WO2017141524A1 - 撮像装置、撮像方法及び撮像システム - Google Patents

撮像装置、撮像方法及び撮像システム Download PDF

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WO2017141524A1
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speckle
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一木　洋
中尾　勇
哲朗 桑山
岸井　典之
悠策 中島
健 松井
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Definitions

  • This technology relates to an imaging device. More specifically, the present invention relates to an imaging apparatus, an imaging method, and an imaging system capable of detecting a focus for imaging a speckle image.
  • Patent Document 1 In order to grasp the shape and structure of a biological sample such as blood vessels and cells, an imaging device and an imaging method using an optical method have been developed (see Patent Document 1).
  • an interference light image is captured by light reflected from and interfered with light from a light emitting unit at a first timing, and light emitted from the object at a second timing. Taking a luminescent image.
  • Speckle is a phenomenon in which a spot-like swaying pattern appears on the irradiated surface in accordance with the uneven shape of the irradiated surface.
  • speckle is a technique in which a method of imaging a flow path such as a blood vessel using speckle, which is one of noises.
  • Speckle is a random interference / diffraction pattern due to scattering in the optical path.
  • the magnitude of speckle is represented by an index called speckle contrast, which is a value obtained by dividing the standard deviation of the intensity distribution by the average of the intensity distribution.
  • the speckle pattern changes every moment due to changes in the fine shape caused by the flow.
  • an imaging device is installed on the image plane and the fluid is imaged with an exposure time sufficiently longer than the change in the speckle pattern, the speckle contrast of the blood flowing part, that is, the blood vessel part is time-averaged. It decreases by.
  • Angiography can be performed by utilizing such a change in speckle contrast.
  • the speckle pattern is measured by a monocular camera, so the focus of imaging cannot be confirmed compared to normal bright-field imaging, resulting in low resolution.
  • the image is captured.
  • problems such as large particulate noise due to speckles and inability to acquire depth information of an image to be captured.
  • the main object of the present technology is to provide an imaging technology capable of detecting a focal point even with a speckle image imaging device.
  • the present technology provides a speckle image obtained from a coherent light source that irradiates an imaging target with coherent light, an incoherent light source that irradiates the imaging target with incoherent light, and scattered light of the imaging target that is illuminated with the coherent light.
  • a speckle image imaging unit for imaging, a non-speckle image imaging unit for imaging a non-speckle image obtained from reflected light of the imaging target illuminated with the incoherent light, and a focal point of the non-speckle image imaging unit There is provided an imaging apparatus comprising: a focus detection unit that detects a focus of the speckle image imaging unit based on a position.
  • the imaging apparatus is further based on a focus adjusting unit that adjusts a focal length of the speckle image imaging unit with respect to a focus of the non-speckle image imaging unit, and a focus adjusted by the focus adjusting unit. And a display unit that displays the speckle image captured in this manner.
  • the imaging device may further include an aberration correction unit that corrects an aberration generated between the non-speckle image imaging unit and the speckle image imaging unit.
  • the aberration correction unit may be configured to correct chromatic aberration.
  • the imaging apparatus further includes a region-of-interest specifying unit that specifies an arbitrary region of interest in the non-speckle image captured by the non-speckle image capturing unit, and a region-of-interest specifying by the region-of-interest specifying unit And a light irradiation adjustment unit that adjusts the irradiation position of the coherent light source based on the information.
  • the present technology includes a coherent light source that irradiates an imaging target with coherent light, and An incoherent light source that irradiates the imaging target with incoherent light, a speckle image imaging device that captures a speckle image obtained from the scattered light of the imaging target illuminated with the coherent light, and the incoherent light is illuminated And detecting the focus of the speckle image capturing device based on the non-speckle image capturing device that captures a non-speckle image obtained from the reflected light of the imaging target and the focal position of the non-speckle image capturing device.
  • An imaging system comprising a focus detection device is also provided.
  • the imaging system further includes a focus adjustment device that adjusts a focal length of the speckle image imaging device with respect to a focus of the non-speckle image imaging device, and a spec imaged based on the focus adjusted by the focus adjustment device. And a display device for displaying the image.
  • the imaging system according to the present technology may further include an aberration correction device that corrects an aberration generated between the non-speckle image imaging device and the speckle image imaging device.
  • the aberration correction device may be configured to correct chromatic aberration.
  • the imaging system further includes a region-of-interest specifying device that specifies an arbitrary region of interest in the non-speckle image captured by the non-speckle image capturing device, and a region-of-interest specifying by the region-of-interest specifying device. And a light irradiation adjusting device that adjusts an irradiation position of the coherent light source based on the information.
  • the present technology is obtained from a coherent light irradiation step of irradiating an imaging target with coherent light, an incoherent light irradiation step of irradiating the imaging target with incoherent light, and scattered light of the imaging target irradiated with the coherent light.
  • an imaging method including a focus detection step of detecting a focus for imaging the speckle image based on a focus position in the imaging step.
  • the present technology in the speckle image imaging technology, a focus can be detected, and as a result, a speckle image with high resolution can be obtained.
  • the effect described here is not necessarily limited, and may be any effect described in the present technology.
  • Imaging device according to first embodiment (1) Coherent light source (2) Incoherent light source (3) Speckle image imaging unit (4) Non-speckle image imaging unit (5) Focus detection unit (6) Synthesis unit (7) Analysis unit (8) Storage unit (9) Display unit (10) Imaging target 2. Imaging device according to second embodiment (1) Focus adjustment unit 3. Imaging device according to third embodiment (1) Aberration correction unit 4.
  • Imaging device according to fourth embodiment (1) Region of interest specifying unit (2) Light irradiation adjusting unit Imaging system according to the present technology (1) Coherent light source (2) Incoherent light source (3) Speckle image imaging device (4) Non-speckle image imaging device (5) Focus detection device (6) Composition device (7) Analysis device (8) Storage device (9) Display device (10) Focus adjustment device (11) Aberration correction device (12) Region of interest specifying device (13) Light irradiation adjustment device Imaging Method in First Embodiment (1) Coherent Light Irradiation Step (2) Incoherent Light Irradiation Step (3) Speckle Image Imaging Step (4) Non-Speckle Image Imaging Step (5) Focus Detection Step (6) Synthesis Step (7) Analysis step (8) Storage step (9) Display step (10) Focus adjustment step (11) Aberration correction step (12) Region of interest specification step (13) Light irradiation adjustment step
  • FIG. 1 is a schematic conceptual diagram schematically showing a first embodiment of an imaging device according to the present technology.
  • the imaging device 1 according to the first embodiment includes at least a coherent light source 11, an incoherent light source 12, a speckle image imaging unit 13, a non-speckle image imaging unit 14, and a focus detection unit 15.
  • a synthesis unit 16 an analysis unit 17, a storage unit 18, a display unit 19, and the like as necessary.
  • the coherent light source 11 irradiates the imaging target O with coherent light.
  • the coherent light emitted from the coherent light source 11 means that the phase relationship of light waves at two arbitrary points in the light beam is constant in time and constant, and is divided again by giving a large optical path difference after dividing the light beam by an arbitrary method. Together, this refers to light that exhibits complete coherence.
  • the type of the coherent light source 11 is not particularly limited as long as the effect of the present technology is not impaired.
  • An example is laser light.
  • Examples of the coherent light source 11 that emits laser light include an argon ion (Ar) laser, a helium-neon (He-Ne) laser, a die laser, a krypton (Cr) laser, a semiconductor laser, or a semiconductor laser and a wavelength.
  • One or more solid lasers combined with conversion optical elements can be used in any combination.
  • the incoherent light source 12 irradiates the imaging target O with incoherent light.
  • the incoherent light refers to light that hardly shows coherence like object light (object wave).
  • the wavelength of the incoherent light is preferably approximately the same as the wavelength of the coherent light emitted from the coherent light source 11, when the incoherent light is irradiated, a bandpass filter is used for the incoherent light. It is preferable to employ a configuration capable of adjusting the wavelength.
  • the type of the incoherent light source 12 is not particularly limited as long as the effect of the present technology is not impaired.
  • An example is a light emitting diode.
  • Other light sources include a xenon lamp, a metal halide lamp, a high-pressure mercury lamp, and the like.
  • the imaging device 1 includes a speckle image imaging unit 13.
  • the speckle image capturing unit 13 captures speckle based on the scattered light obtained from the imaging target O irradiated with the coherent light. More specifically, speckle imaging is performed based on the focus detected by the focus detection unit 15.
  • the imaging method performed by the speckle image imaging unit 13 is not particularly limited as long as the effect of the present technology is not impaired, and one or more known imaging methods can be selected and used in any combination.
  • an imaging method using an imaging element such as a CCD (Charge-Coupled Device) or a CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor) sensor can be given.
  • the speckle image capturing unit 13 may measure the speckle luminance distribution in the captured image.
  • speckle due to scattering of the object is observed on the image plane.
  • the speckle image capturing unit 13 measures the speckle brightness distribution in the captured image using, for example, a luminance meter.
  • the method for measuring the luminance distribution is not particularly limited as long as the effect of the present technology is not impaired, and one or more known calculation methods can be selected and used in any combination.
  • the speckle image capturing unit 13 for example, an image in which a pseudo blood vessel in which pseudo blood flows is mapped based on the speckle luminance distribution is generated.
  • the speckle is a random interference / diffraction pattern as described above, when the scattering fluid such as blood moves or changes with time, the speckle also changes with time. For this reason, the boundary between the fluid and the other part can be observed.
  • the speckle image capturing unit 13 has a configuration in which, for example, leveling is performed using a plurality of speckle images so as to reduce speckle image unevenness in order to clarify a portion where speckles are generated. It may be.
  • the imaging device 1 includes a non-speckle image imaging unit 14.
  • the non-speckle image capturing unit 14 captures a bright-field image based on the reflected light obtained from the imaging target O irradiated with incoherent light.
  • the incoherent light is light that hardly shows coherence
  • the captured image based on the incoherent light does not generate speckles that are random interference / diffraction patterns.
  • a captured image in which speckle does not occur is referred to as a “non-speckle image”. Since the imaging method performed in the non-speckle image imaging unit 14 is the same as the imaging method performed in the speckle image imaging unit 13, the description thereof is omitted here.
  • the imaging device 1 includes a focus detection unit 15 that detects a focus for capturing the speckle image. Since speckles are random interference / diffraction patterns, it is difficult to confirm the focus when imaging the speckles.
  • a focus detection unit 15 that detects a focus for capturing the speckle image. Since speckles are random interference / diffraction patterns, it is difficult to confirm the focus when imaging the speckles.
  • an interference optical path that forms one speckle shape from one point of the object to be imaged O Passes near the optical axis on the imager with respect to the principal ray of the imaging system in the front side off-focus, and passes through a point away from the optical axis in the back side off-focus.
  • the speckle moves in the same direction as the moving object or in a different direction. In the following description, this phenomenon is referred to as “speckle correlation phenomenon”.
  • the focus detection unit 15 detects the focus of the speckle image capturing unit 13. More specifically, first, as a first step, the focal position of the speckle image capturing unit 13 is arranged closer to the user than the focal position of the non-speckle image, and the movement direction of the speckle is confirmed. . Next, as a second step, the focal position of the speckle image capturing unit 13 is arranged on the far side of the user from the focal position of the non-speckle image, and the moving direction of the speckle is confirmed.
  • the focal position of the speckle image capturing unit 13 disposed on the near side or the rear side is gradually brought closer to the focal position of the non-speckle image capturing unit 14, and the speckle is a moving object on the bright field image.
  • the focus position that does not move is detected.
  • the focus detection unit 15 can detect the focus of the speckle image in which the speckle does not move on the image by using the correlation phenomenon of the speckle.
  • the detection method is merely an example, and in the method, the second step is performed after the first step, but the first step may be performed after the second step.
  • the imaging device 1 includes the synthesis unit 16.
  • the speckle image captured by the speckle image capturing unit 13 and the non-speckle image captured by the non-speckle image capturing unit 14 are combined.
  • the speckle composite image is created by superimposing the image information of the non-speckle image and the image information of the speckle image.
  • the method for creating the speckle composite image is not particularly limited, and a known method can be employed.
  • the imaging device 1 may include the analysis unit 17 as necessary.
  • the analysis unit 17 the state of the imaging target O is analyzed using the speckle composite image created by the synthesis unit 16.
  • the analysis unit 17 can also analyze the speckle movement speed using the speckle correlation phenomenon observed when the focus detection unit 15 detects the focus. That is, as described above, in the speckle correlation phenomenon, the speckle moves relative to the moving object on the bright field image. Therefore, the analyzing unit 17 can observe the moving image in a state where the focal position of the speckle image capturing unit 13 is displaced from the focal position of the bright field image, and can measure the moving speed of the speckle. It may be configured as follows. In such a case, for example, when the imaging target O is a blood vessel, when a scattering fluid such as blood moves or changes with time, the speckles also change with time. Therefore, the blood flow velocity can be measured by the analysis unit 17. Note that the analysis unit 17 is not essential for the imaging device 1 according to the present technology, and can also analyze the state of the imaging target O using an external analysis device or the like.
  • the imaging device 1 includes a speckle image captured by the speckle image imaging unit 13, a non-speckle image captured by the non-speckle image imaging unit 14, and the synthesis unit 16.
  • the image processing apparatus may further include a storage unit 18 that stores the created speckle composite image, the focus of the speckle image detected by the focus detection unit 15, the analysis result analyzed by the analysis unit 17, and the like.
  • the storage unit 18 is not essential in the imaging device 1 according to the present technology.
  • an external storage device can be connected to store the speckle image or the like.
  • the imaging device 1 includes a speckle image captured by the speckle image imaging unit 13, a non-speckle image captured by the non-speckle image imaging unit 14, and the synthesis unit 16.
  • a display unit 19 that displays the created composite image, the analysis result analyzed by the analysis unit 17, and the like can be further provided. Further, the display unit 19 can display the luminance distribution measured by the speckle image capturing unit 13 and the non-speckle image capturing unit 14 so as to be superimposed on the speckle image.
  • the display unit 19 is not essential in the imaging device 1 according to the present technology, and for example, the imaging target O can be irradiated with light using an external monitor or the like.
  • imaging device 1 can be suitably used for imaging in which an imaging target O includes a fluid. Due to the nature of speckles, speckles are unlikely to be generated from the fluid. Therefore, when imaging is performed using the imaging apparatus 1 according to the present technology and includes a fluid, the boundary between the fluid and other portions, the flow velocity of the fluid, and the like can be obtained.
  • the imaging object O can be a living tissue, and the fluid can be blood.
  • the imaging apparatus 1 according to the present technology is mounted on a surgical microscope, a surgical endoscope, or the like, it is possible to perform a surgery while confirming the position of a blood vessel. Therefore, safer and more accurate surgery can be performed, which can contribute to further development of medical technology.
  • the focus detection unit 15 can detect a focus for capturing a speckle image, and thus can acquire a speckle image with high resolution. it can.
  • speckles according to temporal fluctuations in blood can be observed, so that an image capable of accurately recognizing blood cell channels can be acquired. .
  • the living tissue for example, the heart.
  • FIG. 2 is a schematic conceptual diagram illustrating an imaging device according to a second embodiment to which the present technology can be applied.
  • the imaging apparatus 201 according to the second embodiment includes a focus adjustment unit 21 that adjusts the focal length of the speckle image imaging unit, and the focus of the display unit 19 is adjusted by the focus adjustment unit 21.
  • the coherent light source 11, the incoherent light source 12, the speckle image capturing unit 13, the non-speckle image capturing unit 14, and the focus detection unit 15 are the same, and further combined if necessary.
  • An imaging apparatus 201 includes the focus adjustment unit 21.
  • the focus adjusting unit 21 performs a process of changing the focal length of the speckle image capturing unit 13 at the stage of detecting the focus when the focus detecting unit 15 captures a speckle image.
  • the process performed by the focus detection unit 15 that is, the process of moving the focal position of the speckle image imaging unit 13 relative to the focal position of the non-speckle image imaging unit 14.
  • the operation of placing the focal position of the speckle image capturing unit 13 closer to the user than the focal position of the non-speckle image, or the focal position of the speckle image capturing unit 13 is set to the position of the non-speckle image.
  • An operation of placing the user on the back side of the user with respect to the focal position is performed.
  • the focus adjusted by the focus adjustment unit 21 is input to the speckle image imaging unit 13 via the focus detection unit 15, and the speckle image imaging unit 13 Will capture a speckle image based on the input information.
  • a speckle image picked up based on the detected focus is displayed on the display unit 19.
  • the display unit 19 is configured to display an image observed in the processing stage of the focus adjustment unit 21 in a state where the speckle is moving relative to the moving object on the imaging target O. ing.
  • the speckle image that is provided with the focus adjustment unit 21 and that is displayed on the basis of the focus detected by the focus adjustment unit 21 by the display unit 19 is displayed. Since it is configured to display, it is possible to accurately grasp the moving direction of the speckle relative to the moving object on the bright field image by using the speckle correlation phenomenon. As a result, for example, when a blood vessel is imaged, the direction of blood cell flow can be accurately grasped, and the type of blood vessel such as whether the imaged blood vessel is an artery or a vein can also be grasped.
  • FIG. 3 is a schematic conceptual diagram of an imaging apparatus 301 according to the third embodiment.
  • the imaging apparatus 301 according to the third embodiment is different from the imaging apparatus 1 according to the first embodiment in that an aberration correction unit 31 is provided.
  • the coherent light source 11, the incoherent light source 12, the speckle image capturing unit 13, the non-speckle image capturing unit 14, and the focus detection unit 15 are the same, and further combined if necessary.
  • storage part 18, the display part 19, and the focus adjustment part 21 is the same.
  • the description of the imaging device 301 according to the third embodiment below, the description of the configuration common to the imaging device 1 according to the first embodiment is omitted.
  • the aberration correction unit 31 will be described.
  • a speckle image is captured by the speckle image imaging unit 13 and a non-speckle image is captured by the non-speckle image imaging unit 14. That is, the imaging device 301 constitutes a compound eye imaging device. For this reason, in the imaging device 301, aberration occurs between the speckle image and the non-speckle image. In such a case, when creating a composite image in which the non-speckle image and the speckle image are superimposed, it is necessary to eliminate the aberration as much as possible.
  • the aberration correction unit 31 performs processing for correcting the aberration.
  • the type of aberration that can be corrected by the aberration correction unit 31 is not particularly limited, and includes spherical aberration, coma aberration, astigmatism, chromatic aberration (axial chromatic aberration, lateral chromatic aberration), wavefront aberration, field curvature, distortion image, and the like.
  • known aberrations can be corrected, among these, the imaging apparatus according to the present technology uses two types of light sources having different wavelengths, and thus is preferably configured to particularly correct chromatic aberration.
  • the method for correcting the aberration is not particularly limited, and a known method can be employed. For example, a method using a deformable mirror or a method for correcting the acquired image itself can be used.
  • the imaging apparatus 301 may include the aberration measuring unit 32 that measures the aberration.
  • the aberration measuring unit 32 can measure aberration using a known method. For example, it may be possible to employ a method of analyzing interference fringes by optical interference measurement.
  • the aberration measured by the aberration measuring unit 32 is input to the aberration correcting unit 31, and the aberration correcting unit 31 is configured to correct the aberration based on the input information.
  • the aberration correction unit 31 corrects aberrations, particularly chromatic aberration, generated between the speckle image and the non-speckle image. Therefore, the resolution of the speckle image and the non-speckle image can be improved, and the resolution of the composite image composed of the speckle image and the non-speckle image can also be improved. As a result, for example, when a blood vessel through which blood flows is imaged, the relative position of the blood vessel with respect to the living tissue can be accurately observed.
  • FIG. 3 is a schematic conceptual diagram of an imaging apparatus 401 according to the fourth embodiment.
  • the imaging device 401 according to the fourth embodiment is different from the imaging device 1 according to the first embodiment in that the region of interest specifying unit 41 and the light irradiation adjustment unit 42 are provided.
  • the coherent light source 11, the incoherent light source 12, the speckle image capturing unit 13, the non-speckle image capturing unit 14, and the focus detection unit 15 are the same, and further combined if necessary.
  • Region-of-interest specifying unit 41 for specifying a region for a user to observe from a non-speckle image. More specifically, the non-speckle image displayed by the display unit 19 is confirmed, and an arbitrary region showing interest when the user observes is selected. Thereafter, the region of interest specifying unit 41 detects position information of the region of interest selected by the user. Furthermore, the region of interest in the imaging target O shown on the non-speckle image is specified based on the information on the detected region of interest.
  • the specific method performed in the said region of interest specific part 41 is not specifically limited, A well-known method can be used. For example, the region-of-interest specifying unit 41 detects the position information of each pixel related to the horizontal direction and the vertical direction of the composite image including the region of interest selected by the user, and specifies the region of interest based on the position information. And so on.
  • the imaging apparatus 401 includes a light irradiation adjustment unit 42 for irradiating light to the region of interest specified by the region of interest specification unit 41.
  • the configuration of the light irradiation adjusting unit 42 is not particularly limited.
  • the light irradiation adjusting unit 42 has a configuration of a biaxial actuator that moves the incoherent light source 12 in the horizontal and vertical directions and stops the light.
  • the light irradiation adjusting unit 42 moves the incoherent light source 12 based on the position information of the region of interest detected by the region of interest specifying unit 41 so that the region of interest is irradiated with incoherent light. Adjust the irradiation direction.
  • the user can irradiate only the region of interest with incoherent light.
  • the speckle intensity distribution can be maximized in the region of interest.
  • the coherency of the incoherent light can be kept constant.
  • FIG. 6 is a schematic conceptual diagram schematically showing the imaging system 501 according to the first embodiment of the present technology.
  • the imaging system 501 includes at least a coherent light source 110, an incoherent light source 120, a speckle image imaging device 130, a non-speckle image imaging device 140, and a focus detection device 150.
  • the image forming apparatus may include a synthesis device 160, an analysis device 170, a storage device 180, a display device 190, a focus adjustment device 210, an aberration correction device 220, a region of interest specifying device 230, and a light irradiation adjustment device 240 as necessary. Good.
  • each device will be described.
  • the coherent light source 110 irradiates the imaging target O with coherent light.
  • the coherent light emitted from the coherent light source 110 means that the phase relationship of light waves at two arbitrary points in the light beam is constant in time and constant, and is divided again by giving a large optical path difference after dividing the light beam by an arbitrary method. Together, this refers to light that exhibits complete coherence.
  • the type of the coherent light source 110 is not particularly limited as long as the effect of the present technology is not impaired.
  • An example is laser light.
  • Examples of the coherent light source 110 that emits laser light include an argon ion (Ar) laser, a helium-neon (He-Ne) laser, a die laser, a krypton (Cr) laser, a semiconductor laser, or a semiconductor laser and a wavelength.
  • One or more solid lasers combined with conversion optical elements can be used in any combination.
  • the incoherent light source 120 irradiates the imaging target O with incoherent light.
  • the incoherent light refers to light that hardly shows coherence like object light (object wave).
  • the wavelength of the incoherent light is preferably about the same as the wavelength of the coherent light emitted from the coherent light source 110, when the incoherent light is irradiated, a bandpass filter is used. It is preferable to employ a configuration capable of adjusting the wavelength.
  • the type of the incoherent light source 120 is not particularly limited as long as the effect of the present technology is not impaired.
  • An example is a light emitting diode.
  • Other light sources include a xenon lamp, a metal halide lamp, a high-pressure mercury lamp, and the like.
  • An imaging system 501 includes a speckle image imaging device 130.
  • speckle imaging is performed based on scattered light obtained from the imaging object O irradiated with the coherent light.
  • the imaging method performed by the speckle imaging device 130 is not particularly limited as long as the effect of the present technology is not impaired, and one or more known imaging methods can be selected and used in any combination.
  • an imaging method using an imaging element such as a CCD (Charge-Coupled Device) or a CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor) sensor can be given.
  • the speckle image capturing apparatus 130 may be configured to measure the speckle luminance distribution in the captured image.
  • speckle luminance distribution when an object illuminated with coherent light is observed with an imaging optical system, speckle due to scattering of the object is observed on the image plane.
  • a brightness distribution of speckle in the captured image is measured using a luminance meter.
  • the method for measuring the luminance distribution is not particularly limited as long as the effect of the present technology is not impaired, and one or more known calculation methods can be selected and used in any combination.
  • the speckle image capturing device 130 for example, an image or the like in which a pseudo blood vessel in which pseudo blood flows is mapped based on the speckle luminance distribution is generated.
  • the speckle is a random interference / diffraction pattern as described above, when the scattering fluid such as blood moves or changes with time, the speckle also changes with time. For this reason, the boundary between the fluid and the other part can be observed.
  • the speckle image capturing apparatus 130 has a configuration in which, for example, a plurality of speckle images are leveled to reduce speckle image unevenness in order to clarify a portion where speckles are generated. It may be.
  • An imaging system 501 includes a non-speckle image imaging device 140.
  • a non-speckle image imaging device 140 In the non-speckle image capturing apparatus 140, a bright-field image is captured based on the reflected light obtained from the imaging object O irradiated with incoherent light.
  • the incoherent light is light that hardly shows coherence
  • the captured image based on the incoherent light does not generate speckles that are random interference / diffraction patterns.
  • a captured image in which speckle does not occur is referred to as a “non-speckle image”. Since the imaging method performed in the non-speckle image imaging device 140 is the same as the imaging method performed in the speckle image imaging device 130, the description thereof is omitted here.
  • An imaging system 501 includes a focus detection device 150 that detects a focus for capturing the speckle image. Since speckles are random interference / diffraction patterns, it is difficult to confirm the focus when imaging the speckles.
  • an interference optical path that forms one speckle shape from one point of the object to be imaged O Passes near the optical axis on the imager with respect to the principal ray of the imaging system in the front side off-focus, and passes through a point away from the optical axis in the back side off-focus.
  • the speckle moves in the same direction as the moving object or in a different direction. In the following description, this phenomenon is referred to as “speckle correlation phenomenon”.
  • the focus detection device 150 detects the focus of the speckle image capturing device 130. More specifically, first, as a first step, the focal position of the speckle image capturing device 130 is arranged closer to the user than the focal position of the non-speckle image, and the movement direction of the speckle is confirmed. . Next, as a second step, the focal position of the speckle image capturing device 130 is arranged on the far side of the user from the focal position of the non-speckle image, and the moving direction of the speckle is confirmed.
  • the focal position of the speckle image imaging device 130 disposed on the near side or the rear side is gradually brought closer to the focal position of the non-speckle image imaging device 140, and the speckle is a moving object on the bright field image.
  • the focus position that does not move is detected.
  • the focus detection device 150 can detect the focus of the speckle image where the speckle does not move on the image by using the correlation phenomenon of the speckle.
  • the detection method is merely an example, and in the method, the second step is performed after the first step, but the first step may be performed after the second step.
  • the imaging system 501 includes a synthesizer 160 as necessary.
  • the synthesizing device 160 synthesizes the speckle image captured by the speckle image capturing device 130 and the non-speckle image captured by the non-speckle image capturing device 140.
  • the composite image is created by superimposing the image information of the speckle image and the image information of the non-speckle image.
  • the method for creating the composite image is not particularly limited, and a known method can be adopted.
  • the imaging system 501 may include an analysis device 170 as necessary.
  • the analysis device 170 analyzes the state of the imaging target O using the speckle composite image created by the synthesis device 160.
  • the analysis device 170 can also analyze the speckle movement speed by using the speckle correlation phenomenon observed when the focus detection device 150 detects the focus. That is, as described above, in the speckle correlation phenomenon, the speckle moves relative to the moving object on the bright field image. For this reason, the analysis device 170 can observe the moving image in a state where the focal position of the speckle image capturing device 130 is displaced from the focal position of the bright field image, and can measure the moving speed of the speckle. It may be like this. In such a case, for example, when the imaging target O is a blood vessel, when a scattering fluid such as blood moves or changes with time, the speckles also change with time. For this reason, the blood flow velocity can be measured by the analysis device 170.
  • the analysis device 170 is not essential for the imaging system 501 according to the present technology, and the state of the imaging target O can be analyzed using an external analysis device or the like.
  • the imaging system 501 includes a speckle image captured by the speckle image capturing device 130, a non-speckle image captured by the non-speckle image capturing device 140, and the combining device 160.
  • a storage device 180 may be further provided for storing the created speckle composite image, the focus of the speckle image detected by the focus detection device 150, the analysis result analyzed by the analysis device 170, and the like.
  • the storage device 180 is not essential in the imaging system 501 according to the present technology.
  • an external storage device can be connected to store the speckle image or the like.
  • the focus adjusting device 210 performs a process of changing the focal length of the speckle image capturing device 130 at the stage of detecting the focus when the focus detecting device 150 captures a speckle image. Specifically, the processing performed by the focus detection device 150 of the imaging device 1 according to the first embodiment, that is, the focal position of the speckle image imaging device 130 is changed to the focal position of the non-speckle image imaging device 140. The relative movement is performed. The focus adjusted by the focus adjustment device 210 is input to the speckle image capturing device 130, and the speckle image capturing device 130 captures a speckle image based on the input information.
  • the imaging system 501 includes a speckle image captured by the speckle image capturing device 130, a non-speckle image captured by the non-speckle image capturing device 140, and the combining device 160.
  • the display device 190 may be further provided for displaying the speckle composite image created by the above, the analysis result analyzed by the analysis device 170, and the like.
  • the luminance distribution measured by the speckle image capturing device 130 can be displayed superimposed on the speckle image.
  • the display device 190 is not essential in the imaging system 501 according to the present technology.
  • the imaging target O can be irradiated with light using an external monitor or the like.
  • the imaging system 501 In the imaging system 501 according to the present technology, a speckle image is captured by the speckle image capturing device 130, and a non-speckle image is captured by the non-speckle image capturing device 140. That is, the imaging system 501 constitutes a compound eye imaging system. For this reason, in the imaging system 501, aberration occurs between the speckle image and the non-speckle image. In such a case, when creating a composite image in which the non-speckle image and the speckle image are superimposed, it is necessary to eliminate the aberration as much as possible. For this reason, the imaging system according to the present technology preferably includes an aberration correction device 220 that corrects the aberration.
  • the type of aberration that can be corrected by the aberration correction device 220 is not particularly limited, and includes spherical aberration, coma aberration, astigmatism, chromatic aberration (axial chromatic aberration, lateral chromatic aberration), wavefront aberration, field curvature, distortion image, and the like.
  • known aberrations can be corrected, among these, the imaging apparatus according to the present technology uses two types of light sources having different wavelengths, and thus is preferably configured to particularly correct chromatic aberration.
  • the method for correcting the aberration is not particularly limited, and a known method can be employed. For example, a method using a deformable mirror or a method for correcting the acquired image itself can be used.
  • the imaging system 501 may include the aberration measuring unit 221 that measures the aberration.
  • the aberration measuring unit 221 can measure aberration using a known method. For example, it may be possible to employ a method of analyzing interference fringes by optical interference measurement.
  • the aberration measured by the aberration measuring unit 221 is input to the aberration correction device 220, and the aberration correction device 220 is configured to correct the aberration based on the input information.
  • Region-of-interest specifying device An imaging system 501 according to the present technology includes a region-of-interest specifying device 230 for specifying a region for observation from the non-speckle image. More specifically, the non-speckle image displayed by the display device 190 is confirmed, and an arbitrary region showing interest when the user observes is selected. Thereafter, the region of interest specifying device 230 detects position information of the region of interest selected by the user. Furthermore, the region of interest in the imaging target O shown on the non-speckle image is specified based on the information on the detected region of interest.
  • the specific method performed in the said region of interest specific device 230 is not specifically limited, A well-known method can be used. For example, the region-of-interest specifying device 230 detects the position information of each pixel in the horizontal direction and the vertical direction of the composite image including the region of interest selected by the user, and specifies the region of interest based on the position information. And so on.
  • the imaging system 501 includes the region-of-interest specifying device 230
  • light irradiation adjustment for irradiating the region of interest specified by the region-of-interest specifying device 230 with light is provided.
  • the configuration of the light irradiation adjusting device 240 is not particularly limited.
  • the light irradiation adjusting device 240 has a configuration of a biaxial actuator that moves the incoherent light source 120 in the horizontal and vertical directions and stops it.
  • the light irradiation adjusting device 240 moves the incoherent light source 120 so that the region of interest is irradiated with incoherent light based on the position information of the region of interest detected by the region of interest specifying device 230. It is comprised so that an irradiation direction may be adjusted.
  • the imaging system 501 since the focus when the speckle image is captured by the focus detection device 150 can be detected, a speckle image with high resolution can be acquired.
  • speckles according to temporal fluctuations in blood can be observed, so that an image capable of accurately recognizing blood cell channels can be acquired. .
  • the relative position of the blood vessel with respect to the living tissue can be accurately observed.
  • the focus adjustment device 210 when the focus adjustment device 210 is provided, the speckle image captured based on the focus detected by the focus adjustment device 210 is displayed.
  • the aberration correction device 220 when the aberration correction device 220 is provided, it is possible to correct aberration, particularly chromatic aberration, generated between the speckle image and the non-speckle image.
  • the resolution of the speckle image and the non-speckle image can be improved, and the resolution of the composite image composed of the speckle image and the non-speckle image can also be improved.
  • the relative position of the blood vessel with respect to the living tissue can be accurately observed.
  • the user can irradiate only the region of interest with incoherent light.
  • the speckle intensity distribution can be maximized in the region of interest.
  • the coherency of the incoherent light can be kept constant.
  • FIG. 7 is a flowchart of the imaging method according to the present technology.
  • the imaging method according to the first embodiment includes at least a coherent light irradiation step, an incoherent light irradiation step, a speckle image imaging step, a non-speckle image imaging step, and a focus detection step, and if necessary, a synthesis step, An analysis step, a storage step, a display step, a focus adjustment step, an aberration correction step, a region of interest specifying step, and a light irradiation adjustment step may be included.
  • FIG. 1 coherent light irradiation step
  • an incoherent light irradiation step includes at least a coherent light irradiation step, an incoherent light irradiation step, a speckle image imaging step, a non-speckle image imaging step, and a focus detection step, and if necessary, a synthesis step, An analysis step, a storage step, a display step, a focus adjustment step, an aber
  • FIG. 7 also shows the synthesis step, the analysis step, the storage step, the display step, the focus adjustment step, the aberration correction step, the region of interest specifying step, and the light irradiation adjustment step.
  • Each step will be described below in the order of executing the imaging method according to the present technology.
  • the imaging target O is irradiated with incoherent light.
  • the type of the incoherent light source is not particularly limited as long as the effect of the present technology is not impaired.
  • An example is a light emitting diode.
  • Other light sources include a xenon lamp, a metal halide lamp, a high-pressure mercury lamp, and the like.
  • the imaging method according to the present technology may include an aberration correction step S2 as necessary.
  • the aberration correction step S2 since two lights having different wavelengths are irradiated, aberration may occur between the speckle image and the non-speckle image. For this reason, in the aberration correction step S2, the aberration is corrected. More specifically, aberration information is first measured in the aberration correction step S2.
  • the measurement method is not particularly limited, and a known method can be used. For example, it is conceivable to employ a method of analyzing interference fringes by optical interference measurement. After the aberration information is measured in this way, the aberration is corrected based on the aberration information.
  • the method for correcting the aberration is not particularly limited, and a known method can be employed. For example, a method using a deformable mirror or a method for correcting the acquired image itself can be used.
  • Non-Speckle Image Imaging Step in the imaging method according to the present technology, speckle is performed based on the reflected light obtained from the imaging target O irradiated with the incoherent light in the incoherent light irradiation step S1.
  • a non-speckle image i.e., a bright-field image is not captured.
  • the non-speckle image capturing step S3 is performed in a state where the aberration is corrected by the aberration correcting step S2, and a non-speckle image that does not cause aberration is captured.
  • the imaging method in the non-speckle image imaging step S3 is not particularly limited, and one or more known imaging methods can be selected and used in any combination. For example, an imaging method using an imaging element such as a charge coupled device (CCD) or a complementary metal oxide semiconductor (CMOS) sensor can be given.
  • CCD charge coupled device
  • CMOS complementary metal oxide semiconductor
  • the imaging method according to the present technology may include the display process S4 as necessary.
  • this display step S4 the non-speckle image captured in the non-speckle image capturing step S3 is displayed so that the user can recognize it.
  • Focus adjustment process The imaging method according to the present technology may include a focus adjustment process S5 as necessary.
  • a process of changing the focal length when capturing the speckle image of the imaging target O is performed.
  • the focal position in the speckle image imaging device is relatively moved with respect to the focal position detected at the time of imaging in the speckle image imaging step S3.
  • the process of arranging the focal position of the speckle image capturing on the near side of the user from the focal position of the non-speckle image capturing, or the focal position of the speckle image capturing is the focal position of the non-speckle image capturing.
  • inner side is performed.
  • the focus detection step S6 is performed after the focus adjustment step S5. Specifically, by performing the focus adjustment step S5, the speckle correlation phenomenon occurs due to the nature of speckle. That is, when the focal position of the speckle image capturing is moved relative to the focal position of the non-speckle image capturing, the speckle moves in the same direction as the moving object or in a different direction with respect to the moving object displayed in the bright field image. And move. Using this, in the focus detection step S6, an imaging position where the speckle does not move is detected as a focus position of the speckle image with respect to the moving object displayed in the bright field image.
  • Region-of-interest specifying step S7 The imaging method according to the present technology may include a region-of-interest specifying step S7 as necessary.
  • this region-of-interest specifying step S7 first, the user confirms the non-speckle image displayed in the display step S4 and selects an arbitrary region of interest when observing. Specifically, the position information of the region of interest on the non-speckle image is detected, and the region of interest in the imaging target O shown on the composite image is specified based on the position information.
  • the identification method in this region of interest identification process S7 is not specifically limited, A well-known method can be used. For example, in a non-speckle image, a method of detecting the position information of each pixel in the horizontal direction and the vertical direction of the non-speckle image including the region of interest and specifying the region of interest based on this is considered.
  • the imaging method according to the present technology may include a light irradiation adjustment process S8 as necessary.
  • the irradiation position and irradiation amount of the coherent light source are adjusted.
  • the region of interest is irradiated with coherent light. Adjust the irradiation position and irradiation amount of the coherent light source.
  • Coherent light irradiation process In the imaging method according to the present technology, after the light irradiation adjustment process S8, the irradiation position and the irradiation amount of the coherent light source are adjusted by the light irradiation adjustment process S8. A coherent light irradiation step S9 for irradiating coherent light is performed.
  • the light source of the coherent light is not particularly limited as long as the effects of the present technology are not impaired, and examples thereof include laser light.
  • coherent light sources that emit laser light include argon ion (Ar) laser, helium-neon (He-Ne) laser, die laser, krypton (Cr) laser, semiconductor laser, or semiconductor laser and wavelength conversion.
  • One or two or more solid lasers combined with optical elements can be used in any combination.
  • speckle image imaging step S10 In the imaging method according to the present technology, after the coherent light irradiation step S9, speckle imaging is performed based on scattered light obtained from the imaging target O irradiated with coherent light. Is called.
  • the imaging method in the speckle image imaging step S10 is not particularly limited, and one or more known imaging methods can be selected and used in any combination. For example, an imaging method using an imaging element such as a charge coupled device (CCD) or a complementary metal oxide semiconductor (CMOS) sensor can be given.
  • CCD charge coupled device
  • CMOS complementary metal oxide semiconductor
  • the aberration correction step S2 is performed before the non-speckle image capturing step S3. However, in order to obtain a high-resolution speckle image, the speckle image capturing step S10 is performed. It is preferable to perform the aberration correction step S2 even before the operation.
  • the imaging method according to the present technology includes a non-speckle image captured by the non-speckle image capturing step S3 and a speckle image captured by the speckle image capturing step S10 as necessary. And a synthesis step S11 for synthesizing. Specifically, a composite image is created by superimposing a speckle image on the non-speckle image.
  • the method for creating the composite image is not particularly limited, and a known method can be adopted.
  • the imaging method according to the present technology may include an analysis step S12 that analyzes the state of the imaging target O based on the synthesized image created in the synthesis step S11 as necessary.
  • this analysis step S12 the moving speed of the scattered fluid projected as speckles can be analyzed based on the speckle relative phenomenon detected in the focus adjustment step S5.
  • Storage step The imaging method according to the present technology is such that, after the analysis step S12 is performed, the non-speckle image captured by the non-speckle image imaging step S3 and the speckle image imaging step, as necessary.
  • the speckle image captured in S10, the focal point for capturing the speckle image detected in the focus detection step S6, the composite image created in the synthesis step S11, the analysis result in the analysis step S12, and the like are stored. You may provide memory
  • the imaging method according to the present technology may include the display process S14 as necessary after the storage process S13 is performed.
  • this display step S14 the speckle image captured in the speckle image capturing step S10, the focal point for capturing the speckle image detected in the focus detection step S6, and the speckle created in the combining step S11.
  • the composite image, the analysis result in the analysis step S12, and the like are displayed so that the user can recognize them.
  • the focus detection step S6 since the focus detection step S6 is included, it is possible to detect a focus when capturing a speckle image, and to acquire a high-resolution speckle image. it can.
  • speckles according to temporal fluctuations in blood can be observed, so that an image capable of accurately recognizing blood cell channels can be acquired. .
  • the relative position of the blood vessel with respect to the living tissue can be accurately observed.
  • the focus adjustment step S5 when the focus adjustment step S5 is included, the speckle correlation phenomenon is used to accurately grasp the moving direction of the speckle with respect to the moving object on the bright field image. be able to.
  • the type of blood vessel such as whether the imaged blood vessel is an artery or a vein.
  • the aberration correction step S2 when the aberration correction step S2 is included, the aberration generated between the speckle image and the non-speckle image can be corrected.
  • the resolution of non-speckle images can be improved.
  • the resolution of the composite image composed of the speckle image and the non-speckle image can be improved.
  • the imaging method according to the present technology when the region of interest specifying step S7 and the light irradiation adjusting step S8 are included, since the user can irradiate only the region of interest with incoherent light, the imaging is performed.
  • the speckle intensity distribution can be maximized in the region of interest.
  • the irradiation range of the incoherent light can be limited to the range of the region of interest, that is, the necessary minimum illumination intensity can be obtained, the coherency of the incoherent light can be kept constant.
  • the imaging apparatus may also have the following configuration.
  • a coherent light source that irradiates the imaging target with coherent light; and An incoherent light source that irradiates the imaging object with incoherent light; and A speckle image capturing unit that captures a speckle image obtained from the scattered light of the imaging target illuminated with the coherent light;
  • a non-speckle image capturing unit that captures a non-speckle image obtained from the reflected light of the imaging target illuminated with the incoherent light;
  • a focus detection unit that detects a focus of the speckle image imaging unit based on a focal position of the non-speckle image imaging unit;
  • An imaging apparatus comprising: (2) And a focus adjusting unit that adjusts a focal length of the speckle image capturing unit with respect to a focus of the non-speckle image capturing unit;
  • a display unit that displays a speckle image captured based on the focus adjusted by the focus adjustment unit;
  • the imaging apparatus according to (1) comprising: (3) The imaging apparatus according to (1),
  • the imaging apparatus wherein the aberration correction unit corrects chromatic aberration.
  • a region-of-interest specifying unit that specifies an arbitrary region of interest in the non-speckle image captured by the non-speckle image capturing unit,
  • a light irradiation adjusting unit that adjusts the irradiation position of the coherent light source based on the region of interest specifying information by the region of interest specifying unit;
  • the imaging system according to the present technology can also have the following configuration.
  • a coherent light source that irradiates the imaging target with coherent light; and An incoherent light source that irradiates the imaging object with incoherent light; and A speckle image imaging device that captures a speckle image obtained from the scattered light of the imaging target illuminated with the coherent light;
  • a non-speckle image capturing apparatus that captures a non-speckle image obtained from the reflected light of the imaging target illuminated with the incoherent light;
  • a focus detection device for detecting a focus of the speckle image capturing device based on a focal position of the non-speckle image capturing device;
  • An imaging system comprising: (7) A focus adjusting device for adjusting a focal length of the speckle image capturing device with respect to a focus of the non-speckle image capturing device;
  • a display device that displays a speckle image captured based on the focus adjusted by the focus adjustment device;
  • the imaging system according to (6) comprising: (8)
  • a region-of-interest specifying device that specifies an arbitrary region of interest in the non-speckle image captured by the non-speckle image capturing device;
  • a light irradiation adjusting device that adjusts the irradiation position of the coherent light source based on the region of interest specifying information by the region of interest specifying device;
  • Imaging device 11 Coherent light source 12 Incoherent light source 13 Speckle image imaging unit 14 Non-speckle image imaging unit 15 Focus detection unit

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Abstract

スペックル画像の撮像装置であっても、焦点を検出することができる撮像技術を提供する。　コヒーレント光を撮像対象に照射するコヒーレント光源と、インコヒーレント光を撮像対象に照射するインコヒーレント光源と、前記コヒーレント光が照明された前記撮像対象の散乱光から得られるスペックル画像を撮像するスペックル画像撮像部と、前記インコヒーレント光が照明された前記撮像対象の反射光から得られる非スペックル画像を撮像する非スペックル画像撮像部と、前記非スペックル画像撮像部の焦点位置に基づいて、前記スペックル画像撮像部の焦点を検出する焦点検出部と、を備える、撮像装置。

Description

撮像装置、撮像方法及び撮像システム
　本技術は、撮像装置に関する。より詳しくは、スペックル画像を撮像するための焦点を検出可能な撮像装置、撮像方法及び撮像システムに関する。
　従来、血管や細胞などといった生体試料の形状や構造等を把握するため、光学的手法を用いた撮像装置や撮像方法が開発されている（特許文献１参照）。
　この特許文献１に記載の撮像システムでは、第一のタイミングで発光部からの光がオブジェクトに反射して干渉した光により干渉光画像を撮像し、第二のタイミングでオブジェクトから発せられた光の発光画像を撮像している。
　一方、血管等の流路を撮像対象とした、光学的手法を用いたイメージング技術においては、様々なノイズの発生が検出精度の低下をもたらすことが懸念されており、そのノイズの一つとして、スペックルが知られている。スペックルは、照射面の凹凸形状に応じて、照射面上に斑点状の揺れ動くパターンが出現する現象である。近年では、ノイズの一つであるスペックルを利用した血管等の流路を撮像する方法に関しても技術が開発されつつある。
　スペックルは、光路中の散乱等によるランダムな干渉・回折パターンである。また、スペックルの大小は、強度分布の標準偏差を強度分布の平均で割った値であるスペックルコントラストという指標で表される。コヒーレント光を用いて照明された撮像対象を、結像光学系を用いて観察すると、像面で撮像対象の散乱によるスペックルが観測される。そして、撮像対象が動いたり形状変化したりすると、それに応じたランダムなスペックルパターンが観測される。
　血液のような光散乱流体を観察すると、流れによる微細形状の変化によってスペックルパターンは刻一刻と変化する。その際、像面に撮像素子を設置し、スペックルパターンの変化よりも十分長い露光時間で流体を撮影すると、血液の流れている部分、即ち血管の部分のスペックルコントラストは、時間平均化することにより減少する。このようなスペックルコントラストの変化を利用することで、血管造影を行うことができる。
特開２００９－１３６３９６号公報
　このようなスペックルを用いた撮像装置では単眼のカメラによりスペックルパターンを測定しているため、通常の明視野撮像に比べ、撮像の焦点を確認することができず、その結果解像度が低いスペックル画像が撮像されてしまう。また、スペックルに起因する粒子性ノイズが大きい、撮像される画像の奥行情報が取得できないなどの課題もあった。
　そこで、本技術では、スペックル画像の撮像装置であっても、焦点を検出することができる撮像技術を提供することを主目的とする。
　本技術は、コヒーレント光を撮像対象に照射するコヒーレント光源と、インコヒーレント光を撮像対象に照射するインコヒーレント光源と、前記コヒーレント光が照明された前記撮像対象の散乱光から得られるスペックル画像を撮像するスペックル画像撮像部と、前記インコヒーレント光が照明された前記撮像対象の反射光から得られる非スペックル画像を撮像する非スペックル画像撮像部と、前記非スペックル画像撮像部の焦点位置に基づいて、前記スペックル画像撮像部の焦点を検出する焦点検出部と、を備える、撮像装置を提供する。
　また、本技術に係る撮像装置は、更に、前記非スペックル画像撮像部の焦点に対する前記スペックル画像撮像部の焦点距離を調整する焦点調整部と、前記焦点調整部により調整された焦点に基づいて撮像されたスペックル画像を表示する表示部と、を備えていてもよい。
　本技術に係る撮像装置は、更に、前記非スペックル画像撮像部と前記スペックル画像撮像部との間に生じる収差を補正する収差補正部を備えていてもよい。この撮像装置において、前記収差補正部は、色収差を補正する構成であってもよい。
　本技術に係る撮像装置は、更に、前記非スペックル画像撮像部により撮像された非スペックル画像中の任意の関心領域を特定する関心領域特定部と、当該関心領域特定部による関心領域の特定情報に基づき、前記コヒーレント光源の照射位置を調整する光照射調整部と、を備えていてもよい。
　更に、本技術は、コヒーレント光を撮像対象に照射するコヒーレント光源と、
　インコヒーレント光を撮像対象に照射するインコヒーレント光源と、前記コヒーレント光が照明された前記撮像対象の散乱光から得られるスペックル画像を撮像するスペックル画像撮像装置と、前記インコヒーレント光が照明された前記撮像対象の反射光から得られる非スペックル画像を撮像する非スペックル画像撮像装置と、前記非スペックル画像撮像装置の焦点位置に基づいて、前記スペックル画像撮像装置の焦点を検出する焦点検出装置と、を備える、撮像システムをも提供する。
　この撮像システムは、更に、前記非スペックル画像撮像装置の焦点に対する前記スペックル画像撮像装置の焦点距離を調整する焦点調整装置と、前記焦点調整装置により調整された焦点に基づいて撮像されたスペックル画像を表示する表示装置と、を備えていてもよい。
　本技術に係る撮像システムは、更に、前記非スペックル画像撮像装置と前記スペックル画像撮像装置との間に生じる収差を補正する収差補正装置と、を備えていてもよい。この撮像システムにおいて、前記収差補正装置は、色収差を補正する構成であってもよい。
　本技術に係る撮像システムは、更に、前記非スペックル画像撮像装置により撮像された非スペックル画像中の任意の関心領域を特定する関心領域特定装置と、当該関心領域特定装置による関心領域の特定情報に基づき、前記コヒーレント光源の照射位置を調整する光照射調整装置と、を備えていてもよい。
　本技術は、コヒーレント光を撮像対象に照射するコヒーレント光照射工程と、インコヒーレント光を撮像対象に照射するインコヒーレント光照射工程と、前記コヒーレント光が照明された前記撮像対象の散乱光から得られるスペックル画像を撮像するスペックル画像撮像工程と、前記インコヒーレント光が照明された前記撮像対象の反射光から得られる非スペックル画像を撮像する非スペックル画像撮像工程と、前記非スペックル画像撮像工程における焦点位置に基づいて、前記スペックル画像を撮像するための焦点を検出する焦点検出工程と、を含む、撮像方法をも提供する。
　本技術によれば、スペックル画像の撮像技術において、焦点を検出することができ、その結果解像度の高いスペックル画像を得ることができる。
　なお、ここに記載された効果は、必ずしも限定されるものではなく、本技術中に記載されたいずれかの効果であってもよい。
本技術に係る撮像装置の第一実施形態の概念を模式的に示す模式概念図である。 図１に示す撮像装置の技術原理を示す模式概念図である。 本技術に係る撮像装置の第二実施形態の概念を模式的に示す模式概念図である。 本技術に係る撮像装置の第三実施形態の概念を模式的に示す模式概念図である。 本技術に係る撮像システムの概念を模式的に示す模式概念図である。 本技術に係る撮像方法のフローチャートである。
　以下、本技術を実施するための好適な形態について図面を参照しながら説明する。以下に説明する実施形態は、本技術の代表的な実施形態の一例を示したものであり、これにより本技術の範囲が狭く解釈されることはない。なお、説明は以下の順序で行う。
　１．第一実施形態に係る撮像装置
　（１）コヒーレント光源
　（２）インコヒーレント光源
　（３）スペックル画像撮像部
　（４）非スペックル画像撮像部
　（５）焦点検出部
　（６）合成部
　（７）解析部
　（８）記憶部
　（９）表示部
　（１０）撮像対象
　２．第二実施形態に係る撮像装置
　（１）焦点調整部
　３．第三実施形態に係る撮像装置
　（１）収差補正部
　４．第四実施形態に係る撮像装置
　（１）関心領域特定部
　（２）光照射調整部
　５．本技術に係る撮像システム
　（１）コヒーレント光源
　（２）インコヒーレント光源
　（３）スペックル画像撮像装置
　（４）非スペックル画像撮像装置
　（５）焦点検出装置
　（６）合成装置
　（７）解析装置
　（８）記憶装置
　（９）表示装置
　（１０）焦点調整装置
　（１１）収差補正装置
　（１２）関心領域特定装置
　（１３）光照射調整装置
　６．第一実施形態に撮像方法
　（１）コヒーレント光照射工程
　（２）インコヒーレント光照射工程
　（３）スペックル画像撮像工程
　（４）非スペックル画像撮像工程
　（５）焦点検出工程
　（６）合成工程
　（７）解析工程
　（８）記憶工程
　（９）表示工程
　（１０）焦点調整工程
　（１１）収差補正工程
　（１２）関心領域特定工程
　（１３）光照射調整工程
　　１．　第一実施形態に係る撮像装置
　図１は、本技術に係る撮像装置の第一実施形態を模式的に示す模式概念図である。第一実施形態に係る撮像装置１は、コヒーレント光源１１、インコヒーレント光源１２、スペックル画像撮像部１３、非スペックル画像撮像部１４、焦点検出部１５、を少なくとも備える。また、必要に応じて、合成部１６、解析部１７、記憶部１８、表示部１９、などを更に備えることも可能である。以下、各部について詳細に説明する。
　　（１）　コヒーレント光源
　コヒーレント光源１１からは、撮像対象Ｏに対するコヒーレント光の照射が行われる。コヒーレント光源１１が発するコヒーレント光とは、光束内の任意の二点における光波の位相関係が時間的に不変で一定であり、任意の方法で光束を分割した後、大きな光路差を与えて再び重ねあわせても完全な干渉性を示す光をいう。
　コヒーレント光源１１の種類は、本技術の効果を損なわない限り特に限定されない。一例としては、レーザー光等を挙げることができる。レーザー光を発するコヒーレント光源１１としては、例えば、アルゴンイオン（Ar）レーザー、ヘリウム－ネオン（He-Ne）レーザー、ダイ（dye）レーザー、クリプトン（Cr）レーザー、半導体レーザー、または、半導体レーザーと波長変換光学素子を組み合わせた固体レーザー等を、１種又は２種以上、自由に組み合わせて用いることができる。
　　（２）　インコヒーレント光源
　インコヒーレント光源１２からは、撮像対象Ｏに対するインコヒーレント光の照射が行われる。前記インコヒーレント光とは、物体光（物体波）のように干渉性を殆ど示さない光をいう。ここで、インコヒーレント光の波長は、前記コヒーレント光源１１が発するコヒーレント光の波長と同程度であることが好ましいため、インコヒーレント光を照射する際には、バンドパスフィルターを用いてインコヒーレント光の波長の調整を行うことが可能な構成を採用することが好ましい。
　インコヒーレント光源１２の種類は、本技術の効果を損なわない限り特に限定されない。一例としては、発光ダイオード等を挙げることができる。また、他の光源としては、キセノンランプ、メタルハライドランプ、高圧水銀ランプ等も挙げられる。
　　（３）　スペックル画像撮像部
　本技術に係る撮像装置１は、スペックル画像撮像部１３を備える。このスペックル画像撮像部１３では、前記コヒーレント光が照射された前記撮像対象Ｏから得られる散乱光に基づいて、スペックルの撮像が行われる。より具体的には、前記焦点検出部１５により検出された焦点に基づいて、スペックルの撮像が行われる。
　前記スペックル画像撮像部１３が行う撮像方法は、本技術の効果が損なわれない限り特に限定されず、公知の撮像方法を１種又は２種以上選択して、自由に組み合わせて用いることができる。例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）センサー等の撮像素子を用いた撮像方法を挙げることができる。
　また、スペックル画像撮像部１３では、撮像された撮像画像におけるスペックルの輝度分布の測定が行われるようにしてもよい。ここで、コヒーレント光を用いて照明された物体を結像光学系により観察すると、像面で物体の散乱によるスペックルが観測される。このスペックル画像撮像部１３では、例えば輝度計を用いて、撮像画像におけるスペックルの輝度分布が測定される。その他には、ＣＣＤやＣＭＯＳなどの撮像素子より撮影した画像からスペックル輝度分布を算出することが可能である。
　この輝度分布の測定方法は、本技術の効果が損なわれない限り特に限定されず、公知の算出方法を１種又は２種以上選択して、自由に組み合わせて用いることができる。
　このスペックル画像撮像部１３では、例えば、疑似血液が流れている疑似血管を、前記スペックル輝度分布に基づいてマッピングした画像等が生成される。ここで、前述の如く、スペックルはランダムな干渉・回析パターンであるため、血液などの散乱流体が移動したり、時間的に変化すると、前記スペックルも時間的に変動する。このため、流体とそれ以外の部分の境界を観察することができる。
　尚、前記スペックル画像撮像部１３では、スペックルが生じている部分をより明確にするため、例えば複数のスペックル画像を用いて平準化を行い、スペックル画像のムラを低減させる構成を備えていてもよい。
　　（４）　非スペックル画像撮像部
　本技術に係る撮像装置１は、非スペックル画像撮像部１４を備える。この非スペックル画像撮像部１４では、インコヒーレント光が照射された前記撮像対象Ｏから得られる反射光に基づいて、明視野画像の撮像が行われる。ここで、インコヒーレント光は干渉性を殆ど示さない光であるため、インコヒーレント光に基づく撮像画像は、ランダムな干渉・回折パターンであるスペックルが発生しないものとなる。以下、説明の便宜上、スペックルが発生しない撮像画像を「非スペックル画像」という。この非スペックル画像撮像部１４において行われる撮像方法は、スペックル画像撮像部１３にて行われる撮像方法と同一であるため、ここではその説明を割愛する。
　　（５）　焦点検出部
　本技術に係る撮像装置１は、前記スペックル画像を撮像するための焦点を検出する焦点検出部１５を備える。
　スペックルはランダムな干渉・回折パターンであるため、当該スペックルを撮像する場合、焦点を確認することが困難となる。一方、結像系が手前あるいは奥側にオフオーカスしており、且つ撮影対象Ｏが光軸から垂直方向に外れて行く場合、撮影対象Ｏの一点から発して一つのスペックル形状を形成する干渉光路は、手前側オフフォーカスでは結像系の主光線に対してイメージャ上で光軸よりを、奥側オフフォーカスでは光軸より離れた点を通る。その結果、非スペックル画像、すなわち明視野画像を撮像する際の焦点に対して、スペックル画像を撮像するための焦点位置をユーザ側或いは奥側に変位させた場合、明視野画像に映し出される動体に対して、スペックルが当該動体と同一方向又は異なる方向へと移動する。以下の説明において、この現象を「スペックルの相関現象」と称す。
　このスペックルの相関現象に基づいて、前記焦点検出部１５では、前記スペックル画像撮像部１３の焦点を検出する。より具体的には、先ず、第一工程として、前記スペックル画像撮像部１３の焦点位置を前記非スペックル画像の焦点位置よりもユーザの手前側に配置し、スペックルの移動方向を確認する。次に、第二工程として、前記スペックル画像撮像部１３の焦点位置を前記非スペックル画像の焦点位置よりもユーザの奥側に配置し、スペックルの移動方向を確認する。その後、手前側又は奥側に配置した前記スペックル画像撮像部１３の焦点位置を非スペックル画像撮像部１４の焦点位置に対して徐々に近づけていき、スペックルが前記明視野画像上の動体に対して動かない焦点位置を検出する。
　このように、前記焦点検出部１５では、前記スペックルの相関現象を利用することにより、画像上でスペックルが移動しない、スペックル画像の焦点を検出することができる。
　ここで、前記検出方法は一例に過ぎず、前記方法では第一工程後に第二工程を行っているが、第二工程後に第一工程を行うようにしても差し支えない。
　　（６）　合成部
　本技術に係る撮像装置１は、合成部１６を備える。この合成部１６では、前記スペックル画像撮像部１３により撮像されたスペックル画像と、前記非スペックル画像撮像部１４により撮像された非スペックル画像と、を合成する。具体的には、前記非スペックル画像の画像情報とスペックル画像の画像情報とを重ねあわせて、スペックル合成画像を作成する。
　尚、前記スペックル合成画像を作成する方法については特に限定されず、公知の方法を採用することができる。
　　（７）　解析部
　本技術に係る撮像装置１は、必要に応じて、解析部１７を備えていてもよい。この解析部１７では、前記合成部１６により作成されたスペックル合成画像を利用し、前記撮像対象Ｏの状態が解析される。
　ここで、当該解析部１７では、前記焦点検出部１５が焦点を検出する際に観察されたスペックルの相関現象を利用してスペックルの移動速度を解析することも可能である。
　すなわち、前述の如く、スペックルの相関現象では、前記明視野画像上の動体に対してスペックルが相対的に移動する。このため、前記解析部１７では、前記スペックル画像撮像部１３の焦点位置が明視野画像の焦点位置と変位している状態における移動画像を観察し、スペックルの移動速度を測定することができるように構成されていてもよい。
　かかる場合、例えば、撮像対象Ｏを血管とした場合、血液などの散乱流体が移動したり、時間的に変化すると、これに応じてスペックルも時間的に変動することとなる。このため、前記解析部１７により、血流の速度を測定することができる。
　尚、この解析部１７は、本技術に係る撮像装置１に必須ではなく、外部の解析装置等を用いて撮像対象Ｏの状態を解析することも可能である。
　　（８）　記憶部
　本技術に係る撮像装置１には、スペックル画像撮像部１３によって撮像されたスペックル画像、非スペックル画像撮像部１４によって撮像された非スペックル画像、前記合成部１６によって作成されたスペックル合成画像、前記焦点検出部１５によって検出されたスペックル画像の焦点、前記解析部１７によって解析された解析結果などを記憶する記憶部１８を更に備えることができる。
　この記憶部１８は、本技術に係る撮像装置１においては必須ではなく、例えば、外部の記憶装置を接続して、前記スペックル画像等を記憶することも可能である。
　　（９）　表示部
　本技術に係る撮像装置１には、スペックル画像撮像部１３によって撮像されたスペックル画像、非スペックル画像撮像部１４によって撮像された非スペックル画像、前記合成部１６により作成された合成画像、前記解析部１７によって解析された解析結果などを表示する表示部１９を更に備えることができる。また、この表示部１９においては、前記スペックル画像撮像部１３及び非スペックル画像撮像部１４により測定された輝度分布を、前記スペックル画像に重畳させて表示することもできる。この表示部１９は、本技術に係る撮像装置１においては必須ではなく、例えば、外部のモニター等を用いて撮像対象Ｏに光照射を行うことも可能である。
　（１０）　撮像対象
　本技術に係る撮像装置１は、様々なものを撮像対象とすることができるが、例えば、流体を含むものを撮像対象Ｏとするイメージングに、好適に用いることができる。スペックルの性質上、流体からはスペックルが発生しにくいという性質がある。そのため、本技術に係る撮像装置１を用いて流体を含むものをイメージングとすると、流体とそれ以外の部分の境界や流体の流速等を、求めることができる。
　より具体的には、撮像対象Ｏを生体組織とし、流体としては血液を挙げることができる。例えば、本技術に係る撮像装置１を、手術用顕微鏡や手術用内視鏡などに搭載すれば、血管の位置を確認しながら手術を行うことが可能である。そのため、より安全で高精度な手術を行うことができ、医療技術の更なる発展にも貢献することができる。
　以上のような第一実施形態に係る撮像装置１では、前記焦点検出部１５により、スペックル画像を撮像するための焦点を検出することができるため、解像度の高いスペックル画像を取得することができる。
　また、例えば、血液が流れる血管を撮像した際、血液の時間的変動に従ったスペックルが変動を観測することができるため、血球の流路を正確に認識可能な画像を取得することができる。その結果、生体組織（例えば、心臓など）に対する血管の相対的位置を正確に観測することができる。
　　２．　第二実施形態に係る撮像装置
　図２は、本技術を適用可能な第二実施形態に係る撮像装置を示す模式概念図である。
　この第二実施形態に係る撮像装置２０１は、スペックル画像撮像部の焦点距離を調整する焦点調整部２１を備える点と、前記表示部１９が前記焦点調整部２１により焦点が調整され、その結果撮像されたスペックル画像を表示する点のみが第一実施形態に係る撮像装置１と異なる。
　その一方で、前記コヒーレント光源１１、インコヒーレント光源１２、スペックル画像撮像部１３、非スペックル画像撮像部１４、焦点検出部１５、を少なくとも備える点は同一であり、更に必要に応じて、合成部１６、解析部１７、記憶部１８を備えていてもよい点は同一である。
　このため、以下の第二実施形態に係る撮像装置２０１の説明において、第一実施形態に係る撮像装置１と共通する構成についてはその説明を省略する。以下、前記焦点調整部２１について説明する。
　　（１）　焦点調整部
　第二実施形態に係る撮像装置２０１は、前記焦点調整部２１を備える。この焦点調整部２１は、前記焦点検出部１５がスペックル画像を撮像する際の焦点を検出する段階において、前記スペックル画像撮像部１３の焦点距離を変更する処理を行う。
　具体的には、前記焦点検出部１５が行っていた処理、すなわち、前記スペックル画像撮像部１３の焦点位置を前記非スペックル画像撮像部１４の焦点位置に対して相対的に移動させる処理を行う。例えば、前記スペックル画像撮像部１３の焦点位置を前記非スペックル画像の焦点位置よりもユーザの手前側に配置させる作業や、前記スペックル画像撮像部１３の焦点位置を前記非スペックル画像の焦点位置よりもユーザの奥側に配置させる作業を行う。
　また、第二実施形態に係る撮像装置２０１では、前記焦点調整部２１により調整された焦点が前記焦点検出部１５を介して前記スペックル画像撮像部１３に入力され、当該スペックル画像撮像部１３は当該入力情報に基づいてスペックル画像の撮像を行うこととなる。
　そして最終的には、検出された焦点に基づいて撮像されたスペックル画像が前記表示部１９に表示されるようになっている。また、当該表示部１９では、前記焦点調整部２１の処理段階で観察された、撮像対象Ｏ上の動体に対してスペックルが相対的に移動している状態の画像を表示するように構成されている。
　以上のような第二実施形態に係る撮像装置２０１では、前記焦点調整部２１を備え、且つ、前記表示部１９が当該焦点調整部２１により検出された焦点に基づいて撮像されたスペックル画像を表示するように構成されているため、スペックルの相関現象を利用し、明視野画像上の動体に対するスペックルの移動方向を目視にて正確に把握することができる。
　その結果、例えば、血管を撮像した場合、血球の流れる方向を正確に把握することができ、撮像された血管が動脈であるか静脈であるかといった血管の種類を把握することもできる。
　　３．　第三実施形態に係る撮像装置
　次に、図３を用いて、本技術を適用した第三実施形態に係る撮像装置３０１について説明する。図３は、第三実施形態に係る撮像装置３０１の模式概念図である。
　この第三実施形態に係る撮像装置３０１は、収差補正部３１を備える点が第一実施形態に係る撮像装置１と異なる。その一方で、前記コヒーレント光源１１、インコヒーレント光源１２、スペックル画像撮像部１３、非スペックル画像撮像部１４、焦点検出部１５、を少なくとも備える点は同一であり、更に必要に応じて、合成部１６、解析部１７、記憶部１８、表示部１９、焦点調整部２１、を備えていてもよい点は同一である。
　このため、以下の第三実施形態に係る撮像装置３０１の説明において、第一実施形態に係る撮像装置１と共通する構成についてはその説明を省略する。以下、前記収差補正部３１について説明する。
　　（１）　収差補正部
　第三実施形態に係る撮像装置３０１は、前記スペックル画像撮像部１３によりスペックル画像が撮像され、前記非スペックル画像撮像部１４により非スペックル画像が撮像される。すなわち、当該撮像装置３０１は、複眼撮像装置を構成している。このため、当該撮像装置３０１では、スペックル画像と非スペックル画像との間には収差が生じる。
　かかる場合、前記非スペックル画像とスペックル画像と重畳された合成画像を作成する場合、前記収差を可及的に排除する必要がある。前記収差補正部３１は、当該収差を補正する処理を行う。
　この収差補正部３１が補正することができる収差の種類は特に限定されず、球面収差、コマ収差、非点収差、色収差（軸上色収差、倍率色収差）、波面収差、像面湾曲、歪像など公知の収差を補正することができるものの、これらの中でも、本技術に係る撮像装置では波長の異なる二種の光源を用いていることから、特に色収差を補正するように構成されていることが好ましい。
　ここで、収差を補正する方法としては特に限定されず、公知の方法を採用することができ、例えば、デフォーマブルミラーを用いた方法や取得画像自体を補正する方法などを用いることができる。
　第三実施形態に係る撮像装置３０１は、前記収差を測定する収差測定部３２を備えていても差し支えない。この収差測定部３２では、公知の方法を用いて収差を測定することができ、例えば光干渉測定により干渉縞を解析するといった方法を採用することが考えられる。
　そして、当該収差測定部３２によって測定された収差は、前記収差補正部３１に入力され、当該収差補正部３１はこの入力情報に基づいて前記収差を補正するように構成されている。
　前記収差補正部３１を備える第三実施形態に係る撮像装置３０１によれば、前記収差補正部３１により、前記スペックル画像と非スペックル画像との間に発生する収差、特に色収差を補正することができるため、前記スペックル画像、非スペックル画像の解像度を向上させることができ、もって前記スペックル画像及び非スペックル画像からなる合成画像の解像度をも向上させることができる。
　その結果、例えば血液の流れる血管を撮像した場合、生体組織に対する血管の相対的位置を正確に観測することができる。
　　４．　第四実施形態に係る撮像装置
　次に、図４を用いて、本技術を適用した第四実施形態に係る撮像装置４０１について説明する。図３は、第四実施形態に係る撮像装置４０１の模式概念図である。
　この第四実施形態に係る撮像装置４０１は、関心領域特定部４１と、光照射調整部４２とを備える点が第一実施形態に係る撮像装置１と異なる。その一方で、前記コヒーレント光源１１、インコヒーレント光源１２、スペックル画像撮像部１３、非スペックル画像撮像部１４、焦点検出部１５、を少なくとも備える点は同一であり、更に必要に応じて、合成部１６、解析部１７、記憶部１８、表示部１９、焦点調整部２１、収差補正部３１などを備えていてもよい点は同一である。
　このため、以下の第四実施形態に係る撮像装置４０１の説明において、第一実施形態に係る撮像装置１と共通する構成についてはその説明を省略する。以下、関心領域特定部４１及び光照射調整部４２について説明する。
　　（１）　関心領域特定部
　第四実施形態に係る撮像装置４０１は、非スペックル画像からユーザが観察するための領域を特定するための関心領域特定部４１を備える。
　より具体的には、前記表示部１９により表示された非スペックル画像を確認し、ユーザが観察する上で関心を示した任意の領域を選定する。その後、前記関心領域特定部４１では、ユーザにより選定された関心領域の位置情報を検出する。更に、検出した関心領域に関する情報に基づいて、前記非スペックル画像上に示された撮像対象Ｏ内の関心領域を特定する。
　尚、当該関心領域特定部４１に行われる特定方法は特に限定されず、公知の方法を用いることができる。例えば、前記関心領域特定部４１は、ユーザにより選定された関心領域が含まれる、前記合成画像の水平方向及び垂直方向に関する各画素の位置情報を検出し、これに基づいて関心領域を特定する方法などが考えられる。
　　（２）　光照射調整部
　第四実施形態に係る撮像装置４０１では、前記関心領域特定部４１により特定された関心領域に対して光を照射するための光照射調整部４２を備える。
　具体的には、前記光照射調整部４２の構成は特に限定されず、例えば、前記インコヒーレント光源１２を左右上下方向に移動させ、且つ、静止させる二軸アクチュエータの構成をなしている。
　そして、この光照射調整部４２は、前記関心領域特定部４１により検出された関心領域の位置情報に基づいて、前記関心領域にインコヒーレント光が照射されるように、前記インコヒーレント光源１２を移動させて照射方向を調整する。
　これら関心領域特定部４１及び光照射調整部４２を備えている第四実施形態に係る撮像装置４０１によれば、ユーザが関心のある領域に対してのみインコヒーレント光を照射することができるため、撮像されるスペックル画像において、スペックルの強度分布を前記関心領域で最大とすることができる。その結果、解像度の高いスペックル画像、ひいては合成画像を作成することができる。インコヒーレント光の照射範囲を関心領域の範囲に限定することができる、すなわち、必要最低限の照明強度とすることができるため、インコヒーレント光のコヒーレンシを一定に保つことができる。また、出力密度の高く、人体に有害であるインコヒーレント光の照射によるユーザへの悪影響を低減することができる。
　　５．撮像システム
　本技術は、撮像システムをも提供する。
　図６は、本技術の第一実施形態に係る撮像システム５０１を模式的に示す模式概念図である。当該撮像システム５０１は、少なくとも、コヒーレント光源１１０、インコヒーレント光源１２０、スペックル画像撮像装置１３０、非スペックル画像撮像装置１４０、焦点検出装置１５０、を備える。また、必要に応じて、合成装置１６０、解析装置１７０、記憶装置１８０、表示装置１９０、焦点調整装置２１０、収差補正装置２２０、関心領域特定装置２３０、光照射調整装置２４０、を備えていてもよい。以下、各装置について説明する。
　　（１）　コヒーレント光源
　コヒーレント光源１１０からは、撮像対象Ｏに対するコヒーレント光の照射が行われる。コヒーレント光源１１０が発するコヒーレント光とは、光束内の任意の二点における光波の位相関係が時間的に不変で一定であり、任意の方法で光束を分割した後、大きな光路差を与えて再び重ねあわせても完全な干渉性を示す光をいう。
　コヒーレント光源１１０の種類は、本技術の効果を損なわない限り特に限定されない。一例としては、レーザー光等を挙げることができる。レーザー光を発するコヒーレント光源１１０としては、例えば、アルゴンイオン（Ar）レーザー、ヘリウム－ネオン（He-Ne）レーザー、ダイ（dye）レーザー、クリプトン（Cr）レーザー、半導体レーザー、または、半導体レーザーと波長変換光学素子を組み合わせた固体レーザー等を、１種又は２種以上、自由に組み合わせて用いることができる。
　　（２）　インコヒーレント光源
　インコヒーレント光源１２０からは、撮像対象Ｏに対するインコヒーレント光の照射が行われる。前記インコヒーレント光とは、物体光（物体波）のように干渉性を殆ど示さない光をいう。ここで、インコヒーレント光の波長は、前記コヒーレント光源１１０が発するコヒーレント光の波長と同程度であることが好ましいため、インコヒーレント光を照射する際には、バンドパスフィルターを用いてインコヒーレント光の波長の調整を行うことが可能な構成を採用することが好ましい。
　インコヒーレント光源１２０の種類は、本技術の効果を損なわない限り特に限定されない。一例としては、発光ダイオード等を挙げることができる。また、他の光源としては、キセノンランプ、メタルハライドランプ、高圧水銀ランプ等も挙げられる。
　　（３）　スペックル画像撮像装置
　本技術に係る撮像システム５０１は、スペックル画像撮像装置１３０を備える。このスペックル画像撮像装置１３０では、前記コヒーレント光が照射された前記撮像対象Ｏから得られる散乱光に基づいて、スペックルの撮像が行われる。
　前記スペックル画像撮像装置１３０が行う撮像方法は、本技術の効果が損なわれない限り特に限定されず、公知の撮像方法を１種又は２種以上選択して、自由に組み合わせて用いることができる。例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）センサー等の撮像素子を用いた撮像方法を挙げることができる。
　また、スペックル画像撮像装置１３０では、撮像された撮像画像におけるスペックルの輝度分布の測定が行われるように構成されていてもよい。ここで、コヒーレント光を用いて照明された物体を結像光学系により観察すると、像面で物体の散乱によるスペックルが観測される。このスペックル画像撮像装置１３０では、例えば輝度計を用いて、撮像画像におけるスペックルの輝度分布が測定される。その他には、ＣＣＤやＣＭＯＳなどの撮像素子より撮影した画像からスペックル輝度分布を算出することが可能である。
　この輝度分布の測定方法は、本技術の効果が損なわれない限り特に限定されず、公知の算出方法を１種又は２種以上選択して、自由に組み合わせて用いることができる。
　このスペックル画像撮像装置１３０では、例えば、疑似血液が流れている疑似血管を、前記スペックル輝度分布に基づいてマッピングした画像等が生成される。ここで、前述の如く、スペックルはランダムな干渉・回析パターンであるため、血液などの散乱流体が移動したり、時間的に変化すると、前記スペックルも時間的に変動する。このため、流体とそれ以外の部分の境界を観察することができる。
　尚、前記スペックル画像撮像装置１３０では、スペックルが生じている部分をより明確にするため、例えば複数のスペックル画像を用いて平準化を行い、スペックル画像のムラを低減させる構成を備えていてもよい。
　　（４）　非スペックル画像撮像装置
　本技術に係る撮像システム５０１は、非スペックル画像撮像装置１４０を備える。この非スペックル画像撮像装置１４０では、インコヒーレント光が照射された前記撮像対象Ｏから得られる反射光に基づいて、明視野画像の撮像が行われる。ここで、インコヒーレント光は干渉性を殆ど示さない光であるため、インコヒーレント光に基づく撮像画像は、ランダムな干渉・回折パターンであるスペックルが発生しないものとなる。以下、説明の便宜上、スペックルが発生しない撮像画像を「非スペックル画像」という。この非スペックル画像撮像装置１４０において行われる撮像方法は、スペックル画像撮像装置１３０にて行われる撮像方法と同一であるため、ここではその説明を割愛する。
　　（５）　焦点検出装置
　本技術に係る撮像システム５０１は、前記スペックル画像を撮像するための焦点を検出する焦点検出装置１５０を備える。
　スペックルはランダムな干渉・回折パターンであるため、当該スペックルを撮像する場合、焦点を確認することが困難となる。一方、結像系が手前あるいは奥側にオフオーカスしており、且つ撮影対象Ｏが光軸から垂直方向に外れて行く場合、撮影対象Ｏの一点から発して一つのスペックル形状を形成する干渉光路は、手前側オフフォーカスでは結像系の主光線に対してイメージャ上で光軸よりを、奥側オフフォーカスでは光軸より離れた点を通る。その結果、非スペックル画像、すなわち明視野画像を撮像する際の焦点に対して、スペックル画像を撮像するための焦点位置をユーザ側或いは奥側に変位させた場合、明視野画像に映し出される動体に対して、スペックルが当該動体と同一方向又は異なる方向へと移動する。以下の説明において、この現象を「スペックルの相関現象」と称す。
　このスペックルの相関現象に基づいて、前記焦点検出装置１５０では、前記スペックル画像撮像装置１３０の焦点を検出する。より具体的には、先ず、第一工程として、前記スペックル画像撮像装置１３０の焦点位置を前記非スペックル画像の焦点位置よりもユーザの手前側に配置し、スペックルの移動方向を確認する。次に、第二工程として、前記スペックル画像撮像装置１３０の焦点位置を前記非スペックル画像の焦点位置よりもユーザの奥側に配置し、スペックルの移動方向を確認する。その後、手前側又は奥側に配置した前記スペックル画像撮像装置１３０の焦点位置を非スペックル画像撮像装置１４０の焦点位置に対して徐々に近づけていき、スペックルが前記明視野画像上の動体に対して動かない焦点位置を検出する。
　このように、前記焦点検出装置１５０では、前記スペックルの相関現象を利用することにより、画像上でスペックルが移動しない、スペックル画像の焦点を検出することができる。
　ここで、前記検出方法は一例に過ぎず、前記方法では第一工程後に第二工程を行っているが、第二工程後に第一工程を行うようにしても差し支えない。
　　（６）　合成装置
　本技術に係る撮像システム５０１は、必要に応じて、合成装置１６０を備える。この合成装置１６０では、前記スペックル画像撮像装置１３０により撮像されたスペックル画像と、前記非スペックル画像撮像装置１４０により撮像された非スペックル画像と、を合成する。具体的には、例えば、スペックル画像の画像情報と非スペックル画像の画像情報とを重ねあわせて、合成画像を作成する。
　尚、前記合成画像を作成する方法については特に限定されず、公知の方法を採用することができる。
　　（７）　解析装置
　本技術に係る撮像システム５０１は、必要に応じて、解析装置１７０を備えていてもよい。この解析装置１７０では、前記合成装置１６０により作成されたスペックル合成画像を利用し、前記撮像対象Ｏの状態が解析される。
　ここで、当該解析装置１７０では、前記焦点検出装置１５０が焦点を検出する際に観察されたスペックルの相関現象を利用してスペックルの移動速度を解析することも可能である。
　すなわち、前述の如く、スペックルの相関現象では、前記明視野画像上の動体に対してスペックルが相対的に移動する。このため、前記解析装置１７０では、前記スペックル画像撮像装置１３０の焦点位置が明視野画像の焦点位置と変位している状態における移動画像を観察し、スペックルの移動速度を測定することができるようになっていてもよい。
　かかる場合、例えば、撮像対象Ｏを血管とした場合、血液などの散乱流体が移動したり、時間的に変化すると、これに応じてスペックルも時間的に変動することとなる。このため、前記解析装置１７０により、血流の速度を測定することができる。
　尚、この解析装置１７０は、本技術に係る撮像システム５０１に必須ではなく、外部の解析装置等を用いて撮像対象Ｏの状態を解析することも可能である。
　　（８）　記憶装置
　本技術に係る撮像システム５０１には、スペックル画像撮像装置１３０によって撮像されたスペックル画像、非スペックル画像撮像装置１４０によって撮像された非スペックル画像、前記合成装置１６０により作成されたスペックル合成画像、前記焦点検出装置１５０によって検出されたスペックル画像の焦点、前記解析装置１７０によって解析された解析結果などを記憶する記憶装置１８０を更に備えることができる。
　この記憶装置１８０は、本技術に係る撮像システム５０１においては必須ではなく、例えば、外部の記憶装置を接続して、前記スペックル画像等を記憶することも可能である。
　　（９）　焦点調整装置
　本技術に係る撮像システム５０１は、前記焦点調整装置２１０を備える。この焦点調整装置２１０は、前記焦点検出装置１５０がスペックル画像を撮像する際の焦点を検出する段階において、前記スペックル画像撮像装置１３０の焦点距離を変更する処理を行う。
　具体的には、第一実施形態に係る撮像装置１の焦点検出装置１５０が行っていた処理、すなわち、前記スペックル画像撮像装置１３０の焦点位置を前記非スペックル画像撮像装置１４０の焦点位置に対して相対的に移動させる処理を行う。
　そして、この焦点調整装置２１０により調整された焦点が前記スペックル画像撮像装置１３０に入力され、当該スペックル画像撮像装置１３０は当該入力情報に基づいてスペックル画像の撮像を行うこととなる。
　　（１０）　表示部装置
　本技術に係る撮像システム５０１には、スペックル画像撮像装置１３０によって撮像されたスペックル画像、非スペックル画像撮像装置１４０によって撮像された非スペックル画像、前記合成装置１６０により作成されたスペックル合成画像、前記解析装置１７０によって解析された解析結果などを表示する表示装置１９０を更に備えることができる。また、この表示装置１９０においては、前記スペックル画像撮像装置１３０により測定された輝度分布を、前記スペックル画像に重畳させて表示することもできる。尚、この表示装置１９０は、本技術に係る撮像システム５０１においては必須ではなく、例えば、外部のモニター等を用いて撮像対象Ｏに光照射を行うことも可能である。
　　（１１）　収差補正装置
　本技術に係る撮像システム５０１は、前記スペックル画像撮像装置１３０によりスペックル画像が撮像され、前記非スペックル画像撮像装置１４０により非スペックル画像が撮像される。すなわち、当該撮像システム５０１は、複眼による撮像システムを構成している。このため、当該撮像システム５０１では、スペックル画像と非スペックル画像との間には収差が生じる。
　かかる場合、前記非スペックル画像とスペックル画像と重畳された合成画像を作成する場合、前記収差を可及的に排除する必要がある。このため、本技術に係る撮像システムでは、前記収差の補正を行う収差補正装置２２０を備えている方がよい。
　この収差補正装置２２０が補正することができる収差の種類は特に限定されず、球面収差、コマ収差、非点収差、色収差（軸上色収差、倍率色収差）、波面収差、像面湾曲、歪像など公知の収差を補正することができるものの、これらの中でも、本技術に係る撮像装置では波長の異なる二種の光源を用いていることから、特に色収差を補正するように構成されていることが好ましい。
　ここで、収差を補正する方法としては特に限定されず、公知の方法を採用することができ、例えば、デフォーマブルミラーを用いた方法や取得画像自体を補正する方法などを用いることができる。
　本技術に係る撮像システム５０１は、前記収差を測定する収差測定部２２１を備えていても差し支えない。この収差測定部２２１では、公知の方法を用いて収差を測定することができ、例えば光干渉測定により干渉縞を解析するといった方法を採用することが考えられる。
　そして、当該収差測定部２２１によって測定された収差は、前記収差補正装置２２０に入力され、当該収差補正装置２２０はこの入力情報に基づいて前記収差を補正するように構成されている。
　　（１２）　関心領域特定装置
　本技術に係る撮像システム５０１は、前記非スペックル画像から、観察するための領域を特定するための関心領域特定装置２３０を備える。
　より具体的には、前記表示装置１９０により表示された非スペックル画像を確認し、ユーザが観察する上で関心を示した任意の領域を選定する。その後、前記関心領域特定装置２３０では、ユーザにより選定された関心領域の位置情報を検出する。更に、検出した関心領域に関する情報に基づいて、前記非スペックル画像上に示された撮像対象Ｏ内の関心領域を特定する。
　尚、当該関心領域特定装置２３０に行われる特定方法は特に限定されず、公知の方法を用いることができる。例えば、前記関心領域特定装置２３０は、ユーザにより選定された関心領域が含まれる、前記合成画像の水平方向及び垂直方向に関する各画素の位置情報を検出し、これに基づいて関心領域を特定する方法などが考えられる。
　　（１３）　光照射調整装置
　本技術に係る撮像システム５０１では、前記関心領域特定装置２３０を備える場合、当該関心領域特定装置２３０により特定された関心領域に対して光を照射するための光照射調整装置２４０を備えることが好ましい。
　具体的には、前記光照射調整装置２４０の構成は特に限定されず、例えば、前記インコヒーレント光源１２０を左右上下方向に移動させ、且つ、静止させる二軸アクチュエータの構成をなしている。
　そして、この光照射調整装置２４０は、前記関心領域特定装置２３０により検出された関心領域の位置情報に基づいて、前記関心領域にインコヒーレント光が照射されるように、前記インコヒーレント光源１２０を移動させて照射方向を調整するように構成されている。
　本技術に係る撮像システム５０１によれば、前記焦点検出装置１５０によりスペックル画像を撮像する際の焦点を検出することができるため、解像度の高いスペックル画像を取得することができる。
　また、例えば、血液が流れる血管を撮像した際、血液の時間的変動に従ったスペックルが変動を観測することができるため、血球の流路を正確に認識可能な画像を取得することができる。その結果、生体組織に対する血管の相対的位置を正確に観測することができる。
　更に、本技術に係る撮像システム５０１において、前記焦点調整装置２１０を備えている場合には、当該焦点調整装置２１０により検出された焦点に基づいて撮像されたスペックル画像を表示するように構成されているため、スペックルの相関現象を利用し、明視野画像上の動体に対するスペックルの移動方向を目視にて正確に把握することができる。
　その結果、例えば、血管を撮像した場合、血球の流れる方向を正確に把握することができるため、撮像された血管が動脈であるか静脈であるかといった血管の種類を把握することができる。
　また、本技術に係る撮像システム５０１において、前記収差補正装置２２０を備えている場合には、前記スペックル画像と非スペックル画像との間に発生する収差、特に色収差を補正することができるため、前記スペックル画像、非スペックル画像の解像度を向上させることができ、もって前記スペックル画像及び非スペックル画像からなる合成画像の解像度をも向上させることができる。
　その結果、例えば血液の流れる血管を撮像した場合、生体組織に対する血管の相対的位置を正確に観測することができる。
　更に、本技術に係る撮像システム５０１において、前記関心領域特定装置２３０及び光照射調整装置２４０を備えている場合、ユーザが関心のある領域に対してのみインコヒーレント光を照射することができるため、撮像されるスペックル画像において、スペックルの強度分布を前記関心領域で最大とすることができる。その結果、解像度の高いスペックル画像、ひいては合成画像を作成することができる。インコヒーレント光の照射範囲を関心領域の範囲に限定することができる、すなわち、必要最低限の照明強度とすることができるため、インコヒーレント光のコヒーレンシを一定に保つことができる。また、出力密度の高く、人体に有害であるインコヒーレント光の照射によるユーザへの悪影響を低減することができる。
　　６．　第一実施形態に係る撮像方法
　本技術は、撮像方法をも提供する。
　図７は、本技術に係る撮像方法のフローチャートである。第一実施形態に係る撮像方法は、コヒーレント光照射工程、インコヒーレント光照射工程、スペックル画像撮像工程、非スペックル画像撮像工程、焦点検出工程、を少なくとも含み、必要に応じて、合成工程、解析工程、記憶工程、表示工程、焦点調整工程、収差補正工程、関心領域特定工程、光照射調整工程、を含んでいてもよい。尚、図７では、前記合成工程、解析工程、記憶工程、表示工程、焦点調整工程、収差補正工程、関心領域特定工程、光照射調整工程に関しても示されているが、前述の如くこれらの工程は必須ではないため、本技術に係る撮像方法にて行わなくとも差支えない。但し、各工程の内、焦点調整工程、収差補正工程、関心領域特定工程、光照射調整工程を含むことにより、所定の効果を発揮するため、これらの工程に関しては含まれていることが好ましい。各工程について、以下に、本技術に係る撮像方法を実行する順序に説明する。
　　（１）　インコヒーレント光照射工程
　本技術に係る撮像方法では先ず、前記撮像対象Ｏに対して、インコヒーレント光を照射する。ここで、前記インコヒーレント光源の種類としては、本技術の効果を損なわない限り特に限定されない。一例としては、発光ダイオード等を挙げることができる。また、他の光源としては、キセノンランプ、メタルハライドランプ、高圧水銀ランプ等も挙げられる。
　　（２）　収差補正工程
　本技術に係る撮像方法は、必要に応じて、収差補正工程Ｓ２を含んでいてもよい。
　本技術に係る撮像方法では、波長の異なる二つの光を照射するため、スペックル画像と非スペックル画像との間に収差が発生し得る。このため、当該収差補正工程Ｓ２では、当該収差の補正が行われる。
　より具体的には、当該収差補正工程Ｓ２では先ず、収差情報の測定が行われる。当該測定方法としては特に限定されず、公知の方法を用いることができ、例えば、光干渉測定により干渉縞を解析するといった方法を採用することが考えられる。
　このようにして収差情報が測定された後、当該収差情報に基づいて、収差の補正を行う。収差を補正する方法としては特に限定されず、公知の方法を採用することができ、例えば、デフォーマブルミラーを用いた方法や取得画像自体を補正する方法などを用いることができる。
　　（３）　非スペックル画像撮像工程
　次に、本技術に係る撮像方法では、前記インコヒーレント光照射工程Ｓ１によりインコヒーレント光が照射された前記撮像対象Ｏから得られる反射光に基づいて、スペックルが映し出されない非スペックル画像、すなわち明視野画像の撮像が行われる。
　より具体的には、前記収差補正工程Ｓ２により収差が補正された状態で、この非スペックル画像撮像工程Ｓ３を行い、収差が生じない非スペックル画像の撮像を行う。
　当該非スペックル画像撮像工程Ｓ３における撮像方法は特に限定されず、公知の撮像方法を１種又は２種以上選択して、自由に組み合わせて用いることができる。例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）センサー等の撮像素子を用いた撮像方法を挙げることができる。
　　（４）　表示工程
　本技術に係る撮像方法は、必要に応じて、前記表示工程Ｓ４を含んでいてもよい。
　この表示工程Ｓ４では、前記非スペックル画像撮像工程Ｓ３により撮像された非スペックル画像をユーザが認識できるように表示する。
　　（５）　焦点調整工程
　本技術に係る撮像方法では、必要に応じて、焦点調整工程Ｓ５を含んでいてもよい。この焦点調整工程Ｓ５では、撮像対象Ｏのスペックル画像を撮像する際の焦点距離を変更する処理を行う。
　具体的には、前記スペックル画像撮像工程Ｓ３による撮像の際に検出された焦点位置に対して、スペックル画像撮像装置における焦点位置を相対的に移動させる。例えば、前記スペックル画像撮像の焦点位置を前記非スペックル画像撮像の焦点位置よりもユーザの手前側に配置させる処理や、前記スペックル画像撮像の焦点位置を前記非スペックル画像撮像の焦点位置よりもユーザの奥側に配置させる処理を行う。
　　（６）　焦点検出工程
　本技術に係る撮像方法では、前記焦点調整工程Ｓ５の後、焦点検出工程Ｓ６を行う。
　具体的には、前記焦点調整工程Ｓ５を行うことにより、スペックルの性質上、前記スペックルの相関現象が起こる。すなわち、スペックル画像撮像の焦点位置を非スペックル画像撮像の焦点位置に対して相対移動させた場合、明視野画像に映し出される動体に対して、スペックルが当該動体と同一方向又は異なる方向へと移動する。
　これを利用し、焦点検出工程Ｓ６では、明視野画像に映し出される動体に対して、スペックルが移動しない撮像位置をスペックル画像の焦点位置として検出する。
　　（７）　関心領域特定工程
　本技術に係る撮像方法では、必要に応じて、関心領域特定工程Ｓ７を含んでいてもよい。
　この関心領域特定工程Ｓ７では先ず、ユーザが前記表示工程Ｓ４により表示された非スペックル画像を確認し、観察する上で関心のある任意の領域を選定する。
　具体的には、前記非スペックル画像上における関心領域の位置情報を検出し、当該位置情報に基づいて、前記合成画像上に示された撮像対象Ｏ内の関心領域を特定する。
　尚、この関心領域特定工程Ｓ７における特定方法は特に限定されず、公知の方法を用いることができる。例えば、非スペックル画像において、前記関心領域が含まれる前記非スペックル画像の水平方向及び垂直方向に関する各画素の位置情報を検出し、これに基づいて関心領域を特定する方法などが考えられる。
　　（８）　光照射調整工程
　本技術に係る撮像方法は、必要に応じて、光照射調整工程Ｓ８を含んでいてもよい。当該光照射調整工程Ｓ８では、前記関心領域特定工程Ｓ７により特定された関心領域に対してコヒーレント光を照射するために、コヒーレント光源の照射位置や照射量などを調整する。
　好ましくは、前記関心領域特定工程Ｓ７により検出された関心領域の位置情報に基づいて、前記関心領域にコヒーレント光を照射し、撮像されるスペックル画像において、スペックルの強度分布が前記関心領域にて最大となるように、コヒーレント光源の照射位置や照射量などを調整する。
　　（９）　コヒーレント光照射工程
　本技術に係る撮像方法では、光照射調整工程Ｓ８の後、当該光照射調整工程Ｓ８によりコヒーレント光源の照射位置や照射量などが調整された状態で、前記特定領域に対してコヒーレント光を照射するコヒーレント光照射工程Ｓ９を行う。このコヒーレント光の光源としては、本技術の効果を損なわない限り特に限定されず、一例としては、レーザー光等を挙げることができる。レーザー光を発するコヒーレント光源としては、例えば、アルゴンイオン（Ar）レーザー、ヘリウム－ネオン（He-Ne）レーザー、ダイ（dye）レーザー、クリプトン（Cr）レーザー、半導体レーザー、または、半導体レーザーと波長変換光学素子を組み合わせた固体レーザー等を、１種又は２種以上、自由に組み合わせて用いることができる。
　　（１０）　スペックル画像撮像工程
　本技術に係る撮像方法では、前記コヒーレント光照射工程Ｓ９の後、コヒーレント光が照射された前記撮像対象Ｏから得られる散乱光に基づいて、スペックルの撮像が行われる。
　このスペックル画像撮像工程Ｓ１０における撮像方法は特に限定されず、公知の撮像方法を１種又は２種以上選択して、自由に組み合わせて用いることができる。例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）センサー等の撮像素子を用いた撮像方法を挙げることができる。
　尚、図６では、前記非スペックル画像撮像工程Ｓ３の前に、収差補正工程Ｓ２が行われるようになっているが、解像度の高いスペックル画像を得るためには、スペックル画像撮像工程Ｓ１０の前でも、収差補正工程Ｓ２を行うことが好ましい。
　　（１１）　合成工程
　本技術に係る撮像方法は、必要に応じて、前記非スペックル画像撮像工程Ｓ３により撮像された非スペックル画像と、前記スペックル画像撮像工程Ｓ１０により撮像されたスペックル画像と、を合成する合成工程Ｓ１１を含んでいてもよい。
　具体的には、前記非スペックル画像に対してスペックル画像を重ねあわせて、合成画像を作成する。尚、前記合成画像を作成する方法については特に限定されず、公知の方法を採用することができる。
　　（１２）　解析工程
　本技術に係る撮像方法は、必要に応じて、前記合成工程Ｓ１１により作成された合成画像に基づいて、撮像対象Ｏの状態を解析する解析工程Ｓ１２を備えていてもよい。
　この解析工程Ｓ１２では、前記焦点調整工程Ｓ５の際に検出されたスペックルの相対現象に基づいて、スペックルとして映し出される散乱流体の移動速度などを解析することができる。
　　（１３）　記憶工程
　本技術に係る撮像方法は、解析工程Ｓ１２が行われた後、必要に応じて、前記非スペックル画像撮像工程Ｓ３により撮像された非スペックル画像、前記スペックル画像撮像工程Ｓ１０により撮像されたスペックル画像、前記焦点検出工程Ｓ６により検出されたスペックル画像の撮像のための焦点、前記合成工程Ｓ１１により作成された合成画像、前記解析工程Ｓ１２による解析結果などを記憶する記憶工程Ｓ１３を備えていてもよい。
　　（１４）　表示工程
　本技術に係る撮像方法は、記憶工程Ｓ１３が行われた後、必要に応じて、前記表示工程Ｓ１４を含んでいてもよい。
　この表示工程Ｓ１４では、前記スペックル画像撮像工程Ｓ１０により撮像されたスペックル画像、前記焦点検出工程Ｓ６により検出されたスペックル画像の撮像のための焦点、前記合成工程Ｓ１１により作成されたスペックル合成画像、前記解析工程Ｓ１２による解析結果などをユーザが認識できるように表示する。
　このような本技術に係る撮像方法によれば、前記焦点検出工程Ｓ６を含むため、スペックル画像を撮像する際の焦点を検出することができ、もって解像度の高いスペックル画像を取得することができる。
　また、例えば、血液が流れる血管を撮像した際、血液の時間的変動に従ったスペックルが変動を観測することができるため、血球の流路を正確に認識可能な画像を取得することができる。その結果、生体組織に対する血管の相対的位置を正確に観測することができる。
　更に、本技術に係る撮像方法において、前記焦点調整工程Ｓ５を含む場合には、スペックルの相関現象を利用し、明視野画像上の動体に対するスペックルの移動方向を目視にて正確に把握することができる。
　その結果、例えば、血管を撮像した場合、血球の流れる方向を正確に把握することができるため、撮像された血管が動脈であるか静脈であるかといった血管の種類を把握することができる。
　また、本技術に係る撮像方法において、前記収差補正工程Ｓ２を含む場合には、前記スペックル画像と非スペックル画像との間に発生する収差を補正することができるため、前記スペックル画像、非スペックル画像の解像度を向上させることができる。また、前記スペックル画像及び非スペックル画像からなる合成画像の解像度をも向上させることができる。
　その結果、例えば血液の流れる血管を撮像した場合、生体組織に対する血管の相対的位置を正確に観測することができる。
　更に、本技術に係る撮像方法において、前記関心領域特定工程Ｓ７及び光照射調整工程Ｓ８を含む場合、ユーザが関心のある領域に対してのみインコヒーレント光を照射することができるため、撮像されるスペックル画像において、スペックルの強度分布を前記関心領域で最大とすることができる。その結果、解像度の高いスペックル画像、ひいては合成画像を作成することができる。インコヒーレント光の照射範囲を関心領域の範囲に限定することができる、すなわち、必要最低限の照明強度とすることができるため、インコヒーレント光のコヒーレンシを一定に保つことができる。また、出力密度の高く、人体に有害であるインコヒーレント光の照射によるユーザへの悪影響を低減することができる。
　なお、本技術に係る撮像装置は、以下のような構成も取ることができる。
（１）
　コヒーレント光を撮像対象に照射するコヒーレント光源と、
　インコヒーレント光を撮像対象に照射するインコヒーレント光源と、
　前記コヒーレント光が照明された前記撮像対象の散乱光から得られるスペックル画像を撮像するスペックル画像撮像部と、
　前記インコヒーレント光が照明された前記撮像対象の反射光から得られる非スペックル画像を撮像する非スペックル画像撮像部と、
　前記非スペックル画像撮像部の焦点位置に基づいて、前記スペックル画像撮像部の焦点を検出する焦点検出部と、
を備える、撮像装置。
（２）
　更に、前記非スペックル画像撮像部の焦点に対する前記スペックル画像撮像部の焦点距離を調整する焦点調整部と、
　前記焦点調整部により調整された焦点に基づいて撮像されたスペックル画像を表示する表示部と、
を備える、（１）に記載の撮像装置。
（３）
　更に、前記非スペックル画像撮像部と前記スペックル画像撮像部との間に生じる収差を補正する収差補正部を備える、（１）記載の撮像装置。
（４）
　前記収差補正部は、色収差を補正する、（３）記載の撮像装置。
（５）
　更に、前記非スペックル画像撮像部により撮像された非スペックル画像中の任意の関心領域を特定する関心領域特定部と、
　当該関心領域特定部による関心領域の特定情報に基づき、前記コヒーレント光源の照射位置を調整する光照射調整部と、
を備える、（１）記載の撮像装置。
　更に、本技術に係る撮像システムは、以下のような構成も取ることができる。
（６）
　コヒーレント光を撮像対象に照射するコヒーレント光源と、
　インコヒーレント光を撮像対象に照射するインコヒーレント光源と、
　前記コヒーレント光が照明された前記撮像対象の散乱光から得られるスペックル画像を撮像するスペックル画像撮像装置と、
　前記インコヒーレント光が照明された前記撮像対象の反射光から得られる非スペックル画像を撮像する非スペックル画像撮像装置と、
　前記非スペックル画像撮像装置の焦点位置に基づいて、前記スペックル画像撮像装置の焦点を検出する焦点検出装置と、
を備える、撮像システム。
（７）
　更に、前記非スペックル画像撮像装置の焦点に対する前記スペックル画像撮像装置の焦点距離を調整する焦点調整装置と、
　前記焦点調整装置により調整された焦点に基づいて撮像されたスペックル画像を表示する表示装置と、
を備える、（６）に記載の撮像システム。
（８）
　更に、前記非スペックル画像撮像装置と前記スペックル画像撮像装置との間に生じる収差を補正する収差補正装置と、を備える、（６）記載の撮像システム。
（９）
　前記収差補正装置は、色収差を補正する、（８）記載の撮像システム。
（１０）
　更に、前記非スペックル画像撮像装置により撮像された非スペックル画像中の任意の関心領域を特定する関心領域特定装置と、
　当該関心領域特定装置による関心領域の特定情報に基づき、前記コヒーレント光源の照射位置を調整する光照射調整装置と、
を備える、（６）記載の撮像システム。
１、１０１、２０１、３０１、４０１　撮像装置
１１　コヒーレント光源
１２　インコヒーレント光源
１３　スペックル画像撮像部
１４　非スペックル画像撮像部
１５　焦点検出部

Claims (11)

  1. 　コヒーレント光を撮像対象に照射するコヒーレント光源と、
    　インコヒーレント光を撮像対象に照射するインコヒーレント光源と、
    　前記コヒーレント光が照明された前記撮像対象の散乱光から得られるスペックル画像を撮像するスペックル画像撮像部と、
    　前記インコヒーレント光が照明された前記撮像対象の反射光から得られる非スペックル画像を撮像する非スペックル画像撮像部と、
    　前記非スペックル画像撮像部の焦点位置に基づいて、前記スペックル画像撮像部の焦点を検出する焦点検出部と、
    を備える、撮像装置。
  2. 　更に、前記非スペックル画像撮像部の焦点に対する前記スペックル画像撮像部の焦点距離を調整する焦点調整部と、
    　前記焦点調整部により調整された焦点に基づいて撮像されたスペックル画像を表示する表示部と、
    を備える、請求項１に記載の撮像装置。
  3. 　更に、前記非スペックル画像撮像部と前記スペックル画像撮像部との間に生じる収差を補正する収差補正部を備える、請求項１記載の撮像装置。
  4. 　前記収差補正部は、色収差を補正する、請求項３記載の撮像装置。
  5. 　更に、前記非スペックル画像撮像部により撮像された非スペックル画像中の任意の関心領域を特定する関心領域特定部と、
    　当該関心領域特定部による関心領域の特定情報に基づき、前記コヒーレント光源の照射位置を調整する光照射調整部と、
    を備える請求項１記載の撮像装置。
  6. 　コヒーレント光を撮像対象に照射するコヒーレント光源と、
    　インコヒーレント光を撮像対象に照射するインコヒーレント光源と、
    　前記コヒーレント光が照明された前記撮像対象の散乱光から得られるスペックル画像を撮像するスペックル画像撮像装置と、
    　前記インコヒーレント光が照明された前記撮像対象の反射光から得られる非スペックル画像を撮像する非スペックル画像撮像装置と、
    　前記非スペックル画像撮像装置の焦点位置に基づいて、前記スペックル画像撮像装置の焦点を検出する焦点検出装置と、
    を備える、撮像システム。
  7. 　更に、前記非スペックル画像撮像装置の焦点に対する前記スペックル画像撮像装置の焦点距離を調整する焦点調整装置と、
    　前記焦点調整装置により調整された焦点に基づいて撮像されたスペックル画像を表示する表示装置と、
    を備える、請求項６に記載の撮像システム。
  8. 　更に、前記非スペックル画像撮像装置と前記スペックル画像撮像装置との間に生じる収差を補正する収差補正装置と、を備える、請求項６記載の撮像システム。
  9. 　前記収差補正装置は、色収差を補正する、請求項８記載の撮像システム。
  10. 　更に、前記非スペックル画像撮像装置により撮像された非スペックル画像中の任意の関心領域を特定する関心領域特定装置と、
    　当該関心領域特定装置による関心領域の特定情報に基づき、前記コヒーレント光源の照射位置を調整する光照射調整装置と、
    を備える、請求項６記載の撮像システム。
  11. 　コヒーレント光を撮像対象に照射するコヒーレント光照射工程と、
    　インコヒーレント光を撮像対象に照射するインコヒーレント光照射工程と、
    　前記コヒーレント光が照明された前記撮像対象の散乱光から得られるスペックル画像を撮像するスペックル画像撮像工程と、
    　前記インコヒーレント光が照明された前記撮像対象の反射光から得られる非スペックル画像を撮像する非スペックル画像撮像工程と、
    　前記非スペックル画像撮像工程における焦点位置に基づいて、前記スペックル画像を撮像するための焦点を検出する焦点検出工程と、
    を含む、撮像方法。
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