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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024061695
(43)【公開日】2024-05-08
(54)【発明の名称】生体観察システム、生体観察方法、及び照射装置
(51)【国際特許分類】
A61B 5/026 20060101AFI20240426BHJP
A61B 5/0285 20060101ALI20240426BHJP
A61B 10/00 20060101ALI20240426BHJP
【ＦＩ】
A61B5/026 120
A61B5/0285
A61B10/00 E
【審査請求】未請求
【請求項の数】17
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021047740
(22)【出願日】2021-03-22
(71)【出願人】
【識別番号】000002185
【氏名又は名称】ソニーグループ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100091487
【弁理士】
【氏名又は名称】中村 行孝
(74)【代理人】
【識別番号】100120031
【弁理士】
【氏名又は名称】宮嶋 学
(72)【発明者】
【氏名】吉田 浩
【テーマコード（参考）】
4C017
【Ｆターム（参考）】
4C017AA11
4C017AB02
4C017AC28
4C017BC11
4C017EE01
4C017FF05
(57)【要約】
【課題】生体のより深部の情報を取得可能な生体観察システム、生体観察方法、及び照射装置を提供する。
【解決手段】本開示によれば、生体観察システムは、光を遮光する遮光部と光を透過する開口部とを有する絞りを介してコヒーレント光を生体の観察部位に照射する照射部と、コヒーレント光が照射される観察部位の領域を含む画素信号を取得する画素信号取得部と、画素信号内のコヒーレント光が照射されていない暗部領域の画素信号に基づき第１画像を生成する画像生成部と、を備える。
【選択図】図１
【解決手段】本開示によれば、生体観察システムは、光を遮光する遮光部と光を透過する開口部とを有する絞りを介してコヒーレント光を生体の観察部位に照射する照射部と、コヒーレント光が照射される観察部位の領域を含む画素信号を取得する画素信号取得部と、画素信号内のコヒーレント光が照射されていない暗部領域の画素信号に基づき第１画像を生成する画像生成部と、を備える。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
光を遮光する遮光部と光を透過する開口部とを有する絞りを介してコヒーレント光を生体の観察部位に照射する照射部と、
前記コヒーレント光が照射される前記観察部位の領域を含む画素信号を取得する画素信号取得部と、
前記画素信号内の前記コヒーレント光が照射されていない暗部領域の画素信号に基づき第１画像を生成する画像生成部と、
を備える、生体観察システム。
前記コヒーレント光が照射される前記観察部位の領域を含む画素信号を取得する画素信号取得部と、
前記画素信号内の前記コヒーレント光が照射されていない暗部領域の画素信号に基づき第１画像を生成する画像生成部と、
を備える、生体観察システム。
【請求項2】
前記遮光部は、光を透過させない金属で構成される、請求項１に記載の生体観察システム。
【請求項3】
前記暗部領域の画素信号は、前記生体に直接的に照射された前記コヒーレント光の一部が前記前記観察部位の組織の下の血流によって散乱された光に基づく、請求項２に記載の生体観察システム。
【請求項4】
前記画素信号に基づく画像上の位置変化に対する画素列であるプロファイルに基づき、所定の画素値範囲を設定する画素範囲設定部を更に備え、
前記画像生成部は、前記所定の画素値範囲に基づき、前記第１画像を生成する、請求項２に記載の生体観察システム。
前記画像生成部は、前記所定の画素値範囲に基づき、前記第１画像を生成する、請求項２に記載の生体観察システム。
【請求項5】
前記コヒーレント光が照射されている明部領域の画素信号に基づき、第２画像を生成する画像生成部を、更に備える、請求項４に記載の生体観察システム。
【請求項6】
前記第１画像及び前記第２画像の少なくとも一方に基づいたスペックルデータを演算するスペックル演算部を、更に備える、請求項５に記載の生体観察システム。
【請求項7】
前記スペックルデータは、スペックルコントラストを含み、
前記スペックル演算部は、前記スペックルコントラストに基づいて観察像を生成する、請求項６に記載の生体観察システム。
前記スペックル演算部は、前記スペックルコントラストに基づいて観察像を生成する、請求項６に記載の生体観察システム。
【請求項8】
前記画素信号取得部は、前記コヒーレント光が照射される前記観察部位の領域をそれぞれ変更した複数の画素信号を取得し、
前記画像生成部は、前記複数の画素信号に基づき、前記第１画像を生成する請求項７に記載の生体観察システム。
前記画像生成部は、前記複数の画素信号に基づき、前記第１画像を生成する請求項７に記載の生体観察システム。
【請求項9】
前記観察像における前記スペックルコントラストの値に基づき、前記コヒーレント光の照射強度を制御する照射制御部を更に備える、請求項８に記載の生体観察システム。
【請求項10】
前記照射制御部は、前記画素信号内の前記暗部領域、及び前記明部領域の少なくとも一方の画素信号に基づき、前記コヒーレント光の照射強度を制御する、請求項９に記載の生体観察システム。
【請求項11】
前記絞りは、可変絞りであり、前記画素信号内の前記暗部領域内、及び前記明部領域内の画素値に基づき、開口部の幅及び開口部間の幅を設定する絞り制御部を更に備える、請求項１０に記載の生体観察システム。
【請求項12】
前記絞り制御部は、前記暗部領域内、及び前記明部領域内の所定の画素値の比が所定範囲となるように、前記開口部間の幅を設定する、請求項１１に記載の生体観察システム。
【請求項13】
請求項１に記載の生体観察システムを用いた血流計装置。
【請求項14】
請求項１に記載の生体観察システムを用いた顕微鏡装置。
【請求項15】
請求項１に記載の生体観察システムを用いた中視鏡装置。
【請求項16】
光を遮光する遮光部と光を透過する開口部とを有する絞りを介してコヒーレント光を生体の観察部位に照射する照射工程と、
前記コヒーレント光が照射される前記観察部位の領域を含む画素信号を取得する画素信号取得工程と、
前記画像内の前記コヒーレント光が直接的に照射されていない暗部領域の画素信号に基づき第１画像を生成する画像生成工程と、
を備える、生体観察方法。
前記コヒーレント光が照射される前記観察部位の領域を含む画素信号を取得する画素信号取得工程と、
前記画像内の前記コヒーレント光が直接的に照射されていない暗部領域の画素信号に基づき第１画像を生成する画像生成工程と、
を備える、生体観察方法。
【請求項17】
コヒーレント光を生成する光源と、
前記コヒーレント光を遮光する遮光部と光を透過する開口部とを有する可動絞りと、を備え、
前記コヒーレント光が照射される生体における観察部位の前記コヒーレント光が照射されていない暗部領域の画素信号に基づき、前記遮光部の幅、前記開口部の幅の少なくとも一方が制御される、照射装置。
前記コヒーレント光を遮光する遮光部と光を透過する開口部とを有する可動絞りと、を備え、
前記コヒーレント光が照射される生体における観察部位の前記コヒーレント光が照射されていない暗部領域の画素信号に基づき、前記遮光部の幅、前記開口部の幅の少なくとも一方が制御される、照射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は生体観察システム、生体観察方法、及び照射装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、生体組織等にレーザ光を照射してスペックルパターンを検出し、生体組織等を観察する技術が開発されている。こような、スペックルパターンに基づいた生体組織の観察等は、外科手術や内科診断等の様々なシーンでの応用が期待されており、高い精度を発揮可能な技術が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特表２０１６－５０９５０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところが、生体組織等にレーザ光を照射する場合に、生体表面からの反射光が強くなってしまう。このため、下部組織の観察が困難になってしまう恐れがある。
【0005】
そこで、本開示では、生体のより深部の情報を取得可能な生体観察システム、生体観察方法、及び照射装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記の課題を解決するために、本開示によれば、光を遮光する遮光部と光を透過する開口部とを有する絞りを介してコヒーレント光を生体の観察部位に照射する照射部と、
前記コヒーレント光が照射される前記観察部位の領域を含む画素信号を取得する画素信号取得部と、
前記画素信号内の前記コヒーレント光が照射されていない暗部領域の画素信号に基づき第１画像を生成する画像生成部と、
を備える、生体観察システムが提供される。
前記コヒーレント光が照射される前記観察部位の領域を含む画素信号を取得する画素信号取得部と、
前記画素信号内の前記コヒーレント光が照射されていない暗部領域の画素信号に基づき第１画像を生成する画像生成部と、
を備える、生体観察システムが提供される。
【0007】
前記遮光部は、光を透過させない金属で構成されてもよい。
【0008】
前記暗部領域の画素信号は、前記生体に直接的に照射された前記コヒーレント光の一部が前記前記観察部位の組織の下の血流によって散乱された光に基づいてもよい。
【0009】
前記画素信号に基づく画像上の位置変化に対する画素列であるプロファイルに基づき、所定の画素値範囲を設定する画素範囲設定部を更に備え、
前記画像生成部は、前記所定の画素値範囲に基づき、前記第１画像を生成してもよい。
前記画像生成部は、前記所定の画素値範囲に基づき、前記第１画像を生成してもよい。
【0010】
前記コヒーレント光が照射されている明部領域の画素信号に基づき、第２画像を生成する画像生成部を、更に備えてもよい。
【0011】
前記第１画像及び前記第２画像の少なくとも一方に基づいたスペックルデータを演算するスペックル演算部を、更に備えてもよい。
【0012】
前記スペックルデータは、スペックルコントラストを含み、
前記スペックル演算部は、前記スペックルコントラストに基づいて観察像を生成してもよい。
前記スペックル演算部は、前記スペックルコントラストに基づいて観察像を生成してもよい。
【0013】
前記画素信号取得部は、前記コヒーレント光が照射される前記観察部位の領域をそれぞれ変更した複数の画素信号を取得し、
前記第１画像生成部は、前記複数の画素信号に基づき、前記第１画像を生成してもよい。
前記第１画像生成部は、前記複数の画素信号に基づき、前記第１画像を生成してもよい。
【0014】
前記観察像における前記スペックルコントラストの値に基づき、前記コヒーレント光の照射強度を制御する照射制御部を更に備えてもよい。
【0015】
前記照射制御部は、前記画素信号内の前記暗部領域、及び前記明部領域の少なくとも一方の画素値に基づき、前記コヒーレント光の照射強度を制御してもよい。
【0016】
前記絞りは、可変絞りであり、前記画素信号内の前記暗部領域内、及び前記明部領域内の画素値に基づき、開口部の幅及び開口部間の幅を設定する絞り制御部を更に備えてもよい。
【0017】
前記絞り制御部は、前記暗部領域内、及び前記明部領域内の所定の画素値の比が所定範囲となるように、前記開口部間の幅を設定してもよい。
【0018】
前記生体観察システムを用いた血流計装置でもよい。
【0019】
前記生体観察システムを用いた顕微鏡装置でもよい。
【0020】
前記生体観察システムを用いた中視鏡装置でもよい。
【0021】
上記の課題を解決するために、本開示によれば、光を遮光する遮光部と光を透過する開口部とを有する絞りを介してコヒーレント光を生体の観察部位に照射する照射工程と、
前記コヒーレント光が照射される前記観察部位の領域を含む画素信号を取得する画素信号取得工程と、
前記画素信号内の前記コヒーレント光が照射されていない暗部領域の画素信号に基づき第１画像を生成する第１画像生成工程と、
を備える、生体観察方法が提供される。
前記コヒーレント光が照射される前記観察部位の領域を含む画素信号を取得する画素信号取得工程と、
前記画素信号内の前記コヒーレント光が照射されていない暗部領域の画素信号に基づき第１画像を生成する第１画像生成工程と、
を備える、生体観察方法が提供される。
【0022】
上記の課題を解決するために、本開示によれば、コヒーレント光を生成する光源と、
前記コヒーレント光を遮光する遮光部と光を透過する開口部とを有する可動絞りと、を備え、
前記コヒーレント光が照射される生体における観察部位の領域を含む画像内の、前記コヒーレント光が直接的に照射されていない暗部領域の画素信号に基づき、前記遮光部の幅、前記開口部の幅の少なくとも一方が制御される、照射装置が提供される。
前記コヒーレント光を遮光する遮光部と光を透過する開口部とを有する可動絞りと、を備え、
前記コヒーレント光が照射される生体における観察部位の領域を含む画像内の、前記コヒーレント光が直接的に照射されていない暗部領域の画素信号に基づき、前記遮光部の幅、前記開口部の幅の少なくとも一方が制御される、照射装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【0023】
【図1】本技術の一実施形態に係る観察システムの構成例を示すブロック図。
【図2A】レーザ照射部の構成例を示す図。
【図2B】絞りの上面図。
【図3】絞りの出射側の面におけるレーザ光の分布を示す模式図。
【図4A】照射制御部の構成を示すブロック図。
【図4B】スペッククルコントラストと画素信号の平均輝度値との関係を示す図。
【図5】算処理部の構成を示すブロック図。
【図6】プロファイル生成部が生成する画素値プロファイルの例を示す図。
【図7A】ダイレクト領域のレーザ光、及び反射、散乱光を模式的に示す図。
【図7B】グローバル領域のレーザ光、及び反射、散乱光を模式的に示す図。
【図8】画素値範囲生成部の処理例を模式的に示す図。
【図9】抽出画素値範囲と画像取得部が取得した二次元画像との対応関係を示す図。
【図10】第１画像生成部が抽出画素値範囲に基づき生成した画像例を示す図。
【図11】第２画像生成部が生成したＤ（ダイレクト画像）画像の例を示す図。
【図12】３×３のセル４２に含まれる画素４３の輝度値が明暗により模式的に示す図。
【図13】有効エリア内のスペックルコントラストの算出例を説明するための模式図。
【図14】スペックルパターンの特性を説明するための図。
【図15】比較例のレーザ照射部の構成例を示す図。
【図16】比較例のＧ（グローバル）画像と、本開示によるＧ（グローバル）画像と、を示す図。
【図17】観察システムの処理例を示すフローチャート。
【図18】第２実施形態に係る絞りの側面断面図。
【図19】第２実施形態に係る照射制御部のブロック図。
【図20】絞り制御部の制御例を説明する図。
【図21】絞り制御部の制御例を説明する別の図。
【図22】絞り制御部の更に別の制御例を説明する図。
【図23】絞り制御部の処理例を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【0024】
（第１実施形態）
［生体観察システム］
図１は、本技術の一実施形態に係る生体観察システムの構成例を示すブロック図である。生体観察システム１００は、例えば外科手術における術野の観察や、内科診断における患者の体内の観察等に用いられる。より具体的には、生体観察システム１００は、血流計装置、顕微鏡装置、中視鏡装置などに用いられる。この他、任意の生体組織を観察する場合に本技術は適用可能である。
［生体観察システム］
図１は、本技術の一実施形態に係る生体観察システムの構成例を示すブロック図である。生体観察システム１００は、例えば外科手術における術野の観察や、内科診断における患者の体内の観察等に用いられる。より具体的には、生体観察システム１００は、血流計装置、顕微鏡装置、中視鏡装置などに用いられる。この他、任意の生体組織を観察する場合に本技術は適用可能である。
【0025】
この生体観察システム１００は、レーザ照射部１０と、カメラ２０と、コントローラ３０とを備える。
【0026】
レーザ照射部１０は、患者の観察部位２に向けて配置され、観察部位２にコヒーレント光であるレーザ光１１を照射する。図１には、患者の手部（観察部位２）に向けて照射されるレーザ光１１が模式的に図示されている。観察部位２は、本実施形態において、生体組織に相当する。また、本実施形態に係るレーザ照射部１０が照射装置に対応する。
【0027】
【0028】
図２Ａに示すように、レーザ照射部１０は、レーザ９０と、絞り１０２とを有する。レーザ９０は、高コヒーレント光を、照射光学系を介して出射する。図２Ｂに示すように、絞り１０２は、遮光部１０２ａと、スリット状の開口部１０２ｂとを有する。遮光部１０２ａは、例えば金属で構成され、光を透過しない。一方で、開口部１０２ｂは、光を透過するように構成される。
【0029】
図３は、絞り１０２の出射側の面におけるレーザ光１１の分布を示す模式図である。縦軸は明るさを示し、横軸は絞り１０２を横切るラインの位置に対応する。このように、絞り１０２の遮光部１０２ａの光強度は開口部の境界部を除き０とみなすことが可能である。これにより、図２Ａに示すように、観察部位２の表面には、明部、暗部、明部の縞状の投影光学像が投影される。暗部には、レーザ光は投影されず、暗部へのレーザ光の投影光量は０となる。なお、本実施形態では、説明を簡単にするために、一開口部の例で説明する場合があるが、これに限定されない。
【0030】
このような、明部領域（図２Ａ参照）の画素信号に基づく画素値Ｌｄと、暗部領域（図２Ａ参照）の画素信号に基づく画素値Ｌｇに基づき、一般に（１）式、及び（２）式によりＤ（ダイレクト画像）、Ｇ（グロ－バル画像）が定義される。
【0031】
比較例（図１５により後述）では、明部に照射されるレーザ光よりも低いレーザ光が暗部にも照射される。ここで、ｂ＝（暗部の明るさ）／（明部の明るさ）である。
これに対して、本実施形態に係る遮光部１０２ａが光を透過しないので、暗部領域の投影光量は常に０にすることが可能である。このため、本実施形態に係る絞り１０２を用いた場合には、レーザ照射部１０の照射光学系のアライメントが変わってもｂは常に０となり、Ｄ（ダイレクト画像）画像、Ｇ（グロ－バル画像）画像の生成におけるパラメータｂの依存性を除くことができる。このように、遮光部１０２ａが光を透過しないので、観察部位２の表面までの距離に関係なく、光が投影されない暗部領域を観察部位２の表面に生成可能となる。これにより、（１）、（２）式において、Ｄ＝Ｌｄとして演算可能となり、Ｇ＝Ｌｇとして演算可能となる。
【数1】
【数2】
【0032】
カメラ２０は、レンズ部２１と、レンズ部２１に接続された撮像部２２とを有する。カメラ２０は、レンズ部２１が患者１の観察部位２に向くように配置され、レーザ光１１が照射された観察部位２を撮像する。
【0033】
カメラ２０は、観察部位２の表面における明部、暗部、明部の縞状画像を撮像する。このカメラ２０は、例えばＣＨＵ（Ｃａｍｅｒａ Ｈｅａｄ Ｕｎｉｔ）として構成され、所定のインターフェース等を介してコントローラ３０と接続される。本実施形態では、カメラ２０は、撮像系に相当する。
【0034】
レンズ部２１は、光学ズーム機能を備える。レンズ部２１は、例えばＦ値（絞り値）及び光学倍率等の撮像パラメータを制御することで、光学的に拡大または縮小された観察部位２の光学像を生成する。光学ズーム機能を実現するための具体的な構成は限定されず、例えば電子制御による自動ズームや、手動でのズーム等が適宜実行可能であってよい。
【0035】
撮像部２２は、レンズ部２１により生成された光学像を撮像して観察部位２の画素信号を生成する。ここで画素信号とは、画像を構成することが可能な信号である。画素信号には、例えば画素ごとの輝度値等の情報が含まれる。すなわち、撮像部２２の撮像範囲内にある、観察部位２（被写体）の各点からの光を、撮像部２２の撮像素子が検出し、画素信号へ変換する。その画素信号は、Direct（ダイレクト）成分とGlobal（グローバル）成分に分けられる。
【0036】
撮像範囲内にある、被写体のある位置に着目した際、直接照明によりその着目点が照らされたことにより検出された画素信号をDirect成分とする。他の点を経由して着目点が照らされたことにより検出された画素信号をGlobal成分とする。
【0037】
また、画素信号の種類や形式等は限定されず、例えば動画像や静止画像を構成可能な任意の形式が用いられてよい。撮像部２２としては、例えばＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ－Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）センサやＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）センサ等のイメージセンサが用いられる。
【0038】
コントローラ３０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）等のコンピュータの構成に必要なハードウェアを有する。本実施形態では、コントローラ３０は、制御装置に相当する。
【0039】
ＣＰＵが、ＲＯＭやＨＤＤに格納された本技術に係るプログラムをＲＡＭにロードして実行することにより、図１に示す各機能ブロックが実現される。そしてこれらの機能ブロックにより、本技術に係る制御方法が実行される。
【0040】
プログラムは、例えば種々の記録媒体を介してコントローラ３０にインストールされる。又はインターネット等を介してプログラムのインストールが実行されてもよい。
【0041】
コントローラ３０の具体的な構成は限定されず、例えばＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）、画像処理ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、その他ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）等のデバイスが用いられてもよい。
【0042】
図１に示すように、コントローラ３０は、機能ブロックとして、照射制御部３１、画像取得部３２、カメラ制御部３３、ＵＩ取得部３４、ブロック制御部３５、及び演算処理部３６を有する。またコントローラ３０のＲＯＭ等により構成される記憶部３７には処理サイズテーブル３８が格納されている。なお各機能ブロックを実現するために、専用のハードウェアが適宜用いられてもよい。
【0043】
図４Ａは、照射制御部３１の構成を示すブロック図である。図４Ａに示すように、照射制御部３１は、光源制御部３１０と、位置制御部３１２とを有する。光源制御部３１０は、レーザ照射部１０から照射されるレーザ光１１の照射強度等を制御する。光源制御部３１０は、例えば、Ｄ（ダイレクト画像）画像の観察時には、カメラ２０により生成された画素信号の明部領域（図２Ａ参照）の画素値が所定値となるようにレーザ９０の光量を制御する。
【0044】
一方で、Ｇ（グローバル）画像の観察時には、カメラ２０により生成された画素信号の暗部領域（図２Ａ参照）の画素値が所定値となるようにレーザ９０の光量を制御する。このように、光源制御部３１０は、観察目的で定まる所定領域が明るすぎる場合は光源の光量を下げ、暗すぎる場合は光源の光量を上げる制御をレーザ９０に対して行うことが可能である。
【0045】
図４Ｂは、スペッククルコントラストＬ４０とカメラ２０により生成された画素信号の平均輝度値との関係を示す図である。縦軸はスペッククルコントラストを示し、横軸は平均輝度値を示す。なお、スペッククルコントラストＬ４０は後述のスペック演算部３７０で演算される。図４Ｂに示すように、スペッククルコントラストＬ４０は画素信号の平均輝度値により値が変動する。このため、光源制御部３１０は、画素信号の平均輝度値が所定の範囲に入るように、レーザ光１１の照射強度を制御してもよい。
【0046】
また、光源制御部３１０は、例えば生体観察システム１００を操作するオペレータが指定したレーザ光１１の照射強度の情報を取得してもよい。光源制御部３１０は、レーザ照射部１０に対して指定された照射強度でレーザ光１１を出力する旨の指示を出力する。これによりオペレータが所望する照射強度でレーザ光１１を照射することが可能となる。
【0047】
レーザ光１１の照射強度を制御する方法等は限定されない。例えば、カメラ２０の露光時間等に合わせてレーザ光１１の照射強度が適宜制御されてもよい。なお光源制御部３１０により、レーザ光１１の照射強度のみならず、レーザ光１１の波長や照射領域等の任意のパラメータが適宜制御されてよい。
【0048】
位置制御部３１２は、不図示の駆動部を制御してレーザ照射部１０を所定の時間間隔で所定の距離ずつ移動させる制御を行うことが可能である。
画像取得部３２は、カメラ２０により生成された画素信号を取得する。すなわち、画像取得部３２は、レーザ光１１が照射されて撮像された観察部位２の画素信号を取得する。画像取得部３２により取得された画素信号は、演算処理部３６に供給される。本実施形態では、画像取得部３２は、画素信号取得部に相当する。
画像取得部３２は、カメラ２０により生成された画素信号を取得する。すなわち、画像取得部３２は、レーザ光１１が照射されて撮像された観察部位２の画素信号を取得する。画像取得部３２により取得された画素信号は、演算処理部３６に供給される。本実施形態では、画像取得部３２は、画素信号取得部に相当する。
【0049】
カメラ制御部３３は、インターフェース等を介してカメラ２０に接続され、カメラ２０の動作を制御する。カメラ制御部３３は、例えばカメラ２０のズーム量（光学倍率）や絞り、あるいは露光時間等を指定する信号をカメラ２０に対して出力する。カメラ２０は、カメラ制御部３３から出力された信号に基づいて観察部位２を撮像する。これによりカメラ２０の動作を電子的に制御することが可能となる。
【0050】
また、カメラ制御部３３は、観察部位２に対する撮像の撮像パラメータを取得する。撮像パラメータは、レンズ部２１（カメラ２０）のＦ値（絞り値）及び光学倍率等を含む。カメラ制御部３３により取得された撮像パラメータは、ブロック制御部３５に出力される。本実施形態では、撮像パラメータは、撮像条件に相当する。カメラ制御部３３は、位置制御部３１２がレーザ照射部１０の位置を変更する場合には、位置制御部３１２の同期信号に同期して観察部位２の画像を複数枚撮像する。
【0051】
ＵＩ取得部３４は、図示しないユーザインターフェース（ＵＩ：Ｕｓｅｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）を介してオペレータにより入力された指示等を取得する。ユーザインターフェースとしては、例えばディスプレイ等の表示装置及びマウスやキーボード等の入力装置が適宜用いられる。オペレータは、例えば表示装置に表示された操作画面を見ながら入力装置を使って指示を入力する。ユーザインターフェースの種類等は限定されず、例えばタッチセンサを供えたディスプレイ、フットスイッチ、手元のコントロールスイッチ等が用いられてもよい。
【0052】
ブロック制御部３５は、予測されるスペックルサイズ算出部４０及び処理サイズ制御部４１を有する。予測されるスペックルサイズ算出部４０は、カメラ制御部３３から入力された撮像パラメータに基づいて、スペックルサイズを算出する。
【0053】
スペックルサイズとは、スペックルを形成する個々の斑点の大きさである。一般にスペックルサイズは、スペックルパターンを撮像する撮像系に応じて変化する。例えばスペックルサイズｄは、以下の式で与えられる。
ｄ＝Ｆ＃×（１＋Ｍ）×λ×１．２２ （３）
ここで、Ｆ＃はレンズ部２１のＦ値であり、Ｍはレンズ部２１の光学倍率Ｍである。またλは照射されたレーザ光１１の波長である。以下ではこの式をスペックルサイズ算出式と記載する場合がある。
ｄ＝Ｆ＃×（１＋Ｍ）×λ×１．２２ （３）
ここで、Ｆ＃はレンズ部２１のＦ値であり、Ｍはレンズ部２１の光学倍率Ｍである。またλは照射されたレーザ光１１の波長である。以下ではこの式をスペックルサイズ算出式と記載する場合がある。
【0054】
本実施形態では、予測されるスペックルサイズ算出部４０により、撮像パラメータに含まれるＦ値Ｆ＃及び光学倍率Ｍに基づいて、スペックルサイズ算出式を用いてスペックルサイズｄが算出される。従って予測されるスペックルサイズ算出部４０は、撮像されているスペックルパターンでのスペックルサイズｄを算出することが可能である。算出されたスペックルサイズｄは、処理サイズ制御部４１に出力される。
【0055】
処理サイズ制御部４１は、画素ブロックであるセルのサイズ（セルサイズ）を制御する。セルは、例えばｍ×ｎの画素で構成された矩形ブロックであり、画素信号からスペックルコントラストを算出する際に用いられる。（横×縦）の画素数（ｍ×ｎ）がセルサイズに相当する。セルの形状等は限定されず、例えば任意の形状のセルが用いられてよい。セル及びスペックルコントラストについては後述する。
【0056】
処理サイズ制御部４１は、予測されるスペックルサイズ算出部４０により算出されたスペックルサイズｄに基づいてセルサイズを制御する。また処理サイズ制御部４１は、ＵＩ取得部３４により取得された画質モードに応じてセルサイズを制御する。従って処理サイズ制御部４１により制御されるセルサイズは、スペックルサイズｄと画質モードに応じたサイズとなる。
【0057】
本実施形態では、セルのサイズを制御する際に、記憶部３７に記憶された処理サイズテーブル３８が用いられる。処理サイズテーブル３８には、スペックルサイズｄと、画質モードと、セルのサイズとの対応関係が記録されている。例えば処理サイズ制御部４１は、算出されたスペックルサイズｄ及び指定された画質モードに対応するセルのサイズの値を処理サイズテーブル３８から取得する。これにより容易にセルのサイズを制御することが可能となる。本実施形態では、処理サイズテーブル３８は、制御テーブルに相当する。
【0058】
このようにブロック制御部３５は、撮像パラメータに基づいてスペックルサイズを算出し、算出されたスペックルサイズに基づいてセルサイズを制御する。すなわち、ブロック制御部３５は、観察部位２に対する撮像の撮像パラメータに基づいて、セルのサイズを制御する。
【0059】
図５は、演算処理部３６の構成を示すブロック図である。図５に示すように、演算処理部３６は、処理サイズ制御部４１（ブロック制御部３５）によりサイズが制御されたセルを用いて、画像取得部３２により取得された画素信号に基づいてスペックルデータを算出する。すなわち、この演算処理部３６は、記憶部３６０と、プロファイル生成部３６２と、画素値範囲生成部３６４と、第１画像生成部３６６と、第２画像生成部３６８と、スペックル演算部３７０とを有する。なお、本実施形態に係る第１画像生成部３６６と、第２画像生成部３６８とが画像生成部に対応する。
【0060】
記憶部３６０は、画像取得部３２が取得した画素信号を二次元の画像として記憶する。なお、記憶部３６０は、記憶部３７内に構成してもよい。
【0061】
図６は、プロファイル生成部３６２が生成する画素値プロファイルの例を示す図である。上図は、画素値プロファイルの例である。縦軸は画素値を示し、横軸は、画像上の位置を示す。下図は、画像取得部３２が取得した画素信号に基づき生成された明部と暗部とを含む二次元画像を示す。図６の下図に示すように、遮光部１０２ｂに対応する暗部の画像も画素値を有する。これは、明部に直接照射されたレーザ光が反射、散乱して暗部から出射して撮像されることにより生じる。また、レーザ光１１が直接照射される明部（開口部）に対応する画像領域は、Ｄ領域（ダイレクト領域）と称する。一方で、遮光部に対応する範囲で所定の画素値を有する画像領域は、Ｇ領域（グローバル領域）と称する。すなわち、Ｇ領域（グローバル領域）は、Ｄ領域（ダイレクト領域）から入射したレーザ光が反射及び散乱して出射した領域である。
【0062】
図７Ａ、Ｂは、皮膚組織の断面を示す模式図である。例えばＡ層は角質層及び表皮であり、例えばＢ層は、真皮の上部層である。真皮の上部層には毛細血管が存在する。図７Ａはダイレクト(Direct)領域のレーザ光１１、及び反射、散乱光ＥＡを模式的に示す図である。図７Ｂはグローバル（Ｇｌｏｂａｌ）領域のレーザ光１１、及び反射、散乱光ＥＢを模式的に示す図である。
【0063】
図７Ａに示すように、ダイレクト領域では、レーザ光１１がＡ層からも反射するため、Ｂ層から反射、散乱する微弱光は、Ａ層から反射、散乱する光に埋もれてしまう。このため、ダイレクト領域では、Ａ層から反射、散乱する反射、散乱光ＥＡが主たる成分として撮像される。反射、散乱光ＥＡは、例えば、生体である観察部位２に直接的に照射されたコヒーレント光の一部が観察部位２の組織の下の血流によって散乱された光に対応する。
【0064】
図７Ｂに示すように、グローバル領域は、レーザ光１１は直接照射されていない領域であり、ダイレクト領域から入射した光が反射、散乱する領域である。このため、グローバル領域では、Ａ層から反射、散乱する光は低減し、Ｂ層から反射、散乱する反射、散乱光ＥＢが主たる成分として撮像される。
【0065】
図８は、画素値範囲生成部３６４の処理例を模式的に示す図である。上側の図は、絞り１０２の出射側の面におけるレーザ光１１の分布を示す模式図である。縦軸は明るさを示し、横軸は絞り１０２を横切るラインの位置に対応する。下側の図は、プロファイル生成部３６２が生成した画素値プロファイルの一部領域を示す。
【0066】
画素値範囲生成部３６４は、開口部領域の画素値の代表値を生成する。例えば、開口部領域の画素値の最大値、平均値などである。続けて画素値範囲生成部３６４は、代表値に基づく画素値Ｌｇの画素値範囲を生成する。例えば、代表値の５０％～１／ｅ２＝１３．５％の範囲をグローバル領域における画素値Ｌｇの抽出画素値範囲として生成する。
【0067】
図９は、画素値範囲生成部３６４が設定した抽出画素値範囲Ｇ９と画像取得部３２が取得した二次元画像との対応関係を示す図である。上図は、画素値範囲生成部３６４が生成した画素値プロファイルと、画素値範囲生成部３６４が設定した抽出画素値範囲Ｇ９を示す図である。下図は画像取得部３２が取得した二次元画像を示し、ラインＬ９は、画素値プロファイルを生成した位置を示す。
【0068】
【0069】
図９及び図１０（ａ）に示すように、第１画像生成部３６６は、抽出画素値範囲Ｇ９（図９）に対応する画素値Ｌｇの画素値範囲の要素画像を、画像取得部３２が取得した二次元画像から切り出す。図１０（ａ）では、ダイレクト領域の右側の画像領域を抽出しているが、ダイレクト領域の左側の画像領域も抽出してよい。第１画像生成部は、生成した要素画像を記憶部３６０に記憶する。
【0070】
図１０（ｂ）は、第１画像生成部３６６が合成したＧ（グロ－バル画像）画像の例を示す図である。図１０（ｂ）に示すように、第１画像生成部は、生成した要素画像を記憶部３６０から取得し、全体画像をＧ（グロ－バル画像）画像として合成する。
【0071】
図１１は、第２画像生成部３６８が生成したＤ（ダイレクト画像）画像の例を示す図である。図１１に示すように、第２画像生成部３６８は、画像取得部３２が取得した二次元画像から画素値範囲生成部３６４が設定した抽出画素値範囲Ｇ９以下の画像を除き、合成する。
【0072】
ここでスペックルデータとは、観察部位２のスペックルパターンに関するデータである。スペックルデータは、例えば画素信号に含まれる各画素の輝度値等の情報を適宜処理することで算出される。
【0073】
本実施形態では、スペックル演算部３７０により、スペックルデータとしてスペックルコントラストが算出される。なおスペックルコントラストのみならず、例えばスペックルパターンでの輝度値の平均、分散、及び標準偏差等がスペックルデータとして算出されてもよい。算出されたスペックルデータは、処理サイズ制御部４１及び処理サイズテーブル３８に出力可能であり、処理サイズテーブル３８の校正等に用いられる。
【0074】
またスペックル演算部３７０により、算出されたスペックルコントラストに基づいて観察部位２の観察像が生成される。生成された観察像は、図示しないディスプレイ等の表示装置に出力される。本実施形態において、スペックル演算部３７０は、算出部及び生成部として機能する。
【0075】
【0076】
図１３に示すようにスペックルコントラストＣｓは、セル４２に含まれる各画素４３の輝度値Ｉ（ｍ、ｎ）の標準偏差σ及び平均値Ａを用いて以下の式で与えられる。
Ｃｓ＝σ／Ａ （４）
Ｃｓ＝σ／Ａ （４）
【0077】
また輝度値Ｉ（ｍ、ｎ）の標準偏差σ及び平均値Ａは以下の式で与えられる。
Ａ＝Ａｖｅ（Ｉ（ｍ、ｎ））＝Σ［Ｉ（ｍ、ｎ）］／Ｎ （５）
σ＝Ｓｔｄｅｖ（Ｉ（ｍ、ｎ））＝Ｓｑｒｔ（（Σ［Ｉ（ｍ、ｎ）－Ａｖｅ］＾２）／Ｎ） （６）
ここで総和記号Σは、セル４２内の全ての画素４３の輝度値に関する和を表す。またＮはセル４２に含まれる画素４３の総数であり、図１２ではＮ＝３×３＝９である。なおスペックルコントラストＣｓの算出方法は限定されず、例えば標準偏差σに代えて、輝度値Ｉ（ｍ、ｎ）の分散σ＾２等が用いられてもよい。またスペックルコントラストＣｓとしてセル４２内での輝度値Ｉ（ｍ、ｎ）の最大値及び最小値の差分（Ｉｍａｘ（ｍ、ｎ）－Ｉｍｉｎ（ｍ、ｎ））が用いられてもよい。
Ａ＝Ａｖｅ（Ｉ（ｍ、ｎ））＝Σ［Ｉ（ｍ、ｎ）］／Ｎ （５）
σ＝Ｓｔｄｅｖ（Ｉ（ｍ、ｎ））＝Ｓｑｒｔ（（Σ［Ｉ（ｍ、ｎ）－Ａｖｅ］＾２）／Ｎ） （６）
ここで総和記号Σは、セル４２内の全ての画素４３の輝度値に関する和を表す。またＮはセル４２に含まれる画素４３の総数であり、図１２ではＮ＝３×３＝９である。なおスペックルコントラストＣｓの算出方法は限定されず、例えば標準偏差σに代えて、輝度値Ｉ（ｍ、ｎ）の分散σ＾２等が用いられてもよい。またスペックルコントラストＣｓとしてセル４２内での輝度値Ｉ（ｍ、ｎ）の最大値及び最小値の差分（Ｉｍａｘ（ｍ、ｎ）－Ｉｍｉｎ（ｍ、ｎ））が用いられてもよい。
【0078】
図１３Ａには、３×３のセル４２を用いてスペックルコントラストＣｓを算出する処理の一例が示されている。例えば図１３に示すように、画像４４の左上の画素４３の位置を座標（０，０）とする。スペックル演算部３７０は、まず左上の画素４３を含むセル４２ａを設定する。この場合、座標（１，１）にある画素４３を中心とするセル４２ａが設定される（ステップ１Ａ）。
【0079】
スペックル演算部３７０は、座標（１，１）を中心とするセル４２ａでのスペックルコントラストＣｓ（１，１）を算出する。すなわち中心の画素４３とその周りの８つの画素４３との輝度値からＣｓ（１，１）が算出される。算出されたスペックルコントラストＣｓ（１，１）は、座標（１，１）にある画素４３に対応するスペックルコントラストＣｓとして記録される（ステップ１Ｂ）。
【0080】
次にスペックル演算部３７０は、座標（１，１）から右方向に１画素だけ移動した座標（２，１）を中心とするセル４２ｂを設定する（ステップ２Ａ）。スペックル演算部３７０はセル４２ｂでのスペックルコントラストＣｓ（２，１）を算出し、座標（２，１）にある画素４３のスペックルコントラスＣｓとして記録する（ステップ２Ｂ）。
【0081】
このようにセル４２の中心を１画素ずつ移動して、セル４２の中心の画素４３のスペックルコントラストＣｓを算出する処理が実行される。これにより画素信号に含まれる各画素４３に対応するスペックルコントラストＣｓが順次算出される。
【0082】
なお、セル４２を使ってスペックルコントラストＣｓを算出する方法等は限定されない。例えば算出されたスペックルコントラストＣｓが、セル４２内にある中心の画素４３とは異なる他の画素４３に割り当てられてもよい。またセル４２を移動させる量、向き、及び順序等は限定されず、例えば画像処理に要する処理時間等に応じて適宜変更されてよい。
【0083】
図１３Ａには、スペックルコントラストＣｓを算出する処理の全体像が模式的に図示されている。図１３Ａの左側の図は、第２画像生成部により生成されたグローバル画像の模式図である。スペックル演算部３７０は、グローバル画像５０の左上からスペックルコントラストＣｓの算出処理を開始する。以下では、スペックルコントラストＣｓを算出するための元画像、すなわちグローバル画像５０をスペックル画像５０と記載する。
【0084】
スペックル演算部３７０は、算出されたスペックルコントラストＣｓに基づいて観察像となるスペックルコントラスト画像６０を生成する。図１３Ｂの右側の図は、スペックルコントラスト画像６０の模式図である。
【0085】
スペックルコントラスト画像６０は、スペックルコントラストＣｓの値を輝度値に変換して生成される。例えば、スペックルコントラスＣｓの値が高い画素には明るい輝度値が設定され、Ｃｓの値が低い画素には暗い輝度値が設定される。スペックルコントラストＣｓを輝度値に変換する方法等は限定されず、任意の方法が用いられてよい。例えばスペックルコントラストＣｓの高低に対して明暗が反転した輝度値が設定されてもよい。
【0086】
図１４は、スペックルパターンの特性を説明するための図である。図１４の右上に示す画像は、静止状態にある観察対象にレーザ光１１を照射して撮像された画像（スペックル画像５０ａ）である。また左上に示す画像は、移動状態にある観察対象にレーザ光１１を照射して撮像された画像（スペックル画像５０ｂ）である。
【0087】
一般にレーザ光１１のような干渉性の高い光を観察対象に照射すると、観察対象で反射されるレーザ光１１（反射光）の位相がランダムに変化する。位相がランダムになったレーザ光１１が互いに干渉することで明暗のスペックルパターンが形成される。例えば観察対象が静止状態にある場合には、干渉が生じる位置等が安定するため、右側のスペックル画像５０ａに示すように明瞭なスペックルパターンが形成される。
【0088】
一方でレーザ光１１が移動する対象、例えば血流に照射される場合には、干渉が生じる位置等が変化してスペックルパターンの明暗のパターンが変化し、露光時間中に積分した結果、明暗のコントラストは低下する（左側のスペックル画像５０ｂ）。明暗のコントラストが低下する度合いは、例えばカメラ２０の露光時間内での移動量に応じた値となる。すなわち明暗のコントラストの低下が速度を反映した指標となる。
【0089】
図１４の下側には、静止状態及び移動状態でのスペックル画像５０ａ及び５０ｂでの輝度分布を示すグラフが示されている。グラフの横軸は輝度値であり、縦軸は各輝度値の画素数（分布）である。静止状態及び移動状態でのスペックル画像５０ａ及び５０ｂでの輝度分布は、それぞれ点線及び実線で図示されている。
【0090】
グラフに示すように、観察対象が静止状態である場合には、移動状態である場合と比べ、幅の広い輝度分布となる。すなわち静止状態でのスペックル画像５０ａは、明るい画素と暗い画素との輝度差が広く、明暗のコントラストが大きい画像となる。一方で、移動状態でのスペックル画像５０ｂは、明るい画素と暗い画素との輝度差が狭く、明暗のコントラストが小さい画像となる。
【0091】
図１５は、比較例のレーザ照射部１０ａの構成例を示す図である。図１５に示すように、比較例のレーザ照射部１０ａでは、絞り１０２の替わりに、例えば光の透過率が縞状に異なる拡散媒質１０２ａが構成される。拡散媒質１０２ａによりレーザ光の透過率を異ならせるので、被写体２の表面の暗部にもレーザ光が照射されてしまう。これにより、上述のｂ値に被写体面の距離に対する依存性が生じる。このため、光学系のアライメントが変わる度にｂ値の導出が必要となる。
【0092】
図１６は、図１５の撮像系で撮像した比較例のＧ（グローバル）画像と、本開示によるＧ（グローバル）画像と、を示す図である。比較例のＧ（グローバル）画像の指部のスペックルコントラストＣｓの平均は１４であり、本開示によるＧ（グローバル）画像の指部のスペックルコントラストＣｓの平均は１０である。上述のように、スペックルコントラストＣｓの値が低いほど、Ｇ（グローバル）画像中に移動状態画像がより多く存在することを示す。これから分かるように、比較例の拡散媒質１０２ａを用いる場合より、本開示の絞り１０２を用いる方が、より血流成分の情報を取得できることを示している。
【0093】
図１７は、生体観察システム１００の処理例を示すフローチャートである。図１７に示すように、先ず照射制御部３１とカメラ制御部３３の制御にしたがい、レーザ照射部１０の照射とカメラ２０の撮像とを開始し、画像取得部３２が画像データを取得する（ステップＳ１００）。
【0094】
次に、プロファイル生成部３６２が明部を横切るプロファイルを生成し、画素範囲生成部３６４がＧ領域の画素値範囲を生成する（ステップＳ１０２）。なお、画素値範囲の生成は、初期に一度行い、次のループでは省略してもよい、
【0095】
次に、第１画像生成部３６６が、画像データから画素値範囲に基づきＧ領域の要素画像を生成し、記憶部３６０に記憶させる。また、第１画像生成部３６６は、画像データから画素値範囲以下の画素範囲を除いたＤ領域の要素画像を生成し、記憶部３６０に記憶させる（ステップＳ１０４）。
【0096】
次に、照射制御部３１は、所定の範囲までレーザ照射部１０の照射が終了したか否かを判定する（ステップＳ１０６）。所定の範囲まで終了していないと判定する場合（ステップＳ１０６のＮＯ）、照射位置を変更し、ステップＳ１００からの処理を繰り返す。
【0097】
一方で、照射制御部３１は、所定の範囲まで終了していると判定する場合（ステップＳ１０６のＹＥＳ）、レーザ照射を停止する。続けて、第１画像生成部３６６は、記憶部３６０に記憶されるＧ領域の要素画像を用いてＧ画像を生成し、第２画像生成部３６８は、記憶部３６０に記憶されるＤ領域の要素画像を用いてＤ画像を生成する（ステップＳ１０８）。
【0098】
次に、スペックル演算部３７０は、生成されたＧ画像、及びＤ画像のスペックルコントラストＣｓを演算子、スペックルコントラストＣｓに基づいて観察像となるスペックルコントラスト画像を生成し、ディスプレイに出力する（ステップＳ１１０）。そして、ディスプレイは、Ｇ画像、及びＤ画像のスペックルコントラスト画像を表示し（ステップＳ１１２）、処理を終了する。
【0099】
以上説明したように、本実施形態によれば、レーザ照射部１０が、光を遮光する遮光部０２ｂと光を透過する開口部１０２aとを有する絞り１０２を介してコヒーレント光を生体の観察部位２に照射し、第１画像生成部３６６が、コヒーレント光が照射される観察部位２の領域を含む画素信号内のコヒーレント光が照射されていない暗部領域の画素信号に基づき、第１画像を生成することとした。これにより、観察部位２の組織の下層であるB層によって散乱された光に基づく画素信号を観察部位２の表層であるＡ層からの反射光を抑制した状態で取得できる。このため、観察部位２の組織の下層における観察像をより低ノイズで生成可能となる。
【0100】
（第２実施形態）
第１実施形態に係る生体観察システム１００は、絞り１０２が固定絞りであったのに対し、第２実施形態に係る生体観察システム１００は、絞り１０２０が可変絞りである点で相違する。以下では第１実施形態に係る生体観察システム１００と相違する点を説明する。
第１実施形態に係る生体観察システム１００は、絞り１０２が固定絞りであったのに対し、第２実施形態に係る生体観察システム１００は、絞り１０２０が可変絞りである点で相違する。以下では第１実施形態に係る生体観察システム１００と相違する点を説明する。
【0101】
図１８は、第２実施形態に係る絞り１０２０の側面断面図である。図１８に示すように、絞り１０２０は、複数の可動絞り１０２０ａ、１０２０ｂを有する。複数の可動絞り１０２０ａ、１０２０ｂの位置は変更可能に構成されており、開口部の間隔Ｄ１０２０、及び絞りの幅Ｄ１０４０を変更できる。
【0102】
【0103】
絞り制御部３１４は、プロファイル生成部３６２の生成する画素値プロファイルに基づき、絞り１０２０の複数の可動絞り１０２０ａ、１０２０ｂの位置制御を行う。また、絞り制御部３１４は、可動絞り１０２０ａ、１０２０ｂを平行移動させる制御を行うことも可能である。
【0104】
図２０は、絞り制御部３１４の制御例を説明する図である。左図は、絞り１０２０の出射側の面におけるレーザ光１１の分布を示す模式図である。縦軸は明るさを示し、横軸は絞り１０２０を横切るラインの位置に対応する。右図は、左図の開口部、遮光部に対応する観察部位２上のプロファイルである。縦軸は画素値を示し、横軸は位置を示す。絞り制御部３１４は、プロファイルの明部の最高画素値Ｌ２と暗部の最低画素値Ｌ１に基づいて、開口部の間隔Ｄ１０２０、及び絞りの幅Ｄ１０４０を制御する。
【0105】
図２１は、絞り制御部３１４の制御例を説明する別の図である。左図は、開口部を中心として、絞り１０２０の出射側の面におけるレーザ光１１の分布を示す模式図である。縦軸は明るさを示し、横軸は絞り１０２０を横切るラインの位置に対応する。右図は、左図の開口部、遮光部に対応する観察部位２上のプロファイルである。縦軸は画素値を示し、横軸は位置を示す。絞り制御部３１４は、プロファイルの明部の最高画素値Ｌ２と暗部の最低画素値Ｌ１に基づいて、開口部の間隔Ｄ１０２０、及び絞りの幅Ｄ１０４０を制御する。
【0106】
図２２は、絞り制御部３１４の更に別の制御例を説明する図である。（ａ）図は、制御前の観察部位２上のプロファイルを示す図である。（ｂ）図は、制御後の観察部位２上のプロファイルを示す図である。（ｃ）図は、絞り１０２０の位相ピッチを示す。観察部位２上のプロファイルを示す図である。縦軸は画素値を示し、横軸は位置を示す。それぞれ、縦軸は画素値を示し、横軸は位置を示す。
【0107】
【0108】
まず、照射制御部３１とカメラ制御部３３の制御にしたがい、レーザ照射部１０が絞り１０２０を介してレーザを照射し、カメラ２０が撮像した画像データを画像取得部３２が取得する（ステップＳ２００）。
【0109】
次に、図２２の（ａ）に示すように、プロファイル生成部３６２が明部及びを横切るプロファイルを生成する（ステップＳ２０２）。続けて、絞り制御部３１４は、間隔Ｄ１０２０、Ｄ１０４０とプロファイル上の明部、及び暗部の間隔との関係からレーザ照射部１０と観察部位２との間の幾何学的な倍率を演算する（ステップＳ２０４）。
【0110】
次に、図２２の（ａ）に示すように、絞り制御部３１４は、プロファイルの最高値Ｌ２の１／ｅ２＝１３．５％の値に基づく範囲Ｌ＿ｄｉｆｆを抽出する。より具体的には、絞り制御部３１４は、明部と暗部の境界点からプロファイルの最高値Ｌ２の１／ｅ２＝１３．５％の値までの範囲を範囲Ｌ＿ｄｉｆｆとして抽出する（ステップＳ２０４）。
【0111】
次に、図２２の（ｂ）に示すように、絞り制御部３１４は暗部の幅Ｌ＿ｄａｒｋを範囲Ｌ＿ｄｉｆの２倍以下となる範囲に設定し、ステップＳ２０４で演算した倍率に基づき、遮光部の幅Ｄ１０４０を調整する（ステップＳ２０６）。続けて、絞り制御部３１４は明部の幅Ｌ＿ｉｌｌを幅Ｌ＿ｄａｒｋと同等の値に演算し、ステップＳ２０４で演算した倍率に基づき、開口部の幅Ｄ１０２０を調整する（ステップＳ２０６）。
【0112】
次に、絞り制御部３１４は絞り１０２０の移動ステップ幅Ｌ＿ｉｌｌ＿ｓｔｅｐを範囲Ｌ＿ｄｉｆｆ未満とし、倍率に基づき、絞り１０２０の移動ステップ幅を設定し、設定処理を終了する。
【0113】
以上説明したように、本実施形態によれば、絞り１０２０を、複数の可動絞り１０２０ａ、１０２０ｂで構成し、絞り制御部３１４が明部及びを横切るプロファイルに基づき可動絞り１０２０ａ、１０２０ｂを制御することとした。これにより、カメラ２０が撮像した画像データにおける明部と暗部の画素値の値及び比を所定値に設定することが可能となる。
【0114】
なお、本技術は以下のような構成を取ることができる。
【0115】
（１）光を遮光する遮光部と光を透過する開口部とを有する絞りを介してコヒーレント光を生体の観察部位に照射する照射部と、
前記コヒーレント光が照射される前記観察部位の領域を含む画素信号を取得する画像取得部と、
前記画素信号内の前記コヒーレント光が照射されていない暗部領域の画素信号に基づき第１画像を生成する画像生成部と、
を備える、生体観察システム。
前記コヒーレント光が照射される前記観察部位の領域を含む画素信号を取得する画像取得部と、
前記画素信号内の前記コヒーレント光が照射されていない暗部領域の画素信号に基づき第１画像を生成する画像生成部と、
を備える、生体観察システム。
【0116】
（２）前記遮光部は、光を透過させない金属で構成される、（１）に記載の生体観察システム。
【0117】
（３）前記暗部領域の画素信号は、前記生体に直接的に照射された前記コヒーレント光の一部が前記前記観察部位の組織の下の血流によって散乱された光に基づく、（２）に記載の生体観察システム。
【0118】
（４）前記画素信号に基づく画像上の位置変化に対する画素列であるプロファイルに基づき、所定の画素値範囲を設定する画素範囲設定部を更に備え、
前記画像生成部は、前記所定の画素値範囲に基づき、前記第１画像を生成する、（２）に記載の生体観察システム。
前記画像生成部は、前記所定の画素値範囲に基づき、前記第１画像を生成する、（２）に記載の生体観察システム。
【0119】
（５）前記画像内の前記コヒーレント光が直接的に照射されている明部領域の画素信号に基づき、第２画像を生成する第２画像生成部を、更に備える、（４）に記載の生体観察システム。
【0120】
（６）前記第１画像及び前記第２画像の少なくとも一方に基づいたスペックルデータを演算するスペックル演算部を、更に備える、（５）に記載の生体観察システム。
【0121】
（７）記スペックルデータは、スペックルコントラストを含み、
前記スペックル演算部は、前記スペックルコントラストに基づいて観察像を生成する、（６）に記載の生体観察システム。
前記スペックル演算部は、前記スペックルコントラストに基づいて観察像を生成する、（６）に記載の生体観察システム。
【0122】
（８）前記画素信号取得部は、前記コヒーレント光が照射される前記観察部位の領域をそれぞれ変更した複数の画像を取得し、
前記画像生成部は、前記複数の画像に基づき、前記第１画像を生成する（７）に記載の生体観察システム。
前記画像生成部は、前記複数の画像に基づき、前記第１画像を生成する（７）に記載の生体観察システム。
【0123】
（９）前記観察像における前記スペックルコントラストの値に基づき、前記コヒーレント光の照射強度を制御する照射制御部を更に備える、（８）に記載の生体観察システム。
【0124】
（１０）前記照射制御部は、前記画像内の前記暗部領域、及び前記明部領域の少なくとも一方の画素値に基づき、前記コヒーレント光の照射強度を制御する、（９）に記載の生体観察システム。
【0125】
（１１）前記絞りは、可変絞りであり、前記画像内の前記暗部領域内、及び前記明部領域内の画素値に基づき、開口部の幅及び開口部間の幅を設定する絞り制御部を更に備える、（１０）に記載の生体観察システム。
【0126】
（１２）前記絞り制御部は、前記暗部領域内、及び前記明部領域内の所定の画素値の比が所定範囲となるように、前記開口部間の幅を設定する、（１１）に記載の生体観察システム。
【0127】
（１３）（１）乃至（１２）のいずれかに記載の生体観察システムを用いた血流計装置。
【0128】
（１４）（１）乃至（１２）のいずれかに記載の生体観察システムを用いた顕微鏡装置。
【0129】
（１５）（１）乃至（１２）のいずれかに記載の生体観察システムを用いた中視鏡装置。
【0130】
（１６）光を遮光する遮光部と光を透過する開口部とを有する絞りを介してコヒーレント光を生体の観察部位に照射する照射工程と、
前記コヒーレント光が照射される前記観察部位の領域を含む画素信号を取得する画素信号取得工程と、
前記画素信号内の前記コヒーレント光が照射されていない暗部領域の画素信号に基づき第１画像を生成する画像生成工程と、
を備える、生体観察方法。
前記コヒーレント光が照射される前記観察部位の領域を含む画素信号を取得する画素信号取得工程と、
前記画素信号内の前記コヒーレント光が照射されていない暗部領域の画素信号に基づき第１画像を生成する画像生成工程と、
を備える、生体観察方法。
【0131】
（１７）コヒーレント光を生成する光源と、
前記コヒーレント光を遮光する遮光部と光を透過する開口部とを有する可動絞りと、を備え、
前記コヒーレント光が照射される生体における観察部位の前記コヒーレント光が照射されていない暗部領域の画素信号に基づき、前記遮光部の幅、前記開口部の幅の少なくとも一方が制御される、照射装置。
前記コヒーレント光を遮光する遮光部と光を透過する開口部とを有する可動絞りと、を備え、
前記コヒーレント光が照射される生体における観察部位の前記コヒーレント光が照射されていない暗部領域の画素信号に基づき、前記遮光部の幅、前記開口部の幅の少なくとも一方が制御される、照射装置。
【0132】
本開示の態様は、上述した個々の実施形態に限定されるものではなく、当業者が想到しうる種々の変形も含むものであり、本開示の効果も上述した内容に限定されない。すなわち、特許請求の範囲に規定された内容およびその均等物から導き出される本開示の概念的な思想と趣旨を逸脱しない範囲で種々の追加、変更および部分的削除が可能である。
【符号の説明】
【0133】
１０：レーザ照射部、３２：画像取得部、１００：生体観察システム、１０２：絞り、１０２a：開口部、１０２ｂ：遮光部、３６６：第１画像生成部、３６８：第２画像生成部、３７０：スペックル演算部、１０２０：絞り。
【図1】
【図2A】
【図2B】
【図3】
【図4A】
【図4B】
【図5】
【図6】
【図7A】
【図7B】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
