特表 2024-547096 結像装置及び方法、カプセル内視鏡

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-12-26

(54)【発明の名称】結像装置及び方法、カプセル内視鏡

(51)【国際特許分類】

   A61B 1/00 20060101AFI20241219BHJP

   A61B 1/06 20060101ALI20241219BHJP

【ＦＩ】

A61B1/00 C

A61B1/00 512

A61B1/06 612

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024537584

(86)(22)【出願日】2022-12-20

(85)【翻訳文提出日】2024-08-20

(86)【国際出願番号】 CN2022140446

(87)【国際公開番号】W WO2023116722

(87)【国際公開日】2023-06-29

(31)【優先権主張番号】202111564565.9

(32)【優先日】2021-12-20

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】517396261

【氏名又は名称】アンコン メディカル テクノロジーズ （シャンハイ） カンパニー リミテッド

【氏名又は名称原語表記】ＡＮＫＯＮ ＭＥＤＩＣＡＬ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＩＥＳ （ＳＨＡＮＧＨＡＩ） ＣＯ．，ＬＴＤ

【住所又は居所原語表記】Ｆｌｏｏｒ １，Ｎｏ．４３５，Ｃｈｕａｎｑｉａｏ Ｒｏａｄ，Ｐｉｌｏｔ Ｆｒｅｅ Ｔｒａｄｅ Ｚｏｎｅ，Ｐｕｄｏｎｇ Ｎｅｗ Ａｒｅａ，Ｓｈａｎｇｈａｉ，２０１２０６，Ｃｈｉｎａ

(74)【代理人】

【識別番号】100128347

【弁理士】

【氏名又は名称】西内 盛二

(72)【発明者】

【氏名】ドゥアン シャオドン

(72)【発明者】

【氏名】ヨウ チンフー

【テーマコード（参考）】

4C161

【Ｆターム（参考）】

4C161AA01

4C161AA04

4C161QQ02

4C161QQ03

4C161QQ07

4C161RR02

4C161RR03

4C161RR04

4C161RR23

4C161RR26

(57)【要約】

本発明は、結像装置及び方法、カプセル内視鏡を提供する。当該結像装置は、照明ユニットと被検体を結像するためのカメラとを備え、照明ユニットは、白色光を発することでカメラによる被検体の結像へ光線を供給するための第１光源と、近赤外光線を発することでカメラによる被検体の結像へ光線を供給するための第２光源とを含む。本発明では、白色光を検体の浅表層へ照射し、更に検体の浅表層組織を観測し、且つ近赤外光を検体の中間層及び深層組織へ照射し、更に検体の中間層及び深層組織を観測することにより、白色光結像と近赤外光結像との切り替えを実現する。このように、白色光結像を通じて初歩的な観測を行うことができ、病変や深層出血が疑われる領域に対して、近赤外光結像に切り替えて更に深く観測し、より鮮明且つより高品質の画像を提供することができる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

カプセル内視鏡に取り付けられ、照明ユニットと、被検体を結像するためのカメラとを備える結像装置であって、
前記照明ユニットは、
白色光を発することで前記カメラによる前記被検体の結像へ光線を供給するための第１光源と、
近赤外光線を発することで前記カメラによる前記被検体の結像へ光線を供給するための第２光源と、を含むことを特徴とする結像装置。

【請求項2】

前記第２光源は、第１波長を有する光線を発するための第１ランプボディと、第２波長を有する光線を発するための第２ランプボディを含み、前記第１波長の範囲は、７６０ｎｍ～８５０ｎｍであり、前記第２波長の範囲は、９００ｎｍ～１０００ｎｍであることを特徴とする請求項１に記載の結像装置。

【請求項3】

前記第２光源から発された光線の中心波長は、７４０ｎｍ～８３０ｎｍであることを特徴とする請求項１に記載の結像装置。

【請求項4】

前記カメラは、レンズを含み、前記レンズには、中心波長が６６０ｎｍ～８２０ｎｍである光線をフィルタリングするためのめっき膜層が設けられ、
又は、前記カメラは、中心波長が６６０ｎｍ～８２０ｎｍである光線をフィルタリングするためのノッチフィルタを含むことを特徴とする請求項３に記載の結像装置。

【請求項5】

前記第２光源から発された光線の中心波長は、６８０ｎｍ～６９０ｎｍであることを特徴とする請求項１に記載の結像装置。

【請求項6】

前記カメラは、レンズを含み、前記レンズには、中心波長が６６６ｎｍ～７０２ｎｍである励起光をフィルタリングするためのめっき膜層が設けられ、
又は、前記カメラは、中心波長が６６６ｎｍ～７０２ｎｍである励起光をフィルタリングするためのノッチフィルタを含むことを特徴とする請求項５に記載の結像装置。

【請求項7】

前記第１光源と前記第２光源のそれぞれは、ランプボディを含み、前記照明ユニットは、取付板を更に含み、前記第１光源のランプボディ及び前記第２光源のランプボディは、前記取付板の周方向に沿って前記取付板に分布することを特徴とする請求項１に記載の結像装置。

【請求項8】

前記第１光源は、少なくとも２つのランプボディを含み、前記第２光源は、少なくとも２つのランプボディを含み、前記第１光源のランプボディと前記第２光源のランプボディとは、前記取付板に交互に分布し、
又は、前記第１光源は、少なくとも２つのランプボディを含み、前記第２光源に含まれるランプボディの数は、前記第１光源に含まれるランプボディの数に対応し、前記第１光源のランプボディは、前記取付板の周方向に沿って前記取付板に分布し、前記第２光源のランプボディは、前記第１光源のランプボディに対応して前記取付板に分布し、且つ前記第２光源のランプボディは、前記第１光源のランプボディの内側又は外側に位置することを特徴とする請求項７に記載の結像装置。

【請求項9】

前記カメラは、前記白色光と前記近赤外光線との同時結像を実現可能なセンサを含むことを特徴とする請求項１に記載の結像装置。

【請求項10】

前記結像装置は、第１制御回路と第２制御回路とを含み、前記第１制御回路は、前記第１光源に接続されて前記第１光源を制御し、前記第２制御回路は、前記第２光源に接続されて前記第２光源を制御し、
前記第１制御回路がハイレベルを出力しているとき、前記第１光源が照明状態であり、前記第１制御回路がローレベルを出力しているとき、前記第１光源がオフ状態であり、
前記第２制御回路がハイレベルを出力しているとき、前記第２光源が照明状態であり、前記第２制御回路がローレベルを出力しているとき、前記第２光源がオフ状態であることを特徴とする請求項１に記載の結像装置。

【請求項11】

請求項１～１０の何れか一項に記載の結像装置を備えることを特徴とするカプセル内視鏡。

【請求項12】

請求項１～１０の何れか一項に記載の結像装置に用いられる結像方法であって、
理想結像状態における画像の輝度値Ｉを予め設定するステップと、
前記カメラで撮影された画像の輝度値Ｉ_１を取得するステップと、
前記輝度値Ｉ_１と前記輝度値Ｉとを比較し、比較結果に基づいて前記第１光源の露光時間と前記第１光源の電圧と前記第２光源の露光時間と前記第２光源の電圧とのうちの少なくとも一項を調整することにより、前記第１光源及び／又は前記第２光源の結像効果を調整するステップと、を含むことを特徴とする結像方法。

【請求項13】

前記第１光源の状態を調整して白色光画像の結像効果を取得するとき、
理想結像状態における白色光画像の輝度値Ｉ_ｗを予め設定し、
前記カメラで撮影された白色光画像の輝度値Ｉ_ｗ１を取得し、
前記輝度値Ｉ_ｗ１と前記輝度値Ｉ_ｗとを比較し、前記輝度値Ｉ_ｗ１が前記輝度値Ｉ_ｗよりも小さいとき、前記第１光源の露光時間ｔ_ｗ１又は電圧Ｖ_ｗ１を増加させ、
前記輝度値Ｉ_ｗ１が前記輝度値Ｉ_ｗよりも大きいとき、前記第１光源の露光時間ｔ_ｗ１又は電圧Ｖ_ｗ１を減少させることを特徴とする請求項１２に記載の結像方法。

【請求項14】

前記第１光源の露光時間ｔ_ｗ１又は電圧Ｖ_ｗ１を増加又は減少させるステップにおいて、
前記第１光源の初期電圧Ｖ_Ｗ０と初期露光時間ｔ_Ｗ０とに基づいて前記第１光源の初期発光エネルギーＷ_Ｗ０を取得し、
増加又は減少後の前記第１光源の露光時間ｔ_ｗ１又は電圧Ｖ_ｗ１に基づいて、前記第１光源の発光エネルギーＷ_Ｗ１を算出し、
前記輝度値Ｉ_ｗ１が前記輝度値Ｉ_ｗよりも小さいとき、Ｗ_Ｗ１＞Ｗ_Ｗ０が満たされるように、制御回路が第１光源の露光時間ｔ_Ｗ１又は電圧Ｖ_Ｗ１を増加させ、
前記輝度値Ｉ_ｗ１が前記輝度値Ｉ_ｗよりも大きいとき、Ｗ_Ｗ１＜Ｗ_Ｗ０が満たされるように、制御回路が第１光源の露光時間ｔ_Ｗ１又は電圧Ｖ_Ｗ１を減少させることを特徴とする請求項１３に記載の結像方法。

【請求項15】

前記第２光源の状態を調整して近赤外光画像の結像効果を取得するとき、
理想結像状態における近赤外光画像の輝度値Ｉ_ＩＲを予め設定し、
前記カメラで撮影された近赤外光画像の輝度値Ｉ_ＩＲ１を取得し、
前記輝度値Ｉ_ＩＲ１と前記輝度値Ｉ_ＩＲとを比較し、前記輝度値Ｉ_ＩＲ１が前記輝度値Ｉ_ＩＲよりも小さいとき、前記第２光源の露光時間ｔ_ＩＲ１又は電圧Ｖ_ＩＲ１を増加させ、
前記輝度値Ｉ_ＩＲ１が前記輝度値Ｉ_ＩＲよりも大きいとき、前記第２光源の露光時間ｔ_ＩＲ１又は電圧Ｖ_ＩＲ１を減少させることを特徴とする請求項１２に記載の結像方法。

【請求項16】

前記第２光源の露光時間ｔ_ＩＲ１又は電圧Ｖ_ＩＲ１を増加又は減少させるステップにおいて、
前記第２光源の初期電圧Ｖ_ＩＲ０と初期露光時間ｔ_ＩＲ０とに基づいて、前記第２光源の初期発光エネルギーＷ_ＩＲ０を取得し、
増加又は減少後の前記第２光源の露光時間ｔ_ＩＲ１又は電圧Ｖ_ＩＲ１に基づいて、前記第２光源の発光エネルギーＷ_ＩＲ１を算出し、
前記輝度値Ｉ_ＩＲ１が前記輝度値Ｉ_ＩＲよりも小さいとき、Ｗ_ＩＲ１＞Ｗ_ＩＲ０が満たされるように、制御回路が第２光源の露光時間ｔ_ＩＲ１又は電圧Ｖ_ＩＲ１を増加させ、
前記輝度値Ｉ_ＩＲ１が前記輝度値Ｉ_ＩＲよりも大きいとき、Ｗ_ＩＲ１＜Ｗ_ＩＲ０が満たされるように、制御回路が第２光源の露光時間ｔ_ＩＲ１又は電圧Ｖ_ＩＲ１を減少させることを特徴とする請求項１５に記載の結像方法。

【請求項17】

前記第２光源の露光時間ｔ_ＩＲ１又は電圧Ｖ_ＩＲ１を増加又は減少させるステップにおいて、
前記第２光源の第１ランプボディの初期電圧Ｖ_ＩＲ１０と初期露光時間ｔ_ＩＲ１０とに基づいて、前記第２光源の第１ランプボディの初期発光エネルギーＷ_ＩＲ１０を取得し、
前記第２光源の第２ランプボディの初期電圧Ｖ_ＩＲ２０と初期露光時間ｔ_ＩＲ２０とに基づいて、前記第２光源の第２ランプボディの初期発光エネルギーＷ_ＩＲ２０を取得し、
第１ランプボディの初期発光エネルギーＷ_ＩＲ１０と第２ランプボディの初期発光エネルギーＷ_ＩＲ２０とに基づいて、前記第２光源の初期総発光エネルギーＷ_ＩＲ０を取得し、
前記輝度値Ｉ_ＩＲ１が前記輝度値Ｉ_ＩＲよりも小さいとき、第２光源の総発光エネルギーがＷ_ＩＲ１＞Ｗ_ＩＲ０を満たすように、制御回路が第１ランプボディの露光時間ｔ_ＩＲ１１又は電圧Ｖ_ＩＲ１１を増加させるとともに、第２ランプボディＬＲ２の露光時間ｔ_ＩＲ２１又は電圧Ｖ_ＩＲ２１を増加させ、
前記輝度値Ｉ_ＩＲ１が前記輝度値Ｉ_ＩＲよりも大きいとき、第２光源の総発光エネルギーがＷ_ＩＲ１＜Ｗ_ＩＲ０を満たすように、制御回路が第１ランプボディの露光時間ｔ_ＩＲ１１又は電圧Ｖ_ＩＲ１１を減少させるとともに、第２ランプボディの露光時間ｔ_ＩＲ２１又は電圧Ｖ_ＩＲ２１を減少させることを特徴とする請求項１５に記載の結像方法。

【発明の詳細な説明】

【発明の詳細な説明】

【0001】

（関連出願）
本願は、２０２１年１２月２０日に中国専利局へ出願された、出願番号が２０２１１１５６４５６５．９であって発明の名称が「結像装置及び方法、カプセル内視鏡」である中国特許出願の優先権を主張し、その全ての内容は、引用によって本明細書に組み込まれる。

【技術分野】

【0002】

本発明は、カプセル内視鏡の技術分野に関し、具体的に結像装置、結像方法及びカプセル内視鏡に関する。

【背景技術】

【0003】

現在よく利用される挿管式胃鏡技術の発展は、比較的に成熟している。そして、内視鏡でよく使用されている白色光イメージング技術（ＷＬＩ、Ｗｈｉｔｅ Ｌｉｇｈｔ Ｉｍａｇｉｎｇ）に基づいて、癌に対する早期スクリーニング率を高めるために、自己蛍光イメージング（ＡＦＩ、Ａｕｔｏ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ Ｉｍａｇｉｎｇ）技術、狭帯域光観察（ＮＢＩ、Ｎａｒｒｏｗ Ｂａｎｄ Ｉｍａｇｉｎｇ）技術、フレキシブルスペクトルイメージング色強調（ＦＩＣＥ、Ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｓｐｅｃｔｒａｌ Ｉｍａｇｉｎｇ Ｃｏｌｏｒ Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ）技術、ブルーレーザーイメージング（ＢＬＩ、Ｂｌｕｅ Ｌｉｇｈｔ Ｉｍａｇｉｎｇ）技術などを含む、一連の光学原理を用いた内視鏡技術を発展させてきている。これらの技術は、主に光学の点から画像の増強を実現し、画像の品質を向上させ、注目される血管、病変領域の差異性を強化し、診断効率を向上させる。しかし、深層組織の観測については、可視光の透過深度が浅いため、観測が困難である。

【0004】

近年、カプセル内視鏡、特にマグネトロンカプセル内視鏡の登場は、患者に快適で友好的な検査体験をもたらし、白色光イメージング（ＷＬＩ）のスクリーニング精度において既に通常の挿管胃鏡のゴールドスタンダードに至った。しかし、同様に、深層組織の観測については、可視光の透過深度が不足しているため、消化管検査の効果がよくない。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記従来技術に存在する問題を解決すべく、本発明の主な目的は、深層組織の観測を可能にすることで癌、病変領域及び境界を正確に判断する結像装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的を果たすために、本発明は、具体的に以下の解決手段を講じる。

【0007】

本発明は、結像装置を提供する。当該結像装置は、カプセル内視鏡に取り付けられ、照明ユニットと、被検体を結像するためのカメラとを備え、
前記照明ユニットは、
白色光を発することで前記カメラによる前記被検体の結像へ光線を供給するための第１光源と、
近赤外光線を発することで前記カメラによる前記被検体の結像へ光線を供給するための第２光源と、を含む。

【0008】

好ましくは、前記第２光源は、第１波長を有する光線を発するための第１ランプボディと、第２波長を有する光線を発するための第２ランプボディを含み、前記第１波長の範囲は、７６０ｎｍ～８５０ｎｍであり、前記第２波長の範囲は、９００ｎｍ～１０００ｎｍである。

【0009】

好ましくは、前記第２光源から発された光線の中心波長は、７４０ｎｍ～８３０ｎｍである。

【0010】

好ましくは、前記カメラは、レンズを含み、前記レンズには、中心波長が６６０ｎｍ～８２０ｎｍである光線をフィルタリングするためのめっき膜層が設けられている。

【0011】

好ましくは、前記カメラは、中心波長が６６０ｎｍ～８２０ｎｍである光線をフィルタリングするためのノッチフィルタを含む。

【0012】

好ましくは、前記第２光源から発された光線の中心波長は、６８０ｎｍ～６９０ｎｍである。

【0013】

好ましくは、前記カメラは、レンズを含み、前記レンズには、中心波長が６６６ｎｍ～７０２ｎｍである励起光をフィルタリングするためのめっき膜層が設けられている。

【0014】

好ましくは、前記カメラは、中心波長が６６６ｎｍ～７０２ｎｍである励起光をフィルタリングするためのノッチフィルタを含む。

【0015】

好ましくは、前記第１光源は、ランプボディを含み、前記第２光源は、ランプボディを含み、前記照明ユニットは、取付板を更に含み、前記第１光源のランプボディ及び前記第２光源のランプボディは、前記取付板の周方向に沿って前記取付板に分布する。

【0016】

好ましくは、前記第１光源は、少なくとも２つのランプボディを含み、前記第２光源は、少なくとも２つのランプボディを含み、前記第１光源のランプボディと前記第２光源のランプボディとは、前記取付板に交互に分布する。

【0017】

好ましくは、前記第１光源は、少なくとも２つのランプボディを含み、前記第２光源に含まれるランプボディの数は、前記第１光源に含まれるランプボディの数に対応し、前記第１光源のランプボディは、前記取付板の周方向に沿って前記取付板に分布し、前記第２光源のランプボディは、前記第１光源のランプボディに対応して前記取付板に分布し、且つ前記第２光源のランプボディは、前記第１光源のランプボディの内側又は外側に位置する。

【0018】

好ましくは、前記第１光源及び／又は前記第２光源は、ＬＥＤ光源である。

【0019】

好ましくは、前記カメラは、前記白色光と前記近赤外光線とを同時に結像することを可能にするセンサを含む。

【0020】

好ましくは、前記結像装置は、第１制御回路と第２制御回路とを含み、前記第１制御回路は、前記第１光源に接続されて前記第１光源を制御し、前記第２制御回路は、前記第２光源に接続されて前記第２光源を制御する。
前記第１制御回路がハイレベルを出力しているとき、前記第１光源が照明状態であり、前記第１制御回路がローレベルを出力しているとき、前記第１光源がオフ状態である。
前記第２制御回路がハイレベルを出力しているとき、前記第２光源が照明状態であり、前記第２制御回路がローレベルを出力しているとき、前記第２光源がオフ状態である。

【0021】

それ相応に、本発明は、カプセル内視鏡を更に提供する。当該カプセル内視鏡は、上述した結像装置を備える。

【0022】

それ相応に、本発明は、上記結像装置の結像方法を更に提供する。当該結像方法は、
理想結像状態における画像の輝度値Ｉを予め設定するステップと、
前記カメラで撮影された画像の輝度値Ｉ_１を取得するステップと、
前記輝度値Ｉ_１と前記輝度値Ｉとを比較し、比較結果に基づいて前記第１光源の露光時間と前記第１光源の電圧と前記第２光源の露光時間と前記第２光源の電圧とのうちの少なくとも一項を調整することにより、前記第１光源及び／又は前記第２光源の結像効果を調整するステップと、を含む。

【0023】

好ましくは、前記第１光源の状態を調整して白色光画像の結像効果を取得するとき、
理想結像状態における白色光画像の輝度値Ｉ_ｗを予め設定し、
前記カメラで撮影された白色光画像の輝度値Ｉ_ｗ１を取得し、
前記輝度値Ｉ_ｗ１と前記輝度値Ｉ_ｗとを比較し、前記輝度値Ｉ_ｗ１が前記輝度値Ｉ_ｗよりも小さいとき、前記第１光源の露光時間ｔ_ｗ１又は電圧Ｖ_ｗ１を増加させ、
前記輝度値Ｉ_ｗ１が前記輝度値Ｉ_ｗよりも大きいとき、前記第１光源の露光時間ｔ_ｗ１又は電圧Ｖ_ｗ１を減少させる。

【0024】

好ましくは、前記第１光源の露光時間ｔ_ｗ１又は電圧Ｖ_ｗ１を増加又は減少させるステップにおいて、
前記第１光源の初期電圧Ｖ_Ｗ０と初期露光時間ｔ_Ｗ０とに基づいて前記第１光源の初期発光エネルギーＷ_Ｗ０を取得し、
増加又は減少後の前記第１光源の露光時間ｔ_ｗ１又は電圧Ｖ_ｗ１に基づいて、前記第１光源の発光エネルギーＷ_Ｗ１を算出し、
前記輝度値Ｉ_ｗ１が前記輝度値Ｉ_ｗよりも小さいとき、Ｗ_Ｗ１＞Ｗ_Ｗ０が満たされるように、制御回路が第１光源の露光時間ｔ_Ｗ１又は電圧Ｖ_Ｗ１を増加させ、
前記輝度値Ｉ_ｗ１が前記輝度値Ｉ_ｗよりも大きいとき、Ｗ_Ｗ１＜Ｗ_Ｗ０が満たされるように、制御回路が第１光源の露光時間ｔ_Ｗ１又は電圧Ｖ_Ｗ１を減少させる。

【0025】

好ましくは、前記第２光源の状態を調整して近赤外光画像の結像効果を取得するとき、
理想結像状態における近赤外光画像の輝度値Ｉ_ＩＲを予め設定し、
前記カメラで撮影された近赤外光画像の輝度値Ｉ_ＩＲ１を取得し、
前記輝度値Ｉ_ＩＲ１と前記輝度値Ｉ_ＩＲとを比較し、前記輝度値Ｉ_ＩＲ１が前記輝度値Ｉ_ＩＲよりも小さいとき、前記第２光源の露光時間ｔ_ＩＲ１又は電圧Ｖ_ＩＲ１を増加させ、
前記輝度値Ｉ_ＩＲ１が前記輝度値Ｉ_ＩＲよりも大きいとき、前記第２光源の露光時間ｔ_ＩＲ１又は電圧Ｖ_ＩＲ１を減少させる。

【0026】

好ましくは、前記第２光源の露光時間ｔ_ＩＲ１又は電圧Ｖ_ＩＲ１を増加又は減少させるステップにおいて、
前記第２光源の初期電圧Ｖ_ＩＲ０と初期露光時間ｔ_ＩＲ０とに基づいて、前記第２光源の初期発光エネルギーＷ_ＩＲ０を取得し、
増加又は減少後の前記第２光源の露光時間ｔ_ＩＲ１又は電圧Ｖ_ＩＲ１に基づいて、前記第２光源の発光エネルギーＷ_ＩＲ１を算出し、
前記輝度値Ｉ_ＩＲ１が前記輝度値Ｉ_ＩＲよりも小さいとき、Ｗ_ＩＲ１＞Ｗ_ＩＲ０が満たされるように、制御回路が第２光源の露光時間ｔ_ＩＲ１又は電圧Ｖ_ＩＲ１を増加させ、
前記輝度値Ｉ_ＩＲ１が前記輝度値Ｉ_ＩＲよりも大きいとき、Ｗ_ＩＲ１＜Ｗ_ＩＲ０が満たされるように、制御回路が第２光源の露光時間ｔ_ＩＲ１又は電圧Ｖ_ＩＲ１を減少させる。

【0027】

好ましくは、前記第２光源の露光時間ｔ_ＩＲ１又は電圧Ｖ_ＩＲ１を増加又は減少させるステップにおいて、
前記第２光源の第１ランプボディの初期電圧Ｖ_ＩＲ１０と初期露光時間ｔ_ＩＲ１０とに基づいて、前記第２光源の第１ランプボディの初期発光エネルギーＷ_ＩＲ１０を取得し、
前記第２光源の第２ランプボディの初期電圧Ｖ_ＩＲ２０と初期露光時間ｔ_ＩＲ２０とに基づいて、前記第２光源の第２ランプボディの初期発光エネルギーＷ_ＩＲ２０を取得し、
第１ランプボディの初期発光エネルギーＷ_ＩＲ１０と第２ランプボディの初期発光エネルギーＷ_ＩＲ２０とに基づいて、前記第２光源の初期総発光エネルギーＷ_ＩＲ０を取得し、
前記輝度値Ｉ_ＩＲ１が前記輝度値Ｉ_ＩＲよりも小さいとき、第２光源の総発光エネルギーがＷ_ＩＲ１＞Ｗ_ＩＲ０を満たすように、制御回路が第１ランプボディの露光時間ｔ_ＩＲ１１又は電圧Ｖ_ＩＲ１１を増加させるとともに、第２ランプボディＬＲ２の露光時間ｔ_ＩＲ２１又は電圧Ｖ_ＩＲ２１を増加させ、
前記輝度値Ｉ_ＩＲ１が前記輝度値Ｉ_ＩＲよりも大きいとき、第２光源の総発光エネルギーがＷ_ＩＲ１＜Ｗ_ＩＲ０を満たすように、制御回路が第１ランプボディの露光時間ｔ_ＩＲ１１又は電圧Ｖ_ＩＲ１１を減少させるとともに、第２ランプボディの露光時間ｔ_ＩＲ２１又は電圧Ｖ_ＩＲ２１を減少させる。

【発明の効果】

【0028】

従来技術と比べて、本発明の結像装置は、白色光結像モードと近赤外光結像モードとを有し、白色光結像は、被検体の浅表層組織を観測するために用いられ、近赤外光結像は、被検体の中間層及び深層組織を観測するために用いられる。更に、本発明の結像装置は、白色光結像と近赤外光結像との切り替えを実現可能でありながら、白色光と近赤外光との同時結像又は重畳結像も可能であり、情報収集の全面性を向上させる。また、本発明の結像方法は、閉ループ制御方法であり、結像装置の結像品質をリアルタイムに調整可能であり、結像装置の結像品質を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0029】

【図1】本発明の実施例の第１光源のランプボディと第２光源のランプボディの分布図である。

【図2】本発明の他の実施例の第１光源のランプボディと第２光源のランプボディの分布図である。

【図3】本発明の他の実施例の第１光源のランプボディと第２光源のランプボディの分布図である。

【図4】本発明の他の実施例の第１光源のランプボディと第２光源のランプボディの分布図である。

【図5】本発明の他の実施例の第１光源のランプボディと第２光源のランプボディの分布図である。

【図6】本発明の他の実施例の第１光源のランプボディと第２光源のランプボディの分布図である。

【図7】本発明の他の実施例の第１光源のランプボディと第２光源のランプボディの分布図である。

【図8】本発明の他の実施例の第１光源のランプボディと第２光源のランプボディの分布図である。

【図9】本発明の実施例の第１光源の制御回路図である。

【図10】本発明の実施例のランプボディＬＲ１の制御回路図である。

【図11】本発明の実施例のランプボディＬＲ２の制御回路図である。

【図12】本発明の実施例の結像方法のフローチャートである。

【図13】本発明の実施例の８０５ｎｍ波長のランプボディのスペクトルパワーマップである。

【図14】本発明の実施例の８０５ｎｍ波長のランプボディの狭帯域スペクトル図である。

【図15】本発明の実施例の９４０ｎｍ波長のランプボディのスペクトルパワーマップである。

【図16】本発明の実施例の９４０ｎｍ波長のランプボディの狭帯域スペクトル図である。

【図17】本発明の実施例の８０５ｎｍ波長のランプボディと９４０ｎｍ波長のランプボディとの各電圧での狭帯域スペクトル図である。

【図18】本発明の実施例の８０５ｎｍ波長のランプボディと９４０ｎｍ波長のランプボディとの各電圧での狭帯域スペクトル図である。

【図19】本発明の実施例の８０５ｎｍ波長のランプボディと９４０ｎｍ波長のランプボディとの各電圧での狭帯域スペクトル図である。

【図20】本発明の実施例の第１光源と第２光源との動作を切り替える回路図である。

【図21】本発明の実施例の第１光源と第２光源とが同時に動作する回路図である。

【図22】本発明の別の実施例の第１光源のランプボディと第２光源のランプボディの分布図である。

【図23】本発明の実施例のレンズに膜をめっきした後のカプセル内視鏡のレンズの透光曲線グラフである。

【図24】本発明の実施例のランプボディＬＷ１の制御回路図である。

【図25】本発明の実施例のランプボディＬＲ１の制御回路図である。

【図26】本発明の実施例のランプボディＬＷ１とランプボディＬＲ１との動作を切り替える回路図である。

【図27】本発明の実施例のランプボディＬＷ１とランプボディＬＲ１とが同時に動作する回路図である。

【発明を実施するための形態】

【0030】

本発明の目的、解決手段及び利点をより明確に理解するために、以下に図面及び実施例を参照しながら、本発明について更に詳細に説明する。本明細書に記載された具体的な実施例は、本発明を説明するためだけに使用され、本発明を限定するために使用されないことを理解されたい。

【0031】

本発明は、結像装置を提供する。当該結像装置は、カプセル内視鏡に用いられ、当該結像装置は、被検体を結像し、カメラと照明ユニットとを備え、照明ユニットは、取付板１、第１光源と第２光源を含み、第１光源と第２光源は、取付板１に設けられている。第１光源は、白色光（可視光）を発して被検体へ照射し、カメラ結像に光線を提供し、第２光源は、近赤外光を発して被検体へ照射し、カメラ結像に光線を提供することにより、被検体を観測する。具体的に、本発明の一実施実施形態では、被検体は、消化管である。被検体は、他の人体又は動物体組織であってもよく、理解の便宜のために、以下では、被検体を例にして説明する。

【0032】

簡単に言えば、本発明は、第１光源から発された白色光を被検体の浅表層に照射し、被検体で反射された白色光を用いて結像し、更に被検体の浅表層組織を観測する。一方、第２光源から発された近赤外光線を被検体の中間層及び深層組織に照射し、当該中間層及び深層組織で反射された近赤外光を用いて結像し、更に当該中間層及び深層組織を観測する。上記２つの相補的な結像モードにより、検出者は、被検体に関する画像情報をより包括的に取得することができる。また、本発明は、白色光結像と近赤外光結像の間の切り替えを実現し、それによって白色光結像を通じて被検体に対して初歩的な観測を行うことができ、疑似病変領域に対して、近赤外光結像に切り替えて深く観測し、より鮮明的且つより高品質の画像を提供し、更に癌、病変の領域と境界を観察することを助け、早期癌スクリーニングのより正確な判断を実現することを支援する。上記白色光結像と近赤外光結像の切り替えにより、異なる目標に対して相応の結像モードを採用することができ、それによりカプセル内視鏡の電気量を効果的に節約し、カプセル内視鏡の動作時間を延長することができる。

【0033】

近赤外光イメージングＩＲＩ（Ｉｎｆｒａｒｅｄ Ｒａｄｉａｔｉｏｎ Ｉｍａｇｉｎｇ）技術の応用は、近赤外光が可視光に比べて組織粘膜に対する独自の深い浸透深さを利用したものである。したがって、近赤外結像を結合した内視鏡は、白色光結像よりも深い情報を見ることができ、内視鏡の観測深度を高め、それによって深層の病変の検出率を高める。

【0034】

本発明の実施例では、第１光源及び第２光源は、それぞれランプボディを含み、第１光源のランプボディ及び第２光源のランプボディは、取付板１の周方向に沿って取付板１に分布する。

【0035】

更に、本発明の幾つかの実施例では、第１光源は、少なくとも２つのランプボディを含み、第２光源は、少なくとも２つのランプボディを含み、第１光源のランプボディと第２光源のランプボディとは、交互に取付板１に分布する。

【0036】

本発明の他の幾つかの実施例では、第１光源は、少なくとも２つのランプボディを含み、第２光源に含まれるランプボディの数は、第１光源に含まれるランプボディの数に対応し、第１光源のランプボディは、取付板の周方向に沿って取付板１に分布し、第２光源のランプボディは、第１光源のランプボディに対応して取付板１に分布し、且つ第２光源のランプボディは、第１光源のランプボディの内側又は外側に位置する。

【0037】

例えば、一実施例では、第１光源は、４つのランプボディＬＷ１を含み、第２光源は、２つのランプボディＬＲ１（第１ランプボディ）と２つのランプボディＬＲ２（第２ランプボディ）とを含む。図１に示すように、第１光源のランプボディと第２光源のランプボディとは、取付板１の周方向に沿って交互に配置され、且つ取付板１に均一に間隔を空けて分布する。第２光源のランプボディＬＲ１とランプボディＬＲ２も、取付板１の周方向に沿って交互に配置され、且つ取付板１に均一に間隔を空けて分布する。

【0038】

更に例えば、本実施例では、４つのランプボディＬＷ１、２つのランプボディＬＲ１（第１ランプボディ）及び２つのランプボディＬＲ２（第２ランプボディ）は、取付板の周方向に均一に間隔を空けて分布している。他の実施例では、図２～図８を参照して示すように、第１光源のランプボディの数は、４つに限定されず、４つ未満又は４つよりも多くてもよく、第２光源のランプボディの数も４つに限定されず、４つ未満又は４つよりも多くてもよい。第１光源のランプボディの数と第２光源のランプボディの数と等しいことに限定されるものではなく、第１光源のランプボディの数は、第２光源のランプボディの数よりも小さくても多くてもよい。同時に、第１光源のランプボディと第２光源のランプボディも、交互に取付板の周方向に均一に分布することに限らず、第１光源のランプボディが取付板の周方向に沿って取付板に分布し、第２光源のランプボディが第１光源のランプボディに対応して取付板に分布し、かつ、第２光源のランプボディが第１光源のランプボディの内側又は外側に位置することとしてもよい。具体的に、図２、図３、図５、図６及び図７に示すように、４つのランプボディＬＷ１は、取付板１の周方向に沿って等間隔に取付板１に均一に分布し、且つ、ランプボディＬＲ１及びランプボディＬＲ２は、取付板１の径方向に沿ってランプボディＬＷ１の内側又は外側に分布し、ここで、ランプボディＬＲ１とランプボディＬＲ２との和は、ランプボディＬＷ１の数以下であってもよい。図４において、ランプボディＬＲ１とランプボディＬＲ２は、取付板１の中心点に関して対称に分布し、ランプボディＬＷ１は、ランプボディＬＲ１とランプボディＬＲ２との結線に関して対称に配置されていてもよい。

【0039】

上記実施例では、ランプボディＬＲ１（第１ランプボディ）から発された光線の中心波長は、７６０ｎｍ～８５０ｎｍの範囲である。一実施例では、ランプボディＬＲ１の中心波長は、７６０ｎｍ～７７０ｎｍの範囲である。別の実施例では、ランプボディＬＲ１の中心波長は、７６０ｎｍ～７８０ｎｍの範囲である。更に別の実施例では、ランプボディＬＲ１の中心波長は、７６０ｎｍ～７９０ｎｍの範囲である。他の実施例では、ランプボディＬＲ１の中心波長は、７６０ｎｍ～８００ｎｍの範囲である。一実施例では、ランプボディＬＲ１の中心波長は、７６０ｎｍ～８１０ｎｍの範囲である。別の実施例では、ランプボディＬＲ１の中心波長は、７６０ｎｍ～８２０ｎｍの範囲である。更に別の実施例では、ランプボディＬＲ１の中心波長は、７６０ｎｍ～８３０ｎｍの範囲である。もう１つの実施例では、ランプボディＬＲ１の中心波長は、７６０ｎｍ～８４０ｎｍの範囲である。

【0040】

ランプボディＬＲ２（第２ランプボディ）から発された光線の中心波長は、９００ｎｍ～１０００ｎｍの範囲である。一実施例では、ランプボディＬＲ２の中心波長は、９００ｎｍ～９１０ｎｍの範囲である。別の実施例では、ランプボディＬＲ２の中心波長は、９００ｎｍ～９２０ｎｍの範囲である。更に別の実施例では、ランプボディＬＲ２の中心波長は、９００ｎｍ～９３０ｎｍの範囲である。他の実施例では、ランプボディＬＲ２の中心波長は、９００ｎｍ～９４０ｎｍの範囲である。別の実施例では、ランプボディＬＲ２の中心波長は、９００ｎｍ～９６０ｎｍの範囲である。更に別の実施例では、ランプボディＬＲ２の中心波長は、９００ｎｍ～９７０ｎｍの範囲である。もう１つの実施例では、ランプボディＬＲ２の中心波長は、９００ｎｍ～９８０ｎｍの範囲である。別の実施例では、ランプボディＬＲ２の中心波長は、９００ｎｍ～９９０ｎｍの範囲である。

【0041】

本実施例では、ランプボディＬＲ１の数とランプボディＬＲ２の数とが等しい。理解できるように、他の実施例では、ランプボディＬＲ１の数とランプボディＬＲ２の数とが等しくなくてもよい。

【0042】

本発明では、４つのランプボディＬＷ１を介して白色光を発して被検体の浅表層組織へ照射し、カメラを介して結像することにより、被検体に対して初歩的な観測を行う一方、病変又は深層出血が疑われる領域については、ランプボディＬＲ１とランプボディＬＲ２を介して近赤外光を発して被検体の中間層および深層組織へ照射し、カメラを介して結像することにより、被検体に対して深い観測を行う。

【0043】

本実施例では、ランプボディＬＷ１、ランプボディＬＲ１及びランプボディＬＲ２は、いずれもＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ、発光ダイオード）ランプである。本発明のランプボディＬＷ１、ランプボディＬＲ１及びランプボディＬＲ２は、いずれもＬＥＤランプを採用し、このＬＥＤランプは、コストが低く、体積が小さいなどの利点があり、カプセル内視鏡内への取り付けが便利である。他の実施例では、ランプボディＬＷ１、ランプボディＬＲ１及びランプボディＬＲ２は、ＬＤ（Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ、半導体レーザ）ランプなどの他のタイプのランプボディであってもよいことを理解されたい。

【0044】

効率的な可視光結像と近赤外光結像を得るために、本発明の実施例で選択されたセンサは、可視光と近赤外光を同時に効率的に結像することができるＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ、相補型金属酸化物半導体）センサを含んでイメージングされる。ここで、このＣＭＯＳセンサは、ＲＧＢ―ＩＲチップを採用することにより、１つのチップだけで可視光と近赤外光の同時結像を実現することができるとともに、可視光と近赤外光の両方に比較的に高いスペクトル応答があることを保証することができる。これにより、可視光と近赤外光画像の信号対雑音比に関し、良好な保障を有する。ＣＭＯＳセンサチップは、ＲＧＢ―ＩＲチップに限らず、通常の可視から近赤外までの高感度ＲＧＢチップを選択して実現することもできることを理解されたい。他の実施例では、カメラは、分光部品と、２つの異なるチップ、即ちＲＧＢチップとＩＲチップ（即ち、Ｉｎｆｒａｒｅｄ Ｒａｄｉａｔｉｏｎチップ、近赤外光を受光して処理するためのもの）とを更に含む。被検体で反射された光は、分光部品を通過して２つの光路に形成され、それぞれＲＧＢチップとＩＲチップに到達し、異なるチップは、受光された光に対して比較的高いスペクトル応答を有する。

【0045】

図９、図１０、図１１に示すように、本発明の結像装置は、第１制御回路と第２制御回路とを更に備える。第１制御回路は、制御回路Ｈ_ｅｎ_Ｗｈｉｔｅと、互いに並列接続された４つのランプボディＬＷ１とを備える。制御回路Ｈ_ｅｎ_Ｗｈｉｔｅは、４つのランプボディＬＷ１に接続されている。第２制御回路は、制御回路Ｈ_ｅｎ_ＩＲ１と制御回路Ｈ_ｅｎ_ＩＲ２を含み、２つのランプボディＬＲ１は、互いに並列接続され、２つのランプボディＬＲ２は、互いに並列接続され、制御回路Ｈ_ｅｎ_ＩＲ１は、２つのランプボディＬＲ１に接続され、制御回路Ｈ_ｅｎ_ＩＲ２は、２つのランプボディＬＲ２に接続されている。第１制御回路がハイレベルを出力しているとき、第１光源が照明状態であり、第１制御回路がローレベルを出力しているとき、第１光源がオフ状態である。第２制御回路がハイレベルを出力しているとき、第２光源が照明状態であり、第２制御回路がローレベルを出力しているとき、第２光源がオフ状態である。

【0046】

本発明の結像装置は、切替回路を更に備え、切替回路は、制御回路Ｈ_ｅｎ_Ｗｈｉｔｅ、制御回路Ｈ_ｅｎ_ＩＲ１及び制御回路Ｈ_ｅｎ_ＩＲ２を切り替える。具体的に、切替回路は、制御回路Ｈ_ｅｎ_Ｗｈｉｔｅ、制御回路Ｈ_ｅｎ_ＩＲ１及び制御回路Ｈ_ｅｎ_ＩＲ２の出力レベルを制御することにより、各制御回路を切り替える。制御回路Ｈ_ｅｎ_Ｗｈｉｔｅがハイレベルを出力しているとき、白色光を発するランプボディＬＷ１は、点灯し、制御回路Ｈ_ｅｎ_ＩＲ１がハイレベルを出力しているとき、近赤外光を発するランプボディＬＲ１は、点灯する。制御回路Ｈ_ｅｎ_ＩＲ２がハイレベルを出力しているとき、近赤外光を発するランプボディＬＲ２は、点灯する。制御回路Ｈ_ｅｎ_ＩＲ１から出力されたレベルと制御回路Ｈ_ｅｎ_ＩＲ２から出力されたレベルとは、一致に維持され、且つ同時に高くなったり低くなったりする（同時に増加又は同時に減少）。制御回路Ｈ_ｅｎ_Ｗｈｉｔｅと制御回路Ｈ_ｅｎ_ＩＲ１、制御回路Ｈ_ｅｎ_ＩＲ２のレベルは、交互に変化する。即ち、回路において、制御回路Ｈ_ｅｎ_Ｗｈｉｔｅがハイレベルであるとき、制御回路Ｈ_ｅｎ_ＩＲ１、制御回路Ｈ_ｅｎ_ＩＲ２がローレベルであり、制御回路Ｈ_ｅｎ_Ｗｈｉｔｅがローレベルであるとき、制御回路Ｈ_ｅｎ_ＩＲ１、制御回路Ｈ_ｅｎ_ＩＲ２がハイレベルである。上記制御回路の切り替えにより、第１光源と第２光源とが切り替えて露光結像することを保証可能であり、それによって被検体の特定領域についてより全面的且つ偏差の小さい画像情報を取得することができる。

【0047】

本発明の別の実施例では、第１光源と第２光源とが同時に動作する場合に、制御回路Ｈ_ｅｎ_Ｗｈｉｔｅと制御回路Ｈ_ｅｎ_ＩＲ１、制御回路Ｈ_ｅｎ_ＩＲ２のレベルは、各フレームの画像の取得においてハイレベルを維持し、即ち、ランプボディＬＷ１、ランプボディＬＲ１及びランプボディＬＲ２は、点灯する。これにより、第１光源と第２光源とが同時に露光結像することを確保する。

【0048】

それ相応に、本発明の実施例は、カプセル内視鏡を更に提供し、当該カプセル内視鏡は、上記結像装置を備える。

【0049】

図１２に示すように、それ相応に、本実施例は、上記結像装置の結像方法を更に提供する。当該方法では、カメラで撮影された画像の結像効果に基づいて、アルゴリズム算出により、第１光源と第２光源との分圧及び各自の露光時間を自動的に調整し、最終的な結像効果が最も優れることを実現する。具体的な調整過程は、以下のステップを含む。即ち、
理想結像状態における画像の輝度値Ｉを予め設定するステップと、
カメラで撮影された画像の輝度値Ｉ_１を取得するステップと、
輝度値Ｉ_１と輝度値Ｉとを比較し、比較結果に基づいて第１光源の露光時間と第１光源の電圧と第２光源の露光時間と第２光源の電圧とのうちの少なくとも一項を調整することで第１光源及び／又は第２光源の結像効果を調整するステップと、を含む。

【0050】

例えば、第１光源の結像効果を単独で調整し、又は、第２光源の結像効果を単独で調整し、又は、第１光源及び第２光源の結像効果を同時に調整する。

【0051】

ここで、第１光源の露光時間、第１光源の電圧、第２光源の露光時間又は第２光源の電圧の何れかのパラメータを単独で調整してもよく、第１光源の露光時間と第１光源の電圧と第２光源の露光時間と第２光源の電圧とのうちの何れか２つのパラメータ又は２つ以上のパラメータを同時に調整してもよい。

【0052】

具体的に、第１光源の結像効果を調整する際、具体的な操作過程は、
理想結像状態における白色光画像の輝度値Ｉ_ｗを予め設定し、
カメラで撮影された白色光画像の輝度値Ｉ_ｗ１を取得し、
輝度値Ｉ_ｗ１と輝度値Ｉ_ｗとを比較し、輝度値Ｉ_ｗ１が輝度値Ｉ_ｗよりも小さいときに、第１光源の露光時間ｔ_ｗ１又は電圧Ｖ_ｗ１を増加させ、輝度値Ｉ_ｗ１が輝度値Ｉ_ｗよりも大きいときに、第１光源の露光時間ｔ_ｗ１又は電圧Ｖ_ｗ１を減少させる。

【0053】

第１光源の動作時に、制御回路は、第１光源に初期電圧Ｖ_Ｗ０と初期露光時間ｔ_Ｗ０を印加し、第１光源の初期電圧Ｖ_Ｗ０と初期露光時間ｔ_Ｗ０により、１回露光時間ｔ_Ｗ０内の第１光源の発光エネルギーをＷ_Ｗ０＝Ｐ_Ｗ０＊ｔ_Ｗ０として算出する。ここで、Ｐ_Ｗ０は、電圧がＶ_Ｗ０であるときの第１光源の全てのランプボディのパワーの和である。

【0054】

このとき、ＣＭＯＳセンサは、１つの白色光画像を収集し、この白色光画像の輝度値Ｉ_Ｗ１と理想結像での白色光画像の輝度値Ｉ_Ｗとを比較することにより、次のフレーム画像を取得する際の第１光源の発光エネルギーを調整し、それによって次のフレーム画像の輝度値を調整する。第１光源の発光エネルギーと、当該第１光源の照射下で撮影された画像の輝度値とは、正の相関関係を呈する。Ｉ_Ｗ１＜Ｉ_Ｗのとき、制御回路は、次のフレーム画像を取得する際に第１光源の発光エネルギーが増大し且つ次のフレーム画像の輝度が向上するように、第１光源の露光時間ｔ_Ｗ１又は電圧Ｖ_Ｗ１を増加させ、第１光源の発光エネルギーＷ_Ｗ１＞Ｗ_Ｗ０を満たす。逆に、Ｉ_Ｗ１＞Ｉ_Ｗのとき、制御回路は、次のフレーム画像を取得する際に第１光源の発光エネルギーが減少し且つ次のフレーム画像の輝度が低下するように、第１光源の露光時間ｔ_Ｗ１又は電圧Ｖ_Ｗ１を減少させ、第１光源の発光エネルギーＷ_Ｗ１＜Ｗ_Ｗ０を満たす。ここで、Ｗ_Ｗ１＝Ｐ_Ｗ１＊ｔ_Ｗ１を満たし、Ｐ_Ｗ１は、電圧がＶ_Ｗ１であるときのすべてのランプボディＬＷ１のパワーの和である。上記調整により、白色光画像の輝度は、最適な効果を示すことができる。

【0055】

本発明の実施例では、第２光源の状態を調整して近赤外光画像の結像効果を取得する際に、具体的な操作過程は、
理想結像状態における近赤外光画像の輝度値Ｉ_ＩＲを予め設定し、
カメラで撮影された近赤外光画像の輝度値Ｉ_ＩＲ１を取得し、
輝度値Ｉ_ＩＲ１と輝度値Ｉ_ＩＲとを比較し、輝度値Ｉ_ＩＲ１が輝度値Ｉ_ＩＲよりも小さいときに、第２光源の露光時間ｔ_ＩＲ１又は電圧Ｖ_ＩＲ１を増加させ、輝度値Ｉ_ＩＲ１が輝度値Ｉ_ＩＲよりも大きいときに、第２光源の露光時間ｔ_ＩＲ１又は電圧Ｖ_ＩＲ１を減少させる。

【0056】

切替回路が第２光源動作に切り替えたときに、制御回路は、第２光源のランプボディＬＲ１に初期電圧Ｖ_ＩＲ１０を印加し且つ初期露光時間ｔ_ＩＲ１０を設定し、第２光源のランプボディＬＲ１の初期電圧Ｖ_ＩＲ１０及び初期露光時間ｔ_ＩＲ１０に基づいて１回露光時間ｔ_ＩＲ１０内の第２光源のランプボディＬＲ１の発光エネルギーＷ_ＩＲ１０をＷ_ＩＲ１０＝Ｐ_ＩＲ１０＊ｔ_ＩＲ１０として算出する。Ｐ_ＩＲ１０は、電圧がＶ_ＩＲ１０であるときの全てのランプボディＬＲ１のパワーの和である。

【0057】

同時に、制御回路は、第２光源のランプボディＬＲ２に初期電圧Ｖ_ＩＲ２０を印加し且つ初期露光時間ｔ_ＩＲ２０を設定し、第２光源のランプボディＬＲ２初期電圧Ｖ_ＩＲ２０と初期露光時間ｔ_ＩＲ２０とに基づいて１回露光時間ｔ_ＩＲ２０内の第２光源のランプボディＬＲ２の発光エネルギーＷ_ＩＲ２０を算出する。ここで、Ｗ_ＩＲ２０＝Ｐ_ＩＲ２０＊ｔ_ＩＲ２０を満たし、Ｐ_ＩＲ２０は、電圧がＶ_ＩＲ２０であるときの全てのランプボディＬＲ２のパワーの和である。このように、第２光源初期の総発光エネルギーは、Ｗ_ＩＲ０、Ｗ_ＩＲ０＝Ｗ_ＩＲ１０＋Ｗ_ＩＲ２０として得られる。

【0058】

このとき、ＣＭＯＳセンサは、１つの近赤外光画像を収集し、この近赤外光画像の輝度値Ｉ_ＩＲ１と理想撮像での近赤外光画像の輝度値Ｉ_ＩＲとを比較することにより、次のフレーム画像を取得する際の第２光源の発光エネルギーを調整し、それによって次のフレーム画像の輝度値を調整する。ここで、第２光源の発光エネルギーは、この第２光源の照射下で撮像された画像の輝度値と正の相関関係を呈する。具体的に、Ｉ_ＩＲ１＜Ｉ_ＩＲのとき、制御回路は、第２光源の総発光エネルギーがＷ_ＩＲ１＞Ｗ_ＩＲ０を満たすように、ランプボディＬＲ１の露光時間ｔ_ＩＲ１１又は電圧Ｖ_ＩＲ１１を増加させるとともに、ランプボディＬＲ２の露光時間ｔ_ＩＲ２１又は電圧Ｖ_ＩＲ２１を増加させる。最終的には、次のフレームの画像を取得する際に第２光源の発光エネルギーを増大させ、次のフレームの画像の輝度を向上させる。逆に、Ｉ_ＩＲ１＞Ｉ_ＩＲのとき、制御回路は、Ｗ_ＩＲ１＜Ｗ_ＩＲ０が満たされるように、ランプボディＬＲ１の露光時間ｔ_ＩＲ１１又は電圧Ｖ_ＩＲ１１を減少させるとともに、ランプボディＬＲ２の露光時間ｔ_ＩＲ２１又は電圧_ＩＲ２１を減少させる。これにより、次のフレームの画像を取得する際に第２光源の発光エネルギーが減少し、画像輝度が低下する。ここで、Ｗ_ＩＲ１＝Ｗ_ＩＲ１１＋Ｗ_ＩＲ２１、Ｗ_ＩＲ１１＝Ｐ_ＩＲ１１＊ｔ_ＩＲ１１、Ｗ_ＩＲ２１＝Ｐ_ＩＲ２１＊ｔ_ＩＲ２１を満たす。Ｐ_ＩＲ１１は、調整後の電圧Ｖ_ＩＲ１１の全てのランプボディＬＲ１のパワーの和であり、ｔ_ＩＲ１１は、ランプボディＬＲ１の露光時間であり、Ｗ_ＩＲ１１は、全てのランプボディＬＲ１の総発光エネルギーであり、Ｐ_ＩＲ２１は、調整後の電圧Ｖ_ＩＲ２１の全てのランプボディＬＲ２のパワーの和であり、ｔ_ＩＲ２１は、ランプボディＬＲ２の露光時間であり、Ｗ_ＩＲ２１は、全てのランプボディＬＲ２の総発光エネルギーである。

【0059】

異なる駆動電圧では、各ランプボディのパワーは、異なる。例えば、駆動電圧が高いほど、各ランプボディの狭帯域スペクトル電力が高く、あるいは、１回露光時間が長いほど狭帯域エネルギーが大きくなるため、本発明の実施例は、ランプボディに印加された電圧とランプボディの露光時間を閉ループ制御によって調節し、画像の輝度値を効果的に調節することができる。

【0060】

例えば、図１３、図１４に示すように、ランプボディＬＲ１の電圧Ｖ_ＩＲ１１＝１．５ｖ、露光時間ｔ_ＩＲ１１＝５ｍｓのとき、１回露光による単一ランプボディＬＲ１のスペクトルエネルギーＪ_ＩＲ１１は、Ｊ_ＩＲ１１＝９ｍＷ＊５ｍｓ＝４５ｕＪを満たす。

【0061】

同様に、図１５、図１６に示すように、ランプボディＬＲ２の電圧Ｖ_ＩＲ２１＝１．３ｖ、露光時間ｔ_ＩＲ２１＝５ｍｓのとき、１回露光による単一ランプボディＬＲ２のスペクトルエネルギーＪ_ＩＲ２１は、Ｊ_ＩＲ２１＝７ｍＷ＊５ｍｓ＝３５ｕＪを満たす。

【0062】

上記制御回路の制御の最終的な効果は、今回の狭帯域光結像の画像輝度に基づいて、次のフレーム画像を取得する際の狭帯域光のエネルギーを調整し、近赤外撮像効果を最適化することである。制御回路によるＬＥＤランプに対する制御は、ＬＥＤの電圧を調整することで電力を調整すること、異なる露光時間を制御すること、電圧と露光時間とを同時に制御することを含み、それによって近赤外結像効果を最適にする。

【0063】

１回露光を例とすると、ランプボディＬＲ１の電圧Ｖ_ＩＲ１１＝１．５ｖ、露光時間ｔ_ＩＲ１１＝３ｍｓのとき、ランプボディＬＲ２の電圧Ｖ_ＩＲ２１＝１．３ｖ、露光時間ｔ_ＩＲ２１＝３ｍｓのとき、Ｗ_ＩＲ１１＝２７ｕＪ、Ｗ_ＩＲ２１＝２１ｕＪが得られる。ランプボディ電圧を制御することにより、近赤外スペクトルのうちの異なる波長の赤外光のスペクトル比率を変更することができる。図１７、図１８、図１９は、８０５ｎｍ波長のランプボディと９４０ｎｍ波長のランプボディとの各電圧での狭帯域スペクトル図をそれぞれ示す。

【0064】

同様に、制御回路は、ランプボディＬＷ１、ＬＲ１、ＬＲ２の各種のランプボディの露光時間を同時に調整することにより、近赤外スペクトルを調整してもよい。例えば、某１回露光、ランプボディＬＲ１の電圧Ｖ_ＩＲ１１＝１．５ｖ、露光時間ｔ_ＩＲ１１＝５ｍｓのとき、ランプボディＬＲ２の電圧Ｖ_ＩＲ２１＝１．３ｖ、露光時間ｔ_ＩＲ２１＝１０ｍｓのとき、Ｗ_ＩＲ１１＝４５ｕＪ、Ｗ_ＩＲ２１＝７０ｕＪが得られる。

【0065】

本発明の実施例では、第１ランプボディから発された第１光線と第２ランプボディから発された第２光線とが互いに協働し、最終的な効果は、近赤外光結像効果が最も優れている。１つの好適な実施例では、第１ランプボディＬＲ１から発された第１光線の中心波長は、８０５ｎｍであり、当該第１光線の波長は、短く、観測可能な深さは、組織中間層にある。第２ランプボディＬＲ２から発された第２光線の中心波長は、９４０ｎｍであり、第２光線の波長偏長を変更することにより、観測可能な深さは、組織深部にあるため、２種類の異なる波長の近赤外光で撮影することで、画像情報の相互補完を実現することができる。一方、回路は、異なる波長の近赤外光を放射する２種類のランプボディの露光時間と電圧を制御することによって、調整可能な近赤外スペクトルを取得し、それによって中層又は深層の組織を全面的に観測することができる。

【0066】

好な画像情報収集効果を実現するために、本発明の実施例では、第２光源のランプボディＬＲ１の露光時間ｔ_ＩＲ１０と、ランプボディＬＲ１の電圧Ｖ_ＩＲ１０と、ランプボディＬＲ２の露光時間ｔ_ＩＲ２０と、ランプボディＬＲ２の電圧Ｖ_ＩＲ２０とのうちの少なくとも一項を調整し、ランプボディＬＲ１の総発光エネルギーＷ_ＩＲ１０とランプボディＬＲ２の総発光エネルギーＷ_ＩＲ２０とを一定の比を満たす条件で調整する。例えば、Ｗ_ＩＲ１０：Ｗ_ＩＲ２０＝１：１又はＷ_ＩＲ１０：Ｗ_ＩＲ２０＝２：１を満たす条件で、ランプボディＬＲ１の電圧と露光時間及び／又はランプボディＬＲ２の電圧と露光時間を調整する。

【0067】

無論、本発明の他の実施例では、ＬＲ１の総発光エネルギーＷ_ＩＲ１０とランプボディＬＲ２の総発光エネルギーＷ_ＩＲ２０との比を考慮せず、例えば、ランプボディＬＲ１の電圧及び露光時間のみを増加させ、ランプボディＬＲ２の電圧及び露光時間は、そのままにしてもよい。あるいは、ランプボディＬＲ２の電圧及び露光時間のみを増加させ、ランプボディＬＲ１の電圧及び露光時間は、そのままにする。

【0068】

本発明の実施例では、第２光源と第１光源とは、回路によって動作を切り替えてもよく、同時に動作してもよい。

【0069】

図２０は、第２光源と第１光源とが動作を切り替える回路図を示し、ＩＲＩ回路Ｃ_ＩＲＩは、第１光源回路Ｃ_Ｗと第２光源回路Ｃ_ＩＲとが動作を切り替えるように制御する。ここで、第１光源回路Ｃ_Ｗと第２光源回路Ｃ_ＩＲ回路は、第１光源及び第２光源の電圧と１回露光時間をそれぞれ制御している。第１光源回路Ｃ_Ｗと第２光源回路Ｃ_ＩＲは、観測の需要に応じて動作を切り替えてもよい。

【0070】

図２１は、第２光源と第１光源が同時に動作する動作回路図であり、ＩＲＩ回路Ｃ_ＩＲＩは、第１光源回路Ｃ_Ｗと第２光源回路Ｃ_ＩＲを制御して同時に動作させ、それによって同じ位置に対して白色光結像と近赤外結像をリアルタイムで同期に行うことを保証する。

【0071】

本発明は、別の実施形態を更に提供する。図２２に示すように、本発明は、上記実施形態と異なり、主な相違点は、本実施例において、第２光源のランプボディＬＲ１が第１波長を有する光線を発し、当該光線が近赤外光であり、中心波長が７４０ｎｍ～８３０ｎｍの範囲であり、ランプボディＬＷ１とランプボディＬＲ１が何れもＬＥＤランプであり、且つ上記第１波長を有する光線が、被測定物の蛍光染料へ照射されて、当該撮像装置に反射された近赤外蛍光を励起することにある。

【0072】

説明すべきことは、一実施例では、ランプボディＬＲ１から発された近赤外光の中心波長は、７４０ｎｍ～７５０ｎｍの範囲である。別の実施例では、ランプボディＬＲ１から発された近赤外光の中心波長は、７４０ｎｍ～７６０ｎｍの範囲である。更に別の実施例では、ランプボディＬＲ１から発された近赤外光の中心波長は、７４０ｎｍ～７７０ｎｍの範囲である。他の実施例では、ランプボディＬＲ１から発された近赤外光の中心波長は、７４０ｎｍ～７８０ｎｍの範囲である。別の実施例では、ランプボディＬＲ１から発された近赤外光の中心波長は、７４０ｎｍ～７９０ｎｍの範囲である。更に別の実施例では、ランプボディＬＲ１から発された近赤外光の中心波長は、７４０ｎｍ～８００ｎｍの範囲である。もう１つの実施例では、ランプボディＬＲ１から発された近赤外光の中心波長は、７４０ｎｍ～８１０ｎｍの範囲である。別の実施例では、ランプボディＬＲ１から発された近赤外光の中心波長は、７４０ｎｍ～８２０ｎｍの範囲である。

【0073】

本実施例において、蛍光染料は、ＩＣＧ（Ｉｎｄｏｃｙａｎｉｎｅ Ｇｒｅｅｎ、インドシアニングリーン）であってもよく、結像装置から発された中心波長７５０ｎｍ～８００ｎｍの光により励起されると、中心波長８４５ｎｍ程度の蛍光が発生する。人体組織の光に対する吸収のスペクトルによると、組織中のヘモグロビンは、６００ｎｍ未満の吸収スペクトルを占め、水は、中心波長９００ｎｍ以外の近赤外吸収スペクトルを占めている。一方、中心波長が６５０ｎｍ～９００ｎｍの区間では、上記２つの主要な物質は、いずれもこの帯域に関し吸収せず、「光学窓」となっている。上記ＩＣＧが結像装置を介して励起した蛍光がちょうど光学窓に含まれているため、当該蛍光信号は、干渉されない。即ち、ほとんどの蛍光信号が結像装置によって受信され、被測定物の情報をより正確に反応させることができる。

【0074】

本発明の結像装置は、白色光結像（ＷＬＩ）と近赤外蛍光結像（Ｎｅａｒ―ｉｎｆｒａｒｅｄ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ Ｉｍａｇｉｎｇ、ＮＩＲ―ＦＩ、ＩＦＩとも簡略化され得る）の機能を兼ね備えている。回路制御により、白色光結像と近赤外蛍光結像は、自由に切り替えることができ、白色光結像又は近赤外蛍光結像を得ることができるし、可視光と近赤外蛍光結像との重畳を実現することもできる。それにより疑似病巣部位に対して近距離時に近赤外蛍光観察に切り替えることができ、可視光と近赤外蛍光を用いて同時に観測することもできる。ＩＣＧの近赤外蛍光結像は、癌、病変領域と境界を正確に判断することができ、早期な癌のスクリーニングの正確な判断を実現することができる。

【0075】

近赤外蛍光結像の結像品質を効果的に向上させるために、本実施例では、カメラ中の撮影レンズは、めっき膜処理が行われた。めっき膜処理の方式は、トラップめっき膜又は他のめっき膜方式であってもよい。めっき膜処理の目的は、中心波長が７６０ｎｍである励起光をフィルタリングするともに、可視光と近赤外蛍光の効果的な受信を保証することにある。励起光がめっき膜処理されたレンズを通過しているとき、中心波長が６６０ｎｍ～８２０ｎｍである励起光が完全にフィルタリングされる一方、中心波長が４００ｎｍ～６６０ｎｍである可視光と中心波長が８２０ｎｍ～９５０ｎｍの範囲である蛍光信号とは、通過可能であり、高い透過率を維持する。本発明では、レンズに膜をめっきすることにより、図２３に示すスペクトル受信効果を実現する。

【0076】

レンズに膜をめっきする以外に、ＣＭＯＳセンサチップとレンズの間にノッチフィルタを加えることにより、励起光をフィルタリングする目的を達成することもできる。具体的に、光路の伝播方向に沿って、中心波長６６０ｎｍ～８２０ｎｍの範囲である光線をフィルタリングするためのノッチフィルタがＣＭＯＳセンサの上流に設けられている。

【0077】

一方、効率的な可視光結像と近赤外蛍光結像を得るために、本発明の一実施例では、ＲＧＢ―ＩＲチップを用いた、可視光と近赤外の同時高効率結像が可能なＣＭＯＳセンサを選択した。当該チップは、１つのチップが可視光と近赤外蛍光を同時に結像し、且つ可視光と近赤外蛍光の両方に比較的高いスペクトル応答を持つことを保証することができる。このように、可視光と近赤外蛍光画像の信号対雑音比は、良好に保障されている。センサチップは、ＲＧＢ―ＩＲチップに限らず、通常の可視から近赤外までの高感度ＲＧＢチップを用いて実現することもできることが理解される。無論、他の実施例では、カメラは、分光部品と、２つの異なるチップ、即ちＲＧＢチップとＩＲチップとを更に含む。被検体で反射された光線は、分光部品を通過して２つの光路に形成され、それぞれＲＧＢチップとＩＲチップに到達し、異なるチップは、受光された光に対して比較的高いスペクトル応答を有する。

【0078】

図２４、図２５に示すように、本発明の結像装置は、第１制御回路と第２制御回路を更に備え、第１制御回路は、制御回路Ｈ_ｅｎ_Ｗｈｉｔｅと、互いに並列接続された４つのランプボディＬＷ１とを含み、制御回路Ｈ_ｅｎ_Ｗｈｉｔｅは、４つのランプボディＬＷ１に接続されている。第２制御回路は、制御回路Ｈ_ｅｎ_ＩＲと、互いに並列接続された４つのランプボディＬＲ１とを含み、制御回路Ｈ_ｅｎ_ＩＲは、４つのランプボディＬＲ１に接続されている。

【0079】

本発明の結像装置は、切替回路を更に備え、切替回路は、制御回路Ｈ_ｅｎ_Ｗｈｉｔｅと制御回路Ｈ_ｅｎ_ＩＲとを切り替える。具体的に、切替回路は、制御回路Ｈ_ｅｎ_Ｗｈｉｔｅと制御回路Ｈ_ｅｎ_ＩＲの出力レベルを制御することにより、各制御回路を切り替える。制御回路Ｈ_ｅｎ_Ｗｈｉｔｅがハイレベルを出力しているとき、４つのランプボディＬＷ１が点灯し、制御回路Ｈ_ｅｎ_ＩＲがハイレベルを出力しているとき、４つのランプボディＬＲ１が点灯する。結像を切り替えるとき、毎回露光結像を行うときに、制御回路Ｈ_ｅｎ_Ｗｈｉｔｅと制御回路Ｈ_ｅｎ_ＩＲのレベル値は、交互にハイレベルとローレベルであり、即ち、制御回路Ｈ_ｅｎ_ＩＲがハイレベルであるとき、制御回路Ｈ_ｅｎ_Ｗｈｉｔｅがローレベルであり、制御回路Ｈ_ｅｎ_ＩＲがローレベルであるとき、制御回路Ｈ_ｅｎ_Ｗｈｉｔｅがハイレベルである。本実施例では、ハイレベル、ローレベルの順次切り替えにより、白色光モードと近赤外蛍光モードとの切り替え動作を実現する。

【0080】

ＲＧＢ―ＩＲ結像を用いたチップの場合、白色光モードと近赤外蛍光モードを同時に動作させ、可視光をＲＧＢ画素上に結像するとともに、近赤外蛍光をＩＲ画素上に結像することができ、完全に同期した結像を保証する。

【0081】

更に、制御回路Ｈ_ｅｎ_Ｗｈｉｔｅがハイレベルであるとき、４つのランプボディＬＷ１が点灯し、制御回路Ｈ_ｅｎ_ＩＲがハイレベルであるとき、４つのランプボディＬＲ１が点灯する。同時に結像するとき、毎回露光結像を行うときに、制御回路Ｈ_ｅｎ_Ｗｈｉｔｅと制御回路Ｈ_ｅｎ_ＩＲとが何れもハイレベルである。

【0082】

それ相応に、本実施例は、上記結像装置の結像方法を更に提供する。当該方法では、カメラで撮影された画像の結像効果に基づいて、アルゴリズム算出により、第１光源と第２光源の分圧及び各自の露光時間を自動的に調整し、最終的な結像効果が最も優れることを実現する。具体的な調整過程は、以下のステップを含む。即ち、
システムが理想結像状態における画像の輝度値Ｉを予め設定するステップと、
カメラで撮影された画像の輝度値Ｉ_１を取得するステップと、
輝度値Ｉ_１と前記輝度値Ｉとを比較し、比較結果に基づいて第１光源の時間ｔ若しくは電圧Ｖを調整し、又は第２光源の露光の時間ｔ若しくは電圧Ｖを調整するステップと、を含む。

【0083】

第１光源の結像効果を調整する際に、具体的な操作過程は、
回路が第１光源の動作に切り替えたとき、制御回路が第１光源に初期電圧Ｖ_Ｗ０と初期露光時間ｔ_Ｗ０を印加し、且つ第１光源の初期電圧Ｖ_Ｗ０と初期露光時間ｔ_Ｗ０とに基づいて１回露光時間ｔ_Ｗ０内の第１光源の発光エネルギーをＷ_Ｗ０＝Ｐ_Ｗ０＊ｔ_Ｗ０として算出し、Ｐ_ｗ０は、電圧がＶ_Ｗ０であるときの第１光源のすべてのランプボディのパワーの和である。

【0084】

このとき、ＣＭＯＳセンサは、１つの白色光画像を収集し、この白色光画像の輝度値Ｉ_Ｗ１と理想結像での白色光画像の輝度値Ｉ_Ｗとを比較する。Ｉ_Ｗ１＜Ｉ_Ｗのとき、制御回路は、次のフレーム画像の輝度が向上するように、第１光源の露光時間ｔ_Ｗ１又は電圧Ｖ_Ｗ１を増加させ、第１光源の発光エネルギーＷ_Ｗ１＞Ｗ_Ｗ０を満たす。逆に、Ｉ_Ｗ１＞Ｉ_Ｗのとき、制御回路は、次のフレーム画像の輝度が低下するように、第１光源の露光時間ｔ_Ｗ１又は電圧Ｖ_Ｗ１を減少させ、第１光源の発光エネルギーＷ_Ｗ１＜Ｗ_Ｗ０を満たす。ここで、Ｗ_Ｗ１＝Ｐ_Ｗ１＊ｔ_Ｗ１を満たし、Ｐ_Ｗ１は、電圧がＶ_Ｗ１であるときのすべてのランプボディＬＷ１のパワーの和である。上記調整により、白色光画像の輝度は、最適な効果を示すことができる。

【0085】

第２光源の結像効果を調整する際に、具体的な操作過程は、回路が第２光源の動作に切り替えたとき、回路が第２光源に初期電圧Ｖ_ＩＲ０と初期露光時間ｔ_ＩＲ０を与え、且つ第２光源の初期電圧Ｖ_ＩＲ０と初期露光時間ｔ_ＩＲ０とによって１回露光時間ｔ_ＩＲ０内の第２光源の初期発光エネルギーをＷ_ＩＲ０＝Ｐ_ＩＲ０＊ｔ_ＩＲ０として算出し、Ｐ_ＩＲ０は、全てのランプボディＬＲ１の電圧Ｖ_ＩＲ０時でのパワーの和である。

【0086】

このとき、ＣＭＯＳセンサは、１つの白色光画像を収集し、この白色光画像の輝度値Ｉ_ＩＲ１と理想結像での白色光画像の輝度値Ｉ_ＩＲとを比較する。Ｉ_ＩＲ１＜Ｉ_ＩＲのとき、制御回路は、Ｗ_ＩＲ１＞Ｗ_ＩＲ０となるように、第２光源の露光時間ｔ_ＩＲ１又は電圧Ｖ_ＩＲ１を増加させる。同様に、Ｉ_ＩＲ１＞Ｉ_ＩＲのとき、制御回路は、Ｗ_ＩＲ１＜Ｗ_ＩＲ０となり、且つ次のフレーム画像の輝度が低下するように、第２光源の露光時間ｔ_ＩＲ１又は電圧Ｖ_ＩＲ１を減少させる。ここで、Ｗ_ＩＲ１＝Ｐ_ＩＲ１＊ｔ_ＩＲ１を満たし、Ｐ_ＩＲ１は、調整後の電圧がＶ_ＩＲ１であるときのすべてのランプボディＬＲ１のパワーの和であり、ｔ_ＩＲ１は、ランプボディＬＲ１の露光時間である。これにより、次のフレームの画像の収集時に、第２光源の発光エネルギーが増加し、次のフレームの画像輝度が向上する。

【0087】

異なる駆動電圧の下で、各ＬＥＤランプの光パワーは、異なる。駆動電圧が高いほど、各ＬＥＤランプの狭帯域スペクトルパワーが高くなり、１回露光時間が長くなるほど狭帯域エネルギーが大きくなるため、ＬＥＤランプの実際の電力を調整する（すなわち、ＬＥＤランプの両端電圧を制御する）こと、および／又は露光時間（例えば、ＬＥＤなどの照明時間）を調整することにより、画像輝度の調整を実現することができる

【0088】

本実施例では、図２６と図２７に示すように、第１光源と第２光源とは、回路によって動作を切り替えてもよく、同時に動作してもよい。図２６は、第１光源と第２光源とが動作を切り替える図であり、ＩＦＩ回路Ｃ_ＩＦＩは、第１光源回路Ｃ_Ｗと第２光源回路Ｃ_ＩＲとの動作を切り替えるように制御する。第１光源回路Ｃ_Ｗと第２光源回路Ｃ_ＩＲは、ランプボディＬＷ１とランプボディＬＲ１の電圧及び１回露光時間をそれぞれ制御する。２つの回路は、観測需要に応じて動作を切り替えてもよい。

【0089】

図２７は、第１光源と第２光源とが同時に動作する図である。ＩＦＩ回路Ｃ_ＩＦＩは、第１光源回路Ｃ_Ｗと第２光源回路Ｃ_ＩＲとが同時に動作するように制御し、同一位置について白色光及び近赤外蛍光の結像をリアルタイム且つ同期的に行うことを保証する。

【0090】

本発明は、別の実施形態を更に提供する。本実施形態は、上記実施形態に対して更に改善し、主な改善点は、本実施例では、第１光源は、４つのランプボディＬＷ１を含み、第２光源は、４つのランプボディＬＲ１を含み、４つのランプボディＬＷ１と４つのランプボディＬＲ１は、交互に取付板の周方向に沿って均一に間隔を空けて分布する。本発明の第２光源は、同じランプボディによって構成され、その回路構造がより簡単であり、調整がより便利である。

【0091】

具体的に、ランプボディＬＲ１から発された第１光線は、近赤外光であり、当該近赤外光の中心波長は、６８０ｎｍ～６９０ｎｍの範囲である。ランプボディＬＷ１とランプボディＬＲ１は、何れもＬＥＤランプである。理解できるように、他の実施例において、ランプボディＬＷ１とランプボディＬＲ１は、小さなレーザランプなどの他のランプであってもよい。好ましくは、一実施例では、ランプボディＬＲ１から発された近赤外光の中心波長は、６８０ｎｍ～６８２ｎｍの範囲である。別の実施例では、ランプボディＬＲ１から発された近赤外光の中心波長は、６８０ｍ～６８４ｎｍの範囲である。更に別の実施例では、ランプボディＬＲ１から発された近赤外光の中心波長は、６８０ｎｍ～６８６ｎｍの範囲である。もう１つの実施例では、ランプボディＬＲ１から発された近赤外光の中心波長は、６８０ｎｍ～６８８ｎｍの範囲である。

【0092】

ＮＩＲ―ＰＩＴ（Ｎｅａｒ―Ｉｎｆｒａｒｅｄ Ｐｈｏｔｏｉｍｍｕｎｏｔｈｅｒａｐｙ、近赤外光免疫治療）は、腫瘍療法であり、伝統的な光免疫療法に比べて標的性が強く、隣接する正常細胞に危害を及ぼすことはない。その原理は、近赤外蛍光光増感剤の標的特異性抗体を結合し、腫瘍細胞表面の標的タンパクと特異的に結合し、近赤外光の照射下で光増感剤は、光子を吸収し、吸収した光エネルギーを熱と活性酸素に変換し、正常細胞に傷害を与えることなく対象細胞を標的に殺す。具体的に、がんを治療する際に、光増感剤は、フタロシアニン系染料であってもよく、当該染料は、近赤外光中の光子を吸収して励起され、吸収された光を他の成分分子に迅速に伝達し、励起させてがん細胞に対する殺傷作用を発揮させ、光増感剤は、基底状態に回復する。

【0093】

本発明は、通常のカプセル内視鏡を基にしており、カプセル内視鏡の照明ＬＥＤ光源は、白色光結像（ＷＬＩ）と近赤外光免疫治療（ＮＩＲ―ＰＩＴ）の機能を兼ね備えている。白色光結像と近赤外光免疫治療は、回路によって切り替えを制御することができ、病変領域に対して一定時間の近赤外免疫治療を行い、癌化細胞を消滅させる目的を達成する。具体的に、カプセル内視鏡が疑わしい病巣部位に到達すると近赤外蛍光観察に切り替え、蛍光の情報が観測されると、観測領域に癌病変があることを意味するため、ランプボディＬＲ１を長時間点灯させ、病変領域に対して近赤外免疫治療を行う。

【0094】

ランプボディＬＲ１が蛍光信号を効果的に励起できるために、本実施例では、レンズは、めっき膜処理が行われ、めっき膜処理の方式は、トラップめっき膜であり、その目的が部分波長（例えば、６６６ｎｍ～７０２ｎｍの範囲である波長）の励起光をフィルタリングするともに、可視光と近赤外蛍光の効果的な受信を保証することにある。ＮＩＲ―ＰＩＴ観測時に、近赤外蛍光の情報があることは、病巣の存在を示している。この場合、病巣への長時間の照射、すなわちＮＩＲ―ＰＩＴ治療が必要となり、ＩＲＤｙｅ ７００ ＤＸが励起されて癌細胞に対する殺傷作用を発揮する。めっき膜処理されたレンズは、波長６６８ｎｍ～６９９ｎｍの範囲の励起光が完全に遮断され、４２０ｎｍ～６６７ｎｍの可視光と７００ｎｍ～７５０ｎｍの蛍光信号は、高い透過率を維持する。

【0095】

本発明では、レンズに膜をめっきすることで、フィルタリング効果を実現する。レンズに膜をめっきする以外に、ＣＭＯＳセンサとレンズの間にノッチフィルタを加えることにより、特定の波長の励起光をフィルタリングしてもよい。具体的に、光路の伝播方向に沿って、中心波長６６６ｎｍ～７０２ｎｍの範囲である光線をフィルタリングするためのノッチフィルタがＣＭＯＳセンサの上流に設けられている。

【0096】

上述したのは、本発明の好ましい具体的な実施形態に過ぎない。本発明の保護範囲は、これに限定されるものではない。当業者が本発明に開示された技術範囲内で容易に想到し得る変化又は置換は、本発明の保護範囲内に含まれるべきである。したがって、本発明の保護範囲は、請求項の保護範囲に準じるべきである。

【符号の説明】

【0097】

１ 取付板

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【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】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【国際調査報告】