攝像系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種在可見光圖像上合并不可見光圖像后進行輸出的攝像系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在手術(shù)等的醫(yī)療現(xiàn)場中，除了通常的可見光圖像以外，還通過將例如吲哚菁綠(ICG)等熒光物質(zhì)施加于患部并進行攝影從而生成熒光圖像，將這些圖像重疊顯示來觀察患部。在此，當可見光圖像的光量增多時產(chǎn)生發(fā)白現(xiàn)象(暈光)，當熒光圖像的光量增多時辨識性惡化，因此需要對可見光圖像及熒光圖像的光量平衡進行調(diào)整。
[0003]對此，以往，作為生成可見光圖像及熒光圖像的攝像系統(tǒng)，已知設(shè)有以所期望的光量平衡使可見光及熒光透過的濾光器的系統(tǒng)、設(shè)有對可見光進行截止的孔徑光闌的系統(tǒng)(例如，參考專利文獻I及2)。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0005]專利文獻
[0006]專利文獻1:日本專利第4971816號說明書
[0007]專利文獻2:國際公開第2011/007461號

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明所要解決的問題
[0009]但是，在上述以往的結(jié)構(gòu)中，光學系統(tǒng)復雜化，并且對可見光進行截止，因此存在光利用效率差這樣的問題。
[0010]本發(fā)明是鑒于上述的狀況而作出的，其目的在于，提供一種在提高了光利用效率的基礎(chǔ)上、還能夠使可見光圖像和不可見光圖像的光量平衡最優(yōu)化的攝像系統(tǒng)。
[0011]用于解決問題的手段
[0012]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種攝像系統(tǒng)，具備:第一照明裝置，其利用可見光對攝像對象物進行照明；第二照明裝置，其利用所述可見光之外的光對所述攝像對象物進行照明；以及圖像傳感器，其在規(guī)定周期的每一幀在整個規(guī)定的快門敞開期間內(nèi)接收由所述第一照明裝置的可見光產(chǎn)生的來自所述攝像對象物的光、及由所述第二照明裝置的光產(chǎn)生的來自所述攝像對象物的光，并輸出與各個光的受光量相應(yīng)的受光信號，所述攝像系統(tǒng)在根據(jù)基于所述第一照明裝置的可見光的受光量生成的可見光圖像上合并根據(jù)基于所述第二照明裝置的不可見光的受光量的不可見光圖像后進行輸出，所述攝像系統(tǒng)的特征在于，具備點燈控制單元，所述點燈控制單元與所述快門敞開期間同步地以與所述快門敞開期間相應(yīng)的光輸出對所述第二照明裝置進行點燈。
[0013]在上述結(jié)構(gòu)中，也可以為，能夠?qū)λ隹扉T敞開期間進行調(diào)整。
[0014]在上述結(jié)構(gòu)中，也可以為，所述點燈控制單元以由所述第一照明裝置的可見光、及所述第二照明裝置的不可見光產(chǎn)生的、各受光信號的強度之比大致相等的光輸出對所述第二照明裝置進行點燈。
[0015]在上述結(jié)構(gòu)中，也可以為，具備對所述快門敞開期間進行調(diào)整的用戶能夠操作的調(diào)整單元。
[0016]在上述結(jié)構(gòu)中，也可以為，所述點燈控制單元僅在所述快門敞開期間的期間對所述第二照明裝置進行點燈。
[0017]在上述結(jié)構(gòu)中，也可以為，由所述第二照明裝置的不可見光產(chǎn)生的、來自所述攝像對象物的光是利用所述第二照明裝置的不可見光激發(fā)出的熒光。
[0018]發(fā)明效果
[0019]根據(jù)本發(fā)明，由于與快門敞開期間同步地以與快門敞開期間相應(yīng)的光輸出對利用不可見光照明的第二照明裝置進行點燈，因此，不會對可見光進行截止，在提高了光利用效率的基礎(chǔ)上，還能夠使可見光圖像和由第二照明裝置的不可見光產(chǎn)生的不可見光圖像的光量平衡最優(yōu)化。
【附圖說明】
[0020]圖1是表示本發(fā)明的實施方式所涉及的攝像系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的圖。
[0021]圖2是表示快門敞開期間(曝光期間)被調(diào)整之前的攝影數(shù)據(jù)的幀的圖，圖2的
(A)表示攝影數(shù)據(jù)中的可見光及熒光的受光信號(受光量)，圖2的(B)表示可見光光源的強度(光量)，圖2的(C)表示不可見光光源的強度(光量)。
[0022]圖3是表示以使可見光的受光量成為最大量Vmax以下的方式對快門敞開期間進行調(diào)整后的攝影數(shù)據(jù)的幀的圖，圖3的(A)表示攝影數(shù)據(jù)中的可見光及熒光的受光信號(受光量)，圖3的(B)表示可見光光源的強度(光量)，圖3的(C)表示不可見光光源的強度(光量)。
[0023]圖4是表TK以突光的受光量成為最小量Vmin以上那樣的光輸出來使不可見光光源2A點燈時的攝影數(shù)據(jù)的幀的圖，圖4的(A)表示攝影數(shù)據(jù)中的可見光及熒光的受光信號(受光量)，圖4的(B)表示可見光光源的強度(光量)，圖4的(C)表示不可見光光源的強度(光量)。
[0024]圖5是表示具備孔徑光闌的以往攝像系統(tǒng)的作用的說明圖，圖5的(A)表示向透鏡入射的入射光強度，圖5的(B)表示孔徑光闌的透射率，圖5的(C)表示攝像系統(tǒng)的受光信號。
[0025]圖6是表示在不對快門敞開期間(曝光期間)進行調(diào)整而使不可見光光源始終點燈時的攝像系統(tǒng)的作用的說明圖，圖6的(A)表示向透鏡入射的入射光強度，圖6的(B)表示激發(fā)光截止濾光片的透射率，圖6的(C)表示攝像系統(tǒng)的受光信號。
[0026]圖7是表示對快門敞開期間(曝光期間)進行調(diào)整并且對不可見光光源進行脈沖點燈的本實施方式的攝像系統(tǒng)的作用的說明圖，圖7的(A)表示不可見光光源熄燈時的向透鏡入射的入射光強度，圖7的(B)表示不可見光光源點燈時的向透鏡入射的入射光強度，圖7的(C)表示激發(fā)光截止濾光片的透射率，圖7的(D)表示攝像系統(tǒng)的受光信號。
[0027]圖8是表示本發(fā)明的變形例所涉及的攝像系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的圖。
[0028]圖9是對本發(fā)明的【背景技術(shù)】進行說明的圖。
[0029]附圖標記的i兌明
[0030]1、100 攝像系統(tǒng)
[0031]2光源裝置(光源單元)
[0032]2A不可見光光源(第二照明裝置)
[0033]2B可見光光源(第一照明裝置)
[0034]4操作部(調(diào)整單元)
[0035]1B 圖像傳感器
[0036]20控制器
[0037]23點燈控制部(點燈控制單元)
[0038]F幀間隔
[0039]R熒光物質(zhì)
[0040]S快門敞開期間
[0041]T攝像對象物
【具體實施方式】
[0042]以下，參考附圖對于本發(fā)明的實施方式進行說明。
[0043]首先，對本發(fā)明的【背景技術(shù)】進行詳細的說明。
[0044]在醫(yī)學研究、醫(yī)療領(lǐng)域中，作為皮下的血管的可見化法，已知通過應(yīng)用血管內(nèi)的血紅蛋白吸收近紅外光的原理、對近紅外反射光或者近紅外透射光進行攝影來生成近紅外吸收像的技術(shù)。
[0045]另外，已知通過應(yīng)用當Π引哚菁綠(ICG)對近紅外的激發(fā)光(大致740 — 780nm)進行照射時發(fā)出近紅外的熒光(大致800 — 850nm)的原理，對皮下、脂肪組織內(nèi)的淋巴管、淋巴結(jié)、血管等施加ICG并進行攝影來生成近紅外熒光圖像而進行可見化的技術(shù)。例如，參考圖9，在對癌細胞C有可能轉(zhuǎn)移的淋巴結(jié)LN進行可見化的情況下，首先，向皮下注入熒光物質(zhì)R(ICG)。在此，熒光物質(zhì)R(ICG)迅速地被淋巴管LV及淋巴結(jié)LN吸收。當向作為關(guān)心對象的淋巴結(jié)LN所處的皮膚照射近紅外光的激發(fā)光Kl (約740 - 780nm)時，近紅外光的激發(fā)光Kl透射至皮下2cm而到達淋巴結(jié)LN。通過近紅外光的激發(fā)光Kl，淋巴結(jié)LN中的ICG分子激發(fā)而發(fā)出近紅外的熒光K3 (約800 - 850nm)，該近紅外的熒光K3透射過皮膚D而被攝像機(未圖示)捕捉。
[0046]在醫(yī)療現(xiàn)場中，以能夠最佳地進行肉眼作業(yè)的方式向關(guān)心區(qū)域照射可見光照明(大致 400 — 700nm)。
[0047]即使在觀察近紅外吸收像的情況下、或者觀察近紅外熒光像的情況下，也期望該關(guān)心對象(近紅外吸收像或者近紅外熒光像)以外的背景以最佳的平衡被攝像。其原因在于，只有同時對背景進行攝像才能夠獲得與該關(guān)心區(qū)域相關(guān)的位置信息。
[0048]在利用由單一的圖像傳感器構(gòu)成的攝像系統(tǒng)以最佳的平衡對該關(guān)心對象和背景進行攝像的情況下，改變可見光照明的強度是不適當?shù)摹＿@是因為:可見光照明的強度應(yīng)該為了肉眼作業(yè)而最佳化。在對于肉眼作業(yè)最佳化的照度的情況下，從被照射體反射的可見光向圖像傳感器的入射光量過大的情況較多。
[0049]對此，在現(xiàn)有文獻(日本專利第4971816號說明書或者國際公開第2011/007461號)中公開了通過濾光器或者孔徑光闌來使從被照射體向攝像系統(tǒng)入射的可見光減弱的技術(shù)。
[0050]一般而言，由于近紅外吸收像或者近紅外熒光像的強度微弱，因此，在對于肉眼作業(yè)最佳化的可見光的照度下，不實施上述那樣的現(xiàn)有技術(shù)，利用由單一的圖像傳感器構(gòu)成的攝像系統(tǒng)難以以最佳的平衡對該關(guān)心對象和背景進行攝像。這是因為:成為背景的可見光光量過多地入射到圖像傳感器，而產(chǎn)生所謂的“發(fā)白現(xiàn)象”、“飽和現(xiàn)象”、“拖影(smear) ”
坐寸ο
[0051]在向手指、四肢等攝影對象照射近紅外光并利用單一的圖像傳感器對近紅外反射光進行攝影的反射型攝像系統(tǒng)、或者向手指、四肢等攝影對象照射近紅外光并利用單一的圖像傳感器對近紅外透射光進行攝像的透射型攝像系統(tǒng)中，將用于使從可見光照明的皮膚面反射的可見光減弱的濾光器插入圖像傳感器的入射光路。但是，在這種情況下，必須準備用于使可見光減光量達到最佳的濾光器。在代替濾光器、配置孔徑光闌的情況下，能夠僅對可見光光量獨立地連續(xù)性地進行控制，但具有孔徑光闌的攝像系統(tǒng)大型化且成本偏高。
[0052]對此，在本實施方式中，攝像系統(tǒng)構(gòu)成為:在抑制大型化且提高了光利用效率的基礎(chǔ)上，能夠使可見光圖像和不可見光圖像(基于可見光之外的光的圖像)的光量平衡達到最優(yōu)化。
[0053]以下，對于本實施方