被检体观测装置以及被检体观测方法

专利名称：被检体观测装置以及被检体观测方法
技术领域：
本发明涉及被;险体观测装置以及^皮;险体乂见测方法，特别是 观测该被检体的被检体观测装置以及被检体观测方法。
背景技术：
以往提出了 一种检测来自被检体的返回光的散射角度分 布、根据该散射角度分布观测该被检体的状态的技术。例如根
据日本国特开平11-258167号公报所述，在玻璃管的缺陷检查 方法中有这样一种技术大致垂直地对玻璃管的外表面或内表 面照射激光，检测由玻璃管导致产生的激光的散射光的强度和 角度分布，根据检测出的散射光的强度和角度分布，对玻璃管 的缺陷的大小以及气泡缺陷、异物进行区分。
另 一方面，以往提出了 一种用于观测粘膜表层附近的毛细 血管的状态的4支术。例如根据日本国特开2006-341078号公报 所述，在生物体观测装置中具有一种突出表示粘膜表层的毛细 血管的构造、用于产生窄频带的分光图像的结构。
但是，生物体组织通常是根据细胞的核异型或细胞的构造 异型的程度而被分类为正常组织和肿瘤组织。即，若能直接观 测细胞的核异型或细胞的构造异型的程度，贝对辨认例如早期 食道癌那样的缺乏特征性观察结果的肿瘤组织的情况是非常有 益的。
但是，日本国特开平11-258167号公报所述的技术是用于 对玻璃管的缺陷的大小以及节瘤缺陷、异物之间进行区分的， 因此不能用于观测细胞的核异型或细胞的构造异型的程度。另外，采用日本国特开2006-341078号公报所述的生物体 观测装置，对于不会给毛细血管带来任何影响的肿瘤组织不能 获得有效的效果，结果存在无法辨认缺乏特征'性观察结果的肿 瘤组织的问题。
另外，采用日本国特开2006-341078号7>才艮所述的生物体
观测装置，有在用于获得通常的彩色图像的模式、与用于获得 窄频带的分光图像的模式之间进行切换时所需的动作复杂化这 样的问题。

发明内容
本发明是鉴于上述情况而做成的，其目的在于提供能在具 有散射特性各不相同的多个区域的散射介质中辨认出表示期望 的散射特性的区域的被检体观测装置以及被检体观测方法。
另外，本发明是鉴于上述情况而做成的，其目的在于提供 能在具有散射特性各不相同的多个区域的散射介质中，利用简 单的动作辨认出表示期望的散射特'性的区域的被检体观测装置 以及被检体观测方法。
本发明的被检体观测装置包括光射出部、光调制部和信号 输出部；上述光射出部用于对被检体射出光；上述光调制部用 于检测来自上述裙j企体的返回光的散射角，并且对上述返回光 实施与该散射角相对应的光学调制；上述信号输出部基于上述 光调制部进行上述光学调制后得到的光生成并输出用于表示上 述被检体的光散射状态的信号。
本发明的被检体观测装置包括光射出部、光调制部和摄像 元件；上述光射出部用于对被检体射出光；上述光调制部用于 检测来自上述被检体的返回光的散射角，并且对上述返回光实 施与该散射角相对应的光学调制；上述摄像元件根据由上述光调制部进行的上述光学调制后的光拍摄上述被检体的图像。
本发明的一皮4全体观测方法对被才企体射出光，检测来自上
述被检体的返回光的散射角，并且对上述返回光实施与该散射 角相对应的光学调制，基于进行了上述光学调制后的光生成并 输出用于表示上述被检体的光散射状态的信号。
本发明的^皮4企体观测方法对被4企体射出光，才企测来自上 述被检体的返回光的散射角，并且对上述返回光实施与该散射 角相对应的光学调制，根据上述光学调制后的光拍摄上述被检 体的图像。


图l是示意性地表示光射入散射物体中的情况下的散射特 性的图。
图2是表示具有散射特性各不相同的多个区域的被检体的 一个例子的图。
图3是表示2个不同的散射介质中的与散射角相对应的散 射光的强度分布的图。
图4是表示本发明的第l实施方式的被检体观测装置的主 要部分的结构的图。
图5是表示本发明的第1实施方式的被检体观测装置所具 有的拍摄部的具体结构的一个例子的图。
图6是表示图5的拍摄部所具有的光调制元件的具体结构 的一个例子的图。
图7是表示对具有图3的散射角的分布的散射光实施了由 图6的光调制元件进行的光学调制的情况下的调制结果的图。
图8是表示将本发明的第l实施方式的被检体观测装置的 局部结构应用于胶嚢型医疗装置中的情况下的例子的图。图9是表示将本发明的第l实施方式的被检体观测装置的
局部结构应用于硬性镜中的情况下的例子的图。
图IO是表示组合了本发明第1实施方式的被检体观测装置 的局部结构与用于进行偏振光成像的结构的情况下的例子的图。
图ll是表示包括具有光调制元件的拍摄系统和没有光调 制元件的拍摄系统这2个拍摄系统的拍摄部的结构例的图。
图12是表示具有相对于自第l光学系统射出的光的光路插 拔自如的光调制元件的拍摄部的结构例的图。
图13是表示能改变光调制元件的光阻挡部与光透过部的 面积比例的结构例的图。
图14是表示本发明的第2实施方式的被检体观测装置的主 要部分的结构的图。
图15是表示自本发明的第2实施方式的被检体观测装置所 具有的照明部射出的第l照明光的分光分布的一个例子的图。
图16是表示自本发明的第2实施方式的被检体观测装置所 具有的照明部射出的第2照明光的分光分布的 一个例子的图。
图17是表示本发明的第2实施方式的被检体观测装置所具 有的拍摄部的具体结构的一个例子的图。
图18是表示图17的拍摄部所具有的光调制元件的具体结 构的一个例子的图。
图19是表示图18的光调制元件所具有的光选择透过部以 及光透过部的光透过率的一个例子的图。
图20是表示对具有图3的散射角的分布的散射光实施了由 图18的光调制元件进行的光学调制的情况下的调制结果的图。
具体实施方式
下面，参照

本发明的实施方式。
首先，说明本发明的各实施方式所用的原理。图l是示意
性地表示光射入散射物体中的情况下的散射特性的图。图2是 表示具有散射特性各不相同的多个区域的被检体的一个例子的 图。图3是表示2个不同的散射介质中的与散射角相对应的散射 光的强度分布的图。
如图l所示，在将光自纸面左侧水平地射入散射物体101中 而发生前方散射的情况下，该光被散射成具有例如示意性地表 示为闭合曲线R的散射特性的光。
并且，在将与射入散射物体101的光的前进方向相同方向 的角度设为0。、将与射入散射物体101的光的前进方向相反方
向的角度设为i8o。的情况下，将散射角e定义为取o。《e《180° 的值。
在此，列举具有图2那样的上下2层构造的被检体102作为 一例来进行说明。
在被检体102的下层均匀地存在有显示强光吸收特性的吸 收物体102a。
另一方面，被检体102的上层具有被分成左右以及中央的3 个区域的构造。并且，在上述3个区域中，显示相对较弱的前 方散射特性的第l散射介质102b分别存在于左右的区域中，另 外显示相对较强的前方散射特性的第2散射介质102c存在于中 央的区域中。
在将光自纸上方垂直且均勻地射入具有如上所述的构造 的被检体102中的情况下，与来自散射介质102b的散射光(返 回光)的强度相对应的散射角e的分布表示为图3的曲线Db。另 外，在将光自纸上方垂直且均匀地射入具有如上所述的构造的 被检体102中的情况下，与来自散射介质102c的散射光(返回光)的强度相对应的散射角e的分布表示为图3的曲线Dc。
另外，表示为图3的曲线Db以及曲线Dc、与散射角e相对 应的散射光(返回光)的强度的分布是基于如下所述的推测而 得到的见解。
例如，在假定生物体组织为被检体102的情况下，射入被 检体102中的光的大部分在该生物体组织的内部接受多次散 射。在该情况下，鉴于射入拍摄装置的物镜光学系统中的光在 生物体组织的内部的多次散射的结果，观测到较强的前方散射 的光自该生物体组织的表面正下方的散射物体射出。即，观测 接受了生物体组织的多次散射的光相当于观测自生物体组织的 表面正下方的散射物体射出的前方散射光。
根据如上所述的推测，如图3所示，第l散射介质102b以及 第2散射介质102c具有相互不同的前方散射特性，随之与散射
光(返回光)的强度相对应的散射角e的分布是相互不同的。
接下来，说明利用了如上所述的原理的本发明的实施方式 的被检体观测装置的结构以及作用。 第l实施方式
图4 ~图13是表示本发明的第l实施方式的图。图4是表示 本发明的第l实施方式的被检体观测装置的主要部分的结构的 图。图5是表示本发明的第l实施方式的被检体观测装置所具有 的拍摄部的具体结构的 一个例子的图。图6是表示图5的拍摄部 所具有的光调制元件的具体结构的一个例子的图。图7是表示
对具有图3的散射角的分布的散射光实施了由图6的光调制元 件进行的光学调制的情况下的调制结果的图。图8是表示将本 发明的第l实施方式的被检体观测装置的局部结构应用于胶嚢 型医疗装置中的情况下的例子的图。图9是表示将本发明的第1 实施方式的被检体观测装置的局部结构应用于硬性镜中的情况下的例子的图。图IO是表示组合了本发明的第l实施方式的被
检体观测装置的局部结构与用于进行偏振光成像的结构的情况 下的例子的图。
图11是表示包括具有光调制元件的拍摄系统和没有光调
制元件的拍摄系统这2个拍摄系统的拍摄部的结构例的图。图 12是表示具有相对于自第l光学系统射出的光的光路插拔自如 的光调制元件的拍摄部的结构例的图。图13是表示能改变光调 制元件的光阻挡部与光透过部的面积比例的结构例的图。
如图4所示，被检体观测装置1包括照明部2、拍摄部3、信 号处理部4和显示部5;上述照明部2用于对祐:;险体102A射出照 明光；上述拍摄部3通过将对该照明光的返回光实施了光学调 制而成的光进行光电转换而生成并输出摄像信号；上述信号处 理部4通过对该摄像信号实施信号处理而生成并输出图像信 号；上述显示部5用于显示与该图像信号相对应的被检体102A 的图像。
另外，被检体102A的内部构造为至少包括任意地配置有上 述第l散射介质102b以及第2散射介质102c的那样的构造。
另外，在本实施方式中，自照明部2射出的照明光可以是 宽频带的光或窄频带的光中的任意一种。
如图5所示，拍摄部3包括第l光学系统3a、光调制元件3b、 第2光学系统3 c和摄像元件3 d;上述第1光学系统3 a将射入的返
调制元件3b对自第l光学系统3a射出的平行光实施光学调制； 上述第2光学系统3c对被光调制元件3b调制了的光进行成像； 上述摄像元件3d通过将被第2光学系统3c成像了的光进行光电 转换而生成并输出摄像信号。
另外，本实施方式的光调制部由第l光学系统3a以及光调
13制元件3b构成。第l光学系统3a以及第2光学系统3c由具有相互大致相同 的直径的菲涅耳透镜构成。另外，第1光学系统3 a只要是能将射入的返回光作为平行 光射出的装置，并不限定于由l张菲涅耳透镜构成，也可以构 成为组合多张菲涅耳透镜。如图5以及图6所示，作为光调制部的光调制元件3b例如形 成为具有与第l光学系统3a以及第2光学系统3c大致相同的直 径的圓板状。另外，如图6所示，光调制元件3b形成为包括光 透过率大致为0的光阻挡部3bl和光透过率大致为100%的光透 过部3b2。另外，光调制元件3b例如也可以由在光透过部3b2上开孔 的黑色的板构成，另外，也可以由能分别改变光阻挡部3bl以 及光透过部3b2的光透过率(光学特性)的液晶快门构成。另外，光调制元件3b由于并不一定由特定材质形成，因此 例如也可以4吏用3皮璃板形成，或也可以使用金属^反形成。接下来，说明本实施方式的被检体观测装置l的作用。自作为光射出部的照明部2射出的照明光在被检体102A的 内部接受了多次散射之后，作为返回光射入第l光学系统3a中。此时，来自被检体102A的表面的返回光在如图5所示的将 该返回光的前方散射方向设为0。的情况下，作为分别具有0。以 上且小于90°的散射角的光射入第l光学系统3a中。根据由上述推测得到的见解，若返回光来自第l散射介质 102b，则表示图3的曲线Db所示的散射角的分布，而若返回光 来自第2散射介质102c，则表示图3的曲线Dc所示的散射角的分 布。然后，在射入第l光学系统3a中的返回光作为平行光射出之后，利用光调制元件3b实施光学调制。此时，相对于第l光学系统3a的入射角在0。以上且在规定 角度61以下的返回光由于通过光调制元件3b的光透过部3b2， 因此以强度大致保持不变的状态射向第2光学系统3c。另外， 相对于第l光学系统3a的入射角大于规定角度ei且小于90。的 返回光被光调制元件3b的光阻挡部3bl阻挡。即，光调制元件3b对自第l光学系统3a射出的平行光实施 光学调制，从而大致保持返回光中的散射角在0。以上且在规定 角度91以下的光的强度地使该光射向第2光学系统3c,并且阻 挡返回光中的散射角大于规定角度ei且小于90。的光。由此， 通过第l光学系统3a以及光调制元件3b前后的、与返回光的强 度相对应的散射角分布从表示图3的曲线Db以及Dc变化成表 示图7的曲线Dbm以及Dcm。另 一方面，利用光调制元件3b实施了光学调制的平行光在 被第2光学系统3c成像、被摄像元件3d进行了光电转换之后， 作为摄像信号向信号处理部4输出。自作为信号输出部的摄像元件3d输出的摄像信号在被信 号处理部4转换成图像信号之后，向显示部5输出。由此，在显 示部5上输出有图7的曲线Dbm与曲线Dcm之间的光强度之差 表现为亮度之差的状态下的被检体102A的图像。在此，作为具体例，被检体102A是生物体组织，第l散射 介质102b是正常组织，第2散射介质102c是肿瘤组织。在该情况下，第2散射介质102c相比第l散射介质102b具有 较强的前方散射特性，从而在被输出到显示部5中的被检体 102A的图像中，存在肿瘤组织的部分比其他部分亮。即，在使 用了具有上述结构的拍摄部3的内窥镜等的情况下，能易于辨 认存在有缺乏特征性观察结果的肿瘤组织的区域。即，采用本实施方式的被检体观测装置l,在具有散射特 性各不相同的多个区域的散射介质中，能辨认出表示期望的散 射特性的区域。采用本实施方式的被检体观测装置l,在作为辨认混合存在有第l散射介质102b和第2散射介质102c的被检体102A中 的、存在有第2散射介质102c的区域的这样的用途而使用的范 围内，除了在^见察生物体组织时辨别正常组织和肺瘤组织这样 的用途之外，还能用于在品质检查时辨别正常位置和异常位置。构以及作用，例如也可以具有这样的结构以及作用通过对自 第l光学系统3a射出的平行光实施光学调制，阻挡返回光中的散射角在o。以上且在规定角度ei以下的光，并且一边大致保持返回光中的散射角大于规定角度ei且小于90。的光的强度地使 该光向第2光学系统3c射出。在此，说明作为本实施方式的变形例的被检体观测装置1 的结构等的应用例。本实施方式的祐:#r体观测装置1的结构例如可以应用于胶 嚢型医疗装置中。图8所示的胶嚢型医疗装置201包括外壳构件201a和盖构 件201b,上述外壳构件201a的截面为U字形，且具有遮光性； 上述盖构件201b利用粘接剂水密地安装在外壳构件201a的前 端侧的开放端上，且是由透明构件形成的大致半球形状。在外壳构件201a内部的空心部分上设有光调制元件3b、第 2光学系统3c和摄像元件3d。另一方面，在盖构件201b内部的 空心部分上设有第1光学系统3 a和具有作为光射出部的功能的 LED202。另外，本实施方式的被检体观测装置1的结构例如可以应用于硬性镜中。图9所示的硬性镜301包括细长的插入部301a和目镜部 301b。在插入部301a的内部自前端侧起配置有第l光学系统3a、 光调制元件3b、第2光学系统3c和继电器光学系统302。采用这样的硬性镜3 01的结构，通过了第2光学系统3 c的光 在经继电器光学系统传输之后，射出到设在目镜部301b上的未 图示的目镜中。另外，在使用上述的硬性镜301观察被检体(散射介质) 的情况下，可以直接观察上述目镜，或者也可以在上述目镜的 后段上连接摄像头，自该摄像头观察向监视器输出的图像。另外，本实施方式的被检体观测装置l的结构例如可以与 用于进行偏振光成像的结构组合使用。图10所示的拍摄/照明部4 01包括第1光学系统3 a 、光调制 元件3b、第2光学系统3c、用于传输自未图示的光源产生的照 明光的光导管402、将射入的光沿第l偏光方向聚齐的偏光滤光 片403a、将射入的光沿与该第l偏光方向正交的第2偏光方向聚 齐的偏光滤光片403b、照明光学系统404。另外，上述第2偏光 方向并不限定于与上述第l偏光方向正交，只要不是平行于上 述第l偏光方向，可以是任意一种偏光方向。采用这样的拍摄/照明部401的结构，自未图示的光源产生 的照明光经光导管402传输，并#1偏光滤光片403a沿第l偏光方 向聚齐，之后经过照明光学系统404向未图示的被检体(散射 介质)射出。之后，向未图示的被检体(散射介质)射出的照明光在该 被检体(散射介质)的内部接受了多次散射之后，作为返回光 射入第l光学系统3a中。射入第l光学系统3a中的返回光在^皮光调制元件3b实施光 学调制、被偏光滤光片403b沿第2偏光方向聚齐、被第2光学系 统3c成像之后，被摄像元件3d拍摄。
并且，采用拍摄/照明部401的结构，能够获得使被检体(散 射介质)中的、表示前方散射特性的区域和表示其他散射特性 的区域的对比度更明确的被检体(散射介质)的图像。
另 一方面，采用本实施方式的^皮检体观测装置1的结构， 还可以包括能在获得被检体的图像时，选择实施光调制元件3b 的光学调制的状态和未实施光调制元件3b的光学调制的状态 中的任意一个状态的结构。
具体而言，这样的结构例如通过在如图ll所示的兼具有第 l拍摄系统和第2拍摄系统的拍摄部3A中，进行使摄像信号只从 任意 一 个拍摄系统中输出那样的切换动作能够实现，该第1拍 摄系统具有第l光学系统3a、光调制元件3b、第2光学系统3c 以及摄像元件3d,该第2拍摄系统具有物镜光学系统3e以及摄 像元件3f。
另外，作为上述那样的可选择性是否进行光学调制的结 构，并不限定于图11所示那样的具有2个拍摄系统的结构，例 如也可以具有3个拍摄系统。
另外，上述那样的可选择是否进行光学调制的结构例如通 过在如图12所示的拍摄部3B中，进行改变光调制元件3b在该光 路上的插入、拔出状态那样的切换动作也能实现，上述拍摄部 3B具有第l光学系统3a、相对于自第l光学系统3a射出的光的 光路插拔自如的光调制元件3b、第2光学系统3c、摄像元件3d。
采用本实施方式的被检体观测装置l的结构，也可以包括 能改变光调制元件3b中的光阻挡部3bl和光透过部3b2的面积 比例的结构。具体而言，这样的结构例如通过在如图13所示的光调制元
件31中，使用与通常的节流装置相同的机构一边使多个板状构 件31a分别移动 一 边改变开口部31b的大小能实现，该光调制元 件31具有多个板状构件31a和通过使多个板状构件31a分别重 合而形成的开口部31b。
本实施方式的被检体观测装置1中的光阻挡部3bl的光透 过率只要相比光透过部3b2是相对较低的值，并不限定于大致 为0。釆用该结构，例如能使用光阻挡部3bl的光透过率相互不 同的多个光调制元件3b,阶段性地对自第l光学系统3a射出的 光实施光学调制。
采用本实施方式的被检体观测装置l的结构，可以还包括 能利用开关等对是否进行光调制元件3b的光学调制进行手动 切换的结构。这样的结构例如可以通过设置专用的切换开关来 实现，也可以将该结构实现为与内窥镜中的放大杆或硬度可变 杆的操作连动地进行切换的结构。
第2实施方式
图14~图20是表示本发明的第2实施方式的图。图14是表 示本发明的第2实施方式的被检体观测装置的主要部分的结构 的图。图15是表示自本发明的第2实施方式的被检体观测装置 所具有的照明部射出的第l照明光的分光分布的 一个例子的 图。图16是表示自本发明的第2实施方式的被检体观测装置所 具有的照明部射出的第2照明光的分光分布的 一个例子的图。 图17是表示本发明的第2实施方式的被检体观测装置所具有的 拍摄部的具体结构的一个例子的图。图18是表示图17的拍摄部 所具有的光调制元件的具体结构的一个例子的图。图19是表示
图18的光调制元件所具有的光选4奪透过部以及光透过部的光 透过率的一个例子的图。图20是表示对具有图3的散射角的分
19布的散射光实施了由图18的光调制元件进行的光学调制的情 况下的调制结果的图。
如图14所示，被检体观测装置1001包括照明部1002、拍 摄部1003、信号处理部1004和显示部1005;上述照明部1002 用于对被检体102A射出照明光；上述拍摄部1003通过将对该 照明光的返回光实施光学调制而成的光进行光电转换而生成并 输出摄像信号；上述信号处理部1004通过对该摄像信号实施信 号处理而生成并输出图像信号；上述显示部1005用于显示与该 图像信号相对应的被检体102A的图像。
另外，被检体102A的内部构造为至少具有任意地配置有上 述第l散射介质102b以及第2散射介质102c的那样的构造。
照明部1002具有作为分光特性切换部的开关1002a ，并且 具有能切换分光分布相互不同的2种照明光并射出这些照明光 的结构。具体而言，照明部1002具有能利用开关1002a切换例 如具有图15那样的第l梳状的分光分布的第l照明光和具有图 16那样的第2梳状的分光分布的第2照明光并射出这些照明光 的结构。另外，在上述第1梳状的分光分布与上述第2梳状的分 光分布之间，光强度达到最大的波长频带未相互重叠。
如图17所示，拍摄部1003包括第l光学系统1003a、光调 制元件1003b、第2光学系统1003c和摄像元件1003d;上述第l 光学系统1003a将射入的返回光作为与向本身射入的入射角相 对应的平行光射出；上述光调制元件1003b对自第l光学系统 1003a射出的平行光实施光学调制；上述第2光学系统1003c对 被光调制元件1003b调制了的光进行成像；上述摄像元件1003d 通过将被第2光学系统1003c成像了的光进行光电转换而生成 并输出摄像信号。
另外，本实施方式的光调制部由第l光学系统1003a以及光调制元件1003b构成。
第l光学系统1003a以及第2光学系统1003c由具有相互大 致相同的直径的菲涅耳透镜构成。
另外，第l光学系统1003a只要是可将射入的返回光作为平 行光射出的装置，并不限定于由l张菲涅耳透镜构成，也可以 构成为组合多张菲涅耳透镜。
如图17以及图18所示，作为光调制部的光调制元件1003b 例如形成为具有与第l光学系统1003a以及第2光学系统1003c 大致相同的直径的圓板状。另外，光调制元件1003b包括作为 光透过率相互不同的2个区域的光选择透过部1003bl和光透过 部1003b2。
具体而言，如图19所示，光选择透过部1003bl只使与上述 第l梳状的分光分布一致的波长频带的光透过，且阻挡除此之 外的波长频带的光。另外，如图19所示，光透过部1003b2使射 入的光大致全部通过。
接下来，说明本实施方式的被检体观测装置1001的作用。 首先，用户通过操作开关1002a，使照明部1002射出第1 照明光。
自作为光射出部的照明部1002射出的第l照明光在被检体 102A的内部接受了多次散射之后，作为返回光射入第l光学系 统1003a中。
此时，来自被检体102A的表面的返回光在如图17所示的将 该返回光的前方散射方向设为0。的情况下，作为分别具有0。以 上且小于90。的散射角的光射入第l光学系统1003a中。
根据由上述推测得到的见解，若返回光来自第l散射介质 102b，则表示为图3的曲线Db所示的散射角的分布，而若返回 光来自第2散射介质102c,则表示为图3的曲线Dc所示的散射角的分布。
然后，第l照明光的返回光在经过了第l光学系统1003a之 后，作为平行光射入光调制元件1003b中。
此时，由于光选择透过部1003bl具有只使与上述第l梳状 的分光分布 一 致的波长频带的光透过的特性，因此作为第1照 明光的返回光的平行光透过光调制元件1003b。
即，具有上述结构的光调制元件10 0 3b并未对与第1照明光 的返回光相对应的平行光实施光学调制，而4吏该平4于光以大致 保持强度不变的状态通过。
之后，透过了光调制元件1003b的平行光在被第2光学系统 1003c成像、被摄像元件1003d进行了光电转换之后，作为摄像 信号向信号处理部1004输出。
自作为信号输出部的摄像元件1003d输出的摄像信号在被 信号处理部1004转换成图像信号之后，向显示部1005输出。由 此，在显示部1005上输出有具有大致自然的色调的被检体 102A的图像。
接下来，用户通过操作开关1002a,使照明部1002射出第 2照明光。
自作为光射出部的照明部1002射出的第2照明光在被检体 102A的内部接受了多次散射之后，作为返回光射入第l光学系 统1003a中。
此时，来自被检体102A的表面的返回光在如图17所示的将
该返回光的前方散射方向设为o。的情况下，作为分别具有0。以
上且小于90。的散射角的光射入第l光学系统1003a中。
根据由上述推测得到的见解，若返回光来自第l散射介质 102b，则表示为图3的曲线Db所示的散射角的分布，而若返回 光来自第2散射介质102c,则表示为图3的曲线Dc所示的散射角的分布。
然后，第2照明光的返回光在经过了第l光学系统1003a之后，作为平行光射入光调制元件1003b中。
此时，相对于第l光学系统1003a的入射角在0。以上且在规定角度e2以下的返回光由于通过光调制元件1003b的光透过部1003b2,因此以强度大致保持不变的状态向第2光学系统1003c射出。另外，相对于第l光学系统1003a的入射角大于规定角度02且小于90。的返回光被光调制元件1003b的光选择透过部1003bl阻挡。
即，具有上述结构的光调制元件1003b通过对与第2照明光的返回光相对应的平行光实施光学调制，大致保持该返回光中的散射角在0°以上且在规定角度02以下的光的强度地向第2光学系统1003c射出该返回光，并且阻挡该返回光中的散射角大于规定角度e2且小于90。的光。由此，通过第l光学系统1003a以及光调制元件1003b前后的、与第2照明光的返回光的强度相对应的散射角分布从表示为图3的曲线Db以及Dc变化成表示为图20的曲线Dbn以及Dcn。
另 一方面，被光调制元件1003b实施了光学调制的平行光，在被第2光学系统1003c成像、被摄像元件1003d进行了光电转换之后，作为摄像信号向信号处理部1004输出。
自作为信号输出部的摄像元件1003d输出的摄像信号在被信号处理部1004转换成图像信号之后，向显示部1005输出。由此，在显示部1005上输出有色调大致自然并且图20的曲线Dbn与曲线Dcn之间的光强度之差表现为亮度之差的状态下的被检体102A的图像。
在此，作为具体例，被检体102A是生物体组织，第l散射介质102b是正常组织，第2散射介质102c是肿瘤组织。在该情况下，第2散射介质102c相比第l散射介质102b具有较强的前方散射特性，从而被输出到显示部1005上的被检体102A的图像中的存在有肺瘤组织的部分比其他部分亮。即，在使用了具有上述结构的拍摄部1003的内窥镜等的情况下，能易于辨认存在有缺乏特征性观察结果的肺瘤组织的区域。
另外，采用本实施方式的被检体观测装置IOOI,不改变光调制元件1003b本身的特性，而只切换自照明部1002射出的照明光的种类就能对是否在光调制元件1003b中进行光学调制进行切换。
即，采用本实施方式的被检体观测装置IOOI，能在具有散射特性各不相同的多个区域的散射介质中，利用简单的动作辨认出表示期望的散射特性的区域。
在此，说明作为本实施方式的变形例的被检体观测装置IOOI的结构等的应用例。
采用本实施方式的被检体观测装置1001的结构，也可以在进行了光调制元件1003b的光学调制时改变被检体102A的图像的色调。
具体而言，能这样实现例如使在图16所示的第2梳状的分光分布中光强度到达最大的波长频带(第2梳状中的梳齿的根数)符合光选择透过部1003bl的特性地增减，或相比图15所示的第l梳状的分光分布减小光强度的最大值(第2梳状中梳齿的高度)。
并且，采用如上所述的结构，能够使进行了光调制元件1003b的光学调制产生的色调和没进行光调制元件1003b的光学调制产生的色调在可视区域内分别不同。另外，采用如上所述的结构，也可以使进行了光调制元件10 0 3b的光学调制产生的色调和没进行光调制元件1003b的光学调制产生的色调在外区域与可视区域之间分别不同。
本实施方式的被检体观测装置1001的照明部1002并不限定于切换未进行光调制元件1003b的光学调制情况下的第l照明光和进行了光调制元件1003b的光学调制的情况下的第2照明光这2种照明光并射出这些光。
具体而言，例如照明部1002也可以具有能使本身发出的照明光的分光分布从第1梳状的分光分布逐渐滑向第2梳状的分光分布(或从第2梳状分光分布滑向第l梳状分光分布)的结构。然后，采用这样的结构，能对自第l光学系统1003a射出的光连续性或阶段性地实施光调制元件10 0 3 b的光学调制。
釆用本实施方式的被检体观测装置10 01的结构，并不限定于利用开关1002a切换自照明部1002射出的照明光，例如也可以与内窥镜的放大杆或硬度可变杆的操作连动地进行。
另外，本发明并不限定于上述各实施方式，当然可以在不脱离发明的主旨的范围内进行各种变更、应用。
权利要求
1.一种被检体观测装置，其包括下述构件光射出部，其用于对被检体射出光；光调制部，其用于检测来自上述被检体的返回光的散射角，并且对上述返回光实施与该散射角相对应的光学调制；信号输出部，其基于上述光调制部进行上述光学调制后得到的光生成并输出用于表示上述被检体的光散射状态的信号。
2. 根据权利要求l所述的被检体观测装置，其中，上述信号输出部是通过对由上述光调制部调制后的光进行光电转换而生成并输出摄像信号的摄像元件。
3. —种被检体观测装置，其包括下述构件光射出部，其用于对被检体射出光；光调制部，其用于检测来自上述被检体的返回光的散射角，并且对上述返回光实施与该散射角相对应的光学调制；摄像元件，其根据由上述光调制部进行的上述光学调制后的光拍摄上述被检体的图像。
4. 根据权利要求l ~ 3中任意一项所述的被检体观测装置，其中，上述被检体是具有光散射特性各不相同的多个区域的散射介质。
5. 根据权利要求l ~ 3中任意一项所述的被检体观测装置，其中，上述光调制部使上述返回光中的将前方散射方向设为0 °情况下的上述散射角为0。以上且规定值以下的光通过，阻挡上述返回光中的将前方散射方向设为0。情况下的上述散射角大于该规定值且小于90。的光。
6. 根据权利要求l ~ 3中任意一项所述的被检体观测装置，其中，上述光调制部阻挡上述返回光中的将前方散射方向设为o。 情况下的上述散射角为o。以上且规定值以下的光，使上述返回 光中的将前方散射方向设为o。情况下的上述散射角大于该规定值且小于90。的光通过。
7. 根据权利要求l ~ 3中任意一项所述的被检体观测装置， 其中，该被检体观测装置还具有对自上述光射出部射出的光的分 光特性进行切换的分光特性切换部；上述光调制部检测来自上述被检体的返回光的散射角，并 且基于上述分光特性切换部进行的上述分光特性的切换结果， 对上述返回光实施与该散射角相对应的光学调制。
8. 根据权利要求7所述的被检体观测装置，其中， 在上述分光特性切换部切换前的第l分光特性与上述分光特性切换部切换后的第2分光特性之间，光强度达到最大的波 长频带未相互重叠。
9. 根据权利要求8所述的被检体观测装置，其中， 上述第l分光特性以及上述第2分光特性分别是梳状的，且该才危状部分的波长频带未相互重叠。
10. 根据权利要求8所述的被4全体观测装置，其中， 上述光调制部只对具有上述第l分光特性的返回光以及具有上述第2分光特性的返回光中的一方返回光实施上述光学调 制。
11. 根据权利要求10所述的被检体观测装置，其中， 上述光调制部使上述一方返回光中的将前方散射方向设为0。情况下的上述散射角为0。以上且少见定值以下的光通过，阻挡 上述一方返回光中的将前方散射方向设为0。情况下的上述散射 角大于该规定值且小于90。的光。
12. 根据权利要求7所述的被检体观测装置，其中， 上述被检体是具有光散射特性各不相同的多个区域的散射介质。
13. —种纟皮4企体》见测方法，该方法如下所述i也进4亍 对净皮4企体射出光；才企测来自上述被4全体的返回光的散射角，并且对上述返回 光实施与该散射角相对应的光学调制；基于进行了上述光学调制后的光生成并输出用于表示上述 被检体的光散射状态的信号。
14. 根据权利要求13所述的被检体观测方法，其中， 通过对上述光学调制后的光进行光电转换，生成并输出作为上述信号的摄像信号。
15. —种祐j企体观测方法，该方法如下所述地进行 对^皮才全体射出光；-险测来自上述被检体的返回光的散射角，并且对上述返回 光实施与该散射角相对应的光学调制；根据上述光学调制后的光拍摄上述被检体的图像。
16. 根据权利要求13 ~ 15中任意一项所述的被4企体观测 方法，其中，上述被检体是具有光散射特性各不相同的多个区域的散射 介质。
17. 根据权利要求13 15中任意一项所述的被检体观测 方法，其中，对上述返回光所实施的上述光学调制使上述返回光中的将 前方散射方向设为0。情况下的上述散射角为0°以上且规定值以 下的上述返回光通过，阻挡上述返回光中的将前方散射方向设 为0°情况下的上述散射角大于该规定值且小于90°的光。
18. 根据权利要求13 ~ 15中任意一项所述的被;险体观测 方法，其中，对上述返回光所实施的上述光学调制阻挡上述返回光中的 将前方散射方向设为0°情况下的上述散射角为0°以上且规定值 以下的上述返回光，使上述返回光中的将前方散射方向设为0。 情况下的上述散射角大于该规定值且小于90。的光通过。
19. 根据权利要求13 ~ 15中任意一项所述的被4企体观测 方法，其中，对相对于上述被检体射出的光的分光特性进行切换； 检测来自上述被检体的返回光的散射角，并且基于上述分光特性的切换结果，对上述返回光实施与该散射角相对应的光学调制。
20. 根据权利要求19所述的被才全体观测方法，其中， 在切换上述分光特性之前的第l分光特性与切换上述分光特性之后的第2分光特性之间，光强度达到最大的波长频带未 相互重叠。
21. 根据权利要求20所述的被检体观测方法，其中， 上述第l分光特性以及上述第2分光特性分别为梳状，且该梳状部分的波长频带未相互重叠。
22. 根据权利要求20所述的被才企体观测方法，其中， 只对具有上述第l分光特性的返回光以及具有上述第2分光特性的返回光中的一方返回光实施上述光学调制。
23. 根据权利要求22所述的被检体观测方法，其中， 上述光学调制使上述一方返回光中的将前方散射方向设为0。情况下的上述散射角为0。以上且规定值以下的光通过，阻挡 上述一方返回光中的将前方散射方向设为0。情况下的上述散射 角大于该规定值且小于90。的光。
24.才艮据权利要求19所述的被检体观测方法，其中， 上述被检体是具有光散射特性各不相同的多个区域的散射 介质。
全文摘要
本发明提供被检体观测装置以及被检体观测方法。本发明的被检体观测装置包括光射出部、光调制部和信号输出部；上述光射出部用于对被检体射出光；上述光调制部用于检测来自上述被检体的返回光的散射角，并且对上述返回光实施与该散射角相对应的光学调制；上述信号输出部基于上述光调制部进行上述光学调制后得到的光生成并输出用于表示上述被检体的光散射状态的信号。
文档编号A61B5/00GK101632578SQ200910150698
公开日2010年1月27日 申请日期2009年7月6日 优先权日2008年7月23日
发明者后野和弘 申请人:奥林巴斯医疗株式会社