荧光观察装置以及荧光观察方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及荧光观察装置以及荧光观察方法。
【背景技术】
[0002]—直以来，众所周知相对于观测对象物供给.照射规定波长的激发光并由摄像装置取得在观测对象物发生的荧光的观测图像的荧光观察装置。所涉及的荧光观察装置例如在医疗领域中被用于所谓淋巴管或淋巴结的生物组织的鉴定等。在荧光观察中，在对观测对象物的状态的时间变化等进行观测的情况下，使用以规定的帧频(frame rate)按时间序列取得图像并对观测对象物的运动图像进行观测的方法(例如参照专利文献1、2)。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1:日本专利申请公开平10-151104号公报
[0006]专利文献2:日本专利申请公开平7-155292号公报
【发明内容】
[0007]发明所要解决的问题
[0008]荧光观察装置由于对微弱的荧光的观测图像进行摄像，因而如果室内光或太阳光等的红外波长成分作为背景光而存在的话则恐怕观测图像的S/N比会降低。因此，为了除去背景光的影响，研究探讨获取开启激发光的供给的时候的图像(开启图像)与断开激发光的供给的时候的图像(断开图像)的差分的方法。然而，期望能够除去背景光的影响。另一方面，能够以短时间取得高的S/N比的观测图像。如果延长曝光时间的话则预计S/N比会提高，但是，如果单纯地延长曝光时间的话则恐怕会失去对象物的图像(运动图像)的流畅性。另外，由于开启图像的曝光时间与断开图像的曝光时间的关系，相对于目视辨认观测图像的使用者恐怕会产生由激发光的忽亮忽灭引起的不协调感。
[0009]本发明是为了解决上述问题而完成的发明，其目的在于，提供一种能够获得鲜明且视觉辨认性优异的观测图像的荧光观察装置以及荧光观察方法。
[0010]解决问题的技术手段
[0011]为了解决上述问题，本发明所涉及的荧光观察装置，其特征在于，具备:激发光供给单元，相对于观测对象物提供用于荧光观测的激发光并且能够切换激发光的供给的开启/断开(0N/0FF);逐行(progressive)读出式的摄像单元，对来自观测对象物的光学图像进行摄像并且作为所获得的观测对象物的图像数据而以时间序列交替地输出第I帧图像以及第2帧图像；图像存储单元，存储从摄像单元输出的第I帧图像或者第2帧图像；差分图像生成单元，生成取得了从摄像单元输出的第I帧图像以及第2帧图像中的一方与存储在图像存储单元的第I帧图像以及第2帧图像中的另一方之差分的差分图像；激发光供给单元以由摄像单元进行的第I帧图像取得期间以及第2帧图像取得期间中的一方成为开启激发光的供给的荧光图像取得期间，另一方成为断开激发光的供给的背景图像取得期间的方式切换激发光的供给，在摄像单元中，荧光图像取得期间的曝光时间与背景图像取得期间的曝光时间互相不同。
[0012]在该荧光观察装置中，由逐行读出而以时间序列取得观测对象物的图像数据。另夕卜，以第I帧图像取得期间以及第2帧图像取得期间中的一方成为荧光图像取得期间而另一方成为背景图像取得期间的方式使帧图像的取得与激发光的开启/断开相同步。由此，通过取得从摄像单元输出的第I帧图像以及第2帧图像中的一方与存储在图像存储单元的第I帧图像以及第2帧图像中的另一方之差分，从而能够取得除去了背景光的影响的鲜明的观测图像。另外，在该荧光观测装置中，荧光图像取得期间的曝光时间与背景图像取得期间的曝光时间互相不同。这样，通过使荧光图像取得期间的曝光时间与背景图像取得期间的曝光时间为非对称从而观测图像的流畅性变得良好。另外，因为激发光的开启/断开的时间对应于曝光时间的非对称性也变成非对称，所以能够减少由激发光的忽亮忽灭引起的对使用者的不协调感。
[0013]另外，优选，还具备基于荧光图像取得期间的曝光时间与背景图像取得期间曝光时间之比，修正荧光图像的亮度以及背景图像的亮度的图像处理单元。通过修正由曝光时间的不同引起的荧光图像与背景图像之间的亮度的不同，从而在取得差分的时候能够有效地除去背景光的影响，并且能够取得更加鲜明的观测图像。
[0014]另外，图像处理单元优选与激发光供给的切换相同步地执行使用第I修正值来修正荧光图像亮度的第I修正、以及基于第2修正值修正背景图像的亮度的第2修正。在此情况下，因为在各个图像取得期间内进行亮度的修正所以能够谋求到处理的迅速化。
[0015]另外，激发光供给单元优选以荧光图像取得期间长于背景图像取得期间的方式切换激发光的供给。由此，在荧光图像中能够进一步充分地确保观测对象物的荧光强度。因此，可以获得更加鲜明的观测图像。
[0016]另外，背景图像取得期间的曝光时间或者荧光图像取得期间的曝光时间优选被设定成小于30msec。在此情况下，因为荧光图像取得期间或者背景图像取得期间被设定成人体中的视网I旲的时间分辨能力以下，所以能够进一步有效地减少由激发光的忽壳忽灭引起的对使用者的不协调感。还有，在背景图像取得期间的曝光时间被设定成小于30msec的情况下，因为荧光图像取得期间相对变长所以在荧光图像中能够进一步充分地确保观测对象物的荧光强度。因此，可以获得更加鲜明的观测图像。
[0017]另外，优选荧光图像取得期间以及背景图像取得期间的合计时间被设定成60msec以下。这样的话，能够进一步确保观测图像的流畅性。
[0018]另外，优选还具备将白色光提供给观测对象物的白色光供给单元、对由白色光供给单元形成的观测对象物的光学图像进行摄像的摄像单元、以及使由摄像单元摄像的彩色图像重叠于由差分图像生成单元生成的差分图像的重叠图像生成单元。因为通过使由白色光供给单元形成的观测对象物的彩色图像重叠于差分图像从而荧光被显示于由彩色表示的观测对象物，所以进一步提高了观测图像的视觉辨认性。
[0019]另外，优选还具备:滤波处理单元，其相对于从图像存储单元输出到差分图像生成单元的荧光图像或者背景图像，对于包含于这些图像中的各个像素的亮度，进行将对对象像素加上处于其附近的规定范围内的像素后的多个像素中的最大亮度作为对象像素的亮度的最大滤波处理、或者将对对象像素加上处于其附近的规定范围内的像素后的多个像素中的最小亮度作为对象像素的亮度的最小滤波处理。
[0020]在第I帧图像与第2帧图像的差分图像中，例如会有假的差分图像成分在明亮的图像部分与暗淡的图像部分的边界被抽出的情况。另外，即使是在对于观测对象物来说有活动情况下，也会有假的差分图像成分被抽出的情况。相对于此，通过将最大滤波处理以及最小滤波处理应用于背景图像和荧光图像从而能够抑制假的差分图像成分的抽出。
[0021]另外，本发明所涉及的荧光观察方法，其特征在于，具备:激发光供给步骤，相对于观测对象物提供用于荧光观测的激发光并且切换激发光的供给的开启/断开；摄像步骤，对来自观测对象物的光学图像进行摄像并且作为所获得的观测对象物的图像数据将第I帧图像以及第2帧图像以时间序列交替地进行逐行读出；图像存储步骤，存储摄像步骤中获得的第I帧图像或者第2帧图像；差分图像生成步骤，生成取得了摄像步骤中获得的第I帧图像以及第2帧图像中的一方与图像存储步骤中存储的第I帧图像以及第2帧图像中的另一方之差分的差分图像；在激发光供给步骤中，以摄像步骤中的第I帧图像取得期间以及第2帧图像取得期间中的一方成为开启激发光的供给的荧光图像取得期间，另一方成为断开激发光的供给的背景图像取得期间的方式切换激发光的供给，在摄像步骤中，使荧光图像取得期间的曝光时间与背景图像取得期间的曝光时间互相不同。
[0022]在该荧光观察方法中，由逐行读出而以时间序列取得观测对象物的图像数据。另夕卜，以第I帧图像取得期间以及第2帧图像取得期间中的一方成为荧光图像取得期间而另一方成为背景图像取得期间的方式使帧图像的取得与激发光的开启/断开相同步。由此，通过取得在摄像步骤中获得的第I帧图像以及第2帧图像中的一方与在图像存储步骤中存储的第I帧图像以及第2帧图像中的另一方之差分，从而能够取得除去了背景光的影响的鲜明的观测图像。另外，在该荧光观测方法中，荧光图像取得期间的曝光时间与背景图像取得期间的曝光时间互相不同。这样，通过使荧光图像取得期间的曝光时间与背景图像取得期间的曝光时间为非对称从而观测图像的流畅性变得良好。另外，因为激发光的开启/断开的时间对应于曝光时间的非对称性也变成非对称，所以能够减少由激发光的忽亮忽灭引起的对使用者的不协调感。
[0023]发明的效果
[0024]根据本发明所涉及的荧光观察装置以及荧光观察方法，能够获得鲜明且视觉辨认性优异的观测图像。
【附图说明】