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WO2017168984A1 - 撮像装置、撮像方法 - Google Patents

撮像装置、撮像方法 Download PDF

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WO2017168984A1
WO2017168984A1 PCT/JP2017/001858 JP2017001858W WO2017168984A1 WO 2017168984 A1 WO2017168984 A1 WO 2017168984A1 JP 2017001858 W JP2017001858 W JP 2017001858W WO 2017168984 A1 WO2017168984 A1 WO 2017168984A1
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WO
WIPO (PCT)
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imaging
light
illumination
unit
spot
Prior art date
Application number
PCT/JP2017/001858
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
中尾　勇
拓哉 岸本
岸井　典之
Original Assignee
ソニー株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ソニー株式会社 filed Critical ソニー株式会社
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Priority to JP2018508432A priority patent/JPWO2017168984A1/ja
Priority to CN201780018745.2A priority patent/CN108780035A/zh
Priority to US16/086,135 priority patent/US20190293554A1/en
Publication of WO2017168984A1 publication Critical patent/WO2017168984A1/ja

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    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/47—Scattering, i.e. diffuse reflection
    • G01N21/4795—Scattering, i.e. diffuse reflection spatially resolved investigating of object in scattering medium
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    • G01N21/47—Scattering, i.e. diffuse reflection
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    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/0059—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence
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    • A61B5/026—Measuring blood flow
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    • G01N21/49—Scattering, i.e. diffuse reflection within a body or fluid
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
    • G06T2207/30—Subject of image; Context of image processing
    • G06T2207/30004—Biomedical image processing
    • G06T2207/30101—Blood vessel; Artery; Vein; Vascular

Definitions

  • the present technology relates to an imaging apparatus and an imaging method. More specifically, the present invention relates to an imaging apparatus and an imaging method that use speckles generated by illumination of light on an imaging target.
  • an imaging apparatus and an imaging method using an optical method have been developed.
  • an imaging device the one disclosed in Patent Document 1 is known.
  • an optical sensor is illuminated from an illumination system including a plurality of light source modules (light illuminators) that illuminates a subject (pseudo living body), and the illumination system. And a detection system for detecting light propagated in the subject.
  • Each of the plurality of light source modules illuminates a plurality of non-parallel lights at the same position of the subject. In this case, it is possible to obtain high resolution without deteriorating the mounting property to the subject.
  • Speckle is a phenomenon in which a speckled and swinging pattern appears on the illumination surface according to the uneven shape of the illumination surface.
  • a technique has been developed for a method of imaging a flow path such as a blood vessel using speckle, which is one of noises.
  • speckle is a random interference / diffraction pattern due to scattering in the optical path.
  • the magnitude of speckle is represented by an index called speckle contrast, which is a value obtained by dividing the standard deviation of the intensity distribution by the average of the intensity distribution.
  • the speckle pattern changes every moment due to changes in the fine shape caused by the flow.
  • an imaging device is installed on the image plane and the fluid is imaged with an exposure time sufficiently longer than the change in the speckle pattern, the speckle contrast of the blood flowing part, that is, the blood vessel part is time-averaged. It decreases by.
  • Angiography can be performed by utilizing such a change in speckle contrast.
  • Non-Patent Document 1 As an imaging technique using such speckles, a technique disclosed in Non-Patent Document 1 is known (see Non-Patent Document 1).
  • laser light is illuminated at one point on an imaging target including fluid, and blood flow information brought about by speckle is obtained from information on an image of an object around the object. It has gained.
  • Patent Document 1 the imaging technique described in Patent Document 1 is limited to observation in the vicinity of the surface of the imaging target, and cannot detect blood vessels, blood, and the like located at a certain depth in the imaging target.
  • the imaging technique described in Non-Patent Document 1 only one point to be imaged is illuminated with laser light. Therefore, when contrast is to be performed, a light source that emits laser light or the laser light is detected. There is a problem that it is difficult to display speckles in real time.
  • the main purpose is to provide an imaging technique capable of performing the above.
  • the present technology includes a light illumination unit that spot-illuminates coherent light at a plurality of locations of an imaging target, a light detection unit that detects light that is illuminated by the light illumination unit and propagates through the imaging target, and the light detection unit.
  • An imaging device comprising: an imaging unit that captures a speckle image obtained from the detected scattered light of the imaging target.
  • the light illumination unit may be configured to spot-illuminate a plurality of locations to be imaged at a predetermined interval.
  • the optical path of the light propagated through the imaging target may be expressed by the following formula 1.
  • the imaging apparatus may further include an image processing unit that determines presence / absence of light detection by the light detection unit based on imaging information by the imaging unit. Further, the imaging apparatus according to the present technology further includes a distance calculation unit that calculates a distance between the spot illumination position by the light illumination unit and the detection position of the light propagated in the imaging target based on the mathematical formula 1. It may be. Furthermore, the imaging apparatus according to the present technology may further include an illumination switching unit that switches the illumination method by the light illumination unit from spot illumination to uniform illumination. The imaging device according to the present technology may further include a composite image creation unit that creates a composite image based on a plurality of pieces of light information detected by the light detection unit.
  • the present technology includes a light illumination step of spot-illuminating coherent light at a plurality of locations of an imaging target, a light detection step of detecting light propagated through the spot-illuminated imaging target, and the imaging detected by the light detection step
  • an imaging method including an imaging step of imaging a speckle image obtained from scattered light of an object.
  • coherent light may be emitted to a plurality of locations to be imaged at predetermined intervals.
  • the optical path of the light propagated through the imaging target may be expressed by the following formula 2.
  • the imaging method according to the present technology may further include an image processing step of determining the presence or absence of light detection by the light detection step based on the imaging information obtained by the imaging step.
  • the imaging method according to the present technology may further include a distance calculation step of calculating a distance between the spot illumination position in the light illumination step and the light detection position in the light detection step based on the mathematical formula 2. Good.
  • the imaging method according to the present technology may further include an illumination switching step of switching the illumination method of the coherent light from spot illumination to uniform illumination.
  • the imaging method according to the present technology may further include a composite image creation step of creating a composite image based on a plurality of pieces of light information detected by the light detection step.
  • a fluid located at a certain depth in an imaging target can be imaged with high sensitivity and accuracy.
  • fluid information can be obtained accurately.
  • the effect described here is not necessarily limited, and may be any effect described in the present technology.
  • Imaging device according to first embodiment (1) Light illumination unit (2) Light detection unit (3) Speckle image imaging unit (4) Composite image creation unit (5) Analysis unit (6) Storage unit (7) Display unit (8) Imaging target 2. Imaging device according to second embodiment (1) Illumination switching unit 3. Imaging device according to third embodiment (1) Image processing unit 4. Imaging device according to fourth embodiment (1) Distance calculation unit Imaging method according to the first embodiment (1) Light illumination step (2) Light detection step (3) Speckle image imaging step (4) Composite image creation step (5) Analysis step (6) Storage step (7) Display step 6). 6. Imaging method according to second embodiment (1) Depth measurement step (2) Illumination switching step Imaging method according to the third embodiment (1) Image processing step 8. Imaging Method According to Fourth Embodiment (1) Distance Calculation Step
  • the imaging device 1 illustrated in FIGS. 1 and 2 includes at least a light illumination unit 11, a light detection unit 12, and a speckle image imaging unit 13.
  • the imaging device 1 can further include a composite image creation unit 14, an analysis unit 15, a storage unit 16, a display unit 17, and the like as necessary.
  • a composite image creation unit 14 an analysis unit 15
  • storage unit 16 a display unit 17, and the like as necessary.
  • the light illumination unit 11 illuminates the imaging target O with coherent light.
  • the coherent light means that the phase relationship of the light wave at any two points in the light beam is constant and constant in time. This refers to light that exhibits high coherence.
  • Laser light is preferable as the coherent light.
  • the light source that emits the laser light include an argon ion (Ar) laser, a helium-neon (He-Ne) laser, a die laser, a krypton (Cr) laser, a distributed feedback type (Distributed Feed: DFB), and the like.
  • a grating feedback type semiconductor laser or the like can be used.
  • the number of wavelengths of the coherent light is not particularly limited, and can be appropriately changed according to the configuration and type of the imaging object O and / or the fluid contained therein.
  • the fluid is blood flowing in a blood vessel, it is preferably red light with a coherent light wavelength range of 600 to 1550 nm and a low light absorption rate.
  • the light illumination unit 11 spot-illuminates coherent light at a plurality of locations of the imaging target O.
  • the coherent light is detected by the light detection unit 12 after propagating through the imaging target O.
  • coherent light propagates in the imaging object O in a substantially arc shape. That is, when coherent light is detected at one point different from the illumination position, the most probable optical path that reaches the detection position is expressed by Equation 3 below.
  • Equation 3 “r” represents the distance from the illumination position to the detection position, “ ⁇ a” represents the equivalent absorption coefficient, “ ⁇ s” represents the equivalent scattering coefficient, and G represents the illegality coefficient.
  • the depth at which the coherent light enters the deepest in the optical path shown in the equation 3 is expressed by the following equation 4.
  • the depth at which the coherent light enters also increases and decreases in proportion to the increase and decrease of the distance from the illumination position to the detection position.
  • the coherent light when the coherent light is detected at one point different from the illumination position, the coherent light always propagates along the optical path expressed by the mathematical formula 3. Therefore, as shown in FIG. 4, for example, when coherent light does not propagate through the fluid included in the imaging target O (optical path A), when coherent light propagates through the fluid (optical path B and optical path C), imaging is performed.
  • a case where the coherent light propagates deeper than the fluid in the object O (optical path D) is mentioned. In such a case, naturally, based on the coherent light propagating through the optical path A, optical information about the fluid cannot be obtained.
  • an optical signal from a portion other than the fluid in the imaging target O may be detected as noise, which is not preferable.
  • the optical path of the coherent light is the optical path B or C in which an optical signal from a portion other than the fluid is less likely to be detected as noise.
  • the coherent light propagating through the optical path is spot-illuminated at a plurality of locations on the imaging target O.
  • the number of spot illumination locations may not be a configuration in which the light illumination unit 11 spot-lights only one point of the imaging target O, and may be at least two or more.
  • the adjacent spot illumination location should just be arrange
  • the “predetermined interval” may be such that the optical information obtained by the adjacent spot illumination does not appear as noise with respect to the optical information for acquiring an image between the adjacent spot illumination locations.
  • the pattern of a spot illumination location may be, for example, a state where a plurality of spot illumination locations are regularly arranged with respect to the imaging target O, or a state where the spot illumination locations are arranged in spots.
  • a well-known method is employable. For example, first, a single spot illumination location is created for the imaging target O. With this spot illumination, the optical path of Equation 3 detects blood flow and blood vessels, calculates speckle contrast locally, and creates a two-dimensional speckle contrast map within the reach of diffused light. Further, the position where the decrease in speckle contrast is minimized is extracted from this map, and the distance r from the spot center to the minimum point is calculated. Two times the distance r is set as an illumination spot interval when actually illuminating.
  • the method for creating the pattern of the spot illumination location is not particularly limited. An example of this pattern creation method will be described with reference to FIGS. Examples of the creation method include a method of projecting a pattern using lens imaging (see FIG. 5).
  • 5A is a schematic diagram of a pattern creation method
  • FIG. 5B is an example of a display / projection pattern to be created
  • FIG. 5C is a coherent with respect to the imaging target O in the method shown in FIG.
  • An example of the pattern in the case of illuminating light uniformly is shown.
  • a method of displaying a pattern to be projected on a transmissive display device such as a light valve, and displaying an illumination spot pattern on the imaging target O using imaging of a projection lens can be considered.
  • the light valve is illuminated with coherent light from the back side, and the arrangement relationship of the imaging target O on which the light valve and the projection lens, and the projection lens and the pattern are projected is expressed by the following Equation 5 with respect to the optical axis.
  • the imaging relationship shown is maintained.
  • S 0 and S 1 indicate the distance from the light valve to the projection lens, the distance from the projection lens to the imaging object O, and f indicates the focal length of the projection lens.
  • a transmissive light valve is used.
  • a spot pattern can also be created using a reflective light valve. In such a case, coherent light is emitted from the front of the display device. Illuminate.
  • FIG. 6A is a schematic diagram of a pattern creation method
  • FIG. 6B is an example of a display / projection pattern to be created
  • FIG. 6C is a coherent to the imaging target O in the method shown in FIG.
  • An example of the pattern in the case of illuminating light uniformly is shown.
  • the spatial light modulator is illuminated with coherent light such as a plane wave from the back surface or the front surface.
  • coherent light such as a plane wave from the back surface or the front surface.
  • a diffraction pattern of the hologram spatially phase- or intensity-modulated by the spatial light modulator is formed in a spot shape on the imaging object O (see the right side of FIG. 6B).
  • a hologram pattern output to the spatial light modulator is calculated using Fourier transform or Fresnel transform according to the projection distance. It is preferable to do.
  • the hologram pattern is calculated as a complex amplitude, but the spatial light modulator can modulate only one of the phase and the intensity. For this reason, it is preferable to calculate the hologram pattern by which the Fourier transform or Fresnel transform is iteratively calculated while changing various parameters so as to obtain a desired pattern, thereby obtaining a desired pattern.
  • FIG. 7A is a schematic diagram of a pattern creation method
  • FIG. 7B is an example of a display / projection pattern to be created
  • FIG. 7C is a coherent with respect to the imaging target O in the method shown in FIG.
  • An example of the pattern in the case of illuminating light uniformly is shown.
  • a desired pattern to be projected or a pattern having a period of 2 ⁇ n times is created on the intensity modulation type spatial light modulator, and the distance from the spatial light modulator to the imaging object O is determined. Illuminate coherent light at a distance that satisfies the imaging conditions. Thereby, a spot array-like illumination pattern can be formed (see the right side of FIG. 7B).
  • the coherent light emitted from the light illumination unit 11 according to the present technology and propagating through the imaging target O as described above is detected by the light detection unit 12.
  • the imaging device 1 includes a light detection unit 12 that detects coherent light emitted from the light illumination unit 11.
  • the light detection unit 12 is configured to convert an optical signal based on scattered light and reflected light emitted from the imaging target O by illumination of coherent light into an electrical signal.
  • the configuration of the light detection unit 12 is not particularly limited, and a known configuration can be adopted.
  • the reflected light detection unit that detects only reflected light emitted from the imaging target O or the imaging target O emits light.
  • a configuration including a scattered light detector that detects only the scattered light that is generated can be considered.
  • speckle Image Imaging Unit 13 specs appearing on the surface of the imaging target O based on the scattered light obtained from the imaging target O illuminated with the coherent light of each light illumination unit 11. The image is captured. Specifically, in the imaging apparatus 1 according to the present technology, a plurality of speckle images resulting from each spot illumination location are captured based on an electrical signal generated from a detection location corresponding to each spot illumination location. Yes.
  • the speckle image capturing unit 13 includes, for example, an imaging optical system that forms an image of scattered light obtained from the imaging target O, and an imaging system that receives light imaged by the imaging optical system.
  • the imaging optical system includes an imaging element such as a CCD sensor or a CMOS sensor, and an imaging lens.
  • CMOS sensor a global shutter method and a rolling shutter method are known, and the imaging device 1 according to the present technology can employ either method.
  • the imaging method performed by the speckle image imaging unit 13 is not particularly limited as long as the effect of the present technology is not impaired, and one or more known imaging methods can be selected and used in any combination. .
  • the imaging method using the said image pick-up element can be mentioned.
  • the speckle image capturing unit 13 for example, an image in which a pseudo blood vessel in which pseudo blood flows is mapped based on speckle is generated.
  • speckle is a random interference / diffraction pattern. Therefore, when light scattering fluid such as blood moves or changes with time, the speckle also changes with time. For this reason, the boundary between the fluid and the other part can be observed.
  • the speckle image capturing unit 13 has a configuration in which, for example, leveling is performed using a plurality of speckle images so as to reduce speckle image unevenness in order to clarify a portion where speckles are generated. It may be.
  • the speckle image capturing unit 13 may include a filter that blocks external light so that scattered light from the imaging target O can be positively captured.
  • the imaging device 1 preferably includes a composite image creation unit 14 that synthesizes a plurality of speckle images created by the speckle image imaging unit 13.
  • the method for synthesizing a plurality of speckle images performed by the composite image creation unit 14 is not particularly limited, and for example, image information of each speckle image (for example, the number of pixels, the color tone of pixels, etc.) is matched, There are various methods such as a method of creating a single speckle composite image, or a method of simply superimposing the speckle images.
  • the synthesized image created by the synthesized image creating unit 14 needs to be created to such an extent that the state of the imaging target O can be analyzed. For this reason, in the composite image creation unit 14, for example, a method of correcting the brightness value of the speckle composite image so that the brightness distribution in the speckle composite image is uniform based on the brightness value of each speckle image. Etc. may be executed.
  • the imaging apparatus 1 is configured to detect the state of the imaging target O based on the speckle image captured by the speckle image imaging unit 13 or the synthesized image created by the synthesized image creating unit 14.
  • the analysis part 15 which analyzes can be provided.
  • the analysis unit 15 measures the intensity distribution of speckle using a luminance meter or the like.
  • speckle contrast which is a value obtained by dividing the standard deviation of the intensity distribution by the average of the intensity distribution, is measured.
  • speckles fluctuate with time
  • the blood flow velocity can also be analyzed.
  • the speckle intensity distribution and the speckle contrast measurement method are not particularly limited as long as the effects of the present technology are not impaired, and one or more known measurement methods are selected and used in any combination. be able to.
  • the imaging device 1 may include a speckle image captured by the speckle image imaging unit 13, a composite image generated by the composite image generation unit 14, and an analysis unit, as necessary.
  • 15 may further include a storage unit 16 that stores the speckle contrast measured at 15 and the analysis result of the analysis unit 15.
  • the storage unit 16 is not essential in the imaging device 1 according to the present technology.
  • an external storage device can be connected to store a speckle image or the like.
  • the imaging apparatus 1 includes a speckle image captured by the speckle image imaging unit 13, a synthesized image created by the synthesized image creating unit 14, an analysis result by the analyzing unit 15, and the like.
  • the display part 17 which displays can be further provided.
  • the display unit 17 is not essential in the imaging device 1 according to the present technology, and for example, an external monitor or the like can be used.
  • Imaging target O The imaging apparatus 1 according to the present technology can be used for various imaging targets, and for example, can be suitably used for imaging using an imaging target that includes a fluid. Due to the nature of speckles, speckles are unlikely to be generated from the fluid. Therefore, when imaging is performed using the imaging apparatus 1 according to the present technology and includes a fluid, the boundary between the fluid and other portions, the flow velocity of the fluid, and the like can be obtained.
  • the imaging object O can be a biological sample, and the fluid can be blood.
  • the imaging apparatus 1 according to the present technology is mounted on a surgical microscope, a surgical endoscope, or the like, it is possible to perform a surgery while confirming the position of a blood vessel. Therefore, safer and more accurate surgery can be performed, which can contribute to further development of medical technology.
  • the coherent light propagates through the specific optical path in the imaging target O by the spot illumination of the light illumination unit 11, and the coherent light propagates through the optical path. Is detected by the light detection unit 12. For this reason, even when the fluid contained in the imaging target O exists in a deep place of the imaging target O, the fluid can be appropriately contrasted using speckles, and the state of the fluid can be accurately determined. Can be analyzed. Furthermore, since the light illumination unit 11 illuminates a plurality of locations of the imaging object O and creates a speckle image based on the optical information emitted from each detection location, speckles can be generated in real time. Therefore, information (speed, etc.) regarding the fluid in the deep part can be obtained with higher sensitivity and accuracy than normal uniform illumination.
  • Imaging Device According to Second Embodiment>
  • a second embodiment of the imaging device according to the present technology will be described with reference to FIGS.
  • the imaging device 2 according to the second embodiment is different from the imaging device 1 according to the first embodiment in that an illumination switching unit 21 is provided.
  • symbol is attached
  • the imaging device 2 includes an illumination switching unit 21 that switches an illumination method of coherent light by the light illumination unit 11. Specifically, as shown in FIG. 8, in the imaging target O, the position of the target to be analyzed using speckle (hereinafter also referred to as “analysis target”), that is, the analysis target from the surface of the imaging target O.
  • analysis target the position of the target to be analyzed using speckle
  • the illumination method by the light illumination unit 11 is switched from spot illumination to a method of illuminating the surface of the imaging target O in a planar shape (hereinafter also referred to as “uniform illumination”).
  • FIG. 9 shows speckle contrast by spot illumination and uniform illumination when the analysis object exists at a depth of 6 mm from the surface of the imaging object O.
  • the vertical axis indicates speckle contrast
  • the horizontal axis indicates the distance from the illumination position to the detection position.
  • the alternate long and short dash line indicates speckle contrast in uniform illumination
  • the plot indicates speckle contrast in spot illumination.
  • the speckle contrast value by spot illumination is higher than the speckle contrast value by uniform illumination. For this reason, when the distance from the surface of the imaging target O to the analysis target is 6 mm, it can be confirmed that the spot illumination is more suitable for capturing a speckle image.
  • FIG. 10 shows speckle contrast by spot illumination and uniform illumination when the analysis object exists at a depth of 2 mm from the surface of the imaging object O
  • the vertical axis shows speckle contrast.
  • the horizontal axis indicates the distance from the illumination position to the detection position.
  • the alternate long and short dash line indicates speckle contrast in uniform illumination
  • the plot indicates speckle contrast in spot illumination.
  • the speckle contrast value by uniform illumination shows a higher value than the speckle contrast value by spot illumination. For this reason, when the distance from the surface of the imaging object O to the analysis object is 2 mm, it can be confirmed that the uniform illumination is more suitable for imaging the speckle image.
  • uniform illumination is more suitable when the depth from the surface of the imaging object O to the analysis object is shallow, and spot illumination is more suitable when the depth is deep. Yes.
  • the illumination switching unit 21 when the analysis target is present at a deep position in the imaging target O, the illumination method of the light illumination unit 11 is left as spot illumination, and the analysis target is a shallow position in the imaging target O. If it exists in the above, processing for switching to uniform illumination is performed.
  • the switching method by the illumination switching unit 21 is not particularly limited, and a known method can be employed, for example, a method of projecting a light valve such as a liquid crystal.
  • the imaging device 2 like the imaging device 1, the coherent light propagates through the specific optical path in the imaging target O by the spot illumination of the light illumination unit 11, and The light detection unit 12 detects the coherent light propagated through the optical path. For this reason, even when the fluid contained in the imaging target O exists in a deep place of the imaging target O, the fluid can be appropriately contrasted using speckles, and the state of the fluid can be accurately determined. Can be analyzed. Furthermore, since the light illumination unit 11 illuminates a plurality of locations of the imaging object O and creates a speckle image based on the optical information emitted from each detection location, speckles can be generated in real time. Therefore, information (speed, etc.) regarding the fluid in the deep part can be obtained with higher sensitivity and accuracy than normal uniform illumination.
  • the illumination switching unit 21 can switch the illumination method according to the position of the fluid in the imaging target O, and obtains information (speed, etc.) on the deep fluid with high sensitivity and accuracy regardless of the position of the fluid. Can be adaptable.
  • Imaging Device According to Third Embodiment>
  • a third embodiment of the imaging device according to the present technology will be described with reference to FIG.
  • the imaging device 3 according to the third embodiment is different from the imaging device 1 according to the first embodiment in that an image processing unit 31 is provided.
  • symbol is attached
  • Image processing unit In the imaging device according to the present technology, a plurality of speckle images resulting from each spot illumination are captured based on an electrical signal generated from each detection location corresponding to each spot illumination location. Yes. For this reason, depending on the location illuminated by the light illumination unit 11, there is no fluid on the optical path of coherent light, and the light detection unit 12 does not detect optical information, or the speckle image capturing unit 13 performs speckle imaging. The image may not be created. Therefore, the imaging device 3 according to the present technology includes the image processing unit 31 that determines whether or not the light detection unit 12 detects light.
  • the detection result by the light detection unit 12 or the image information created based on each detection location by the speckle image imaging unit 13 is input to the image processing unit 31. Based on the above, information on a detected portion where speckle does not occur is selected / extracted. Then, the extracted detection information is output to the composite image creation unit 14 (see FIG. 11).
  • the selection method and extraction method of the detection information in the image processing unit 31 are not particularly limited, and a known method can be used.
  • the composite image creation unit 14 creates a speckle composite image based on the detection information selected and extracted by the image processing unit 31.
  • the image processing unit 31 selects and extracts the composite image creation unit 14. Based on the obtained information, deletion of an image inappropriate for analysis is performed.
  • the coherent light propagates through a specific optical path in the imaging target O by the spot illumination of the light illumination unit 11, and
  • the light detection unit 12 detects the coherent light propagated through the optical path. For this reason, even when the fluid contained in the imaging target O exists in a deep place of the imaging target O, the fluid can be appropriately contrasted using speckles, and the state of the fluid can be accurately determined. Can be analyzed. Furthermore, since the light illumination unit 11 illuminates a plurality of locations of the imaging object O and creates a speckle image based on the optical information emitted from each detection location, speckles can be generated in real time.
  • the imaging device 3 according to the present technology illustrated in FIG. 11 does not include the illumination switching unit 21 included in the imaging device 2 according to the second embodiment, but the imaging device 3 may perform the illumination switching as necessary.
  • the part 21 may be provided.
  • Imaging Device According to Fourth Embodiment>
  • a fourth embodiment of the imaging device according to the present technology will be described with reference to FIG.
  • the imaging device 4 according to the fourth embodiment is different from the imaging device 1 according to the first embodiment in that a distance calculation unit 41 is provided.
  • symbol is attached
  • the coherent light emitted from the light illumination unit 11 propagates through the optical path represented by the mathematical formula 3 in the imaging target O. Then, the optical information of the imaging target O and / or the fluid contained therein is converted into an electrical signal by detecting the coherent light propagating through the optical path by the light detection unit 12. In other words, based on the optical signal detected by the light detection unit 12, whether or not there is a fluid to be analyzed on the optical path, and based on the information according to Equation 3, the detected location from the illumination location. Distance r can be calculated. Then, the calculated distance r is output to the light illumination unit 11 and / or the light detection unit 12.
  • the detection information acquired by the light detection unit 12 is input to the distance calculation unit 41, and the distance calculation unit 41 determines the state of the imaging target O and / or the fluid contained therein based on the detection information.
  • the distance r suitable for analyzing can be calculated.
  • the distance from the surface of the imaging target O to the fluid can be calculated using Formula 3 and Formula 4.
  • the coherent light propagates through a specific optical path in the imaging target O by the spot illumination of the light illumination unit 11, and
  • the light detection unit 12 detects the coherent light propagated through the optical path. For this reason, even when the fluid contained in the imaging target O exists in a deep place of the imaging target O, the fluid can be appropriately contrasted using speckles, and the state of the fluid can be accurately determined. Can be analyzed. Furthermore, since the light illumination unit 11 illuminates a plurality of locations of the imaging object O and creates a speckle image based on the optical information emitted from each detection location, speckles can be generated in real time.
  • the distance calculation unit 41 since the distance calculation unit 41 is provided, the illumination position by the light illumination unit 11 and the detection position by the light detection unit 12 that are suitable for analysis of the imaging object O and / or the fluid contained therein are calculated. be able to. For this reason, information (speed etc.) about the fluid of the deep part can be obtained with higher sensitivity and accuracy.
  • the imaging device 4 according to the present technology illustrated in FIG. 12 does not include the illumination switching unit 21 included in the imaging device 2 according to the second embodiment and the image processing unit 31 according to the third embodiment.
  • the apparatus 4 may include the illumination switching unit 21 and the image processing unit 31 as necessary.
  • This technology also provides an imaging method.
  • an imaging method according to the present technology will be described with reference to FIGS.
  • the imaging method according to the first embodiment includes at least a light illumination step S1, a light detection step S2, and a speckle image imaging step S3, and if necessary, a composite image creation step S4, an analysis step S5, a storage step S6, Display step S7 may be included. Each step will be described below.
  • the imaging method includes a step of illuminating coherent light from a light source onto the imaging target O.
  • light sources used in the light illumination step S1 include, for example, an argon ion (Ar) laser, a helium-neon (He-Ne) laser, a die (dye) laser, a krypton (Cr) laser, and a distributed feedback type (Distributed).
  • Feedback: DFB) or a grating feedback type semiconductor laser can be used.
  • the number of wavelengths of the coherent light illuminated in the light illumination step S1 is not particularly limited, and can be appropriately changed according to the type of the imaging object O and / or the fluid contained therein.
  • the fluid is a blood cell flowing in a blood vessel, it is preferably red light having a wavelength of coherent light in the range of 600 to 1550 nm and low light absorption.
  • spot illumination is performed with coherent light on a plurality of locations of the imaging target O.
  • the coherent light is detected at one point different from the illumination position, the most probable optical path reaching the detection position is expressed by Equation 7 below.
  • Equation 7 “r” represents the distance from the illumination position to the detection position, “ ⁇ a” represents the equivalent absorption coefficient, “ ⁇ s” represents the equivalent scattering coefficient, and G represents the illegality coefficient. Then, the depth at which the coherent light enters the deepest in the optical path shown in Equation 7 is expressed by Equation 8 below.
  • the optical path of the coherent light illuminated on the imaging object O by the light illumination step S1 is expressed by the mathematical formula 7, and the deepest part of the optical path through which the coherent light propagates is the optical path applied to the fluid. .
  • the light illumination step S1 as a pattern by a plurality of spot illumination locations, for example, a state in which a plurality of spot illumination locations are regularly arranged with respect to the imaging target O, or a state in which the spots are arranged in spots. Also good.
  • a method of creating this pattern a method of projecting a pattern using the imaging of the lens described above (see FIG. 5), a method of projecting a pattern using holography (see FIG. 6), or using the Talbot effect.
  • a method of projecting a pattern see FIG. 7) and the like can be mentioned.
  • the light detection process S2 is performed after the light illumination process S1. Specifically, an optical signal based on scattered light emitted from the imaging target O is detected by coherent light propagating through the imaging target O, and is converted into an electrical signal.
  • the method for converting the optical signal into an electric signal is not particularly limited, and a known method can be used.
  • the imaging method according to the present technology includes a speckle image imaging step S3 that images a speckle image based on the scattered light obtained by the light illumination step S1. Specifically, a plurality of speckle images resulting from each spot illumination location are captured based on an electrical signal generated from a detection location corresponding to each spot illumination location.
  • the imaging method in the speckle image imaging step S3 is not particularly limited, and one or more known imaging methods can be selected and used in any combination. For example, an imaging method using an imaging device such as a charge coupled device (CCD), a global shutter type CMOS sensor, or a rolling shutter type CMOS sensor can be given.
  • CCD charge coupled device
  • CMOS global shutter type CMOS sensor
  • a rolling shutter type CMOS sensor can be given.
  • the imaging method according to the present technology may include a composite image creation step S4 as necessary.
  • this composite image creation step S4 for example, a method for creating a single speckle composite image by matching the image information of each speckle image (for example, the number of pixels, the color tone of the pixel, etc.)
  • a plurality of speckle images are synthesized by a known method such as a method of superimposing the image images.
  • the composite image created in the composite image creation step S4 needs to be created to such an extent that the state of the imaging target O can be analyzed. Therefore, in the composite image creation step S4, for example, a method of correcting the luminance value of the speckle composite image so that the luminance distribution in the speckle composite image is uniform based on the luminance value of each speckle image, etc. May be executed.
  • the imaging method according to the present technology may include an analysis process S5 as necessary.
  • this analysis step S5 for example, in the speckle image captured in the speckle image capturing step S3 or the composite image created in the composite image creation step S4, the intensity distribution of the speckle is calculated using a luminance meter or the like. taking measurement.
  • speckle contrast which is a value obtained by dividing the standard deviation of the intensity distribution by the average of the intensity distribution.
  • the imaging method according to the present technology may include a storage step S6 as necessary.
  • this storage step S6 the speckle image captured in the speckle image imaging step S3, the composite image created in the composite image creation step S4, the speckle contrast measured in the analysis step S5, and the analysis step The analysis result by S5 is stored.
  • the imaging method according to the present technology may include a display process S7 as necessary.
  • this display step S7 the speckle image captured in the speckle image capturing step S3, the composite image created in the composite image creation step S4, the analysis result in the analysis step S5, etc. are displayed on, for example, a monitor. .
  • the coherent light propagates through a specific optical path in the imaging target O by the spot illumination in the light illumination step S1, and the coherent light propagated through the optical path is detected. It is supposed to be. For this reason, even when the fluid contained in the imaging target O exists in a deep place of the imaging target O, the fluid can be appropriately contrasted using speckles, and the state of the fluid can be accurately determined. Can be analyzed. Furthermore, since a plurality of locations of the imaging object O are illuminated by the light illumination step S1 and speckle images are created based on optical information emitted from each detection location, speckles are displayed in real time. Therefore, it is possible to obtain information (speed, etc.) on the fluid in the deep part with higher sensitivity and accuracy than normal uniform illumination.
  • the imaging method according to the second embodiment includes at least a light illumination step S1, a light detection step S2, and a speckle image imaging step S3, and if necessary, creates a composite image.
  • Step S4 analysis step S5, storage step S6, and display step S7 may be included.
  • the imaging method according to the second embodiment differs from the imaging method according to the first embodiment in that it includes a depth measurement step S21 and an illumination switching step S22.
  • the depth measurement step S21 and the illumination switching step S22 which are different from the imaging method according to the first embodiment, will be described, and common steps will be denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.
  • the imaging method according to the second embodiment includes a depth measurement process S21.
  • a distance (depth) from the surface of the imaging object O to an object to be analyzed using speckle (hereinafter also referred to as “analysis object”) is measured.
  • the measurement method in the depth measurement step S21 is not particularly limited, and a known method can be adopted.
  • the imaging object O is visually observed and the depth is measured, or the optical path of Formula 7 is propagated in advance. And a method of measuring the depth based on the result of detecting the detected coherent light.
  • Illumination switching step S22 In the imaging method of the present technology illustrated in FIG. 14, after the depth to be analyzed is measured in the depth measurement step S ⁇ b> 21, the illumination method of coherent light is switched based on the measurement result ( Illumination switching step S22).
  • uniform illumination is more suitable when the depth from the surface of the imaging object O to the analysis object is shallow, and spot illumination is more suitable when the depth is deep.
  • the illumination switching step S22 when the depth measurement step S21 determines that the depth of the analysis target is equal to or greater than the predetermined depth, in the light illumination step S1, the imaging target O To perform spot lighting.
  • the depth measurement step S21 determines that the depth of the analysis target is smaller than a predetermined depth
  • uniform illumination is performed on the imaging target O in the light illumination step S1.
  • the switching method by illumination switching process S22 is not specifically limited, A well-known method is employable, For example, the method of projecting light valves, such as a liquid crystal, etc. are mentioned.
  • coherent light propagates through a specific optical path in the imaging target O by the spot illumination in the light illumination step S1, and the coherent light propagates through the optical path. Is supposed to be detected. For this reason, even when the fluid contained in the imaging target O exists in a deep place of the imaging target O, the fluid can be appropriately contrasted using speckles, and the state of the fluid can be accurately determined. Can be analyzed. Furthermore, since a plurality of locations of the imaging object O are illuminated by the light illumination step S1 and speckle images are created based on optical information emitted from each detection location, speckles are displayed in real time.
  • the illumination switching step S22 can switch the illumination method according to the position of the fluid in the imaging object O, and information (speed, etc.) on the deep fluid with high sensitivity and accuracy regardless of the position of the fluid. And adaptability has been improved.
  • the imaging method according to the third embodiment includes at least a light illumination step S1, a light detection step S2, and a speckle image imaging step S3. If necessary, a composite image is created. Step S4, analysis step S5, storage step S6, and display step S7 may be included.
  • the imaging method according to the third embodiment is different from the imaging method according to the first embodiment in that it includes an image processing step S31.
  • the image processing step S31 which is different from the imaging method according to the first embodiment, will be described, and common steps will be denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.
  • the imaging method according to the present technology illustrated in FIG. 15 in the speckle image imaging step S3, the spec attributed to each spot illumination based on the electrical signal generated from the detection location corresponding to each spot illumination location. Plural images are captured. For this reason, depending on the illumination location by the light illumination step S1, there is no fluid on the optical path of coherent light, and no optical information is detected in the light detection step S2, or speckle image capturing step S3 The image may not be created. Therefore, the imaging method according to the third embodiment includes an image processing step S31 for determining whether or not light detection is performed in the light detection step S2.
  • image processing step S31 image information created based on each detection location in the speckle image imaging step S3 or information based on a detection location where no speckle occurs is selected based on the detected optical information.
  • the information selection / extraction method in the image processing step S31 is not particularly limited, and a known method can be used.
  • a speckle composite image is created in the composite image creation step S4 based on the detection information selected / extracted in the image processing step S31.
  • the composite image creation step S4 is not provided, which is not an essential configuration, deletion of an image inappropriate for analysis is performed based on the detection information selected and extracted in the image processing step S31. .
  • coherent light propagates through a specific optical path in the imaging target O by the spot illumination in the light illumination step S1, and the coherent light propagates through the optical path. Is supposed to be detected. For this reason, even when the fluid contained in the imaging target O exists in a deep place of the imaging target O, the fluid can be appropriately contrasted using speckles, and the state of the fluid can be accurately determined. Can be analyzed. Furthermore, since a plurality of locations of the imaging object O are illuminated by the light illumination step S1 and speckle images are created based on optical information emitted from each detection location, speckles are displayed in real time.
  • the image processing step S31 since the image processing step S31 is included, the quality of the speckle image can be improved, and information (velocity, etc.) relating to the deep fluid can be obtained with high sensitivity and accuracy.
  • the imaging method according to the present technology illustrated in FIG. 15 does not include the depth measurement step S21 and the illumination switching step S22 included in the imaging method according to the second embodiment.
  • the depth measurement step S21 and the illumination switching step S22 may be included as necessary.
  • the imaging method according to the fourth embodiment includes at least a light illumination step S1, a light detection step S2, and a speckle image imaging step S3.
  • Step S4, analysis step S5, storage step S6, and display step S7 may be included.
  • the imaging method according to the fourth embodiment differs from the imaging method according to the first embodiment in that it includes a distance calculation step S41.
  • the distance calculation step S41 which is different from the imaging method according to the first embodiment, will be described, and the common steps are denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.
  • the illuminated coherent light propagates through the optical path shown in the mathematical expression 7. Then, based on the coherent light propagated through the optical path, the optical characteristics of the imaging object O and / or the fluid contained therein are converted into electrical signals. In other words, based on the information detected by the light detection unit 12, whether or not there is a fluid to be analyzed on the optical path, and consequently, is detected from the illumination location based on the information according to Equation 7. The distance r to the location can be calculated.
  • the distance r suitable for analyzing the state of the imaging object O and / or the fluid contained therein is calculated based on the detection result of the light detection step S2. Can do. In other words, it is possible to calculate an appropriate position of the detection location relative to the illumination position of the coherent light and an appropriate illumination position of the coherent light relative to the detection position. Note that, according to the imaging method according to the present technology, the distance from the surface of the imaging target O to the fluid can be calculated using the characteristics of the detection signal and the mathematical expressions 7 and 8.
  • the imaging method according to the fourth embodiment includes the storage step S6 and the display step S7, the distance from the illumination position to the detection position calculated by the distance calculation step S41 is stored and displayed. You may make it do.
  • the coherent light propagates through the specific optical path in the imaging target O by the spot illumination in the light illumination step S1, and the coherent light propagated through the optical path is detected. It has become. For this reason, even when the fluid contained in the imaging target O exists in a deep place of the imaging target O, the fluid can be appropriately contrasted using speckles, and the state of the fluid can be accurately determined. Can be analyzed. Furthermore, since a plurality of locations of the imaging object O are illuminated by the light illumination step S1 and speckle images are created based on optical information emitted from each detection location, speckles are displayed in real time.
  • the imaging method according to the present technology illustrated in FIG. 16 includes a depth measurement step S21 included in the imaging method according to the second embodiment, an illumination switching step S22, and an image processing step S31 included in the imaging method according to the third embodiment.
  • the imaging method according to the fourth embodiment may include a depth measurement step S21, an illumination switching step S22, and an image processing step S31 as necessary.
  • the imaging apparatus may also have the following configuration.
  • a light illumination unit that spot-illuminates coherent light at a plurality of locations to be imaged; and A light detection unit that detects light that is illuminated by the light illumination unit and propagates through the imaging target;
  • An imaging unit that captures a speckle image obtained from the scattered light of the imaging target detected by the light detection unit;
  • An imaging apparatus comprising: (2) The imaging device according to (1), wherein the light illumination unit spot-illuminates a plurality of locations to be imaged at a predetermined interval.
  • the imaging apparatus according to any one of (1) to (3), further including an image processing unit that determines presence or absence of light detection by the light detection unit based on imaging information by the imaging unit. (5) (3) or (4), further comprising a distance calculation unit that calculates a distance between a spot illumination position by the light illumination unit and a detection position of light propagated through the imaging target based on the formula 9. Imaging device. (6) Further, an illumination switching unit that switches the illumination method by the light illumination unit from spot illumination to uniform illumination, and The imaging apparatus according to any one of (1) to (5), comprising: (7) The imaging apparatus according to any one of (1) to (6), further including a composite image creation unit that creates a composite image based on a plurality of pieces of optical information detected by the light detection unit.
  • the imaging method according to the present technology can also have the following configuration.

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Abstract

撮像対象においてある程度の深さに位置する流体を、高い感度・精度で造影することができる。その結果、流体の情報を的確に得ることができる撮像技術を提供する。撮像対象の複数箇所にコヒーレント光をスポット照明する光照明部と、前記光照明部により照明され、前記撮像対象内を伝播した光を検出する光検出部と、前記光検出部により検出された前記撮像対象の散乱光から得られるスペックル画像を撮像する撮像部と、を備える、撮像装置。

Description

撮像装置、撮像方法
　本技術は、撮像装置及び撮像方法に関する。より詳しくは、撮像対象への光の照明によって発生するスペックルを利用する撮像装置及び撮像方法に関する。
　従来、血管や細胞などといった生体試料の形状や構造等を把握するため、光学的手法を用いた撮像装置や撮像方法が開発されている。
　このような撮像装置等としては、特許文献１に開示されたものが知られている。この特許文献１に開示された撮像装置等は、光学センサが、被検体（擬似生体）に光を照明する、複数の光源モジュール（光照明器）を含む照明系と、該照明系から照明され被検体内を伝播した光を検出する検出系と、を備えている。そして、複数の光源モジュールそれぞれは、非平行の複数の光を被検体の同一位置に照明する。この場合、被検体への装着性を低下させず、かつ高分解能を得ることができるようになっている。
　このような血管等の流路を撮像対象とした、光学的手法を用いたイメージング技術においては、様々なノイズの発生が検出精度の低下をもたらすことが懸念されており、そのノイズの一つとして、スペックルが知られている。スペックルは、照明面の凹凸形状に応じて、照明面上に斑点状の揺れ動くパターンが出現する現象である。近年では、ノイズの一つであるスペックルを利用した血管等の流路を撮像する方法に関しても技術が開発されつつある。
　ところで、スペックルは、光路中の散乱等によるランダムな干渉・回折パターンである。また、スペックルの大小は、強度分布の標準偏差を強度分布の平均で割った値であるスペックルコントラストという指標で表される。コヒーレント光を用いて照明された撮像対象を、結像光学系を用いて観察すると、像面で撮像対象の散乱によるスペックルが観測される。そして、撮像対象が動いたり形状変化したりすると、それに応じたランダムなスペックルパターンが観測される。
　血液のような光散乱流体を観察すると、流れによる微細形状の変化によってスペックルパターンは刻一刻と変化する。その際、像面に撮像素子を設置し、スペックルパターンの変化よりも十分長い露光時間で流体を撮影すると、血液の流れている部分、即ち血管の部分のスペックルコントラストは、時間平均化することにより減少する。このようなスペックルコントラストの変化を利用することで、血管造影を行うことができる。
　このような前記スペックルを利用した撮像技術としては、非特許文献１に開示された技術が知られている（非特許文献１参照）。
　この非特許文献１に開示された技術では、流体を含む撮像対象に対して、レーザ光を一つの点で照明し、その周囲の物体の像の情報から、スペックルによってもたらされる血流情報を得ている。
特開２０１５－０９２１５１号公報
Renzhe Bi et al., 「OPTICS LETTERS Vol. 38, No. 9」May 1, 2013
　しかし、特許文献１に記載された撮像技術にあっては、撮像対象の表面近傍の観察に限定されるため、撮像対象においてある程度の深さに位置する血管や血液等を検出することができない。
　また、非特許文献１に記載された撮像技術では、撮像対象の一点のみをレーザ光で照明しているため、造影を行おうとした場合、レーザ光を出射する光源や前記レーザ光を検出するための検出系を走査する必要があり、スペックルをリアルタイムで表示することが困難であるとの課題があった。
　そこで、本技術では、撮像対象に含まれる流体が当該撮像対象の所定の深さ以上にあったとしても、これら流体を適切に造影することができ、更には、スペックルをリアルタイムで表示することができる撮像技術を提供することを主目的とする。
　本技術は、撮像対象の複数箇所にコヒーレント光をスポット照明する光照明部と、前記光照明部により照明され、前記撮像対象内を伝播した光を検出する光検出部と、前記光検出部により検出された前記撮像対象の散乱光から得られるスペックル画像を撮像する撮像部と、を備える、撮像装置を提供する。
　本技術に係る撮像装置において、前記光照明部は、所定の間隔をおいて撮像対象の複数個所をスポット照明する構成であってもよい。
　また、本技術に係る撮像装置において、前記撮像対象内を伝播した光の光路が下記数式１で示されるようになっていてもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
  
　更に、本技術に係る撮像装置において、前記撮像部による撮像情報に基づいて、前記光検出部による光検出の有無を判断する画像処理部を更に備えていてもよい。
　また、本技術に係る撮像装置において、前記数式１に基づいて、前記光照明部によるスポット照明位置と前記撮像対象内を伝播した光の検出位置との距離を算出する、距離算出部を更に備えていてもよい。
　更に、本技術に係る撮像装置において、更に、前記光照明部による照明方法をスポット照明から一様照明に切り替える、照明切替部と、を備えていてもよい。
　また、本技術に係る撮像装置において、更に、前記光検出部により検出された複数の光情報に基づいて合成画像を作成する合成画像作成部を備えていてもよい。
　本技術は、撮像対象の複数箇所にコヒーレント光をスポット照明する光照明工程と、スポット照明された撮像対象内を伝播した光を検出する光検出工程と、前記光検出工程により検出された前記撮像対象の散乱光から得られるスペックル画像を撮像する撮像工程と、を含む、撮像方法をも提供する。
　本技術に係る撮像方法において、前記光照明工程では、所定の間隔をおいて撮像対象の複数個所に対してコヒーレント光を出射するようにしてもよい。
　また、本技術に係る撮像方法において、前記撮像対象内を伝播した光の光路が下記数式２で示されるようになっていてもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
  
　更に、本技術に係る撮像方法において、前記撮像工程により得られた撮像情報に基づいて、前記光検出工程による光検出の有無を判断する画像処理工程を更に含んでいてもよい。
　また、本技術に係る撮像方法において、前記数式２に基づいて、前記光照明工程におけるスポット照明位置と前記光検出工程における光検出位置との距離を算出する、距離算出工程を更に含んでいてもよい。
　更に、本技術に係る撮像方法において、更に、前記コヒーレント光の照明方法をスポット照明から一様照明に切り替える、照明切替工程と、を含んでいてもよい。
　また、本技術に係る撮像方法において、更に、前記光検出工程により検出された複数の光情報に基づいて合成画像を作成する合成画像作成工程を含んでいてもよい。
　本技術によれば、撮像対象においてある程度の深さに位置する流体を、高い感度・精度で造影することができる。その結果、流体の情報を的確に得ることができる。
　なお、ここに記載された効果は、必ずしも限定されるものではなく、本技術中に記載されたいずれかの効果であってもよい。
本技術に係る撮像装置の第一実施形態の概念を模式的に示す模式概念図である。 図１に示す撮像装置の詳細を示すブロック図である。 第一実施形態の撮像装置におけるコヒーレント光の光路を模式的に示す模式概念図である。 本技術に係る撮像装置におけるコヒーレント光の適切な光路を説明するための図である。 本技術に係る光照明部によるスポット照明のパターン作成方法の一例を示す概要図である。 本技術に係る光照明部によるスポット照明のパターン作成方法の一例を示す概要図である。 本技術に係る光照明部によるスポット照明のパターン作成方法の一例を示す概要図である。 本技術に係る撮像装置の第二実施形態の概要を示すブロック図である。 スポット照明位置と撮像対象の深さの関係を示すグラフ代用図面である。 スポット照明位置と撮像対象の深さの関係を示すグラフ代用図面である。 本技術に係る撮像装置の第三実施形態の概要を示すブロック図である。 本技術に係る撮像装置の第四実施形態の概要を示すブロック図である。 本技術に係る撮像方法の第一実施形態を示すフローチャートである。 本技術に係る撮像方法の第二実施形態を示すフローチャートである。 本技術に係る撮像方法の第三実施形態を示すフローチャートである。 本技術に係る撮像方法の第四実施形態を示すフローチャートである。
　以下、本技術を実施するための好適な形態について図面を参照しながら説明する。以下に説明する実施形態は、本技術の代表的な実施形態の一例を示したものであり、これにより本技術の範囲が狭く解釈されることはない。なお、説明は以下の順序で行う。
　１．第一実施形態に係る撮像装置
　（１）光照明部
　（２）光検出部
　（３）スペックル画像撮像部
　（４）合成画像作成部
　（５）解析部
　（６）記憶部
　（７）表示部
　（８）撮像対象
　２．第二実施形態に係る撮像装置
　（１）照明切替部
　３．第三実施形態に係る撮像装置
　（１）画像処理部
　４．第四実施形態に係る撮像装置
　（１）距離算出部
　５．第一実施形態に係る撮像方法
　（１）光照明工程
　（２）光検出工程
　（３）スペックル画像撮像工程
　（４）合成画像作成工程
　（５）解析工程
　（６）記憶工程
　（７）表示工程
　６．第二実施形態に係る撮像方法
　（１）深度測定工程
　（２）照明切替工程
　７．第三実施形態に係る撮像方法
　（１）画像処理工程
　８．第四実施形態に係る撮像方法
　（１）距離算出工程
　＜１．第一実施形態に係る撮像装置＞
　図１～７を用いて、本技術に係る撮像装置の第一実施形態について説明する。
　図１及び２に示す撮像装置１は、光照明部１１と、光検出部１２と、スペックル画像撮像部１３と、を少なくとも備える。また、当該撮像装置１は、必要に応じて、合成画像作成部１４、解析部１５、記憶部１６、表示部１７などを更に備えることも可能である。以下、各部について詳細に説明する。
　（１）光照明部
　光照明部１１は、撮像対象Ｏに対してコヒーレント光を照明する。当該コヒーレント光とは、光束内の任意の二点における光波の位相関係が時間的に不変で一定であり、任意の方法で光束を分割した後、大きな光路差を与えて再び重ねあわせても完全な干渉性を示す光をいう。
　コヒーレント光としてはレーザ光が好ましい。このレーザ光を発する光源としては、例えば、アルゴンイオン（Ar）レーザ、ヘリウム－ネオン（He-Ne）レーザ、ダイ（dye）レーザ、クリプトン（Cr）レーザ、分布帰還型（Distributed Feedback : DFB）やグレーティングフィードバック型の半導体レーザ等を用いることができる。
　また、前記コヒーレント光の波長数は特に限定されず、撮像対象Ｏ及び／又はこれに含まれる流体の構成や種類に応じて適宜変更することができる。例えば、前記流体が血管内を流れる血液である場合、コヒーレント光の波長数６００～１５５０ｎｍの範囲であり、光吸収率の低い赤色光であることが好ましい。
　更に、本技術に係る光照明部１１は、前記撮像対象Ｏの複数個所にコヒーレント光をスポット照明する。
　ここで、撮像対象Ｏに対してコヒーレント光をスポット照明すると、該コヒーレント光は撮像対象Ｏ内を伝播した後、前記光検出部１２によって検出される。
　この場合、図３に示すように、コヒーレント光は、前記撮像対象Ｏ内を略円弧状に伝播する。
　すなわち、照明位置と異なる一点でコヒーレント光を検出する場合、検出位置に到達する最も確からしい光路は、下記数式３に示される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
  
　前記数式３において、「ｒ」は、照明位置から検出位置までの距離を、「μａ」は等価吸収係数を、「μｓ」は等価散乱係数を、Ｇは異法性係数を示す。
　そして、前記数式３に示される光路において、コヒーレント光が最も深く侵入する時の深さは、下記数式４で示される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
  
　これらの数式３及び４から把握されるように、前記照明位置から検出位置までの距離の増減に比例して、コヒーレント光が侵入する深さも増減する。
　但し、照明位置と異なる一点でコヒーレント光を検出する場合、必ず前記数式３にて示す光路をコヒーレント光が伝播する。
　このため図４に示すように、例えば、コヒーレント光が撮像対象Ｏに含まれる流体内を伝播しない場合（光路Ａ）、前記流体内をコヒーレント光が伝播する場合（光路Ｂ及び光路Ｃ）、撮像対象Ｏにおいて前記流体よりコヒーレント光が深い場所を伝播する場合（光路Ｄ）が挙げられる。
　こうような場合、光路Ａを伝播するコヒーレント光に基づいては当然に流体に関する光学情報を得られない。また、光路Ｄを伝播するコヒーレント光に基づいては、撮像対象Ｏにおける前記流体以外の部分からの光学信号がノイズとして検出されてしまう可能性があるため、好ましくない。
　その一方で、コヒーレント光の光路としては、前記流体以外の部分からの光学信号がノイズとして検出される可能性が低い、光路Ｂ又はＣであることが好ましい。
　本技術に係る撮像装置１では、前記光路を伝播するコヒーレント光を撮像対象Ｏの複数個所にスポット照明する。スポット照明箇所の数としては、光照明部１１が撮像対象Ｏの一点のみをスポット照明する構成でなければよく、少なくとも二以上であればよい。また、撮像対象Ｏの複数個所をスポット照明する際のスポット照明のパターンに関しても特に限定されず、隣接するスポット照明箇所同士が所定の間隔を置いて配置されていればよい。この「所定の間隔」としては、隣接するスポット照明箇所同士において、画像を取得するための光学情報に対して隣のスポット照明による光学情報がノイズとして表れない程度であればよい。
　このため、スポット照明箇所のパターンは、例えば、撮像対象Ｏに対して複数のスポット照明箇所が規則的に配列された状態や、斑状に配置された状態であってもよい。
　そして、各スポット照明箇所同士の間隔を算出する方法としては特に限定されず、公知の方法を採用することができる。例えば、先ず、撮像対象Ｏに対して単一のスポット照明箇所を作成する。このスポット照明により、前記数式３の光路が血流・血管を検出し、局所的にスペックルコントラストを算出して拡散光の届く範囲で二次元のスペックルコントラストマップを作成する。
　更に、このマップ内でスペックルコントラストの減少が最も小さくなる位置を抽出し、スポット中心からその極小点までの距離ｒを算出する。その距離ｒの2倍を実際に照明する場合の照明スポット間隔とする。
　また、スポット照明箇所のパターンを作成する方法についても特に限定されない。このパターン作成方法の一例について、図５～７を用いて説明する。
　前記作成方法としては、例えば、レンズの結像を用いてパターンを投影する方法が挙げられる（図５参照）。尚、図５中（ａ）はパターン作成方法の概要図であり、（ｂ）は作成される表示・投影パターンの一例、（ｃ）は（ａ）に示す方法において撮像対象Ｏに対してコヒーレント光を一様に照明する場合のパターンの一例を示す。
　この方法では、ライトバルブなどの透過型の表示デバイスに、投影するパターンを表示し、投影レンズの結像を用いて、撮像対象Ｏに照明スポットパターンを表示する方法が考えられる。
　このとき、ライトバルブは裏面からコヒーレント光により照明されており、前記ライトバルブと前記投影レンズ、投影レンズとパターンが投影される撮像対象Ｏの配置関係としては、光軸に対して下記数式５に示される結像関係が保たれるようになっている。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000007
  
　但し、Ｓ０、Ｓ１はそれぞれライトバルブから投影レンズ、投影レンズから撮像対象Ｏまでの距離を示し、ｆは投影レンズの焦点距離を示す。
　尚、図５に示す方法では、透過型のライトバルブを用いているが、反射型のライトバルブを用いてスポットパターンを作成することもでき、かかる場合には、表示デバイスの正面からコヒーレント光を照明する。
　前記パターン作成方法の他の一例としては、図６に示されるような、ホログラフィを用いてパターンを投影する方法が挙げられる。尚、図６中（ａ）はパターン作成方法の概要図であり、（ｂ）は作成される表示・投影パターンの一例、（ｃ）は（ａ）に示す方法において撮像対象Ｏに対してコヒーレント光を一様に照明する場合のパターンの一例を示す。
　具体的には、図６中（ａ）に示されるように、空間光変調器に平面波などのコヒーレント光を裏面または正面から照明する。これにより、空間光変調器で空間的に位相または強度変調されたホログラムの回折パターンが撮像対象Ｏ上でスポット状に形成される（図６中（ｂ）の右側参照）。
　この場合、所望の強度を備えるスポットパターンが撮像対象Ｏ上に形成されるようにするため、投影距離に応じてフーリエ変換あるいはフレネル変換を用いて、空間光変調器に出力されるホログラムパターンを算出することが好ましい。
　ここで一般に、ホログラムパターンは複素振幅として計算上は求まるが、空間光変調器は位相あるいは強度のどちらか一方しか変調できない。このため、前記フーリエ変換あるいはフレネル変換を、所望のパターンが得られるように各種パラメーターを変えながら逐次反復計算し、所望のパターンが得られるホログラムパターンを算出することが好ましい。
　前記パターン作成方法の他の一例としては、図７に示されるような、Talbot効果を用いてパターンを投影する方法が挙げられる。尚、図７中（ａ）はパターン作成方法の概要図であり、（ｂ）は作成される表示・投影パターンの一例、（ｃ）は（ａ）に示す方法において撮像対象Ｏに対してコヒーレント光を一様に照明する場合のパターンの一例を示す。
　ここで、非特許文献（F. Talbot, Facts relating to optical science IV, Philos. Mag. 9 (1836) 401-407.、L. Rayleigh, On copying diffraction-gratings, and on some phenomenon connected therewith, Philos. Mag. 11 (1881) 196-205.）によれば、周期的な回折格子を干渉性の高い光で照明すると、光軸に対し下記数式６のようなTalbot長の整数n倍ごとに回折格子の像が、2-(n-1)ごとに回折格子の周期の2-(n-1)倍の周期のパターンが結像することが知られている。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000008
  
　図７に示す方法では、強度変調型の空間光変調器に、投影すべき所望のパターンあるいはその2×n倍の周期のパターンを作成し、前記空間光変調器から撮像対象Ｏまでの距離を結像条件を満足する距離としてコヒーレント光を照明する。これにより、スポットアレイ状の照明パターンを形成することができる（図７中（ｂ）右側参照）。
　以上のような本技術に係る光照明部１１から出射され、撮像対象Ｏ内を伝播したコヒーレント光は、前記光検出部１２により検出される。
　　（２）光検出部
　本技術に係る撮像装置１は、前記光照明部１１から発せられるコヒーレント光を検出する光検出部１２を備える。
　具体的には、光検出部１２は、コヒーレント光の照明によって撮像対象Ｏから発せられた散乱光や反射光に基づいた光学信号を電気信号に変換する構成をなしている。この光検出部１２の構成態様としては特に限定されず、公知の構成を採用することができ、例えば、撮像対象Ｏから発せられる反射光のみを検出する反射光検出部や、撮像対象Ｏから発せられる散乱光のみを検出する散乱光検出器を備える構成などが考えられる。
　　（３）スペックル画像撮像部
　スペックル画像撮像部１３では、各光照明部１１のコヒーレント光が照明された前記撮像対象Ｏから得られる散乱光に基づいて、前記撮像対象Ｏの表面に現れるスペックルの撮像が行われる。
　具体的には、本技術に係る撮像装置１では、各スポット照明箇所に対応する検出箇所から生じる電気信号に基づいて、各スポット照明箇所に起因したスペックル画像が複数撮像されるようになっている。
　このスペックル画像撮像部１３は、例えば、撮像対象Ｏから得られる散乱光を結像する結像光学系と、当該結像光学系により結像された光を受光する撮像系と、を備える。前記結像光学系は、例えばＣＣＤセンサあるいはＣＭＯＳセンサ等の撮像素子と、結像レンズ等を備える。前記ＣＭＯＳセンサでは、グローバルシャッタ方式と、ローリングシャッタ方式が知られ、本技術に係る撮像装置１では、いずれの方式も採用することができる。
　前記スペックル画像撮像部１３が行う撮像方法は、本技術の効果が損なわれない限り特に限定されず、公知の撮像方法を１種又は２種以上選択して、自由に組み合わせて用いることができる。例えば、前記撮像素子を用いた撮像方法を挙げることができる。
　このスペックル画像撮像部１３では、例えば、疑似血液が流れている疑似血管をスペックルに基づいてマッピングした画像が生成される。前述の如く、スペックルはランダムな干渉・回折パターンであるため、血液などの光散乱流体が移動したり、時間的に変化すると、前記スペックルも時間的に変動する。このため、流体とそれ以外の部分の境界を観察することができる。
　尚、前記スペックル画像撮像部１３では、スペックルが生じている部分をより明確にするため、例えば複数のスペックル画像を用いて平準化を行い、スペックル画像のムラを低減させる構成を備えていてもよい。
　また、前記スペックル画像撮像部１３では、前記撮像対象Ｏからの散乱光を積極的に取り込むことができるよう、外部の光を遮断するフィルタを備えていてもよい。
　　（４）合成画像作成部
　本技術に係る撮像装置１は、前記スペックル画像撮像部１３により作成された複数のスペックル画像を合成する合成画像作成部１４を備えていることが好ましい。
　当該合成画像作成部１４が行う、複数のスペックル画像を合成する方法としては特に限定されず、例えば、各スペックル画像の画像情報（例えば、ピクセルの数やピクセルの色調など）を合致させ、単一のスペックル合成画像を作成する方法や、単に、各スペックル画像同士を重畳させる方法など多種多様に考えられる。
　尚、合成画像作成部１４により作成される合成画像は、撮像対象Ｏの状態を解析可能な程度に作成されている必要がある。このため、前記合成画像作成部１４では、例えば、各スペックル画像の輝度値に基づいて、スペックル合成画像における輝度分布が一様になるように、スペックル合成画像の輝度値を補正する方法等を実行するようにしてもよい。
　　（５）解析部
　本技術に係る撮像装置１は、前記スペックル画像撮像部１３によって撮像されたスペックル画像あるいは前記合成画像作成部１４によって作成された合成画像に基づいて、撮像対象Ｏの状態を解析する解析部１５を備えることができる。
　この解析部１５では、例えば、前記スペックル画像撮像部１３により撮像されたスペックル画像において、輝度計等を用いてスペックルの強度分布を測定する。
　この測定結果を用いて、強度分布の標準偏差を強度分布の平均で割った値であるスペックルコントラストを測定する。このようにスペックルコントラストを測定することにより、撮像対象Ｏを光散乱流体である血管とした場合、スペックルコントラストの変化を利用することで、血管造影を行うことができる。更には、スペックルは時間的に変動するため、血流の速度を解析することもできる。
　尚、スペックルの強度分布やスペックルコントラストの測定方法は、本技術の効果が損なわれない限り特に限定されず、公知の測定方法を１種又は２種以上選択して、自由に組み合わせて用いることができる。
　　（６）記憶部
　本技術に係る撮像装置１は、必要に応じて、前記スペックル画像撮像部１３によって撮像されたスペックル画像、前記合成画像作成部１４にて作成された合成画像、解析部１５で計測されたスペックルコントラスト、前記解析部１５による解析結果などを記憶する記憶部１６を更に備えることができる。
　この記憶部１６は、本技術に係る撮像装置１においては必須ではなく、例えば、外部の記憶装置を接続して、スペックル画像等を記憶することも可能である。
　　（７）表示部
　本技術に係る撮像装置１は、スペックル画像撮像部１３によって撮像されたスペックル画像、前記合成画像作成部１４にて作成された合成画像、前記解析部１５による解析結果などを表示する表示部１７を更に備えることができる。この表示部１７は、本技術に係る撮像装置１においては必須ではなく、例えば、外部のモニター等を用いることも可能である。
　　（８）撮像対象Ｏ
　本技術に係る撮像装置１は、様々なものを撮像対象とすることができるが、例えば、流体を含むものを撮像対象とするイメージングに、好適に用いることができる。スペックルの性質上、流体からはスペックルが発生しにくいという性質がある。そのため、本技術に係る撮像装置１を用いて流体を含むものをイメージングとすると、流体とそれ以外の部分の境界や流体の流速等を、求めることができる。
　より具体的には、撮像対象Ｏを生体試料とし、流体としては血液を挙げることができる。例えば、本技術に係る撮像装置１を、手術用顕微鏡や手術用内視鏡などに搭載すれば、血管の位置を確認しながら手術を行うことが可能である。そのため、より安全で高精度な手術を行うことができ、医療技術の更なる発展にも貢献することができる。
　このように構成された本技術に係る撮像装置１によれば、前記光照明部１１のスポット照明によりコヒーレント光が撮像対象Ｏ内の特定の光路を伝播し、且つ、前記光路を伝播したコヒーレント光を光検出部１２が検出するようになっている。
　このため、前記撮像対象Ｏに含まれる流体が当該撮像対象Ｏの深いところに存在する場合であっても、スペックルを用いて流体を適切に造影することができ、当該流体の状態を的確に解析することができる。
　更には、前記光照明部１１により撮像対象Ｏの複数個所を照明し、且つ、各検出箇所から発せられる光学情報に基づいてスペックル画像を作成するようになっているため、スペックルをリアルタイムで表示することができ、もって通常の一様照明よりも高い感度・精度で深部の流体に関する情報（速度等）を得ることができる。
　　＜２．第二実施形態に係る撮像装置＞
　次に、図８～１０を用いて、本技術に係る撮像装置の第二実施形態について説明する。
　この第二実施形態に係る撮像装置２は、照明切替部２１を備えている点が第一実施形態に係る撮像装置１とは異なる。一方で、その他の構成については、第一実施形態に係る撮像装置１と同一であるため、同一の符号を付してそれらの説明を省略する。
　　（１）照明切替部
　本技術に係る撮像装置２は、前記光照明部１１によるコヒーレント光の照明方法を切り替える照明切替部２１を備える。
　具体的には、図８に示すように、撮像対象Ｏにおいて、スペックルを用いて解析が行われる対象（以下、「解析対象」ともいう）の位置、すなわち、撮像対象Ｏの表面から解析対象までの深さに応じて、前記光照明部１１による照明方法をスポット照明から、撮像対象Ｏの表面を面状に照明する方法（以下、「一様照明」ともいう）に切り替える。
　より具体的には、図９及び図１０を用いて説明する。図９は、前記解析対象が撮像対象Ｏの表面から６ｍｍの深さに存在する場合のスポット照明と一様照明によるスペックルコントラストを示すものである。この図９において、縦軸はスペックルコントラストを示し、横軸は前記照明位置から検出位置までの距離を示す。更に、一点鎖線は一様照明におけるスペックルコントラストを、プロットはスポット照明におけるスペックルコントラストを示す。
　この図９に示されるように、一様照明によるスペックルコントラストの数値に比べ、スポット照明によるスペックルコントラストの数値の方が高い値を示している。
　このため、撮像対象Ｏの表面から解析対象までの距離が６ｍｍである場合には、スポット照明の方がスペックル画像の撮像には適していることが確認できる。
　一方、図１０は、前記解析対象が撮像対象Ｏの表面から２ｍｍの深さに存在する場合のスポット照明と一様照明によるスペックルコントラストを示すものであり、縦軸はスペックルコントラストを示し、横軸は前記照明位置から検出位置までの距離を示す。更に、一点鎖線は一様照明におけるスペックルコントラストを、プロットはスポット照明におけるスペックルコントラストを示す。
　この図１０に示されるように、スポット照明によるスペックルコントラストの数値に比べ、一様照明によるスペックルコントラストの数値の方が高い値を示している。
　このため、撮像対象Ｏの表面から解析対象までの距離が２ｍｍである場合には、一様照明の方がスペックル画像の撮像には適していることが確認できる。
　これら図９及び図１０の結果からすれば、撮像対象Ｏの表面から解析対象までの深さが浅い場合には一様照明の方が適しており、深い場合にはスポット照明の方が適している。
　このため、前記照明切替部２１では、撮像対象Ｏにおいて解析対象が深い位置に存在する場合には、前記光照明部１１の照明方法をスポット照明のままとし、撮像対象Ｏにおいて解析対象が浅い位置に存在する場合には、一様照明に切り替える処理を行う。
　尚、前記照明切替部２１による切り替え方法は特に限定されず、公知の方法を採用することができ、例えば、液晶などライトバルブを投影する方法などが挙げられる。
　このように構成された本技術に係る撮像装置２によれば、前記撮像装置１と同様、前記光照明部１１のスポット照明によりコヒーレント光が撮像対象Ｏ内の特定の光路を伝播し、且つ、前記光路を伝播したコヒーレント光を光検出部１２が検出するようになっている。
　このため、前記撮像対象Ｏに含まれる流体が当該撮像対象Ｏの深いところに存在する場合であっても、スペックルを用いて流体を適切に造影することができ、当該流体の状態を的確に解析することができる。
　更には、前記光照明部１１により撮像対象Ｏの複数個所を照明し、且つ、各検出箇所から発せられる光学情報に基づいてスペックル画像を作成するようになっているため、スペックルをリアルタイムで表示することができ、もって通常の一様照明よりも高い感度・精度で深部の流体に関する情報（速度等）を得ることができる。
　また、前記照明切替部２１により、撮像対象Ｏにおける流体の位置に応じて照明方法を切り替えることができ、流体の位置に関係なく、高い感度・精度で深部の流体に関する情報（速度等）を得ることができ、適応性が向上されている。
　　＜３．第三実施形態に係る撮像装置＞
　次に、図１１を用いて、本技術に係る撮像装置の第三実施形態について説明する。
　この第三実施形態に係る撮像装置３は、画像処理部３１を備えている点が第一実施形態に係る撮像装置１とは異なる。一方で、その他の構成については、第一実施形態に係る撮像装置１と同一であるため、同一の符号を付してそれらの説明を省略する。
　　（１）画像処理部
　本技術に係る撮像装置では、各スポット照明箇所に対応する各検出箇所から生じる電気信号に基づいて、各スポット照明に起因したスペックル画像が複数撮像されるようになっている。
　このため、光照明部１１による照明箇所によっては、コヒーレント光の前記光路上に流体が存在せず、前記光検出部１２が光学情報を検出しない、或いは、前記スペックル画像撮像部１３によりスペックル画像が作成されない可能性もある。
　従って、本技術に係る撮像装置３では、前記光検出部１２による光検出の有無を判断する画像処理部３１を備える。
　具体的には、当該画像処理部３１には、例えば、前記光検出部１２による検出結果、又は、前記スペックル画像撮像部１３により各検出箇所に基づいて作成された画像情報が入力され、これに基づいて、スペックルが発生しない検出箇所の情報を選択・抽出する。
　そして、抽出された検出情報を前記合成画像作成部１４に出力する（図１１参照）。
　ここで、この画像処理部３１における前記検出情報の選択方法・抽出方法は特に限定されず、公知の方法を用いることができる。
　そして、本技術に係る撮像装置３では、前記画像処理部３１により選択・抽出された検出情報に基づいて、前記合成画像作成部１４において、スペックル合成画像の作成が行われる。或いは、前述の如く、前記合成画像作成部１４は本技術に係る撮像装置において必須の構成ではないため、当該合成画像作成部１４を備えていない場合には、前記画像処理部３１により選択・抽出された情報に基づいて、解析に不適切な画像の削除等が行われる。
　このように構成された本技術に係る撮像装置３によれば、前記撮像装置１と同様、前記光照明部１１のスポット照明によりコヒーレント光が撮像対象Ｏ内の特定の光路を伝播し、且つ、前記光路を伝播したコヒーレント光を光検出部１２が検出するようになっている。このため、前記撮像対象Ｏに含まれる流体が当該撮像対象Ｏの深いところに存在する場合であっても、スペックルを用いて流体を適切に造影することができ、当該流体の状態を的確に解析することができる。
　更には、前記光照明部１１により撮像対象Ｏの複数個所を照明し、且つ、各検出箇所から発せられる光学情報に基づいてスペックル画像を作成するようになっているため、スペックルをリアルタイムで表示することができ、もって通常の一様照明よりも高い感度・精度で深部の流体に関する情報（速度等）を得ることができる。
　更に言えば、前記画像処理部３１を備えているため、スペックル画像の質を向上させることができ、やはり高い感度・精度で深部の流体に関する情報（速度等）を得ることができる。
　尚、図１１に示す本技術に係る撮像装置３は、第二実施形態に係る撮像装置２が備える照明切替部２１を備えていないが、当該撮像装置３は、必要に応じて、前記照明切替部２１を備えていてもよい。
　　＜４．第四実施形態に係る撮像装置＞
　次に、図１２を用いて、本技術に係る撮像装置の第四実施形態について説明する。
　この第四実施形態に係る撮像装置４は、距離算出部４１を備えている点が第一実施形態に係る撮像装置１とは異なる。一方で、その他の構成については、第一実施形態に係る撮像装置１と同一であるため、同一の符号を付してそれらの説明を省略する。
　　（１）距離算出部
　前述の如く、前記光照明部１１から出射されるコヒーレント光は、撮像対象Ｏにおいて、前記数式３に示す光路を伝播する。そして、当該光路を伝播したコヒーレント光が前記光検出部１２により検出されることで、撮像対象Ｏ及び／又はこれに含まれる流体の光学情報が電気信号に変換される。
　換言すれば、前記光検出部１２により検出された光学信号により、前記光路上に解析対象である流体が存在するか否か、ひいては、前記数式３による情報に基づいて、前記照明箇所から検出箇所までの距離ｒを算出することができる。
　そして、算出された距離ｒは、前記光照明部１１及び／又は光検出部１２に出力される。
　すなわち、前記距離算出部４１には、前記光検出部１２が取得した検出情報が入力され、当該距離算出部４１はこの検出情報に基づいて、撮像対象Ｏ及び／又はこれに含まれる流体の状態を解析するために適した前記距離ｒを算出することができる。その結果、撮像対象Ｏの解析に適切なスポット照明パターンを作成することもできる。
　換言すると、コヒーレント光の照明位置に対する検出箇所の適切な位置や、検出位置に対するコヒーレント光の適切な照明位置を算出することができる。
　尚、本技術に係る撮像装置４によれば、前記数式３及び数式４を用いて、撮像対象Ｏの表面から流体までの距離を算出することもできる。
　このように構成された本技術に係る撮像装置４によれば、前記撮像装置１と同様、前記光照明部１１のスポット照明によりコヒーレント光が撮像対象Ｏ内の特定の光路を伝播し、且つ、前記光路を伝播したコヒーレント光を光検出部１２が検出するようになっている。このため、前記撮像対象Ｏに含まれる流体が当該撮像対象Ｏの深いところに存在する場合であっても、スペックルを用いて流体を適切に造影することができ、当該流体の状態を的確に解析することができる。
　更には、前記光照明部１１により撮像対象Ｏの複数個所を照明し、且つ、各検出箇所から発せられる光学情報に基づいてスペックル画像を作成するようになっているため、スペックルをリアルタイムで表示することができ、もって通常の一様照明よりも高い感度・精度で深部の流体に関する情報（速度等）を得ることができる。
　また、前記距離算出部４１を備えているため、撮像対象Ｏ及び／又はこれに含まれる流体の解析に適した、前記光照明部１１による照明位置、前記光検出部１２による検出位置を算出することができる。このため、より高い感度・精度で深部の流体に関する情報（速度等）を得ることができる。
　尚、図１２に示す本技術に係る撮像装置４は、第二実施形態に係る撮像装置２が備える照明切替部２１、及び第三実施形態に係る画像処理部３１を備えていないが、当該撮像装置４は、必要に応じて、前記照明切替部２１及び画像処理部３１を備えていてもよい。
　本技術は、撮像方法をも提供する。以下、図１３～１６を用いて、本技術に係る撮像方法を説明する。
　　＜５．第一実施形態に係る撮像方法＞
　第一実施形態に係る撮像方法は、光照明工程Ｓ１、光検出工程Ｓ２、スペックル画像撮像工程Ｓ３、を少なくとも含み、必要に応じて、合成画像作成工程Ｓ４、解析工程Ｓ５、記憶工程Ｓ６、表示工程Ｓ７を含んでいてもよい。各工程について、以下に説明する。
　　（１）光照明工程
　第一実施形態に係る撮像方法は、光源から前記撮像対象Ｏに対してコヒーレント光を照明する工程を含む。
　この光照明工程Ｓ１にて用いる光源の例としては、例えば、アルゴンイオン（Ar）レーザ、ヘリウム－ネオン（He-Ne）レーザ、ダイ（dye）レーザ、クリプトン（Cr）レーザ、分布帰還型（Distributed Feedback : DFB）やグレーティングフィードバック型の半導体レーザ等を用いることができる。
　光照明工程Ｓ１により照明されるコヒーレント光の波長数は特に限定されず、撮像対象Ｏ及び／又はこれに含まれる流体の種類に応じて適宜変更することができる。例えば、前記流体が血管内を流れる血球である場合、コヒーレント光の波長数６００～１５５０ｎｍの範囲であり、光吸収率の低い赤色光であることが好ましい。
　更に、本技術に係る光照明工程Ｓ１では、前記撮像対象Ｏの複数個所にコヒーレント光をスポット照明する。
　ここで、照明位置と異なる一点でコヒーレント光を検出する場合、検出位置に到達する最も確からしい光路は、下記数式７で示される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000009
  
　前記数式７において、「ｒ」は、照明位置から検出位置までの距離を、「μａ」は等価吸収係数を、「μｓ」は等価散乱係数を、Ｇは異法性係数を示す。
　そして、前記数式７に示される光路において、コヒーレント光が最も深く侵入する時の深さは、下記数式８で示される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000010
  
　ここで、撮像対象Ｏにおいて前記流体よりコヒーレント光が深い場所を伝播する場合には、撮像対象Ｏにおける前記流体以外の部分からの光学信号がノイズとして検出されてしまう可能性がある。
　従って、当該光照明工程Ｓ１により撮像対象Ｏに照明されるコヒーレント光の光路は、前記数式７に示され、且つ、コヒーレント光が伝播する光路の最深部が前記流体にかかる光路であることが好ましい。
　また、光照明工程Ｓ１において、複数のスポット照明箇所によるパターンとしては、例えば、撮像対象Ｏに対して複数のスポット照明箇所が規則的に配列された状態や、斑状に配置された状態であってもよい。
　このパターンを作成する方法としては、前述のレンズの結像を用いてパターンを投影する方法（図５参照）、ホログラフィを用いてパターンを投影する方法（図６参照）や、Talbot効果を用いてパターンを投影する方法（図７参照）などが挙げられる。
　　（２）光検出工程
　本技術に係る撮像方法では、前記光照明工程Ｓ１が行われた後、光検出工程Ｓ２が行われる。
　具体的には、撮像対象Ｏ内を伝播したコヒーレント光によって当該撮像対象Ｏから発せられた散乱光に基づいた光学信号を検出し、それを電気信号に変換する。
　尚、前記光学信号を電気信号に変換する方法は特に限定されず、公知の方法を用いることができる。
　　（３）スペックル画像撮像工程
　本技術に係る撮像方法では、前記光照明工程Ｓ１により得られた散乱光に基づいてスペックル画像を撮像するスペックル画像撮像工程Ｓ３を含む。
　具体的には、各スポット照明箇所に対応する検出箇所から生じる電気信号に基づいて、各スポット照明箇所に起因したスペックル画像を複数撮像する。
　このスペックル画像撮像工程Ｓ３における撮像方法は特に限定されず、公知の撮像方法を１種又は２種以上選択して、自由に組み合わせて用いることができる。例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）や、グローバルシャッタ方式のＣＭＯＳセンサや、ローリングシャッタ方式のＣＭＯＳセンサ等の撮像素子を用いた撮像方法を挙げることができる。
　　（４）合成画像作成工程
　本技術に係る撮像方法は、必要に応じて、合成画像作成工程Ｓ４を含んでいてもよい。
　この合成画像作成工程Ｓ４では、例えば、各スペックル画像の画像情報（例えば、ピクセルの数やピクセルの色調など）を合致させ、単一のスペックル合成画像を作成する方法や、単に、各スペックル画像同士を重畳させる方法など、公知の方法により複数のスペックル画像の合成が行われる。
　尚、合成画像作成工程Ｓ４により作成される合成画像は、撮像対象Ｏの状態を解析可能な程度に作成されている必要がある。このため、合成画像作成工程Ｓ４では、例えば、各スペックル画像の輝度値に基づいて、スペックル合成画像における輝度分布が一様になるように、スペックル合成画像の輝度値を補正する方法等を実行するようにしてもよい。
　　（５）解析工程
　本技術に係る撮像方法は、必要に応じて、解析工程Ｓ５を含んでいてもよい。
　この解析工程Ｓ５では、例えば、前記スペックル画像撮像工程Ｓ３により撮像されたスペックル画像や、合成画像作成工程Ｓ４により作成された合成画像において、輝度計等を用いて、スペックルの強度分布を測定する。この測定結果を用いて、強度分布の標準偏差を強度分布の平均で割った値であるスペックルコントラストを測定する。
　このようにスペックルコントラストを測定することにより、撮像対象Ｏを光散乱流体である血管とした場合、スペックルコントラストの変化を利用することで、血管造影を行うことができる。更には、スペックルは時間的に変動するため、血流の速度を解析することもできる。
　尚、斯かる場合、スペックルの強度分布やスペックルコントラストの測定方法は、本技術の効果が損なわれない限り特に限定されず、公知の測定方法を１種又は２種以上選択して、自由に組み合わせて用いることができる。
　　（６）記憶工程
　本技術に係る撮像方法は、必要に応じて、記憶工程Ｓ６を含んでいてもよい。
　この記憶工程Ｓ６では、前記スペックル画像撮像工程Ｓ３にて撮像されたスペックル画像、前記合成画像作成工程Ｓ４により作成された合成画像、前記解析工程Ｓ５により測定されたスペックルコントラストや前記解析工程Ｓ５による解析結果等を記憶する。
　　（７）表示工程
　本技術に係る撮像方法は、必要に応じて、表示工程Ｓ７を含んでいてもよい。この表示工程Ｓ７では、前記スペックル画像撮像工程Ｓ３にて撮像されたスペックル画像、前記合成画像作成工程Ｓ４により作成された合成画像、前記解析工程Ｓ５による解析結果等を例えばモニター等に表示する。
　以上の工程を含む本技術に係る撮像方法によれば、前記光照明工程Ｓ１のスポット照明によってコヒーレント光が撮像対象Ｏ内の特定の光路を伝播し、且つ、前記光路を伝播したコヒーレント光を検出するようになっている。
　このため、前記撮像対象Ｏに含まれる流体が当該撮像対象Ｏの深いところに存在する場合であっても、スペックルを用いて流体を適切に造影することができ、当該流体の状態を的確に解析することができる。
　更には、光照明工程Ｓ１により撮像対象Ｏの複数個所を照明し、且つ、各検出箇所から発せられる光学情報に基づいてスペックル画像を作成するようになっているため、スペックルをリアルタイムで表示することができ、もって通常の一様照明よりも高い感度・精度で深部の流体に関する情報（速度等）を得ることができる。
　　＜６．第二実施形態に係る撮像方法＞
　次に、図１４を用いて、本技術に係る撮像方法の第二実施形態について説明する。
　第二実施形態に係る撮像方法は、第一実施形態に係る撮像方法と同様、光照明工程Ｓ１、光検出工程Ｓ２、スペックル画像撮像工程Ｓ３、を少なくとも含み、必要に応じて、合成画像作成工程Ｓ４、解析工程Ｓ５、記憶工程Ｓ６、表示工程Ｓ７を含んでいてもよい。
　一方、第二実施形態に係る撮像方法は、深度測定工程Ｓ２１、照明切替工程Ｓ２２を含む点が第一実施形態に係る撮像方法と異なる。
　以下では、第一実施形態に係る撮像方法と異なる、深度測定工程Ｓ２１、照明切替工程Ｓ２２について説明し、共通する工程に関しては同一の符号を付してその説明を省略する。
　　（１）深度測定工程
　第二実施形態に係る撮像方法は、深度測定工程Ｓ２１を含む。この深度測定工程Ｓ２１では、撮像対象Ｏの表面からスペックルを用いて解析が行われる対象（以下、「解析対象」ともいう）までの距離（深度）を測定する。
　この深度測定工程Ｓ２１における測定方法は特に限定されず、公知の方法を採用することができ、例えば、撮像対象Ｏを目視し、前記深度を測定する方法や、予め、前記数式７の光路を伝播したコヒーレント光を検出した結果に基づいて前記深度を測定する方法などが挙げられる。
　　（２）照明切替工程
　図１４に示す本技術の撮像方法では、前記深度測定工程Ｓ２１により解析対象の深度が測定された後、その測定結果に基づいて、コヒーレント光の照明方法の切り替えを行う（照明切替工程Ｓ２２）。
　ここで前述の如く、撮像対象Ｏの表面から解析対象までの深度が浅い場合には一様照明の方が適しており、深い場合にはスポット照明の方が適している。
　このため、照明切替工程Ｓ２２では、深度測定工程Ｓ２１により前記解析対象の深度が所定の深度と同等或いは所定の深度よりも大きいと測定された場合には、前記光照明工程Ｓ１において、撮像対象Ｏに対してスポット照明を実行させるようにする。
　一方、深度測定工程Ｓ２１により前記解析対象の深度が所定の深度よりも小さいと測定された場合には、前記光照明工程Ｓ１において、撮像対象Ｏに対して一様照明を実行させるようにする。
　尚、照明切替工程Ｓ２２による切り替え方法は特に限定されず、公知の方法を採用することができ、例えば、液晶などライトバルブを投影する方法などが挙げられる。
　以上の工程を含む第二実施形態に係る撮像方法によれば、前記光照明工程Ｓ１のスポット照明によってコヒーレント光が撮像対象Ｏ内の特定の光路を伝播し、且つ、前記光路を伝播したコヒーレント光を検出するようになっている。
　このため、前記撮像対象Ｏに含まれる流体が当該撮像対象Ｏの深いところに存在する場合であっても、スペックルを用いて流体を適切に造影することができ、当該流体の状態を的確に解析することができる。
　更には、光照明工程Ｓ１により撮像対象Ｏの複数個所を照明し、且つ、各検出箇所から発せられる光学情報に基づいてスペックル画像を作成するようになっているため、スペックルをリアルタイムで表示することができ、もって通常の一様照明よりも高い感度・精度で深部の流体に関する情報（速度等）を得ることができる。
　更に言えば、前記照明切替工程Ｓ２２により、撮像対象Ｏにおける流体の位置に応じて照明方法を切り替えることができ、流体の位置に関係なく、高い感度・精度で深部の流体に関する情報（速度等）を得ることができ、適応性が向上されている。
　　＜７．第三実施形態に係る撮像方法＞
　次に、図１５を用いて、本技術に係る撮像方法の第三実施形態について説明する。第三実施形態に係る撮像方法は、第一実施形態に係る撮像方法と同様、光照明工程Ｓ１、光検出工程Ｓ２、スペックル画像撮像工程Ｓ３、を少なくとも含み、必要に応じて、合成画像作成工程Ｓ４、解析工程Ｓ５、記憶工程Ｓ６、表示工程Ｓ７を含んでいてもよい。
　一方、第三実施形態に係る撮像方法は、画像処理工程Ｓ３１を含む点が第一実施形態に係る撮像方法と異なる。
　以下では、第一実施形態に係る撮像方法と異なる、画像処理工程Ｓ３１について説明し、共通する工程に関しては同一の符号を付してその説明を省略する。
　　（１）画像処理工程
　図１５に示す本技術に係る撮像方法では、スペックル画像撮像工程Ｓ３において、各スポット照明箇所に対応する検出箇所から生じる電気信号に基づいて、各スポット照明に起因したスペックル画像が複数撮像されるようになっている。
　このため、光照明工程Ｓ１による照明箇所によっては、コヒーレント光の前記光路上に流体が存在せず、前記光検出工程Ｓ２において光学情報が検出されない、或いは、前記スペックル画像撮像工程Ｓ３によりスペックル画像が作成されない可能性もある。
　従って、第三実施形態に係る撮像方法では、前記光検出工程Ｓ２による光検出の有無を判断する画像処理工程Ｓ３１を備える。
　この画像処理工程Ｓ３１では、前記スペックル画像撮像工程Ｓ３により各検出箇所に基づいて作成された画像情報、あるいは検出された光学情報に基づいて、スペックルが発生しない検出箇所に基づいた情報を選択・抽出する。
　尚、この画像処理工程Ｓ３１における情報の選択方法・抽出方法は特に限定されず、公知の方法を用いることができる。
　そして、第三実施形態に係る撮像方法では、画像処理工程Ｓ３１により選択・抽出された検出情報に基づいて、前記合成画像作成工程Ｓ４において、スペックル合成画像の作成が行われる。
　あるいは、必須の構成ではない、前記合成画像作成工程Ｓ４を備えていない場合には、画像処理工程Ｓ３１により選択・抽出された検出情報に基づいて、解析に不適切な画像の削除等が行われる。
　以上の工程を含む第三実施形態に係る撮像方法によれば、前記光照明工程Ｓ１のスポット照明によってコヒーレント光が撮像対象Ｏ内の特定の光路を伝播し、且つ、前記光路を伝播したコヒーレント光を検出するようになっている。
　このため、前記撮像対象Ｏに含まれる流体が当該撮像対象Ｏの深いところに存在する場合であっても、スペックルを用いて流体を適切に造影することができ、当該流体の状態を的確に解析することができる。
　更には、光照明工程Ｓ１により撮像対象Ｏの複数個所を照明し、且つ、各検出箇所から発せられる光学情報に基づいてスペックル画像を作成するようになっているため、スペックルをリアルタイムで表示することができ、もって通常の一様照明よりも高い感度・精度で深部の流体に関する情報（速度等）を得ることができる。
　更に言えば、前記画像処理工程Ｓ３１を含んでいるため、スペックル画像の質を向上させることができ、やはり高い感度・精度で深部の流体に関する情報（速度等）を得ることができる。
　尚、図１５に示す本技術に係る撮像方法では、第二実施形態に係る撮像方法が含む、深度測定工程Ｓ２１、照明切替工程Ｓ２２を含んでいないが、第三実施形態に係る撮像方法では、必要に応じて、深度測定工程Ｓ２１、照明切替工程Ｓ２２を含んでいてもよい。
　　＜８．第四実施形態に係る撮像方法＞
　次に、図１６を用いて、本技術に係る撮像方法の第四実施形態について説明する。
　第四実施形態に係る撮像方法は、第一実施形態に係る撮像方法と同様、光照明工程Ｓ１、光検出工程Ｓ２、スペックル画像撮像工程Ｓ３、を少なくとも含み、必要に応じて、合成画像作成工程Ｓ４、解析工程Ｓ５、記憶工程Ｓ６、表示工程Ｓ７を含んでいてもよい。
　一方、第四実施形態に係る撮像方法は、距離算出工程Ｓ４１を含む点が第一実施形態に係る撮像方法と異なる。
　以下では、第一実施形態に係る撮像方法と異なる、距離算出工程Ｓ４１について説明し、共通する工程に関しては同一の符号を付してその説明を省略する。
　　（１）距離算出工程
　本技術に係る撮像方法では、照明されたコヒーレント光は、前記数式７に示す光路を伝播する。そして、当該光路を伝播したコヒーレント光に基づいて、撮像対象Ｏ及び／又はこれに含まれる流体の光学的特性が電気信号に変換される。
　換言すれば、前記光検出部１２により検出された情報に基づいて、前記光路上に解析対象である流体が存在するか否か、ひいては、前記数式７による情報に基づいて、前記照明箇所から検出箇所までの距離ｒを算出することができる。
　すなわち、距離算出工程Ｓ４１を含むことにより、前記光検出工程Ｓ２の検出結果に基づいて、撮像対象Ｏ及び／又はこれに含まれる流体の状態を解析するために適した前記距離ｒを算出することができる。
　換言すると、コヒーレント光の照明位置に対する検出箇所の適切な位置や、検出位置に対するコヒーレント光の適切な照明位置を算出することができる。
　尚、本技術に係る撮像方法によれば、検出信号の特徴や前記数式７及び数式８を用いて、撮像対象Ｏの表面から流体までの距離を算出することもできる。
　また、第四実施形態に係る撮像方法が、前記記憶工程Ｓ６及び表示工程Ｓ７を備えている場合には、前記距離算出工程Ｓ４１により算出された、照明位置から検出位置までの距離を記憶・表示するようにしてもよい。
　このような本技術に係る撮像方法によれば、前記光照明工程Ｓ１のスポット照明によってコヒーレント光が撮像対象Ｏ内の特定の光路を伝播し、且つ、前記光路を伝播したコヒーレント光を検出するようになっている。
　このため、前記撮像対象Ｏに含まれる流体が当該撮像対象Ｏの深いところに存在する場合であっても、スペックルを用いて流体を適切に造影することができ、当該流体の状態を的確に解析することができる。
　更には、光照明工程Ｓ１により撮像対象Ｏの複数個所を照明し、且つ、各検出箇所から発せられる光学情報に基づいてスペックル画像を作成するようになっているため、スペックルをリアルタイムで表示することができ、もって通常の一様照明よりも高い感度・精度で深部の流体に関する情報（速度等）を得ることができる。
　また、距離算出工程Ｓ４１を含むため、撮像対象Ｏ及び／又はこれに含まれる流体の解析に適した、前記光照明工程Ｓ１による照明位置、前記光検出工程Ｓ２による検出位置を算出することができる。このため、より高い感度・精度で深部の流体に関する情報（速度等）を得ることができる。
　尚、図１６に示す本技術に係る撮像方法では、第二実施形態に係る撮像方法が含む深度測定工程Ｓ２１、照明切替工程Ｓ２２、第三実施形態に係る撮像方法が含む画像処理工程Ｓ３１を含んでいないが、第四実施形態に係る撮像方法では、必要に応じて、深度測定工程Ｓ２１、照明切替工程Ｓ２２及び画像処理工程Ｓ３１を含んでいてもよい。
　なお、本技術に係る撮像装置は、以下のような構成も取ることができる。
（１）
　撮像対象の複数箇所にコヒーレント光をスポット照明する光照明部と、
　前記光照明部により照明され、前記撮像対象内を伝播した光を検出する光検出部と、
　前記光検出部により検出された前記撮像対象の散乱光から得られるスペックル画像を撮像する撮像部と、
　を備える、撮像装置。
（２）
　前記光照明部は、所定の間隔をおいて撮像対象の複数個所をスポット照明する、（１）記載の撮像装置。
（３）
　前記撮像対象内を伝播した光の光路が下記数式９で示される、（１）又は（２）に記載の撮像装置。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000011
  
（４）
　前記撮像部による撮像情報に基づいて、前記光検出部による光検出の有無を判断する画像処理部を更に備える、（１）から（３）のいずれか一つに記載の撮像装置。
（５）
　前記数式９に基づいて、前記光照明部によるスポット照明位置と前記撮像対象内を伝播した光の検出位置との距離を算出する、距離算出部を更に備える、（３）又は（４）に記載の撮像装置。
（６）
　更に、前記光照明部による照明方法をスポット照明から一様照明に切り替える、照明切替部と、
を備える、（１）から（５）のいずれか一つに記載の撮像装置。
（７）
　更に、前記光検出部により検出された複数の光情報に基づいて合成画像を作成する合成画像作成部を備える、（１）から（６）のいずれか一つに記載の撮像装置。
　また、本技術に係る撮像方法は、以下のような構成も取ることができる。
（８）
　撮像対象の複数箇所にコヒーレント光をスポット照明する光照明工程と、
　スポット照明された撮像対象内を伝播した光を検出する光検出工程と、
　前記光検出工程により検出された前記撮像対象の散乱光から得られるスペックル画像を撮像する撮像工程と、
　を含む、撮像方法。
（９）
　前記光照明工程では、所定の間隔をおいて撮像対象の複数個所に対してコヒーレント光を出射する、（８）記載の撮像方法。
（１０）
　前記撮像対象内を伝播した光の光路が下記数式１０で示される、（８）又は（９）に記載の撮像方法。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000012
  
（１１）
　前記撮像工程により得られた撮像情報に基づいて、前記光検出工程による光検出の有無を判断する画像処理工程を更に含む、（８）から（１０）のいずれか一つに記載の撮像方法。
（１２）
　前記数式１０に基づいて、前記光照明工程におけるスポット照明位置と前記光検出工程における光検出位置との距離を算出する、距離算出工程を更に含む、（１０）又は（１１）に記載の撮像方法。
（１３）
　更に、前記コヒーレント光の照明方法をスポット照明から一様照明に切り替える、照明切替工程と、
を含む、（８）から（１２）のいずれか一つに記載の撮像方法。
（１４）
　更に、前記光検出工程により検出された複数の光情報に基づいて合成画像を作成する合成画像作成工程を含む、（８）から（１３）のいずれか一つに記載の撮像方法。
１、２、３、４　撮像装置
１１　光照明部
１２　光検出部
１３　スペックル画像撮像部
１４　合成画像作成部
１５　解析部
１６　記憶部
１７　表示部
Ｏ　撮像対象

Claims (14)

  1. 　撮像対象の複数箇所にコヒーレント光をスポット照明する光照明部と、
    　前記光照明部により照明され、前記撮像対象内を伝播した光を検出する光検出部と、
    　前記光検出部により検出された前記撮像対象の散乱光から得られるスペックル画像を撮像する撮像部と、
    　を備える、撮像装置。
  2. 　前記光照明部は、所定の間隔をおいて撮像対象の複数個所をスポット照明する、請求項１記載の撮像装置。
  3. 　前記撮像対象内を伝播した光の光路が下記数式１で示される、請求項２記載の撮像装置。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
      
  4. 　前記撮像部による撮像情報に基づいて、前記光検出部による光検出の有無を判断する画像処理部を更に備える、請求項３記載の撮像装置。
  5. 　前記数式１に基づいて、前記光照明部によるスポット照明位置と前記撮像対象内を伝播した光の検出位置との距離を算出する、距離算出部を更に備える、請求項４記載の撮像装置。
  6. 　更に、前記光照明部による照明方法をスポット照明から一様照明に切り替える、照明切替部と、
    を備える、請求項５記載の撮像装置。
  7. 　更に、前記光検出部により検出された複数の光情報に基づいて合成画像を作成する合成画像作成部を備える、請求項６記載の撮像装置。
  8. 　撮像対象の複数箇所にコヒーレント光をスポット照明する光照明工程と、
    　スポット照明された撮像対象内を伝播した光を検出する光検出工程と、
    　前記光検出工程により検出された前記撮像対象の散乱光から得られるスペックル画像を撮像する撮像工程と、
    　を含む、撮像方法。
  9. 　前記光照明工程では、所定の間隔をおいて撮像対象の複数個所に対してコヒーレント光を出射する、請求項８記載の撮像方法。
  10. 　前記撮像対象内を伝播した光の光路が下記数式２で示される、請求項９記載の撮像方法。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
      
  11. 　前記撮像工程により得られた撮像情報に基づいて、前記光検出工程による光検出の有無を判断する画像処理工程を更に含む、請求項１０記載の撮像方法。
  12. 　前記数式２に基づいて、前記光照明工程におけるスポット照明位置と前記光検出工程における光検出位置との距離を算出する、距離算出工程を更に含む、請求項１１記載の撮像方法。
  13. 　更に、前記コヒーレント光の照明方法をスポット照明から一様照明に切り替える、照明切替工程と、
    を含む、請求項１２記載の撮像方法。
  14. 　更に、前記光検出工程により検出された複数の光情報に基づいて合成画像を作成する合成画像作成工程を含む、請求項１３記載の撮像方法。
     
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108919573A (zh) * 2018-07-13 2018-11-30 京东方科技集团股份有限公司 显示面板、显示装置、成像方法和深度距离的检测方法
US11304692B2 (en) * 2018-07-16 2022-04-19 Cilag Gmbh International Singular EMR source emitter assembly

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11085753B2 (en) * 2017-02-15 2021-08-10 ContinUse Biometrics Ltd. System and method for use in remote sensing
JP7435450B2 (ja) * 2018-12-21 2024-02-21 ソニーグループ株式会社 粒子確認方法、粒子捕捉用チップ、及び粒子分析システム
US12002571B2 (en) 2019-12-30 2024-06-04 Cilag Gmbh International Dynamic surgical visualization systems
US11648060B2 (en) 2019-12-30 2023-05-16 Cilag Gmbh International Surgical system for overlaying surgical instrument data onto a virtual three dimensional construct of an organ
US11284963B2 (en) 2019-12-30 2022-03-29 Cilag Gmbh International Method of using imaging devices in surgery
US11896442B2 (en) 2019-12-30 2024-02-13 Cilag Gmbh International Surgical systems for proposing and corroborating organ portion removals
US12053223B2 (en) 2019-12-30 2024-08-06 Cilag Gmbh International Adaptive surgical system control according to surgical smoke particulate characteristics
US11759283B2 (en) 2019-12-30 2023-09-19 Cilag Gmbh International Surgical systems for generating three dimensional constructs of anatomical organs and coupling identified anatomical structures thereto
US11832996B2 (en) 2019-12-30 2023-12-05 Cilag Gmbh International Analyzing surgical trends by a surgical system
US11776144B2 (en) 2019-12-30 2023-10-03 Cilag Gmbh International System and method for determining, adjusting, and managing resection margin about a subject tissue
US11219501B2 (en) 2019-12-30 2022-01-11 Cilag Gmbh International Visualization systems using structured light
US11744667B2 (en) 2019-12-30 2023-09-05 Cilag Gmbh International Adaptive visualization by a surgical system
NL2026505B1 (en) * 2020-09-18 2022-05-23 Limis Dev B V Motion-compensated laser speckle contrast imaging
CN113705408B (zh) * 2021-08-21 2022-08-05 深圳市迪威泰实业有限公司 一种人脸活体检测方法及系统

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005515818A (ja) * 2002-02-01 2005-06-02 スティヒティング・フォール・デ・テヘニッセ・ヴェーテンサッペン 複数のビームを用いるレーザドップラー灌流イメージング
JP2010503475A (ja) * 2006-09-12 2010-02-04 ザ ジェネラル ホスピタル コーポレイション 解剖学的構造における深度の評価を提供する装置、プローブ、および方法
WO2014116483A1 (en) * 2013-01-23 2014-07-31 Nanyang Technological University Deep tissue flowmetry using diffuse speckle contrast analysis
JP2015527096A (ja) * 2012-06-13 2015-09-17 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ 表面波の伝播速度の決定

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5796056B2 (ja) * 2013-06-26 2015-10-21 韓国科学技術院Ｋｏｒｅａ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ Ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ 光の散乱を用いた近接場制御装置及び方法
JP6394367B2 (ja) * 2014-05-30 2018-09-26 ソニー株式会社 流体分析装置、流体分析方法、プログラム及び流体分析システム
JP2016150081A (ja) * 2015-02-17 2016-08-22 ソニー株式会社 光学ユニット、測定システムおよび測定方法
JP2016151524A (ja) * 2015-02-18 2016-08-22 ソニー株式会社 スペックルイメージング装置、スペックルイメージングシステム及びスペックルイメージング方法
JP6733663B2 (ja) * 2015-03-31 2020-08-05 ソニー株式会社 照明光伝送装置及び照明光伝送方法
CN108601505B (zh) * 2016-02-18 2021-01-29 索尼公司 成像设备、成像方法和成像系统

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005515818A (ja) * 2002-02-01 2005-06-02 スティヒティング・フォール・デ・テヘニッセ・ヴェーテンサッペン 複数のビームを用いるレーザドップラー灌流イメージング
JP2010503475A (ja) * 2006-09-12 2010-02-04 ザ ジェネラル ホスピタル コーポレイション 解剖学的構造における深度の評価を提供する装置、プローブ、および方法
JP2015527096A (ja) * 2012-06-13 2015-09-17 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ 表面波の伝播速度の決定
WO2014116483A1 (en) * 2013-01-23 2014-07-31 Nanyang Technological University Deep tissue flowmetry using diffuse speckle contrast analysis

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3438646A4 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108919573A (zh) * 2018-07-13 2018-11-30 京东方科技集团股份有限公司 显示面板、显示装置、成像方法和深度距离的检测方法
CN108919573B (zh) * 2018-07-13 2019-12-20 京东方科技集团股份有限公司 显示面板、显示装置、成像方法和深度距离的检测方法
US11304692B2 (en) * 2018-07-16 2022-04-19 Cilag Gmbh International Singular EMR source emitter assembly

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