TW201827914A - 觀察裝置及觀察方法 - Google Patents

Abstract

本發明之觀察裝置1係觀察觀察對象S者，且具備：照射用光源2，其產生照射光L1；投影用光源3，其產生投影光L2；掃描反射鏡10，其朝向觀察對象S以同一光路掃描照射光L1與投影光L2；導光光學系統G，其不經由掃描反射鏡10，將相應於照射光L1之照射而在觀察對象S產生之被檢測光L3導光；光檢測器5，其檢測由導光光學系統G導光之被檢測光L3；及控制部6，其基於被檢測光L3之檢測結果而控制投影光L2之強度。

Description

觀察裝置及觀察方法

本發明係關於一種觀察裝置及觀察方法。

作為先前之觀察裝置例如有專利文獻1所記載之投影系統。該投影系統構成為手術支援系統，其具有：朝向患者之患部照射激發光之紅外激發光源、拍攝因激發光之照射而在患部產生之螢光之紅外照相機、及將基於螢光之拍攝結果之投影圖像投影至患部之投影部等。 [先前技術文獻] [專利文獻] [專利文獻1]日本特開2016-27367號公報

[發明所欲解決之問題] 在上述之先前之觀察裝置中，考量朝向患部在廣範圍內照射來自紅外激發光源之光，為了調整投影圖像而配置TOF感測器，相應於與患部之距離進行投影圖像之控制。因而，除導致裝置之複雜化外，為了將螢光之拍攝結果反映在投影圖像中還必須複雜之運算。 本發明係為了解決上述課題而完成者，目的在於提供一種能夠以簡單之構成在無須複雜之運算下在觀察對象顯示投影圖像的觀察裝置及觀察方法。 [解決問題之技術手段] 本發明之觀察裝置係觀察觀察對象者，且具備：第1光源，其產生照射光；第2光源，其產生投影光；光掃描元件，其朝向觀察對象以同一光路掃描照射光與投影光；導光光學系統，其不經由光掃描元件，將相應於照射光之照射而在觀察對象產生之被檢測光導光；光檢測器，其檢測由導光光學系統導光之被檢測光；及控制部，其基於被檢測光之檢測結果而控制投影光之強度。 在該觀察裝置中，朝向觀察對象以同一光路掃描照射光與投影光，並在不經由光掃描元件下(在不進行解消掃描下)檢測來自觀察對象之被檢測光。藉由將照射光與投影光設定為同一光路而可謀求裝置構成之簡單化。又，由於觀察對象之照射光與投影光之照射位置一致，而用於將被檢測光之檢測結果反映在投影圖像之運算亦變簡單。 又，包含光掃描元件之光掃描系統之光軸與導光光學系統之光軸可一致。在該情形下可謀求裝置構成之進一步簡單化。又，即便在觀察對象在光軸方向上移動之情形下，仍能夠減小對觀察之影響。 又，包含光掃描元件之光掃描系統之光軸與導光光學系統之光軸可不一致。在該情形下，由於無須將照射光及投影光與被檢測光分離之光學元件，故能夠進一步充分地確保被檢測光之光量。 又，照射光可為激發光。在該情形下，能夠利用照射光激發螢光物質，進行觀察對象之螢光觀察。 又，照射光之波長可為400 nm～810 nm。在該波長頻帶下能夠利用照射光激發靛氰綠、亞甲藍、螢光素、及5-胺基乙醯丙酸之代表性螢光物質。 又，照射光之波長可為由觀察對象吸收之波長。在該情形下，能夠進行基於照射光之吸收之觀察對象之觀察。 又，照射光之波長可為735 nm～850 nm。在該波長頻帶下，例如能夠使血管(血液)吸收照射光。 又，投影光之波長可為與照射光之波長不同之波長。藉此，在觀察對象中能夠將照射光與投影光差別化。 又，投影光之波長可為380 nm～780 nm。在該波長頻帶下，能夠使投影光之投影圖像具有高視認性地在觀察對象顯示。 又，光檢測器可為單點感測器。藉此，能夠提高光檢測器之檢測率，而可進行控制部之投影光之即時處理。 又，觀察裝置可更具備基於被檢測光之檢測結果產生圖像之圖像產生部。在該情形下，能夠實施朝顯示器之檢測結果之顯示、或朝外部記憶裝置之檢測結果之保存等。 又，導光光學系統之視野可包含光掃描元件對照射光之掃描範圍。藉此，可遍及光掃描元件之照射光之掃描範圍進行投影圖像之投影。 又，本發明之一態樣之觀察方法係觀察觀察對象者，且包含以下步驟：第1光產生步驟，其產生照射光；第2光產生步驟，其產生投影光；光掃描步驟，其藉由光掃描元件朝向觀察對象以同一光路掃描照射光與投影光；導光步驟，其藉由導光光學系統，在不經由光掃描元件下將相應於照射光之照射在觀察對象而產生之被檢測光導光；檢測步驟，其藉由光檢測器檢測由導光光學系統導光之被檢測光；及控制步驟，其基於檢測步驟之被檢測光之檢測結果而控制投影光之強度。 在該觀察方法中，以朝向觀察對象以同軸掃描照射光與投影光，並在不經由光掃描元件下(在不進行解消掃描下)檢測來自觀察對象之被檢測光。藉由將照射光與投影光設定為同一光路而可謀求裝置構成之簡單化。又，由於觀察對象之照射光與投影光之照射位置一致，而用於將被檢測光之檢測結果反映在投影圖像之運算亦變簡單。 又，可使包含光掃描元件之光掃描系統之光軸與導光光學系統之光軸一致。在該情形下可謀求裝置構成之進一步簡單化。又，即便在觀察對象在光軸方向上移動之情形下，仍能夠減小對觀察之影響。 又，可使包含光掃描元件之光掃描系統之光軸與導光光學系統之光軸不一致。在該情形下，由於無須將照射光及投影光與被檢測光分離之光學元件，故能夠進一步充分地確保被檢測光之光量。 又，可將照射光設定為激發光。在該情形下，能夠利用照射光激發螢光物質，進行觀察對象之螢光觀察。 又，可將照射光之波長設為400 nm～810 nm。在該波長頻帶下能夠利用照射光激發靛氰綠、亞甲藍、螢光素、及5-胺基乙醯丙酸之代表性螢光物質。 又，可將由觀察對象所吸收之波長設為照射光之波長。在該情形下，能夠進行基於照射光之吸收之觀察對象之觀察。 又，可將照射光之波長設為735 nm～850 nm。在該波長頻帶下，例如能夠使血管(血液)吸收照射光。 又，可將與照射光之波長不同之波長設為投影光之波長。藉此，在觀察對象中能夠將照射光與投影光差別化。 又，可將投影光之波長設為380 nm～780 nm。在該波長頻帶下，能夠使投影光之投影圖像具有高視認性地在觀察對象顯示。 又，可將單點感測器用作光檢測器。藉此，能夠提高光檢測器之檢測率，而可進行控制部之投影光之即時處理。 又，觀察方法可更包含基於被檢測光之檢測結果產生圖像之圖像產生步驟。在該情形下，能夠實施朝顯示器之檢測結果之顯示、或朝外部記憶裝置之檢測結果之保存等。 又，在導光光學系統之視野中可包含光掃描元件對照射光之掃描範圍。藉此，可遍及光掃描元件之照射光之掃描範圍進行投影圖像之投影。 [發明之效果] 根據該觀察裝置及觀察方法，能夠以簡單之構成在無須複雜之運算下在觀察對象顯示投影圖像。

以下，一面參照圖式一面針對本發明之一態樣之觀察裝置及觀察方法之較佳之實施形態詳細地說明。 [第1實施形態] 圖1係顯示第1實施形態之觀察裝置之概略構成圖。該圖所示之觀察裝置1係進行對於觀察對象S之觀察之裝置。在本實施形態中，觀察對象S係注入了螢光物質之生物體組織，觀察裝置1構成為利用螢光觀察即時觀察生物體組織之狀態之裝置。雖然觀察裝置1之作動距離(用於進行適切之觀察之自裝置至觀察對象S之較佳的距離)為例如10 cm～20 cm左右，但並不限定於此。又，觀察裝置1具有藉由在觀察對象S顯示基於螢光之檢測結果之投影圖像P而提高在觀察對象S上之觀察結果之視認性的功能。 作為用於螢光觀察之螢光物質可例舉例如靛氰綠。靛氰綠被紅外光激發而產生與激發光不同之波長之紅外螢光。由於激發光及紅外螢光中任一者均容易透過生物體組織，故用於生物體組織之深部之螢光觀察。作為其他之螢光染料可例舉例如亞甲藍、螢光素、及5-胺基乙醯丙酸等。 如圖1所示，觀察裝置1具備：照射用光源(第1光源)2，其產生照射光L1；投影用光源(第2光源)3，其產生投影光L2；光掃描系統4，其掃描照射光L1及投影光L2；導光光學系統G，其將來自觀察對象S之被檢測光L3導光；光檢測器5，其檢測經導光之被檢測光L3；及控制部6，其控制裝置之動作。 照射用光源2係將包含激發螢光之波長之激發光作為照射光L1出射的光源。在上述螢光物質之例中，靛氰綠之激發波長為約775 nm，亞甲藍之激發波長為約670 nm，螢光素之激發波長為約495 nm，5-胺基乙醯丙酸之激發波長為約405 nm。因而，照射光L1之波長可自例如400 nm～810 nm之頻帶選擇。在將靛氰綠用作螢光物質之情形下，作為照射用光源2可使用例如輸出波長785 nm之雷射光之半導體雷射。此外，作為照射用光源2不僅可使用雷射等之同調之光源，還可使用LED或SLD(Super Luminescent Diode，超冷光二極體)等之不同調之光源。 投影用光源3係將包含與照射光L1不同之波長之可視光作為投影光L2出射之光源。投影光L2之波長可自例如可視區域之380 nm～780 nm之頻帶選擇。在將波長785 nm之雷射光用作照射光L1之情形下，作為投影用光源3可使用例如輸出波長580 nm之雷射光之半導體雷射。此外，作為投影用光源3不僅可使用雷射等之同調之光源，還可使用LED或SLD等之不同調之光源。 可相對於照射用光源2及投影用光源3之各者配置用於調整光束直徑及防止來自外部之雜散光的光圈。光圈可為開口直徑不變者，亦可為開口直徑可變者。又，可行的是，配置開口直徑不同之複數個光圈，根據檢測之條件選擇性地使用不同之開口直徑之光圈。又，可相對於照射用光源2及投影用光源3之各者配置準直透鏡7。在該情形下，照射光L1及投影光L2在由準直透鏡7予以平行光化之狀態下被導光至光掃描系統4。 光掃描系統4係朝向觀察對象S以同一光路掃描照射光L1與投影光L2之光學系統。光掃描系統4包含：例如二向分色鏡8、反射鏡9、掃描反射鏡(光掃描元件)10、集光透鏡11、及分束器12。在照射用光源2產生之照射光L1通過二向分色鏡8，入射至掃描反射鏡10。在投影用光源3產生之投影光L2分別在二向分色鏡8及反射鏡9反射，與照射光L1成為同一光路，入射至掃描反射鏡10。 掃描反射鏡10係相對於觀察對象S以1軸或2軸掃描以同一光路入射之照射光L1及投影光L2的反射鏡。掃描反射鏡10之驅動係基於來自控制部6之控制信號予以控制。作為掃描反射鏡10可使用例如MEMS反射鏡、電流計鏡、及多邊形鏡等。可取代掃描反射鏡10，將空間光調變器等其他光學元件用作光掃描元件。又，分束器12係反射照射光L1及投影光L2，而另一方面使相應於照射光L1之照射而在觀察對象S產生之被檢測光L3透過的元件。作為分束器12可使用例如二向分色鏡、半反射鏡。此外，根據光學配置，分束器12亦可使照射光L1及投影光L2透過，而另一方面反射被檢測光L3。 在掃描反射鏡10反射之照射光L1及投影光L2由集光透鏡11集光且在分束器12反射，在維持同一光路不變下相對於觀察對象S入射。亦即，照射光L1與投影光L2入射至觀察對象S之相同之位置。在本實施形態中，照射光L1及投影光L2於在分束器12反射後相對於觀察對象S大致垂直地入射。 導光光學系統G係將相應於照射光L1之照射在觀察對象S產生之被檢測光L3導光至光檢測器5的光學系統。導光光學系統G包含例如分束器12及觀察透鏡13。在本實施形態中，光掃描系統4之光軸與導光光學系統G之光軸以成為同軸之方式被調整。觀察透鏡13包含例如複數個凸透鏡。觀察透鏡13將自在觀察對象S之產生位置漫射之被檢測光L3匯集。 藉由利用觀察透鏡13匯集被檢測光L3，而能夠充分地確保由光檢測器5檢測之被檢測光L3之光量。又，能夠利用觀察透鏡13調整導光光學系統G之視野之大小。觀察透鏡13只要係能夠輔助被檢測光L3之集光之構成即可，不一定必須在觀察透鏡13之焦點位置配置光檢測器5。又，導光光學系統G可具備具有與被檢測光L3之波長區域對應之透過頻帶之濾光器。作為如上述之濾光器可例舉長通濾波器或帶通濾波器等。 若進行照射光L1之入射及掃描，則於在觀察對象S內存在(包含)螢光物質之位置處，利用照射光L1激發螢光物質，產生螢光來作為被檢測光L3。在該情形下，被檢測光L3自在觀察對象S之產生位置(照射光L1之照射位置)呈放射狀漫射。該被檢測光L3透過分束器12在不經由掃描反射鏡10下(於在掃描反射鏡10不再次反射下)入射至光檢測器5側。亦即，導光光學系統G在不經由掃描反射鏡10下將被檢測光L3導光至光檢測器5。 又，利用投影光L2之照射及掃描將投影圖像P投影至觀察對象S之表面。藉由將投影圖像P投影至觀察對象S，而可視認觀察對象S之螢光之產生位置。導光光學系統G之視野(觀察範圍)較佳的是設定為包含光掃描系統4之照射光L1之掃描範圍。在該情形下，可遍及光掃描系統4之照射光L1之掃描範圍進行投影圖像P之投影。 光檢測器5檢測由導光光學系統G導光之被檢測光L3。光檢測器5包含例如光電二極體、突崩光電二極體、光電倍增器、及SiPM(Silicon Photomultipliers，矽光電倍增器)等。光檢測器5檢測被檢測光L3，並將檢測信號(表示檢測結果之資訊)輸出至控制部6。 在本實施形態中，觀察對象S與光檢測器5成為不具有成像關係之配置。因而，即便在因掃描反射鏡10而在觀察對象S之被檢測光L3之產生位置移動之情形下，被檢測光L3仍被導光至光檢測器5。因而，在本實施形態中，較佳的是，將檢測率快之單點感測器用作光檢測器5。 控制部6係實體地構成為具備例如以下部分之電腦，即：RAM、ROM等之記憶體、CPU等之處理器(運算電路)、通訊介面、硬碟等之儲存部、及相對於USB記憶體等之外部媒體進行資料之輸入/輸出之資料輸入/輸出部。電腦可構成為更具備顯示器等之顯示部。作為上述之電腦可例舉例如個人電腦、雲端伺服器、智慧型裝置(智慧型手機、及平板型終端等)、微電腦、及FPGA(Field-Programmable Gate Array，場可程式化閘陣列)等。電腦藉由以CPU執行儲存於記憶體之程式而執行各種控制功能。 控制部6若受理來自外部之動作開始之輸入，則開始照射用光源2、投影用光源3、及掃描反射鏡10之驅動。又，控制部6若自光檢測器5接收表示被檢測光L3之檢測結果之資訊，則基於被檢測光L3之檢測結果控制自投影用光源3產生之投影光L2之強度，並在觀察對象S之表面形成反映檢測結果之投影圖像P。投影光L2之強度之控制係相應於觀察對象S之種類、螢光物質之種類、及投影光L2之波長之諸條件而進行。 控制部6可以投影光L2之強度相對於被檢測光L3之檢測強度成比例之方式控制投影用光源3，亦可以對投影光L2之強度予以γ修正，投影光L2之強度相對於被檢測光L3之檢測強度成為非線形之方式控制投影用光源3。又，控制部6可基於被檢測光L3相對於預先設置之臨限值之檢測強度切換投影用光源3之打開/關閉，亦可設定2個不同之臨限值，基於被檢測光L3之檢測強度是否在2個臨限值之範圍內而切換投影用光源3之打開/關閉。 控制部6可替代直接控制投影光L2之強度，而控制投影光L2之脈衝之重複頻率。在人類眼睛中，由於藉由積算複數個脈衝而捕捉投影光L2，故即便在不改變強度下改變投影光L2之脈衝之重複頻率之情形下，仍獲得與使投影光L2之強度變化之情形相同的視覺効果。又，控制部6可以僅在觀察對象S之一定之區域照射投影光L2之方式控制投影用光源3。例如藉由僅在檢測出螢光之區域之輪廓照射投影光L2，而能夠減少照射至觀察對象S之雷射光之能量量。藉此，能夠減輕對觀察對象S之損傷，或減少觀察裝置1之耗電。 控制部6可在控制投影光L2之強度時執行被檢測光L3之背景減算處理。背景減算處理係例如在關閉照射用光源2之狀態下檢測觀察對象S之背景之強度，在檢測被檢測光L3時自被檢測光L3之強度減去背景之強度的處理。在該情形下，背景之檢測例如可就掃描反射鏡10之每一條掃描線進行。 又，背景之檢測可藉由進行照射光L1之雷射調變，自就掃描反射鏡10之掃描區域之每一像素打開照射光L1時之檢測強度減去關閉照射光L1時之檢測強度而進行。可將背景之檢測期間設定為掃描反射鏡10之掃描之返回期間。在該等例中可同時進行投影光L2之照射。 其次，針對觀察裝置1之動作進行說明。 圖2係顯示觀察裝置1之動作之流程圖。如該圖所示，在觀察裝置1中，若輸入開始觀察之操作，則自照射用光源2產生照射光L1，且自投影用光源3產生投影光L2(步驟S01：照射光產生步驟(第1光產生步驟)及投影光產生步驟(第2光產生步驟))。照射光L1及投影光L2在光掃描系統4中被導光至同一光路，在維持該同一光路不變下藉由掃描反射鏡10朝向觀察對象S掃描(步驟S02：光掃描步驟)。藉由照射光L1之入射及掃描，在觀察對象S中由螢光物質之激發而產生螢光。又，藉由投影光L2之照射及掃描，在觀察對象S之表面形成投影圖像P。 其次，在觀察裝置1中，在觀察對象S產生之螢光作為被檢測光L3在不經由掃描反射鏡10下被導光至光檢測器5(步驟S03：導光步驟)。在導光步驟S03被導光之被檢測光L3係由光檢測器檢測(步驟S04：檢測步驟)。且，表示被檢測光L3之檢測結果之資訊被輸出至控制部6，基於光檢測器5對被檢測光L3之檢測結果而控制投影光L2之強度(步驟S05：控制步驟)。藉此，在觀察對象S之表面形成反映被檢測光L3之檢測結果之投影圖像P。 如以上所說明般，在該觀察裝置1中，朝向觀察對象S以同軸掃描照射光L1與投影光L2，在不經由光掃描系統4下(在不進行解消掃描下)檢測來自觀察對象S之被檢測光L3。如此，藉由將照射光L1與投影光L2設定為同一光路，而可謀求裝置構成之簡單化，且與相對於觀察對象S在廣範圍內照射照射光L1之情形比較，能夠在充分地確保被檢測光L3之光量之狀態下在觀察對象S顯示投影圖像P。又，由於觀察對象S之照射光L1與投影光L2之照射位置一致，無須在控制部6側決定投影光L2之照射位置之處理，故用於將被檢測光L3之檢測結果反映在投影圖像P之運算亦變簡單。 又，在觀察裝置1中，包含掃描反射鏡10之光掃描系統4之光軸與導光光學系統G之光軸一致。因而，可謀求裝置構成之進一步簡單化。又，即便在觀察對象在光軸方向上移動之情形下，仍能夠減小對觀察之影響。藉此，可擴寬觀察裝置1之作動距離之範圍。 又，在本實施形態中，照射光L1之波長為400 nm～810 nm，成為激發螢光物質之波長。藉由選擇如上述之波長，而能夠利用照射光L1激發螢光物質，而能夠進行觀察對象S之螢光觀察。又，在該波長頻帶下能夠利用照射光L1激發靛氰綠、亞甲藍、螢光素、及5-胺基乙醯丙酸之代表性螢光物質。 又，本實施形態中，將單點感測器用作光檢測器5。藉此，能夠提高光檢測器5之檢測率，而可進行控制部6之投影光L2之即時處理。 [第2實施形態] 圖3係顯示第2實施形態之觀察裝置之概略構成圖。如該圖所示，第2實施形態之觀察裝置21在包含掃描反射鏡10之光掃描系統4之光軸與導光光學系統G之光軸不一致之點上與第1實施形態不同。 更具體而言，在觀察裝置21之光掃描系統4中未配置分束器12，由二向分色鏡8及反射鏡9導光至同一光路之照射光L1及投影光L2利用集光透鏡22集光且在反射鏡23反射，並入射至掃描反射鏡10。在掃描反射鏡10反射之照射光L1及投影光L2在維持同一光路不變下相對於觀察對象S保持一定之傾斜地入射。而後，相應於照射光L1之照射在觀察對象S產生之被檢測光L3在不經由掃描反射鏡10下由導光光學系統G之觀察透鏡13導光至光檢測器5。 在如上述之觀察裝置21中亦與第1實施形態相同地可謀求裝置構成之簡單化，且能夠在充分地確保被檢測光L3之光量之狀態下在觀察對象S顯示投影圖像P。又，用於將被檢測光L3之檢測結果反映在投影圖像P之運算亦變簡單。再者，在本實施形態中，包含掃描反射鏡10之光掃描系統4之光軸與導光光學系統G之光軸不一致。藉此，由於無須將照射光L1及投影光L2與被檢測光L3分離之光學元件，故能夠充分地確保被檢測光L3之光量。 此外，在第2實施形態中，由於光掃描系統4之光軸與導光光學系統G之光軸不一致，而亦考量與第1實施形態相比作動距離之範圍變窄。因而，在第2實施形態中，較佳的是，在照射光L1及投影光L2之照射前，預先實施在作動距離之範圍內調整觀察裝置21與觀察對象S之距離的調整步驟。在該調整步驟中，例如自觀察裝置21相對於觀察對象S照射投影光L2，並以成為能夠清晰地視認投影光L2之位置之方式使觀察裝置21與觀察對象S之距離變化。藉由實施該調整步驟，而能夠以觀察裝置21之作動距離對觀察對象S照射投影光L2。 [第3實施形態] 圖4係顯示第3實施形態之觀察裝置之概略構成圖。該圖所示之觀察裝置31構成為除實施上述之生物體組織之螢光觀察外，還同時實施生物體組織內之血管位置之觀測的裝置。更具體而言，觀察裝置31在具備第1投影用光源3A及第2投影用光源3B、以及第1光檢測器5A及第2光檢測器5B之點上與第1實施形態不同。 在實施血管位置之觀測時，較佳的是，照射光L1具有由觀察對象S內之血管(血液)所吸收之波長。在該情形下，照射光L1之波長可自例如735 nm～850 nm之頻帶選擇。在同時實施螢光觀察與血管位置之觀察時，較佳的是，照射光L1具有由血管(血液)所吸收且激發螢光物質之波長。例如，在同時實施將靛氰綠用作螢光物質之螢光觀察與血管位置之觀測時，將輸出例如波長785 nm之光之光源用作照射用光源2。 第1投影用光源3A及第2投影用光源3B作為例如可視區域之380 nm～780 nm之頻帶之光輸出。第1投影用光源3A輸出用於投影螢光物質之分佈之投影光L2A，另一方面，第2投影用光源3B輸出用於投影血管(血流)之投影光L2B。因而，較佳的是，自第1投影用光源3A輸出之投影光L2A之波長與自第2投影用光源3B輸出之投影光L2B之波長互不相同。在本實施形態中，第1投影用光源3A係輸出包含例如綠色～黃色之波長(例如波長580 nm)之光之光源，第2投影用光源3B係輸出包含紅色(例如波長650 nm)之光之光源。 投影光L2A及投影光L2B利用二向分色鏡8及反射鏡9A、9B與照射光L1成為同一光路，在維持該狀態不變下利用光掃描系統4對觀察對象S掃描。在本實施形態中，利用照射光L1之入射激發觀察對象S內之螢光物質而產生螢光。又，在觀察對象S之照射光L1之反射率因有無照射光L1之照射位置之血管之存在而不同。在血管存在之位置，在血管之吸收之影響下照射光L1之反射率相對地變低，在血管不存在之位置，由於無血管之吸收之影響而照射光L1之反射率相對地變高。 第1光檢測器5A及第2光檢測器5B係包含例如光電二極體、突崩光電二極管、光電倍增器、及SiPM等之單點感測器。在本實施形態中，相應於照射光L1之照射在觀察對象S產生之螢光、及在觀察對象S反射之照射光L1成為被檢測光L3。在導光光學系統G中配置用於將被檢測光L3中之照射光L1與螢光分離之分束器32。分束器32為例如二向分色鏡。第1光檢測器5A檢測由分束器32分離之螢光，並將檢測信號(表示檢測結果之資訊)輸出至控制部6。又，第2光檢測器5B檢測由分束器32分離之照射光L1，並將檢測信號(表示檢測結果之資訊)輸出至控制部6。 控制部6若分別自第1光檢測器5A及第2光檢測器5B接收表示檢測結果之資訊，則基於檢測結果分別控制自第1投影用光源3A產生之投影光L2A之強度及自第2投影用光源3B產生之投影光L2B之強度。藉此，將顯示螢光之產生位置之投影圖像PA、及顯示血管之檢測位置之投影圖像PB分別投影至觀察對象S之表面。 在如上述之觀察裝置31中亦與第1實施形態相同地可謀求裝置構成之簡單化，且能夠在充分地確保被檢測光L3之光量之狀態下在觀察對象S顯示投影圖像PA、PB。又，用於將被檢測光L3之檢測結果反映在投影圖像PA、PB之運算亦變簡單。 此外，雖然在本實施形態中例示了將第1實施形態變化而同時實施螢光觀察及血管位置之觀察之觀察裝置31，但可將相同之變形應用於第2實施形態。又，雖然在第1實施形態及第2實施形態中，觀察對象S係注入了螢光物質之生物體組織，作為觀察裝置1及觀察裝置21例示了利用螢光觀察即時觀察生物體組織之狀態之裝置，但並不限定於此。觀察裝置1、21替代進行螢光觀察之構成，可為如在第3實施形態中所說明之檢測觀察對象S內之血管的構成。 [第4實施形態] 圖5係顯示第4實施形態之觀察裝置之概略構成圖。該圖所示之觀察裝置41構成為製作基於被檢測光L3之檢測結果之圖像，並進行製作之圖像之顯示等的裝置。更具體而言，觀察裝置41在具備顯示部42之點、及控制部6具有作為產生圖像之圖像產生部之功能之點上與上述實施形態不同。在先前之觀察裝置中，由於一面朝向患部在廣範圍內照射來自紅外激發光源之光，一面獲得拍攝照射區域之圖像，而有螢光之檢測感度不充分之情形。相對於此，在本實施形態中能夠高感度地檢測螢光，並獲得基於該檢測結果之圖像。 顯示部42係例如顯示器，與控制部6電性連接。顯示部42顯示在控制部6產生之各種圖像。顯示部42可同時顯示不同種類之圖像，亦可顯示使不同種類之圖像重合之重畳圖像。 作為圖像產生部之控制部6自光檢測器5接收表示被檢測光L3之檢測結果之資訊，使該檢測結果與掃描反射鏡10之角度對應而產生圖像。而且，控制部6將產生之圖像作為靜畫或動畫保存於硬碟等之儲存部，根據需要輸出至顯示部42。控制部6經由通訊介面將作為靜畫或動畫保存之資料發送至外部之裝置，或經由資料輸入/輸出部保存於USB記憶體等之外部記憶媒體。 觀察裝置41可與其他之實施形態相同地基於被檢測光L3之檢測結果控制自投影用光源3產生之投影光L2之強度，並在觀察對象S之表面形成反映檢測結果之投影圖像P。投影光L2之強度之控制係相應於觀察對象S之種類、螢光物質之種類、及投影光L2之波長之諸條件而進行。 圖6係顯示觀察裝置41之動作之流程圖。如該圖所示，在觀察裝置41中，若輸入開始觀察之操作，則自照射用光源2產生照射光L1(步驟S11：照射光產生步驟(第1光產生步驟))。照射光L1被導光至光掃描系統4，由掃描反射鏡10朝向觀察對象S掃描(步驟S12：照射光掃描步驟(光掃描步驟))。利用照射光L1之照射及掃描，在觀察對象S中產生被檢測光L3。 其次，在觀察裝置1中，在不經由掃描反射鏡10下，在觀察對象S產生之被檢測光L3被導光至光檢測器5(步驟S13：導光步驟)。在導光步驟S13被導光之被檢測光L3係由光檢測器5檢測(步驟S14：檢測步驟)。而後，表示被檢測光L3之檢測結果之資訊被輸出至控制部6，基於光檢測器5之被檢測光L3之檢測結果產生圖像(步驟S15：圖像產生步驟)。在圖像產生步驟S15產生之各種圖像保存於儲存部或在顯示部42顯示。 其次，在觀察裝置1中，自投影用光源3產生投影光L2(步驟S15：投影光產生步驟(第2光產生步驟))。投影光L2在光掃描系統4中被導光至與照射光L1同一光路。投影光L2在維持與照射光L1同一光路不變下由掃描反射鏡10朝向觀察對象S掃描，投影光L2之強度基於光檢測器5之被檢測光L3之檢測結果而被控制(步驟S16：投影光掃描步驟(光掃描步驟)及控制步驟)。藉此，在觀察對象S之表面形成反映被檢測光L3之檢測結果之投影圖像P。 在如上述之觀察裝置41中亦與上述實施形態相同地可謀求裝置構成之簡單化，且能夠在充分地確保被檢測光L3之光量之狀態下在觀察對象S顯示投影圖像P。又，用於將被檢測光L3之檢測結果反映在投影圖像P之運算亦變簡單。再者，觀察裝置41具備基於被檢測光L3之檢測結果產生圖像之控制部(圖像產生部)6。藉此，能夠實施朝顯示部42之檢測結果之顯示、或朝外部記憶裝置之檢測結果之保存等。 在第4實施形態中，在不進行投影光L2之照射下，可採用僅顯示或保存基於被檢測光L3之檢測結果產生之圖像的構成。又，在第4實施形態中，導光光學系統G之視野(觀察範圍)可設定為小於光掃描系統4之照射光L1之掃描範圍。 [其他之變化例] 本發明並不限定於上述實施形態。例如，雖然在上述實施形態中例示了利用照射光L1在觀察對象S產生可視外之波長之螢光，但本發明亦能夠應用於產生可視區域之波長之螢光之情形、產生難以視認之微弱之螢光之情形、或在觀察對象S注入複數個螢光物質之情形等。又，雖然在上述實施形態中作為觀察對象S例示了生物體組織，並例示了自觀察對象S產生之螢光之觀察及對於觀察對象S內部之血管之觀察等，但觀察對象及觀察例並不限定於此。例如觀察對象S可為在內部隱藏有背景圖案之繪畫等。在該情形下，藉由利用例如照射光L1之反射率之變化檢測背景圖案之狀態，而能夠將相應於該檢測結果之投影圖像P投影至繪畫。

1‧‧‧觀察裝置

2‧‧‧照射用光源/第1光源

3‧‧‧投影用光源/第2光源

3A‧‧‧第1投影用光源

3B‧‧‧第2投影用光源

4‧‧‧光掃描系統

5‧‧‧光檢測器

5A‧‧‧第1光檢測器

5B‧‧‧第2光檢測器

6‧‧‧控制部/圖像產生部

7‧‧‧準直透鏡

8‧‧‧二向分色鏡

9‧‧‧反射鏡

9A‧‧‧反射鏡

9B‧‧‧反射鏡

10‧‧‧掃描反射鏡/光掃描元件

11‧‧‧集光透鏡

12‧‧‧分束器

13‧‧‧觀察透鏡

21‧‧‧觀察裝置

22‧‧‧集光透鏡

23‧‧‧反射鏡

31‧‧‧觀察裝置

32‧‧‧分束器

41‧‧‧觀察裝置

42‧‧‧顯示部

46‧‧‧控制部

G‧‧‧導光光學系統

L1‧‧‧照射光

L2‧‧‧投影光

L2A‧‧‧投影光

L2B‧‧‧投影光

L3‧‧‧被檢測光

P‧‧‧投影圖像

PA‧‧‧投影圖像

PB‧‧‧投影圖像

S‧‧‧觀察對象

圖1係顯示第1實施形態之觀察裝置之概略構成圖。 圖2係顯示圖1所示之觀察裝置之動作之流程圖。 圖3係顯示第2實施形態之觀察裝置之概略構成圖。 圖4係顯示第3實施形態之觀察裝置之概略構成圖。 圖5係顯示第4實施形態之觀察裝置之概略構成圖。 圖6係顯示圖5所示之觀察裝置之動作之流程圖。

Claims (24)

1. 一種觀察裝置，其係觀察觀察對象者，其具備： 第1光源，其產生照射光； 第2光源，其產生投影光； 光掃描元件，其朝向前述觀察對象以同一光路掃描前述照射光與前述投影光； 導光光學系統，其不經由前述光掃描元件，將相應於前述照射光之照射而在前述觀察對象產生之被檢測光導光； 光檢測器，其檢測由前述導光光學系統導光之前述被檢測光；及 控制部，其基於前述被檢測光之檢測結果而控制前述投影光之強度。
2. 如請求項1之觀察裝置，其中包含前述光掃描元件之光掃描系統之光軸與前述導光光學系統之光軸一致。
3. 如請求項1之觀察裝置，其中包含前述光掃描元件之光掃描系統之光軸與前述導光光學系統之光軸不一致。
4. 如請求項1至3中任一項之觀察裝置，其中前述照射光為激發光。
5. 如請求項4之觀察裝置，其中前述照射光之波長為400 nm～810 nm。
6. 如請求項1至4中任一項之觀察裝置，其中前述照射光之波長為由前述觀察對象吸收之波長。
7. 如請求項6之觀察裝置，其中前述照射光之波長為735 nm～850 nm。
8. 如請求項1至7中任一項之觀察裝置，其中前述投影光之波長為與前述照射光之波長不同之波長。
9. 如請求項8之觀察裝置，其中前述投影光之波長為380 nm～780 nm。
10. 如請求項1至9中任一項之觀察裝置，其中前述光檢測器為單點感測器。
11. 如請求項1至10中任一項之觀察裝置，其中更具備基於前述被檢測光之檢測結果產生圖像之圖像產生部。
12. 如請求項1至11中任一項之觀察裝置，其中前述導光光學系統之視野包含前述光掃描元件對前述照射光之掃描範圍。
13. 一種觀察方法，其係觀察觀察對象者，且包含以下步驟： 第1光產生步驟，其產生照射光； 第2光產生步驟，其產生投影光； 光掃描步驟，其藉由光掃描元件朝向前述觀察對象以同一光路掃描前述照射光與前述投影光； 導光步驟，其藉由導光光學系統，在不經由前述光掃描元件下將相應於前述照射光之而照射在前述觀察對象而產生之被檢測光導光； 檢測步驟，其藉由光檢測器檢測由前述導光光學系統導光之前述被檢測光；及 控制步驟，其基於前述檢測步驟之前述被檢測光之檢測結果而控制前述投影光之強度。
14. 如請求項13之觀察方法，其中使包含前述光掃描元件之光掃描系統之光軸與前述導光光學系統之光軸一致。
15. 如請求項13之觀察方法，其中使包含前述光掃描元件之光掃描系統之光軸與前述導光光學系統之光軸不一致。
16. 如請求項13至15中任一項之觀察方法，其中將前述照射光設為激發光。
17. 如請求項16之觀察方法，其中將前述照射光之波長設為400 nm～810 nm。
18. 如請求項13至16中任一項之觀察方法，其中將由前述觀察對象所吸收之波長設為前述照射光之波長。
19. 如請求項18之觀察方法，其中將前述照射光之波長設為735 nm～850 nm。
20. 如請求項13至19中任一項之觀察方法，其中將與前述照射光之波長不同之波長設為前述投影光之波長。
21. 如請求項20之觀察方法，其中將前述投影光之波長設為380 nm～780 nm。
22. 如請求項13至21中任一項之觀察方法，其中將單點感測器用作前述光檢測器。
23. 如請求項13至22中任一項之觀察方法，其中更包含基於前述被檢測光之檢測結果產生圖像之圖像產生步驟。
24. 如請求項13至23中任一項之觀察方法，其中在前述導光光學系統之視野中包含前述光掃描元件對前述照射光之掃描範圍。