(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
【公報種別】再公表特許(A1)
(11)【国際公開番号】WO2018079329
(43)【国際公開日】20180503
【発行日】20181025
(54)【発明の名称】内視鏡システムおよび内視鏡
(51)【国際特許分類】
   A61B 1/045 20060101AFI20180928BHJP
   A61B 1/00 20060101ALI20180928BHJP
   A61B 1/04 20060101ALI20180928BHJP
   G02B 23/24 20060101ALI20180928BHJP
   H04N 5/225 20060101ALI20180928BHJP
   H04N 5/232 20060101ALI20180928BHJP
【FI】
   !A61B1/045 610
   !A61B1/00 522
   !A61B1/04 510
   !A61B1/00 682
   !G02B23/24 B
   !H04N5/225 500
   !H04N5/232 290
   !H04N5/232 300
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
【全頁数】27
【出願番号】2018511175
(21)【国際出願番号】JP2017037474
(22)【国際出願日】20171017
(11)【特許番号】6329715
(45)【特許公報発行日】20180523
(31)【優先権主張番号】2016213254
(32)【優先日】20161031
(33)【優先権主張国】JP
(81)【指定国】 AP(BW,GH,GM,KE,LR,LS,MW,MZ,NA,RW,SD,SL,ST,SZ,TZ,UG,ZM,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,RU,TJ,TM),EP(AL,AT,BE,BG,CH,CY,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,FR,GB,GR,HR,HU,IE,IS,IT,LT,LU,LV,MC,MK,MT,NL,NO,PL,PT,RO,RS,SE,SI,SK,SM,TR),OA(BF,BJ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GQ,GW,KM,ML,MR,NE,SN,TD,TG),AE,AG,AL,AM,AO,AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BH,BN,BR,BW,BY,BZ,CA,CH,CL,CN,CO,CR,CU,CZ,DE,DJ,DK,DM,DO,DZ,EC,EE,EG,ES,FI,GB,GD,GE,GH,GM,GT,HN,HR,HU,ID,IL,IN,IR,IS,JO,JP,KE,KG,KH,KN,KP,KR,KW,KZ,LA,LC,LK,LR,LS,LU,LY,MA,MD,ME,MG,MK,MN,MW,MX,MY,MZ,NA,NG,NI,NO,NZ,OM,PA,PE,PG,PH,PL,PT,QA,RO,RS,RU,RW,SA,SC,SD,SE,SG,SK,SL,SM,ST,SV,SY,TH,TJ,TM,TN,TR,TT
(71)【出願人】
【識別番号】000000376
【氏名又は名称】オリンパス株式会社
【住所又は居所】東京都八王子市石川町2951番地
(74)【代理人】
【識別番号】110002147
【氏名又は名称】特許業務法人酒井国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】溝口 正和
【住所又は居所】東京都八王子市石川町2951番地 オリンパス株式会社内
(72)【発明者】
【氏名】釘宮 秀之
【住所又は居所】東京都八王子市石川町2951番地 オリンパス株式会社内
(72)【発明者】
【氏名】越田 亮
【住所又は居所】東京都八王子市石川町2951番地 オリンパス株式会社内
【テーマコード(参考)】
2H040
4C161
5C122
【Fターム(参考)】
2H040BA15
2H040GA02
2H040GA06
2H040GA10
2H040GA11
4C161BB06
4C161LL08
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4C161SS04
4C161UU06
4C161WW04
5C122DA26
5C122EA54
5C122FA04
5C122FH18
5C122FK23
5C122GC37
(57)【要約】
本発明にかかる画像処理システムは、被写体像の取得エリアが少なくとも一部で異なる複数の画像データ、または共通の被写体に対して視差を有する複数の画像データを生成する撮像部と、複数の画像データを統合して一つの統合画像データを生成する統合部と、統合画像データに対して画像処理を施す画像処理部と、画像処理部により画像処理が施された統合画像データをもとに、表示装置に表示させる表示画像データを生成する表示画像生成部と、を備え、撮像部および統合部は、画像処理部および表示画像生成部が設けられている筐体とは異なる筐体に設けられている。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
被写体像の取得エリアが少なくとも一部で異なる複数の画像データ、または共通の被写体に対して視差を有する複数の画像データを生成する撮像部と、
前記複数の画像データを統合して一つの統合画像データを生成する統合部と、
前記統合画像データに対して画像処理を施す画像処理部と、
前記画像処理部により画像処理が施された前記統合画像データをもとに、表示装置に表示させる表示画像データを生成する表示画像生成部と、
を備え、
前記撮像部および前記統合部は、前記画像処理部および前記表示画像生成部が設けられている筐体とは異なる筐体に設けられている
ことを特徴とする内視鏡システム。
【請求項2】
前記撮像部は、複数の画素をマトリックス状に配列してなる一つまたは複数の撮像素子を有し、
前記統合部は、前記複数の画像データを、前記複数の画素の配列方向のうち一つの方向に沿って並べることによって前記統合画像データを生成する
ことを特徴とする請求項1に記載の内視鏡システム。
【請求項3】
前記撮像部は、複数の画素をマトリックス状に配列してなる一つまたは複数の撮像素子を有し、
前記統合部は、前記複数の画像データを、前記複数の画素がなす水平ラインごと、または垂直ラインごとに周期的に並べることによって前記統合画像データを生成する
ことを特徴とする請求項1に記載の内視鏡システム。
【請求項4】
前記撮像部および前記統合部は、前記画像処理部および前記表示画像生成部が設けられている筐体と接続するカメラヘッドに設けられている
ことを特徴とする請求項1に記載の内視鏡システム。
【請求項5】
前記撮像部は、前記画像処理部および前記表示画像生成部が設けられている筐体と接続する内視鏡の挿入部に設けられ、
前記統合部は、前記内視鏡の操作部に設けられている
ことを特徴とする請求項1に記載の内視鏡システム。
【請求項6】
前記統合部が生成する前記統合画像データは、電気信号であり、
前記統合部が統合した前記統合画像データを光信号に変換する電光変換部と、
前記光信号を受信して、電気信号に変換し、該変換後の電気信号を前記画像処理部に出力する光電変換部と、
をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の内視鏡システム。
【請求項7】
前記統合部が生成した前記統合画像データを無線信号に重畳してそれぞれ送信する第1無線通信部と、
前記第1無線通信部が送信した無線信号を受信する第2無線通信部と、
をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の内視鏡システム。
【請求項8】
前記撮像部が生成した前記複数の画像データを無線信号に重畳して送信する第1無線通信部と、
前記画像処理部および前記表示画像生成部が設けられている筐体とは異なる筐体に設けられ、前記無線信号を受信する第2無線通信部と、
をさらに備え、
前記統合部は、前記第2無線通信部が受信した無線信号をもとに、統合画像データを生成する
ことを特徴とする請求項1に記載の内視鏡システム。
【請求項9】
前記複数の画像データは、デジタル信号である
ことを特徴とする請求項1に記載の内視鏡システム。
【請求項10】
入力される画像データに対して画像処理を施す画像処理部、および、前記画像処理部により画像処理が施された前記画像データをもとに、表示装置に表示させる表示画像を生成する表示画像生成部、を備えた処理装置に接続可能な内視鏡であって、
被写体像の取得エリアが少なくとも一部で異なる複数の画像データ、または共通の被写体に対して視差を有する複数の画像データを生成する撮像部と、
前記複数の画像データを統合して一つの統合画像データを生成する統合部と、
を備えることを特徴とする内視鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、内視鏡システムおよび内視鏡に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、被写体を撮像して、互いに視差を有する左眼用および右眼用の二つの画像データから視差画像を生成し、視差画像を表示装置に立体表示させる画像作成方法が知られている。医療分野等において使用される内視鏡と処理装置(プロセッサ)とが着脱可能である内視鏡システムにおいて、診断や検査の円滑化のために、観察対象を立体画像で観察したいという要求がある。この要求にこたえるための技術として、左眼用および右眼用の二つの光路を形成する光学系と、光学系から左眼用および右眼用の各光路の光をそれぞれ受光する二つの撮像素子とを備えた内視鏡が知られている(例えば、特許文献1を参照)。この内視鏡が装着されたプロセッサは、各撮像素子から取得した信号に対してそれぞれ信号処理を施す信号処理回路と、信号処理後の信号に基づき左眼用画像および右眼用画像を生成する画像生成回路とを有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開平9−080323号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献1が開示する内視鏡システムは、右眼用の画像信号と、左眼用の画像信号とに対してそれぞれ個別に信号処理を施す互いに独立した信号処理回路を有しているため、回路規模を小さくすることが困難であった。
【0005】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、右眼用画像と左眼用画像とを用いて視差画像を生成する処理装置の回路規模を小さくすることができる内視鏡システムおよび内視鏡を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる内視鏡システムは、被写体像の取得エリアが少なくとも一部で異なる複数の画像データ、または共通の被写体に対して視差を有する複数の画像データを生成する撮像部と、前記複数の画像データを統合して一つの統合画像データを生成する統合部と、前記統合画像データに対して画像処理を施す画像処理部と、前記画像処理部により画像処理が施された前記統合画像データをもとに、表示装置に表示させる表示画像データを生成する表示画像生成部と、を備え、前記撮像部および前記統合部は、前記画像処理部および前記表示画像生成部が設けられている筐体とは異なる筐体に設けられていることを特徴とする。
【0007】
また、本発明にかかる内視鏡システムは、上記発明において、前記撮像部は、複数の画素をマトリックス状に配列してなる一つまたは複数の撮像素子を有し、前記統合部は、前記複数の画像データを、前記複数の画素の配列方向のうち一つの方向に沿って並べることによって前記統合画像データを生成することを特徴とする。
【0008】
また、本発明にかかる内視鏡システムは、上記発明において、前記撮像部は、複数の画素をマトリックス状に配列してなる一つまたは複数の撮像素子を有し、前記統合部は、前記複数の画像データを、前記複数の画素がなす水平ラインごと、または垂直ラインごとに周期的に並べることによって前記統合画像データを生成することを特徴とする。
【0009】
また、本発明にかかる内視鏡システムは、上記発明において、前記撮像部および前記統合部は、前記画像処理部および前記表示画像生成部が設けられている筐体と接続するカメラヘッドに設けられていることを特徴とする。
【0010】
また、本発明にかかる内視鏡システムは、上記発明において、前記撮像部は、前記画像処理部および前記表示画像生成部が設けられている筐体と接続する内視鏡の挿入部に設けられ、前記統合部は、前記内視鏡の操作部に設けられていることを特徴とする。
【0011】
また、本発明にかかる内視鏡システムは、上記発明において、前記統合部が生成する前記統合画像データは、電気信号であり、前記統合部が統合した前記統合画像データを光信号に変換する電光変換部と、前記光信号を受信して、電気信号に変換し、該変換後の電気信号を前記画像処理部に出力する光電変換部と、をさらに備えることを特徴とする。
【0012】
また、本発明にかかる内視鏡システムは、上記発明において、前記統合部が生成した前記統合画像データを無線信号に重畳してそれぞれ送信する第1無線通信部と、前記第1無線通信部が送信した無線信号を受信する第2無線通信部と、をさらに備えることを特徴とする。
【0013】
また、本発明にかかる内視鏡システムは、上記発明において、前記撮像部が生成した前記複数の画像データを無線信号に重畳して送信する第1無線通信部と、前記画像処理部および前記表示画像生成部が設けられている筐体とは異なる筐体に設けられ、前記無線信号を受信する第2無線通信部と、をさらに備え、前記統合部は、前記第2無線通信部が受信した無線信号をもとに、統合画像データを生成することを特徴とする。
【0014】
また、本発明にかかる内視鏡システムは、上記発明において、前記複数の画像データは、デジタル信号であることを特徴とする。
【0015】
また、本発明にかかる内視鏡は、入力される画像データに対して画像処理を施す画像処理部、および、前記画像処理部により画像処理が施された前記画像データをもとに、表示装置に表示させる表示画像を生成する表示画像生成部、を備えた処理装置に接続可能な内視鏡であって、被写体像の取得エリアが少なくとも一部で異なる複数の画像データ、または共通の被写体に対して視差を有する複数の画像データを生成する撮像部と、前記複数の画像データを統合して一つの統合画像データを生成する統合部と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【0016】
本発明によれば、右眼用画像と左眼用画像とを用いて視差画像を生成する処理装置の回路規模を小さくすることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1】図1は、本発明の実施の形態1にかかる内視鏡システムの概略構成を示す図である。
【図2】図2は、本発明の実施の形態1にかかる内視鏡システムの概略構成を示すブロック図である。
【図3】図3は、本発明の実施の形態1にかかる内視鏡システムの画像統合部が統合した統合画像の一例を説明する図である。
【図4】図4は、本発明の実施の形態1にかかる内視鏡システムの画像統合部が統合した統合画像の他の例を説明する図である。
【図5】図5は、本発明の実施の形態1の変形例1にかかる内視鏡システムの概略構成を示すブロック図である。
【図6】図6は、本発明の実施の形態1の変形例2にかかる内視鏡システムの概略構成を示すブロック図である。
【図7】図7は、本発明の実施の形態2にかかる内視鏡システムの概略構成を示すブロック図である。
【図8】図8は、本発明の実施の形態2の変形例にかかる内視鏡システムの概略構成を示すブロック図である。
【図9】図9は、本発明の実施の形態3にかかる内視鏡システムの概略構成を示すブロック図である。
【図10】図10は、本発明の実施の形態4にかかる内視鏡システムの概略構成を示す図である。
【図11】図11は、本発明の実施の形態4にかかる内視鏡システムの概略構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0018】
以下、本発明を実施するための形態(以下、「実施の形態」という)を説明する。実施の形態では、本発明にかかる内視鏡システムの一例として、患者等の被検体内の画像を撮像して表示する医療用の内視鏡システムについて説明する。また、この実施の形態により、この発明が限定されるものではない。さらに、図面の記載において、同一の部分には同一の符号を付して説明する。
【0019】
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1にかかる内視鏡システムの概略構成を示す図である。図2は、本実施の形態1にかかる内視鏡システムの概略構成を示すブロック図である。
【0020】
図1および図2に示す内視鏡システム1は、被検体内に先端部を挿入することによって被検体内の画像(以下、内視鏡画像ともいう)を撮像する内視鏡2と、内視鏡2の先端から出射する照明光を発生する光源部3aを有し、内視鏡2が撮像した画像信号に所定の信号処理を施すとともに、内視鏡システム1全体の動作を統括的に制御する処理装置3と、処理装置3の信号処理により生成された内視鏡画像を表示する表示装置4と、を備える。なお、図2では、実線の矢印が画像にかかる電気信号の伝送を示し、破線の矢印が制御にかかる電気信号の伝送を示している。
【0021】
内視鏡2は、可撓性を有する細長形状をなす挿入部21と、挿入部21の基端側に接続され、各種の操作信号の入力を受け付ける操作部22と、操作部22から挿入部21が延びる方向と異なる方向に延び、処理装置3(光源部3aを含む)に接続する各種ケーブルを内蔵するユニバーサルコード23と、を備える。
【0022】
挿入部21は、光を受光して光電変換を行うことにより信号を生成する画素が2次元状に配列された撮像部244を内蔵した先端部24と、複数の湾曲駒によって構成された湾曲自在な湾曲部25と、湾曲部25の基端側に接続され、可撓性を有する長尺状の可撓管部26と、を有する。挿入部21は、被検体の体腔内に挿入され、外光の届かない位置にある生体組織等の被写体を撮像部244によって撮像する。
【0023】
先端部24は、グラスファイバ等を用いて構成されて光源部3aが発光した光の導光路をなすライトガイド241と、ライトガイド241の先端に設けられた照明レンズ242と、集光用の左眼用光学系243aおよび右眼用光学系243bと、左眼用光学系243aおよび右眼用光学系243bが集光した光を受光して電気信号に光電変換して所定の信号処理を施す撮像部244と、左眼用光学系243aおよび右眼用光学系243bを介して撮像部244が取得した二つの画像データを統合して一枚の統合画像データを生成する画像統合部246と、を有する。
【0024】
左眼用光学系243aは、一または複数のレンズを用いて構成され、撮像部244の前段に設けられて被写体からの入射光を結像する。左眼用光学系243aは、画角を変化させる光学ズーム機能および焦点を変化させるフォーカス機能を有するものであってもよい。
【0025】
右眼用光学系243bは、一または複数のレンズを用いて構成され、撮像部244の前段に設けられて被写体からの入射光を、左眼用光学系243aとは視差を有して結像する。右眼用光学系243bは、画角を変化させる光学ズーム機能および焦点を変化させるフォーカス機能を有するものであってもよい。
【0026】
撮像部244は、左眼用撮像素子244−1aと、右眼用撮像素子244−1bと、左眼用信号処理部244−2aと、右眼用信号処理部244−2bとを備える。
【0027】
左眼用撮像素子244−1aは、処理装置3から受信した制御信号に従って、左眼用光学系243aからの光を光電変換して、一枚の画像を構成する1フレーム分の電気信号(左眼用画像信号)を生成する。具体的には、左眼用撮像素子244−1aは、光量に応じた電荷を蓄積するフォトダイオードや、フォトダイオードから転送される電荷を電圧レベルに変換するコンデンサ等をそれぞれ有する複数の画素がマトリックス状に配列され、各画素が左眼用光学系243aからの光を光電変換して電気信号を生成し、複数の画素のうち読み出し対象として任意に設定された画素が生成した電気信号を順次読み出して、画像信号として出力する。左眼用撮像素子244−1aは、処理装置3から受信した制御信号に基づいて、露光処理が制御される。左眼用撮像素子244−1aの受光面には、カラーフィルタが設けられ、各画素が、赤色(R)、緑色(G)および青色(B)の各色成分の波長帯域のうちのいずれかの波長帯域の光を受光する。
【0028】
右眼用撮像素子244−1bは、処理装置3から受信した制御信号に従って、右眼用光学系243bからの光を光電変換して、一枚の画像を構成する1フレーム分の電気信号(右眼用画像信号)を生成する。具体的には、右眼用撮像素子244−1bは、光量に応じた電荷を蓄積するフォトダイオードや、フォトダイオードから転送される電荷を電圧レベルに変換するコンデンサ等をそれぞれ有する複数の画素がマトリックス状に配列され、各画素が右眼用光学系243bからの光を光電変換して電気信号を生成し、複数の画素のうち読み出し対象として任意に設定された画素が生成した電気信号を順次読み出して、画像信号として出力する。右眼用撮像素子244−1bは、処理装置3から受信した制御信号に基づいて、露光処理が制御される。右眼用撮像素子244−1bの受光面には、カラーフィルタが設けられ、各画素が、赤色(R)、緑色(G)および青色(B)の各色成分の波長帯域のうちのいずれかの波長帯域の光を受光する。
【0029】
左眼用撮像素子244−1aおよび右眼用撮像素子244−1bは、例えばCCD(Charge Coupled Device)イメージセンサや、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)イメージセンサを用いて実現される。また、左眼用撮像素子244−1aおよび右眼用撮像素子244−1bは、各々、単板のイメージセンサを用いて構成されるものであってもよいし、例えば3板方式等の複数のイメージセンサを用いて構成されるものであってもよい。
【0030】
左眼用撮像素子244−1aにより得られる左眼用画像、および右眼用撮像素子244−1bにより得られる右眼用画像は、共通の被写体が写った画像であって、被写体像の取得エリアが少なくとも一部で異なる画像であり、かつ視差を有する画像である。被写体に対して、左眼用光学系243aおよび右眼用光学系243bの光軸の角度が異なれば、被写体像の取得エリア(画像として写る部分)も異なる。
【0031】
左眼用信号処理部244−2aは、左眼用撮像素子244−1aから出力された左眼用画像データ(アナログ)に対してノイズ除去処理やクランプ処理を行うアナログ処理や、A/D変換処理を施し、左眼用画像を含む左眼用画像データ(デジタル)を、画像統合部246に出力する。
【0032】
右眼用信号処理部244−2bは、右眼用撮像素子244−1bから出力された右眼用画像データ(アナログ)に対してノイズ除去処理やクランプ処理を行うアナログ処理や、A/D変換処理を施し、右眼用画像を含む右眼用画像データ(デジタル)を、画像統合部246に出力する。
【0033】
操作部22は、湾曲部25を上下方向および左右方向に湾曲させる湾曲ノブ221と、被検体の体腔内に生検鉗子、電気メスおよび検査プローブ等の処置具を挿入する処置具挿入部222と、処理装置3に加えて、送気手段、送水手段、画面表示制御等の周辺機器の操作指示信号を入力する操作入力部である複数のスイッチ223と、を有する。処置具挿入部222から挿入される処置具は、先端部24の処置具チャンネル(図示せず)を経由して開口部(図示せず)から表出する。
【0034】
画像統合部246は、撮像部244が生成した内視鏡画像を表す左眼用画像データおよび右眼用画像データを受信する。画像統合部246は、受信した左眼用画像データおよび右眼用画像データを統合して一枚の統合画像データを生成する。画像統合部246は、生成した統合画像データを処理装置3に出力する。画像統合部246は、例えば操作部22に設けられる。このほか、画像統合部246を、先端部24やユニバーサルコード23のコネクタ部に設けるようにしてもよい。画像統合部246は、CPU(Central Processing Unit)等の汎用プロセッサや、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、処理内容を書き換え可能なプログラマブルロジックデバイスであるFPGA(Field Programmable Gate Array)等の特定の機能を実行する各種演算回路等の専用プロセッサを用いて構成される。
【0035】
図3は、本発明の実施の形態1にかかる内視鏡システムの画像統合部が統合した統合画像の一例を説明する図である。画像統合部246は、図3に示すように左眼用画像WLと右眼用画像WRとを並べて配置することによって統合した一枚の統合画像WFを生成する。統合画像WFは、画素配列の水平ラインを揃えて左眼用画像WLと右眼用画像WRとを並べるようにしてもよいし(例えば図3を参照)、垂直ラインを揃えて左眼用画像WLと右眼用画像WRとを並べるようにしてもよい。なお、この左眼用画像WLと右眼用画像WRは、有効画素領域外のオプティカルブラック領域などの画素値を含んだ画像となっている。
【0036】
上述したように左眼用画像WLと右眼用画像WRとを並べるほか、左眼用画像WLと右眼用画像WRとをライン毎に周期的に配置するようにしてもよい。図4は、本発明の実施の形態1にかかる内視鏡システムの画像統合部が統合した統合画像の他の例を説明する図である。画像統合部246は、図4に示すように、左眼用画像WLにおける水平ラインのライン画像DLと、右眼用画像WRの水平ラインのライン画像DRとを、設定されたシフト量に応じてずらして周期的に配置することによって統合画像WF´を生成する。具体的に、画像統合部246は、左眼用画像WLが有する奇数ラインのライン画像DLと、右眼用画像WRが有する偶数ラインのライン画像DRとを、設定されたシフト量に応じてずらして交互に配置する。このような統合画像WF´は、ラインバイライン画像ともいわれる。ここでいう水平ラインとは、複数の画素がマトリックス状に配置された撮像素子において、一方の配列方向に沿って配置されている画素が形成するラインに相当する。なお、統合画像WF´は、左眼用画像WLおよび右眼用画像WRを一つのデータに統合できればよいため、シフト量をゼロとして、左眼用画像WLのライン画像DLと、右眼用画像WRのライン画像DRとを交互に配置した画像、すなわちライン画像DLおよびライン画像DRの両端が揃った画像であってもよい。また、画像統合部246は、水平ラインとは垂直なラインである垂直ラインごとに周期的に配置して、統合画像を生成するようにしてもよい。
【0037】
ユニバーサルコード23は、ライトガイド241と、一または複数の信号線をまとめた集合ケーブル245と、を少なくとも内蔵している。集合ケーブル245は、画像信号を伝送するための信号線や、撮像部244を制御するための制御信号を伝送するための信号線、内視鏡2(撮像部244)に関する固有情報等を含む情報を送受信するための信号線を含む。なお、本実施の形態では、信号線を用いて電気信号を伝送するものとして説明するが、光信号を伝送するものであってもよいし、無線通信により内視鏡2と処理装置3との間で信号を伝送するものであってもよい。
【0038】
また、内視鏡2は、当該内視鏡2の情報を記憶するメモリ(図示せず)を有している。このメモリには、内視鏡2の種別、型番、左眼用撮像素子244−1a、右眼用撮像素子244−1bの種別等を示す識別情報を記録する。なお、メモリは、ホワイトバランス(WB)調整用のパラメータ等、左眼用撮像素子244−1a及び右眼用撮像素子244−1bが撮像した画像データに対する画像処理用の各種パラメータを記録していてもよい。
【0039】
内視鏡2の処理装置3への装着時、処理装置3との通信処理によって、上述した内視鏡2の情報を処理装置3に出力する。或いは、内視鏡2の情報に対応した規則に従ってコネクタに接続ピンが設けてあり、処理装置3は、内視鏡2の装着時に処理装置3側の接続ピンと内視鏡2側の接続ピンとの接続状態をもとに内視鏡2の接続を認識する場合もある。
【0040】
次に、処理装置3の構成について説明する。処理装置3は、画像処理部301と、表示画像生成部302と、入力部303と、制御部304と、記憶部305と、を備える。
【0041】
画像処理部301は、受信した統合画像に基づいて、左眼用画像および右眼用画像のそれぞれについて各画素位置について輝度成分(例えばYCrCbのY成分)の画素値、およびRGBの各色成分の画素値を算出するとともに、左眼用画像および右眼用画像に対する画素欠陥補正、光学補正、色補正、オプティカルブラック減算、ノイズリダクション、ホワイトバランス調整、補間処理等の信号処理を施す。画素欠陥補正は、欠陥画素の周囲の画素の画素値に基づいて、欠陥画素の画素値を付与する。光学補正は、レンズの光学歪み等の補正を行う。色補正は、色温度の補正や、色偏差の補正を行う。
【0042】
また、画像処理部301は、入力部303を介して入力された設定にしたがって、上述した画像処理を施した統合画像に対してズーム処理や、エンハンス処理を施す。具体的に、画像処理部301は、例えば、入力部303を介して赤色成分を強調する旨の設定がなされている場合、R成分を強調するエンハンス処理を施す。
【0043】
表示画像生成部302は、内視鏡画像の表示領域を含む背景画像に、内視鏡画像に関する文字情報を合成した合成画像を生成する。具体的に、表示画像生成部302は、記憶部305を参照して、表示画面を構成する背景画像、例えば黒色の背景に対し、撮像した内視鏡画像に関する文字情報等を重畳して合成する。
【0044】
表示画像生成部302は、上述した合成処理が施された合成画像を生成した後、表示装置4で表示可能な態様の信号となるような信号処理を施して、表示用の画像信号を生成する。具体的に、表示画像生成部302は、まず、画像処理部301から統合画像における左眼用画像および右眼用画像を取得し、左眼用画像および右眼用画像を互いに離れた位置であって、視差を与える位置に配置していわゆるサイドバイサイド画像と呼ばれる視差画像を生成する。その後、表示画像生成部302は、生成した視差画像を、表示画面を構成する画像に重畳し、この画像を含む画像信号に対して圧縮処理等を行って、表示用の画像信号を生成する。表示画像生成部302は、生成した表示用の画像信号を表示装置4に送信する。なお、サイドバイサイド画像に限らず、例えば、左眼用画像のラインデータと右眼用画像のラインデータとを、視差を与えるシフト量分ずらして交互に配列させて統合したラインバイライン画像であってもよい。
【0045】
画像処理部301および表示画像生成部302は、CPU等の汎用プロセッサや、ASIC、FPGA等の特定の機能を実行する各種演算回路等の専用プロセッサを用いて構成される。
【0046】
入力部303は、キーボード、マウス、スイッチ、タッチパネルを用いて実現され、内視鏡システム1の動作を指示する動作指示信号等の各種信号の入力を受け付ける。なお、入力部303は、操作部22に設けられたスイッチ223や、外部のタブレット型のコンピュータ等の可搬型端末を含んでいてもよい。
【0047】
制御部304は、CPU等の汎用プロセッサやASIC等の特定の機能を実行する各種演算回路等の専用プロセッサを用いて構成され、撮像部244および光源部3aを含む各構成部の駆動制御、および各構成部に対する情報の入出力制御等を行う。制御部304は、記憶部305に記憶されている撮像制御のための制御情報データ(例えば、読み出しタイミング等)を、集合ケーブル245に含まれる所定の信号線を介して制御信号として撮像部244へ送信する。また、制御部304は、表示画像生成部302が生成した表示用の画像信号に応じた画像を表示装置4に表示させる制御を行う。制御部304は、CPU等の汎用プロセッサやASIC等の特定の機能を実行する各種演算回路等の専用プロセッサを用いて構成される。
【0048】
記憶部305は、内視鏡システム1を動作させるための各種プログラム、および内視鏡システム1の動作に必要な各種パラメータ等を含むデータや、所定の画像処理が施された画像情報と該画像情報に関する文字情報とを重畳した合成画像を生成する合成処理、いわゆるオンスクリーンディスプレイ(OSD)処理に関する情報等を記憶する。文字情報は、患者情報、機器情報及び検査情報等を示す情報である。また、記憶部305は、処理装置3の識別情報を記憶する。ここで、識別情報には、処理装置3の固有情報(ID)、年式およびスペック情報等が含まれる。
【0049】
また、記憶部305は、処理装置3の画像取得処理方法を実行するための画像取得処理プログラムを含む各種プログラムを記憶する。各種プログラムは、ハードディスク、フラッシュメモリ、CD−ROM、DVD−ROM、フレキシブルディスク等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して広く流通させることも可能である。なお、上述した各種プログラムは、通信ネットワークを介してダウンロードすることによって取得することも可能である。ここでいう通信ネットワークは、例えば既存の公衆回線網、LAN(Local Area Network)、WAN(Wide Area Network)等によって実現されるものであり、有線、無線を問わない。
【0050】
また、記憶部305は、表示画像を構成する背景画像や、この背景画像に内視鏡画像等の情報に関する文字情報を重畳した合成画像を生成する合成処理、いわゆるオンスクリーンディスプレイ(OSD)処理に関する情報を記憶する。文字情報は、患者情報、機器情報及び検査情報等を示す情報である。
【0051】
以上の構成を有する記憶部305は、各種プログラム等が予めインストールされたROM(Read Only Memory)、および各処理の演算パラメータやデータ等を記憶するRAM(Random Access Memory)やハードディスク等を用いて実現される。
【0052】
続いて、光源部3aの構成について説明する。光源部3aは、照明部321と、照明制御部322と、を備える。照明部321は、照明制御部322の制御のもと、照明光を出射する。照明部321は、光源321aと、光源ドライバ321bと、を有する。
【0053】
光源321aは、白色光を出射するLED光源や、一または複数のレンズ等を用いて構成され、LED光源の駆動により光(照明光)を出射する。光源321aが発生した照明光は、ライトガイド241を経由して先端部24の先端から被写体に向けて出射される。また、光源321aは、LED光源や、レーザー光源、キセノンランプ、ハロゲンランプ等のいずれかを用いて実現される。
【0054】
光源ドライバ321bは、照明制御部322の制御のもと、光源321aに対して電流を供給することにより、光源321aに照明光を出射させる。
【0055】
照明制御部322は、制御部304からの制御信号(調光信号)に基づいて、光源321aに供給する電力量を制御するとともに、光源321aの駆動タイミングを制御する。照明制御部322は、CPU等の汎用プロセッサやASIC等の特定の機能を実行する各種演算回路等の専用プロセッサを用いて構成される。
【0056】
表示装置4は、映像ケーブルを介して処理装置3(表示画像生成部302)から受信した画像信号に対応する表示画像を表示する。表示装置4は、液晶または有機EL(Electro Luminescence)等のモニタを用いて構成される。
【0057】
ユーザは、表示装置4に表示された視差画像を、偏光特性を有する眼鏡を介して観察する。これにより、ユーザは、左眼により左眼用画像を観察し、右眼により右眼用画像を観察することによって、立体画像を観察することができる。
【0058】
以上説明した本発明の実施の形態1によれば、内視鏡2に設けた画像統合部246によって、撮像部244が生成した内視鏡画像を表す左眼用画像データおよび右眼用画像データを統合して一枚の統合画像データを生成して、処理装置3に出力するようにした。これにより、処理装置3では、統合された一つの統合画像データに対して画像処理を施すことにより表示用の視差画像を生成すればよく、この結果、右眼用画像と左眼用画像とを用いて視差画像を生成する処理装置の回路規模を小さくすることが可能となる。
【0059】
(実施の形態1の変形例1)
本変形例1では、画像統合部246が生成した統合画像データを、光信号に変換して処理装置3Aに送信する。図5は、本発明の実施の形態1の変形例1にかかる内視鏡システムの概略構成を示すブロック図である。
【0060】
図5に示す内視鏡システム1Aは、被検体内に先端部を挿入することによって被検体内の画像を撮像する内視鏡2Aと、内視鏡2Aの先端から出射する照明光を発生する光源部3aを有し、内視鏡2Aが撮像した画像信号に所定の信号処理を施すとともに、内視鏡システム1A全体の動作を統括的に制御する処理装置3Aと、処理装置3Aの信号処理により生成された内視鏡画像を表示する表示装置4と、を備える。以下、上述した実施の形態1とは異なる構成について説明する。
【0061】
内視鏡2Aは、上述した内視鏡2の構成において、先端部24に代えて先端部24Aを備える。先端部24Aは、上述したライトガイド241、照明レンズ242と、左眼用光学系243aおよび右眼用光学系243b、撮像部244、ならびに画像統合部246に加え、E/O変換部247を備える。
【0062】
E/O変換部247は、画像統合部246が生成したデジタル信号である統合画像データを光信号に変換して処理装置3Aに出力する。E/O変換部247は、例えば、レーザダイオード(LD)を用いて構成される。レーザダイオードは、制御部304の制御のもと、統合画像データを画素情報として含むレーザ光(光信号)を処理装置3Aに出力する。
【0063】
処理装置3Aは、上述した画像処理部301、表示画像生成部302、入力部303、制御部304および記憶部305に加え、O/E変換部306を備える。
【0064】
O/E変換部306は、E/O変換部247から出力された画素情報を含む光信号を受信して電気信号に変換する。O/E変換部306は、E/O変換部247から出力された光(光信号)を受光(受信)するフォトダイオード(PD)を用いて構成される。なお、E/O変換部247とO/E変換部306とは、光ファイバにより接続されている。その後の表示画像の生成および表示処理は、上述した実施の形態1と同様である。制御信号は、信号線により送受信するようにしてもよいし、光信号に変換して送受信するようにしてもよい。
【0065】
本変形例1のように、光通信によって、統合画像データを処理装置3Aに送信した場合であっても、上述した実施の形態1と同様の効果を得ることができる。
【0066】
なお、上述した本変形例1では、処理装置3AがO/E変換部306を有するものとして説明したが、例えば、内視鏡2Aの処理装置3Aに接続するコネクタにO/E変換部を設けるようにしてもよい。
【0067】
(実施の形態1の変形例2)
本変形例2では、画像統合部246が生成した統合画像データを無線通信により処理装置3Bに送信する。図6は、本発明の実施の形態1の変形例2にかかる内視鏡システムの概略構成を示すブロック図である。
【0068】
図6に示す内視鏡システム1Bは、被検体内に先端部を挿入することによって被検体内の画像を撮像する内視鏡2Bと、内視鏡2Bの先端から出射する照明光を発生する光源部3aを有し、内視鏡2Bが撮像した画像信号に所定の信号処理を施すとともに、内視鏡システム1B全体の動作を統括的に制御する処理装置3Bと、処理装置3Bの信号処理により生成された内視鏡画像を表示する表示装置4と、を備える。以下、上述した実施の形態1とは異なる構成について説明する。
【0069】
内視鏡2Bは、上述した内視鏡2の構成において、先端部24に代えて先端部24Bを備える。先端部24Bは、上述したライトガイド241、照明レンズ242と、左眼用光学系243aおよび右眼用光学系243b、撮像部244、ならびに画像統合部246に加え、第1無線通信部248を備える。
【0070】
第1無線通信部248は、画像統合部246が生成したデジタル信号である統合画像データを無線信号に重畳して外部に送信する。第1無線通信部248は、無線信号を外部に送信可能なアンテナを用いて構成されている。なお、第1無線通信部248は、デジタル方式の電波を用いてもよいし、アナログ方式の電波を用いてもよい。また、第1無線通信部248は、処理装置3Bから取得した制御信号を撮像部244に出力する。
【0071】
処理装置3Bは、上述した画像処理部301、表示画像生成部302、入力部303、制御部304および記憶部305に加え、第2無線通信部307を備える。
【0072】
第2無線通信部307は、第1無線通信部248が送信した無線信号を受信する。無線通信部307は、無線信号を受信可能なアンテナを用いて構成されている。
【0073】
本変形例2のように、無線通信によって、統合画像データを処理装置3Bに送信した場合であっても、上述した実施の形態1と同様の効果を得ることができる。
【0074】
なお、上述した本変形例2において、内視鏡2Bと光源部3aとは、ライトガイド241を挿通するケーブルによって接続されている。制御信号は、信号線により送受信するようにしてもよいし、無線通信により送受信するようにしてもよいし、光信号に変換して送受信するようにしてもよい。
【0075】
(実施の形態2)
続いて、本発明の実施の形態2について、図7を参照して説明する。本実施の形態2では、右眼用画像および左眼用画像を統合する画像統合部を、内視鏡2Cおよび処理装置3を電気的に接続する筐体27に設ける。図7は、本発明の実施の形態2にかかる内視鏡システムの概略構成を示すブロック図である。
【0076】
図7に示す内視鏡システム1Cは、被検体内に先端部を挿入することによって被検体内の画像を撮像する内視鏡2Cと、内視鏡2Cの先端から出射する照明光を発生する光源部3aを有し、内視鏡2Cが撮像した画像信号に所定の信号処理を施すとともに、内視鏡システム1C全体の動作を統括的に制御する処理装置3と、処理装置3の信号処理により生成された内視鏡画像を表示する表示装置4と、を備える。以下、上述した実施の形態1とは異なる構成について説明する。
【0077】
内視鏡2Cは、上述した内視鏡2の構成において、先端部24に代えて先端部24Cを備える。先端部24Cは、上述したライトガイド241、照明レンズ242と、左眼用光学系243aおよび右眼用光学系243b、ならびに撮像部244を備える。
【0078】
内視鏡2Cと処理装置3との間における情報の送受信は、筐体27を介して行われる。筐体27は、一方で内視鏡2Cと電気的に接続するとともに、他方で処理装置3と電気的に接続している。筐体27は、集合ケーブル245により内視鏡2Cと接続し、集合ケーブル272により処理装置3と接続している。筐体27は、画像統合部271を備えている。
【0079】
画像統合部271は、画像統合部246と同様に、撮像部244が生成した内視鏡画像を表す左眼用画像データおよび右眼用画像データを内視鏡2Cから受信する。画像統合部271は、受信した左眼用画像データおよび右眼用画像データを統合して一枚の統合画像データを生成する。画像統合部271は、生成した統合画像データを処理装置3に出力する。処理装置3は、上述した実施の形態1と同様にして、受信した統合画像データをもとに、表示装置4に表示するための視差画像を生成する。画像統合部271は、CPU等の汎用プロセッサやASIC等の特定の機能を実行する各種演算回路等の専用プロセッサを用いて構成される。
【0080】
本実施の形態2のように、筐体27を介して内視鏡2Cと処理装置3との間を電気的に接続し、筐体27に設けられた画像統合部271によって統合画像データを作成し、この作成された統合画像データを処理装置3に送信した場合であっても、上述した実施の形態1と同様の効果を得ることができる。
【0081】
(実施の形態2の変形例)
本変形例では、撮像部244が生成した左眼用画像データおよび右眼用画像データを無線通信により筐体に送信する。図8は、本発明の実施の形態2の変形例にかかる内視鏡システムの概略構成を示すブロック図である。
【0082】
図8に示す内視鏡システム1Dは、被検体内に先端部を挿入することによって被検体内の画像を撮像する内視鏡2Dと、内視鏡2Dの先端から出射する照明光を発生する光源部3aを有し、内視鏡2Dが撮像した画像信号に所定の信号処理を施すとともに、内視鏡システム1D全体の動作を統括的に制御する処理装置3と、処理装置3の信号処理により生成された内視鏡画像を表示する表示装置4と、を備える。また、内視鏡2Dと処理装置3との間における情報の送受信は、筐体27Aを介して行われる。以下、上述した実施の形態2とは異なる構成について説明する。
【0083】
内視鏡2Dは、上述した内視鏡2Cの構成において、無線通信部244−3a、244−3bをさらに備える。なお、先端部24Dは、上述した先端部24Cと同様の構成であり、生成した画像データを無線通信部244−3a、244−3bに出力するものとして説明する。無線通信部244−3a、244−3bは第1無線通信部を構成している。
【0084】
筐体27Aは、上述した画像統合部271と、無線通信部273a、273bとを備えている。筐体27Aは、一方は内視鏡2Dと無線通信可能であるとともに、他方は集合ケーブル272により処理装置3と接続している。無線通信部273a、273bは第2無線通信部を構成している。
【0085】
本変形例では、撮像部244が生成した内視鏡画像を表す左眼用画像データおよび右眼用画像データを、無線通信部244−3a、244−3bが無線信号にそれぞれ重畳して外部に送信する。無線通信部273a、273bは、この無線信号をそれぞれ受信して、画像統合部271に出力する。
【0086】
画像統合部271は、画像統合部246と同様に、無線通信部273a、273bが受信した左眼用画像データおよび右眼用画像データを取得する。画像統合部271は、取得した左眼用画像データおよび右眼用画像データを統合して一枚の統合画像データを生成する。画像統合部271は、生成した統合画像データを処理装置3に出力する。
【0087】
本変形例のように、内視鏡2Dと筐体27Aとの間の画像データの送受信を無線通信によって行う場合であっても、上述した実施の形態2と同様の効果を得ることができる。
【0088】
(実施の形態3)
続いて、本発明の実施の形態3について、図9を参照して説明する。本実施の形態3では、右眼用画像信号および左眼用画像信号を、一枚の撮像素子を用いて生成する。図9は、本発明の実施の形態3にかかる内視鏡システムの概略構成を示すブロック図である。
【0089】
図9に示す内視鏡システム1Eは、被検体内に先端部を挿入することによって被検体内の画像を撮像する内視鏡2Eと、内視鏡2Eの先端から出射する照明光を発生する光源部3aを有し、内視鏡2Eが撮像した画像信号に所定の信号処理を施すとともに、内視鏡システム1E全体の動作を統括的に制御する処理装置3と、処理装置3の信号処理により生成された内視鏡画像を表示する表示装置4と、を備える。以下、上述した実施の形態1とは異なる構成について説明する。
【0090】
内視鏡2Eは、上述した内視鏡2の構成において、先端部24に代えて先端部24Eを備える。先端部24Eは、上述したライトガイド241、照明レンズ242と、左眼用光学系243aおよび右眼用光学系243b、撮像部244A、ならびに画像統合部246を備える。
【0091】
撮像部244Aは、撮像素子244−4と、左眼用信号処理部244−2aと、右眼用信号処理部244−2bとを備える。
【0092】
撮像素子244−4は、処理装置3から受信した制御信号に従って、左眼用光学系243aおよび右眼用光学系243bからの光をそれぞれ光電変換して、左眼用画像および右眼用画像を構成する1フレーム分の電気信号(画像信号)をそれぞれ生成する。具体的には、撮像素子244−4は、複数の画素がマトリックス状に配列され、左眼用光学系243aからの光を受光する左眼用画像生成領域と、右眼用画像生成領域とを有する。左眼用画像生成領域および右眼用画像生成領域では、受光面において各光学系の光による像が結像される。撮像素子244−4は、各領域において画素が生成した電気信号を順次読み出す。
【0093】
撮像素子244−4は、例えばCCDイメージセンサや、CMOSイメージセンサを用いて実現される。また、撮像素子244−4は、単板のイメージセンサを用いて構成されるものであってもよいし、例えば3板方式等の複数のイメージセンサを用いて構成されるものであってもよい。
【0094】
左眼用信号処理部244−2aは、撮像素子244−4から出力された左眼用画像データ(アナログ)に対してノイズ除去処理やクランプ処理を行うアナログ処理や、A/D変換処理を施し、左眼用画像を含む左眼用画像データ(デジタル)を、画像統合部246に出力する。
【0095】
右眼用信号処理部244−2bは、撮像素子244−4から出力された右眼用画像データ(アナログ)に対してノイズ除去処理やクランプ処理を行うアナログ処理や、A/D変換処理を施し、右眼用画像を含む右眼用画像データ(デジタル)を、画像統合部246に出力する。
【0096】
画像統合部246は、上述した実施の形態1と同様に、左眼用画像データおよび右眼用画像データを統合して一枚の統合画像データを生成する。画像統合部246は、生成した統合画像データを処理装置3に出力する。処理装置3においても、上述した実施の形態1と同様にして、表示装置4に表示するための視差画像を生成する。
【0097】
本実施の形態3のように、一枚の撮像素子244−4が生成した画像信号に基づいて左眼用画像データおよび右眼用画像データを生成して、画像統合部246によって統合画像データを作成し、この作成された統合画像データを処理装置3に送信した場合であっても、上述した実施の形態1と同様の効果を得ることができる。
【0098】
(実施の形態4)
続いて、本発明の実施の形態4について、図10、図11を参照して説明する。図10は、本発明の実施の形態4にかかる内視鏡システムの概略構成を示す図である。図11は、本実施の形態4にかかる内視鏡システムの概略構成を示すブロック図である。
【0099】
同図に示す内視鏡システム10は、挿入部11と、光源装置12と、カメラヘッド部13と、制御装置14と、表示装置15と、ライトガイド16と、集合ケーブル17と、コネクタ18とを備える。内視鏡システム10は、被検体の腹腔に挿入されて腹腔鏡科外科手術(鏡視下手術)等で使用される硬性鏡である。
【0100】
挿入部11は、硬質で細長形状をなし、体腔内や管路内等に挿入され、被写体像を集光する光学系を内部に有する。具体的に、挿入部11は、集光用の左眼用光学系111aおよび右眼用光学系111bと、ライトガイド16の先端に設けられた照明レンズ112と、を有する。
【0101】
左眼用光学系111aは、一または複数のレンズを用いて構成され、被写体からの入射光を結像する。左眼用光学系111aは、画角を変化させる光学ズーム機能および焦点を変化させるフォーカス機能を有するものであってもよい。
【0102】
右眼用光学系111bは、一または複数のレンズを用いて構成され、被写体からの入射光を、左眼用光学系111aとは視差を有して結像する。右眼用光学系111bは、画角を変化させる光学ズーム機能および焦点を変化させるフォーカス機能を有するものであってもよい。
【0103】
光源装置12は、ライトガイド16を介して挿入部11へ照射光を供給する。光源装置12は、照明部121と、照明制御部122と、を備える。照明部121は、照明制御部122の制御のもと、照明光を出射する。照明部121は、光源121aと、光源ドライバ121bと、を有する。
【0104】
光源121aは、上述した光源321aと同様に、白色光を出射するLED光源や、一または複数のレンズ等を用いて構成され、LED光源の駆動により光(照明光)を出射する。光源121aは、LED光源や、レーザー光源、キセノンランプ、ハロゲンランプ等のいずれかを用いて実現される。光源ドライバ121bは、照明制御部122の制御のもと、光源121aに対して電流を供給することにより、光源121aに照明光を出射させる。
【0105】
照明制御部122は、制御装置14からの制御信号(調光信号)に基づいて、光源121aに供給する電力量を制御するとともに、光源121aの駆動タイミングを制御する。
【0106】
カメラヘッド部13は、挿入部11の基端に設けられる接眼部19に着脱自在に取り付けられる。カメラヘッド部13は、挿入部11(左眼用光学系111aおよび右眼用光学系111b)が集光した光を受光して電気信号に光電変換して所定の信号処理を施す撮像部131と、撮像部131が取得した複数の画像データを統合して一枚の統合画像データを生成する画像統合部132と、を有する。
【0107】
撮像部131は、左眼用撮像素子131−1aと、右眼用撮像素子131−1bと、左眼用信号処理部131−2aと、右眼用信号処理部131−2bとを備える。
【0108】
左眼用撮像素子131−1aは、制御装置14から受信した制御信号に従って、左眼用光学系111aからの光を光電変換して、一枚の画像を構成する1フレーム分の電気信号(左眼用画像信号)を生成する。左眼用撮像素子131−1aは、例えば、上述した左眼用撮像素子244−1aと同様の構成をなしている。
【0109】
右眼用撮像素子131−1bは、制御装置14から受信した制御信号に従って、右眼用光学系111bからの光を光電変換して、一枚の画像を構成する1フレーム分の電気信号(右眼用画像信号)を生成する。右眼用撮像素子131−1bは、例えば、上述した右眼用撮像素子244−1bと同様の構成をなしている。
【0110】
左眼用撮像素子131−1aにより得られる左眼用画像、および右眼用撮像素子131−1bにより得られる右眼用画像は、共通の被写体が写った異なる視野の画像であって、かつ視差を有する画像である。
【0111】
左眼用信号処理部131−2aは、左眼用撮像素子131−1aから出力された左眼用画像データ(アナログ)に対してノイズ除去処理やクランプ処理を行うアナログ処理や、A/D変換処理を施し、左眼用画像を含む左眼用画像データ(デジタル)を、画像統合部132に出力する。
【0112】
右眼用信号処理部131−2bは、右眼用撮像素子131−1bから出力された右眼用画像データ(アナログ)に対してノイズ除去処理やクランプ処理を行うアナログ処理や、A/D変換処理を施し、右眼用画像を含む右眼用画像データ(デジタル)を、画像統合部132に出力する。
【0113】
画像統合部132は、撮像部131が生成した内視鏡画像を表す左眼用画像データおよび右眼用画像データを受信する。画像統合部132は、受信した左眼用画像データおよび右眼用画像データを統合して一枚の統合画像データを生成する。画像統合部132は、生成した統合画像データを制御装置14に出力する。
【0114】
左眼用信号処理部131−2a、右眼用信号処理部131−2bおよび画像統合部132は、CPU等の汎用プロセッサや、ASIC、FPGA等の特定の機能を実行する各種演算回路等の専用プロセッサを用いて構成される。
【0115】
制御装置14は、カメラヘッド部13が取得した画像に対して画像処理を施す機能を有するとともに内視鏡システム10全体の動作を統括的に制御する機能を有する。制御装置14は、画像処理部141と、表示画像生成部142と、入力部143と、制御部144と、記憶部145と、を備える。
【0116】
画像処理部141は、入力された統合画像に基づいて、各画素位置について輝度成分(例えばYCrCbのY成分)の画素値、およびRGBの各色成分の画素値を算出するとともに、左眼用画像および右眼用画像に対する画素欠陥補正、光学補正、色補正、オプティカルブラック減算、ノイズリダクション、ホワイトバランス調整、補間処理等の信号処理を施す。画素欠陥補正は、欠陥画素の周囲の画素の画素値に基づいて、欠陥画素の画素値を付与する。光学補正は、レンズの光学歪み等の補正を行う。色補正は、色温度の補正や、色偏差の補正を行う。
【0117】
また、画像処理部141は、入力部143を介して入力された設定にしたがって、上述した画像処理を施した統合画像に対してズーム処理や、エンハンス処理を施す。具体的に、画像処理部141は、例えば、入力部143を介して赤色成分を強調する旨の設定がなされている場合、R成分を強調するエンハンス処理を施す。
【0118】
表示画像生成部142は、内視鏡画像の表示領域を含む背景画像に、内視鏡画像に関する文字情報を合成した合成画像を生成する。具体的に、表示画像生成部142は、記憶部145を参照して、表示画面を構成する背景画像、例えば黒色の背景に対し、撮像した内視鏡画像に関する文字情報等を重畳して合成する。
【0119】
表示画像生成部142は、上述した合成処理が施された合成画像を生成した後、表示装置15で表示可能な態様の信号となるような信号処理を施して、表示用の画像信号を生成する。具体的に、表示画像生成部142は、まず、画像信号から統合画像における左眼用画像および右眼用画像を抽出し、左眼用画像および右眼用画像を互いに離れた位置であって、視差を与える位置に配置していわゆるサイドバイサイド画像と呼ばれる視差画像を生成する。その後、表示画像生成部142は、生成した視差画像を、表示画面を構成する画像に重畳し、この画像を含む画像信号に対して圧縮処理等を行って、表示用の画像信号を生成する。表示画像生成部142は、生成した表示用の画像信号を表示装置15に送信する。なお、サイドバイサイド画像に限らず、例えば、左眼用画像のラインデータと右眼用画像のラインデータとを、視差を与えるシフト量分ずらして交互に配列させて統合したラインバイライン画像であってもよい。
【0120】
画像処理部141および表示画像生成部142は、CPU等の汎用プロセッサや、ASIC、FPGA等の特定の機能を実行する各種演算回路等の専用プロセッサを用いて構成される。
【0121】
入力部143は、キーボード、マウス、スイッチ、タッチパネルを用いて実現され、内視鏡システム10の動作を指示する動作指示信号等の各種信号の入力を受け付ける。なお、入力部143は、スイッチや、外部のタブレット型のコンピュータ等の可搬型端末を含んでいてもよい。
【0122】
制御部144は、CPU等の汎用プロセッサやASIC等の特定の機能を実行する各種演算回路等の専用プロセッサを用いて構成され、撮像部131および光源装置12を含む各構成部の駆動制御、および各構成部に対する情報の入出力制御等を行う。制御部144は、記憶部145に記憶されている撮像制御のための制御情報データ(例えば、読み出しタイミング等)を、集合ケーブル17に含まれる所定の信号線を介して駆動信号として撮像部131へ送信する。また、制御部144は、表示画像生成部142が生成した表示用の画像信号に応じた画像を表示装置15に表示させる制御を行う。
【0123】
記憶部145は、内視鏡システム10を動作させるための各種プログラム、および内視鏡システム10の動作に必要な各種パラメータ等を含むデータや、所定の画像処理が施された画像情報と該画像情報に関する文字情報とを重畳した合成画像を生成する合成処理、いわゆるオンスクリーンディスプレイ(OSD)処理に関する情報等を記憶する。文字情報は、患者情報、機器情報及び検査情報等を示す情報である。
【0124】
また、記憶部145は、制御装置14の画像取得処理方法を実行するための画像取得処理プログラムを含む各種プログラムを記憶する。各種プログラムは、ハードディスク、フラッシュメモリ、CD−ROM、DVD−ROM、フレキシブルディスク等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して広く流通させることも可能である。なお、上述した各種プログラムは、通信ネットワークを介してダウンロードすることによって取得することも可能である。ここでいう通信ネットワークは、例えば既存の公衆回線網、LAN(Local Area Network)、WAN(Wide Area Network)等によって実現されるものであり、有線、無線を問わない。
【0125】
また、記憶部145は、表示画像を構成する背景画像や、この背景画像に内視鏡画像等の情報に関する文字情報を重畳した合成画像を生成する合成処理、いわゆるオンスクリーンディスプレイ(OSD)処理に関する情報を記憶する。文字情報は、患者情報、機器情報及び検査情報等を示す情報である。
【0126】
以上の構成を有する記憶部145は、各種プログラム等が予めインストールされたROM(Read Only Memory)、および各処理の演算パラメータやデータ等を記憶するRAM(Random Access Memory)やハードディスク等を用いて実現される。
【0127】
表示装置15は、制御装置14が画像処理を施した画像を表示する。表示装置15は、映像ケーブルを介して制御装置14(表示画像生成部142)から受信した画像信号に対応する表示画像を表示する。表示装置15は、液晶または有機EL(Electro Luminescence)等のモニタを用いて構成される。
【0128】
ライトガイド16は、グラスファイバ等を用いて構成されて光源装置12が発光した光の導光路をなす。
【0129】
集合ケーブル17は、複数の信号線を束ねてなり、一端がカメラヘッド部13に接続され、他端にはコネクタ18が設けられる。集合ケーブル17が有する複数の信号線には、撮像部131が出力した画像信号を制御装置14へ伝送する信号線や、制御装置14が出力する制御信号を撮像部131へ伝送する信号線などが含まれる。コネクタ18は、制御装置14に着脱自在に接続される。なお、本実施の形態では、信号線を用いて電気信号を伝送するものとして説明するが、光信号を伝送するものであってもよい。
【0130】
以上説明した本発明の実施の形態4によれば、カメラヘッド部13に設けた画像統合部132によって、撮像部131が生成した内視鏡画像を表す左眼用画像データおよび右眼用画像データを統合して一枚の統合画像データを生成して、制御装置14に出力するようにした。これにより、制御装置14では、統合された一つの統合画像データに対して画像処理を施すことにより表示用の視差画像を生成すればよく、この結果、右眼用画像と左眼用画像とを用いて視差画像を生成する処理装置の回路規模を小さくすることが可能となる。
【0131】
上述した実施の形態1〜4では、左眼用撮像素子により得られる左眼用画像、および右眼用撮像素子により得られる右眼用画像が、共通の被写体が写った画像であって、被写体像の取得エリアが一部で異なる画像であり、かつ視差を有する画像であるものとして説明したが、例えば、共通の被写体に対して視差を有する画像や、同一の視野を有する画像であって、照明光の波長帯域が異なる画像、異なる特性を有するフィルタを通過した光に基づく画像であってもよい。このように、本実施の形態にかかる内視鏡システム1、1A〜1E、10は、被写体像の特性が少なくとも一部で異なる複数の画像を処理する構成において、処理装置の回路規模を小さくすることが可能である。また、例えば、双眼型のカプセル型内視鏡が撮像した、異なる被写体が写った異なる視野の画像、すなわち被写体像の取得エリアが全部異なる場合を含む画像の信号処理を行う場合でも、カプセル型内視鏡から受信した画像信号の処理を行う処理装置の回路規模を小さくすることが可能である。
【0132】
また、上述した実施の形態1〜4では、光源部3aまたは光源装置12からRGBの各色成分を含む白色の照明光が出射され、受光部が照明光による反射光を受光する同時式の照明/撮像方式であるものとして説明したが、例えば、光源部3aが、各色成分の光を個別に順次出射して、受光部が、各色成分の光をそれぞれ受光する面順次式の照明/撮像方式であってもよい。
【0133】
また、上述した実施の形態1では、光源部3aが内視鏡2とは別体で構成されているものとして説明したが、例えば、内視鏡2の先端に半導体光源を設ける等、光源装置を内視鏡2に設けた構成であってもよい。さらに、内視鏡2に処理装置3の機能を付与してもよい。
【0134】
また、上述した実施の形態1では、光源部3aが、処理装置3と一体であるものとして説明したが、光源部3aおよび処理装置3が別体であって、例えば処理装置3の外部に照明部321および照明制御部322が設けられているものであってもよい。また、光源321aが先端部24の先端に設けられているものであってもよい。
【0135】
また、上述した実施の形態では、観察対象が被検体内の生体組織等である軟性の内視鏡2、2A〜2Eを用いた内視鏡システム1、1A〜1E、または硬性の挿入部11を備えた内視鏡システム10であるものとして説明したが、材料の特性を観測する工業用の内視鏡、カプセル型の内視鏡、ファイバースコープ、光学視管等の光学内視鏡の接眼部にカメラヘッドを接続したものを用いた内視鏡システムであっても適用できる。
【産業上の利用可能性】
【0136】
以上のように、本発明にかかる内視鏡システムおよび内視鏡は、右眼用画像と左眼用画像とを用いて視差画像を生成する処理装置の回路規模を小さくするのに有用である。
【符号の説明】
【0137】
1、1A、1B、1C、1D、1E、10 内視鏡システム
2、2A、2B、2C、2D、2E 内視鏡
3、3A、3B 処理装置
3a 光源部
4、15 表示装置
12 光源装置
13 カメラヘッド部
14 制御装置
11、21 挿入部
22 操作部
23 ユニバーサルコード
24 先端部
25 湾曲部
26 可撓管部
27 筐体
111a、243a 左眼用光学系
111b、243b 右眼用光学系
121、321 照明部
122、322 照明制御部
131、244 撮像部
131−1a、244−1a 左眼用撮像素子
131−1b、244−1b 右眼用撮像素子
131−2a、244−2a 左眼用信号処理部
131−2b、244−2b 右眼用信号処理部
132、246、271 画像統合部
141、301 画像処理部
142、302 表示画像生成部
143、303 入力部
144、304 制御部
145、305 記憶部
244−3a、244−3b、273a、273b 無線通信部
244−4 撮像素子
247 E/O変換部
248 第1無線通信部
306 O/E変換部
307 第2無線通信部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】

【手続補正書】
【提出日】20180227
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
被写体像の取得エリアが少なくとも一部で異なる複数の画像データ、または共通の被写体に対して視差を有する複数の画像データを生成する撮像部と、
前記複数の画像データを統合して一つの統合画像データを生成する統合部と、
前記統合画像データに対して画像処理を施す画像処理部と、
前記画像処理部により画像処理が施された前記統合画像データをもとに、表示装置に表示させる表示画像データを生成する表示画像生成部と、
を備え、
記画像処理部および前記表示画像生成部は、所定の筐体内に設けられ、
前記統合部は、前記所定の筐体外に設けられ、
前記統合部によって生成された前記統合画像データは、前記所定の筐体に送信される
ことを特徴とする内視鏡システム。
【請求項2】
前記撮像部は、複数の画素をマトリックス状に配列してなる一つまたは複数の撮像素子を有し、
前記統合部は、前記複数の画像データを、前記複数の画素の配列方向のうち一つの方向に沿って並べることによって前記統合画像データを生成する
ことを特徴とする請求項1に記載の内視鏡システム。
【請求項3】
前記撮像部は、複数の画素をマトリックス状に配列してなる一つまたは複数の撮像素子を有し、
前記統合部は、前記複数の画像データを、前記複数の画素がなす水平ラインごと、または垂直ラインごとに周期的に並べることによって前記統合画像データを生成する
ことを特徴とする請求項1に記載の内視鏡システム。
【請求項4】
前記撮像部および前記統合部は、前記画像処理部および前記表示画像生成部が設けられている筐体と接続するカメラヘッドに設けられている
ことを特徴とする請求項1に記載の内視鏡システム。
【請求項5】
前記撮像部は、前記所定の筐体と接続する内視鏡の挿入部に設けられ、
前記統合部は、前記内視鏡の操作部に設けられている
ことを特徴とする請求項1に記載の内視鏡システム。
【請求項6】
前記統合部が生成する前記統合画像データは、電気信号であり、
前記統合部が統合した前記統合画像データを光信号に変換する電光変換部と、
前記光信号を受信して、電気信号に変換し、該変換後の電気信号を前記画像処理部に出力する光電変換部と、
をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の内視鏡システム。
【請求項7】
前記統合部が生成した前記統合画像データを無線信号に重畳してそれぞれ送信する第1無線通信部と、
前記第1無線通信部が送信した無線信号を受信する第2無線通信部と、
をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の内視鏡システム。
【請求項8】
前記撮像部が生成した前記複数の画像データを無線信号に重畳して送信する第1無線通信部と、
前記所定の筐体とは異なる筐体に設けられ、前記無線信号を受信する第2無線通信部と、
をさらに備え、
前記統合部は、前記第2無線通信部が受信した無線信号をもとに、統合画像データを生成する
ことを特徴とする請求項1に記載の内視鏡システム。
【請求項9】
前記複数の画像データは、デジタル信号である
ことを特徴とする請求項1に記載の内視鏡システム。
【請求項10】
入力される画像データに対して画像処理を施す画像処理部、および、前記画像処理部により画像処理が施された前記画像データをもとに、表示装置に表示させる表示画像を生成する表示画像生成部、を備えた処理装置に接続可能な内視鏡であって、
被写体像の取得エリアが少なくとも一部で異なる複数の画像データ、または共通の被写体に対して視差を有する複数の画像データを生成する撮像部と、
前記複数の画像データを統合して一つの統合画像データを生成する統合部と、
を備えることを特徴とする内視鏡。
【国際調査報告】