特許 5985117 撮像装置、画像処理装置、撮像装置の作動方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】5985117

(24)【登録日】2016年8月12日

(45)【発行日】2016年9月6日

(54)【発明の名称】撮像装置、画像処理装置、撮像装置の作動方法

(51)【国際特許分類】

   A61B 1/04 20060101AFI20160823BHJP

【ＦＩ】

   A61B1/04 370

【請求項の数】9

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2016-520096(P2016-520096)

(86)(22)【出願日】2015年11月16日

(86)【国際出願番号】JP2015082132

【審査請求日】2016年4月4日

(31)【優先権主張番号】特願2014-236899(P2014-236899)

(32)【優先日】2014年11月21日

(33)【優先権主張国】JP

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000000376

【氏名又は名称】オリンパス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100076233

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 進

(74)【代理人】

【識別番号】100101661

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 靖

(74)【代理人】

【識別番号】100135932

【弁理士】

【氏名又は名称】篠浦 治

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 達彦

(72)【発明者】

【氏名】岩崎 智樹

(72)【発明者】

【氏名】橋本 進

(72)【発明者】

【氏名】濱田 敏裕

(72)【発明者】

【氏名】久津間 祐二

【審査官】 冨永 昌彦

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１４／０８８０７６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１１／０５５６１４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１５−２０５１２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−２０５１２７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ６１Ｂ １／００ − １／３２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

被写体の光学像を結像する対物光学系により結像された前記被写体の光学像を撮像して撮像信号を生成する撮像部と、
ズーム倍率を設定するズーム倍率設定部と、
前記撮像信号があらわす画像の一部である切出領域の位置および大きさを設定し、前記ズーム倍率が第１の倍率のとき、前記切出領域の中心は前記対物光学系の視野中心からずれた位置に設定され、前記ズーム倍率が前記第１の倍率から増加するに従って、前記切出領域の中心は前記視野中心に近付くように設定される、切出範囲設定部と、
前記撮像信号があらわす画像から、前記切出範囲設定部により設定された前記切出領域を切り出して前記ズーム倍率に応じた拡大または縮小を行いズーム画像を生成するズーム処理部と、
を具備することを特徴とする撮像装置。

【請求項2】

前記撮像部において、前記視野中心が撮像範囲の中心からずれた位置となるように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。

【請求項3】

前記被写体からの被写体光の一部が前記対物光学系に入射されるのを遮る位置に設けられた構造物をさらに具備し、
前記撮像部は、撮像範囲に結像される前記被写体の光学像の前記構造物によるケラレが小さくなるように、前記撮像範囲の中心を前記対物光学系の視野中心からずらして配置されていることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。

【請求項4】

前記対物光学系は、前記視野中心の方向の視野である直視視野、および前記視野中心の方向の側方の視野である側視視野からの前記被写体光が入射されるものであり、
前記構造物は、前記側視視野から入射される前記被写体光の一部が前記対物光学系に入射されるのを遮る位置に設けられていることを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。

【請求項5】

前記撮像部により生成された撮像信号に基づき前記被写体の測光を行う測光部をさらに具備し、
前記測光部は、前記切出範囲設定部により設定された前記切出領域の撮像信号に基づき前記被写体の測光を行うことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。

【請求項6】

前記切出範囲設定部は、前記視野中心の位置のばらつき情報を取得して前記視野中心の位置を補正し、前記ズーム倍率が前記第１の倍率から増加するに従って、前記切出領域の中心が、補正された前記視野中心の位置に近付くように、前記切出領域の位置および大きさを設定することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。

【請求項7】

前記切出範囲設定部は、前記視野中心の位置のばらつき情報を取得して、前記視野中心の位置のばらつきが相殺されるように、前記ズーム倍率設定部により設定された前記ズーム倍率が前記第１の倍率であるときの前記切出領域の位置および大きさを設定し、さらに、前記ズーム倍率が前記第１の倍率から増加するに従って、前記切出領域の中心が前記視野中心に近付くように、前記切出領域の位置および大きさを設定することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。

【請求項8】

対物光学系により結像された被写体の光学像を撮像部により撮像して生成された撮像信号を処理する画像処理装置であって、
前記撮像信号があらわす画像の一部である切出領域の位置および大きさを設定し、ズーム倍率が第１の倍率のとき、前記切出領域の中心は前記対物光学系の視野中心からずれた位置に設定され、前記ズーム倍率が前記第１の倍率から増加するに従って、前記切出領域の中心は前記視野中心に近付くように設定される、切出範囲設定部と、
前記撮像信号があらわす画像から、前記切出範囲設定部により設定された前記切出領域を切り出して前記ズーム倍率に応じた拡大または縮小を行いズーム画像を生成するズーム処理部と、
を具備することを特徴とする画像処理装置。

【請求項9】

撮像部が、被写体の光学像を結像する対物光学系により結像された前記被写体の光学像を撮像して撮像信号を生成し、
ズーム倍率設定部がズーム倍率を設定し、
切出範囲設定部が、前記撮像信号があらわす画像の一部である切出領域の位置および大きさを設定し、前記ズーム倍率が第１の倍率のとき、前記切出領域の中心は前記対物光学系の視野中心からずれた位置に設定され、前記ズーム倍率が前記第１の倍率から増加するに従って、前記切出領域の中心は前記視野中心に近付くように設定され、
ズーム処理部が、前記撮像信号があらわす画像から、前記切出範囲設定部により設定された前記切出領域を切り出して前記ズーム倍率に応じた拡大または縮小を行いズーム画像を生成することを特徴とする撮像装置の作動方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、撮像して得られた撮像信号があらわす画像の一部を切り出して拡大または縮小する撮像装置、画像処理装置、撮像装置の作動方法に関する。

【背景技術】

【0002】

撮像信号があらわす画像の一部を切り出して拡大または縮小する電子ズーム処理は、従来より提案されており、画像の中央部分の一部を切り出して補間等を行うことにより電子拡大画像を取得することが広く行われている。

【0003】

ところで近年、画角の拡大化を図った超広角内視鏡が提案されており、例えば国際公開公報ＷＯ２０１１／０５５６１４に記載されたような、円筒部の先端面に配置した直視観察窓から直視視野画像を取得すると共に、円筒部の周面に配置した側視観察窓から側視視野画像を取得する内視鏡が一例として挙げられる。該公報に記載の超広角内視鏡は、直視観察窓および側視観察窓を洗浄するノズル部などを円筒部の周面の一部に沿って配置する構造となっているために、結像される光学像の一部（ここでは例えば側視視野の一部）に光学的なケラレが発生することが不可避となっている。

【0004】

そこで、視野中心（上記公報の例では直視視野の中心）が表示画像の中心よりもケラレ側に移動するように、視野全体をケラレ側にシフトさせることで、こうしたケラレがなるべく表示されないようにすることが考えられる。ただし、画像の一部を切り出すことでこのような表示を実現させると、撮像素子の撮像領域に常に使用されない領域が生じてしまうために、撮像領域の有効利用を考えれば、光学系と撮像素子との位置関係を調整することで実現するのが望ましい。

【0005】

しかしながら、このような構成の内視鏡に、上述したような画像の中央部分を電子拡大する電子ズーム処理を適用すると、拡大するにつれて視野中心が表示画像の中心からより離れて行くことになる。画像の中央部を拡大すると、ケラレは表示画像の視野外へ移動していくにも関わらず、ケラレを表示させないための視野中心のずれがより拡大していくのは不自然であり、ユーザにとって画像が見難くなってしまう。

【0006】

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、視野中心が撮像範囲の中心からずれた撮像信号から見易い電子ズーム画像を得ることができる撮像装置、画像処理装置、撮像装置の作動方法を提供することを目的としている。

【発明の開示】

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明のある態様による撮像装置は、被写体の光学像を結像する対物光学系により結像された前記被写体の光学像を撮像して撮像信号を生成する撮像部と、ズーム倍率を設定するズーム倍率設定部と、前記撮像信号があらわす画像の一部である切出領域の位置および大きさを設定し、前記ズーム倍率が第１の倍率のとき、前記切出領域の中心は前記対物光学系の視野中心からずれた位置に設定され、前記ズーム倍率が前記第１の倍率から増加するに従って、前記切出領域の中心は前記視野中心に近付くように設定される、切出範囲設定部と、前記撮像信号があらわす画像から、前記切出範囲設定部により設定された前記切出領域を切り出して前記ズーム倍率に応じた拡大または縮小を行いズーム画像を生成するズーム処理部と、を具備している。

【0008】

本発明のある態様による画像処理装置は、対物光学系により結像された被写体の光学像を撮像部により撮像して生成された撮像信号を処理する画像処理装置であって、前記撮像信号があらわす画像の一部である切出領域の位置および大きさを設定し、ズーム倍率が第１の倍率のとき、前記切出領域の中心は前記対物光学系の視野中心からずれた位置に設定され、前記ズーム倍率が前記第１の倍率から増加するに従って、前記切出領域の中心は前記視野中心に近付くように設定される、切出範囲設定部と、前記撮像信号があらわす画像から、前記切出範囲設定部により設定された前記切出領域を切り出して前記ズーム倍率に応じた拡大または縮小を行いズーム画像を生成するズーム処理部と、を具備している。

【0009】

本発明のある態様による撮像装置の作動方法は、撮像部が、被写体の光学像を結像する対物光学系により結像された前記被写体の光学像を撮像して撮像信号を生成し、ズーム倍率設定部がズーム倍率を設定し、切出範囲設定部が、前記撮像信号があらわす画像の一部である切出領域の位置および大きさを設定し、前記ズーム倍率が第１の倍率のとき、前記切出領域の中心は前記対物光学系の視野中心からずれた位置に設定され、前記ズーム倍率が前記第１の倍率から増加するに従って、前記切出領域の中心は前記視野中心に近付くように設定され、ズーム処理部が、前記撮像信号があらわす画像から、前記切出範囲設定部により設定された前記切出領域を切り出して前記ズーム倍率に応じた拡大または縮小を行いズーム画像を生成する方法である。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の実施形態１における撮像装置の構成を示すブロック図。

【図2】上記実施形態１におけるズーム処理部の構成の一例を示すブロック図。

【図3】上記実施形態１にける内視鏡の挿入部の先端部の構成を示す斜視図。

【図4】上記実施形態１において、撮像素子から出力された撮像信号があらわす画像を観察モニタに表示したときの画面の様子を示す図。

【図5】上記実施形態１において、ズーム倍率の変化に応じて、視野中心が切出領域の中心に近接し、直視視野の視野率が１００％に近付く様子を示す線図。

【図6】上記実施形態１において、ズーム倍率が１倍のときの観察モニタの画面の表示例を示す図。

【図7】上記実施形態１において、ズーム倍率が１．２倍のときの観察モニタの画面の表示例を示す図。

【図8】上記実施形態１において、ズーム倍率が１．４倍のときの観察モニタの画面の表示例を示す図。

【図9】上記実施形態１において、ズーム倍率が１．６倍のときの観察モニタの画面の表示例を示す図。

【図10】本発明の実施形態２における撮像装置の構成を示すブロック図。

【図11】本発明の実施形態３における撮像装置の構成を示すブロック図。

【図12】上記実施形態３において、撮像素子の撮像範囲に結像した直視光学像および側視光学像の位置ずれの例を示す図。

【図13】上記実施形態３において、撮像素子の撮像範囲に結像した直視光学像のサイズずれの例を示す図。

【発明を実施するための最良の形態】

【0011】

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。

【0012】

［実施形態１］
図１から図９は本発明の実施形態１を示したものであり、図１は撮像装置の構成を示すブロック図である。

【0013】

この撮像装置は、被写体を撮像して撮像信号を出力する内視鏡１０と、内視鏡１０から出力された撮像信号を処理して表示信号を生成するビデオプロセッサ３０と、ビデオプロセッサ３０により生成された表示信号に応じた観察画像を表示する観察モニタ５０と、を備えている。

【0014】

内視鏡１０は、対物光学系１１と、撮像素子１２と、識別情報記憶部１３と、スコープスイッチ１４と、を備えている。

【0015】

対物光学系１１は、被写体の光学像を結像するものである。

【0016】

撮像素子１２は、対物光学系１１の視野中心Ｆ（図４等参照）が撮像範囲の中心（図４に示すズーム倍率１倍の場合には、切出領域の中心Ｏに一致する）からずれた位置となるように配置され、対物光学系１１により結像された被写体の光学像を撮像して撮像信号を生成する撮像部である。

【0017】

識別情報記憶部１３は、内視鏡１０に関する識別情報を不揮発に記憶する記憶部であり、内視鏡１０の型番やシリアル番号、撮像素子１２のサイズや画素数、撮像素子１２の撮像範囲の中心に対する対物光学系１１の視野中心Ｆの設計上の位置を示す配置情報などが、製造時に予め記憶されている。

【0018】

スコープスイッチ１４は、内視鏡１０の操作を行うためのスイッチであり、例えば、静止画像を撮像するためのフリーズスイッチや、送気／送水スイッチ、電子ズーム操作を行うためのズームスイッチなどが含まれている。ここに、スコープスイッチ１４のズームスイッチは、ズーム倍率を設定するズーム倍率設定部として機能する。

【0019】

内視鏡１０の構成について、図３を参照してさらに説明する。ここに、図３は、内視鏡１０の挿入部の先端部１６の構成を示す斜視図である。

【0020】

挿入部の先端部１６には、先端面から挿入軸方向に突出する円筒部１７が設けられている。この円筒部１７内には、上述した対物光学系１１が、直視光学系および側視光学系を兼ねた光学系として配設されている。すなわち、対物光学系１１は、円筒部１７の先端面に配設された直視観察窓２１を介して視野中心Ｆの方向の視野である直視視野（従って、視野中心Ｆは直視視野の中心である）の被写体光による直視視野画像を取得すると共に、円筒部１７の周面に配設された側視観察窓２２を介して視野中心Ｆの方向の側方の視野である側視視野からの被写体光による側視視野画像を取得するようになっている。こうして、本実施形態の内視鏡１０は、直視視野画像と側視視野画像とを取得する超広角内視鏡として構成されている。

【0021】

また、円筒部１７の基端部には、側視観察窓２２からの側視視野範囲へ照明光を出射する側視照明窓２３が設けられ、先端部１６の先端面には、直視観察窓２１からの直視視野範囲へ照明光を出射する直視照明窓１９が設けられている。

【0022】

さらに、先端部１６の先端面には、処置具チャンネルのチャンネル開口部２０が設けられていると共に、上述した円筒部１７の周面の一部に沿って（図３における円筒部１７の下部側の周面に隣接して）挿入軸方向に突出する支持部１８が設けられている。

【0023】

この支持部１８の先端面には、例えば、直視観察窓２１からの直視視野範囲へ照明光を出射する直視照明窓２４と、直視観察窓２１を洗浄する流体を射出するための直視観察窓用ノズル部２５と、が設けられている。また、支持部１８の側面には、側視観察窓２２を洗浄する流体を射出するための側視観察窓用ノズル部２６が設けられている。

【0024】

このような構成の内視鏡１０は、被写体からの被写体光の一部が対物光学系１１に入射されるのを遮る位置に設けられた構造物である支持部１８を備えているために、すなわちここでは、支持部１８が円筒部１７の周面の一部を覆って、側視観察窓２２による側視視野から入射される被写体光の一部を遮っているために、結像される光学像の一部（ここでは例えば側視視野の一部）に光学的なケラレが発生することが不可避となっている。

【0025】

ここに、図４は撮像素子１２から出力された撮像信号があらわす画像を観察モニタ５０に表示したときの画面５０ａの様子を示す図である。

【0026】

図示のように、直視観察窓２１からの被写体光により形成される直視視野画像５１は視野中心Ｆを中心とした円形をなしている。また、側視観察窓２２からの被写体光により形成される側視視野画像５２は、直視視野画像５１の外周部に、概略、円環形状に形成される。ここに、側視視野画像５２の円環形状が概略であると述べた理由は、側視視野画像５２の周方向の一部が、上述した支持部１８によるケラレ５２ａとなっているからである。

【0027】

そこで撮像素子１２は、撮像範囲に結像される被写体の光学像の、構造物である支持部１８によるケラレ５２ａが小さくなるように、撮像範囲の中心を対物光学系１１の視野中心Ｆからケラレ５２ａの反対方向にずらして配置されている。

【0028】

図１の説明に戻って、ビデオプロセッサ３０は、前処理部３１と、スコープ識別部３２と、電子ズーム設定部３３と、ＣＰＵ３４と、切出範囲設定部３５と、ズーム処理部３６と、境界補正設定部３７と、境界補正処理部３８と、を備えている。

【0029】

前処理部３１は、撮像素子１２から出力された撮像信号に対して、ゲイン調整、Ａ／Ｄ変換などの各種の処理を行う。

【0030】

スコープ識別部３２は、識別情報記憶部１３から出力された識別情報の内の、例えば型番情報などに基づいて、ビデオプロセッサ３０に現在接続されている内視鏡１０が、撮像範囲の中心と対物光学系１１の視野中心Ｆとが一致している内視鏡であるか否かを識別する。ここに、撮像範囲の中心と対物光学系１１の視野中心Ｆとが一致している内視鏡は、例えば通常の単一視野の内視鏡であり、撮像範囲の中心と対物光学系１１の視野中心Ｆとが一致していない内視鏡は、例えば図３に示したような直視視野と側視視野とを有する超広角内視鏡である。

【0031】

電子ズーム設定部３３は、電子ズーム操作を行うためのズームスイッチであり、上述したスコープスイッチ１４のズームスイッチと同様に、ズーム倍率を設定するズーム倍率設定部として機能する。この電子ズーム設定部３３の具体的な構成例としては、操作パネル、キーボード、フットスイッチなどが挙げられる。

【0032】

ＣＰＵ３４は、ビデオプロセッサ３０内の各部の制御を含む、この撮像装置の全体を制御する制御部である。

【0033】

切出範囲設定部３５は、電子ズーム設定部３３またはスコープスイッチ１４により設定されＣＰＵ３４を介して取得したズーム倍率情報に基づいて、撮像信号があらわす画像である撮像画像の一部である切出領域を設定するものである。

【0034】

また、切出範囲設定部３５は、スコープ識別部３２により例えば超広角内視鏡であると判定された場合には、スコープ識別部３２から取得した撮像素子１２の撮像範囲の中心に対する対物光学系１１の視野中心Ｆの設計上の位置を示す配置情報を用いて、設定する切出領域の補正を行う。

【0035】

そして、切出範囲設定部３５は、後で説明するように、ズーム倍率が１倍から増加するに従って、切出領域の中心Ｏが視野中心Ｆに近付くように、切出領域の位置および大きさを設定するようになっている（なお、切出範囲設定部３５は、さらに支持部１８の位置情報に基づいて、切出領域の位置および大きさを指定するようにしても構わない）。

【0036】

さらに、切出範囲設定部３５は、設定した切出領域の位置および大きさに関する情報を、切出範囲情報としてズーム処理部３６と境界補正設定部３７へ出力する。

【0037】

ズーム処理部３６は、前処理部３１により処理された撮像画像から、切出範囲設定部３５により設定された切出領域を切り出して、ズーム倍率に応じた拡大または縮小を行い、ズーム画像を生成する。

【0038】

ここで、図２はズーム処理部３６の構成の一例を示すブロック図である。

【0039】

図示のように、ズーム処理部３６は、切出部３６ａと、拡大縮小部３６ｂと、を備えている。

【0040】

切出部３６ａは、切出範囲情報に含まれる切出位置情報（切出領域が矩形領域である場合には、切出位置情報は、例えば切出領域の左上角の位置情報と右下角の位置情報とを含んで構成される、あるいは切出領域の左上角の位置情報と水平方向の画素数および垂直方向の画素数とを含んで構成される、等となる）に基づき、前処理部３１から入力される画像から、切出領域を切り出す。

【0041】

拡大縮小部３６ｂは、切出範囲設定部３５を介して取得したズーム倍率情報に基づき、切出部３６ａから切り出された切出領域の画像データの画素構成（縦方向の画素数および横方向の画素数）が、観察モニタ５０に表示する画像データの画素構成に一致するように、画素補間等を行う。

【0042】

境界補正設定部３７は、直視視野画像５１と側視視野画像５２との境界領域の補正の設定を行うものである。すなわち、後で図６〜図９に示すような電子ズームを行うと、切出領域内における直視視野画像５１と側視視野画像５２との境界領域の位置がズーム倍率に応じて変化する。そこで、境界補正設定部３７は、切出範囲設定部３５から取得した切出範囲情報に基づき、補正すべき境界領域を設定すると共に、補正の強度なども設定し、境界補正情報として境界補正処理部３８へ出力する。

【0043】

境界補正処理部３８は、境界補正設定部３７から入力された境界補正情報に基づいて、直視視野画像５１と側視視野画像５２との境界領域が目立たないように、ズーム処理部３６によりズーム処理された画像の境界領域を補正する。

【0044】

この境界補正処理部３８により処理された画像は、表示信号として観察モニタ５０へ出力されて、観察画像として表示される。

【0045】

次に、図５は、ズーム倍率の変化に応じて、視野中心Ｆが切出領域の中心Ｏに近接し、直視視野の視野率が１００％に近付く様子を示す線図である。また、図６はズーム倍率が１倍のときの観察モニタ５０の画面５０ａの表示例を示す図、図７はズーム倍率が１．２倍のときの観察モニタ５０の画面５０ａの表示例を示す図、図８はズーム倍率が１．４倍のときの観察モニタ５０の画面５０ａの表示例を示す図、図９はズーム倍率が１．６倍のときの観察モニタ５０の画面５０ａの表示例を示す図である。

【0046】

ズーム拡大が行われておらず、ズーム倍率が１倍のときには、図４および図６に示すように、直視視野の中心位置である視野中心Ｆは、切出領域の中心Ｏ（この１倍のときには撮像範囲の中心に一致する）の例えば下方にずれた位置にあり、直視視野画像が画面５０ａの内視鏡画像表示領域に占める割合である視野率も例えば５０％もしくはそれ以下の程度にとどまっている。

【0047】

この１倍からズーム倍率がアップすると、図４の矢印に示すように、観察モニタ５０の観察者側から見て視野中心Ｆが切出領域の中心Ｏに近付くように（ビデオプロセッサ３０側の処理としては、切出領域の中心Ｏが視野中心Ｆに近付くように切出領域が設定されて）ズーム拡大が行われ、直視視野の視野率もズーム倍率の増加に従って増加する（図７も参照）。

【0048】

そして、ズーム倍率が図５に示すＺＣになったところで、視野中心Ｆが切出領域の中心Ｏに一致し、例えば図８に示すような画面表示が行われる。その後のズーム倍率がＺＣ以上のズーム領域では、視野中心Ｆは切出領域の中心Ｏに一致したままとなる。

【0049】

さらに、ズーム倍率が図５に示すＺ１になったところで、直視視野の視野率が１００％に到達する。その後のズーム倍率がＺ１以上のズーム領域では、直視視野の視野率は１００％のままとなる。従って、画面５０ａの内視鏡画像表示領域には、例えば図９に示すように、直視視野画像のみが表示されることになる。

【0050】

なお、図５に示す例ではＺ１＞ＺＣとなっているが、これは、被写体光により形成される直視視野画像５１が例えば円形をなしているのに対して、画面５０ａの内視鏡画像表示領域が例えば８角形をなしているために、直視視野の視野率が１００％になる前にケラレ５２ａが内視鏡画像表示領域の視野外へ移動していくことがあり、ケラレ５２ａが視野外となれば視野率が１００％未満であっても視野中心Ｆが切出領域の中心Ｏからずれている必要はなくむしろ一致させた方が良いからである。ただし、内視鏡画像表示領域が例えば円形をなしている場合などには、Ｚ１＝ＺＣとしても構わない。一方、直視視野の視野率が１００％になっていれば、ケラレ５２ａは内視鏡画像表示領域の視野内にはないことになるために、視野中心Ｆが切出領域の中心Ｏからずれている必然性がなく、Ｚ１＜ＺＣとなる必要はない。

【0051】

このような実施形態１によれば、ズーム倍率が増加するに従って切出領域の中心Ｏが視野中心Ｆに近付くように切出領域を設定してズーム画像を生成するようにしたために、視野中心Ｆが撮像範囲の中心からずれた撮像信号から見易い電子ズーム画像を得ることができる。

【0052】

すなわち、ズーム倍率が低い場合にはケラレ５２ａがなるべく表示されないようにすることができ、ズーム倍率が高い場合にはケラレ５２ａが全く表示されずかつ視野中心Ｆが切出領域の中心Ｏ（つまり、表示される画面５０ａの中心）に近付いて一致するために、表示のバランスを保って電子ズームを行うことができる。

【0053】

そして、直視視野の視野率が１００％になった場合には、通常の単一視野の内視鏡と同様の視野で観察することができる。

【0054】

［実施形態２］
図１０は本発明の実施形態２を示したものであり、撮像装置の構成を示すブロック図である。この実施形態２において、上述の実施形態１と同様である部分については同一の符号を付すなどして説明を適宜省略し、主として異なる点についてのみ説明する。

【0055】

本実施形態は、上述した実施形態１の構成に加えてさらに、切出範囲設定部３５により設定された切出領域（従って、ズーム処理部３６により切り出されて観察モニタ５０に表示される画像領域）に基づき、被写体へ射出する照明光の光量を制御するようにしたものとなっている。

【0056】

まず、上述した実施形態１においては説明を省略していたが、内視鏡１０には照明光を伝送するライトガイド１５が配設されていて、ライトガイド１５の先端面から被写体へ向けて照明光を射出するようになっている。

【0057】

また、本実施形態のビデオプロセッサ３０は、被写体を照明するための照明光を供給する光源装置を兼ねたものとなっていて、上述した実施形態１の構成に加えてさらに、測光部４１と、光量調整部４２とを備えている。これらの内の光量調整部４２には、上述したライトガイド１５の入射端側が接続されている。

【0058】

測光部４１は、切出範囲設定部３５から切出範囲情報を取得して、前処理部３１から入力される撮像信号中の、切出範囲情報で規定される切出領域内の測光を行う。

【0059】

光量調整部４２は、測光部４１の測光結果に基づいて、切出領域内の明るさが適切となるような光量の照明光をライトガイド１５の入射端へ射出する。

【0060】

このような実施形態２によれば、上述した実施形態１とほぼ同様の効果を奏するとともに、測光部４１が切出領域の撮像信号に基づき測光を行うようにしたために、電子ズーム時に、観察している画像に合わせた適切な調光を行うことができる。

【0061】

内視鏡１０を用いて例えば管状をなす被写体内を観察する場合に、対物光学系１１から、直視方向の被写体表面までの距離は遠いが、側視方向の被写体表面までの距離は近い、といった状況が生じる。そして、内視鏡１０が管状をなす被写体内の一方の側に偏って位置していると、側視方向に特に近接した被写体部分に照明光が強く当たり、例えば白とびやハレーション部分が発生して測光結果に影響を与えてしまうことがある。こうした白とび部分が、ズーム拡大時に画面５０ａ外となっているのに、測光結果が白とび部分の影響を受けて観察画像が不要に暗くなることは好ましくない。これに対して、本実施形態によれば、画面５０ａに表示される領域の外にある被写体の明るさの影響を受けるのを抑制して適切な調光制御を行い、観察に適した画像を表示することができる。

【0062】

［実施形態３］
図１１から図１３は本発明の実施形態３を示したものであり、図１１は撮像装置の構成を示すブロック図である。この実施形態３において、上述の実施形態１，２と同様である部分については同一の符号を付すなどして説明を適宜省略し、主として異なる点についてのみ説明する。

【0063】

撮像素子１２上に結像する光学像の位置は、内視鏡１０を構成する部品の製作精度や組み立て精度などによって、実製品では設計値に対するばらつきが生じることがある。そこで本実施形態は、上述した実施形態１の構成に加えて、さらに、直視視野の位置と側視視野の位置との少なくとも一方に設計値に対するずれが（例えば個体毎に）生じた場合に対応する構成を備えたものとなっている。

【0064】

すなわち、内視鏡１０は、撮像素子１２の撮像範囲１２ａの中心（図１２および図１３に示すような、ズーム倍率が１倍であるときの切出領域の中心Ｏを参照）に対する対物光学系１１の視野中心Ｆの設計上の位置を示す配置情報に対する、個体毎のずれ情報を記憶するばらつき情報記憶部１３Ｂをさらに備えている。

【0065】

また、ビデオプロセッサ３０は、ばらつき情報記憶部１３Ｂからばらつき情報を読み出して、中心ずれ情報を切出範囲設定部３５へ出力すると共に、直視視野サイズ情報を境界補正設定部３７へ出力する情報処理部４５をさらに備えている。

【0066】

ここで、図１２は、撮像素子１２の撮像範囲１２ａに結像した直視光学像１２ｃおよび側視光学像１２ｓの位置ずれの例を示す図である。

【0067】

この図１２および後述する図１３において、符号１２ｃは、直視観察窓２１からの被写体光により撮像素子１２上に結像される直視光学像を、符号１２ｓは、側視観察窓２２からの被写体光により撮像素子１２上に結像される側視光学像を、それぞれ示している。

【0068】

この図１２に示す例においては、点線で示す設計上の直視光学像１２ｃおよび側視光学像１２ｓの位置に対して、実線で示す実際の直視光学像１２ｃおよび側視光学像１２ｓは例えば左方向にずれており、視野中心Ｆの位置はＦ’で示す位置に距離Ｄｆだけ左方向へずれている（なお、ここでは水平方向にずれが発生した例を示したが、垂直方向にもずれが発生する場合があることはいうまでもない）。

【0069】

また、図１３は、撮像素子１２の撮像範囲１２ａに結像した直視光学像１２ｃのサイズずれの例を示す図である。

【0070】

この図１３に示す例においては、点線で示す設計上の光学像の位置に対して、実線で示す実際の直視光学像１２ｃは例えばサイズが大きくなっており、直視光学像１２ｃと側視光学像１２ｓとの境界領域の幅（直視光学像１２ｃの外周側輪郭と側視光学像１２ｓの内周側輪郭との幅）が設計値とは変化している。

【0071】

こうして、ばらつき情報記憶部１３Ｂに記憶されているばらつき情報は、図１２に示すような視野中心Ｆの位置ずれ情報と、図１３に示すような直視視野のサイズずれ情報と、を含んでいる。情報処理部４５は、このばらつき情報を参照して、視野中心Ｆの位置ずれ情報を中心ずれ情報として切出範囲設定部３５へ出力し、直視視野のサイズずれ情報を直視視野サイズ情報として境界補正設定部３７へ出力する。

【0072】

切出範囲設定部３５は、入力された中心ずれ情報に基づいて切出領域を設定するが、このときの切出領域設定法には、例えば次のような２種類がある。

【0073】

まず、第１の切出領域設定法は、切出範囲設定部３５が、視野中心Ｆの位置のばらつき情報（中心ずれ情報）を取得して視野中心Ｆの位置をＦ’に補正し、ズーム倍率が１倍から増加するに従って、切出領域の中心Ｏが補正された視野中心Ｆ’の位置に近付くように、切出領域の位置および大きさを設定する方法である。

【0074】

すなわち、切出範囲設定部３５は、図１２に示す例では、識別情報記憶部１３から設計値として取得した視野中心Ｆの位置を、情報処理部４５から取得した中心ずれ情報（設計値よりも距離Ｄｆだけ左方向へずれている旨の情報）に基づいて、視野中心Ｆ’の位置へ補正する。そして、切出範囲設定部３５は、ズーム倍率が１倍から増加するに従って、切出領域の中心Ｏが視野中心Ｆ’の位置に近付くように（観察モニタ５０の観察者側から見たときには、図１２の矢印に示すように、視野中心Ｆ’が切出領域の中心Ｏに近付くように）、切出領域の位置および大きさを設定する。

【0075】

次に、第２の切出領域設定法は、切出範囲設定部３５が、視野中心Ｆの位置のばらつき情報を取得して、視野中心Ｆの位置のばらつきが相殺されるように、ズーム倍率設定部により設定されたズーム倍率が１倍であるときの切出領域の位置および大きさを設定し、さらに、ズーム倍率が１倍から増加するに従って、切出領域の中心Ｏが視野中心Ｆに近付くように、切出領域の位置および大きさを設定する方法である。

【0076】

具体的に、図１２に示す例では、実際の視野中心Ｆ’の位置が、設計値として取得した視野中心Ｆの位置よりも距離Ｄｆだけ左方向へずれているために、切出範囲設定部３５は、このばらつきを相殺するように、切出領域の中心Ｏを図１２に示す位置よりも左方向に距離Ｄｆだけずらす。これにより、点線で示す設計上のＯとＦの位置関係と、ばらつきを相殺した後のＯとＦ’の位置関係と、は同等となる。

【0077】

そして、切出範囲設定部３５は、ズーム倍率設定部により設定されたズーム倍率が１倍であるときの切出領域として、切出領域の中心Ｏを中心として、撮像範囲１２ａ内において取り得る、観察モニタ５０のアスペクト比と例えば等しい最大の切出領域（この切出領域の中心は、ばらつきを相殺した後のＯである）を設定する。

【0078】

こうして切出領域の位置および大きさが設定されたら、その切出領域の画像がズーム倍率１倍の画像として観察モニタ５０に表示される。従って、上述した実施形態１，２や上述した第１の切出領域設定法とはズーム倍率１倍における表示範囲が異なるが、実際にはＦとＦ’のずれは僅かであるために、実使用上の不都合はほとんどない。

【0079】

その後に、ズーム倍率が１倍から増加すると、倍率の増加に従って、ばらつきを相殺した後の切出領域の中心Ｏが視野中心Ｆに近付くように、切出領域の位置および大きさが設定される。

【0080】

これら第１の切出領域設定法と第２の切出領域設定法との何れかを用いることにより、実製品において視野中心Ｆが設計値とずれていたとしても、設計値とずれていない場合とほぼ同様の画像を観察することができる。

【0081】

一方、ばらつき情報記憶部１３Ｂのばらつき情報を参照して得られた直視視野サイズ情報が、情報処理部４５から境界補正設定部３７に入力される。

【0082】

境界補正設定部３７は、情報処理部４５から入力された直視視野サイズ情報と、切出範囲設定部３５から入力された切出範囲情報と、に基づいて、境界補正情報を設定する。

【0083】

図１３を参照して上述したように、例えば直視光学像１２ｃの大きさが設計値からずれていることにより、直視光学像１２ｃと側視光学像１２ｓとの境界領域の幅が設計値とは異なることがある。このような場合に、境界補正設定部３７は、入力された直視視野サイズ情報と切出範囲情報とに基づいて、ズーム倍率に応じて設計値から決まる境界領域の大きさや位置などを修正し、修正された境界補正情報を境界補正処理部３８へ出力する。

【0084】

これにより、境界補正処理部３８は、実製品における境界領域の大きさ等が設計値からずれていたとしても、境界領域を適切に補正処理して、直視視野画像５１と側視視野画像５２との境界領域が目立たないようにすることができる。

【0085】

このような実施形態３によれば、上述した実施形態１，２とほぼ同様の効果を奏するとともに、視野中心Ｆの位置のばらつきに応じて、切出領域の中心Ｏが視野中心Ｆの位置に近付くように切出領域を設定するようにしたために、内視鏡１０の部品や組立にばらつきがあったとしても、適切な表示を行うことができる。

【0086】

このとき、ばらつき情報を取得して視野中心Ｆの位置をＦ’に補正し、ズーム倍率が１倍から増加するに従って、切出領域の中心Ｏが、補正された視野中心Ｆ’の位置に近付くように切出領域を設定する場合には、対物光学系１１の最大画角を変更することのない１倍表示を行うことができる。

【0087】

一方、ばらつきが相殺されるようにズーム倍率が１倍であるときの切出領域の位置および大きさを設定してから、ズーム倍率が１倍から増加するに従って、切出領域の中心Ｏが視野中心Ｆ’に近付くように切出領域を設定する場合には、画像のバランス（例えば、左右のバランス）がとれた違和感のないズームを行うことができる。

【0088】

なお、上述では主として撮像装置について説明したが、撮像装置と同様の処理を行う画像処理装置であっても良いし、撮像装置の作動方法、撮像装置と同様の処理を行うための処理プログラム、該処理プログラムを記録するコンピュータにより読み取り可能な一時的でない記録媒体、等であっても構わない。

【0089】

また、本発明は上述した実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化することができる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明の態様を形成することができる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除しても良い。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせても良い。このように、発明の主旨を逸脱しない範囲内において種々の変形や応用が可能であることは勿論である。

【0090】

本出願は、２０１４年１１月２１日に日本国に出願された特願２０１４−２３６８９９号を優先権主張の基礎として出願するものであり、上記の開示内容は、本願明細書、請求の範囲、図面に引用されたものとする。

【要約】

対物光学系（１１）の視野中心からずれた位置に配置され、対物光学系（１１）により結像された光学像を撮像して画像を生成する撮像素子（１２）と、電子ズーム設定部（３３）により設定されたズーム倍率が増加するに従って、視野中心に中心が近付くように切出領域を設定する切出範囲設定部（３５）と、設定された切出領域を画像から切り出してズーム倍率に応じた拡大または縮小を行いズーム画像を生成するズーム処理部（３６）と、を備える撮像装置。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】