(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-11-21
(45)【発行日】2022-11-30
(54)【発明の名称】撮像ユニット、内視鏡および内視鏡システム
(51)【国際特許分類】
A61B 1/00 20060101AFI20221122BHJP
A61B 1/045 20060101ALI20221122BHJP
G02B 23/24 20060101ALI20221122BHJP
G02B 23/26 20060101ALI20221122BHJP
【ＦＩ】
A61B1/00 731
A61B1/00 522
A61B1/045 610
G02B23/24
G02B23/26 A
G02B23/26 C
【請求項の数】
3
(21)【出願番号】P 2020530889
(86)(22)【出願日】2019-03-07
(86)【国際出願番号】 JP2019009195
(87)【国際公開番号】W WO2020017089
(87)【国際公開日】2020-01-23
【審査請求日】2021-04-30
(31)【優先権主張番号】P 2018136697
(32)【優先日】2018-07-20
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(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】110002147
【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】綿谷 祐一
【審査官】永田 浩司
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第２０１７／１９９６６６（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２０１８－０４０９２７（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１７／１０４１９１（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開平０８－１９４１７０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０９－００５６４３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００３－０６０９４７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１２－１１８６９８（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ａ６１Ｂ １／００
Ｇ０２Ｂ ２３／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１の光学像を結像する第１のレンズ群と、前記第１のレンズ群と対をなし、第２の光学像を結像する第２のレンズ群と、
物体光を前記第１のレンズ群へ導光する第１の領域と、物体光を前記第２のレンズ群へ導光する第２の領域と、を有する対物レンズ群と、
前記第１の光学像および前記第２の光学像を受光することによって画像信号を生成する単一のイメージセンサと、
前記第１のレンズ群を保持する第１の保持孔と、前記第２のレンズ群を保持する第２の保持孔と、を有する単一の第１の保持枠と、
前記対物レンズ群を保持し、かつ、前記第１の保持枠の先端側と嵌合した状態で接着されることによって位置決めされて固定された第２の保持枠と、
前記イメージセンサを保持し、内周面において前記第１の保持枠の基端側と嵌合した状態で接着されることによって位置決めされて固定された第３の保持枠と、
前記第２のレンズ群と前記対物レンズ群との間に配置され、前記第２のレンズ群へ入射する光を制限するピント調整用の絞りと、
を備え、
前記対物レンズ群および前記第１のレンズ群によって構成される第１の光学系の被写界深度は、前記対物レンズ群および前記第２のレンズ群によって構成される第２の光学系の被写界深度を完全に含み、第２の光学系の被写界深度よりも深い
撮像ユニット。
【請求項2】
被検体に挿入される挿入部と、前記挿入部の先端側に設けられ、前記被検体を撮像することによって画像信号を生成する撮像ユニットと、
前記挿入部の基端側に設けられた、前記画像信号に対して画像処理を行う処理装置に着脱自在に接続される基端部と、
を備え、
前記撮像ユニットは、
第１の光学像を結像する第１のレンズ群と、
前記第１のレンズ群と対をなし、第２の光学像を結像する第２のレンズ群と、
物体光を前記第１のレンズ群へ導光する第１の領域と、物体光を前記第２のレンズ群へ導光する第２の領域と、を有する対物レンズ群と、
前記第１の光学像および前記第２の光学像を受光することによって前記画像信号を生成する単一のイメージセンサと、
前記第１のレンズ群を保持する第１の保持孔と、前記第２のレンズ群を保持する第２の保持孔と、を有する単一の第１の保持枠と、
前記対物レンズ群を保持し、かつ、内周面において前記第１の保持枠の先端側の外周面と嵌合した状態で接着されることによって位置決めされて固定された第２の保持枠と、
前記イメージセンサを保持し、内周面において前記第１の保持枠の基端側の外周面と嵌合した状態で接着されることによって位置決めされて固定された第３の保持枠と、
前記第２のレンズ群と前記対物レンズ群との間に配置され、前記第２のレンズ群へ入射する光を制限するピント調整用の絞りと、
を備え、
前記対物レンズ群および前記第１のレンズ群によって構成される第１の光学系の被写界深度は、前記対物レンズ群および前記第２のレンズ群によって構成される第２の光学系の被写界深度を完全に含み、第２の光学系の被写界深度よりも深い
内視鏡。
【請求項3】
請求項２に記載の内視鏡と、処理装置と、
を備え、
前記処理装置は、前記画像信号に対して画像処理を行う画像処理部を備え、
前記画像処理部は、
前記画像信号に基づいて、前記第１の光学系によって生成された第１の画像および前記第２の光学系によって生成された第２の画像を取得し、
前記第２の画像および前記第１の画像の各々の所定の位置のズレ量である視差値を算出し、
前記視差値に基づいて、前記第２の画像と前記第１の画像の各画素の輝度情報の差分値を算出し、
前記第２の画像の各画素の画素値に、前記差分値を加算する
内視鏡システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、被検体内に挿入される内視鏡の挿入部の先端に設けられて被検体内を撮像する撮像ユニット、内視鏡および内視鏡システムに関する。
【背景技術】
【0002】
従来、内視鏡では、視差の異なる２つの画像を１つの撮像素子の撮像面に結像することによって、被検体の体内の立体画像（以下、単に「３Ｄ画像」という）を観察する技術が知られている（特許文献１参照）。この技術では、互いに視差を有する２つの光学像を生成する主光学系および従光学系それぞれに異なるピント調整用の保持枠を設けることによって、製造誤差による主光学系および従光学系それぞれのピント位置の差が一定の許容幅内に収めることで、３Ｄ画像を生成する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】国際公開第２０１７／１０４２７６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、近年、撮像素子の高画素化による画素ピッチの縮小および撮像ユニットの小型化に伴って光学系のレンズ径も縮小しているため、ピント調整の難易度が上がってきている。
【0005】
しかしながら、上述した特許文献１では、主光学系に対して従光学系のピントを合わせるため、ピント調整手段の枠構造が複雑なため、簡易にピント調整を行うことができなかった。
【0006】
本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、２つの光学系のピント調整を簡易に行うことができる撮像ユニット、内視鏡および内視鏡システム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】
【0007】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示に係る撮像ユニットは、第１の光学像を結像する第１のレンズ群と、前記第１のレンズ群と対をなし、第２の光学像を結像する第２のレンズ群と、物体光を前記第１のレンズ群へ導光する第１の領域と、物体光を前記第２のレンズ群へ導光する第２の領域と、を有する対物レンズ群と、前記第１の光学像および前記第２の光学像を受光することによって画像信号を生成する単一のイメージセンサと、前記第１のレンズ群を保持する第１の保持孔と、前記第２のレンズ群を保持する第２の保持孔と、を有する単一の第１の保持枠と、前記対物レンズ群を保持し、かつ、前記第１の保持枠の先端側と嵌合した状態で接着されることによって位置決めされて固定された第２の保持枠と、前記イメージセンサを保持し、内周面において前記第１の保持枠の基端側と嵌合した状態で接着されることによって位置決めされて固定された第３の保持枠と、を備え、前記対物レンズ群および前記第１のレンズ群によって構成される第１の光学系のＦナンバーは、前記対物レンズ群および前記第２のレンズ群によって構成される第２の光学系のＦナンバーと比べて大きい。
【0008】
また、本開示に係る撮像ユニットは、前記第２の光学系は、前記第２の光学系の光路上に絞りをさらに備える。
【0009】
また、本開示に係る内視鏡は、被検体に挿入される挿入部と、前記挿入部の先端側に設けられ、前記被検体を撮像することによって画像信号を生成する撮像ユニットと、前記挿入部の基端側に設けられた、前記画像信号に対して画像処理を行う処理装置に着脱自在に接続される基端部と、を備え、前記撮像ユニットは、第１の光学像を結像する第１のレンズ群と、前記第１のレンズ群と対をなし、第２の光学像を結像する第２のレンズ群と、物体光を前記第１のレンズ群へ導光する第１の領域と、物体光を前記第２のレンズ群へ導光する第２の領域と、を有する対物レンズ群と、前記第１の光学像および前記第２の光学像を受光することによって前記画像信号を生成する単一のイメージセンサと、前記第１のレンズ群を保持する第１の保持孔と、前記第２のレンズ群を保持する第２の保持孔と、を有する単一の第１の保持枠と、前記対物レンズ群を保持し、かつ、内周面において前記第１の保持枠の先端側の外周面と嵌合した状態で接着されることによって位置決めされて固定された第２の保持枠と、前記イメージセンサを保持し、内周面において前記第１の保持枠の基端側の外周面と嵌合した状態で接着されることによって位置決めされて固定された第３の保持枠と、を備え、前記対物レンズ群および前記第１のレンズ群によって構成される第１の光学系のＦナンバーは、前記対物レンズ群および前記第２のレンズ群によって構成される第２の光学系のＦナンバーと比べて大きい。
【0010】
また、本開示に係る内視鏡システムは、上記記載の内視鏡と、処理装置と、を備え、前記処理装置は、前記画像信号に対して画像処理を行う画像処理部を備え、前記画像処理部は、前記画像信号に基づいて、前記第１の光学系によって生成された第１の画像および前記第２の光学系によって生成された第２の画像を取得し、前記第２の画像および前記第１の画像の各々の所定の位置のズレ量である視差値を算出し、前記視差値に基づいて、前記第２の画像と前記第１の画像の各画素の輝度情報の差分値を算出し、前記第２の画像の各画素の画素値に、前記差分値を加算する。
【発明の効果】
【0011】
本開示によれば、２つの光学系のピント調整を簡易に行うことができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、本開示を実施するための形態（以下、「実施の形態」という）として、被検体内に挿入する挿入部における先端側の先端部に撮像ユニット（撮像装置）を有する内視鏡を備えた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、本開示が限定されるものでない。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。さらにまた、図面は、模式的なものであり、各部材の厚みと幅との関係、各部材の比率等は、現実と異なることに留意する必要がある。また、図面の相互間において、互いの寸法や比率が異なる部分が含まれている。
【0014】
〔内視鏡システムの構成〕
図１は、本開示の一実施の形態に係る内視鏡システムの全体構成を模式的に示す概略図である。図１に示す内視鏡システム１は、内視鏡２と、処理装置３と、表示装置４と、光源装置５と、を備える。
図１は、本開示の一実施の形態に係る内視鏡システムの全体構成を模式的に示す概略図である。図１に示す内視鏡システム１は、内視鏡２と、処理装置３と、表示装置４と、光源装置５と、を備える。
【0015】
内視鏡２は、複数のケーブルおよびライトガイドを含む挿入部１００を被検体の体腔内に挿入し、被検体の体内を撮像することによって生成した撮像信号を処理装置３へ出力する。内視鏡２は、挿入部１００と、操作部２００と、ユニバーサルコード３００と、基端部４００と、を備える。
【0016】
挿入部１００は、内部に複数のケーブルおよびライトガイドを有し、被検体の体腔内に挿入される。挿入部１００は、被検体の体腔内に挿入される先端側の先端部１０１に、被検体の体内を撮像することによって撮像信号を生成する撮像ユニット２０が設けられ、基端部１０２側に操作部２００が接続される。挿入部１００は、処理装置３から供給される電力および駆動信号を撮像ユニット２０へ伝送するとともに、撮像ユニット２０によって生成された撮像信号を基端側１０２へ伝送する。
【0017】
操作部２００は、内部に各種回路が実装された基板を内蔵するとともに、内視鏡２に関する各種操作の入力を受け付ける。また、操作部２００は、ユニバーサルコード３００が接続される。操作部２００は、各種のスイッチ、トグルスイッチおよびボタン等を用いて構成される。
【0018】
ユニバーサルコード３００は、内部に複数のケーブルおよびライトガイドを有し、基端側３０１に基端部４００が接続される。ユニバーサルコード３００は、基端部４００および操作部２００を経由して処理装置３から供給された電力および駆動信号を挿入部１００へ伝送するとともに、挿入部１００および操作部２００を経由して撮像ユニット２０によって生成された撮像信号を基端側１０２へ伝送する。
【0019】
基端部４００は、処理装置３および光源装置５に着脱自在に接続される。基端部４００は、処理装置３から供給される電力および駆動信号をユニバーサルコード３００へ伝送するとともに、ユニバーサルコード３００を経由して入力された撮像信号を処理装置３へ伝送する。
【0020】
処理装置３は、基端部４００へ電力および駆動信号を出力するとともに、基端部４００から入力された撮像信号を受信する。処理装置３は、撮像信号に対して所定の画像処理を施して表示装置４へ出力する。処理装置３は、内視鏡システム１の各部を制御する。処理装置３は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）およびＤＳＰ（Digital Signal Processing）、揮発性メモリおよび不揮発性メモリ等を用いて構成される。
【0021】
表示装置４は、処理装置３が画像処理を施した撮像信号に対応する画像を表示する。また、表示装置４は、内視鏡システム１に関する各種情報を表示する。表示装置４は、液晶または有機ＥＬ（Electro Luminescence）等を用いて構成される。
【0022】
光源装置５は、基端部４００を経由して挿入部１００の先端部１０１側から被検体（被写体）に向けて照明光を照射するため、照明光を供給する。光源装置５は、ハロゲンランプまたは白色光を発する白色ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等を用いて構成される。なお、本実施の形態では、光源装置５に同時方式の照明方式を用いる場合について説明するが、撮像ユニット２０の種別に応じて適宜変更することができ、例えば面順次方式の照明方式であってもよい。さらに、光源装置５は、白色光にも、特殊光を供給してもよい。特殊光としては、例えばＮＢＩ（Narrow Band Imaging）が可能な狭帯域光、赤外光、バイオレット光、オレンジ光等を供給してもよい。
【0023】
〔撮像ユニットの構成〕
次に、撮像ユニット２０の構成について説明する。図２は、撮像ユニット２０の断面を模式的に示す図である。
次に、撮像ユニット２０の構成について説明する。図２は、撮像ユニット２０の断面を模式的に示す図である。
【0024】
図２に示す撮像ユニット２０は、第１のレンズ群２０１と、第２のレンズ群２０２と、対物レンズ群２０３と、イメージセンサ２０４と、第１の保持枠２０５と、第２の保持枠２０６と、第３の保持枠２０７と、絞り２０８と、を備える。
【0025】
第１のレンズ群２０１は、対物レンズ群２０３から導光された物体光をイメージセンサ２０４の受光面に第１の光学像として結像する。第１のレンズ群２０１は、複数のレンズを用いて構成される。
【0026】
第２のレンズ群２０２は、第１のレンズ群と対をなし、対物レンズ群２０３から導光された物体光をイメージセンサ２０４の受光面に第２の光学像として結像する。第２のレンズ群２０２は、複数のレンズを用いて構成される。
【0027】
対物レンズ群２０３は、物体光を第１のレンズ群２０１へ導光する第１の領域Ｒ１と、物体光を第２のレンズ群２０２へ導光する第２の領域Ｒ２と、を有する。対物レンズ群２０３は、複数のレンズを用いて構成される。以下においては、対物レンズ群２０３および第１のレンズ群２０１によって構成される光学系（左側光学系）を第１の光学系Ｌ１とし、対物レンズ群２０３および第２のレンズ群２０２によって構成される光学系（右側光学系）を第２の光学系Ｌ２として説明する。さらに、第１の光学系Ｌ１および第２の光学系Ｌ２は、視差を有するステレオ光学系として機能する。
【0028】
イメージセンサ２０４は、第１のレンズ群２０１が結像した第１の光学像と、第２のレンズ群２０２が結像した第２の光学像と、を受光することによって撮像信号を生成する。イメージセンサ２０４は、単一のＣＣＤ（Charge Coupled Device）または単一のＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等を用いて構成される。なお、イメージセンサ２０４は、単一のものに限定されることなく、第１の光学像および第２の光学像の各々を受光する複数板のものを用いて構成してもよい。
【0029】
第１の保持枠２０５は、筒状をなし、第１のレンズ群２０１を保持する第１の保持孔２０５ａと、第２のレンズ群２０２を保持する第２の保持孔２０５ｂとが一体的に形成される。第１の保持孔２０５ａおよび第２の保持孔２０５ｂは、第１のレンズ群２０１の光軸Ｏ１と第２のレンズ群２０２の光軸Ｏ２とが所定の視差になるように内部で保持する。
【0030】
第２の保持枠２０６は、筒状をなし、対物レンズ群２０３を保持する。第２の保持枠２０６は、内周面において第１の保持枠２０５の先端側（一端側）の外周面と嵌合させた状態で接着剤２０６ａ等を用いて接着されることによって位置決めされて固定される。なお、固定方法としては、接着剤以外にも、例えば第１の保持枠２０５の外周側に螺旋状の溝や雌ねじを設け、第２の保持枠２０６の内周側に雄ねじを設けることによって固定してもよい。
【0031】
第３の保持枠２０７は、イメージセンサ２０４を保持する。第３の保持枠２０７は、筒状をなし、内周面において第１の保持枠２０５の基端側（他端側）の外周面が嵌合させた状態で接着剤２０７ａ等を用いて接着されることによって位置決めされて固定される。なお、固定方法としては、接着剤以外にも、例えば第１の保持枠２０５の外周側に螺旋状の溝や雌ねじを設け、第３の保持枠２０７の内周側に雌ねじを設けることによって固定してもよい。
【0032】
絞り２０８は、第２の光学系Ｌ２の光路上に配置され、第２のレンズ群２０２に入射する光を制限することによって、第２の光学系Ｌ２のＦナンバー（Ｆ値）を変更する。絞り２０８は、第２の光学系Ｌ２の光路上に配置される。具体的には、絞り２０８は、第２の光学系Ｌ２の光路上における対物レンズ群２０３と第２のレンズ群２０２との間に配置される。なお、絞り２０８の配置場所は、適宜変更することができ、例えば第２のレンズ群２０２とイメージセンサ２０４との間、対物レンズ群２０３の先端側、第２のレンズ群２０２のいずれかの間にすることができる。
【0033】
このように構成された撮像ユニット２０は、第１の光学系Ｌ１（主光学系）のＦナンバー（Ｆ値）が、第２の光学系Ｌ２（従光学系）のＦナンバー（Ｆ値）と比して大きい。具体的には、第２の光学系Ｌ２は、対物レンズ群２０３と第２のレンズ群２０２との間に絞り２０８が設けられているので、第１の光学系Ｌ１のＦナンバー（Ｆ値）と比して小さい。
【0034】
図３は、第１の光学系Ｌ１および第２の光学系Ｌ２の各々のＦナンバーを同じ値にした際の解像度と被写体距離との関係を示す図である。図４は、第１の光学系Ｌ１のＦナンバーを第２の光学系Ｌ２のＦナンバーより大きい値にした際の解像度と被写体距離との関係を示す図である。図３および図４において、横軸が被写体距離を示し、縦軸が解像度を示す。また、図３および図４の曲線ＬＬ１および曲線ＬＬ２は、第１のレンズ群２０１の特性を示し、図３および図４の曲線ＬＲ１および曲線ＬＲ２は、第２のレンズ群２０２の特性を示す。さらに、図３および図４において、閾値ＬＴがピントの閾値を示す。
【0035】
図３に示すように、従来の構成（以下、「構成１」という）では、第１の光学系Ｌ１および第２の光学系Ｌ２の各々のＦナンバーが同じであるため、第１の光学系Ｌ１および第２の光学系Ｌ２のどちらか一方のレンズ枠を調整する。これにより、構成１では、第１の光学系Ｌ１および第２の光学系Ｌ２の各々の被写界深度Ｄ１が同じため、第１の光学系Ｌ１および第２の光学系Ｌ２の各々が同じピント位置に合わせることができるが、ピント合わせの調整作業が煩雑となる。また、第１の光学系Ｌ１および第２の光学系Ｌ２のどちらか一方の一部のレンズだけを他方の光学系のピントに合うように調整が可能な構成（以下、「構成２」という）であっても、レンズ枠が複雑になるうえ、ピント合わせの調整作業が煩雑となる。具体的には、従来の構成２では、第１の光学系Ｌ１および第２の光学系Ｌ２の間でピント調整を行った後（調整工程１）、第２の光学系Ｌ２を構成する一部のレンズを光軸Ｏ２方向に動かしてピント調整を行う（調整工程２）。即ち、従来の構成２では、２回の調整工程を行わなければならないうえ、第２の光学系Ｌ２の一部のレンズのみを移動させる構造を別途設ける必要があるため、枠機構が複雑となる。
【0036】
これに対して、図４に示すように、撮像ユニット２０は、第１の光学系Ｌ１のＦナンバー（Ｆ値）が、第２の光学系Ｌ２のＦナンバー（Ｆ値）と比して大きく設定する。具体的には、図４に示すように、撮像ユニット２０は、第１の光学系Ｌ１のＦナンバーを第２の光学系Ｌ２のＦナンバーより大きくすることで、第２の光学系Ｌ２の被写界深度Ｄ１を含むように被写体ＰＲに対する被写界深度Ｄ２を拡大する。即ち、第１の光学系Ｌ１のピントが合う範囲に第２の光学系Ｌ２のピントの合う範囲を合わせる。この結果、特別なピント調整用の部材を設けることなく、第１の光学系Ｌ１および第２の光学系Ｌ２のピント調整を簡易な構成で行うことができる。さらに、撮像ユニット２０は、上述した従来の構造２と比して、第１の保持枠２０６～第３の保持枠２０７の構成を簡略化することができるとともに、１回の調整作業のみで、第１の光学系Ｌ１および第２の光学系Ｌ２のピント調整を行うことができる。さらにまた、３Ｄ合成画像の特徴として、２つの画像を合成した場合、人間の目では、片側の高分解能な画像の影響を強く受けるので、結果的に、片側のＦ値を大きくして分解能を落としてもよい。この効果を利用することによって、得られる３Ｄ画像は、高精細な印象となる。
【0037】
〔処理装置の構成〕
次に、処理装置３の構成について説明する。図５は、処理装置３の機能構成を示すブロック図である。
次に、処理装置３の構成について説明する。図５は、処理装置３の機能構成を示すブロック図である。
【0038】
図５に示す処理装置３は、画像処理部３１と、制御部３２と、記録部３３と、を有する。
【0039】
画像処理部３１は、内視鏡２から入力された画像信号に対して、各種処理を行って表示装置４へ出力する。画像処理部３１は、例えばＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＤＳＰ（Digital Signal
Processing）およびＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等を用いて構成される。
Processing）およびＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等を用いて構成される。
【0040】
制御部３２は、内視鏡システム１の各部を制御する。制御部３２は、ＣＰＵ（Central
Processing Unit）等を用いて構成される。
Processing Unit）等を用いて構成される。
【0041】
記録部３３は、内視鏡システム１に関する各種データや実行するプログラムを記録する。記録部３３は、揮発性メモリ、不揮発性メモリおよびメモリーカード等を用いて構成される。
【0042】
〔処理装置の処理〕
次に、処理装置３が実行する処理の概要について説明する。図６は、処理装置３が実行する処理の概要を示すフローチャートである。なお、内視鏡２は、３Ｄ観察時を行う場合であっても、基本的に２Ｄ画像、例えば第１の光学系Ｌ１によって生成された第１の画像（以下、副主画像」という）および第２の光学系Ｌ２によって生成された第２の画像（以下、「主画像」という）のどちらか一方を記録する。好ましくは、内視鏡２は、主画像を記録する。現在、内視鏡２では、超解像技術が知られているが、そのほとんどが表示装置４の表示画素数よりイメージセンサ２０４の撮像画素数が小さいため、表示画像数と撮像画素数との間に差が生じているため、内視鏡２が接続される処理装置３内で補間処理やエッジ強調処理を行うことによって精彩な画像を再生している。また、現在、内視鏡２では、学習型の超解像技術が知られているが、静物と異なり、被検体が動くので、教師データを得ることが難しいうえ、リアルタイム性に欠けるため、ＣＡＤｅ、ＣＡＤｘといった自動検出・自動診断との親和性が欠ける問題点もある。さらに、現在、内視鏡２では、処理装置３がエッジ強調を行っているが、エッジに隣接する情報への影響、例えば濃いグレーが黒くなるだけなく、薄いグレーも白く変化する影響がある。このため、以下においては、内視鏡システム１が３Ｄ画像観察でなく、２Ｄ画像観察時または２Ｄ画像保存時に実行する処理装置３の処理について説明する。
次に、処理装置３が実行する処理の概要について説明する。図６は、処理装置３が実行する処理の概要を示すフローチャートである。なお、内視鏡２は、３Ｄ観察時を行う場合であっても、基本的に２Ｄ画像、例えば第１の光学系Ｌ１によって生成された第１の画像（以下、副主画像」という）および第２の光学系Ｌ２によって生成された第２の画像（以下、「主画像」という）のどちらか一方を記録する。好ましくは、内視鏡２は、主画像を記録する。現在、内視鏡２では、超解像技術が知られているが、そのほとんどが表示装置４の表示画素数よりイメージセンサ２０４の撮像画素数が小さいため、表示画像数と撮像画素数との間に差が生じているため、内視鏡２が接続される処理装置３内で補間処理やエッジ強調処理を行うことによって精彩な画像を再生している。また、現在、内視鏡２では、学習型の超解像技術が知られているが、静物と異なり、被検体が動くので、教師データを得ることが難しいうえ、リアルタイム性に欠けるため、ＣＡＤｅ、ＣＡＤｘといった自動検出・自動診断との親和性が欠ける問題点もある。さらに、現在、内視鏡２では、処理装置３がエッジ強調を行っているが、エッジに隣接する情報への影響、例えば濃いグレーが黒くなるだけなく、薄いグレーも白く変化する影響がある。このため、以下においては、内視鏡システム１が３Ｄ画像観察でなく、２Ｄ画像観察時または２Ｄ画像保存時に実行する処理装置３の処理について説明する。
【0043】
図６に示すように、まず、画像処理部３１は、内視鏡２のイメージセンサ２０４によって生成された画像信号から主画像および副画像を取得する（ステップＳ１０１）。
【0044】
続いて、画像処理部３１は、主画像に対する副画像の画像調整処理を実行する（ステップＳ１０２）。具体的には、画像処理部３１は、主画像の所定の位置、例えば中心から副画素の中心とのズレ量である視差値を算出するオフセット処理、主画像および副画像の倍率を調整する倍率調整処理、主画像および副画像のディストーションを調整するディストーション調整処理および主画像と副画像の水平や垂直を調整する回転処理等を実行する。
【0045】
その後、画像処理部３１は、オフセット処理で算出した視差値に基づいて、主画像と副画像の各画素の輝度情報の差分値を算出する（ステップＳ１０３）。具体的には、画像処理部３１は、オフセット処理で算出した視差分（ズレ量）に基づいて、主画像と副画像の各画素の位置を合わせた後に、主画像の各画素と副画素の各画素との輝度情報（画素値）の差分値を算出する。
【0046】
続いて、画像処理部３１は、主画像の各画素の画素値に、ステップＳ１０３で算出した差分値を加算し（ステップＳ１０４）、記録部３３に記録する（ステップＳ１０５）。ステップＳ１０５の後、画像処理部３１は、本処理を終了する。なお、画像処理部３１は、主画像の各画素の画素値に、ステップＳ１０３で算出した差分値を単に加算していたが、これに限定されることなく、差分値の絶対値を主画像の各画素の画素値に加算してもよい。これにより、一実施の形態によれば、１つのイメージセンサ２０４を用いて主画像および副画像の２つを同時に取得することによって、簡易な計算で強調処理を行うことができるので、リアルタイム性を向上させることができる。一実施の形態によれば、簡易な計算で強調処理を行うことができるので、画像処理部３１を構成する回路規模の縮小することができる。さらに、一実施の形態によれば、第２の光学系Ｌ２のＦナンバー（Ｆ値）が第１の光学系Ｌ１のＦナンバー（Ｆ値）より小さい。このため、第１の光学系Ｌ１（従光学系）は、被写体深度が深いため、強調処理によって保存される２Ｄ画像の被写体深度が拡大された画像となる。さらにまた、一実施の形態によれば、コントラストや解像感を向上させることができるうえ、副画像で生じる周辺画素への影響を防止することができるので、違和感のない強調画像を提供することができる。
【0047】
以上説明した本開示の一実施の形態によれば、第１の光学系Ｌ１のＦナンバー（Ｆ値）を第２の光学系Ｌ２のＦナンバー（Ｆ値）と比して大きくすることによって、第１の光学系Ｌ１および第２の光学系Ｌ２のピント調整を簡易な構成で行うことができる。
【0048】
なお、本開示の一実施の形態によれば、第１の光学系Ｌ１のＦナンバー（Ｆ値）を第２の光学系Ｌ２のＦナンバー（Ｆ値）と比して大きくしていたが、これに限定されることなく、第２の光学系Ｌ２のＦナンバー（Ｆ値）を第１の光学系Ｌ１のＦナンバー（Ｆ値）と比して大きくしてもよい。即ち、２つの光学系のうち、どちらか一方のＦナンバーを他方のＦナンバーと比して大きくすることによって、２つの光学系のピント調整を簡易な構成で行うことができる。
【0049】
なお、本開示の一実施の形態では、第１の光学系Ｌ１および第２の光学系Ｌ２のどちらか一方に、一部の波長帯域の光をカットするフィルタを光路上に設けてもよいし、コーティングをレンズに施してもよい。ここで、一部の波長帯域の光としては、ＰＤＴ（Photodynamic Therapy）の波長帯域（６００～８００ｎｍ）、波長可変ＹＡＧレーザの波長帯域（例えば１０６４ｎｍ）およびＬＤレーザの波長帯域（６５０～９０５ｎｍ）等をカットするフィルタの挿入またはコーティングを施してもよい。これにより、各モードに応じた２Ｄ画像の観察を行うことができる。
【0050】
また、本開示の一実施の形態では、第１の光学系Ｌ１および第２の光学系Ｌ２のどちらか一方に焦点位置を切り替えるアクチュエーターを設けてもよいし、焦点距離を切り替えるアクチュエーターを設けてもよい。これにより、観察対象に合わせて焦点位置および焦点距離を変更することができる。
【0051】
また、本開示の一実施の形態では、内視鏡２の先端部１０１に内視鏡の軸方向を中心に径方向に移動可能な扇状をなす絞り機構、フィルタ機構、レンズ機構等の切り替え機構を設けてもよい。この場合、切り替え機構は、内視鏡２の径方向に駆動するコイル等のアクチュエーターに電流を供給することによって、第１の光学系Ｌ１または第２の光学系Ｌ２の光路上に挿入される。これにより、観察対象や処置対象に合わせた観察を行うことができるうえ、第１の光学系Ｌ１および第２の光学系Ｌ２の光軸を結ぶ線に対して垂直方向に生じるデッドスペースを有効活用することができるので、小型化を行うことができる。
【0052】
また、本開示の一実施の形態では、第１の光学系Ｌ１および第２の光学系Ｌ２のうち少なくとも一方の光学像を受光するイメージセンサ２０４の受光面に配置されるベイヤー配列のカラーフィルタに換えて、例えばＢフィルタ（ブルーフィルタ）、Ｃｙフィルタ（シアンフィルタ）、Ｙｅフィルタ（イエローフィルタ）およびＭｇフィルタ（マゼンダフィルタ）で構成される補色フィルタを配置してもよい。
【0053】
また、本開示の一実施の形態では、第１の光学系Ｌ１および第２の光学系Ｌ２のうち少なくとも一方の光学像を受光するイメージセンサ２０４の受光面の画素領域のフレームレートを他方の画素領域のフレームレート（例えば６０ｆｐｓ）より高速（例えば１２０ｆｐｓ）にしてもよい。２Ｄ画像として記録する画素領域のフレームレートを高速化することで、被写体ブレを防止することができるうえ、第１の光学系Ｌ１および第２の光学系Ｌ２の両方の画素領域の高速化と比して処理回路を小型化することができる。さらに、高速で照明光の種類が切り替わる面順次発光モード時に、高速フレームレートで撮影することができるので、被写体ブレや色ズレを防止することができる。
【0054】
また、本開示の一実施の形態に係る内視鏡システムに開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることによって、種々の実施の形態を形成することができる。例えば、上述した本開示の一実施の形態に係る内視鏡システムに記載した全構成要素からいくつかの構成要素を削除してもよい。さらに、上述した本開示の一実施に係る内視鏡システムで説明した構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【0055】
また、本開示の一実施の形態に係る内視鏡システムでは、上述してきた「部」は、「手段」や「回路」などに読み替えることができる。例えば、制御部は、制御手段や制御回路に読み替えることができる。
【0056】
また、本開示の一実施の形態に係る内視鏡システムに実行させるプログラムは、インストール可能な形式または実行可能な形式のファイルデータでＣＤ－ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ－Ｒ、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）、ＵＳＢ媒体、フラッシュメモリ等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録されて提供される。
【0057】
また、本開示の一実施の形態に係る内視鏡システムに実行させるプログラムは、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成してもよい。
【0058】
なお、本明細書におけるタイミングチャートの説明では、「まず」、「その後」、「続いて」等の表現を用いてステップ間の処理の前後関係を明示していたが、本発明を実施するために必要な処理の順序は、それらの表現によって一意的に定められるわけではない。即ち、本明細書で記載したタイミングチャートにおける処理の順序は、矛盾のない範囲で変更することができる。
【0059】
以上、本願の実施の形態のいくつかを図面に基づいて詳細に説明したが、これらは例示であり、本発明の開示の欄に記載の態様を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変形、改良を施した他の形態で本発明を実施することが可能である。
【符号の説明】
【0060】
１ 内視鏡システム
２ 内視鏡
３ 処理装置
４ 表示装置
５ 光源装置
２０ 撮像ユニット
３１ 画像処理部
３２ 制御部
３３ 記録部
１００ 挿入部
１０１ 先端部
１０２ 基端側
２００ 操作部
２０１ 第１のレンズ群
２０２ 第２のレンズ群
２０３ 対物レンズ群
２０４ 撮像素子
２０５ 第１の保持枠
２０５ａ 第１の保持孔
２０５ｂ 第２の保持孔
２０６ 第２の保持枠
２０６ａ，２０７ａ 接着剤
２０７ 第３の保持枠
２０８ 絞り
３００ ユニバーサルコード
３０１ 基端側
４００ 基端部
Ｌ１ 第１の光学系
Ｌ２ 第２の光学系
２ 内視鏡
３ 処理装置
４ 表示装置
５ 光源装置
２０ 撮像ユニット
３１ 画像処理部
３２ 制御部
３３ 記録部
１００ 挿入部
１０１ 先端部
１０２ 基端側
２００ 操作部
２０１ 第１のレンズ群
２０２ 第２のレンズ群
２０３ 対物レンズ群
２０４ 撮像素子
２０５ 第１の保持枠
２０５ａ 第１の保持孔
２０５ｂ 第２の保持孔
２０６ 第２の保持枠
２０６ａ，２０７ａ 接着剤
２０７ 第３の保持枠
２０８ 絞り
３００ ユニバーサルコード
３０１ 基端側
４００ 基端部
Ｌ１ 第１の光学系
Ｌ２ 第２の光学系
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】