▶ ソニー・オリンパスメディカルソリューションズ株式会社の特許一覧
(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】2023-01-30
(45)【発行日】2023-02-07
(54)【発明の名称】内視鏡装置
(51)【国際特許分類】
A61B 1/04 20060101AFI20230131BHJP
A61B 1/06 20060101ALI20230131BHJP
A61B 1/045 20060101ALI20230131BHJP
A61B 1/00 20060101ALI20230131BHJP
【ＦＩ】
A61B1/04 530
A61B1/06 611
A61B1/045 631
A61B1/00 513
A61B1/00 512
【請求項の数】
6
(21)【出願番号】P 2019504312
(86)(22)【出願日】2017-10-27
(86)【国際出願番号】 JP2017038985
(87)【国際公開番号】W WO2018163500
(87)【国際公開日】2018-09-13
【審査請求日】2020-07-15
(31)【優先権主張番号】P 2017046604
(32)【優先日】2017-03-10
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
【前置審査】
(73)【特許権者】
【識別番号】313009556
【氏名又は名称】ソニー・オリンパスメディカルソリューションズ株式会社
(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】小林 素明
【審査官】▲高▼ 芳徳
(56)【参考文献】
【文献】特表２０１１－５２８９１８（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１６／００６２６６（ＷＯ，Ａ１）
【文献】国際公開第２０１４／０３７９７９（ＷＯ，Ａ１）
【文献】国際公開第２０１６／１４７４３５（ＷＯ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ａ６１Ｂ １／００ － １／３２
Ｇ０２Ｂ ２３／２４ － ２３／２６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１の波長帯域の第１の光を継続して出射するとともに、該第１の波長帯域とは異なり、かつ互いに異なる複数の第２の波長帯域の第２の光を順次出射する光源装置と、前記光源装置が出射した照明光による被写体からの光を、前記第１の波長帯域の光と前記第２の波長帯域の光とに分光する分光手段と、前記分光手段により分光された前記第１の波長帯域の光を受光して光電変換することにより第１の画像信号を生成する第１の撮像素子と、前記分光手段により分光された前記第２の波長帯域の光をそれぞれ受光して光電変換することにより第２の画像信号を生成する第２の撮像素子と、を有する撮像装置と、
を備え、
前記第１の波長帯域は、緑色の波長帯域であり、
前記複数の第２の波長帯域は、赤色の波長帯域及び青色の波長帯域である
ことを特徴とする内視鏡装置。
【請求項2】
前記第１及び第２の撮像素子は、前記光源装置による前記第１及び第２の光の出射期間と同期して前記第１及び第２の画像信号を生成することを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
【請求項3】
前記光源装置は、１フレーム分の信号を読み出すフレーム読出し期間において、前記緑色の波長帯域の光を継続して出射するとともに、前記赤色の波長帯域の光、及び前記青色の波長帯域の光を順次出射する通常照明と、前記フレーム読出し期間において、前記緑色の狭帯域の光を出射するとともに、前記青色の狭帯域の光を出射する狭帯域照明と、を切り替え可能である
ことを特徴とする請求項２に記載の内視鏡装置。
【請求項4】
前記光源装置は、１フレーム分の信号を読み出すフレーム読出し期間において、前記緑色の波長帯域の光を継続して出射するとともに、前記赤色の波長帯域の光と、前記青色の波長帯域の光と、近赤外光とを順次出射する
ことを特徴とする請求項２または３に記載の内視鏡装置。
【請求項5】
前記第１及び第２の撮像素子の動作を制御するとともに、前記光源装置が出射する光の波長帯域及び出射タイミングを制御する制御部、並びに、前記第１及び第２の撮像素子が生成した電気信号に基づいて画像を生成する画像生成部を有する制御装置、をさらに備えることを特徴とする請求項１～４のいずれか一つに記載の内視鏡装置。
【請求項6】
前記第１及び第２の撮像素子は、前記第１及び第２の光に感度を有する撮像素子であることを特徴とする請求項１～５のいずれか一つに記載の内視鏡装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、内視鏡装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、撮像素子を用いて被写体を撮像し、当該被写体を観察する医療用画像取得システムは、より精緻な観察画像を得るために、撮像画像の解像度を高くすることが求められている。解像度の高い撮像画像を取得できる撮像装置として、例えば複数の撮像素子を備えた撮像装置が知られている（例えば、特許文献１を参照）。特許文献１が開示する撮像装置は、互いに異なる波長帯域の光を反射または透過するダイクロイック膜がそれぞれ設けられた複数のプリズムからなり、各ダイクロイック膜により観察光を４つの波長帯域に分光する色分解プリズムと、該色分解プリズムにより分光された各波長帯域の観察光を受光し撮像する４枚の撮像素子とを備え、１枚の撮像素子の画素を基準として、残りの３枚の撮像素子の画素位置を相対的にずらして配置し多画素化することにより、高解像度を実現している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２００７－２３５８７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、特許文献１が開示する撮像装置では、色分解プリズムの配設によって装置が大型化し、重量が重くなってしまうという問題があった。加えて、観察光が色分解プリズムの最初の入射面を透過してから色分解プリズムの最後の出射面を透過する間に、ダイクロイック膜を含む複数のプリズムの面に対し透過や反射を複数回繰り返すため、観察光が減衰して高品質な撮像画像を得ることができないという問題があった。
【0005】
装置を小型化するために、１枚の撮像素子によって４枚の撮像素子と同程度の品質の画像を得ようとすると、例えば、撮像素子に、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）の各色成分の波長帯域の光を別々に受光させて、各色成分の電気信号を生成する必要がある。この構成では、１枚の画像を作るために撮像処理を三回行う必要があり、フレームレートの低下を招く。一方、フレームレートを維持して撮像処理を行うと、１回の撮像処理の露光時間が短くなり、画像の品質に影響を及ぼす。
【0006】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、装置の大型化、重量化を抑制しつつ、高品質な観察画像を取得することができる内視鏡装置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、本発明にかかる内視鏡装置は、第１の波長帯域の第１の光を継続して出射するとともに、該第１の波長帯域とは異なり、かつ互いに異なる複数の第２の波長帯域の第２の光を順次出射する光源装置と、前記光源装置が出射した照明光による被写体からの光を、前記第１の波長帯域の光と前記第２の波長帯域の光とに分光する分光手段と、前記分光手段により分光された前記第１の波長帯域の光を受光して光電変換することにより第１の画像信号を生成する第１の撮像素子と、前記分光手段により分光された前記第２の波長帯域の光をそれぞれ受光して光電変換することにより第２の画像信号を生成する第２の撮像素子と、を有する撮像装置と、を備えることを特徴とする。
【0008】
また、本発明にかかる内視鏡装置は、上記発明において、前記光源装置は、前記第１の波長帯域である緑色の波長帯域の光を継続して出射するとともに、前記第２の波長帯域である、赤色の波長帯域の光、及び青色の波長帯域の光を順次出射し、前記第１及び第２の撮像素子は、前記光源装置による前記第１及び第２の光の出射期間と同期して前記第１及び第２の画像信号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装置は、上記発明において、前記光源装置は、１フレーム分の信号を読み出すフレーム読出し期間において、前記緑色の波長帯域の光を継続して出射するとともに、前記赤色の波長帯域の光、及び前記青色の波長帯域の光を順次出射する通常照明と、前記フレーム読出し期間において、緑色の狭帯域の光を出射するとともに、青色の狭帯域の光を出射する狭帯域照明と、を切り替え可能であることを特徴とする。
【0010】
また、本発明にかかる内視鏡装置は、上記発明において、前記光源装置は、１フレーム分の信号を読み出すフレーム読出し期間において、前記緑色の波長帯域の光を継続して出射するとともに、前記赤色の波長帯域の光と、前記青色の波長帯域の光と、近赤外光とを順次出射することを特徴とする。
【0011】
また、本発明にかかる内視鏡装置は、上記発明において、前記第１及び第２の撮像素子の動作を制御するとともに、前記光源装置が出射する光の波長帯域及び出射タイミングを制御する制御部、並びに、前記第１及び第２の撮像素子が生成した電気信号に基づいて画像を生成する画像生成部を有する制御装置、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装置は、上記発明において、前記第１及び第２の撮像素子は、前記第１及び第２の光に感度を有する撮像素子であることを特徴とする。
【発明の効果】
【0013】
本発明によれば、装置の大型化、重量化を抑制しつつ、高品質な観察画像を取得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】
【0014】
【発明を実施するための形態】
【0015】
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装置の一例として、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装置について説明する。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、同一部分には同一の符号を付して説明する。
【0016】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１にかかる内視鏡装置１の概略構成を示す図である。内視鏡装置１は、医療分野において用いられ、人等の観察対象物の内部（生体内）の被写体を観察する装置である。この内視鏡装置１は、図１に示すように、内視鏡２と、撮像装置３と、表示装置４と、制御装置５（画像処理装置）と、光源装置６とを備える。内視鏡装置は、少なくとも撮像装置３及び光源装置６により構成される。本実施の形態１では、内視鏡２と、撮像装置３と、制御装置５と、光源装置６とで、内視鏡装置を構成している。
図１は、本発明の実施の形態１にかかる内視鏡装置１の概略構成を示す図である。内視鏡装置１は、医療分野において用いられ、人等の観察対象物の内部（生体内）の被写体を観察する装置である。この内視鏡装置１は、図１に示すように、内視鏡２と、撮像装置３と、表示装置４と、制御装置５（画像処理装置）と、光源装置６とを備える。内視鏡装置は、少なくとも撮像装置３及び光源装置６により構成される。本実施の形態１では、内視鏡２と、撮像装置３と、制御装置５と、光源装置６とで、内視鏡装置を構成している。
【0017】
光源装置６は、ライトガイド７の一端が内視鏡２に接続され、当該ライトガイド７の一端に生体内を照明するための白色の照明光を供給する。ライトガイド７は、一端が光源装置６に着脱自在に接続されるとともに、他端が内視鏡２に着脱自在に接続される。そして、ライトガイド７は、光源装置６から供給された光を一端から他端に伝達し、内視鏡２に供給する。
【0018】
撮像装置３は、光源装置６から出射された照明光による被写体からの光を取得した内視鏡２からの被写体像を撮像して当該撮像結果を出力する。この撮像装置３は、図１に示すように、信号伝送部である伝送ケーブル８と、カメラヘッド９とを備える。本実施の形態１では、伝送ケーブル８とカメラヘッド９とにより医療用撮像装置が構成される。
【0019】
内視鏡２は、硬質で細長形状を有し、生体内に挿入される。この内視鏡２の内部には、１または複数のレンズを用いて構成され、被写体像を集光する光学系が設けられている。内視鏡２は、ライトガイド７を介して供給された光を先端から出射し、生体内に照射する。そして、生体内に照射された光（被写体像）は、内視鏡２内の光学系（後述するレンズユニット９１）により集光される。
【0020】
カメラヘッド９は、内視鏡２の基端に着脱自在に接続される。そして、カメラヘッド９は、制御装置５による制御の下、内視鏡２にて集光された被写体像を撮像し、当該撮像による撮像信号を出力する。なお、カメラヘッド９の詳細な構成については、後述する。
【0021】
伝送ケーブル８は、一端がコネクタを介して制御装置５に着脱自在に接続されるとともに、他端がコネクタを介してカメラヘッド９に着脱自在に接続される。具体的に、伝送ケーブル８は、最外層である外被の内側に複数の電気配線（図示略）が配設されたケーブルである。当該複数の電気配線は、カメラヘッド９から出力される撮像信号、制御装置５から出力される制御信号、同期信号、クロック、及び電力をカメラヘッド９にそれぞれ伝送するための電気配線である。
【0022】
表示装置４は、制御装置５による制御のもと、制御装置５により生成された画像を表示する。表示装置４は、観察時の没入感を得やすくするために、表示部が５５インチ以上を有するものが好ましいが、これに限らない。
【0023】
制御装置５は、カメラヘッド９から伝送ケーブル８を経由して入力された撮像信号を処理し、表示装置４へ画像信号を出力するとともに、カメラヘッド９及び表示装置４の動作を統括的に制御する。なお、制御装置５の詳細な構成については、後述する。
【0024】
次に、カメラヘッド９、制御装置５及び光源装置６の構成について説明する。図２は、カメラヘッド９、制御装置５及び光源装置６の構成を示すブロック図である。なお、図２では、カメラヘッド９及び伝送ケーブル８同士を着脱可能とするコネクタの図示を省略している。
【0025】
以下、制御装置５の構成、光源装置６の構成、及びカメラヘッド９の構成の順に説明する。なお、以下では、制御装置５の構成として、本発明の要部を主に説明する。制御装置５は、図２に示すように、信号処理部５１と、画像生成部５２と、通信モジュール５３と、入力部５４と、制御部５５と、メモリ５６とを備える。なお、制御装置５には、制御装置５及びカメラヘッド９を駆動するための電源電圧を生成し、制御装置５の各部にそれぞれ供給するとともに、伝送ケーブル８を介してカメラヘッド９に供給する電源部（図示略）などが設けられていてもよい。
【0026】
信号処理部５１は、カメラヘッド９が出力した撮像信号に対してノイズ除去や、必要に応じてＡ／Ｄ変換等の信号処理を行うことによって、デジタル化された撮像信号（パルス信号）を画像生成部５２に出力する。
【0027】
また、信号処理部５１は、撮像装置３及び制御装置５の同期信号、及びクロックを生成する。撮像装置３への同期信号（例えば、カメラヘッド９の撮像タイミングを指示する同期信号等）やクロック（例えばシリアル通信用のクロック）は、図示しないラインで撮像装置３に送られ、この同期信号やクロックを基に、撮像装置３は駆動する。
【0028】
画像生成部５２は、信号処理部５１から入力される撮像信号をもとに、表示装置４が表示する表示用の画像信号を生成する。画像生成部５２は、撮像信号に対して、所定の信号処理を実行して被写体画像を含む表示用の画像信号を生成する。ここで、画像処理としては、補間処理や、色補正処理、色強調処理、及び輪郭強調処理等の各種画像処理等が挙げられる。画像生成部５２は、生成した画像信号を表示装置４に出力する。
【0029】
通信モジュール５３は、制御部５５から送信された後述する制御信号を含む制御装置５からの信号を撮像装置３に出力する。また、撮像装置３からの信号を制御装置５に出力する。つまり通信モジュール５３は、撮像装置３へ出力する制御装置５の各部からの信号を、例えばパラレルシリアル変換等によりまとめて出力し、また撮像装置３から入力される信号を、例えばシリアルパラレル変換等により振り分け制御装置５の各部に出力する、中継デバイスである。
【0030】
入力部５４は、キーボード、マウス、タッチパネル等のユーザインタフェースを用いて実現され、各種情報の入力を受け付ける。
【0031】
制御部５５は、制御装置５、光源装置６及びカメラヘッド９を含む各構成部の駆動制御、及び各構成部に対する情報の入出力制御などを行う。制御部５５は、メモリ５６に記録されている通信情報データ（例えば、通信用フォーマット情報など）を参照して制御信号を生成し、該生成した制御信号を、通信モジュール５３を介して撮像装置３へ送信する。また、制御部５５は、照明光の制御に関する制御信号を、光源装置６に出力する。
【0032】
メモリ５６は、フラッシュメモリやＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）等の半導体メモリを用いて実現され、通信情報データ（例えば、通信用フォーマット情報など）が記録されている。なお、メモリ５６は、制御部５５が実行する各種プログラム等が記録されていてもよい。
【0033】
なお、信号処理部５１が、入力されたフレームの撮像信号を基に、各フレームの所定のＡＦ用評価値を出力するＡＦ処理部、及び、ＡＦ処理部からの各フレームのＡＦ用評価値から、最も合焦位置として適したフレームまたはフォーカスレンズ位置等を選択するようなＡＦ演算処理を行うＡＦ演算部を有していてもよい。
【0034】
なお、上述した信号処理部５１、画像生成部５２、通信モジュール５３及び制御部５５は、プログラムが記録された内部メモリ（図示略）を有するＣＰＵ（Central Processing Unit）等の汎用プロセッサやＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）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実現される。また、プログラマブル集積回路の一種であるＦＰＧＡ(Field Programmable Gate Array：図示略)を用いて構成するようにしてもよい。なおＦＰＧＡにより構成される場合は、コンフィグレーションデータを記憶するメモリを設け、メモリから読み出したコンフィグレーションデータにより、プログラマブル集積回路であるＦＰＧＡをコンフィグレーションしてもよい。
【0035】
次に、光源装置６の構成として、本発明の要部を主に説明する。光源装置６は、図２に示すように、光源部６１と、駆動部６２と、光源制御部６３とを備える。
【0036】
光源部６１は、光源制御部６３の制御のもと、赤色、緑色及び青色の波長帯域の光を含む白色光を出射する。具体的に、光源部６１は、例えば、青色の波長帯域の光を出射する青色光源と、緑色の波長帯域の光を出射する緑色光源と、赤色の波長帯域の光を出射する赤色光源とを有する。光源部６１が発生した照明光は、ライトガイド７に出射される。光源部６１は、ＬＥＤや、キセノンランプ、レーザーなどの白色光を発する光源を用いて実現される。ここで、青色、緑色及び赤色の波長帯域は、例えば、青色の波長帯域が３８０ｎｍ～５００ｎｍ、緑色の波長帯域が４８０ｎｍ～６００ｎｍ、赤色の波長帯域が５８０ｎｍ～６５０ｎｍである。以下、本実施の形態１では、緑色が第１の色であり、青色及び赤色が第２の色であるものとして説明する。
【0037】
なお、光源部６１は、白色光源を有し、該白色光源が出射した白色光のうち、透過する波長帯域を選択して、選択した波長帯域の光をライドガイド７に入射させるようにしてもよい。この際、光源部６１は、例えば、出射する白色光の光路上に配置可能な複数のフィルターが設けられた回転フィルターを用いて実現され、光源制御部６３の制御のもと、回転フィルターを回転させることで光路上に配置するフィルターを切り替えることによってライトガイド７に入射させる光の波長帯域を変更可能である。この回転フィルターは、青色、緑色及び赤色の各波長帯域の光を選択的に透過する。例えば、あるフィルターは、緑色及び赤色の波長帯域の光を透過し、また別のフィルターでは緑色及び青色の波長帯域の光を透過する。もちろん、光源部６１が出射する光（波長帯域４００ｎｍ～７００ｎｍの）をそのまま透過するフィルターを有してもよい。
【0038】
駆動部６２は、モータ等を用いて構成され、例えば、光源部６１が備える各色成分の光源のオンオフを回転駆動する。
【0039】
光源制御部６３は、制御装置５による制御のもと、光源部６１を制御して各色成分の光源をオンオフ制御することによって、光源装置６により出射される照明光の種類（波長帯域）を制御する。なお、光源制御部６３は、回転フィルターにより出射する光の波長帯域を変更する場合は、駆動部６２による回転フィルターの制御を行う。
【0040】
次に、カメラヘッド９の構成として、本発明の要部を主に説明する。カメラヘッド９は、図２に示すように、レンズユニット９１と、撮像部９２と、駆動部９３と、通信モジュール９４と、カメラヘッド制御部９５とを備える。
【0041】
レンズユニット９１は、１または複数のレンズを用いて構成され、内視鏡２にて集光された被写体像を、撮像部９２を構成する撮像素子の撮像面に結像する。当該１または複数のレンズは、光軸に沿って移動可能に構成されている。そして、レンズユニット９１には、当該１または複数のレンズを移動させて、画角を変化させる光学ズーム機構（図示略）や焦点を変化させるフォーカス機構が設けられている。なお、レンズユニット９１は、光学ズーム機構及びフォーカス機構のほか、絞り機構や、光軸上に挿脱自在な光学フィルター（例えば赤外光をカットするフィルター）が設けられていてもよい。
【0042】
撮像部９２は、カメラヘッド制御部９５による制御の下、被写体を撮像し、取得した撮像信号（画像信号）を通信モジュール９４に出力する。この撮像部９２は、複数の画素がマトリックス状に配列され、レンズユニット９１が結像した被写体像を受光して電気信号に変換するモノクロの二つの撮像素子と、観察光を分光して、分光した光を二つの撮像素子にそれぞれ入射させるプリズムと、を用いて構成されている。ここでいうモノクロの撮像素子とは、光源装置６が出射する照明光のすべての波長帯域の光に対して感度を有する撮像素子のことをさす。撮像素子は、ＣＭＯＳ(Complementary Metal Oxide Semiconductor)を用いて実現され、特定の波長のみを透過するフィルターを有しないフィルターレスの撮像装置である。撮像素子がＣＭＯＳの場合は、例えば、光から電気信号に変換された電気信号（アナログ）に対して信号処理（Ａ／Ｄ変換等）を行って撮像信号を出力する信号処理部が撮像素子に含まれる。なお、本実施の形態にかかる「フィルターレス」の対象には、ノイズのカット等、画像の生成に用いない波長帯域の光の遮光を目的とする赤外線カットフィルターは含まない。また、撮像素子がＣＣＤ(Charge Coupled Device)により構成されてもよい。ＣＣＤの場合は、例えば、当該撮像素子からの電気信号（アナログ信号）に対して信号処理（Ａ／Ｄ変換等）を行って撮像信号を出力する信号処理部（図示略）がセンサチップなどに実装される。撮像部９２の構成については、後述する。
【0043】
図３は、撮像部９２の構成を説明する模式図である。撮像部９２は、図３に示すように、第１撮像素子９２１と、第２撮像素子９２２と、プリズム９２３と、を有する。撮像部９２では、外部からの観察光が、レンズユニット９１を介してプリズム９２３に入射し、プリズム９２３によって分光された光が、第１撮像素子９２１及び第２撮像素子９２２に入射する。
【0044】
プリズム９２３は、三角柱状をなす二つのプリズムを貼り合せてなる立方体状をなし、貼り合せ面の間には、薄膜のダイクロイック膜９２３ａが設けられている。ダイクロイック膜９２３ａは、緑色の波長帯域を含む第１の光を反射するとともに、青色及び赤色の波長帯域を含む第２の光を透過する。このため、プリズム９２３に入射した観察光Ｆ１は、緑色の波長帯域の光を含む第１の光Ｆ２と、赤色及び青色の波長帯域の光を含む第２の光Ｆ３とに分光され、分光された各々の光（第１の光Ｆ２及び第２の光Ｆ３）が、プリズム９２３の異なる外表面（平面）から外部に出射される（図３参照）。プリズム９２３は、一回反射、及び透過によって観察光Ｆ１を第１の光Ｆ２と第２の光Ｆ３とに分光する。本実施の形態１では、緑色の波長帯域を含む第１の光Ｆ２が第１撮像素子９２１に入射し、赤色及び青色の波長帯域を含む第２の光Ｆ３が第２撮像素子９２２に入射する。なお、プリズム９２３は、入射した光を分光し、該分光した光を出射できるものであれば、立方体状のほか、長方体状や、多角形状をなすものであってもよい。
【0045】
ところで、人間の目は、視感度特性として緑色の光を明るく感じる。本実施の形態においては、赤色（Ｒ）と緑色（Ｇ）と青色（Ｂ）との色バランス（色再現性）を保ちつつ、人間が明るく感じる画像を取得するために、第１撮像素子９２１は緑色の撮像信号を、第２撮像素子９２２は赤色と青色の撮像信号を出力する構成としている。
【0046】
駆動部９３は、カメラヘッド制御部９５による制御の下、光学ズーム機構やフォーカス機構を動作させ、レンズユニット９１の画角や焦点位置を変化させるドライバを有する。
【0047】
通信モジュール９４は、制御装置５から送信された信号をカメラヘッド制御部９５等のカメラヘッド９内の各部に出力する。また、通信モジュール９４は、カメラヘッド９の現在の状態に関する情報などを予め決められた伝送方式に応じた信号形式に変換し、伝送ケーブル８を介して当該変換した信号を制御装置５に出力する。つまり通信モジュール９４は、制御装置５や伝送ケーブル８から入力される信号を、例えばシリアルパラレル変換等により振り分けカメラヘッド９の各部に出力し、また制御装置５や伝送ケーブル８へ出力するカメラヘッド９の各部からの信号を、例えばパラレルシリアル変換等によりまとめて出力する、中継デバイスである。
【0048】
カメラヘッド制御部９５は、伝送ケーブル８を介して入力した駆動信号や、カメラヘッド９の外面に露出して設けられたスイッチ等の操作部へのユーザ操作により操作部から出力される指示信号等に応じて、カメラヘッド９全体の動作を制御する。また、カメラヘッド制御部９５は、伝送ケーブル８を介して、カメラヘッド９の現在の状態に関する情報を制御装置５に出力する。
【0049】
なお、上述した駆動部９３、通信モジュール９４及びカメラヘッド制御部９５は、プログラムが記録された内部メモリ（図示略）を有するＣＰＵ（Central Processing Unit）等の汎用プロセッサやＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）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実現される。また、プログラマブル集積回路の一種であるＦＰＧＡを用いて構成するようにしてもよい。なお、ＦＰＧＡにより構成される場合は、コンフィグレーションデータを記憶するメモリを設け、メモリから読み出したコンフィグレーションデータにより、プログラマブル集積回路であるＦＰＧＡをコンフィグレーションしてもよい。
【0050】
なお、カメラヘッド９や伝送ケーブル８に、通信モジュール９４や撮像部９２により生成された撮像信号に対して信号処理を施す信号処理部を構成するようにしてもよい。また、カメラヘッド９内部に設けられた発振器（図示略）で生成された基準クロックに基づいて、撮像部９２を駆動するための撮像用クロック、及び駆動部９３を駆動するための駆動用クロックを生成し、撮像部９２及び駆動部９３にそれぞれ出力するようにしてもよいし、伝送ケーブル８を介して制御装置５から入力した同期信号に基づいて、撮像部９２、駆動部９３、及びカメラヘッド制御部９５における各種処理のタイミング信号を生成し、撮像部９２、駆動部９３、及びカメラヘッド制御部９５にそれぞれ出力するようにしてもよい。また、カメラヘッド制御部９５をカメラヘッド９ではなく伝送ケーブル８や制御装置５に設けてもよい。
【0051】
続いて、光源装置６が出射する照明光の照明タイミングについて、図４を参照して説明する。図４は、本発明の実施の形態１にかかる内視鏡装置における照明タイミングを説明するための図である。以下の説明では、制御部５５による制御のもと、光源制御部６３が各部を制御して照明光を出射する。撮像部９２と光源装置６とは、制御部５５による制御のもと、同期をとって互いに動作する。第１撮像素子９２１及び第２撮像素子９２２は、ＣＭＯＳであるため、ライン毎に順次電荷の読み出しが行われる。
【0052】
照明を開始する時間をｔ1とすると、光源装置６は、この時間ｔ1において、まず緑色光源（Ｇ）をオンにして緑色の波長帯域の光を出射するとともに、赤色光源（Ｒ）をオンにして赤色の波長帯域の光を出射する。その後、光源部６１は、撮像素子による１枚の単色画像を生成するための総露光期間ＴSに相当する時間ｔ1から時間ｔ3まで、赤色の波長帯域の光を出射する。この時間ｔ1から時間ｔ3において、第２撮像素子９２２では、赤色の波長帯域の光を受光して電荷を蓄積し、カメラヘッド制御部９５による制御のもと電荷の読み出しが行われる。これにより、赤色の単色画像に対応する画像信号が生成される。なお、ＣＭＯＳ撮像素子のシャッタスピードに対応する１ラインの露光期間ＴL（時間ｔ1から時間ｔ2までの期間）が1/120secである場合、総露光期間ＴSは1/60secとなる。また、ここでいう「単色画像」とは、例えば、緑色の波長帯域の光に基づいて生成される一つの色からなる画像である。
【0053】
時間ｔ3では、赤色光源をオフにする一方、青色光源（Ｂ）をオンにして、青色の波長帯域の光を出射する。この際、緑色の波長帯域の光は継続して出射される。その後、光源部６１は、総露光期間ＴSである時間ｔ3から時間ｔ4まで、青色の波長帯域の光を出射する。この時間ｔ3から時間ｔ4において、第２撮像素子９２２では、青色の波長帯域の光を受光して電荷を蓄積し、カメラヘッド制御部９５による制御のもと電荷の読み出しが行われる。これにより、青色の単色画像に対応する画像信号が生成される。
【0054】
時間ｔ1から時間ｔ3までの、赤色の総露光期間ＴSと、時間ｔ3から時間ｔ4までの、青色の総露光期間ＴSとの間、第１撮像素子９２１では、緑色の波長帯域の光を受光して電荷を蓄積し、カメラヘッド制御部９５による制御のもと電荷の読み出しが行われる。これにより、緑色の単色画像に対応する画像信号が生成される。本実施の形態１では、この時間ｔ1から時間ｔ4までの期間を１フレームの画像を生成するためのフレーム期間ＴF（フレーム読み出し期間）とする。このフレーム期間ＴFでは、第１撮像素子９２１は、総露光期間ＴSに応じて連続して読み出しを行う。したがって、フレーム期間ＴFでは、緑色の単色画像が３枚分生成され、赤色及び青色の波長帯域の光による単色画像がそれぞれ１枚分生成される。
【0055】
フレーム期間ＴFにおいて生成された赤色、青色及び緑色の光による画像信号は、それぞれ制御装置５に送信され、制御装置５において画像化される。この際、緑色の単色画像は各フレームで３枚存在するが、この３枚の単色画像を合わせたものを使用して、画像化してもよいし、３枚の単色画像のうち、予め設定された単色画像、例えば時系列で２枚目の単色画像を使用して画像化してもよい。
【0056】
上述した実施の形態１では、プリズム９２３が、光源装置６から所定の波長帯域を有する光が出射され、その光により被写体から発せられた光を、色成分に応じた波長帯域で選択的に分光し、該分光した光を第１撮像素子９２１及び第２撮像素子９２２の２つの撮像素子のみにそれぞれ入射させるとともに、各撮像素子に異なる波長帯域の光を同時に入射させて光電変換させるようにした。本実施の形態１によれば、従来のような複数の撮像素子により得られる高解像度の観察画像を取得することができるとともに、各色成分に応じて複数の撮像素子（ここでは赤色、緑色及び青色に応じた三つの撮像素子）を設ける構成よりも小型化することが可能であり、さらに、一枚の画像を生成するために要する電気信号の取得時間を短くすることができる。
【0057】
また、上述した実施の形態１によれば、プリズム９２３による一回反射、及び透過によって分光するようにしたので、複数回折り返して分光した光を外部に出射するプリズムと比して構成を簡易なものとして小型化することができ、その結果、装置全体を小型化、軽量化することができる。
【0058】
なお、上述した実施の形態１では、フレーム期間ＴFにおいて、第１撮像素子９２１が、総露光期間ＴSに応じて連続して読み出しを行って、３枚の単色画像を生成するものとして説明したが、フレーム期間ＴFを第１撮像素子９２１の露光期間として、このフレーム期間ＴFに蓄積された電荷を読み出して、フレーム期間ＴFで一枚の単色画像を取得するようにしてもよい。
【0059】
（実施の形態２）
続いて、本発明の実施の形態２について説明する。本実施の形態２にかかる内視鏡装置の構成は、上述した内視鏡装置１の構成と同じである。実施の形態２では、光源装置６が、波長４１５ｎｍ及び５４０ｎｍを中心波長とする狭帯域の照明光をさらに出射し、内視鏡装置１として、各波長の光のヘモグロビンに対する吸収の差を利用して粘膜表層とそれより深い層との血管の状態を観察する特殊光観察を行うことが可能である点で実施の形態１と異なる。本実施の形態２では、制御部５５の制御により、赤色、緑色及び青色の波長帯域の光に基づく画像を生成する通常観察モードと、緑色及び青色の狭帯域の光に基づく画像を生成する特殊観察モードとを切り替え可能である。波長４１５ｎｍ及び５４０ｎｍを中心波長とする狭帯域の照明光による特殊光観察は、一般にＮＢＩ（Narrow Band Imaging）観察と呼ばれている。本実施の形態２において、光源装置６は、３９０ｎｍ～４４５ｎｍの光を出射する青色狭帯域光源と、５３０ｎｍ～５５０ｎｍの光を出射する緑色狭帯域光源とをさらに有する。
続いて、本発明の実施の形態２について説明する。本実施の形態２にかかる内視鏡装置の構成は、上述した内視鏡装置１の構成と同じである。実施の形態２では、光源装置６が、波長４１５ｎｍ及び５４０ｎｍを中心波長とする狭帯域の照明光をさらに出射し、内視鏡装置１として、各波長の光のヘモグロビンに対する吸収の差を利用して粘膜表層とそれより深い層との血管の状態を観察する特殊光観察を行うことが可能である点で実施の形態１と異なる。本実施の形態２では、制御部５５の制御により、赤色、緑色及び青色の波長帯域の光に基づく画像を生成する通常観察モードと、緑色及び青色の狭帯域の光に基づく画像を生成する特殊観察モードとを切り替え可能である。波長４１５ｎｍ及び５４０ｎｍを中心波長とする狭帯域の照明光による特殊光観察は、一般にＮＢＩ（Narrow Band Imaging）観察と呼ばれている。本実施の形態２において、光源装置６は、３９０ｎｍ～４４５ｎｍの光を出射する青色狭帯域光源と、５３０ｎｍ～５５０ｎｍの光を出射する緑色狭帯域光源とをさらに有する。
【0060】
図５は、本発明の実施の形態２にかかる内視鏡装置における特殊観察モードの照明タイミングを説明するための図である。照明を開始する時間をｔ11とすると、光源装置６は、この時間ｔ11において、まず緑色狭帯域光源（ＧN）をオンにして緑色の狭帯域の光を出射するとともに、青色狭帯域光源（ＢN）をオンにして青色の狭帯域の光を出射する。この時間ｔ11から時間ｔ13において、第１撮像素子９２１では、緑色の狭帯域の光を受光して電荷を蓄積し、カメラヘッド制御部９５による制御のもと電荷の読み出しが行われる。これにより、緑色の狭帯域単色画像に対応する画像信号が生成される。一方、時間ｔ11から時間ｔ13において、第２撮像素子９２２では、青色の狭帯域の光を受光して電荷を蓄積し、カメラヘッド制御部９５による制御のもと電荷の読み出しが行われる。これにより、青色の狭帯域単色画像に対応する画像信号が生成される。なお、実施の形態１と同様、ＣＭＯＳ撮像素子の露光期間ＴL（時間ｔ11から時間ｔ12までの期間）が1/120secである場合、総露光期間ＴSは1/60secとなる。
【0061】
時間ｔ13以降、第１撮像素子９２１及び第２撮像素子９２２は、ライン毎の読み出し処理を繰り返す。本実施の形態２では、時間ｔ11から時間ｔ13までの総露光期間ＴSにおいて、緑色の狭帯域の光による画像信号と、青色の狭帯域の光による画像信号とが同時に生成される。このため、総露光期間ＴSと、一枚の画像を生成するためのフレーム期間（上述したフレーム期間ＴF）とは、同じである。したがって、フレーム期間ＴFでは、緑色の狭帯域の光による狭帯域単色画像が１枚分生成され、青色の狭帯域の光による狭帯域単色画像が１枚分生成される。
【0062】
なお、通常観察モードにおける照明タイミングは、上述した実施の形態１と同様である。
【0063】
生成された青色、緑色の狭帯域の光による画像信号は、それぞれ制御装置５に送信され、制御装置５において画像化される。
【0064】
上述した実施の形態２では、プリズム９２３が、光源装置６から所定の波長帯域を有する光が出射され、その光により被写体から発せられた光を、色成分に応じた波長帯域で選択的に分光し、該分光した光を第１撮像素子９２１及び第２撮像素子９２２の２つの撮像素子のみにそれぞれ入射させるとともに、各撮像素子に異なる波長帯域の光を同時に入射させて光電変換させるようにした。本実施の形態２によれば、従来のような複数の撮像素子により得られる高解像度の観察画像を取得することができるとともに、一枚の画像を生成するために要する電気信号の取得時間を短くすることができる。
【0065】
また、本実施の形態２では、赤色、緑色及び青色の波長帯域の光に基づく画像を生成するモードと、緑色及び青色の狭帯域の光に基づく画像を生成するモードとを選択可能な構成とすることにより、各色成分に応じて複数の撮像素子（ここでは赤色、緑色及び青色に応じた三つの撮像素子）を設ける構成よりも小型化することが可能である。
【0066】
（実施の形態３）
続いて、本発明の実施の形態３について説明する。本実施の形態３にかかる内視鏡装置の構成は、上述した内視鏡装置１の構成と同じである。実施の形態３では、光源装置６が、中心波長８０５ｎｍ及び中心波長９４０ｎｍの近赤外光をさらに出射し、内視鏡装置１として、血中内で波長８０５ｎｍ付近の近赤外光に吸収ピークを持つインドシアニングリーン（Indocyanine green：ＩＣＧ）の吸収による粘膜下層の血管部分の陰影を観察する特殊光観察を行うことが可能である点で実施の形態１と異なる。本実施の形態３では、制御部５５の制御により、赤色、緑色及び青色の波長帯域の光に基づく画像を生成する通常観察モードと、近赤外光に基づく画像を生成する特殊観察モードとを切り替え可能である。中心波長８０５ｎｍ及び中心波長９４０ｎｍの近赤外光による特殊光観察は、一般にＩＲＩ（Infra-Red Imaging）観察と呼ばれている。ＩＲＩ観察では、インドシアニングリーン（ＩＣＧ）という薬剤を造影剤として被検体に静脈注射することによって、近赤外光による観察が可能となる。本実施の形態３において、光源装置６は、７９０ｎｍ～８２０ｎｍ及び９０５ｎｍ～９７０ｎｍの光を出射する近赤外光源をさらに有する。
続いて、本発明の実施の形態３について説明する。本実施の形態３にかかる内視鏡装置の構成は、上述した内視鏡装置１の構成と同じである。実施の形態３では、光源装置６が、中心波長８０５ｎｍ及び中心波長９４０ｎｍの近赤外光をさらに出射し、内視鏡装置１として、血中内で波長８０５ｎｍ付近の近赤外光に吸収ピークを持つインドシアニングリーン（Indocyanine green：ＩＣＧ）の吸収による粘膜下層の血管部分の陰影を観察する特殊光観察を行うことが可能である点で実施の形態１と異なる。本実施の形態３では、制御部５５の制御により、赤色、緑色及び青色の波長帯域の光に基づく画像を生成する通常観察モードと、近赤外光に基づく画像を生成する特殊観察モードとを切り替え可能である。中心波長８０５ｎｍ及び中心波長９４０ｎｍの近赤外光による特殊光観察は、一般にＩＲＩ（Infra-Red Imaging）観察と呼ばれている。ＩＲＩ観察では、インドシアニングリーン（ＩＣＧ）という薬剤を造影剤として被検体に静脈注射することによって、近赤外光による観察が可能となる。本実施の形態３において、光源装置６は、７９０ｎｍ～８２０ｎｍ及び９０５ｎｍ～９７０ｎｍの光を出射する近赤外光源をさらに有する。
【0067】
図６は、本発明の実施の形態３にかかる内視鏡装置における特殊観察モードの照明タイミングを説明するための図である。照明を開始する時間をｔ21とすると、光源装置６は、この時間ｔ21において、まず緑色光源（Ｇ）をオンにして緑色の波長帯域の光を出射するとともに、赤色光源（Ｒ）をオンにして赤色の波長帯域の光を出射する。その後、光源部６１は、総露光期間ＴSである時間ｔ21から時間ｔ23まで、赤色の波長帯域の光を出射する。この時間ｔ21から時間ｔ23において、第２撮像素子９２２では、赤色の波長帯域の光を受光して電荷を蓄積し、カメラヘッド制御部９５による制御のもと電荷の読み出しが行われる。これにより、赤色の単色画像に対応する画像信号が生成される。なお、上述した実施の形態１と同様、ＣＭＯＳ撮像素子の露光期間ＴL（時間ｔ21から時間ｔ22までの期間）が1/120secである場合、総露光期間ＴSは1/60secとなる。
【0068】
時間ｔ23では、赤色光源をオフにする一方、青色光源（Ｂ）をオンにして、青色の波長帯域の光を出射する。この際、緑色の波長帯域の光は継続して出射される。その後、光源部６１は、総露光期間ＴSである時間ｔ23から時間ｔ24まで、青色の波長帯域の光を出射する。この時間ｔ23から時間ｔ24において、第２撮像素子９２２では、青色の波長帯域の光を受光して電荷を蓄積し、カメラヘッド制御部９５による制御のもと電荷の読み出しが行われる。これにより、青色の単色画像に対応する画像信号が生成される。
【0069】
さらに、時間ｔ24では、青色光源をオフにする一方、近赤外光源（ＩＲ）をオンにして、近赤外光を出射する。この際も、緑色の波長帯域の光は継続して出射される。その後、光源部６１は、総露光期間ＴSである時間ｔ24から時間ｔ25まで、近赤外光を出射する。この時間ｔ24から時間ｔ25において、第２撮像素子９２２では、近赤外光を受光して電荷を蓄積し、カメラヘッド制御部９５による制御のもと電荷の読み出しが行われる。これにより、近赤外の単色画像に対応する画像信号が生成される。
【0070】
時間ｔ21から時間ｔ23までの、赤色の総露光期間ＴSと、時間ｔ23から時間ｔ24までの、青色の露光期間ＴSと、時間ｔ24から時間ｔ25までの、近赤外光の総露光期間ＴSとの間、第１撮像素子９２１では、緑色の波長帯域の光を受光して緑色の波長帯域の光を受光して電荷を蓄積し、カメラヘッド制御部９５による制御のもと電荷の読み出しが行われる。これにより、緑色の単色画像に対応する画像信号が生成される。本実施の形態３では、この時間ｔ21から時間ｔ25までの期間を１フレームの画像を生成するためのフレーム期間ＴFとする。このフレーム期間ＴFでは、第１撮像素子９２１は、総露光期間ＴSに応じて連続してライン読み出しを行う。したがって、フレーム期間ＴFでは、緑色の単色画像が５枚分生成され、赤色及び青色の単色画像、並びに近赤外光による単色画像がそれぞれ１枚分生成される。
【0071】
フレーム期間ＴFにおいて生成された赤色、青色及び緑色の波長帯域の光、並びに近赤外光による画像信号は、それぞれ制御装置５に送信され、制御装置５において画像化される。近赤外光による画像は、例えば予め設定された色が配色される。なお、近赤外光による画像は、輝度に応じて明度を変えてもよい。
【0072】
上述した実施の形態３では、プリズム９２３が、光源装置６から所定の波長帯域を有する光が出射され、その光により被写体から発せられた光を、色成分に応じた波長帯域で選択的に分光し、該分光した光を第１撮像素子９２１及び第２撮像素子９２２の２つの撮像素子のみにそれぞれ入射させるとともに、各撮像素子に異なる波長帯域の光を同時に入射させて光電変換させるようにした。本実施の形態３によれば、従来のような複数の撮像素子により得られる高解像度の観察画像を取得することができるとともに、各色成分に応じて複数の撮像素子（ここでは赤色、緑色及び青色の光、並びに近赤外光に応じた四つの撮像素子）を設ける構成よりも小型化することが可能であり、さらに、一枚の画像を生成するために要する電気信号の取得時間を短くすることができる。
【0073】
なお、本実施の形態３と、上述した実施の形態１、２とを組み合わせて、通常観察とＩＲＩ観察との切り替えや、通常観察、ＮＢＩ観察及びＩＲＩ観察の切り替えを行うような構成としてもよい。
【0074】
（実施の形態４）
続いて、本発明の実施の形態４について説明する。本実施の形態４にかかる内視鏡装置の構成は、上述した内視鏡装置１の構成と同じである。実施の形態４では、観察光（上述した観察光Ｆ１）に対する第１撮像素子９２１及び第２撮像素子９２２の相対的な位置をずらしている。
続いて、本発明の実施の形態４について説明する。本実施の形態４にかかる内視鏡装置の構成は、上述した内視鏡装置１の構成と同じである。実施の形態４では、観察光（上述した観察光Ｆ１）に対する第１撮像素子９２１及び第２撮像素子９２２の相対的な位置をずらしている。
【0075】
図７は、本実施の形態４にかかる撮像部９２の撮像素子の画素の構成を示す模式図である。以下、第１撮像素子９２１の画素構成について、図７を用いて説明するが、第２撮像素子９２２についても同様であり、第２撮像素子９２２の画素配列は、第１撮像素子９２１の画素配列と同一の配列である。第１撮像素子９２１は、レンズユニット９１及びプリズム９２３からの光を受光する複数の画素が、二次元的に正方配列（マトリックス状に配列）されている。そして、第１撮像素子９２１は、それぞれの画素が受光した光に対して光電変換を行うことにより電気信号を生成する。電気信号には、各画素の画素値（輝度値）や画素の位置情報などが含まれる。図７では、ｘ行ｙ列目に配置されている画素を画素Ｐxyと記している（ｘ，ｙは自然数）。
【0076】
第１撮像素子９２１及び第２撮像素子９２２は、各画素が光を受光する受光面が、レンズユニット９１の焦点面に対して共役な位置に配置されるとともに、観察光Ｆ1の光軸に対して、第１撮像素子９２１の画素Ｐxyの位置と、第２撮像素子９２２の画素Ｐxyの位置とが、画素配列の配列方向である行方向及び列方向に１／２画素ずつずれている。例えば、第１撮像素子９２１と、第２撮像素子９２２とを観察光Ｆ1の光軸を揃えて重ねた際に、第１撮像素子９２１の画素Ｐ11の位置に対して、第２撮像素子９２２の画素Ｐ11の位置が、第１撮像素子９２１の画素配列の配列方向の行方向及び列方向に１／２画素ずつずれている。第１撮像素子９２１及び第２撮像素子９２２は、図示しない固定部材によって、観察光Ｆ1の光軸方向、ヨー方向、ロール方向、ピッチ方向、及び光軸に垂直な平面において直交する二つの軸方向（水平方向及び垂直方向）が調整された状態で固定されている。
【0077】
続いて、第１撮像素子９２１及び第２撮像素子９２２により得られる撮像信号について、図８を参照して説明する。図８は、本実施の形態４にかかる撮像部９２の二つの撮像素子が取得する光（スポット）の配置を説明する模式図である。なお、図８では、各画素に入射する光を模式的に円形（スポット）で図示している。例えば、第１撮像素子９２１の画素Ｐ11に入射した光をスポットＳA11とし、第２撮像素子９２２の画素Ｐ11に入射した光をスポットＳB11としている。
【0078】
第１撮像素子９２１の各画素が受光するスポット（例えば、図８に示すスポットＳA11～ＳA44）は、マトリックス状に配置される。また、第２撮像素子９２２の各画素が受光するスポット（例えば、図８に示すスポットＳB11～ＳB44）は、マトリックス状に配置される。
【0079】
第１撮像素子９２１の各画素が受光する各スポットの配置と、第２撮像素子９２２の各画素が受光する各スポットの配置とを観察光の光軸を揃えて重ねると、第１撮像素子９２１及び第２撮像素子９２２の画素Ｐxyの位置が行方向及び列方向に１／２画素ずつずれているために、図８に示すように、第１撮像素子９２１におけるスポットＳA11～ＳA44の間に第２撮像素子９２２におけるスポットＳB11～ＳB44が配置される。換言すれば、第１撮像素子９２１におけるスポットＳA11～ＳA44と、第２撮像素子９２２におけるスポットＳB11～ＳB44とは、例えば、画素Ｐxyの行方向でみたときに、互いに独立して並んだ状態となる。
【0080】
このように、第１撮像素子９２１及び第２撮像素子９２２の光軸に対する画素位置を、行方向及び列方向に１／２画素ずつずらすことにより、同じ画素数の撮像素子を用いれば、行方向及び列方向のいずれか一方でみたときのスポット数を２倍とすることができる。このため、スポットごとに色成分を補間して全スポットにＲＧＢ成分の輝度値を付与すれば、画像生成部５２により生成される表示用の画像信号の画素数が、行方向及び列方向のいずれか一方の画素数が２倍となり、その解像度が２倍になったものとみなすことができる。ここで、補間処理としては、ニアレストネイバー法、バイリニア法、バイキュービック法などの公知の手法を用いることができる。
【0081】
具体的には、標準解像度（Standard definition：ＳＤ）の画像信号に応じた画素数の撮像素子を用いた場合、より高精細度（High definition：ＨＤ）の画像信号に相当する画像信号とみなすことができる。さらに、ＨＤの画像信号に応じた画素数の撮像素子を用いた場合は、より精細度の高い４Ｋの画像信号に相当する画像信号とみなすことができ、４Ｋの画像信号に応じた画素数の撮像素子を用いた場合は、より精細度の高い８Ｋの画像信号に相当する画像信号とみなすことができる。ここで、ＳＤの画像信号とは、例えば、行方向に７２０、列方向に４８０前後の解像度を有する画像信号である。ＨＤの画像信号とは、例えば、行方向に１９２０、列方向に１０８０前後の解像度を有する画像信号である。４Ｋの画像信号とは、例えば、行方向に３８４０、列方向に２１６０前後の解像度を有する画像信号である。８Ｋの画像信号とは、例えば、行方向に７６８０、列方向に４３２０前後の解像度を有する画像信号である。
【0082】
上述した実施の形態４によれば、上述した実施の形態１の効果を得ることができるとともに、第１撮像素子９２１及び第２撮像素子９２２の光軸に対する画素位置を、行方向及び列方向に１／２画素ずつずらすようにしたので、高解像度の観察画像を取得することができる。
【0083】
なお、上述した実施の形態４では、第１撮像素子９２１及び第２撮像素子９２２の光軸に対する画素位置を、行方向及び列方向に１／２画素ずつずらすものとして説明したが、生成される画像信号において画素数を２倍にする方向にのみずれていればよい。すなわち、第１撮像素子９２１及び第２撮像素子９２２の光軸に対する画素位置は、画像信号において画素数を２倍にする方向に画素がずれていればよい。第１撮像素子９２１及び第２撮像素子９２２の光軸に対する画素位置は、画素配列の配列方向に沿った二つの方向（行方向及び水平方向）のうち少なくとも一方の方向で画素がずれていればよい。
【0084】
（実施の形態５）
続いて、本発明の実施の形態５について説明する。図９は、本発明の実施の形態５にかかる撮像部９２ａの構成を説明する模式図である。上述した実施の形態１では、プリズム９２３を用いて分光するものとして説明したが、本変形例では、ダイクロイック膜が設けられた板状の薄膜ミラー９２４によって分光する。
続いて、本発明の実施の形態５について説明する。図９は、本発明の実施の形態５にかかる撮像部９２ａの構成を説明する模式図である。上述した実施の形態１では、プリズム９２３を用いて分光するものとして説明したが、本変形例では、ダイクロイック膜が設けられた板状の薄膜ミラー９２４によって分光する。
【0085】
本実施の形態５にかかる撮像部９２ａは、第１撮像素子９２１と、第２撮像素子９２２と、薄膜ミラー９２４と、を有する。撮像部９２ａでは、外部からの観察光Ｆ１が、レンズユニット９１を介して薄膜ミラー９２４に入射し、薄膜ミラー９２４によって分光された光が、第１撮像素子９２１及び第２撮像素子９２２に入射する。
【0086】
薄膜ミラー９２４は、レンズユニット９１側の表面にダイクロイック膜が設けられた板状をなす。このダイクロイック膜は、上述したダイクロイック膜９２３ａと同様、緑色の波長帯域の光を反射するとともに、赤色及び青色の波長帯域の光を透過する。このため、薄膜ミラー９２４に入射した観察光Ｆ１は、緑色の波長帯域を含む第１の光Ｆ２と、赤色及び青色の波長帯域を含む第２の光Ｆ３とに分光される。
【0087】
本実施の形態５によれば、板状の薄膜ミラー９２４を用いて分光するようにしたので、上述した実施の形態１の効果を得るとともに、プリズム９２３を用いた場合と比して軽量化することができる。なお、上述した変形例では、薄膜ミラー９２４として板状部材にダイクロイック膜を設けた構成を説明したが、薄膜ミラー９２４のミラーの厚さによる光学性能劣化の影響をより抑制するために、例えば、厚さが０．１ｍｍ以下のペリクルミラー等の薄膜ミラーで構成してもよい。
【0088】
（実施の形態６）
続いて、本発明の実施の形態６について説明する。図１０は、本発明の実施の形態６にかかる内視鏡装置１ａの概略構成を示す図である。上述した実施の形態１では、内視鏡２として、硬性鏡を用いた内視鏡装置１を説明したが、これに限られず、内視鏡２に軟性鏡を用いた内視鏡装置としても構わない。本実施の形態６では、軟性の内視鏡の挿入部の先端に撮像部を設ける場合の例を説明する。
続いて、本発明の実施の形態６について説明する。図１０は、本発明の実施の形態６にかかる内視鏡装置１ａの概略構成を示す図である。上述した実施の形態１では、内視鏡２として、硬性鏡を用いた内視鏡装置１を説明したが、これに限られず、内視鏡２に軟性鏡を用いた内視鏡装置としても構わない。本実施の形態６では、軟性の内視鏡の挿入部の先端に撮像部を設ける場合の例を説明する。
【0089】
内視鏡装置１ａは、被検体内に挿入部２０１を挿入することによって観察部位の体内画像を撮像して撮像信号を生成する内視鏡２０と、内視鏡２０の先端から出射する照明光を発生する光源装置２１と、内視鏡２０が取得した撮像信号に所定の画像処理を施すとともに、内視鏡装置１ａ全体の動作を統括的に制御する制御装置２２と、制御装置２２が画像処理を施した体内画像を表示する表示装置２３と、を備える。内視鏡装置１ａは、患者等の被検体内に、挿入部２０１を挿入して被検体内の体内画像を取得する。なお、光源装置２１は、上述した光源装置６の機能を有している。また、制御装置２２は、上述した信号処理部５１、画像生成部５２などの機能を有している。
【0090】
内視鏡２０は、可撓性を有する細長形状をなす挿入部２０１と、挿入部２０１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２０２と、操作部２０２から挿入部２０１が延びる方向と異なる方向に延び、光源装置２１及び制御装置２２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２０３と、を備える。
【0091】
挿入部２０１は、本実施の形態６にかかる撮像部９２ｂ（図１１参照）を内蔵した先端部２０４と、複数の湾曲駒によって構成された湾曲自在な湾曲部２０５と、湾曲部２０５の基端側に接続され、可撓性を有する長尺状の可撓管部２０６と、を有する。
【0092】
図１１は、本発明の実施の形態６にかかる撮像部９２ｂの構成を説明する模式図である。撮像部９２ｂは、撮像部９２と同様に、第１撮像素子９２１と、第２撮像素子９２２と、プリズム９２３と、を有する。撮像部９２ｂでは、プリズム９２３の異なる表面に第１撮像素子９２１及び第２撮像素子９２２の各受光面がそれぞれ配設される。プリズム９２３における第１撮像素子９２１及び第２撮像素子９２２の配設面は、互いに直交する表面であることが好ましい。
【0093】
また、第１撮像素子９２１及び第２撮像素子９２２と通信モジュール９４などとの電気的な接続に、ＦＰＣ基板などの薄膜基板を用いれば、撮像部９２ｂを一層薄型化することができる。
【0094】
本実施の形態６にかかる撮像部９２ｂを用いれば、軟性内視鏡の挿入部２０１の先端部２０４に設けた場合であっても、挿入部２０１の太径化を抑制することができる。
【0095】
ここまで、本発明を実施するための形態を説明してきたが、本発明は上述した実施の形態によってのみ限定されるべきものではない。上述した実施の形態では、制御装置５が信号処理などを行うものとして説明したが、カメラヘッド９側で行うものであってもよい。
【0096】
なお、上述した実施の形態では、ＣＭＯＳ撮像素子の露光期間ＴLの一例として1/120secである場合を説明したが、この露光期間ＴLはこれに限らず、1/60secとしてもよいし、第１撮像素子９２１の露光期間ＴLと、第２撮像素子９２２の露光期間ＴLとを異なる時間に設定してもよい。
【0097】
また、上述した実施の形態において、硬性内視鏡のカメラヘッド（カメラヘッド９）、及び軟性内視鏡を例に説明したが、これらの装置に一般的に用いられる撮像素子の解像度は、軟性内視鏡がＳＤの解像度（行方向に７２０、列方向に４８０前後）、カメラヘッドがＨＤの解像度（行方向に１９２０、列方向に１０８０前後）である。本実施の形態にかかる撮像部を適用することにより、小型軽量で高品質な観察画像を確保しつつ、２つの撮像素子の画素を相対的にずらして配設して各装置の解像度を２倍程度（例えばＳＤがＨＤ、ＨＤが４Ｋ）に高めることが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【0098】
以上のように、本発明にかかる内視鏡装置は、装置の大型化を抑制しつつ、高解像度の観察画像を取得するのに有用である。
【符号の説明】
【0099】
１，１ａ 内視鏡装置
２，２０ 内視鏡
３ 撮像装置
４，２３ 表示装置
５，２２ 制御装置
６，２１ 光源装置
７ ライトガイド
８ 伝送ケーブル
９ カメラヘッド
５１ 信号処理部
５２ 画像生成部
５３ 通信モジュール
５４ 入力部
５５ 制御部
５６ メモリ
９１ レンズユニット
９２，９２ａ，９２ｂ 撮像部
９３ 駆動部
９４ 通信モジュール
９５ カメラヘッド制御部
２０１ 挿入部
２０２ 操作部
２０３ ユニバーサルコード
２０４ 先端部
２０５ 湾曲部
２０６ 可撓管部
９２１ 第１撮像素子
９２２ 第２撮像素子
９２３ プリズム
９２４ 薄膜ミラー
２，２０ 内視鏡
３ 撮像装置
４，２３ 表示装置
５，２２ 制御装置
６，２１ 光源装置
７ ライトガイド
８ 伝送ケーブル
９ カメラヘッド
５１ 信号処理部
５２ 画像生成部
５３ 通信モジュール
５４ 入力部
５５ 制御部
５６ メモリ
９１ レンズユニット
９２，９２ａ，９２ｂ 撮像部
９３ 駆動部
９４ 通信モジュール
９５ カメラヘッド制御部
２０１ 挿入部
２０２ 操作部
２０３ ユニバーサルコード
２０４ 先端部
２０５ 湾曲部
２０６ 可撓管部
９２１ 第１撮像素子
９２２ 第２撮像素子
９２３ プリズム
９２４ 薄膜ミラー
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】