CN105722450B - 内窥镜系统 - Google Patents

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Abstract

内窥镜系统(1)具有：插入部(4)，其插入于被摄体的内部；直视观察窗(12)，其设置于插入部(4)，从被摄体的第1区域获取第1被摄体像；侧视观察窗(13)，其设置于插入部(4)，从被摄体的至少一部分不同于第1区域的第2区域获取第2被摄体像；以及视频处理器(32)，其生成第1被摄体像和第2被摄体像并列以使得包含于第1被摄体像的规定的对象物与包含于第2被摄体像的规定的对象物配置于相邻位置的图像信号。

Description

内窥镜系统
技术领域
本发明涉及内窥镜系统，尤其涉及能够同时观察直视方向和侧视方向的内窥镜系统。
背景技术
具有对被检体的内部的被摄体进行拍摄的内窥镜和生成内窥镜所拍摄的被摄体的观察图像的图像处理装置等的内窥镜系统在医疗领域和工业领域等被广泛使用。
例如，在日本特许第4955838号公报中公开了一种内窥镜系统，该内窥镜系统具有内窥镜，在该内窥镜中设置有从插入部的前端部的前端面突出的突出部，在该突出部的前端面设置有对位于前方的被检体进行观察的前方观察用透镜，在突出部的周围设置有对位于与突出部的周围对置的位置的被检体进行观察的周围观察用透镜。
该内窥镜在摄像元件的中心部在圆形的区域内拍摄前方观察用透镜所观察到的被检体，在相同的摄像元件的圆形的区域的外周的圆环的区域内拍摄周围观察用透镜所观察到的被检体。由此，在监视器上显示如下的内窥镜图像：前方的图像作为圆形的直视视野图像而形成于中心部，周围方向的图像作为圆环形状的侧视视野图像而形成于直视视野图像的外周部。
另外，在日本特许第3337682号公报中公开了一种内窥镜系统，该内窥镜系统具有内窥镜，在该内窥镜中，在插入部的前端部的前端面设置有获取直视视野图像的直视观察用透镜，在前端部的周向上设置有获取侧视视野图像的多个侧视观察用透镜。
该内窥镜在直视观察用透镜和多个侧视观察用透镜的成像位置分别设置有摄像元件，并且通过这些摄像元件来拍摄直视视野图像和多个侧视视野图像。而且，直视视野图像配置于中央，多个侧视视野图像配置于直视视野图像的两侧，显示于监视器上。
在日本特许第4955838号公报和日本特许第3337682号公报所公开的内窥镜中，若将处置器具贯穿插入，则分别在直视视野图像、侧视视野图像中观察处置器具的滑动。
但是，关于这些内窥镜，因为直视视野和侧视视野是不同的观察区域，因此在直视视野图像和侧视视野图像中，处置器具的滑动轨道有时不连续。这样，若处置器具的像不连续，则存在处置器具的视觉确认性、处置的作业性下降的问题。
作为处置器具的像不连续的原因，列举出直视视野用透镜与侧视视野用透镜的倾斜和移位、或者物镜光学系统的框架装配时的加工误差等。关于在制造内窥镜时抑制作为这些原因的误差，因为必须极其严密地进行加工、组装，因此存在内窥镜的制造/加工的麻烦增加的问题。
因此，本发明的目的在于提供一种内窥镜系统，该内窥镜系统不增加内窥镜的制造/加工的麻烦，通过使在直视视野和侧视视野中观察到的视野内的对象物的像连续，能够提高在具有多个视野的内窥镜下的处置器具的处置的作业性。
发明内容
用于解决课题的手段
本发明的一个方式的内窥镜系统具有：插入部，其插入于被摄体的内部；第1被摄体像获取部，其设置于所述插入部，从所述被摄体的第1区域获取第1被摄体像；第2被摄体像获取部，其设置于所述插入部，从所述被摄体的至少一部分不同于所述第1区域的第2区域获取第2被摄体像；以及图像信号生成部，其生成所述第1被摄体像和所述第2被摄体像并列以使得包含于所述第1被摄体像的规定的对象物和包含于所述第2被摄体像的所述规定的对象物配置于相邻位置的图像信号。
附图说明
图1是示出第1实施方式的内窥镜系统的结构的图。
图2是示出内窥镜的插入部的前端部的结构的立体图。
图3是示出内窥镜的插入部的前端部的结构的主视图。
图4是示出显示于监视器的观察图像的一例的图。
图5是示出第1实施方式的主要部分的结构的图。
图6是示出第1实施方式的图像处理部的结构的图。
图7A是示出显示于监视器的包含处置器具的像在内的观察图像的一例的图。
图7B是示出显示于监视器的包含处置器具的像在内的观察图像的一例的图。
图7C是示出显示于监视器的包含处置器具的像在内的观察图像的一例的图。
图7D是示出显示于监视器的包含处置器具的像在内的观察图像的一例的图。
图7E是示出显示于监视器的包含处置器具的像在内的观察图像的一例的图。
图8是用于对第1实施方式的图像处理部的图像处理的一例进行说明的流程图。
图9是示出第2实施方式的内窥镜的插入部的前端部的结构的立体图。
图10是示出第2实施方式的主要部分的结构的图。
图11A是示出显示于监视器的包含处置器具的像在内的观察图像的一例的图。
图11B是示出显示于监视器的包含处置器具的像在内的观察图像的一例的图。
图12是示出用于说明第3实施方式的图像处理部的结构的图。
图13A是示出显示于监视器的包含处置器具的像在内的观察图像的一例的图。
图13B是示出显示于监视器的包含处置器具的像在内的观察图像的一例的图。
图13C是示出显示于监视器的包含处置器具的像在内的观察图像的一例的图。
图14是用于对第3实施方式的图像处理部的图像处理的一例进行说明的流程图。
图15A是示出显示于监视器的包含处置器具的像在内的观察图像的一例的图。
图15B是示出显示于监视器的包含处置器具的像在内的观察图像的一例的图。
图16是用于对第4实施方式的图像处理部的图像处理的一例进行说明的流程图。
图17A是示出显示于监视器的包含处置器具的像在内的观察图像的一例的图。
图17B是示出显示于监视器的包含处置器具的像在内的观察图像的一例的图。
图18是用于对第5实施方式的图像处理部的图像处理的一例进行说明的流程图。
图19A是示出在将第2实施方式的内窥镜系统应用于第3实施方式的内窥镜系统时的画面显示的例子的图。
图19B是将第2实施方式的内窥镜系统1应用于第4实施方式的内窥镜系统1的例子。
图19C是将第2实施方式的内窥镜系统1应用于第5实施方式的内窥镜系统1的例子。
图19D是将第2实施方式的内窥镜系统1应用于组合了第3、第4以及第5实施方式而得的内窥镜系统1的例子。
图19E是从图像信号中删除重复的部分而显示的例子。
图20是安装有侧方观察用单元的插入部4的前端部6的立体图。
图21是示出第6实施方式的主要部分的结构的图。
具体实施方式
以下，参照附图来说明本发明的实施方式。
(第1实施方式)
首先，使用图1到图8对第1实施方式的内窥镜系统的结构进行说明。图1是示出第1实施方式的内窥镜系统的结构的图，图2是示出内窥镜的插入部的前端部的结构的立体图，图3是示出内窥镜的插入部的前端部的结构的主视图，图4是示出显示于监视器的观察图像的一例的图，图5是示出第1实施方式的主要部分的结构的图，图6是示出第1实施方式的图像处理部的结构的图，图7A～图7E是示出显示于监视器的包含处置器具的像在内的观察图像的一例的图。另外，图8是用于对图像处理的一例进行说明的流程图。
如图1所示，内窥镜系统1具有：内窥镜2，其拍摄观察对象物而输出摄像信号；光源装置31，其供给用于对观察对象物进行照明的照明光；视频处理器32，其具有作为生成和输出与摄像信号对应的影像信号(图像信号)的图像信号生成部的功能；以及监视器35，其显示与影像信号(图像信号)对应的观察图像。
内窥镜2构成为具有：操作部3，其被手术医生把持着进行操作；细长的插入部4，其形成于操作部3的前端侧，插入于体腔内等；以及通用线缆5，其以从操作部3的侧部延伸的方式设置有一个端部。
本实施方式的内窥镜2是通过显示多个视野图像而能够观察180度以上的视野的广角内窥镜，实现了在体腔内尤其在大肠内防止漏看褶皱的内部或脏器的边界等仅靠直视方向的观察难以发现的场所的病变。在向大肠内插入内窥镜2的插入部4时，与正常的大肠内窥镜相同，插入部2产生扭转、往复运动、基于肠壁钩挂的临时固定等动作。
插入部4构成为具有：硬质的前端部6，其设置于最前端侧；弯曲自如的弯曲部7，其设置于前端部6的后端；以及长条状的具有挠性的挠性管部8，其设置于弯曲部7的后端。另外，弯曲部7进行与设置于操作部3的弯曲操作杆9的操作对应的弯曲动作。
另一方面，如图2所示，在插入部4的前端部6形成有圆柱形状的圆筒部10，该圆筒部10从前端部6的前端面的从中央向上方偏心的位置突出设置。
在圆筒部10的前端部设置有兼用作直视和侧视的未图示的物镜光学系统。另外，圆筒部10的前端部构成为具有：直视观察窗12，其配置于相当于上述未图示的物镜光学系统的直视方向的位置；以及侧视观察窗13，其配置于相当于上述未图示的物镜光学系统的侧视方向的位置。而且，在圆筒部10的基端附近形成有射出用于对侧视方向进行照明的光的侧视照明部14。
侧视观察窗13具有侧视用反射式透镜15，该侧视用反射式透镜15用于能够通过在侧视视野内捕捉从圆柱形状的圆筒部10的周向入射的来自观察对象物的返回光(反射光)来获取侧视视野图像。
此外，在上述未图示的物镜光学系统的成像位置上配置有图5所示的摄像元件30(的摄像面)，以使直视观察窗12的视野内的观察对象物的图像作为圆形的直视视野图像而形成于中心部、并且侧视观察窗13的视野内的观察对象物的图像作为圆环形状的侧视视野图像而形成于直视视野图像的外周部。
这样的图像通过使用以侧视用反射式透镜15使返回光反射2次的2次反射光学系统来实现，但也可以利用1次反射光学系统使返回光反射1次来形成，并且在视频处理器32中对该图像进行图像处理，使侧视视野图像与直视视野图像的朝向一致。
在前端部6的前端面设置有：直视照明窗16，其配置于与圆筒部10相邻的位置、且向直视观察窗12的直视视野的范围射出照明光；以及前端开口部17，其与由配设于插入部4内的管等形成的未图示的处置器具通道连通，并且能够使贯穿插入于处置器具通道的处置器具(的前端部)突出。
另外，插入部4的前端部6具有以从前端部6的前端面突出的方式设置的支承部18，该支承部18位于与圆筒部10的下部侧相邻的位置。
支承部18构成为能够支承(或者保持)以从前端部6的前端面突出的方式配置的各突出部件。具体地说，支承部18构成为能够分别支承(或者保持)作为上述各突出部件的直视观察窗用喷嘴部19、直视照明窗21以及侧视观察窗用喷嘴部22，其中，该直视观察窗用喷嘴部19射出用于清洗直视观察窗12的气体或者液体，该直视照明窗21射出用于对直视方向进行照明的光，该侧视观察窗用喷嘴部22射出用于清洗侧视观察窗13的气体或者液体。
另一方面，支承部18形成为具有遮蔽部18a，该遮蔽部18a是用于由于在侧视视野内显现作为不同于本来的观察对象物的物体的上述各突出部件而不获取包含各突出部件的任意一个在内的侧视视野图像的光学的遮蔽部件。即，通过在支承部18上设置遮蔽部18a，能够获得直视观察窗用喷嘴部19、直视照明窗21以及侧视观察窗用喷嘴部22都不包含在内的侧视视野图像。
如图2和图3所示，侧视观察窗用喷嘴部22设置于支承部18的2个位置，并且以前端向支承部18的侧面突出的方式配置。
如图1所示，在操作部3中设置有送气送液操作按钮24a和送气送液操作按钮24b，其中，该送气送液操作按钮24a能够进行从直视观察窗用喷嘴部19射出用于清洗直视观察窗12的气体或者液体的操作指示，该送气送液操作按钮24b能够进行从侧视观察窗用喷嘴部22射出用于清洗侧视观察窗13的气体或者液体的操作指示，通过按下该送气送液操作按钮24a和24b，能够切换送气和送液。另外，在本实施方式中，以与各个喷嘴部对应的方式设置多个送气送液操作按钮，但也可以例如通过1个送气送液操作按钮的操作来从直视观察窗用喷嘴部19、侧视观察窗用喷嘴部22的双方射出气体或者液体。
镜体开关25在操作部3的顶部设置有多个，具有能够分配各开关的功能的结构，以使得输出与在内窥镜2中能够使用的各种记载的接通或者断开等对应的信号。具体地说，例如能够将输出与前方送水的开始和停止、冻结的执行和解除以及处置器具的使用状态的告知等对应的信号的功能分配给镜体开关25作为各开关的功能。
此外，在本实施方式中，也可以向镜体开关25中的任意一个分配送气送液操作按钮24a和24b中的至少一方的功能。
另外，在操作部3中配设有抽吸操作按钮26，该抽吸操作按钮26能够对未图示的抽吸单元等进行用于从前端开口部17抽吸体腔内的粘液等并进行回收的指示。
而且，根据未图示的抽吸单元等的动作而被抽吸的体腔内的粘液等经由前端开口部17、插入部4内的未图示的处置器具通道以及设置于操作部3的前端附近的处置器具插入口27之后被回收到未图示的抽吸单元的抽吸瓶等。
处置器具插入口27与插入部4内的未图示的处置器具通道连通，并且形成为能够供未图示的处置器具插入的开口。即，手术医生通过从处置器具插入口27插入处置器具且使处置器具的前端侧从前端开口部17突出，能够进行使用了处置器具的处置。
另一方面，如图1所示，在通用线缆5的另一个端部设置有能够与光源装置31连接的连接器29。
在连接器29的前端部设置有作为流体管路的连接端部的接头(未图示)和作为照明光的供给端部的光导接头(未图示)。另外，在连接器29的侧面设置有能够与连接线缆33的一个端部连接的电触点部(未图示)。而且，在连接线缆33的另一个端部设置有用于将内窥镜2与视频处理器32电连接的连接器。
用于传输各种电信号的多个信号线以及用于传输从光源装置31供给的照明光的光导以被捆扎的状态内置于通用线缆5。
从插入部4到通用线缆5而内置的上述光导具有如下的结构：光出射侧的端部在插入部4附近向至少2个方向分支，并且一方侧的光出射端面配置于直视照明窗16和21，另一方侧的光出射端面配置于侧视照明部14。另外，上述光导具有光入射侧的端部配置于连接器29的光导接头的结构。
此外，配置于直视照明窗16和21以及侧视照明部14的光出射部也可以是发光二极管(LED)那样的发光元件来代替光导。
视频处理器32输出用于对设置于内窥镜2的前端部6的摄像元件进行驱动的驱动信号。而且，视频处理器32作为图像信号生成部发挥功能，该图像信号生成部通过对从上述摄像元件输出的摄像信号实施信号处理，生成影像信号(图像信号)并输出到监视器35。
由此，具有呈圆形形状的直视视野图像和在直视方向的图像的外周呈圆环形状的侧视视野图像的观察图像、即在侧视视野图像与直视视野图像相邻的状态下侧视视野图像以包围直视视野图像的方式排列的图像以例如图4所示那样的方式显示于监视器35。此外，在本实施方式和以后的实施方式所示的观察图像中，假设不考虑被支承部18的遮蔽部18a光学遮蔽的部分。另外，显示于监视器35的直视视野图像和侧视视野图像分别不限于图4所示的圆形形状和圆环形状，也可以是其它的显示方式。
光源装置31、视频处理器32以及监视器35等周边装置与进行患者信息的输入等的键盘34一起配置于架台36。
如图5所示，视频处理器32构成为至少具有图像处理部32a和图像输出部32b。
构成第1被摄体像获取部的直视观察窗12从包含与插入部4的长度方向大致平行的前方在内的直视方向(第1方向)、即被摄体的第1区域获取第1被摄体像，构成第2被摄体像获取部的侧视观察窗13从至少一部分与直视方向(第1方向)不同的包含与插入部4的长度方向交叉的方向在内的侧视方向(第2方向)、即被摄体的第2区域获取第2被摄体像。
此外，第1被摄体像与第2被摄体像的边界区域既可以重复也可以不重复，在上述边界区域处于重复状态的情况下，可以在第1被摄体像获取部与第2被摄体像获取部中获取重复的被摄体像。
摄像元件30在相同的面上对直视方向的被摄体像和侧视方向的被摄体像进行光电转换。摄像元件30与图像处理部32a电连接，向图像处理部32a输出在直视观察窗12和侧视观察窗13中获取的被摄体像。
图像处理部32a识别包含于直视视野图像的处置器具的像和包含于侧视视野图像的处置器具的像。而且，图像处理部32a生成对直视视野图像和侧视视野图像中的至少一方改变配置以使得包含于直视视野图像的处置器具的像的中心轴与包含于侧视视野图像的处置器具的像的中心轴大致一致的图像信号。
图像输出部32b根据图像处理部32a所生成的图像信号生成用于显示于监视器35的信号，并输出到监视器35。
如图6所示，图像处理部32a构成为具有图像识别部41、中心轴识别部42、图像移动量计算部43以及图像生成部44。
图像识别部41识别规定的对象物的像、例如在侧视视野中观察到的处置器具的像以及在直视视野中观察到的处置器具的像。例如，因为从处置器具的前端开口部17突出的位置是固定的，因此图像识别部41将从其方向突出而行进的物体识别为处置器具。或者，图像识别部41也可以根据动作来运算处置器具滑动的方向从而识别处置器具，还可以通过根据图像对比度来识别处置器具的粗细或轮廓从而识别处置器具。
中心轴识别部42根据由图像识别部41识别出的在侧视视野中观察到的处置器具的像以及在直视视野中观察到的处置器具的像来计算各自的像的中心轴而识别中心轴。例如，根据处置器具的粗细的图像对比度和该处置器具突出的移动方向来识别处置器具的中心轴。
通过进行这些处理，包含于直视视野图像的处置器具等对象物和包含于侧视视野图像的处置器具等对象物没有不协调感地配置于相邻的位置。
图像移动量计算部43针对在直视视野和侧视视野中观察到的处置器具的像，根据各中心轴的坐标位置的图像中心(光轴中心)计算各中心轴的张开角。
图像生成部44识别直视视野图像与侧视视野图像的边界，仅切出侧视视野图像，并且根据由图像移动量计算部43计算出的张开角使侧视视野图像以图像中心为起点进行旋转移动以使得处置器具的像的倾斜度的坐标一致，生成在侧视视野中观察到的处置器具的像的中心轴与在直视视野中观察到的处置器具的像的中心轴大致一致的图像信号。
此外，图像生成部44也可以使直视视野图像进行旋转移动以使得直视视野图像的处置器具的像与侧视视野图像的处置器具的像大致一致，还可以使直视视野图像和侧视视野图像的双方进行旋转移动以使得直视视野图像的处置器具的像与侧视视野图像的处置器具的像大致一致。
例如，如图7A所示，在直视视野图像的处置器具的像50与侧视视野图像的处置器具的像51偏移的情况下，图像生成部44如图7D所示那样通过使侧视视野图像以图像中心为起点进行旋转移动，使直视视野图像的处置器具的像50与侧视视野图像的处置器具的像51的中心轴大致一致。
此外，如图7E所示，图像生成部44也可以使直视视野图像以图像中心为起点进行旋转移动。另外，也可以使侧视视野图像和直视视野图像的双方进行旋转移动，而使直视视野图像的处置器具的像的中心轴与侧视视野图像的处置器具的像的中心轴大致一致。
接着，对这样构成的内窥镜系统1的动作进行说明。
图8是用于对本实施方式的图像处理部的图像处理的一例进行说明的流程图。此外，在图8的流程图中，对使侧视视野图像以图像中心为起点进行旋转移动以使得处置器具的中心轴大致一致的处理进行说明，但并不限于此。例如，也可以进行使直视视野图像以图像中心为起点进行旋转移动的处理，还可以进行使直视视野图像和侧视视野图像的双方以图像中心为起点进行旋转移动的处理。
首先，若将处置器具贯穿插入于处置器具通道而使处置器具从前端开口部17突出(步骤S1)，则图像识别部41根据图像来识别在侧视视野中观察到的处置器具(步骤S2)。接着，如图7B那样，中心轴识别部42计算在侧视视野中观察到的处置器具的像的中心轴(步骤S3)。
若处置器具进一步突出，则在直视视野中能够观察到处置器具的像。于是，图像识别部41根据图像来识别在直视视野中观察到的处置器具(步骤S4)，并且如图7B那样，中心轴识别部42计算在直视视野中观察到的处置器具的像的中心轴(步骤S5)。
接着，如图7C所示，图像移动量计算部43根据各中心轴的坐标位置计算各中心轴的张开角(步骤S6)。该张开角是图像移动量计算部43计算出的使得在侧视视野中观察到的处置器具的像的中心轴与在直视视野中观察到的处置器具的像的中心轴平行的校正角度。
图像生成部44仅识别侧视视野图像，仅切出侧视视野图像(步骤S7)。图像生成部44使切出的侧视视野图像以图像中心为起点进行旋转移动以使得各个处置器具的中心轴的倾斜度一致(步骤S8)。最后，图像生成部44生成直视视野图像的处置器具的像的中心轴与侧视视野图像的处置器具的像的中心轴大致一致的图像信号(步骤S9)，结束处理。这样生成的图像信号经由图像输出部32b显示于监视器35。
如以上那样，内窥镜系统1检测直视视野图像的处置器具的像与侧视视野图像的处置器具的像之间的偏移，并且根据该偏移量使直视视野图像或者侧视视野图像旋转，使得直视视野图像的处置器具的像与侧视视野图像的处置器具的像的中心轴大致一致。由此，因为直视视野图像与侧视视野图像的处置器具的像的中心轴大致一致，因此能够提高处置器具的视觉确认性和操作性。另外，因为使直视视野图像或者侧视视野图像以图像中心为起点旋转，因此能够不改变各图像的大小和各图像的中心而使处置器具的轴一致。
因而，根据本实施方式的内窥镜系统，不增加内窥镜的制造/加工的麻烦，通过使在直视视野和侧视视野中观察到的视野内的对象物(处置器具等的像)连续，能够提高在具有多个视野的内窥镜下的处置器具的处置的作业性。
此外，作为对齐位置的对象物的像，不限于处置器具，例如可以是体腔内的褶皱或者留置在体腔内的支架或夹具等其它的要素，可以以与上述同样的顺序进行前方视野和侧方视野的对象物的识别，并且进行前方视野或者侧方视野的旋转移动而进行位置对齐。
(第2实施方式)
接着，对第2实施方式进行说明。
图9是示出第2实施方式的内窥镜的插入部的前端部的结构的立体图。
如图9所示，在内窥镜2a的前端部6a的前端面配置有用于观察包含与插入部4的长度方向大致平行的前方在内的直视方向(第1方向)、即被摄体的第1区域的直视观察窗60a，在内窥镜2a的前端部6a的侧面配置有用于观察至少一部分与直视方向(第1方向)不同的包含与插入部4的长度方向交叉的方向在内的侧视方向(第2方向)、即被摄体的第2区域的侧视观察窗60b和60c。侧视观察窗60b和60c以均等的间隔、例如180度的间隔配置于前端部6a的周向上。直视观察窗60a构成第1被摄体像获取部，侧视观察窗60b和60c中的至少1个构成第2被摄体像获取部。
此外，以均等的间隔配置于前端部6a的周向上的侧视观察窗60b和60c不限于2个，例如也可以是配置1个侧视观察窗的结构。另外，以均等的间隔配置于前端部6a的周向上的侧视观察窗60b和60c例如可以是在周向上每隔120度配置侧视观察窗(即获取3个侧视视野图像)的结构，还可以是在周向上每隔90度配置侧视观察窗(即获取4个侧视视野图像)的结构。
在内窥镜2a的前端部6a的前端面上，在与直视观察窗60a相邻的位置上配置有向直视观察窗60a的直视视野的范围射出照明光的直视照明窗61a和62a。另外，在内窥镜2a的前端部6a的侧面上，在与侧视观察窗60b相邻的位置上配置有向侧视观察窗60b的侧视视野的范围射出照明光的侧视照明窗61b和62b，在与侧视观察窗60c相邻的位置上配置有向侧视观察窗60c的侧视视野的范围射出照明光的侧视照明窗61c和62c。在前端部6a的侧面的侧视观察窗60b的后方设置有供处置器具64突出的前端开口部63。
此外，从直视照明窗61a、62a、侧视照明窗61b、62b以及侧视照明窗61c、62c射出照明光的光出射部能够列举出光导或者发光二极管(LED)那样的发光元件。
图10是示出第2实施方式的主要部分的结构的图，图11A和图11B是示出显示于监视器的包含处置器具的像在内的观察图像的一例的图。
如图10所示，在直视观察窗60a和未图示的物镜光学系统的成像位置上配置有摄像元件65a。另外，在侧视观察窗60b和未图示的物镜光学系统的成像位置上配置有摄像元件65b，在侧视观察窗60c和未图示的物镜光学系统的成像位置上配置有摄像元件65c。
摄像元件65a～65c分别与具有作为图像信号生成部的功能的视频处理器32的图像处理部32a电连接，并且向图像处理部32a输出由摄像元件65a拍摄的直视视野图像和分别由摄像元件65b和65c拍摄的侧视视野图像。
如图11A所示，图像处理部32a以如下的方式生成图像信号：使摄像元件65a所拍摄的直视视野图像66a配置于监视器35的中央，使摄像元件65b所拍摄的侧视视野图像66b和摄像元件65c所拍摄的侧视视野图像66c在分别与直视视野图像66a的两侧相邻的状态下并列配置。
而且，图像处理部32a使侧视视野图像66b进行旋转移动，以使得直视视野图像66a的处置器具的像50的中心轴与侧视视野图像66b的处置器具的像51的中心轴大致一致。此时，图像处理部32a也使侧视视野图像66c朝向与侧视视野图像66b相反的方向旋转移动与侧视视野图像66b的旋转移动量相同量的移动量。
此外，图像处理部32a进行的旋转移动处理与第1实施方式相同。另外，在将多个图像显示于监视器35的情况下，只要直视视野图像与侧视视野图像相邻即可，并不仅限于在直视视野图像66a的两侧配置侧视视野图像66b和66c的结构，也可以是在直视视野图像66a的左右的任意一侧仅配置侧视视野图像、例如显示有处置器具的像51的侧视视野图像66b的结构。
另外，在本实施方式中，在监视器35中显示多个图像，但并不限于此。例如，也可以如图11B所示那样，采用像使多台(作为例子为3台)监视器35相邻配置、在中央的监视器35中显示直视视野图像66a、在两侧的监视器35中分别显示侧视视野图像66b和66c的结构那样，显示直视视野图像的监视器35和显示侧视视野图像的监视器35相邻的结构。
这样，即使是在前端部6a的前端面设置获取直视视野图像的直视观察窗60a、在前端部6a的周向上设置获取侧视视野图像的多个侧视观察窗60b和60c、在监视器35上显示多个图像(直视视野图像66a、侧视视野图像66b以及66c)的结构中，也能够使直视视野图像66a的处置器具的像50与侧视视野图像66b的处置器具的像51的中心轴大致一致。
当然，与第1实施方式同样，对象物的像不限于处置器具的像，也可以是在视野内观察到的其它要素的像。
因而，根据本实施方式的内窥镜系统1，与第1实施方式同样，不增加内窥镜的制造/加工的麻烦，通过使在直视视野和侧视视野中观察到的视野内的对象物(处置器具等的像)连续这样没有不协调感地相邻，能够提高广角内窥镜下的处置器具的处置的作业性。
(第3实施方式)
接着，对第3实施方式进行说明。
本实施方式的内窥镜系统是与第1实施方式相同的结构，图像处理部32a的结构与第1实施方式不同。
图12是用于说明第3实施方式的图像处理部的结构的图，图13A～图13C是示出显示于监视器的包含处置器具的像在内的观察图像的一例的图。此外，在图12中，关于与图6同样的结构，赋予相同的标号而省略说明。
如图12所示，本实施方式的图像处理部32a构成为具有图像放大/缩小率计算部70来代替图6的图像移动量计算部43。
图像放大/缩小率计算部70根据规定的对象物、例如由中心轴识别部42识别出的直视视野图像的处置器具的像50的中心轴与侧视视野图像的处置器具的像51的中心轴来分别检测直视视野图像的处置器具的像50的基端和侧视视野图像的处置器具的像51的前端。而且，图像放大/缩小率计算部70计算使所检测的直视视野图像的处置器具的像50的基端与侧视视野图像的处置器具的像51的前端大致一致的直视视野图像或者侧视视野图像的放大/缩小率。
图像生成部44根据由图像放大/缩小率计算部70计算出的放大/缩小率，在纵横向上对直视视野图像或者侧视视野图像的显示倍率进行变倍(使直视视野图像或者侧视视野图像失真)，使得所检测的直视视野图像的处置器具的像50的基端与侧视视野图像的处置器具的像51的前端大致一致。
此外，图像生成部44在例如在纵横向上对侧视视野图像的显示倍率进行变倍的情况下，不对侧视视野图像的整体进行变倍，仅对处置器具的像51的附近进行变倍。由此，通过对处置器具的像51的附近的图像进行变倍，不对图像整体的偏移造成影响。
另外，图像生成部44也可以在纵横向上对直视视野图像和侧视视野图像的显示倍率进行变倍。这样，通过对双方的视野图像进行变倍，各视野图像的失真量变小，能够降低由失真造成的不协调感。
例如，在图13A中，在纵横向上对直视视野图像的显示倍率进行变倍，使直视视野图像的处置器具的像50的基端与侧视视野图像的处置器具的像51的前端大致一致。另外，在图13B中，在纵横向上对侧视视野图像的显示倍率进行变倍，使直视视野图像的处置器具的像50的基端与侧视视野图像的处置器具的像51的前端大致一致。另外，在图13C中，在纵横向上对直视视野图像和侧视视野图像的显示倍率进行变倍，使直视视野图像的处置器具的像50的基端与侧视视野图像的处置器具的像51的前端大致一致。
接着，对这样构成的内窥镜系统1的动作进行说明。
图14是用于对第3实施方式的图像处理部的图像处理的一例进行说明的流程图。此外，在图14中，对与图8相同的处理赋予相同的标号并省略说明。另外，在图14的流程图中，对在纵横向上对侧视视野图像的显示倍率进行变倍的例子进行了说明，但如上述那样，也可以在纵横向上对直视视野图像的显示倍率进行变倍，还可以在纵横向上对直视视野图像和侧视视野图像的显示倍率进行变倍。
在步骤S5中，若计算出在直视视野中观察到的处置器具的像的中心轴，则图像放大/缩小率计算部70检测直视视野图像的处置器具的像的基端和侧视视野图像的处置器具的像的前端(步骤S11)。接着，图像放大/缩小率计算部70计算使得与在直视视野中观察到的处置器具的像的基端大致一致的在侧视视野中观察到的处置器具的像的放大/缩小率(步骤S12)。
接着，在步骤S7中，若仅识别侧视视野图像而仅切出侧视视野图像，则图像生成部44在纵横向上对侧视视野图像的显示倍率进行变倍，以使得直视视野图像的处置器具的像的基端与侧视视野图像的处置器具的像的前端大致一致(步骤S13)。最后，图像生成部44生成直视视野图像的处置器具的像的基端与侧视视野图像的处置器具的像的前端大致一致的图像信号(步骤S14)，结束处理。这样生成的图像信号经由图像输出部32b显示于监视器35。
如以上那样，内窥镜系统1检测直视视野图像的处置器具的像与侧视视野图像的处置器具的像之间的偏移，并且根据该偏移量仅对直视视野图像或者侧视视野图像的处置器具的像的附近进行变倍，使直视视野图像的处置器具的像的基端与侧视视野图像的处置器具的像的前端大致一致。由此，因为直视视野图像与侧视视野图像的处置器具的像连续地连接，因此能够提高处置器具的视觉确认性和操作性。
因而，根据本实施方式的内窥镜系统，具有与第1实施方式同样的效果，并且因为仅对直视视野图像或者侧视视野图像的处置器具的像的附近进行变倍，因此不对图像整体的偏移造成影响。
(第4实施方式)
接着，对第4实施方式进行说明。
本实施方式的图像处理部32a的结构与图6的第1实施方式的图像处理部32a的结构相同，仅对与第1实施方式的图像处理部32a不同的处理进行说明。
图像移动量计算部43检测直视视野图像的处置器具的像50的基端和侧视视野图像的处置器具的像51的前端，计算使这些基端与前端大致一致的图像移动量。
图像生成部44根据由图像移动量计算部43计算出的图像移动量来使直视视野图像或者侧视视野图像的坐标位置移动。
图15A和图15B是示出显示于监视器的包含处置器具的像在内的观察图像的一例的图。
在图15A和图15B的例子中，通过使直视视野图像的坐标面向附图向左斜下方向移动，来使直视视野图像的处置器具的像50与侧视视野图像的处置器具的像51的中心轴大致一致。此外，使坐标移动的图像不限于直视视野图像，也可以使侧视视野图像的坐标移动，还可以使直视视野图像和侧视视野图像的双方的坐标移动。
接着，对这样构成的内窥镜系统的动作进行说明。
图16是用于对第4实施方式的图像处理部的图像处理的一例进行说明的流程图。此外，在图16中，对与图8相同的处理赋予相同的标号而省略说明。另外，在图16的流程图中，对使侧视视野图像的坐标移动的例子进行了说明，但如上述那样，也可以使直视视野图像的坐标移动，还可以使直视视野图像和侧视视野图像的坐标移动。
在步骤S5中，若计算出在直视视野中观察到的处置器具的像的中心轴，则图像移动量计算部43检测直视视野图像的处置器具的像的基端和侧视视野图像的处置器具的像的前端(步骤S21)。接着，图像移动量计算部43计算使得在直视视野中观察到的处置器具的像的基端与在侧视视野中观察到的处置器具的像的前端大致一致的侧视视野图像的移动量(步骤S22)。
接着，在步骤S7中，若仅识别侧视视野图像而仅切出侧视视野图像，则图像生成部44使侧视视野图像的坐标移动，以使得直视视野图像的处置器具的像的基端与侧视视野图像的处置器具的像的前端大致一致(步骤S23)。最后，图像生成部44生成直视视野图像的处置器具的像的基端与侧视视野图像的处置器具的像的前端大致一致的图像信号(步骤S24)，结束处理。这样生成的图像信号经由图像输出部32b显示于监视器35。
如以上那样，内窥镜系统1检测直视视野图像的处置器具的像与侧视视野图像的处置器具的像之间的偏移，且根据该偏移量使直视视野图像或者侧视视野图像的坐标移动，使直视视野图像的处置器具的像的基端与侧视视野图像的处置器具的像的前端大致一致。由此，因为直视视野图像与侧视视野图像的处置器具的像的中心轴大致一致，因此能够提高处置器具的视觉确认性和操作性。
因而，根据本实施方式的内窥镜系统，具有与第1实施方式同样的效果，并且因为仅变更显示直视视野图像或者侧视视野图像的坐标，因此不需要改变失真或观察的图像，能够进一步提高处置器具的视觉确认性和操作性。
(第5实施方式)
接着，对第5实施方式进行说明。
本实施方式的图像处理部32a的结构与图12的第3实施方式的图像处理部32a的结构相同，仅对与第3实施方式的图像处理部32a不同的处理进行说明。
图像放大/缩小率计算部70根据处置器具的像的由中心轴识别部42识别出的直视视野图像的处置器具的像50的中心轴和侧视视野图像的处置器具的像51的中心轴来计算使得与直视视野图像的处置器具的像50的中心轴重合的侧视视野图像的处置器具的像51的放大率。
图像生成部44从侧视视野图像中仅切出侧视视野图像的处置器具的像51，根据由图像放大/缩小率计算部70计算出的放大率来放大侧视视野图像的处置器具的像51。
图17A和图17B是示出显示于监视器的包含处置器具的像在内的观察图像的一例的图。
在图17A和图17B的例子中，仅放大侧视视野图像的处置器具的像51，使侧视视野图像的处置器具的像51与直视视野图像的处置器具的像50的中心轴重合。此外，放大的处置器具的像不限于侧视视野图像的处置器具的像51，也可以放大直视视野图像的处置器具的像50，还可以放大直视视野图像的处置器具的像50和侧视视野图像的处置器具的像51的双方。
接着，对这样构成的内窥镜系统的动作进行说明。
图18是用于对第5实施方式的图像处理部的图像处理的一例进行说明的流程图。此外，在图18中，对与图8相同的处理赋予相同的标号而省略说明。另外，在图18的流程图中，对放大侧视视野图像的处置器具的像的例子进行了说明，但如上述那样，也可以放大直视视野图像的处置器具的像，还可以放大直视视野图像和侧视视野图像的处置器具的像。
若在步骤S5中计算出在直视视野中观察到的处置器具的像的中心轴，则图像放大/缩小率计算部70计算使得在直视视野中观察到的处置器具的像的中心轴与在侧视视野中观察到的处置器具的像重合的侧视视野图像的处置器具的像的放大率(步骤S31)。
接着，图像生成部44仅识别侧视视野图像而仅切出侧视视野图像的处置器具的像(步骤S32)。而且，图像生成部44放大侧视视野图像的处置器具的像，以使得直视视野图像的处置器具的像的中心轴与侧视视野图像的处置器具的像重合(步骤S33)。最后，图像生成部44生成直视视野图像的处置器具的像的中心轴与侧视视野图像的处置器具的像重合的图像信号(步骤S34)，结束处理。这样生成的图像信号经由图像输出部32b显示于监视器35。
如以上那样，内窥镜系统1检测直视视野图像的处置器具的像与侧视视野图像的处置器具的像之间的偏移，并且根据该偏移量变更直视视野图像或者侧视视野图像的处置器具的像的放大率。而且，内窥镜系统1使直视视野图像的处置器具的像与侧视视野图像的处置器具的像的中心轴重合、或者使直视视野图像的处置器具的像的中心轴与侧视视野图像的处置器具的像重合。由此，因为直视视野图像的处置器具的像与侧视视野图像的处置器具的像大致一致，因此能够提高处置器具的视觉确认性和操作性。
因而，根据本实施方式的内窥镜系统，具有与第1实施方式同样的效果，并且因为仅变更了处置器具的像的部分的放大率，因此与上述各实施方式相比不需要进行画面整体的处理，能够减轻图像处理的负荷。
此外，使多个图像在监视器35上相邻配置的第2实施方式的内窥镜系统1也可以应用于第3实施方式到第5实施方式的内窥镜系统1。图19A～图19E是示出在将第2实施方式的内窥镜系统应用于第3实施方式到第5实施方式的内窥镜系统时的画面显示的例子的图。
图19A是将第2实施方式的内窥镜系统1应用于第3实施方式的内窥镜系统1的例子。如图19A所示，使侧视视野图像66b的处置器具的像51失真，使直视视野图像66a的处置器具的像50的中心轴与侧视视野图像66b的处置器具的像51的中心轴大致一致。
另外，图19B是将第2实施方式的内窥镜系统1应用于第4实施方式的内窥镜系统1的例子。如图19B所示，变更侧视视野图像66b的坐标位置(平行移动侧视视野图像66b)，使直视视野图像66a的处置器具的像50的基端与侧视视野图像66b的处置器具的像51的前端大致一致。
此时，既可以是同时使侧视视野图像66b和显示侧视视野图像66b的区域平行移动的设定，也可以是不移动显示侧视视野图像66b的区域而仅平行移动侧视视野图像66b的设定。
另外，图19C是将第2实施方式的内窥镜系统1应用于第5实施方式的内窥镜系统1的例子。如图19C所示，仅放大侧视视野图像的处置器具的像51，使直视视野图像66a的处置器具的像50的中心轴与侧视视野图像66b的处置器具的像51大致一致。
另外，图19D是将第2实施方式的内窥镜系统1应用于组合了第3、第4以及第5实施方式而得的内窥镜系统1的例子，图19E是从图像信号中删除了重复的部分而进行显示的例子。
如图19D所示，也可以在进行图19B所示的平行移动的同时将图19A和图19C所示的变形或放大处理组合到该平行移动中。另外，在像这样显示多个画面的实施方式的情况下，若在相邻的2个图像信号之间产生了重复的部分，则视频处理器32也可以从图像信号中删除该重复的部分而进行显示(参照图19E)。
另外，在上述第2实施方式和各变形例中，实现对侧方进行照明和观察的功能的机构和实现对前方进行照明和观察的功能的机构一起内置于插入部4的前端部6，但实现对侧方进行照明和观察的功能的机构也可以是能够相对于插入部4装卸的分体。
图20是安装有侧方观察用单元的插入部4的前端部6的立体图。插入部4的前端部6具有前方视野用单元100。侧方视野用单元110具有借助夹具部111而相对于前方视野用单元100装卸自如的结构。
侧方视野用单元110具有用于获取左右方向的图像的2个观察窗112和用于对左右方向进行照明的2个照明窗113。
视频处理器32等按照前方视野的帧速率来进行侧方视野用单元110的各照明窗113的点灯和灭灯，能够进行上述实施方式所示的观察图像的获取和显示。
(第6实施方式)
接着，对第6实施方式进行说明。
图21是示出第6实施方式的主要部分的结构的图。此外，在图21中，对与图5同样的结构赋予相同的标号而省略说明。
如图21所示，视频处理器32构成为对图5的视频处理器追加设定存储部32c。
在上述各实施方式中，当处置器具进行处置时(即，当通过内窥镜2对处置器具进行观察时)，计算直视视野图像的处置器具的像50与侧视视野图像的处置器具的像51之间的偏移量，并且进行了图像校正。
与此相对，在本实施方式中，不是在处置器具进行处置时，而是在内窥镜2组装后，使处置器具从前端开口部17突出，预先计算每个内窥镜2的直视视野图像的处置器具的像与侧视视野图像的处置器具的像之间的偏移量。而且，设定存储部32c将在内窥镜2组装后计算出的偏移量作为内窥镜信息而存储。
图像处理部32a在内窥镜观察时，根据预先存储于设定存储部32c的内窥镜信息(偏移量)对直视视野图像或者侧视视野图像进行图像校正。该图像校正只要使用上述各实施方式的图像校正中的任意图像校正即可。
这样，内窥镜系统1通过预先将每个内窥镜2的偏移量作为内窥镜信息存储于设定存储部32c，并且使用该内窥镜信息进行图像校正，能够与上述各实施方式同样地，使直视视野图像的处置器具的像50与侧视视野图像的处置器具的像51大致一致。而且，内窥镜系统1因为使用预先存储于设定存储部32的内窥镜信息进行图像校正，因此即使在未识别处置器具的像的状态、即未使用处置器具进行处置的状态下，也能够在监视器35中显示对偏移量进行了校正之后的直视视野图像和侧视视野图像。
因而，根据本实施方式的内窥镜系统，具有与第1实施方式同样的效果，并且即使在未识别处置器具的像的状态下，也能够在监视器35中显示对偏移量进行了校正之后的直视视野图像和侧视视野图像。
此外，既可以根据处置器具是否插入来自动地接通或者断开图像校正，也可以例如设置切换开关等而能够手动地接通或者断开图像校正。即使在上述第1实施方式到第5实施方式中，也同样能够应用该图像校正的切换。
此外，本说明书中的流程图中的各步骤只要不违反其性质，也可以变更执行顺序、同时执行多个、或者以按照每个执行而不同的顺序来执行。
本发明不限于上述的实施方式，能够在不改变本发明主旨的范围内进行各种变更和改变等。
本申请是以2014年2月14日在日本申请的日本特愿2014-26833号公报作为优先权基础而申请的，上述所公开的内容在本申请说明书、权利要求书以及附图中被引用。

Claims (15)

1.一种内窥镜系统，其特征在于，该内窥镜系统具有：
插入部，其插入于被摄体的内部；
第1被摄体像获取部，其设置于所述插入部，从所述被摄体的第1区域获取包含规定的对象物的像在内的第1被摄体像；
第2被摄体像获取部，其设置于所述插入部，从所述被摄体的至少一部分不同于所述第1区域的第2区域获取包含所述对象物的像在内的第2被摄体像；
图像信号生成部，其生成所述第1被摄体像和所述第2被摄体像相邻地并列配置的图像的信号；
记录部，其记录有在所述图像中与所述第1被摄体像中的所述对象物的像和所述第2被摄体像中的所述对象物的像之间的配置的偏移相关的偏移量的信息；以及
图像处理部，其对所述图像进行如下处理：根据所述偏移量对所述第1被摄体像中的所述对象物的像和所述第2被摄体像中的所述对象物的像中的至少一个改变配置，使所述第1被摄体像中的所述对象物的像的位置和所述第2被摄体像中的所述对象物的像的位置对齐。
2.根据权利要求1所述的内窥镜系统，其特征在于，
该内窥镜系统还具有计算部，该计算部计算在所述图像中与所述第1被摄体像中的所述对象物的像和所述第2被摄体像中的所述对象物的像之间的配置的偏移相关的所述偏移量。
3.根据权利要求1所述的内窥镜系统，其特征在于，
所述图像处理部对所述图像进行如下处理：检测包含于所述第1被摄体像中的所述对象物的像的第1中心轴和包含于所述第2被摄体像中的所述对象物的像的第2中心轴，并且对所述第1被摄体像和所述第2被摄体像中的至少一个改变配置，以使得所述第1中心轴与所述第2中心轴大致一致。
4.根据权利要求3所述的内窥镜系统，其特征在于，
所述图像处理部对所述图像进行使所述第1被摄体像和所述第2被摄体像中的至少一个进行旋转移动的处理。
5.根据权利要求4所述的内窥镜系统，其特征在于，
所述图像处理部对所述图像进行如下处理：计算所述第1中心轴与所述第2中心轴之间的张开角，并且使所述第1被摄体像和所述第2被摄体像中的至少一个进行旋转移动，以使得所述第1中心轴与所述第2中心轴大致一致。
6.根据权利要求3所述的内窥镜系统，其特征在于，
包含于所述第1被摄体像和所述第2被摄体像中的所述对象物的像是从所述插入部的前端突出的处置器具的像。
7.根据权利要求4所述的内窥镜系统，其特征在于，
所述图像处理部对所述图像进行如下处理：对所述第1被摄体像和所述第2被摄体像中的至少一个进一步进行平行移动或者放大率的变化，使所述第1被摄体像中的所述对象物的像的端部与所述第2被摄体像中的所述对象物的像的端部对齐。
8.根据权利要求1所述的内窥镜系统，其特征在于，
该内窥镜系统还具有显示从所述图像信号生成部输出的被所述图像处理部处理后的包含所述第1被摄体像和所述第2被摄体像在内的图像信号的1个或者多个显示部。
9.根据权利要求8所述的内窥镜系统，其特征在于，
所述图像信号生成部向所述显示部输出去除了基于所述第1被摄体像的图像信号与基于所述第2被摄体像的图像信号重复的区域而得的各个图像信号。
10.根据权利要求1所述的内窥镜系统，其特征在于，
所述第1被摄体像是包含与所述插入部的长度方向大致平行的插入部前方在内的所述第1区域的被摄体像，
所述第2被摄体像是包含与所述插入部的长度方向交叉的方向的插入部侧方在内的所述第2区域的被摄体像，
所述第1被摄体像获取部是获取所述第1区域的被摄体像的前方图像获取部，
所述第2被摄体像获取部是获取所述第2区域的被摄体像的侧方图像获取部。
11.根据权利要求4所述的内窥镜系统，其特征在于，
所述图像处理部对所述图像进行如下处理：以所述第1被摄体像的中心为基准使所述第1被摄体像和所述第2被摄体像整体的至少旋转方向发生变化。
12.根据权利要求1所述的内窥镜系统，其特征在于，
所述第2被摄体像获取部在所述插入部的周向上以大致均等的角度配置多个，
所述图像信号生成部生成所述第1被摄体像配置于中心并且所述第2被摄体像在所述第1被摄体像的周向上以大致均等的角度配置多个的图像信号。
13.根据权利要求1所述的内窥镜系统，其特征在于，
所述第1被摄体像获取部在所述插入部的长度方向前端部朝向所述插入部所插入的方向配置，
所述第2被摄体像获取部在所述插入部的侧面朝向所述插入部的周向配置，
对来自所述第1被摄体像获取部的所述第1被摄体像进行光电转换的第1摄像部和对来自所述第2被摄体像获取部的所述第2被摄体像进行光电转换的第2摄像部单独设置，并且所述第1摄像部和所述第2摄像部与所述图像信号生成部电连接。
14.根据权利要求1所述的内窥镜系统，其特征在于，
所述第1被摄体像获取部在所述插入部的长度方向前端部配置于所述插入部所插入的方向，
所述第2被摄体像获取部配置为包围所述插入部的周向，
该内窥镜系统具备摄像部，该摄像部与所述图像信号生成部电连接并且配置为在相同的面上对来自所述第1被摄体像获取部的所述第1被摄体像和来自所述第2被摄体像获取部的所述第2被摄体像进行光电转换。
15.根据权利要求14所述的内窥镜系统，其特征在于，
所述图像信号生成部生成所述第1被摄体像为大致圆形状并且所述第2被摄体像为包围所述第1被摄体像的周围的大致圆环状的图像信号。
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