JP2014228851A - 内視鏡装置、画像取得方法および画像取得プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】焦点距離が異なる光学系が形成された複眼タイプの光学アダプタを用いて取得した合焦位置の異なる画像を合成して一枚の画像を生成した場合に自然な画像を得ることができる内視鏡装置、画像取得方法および画像取得プログラムを提供すること。
【解決手段】複数の光学系のうちの第１の光学系を通過した光に基づく撮像信号を取得した後、第１の光学系と第２の光学系との位置関係に基づいて挿入部に設けられた湾曲部を湾曲させてから第２の光学系を通過した光に基づく撮像信号を取得し、第１および第２の光学系を用いてそれぞれ取得した撮像信号に基づく各画像を合成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、先端に撮像素子を搭載した挿入部を備え、撮像素子が撮像した撮像信号を処理し画像信号を生成する内視鏡装置、画像取得方法および画像取得プログラムに関する。

従来、医療分野および工業分野において、各種検査のために内視鏡装置が広く用いられている。たとえば、工業分野では、航空機のジェットエンジンの内部検査、工業用プラントの内部検査および屋外の建造物の検査など、様々な環境下で検査を行うために内視鏡装置が使用される。内視鏡装置は、先端にＣＣＤ等の撮像素子が設けられた細長形状のスコープと、撮像素子によって撮像された撮像信号を処理する本体装置とによって構成される。ユーザによって検査対象の内部にスコープが挿入されると、スコープ先端の撮像素子によって撮像された撮像信号に応じた画像が本体装置のモニタに表示されるとともに、この画像に応じた画像データが記録媒体に記録される。

工業分野において、上述した内視鏡装置を用いて検査対象の内部を検査する際、スコープの先端には、被写体の像を撮像素子に結像する光学系を有する光学アダプタが取り付けられる。光学アダプタには、設計された焦点距離の光学系が形成されている。検査によっては、例えば管などの内部を観察して検査する際、管の奥側（遠点側）および手前側（近点側）に焦点をそれぞれ合わせて画像を取得することがある。この場合、スコープの先端から観察対象までの距離に応じて、所定の焦点距離に設計された光学系を有する光学アダプタをスコープの先端に取り付けることによって、光学系を介して、所定の焦点距離において合焦した像をＣＣＤに結像することが可能となる。

ところで、異なる焦点距離の画像を得るためには、適宜、所望の焦点距離の光学系を有する光学アダプタに付け替える必要がある。この場合、スコープを検査対象から一度取り出して光学アダプタを付け替えた後、付け替え前の観察位置まで再度スコープを挿入しなければならず、付け替えに時間を要したり、観察位置が異なったりする場合があった。

これに対し、同じ観察位置において焦点距離の異なる画像を簡易に取得するための技術として、焦点距離の異なる複数の光学系を有する光学アダプタを用いることが挙げられる。この技術は、例えば、複数の光学系を有する複眼タイプの光学アダプタ（例えば、特許文献１を参照）を用いて、各光学系の焦点距離を異ならせることによって実現することができる。

特開平８−２０１７０６号公報

しかしながら、焦点距離が異なる光学系が形成された複眼タイプの光学アダプタを用いた場合、光学アダプタにおける各光学系の配置により、視差ずれが生じる。この視差ずれによって、遠点側で合焦した画像と近点側で合焦した画像とにおいて同じ被写体であっても角度（向き）が異なる。このため、遠点側で合焦した画像と近点側で合焦した画像とを合成して一枚の画像を生成した場合に、不自然な画像が生成されるという問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、焦点距離が異なる光学系が形成された複眼タイプの光学アダプタを用いて取得した合焦位置の異なる画像を合成して一枚の画像を生成した場合に自然な画像を得ることができる内視鏡装置、画像取得方法および画像取得プログラムを提供することを目的とする。

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、検査対象空間に挿入される挿入部を有し、検査対象の画像を取得する内視鏡装置において、前記挿入部は、光を受光して光電変換を行うことにより撮像信号を生成する撮像部を有する先端部と、一端が前記先端部の基端側に接続され、湾曲自在な湾曲部と、を有し、互いに焦点距離が異なり、被写体像を前記撮像部の受光面にそれぞれ結像する複数の光学系、および照明光を出射する照明部を有し、前記先端部に着脱可能に接続する光学アダプタと、前記複数の光学系の互いの位置関係をもとに撮像対象の光学系に応じて前記湾曲部の湾曲動作を制御するとともに、前記撮像部による前記撮像対象の光学系が結像した像の撮像動作を制御する制御手段と、前記複数の光学系により結像された像に基づく複数の画像を合成する合成部と、を備えたことを特徴とする。

また、本発明にかかる内視鏡装置は、上記の発明において、前記複数の光学系により撮像された各撮像信号における輝度情報をもとに演算処理を行う演算部をさらに備え、前記制御手段は、前記演算部の演算結果に基づいて前記照明部が出射する照明光の強度を制御して、撮像対象の光学系を用いて前記撮像部に撮像動作を行わせる機能を有することを特徴とする。

また、本発明にかかる内視鏡装置は、上記の発明において、前記照明部は、出射する照明光の強度を変更可能な光源を有することを特徴とする。

また、本発明にかかる内視鏡装置は、上記の発明において、前記照明部は、一定の強度の照明光を出射する光源と、前記光源から出射される照明光の光量を調整する絞り部材と、を有することを特徴とする。

また、本発明にかかる内視鏡装置は、上記の発明において、前記合成部が生成した画像を表示出力する表示部を備えたことを特徴とする。

また、本発明にかかる内視鏡装置は、上記の発明において、前記撮像信号を画像データとして記録するとともに、前記湾曲部の湾曲に関する情報を記憶する記憶部を備えたことを特徴とする。

また、本発明にかかる画像取得方法は、撮像部を先端に有する挿入部の先端に取り付けられ、互いに焦点距離が異なる複数の光学系を用いて得られた複数の画像を合成して画像を取得する画像取得方法であって、前記複数の光学系のうちの第１の光学系を通過した光に基づく撮像信号を取得する第１撮像信号取得ステップと、前記第１の光学系と第２の光学系との位置関係に基づいて前記挿入部に設けられた湾曲部を湾曲させる湾曲ステップと、前記第２の光学系を通過した光に基づく撮像信号を取得する第２撮像信号取得ステップと、前記第１および第２撮像信号取得ステップでそれぞれ取得した前記撮像信号に基づく各画像を合成する合成ステップと、を含むことを特徴とする。

また、本発明にかかる画像取得プログラムは、撮像部を先端に有する挿入部の先端に取り付けられ、互いに焦点距離が異なる複数の光学系を用いて得られた複数の画像を合成して画像を取得する画像取得処理をコンピュータに実行させるための画像取得プログラムであって、前記複数の光学系のうちの第１の光学系を通過した光に基づく撮像信号を前記撮像部に取得させる第１撮像信号取得手順と、前記第１の光学系と第２の光学系との位置関係に基づいて前記挿入部に設けられた湾曲部を湾曲させる湾曲手順と、前記第２の光学系を通過した光に基づく撮像信号を前記撮像部に取得させる第２撮像信号取得手順と、前記第１および第２撮像信号取得手順でそれぞれ取得した前記撮像信号に基づく各画像を合成させる合成手順と、を前記コンピュータに実行させることを特徴とする。

本発明によれば、複数の光学系のうちの第１の光学系を通過した光に基づく撮像信号を取得した後、第１の光学系と第２の光学系との位置関係に基づいて挿入部に設けられた湾曲部を湾曲させてから第２の光学系を通過した光に基づく撮像信号を取得し、第１および第２の光学系を用いてそれぞれ取得した撮像信号に基づく各画像を合成するようにしたので、焦点距離が異なる光学系が形成された複眼タイプの光学アダプタを用いて取得した合焦位置の異なる画像を合成して一枚の画像を生成した場合に自然な画像を得ることができるという効果を奏する。

図１は、本発明の実施の形態１にかかる内視鏡装置の概略構成を示すブロック図である。 図２は、本発明の実施の形態１にかかる内視鏡装置の光学アダプタの構成を示す平面図である。 図３は、本発明の実施の形態１にかかる内視鏡装置の光学アダプタの視野を説明する図である。 図４は、本発明の実施の形態１にかかる内視鏡装置のスコープについて説明する図である。 図５は、本発明の実施の形態１にかかる内視鏡装置が行う画像信号生成処理を示すフローチャートである。 図６は、本発明の実施の形態１にかかる内視鏡装置が行う画像信号生成処理におけるアングル変更後の視野を説明する図である。 図７は、本発明の実施の形態１にかかる内視鏡装置の画像信号生成処理により取得される画像の一例を示す図である。 図８は、従来の画像信号生成処理により取得される画像の一例を示す図である。 図９は、本発明の実施の形態２にかかる内視鏡装置の概略構成を示すブロック図である。 図１０は、本発明の実施の形態２にかかる内視鏡装置が行う画像信号生成処理を示すフローチャートである。 図１１は、本発明の実施の形態２にかかる内視鏡装置の画像信号生成処理により取得される画像の一例を示す図である。 図１２は、図１１のＡ−Ａ’線上にある画素の輝度を示すグラフである。 図１３は、本発明の実施の形態３にかかる内視鏡装置の概略構成を示すブロック図である。 図１４は、本発明の実施の形態３にかかる内視鏡装置が行う画像信号生成処理を示すフローチャートである。 図１５は、本発明の実施の形態４にかかる内視鏡装置の概略構成を示すブロック図である。 図１６は、本発明の実施の形態４にかかる内視鏡装置の光学アダプタの構成を示す平面図である。 図１７は、本発明の実施の形態４にかかる内視鏡装置のスコープについて説明する図である。 図１８は、本発明の実施の形態４にかかる内視鏡装置が行う画像信号生成処理を示すフローチャートである。 図１９は、本発明の実施の形態４の変形例にかかる内視鏡装置が行う画像信号生成処理を示すフローチャートである。

以下に、本発明にかかる実施の形態の一例として、スコープ先端の撮像素子によって検査対象を撮像する工業用の内視鏡装置について説明する。なお、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。また、図面の記載において、同一部分には同一の符号を付している。

（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の概略構成を示すブロック図である。図１に示すように、本実施の形態１にかかる内視鏡装置１は、検査対象に挿入されるとともに検査対象の画像を撮像するスコープ２と、スコープ２の先端に着脱自在に取り付けられる光学アダプタ３と、スコープ２が接続されるとともに、スコープ２が撮像した撮像信号を処理する本体装置４と、スコープ２が撮像した撮像信号を画像データとして記録する記録媒体５とを備える。

スコープ２は、可撓性を有する細長形状をなし、特許請求の範囲における挿入部として機能する。スコープ２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マトリックス状に配列され、各画素からの信号をもとに撮像信号を生成する撮像素子２１ａ（撮像部）を内蔵した先端部２１と、一端が先端部２１の基端側に接続され、本体装置４の制御により湾曲自在な湾曲部２２と、一端が湾曲部２２の基端側に接続されるとともに、他端が本体装置４に接続され、可撓性を有する長尺状の可撓管部２３と、を有する。撮像素子２１ａは、例えばＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサによって構成される。

光学アダプタ３は、各種観察深度に応じて複数設けられており、観察対象に応じて選択されスコープ２の先端に取り付けられる。光学アダプタ３は、被写体からの光が入射することによって被写体の像を撮像素子２１ａに結像する第１光学レンズ部３１と、第１光学レンズ部３１と異なる焦点距離を有し、被写体からの光が入射することによって被写体の像を撮像素子２１ａに結像する第２光学レンズ部３２と、外部に向かって照明光を出射する照明部３３と、光学アダプタ３の識別情報を有するアダプタ識別子３４とを有する。

第１光学レンズ部３１は、一または複数のレンズによって形成され、所定の観察深度において遠点側に合焦するように焦点距離が設定された光学系である。また、第２光学レンズ部３２は、一または複数のレンズからなり、所定の観察深度において近点側に合焦するように焦点距離が設定された光学系である。なお、本実施の形態１において、観察深度とは、各光学系の光軸方向において、光学系が光を取り込んで結像しているとみなすことができる範囲のことをいう。換言すれば、観察深度は、光学系の焦点位置の前後において合焦しているとみなすことのできる距離の範囲である。

照明部３３は、自身が出射する照明光の強度が変更可能な光源や、自身が出射する照明光の強度が一定である光源により構成される光源３３１を有する。光源３３１は、例えば、ＬＥＤや放電灯などによって構成される。

アダプタ識別子３４は、スコープ２と電気的に接続可能であって、たとえば光学アダプタ３の種別ごとに識別情報としての抵抗値が決められた抵抗である。

図２は、本実施の形態１にかかる内視鏡装置の光学アダプタの構成を示す平面図である。光学アダプタ３には、スコープ２の取り付け側と異なる側の端面（先端面）において、第１光学レンズ部３１および第２光学レンズ部３２がそれぞれ光を取り込むための開口である窓３５１，３５２と、照明部３３が出射する照明光を外部に出射するための開口である窓３５３と、が形成されている。第１光学レンズ部３１および第２光学レンズ部３２の各光学系（レンズ）は、窓３５１，３５２に応じてそれぞれ配設されている。

図３は、本実施の形態１にかかる内視鏡装置の光学アダプタの視野を説明する図である。第１光学レンズ部３１および第２光学レンズ部３２は、互いに焦点距離が異なっており、画角の広さも異なっている。したがって、焦点位置における第１光学レンズ部３１の視野Ｖ１は、焦点位置における第２光学レンズ部３２の視野Ｖ２よりも大きい。以下、第１光学レンズ部３１により結像された像に応じて生成された画像をＦＦ画像、第２光学レンズ部３２により結像された像に応じて生成された画像をＮＦ画像という。

また、第１光学レンズ部３１および第２光学レンズ部３２は、各光学系の光軸が互いに略平行になるように並べて配置されている。このため、第１光学レンズ部３１および第２光学レンズ部３２は、互いの視野中心の位置が異なっている。これにより、第１光学レンズ部３１により結像される像と、第２光学レンズ部３２により結像される像とは、各光学系から同一の観察点までの角度（向き）が異なり、視差が生じている。

図４は、本実施の形態１にかかる内視鏡装置のスコープについて説明する図である。図４に示すように、撮像素子２１ａの受光面２１１において、第１光学レンズ部３１（第２光学レンズ部３２）により結像された視野Ｖ１（Ｖ２）の各像は、領域Ｅ１（Ｅ２）に投影される。このとき、撮像素子２１ａでは、受光面２１１の領域Ｅ１，Ｅ２に応じて、受光した光の取り込み領域が分割されている。

本体装置４は、スコープ２の撮像素子２１ａが撮像した撮像信号を処理し、少なくとも画像表示用の画像信号を生成する。本体装置４は、内視鏡装置１全体の動作を制御する制御部４０と、内視鏡装置１の動作を指示する指示信号の入力を受け付ける入力部４１と、制御部４０の制御のもと、駆動信号を出力して撮像素子２１ａを駆動させる撮像駆動部４２と、制御部４０の制御のもと、照明部３３の点灯および消灯の切替制御を行う照明駆動部４３と、スコープ２に取り付けられた光学アダプタ３からアダプタ種別にかかる情報を取得して、取り付けられた光学アダプタ３を識別する光学アダプタ識別部４４と、撮像素子２１ａが撮像した撮像信号（第１光学レンズ部３１および第２光学レンズ部３２の各光学系を通過した光に基づく撮像信号）を処理する撮像信号処理部４５と、撮像信号処理部４５が生成した撮像信号に画像処理を施して画像信号を生成する画像処理部４６と、画像処理部４６が生成した画像信号に応じた画像を表示出力する表示部４７と、スコープ２の先端側の湾曲動作を行わせる湾曲駆動部４８と、内視鏡装置１を動作させるための各種プログラム、および内視鏡装置１の動作に必要な各種パラメータ等を含むデータを記憶する記憶部４９と、を備える。

制御部４０は、スコープ２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などを行う機能を有する。制御部４０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などを用いて構成される。

入力部４１は、キーボード、各種ボタン、各種スイッチ等の入力デバイスや、マウスやタッチパネル等のポインティングデバイスを含み、これらのデバイスに対するユーザの操作に応じた指示信号を制御部４０に入力する。

光学アダプタ識別部４４は、光学アダプタ３の装着の有無、および、アダプタ識別子３４の識別情報をもとにスコープ２の先端に装着されている光学アダプタ３の種別を識別する。光学アダプタ識別部４４は、スコープ２を介してアダプタ識別子３４の抵抗値を検出し、検出した抵抗値に対応する種別の光学アダプタ３がスコープ２に接続していると判断する。

撮像信号処理部４５は、スコープ２の撮像素子２１ａが撮像した撮像信号を処理する。具体的には、撮像信号処理部４５は、撮像素子２１ａが出力した撮像信号に対してノイズ除去やアナログ信号として信号が入力されればＡ／Ｄ変換などを行う。

画像処理部４６は、撮像信号処理部４５から入力された撮像信号に対して画像処理を施して、少なくとも表示部４７が表示する画像信号（画像データ）を生成する。画像処理部４６は、画像信号に対して、所定の画像処理を実行して画像信号を生成する。画像処理部４６は、計測結果などを示す文字やメニュー等の画像を画像データに重畳して表示部４７が表示する表示用の画像信号を生成する。ここで、画像処理としては、オプティカルブラック低減処理、ホワイトバランス調整処理、カラーマトリクス演算処理、ガンマ補正処理、色再現処理、エッジ強調処理等が挙げられる。

また、画像処理部４６は、検査対象の画像に対応する有効データ部分を切り出す切出し部４６１と、切出し部４６１が切り出した複数の画像のうち、各画像の有効データ部分同士を合成する合成部４６２とを有する。

切出し部４６１は、例えば、図４に示す領域Ｅ１に応じた画像において、領域Ｅ１に内接する矩形領域Ｃ１を切り出す。これにより、図３に示す視野Ｖ１において、矩形領域Ｃ１０の画像を得ることとなる。また、図４に示す領域Ｅ２においても同様に、領域Ｅ２に応じた画像において、領域Ｅ２に内接する矩形領域Ｃ２を切り出す。これにより、図３に示す視野Ｖ２において、矩形領域Ｃ２０の画像を得ることとなる。

合成部４６２は、切出し部４６１により切り出し処理が施されたＦＦ画像およびＮＦ画像を合成する。これにより、観察深度における遠点側で合焦し、かつ近点側で合焦した合成画像を得ることができる。ここで、合成部４６２は、ＦＦ画像において、ＮＦ画像との対応領域を切出し部４６１によりカットして、このカットした領域にＮＦ画像を貼り合わせることによって合成するものであってもよいし、ＦＦ画像における対応位置にＮＦ画像を重ねることによって合成するものであってもよい。

表示部４７は、液晶または有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）を用いて構成される。

湾曲駆動部４８は、制御部４０の制御のもと、駆動信号を出力することにより、湾曲部２２を所定の軸線方向に湾曲させる操作ワイヤ（図示せず）を駆動する第１モータＭ１と、湾曲部２２を所定の軸線方向に湾曲させる操作ワイヤ（図示せず）を駆動する第２モータＭ２とを所定の方向にそれぞれ回転させる。各操作ワイヤは、両端がスコープ２の湾曲部２２にそれぞれ接続されている。

湾曲駆動部４８により第１モータＭ１および第２モータＭ２がそれぞれ回転すると、各操作ワイヤの両端の先端位置が相対的に変化し、この変化による先端位置の移動に応じて湾曲部２２が所定の方向に引っ張られて湾曲する。ここで、湾曲部２２は、湾曲部２２が真っすぐとなっている状態において、湾曲部２２の中心軸と平行な平面であって、互いに直交する二つの平面上で湾曲する。このとき、一方の平面は、第１光学レンズ部３１および第２光学レンズ部３２の配列方向と平行であることが好ましい。すなわち、湾曲部２２の湾曲動作による先端部２１の移動方向は、例えば、モータＭ１に接続された操作ワイヤにより図２に示す軸線Ｙ１方向であって、モータＭ２に接続された操作ワイヤにより軸線Ｙ２方向である。

記憶部４９は、内視鏡装置１にかかる各種プログラム、例えば画像取得プログラムや、各種パラメータのほか、光学アダプタ３における第１光学レンズ部３１および第２光学レンズ部３２の視差に関する情報である視差情報４９１を記憶する。ここで、視差に関する情報には、第１光学レンズ部３１および第２光学レンズ部３２の相対距離、角度差などの位置関係や、視差を解消するための湾曲部２２の移動量などが含まれる。視差情報４９１には、取り付けられる光学アダプタ３のそれぞれの視差に関する情報が含まれている。また、記憶部４９は、光学アダプタ３の種別ごとに決められている抵抗値を識別情報として記憶している。記憶部４９は、フラッシュメモリやＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）等の半導体メモリや、情報を一時的に記録する揮発性のメモリ（ＲＡＭなど）を用いて実現される。

記録媒体５は、本体装置４に着脱自在に装着され、制御部４０の制御のもと、圧縮処理などが施された画像データや、制御部４０から出力される種々の情報が順次書き込まれる。記録媒体５は、コンパクトフラッシュ（登録商標）、ＳＤメモリカード（登録商標）、またはメモリスティック（登録商標）などにより実現される。

つぎに、図５を参照して、内視鏡装置１が行う画像信号生成処理について説明する。図５は、本実施の形態１にかかる内視鏡装置が行う画像信号生成処理を示すフローチャートである。まず、制御部４０は、光学アダプタ識別部４４の判断結果をもとに、スコープ２に取り付けられた光学アダプタ３の識別処理を行う（ステップＳ１０１）。

その後、制御部４０は、撮像駆動部４２により撮像素子２１ａを駆動させるとともに、第１光学レンズ部３１からの像にかかる画像信号をＦＦ画像として取得する（ステップＳ１０２）。このとき、撮像駆動部４２は、撮像素子２１ａに対し、受光面２１１の領域Ｅ１を含む領域の画素の読み出し処理を行わせる。

ＦＦ画像取得後、先端部２１のアングルを変更する（ステップＳ１０３）。具体的には、制御部４０が、記憶部４９の視差情報４９１を参照して、湾曲部２２の湾曲量（第２モータＭ２の回転量）を取得し、湾曲駆動部４８に出力する。湾曲駆動部４８は、入力された視差情報４９１をもとに、駆動信号を出力して第２モータＭ２を回転させ、湾曲部２２を湾曲させる。これにより、先端部２１におけるアングルが変更される。ここで、本実施の形態１におけるアングル変更とは、第１光学レンズ部３１および第２光学レンズ部３２の光学系の中心軸の向き（角度）を変更することをいう。

図６は、本実施の形態１にかかる内視鏡装置１が行う画像信号生成処理におけるアングル変更後の視野を説明する図である。ステップＳ１０３におけるアングル変更では、第１光学レンズ部３１と第２光学レンズ部３２との視差を解消するように湾曲部２２を湾曲させて先端部２１の向きを変更する。

具体的には、湾曲部２２を湾曲させることによって、図６に示すように、第２光学レンズ部３２の視野Ｖ２の中心Ｐ２が、第１光学レンズ部３１の視野Ｖ１の中心Ｐ１と一致する。すなわち、湾曲部２２を湾曲させることによって、ステップＳ１０２の画像取得処理時における第１光学レンズ部３１の光軸と、第２光学レンズ部３２の光軸とを一致させる。これにより、撮像処理によって取得された画像における視差を解消することができる。

先端部２１のアングルが変更されると、制御部４０は、撮像駆動部４２により撮像素子２１ａを駆動させるとともに、第２光学レンズ部３２からの像にかかる画像信号をＮＦ画像として取得する（ステップＳ１０４）。このとき、撮像駆動部４２は、撮像素子２１ａに対し、受光面２１１の領域Ｅ２を含む領域の画素の読み出し処理を行わせる。

ＮＦ画像取得後、制御部４０は、取得したＦＦ画像およびＮＦ画像について、切出し部４６１に画像における有効領域（矩形領域）の切り出し処理を行わせた後、合成部４６２に切り出し処理が施されたＦＦ画像およびＮＦ画像の合成処理を行わせる（ステップＳ１０５）。これにより、観察深度において遠点側で合焦し、かつ近点側でも合焦した一枚の合成画像を取得することができる。

図７は、本実施の形態１にかかる内視鏡装置１の画像信号生成処理により取得される画像の一例を示す図である。図７に示す合成画像Ｗ１では、ステップＳ１０３のアングル変更により、ＦＦ画像およびＮＦ画像の視差ずれが解消されているため、二つの画像の中心および角度（向き）が一致した画像となっている。すなわち、ＦＦ画像Ｗ１１の中央部の画像がＮＦ画像Ｗ１２に置き換えられ、近点側においてよりコントラストが明確になった（合焦した）画像となる。

図８は、従来の画像信号生成処理により取得される画像の一例を示す図である。従来のように、視差ずれが解消していない合成画像Ｗ１００では、二つの画像の中心および角度（向き）が一致しておらず、不自然な画像となっている。ＦＦ画像Ｗ１０１の中央部の画像がＮＦ画像Ｗ１０２に置き換えられることによって、近点側においてよりコントラストが明確になる一方、位置や見え方が異なる画像となる。

上述した実施の形態１によれば、観察深度の遠点側で合焦する第１光学系と近点側で合焦する第２光学系とを有する光学アダプタ３を用いて、遠点側で合焦したＦＦ画像を取得後、湾曲部２２を湾曲させてアングル変更を行って近点側で合焦したＮＦ画像を取得するようにしたので、遠点側で合焦した画像および近点側で合焦した画像を合成して一枚の画像を生成した場合に自然な画像を得ることができる。

なお、上述した実施の形態１において、取得したＦＦ画像およびＮＦ画像を別々に表示部４７に表示させてもよい。また、表示画面において、選択した画像、例えばＦＦ画像を選択することにより、ＦＦ画像をＮＦ画像よりも大きく表示させてもよい。また、ＦＦ画像、ＮＦ画像および合成画像を同一の画面に表示させてもよいし、これらの画像のうち、選択された画像を表示させてもよいし、大きさを異ならせて表示させてもよい。

（実施の形態２）
図９は、本発明の実施の形態２にかかる内視鏡装置の概略構成を示すブロック図である。以下、上述した構成要素と同じ構成要素には同じ符号を付してある。実施の形態２は、実施の形態１にかかる画像信号生成処理に加え、ＦＦ画像およびＮＦ画像の輝度差を抑制する処理を含む。

本実施の形態２にかかる内視鏡装置１ａは、上述したスコープ２、光学アダプタ３および記録媒体５と、本体装置４ａとを備える。本体装置４ａは、上述した制御部４０に代えて、各画素の輝度をもとに演算処理を行う演算部４０１を有する制御部４０ａを備える。なお、本実施の形態２では、照明部３３の光源３３１が、ＬＥＤなどの自身が出射する照明光の強度が変更可能な光源からなるものとして説明する。

つづいて、図１０を参照して、内視鏡装置１ａが行う画像信号生成処理について説明する。図１０は、本実施の形態２にかかる内視鏡装置が行う画像信号生成処理を示すフローチャートである。まず、制御部４０ａは、光学アダプタ識別部４４の判断結果をもとに、スコープ２に取り付けられた光学アダプタ３の識別処理を行う（ステップＳ２０１）。

その後、制御部４０ａは、撮像駆動部４２により撮像素子２１ａを駆動させるとともに、第１光学レンズ部３１からの像にかかる画像信号をＦＦ画像として取得する（ステップＳ２０２）。このとき、撮像駆動部４２は、撮像素子２１ａに対し、受光面２１１の領域Ｅ１を含む領域の画素の読み出し処理を行わせる。

ＦＦ画像取得後、先端部２１のアングルを変更する（ステップＳ２０３）。具体的には、制御部４０ａが、記憶部４９の視差情報４９１を参照して、湾曲部２２の湾曲量（第２モータＭ２の回転量や操作ワイヤ４８２の両端の相対位置など）を取得し、湾曲駆動部４８に出力する。湾曲駆動部４８は、入力された視差情報をもとに、駆動信号を出力して第２モータＭ２を回転させ、湾曲部２２を湾曲させる。これにより、先端部２１におけるアングルが変更される。

先端部２１のアングルが変更されると、制御部４０ａは、撮像駆動部４２により撮像素子２１ａを駆動させるとともに、第２光学レンズ部３２からの像にかかる画像信号をＮＦ画像として取得する（ステップＳ２０４）。このとき、撮像駆動部４２は、撮像素子２１ａに対し、受光面２１１の領域Ｅ２を含む領域の画素の読み出し処理を行わせる。

ＮＦ画像取得後、制御部４０ａは、画像取得時の光源３３１の光源電圧および電流値を取得する（ステップＳ２０５）。その後、制御部４０ａは、演算部４０１によりＦＦ画像についての平均輝度を演算させてＦＦ画像の平均輝度を取得する（ステップＳ２０６）。また、制御部４０ａは、演算部４０１によりＮＦ画像についての平均輝度を演算させてＮＦ画像の平均輝度を取得する（ステップＳ２０７）。

平均輝度を演算後、制御部４０ａは、演算部４０１によりＮＦ画像の輝度値（平均輝度）−ＦＦ画像の輝度値（平均輝度）を演算させて、演算結果を取得する（ステップＳ２０８）。ここで、演算結果が０でない場合（ステップＳ２０８：Ｎｏ）、制御部４０ａは、光源３３１の光源電圧および電流値を低減する信号を照明駆動部４３に出力する（ステップＳ２０９）。照明駆動部４３は、信号の入力があると、光源３３１の光源電圧および電流値を低減する駆動信号を照明部３３に出力する。これにより、光源３３１からの照明光の強度が低減される。

照明光の強度が低減されると、制御部４０ａは、撮像駆動部４２に再びＮＦ画像を取得させる（ステップＳ２１０）。撮像駆動部４２は、撮像素子２１ａを駆動させるとともに、第２光学レンズ部３２からの像にかかる画像信号をＮＦ画像として取得する。制御部４０ａは、照明光の強度が低減された状態で再度ＮＦ画像を取得すると、ステップＳ２０７に戻る。

一方、ステップＳ２０８において演算結果が０である場合（ステップＳ２０８：Ｙｅｓ）、制御部４０ａは、取得したＦＦ画像およびＮＦ画像について、切出し部４６１に画像における有効領域（矩形領域）の切り出し処理を行わせた後、合成部４６２に切り出し処理が施されたＦＦ画像およびＮＦ画像の合成処理を行わせる（ステップＳ２１１）。これにより、観察深度において遠点側で合焦し、かつ近点側でも合焦した一枚の合成画像を取得することができる。

図１１は、本実施の形態２にかかる内視鏡装置の画像信号生成処理により取得される画像の一例を示す図である。図１２は、図１１のＡ−Ａ’線上にある画素の輝度を示すグラフである。ステップＳ２０８の演算において、演算結果が０であるということは、ＦＦ画像の平均輝度とＮＦ画像の平均輝度とが等しいことを意味する。すなわち、ＦＦ画像とＮＦ画像とを貼り合せた際に、図１１に示す合成画像Ｗ２において、ＦＦ画像Ｃ１とＮＦ画像Ｃ２との境界における輝度値が略等しくなっている。

例えば、図１２では、グラフの実線はＦＦ画像の平均輝度値−ＮＦ画像の平均輝度値が０である場合のＦＦ画像およびＮＦ画像における画素の輝度を示し、グラフの破線はＦＦ画像の平均輝度値−ＮＦ画像の平均輝度値が０でない（＞０）場合のＮＦ画像における画素の輝度を示している。ＦＦ画像の平均輝度値−ＮＦ画像の平均輝度値が０でない（＞０）場合、ＦＦ画像とＮＦ画像との境界において、ＦＦ画像の輝度は、ＮＦ画像の輝度（破線）と比して小さい。この輝度の差の要因としては、焦点距離の差異による光の取り込み量の差などが挙げられる。

ここで、上述したステップＳ２０９〜Ｓ２１０のように、照明光の強度を低減してＮＦ画像を取得すると、ＮＦ画像全体の輝度が低下し、平均輝度も低減する（図１２の実線）。これにより、ＦＦ画像とＮＦ画像との境界における輝度の差を小さくすることができる。

上述した本実施の形態２によれば、観察深度の遠点側で合焦する第１光学系と近点側で合焦する第２光学系とを有する光学アダプタを用いて、遠点側で合焦したＦＦ画像を取得後、湾曲部２２を湾曲させてアングル変更を行って近点側で合焦したＮＦ画像を取得するようにしたので、遠点側で合焦した画像および近点側で合焦した画像を合成して一枚の画像を生成した場合に自然な画像を得ることができる。

また、上述した本実施の形態２によれば、ＦＦ画像の平均輝度およびＮＦ画像の平均輝度をもとに光源３３１の強度を制御して、ＮＦ画像の輝度を調整するようにしたので、ＦＦ画像とＮＦ画像との境界における輝度の差が小さく、観察に適した画像を生成することができる。

なお、上述した実施の形態２では、照明部３３による照明光の強度を低減してＮＦ画像を取得するものとして説明したが、照明部３３による照明光の強度を増大してＦＦ画像を取得するものであってもよい。また、照明光の強度は、ＮＦ画像の輝度（平均輝度）−ＦＦ画像の輝度（平均輝度）に応じて、演算結果が０より大きい場合と演算結果が０より小さい場合とで低減または増大を切り替えるものであってもよい。

（実施の形態３）
図１３は、本発明の実施の形態３にかかる内視鏡装置の概略構成を示すブロック図である。以下、上述した構成要素と同じ構成要素には同じ符号を付してある。実施の形態３は、上述した実施の形態２に対し、光源３３１を、自身が出射する照明光の強度が一定である光源としたものである。

本実施の形態３にかかる内視鏡装置１ｂは、上述したスコープ２、本体装置４ａおよび記録媒体５と、光学アダプタ３ａとを備える。光学アダプタ３ａは、上述した第１光学レンズ部３１、第２光学レンズ部３２およびアダプタ識別子３４と、自身が出射する照明光の強度が一定である光源３３１、および光源３３１から出射される照明光を絞るメカ絞り３３２を有する照明部３３ａと、を備える。光源３３１は、例えば放電灯によって構成される。メカ絞り３３２は、照明駆動部４３の駆動信号により駆動し、絞りの開放面積が制御される。

つづいて、図１４を参照して、内視鏡装置１ｂが行う画像信号生成処理について説明する。図１４は、本実施の形態３にかかる内視鏡装置が行う画像信号生成処理を示すフローチャートである。まず、制御部４０ａは、上述したステップＳ２０１〜Ｓ２０４と同様に、スコープ２に取り付けられた光学アダプタ３ａの識別処理、ＦＦ画像の取得、アングル変更およびＮＦ画像の取得を行う（ステップＳ３０１〜Ｓ３０４）。

ＮＦ画像取得後、制御部４０ａは、画像取得時のメカ絞り３３２の位置（開放量）を取得する（ステップＳ３０５）。その後、演算部４０１がＦＦ画像についての平均輝度を演算し、制御部４０ａがＦＦ画像の平均輝度を取得する（ステップＳ３０６）。また、演算部４０１がＮＦ画像についての平均輝度を演算し、制御部４０ａがＮＦ画像の平均輝度を取得する（ステップＳ３０７）。

平均輝度を演算後、制御部４０ａは、演算部４０１によりＮＦ画像の輝度値（平均輝度）−ＦＦ画像の輝度値（平均輝度）を演算させて、演算結果を取得する（ステップＳ３０８）。ここで、演算結果が０でない場合（ステップＳ３０８：Ｎｏ）、制御部４０ａは、メカ絞り３３２の位置を絞る（開放量を低減させる）信号を照明駆動部４３に出力する（ステップＳ３０９）。照明駆動部４３は、信号の入力があると、メカ絞り３３２の位置を絞る駆動信号を照明部３３ａに出力する。これにより、照明部３３ａからの照明光の強度が低減される。

照明光の強度が低減されると、制御部４０ａは、撮像駆動部４２に再びＮＦ画像を取得させる（ステップＳ３１０）。撮像駆動部４２は、撮像素子２１ａを駆動させるとともに、第２光学レンズ部３２からの像にかかる画像信号をＮＦ画像として取得する。制御部４０ａは、照明光の強度が低減された状態で再度ＮＦ画像を取得すると、ステップＳ３０７に戻る。

一方、演算結果が０である場合（ステップＳ３０８：Ｙｅｓ）、制御部４０ａは、取得したＦＦ画像およびＮＦ画像について、切出し部４６１に画像における有効領域（矩形領域）の切り出し処理を行わせた後、合成部４６２に切り出し処理が施されたＦＦ画像およびＮＦ画像の合成処理を行わせる（ステップＳ３１１）。これにより、観察深度において遠点側で合焦し、かつ近点側でも合焦した一枚の合成画像を取得することができる。

上述した本実施の形態３によれば、観察深度の遠点側で合焦する第１光学系と近点側で合焦する第２光学系とを有する光学アダプタ３ａを用いて、遠点側で合焦したＦＦ画像を取得後、湾曲部２２を湾曲させてアングル変更を行って近点側で合焦したＮＦ画像を取得するようにしたので、遠点側で合焦した画像および近点側で合焦した画像を合成して一枚の画像を生成した場合に自然な画像を得ることができる。

また、上述した本実施の形態３によれば、ＦＦ画像の平均輝度およびＮＦ画像の平均輝度をもとにメカ絞り３３２の絞り位置を制御して、ＮＦ画像の輝度値を調整するようにしたので、ＦＦ画像とＮＦ画像との境界における輝度値の差が小さく、観察に適した画像を生成することができる。

（実施の形態４）
図１５は、本発明の実施の形態４にかかる内視鏡装置の概略構成を示すブロック図である。以下、上述した構成要素と同じ構成要素には同じ符号を付してある。本実施の形態４にかかる内視鏡装置１ｃは、上述したスコープ２、本体装置４ａおよび記録媒体５と、光学アダプタ３ｂとを備える。上述した本実施の形態１〜３では光学アダプタが二つの光学系を有するものとして説明したが、光学アダプタが三つ以上の複数の光学系を有するものであってもよい。本実施の形態４では、光学アダプタが三つの光学系を有するものとして説明する。なお、本実施の形態４では、照明部３３の光源３３１が、ＬＥＤからなるものとして説明する。

光学アダプタ３ｂは、実施の形態１にかかる光学アダプタ３の構成に加え、第１光学レンズ部３１と第２光学レンズ部３２の各焦点距離の間に位置する焦点距離を有する光学系である第３光学レンズ部３５をさらに有する。また、スコープ２の先端部２１は、第１光学レンズ部３１、第２光学レンズ部３２および第３光学レンズ部３５からの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素子２１ｂを有する。以下、第３光学レンズ部３５により結像された像に応じて生成された画像をＭＦ画像という。

図１６は、本実施の形態４にかかる内視鏡装置の光学アダプタの構成を示す平面図である。光学アダプタ３ｂには、スコープ２の取り付け側と異なる側の端面（先端面）において、上述した窓３５１，３５２，３５３と、第３光学レンズ部３５が光を取り込むための開口である窓３５４と、が形成されている。第１光学レンズ部３１、第２光学レンズ部３２および第３光学レンズ部３５の各光学系（レンズ）は、窓３５１，３５２，３５４に応じてそれぞれ配設されている。

図１７は、本実施の形態４にかかる内視鏡装置のスコープについて説明する図である。図１７に示すように、撮像素子２１ｂの受光面２１１ｂにおいて、第１光学レンズ部３１、第２光学レンズ部３２および第３光学レンズ部３５により結像された視野（例えば上述した視野Ｖ１，Ｖ２など）の各像は、領域Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３に投影される。このとき、撮像素子２１ｂでは、受光面２１１ｂの領域Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３に応じて、受光した光の取り込み領域が分割されている。

また、切出し部４６１は、例えば、図１７に示す領域Ｅ３に応じた画像において、領域Ｅ３に内接する矩形領域Ｃ３を切り出す。合成部４６２は、切出部４６１により切り出し処理が施されたＦＦ画像、ＭＦ画像およびＮＦ画像を合成する。これにより、観察深度における遠点側で合焦し、かつ近点側、および遠点側と近点側との中間点で合焦した合成画像を得ることができる。ここで、合成部４６２は、ＦＦ画像においてＭＦ画像との対応領域をカットし、ＭＦ画像においてＮＦ画像との対応領域をカットして、このカットした領域にＭＦ画像およびＮＦ画像をそれぞれ貼り合せることによって合成するものであってもよいし、ＦＦ画像の対応位置にＭＦ画像、ＭＦ画像の対応位置にＮＦ画像をそれぞれ重ねることによって合成するものであってもよい。

つづいて、図１８を参照して、内視鏡装置１ｃが行う画像信号生成処理について説明する。図１８は、本実施の形態４にかかる内視鏡装置が行う画像信号生成処理を示すフローチャートである。まず、制御部４０ａは、上述したステップＳ２０１〜Ｓ２０３と同様に、スコープ２に取り付けられた光学アダプタ３ａの識別処理、ＦＦ画像の取得およびアングル変更を行う（ステップＳ４０１〜Ｓ４０３）。

先端部２１のアングルが変更されると、制御部４０ａは、撮像駆動部４２により撮像素子２１ｂを駆動させるとともに、第２光学レンズ部３２からの像にかかる画像信号をＮＦ画像として取得する（ステップＳ４０４）。このとき、撮像駆動部４２は、撮像素子２１ｂに対し、受光面２１１ｂの領域Ｅ２を含む領域の画素の読み出し処理を行わせる。

ＮＦ画像取得後、制御部４０ａは、画像取得時の光源３３１の光源電圧および電流値を取得する（ステップＳ４０５）。その後、演算部４０１がＦＦ画像についての平均輝度を演算し、制御部４０ａがＦＦ画像の平均輝度を取得する（ステップＳ４０６）。また、演算部４０１がＮＦ画像についての平均輝度を演算し、制御部４０ａがＮＦ画像の平均輝度を取得する（ステップＳ４０７）。

平均輝度を演算後、制御部４０ａは、演算部４０１によりＮＦ画像の輝度値（平均輝度）−ＦＦ画像の輝度値（平均輝度）を演算させて、演算結果を取得する（ステップＳ４０８）。ここで、演算結果が０でない場合（ステップＳ４０８：Ｎｏ）、制御部４０ａは、光源３３１の光源電圧および電流値を低減する信号を照明駆動部４３に出力する（ステップＳ４０９）。照明駆動部４３は、信号の入力があると、光源３３１の光源電圧および電流値を低減する駆動信号を照明部３３に出力する。これにより、光源３３１からの照明光の強度が低減される。

照明光の強度が低減されると、制御部４０ａは、撮像駆動部４２に再びＮＦ画像を取得させる（ステップＳ４１０）。撮像駆動部４２は、撮像素子２１ｂを駆動させるとともに、第２光学レンズ部３２からの像にかかる画像信号をＮＦ画像として取得する。制御部４０ａは、照明光の強度が低減された状態で再度ＮＦ画像を取得すると、ステップＳ４０７に戻る。

一方、ステップＳ４１４において演算結果が０である場合（ステップＳ４０８：Ｙｅｓ）、制御部４０ａは、ステップＳ４１１に移行する。ステップＳ４１１では、湾曲部２２の湾曲による先端部２１のアングル変更を行う。制御部４０ａは、記憶部４９の視差情報４９１を参照して、第３光学レンズ部３５にかかる湾曲部２２の湾曲量（第２モータＭ２の回転量や操作ワイヤ４８２の両端の相対位置など）を取得し、湾曲駆動部４８に出力する。湾曲駆動部４８は、入力された視差情報をもとに、駆動信号を出力して第２モータＭ２を回転させ、湾曲部２２を湾曲させる。これにより、先端部２１におけるアングルが変更される。

ステップＳ４１１により先端部２１のアングルが変更されると、制御部４０ａは、撮像駆動部４２により撮像素子２１ｂを駆動させるとともに、第３光学レンズ部３５からの像にかかる画像信号をＭＦ画像として取得する（ステップＳ４１２）。このとき、撮像駆動部４２は、撮像素子２１ｂに対し、受光面２１１ｂの領域Ｅ３を含む領域の画素の読み出し処理を行わせる。

ＭＦ画像取得後、演算部４０１がＭＦ画像についての平均輝度を演算し、制御部４０ａがＭＦ画像の平均輝度を取得する（ステップＳ４１３）。

平均輝度を演算後、制御部４０ａは、演算部４０１によりＮＦ画像の輝度値（平均輝度）−ＭＦ画像の輝度値（平均輝度）を演算させて、演算結果を取得する（ステップＳ４１４）。ここで、演算結果が０でない場合（ステップＳ４１４：Ｎｏ）、制御部４０ａは、光源３３１の光源電圧および電流値を増大する信号を照明駆動部４３に出力する（ステップＳ４１５）。照明駆動部４３は、信号の入力があると、光源３３１の光源電圧および電流値を増大する駆動信号を照明部３３に出力する。これにより、光源３３１からの照明光の強度が低減される。照明光の強度を増大した後、制御部４０ａは、ステップＳ４１２に戻る。

一方、ステップＳ４１４において演算結果が０である場合（ステップＳ４１４：Ｙｅｓ）、制御部４０ａは、取得したＦＦ画像、ＭＦ画像およびＮＦ画像について、切出し部４６１に画像における有効領域（矩形領域）の切り出し処理を行わせた後、合成部４６２に切り出し処理が施されたＦＦ画像、ＭＦ画像およびＮＦ画像の合成処理を行わせる（ステップＳ４１６）。これにより、観察深度において遠点側で合焦し、かつ近点側、および遠点側と近点側との中間点で合焦した一枚の合成画像を取得することができる。

上述した本実施の形態４によれば、観察深度の遠点側で合焦する第１光学系と、近点側で合焦する第２光学系と、遠点側と近点側との中間点で合焦する第３光学系とを有する光学アダプタ３ｂを用いて、遠点側で合焦したＦＦ画像を取得後、湾曲部２２を湾曲させてアングル変更を行って近点側で合焦したＮＦ画像を取得し、さらに遠点側と近点側との中間点で合焦したＭＦ画像を取得するようにしたので、遠点側で合焦した画像、近点側で合焦した画像および遠点側と近点側との中間点で合焦した画像を合成して一枚の画像を生成した場合に自然な画像を得ることができる。

また、上述した本実施の形態４によれば、ＦＦ画像の平均輝度、ＭＦ画像の平均輝度およびＮＦ画像の平均輝度をもとに光源３３１の強度を制御して、ＭＦ画像およびＮＦ画像の輝度値をそれぞれ調整するようにしたので、ＦＦ画像とＭＦ画像との境界、ＭＦ画像とＮＦ画像との境界における輝度値の差が小さく、観察に適した画像を生成することができる。

ここで、本実施の形態４では、照明部３３の光源３３１がＬＥＤからなるものとして説明したが、光源３３１を放電灯とし、メカ絞り３３２を用いて照明光の強度を調整するものであってもよい。

図１９は、本実施の形態４の変形例にかかる内視鏡装置が行う画像信号生成処理を示すフローチャートである。本実施の形態４の変形例にかかる内視鏡装置では、上述した内視鏡装置１ｃに対し、照明部３３に代えて照明部３３ａが設けられているものとして説明する。まず、制御部４０ａは、上述したステップＳ４０１〜Ｓ４０４と同様に、スコープ２に取り付けられた光学アダプタ３ａの識別処理、ＦＦ画像の取得、アングル変更およびＮＦ画像の取得を行う（ステップＳ５０１〜Ｓ５０４）。

ＮＦ画像取得後、制御部４０ａは、画像取得時のメカ絞り３３２の位置（開放量）を取得する（ステップＳ５０５）。その後、演算部４０１がＦＦ画像についての平均輝度を演算し、制御部４０ａがＦＦ画像の平均輝度を取得する（ステップＳ５０６）。また、演算部４０１がＮＦ画像についての平均輝度を演算し、制御部４０ａがＮＦ画像の平均輝度を取得する（ステップＳ５０７）。

平均輝度を演算後、制御部４０ａは、演算部４０１によりＮＦ画像の輝度値（平均輝度）−ＦＦ画像の輝度値（平均輝度）を演算させて、演算結果を取得する（ステップＳ５０８）。ここで、演算結果が０でない場合（ステップＳ５０８：Ｎｏ）、制御部４０ａは、メカ絞り３３２の位置を絞る（開放量を低減させる）信号を照明駆動部４３に出力する（ステップＳ５０９）。照明駆動部４３は、信号の入力があると、メカ絞り３３２の位置を絞る旨の駆動信号を照明部３３ａに出力する。これにより、メカ絞り３３２が絞られて開放量を低減し、照明光の強度も低減される。

照明光の強度が低減されると、制御部４０ａは、撮像駆動部４２に再びＮＦ画像を取得させる。撮像駆動部４２は、撮像素子２１ａを駆動させるとともに、第２光学レンズ部３２からの像にかかる画像信号をＮＦ画像として取得する（ステップＳ５１０）。制御部４０ａは、照明光の強度が低減された状態で再度ＮＦ画像を取得すると、ステップＳ５０７に戻る。

一方、ステップＳ５０８において演算結果が０である場合（ステップＳ５０８：Ｙｅｓ）、制御部４０ａは、ステップＳ５１１に移行する。ステップＳ５１１では、湾曲部２２の湾曲による先端部２１のアングル変更を行う。制御部４０ａは、記憶部４９の視差情報４９１を参照して、第３光学レンズ部３５にかかる湾曲部２２の湾曲量（第２モータＭ２の回転量や操作ワイヤ４８２の両端の相対位置など）を取得し、湾曲駆動部４８に出力する。湾曲駆動部４８は、入力された視差情報をもとに、駆動信号を出力して第２モータＭ２を回転させ、湾曲部２２を湾曲させる。これにより、先端部２１におけるアングルが変更される。

ステップＳ５１１により先端部２１のアングルが変更されると、制御部４０ａは、撮像駆動部４２により撮像素子２１ａを駆動させるとともに、第３光学レンズ部３５からの像にかかる画像信号をＭＦ画像として取得する（ステップＳ５１２）。このとき、撮像駆動部４２は、撮像素子２１ｂに対し、受光面２１１ｂの領域Ｅ３を含む領域の画素の読み出し処理を行わせる。

ＭＦ画像取得後、演算部４０１がＭＦ画像についての平均輝度を演算し、制御部４０ａがＭＦ画像の平均輝度を取得する（ステップＳ５１３）。

平均輝度を演算後、制御部４０ａは、演算部４０１によりＮＦ画像の輝度値（平均輝度）−ＭＦ画像の輝度値（平均輝度）を演算させて、演算結果を取得する（ステップＳ５１４）。ここで、演算結果が０でない場合（ステップＳ５１４：Ｎｏ）、制御部４０ａは、メカ絞り３３２の位置を開放する（開放量を増大させる）信号を照明駆動部４３に出力する（ステップＳ５１５）。照明駆動部４３は、信号の入力があると、メカ絞り３３２の位置を開放する駆動信号を照明部３３ａに出力する。これにより、照明部３３ａからの照明光の強度が増大する。照明光の強度を増大した後、制御部４０ａは、ステップＳ５１２に戻る。

一方、ステップＳ５１４において演算結果が０である場合（ステップＳ５１４：Ｙｅｓ）、制御部４０ａは、取得したＦＦ画像、ＭＦ画像およびＮＦ画像について、切出し部４６１に画像における有効領域（矩形領域）の切り出し処理を行わせた後、合成部４６２に切り出し処理が施されたＦＦ画像、ＭＦ画像およびＮＦ画像の合成処理を行わせる（ステップＳ５１６）。これにより、観察深度において遠点側で合焦し、かつ近点側、および遠点側と近点側との中間点で合焦した一枚の合成画像を取得することができる。

上述した実施の形態１〜４では、光学アダプタ３，３ａ，３ｂに光源３３１を有する照明部３３，３３ａを設けて、該照明部３３，３３ａから照明光を出射するものとして説明したが、本体装置４，４ａに光源を設け、光ファイバなどからなるライトガイドによって先端部２１（光学アダプタ）に照明光を伝送するものであってもよい。

以上のように、本発明にかかる内視鏡装置、画像取得方法および画像取得プログラムは、焦点距離が異なる光学系が形成された複眼タイプの光学アダプタを用いて取得した合焦位置の異なる画像を合成して一枚の画像を生成した場合に自然な画像を得るのに有用である。

１ 内視鏡装置
２ スコープ
３，３ａ，３ｂ 光学アダプタ
４，４ａ 本体装置
５ 記録媒体
２１ 先端部
２１ａ，２１ｂ 撮像素子
２２ 湾曲部
２３ 可撓管部
３１ 第１光学レンズ部
３２ 第２光学レンズ部
３３，３３ａ 照明部
３４ アダプタ識別子
３５ 第３光学レンズ部
４０ 制御部
４１ 入力部
４２ 撮像駆動部
４３ 照明駆動部
４４ 光学アダプタ識別部
４５ 撮像信号処理部
４６ 画像処理部
４７ 表示部
４８ 湾曲駆動部
４９ 記憶部
３３１ 光源
３３２ メカ絞り
４０１ 演算部
４６１ 切出し部
４６２ 合成部
４９１ 視差情報

Claims (8)

1. 検査対象空間に挿入される挿入部を有し、検査対象の画像を取得する内視鏡装置において、
   前記挿入部は、
   光を受光して光電変換を行うことにより撮像信号を生成する撮像部を有する先端部と、
   一端が前記先端部の基端側に接続され、湾曲自在な湾曲部と、
   を有し、
   互いに焦点距離が異なり、被写体像を前記撮像部の受光面にそれぞれ結像する複数の光学系、および照明光を出射する照明部を有し、前記先端部に着脱可能に接続する光学アダプタと、
   前記複数の光学系の互いの位置関係をもとに撮像対象の光学系に応じて前記湾曲部の湾曲動作を制御するとともに、前記撮像部による前記撮像対象の光学系が結像した像の撮像動作を制御する制御手段と、
   前記複数の光学系により結像された像に基づく複数の画像を合成する合成部と、
   を備えたことを特徴とする内視鏡装置。
2. 前記複数の光学系により撮像された各撮像信号における輝度情報をもとに演算処理を行う演算部をさらに備え、
   前記制御手段は、前記演算部の演算結果に基づいて前記照明部が出射する照明光の強度を制御して、撮像対象の光学系を用いて前記撮像部に撮像動作を行わせる機能を有することを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
3. 前記照明部は、出射する照明光の強度を変更可能な光源を有することを特徴とする請求項１または２に記載の内視鏡装置。
4. 前記照明部は、
   一定の強度の照明光を出射する光源と、
   前記光源から出射される照明光の光量を調整する絞り部材と、
   を有することを特徴とする請求項１または２に記載の内視鏡装置。
5. 前記合成部が生成した画像を表示出力する表示部を備えた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。
6. 前記撮像信号を画像データとして記録するとともに、前記湾曲部の湾曲に関する情報を記憶する記憶部を備えた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。
7. 撮像部を先端に有する挿入部の先端に取り付けられ、互いに焦点距離が異なる複数の光学系を用いて得られた複数の画像を合成して画像を取得する画像取得方法であって、
   前記複数の光学系のうちの第１の光学系を通過した光に基づく撮像信号を取得する第１撮像信号取得ステップと、
   前記第１の光学系と第２の光学系との位置関係に基づいて前記挿入部に設けられた湾曲部を湾曲させる湾曲ステップと、
   前記第２の光学系を通過した光に基づく撮像信号を取得する第２撮像信号取得ステップと、
   前記第１および第２撮像信号取得ステップでそれぞれ取得した前記撮像信号に基づく各画像を合成する合成ステップと、
   を含むことを特徴とする画像取得方法。
8. 撮像部を先端に有する挿入部の先端に取り付けられ、互いに焦点距離が異なる複数の光学系を用いて得られた複数の画像を合成して画像を取得する画像取得処理をコンピュータに実行させるための画像取得プログラムであって、
   前記複数の光学系のうちの第１の光学系を通過した光に基づく撮像信号を前記撮像部に取得させる第１撮像信号取得手順と、
   前記第１の光学系と第２の光学系との位置関係に基づいて前記挿入部に設けられた湾曲部を湾曲させる湾曲手順と、
   前記第２の光学系を通過した光に基づく撮像信号を前記撮像部に取得させる第２撮像信号取得手順と、
   前記第１および第２撮像信号取得手順でそれぞれ取得した前記撮像信号に基づく各画像を合成させる合成手順と、
   を前記コンピュータに実行させることを特徴とする画像取得プログラム。