JP5974188B2 - 内視鏡システム - Google Patents

Description

本発明は、内視鏡システムに関し、特に、前方視野及び側方視野を独立してかつ同時に観察することが可能な内視鏡システムに関するものである。

体腔等、管腔の内部の被検体を撮像する内視鏡、及び、内視鏡により撮像された被検体の観察画像を生成する画像処理装置等を具備する内視鏡システムが、医療分野及び工業分野等において広く用いられている。

例えば、日本国特許第３３３７６８２号公報によれば、挿入部の先端部の先端面に前方視野画像を取得する前方観察用レンズを、当該先端部の周方向に側方視野画像を取得する複数の側方観察用レンズをそれぞれ設け、さらに、前記前方観察用レンズ及び複数の側方観察用レンズの結像位置にそれぞれ撮像素子を設けることにより、これらの撮像素子により前方視野画像及び複数の側方視野画像を撮像する内視鏡を有する広角内視鏡システムが開示されている。

前記広角内視鏡システムは、前方視野画像と複数の側方視野画像とをそれぞれ独立して得るようになっており、これら独立した画像を１つの表示手段に表示させるようになっている。

具体的に係る広角内視鏡システムでは、それぞれの撮像素子で撮像した画像をモニタ上に表示する際、前方観察用撮像素子で撮像した前方視野画像を中央に、複数の、例えば２つの側方観察用撮像素子で撮像した側方視野画像を前記前方視野画像の両隣にそれぞれ配置して表示するようになっている。

ところで前記日本国特許第３３３７６８２号公報に記載の広角内視鏡システムにおいては、例えば、図２６に示すモニタ画面５３５において、前方観察用撮像素子で撮像した前方視野画像５１６Ａを中央に、２つの側方観察用撮像素子で撮像した側方視野画像５１６Ｂおよび５１６Ｃを前記前方視野画像５１６Ａの両隣にそれぞれ配置して表示するようになっている。

なお、図中、前方視野画像５１６Ａ並びに２つの側方視野画像５１６Ｂおよび５１６Ｃとしては、それぞれ模式的に“↑”、“☆”または“◇”が撮像されているものとする。

しかしながら、この日本国特許第３３３７６８２号公報に記載の広角内視鏡システムにおいては、実際にモニタ画面５３５に表示されている各画像（前方視野画像５１６Ａ並びに２つの側方視野画像５１６Ｂおよび５１６Ｃ）、特に２つの側方視野画像５１６Ｂおよび５１６Ｃが実際の被検体のどの部分を撮像したものなのかが不明確であった。

すなわち、係る広角内視鏡システムにおいては、前方視野と側方視野の異なる視野からなるいわば３次元的な画像を２次元的な平面な表示装置に並べて表示させるため、実際に被検体の管腔内において撮像している方向および範囲が現実の視野とは異なることとなり、術者による内視鏡の挿入操作に支障をきたす虞があった。

より具体的には、前方視野画像５１６Ａ並びに２つの側方視野画像５１６Ｂおよび５１６Ｃ（それぞれ模式的に“↑”、“☆”または“◇”とする）が、図２７ａにおける５１７ａ、５１７ｂ、５１７ｃにそれぞれ対応する方向および範囲を示すものなのか、図２７ｂにおける５１７ａ’、５１７ｂ’、５１７ｃ’にそれぞれ対応する位置および範囲を示すものかについては、明確にはわからなかった。なお、図中、符号５１７ｄ、５１７ｄ’は内視鏡挿入部先端部を模式化したものであり、図中、右方向が挿入部の前方方向に対応する。

なお、上述した問題は、前方視野画像と複数の側方視野画像とを独立して撮像し、それぞれ２次元の平面である表示装置に並べて表示させる上述した如き広角内視鏡システムにおいて生じるものである。

すなわち、たとえば、図２８に示すように、撮像光学系が１つでありかつモニタ画面４３５においても１つの表示画面４１６のみが表示される内視鏡においては、当該表示画面上において、それぞれ“↑”、“☆”および“◇”が並んで表示されていた場合であっても（図中左側参照）、これら画像の内視鏡に対する方向および範囲については、同図右側の符号４１７に示すように的確に想像することができる。

本発明は上述した事情にかんがみてなされたものであり、前方視野及び側方視野を独立してかつ同時に観察することが可能な内視鏡システムにおいて、前方視野画像と側方視野画像とを区別して表示するとともに、これら前方視野画像および側方視野画像が被検体内におけるどの方向および範囲に対応するものであるかを的確に認識することができる内視鏡システムを提供することを目的とする。

本発明の一態様の内視鏡システムは、被検体の内部に長手軸方向に挿入される挿入部と、前記挿入部に設けられ、前記被検体の第１の領域から第１の被検体像を取得する第１の被検体像取得部と、前記挿入部に設けられ、前記第１の領域とは異なる前記被検体の第２の領域から第２の被検体像を取得する第２の被検体像取得部と、前記第１の被検体像と前記第２の被検体像とを含む内視鏡被検体像に基づく第１の画像信号を生成する第１の画像信号生成部と、前記挿入部の模式図と該挿入部に対する前記第１及び第２の領域の配列とに基づく第２の画像信号を生成する第２の画像信号生成部と、前記第１の被検体像と前記挿入部の模式図に対する前記第１の領域、前記第２の被検体像と前記挿入部の模式図に対する前記第２の領域をそれぞれ対応付けし、該対応付けを行った前記第１の被検体像と前記第２の被検体像とを画面に配置するよう前記第１及び第２の画像信号を合成する画像処理部と、前記画像処理部で合成された前記第１および第２の画像信号に基づいて、前記画面に表示するための出力画像信号を生成する画像信号出力部と、を備える。

図１は、本発明の第１の実施形態の内視鏡システムの構成を示す図である。 図２は、第１の実施形態の内視鏡システムにおける挿入部先端部の構成を示す斜視図である。 図３は、第１の実施形態の内視鏡システムにおける挿入部先端部の先端を示した正面図である。 図４は、第１の実施形態の内視鏡システムにおける内視鏡およびプロセッサの電気的な構成の要部を示したブロック図である。 図５は、第１の実施形態の内視鏡システムにおけるモニタ画面に表示される観察画像の概略を示す図である。 図６は、第１の実施形態の内視鏡システムにおけるモニタ画面に表示される観察画像の一例を示す図である。 図７は、第１の実施形態の内視鏡システムの第１の変形例におけるモニタ画面に表示される観察画像の一例を示す図である。 図８は、第１の実施形態の内視鏡システムの第２の変形例におけるモニタ画面に表示される観察画像の一例を示す図である。 図９は、第１の実施形態の内視鏡システムの第３の変形例におけるモニタ画面に表示される俯瞰画像の一例を示す図である。 図１０は、第１の実施形態の内視鏡システムの第４の変形例におけるモニタ画面に表示される俯瞰画像の一例を示す図である。 図１１は、第１の実施形態の内視鏡システムの他の応用例におけるモニタ画面に表示される観察画像の一例を示す図である。 図１２は、本発明の第２の実施形態の内視鏡システムにおける挿入部先端部の構成を示す斜視図である。 図１３は、第２の実施形態の内視鏡システムにおける挿入部先端部の先端を示した正面図である。 図１４は、第２の実施形態の内視鏡システムにおける内視鏡およびプロセッサの電気的な要部構成を示したブロック図である。 図１５は、第２の実施形態の内視鏡システムにおけるモニタ画面に表示される観察画像の概略を示す図である。 図１６は、第２の実施形態の内視鏡システムにおけるモニタ画面に表示される観察画像の一例を示す図である。 図１７は、第２の実施形態の内視鏡システムの第１の変形例におけるモニタ画面に表示される観察画像の一例を示す図である。 図１８は、第２の実施形態の内視鏡システムの第２の変形例におけるモニタ画面に表示される観察画像の一例を示す図である。 図１９は、第２の実施形態の内視鏡システムの第３の変形例におけるモニタ画面に表示される観察画像の一例を示す図である。 図２０は、第２の実施形態の内視鏡システムの第４の変形例におけるモニタ画面に表示される観察画像の一例を示す図である。 図２１は、本発明の第３の実施形態の内視鏡システムにおける電気的な要部構成を示したブロック図である。 図２２は、第３の実施形態の内視鏡システムにおけるモニタ画面に表示される観察画像の一例を示す図である。 図２３ａは、第３の実施形態の内視鏡システムにおけるモニタ画面に表示される俯瞰図の構成要素の一例の詳細を示す図である。 図２３ｂは、第３の実施形態の内視鏡システムにおけるモニタ画面に表示される俯瞰図の構成要素の一例の詳細を示す図である。 図２４ａは、第３の実施形態の内視鏡システムにおけるモニタ画面に表示される俯瞰図の構成要素の作用を示す図である。 図２４ｂは、第３の実施形態の内視鏡システムにおけるモニタ画面に表示される俯瞰図の構成要素の作用を示す図である。 図２４ｃは、第３の実施形態の内視鏡システムにおけるモニタ画面に表示される俯瞰図の構成要素の作用を示す図である。 図２５は、第３の実施形態の内視鏡システムの第１の変形例におけるモニタ画面に表示される観察画像の一例を示す図である。 図２６は、従来の内視鏡システムにおけるモニタ画面に表示される観察画像の一例を示す図である。 図２７ａは、図２６に示す従来の内視鏡システムにおいて実際に観察している方向および位置を説明するための図である。 図２７ｂは、図２６に示す従来の内視鏡システムにおいて実際に観察している方向および位置を説明するための図である。 図２８は、従来の内視鏡システムにおけるモニタ画面に表示される観察画像の一例および実際に観察している方向および位置を説明するための図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。

（第１の実施形態）
図１から図３を用いて第１の実施形態の内視鏡システムの構成について説明する。図１は、本発明の第１の実施形態の内視鏡システムの構成を示す図、図２は、第１の実施形態の内視鏡システムにおける挿入部先端部の構成を示す斜視図、図３は、第１の実施形態の内視鏡システムにおける挿入部先端部の先端を示した正面図である。

図１に示すように、内視鏡システム１は、観察対象物を撮像して撮像信号を出力する内視鏡２と、観察対象物（被検体）を照明するための照明光を供給する光源装置３１と、撮像信号に応じた映像信号を生成及び出力するビデオプロセッサ３２と、映像信号に応じた観察画像を表示するモニタ３５と、を有している。

内視鏡２は、術者が把持して操作を行う操作部３と、操作部３の先端側に形成され、体腔内等に挿入される細長の挿入部４と、操作部３の側部から延出するように一方の端部が設けられたユニバーサルコード５と、を有して構成されている。

本実施形態の内視鏡２は、１８０度以上の視野を観察可能な広角内視鏡であり、体腔内、特に大腸内において、襞の裏や臓器の境界等、前方方向の観察だけでは見難い場所の病変を見落とすことを防ぐことを実現する。大腸内に内視鏡２の挿入部４を挿入するにあたっては、通常の大腸内視鏡と同様、挿入部４に捻り、往復運動、腸壁のフックを行うことによる仮固定等の動作が発生する。

挿入部４は、最も先端側に設けられた硬質の先端部６と、先端部６の後端に設けられた湾曲自在の湾曲部７と、湾曲部７の後端に設けられた長尺かつ可撓性を有する可撓管部８と、を有して構成されている。また、湾曲部７は、操作部３に設けられた湾曲操作レバー９の操作に応じた湾曲動作を行う。

一方、図２および図３に示すように、内視鏡２の先端部６の先端面には、前方視野方向を観察するための前方観察窓１１ａが配置され、内視鏡２の先端部６の側面６ｂには、側方視野方向を観察するための複数の側方観察窓１１ｂおよび１１ｃが配置されている。

これらの側方観察窓１１ｂおよび１１ｃは、先端部６の周方向に均等な間隔、例えば、１８０度の間隔であって、前方観察窓１１ａに対して略左右方向を向くように配設されている。

なお、本実施形態においては、先端部６ａの周方向に均等な間隔で配置される側方観察窓１１ｂ、１１ｃは、２つに限定されるものではなく、例えば１つの側視観察窓を配置する構成や３つ以上の側方観察窓を配置する構成であってもよい。３つ以上の側方観察窓を配置する構成の例として、周方向に１２０度毎に側視観察窓を配置する構成であってもよいし、周方向に９０度毎に側視観察窓を配置する構成であってもよい。

内視鏡２の先端部６の先端面には、前方観察窓１１ａに隣接する位置に、前方観察窓１１ａの前方視野の範囲に照明光を出射する２つの前方照明窓１２ａが配置されている。また、内視鏡２の先端部６の側面６ｂには、側方観察窓１１ｂ、１１ｃのそれぞれに隣接する位置に、側方観察窓１１ｂ、１１ｃの側方視野の範囲に照明光を出射する側方照明窓１２ｂ、１２ｃ（図示せず）が配設されている。

また、内視鏡２の先端部６の先端面には、挿入部４内に配設されたチューブ等により形成された図示しない処置具チャンネルに連通するとともに、処置具チャンネルに挿通された処置具（の先端部）を突出させることが可能な先端開口部１３と、前方観察窓１１ａを洗浄するための気体または液体を射出する前方観察窓用ノズル部１４と、が設けられている。

さらに、内視鏡２の先端部６の側面には、側方観察窓１１ｂ、１１ｃを洗浄するための気体または液体を射出する図示しない側方観察窓用ノズル部が、側方観察窓１１ｂ、１１ｃのそれぞれに隣接して設けられている。

図１に戻って、前記操作部３には、前方観察窓１１ａを洗浄するための気体または液体を前方観察窓用ノズル部１４から射出させる操作指示が可能な送気送液操作ボタン２４ａと、側方観察窓１１ｂ、１１ｃを洗浄するための気体または液体を図示しない側方観察窓用ノズル部から射出させる操作指示が可能な送気送液操作ボタン２４ｂと、が設けられ、この送気送液操作ボタン２４ａ及び２４ｂの押下により送気と送液とが切り替え可能である。

また、本実施形態では、それぞれのノズル部に対応するように複数の送気送液操作ボタンを設けているが、例えば１つの送気送液操作ボタンの操作により前方観察窓用ノズル部１４、図示しない側方観察窓用ノズル部の両方から気体または液体が射出されるようにしてもよい。

さらに、操作部３の頂部にはスコープスイッチ２５が複数設けられている。このスコープスイッチ２５は、内視鏡２において使用可能な種々の記載のオンまたはオフ等に対応した信号を出力させるように、各スイッチ毎の機能を割り付けることが可能な構成を有している。具体的には、スコープスイッチ２５には、例えば、前方送水の開始及び停止、フリーズの実行及び解除、及び、処置具の使用状態の告知等に対応した信号を出力させる機能を、各スイッチの機能として割り付けることができる。

なお、本実施形態においては、送気送液操作ボタン２４ａ及び２４ｂのうちの少なくともいずれか一方の機能を、スコープスイッチ２５のうちのいずれかに割り付けるようにしてもよい。

また、操作部３には、体腔内の粘液等を先端開口部１３より吸引して回収するための指示を図示しない吸引ユニット等に対して行うことが可能な吸引操作ボタン２６が配設されている。

そして、図示しない吸引ユニット等の動作に応じて吸引された体腔内の粘液等は、先端開口部１３と、挿入部４内の図示しない処置具チャンネルと、操作部３の前端付近に設けられた処置具挿入口２７とを経た後、図示しない吸引ユニットの吸引ボトル等に回収される。

前記処置具挿入口２７は、挿入部４内の図示しない処置具チャンネルに連通しているとともに、図示しない処置具を挿入可能な開口として形成されている。すなわち、術者は、処置具挿入口２７から処置具を挿入し、処置具の先端側を先端開口部１３から突出させることにより、処置具を用いた処置を行うことができる。

一方、図１に示すように、ユニバーサルコード５の他方の端部には、光源装置３１に接続可能なコネクタ２９が設けられている。

このコネクタ２９の先端部には、流体管路の接続端部となる口金（図示せず）と、照明光の供給端部となるライトガイド口金（図示せず）とが設けられている。また、コネクタ２９の側面には、接続ケーブル３３の一方の端部を接続可能な電気接点部（図示せず）が設けられている。さらに、接続ケーブル３３の他方の端部には、内視鏡２とビデオプロセッサ３２と電気的に接続するためのコネクタが設けられている。

なお、前記コネクタ２９には、当該内視鏡２における固有の所定ＩＤ情報を記憶したスコープＩＤ２９ａが配設されている（詳しくは後述する）。

ユニバーサルコード５には、種々の電気信号を伝送するための複数の信号線、及び、光源装置３１から供給される照明光を伝送するためのライトガイドが束ねられた状態として内蔵されている。

一方、挿入部４からユニバーサルコード５にかけて内臓された前記ライトガイドは、光出射側の端部が挿入部４付近において分岐され、各光出射端面が前方照明窓１２ａ、側方照明窓１２ｂ、１２ｃに配置されるような構成を有している。また、前記ライトガイドは、光入射側の端部がコネクタ２９のライトガイド口金に配置されるような構成を有している。

なお、本第１の実施形態においては、被検体への照明手段として、光源装置３１から供給される照明光をライトガイドにより伝送し、前記各照明窓から当該照明光を出射するものとしたが、前記照明手段はこれに限らない。

たとえば、前記前方照明窓１２ａ、側方照明窓１２ｂおよび側方照明窓１２ｃの内部に、たとえば発光ダイオード（ＬＥＤ）等の発光素子を設け、当該発光素子からの光を前記各照明窓から出射するような構成としても良い。

前記ビデオプロセッサ３２は、内視鏡２の先端部６に設けられた複数の撮像素子を駆動するための駆動信号を出力する。そして、ビデオプロセッサ３２は、複数の撮像素子から出力される撮像信号に対して信号処理を施すことにより、映像信号を生成してモニタ３５へ出力する。

詳細は後述するが、ビデオプロセッサ３２は、前方観察窓１１ａで取得した前方視野画像を中央に配置し、側方観察窓１１ｂ、１１ｃで取得した２つの側方視野画像を前方視野画像の左右に配置するとともに、前方視野画像及び２つの側方視野画像に所定の画像処理を施し、モニタ３５へ出力する。

図１に戻って、光源装置３１、ビデオプロセッサ３２及びモニタ３５等の周辺装置は、患者情報の入力等を行うキーボード３４とともに、架台３６に配置されている。

次に、本第１の実施形態の内視鏡システムにおける電気的な構成についてその要部を説明する。

図４は、第１の実施形態の内視鏡システムにおける内視鏡およびプロセッサの電気的な構成の要部を示したブロック図である。

図４に示すように、本第１の実施形態において内視鏡２は、その挿入部４の先端部６における前部（先端面）に、挿入部４の長手軸方向に略平行な前方を含む前方方向つまり被検体の第１の領域を観察するための第１の被検体像取得部を構成する前方観察窓１１ａおよび前方撮像素子１５ａが配設されている。

また、当該先端部６の側部（側面）には、挿入部４の長手軸方向とは交差する方向を含む側方方向つまり被検体の第２の領域を観察するための第２の被検体像取得部を構成する側方観察窓１１ｂ、１１ｃおよび側方撮像素子１５ｂ、１５ｃが配設されている。

前方観察窓１１ａは、挿入部４の長手軸方向の当該挿入部４が挿入する方向を前方方向つまり直視方向とした際、当該前方方向（第１の方向；図中左側を前方とする）から第１の被検体像を入光する。また、前方撮像素子１５ａは、当該前方観察窓１１ａ及び図示しない対物光学系の結像位置に配置されており、前方観察窓１１ａに入光された被検体像を光電変換する。

側方観察窓１１ｂ、１１ｃは、前方方向（直視方向または第１の方向）とは少なくとも一部が異なる方向であって先端部６の周方向を含む側方方向つまり側視方向（第２の方向；図４においては、上下方向として図示する）から第２の被検体像を入光する。また、側方撮像素子１５ｂ、１５ｃは、側方観察窓１１ｂ、１１ｃにおけるそれぞれ図示しない対物光学系の結像位置に配置されており、側方観察窓１１ｂまたは１１ｃに入光された被検体像を光電変換する。

前方撮像素子１５ａ〜１５ｃは、いずれも後述の画像信号生成部３２ｇに電気的に接続されており、前方撮像素子１５ａで撮像された前方視野に関する撮像信号と、側方撮像素子１５ｂ、１５ｃのそれぞれで撮像された側方視野に関する撮像信号とをビデオプロセッサ３２における画像信号生成部３２ｇに出力するようになっている。

また、内視鏡２における前記コネクタ２９には、当該内視鏡２における固有の所定ＩＤ情報、たとえば本実施形態においては当該内視鏡２における視野角の情報を記憶したスコープＩＤ２９ａが配設されている。

一方、ビデオプロセッサ３２は、前記各撮像素子１５ａ、１５ｂ、１５ｃを駆動するための駆動信号を出力する。

これとともに、当該各撮像素子１５ａ、１５ｂ、１５ｃからの撮像信号を入力して前方や側方の視野に関する映像信号（画像信号）を生成する画像信号生成部（第１の画像信号生成部）３２ｇと、この映像信号（画像信号）に対して所定の画像処理を施す画像処理部３２ａと、この画像処理部３２ａにおいて処理された各画像信号に対して所定の処理を施してモニタ３５へ出力する出力画像信号を生成して出力する画像出力部３２ｂと、コネクタ２９における前記スコープＩＤ２９ａから当該内視鏡２における固有の情報を取得して後述する所定の補助画像を生成する補助画像生成部（第２の画像信号生成部）３２ｃと、を備える。

次に、本第１の実施形態における前記画像処理部３２ａおよび補助画像生成部３２ｃによる画像処理について図５および図６を用いて説明する。

図５は、第１の実施形態の内視鏡システムにおけるモニタ画面に表示される観察画像の概略を示す図であり、図６は、第１の実施形態の内視鏡システムにおけるモニタ画面に表示される観察画像の一例を示す図である。

画像処理部３２ａは、図５に示すように、第１の被検体像取得部（前方観察窓１１ａおよび前方撮像素子１５ａ等）で取得した前方視野画像１６Ａをモニタ３５のモニタ画面３５ａにおける中央に配置し、第２の被検体像取得部（側方観察窓１１ｂ、１１ｃおよび側方撮像素子１５ｂ、１５ｃ等）で取得した２つの側方視野画像１６Ｂ、１６Ｃを前方視野画像１６Ａに隣接する左右に配置して表示するように処理を施して画像出力部３２ｂに出力する。

より具体的には、画像信号生成部３２ｇは、まず第１の被検体像取得部である前方撮像素子１５ａと、第２の被検体像取得部である側方撮像素子１５ｂおよび１５ｃとからそれぞれ出力される撮像信号を入力して画像信号を生成し、画像処理部３２ａは、それぞれの画像信号に所定の画像処理を施すことにより、それぞれ前方視野画像１６Ａ、側方視野画像１６Ｂおよび側方視野画像１６Ｃを生成する。

次に画像処理部３２ａは、前方撮像素子１５ａからの前方視野画像１６Ａをモニタ画面３５ａの中央に配置し、側方撮像素子１５ｂおよび１５ｃからの２つの側方視野画像１６Ｂおよび１６Ｃを、前記モニタ画面３５ａ上における前方視野画像１６Ａを挟んで隣接する左右部分に配置するよう処理を施す。

さらに画像処理部３２ａは、前方視野画像１６Ａの枠部（前方視野画像枠１６ａ）と側方視野画像１６Ｂ、１６Ｃの枠部（側方視野画像枠１６ｂ、１６ｃ）を、前方視野と側方視野とを区別するために互いに異なる色（本実施形態においては青色と赤色）に色分けして表示するよう処理する。

すなわち、この色分けによって前方視野と側方視野とを区別する指標としての機能を果たすようになっている。なお、図６においては枠中の横線によって青色を、また縦線によって赤色をそれぞれ示すものとする。

この後、画像処理部３２ａは、上述した要領により生成された、上記前方視野画像１６Ａ、側方視野画像１６Ｂおよび側方視野画像１６Ｃ、並びに、前方視野画像枠１６ａ、側方視野画像枠１６ｂおよび側方視野画像枠１６ｃに係る画像信号（第１の画像信号）を画像出力部３２ｂに向けて出力する。

一方、図６に示すように、補助画像生成部３２ｃは、前記コネクタ２９に配設されたスコープＩＤ２９ａに記憶された当該内視鏡２における固有のＩＤ情報としての視野角情報を読み出し、読み出した視野角情報に基づいて俯瞰画像１７を生成し、モニタ画面３５ａにおける前記前方視野画像１６Ａに隣接する下部分に配置して表示するよう処理する。

前記俯瞰画像１７は、被検体を前記挿入部４から離間した仮想視点（たとえば内視鏡挿入部の上方等、挿入部の長手軸に交差する方向に設定したある点）から見下ろした俯瞰被検体像である。

本実施形態においては、仮想的な挿入部４を模式図として示す俯瞰挿入部１７ｄと、俯瞰挿入部１７ｄの近傍に配置した前記前方視野画像１６Ａに対応する俯瞰前方視野範囲１７ａと、俯瞰挿入部１７ｄの近傍に同じく配置した前記側方視野画像１６Ｂ、１６Ｃに対応する俯瞰側方視野範囲１７ｂ、１７ｃとにより構成され、モニタ画面３５ａ上において、当該仮想的な挿入部に対する前方視野に係る領域と側方視野に係る領域との配列の状態が前方視野画像１６Ａに隣接する下部分に配置して表示されるようになっている。

また、俯瞰前方視野範囲１７ａと、俯瞰側方視野範囲１７ｂおよび俯瞰側方視野範囲１７ｃとは、それぞれ前方または２つの側方の視野角を示す模式図であり、前記スコープＩＤ２９ａに記憶された当該内視鏡２における前記視野角情報に基づいて補助画像生成部３２ｃにおいて生成されるようになっている。

さらに本第１の実施形態において補助画像生成部３２ｃは、俯瞰前方視野範囲１７ａ、俯瞰側方視野範囲１７ｂおよび俯瞰側方視野範囲１７ｃを、それぞれ前方視野に係る画像と側方視野に係る画像とに区別するために、俯瞰前方視野範囲１７ａと俯瞰側方視野範囲１７ｂおよび１７ｃとを互いに異なる色に色分けされて表示する。

さらに本第１の実施形態においては、俯瞰前方視野範囲１７ａは前記前方視野画像１６Ａに対応付けて当該前方視野画像１６Ａにおける前方視野画像枠１６ａと同じ青色（図６においては青色を示す横線によって示す）とし、一方、俯瞰側方視野範囲１７ｂおよび１７ｃは上記同様に前記側方視野画像１６Ｂ、１６Ｃにおける側方視野画像枠１６ｂ、１６ｃと同じ赤色（図６においては青色を示す縦線によって示す）にそれぞれ色分けされている。

前記補助画像生成部３２ｃは、上述した要領で俯瞰画像１７を生成し、前記俯瞰画像１７に係る画像信号（第２の画像信号）を生成し、これを画像処理部３２ａに向けて出力する。

そして、前記画像処理部３２ａは、画像信号生成部３２ｇにより生成された画像信号（第１の画像信号）と補助画像生成部３２ｃにより生成された画像信号（第２の画像信号）とに基づいてこれらを合成して画像出力部３２ｂに出力し、画像出力部３２ｂはモニタ画面３５ａに表示するための出力画像信号を生成し、モニタ３５に向けて出力する。

このように本第１の実施形態においては、前方視野画像と側方視野画像、および、俯瞰前方視野範囲と俯瞰側方視野範囲とをそれぞれ色分けによって区別するとともに、「前方視野画像」と「俯瞰前方視野範囲」とを、また、「側方視野画像」と「俯瞰側方視野範囲」とをそれぞれ同じ色で表示して「対応付け」るようになっている。そして、この「対応付け」の指標として「色分け」を採用すること特徴とする。

以上説明したように、本実施形態の内視鏡システムによると、前方視野及び側方視野を独立してかつ同時に観察することが可能な内視鏡システムにおいて、前方視野画像と側方視野画像とを区別して表示するとともに、これら前方視野画像および側方視野画像が被検体内におけるどの方向および範囲に対応するものであるかを的確に認識することができる内視鏡システムを提供することができるという効果を奏する。

（第１の実施形態の第１変形例）
次に、本第１の実施形態の第１変形例について説明する。

図７は、第１の実施形態の内視鏡システムの第１の変形例におけるモニタ画面に表示される観察画像の一例を示す図である。

上述した第１の実施形態においては、「前方視野画像」と「俯瞰前方視野範囲」、および「側方視野画像」と「俯瞰側方視野範囲」の「対応付け」の指標として「色分け」を採用したが、第１変形例では、この「対応付け」の指標として、各画像の「輪郭線による模様分け」を採用することを特徴とする。

図７に示すように、本第１変形例では、前方視野画像１６Ａに係る前方視野画像枠１８ａと、俯瞰画像１７における俯瞰前方視野範囲１９ａの輪郭線を共に実線で示す。一方で、仮想的な挿入部４を模式図として示す俯瞰挿入部１９ｄの近傍に配置した側方視野画像１６Ｂ、１６Ｃに係る側方視野画像枠１８ｂ、１８ｃと、俯瞰画像１７における俯瞰側方視野範囲１９ｂ、１９ｃの輪郭線を共に破線で示す。

このように、本第１変形例では、各画像の「輪郭線による模様分け」により「前方視野画像」と「俯瞰前方視野範囲」、および「側方視野画像」と「俯瞰側方視野範囲」の「対応付け」を実現する。

以上、上述したように本第１の実施形態における第１変形例によっても、上述した第１の実施形態と同様の効果を奏することができる。

（第１の実施形態の第２変形例）
次に、本第１の実施形態の第２変形例について説明する。

図８は、第１の実施形態の内視鏡システムの第２の変形例におけるモニタ画面に表示される観察画像の一例を示す図である。

上述したように、第１の実施形態においては、「前方視野画像」と「俯瞰前方視野範囲」、および「側方視野画像」と「俯瞰側方視野範囲」の「対応付け」の指標として「色分け」を採用したが、この第２変形例では、この「対応付け」の指標として、各画像の一部に配置した「記号による模様分け」を採用することを特徴とする。

図８に示すように、本第２変形例では、前方視野画像１６Ａの一部分に前方視野画像用記号２０ａ（“↑”）を表示すると共に、俯瞰画像１７における俯瞰前方視野範囲２１ａの近傍に前記記号２０ａ（“↑”）と同様の記号を表示する。

一方で、側方視野画像１６Ｂ、１６Ｃの一部分にそれぞれ側方視野画像用記号２０ｂ（ “☆”）、２０ｃ（“◇”）を表示すると共に、俯瞰画像１７における仮想的な挿入部４を模式図として示す俯瞰挿入部２１ｄの近傍に配置した俯瞰側方視野範囲２１ｂ、２１ｃの近傍にそれぞれ前記記号２０ｂ（“☆”）、２０ｃ（“◇”）と同様の記号を表示する。

このように、本第２変形例では、各画像の一部に配置した「記号による模様分け」により「前方視野画像」と「俯瞰前方視野範囲」、および「側方視野画像」と「俯瞰側方視野範囲」の「対応付け」を実現する。

以上、上述したように本第１の実施形態における第２変形例によっても、上述した第１の実施形態と同様の効果を奏することができる。

（第１の実施形態の第３変形例）
次に、本第１の実施形態の第３変形例について説明する。

図９は、第１の実施形態の内視鏡システムの第３の変形例におけるモニタ画面に表示される俯瞰画像の一例を示す図である。

図９に示すように、本第３変形例では、第１の実施形態の俯瞰画像１７における俯瞰前方視野範囲１７ａ、俯瞰側方視野範囲１７ｂ、１７ｃに相当する部分を立体的な視野範囲を示す模式図に代えたことを特徴とする。

すなわち、前方視野画像１６Ａ、側方視野画像１６Ｂおよび側方視野画像１６Ｃにそれぞれ対応する俯瞰視野範囲として、図示のごとく仮想的な挿入部４を模式図として示す俯瞰挿入部２２ｄの近傍に配置した立体的な俯瞰前方視野範囲２２ａ、俯瞰側方視野範囲２２ｂ、俯瞰側方視野範囲２２ｃを表示する。

勿論、このような立体的な俯瞰前方視野範囲２２ａ、俯瞰側方視野範囲２２ｂ、俯瞰側方視野範囲２２ｃに対し、第１の実施形態、第１の実施形態の第２変形例、及び第１の実施形態の第３変形例のように、色分けや輪郭線による模様分けや記号による模様分けを行って前方視野画像１６Ａや側方視野画像１６Ｂ、１６Ｃに「対応付け」する指標を更に設けてもよい。

このように、本第３変形例では、俯瞰画像における各俯瞰視野範囲を立体的に表示することで、前方視野画像および側方視野画像が被検体内におけるどの方向および範囲に対応するものであるかを、より的確に認識することができる。

以上、上述したように本第１の実施形態における第３変形例によっても、上述した第１の実施形態と同様の効果を奏することができる。

（第１の実施形態の第４変形例）
次に、本第１の実施形態の第４変形例について説明する。

図１０は、第１の実施形態の内視鏡システムの第４の変形例におけるモニタ画面に表示される俯瞰画像の一例を示す図である。

図１０に示すように、本第４変形例では、前記第３変形例における各立体的な俯瞰視野範囲を示す模式図内に、実際の内視鏡画像を表示することを特徴とする。

すなわち、本第４変形例の内視鏡システムでは、前記第３変形例と同様、前方視野画像１６Ａ、側方視野画像１６Ｂおよび側方視野画像１６Ｃにそれぞれ対応する立体的な俯瞰前方視野範囲２３ａ、俯瞰側方視野範囲２３ｂ、俯瞰側方視野範囲２３ｃを示す画像を、仮想的な挿入部４を模式図として示す俯瞰挿入部１９ｄの近傍に配置する。

そして、俯瞰前方視野範囲２３ａ、俯瞰側方視野範囲２３ｂ、俯瞰側方視野範囲２３ｃを示す画像内に、図４に示す通り補助画像生成部３２ｃが前方撮像素子１５ａと側方撮像素子１５ｂおよび１５ｃとからそれぞれ出力される撮像信号を用いてそれぞれ前方視野画像１６Ａ、側方視野画像１６Ｂおよび側方視野画像１６Ｃに係る内視鏡画像を表示する。

このように、本第４変形例では、俯瞰画像における各立体的な俯瞰視野範囲を示す模式図内に、実際の内視鏡画像を表示することで、前方視野画像および側方視野画像が被検体内におけるどの方向および範囲に対応するものであるかを、より的確に認識することができる。

以上、上述したように本第１の実施形態における第４変形例によっても、上述した第１の実施形態と同様の効果を奏することができる。

更に、上記に示した第１の実施形態及び第１の実施形態の第１乃至第４変形例において、他の応用例として以下の例を挙げる。

図１１に示すように、画像処理部３２ａによって前方視野画像１６Ａに対する側方視野画像１６Ｂおよび側方視野画像１６Ｃが表示される位置を調節して、俯瞰画像１７の挿入部の模式図に対する前方と側方の視野の領域を表す配列に似た表示形式で表示させるようにしてもよい。

また、同じく図１１に示すように、第１の実施形態及び第１の実施形態の第１乃至第２変形例のような俯瞰画像１７の表示形式であっても、俯瞰前方視野範囲及び２つの俯瞰側方視野範囲を示す画像内に、図４に示す通り補助画像生成部３２ｃが前方撮像素子１５ａと側方撮像素子１５ｂおよび１５ｃとからそれぞれ出力される撮像信号を用いてそれぞれ前方視野画像、及び２つの側方視野画像に係る内視鏡画像を表示させてもよい。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。

本発明の本第２の実施形態の内視鏡システムは、その基本的な構成は図１に示すように第１の実施形態と同様であるが、第１の実施形態に比して内視鏡２における挿入部４の先端部の構成およびビデオプロセッサ３２内での画像処理を異にするものである。

したがって、ここでは、第１の実施形態と異なる部分の説明にとどめ、第１の実施形態と同様の部分についての説明は省略する。

本第２の実施形態の内視鏡システム１０１も、図１に示すように、第１の実施形態と同様に、観察対象物を撮像して撮像信号を出力する内視鏡１０２と、観察対象物を照明するための照明光を供給する光源装置３１と、撮像信号に応じた映像信号を生成及び出力するビデオプロセッサ３２と、映像信号に応じた観察画像を表示するモニタ３５と、を有している。

また、本第２の実施形態の内視鏡１０２も、１８０度以上の視野を観察可能な広角内視鏡であり、体腔内、特に大腸内において、襞の裏や臓器の境界等、前方方向の観察だけでは見難い場所の病変を見落とすことを防ぐことを実現する。

また、大腸内に内視鏡１０２の挿入部４を挿入するにあたっては、通常の大腸内視鏡と同様、挿入部４に捻り、往復運動、腸壁のフックを行うことによる仮固定等の動作が発生する。

図１２は、本発明の第２の実施形態の内視鏡システムにおける挿入部先端部の構成を示す斜視図であり、図１３は、第２の実施形態の内視鏡システムにおける挿入部先端部の先端を示した正面図である。また、図１４は、第２の実施形態の内視鏡システムにおける内視鏡およびプロセッサの電気的な要部構成を示したブロック図である。

第２の実施形態の内視鏡システムにおける挿入部４の最も先端側には硬質の先端部１０６が配設される。

図１２に示すように、挿入部４の先端部１０６には、先端部１０６の先端面の中央から上方寄りに偏心した位置から突出して設けられた、円柱形状の円筒部１４０が形成されている。

円筒部１４０の先端部内には、前方視野及び側方視野を兼ねる図示しない対物光学系が設けられている。また、円筒部１４０の先端部は、前記図示しない対物光学系の前方方向に相当する箇所に配置された前方観察窓１１１ａと、前記図示しない対物光学系の側方方向に相当する箇所に配置された側方観察窓１１１ｂと、を有して構成されている。さらに、円筒部１４０の基端付近には、側方方向を照明するための光を出射する側方照明部１４４が形成されている。

側方観察窓１１１ｂは、円柱形状の円筒部１４０における周方向から入射される観察対象物からの戻り光（反射光）を側方視野内に捉えることにより側方視野画像を取得可能とするための、側方用ミラーレンズ１４５を備えている。

なお、前記図示しない対物光学系の結像位置には、前方観察窓１１１ａの視野内の観察対象物の画像が円形の前方視野画像として中心部に形成され、かつ、側方観察窓１１１ｂの視野内の観察対象物の画像が円環形状の側方視野画像として前方視野画像の外周部に形成されるように、図１４に示す撮像素子１１５（の撮像面）が配置されているものとする。

このような画像は側視用ミラーレンズで戻り光を２回反射させる２回反射光学系を用いることで実現させているが、戻り光を１回反射光学系により１回反射させて形成し、これをビデオプロセッサ３２で画像処理し、側視視野画像と直視視野画像との向きを合わせてもよい。

本第２の実施形態における先端部１０６の先端面には、円筒部１４０に隣接する位置に配置され、前方観察窓１１１ａの前方視野の範囲に照明光を出射する前方照明窓１４６と、挿入部４内に配設されたチューブ等により形成された図示しない処置具チャンネルに連通するとともに、処置具チャンネルに挿通された処置具（の先端部）を突出させることが可能な先端開口部１４７と、が設けられている。

また、当該先端部１０６は、先端部１０６の先端面から突出するように設けられた支持部１４８を有し、この支持部１４８は円筒部１４０の下部側に隣接して位置する。

支持部１４８は、先端部１０６の先端面から突出させるように配置された各突出部材を支持（または保持）可能に構成されている。具体的には、支持部１４８は、前述の各突出部材としての、前方観察窓１１１ａを洗浄するための気体または液体を射出する前方観察窓用ノズル部１４９と、前方方向を照明するための光を出射する前方照明窓１５１と、側方観察窓１１１ｂを洗浄するための気体または液体を射出する側方観察窓用ノズル部１５２と、をそれぞれ支持（または保持）可能に構成されている。

一方、支持部１４８は、本来の観察対象物とは異なる物体である前述の各突出部材が側方視野内に現れることにより、各突出部材のいずれかを含むような側方視野画像を取得してしまわないようにするための、光学的な遮蔽部材である遮蔽部１４８ａを有して形成されている。

すなわち、遮蔽部１４８ａを支持部１４８に設けることにより、前方観察窓用ノズル部１４９、前方照明窓１５１、及び、側方観察窓用ノズル部１５２がいずれも含まれないような側方視野画像を得ることができる（図１５参照）。

側方観察窓用ノズル部１５２は、図１２および図１３に示すように、支持部１４８の２箇所に設けられているとともに、支持部１４８の側面に先端が突出するように配置されている。

本第２の実施形態におけるビデオプロセッサ３２は、内視鏡１０２の先端部１０６に設けられた撮像素子１１５を駆動するための駆動信号を出力する。そして、ビデオプロセッサ３２は、前記撮像素子１１５から出力される撮像信号に対して信号処理を施すことにより、映像信号を生成してモニタ３５へ出力する。

これにより、円形形状をなす前方視野画像と、前方方向の画像の外周において円環形状をなす側方視野画像とを具備した観察画像が、モニタ画面３５ａに表示される（詳しくは後述する）。

なお、本第２の実施形態において示される観察画像においては、支持部１４８の遮蔽部１４８ａにより光学的に遮蔽される部分を考慮しないものとする。

たとえば、前方視野画像の隣に１つ以上の側方視野画像を並べただけでは、遠近感や立体感が得られず、管腔内を観察する画像として違和感なく認識することが困難である。

これに対し、本第２の実施形態の内視鏡システムにおける前方視野画像および側方視野画像の表示方法であれば、中心から周辺に向けて放射状に画面が広がる光学的構造になるように設定されている（円環状のレンズであれば自動的にそのような光学特性になる）ので、比較的、遠近感や立体感が得られやすくなっている。

次に、本第２の実施形態の内視鏡システムにおける電気的な構成についてその要部を説明する。

図１４は、第２の実施形態の内視鏡システムにおける内視鏡およびプロセッサの電気的な構成の要部を示したブロック図である。

図１４に示すように、本第２の実施形態において内視鏡１０２は、その挿入部４の先端部１０６における前記円筒部１４０の先端部には、前記前方観察窓１１１ａおよび側方観察窓１１１ｂと、撮像素子１１５が配設されている。

なお、本第２の実施形態においては、前記前方観察窓１１１ａは第１の被検体像取得部を構成し、前記側方観察窓１１１ｂは第２の被検体像取得部を構成し、撮像素子１１５は、第１の被検体像取得部および第２の被検体像取得部のいずれをも構成するものとする。

前方観察窓１１１ａは、第１の実施形態と同様に、挿入部４の長手軸方向に略平行な当該挿入部４が挿入する方向を前方方向とした際、当該前方方向つまり直視方向（図中左側を前方とする第１の領域）から第１の被検体像を入光（観察）する。

側方観察窓１１１ｂは、前方方向（第１の方向）とは異なる方向であって先端部１０６の挿入部４の長手軸方向とは交差する周方向を含む側方方向つまり側視方向（第２の領域）から第２の被検体像を入光（観察）する。

前記撮像素子１１５は、上述したように、前方観察窓１１１ａの視野内の観察対象物の画像（第１の被検体像）がモニタ画面３５ａ上の円形の前方視野画像として中心部に形成され、かつ、側方観察窓１１１ｂの視野内の観察対象物の画像（第２の被検体像）が環状の側方視野画像として前方視野画像と隣り合うよう前方視野画像の外周部に形成されるように、その撮像面が配置され、前記第１の被検体像および前記第２の被検体像を光電変換する。

また、撮像素子１１５は画像信号生成部３２ｇに電気的に接続されており、当該撮像素子１１５で撮像された前方視野および側方視野に関する撮像信号をビデオプロセッサ３２における画像信号生成部３２ｇに出力するようになっている。

また、本第２の実施形態においても、内視鏡１０２におけるコネクタ２９には、当該内視鏡１０２における固有の所定ＩＤ情報としての、たとえば視野角情報を記憶したスコープＩＤ２９ａが配設されている。

また、本第２の実施形態においても、第１の実施形態と同様に、ビデオプロセッサ３２は、前記撮像素子１１５を駆動するための駆動信号を出力するとともに、当該撮像素子１１５からの撮像信号を入力して前方や側方の視野に関する映像信号（画像信号）を生成する画像信号生成部（第１の画像信号生成部）３２ｇと、この映像信号（画像信号）に対して所定の画像処理を施す画像処理部３２ａと、この画像処理部３２ａにおいて処理された各画像信号に対して所定の処理を施してモニタ３５へ出力する出力画像信号を生成して出力する画像出力部３２ｂと、コネクタ２９における前記スコープＩＤ２９ａから当該内視鏡１０２における固有の情報を取得して後述する所定の補助画像を生成する補助画像生成部（第２の画像信号生成部）３２ｃと、を備える。

次に、本第２の実施形態における前記画像処理部３２ａおよび補助画像生成部３２ｃによる画像処理について図１５および図１６を用いて説明する。

図１５は、第２の実施形態の内視鏡システムにおけるモニタ画面に表示される観察画像の概略を示す図であり、図１６は、第２の実施形態の内視鏡システムにおけるモニタ画面に表示される観察画像の一例を示す図である。

第２の実施形態において、図１５に示すように、画像信号生成部３２ｇは、第１の被検体像取得部（前方観察窓１１１ａおよび撮像素子１１５等）で得られた前方視野の被検体像に基づく撮像信号と、第２の被検体像取得部（側方観察窓１１１ｂおよび撮像素子１１５等）で得られた側方視野の被検体像に基づく撮像信号とを入力して画像信号を生成する。

画像処理部３２ａは、この画像信号に基づき、図１５、図１６に示すように、第１の被検体像取得部からの前方視野の被検体像に基づく前方視野画像１１６Ａをモニタ３５のモニタ画面３５ａにおける中央に円形に配置し、第２の被検体像取得部からの側方視野の被検体像に基づく側方視野画像１１６Ｂを前方視野画像１６Ａと隣接するよう前方視野画像１６Ａの外周部に環状に配置する所定の処理を施して画像出力部３２ｂに出力する。

なお、本第２の実施形態において、前記側方視野画像１１６Ｂは前記遮蔽部１４８ａにより光学的に遮蔽される遮蔽部１１６Ｃを有する。

この後、画像処理部３２ａは、上述した要領により生成された、上記前方視野画像１１６Ａおよび側方視野画像１１６Ｂに係る画像信号（第１の画像信号）を画像出力部３２ｂに向けて出力する。

一方、図１６に示すように、補助画像生成部３２ｃは、前記コネクタ２９に配設されたスコープＩＤ２９ａに記憶された当該内視鏡１０２における固有のＩＤ情報としての視野角情報を読み出し、読み出した視野角情報に基づいて俯瞰画像１１７を生成し、モニタ画面３５ａにおける前記遮蔽部１１６Ｃに配置して表示するよう処理する。

前記俯瞰画像１１７は、第１の実施形態と同様に被検体を前記挿入部４から離間した仮想視点（たとえば内視鏡挿入部の上方のある点）から見下ろした俯瞰被検体像である。

本第２の実施形態において俯瞰画像１１７は、それぞれ前方または２つの側方の視野角を示す模式図であるところの、俯瞰前方視野範囲を示す俯瞰前方視野ライン１１７ａと、俯瞰側方視野範囲を示す俯瞰側方視野ライン１１７ｂ、１１７ｃとを有し、これらは前記スコープＩＤ２９ａに記憶された当該内視鏡１０２における前記視野角情報に基づいて補助画像生成部３２ｃにおいて生成されるようになっている。

また、前記俯瞰前方視野ライン１１７ａは、その視野範囲を示すラインが前記前方視野画像１１６Ａの外縁部分と接するように交わり、恰も前方視野画像１１６Ａが当該俯瞰前方視野範囲の延長上にあるが如き対応付けられている。

同様に、前記俯瞰側方視野ライン１１７ｂ、１１７ｃは、いずれもその視野範囲を示すラインが前記側方視野画像１１６Ｂの一部が交わることにより、恰も当該側方視野画像１１６Ｂが当該俯瞰側方視野範囲の延長上にあるが如き対応付けられている。

前記補助画像生成部３２ｃは、上述した要領で俯瞰画像１１７を生成し、前記俯瞰画像１１７に係る画像信号（第２の画像信号）を生成し、これを画像処理部３２ａに向けて出力する。

そして、前記画像処理部３２ａは、画像信号生成部３２ｇにより生成された画像信号（第１の画像信号）と補助画像生成部３２ｃにより生成された画像信号（第２の画像信号）とに基づいてこれらを合成して画像出力部３２ｂに出力し、画像出力部３２ｂはモニタ画面３５ａに表示するための出力画像信号を生成し、モニタ３５に向けて出力する。

このように本第２の実施形態においても、第１の実施形態と同じ要領で「前方視野画像」と「俯瞰前方視野範囲」とを、また、「側方視野画像」と「俯瞰側方視野範囲」とをそれぞれ配列の状態が「対応付け」られるようにして表示するようになっている。

以上説明したように、本第２の実施形態の内視鏡システムによると、第１の実施形態と同様に、前方視野及び側方視野を独立してかつ同時に観察することが可能な内視鏡システムにおいて、前方視野画像と側方視野画像とを区別して表示するとともに、これら前方視野画像および側方視野画像が被検体内におけるどの方向および範囲に対応するものであるかを的確に認識することができる内視鏡システムを提供することができるという効果を奏する。

（第２の実施形態の第１変形例）
次に、本第２の実施形態の第１変形例について説明する。

図１７は、第２の実施形態の内視鏡システムの第１の変形例におけるモニタ画面に表示される観察画像の一例を示す図である。

上述した第２の実施形態においては、俯瞰画像１１７が前方視野画像１１６Ａおよび側方視野画像１１６Ｂの下方における遮蔽部１１６Ｃの領域に位置されると共に、俯瞰前方視野ライン１１７ａと俯瞰側方視野ライン１１７ｂ、１１７ｃとが、それぞれ、前方視野画像１１６Ａおよび側方視野画像１１６Ｂと密接に対応付けられ、恰も俯瞰視野範囲の延長にあるが如き表示をすることを特徴とする。

しかしながら、前記俯瞰画像１１７の配置位置はこれに限らず、たとえば当該第２の実施形態の第１変形例のごとく、前記俯瞰画像１１７をモニタ画面３５ａにおける内視鏡画像の表示領域外（たとえば、側方視野画像１１６Ｂの側面側）に配置してもよい。

（第２の実施形態の第２変形例）
次に、本第２の実施形態の第２変形例について説明する。

図１８は、第２の実施形態の内視鏡システムの第２の変形例におけるモニタ画面に表示される観察画像の一例を示す図である。

上記第２の実施形態または第２の実施形態の上記第１変形例において、俯瞰前方視野ライン１１７ａおよび俯瞰側方視野ライン１１７ｂ、１１７ｃを、第１の実施形態と同様に「色分け」してもよい。

このとき、図１８に示すように、前方視野画像１１６Ａと側方視野画像１１６Ｂについても対応付けて「色分け」してもよい。

勿論、第１の実施形態、第１の実施形態の第２変形例、及び第１の実施形態の第３変形例のように、前方視野画像１１６Ａと側方視野画像１１６Ｂの対応付けを「色分け」だけでなく「輪郭線による模様分け」や「記号による模様分け」によって行ってもよい。

（第２の実施形態の第３変形例）
次に、本第２の実施形態の第３変形例について説明する。

図１９は、第２の実施形態の内視鏡システムの第３の変形例におけるモニタ画面に表示される俯瞰画像の一例を示す図である。

上記第２の実施形態または第２の実施形態の上記第１、第２の変形例において、俯瞰画像１１７における内視鏡の模式図の部分を、図１９のごとく実際の内視鏡の形状を模した俯瞰画像１１８として表示してもよい。

（第２の実施形態の第４変形例）
次に、本第２の実施形態の第４変形例について説明する。

図２０は、第２の実施形態の内視鏡システムの第４の変形例におけるモニタ画面に表示される俯瞰画像の一例を示す図である。

上記第２の実施形態の上記第１、第２の変形例において、俯瞰画像１１７における内視鏡の模式部分が、恰も前方視野画像および側方視野画像を投影しているが如き俯瞰画像１１９として表示してもよい。

また、この変形例における俯瞰画像１１９における前記投影先の前方視野画像および側方視野画像を模している部分に、実際の内視鏡画像を表示するようにしてもよい。

（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。

本発明の本第３の実施形態の内視鏡システムは、その基本的な構成は内視鏡２における先端部６の概略構成を含めて第１の実施形態と同様であるが、第１の実施形態に比して内視鏡挿入部の形状検出手段を備える点、および、俯瞰画像の種類を異にするものである。

したがって、ここでは、第１の実施形態と異なる部分の説明にとどめ、第１の実施形態と同様の部分についての説明は省略する。

図２１は、本発明の第３の実施形態の内視鏡システムにおける内視鏡およびプロセッサの電気的な要部構成を示したブロック図である。

本第３の実施形態の内視鏡システム２０１は、第１の実施形態と同様に観察対象物を撮像して撮像信号を出力する内視鏡２０２と、観察対象物を照明するための照明光を供給する光源装置３１と、撮像信号に応じた映像信号を生成及び出力するビデオプロセッサ２３２と、映像信号に応じた観察画像を表示するモニタ３５と、を有している。

第３の実施形態の内視鏡システムにおいて内視鏡２０２は、図２１においては図示はしないが、第１の実施形態と同様にその挿入部先端部２０６には、第１の被検体像取得部を構成する前方観察窓１１ａおよび前方撮像素子１５ａ、並びに第２の被検体像取得部を構成する側方観察窓１１ｂ、１１ｃおよび側方撮像素子１５ｂ、１５ｃが配設されている。

また、前記内視鏡２０２は、その先端部近傍において挿入部の回転を検出する回転センサ２４１と、挿入部の挿入方向を検出する重力センサ２４２と、挿入部２０８の挿入形状を検出するための磁気センサ２４３と、を備える。

また、当該内視鏡システムにおいては、内視鏡２０２の外部に、前記磁気センサ２４３と相まって挿入部２０８の挿入形状を検出する挿入形状検出装置２４５を備える。なお、図中、符号２６０は被検体を示す。

一方、第３の実施形態の内視鏡システムにおいて、図２１においては図示はしないが、第１の実施形態と同様に、ビデオプロセッサ２３２は、前方方向を観察するための第１の被検体像取得部を構成する前方観察窓１１ａおよび前方撮像素子１５ａからの撮像信号と側方方向を観察するための第２の被検体像取得部を構成する側方観察窓１１ｂ、１１ｃおよび側方撮像素子１５ｂ、１５ｃからの撮像信号とを入力して画像信号を生成する画像信号生成部３２ｇと、前記前方撮像素子１５ａ、１５ｂ、１５ｃを駆動するための駆動信号を出力するとともに、画像信号生成部３２ｇからの画像信号を入力して所定の画像処理を施す画像処理部３２ａと、この画像処理部３２ａにおいて処理された画像信号に対して所定の処理を施してモニタ３５へ出力する出力画像信号を生成して出力する画像出力部３２ｂとを有する。

また、本第３の実施形態におけるビデオプロセッサ２３２は、コネクタ２９における前記スコープＩＤ２９ａから当該内視鏡２０２における固有の情報を取得して所定の俯瞰視野範囲画像を含む３Ｄの先端モデルを生成する先端モデル作成部２５２と、前記回転センサ２４１および前記重力センサ２４２の検出情報を入力し、前記先端モデル作成部２５２において作成した先端モデルに対して所定の演算を施すモデル回転部２５１と、前記磁気センサ２４３および前記挿入形状検出装置２４５によって検出された挿入形状情報を入力し、挿入形状を演算する挿入形状作成部２５３と、図示しないＵＳＢ経由またはＨＤＤ等に記録された３ＤＣＴデータを入手して被検体の大腸モデルを作成する大腸モデル作成部２５５と、モデル回転部２５１および挿入形状作成部２５３の演算結果に基づいてスコープモデルを作成するスコープモデル作成部２５４と、スコープモデル作成部２５４および大腸モデル作成部２５５からの画像信号を合成して補助画像生成する補助画像合成部２５６と、を備えて構成される。

次に、本第３の実施形態における前記ビデオプロセッサ２３２による画像処理について図２１および図２２〜図２４ａ、図２４ｂ、図２４ｃを用いて説明する。

図２２は、第３の実施形態の内視鏡システムにおけるモニタ画面に表示される観察画像の一例を示す図であり、図２３ａ、図２３ｂは、第３の実施形態の内視鏡システムにおけるモニタ画面に表示される俯瞰図の構成要素の一例の詳細を示す図である。また、図２４ａ、図２４ｂ、図２４ｃは、第３の実施形態の内視鏡システムにおけるモニタ画面に表示される俯瞰図の構成要素の作用を示す図である。

まず、挿入部２０８に磁気センサ２４３を挿入し、この磁気センサ２４３と前記挿入形状検出装置２４５とにより当該挿入部２０８の挿入形状を検出する。

その後、ビデオプロセッサ２３２における前記挿入形状作成部２５３が前記挿入形状の検出結果情報を入手し、挿入部２０８の挿入形状を作成する。

一方、先端モデル作成部２５２は、スコープＩＤ２９ａからの当該内視鏡２０２に係る視野情報を入手し、第１の実施形態と同様の手法により、俯瞰前方視野範囲２１７ａ、俯瞰側方視野範囲２１７ｂ、２１７ｃおよび俯瞰挿入部２１７ｄにより構成される先端モデル２１７のデータを作成する（図２３ａ参照）。

なお、本第３の実施形態においては、前記先端モデル作成部２５２は、前記俯瞰前方視野範囲２１７ａ、俯瞰側方視野範囲２１７ｂ、２１７ｃおよび前記俯瞰挿入部２１７ｄにより構成される前記先端モデルを３Ｄモデルとして作成するようになっている（図２４ａ、図２４ｂ、図２４ｃ参照）。

次に、ビデオプロセッサ２３２におけるモデル回転部２５１は、前記回転センサ２４１および前記重力センサ２４２の検出情報を入力し、前記先端モデル作成部２５２において作成した３Ｄの先端モデルに対して回転等の情報を加味して所定の演算を施して出力する。

そして、スコープモデル作成部２５４において前記モデル回転部２５１および挿入形状作成部２５３の演算結果に基づいて現時点でのスコープモデルとしての先端モデル２１７を作成する（図２３ａ参照）。

一方で、大腸モデル作成部２５５は、図示しないＵＳＢ経由またはＨＤＤ等に記録された３ＤＣＴデータを入手して被検体の大腸モデル２１８を作成する（図２３ｂ参照）。

その後、補助画像合成部２５６において、前記スコープモデル作成部２５４において作成された現時点での先端モデル２１７（図２３ａ）と、大腸モデル作成部２５５において作成した被検体の大腸モデル２１８（図２３ｂ）とを合成して補助画像を生成し、モニタ画面３５ａにおける前記俯瞰画像１７が配置された箇所に表示する（図２２参照）。

なお、本第３の実施形態においては、先端モデル２１７（図２３ａ）と、被検体の大腸モデル２１８（図２３ｂ）とを合成して補助画像を生成したが、これらいずれか一方のモデル画像を、前記俯瞰画像１７が配置された箇所に表示してもよい。

以上説明したように、本第３の実施形態の内視鏡システムによると、第１の実施形態と同様に、前方視野及び側方視野を独立してかつ同時に観察することが可能な内視鏡システムにおいて、前方視野画像と側方視野画像とを区別して表示するとともに、これら前方視野画像および側方視野画像が被検体内におけるどの方向および範囲に対応するものであるかを的確に認識することができる。

（第３の実施形態の第１変形例）
次に、本第３の実施形態の第１変形例について説明する。

図２５は、第３の実施形態の内視鏡システムの第１の変形例におけるモニタ画面に表示される観察画像の一例を示す図である。

第３の実施形態における前記補助画像においても、第１の実施形態と同様に「色分け」により前方視野画像および側方視野画像と、俯瞰前方視野範囲および俯瞰側方視野範囲とを対応付けてもよい。

なお、前記第１および第３の実施形態において、複数の画像をモニタ画面３５ａに表示する場合、前方視野画像１６Ａの左右に側方視野画像１６Ｂ、１６Ｃを配置する構成としが、これに限らず前方視野画像１６Ａの左右いずれか片隣に２つの側方視野画像を配置する構成であってもよい。

また、本第１および第３の実施形態では、１つのモニタ３５における１つのモニタ画面３５ａに複数の画像を表示しているが、これに限定されるものではない。例えば、複数台のモニタを隣接して配置し、中央のモニタに前方視野画像を表示し、左右のモニタにそれぞれ側方視野画像を表示する構成であってもよい。

本発明の内視鏡システムによれば、前方視野及び側方視野を独立してかつ同時に観察することが可能な内視鏡システムにおいて、前方視野画像と側方視野画像とを区別して表示するとともに、これら前方視野画像および側方視野画像が被検体内におけるどの方向および範囲に対応するものであるかを的確に認識することができる。

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変えない範囲において、種々の変更、改変等が可能である。

本出願は、２０１４年３月３１日に日本国に出願された特願２０１４−７３５１２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、請求の範囲に引用されるものとする。

Claims (17)

1. 被検体の内部に長手軸方向に挿入される挿入部と、
   前記挿入部に設けられ、前記被検体の第１の領域から第１の被検体像を取得する第１の被検体像取得部と、
   前記挿入部に設けられ、前記第１の領域とは異なる前記被検体の第２の領域から第２の被検体像を取得する第２の被検体像取得部と、
   前記第１の被検体像と前記第２の被検体像とを含む内視鏡被検体像に基づく第１の画像信号を生成する第１の画像信号生成部と、
   前記挿入部の模式図と該挿入部に対する前記第１及び第２の領域の配列とに基づく第２の画像信号を生成する第２の画像信号生成部と、
   前記第１の被検体像と前記挿入部の模式図に対する前記第１の領域、前記第２の被検体像と前記挿入部の模式図に対する前記第２の領域をそれぞれ対応付けし、該対応付けを行った前記第１の被検体像と前記第２の被検体像とを画面に配置するよう前記第１及び第２の画像信号を合成する画像処理部と、
   前記画像処理部で合成された前記第１および第２の画像信号に基づいて、前記画面に表示するための出力画像信号を生成する画像信号出力部と、
   を備えることを特徴とする内視鏡システム。
2. 前記画像処理部は、表示される前記画面の所定の部位に前記挿入部の模式図が配置されるように、前記第１及び第２の画像信号を処理することを特徴とする請求項１に記載の内視鏡システム。
3. 前記挿入部の模式図は、前記挿入部から離間した前記長手軸に交差する仮想視点から前記挿入部を見た模式図であることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡システム。
4. 前記第２の画像信号において、前記挿入部の模式図は、前記挿入部から離間した仮想視点より該挿入部を俯瞰した状態の模式図であることを特徴とする請求項３に記載の内視鏡システム。
5. 前記画像処理部は、前記第２の画像信号について、前記第１の被検体像に基づく部分と、前記第２の被検体像に基づく部分とを区切って配置する処理を行うことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡システム。
6. 前記画像処理部は、前記第２の画像信号に対して、前記第１の領域に基づく部分と、前記第２の領域に基づく部分とをそれぞれ示す指標をさらに配置する処理を行うことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡システム。
7. 前記画像処理部は、前記第２の画像信号について、前記第１の被検体像に基づく部分と前記第２の被検体像に基づく部分とに対して、少なくとも一部を色分けまたは模様分けをして配置する処理を行うことを特徴とする請求項６に記載の内視鏡システム。
8. 前記画像処理部は、前記第２の画像信号に設けた前記第１の領域に基づく部分を示す指標を、前記第１の画像信号における前記第１の被検体像に基づく部分にも対応させて配置し、前記第２の画像信号に設けた前記第２の領域に基づく部分を示す指標を、前記第１の画像信号における前記第２の被検体像に基づく部分にも対応させて配置する処理を行うことを特徴とする請求項５に記載の内視鏡システム。
9. 前記挿入部は、当該挿入部の形状または回転状態を検出する挿入部状態検出装置を内部に挿入できる挿通管を備え、
   前記画像処理部は、前記挿入部状態検出装置からの情報に基づき、前記第２の画像信号において前記挿入部が前記被検体の管腔に挿入している状態を示す前記挿入部の模式図を生成する処理を行うことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡システム。
10. 前記内視鏡システムは、前記挿入部の形状を検出する外部の挿入部形状検出装置と接続可能であって、
    前記画像処理部は、前記挿入部形状検出装置からの情報に基づき、前記第２の画像信号において前記挿入部が前記被検体の管腔に挿入している状態を示す前記挿入部の模式図を生成する処理を行うことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡システム。
11. 前記内視鏡システムは、前記被検体の管腔の立体画像を生成する外部の立体画像作成装置と接続可能であって、
    前記画像処理部は、前記立体画像作成装置からの情報に基づき、前記第２の画像信号において前記挿入部が前記被検体の管腔に挿入している状態を示す前記挿入部の模式図を生成する処理を行うことを特徴とする請求項１０に記載の内視鏡システム。
12. 前記画像処理部は、前記第１の被検体像の両隣を含む部分に複数の前記第２の被検体像を配置することを特徴とする請求項１に記載の内視鏡システム。
13. 前記第１の被検体像は、前記挿入部の長手方向に略平行な挿入部前方を含む前記第１の領域の被検体像であり、
    前記第２の被検体像は、前記挿入部の長手方向と交差する方向の挿入部側方を含む前記第２の領域の被検体像であり、
    前記第１の被検体像取得部は、前記第１の領域の被検体像を取得する前方被検体像取得部であり、
    前記第２の被検体像取得部は、前記第２の領域の被検体像を取得する側方被検体像取得部であることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡システム。
14. 前記第１の被検体像取得部は、前記挿入部の長手方向の先端部に、前記挿入部が挿入される方向に向けて配置され、
    前記第２の被検体像取得部は、前記挿入部の側面に、前記挿入部の周方向に向けて配置され、
    前記第１の被検体像取得部からの前記第１の被検体像を光電変換する第１の撮像部と、
    前記第２の被検体像取得部からの前記第２の被検体像を光電変換する第２の撮像部とが別々に設けられるとともに、前記第１の撮像部と前記第２の撮像部とが少なくとも前記画像信号生成部に電気的に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡システム。
15. 前記第２の被検体像取得部は、前記挿入部の周方向に略均等な角度で複数配置されており、
    前記第１及び第２の画像信号生成部は、前記第１の被検体像を中心に配置し、前記第２の被検体像を前記第１の被検体像の周方向に略均等な角度で複数配置した画像信号を生成することを特徴とする請求項１４に記載の内視鏡システム。
16. 前記第１の被検体像取得部は、前記挿入部の長手方向の先端部に、前記挿入部が挿入される方向に向けて配置され、
    前記第２の被検体像取得部は、前記挿入部の周方向を囲むように配置され、
    前記第１の被検体像取得部からの前記第１の被検体像と前記第２の被検体像取得部からの前記第２の被検体像とを同じ面で光電変換するように配置されるとともに、前記画像信号生成部に電気的に接続されている撮像部を備えることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡システム。
17. 前記画像信号生成部は、前記第１の被検体像が略円形状になっており、前記第２の被検体像が前記第１の被検体像の周囲を囲む環状の画像信号を生成することを特徴とする請求項１６に記載の内視鏡システム。

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