JP6456544B1 - Endoscope device - Google Patents
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Abstract
【課題】撮影者が任意でシフト量を有する撮影画像を取得でき、かつ小型化の要求に応えられる内視鏡装置を提供すること。
【解決手段】
光学レンズと、前記光学レンズの光軸上に配置される撮像素子と、前記光学レンズの光軸に対し前記撮像素子の光軸がずれるように前記光学レンズ及び前記撮像素子を相対移動する駆動手段と、備え、前記光学レンズと前記撮像素子との間には、閉じた光路空間が形成されている内視鏡装置。
【選択図】図2To provide an endoscope apparatus that allows a photographer to acquire a photographed image having an arbitrary shift amount and meet the demand for downsizing.
[Solution]
An optical lens, an image sensor disposed on the optical axis of the optical lens, and a drive unit that relatively moves the optical lens and the image sensor so that the optical axis of the image sensor is deviated from the optical axis of the optical lens. And an endoscope apparatus in which a closed optical path space is formed between the optical lens and the imaging device.
[Selection] Figure 2
Description
本発明は、観察範囲を広くするためにシフト機能を有する内視鏡装置に関する。 The present invention relates to an endoscope apparatus having a shift function in order to widen an observation range.
従来より、医療や産業分野において内視鏡装置が利用されている。内視鏡装置は、直接観察し難い対象物の所望の部位を、内視鏡装置のプローブ部を屈曲させることにより、操作者が観察するために使用される。 Conventionally, endoscope apparatuses have been used in the medical and industrial fields. An endoscope apparatus is used for an operator to observe a desired part of an object that is difficult to observe directly by bending a probe portion of the endoscope apparatus.
しかしながら、対象物の寸法や形状により当該プローブ部を屈曲させ、所望の部位にプローブ部を向けることが難しいことがある。 However, it may be difficult to bend the probe portion depending on the size or shape of the object and direct the probe portion to a desired site.
また、カメラ、ビデオカメラ等による撮影において、結像平面である撮像手段の光軸に対して、光学系の光軸をその垂直方向にずらすことにより、被写体の撮影画像が先窄まる歪みを補正するシフト(又はあおり)処理が行われている。 In addition, when shooting with a camera, video camera, etc., the distortion of the captured image of the subject is corrected by shifting the optical axis of the optical system in the vertical direction with respect to the optical axis of the imaging means that is the imaging plane. Shifting (or tilting) processing is performed.
例えば、特許文献1は、いわゆる銀塩カメラに用いるシフトレンズ系を開示している。当該シフトレンズ系は、前群と後群のレンズ群で構成され、後群のレンズ群の全体又はその一部を光軸と垂直な方向にシフトすることで歪みを補正する。
For example,
また、特許文献2は、被写体を撮像して画像データを得る撮像手段と、この撮像手段により得られた前記画像データを所定形態で画像データファイルとしてメモリカードに記憶させる記憶制御手段と、メモリカードに記憶されている前記画像データを再生する再生制御手段と、撮像手段からの前記画像データと再生制御手段からの前記画像データを合成して画像データを生成しメモリカードに記憶させる画像データ処理手段と、撮像手段からの前記画像データをLCDに表示させると同時に再生制御手段からの前記画像データをLCDに表示させ、または、画像データ処理手段からの前記画像データをLCDに表示させる表示制御手段とを有するデジタルカメラを開示する。このデジカルカメラでは、前記記憶媒体に記憶済みの複数の前記画像データからパノラマ画像を生成する際に、連結される画像データにあおり補正処理がなされる。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-228561 discloses an imaging unit that captures an image of a subject to obtain image data, a storage control unit that stores the image data obtained by the imaging unit in a predetermined form as an image data file, and a memory card. Reproduction control means for reproducing the image data stored in the image data, and image data processing means for synthesizing the image data from the imaging means and the image data from the reproduction control means to generate image data and store it in a memory card And display control means for displaying the image data from the imaging means on the LCD and simultaneously displaying the image data from the reproduction control means on the LCD or displaying the image data from the image data processing means on the LCD. A digital camera is disclosed. In this digital camera, when a panoramic image is generated from a plurality of the image data stored in the storage medium, a correction process is performed on the connected image data.
従って、上記特許文献1や特許文献2の構成を内視鏡装置に組み込み、内視鏡装置にシフト機能を設けることも考えられる。
Therefore, it is conceivable to incorporate the configuration of
上述の特許文献1に開示される銀塩カメラにシフト機能を有するシフトレンズ系を内視鏡装置に組み込むことは、小型化が要求される内視鏡装置では難しい。また、特許文献2は、複数の画像をパノラマ状に合成する際にのみあおり補正を行う撮像装置であるため、撮影者が任意のシフト量の撮影画像を取得するという要求に応えることが難しい。
Incorporating a shift lens system having a shift function in the silver salt camera disclosed in
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものである。すなわち、操作者が任意のシフト量を有する撮影画像を取得でき、かつ小型化が実現できる内視鏡装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances. That is, an object of the present invention is to provide an endoscope apparatus in which an operator can obtain a captured image having an arbitrary shift amount and can be downsized.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の内視鏡装置の第1の態様は、光学レンズと、前記光学レンズの光軸上に配置される撮像素子と、前記光学レンズの光軸に対し前記撮像素子の光軸がずれるように前記光学レンズ及び前記撮像素子を相対移動する駆動手段と、備え、前記光学レンズと前記撮像素子との間には、閉じた光路空間が形成されている。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, a first aspect of an endoscope apparatus according to the present invention includes an optical lens, an image sensor disposed on an optical axis of the optical lens, and the optical lens. Driving means for moving the optical lens and the image sensor relative to each other so that the optical axis of the image sensor deviates from the optical axis, and a closed optical path space is provided between the optical lens and the image sensor. Is formed.
本発明の内視鏡装置の第2の態様によれば、前記第1の態様の内視鏡装置であって、前記光路空間は、蛇腹部材により規定される。 According to the second aspect of the endoscope apparatus of the present invention, in the endoscope apparatus according to the first aspect, the optical path space is defined by a bellows member.
また、本発明の内視鏡装置の第3の態様によれば、前記第1又は第2の態様の内視鏡装置であって、前記光学レンズの側面は、光反射を防止するための光反射防止材で覆われている。 Moreover, according to the 3rd aspect of the endoscope apparatus of this invention, it is the endoscope apparatus of the said 1st or 2nd aspect, Comprising: The side surface of the said optical lens is light for preventing light reflection. Covered with anti-reflective material.
本発明の内視鏡装置の第4の態様によれば、前記第1〜第3の態様のいずれかの内視鏡装置であって、前記光学レンズが、その光軸に対し非点対称な形状を有する。 According to a fourth aspect of the endoscope apparatus of the present invention, the endoscope apparatus according to any one of the first to third aspects, wherein the optical lens is asymmetric with respect to an optical axis thereof. Has a shape.
本発明によれば、非点対象な形状の光学レンズを用いることにより、第1の画像情報と第2の画像情報とに基づき歪み量とシフト量との関係を演算し、任意のシフト量における画像情報を生成することで、シフト機能を有する小型化が可能な内視鏡装置を提供することができる。 According to the present invention, by using an optical lens having an astigmatic shape, the relationship between the distortion amount and the shift amount is calculated based on the first image information and the second image information, and an arbitrary shift amount is obtained. By generating the image information, it is possible to provide an endoscope apparatus that has a shift function and can be miniaturized.
以下に、本発明の実施形態に係る医療用の内視鏡装置について図面を参照しつつ説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではない。 Hereinafter, a medical endoscope apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited by this embodiment.
図1(a)は、実施形態に係る内視鏡装置201の模式斜視図であり、図1(b)は、図1(a)に示す内視鏡装置201の先端部219を示す模式斜視図であり、図1(c)は、第2のレンズ群5の斜視図であり、図2は、実施形態に係る内視鏡装置201を光軸O、Pに沿って示す模式断面図であり、図2(a)は、第1及び第2のレンズ群3、5の光軸Oと撮像素子であるCCD13の光軸Pが一致する整合位置を示し、図2(b)は、第1及び第2のレンズ群3、5と撮像素子であるCCD13の光軸Pがずれている非整合位置を示し、図3は、建物Bを表示するLCD15を模式的に示す模式図であり、図3(a)は、建物BがLCD15内に納まらない状態、図3(b)は、ズームアウトし建物BがLCD15内に納まっている状態、図3(c)は、シフト画像を表示している状態である。
FIG. 1A is a schematic perspective view of an
図4(a)、図4(b)は、歪み量xとシフト量Sの関係を演算するための演算方法を説明するための図であり、図5は、歪み量xとシフト量Sとの関係を示すグラフであり、図6は、内視鏡装置201のブロック図であり、図7は、シフト画像を生成するための流れ図である。
4A and 4B are diagrams for explaining a calculation method for calculating the relationship between the distortion amount x and the shift amount S. FIG. 5 illustrates the distortion amount x and the shift amount S. FIG. 6 is a block diagram of the
本実施形態に係る内視鏡装置201は、装置本体205と、装置本体205に連結され、被験者の体内に挿入されるスコープ部209と、を備える。装置本体205と、スコープ部209とは、ワイヤ207を介し連結される。スコープ部209は、スコープ操作部211と、挿入部213と、を備える。挿入部213は、挿入支持部215と、挿入支持部215の一端部に連続する湾曲可能部217とを備える。スコープ操作部211が不図示のワイヤにより湾曲可能部215に連結され、内視鏡装置201の操作者が、スコープ操作部211を操作することにより、湾曲可能部217がその長手方向に関し上下左右方向に屈曲することが可能である。
An
湾曲可能部217の先端部219には、図1(b)に示されるように、対物レンズ1、不図示の光源部から被写体に光を照射するための照明レンズ221、内視鏡装置1の操作者が処置具を出し入れするための鉗子口223、対物レンズ1や照明レンズ221を洗浄するための液体を供給するための送水口225が配置されている。
As shown in FIG. 1B, the
さらに、先端部219に設けられている光学系について説明する。光軸Oを有する光学系である第1及び第2のレンズ群3、5と、第1及び第2のレンズ群3、5からの光束が入射し被写体の画像情報を取得する撮像手段であるCCD13と、第1及び第2のレンズ群3、5の光軸Oと、CCD13の光軸Pとが一致する整合位置(図2(a)参照。)と、第1及び第2のレンズ群3、5の光軸Oと、CCD13の光軸Pとが一致しない非整合位置(図2(a)参照。)との間で、第1及び第2のレンズ群3、5とCCD13とを相対移動可能な駆動手段であるアクチュエータ17と、前記整合位置においてCCD13により取得される第1の画像情報及び前記非整合位置(図2(b)参照。)においてCCD13により取得される第2の画像情報から取得される歪み量x(図2(a)参照。)と、第1及び第2のレンズ群3、5の光軸O及びCCD13の光軸Pのシフト量S(図2(b)参照。)との関係を演算する演算手段である演算部115(図6参照。)と、シフト画像(図3(c)参照。)を歪み量とシフト量Sとの関係に基づき前記第1の又は第2の画像情報から生成する画像処理手段である画像処理部109と、を備える。また、駆動手段としては、圧電素子等の種々の駆動機構が利用できる。
Further, the optical system provided at the
また、第1及び第2のレンズ群3、5は、平面視(すなわち光軸O方向に観て)非点対称の形状を呈する。図1(c)には、光軸Oを中心として非点対称の形状である第2のレンズ群5が示されている。第2のレンズ群5の外周面には、複数の凹部5aが設けられている。各凹部5aは、照明レンズ221を受ける穴や鉗子口223の一部を構成している。また、第2のレンズ群5の側面5bには、反射光の影響を防止するために光反射防止材であるカーボンブラックが塗布されている。第1のレンズ群も、第2のレンズ群5と同様に、照明レンズ221を受ける穴や鉗子口223と相補的な形状の凹部が設けられ、第1のレンズ群3の各レンズの側面にも、カーボンブラックが塗布されている。なお、光反射防止材は、光の反射を防止できる材料であれば、任意の材料を採用できることは言うまでもない。また、光反射防止材として、フェルト材をレンズの側面に植毛する構成を採用しても良い。
In addition, the first and
さらに、対物レンズ1、第1及び第2のレンズ群3、5並びに撮像素子13は、その各要素を通過する光の光路が所望の環境に維持されるように、蛇腹状の覆い部材281により取り囲まれている。すなわち、対物レンズ1、第1及び第2のレンズ群3、5、撮像素子13と、覆い部材281とにより、閉じた光路空間が形成される。また、撮像素子13は、図2(a)に示すように可動する撮像素子13であっても、上記の通り閉じた密閉空間を維持できるように、蛇腹状の覆い部材281が用いられている。なお、覆い部材281は、蛇腹状の構造に限定されず、当該光路空間が閉じた空間に維持できるように可撓性を有する種々の材料、例えばゴム製のOリング等からも構成できる。さらに、閉じた光路空間内に窒素、アルゴン等の不活性気体を充填すると、光路を所望の状態に維持する点から好ましい。
Furthermore, the
なお、本実施形態では、対物レンズ1に入射する光が、第1及び第2のレンズ群3、5を通り、撮像素子13に至るまでの光路空間を閉じた構成としているが、第2のレンズ群5と撮像素子13との間の光路のみを閉じる空間等、使用環境に応じて変更できる。また、本実施形態の撮像素子13は、矩形状に配列される複数の画素と、当該画素が配置される円形状の基材を備え、当該基材に覆い部材281が装着される構成であるが、基材及び覆い部材の形状や画素の配列形状は適宜変更できることは言うまでもない。
In the present embodiment, the light path incident on the
図1(c)に示される通り、後述するように光軸Oに垂直な鉛直方向下方(図1(c)中)に距離Sずれた非整合位置において第2のシフト画像を取得できるレンズ機能を有するように、レンズ群5のレンズ径が寸法付けられている。例えば、第2のレンズ群5は、凹部5aを有するため、図1(c)の左右方向及び鉛直方向上方には、光軸Oからのずれ量を相対的に大きく設定することができない。
As shown in FIG. 1C, a lens function capable of acquiring a second shift image at a non-alignment position shifted by a distance S downward in the vertical direction perpendicular to the optical axis O (in FIG. 1C) as will be described later. The lens diameter of the
図6に示すように、内視鏡装置201の装置本体205は、付随的な構成要素として、液晶画面であるLCD15と、CCD13からの信号を映像信号に変換する制御部101(図6参照。)と、内視鏡装置201を使用する操作者が指令を入力する操作部113(図6参照。)と、外部メモリ111(図6参照。)と、照明レンズ221に光を供給する光源部(不図示)とを備える。さらに、図6に示されるように、制御部101は、各構成要素を統括するCPU(中央処理装置)103と、取得される画像情報等を格納するRAM(Random Access Memory)105と、内視鏡装置201を作動させるためのプログラム等が格納されているROM(Read Only Memory)107とを備えている。また、内視鏡装置201の各構成要素は、バスを通じて電気的に連結されている。
As shown in FIG. 6, the apparatus
さらに、CPU103には、CCD13の光軸Pが第1及び第2のレンズ群3、5の光軸Oに対し垂直方向(内視鏡装置201を水平面に載置する場合の鉛直方向)にずれるように、CCD13を移動できるアクチュエータ17や、内視鏡装置201の手振れを検知するための角速度センサ51や、CCD13に電気的に連結されており、CCD13、モータ17、角速度センサ51とCPU103との間で信号の授受を行い制御される。
Further, in the
なお、本実施形態の手振れ防止機能は、角速度センサ51により内視鏡装置201自体のぶれ(動き)量を計測し、その動き量に基づき、CCD13を鉛直方向に移動する駆動手段であるアクチュエータ17を駆動し、CCD13を上下左右に動かし、所定の位置に光が届くようにする既知の方法である。もちろん、角速度センサ51により取得される内視鏡装置201の動き量に基づき、CCD13を動かす代わりに、光学系(例えば、第2のレンズ群5)を駆動手段により移動させ、CCD13の所定の位置に光を到達させ、手振れを防止する方法を適用することも可能である。
The camera shake prevention function of the present embodiment measures the amount of shake (movement) of the
次に、上記構成の内視鏡装置201によるシフト機能について説明する。なお、初期状態においては、内視鏡装置201の第1及び第2のレンズ群3、5の光軸Oと、CCD13の光軸Pとは、一致する整合位置(図2(a)参照。)にある。内視鏡装置201の操作部113を用いて操作者がシフト機能を作動させる。
Next, the shift function by the
撮影者は、内視鏡装置201のLCD15を観ながら、内視鏡装置201を所望の被写体である建物Bに向ける。なお、本明細書では、シフト機能の理解を促進するために、被写体を建物Bとして説明する。被写体がLCD15、すなわちCCD13内の領域内に納まるか否かを識別する(図7のステップS101)。このときに、例えば、図3(a)に示すように、建物全体がLCD15の領域内に納まらない場合には、内視鏡装置201に予め搭載されているズーム機能の広角側に光学系(第1及び第2のレンズ群3、5)を操作部113により操作し、建物B全体がLCD15内に納まるように調整する(図7のステップS102)。このとき、図3(b)に示されるように、建物Bの左右の壁面が、先窄まりの状態でLCD15に表示される。また、このときの画像情報は、光軸Oと光軸Pとは一致する整合位置(図1(a)参照。)における第1の撮像情報としてRAM105、外部メモリ111等の記憶手段に記憶される(図7のステップS103)。
The photographer points the
次に、CPU103からの駆動信号がアクチュエータ17に送られ、アクチュエータ17が作動する。アクチュエータ17により、CCD13の光軸Pが、光軸Oに垂直な鉛直方向に距離S1だけずれた非整合位置に配置されるように、CCD13が移動する(図2(b)参照。)。このときの画像情報は、LCD15には、図3(c)に示されるように、建物Bの左右の壁面が互いに平行(ほぼ鉛直方向)に延在する状態で表示されるとともに、RAM105、外部メモリ111等の記憶手段に第2の画像情報として記憶される(図7のステップS104)。
Next, the drive signal from CPU103 is sent to the
次に、演算部115では、上記した整合位置での第1の画像情報(図3(b)参照。)と、非整合位置での第2の画像情報(図3(c)参照。)に基づいて、歪み量x及びシフト量Sとの関係が演算される。
Next, the
歪み量xとシフト量Sは、以下の通り演算される。図3(b)に対応する図4(a)に示される第1の画像情報に基づき、建物Bの底辺31の長さ(画素数)に対する上辺33の長さ(画素数)の比である歪み量b0/a0を取得する。一方、図3(c)に対応する図4(b)に示される第2の画像情報(シフト画像)に基づき、建物Bの底辺35の長さ(画素数)に対する上辺37の長さ(画素数)の比である歪み量b1/a1を取得する。
The distortion amount x and the shift amount S are calculated as follows. It is the ratio of the length (number of pixels) of the upper side 33 to the length (number of pixels) of the bottom 31 of the building B based on the first image information shown in FIG. 4 (a) corresponding to FIG. 3 (b). The distortion amount b0 / a0 is acquired. On the other hand, based on the second image information (shifted image) shown in FIG. 4B corresponding to FIG. 3C, the length (pixels) of the
ここで、xは、建物Bの底辺31の長さ(画素数)に対する上辺33の長さ(画素数)の比率を示す歪み量であり、Sは、光学系(第1及び第2のレンズ群3、5)の光軸OとCCD13の光軸Pとの間の距離(シフト量)とする。そして、上辺33に関する歪み量xとシフト量Sの関係を示す以下の式1を取得する(図7のステップS105)。この式1が取得されると、撮影者は、LCD15を観ながら操作部113によりシフト量Sを調整し、建物Bの歪み量x(すなわちb/a)を調整し、任意のシフト画像を取得できる。
Here, x is a distortion amount indicating the ratio of the length (number of pixels) of the upper side 33 to the length (number of pixels) of the bottom 31 of the building B, and S is the optical system (first and second lenses). The distance (shift amount) between the optical axis O of the
S={1/(b1/a1−b0/a0)}・{(S1−S0)x+(b1/a1)・S0−(b0/a0)・S1} (式1) S = {1 / (b1 / a1-b0 / a0)}. {(S1-S0) x + (b1 / a1) .S0- (b0 / a0) .S1} (Formula 1)
上記構成によれば、整合位置における第1の画像情報(図5のグラフのT点)と、非整合位置における第2の画像情報(図5のグラフのU点)とから、歪み量xと、シフト量Sの関係を演算し取得しRAM105等の記憶手段に記憶する。なお、上記ステップS105において、上辺33に関するシフト量Sと建物Bの歪み量xとの関係について説明したが、このステップでは、上辺33を構成する画素列より下段に配置され、建物Bの幅寸法に対応する画素列の各々についても演算及び取得される。例えば、建物Bの高さ寸法を規定する画素の数(高さ寸法)がhと仮定する。この場合、建物Bを構成する幅方向(図3の左右方向)長さを規定する画素列(上辺bを構成する画素列を含む)がh段存在することになる。このh段の全ての画素列に関し、画素列それぞれのシフト量Sと建物Bの歪み量xとの関係式を演算し取得する。
According to the above configuration, the distortion amount x is calculated from the first image information at the alignment position (T point in the graph in FIG. 5) and the second image information at the non-alignment position (point U in the graph in FIG. 5). The relationship of the shift amount S is calculated and acquired and stored in a storage means such as the
その後、操作者は、任意の歪み量(例えば、図5のグラフのV点、歪み量b2/a2、シフト量S2)を有するシフト画像を取得する場合には、h段分の画素列に関する式1と、第1及び第2の画像情報とに基づき、画像処理部109により生成されるh段分の画像情報をLCD15上で表示し視認できる(図7のステップS106)。
Thereafter, when the operator acquires a shift image having an arbitrary distortion amount (for example, the point V in the graph of FIG. 5, the distortion amount b2 / a2 and the shift amount S2), an expression related to the pixel column for h stages. Based on 1 and the first and second image information, the h-stage image information generated by the
なお、上記実施形態では、被写体である建物Bの全体が、CCD13の撮像領域内に納まるか否かを識別し(ステップS101)、納まらない場合には、納まるように調整する(ステップS102)が、これらの工程は、シフト画像を生成する際に、必須の工程ではないことは言うまでもない。本実施形態は、建物Bのシフト画像を生成する例を示すにすぎない。 In the above embodiment, it is identified whether or not the entire building B, which is the subject, falls within the imaging area of the CCD 13 (step S101), and if not, adjustment is made so as to fit (step S102). Needless to say, these steps are not essential steps when generating a shift image. This embodiment merely shows an example of generating a shift image of the building B.
(変形例1)
上記実施形態では、撮像素子であるCCD13をアクチュエータ17により移動する構成であったが、変形例1に係る内視鏡装置は、CCD13を固定し、光学系(第1のレンズ群3又は第2のレンズ群5)を移動させる構成である。例えば、補正光学系である第2のレンズ群5の光軸をCCD13の光軸Pの垂線であって鉛直線上に移動させることによりシフト機能を付与することが可能である。
(Modification 1)
In the above-described embodiment, the
この構成では、内視鏡装置201の操作者により操作部113を用いて、まず、光学系(第1及び第2のレンズ群3、5)の光軸O及びCCD13の光軸Pが一致する整合位置(図2(a)参照。)において図3(b)に示すような第1の画像情報を取得しRAM105等の記憶手段に格納する。そして、第2のレンズ群5の光軸をCCD13の光軸Pに対して垂直な方向にずらす非整合位置(図2(b)参照。)において、図3(c)に示すような建物Bの第2の画像情報を取得しRAM105等の記憶手段に格納する。その後は、上記実施形態と同様に歪み量xとシフト量Sとの関係を示す式1を取得し、その式1に基づき任意のシフト画像を画像処理部109により生成しLCD15に表示させる。
In this configuration, the operator of the
その後は、実施形態と同様に、操作部113で操作しながら、画像処理部109により生成されるシフト画像をLCD15に表示させ、それを観ながら操作部113を操作して所望の建物Bの画像情報を取得し、必要に応じて外部メモリ111等に保存する。
After that, as in the embodiment, while operating the
(変形例2)
上記実施形態の変形例2は、内視鏡装置201に予め内蔵されている手振れ機能を利用しシフト機能を実現する構成である。手振れ画像とは、内視鏡装置のシャッターが開いている間に、操作者が内視鏡装置201を動かすことによって、静止被写体を撮像しているにも拘わらず、撮影画像が流れてしまう現象である。
(Modification 2)
手振れ防止機能では、前述したように角速度センサ51により得られた3次元方向の内視鏡装置201自体の動き(手振れ量)を検出し、手振れ量に応じて光学系の光軸O及びCCD13の光軸Pとを相対移動させる。
In the camera shake prevention function, as described above, the movement (camera shake amount) of the
変形例2の内視鏡装置では、操作者が操作部113によりシフト機能に必要な画像情報を、手振れ機能で取得される画像情報で代替する。具体的には、手振れ機能が作動していないときの画像情報を第1の画像情報として取得し、手振れ機能が作動しているときの画像情報を第2の画像情報として取得し、併せて第2の画像情報を取得した際のシフト量の情報を取得する。手振れ機能では角速度センサ51により取得されるぶれ量に基づきCCD13のシフト量が演算部115により演算される。
In the endoscope apparatus of the second modification, the operator substitutes the image information necessary for the shift function by the
なお、手振れ機能におけるシフト量は、必ずしも光軸Oに対する垂直方向への移動量とは限らない。従って、実施形態と同様に鉛直方向に関するシフト画像を取得する場合には、取得されたぶれ量に基づきぶれ量の鉛直方向成分、すなわちシフト量Sが演算部115により演算され、RAM105等の記憶手段に格納される。
Note that the shift amount in the camera shake function is not necessarily the amount of movement in the direction perpendicular to the optical axis O. Therefore, when a shift image related to the vertical direction is acquired as in the embodiment, the vertical component of the shake amount, that is, the shift amount S is calculated based on the acquired shake amount, and the storage unit such as the
さらに、前述の実施形態と同様に第1及び第2の画像情報に関連し、同一の建物Bの下辺aに対する上辺bの比である歪み量xをそれぞれ演算し、RAM105等の記憶手段に格納される。その後は、記憶手段に格納されている第1及び第2の画像情報、歪み量x並びにシフト量Sから、演算部により式1の関係式が取得される。従って、操作者は、画像処理部109により生成されLCD15に表示される撮影画像を観ながら任意のシフト画像を取得できる。
Further, similarly to the above-described embodiment, the distortion amount x, which is the ratio of the upper side b to the lower side a of the same building B, is calculated and stored in the storage means such as the
このように、シフト機能用の構成要素を新たに内視鏡装置に組み込むことなく、すでに内蔵されている手振れ防止機能で取得される画像情報等を利用し、シフト機能を実現できる。よって、実施形態及び変形例1に比べ、より簡易な構成で、シフト機能を内視鏡装置に付与できる。 As described above, the shift function can be realized by using the image information acquired by the built-in camera shake prevention function without newly incorporating a component for the shift function in the endoscope apparatus. Therefore, the shift function can be given to the endoscope apparatus with a simpler configuration than in the embodiment and the first modification.
なお、変形例2の構成では、手振れ防止機能に関連し取得されるシフト量Sと建物Bの上辺と底辺との歪み量xは、手振れに由来するので相対的に小さくなる。すなわち、手振れ防止機能においてシフト機能に流用する画像情報等には、歪み量xが1となる(歪み無しの)場合の画像情報が含まれないことが想定される。 In the configuration of the second modification, the shift amount S acquired in connection with the camera shake prevention function and the distortion amount x between the upper side and the bottom side of the building B are relatively small because they originate from camera shake. That is, it is assumed that the image information or the like used for the shift function in the camera shake prevention function does not include image information when the distortion amount x is 1 (no distortion).
この場合であっても、前述の実施形態に関連し説明したように、シフト画像の画像情報を演算し取得できる。すなわち、整合位置で取得される第1の画像情報から図5のグラフT点の値を得て、非整合位置で取得される第2の画像情報から図5のグラフのV点の値が得られた場合、建物Bと認識されるh段分の画素列毎に関し式1の関係を演算し取得する。例えば、U点における画像情報(歪み量が1の歪みがない状態)を取得する指令を、操作部113からCPU103が受ける。その際、演算部115では、h段分の画素列に関する式1から、h段分それぞれの画素列(幅寸法)に関する歪み量xを演算し取得し、シフト画像(この場合には上辺と底辺が同じ画素数となる)がLCD15に生成される。
Even in this case, as described in connection with the above-described embodiment, the image information of the shift image can be calculated and acquired. That is, the value of the graph T in FIG. 5 is obtained from the first image information acquired at the alignment position, and the value of the V point in the graph in FIG. 5 is obtained from the second image information acquired at the non-alignment position. If so, the relationship of
このように、整合位置における第1の画像情報と非整合位置における第2の画像情報を取得できさえすれば、式1で示される関係を演算し、取得できるので、操作者は任意のシフト量を有するシフト画像を、画像処理部109により生成し、画像情報をLCD15上で表示できる(図7のステップS106)。実施形態においても、同様に、第2の画像情報で示されるシフト画像の歪み量が1より小さい(すなわち、歪みがある)画像であっても、式1から任意のシフト画像を取得することができることは言うまでもない。
Thus, as long as the first image information at the alignment position and the second image information at the non-alignment position can be acquired, the relationship represented by
なお、上記変形例2のシフト機能は、手振れ機能に用いるアクチュエータを利用し、撮像素子又は光学系を光軸に対し移動する構成で実現される。ところで、シフト画像で利用されるシフト量は、ぶれ量の鉛直方向成分(又は水平方向成分)に応じたシフト量に比べると、大きくなる傾向にある。例えば、図5のグラフにおいて、シフト画像で利用されるシフト量の最大値が、U点であり、ぶれ量に応じたシフト量の最大値が、V点となる場合が予想される。このような条件下において生成されるシフト画像の精度を上げるために、手振れ機能を構成するアクチュエータにより光学系又は撮像素子が移動できる駆動範囲を、ぶれ量に応じたシフト量に応じたアクチュエータによる駆動範囲より広く(例えばシフト量がV点まで達することができるように)設定することが好ましい。 Note that the shift function of the second modification is realized by a configuration in which an actuator used for a camera shake function is used to move the image sensor or the optical system with respect to the optical axis. By the way, the shift amount used in the shift image tends to be larger than the shift amount according to the vertical component (or horizontal component) of the blur amount. For example, in the graph of FIG. 5, it is expected that the maximum value of the shift amount used in the shift image is the U point and the maximum value of the shift amount corresponding to the blur amount is the V point. In order to increase the accuracy of the shift image generated under such conditions, the drive range in which the optical system or the image sensor can be moved by the actuator constituting the camera shake function is driven by the actuator according to the shift amount according to the blur amount. It is preferable to set wider than the range (for example, so that the shift amount can reach the V point).
上記の実施形態及びその変形例1、2では、鉛直方向に関するシフト画像を取得するシフト機能を備える構成であるが、本発明は当該構成に限定されない。例えば、水平方向のシフト量を取得しシフト画像を生成することも可能である。図8(a)、(b)は、図4(a)、(b)に対応し、歪み量とシフト量の関係を演算するための演算方法を説明するための図である。 In the above embodiment and the first and second modifications, the shift function for acquiring the shift image in the vertical direction is provided. However, the present invention is not limited to this configuration. For example, it is possible to acquire a shift amount in the horizontal direction and generate a shift image. FIGS. 8A and 8B correspond to FIGS. 4A and 4B and are diagrams for explaining a calculation method for calculating the relationship between the distortion amount and the shift amount.
水平方向に関し、光学系の光軸と撮像素子の光軸とが一致する整合位置における第1の画像情報(図8(a)参照。)と、両光軸が一致しない非整合位置における第2の画像情報(図8(b)参照。)を取得することにより、水平方向に関する歪み量(a0/b0、a1/b1)とシフト量(水平方向に関する光軸O及び光軸P間の距離)の関係を取得する。この関係式は、式1と同様の式で表せる。操作者は、任意の歪み量のシフト画像を生成することができる。さらに、シフト画像のシフト方向は、鉛直方向及び水平方向に限定されず、任意の方向に設定できることは言うまでもない。
Regarding the horizontal direction, the first image information (see FIG. 8A) at the alignment position where the optical axis of the optical system and the optical axis of the image sensor coincide with each other, and the second image information at the non-alignment position where both optical axes do not coincide. Image information (see FIG. 8B), the amount of distortion (a0 / b0, a1 / b1) in the horizontal direction and the amount of shift (distance between the optical axis O and the optical axis P in the horizontal direction). Get the relationship. This relational expression can be expressed by the same expression as
上記の実施形態及びその変形例1では、2つの画像情報に基づき、歪み量とシフト量との関係を示す式1を取得し、当該関係式から所望のシフト画像を取得する構成としているが、本発明はこの構成に限定されない。すなわち、光軸Oに対する撮像素子又は補正光学系を物理的(機構的)にシフトできる範囲内では、前述の関係式を用いることなく、シフト画像が取得できることは言うまでもない。したがって、撮像素子又は補正光学系の光軸Oに対する移動範囲(すなわち、ずれ可能範囲)内では、シフト画像が、上記の式1を用いることなく取得でき、ずれ可能範囲を越えた領域では、シフト画像は、式1を用いて生成する構成とすることも可能である。
In the above-described embodiment and the first modification thereof, based on the two pieces of image information,
また、本実施形態の式1は、歪み量とシフト量との関係が直線で表されているが、本発明の当該関係は直線に限定されない。被写体の種類や、被写体の構図等により、シフト機能を用いて歪み量とシフト量とを取得し、その情報を蓄積し、蓄積された当該情報から当該関係を表す式が導出される。
Further, in
なお、本実施形態及び変形例1では、整合位置と非整合位置との間を移動させる駆動手段であるアクチュエータ17を備えるが、本発明の必須の構成要件ではない。すなわち、同一被写体に対して、整合位置における第1の画像情報と、非整合位置における第2の画像情報を取得できる構成であればよい。例えば、整合位置に配置される第1の撮像素子(又は補正光学系)と、非整合位置に配置される第2の撮像素子(又は補正光学系)とを備え、同一被写体に対して前者から第1の画像情報を取得し、後者から第2の画像情報を取得する。そして、これらの2つの画像情報から式1を取得しシフト画像を生成する構成とすることも可能である。この構成によれば、アクチュエータを具備しないので、内視鏡装置を簡素化できる。このように、内視鏡装置は、複数の撮像素子(又は補正光学系)を設ける構成をすることも可能である。
In addition, in this embodiment and the
上記の実施形態及びその変形例1、2では、内視鏡装置にシフト機能を組み込む構成としたが、本発明は、この構成に限定されない。例えば、コンパクトデジタルカメラ、ミラーレス一眼カメラ、カメラ付き携帯電話、プリントシール機、自動証明写真撮影機、デジタルビデオカメラ等、小型化する必要のある装置に組み込むことも可能である。
In the above-described embodiment and its
上記の実施形態及びその変形例1、2では、第1及び第2のレンズ群3、5は、それぞれ、所定枚数のレンズから構成されているが、本発明は上記構成に限定されず、レンズ群の数や、レンズ群を構成するレンズの個数は適宜変更できることは言うまでもない。さらに、第1及び第2のレンズ群3、5は、色収差を補正することを一の目的として複数の光学レンズから構成されている。しかし、色収差を補正できることができるレンズを用いれば、第1及び第2のレンズ群を単一のレンズから構成することも可能である。
In the above-described embodiment and its
上記実施形態及びその変形例1、2では、2つの画像情報に基づき、歪み量とシフト量の関係式を取得しているが、3つ以上の画像情報に基づき歪み量及びシフト量の関係式を取得し、シフト画像の生成精度を高めることも可能である。さらに、シフト画像が作成される被写体は、上記実施形態の建物に限定されず、人体や構造物等、歪みが生じているあらゆる被写体に適用できることは言うまでもない。
In the above-described embodiment and its
201 内視鏡装置
3、5 第1及び第2のレンズ群
13 CCD
15 LCD
17 アクチュエータ
51 角速度センサ
101 制御部
103 CPU
105 RAM
109 画像処理部
113 操作部
115 演算部
B 建物
S シフト量
x 歪み量
201
15 LCD
17
105 RAM
109
Claims (4)
前記光学レンズの光軸上に配置される撮像素子と、
前記光学レンズの光軸に対し前記撮像素子の光軸がずれるように前記光学レンズ及び前記撮像素子を相対移動する駆動手段と、備え、
前記光学レンズと前記撮像素子との間には、蛇腹部材により閉じた光路空間が形成され、前記光学レンズ及び前記撮像素子が前記蛇腹部材により支持されていることを特徴とする内視鏡装置。 An optical lens,
An image sensor disposed on the optical axis of the optical lens;
Driving means for relatively moving the optical lens and the image sensor so that the optical axis of the image sensor deviates from the optical axis of the optical lens;
An endoscope apparatus , wherein an optical path space closed by a bellows member is formed between the optical lens and the imaging element, and the optical lens and the imaging element are supported by the bellows member .
前記光学レンズの光軸と前記撮像素子の光軸とが一致する整合位置において前記撮像素子による第1の画像情報から取得される第1の歪み量及び前記光学レンズの光軸と前記撮像素子の光軸とが一致しない非整合位置において前記撮像素子による第2の画像情報から取得される第2の歪み量と、前記光学レンズの光軸及び前記撮像素子の光軸のシフト量との関係を演算する演算手段と、
シフト画像を前記第1及び第2の歪み量と前記シフト量との関係に基づき生成する画像処理手段と、を備えることを特徴とする請求項1に記載の内視鏡装置。 The light beam from the optical lens is incident on the image sensor, and image information of a subject is acquired by the image sensor,
The first distortion amount acquired from the first image information by the image sensor at the alignment position where the optical axis of the optical lens and the optical axis of the image sensor coincide with each other, and the optical axis of the optical lens and the image sensor. The relationship between the second distortion amount acquired from the second image information by the image sensor at the non-alignment position where the optical axis does not match, and the shift amount of the optical axis of the optical lens and the optical axis of the image sensor. Computing means for computing;
The endoscope apparatus according to claim 1, further comprising: an image processing unit that generates a shift image based on a relationship between the first and second distortion amounts and the shift amount .
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Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0829703A (en) * | 1994-07-15 | 1996-02-02 | Olympus Optical Co Ltd | Electronic endoscope device |
JPH11326786A (en) * | 1999-02-19 | 1999-11-26 | Olympus Optical Co Ltd | Illumination optical system used for electronic endoscope |
JP2002136477A (en) * | 2000-10-31 | 2002-05-14 | Olympus Optical Co Ltd | Imaging unit for endoscope |
WO2014058052A1 (en) * | 2012-10-12 | 2014-04-17 | オリンパスメディカルシステムズ株式会社 | Endoscope |
WO2014185341A1 (en) * | 2013-05-14 | 2014-11-20 | コニカミノルタ株式会社 | Distal-end structure for endoscope |
-
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0829703A (en) * | 1994-07-15 | 1996-02-02 | Olympus Optical Co Ltd | Electronic endoscope device |
JPH11326786A (en) * | 1999-02-19 | 1999-11-26 | Olympus Optical Co Ltd | Illumination optical system used for electronic endoscope |
JP2002136477A (en) * | 2000-10-31 | 2002-05-14 | Olympus Optical Co Ltd | Imaging unit for endoscope |
WO2014058052A1 (en) * | 2012-10-12 | 2014-04-17 | オリンパスメディカルシステムズ株式会社 | Endoscope |
WO2014185341A1 (en) * | 2013-05-14 | 2014-11-20 | コニカミノルタ株式会社 | Distal-end structure for endoscope |
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