WO2013179855A1 - 立体視内視鏡システム - Google Patents

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池田　浩
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オリンパス株式会社
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    • F04C2270/04—Force
    • F04C2270/041—Controlled or regulated

Definitions

  • the present invention relates to a stereoscopic endoscope system used in a surgical operation or the like.
  • a stereoscopic endoscope system is used for performing a magnified observation of a fine surgical site.
  • Surgery of organs composed of fine tissues is a very narrow area, targeting very important and delicate tissues such as blood vessels and nerves, not only observing them, but actually connecting blood vessels and nerves, blood vessels and nerves Treatment to avoid the tumor and remove the tumor may be performed. Therefore, in the stereoscopic endoscope system, it is an important function not only to observe the observation object in an enlarged manner but also to grasp the observation object in a three-dimensional manner in order to perform treatment.
  • the information includes binocular parallax, perspective (small distant objects, large close objects), blur in depth direction, overlapping of objects, past experience, knowledge, memory, and so on.
  • an unknown sample an object that has never been seen
  • the overlap, knowledge, and past experience of the object are not useful, and binocular parallax is effective as a clue to know the depth of the object.
  • the medical stereoscopic imaging apparatus performs stereoscopic viewing using this binocular parallax and can obtain depth information of an observation target.
  • the viewing angle (viewing angle) of the obtained observation image is preferably wide.
  • the distortion (distortion) of the image increases at the outer periphery of the obtained image. It becomes difficult to grasp.
  • Patent Document 1 it is possible to switch between a three-dimensional mode for performing stereoscopic display and a wide-angle two-dimensional mode for observing a wide range.
  • Patent Document 2 it is possible to switch between a mode for performing a stereoscopic display using an image for the left eye and an image for the right eye and a mode for displaying an image that can be observed in a wider range than the stereoscopic display.
  • a configuration is disclosed.
  • This invention is made in view of such a situation, Comprising: It aims at providing the stereoscopic endoscope system which can observe reliably not only the principal part but the surrounding wide range simultaneously. .
  • the stereoscopic endoscope system of the present invention employs the following means. That is, according to one embodiment of the present invention, an endoscope having a plurality of imaging units that capture an image of a subject at the distal end of an elongated insertion unit that can be inserted into the subject, and the imaging of the endoscope An image processing device that generates a display image by performing image processing on the image acquired by the image processing unit, and an image display device that displays a display image image-processed by the image processing device, wherein the image processing device includes a central portion A stereoscopic endoscope system that arranges a three-dimensional image generated from a plurality of images acquired by a plurality of the imaging units and generates a display image in which the two-dimensional image is arranged on the outer periphery of the three-dimensional image I will provide a.
  • the three-dimensional image arranged at the center of the display image displayed on the image display device is used to observe the treatment target part in three dimensions, and the distortion is caused by the two-dimensional image arranged on the outer periphery of the three-dimensional image. Can be observed.
  • the image processing device includes a first image captured by the first image capturing unit, and a second image captured by the second image capturing unit and having a parallax with the first image.
  • a three-dimensional image may be generated, and a two-dimensional image of the outer periphery of the three-dimensional image may be obtained from the first image. That is, the first image is displayed over the entire display image, and the second image is displayed so as to overlap the first image in the portion where the three-dimensional image is to be displayed. Thereby, it is possible to generate a display image in which a three-dimensional image is arranged in the central portion and a two-dimensional image is arranged in the outer peripheral portion.
  • the first imaging unit may have a larger angle of view than the second imaging unit.
  • the 1st image by the 1st image pick-up part with a large angle of view is used for the 3D image and the 2D image of the perimeter part, and the 2nd image by the 2nd image pick-up part with a small angle of view is used. Images can be used for 3D images.
  • the lens diameter of the first imaging unit may be larger than the lens diameter of the second imaging unit.
  • an endoscope may arrange
  • the user can visually recognize the three-dimensional image and the two-dimensional image of the outer peripheral portion without a sense of incongruity.
  • the 1st imaging part with a large angle of view and the 2nd imaging part with a small angle of view may have the same number of pixels.
  • the image processing apparatus includes the first image captured by the first image capturing unit, and the second image captured by the second image capturing unit, the first image having parallax.
  • a three-dimensional image is generated, and a third image having an optical axis between the first imaging unit and the second imaging unit is generated from the first image and the second image, and the third image is generated. May be a two-dimensional image.
  • the first imaging unit may have a larger angle of view than the second imaging unit, and the first imaging unit and the second imaging unit are It may have the same number of pixels.
  • the image processing apparatus may set the luminance at the boundary between the three-dimensional image and the two-dimensional image to be lower than that of the three-dimensional image and the two-dimensional image. Thereby, a boundary part becomes inconspicuous.
  • the image processing apparatus may generate a boundary display unit indicating a boundary between the three-dimensional image and the two-dimensional image, and clearly indicate the boundary portion between the three-dimensional image and the two-dimensional image.
  • the image processing apparatus includes a first image captured by the first image capturing unit, a second image captured by the second image capturing unit, and having a parallax with the first image. From the three-dimensional image, the first image and the second image that form the three-dimensional image from the three-dimensional image toward the two-dimensional image at the boundary portion between the three-dimensional image and the two-dimensional image are generated. The parallax may be gradually reduced. As a result, the boundary between the three-dimensional image and the two-dimensional image can be made inconspicuous.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating a stereoscopic endoscope system according to a first embodiment of the present invention. It is a figure which shows the structure of the imaging part in 1st Embodiment, (a) The image acquired by two imaging lenses, (b) The figure which shows the image acquired by the virtual lens based on two imaging lenses, respectively. is there. It is a figure which shows the example of the image displayed on an image display part in 1st Embodiment. It is a figure which shows the structure of the imaging part in 2nd Embodiment, and is a figure which respectively shows the case where (a) dominant eye is a right eye and (b) dominant eye is a left eye.
  • a stereoscopic endoscope system 1 is inserted into a body cavity (subject) of a surgical subject and an endoscope 2 that images the inside of the body cavity, and an image captured by the endoscope 2.
  • an image display device 4 for displaying an image processed by the image processing device 3.
  • the endoscope 2 includes an imaging unit 22 for imaging at the distal end of a cylindrical casing (insertion unit) 21 and converts an image captured by the imaging unit 22 into an electrical signal in the casing 21.
  • a circuit unit (not shown) is accommodated. The electrical signal converted by the circuit unit is output to the image processing device 3 via the connection cable 5 led out from the rear end of the endoscope 2.
  • the imaging unit 22 includes an objective optical system having a plurality of sets (two sets in this embodiment) of photographing lenses 24 and 25. As shown in FIG. 2A, the photographing lenses 24 and 25 have predetermined optical axes S1 and S2 that are parallel to each other and perpendicular to the axis of the casing 21 of the endoscope 2. It arrange
  • the circuit unit includes an image sensor such as a CCD (Charge Coupled Device) for each of the photographing lenses 24 and 25, and images taken via the photographing lenses 24 and 25 are respectively input to the image processing device 3. Output as an electrical signal.
  • CCD Charge Coupled Device
  • the image processing apparatus 3 executes a process based on a computer program installed in advance, thereby processing an image captured through each of the imaging lenses 24 and 25, and a display image to be displayed on the image display apparatus 4.
  • the electrical signal is generated.
  • the image processing device 3 and the image display device 4 are connected via a connection cable 6, and an electrical signal generated by the image processing device 3 is output to the image display device 4.
  • the image display device 4 includes an image display unit 41 and displays a display image based on the electrical signal input from the image processing device 3 on the image display unit 41.
  • the field angles ⁇ 1 and ⁇ 2 of the photographing lenses 24 and 25 constituting the imaging unit 22 of the endoscope 2 are the same.
  • a three-dimensional image having parallax is obtained from the image M ⁇ b> 1 acquired through the shooting lens 24 and the image M ⁇ b> 2 acquired through the shooting lens 25.
  • Data of an image (three-dimensional image) X1 is generated.
  • the stereoscopic image X1 is formed in an area where the image M1 photographed through the photographing lens 24 and the image M2 photographed through the photographing lens 25 overlap.
  • the image processing device 3 performs a process of synthesizing the image M1 and the image M2, and as shown in FIG. 2B, the optical axis S1 of the photographing lens 24 and the optical axis of the photographing lens 25.
  • Data of a planar image (two-dimensional image) X2 when the image is taken through a virtual lens having a virtual optical axis S3 in the middle of S2 is generated.
  • the image processing device 3 generates display image X3 data to be output to the image display device 4 from the generated stereoscopic image X1 and the plane image X2.
  • the display image X3 includes a stereoscopic image X1 arranged in a circular area at the center and a planar image X2 arranged in an annular area at the outer periphery.
  • the stereoscopic image X1 is arranged in a range of an angle of view of 60 ° or less around the optical axis S3, and the planar image X2 is arranged in a range of an angle of view of 100 ° or less.
  • the absolute value of the distortion is within 5%. For this reason, when the distortion of the stereoscopic image generation area of the photographing lenses 24 and 25 exceeds 5%, the distortion of the stereoscopic image X1 is processed in the image processing device 3 so that the absolute value is within 5%. Is preferred. Based on the data of the display image X3, the display image X3 is displayed on the image display unit 41 of the image display device 4.
  • the display image X3 displayed on the image display device 4 has the stereoscopic image X1 disposed at the center and the planar image X3 disposed at the outer periphery thereof.
  • the observer can observe the surrounding planar image X2 as necessary while observing the stereoscopic image X1 displayed in the center of the display image X3 and performing a surgical procedure. In this way, observation can be performed without switching the displayed image, and usability is improved.
  • the periphery of the stereoscopic image X1 is the flat image X2, it is possible to observe with a good image without distortion.
  • the photographing lenses 24 and 25 constituting the imaging unit 22 of the endoscope 2 have an angle of view ⁇ 4 and ⁇ 5, or the diameters of the photographing lenses 24 and 25 are observed.
  • One of them is set to be larger according to the dominant eye of the person. For example, as shown in FIG.
  • the angle of view ⁇ 4 of the photographing lens (first imaging unit) 24 is set to the other photographing lens (second imaging). Part) is set to be larger than the angle of view ⁇ 5 of 25.
  • X4 data is generated.
  • This stereoscopic image X4 is an area where the image M4 captured by the photographic lens 24 and the image M5 captured by the photographic lens 25 overlap (the image having the smaller angles of view ⁇ 4 and ⁇ 5 among the photographic lenses 24 and 25). M4 and M5 areas).
  • the image M4 or the image M5 having the larger angle of view ⁇ 4 or ⁇ 5 among the photographing lenses 24 and 25 is generated as a planar image (two-dimensional image) X5.
  • the image (first image) M5 having a large angle of view ⁇ 5 is applied to the stereoscopic image X4 and the planar image X5, and a small angle of view ⁇ 4 is provided at the center thereof.
  • the image (second image) M ⁇ b> 4 that is included is overlapped for image processing.
  • the display image X6 includes a three-dimensional image X4 arranged in a circular area at the center and a flat image X5 arranged in an annular area around the outer periphery.
  • the display image X6 is displayed on the image display unit 41 of the image display device 4 based on the data of the display image X6.
  • the display image X6 displayed on the image display device 4 has the stereoscopic image X4 disposed at the center thereof and the planar image X5 disposed at the outer periphery thereof.
  • the observer can observe the surrounding planar image X5 as necessary while observing the stereoscopic image X4 displayed in the center of the display image X6 and performing the surgical treatment. In this way, observation can be performed without switching the displayed image, and usability is improved.
  • the periphery of the stereoscopic image X1 is the flat image X5, it is possible to observe with a good image without distortion.
  • the stereoscopic image X4 is obtained by synthesizing the images M4 and M5 acquired through the photographing lenses 24 and 25, but the surrounding planar image X5 is a photographing image. Since the images M4 and M5 acquired through the lenses 24 and 25 are used as they are, the image processing in the image processing apparatus 3 can be reduced.
  • the photographing lenses 24 and 25 constituting the imaging unit 22 of the endoscope 2 have optical axes S1 and S2 that are parallel to each other and the endoscope. It arrange
  • the photographing lenses 24 and 25 have the same number of pixels, and the angles of view ⁇ 7 and ⁇ 8 are set so that one of them becomes larger.
  • the angle of view ⁇ 8 of the photographing lens (first imaging unit) 25 is set larger than the angle of view ⁇ 7 of the photographing lens (second imaging unit) 24.
  • the image (second image) M ⁇ b> 7 acquired through the photographing lens 24 and the acquired image (first image) through the photographing lens 25 are used.
  • Data of a stereoscopic image (three-dimensional image) X7 having parallax is generated from M8.
  • This stereoscopic image X7 was captured by the imaging lens 24 having an area where the image M7 acquired through the imaging lens 24 and the image M8 acquired through the imaging lens 25 overlap, that is, a small angle of view ⁇ 7. It is formed in the area of the image M7.
  • data is generated as an image M8 of the photographing lens 25 having a large angle of view ⁇ 8 as a planar image (two-dimensional image) X8.
  • the image processing device 3 generates data of the display image X9 to be output to the image display device 4 from the generated stereoscopic image X7 and the flat image X8.
  • the display image X9 is configured such that a stereoscopic image X7 is arranged in a circular area at the center and a planar image X8 is arranged in an annular area at the outer periphery.
  • the display image X9 is displayed on the image display unit 41 of the image display device 4 based on the data of the display image X9.
  • the display image X9 displayed on the image display device 4 has the stereoscopic image X7 disposed at the center thereof and the planar image X8 disposed at the outer periphery thereof. Accordingly, the observer can observe the surrounding planar image X8 as necessary while observing the stereoscopic image X7 displayed at the center of the display image X9 and performing a surgical operation. In this way, observation can be performed without switching the displayed image, and usability is improved.
  • the periphery of the stereoscopic image X7 is a planar image X8, it is possible to observe with a good image without distortion. Furthermore, according to the configuration of the present embodiment, the number of pixels in the region of the stereoscopic image X7 of the photographing lens 24 having the small angle of view ⁇ 8 out of the photographing lenses 24 and 25 is larger than the other. Yes. Thereby, the resolution in the three-dimensional image X7 can be made higher than that in the first embodiment.
  • the display images X3, X6, and X9 displayed on the image display device 4 have stereoscopic images X1, X4, and X7 arranged at the center thereof.
  • Planar images X2, X5, and X8 are arranged on the outer periphery.
  • the annular boundary region between the stereoscopic images X1, X4, and X7 and the planar images X2, X5, and X8 in the display images X3, X6, and X9 may be set as the luminance reduction unit Y1. it can.
  • the brightness reduction unit Y1 reduces the brightness to, for example, about 1/3 compared to the stereoscopic images X1, X4, X7 and the planar images X2, X5, X8.
  • the luminance reduction unit Y1 can make the circular boundary region between the stereoscopic images X1, X4, and X7 and the planar images X2, X5, and X8 inconspicuous in the display images X3, X6, and X9. As a result, it is possible to suppress a sense of incongruity due to the discontinuity between the stereoscopic images X1, X4, and X7 and the planar images X2, X5, and X8 on the outer periphery thereof.
  • annular boundary region between the stereoscopic images X1, X4, and X7 and the planar images X2, X5, and X8 in the display images X3, X6, and X9 is obtained.
  • the line portion (boundary display portion) Y2 having a certain width can be obtained.
  • the line part Y2 can be generated along the outer peripheral edge of the stereoscopic images X1, X4, X7, for example.
  • the parallax between the images M1, M4, and M7 forming the stereoscopic images X1, X4, and X7 and the images M2, M5, and M8 can be generated so as to gradually become smaller toward the outer peripheral side.
  • the parallax between the images M1, M4, M7 and the images M2, M5, M8 is the same as that of the planar images X2, X5, X8, that is, zero at the outermost peripheral portion of the boundary Y3.

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Abstract

要部だけでなく周囲の広い範囲を同時に観察することを目的とする。 被検体に挿入可能な細長い挿入部（２１）の先端に、被検体を撮影して画像を取得する複数の撮像部（２２）を有する内視鏡（２）と、該内視鏡２の撮像部（２２）により取得された画像を画像処理して表示画像を生成する画像処理装置（３）と、該画像処理装置（３）で画像処理された表示画像を表示する画像表示装置（４）とを備え、画像処理装置（３）が、複数の撮像部（２２）で取得された複数の画像から生成された３次元画像を中央部に配し、該３次元画像の外周部に２次元画像を配した表示画像を生成する立体視内視鏡システム（１）を提供する。

Description

立体視内視鏡システム
　本発明は外科手術などにおいて使用される立体視内視鏡システムに関するものである。
　近年、外科手術においては内視鏡が多用されている。さらに、このような内視鏡において、微細な術部の拡大観察を行うために立体視内視鏡システムが使用されている。微細な組織からなる器官の手術は、ごく狭い領域で、血管や神経といった非常に重要でかつデリケートな組織を対象として、それらの観察だけでなく、実際に血管や神経を繋いだり、血管や神経をよけて腫瘍を取り除いたりという処置を行うことがある。そのため、立体視内視鏡システムにおいては、観察対象を拡大観察するだけでなく、処置を行うために観察対象物を立体的に捉えられることが重要な機能になっている。
　一般に人が目で物体を立体的に捉える場合はさまざまな情報を手がかりとする。その情報には両眼視差、遠近感（遠くの物体は小さく、近くの物体は大きく）、深さ方向によるボケ、物体の重なり、過去の経験、知識、記憶などが挙げられる。ここで、未知の試料（見たことのない物体）を一様な台の上に置き、四方八方から照明をして影をつけないようにして観察をするような場合を想定してみる。このような場合、上記に示した物体を立体的に捉えるための情報のうち、物体の重なり、知識、過去の経験などは役に立たたなくなり、物体の奥行きを知る手がかりとしては両眼視差が有効になる。医療用立体撮像装置はこの両眼視差により立体視を行い、観察対象の奥行き情報を得られるようになっている。
　ところで、手術を行うに際し、観察対象部位だけでなく、その周辺部までも視野に入った方が好ましい。例えば、特定の処置を行った場合、その周囲部分でなんらかの影響が出た場合には、それを視認できるからである。このため、得られる観察画像の視野角（画角）は広い方が好ましい。
　しかしながら、互いに視差を有する左眼用の画像と右眼用の画像とを重ねた場合、画角が広いと、得られた画像の外周部においては、画像のディストーション（歪み）が大きくなり、情報を把握しにくくなってしまう。
　これに対し、特許文献１には、立体表示を行う３次元モードと、広範囲を観察できる広角２次元モードとを切り換えて表示できるようにしている。
　特許文献２には、左眼用の画像と右眼用の画像とを用いて立体表示を行うモードと、立体表示よりも広範囲で観察できる画像を表示するモードと、を切り換えることができるような構成が開示されている。
特開平９－５６４３号公報 特開２００４－３２０７２２号公報
　しかしながら、特許文献１，２に記載の手法においては、立体表示画像と広範囲を表示する画像とを同時に観察することができず、これらを交互に切り換えなければならない。したがって、要部については立体表示画像を観察しつつ、周囲の広い範囲を観察したいときには画像を切り換えなければならず、使い勝手に改善の余地がある。
　本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、要部だけでなく周囲の広い範囲を同時に確実に観察することのできる立体視内視鏡システムを提供することを目的とする。
　上記課題を解決するために、本発明の立体視内視鏡システムは以下の手段を採用する。
　すなわち、本発明の一態様は、被検体に挿入可能な細長い挿入部の先端に、被検体を撮影して画像を取得する複数の撮像部を有する内視鏡と、該内視鏡の前記撮像部により取得された画像を画像処理して表示画像を生成する画像処理装置と、該画像処理装置で画像処理された表示画像を表示する画像表示装置とを備え、前記画像処理装置が、中央部に、複数の前記撮像部で取得された複数の画像から生成された３次元画像を配し、該３次元画像の外周部に２次元画像を配した表示画像を生成する立体視内視鏡システムを提供する。
　これにより、画像表示装置に表示された表示画像の中央部に配された３次元画像により、処置対象部位を立体的に観察しつつ、３次元画像の外周部に配された２次元画像によるディストーションのない観察が行える。
　上記態様においては、前記画像処理装置が、第１の撮像部で撮像された第１の画像と、第２の撮像部で撮像され、第１の画像とは視差を有する第２の画像とから、３次元画像を生成し、第１の画像から、３次元画像の外周部の２次元画像を得てもよい。
　つまり、表示画像の全域に第１の画像を表示し、３次元画像を表示すべき部分においては第２の画像を第１の画像に重ねて表示する。これにより、中央部に３次元画像を配し、その外周部に２次元画像を配した表示画像を生成できる。
　また、上記態様においては、第１の撮像部が、第２の撮像部より大きな画角を有していてもよい。
　このようにすることで、画角の大きな第１の撮像部による第１の画像を、３次元画像とその外周部の２次元画像に用い、画角の小さな第２の撮像部による第２の画像を３次元画像に用いることができる。
　また、画角ではなく、第１の撮像部のレンズ径を、第２の撮像部のレンズ径よりも大きくしてもよい。
　また、上記態様においては、内視鏡が、第２の撮像部よりも画角の大きな第１の撮像部を、使用者の利き目側に配して撮像を行ってもよい。
　これにより、使用者は、３次元画像とその外周部の２次元画像を違和感なく視認することができる。
　また、上記態様においては、画角の大きな第１の撮像部と、画角の小さな第２の撮像部とが、同一の画素数を有していてもよい。
　このようにすることで、第１の撮像部による第１の画像と、第２の撮像部による第２の画像とを用いて生成される３次元画像の領域においては、第２の撮像部による第２の画像の画素数を多くすることができる。したがって、３次元画像の画質を高めることができる。
　上記態様においては、画像処理装置が、第１の撮像部で撮像された第１の画像と、第２の撮像部で撮像され、第１の画像とは視差を有する第２の画像とから、３次元画像を生成し、第１の画像と第２の画像とから、第１の撮像部と第２の撮像部の中間に光軸を有する第３の画像を生成し、該第３の画像を２次元画像としてもよい。
　また、上記態様においては、前記第１の撮像部が、前記第２の撮像部より大きな画角を有していてもよいし、前記第１の撮像部と前記第２の撮像部とが、同一の画素数を有していてもよい。
　また、上記態様においては、画像処理装置が、３次元画像と２次元画像との境界部の輝度を、３次元画像および２次元画像に対して低く設定するようにしてもよい。これにより、境界部が目立たなくなる。
　また、上記態様においては、画像処理装置が、３次元画像と２次元画像との境界を示す境界表示部を生成し、３次元画像と２次元画像との境界部を明示してもよい。
　さらに、上記態様においては、画像処理装置が、第１の撮像部で撮像された第１の画像と、第２の撮像部で撮像され、第１の画像とは視差を有する第２の画像とから、３次元画像を生成するとともに、３次元画像と２次元画像との境界部において、３次元画像から２次元画像に向けて、３次元画像を形成する第１の画像と第２の画像との視差を漸次小さくしてもよい。これにより、３次元画像と２次元画像との境界部を目立たなくすることができる。
　本発明によれば、要部だけでなく周囲の広い範囲を、高い視認性で同時に観察することができるという効果を奏する。
本発明の第１実施形態に係る立体視内視鏡システムを示す概略構成図である。 第１実施形態における撮像部の構成を示す図であり、（ａ）２つの撮影用レンズにより取得される画像、（ｂ）２つの撮影レンズに基づく仮想レンズにより取得される画像をそれぞれ示す図である。 第１実施形態において画像表示部に表示される画像の例を示す図である。 第２実施形態における撮像部の構成を示す図であり、（ａ）利き目が右目、（ｂ）利き目が左目の場合をそれぞれ示す図である。 第２、第３実施形態において画像表示部に表示される画像の例を示す図である。 第３実施形態における撮像部の構成を示す図である。 画像表示部に表示される画像の他の例を示す図である。 画像表示部に表示される画像のさらに他の例を示す図である。
　以下に、本発明に係る立体視内視鏡システム１の複数の実施形態について、図面を参照して説明する。
〔第１実施形態〕
　まず、本発明の複数の実施形態で共通する、立体視内視鏡システム１の全体構成について、図１を用いて説明する。
　図１に示すように、立体視内視鏡システム１は、手術対象者の体腔（被検体）内に挿入され、体腔内を撮像する内視鏡２と、内視鏡２により撮像された画像を処理する画像処理装置３と、画像処理装置３で処理された画像を表示する画像表示装置４とを備えている。
　内視鏡２は、筒状のケーシング（挿入部）２１の先端部に、撮像を行うための撮像部２２が備えられるとともに、ケーシング２１内に、撮像部２２で撮像した画像を電気信号に変換する回路部（図示無し）が収容されている。回路部で変換された電気信号は、内視鏡２の後端部から導出される接続ケーブル５を介して画像処理装置３に出力される。
　撮像部２２は、複数組（本実施形態では２組）の撮影用レンズ２４，２５を有する対物光学系を備えている。図２（ａ）に示すように、これら撮影用レンズ２４，２５は、それぞれの光軸Ｓ１，Ｓ２が、互いに平行で、かつ、内視鏡２のケーシング２１の軸線に直交する方向に所定の間隔を隔てて離間するよう配置され、視差を有している。回路部は、撮影用レンズ２４，２５のそれぞれに対し、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）等の撮像素子を備え、撮影用レンズ２４，２５のそれぞれを介して撮影した画像を、それぞれ画像処理装置３に電気信号として出力する。
　画像処理装置３は、予めインストールされたコンピュータプログラムに基づいた処理を実行することで、撮影用レンズ２４，２５のそれぞれを介して撮影した画像を処理し、画像表示装置４で表示すべき表示画像の電気信号を生成する。画像処理装置３と画像表示装置４は、接続ケーブル６を介して接続されており、画像処理装置３で生成された電気信号は、画像表示装置４に出力される。
　画像表示装置４は、画像表示部４１を備え、画像処理装置３から入力された電気信号に基づいた表示画像を画像表示部４１に表示する。
　次に、本実施形態に係る立体視内視鏡システム１の詳細な構成について説明する。
　本実施形態においては、内視鏡２の撮像部２２を構成する撮影用レンズ２４，２５のそれぞれの画角θ１，θ２は、同一である。
　図２、図３に示すように、画像処理装置３においては、撮影用レンズ２４を介して取得された画像Ｍ１と、撮影用レンズ２５を介して取得された画像Ｍ２とから、視差を有する立体画像（３次元画像）Ｘ１のデータを生成する。この立体画像Ｘ１は、撮影用レンズ２４を介して撮影された画像Ｍ１と、撮影用レンズ２５を介して撮影された画像Ｍ２とが重なり合うエリアに形成される。
　また、画像処理装置３においては、画像Ｍ１と、画像Ｍ２とを合成する処理を行い、図２（ｂ）に示すように、撮影用レンズ２４の光軸Ｓ１と、撮影用レンズ２５の光軸Ｓ２の中間に仮想光軸Ｓ３を有する仮想レンズを介して撮影した場合の平面画像（２次元画像）Ｘ２のデータを生成する。
　そして、画像処理装置３においては、生成した立体画像Ｘ１と平面画像Ｘ２とから、画像表示装置４に出力する表示画像Ｘ３のデータを生成する。
　図３に示すように、表示画像Ｘ３は、中央部の円形のエリアに立体画像Ｘ１が配置され、その外周部の環状のエリアに平面画像Ｘ２が配置されてなる。ここで、例えば、立体画像Ｘ１は、光軸Ｓ３を中心とした画角６０°以内の範囲に配置され、平面画像Ｘ２は、画角１００°以内の範囲に配置されている。
　また、立体画像Ｘ１については、ディストーションの絶対値が５％以内であるのが好ましい。このため、撮影用レンズ２４，２５の立体画像生成領域のディストーションが５％を超える場合には、立体画像Ｘ１のディストーションを、画像処理装置３において絶対値で５%以内となるよう画像処理するのが好ましい。
　このような表示画像Ｘ３のデータに基づき、画像表示装置４の画像表示部４１に、表示画像Ｘ３が表示される。
　上述したような構成によれば、画像表示装置４に表示される表示画像Ｘ３は、その中央部に立体画像Ｘ１が配置され、その外周部には、平面画像Ｘ３が配置されている。これによって、観察者は、表示画像Ｘ３の中央部に表示される立体画像Ｘ１を観察して手術処置を行いつつ、必要に応じて、その周囲の平面画像Ｘ２を観察することができる。このように、表示する画像を切り換えることなく観察を行うことができ、使い勝手が向上する。
　このとき、立体画像Ｘ１の周囲は平面画像Ｘ２であるため、ひずみもなく、良好な画像により観察を行うことができる。
　次に、本発明に係る他の複数の実施形態について説明する。ここで、以下に示す各実施形態においては、立体視内視鏡システム１の全体構成については上記第１の実施形態に示した通りであり、以下においては、上記第１の実施形態と異なる構成を中心に説明を行う。
〔第２実施形態〕
　図４に示すように、本実施形態においては、内視鏡２の撮像部２２を構成する撮影用レンズ２４，２５は、画角θ４，θ５、または撮影用レンズ２４，２５の径が、観察者の利き目に応じて、いずれか一方が大きくなるよう設定されている。
　例えば、図４（ａ）に示すように、観察者の利き目が右目の場合、撮影用レンズ２４、２５のうち、撮像対象に向かって右側に位置することになるもの、例えば撮影用レンズ（第１の撮像部）２５の画角θ５が、他方の撮影用レンズ（第２の撮像部）２４の画角θ４よりも大きくなるように設定される（例えば、画角θ４＝６０°、画角θ５＝１２０°）。図４（ｂ）に示すように、観察者の利き目が左目の場合には、例えば撮影用レンズ（第１の撮像部）２４の画角θ４が、他方の撮影用レンズ（第２の撮像部）２５の画角θ５よりも大きくなるように設定される。
　図４、図５に示すように、画像処理装置３においては、撮影用レンズ２４で撮像した画像Ｍ４と、撮影用レンズ２５で撮像した画像Ｍ５とから、視差を有する立体画像（３次元画像）Ｘ４のデータを生成する。この立体画像Ｘ４は、撮影用レンズ２４で撮像した画像Ｍ４と、撮影用レンズ２５で撮像した画像Ｍ５とが重なり合うエリア（撮影用レンズ２４、２５のうち、画角θ４，θ５が小さい方の画像Ｍ４，Ｍ５のエリア）に形成される。
　また、画像処理装置３においては、撮影用レンズ２４，２５のうち、画角θ４，θ５が大きい方の画像Ｍ４または画像Ｍ５を、平面画像（２次元画像）Ｘ５として、データを生成する。
　つまり、本実施形態では、画像処理装置３においては、大きな画角θ５を有する画像（第１の画像）Ｍ５を、立体画像Ｘ４および平面画像Ｘ５に適用し、その中央部に小さな画角θ４を有する画像（第２の画像）Ｍ４を重ねて画像処理することとなる。
　そして、画像処理装置３においては、生成した立体画像Ｘ４と平面画像Ｘ５とから、画像表示装置４に出力する表示画像Ｘ６のデータを生成する。
　表示画像Ｘ６は、中央部の円形のエリアに立体画像Ｘ４が配置され、その外周部の環状のエリアに平面画像Ｘ５が配置されてなる。
　このような表示画像Ｘ６のデータに基づき、画像表示装置４の画像表示部４１に、表示画像Ｘ６が表示される。
　上述したような構成によっても、画像表示装置４に表示される表示画像Ｘ６は、その中央部に立体画像Ｘ４が配置され、その外周部には、平面画像Ｘ５が配置されている。これによって、観察者は、表示画像Ｘ６の中央部に表示される立体画像Ｘ４を観察して手術処置を行いつつ、必要に応じて、その周囲の平面画像Ｘ５を観察することができる。このように、表示する画像を切り換えることなく観察を行うことができ、使い勝手が向上する。
　このとき、立体画像Ｘ１の周囲は平面画像Ｘ５であるため、ひずみもなく、良好な画像により観察を行うことができる。
　さらに、本実施形態の構成によれば、立体画像Ｘ４は、撮影用レンズ２４，２５を介して取得した画像Ｍ４，Ｍ５を合成処理したものであるが、その周囲の平面画像Ｘ５は、撮影用レンズ２４，２５を介して取得した画像Ｍ４，Ｍ５をそのまま利用するので、画像処理装置３における画像処理を軽減できる。
〔第３実施形態〕
　図６に示すように、本実施形態においては、内視鏡２の撮像部２２を構成する撮影用レンズ２４，２５は、それぞれの光軸Ｓ１，Ｓ２が、互いに平行で、かつ、内視鏡２のケーシング２１の軸線に直交する方向に所定の間隔を隔てて離間するよう配置されている。ここで、撮影用レンズ２４，２５は、画素数は同一とされ、かつその画角θ７，θ８は、いずれか一方が大きくなるよう設定されている。本実施形態では、撮影用レンズ（第１の撮像部）２５の画角θ８を、撮影用レンズ（第２の撮像部）２４の画角θ７よりも大きく設定している。
　図５、図６に示すように、画像処理装置３においては、撮影用レンズ２４を介して取得した画像（第２の画像）Ｍ７と、撮影用レンズ２５を介して取得画像（第１の画像）Ｍ８とから、視差を有する立体画像（３次元画像）Ｘ７のデータを生成する。この立体画像Ｘ７は、撮影用レンズ２４を介して取得した画像Ｍ７と、撮影用レンズ２５を介して取得した画像Ｍ８とが重なり合うエリア、つまり、小さな画角θ７を有する撮影用レンズ２４で撮像した画像Ｍ７のエリアに形成される。
　また、画像処理装置３においては、大きな画角θ８を有する撮影用レンズ２５の画像Ｍ８を、平面画像（２次元画像）Ｘ８として、データを生成する。
　そして、図６に示すように、画像処理装置３においては、生成した立体画像Ｘ７と平面画像Ｘ８とから、画像表示装置４に出力する表示画像Ｘ９のデータを生成する。
　表示画像Ｘ９は、中央部の円形のエリアに立体画像Ｘ７が配置され、その外周部の環状のエリアに平面画像Ｘ８が配置されてなる。
　このような表示画像Ｘ９のデータに基づき、画像表示装置４の画像表示部４１に、表示画像Ｘ９が表示される。
　上述したような構成によっても、画像表示装置４に表示される表示画像Ｘ９は、その中央部に立体画像Ｘ７が配置され、その外周部に平面画像Ｘ８が配置されている。これによって、観察者は、表示画像Ｘ９の中央部に表示される立体画像Ｘ７を観察して手術処置を行いつつ、必要に応じて、その周囲の平面画像Ｘ８を観察することができる。このように、表示する画像を切り換えることなく観察を行うことができ、使い勝手が向上する。
　このとき、立体画像Ｘ７の周囲は平面画像Ｘ８であるため、ひずみもなく、良好な画像により観察を行うことができる。
　さらに、本実施形態の構成によれば、撮影用レンズ２４，２５のうち小さな画角θ８を有した撮影用レンズ２４の立体画像Ｘ７の領域内における画素数が、他方に比較して大きくなっている。これにより、立体画像Ｘ７における解像度を、上記第１の実施形態よりも高めることができる。
〔その他の実施形態〕
　上記第１～第３実施形態で示した構成には、以下に示すような構成を組み合わせることも可能である。
　上記第１～第３実施形態において、図７に示すように、画像表示装置４に表示される表示画像Ｘ３，Ｘ６，Ｘ９は、その中央部に立体画像Ｘ１，Ｘ４，Ｘ７が配置され、その外周部に平面画像Ｘ２，Ｘ５，Ｘ８が配置されている。画像処理装置３の画像処理によって、表示画像Ｘ３，Ｘ６，Ｘ９における、立体画像Ｘ１，Ｘ４，Ｘ７と、平面画像Ｘ２，Ｘ５，Ｘ８との環状の境界領域を、輝度低減部Ｙ１とすることができる。輝度低減部Ｙ１は、立体画像Ｘ１，Ｘ４，Ｘ７、平面画像Ｘ２，Ｘ５，Ｘ８に比較し、その輝度を、例えば１／３程度に低減する。
　この輝度低減部Ｙ１により、表示画像Ｘ３，Ｘ６，Ｘ９において、立体画像Ｘ１，Ｘ４，Ｘ７と、平面画像Ｘ２，Ｘ５，Ｘ８との環状の境界領域を目立たなくすることができる。その結果、立体画像Ｘ１，Ｘ４，Ｘ７と、その外周部の平面画像Ｘ２，Ｘ５，Ｘ８とが不連続になることによる違和感を抑えることができる。
　また、図７に示すように、画像処理装置３の画像処理により、表示画像Ｘ３，Ｘ６，Ｘ９における、立体画像Ｘ１，Ｘ４，Ｘ７と、平面画像Ｘ２，Ｘ５，Ｘ８との環状の境界領域を、一定の幅を有したライン部（境界表示部）Ｙ２とすることができる。ライン部Ｙ２は、例えば立体画像Ｘ１，Ｘ４，Ｘ７の外周縁部に沿って生成することができる。
　このライン部Ｙ２により、表示画像Ｘ３，Ｘ６，Ｘ９において、立体画像Ｘ１，Ｘ４，Ｘ７と、平面画像Ｘ２，Ｘ５，Ｘ８との環状の境界部が明確になり、しかも、一定幅を有したライン部Ｙ２によって、その境界部の両側を明確に区切ることができる。その結果、立体画像Ｘ１，Ｘ４，Ｘ７と、その外周部の平面画像Ｘ２，Ｘ５，Ｘ８とが不連続になることによる違和感を抑えることができる。
　さらに、図８に示すように、画像処理装置３の画像処理により、表示画像Ｘ３，Ｘ６，Ｘ９における、立体画像Ｘ１，Ｘ４，Ｘ７と、平面画像Ｘ２，Ｘ５，Ｘ８との環状の境界部Ｙ３において、立体画像Ｘ１，Ｘ４，Ｘ７を形成する画像Ｍ１，Ｍ４，Ｍ７と画像Ｍ２，Ｍ５，Ｍ８との視差を、外周側に行くにしたがい、漸次小さくなるように生成することもできる。このとき、境界部Ｙ３の最外周部においては、画像Ｍ１，Ｍ４，Ｍ７と画像Ｍ２，Ｍ５，Ｍ８との視差が、平面画像Ｘ２，Ｘ５，Ｘ８と同じ、つまりゼロになるようにするのが好ましい。
　その結果、立体画像Ｘ１，Ｘ４，Ｘ７と、その外周部の平面画像Ｘ２，Ｘ５，Ｘ８とが不連続になることによる違和感を抑えることができる。
　これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない範囲内であれば、上記実施形態にあげた様々な構成を適宜変更することができる。
１　立体視内視鏡システム
２　内視鏡
３　画像処理装置
４　画像表示装置
５　接続ケーブル
６　接続ケーブル
２１　ケーシング（挿入部）
２２　撮像部
２４　撮影用レンズ（第１の撮像部、第２の撮像部）
２５　撮影用レンズ（第２の撮像部、第１の撮像部）
４１　画像表示部
Ｍ４，Ｍ８　画像（第１の画像）
Ｍ５，Ｍ７　画像（第２の画像）
Ｘ１，Ｘ４，Ｘ７　立体画像（３次元画像）
Ｘ２，Ｘ５，Ｘ８　平面画像（２次元画像）
Ｘ３，Ｘ６，Ｘ９　表示画像
Ｙ１　輝度低減部
Ｙ２　ライン部（境界表示部）
Ｙ３　境界部

Claims (11)

  1. 　被検体に挿入可能な細長い挿入部の先端に、前記被検体を撮影して画像を取得する複数の撮像部を有する内視鏡と、
    　該内視鏡で取得された画像を画像処理して表示画像を生成する画像処理装置と、
    　該画像処理装置で画像処理された表示画像を表示する画像表示装置とを備え、
    　前記画像処理装置が、複数の前記撮像部で取得された複数の画像から生成された３次元画像を中央部に配し、該３次元画像の外周部に２次元画像を配した前記表示画像を生成する立体視内視鏡システム。
  2. 　前記画像処理装置が、第１の前記撮像部で取得された第１の画像と、第２の前記撮像部で取得され、前記第１の画像とは視差を有する第２の画像とから、前記３次元画像を生成し、前記第１の画像から前記２次元画像を得る請求項１に記載の立体視内視鏡システム。
  3. 　前記第１の撮像部が、前記第２の撮像部より大きな画角を有する請求項２に記載の立体視内視鏡システム。
  4. 　前記内視鏡が、前記第２の撮像部よりも画角の大きな前記第１の撮像部を、使用者の利き目側に配して撮影を行う請求項３に記載の立体視内視鏡システム。
  5. 　前記第１の撮像部と前記第２の撮像部とが、同一の画素数を有する請求項２から請求項４のいずれか一項に記載の立体視内視鏡システム。
  6. 　前記画像処理装置が、第１の前記撮像部で取得された第１の画像と、第２の前記撮像部で取得され、前記第１の画像とは視差を有する第２の画像とから、前記３次元画像を生成し、前記第１の画像と前記第２の画像とから、前記第１の撮像部と前記第２の撮像部の中間に光軸を有する第３の画像を生成し、該第３の画像を前記２次元画像とする請求項１に記載の立体視内視鏡システム。
  7. 　前記第１の撮像部が、前記第２の撮像部より大きな画角を有する請求項６に記載の立体視内視鏡システム。
  8. 　前記第１の撮像部と前記第２の撮像部とが、同一の画素数を有する請求項６または請求項７のいずれか一項に記載の立体視内視鏡システム。
  9. 　前記画像処理装置が、前記３次元画像と前記２次元画像との境界部の輝度を、前記３次元画像および前記２次元画像に対して低く設定する請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の立体視内視鏡システム。
  10. 　前記画像処理装置が、前記３次元画像と前記２次元画像との境界を示す境界表示部を生成する請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の立体視内視鏡システム。
  11. 　前記画像処理装置が、第１の前記撮像部で取得された第１の画像と、第２の前記撮像部で取得され、前記第１の画像とは視差を有する第２の画像とから、前記３次元画像を生成するとともに、前記３次元画像と前記２次元画像との境界部において、前記３次元画像から前記２次元画像に向けて、前記３次元画像を形成する前記第１の画像と前記第２の画像との視差を漸次小さくする請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の立体視内視鏡システム。
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