WO2015156176A1

WO2015156176A1 - 内視鏡システム

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Publication number: WO2015156176A1
Application number: PCT/JP2015/060189
Authority: WO
Inventors: 本田　一樹
Original assignee: オリンパス株式会社
Priority date: 2014-04-08
Filing date: 2015-03-31
Publication date: 2015-10-15
Also published as: CN106068093B; JPWO2015156176A1; US20160374542A1; JP5953443B2; CN106068093A; EP3103378A1

Abstract

　挿入部４と、挿入部４に設けられた撮像部３４と、第１の被検体像を撮像部３４に投影する第１の光学系１２と、第２の被検体像を前記撮像部に投影する第２の光学系１３と、第１の被検体像及び第２の被検体像に基づく画像を生成する画像生成部６０と、第１の被検体像と第２の被検体像との境界の位置を設定する情報を記録する記憶部６４と、境界の位置を設定する情報に基づいて、第１の被検体像と第２の被検体像との境界に対して所定の画像処理を行う画像処理部６１と、を備えた。

Description

内視鏡システム

　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、特許第５０３０６７５号公報には、前方視野画像と側方視野画像とを１つの撮像素子に同時に結像し、広角視野画像を得る内視鏡が開示されている。

　また、特許第４８５６２８６号公報および特許第４８８４５６７号公報には、前方視野領域と側方視野領域を区別して各々の領域において画像処理を行う広角内視鏡について開示されている。

　ここで特許第４８５６２８６号公報においては、視認性向上を目的として前方視野画像（前方視野画像）と側方視野画像（側方視野画像）との各視野のゲイン調整を行う技術について示されている。また、特許第４８８４５６７号公報においては、同じく視認性向上を目的としてシーン毎に各視野の拡大・縮小処理を行う技術について示されている。

　一方、特開２０１３－０６６６４６号公報には、視認性向上を目的として、前方視野画像と側方視野画像との境界部を明確にする画像処理について開示されている。

　上述した特許第５０３０６７５号公報、特許第４８５６２８６号公報、特許第４８８４５６７号公報及び特開２０１３－０６６６４６号公報に示されるように、複数方向の視野から広角画像を生成する内視鏡においては、撮像ユニットを組み立てる際に、対物光学系および撮像素子の枠の加工精度または組み立て時のばらつき等の影響により、対物光学系の光軸と撮像素子の中心軸とに軸ずれが生じる虞がある。

　図１０は、従来の広角内視鏡における挿入部先端部に配設された撮像ユニットの一構成例を示した要部断面図であり、図１１は、当該従来の広角内視鏡における視野領域のずれを説明する図である。

　具体的に、複数方向の視野から広角画像を生成する内視鏡においては、たとえば図１０に示すように、撮像ユニットの組み立て加工精度またはばらつき等の影響により、対物光学系１０１の光軸１０１Ａと撮像素子１０２の中心軸１０２Ａとの間に軸ずれが生じる虞がある。

　そして図１１に示すように、対物光学系の光軸１０１Ａと撮像素子の中心軸１０２Ａとに軸ずれが生じると、画像処理を担うプロセッサにおいて視野領域の境界１０２ａ（前方視野領域と側方視野領域１０１ｂとの境界）が位置すると想定して予め設定された画像処理範囲１０２ｃと実際の視野領域の境界１０１ａとが異なることから、画像処理を行う範囲がずれてしまい精度よく画像処理を行うことができなくなる虞があった。

　すなわち、図１０に示すごとき撮像ユニットにおいては、対物光学系は円筒枠の中にレンズを嵌合してレンズ中心の位置決めを行っている。ここで枠の精度を厳しくしても組立時の加工精度のずれにばらつき等の誤差が重なると、撮像素子の狙った位置に対して像が投影される位置がずれてしまう。

　これにより、例えば前方視野領域と側方視野領域の境界を目立たなくする画像処理等が正確な範囲で行えなくなるという不具合が生じる。

　この不具合は、前方視野領域と側方視野領域とを同時に表示させる内視鏡においては顕著であり、加工精度を細かくして精密な組立を行ったとしても（組立精度が数μｍのレベルであったとしても）、モニタ画面に表示するとずれが非常に目立ってしまう場合があった。

　本発明は上述した事情に鑑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、対物光学系の光軸と撮像素子の中心軸との間に軸ずれが生じた場合でも、精度よく画像処理を行い得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、被検体の内部に挿入される挿入部と、前記挿入部に設けられた撮像部と、前記挿入部に設けられ、前記被検体の第１の領域に関する第１の被検体像を前記撮像部に投影する第１の光学系と、前記挿入部に設けられ、前記第１の領域とは少なくとも一部が異なる前記被検体の第２の領域に関する第２の被検体像を前記撮像部に投影する第２の光学系と、前記撮像部に投影した前記第１の被検体像及び前記第２の被検体像に基づく画像を生成する画像生成部と、前記画像中の前記第１の被検体像と前記第２の被検体像との境界の位置を設定する情報を記録する記憶部と、前記境界の位置を設定する情報に基づいて、前記第１の被検体像と前記第２の被検体像との境界に対して所定の画像処理を行う画像処理部と、を備える。

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。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。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要部断面図である。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。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。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。本発明の第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。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。従来の広角内視鏡における挿入部先端部に配設された撮像ユニットの一構成例を示した要部断面図である。当該従来の広角内視鏡における視野領域のずれを説明する図である。

　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構成を示す要部断面図である。

　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。

　図２に示すように挿入部４の先端部６には、該先端部６の先端面の中央から例えば上方寄りに偏心した位置から円筒形状に突出する円筒状部材としての円筒部１０が形成されている。この円筒部１０は、挿入部４の先端に設けられ、該挿入部４（の外径）よりも細径で挿入方向を臨む先端面及び該挿入部４の周方向を臨む外周側面を有し、以下の前方観察窓１２、側方観察窓１３等が設けられた先端部を形成する。

　この円筒部１０の先端側に光学的観察を行うための前方及び側方を兼ねる対物光学系１１（図３参照）を用いて前方観察部（第１の光学系）としての前方観察窓１２と、側方観察部（第２の光学系）としての側方観察窓１３とが形成され、円筒部１０の基端付近には側方照明部として少なくとも一つの側方照明窓１４が形成されている。

　前方観察窓１２は、挿入部４の長手方向に略平行な前記前方を含む直視方向（第１の方向）つまり被検体の第１の領域から第１の被検体像を取得し、後述の撮像素子３４（撮像部、図３参照）に投影する。

　側方観察窓１３は、円筒形状の側面方向を観察するための、該側面の周方向（挿入部４の周方向）に沿ってその全周を観察視野とするように円環形状に形成されている。

　つまり側方観察窓１３は、挿入部４の長手方向（第１の領域）とは少なくとも一部が異なる方向であって挿入部４の側方向を含む側視方向（第２の方向）つまり被検体の第２の領域から第２の被検体像を取得する。

　そして、側方観察窓１３は、円環形状に対向する任意の方向から入射される被検体からの光（第２の被検体像）を側方の観察視野（単に視野とも言う）内に捉えて側方視野画像として取得するための反射光学系としてのミラーレンズ１５を備え、取得した第２の被検体像をミラーレンズ１５を介して後述の撮像素子３４（撮像部、図３参照）に投影する。

　また、先端部６の先端面には、円筒部１０に隣接して前方観察窓１２の前方視野の観察対象側に照明光を出射する前方照明窓１６と、チャンネル内に挿通された処置具を突出させる開口となるチャンネル先端開口部１７とが設けられている。また、本実施形態においては、円筒部１０の下部側に隣接して支持部１８を先端部６の先端面から突出するように設けている。

　この支持部１８は、先端面から突出される本来の観察対象ではない突出部材が、側方視野内に現れて、側方視野画像として取得されないように光学的に遮蔽する機能を持つと共に、円筒部１０を支持する。

　また、この支持部１８は、該支持部１８の側面にその先端が突出し、側方観察窓１３に向かって開口して、側方観察窓１３を洗浄する側方観察窓用ノズル部２２を支持すると共に、側方視野画像に現れないように遮蔽する。

　図１に戻って、操作部３には、前方観察窓用ノズル部１９と側方観察窓用ノズル部２２とからそれぞれ洗浄用の気体と液体とを選択的に射出させることができるように、送気送液操作ボタン２４ａ、２４ｂが設けてあり、この送気送液操作ボタン２４ａ、２４ｂの操作により送気と送液とを切り替えることができる。

　また、操作部３には、チャンネル先端開口部１７より体腔内の粘液等を、吸引して回収するための吸引操作ボタン２６が配設されている。なお、チャンネルは、挿入部４内に配設された図示しないチューブ等によって形成され、操作部３の前端付近に設けた処置具挿入口２７と連通している。

　術者は、処置具による処置を行おうとする場合には、この処置具挿入口２７から処置具を挿入し、その先端側をチャンネル先端開口部１７から突出させることにより、処置具による治療のための処置を行うことができる。

　又、ユニバーサルコード５の末端にはコネクタ２９が設けられ、このコネクタ２９は内視鏡の光源装置３１に接続される。コネクタ２９の先端から突出する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）とは光源装置３１に着脱自在で接続され、又、側面に設けた電気接点部には接続ケーブル３３の一端が接続される。

　また、接続ケーブル３３の他端のコネクタは、内視鏡２に搭載された撮像素子３４（撮像部、図３参照）に対する信号処理を行う信号処理装置としてのビデオプロセッサ３２に電気的に接続される。

　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情報を記憶した記憶部であるＩＣチップ６４が配設されている（詳しくは後述する）。

　ビデオプロセッサ３２は、内視鏡２の先端部６に搭載した撮像素子３４（撮像部、図３参照）を駆動する駆動信号を供給し、この駆動信号の供給により撮像素子３４から出力される撮像信号（画像信号）に対して信号処理を行い、映像信号を生成する。

　このビデオプロセッサ３２により生成された映像信号は、表示装置としてのモニタ３５に出力され、モニタ３５の表示面には撮像素子３４で撮像した画像が内視鏡画像として表示される。光源装置３１、ビデオプロセッサ３２、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３６と共に、架台３７に配置されている。

　光源装置３１で発生した照明光は、ユニバーサルコード５から操作部３及び挿入部４内を通したライトガイドによりその先端面側に導光（伝送）される。挿入部４内を通したライトガイドの先端面は、先端部６から突出する円筒部１０の側方照明窓１４と、前方照明窓１６及び（支持部１８に設けた）前方照明窓２１に配置され、導光した光を出射する。

　なお、上記ライトガイドの先端側は、例えば挿入部４内で分岐し、一方は側方照明窓１４内のライトガイド４４となり、他方は前方照明窓１６、２１内の図示しないライトガイドとなる。

　そして、側方照明窓１４と、前方照明窓１６，２１とから、側方視野側となる側面方向と、前方視野側となる挿入部６の挿入方向（長手方向とも言う）の先端側とにそれぞれ拡開して照明光を出射し、体腔内における観察対象側を照明する。

　尚、前方照明窓１６，２１、側方照明窓１４に配置される照明光出射部分はライトガイドに代えて発光ダイオード（ＬＥＤ）のような発光素子であってもよい。

　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構成を示す要部断面図であり、前方及び側方を兼ねる対物光学系１１及び側方照明窓１４周辺部の構成を示す。

　先端部６から突出する円筒部１０の中心軸に沿った撮像中心Ｏと一致する光軸上に、それぞれ回転対称形状をした前レンズ４１、ミラーレンズ１５及び後レンズ群４３を配置して撮像素子３４に結像する対物光学系１１が形成されている。なお、撮像素子３４の前面にはカバーガラス３４ａが設けられている。前レンズ４１、ミラーレンズ１５、および後レンズ群４３は円筒部１０内のレンズ枠に固定されている。

　対物光学系１１を構成し、円形の前方観察窓１２に設けられた前レンズ４１は、挿入部４の挿入方向に沿ったその先端側を観察視野とする広角の前方視野を形成する。

　この前レンズ４１の直後に配置された反射光学系としてのミラーレンズ１５は、図３に示すように側面方向から入射される光を接合面と前面とで２回反射して、後レンズ群４３側に導光する２つのレンズを接合したもので構成されている。

　なお、このミラーレンズ１５における前レンズ４１に対向するレンズ部分は、前レンズ４１からの光を屈折して、後レンズ群４３側に導光する機能も兼ねる。

　そして、側方観察窓１３に設けられたミラーレンズ１５により、この側方観察窓１３は、挿入部長軸方向に対して側方方向の光軸を略中心とした所定の視野角度を有しつつ、挿入部周方向における全周をカバーする略円環状の観察視野を形成する。

　なお、図３では、前方観察窓１２（第１の光学系）を形成する前レンズ４１に、その視野内の被検体側から入射される光線と、側方観察窓１３を形成するミラーレンズ１５（第２の光学系）に、その視野内の被検体側から入射される光線の概略の経路を示している。

前レンズ４１から入射される被検体側の光線と、ミラーレンズ１５から入射される被検体側からの光線とは、撮像素子３４に投影される。

　そして、撮像素子３４の撮像面には、その中央側に前方観察窓１２の前レンズ４１による挿入方向に向いて設けられた前方視野内の被検体の像つまり第１の被検体像が円形に結像され、前方視野画像として取得される。また、この撮像面には、前方視野画像の外周側に側方観察窓１３に臨むミラーレンズ１５により側方視野内の被検体の像つまり第２の被検体像が例えば円環等の環形状に結像され、前方視野画像に隣接するように側方視野画像として取得されることになる。

　つまり、撮像素子３４の撮像面は、前レンズ４１から投影される第１の被検体像と第２の光学系から投影される第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。撮像素子３４はビデオプロセッサ３２中に設けられた、内視鏡画像を生成する後述の画像生成部６０に対して電気的に接続されている。

　但し、本実施形態においては、円環形状の側方視野内に入射される被検体側からの光をメカニカルに遮蔽する遮蔽部１８ａが支持部１８により形成される。また、本実施形態においては、側方照明窓１４側から側面方向に出射される側方照明光を、支持部１８側に出射しない構成にしている。

尚、本実施形態ではミラーレンズ１５で戻り光を２回反射させる２回反射光学系を用いているが、戻り光を１回反射光学系により１回反射させて側方視野内の被検体の像を形成し、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。

　円筒部１０における側方観察窓１３に隣接する基端付近の外周面における複数箇所に側方照明窓１４が設けられている。本実施形態においては、周方向における左右両側の２箇所に側方照明窓１４が設けられており、支持部１８が設けられた下部側を除く周方向の全域に側方照明光を出射する。

　図３に示すように先端部６の長手方向に沿って配置された光出射部材としてのライトガイド４４の先端側は、先端部６の先端面から突出している円筒部１０を構成する円筒部材１０ａの基端付近まで延出される。

　そして、円筒部１０の基端付近（後レンズ群４３の外周側）で、その側面近くにライトガイド４４の先端面が配置され、このライトガイド４４の先端面が導光した光を出射する出射端面となり、先端方向に光を出射する。本実施例においてはこの出射端面は円形であるが、円形に限らず、楕円形や多角形を含む異形形状であってもよい。

　この出射端面が臨む位置には、その位置を中心として円筒部１０の円筒形状の側面外周に沿って帯状に長く延び、光を導光する溝部としての導光溝４５を形成する凹部４５ａが設けられている。凹部４５ａ内に、出射端面に対面するように形成される照明反射部としての反射部材４６を配置して、この反射部材４６の内面に、光を反射する反射部４６ａを設けた導光溝４５が形成される。

　（反射部材４６により形成される）導光溝４５の内面の反射部４６ａは、図３に示す縦断面においては略半球形状の凹面となっている。また、この反射部４６ａは、その半球形状の凹面が円筒部１０の円周方向に沿って、ライトガイド４４の出射端面よりも長く形成されている。

　そして、この反射部４６ａは、出射端面から先端部６の先端側に向けて出射される光を、この反射部４６ａにより反射して側面方向に光の進行方向を変えると共に、円周方向に沿った広範囲の側面方向に導光して側方照明窓１４から出射し、側方観察窓１３の観察視野側（観察対象側）を照明する。従って、この導光溝４５から側面方向に出射される光が側方照明光となる。

　なお、反射部４６ａは、アルミニウム、クロム、ニッケルクロム、銀、金などの高い反射率を有する金属薄膜を反射部材４６の内面に設けて形成することができる。

　このように本実施形態においては、円筒部１０の側面外周に沿って反射部４６ａが設けられた導光溝４５が長く形成されるように、凹部４５ａ内に反射部材４６を配置している。また、反射部材４６（又は導光溝４５）における周方向の中央位置付近に光出射部材としてのライトガイド４４の出射端面が位置するように配置している。

　ライトガイド４４の出射端面から出射された光を、該出射端面の周囲に反射面を形成するように配置された反射部４６ａで反射して、導光溝４５が設けられた側方照明窓１４から側方に照明光を広範囲に出射する。

　この内視鏡２を用いて、撮像素子３４により撮像した被検体画像を、内視鏡画像としてモニタ３５の表示面３５ａに表示した場合の表示例を図４に示す。

　ここで、図４における表示領域５１は、撮像素子３４の撮像面の表示領域に対応する。この表示領域５１における中央の円形領域が前方観察窓１２による前方視野画像の表示領域５２となり、この表示領域５２の外側の環状領域が側方観察窓１３による側方視野画像の表示領域５３となる。

　また、支持部１８に形成された遮蔽部１８ａにより側方視野の下部側の一部を遮蔽した領域が側方視野画像における黒領域５４となる。すなわち、この黒領域５４は、画像が表示されない非出画領域となる。

　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５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。

　本第１の実施形態の内視鏡システム１においては、内視鏡２における例えば前記コネクタ２９に記憶部であるＩＣチップ６４が配設されている。この記憶部であるＩＣチップ６４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における境界部の位置情報を記憶するようになっている。

　具体的に前記境界部の位置情報とは、内視鏡２の組み立てを行った後、例えば出荷前の検査時において一旦内視鏡画像を表示させた結果検出された状態に基づき、内視鏡２の動作前に予め内視鏡ごとに設定された「所定の基準点と前方視野中心とのずれ量（ΔＸ，ΔＹ）」である。

　一方、ビデオプロセッサ３２は、撮像素子（ＣＣＤ）３４からの撮像信号を入力し、内視鏡画像を生成する画像生成部６０と、生成された内視鏡画像に所定の画像処理を施す画像処理部６１と、当該ビデオプロセッサ３２における画像処理の基準点ＣＰの座標（Ｘ０，Ｙ０）を記憶するメモリ６３と、前記コネクタ２９における記憶部である前記ＩＣチップ６４から取得した当該内視鏡２における境界部の位置情報と前記メモリ６３に記憶された前記基準点情報とに基づいて所定の補正基準点を設定する、位置検出部としての機能を有する補正量設定部６２と、を備える。

　なお、図５中、各ブロックを結ぶ実線の矢印は画像信号の流れを示し、破線の矢印は所定のパラメータの流れを示す。

　次に、本第１の実施形態における画像処理部６１および補正量設定部６２による処理について図５および図６を用いて説明する。

　図６は、第１の実施形態の内視鏡システム１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。

　なお、前記黒領域５４（図４参照）は上述したように画像が表示されない非出画領域であるが、図６を始め、以下当該黒領域５４は図面上では省略して説明するものとする。

　まず、内視鏡２の組み立てを行った後、出荷前の検査時において内視鏡２に接続したビデオプロセッサ３２を用いて撮像素子３４からの撮像信号に基づく内視鏡画像を生成し、内視鏡システム１に一旦内視鏡画像を出力させて前方視野画像と側方視野画像とを表示させる。

　続いて、前記補正量設定部６２は、前記メモリ６３に格納された当該ビデオプロセッサ３２において設定する、内視鏡２の撮像素子３４の撮像領域内に設定する部分である第１の位置として「画像処理の基準点ＣＰの座標（Ｘ０，Ｙ０）」を読み込む。

　ビデオプロセッサ３２内、例えばメモリ６３には、予め、後述の画像処理を行う画像処理領域として、例えば画像処理の基準点ＣＰの座標（Ｘ０，Ｙ０）を中心とした枠状の指定範囲である環状領域Ｃに画像処理を行う旨の情報が格納されている。この環状領域Ｃは、後述の前方視野領域と側方視野領域との境界部を画像処理するために適切とされる幅を有する。

　この後補正量設定部６２は、位置検出部として、内視鏡画像から第２の位置として前記撮像部の撮像領域内に前記第１の被検体像が結像する位置である当該内視鏡２における「所定の基準点と前方視野中心との相対的なずれ量（ΔＸ，ΔＹ）」を検出する。

　この結果に基づき、位置検出部としての機能を有する補正量設定部６２は、相対位置関係の情報である、前方視野領域と側方視野領域との境界部の位置を設定するための、所定の基準点と前方視野中心との相対的なずれ量（ΔＸ，ΔＹ）に関する情報、またはこの（ΔＸ，ΔＹ）に基づいて求めた前方視野領域と側方視野領域との境界部の位置に関する情報を検出し、検出した結果に関する位置関係検出信号を生成し、記憶部である前記ＩＣチップ６４に、送信して記憶させる。

　以降、別途当該内視鏡２の使用時には、まず補正量設定部６２は記憶部であるＩＣチップ６４に記憶させた所定の基準点と前方視野中心との相対的なずれ量（ΔＸ，ΔＹ）に関する情報、または（ΔＸ，ΔＹ）に基づく前方視野領域と側方視野領域との境界部の位置に関する情報を読み込む。

　その後補正量設定部６２は、これら基準点ＣＰの座標（Ｘ０，Ｙ０）と、読み込んだ「所定の基準点と前方視野中心との相対的なずれ量（ΔＸ，ΔＹ）」とに基づいて補正基準点ＣＰ’（Ｘ０＋ΔＸ，Ｙ０＋ΔＹ）を設定する。

　そして画像処理部６１は、前記補正量設定部６２において設定された前記補正基準点ＣＰ’（Ｘ０＋ΔＸ，Ｙ０＋ΔＹ）に基づいて、例えば前述の画像処理の基準点ＣＰの座標（Ｘ０，Ｙ０）を中心とした画像処理を行う所定の環状領域を、ＣＰ’の座標（Ｘ０＋ΔＸ，Ｙ０＋ΔＹ）を中心とした環状領域とするように移動させる等の処理を行う。

　その後、前方視野領域と側方視野領域との境界部）を、本出願人によって公開された特開２０１３－０６６６４６号公報における公知の手法を用いて明瞭化画像処理を施し、前記補正基準点ＣＰ’（Ｘ０＋ΔＸ，Ｙ０＋ΔＹ）に基づいてそれぞれの領域（前方視野領域および側方視野領域）において、特開２０１３－０６６６４６号公報における方法等を用いて、第１の被写体被検体像および第２の被検体像の各一部を引き伸ばして第１の被検体像と第２の被検体像との境界に生じる枠状のエッジを埋めて低減する処理等の所定の画像処理を行う。

　以上説明したように、本第１の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、撮像ユニットを組み立てる際に対物光学系および撮像素子の枠の加工精度または組み立て時のばらつき等の影響により、対物光学系の光軸と撮像素子の中心軸とに軸ずれが生じた場合でも、精度よく画像処理を行い得る内視鏡システムを提供することができる。

　尚、一旦内視鏡画像を出力させ、前記補正量設定部６２がメモリ６３に格納された（Ｘ０，Ｙ０）を読み込むとともに内視鏡画像から（ΔＸ，ΔＹ）を検出し、記憶部であるＩＣチップ６４に（ΔＸ，ΔＹ）を記憶させる一連の動作は、内視鏡２の出荷前の検査時のみに行う例に限定されるとは限らない。

　他の方法として、内視鏡システム１に電源を投入して内視鏡画像を出力させるたびに、初めに出力される内視鏡画像から補正量設定部６２が（ΔＸ，ΔＹ）を設定してＩＣチップ６４に対して（ΔＸ，ΔＹ）を記憶させる構成であってもよい。

（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ビデオプロセッサ３２内での補正処理および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。

　図７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。

　本第２の実施形態におけるビデオプロセッサ３２は、撮像素子（ＣＣＤ）３４からの撮像信号を入力し、撮像素子（ＣＣＤ）３４からの撮像信号を入力し、内視鏡画像を生成する画像生成部６０と、生成された内視鏡画像に所定の画像処理を施す画像処理部６１と、当該ビデオプロセッサ３２における画像処理の基準点ＣＰの座標（Ｘ０，Ｙ０）を記憶するメモリ６３と、内視鏡画像上における、いわゆる黒つぶれしている画素を検出するとともに当該黒つぶれ画素の位置情報に基づいて「所定の基準点と前方視野中心とのずれ量（ΔＸ，ΔＹ）」を算出する演算装置６２ａと、当該ずれ量（ΔＸ，ΔＹ）と前記メモリ６３に記憶された前記基準点ＣＰの座標（Ｘ０，Ｙ０）とに基づいて所定の補正基準点を設定する、位置検出部としての機能を有する補正量設定部６２と、を備える。

　次に、本第２の実施形態における画像処理部６１および補正量設定部６２（演算装置６２ａ含む）による処理について図７および図８を用いて説明する。

　図８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。

　なお、ここで視野領域の境界（図１１に示す符号１０１ａ）は、光学的または電気的に黒つぶれしている。

　まず、内視鏡システム１の使用にあたり、内視鏡２に接続したビデオプロセッサ３２を用いて内視鏡システム１に一旦内視鏡画像を出力させ、前方視野と側方視野とを表示させる。

　ビデオプロセッサ３２内、例えばメモリ６３には、予め、後述の画像処理を行う画像処理領域として、例えば画像処理の基準点ＣＰの座標（Ｘ０，Ｙ０）を中心とした枠状の指定範囲である環状領域に画像処理を行う旨の情報が格納されている。この環状領域は、後述の前方視野領域と側方視野領域との境界部を画像処理するために適切とされる幅を有する。

　この後補正量設定部６２は、内視鏡システム１に電源を投入し内視鏡画像を出力させて初めに出力される内視鏡画像から補正量設定部６２内の前記演算装置６２ａにおいて、「所定の基準点と前方視野中心とのずれ量（ΔＸ，ΔＹ）」を算出する。

　すなわち、具体的に演算装置６２ａは、前記基準点ＣＰからＸ軸、Ｙ軸上に黒つぶれしている画素までの画素数Ｒｕ，Ｒｄ，Ｒｒ，Ｒｌ（図８参照）を算出し、その値から前記基準点と前記視野中心とのずれ量（ΔＸ，ΔＹ）を例えば、以下の計算式により算出する。

　ΔＸ＝｜（Ｒｒ－Ｒｌ）／２｜
　ΔＹ＝｜（Ｒｕ－Ｒｄ）／２｜
　その後補正量設定部６２は、第１の実施形態と同様に、前記基準点ＣＰの座標（Ｘ０，Ｙ０）と、前記「所定の基準点と前方視野中心とのずれ量（ΔＸ，ΔＹ）」とに基づいて補正基準点ＣＰ’（Ｘ０＋ΔＸ，Ｙ０＋ΔＹ）を設定する。

　この結果に基づき、位置検出部としての機能を有する補正量設定部６２は、相対位置関係の情報である、前方視野領域と側方視野領域との境界部の位置を設定するための上記補正基準点ＣＰ’（Ｘ０＋ΔＸ，Ｙ０＋ΔＹ）の情報、または補正基準点ＣＰ’に基づく前方視野領域と側方視野領域との境界部の位置に関する情報を検出し、検出した結果に関する位置関係検出信号を生成し、記憶部である前記メモリ６３に、記憶させる。

　以降、当該内視鏡２の使用時には、まず補正量設定部６２は記憶部であるメモリ６３に記憶させた前方視野領域と側方視野領域との境界部の位置を設定するための上記補正基準点ＣＰ’（Ｘ０＋ΔＸ，Ｙ０＋ΔＹ）の情報、または補正基準点ＣＰ’に基づく前方視野領域と側方視野領域との境界部の位置に関する情報を読み込む。

　そして画像処理部６１は、前記補正量設定部６２において設定された前記補正基準点ＣＰ’（Ｘ０＋ΔＸ，Ｙ０＋ΔＹ）に基づいて、例えば図９のように前述の画像処理の基準点ＣＰの座標（Ｘ０，Ｙ０）を中心とした画像処理を行う所定の環状領域を、ＣＰ’　の座標（Ｘ０＋ΔＸ，Ｙ０＋ΔＹ）を中心とした環状領域とするように移動させる等の処理を行う。

　そして画像処理部６１は、以降当該内視鏡２を使用している間においては、第１の実施形態と同様に、前記補正量設定部６２において設定されて記憶部である前記メモリ６３に記憶させた前記補正基準点ＣＰ’（Ｘ０＋ΔＸ，Ｙ０＋ΔＹ）に関する情報に基づいて境界部（前方視野領域と側方視野領域との境界部）を、本出願人によって公開された特開２０１３－０６６６４６号公報における公知の手法を用いて明瞭化画像処理を施す。

　さらに前記画像処理部６１は、前記補正基準点ＣＰ’（Ｘ０＋ΔＸ，Ｙ０＋ΔＹ）に基づいてそれぞれの領域（前方視野領域および側方視野領域）において、特開２０１３－０６６６４６号公報における方法等を用いて、第１の被写体被検体像および第２の被検体像の各一部を引き伸ばして第１の被検体像と第２の被検体像との境界に生じる枠状のエッジを埋めて低減する処理等の所定の画像処理を行う。

　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、撮像ユニットを組み立てる際に対物光学系および撮像素子の枠の加工精度または組み立て時のばらつき等の影響により、対物光学系の光軸と撮像素子の中心軸とに軸ずれが生じた場合でも、精度よく画像処理を行い得る内視鏡システムを提供することができる。

　さらに本第２の実施形態においては、組み立て時に予め境界部の位置情報を設定しておくことなく補正基準点ＣＰ’を求めることができるので、第１の実施形態に比して内視鏡の撮像ユニットの組み立て時における前記位置情報の設定が不要となり、組み立て工数を削減することができる。

　なお、第１の実施形態においては、内視鏡２がビデオプロセッサ３２に接続されて内視鏡画像を表示させたとき補正量設定部６２が一旦ＩＣチップ６４から所定の情報（「所定の基準点と前方視野中心とのずれ量（ΔＸ，ΔＹ）」の情報）を取得した際、当該情報をたとえばメモリ６３等に記憶しておくことで、各内視鏡２のＩＣチップ６４に記憶された内視鏡の固有情報を参照して別途内視鏡システム１の使用時に同じ内視鏡２がビデオプロセッサ３２に接続されたと判断された場合には、再度当該ずれ量（ΔＸ，ΔＹ）を読み込むことなく以前に設定した補正基準点ＣＰ’（Ｘ０＋ΔＸ，Ｙ０＋ΔＹ）を設定するようにしても良い。

　さらに、第２の実施形態においても、演算装置６２ａにおいて一旦ずれ量（ΔＸ，ΔＹ）を演算した場合も、上記同様に、当該ずれ量（ΔＸ，ΔＹ）をメモリ６３等に記憶することで、別途内視鏡システム１の使用時に同じ内視鏡２がビデオプロセッサ３２に接続されたと判断された際は、再度当該ずれ量（ΔＸ，ΔＹ）を読み込むことなく以前に設定した補正基準点ＣＰ’（Ｘ０＋ΔＸ，Ｙ０＋ΔＹ）を設定するようにしても良い。

　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。

　例えば、ビデオプロセッサ３２内、例えばメモリ６３に、予め、例えば画像処理の基準点ＣＰの座標（Ｘ０，Ｙ０）を中心とした所定の環状領域に画像処理を行う旨の情報を格納しておかなくとも、前方視野領域と側方視野領域との境界部の位置を検出し、前方視野領域と側方視野領域との境界からそのまま所定の幅の領域を画像処理領域と指定し、所定の画像処理を行うようにしてもよい。

　更に、そのような実施形態では、上記の方法で指定した前方視野領域と側方視野領域との境界から算出して指定した画像処理領域の位置に関する情報を座標に変換する等の方法で例えばメモリ６３に記憶するようにしてもよい。

　当該画像処理領域の位置に関する情報をたとえばメモリ６３等に記憶しておくことで、各内視鏡２のＩＣチップ６４に一般的に記憶されている内視鏡の固有情報を参照して別途内視鏡システム１の使用時に同じ内視鏡２がビデオプロセッサ３２に接続されたと判断された場合には、再度以前に設定した画像処理領域の位置に関する情報を再び設定するようにしてもよい。

　また、更に他の実施形態として、第１の実施形態及び第２の実施形態において、前方視野画像の中心が画像処理の基準点であったＣＰの座標（Ｘ０，Ｙ０）に近づくように、上述した所定の画像処理を行った前方視野画像と側方視野画像とを含む内視鏡画像全体の位置をさらに移動させてもよい。

　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、対物光学系の光軸と撮像素子の中心軸との間に軸ずれが生じた場合でも、精度よく画像処理を行い得る内視鏡システムを提供することができる。

　本出願は、２０１４年４月８日に日本国に出願された特願２０１４－０７９７６６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

　被検体の内部に挿入される挿入部と、
　前記挿入部に設けられた撮像部と、
　前記挿入部に設けられ、前記被検体の第１の領域に関する第１の被検体像を前記撮像部に投影する第１の光学系と、
　前記挿入部に設けられ、前記第１の領域とは少なくとも一部が異なる前記被検体の第２の領域に関する第２の被検体像を前記撮像部に投影する第２の光学系と、
　前記撮像部に投影した前記第１の被検体像及び前記第２の被検体像に基づく画像を生成する画像生成部と、
　前記画像中の前記第１の被検体像と前記第２の被検体像との境界の位置を設定する情報を記録する記憶部と、
　前記境界の位置を設定する情報に基づいて、前記第１の被検体像と前記第２の被検体像との境界に対して所定の画像処理を行う画像処理部と、
を備えたことを特徴とする内視鏡システム。
　前記撮像部の撮像領域内に設定した部分である第１の位置に対する前記第１の被検体像が結像する位置である第２の位置の相対位置関係を検出し、検出した結果に関する位置関係検出信号を生成して前記記憶部に送る位置検出部を有し、
　前記画像処理部は、前記位置関係検出信号に基づき、前記第１の被検体像と前記第２の被検体像との境界部分を含む領域に対して前記画像処理を行う範囲を決定し、前記画像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。
　前記画像処理部において画像処理される画像処理領域は撮像領域内に定められており、前記画像処理部は、前記記憶部に記録された前記画像中の前記第１の被検体像と前記第２の被検体像との境界の位置に関する情報に基づき前記画像処理領域を移動させることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡システム。
　前記画像処理領域として枠状の指定範囲を定めることを特徴とする請求項３に記載の内視鏡システム。
　前記画像処理部は、前記画像処理領域を移動させて画像処理を行った内視鏡画像全体の位置をさらに移動することを特徴とする請求項３に記載の内視鏡システム。
　前記画像処理部は、前記第１の被検体像と前記第２の被検体像との境界に生じる枠状のエッジを低減する画像処理を施すことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡システム。
　前記画像処理部による前記エッジを低減する前記画像処理は、前記第１の被検体像および前記第２の被検体像の各一部を引き伸ばして前記エッジを埋める処理であることを特徴とする請求項６に記載の内視鏡システム。
　前記位置検出部は、前記第１の位置の座標から、垂直及び水平方向に前記第１の被検体像と前記第２の被検体像との境界までの画素数を読み取り、前記第２の位置を検出することを特徴とする請求項２に記載の内視鏡システム。
　前記第１の位置の座標から水平方向に、前記第１の被検体像と前記第２の被検体像との境界までの画素数をＲｒおよびＲｌとし、前記第１の位置の座標から垂直方向に、前記第１の被検体像と前記第２の被検体像との境界までの画素数をＲｕおよびＲｄとしたとき、
　前記位置検出部は、前記第１の位置の座標と前記第２の位置の水平方向のずれ量をΔＸ、前記第１の位置の座標と前記第２の位置の垂直方向のずれ量をΔＹとすると、
　ΔＸ＝｜（Ｒｒ－Ｒｌ）／２｜
　ΔＹ＝｜（Ｒｕ－Ｒｄ）／２｜として算出することを特徴とする請求項８に記載の内視鏡システム。
　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前記挿入部の前方を含む前記第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前記挿入部の側方を含む前記第２の領域の被検体像であり、
　前記第１の光学系は、前記第１の領域の被検体像を取得する前方観察窓を含み、
　前記第２の光学系は、前記第２の領域の被検体像を取得する側方観察窓を含む
　ことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡システム。
　前記第１の光学系は、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の光学系は、前記第１の光学系の周方向を囲むように配置され、
　前記撮像部は、前記第１の光学系から投影される前記第１の被検体像と前記第２の光学系から投影される前記第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。
　前記画像生成部は、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形状となっている画像を生成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。