(57)【要約】【課題】立体内視鏡装置において、左右目用の撮像系での画像において、微妙に照明方向が異なるため、陰影の出方が異なってしまい、融像が困難になる場合があった。【解決手段】被検体の内部を照射する照明光の光源と、該照明光を照射する照明出射口と、該照明光で照射された被検体の内部を撮像する２以上の撮像系とを備える立体内視鏡を有する内視鏡システムにおいて、該撮像系のそれぞれにより撮像された像の輝度分布の差を減少させるように、該照明光の照度分布を変更する照度分布変更手段をさらに備える、内視鏡システム。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体の内部を照射する照明光の光源と、
該照明光を照射する照明出射口と、
該照明光で照射された被検体の内部を撮像する２以上の撮像系と
を備える立体内視鏡と、
該撮像系のそれぞれで撮像された画像を融像する融像処理部と、
融像された画像を表示する表示部とを有する内視鏡システムにおいて、
該２以上の撮像系で撮像された２以上の像の輝度分布の差を減少させるように被検体の内部を照射する照度分布を変更する照度分布変更手段をさらに含む、内視鏡システム。
【請求項２】
さらに、前記２以上の撮像系により撮像された画像間の輝度の平均値の差を撮像エリアごとに求め、輝度の差が所定の値以上の場合にその撮像エリアの輝度の差が大きいと判定する判定手段を含み、
前記照度分布変更手段は、該輝度の差が大きいと判定された撮像エリアについて、輝度が大きい方の像における該撮像エリアの輝度を減少させるように、該照明光の照度分布を変更する、請求項１に記載の内視鏡システム。
【請求項３】
さらに、前記撮像系により撮像された画像の輝度の平均値を撮像エリアごとに求め、輝度の平均値が所定の値以上の場合にその撮像エリアの輝度が大きいと判定する判定手段を含み、
前記照度分布変更手段は、該輝度が大きいと判定された撮像エリアの輝度を減少させるように、該照明光の照度分布を変更する、請求項１に記載の内視鏡システム。
【請求項４】
前記照度分布変更手段は、照明出射口および撮像系から対象物における撮像エリアに対応する範囲への距離ごとの、その撮像エリアの輝度を減少するために照明強度を変更する照明出射口の領域を、記憶していて、画像間の輝度分布の差をもとに、該輝度を減少させる撮像エリアの輝度を減少するための照明強度を変更する照明出射口の領域と、その領域における変更後の出射光の強度を、計算する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の内視鏡システム。
【請求項５】
さらに、照度分布を変更した後の画像全体の輝度の平均値が所定の値以下の場合に、前記照明光の前記変更された照度分布は変更せずに、照明光の強度を上げる照明光強度変更手段を備える、請求項１〜４のいずれか１項に記載の内視鏡システム。
【請求項６】
前記照度分布変更手段はさらに、観察対象の凹凸に陰影を生じさせるように、前記照明光の照度分布を変更する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の内視鏡システム。
【請求項７】
前記照明出射口から出射する照明光の一部を遮蔽するための遮蔽壁をさらに備える、請求項１〜６のいずれか１項に記載の内視鏡システム。
【請求項８】
前記照度分布変更手段は、前記照明出射口の一部から出射する前記照明光の光量を変更することにより、前記照明光の照度分布を変更する、請求項１〜７のいずれか１項に記載の内視鏡システム。
【請求項９】
前記照明出射口は液晶パネルであり、前記照度分布変更手段は一部のパネルの透過率を変更する、請求項８に記載の内視鏡システム。
【請求項１０】
前記照度分布変更手段は、絞り機構により前記照明出射口から出射する照明光の一部を遮蔽する、請求項８に記載の内視鏡システム。
【請求項１１】
前記光源は発光ダイオードを含み、前記照度分布変更手段は光源からの光の強度を調節する、請求項８に記載の内視鏡システム。
【請求項１２】
被検体の内部を照射し、
該照明光で照射された被検体の内部を２以上の撮像系で撮像する、内視鏡による撮像方法において、
該２以上の撮像系で撮像された２以上の像の輝度分布の差を減少させるように、被検体の内部を照射する照度分布を変更する、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内視鏡システム、特に撮像する際の照明光を供給する制御部分に特徴のある内視鏡システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
内視鏡は、生体の内部や狭い空間の隙間などを観察する手段として広く用いられている。このような内視鏡による観察対象は一般に暗い環境下にあるため、内視鏡システムは、通常、観察対象を照射するための照明光の光源を備えている。この照明光による照射にムラがあると、観察をしづらい部分が生じるため、従来の内視鏡装置では、照明光が観察対象に均等に照射されるように調節されていた。しかし、内視鏡による観察対象には細かな凹凸や表面状態が異なる部位などがある場合も多く、またそのような部位の観察が内視鏡による観察においては重要である場合も多い。そのため、特許文献１では、一対の照射手段から照射される一対の照明光の照度分布に偏り等を発生させて観察領域に陰影を生じさせて、変異部の診断を容易にする方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４７１４５２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、複数の撮像系から構成される立体内視鏡装置においては、各々の撮像系で微妙に照明方向および撮像方向が異なる。さらに、臓器などの平面状ではない対象を内視鏡で観察する場合、観察対象の凹凸によって、反射光に指向性が生じる。そのため、撮像系において受光する反射光の強さは、照明出射口、観察対象の各部位、および撮像系の間の位置関係や、観察対象の部位の傾き等によって異なることになる。その結果、各々の撮像系で撮影した画像において、撮像された観察対象の各部位の輝度に差が生じてしまい、融像が困難になる場合があった。
【０００５】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、各々の撮像系で撮影した画像において、異なる位置から観察対象を照射し、異なる位置で撮像した場合の、画像間の、反射光の指向性による各部位の輝度の差を少なくするような照明方法を行うことで、融像を容易にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、被検体の内部を照射する照明光の光源と、該照明光を照射する照明出射口と、該照明光で照射された被検体の内部を撮像する２以上の撮像系とを備える立体内視鏡を有する内視鏡システムにおいて、該撮像系のそれぞれにより撮像された像の輝度分布の差を減少させるように、該照明光の照度分布を変更する照度分布変更手段をさらに備える、内視鏡システムである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、被写体を照明する照度分布（照明方向を含む）を調整することによって、それぞれの撮像系の撮像位置から観察した際の反射光による観察位置の輝度の差が少なくなり、内視鏡での融像、すなわち立体視が容易になる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施形態の機能ブロック図。
【図２】各々の撮像系で撮影された画像の一例。
【図３】本発明の実施形態での観察対象物の一例。
【図４】実発明の実施形態における、補正照度分布で照射する際の非照射領域。
【図５】本発明の実施形態での補正照度分布で照射した場合の、各々の撮像系で撮影した画像。
【図６】本発明の実施形態での補正照度分布で照射した場合の、各々の撮像系で撮影した画像。
【図７】実施例１における立体内視鏡先端部。
【図８】実施例１における、観察対象物の一例。
【図９】実施例１における、本発明の方法を適用する前の、各々の撮像系で撮影した画像。
【図１０】実施例１における、補正照度分布で照射する際の非照射領域。
【図１１】実施例１における、本発明の方法を適用した場合に、各々の撮像系で撮影した画像。
【図１２】実施例１における光源装置の概要図。
【図１３】実施例２における、本発明の方法を適用する前の、各々の撮像系で撮影した画像。
【図１４】実施例２における、観察対象物の一例。
【図１５】実施例２における、補正照度分布で照射する際の非照射領域。
【図１６】実施例２における、本発明の方法を適用した場合に、各々の撮像系で撮影した画像。
【図１７】実施例３における、本発明の方法を適用する前の、各々の撮像系で撮影した画像。
【図１８】実施例３における、補正照度分布で照射する際の非照射領域。
【図１９】実施例３における、本発明の方法を適用した場合に、各々の撮像系で撮影した画像。
【図２０】実施例４における内視鏡先端部の構造図。
【図２１】実施例４における、本発明の方法を適用する前の、各々の撮像系で撮影した画像。
【図２２】実施例４における、補正照度分布で照射する際の非照射領域。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の好ましい形態について、添付図面を参照して詳説する。ただし、本発明の範囲は図示例に限定されるものではない。
【００１０】
図１は、本実施形態の機能ブロック図を示している。本実施形態に係る内視鏡システムは、被検体の内部に挿入する内視鏡の先端に、立体内視鏡の右目用撮像系１０１Ｒおよび左目用撮像系１０１Ｌを有し、さらに、メモリ１１、映像処理部１２、ならびに光源１３を有する。光現１３は一定の範囲を照射するように光を出射することが可能であり、また、後述する構成により、照射する範囲内でエリアごとに照度を変更することができる。ここでは、右目用と左目用の２つの撮像系からなるシステムについて説明するが、撮像系の数はこれに限定されることはなく、本発明の内視鏡システムは２以上の撮像系を有していればよい。
また、本発明の内視鏡システムは、各撮像系で撮像した画像を融像するための融像処理部、および融像された画像を表示するための表示部（いずれも不図示）を有していてもよい。
【００１１】
かかる構成により、撮像系１０１Ｒおよび１０１Ｌで取り込まれた画像は、一旦メモリ１１に保持される。映像処理部１２はメモリ１１に保持された画像から撮像領域の輝度分布を計算し、その情報をもとに補正照度分布を光源１３に伝える。光源１３では、その情報をもとに補正された照度分布で観察対象を照射する。
【００１２】
図２は、図３のような、観察領域の中央に向けて左右から窪んだ形状を、観察対象の図中ｚ方向に配置した各々の撮像系１０１Ｒ、１０１Ｌで撮影したときに、それぞれメモリ１１に保存される画像１０２Ｒ、１０２Ｌの一例である。この時、光源１３は、撮像系１０１Ｒ、１０１Ｌと同様に、観察対象からみて図中ｚ方向に配置されている。つまり、照射方向は、観察方向と同じ方向になっている。観察部位のうち、照射光の入射角に対して反射角にあたる方向に撮像系が位置するような領域では、撮像系が反射光を直接受光してしまうため、撮像した画像での輝度が相対的に高くなり、そうではない領域では相対的に輝度が低くなる。そのため、図２では、それぞれの撮像系と正対する領域である、画像１０２Ｒでは左半分の領域、画像１０２Ｌでは右半分の領域の輝度が、それぞれ高くなっている。このように画像の領域ごとに輝度に差がある（本発明ではこれを、輝度分布の差があるとも表現する）と、融像した場合に画像がうまく混じりあわず、観察対象が不鮮明になるおそれがある。そこで、本実施形態では、輝度差判定手段としての映像処理部１２が、撮像された像を一定の大きさ（一定数のピクセル）ごとに区分した撮像エリアごとの輝度を求め、それぞれの像ごとに、撮像エリアの輝度が明らかに高いかどうかを判定する。さらに、照度分布変更手段としての映像処理部１２は、この輝度が高いと判定された撮像エリアの輝度を減少させるような補正照度分布を光源１３に伝える。
【００１３】
具体的には、輝度差判定手段としての映像処理部１２は、撮像された像を区分したそれぞれの撮像エリアの輝度の平均値が所定の値以上の場合に、その撮像エリアは輝度が明らかに高いと、判定する。このとき、例えば、撮像エリアの輝度の平均値が画面の最大輝度値の８割以上または９割以上であるときに、その撮像エリアは輝度が明らかに高いと判定すれば、本発明の効果を達成することができる。また、撮像された像を区分したそれぞれの撮像エリアの輝度の平均値を、別の撮像系によって同時に撮像された像における対応する撮像エリアの輝度の平均値と比較して、この輝度の平均値の差の絶対値が所定の値以上の場合に、輝度が高いほうの像におけるその撮像エリアを輝度が明らかに高いと判定してもよい。このとき、例えば、撮像エリアの輝度の平均値の差が画面の最大輝度値の１割以上または２割以上であるときに、輝度が高いほうの像におけるその撮像エリアを輝度が明らかに高いと判定すれば、本発明の効果を達成することができる。なお、撮像エリアの大きさおよび区分の方法、ならびに輝度が明らかに高いと判定する基準となる輝度の平均値や平均値の差の絶対値は、観察対象や観察の目的によって、任意に定めることができる。
【００１４】
この輝度が高い部分は、臓器表面の形状によって反射光が撮像系に直接入射していることがその原因であるので、このような反射光を生じる領域への照射光の照度を低くするよう照度分布を調節すればよい。
【００１５】
具体的には、本実施形態では、照度分布変更手段としての映像処理部１２は、その撮像エリアの輝度を減少するために照明出射口のどの領域の照明強度を変更すればよいかを、照明出射口および撮像系からの対象物への距離ごとに記憶していて、それぞれの撮像エリアごとに画像の輝度分布を減少させるために照明強度を変更する照明出射口の領域を、検索する。撮像系と対象物の距離は、立体視情報、具体的には、視差量から求めることができるが、距離センサーを設けても良いし、代表的な撮像距離で代用することも可能である。さらに、照度分布変更手段としての映像処理部１２は、撮像エリアごとの輝度の平均値の違いをもとに、検索された照明出射口の領域からの出射光の強度をどのように変更すればよいかを、つまり、変更後の出射光の強度を、計算する。このようにして照度分布を補正することによって、図２から図６に例示した場合に限らず、撮像した画像の輝度分布に応じて、融像しやすい輝度分布になるように照度分布を補正することができる。
【００１６】
なお、上記の処理によって、全体的に輝度が暗くなっている場合、照度分布変更は、全体の輝度が上昇するように、照度を平均的に増加することによって、全体の輝度を適正なものに近づけることできる。
【００１７】
具体的には、本実施形態では、照明光強度変更手段としての映像処理部１２は、前記照度分布変更手段により照度分布が変更された後の像全体の輝度の平均値を求め、その平均値が所定の値以下の場合に、変更された照度分布のパターンは変更せずに、照明範囲全体で同じ割合となるように照度を増加する。このとき、例えば、像全体の輝度の平均値が装置の最大輝度値の１割以下または２割以下であるときに、画面の全体的に輝度が暗くなっていると判定すれば、本発明の効果を達成することができる。
【００１８】
本実施形態においては、画像１０２Ｌでは右半分が暗くなり、画像１０２Ｒでは左半分が暗くなるように補正照度分布を変更する。ここでは、各々の撮像系に受光される対象からの直接の反射光を減少させるために、図４に示すように、照射光の一部を非点灯としている。この補正照度分布については、上記のように光源１３に点灯と非点灯の領域を設けることによってもよいが、例えば、光源１３からの照射光の照度に強度分布を設けることによって、同様の効果を得ることも可能である。この補正照度分布で照射すると、図５のように、輝度分布の違いは低減され、融像が容易になる。このままでは全体に輝度が暗くなってしまうので、全体の照度を少し高くすることによって、図６のように全体の輝度を明るくすることができる。
【００１９】
なお、本発明は、撮像された画像内での輝度の分布をなくす（画像内で平均化する）ことをその第一の目的とするものではない。後述する実施例のように、それぞれの撮像系で撮像された画像間での輝度分布の差を減少させることが可能であれば、撮像された画像内に照明光による輝度の高い部分が残っていてもかまわない。
【００２０】
内視鏡装置の照明は、光源１３に接続された内視鏡内に収納されたライトガイドを介して、内視鏡挿入部先端の照明出射口から射出することによって照射される。照明出射口の形状は、特に定型があるわけではなく、丸、三角、四角、あるいは、適当な曲線からなる形状が可能であり、他の構成要素との配置関係などによって決定することができる。個々の最適化の点からは、撮像系ごとに互いに独立な照明出射口を有していてもよい。照明光源としては、輝度の高い高圧放電管、例えば、キセノンランプやメタルハライドランプ、ハロゲンランプなどを用いることができる。ライトガイドは、複数の光ファイバ束からなっており、光ファイバ束への入射分布が照度分布となるようになっているとよい。
【００２１】
光源とライトガイドの間には、いくつかのレンズと光源からの照明光を制限する光変調デバイスが設置されていてもよい。この光変調デバイスとしては、液晶パネルのような電気的なデバイスを用いるとより容易かつ制約なしに照度分布を変更することができるが、絞り機構のようなメカニカルなデバイスでも可能である。たとえば、液晶パネルのような電気的なデバイスでは、照明出射口の一部から出射する前記照明光の光量を変更することにより、照度分布を変更することができる。また、光源を発光ダイオード（ＬＥＤ）とすれば、光源からの光の強度を調節することで、光変調デバイスを用いずに、照射分布を制御することも可能である。
また、内視鏡挿入部先端の照明出射口に、遮蔽壁を形成して、照明出射口からの照明光が照射する範囲が広くなることを防止し、照明光が反射する領域を狭めることによっても、輝度の高い領域が発生する可能性を低減することができる。
【００２２】
以上述べたように、それぞれの撮像系で撮像した画像の間の輝度分布の違いを検知して、それを補正するように照度分布を変更し、輝度分布の違いを低減することにより、融像の容易な立体内視鏡画像を提供することができる。なお、補正した照度分布により輝度分布が変更され、新たな輝度分布の差が生じることも考えられるため、上記説明した照度分布の補正を複数回行うことにより、より確実に輝度分布の差を低減させることもできる。
また、照明方向を右目用撮像系と左目用撮像系で略一致させたり、さらに、略一致させた照明方向を適当に設定することにより、被写体に明暗または影が発生し、凹凸の形状や表面状態が明瞭になって融像、すなわち立体視がさらに容易になる。
【実施例】
【００２３】
以下、具体的な実施例を挙げて、本発明を詳細に説明する。
【実施例１】
【００２４】
図７に示す本実施例における立体内視鏡先端部２０は、チャネル孔２１、２２、および照明出射口２３を有する。本実施例では、内視鏡径は、１０ｍｍ、撮像系１０１Ｒ、１０１Ｌの直径は３ｍｍ、視向角は７０度、チャネル孔２１、２２の直径は１．５ｍｍ、照明出射口は、縦１．５ｍｍ×横８ｍｍである。また、照明に用いている光ファイバの開口角（２θ）は２０度のものを使用した。図８に示すような、観察領域の中央に向けて左右から窪んでおり、さらにその窪みが手前に向けて傾いている対象を、観察対象の図中ｚ方向に撮像系および照明が来るようにこの内視鏡を配置して、本発明を適用せずに手前から観察したときに、チャネル孔を通じて挿入した撮像系１０１Ｒ、１０１Ｌによって得られる像を、図９に示す。撮影距離は、５ｍｍである。図９では、観察像を、輝度に応じて便宜的にＡ、Ｂ、Ｃの３領域にわけている。Ａ、Ｂ、Ｃはそれぞれ、Ａ＞Ｂ＞Ｃの順に輝度が低くなっている。図９では、図２にも示したような画像左右での輝度の違いに加えて、観察対象の画像上下方向への傾きによって、画像上下方向にも輝度の分布が生じるため、画像全体では斜め方向への輝度分布の傾きが生じる。本実施例では、観察対象が中央に向けて左右から窪んでいるため、画像１０２Ｒと画像１０２Ｌとは、図９のように、輝度分布が照明出射口の中央２４と撮像系１０１Ｒと１０１Ｌとの中間地点２５を通る線を軸として線対称となる。そのため、画像１０２Ｒと画像１０２Ｌとをこのまま重ね合わせて融像しようとしても、重ねあわされる部分ごとの輝度が異なるため、融像が困難であり、観察しづらい画像となってしまう。
【００２５】
図１１は、本実施例において、図１０のように照明の中央４ｍｍ部分を非点灯とした場合に得られる観察像である。観察対象の画像上下方向への傾きによって、依然として、Ａ＞Ｂ＞Ｃの順に輝度が低くなった画像が得られるが、画像１０２Ｒおよび画像１０２Ｌは、いずれも、画像水平方向の輝度分布の傾きが抑えられ、同様の輝度分布となっていることがわかる。これは、例えば画像１０２Ｌについては、照明の中央を非点灯とすることにより、照明の中央から出射し、撮像された画像における右上の領域で正反射して、撮像系１０１Ｌへ入射する、反射光の発生を抑制することができ、それによって画像１０２Ｌにおける画像右上部分を中心とした輝度の高い部分の分布の影響が減少したため、水平方向の輝度分布の傾きが減少したことによる。画像１０２Ｒにおいても同様に、撮像された画像における左上の領域で反射し、撮像系１０１Ｒへ入射する、反射光の強さを抑えることにより、水平方向の輝度分布の傾きが減少する。このように画像１０２Ｒおよび１０２Ｌの双方において水平方向の輝度分布の傾きが減少することにより、画像１０２Ｒと１０２Ｌとの間での水平方向の輝度分布の差が減少するため、このまま重ね合わせて融像しても、輝度分布が同じ部分同士が重なりあうことになるため、観察しづらい画像にはなりにくい。
【００２６】
図１２のように、本実施例での光源装置光源装置は、照明光を発光する光源ランプとしてのハロゲン光源３０、光源用のランプ電源３１、光源の前に設置された、照明光の透過光量を制限し照射分布を制御するための光変調デバイスとしての液晶パネル３２、ならびにこの液晶パネルのパターンを、映像処理部１２により指示された設定値に基づき、制御する液晶制御回路３３および駆動するための液晶駆動回路３４から構成される。液晶パネルは、データプロジェクタに用いられるような白黒パネルが好ましく、本実施例では、１０２４×７６８素子からなるパネルを用意した。以上のような光源装置を用いて、液晶制御回路３３によって液晶パネルの透過率を変更することにより、上記の照明制御を行った。
【００２７】
以上述べたように、撮像系１０１Ｒで撮影した画像と１０１Ｌで撮影した画像との間の輝度分布の違いを検知して、それを補正するような照度分布の照射を行い、輝度分布の違いを低減することにより、融像の容易な立体内視鏡画像を提供することができた。
【実施例２】
【００２８】
本実施例は、被写体の形態等に応じて、特定のエリアに対して処置を行うものである。図１３は、実施例１と同じ内視鏡でかつ、図７に示したような照射分布で、図１４のように領域の一部に凸部が存在する観察対象を上から観察した場合の像の一例である。この時、領域A、B、Cの大小関係を確認すると、画像１０２Ｒと画像１０２Ｌにおいて領域Ｂ、Ｃはほとんど同じ明るさであるが、領域Ａのみ画像１０２Ｌの方が明るくなっていることがわかる。これは、被写体の領域Ａからの反射光が撮像系１０１Ｌにのみ入射するような状況になっているためである。このように画像の一部の領域の輝度に差があると、融像した場合に画像がうまく混じりあわず、観察対象が不鮮明になるおそれがある。
【００２９】
本実施例では、図１５のような点灯状態とすることで、撮像系１０１Ｌにおける領域Ａからの直接の反射光を低減することにより、図１６のような観察像を得ることができる。以下に、図１５の点灯状態の導出方法は以下の通りである。まず、映像処理部１２は、観察像から、画像１０２Ｌの領域Ａが画像１０２Ｒの領域Ａと比較して明るく、ここに輝度差が生じていることを認識する。そして、照明光強度変更手段としての映像処理部１２は、領域Ａに入射する照射光が照明のどの領域から主に出射されているかを、前もって計算しておいた、照度分布と出射領域とのパターンから求める。本実施例では、各照明の拡がりは無視したので、距離が変わっても照度分布は不変としたが、各照明の拡がりと被写体までの距離とを考慮して、出射領域を求めても良い。照明光を変更する領域が確定したら、画像１０２Ｌの領域Ａと画像１０２Ｒの領域Ａの輝度差から、変更する強度を求める。具体的には、画像１０２Ｌの領域Ａの明るさが１０２Ｒの領域Ａの明るさになるように調整する。その結果、画像１０２Ｌと画像１０２Ｒとの間の輝度分布の差が低減され、図１６のような輝度分布の差が少ない観察像を得ることができる。
【実施例３】
【００３０】
本実施例は、被写体の形態や表面状態等に応じて、照射分布を選択するモードに関する。図１７は、実施例１と同じ内視鏡でかつ、図１０に示したような照射分布で、実施例１と同様に、観察領域の中央に向けて左右から窪んでおり、さらに紙面前方に向けて傾いている観察対象を照射した場合の観察像の一例である。ただし、本実施例では、観察対象の表面に、観察領域の水平方向に波状の凹凸構造が設けられている。図１７のように、画像１０２Ｌと画像１０２Ｒとの間の輝度分布はほとんど同じであるが、輝度分布の傾向、すなわち画面水平方向では、輝度分布のパターンと、被写体の構造特徴、すなわち画面水平方向に波状構造が延びているパターンと、が一致しており、被写体の構造がわかりにくくなっている。
【００３１】
ここで、本実施例では、図１８の点灯状態とすることによって、照明の分布によって、照明の方向を変え、図１９のような観察像を得ることができる。この場合、元の画像では、単なる模様として見える可能性があり、凹凸構造があるかどうかを判別できない可能性がある。このような時、照明方向を少し変化させることで、凹凸構造がわかりやすくなることがある。本実施例では、照明方向が右に約４５度回転した状態にすることで、凹凸構造がわかりやすくなる。この照明方向の回転については、あらかじめ、例えば照明光のパターンを１５度刻みで回転させるための照明光強度分布を計算しておき、何回か試すことで、最適な角度を選択することができる。このように、観察対象の表面形状に応じて、画像１０２Ｒおよび１０２Ｌにおける水平方向の輝度分布の傾きを調整し、凹凸構造に陰影を生じさせるように、照度分布のグラデーションの方向を凹凸構造の方向とずらすことで、被写体構造を把握しやすくすることができる。なお、画像１０２Ｌと画像１０２Ｒとの間の輝度の分布や照明の方向については、完全に一致している必要はない。
【実施例４】
【００３２】
本実施例は、照度分布の制御性を高めるために、実施例１の内視鏡の照明出射口に遮蔽壁を設置したものである。
【００３３】
図２０は、遮蔽壁２６が設けられた内視鏡の先端部を図示したものである。本実施例では、遮蔽壁の大きさは、縦が１．７ｍｍ、横が０．２ｍｍ、高さが０．８ｍｍとなっている。それ以外の構造物の寸法については、実施例１と同様の値である。本実施例での補正照度分布による照明を適用した観察像を図２１に示す。実施例１での本発明を適用していない場合の観察像である図９と比較して、画像１０２Ｒと画像１０２Ｌとの間の輝度分布の違いが小さくなっていることがわかる。これは、遮蔽壁によって、撮像系の方向へ反射する指向性の強い反射光を生じさせる向きの出射光が遮蔽され、画像１０２Ｒおよび画像１０２Ｌのそれぞれにおける画像内の各領域間での輝度の強さの差が低減されたためである。この状態で補正照度分布による照明を適用する。具体的には、図２２のように、中央部分に１ｍｍ幅の非点灯部分を２箇所設けた。すると、実施例１の図１１と同様に画像１０２Ｒと画像１０２Ｌの輝度分布の差が減少していることがわかった。これは、遮蔽壁によって、もともと輝度分布が減少しているため、本実施例では、輝度を落とす照明の領域を実施例１よりも少なくしても、画像１０２Ｒと画像１０２Ｌとの間の輝度分布の差を減らすことができたことを示している。
【符号の説明】
【００３４】
１０１Ｒ  右目用撮像系
１０１Ｌ  左目用撮像系
１１  メモリ
１２  映像処理部
１３  光源
１０２Ｒ  右目用撮像系で撮影された画像
１０２Ｌ  左目用撮像系で撮影された画像
２０  立体内視鏡先端部
２１，２２  チャネル孔
２３  照明出射口
２４  照明出射口の中央
２５  撮像系１０１Ｒと１０１Ｌの中間地点
２６  遮蔽壁
３０  ハロゲン光源
３１  ランプ電源
３２  液晶パネル
３３  液晶制御回路
３４  液晶駆動回路
【図１】
2014073143.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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