(57)【要約】【課題】観察対象の３次元情報の取得を可能としながら、２次元カラー画像を簡易に生成する。【解決手段】被写体からの光を集光する光学系２と、該光学系２の結像面Ｔに配置され、該光学系２により集光された光を撮影する色フィルタ付２次元センサ３と、光軸に交差する方向に間隔を空けて配置される２つの第１の開口９を有し、該第１の開口９に透過波長帯域が相互に異なる２種の波長選択フィルタ１０を個別に配置した光学マスクと、前記光学マスクの状態を、前記色フィルタ付２次元センサ３に入射する光が、前記第１の開口９のみを透過する第１の状態または前記第１の開口９を透過しない第２の状態に択一的に切り替えるマスク状態切替部とを備え、前記光学マスクの２種の波長選択フィルタ１０が、前記色フィルタ付２次元センサ３のいずれかの色フィルタと重複する透過波長帯域を有する内視鏡装置１を提供する。【選択図】図１
2014215400.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体からの光を集光する光学系と、
該光学系の結像面に配置され、該光学系により集光された光を撮影する色フィルタ付２次元センサと、
光軸に交差する方向に間隔を空けて配置される２つの第１の開口を有し、該第１の開口に透過波長帯域が相互に異なる２種の波長選択フィルタを個別に配置した光学マスクと、
前記光学マスクの状態を、前記色フィルタ付２次元センサに入射する光が、前記第１の開口のみを透過する第１の状態または前記第１の開口を透過しない第２の状態に択一的に切り替えるマスク状態切替部とを備え、
前記光学マスクの２種の波長選択フィルタが、前記色フィルタ付２次元センサのいずれかの色フィルタと重複する透過波長帯域を有する内視鏡装置。
【請求項２】
前記光学マスクは、遮光性を有し、前記光学系の瞳面に配置され、全光を透過可能な単一の第２の開口を備え、
前記マスク状態切替部は、前記第２の状態において、前記色フィルタ付２次元センサに入力する光が、前記光学系の瞳面において前記第２の開口のみを透過するように前記光学マスクの状態を切り替える請求項１に記載の内視鏡装置。
【請求項３】
前記光学マスクが、前記第１の開口を有する第１のマスク部材と、前記第２の開口を有する第２のマスク部材とを備え、
前記マスク状態切替部が、前記第１のマスク部材または前記第２のマスク部材を前記光軸上に択一的に挿脱する請求項２に記載の内視鏡装置。
【請求項４】
前記光学マスクが、前記第１の開口および前記第２の開口を有する単一のマスク部材を備え、
前記マスク部材が、前記光学系の瞳面Ａの光軸を遮る位置に固定され、
前記マスク状態切替部が、前記第１の開口を遮蔽可能な第１の遮蔽部材と、前記第２の開口を遮蔽可能な第２の遮蔽部材とを備え、
前記第１の遮蔽部材および前記第２の遮蔽部材を前記光軸上に択一的に挿脱する請求項２に記載の内視鏡装置。
【請求項５】
前記第１の開口を透過した光が、前記色フィルタ付２次元センサに入射することにより取得された画像情報を色成分ごとに分離する３次元カラー変換部を備える請求項１から請求項４のいずれかに記載の内視鏡装置。
【請求項６】
前記第２の開口の口径が、前記第１の開口の口径より大きい請求項２から請求項５のいずれかに記載の内視鏡装置。
【請求項７】
前記第１の開口の重心位置間距離が、前記第２の開口の口径より大きい請求項２または請求項３に記載の内視鏡装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は内視鏡装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、立体内視鏡の観察光学系の内部に、透過波長の異なる少なくとも３種以上の領域を有する色フィルタを設けた立体内視鏡が知られている。この立体内視鏡によれば、色フィルタの異なる領域を通過した光から視差を有する一対の像を得ることができ、観察対象を立体的に観察することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−４８５３８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、特許文献１の立体内視鏡では、観察対象の２次元カラー画像を取得する場合、画像上の各位置の色毎の強度を、視差を有する一対の画像から推定して画像を合成しなければならず、処理に時間がかかるという不都合がある。また、視差を有する画像では被写体の凹凸等の影響によって、情報が欠落している可能性があり、合成される画像が劣化するという不都合もある。
【０００５】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、観察対象の３次元情報の取得を可能としながら、２次元カラー画像を簡易に生成することができる内視鏡装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明の一態様は、被写体からの光を集光する光学系と、該光学系の結像面に配置され、該光学系により集光された光を撮影する色フィルタ付２次元センサと、光軸に交差する方向に間隔を空けて配置される２つの第１の開口を有し、該第１の開口に透過波長帯域が相互に異なる２種の波長選択フィルタを個別に配置した光学マスクと、前記光学マスクの状態を、前記色フィルタ付２次元センサに入射する光が、前記第１の開口のみを透過する第１の状態または前記第１の開口を透過しない第２の状態に択一的に切り替えるマスク状態切替部とを備え、前記光学マスクの２種の波長選択フィルタが、前記色フィルタ付２次元センサのいずれかの色フィルタと重複する透過波長帯域を有する内視鏡装置を提供する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、観察対象の３次元情報の取得を可能としながら、２次元カラー画像を簡易に生成することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１の実施形態の第１の状態の内視鏡装置の構成図である。
【図２】第１の実施形態の第２の状態の内視鏡装置の構成図である。
【図３】第１の実施形態の光学マスクの構成図である。
【図４】第２の実施形態の第１の状態の内視鏡装置の構成図である。
【図５】第２の実施形態の第２の状態の内視鏡装置の構成図である。
【図６】第２の実施形態の光学マスクの構成図である。
【図７】第３の実施形態の第１の状態の内視鏡装置の構成図である。
【図８】第３の実施形態の第２の状態の内視鏡装置の構成図である。
【図９】第１の実施形態の光学マスクの変形例の構成図である。
【図１０】第２の実施形態の変形例の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
第１の実施形態に係る内視鏡装置１について、図面を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る内視鏡装置１は、図１および図３に示されるように、被写体からの光を集光する光学系２と、光学系２の結像面Ｔに配置され、光学系２により集光された光を撮影する色フィルタ付２次元センサ３と、光を透過可能な開口を有する第１のマスク部材４ａおよび第２のマスク部材４ｂと、これらのマスク部材４ａ，４ｂを択一的に光学系２の瞳面Ａの光路に挿脱するマスク状態切替部５とを備えている。なお、マスク部材４ａ，４ｂは、必ずしも、光学系２の瞳面Ａの光路に挿脱される必要はなく、瞳面Ａ「近傍」の光路に挿脱されれば良い。以下、瞳面Ａと記載した場合、瞳面Ａ近傍も含まれるものとする。
【００１０】
光学系２は、複数の光学素子２ａを光軸Ｓに沿う方向に配列して構成されるようになっている。
色フィルタ付２次元センサ３は、例えば、カラーＣＣＤであり、行列状に配列された複数の画素を有するセンサ部６と、該センサ部６の各画素に対応して、例えばＲＧＢの連続配列やベイヤー配列された複数種の色フィルタを備えるフィルタ部７とを備えている。各種の色フィルタの透過波長帯域は相違している。
【００１１】
光学マスク８は、光を遮光する材質によって略平板状に構成された別個の第１および第２のマスク部材４ａ，４ｂを備えている。第１のマスク部材４ａは、間隔をあけて板厚方向に貫通して配置される２つの第１の開口９を有している。これら２つの第１の開口９には、透過波長帯域が相互に異なる２種類の波長選択フィルタ１０が個別に配置されている。各波長選択フィルタ１０の透過波長帯域は、色フィルタ付２次元センサ３のいずれかの異なるフィルタ部７の透過波長帯域と重複している。
【００１２】
また、図２に示されるように、第２のマスク部材４ｂは、中心に板厚方向に貫通する第２の開口１１を有している。該第２の開口１１は、光学系２により集光されてきた全波長帯域の光を透過可能な単一の透孔である。このように、全波長帯域の光を透過可能であることを、本明細書では「全光を透過可能」と表現する。
【００１３】
マスク状態切替部５は、例えば、図３に示されるように、瞳面Ａに光軸Ｓに交差するように配置されたレール５ａと、該レール５ａ上を移動可能なスライダ５ｂとを備えている。スライダ５ｂには、第１のマスク部材４ａおよび第２のマスク部材４ｂが搭載されている。レール５ａ上でスライダ５ｂをスライドさせることにより、第１のマスク部材４ａと第２のマスク部材４ｂとを光軸Ｓに交差する方向に移動させ、光学系２の瞳面Ａの光路上に択一的に挿脱することができるようになっている。
【００１４】
このように構成された本実施形態に係る内視鏡装置１の作用について以下に説明する。
本実施形態に係る内視鏡装置１を用いて３次元情報（例えば、距離情報）を取得するときには、マスク状態切替部５を作動させて、光学系２の瞳面Ａの光路上に第１のマスク部材４ａを配置する。これにより、光学系２により集光された光が第１の開口９のみを透過し、第１の開口以外を遮光する。すなわち、光学マスク８が第１の状態Ｂとなる。
【００１５】
このとき、２つの第１の開口９は、これらの中央に光学系２の光軸Ｓが一致するように配置される。これにより、光学系２により集光された被写体からの光は、第１の開口９を通過するときに、２つの波長選択フィルタ１０によって波長帯域の異なる光に変換される。
そして、これらの光が、色フィルタ付２次元センサ３に到達し、フィルタ部７の異なる画素に配置された透過波長帯域の異なる色フィルタを透過して撮影される。なお、２つの第１の開口９の中央位置と、光学系２の光軸Ｓは、略一致していれば良い。２つの第１の開口９の中央位置と、光学系２の光軸Ｓの位置と、が完全には一致していない場合であっても、どの程度一致していないかの情報を予め取得していれば、その情報と視差情報に基づいて、３次元情報を取得することができる。
【００１６】
これにより、２つの第１の開口９を通過して、異なる波長帯域を有することとなった２種類の光は、フィルタ部７に到達すると、それぞれ透過波長帯域が重複している別個の色フィルタを透過してセンサ部６に入射する。センサ部６の画素は、色フィルタごとに配置されているので、２種類の光は、それぞれ同種の色フィルタに対応する画素に入射することになり、色フィルタ別に光強度を抽出することにより、２つの画像として取得することができる。
【００１７】
一方、本実施形態に係る内視鏡装置１を用いて２次元カラー画像を取得するときには、マスク状態切替部５を作動させて、光学系２の瞳面Ａの光路上に第１のマスク部材４ａに代えて第２のマスク部材４ｂを配置する。これにより、光学系２により集光された光が第２の開口１１のみを透過し、第２のマスク部材４ｂが第２の開口以外を遮光する。よって、光学マスク８が、第１の開口９を透過しない第２の状態Ｃとなる。
【００１８】
このとき、第２の開口１１の中心に光学系２の光軸Ｓを一致させる。これにより、光学系２で集光された被写体からの光は、第２の開口１１を透過し、色フィルタ付２次元センサ３により撮影される。第２の開口１１においては波長選択がなされないので、透過した光が、色フィルタ付２次元センサ３によって撮影されることにより、カラー画像を構成するのに必要な全ての色成分の光を各画素において取得することができる。これらの光は、同一の開口を通過しているので、視差を有しておらず、特別な合成処理を行わずに、２次元カラー画像を簡易に取得することができる。なお、第２の開口１１の中心と、光学系２の光軸Ｓと、は略一致していれば足りる。
【００１９】
また、光軸Ｓに交差する方向に間隔をあけて２つの第１の開口９を透過した光は、被写体から異なる方向に射出された光であり、これらを波長ごとに分離して撮影することにより、視差を有する２つの画像を取得することができる。
【００２０】
すなわち、本実施形態に係る内視鏡装置１によれば、光学マスク８である第１および第２のマスク部材４ａ，４ｂを光路上に配置するだけで、２次元カラー画像による観察と３次元情報の取得とを簡易に切替えて行うことができるという利点がある。この場合に、被写体の２次元カラー画像の取得に際して、従来のように、視差を有する一対の画像から推定して画像を合成せずに済み、２次元カラー画像を簡易に、かつ、精度よく生成することができる。
【００２１】
次に、第２の実施形態に係る内視鏡装置１２について、図面を参照して以下に説明する。
本実施形態の説明において、上述した第１の実施形態に係る内視鏡装置１と構成を共通とする箇所には同一符号を付して説明を省略する。
【００２２】
本実施形態に係る内視鏡装置１２は、図４、図５および図６に示されるように、マスク部材１３とマスク状態切替部５が備える第１および第２の遮蔽部材１４ａ，１４ｂとで光学マスク１５が第１および第２の状態Ｄ，Ｅとなる点において、第１の実施形態に係る内視鏡装置１の光学マスク８と相違している。
【００２３】
本実施形態に係る内視鏡装置１２において、瞳面Ａの光路上に固定して配置されるマスク部材１３に対して、マスク状態切替部５により第１および第２の遮蔽部材１４ａ，１４ｂを瞳面Ａの光路上に択一的に挿脱することで、光学マスク１５が第１および第２の状態Ｄ，Ｅとなる。すなわち、第１の状態Ｄは、マスク部１３と第２の遮蔽部材１４ｂとで構成され、第２の状態Ｅは、マスク部材１３と第１の遮蔽部材１４ａとでなっている。
【００２４】
光学マスク１５であるマスク部材１３は、図６に示されるように、光を遮蔽する材質からなる略平板状の部材であって、中心に板厚方向に貫通する単一の第２の開口１１と、該第２の開口１１を直径方向に挟んだ両側に第２の開口１１から等間隔をあけた位置において板厚方向に貫通する２つの第１の開口９とを有している。これら２つの第１の開口９には、透過波長帯域が相互に異なる２種類の波長選択フィルタ１０が個別に配置されている。各波長選択フィルタ１０の透過波長帯域は、色フィルタ付２次元センサ３のいずれかの異なるフィルタ部７の透過波長帯域と重複している。マスク部材１３は、第２の開口１１の中心が光学系２の光軸Ｓと一致する位置に配置されている。
【００２５】
第１の遮蔽部材１４ａは、光を遮蔽する材質からなる略平板状の部材であって、中心に板厚方向に貫通する開口１６を備えている。第２の遮蔽部材１４ｂも、光を遮蔽する材質からなる略平板状の部材であって、マスク部材１３の第１の開口９と同じ間隔をあけて板厚方向に貫通する開口１７を備えている。また、これらの開口１６，１７は、光学系２より集光されてきた全波長帯域の光を透過可能な透孔である。また、開口１６の口径は第２の開口１１の口径よりも大きく、開口１７の口径は第１の開口９の口径よりも大きく構成されている。
【００２６】
第１の遮蔽部材１４ａは、その開口１６を第２の開口１１と一致する位置に配置されることにより、第１の開口９を閉塞して、第２の開口１１を通過する光のみを通過させるようになっている。また、第２の遮蔽部材１４ｂは、その開口１７を第１の開口９と一致する位置に配置されることにより、第２の開口１１を閉塞して、第１の開口９を通過する光のみを通過させるようになっている。
【００２７】
第１および第２の遮蔽手段１４ａ，１４ｂは、図６に示されるように、スライダ５ｂ上に搭載されている。このスライダ５ｂをレール５ａ上でスライドさせることにより、第１および第２の遮蔽手段１４ａ，１４ｂを光軸Ｓに交差する方向に移動させ、マスク部材１３に対して択一的に挿脱することができるようになっている。
【００２８】
このように構成された本実施形態に係る内視鏡装置１２の作用について以下に説明する。
本実施形態に係る内視鏡装置１２を用いて３次元情報の取得を行うときには、マスク状態切替部５を作動させて、光学系２の瞳面Ａの光路上に固定されているマスク部材１３に第２の遮蔽部材１４ｂを配置する。これにより、第２の開口１１が第２の遮蔽部材１４ｂによって遮蔽されるので、光学系２で集光された被写体からの光のうち、第１の開口９を通る光のみが開口１７を透過し、第１の開口９を透過する第１の状態Ｄとなる。このとき、２つの波長選択フィルタ１０によって波長帯域の異なる光に変換される。
そして、これらの光が、色フィルタ付２次元センサ３に到達し、フィルタ部７の異なる画素に配置された透過波長帯域の異なる色フィルタを透過して撮影される。
すなわち、この光のみが色フィルタ付２次元センサ３により撮影され、視差を有する２つの画像を取得することができる。
【００２９】
一方、本実施形態に係る内視鏡装置１２を用いて２次元カラー画像を取得するときには、マスク状態切替部５を作動させて、光学系２の瞳面Ａの光路上に第２の遮蔽部材１４ｂに代えて第１の遮蔽部材１４ａを配置する。これにより、第１の開口９が第１の遮蔽部材１４ａによって遮蔽されるので、光学系２で集光された被写体からの光のうち、第２の開口１１と開口１６を透過し、第１の開口９を透過しない第２の状態Ｅとなる。すなわち、これらの波長帯域の異なる光が色フィルタ付２次元センサ３により撮影され、２次元カラー画像を取得することができる。
【００３０】
このように本実施形態に係る内視鏡装置１２によれば、マスク部材１３が、光路上に固定された状態で光学マスク１５を第１および第２の状態Ｄ，Ｅに切り替えることができる。これにより、２種類の観察に必要な光を透過させるマスク部材１３に設けられた第１の開口９および第２の開口１１自体を固定しているので、同種の観察を高い精度で再現することができる。
【００３１】
また、マスク部材１３の開口の口径に対して第１および第２の遮蔽部材１４ａ，１４ｂの開口の口径が大きいので、マスク状態切替部５を作動させて第１および第２の遮蔽部材１４ａ，１４ｂを挿脱するときに、厳密な位置決めが不要となる。すなわち、開口１６，１７に第１の開口９および第２の開口１１が包含されさえすれば、位置決め精度に影響を与えないので、位置決めを簡易に行うことができる。
【００３２】
次に、第３の実施形態に係る内視鏡装置１８について、図面を参照して以下に説明する。
本実施形態の説明において、上述した第１の実施形態に係る内視鏡装置１と構成を共通とする箇所には同一符号を付して説明を省略する。
【００３３】
本実施形態に係る内視鏡装置１８は、図７、図８および図９に示されるように、光学マスク１９である第１のマスク部材４ａをマスク状態切替部５で択一的に挿脱することで、光学マスク１９が第１および第２の状態Ｆ，Ｇとなる点において、第１の実施形態に係る内視鏡装置１の光学マスク８と相違している。
【００３４】
本実施形態に係る内視鏡装置１８において、マスク状態切替部５によって、瞳面Ａの光路上に第１のマスク部材４ａが択一的に挿脱されることにより、光学マスク１９が第１および第２の状態Ｆ，Ｇとなる。すなわち、第１の状態Ｆは、瞳面Ａの光路上に第１のマスク部材４ａが配置され、色フィルタ付２次元センサ３に入射する光が、第１の開口９のみを透過する。そして、第２の状態Ｇは、瞳面Ａの光路上に第１のマスク部材４ａを配置しないため、第１の開口９を透過せず、マスク部材４にも遮光されず、全光が色フィルタ付２次元センサ３に入射する。
【００３５】
マスク状態切替部５は、図９に示されるように、スライダ５ｂ上に第１のマスク部材４ａのみが搭載されており、レール５ａ上でスライダ５ｂをスライドさせることにより、第１のマスク部材４ａを光軸Ｓに交差する方向に移動させ、択一的に挿脱することができるようになっている。
【００３６】
このように構成された本実施形態に係る内視鏡装置１８の作用について以下に説明する。
本実施形態に係る内視鏡装置１８を用いて３次元情報の取得を行うときには、マスク状態切替部５を作動させて、光学系２の瞳面Ａの光路上に第１のマスク部材４ａを配置する。これにより、光学系２により集光された被写体からの光が第１の開口９のみを透過し、第１の開口９以外を遮光する。すなわち、光学マスク１９は第１の状態Ｆとなり、第１の開口９を通過した光は別個の画素によって、視差を有する画像として同時に取得される。これにより、観察対象の３次元情報の取得を行うことが可能となる。
【００３７】
一方、本実施形態に係る内視鏡装置１８を用いて２次元カラー画像を取得するときには、マスク状態切替部５を作動させて、光学系２の瞳面Ａの光路上から第１のマスク部材４ａを移動させる。これにより、光学系２により集光された被写体からの光が、全光でフィルタ付２次元センサ３に入射する第２の状態Ｇとなり、瞳分割を行うことなく２次元カラー画像を取得でき、簡易に２次元カラー画像を取得できる。
【００３８】
なお、本実施形態に係る内視鏡装置１２においては、図１０に示されるように、第１および第２の遮蔽部材２０ａ，２０ｂを第１の開口９および第２の開口１１に対して個別に配置してもよい。図１０に示す例では、第１の開口９および第２の開口１１を、マスク部材１３に平行な軸線回りに揺動可能に設けられた第１および第２の遮蔽部材２０ａ，２０ｂによって選択的に閉塞して、光学マスク２１が第１および第２の状態Ｈ，Ｉとなる。
【００３９】
具体的には、第１および第２の遮蔽部材２０ａ，２０ｂは、光を遮光する材質によって開口を有しない略平板状に構成され、マスク状態切替部５として第１および第２の遮蔽部材２０ａ，２０ｂを揺動させるモータ２２ａ，２２ｂを採用している。そして、第１の状態Ｈを構成するときには、モータ２２ａを作動させて第２の開口１１を第２の遮蔽部材２０ｂで閉塞する。また、第２の状態Ｉを構成するときには、モータ２２ｂを作動させて第１の開口９を第１の遮蔽部材２０ａで閉塞する。
【００４０】
この場合において、モータ２２ａ，２２ｂを作動させて、遮蔽部材２０ａ，２０ｂを揺動させるときに、第１の開口９または第２の開口１１を閉塞しさえすればよく、第１の遮蔽部材２０ａ、第２の遮蔽部材２０ｂの厳密な位置決めは不要である。
また、第１の遮蔽部材２０ａが第１の開口９を、第２の遮蔽部材２０ｂが第２の開口１１を各個で閉塞できる大きさであればよく、スライド機構を備える必要がないため、光学系２を小型化することができる。
また、遮蔽部材として、液晶シャッター等を用いても同様の効果が得られる。
【００４１】
また、視差のある画像情報を色成分ごとに分離する３次元カラー変換部２３を備えてもよい。視差像の疑似カラー画像を取得することができ、取得されたカラー画像を用いて立体観察することができる。
【００４２】
また、２次元カラー画像を取得する際に光を透過する第２の開口１１は、立体観察を行う際に、光を透過する第１の開口９の口径よりも大きいことが好ましい。これにより、第２の開口１１を通過した光が撮像部に集光して形成されるスポット径を、第１の開口９を通過した光により形成されるスポット径よりも小さくすることができ、解像度の高い２次元カラー画像を取得することができるという利点がある。
【００４３】
一方、第２の開口１１の口径の大きさを小さくすることで、２つの第１の開口９の中心間距離を小さくしつつ視差を有する画像を得ることができ、光学系２の大径化を防止することができる。なお、開口が円形でない場合、２つの第１の開口９の中心間距離は、２つの第１の開口９の重心位置間距離でもよい。
【００４４】
また、第１の実施形態においては、第１のマスク部材４ａの第１の開口９の重心位置間距離が、第２の開口１１の口径より大きいことが好ましい。これにより、第２の開口１１を透過した光を撮影して得られた２つの画像に、三次元情報を取得するための十分な視差を確保することができる。
【００４５】
また、上述した実施形態においては、光学マスク８，１５，１９，２１の第１および第２の状態は、２種類に限定されるものではなく、開口数や波長選択フィルタ１０の透過波長帯域の異なるマスク部材を３種類以上備えてもよい。
また、光学系２を構成する光学素子２ａの配置、性能および、距離は、任意のものを採用することができる。また、光学系２の性能を向上するために、第１面に非球面レンズを用いてもよい。
【００４６】
また、マスク状態切替部５は、レール５ａとスライダ５ｂとを備えるものに限定されるものではない。例えば、瞳面Ａに光軸Ｓと交差するように配置された円形の平面板にマスク部材４ａ，４ｂを装着し、円形の平面板を平面板の周方向に回転させて、光軸Ｓと交差する位置にマスク部材４ａ，４ｂを挿脱してもよい。これにより、マスク部材４ａ，４ｂを瞳面Ａの光路に択一的に挿脱するような構成でもよい。
【００４７】
なお、上記各実施形態から以下の態様が導かれる。
本発明の一態様は、被写体からの光を集光する光学系と、該光学系の結像面に配置され、該光学系により集光された光を撮影する色フィルタ付２次元センサと、光軸に交差する方向に間隔を空けて配置される２つの第１の開口を有し、該第１の開口に透過波長帯域が相互に異なる２種の波長選択フィルタを個別に配置した光学マスクと、前記光学マスクの状態を、前記色フィルタ付２次元センサに入射する光が、前記第１の開口のみを透過する第１の状態または前記第１の開口を透過しない第２の状態に択一的に切り替えるマスク状態切替部とを備え、前記光学マスクの２種の波長選択フィルタが、前記色フィルタ付２次元センサのいずれかの色フィルタと重複する透過波長帯域を有する内視鏡装置を提供する。
【００４８】
本態様によれば、マスク状態切替部の作動により、光学マスクの状態を第１の状態に切り替えると、光学系により集光された被写体からの光が、第１の開口のみを通過し、各開口に配置された波長選択フィルタによって異なる波長帯域の光となる。これらの光が色フィルタ付２次元センサに到達し、色フィルタ部の異なる画素に配置された透過波長帯域の異なる色フィルタを透過して撮影される。すなわち、光軸に交差する方向に間隔をあけて配置された２つの開口を通過した光は別個の画素によって、視差を有する画像として同時に取得される。これにより、観察対象の３次元情報の取得を行うことが可能となる。
【００４９】
一方、マスク状態切替部の作動により、光学マスクの状態を第２の状態に切り替えると、光学系により集光された被写体からの光が、第１の開口を透過しないで全波長帯域の光を色フィルタ付２次元センサに入射して撮影される。これにより、瞳分割を行うことなく２次元カラー画像を取得でき、このときに、従来のような画像合成を必要としないので、簡易に２次元カラー画像を取得することができる。
【００５０】
上記態様においては、前記光学マスクは、遮光性を有し、前記光学系の瞳面に配置され、全光を透過可能な単一の第２の開口を備え、前記マスク状態切替部は、前記第２の状態において、前記色フィルタ付２次元センサに入力する光が、前記光学系の瞳面において前記第２の開口のみを透過するように前記光学マスクの状態を切り替えてもよい。
【００５１】
このようにすることで、マスク状態切替部の作動により、光学マスクの状態を第２の状態に切り替えると、光学系により集光された被写体からの光が、光学マスクの単一の第２の開口のみを通過し、色フィルタ付２次元センサにより撮影される。これにより、瞳分割を行うことなく２次元カラー画像を取得でき、簡易に、かつ、精度よく２次元カラー画像を取得することができる。
【００５２】
上記態様においては、前記光学マスクが、前記第１の開口を有する第１のマスク部材と、前記第２の開口を有する第２のマスク部材とを備え、前記マスク状態切替部が、前記第１のマスク部材または前記第２のマスク部材を前記光軸上に択一的に挿脱してもよい。
【００５３】
このようにすることで、第１のマスク部材または第２のマスク部材をマスク状態切替部によって択一的に光学系の光軸上に配置することができる。これにより、光学系によって集光された被写体からの光は、第１の開口または第２の開口を通過し、開口以外の部分においてはマスク部材により遮光される。したがって、第２のマスク部材を光学系の光軸上に挿入することで、高精度の２次元カラー画像を取得でき、これに代えて第１のマスク部材を挿入することで、３次元情報の取得をおこなうことができる。
【００５４】
上記態様においては、前記光学マスクが、前記第１の開口および前記第２の開口を有する単一のマスク部材を備え、前記マスク部材が、前記光学系の瞳面の光軸を遮る位置に固定され、前記マスク状態切替部が、前記第１の開口を遮蔽可能な第１の遮蔽部材と、前記第２の開口を遮蔽可能な第２の遮蔽部材とを備え、前記第１の遮蔽部材および前記第２の遮蔽部材を前記光軸上に択一的に挿脱してもよい。
【００５５】
このようにすることで、マスク状態切替部の作動により、遮蔽部材を移動させ第１の開口または第２の開口のいずれかを遮蔽して第１の状態または第２の状態とし、光学系により集光された被写体からの光を択一的に通過させることができる。このとき、光を通過させるマスク部材の単一の開口および波長選択フィルタ自体を移動させずに済むので、開口の位置決め誤差を気にせずに済み、観察方法を切り替えても、簡易に精度の高い画像を取得することができる。
【００５６】
この場合においては、前記第１の開口を透過した光が、前記色フィルタ付２次元センサに入射することにより取得された画像情報を色成分ごとに分離する３次元カラー変換部を備えてもよい。
このようにすることで、視差像の疑似カラー画像を取得することができ、取得されたカラー画像を用いて立体観察することができる。
【００５７】
また、上記態様においては、前記第２の開口の口径が、前記第１の開口の口径より大きくてもよい。
このようにすることで、第２の開口を通過した光が撮像部に集光して形成されるスポット径を、第１の開口を通過した光により形成されるスポット径よりも小さくすることができ、解像度の高い２次元カラー画像を取得することができる。
【００５８】
一方、第２の開口の口径の大きさを小さくすることで、２つの第１の開口の中心間距離を小さくしつつ視差を有する画像情報が得られるため、光学系の大径化を防ぎ、光学系が大きくなってしまうのを防ぐことができる。
【００５９】
また、上記態様においては、前記第１の開口の重心位置間距離が、前記第２の開口の口径より大きくてもよい。
このようにすることで、波長選択フィルタを透過した光を、色フィルタ付２次元センサで撮影して取得した２つの画像が、３次元情報を取得するための十分な視差を確保できる。
【符号の説明】
【００６０】
１，１２，１８  内視鏡装置
２  光学系
３  色フィルタ付２次元センサ
４，１３  マスク部材
４ａ  第１のマスク部材
４ｂ  第２のマスク部材
５  マスク状態切替部
８，１５，１９，２１  光学マスク
９  第１の開口
１０  波長選択フィルタ
１１  第２の開口
１４ａ  第１の遮蔽部材
１４ｂ  第２の遮蔽部材
２３  ３次元カラー変換部
【図１】
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【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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