(57)【要約】  撮像装置１０は、対物光学系３３，３５と、２つの被検体像を撮像する少なくとも１つの撮像素子４０，６０と、２つ被写体像の光学特性を変更する少なくとも１つの移動レンズ部３６，５６と、移動レンズ部３６，５６を駆動する少なくとも１つのアクチュエータ７１，７２と、を具備する。
2017138187.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対物光学系と、
２つの被検体像を撮像する少なくとも１つの撮像素子と、
前記２つ被写体像の光学特性を変更する少なくとも１つの移動レンズ部と、
前記移動レンズ部を駆動する少なくとも１つのアクチュエータと、
を具備することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
２つの前記撮像素子を備えたことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
２つの前記移動レンズ部を備えたことを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
２つの前記アクチュエータを備えたことを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
【請求項５】
１つの前記アクチュエータと、
２つの前記移動レンズ部を連結する連結部と、
を備えたことを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
【請求項６】
１つの前記撮像素子と、
２つの前記移動レンズ部と、
を備えたことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項７】
２つの前記アクチュエータを備えたことを特徴とする請求項６に記載の撮像装置。
【請求項８】
１つの前記アクチュエータと、
２つの前記移動レンズ部を連結する連結部と、
を備えたことを特徴とする請求項６に記載の撮像装置。
【請求項９】
２つの前記撮像素子と、
１つの前記移動レンズ部と、
を備えたことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項１０】
請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の撮像装置と、
前記撮像装置が内蔵される先端部を有する挿入部と、
を具備することを特徴とする立体内視鏡。
【請求項１１】
対物光学系と、
２つの被検体像を撮像する少なくとも１つの撮像素子と、
前記２つ被写体像の光学特性を変更する２つの移動レンズ部と、
前記移動レンズ部を駆動する少なくとも２つのアクチュエータと、
を備えた撮像装置と、
前記撮像装置が内蔵される先端部を有する挿入部を備えた立体内視鏡と、
前記２つの移動レンズ部の位置を検出する位置検出部と、
前記位置検出部の検出信号が入力されて、前記２つの移動レンズ部の位置の差分を算出し、前記２つの移動レンズ部の位置を補正するように前記２つのアクチュエータを駆動制御する制御部と、
を具備することを特徴とする立体内視鏡システム。
【請求項１２】
対物光学系と、
２つの被検体像を撮像する少なくとも１つの撮像素子と、
前記２つ被写体像の光学特性を変更する２つの移動レンズ部と、
前記移動レンズ部を駆動する少なくとも２つのアクチュエータと、
を備えた撮像装置と、
前記撮像装置が内蔵される先端部を有する挿入部を備えた立体内視鏡と、
前記撮像素子によって取得した前記２つの被検体像の画像の差分を算出し、前記２つのアクチュエータを駆動制御する制御部と、前記２つの移動レンズ部の位置を補正するように前記２つのアクチュエータを駆動制御する制御部と、
を具備することを特徴とする立体内視鏡システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、立体画像を撮像する撮像装置を備えた立体内視鏡および立体内視鏡システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
生体の体内、構造物の内部などの観察が困難な箇所を観察するために、生体または構造物の外部から内部に導入可能であって、光学像を撮像するための撮像ユニットなどの光学ユニットを具備した内視鏡が、例えば医療分野または工業分野において利用されている。【０００３】
このような内視鏡の中には、２つの観察画像を組み合わせて３Ｄ画像を生成して、被検体を立体視できる２眼式の３Ｄ内視鏡が登場している。【０００４】
例えば、日本国特開平８−９４９６５号公報には、立体画像を撮像する撮像部の輻輳角を撮像側で簡単に変更できる内視鏡用の撮像装置が提案されている。【０００５】
しかしながら、従来の立体内視鏡においては、撮像装置によって取得する３Ｄ画像の立体感が２つの撮像光学系の中心軸の離間距離によって規定されるため、ユーザが所望に調整したり、変更したりすることができないという課題があった。【０００６】
例えば、立体内視鏡は、観察対象に対して観察窓が設けられた挿入部の先端部を遠ざけると、被検体の立体感を小さくできるが、モニタに表示される観察画像が小さくなってしまい実用性が低下する。【０００７】
その一方、立体内視鏡は、観察対象に対して観察窓が設けられた挿入部の先端部を近づけると、被検体の立体感を大きくできるが、被検体を処置するときに立体的にモニタ上に映る処置具などに圧迫感が生じる。【０００８】
さらに、立体内視鏡は、モニタ上に映し出される被検体を一定の大きさで観察できるほうが好ましく、被検体に対する検査、処置などの作業性が向上する。【０００９】
そこで、本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、ユーザが３Ｄ画像を所望の立体感に調整および変更でき、被検体に対する検査、処置などの作業性が向上する内視鏡用の撮像装置、立体内視鏡および立体内視鏡システムを提供することを目的とする。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一態様の撮像装置は、対物光学系と、２つの被検体像を撮像する少なくとも１つの撮像素子と、前記２つ被写体像の光学特性を変更する少なくとも１つの移動レンズ部と、前記移動レンズ部を駆動する少なくとも１つのアクチュエータと、を具備する。【００１１】
本発明の一態様の立体内視鏡は、対物光学系と、２つの被検体像を撮像する少なくとも１つの撮像素子と、前記２つ被写体像の光学特性を変更する少なくとも１つの移動レンズ部と、前記移動レンズ部を駆動する少なくとも１つのアクチュエータと、を備えた撮像装置と、前記撮像装置が内蔵される先端部を有する挿入部と、を具備する。【００１２】
本発明の一態様の立体内視鏡システムは、対物光学系と、２つの被検体像を撮像する少なくとも１つの撮像素子と、前記２つ被写体像の光学特性を変更する２つの移動レンズ部と、前記移動レンズ部を駆動する少なくとも２つのアクチュエータと、を備えた撮像装置と、前記撮像装置が内蔵される先端部を有する挿入部を備えた立体内視鏡と、前記２つの移動レンズ部の位置を検出する位置検出部と、前記位置検出部の検出信号が入力されて、前記２つの移動レンズ部の位置の差分を算出し、前記２つの移動レンズ部の位置を補正するように前記２つのアクチュエータを駆動制御する制御部と、を具備する。【００１３】
本発明の他の態様の立体内視鏡システムは、対物光学系と、２つの被検体像を撮像する少なくとも１つの撮像素子と、前記２つ被写体像の光学特性を変更する２つの移動レンズ部と、前記移動レンズ部を駆動する少なくとも２つのアクチュエータと、を備えた撮像装置と、前記撮像装置が内蔵される先端部を有する挿入部を備えた立体内視鏡と、前記撮像素子によって取得した前記２つの被検体像の画像の差分を算出し、前記２つのアクチュエータを駆動制御する制御部と、前記２つの移動レンズ部の位置を補正するように前記２つのアクチュエータを駆動制御する制御部と、を具備する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１の実施の形態に係る立体内視鏡システムの構成を示す斜視図
【図２】同、先端部に内蔵される撮像装置の構成を示す断面図
【図３】同、第１の変形例に係り、先端部に内蔵される撮像装置の構成を示す断面図
【図４】同、第２の変形例に係り、先端部に内蔵される撮像装置の構成を示す断面図
【図５】同、第３の変形例に係り、先端部に内蔵される撮像装置の構成を示す断面図
【図６】同、第４の変形例に係り、先端部に内蔵される撮像装置の構成を示す断面図
【図７】第２の実施の形態に係る立体内視鏡システムにおける主に立体内視鏡およびビデオプロセッサの制御構成を示すブロック図
【図８】同、変形例の立体内視鏡システムにおける主に立体内視鏡およびビデオプロセッサの制御構成を示すブロック図
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明について説明する。なお、以下の説明において、各実施の形態に基づく図面は、模式的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、夫々の部分の厚みの比率などは現実のものとは異なることに留意すべきであり、図面の相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。  
（第１の実施の形態）
先ず、本発明の第１の実施の形態について説明する。  
図面は、本発明の第１の実施の形態に係わり、図１は立体内視鏡システムの全体構成を示す斜視図、図２は先端部に内蔵される撮像装置の構成を示す断面図である。【００１６】
立体内視鏡システム１は、図１に示すように、立体内視鏡２と、ビデオシステムセンタ３と、を有して構成されている。なお、ここでの立体内視鏡２は、２つの観察画像を組み合わせて３Ｄ画像を生成して、被検体を立体視できる２眼式の立体内視鏡（３Ｄ内視鏡ともいう）である。【００１７】
立体内視鏡２は、挿入部１１と、挿入部の基端に連設された操作部１２と、操作部１２から延出するユニバーサルコード１３と、を有して構成されている。【００１８】
挿入部１１は、先端から順に、先端部１４、湾曲部１５および硬質管部１６が連設されている。なお、ここでの立体内視鏡２は、挿入部１１が硬質管部１６を有する外科用に用いられる所謂硬性立体内視鏡として例示しているが、これに限定されることなく、挿入部１１が可撓性を備えた所謂軟性立体内視鏡としてもよい。【００１９】
先端部１４は、先端面に２つの観察窓および照明窓が設けられ、２つの観察窓から入光する２つの観察光が複数の対物光学系を介して撮像装置に設けられたＣＣＤ、ＣＭＯＳなどのイメージセンサによって検出される（何れも不図示）。【００２０】
操作部１２には、医師である操作者の操作を受けて挿入部１１の湾曲部１５を第１の方向としての観察像における上下方向（ＵＤ方向）および第１の方向とは異なる、ここでは略直交する第２の方向としての観察像における左右方向（ＲＬ方向）に操作する２つの湾曲操作レバー１７を有している。【００２１】
さらに、操作部１２には、テレ／ワイドの切替え、レリーズスイッチなどの観察画像を操作するためのボタン類１８が設けられている。【００２２】
ビデオシステムセンタ３は、トロリー２０に搭載された各種立体内視鏡２の機能を制御する制御装置としてのビデオプロセッサ２１と、立体内視鏡２の先端部１４の照明窓から被検体に向けて照射する照明光の光源が内蔵された光源装置２２と、キーボード２３と、モニタ２４と、を主に有して構成されている。【００２３】
制御装置であるビデオプロセッサ２１は、光源装置２２を点灯制御すると共に、立体内視鏡２を通して撮影された被検体の画像を画像処理してモニタ２４に表示する。【００２４】
なお、立体内視鏡２のユニバーサルコード１３の延出端には、光源装置２２と着脱自在に接続される光源コネクタ２５が設けられている。【００２５】
この光源コネクタ２５からは、ここでは２本の電気ケーブル２６が延設され、これら電気ケーブル２６の延出端のそれぞれに、ビデオプロセッサ２１と着脱自在に接続される電気コネクタ２７が設けられている。【００２６】
なお、立体内視鏡である立体内視鏡２の内部構成要素については、従来と同様であるため、それら構成要素についての詳細な説明を省略する。【００２７】
次に、本実施の形態の撮像装置１０の構成について、以下に詳しく説明する。  
図２に示すように、撮像装置１０は、同一構成の２つの撮像部である第１の撮像ユニット３０および第２の撮像ユニット５０を備えている。【００２８】
第１の撮像ユニット３０は、先端部１４の先端面に配設された第１の観察窓３１の後方に配設されている。また、第２の撮像ユニット５０は、先端部１４の先端面に配設された第２の観察窓５１の後方に配設されている。【００２９】
即ち、本実施の形態の立体内視鏡２は、２つの第１の撮像ユニット３０および第２の撮像ユニット５０を備えた立体内視鏡である。なお、ここでは、第１の撮像ユニット３０が右眼用観察像形成部を構成しており、第２の撮像ユニット５０が左眼用観察像形成部を構成している。【００３０】
第１の撮像ユニット３０および第２の撮像ユニット５０のそれぞれは、第１の固定レンズ枠である前群レンズ枠３２，５２と、前群レンズ枠３２，５２に保持された対物光学系である前群レンズ３３，５３と、前群レンズ枠３２，５２に嵌合される第２の固定レンズ枠である後群レンズ枠３４，５４と、後群レンズ枠３４，５４に保持された対物光学系である前群レンズ３５，５５と、を備えている。【００３１】
そして、第１の撮像ユニット３０および第２の撮像ユニット５０のそれぞれには、後群レンズ枠３４，５４内で前後に進退移動する移動レンズ部である移動レンズ枠３６，５６が設けられ、移動レンズ枠３６，５６に対物光学系である移動レンズ３７，５７が保持されている。【００３２】
なお、第１の撮像ユニット３０および第２の撮像ユニット５０のそれぞれは、移動レンズ３７，５７を保持する移動レンズ枠３６，５６が前後に移動することで、光学特性を可変する、ここでは、テレ／ワイドの画角変更が行える構成となっている。【００３３】
また、後群レンズ枠３４，５４の後方には、撮像素子保持枠３８，５８が嵌合され、撮像素子保持枠３８，５８に保持された透明ガラス３９，５９にＣＣＤ，ＣＭＯＳなどの撮像素子４０，６０がカバーガラス４１，６１を介して固着されている。【００３４】
撮像素子４０，６０には、電子部品などを搭載した撮像素子基板４２，６２が電気的に接続され、撮像素子基板４２，６２に複数の配線が接続され、複数の配線が纏められた撮像ケーブル４３，６３が後方に延設されている。【００３５】
なお、撮像ケーブル４３，６３は、挿入部１１、操作部１２、ユニバーサルコード１３および光源コネクタ２５内に配設され、２本の電気ケーブル２６に設けられた電気コネクタ２７に接続されている。【００３６】
また、撮像素子保持枠３８，５８の後方には、補強枠４４，６４が嵌合され、補強枠４４と共に撮像ケーブル４３，６３の先端部分を被覆するように熱収縮チューブ４５，６５が設けられている。【００３７】
なお、補強枠４４，６４内には、撮像素子４０，６０、撮像素子基板４２，６２などを保護するための接着剤などの充填剤が配設される。【００３８】
ところで、本実施の形態の第１の撮像ユニット３０および第２の撮像ユニット５０のそれぞれには、移動レンズ枠３６，５６を前後に進退駆動する画角変更部であるアクチュエータ７１，７２が設けられている。【００３９】
ここでのアクチュエータ７１，７２は、形状記憶合金（ＳＭＡ）ワイヤ４６，６６およびバネ部材４７，６７を用いて、移動レンズ枠３６，５６を駆動する。【００４０】
形状記憶合金（ＳＭＡ）ワイヤ４６，６６の先端は、移動レンズ枠３６，５６から外径方向に延出する棒状の接続体３６ａ，５６ａの先端に設けられたブロック体４８，６８に接続されている。【００４１】
なお、後群レンズ枠３４，５４には、接続体３６ａ，５６ａを直進ガイドすると共に、外径方向に延出させるためのスリット３４ａ，５４ａが形成されている。【００４２】
そして、形状記憶合金（ＳＭＡ）ワイヤ４６，６６は、後方に延設されて、撮像素子保持枠３８，５８に設けられたバネ受４９，６９に挿通される。バネ受４９，６９には、絶縁チューブ４９ａ，６９ａが接続されており、形状記憶合金（ＳＭＡ）ワイヤ４６，６６が絶縁チューブ４９ａ，６９ａ内に配設される。【００４３】
また、バネ部材４７，６７は、形状記憶合金（ＳＭＡ）ワイヤ４６，６６を外挿して、ブロック体４８，６８とバネ受４９，６９の間に配設されている。そして、バネ部材４７，６７は、ブロック体４８，６８を前方に付勢している。【００４４】
なお、形状記憶合金（ＳＭＡ）ワイヤ４６，６６は、ここでは図示しないが絶縁チューブ４９ａ，６９ａの基端で固定されている。【００４５】
そして、形状記憶合金（ＳＭＡ）ワイヤ４６，６６は、例えば、加熱時に収縮され、且つ、冷却時に伸張するよう設定されており、絶縁チューブ４９ａ，６９ａ内において伸縮可能な状態にて保持されている。【００４６】
また、形状記憶合金（ＳＭＡ）ワイヤ４６，６６には、図示しないペルチェ素子等の熱源が併設されている。この熱源は、操作部１２に設けられたボタン類１８のうちの共通の画角変更スイッチの操作に応じて、形状記憶合金（ＳＭＡ）ワイヤ４６，６６を加熱或いは冷却することが可能となっている。【００４７】
即ち、撮像装置１０の２つのアクチュエータ７１，７２は、ボタン類１８のうちの共通の画角変更スイッチ操作に応じて、同期して駆動して、第１の撮像ユニット３０および第２の撮像ユニット５０のそれぞれに設けられる２つの移動レンズ枠３６，５６が同期して前後に進退移動する構成となっている。【００４８】
なお、形状記憶合金（ＳＭＡ）ワイヤ４６，６６は、ペルチェ素子等の熱源を用いた加熱或いは冷却によって伸縮させる方式のものに限定されることなく、例えば、通電によって形状記憶合金を加熱し、収縮させる方式などを採用することも可能である。【００４９】
即ち、第１の撮像ユニット３０および第２の撮像ユニット５０は、それぞれのアクチュエータ７１，７２の形状記憶合金（ＳＭＡ）ワイヤ４６，６６が加熱されて収縮することで、バネ部材４７，６７の付勢力に抗して、ブロック体４８，６８が後方に引っ張られる。【００５０】
第１の撮像ユニット３０および第２の撮像ユニット５０は、それぞれのアクチュエータ７１，７２の形状記憶合金（ＳＭＡ）ワイヤ４６，６６が冷却して伸長することで、バネ部材４７，６７の付勢力を受けたブロック体４８，６８が前方に押し出される。【００５１】
これにより、第１の撮像ユニット３０および第２の撮像ユニット５０は、それぞれのブロック体４８，６８に接続体３６ａ，５６ａを介して接続された移動レンズ枠３６，５６が前後に移動することで、テレおよびワイドに画角を変更することができる。【００５２】
なお、テレ／ワイドの画角を変更する移動レンズ枠３６，５６の前後の位置は、撮像装置１０の第１の撮像ユニット３０および第２の撮像ユニット５０のレンズ設計により決定されるもので特に限定されるものではない。【００５３】
このように、本実施の形態の立体内視鏡である立体内視鏡２は、第１の撮像ユニット３０および第２の撮像ユニット５０の２つ撮像部を備えた撮像装置１０によって取得する３Ｄ画像の画角をユーザが所望に調整したり、変更したりすることができる。【００５４】
例えば、被検体の立体感を小さく（弱く）したい場合には、画角を小さくしてモニタ２４に映し出される被写体を大きく表示するテレ側で観察することができる。【００５５】
このとき、ユーザは、被検体から立体内視鏡２の先端部１４を遠ざけるなどして、モニタ２４に映し出される被検体を所望の大きさに調整することができ、３Ｄ画像の立体感が小さくなることで、被検体を処置する処置具などの圧迫感を低減することができ作業性が向上する。【００５６】
一方、例えば、被検体の立体感を大きく（強く）したい場合には、画角を大きくしてモニタ２４に映し出される被写体を小さく表示するワイド側で観察することもできる。【００５７】
このとき、ユーザは被検体から立体内視鏡２の先端部を近づけるなどして、モニタ２４に映し出される被検体を所望の大きさに調整することができ、３Ｄ画像の立体感が大きく（強く）なることで、特に、立体内視鏡２の先端部１４と被検体の距離が比較的遠いときに、被検体がより立体的にモニタ２４に映し出されたほうが、検査治療が行い易くなり、作業性が向上する。【００５８】
以上に説明したように、本実施の形態の立体内視鏡２は、取得する被検体像の画角変更が行える第１の撮像ユニット３０および第２の撮像ユニット５０の２つ撮像部を有する撮像装置１０を備えることで、ユーザが３Ｄ画像を所望の立体感に調整および変更でき、被検体に対する検査、処置などの作業性を向上させることができる構成となる。【００５９】
なお、撮像装置１０は、第１の撮像ユニット３０および第２の撮像ユニット５０の２つのアクチュエータ７１，７２によって、２つの移動レンズ枠３６，５６が同期して前後に進退移動することで、画角変更だけでなくピント調整の光学特性を可変する構成としてもよい。【００６０】
（第１の変形例）
図３は、第１の変形例に係り、先端部に内蔵される撮像装置の構成を示す断面図である。  
撮像装置１０は、図３に示すように、第１の撮像ユニット３０および第２の撮像ユニット５０の移動レンズ枠３６，５６を１つのアクチュエータ７１によって前後に進退移動する構成としてもよい。【００６１】
具体的には、本変形例の撮像装置１０は、第１の撮像ユニット３０の移動レンズ枠３６と、第２の撮像ユニット５０の移動レンズ枠５６と、を連結する棒状の連結部材７３を設け、この連結部材７３を直進ガイドすると共に、外径方向に延出させるためのスリット３４ｂが第１の撮像ユニット３０の後群レンズ枠３４に形成されている。【００６２】
なお、連結部材７３は、第２の撮像ユニット５０の移動レンズ枠５６に接続され、第２の撮像ユニット５０の後群レンズ枠５４のスリット５４ａを介して外径方向に延出し、第１の撮像ユニット３０の後群レンズ枠３４と接続される。【００６３】
このように構成された本変形例の撮像装置１０は、１つのアクチュエータ７１によって第１の撮像ユニット３０の移動レンズ枠３６および第２の撮像ユニット５０の移動レンズ枠５６を前後に進退移動させることができる。【００６４】
これにより、撮像装置１０は、第１の撮像ユニット３０の移動レンズ枠３６および第２の撮像ユニット５０の移動レンズ枠５６の前後の変位量が常に一定となるため、取得する被検体像の画角変更が安定して行える構成となる。【００６５】
（第２の変形例）
図４は、第２の変形例に係り、先端部に内蔵される撮像装置の構成を示す断面図である。  
撮像装置１０は、図４に示すように、２つの移動光学系である移動レンズ３７，５７を備えて、後群レンズ枠３４，５４に１つの撮像素子保持枠３８が嵌合して、１つの撮像素子４０によって、２つの画像を取得する構成としてもよい。【００６６】
なお、図４においては、２つのアクチュエータ７１，７２によって、２つの移動レンズ枠３６，５６を前後に進退移動する構成を図示しているが、これに限定されることなく、第１の変形例に例示したように、１つのアクチュエータ７１によって２つの移動レンズ枠３６，５６を前後に進退移動させる構成としてもよい。【００６７】
（第３の変形例）
図５は、第３の変形例に係り、先端部に内蔵される撮像装置の構成を示す断面図である。  
撮像装置１０は、図５に示すように、１つの移動光学系である移動レンズ３７のみを備えて、２つの撮像素子４０，６０によって、２つの画像を取得する構成としてもよい。【００６８】
なお、本変形例の撮像装置１０は、撮像素子保持枠３８の透明ガラス３９の後方にプリズムユニット７５を設けて、このプリズムユニット７５によって２つの被検体像が２つの撮像素子４０，６０に入射するように構成されている。【００６９】
このように、本変形例の撮像装置１０は、１つの移動レンズ枠３６によって取得する被検体像の画角変更を行うため、取得する右眼用の被検体像と左眼用の被検体像の画角ズレを防止できる。【００７０】
（第４の変形例）
図６は、第４の変形例に係り、先端部に内蔵される撮像装置の構成を示す断面図である。  
撮像装置１０は、図６に示すように、１つの移動光学系である移動レンズ３７のみを備えて、１つの撮像素子４０によって、２つの画像を取得する構成としてもよい。【００７１】
なお、本変形例の撮像装置１０も、撮像素子保持枠３８の透明ガラス３９の後方にプリズムユニット７５を設けて、このプリズムユニット７５によって２つの被検体像を１つの撮像素子４０に入射するように構成されている。【００７２】
本変形例の撮像装置１０も、第３の変形例と同様に、１つの移動レンズ枠３６によって取得する被検体像の画角変更を行うため、取得する右眼用の被検体像と左眼用の被検体像の画角ズレを防止できる。【００７３】
（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。図７は、立体内視鏡システムにおける主に立体内視鏡およびビデオプロセッサの制御構成を示すブロック図である。【００７４】
なお、本実施の形態では、上述の第１の実施の形態に記載した各構成要素について、同一の符号を用いて、それらの構成要素の詳細な説明を省略する。【００７５】
本実施の形態の立体内視鏡２の先端部１４に内蔵される撮像装置１０は、図７に示すように、第１の撮像ユニット３０および第２の撮像ユニット５０のそれぞれに、移動レンズ３７，５７を保持する移動レンズ枠３６，５６の位置を検出する位置検出部としての位置検出センサ７６，７７が配設されている。【００７６】
なお、位置検出センサ７６，７７は、移動レンズ枠３６，５６の近傍に設けられ、ポテンショメータ、エンコーダ、長手位置検出センサなどの移動レンズ枠位置検出部である。【００７７】
立体内視鏡システム１は、立体内視鏡２が接続されるビデオプロセッサ２１に撮像装置１０の第１の撮像ユニット３０および第２の撮像ユニット５０を駆動制御する制御部８０が設けられている。【００７８】
また、ビデオプロセッサ２１には、第１の撮像ユニット３０のアクチュエータ７１を駆動する第１の駆動回路８１と、第１の撮像ユニット３０の撮像素子４０からの撮像信号が入力される第１の画像生成回路８２と、第１の撮像ユニット３０の位置検出センサ７６からの検出信号が入力される第１の位置検出回路８３と、が設けられている。【００７９】
さらに、ビデオプロセッサ２１には、第２の撮像ユニット５０のアクチュエータ７２を駆動する第２の駆動回路９１と、第２の撮像ユニット５０の撮像素子６０からの撮像信号が入力される第２の画像生成回路９２と、第２の撮像ユニット５０の位置検出センサ７７からの検出信号が入力される第２の位置検出回路９３と、が設けられている。【００８０】
そして、ビデオプロセッサ２１は、第１の画像生成回路８２および第２の画像生成回路９２から２つの画像が入力されて、これら２つの画像を合成して３Ｄ画像を生成する３Ｄ画像生成回路８５が内蔵されており、この３Ｄ画像生成回路８５から３Ｄ画像の映像信号が制御部８０を介してモニタ２４に出力される。こうして、撮像装置１０によって撮影された被検体の３Ｄ画像がモニタ２４に表示される。【００８１】
制御部８０には、第１の位置検出回路８３および第２の位置検出回路９３から第１の撮像ユニット３０の移動レンズ枠３６および第２の撮像ユニット５０の移動レンズ枠５６の位置情報が入力される。【００８２】
そして、制御部８０は、各移動レンズ枠３６，５６の位置情報に基づいて、第１の駆動回路８１および第２の駆動回路９１を制御して、各アクチュエータ７１，７２を駆動させる。なお、ここでは図示しないが、制御部８０には、操作部１２に設けられた画角変更スイッチから信号が入力され、その信号に基いた制御信号を第１の駆動回路８１および第２の駆動回路９１に出力する。【００８３】
このように、ビデオプロセッサ２１の制御部８０は、各アクチュエータ７１，７２を駆動制御して、第１の撮像ユニット３０の移動レンズ枠３６および第２の撮像ユニット５０の移動レンズ枠５６を前後に移動させるとき、位置検出センサ７６，７７により検出された第１の位置検出回路８３および第２の位置検出回路９３から入力された各移動レンズ枠３６，５６の位置情報に基いて、それぞれの位置の差分を算出して、その差分を補正して各移動レンズ枠３６，５６の前後の移動位置（撮影光軸に沿った方向の前後位置）が一致するように第１の駆動回路８１および第２の駆動回路９１に制御信号を出力する。【００８４】
そして、第１の駆動回路８１および第２の駆動回路９１は、制御部８０からの制御信号に基いて、各アクチュエータ７１，７２を駆動させて、各移動レンズ枠３６，５６を駆動する。【００８５】
このように、本実施の形態の立体内視鏡システム１は、ビデオプロセッサ２１によって、左眼用または右眼用の第１の撮像ユニット３０の移動レンズ枠３６と第２の撮像ユニット５０の移動レンズ枠５６の位置情報からそれぞれの位置の差分を算出して、各移動レンズ枠３６，５６の移動位置が一致するように補正する制御を行う。【００８６】
これにより、立体内視鏡システム１は、第１の実施の形態に記載の作用効果に加え、撮像装置１０の第１の撮像ユニット３０および第２の撮像ユニット５０によって取得する被検体像の画角が常に一致した３Ｄ画像を生成することができる。【００８７】
なお、本実施の形態では、２つの撮像素子４０，６０を有する撮像装置１０を例示しているが、１つの撮像素子によって２つの被検体像を取得して３Ｄ画像を生成する立体内視鏡システム１にも適用することがきる。【００８８】
（変形例）
図８は、変形例の立体内視鏡システムにおける主に立体内視鏡およびビデオプロセッサの制御構成を示すブロック図である。【００８９】
なお、立体内視鏡システム１は、図８に示すように、立体内視鏡２の撮像装置１０側に位置検出センサ７６，７７を設けなくても、ビデオプロセッサ２１に第１の撮像ユニット３０および第２の撮像ユニット５０によって取得した２つの被検体像の複数の特徴点を検出して各移動レンズ枠３６，５６の移動位置を補正する制御を行うようにしてもよい。【００９０】
具体的には、ビデオプロセッサ２１には、３Ｄ画像生成回路８５からの画像信号が入力される画像ズレ検知部としての画像ズレ検知回路８６が設けられ、画像ズレ検知回路８６からの補正信号が制御部８０に入力される。【００９１】
画像ズレ検知回路８６は、例えば、３Ｄ画像生成回路８５からの３Ｄ画像から第１の撮像ユニット３０および第２の撮像ユニット５０によって取得した２つの被検体の画像の大きさ、または位置の差分を算出して、その差分を補正した各移動レンズ枠３６，５６の前後の移動位置（撮影光軸に沿った方向の前後位置）が一致させるための位置補正指示信号を制御部８０に出力する。【００９２】
そして、制御部８０は、画像ズレ検知回路８６からの位置補正指示信号に基づき、各移動レンズ枠３６，５６の前後の移動位置（撮影光軸に沿った方向の前後位置）が一致するように第１の駆動回路８１および第２の駆動回路９１に制御信号を出力する。【００９３】
そして、第１の駆動回路８１および第２の駆動回路９１は、制御部８０からの制御信号に基いて、各アクチュエータ７１，７２を駆動させて、各移動レンズ枠３６，５６を駆動する。【００９４】
このように、本実施の形態の立体内視鏡システム１は、ビデオプロセッサ２１によって、左眼用または右眼用の第１の撮像ユニット３０と第２の撮像ユニット５０が取得した被検体像から、各移動レンズ枠３６，５６の位置の差分を算出して、各移動レンズ枠３６，５６の移動位置が一致するように補正する制御を行う。【００９５】
このような構成としても、立体内視鏡システム１は、撮像装置１０の第１の撮像ユニット３０および第２の撮像ユニット５０によって取得する被検体像の画角が常に一致した３Ｄ画像を生成することができる。【００９６】
なお、本変形例においても、２つの撮像素子４０，６０を有する撮像装置１０を例示しているが、１つの撮像素子によって２つの被検体像を取得して３Ｄ画像を生成する立体内視鏡システム１にも適用することがきる。【００９７】
以上の各実施の形態に記載した発明は、それら実施の形態および変形例に限ることなく、その他、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を実施し得ることが可能である。さらに、上記実施の形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組合せにより種々の発明が抽出され得るものである。【００９８】
例えば、実施の形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、述べられている課題が解決でき、述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得るものである。【００９９】
本発明によれば、ユーザが３Ｄ画像を所望の立体感に調整および変更でき、被検体に対する検査、処置などの作業性が向上する内視鏡用の撮像装置、立体内視鏡および立体内視鏡システムを提供できる。【０１００】
本出願は、２０１６年２月１２日に日本国に出願された特願２０１６−０２４８４２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。
【図１】
2017138187.tif 000003
【図２】
2017138187.tif 000004
【図３】
2017138187.tif 000005
【図４】
2017138187.tif 000006
【図５】
2017138187.tif 000007
【図６】
2017138187.tif 000008
【図７】
2017138187.tif 000009
【図８】
2017138187.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成29年6月29日(2017.6.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
本発明の一態様の撮像装置は、第１の移動レンズ部を有する第１の対物光学系と、第２の移動レンズ部を有する第２の対物光学系と、前記第１の対物光学系により結像される第１の被検体像と前記第２の対物光学系により結像される第２の被検体像とを撮像する一つまたは二つの撮像素子と、出力部を有するアクチュエータと、前記アクチュエータの前記出力部に接続されるとともに前記第１の移動レンズ部および前記第２の移動レンズ部に連結され、前記出力部の移動に応じて前記第１の移動レンズ部および前記第２の移動レンズ部を同時に移動させる一つの連結部材と、を具備する。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
本発明の一態様の立体内視鏡は、第１の移動レンズ部を有する第１の対物光学系と、第２の移動レンズ部を有する第２の対物光学系と、前記第１の対物光学系により結像される第１の被検体像と前記第２の対物光学系により結像される第２の被検体像とを撮像する一つまたは二つの撮像素子と、出力部を有するアクチュエータと、前記アクチュエータの前記出力部に接続されるとともに前記第１の移動レンズ部および前記第２の移動レンズ部に連結され、前記出力部の移動に応じて前記第１の移動レンズ部および前記第２の移動レンズ部を同時に移動させる一つの連結部材と、前記撮像装置が内蔵される先端部を有する挿入部と、を具備する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対物光学系と、
２つの被検体像を撮像する少なくとも１つの撮像素子と、
前記２つ被写体像の光学特性を変更する２つの移動レンズ部と、
前記移動レンズ部を駆動する少なくとも２つのアクチュエータと、
を備えた撮像装置と、
前記撮像装置が内蔵される先端部を有する挿入部を備えた立体内視鏡と、
前記２つの移動レンズ部の位置を検出する位置検出部と、
前記位置検出部の検出信号が入力されて、前記２つの移動レンズ部の位置の差分を算出し、前記２つの移動レンズ部の位置を補正するように前記２つのアクチュエータを駆動制御する制御部と、
を具備することを特徴とする立体内視鏡システム。
【請求項２】
対物光学系と、
２つの被検体像を撮像する少なくとも１つの撮像素子と、
前記２つ被写体像の光学特性を変更する２つの移動レンズ部と、
前記移動レンズ部を駆動する少なくとも２つのアクチュエータと、
を備えた撮像装置と、
前記撮像装置が内蔵される先端部を有する挿入部を備えた立体内視鏡と、
前記撮像素子によって取得した前記２つの被検体像の画像の差分を算出し、前記２つのアクチュエータを駆動制御する制御部と、前記２つの移動レンズ部の位置を補正するように前記２つのアクチュエータを駆動制御する制御部と、
を具備することを特徴とする立体内視鏡システム。
【請求項３】
第1の移動レンズ部を有する第1の対物光学系と、
第２の移動レンズ部を有する第２の対物光学系と、
前記第１の対物光学系により結像される第１の被検体像と前記第２の対物光学系により結像される第２の被検体像とを撮像する一つまたは二つの撮像素子と、
出力部を有するアクチュエータと、
前記アクチュエータの前記出力部に接続されるとともに前記第１の移動レンズ部および前記第２の移動レンズ部に連結され、前記出力部の移動に応じて前記第１の移動レンズ部および前記第２の移動レンズ部を同時に移動させる一つの連結部材と、
を具備することを特徴とする撮像装置。
【請求項４】
請求項３に記載の撮像装置と、
前記撮像装置が内蔵される先端部を有する挿入部と、
を具備することを特徴とする立体内視鏡。
【手続補正書】
【提出日】平成29年10月20日(2017.10.20)
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
そこで、本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、ユーザが３Ｄ画像を所望の立体感に調整および変更でき、被検体に対する検査、処置などの作業性が向上する立体内視鏡および立体内視鏡システムを提供することを目的とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
本発明の一態様の立体内視鏡システムは、対物光学系と、２つの被検体像を撮像する少なくとも１つの撮像素子と、前記２つ被検体像の光学特性を変更する２つの移動レンズ部と、前記移動レンズ部を駆動する少なくとも２つのアクチュエータと、を備えた撮像装置と、前記撮像装置が内蔵される先端部を有する挿入部を備えた立体内視鏡と、前記撮像素子によって取得した前記２つの被検体像の画像の位置の差分を算出し、前記２つの移動レンズ部の位置を補正するように前記２つのアクチュエータを駆動制御する制御部と、を具備する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
本発明の一態様の立体内視鏡は、第１の移動レンズ部を有する第１の対物光学系と、第２の移動レンズ部を有する第２の対物光学系と、前記第１の対物光学系により結像される第１の被検体像と前記第２の対物光学系により結像される第２の被検体像とを撮像する一つまたは二つの撮像素子と、長手方向に収縮または伸張するアクチュエータと、前記アクチュエータの端部に接続されるとともに前記第１の移動レンズ部および前記第２の移動レンズ部に連結され、前記アクチュエータの収縮または伸張に応じて前記第１の移動レンズ部および前記第２の移動レンズ部を同時に移動させる一つの連結部材と、を具備する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対物光学系と、
２つの被検体像を撮像する少なくとも１つの撮像素子と、
前記２つ被検体像の光学特性を変更する２つの移動レンズ部と、
前記移動レンズ部を駆動する少なくとも２つのアクチュエータと、
を備えた撮像装置と、
前記撮像装置が内蔵される先端部を有する挿入部を備えた立体内視鏡と、
前記撮像素子によって取得した前記２つの被検体像の画像の位置の差分を算出し、前記２つの移動レンズ部の位置を補正するように前記２つのアクチュエータを駆動制御する制御部と、
を具備することを特徴とする立体内視鏡システム。
【請求項２】
第1の移動レンズ部を有する第１の対物光学系と、
第２の移動レンズ部を有する第２の対物光学系と、
前記第１の対物光学系により結像される第１の被検体像と前記第２の対物光学系により結像される第２の被検体像とを撮像する一つまたは二つの撮像素子と、
長手方向に収縮または伸張するアクチュエータと、
前記アクチュエータの端部に接続されるとともに前記第１の移動レンズ部および前記第２の移動レンズ部に連結され、前記アクチュエータの収縮または伸張に応じて前記第１の移動レンズ部および前記第２の移動レンズ部を同時に移動させる一つの連結部材と、
を具備することを特徴とする立体内視鏡。
【請求項３】
前記アクチュエータは、形状記憶合金のワイヤであることを特徴とする請求項２に記載の立体内視鏡。
【国際調査報告】
2017138187.tif 000011
2017138187.tif 000012
2017138187.tif 000013
2017138187.tif 000014