(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体内に挿入される内視鏡の接眼部に着脱自在に接続され、当該内視鏡にて取り込まれた当該被検体内部の被写体像を撮像する撮像素子を有し、当該撮像素子による撮像で得られた画像信号を出力する撮像装置と、
前記画像信号を処理して表示用の映像信号を生成する制御装置と、
前記撮像装置から前記制御装置に前記画像信号を伝送する信号伝送路とを備え、
前記撮像装置は、
前記撮像素子における全画素領域のうち、当該全画素領域よりも小さく、前記被写体像全体を含む指定画素領域における各画素の画素信号を前記画像信号として出力し、
前記制御装置は、
前記画像信号に基づく撮像画像における画素毎の輝度信号に基づいて、当該撮像画像に含まれる前記被写体像と当該被写体像以外のマスク領域との境界点を検出するマスクエッジ検出処理を実行するエッジ検出部と、
前記撮像装置の動作を制御する撮像制御部とを備え、
前記撮像制御部は、
前記撮像画像における前記エッジ検出部にて検出された境界点で囲まれる被写体像の領域に基づいて、前記指定画素領域を設定し、当該指定画素領域における各画素の画素信号を前記画像信号として前記撮像装置から出力させる
ことを特徴とする内視鏡装置。
【請求項２】
前記撮像素子は、
前記指定画素領域における各画素からのみ画素信号が読み出される
ことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
【請求項３】
前記撮像装置は、
前記全画素領域における各画素から読み出された画素信号のうち、前記指定画素領域における各画素の画素信号のみを抽出する第１画像切出部を備える
ことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
【請求項４】
前記制御装置は、
前記撮像画像における前記エッジ検出部にて検出された境界点で囲まれる被写体像画像を切り出す第２画像切出部と、
外部の表示装置における表示画面と同一のアスペクト比を有する背景画像上に前記被写体像画像を重畳した合成画像を生成する第１合成画像生成部とを備える
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の内視鏡装置。
【請求項５】
前記制御装置は、
前記画像信号に基づく撮像画像に対して黒レベルの画像を付加して、外部の表示装置における表示画面と同一のアスペクト比を有する合成画像を生成する第２合成画像生成部を備える
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つ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、人や機械構造物等の被検体内部を観察する内視鏡装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、医療分野や工業分野において、人や機械構造物等の被検体内部を観察する内視鏡装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に記載の内視鏡装置は、被検体内部に挿入され、先端から当該被検体内部の被写体像を取り込む挿入部と、当該被写体像を撮像する撮像素子を有し、当該撮像素子による撮像で得られた画像信号を出力する撮像装置（カメラヘッド）と、当該画像信号を処理して表示用の映像信号を生成する制御装置と、撮像装置から制御装置に画像信号を伝送する信号伝送路（複合ケーブル）とを備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−１３４０３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、近年では、撮像素子の高解像度化により、当該撮像素子による撮像で得られる画像信号も情報量の多いものとなっている。また、一般的に、撮像素子の全画素領域における各画素からの画素信号を画像信号として撮像装置から制御装置に出力しているため、情報量が多くなり、伝送路の本数を増加させる等、信号伝送路が大型化している。
そこで、画像信号の情報量を低減し、信号伝送路を小型化することができる技術が要望されている。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、画像信号の情報量を低減し、信号伝送路を小型化することができる内視鏡装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る内視鏡装置は、被検体内部の被写体像を撮像する撮像素子を有し、当該撮像素子による撮像で得られた画像信号を出力する撮像装置と、前記画像信号を処理して表示用の映像信号を生成する制御装置と、前記撮像装置から前記制御装置に前記画像信号を伝送する信号伝送路とを備え、前記撮像装置は、前記撮像素子における全画素領域のうち、当該全画素領域よりも小さく、前記被写体像全体を含む指定画素領域における各画素の画素信号を前記画像信号として出力することを特徴とする。
【０００７】
また、本発明に係る内視鏡装置では、上記発明において、前記撮像素子は、前記指定画素領域における各画素からのみ画素信号が読み出されることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明に係る内視鏡装置では、上記発明において、前記撮像装置は、前記全画素領域における各画素から読み出された画素信号のうち、前記指定画素領域における各画素の画素信号のみを抽出する第１画像切出部を備えることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係る内視鏡装置では、上記発明において、前記制御装置は、前記画像信号に基づく撮像画像における画素毎の輝度信号に基づいて、当該撮像画像に含まれる前記被写体像と当該被写体像以外のマスク領域との境界点を検出するマスクエッジ検出処理を実行するエッジ検出部を備えることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係る内視鏡装置では、上記発明において、前記制御装置は、前記撮像装置の動作を制御する撮像制御部を備え、前記撮像制御部は、前記撮像画像における前記エッジ検出部にて検出された境界点で囲まれる被写体像の領域に基づいて、前記指定画素領域を設定し、当該指定画素領域における各画素の画素信号を前記画像信号として前記撮像装置から出力させることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係る内視鏡装置では、上記発明において、前記制御装置は、前記撮像画像における前記エッジ検出部にて検出された境界点で囲まれる被写体像画像を切り出す第２画像切出部と、外部の表示装置における表示画面と同一のアスペクト比を有する背景画像上に前記被写体像画像を重畳した合成画像を生成する第１合成画像生成部とを備えることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明に係る内視鏡装置では、上記発明において、前記制御装置は、前記画像信号に基づく撮像画像に対して黒レベルの画像を付加して、外部の表示装置における表示画面と同一のアスペクト比を有する合成画像を生成する第２合成画像生成部を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る内視鏡装置では、撮像装置は、信号伝送路を介して、撮像素子における全画素領域のうち、当該全画素領域よりも小さく、被写体像全体を含む指定画素領域における各画素の画素信号を画像信号として制御装置に出力する。すなわち、撮像素子の全画素領域における各画素からの画素信号を画像信号として撮像装置から制御装置に出力する構成と比較して、観察に必要な被写体像の情報を含みつつ、撮像装置から制御装置に出力する画像信号の情報量を低減することができる。
したがって、本発明に係る内視鏡装置によれば、画像信号の情報量を低減し、伝送路の本数を低減させる等、信号伝送路を小型化することができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本実施の形態１に係る内視鏡装置の概略構成を示す図である。
【図２】図２は、内視鏡用撮像装置及び制御装置の構成を示すブロック図である。
【図３】図３は、接眼部とカメラヘッドとの接続部分を示す断面図である。
【図４】図４は、撮像素子から読み出される指定画素領域を示す図である。
【図５】図５は、カメラヘッドから出力された画像信号に基づく撮像画像から合成画像が生成される様子を示す図である。
【図６】図６は、本実施の形態２に係る内視鏡装置の概略構成を示す図である。
【図７】図７は、マスクエッジ検出処理を説明する図である。
【図８】図８は、カメラヘッドから出力された画像信号に基づく撮像画像から合成画像が生成される様子を示す図である。
【図９】図９は、本実施の形態３に係る内視鏡装置の概略構成を示す図である。
【図１０Ａ】図１０Ａは、撮像素子から読み出される指定画素領域を示す図である。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、撮像素子から読み出される指定画素領域を示す図である。
【図１１】図１１は、本実施の形態４に係る内視鏡装置の概略構成を示す図である。
【図１２】図１２は、撮像素子にて撮像された撮像画像から合成画像が生成される様子を示す図である。
【図１３】図１３は、本実施の形態１〜４の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、図面を参照して、本発明を実施するための形態（以下、実施の形態）について説明する。なお、以下に説明する実施の形態によって本発明が限定されるものではない。さらに、図面の記載において、同一の部分には同一の符号を付している。
【００１６】
（実施の形態１）
〔内視鏡システムの概略構成〕
図１は、本実施の形態１に係る内視鏡装置１の構成を示す図である。
内視鏡装置１は、医療分野において用いられ、生体内を観察しながら生体組織を処置（切開等）する装置である。この内視鏡装置１は、図１に示すように、レゼクトスコープ２と、内視鏡用撮像装置３と、表示装置４と、制御装置５とを備える。
【００１７】
レゼクトスコープ２は、生体内に挿入され、被写体像を取り込むとともに、生体組織を処置する部分である。このレゼクトスコープ２は、図１に示すように、シース２１と、ガイド管２２と、内視鏡２３と、レゼクト電極部材２４と、ハンドル部２５とを備える。
なお、以下で記載する「先端」は、生体内に挿入される側の端部（図１中、左側の端部）を意味する。また、以下で記載する「基端」は、当該「先端」から離間する側の端部（図１中、右側の端部）を意味する。
【００１８】
シース２１は、円筒形状を有し、生体内に挿入される部分である。
ガイド管２２は、シース２１の内径寸法よりも小さい外径寸法を有し、シース２１の基端側から当該シース２１内に挿通される。そして、ガイド管２２は、その先端側が装着部材２２１（図１）を介してシース２１の基端側に固定される。
ここで、装着部材２２１には、シース２１内に液体を注入し、当該シース２１の先端から当該液体を送水するための送水口２２２が設けられている。
【００１９】
内視鏡２３は、被写体像を取り込む部分であり、図１に示すように、挿入部２３１と、接眼部２３２とを備える。
挿入部２３１は、ガイド管２２内に固定されるとともに、シース２１内に挿通される。この挿入部２３１内には、１または複数のレンズを用いて構成され、被写体像を集光する光学系が設けられている。
接眼部２３２は、挿入部２３１の基端に連結されている。この接眼部２３２内には、挿入部２３１内の光学系により集光された被写体像を接眼部２３２の基端から外部に出射する接眼光学系２３２１（図３参照）が設けられている。そして、接眼部２３２は、基端側に向かうにしたがって拡径するテーパ状に形成され、当該拡径した部分に内視鏡用撮像装置３が着脱自在に接続される。
【００２０】
ここで、接眼部２３２には、ライトガイド２３２２を接続するための光源コネクタ２３２３が設けられている。すなわち、光源装置（図示略）からライトガイド２３２２に供給された光は、接眼部２３２を介して挿入部２３１に供給される。挿入部２３１に供給された光は、当該挿入部２３１の先端から出射され、生体内に照射される。生体内に照射され、当該生体内にて反射された光（被写体像）は、挿入部２３１内の光学系及び接眼光学系２３２１を介して、接眼部２３２の基端から出射される。
【００２１】
レゼクト電極部材２４は、装着部材２２１を介してシース２１内に挿通され、その先端がシース２１の先端から突出する。そして、レゼクト電極部材２４は、先端部分が生体組織に接触し、高周波電流により当該生体組織を処置する。
ハンドル部２５は、医師等がレゼクトスコープ２を把持するとともにレゼクト電極部材２４を操作する部分である。このハンドル部２５は、図１に示すように、固定リング２５１と、スライダ２５２と、バネ部材２５３とを備える。
固定リング２５１は、医師等が親指を引っ掛ける部分であり、ガイド管２２の基端側に固定されている。
【００２２】
スライダ２５２は、ガイド管２２が挿通され、当該ガイド管２２に沿って、図１中、左右方向に移動可能に構成されている。
このスライダ２５２には、図１に示すように、レゼクト電極部材２４の基端が固定されている。すなわち、レゼクト電極部材２４は、スライダ２５２の移動に伴い、シース２１内を図１中、左右方向に進退移動する。
また、スライダ２５２には、高周波電源（図示略）に接続された高周波電源コード２５２１を接続するための電源コネクタ２５２２が設けられている。この電源コネクタ２５２２は、リード線（図示略）を介して、レゼクト電極部材２４の基端と電気的に接続する。
さらに、スライダ２５２には、図１に示すように、医師等が親指以外の指を引っ掛け、スライダ２５２を移動（レゼクト電極部材２４を進退移動）させるための指掛部材２５２３が設けられている。
【００２３】
バネ部材２５３は、略Ｕ字形状を有し、一端が固定リング２５１に取り付けられ、他端がスライダ２５２に取り付けられる。そして、バネ部材２５３は、スライダ２５２を固定リング２５１から離間する側に付勢する。
すなわち、医師等は、固定リング２５１及び指掛部材２５２３に指を引っ掛け、バネ部材２５３の付勢力に抗して、指掛部材２５２３を引き寄せることで、スライダ２５２を基端側に移動させる（レゼクト電極部材２４を基端側に移動させる）。一方、スライダ２５２（レゼクト電極部材２４）は、医師等が指掛部材２５２３から指を離すと、バネ部材２５３の付勢力により、先端側に移動する。
【００２４】
内視鏡用撮像装置３は、レゼクトスコープ２（内視鏡２３）の接眼部２３２に着脱自在に接続される。そして、内視鏡用撮像装置３は、制御装置５による制御の下、内視鏡２３にて取り込まれた被写体像（接眼部２３２から出射された被写体像）を撮像し、当該撮像による画像信号（ＲＡＷ信号）を出力する。当該画像信号は、例えば、４Ｋ以上の画像信号である。
なお、内視鏡用撮像装置３の詳細な構成については、後述する。
【００２５】
表示装置４は、液晶または有機ＥＬ（Electro Luminescence）等を用いた表示ディスプレイを用いて構成され、制御装置５による制御の下、当該制御装置５からの映像信号に基づく観察画像を表示する。
制御装置５は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等を含んで構成され、内視鏡用撮像装置３、表示装置４、及び光源装置（図示略）の動作を統括的に制御する。
なお、制御装置５の詳細な構成については、後述する。
【００２６】
〔内視鏡用撮像装置の構成〕
次に、内視鏡用撮像装置３の構成について説明する。
図２は、内視鏡用撮像装置３及び制御装置５の構成を示すブロック図である。なお、図２では、説明の便宜上、操作部８及びコネクタＣＮ１，ＣＮ２の図示を省略している。
内視鏡用撮像装置３は、図１または図２に示すように、カメラヘッド６と、ケーブル７とを備える。
【００２７】
図３は、接眼部２３２とカメラヘッド６との接続部分を示す断面図である。なお、図３では、説明の便宜上、駆動部６４及び通信部６６の図示を省略している。
カメラヘッド６は、図１または図３に示すように、内視鏡２３の接眼部２３２に着脱自在に接続される部分であり、本発明に係る撮像装置としての機能を有する。このカメラヘッド６は、図２または図３に示すように、カメラヘッド筐体６１（図３）と、当該カメラヘッド筐体６１内に収納されるプリズム６２、レンズユニット６３、駆動部６４（図２）、撮像部６５、及び通信部６６（図２）とを備える。
【００２８】
カメラヘッド筐体６１は、各部材６２〜６６を収納する筐体である。このカメラヘッド筐体６１には、図３に示すように、当該カメラヘッド筐体６１の内外を連通する円筒形状を有する突出部６１１が設けられている。この突出部６１１の外周面には、当該突出部６１１の中心軸Ａｘ１を中心とする回転方向に延びる環状溝６１１１が形成されている。そして、環状溝６１１１には、マウント部材６７が取り付けられる。
【００２９】
マウント部材６７は、カメラヘッド６を接眼部２３２に取り付けるための部材であり、円柱形状を有する。
このマウント部材６７において、一端側の端面には、他端に向けて窪み、接眼部２３２が嵌合する嵌合穴６７１が設けられている。また、嵌合穴６７１の内周面には、接眼部２３２の外周面に係止する係止突起６７２が設けられている。そして、嵌合穴６７１に接眼部２３２が嵌合した状態では、内視鏡２３の光軸Ｌ１は、マウント部材６７の中心軸Ａｘ２に一致する。
また、マウント部材６７において、他端側の端面には、嵌合穴６７１に連通する連通孔６７３が設けられている。そして、マウント部材６７は、連通孔６７３の縁部分が環状溝６１１１に嵌合することで、突出部６１１に取り付けられる。この状態では、マウント部材６７の中心軸Ａｘ２と突出部６１１の中心軸Ａｘ１とは、一致する。また、マウント部材６７は、中心軸Ａｘ１（Ａｘ２）を中心として回転可能とする。
したがって、カメラヘッド６は、マウント部材６７を介して、内視鏡２３の接眼部２３２に対し、光軸Ｌ１を中心として回転可能に構成されている。また、カメラヘッド６は、その重心Ｏ（図１）が光軸Ｌ１（接眼部２３２に対する回転中心軸）からずれた位置（図３では、光軸Ｌ１の下方の位置）となるように構成されている。そして、カメラヘッド６は、レゼクトスコープ２の光軸Ｌ１周りの回転に関係なく、光軸Ｌ１を中心として回転して、常時、カメラヘッド筐体６１内に設定された光軸Ｌ２（図３）が鉛直方向に沿う姿勢（重心Ｏが光軸Ｌ１の下方に位置する姿勢）になるように構成されている。
【００３０】
プリズム６２は、図３に示すように、突出部６１１の中心軸Ａｘ１上（光軸Ｌ１上）に配設され、内視鏡２３にて取り込まれた被写体像の進行方向を偏向する。具体的に、プリズム６２は、接眼部２３２から出射され、突出部６１１を介してカメラヘッド筐体６１内に取り込まれた被写体像（光軸Ｌ１に沿って進行する被写体像）の進行方向を略９０°偏向し、光軸Ｌ２に沿って進行させる。
レンズユニット６３は、図３に示すように、光軸Ｌ２上に配設されている。そして、レンズユニット６３は、１または複数のレンズを用いて構成され、プリズム６２を介した被写体像を撮像部６５（撮像素子６５１）の撮像面に結像する。また、レンズユニット６３には、当該１または複数のレンズを移動させて画角を変化させる光学ズーム機構（図示略）や焦点を変化させるフォーカス機構（図示略）が設けられている。
駆動部６４は、制御装置５または操作部８（図１）による制御の下、上述した光学ズーム機構やフォーカス機構を動作させ、レンズユニット６３の画角や焦点を変化させる。
【００３１】
撮像部６５は、図３に示すように、光軸Ｌ２上に配設されている。そして、撮像部６５は、制御装置５による制御の下、レンズユニット６３が結像した被写体像を撮像する。この撮像部６５は、レンズユニット６３が結像した被写体像を受光して電気信号に変換するＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の撮像素子６５１（図２）、及び当該撮像素子６５１からの電気信号（アナログ信号）に対して信号処理（Ａ／Ｄ変換等）を行って画像信号を出力する信号処理部（図示略）等が一体形成されたセンサチップを用いて構成され、Ａ／Ｄ変換後の画像信号（ＲＡＷ信号（デジタル信号））を出力する。なお、上述した信号処理部（図示略）は、撮像素子６５１と一体形成せずに別体としても構わない。
【００３２】
図４は、撮像素子６５１から読み出される指定画素領域ＳＰＡを示す図である。
撮像素子６５１は、制御装置５による制御の下、図４に示すように、予め設定された読出開始位置ＰＳ及び読出終了位置ＰＥに応じた指定画素領域ＳＰＡ（図４中、斜線を付した領域）における各画素からのみ画素信号が読み出される。
本実施の形態１では、内視鏡用撮像装置３は、例えば泌尿器向けのレゼクトスコープ２専用の内視鏡用撮像装置である。すなわち、生体内で反射され、挿入部２３１内に集光された断面略円形の光（被写体像ＳＩ（図４））は、撮像素子６５１の全画素領域ＷＰＡ（図４中、最も大きい矩形で示した領域）において、既定の位置に既定の大きさで結像する。そして、指定画素領域ＳＰＡは、撮像素子６５１の全画素領域ＷＰＡよりも小さく、被写体像ＳＩ全体を含む矩形領域に設定されている。
すなわち、撮像部６５は、全画素領域ＷＰＡではなく、指定画素領域ＳＰＡにおける各画素のみから読み出された画素信号を画像信号（ＲＡＷ信号（デジタル信号））として出力する。
【００３３】
通信部６６は、ケーブル７を介して、撮像部６５から出力される画像信号（ＲＡＷ信号（デジタル信号））を制御装置５に送信するトランスミッタとして機能する。この通信部６６は、例えば、制御装置５との間で、１Ｇｂｐｓ以上の伝送レートで画像信号の通信を行う高速シリアルインターフェースで構成されている。
【００３４】
ケーブル７は、一端がコネクタＣＮ１（図１）を介して制御装置５に着脱自在に接続され、他端がコネクタＣＮ２（図１）を介してカメラヘッド６に着脱自在に接続される。そして、ケーブル７は、カメラヘッド６から出力される画像信号を制御装置５に伝送するとともに、制御装置５から出力される制御信号、同期信号、クロック、及び電力等をカメラヘッド６にそれぞれ伝送する。すなわち、ケーブル７は、本発明に係る信号伝送路としての機能を有する。
なお、ケーブル７を介したカメラヘッド６から制御装置５への画像信号の伝送は、当該画像信号等を光信号で伝送してもよく、あるいは、電気信号で伝送しても構わない。ケーブル７を介した制御装置５からカメラヘッド６への制御信号、同期信号、クロックの伝送も同様である。
また、ケーブル７には、図１に示すように、医師等からの各種操作（例えば、観察画像の画質調整（ホワイトバランス調整、明るさ調整等）の指示や、レンズユニット６３の画角や焦点を変化させる指示等）を受け付ける操作部８が設けられている。
【００３５】
〔制御装置の構成〕
次に、制御装置５の構成について図２を参照しながら説明する。
制御装置５は、図２に示すように、通信部５１と、画像処理部５２と、表示制御部５３と、制御部５４と、入力部５５と、出力部５６と、記憶部５７とを備える。
通信部５１は、ケーブル７を介して、カメラヘッド６（通信部６６）から出力される画像信号（ＲＡＷ信号（デジタル信号））を受信するレシーバとして機能する。この通信部５１は、例えば、通信部６６との間で、１Ｇｂｐｓ以上の伝送レートで画像信号の通信を行う高速シリアルインターフェースで構成されている。
【００３６】
画像処理部５２は、制御部５４による制御の下、カメラヘッド６（通信部６６）から出力され、通信部５１にて受信した画像信号（ＲＡＷ信号（デジタル信号））を処理する。
例えば、画像処理部５２は、画像信号（ＲＡＷ信号（デジタル信号））に対してオプティカルブラック減算処理、デモザイク処理等のＲＡＷ処理を施し、当該ＲＡＷ信号（画像信号）をＲＧＢ信号（画像信号）に変換する。また、画像処理部５２は、当該ＲＧＢ信号（画像信号）に対して、ホワイトバランス調整処理、ＲＧＢガンマ補正、及びＹＣ変換（ＲＧＢ信号を輝度信号及び色差信号（Ｙ，ＣＢ／ＣＲ信号）に変換）等のＲＧＢ処理を施す。さらに、画像処理部５２は、当該Ｙ，ＣＢ／ＣＲ信号（画像信号）に対して、色差補正及びノイズリダクション等のＹＣ処理を実行する。
【００３７】
また、画像処理部５２は、図２に示すように、以下に示す合成画像生成処理を実行する合成画像生成部５２１を備える。
図５は、カメラヘッド６から出力された画像信号に基づく撮像画像ＣＩ１から合成画像ＣＩ２が生成される様子を示す図である。具体的に、図５（ａ）は、カメラヘッド６から出力された画像信号に基づく撮像画像ＣＩ１を示す図である。図５（ｂ）は、合成画像生成処理にて生成された合成画像ＣＩ２を示す図である。
具体的に、合成画像生成部５２１は、図５に示すように、画像信号（ＲＡＷ信号、ＲＧＢ信号、あるいは、Ｙ，ＣＢ／ＣＲ信号）に基づく撮像画像ＣＩ１の両側に黒レベルの画像ＢＩ１，ＢＩ２を付加して、表示装置４の表示画面と同一のアスペクト比を有する合成画像ＣＩ２を生成する合成画像生成処理を実行する。すなわち、合成画像生成部５２１は、本発明に係る第２合成画像生成部としての機能を有する。
【００３８】
表示制御部５３は、制御部５４による制御の下、画像処理部５２にて処理された画像信号（Ｙ，ＣＢ／ＣＲ信号）に基づいて、表示用の映像信号を生成する。そして、表示制御部５３は、当該表示用の映像信号に基づく合成画像ＣＩ２を表示装置４に表示させる。
制御部５４は、例えば、ＣＰＵ等を用いて構成され、カメラヘッド６、表示装置４、及び光源装置（図示略）の動作を制御するとともに、制御装置５全体の動作を制御する。この制御部５４は、図２に示すように、撮像制御部５４１を備える。
撮像制御部５４１は、記憶部５７から撮像素子６５１の読出開始位置ＰＳ及び読出終了位置ＰＥを読み出し、ケーブル７を介して撮像部６５に当該読出開始位置ＰＳ及び読出終了位置ＰＥを指示する。そして、撮像素子６５１は、当該読出開始位置ＰＳ及び読出終了位置ＰＥに応じた指定画素領域ＳＰＡにおける各画素からのみ画素信号が読み出される。
【００３９】
入力部５５は、マウス、キーボード、及びタッチパネル等の操作デバイスを用いて構成され、医師等のユーザによるユーザ操作を受け付ける。そして、入力部５５は、ユーザ操作に応じた操作信号を制御部５４に出力する。
出力部５６は、スピーカやプリンタ等を用いて構成され、各種情報を出力する。
記憶部５７は、制御部５４が実行するプログラムや、制御部５４の処理に必要な情報等を記憶する。
【００４０】
以上説明した本実施の形態１によれば、以下の効果を奏する。
本実施の形態１に係る内視鏡装置１では、カメラヘッド６は、ケーブル７を介して、撮像素子６５１における全画素領域ＷＰＡのうち、当該全画素領域ＷＰＡよりも小さく、被写体像ＳＩ全体を含む指定画素領域ＳＰＡにおける各画素の画素信号を画像信号（ＲＡＷ信号）として制御装置５に出力する。すなわち、撮像素子６５１の全画素領域ＷＰＡにおける各画素からの画素信号を画像信号としてカメラヘッド６から制御装置５に出力する構成と比較して、観察に必要な被写体像ＳＩの情報を含みつつ、カメラヘッド６から制御装置５に出力する画像信号（ＲＡＷ信号）の情報量を低減することができる。
したがって、本実施の形態１に係る内視鏡装置１によれば、画像信号（ＲＡＷ信号）の情報量を低減し、伝送路の本数を低減させる等、ケーブル７を小型化することができる、という効果を奏する。
また、レンズユニット６３としては、比較的に小さい領域である指定画素領域ＳＰＡに被写体像ＳＩを結像させればよい。このため、レンズユニット６３として、大型のレンズユニットを採用する必要がなく、当該レンズユニット６３を小型化することができる。すなわち、カメラヘッド６の小型化及び軽量化を図ることができるため、生体内に挿入されるレゼクトスコープ２を術者自身が手で持ちながら生体組織の処置を容易に行うことができる。
【００４１】
また、本実施の形態１に係る内視鏡装置１では、撮像素子６５１は、指定画素領域ＳＰＡにおける各画素からのみ画素信号が読み出される。
このため、全画素領域ＷＰＡにおける各画素から画素信号を読み出す構成と比較して、撮像素子６５１の消費電力を低減することができる。また、カメラヘッド６から制御装置５に出力する画像信号（ＲＡＷ信号）の情報量を低減することができるため、通信部６６の負荷を低減し、当該通信部６６の消費電力も低減することができる。すなわち、カメラヘッド６全体の消費電力を低減することができる。
また、カメラヘッド６全体の消費電力の低減に伴い、撮像素子６５１や通信部６６の発熱によるカメラヘッド６の温度上昇を抑制することができる。
【００４２】
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２について説明する。
以下では、上述した実施の形態１と同様の構成には同一符号を付し、その詳細な説明は省略または簡略化する。
図６は、図２に対応した図であって、本実施の形態２に係る内視鏡装置１Ａの概略構成を示す図である。
本実施の形態２に係る内視鏡装置１Ａ（制御装置５Ａ）では、図６に示すように、上述した実施の形態１で説明した内視鏡装置１に対して、画像処理部５２の代わりに当該画像処理部５２とは異なる方法で合成画像を生成する画像処理部５２Ａを採用している。
【００４３】
画像処理部５２Ａは、図６に示すように、エッジ検出部５２２と、第２画像切出部５２３と、合成画像生成部５２１Ａとを備える。
エッジ検出部５２２は、以下に示すマスクエッジ検出処理を実行する。
図７は、マスクエッジ検出処理を説明する図である。具体的に、図７（ａ）は、カメラヘッド６から出力された画像信号に基づく撮像画像ＣＩ１を示す図である。図７（ｂ）は、図７（ａ）に示した撮像画像ＣＩ１中の水平ラインＨＬ５での輝度値の分布を示す図である。
エッジ検出部５２２は、マスクエッジ検出処理を実行することにより、被写体像ＳＩと当該被写体像ＳＩ以外のマスク領域ＭＡ（図７（ａ）の黒塗りの部分）との境界点ＢＰ（図７（ａ））を検出する。
具体的に、エッジ検出部５２２は、図７（ａ）に示すように、画像処理部５２にて処理された画像信号（Ｙ，ＣＢ／ＣＲ信号）のうち輝度信号（Ｙ信号）を取得する。そして、エッジ検出部５２２は、当該輝度信号（Ｙ信号）に基づいて、撮像画像ＣＩ１内の複数本（本実施の形態２では１４本）の水平ラインＨＬ１〜ＨＬ１４での輝度値の分布をそれぞれ検出する。ここで、撮像画像ＣＩ１において、被写体像ＳＩの領域は、マスク領域ＭＡよりも輝度値が高い。すなわち、例えば、水平ラインＨＬ５での輝度分布は、図７（ｂ）に示すように、被写体像ＳＩとマスク領域ＭＡとの２つの境界点ＢＰ間で輝度値が高くなり、その他の部分で輝度値が低くなる。このため、エッジ検出部５２２は、複数本の水平ラインＨＬ１〜ＨＬ１４での輝度値の分布をそれぞれ検出することにより、被写体像ＳＩとマスク領域ＭＡとの複数の境界点ＢＰを検出することができる。
【００４４】
図８は、カメラヘッド６から出力された画像信号に基づく撮像画像ＣＩ１から合成画像ＣＩ３が生成される様子を示す図である。具体的に、図８（ａ）は、カメラヘッド６から出力された画像信号に基づく撮像画像ＣＩ１を示す図である。図８（ｂ）は、第２画像切出部５２３による画像切出処理にて生成された被写体像画像ＳＩ´を示す図である。図８（ｃ）は、合成画像生成部５２１Ａによる合成画像生成処理にて用いられる背景画像ＢＩを示す図である。図８（ｄ）は、合成画像生成処理にて生成された合成画像ＣＩ３を示す図である。
第２画像切出部５２３は、図８（ａ）及び図８（ｂ）に示すように、画像信号（ＲＡＷ信号、ＲＧＢ信号、あるいは、Ｙ，ＣＢ／ＣＲ信号）に基づく撮像画像ＣＩ１から、エッジ検出部５２２にて検出された複数の境界点ＢＰで囲まれる被写体像ＳＩに相当する被写体像画像ＳＩ´を切り出す画像切出処理を実行する。
【００４５】
合成画像生成部５２１Ａは、図８（ｂ）ないし図８（ｄ）に示すように、表示装置４の表示画面と同一のアスペクト比を有する例えば黒レベルの背景画像ＢＩ上に、第２画像切出部５２３にて切り出された被写体像画像ＳＩ´を重畳した合成画像ＣＩ３を生成する合成画像生成処理を実行する。この際、合成画像生成部５２１Ａは、互いの中心位置ＣＰが合致するように、背景画像ＢＩ上に被写体像画像ＳＩ´を重畳させる。すなわち、合成画像生成部５２１Ａは、本発明に係る第１合成画像生成部としての機能を有する。
そして、表示制御部５３は、合成画像生成部５２１Ａにて生成された合成画像ＣＩ３を表示装置４に表示させる。
なお、背景画像ＢＩは、黒レベルの画像に限らず、その他の色や模様を有する画像としても構わない。
【００４６】
以上説明した本実施の形態２によれば、上述した実施の形態１と同様の効果の他、以下の効果を奏する。
ところで、上述した実施の形態１で説明した合成画像生成処理のように、撮像画像ＣＩ１の両側に黒レベルの画像ＢＩ１，ＢＩ２を付加して合成画像ＣＩ２を生成した場合には、以下の問題が生じる虞がある。
すなわち、マスク領域ＭＡの黒レベルと画像ＢＩ１，ＢＩ２の黒レベルとが異なる場合には、合成画像ＣＩ２において、撮像画像ＣＩ１と画像ＢＩ１，ＢＩ２との境界が目立ち、観察画像（合成画像ＣＩ２）の表示品位が損なわれてしまう。
本実施の形態２に係る内視鏡装置１Ａでは、背景画像ＢＩ上に被写体像画像ＳＩ´を重畳した合成画像ＣＩ３を生成する合成画像生成処理を実行する。このため、上述した境界が存在しないため、観察画像（合成画像ＣＩ３）の表示品位が損なわれることがない。
また、当該合成画像生成処理では、互いの中心位置ＣＰが合致するように、背景画像ＢＩ上に被写体像画像ＳＩ´を重畳させている。このため、当該合成画像ＣＩ３に対して拡大縮小処理等を行う場合には、中心位置ＣＰを中心として拡大縮小処理が行われる。すなわち、上記同様に、表示品位が損なわれることがない。
【００４７】
（実施の形態３）
次に、本発明の実施の形態３について説明する。
以下では、上述した実施の形態２と同様の構成には同一符号を付し、その詳細な説明は省略または簡略化する。
図９は、図６に対応した図であって、本実施の形態３に係る内視鏡装置１Ｂの概略構成を示す図である。
本実施の形態３に係る内視鏡装置１Ｂ（制御装置５Ｂ）では、図９に示すように、上述した実施の形態２で説明した内視鏡装置１Ａに対して、制御部５４の代わりに当該制御部５４に新たな機能を追加した制御部５４Ｂ（撮像制御部５４１Ｂ）を採用している。
【００４８】
図１０Ａ及び図１０Ｂは、撮像素子６５１から読み出される指定画素領域ＳＰＡを示す図である。
撮像制御部５４１Ｂは、エッジ検出部５２２によるマスクエッジ検出処理の処理結果に基づいて、図１０Ａまたは図１０Ｂに示すように、ケーブル７を介して撮像部６５に指示する読出開始位置ＰＳ及び読出終了位置ＰＥを変更する。
具体的に、撮像制御部５４１Ｂは、撮像画像ＣＩ１内において、複数の境界点ＢＰで囲まれる被写体像ＳＩの位置が左右方向にずれている場合（撮像画像ＣＩ１の中心位置から被写体像ＳＩの中心位置が左右方向にずれている場合）には、当該ずれに応じて読出開始位置ＰＳ及び読出終了位置ＰＥを変更する。
なお、読出開始位置ＰＳ及び読出終了位置ＰＥを変更した場合であっても、当該読出開始位置ＰＳ及び読出終了位置ＰＥに応じた指定画素領域ＳＰＡは、図１０Ａまたは図１０Ｂに示すように、撮像素子６５１の全画素領域ＷＰＡよりも小さく、被写体像ＳＩ全体を含む矩形領域である。
そして、撮像素子６５１は、撮像制御部５４１Ｂにて指示された読出開始位置ＰＳ及び読出終了位置ＰＥに応じた指定画素領域ＳＰＡにおける各画素からのみ画像信号が読み出される。
【００４９】
以上説明した本実施の形態３によれば、上述した実施の形態２と同様の効果の他、以下の効果を奏する。
本実施の形態３に係る内視鏡装置１Ｂでは、撮像画像ＣＩ１内での複数の境界点ＢＰで囲まれる被写体像ＳＩの位置に応じて、指定画素領域ＳＰＡ（読出開始位置ＰＳ及び読出終了位置ＰＥ）を変更する。
このため、例えば内視鏡２３の光軸Ｌ１が突出部６１１やマウント部材６７の中心軸Ａｘ１，Ａｘ２からずれてしまった場合であっても、被写体像ＳＩ全体を含む指定画素領域ＳＰＡを適切に設定することができる。
【００５０】
（実施の形態４）
次に、本発明の実施の形態４について説明する。
以下では、上述した実施の形態２と同様の構成には同一符号を付し、その詳細な説明は省略または簡略化する。
図１１は、図６に対応した図であって、本実施の形態４に係る内視鏡装置１Ｃの概略構成を示す図である。
本実施の形態４に係る内視鏡装置１Ｃは、上述した実施の形態２で説明した内視鏡装置１Ａに対して、以下の点が異なる。
すなわち、内視鏡装置１Ｃを構成するカメラヘッド６Ｃでは、上述した実施の形態２で説明したカメラヘッド６に対して、第１画像切出部６８が追加されている。
また、内視鏡装置１Ｃ（制御装置５Ｃ）を構成する画像処理部５２Ｃでは、上述した実施の形態２で説明した画像処理部５２Ａに対して、第２画像切出部５２３を省略しているとともに、合成画像生成部５２１Ａの代わりに当該合成画像生成部５２１Ａと略同様の合成画像生成処理を実行する合成画像生成部５２１Ｃを採用している。
さらに、内視鏡装置１Ｃ（制御装置５Ｃ）を構成する制御部５４Ｃでは、上述した実施の形態２で説明した制御部５４に対して、撮像制御部５４１とは異なる機能を有する撮像制御部５４１Ｃを採用している。
【００５１】
図１２は、撮像素子６５１にて撮像された撮像画像ＣＩ０から合成画像ＣＩ３が生成される様子を示す図である。具体的に、図１２（ａ）は、撮像素子６５１にて撮像された撮像画像ＣＩ０を示す図である。図１２（ｂ）は、第１画像切出部６８による画像切出処理にて生成された被写体像画像ＳＩ´を示す図である。図１２（ｃ）は、合成画像生成部５２１Ｃによる合成画像生成処理にて用いられる背景画像ＢＩを示す図である。図１２（ｄ）は、合成画像生成処理にて生成された合成画像ＣＩ３を示す図である。
撮像制御部５４１Ｃは、撮像素子６５１の全画素領域ＷＰＡにおける各画素から画素信号を読み出すように、ケーブル７を介して撮像部６５に読出開始位置ＰＳ及び読出終了位置ＰＥを指示する。そして、撮像素子６５１は、当該読出開始位置ＰＳ及び読出終了位置ＰＥに応じた全画素領域ＷＰＡにおける各画素から画素信号が読み出される。すなわち、撮像素子６５１にて撮像された撮像画像は、図１２（ａ）に示すように、全画素領域ＷＰＡに応じた撮像画像ＣＩ０となる。
【００５２】
また、撮像制御部５４１Ｃは、ケーブル７を介して第１画像切出部６８に対して、エッジ検出部５２２によるマスクエッジ検出処理の処理結果（撮像画像ＣＩ０内での複数の境界点ＢＰで囲まれる被写体像ＳＩの領域の画素位置）を通知する。
第１画像切出部６８は、メモリ６８１を有し、撮像素子６５１にて撮像された撮像画像ＣＩ０を一端、当該メモリ６８１に記憶する。そして、第１画像切出部６８は、図１２（ａ）及び図１２（ｂ）に示すように、撮像制御部５４１Ｃからの通知に応じて、メモリ６８１に記憶された撮像画像ＣＩ０から複数の境界点ＢＰで囲まれる被写体像ＳＩに相当する被写体像画像ＳＩ´のみを読み出す画像切出処理を実行する。
そして、カメラヘッド６Ｃ（通信部６６）は、ケーブル７を介して、被写体像画像ＳＩ´に応じた画像信号（ＲＡＷ信号）を制御装置５Ｃに出力する。
【００５３】
合成画像生成部５２１Ｃは、図１２（ｂ）ないし図１２（ｄ）に示すように、表示装置４の表示画面と同一のアスペクト比を有する例えば黒レベルの背景画像ＢＩ上に、画像信号（ＲＡＷ信号、ＲＧＢ信号、あるいは、Ｙ，ＣＢ／ＣＲ信号）に基づく被写体像画像ＳＩ´を重畳した合成画像ＣＩ３を生成する合成画像生成処理を実行する。この際、合成画像生成部５２１Ｃは、互いの中心位置ＣＰが合致するように、背景画像ＢＩ上に被写体像画像ＳＩ´を重畳させる。すなわち、合成画像生成部５２１Ｃは、本発明に係る第１合成画像生成部としての機能を有する。
そして、表示制御部５３は、合成画像生成部５２１Ｃにて生成された合成画像ＣＩ３を表示装置４に表示させる。
【００５４】
以上説明した本実施の形態４によれば、上述した実施の形態２と同様の効果の他、以下の効果を奏する。
本実施の形態４に係る内視鏡装置１Ｃでは、カメラヘッド６Ｃは、撮像素子６５１の全画素領域ＷＰＡに応じた撮像画像ＣＩ０から被写体像画像ＳＩ´を切り出し、ケーブル７を介して、当該被写体像画像ＳＩ´に応じた画像信号（ＲＡＷ信号）を制御装置５に出力する。
このため、カメラヘッド６Ｃから制御装置５Ｃに出力される画像信号（ＲＡＷ信号）は、観察に必要な被写体像ＳＩの情報のみとなり、情報量を最も低減することができる。したがって、ケーブル７を小型化することができる、という効果を好適に実現することができる。
【００５５】
（その他の実施の形態）
ここまで、本発明を実施するための形態を説明してきたが、本発明は上述した実施の形態１〜４によってのみ限定されるものではない。
図１３は、本実施の形態１〜４の変形例を示す図である。
上述した実施の形態１〜４では、カメラヘッド６，６Ｃは、例えば泌尿器向けのレゼクトスコープ２に対して着脱自在に設けられていたが、これに限らず、図１３に示すように、例えば消化器向けの内視鏡２Ｄに対して着脱自在に設けても構わない。
内視鏡２Ｄは、硬性鏡で構成されている。すなわち、内視鏡２Ｄは、硬質または少なくとも一部が軟質で細長形状を有し、生体内に挿入される。この内視鏡２Ｄ内には、１または複数のレンズを用いて構成され、被写体像ＳＩを集光する光学系が設けられている。そして、光源装置９（図１３）からライトガイド２３２２に供給された光は、内視鏡２Ｄの先端から出射され、生体内に照射される。生体内に照射され、当該生体内で反射された光（被写体像ＳＩ）は、内視鏡２Ｄ内の光学系により集光される。そして、カメラヘッド６は、内視鏡２Ｄ内の光学系により集光された被写体像ＳＩを撮像する。
また、内視鏡２Ｄは、硬性鏡に限らず、軟性鏡としても構わない。
【００５６】
上述した実施の形態１〜４及びその変形例（図１３）において、画像処理部５２，５２Ａ，５２Ｃや制御部５４，５４Ｂ，５４Ｃの機能の少なくとも一部を制御装置５，５Ａ〜５Ｃの外部（カメラヘッド６，６Ｃ、コネクタＣＮ１，ＣＮ２等）に設けても構わない。
上述した実施の形態１〜４及びその変形例（図１３）において、内視鏡装置１，１Ａ〜１Ｄは、工業分野で用いられ、機械構造物等の被検体内部を観察する内視鏡装置としても構わない。
【００５７】
上述した実施の形態１〜４及びその変形例（図１３）において、以下の構成を採用しても構わない。
すなわち、カメラヘッド６，６Ｃは、ケーブル７を介して、撮像素子６５１における全画素領域ＷＰＡの各画素から読み出された画素信号（撮像画像ＣＩ０）を画像信号（ＲＡＷ信号）として制御装置５，５Ａ〜５Ｃに出力する。そして、制御装置５，５Ａ〜５Ｃは、撮像画像ＣＩ０から指定画素領域ＳＰＡに相当する領域や被写体像画像ＳＩ´を切り出すとともに、上述した実施の形態１〜４で説明した合成画像生成処理を実行する。
【００５８】
上述した実施の形態１〜４及びその変形例（図１３）において、医師等のユーザによる操作部８や入力部５５への操作に応じて、読出開始位置ＰＳ及び読出終了位置ＰＥ（指定画素領域ＳＰＡ）を変更可能とする構成を採用しても構わない。
上述した実施の形態１〜４及びその変形例（図１３）では、指定画素領域ＳＰＡは、全画素領域ＷＰＡのうち、被写体像ＳＩの左右の領域を除いた領域としていたが、これに限らず、被写体像ＳＩの上下の領域を除いた領域としても構わない。
【００５９】
上述した実施の形態４及びその変形例（図１３）では、撮像素子６５１は、全画素領域ＷＰＡにおける各画素から画素信号が読み出されていたが、これに限らず、全画素領域ＷＰＡよりも小さく、被写体像ＳＩ全体を含む領域における各画素からのみ画素信号が読み出されるように構成しても構わない。
また、上述した実施の形態４及びその変形例（図１３）では、第１画像切出部６８は、撮像画像ＣＩ０から被写体像画像ＳＩ´を切り出していたが、これに限らない。例えば、撮像画像ＣＩ０から被写体像ＳＩ全体を含む矩形領域を切り出すように構成してもよい。
【符号の説明】
【００６０】
１，１Ａ〜１Ｄ  内視鏡装置
２  レゼクトスコープ
２Ｄ  内視鏡
３  内視鏡用撮像装置
４  表示装置
５，５Ａ〜５Ｃ  制御装置
６，６Ｃ  カメラヘッド
７  ケーブル
８  操作部
９  光源装置
２１  シース
２２  ガイド管
２３  内視鏡
２４  レゼクト電極部材
２５  ハンドル部
５１  通信部
５２，５２Ａ，５２Ｃ  画像処理部
５３  表示制御部
５４，５４Ｂ，５４Ｃ  制御部
５５  入力部
５６  出力部
５７  記憶部
６１  カメラヘッド筐体
６２  プリズム
６３  レンズユニット
６４  駆動部
６５  撮像部
６６  通信部
６７  マウント部材
６８  第１画像切出部
２２１  装着部材
２２２  送水口
２３１  挿入部
２３２  接眼部
２５１  固定リング
２５２  スライダ
２５３  バネ部材
５２１，５２１Ａ，５２１Ｃ  合成画像生成部
５２２  エッジ検出部
５２３  第２画像切出部
５４１，５４１Ｂ，５４１Ｃ  撮像制御部
６１１  突出部
６５１  撮像素子
６７１  嵌合穴
６７２  係止突起
６７３  連通孔
２３２１  接眼光学系
２３２２  ライトガイド
２３２３  光源コネクタ
２５２１  高周波電源コード
２５２２  電源コネクタ
２５２３  指掛部材
６１１１  環状溝
Ａｘ１，Ａｘ２  中心軸
ＢＩ  背景画像
ＢＩ１，ＢＩ２  画像
ＢＰ  境界点
ＣＩ０，ＣＩ１  撮像画像
ＣＩ２，ＣＩ３  合成画像
ＣＮ１，ＣＮ２  コネクタ
ＣＰ  中心位置
ＨＬ１〜ＨＬ１４  水平ライン
Ｌ１，Ｌ２  光軸
ＭＡ  マスク領域
Ｏ  重心
ＰＥ  読出終了位置
ＰＳ  読出開始位置
ＳＩ  被写体像
ＳＩ´  被写体像画像
ＳＰＡ  指定画素領域
ＷＰＡ  全画素領域
【図１】
0006987513.tif 000002
【図２】
0006987513.tif 000003
【図３】
0006987513.tif 000004
【図４】
0006987513.tif 000005
【図５】
0006987513.tif 000006
【図６】
0006987513.tif 000007
【図７】
0006987513.tif 000008
【図８】
0006987513.tif 000009
【図９】
0006987513.tif 000010
【図１０Ａ】
0006987513.tif 000011
【図１０Ｂ】
0006987513.tif 000012
【図１１】
0006987513.tif 000013
【図１２】
0006987513.tif 000014
【図１３】
0006987513.tif 000015