(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体に対して照明光を照射する光源と、
前記被写体の光学像を撮像し、第１の撮像信号として出力可能な第１の撮像素子を備えた第１の撮像部と、
前記被写体の光学像を撮像し、前記第１の撮像信号に対して視差を有する第２の撮像信号として出力可能な第２の撮像素子を備えた第２の撮像部と、
前記第１の撮像信号に対して、被写体像の明るさを第１の測光値として検出する第１の測光部と、
前記第２の撮像信号に対して、前記被写体像の明るさを第２の測光値として検出する第２の測光部と、
前記第１の測光値に基づいて、前記第１の撮像信号の露光時間を制御する第１の露光時間制御部と、
前記第２の測光値に基づいて、前記第２の撮像信号の露光時間を制御する第２の露光時間制御部と、
前記第１の撮像信号の前記被写体像の明るさと前記第２の撮像信号の前記被写体像の明るさとが等しくなるように、前記第１の露光時間制御部と前記第２の露光時間制御部との少なくとも一方を制御する露光制御部と、
前記第１の測光部において検出される前記第１の測光値と、前記第２の測光部において検出される前記第２の測光値とのいずれかを選択する測光値選択部と、
前記測光値選択部によって選択された前記第１の測光値または前記第２の測光値に基づいて、前記光源から照射される前記照明光の光量を制御する光量制御部と、
を具備したことを特徴とする撮像システム。
【請求項２】
前記第１の測光部において検出される前記第１の測光値と、前記第２の測光部において検出される前記第２の測光値とに対して所定の平均処理を施して平均測光値を算出する平均値算出部とをさらに備え、
前記光量制御部は、前記測光値選択部によって選択された前記第１の測光値もしくは前記第２の測光値、または、前記平均値算出部において算出された前記平均測光値に基づいて、前記光源から照射される前記照明光の光量を制御することを特徴とする請求項１に記載の撮像システム。
【請求項３】
前記光量制御部は、第１の状態の際には前記測光値選択部によって選択された前記第１の測光値または前記第２の測光値に基づいて前記光源から照射される前記照明光の光量を制御し、前記第１の測光部または前記第２の測光部における検出結果に基づいて第２の状態に達した際には、前記平均値算出部において算出された前記平均測光値に基づいて前記光源から照射される前記照明光の光量を制御することを特徴とする請求項２に記載の撮像システム。
【請求項４】
前記第１の撮像信号または前記第２の撮像信号のいずれかを用いて生成される２Ｄ画像信号と、前記第１の撮像信号および前記第２の撮像信号を合成して生成される３Ｄ画像信号とのいずれか一方を選択して表示する画像信号選択部をさらに備えることを特徴とする請求項２に記載の撮像システム。
【請求項５】
前記画像信号選択部が前記３Ｄ画像信号を選択した際には、前記光量制御部は、前記平均値算出部において算出された前記平均測光値に基づいて、前記光源から照射される前記照明光の光量を制御することを特徴とする請求項４に記載の撮像システム。
【請求項６】
前記画像信号選択部が前記２Ｄ画像信号を選択した際に、前記光量制御部は、前記第１の撮像信号または前記第２の撮像信号を用いた前記２Ｄ画像信号の生成に対応して、前記第１の測光値または前記第２の測光値のいずれか一方に基づいて、前記光源から照射される前記照明光の光量を制御することを特徴とする請求項４に記載の撮像システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像システムに関し、特に、視差を有する２つの撮像画像を取得可能な撮像システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、互いに視差を有する２つの撮像画像を取得可能な撮像システム、たとえば、視差を有する２つの撮像画像を用いて立体画像を生成する撮像システムが知られている。【０００３】
より具体的に日本国特開２０１２−０６５２０４号公報および日本国特開２００１−１４８８６５号公報には、複数の撮像部を用いて立体画像（３Ｄ画像）を撮像する撮像装置が開示されている。この日本国特開２０１２−０６５２０４号公報および日本国特開２００１−１４８８６５号公報に係る撮像装置は、２つの撮像部それぞれから出力される撮像信号を測光し、当該測光結果（輝度値）に基づいて、各撮像部の露光量を制御するようになっている。【０００４】
例えば、前記日本国特開２０１２−０６５２０４号公報に係る撮像装置は、２つの撮像部からそれぞれ出力される撮像信号の輝度値を等しくするよう、それぞれの撮像部に係る撮像露光時間を制御するようになっている。【０００５】
一方、日本国特許第４９５５８４０号明細書には、体腔内の外科手術において微細な術部を立体的に観察するために、視差を有する２つの撮像画像を用いて立体画像を生成する立体内視鏡が開示されている。この立体内視鏡は、左右一対の観察光学系と、これら観察光学系に対応する左右一対の撮像部を備えている。【０００６】
また、日本国特許第２７１６９３６号明細書には、２つの撮像素子からの左右の画像信号を１系統に合成して１つのカメラコントロールユニットにより画像処理を行う立体内視鏡について開示されている。【０００７】
これら日本国特許第４９５５８４０号明細書および日本国特許第２７１６９３６号明細書に示されるような立体内視鏡では、上述したように撮像部は２系統備えるとしても、体腔内の被写体を照射するための光源装置は１つであると考えられる。すなわち、光源装置における光源を調光するにしても調光手段は１系統であると考えられる。【０００８】
ところで、上記日本国特許第４９５５８４０号明細書または日本国特許第２７１６９３６号明細書に記載された立体内視鏡において、左右２つの撮像部のうちいずれかの撮像部に係る視野範囲内に、例えば鉗子が進入し、当該鉗子に照明光が反射することによりいずれかの視野範囲にのみ強く明るい光が入光する状況、換言すれば２つの撮像部間の撮像信号の輝度値に大きな乖離が生じた状況が発生したとする。【０００９】
ここで日本国特許第４９５５８４０号明細書および日本国特許第２７１６９３６号明細書に示されるような立体内視鏡は、上述したように撮像部は左右２系統備えるとしても光源装置は１つであり、かつ、光源装置における光源の調光手段も１系統であると考えられることから、左右の撮影部いずれかの視野範囲にのみ強く明るい光が入光した場合、これに応じて光源からの照射光が調光制御されることとなる。具体的には、照明光を大幅に暗くするよう制御される。【００１０】
そしてこの制御によって視野（観察画像）全体が暗くなってしまい、内視鏡下における処置作業がスムーズに行えない虞があった。【００１１】
一方、日本国特許第４９５５８４０号明細書または日本国特許第２７１６９３６号明細書に記載された立体内視鏡において上記日本国特開２０１２−０６５２０４号公報に記載の撮像装置の如き左右２つの撮像部に係る撮像信号の輝度値を等しくする技術を適用したとする。このとき、２つの各撮像部からの撮像信号の測光値（輝度値）に基づいてこれら２つの撮像信号の輝度値を等しくするよう撮像露光時間を制御することとなるが、上述したように左右の撮影部の一方の視野範囲にのみ強く明るい光が入光し、これに伴って光源からの照明光が極端に暗くなるように制御された場合は、適切な制御ができない虞があった。【００１２】
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、視差を有する２つの撮像画像を取得可能な撮像システムにおいて、視差を有する２つの撮像画像に係る撮像信号の輝度値に大きな乖離が生じた場合であっても、適切な露光制御を行い得る撮像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】
【００１３】
本発明の一態様の撮像システムは、被写体に対して照明光を照射する光源と、前記被写体の光学像を撮像し、第１の撮像信号として出力可能な第１の撮像素子を備えた第１の撮像部と、前記被写体の光学像を撮像し、前記第１の撮像信号に対して視差を有する第２の撮像信号として出力可能な第２の撮像素子を備えた第２の撮像部と、前記第１の撮像信号に対して、被写体像の明るさを第１の測光値として検出する第１の測光部と、前記第２の撮像信号に対して、前記被写体像の明るさを第２の測光値として検出する第２の測光部と、前記第１の測光値に基づいて、前記第１の撮像信号の露光時間を制御する第１の露光時間制御部と、前記第２の測光値に基づいて、前記第２の撮像信号の露光時間を制御する第２の露光時間制御部と、前記第１の撮像信号の前記被写体像の明るさと前記第２の撮像信号の前記被写体像の明るさとが等しくなるように、前記第１の露光時間制御部と前記第２の露光時間制御部との少なくとも一方を制御する露光制御部と、前記第１の測光部において検出される前記第１の測光値と、前記第２の測光部において検出される前記第２の測光値とのいずれかを選択する測光値選択部と、前記測光値選択部によって選択された前記第１の測光値または前記第２の測光値に基づいて、前記光源から照射される前記照明光の光量を制御する光量制御部と、を具備する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本発明の第１の実施形態の内視鏡システムの全体構成を示す外観斜視図である。
【図２】図２は、第１の実施形態の内視鏡システムの構成を示すブロック図である。
【図３】図３は、第１の実施形態の内視鏡システムにおける内視鏡の挿入部先端部の正面図である。
【図４】図４は、第１の実施形態の内視鏡システムにおける内視鏡の挿入部先端部の断面図である。
【図５】図５は、第１の実施形態の内視鏡システムにおける手技の際の光源調光制御を示したフローチャートである。
【図６】図６は、本発明の第２の実施形態の内視鏡システムの構成を示す図である。
【図７】図７は、第２の実施形態の内視鏡システムにおける手技の際の光源調光制御を示したフローチャートである。
【図８】図８は、本発明の第３の実施形態の内視鏡システムの構成を示す図である。
【図９】図９は、第３の実施形態の内視鏡システムにおける手技の際の光源調光制御を示したフローチャートである。
【図１０】図１０は、本発明の第４の実施形態の内視鏡システムの構成を示す図である。
【図１１】図１１は、第４の実施形態の内視鏡システムにおける手技の際の光源調光制御を示したフローチャートである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。【００１７】
（第１の実施形態）
図１から図４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全体構成を示す外観斜視図、図２は、第１の実施形態の内視鏡システムの構成を示すブロック図、図３は、第１の実施形態の内視鏡システムにおける内視鏡の挿入部先端部の正面図、図４は、第１の実施形態の内視鏡システムにおける内視鏡の挿入部先端部の断面図である。【００１８】
図１に示すように本発明の第１の実施形態の内視鏡システム１は、互いに視差を有する２つの撮像ユニットにより立体画像を生成する、いわゆる３Ｄ内視鏡である立体内視鏡２と、立体内視鏡２が着脱自在に接続され、前記撮像ユニットからの撮像信号に対して所定の信号処理を行うと共に立体内視鏡２に対して照明光を供給する光源部を備えるプロセッサ３と、プロセッサ３により生成された画像信号を内視鏡画像として表示する表示装置としてのモニタ５と、で主要部が構成される。【００１９】
立体内視鏡２は、本実施形態においては、体腔内の術部を立体的に観察する、たとえば腹腔手技に適用される硬性内視鏡である。この立体内視鏡２は、体腔内に挿入される挿入部であって腹腔用手技に適用される長さを有した硬質の挿入部６と、操作者によって把持され立体内視鏡２の種々の操作を行う操作部７と、当該挿入部７から延設されプロセッサ３に接続されるユニバーサルコード８を備える。【００２０】
前記挿入部６は、その先端部６ａ側から基端部６ｂ側に向かって、順に先端硬質部１１、湾曲部１２および硬質部１３が連結されて構成される。すなわち、先端硬質部１１の基端部は湾曲部１２の先端部に連結され、また湾曲部１２の基端部は硬質部１３の先端部に連結されている。また前記硬質部１３は細長く硬質な硬性管であり、その基端部は、挿入部６の基端部６ｂとして操作部７に連結されている。【００２１】
また、図２、図３および図４に示すように、挿入部６における先端硬質部１１には、術部を立体的に観察するために、左側画像（左目）用の左側撮像ユニット２１Ｌと、右側画像（右目）用の右側撮像ユニット２１Ｒとが配設されている。【００２２】
前記左側撮像ユニット２１Ｌは、左側画像（左目）用の撮像光学系２２Ｌと撮像素子２３Ｌとで構成され、前記右側撮像ユニット２１Ｒは、右側画像（右目）用の撮像光学系２２Ｒと撮像素子２３Ｒとで構成される。【００２３】
また、図４に示すように、左側画像用の撮像光学系２２Ｌと右側画像用の撮像光学系２２Ｒとは、いずれも術部を観察する対物レンズと、この対物レンズによって観察される術部の像を結像するための結像レンズとで構成される。【００２４】
さらに撮像光学系２２Ｌおよび撮像光学系２２Ｒにおけるそれぞれの前記結像レンズの結像位置には、それぞれ撮像素子２３Ｌ、撮像素子２３Ｒが配設されている。これら撮像素子２３Ｌおよび撮像素子２３Ｒは、たとえばＣＣＤイメージセンサにより構成され、いずれも前記撮像光学系２２Ｌまたは撮像光学系２２Ｒにおける対物レンズを透過し、さらに結像レンズによって結像された像（術部）を光電変換し所定の撮像信号を生成するようになっている。【００２５】
また、前記撮像素子２３Ｌおよび撮像素子２３Ｒの後段には、それぞれ相関二重サンプリング回路（以下、ＣＤＳ回路という）２６Ｌ，２６Ｒと、アナログデジタル変換回路（以下、Ａ／Ｄ変換回路という）２７Ｌ，２７Ｒが設けられている。【００２６】
そして、撮像素子２３Ｌおよび撮像素子２３Ｒは、撮像面上に形成された被写体像をそれぞれ光電変換してＣＤＳ回路２６Ｌ，２６Ｒに出力する。ＣＤＳ回路２６Ｌ，２６Ｒは、撮像信号に相関二重サンプリング処理を施し、Ａ／Ｄ変換回路２７Ｌ，２７Ｒに出力する。Ａ／Ｄ変換回路２７Ｌ，２７Ｒは、撮像信号をアナログ信号からデジタル信号に変換してプロセッサ３に対して出力するようになっている。【００２７】
一方、前記撮像素子２３Ｌおよび撮像素子２３Ｒに係る信号線等の各種ケーブル１５は、挿入部６、操作部７およびユニバーサルコード８の内部を経由してプロセッサ３に接続されるようになっている。また、前記挿入部６、操作部７およびユニバーサルコード８には、プロセッサ３における光源部からの照明光を伝送するライトガイドケーブル１６が挿通している。【００２８】
前記ユニバーサルコード８の基端側には、ライトガイドケーブル１６の端部である光源用コネクタ１７ａが配設され前記プロセッサ３における光源コネクタ部３０ａに着脱自在に接続されるようになっている。一方、前記光源コネクタ１７ａから分岐して前記信号ケーブル１５の端部である信号用コネクタ１７ｂが配設され、前記プロセッサ３における信号コネクタ部３０ｂに着脱自在に接続されるようになっている。【００２９】
また、図３に示すように、挿入部６の先端硬質部１１の先端面１１ａには、前記ライトガイドケーブル１６の先端面に対向した位置に照明窓２５が配設されている。なお、本実施形態においては、前記ライトガイドケーブル１６は２つ設けられ、併せて照明窓２５も２つ配設されている。【００３０】
そして、前記光源用コネクタ１７ａをプロセッサ３における光源コネクタ部３０ａに接続し、プロセッサ３に内設された光源部４から出射された照明光がライトガイドケーブル１６により伝送され、先端硬質部１１の先端面１１ａにおいて当該ライトガイドケーブル１６の先端面に対向して設けられた前記照明窓２５から当該照明光が出射されることとなる。【００３１】
一方、前記先端硬質部１１の先端面１１ａにおいては、前記照明窓２５に隣接して、２つの観察窓２４Ｌ，２４Ｒが配設され、照明された患部等の被写体の光学像を入力するようになっている。なお、これら観察窓２４Ｌ，２４Ｒは、それぞれ上述した撮像光学系２２Ｌ、撮像光学系２２Ｒに対向する位置に配置されている。【００３２】
また、立体内視鏡２は、図４に示すように、左側撮像ユニット２１Ｌを収容する左側用の収容部２９Ｌと、右側撮像ユニット２１Ｒを収容する右側用の収容部２９Ｒとを有している。なお、収容部２９Ｌと収容部２９Ｒとは、それぞれ別体である。【００３３】
なお、上述したように本実施形態においては、３Ｄ内視鏡として左右２つの撮像光学系２２Ｌおよび撮像光学系２２Ｒにおいて互いに視差ある光学像を入力し、それぞれ別々の光学像である左側の光学像と右側の光学像とを生成し、これら左右別々の光学像をそれぞれ別々の撮像素子２３Ｌおよび撮像素子２３Ｒにおいて光電変換するものとしたが、これに限らない。【００３４】
すなわち、前記撮像光学系２２Ｌおよび撮像光学系２２Ｒにおけるそれぞれの結像レンズの結像位置に一つの撮像素子を配置し、左右別々の光学像を１つの撮像素子における同一撮像面上における異なる領域に結像するようにしてもよい。【００３５】
この場合、当該１つの撮像素子から出力された撮像信号の信号処理を行うプロセッサ３においては、同一撮像面上における異なる領域に係る撮像信号を左右の光学像として処理すればよい。【００３６】
また、本実施形態においては、撮像素子２３Ｌおよび撮像素子２３ＲとしてＣＣＤイメージセンサを採用したがこれに限らず、例えばＣＭＯＳ等のイメージセンサであってもよい。【００３７】
次に、本第１の実施形態の内視鏡システムにおけるプロセッサ３について詳述する。【００３８】
図２に示すように、本実施形態におけるプロセッサ３は、プロセッサ３内の各種回路の制御を行う制御部３１と、立体内視鏡２における２つの撮像信号のうち、左側画像用の撮像素子２３Ｌにおいて生成され、ＣＤＳ回路２６ＬおよびＡ／Ｄ変換回路２７Ｌを経た撮像信号（以下、第１の撮像信号）を入力し制御部３１の制御下に所定の信号処理を施す第１信号処理部３２と、右側画像用の撮像素子２３Ｒにおいて生成され、ＣＤＳ回路２６ＲおよびＡ／Ｄ変換回路２７Ｒを経た撮像信号（以下、第２の撮像信号）を入力し制御部３１の制御下に所定の信号処理を施す第２信号処理部３３と、を有する。【００３９】
ここで制御部３１は、前記第１信号処理部３２または第２信号処理部３３において処理された第１の撮像信号または第２の撮像信号の輝度値を所定のしきい値と比較するしきい値比較部３１ａを有する。【００４０】
また、第１信号処理部３２および第２信号処理部３３は、いずれも撮像素子２３Ｌまたは撮像素子２３Ｒからの撮像信号に対して所定の信号処理を施すが、それぞれ公知の自動利得制御回路（ＡＧＣ回路）、ホワイトバランス回路、ガンマ補正回路、拡大縮小回路、輪郭強調回路等の信号処理部を備え適宜信号処理を行うようになっている。【００４１】
図２に戻ってプロセッサ３は、第１信号処理部３２において処理された第１の撮像信号の調光検波を行う第１調光検波部３４と、第２信号処理部３３において処理された第２の撮像信号の調光検波を行う第２調光検波部３５と、第１信号処理部３２において信号処理された第１の撮像信号と第２信号処理部３３において信号処理された第２の撮像信号とを合成し、所定の３Ｄ画像信号を生成する３Ｄ合成部５０と、を有する。【００４２】
ここで前記第１調光検波部３４は、第１信号処理部３２において処理された第１の撮像信号の輝度を測光し第１の測光値（第１の輝度値）に係る情報信号（第１の測光値信号）を出力する第１測光部３８と、この第１測光部３８において測光された前記第１の輝度値に応じて前記撮像素子２３Ｌに対して露光時間を制御するための第１の露光制御信号を出力する第１露光時間制御部３６と、を有する。【００４３】
一方、前記第２調光検波部３５は、第２信号処理部３３において処理された第２の撮像信号の輝度を測光し第２の測光値（第２の輝度値）に係る情報信号（第２の測光値信号）を出力する第２測光部３９と、この第２測光部３９において測光された前記第２の輝度値に応じて前記撮像素子２３Ｒに対して露光時間を制御するための第２の露光制御信号を出力する第２露光時間制御部３７と、を有する。【００４４】
前記第１露光時間制御部３６は、第１の撮像信号の輝度を測光した第１の測光値に応じて撮像素子２３Ｌの電子シャッター制御のための制御信号を生成し、撮像素子２３Ｌに対して送出する。一方、前記第２露光時間制御部３７は、第２の撮像信号の輝度を測光した第２の測光値に応じて撮像素子２３Ｒの電子シャッター制御のための制御信号を生成し、撮像素子２３Ｒに対して送出する。【００４５】
さらにプロセッサ３は、前記第１測光部３８からの第１の測光値信号と、前記第２測光部３９からの第２の測光値信号のいずれかを制御部３１の制御下に選択する測光値信号選択部５１と、この測光値信号選択部５１において選択された第１の測光値信号または第２の測光値信号に応じて絞り制御信号を生成する絞り制御信号生成部５２と、を有する。【００４６】
なお、本実施形態においては、前記測光値信号選択部５１は初期状態において第１測光部３８からの第１の測光値信号を選択するように設定されている。【００４７】
また本実施形態においてプロセッサ３は、前記立体内視鏡２に対して照明光を供給するために前記ライトガイドケーブル１６に対して照明光を出射するための光源部４を内設する。【００４８】
この光源部４は、ランプ４２、絞り４３およびレンズ４４を有するとともに、光源制御部４１と備えて構成されている。ランプ４２からの照明光は、光源制御部４１により制御される絞り４３を介してレンズ４４に向けて出射されるようになっている。また、レンズ４４は、ライトガイドケーブル１６の基端部に光を集光するようになっている。【００４９】
さらに、前記ライトガイドケーブル１６の基端部に集光した光は、立体内視鏡２に供給される照明光として、ライトガイドケーブル１６内を伝送された後当該ライトガイドケーブル１６の先端部から出射することとなる。【００５０】
前記光源制御部４１は、前記絞り制御信号生成部５２において生成された絞り制御信号に基づいて絞り４３を制御するようになっている。【００５１】
すなわち、本第１の実施形態においては、測光値信号選択部５１において選択された前記第１の測光値信号または第２の測光値信号に応じて生成された絞り制御信号に基づいて、前記光源制御部４１により絞り４３を制御して照明光の光量を制御することとなる。【００５２】
このように本第１の実施形態の内視鏡システムにおいては、まず、上述したように第１調光検波部３４および第２調光検波部３５により、撮像素子２３Ｌおよび撮像素子２３Ｒに対してそれぞれ個別に撮像信号の露光時間を制御し、第１の撮像信号と第２の撮像信号との輝度値が等しくなるよう制御するようになっている。【００５３】
一方で本実施形態の内視鏡システムは、第１調光検波部３４および第２調光検波部３５における第１測光部３８および第２測光部３９において検出した第１の測光値信号または第２の測光値信号に応じて、測光値信号選択部５１および絞り制御信号生成部５２において絞り制御信号を生成し、これにより光源部４における絞り４３を制御することで光源を調光するようになっている。【００５４】
＜光源の調光制御＞
以下、本実施形態における光源の調光制御について説明する。【００５５】
プロセッサ３における前記制御部３１は、上述したように、第１の撮像信号または第２の撮像信号に係る輝度値を所定のしきい値と比較するしきい値比較部３１ａを有する。このしきい値比較部３１ａは、前記第１調光検波部３４における第１測光部３８および前記第２調光検波部３５における第２測光部３９において測光された第１の撮像信号および第２の撮像信号の輝度値を所定のしきい値と常に比較する。【００５６】
そして制御部３１は、このしきい値比較部３１ａにおいて第１の撮像信号または第２の撮像信号の輝度値が所定のしきい値に対して高いもしくは低い場合に、測光値信号選択部５１を制御して選択している第１の測光値信号（もしくは第２の測光値信号）を変更または維持する指示するようになっている。【００５７】
例えば、上述したように本実施形態においては、測光値信号選択部５１は初期状態において第１の測光値信号を選択するように設定されているが、制御部３１はしきい値比較部３１ａにおける検出結果に応じて、第２の測光値信号を選択するよう測光値信号選択部５１に対して指示する。【００５８】
より具体的には、しきい値比較部３１ａの検出により、第１測光部３８において測光した第１の撮像信号の輝度値が所定のしきい値以上になり、かつ、第２測光部３９において測光した第２の撮像信号の輝度値が所定のしきい値未満である場合は、制御部３１は、第１の測光値信号に代えて第２の測光値信号を選択するよう測光値信号選択部５１に対して指示する。【００５９】
一方、測光値信号選択部５１において第２の測光値信号が選択されている状態において、第１測光部３８において測光した第１の撮像信号の輝度値が所定のしきい値未満になった場合、および、第１の撮像信号の輝度値が所定のしきい値以上であってなおかつ第２の撮像信号の輝度値も所定のしきい値以上である場合は、第２の測光値信号に代えて第１の測光値信号を選択するよう測光値信号選択部５１に対して指示する。【００６０】
なお、測光値信号選択部５１において第１の測光値信号が選択されている状態において、第１の撮像信号の輝度値が所定のしきい値以上であってなおかつ第２の撮像信号の輝度値も所定のしきい値以上である場合においては、そのまま第１の測光値信号の選択を維持するよう測光値信号選択部５１に対して指示する。【００６１】
ここで、第１の撮像信号または第２の撮像信号の輝度値が所定のしきい値を超える場合としては、以下のことが想定される。【００６２】
本願発明の如き内視鏡システムにおける立体内視鏡２は、上述したように腹腔手技に適用される硬性内視鏡を想定する。かかる腹腔手技においては、硬性内視鏡と共に所定の鉗子等の処置具を併用することがある。【００６３】
このように鉗子等の処置具を併用する腹腔手技に場合、立体内視鏡２における左右のいずれかの撮像光学系に係る視野範囲内に鉗子等の処置具が進入した際に、鉗子の進入状況（進入角度等）によっては鉗子表面において照明光が反射され、これにより左右いずれかの撮像光学系に相対的に強く明るい光が入光することがある。そしてこのような場合、第１測光部３８または第２測光部３９において測光される第１の撮像信号または第２の撮像信号の輝度値が所定のしきい値を超えることがある。【００６４】
このように、第１の撮像信号または第２の撮像信号の輝度値が所定のしきい値を超えるくらい大きくなった場合、何も対策を講じなれば、この輝度値に応じて絞り制御信号生成部５２において生成される絞り制御信号により光源部４における絞り４３も急激に変化され、照明光の光量も急激に大きく変化してしまうこととなる。【００６５】
上述したように、本実施形態では、撮像素子２３Ｌおよび撮像素子２３Ｒに対して、それぞれ撮像信号の露光時間を制御し、第１の撮像信号と第２の撮像信号との輝度値が等しくなるよう制御するようになっているが、照明光の光量自体が急激に大きく変化すると露光時間の制御を的確に成し得ない虞がある。【００６６】
本願発明は、係る事情に鑑みてなされたものであり、立体内視鏡２における左右のいずれかの撮像光学系に係る視野範囲内に鉗子等の処置具が進入し、当該進入した側の撮像部に相対的に強く明るい光が入光したとしても、撮像信号の的確な露光制御を維持し得る内視鏡システムを提供するものである。【００６７】
＜第１の実施形態の作用＞
次に、本第１の実施形態の内視鏡システムの作用について説明する。【００６８】
図５は、第１の実施形態の内視鏡システムにおける手技の際の光源調光制御を示したフローチャートである。【００６９】
プロセッサ３における制御部３１の制御下に光源の制御が開始されると、まず、測光値信号選択部５１は制御部３１の制御下に第１の測光値信号を選択し（ステップＳ１１）、次に絞り制御信号生成部５２はこの第１の測光値信号に基づいて絞り制御信号を生成する（ステップＳ１２）。そして光源部４における光源制御部４１は、制御部３１の制御下にステップＳ１２において生成された絞り制御信号に基づいて絞り４３を制御する（ステップＳ１３）。【００７０】
一方、第１調光検波部３４における第１測光部３８において第１の撮像信号の輝度値を、また、第２調光検波部３５における第２測光部３９において第２の撮像信号の輝度値をそれぞれ制御部３１の制御下に測光する。【００７１】
次に制御部３１におけるしきい値比較部３１ａは、第１の撮像信号に係る輝度値を所定のしきい値と比較し、当該第１の撮像信号に係る輝度値がしきい値以上であるか否かを判定する（ステップＳ１４）。【００７２】
そして、このステップＳ１４において当該第１の撮像信号に係る輝度値がしきい値以上にならない限り、制御部３１は、ステップＳ１１に戻って第１の測光値信号に基づく絞り４３の制御を継続するよう、測光値信号選択部５１、絞り制御信号生成部５２および光源制御部４１を制御する。【００７３】
前記ステップＳ１４において、しきい値比較部３１ａが、第１の撮像信号に係る輝度値がしきい値以上であると判定すると、すなわち、左右２つの撮像素子のうち撮像素子２３Ｌの視野範囲内に、例えば、鉗子等の処置具が進入し相対的に強く明るい光が入光して第１の撮像信号に係る輝度値がしきい値以上になったような場合、次に第２の撮像信号に係る輝度値を所定のしきい値と比較し、当該第２の撮像信号に係る輝度値がしきい値以上であるか否かを判定する（ステップＳ１５）。【００７４】
ここで、しきい値比較部３１ａが、第２の撮像信号に係る輝度値がしきい値以上でないと判定とすると、すなわち、相対的に強く明るい光が入光したのが撮像素子２３Ｌのみである場合、制御部３１は、第１の測光値信号に代えて第２の測光値信号を選択するよう測光値信号選択部５１に対して指示する（ステップＳ１６）。【００７５】
その後絞り制御信号生成部５２はこの第２の測光値信号に基づいて絞り制御信号を生成し（ステップＳ１７）、光源部４における光源制御部４１は、制御部３１の制御下にステップＳ１７において生成された絞り制御信号に基づいて絞り４３を制御する（ステップＳ１８）。【００７６】
また、制御部３１は、第１の測光値信号に代えて第２の測光値信号を選択するよう測光値信号選択部５１に対して指示し、第２の測光値信号が選択されている状態においても、しきい値比較部３１ａにより第１の測光値信号の輝度値と所定のしきい値との比較を続け、第１の撮像信号の輝度値が所定のしきい値未満になった場合、および、第１の撮像信号の輝度値が所定のしきい値以上であってなおかつ第２の撮像信号の輝度値も所定のしきい値以上である場合は、第２の測光値信号に代えて第１の測光値信号を選択するよう測光値信号選択部５１に対して指示する（ステップＳ１４、ステップＳ１５）。【００７７】
すなわち、一旦は鉗子等の進入により、撮像素子２３Ｌのみに相対的に強く明るい光が入光した場合であっても、当該鉗子等が撮像光学系２２Ｌの視野範囲内から脱するか向き等が変位し、相対的に強く明るい光の入光が解除されたような場合は、本実施形態においては、測光値信号選択部５１における選択を初期状態に戻すこととする。【００７８】
なお、制御部３１は、測光値信号選択部５１において第１の測光値信号が選択されている状態において、第１の撮像信号の輝度値が所定のしきい値以上であってなおかつ第２の撮像信号の輝度値も所定のしきい値以上である場合においては、そのまま第１の測光値信号の選択を維持するよう測光値信号選択部５１に対して指示する（ステップＳ１４、ステップＳ１５）。【００７９】
すなわち、強い光の入光が撮像素子２３Ｌのみならず撮像素子２３Ｒにも及んでいる場合は、第１の撮像信号と第２の撮像信号との間に大きな輝度値の乖離はなく、測光値信号選択部５１において選択する測光値信号は第１の測光値信号と第２の測光値信号のどちらを選択しても、露光時間の制御には多大な影響はないと考えられる。これにより、本実施形態においては、この場合は初期状態の第１の測光値信号を維持するものとする。【００８０】
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、立体内視鏡における左右のいずれかの撮像光学系に係る視野範囲内に鉗子等の処置具が進入し、当該進入した側の撮像部に対して相対的に強く明るい光が入光したとしても、撮像信号の的確な露光制御を維持し得る内視鏡システムを提供することができる。【００８１】
（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。【００８２】
上述したように上記第１の実施形態の内視鏡システムは、立体内視鏡において、左右の撮像部における撮像信号のうち常にいずれかの撮像信号に係る輝度値（測光値信号）を選択して光源の調光制御を行うことを前提とし、かつ、左右いずれかの撮像部に対して所定のしきい値を超えるような相対的に強く明るい光が入光した場合には、光源の調光制御の基準となる測光値信号を、当該明るい光が入光した側ではない側の撮像信号に係る測光値信号に選択的に切り換えることにより、撮像信号の的確な露光制御を維持することを特徴とする。【００８３】
これに対して第２の実施形態の内視鏡システムは、立体内視鏡において、左右両方の撮像部における撮像信号に係る輝度値（測光値信号）を平均化した信号に基づいて光源の調光制御を行うことを特徴とする。【００８４】
図６は、本発明の第２の実施形態の内視鏡システムの構成を示す図である。図６に示すように、本第２の実施形態の内視鏡システム１０１は、その基本的な構成は第１の実施形態と同様であるが、プロセッサ１０３において、主として、第１の実施形態における測光値信号選択部５１の代わりに平均値算出部１５１を備える点を異にすることを特徴とする。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。【００８５】
上述したように、第２の実施形態においてプロセッサ１０３は、制御部１３１の制御下に、第１測光部３８からの第１の測光値信号と、第２測光部３９からの第２の測光値信号との平均値を算出する平均値算出部１５１と、この平均値算出部１５１において算出された第１の測光値信号と第２の測光値信号の平均値に応じて絞り制御信号を生成する絞り制御信号生成部５２と、を有する。【００８６】
すなわち、本第２の実施形態においては、平均値算出部１５１において算出された前記第１の測光値信号と第２の測光値信号との平均値に応じて生成された絞り制御信号に基づいて、光源制御部４１により絞り４３を制御して照明光の光量を制御することとなる。【００８７】
＜第２の実施形態の作用＞
次に、本第２の実施形態の内視鏡システムの作用について説明する。【００８８】
図７は、第２の実施形態の内視鏡システムにおける手技の際の光源調光制御を示したフローチャートである。【００８９】
プロセッサ１０３における制御部１３１の制御下に光源の制御が開始されると、平均値算出部１５１は制御部１３１の制御下に第１の測光値信号と第２の測光値信号との平均値を算出する（ステップＳ２１）。なお、この平均値の算出については、２つの測光値信号の単純平均の他、所定の条件下における加重平均等、公知の平均値演算を用いることができる。【００９０】
次に絞り制御信号生成部５２はこの平均値に基づいて絞り制御信号を生成する（ステップＳ２２）、光源部４における光源制御部４１は、制御部１３１の制御下にステップＳ１２において生成された絞り制御信号に基づいて絞り４３を制御する（ステップＳ３３）。【００９１】
このように、本第２の実施形態においては、撮像素子２３Ｌおよび撮像素子２３Ｒの左右両方の撮像信号に係る測光値信号（第１の測光値信号と第２の測光値信号）の平均値により光源の絞り４３を制御するので、いずれかの撮像部に係る視野範囲内に鉗子等の処置具が進入する等により相対的に強く明るい光が入光したとしても、急激な絞りの変位が緩和されることになり、撮像信号の露光制御に与える影響を低減することができる。【００９２】
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、立体内視鏡における左右のいずれかの撮像光学系に係る視野範囲内に鉗子等の処置具が進入し、当該進入した側の撮像部に対して相対的に強く明るい光が入光したとしても、左右両方の撮像信号に係る測光値信号の平均値により光源の絞りを制御することで、撮像信号の露光制御に与える影響を低減することを可能とする内視鏡システムを提供することができる。【００９３】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。【００９４】
本第３の実施形態の内視鏡システムは、第２の実施形態と同様に立体内視鏡２を用いて撮像を行う内視鏡システムであるが、３Ｄモニタへの３Ｄ画像の表示の他に、所定の条件下において当該３Ｄモニタに対して２Ｄ画像の再生も可能とすることを特徴とする。【００９５】
図８は、本発明の第３の実施形態の内視鏡システムの構成を示す図である。本第３の実施形態の内視鏡システム２０１は、その基本的な構成は第１の実施形態と同様であるが、プロセッサ２０３において、主として、２Ｄと３Ｄとの切換機構を備えるとともに、第１の実施形態における測光値信号選択部５１の代わりに測光値信号の選択および平均値の算出を行う選択／平均値算出部２５１を備える点を異にする。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。【００９６】
図８に示すように、第３の実施形態においてプロセッサ２０３は、制御部２３１の制御下に、第１測光部３８からの第１の測光値信号と、第２測光部３９からの第２の測光値信号との平均値を算出する平均値算出機能と、前記第１の測光値信号と前記第２の測光値信号とのいずれかを選択する機能を有する選択／平均値算出部２５１を備える。【００９７】
また、プロセッサ２０３は、２Ｄと３Ｄとの切換操作を行う２Ｄ／３Ｄ切換操作部５３を有する。【００９８】
さらに、プロセッサ２０３は、第１信号処理部３２において信号処理された第１の撮像信号と第２信号処理部３３において信号処理された第２の撮像信号とを合成し、所定の３Ｄ画像信号を生成するとともに、制御部２３１の制御下に前記２Ｄ／３Ｄ切換操作部５３の操作に応じて第１信号処理部３２から出力される第１の撮像信号を２Ｄ用の信号として出力する３Ｄ合成部２５０を有する。【００９９】
本実施形態において制御部２３１は、２Ｄ／３Ｄ切換操作部５３の操作状態を確認し、２Ｄの画像信号を出力するモードが選択されている場合は、３Ｄ合成部２５０を制御して、第１信号処理部３２から出力される第１の撮像信号を２Ｄ用の信号として出力するよう切り換えるとともに、選択／平均値算出部２５１を制御して前記第１の測光値信号を選択するモードに設定するよう切り換え指示をする。【０１００】
一方、制御部２３１は、前記２Ｄ／３Ｄ切換操作部５３の操作状態を確認し、３Ｄの画像信号を出力するモードが選択されている場合は、３Ｄ合成部２５０を制御して上述した３Ｄ合成処理を行うよう切り換えるとともに、選択／平均値算出部２５１を制御して、第２の実施形態と同様に前記第１の測光値信号と前記第２の測光値信号との平均値を算出するモードに設定するよう切り換え指示をする。【０１０１】
＜第３の実施形態の作用＞
次に、本第３の実施形態の内視鏡システムの作用について説明する。【０１０２】
図９は、第３の実施形態の内視鏡システムにおける手技の際の光源調光制御を示したフローチャートである。【０１０３】
プロセッサ２０３における制御部２３１の制御下に光源の制御が開始されると、まず、２Ｄ／３Ｄ切換操作部５３において２Ｄと３Ｄのいずれの画像信号を出力するモードであるかを判定する（ステップＳ３０）。【０１０４】
この後、２Ｄ画像信号出力モードが選択された場合は、選択／平均値算出部２５１は制御部２３１の制御下に第１の測光値信号を選択し（ステップＳ３１）、次に絞り制御信号生成部５２はこの第１の測光値信号に基づいて絞り制御信号を生成する（ステップＳ３２）。そして光源部４における光源制御部４１は、制御部２３１の制御下にステップＳ３２において生成された絞り制御信号に基づいて絞り４３を制御し（ステップＳ３３）、前記ステップＳ３０に戻る。【０１０５】
一方、前記ステップＳ３０において、３Ｄ画像信号出力モードが選択された場合は、選択／平均値算出部２５１は制御部２３１の制御下に第１の測光値信号と第２の測光値信号との平均値を算出する（ステップＳ４１）。【０１０６】
次に絞り制御信号生成部５２は、第２の実施形態と同様に、前記平均値に基づいて絞り制御信号を生成し（ステップＳ４２）、光源部４における光源制御部４１は、制御部２３１の制御下にステップＳ４２において生成された絞り制御信号に基づいて絞り４３を制御し（ステップＳ４３）、前記ステップＳ３０に戻る。【０１０７】
このように、本第３の実施形態においては、３Ｄ画像信号出力モードが選択された場合は、第２の実施形態と同様に、撮像素子２３Ｌおよび撮像素子２３Ｒの左右両方の撮像信号に係る測光値信号（第１の測光値信号と第２の測光値信号）の平均値により光源の絞り４３を制御し、第２の実施形態と同様の効果を奏する。【０１０８】
以上説明したように本第３の実施形態の内視鏡システムによると、３Ｄ画像信号出力モードが選択された際は第２の実施形態と同様の効果を奏するが、２Ｄ画像信号出力モードが選択された際には、３Ｄモニタに対して２Ｄ画像の再生を可能とする。【０１０９】
なお、本第３の実施形態においては、２Ｄの画像信号を出力するモードが選択されている場合は、３Ｄ合成部２５０において、第１信号処理部３２から出力される第１の撮像信号を２Ｄ用の画像信号として出力することとしたが、これに限らず、第２信号処理部３３から出力される第２の撮像信号を２Ｄ用の画像信号として出力するようにしてもよい。【０１１０】
（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。【０１１１】
本第４の実施形態の内視鏡システムは、第１、第２の実施形態と同様に立体内視鏡２を用いて撮像を行う内視鏡システムであるが、通常は、左右いずれかの撮像部における撮像信号に係る測光値信号に応じて光源の調光制御を行い、左右のいずれかの撮像光学系に係る視野範囲内に鉗子等の処置具が進入し、当該進入した側の撮像部に対して相対的に強く明るい光が入光した際には、第２の実施形態と同様に第１の測光値信号と第２の測光値信号との平均値に基づいて光源の調光制御を行うことを特徴とする。【０１１２】
図１０は、本発明の第４の実施形態の内視鏡システムの構成を示す図である。本第４の実施形態の内視鏡システム３０１は、その基本的な構成は第１の実施形態と同様であるが、プロセッサ３０３において、第１の実施形態における測光値信号選択部５１の代わりにいずれかの測光値信号による調光制御を行うか、または、両方の測光値信号の平均値による調光制御を行うかを切り換える選択／平均値算出部３５１を備える点を異にする。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。【０１１３】
図１０に示すように、第４の実施形態においてプロセッサ３０３は、制御部３３１の制御下に、第１測光部３８からの第１の測光値信号と、第２測光部３９からの第２の測光値信号との平均値を算出する平均値算出機能と、前記第１の測光値信号と前記第２の測光値信号とのいずれかを選択する機能を有する選択／平均値算出部３５１を備える。【０１１４】
また、本実施形態における制御部３３１は、第１信号処理部３２または第２信号処理部３３において処理された第１の撮像信号または第２の撮像信号の輝度値を所定のしきい値と比較するしきい値比較部３３１ａを有する。【０１１５】
＜第４の実施形態の作用＞
次に、本第４の実施形態の内視鏡システムの作用について説明する。【０１１６】
図１１は、第４の実施形態の内視鏡システムにおける手技の際の光源調光制御を示したフローチャートである。【０１１７】
プロセッサ３０３における制御部３３１の制御下に光源の制御が開始されると、選択／平均値算出部３５１は制御部３３１の制御下に第１の測光値信号を選択し（ステップＳ５１）、次に絞り制御信号生成部５２はこの第１の測光値信号に基づいて絞り制御信号を生成する（ステップＳ５２）。そして光源部４における光源制御部４１は、制御部３３１の制御下にステップＳ５２において生成された絞り制御信号に基づいて絞り４３を制御する（ステップＳ５３）。【０１１８】
以下、第１の実施形態と同様に、第１調光検波部３４における第１測光部３８において第１の撮像信号の輝度値を、また、第２調光検波部３５における第２測光部３９において第２の撮像信号の輝度値をそれぞれ制御部３３１の制御下に測光する。【０１１９】
次に制御部３３１におけるしきい値比較部３３１ａは、第１の撮像信号に係る輝度値および第２の撮像信号に係る輝度値を所定のしきい値と比較し、当該第１の撮像信号または第２の撮像信号に係る輝度値のいずれかがしきい値以上であるか否かを判定する（ステップＳ５４）。【０１２０】
そして、このステップＳ５４において当該第１の撮像信号および第２の撮像信号に係る輝度値がいずれもしきい値以上にならない限り、制御部３３１は、ステップＳ５１に戻って第１の測光値信号に基づく絞り４３の制御を継続するよう、選択／平均値算出部３５１、絞り制御信号生成部５２および光源制御部４１を制御する。【０１２１】
前記ステップＳ５４において、しきい値比較部３３１ａが、第１の撮像信号に係る輝度値または第２の撮像信号に係る輝度値のいずれかがしきい値以上であると判定すると、選択／平均値算出部３５１は制御部３３１の制御下に第１の測光値信号と第２の測光値信号との平均値を算出する（ステップＳ５５）。【０１２２】
次に絞り制御信号生成部５２は、第２の実施形態と同様に、前記平均値に基づいて絞り制御信号を生成し（ステップＳ５６）、光源部４における光源制御部４１は、制御部３３１の制御下にステップＳ５６において生成された絞り制御信号に基づいて絞り４３を制御する（ステップＳ５７）。【０１２３】
この後、制御部３３１におけるしきい値比較部３３１ａは、再び第１の撮像信号に係る輝度値および第２の撮像信号に係る輝度値を所定のしきい値と比較し、当該第１の撮像信号または第２の撮像信号に係る輝度値のいずれかがしきい値以上であるか否かを判定する（ステップＳ５８）。【０１２４】
このステップＳ５８において、前記第１の撮像信号または第２の撮像信号に係る輝度値のいずれかがしきい値以上である限り、ステップＳ５５に戻って第１の測光値信号と第２の測光値信号との平均値に基づく光源調光制御を継続し、一方で、前記第１の撮像信号および第２の撮像信号に係る輝度値のいずれもしきい値未満に達した場合は、ステップＳ５１に戻って第１の測光値信号に基づく光源調光制御を行う。【０１２５】
このように、本第４の実施形態においては、通常は、左右いずれかの撮像部における撮像信号に係る測光値信号に応じて光源の調光制御を行うが、左右のいずれかの撮像光学系に係る視野範囲内に鉗子等の処置具が進入し、当該進入した側の撮像部に対して相対的に強く明るい光が入光した際には、第２の実施形態と同様に第１の測光値信号と第２の測光値信号との平均値に基づいて光源の調光制御を行うことで第２の実施形態と同様の効果を奏することができる。【０１２６】
なお、本発明は、上述した実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化することができる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明の態様を形成することができる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせても良い。【０１２７】
本出願は、２０１４年１１月２１日に日本国に出願された特願２０１４−２３６８９８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、図面に引用されたものとする。
【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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【図１１】
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