(57)【要約】【課題】  回転変換を施した内視鏡画像のいずれの部分の観察をも良好に行えるようにする。【解決手段】  表示領域指示部３１は内視鏡画像の表示領域の変更を指示する。画像回転処理部３４は、当該指示の取得に応じて回転中心算出部３３が算出した結果に従い、当該画像の回転の中心の位置を移動させ、内視鏡画像を構成する画素の各々に対して当該移動後の位置を中心とする回転変換を施し、当該回転変換の施された後の画素によって構成される画像のうちモニタでの有効表示範囲に含まれるものを当該モニタに表示させる。【選択図】      図２
2006110263.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を表示する表示手段と、
画像の表示領域の変更の指示を取得する表示領域変更指示取得手段と、
前記指示の取得に応じて画像の回転の中心の位置を移動させる中心移動手段と、
内視鏡を用いて撮像された画像を構成する画素の各々に対して前記移動後の位置を中心とする回転変換を施し、当該回転変換の施された後の画素によって構成される画像のうち前記表示手段での有効表示範囲に含まれるものを当該表示手段に表示させる画像処理手段と、
を有することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項２】
画像の回転角度の指示を取得する回転角指示取得手段を更に有し、
前記画像処理手段は、前記回転角度の指示に応じた回転角度の前記回転変換を前記画素の各々に対して施す、
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】
画像を表している画像データを記憶しておく記憶手段を更に有し、
前記表示手段は、前記記憶手段に記憶された画像データで表されている画像を表示する、
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】
前記内視鏡を用いて撮像された画像は長方形の形状を呈しており、
前記表示手段での有効表示範囲は、前記内視鏡を用いて撮像された画像と同一形状であり、
前記中心移動手段は、前記回転変換の施された後の画素によって構成される長方形の画像を構成する画素であって当該長方形における短辺のうちのどちらか一方のものの両端に位置している２つの当該画素が、前記表示手段での有効表示範囲の境界によって形成される長方形におけるいずれかの辺に接している画像を、当該表示手段が表示することとなるように、前記回転の中心の位置を移動させる、
ことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
【請求項５】
前記表示領域変更指示取得手段が画像の表示領域の変更の指示を取得したときに、当該指示が、前記回転変換の施される前の画素によって構成される画像範囲内の部分を表示する要求を示しているか否かの判定を行う判定手段と、
前記判定の結果、前記指示が前記要求を示していないと判定されたときに、前記内視鏡を湾曲させる制御を行う湾曲制御手段と、
を更に有し、
前記湾曲制御手段の制御によって前記内視鏡を湾曲させ、一方、前記指示が前記要求を示していると判定されたときには、当該内視鏡を湾曲させることなく、前記中心移動手段によって回転の中心を移動する、
ことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
【請求項６】
画像の表示領域の変更の指示を取得し、
前記指示の取得に応じて画像の回転の中心の位置を移動させ、
内視鏡を用いて撮像された画像を構成する画素の各々に対して前記移動後の位置を中心とする回転変換を施し、
前記回転変換の施された後の画素によって構成される画像のうち表示部での有効表示範囲に含まれるものを当該表示部に表示させる、
ことを特徴とする内視鏡装置の制御方法。
【請求項７】
画像の表示領域の変更の指示を取得する表示領域変更指示取得処理と、
前記指示の取得に応じて画像の回転の中心の位置を移動させる中心移動処理と、
内視鏡を用いて撮像された画像を構成する画素の各々に対して前記移動後の位置を中心とする回転変換を施し、前記回転変換の施された後の画素によって構成される画像のうち表示部での有効表示範囲に含まれるものを当該表示部に表示させる画像処理と、
をコンピュータに行わせるためのプログラム。
【請求項８】
画像の回転角度の指示を取得する回転角指示取得処理を更に前記コンピュータに行わせ、
前記画像処理は、前記回転角度の指示に応じた回転角度の前記回転変換を前記画素の各々に対して施す処理である、
ことを特徴とする請求項７に記載のプログラム。
【請求項９】
画像データを記憶部に記憶させる処理と、
前記記憶部に記憶させた画像データで表される画像を前記表示部に表示させる処理と、
を前記コンピュータに行わせることを特徴とする請求項７に記載のプログラム。
【請求項１０】
前記内視鏡を用いて撮像された画像は長方形の形状を呈しており、
前記表示部での有効表示範囲は、前記内視鏡を用いて撮像された画像と同一形状であり、
前記中心移動処理は、前記回転変換の施された後の画素によって構成される長方形の画像を構成する画素であって当該長方形における短辺のうちのどちらか一方のものの両端に位置している２つの当該画素が、前記表示部での有効表示範囲の境界によって形成される長方形におけるいずれかの辺に接している画像を、当該表示部が表示することとなるように、前記回転の中心の位置を移動させる処理を前記コンピュータに行わせる、
ことを特徴とする請求項７に記載のプログラム。
【請求項１１】
前記表示領域変更指示取得処理によって画像の表示領域の変更の指示を取得したときに、当該指示が、前記回転変換の施される前の画素によって構成される画像範囲内の部分を表示する要求を示しているか否かの判定を行う判定処理と、
前記判定の結果、前記指示が前記要求を示していないと判定されたときに、前記内視鏡を湾曲させる制御を行う湾曲制御処理と、
を更に前記コンピュータに行わせ、
一方、前記指示が前記要求を示していると判定されたときには、前記内視鏡を湾曲させる制御を行うことなく、前記回転の中心の位置を移動させる処理を前記コンピュータに行わせる、
ことを特徴とする請求項７に記載のプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内視鏡装置での実施に好適な技術に関し、特に内視鏡を用いて取得された画像を表示する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
内視鏡は、観察対象内部における所望する観察部位の付近にまで管（挿入部）を挿入し、その観察部位に関する画像をその管を通して取得する装置であり、医療分野や工業分野で広く使用されている。
【０００３】
工業分野で使用される内視鏡は、医療分野で使用されるものに較べて挿入部の長さが非常に長い。また、例えば、図１６に示すボイラー１０００内のバーナー１００１で炎１００２が燃えている画像の観察を内視鏡２０００で行う場合のように、挿入部２００１は複雑に曲がった挿入路１００３に挿入されて使用されるため、挿入部２００１の先端の画像取得部分が大地の水平に対してどのような角度で観察対象物に面しているかが分からない。そのため、このような状態の下で、内視鏡２０００で得た画像をそのままテレビモニタに表示させると、その表示画像は、例えば図１７に示す、バーナー１００１で炎１００２が燃えている画像のテレビモニタの表示領域３０００の範囲内での表示のように、大地の水平から大きく回転した向きで表示されてしまうことがあり、観察に不都合の生じることがある。
【０００４】
従来、このような内視鏡画像を適切な向きに直して表示させることのできる内視鏡装置が提案されている。
例えば、特許文献１には、テレビモニタに表示される内視鏡画像でのモアレ縞の発生を防止すると共に、テレビモニタに表示される内視鏡画像の上方向とテレビモニタ自体の上方向とを略一致させることのできる内視鏡装置が開示されている。この内視鏡装置は、ファイバスコープとテレビカメラとを互いに一定角度回転させた位置関係で接続してモアレ縞の発生を防止すると共に、取得した内視鏡画像に対して回転変換処理を施してテレビモニタに表示させるというものである。
【特許文献１】特開２００１−３９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般に、得られた内視鏡画像が矩形（長方形）の形状である場合、その内視鏡画像に対して回転変換を施した画像をやはり矩形（長方形）の形状であるテレビモニタに表示させると、四隅の部分（図１８に例示する取得画像４００１と回転処理後の表示画像４００２との関係においては破線で囲まれた４つの三角形部分）の領域の画像が表示できない。
【０００６】
この問題に関し、前掲した特許文献１に開示されている内視鏡装置では、挿入部がファイバスコープであり、ファイバスコープの末端に設けられている接眼部にテレビカメラを接続する構成となっている。従って、このテレビカメラで撮像される画像のうち観察画像として有効な領域は画像中心部の円形状の領域部分のみであるから、回転によって撮像画像における四隅の部分の領域の画像が失われても特に支障はない。
【０００７】
一方、挿入部の先端部分に内蔵させた固体撮像素子で画像の撮像を行う内視鏡装置においては得られる画像は矩形（長方形）の形状であることが普通であり、その画像の全体が観察画像として有効である。そのため、このような内視鏡画像に対して回転変換を施してテレビモニタに表示させると、却って観察画像として有効である内視鏡画像の四隅部分の観察ができなくなってしまうという問題を抱えてしまうことになる。
【０００８】
上述した問題の解決策として、例えば内視鏡画像のサイズを縮小してから回転変換を施すという手法が考えられる。しかし、この手法では、縮小によって画像が見づらくなってしまうことがあり、とりわけテレビモニタ自体が小型であると、画像は非常に見づらくなってしまう。
【０００９】
本発明は上述した問題に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、回転変換を施した内視鏡画像のいずれの部分の観察をも良好に行えるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の態様のひとつである内視鏡装置は、画像を表示する表示手段と、画像の表示領域の変更の指示を取得する表示領域変更指示取得手段と、当該指示の取得に応じて画像の回転の中心の位置を移動させる中心移動手段と、内視鏡を用いて撮像された画像を構成する画素の各々に対して当該移動後の位置を中心とする回転変換を施し、当該回転変換の施された後の画素によって構成される画像のうち当該表示手段での有効表示範囲に含まれるものを当該表示手段に表示させる画像処理手段と、を有することを特徴とするものであり、この特徴によって前述した課題を解決する。
【００１１】
なお、上述した本発明に係る内視鏡装置において、画像の回転角度の指示を取得する回転角指示取得手段を更に有し、上述した画像処理手段は、上述の回転の指示に応じた回転角度の回転変換を上述の画素の各々に対して施す、ように構成してもよい。
【００１２】
また、前述した本発明に係る内視鏡装置において、画像を表している画像データを記憶しておく記憶手段を更に有し、前述した表示手段は、当該記憶手段に記憶された画像データで表されている画像を表示する、ように構成してもよい。
【００１３】
また、前述した本発明に係る内視鏡装置において、前述の内視鏡を用いて撮像された画像は長方形の形状を呈しており、前述した表示手段での有効表示範囲は、当該内視鏡を用いて撮像された画像と同一形状であり、前述した中心移動手段は、前述の回転変換の施された後の画素によって構成される長方形の画像を構成する画素であって当該長方形における短辺のうちのどちらか一方のものの両端に位置している２つの当該画素が、当該表示手段での有効表示範囲の境界によって形成される長方形におけるいずれかの辺に接している画像を、当該表示手段が表示することとなるように、前述の回転の中心の位置を移動させる、ように構成してもよい。
【００１４】
また、前述した本発明に係る内視鏡装置において、前述の表示領域変更指示取得手段が画像の表示領域の変更の指示を取得したときに、当該指示が、前述の回転変換の施される前の画素によって構成される画像範囲内の部分を表示する要求を示しているか否かの判定を行う判定手段と、当該判定の結果、当該指示が当該要求を示していないと判定されたときに、前述の内視鏡を湾曲させる制御を行う湾曲制御手段と、を更に有し、当該湾曲制御手段の制御によって当該内視鏡を湾曲させ、一方、当該指示が当該要求を示していると判定されたときには、当該内視鏡を湾曲させることなく、前述の中心移動手段によって回転の中心を移動する、ように構成してもよい。
【００１５】
本発明の別の態様のひとつである内視鏡装置の制御方法は、画像の表示領域の変更の指示を取得し、当該指示の取得に応じて画像の回転の中心の位置を移動させ、内視鏡を用いて撮像された画像を構成する画素の各々に対して前記移動後の位置を中心とする回転変換を施し、当該回転変換の施された後の画素によって構成される画像のうち表示部での有効表示範囲に含まれるものを当該表示部に表示させる、ことを特徴とするものであり、この特徴によって前述した課題を解決する。
【００１６】
なお、上述した本発明に係る内視鏡装置の制御方法をコンピュータに行わせるためのプログラムも、本発明に係るものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は、以上のように構成することにより、回転変換を施した内視鏡画像のいずれの部分の観察をも良好に行えるようになるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明を実施する内視鏡装置の第一の構成例を示している。同図において、内視鏡装置は、内視鏡部１１及び画像表示装置２２と、それらの間に設けられたカメラコントロールユニット１７及び光源装置１８とからなる。
【００１９】
内視鏡部１１は、対象物の所望とする観察部位まで挿入される軟らかい管１６、管１６内部、好ましくは、その管１６内部の先端部に設けられた、対物レンズ１２及び固体撮像素子（ＣＣＤ：Charge Coupled Device ）１３、管１６の末端部（先端部とは反対の端部）に設けられている光源装置１８からの光を、管１６内部を介して観察部位まで届けるためのライトガイド１４、からなる。
【００２０】
画像表示装置２２は、カメラコントロールユニット１７からの信号を読み込む画像入力部１９、画像入力部１９を介して受け取った信号で表されている画像に対して画像処理を施す画像処理部２０、画像処理部２０での処理結果として出力される信号で表されている画像の表示を行うモニタ２１、からなる。
【００２１】
以下、図１に示した各部の動作について説明する。
まず、光源装置１８からの光はライトガイド１４を介して観察部位に照射される。対物レンズ１２は、その照射された光がその観察部位で反射して入射すると、その観察部位についての画像を固体撮像素子１３表面の撮像部に結像させる。固体撮像素子１３はその結像している画像を表すアナログ電気信号を出力する。
【００２２】
カメラコントロールユニット１７は、固体撮像素子１３から出力された電気信号を、信号線１５を介して受け取ると、その電気信号に基づいて１フレーム単位のデジタル画像信号（画像データ）を生成する。この画像データは画像入力部１９によって読み込まれて画像表示装置２２内の画像処理部２０に入力される。
【００２３】
なお、本実施形態において、固体撮像素子１３は撮像部が矩形（長方形）のものを使用し、出力される信号で表される画像も矩形であるとする。
次に図２について説明する。同図は、図１における画像処理部２０の構成を示している。
【００２４】
表示領域指示部３１は、観察部位の画像のうちのどの部分の領域をモニタ２１に表示させるかを回転中心算出部３３へ指示する。なお、表示領域指示部３１は、内視鏡装置の起動時等の初期状態では、観察部位の画像における中央部の領域の表示を指示するものとする。
【００２５】
回転角指示部３２は、観察部位の画像をどの程度回転させるかを回転中心算出部３３及び画像回転処理部３４へ指示する。なお、回転角指示部３２は、内視鏡装置の起動時等の初期状態では、０°の回転、すなわち、画像を回転させないことを指示するものとする。
【００２６】
回転中心算出部３３は、観察部位の画像を回転させる際の回転の中心位置を算出するものであり、観察部位の画像に対して回転角指示部３２から指示された角度の回転を施したときに表示領域指示部３１から指示された部分の領域がモニタ２１に表示されるように、回転中心の位置を算出する。なお、回転中心算出部３３は、観察部位の画像における中央部の領域の表示を指示している場合には、観察部位の画像の中心（矩形（長方形）である画像における対角線の交点）を回転中心位置の算出結果として出力するものとする。
【００２７】
画像回転処理部３４は、観察部位の画像を構成する画素の各々に対し、回転中心算出部３３によって算出された位置を回転の中心とし、回転角指示部３２から指示された角度の回転変換処理を施し、変換処理後の画像のうちモニタ２１での有効表示範囲に含まれるものをモニタ２１に表示させる。
【００２８】
次に、回転中心算出部３３において行われる、画像の回転における回転の中心位置の算出法について、図面を参照しながら説明する。
図３Ａにおいて、長方形ＡＢＣＤは、観察部位の画像であって回転変換処理前のものを示しており、長方形Ａ’Ｂ’Ｃ’Ｄ’は回転変換処理後のものを示しているものとする。      
【００２９】
なお、本実施形態においては、画像回転処理部３４によって表示制御がされるモニタ２１の有効表示範囲は、観察部位の画像と同一形状、すなわち長方形ＡＢＣＤに一致しているものとする。すなわち、上述した回転変換処理を施さない場合には、長方形ＡＢＣＤに含まれる全ての領域の画像がモニタ２１に表示されるものとする。また、上述した回転変換処理は、回転の中心Ｑは、長方形ＡＢＣＤの中心Ｑを回転の中心として角度θの回転（特に断らない限り、右回りの回転を正方向とする）を長方形ＡＢＣＤに対して施すものであるとする。
【００３０】
上述した回転変換処理を施すと、処理後の画像は長方形Ａ’Ｂ’Ｃ’Ｄ’となるので、その画像のうち、Ａ’、Ｂ’、Ｃ’、及びＤ’を各々頂点とする三角形の領域（同図において破線で描かれている４つの三角形の領域）の部分画像はモニタ２１に表示されない。一方、モニタ２１での表示において、Ａ、Ｂ、Ｃ、及びＤを各々頂点とする三角形の領域（同図において斜線が付されている４つの三角形の領域）は表示すべき画像のデータが存在しない領域であるので、この領域は例えば黒一色に塗りつぶされた領域ととして表示される。
【００３１】
今、図３Ａに示した長方形ＡＢＣＤに対し、図３Ｂに示すように、頂点Ｄを原点とし、辺ＤＣがｘ軸上に存在し且つ辺ＤＡがｙ軸上に存在するような二次元直交座標系を定義する。ここで、辺ＤＡの長さをａ、辺ＤＣの長さをｂとすると、回転中心Ｑの座標（Ｑｘ，Ｑｙ）は（ｂ／２，ａ／２）となる。
【００３２】
観察部位の画像である長方形ＡＢＣＤに対してＱを中心として角度θだけ回転させたときに当該画像における点（ｘ，ｙ）の画素が点（Ｘ，Ｙ）に移動したとすると、ｘ，ｙ，Ｘ，Ｙの間には下記の式の関係が成立する。
【００３３】
【数１】
2006110263.tif 000003
【００３４】
なお、以下の説明における便宜のため、α＝θ／２を定義しておく。
ここで、ユーザが画像表示装置２２を操作すると、画像処理部２０の表示領域指示部３１は、その操作に応じて、観察部位の画像のうちのどの部分の領域をモニタ２１に表示させるかを回転中心算出部３３へ指示する。
【００３５】
今、この指示が画像の上部部分の表示指示であったとすると、回転中心算出部３３は、回転中心Ｑの座標（Ｑｘ，Ｑｙ）を、回転角指示部３２から指示される回転角θの値に応じ、以下の位置に移動させる。
【００３６】
（１）回転角θの指示が０＜θ≦９０°のときは、
【００３７】
【数２】
2006110263.tif 000004
【００３８】
この移動後の座標（Ｑｘ，Ｑｙ）を回転の中心として観察部位の画像に対して角度θの回転変換処理を画像回転処理部３４が施すと、処理後の画像の位置は図４Ａに示すようになり、図３Ａのときにはモニタ２１での有効表示範囲から外れていたために表示されなかった上部部分（図３ＡにおけるＡ’及びＤ’を各々頂点とする破線の三角形の領域）がモニタ２１に表示されるようになり、この領域の画像の観察が可能となる。
【００３９】
（２）一方、回転角θの指示が９０°＜θ≦１８０°のときは、
【００４０】
【数３】
2006110263.tif 000005
【００４１】
この移動後の座標（Ｑｘ，Ｑｙ）を回転の中心として観察部位の画像に対して角度θの回転変換処理を画像回転処理部３４が施すと、処理後の画像の位置は図４Ｂに示すようになり、図３Ａのときにはモニタ２１での有効表示範囲から外れていたために表示されなかった上部部分（図３ＡにおけるＡ’及びＤ’を各々頂点とする破線の三角形の領域）がモニタ２１に表示されるようになり、この領域の画像の観察が可能となる。
【００４２】
ここで、上記の［数２］式及び［数３］式の導出法を説明する。
（１）［数２］式の導出
図４Ｃは、先に定義した座標系を図４Ａに示したものである。
【００４３】
図４Ｃにおいて、点Ａ’は点Ｑを中心として点Ａを角度θだけ回転させた位置に存在するものであるから、三角形ＱＡＡ’は二等辺三角形であり、また、角Ａ’Ｄ’Ａの角度もθである。従って、
【００４４】
【数４】
2006110263.tif 000006
【００４５】
となり、［数２］式が得られる。
（２）［数３］式の導出
図４Ｄは、先に定義した座標系を図４Ｂに示したものである。
【００４６】
図４Ｄにおいて、点Ａ’は点Ｑを中心として点Ａを角度θだけ回転させた位置に存在するものであるから、三角形ＱＡＡ’は二等辺三角形であり、また、角Ｃ’Ｄ’Ｂの角度もθである。従って、
【００４７】
【数５】
2006110263.tif 000007
【００４８】
である。今、点Ｑから線分ＡＡ’へ垂線を降ろし、その脚をＰ（Ｐｘ，Ｐｙ）とすると、
【００４９】
【数６】
2006110263.tif 000008
【００５０】
となる。また、
【００５１】
【数７】
2006110263.tif 000009
【００５２】
である。
ここで、角ＢＡＡ’の角度をβとすると、点Ｑを通りＹ軸に平行な直線と線分ＱＰとでなす角（図４Ｄにおける角ＰＱＲ）の角度もβとなるから、
【００５３】
【数８】
2006110263.tif 000010
【００５４】
となり、［数３］式が得られる。
一方、表示領域指示部３１からの指示が画像の下部部分の表示指示であったとすると、回転中心算出部３３は、回転中心Ｑの座標（Ｑｘ，Ｑｙ）を、回転角指示部３２から指示される回転角θの値に応じ、以下の位置に移動させる。
【００５５】
（３）回転角θの指示が０＜θ≦９０°のときは、
【００５６】
【数９】
2006110263.tif 000011
【００５７】
この移動後の座標（Ｑｘ，Ｑｙ）を回転の中心として観察部位の画像に対して角度θの回転変換処理を画像回転処理部３４が施すと、処理後の画像の位置は図５Ａに示すようになり、図３Ａのときにはモニタ２１での有効表示範囲から外れていたために表示されなかった下部部分（図３ＡにおけるＢ’及びＣ’を各々頂点とする破線の三角形の領域）がモニタ２１に表示されるようになり、この領域の画像の観察が可能となる。
【００５８】
（４）一方、回転角θの指示が９０°＜θ≦１８０°のときは、
【００５９】
【数１０】
2006110263.tif 000012
【００６０】
この移動後の座標（Ｑｘ，Ｑｙ）を回転の中心として観察部位の画像に対して角度θの回転変換処理を画像回転処理部３４が施すと、処理後の画像の位置は図５Ｂに示すようになり、図３Ａのときにはモニタ２１での有効表示範囲から外れていたために表示されなかった下部部分（図３ＡにおけるＢ’及びＣ’を各々頂点とする破線の三角形の領域）がモニタ２１に表示されるようになり、この領域の画像の観察が可能となる。
【００６１】
ここで、上記の［数９］式及び［数１０］式の導出法を説明する。
（３）［数９］式の導出
図５Ｃは、先に定義した座標系を図５Ａに示したものである。
【００６２】
図５Ｃにおいて、点Ｃ’は点Ｑを中心として点Ｃを角度θだけ回転させた位置に存在するものであるから、三角形ＱＣＣ’は二等辺三角形であり、また、角Ｃ’Ｂ’Ｃの角度もθである。従って、
【００６３】
【数１１】
2006110263.tif 000013
【００６４】
となり、［数９］式が得られる。
（４）［数１０］式の導出
図５Ｄは、先に定義した座標系を図５Ｂに示したものである。
【００６５】
図５Ｄにおいて、点Ｃ’は点Ｑを中心として点Ｃを角度θだけ回転させた位置に存在するものであるから、三角形ＱＣＣ’は二等辺三角形であり、また、角Ａ’Ｂ’Ｄの角度もθである。従って、
【００６６】
【数１２】
2006110263.tif 000014
【００６７】
である。今、点Ｑから線分ＣＣ’へ垂線を降ろし、その脚をＰ（Ｐｘ，Ｐｙ）とすると、
【００６８】
【数１３】
2006110263.tif 000015
【００６９】
となる。また、
【００７０】
【数１４】
2006110263.tif 000016
【００７１】
である。
ここで、角ＤＣＣ’の角度をβとすると、点Ｑを通りＹ軸に平行な直線と線分ＱＰとでなす角（図５Ｄにおける角ＰＱＲ）の角度もβとなるから、
【００７２】
【数１５】
2006110263.tif 000017
【００７３】
となり、［数１０］式が得られる。
以上のように、回転中心算出部３３は、画像回転処理部３４による回転変換の施された後の画素によって構成される観察部位の画像（つまり長方形Ａ’Ｂ’Ｃ’Ｄ’の画像）を構成する画素であって、当該長方形における短辺のうちのどちらか一方のもの（つまり辺Ａ’Ｄ’若しくは辺Ｂ’Ｃ’のうちのどちらか一方のもの）の両端に位置している２つの当該画素（つまり、頂点Ａ’及び頂点Ｄ’に各々位置している２つの画素、または頂点Ｃ’及び頂点Ｂ’に各々位置している２つの画素のどちらか）が、モニタ２１での有効表示範囲の境界によって形成される長方形（つまり長方形ＡＢＣＤ）におけるいずれかの辺（つまり、辺ＡＢ、辺ＢＣ、辺ＣＤ、及び辺ＤＡのうちのいずれか）に接している画像を、モニタ２１が表示することとなるように、回転の中心Ｑの位置を移動させる。
【００７４】
なお、以上までの説明においては観察部位の画像に対して右回りの回転変換を施すこととしていたが、当該画像に対して左回りの回転を施す場合であっても、回転変換前には表示されなかった画像の部分がモニタ２１に表示されるようにするための回転中心Ｑの位置（Ｑｘ，Ｑｙ）を、上述した右回りの回転変換における場合のＱの位置の算出式を利用して容易に求めることができる。
【００７５】
図６は、表示領域指示部３１からの指示が画像の上部部分の表示指示であったときに、回転中心算出部３３が回転中心Ｑの座標（Ｑｘ，Ｑｙ）を位置に移動させたときの様子を示したものであって、回転角指示部３２からの回転角θの指示が０＜θ≦９０°である左回りの回転変換処理を画像回転処理部３４が施したときの様子を示したものである。
【００７６】
この図６は、図４Ｃに示されている図形を、ｙ軸を対称軸として反転させたものとなっている。ここで、図６に示すように、長方形ＡＢＣＤに対し、頂点Ｄを原点とし、辺ＤＣがＸ軸上に存在し且つ辺ＡＤがＹ軸上に存在するような二次元直交座標系を定義すると、このＸＹ座標系における点の座標（Ｘ，Ｙ）と、その点と同一位置であるｘｙ座標系における点の座標（ｘ，ｙ）との関係は、
【００７７】
【数１６】
2006110263.tif 000018
【００７８】
となる。
従って、前述した（１）から（４）のいずれの場合においても、観察部位の画像に対して左回りの回転を施した場合に回転変換前には表示されなかった画像の部分がモニタ２１に表示されるようにするための回転中心Ｑの位置は、指示された回転角θの値に応じて前掲した［数２］、［数３］、［数９］、若しくは［数１０］より選択された算出式を用いて右回り回転変換の場合における（Ｑｘ，Ｑｙ）を求め、得られた値を［数１６］における右辺の（ｘ，ｙ）の値として代入して（Ｘ，Ｙ）を算出すれば求められるのである。
【００７９】
ところで、本実施形態における内視鏡装置は、ユーザが画像表示装置２２を操作して観察部位の画像における表示部分の変更を指示すると、モニタ２１での表示の変化（表示部分の切り替え）が瞬間的に行われる。このための構成について説明する。
【００８０】
図７は、図１に示した内視鏡装置各部の動作タイミングを示しており、（１）画像入力部１９での観察部位の画像の取り込みタイミング、（２）画像処理部２０（画像回転処理部３４）での回転変換処理のタイミング、及び、（３）モニタ２１での画像の表示タイミングの相互関係が表されている。
【００８１】
図７において、（１）画像取り込み処理、（２）回転変換処理、及び（３）画像表示処理は、いずれも画像１フレーム周期（例えば１／３０秒）で行われており、これらの各々の処理がパイプライン処理を構成するように実行されている。つまり、例えば、フレーム＃１の期間においては、（３）の画像表示を行っている一方で、フレーム＃２で画像表示をさせる画像を得るための回転変換処理が（２）として実行されており、更に、このフレーム＃１の期間において、観察部位の画像の取り込みが（１）として並行して実行されている。
【００８２】
ここで、ユーザが画像表示装置２２を操作して観察部位の画像における表示部分の変更を指示すると、その操作に応じた変更の指示が表示領域指示部３１によって回転中心算出部３３へ伝えられる。回転中心算出部３３では、この指示に応じ、前述したようにして回転の中心Ｑの移動先の位置を算出し、算出結果を画像回転処理部３４へ伝える。画像回転処理部３４では、回転の中心Ｑの位置の更新を回転変換処理の途中では行わず、処理が一旦終了してから新たな観察部位の画像に対する回転変換処理を開始するまでの間の期間（図７の（２）における各フレームの終盤の期間）に行うようにする。こうすることにより、モニタ２１で表示される画像は、一瞬にして切り替わり、また、その切り替わりの途中で画像の乱れが生じることもない。
【００８３】
ところで、図１に示した内視鏡装置における画像表示装置２２をハードウェアで構成する代わりに、図８に示すような、本体５０とモニタ２１からなるコンピュータ４０を用意し、画像表示装置２２の機能をコンピュータ４０に行わせるためのプログラムをコンピュータ４０で実行させるようにしても本発明を実施することができる。
【００８４】
同図に示すコンピュータ４０の本体５０は、画像入力回路５１、ＣＰＵ５２、ＲＡＭ５３、モニタインタフェース５４、入力インタフェース５５、ＣＤドライブ５８、及びハードディスク装置６０がバス６１を介して相互に接続されて構成されており、ＣＰＵ５２による管理の下で相互にデータ授受を行うことができる。
【００８５】
画像入力回路５１は、図１におけるカメラコントロールユニット１７から出力される画像信号が入力されると、１フレーム単位でその画像信号をデジタルデータである画像データへ逐次変換し、変換された１フレーム分の画像データを、バスライン６１を経てＲＡＭ５３の所定領域へ書き込む。
【００８６】
ＣＰＵ（Central Processing Unit ）５２は、このコンピュータ４０全体の動作制御を司る中央処理装置である。ＣＰＵ５２はハードディスク装置６０から読み込んだプログラムを実行することによって当該プログラムで示されている制御処理を行う。
【００８７】
ＲＡＭ（Random Access Memory）５３は、各種制御プログラムをＣＰＵ５２が実行するときにワークメモリとして使用され、また各種のデータの一時的な格納領域として必要に応じて用いられるメインメモリとしても使用されるメモリである。ここで、ＲＡＭ５３の所定の記憶領域には、画像入力回路５１から送られてくる画像データを１フレーム分記憶させるための領域が確保され、１フレーム分の画像データが画像入力回路５１から送られてくる度にこの記憶領域で保持されている画像データが書き換えられる。
【００８８】
モニタインタフェース５４は、ＣＰＵ５２からの指示に応じた画像の表示をモニタ２１に行わせるものである。
入力インタフェース５５はキーボード５６やマウス５７などといった入力装置に対する操作に対応するユーザからの指示を受け取ってその入力の内容をＣＰＵ２１に渡すものである。
【００８９】
ＣＤ（Compact Disc）ドライブ５８は、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc-ROM）５９に格納されているプログラム等の各種データを読み出すものである。なお、ＣＤ（Compact Disc）ドライブ５９の代わりに、ＤＶＤ−ＲＯＭ（Digital Versatile Disc-ROM）に格納されているデータを読み出すＤＶＤドライブや、ＭＯ（Magneto-Optics）ディスクに格納されているデータを読み出すＭＯドライブ等の、データ記録媒体からのデータ読み出し装置を備えてもよい。
【００９０】
ハードディスク装置６０は各種データを格納して保持する記憶装置である。
本実施形態において、ＣＰＵ５２によって実行されるプログラムはＣＤ−ＲＯＭ５９等のデータ記録媒体によってコンピュータ４０へ供給される。ＣＰＵ５２は、このデータ記録媒体によって供給されたプログラムをＣＤドライブ５８等のデータ読み出し装置を動作させて読み出してハードディスク装置６０に一旦格納しておくようにし、ユーザからプログラムの実行指示を受けたときに、当該指示に係るプログラムをハードディスク装置６０から読み込んでＲＡＭ５３に格納し、それを実行する。
【００９１】
なお、ＣＰＵ５２によって実行されるプログラムが格納されているデータ記録媒体としては、インターネット等の通信回線に接続されているプログラムサーバとして機能するコンピュータシステムが備えている記憶装置であってもよい。この場合には、上述した制御プログラムを表現するデータ信号で搬送波を変調して得られる伝送信号を、伝送媒体である通信回線を通じて当該プログラムサーバからコンピュータ４０へ伝送するようにし、コンピュータ４０ではこの伝送信号を受信して復調して元の制御プログラムを再現することによりこの制御プログラムをＣＰＵ５２で実行できるようになる。
【００９２】
図８に示されているコンピュータ４０は以上のように構成されている。なお、この構成は、コンピュータとしてはごく標準的なものである。
次に、上述した制御プログラムを実行させることによってＣＰＵ５２により行われる制御処理について説明する。
【００９３】
まず図９について説明する。同図は、画像表示処理の処理内容をフローチャートで示したものである。この処理は、ユーザがキーボード５６やマウス５７などを操作してさなれた当該処理の実行開始の指示をＣＰＵ５２が取得すると開始される。
【００９４】
まず、Ｓ１０１において、画像の回転変換処理における回転の中心Ｑの位置を、初期位置、例えば観察部位の画像の中心（矩形（長方形）である画像における対角線の交点）の位置に設定すると共に、当該回転変換処理における回転角度θの値を初期値、例えば０°に設定する処理が行われる。
【００９５】
Ｓ１０２では、画像入力回路５１から送られてＲＡＭ５３の所定領域に保持されている画像データを参照し、続くＳ１０３において、参照中の画像データで表されている画像を構成する画素の各々に対してＱを回転の中心とし回転角度をθとする回転変換処理を施す処理が行われる。この回転変換処理が施された後の画像データもＲＡＭ５３の所定の領域で一旦保持される。
【００９６】
Ｓ１０４では、前ステップでの回転変換処理の処理結果として得られた画像データをＲＡＭ３５から読み出し、この画像データで表される画像のうち、モニタ２１での有効表示範囲に含まれるものをモニタ２１で表示させる処理が行われる。
【００９７】
この処理によってモニタ２１に表示される表示画面の例を図１０に示す。同図に示すように、ＣＰＵ５２は、表示画像７０に併せ、観察部位の画像のうちのどの部分の領域をモニタ２１に表示させるかをマウス５７でのクリック操作により指示するための３つの表示領域指示ボタン７１と、観察部位の画像をどの程度回転させるかをマウス５７でのクリック操作により指示するための３つの回転角指示ボタン７７とをモニタ２１で表示させる。
【００９８】
なお、Ｓ１０４では、ＲＡＭ５３から画像データを読み出してから当該画像データで表される画像のうちモニタ２１での有効表示範囲に含まれるものをモニタ２１で表示させるようにしているが、その代わりに、Ｓ１０３において、回転変換処理を施した後の画像データで表されている画素が、モニタ２１での有効表示範囲に含まれる画像を構成するものであるか否かを当該画素毎に判定し、当該有効表示範囲に含まれる画像を構成する画素についての画像データのみをＲＡＭ５３に記憶させるようにし、Ｓ１０４では、ＲＡＭ５３に記憶させた画像データで表されている画像（すなわち、観察部位の部分画像）をそのままモニタ２１に表示させるようにしてもよい。こうすることにより、ＲＡＭ５３の記憶領域の使用量が削減される。
【００９９】
Ｓ１０５では、マウス５７の操作による表示領域指示ボタン７１に対するクリック操作を検出したか否かを判定する処理が行われ、当該クリック操作が検出されたとき（判定結果がＹｅｓのとき）にのみ、Ｓ１０６において、後述する回転中心算出処理が行われる。
【０１００】
Ｓ１０７では、マウス５７の操作による回転角指示ボタン７２に対するクリック操作を検出したか否かを判定する処理が行われ、当該クリック操作が検出されたとき（判定結果がＹｅｓのとき）にのみ、Ｓ１０８において、後述する回転角設定更新処理が行われる。
【０１０１】
Ｓ１０９では、画像入力回路５１が新たな画像データを出力したことによってＲＡＭ５３の所定領域に保持されている画像データが書き換えられたか否かを判定する処理が行われる。ここで、画像データの書き換えが検出された（判定結果がＹｅｓ）ならばＳ１０２へ処理を戻して上述した処理が繰り返される。一方、画像データの書き換えが検出されない（判定結果がＮｏ）ならば、画像データの書き換えが検出されるまで（判定結果がＹｅｓとなるまで）このＳ１０９の処理が繰り返される。
【０１０２】
以上までの処理が画像表示処理である。
次に、上述した画像表示処理におけるＳ１０６の処理として実行される回転中心算出処理の処理内容について説明する。図１１は、回転中心算出処理の処理内容をフローチャートで示したものである。
【０１０３】
まず、Ｓ１１１において、図９のＳ１０５の処理において検出されたクリック操作が表示領域指示ボタン７１のうちのいずれに対するものであったのかを判定する処理が行われる。ここで、「上部」と印されているボタンに対してクリック操作がされたと判定したときにはＳ１１２に、「下部」と印されているボタンに対してクリック操作がされたと判定したときにはＳ１１３に、「中央部」と印されているボタンに対してクリック操作がされたと判定したときにはＳ１１４に、それぞれ処理を進める。
【０１０４】
Ｓ１１２では、回転角θの現在の設定角に応じて前掲した［数２］若しくは［数３］を選択し、選択された式の計算を実行して回転の中心Ｑの座標（Ｑｘ，Ｑｙ）を算出する処理が行われ、その後はＳ１１５に処理を進める。
【０１０５】
Ｓ１１３では、回転角θの現在の設定角に応じて前掲した［数９］若しくは［数１０］を選択し、選択された式の計算を実行して回転の中心Ｑの座標（Ｑｘ，Ｑｙ）を算出する処理が行われ、その後はＳ１１５に処理を進める。
【０１０６】
Ｓ１１４では、回転の中心Ｑの座標（Ｑｘ，Ｑｙ）を、観察部位の画像の中心（矩形（長方形）である画像における対角線の交点）の位置の座標とする処理が行われる。
Ｓ１１５では、上述したＳ１１２、Ｓ１１３若しくはＳ１１４の処理によって得られたＱの座標（Ｑｘ，Ｑｙ）を、図９のＳ１０３での回転変換処理における回転の中心位置を示す座標として設定する処理が行われる。その後はこの回転中心算出処理を終了し、図９へと処理を戻す。
【０１０７】
以上までの処理が回転中心算出処理である。
次に、上述した画像表示処理におけるＳ１０８の処理として実行される回転角設定更新処理の処理内容について説明する。図１２は、回転角設定更新処理の処理内容をフローチャートで示したものである。
【０１０８】
まず、Ｓ１２１において、図９のＳ１０７の処理において検出されたクリック操作が回転角指示ボタン７２のうちのいずれに対するものであったのかを判定する処理が行われる。ここで、「左回転」と印されているボタンに対してクリック操作がされたと判定したときにはＳ１２２に、「右回転」と印されているボタンに対してクリック操作がされたと判定したときにはＳ１２３に、「回転なし」と印されているボタンに対してクリック操作がされたと判定したときにはＳ１２４に、それぞれ処理を進める。
【０１０９】
Ｓ１２２では、回転角θの現在の設定値から「５゜」を減算する処理が行われ、その後はＳ１２５に処理を進める。
Ｓ１２３では、回転角θの現在の設定値から「５゜」を加算する処理が行われ、その後はＳ１２５に処理を進める。
【０１１０】
Ｓ１２４では、回転角θを「０゜」を加算する処理が行われ、その後はＳ１２５に処理を進める。
Ｓ１２５では、回転角θの設定を、上述したＳ１２２、Ｓ１２３若しくはＳ１２４の処理によって得られた角度に更新する処理が行われる。その後はこの回転角設定更新処理を終了し、図９へと処理を戻す。
【０１１１】
以上までの処理が回転角設定更新処理である。
なお、この回転角設定更新処理においては、回転角指示ボタン７２に対するクリック操作に応じ、回転角θの設定を５度ずつ変化させるようにしているが、この変化幅を設定できるようにしてもよく、また、回転角θの値をキーボード５６から直接入力できるようにしてもよい。更に、この他に、回転角指示ボタン７２として、回転角θの値を大きく変化させるボタンと、微小変化させるボタンとを設け、これらに対するクリック操作に応じて回転角θの値を、大きく変化若しくは微小変化させるようにしてもよい。
【０１１２】
以上のように、図１に示した内視鏡装置は、本願の先願である特願２００４−１４９０８５号で開示した内視鏡装置とは異なり、内視鏡画像に対し、その画像のサイズを縮小することなく回転変換を施し、変換後の画像を部分的に表示するので、画像のサイズの縮小を行うための構成が不要である。従って、この装置をハードウェア構成する場合には小型化・低価格化が可能である。また、コンピュータを用いて内視鏡装置を構成する場合でも、画像１枚（１フレーム）当たりの処理量が削減される分だけ低速な処理速度のコンピュータが利用可能となるので、より小型・低価格・低消費電力の機種を採用することができるようになる。
【０１１３】
次に、本発明の他の実施形態について説明する。
図１３は、本発明を実施する内視鏡装置の第二の構成例を示している。なお、この第二の構成例において、図１に示した第一の構成例におけるものと同一の構成要素には同一の符号を付している。
【０１１４】
図１３に示す内視鏡装置は、特願２００３−２００１５６号において開示されている内視鏡装置の構成に回転中心算出部３３を追加して改良したものである。この内視鏡装置は、ユーザによる回転指示操作に応じた方向へ表示画像を回転させることができ、更に、ユーザからの操作指示方向に応じた方向へ内視鏡を湾曲させる制御と同時にその方向の画像を表示させることができるようにして、内視鏡画像をユーザの望む視野方向に一致させることができるように構成されている。
【０１１５】
図１３に示す内視鏡装置は、装置本体８０と、装置本体８０に接続され、内視鏡検査に用いられる内視鏡部１１と、内視鏡部１１からの観察画像を表示する表示部９０と、装置本体８０に接続され、内視鏡部１１への湾曲動作指示や表示部９０への表示指示等といった、各種動作を操作指示するための操作リモコン９１とを備えて構成されている。
【０１１６】
内視鏡部１１は、基本的には図１に示したものと同様の構成であり、図１３には固体撮像素子１３と管１６とのみが表されている。但し、図１３には図示されていないが、管１６の先端部には上下左右に湾曲自在な湾曲部が設けられており、この湾曲部による湾曲動作は、装置本体２で制御可能な構成を有している。
【０１１７】
なお、図１３には図示されていないが、内視鏡部１１には図１に示した光源装置１８も接続されている。
固体撮像素子１３は、矩形（長方形）の形状である観察部位の画像を表しているアナログ電気信号を装置本体８０の撮像処理部８３へ送る。
【０１１８】
装置本体８０は、図１３に示した内視鏡装置全体の各種動作を制御するシステム制御部８２と、内視鏡部１１の前述した湾曲部等を駆動させる駆動部８１とを備えて構成されている。
【０１１９】
駆動部８１は、内視鏡部１１の前述した湾曲部を駆動させる湾曲部駆動部８１Ａを有して構成されている。湾曲部駆動部８１Ａは、システム制御部８２の方向処理部８６によって制御される。
【０１２０】
システム制御部８２は、固体撮像素子１３からのアナログ電気信号が供給される撮像処理部８３と、撮像処理部８３の出力信号が供給される画像回転処理部８４と、撮像処理部８３、回転中心算出部３３、及び方向処理部８６へ方向演算処理結果を供給する方向演算処理部８５と、回転中心位置の算出結果を画像回転処理部８４へ供給する回転中心算出部３３と、方向演算処理部８５に接続される方向処理部８６と、撮像処理部８３、画像回転処理部８４、方向演算処理部８５、回転中心算出部３３、及び方向処理部８６に対する動作制御並びに駆動部８１に対する駆動制御を行う制御部８７と、を有して構成されている。
【０１２１】
撮像処理部８３は、供給されたアナログ電気信号に対して所定の信号処理を施して画像信号へ変換し、画像回転処理部８４へ供給する。
画像回転処理部８４は、画像回転指示を操作リモコン９１より受け取った場合には、制御部８７の制御の下で画像信号に対して所定の回転変換処理を施した後、表示部９０のモニタ２１へ出力する。但し、回転中心算出部３３がこの回転変換処理における回転の中心位置を示す座標の算出を行った場合には、この算出された座標で表されている位置を回転の中心位置として回転変換処理を施す。一方、画像回転指示を操作リモコン９１より受け取っていない場合には、画像信号に対して回転変換処理を施すことなく、そのまま表示部９０のモニタ２１へ出力する。
【０１２２】
方向演算処理部８５は、制御部８７の制御の下、操作リモコン９１からの画像回転指示や画像移動指示に応じて現在の画像の回転角に基づいた内視鏡部１１の湾曲方向や画像の表示範囲の移動方向の補正演算を行い、この演算結果を撮像処理部８３、回転中心算出部３３、及び方向処理部８６へ供給する。
【０１２３】
回転中心算出部３３は、前述した内視鏡装置の第一の構成例におけるもの（図２）と同様に、制御部８７の制御の下、画像の表示範囲の移動方向の演算結果に対し、画像回転処理部８４による回転変換の施された後の画素によって構成される観察部位の画像を構成する画素であって、当該画像の外形によって形成される長方形における短辺のうちのどちらか一方のものの両端に位置している２つの当該画素が、モニタ２１での有効表示範囲の境界によって形成される長方形におけるいずれかの辺に接している画像を、モニタ２１が表示することとなるように、回転の中心の位置を移動させたときの当該移動後の位置を示す座標の算出を行い、算出結果を画像回転処理部８４へ供給する。
【０１２４】
方向処理部８６は、操作リモコン９１からの操作指示と、方向演算処理部８５の演算処理結果とに基づく方向を求め、内視鏡部１１の前述した湾曲部をその求められた方向に湾曲させるための制御信号を生成して駆動部８１へ供給する。この結果、駆動部８１の湾曲部駆動回路８１Ａは、内視鏡部１１の前述した湾曲部を駆動させてその制御信号で示されている方向へ内視鏡部１１の先端を湾曲させる。
【０１２５】
なお、方向処理部８６は、内視鏡部１１の前述した湾曲部の湾曲方向及び湾曲量を決定するものであり、その元となる情報は、操作リモコン９１の操作部９１Ｂに設けられている不図示のジョイスティックに対する操作と、方向演算処理部８５が現在の画像回転角度から得た湾曲方向の補正値とである。また、後述するように、撮像処理部８３はズーム動作を実現するが、このズーム時においてＰＡＮ（水平移動）若しくはＴＩＬＴ（垂直移動）を行う際には、操作部９１ＢのＰＡＮ・ＴＩＬＴジョイスティク角度と、方向演算処理部８５が現在の画像回転角度から得たＰＡＮ・ＴＩＬＴ方向の補正値とを撮像処理部８３へ供給する。
【０１２６】
制御部８７は、操作リモコン５に備えられている回転指示部９１Ａ及び操作部９１Ｂと電気的に接続されており、これらからの操作信号に基づいて、撮像処理部８３、画像回転処理部８４、回転中心算出部３３、及び方向演算処理部８５の各処理を制御する。すなわち、制御部８７は、操作部９１Ｂからの操作信号を受け取った場合には、当該操作信号によって示されている各種動作、例えば内視鏡部１１の湾曲動作、表示画像の明るさ値要請動作や拡大・縮小動作、あるいは画像サイズ変更動作等を実行するために、撮像処理部８３の動作制御及び内視鏡部１１の前述した湾曲部の駆動制御を行う。更に、制御部８７は、回転指示部９１Ａによる操作信号が供給された場合には、当該操作信号に従い、モニタ２１での表示画像を回転させるための回転変換処理を回転画像変換部８３に実行させるように制御する。
【０１２７】
図１３に示した内視鏡装置は以上のように構成されている。
次に、この内視鏡装置の動作のうち、回転中心算出部３３に関係する動作について説明する。
【０１２８】
操作リモコン９１の操作部９１Ｂが操作されてユーザからの画像の表示領域の変更の指示が取得されると、その指示を示す操作信号は制御部８７を経て方向演算処理部８５へ供給される。
【０１２９】
例えば、図３Ａ若しくは図５Ａのような画像がモニタ２１で表示されている場合に、ユーザがこの部分よりも上方若しくは斜め上方の部分の画像の観察を望んでいる場合を考える。このとき、ユーザが観察を望んでいる部分の画像（四角形Ａ’Ｂ’Ｃ’Ｄ’における頂点Ａ’付近の領域の画像）は撮像処理部８３にまでは到達している。そこで、このような場合には、方向演算処理部８５は、湾曲方向の補正値を方向処理部８６へ出力する前に、まず、回転中心算出部３３へ指示を与え、画像回転処理部８４での回転変換処理における回転角度の設定に応じて前掲した［数２］、［数３］、［数９］、若しくは［数１０］より選択された算出式を用いて回転中心の位置の座標の算出を行わせる。そして、算出された座標を回転の中心の移動先とする観察部位の画像の回転変換処理を画像回転処理部８４に行わせて当該変換後の画像をモニタ２１に表示させる。この結果、モニタ２１では、図４Ａに示す画面例のように、回転変換後の観察部位の画像における上部部分が全て表示される。
【０１３０】
ユーザがこの部分よりも更に上方若しくは斜め上方の部分の画像の観察を望んでいる場合には、ユーザは操作リモコン９１の操作部９１Ｂを更に操作する。すると、画像の表示領域の変更の指示を示す操作信号が制御部８７を経て方向演算処理部８５へ供給される。方向演算処理部８５は、この場合には、湾曲方向の補正値を方向処理部８６へ出力する。これにより、駆動部８１の湾曲部駆動回路８１Ａが内視鏡部１１の前述した湾曲部を駆動させてその湾曲方向へ湾曲する。その結果、ユーザの望む部分を含む画像が固体撮像素子１３で撮像され、撮像処理部８３に到達するようになる。
【０１３１】
なお、ユーザが操作リモコン９１の操作部９１Ｂを操作して、モニタ２１での現在の表示部分よりも下方若しくは斜め下方の部分の画像の観察を指示した場合の処理手順も上述したものと同様のものとなる。
【０１３２】
図１３に示した内視鏡装置は以上のように動作するので、観察部位の画像がどのような角度に回転されて表示されている場合であっても、装置本体８０に到達している画像の部分は内視鏡部１１の先端を湾曲動作させることなく即座に表示させることができるので、湾曲動作の回数が削減される。その結果、湾曲動作のための電力消費が軽減され、また、内視鏡部１１の寿命が長くなる。
【０１３３】
なお、図１３に示した内視鏡装置における装置本体８０をハードウェアで構成する代わりに、図８に示すような、本体５０とモニタ２１からなるコンピュータ４０を用意し、装置本体８０の機能をコンピュータ４０に行わせるためのプログラムをコンピュータ４０で実行させるようにしても本発明を実施することができる。
【０１３４】
ここで図１４について説明する。同図は、表示領域変更処理の処理内容をフローチャートで示したものである。この処理は、上述したプログラムをコンピュータ４０で実行させることによりＣＰＵ５２によって行われる処理である。
【０１３５】
なお、この表示領域変更処理は、観察部位の部分画像の表示がモニタ２１で行われている状態で開始される。
まずＳ２０１において、画像の表示領域の変更の指示を示す操作信号を操作リモコン９１の操作部９１Ｂから取得したか否かを判定する処理が行われ、この操作信号が取得されたときはＳ２０２へ、取得されないときはＳ２０５へ、それぞれ処理を進める。
【０１３６】
Ｓ２０２では、取得された操作信号で示されている表示領域の変更方向についての画像データがＲＡＭ５３に既に記憶されているか否かを判定する処理が行われる。ここで、このような画像データが存在する（判定結果がＹｅｓ）ならばＳ２０３に処理を進め、このような画像デーが存在しない（判定結果がＮｏ）ならばＳ２０６に処理を進める。
【０１３７】
Ｓ２０３では、取得された操作信号で示されている表示領域の移動方向に対し、現在の回転変換処理における回転角度の設定に応じて前掲した［数２］、［数３］、［数９］、若しくは［数１０］より選択された算出式を用いて回転中心の位置の座標を算出する処理が行われる。そして、続くＳ２０４において、回転変換処理における回転の中心位置の設定を算出された座標へ更新する処理が行われる。
【０１３８】
Ｓ２０５では、ＲＡＭ５３に記憶されている画像データに対し、現在設定されている位置を回転の中心とし、現在設定されている回転角度の回転変換処理を施す。その後はＳ２０７に処理を進める。
【０１３９】
Ｓ２０６では、取得された操作信号で示されている表示領域の変更方向と、現在モニタ２１で表示中である画像に対して施されている回転変換処理における回転角度と基づいて、内視鏡部１１の前述した湾曲部の湾曲方向を決定し、当該湾曲部を駆動させてその湾曲方向へ湾曲させる制御処理が行われる。
【０１４０】
Ｓ２０７では、直前の処理において回転変換処理が施された後の画像データで表されている画像をモニタ２１に表示させる処理が行われ、その後はＳ２０１へと処理を戻して上述した処理が繰り返される。
【０１４１】
以上までの処理が表示領域変更処理である。
なお、図１３に示した内視鏡装置における撮像処理部８３では、観察部位の画像をズーム（拡大）する処理を行うことができるように構成されており、ユーザは、操作部９１Ｂを操作してＰＡＮ（水平移動）・ＴＩＬＴ（垂直移動）の指示を行うと、図１５に示すように、観察部位の画像のうち任意の部分を拡大してモニタ２１に表示させることができる。このとき、方向演算処理部８５は、操作部９１Ｂから送られてくる操作信号で示されている操作部９１ＢのＰＡＮ・ＴＩＬＴジョイスティク角度を、モニタ２１で現在表示中の画像に対して施された回転変換処理における回転角度に基づいて補正し、その補正後のＰＡＮ・ＴＩＬＴジョイスティク角度を撮像処理部８３へ供給している。
【０１４２】
このように、観察部位の画像のズーム表示を行う場合では、モニタ２１に表示される画像の表示領域を変更するための要因には、（１）画像の回転変換処理における回転の中心の位置の移動、（２）内視鏡部１１の先端の湾曲、（３）ＰＡＮ・ＴＩＬＴの指示内容、の３つがある。このような場合において、操作部９１Ｂに対するユーザの操作に応じて操作部９１Ｂから供給される表示領域の変更の指示を示す操作信号を取得した場合には、制御部８７は、まず、第一の方策として、回転中心算出部３３へ指示を与えて画像の回転変換処理における回転の中心の位置の移動のための処理を行わせ、モニタ２１での画像の表示領域を変更させる。その後、この第一の方策のみではユーザが望んでいる観察部位の観察ができない場合（上述の操作信号が更に供給された場合）には、制御部８７は、第二の方策として、撮像処理部８３へ指示を与え、ＰＡＮやＴＩＬＴを実行させてモニタ２１での画像の表示領域を変更させる。その後、この第二の方策でもユーザが望んでいる観察部位の観察ができない場合（上述の操作信号が更に供給された場合）には、制御部８７は、第三の方策として、湾曲部駆動回路８１Ａへ指示を与え、内視鏡部１１の前述した湾曲部を湾曲させた上での新たな画像の取得を行うことによってモニタ２１での画像の表示領域を変更させるようにする。
【０１４３】
その他、本発明は、上述した実施形態に限定されることなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良・変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１４４】
【図１】本は発明を実施する内視鏡装置の第一の構成例を示す図である。
【図２】画像処理部の構成を示す図である。
【図３Ａ】回転の中心位置の算出法を説明する図（その１）である。
【図３Ｂ】回転の中心位置の算出法を説明する図（その２）である。
【図４Ａ】回転の中心位置の算出法を説明する図（その３）である。
【図４Ｂ】回転の中心位置の算出法を説明する図（その４）である。
【図４Ｃ】回転の中心位置の算出法を説明する図（その５）である。
【図４Ｄ】回転の中心位置の算出法を説明する図（その６）である。
【図５Ａ】回転の中心位置の算出法を説明する図（その７）である。
【図５Ｂ】回転の中心位置の算出法を説明する図（その８）である。
【図５Ｃ】回転の中心位置の算出法を説明する図（その９）である。
【図５Ｄ】回転の中心位置の算出法を説明する図（その１０）である。
【図６】回転の中心位置の算出法を説明する図（その１１）である。
【図７】図１に示した内視鏡装置各部の動作タイミングを示す図である。
【図８】画像費用時装置として機能させるコンピュータの構成を示す図である。
【図９】画像表示処理の処理内容を示すフローチャートである。
【図１０】モニタでの表示画面例を示す図である。
【図１１】回転中心算出処理の処理内容を示すフローチャートである。
【図１２】回転角設定更新処理の処理内容を示すフローチャートである。
【図１３】本発明を実施する内視鏡装置の第二の構成例を示す図である。
【図１４】表示領域変更処理の処理内容を示すフローチャートである。
【図１５】画像のズーム表示を説明する図である。
【図１６】内視鏡の使用形態の一例を示す図である。
【図１７】内視鏡によって得られた画像の表示例を示す図である。
【図１８】画像に対する従来の回転変換処理の問題点を示す図である。
【符号の説明】
【０１４５】
１１  内視鏡部
１２  対物レンズ
１３  固体撮像素子
１４  ライトガイド
１５  信号線
１６  管
１７  カメラコントロールユニット
１８  光源装置
１９  画像入力部
２０  画像処理部
２１  モニタ
２２  画像表示装置
３１  表示領域指示部
３２  回転角指示部
３３  回転中心算出部
３４  画像回転処理部
４０  コンピュータ
５０  本体
５１  画像入力回路
５２  ＣＰＵ
５３  ＲＡＭ
５４  モニタインタフェース
５５  入力インタフェース
５６  キーボード
５７  マウス
５８  ＣＤドライブ
５９  ＣＤ−ＲＯＭ
６０  ハードディスク装置
６１  バスライン
７０  表示画像
７１  表示領域指示ボタン
７２  回転角指示ボタン
８０  装置本体
８１  駆動部
８１Ａ  湾曲部駆動部
８２  システム制御部
８３  撮像処理部
８４  画像回転処理部
８５  方向演算処理部
８６  方向処理部
８７  制御部
９１  操作リモコン
９１Ａ  回転指示部
９１Ｂ  操作部
１０００  ボイラー
１００１  バーナー
１００２  炎
１００３  挿入路
２０００  内視鏡
２００１  挿入部
３０００  テレビモニタの表示領域
４００１  取得画像
４００２  回転処理後の表示画像
【図１】
2006110263.tif 000019
【図２】
2006110263.tif 000020
【図３Ａ】
2006110263.tif 000021
【図３Ｂ】
2006110263.tif 000022
【図４Ａ】
2006110263.tif 000023
【図４Ｂ】
2006110263.tif 000024
【図４Ｃ】
2006110263.tif 000025
【図４Ｄ】
2006110263.tif 000026
【図５Ａ】
2006110263.tif 000027
【図５Ｂ】
2006110263.tif 000028
【図５Ｃ】
2006110263.tif 000029
【図５Ｄ】
2006110263.tif 000030
【図６】
2006110263.tif 000031
【図７】
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【図８】
2006110263.tif 000033
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
2006110263.tif 000037
【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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