(57)【要約】【課題】撮影者が任意でシフト量を有する撮影画像を取得でき、かつ小型化の要求に応えられる内視鏡装置を提供すること。【解決手段】  光学レンズと、前記光学レンズの光軸上に配置される撮像素子と、前記光学レンズの光軸に対し前記撮像素子の光軸がずれるように前記光学レンズ及び前記撮像素子を相対移動する駆動手段と、備え、前記光学レンズと前記撮像素子との間には、閉じた光路空間が形成されている内視鏡装置。【選択図】図２
2019201814.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学レンズと、
前記光学レンズの光軸上に配置される撮像素子と、
前記光学レンズの光軸に対し前記撮像素子の光軸がずれるように前記光学レンズ及び前記撮像素子を相対移動する駆動手段と、備え、
前記光学レンズと前記撮像素子との間には、閉じた光路空間が形成されていることを特徴とする内視鏡装置。
【請求項２】
前記光路空間は、蛇腹部材により規定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】
前記光学レンズの側面は、光反射を防止するための光反射防止材で覆われていることを特徴とする請求項１又は２に記載の内視鏡装置。
【請求項４】
前記光学レンズが、その光軸に対し非点対称な形状を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項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、観察範囲を広くするためにシフト機能を有する内視鏡装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、医療や産業分野において内視鏡装置が利用されている。内視鏡装置は、直接観察し難い対象物の所望の部位を、内視鏡装置のプローブ部を屈曲させることにより、操作者が観察するために使用される。
【０００３】
しかしながら、対象物の寸法や形状により当該プローブ部を屈曲させ、所望の部位にプローブ部を向けることが難しいことがある。
【０００４】
また、カメラ、ビデオカメラ等による撮影において、結像平面である撮像手段の光軸に対して、光学系の光軸をその垂直方向にずらすことにより、被写体の撮影画像が先窄まる歪みを補正するシフト（又はあおり）処理が行われている。
【０００５】
例えば、特許文献１は、いわゆる銀塩カメラに用いるシフトレンズ系を開示している。当該シフトレンズ系は、前群と後群のレンズ群で構成され、後群のレンズ群の全体又はその一部を光軸と垂直な方向にシフトすることで歪みを補正する。
【０００６】
また、特許文献２は、被写体を撮像して画像データを得る撮像手段と、この撮像手段により得られた前記画像データを所定形態で画像データファイルとしてメモリカードに記憶させる記憶制御手段と、メモリカードに記憶されている前記画像データを再生する再生制御手段と、撮像手段からの前記画像データと再生制御手段からの前記画像データを合成して画像データを生成しメモリカードに記憶させる画像データ処理手段と、撮像手段からの前記画像データをＬＣＤに表示させると同時に再生制御手段からの前記画像データをＬＣＤに表示させ、または、画像データ処理手段からの前記画像データをＬＣＤに表示させる表示制御手段とを有するデジタルカメラを開示する。このデジカルカメラでは、前記記憶媒体に記憶済みの複数の前記画像データからパノラマ画像を生成する際に、連結される画像データにあおり補正処理がなされる。
【０００７】
従って、上記特許文献１や特許文献２の構成を内視鏡装置に組み込み、内視鏡装置にシフト機能を設けることも考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平４−２５３０４１号
【特許文献２】特開２００１−３０９２１２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述の特許文献１に開示される銀塩カメラにシフト機能を有するシフトレンズ系を内視鏡装置に組み込むことは、小型化が要求される内視鏡装置では難しい。また、特許文献２は、複数の画像をパノラマ状に合成する際にのみあおり補正を行う撮像装置であるため、撮影者が任意のシフト量の撮影画像を取得するという要求に応えることが難しい。
【００１０】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものである。すなわち、操作者が任意のシフト量を有する撮影画像を取得でき、かつ小型化が実現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】
【００１１】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の内視鏡装置の第１の態様は、光学レンズと、前記光学レンズの光軸上に配置される撮像素子と、前記光学レンズの光軸に対し前記撮像素子の光軸がずれるように前記光学レンズ及び前記撮像素子を相対移動する駆動手段と、備え、前記光学レンズと前記撮像素子との間には、閉じた光路空間が形成されている。
【００１２】
本発明の内視鏡装置の第２の態様によれば、前記第１の態様の内視鏡装置であって、前記光路空間は、蛇腹部材により規定される。
【００１３】
また、本発明の内視鏡装置の第３の態様によれば、前記第１又は第２の態様の内視鏡装置であって、前記光学レンズの側面は、光反射を防止するための光反射防止材で覆われている。
【００１４】
本発明の内視鏡装置の第４の態様によれば、前記第１〜第３の態様のいずれかの内視鏡装置であって、前記光学レンズが、その光軸に対し非点対称な形状を有する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、非点対象な形状の光学レンズを用いることにより、第１の画像情報と第２の画像情報とに基づき歪み量とシフト量との関係を演算し、任意のシフト量における画像情報を生成することで、シフト機能を有する小型化が可能な内視鏡装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】（ａ）は、実施形態に係る内視鏡装置の模式斜視図であり、（ｂ）は、図１（ａ）に示す内視鏡装置の先端部を示す模式斜視図であり、（ｃ）は、第２のレンズ群の斜視図である。
【図２】実施形態に係る内視鏡装置を光軸に沿って示す模式断面図であり、（ａ）は、第１及び第２のレンズ群の光軸と撮像素子の光軸が一致する整合位置を示し、（ｂ）は、第１及び第２のレンズ群の光軸と撮像素子の光軸がずれている非整合位置を示す。
【図３】建物を表示するＬＣＤを模式的に示す模式図であり、（ａ）は、建物がＬＣＤ内に納まらない状態、（ｂ）は、ズームアウトし建物がＬＣＤ内に納まっている状態、（ｃ）は、シフト画像を表示している状態である。
【図４】（ａ）、（ｂ）は、歪み量とシフト量の関係を演算するための演算方法を説明するための図である。
【図５】歪み量とシフト量との関係を示すグラフである。
【図６】内視鏡装置のブロック図である。
【図７】シフト画像を生成するための流れ図である。
【図８】（ａ）、（ｂ）は、歪み量とシフト量の関係を演算するための演算方法を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に、本発明の実施形態に係る医療用の内視鏡装置について図面を参照しつつ説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではない。
【００１８】
図１（ａ）は、実施形態に係る内視鏡装置２０１の模式斜視図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）に示す内視鏡装置２０１の先端部２１９を示す模式斜視図であり、図１（ｃ）は、第２のレンズ群５の斜視図であり、図２は、実施形態に係る内視鏡装置２０１を光軸Ｏ、Ｐに沿って示す模式断面図であり、図２（ａ）は、第１及び第２のレンズ群３、５の光軸Ｏと撮像素子であるＣＣＤ１３の光軸Ｐが一致する整合位置を示し、図２（ｂ）は、第１及び第２のレンズ群３、５と撮像素子であるＣＣＤ１３の光軸Ｐがずれている非整合位置を示し、図３は、建物Ｂを表示するＬＣＤ１５を模式的に示す模式図であり、図３（ａ）は、建物ＢがＬＣＤ１５内に納まらない状態、図３（ｂ）は、ズームアウトし建物ＢがＬＣＤ１５内に納まっている状態、図３（ｃ）は、シフト画像を表示している状態である。
【００１９】
図４（ａ）、図４（ｂ）は、歪み量ｘとシフト量Ｓの関係を演算するための演算方法を説明するための図であり、図５は、歪み量ｘとシフト量Ｓとの関係を示すグラフであり、図６は、内視鏡装置２０１のブロック図であり、図７は、シフト画像を生成するための流れ図である。
【００２０】
本実施形態に係る内視鏡装置２０１は、装置本体２０５と、装置本体２０５に連結され、被験者の体内に挿入されるスコープ部２０９と、を備える。装置本体２０５と、スコープ部２０９とは、ワイヤ２０７を介し連結される。スコープ部２０９は、スコープ操作部２１１と、挿入部２１３と、を備える。挿入部２１３は、挿入支持部２１５と、挿入支持部２１５の一端部に連続する湾曲可能部２１７とを備える。スコープ操作部２１１が不図示のワイヤにより湾曲可能部２１５に連結され、内視鏡装置２０１の操作者が、スコープ操作部２１１を操作することにより、湾曲可能部２１７がその長手方向に関し上下左右方向に屈曲することが可能である。
【００２１】
湾曲可能部２１７の先端部２１９には、図１（ｂ）に示されるように、対物レンズ１、不図示の光源部から被写体に光を照射するための照明レンズ２２１、内視鏡装置１の操作者が処置具を出し入れするための鉗子口２２３、対物レンズ１や照明レンズ２２１を洗浄するための液体を供給するための送水口２２５が配置されている。
【００２２】
さらに、先端部２１９に設けられている光学系について説明する。光軸Ｏを有する光学系である第１及び第２のレンズ群３、５と、第１及び第２のレンズ群３、５からの光束が入射し被写体の画像情報を取得する撮像手段であるＣＣＤ１３と、第１及び第２のレンズ群３、５の光軸Ｏと、ＣＣＤ１３の光軸Ｐとが一致する整合位置（図２（ａ）参照。）と、第１及び第２のレンズ群３、５の光軸Ｏと、ＣＣＤ１３の光軸Ｐとが一致しない非整合位置（図２（ａ）参照。）との間で、第１及び第２のレンズ群３、５とＣＣＤ１３とを相対移動可能な駆動手段であるアクチュエータ１７と、前記整合位置においてＣＣＤ１３により取得される第１の画像情報及び前記非整合位置（図２（ｂ）参照。）においてＣＣＤ１３により取得される第２の画像情報から取得される歪み量ｘ（図２（ａ）参照。）と、第１及び第２のレンズ群３、５の光軸Ｏ及びＣＣＤ１３の光軸Ｐのシフト量Ｓ（図２（ｂ）参照。）との関係を演算する演算手段である演算部１１５（図６参照。）と、シフト画像（図３（ｃ）参照。）を歪み量とシフト量Ｓとの関係に基づき前記第１の又は第２の画像情報から生成する画像処理手段である画像処理部１０９と、を備える。また、駆動手段としては、圧電素子等の種々の駆動機構が利用できる。
【００２３】
また、第１及び第２のレンズ群３、５は、平面視（すなわち光軸Ｏ方向に観て）非点対称の形状を呈する。図１（ｃ）には、光軸Ｏを中心として非点対称の形状である第２のレンズ群５が示されている。第２のレンズ群５の外周面には、複数の凹部５ａが設けられている。各凹部５ａは、照明レンズ２２１を受ける穴や鉗子口２２３の一部を構成している。また、第２のレンズ群５の側面５ｂには、反射光の影響を防止するために光反射防止材であるカーボンブラックが塗布されている。第１のレンズ群も、第２のレンズ群５と同様に、照明レンズ２２１を受ける穴や鉗子口２２３と相補的な形状の凹部が設けられ、第１のレンズ群３の各レンズの側面にも、カーボンブラックが塗布されている。なお、光反射防止材は、光の反射を防止できる材料であれば、任意の材料を採用できることは言うまでもない。また、光反射防止材として、フェルト材をレンズの側面に植毛する構成を採用しても良い。
【００２４】
さらに、対物レンズ１、第１及び第２のレンズ群３、５並びに撮像素子１３は、その各要素を通過する光の光路が所望の環境に維持されるように、蛇腹状の覆い部材２８１により取り囲まれている。すなわち、対物レンズ１、第１及び第２のレンズ群３、５、撮像素子１３と、覆い部材２８１とにより、閉じた光路空間が形成される。また、撮像素子１３は、図２（ａ）に示すように可動する撮像素子１３であっても、上記の通り閉じた密閉空間を維持できるように、蛇腹状の覆い部材２８１が用いられている。なお、覆い部材２８１は、蛇腹状の構造に限定されず、当該光路空間が閉じた空間に維持できるように可撓性を有する種々の材料、例えばゴム製のＯリング等からも構成できる。さらに、閉じた光路空間内に窒素、アルゴン等の不活性気体を充填すると、光路を所望の状態に維持する点から好ましい。
【００２５】
なお、本実施形態では、対物レンズ１に入射する光が、第１及び第２のレンズ群３、５を通り、撮像素子１３に至るまでの光路空間を閉じた構成としているが、第２のレンズ群５と撮像素子１３との間の光路のみを閉じる空間等、使用環境に応じて変更できる。また、本実施形態の撮像素子１３は、矩形状に配列される複数の画素と、当該画素が配置される円形状の基材を備え、当該基材に覆い部材２８１が装着される構成であるが、基材及び覆い部材の形状や画素の配列形状は適宜変更できることは言うまでもない。
【００２６】
図１（ｃ）に示される通り、後述するように光軸Ｏに垂直な鉛直方向下方（図１（ｃ）中）に距離Ｓずれた非整合位置において第２のシフト画像を取得できるレンズ機能を有するように、レンズ群５のレンズ径が寸法付けられている。例えば、第２のレンズ群５は、凹部５ａを有するため、図１（ｃ）の左右方向及び鉛直方向上方には、光軸Ｏからのずれ量を相対的に大きく設定することができない。
【００２７】
図６に示すように、内視鏡装置２０１の装置本体２０５は、付随的な構成要素として、液晶画面であるＬＣＤ１５と、ＣＣＤ１３からの信号を映像信号に変換する制御部１０１（図６参照。）と、内視鏡装置２０１を使用する操作者が指令を入力する操作部１１３（図６参照。）と、外部メモリ１１１（図６参照。）と、照明レンズ２２１に光を供給する光源部（不図示）とを備える。さらに、図６に示されるように、制御部１０１は、各構成要素を統括するＣＰＵ（中央処理装置）１０３と、取得される画像情報等を格納するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）１０５と、内視鏡装置２０１を作動させるためのプログラム等が格納されているＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）１０７とを備えている。また、内視鏡装置２０１の各構成要素は、バスを通じて電気的に連結されている。
【００２８】
さらに、ＣＰＵ１０３には、ＣＣＤ１３の光軸Ｐが第１及び第２のレンズ群３、５の光軸Ｏに対し垂直方向（内視鏡装置２０１を水平面に載置する場合の鉛直方向）にずれるように、ＣＣＤ１３を移動できるアクチュエータ１７や、内視鏡装置２０１の手振れを検知するための角速度センサ５１や、ＣＣＤ１３に電気的に連結されており、ＣＣＤ１３、モータ１７、角速度センサ５１とＣＰＵ１０３との間で信号の授受を行い制御される。
【００２９】
なお、本実施形態の手振れ防止機能は、角速度センサ５１により内視鏡装置２０１自体のぶれ（動き）量を計測し、その動き量に基づき、ＣＣＤ１３を鉛直方向に移動する駆動手段であるアクチュエータ１７を駆動し、ＣＣＤ１３を上下左右に動かし、所定の位置に光が届くようにする既知の方法である。もちろん、角速度センサ５１により取得される内視鏡装置２０１の動き量に基づき、ＣＣＤ１３を動かす代わりに、光学系（例えば、第２のレンズ群５）を駆動手段により移動させ、ＣＣＤ１３の所定の位置に光を到達させ、手振れを防止する方法を適用することも可能である。
【００３０】
次に、上記構成の内視鏡装置２０１によるシフト機能について説明する。なお、初期状態においては、内視鏡装置２０１の第１及び第２のレンズ群３、５の光軸Ｏと、ＣＣＤ１３の光軸Ｐとは、一致する整合位置（図２（ａ）参照。）にある。内視鏡装置２０１の操作部１１３を用いて操作者がシフト機能を作動させる。
【００３１】
撮影者は、内視鏡装置２０１のＬＣＤ１５を観ながら、内視鏡装置２０１を所望の被写体である建物Ｂに向ける。なお、本明細書では、シフト機能の理解を促進するために、被写体を建物Ｂとして説明する。被写体がＬＣＤ１５、すなわちＣＣＤ１３内の領域内に納まるか否かを識別する（図７のステップＳ１０１）。このときに、例えば、図３（ａ）に示すように、建物全体がＬＣＤ１５の領域内に納まらない場合には、内視鏡装置２０１に予め搭載されているズーム機能の広角側に光学系（第１及び第２のレンズ群３、５）を操作部１１３により操作し、建物Ｂ全体がＬＣＤ１５内に納まるように調整する（図７のステップＳ１０２）。このとき、図３（ｂ）に示されるように、建物Ｂの左右の壁面が、先窄まりの状態でＬＣＤ１５に表示される。また、このときの画像情報は、光軸Ｏと光軸Ｐとは一致する整合位置（図１（ａ）参照。）における第１の撮像情報としてＲＡＭ１０５、外部メモリ１１１等の記憶手段に記憶される（図７のステップＳ１０３）。
【００３２】
次に、ＣＰＵ１０３からの駆動信号がアクチュエータ１７に送られ、アクチュエータ１７が作動する。アクチュエータ１７により、ＣＣＤ１３の光軸Ｐが、光軸Ｏに垂直な鉛直方向に距離Ｓ１だけずれた非整合位置に配置されるように、ＣＣＤ１３が移動する（図２（ｂ）参照。）。このときの画像情報は、ＬＣＤ１５には、図３（ｃ）に示されるように、建物Ｂの左右の壁面が互いに平行（ほぼ鉛直方向）に延在する状態で表示されるとともに、ＲＡＭ１０５、外部メモリ１１１等の記憶手段に第２の画像情報として記憶される（図７のステップＳ１０４）。
【００３３】
次に、演算部１１５では、上記した整合位置での第１の画像情報（図３（ｂ）参照。）と、非整合位置での第２の画像情報（図３（ｃ）参照。）に基づいて、歪み量ｘ及びシフト量Ｓとの関係が演算される。
【００３４】
歪み量ｘとシフト量Ｓは、以下の通り演算される。図３（ｂ）に対応する図４（ａ）に示される第１の画像情報に基づき、建物Ｂの底辺３１の長さ（画素数）に対する上辺３３の長さ（画素数）の比である歪み量ｂ０／ａ０を取得する。一方、図３（ｃ）に対応する図４（ｂ）に示される第２の画像情報（シフト画像）に基づき、建物Ｂの底辺３５の長さ（画素数）に対する上辺３７の長さ（画素数）の比である歪み量ｂ１／ａ１を取得する。
【００３５】
ここで、ｘは、建物Ｂの底辺３１の長さ（画素数）に対する上辺３３の長さ（画素数）の比率を示す歪み量であり、Ｓは、光学系（第１及び第２のレンズ群３、５）の光軸ＯとＣＣＤ１３の光軸Ｐとの間の距離（シフト量）とする。そして、上辺３３に関する歪み量ｘとシフト量Ｓの関係を示す以下の式１を取得する（図７のステップＳ１０５）。この式１が取得されると、撮影者は、ＬＣＤ１５を観ながら操作部１１３によりシフト量Ｓを調整し、建物Ｂの歪み量ｘ（すなわちｂ／ａ）を調整し、任意のシフト画像を取得できる。
【００３６】
Ｓ＝｛１／（ｂ１／ａ１−ｂ０／ａ０）｝・｛（Ｓ１−Ｓ０）ｘ＋（ｂ１／ａ１）・Ｓ０−（ｂ０／ａ０）・Ｓ１｝  （式１）
【００３７】
上記構成によれば、整合位置における第１の画像情報（図５のグラフのＴ点）と、非整合位置における第２の画像情報（図５のグラフのＵ点）とから、歪み量ｘと、シフト量Ｓの関係を演算し取得しＲＡＭ１０５等の記憶手段に記憶する。なお、上記ステップＳ１０５において、上辺３３に関するシフト量Ｓと建物Ｂの歪み量ｘとの関係について説明したが、このステップでは、上辺３３を構成する画素列より下段に配置され、建物Ｂの幅寸法に対応する画素列の各々についても演算及び取得される。例えば、建物Ｂの高さ寸法を規定する画素の数（高さ寸法）がｈと仮定する。この場合、建物Ｂを構成する幅方向（図３の左右方向）長さを規定する画素列（上辺ｂを構成する画素列を含む）がｈ段存在することになる。このｈ段の全ての画素列に関し、画素列それぞれのシフト量Ｓと建物Ｂの歪み量ｘとの関係式を演算し取得する。
【００３８】
その後、操作者は、任意の歪み量（例えば、図５のグラフのＶ点、歪み量ｂ２／ａ２、シフト量Ｓ２）を有するシフト画像を取得する場合には、ｈ段分の画素列に関する式１と、第１及び第２の画像情報とに基づき、画像処理部１０９により生成されるｈ段分の画像情報をＬＣＤ１５上で表示し視認できる（図７のステップＳ１０６）。
【００３９】
なお、上記実施形態では、被写体である建物Ｂの全体が、ＣＣＤ１３の撮像領域内に納まるか否かを識別し（ステップＳ１０１）、納まらない場合には、納まるように調整する（ステップＳ１０２）が、これらの工程は、シフト画像を生成する際に、必須の工程ではないことは言うまでもない。本実施形態は、建物Ｂのシフト画像を生成する例を示すにすぎない。
【００４０】
（変形例１）
上記実施形態では、撮像素子であるＣＣＤ１３をアクチュエータ１７により移動する構成であったが、変形例１に係る内視鏡装置は、ＣＣＤ１３を固定し、光学系（第１のレンズ群３又は第２のレンズ群５）を移動させる構成である。例えば、補正光学系である第２のレンズ群５の光軸をＣＣＤ１３の光軸Ｐの垂線であって鉛直線上に移動させることによりシフト機能を付与することが可能である。
【００４１】
この構成では、内視鏡装置２０１の操作者により操作部１１３を用いて、まず、光学系（第１及び第２のレンズ群３、５）の光軸Ｏ及びＣＣＤ１３の光軸Ｐが一致する整合位置（図２（ａ）参照。）において図３（ｂ）に示すような第１の画像情報を取得しＲＡＭ１０５等の記憶手段に格納する。そして、第２のレンズ群５の光軸をＣＣＤ１３の光軸Ｐに対して垂直な方向にずらす非整合位置（図２（ｂ）参照。）において、図３（ｃ）に示すような建物Ｂの第２の画像情報を取得しＲＡＭ１０５等の記憶手段に格納する。その後は、上記実施形態と同様に歪み量ｘとシフト量Ｓとの関係を示す式１を取得し、その式１に基づき任意のシフト画像を画像処理部１０９により生成しＬＣＤ１５に表示させる。
【００４２】
その後は、実施形態と同様に、操作部１１３で操作しながら、画像処理部１０９により生成されるシフト画像をＬＣＤ１５に表示させ、それを観ながら操作部１１３を操作して所望の建物Ｂの画像情報を取得し、必要に応じて外部メモリ１１１等に保存する。
【００４３】
（変形例２）
上記実施形態の変形例２は、内視鏡装置２０１に予め内蔵されている手振れ機能を利用しシフト機能を実現する構成である。手振れ画像とは、内視鏡装置のシャッターが開いている間に、操作者が内視鏡装置２０１を動かすことによって、静止被写体を撮像しているにも拘わらず、撮影画像が流れてしまう現象である。
【００４４】
手振れ防止機能では、前述したように角速度センサ５１により得られた３次元方向の内視鏡装置２０１自体の動き（手振れ量）を検出し、手振れ量に応じて光学系の光軸Ｏ及びＣＣＤ１３の光軸Ｐとを相対移動させる。
【００４５】
変形例２の内視鏡装置では、操作者が操作部１１３によりシフト機能に必要な画像情報を、手振れ機能で取得される画像情報で代替する。具体的には、手振れ機能が作動していないときの画像情報を第１の画像情報として取得し、手振れ機能が作動しているときの画像情報を第２の画像情報として取得し、併せて第２の画像情報を取得した際のシフト量の情報を取得する。手振れ機能では角速度センサ５１により取得されるぶれ量に基づきＣＣＤ１３のシフト量が演算部１１５により演算される。
【００４６】
なお、手振れ機能におけるシフト量は、必ずしも光軸Ｏに対する垂直方向への移動量とは限らない。従って、実施形態と同様に鉛直方向に関するシフト画像を取得する場合には、取得されたぶれ量に基づきぶれ量の鉛直方向成分、すなわちシフト量Ｓが演算部１１５により演算され、ＲＡＭ１０５等の記憶手段に格納される。
【００４７】
さらに、前述の実施形態と同様に第１及び第２の画像情報に関連し、同一の建物Ｂの下辺ａに対する上辺ｂの比である歪み量ｘをそれぞれ演算し、ＲＡＭ１０５等の記憶手段に格納される。その後は、記憶手段に格納されている第１及び第２の画像情報、歪み量ｘ並びにシフト量Ｓから、演算部により式１の関係式が取得される。従って、操作者は、画像処理部１０９により生成されＬＣＤ１５に表示される撮影画像を観ながら任意のシフト画像を取得できる。
【００４８】
このように、シフト機能用の構成要素を新たに内視鏡装置に組み込むことなく、すでに内蔵されている手振れ防止機能で取得される画像情報等を利用し、シフト機能を実現できる。よって、実施形態及び変形例１に比べ、より簡易な構成で、シフト機能を内視鏡装置に付与できる。
【００４９】
なお、変形例２の構成では、手振れ防止機能に関連し取得されるシフト量Ｓと建物Ｂの上辺と底辺との歪み量ｘは、手振れに由来するので相対的に小さくなる。すなわち、手振れ防止機能においてシフト機能に流用する画像情報等には、歪み量ｘが１となる（歪み無しの）場合の画像情報が含まれないことが想定される。
【００５０】
この場合であっても、前述の実施形態に関連し説明したように、シフト画像の画像情報を演算し取得できる。すなわち、整合位置で取得される第１の画像情報から図５のグラフＴ点の値を得て、非整合位置で取得される第２の画像情報から図５のグラフのＶ点の値が得られた場合、建物Ｂと認識されるｈ段分の画素列毎に関し式１の関係を演算し取得する。例えば、Ｕ点における画像情報（歪み量が１の歪みがない状態）を取得する指令を、操作部１１３からＣＰＵ１０３が受ける。その際、演算部１１５では、ｈ段分の画素列に関する式１から、ｈ段分それぞれの画素列（幅寸法）に関する歪み量ｘを演算し取得し、シフト画像（この場合には上辺と底辺が同じ画素数となる）がＬＣＤ１５に生成される。
【００５１】
このように、整合位置における第１の画像情報と非整合位置における第２の画像情報を取得できさえすれば、式１で示される関係を演算し、取得できるので、操作者は任意のシフト量を有するシフト画像を、画像処理部１０９により生成し、画像情報をＬＣＤ１５上で表示できる（図７のステップＳ１０６）。実施形態においても、同様に、第２の画像情報で示されるシフト画像の歪み量が１より小さい（すなわち、歪みがある）画像であっても、式１から任意のシフト画像を取得することができることは言うまでもない。
【００５２】
なお、上記変形例２のシフト機能は、手振れ機能に用いるアクチュエータを利用し、撮像素子又は光学系を光軸に対し移動する構成で実現される。ところで、シフト画像で利用されるシフト量は、ぶれ量の鉛直方向成分（又は水平方向成分）に応じたシフト量に比べると、大きくなる傾向にある。例えば、図５のグラフにおいて、シフト画像で利用されるシフト量の最大値が、Ｕ点であり、ぶれ量に応じたシフト量の最大値が、Ｖ点となる場合が予想される。このような条件下において生成されるシフト画像の精度を上げるために、手振れ機能を構成するアクチュエータにより光学系又は撮像素子が移動できる駆動範囲を、ぶれ量に応じたシフト量に応じたアクチュエータによる駆動範囲より広く（例えばシフト量がＶ点まで達することができるように）設定することが好ましい。
【００５３】
上記の実施形態及びその変形例１、２では、鉛直方向に関するシフト画像を取得するシフト機能を備える構成であるが、本発明は当該構成に限定されない。例えば、水平方向のシフト量を取得しシフト画像を生成することも可能である。図８（ａ）、（ｂ）は、図４（ａ）、（ｂ）に対応し、歪み量とシフト量の関係を演算するための演算方法を説明するための図である。
【００５４】
水平方向に関し、光学系の光軸と撮像素子の光軸とが一致する整合位置における第１の画像情報（図８（ａ）参照。）と、両光軸が一致しない非整合位置における第２の画像情報（図８（ｂ）参照。）を取得することにより、水平方向に関する歪み量（ａ０／ｂ０、ａ１／ｂ１）とシフト量（水平方向に関する光軸Ｏ及び光軸Ｐ間の距離）の関係を取得する。この関係式は、式１と同様の式で表せる。操作者は、任意の歪み量のシフト画像を生成することができる。さらに、シフト画像のシフト方向は、鉛直方向及び水平方向に限定されず、任意の方向に設定できることは言うまでもない。
【００５５】
上記の実施形態及びその変形例１では、２つの画像情報に基づき、歪み量とシフト量との関係を示す式１を取得し、当該関係式から所望のシフト画像を取得する構成としているが、本発明はこの構成に限定されない。すなわち、光軸Ｏに対する撮像素子又は補正光学系を物理的（機構的）にシフトできる範囲内では、前述の関係式を用いることなく、シフト画像が取得できることは言うまでもない。したがって、撮像素子又は補正光学系の光軸Ｏに対する移動範囲（すなわち、ずれ可能範囲）内では、シフト画像が、上記の式１を用いることなく取得でき、ずれ可能範囲を越えた領域では、シフト画像は、式１を用いて生成する構成とすることも可能である。
【００５６】
また、本実施形態の式１は、歪み量とシフト量との関係が直線で表されているが、本発明の当該関係は直線に限定されない。被写体の種類や、被写体の構図等により、シフト機能を用いて歪み量とシフト量とを取得し、その情報を蓄積し、蓄積された当該情報から当該関係を表す式が導出される。
【００５７】
なお、本実施形態及び変形例１では、整合位置と非整合位置との間を移動させる駆動手段であるアクチュエータ１７を備えるが、本発明の必須の構成要件ではない。すなわち、同一被写体に対して、整合位置における第１の画像情報と、非整合位置における第２の画像情報を取得できる構成であればよい。例えば、整合位置に配置される第１の撮像素子（又は補正光学系）と、非整合位置に配置される第２の撮像素子（又は補正光学系）とを備え、同一被写体に対して前者から第１の画像情報を取得し、後者から第２の画像情報を取得する。そして、これらの２つの画像情報から式１を取得しシフト画像を生成する構成とすることも可能である。この構成によれば、アクチュエータを具備しないので、内視鏡装置を簡素化できる。このように、内視鏡装置は、複数の撮像素子（又は補正光学系）を設ける構成をすることも可能である。
【００５８】
上記の実施形態及びその変形例１、２では、内視鏡装置にシフト機能を組み込む構成としたが、本発明は、この構成に限定されない。例えば、コンパクトデジタルカメラ、ミラーレス一眼カメラ、カメラ付き携帯電話、プリントシール機、自動証明写真撮影機、デジタルビデオカメラ等、小型化する必要のある装置に組み込むことも可能である。
【００５９】
上記の実施形態及びその変形例１、２では、第１及び第２のレンズ群３、５は、それぞれ、所定枚数のレンズから構成されているが、本発明は上記構成に限定されず、レンズ群の数や、レンズ群を構成するレンズの個数は適宜変更できることは言うまでもない。さらに、第１及び第２のレンズ群３、５は、色収差を補正することを一の目的として複数の光学レンズから構成されている。しかし、色収差を補正できることができるレンズを用いれば、第１及び第２のレンズ群を単一のレンズから構成することも可能である。
【００６０】
上記実施形態及びその変形例１、２では、２つの画像情報に基づき、歪み量とシフト量の関係式を取得しているが、３つ以上の画像情報に基づき歪み量及びシフト量の関係式を取得し、シフト画像の生成精度を高めることも可能である。さらに、シフト画像が作成される被写体は、上記実施形態の建物に限定されず、人体や構造物等、歪みが生じているあらゆる被写体に適用できることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００６１】
２０１            内視鏡装置
３、５            第１及び第２のレンズ群
１３            ＣＣＤ
１５            ＬＣＤ
１７            アクチュエータ
５１            角速度センサ
１０１            制御部
１０３            ＣＰＵ
１０５            ＲＡＭ
１０９            画像処理部
１１３            操作部
１１５            演算部
Ｂ            建物
Ｓ            シフト量
ｘ            歪み量
【図１】
2019201814.tif 000003
【図２】
2019201814.tif 000004
【図３】
2019201814.tif 000005
【図４】
2019201814.tif 000006
【図５】
2019201814.tif 000007
【図６】
2019201814.tif 000008
【図７】
2019201814.tif 000009
【図８】
2019201814.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成30年10月6日(2018.10.6)
【手続補正１】
【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】
光学レンズと、
前記光学レンズの光軸上に配置される撮像素子と、
前記光学レンズの光軸に対し前記撮像素子の光軸がずれるように前記光学レンズ及び前記撮像素子を相対移動する駆動手段と、備え、
前記光学レンズと前記撮像素子との間には、蛇腹部材により閉じた光路空間が形成され、前記光学レンズ及び前記撮像素子が前記蛇腹部材により支持されていることを特徴とする内視鏡装置。
【請求項２】
前記光学レンズからの光束が前記撮像素子に入射し被写体の画像情報が前記撮像素子により取得され、
前記光学レンズの光軸と前記撮像素子の光軸とが一致する整合位置において前記撮像素子による第１の画像情報から取得される第１の歪み量及び前記光学レンズの光軸と前記撮像素子の光軸とが一致しない非整合位置において前記撮像素子による第２の画像情報から取得される第２の歪み量と、前記光学レンズの光軸及び前記撮像素子の光軸のシフト量との関係を演算する演算手段と、
シフト画像を前記第1及び第２の歪み量と前記シフト量との関係に基づき生成する画像処理手段と、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３】
前記光学レンズの側面は、光反射を防止するための光反射防止材で覆われていることを特徴とする請求項１又は２に記載の内視鏡装置。
【請求項４】
前記光学レンズが、その光軸に対し非点対称な形状を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の内視鏡装置。