(57)【要約】【課題】  内視鏡の移動や回転により、内視鏡の向きや位置が変化した場合に、照明分布を容易に修正することが可能となり、被写体の観察が容易な内視鏡及び内視鏡装置を提供する。【解決手段】  被写体ＯＢを照明するための光を出射する照明光出射部２４と被写体ＯＢを撮像するための撮像部２３とを有する内視鏡であって、照明光の光量分布を変更する変更手段１３を有し、変更手段１３は、撮像部により撮像された画像の情報に基いて、照明光の光量分布を変更する。【選択図】  図１
2013252185.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体を照明するための光を出射する照明光出射部と被写体を撮像するための撮像部とを有する内視鏡であって、
前記照明光の光量分布を変更する変更手段を有し、
前記変更手段は、前記撮像部により撮像された画像の情報に基づいて、照明光の光量分布を変更することを特徴とする内視鏡。
【請求項２】
前記撮像部により撮像された画像の情報に基づいて前記画像の特徴点を抽出する特徴点抽出手段を有し、前記特徴点の移動の情報に基づいて前記照明光の光量分布を変更する請求項１に記載の内視鏡。
【請求項３】
前記特徴点をトラッキングするトラッキング手段を有し、トラッキングされた前記特徴点の情報に基づいて、前記照明光の光量分布を制御する請求項２に記載の内視鏡。
【請求項４】
前記撮像部が複数設けられており、前記複数の撮像部により撮像された被写体の映像信号を処理して立体表示するための映像信号を生成する回路を有する請求項１乃至３のいずれか一項に記載の内視鏡。
【請求項５】
前記変更手段は、操作者により設定された設定情報に基づいて、前記照明光の光量分布を変更する請求項１乃至４のいずれか一項に記載の内視鏡。
【請求項６】
前記撮像部は特定の波長の光を選択的に透過するフィルターを備えている請求項１乃至５のいずれか一項に記載の内視鏡。
【請求項７】
処置具を挿通させる挿通チャネルを有する請求項１乃至６のいずれか一項に記載の内視鏡。
【請求項８】
不均一な光量分布をもつ光を生成する手段として、光変調素子、ＥＣ素子、発光素子アレイから選択される少なくとも一種の電子素子を有する請求項１乃至７のいずれか一項に記載の内視鏡。
【請求項９】
不均一な光量分布をもつ光を生成する手段として、絞り、シャッターから選択される少なくとも一種の機構を有する請求項１乃至７のいずれか一項に記載の内視鏡。
【請求項１０】
光源からの光を前記照明光出射部に導光する光ファイバを有する請求項１乃至９のいずれか一項に記載の内視鏡。
【請求項１１】
前記撮像部には半導体イメージセンサが設けられている請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の内視鏡。
【請求項１２】
前記撮像部からの光を半導体イメージセンサに導光する光ファイバを有する請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の内視鏡。
【請求項１３】
被写体を照明するための光を出射する照明光出射部と被写体を撮像するための撮像部とを有する内視鏡であって、
前記照明光の光量分布を変更する変更手段を有し、
先端部が第１の位置にある場合に、第１の光量分布をもつ照明光で被写体を照明する第１照明モードと、前記先端部が前記第１の位置とは異なる第２の位置にある場合に、前記第１の光量分布とは異なる第２の光量分布をもつ照明光で被写体を照明する第２照明モードと、を備えていることを特徴とする内視鏡。
【請求項１４】
画像を表示する表示器と、前記表示部に表示される画像を取得する内視鏡と、を有する内視鏡装置において、
前記内視鏡が請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の内視鏡であることを特徴とする内視鏡装置。
【請求項１５】
被写体を照明するための光を出射する照明光出射部と被写体を撮像するための撮像部とを有する内視鏡を用いた被写体の照明方法であって、
先端部が第１の位置にある場合に、第１の光量分布をもつ照明光で被写体を照明する第１照明工程と、
前記先端部が前記第１の位置とは異なる第２の位置にある場合に、前記第１の光量分布とは異なる第２の光量分布をもつ照明光で被写体を照明する第２照明工程と、を含むことを特徴とする内視鏡を用いた被写体の照明方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人間が直視できない人体内や構造物内を観察するために用いられる内視鏡及びそれを用いた内視鏡装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内視鏡の照明装置は、挿入部先端から出射した照明光が、被写体に均等に当たるように設計されていた。つまり、被写体に明暗ができないような照明がなされていた。
【０００３】
このような均等照明装置では、画像の中央の患部に微妙な変異部があっても影ができないので、その変異部を発見しがたく、変異部の程度の診断が容易でなかった。
【０００４】
そこで、特許文献１では、照度分布に偏り等を発生させて患部に陰影を生じさせて立体視を容易にする方法が記載されている。
【０００５】
また、特許文献２には、観察窓が内視鏡挿入部の軸方向先端に突出して配置され、照明窓が傾斜面に配置された内視鏡が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−０２１００２号公報
【特許文献２】特開２０１２−０７５６５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明者の知見によれば、内視鏡の操作において、被写体への照明を最適化した後に、内視鏡の向きや位置を少し変えた場合、被写体の観察が困難になることがあった。
【０００８】
その場合、特許文献１に記載の内視鏡のように、照度分布に偏りを発生させて、照明光の光量が不均等になるように一度最適化しても、内視鏡の向きが変わってしまった結果、照明を再度最適化しなければならないことが判明した。
【０００９】
特に、特許文献２に記載の内視鏡のように、傾斜面に照明窓を有するものは、内視鏡の向きを変えた場合、照明の状態に大きな変化が生じる。
【００１０】
本発明は、内視鏡の移動や回転により、内視鏡の向きや位置が変化した場合に、照明分布を容易に修正することが可能となり、被写体の観察が容易な内視鏡及び内視鏡装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の第１の骨子は、被写体を照明するための光を出射する照明光出射部と被写体を撮像するための撮像部とを有する内視鏡であって、前記照明光の光量分布を変更する変更手段を有し、前記変更手段は、前記撮像部により撮像された画像の情報に基づいて、照明光の光量分布を変更することを特徴とする。
【００１２】
本発明の第２の骨子は、被写体を照明するための光を出射する照明光出射部と被写体を撮像するための撮像部とを有する内視鏡を用いた被写体の照明方法であって、先端部が第１の位置にある場合に、第１の光量分布をもつ照明光で被写体を照明する第１照明工程と、前記先端部が前記第１の位置とは異なる第２の位置にある場合に、前記第１の光量分布とは異なる第２の光量分布をもつ照明光で被写体を照明する第２照明工程と、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、先に撮影した画像情報に基づいて照明状態を変更するため、内視鏡の移動や回転により内視鏡の向きや位置が変化した場合であっても、被写体の観察が容易になる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係る内視鏡装置を説明するための模式図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る内視鏡の操作及び動作を説明するための模式図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る内視鏡装置の処理フローを示す図である。
【図４】被写体を撮影した画像を説明するための模式図である。
【図５】本発明の別の実施形態に係る内視鏡装置の構成を説明するための模式図である。
【図６】本発明の別の実施形態に係る内視鏡の先端部を示す模式図である。
【図７】本発明の他の実施形態に係る内視鏡の先端部を示す模式図である。
【図８】本発明の他の実施形態に係る内視鏡装置の構成を説明するための機能ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１に示すように、本実施形態に係る内視鏡は、挿入部となる内視鏡の先端部１に観察部２３と照明光出射部２４とを有する。
【００１６】
観察部２３は、被写体の画像情報としての光情報を取り込む部分であり、対物レンズ、光ファイバ、観察用の光透過窓などの撮像光学系で構成され、内視鏡本体又は本体外に設けられる撮像素子で被写体が撮像される。或いは、観察部２３に半導体イメージセンサのような撮像素子を設けて、観察部で撮像する構成であってもよい。
【００１７】
照明光出射部２４は、レンズ、光ファイバ、照明光透過窓などの照明光学系で構成され、内視鏡本体又は本体外に設けられた光源からの光で被写体を照明する。或いは、照明光出射部に、液晶素子やＥＣ素子（エレクトロクロミック素子）などの光変調素子や、ＬＥＤアレイなどの発光素子を設けて、照明光出射部で所望の光量分布をもつ照明光を生成するものであってもよい。所望の光量分布をもつ光を生成するためには上述した電子素子に変えて、絞りやシャッター等の機械的機構を採用することもできる。
【００１８】
観察部や照明光出射部の平面形状は、円形や四角形に限定されるものではなく、適当な直線及び／又は曲線からなる形状であってもよい。具体的には、半円、楕円、或いは、三角形、五角形、六角形、八角形などの多角形であり得る。
【００１９】
図１に示したような内視鏡の具体例として、観察部２３が円形の対物レンズで構成され、照明光出射部２４が照明光を透過する画素が複数設けられた長方形の液晶素子である構成を例に挙げて説明する。
【００２０】
内視鏡装置は、撮像部１０１、メモリ１１、映像信号処理部１２、照度制御部１３を有し、制御部２１の制御情報信号Ｉ１〜Ｉ４により、これら撮像部１０１、メモリ１１、映像信号処理部１２照度制御部１３の動作が制御される。
【００２１】
照度制御部１３により照明光出射部２４がオンして被写体が照明される。被写体からの反射光は観察部２３を通じて撮像部１０１内の半導体イメージセンサに結像され、映像信号が生成される。
【００２２】
生成された被写体の映像信号は一旦、半導体メモリなどのメモリ１１に格納される。格納された映像信号は、映像信号処理部１２において画像上の特徴点の抽出が行われる。
【００２３】
次に、内視鏡を操作して、その向きを変えて撮像を行う。こうして撮像された映像信号は更にメモリ１１に格納され、映像信号処理部１２において、再び特徴点の抽出が行われる。
【００２４】
そして、抽出された特徴点を基に、時系列的に順次撮像された少なくとも２フレームの画像信号のマッチングを行い、撮像された被写体の特定の部位が、内視鏡の向きの変更により、視野内つまりスコープ内のどこに移動したかを検出する。
【００２５】
その検出結果に応じて、同じ特定の部位が適当な照度で照明されるように、照度制御部１３が照明光出射部２４の液晶素子の画素を駆動する。
【００２６】
そして、所望の照明光強度分布をもつ光で被写体を照明し、再度、被写体の撮像を行う。つまり、内視鏡の先端部の向きが変更される前の撮像時の第１の照明光の強度分布と、変更後の撮像時の第２の照明光の強度分布とを異ならしめる。
【００２７】
これにより、第１の強度分布をもつ光で照明し撮像された少なくとも１フレームの画像と、先端部の向きが変更された後、第１の強度分布をもつ光で照明し撮像された少なくとも１フレームの画像と、その後、第２の強度分布をもつ光で照明し撮像された少なくとも１フレームの画像が得られる。
【００２８】
本実施形態によれば、先に撮影した画像の情報に基づいて照明状態を変更するため、内視鏡の移動や回転により内視鏡の向きや位置が変化した場合であっても、被写体の観察が容易になる。
【００２９】
照明光の強度分布を異ならしめる手法による作用効果について例を挙げて説明する。図２は、内視鏡の向きと照明の様子を模式的に示しており、（ａ）、（ｂ）は内視鏡の先端部の向きを示している。図２の（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）は照明光出射部を正面からみた模式図であり、当該照明光出射部における出射光の光量分布を示している。
【００３０】
図２の（ａ）に示すように、ある空間座標において、Ｘ軸と光軸ＡＸが平行な状態で被写体ＯＢを観察する。この際に被写体ＯＢの微細な凹凸がより認識しやすいように不均一な照明光分布で照明されるように液晶素子を駆動する。
【００３１】
例えば、図２の（ａ）において半分より左側の被写体の凸部付近を高照度で、右側の被写体の凹部付近を低照度で照明する。その為に、（ｃ）に示すように照明光出射部２４の右側２４Ｒが暗く、左側２４Ｌが明るい、光量分布を持つ光が照明光出射部２４から出射される。
【００３２】
続いて、図２の（ｂ）に示すように、内視鏡の先端部１を光軸ＡＸ周りに１８０度回転させ且つ光軸ＡＸの向きを角度θだけ傾斜させる。
【００３３】
内視鏡の先端部における観察部２３と照明光出射部２４との相対的な位置は固定されているため、液晶素子の駆動状態つまり照明光の出射強度分布を変更せずに被写体を観察すると、被写体ＯＢの左側の凸部付近が低照度で照明され、右側の凹部付近が高照度で照明されることになる。
【００３４】
この時は、（ｄ）に示すように照明光出射部２４の右側２４Ｒが暗く、左側２４Ｌが明るい、光量分布を持つ光が照明光出射部２４から出射される。
【００３５】
このように、被写体の画像が回転するだけではなく、照明光の強度分布が反転するため、見え方が大きく変わり、被写体の微細な凹凸の程度が認識し難くなる。
【００３６】
そこで、本実施形態による内視鏡装置では、撮影画像の特徴点を基に、撮影した画像が回転したことを検知し、液晶素子の駆動状態を変更して照明光の出射強度分布を変更する。
【００３７】
この場合は、強度分布を１８０度反転させる。つまり、照明光出射部２４が物理的に反転しても、被写体の左側が高照度、右側が低照度になるように液晶素子を駆動して照明する。
【００３８】
この時は、（ｅ）に示すように照明光出射部２４の右側２４Ｒが明るく、左側２４Ｌが暗い、光量分布を持つ光が照明光出射部２４から出射される。
【００３９】
更には、先端部１の向き、つまり、光軸ＡＸが角度θだけ傾斜していることから、必要に応じて、撮影画像からこの傾斜角を検出し、この状態に適した出射強度分布になるように液晶素子を駆動する。
【００４０】
液晶素子の駆動は、照明制御部１３から液晶素子の各画素の光透過状態を決める駆動信号を液晶素子に出力することで制御できる。具体的には、図２の（ｂ）において、図中右側の照度を若干下げるように液晶素子を駆動することも好ましいものである。図２の（ｅ）における右側２４Ｒの明るさを、図２の（ｃ）における左側２４Ｌの明るさより若干小さくする。
【００４１】
本発明においては、照明光の強度分布は、撮像された画像の情報に基づいて、自動的に変更した上で、操作者が表示器に表示された当該画像を見て、更に微調整できるように手動で変更できるように構成することも好ましいものである。
【００４２】
その際には、ポインタ等の入力装置を用いて、操作者が変更指令を入力すればよい。
【００４３】
更に、本発明に用いられる映像信号処理部１２としては、撮像された被写体の画像を不図示の表示部に表示するための表示用画像信号を生成する表示制御回路と、画像から特徴点を抽出する特徴点抽出手段として、抽出した特徴点をトラッキングするトラッキング手段とを有するものであってもよい。
【００４４】
トラッキング手段を有することにより、画像の特徴点が追尾され、内視鏡の先端部１の位置の変化に追従して、撮像条件としての照明条件を自動的に変更し、適正化することができる。
【００４５】
以上詳述したように、本発明の内視鏡は、被写体ＯＢを照明するための光を出射する照明光出射部２４と被写体ＯＢを撮像するための撮像部２３とを有し、前記照明光の光量分布を変更する変更手段としての照度制御部１３を有している。
【００４６】
そして、先端部１が第１の位置にある場合に、第１の光量分布をもつ照明光で被写体を照明する第１照明モード（図２の（ａ）、（ｃ））と、前記先端部が前記第１の位置とは異なる第２の位置にある場合に、前記第１の光量分布とは異なる第２の光量分布をもつ照明光で被写体を照明する第２照明モード（図２の（ｂ））、（ｅ））と、を備えている。
【００４７】
図３のフローチャートを参照して、本発明の一実施形態による内視鏡の照明方法について説明する。
【００４８】
［画像取得］
画像取得の工程Ｓ１では、操作者により、内視鏡の先端部１を体内に挿入し、均一な強度分布の照明を行い、内視鏡１の撮像部１０１により被写体の撮像を行う。その結果得られた画像をメモリ１１に保持する。
【００４９】
図４のＳ１は、撮像された、被写体の観察視野内の画像であって、メモリ１１に保持された観察画像１０２である。領域Ａと領域Ｂとは、例えば異なった組織のように異なった光学的状態を呈している。
【００５０】
図４のＳ１の観察画像１０２では、領域Ａが一番明るく、領域Ｂ１および領域Ｂ２は略真っ暗な状態で、観察部位の表面状態が識別できない状態を示している。
【００５１】
［特徴点抽出］
特徴点抽出の工程Ｓ２では、画像取得の工程Ｓ１で取得された画像信号を解析し、トラッキングできる目印となる特徴点を抽出する。
【００５２】
特徴点は、画像解析から不図示の制御回路が自動で抽出して設定することも可能であるし、あるいは、操作者などが、不図示のタッチパネルのような入力装置を用いて、設定情報を手動で設定してもよい。
【００５３】
本実施形態では、二値化処理を行った後に連結領域検出処理を行うことで、明暗の差が大きい境界を抽出し、それを特徴点としている。すなわち、図４のＳ１においては、領域Ａと領域Ｂ１との境界、領域Ａと領域Ｂ２との境界を特徴点とした。
【００５４】
他にも、使用者が特徴点を自分で設定する方法がある。被写体に特徴点に適したものが無い場合は、ポインタ等の入力装置を用いて、操作者が特徴点を入力してもよい。
【００５５】
また、画面全体で差分を計算してトラッキングを行う場合は、特徴点抽出の工程はなくてもよい。
【００５６】
特徴点を設定する領域については、観察領域内に使用者自身がＲＯＩ（Ｒｅｇｉｏｎ  ｏｆ  Ｉｎｔｅｒｅｓｔ）を設定し、その領域（ＲＯＩ）内で上記の特徴点抽出を行ってもよい。
【００５７】
［照度分布の適正化］
照度分布の適正化の工程Ｓ３では、画像取得の工程Ｓ１で取得した画像から照度分布、換言すれば取得画像の輝度分布を導出する。そして、領域Ｂ１と領域Ｂ２の表面状態が認識可能な明るさで照明され、かつ領域Ａもその表面状態が認識できる程度に輝度飽和しない明るさで照明すべく照度分布を変更する。
【００５８】
例えば、液晶素子の中心の画素群の透過率を工程Ｓ１の時よりも下げて、液晶素子の左右端部の画素群の透過率を工程Ｓ１の時よりも上げる。こうして図４のＳ２のような状態になるように照明光学系による照明状態を設定する。
【００５９】
図４のＳ３は、領域Ａと領域Ｂ１、Ｂ２とが観察しやすく、かつ領域Ａと領域Ｂ１、Ｂ２との境界が認識しやすいように、照度分布が最適化された状態である。
【００６０】
この調整方法としては、画像の輝度分布と照明光の照度分布とを対応付けする制御テーブルを用意し、制御回路が制御テーブルを参照して、照度制御部１３に照度補正を実行するように制御すればよい。
【００６１】
他にも、照度分布に応じた照度分布の制御を関数化してもよい。例えば、目的の照度と現状の照度の比に係数をかけた関数などを用意し、制御回路が演算を行い照度補正を実行してもよい。
【００６２】
［内視鏡の位置の変更］
内視鏡の位置の変更とは、あらゆる方向への平行移動、向き（傾斜角）の変更、回転等を含む。
【００６３】
本発明に用いられる内視鏡は、根元に対して、先端部１の向きを０度から１８０度、より好ましくは１０度から１００度の範囲で傾斜させることが可能である。また、先端部を０度から３６０度の範囲、より好ましくは０度から６０度の範囲で内視鏡の長軸を中心に回転させることもできる。
【００６４】
図４のＳ３の状態から、内視鏡の先端部の向きを変更し、図４の状態Ｓ４にする。状態Ｓ３では最適な状態であった照度分布が、内視鏡の先端部の向きの変更後に最適であるとは限らない。
【００６５】
そのため、状態Ｓ３の場合に近い状態で観察つまり撮像すべく照度分布を修正する修正処理を行うために再度画像取得を行う。
【００６６】
［画像取得］
工程Ｓ１と同じ画像取得の工程Ｓ５を行う。撮像された画像は状態Ｓ４であり、図４の状態Ｓ３と比較して以下の点が変化したものである。
【００６７】
それは、領域Ｂ１と領域Ａの明るさが殆ど同じになり、その境界を識別するのが困難になっている点と、観察視野内における被写体の位置が少し移動している点である。
【００６８】
その結果、Ｓ３において設定された照度分布は、この時には最適な照度分布ではなくなっている。
【００６９】
そのため、最適な照度分布に近づけるため、状態Ｓ３とＳ４との間でどのように取得した画像が変化したかを検出し、その変化に合わせて照度分布補正を行う。画像の変化の検出には、工程Ｓ２において抽出した特徴点を用いることができる。
【００７０】
［トラッキング］
工程Ｓ６では、特徴点抽出の工程Ｓ２と同様の処理を行い、再び特徴点を抽出する。すると移動前の特徴点の情報と、移動後の特徴点の情報とが得られる。この両者を比較することで、移動前後の被写体の位置の対応付けを行う。
【００７１】
［画像比較］
工程Ｓ７では、トラッキングの結果から、両者の画像の比較から、被写体の同じ領域の輝度を比較する。
【００７２】
状態Ｓ３における画像に対して、図状態Ｓ４における画像においては、画像全体の照度が高くなり、かつ領域Ａと領域Ｂ１との輝度差、領域Ａと領域Ｂ２との輝度差が小さくなっている。
【００７３】
つまり、領域Ａの輝度は少し高くなり、領域Ｂ１、Ｂ２の輝度上昇度（変化率）は、領域Ａの照度の上昇度（変化率）よりも大きくなっている。
【００７４】
［補正照度分布の計算］
工程Ｓ８では、画像比較から、照度分布が工程Ｓ３における照度分布に近づくような照度分布状態を計算で求める。この計算結果の導出、つまり、補正照度分布計算は、照度分布の最適化の工程Ｓ３と同様の手法を用いることができる。
【００７５】
本実施形態では、領域Ｂ１の部分の照度を少し低くすることで、領域Ａとの照度差が生じるような補正照度分布を計算し導出する。
【００７６】
補正照度分布の計算においては、観察視野内の画像全体において適用しても構わないし、使用者自身がその中にＲＯＩを設定し、その領域（ＲＯＩ）のみが補正された照度分布で照明されるようにしてもよい。
【００７７】
［補正照度照射］
工程Ｓ９では、前の工程Ｓ８において計算された補正照度分布となるように、光を被写体に照射する。
【００７８】
照度分布は、照度制御手段によって、制御される。照度制御手段は、液晶素子の駆動ＩＣ以外であってもよい。具体的には、照明光学系の経路にしぼり等の光を部分的に遮断する素子を設けた構成であってもよい。
【００７９】
［画像表示］
前の工程Ｓ９における補正された光強度分布をもつ光の照射により、撮像された画像は状態Ｓ９のようになり、不図示の表示器に表示される。領域Ａと領域Ｂ１の照度分布の違いが生じ、識別が容易になる。
【００８０】
領域Ａと領域Ｂ１との違い、領域Ａと領域．Ｂ２との違いが容易に識別できるため、内視鏡による観察が容易になり、使用者の負担を軽減することができる。
【００８１】
そして、操作者による操作時には、工程Ｓ１からＳ１０を繰り返し行う。図示した処理フローでは表示工程がＳ１０のみであるが、工程Ｓ５の後であって工程Ｓ９の前に工程Ｓ５で取得された画像を表示器に表示することも好ましいものである。
【００８２】
また、内視鏡の先端部の向きを変更しても、自動的に照度分布を改善するため迅速な観察や処置を行うことができる。
【００８３】
以上詳述したように、本発明の内視鏡を用いた被写体の照明方法は、先端部が第１の位置にある場合に、第１の光量分布をもつ照明光で被写体を照明する第１照明工程Ｓ３と、前記先端部が前記第１の位置とは異なる第２の位置にある場合に、前記第１の光量分布とは異なる第２の光量分布をもつ照明光で被写体を照明する第２照明工程Ｓ９と、を含むことを特徴とする。
【００８４】
（内視鏡装置）
次に、本発明の別の実施形態に係る内視鏡装置について図５を参照して説明する。
【００８５】
内視鏡本体２０には、内視鏡本体に着脱可能な制御装置２１０と光源１３０が接続されており、制御装置２１０には更に表示器２２が接続されている。
【００８６】
図５に示す内視鏡装置においては、光源１３０に光学的に接続され内視鏡内に収納されている不図示のライトガイドを介して、内視鏡の挿入部となる先端部１から被写体を照明できるように構成されている。
【００８７】
内視鏡の先端部１を図６に示す。撮像部２３は、前述したように、レンズや、ＣＣＤイメージセンサまたはＣＭＯＳイメージセンサのような半導体イメージセンサで構成されている。
【００８８】
照明光出射部２４は光ファイバ束の端面からなる。内視鏡本体２０には、処置具等が出入りする開口としての挿通チャネル２５が設けられている。
【００８９】
観察部２３としての対物レンズによる撮影可能距離（被写体距離）としては、照明制御の観点から、２ｃｍから１０ｃｍ程度が望ましい。制御装置２１０は、図１に機能ブロックで示したようなメモリや、映像信号処理部を有している。
【００９０】
光源１３０は、輝度の高い高圧放電管、例えば、キセノンランプ、メタルハライドランプ、ハロゲンランプ等のランプであっても、無機ＬＥＤや有機ＬＥＤ等の固体発光素子あってもよい。
【００９１】
光源１３０としてのランプから発せられた光は、ライトガイド１３１（不図示）を通して内視鏡の先端部１に導光され、照明出射部２４から出射される。
【００９２】
ライトガイド１３１は、複数の光ファイバ束からなっており、光ファイバ束への入射分布が照度分布となる構成が好ましい。
【００９３】
光源１３０と照明光出射部２４の間には、いくつかのレンズと光源からの照明光を制限する制限器が設置されている。
【００９４】
この制限器としては、例えば、２次元マトリクス（８×３２）状に配置された８×３２個の液晶画素を有する液晶素子のような電子的光シャッターを用いることができる。
【００９５】
例えば制限器は、液晶素子のような電子素子が自由度の点から好ましいが、絞り機構のようなメカニカルなデバイスであってもよい。
【００９６】
光源１３０として、多数のＬＥＤからなるＬＥＤアレイとした場合は、ＬＥＤアレイを構成している多数の発光点のうち一部を点灯させることや、隣接する複数の発光点の発光強度を変化させることで、不均一な発光強度分布をもつ光を発生させることができる。その結果、被写体における照度分布を任意に設定することができる。
【００９７】
なお、ＬＥＤアレイのように発光素子アレイを用いる場合には、光源１３０として用いる場合以外に、照明光出射部２４に発光素子アレイを用いて、制御装置２１０からの電気信号で発光素子アレイを駆動して、所望の発光強度分布を有する光を生成してもよい。この場合は、長い光ファイバー束は不要となる。
【００９８】
ＬＥＤアレイの発光領域は、内視鏡の先端部１に配置され、制御装置２１０内の電気的な照度制御回路によって発光強度が制御される。発光領域は、先端部の複数箇所に分割されて配置されていてもよい。ＬＥＤアレイで形成される光出射面は、先端部１の先端面に配置されることが好ましい
処置具は、操作者が内視鏡で被写体を観察しながら注目領域としての患部に処置を施すための器具である。処置具は、例えば、患部を切断する切断具、患部に照射される治療用の光としてのレーザーを照射する照射具、患部を縫合するための縫合具等が挙げられる。
【００９９】
本発明に用いられる照明光は、可視光を使用することができる。その発光色は特に限定されないが、白色であることが好ましい。また、狭帯域化された特定色の光を用いることもできる。被写体の蛍光観察や温度分布計測を行う場合もあるので、照明光は、紫外光や赤外光などの可視光以外の波長帯域の光を用いてもよい。
【０１００】
よって、本発明に用いられる光源は、照明光と同じ分光特性を有する光を発生させる光源であっても、蛍光のような観察光を発生させる励起光を発生させるものであっても、各種フィルター等を通じて必要な照明光が得られるように照明光の波長を含む分光特性を有する光を発生する光源であってもよい。
【０１０１】
蛍光観察を行う場合には、撮像部はさらにフィルターを有していることが好ましい。フィルターは特定の波長の光のみを選択的に多く透過させるフィルターである。フィルターを通すことで、観察したい蛍光以外の波長の光が減衰するので、被写体の状態が観察しやすくなる。
【０１０２】
以上述べたように、撮像部と被写体との相対的な位置が変更され、被写体の輝度分布が変化した場合、照明光の照度分布を撮像された画像情報を基に修正することができる。
【０１０３】
これを自動で行えば、被写体となる注目領域の観察や注目領域の処置をスムーズに行うことができる。特に、立体表示を行う内視鏡装置や注目領域の処置を行う内視鏡装置おいては、視認性が向上し、適切な処置を容易に行うことができる。
【０１０４】
図７、図８は、本発明の別の実施形態による内視鏡装置を説明するための図である。この内視鏡装置は被写体を立体視できるものである。立体内視鏡本体の挿入部となる先端部１には、一対の撮像部２３Ｒ、２３Ｌと、照明光出射部２４、挿通チャネル２５が設けられている。撮像部は、２つである必要はなく、３つ以上あってもよい。
【０１０５】
各撮像部はいずれも円形となっているが、個々の最適化の点から撮像部毎に互いに独立な形状であってもよい。
【０１０６】
図７に示すように、本実施形態に係る機能ブロックは、撮像部が立体視用に複数になることと、表示制御器が更に立体表示するための映像信号処理を行うこと以外は、図１に示した機能ブロックの構成とほぼ同じである。１０１Ｒは右目用撮像部を表し、１０１Ｌは左目用撮像部を表し、それぞれ、図７の符号２３Ｒと符号２３Ｌに対応している。
【０１０７】
また、映像信号処理部１２における画像認識用の信号処理は図３に示した工程Ｓ１から工程Ｓ９と同じである。但し、本実施形態の場合には、照度分布の最適化を行う際に、立体視のための最適化として、３次元構造による照度差を強調した照度分布としてもよい。
【０１０８】
立体視のための最適な照度分布とは、一方の撮像部から見た最適な照度分布とするのではなく、一対の撮像部として見た場合に最適な照度分布とすることである。すなわち、立体視のための最適な照度分布で照射した場合、１つの撮像部だけに注目すると照度は最適化されていなくてもよい。
【０１０９】
本実施形態においても、被写体を照明する照度光の光量分布を、一度適正化すれば、内視鏡の先端部の向き、回転角、位置を少し変えることによって被写体の輝度分布が変化しても、照明光の光量分布を自動的に修正することができる。
【符号の説明】
【０１１０】
１  内視鏡の先端部
１１  メモリ
１２  映像信号処理部
１３  照度制御部
１３０  光源
２０  内視鏡本体
２１  制御部
２１０  制御装置
２２  表示器
２３  撮像部
２４  照明光出射部
２５  挿通チャネル
【図１】
2013252185.tif 000003
【図２】
2013252185.tif 000004
【図３】
2013252185.tif 000005
【図４】
2013252185.tif 000006
【図５】
2013252185.tif 000007
【図６】
2013252185.tif 000008
【図７】
2013252185.tif 000009
【図８】
2013252185.tif 000010