內窺鏡系統的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明的內窺鏡系統具有：插入部(4)；攝像部(34)，其設置于插入部(4)；第一光學系統(12)，其將第一被檢體像投影于攝像部(34)；第二光學系統(13)，其將第二被檢體像投影于所述攝像部；圖像生成部(60)，其生成基于第一被檢體像和第二被檢體像的圖像；存儲部(64)，其記錄對第一被檢體像與第二被檢體像的邊界的位置進行設定的信息；以及圖像處理部(61)，其根據對邊界的位置進行設定的信息對第一被檢體像與第二被檢體像的邊界進行規(guī)定的圖像處理。
【專利說明】
內窺鏡系統
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及內窺鏡系統，尤其涉及前方視野和側方視野獨立并且能夠同時進行觀察的內窺鏡系統。
【背景技術】
[0002]具有內窺鏡和圖像處理裝置等的內窺鏡系統被廣泛應用于醫(yī)療領域和工業(yè)領域等中，其中，該內窺鏡拍攝體腔等管腔的內部的被檢體，圖像處理裝置生成內窺鏡所拍攝的被檢體的觀察圖像。
[0003]例如，在日本特許第5030675號公報中公開了如下的內窺鏡:使前方視野圖像和側方視野圖像同時成像于一個攝像元件來取得廣角視野圖像。
[0004]并且，在日本特許第4856286號公報和日本特許第4884567號公報中公開了如下的廣角內窺鏡:區(qū)分開前方視野區(qū)域和側方視野區(qū)域而在各個區(qū)域中進行圖像處理。
[0005]這里，在日本特許第4856286號公報中示出了如下技術:以提高視覺辨認性為目的而進行前方視野圖像(前方視野圖像)和側方視野圖像(側方視野圖像)的各視野的增益調節(jié)。并且，在日本特許第4884567號公報中示出了如下技術:同樣以提高視覺辨認性為目的而按照每個場景進行各視野的放大/縮小處理。
[0006]另一方面，在日本特開2013-066646號公報中公開了如下的圖像處理:以提高視覺辨認性為目的，明確前方視野圖像與側方視野圖像的邊界部。
[0007]如上述日本特許第5030675號公報、日本特許第4856286號公報、日本特許第4884567號公報以及日本特開2013-066646號公報所示，在從多個方向的視野生成廣角圖像的內窺鏡中，在組裝攝像單元時，有可能由于物鏡光學系統和攝像元件的框的加工精度或者組裝時的不均勻等的影響而使物鏡光學系統的光軸與攝像元件的中心軸產生軸偏移。
[0008]圖10是示出現有的廣角內窺鏡中的配設在插入部前端部的攝像單元的一個結構例的主要部分剖視圖，圖11是說明該現有的廣角內窺鏡中的視野區(qū)域的偏移的圖。
[0009]具體而言，在從多個方向的視野生成廣角圖像的內窺鏡中，例如，如圖10所示，有可能由于攝像單元的組裝加工精度或者不均勻等的影響而在物鏡光學系統101的光軸1lA與攝像元件102的中心軸102A之間產生軸偏移。
[0010]而且，如圖11所示，當物鏡光學系統的光軸1lA與攝像元件的中心軸102A產生軸偏移時，假設視野區(qū)域的邊界102a(前方視野區(qū)域與側方視野區(qū)域1lb的邊界)位于負責圖像處理的處理器中，由于預先設定的圖像處理范圍102c與實際的視野區(qū)域的邊界1la不同，因此，要進行圖像處理的范圍偏移，有可能無法精度良好地進行圖像處理。
[0011]S卩，在如圖10所示那樣的攝像單元中，物鏡光學系統通過將透鏡嵌入圓筒框之中而進行透鏡中心的定位。這里，當不均勻等誤差與組裝時加工精度的偏移疊加在一起時，即使嚴格要求框的精度，像所投影的位置相對于攝像元件的瞄準位置也會發(fā)生偏移。
[0012]由此，產生例如無法在準確的范圍內進行使前方視野區(qū)域與側方視野區(qū)域的邊界不明顯的圖像處理等問題。
[0013]該問題在同時顯示前方視野區(qū)域和側方視野區(qū)域的內窺鏡中很明顯，有時即使提高加工精度進行精密的組裝(即使組裝精度為幾ym的水平)，當在監(jiān)視器畫面上進行顯示時偏移也非常明顯。
[0014]本發(fā)明是鑒于上述情況而完成的，其目的在于，提供如下的使前方視野和側方視野獨立并且能夠同時進行觀察的內窺鏡系統，在該內窺鏡系統，即使在物鏡光學系統的光軸與攝像元件的中心軸之間產生了軸偏移的情況下，也能夠精度良好地進行圖像處理。

【發(fā)明內容】

[0015]用于解決課題的手段
[0016]本發(fā)明的一個方式的內窺鏡系統具有:插入部，其被插入到被檢體的內部；攝像部，其設置于所述插入部;第一光學系統，其設置于所述插入部，將與所述被檢體的第一區(qū)域相關的第一被檢體像投影于所述攝像部;第二光學系統，其設置于所述插入部，將與所述被檢體的第二區(qū)域相關的第二被檢體像投影于所述攝像部，其中，該第二區(qū)域與所述第一區(qū)域至少一部分不同；圖像生成部，其生成基于投影于所述攝像部的所述第一被檢體像和所述第二被檢體像的圖像;存儲部，其記錄對所述圖像中的所述第一被檢體像與所述第二被檢體像的邊界的位置進行設定的信息；以及圖像處理部，其根據對所述邊界的位置進行設定的信息對所述第一被檢體像與所述第二被檢體像的邊界進行規(guī)定的圖像處理。
【附圖說明】
[0017]圖1是示出本發(fā)明的第一實施方式的內窺鏡系統的結構的圖。
[0018]圖2是示出第一實施方式的內窺鏡系統中的插入部前端部的結構的立體圖。
[0019]圖3是示出第一實施方式的內窺鏡系統中的插入部前端部的結構的主要部分剖視圖。
[0020]圖4是示出第一實施方式的內窺鏡系統中的監(jiān)視器畫面所顯示的觀察圖像的概略的圖。
[0021 ]圖5是不出第一實施方式的內窺鏡系統中的內窺鏡和處理器的電結構的主要部分的框圖。
[0022]圖6是示出第一實施方式的內窺鏡系統中的監(jiān)視器畫面所顯示的觀察圖像的一例的圖。
[0023 ]圖7是不出本發(fā)明的第二實施方式的內窺鏡系統中的內窺鏡和處理器的電氣的主要部分的結構的框圖。
[0024]圖8是示出第二實施方式的內窺鏡系統中的監(jiān)視器畫面所顯示的觀察圖像的概略的圖。
[0025]圖9是示出第二實施方式的內窺鏡系統中的監(jiān)視器畫面所顯示的觀察圖像的一例的圖。
[0026]圖10是示出現有的廣角內窺鏡中的配設于插入部前端部的攝像單元的一個結構例的主要部分剖視圖。
[0027]圖11是說明該現有的廣角內窺鏡的視野區(qū)域的偏移的圖。
【具體實施方式】
[0028]以下，參照附圖對本發(fā)明的實施方式進行說明。
[0029](第一實施方式)
[0030]使用圖1至圖3對第一實施方式的內窺鏡系統的結構進行說明。圖1是示出本發(fā)明的第一實施方式的內窺鏡系統的結構的圖，圖2是示出第一實施方式的內窺鏡系統中的插入部前端部的結構的立體圖，圖3是示出第一實施方式的內窺鏡系統中的插入部前端部的結構的主要部分剖視圖。
[0031]如圖1所示，內窺鏡系統I具有:內窺鏡2，其拍攝觀察對象物并輸出攝像信號;光源裝置31，其供給用于照明觀察對象物的照明光;視頻處理器32，其生成并輸出與攝像信號對應的影像信號；以及監(jiān)視器35，其顯示與影像信號對應的觀察圖像。
[0032]內窺鏡2構成為具有:操作部3，其由手術人員把持而進行操作;細長的插入部4，其形成于操作部3的前端側，被插入到體腔內等；以及通用線纜5，其一個端部被設置為從操作部3的側部延伸。
[0033]本實施方式的內窺鏡2是能夠觀察180度以上的視野的廣角內窺鏡，實現了防止在體腔內尤其大腸內看漏褶皺的背面或臟器的邊界等僅通過前方方向的觀察難以進行觀察的場所的病變。在向大腸內插入內窺鏡2的插入部4時，與通常的大腸內窺鏡同樣地，插入部4產生扭轉、往復運動、進行腸壁的鉤掛而導致的暫時固定等動作。
[0034]插入部4構成為具有:硬質的前端部6，其設置于最前端側;彎曲自如的彎曲部7，其設置于前端部6的后端；以及長條且具有撓性的撓性管部8，其設置于彎曲部7的后端。并且，彎曲部7進行與設置于操作部3的彎曲操作桿9的操作對應的彎曲動作。
[0035]如圖2所示，在插入部4的前端部6形成有作為圓筒狀部件的圓筒部10，該圓筒部10從相對于該前端部6的前端面的中央靠例如上方偏心的位置呈圓筒形狀突出。該圓筒部10設置于插入部4的前端，具有比該插入部4(的外徑)細的面向插入方向的前端面和面向該插入部4的周向的外周側面，形成設置有以下的前方觀察窗12、側方觀察窗13等的前端部。
[0036]在該圓筒部10的前端側，使用兼顧前方和側方的物鏡光學系統11(參照圖3)形成作為前方觀察部(第一光學系統)的前方觀察窗12和作為側方觀察部(第二光學系統)的側方觀察窗13，在圓筒部10的基端附近作為側方照明部至少形成有一個側方照明窗14，其中，該物鏡光學系統11用于進行光學觀察。
[0037]前方觀察窗12從直視方向(第一方向)即被檢體的第一區(qū)域取得第一被檢體像，并投影給后述的攝像元件34(攝像部，參照圖3)，其中，該直視方向包含與插入部4的長度方向大致平行的所述前方。
[0038]側方觀察窗13用于觀察圓筒形狀的側面方向，形成為圓環(huán)形狀以使得沿著該側面的周向(插入部4的周向)將其整周作為觀察視野。
[0039]S卩，側方觀察窗13從側視方向(第二方向)即被檢體的第二區(qū)域取得第二被檢體像，其中，該側視方向包含插入部4的側方向，至少一部分與插入部4的長度方向(第一區(qū)域)不同。
[0040]而且，側方觀察窗13具有作為反射光學系統的反射鏡透鏡15，該反射鏡透鏡15用于在側方的觀察視野(也簡稱作視野)內捕捉從與圓環(huán)形狀對置的任意的方向入射的來自被檢體的光(第二被檢體像)并作為側方視野圖像而取得，側方觀察窗13將所取得的第二被檢體像經由反射鏡透鏡15投影給后述的攝像元件34(攝像部，參照圖3)。
[0041]并且，在前端部6的前端面上設置有:前方照明窗16，其與圓筒部10相鄰，向前方觀察窗12的前方視野的觀察對象側射出照明光；以及通道前端開口部17，其是供貫穿插入于通道內的處置器具突出的開口。并且，在本實施方式中，設置為使支承部18與圓筒部10的下部側相鄰并從前端部6的前端面突出。
[0042]該支承部18具有光學遮蔽的功能，以使得從前端面突出的不是本來的觀察對象的突出部件不會出現在側方視野內而被作為側方視野圖像取得，并且該支承部18支承圓筒部10。
[0043]并且，該支承部18支承用于清洗側方觀察窗13的側方觀察窗用噴嘴部22并且進行遮蔽以使得側方觀察窗用噴嘴部22不出現在側方視野圖像中，其中，該側方觀察窗用噴嘴部22朝向側方觀察窗13開口，其前端向該支承部18的側面突出。
[0044]返回圖1，在操作部3上設置有送氣送液操作按鈕24a、24b以使得能夠選擇性地分別從前方觀察窗用噴嘴部19和側方觀察窗用噴嘴部22射出清洗用的氣體和液體，通過該送氣送液操作按鈕24a、24b的操作能夠切換送氣和送液。
[0045]并且，在操作部3上配設有抽吸操作按鈕26，該抽吸操作按鈕26用于從通道前端開口部17抽吸并回收體腔內的粘液等。另外，通道由配設在插入部4內的未圖示的管等形成，與設置在操作部3的前端附近的處置器具插入口 27連通。
[0046]手術人員在想要進行處置器具的處置的情況下，從該處置器具插入口 27插入處置器具，并使處置器具的前端側從通道前端開口部17突出，由此，能夠通過處置器具進行用于治療的處置。
[0047]并且，在通用線纜5的末端設置有連接器29，該連接器29與內窺鏡的光源裝置31連接。從連接器29的前端突出的作為流體管路的連接端部的接頭(未圖示)和作為照明光的供給端部的光導接頭(未圖示)與光源裝置31裝卸自如地連接，并且設置于側面的電觸點部與連接線纜33的一端連接。
[0048]并且，連接線纜33的另一端的連接器與作為信號處理裝置的視頻處理器32電連接，其中，該視頻處理器32對搭載于內窺鏡2的攝像元件34(攝像部，參照圖3)進行信號處理。
[0049]另外，在所述連接器29處配設有作為存儲部的IC芯片64(后面描述詳細內容)，該IC芯片64存儲該內窺鏡2中的固有的規(guī)定的ID信息。
[0050]視頻處理器32供給對搭載于內窺鏡2的前端部6的攝像元件34(攝像部，參照圖3)進行驅動的驅動信號，通過該驅動信號的供給而對攝像元件34所輸出的攝像信號(圖像信號)進行信號處理，生成影像信號。
[0051]該視頻處理器32所生成的影像信號被輸出給作為顯示裝置的監(jiān)視器35，在監(jiān)視器35的顯示面上，攝像元件34所拍攝的圖像作為內窺鏡圖像而顯示。光源裝置31、視頻處理器32、監(jiān)視器35等周邊裝置與進行患者信息的輸入等的鍵盤36—起配置于架臺37。
[0052]光源裝置31所產生的照明光被從通用線纜5通過了操作部3和插入部4內的光導而引導(傳送)到該光導的前端面?zhèn)?。通過了插入部4內的光導的前端面配置于從前端部6突出的圓筒部10的側方照明窗14、前方照明窗16以及(設置于支承部18的)前方照明窗21，將所引導的光射出。
[0053]另外，上述光導的前端側在例如插入部4內分支，一方成為側方照明窗14內的光導44，另一方成為前方照明窗16、21內的未圖示的光導。
[0054]而且，從側方照明窗14和前方照明窗16、21以分別向作為側方視野側的側面方向和作為前方視野側的插入部6的插入方向(也稱作長度方向)的前端側擴展開的方式射出照明光，對體腔內的觀察對象側進行照明。
[0055]另外，配置于前方照明窗16、21、側方照明窗14的照明光出射部分也可以代替光導而是發(fā)光二極管(LED)那樣的發(fā)光元件。
[0056]圖3是示出第一實施方式的內窺鏡系統中的插入部前端部的結構的主要部分剖視圖，示出兼顧前方和側方的物鏡光學系統11和側方照明窗14周邊部的結構。
[0057]在沿著從前端部6突出的圓筒部10的中心軸的與攝像中心O—致的光軸上配置分別呈旋轉對稱形狀的前透鏡41、反射鏡透鏡15以及后透鏡組43而形成在攝像元件34上成像的物鏡光學系統U。另外，在攝像元件34的前表面上設置有玻璃罩34a。前透鏡41、反射鏡透鏡15以及后透鏡組43固定于圓筒部10內的透鏡框。
[0058]前透鏡41形成將沿著插入部4的插入方向的前透鏡41的前端側作為觀察視野的廣角的前方視野，其中，該前透鏡41構成物鏡光學系統11并設置于圓形的前方觀察窗12。
[0059]如圖3所示，緊挨著該前透鏡41的后方配置的作為反射光學系統的反射鏡透鏡15通過接合面和前表面對從側面方向入射的光進行兩次反射，通過將向后透鏡組43側導光的兩個透鏡接合而構成。
[0060 ]另外，該反射鏡透鏡15的與前透鏡41對置的透鏡部分還兼有對來自前透鏡41的光進行折射而向后透鏡組43側導光的功能。
[0061]而且，通過設置于側方觀察窗13的反射鏡透鏡15，該側方觀察窗13相對于插入部長軸方向具有以側方方向的光軸為大致中心的規(guī)定的視野角度，并且形成覆蓋插入部周向的整周的大致圓環(huán)狀的觀察視野。
[0062]另外，在圖3中示出從形成前方觀察窗12(第一光學系統)的前透鏡41的視野內的被檢體側向前透鏡41入射的光線和從形成側方觀察窗13的反射鏡透鏡15(第二光學系統)的視野內的被檢體側向反射鏡透鏡15入射的光線的概略的路徑。
[0063 ]從前透鏡41入射的被檢體側的光線和從反射鏡透鏡15入射的來自被檢體側的光線被投影于攝像元件34。
[0064]而且，前方視野內的被檢體的像即第一被檢體像以圓形成像于攝像元件34的攝像面的中央側并被作為前方視野圖像而取得，其中，該前方視野朝向前方觀察窗12的前透鏡41的插入方向而設置。并且，通過面向側方觀察窗13的反射鏡透鏡15，側方視野內的被檢體的像即第二被檢體像以例如圓環(huán)等環(huán)形狀在攝像元件34的攝像面上成像于前方視野圖像的外周側，以與前方視野圖像相鄰的方式被作為側方視野圖像而取得。
[0065]S卩，攝像元件34的攝像面被配置為通過同一個面對從前透鏡41投影來的第一被檢體像和從第二光學系統投影來的第二被檢體像進行光電轉換。攝像元件34與后述的圖像生成部60電連接，該圖像生成部60設置于視頻處理器32中并生成內窺鏡圖像。
[0066]但是，在本實施方式中，對入射到圓環(huán)形狀的側方視野內的來自被檢體側的光進行機械性遮蔽的遮蔽部18a由支承部18形成。并且，在本實施方式中，采用不使從側方照明窗14側射向側面方向的側方照明光射向支承部18側的結構。
[0067]另外，在本實施方式中使用了通過反射鏡透鏡15對返回光進行兩次反射的兩次反射光學系統，但也可以通過一次反射光學系統對返回光進行一次反射而形成側方視野內的被檢體的像，并通過視頻處理器32對它們進行圖像處理，使側視視野圖像和直視視野圖像的朝向對齊。
[0068]在圓筒部10的與側方觀察窗13相鄰的基端附近的外周面上的多處設置有側方照明窗14。在本實施方式中，在周向上的左右兩側的兩處設置有側方照明窗14，向除去設置有支承部18的下部側之外的周向整個范圍射出側方照明光。
[0069]如圖3所示，沿著前端部6的長度方向配置的作為光出射部件的光導44的前端側延伸到構成圓筒部10的圓筒部件1a的基端附近，其中，該圓筒部10從前端部6的前端面突出。
[0070]而且，在圓筒部10的基端附近(后透鏡組43的外周側)，在其側面附近配置有光導44的前端面，該光導44的前端面為射出所引導的光的出射端面，向前端方向射出光。在本實施例中該出射端面是圓形，但不限于圓形，也可以是包含橢圓形或多邊形在內的異形形狀。
[0071]在該出射端面所面向的位置設置有形成導光槽45的凹部45a，該導光槽45是以出射端面所面向的位置為中心沿著圓筒部10的圓筒形狀的側面外周呈帶狀較長地延伸并對光進行引導的槽部。在凹部45a內配置有面對出射端面而形成的作為照明反射部的反射部件46，在該反射部件46的內表面上形成有設置了對光進行反射的反射部46a的導光槽45。
[0072](由反射部件46形成的)導光槽45的內表面的反射部46a在圖3所示的縱剖面上形成為大致半球形狀的凹面。并且，該反射部46a的半球形狀的凹面沿著圓筒部10的圓周方向形成為比光導44的出射端面長。
[0073]而且，通過該反射部46a對從出射端面朝向前端部6的前端側射出的光進行反射而將光的行進方向變?yōu)閭让娣较?，并且該反射?6a向沿著圓周方向的寬廣范圍的側面方向進行導光而使光從側方照明窗14射出，照明側方觀察窗13的觀察視野側(觀察對象側)。因此，從該導光槽45射向側面方向的光成為側方照明光。
[0074]另外，反射部46a能夠通過將鋁、鉻、鎳鉻、銀、金等具有較高的反射率的金屬薄膜設置于反射部件46的內表面而形成。
[0075]這樣，在本實施方式中，以設置有反射部46a的導光槽45沿著圓筒部10的側面外周形成得較長的方式將反射部件46配置于凹部45a內。并且，配置為作為光出射部件的光導44的出射端面位于反射部件46(或導光槽45)的周向的中央位置附近。
[0076]通過反射部46a對從光導44的出射端面射出的光進行反射，使照明光從設置有導光槽45的側方照明窗14在寬廣的范圍內射向側方，其中，該反射部46a配置為在光導44的出射端面的周圍形成反射面。
[0077]在圖4中示出使用該內窺鏡2并通過攝像元件34拍攝的被檢體圖像作為內窺鏡圖像顯示于監(jiān)視器35的顯示面35a的情況的顯示例。
[0078]這里，圖4中的顯示區(qū)域51與攝像元件34的攝像面的顯示區(qū)域對應。該顯示區(qū)域51中的中央的圓形區(qū)域為前方觀察窗12的前方視野圖像的顯示區(qū)域52，該顯示區(qū)域52的外側的環(huán)狀區(qū)域為側方觀察窗13的側方視野圖像的顯示區(qū)域53。
[0079]并且，通過形成于支承部18的遮蔽部18a對側方視野的下部側的一部分進行了遮蔽的區(qū)域為側方視野圖像中的黑區(qū)域54。即，該黑區(qū)域54為不顯示圖像的非圖像顯示區(qū)域。
[0080]接下來，對本第一實施方式的內窺鏡系統中的電結構的主要部分進行說明。
[0081 ]圖5是不出第一實施方式的內窺鏡系統中的內窺鏡和處理器的電結構的主要部分的框圖。
[0082]在本第一實施方式的內窺鏡系統I中，在內窺鏡2的例如所述連接器29中配設有作為存儲部的IC芯片64。該作為存儲部的IC芯片64存儲該內窺鏡2中的固有的規(guī)定的ID信息、例如在本實施方式中為該內窺鏡2的邊界部的位置信息。
[0083]具體而言，所述邊界部的位置信息是根據進行內窺鏡2的組裝后例如在出廠前的檢查時暫時顯示內窺鏡圖像的進行結果檢測的狀態(tài)而在內窺鏡2的動作前預先按照每個內窺鏡而設定的“規(guī)定的基準點與前方視野中心的偏移量(A X，△ Y)”。
[0084]另一方面，視頻處理器32具有:圖像生成部60，其輸入來自攝像元件(CXD)34的攝像信號，生成內窺鏡圖像；圖像處理部61，其對所生成的內窺鏡圖像實施規(guī)定的圖像處理；存儲器63，其存儲該視頻處理器32的圖像處理的基準點CP的坐標(X0，Y0);以及具有作為位置檢測部的功能的校正量設定部62，其根據從所述連接器29中的作為存儲部的所述IC芯片64取得的該內窺鏡2的邊界部的位置信息和存儲于所述存儲器63中的所述基準點信息而設定規(guī)定的校正基準點。
[0085]另外，在圖5中，連接各框的實線的箭頭表示圖像信號的流向，虛線的箭頭表示規(guī)定的參數的流向。
[0086]接下來，使用圖5和圖6對本第一實施方式中的圖像處理部61和校正量設定部62的處理進行說明。
[0087]圖6是示出第一實施方式的內窺鏡系統I中的監(jiān)視器畫面所顯示的觀察圖像的一例的圖。
[0088]另外，如上所述，所述黑區(qū)域54(參照圖4)是不顯示圖像的非圖像顯示區(qū)域，但是，從圖6開始，以下，在附圖上省略該黑區(qū)域54來進行說明。
[0089]首先，在進行內窺鏡2的組裝后，在出廠前的檢查時使用與內窺鏡2連接的視頻處理器32生成基于來自攝像元件34的攝像信號的內窺鏡圖像，向內窺鏡系統I暫時輸出內窺鏡圖像并顯示前方視野圖像和側方視野圖像。
[0090]接著，所述校正量設定部62讀入存儲于所述存儲器63中的在該視頻處理器32中設定的“圖像處理的基準點CP的坐標(Χ0，Υ0)”作為第一位置，該第一位置是設定于內窺鏡2的攝像元件34的攝像區(qū)域內的部分。
[0091]在視頻處理器32內例如存儲器63中預先存儲如下內容的信息:作為進行后述的圖像處理的圖像處理區(qū)域，在例如作為以圖像處理的基準點CP的坐標(Χ0，Υ0)為中心的框狀的指定范圍的環(huán)狀區(qū)域C內進行圖像處理。該環(huán)狀區(qū)域C具有適于對后述的前方視野區(qū)域與側方視野區(qū)域的邊界部進行圖像處理的寬度。
[0092]然后，校正量設定部62作為位置檢測部而從內窺鏡圖像中檢測所述第一被檢體像在所述攝像部的攝像區(qū)域內成像的位置即該內窺鏡2中的“規(guī)定的基準點與前方視野中心的相對的偏移量(A X，△ Y)”作為第二位置。
[0093]根據該結果，具有作為位置檢測部的功能的校正量設定部62檢測作為相對位置關系的信息的用于設定前方視野區(qū)域與側方視野區(qū)域的邊界部的位置的涉及規(guī)定的基準點與前方視野中心的相對的偏移量(A X，△ Y)的信息或者根據該(ΔΧ，△ Y)求出的涉及前方視野區(qū)域與側方視野區(qū)域的邊界部的位置的信息，生成與所檢測的結果相關的位置關系檢測信號，發(fā)送給作為存儲部的所述IC芯片64進行存儲。
[0094]以后，在其他用途中使用該內窺鏡2時，首先，校正量設定部62讀入存儲于作為存儲部的IC芯片64中的涉及規(guī)定的基準點與前方視野中心的相對的偏移量(△ X，△ Y)的信息或者基于(ΔΧ，ΔΥ)的涉及前方視野區(qū)域與側方視野區(qū)域的邊界部的位置的信息。
[0095]然后，校正量設定部62根據該基準點CP的坐標(Χ0，Υ0)和所讀入的“規(guī)定的基準點與前方視野中心的相對的偏移量(A X，Δ Y)”而設定校正基準點CP’(Χ0+ Δ Χ，Υ0+ Δ Y)。
[0096]而且，圖像處理部61根據在所述校正量設定部62中設定的所述校正基準點CP’(Χ0+ Δ X，YO+ Δ Y)而進行移動等處理，以使得例如以上述圖像處理的基準點CP的坐標(XO，YO)為中心的要進行圖像處理的規(guī)定的環(huán)狀區(qū)域成為以CP’的坐標(Χ0+ΔΧ，Υ0+Δ Y)為中心的環(huán)狀區(qū)域。
[0097]然后，使用本
【申請人】公開的日本特開2013-066646號公報中的公知的方法對前方視野區(qū)域與側方視野區(qū)域的邊界部實施清晰化圖像處理，根據所述校正基準點CP’(X0+AX，YO+Δ Y)，在各個區(qū)域(前方視野區(qū)域和側方視野區(qū)域)內，使用日本特開2013-066646號公報中的方法等，進行如下的處理等規(guī)定的圖像處理:拉伸第一被射體被檢體像和第二被檢體像的各一部分來填補、減小在第一被檢體像與第二被檢體像的邊界產生的框狀的邊緣。
[0098]如以上說明的那樣，根據本第一實施方式的內窺鏡系統，能夠提供如下的內窺鏡系統:在使前方視野和側方視野獨立并且能夠同時進行觀察的內窺鏡系統中，即使在組裝攝像單元時由于物鏡光學系統和攝像元件的框的加工精度或者組裝時的不均勻等影響而使物鏡光學系統的光軸與攝像元件的中心軸產生了軸偏移的情況下，也能夠精度良好地進行圖像處理。
[0099]另外，不限于僅在內窺鏡2的出廠前的檢查時進行如下一系列動作的例子:暫時輸出內窺鏡圖像，所述校正量設定部62讀入存儲于存儲器63中的(Χ0，Υ0)并且從內窺鏡圖像中檢測(Δ X，Δ Y)，并將(Δ X，Δ Y)存儲于作為存儲部的IC芯片64中。
[0100]作為其他方法，也可以是如下結構:每次給內窺鏡系統I接通電源并輸出內窺鏡圖像時，校正量設定部62根據最先輸出的內窺鏡圖像設定(ΔΧ，△ Y)并將(ΔΧ，△ Y)存儲于IC芯片64。
[0101](第二實施方式)
[0102]接下來，對本發(fā)明的第二實施方式進行說明。
[0103]本發(fā)明的本第二實施方式的內窺鏡系統的基本的結構與第一實施方式相同，但視頻處理器32內的校正處理和圖像處理與第一實施方式不同。
[0104]因此，這里僅對與第一實施方式不同的部分進行說明，省略與第一實施方式相同的部分的說明。
[0105]圖7是示出第二實施方式的內窺鏡系統中的內窺鏡和處理器的電結構的主要部分的框圖。
[0106]本第二實施方式中的視頻處理器32具有:圖像生成部60，其輸入來自攝像元件(CCD)34的攝像信號，生成內窺鏡圖像；圖像處理部61，其對所生成的內窺鏡圖像實施規(guī)定的圖像處理;存儲器63，其存儲該視頻處理器32的圖像處理的基準點CP的坐標(X0，Y0);運算裝置62a，其檢測內窺鏡圖像上的所謂的發(fā)黑的像素并且根據該發(fā)黑像素的位置信息計算“規(guī)定的基準點與前方視野中心的偏移量(A X，△ Y)” ；以及具有作為位置檢測部的功能的校正量設定部62，其根據該偏移量(ΔΧ，△ Y)和存儲于所述存儲器63中的所述基準點CP的坐標(XO，YO)設定規(guī)定的校正基準點。
[0107]接下來，使用圖7和圖8對本第二實施方式中的圖像處理部61和校正量設定部62(包含運算裝置62a)的處理進行說明。
[0108]圖8是示出第二實施方式的內窺鏡系統中的監(jiān)視器畫面所顯示的觀察圖像的一例的圖。
[0109]另外，這里，視野區(qū)域的邊界(圖11中的標號1la)在光學上或者電氣上發(fā)黑。
[0110]首先，在使用內窺鏡系統I時，使用與內窺鏡2連接的視頻處理器32向內窺鏡系統I暫時輸出內窺鏡圖像，顯示前方視野和側方視野。
[0111]接著，所述校正量設定部62讀入存儲于所述存儲器63中的在該視頻處理器32中設定的“圖像處理的基準點CP的坐標(Χ0，Υ0)”作為第一位置，該第一位置是在內窺鏡2的攝像元件34的攝像區(qū)域內設定的部分。
[0112]在視頻處理器32內例如存儲器63中預先存儲如下內容的信息:作為進行后述的圖像處理的圖像處理區(qū)域，在例如作為以圖像處理的基準點CP的坐標(Χ0，Υ0)為中心的框狀的指定范圍的環(huán)狀區(qū)域C內進行圖像處理。該環(huán)狀區(qū)域具有適于對后述的前方視野區(qū)域與側方視野區(qū)域的邊界部進行圖像處理的寬度。
[0113]然后，給內窺鏡系統I接通電源并輸出內窺鏡圖像，校正量設定部62根據最先輸出的內窺鏡圖像而在校正量設定部62內的所述運算裝置62a中計算“規(guī)定的基準點與前方視野中心的偏移量(ΔΧ，ΔΥ)”。
[0114]S卩，具體而言，運算裝置62a計算從所述基準點CP到X軸、Y軸上發(fā)黑的像素為止的像素數Ru、Rd、Rr、Rl(參照圖8)，根據該值，通過例如以下的計算式來計算所述基準點與所述視野中心的偏移量(ΔΧ，ΔΥ)。
[0115]ΔΧ= I (Rr-Rl)/2
[0116]ΔΥ= I (Ru-Rd)/2
[0117]然后，與第一實施方式同樣地，校正量設定部62根據所述基準點CP的坐標(Χ0，Υ0)和所述“規(guī)定的基準點與前方視野中心的偏移量(Δ X，Δ Y)”來設定校正基準點CP ’(XO+ ΔΧ，Υ0+ΔΥ)。
[0118]根據該結果，具有作為位置檢測部的功能的校正量設定部62檢測作為相對位置關系的信息的用于設定前方視野區(qū)域與側方視野區(qū)域的邊界部的位置的上述校正基準點CP’(Χ0+△ Χ，Υ0+△ Y)的信息或者基于校正基準點CP’的涉及前方視野區(qū)域與側方視野區(qū)域的邊界部的位置的信息，生成與所檢測的結果相關的位置關系檢測信號，并將其存儲于作為存儲部的所述存儲器63中。
[0119]以后，在使用該內窺鏡2時，首先校正量設定部62讀入存儲于作為存儲部的存儲器63中的用于設定前方視野區(qū)域與側方視野區(qū)域的邊界部的位置的上述校正基準點CP’(Χ0+ΔΧ，Υ0+Δ Y)的信息或者基于校正基準點CP’的涉及前方視野區(qū)域與側方視野區(qū)域的邊界部的位置的信息。
[0120]而且，圖像處理部61根據在所述校正量設定部62中設定的所述校正基準點CP’(Χ0+ ΑΧ,ΥΟ+Δ Y)而進行移動等處理，以使得例如像圖9所示那樣以上述圖像處理的基準點CP的坐標(χ0，γ0)為中心的要進行圖像處理的規(guī)定的環(huán)狀區(qū)域成為以CP’的坐標(χ0+Δχ，γ0+ΔΥ)為中心的環(huán)狀區(qū)域。
[0121]而且，在以后使用該內窺鏡2時，與第一實施方式同樣地，圖像處理部61根據與所述校正量設定部62所設定的存儲于作為存儲部的所述存儲器63中的所述校正基準點CP’(Χ0+ΔΧ，Υ0+Δ Y)相關的信息，使用本
【申請人】公開的日本特開2013-066646號公報中的公知的方法對邊界部(前方視野區(qū)域與側方視野區(qū)域的邊界部)實施清晰化圖像處理。
[0122]而且，所述圖像處理部61根據所述校正基準點CP’(Χ0+ΔΧ，Υ0+ΔY)，在各個區(qū)域(前方視野區(qū)域和側方視野區(qū)域)內，使用日本特開2013-066646號公報中的方法等，進行如下的處理等規(guī)定的圖像處理:拉伸第一被射體被檢體像和第二被檢體像的各一部分來填補、減小在第一被檢體像與第二被檢體像的邊界產生的框狀的邊緣。
[0123]如以上說明的那樣，根據本第二實施方式的內窺鏡系統，與第一實施方式同樣地，能夠提供如下的內窺鏡系統:在使前方視野和側方視野獨立并且能夠同時進行觀察的內窺鏡系統中，即使在組裝攝像單元時由于物鏡光學系統和攝像元件的框的加工精度或者組裝時的不均勻等影響而使物鏡光學系統的光軸與攝像元件的中心軸產生了軸偏移的情況下，也能夠精度良好地進行圖像處理。
[0124]而且，在本第二實施方式中，無需在組裝時預先設定邊界部的位置信息就能夠求出校正基準點CP’，因此，與第一實施方式相比，不需要組裝內窺鏡的攝像單元時的所述位置信息的設定，能夠削減組裝工時。
[0125]另外，在第一實施方式中，也可以是，在內窺鏡2與視頻處理器32連接并顯示內窺鏡圖像時，校正量設定部62暫時從IC芯片64取得規(guī)定的信息(“規(guī)定的基準點與前方視野中心的偏移量(△ X，△ Y)”的信息)時，將該信息存儲于例如存儲器63等中，由此，當參照存儲于各內窺鏡2的IC芯片64中的內窺鏡的固有信息而判定為在其他用途中使用內窺鏡系統I時相同的內窺鏡2與視頻處理器32連接的情況下，對之前設定的校正基準點CP’(Χ0+ △ Χ，Υ0+ Δ Y)進行設定而無需再次讀入該偏移量(△ X，Δ Y)。
[0126]而且，在第二實施方式中，也可以是，當在運算裝置62a中暫時運算出偏移量(ΔX，A Y)的情況下，也與上述同樣地將該偏移量(△ X，△ Y)存儲于存儲器63等中，由此，當判定為在其他用途中使用內窺鏡系統I時相同的內窺鏡2與視頻處理器32連接時，對之前設定的校正基準點CP’ (X0+ ΔΧ,ΥΟ+ Δ Y)進行設定而無需再次讀入該偏移量(Δ X，Δ Y)。
[0127]本發(fā)明不限于上述實施方式，能夠在不改變本發(fā)明的主旨的范圍內進行各種變更、改變等。
[0128]例如，也可以是，即使不預先向視頻處理器32內例如存儲器63存儲在例如以圖像處理的基準點CP的坐標(ΔΧ，ΔΥ)為中心的規(guī)定的環(huán)狀區(qū)域內進行圖像處理的信息，也檢測前方視野區(qū)域與側方視野區(qū)域的邊界部的位置，根據前方視野區(qū)域與側方視野區(qū)域的邊界直接指定規(guī)定的寬度的區(qū)域為圖像處理區(qū)域，進行規(guī)定的圖像處理。
[0129]而且，在這樣的實施方式中，也可以通過轉換為坐標等的方法將與上述方法所指定的根據前方視野區(qū)域與側方視野區(qū)域的邊界計算并指定的圖像處理區(qū)域的位置相關的信息存儲于例如存儲器63中。
[0130]也可以是，通過先將與該圖像處理區(qū)域的位置相關的信息存儲于例如存儲器63等中，當參照通常存儲于各內窺鏡2的IC芯片64中的內窺鏡的固有信息而判斷為在其他用途中使用內窺鏡系統I時相同的內窺鏡2與視頻處理器32連接的情況下，再次設定與之前設定的圖像處理區(qū)域的位置相關的信息。
[0131]并且，進而，作為其他實施方式，在第一實施方式和第二實施方式中，也可以是，進一步移動進行了上述規(guī)定的圖像處理的包含前方視野圖像和側方視野圖像在內的內窺鏡圖像整體的位置，以使得前方視野圖像的中心接近作為圖像處理的基準點的CP的坐標(X0，Y0) O
[0132]根據本發(fā)明的內窺鏡系統，能夠提供如下的內窺鏡系統:在使前方視野和側方視野獨立并且能夠同時進行觀察的內窺鏡系統中，即使在物鏡光學系統的光軸與攝像元件的中心軸之間產生了軸偏移的情況下，也能夠精度良好地進行圖像處理。
[0133]本申請是以2014年4月8日在日本申請的日本特愿2014-079766號為優(yōu)先權主張的基礎進行申請的，上述公開內容被引用于本申請說明書、權利要求書中。
【主權項】
1.一種內窺鏡系統，其特征在于，該內窺鏡系統具有: 插入部，其被插入到被檢體的內部； 攝像部，其設置于所述插入部； 第一光學系統，其設置于所述插入部，將與所述被檢體的第一區(qū)域相關的第一被檢體像投影于所述攝像部； 第二光學系統，其設置于所述插入部，將與所述被檢體的第二區(qū)域相關的第二被檢體像投影于所述攝像部，其中，該第二區(qū)域與所述第一區(qū)域至少一部分不同； 圖像生成部，其生成基于投影于所述攝像部的所述第一被檢體像和所述第二被檢體像的圖像； 存儲部，其記錄對所述圖像中的所述第一被檢體像與所述第二被檢體像的邊界的位置進行設定的信息；以及 圖像處理部，其根據對所述邊界的位置進行設定的信息，對所述第一被檢體像與所述第二被檢體像的邊界進行規(guī)定的圖像處理。2.根據權利要求1所述的內窺鏡系統，其特征在于， 所述內窺鏡系統具有位置檢測部，該位置檢測部檢測第二位置相對于第一位置的相對位置關系，生成與所檢測的結果相關的位置關系檢測信號并發(fā)送給所述存儲部，其中，該第一位置是在所述攝像部的攝像區(qū)域內設定的部分，該第二位置是所述第一被檢體像成像的位置， 所述圖像處理部根據所述位置關系檢測信號，確定對包含所述第一被檢體像與所述第二被檢體像的邊界部分在內的區(qū)域進行所述圖像處理的范圍，并進行所述圖像處理。3.根據權利要求1所述的內窺鏡系統，其特征在于， 在所述圖像處理部中進行圖像處理的圖像處理區(qū)域被確定在攝像區(qū)域內，所述圖像處理部根據與記錄于所述存儲部中的所述圖像中的所述第一被檢體像與所述第二被檢體像的邊界的位置相關的信息來移動所述圖像處理區(qū)域。4.根據權利要求3所述的內窺鏡系統，其特征在于， 確定框狀的指定范圍作為所述圖像處理區(qū)域。5.根據權利要求3所述的內窺鏡系統，其特征在于， 所述圖像處理部進一步對移動所述圖像處理區(qū)域而進行圖像處理后的內窺鏡圖像整體的位置進行移動。6.根據權利要求1所述的內窺鏡系統，其特征在于， 所述圖像處理部實施減小在所述第一被檢體像與所述第二被檢體像的邊界產生的框狀的邊緣的圖像處理。7.根據權利要求6所述的內窺鏡系統，其特征在于， 所述圖像處理部進行的減小所述邊緣的所述圖像處理是拉伸所述第一被檢體像和所述第二被檢體像的各一部分來填補所述邊緣的處理。8.根據權利要求2所述的內窺鏡系統，其特征在于， 所述位置檢測部讀取在垂直和水平方向上從所述第一位置的坐標到所述第一被檢體像與所述第二被檢體像的邊界為止的像素數來檢測所述第二位置。9.根據權利要求8所述的內窺鏡系統，其特征在于， 當設在水平方向上從所述第一位置的坐標到所述第一被檢體像與所述第二被檢體像的邊界為止的像素數為Rr和R1，設在垂直方向上從所述第一位置的坐標到所述第一被檢體像與所述第二被檢體像的邊界為止的像素數為Ru和Rd時， 當設所述第一位置的坐標與所述第二位置在水平方向的偏移量為A X，設所述第一位置的坐標與所述第二位置在垂直方向的偏移量為A Y時，所述位置檢測部通過以下計算式計算所述偏移量A X和A Y: ΔΧ= I (Rr-Rl)/2 ΔΥ= I (Ru-Rd)/2 ο10.根據權利要求1所述的內窺鏡系統，其特征在于， 所述第一被檢體像是包含與所述插入部的長度方向大致平行的所述插入部的前方在內的所述第一區(qū)域的被檢體像， 所述第二被檢體像是包含與所述插入部的長度方向交叉的方向的所述插入部的側方在內的所述第二區(qū)域的被檢體像， 所述第一光學系統包含取得所述第一區(qū)域的被檢體像的前方觀察窗， 所述第二光學系統包含取得所述第二區(qū)域的被檢體像的側方觀察窗。11.根據權利要求1所述的內窺鏡系統，其特征在于， 所述第一光學系統在所述插入部的長度方向的前端部朝向所述插入部所插入的方向配置， 所述第二光學系統配置為包圍所述第一光學系統的周向， 所述攝像部配置為通過同一個面來對從所述第一光學系統投影的所述第一被檢體像和從所述第二光學系統投影的所述第二被檢體像進行光電轉換，并且與所述圖像生成部電連接。12.根據權利要求1所述的內窺鏡系統，其特征在于， 所述圖像生成部生成所述第一被檢體像為大致圓形狀且所述第二被檢體像為包圍所述第一被檢體像的周圍的環(huán)狀形狀的圖像。
【文檔編號】A61B1/04GK106068093SQ201580012674
【公開日】2016年11月2日
【申請日】2015年3月31日 公開號201580012674.6, CN 106068093 A, CN 106068093A, CN 201580012674, CN-A-106068093, CN106068093 A, CN106068093A, CN201580012674, CN201580012674.6, PCT/2015/60189, PCT/JP/15/060189, PCT/JP/15/60189, PCT/JP/2015/060189, PCT/JP/2015/60189, PCT/JP15/060189, PCT/JP15/60189, PCT/JP15060189, PCT/JP1560189, PCT/JP2015/060189, PCT/JP2015/60189, PCT/JP2015060189, PCT/JP201560189
【發(fā)明人】本田一樹
【申請人】奧林巴斯株式會社