JP6368886B1 - 内視鏡システム - Google Patents

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Abstract

本発明にかかる内視鏡システムは、被写体像の取得エリアの少なくとも一部が互いに異なる二つの画像データ、または共通の被写体に対して視差を有する二つの画像データを生成する撮像部と、一方の画像データに対して画像処理を施す第１プロセッサと、他方の画像データに対して画像処理を施す第２プロセッサと、第１プロセッサおよび第２プロセッサが設けられている筐体とは別体の筐体に設けられ、第１プロセッサおよび／または第２プロセッサから出力された二つの画像データをもとに、表示画像データを生成する表示画像生成部と、第１プロセッサまたは第２プロセッサに設けられ、撮像部、第１プロセッサ、第２プロセッサおよび表示画像生成部の同期をとるための同期信号を生成する第１の同期信号生成部と、を備える。

Description

本発明は、内視鏡システムおよび処理装置に関する。
医療分野等において使用される内視鏡とプロセッサとが着脱可能である内視鏡システムにおいて、診断や検査の円滑化のために、観察対象を立体画像で観察したいという要求がある。この要求にこたえるための技術として、左眼用および右眼用の画像データをそれぞれ生成する内視鏡と、内視鏡が生成した左眼用画像および右眼用画像から視差画像を生成するミキサユニットとを備えた内視鏡システムが知られている（例えば、特許文献１を参照）。
図６は、従来の内視鏡システムの概略構成を示す図である。図６に示す内視鏡システム１００は、左眼用および右眼用の二つの光学系、各光学系を介して左眼用および右眼用の画像データを生成する二つの撮像素子を有する内視鏡１０１と、左眼用および右眼用の画像データのうちの一方の画像データを取得して、画像処理を施す第１プロセッサ１０２と、左眼用および右眼用の画像データのうちの他方の画像データを取得して、画像処理を施す第２プロセッサ１０３と、第１プロセッサ１０２および第２プロセッサ１０３がそれぞれ画像処理を施した左眼用画像および右眼用画像から視差画像を生成するミキサユニット１０４と、内視鏡１０１に照明光を供給する光源装置１０５と、ミキサユニット１０４が生成した視差画像を表示する表示装置１０６と、を備えている。
図６に示すような従来のシステムにおいて、第１プロセッサ１０２、第２プロセッサ１０３およびミキサユニット１０４の間は、例えばミキサユニット１０４により生成される同期信号によって同期をとっている。
特許第５７８４８４７号公報
近年、画像の高精細化によって画像データの容量が大きくなっている。画像データの容量が大きくなると、第１プロセッサ１０２および第２プロセッサ１０３が行う画像処理も複雑化する。この際、ミキサユニット１０４により生成した同期信号によって第１プロセッサ１０２および第２プロセッサ１０３の同期をとると、第１プロセッサ１０２および第２プロセッサ１０３の処理速度の違いなどによって同期をとることができないおそれがあった。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、画像データの容量によらず同期をとることができる内視鏡システムおよび処理装置を提供することを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる内視鏡システムは、被写体像の取得エリアの少なくとも一部が互いに異なる二つの画像データ、または共通の被写体に対して視差を有する二つの画像データを生成する撮像部と、前記二つの画像データのうちの一方の画像データに対して画像処理を施して出力する第１プロセッサと、前記二つの画像データのうちの他方の画像データに対して画像処理を施して出力する第２プロセッサと、前記第１プロセッサおよび前記第２プロセッサが設けられている筐体とは別体の筐体に設けられ、前記第１プロセッサおよび前記第２プロセッサから出力された二つの画像データをもとに、表示装置に表示させる表示画像データを生成する表示画像生成部と、前記第１プロセッサまたは前記第２プロセッサが設けられている筐体内に設けられ、前記撮像部、前記第１プロセッサ、前記第２プロセッサおよび前記表示画像生成部の同期をとるための同期信号を生成する第１の同期信号生成部と、を備えることを特徴とする。
また、本発明にかかる内視鏡システムは、上記発明において、前記第２プロセッサは、前記第１プロセッサおよび前記表示画像生成部が設けられている筐体とは別体の筐体であって、前記第１プロセッサおよび前記表示画像生成部と電気的に接続する筐体に設けられていることを特徴とする。
また、本発明にかかる内視鏡システムは、上記発明において、前記第１プロセッサおよび前記第２プロセッサは、互いに異なる筐体に設けられていることを特徴とする。
また、本発明にかかる内視鏡システムは、上記発明において、前記第１プロセッサおよび前記第２プロセッサは、同じ筐体に設けられていることを特徴とする。
また、本発明にかかる内視鏡システムは、上記発明において、前記表示画像生成部が設けられている筐体に着脱自在に接続され、前記第１プロセッサおよび前記第２プロセッサにより画像処理が施された前記二つの画像データに基づく画像データを記録する記録装置と、前記表示画像生成部が設けられている筐体に設けられ、少なくとも前記表示画像生成部と前記記録装置との間の同期をとるための同期信号を生成する第２の同期信号生成部と、前記表示画像生成部が設けられている筐体に設けられ、前記第１および前記第２の同期信号生成部がそれぞれ生成した同期信号のうち、前記表示画像生成部と前記記録装置との間の同期をとるために用いる同期信号を選択して、前記表示画像生成部と前記記録装置との間の同期をとるための制御を行う制御部と、をさらに備えることを特徴とする。
また、本発明にかかる内視鏡システムは、上記発明において、前記制御部は、前記第１の同期信号生成部が設けられている筐体と、前記表示画像生成部が設けられている筐体とが電気的に接続していると判断した場合、前記第１の同期信号生成部が生成した同期信号を選択し、選択した同期信号に基づいて同期をとり、前記第１の同期信号生成部が設けられている筐体と、前記表示画像生成部が設けられている筐体とが電気的に接続していないと判断した場合、前記第２の同期信号生成部が生成した同期信号を選択し、選択した同期信号に基づいて同期をとることを特徴とする。
また、本発明にかかる内視鏡システムは、上記発明において、前記二つの画像データは、デジタル信号であることを特徴とする。
また、本発明にかかる処理装置は、被写体像の取得エリアの少なくとも一部が互いに異なる二つの画像データ、または共通の被写体に対して視差を有する二つの画像データを生成する撮像部から前記二つの画像データを取得して、互いに異なる画像データに対して画像処理を施す第１プロセッサおよび第２プロセッサからなる処理装置であって、画像処理を施した後の二つの画像データを、該二つの画像データをもとに、表示装置に表示させる表示画像データを生成する表示画像生成部に出力する処理装置において、前記第１プロセッサおよび前記第２プロセッサの設けられている筐体のいずれか一方に設けられ、前記撮像部、前記第１プロセッサ、前記第２プロセッサおよび前記表示画像生成部の同期をとるための同期信号を生成する同期信号生成部、を備えることを特徴とする。
本発明によれば、画像データの容量によらず同期をとることができるという効果を奏する。
図１は、本発明の実施の形態１にかかる内視鏡システムの概略構成を示す図である。 図２は、本発明の実施の形態１にかかる内視鏡システムの概略構成を示すブロック図である。 図３は、本発明の実施の形態１にかかる内視鏡システムの画像統合部が統合した統合画像の一例を説明する図である。 図４は、本発明の実施の形態１にかかる内視鏡システムの画像統合部が統合した統合画像の他の例を説明する図である。 図５は、本発明の実施の形態２にかかる内視鏡システムの概略構成を示すブロック図である。 図６は、従来の内視鏡システムの概略構成を示す図である。
以下、本発明を実施するための形態（以下、「実施の形態」という）を説明する。実施の形態では、本発明にかかる内視鏡システムの一例として、患者等の被検体内の画像を撮像して表示する医療用の内視鏡システムについて説明する。また、この実施の形態により、この発明が限定されるものではない。さらに、図面の記載において、同一の部分には同一の符号を付して説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１にかかる内視鏡システムの概略構成を示す図である。図２は、本実施の形態１にかかる内視鏡システムの概略構成を示すブロック図である。
図１および図２に示す内視鏡システム１は、被検体内に先端部を挿入することによって被検体内の画像（以下、内視鏡画像ともいう）を撮像する内視鏡２であって視差画像を生成するための左眼用および右眼用の画像データを生成する内視鏡２と、内視鏡２が生成した左眼用および右眼用の画像データのうちの一方の画像データを取得して、画像処理を施す第１プロセッサ３と、内視鏡２が生成した左眼用および右眼用の画像データのうちの他方の画像データを取得して、画像処理を施す第２プロセッサ４と、第１プロセッサ３および第２プロセッサ４がそれぞれ画像処理を施した左眼用画像および右眼用画像から視差画像を生成するミキサユニット５と、内視鏡２に照明光を供給する光源装置６と、ミキサユニット５が生成した視差画像を表示する表示装置７とを備える。なお、図２では、実線の矢印が画像にかかる電気信号の伝送を示し、破線の矢印が制御や同期にかかる電気信号の伝送を示している。
内視鏡２は、可撓性を有する細長形状をなす挿入部２１と、挿入部２１の基端側に接続され、各種の操作信号の入力を受け付ける操作部２２と、操作部２２から挿入部２１が延びる方向と異なる方向に延び、第１プロセッサ３、第２プロセッサ４および光源装置６にそれぞれ接続する各種ケーブルからなるケーブル部２３と、を備える。
挿入部２１は、光を受光して光電変換を行うことにより信号を生成する画素が二次元状に配列された撮像部２４４を内蔵した先端部２４と、複数の湾曲駒によって構成された湾曲自在な湾曲部２５と、湾曲部２５の基端側に接続され、可撓性を有する長尺状の可撓管部２６と、を有する。挿入部２１は、被検体の体腔内に挿入され、外光の届かない位置にある生体組織等の被写体を撮像部２４４によって撮像する。
先端部２４は、グラスファイバ等を用いて構成されて光源装置６が発光した光の導光路をなすライトガイド２４１と、ライトガイド２４１の先端に設けられた照明レンズ２４２と、集光用の左眼用光学系２４３ａおよび右眼用光学系２４３ｂと、左眼用光学系２４３ａおよび右眼用光学系２４３ｂが集光した光を受光して電気信号に光電変換して所定の信号処理を施す撮像部２４４と、を有する。
左眼用光学系２４３ａは、一または複数のレンズを用いて構成され、撮像部２４４の前段に設けられて被写体からの入射光を結像する。左眼用光学系２４３ａは、画角を変化させる光学ズーム機能および焦点を変化させるフォーカス機能を有するものであってもよい。
右眼用光学系２４３ｂは、一または複数のレンズを用いて構成され、撮像部２４４の前段に設けられて被写体からの入射光を、左眼用光学系２４３ａとは視差を有して結像する。右眼用光学系２４３ｂは、画角を変化させる光学ズーム機能および焦点を変化させるフォーカス機能を有するものであってもよい。
撮像部２４４は、左眼用撮像素子２４４−１ａと、右眼用撮像素子２４４−１ｂと、左眼用信号処理部２４４−２ａと、右眼用信号処理部２４４−２ｂとを備える。
左眼用撮像素子２４４−１ａは、ミキサユニット５から受信した制御信号に従って、左眼用光学系２４３ａからの光を光電変換して、一枚の画像を構成する１フレーム分の電気信号（左眼用画像データ）を生成する。具体的には、左眼用撮像素子２４４−１ａは、光量に応じた電荷を蓄積するフォトダイオードや、フォトダイオードから転送される電荷を電圧レベルに変換するコンデンサ等をそれぞれ有する複数の画素がマトリックス状に配列され、各画素が左眼用光学系２４３ａからの光を光電変換して電気信号を生成し、複数の画素のうち読み出し対象として任意に設定された画素が生成した電気信号を順次読み出して、画像データとして出力する。左眼用撮像素子２４４−１ａは、ミキサユニット５から受信した制御信号に基づいて、露光処理が制御される。左眼用撮像素子２４４−１ａの受光面には、カラーフィルタが設けられ、各画素が、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）および青色（Ｂ）の各色成分の波長帯域のうちのいずれかの波長帯域の光を受光する。
右眼用撮像素子２４４−１ｂは、ミキサユニット５から受信した制御信号に従って、右眼用光学系２４３ｂからの光を光電変換して、一枚の画像を構成する１フレーム分の電気信号（右眼用画像データ）を生成する。具体的には、右眼用撮像素子２４４−１ｂは、光量に応じた電荷を蓄積するフォトダイオードや、フォトダイオードから転送される電荷を電圧レベルに変換するコンデンサ等をそれぞれ有する複数の画素がマトリックス状に配列され、各画素が右眼用光学系２４３ｂからの光を光電変換して電気信号を生成し、複数の画素のうち読み出し対象として任意に設定された画素が生成した電気信号を順次読み出して、画像データとして出力する。右眼用撮像素子２４４−１ｂは、ミキサユニット５から受信した制御信号に基づいて、露光処理が制御される。右眼用撮像素子２４４−１ｂの受光面には、カラーフィルタが設けられ、各画素が、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）および青色（Ｂ）の各色成分の波長帯域のうちのいずれかの波長帯域の光を受光する。
左眼用撮像素子２４４−１ａおよび右眼用撮像素子２４４−１ｂは、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサや、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサを用いて実現される。また、左眼用撮像素子２４４−１ａおよび右眼用撮像素子２４４−１ｂは、各々、単板のイメージセンサを用いて構成されるものであってもよいし、例えば３板方式等の複数のイメージセンサを用いて構成されるものであってもよい。
左眼用撮像素子２４４−１ａにより得られる左眼用画像、および右眼用撮像素子２４４−１ｂにより得られる右眼用画像は、共通の被写体が写った画像であって、被写体像の取得エリアが異なる画像であり、かつ視差を有する画像である。被写体に対して、左眼用光学系２４３ａおよび右眼用光学系２４３ｂの光軸の角度が異なれば、被写体像の取得エリア（画像として写る部分）も異なる。
左眼用信号処理部２４４−２ａは、左眼用撮像素子２４４−１ａから出力されたアナログの左眼用画像データに対してノイズ除去処理やクランプ処理を行うアナログ処理や、Ａ／Ｄ変換処理を行うＡ／Ｄ変換処理を施し、左眼用画像を含むデジタルの左眼用画像データを、第１プロセッサ３に出力する。
右眼用信号処理部２４４−２ｂは、右眼用撮像素子２４４−１ｂから出力されたアナログの右眼用画像データに対してノイズ除去処理やクランプ処理を行うアナログ処理や、Ａ／Ｄ変換処理を行うＡ／Ｄ変換処理を施し、右眼用画像を含むデジタルの右眼用画像データを、第２プロセッサ４に出力する。
操作部２２は、ミキサユニット５に加えて、送気手段、送水手段、画面表示制御等の周辺機器の操作指示信号を入力する操作入力部である複数のスイッチ２２１を有する。なお操作部２２は、湾曲部２５を上下方向および左右方向に湾曲させる湾曲ノブや、被検体の体腔内に生検鉗子、電気メスおよび検査プローブ等の処置具を挿入する処置具挿入部を設けるようにしてもよい。処置具挿入部から挿入される処置具は、先端部２４の処置具チャンネルを経由して開口部から表出する（図示せず）。
ケーブル部２３は、ライトガイド２４１と、第１プロセッサ３に接続する一または複数の信号線をまとめた集合ケーブルと、第２プロセッサ４に接続する一または複数の信号線をまとめた集合ケーブルと、を少なくとも有している。各集合ケーブルは、画像データを伝送するための信号線や、撮像部２４４を制御するための制御信号や同期信号を伝送するための信号線、内視鏡２（撮像部２４４）に関する固有情報等を含む情報を送受信するための信号線を含む。ケーブル部２３は、第１プロセッサ３のコネクタ部３ａ、第２プロセッサ４のコネクタ部４ａを介して電気的に接続するとともに、光源装置６のコネクタ部６ａを介してライトガイド２４１が接続する。なお、本実施の形態では、信号線を用いて電気信号を伝送するものとして説明するが、光信号を伝送するものであってもよいし、無線通信により内視鏡２と、第１プロセッサ３または第２プロセッサ４との間で信号を伝送するものであってもよい。
また、内視鏡２は、当該内視鏡２の情報を記録するメモリ（図示せず）を有している。このメモリには、内視鏡２の種別、型番、左眼用撮像素子２４４−１ａ、右眼用撮像素子２４４−１ｂの種別等を示す識別情報を記録する。なお、メモリは、ホワイトバランス（ＷＢ）調整用のパラメータ等、左眼用撮像素子２４４−１ａおよび右眼用撮像素子２４４−１ｂが撮像した画像データに対する画像処理用の各種パラメータを記録していてもよい。
第１プロセッサ３は、内視鏡２の撮像部２４４から左眼用画像データを受信して、該受信した左眼用画像データに画像処理を施す。第１プロセッサ３は、左眼用画像データに対し、各画素位置について輝度成分（例えばＹＣｒＣｂのＹ成分）の画素値、およびＲＧＢの各色成分の画素値を算出するとともに、画素欠陥補正、光学補正、色補正、オプティカルブラック減算、ノイズリダクション、ホワイトバランス調整、補間処理等の信号処理を施す。画素欠陥補正は、欠陥画素の周囲の画素の画素値に基づいて、欠陥画素の画素値を付与する。光学補正は、レンズの光学歪み等の補正を行う。色補正は、色温度の補正や、色偏差の補正を行う。第１プロセッサ３は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の汎用プロセッサや、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、処理内容を書き換え可能なプログラマブルロジックデバイスであるＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等の特定の機能を実行する各種演算回路等の専用プロセッサを用いて構成される。
また、第１プロセッサ３は、同期信号生成部３１を有している。同期信号生成部３１は、第１プロセッサ３の動作の基準となるクロック信号（同期信号）を生成するとともに、生成した同期信号を内視鏡２、第２プロセッサ４およびミキサユニット５へ出力する。ここで、同期信号生成部３１が生成する同期信号は、水平同期信号と垂直同期信号とを含む。
第２プロセッサ４は、内視鏡２の撮像部２４４から右眼用画像データを受信して、該受信した右眼用画像データに画像処理を施す。第２プロセッサ４は、右眼用画像データに対し、各画素位置について輝度成分（例えばＹＣｒＣｂのＹ成分）の画素値、およびＲＧＢの各色成分の画素値を算出するとともに、画素欠陥補正、光学補正、色補正、オプティカルブラック減算、ノイズリダクション、ホワイトバランス調整、補間処理等の信号処理を施す。第２プロセッサ４は、第１プロセッサ３の同期信号生成部３１が生成した同期信号に従って動作する。第２プロセッサ４は、ＣＰＵ等の汎用プロセッサや、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ等の特定の機能を実行する各種演算回路等の専用プロセッサを用いて構成される。本実施の形態１では、第２プロセッサ４は、第１プロセッサ３が設けられている筐体とは別体の筐体に設けられるものとして説明する。
次に、ミキサユニット５の構成について説明する。ミキサユニット５は、画像統合部５１と、表示画像生成部５２と、入力部５３と、制御部５４と、記憶部５５と、を備える。
画像統合部５１は、第１プロセッサ３および第２プロセッサ４がそれぞれ生成した二つの画像データを統合して一枚の統合画像データを生成する。画像統合部５１は、生成した統合画像データを表示画像生成部５２に出力する。
図３は、本発明の実施の形態１にかかる内視鏡システムの画像統合部が統合した統合画像の一例を説明する図である。画像統合部５１は、図３に示すように左眼用画像ＷLと右眼用画像ＷRとを並べて配置することによって統合した一枚の統合画像ＷFを生成する。統合画像ＷFは、画素配列の水平ラインを揃えて左眼用画像ＷLと右眼用画像ＷRとを並べるようにしてもよいし（例えば図３を参照）、垂直ラインを揃えて左眼用画像ＷLと右眼用画像ＷRとを並べるようにしてもよい。なお、この左眼用画像ＷLと右眼用画像ＷRは、有効画素領域外のオプティカルブラック領域などの画素値を含んだ画像となっている。
上述したように左眼用画像ＷLと右眼用画像ＷRとを並べるほか、左眼用画像ＷLと右眼用画像ＷRとをラインごとに周期的に配置するようにしてもよい。図４は、本発明の実施の形態１にかかる内視鏡システムの画像統合部が統合した統合画像の他の例を説明する図である。画像統合部５１は、図４に示すように、左眼用画像ＷLにおける水平ラインのライン画像ＤLと、右眼用画像ＷRの水平ラインのライン画像ＤRとを、設定されたシフト量に応じてずらして周期的に配置することによって統合画像ＷF´を生成する。具体的に、画像統合部５１は、左眼用画像ＷLが有する奇数ラインのライン画像ＤLと、右眼用画像ＷRが有する偶数ラインのライン画像ＤRとを、設定されたシフト量に応じてずらして交互に配置する。このような統合画像ＷF´は、ラインバイライン画像ともいわれる。ここでいう水平ラインとは、複数の画素がマトリックス状に配置された撮像素子において、一方の配列方向に沿って配置されている画素が形成するラインに相当する。なお、統合画像ＷF´は、左眼用画像ＷLおよび右眼用画像ＷRを一つのデータに統合できればよいため、シフト量をゼロとして、左眼用画像ＷLのライン画像ＤLと、右眼用画像ＷRのライン画像ＤRとを交互に配置した画像、すなわちライン画像ＤLおよびライン画像ＤRの両端が揃った画像であってもよい。また、画像統合部５１は、水平ラインとは垂直なラインである垂直ラインごとに周期的に配置して、統合画像を生成するようにしてもよい。
表示画像生成部５２は、内視鏡画像の表示領域を含む背景画像に、内視鏡画像に関する文字情報を合成した合成画像を生成する。具体的に、表示画像生成部５２は、記憶部５５を参照して、表示画面を構成する背景画像、例えば黒色の背景に対し、撮像した内視鏡画像に関する文字情報等を重畳して合成する。
表示画像生成部５２は、上述した合成処理が施された合成画像を生成した後、表示装置７で表示可能な態様の信号となるような信号処理を施して、表示用の画像データを生成する。具体的に、表示画像生成部５２は、まず、画像統合部５１から統合画像における左眼用画像および右眼用画像を取得し、左眼用画像および右眼用画像を互いに離れた位置であって、視差を与える位置に配置していわゆるサイドバイサイド画像と呼ばれる視差画像を生成する。その後、表示画像生成部５２は、生成した視差画像を、表示画面を構成する画像に重畳し、この画像を含む画像データに対して圧縮処理等を行って、表示用の画像データを生成する。表示画像生成部５２は、生成した表示用の画像データを表示装置７に送信する。なお、サイドバイサイド画像に限らず、例えば、左眼用画像のラインデータと右眼用画像のラインデータとを、視差を与えるシフト量分ずらして交互に配列させて統合したラインバイライン画像であってもよい。
また、表示画像生成部５２は、入力部５３を介して設定入力された設定に従って、上述した画像処理を施した統合画像に対してズーム処理や、エンハンス処理を施してもよい。具体的に、表示画像生成部５２は、例えば、入力部５３を介して赤色成分を強調する旨の設定がなされている場合、Ｒ成分を強調するエンハンス処理を施す。
画像統合部５１および表示画像生成部５２は、ＣＰＵ等の汎用プロセッサや、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ等の特定の機能を実行する各種演算回路等の専用プロセッサを用いて構成される。
入力部５３は、キーボード、マウス、スイッチ、タッチパネルを用いて実現され、内視鏡システム１の動作を指示する動作指示信号等の各種信号の入力を受け付ける。なお、入力部５３は、操作部２２に設けられたスイッチや、外部のタブレット型のコンピュータ等の可搬型端末を含んでいてもよい。
制御部５４は、撮像部２４４および光源装置６を含む各構成部の駆動制御、および各構成部に対する情報の入出力制御等を行う。制御部５４は、記憶部５５に記憶されている撮像制御のための制御情報データ（例えば、読み出しタイミング等）を、所定の信号線や、第１プロセッサ３または第２プロセッサ４を介して制御信号として撮像部２４４へ送信する。また、制御部５４は、表示画像生成部５２が生成した表示用の画像を表示装置７に表示させる制御を行う。制御部５４は、第１プロセッサ３の同期信号生成部３１が生成した同期信号に従って各部の動作を制御する。制御部５４は、ＣＰＵ等の汎用プロセッサやＡＳＩＣ等の特定の機能を実行する各種演算回路等の専用プロセッサを用いて構成される。
記憶部５５は、内視鏡システム１を動作させるための各種プログラム、および内視鏡システム１の動作に必要な各種パラメータ等を含むデータや、所定の画像処理が施された画像情報と該画像情報に関する文字情報とを重畳した合成画像を生成する合成処理、いわゆるオンスクリーンディスプレイ（ＯＳＤ）処理に関する情報等を記憶する。文字情報は、患者情報、機器情報および検査情報等を示す情報である。また、記憶部５５は、ミキサユニット５の識別情報を記憶する。ここで、識別情報には、ミキサユニット５の固有情報（ＩＤ）、年式およびスペック情報等が含まれる。
また、記憶部５５は、ミキサユニット５の画像取得処理方法を実行するための画像取得処理プログラムを含む各種プログラムを記憶する。各種プログラムは、ハードディスク、フラッシュメモリ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して広く流通させることも可能である。なお、上述した各種プログラムは、通信ネットワークを介してダウンロードすることによって取得することも可能である。ここでいう通信ネットワークは、例えば既存の公衆回線網、ＬＡＮ（Local Area Network）、ＷＡＮ（Wide Area Network）等によって実現されるものであり、有線、無線を問わない。
以上の構成を有する記憶部５５は、各種プログラム等が予めインストールされたＲＯＭ（Read Only Memory）、および各処理の演算パラメータやデータ等を記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）やハードディスク等を用いて実現される。
内視鏡２、第２プロセッサ４およびミキサユニット５は、第１プロセッサ３において同期信号生成部３１が生成した同期信号に従って同期をとっている。すなわち、内視鏡２、第２プロセッサ４およびミキサユニット５は、同期信号生成部３１が生成した同期信号に基づいて動作する。
続いて、光源装置６の構成について説明する。光源装置６は、照明部６１と、照明制御部６２と、を備える。照明部６１は、照明制御部６２の制御のもと、照明光を出射する。照明部６１は、光源６１ａと、光源ドライバ６１ｂと、を有する。
光源６１ａは、白色光を出射するＬＥＤ光源や、一または複数のレンズ等を用いて構成され、ＬＥＤ光源の駆動により光（照明光）を出射する。光源６１ａが発生した照明光は、ライトガイド２４１を経由して先端部２４の先端から被写体に向けて出射される。また、光源６１ａは、ＬＥＤ光源や、レーザー光源、キセノンランプ、ハロゲンランプ等のいずれかを用いて実現される。
光源ドライバ６１ｂは、照明制御部６２の制御のもと、光源６１ａに対して電力を供給することにより、光源６１ａに照明光を出射させる。
照明制御部６２は、制御部５４からの制御信号（調光信号）に基づいて、光源６１ａに供給する電力量を制御するとともに、光源６１ａの駆動タイミングを制御する。
表示装置７は、映像ケーブルを介してミキサユニット５（表示画像生成部５２）から受信した画像データに対応する表示用の画像を表示する。表示装置７は、液晶または有機ＥＬ（Electro Luminescence）等のモニタを用いて構成される。
ユーザは、表示装置７に表示された視差画像を、偏光特性を有する眼鏡を介して観察する。これにより、ユーザは、左眼により左眼用画像を観察し、右眼により右眼用画像を観察することによって、立体画像を観察することができる。
以上説明した本発明の実施の形態１では、内視鏡２、第２プロセッサ４およびミキサユニット５が、第１プロセッサ３において同期信号生成部３１が生成した同期信号に従って同期をとるようにした。これにより、第１プロセッサ３および第２プロセッサ４の処理速度の違いがあったとしても、第１プロセッサ３と第２プロセッサ４との同期をとることができる。本実施の形態１によれば、画像データの容量によらず同期をとることができる。
（実施の形態２）
続いて、本発明の実施の形態２について、図５を参照して説明する。本実施の形態２では、上述した内視鏡システム１の構成に対し、ミキサユニットに同期信号生成部をさらに設ける。図５は、本発明の実施の形態２にかかる内視鏡システムの概略構成を示すブロック図である。以下、上述した実施の形態１とは異なる構成について説明する。
図５に示す内視鏡システム１Ａは、上述した内視鏡２、第１プロセッサ３、第２プロセッサ４、光源装置６および表示装置７と、内視鏡２が撮像した画像データに所定の信号処理を施すとともに、内視鏡システム１Ａ全体の動作を統括的に制御するミキサユニット５Ａと、ミキサユニット５Ａにより生成された情報を記録する記録装置８と、を備える。記録装置８は、ミキサユニット５Ａから取得した情報を記録する。記録装置８は、ハードディスク、フラッシュメモリ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体を用いて構成される。
ミキサユニット５Ａは、上述した画像統合部５１、表示画像生成部５２、入力部５３、制御部５４、および記憶部５５に加え、記録情報生成部５６と、同期信号生成部５７とをさらに備える。
記録情報生成部５６は、画像統合部５１が生成した統合画像データを取得して、記録装置８に記録させたり、記録装置８に記録されている情報を取得して、表示画像生成部５２に出力したりする。
同期信号生成部５７は、ミキサユニット５Ａの動作の基準となるクロック信号（同期信号）を生成する。ここで、同期信号生成部５７が生成する同期信号は、水平同期信号と垂直同期信号とを含む。
内視鏡システム１Ａでは、内視鏡２により取得された画像データを、第１プロセッサ３および第２プロセッサ４を介して受信して、表示用の画像データを生成し、表示装置７に表示するほか、記録装置８に記録されている情報、例えば統合画像データを読み出して、表示画像生成部５２が表示用の画像データを生成し、表示装置７に表示することがある。
記録装置８に記録されている情報を用いて表示装置７に表示する画像データを生成する場合、ミキサユニット５Ａには、第１プロセッサ３が接続されていなくても、画像データを取得することが可能である。一方で、ミキサユニット５Ａが第１プロセッサ３と接続されていないと、同期信号生成部３１で生成された同期信号を受信することができず、同期信号生成部３１により生成された同期信号によって装置間の同期をとることができない。この場合、制御部５４は、同期信号生成部５７により生成された同期信号によって、表示装置７との間の同期をとる。これにより、第１プロセッサ３が接続されていない場合であっても、ミキサユニット５Ａにおいて同期をとることができる。
内視鏡システム１Ａにおいて、制御部５４は、例えば、第１プロセッサ３から、予め設定された期間が経過しても信号が入力されない場合に、第１プロセッサ３とは接続していないと判断して、同期信号生成部５７が生成した同期信号を用いるように制御する。このほか、入力部５３が受け付けた指示入力によって、同期信号生成部３１、５７を選択するようにしてもよいし、第１プロセッサ３とミキサユニット５Ａとの接続部分において、第１プロセッサ３とミキサユニット５Ａとの接続を検知するようにしてもよい。例えば、第１プロセッサ３に接続ピンを設け、ミキサユニット５Ａに、この接続ピンにより押下される接続検知用スイッチを設け、ミキサユニット５Ａが、接続ピンによるスイッチの押下の有無により第１プロセッサ３の接続を認識することができる。
以上説明した本実施の形態２では、第１プロセッサ３が有する同期信号生成部３１と、ミキサユニット５Ａが有する同期信号生成部５７とによって同期信号が生成されるようにした。これにより、第１プロセッサ３がミキサユニット５Ａに接続されていない場合であっても、ミキサユニット５Ａが、同期信号生成部５７により生成された同期信号をもとに、表示装置７と同期をとって表示画像を表示させることができる。
上述した実施の形態１、２では、左眼用撮像素子により得られる左眼用画像、および右眼用撮像素子により得られる右眼用画像が、共通の被写体が写った画像であって、被写体像の取得エリアが一部で異なる画像であり、かつ視差を有する画像であるものとして説明したが、例えば、同一の視野を有する画像であって、照明光の波長帯域が異なる画像や、異なる特性を有するフィルタを通過した光に基づく画像であってもよい。このように、本実施の形態１、２にかかる内視鏡システム１、１Ａは、被写体像の特性の少なくとも一部が互いに異なる複数の画像データを処理する構成において、処理装置の回路規模を小さくすることが可能である。また、例えば、双眼型のカプセル型内視鏡が撮像した、異なる被写体が写った異なる視野の画像、すなわち被写体像の取得エリアが全部異なる場合を含む画像の信号処理を行う場合でも、カプセル型内視鏡から受信した画像データの処理を行う処理装置の回路規模を小さくすることが可能である。
上述した実施の形態１、２において、第１プロセッサ３に、制御部５４のような内視鏡システム１、１Ａ全体の制御を行う制御部を設けてもよい。また、上述した実施の形態１、２では、第１プロセッサ３により同期信号を生成して、第２プロセッサ４と同期をとるものとして説明したが、第２プロセッサ４に同期信号生成部を設けて、第２プロセッサ４において生成された同期信号によって第１プロセッサ３の同期をとるようにしてもよい。
また、上述した実施の形態１、２において、内視鏡２と、第１プロセッサ３および第２プロセッサ４との間、第１プロセッサ３および第２プロセッサ４と、ミキサユニット５、５Ａとの間の情報の送受信は、信号線を用いた伝送であってもよいし、無線通信によるものであってもよいし、光信号により伝送するものであってもよい。
また、上述した実施の形態１、２では、光源装置６からＲＧＢの各色成分を含む白色の照明光が出射され、撮像素子が照明光による反射光を受光する同時式の照明／撮像方式であるものとして説明したが、例えば、光源装置６が、各色成分の光を個別に順次出射して、撮像素子が、各色成分の光をそれぞれ受光する面順次式の照明／撮像方式であってもよい。
また、上述した実施の形態１、２では、左眼用光学系２４３ａおよび右眼用光学系２４３ｂからの光をそれぞれ受光する二つの撮像素子によって構成されているものとして説明したが、一つの撮像素子を用いて、左眼用光学系２４３ａからの光を受光する左眼用画像生成領域と、右眼用光学系２４３ｂからの光を受光する右眼用画像生成領域とに分けて受光するようにしてもよい。この場合、左眼用画像生成領域で受光した光に基づく信号が、第１プロセッサ３に出力され、右眼用画像生成領域で受光した光に基づく信号が、第２プロセッサ４に出力される。
また、上述した実施の形態１、２において、第１プロセッサ３と、第２プロセッサ４とは、互いに別体の筐体に設けられるものであってもよいし、同じ筐体に設けられるものであってもよい。
また、上述した実施の形態１、２において、表示画像生成部５２が、制御部５４の制御のもと、上述した視差画像等の三次元画像を生成するモードと、統合画像データに含まれる左眼用画像および右眼用画像のうちの一方を用いて二次元画像を生成するモードとのいずれか設定されたモードに応じて、統合画像データをもとに、表示用の画像データを生成するようにしてもよい。
また、上述した実施の形態１、２では、光源装置６が内視鏡２とは別体で構成されているものとして説明したが、例えば、内視鏡２の先端に半導体光源を設ける等、光源装置を内視鏡２に設けた構成であってもよい。
また、上述した実施の形態１、２では、光源装置６が、ミキサユニット５、５Ａとは別体であるものとして説明したが、光源装置６およびミキサユニット５、５Ａが一体であってもよい。また、光源６１ａが先端部２４の先端に設けられているものであってもよい。
また、上述した実施の形態では、観察対象が被検体内の生体組織等である軟性の内視鏡２を用いた内視鏡システム１、１Ａであるものとして説明したが、硬性の内視鏡や、材料の特性を観測する工業用の内視鏡、カプセル型の内視鏡、ファイバースコープ、光学視管等の光学内視鏡の接眼部にカメラヘッドを接続したものを用いた内視鏡システムであっても適用できる。
以上のように、本発明にかかる内視鏡システムおよび処理装置は、画像データの容量によらず同期をとるのに有用である。
１、１Ａ 内視鏡システム
２ 内視鏡
３ 第１プロセッサ
４ 第２プロセッサ
５、５Ａ ミキサユニット
６ 光源装置
７ 表示装置
８ 記録装置
２１ 挿入部
２２ 操作部
２３ ケーブル部
２４ 先端部
２５ 湾曲部
２６ 可撓管部
３１、５７ 同期信号生成部
５１ 画像統合部
５２ 表示画像生成部
５３ 入力部
５４ 制御部
５５ 記憶部
５６ 記録情報生成部
６１ 照明部
６２ 照明制御部
２４３ａ 左眼用光学系
２４３ｂ 右眼用光学系
２４４ 撮像部
２４４−１ａ 左眼用撮像素子
２４４−１ｂ 右眼用撮像素子
２４４−２ａ 左眼用信号処理部
２４４−２ｂ 右眼用信号処理部

Claims (3)

  1. 被写体像の取得エリアの少なくとも一部が互いに異なる二つの画像データ、または共通の被写体に対して視差を有する二つの画像データのうちの一方の画像データに対して所定の画像処理を施して出力する第１プロセッサと、
    前記二つの画像データのうちの他方の画像データに対して所定の画像処理を施して出力する第２プロセッサと、
    前記第１プロセッサおよび前記第２プロセッサが設けられている筐体とは別体の筐体に設けられ、前記第１プロセッサおよび前記第２プロセッサから出力された二つの画像データをもとに、表示装置に表示させる表示画像データを生成する表示画像生成部と、
    前記第１プロセッサおよび前記第２プロセッサから出力された二つの画像データに基づく画像データを記録する記録装置と、
    前記第１プロセッサまたは前記第２プロセッサが設けられている筐体に設けられ、前記第１プロセッサ、前記第２プロセッサおよび前記表示画像生成部の同期をとるための同期信号を生成する第１の同期信号生成部と、
    前記表示画像生成部が設けられている筐体に設けられ、少なくとも前記表示画像生成部と前記記録装置との間の同期をとるための同期信号を生成する第２の同期信号生成部と、
    前記第１の同期信号生成部および前記第２の同期信号生成部がそれぞれ生成した同期信号のうちの一方を選択し、前記表示画像生成部と前記記録装置との間の同期をとるための制御を行う制御部と、
    を備えることを特徴とする内視鏡システム。
  2. 前記第１の同期信号生成部が設けられている筐体と、前記表示画像生成部が設けられている筐体とが電気的に接続される場合、前記制御部は、前記第１の同期信号生成部が生成した同期信号を選択する
    ことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡システム。
  3. 前記第１の同期信号生成部が設けられている筐体と、前記表示画像生成部が設けられている筐体とが電気的に接続されていない場合、前記制御部は、前記第２の同期信号生成部が生成した同期信号を選択する
    ことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡システム。
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