立体视觉内窥镜装置制造方法及图纸

实时生成被摄体的立体图像的动态图像。提供一种立体视觉内窥镜装置(1)，其具有：单一的物镜(5)，其会聚来自被摄体的光并成像；光分割部(13)，其分割被该物镜(5)会聚的光；摄像元件(6、7)，其在分割后的各光的成像位置上对被摄体的光学像进行拍摄；对焦位置调节部(11、12)，其对分割后的各光赋予彼此不同的光路长度；运算部(14)，其根据由摄像元件(6、7)取得的二维图像运算被摄体的各位置与物镜(5)之间的物体距离；以及视差图像生成部(15)，其使用所运算出的物体距离，生成从多个视点观察被摄体而得到的多个视点图像。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】立体视觉内窥镜装置
本专利技术涉及立体视觉内窥镜装置。
技术介绍
当前已知如下的相机，通过在光轴方向上驱动单一的物镜而在不同的对焦位置上对被摄体进行多次拍摄，使用得到的多个图像运算从物镜到被摄体的距离分布信息，使用计算出的距离分布信息生成被摄体的视差图像(例如，参照专利文献1)。视差图像是从对应于观察者的右眼和左眼的2个视点观察被摄体而得到的一对视点图像。能够根据视差图像构建被摄体的立体图像。根据专利文献1，能够使用单一的物镜生成这样的一对图像，因而相比具有对应于右眼和左眼的2个物镜的相机而言结构为小型，非常适用于内窥镜。现有技术文献专利文献专利文献1日本特开平5-7373号公报
技术实现思路
专利技术欲解决的课题然而，在专利文献1的情况下，为了取得视差图像，必须在驱动物镜的同时对被摄体多次拍摄，因而需要较长的时间。因此，具有难以实时地将被摄体的立体图像作为动态图像进行观察的问题。本专利技术就是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种能够实时生成被摄体的立体图像的动态图像的立体视觉内窥镜装置。用于解决课题的手段为了达成上述目的，本专利技术提供以下的手段。本专利技术提供一种立体视觉内窥镜装置，其具有：单一的物镜，其会聚来自被摄体的光并成像；光分割部，其将被该物镜会聚的光分割为2部分以上的光；摄像元件，其配置于被该光分割部分割后的各光的成像位置上，对所述被摄体的光学像进行拍摄；对焦位置调节部，其对被所述光分割部分割后的2部分以上的光赋予彼此不同的光路长度；运算部，其根据由所述摄像元件取得的2个以上的所述被摄体的二维图像，运算所述被摄体的各位置与所述物镜之间的物体距离；以及视差图像生成部，其使用由该运算部运算出的所述物体距离，生成从多个视点观察所述被摄体而得到的多个视点图像。根据本专利技术，在由物镜会聚的来自被摄体的光被光分割部分割为2部分以上之后，通过对焦位置调节部被赋予彼此不同的光路长度，然后通过摄像元件分别进行拍摄。因此，由摄像元件取得的二维图像成为在不同的对焦位置拍摄同一视野而得到的图像。通过运算部根据这种对焦位置不同的多个二维图像运算被摄体的物体距离的分布，视差图像生成部根据所计算出的物体距离的分布通过运算来生成多个视点图像。这种情况下，作为视差图像的基础的多个视点图像是同时拍摄到的，能够以足够短的间隔生成视差图像。由此，能够实时生成被摄体的立体图像的动态图像。在上述专利技术中，所述视差图像生成部也可以将所述多个视点的间隔设定为小于所述物镜的直径的距离。在根据使用单一物镜拍摄到的多个二维图像通过运算生成视差图像的情况下，能够不依赖于物镜的直径而设定视点间的距离(基线长度)。根据视差图像构建的立体图像的基线长度越长则越强调纵深感。因此，能够通过立体图像再现在使用2个物镜取得2个视点图像的结构中无法再现的被摄体的纵深感。在上述专利技术中，也可以是，具有显示部，该显示部根据由所述视差图像生成部生成的所述多个视点图像构建并显示立体图像，所述视差图像生成部生成如下的视差图像，即在所述物体距离与显示于所述显示部的立体图像上再现的纵深方向上的距离之间，具有大致线性关系。由此，能够在立体图像上准确再现被摄体具有的纵深方向的距离。因此，观察者能够根据立体图像准确把握被摄体的纵深方向的位置。在上述专利技术中，也可以是，具有显示部，该显示部根据由所述视差图像生成部生成的所述多个视点图像构建并显示立体图像，所述视差图像生成部生成如下的视差图像，即在所述物体距离与显示于所述显示部的立体图像上再现的纵深方向上的再现距离之间，具有所述再现距离的变化相对于所述物体距离的变化而向上凸出的非线性的关系。由此，能够在立体图像上压缩并再现被摄体具有纵深方向的距离。因此，在通过立体图像观察具有纵深的被摄体的情况下，能够降低立体图像赋予给观察者的眼部疲劳感。在上述专利技术中，也可以是，所述视差图像生成部将所述多个视点的间隔设定为5mm以下。由此，在被拍摄的被摄体较小的情况下，能够使在立体图像上再现的被摄体的纵深感适度。在上述专利技术中，也可以是，所述视差图像生成部将所述多个视点的间隔设定为多个距离，生成多个视差图像。由此，能够针对同一个被摄体观察纵深感不同的多个立体图像。在上述专利技术中，也可以是，所述光分割部使分割后的2部分以上的光彼此大致平行地输出，所述摄像元件的摄像面被分割为2个以上的区域，在各个区域分别对从所述光分割部输出的所述2部分以上的光进行拍摄。由此，能够使摄像元件共通化，进一步简化结构。在上述专利技术中，也可以是，所述对焦位置调节部具有2个棱镜，该2个棱镜彼此接合，其接合面被配置成与所述物镜的光轴交叉，所述光分割部具有分束器，该分束器设置于所述接合面上，使从所述物镜入射到一个所述棱镜的光中的一部分光向另一个所述棱镜透射，使另一部分光向与所述光轴交叉的方向偏转。由此，能够使光分割部和对焦位置调节部形成为一体的结构，能够简化结构。在上述专利技术中，所述光分割部也可以具有小于所述摄像元件的外径尺寸的外径尺寸。由此，能够实现更小型的结构。在上述专利技术中，也可以是，所述视差图像生成部生成如下的视差图像，即从各视点观察所述被摄体的假想视线的交叉位置配置于被所述摄像元件拍摄的2部分以上的光的对焦位置彼此之间。由此，能够在图像的中心观察距离处获得接近对焦位置的图像，提供鲜锐度较高的图像。在上述专利技术中，也可以是，所述摄像元件具有成像状态检测部，该成像状态检测部通过相位差方式检测要拍摄的所述光的成像状态。由此，能够通过简单的结构检测由摄像元件拍摄的光的成像状态。专利技术的效果根据本专利技术，具有能够实时生成被摄体的立体图像的动态图像的效果。附图说明图1是本专利技术的一个实施方式的立体视觉内窥镜装置的整体结构图。图2是图1的立体视觉内窥镜装置所具有的物镜和棱镜型分束器的放大图。图3是说明图1的视差图像生成部为了生成视差图像而设定的各种参数的图。图4A是表示基线长度为5mm时的物体距离与再现距离之间的关系的曲线图。图4B是表示基线长度为3mm时的物体距离与再现距离之间的关系的曲线图。图4C是基线长度为1mm时的物体距离与再现距离之间的关系的曲线图。图5是表示图1的立体视觉内窥镜装置的变形例的局部结构图。图6是表示图1的立体视觉内窥镜装置的另一个变形例的局部结构图。图7是表示图1的立体视觉内窥镜装置的另一个变形例的局部结构图。图8是表示图1的立体视觉内窥镜装置的另一个变形例的局部结构图。图9是表示图1的立体视觉内窥镜装置的另一个变形例的局部结构图。图10是表示图1的立体视觉内窥镜装置的另一个变形例的局部结构图。具体实施方式以下，参照附图说明本专利技术的一个实施方式的立体视觉内窥镜装置1。本实施方式的立体视觉内窥镜装置1如图1所示，具有：内窥镜主体(以下，也称作主体)2，其在不同的对焦位置上对被摄体进行拍摄并取得2个二维图像；图像处理单元3，其从该主体2接受2个二维图像，并根据这些二维图像生成视差图像；以及立体图像显示部(显示部)4，其根据由该图像处理单元3生成的视差图像构建并显示立体图像。主体2具有：单一的物镜5，其会聚来自被摄体的光并形成被摄体的光学像；2个如CCD这样的摄像元件6、7，其对通过该物镜5形成的光学像进行拍摄；二维图像生成部8、9，其根据通过这些摄像元件6、7得到的图像信息生成二维图像；以及棱镜型本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种立体视觉内窥镜装置，其具有：单一的物镜，其会聚来自被摄体的光而成像；光分割部，其将被该物镜会聚的光分割为2部分以上的光；摄像元件，其配置于被该光分割部分割后的各光的成像位置上，对所述被摄体的光学像进行拍摄；对焦位置调节部，其对被所述光分割部分割后的2部分以上的光赋予彼此不同的光路长度；运算部，其根据由所述摄像元件取得的2个以上的所述被摄体的二维图像，运算所述被摄体的各位置与所述物镜之间的物体距离；以及视差图像生成部，其使用由该运算部运算出的所述物体距离，生成从多个视点观察所述被摄体而得到的多个视点图像。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.05.24 JP 2012-1187541.一种立体视觉内窥镜装置，其具有：单一的物镜，其会聚来自被摄体的光而成像；光分割部，其将被该物镜会聚的光分割为2部分以上的光；摄像元件，其配置于被该光分割部分割后的具有彼此不同的光路长度的各光的成像位置上，对所述被摄体的光学像进行拍摄；对焦位置调节部，其对被所述光分割部分割后的2部分以上的光赋予彼此不同的光路长度；运算部，其根据由所述摄像元件取得的2个以上的所述被摄体的二维图像，运算所述被摄体的各位置与所述物镜之间的物体距离；以及视差图像生成部，其使用由该运算部运算出的所述物体距离，生成从多个视点观察所述被摄体而得到的多个视点图像。2.根据权利要求1所述的立体视觉内窥镜装置，其中，所述视差图像生成部将所述多个视点的间隔设定为小于所述物镜的直径的距离。3.根据权利要求1或2所述的立体视觉内窥镜装置，其中，所述立体视觉内窥镜装置具有显示部，该显示部根据由所述视差图像生成部生成的所述多个视点图像构建并显示立体图像，所述视差图像生成部生成如下的视差图像，即在所述物体距离与显示于所述显示部的立体图像上再现的纵深方向上的再现距离之间，具有大致线性关系。4.根据权利要求1或2所述的立体视觉内窥镜装置，其中，所述立体视觉内窥镜装置具有显示部，该显示部根据由所述视差图像生成部生成的所述多个视点图像构建并显示立体图像，所述视差图像生成部生成如下的视差图像，即在所述物体距离与显示于所述显示部的立体图像上再现的纵...

【专利技术属性】
技术研发人员：池田浩，
申请(专利权)人：奥林巴斯株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP