[发明专利]立体图像拍摄装置和内窥镜

说明书

技术领域

本发明涉及立体图像拍摄装置和内窥镜，其能够生成超出由摄像元件取得的二维亮度图像中所得的信息之外的表面凹凸信息和高清晰度图像。 

背景技术

在对于由粘膜覆盖的生物体的脏器的壁表面照射照明光而进行摄像的内窥镜的领域，为了观察脏器的壁表面的微细的凹凸，重要的是提取有关被摄物体的纵深的信息。另外，在手术用的内窥镜的领域，想要立体地把握手术情景这样的课题存在。因此，历来都在开发立体内窥镜的技术。就立体内窥镜而言，通常为了取得从不同的位置观看被摄物体的多个视点图像，而采用透镜和摄像元件各自需要两组的“双透镜系统”。根据双透镜系统，能够从相同的被摄物体，同时取得有视差的多个视点图像(例如左眼图像和右眼图像)，因此可以从多个视点图像得到关于被摄物体的立体形状的信息。但是，在双透镜系统中，难以使两个摄像元件的特性完全一致这样的缺点存在。因此，例如专利文献1所公开的，为了取得多个视点图像，而透镜和摄像元件分别只使用一个的“单眼系统”的技术受到注目。 

图22(a)、(b)表示现有的立体内窥镜的构成。图22(a)是模式化地表示该立体内窥镜的整体构成的图，图22(b)是从上方观看其一部分的模式化的剖面图。 

如图22(a)所示，该现有技术的内窥镜，除了具有使用透镜1307和CCD1308的通常彩色图像摄像系统以外，还具有用于取得多个视点图像的摄像系统(视差摄像系统)。在视差摄像系统中，在光学成像部1301和摄像部1303之间配置有光通过部1302。就光通过部1302而言，如图22(b)所示，具有左右配置的两个孔径1304a、1304b，透过各个孔径的 光生成多个视点图像。通常，通过交替开闭孔径1304a、1304b来得到左右的多视点图像，但在本技术中，将来自两个孔径1304a、1304b的光以图像处理的方式分离，而使两种图像的时间差消除。为此，在孔径1304a上附加具有垂直方向的偏振光透射轴的偏振滤光镜，在孔径1304b上附加具有水平方向的偏振光透射轴的偏振滤光镜。 

就摄像部1303而言，组合使用偏振马赛克滤镜1305和摄像元件1306。偏振马赛克滤镜1305具有的构成是，在垂直方向上具有偏振光透射轴的偏振滤光镜1305a和在水平方向上具有偏振光透射轴的偏振滤光镜1305b，被在空间上交替分布。来自左右两处孔径1304a、1304b的光，经由偏振薄膜而成为偏振方向正交的光。因此，透过孔径1304a、1304b的光(偏振光)，分别入射偏振马赛克滤镜1305之中的具有对应的偏振光透射轴的部分。如此，基于由偏振滤光镜1305a覆盖的像素的信号和由偏振滤光镜1305b覆盖的像素的信号，能够检测出透过孔径1304a、1304b的光的亮度，能够得到两种多视点图像。 

先行技术文献 

专利文献 

专利文献1：特开2001-16611号公报 

专利文献2：特开平11-313242号公报 

专利文献3：美国专利申请公开第2009/0079982号说明书 

非专利文献 

非专利文献1：Nicolas Lefaudeux et al.：“Compact and robust linear Stokes polarization camera”，Proc.SPIE，Vol.6972，69720B，Polarization：Measurement，Analysis，and Remote Sensing VIII(2008)； 

非专利文献2：Paul Green et al.：“Multi-Aperture Photography”，ACM Transactions on Graphics，Vol.26，No.3，Article68，July2008； 

但是，在现有的技术中，存在以下的课题。即，在光通过部，因为左右的孔径以外的部分有遮光部，所以无法有效地使用光量，而使所得到的图像的感光度差这样的课题存在。在对于没有照明光的黑暗的体腔内以彩色且深度达到很深的方式进行摄像的内窥镜的领域，光量少是致命的。因此，对孔径部以外进行遮光的现有的单眼立体内窥镜，难以变成实用的技 术。 

发明内容

本发明的主要目的在于，提供一种能够取得关于被摄物体的表面凹凸的三维信息的实用性的立体图像拍摄装置和内窥镜。