[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

内窥镜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拍摄。在这样的内窥镜的领域中，为了观察脏器的壁表面的微细的凹凸，重要的是提取关于被摄物体的深度的信息。另外，在手术用的内窥镜的领域中，还有立体性地把握手术情景这一课题。因此，历来，立体内窥镜的技术得到开发。立体内窥镜通常采用“双眼透镜系统”，其为了取得从不同的位置观看被摄物体的多个视点图像就使透镜和摄像元件各自需要两组。根据双眼透镜系统，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，在双眼透镜系统中，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，分别只使用1个透镜和摄像元件的“单眼系统”的技术受到注目。

图16(a)，(b)表示现有的立体内窥镜的构成。图16(a)是模式化地表示该立体内窥镜的整体构成的图，图16(b)是从上方观看其一部分的模式化的剖面图。

如图16(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。光通过部1302如图16(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。通常通过交替地使孔径1304a、1304b开闭来得到左右的多视点图像，不过在本技术中，通过图像处理分离来自两个孔径1304a、1304b的光，以消除两种图像的时间差。为此，在孔径1304a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附加具有水平方向的偏振光透射轴的偏振滤光镜。

摄像部1303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空间性地交替分布。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直交的光。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，基于偏振滤光镜1305a所覆盖的像素的信号和偏振滤光镜1305b所覆盖的像素的信号，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)；

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，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而且至很深的深度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还难以变成实用的技术。

发明内容

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