[發(fā)明專利]攝像裝置、內(nèi)窺鏡裝置以及攝像方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201580080578.5
• 申請(qǐng)日: 2015-06-03
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107636532A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-01-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 今出慎一
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 奧林巴斯株式會(huì)社
• 主分類號(hào): G03B35/08
• 分類號(hào): G03B35/08;A61B1/00;G01C3/00;G02B23/24;G02B23/26;G03B35/24
• 代理公司: 北京三友知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11127
• 代理人: 李輝,于靖帥

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及攝像裝置、內(nèi)窺鏡裝置以及攝像方法等。

背景技術(shù)

以往，公知有光學(xué)測(cè)量三維形狀的技術(shù)。例如，提出了基于左右雙眼的立體視的立體攝像方式、基于正弦圖案等的圖案照明的相移方式、基于反射光的時(shí)間測(cè)定的TOF(Time of Flight：飛行時(shí)間)方式等各種方式。

立體攝像方式只要是使攝像系統(tǒng)為立體光學(xué)系統(tǒng)的簡(jiǎn)單的機(jī)構(gòu)即可，由于不需要特殊的照明機(jī)構(gòu)和照明控制、高度的信號(hào)處理，因此考慮到現(xiàn)今的攝像系統(tǒng)的小型化技術(shù)的進(jìn)步，適合小空間內(nèi)的安裝。例如，存在朝向內(nèi)窺鏡裝置的前端部的安裝和小型機(jī)器人的視覺(jué)傳感器等大量需求。它們多是不僅期望高精度的測(cè)量功能，同時(shí)也期望高畫(huà)質(zhì)的正常觀察功能，為了確保分辨率，采取了將視差圖像成像于共同的攝像元件的形式而不是使用左右單獨(dú)的攝像元件。在立體攝像方式中，基本在于根據(jù)左右圖像的視差量來(lái)求取與被攝體的距離，因此如果無(wú)法將成像于共同的攝像元件的左右圖像分離，則無(wú)法檢測(cè)視差量，從而無(wú)法求取距離信息。

作為分離左右圖像的方法，例如在專利文獻(xiàn)1中公開(kāi)了以下的方法：利用機(jī)械快門而在時(shí)間上切換左右的成像光路，以時(shí)分的方式取得左右的圖像。或者，在專利文獻(xiàn)2中公開(kāi)了以下的方法：將RG濾鏡插入到單一的成像光路的左半部分，將GB濾鏡插入到右半部分，按照攝像圖像的R圖像和B圖像而將左右圖像分離。并且，在專利文獻(xiàn)2中，在正常觀察的情況下，使RG濾鏡和GB濾鏡從成像光路避開(kāi)而取得觀察圖像。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開(kāi)2010-128354號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：日本特開(kāi)2013-3159號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明要解決的課題

然而，在上述那樣的立體攝像方式中，存在攝像系統(tǒng)或者被攝體的移動(dòng)會(huì)帶來(lái)不良影響這樣的課題。例如在專利文獻(xiàn)1中由于以時(shí)分的方式來(lái)拍攝右圖像和左圖像，因此在攝像系統(tǒng)或者被攝體移動(dòng)了的情況下，檢測(cè)到包含該抖動(dòng)在內(nèi)的相位差，難以從該相位差中將抖動(dòng)與真的相位差分離，因此產(chǎn)生測(cè)量誤差。或者，在專利文獻(xiàn)2中切換觀察圖像的攝影和視差圖像的攝影，但可以認(rèn)為是假定自動(dòng)對(duì)焦，沒(méi)有假定高速的切換。在三維形狀測(cè)量中，如果想要使觀察圖像和視差圖像一致，則需要高速的切換，但在專利文獻(xiàn)2的結(jié)構(gòu)中具有兩個(gè)可動(dòng)部，因此存在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)變大、故障的概率變高等問(wèn)題。

例如，在內(nèi)窺鏡裝置等的照相機(jī)和被攝體沒(méi)有被固定的用途中，上述那樣的攝像系統(tǒng)與被攝體的相對(duì)的抖動(dòng)容易成為問(wèn)題。并且，通過(guò)增強(qiáng)應(yīng)對(duì)移動(dòng)的能力，有可能能夠?qū)崿F(xiàn)在一邊移動(dòng)照相機(jī)一邊進(jìn)行形狀測(cè)量等以往來(lái)說(shuō)較困難的測(cè)量。

根據(jù)本發(fā)明的幾個(gè)方式，能夠提供實(shí)現(xiàn)抑制了攝像系統(tǒng)或者被攝體的移動(dòng)的影響的立體測(cè)量和觀察圖像的攝影的攝像裝置、內(nèi)窺鏡裝置以及攝像方法等。

用于解決課題的手段

本發(fā)明的一個(gè)方式涉及攝像裝置，該攝像裝置包含：攝像元件；成像光學(xué)系統(tǒng)，其將被攝體成像于所述攝像元件；固定掩模，其具有分割所述成像光學(xué)系統(tǒng)的光瞳的第一開(kāi)口～第三開(kāi)口、使第一波段通過(guò)的第一濾鏡和使與所述第一波段不同的第二波段通過(guò)的第二濾鏡；以及可動(dòng)掩模，其具有遮光部和對(duì)應(yīng)于所述第一開(kāi)口～所述第三開(kāi)口而設(shè)置于所述遮光部的第四開(kāi)口～第六開(kāi)口，該可動(dòng)掩模相對(duì)于所述成像光學(xué)系統(tǒng)可動(dòng)，所述第一濾鏡設(shè)置于所述第一開(kāi)口，所述第二濾鏡設(shè)置于所述第二開(kāi)口，所述第三開(kāi)口設(shè)置在所述成像光學(xué)系統(tǒng)的光軸上。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方式，通過(guò)可動(dòng)掩模構(gòu)成為相對(duì)于成像光學(xué)系統(tǒng)可動(dòng)，能夠借助該可動(dòng)掩模的位置的切換來(lái)實(shí)現(xiàn)立體測(cè)量和觀察圖像的攝影。此時(shí)，例如能夠使用兩個(gè)光路進(jìn)行非時(shí)分的立體攝影，能夠通過(guò)使作為可動(dòng)部的可動(dòng)掩模為一個(gè)等而抑制攝像系統(tǒng)或者被攝體的移動(dòng)的影響。

并且，本發(fā)明的另一方式涉及攝像裝置，該攝像裝置包含：攝像元件；成像光學(xué)系統(tǒng)，其將被攝體成像于所述攝像元件；固定掩模，其具有分割所述成像光學(xué)系統(tǒng)的光瞳的第一開(kāi)口～第三開(kāi)口、使第一波段通過(guò)的第一濾鏡以及使與所述第一波段不同的第二波段通過(guò)的第二濾鏡；以及可動(dòng)掩模，其具有遮光部、對(duì)應(yīng)于所述第一開(kāi)口、所述第三開(kāi)口而設(shè)置于所述遮光部的第四開(kāi)口和對(duì)應(yīng)于所述第二開(kāi)口而設(shè)置于所述遮光部的第五開(kāi)口，該可動(dòng)掩模相對(duì)于所述成像光學(xué)系統(tǒng)可動(dòng)，所述第一濾鏡設(shè)置于所述第一開(kāi)口，所述第二濾鏡設(shè)置于所述第二開(kāi)口，所述第三開(kāi)口設(shè)置在所述成像光學(xué)系統(tǒng)的光軸上。