[發明專利]攝像裝置、內窺鏡裝置以及攝像方法

在審

• 申請號: 201580084899.2
• 申請日: 2015-12-01
• 公開（公告）號: CN108289592A
• 公開（公告）日: 2018-07-17
• 發明（設計）人: 今出慎一
• 申請（專利權）人: 奧林巴斯株式會社
• 主分類號: A61B1/00
• 分類號: A61B1/00;G02B23/24
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 黃綸偉;于英慧

攝像裝置包含攝像元件(40)、使被攝體成像于攝像元件(40)的光學系統(15)、以及相位差檢測部(330)。光學系統(15)對通過一個光瞳使被攝體成像的第一狀態和通過兩個光瞳使被攝體成像的第二狀態進行切換。相位差檢測部(330)根據在第一狀態下利用攝像元件拍攝到的第一攝像圖像而生成偽相位差圖像，進行在第二狀態下利用攝像元件拍攝到的第二攝像圖像與偽相位差圖像之間的匹配處理，檢測基于兩個光瞳中的一個光瞳的成像與基于另一個光瞳的成像之間的相位差。

技術領域

本發明涉及攝像裝置、內窺鏡裝置以及攝像方法等。

背景技術

以往，公知有光學計測三維形狀的技術。例如，提出了基于左右兩眼的立體視覺的立體攝像方式、基于正弦圖案等的圖案照明的相位移位方式、基于反射光的時間測定的TOF(Time of Flight：飛行時間)方式等各種方式。

立體攝像方式由于利用僅使攝像系統為立體光學系統的簡單的機構即可，而不需要特別的照明機構和照明控制、高級的信號處理，因此若考慮目前的攝像系統的小型化技術的進步，則面向小空間內的安裝。例如，存在向內窺鏡裝置的前端部的安裝和小型機器人的視覺傳感器等多種需求。這些大多不僅要求高精度的計測功能也同時要求高畫質的通常觀察功能，為了確保分辨率，采取不使用左右各自的攝像元件而是將視差圖像成像于共用的攝像元件的形式。在立體攝像方式中，由于根據左右圖像的視差量來求出到被攝體的距離是基本的，因此若無法分離成像于共用的攝像元件的左右圖像，則無法檢測視差量，從而無法求出距離信息。

作為分離左右圖像的方法，例如在專利文獻1中公開了如下的方法：通過機械快門來時間上切換左右的成像光路從而分離獲取左右的圖像。在該方法中，作為照明，例如可以使用白色光。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2014-28008號公報

發明內容

發明要解決的課題

在像專利文獻1那樣通過時間分割來分離獲取左右的圖像的方法中，左右的任何一個圖像均可以用作觀察用圖像。然而，雖然用于立體計測的左右圖像的分離性優異，但在攝像系統或被攝體運動的情況下，會在時間上產生攝像時刻的偏差，從而無法檢測用于立體計測的準確的視差量。

另一方面，在立體計測中，作為利用白色光同時獲取左右的圖像的方法，考慮了使左右的圖像成像于將攝像傳感器左右分割后的各自的區域的方法。然而，在將左右圖像中的任意圖像用作觀察用圖像的情況下，由于成像于攝像元件的一半，因此圖像的分辨率降低。

根據本發明的幾個方式，能夠提供能夠拍攝高分辨率的圖像并且能夠進行立體計測的攝像裝置、內窺鏡裝置以及攝像方法等。

用于解決課題的手段

本實施方式的一個方式涉及攝像裝置，該攝像裝置包含：攝像元件；光學系統，其使被攝體成像于所述攝像元件；以及相位差檢測部，所述光學系統對通過一個光瞳使所述被攝體成像的第一狀態和通過兩個光瞳使所述被攝體成像的第二狀態進行切換，所述相位差檢測部根據在所述第一狀態下利用所述攝像元件拍攝到的第一攝像圖像生成偽相位差圖像，進行在所述第二狀態下利用所述攝像元件拍攝到的第二攝像圖像與所述偽相位差圖像之間的匹配處理，檢測基于所述兩個光瞳中的一個光瞳的成像與基于另一個光瞳的成像之間的相位差。

根據本實施方式的一個方式，根據基于一個光瞳的第一攝像圖像生成偽相位差圖像，進行基于兩個光瞳的第二攝像圖像與偽相位差圖像之間的匹配處理，檢測相位差。由此，能夠根據基于兩個光瞳的圖像重疊的第二攝像圖像來檢測相位差，進行立體計測。由于不需要使各光瞳的圖像成像于攝像傳感器的各個區域，能夠重疊成像在攝像傳感器的寬的區域，因此能夠拍攝高分辨率的圖像。

另外，本實施方式的另一方式涉及內窺鏡裝置，該內窺鏡裝置包含上述所記載的攝像裝置。