JP4594673B2 - Display control device for stereoscopic endoscope - Google Patents
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Description
本発明は、立体観察による内視鏡検査、処置を行うための立体内視鏡用表示制御装置に関する。 The present invention relates to a stereoscopic endoscope display control apparatus for performing endoscopic examination and treatment by stereoscopic observation.
近年、内視鏡は医療用分野及び工業用分野において、広く採用されるようになった。また、立体映像により内視鏡観察或いは内視鏡検査、処置を行うことができるように、左右に対となる２つの撮像光学系を設けた立体内視鏡が提案されている。
この場合、例えば左右の画像を交互に１台のモニタ表示し、左右の画像に対応して、交互に開閉するシャッタを通して観察する事で、立体に観察する方法や、左右別々の画像を表示する２台のモニタを用いて、左右の目で観察する方法などがある。
左右に視差を有する２つの撮像光学系を用いた立体視内視鏡は、被写体と立体視内視鏡との距離が、ある一定の値の時に、撮像される左右の画像範囲が等しくなるように光学的な調整が施されている。
In recent years, endoscopes have been widely adopted in the medical field and the industrial field. In addition, there has been proposed a stereoscopic endoscope provided with two imaging optical systems that are paired on the left and right so that endoscopic observation or endoscopic examination and treatment can be performed using a stereoscopic image.
In this case, for example, the left and right images are alternately displayed on one monitor, and the images are observed through a shutter that opens and closes alternately corresponding to the left and right images. There is a method of observing with the left and right eyes using two monitors.
A stereoscopic endoscope using two imaging optical systems having parallax on the left and right sides is such that the left and right image ranges are equal when the distance between the subject and the stereoscopic endoscope is a certain value. Are optically adjusted.
図１５は、従来の被写体―立体視内視鏡９１間の距離Ｌと撮像される画像の水平方向の画像範囲との関係を説明する図であり、被写体―立体視内視鏡間の距離Ｌがｄ１、ｄ２、ｄ３のそれぞれの場合における左右の撮像光学系９２Ｌ，９２Ｒにより撮像を行う概略説明図である。
図１５において、被写体と立体視内視鏡９１先端面との距離ＬがＬ＝ｄ２の場合に、撮像される左右の水平方向の画像範囲が等しくなるように光学的な調整がなされており、この状態では撮像された左右の撮像画像は等しくなっている。
このように、被写体と立体視内視鏡９１との距離ＬがＬ＝ｄ２にあり、間隔Ｄ離間して配置された左右の撮像光学系９２Ｌ，９２Ｒから等距離となる点Ｉ２を立体視内視鏡９１で撮像し、撮像された左右の画像が同一の位置に表示される様に構成されている立体視用画像表示装置で表示すると、左目用画像と右目用画像は、共通の撮像画像を表示すると共に、画像中央の位置も同じ位置に重なって表示され、観察者は、この位置に点Ｉ２が存在すると感じる。
FIG. 15 is a diagram for explaining the relationship between the distance L between the conventional subject and the
In FIG. 15, when the distance L between the subject and the distal end surface of the
In this way, the distance L between the subject and the
これに対して、被写体と立体視内視鏡９１との距離Ｌがｄ２よりも小さいＬ＝ｄ１（ｄ１＜ｄ２）の場合は、左右の撮像光学系９２Ｌ，９２Ｒにおける水平方向の画像範囲が異なり、左目用の撮像画像の左端部Ｈｌａと右目用の撮像画像の右端部Ｈｒａとが、それぞれもう片方の画像では表示されない。
よって、左目用の撮像画像の左端部には右目用の撮像画像には表示されない不一致領域が存在し、右目用の撮像画像の右端部には左目用の撮像画像には表示されない不一致領域が存在することになる。
この場合、被写体と立体視内視鏡９１との距離Ｌ＝ｄ１にあり、左右の撮像光学系から等距離となる点Ｉ１を立体視内視鏡９１で撮像して立体画像表示装置で表示すると、左目用画像及び右目用画像中においては、それぞれ水平方向の表示位置が異なるため、観察者にはＩ１が実際に表示されている画像位置よりも手前側に（視点の交点）仮想的に存在する様に感じられる。これは、観察者の眼のピント位置（実際の画像表示位置）と輻輳（仮想的に画像が存在すると感じる位置）とがずれている状態である。
On the other hand, when the distance L between the subject and the
Therefore, there is a mismatch area that is not displayed in the right-eye captured image at the left end of the left-eye captured image, and there is a mismatch area that is not displayed in the left-eye captured image at the right end of the right-eye captured image. Will do.
In this case, when a point I1 that is at a distance L = d1 between the subject and the
また、被写体と立体視内視鏡９１との距離Ｌがｄ２よりも大きいＬ＝ｄ３（ｄ３＞ｄ２）の場合も、左右の撮像光学系９２Ｌ，９２Ｒにおける水平方向の画像範囲が異なり、左目用画像の右端部Ｈｌｂと右目用画像の左端部Ｈｒｂとが、それぞれもう片方の画像では表示されない。
この場合、被写体と立体視内視鏡９１との距離Ｌ＝ｄ３にあり、左右の撮像光学系から等距離となる点Ｉ３を立体視内視鏡９１で撮像し立体画像表示装置で表示すると、左目用画像及び右目用画像中においては、それぞれ水平方向の表示位置が異なるため、観察者にはＩ３が実際に表示されている画像位置よりも遠方側に（視点の交点）仮想的に存在するように感じられ、Ｌ＝ｄ１の場合と同様、観察者の眼のピント位置と輻輳にずれが生じている状態である。
In this case, when a point I3 that is at a distance L = d3 between the subject and the
このように図１５の従来例では、距離Ｌがｄ１或いはｄ３の状態で観察しようとした場合、左右の表示画像において一方のみにしか表示されない不一致領域が存在すると共に、同じ画像部分を観察しようとした場合、観察者の眼のピント位置と輻輳がずれた状態で観察しなければならなくなり、違和感を感じる等、適切な立体視がし難くなる欠点がある。
これに関連する従来例として、特許第３０８９３０６号公報の立体画像撮像装置及び立体画像表示装置においては、立体画像撮像装置の輻輳角を制御又は撮像素子間の距離を制御したり、あるいは立体画像表示装置に備えられている画像表示素子の物理的位置を、立体画像撮像装置との距離に応じて移動させる制御を行うものを開示している。
As described above, in the conventional example of FIG. 15, when the observation is performed with the distance L being d1 or d3, there is a mismatch region that is displayed only in one of the left and right display images, and the same image portion is to be observed. In such a case, it is necessary to observe in a state in which the focus position of the observer's eye is out of focus and the convergence, and there is a drawback that it is difficult to perform appropriate stereoscopic vision, such as feeling uncomfortable.
As a related art related to this, in the stereoscopic image capturing apparatus and the stereoscopic image display apparatus disclosed in Japanese Patent No. 3089306, the convergence angle of the stereoscopic image capturing apparatus is controlled, the distance between the imaging elements is controlled, or the stereoscopic image display is performed. An apparatus that performs control to move the physical position of an image display element provided in the apparatus in accordance with the distance from the stereoscopic image capturing apparatus is disclosed.
しかし、この公報では、視差或いは距離を算出する手段と共に、撮像素子等を高精度で移動する機構が必要不可欠であり、システムの大型化を招くという問題があった。
また、この公報の従来例を立体内視鏡システムに適用しようとする場合、通常の立体内視鏡には適用しにくい。また、距離算出手段を有しない通常の立体内視鏡等には簡単に適用できない欠点がある。
However, in this publication, a mechanism for moving the image sensor and the like with high accuracy is necessary together with a means for calculating parallax or distance, and there is a problem in that the size of the system is increased.
Moreover, when it is going to apply the prior art example of this gazette to a stereoscopic endoscope system, it is difficult to apply to a normal stereoscopic endoscope. In addition, there is a drawback that it cannot be easily applied to a normal stereoscopic endoscope or the like that does not have a distance calculating means.
（発明の目的）
本発明は、上述した点に鑑みてなされたもので、距離算出手段を有しない立体内視鏡の場合にも適用できる等、適用範囲が広く、立体観察に適した画像表示を行うことができる立体内視鏡用表示制御装置を提供することを目的とする。
(Object of invention)
The present invention has been made in view of the above points, and can be applied to a stereoscopic endoscope that does not have a distance calculating means. For example, the present invention has a wide application range and can perform image display suitable for stereoscopic observation. An object of the present invention is to provide a display control apparatus for a stereoscopic endoscope.
本発明の立体内視鏡用表示制御装置は、同一被写体に対して立体内視鏡の挿入部に設けられた２つの撮像部により撮像された少なくとも左右に視差を有する左右の撮像信号、又は前記左右の撮像信号から生成された左右の映像信号に対する信号処理を行い、表示手段に対して立体観察用の左右の画像を出力する立体内視鏡用表示制御装置において、視点を指示するための操作スイッチの操作に応答して視点モードを決定する視点決定部と、前記視点決定部が決定した視点モードに基づいて、前記表示手段に表示される左右の画像における水平方向の表示位置を互いに逆方向に所定量移動する画像移動手段と、前記画像移動手段による左右の画像の移動に連動して、前記左右の画像における水平方向の端部付近をマスクする画像マスク手段と、を具備したことを特徴とする。 The stereoscopic endoscope display control apparatus according to the present invention includes at least right and left imaging signals having parallax on the left and right, captured by two imaging units provided in an insertion unit of a stereoscopic endoscope with respect to the same subject, Operation for instructing a viewpoint in a stereoscopic endoscope display control device that performs signal processing on left and right video signals generated from left and right imaging signals and outputs left and right images for stereoscopic observation to a display means Based on the viewpoint mode determined by the viewpoint determination unit in response to the operation of the switch and the viewpoint mode determined by the viewpoint determination unit, the horizontal display positions in the left and right images displayed on the display unit are opposite to each other. Image moving means for moving a predetermined amount to the left and right, and image mask means for masking the vicinity of the horizontal end portions of the left and right images in conjunction with the movement of the left and right images by the image moving means, Characterized by comprising.
本発明によれば、画像移動手段による左右の画像の移動により、観察者の眼のピント位置と輻輳にずれの無い状態で左右の画像を表示可能にし、かつ画像マスク手段により左右の画像における不一致となる画像領域を解消することにより、違和感の少ない立体観察がし易い画像表示を可能にする。 According to the present invention, the left and right images can be displayed in a state where there is no deviation in the focus position and convergence of the observer's eyes by moving the left and right images by the image moving means, and the image mask means does not match the left and right images By eliminating the image area, it becomes possible to display an image with less discomfort and easy stereoscopic observation.
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図１ないし図１２は本発明の実施例１に係り、図１は本発明の実施例１を備えた立体内視鏡システムの構成を示し、図２は３Ｄ表示コントローラの内部構成を示し、図３はカートに搭載された立体内視鏡システムの概略の構成を示し、図４は図３のカートを底面側から見た構造を示す。
図５は３Ｄ表示装置を接眼部側から見た状態及びその一部を拡大して示し、図６は図１５の視点１の状態における左右のＣＣＤに結像される画像と、視点２の状態における左右のＣＣＤに結像される画像及び左右の画像表示素子に表示される左右の画像を示し、図７は図１５の視点３の状態における左右のＣＣＤに結像される画像と左右の画像表示素子に表示される左右の画像を示す。
1 to 12 relate to a first embodiment of the present invention, FIG. 1 illustrates a configuration of a stereoscopic endoscope system including the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 illustrates an internal configuration of a 3D display controller. 3 shows a schematic configuration of the stereoscopic endoscope system mounted on the cart, and FIG. 4 shows a structure of the cart of FIG. 3 viewed from the bottom side.
FIG. 5 shows an enlarged view of a 3D display device viewed from the eyepiece side and a part thereof. FIG. 6 shows an image formed on the left and right CCDs in the state of viewpoint 1 in FIG. 7 shows an image formed on the left and right CCDs in the state and a left and right image displayed on the left and right image display elements, and FIG. 7 shows an image formed on the left and right CCDs in the state of
図８は図１５の視点１の状態における左右の画像表示素子に表示される左右の画像及びＰｉｎＰ画像を示し、図９及び図１０は３Ｄ画像コントローラによる制御動作の手順を示し、図１１は視点２の状態において左右の画像表示素子に表示される左右の画像及びＰｉｎＰ画像を補正処理前と補正処理後の状態で示す。
図１２は視点３の状態において左右の画像表示素子に表示される左右の画像及びＰｉｎＰ画像を補正処理前と補正処理後の状態で示すと共に、さらにＯＳＤ画像の表示が選択された場合における左右の画像表示素子に表示される左右の画像、ＰｉｎＰ画像及びＯＳＤ画像を示す。
8 shows left and right images and PinP images displayed on the left and right image display elements in the state of viewpoint 1 in FIG. 15, FIG. 9 and FIG. 10 show the procedure of the control operation by the 3D image controller, and FIG. The left and right images and PinP images displayed on the left and right image display elements in the
FIG. 12 shows the left and right images and the PinP images displayed on the left and right image display elements in the state of
図１に示す立体内視鏡システム１は、立体撮像を行う立体内視鏡２と、立体内視鏡２に照明光を供給する光源装置３と、立体内視鏡２の撮像手段に対する信号処理を行い、映像信号を生成する信号処理装置４と、信号処理装置４から入力される映像信号に対して（３Ｄ表示装置６による表示を立体視し易いように）表示制御を行う立体表示コントローラ（３Ｄ表示コントローラと略記）５と、立体視用の画像表示を行う３Ｄ表示装置６とを有する。
立体内視鏡２は、被写体の光学像を結像する光学系を先端に設けた細長の挿入部１１、この挿入部１１の後端に設けられ、術者等が把持する把持部１２、この把持部１２の後端に設けられた接眼部１３とを有する光学式内視鏡１４と、この接眼部１３に着脱自在に装着され、撮像手段を内蔵したテレビカメラ１５とから構成される。
図１においては、立体内視鏡２を光学式内視鏡１４と、テレビカメラ１５とにより構成したものを採用しているが、撮像手段を光学系の結像位置に配置した立体電子内視鏡により構成しても良い。
A stereoscopic endoscope system 1 shown in FIG. 1 includes a
The
In FIG. 1, the
立体内視鏡２における挿入部１１内には、照明光伝送手段としてのライトガイド１６が挿通されており、このライトガイド１６の後端のライトガイド口金にはライトガイドケーブル１７を介して光源装置３からの照明光が供給される。このライトガイド１６は、挿入部１１の先端部１８に設けた照明窓にその先端面（出射端面）が固定されており（図１では省略）、その先端面からさらに照明レンズを経て照明光を出射し、この照明光により挿入部１１が挿入される体内における患部等の被写体を照明する。
立体内視鏡２における挿入部１１の先端部１８には、照明された（同一の）被写体に対して、左右方向に視差をもって結像するように、左右方向に間隔Ｄ離間して配置された左用の対物光学系２１Ｌと右用の対物光学系２１Ｒと、これら特性が揃った左右用の対物光学系２１Ｌ，２１Ｒにより得られる被写体像より広い結像範囲で結像する広角或いはワイド（Ｗ）用の対物光学系２１Ｗとが配置されている。
A
The
左右用及び広角用の対物光学系２１Ｌ、２１Ｒ、２１Ｗによる各光学像は、挿入部１１内に挿通されたリレー光学系２２Ｌ、２２Ｒ、２２Ｗによりそれぞれ後方側に伝送され、接眼部１３に配置された接眼光学系２３を経て肉眼で観察することができる。なお、図１においては、リレー光学系２２Ｌ、２２Ｒ、２２Ｗに対向して配置された３つの接眼レンズを接眼光学系２３にて代表して示している。
図１に示すように接眼部１３にテレビカメラ１５が装着されると、接眼光学系２３に対向してテレビカメラ１５内に設けられた結像光学系２４により、それぞれの結像位置に配置された撮像手段としての電荷結合素子（ＣＣＤと略記）２５Ｌ、２５Ｒ、２５Ｗに結像される。
The optical images by the left and right objective
As shown in FIG. 1, when the
つまり、左右用及び広角用の対物光学系２１Ｌ、２１Ｒ、２１Ｗによる各光学像は、リレー光学系２２Ｌ、２２Ｒ、２２Ｗ等を介して左右用及び広角用のＣＣＤ２５Ｌ、２５Ｒ、２５Ｗにそれぞれ結像され、それぞれ光電変換される。
これらＣＣＤ２５Ｌ、２５Ｒ、２５Ｗは、信号線を介して、信号処理装置４を形成するカメラコントロールユニット（ＣＣＵと略記）２６Ｌ、２６Ｒ、２６Ｗにそれぞれ接続される。なお、図面中における主要な構成要素においては、例えばＣＣＵ（Ｌ）２６Ｌのように、より詳細に示している。
左右用及び広角用のＣＣＵ２６Ｌ、２６Ｒ、２６Ｗは、左右用及び広角用のＣＣＤ２５Ｌ、２５Ｒ、２５Ｗにより光電変換されて出力される撮像信号に対して、信号処理を行い、映像信号に変換する。
That is, the respective optical images by the left and right objective
The
The left and right and
これらＣＣＵ２６Ｌ、２６Ｒ、２６Ｗから出力される左右の映像信号及び広角の映像信号は、（立体内視鏡用表示制御装置としての）３Ｄ表示コントローラ５を介して、３Ｄ表示装置６における左右の画像表示を行う、例えば液晶モニタ（ＬＣＤと略記）、ＤＭＤ、有機ＥＬ等により形成される小型の画像表示素子２７Ｌ、２７Ｒにそれぞれ入力され、左右の画像等が表示される。
そして、観察者或いは術者は、３Ｄ表示装置６の左右の接眼窓６１Ｌ，６１Ｒから左右の画像表示素子２７Ｌ、２７Ｒに表示された左右の画像を観察することにより、立体観察ができるようにしている。
図２は、３Ｄ表示コントローラ５の内部構成を示す。この３Ｄ表示コントローラ５は、以下において説明するように、左右のＣＣＤ２５Ｌ，２５Ｒにより撮像した左右の画像に対応する左右の映像信号Ｖｌ，Ｖｒに対して、視点モードの変更に対応して左右の画像における水平方向の表示位置をシフト（移動）する移動処理と、左右で同じ画像範囲を観察できるように左右の画像における不一致の画像領域部分をマスクするマスク処理を行うようにする。
The left and right video signals and wide-angle video signals output from the
An observer or an operator can perform stereoscopic observation by observing the left and right images displayed on the left and right
FIG. 2 shows an internal configuration of the
また、左右の画像中に、広角用のＣＣＤ２５Ｗにより撮像した画像を縮小して子画面（子画像）として重畳表示したり、メニュー等のグラフィック画像を重畳表示する機能も備えている。そして、上記のように、視点モードの変更に対応して、左右の画像の実際の表示位置を調整するのに対応して、重畳する重畳画像も適切な表示位置となるように補正（制御）する処理も行う。以下、図２を参照してその構成を説明する。
図２に示すように、（ＣＣＵ２６Ｌ、２６Ｒ、２６Ｗから出力される）左右の映像信号Ｖｌ，Ｖｒ及び広角の映像信号Ｖｗは、それぞれＡ／Ｄ変換器３１Ｌ，３１Ｒ及び３１Ｗに入力され、それぞれデジタル信号に変換される。
Ａ／Ｄ変換器３１Ｌ，３１Ｒの出力信号は、それぞれスケーラ回路３２Ｌ，３２Ｒに入力される。スケーラ回路３２Ｌ，３２Ｒは、入力信号を画像表示素子２７Ｌ，２７Ｒの解像度に合わせる画像処理を行った後、画像メモリ３３Ｌ，３３Ｒに出力し、画像メモリ３３Ｌ，３３Ｒに一時格納される。
In addition, the left and right images are also provided with a function of reducing and superimposing an image captured by the wide-
As shown in FIG. 2, the left and right video signals Vl and Vr and the wide-angle video signal Vw (output from the
Output signals from the A /
画像メモリ３３Ｌ，３３Ｒに格納された左右の映像信号は、画像ミキサ３４Ｌ，３４Ｒにそれぞれ入力される。
一方、広角の映像信号Ｖｗをデジタル信号に変換したＡ／Ｄ変換器３１Ｗの出力信号は、左右のピクチャインピクチャ（ＰｉｎＰと略記）画像生成部３５Ｌ，３５Ｒにそれぞれ入力される。ＰｉｎＰ画像生成部３５Ｌ，３５Ｒは、入力される信号を、左右の画像を親画像としてその親画像中にＰｉｎＰで子画像を重畳表示するためのＰｉｎＰ画像の生成処理を行う。より具体的には、広角用ＣＣＤ２５Ｗにより撮像された画像を子画像として生成する処理を行う。
そして、ＰｉｎＰ画像生成部３５Ｌ，３５Ｒによる出力信号は、画像ミキサ３４Ｌ，３４Ｒにそれぞれ入力される。
The left and right video signals stored in the
On the other hand, the output signal of the A /
The output signals from the PinP
画像ミキサ３４Ｌ，３４Ｒには、左右の画像メモリ３３Ｌ、３３Ｒ及びＰｉｎＰ画像生成部３５Ｌ，３５Ｒからの出力信号が入力されると共に、さらに左右のオンスクリーンディスプレイ（ＯＳＤと略記）画像生成部３６Ｌ，３６ＲからＯＳＤ画像が入力される。
Output signals from the left and
ＯＳＤ画像生成部３６Ｌ，３６Ｒは、左右の画像中に、メニュー画面等の表示を行うためのＯＳＤ処理を行う。
画像ミキサ３４Ｌ、３４Ｒの出力信号は、ディスプレイＩ／Ｆトランスミッタ３７Ｌ、３７Ｒを経て３Ｄ表示装置６の左右の画像表示素子２７Ｌ、２７Ｒに出力される。ディスプレイＩ／Ｆトランスミッタ３７Ｌ、３７Ｒは、ディスプレイに対する高速信号伝送Ｉ／Ｆとして標準的に採用されているＬＶＤＳやＤＶＩ等の規格に対応した出力を行うものにより構成されている。
The OSD
Output signals of the
上記左右の画像メモリ３３Ｌ，３３Ｒ、左右の画像ミキサ３４Ｌ、３４Ｒ、左右のＰｉｎＰ画像生成部３５Ｌ、３５Ｒ、左右のＯＳＤ画像生成部３６Ｌ，３６Ｒは、この３Ｄ表示コントローラ５における制御手段としてのＣＰＵ３８により制御される。
また、この３Ｄ表示コントローラ５における例えばフロントパネルには、視点位置の変更により、表示変更の指示入力やその他の指示入力を行う操作スイッチ３９が設けてある。この操作スイッチ３９を操作することにより、その操作信号（指示信号）がＣＰＵ３８に入力され、ＣＰＵ３８は、操作信号に対応した制御動作を行う。
操作信号が入力された場合、ＣＰＵ３８は、例えばＲＯＭ４７に格納され、制御動作を決定するプログラムに従って制御動作を行う。より具体的には、ＣＰＵ３８は、ＲＯＭ４７から読み込んだプログラムに従って後述する図９及び図１０の一連の処理を行うことになる。
The left and
In addition, on the front panel of the
When an operation signal is input, the
上記操作スイッチ３９には、視点を変更する視点モードスイッチ４１，ＯＳＤ表示をＯＮ／ＯＦＦするＯＳＤ表示スイッチ４２，ＰｉｎＰ表示をＯＮ／ＯＦＦするＰｉｎＰ表示スイッチ４３と、さらに左右に表示される画像の表示位置を移動する微調整する上下スイッチ４４，左右スイッチ４５とが設けてある。
この場合、視点モードスイッチ４１としては、図１５における視点１、視点２、視点３の各状態に対応して適切に表示する指示操作を行う視点モード１用スイッチ４１ａ、視点モード２用スイッチ４１ｂ、視点モード３用スイッチ４１ｃとが設けてある。なお、図１５は、従来例における説明図であるが、図１における左右の対物光学系２１Ｌ，２１Ｒを図１５の左右の撮像光学系９２Ｌ，９２Ｒに読み替えて以下のように適用する。
つまり、左右の対物光学系２１Ｌ，２１Ｒにおける結像範囲が一致する場合における被写体までの距離Ｌは、Ｌ＝ｄ２とし、その距離に対する視点状態を視点１或いは視点モード１とする。また、距離Ｌ＝ｄ１（ｄ１＜ｄ２）及び距離Ｌ＝ｄ３（ｄ２＜ｄ３）での各視点状態をそれぞれ視点２或いは視点モード２，視点３或いは視点モード３とする。
The
In this case, as the
That is, the distance L to the subject when the imaging ranges of the left and right objective
また、ＯＳＤ表示スイッチ４２は、１つでトグル的にＯＳＤ画像表示をＯＮ／ＯＦＦする指示操作信号を発生する。勿論、２つのスイッチでそれぞれＯＮ、ＯＦＦするようにしても良い。
また、ＰｉｎＰ表示スイッチ４３も、１つでトグル的にＰｉｎＰ画像表示をＯＮ／ＯＦＦする指示操作信号を発生する。
また、画像の表示位置を微調整する上下スイッチ４４，左右スイッチ４５は、右画像用と左画像用とにそれぞれ上スイッチ４４ａ、下スイッチ４４ｂと、左スイッチ４５ａ、右スイッチ４５ｂとが設けてある。簡略化して一方のみ設けるようにしても良い。
上記３Ｄ表示コントローラ５からＰｉｎＰ画像等が重畳された左右の映像信号は、３Ｄ表示装置６内の画像表示素子２７Ｌ、２７Ｒに入力され、この画像表示素子２７Ｌ、２７Ｒの表示領域上に左右の画像が表示される。
One
The
The up / down
The left and right video signals on which the PinP images and the like are superimposed from the
この３Ｄ表示装置６は、例えば図３に示すようにカート５１の天板から上方に延出されたアーム５２の先端部材５３に取り付けられている。図３（Ａ）は、術者５５の斜め前方側から見た様子を示し、図３（Ｂ）は術者の斜め後方側から見た様子を示す。
カート５１には、光源装置３、ＣＣＵ２６Ｌ，２６Ｒ，２６ＷＥ、３Ｄ表示コントローラ５が搭載されている。
カート５１の天板から上方に延出されるアーム５２は、そのアーム根元部の軸５２ａが天板の上面に、垂直な方向でなく、斜め方向に回動自在に固定されている。
アーム５２は、平行なリンク構造部５４で回動自在にしたリンク構造にされており、上記のようにその根元部を斜め方向に設定することにより、術者５５の頭ごしに３Ｄ表示装置６を保持し、かつ、折り畳んだ時の高さをなるべく低くできるようにしていいる。
For example, as shown in FIG. 3, the
In the
The
The
なお、図３の例では、カート５１の天板の上部に２Ｄ表示モニタ５６を配置して、左右の画像における一方を通常の２次元表示（２Ｄ表示）して、立体視する術者５５以外の術者等が、観察できるようにしている。
また、図４はカート５１を底面側から見た図を示す。カート５１の底面には４個のキャスタ５６ａ〜５６ｄの他に、さらに追加したキャスタ５６ｅと、２個のストッパ５７ａ、５７ｂとが設けてある。また、カート５１の底面には、転倒しにくくするための重り５８を取り付けている。
このように、カート５１の専有面積をなるべく小さくするため、かつ転倒しにくくするため、２つのストッパ５７ａ、５７ｂの間にもキャスタ５６ｅを設けた構造にしている。 また、図５（Ａ）は、３Ｄ表示装置６における術者５５が立体観察する接眼部（アイピース）側の構造を示している。なお、３Ｄ表示装置６における左右の突出する棒状部材は、術者が把持して３Ｄ表示装置６を観察状態に設定するための把持操作する取手６０ａ、６０ｂである。
In the example of FIG. 3, a 2D display monitor 56 is disposed on the top of the
FIG. 4 shows the
Thus, in order to make the exclusive area of the
３Ｄ表示装置６における接眼窓６１Ｌ，６１Ｒ部分には、余計な外光を遮断し、画像に没入できるようにするため、アイシェード部６２が設けてある。
図５（Ｂ）に拡大して示すように、このアイシェード部６２は、アイシェード本体６３と、その前部上面側を押さえる押さえ板６４Ａと、前部の底面側を押さえる図示しない押さえ板（明確化するため６４Ｂとする）とより成る。
アイシェード本体６３は、シリコンゴム等で一体成型され、その上面（及び底面）には凸部６５ａ、６５ｂが、側面にはフランジ部６６ａ、６６ｂが設けてある。
押さえ板６４Ａには孔部６７ａ、６７ｂが設けてあり、アイシェード本体６３の凸部６５ａ、６５ｂを通し、折り返し部６８ａ，６８ｂにてアイシェード本体６３を挟んで引っ掛けている。押さえ板６４Ｂに関してもアイシェード本体６３の底面側で同様の構成である。
An
As shown in an enlarged view in FIG. 5B, the
The
The holding plate 64A is provided with
押さえ板６４Ａ、６４Ｂ、アイシェード本体６３は、図示しないビスにより３Ｄ表示装置６に固定され、更にアイシェード本体６３は、押さえ板６４Ａ，６４Ｂと接着にて固定されている。
また、凸部６５ａ、６５ｂ、フランジ部６６ａ、６６ｂと３Ｄ表示装置６との間に図示しない滅菌ドレープを輪ゴム、テープ等で固定する。こうすることにより、３Ｄ表示装置６側を術者５５が使用する場合には滅菌ドレープにより覆う。そして内視鏡検査、処置後には、この滅菌ドレープを廃棄し、次回に使用する場合には再び新しい滅菌ドレープを装着して使用することにより、３Ｄ表示装置６自体を滅菌しなくても済むようにしている。 このような構成における本実施例においては、３Ｄ表示コントローラ５に設けた操作スイッチ３９を操作することにより、３Ｄ表示装置６に立体観察し易い状態で左右の画像等を表示する構成にしている。
The holding plates 64A and 64B and the eye shade
Further, a sterilized drape (not shown) is fixed between the
次に本実施例の作用を説明する。本実施例における動作説明用のフローチャートに沿って説明する前に、ＰｉｎＰ画像やＯＳＤ画像等の（左右の画像中に別の画像を重畳する）重畳画像の表示を行わない状態での左右の画像を立体観察し易い状態で表示する動作を説明する。
例えば図３に示すようにカート５１に光源装置３、ＣＣＵ２６Ｌ、２６Ｒ、２６Ｗと３Ｄ表示コントローラ５等を搭載して、術者５５は、アーム５２の先端部材５３から下方に取り付けられた３Ｄ表示装置６を観察することにより立体視することができる状態で、立体内視鏡２の挿入部１１を図示しない患者の体内に挿入する。
また、処置を行う場合には、図示しない処置具をトラカールなどを介して体内に挿入し、上記立体内視鏡２による観察下で、体内の臓器における病変部位を切除する等の処置を行うことになる。
Next, the operation of this embodiment will be described. Before explaining along the flowchart for explaining the operation in the present embodiment, the left and right images in a state where the superimposed image (such as another image is superimposed on the left and right images) such as the PinP image and the OSD image is not displayed. The operation for displaying the image in a state in which stereoscopic observation is easy will be described.
For example, as shown in FIG. 3, the
Further, when performing treatment, a treatment tool (not shown) is inserted into the body through a trocar or the like, and a treatment such as excision of a lesion site in an internal organ is performed under observation by the
この場合、立体内視鏡２における左右の画像範囲が一致するように予め設定された視点モード１、つまり図１５の距離Ｌ＝ｄ２の状態で観察する場合においては、左右のＣＣＤ２５Ｌ，２５Ｒの撮像面に結像され、それぞれ光電変換される画像は、図６（Ａ）のようになる。
これら左右のＣＣＤ２５Ｌ，２５Ｒに結像され、光電変換された画像信号（撮像信号）は、ＣＣＵ２６Ｌ，２６Ｒによりそれぞれ信号処理され、ＣＣＵ２６Ｌ，２６Ｒは、それぞれ左右の映像信号Ｖｌ，Ｖｒを３Ｄ表示コントローラ５に出力する。
３Ｄ表示コントローラ５は、操作スイッチ３９における視点モード１スイッチ４１ａが操作されていると、初期位置に移動（或いは設定）状態で、映像信号を左右の画像表示素子２７Ｌ，２７Ｒに表示する信号に変換して３Ｄ表示装置６の左右の画像表示素子２７Ｌ，２７Ｒに出力する。この場合には、左右の画像表示素子２７Ｌ，２７Ｒに表示される左右の画像も、図６（Ａ）に示したものと実質的に同じ画像を表示する。
In this case, in observation in the viewpoint mode 1 set in advance so that the left and right image ranges in the
Image signals (imaging signals) imaged and photoelectrically converted on the left and
When the viewpoint mode 1 switch 41a in the
一方、この立体内視鏡２によって、例えば近点側の病変部位や処置具を観察した場合、つまり図１５の視点モード２の状態で観察した場合には、左右のＣＣＤ２５Ｌ，２５Ｒに結像される画像は、図６（Ｂ）に示すようになる。
この状態では、左画像における水平方向の左端部付近の領域には、右画像側では撮像されていない不一致領域Ｒａの画像があり、逆に右画像における水平方向の右端部付近の領域には、左画像側では撮像されていない不一致領域Ｒｂの画像がある。なお、この不一致領域Ｒａ、Ｒｂは、図１５中における左端部Ｈｌａ及び右端部Ｈｒａでそれぞれ示したものに相当する。
この場合には、操作スイッチ３９における視点モード２用スイッチ４１ｂを操作すると良い。すると、ＣＰＵ３８は、左右の画像メモリ３３Ｌ，３３Ｒから左右の画像を読み出すアドレスを（視点モード１の場合を基準にして）水平方向にずらす処理を行う。以下に説明するように水平方向にずらす値は、左右の画像に対して同じ値で、かつずらす方向は互いに逆となる。
On the other hand, when the
In this state, in the area near the left end in the horizontal direction in the left image, there is an image of the mismatch area Ra that is not captured on the right image side, and conversely, in the area near the right end in the horizontal direction in the right image, On the left image side, there is an image of the unmatched region Rb that has not been captured. Note that the mismatch areas Ra and Rb correspond to those indicated by the left end Hla and the right end Hra in FIG.
In this case, the
具体的には、左の画像メモリ３３Ｌでは、図６（Ａ）における水平方向の読み出し開始アドレスをＨｓ（図６（Ａ）はＣＣＤ２５Ｌの画像であるため、その画像における水平方向の読み出しアドレスを括弧を用いて示している）と、不一致領域Ｒａの１／２の相当する画素数分だけ、水平左方向にずらすため（読み出し開始アドレスＨｓに水平右方向にシフトするオフセットΔ２を加えた読み出し開始アドレスＨｓ＋Δ２）により読み出す。 この場合、右端側では、図６（Ａ）の読み出し終了アドレスＨｅの場合よりもΔ２分だけ、余分に読み出す。この場合、アドレスＨｅからＨｅ＋Δ２まで、余分の読み出しアドレスにより黒レベルの画像データが読み出されるようにする。
なお、オフセットΔ２の値は、立体内視鏡２の光学仕様および画像表示素子２７Ｌ，２７Ｒの解像度から予め求めておく。
Specifically, in the
Note that the value of the offset Δ2 is obtained in advance from the optical specifications of the
Ｌ＝ｄ１の場合の水平方向撮像長さをＡ、画像表示素子２７Ｌ，２７Ｒの水平解像度をＨｒｅｓ［画素］とすると、
Ｌ＝ｄ２の場合の水平方向撮像長さ＝Ａ×（ｄ２／ｄ１）
Ｌ＝ｄ２の場合の水平方向不一致領域Ｈｒａ＝Ｈｌａ＝Ｄ×（ｄ１−ｄ２）／ｄ１
Ｌ＝ｄ２の場合の水平方向不一致領域画素数＝Ｈｒｅｓ×Ｄ×（ｄ１−ｄ２）／(ｄ２×Ａ）
オフセットΔ２＝Ｈｒｅｓ×Ｄ×（ｄ１−ｄ２）／(２×ｄ２×Ａ）
となる。
また、この状態で後段側に出力すると、不一致領域Ｒａ（＝Ｈｒａ）の１／２分だけ、水平左方向に移動したのみであり、不一致領域Ｒａの１／２分が依然として表示されてしまうので、ＣＰＵ３８は、この不一致領域Ｒａの１／２分をマスクする画像を画像ミキサ３４Ｌに出力する。
When the horizontal imaging length when L = d1 is A and the horizontal resolution of the
Horizontal imaging length when L = d2 = A × (d2 / d1)
Horizontal direction mismatch region when L = d2 Hra = Hla = D × (d1−d2) / d1
Number of pixels in the horizontal direction mismatch region when L = d2 = Hres × D × (d1−d2) / (d2 × A)
Offset Δ2 = Hres × D × (d1−d2) / (2 × d2 × A)
It becomes.
Further, when output to the subsequent stage side in this state, it is only moved in the horizontal left direction by ½ of the mismatch area Ra (= Hra), and ½ of the mismatch area Ra is still displayed. The
具体的には、ＣＰＵ３８は、画像メモリ３３Ｌから画像を読み出す場合、水平方向にオフセットΔ２だけずらして画像データを読み出すが、読み出し開始アドレスＨ＋Δ２からＨ＋２×Δ２までの間は、例えば図示しない切替スイッチなどにより黒レベルの信号を画像ミキサ３４Ｌ側に出力させるマスク処理をする。
このようにすることにより、左の画像表示素子２７Ｌに表示すると、図６（Ｃ）の左側のようになる。図６（Ｃ）の左側の画像においては、水平左側への移動量に等しい値だけ、左端部側には黒レベルのマスク挿入画像７１が表示され、また右端側には移動量に等しい値で（黒レベルによる）黒画像７２が表示され、これらの間に左画像が表示される状態となる。なお、マスク挿入画像７１と黒画像７２とは、黒レベルに限定されるものでないが、同じ色の方が望ましい。
一方、右の画像メモリ３３Ｒに対しては、画像メモリ３３Ｌの場合と逆方向に水平方向にずらす水平方向移動処理及びマスク処理を行う。
Specifically, when reading an image from the
By doing so, when the image is displayed on the left
On the other hand, for the
具体的には、右の画像メモリ３３Ｒでは、図６（Ｂ）における不一致領域Ｒｂの１／２に相当する画素分だけ、左側にずらすために読み出し開始アドレスを水平右方向にずらす。つまり、図６（Ａ）における読み出し開始アドレスＨｓからオフセットΔ２を引き算したアドレスＨｓ−Δ２により読み出す。
この場合には、読み出し開始アドレスＨｓーΔ２からＨｓまでのオフセットΔ２のアドレスにより、黒レベルの画像が読み出されることになる。
また、左端側では、不一致領域Ｒｂの１／２が読み出されてしまうので、この不一致領域Ｒｂの１／２が読み出されるタイミング、つまりアドレスＨｅー２×Δ２からＨｅーΔ２までの間においては、マスク処理をする。
このようにすることにより、右の画像表示素子２７Ｒに表示すると、図６（Ｃ）の右側のようになる。
Specifically, in the
In this case, a black level image is read out by the address of the offset Δ2 from the read start address Hs-Δ2 to Hs.
Further, at the left end side, 1/2 of the mismatch area Rb is read out. Therefore, at the timing when 1/2 of the mismatch area Rb is read, that is, from the address He−2 × Δ2 to He−Δ2. , Mask processing.
By doing so, when the image is displayed on the right
図６（Ｃ）に示すように左右の画像表示素子２７Ｌ，２７Ｒに表示される左右の画像は、図６（Ａ）の場合のように不一致領域が解消された状態で表示されると共に、図６（Ａ）の場合のように左右の画像の中央がそれぞれ左右の画像の中央に表示されるように補正されるので、立体観察し易い状態で観察できる。
つまり、図６（Ｂ）の状態において、単に不一致領域Ｒａ、Ｒｂのみをマスク処理により解消して、水平方向には画像を移動する処理を行わない場合（補正処理を行わない場合という）には、左右の画像における中央位置は、本来同じ画像位置として表示されるべきであるが、左右の画像ではそれぞれ水平方向にシフトしているため、実際に表示されている画像位置（観察者の眼のピント位置）と、仮想的に画像が存在すると知覚される位置（輻輳）との間にずれが生じてしまい、観察しにくい画像となってしまう。
As shown in FIG. 6C, the left and right images displayed on the left and right
That is, in the state shown in FIG. 6B, when only the mismatch areas Ra and Rb are eliminated by the mask process and the process of moving the image in the horizontal direction is not performed (referred to as no correction process). The center position in the left and right images should be displayed as the same image position, but the left and right images are shifted in the horizontal direction. There will be a shift between the focus position) and the position (convergence) perceived as the virtual presence of the image, resulting in an image that is difficult to observe.
これに対して本実施例では、左右の画像における眼のピント位置と輻輳の乖離を解消するように水平方向に画像を移動（シフト）する処理と、不一致領域Ｒａ、Ｒｂを解消するマスク処理を行って、観察し易い画像が表示されるようにする。以上は、近点側での処理であるが、以下に説明する遠点側でもほぼ同様の処理を行う。
この立体内視鏡２によって、例えば遠点側の病変部位や処置具を観察した場合、つまり図１５の視点モード３の状態で観察した場合には、左右のＣＣＤ２５Ｌ，２５Ｒに結像される画像は、図７（Ａ）にようになる。
この状態は、図６（Ｂ）における左右の画像を入れ替えた状態に対応する画像となる。 図７（Ａ）の場合においては、左画像における右領域には、右画像側では撮像されていない不一致領域Ｒａの画像があり、逆に右画像における左領域には、左画像側では撮像されていない不一致領域Ｒｂの画像がある。
On the other hand, in the present embodiment, the process of moving (shifting) the image in the horizontal direction so as to eliminate the discrepancy between the focus position of the eye and the convergence in the left and right images, and the mask process of eliminating the mismatch areas Ra and Rb. Go to display an image that is easy to observe. The above is the processing on the near point side, but substantially the same processing is also performed on the far point side described below.
For example, when observing a lesion site or treatment tool on the far point side with this
This state is an image corresponding to a state in which the left and right images in FIG. In the case of FIG. 7A, the right area in the left image includes an image of the mismatch area Ra that is not captured on the right image side. Conversely, the left area in the right image is captured on the left image side. There is a non-matching region Rb image.
この場合には、操作スイッチ３９における視点モード３用スイッチ４１ｃを操作すると良い。すると、ＣＰＵ３８は、左右の画像メモリ３３Ｌ，３３Ｒから左右の画像を読み出すアドレスを（視点モード１の場合から）水平方向にずらす。
具体的には、左の画像メモリ３３Ｌにおいては、不一致領域Ｒａの１／２の相当する画素分だけ、水平方向の右側にずらすため、読み出し開始アドレスＨｓから（水平方向の読み出し位置を左側にシフトする）オフセットΔ３を引いた読み出し開始アドレスＨーΔ３から読み出す。この場合、アドレスＨｓーΔ３からＨｓまで、黒レベルの画像データが読み出されるようにする。
In this case, the
Specifically, in the
オフセットΔ３の値は、オフセットΔ２の場合と同様にして求められる。
Ｌ＝ｄ１の場合の水平方向撮像長さをＡ、画像表示素子２７Ｌ，２７Ｒの水平解像度をＨｒｅｓ［画素］とすると、
Ｌ＝ｄ３の場合の水平方向撮像長さ＝Ａ×（ｄ３／ｄ１）
Ｌ＝ｄ３の場合の水平方向不一致領域Ｈｒｂ＝Ｈｌｂ＝Ｄ×（ｄ３−ｄ１）／ｄ１
Ｌ＝ｄ３の場合の水平方向不一致領域画素数＝Ｈｒｅｓ×Ｄ×（ｄ３−ｄ１）／（ｄ３×Ａ）
オフセットΔ３＝Ｈｒｅｓ×Ｄ×（ｄ３−ｄ１）／（２×ｄ３×Ａ）
となる。
また、この状態で後段側に出力すると、不一致領域Ｒａ（＝Ｈｒｂ）の１／２分だけ、水平方向右側に移動したのみであるので、不一致領域Ｒａの１／２分が表示されてしまうので、ＣＰＵ３８は、この不一致領域Ｒａの１／２分をマスクする画像を画像ミキサ３４Ｌに出力する。
The value of the offset Δ3 is obtained in the same manner as in the case of the offset Δ2.
When the horizontal imaging length when L = d1 is A and the horizontal resolution of the
Horizontal imaging length when L = d3 = A × (d3 / d1)
Horizontal direction mismatch region when L = d3 Hrb = Hlb = D × (d3−d1) / d1
Number of pixels in the horizontal direction mismatch region when L = d3 = Hres × D × (d3−d1) / (d3 × A)
Offset Δ3 = Hres × D × (d3−d1) / (2 × d3 × A)
It becomes.
Further, when output to the rear stage side in this state, since it has only moved to the right in the horizontal direction by 1/2 of the mismatch area Ra (= Hrb), 1/2 of the mismatch area Ra is displayed. The
具体的には、ＣＰＵ３８は、画像メモリ３３Ｌから画像を読み出す場合、読み出しアドレスＨー２×Δ３からＨーΔ３までの間は、例えば図示しない切替スイッチなどにより黒レベルの信号を画像ミキサ３４Ｌ側に出力させるマスク処理をする。
このようにすることにより、左の画像表示素子２７Ｌに表示すると、図７（Ｂ）の左側のようになる。
一方、右の画像メモリ３３Ｒに対しては、画像メモリ３３Ｌの場合と逆方向に水平方向にシフトする水平方向移動処理及びマスク処理を行う。
具体的には、右の画像メモリ３３Ｒでは、図６（Ｂ）における不一致領域Ｒｂの１／２の相当する画素分だけ、左側にずらすために読み出し開始アドレスを水平右方向にずらす。つまり、図６（Ａ）における読み出し開始アドレスＨｓにオフセットΔ３を加算したアドレスＨｓ＋Δ３により読み出す。この場合には、読み出し終了アドレス側ではアドレスＨｅからＨｅ＋Δ３までのアドレスにより、黒レベルの画像が読み出されることになる。
Specifically, when reading an image from the
By doing so, when the image is displayed on the left
On the other hand, the
Specifically, in the
また、左端側では、不一致領域Ｒｂの１／２が読み出されてしまうので、この不一致領域Ｒｂの１／２が読み出されるタイミング、つまりアドレスＨｓ＋Δ３からＨｓ＋２×Δ３までの間においては、マスク処理をする。
このようにすることにより、右の画像表示素子２７Ｒに表示すると、図７（Ｂ）の右側のようになる。
図７（Ｂ）の左右の画像は、図６（Ｃ）の場合と同様に不一致領域Ｒａ、Ｒｂが解消され、かつピント位置と輻輳との乖離が発生することを解消できる状態となる。
以上は、左右の画像の表示の場合で説明したが、次にＰｉｎＰ画像も表示する例で説明する。本実施例では、ＰｉｎＰ画像７３は、図６（Ａ）に相当する視点モード１の場合で示すと、図８に示すように左上の隅部に表示するように設定されている。
On the left end side, 1/2 of the mismatch area Rb is read out. Therefore, mask processing is performed at the timing when 1/2 of the mismatch area Rb is read, that is, from the address Hs + Δ3 to Hs + 2 × Δ3. To do.
By doing so, when the image is displayed on the right
The left and right images in FIG. 7B are in a state in which the discrepancy areas Ra and Rb are eliminated and the deviation between the focus position and the convergence can be eliminated as in the case of FIG. 6C.
Although the above has been described with respect to the display of left and right images, an example in which a PinP image is also displayed will be described next. In this embodiment, the
視点モード１の場合では、左右の画像の表示領域が一致しているのでＰｉｎＰ画像７３の表示位置を調整しなくても良い。
しかし、視点モード２や視点モード３にした場合には、上述したように撮像した左右の画像を水平方向に移動し、さらにマスク処理を行って表示する。このため、画像の移動やマスク処理に対応した表示位置補正を行う必要がある。
一方、ＯＳＤ画像表示を行う場合には、図６（Ａ）に相当する視点モード１の場合で示すと、図８の点線で示すように中央付近にＯＳＤ画像７４を表示する。
ＯＳＤ画像７４は、撮像した画像やＰｉｎＰ画像のように撮像した画像と直接関連する画像を表示するのでないため、表示するタイミングを視点モードにかかわらず、一定に設定する（例えば基準クロックを所定数カウントしたタイミングで表示開始する）ことにより、常に図８の点線で示した位置に重畳表示することができる。
In the case of the viewpoint mode 1, since the display areas of the left and right images coincide with each other, it is not necessary to adjust the display position of the
However, when the
On the other hand, when OSD image display is performed, the
Since the
なお、ＯＳＤ画像７４に対しても、ＰｉｎＰ画像７３と同じ座標系を設定して表示制御を行う場合には、視点モード２及び３では不一致領域Ｒａ等の１／２だけ水平方向にずらすようにすれば良い。
次に図９及び図１０のフローチャートを参照して本実施例を説明する。３Ｄコントローラ５の電源が投入されると、ＣＰＵ３８は、ＲＯＭ４７に格納されたプログラムに従って図９及び図１０に示す制御動作を開始する。
図９に示すように、立体観察が開始すると、最初のステップＳ１に示すように３Ｄ表示コントローラ５内のＣＰＵ３８は、操作スイッチ３９が操作されたか否かをスキャン（モニタ）する。
そして、操作スイッチ３９が操作された場合にはＣＰＵ３８は、ステップＳ２に示すように視点モードスイッチ４１の操作状態が変更されたか否かを判定する。
Note that when the same coordinate system as that of the
Next, the present embodiment will be described with reference to the flowcharts of FIGS. When the power of the
As shown in FIG. 9, when stereoscopic observation is started, the
When the
そして、視点モードスイッチ４１の操作状態が変更された場合にはＣＰＵ３８は、視点モード１に状態変更されたか、視点モード２に状態変更されたか、視点モード３に状態変更されたかを判定する。
視点モード１に状態変更された場合には、ステップＳ３Ａに示すようにＣＰＵ３８は、ＰｉｎＰ画像生成部３５Ｌ，３５Ｒ（フローチャート中では、例えばＰｉｎＰ画像生成部３５ＬをＰｉｎＰ画像生成部（Ｌ）のように略記）に初期位置移動指令を出力する。この初期位置移動指令は、（例えば図６（Ａ）のように左右の画像を撮像した場合）図８に示すような状態でＰｉｎＰ画像７３を重畳表示する位置である。
次のステップＳ４ＡにおいてＣＰＵ３８は、画像メモリ３３Ｌ、３３Ｒに初期位置移動指令及びマスク画像挿入ＯＦＦ指令を出力する。例えば、図６（Ａ）で示したように撮像された左右の画像を、画像表示素子２７Ｌ，２７Ｒに殆ど同じように表示するように初期位置に移動指令する。
When the operation state of the
When the state is changed to the viewpoint mode 1, as shown in step S3A, the
In the next step S4A, the
換言すると、初期位置のアドレスで画像メモリ３３Ｌ、３３Ｒから画像データを読み出すように設定する。またマスクを行う必要はないので、マスクするマスク画像の挿入をＯＦＦにする指令を出す。
次のステップＳ５（図１０参照）においてＣＰＵ３８は、ＯＳＤ表示スイッチ４２がＯＮか否かの判定を行う。
ＯＳＤ表示スイッチ４２がＯＦＦの場合には、ステップＳ６に示すようにＣＰＵ３８は、ＰｉｎＰ表示スイッチ４３がＯＮか否かの判定を行う。そして、ＰｉｎＰ表示スイッチ４３がＯＦＦの場合にはステップＳ７に示すようにＣＰＵ３８は、画像ミキサ３４Ｌ，２４Ｒに画像メモリ出力への重畳画像なしとする指令を出力する。そして、最初のステップＳ１に戻る。この状態においては、左右の画像表示素子２７Ｌ，２７Ｒには図６（Ａ）で示したものと相似の左右の画像が表示されることになる。
In other words, the setting is made so that the image data is read from the
In the next step S5 (see FIG. 10), the
When the
ステップＳ６の判定において、ＰｉｎＰ表示スイッチ４３がＯＮと判定した場合には、ステップＳ８に示すようにＣＰＵ３８は、画像ミキサ３４Ｌ，３４Ｒに画像メモリ出力へのＰｉｎＰ画像７３の重畳指令を出力する。
この場合には、図８に示した画像（点線のＯＳＤ画像７４は除外）が３Ｄ表示装置６の左右の画像表示素子２７Ｌ，２７Ｒに表示される。
また、ステップＳ５の判定において、ＯＳＤ表示スイッチ４２がＯＮされたとＣＰＵ３８により判定された場合には、ステップＳ９に示すようにＰｉｎＰ表示スイッチ４３がＯＮかの判定を行う。
ＰｉｎＰ表示スイッチ４３がＯＦＦと判定した場合にはＣＰＵ３８は、ステップＳ１０に示すように画像ミキサ３４Ｌ，３４Ｒに画像メモリ出力へのＯＳＤ画像７４の重畳指令を出力する。
If it is determined in step S6 that the
In this case, the image shown in FIG. 8 (excluding the dotted OSD image 74) is displayed on the left and right
In step S5, if the
If it is determined that the
この場合には、図８において、ＰｉｎＰ画像７３を表示しないで、点線で示すＯＳＤ画像７４が左右の画像に重畳して表示されるようになる。そして、最初のステップＳ１に戻る。
ステップＳ９の判定において、ＰｉｎＰ表示スイッチ４３がＯＮと判定した場合にはステップＳ１１においてＣＰＵ３８は、画像ミキサ３４Ｌ，３４Ｒに画像メモリ出力へのＯＳＤ画像７４及びＰｉｎＰ画像７３の重畳指令を出力する。
この場合には、図８において、ＰｉｎＰ画像７３と共に、点線で示すＯＳＤ画像７４が左右の画像に重畳して表示されるようになる。そして、最初のステップＳ１に戻る。
In this case, in FIG. 8, the
If it is determined in step S9 that the
In this case, in FIG. 8, the
次にステップＳ２の視点モードスイッチ４１の状態変更が無い場合においては、ステップＳ１２に示すようにＣＰＵ３８は、上下スイッチ４４がＯＮにされたかの判定を行う。 上下スイッチ４４がＯＮにされたと判定した場合には、次のステップＳ１３においてＣＰＵ３８は、（ＯＮされた上下スイッチ４４における実際にＯＮされたものが）上スイッチ４４ａがＯＮされた場合には（ａ）画像メモリ３３Ｌ若しくは３３Ｒの左画像若しくは右画像の表示位置を上方向に移動する指令を出力する。
或いは（ＯＮされた上下スイッチ４４における実際にＯＮされたものが）下スイッチ４４ｂがＯＮされた場合には（ｂ）画像メモリ３３Ｌ若しくは３３Ｒの左画像若しくは右画像の表示位置を下方向に移動する指令を出力する。そしてステップＳ５に移る。
Next, when there is no change in the state of the
Alternatively, when the lower switch 44b is turned on (what is actually turned on in the up / down
ステップＳ１３の処理により、左画像若しくは右画像の表示位置を上方向或いは下方向に移動できる。このため、立体内視鏡２における左右の光学系や左右のＣＣＤ２５Ｌ，２５Ｒの設定状態が初期設定状態から経年変化等によりずれた場合等においては、調整することができる。
つまり、本来は同じ画像部分に対しては、実際の表示位置も上下方向で一致しているべきであるが、経年変化等のために上下方向にずれている場合には、一方の画像表示素子２７Ｌ或いは２７Ｒに対して表示される表示位置を上或いは下に移動する上スイッチ４４ａ或いは下スイッチ４４ｂをＯＮすれば、そのずれを解消できる。なお、ＰｉｎＰ画像７３やＯＳＤ画像７４の表示位置は、変更しない。
また、図１２の判定において、上下スイッチ４４がＯＦＦの場合には、ステップＳ１４に示すようにＣＰＵ３８は、左右スイッチ４５がＯＮにされたかの判定を行う。ＣＰＵ３８は、左右スイッチ４５がＯＦＦである判定した場合には、ステップＳ５の処理に移る。 一方、左右スイッチ４５がＯＮである判定した場合には、ＣＰＵ３８は、ステップＳ１５の処理に進む。
By the processing in step S13, the display position of the left image or the right image can be moved upward or downward. For this reason, adjustment can be made when the setting state of the left and right optical systems and the left and
In other words, for the same image portion, the actual display position should also match in the vertical direction, but if it is shifted in the vertical direction due to aging, etc., one image display element If the upper switch 44a or the lower switch 44b that moves the display position displayed on the 27L or 27R up or down is turned on, the deviation can be eliminated. Note that the display positions of the
In the determination of FIG. 12, if the up / down
ステップＳ１５において、ＣＰＵ３８は、ＰｉｎＰ画像生成部３５Ｌ若しくは３５Ｒ、画像メモリ３３Ｌ若しくは３３Ｒそれぞれに対して、左右スイッチ４５における左スイッチ４５ａがＯＮされた場合には（ａ）各画像表示位置を左方向に移動する指令を出力する。この場合、左右スイッチ４５おける右スイッチ４５ｂがＯＮされた場合には（ｂ）各画像表示位置を右方向に移動する指令を出力する。
ステップＳ１５の処理により、左画像若しくは右画像の表示位置を左方向或いは右方向に移動できる。このため、上記上下方向のずれの場合のように左右の光学系や左右のＣＣＤ２５Ｌ，２５Ｒが経年変化等により最初の設定状態からずれた場合には、それを補正できる。
例えば左右の画像表示素子２７Ｌ，２７Ｒにおいて、同じ画像部分に対する実際の表示位置が左右方向にずれている場合には、一方の画像表示素子２７Ｌ或いは２７Ｒに対してその表示位置を左或いは右に移動する左スイッチ４５ａ或いは右スイッチ４５ｂをＯＮすれば、そのずれを解消できる。なお、この場合においては、ＰｉｎＰ画像７３も、左右の画像における水平方向の調整移動に伴って、同量移動する。
In step S15, when the left switch 45a of the left /
By the process of step S15, the display position of the left image or the right image can be moved leftward or rightward. For this reason, when the left and right optical systems and the left and
For example, in the left and right
以上は、視点モード１に対する処理を説明したので、次にステップＳ２において、視点モード２用スイッチが操作された場合を説明する。
この場合にはステップＳ３Ｂに示すようにＣＰＵ３８は、ＰｉｎＰ画像生成部３５Ｌ，３５Ｒに視点モード２位置への移動指令を出力する。視点モード２位置への移動指令の詳細は後述する。
次のステップＳ４ＢにおいてＣＰＵ３８は、画像メモリ３３Ｌ、３３Ｒに視点モード２位置への移動指令及び視点モード２マスク画像挿入指令を出力する。
画像メモリ３３Ｌ、３３Ｒに視点モード２位置への移動指令は、これを行わないと、図６（Ｂ）に示す補正なしの状態のままで左右の画像を表示することになるため、水平方向に移動する処理を行う。
Since the processing for the viewpoint mode 1 has been described above, the case where the
In this case, as shown in step S3B, the
In the next step S4B, the
If the command to move to the
また、この水平移動処理では、不一致領域Ｒａ、Ｒｂの半分が表示されてしまうので、マスク画像挿入を行うことにより不一致領域Ｒａ、Ｒｂが表示されるのを解消する。 Further, in this horizontal movement process, half of the mismatch areas Ra and Rb are displayed, so that the display of the mismatch areas Ra and Rb is eliminated by inserting a mask image.
次のステップＳ５においてＣＰＵ３８は、ＯＳＤ表示スイッチ４２がＯＮされたかを判定する。例えばＯＦＦの場合には、次のステップＳ６において、ＰｉｎＰ表示スイッチ４３がＯＮかの判定を行う。ＯＦＦの場合には、ステップＳ７に進み、この場合には、ＯＳＤ画像７４を表示しないし、ＰｉｎＰ画像７３も表示しないので、図６（Ｃ）の表示となる。
In the next step S5, the
ステップＳ６の判定において、ＰｉｎＰ表示スイッチ４３がＯＮであると、画像メモリ出力に、視点モード２位置への移動指令がされた状態のＰｉｎＰ画像７３が重畳される。 この視点モード２位置への移動指令は、この移動指令を行わないと、図１１（Ａ）に示すような画像で表示することになる。
If it is determined in step S6 that the
図１１（Ａ）に示す画像は、図６（Ｂ）の状態で、さらにＰｉｎＰ画像７３を視点モード１の初期位置で重畳したものとなる。
The image shown in FIG. 11A is obtained by superimposing the
図６（Ｂ）の画像は、水平方向に移動され、さらにマスク処理されて表示されるので、そのマスク処理された際に実質的に表示される画像の左上の隅の部分に表示されるようにＰｉｎＰ画像７３の重畳位置を移動する。
Since the image in FIG. 6B is moved in the horizontal direction and further masked, the image is displayed at the upper left corner of the image that is substantially displayed when the masking is performed. The position where the
具体的には、左画像に重畳するＰｉｎＰ画像７３に対しては、視点モード１での重畳表示位置から２×Δ２（つまり不一致領域Ｒａ）だけ右側に移動して重畳する。右画像に重畳するＰｉｎＰ画像７３に対しては、視点モード１での重畳表示位置からΔ２（つまり不一致領域Ｒａの１／２）だけ右側に移動して重畳する。
このようにすることにより、左右の画像表示素子２７Ｌ，２７Ｒにより表示される左右の画像及びＰｉｎＰ画像７３は、図１１（Ｂ）に示すようになる。つまり、ＰｉｎＰ画像７３を除外すると、図６（Ｃ）の表示状態と一致し、図６（Ｃ）の表示状態における左隅にＰｉｎＰ画像７３がそれぞれ同じ状態で表示される。
Specifically, the
By doing so, the left and right images and the
また、ステップＳ５において、ＯＳＤ表示スイッチ４２がＯＮと判定された場合には、ステップＳ９においてＣＰＵ３８は、ＰｉｎＰ表示スイッチ４３がＯＮかの判定を行う。そして、ＰｉｎＰ表示スイッチ４３がＯＦＦの場合には、ステップＳ１０に示すように画像ミキサ３４Ｌ，３４Ｒに対して、画像メモリ出力に重畳する画像をＯＳＤ画像７４のみとする。この場合には、図６（Ｃ）の画像において、図８に点線で示したＯＳＤ画像７４が重畳して（図８の中央付近と同じ配置で）表示される画像となる。
If it is determined in step S5 that the
一方、ステップＳ９の判定において、ＰｉｎＰ表示スイッチ４３がＯＮの場合には、ステップＳ１１に示すように画像ミキサ３４Ｌ，３４Ｒに対して画像メモリ出力に重畳する画像をＯＳＤ画像７４とＰｉｎＰ画像とする。この場合には、図１１（Ｂ)の表示状態において、さらに図８に点線で示したＯＳＤ画像７４が重畳して（図８の中央付近と同じ配置で）表示される画像となる。なお、上下スイッチ４４及び左右スイッチ４５による作用は、視点モードに関係しないで同じ作用となるため、視点モード２及び３ではその説明を省略する。
On the other hand, if it is determined in step S9 that the
次にステップＳ２において、視点モード３用スイッチ４１ｃが操作された場合を説明する。
Next, a case where the
この場合にはステップＳ３Ｃに示すようにＣＰＵ３８は、ＰｉｎＰ画像生成部３５Ｌ，３５Ｒに視点モード３位置への移動指令を出力する。視点モード３位置への移動指令の詳細は後述する。
In this case, as shown in step S3C, the
次のステップＳ４ＣにおいてＣＰＵ３８は、画像メモリ３３Ｌ、３３Ｒに視点モード３位置への移動指令及び視点モード３マスク画像挿入指令を出力する。
In the next step S4C, the
画像メモリ３３Ｌ、３３Ｒに視点モード３位置への移動指令は、これを行わないと、図７（Ａ）に示す状態で左右の画像を表示することになるため、水平方向に移動する処理を行う。
If the movement instruction to the
また、この水平移動処理では、不一致領域Ｒａ、Ｒｂの半分が表示されてしまうので、マスク画像挿入を行うことにより不一致領域Ｒａ、Ｒｂが表示されるのを解消する。 Further, in this horizontal movement process, half of the mismatch areas Ra and Rb are displayed, so that the display of the mismatch areas Ra and Rb is eliminated by inserting a mask image.
次のステップＳ５においてＣＰＵ３８は、ＯＳＤ表示スイッチ４２がＯＮされたかを判定する。例えばＯＦＦの場合には、次のステップＳ６において、ＰｉｎＰ表示スイッチ４３がＯＮかの判定を行う。ＯＦＦの場合には、ステップＳ７に進み、この場合には、ＯＳＤ画像７４を表示しないし、ＰｉｎＰ画像７３も表示しないので、図７（Ｂ）の表示となる。
In the next step S5, the
ステップＳ６の判定において、ＰｉｎＰ表示スイッチ４３がＯＮであると、画像メモリ出力に、視点モード３位置への移動指令がされた状態のＰｉｎＰ画像７３が重畳される。 この視点モード３位置への移動指令は、この移動指令を行わないと、図１２（Ａ）に示すような画像で表示することになる。
If it is determined in step S6 that the
図１２（Ａ）に示す画像は、図７（Ａ）の状態で、さらにＰｉｎＰ画像７３を視点モード１の初期位置で重畳したものとなる。
The image shown in FIG. 12A is obtained by superimposing the
図７（Ａ）の画像は水平方向に移動され、さらにマスク処理されて表示されるので、そのマスク処理された際に実質的に表示される画像の左上の隅の部分に表示されるようにＰｉｎＰ画像の重畳位置を移動する。具体的には、左画像に重畳するＰｉｎＰ画像７３に対しては、視点モード１での重畳表示位置からΔ３（つまり不一致領域Ｒａの１／２）だけ右側に移動して重畳する。右画像に重畳するＰｉｎＰ画像７３に対しては、視点モード１での重畳表示位置から２×Δ３（つまり不一致領域Ｒａ）だけ右側に移動して重畳する。 このようにすることにより、左右の画像表示素子２７Ｌ，２７Ｒにより表示される左右の画像及びＰｉｎＰ画像は、図１２（Ｂ）に示すようになる。
Since the image in FIG. 7A is moved in the horizontal direction and further masked and displayed, it is displayed at the upper left corner of the image that is substantially displayed when the masking is performed. The overlapping position of the PinP image is moved. Specifically, the
また、ステップＳ５において、ＯＳＤ表示スイッチ４２がＯＮと判定された場合には、ステップＳ９においてＣＰＵ３８は、ＰｉｎＰ表示スイッチ４３がＯＮかの判定を行う。そして、ＰｉｎＰ表示スイッチ４３がＯＦＦの場合には、ステップＳ１０に示すように画像ミキサ３４Ｌ，３４Ｒに対して、画像メモリ出力に重畳する画像をＯＳＤ画像７４のみとする。
If it is determined in step S5 that the
一方、ＰｉｎＰ表示スイッチ４３がＯＮの場合には、ステップＳ１１に示すように画像ミキサ３４Ｌ，３４Ｒに対して画像メモリ出力に重畳する画像をＯＳＤ画像７４とＰｉｎＰ画像７３とする。
On the other hand, when the
この場合には、図１２（Ｃ）に示すような画像表示となる。この画像表示状態においては、左右の画像、ＰｉｎＰ画像７３、ＯＳＤ画像７４がそれぞれ適正な状態で表示されることになる。
In this case, an image display as shown in FIG. In this image display state, the left and right images, the
以上説明した本実施例によれば、立体内視鏡２における左右の光学系及び撮像手段による左右の撮像範囲が一致する視点状態で観察する場合から近点側にずれた視点状態で観察する場合、或いは遠点側にずれた視点状態で観察する場合においても、左右の撮像範囲が一致する視点状態で観察する場合と同様な表示状態に設定する信号処理を行うようにしているので、観察者は立体観察し易い適正な状態で立体観察ができる。
According to the present embodiment described above, when observing in a viewpoint state shifted to the near point side from observing in a viewpoint state where the left and right optical systems in the
つまり、近点側及び遠点側の視点状態で観察する場合において、それぞれ対応するスイッチ操作を行うことにより、左右の撮像範囲において発生する不一致領域をマスク処理して不一致領域を解消すると共に、表示される左右の画像を水平方向に移動する画像移動処理して、観察者の眼のピント位置と輻輳にずれの無い状態で表示されるようにしているので、観察者は立体観察し易い適正な状態で立体観察ができる。 In other words, when observing in the near-point and far-point viewpoint states, by performing corresponding switch operations, the mismatch areas occurring in the left and right imaging ranges are masked to eliminate the mismatch areas and display Since the left and right images are moved in the horizontal direction and displayed so that there is no deviation in the focus position and convergence of the observer's eyes, the observer can easily perform stereoscopic observation. Stereoscopic observation is possible in the state.
また、重畳画像としてのＰｉｎＰ画像７３やＯＳＤ画像７４を左右の画像中に重畳表示する場合においても、左右の画像と共に、適切な表示位置に表示する表示処理を行うようにしているので、ＰｉｎＰ画像７３やＯＳＤ画像７４が左右の画像における表示位置が相対的にずれてしまうようなことを解消できる。
In addition, when the
また、本実施例の３Ｄ表示コントローラ５として、広角用の光学系及び撮像手段を備えた立体内視鏡２の場合に適用した例で示しているが、広角用の光学系及びその撮像手段を有しないで、左右の光学系及び左右の撮像手段を備え、距離算出手段や焦点調整機構を有しない既存の立体内視鏡の場合にも広く適用できることは明らかである。この場合には、重畳画像としては、ＯＳＤ画像７４のみとなる。
Further, as the
そして、既存の立体内視鏡に対しても本実施例の３Ｄ表示コントローラ５を採用することにより、上述したように立体視に適した状態で左右の画像等を表示することができることになる。
By adopting the
換言すると、既存の立体内視鏡を用いた既存の立体内視鏡システムに対して、本実施例の３Ｄ表示コントローラ５を採用することにより、その立体内視鏡システムにより違和感が伴う立体観察の状況を簡単に改善でき、違和感無く立体観察を行うことができる環境を実現できる。従って、本実施例の３Ｄ表示コントローラ５は、適用範囲が広く、かつ適用した場合に非常に有用な効果を得ることができるものとなる。
In other words, by adopting the
なお、上述の説明において、図８に示したように視点１の状態で左右の画像中におけるＰｉｎＰ画像７３を重畳する位置を変更した場合には、その変更に応じて視点２等においてＰｉｎＰ画像７３を重畳する位置を補正すれば良い。基本的には、ＰｉｎＰ画像７３を左右の画像における水平方向の隅の方に配置した場合には、視点２或いは視点３の変更に応じて、ＰｉｎＰ画像７３を画像の中央側に移動すれば良い。
In the above description, when the position where the
なお、視点２等に変更した場合、左右の画像の表示位置を水平方向に移動する場合、画像メモリ３３Ｌ，３３Ｒからの読み出しアドレスを変更する代わりに、書き込みアドレスを変更しても同様に表示位置を水平方向に移動できることは明らかである。
If the display position is changed to the
図１３は、第１変形例の立体内視鏡システム１Ｂを示す。本変形例は、図１の立体内視鏡システム１において、立体内視鏡２の他に種類の異なる立体内視鏡２Ｂの場合にも対応できるようにしている。
FIG. 13 shows a stereoscopic endoscope system 1B according to a first modification. This modified example can cope with the case of a different type of stereoscopic endoscope 2B in addition to the
つまり、立体内視鏡システム１Ｂにおける３Ｄ表示コントローラ５Ｂは、複数種類の立体内視鏡の光学系等の特性に応じて、複数種類の表示制御（水平方向の移動処理及びマスク処理等）を行えるようにしており、そのために複数種類の立体内視鏡の光学系等の特性に対応した複数種類の情報を備えている。
That is, the
この立体内視鏡システム１Ｂは、（図１の立体内視鏡２及び）図１３に示す立体内視鏡２Ｂと、光源装置３と、信号処理装置４と、３Ｄ表示コントローラ５Ｂと、３Ｄ表示装置６とから構成される。なお、図１と同じ符号を付けた光源装置３等は、実施例１と同様の構成である。
This stereoscopic endoscope system 1B includes a stereoscopic endoscope 2B, a
立体内視鏡２Ｂは、立体内視鏡２の左右の対物光学系２１Ｌ，２１Ｒに対し、焦点距離、視野角等の光学特性が異なる左右の対物光学系２１Ｌ′，２１Ｒ′が採用されている。そして、この左右の対物光学系２１Ｌ′，２１Ｒ′に対応して以下のＩＤ発生回路８１を備えている。
The stereoscopic endoscope 2B employs left and right objective
また、この立体内視鏡２Ｂは、光学系の識別情報（ＩＤ）を発生するＩＤ発生回路８１を備え、このＩＤ発生回路８１のＩＤは、３Ｄ表示コントローラ５Ｂ内のＣＰＵ３８に入力されるようにしている。
The stereoscopic endoscope 2B includes an
また、この３Ｄ表示コントローラ５Ｂは、図２の３Ｄ表示コントローラ５において、ＩＤにより、接続された立体内視鏡２Ｂに応じて、視点モードスイッチ４１等を操作した場合における視点１、視点２、視点３に対応する処理を行えるようにしている。
In addition, the
つまり、ＣＰＵ３８は、ＩＤにより、予めＩＤに対応付けて視点１、視点２、視点３に対応する処理を行うための情報を格納したＬＵＴ８２から必要とする情報を読み出す（実施例１では、この情報が１種類のみに相当する）。
That is, the
そして、ＬＵＴ８２から読み出した情報により、例えば実施例１の立体内視鏡２が接続されて場合には、図１５に示す視点１〜３に対応した処理を行う。
Then, based on the information read from the
また、図１３に示す立体内視鏡２Ｂが接続された場合には、この立体内視鏡２Ｂの場合における図１５に対応する特性に応じた情報を読み出して、この立体内視鏡２Ｂの場合に適した処理を行えるようにしている。 Further, when the stereoscopic endoscope 2B shown in FIG. 13 is connected, information corresponding to the characteristics corresponding to FIG. 15 in the case of the stereoscopic endoscope 2B is read out, and in the case of this stereoscopic endoscope 2B It is possible to perform processing suitable for
簡単な例により具体的に説明すると、立体内視鏡２の場合には、例えば視点２の状態では、図１５のＨｌａ、Ｈｒａに相当する不一致領域Ｒａ、Ｒｂが発生するのに対して、立体内視鏡２Ｂの場合には、不一致領域Ｒａ、Ｒｂの値が異なる。このため、例えば視点２の場合において、水平方向に移動する移動量の値が、立体内視鏡２の場合とは異なる。なお、マスクする処理も水平方向に移動する移動量の値に連動して変化する。
More specifically, with a simple example, in the case of the
このような移動量等の情報が、ＩＤコードに対応付けてＬＵＴ８２に格納されている。そして、ＣＰＵ３８は、ＩＤコードからそのＩＤコードの立体内視鏡２Ｂの場合に、必要となる移動量等の情報をＬＵＴ８２から読み出す。読み出した情報により、上述した立体内視鏡２の場合と同様の処理を行うことになる。
Information such as the amount of movement is stored in the
また、ＩＤを発生しない図１に示した立体内視鏡２のような立体内視鏡の場合にも、マニュアル操作で対応できるように、この３Ｄ表示コントローラ５Ｂには、ＬＵＴ８２から読み出し、実際に使用する情報を選択設定する選択設定スイッチ８３が設けてある。
In addition, even in the case of a stereoscopic endoscope such as the
その他の構成は実施例１と同様である。 Other configurations are the same as those of the first embodiment.
本変形例によれば、立体内視鏡の光学系の特性が異なる場合にも適切に対応できる。ＩＤコードにより、ＣＣＤ２５Ｌ，２５Ｒ，２５Ｗの画素数などが異なる場合を含めると、ＣＣＤ２５Ｌ，２５Ｒ，２５Ｗの画素数などが異なる場合にも適切に対応できる。
According to this modification, it is possible to appropriately cope with the case where the characteristics of the optical system of the stereoscopic endoscope are different. Including the case where the number of pixels of the
なお、上述の説明においては、左右の光学系が視点１の状態で同じ撮像範囲となるように予め設定された状態から、近点側と遠点側に被写体距離を変更した場合の視点位置を、それぞれ１つづつ用意しているが、その視点位置の値を変更したり、小さなステップ等で複数変更できるようにしても良い。 In the above description, the viewpoint position when the subject distance is changed from the preset state so that the left and right optical systems have the same imaging range in the viewpoint 1 state to the near point side and the far point side is set. Each one is prepared, but the value of the viewpoint position may be changed, or a plurality of changes may be made in small steps.
実施例１においては、図１５における距離Ｌ＝ｄ２の視点位置の状態から近点側に視点位置を変更した場合（具体的には視点モード２用スイッチ４１ｂをＯＮした場合）、距離Ｌ＝ｄ１の視点位置に対応した表示制御を行うが、例えば視点モード２用スイッチ４１ｂを１回ＯＮした場合には、距離Ｌ＝ｄ２から距離Ｌ＝ｄ２−ｄを視点位置とした表示制御を行い、さらに視点モード２用スイッチ４１ｂがＯＮされた場合には距離Ｌ＝ｄ２−２ｄを視点位置とした表示制御を行うようにしても良い。また、この場合の距離ｄの値をユーザが変更設定できるようにしても良い。
In the first embodiment, when the viewpoint position is changed from the viewpoint position state of the distance L = d2 in FIG. 15 to the near point side (specifically, when the
図１４は第２変形例を備えた立体内視鏡システム１Ｃを示す。これまでは立体内視鏡として距離算出手段を有しない場合に適用したが、本変形例は、フォーカス調整する駆動手段によるフォーカスされた状態での駆動情報を距離情報として、その距離情報により適切な表示制御を行うようにしたものである。 FIG. 14 shows a stereoscopic endoscope system 1C provided with a second modification. Previously, this was applied to a case where the stereoscopic endoscope did not have a distance calculating unit. However, in this modification, the driving information in a focused state by the driving unit that performs focus adjustment is used as distance information, and the distance information is more appropriate. Display control is performed.
この立体内視鏡システム１Ｃは、例えば図１に示す立体内視鏡システム１において、広角用光学系及び撮像手段を有しない立体内視鏡２Ｃを採用している。その光学式内視鏡を符号１４Ｃで、広角用ＣＣＤを有しないテレビカメラを符号１５Ｃで示している。
This stereoscopic endoscope system 1C employs a stereoscopic endoscope 2C that does not have a wide-angle optical system and imaging means in the stereoscopic endoscope system 1 shown in FIG. 1, for example. The optical endoscope is indicated by
また、この立体内視鏡２Ｃは、テレビカメラ１５Ｃ内の左右の結像光学系２４を各光軸方向に前進及び後退移動して、被写体のピント合わせをする駆動手段となるモータ８５を備えている。
The stereoscopic endoscope 2C also includes a
そして、例えばフットスイッチ等により構成されるフォーカス調整スイッチ８６（フォーカス調整スイッチ８６の一方がモータ８５を正転させ、他方がモータ８５を逆転させる）を操作することにより、モータ８５を正転或いは逆転して左右のＣＣＤ２５Ｌ，２５Ｒに結像される左右の光学像をデフォーカスの状態からフォーカス状態へのピント合わせ（フォーカス調整）が同時にできるようにしている。
Then, for example, by operating a focus adjustment switch 86 composed of a foot switch or the like (one of the focus adjustment switches 86 rotates the
このモータ８５には、このモータ８５の回転量を検出することにより、どの距離にフォーカスしているか検出するためのエンコーダ８７が取り付けてあり、このエンコーダ８７の出力信号は、この３Ｄ表示コントローラ５Ｃ内のＣＰＵ３８に入力される。
The
このＣＰＵ３８は、エンコーダ８７の出力信号から、立体内視鏡２が実際にどの距離にピント合わせして観察しているかを検出することができることになる。そして、ＣＰＵ３８は、ピントが合っている距離を視点状態として、その視点状態において必要とされる情報を予め書き込んだＬＵＴ８２′から、対応する情報を読み出し、その情報を用いて表示制御を行う。なお、この立体内視鏡システム１Ｃにおける信号処理装置４Ｃは、左右のＣＣＤ２５Ｌ，２５Ｒに対する信号処理を行うＣＣＵ２６Ｌ，２６Ｒにより構成されている。
This
この第２変形例による作用は以下のようになる。 The effect | action by this 2nd modification is as follows.
術者等のユーザは、立体内視鏡２Ｃを用い、実際に内視鏡検査或いは処置具で処置しようとする患部等にピントが合うようにフットスイッチ等により構成されるフォーカス調整スイッチ８６を押す操作を行う。
A user such as a surgeon uses the stereoscopic endoscope 2C and presses a
フォーカス調整スイッチ８６を押す操作によりモータ８５が回転駆動され、そのモータ８５の回転により、左右のＣＣＤ２５Ｌ，２５Ｒの前の光軸上に配置された（左右の）結像光学系２４が連動してそれぞれ光軸上を前進或いは後退して、左右のＣＣＤ２５Ｌ，２５Ｒに結像される左右の光学像をフォーカス状態に設定することができる。
When the
その設定状態における情報（換言すると距離情報）は、エンコーダ８７を経てＣＰＵ３８に送られ、ＣＰＵ３８はその距離の状態において必要とされる情報をＬＵＴ８２′から読み出す。
Information in the set state (in other words, distance information) is sent to the
そして、その情報を用いて、左右の画像表示素子２７Ｌ，２７Ｒに表示される左右の画像の水平方向の表示位置を調整すると共に、左右の画像における片方のみに表示される不一致領域となる部分をマスクする。
Then, using the information, the horizontal display positions of the left and right images displayed on the left and right
このようにピント合わせした状態における任意の距離において、実施例１における図６（Ｃ）或いは図７（Ｂ）のような立体観察に適した表示状態に設定できる。 The display state suitable for stereoscopic observation as shown in FIG. 6C or FIG. 7B in the first embodiment can be set at an arbitrary distance in the focused state.
実施例１においては、図６（Ｃ）或いは図７（Ｂ）のような表示状態に設定されるが、実際の被写体のピント位置（視点）は、その表示状態（３Ｄ表示コントローラ５に設定されている視点モード）に合致しているとは限らないのに対して、本変形例の場合には、ピント合わせのエラーを無視すると、被写体のピント位置に合致した状態での適正な表示ができる。
このため、本変形例によれば、非常に立体観察し易い画像表示ができる効果を有する。 このように本実施例及び変形例における３Ｄ表示コントローラによれば、既存の距離算出手段を有しない立体内視鏡の場合にも適用できると共に、距離情報を算出可能とするフォーカス調整手段を有する立体内視鏡の場合まで広く適用でき、その適用により立体観察し易い適切な画像表示ができる。
In the first embodiment, the display state as shown in FIG. 6C or FIG. 7B is set, but the actual focus position (viewpoint) of the subject is set in the display state (3D display controller 5). However, in the case of this modification, if the focus error is ignored, an appropriate display in a state that matches the focus position of the subject can be performed. .
For this reason, according to the present modification, there is an effect that it is possible to display an image that is very easily stereoscopically observed. As described above, the 3D display controller according to the present embodiment and the modification can be applied to the case of a stereoscopic endoscope that does not have an existing distance calculation unit, and has a stereoscopic unit that has a focus adjustment unit that can calculate distance information. The present invention can be widely applied to the case of an endoscope, and an appropriate image display that can be easily stereoscopically observed can be obtained by the application.
上述した実施例或いは変形例を部分的に組み合わせる等して構成される実施例等も本発明に属する。例えば第２実施例における３Ｄコントローラ５ＣをＣＣＵ２６Ｌ，２６Ｒと一体化したものでも良い。この場合には一体化した３Ｄコントローラには、ＣＣＤ２５Ｌ，２５Ｒによる撮像信号が入力される。
また、左右の画像を撮像する撮像手段は、左右に離間して配置された２つのＣＣＤの場合に限定されるものでなく、例えば水平方向の画素数を大きくした単一のＣＣＤで形成した場合も含む。
Embodiments configured by partially combining the above-described embodiments or modifications also belong to the present invention. For example, the 3D controller 5C in the second embodiment may be integrated with the
In addition, the imaging means for capturing the left and right images is not limited to the case of two CCDs that are spaced apart from each other on the left and right. For example, the imaging unit is formed by a single CCD having a large number of pixels in the horizontal direction. Including.
［付記］
１．請求項３において、前記画像重畳手段は、前記左右の画像中に、左右の画像をそれぞれ親画像とし、前記立体内視鏡に設けられた左右の画像を生成する左右の撮像手段以外に設けた撮像手段により撮像した画像を縮小した子画像として重畳表示するＰｉｎＰ画像生成手段である。
２．請求項３において、前記画像重畳手段は、前記左右の画像中に、メニュー等のグラフィック画像を重畳表示するオンスクリーン画像生成手段である。
３．付記１において、前記画像移動手段による前記左右の画像の移動に連動して、前記ＰｉｎＰ画像を、前記左右の画像における中央側に移動する処理を行う。
[Appendix]
1. 4. The image superimposing means according to
2. 4. The on-screen image generating means according to
3. In Supplementary Note 1, in conjunction with the movement of the left and right images by the image moving means, a process of moving the PinP image to the center of the left and right images is performed.
４．請求項１において、前記画像移動手段は、前記左右の画像を格納する左右の画像メモリにおける水平方向における読み出し／書き込みアドレスの変更により行う。
５．請求項１において、前記画像マスク手段は、前記左右の画像における水平方向の端部付近をマスクするタイミングで黒レベルの信号を出力する。
６．請求項１において、前記画像マスク手段は、前記左右の画像における片方の画像中にのみ表示される画像領域となる水平方向の端部付近をそれぞれマスクする。
4). The image moving means is performed by changing a read / write address in a horizontal direction in left and right image memories storing the left and right images.
5). The image masking means outputs a black level signal at a timing for masking the vicinity of the horizontal end portions of the left and right images.
6). 2. The image masking unit according to claim 1, wherein the image masking unit masks the vicinity of an end portion in a horizontal direction, which is an image region displayed only in one of the left and right images.
７．請求項１において、前記画像移動手段及び前記画像マスク手段の動作を制御する制御手段を有する。
８．付記７において、前記制御手段は、前記立体内視鏡の特性に応じて、前記画像移動手段及び前記画像マスク手段の動作を制御する。
7). The image processing apparatus according to claim 1, further comprising a control unit that controls operations of the image moving unit and the image mask unit.
8). In
９．付記８において、前記制御手段の動作を決定するプログラムを格納した格納手段を有する。
9.
１０．請求項１において、前記立体内視鏡におけるフォーカス調整情報を利用して、前記画像移動手段及び前記画像マスク手段の動作を制御する。
１１．請求項５において、前記２つの撮像手段に結像する光学系の特性に対応して、前記画像移動手段による移動量及び前記画像マスク手段のマスク量を決定する情報を格納する情報格納手段を有する。
10. The operation of the image moving unit and the image mask unit is controlled using the focus adjustment information in the stereoscopic endoscope.
11. 6. The information storage unit according to
１２．請求項５において、前記立体内視鏡は、２つの撮像手段の撮像面にフォーカス状態で結像するように調整するフォーカス調整手段を有する。
１３．付記１２において、前記フォーカス調整手段によるフォーカス状態に設定された場合の情報を利用して、前記画像移動手段及び前記画像マスク手段の動作を制御する。
12 The stereoscopic endoscope according to
13. In
１４．立体内視鏡に設けられた視差を有する左右の撮像手段により撮像された左右の画像に対応する左右の撮像信号又は左右の映像信号に対し、信号処理を行って表示手段に立体観察用の左右の画像を表示する立体内視鏡用表示制御方法において、
表示変更の指示入力の有無の判定の処理を行う判定ステップと、
前記指示入力に対応して、前記左右の画像における水平方向の表示位置を互いに逆方向に移動する処理を行う画像移動ステップと、
前記画像移動ステップによる処理と連動して前記左右の画像における水平方向の端部付近をマスクする処理を行う画像マスクステップと、
を具備したことを特徴とする立体内視鏡用表示制御方法。
14 Signal processing is performed on the left and right imaging signals or left and right video signals corresponding to the left and right images captured by the left and right imaging units having parallax provided in the stereoscopic endoscope, and the left and right for stereoscopic observation are displayed on the display unit. In the stereoscopic endoscope display control method for displaying the image of
A determination step for performing a process of determining whether or not there is a display change instruction input;
In response to the instruction input, an image moving step for performing processing for moving the horizontal display positions in the left and right images in opposite directions;
An image masking step for performing a process of masking the vicinity of the edge in the horizontal direction in the left and right images in conjunction with the process by the image moving step;
A display control method for a stereoscopic endoscope, comprising:
立体内視鏡に設けられた左右に視差を有する左右の撮像手段により撮像された左右の画像を表示手段により表示する場合、視点位置に応じて発生する左右の画像の不一致領域部分をマスクして左右で同じ範囲を観察できる状態にすると共に、左右の画像を水平方向に移動して、観察者の眼のピント位置と輻輳にずれの無い状態で観察できるようにすることにより、違和感の少ない、立体観察し易い状態で内視鏡検査、処置が行えるようになる。 When displaying the left and right images captured by the left and right imaging means having parallax on the left and right provided in the stereoscopic endoscope on the display means, masking the mismatched area portion of the left and right images generated according to the viewpoint position By making it possible to observe the same range on the left and right, and moving the left and right images horizontally, so that it can be observed in a state where there is no deviation in the focus position and convergence of the observer's eyes, there is less discomfort. Endoscopy and treatment can be performed in a state in which stereoscopic observation is easy.
１…立体内視鏡システム
２…立体内視鏡
３…光源装置
４…信号処理装置
５…３Ｄ表示コントローラ
６…３Ｄ表示装置
１１…挿入部
１４…光学式内視鏡
１５…テレビカメラ
２１Ｌ，２１Ｒ，２１Ｗ…対物光学系
２４…結像光学系
２５Ｌ，２５Ｒ，２５Ｗ…ＣＣＤ
２６Ｌ，２６Ｒ，２６Ｗ…ＣＣＵ
２７Ｌ，２７Ｒ…画像表示素子
３１Ｌ，３１Ｒ，３１Ｗ…Ａ／Ｄ変換器
３３Ｌ，３３Ｒ…画像メモリ
３４Ｌ，３４Ｒ…画像ミキサ
３５Ｌ，３５Ｒ…ＰｉｎＰ画像生成部
３６Ｌ，３６Ｒ…ＯＳＤ画像生成部
３８…ＣＰＵ
３９…操作スイッチ
４１…視点モードスイッチ
４２…ＯＳＤ表示スイッチ
４３…ＰｉｎＰ表示スイッチ
４４…上下スイッチ
４５…左右スイッチ
５１…カート
５２…アーム
６２…アイシュード部
７１…マスク挿入画像
７２…黒画像
７３…ＰｉｎＰ画像
７４…ＯＳＤ画像
代理人 弁理士 伊藤 進
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
26L, 26R, 26W ... CCU
27L, 27R ...
DESCRIPTION OF
Claims (7)
視点を指示するための操作スイッチの操作に応答して視点モードを決定する視点決定部と、
前記視点決定部が決定した視点モードに基づいて、前記表示手段に表示される左右の画像における水平方向の表示位置を互いに逆方向に所定量移動する画像移動手段と、
前記画像移動手段による左右の画像の移動に連動して、前記左右の画像における水平方向の端部付近をマスクする画像マスク手段と、
を具備したことを特徴とする立体内視鏡用表示制御装置。 With respect to the left and right imaging signals having parallax on the left and right, or the left and right video signals generated from the left and right imaging signals, captured by the two imaging units provided in the insertion unit of the stereoscopic endoscope with respect to the same subject In a stereoscopic endoscope display control device that performs signal processing and outputs left and right images for stereoscopic observation to a display means,
A viewpoint determination unit that determines a viewpoint mode in response to an operation of an operation switch for instructing a viewpoint;
Image moving means for moving a horizontal display position in the left and right images displayed on the display means by a predetermined amount in opposite directions based on the viewpoint mode determined by the viewpoint determining section ;
In conjunction with the movement of the left and right images by the image moving means, the image mask means for masking the vicinity of the horizontal ends of the left and right images;
A display control apparatus for a stereoscopic endoscope, comprising:
前記撮像手段により撮像された左右の撮像信号から左右の映像信号を生成する左右の信号処理手段と、
視点を指示するための操作スイッチの操作に応答して視点モードを決定する視点決定部と、
前記視点決定部が決定した視点モードに基づいて、前記左右の映像信号に対して表示手段に表示される左右の画像における水平方向の表示位置を互いに逆方向に所定量移動する画像移動手段と、
前記画像移動手段による左右の画像の移動に連動して、前記左右の画像における水平方向の端部付近をマスクする画像マスク手段と、
前記画像移動手段及び前記画像マスク手段を経た左右の画像をそれぞれ表示する立体画像表示手段と、
を具備したことを特徴とする立体内視鏡システム。 A stereoscopic endoscope with the insertion portion of the image pickup means having a parallax in the left and right with respect to the same subject,
Left and right signal processing means for generating left and right video signals from the left and right imaging signals imaged by the imaging means;
A viewpoint determination unit that determines a viewpoint mode in response to an operation of an operation switch for instructing a viewpoint;
On the basis of the viewpoint determining unit viewpoint mode determined, and image moving means for moving a predetermined amount in the horizontal direction of the display position in the opposite directions of the left and right images displayed on the display means with respect to the left and right video signal,
In conjunction with the movement of the left and right images by the image moving means, the image mask means for masking the vicinity of the horizontal ends of the left and right images;
Stereoscopic image display means for respectively displaying left and right images that have passed through the image moving means and the image mask means;
A stereoscopic endoscope system comprising:
ことを特徴とする請求項１に記載の立体内視鏡用表示制御装置。The stereoscopic endoscope display control apparatus according to claim 1.
ことを特徴とする請求項５に記載の立体内視鏡システム。The stereoscopic endoscope system according to claim 5.
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