DE102020102254A1

DE102020102254A1 - Bildaufnahmesystem und Synchronisationssteuerverfahren

Info

Publication number: DE102020102254A1
Application number: DE102020102254.9A
Authority: DE
Inventors: Tetsushi Hirano; Yuji Kiniwa; Haruo Kogane
Original assignee: Panasonic iPro Sensing Solutions Co Ltd
Current assignee: I Pro Co Ltd
Priority date: 2019-02-04
Filing date: 2020-01-30
Publication date: 2020-08-06
Also published as: US20200252601A1; JP7211835B2; US11388387B2; JP2020124320A

Abstract

Ein Bildaufnahmesystem enthält eine erste und eine zweite Lichtquellenvorrichtung, ausgelegt, einen Patienten mit Beleuchtungen mit verschiedenen Wellenlängenbändern zu bestrahlen, eine erste und eine zweite Bildaufnahmevorrichtung, ausgelegt, Bilder des Patienten aufzunehmen, und eine erste und eine zweite Videoverarbeitungsvorrichtung, ausgelegt, ein aufgenommenes Video des Patienten zu verarbeiten, das durch eine der beiden entsprechenden Bildaufnahmevorrichtungen aufgenommen ist, und das verarbeitete Video an eine Ausgabeeinheit auszugeben. Die erste und die zweite Lichtquellenvorrichtung führen alternierend ein Beleuchten in Synchronisierung mit einer Einzelbildperiode des aufgenommenen Videos oder einem ganzzahligen Vielfachen davon auf Grundlage eines Genlock-Signals durch. Die erste Bildaufnahmevorrichtung führt ein Aufnehmen in Synchronisierung mit dem Beleuchten durch jede aus der ersten und der zweiten Lichtquellenvorrichtung durch. Die zweite Bildaufnahmevorrichtung führt ein Aufnehmen in Synchronisierung mit dem Beleuchten durch jede aus der ersten und der zweiten Lichtquellenvorrichtung durch.

Description

Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Bildaufnahmesystem und ein Synchronisationssteuerverfahren, die die Synchronisierung des Betriebs jedes aus einer Vielzahl von Bildaufnahmevorrichtungen steuern.
Beschreibung des Stands der Technik
Bei einer mikroskopischen Operation, die durchgeführt wird, während ein feines Operationsfeld (beispielsweise ein betroffener Teil bei einem Patienten) unter Verwendung eines Operationsmikroskops betrachtet wird, oder einer endoskopischen Operation, die durchgeführt wird, während ein Operationsfeld unter Verwendung eines Endoskops betrachtet wird, wird ein Betrachtungsvideo (beispielsweise ein Video im sichtbaren Licht oder ein Fluoreszenz-Video, in dem durch IR-Anregungslicht angeregte Fluoreszenz aufgenommen wird) des Operationsfelds aufgenommen und auf einem Monitor dargestellt. Durch ein Darstellen des Betrachtungsvideos auf dem Monitor kann ein Arzt oder dergleichen eine Situation des Operationsfeldes genau feststellen und die Situation des Operationsfeldes in Echtzeit erfassen.
JP-A-2010-068992 offenbart ein elektronisches Endoskopsystem, in dem die zum Auslesen eines Bildaufnahmesignals aus allen Pixeln eines CMOS-Sensors benötigte Zeit (eine Einzelbildperiode, beispielsweise 1/30 Sekunde) festgelegt ist, und in einem ersten Bildaufnahmemodus normales Licht und Speziallicht alternierend jede Einzelbildperiode umgeschaltet wird und das Bildaufnahmesignal in einer letzten halben Einzelbildperiode ausgelesen wird. Dadurch werden in jeder Einzelbildperiode alternierend ein Normallichtbild und ein Speziallichtbild erhalten. In einem zweiten Bildaufnahmemodus werden das normale Licht und Speziallicht alternierend alle zwei Einzelbildperioden umgeschaltet, wird das Aufnehmen in einer ersten einen Einzelbildperiode durchgeführt und wird das Bildaufnahmesignal in einer letzten einen Einzelbildperiode ausgelesen. Dadurch werden das Normallichtbild und das Speziallichtbild alternierend alle zwei Einzelbildperioden erhalten.
Um während einer medizinischen Operation, wie etwa der oben beschriebenen mikroskopischen Operation oder endoskopischen Operation, eine deutliche Situation des Operationsfelds bestimmen zu können, wo die Operation oder eine Behandlung durchgeführt wird (beispielsweise einer Stelle, wie etwa eines betroffenen Teils, wo sich ein vorab durch eine Injektion oder dergleichen vor der Operation einem Patienten verabreichtes fluoreszierendes Mittel gesammelt hat), ist erwünscht, dass ein Ausgabevideo mit guter Sichtbarkeit aus einem Bildaufnahmesystem zur Aufnahme eines Betrachtungsvideos dargestellt wird. Insbesondere ist erwünscht, dass ein dreidimensionales Ausgabevideo (ein 3D-Video) des Operationsfeldes dargestellt wird, sodass ein Arzt oder dergleichen eine genaue Situation des Operationsfeldes erfassen kann. Wenn ein Video für das linke Auge und ein Video für das rechte Auge unter Verwendung einer Vielzahl von Bildaufnahmevorrichtungen zum Aufnehmen des 3D-Videos erhalten werden, muss der Betrieb jeder aus der Vielzahl von Bildaufnahmevorrichtungen synchronisiert werden, um das Operationsfeld exakt in einer linken und rechten Richtung aufzunehmen. Da eine Vielzahl von Typen von Lichtquellenvorrichtungen verwendet werden kann, um ein Operationsfeld zu beleuchten, oder um das oben beschriebene Fluoreszenzvideo aufzunehmen, muss die Vielzahl von Bildaufnahmevorrichtungen und die Vielzahl von Lichtquellenvorrichtungen in Synchronisierung in einem vorgegebenen Zeitablauf arbeiten. Jedoch betrachtet JP-A-2010-068992 keinen Vorschlag bezüglich einer solchen S ynchroni si erungssteuerung.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Offenbarung wurde im Hinblick auf die oben beschriebenen Umstände nach dem Stand der Technik erstellt, und eine Aufgabe davon ist es, ein Bildaufnahmesystem und ein Synchronisierungssteuerverfahren zu schaffen, die es einer Vielzahl von Lichtquellenvorrichtungen und einer Vielzahl von Bildaufnahmevorrichtungen ermöglichen, in Synchronisierung miteinander in einem vorgegebenen Zeitablauf zu arbeiten, und die eine Ausgabe eines dreidimensionalen Videos mit guter Bildqualität während einer medizinischen Handlung unterstützen, wie etwa einer mikroskopischen Operation oder einer endoskopischen Operation.
Die vorliegende Offenbarung schafft ein Bildaufnahmesystem, enthaltend: eine erste und eine zweite Lichtquellenvorrichtung, ausgelegt, einen Patienten mit Licht mit verschiedenen Wellenlängenbändern zu bestrahlen; eine erste und eine zweite Bildaufnahmevorrichtung, ausgelegt, Bilder des Patienten aufzunehmen; und eine erste und eine zweite Videoverarbeitungsvorrichtung, vorgesehen entsprechend der ersten und der zweiten Bildaufnahmevorrichtung und ausgelegt, ein aufgenommenes Video des Patienten zu verarbeiten, das durch eine der beiden entsprechenden Bildaufnahmevorrichtungen aufgenommen ist, und das verarbeitete Video an eine Ausgabeeinheit auszugeben, wobei die erste und die zweite Lichtquellenvorrichtung alternierend ein Beleuchten in Synchronisierung mit einer Einzelbildperiode des aufgenommenen Videos oder einem ganzzahligen Vielfachen davon auf Grundlage eines Genlock-Signals durchführen. Die erste Bildaufnahmevorrichtung führt ein Aufnehmen in Synchronisierung mit dem Beleuchten durch jede aus der ersten und der zweiten Lichtquellenvorrichtung durch. Die zweite Bildaufnahmevorrichtung führt ein Aufnehmen in Synchronisierung mit dem Beleuchten durch jede aus der ersten und der zweiten Lichtquellenvorrichtung durch.
Außerdem schafft die vorliegende Offenbarung ein Synchronisierungssteuerverfahren in einem Bildaufnahmesystem, wobei das Bildaufnahmesystem enthält: eine erste und eine zweite Lichtquellenvorrichtung, ausgelegt, einen Patienten mit Licht mit verschiedenen Wellenlängenbändern zu bestrahlen; eine erste und eine zweite Bildaufnahmevorrichtung, ausgelegt, Bilder des Patienten aufzunehmen; und eine erste und eine zweite Videoverarbeitungsvorrichtung, vorgesehen entsprechend der ersten und der zweiten Bildaufnahmevorrichtung und ausgelegt, ein aufgenommenes Video des Patienten zu verarbeiten, das durch eine der beiden entsprechenden Bildaufnahmevorrichtungen aufgenommen ist, und das verarbeitete Video an eine Ausgabeeinheit auszugeben. Die erste und die zweite Lichtquellenvorrichtung führen alternierend ein Beleuchten in Synchronisierung mit einer Einzelbildperiode des aufgenommenen Videos oder einem ganzzahligen Vielfachen davon auf Grundlage eines Genlock-Signals durch. Die erste Bildaufnahmevorrichtung führt ein Aufnehmen in Synchronisierung mit dem Beleuchten durch jede aus der ersten und der zweiten Lichtquellenvorrichtung durch. Die zweite Bildaufnahmevorrichtung führt ein Aufnehmen in Synchronisierung mit dem Beleuchten durch jede aus der ersten und der zweiten Lichtquellenvorrichtung durch.
Gemäß der vorliegenden Offenbarung kann eine Vielzahl von Lichtquellenvorrichtungen und eine Vielzahl von Bildaufnahmevorrichtungen in Synchronisierung miteinander in einem vorgegebenen Zeitablauf so betrieben werden, dass sie eine Ausgabe eines dreidimensionalen Videos mit guter Bildqualität während einer medizinischen Handlung, wie etwa einer mikroskopischen Operation oder einer endoskopischen Operation, unterstützen.
Figurenliste

1 ist eine Ansicht, die ein Beispiel eines äußeren Erscheinungsbilds eines medizinischen Kamerasystems zeigt, in dem ein Operationsmikroskop benutzt wird.
2 ist ein Blockschaltbild, das ein Systemaufbaubeispiel des medizinischen Kamerasystems gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt.
3 ist ein erläuterndes Diagramm von Typen von Bildsensoren, aus denen eine Bildaufnahmeeinheit für sichtbares und/oder IR-Licht besteht.
4 ist ein Zeitdiagramm, das einen Betriebsablauf hinsichtlich der Synchronisierungssteuerung einer Lichtquellenvorrichtung für sichtbares Licht, einer IR-Lichtquellenvorrichtung und eines Kamerakopfes gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
5 ist eine Ansicht, die ein Beispiel eines Ausgabevideos für das linke Auge bzw. eines Ausgabevideos für das rechte Auge zeigt, ausgegeben von Kamerasteuereinheiten (CCUs), wenn sichtbares Licht emittiert wird.
6 ist eine Ansicht, die ein Beispiel eines Ausgabevideos für das linke Auge bzw. eines Ausgabevideos für das rechte Auge zeigt, ausgegeben von den CCUs, wenn eine IR-Anregung emittiert wird.
7 ist ein Blockschaltbild, das ein Systemaufbaubeispiel eines medizinischen Kamerasystems gemäß einer zweiten Ausführungsform zeigt.
8 ist ein Zeitdiagramm, das einen Betriebsablauf hinsichtlich der Synchronisierungssteuerung einer Lichtquellenvorrichtung für sichtbares Licht, einer IR-Lichtquellenvorrichtung und eines Kamerakopfes gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt.
9 ist ein Blockschaltbild, das ein Systemaufbaubeispiel eines medizinischen Kamerasystems gemäß einer dritten Ausführungsform zeigt.
10 ist ein Zeitdiagramm, das einen Betriebsablauf hinsichtlich der Synchronisierungssteuerung einer Lichtquellenvorrichtung für sichtbares Licht, einer IR-Lichtquellenvorrichtung und eines Kamerakopfes gemäß der dritten Ausführungsform zeigt.
11 ist ein Blockschaltbild, das ein Systemaufbaubeispiel eines medizinischen Kamerasystems gemäß einer vierten Ausführungsform zeigt.
12 ist ein Zeitdiagramm, das einen Betriebsablauf hinsichtlich der Synchronisierungssteuerung einer Lichtquellenvorrichtung für sichtbares Licht, einer IR-Lichtquellenvorrichtung und eines Kamerakopfes gemäß der vierten Ausführungsform zeigt.
13 ist eine Ansicht, die ein Beispiel eines äußeren Erscheinungsbildes eines medizinischen Kamerasystems zeigt, in dem ein chirurgisches Endoskop benutzt wird.

Beschreibung von Ausführungsformen
Nachstehend sind Ausführungsformen von Aufbauten und Betrieb eines Bildaufnahmesystems und ein Synchronisierungssteuerverfahren gemäß der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die Zeichnung genau beschrieben. Jedoch kann eine unnötig genaue Beschreibung weggelassen sein. Beispielsweise kann eine genaue Beschreibung eines bereits wohl bekannten Gesichtspunkts oder eine wiederholte Beschreibung von im Wesentlichen derselben Anordnung weggelassen sein. Dies dient dem Vermeiden unnötiger Redundanz bei der folgenden Beschreibung und dem Erleichtern des Verständnisses durch Fachleute. Die begleitende Zeichnung und die folgende Beschreibung sind vorgesehen, um Fachleuten zu ermöglichen, die vorliegende Offenbarung vollständig zu verstehen, und sollen den Gegenstand nicht einschränken, wie er in den Ansprüchen beschrieben ist.
In den folgenden Ausführungsformen ist ein medizinisches Kamerasystem, das während eines medizinischen Eingriffs benutzt wird, wie etwa einer mikroskopischen Operation oder einer endoskopischen Operation, als Beispiel eines Bildaufnahmesystems gemäß der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Jedoch ist das Bildaufnahmesystem nicht auf das Beispiel des medizinischen Kamerasystems beschränkt.
(Erste Ausführungsform)
In einer ersten Ausführungsform ist ein medizinisches Kamerasystem 100, das benutzt wird, wenn eine medizinische Handlung unter Verwendung eines Operationsmikroskops durchgeführt wird, als Beispiel beschrieben. 1 ist eine Ansicht, die ein Beispiel eines äußeren Erscheinungsbilds des medizinischen Kamerasystems 100 zeigt, in dem das Operationsmikroskop benutzt wird. Das medizinische Kamerasystem 100 enthält ein Operationsmikroskop 10 als ein Beispiel eines medizinischen optischen Instruments, eine Lichtquellenvorrichtung 31 für sichtbares Licht, eine Infrarotstrahl-(IR-)Lichtquellenvorrichtung 32, einen Kamerakopf 21 als ein Beispiel einer Bildaufnahmevorrichtung, Kamerasteuereinheiten (CCUs) 40L, 40R als Beispiele einer Videoverarbeitungsvorrichtung und eine Ausgabeeinheit 50. Der Kamerakopf 21 und die CCUs 40L, 40R sind über ein Signalkabel 25 verbunden. Der Kamerakopf 21 und die CCUs 40L, 40R können eine Bildaufnahmevorrichtung bilden.
Das Operationsmikroskop 10 ist beispielsweise ein binokulares Mikroskop und enthält eine Objektivlinse, ein optisches Betrachtungssystem (nicht gezeigt), das so vorgesehen ist, dass es dem linken und dem rechten Auge eines Betrachters entspricht, wie etwa eines Arztes, Okularteile 13, ein optisches Kameraaufnahmesystem 14 und einen Kameramontageteil 15. Das optische Betrachtungssystem enthält ein Paar optischer Zoomsysteme (nicht gezeigt), ein Paar Abbildungslinsen (nicht gezeigt) und ein Paar Okularlinsen (nicht gezeigt), die jeweils dem linken und dem rechten Auge des Betrachters entsprechen. Das Paar optischer Zoomsysteme, das Paar Abbildungslinsen und das Paar Okularlinsen sind symmetrisch bezüglich einer optischen Achse der Objektivlinse angeordnet. Licht von einem Patienten PAT tritt in die Objektivlinse ein, und dann werden ein linkes und ein rechtes Betrachtungsbild mit einer Parallaxe, erhalten über das Paar optischer Zoomsysteme, das Paar Abbildungslinsen, das Paar Okularlinsen, ein optisches System (nicht gezeigt) und einen Strahlteiler (nicht gezeigt) zu den Okularteilen 13 geleitet. Durch ein Betrachten der Okularteile 13 mit beiden Augen kann der Betrachter einen Zustand einer Betrachtungsstelle des Patienten PAT dreidimensional erkennen.
Hier ist das oben beschriebene Licht vom Patienten PAT reflektiertes Licht, erhalten durch ein Reflektieren weißen Lichts (beispielsweise sichtbaren Lichts aus Rot/Grün/Blau (RGB)), emittiert von der Lichtquellenvorrichtung 31 für sichtbares Licht, von der Beobachtungsobjektstelle bezüglich eines fluoreszierenden Mittels (eines fluoreszierenden Stoffes), wie etwa Indocyaningrün (ICG), das sich an der Beobachtungsobjektstelle im Patienten PAT gesammelt hat, oder ist Fluoreszenz, erzeugt als Ergebnis einer Anregung von IR-Anregungslicht durch ein Bestrahlen des fluoreszierenden Mittels mit dem von der IR-Lichtquellenvorrichtung 32 emittierten IR-Anregungslicht. Im Operationsmikroskop 10 ist es beispielsweise vorzuziehen, dass Bandsperrfilter (BSF) zum Sperren des Durchlassens des IR-Anregungslichts jeweils zwischen den Objektivlinsen und dem Paar optischer Zoomsysteme ausgebildet sind, um die Bildqualität eines Fluoreszenzbildes auf Grundlage der Fluoreszenzbildgebung nicht zu verschlechtern.
Bei einer mikroskopischen Operation oder einer endoskopischen Operation wird das ICG, das als fluoreszierendes Mittel dient, in einen Körper des Patienten PAT vorab durch eine Injektion oder dergleichen vor der Bestrahlung mit dem IR-Anregungslicht verabreicht, um eine Lage eines Lymphknotens der Betrachtungsstelle (beispielsweise eines betroffenen Teils des Patienten PAT) durch einen Arzt oder dergleichen zu bestimmen. Dadurch sammelt sich das ICG in dem betroffenen Teil, der als Zielobjekt dient. Das ICG emittiert Fluoreszenz, deren Licht oberhalb einer Wellenlänge (beispielsweise 860 nm) liegt, wenn sie durch das IR-Anregungslicht angeregt ist. Eine Wellenlänge des IR-Anregungslichts beträgt beispielsweise 690 nm bis 820 nm. Wenn das durch die fluoreszierende Emission erzeugte Licht (das heißt, die Fluoreszenz) aufgenommen wird, kann die Lage des betroffenen Teils genau bestimmt werden.
Das optische Kameraaufnahmesystem 14 enthält beispielsweise ein optisches System (nicht gezeigt), einen Strahlteiler (nicht gezeigt) und einen Spiegel (nicht gezeigt). Das optische Kameraaufnahmesystem 14 lenkt Licht, das durch das optische Betrachtungssystem hindurchtritt, mit dem Strahlteiler ab und trennt es ab, reflektiert das Licht mit dem Spiegel und leitet das Licht zu dem Kameramontageteil 15.
In 1 enthält das Operationsmikroskop 10 die Okularteile 13 an einem oberen Teil eines Mikroskop-Hauptteils, ein Kastengehäuse des optischen Kameraaufnahmesystems 14, das sich seitlich von Basisendteilen der Okularteile 13 erstreckt, und den Kameramontageteil 15. Der Kameramontageteil 15 ist nach oben offen und ist so ausgebildet, dass ein optisches Abbildungssystem 23 des Kamerakopfes 21 montiert werden kann. Das optische Abbildungssystem 23 ist an einem Hauptteil des Kamerakopfes 21 anzubringen und davon abzunehmen und ist austauschbar, und ein optisches Abbildungssystem mit anderen optischen Eigenschaften kann nach Bedarf verwendet werden.
Das medizinische Kamerasystem 100 enthält die Lichtquellenvorrichtung 31 für sichtbares Licht und die IR-Lichtquellenvorrichtung 32, die den Patienten PAT beleuchten, eine Aufzeichnungsvorrichtung RC1, die Daten eines Betrachtungsvideos aufzeichnet, das durch den Kamerakopf 21 aufgenommen ist, eine Bedienungseinheit 33 zum Bedienen des medizinischen Kamerasystems 100 und einen Fußschalter 37, über den eine Betätigung durch einen Fuß des Betrachters eingegeben wird. Die Bedienungseinheit 33, die CCUs 40L, 40R, die Lichtquellenvorrichtung 31 für sichtbares Licht, die IR-Lichtquellenvorrichtung 32 und die Aufzeichnungsvorrichtung RC1 sind in einem kastenförmigen Steuerungsgehäuse 35 untergebracht. Die Ausgabeeinheit 50 (beispielsweise eine Anzeige, wie etwa eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung), ist in der Nachbarschaft des kastenförmigen Steuerungsgehäuses 35 angeordnet. Das Operationsmikroskop 10 ist an einem abnehmbaren Trägerarm 34 angebracht und ist mit dem kastenförmigen Steuerungsgehäuse 35 über den Trägerarm 34 verbunden.
2 ist ein Blockschaltbild, das ein Systemaufbaubeispiel des medizinischen Kamerasystems 100 gemäß der ersten Ausführungsform zeigt. Das in 2 gezeigte medizinische Kamerasystem 100 enthält die Lichtquellenvorrichtung 31 für sichtbares Licht, die IR-Lichtquellenvorrichtung 32, den Kamerakopf 21, die CCUs 40L, 40R und die Ausgabeeinheit 50. Der Kamerakopf 21 und die CCUs 40L, 40R können als eine einstückige Vorrichtung gestaltet sein, und dasselbe gilt für die folgenden Ausführungsformen.
Während der medizinischen Handlung (beispielsweise der Operation) unter Verwendung des chirurgischen Operationsmikroskops bestrahlt beispielsweise zu einer Zeit, wenn eine Signalkomponente eines Steuersignals WHC für die Lichtquelle für sichtbares Licht in Synchronisierung mit dem Steuersignal WHC für die Lichtquelle für sichtbares Licht „high“ ist, das von der CCU 40L gesendet ist, die als Genlock-Master (weiter unten beschrieben) dient, bestrahlt die Lichtquellenvorrichtung 31 für sichtbares Licht (ein Aspekt einer ersten Lichtquellenvorrichtung) den Patienten PAT mit dem weißen Licht (dem sichtbaren Licht), um ein Operationsfeld zu erhellen.
Das Steuersignal WHC für die Lichtquelle für sichtbares Licht ist ein Steuersignal zum Veranlassen der Lichtquellenvorrichtung 31 für sichtbares Licht, das weiße Licht (das sichtbare Licht) zu emittieren, wird alle 1/60 Sekunden ausgesendet, wenn eine Bildrate eines durch den Kamerakopf 21 (genauer, jeden der Kameraköpfe 21L, 21R) aufgenommenen Videos beispielsweise 60 fps beträgt, und weist eine selbe Periode auf wie diejenige eines Einzelbild-Synchronisierungssignals FR1 des aufgenommenen Videos. Das Einzelbild-Synchronisierungssignal FR1 ist ein Steuersignal zum Erhalten eines Aufnahmebildes aus einem Einzelbild, aus dem das aufgenommene Video besteht, und beträgt ähnlich 1/60 Sekunden, wenn die Bildrate des Ausnahmevideos beispielsweise 60 fps beträgt. In der ersten Ausführungsform kann die CCU 40R als der Genlock-Master fungieren, und in diesem Fall wird das Steuersignal WHC für die Lichtquelle für sichtbares Licht von der CCU 40R zur Lichtquellenvorrichtung 31 für sichtbares Licht gesendet.
Während der medizinischen Handlung (beispielsweise der Operation) unter Verwendung des Operationsmikroskops bestrahlt beispielsweise zu einer Zeit, wenn eine Signalkomponente eines Steuersignals IRC für die IR-Lichtquelle in Synchronisierung mit dem Steuersignal IRC für die IR-Lichtquelle (siehe 4) „high“ ist, das von der CCU 40L gesendet ist, die als Genlock-Master (weiter unten beschrieben) dient, die IR-Lichtquellenvorrichtung 32 (ein Aspekt einer zweiten Lichtquellenvorrichtung) mit dem IR-Anregungslicht, um zu veranlassen, dass der betroffene Teil des Patienten PAT, wo sich das fluoreszierende Mittel angesammelt hat, die Fluoreszenz emittiert. Das Steuersignal IRC für die IR-Lichtquelle ist ein Steuersignal zum Veranlassen der IR-Lichtquellenvorrichtung 32, das IR-Anregungslicht zu emittieren, wird alle 1/60 Sekunden ausgesendet, wenn die Bildrate eines durch den Kamerakopf 21 (genauer, jeden der Kameraköpfe 21L, 21R) aufgenommenen Videos beispielsweise 60 fps beträgt, und weist dieselbe Periode auf wie diejenige des Einzelbild-Synchronisierungssignals FR1 des aufgenommenen Videos.
Der Kamerakopf 21 enthält den Kamerakopf 21L und den Kamerakopf 21R. Die Kameraköpfe 21L, 21R weisen einen ähnlichen Aufbau auf.
Der Kamerakopf 21L (ein Aspekt einer ersten Bildaufnahmevorrichtung) enthält ein optisches Bildaufnahmesystem 22L und eine Bildaufnahmeeinheit 23L für sichtbares und/oder IR-Licht. Das optische Bildaufnahmesystem 22L empfängt und sammelt reflektiertes Licht vom Patienten PAT als Reaktion auf das Bestrahlen mit dem weißen Licht oder dem IR-Anregungslicht und bildet ein Patientenbild aus dem Licht auf der Bildaufnahmeeinheit 23L für sichtbares und/oder IR-Licht. Die Bildaufnahmeeinheit 23L für sichtbares und/oder IR-Licht enthält ein Spektralprisma, das das durch das optische Bildaufnahmesystem 22L gebildete Patientenbild in Licht in jedem Frequenzband von RGB und IR auflöst, und einen Bildsensor (siehe 3), der jedes Patientenbild aus dem Licht in jedem Frequenzband von RGB und IR aufnimmt. Die Bildaufnahmeeinheit 23L für sichtbares und/oder IR-Licht nimmt das durch das optische Bildaufnahmesystem 22L gebildete Patientenbild auf und liest das aufgenommene Bild (Video) in Synchronisierung mit einem Zeitverlauf aus, der durch das Einzelbild-Synchronisierungssignal FR1 (nachstehend beschrieben) definiert ist, das von der entsprechenden CCU 40L gesendet ist.
Hier ist ein Aufbau des Bildsensors in jeder aus der Bildaufnahmeeinheiten 23L, 23R für sichtbares und/oder IR-Licht der Kameraköpfe 21L, 21R mit Bezugnahme auf 3 beschrieben. 3 ist ein erläuterndes Diagramm von Typen von Bildsensoren, aus denen die Bildaufnahmeeinheiten 23L, 23R für sichtbares und/oder IR-Licht bestehen.
Wenn der Bildsensor vom Einzelplattentyp ist, ist auf einer Vorderfläche einer Bildaufnahmefläche des Bildsensors (das heißt auf einer Seite der optischen Bildaufnahmesysteme 22L und 22R) ein Farbfilter 22CFL1, ausgelegt, vier Pixeln von Rot (R), Grün (G), Blau (B) und IR zu entsprechen, oder ein Farbfilter 22CFL2, ausgelegt, vier Pixeln von Rot (R), Grün (G), Blau (B) und Grün (G) zu entsprechen, in einer Bayer-Matrix angeordnet. In dem Farbfilter 22CFL1 lässt Rot (R) Licht mit einer roten Wellenlänge durch, lässt Grün (G) Licht mit einer grünen Wellenlänge durch, lässt Blau (B) Licht mit einer blauen Wellenlänge durch und lässt IR Licht mit einer IR-Wellenlänge durch. Ähnlich lässt in dem Farbfilter 22CFL2 Rot (R) das Licht mit der roten Wellenlänge durch, lässt Grün (G) das Licht mit der grünen Wellenlänge und das Licht mit der IR-Wellenlänge durch und lässt Blau (B) das Licht mit der blauen Wellenlänge durch. Das heißt, im Farbfilter 22CFL2 ist ein grünes (G) Farbfilter mit einer Empfindlichkeit in einem IR-Bereich verwendet. Da das rote (R) und das blaue (B) Farbfilter auch eine Empfindlichkeit im IR-Bereich aufweisen, können als das Farbfilter 22CFL2 das rote (R) und das blaue (B) Farbfilter anstelle des grünen (G) Farbfilters verwendet sein.
Der Bildsensor kann von einem Dreiplattentyp sein (siehe 3). Genauer kann der Bildsensor einen Bildsensor enthalten, der ein Farbfilter CFL3 verwendet, das Licht mit einer roten (R) Wellenlänge durchlässt und eine Empfindlichkeit im IR-Bereich aufweist, einen Bildsensor, der ein Farbfilter CFL4 verwendet, das Licht mit einer grünen (G) Wellenlänge durchlässt, und einen Bildsensor, der ein Farbfilter CFL5 verwendet, das Licht mit einer blauen (B) Wellenlänge durchlässt. Der Bildsensor ist ein Festkörper-Bildsensor, wie etwa ein ladungsgekoppelter Baustein (CCD) oder ein komplementärer Metall-Oxid-Halbleiter (CMOS), der beispielsweise zu einem Rechteck ausgebildet ist.
Der Kamerakopf 21R (ein Aspekt einer zweiten Bildaufnahmevorrichtung) enthält ein optisches Bildaufnahmesystem 22R und die Bildaufnahmeeinheit 23R für sichtbares und/oder IR-Licht. Das optische Bildaufnahmesystem 22R empfängt und sammelt reflektiertes Licht vom Patienten PAT als Reaktion auf das Bestrahlen mit dem weißen Licht oder dem IR-Anregungslicht hin und bildet ein Patientenbild aus dem Licht auf der Bildaufnahmeeinheit 23R für sichtbares und/oder IR-Licht. Die Bildaufnahmeeinheit 23R für sichtbares und/oder IR-Licht enthält ein Spektralprisma, das das durch das optische Bildaufnahmesystem 22R gebildete Patientenbild in Licht in jedem Frequenzband von RGB und IR auflöst, und einen Bildsensor (siehe 3), der jedes Patientenbild aus dem Licht in jedem Frequenzband von RGB und IR aufnimmt. Die Bildaufnahmeeinheit 23R für sichtbares und/oder IR-Licht nimmt das durch das optische Bildaufnahmesystem 22R gebildete Patientenbild auf und liest das aufgenommene Bild (Video) in Synchronisierung mit einem Zeitverlauf aus, der durch ein Einzelbild-Synchronisierungssignal FR2 (nachstehend beschrieben) definiert ist, das von der entsprechenden CCU 40R gesendet ist.
In die CCU 40L (einen Aspekt der ersten Videoverarbeitungsvorrichtung) werden Daten des durch den Kamerakopf 21L aufgenommenen Aufnahmevideos eingegeben; sie führt verschiedene Videoverarbeitungen an den Daten des Aufnahmevideos durch und erzeugt ein Ausgabevideo für das linke Auge, um ein 3D-Video zu bilden, das in der Ausgabeeinheit 50 dreidimensional betrachtet werden kann. Die CCU 40L gibt Daten des erzeugten Ausgabevideos für das linke Auge an die Ausgabeeinheit 50 aus. Die CCU40L enthält eine Synchronisierungssignalerzeugungseinheit 41L, eine Lichtquellensteuereinheit 42L, eine Kamerasteuereinheit 43L und eine Genlock-Sendeeinheit 44L.
Die Synchronisierungssignalerzeugungseinheit 41L, die Lichtquellensteuereinheit 42L und die Kamerasteuereinheit 43L enthalten beispielsweise einen Prozessor, wie etwa eine Zentraleinheit (CPU), einen digitalen Signalprozessor (DSP) oder ein Field Programmable Gate Array (FPGA). Der Prozessor führt verschiedene Verarbeitungen gemäß einem vorgegebenen Programm aus, das in einem Speicher (in 2 nicht gezeigt) gespeichert ist, der beispielsweise in die CCU 40L eingebaut ist. Der Prozessor benutzt während des Betriebs einen Direktzugriffsspeicher (ein RAM) und einen Nur-Lese-Speicher (ein ROM) als den Speicher und speichert in dem oben beschriebenen RAM vorübergehend Daten oder Informationen, die durch den Prozessor erzeugt oder erlangt sind. Das ROM speichert ein Programm zum Ausführen von Funktionen des Prozessors und verschiedene Einstellungsdaten. Außerdem speichert das RAM verschiedene, während der Verarbeitung durch den Prozessor erzeugte Daten.
In der ersten Ausführungsform dient die CCU 40L als der Genlock-Master. Der Genlock-Master erzeugt ein Genlock-Signal (das heißt, ein Referenzsignal zum Ausrichten (das heißt Synchronisieren) verschiedener Vorgänge, wie etwa des Bestrahlens (Beleuchtens) durch jede aus der Lichtquellenvorrichtung 31 für sichtbares Licht und der IR-Lichtquellenvorrichtung 32 und des Aufnehmens durch jeden der Kameraköpfe 21L, 21R, in einem vorgegebenen Zeitablauf, der in 4 gezeigt ist). Der vorgegebene Zeitablauf kann außer dem in 4 gezeigten Zeitablauf ein in 7 oder 9 gezeigter Zeitablauf sein.
Als der Genlock-Master erzeugt die Synchronisierungssignalerzeugungseinheit 41L das (oben beschriebene) Genlock-Signal GLCK, das mit den (unten beschriebenen) Lichtquellensynchronisierungssignalen LS1, LS2 synchronisiert ist. Wenn die Bildrate des Aufnahmevideos beispielsweise 60 fps beträgt, ist eine Signalkomponente des Genlock-Signals GLCK alle 1/30 Sekunden „high“, ähnlich dem Lichtquellensynchronisierungssignal LS1, LS2 (siehe 4). Die Synchronisierungssignalerzeugungseinheit 41L sendet das Genlock-Signal GLCK zur CCU 40R über die Genlock-Sendeeinheit 44L.
Die Synchronisierungssignalerzeugungseinheit 41L erzeugt das Einzelbild-Synchronisierungssignal FR1 des Aufnahmevideos, das durch den der CCU 40L entsprechenden Kamerakopf 21L aufgenommen ist, und erzeugt das Lichtquellensynchronisierungssignal LS1 zum Festlegen eines Startzeitpunkts des Bestrahlens (Beleuchtens) durch jede aus der Lichtquellenvorrichtung 31 für sichtbares Licht und der IR-Lichtquellenvorrichtung 32 auf Grundlage des erzeugten Genlock-Signals GLCK. Wenn die Bildrate des Aufnahmevideos beispielsweise 60 fps beträgt, ist eine Signalkomponente des Einzelbild-Synchronisierungssignals FR1 alle 1/60 Sekunden „high“ und ist eine Signalkomponente des Lichtquellensynchronisierungssignals LS1 alle 1/30 Sekunden „high“, wie in 4 gezeigt. Dies deshalb, weil die Lichtquellenvorrichtung 31 für sichtbares Licht und die IR-Lichtquellenvorrichtung 32 so gesteuert werden, dass sie das Bestrahlen (Beleuchten) alternierend und wiederholt alle 1/60 Sekunden durchführen. Die Synchronisierungssignalerzeugungseinheit 41L sendet das Einzelbild-Synchronisierungssignal FR1 an die Kamerasteuereinheit 43L und sendet das Lichtquellensynchronisierungssignal LS1 an die Lichtquellensteuereinheit 42L. Die Synchronisierungssignalerzeugungseinheit 41L kann das Einzelbild-Synchronisierungssignal FR1 und das Lichtquellensynchronisierungssignal LS1 an die Lichtquellensteuereinheit 42L bzw. die Kamerasteuereinheit 43L senden.
Die Lichtquellensteuereinheit 42L steuert einen Zeitablauf des Bestrahlens (Beleuchtens) mit dem weißen Licht aus der Lichtquellenvorrichtung 31 für sichtbares Licht und einen Zeitablauf des Bestrahlens (Beleuchtens) mit dem IR-Anregungslicht aus der IR-Lichtquellenvorrichtung 32. Als Reaktion auf eine Eingabe des von der Synchronisierungssignalerzeugungseinheit 41L gesendeten Lichtquellensynchronisierungssignals LS1 erzeugt die Lichtquellensteuereinheit 42L alternierend zeitmultiplex das Steuersignal WHC für die Lichtquelle für sichtbares Licht und das Steuersignal IRC für die IR-Lichtquelle, um die Lichtquellenvorrichtung 31 für sichtbares Licht und die IR-Lichtquellenvorrichtung 32 zu veranlassen, alternierend und wiederholt alle 1/60 Sekunden zu bestrahlen (beleuchten). Die Lichtquellensteuereinheit 42L sendet das Steuersignal WHC für die Lichtquelle für sichtbares Licht an die Lichtquellenvorrichtung 31 für sichtbares Licht und sendet das Steuersignal IRC für die IR-Lichtquelle an die IR-Lichtquellenvorrichtung 32.
Als Reaktion auf eine Eingabe des von der Synchronisierungssignalerzeugungseinheit 41L gesendeten Einzelbild-Synchronisierungssignals FR1 wird in die Kamerasteuereinheit 43L das Aufnahmevideo, das durch den der CCU 40L entsprechenden Kamerakopf 21L aufgenommen ist, in Synchronisierung mit dem Einzelbild-Synchronisierungssignal FR1 eingegeben. Die Kamerasteuereinheit 43L führt verschiedene Videoverarbeitungen am eingegebenen Aufnahmevideo durch, erzeugt das Ausgabevideo für das linke Auge, um das 3D-Video zu bilden, das in der Ausgabeeinheit 50 dreidimensional betrachtet werden kann, und gibt das erzeugte Video an die Ausgabeeinheit 50 aus. Die Kamerasteuereinheit 43L steuert das Aufnehmen und Auslesen der Bildaufnahmeeinheit 23L für sichtbares und/oder IR-Licht des entsprechenden Kamerakopfes 21L gemäß der Eingabe des Einzelbild-Synchronisierungssignals FR1 (siehe 4).
Die Genlock-Sendeeinheit 44L enthält eine Kommunikationsschaltung, die Signale bezüglich des Genlock-Signals GLCK zu und von der CCU 40R senden und empfangen kann, die als ein Genlock-Slave dient (nachstehend beschrieben). Die Genlock-Sendeeinheit 44L sendet das durch die Synchronisierungssignalerzeugungseinheit 41L erzeugte Genlock-Signal GLCK zu einer Genlock-Empfangseinheit 45R der CCU 40R.
In die CCU 40R (einen Aspekt der zweiten Videoverarbeitungsvorrichtung) werden Daten des durch den Kamerakopf 21R aufgenommenen Aufnahmevideos eingegeben; sie führt verschiedene Videoverarbeitungen an den Daten des Aufnahmevideos durch und erzeugt ein Ausgabevideo für das rechte Auge, um ein 3D-Video zu bilden, das in der Ausgabeeinheit 50 dreidimensional betrachtet werden kann. Die CCU 40R gibt Daten des erzeugten Ausgabevideos für das rechte Auge an die Ausgabeeinheit 50 aus. Die CCU 40R enthält eine Synchronisierungssignalerzeugungseinheit 41R, eine Kamerasteuereinheit 43R und die Genlock-Empfangseinheit 45R. In dem Beispiel von 2 sendet die CCU 40L, die als der Genlock-Master dient, das Steuersignal WHC für die Lichtquelle für sichtbares Licht an die Lichtquellenvorrichtung für sichtbares Licht 31 und das Steuersignal IRC für die IR-Lichtquelle an die IR-Lichtquellenvorrichtung, aber die CCU 40R kann Signale senden. Wenn die CCU 40R die Signale sendet, ist in der CCU 40R eine entsprechende Lichtquellensteuereinheit mit derselben Anordnung wie die der Lichtquellensteuereinheit 42L vorgesehen.
Die Synchronisierungssignalerzeugungseinheit 41R und die Kamerasteuereinheit 43R enthalten beispielsweise einen Prozessor, wie etwa eine CPU, einen DSP oder ein FPGA. Der Prozessor führt verschiedene Verarbeitungen gemäß einem vorgegebenen Programm aus, das in einem Speicher (in 2 nicht gezeigt) gespeichert ist, der beispielsweise in die CCU 40R eingebaut ist. Der Prozessor benutzt während des Betriebs ein RAM und ein ROM als den Speicher und speichert in dem oben beschriebenen RAM vorübergehend Daten oder Informationen, die durch den Prozessor erzeugt oder erlangt sind. Das ROM speichert ein Programm zum Ausführen von Funktionen des Prozessors und verschiedene Einstellungsdaten. Außerdem speichert das RAM verschiedene, während der Verarbeitung durch den Prozessor erzeugte Daten.
In der ersten Ausführungsform dient die CCU 40R als der Genlock-Slave. Der Genlock-Slave empfängt das durch den Genlock-Master erzeugte Genlock-Signal (das heißt, das Referenzsignal zum Ausrichten (das heißt Synchronisieren) verschiedener Vorgänge, wie etwa des Bestrahlens (Beleuchtens) durch jede aus der Lichtquellenvorrichtung 31 für sichtbares Licht und der IR-Lichtquellenvorrichtung 32 und des Aufnehmens durch jeden der Kameraköpfe 21L, 21R, in dem vorgegebenen Zeitablauf, der in 4 gezeigt ist). Der vorgegebene Zeitablauf kann außer dem in 4 gezeigten Zeitablauf ein in 7 oder 9 gezeigter Zeitablauf sein.
Als der Genlock-Slave empfängt die Synchronisierungssignalerzeugungseinheit 41R das von der Genlock-Empfangseinheit 45R gesendete Genlock-Signal GLCK. Die Synchronisierungssignalerzeugungseinheit 41R erzeugt das Einzelbild-Synchronisierungssignal FR2 des Aufnahmevideos, das durch den der CCU 40R entsprechenden Kamerakopf 21R aufgenommen ist, und erzeugt das Lichtquellensynchronisierungssignal LS2 zum Festlegen des Startzeitpunkts des Bestrahlens (Beleuchtens) durch jede aus der Lichtquellenvorrichtung 31 für sichtbares Licht und der IR-Lichtquellenvorrichtung 32 auf Grundlage des Genlock-Signals GLCK. Wenn die Bildrate des Aufnahmevideos beispielsweise 60 fps beträgt, ist eine Signalkomponente des Einzelbild-Synchronisierungssignals FR2 alle 1/60 Sekunden „high“, und ist eine Signalkomponente des Lichtquellensynchronisierungssignals LS2 alle 1/30 Sekunden „high“, wie in 4 gezeigt. Dies deshalb, weil die Lichtquellenvorrichtung 31 für sichtbares Licht und die IR-Lichtquellenvorrichtung 32 so gesteuert werden, dass sie das Bestrahlen (Beleuchten) alternierend und wiederholt alle 1/60 Sekunden durchführen. Die Synchronisierungssignalerzeugungseinheit 41R sendet das Einzelbild-Synchronisierungssignal FR2 zur Kamerasteuereinheit 43R.
Als Reaktion auf die Eingabe des von der Synchronisierungssignalerzeugungseinheit 41R gesendeten Einzelbild-Synchronisierungssignals FR2 wird in die Kamerasteuereinheit 43R das Aufnahmevideo, das durch den der CCU 40R entsprechenden Kamerakopf 21R aufgenommen ist, in Synchronisierung mit dem Einzelbild-Synchronisierungssignal FR2 eingegeben. Die Kamerasteuereinheit 43R führt verschiedene Videoverarbeitungen am eingegebenen Aufnahmevideo durch, erzeugt das Ausgabevideo für das rechte Auge, um das 3D-Video zu bilden, das in der Ausgabeeinheit 50 dreidimensional betrachtet werden kann, und gibt das erzeugte Video an die Ausgabeeinheit 50 aus. Die Kamerasteuereinheit 43R steuert das Aufnehmen und Auslesen der Bildaufnahmeeinheit 23R für sichtbares und/oder IR-Licht des entsprechenden Kamerakopfes 21R gemäß der Eingabe des Einzelbild-Synchronisierungssignals FR2 (siehe 4).
Die Genlock-Empfangseinheit 45R enthält eine Kommunikationsschaltung, die Signale bezüglich des Genlock-Signals GLCK zu und von der CCU 40L senden und empfangen kann, die als der Genlock-Master dient. Die Genlock-Empfangseinheit 45R empfängt das von der CCU 40L gesendete Genlock-Signal GLCK und sendet das Genlock-Signal GLCK an die Synchronisierungssignalerzeugungseinheit 41R
Die Ausgabeeinheit 50 ist aufgebaut unter Verwendung einer Anzeigevorrichtung, wie etwa einer Flüssigkristallanzeige (LCD), einer Kathodenstrahlröhre (CRT) oder einer organischen Elektrolumineszenz (EL). Die Ausgabeeinheit 50 zeigt Daten des Ausgabevideos für das linke Auge und des Ausgabevideos für das rechte Auge zweidimensional (2D) oder dreidimensional (3D) nach verschiedenen, durch die CCUs 40L, 40R durchgeführten Videoverarbeitungen an. Das auf der Ausgabeeinheit 50 dargestellte Video wird durch einen Arzt oder dergleichen beispielsweise während der Operation visuell erkannt.
Als Nächstes sind Betriebszeitabläufe der Lichtquellenvorrichtung 31 für sichtbares Licht, der IR-Lichtquellenvorrichtung 32 und des Kamerakopfes 21 gemäß der ersten Ausführungsform jeweils mit Bezugnahme auf 4 beschrieben. 4 ist ein Zeitdiagramm, das einen Betriebsablauf hinsichtlich der Synchronisierungssteuerung der Lichtquellenvorrichtung 31 für sichtbares Licht, der IR-Lichtquellenvorrichtung 32 und des Kamerakopfes 21 (21L, 21R) gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
In 4 ist die Signalkomponente des Genlock-Signals GLCK „high“ in Synchronisierung mit denjenigen der Lichtquellensynchronisierungssignale LS1, LS2. Wenn die Bildrate des Aufnahmevideos 60 fps beträgt, ist eine Signalkomponente der Einzelbild-Synchronisierungssignale FR1, FR2 in den CCUs 40L, 40R alle 1/60 Sekunden „high“ und ist eine Signalkomponente der Lichtquellensynchronisierungssignale LS1, LS2 alle 1/30 Sekunden „high“ (das heißt, in jedem Zeitraum, der das Doppelte desjenigen der Einzelbild-Synchronisierungssignale FR1, FR2 beträgt). Die Signalkomponenten der Lichtquellensynchronisierungssignale LS1, LS2 sind „high“ in Synchronisierung mit zweimal denjenigen der Einzelbild-Synchronisierungssignale FR1, FR2.
Das Steuersignal WHC für die Lichtquelle für sichtbares Licht wird so ausgegeben, das es mit einer ersten einen Einzelbildperiode (1/60 Sekunde) der Lichtquellensynchronisierungssignale LS1, LS2 synchronisiert ist (das heißt, zweimal denjenigen der Einzelbild-Synchronisierungssignale FR1, FR2). Das Steuersignal IRC für die IR-Lichtquelle IRC wird so ausgegeben, das es mit einer letzten einen Einzelbildperiode (1/60 Sekunde) der Lichtquellensynchronisierungssignale LS1, LS2 synchronisiert ist (das heißt, zweimal derjenigen der Einzelbild-Synchronisierungssignale FR1, FR2). Daher wird das weiße Licht von der Lichtquellenvorrichtung 31 für sichtbares Licht während der ersten einen Einzelbildperiode emittiert, und das IR-Anregungslicht wird von der IR-Lichtquellenvorrichtung 32 während der letzten einen Einzelbildperiode im Zweifachen der Zeiträume der Einzelbild-Synchronisierungssignale FR1, FR2 emittiert, sodass das weiße Licht und das IR-Anregungslicht alternierend jede Einzelbildperiode (1/60 Sekunde) emittiert werden.
Die Bildaufnahmeeinheiten 23L, 23R für sichtbares und/oder IR-Licht der Kameraköpfe 21L, 21R nehmen das weiße Licht (das sichtbare Licht), das die optischen Bildaufnahmesysteme 22L, 22R durchlaufen hat, von dem Patienten PAT in der ersten einen Einzelbildperiode (1/60 Sekunde) der Lichtquellensynchronisierungssignale LS1, LS2 in Synchronisierung mit einem Bestrahlungszeitraum (Beleuchtungszeitraum) mit dem weißen Licht von der Lichtquellenvorrichtung 31 für sichtbares Licht auf. Die Bildaufnahmeeinheiten 23L, 23R für sichtbares und/oder IR-Licht führen ein Auslesen, wie etwa ein Abtasten eines elektrischen Signals, des aufgenommenen Aufnahmevideos durch und geben das Ausleseergebnis an die entsprechenden CCUs 40L, 40R in der letzten einen Einzelbildperiode (1/60 Sekunde) in Synchronisierung mit einem Zeitraum ohne Bestrahlen (ohne Beleuchten) mit dem weißen Licht von der Lichtquellenvorrichtung 31 für sichtbares Licht durch.
Die Bildaufnahmeeinheiten 23L, 23R für sichtbares und/oder IR-Licht der Kameraköpfe 21L, 21R nehmen die Fluoreszenz, die die optischen Bildaufnahmesysteme 22L, 22R durchlaufen hat, von dem Patienten PAT in der letzten einen Einzelbildperiode (1/60 Sekunde) der Lichtquellensynchronisierungssignale LS1, LS2 in Synchronisierung mit einem Bestrahlungszeitraum (Beleuchtungszeitraum) mit dem IR-Anregungslicht von der IR-Lichtquellenvorrichtung 32 durch. Die Bildaufnahmeeinheiten 23L, 23R führen ein Auslesen, wie etwa ein Abtasten eines elektrischen Signals, des aufgenommenen Aufnahmevideos durch und geben das Ausleseergebnis an die entsprechenden CCUs 40L, 40R in der ersten einen Einzelbildperiode (1/60 Sekunde) in Synchronisierung mit einem Zeitraum ohne Bestrahlen (ohne Beleuchten) mit dem IR-Anregungslicht von der IR-Lichtquellenvorrichtung 32 durch.
5 ist eine Ansicht, die ein Beispiel eines Ausgabevideos Op1 für das linke Auge bzw. eines Ausgabevideos Op2 für das rechte Auge zeigt, ausgegeben von den CCUs 40L, 40R, wenn das sichtbare Licht emittiert wird. 6 ist eine Ansicht, die ein Beispiel eines Ausgabevideos Op3 für das linke Auge bzw. eines Ausgabevideos Op4 für das rechte Auge zeigt, ausgegeben von den CCUs 40L, 40R, wenn das IR-Anregungslicht emittiert wird. Zum leichten Verständnis der Beschreibung sind in 5 und 6 das Ausgabevideo Op1 für das linke Auge und das Ausgabevideo Op2 für das rechte Auge sowie das Ausgabevideo Op3 für das linke Auge und das Ausgabevideo Op4 für das rechte Auge beide als getrennt voneinander in der Ausgabeeinheit 50 gezeigt, aber sie können in einer 3D-überlappenden Weise angezeigt werden.
Wie in 4 gezeigt, werden auf Grundlage des mit den Lichtquellensynchronisierungssignalen LS1, LS2 in demselben Zeitraum synchronisierten Genlock-Signals GLCK der Betrieb, wie das Bestrahlen (Beleuchten) durch jede aus der Lichtquellenvorrichtung 31 für sichtbares Licht und der IR-Lichtquellenvorrichtung 32 und das Aufnehmen durch jeden der Kameraköpfe 21L, 21R bei dem in 4 gezeigten vorgegebenen Zeitablauf, ausgerichtet (das heißt, synchronisiert). Dadurch sind, wie in 5 gezeigt, das Ausgabebild Op1 für das linke Auge und das Ausgabebild Op2 für das rechte Auge, die in einem Ausschnitt erhalten sind, der durch das weiße Licht von der Lichtquellenvorrichtung 31 für sichtbares Licht beleuchtet ist, und die einen betroffenen Teil tg zeigen, Ausgabevideos mit einer vorteilhaften Bildqualität, da das Ausgabevideo Op1 für das linke Auge und das Ausgabevideo Op2 für das rechte Auge durch ein Aufnehmen mit jedem aus der Vielzahl von Kameraköpfen 21L, 21R erhalten sind, die mit den Lichtquellensynchronisierungssignalen LS1, LS2 in demselben Zeitraum synchronisiert sind. Daher bildet die Ausgabeeinheit 50 eine vorgegebene Parallaxe zwischen dem Ausgabebild Op1 für das linke Auge und dem Ausgabebild Op2 für das rechte Auge beispielsweise gemäß einem Simultanübertragungsverfahren und kann somit ein Video anzeigen, in dem ein Zustand des Operationsfeldes dreidimensional (3D) hell erleuchtet ist.
Wie in 6 gezeigt, sind das Ausgabevideo Op3 für das linke Auge und das Ausgabevideo Op4 für das rechte Auge, die in einem Ausschnitt erhalten sind, der durch das IR-Anregungslicht von der IR-Lichtquellenvorrichtung 32 beleuchtet ist, und die schwarz sind bis auf den betroffenen Teil tg, der die Fluoreszenz emittiert, Ausgabevideos mit einer vorteilhaften Bildqualität, da das Ausgabevideo Op3 für das linke Auge und das Ausgabevideo Op4 für das rechte Auge durch ein Aufnehmen mit jedem aus der Vielzahl von Kameraköpfen 21L, 21R erhalten sind, die mit den Lichtquellensynchronisierungssignalen LS1, LS2 in demselben Zeitraum synchronisiert sind. Daher bildet die Ausgabeeinheit 50 eine vorgegebene Parallaxe zwischen dem Ausgabevideo Op3 für das linke Auge und dem Ausgabevideo Op4 für das rechte Auge gemäß beispielsweise einem Simultanübertragungsverfahren und kann somit ein Video anzeigen, in dem ein Zustand der Fluoreszenz dreidimensional (3D) bestimmt werden kann.
Wie oben beschrieben, enthält das medizinische Kamerasystem 100 gemäß der ersten Ausführungsform die Lichtquellenvorrichtung 31 für sichtbares Licht und die IR-Lichtquellenvorrichtung 32, die den Patienten PAT mit Licht mit verschiedenen Wellenlängenbändern bestrahlen, und die Kameraköpfe 21L, 21R, die ein Bild des Patienten PAT aufnehmen. Das medizinische Kamerasystem 100 enthält die CCUs 40L, 40R, die entsprechend den Kameraköpfen 21L, 21R vorgesehen sind, das durch einen beliebigen Kamerakopf aufgenommene Aufnahmevideo des Patienten PAT verarbeiten und das verarbeitete Bild zur Ausgabeeinheit 50 ausgeben. Die Lichtquellenvorrichtung 31 für sichtbares Licht und die IR-Lichtquellenvorrichtung 32 werden alternierend in Synchronisierung mit jeder Einzelbildperiode (beispielsweise 1/60 Sekunde) des Aufnahmevideos oder einem ganzzahligen Vielfachen (beispielsweise dem Zweifachen) davon auf Grundlage des Genlock-Signals GLCK eingeschaltet. Der Kamerakopf 21L führt ein Aufnehmen in Synchronisierung mit dem Beleuchten durch jede aus der Lichtquellenvorrichtung 31 für sichtbares Licht und der IR-Lichtquellenvorrichtung 32 durch. Der Kamerakopf 21R führt ein Aufnehmen in Synchronisierung mit dem Beleuchten durch jede aus der Lichtquellenvorrichtung 31 für sichtbares Licht und der IR-Lichtquellenvorrichtung 32 durch.
Dadurch können gemäß dem medizinischen Kamerasystem 100 die Vielzahl von Lichtquellenvorrichtungen (beispielsweise der Lichtquellenvorrichtung 31 für sichtbares Licht und der IR-Lichtquellenvorrichtung 32) und die Vielzahl von Bildaufnahmevorrichtungen (beispielsweise die Kameraköpfe 21L, 21R) in Synchronisierung bei dem vorgegebenen Zeitablauf während der medizinischen Handlung betrieben werden, wie etwa der mikroskopischen Operation oder der endoskopischen Operation. Daher kann gemäß dem medizinischen Kamerasystem 100 die Ausgabe (beispielsweise Anzeige) eines dreidimensionalen Ausgabevideos (eines 3D-Videos) mit vorteilhafter Bildqualität eines Operationsfeldes unterstützt werden, sodass der Arzt oder dergleichen eine genaue Situation des Operationsfeldes geeignet erfassen kann.
Die CCU 40L erzeugt das Genlock-Signal GLCK mit einer selben Periode wie derjenigen der Lichtquellensynchronisierungssignale LS1, LS2 zum Anweisen des Beleuchtens durch jede aus der Lichtquellenvorrichtung 31 für sichtbares Licht und der IR-Lichtquellenvorrichtung 32 in Synchronisierung mit zwei Einzelbildperioden des Aufnahmevideos (die Zeit, wenn die Signalkomponente „high“ ist, stimmt überein) und sendet das Genlock-Signal GLCK zur CCU 40R. Die CCU 40L steuert das Beleuchten durch jede aus der Lichtquellenvorrichtung 31 für sichtbares Licht und der IR-Lichtquellenvorrichtung 32 und das Aufnehmen durch den entsprechenden Kamerakopf 21L auf Grundlage des Genlock-Signals GLCK. Dadurch wird, da das Beleuchten durch jede aus der Lichtquellenvorrichtung 31 für sichtbares Licht und der IR-Lichtquellenvorrichtung 32 und das Aufnehmen durch den entsprechenden Kamerakopf 21L miteinander synchronisiert sind, das Aufnahmevideo (beispielsweise ein sichtbares Video oder ein Fluoreszenzvideo) des Patienten PAT geeignet von dem Kamerakopf 21L gemäß dem Beleuchten durch jede aus der Lichtquellenvorrichtung 31 für sichtbares Licht und der IR-Lichtquellenvorrichtung 32 erhalten.
Die CCU 40R steuert das Aufnehmen durch den entsprechenden Kamerakopf 21R auf Grundlage des von der CCU 40L gesendeten Genlock-Signals GLCK. Dadurch wird, da das Beleuchten durch jede aus der Lichtquellenvorrichtung 31 für sichtbares Licht und der IR-Lichtquellenvorrichtung 32 und das Aufnehmen durch die entsprechenden Kameraköpfe 21L, 21R miteinander synchronisiert sind, das Aufnahmevideo (beispielsweise das sichtbare Video oder das Fluoreszenzvideo) des Patienten PAT von den Kameraköpfen 21L, 21R geeignet erhalten, und das Ausgabevideo, das dreidimensional in der Ausgabeeinheit 50 angezeigt werden kann, wird geeignet erhalten, gemäß dem Beleuchten durch jede aus der Lichtquellenvorrichtung 31 für sichtbares Licht und der IR-Lichtquellenvorrichtung 32.
Die Lichtquellenvorrichtung 31 für sichtbares Licht emittiert das sichtbare Licht. Die IR-Lichtquellenvorrichtung 32 emittiert das Anregungslicht (das IR-Anregungslicht) in einem IR-Bereich, um den dem Patienten PAT verabreichten fluoreszierenden Stoff (beispielsweise ICG) zu veranlassen, Fluoreszenz zu emittieren. Dadurch können das dreidimensionale Video, wenn das Operationsfeld des Patienten PAT mit dem weißen Licht hell beleuchtet wird, und das dreidimensionale Video der durch das IR-Anregungslicht am betroffenen Teil tg des Patienten PAT erzeugten Fluoreszenz zusammen in der Ausgabeeinheit 50 angezeigt werden.
Die CCU 40L gibt ein Aufnahmevideo für das linke Auge (das Ausgabevideo für das linke Auge), erzeugt auf Grundlage einer vorgegebenen Videoverarbeitung, an die Ausgabeeinheit 50 aus. Die CCU 40R gibt ein Aufnahmevideo für das rechte Auge (das Ausgabevideo für das rechte Auge), erzeugt auf Grundlage einer vorgegebenen Videoverarbeitung, an die Ausgabeeinheit 50 aus. Dadurch kann der Arzt oder dergleichen das dreidimensionale Ausgabevideo (das 3D-Video) mit vorteilhafter Bildqualität vom Operationsfeld über die Ausgabeeinheit 50 visuell überprüfen und kann daher die genaue Situation des Operationsfeldes geeignet erfassen.
(Zweite Ausführungsform)
In einer zweiten Ausführungsform ist, ähnlich der ersten Ausführungsform, ein medizinisches Kamerasystem 100A, das benutzt wird, wenn eine medizinische Handlung unter Verwendung eines Operationsmikroskops durchgeführt wird, als Beispiel beschrieben. 7 ist ein Blockschaltbild, das ein Systemaufbaubeispiel des medizinischen Kamerasystems 100A gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt. In der Beschreibung von 7 sind dieselben Bauteile wie diejenigen des in 2 gezeigten medizinischen Kamerasystems 100 mit denselben Bezugsnummern bezeichnet, und ihre Beschreibung ist vereinfacht oder weggelassen, und abweichende Inhalte sind beschrieben.
Das medizinische Kamerasystem 100A gemäß der zweiten Ausführungsform enthält die Lichtquellenvorrichtung 31 für sichtbares Licht, die IR-Lichtquellenvorrichtung 32, den Kamerakopf 21, die CCUs 40LA, 40RA, die Ausgabeeinheit 50 und die Genlock-Signalsendevorrichtung 60. In der zweiten Ausführungsform ist, anders als in der ersten Ausführungsform, ein Genlock-Master nicht die CCU 40LA, sondern die Genlock-Signalsendevorrichtung 60. Mit anderen Worten, in der zweiten Ausführungsform dienen beide CCUs 40LA, 40RA als ein Genlock-Slave, der das von der Genlock-Signalsendevorrichtung 60 gesendete Genlock-Signal GLCK empfängt.
In die CCU 40LA (einen Aspekt der ersten Videoverarbeitungsvorrichtung) werden Daten des durch den Kamerakopf 21L aufgenommenen Aufnahmevideos eingegeben; sie führt verschiedene Videoverarbeitungen an den Daten des Aufnahmevideos durch und erzeugt ein Ausgabevideo für das linke Auge, um ein 3D-Video zu bilden, das in der Ausgabeeinheit 50 dreidimensional betrachtet werden kann. Die CCU 40LA gibt Daten des erzeugten Ausgabevideos für das linke Auge an die Ausgabeeinheit 50 aus. Die CCU 40LA enthält die Synchronisierungssignalerzeugungseinheit 41L, die Lichtquellensteuereinheit 42L, die Kamerasteuereinheit 43L und eine Genlock-Empfangseinheit 45L.
Als der Genlock-Slave empfängt die Synchronisierungssignalerzeugungseinheit 41L ein durch die Genlock-Empfangseinheit 45L empfangenes Genlock-Signal GLCK1. Die Synchronisierungssignalerzeugungseinheit 41L erzeugt das Einzelbild-Synchronisierungssignal FR1 des Aufnahmevideos, das durch den der CCU 40LA entsprechenden Kamerakopf 21L aufgenommen ist, und erzeugt das Lichtquellensynchronisierungssignal LS1 zum Festlegen des Startzeitpunkts des Bestrahlens (Beleuchtens) durch jede aus der Lichtquellenvorrichtung 31 für sichtbares Licht und der IR-Lichtquellenvorrichtung 32 auf Grundlage des Genlock-Signals GLCK1.
Die Genlock-Empfangseinheit 45L enthält eine Kommunikationsschaltung, die Signale bezüglich des Genlock-Signals GLCK1 zu und von der Genlock-Signalsendevorrichtung 60 senden und empfangen kann, die als der Genlock-Master dient. Die Genlock-Empfangseinheit 45L empfängt das von der Genlock-Signalsendevorrichtung 60 gesendete Genlock-Signal GLCK1 und sendet das empfangene Signal zur Synchronisierungssignalerzeugungseinheit 41L.
In die CCU 40RA (einen Aspekt der zweiten Videoverarbeitungsvorrichtung) werden Daten des durch den Kamerakopf 21R aufgenommenen Aufnahmevideos eingegeben; sie führt verschiedene Videoverarbeitungen an den Daten des Aufnahmevideos durch und erzeugt ein Ausgabevideo für das rechte Auge, um ein 3D-Video zu bilden, das in der Ausgabeeinheit 50 dreidimensional betrachtet werden kann. Die CCU 40RA gibt Daten des erzeugten Ausgabevideos für das rechte Auge an die Ausgabeeinheit 50 aus. Die CCU 40RA enthält die Synchronisierungssignalerzeugungseinheit 41R, die Kamerasteuereinheit 43R und die Genlock-Empfangseinheit 45R.
Als der Genlock-Slave empfängt die Synchronisierungssignalerzeugungseinheit 41R ein durch die Genlock-Empfangseinheit 45R empfangenes Genlock-Signal GLCK2. Die Synchronisierungssignalerzeugungseinheit 41R erzeugt das Einzelbild-Synchronisierungssignal FR2 des Aufnahmevideos, das durch den der CCU 40LR entsprechenden Kamerakopf 21R aufgenommen ist, und erzeugt das Lichtquellensynchronisierungssignal LS2 zum Festlegen des Startzeitpunkts des Bestrahlens (Beleuchtens) durch jede aus der Lichtquellenvorrichtung 31 für sichtbares Licht und der IR-Lichtquellenvorrichtung 32 auf Grundlage des Genlock-Signals GLCK2.
Die Genlock-Empfangseinheit 45R enthält eine Kommunikationsschaltung, die Signale bezüglich des Genlock-Signals GLCK2 zu und von der Genlock-Signalsendevorrichtung 60 senden und empfangen kann, die als der Genlock-Master dient. Die Genlock-Empfangseinheit 45R empfängt das von der Genlock-Signalsendevorrichtung 60 gesendete Genlock-Signal GLCK2 und sendet das empfangene Signal zur Synchronisierungssignalerzeugungseinheit 41R.
Als der Genlock-Master erzeugt die Genlock-Signalsendevorrichtung 60 (ein Aspekt einer externen Vorrichtung) die Genlock-Signale GLCK1, GLCK2, die jeweils mit den Lichtquellensynchronisierungssignalen LS1, LS2 synchronisiert sind. Die Genlock-Signalsendevorrichtung 60 sendet das Genlock-Signal GLCK1 zur CCU 40LA und sendet das Genlock-Signal GLCK2 zur CCU 40RA. Wenn eine Bildrate des Aufnahmebildes beispielsweise 60 fps beträgt, sind Signalkomponenten der Genlock-Signale GLCK1, GLCK2 alle 1/30 Sekunden „high“, ähnlich denjenigen der Lichtquellensynchronisierungssignale LS1, LS2 (siehe 8).
Als Nächstes sind Betriebszeitabläufe der Lichtquellenvorrichtung 31 für sichtbares Licht, der IR-Lichtquellenvorrichtung 32 und des Kamerakopfes 21 gemäß der zweiten Ausführungsform mit Bezugnahme auf 8 beschrieben. 8 ist ein Zeitdiagramm, das einen Betriebsablauf hinsichtlich der Synchronisierungssteuerung der Lichtquellenvorrichtung 31 für sichtbares Licht, der IR-Lichtquellenvorrichtung 32 und des Kamerakopfes 21 gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt. In 8 sind denselben Inhalten dieselben Bezugsnummern zugewiesen wie den Betriebszeitabläufen der Einheiten in 4, und ihre Beschreibung ist vereinfacht oder weggelassen, und abweichende Inhalte sind beschrieben.
In 8 werden die Genlock-Signale GLCK1, GLCK2 gleichzeitig von der Genlock-Signalsendevorrichtung 60, die als der Genlock-Master dient, in die CCUs 40LA, 40RA eingegeben, die als Genlock-Slave dienen. Die Genlock-Signale GLCK1, GLCK2 weisen dieselbe Periode auf, und die Zeiten, zu denen die Signalkomponenten „high“ sind, sind dieselben. Ähnlich der ersten Ausführungsform sind, wenn die Bildrate des Aufnahmevideos beispielsweise 60 fps beträgt, die Signalkomponenten der Genlock-Signale alle 1/30 Sekunden „high“, ähnlich denjenigen der Lichtquellensynchronisierungssignale LS1, LS2, und die Zeiten, zu denen die Signalkomponenten „high“ sind, sind auch dieselben. Da der anschließende Ablauf derselbe ist wie der Betrieb des medizinischen Kamerasystems 100 gemäß der ersten Ausführungsform, ist seine genaue Beschreibung weggelassen.
Wie oben beschrieben, empfangen in dem medizinischen Kamerasystem 100A gemäß der zweiten Ausführungsform die CCUs 40LA, 40RA gleichzeitig die Genlock-Signale GLCK1, GLCK2, die eine selbe Periode aufweisen wie diejenige der Lichtquellensynchronisierungssignale LS1, LS2, die das Beleuchten durch die Lichtquellenvorrichtung 31 für sichtbares Licht und die IR-Lichtquellenvorrichtung 32 anweisen, jeweils von der Genlock-Signalsendevorrichtung 60. Dadurch kann, da beide der CCUs 40LA, 40RA als die Genlock-Slaves dienen, ein Vorgang des Erzeugens des Genlock-Signals durch die CCU 40LA wie in der ersten Ausführungsform weggelassen sein, und eine Arbeitslast der CCU 40LA kann reduziert sein.
Die CCU 40LA steuert das Beleuchten durch jede aus der Lichtquellenvorrichtung 31 für sichtbares Licht und der IR-Lichtquellenvorrichtung 32 und das Aufnehmen durch den entsprechenden Kamerakopf 21L auf Grundlage des empfangenen Genlock-Signals GLCK1. Die CCU 40LA steuert das Aufnehmen durch den entsprechenden Kamerakopf 21R auf Grundlage des empfangenen Genlock-Signals GLCK2. Dadurch können, da die Genlock-Signale GLCK1, GLCK2 mit derselben Periode und denselben „high“-Zeiten der Signalkomponenten von der Genlock-Signalsendevorrichtung 60 jeweils in die CCUs 40LA, 40RA eingegeben werden, das Ausgabevideo für das linke Auge und das Ausgabevideo für das rechte Auge mit guter Bildqualität erhalten werden durch ein Synchronisieren der Zeitabläufe des Beleuchtens durch die Lichtquellenvorrichtung 31 für sichtbares Licht und die IR-Lichtquellenvorrichtung 32 und das Aufnehmen durch jeden der Kameraköpfe 21L, 21R, sogar falls eine der CCUs 40LA, 40RA das Genlock-Signal nicht erzeugt.
(Dritte Ausführungsform)
In einer dritten Ausführungsform ist, ähnlich der ersten und der zweiten Ausführungsform, ein medizinisches Kamerasystem 100B, das benutzt wird, wenn eine medizinische Handlung unter Verwendung eines Operationsmikroskops durchgeführt wird, als Beispiel beschrieben. 9 ist ein Blockschaltbild, das ein Systemaufbaubeispiel des medizinischen Kamerasystems 100B gemäß der dritten Ausführungsform zeigt. In der Beschreibung von 9 sind dieselben Bauteile wie diejenigen des in 2 gezeigten medizinischen Kamerasystems 100 mit denselben Bezugsnummern bezeichnet, und ihre Beschreibung ist vereinfacht oder weggelassen, und abweichende Inhalte sind beschrieben.
Das medizinische Kamerasystem 100B gemäß der dritten Ausführungsform enthält die Lichtquellenvorrichtung 31 für sichtbares Licht, die IR-Lichtquellenvorrichtung 32, den Kamerakopf 21, die CCUs 40LB, 40RB, die Ausgabeeinheit 50 und eine externe Steuervorrichtung 70. In der dritten Ausführungsform ist, ähnlich der ersten Ausführungsform, der Genlock-Master eine der beiden CCUs 40LB, 40RB (beispielsweise die CCU 40LB). Mit anderen Worten, in der dritten Ausführungsform dient die CCU 40LB als der Genlock-Master, der das Genlock-Signal GLCK erzeugt, und die CCU 40RB dient als ein Genlock-Slave, der das Genlock-Signal GLCK empfängt.
In die CCU 40LB (einen Aspekt der ersten Videoverarbeitungsvorrichtung) werden Daten des durch den Kamerakopf 21L aufgenommenen Aufnahmevideos eingegeben; sie führt verschiedene Videoverarbeitungen an den Daten des Aufnahmevideos durch und erzeugt ein Ausgabevideo für das linke Auge, um ein 3D-Video zu bilden, das in der Ausgabeeinheit 50 dreidimensional betrachtet werden kann. Die CCU 40LB gibt Daten des erzeugten Ausgabevideos für das linke Auge an die Ausgabeeinheit 50 aus. Die CCU 40LB enthält die Synchronisierungssignalerzeugungseinheit 41L, die Lichtquellensteuereinheit 42L, die Kamerasteuereinheit 43L, die Genlock-Sendeeinheit 44L und eine Schnittstelleneinheit 46L der externen Steuervorrichtung.
Auf das Empfangen hin eines Synchronisierungssignalinitialisierungs-Anweisungssignals INT1 über die Schnittstelleneinheit 46L der externen Steuervorrichtung in einer Einzelbildperiode (siehe 10) erzeugt die Synchronisierungssignalerzeugungseinheit 41L das Genlock-Signal GLCK zum Ausrichten (das heißt, Synchronisieren) des Betriebs, wie etwa des Bestrahlens (Beleuchtens) durch jede aus der Lichtquellenvorrichtung 31 für sichtbares Licht und der IR-Lichtquellenvorrichtung 32 und des Aufnehmens durch jeden der Kameraköpfe 21L, 21R, von der nächsten Einzelbildperiode an in einem in 10 gezeigten vorgegebenen Zeitablauf. Das Synchronisierungssignalinitialisierungs-Anweisungssignal INT1 ist ein Anweisungssignal zum Initialisieren (Rücksetzen) der Synchronisierung des Betriebs, wie etwa des Bestrahlens (Beleuchtens) durch jede aus der Lichtquellenvorrichtung 31 für sichtbares Licht und der IR-Lichtquellenvorrichtung 32 und des Aufnehmens durch jeden der Kameraköpfe 21L, 21R. Dies deshalb, weil die Synchronisierung des Betriebs, wie etwa des Bestrahlens (Beleuchtens) durch jede aus der Lichtquellenvorrichtung 31 für sichtbares Licht und der IR-Lichtquellenvorrichtung 32 und des Aufnehmens durch jeden der Kameraköpfe 21L, 21R, wahrscheinlich aufgrund von Alterung oder dergleichen verlorengeht; diese verlorengegangene Synchronisierung wird zurückgesetzt (initialisiert). Als der Genlock-Master erzeugt die Synchronisierungssignalerzeugungseinheit 41L das (oben beschriebene) Genlock-Signal GLCK, das mit den Lichtquellensynchronisierungssignalen LS1, LS2 synchronisiert ist, und sendet das Genlock-Signal GLCK über die Genlock-Sendeeinheit 44L an die CCU 40RB. Wenn eine Bildrate des Aufnahmevideos beispielsweise 60 fps beträgt, ist die Signalkomponente des Genlock-Signals GLCK alle 1/15 Sekunden „high“, ähnlich denjenigen der Lichtquellensynchronisierungssignale LS1, LS2, und die Zeiten, zu denen Signalkomponenten „high“ sind, sind auch dieselben (siehe 10).
Die Synchronisierungssignalerzeugungseinheit 41L erzeugt das Einzelbild-Synchronisierungssignal FR1 des Aufnahmevideos, das durch den der CCU 40LB entsprechenden Kamerakopf 21L aufgenommen ist, auf Grundlage des erzeugten Genlock-Signals GLCK. Die Synchronisierungssignalerzeugungseinheit 41L enthält einen Lichtquellensynchronisierungszähler CT1 und erzeugt das Lichtquellensynchronisierungssignal LS1 zum Festlegen des Startzeitpunkts des Bestrahlens (Beleuchtens) durch jede aus der Lichtquellenvorrichtung 31 für sichtbares Licht und der IR-Lichtquellenvorrichtung 32 auf Grundlage des Genlock-Signals GLCK und eines Wertes des Lichtquellensynchronisierungszählers CT1. Wenn der Lichtquellensynchronisierungszähler CT1 in der CCU 40LB vorgesehen ist, braucht die Synchronisierungssignalerzeugungseinheit 41L den Lichtquellensynchronisierungszähler CT1 nicht zu enthalten. Wenn die Bildrate des Aufnahmevideos beispielsweise 60 fps beträgt, ist die Signalkomponente des Einzelbild-Synchronisierungssignals FR1 alle 1/60 Sekunden „high“, und ist die Signalkomponente des Lichtquellensynchronisierungssignals LS1 alle 1/15 Sekunden „high“, wie in 10 gezeigt. Dies deshalb, weil die Lichtquellenvorrichtung 31 für sichtbares Licht ein Bestrahlen (Beleuchten) während des Dreifachen der Einzelbildperiode (beispielsweise 1/60 × 3) durchführt und dann die IR-Lichtquellenvorrichtung 32 ein Bestrahlen (Beleuchten) während der Einzelbildperiode (beispielsweise 1/60 × 1) durchführt, und die Lichtquellenvorrichtung 31 für sichtbares Licht und die IR-Lichtquellenvorrichtung 32 gesteuert werden, diese Bestrahlungs- (Beleuchtungs-)Muster zu wiederholen. Die Synchronisierungssignalerzeugungseinheit 41L sendet das Einzelbild-Synchronisierungssignal FR1 an die Kamerasteuereinheit 43L und sendet das Lichtquellensynchronisierungssignal LS1 an die Lichtquellensteuereinheit 42L. Die Synchronisierungssignalerzeugungseinheit 41L kann das Einzelbild-Synchronisierungssignal FR1 und das Lichtquellensynchronisierungssignal LS1 an die Lichtquellensteuereinheit 42L bzw. die Kamerasteuereinheit 43L senden.
Die Lichtquellensteuereinheit 42L steuert einen Zeitablauf des Bestrahlens (Beleuchtens) mit dem weißen Licht aus der Lichtquellenvorrichtung 31 für sichtbares Licht und einen Zeitablauf des Bestrahlens (Beleuchtens) mit dem IR-Anregungslicht aus der IR-Lichtquellenvorrichtung 32. Die Lichtquellensteuereinheit 42L erzeugt das Steuersignal WHC für die Lichtquelle für sichtbares Licht, um zu bewirken, dass die Lichtquellenvorrichtung 31 für sichtbares Licht das Bestrahlen (Beleuchten) fortlaufend während eines Zeitraums (das heißt eines Zeitraums vom Dreifachen der Einzelbildperiode) durchführt, während dessen sich der Wert des Lichtquellensynchronisierungszählers CT1 von „0“ zu „2“ ändert, und erzeugt das Steuersignal IRC für die IR-Lichtquelle, um zu bewirken, dass die IR-Lichtquellenvorrichtung 32 das Bestrahlen (Beleuchten) während eines Zeitraums (das heißt eines Zeitraums der Einzelbildperiode) durchführt, während dessen sich der Wert des Lichtquellensynchronisierungszählers CT1 von „2“ zu „3“ ändert, als Reaktion auf eine Eingabe des von der Lichtquellensteuereinheit 41L gesendeten Lichtquellensynchronisierungssignals LS1. Werte der Lichtquellensynchronisierungszähler CT1, CT2 ändern sich zu „0“, „1“, „2“, „3“ und kehren nach „3“ zu „0“ zurück. Das heißt, die Werte der Lichtquellensynchronisierungszähler CT1, CT2 ändern sich so, dass ein Zeitraum (das Vierfache die Einzelbildperiode) des Lichtquellensynchronisierungssignals LS1 wiederholt als Referenz benutzt wird. Die Lichtquellensteuereinheit 42L sendet das Steuersignal WHC für die Lichtquelle für sichtbares Licht an die Lichtquellenvorrichtung 31 für sichtbares Licht und sendet das Steuersignal IRC für die IR-Lichtquelle an die IR-Lichtquellenvorrichtung 32.
Die Schnittstelleneinheit 46L der externen Steuervorrichtung enthält eine Kommunikationsschaltung, die Signale bezüglich des Synchronisierungssignalinitialisierungs-Anweisungssignals INT1 zu und von der externen Steuervorrichtung 70 senden und empfangen kann. Auf das Empfangen hin des von der externen Steuervorrichtung 70 gesendeten Synchronisierungssignalinitialisierungs-Anweisungssignals INT1 überträgt die Schnittstelleneinheit 46L der externen Steuervorrichtung das empfangene Signal zur Synchronisierungssignalerzeugungseinheit 41L.
In die CCU 40RB (einen Aspekt der zweiten Videoverarbeitungsvorrichtung) werden Daten des durch den Kamerakopf 21R aufgenommenen Aufnahmevideos eingegeben; sie führt verschiedene Videoverarbeitungen an den Daten des Aufnahmevideos durch und erzeugt ein Ausgabevideo für das rechte Auge, um ein 3D-Video zu bilden, das in der Ausgabeeinheit 50 dreidimensional betrachtet werden kann. Die CCU 40RB gibt Daten des erzeugten Ausgabevideos für das rechte Auge an die Ausgabeeinheit 50 aus. Die CCU 40RA enthält die Synchronisierungssignalerzeugungseinheit 41R, die Kamerasteuereinheit 43R, die Genlock-Empfangseinheit 45R und eine Schnittstelleneinheit 46R der externen Steuervorrichtung.
Auf das Empfangen hin eines Synchronisierungssignalinitialisierungs-Anweisungssignals INT2 über die Schnittstelleneinheit 46R der externen Steuervorrichtung in der Einzelbildperiode (siehe 10) empfängt die Synchronisierungssignalerzeugungseinheit 41R das von der CCU 40LB, die als der Genlock-Master dient, gesendete Genlock-Signal GLCK. Das Synchronisierungssignalinitialisierungs-Anweisungssignals INT2 ist ein Anweisungssignal zum Initialisieren (Rücksetzen) der Synchronisierung des Betriebs, wie etwa des Bestrahlens (Beleuchtens) durch jede aus der Lichtquellenvorrichtung 31 für sichtbares Licht und der IR-Lichtquellenvorrichtung 32 und des Aufnehmens durch jeden der Kameraköpfe 21L, 21R.
Die Synchronisierungssignalerzeugungseinheit 41R erzeugt das Einzelbild-Synchronisierungssignal FR2 des Aufnahmevideos, das durch den der CCU 40RB entsprechenden Kamerakopf 21R aufgenommen ist, auf Grundlage des Genlock-Signals GLCK. Die Synchronisierungssignalerzeugungseinheit 41R enthält einen Lichtquellensynchronisierungszähler CT2 und erzeugt das Lichtquellensynchronisierungssignal LS2 zum Festlegen des Startzeitpunkts des Bestrahlens (Beleuchtens) durch jede aus der Lichtquellenvorrichtung 31 für sichtbares Licht und der IR-Lichtquellenvorrichtung 32 auf Grundlage des Genlock-Signals GLCK und des Wertes des Lichtquellensynchronisierungszählers CT2. Wenn der Lichtquellensynchronisierungszähler CT2 in der CCU 40RB vorgesehen ist, braucht die Synchronisierungssignalerzeugungseinheit 41R den Lichtquellensynchronisierungszähler CT2 nicht zu enthalten. Wenn die Bildrate des Aufnahmevideos beispielsweise 60 fps beträgt, ist die Signalkomponente des Einzelbild-Synchronisierungssignals FR2 alle 1/60 Sekunden „high“, und ist die Signalkomponente des Lichtquellensynchronisierungssignals LS2 alle 1/15 Sekunden „high“, wie in 10 gezeigt. Dies deshalb, weil die Lichtquellenvorrichtung 31 für sichtbares Licht ein Bestrahlen (Beleuchten) in einem Dreifachen der Einzelbildperiode (beispielsweise 1/60 × 3) durchführt und dann die IR-Lichtquellenvorrichtung 32 ein Bestrahlen (Beleuchten) während der Einzelbildperiode (beispielsweise 1/60 × 1) durchführt, und die Lichtquellenvorrichtung 31 für sichtbares Licht und die IR-Lichtquellenvorrichtung 32 gesteuert werden, diese Bestrahlungs- (Beleuchtungs-)Muster zu wiederholen. Die Synchronisierungssignalerzeugungseinheit 41R sendet das Einzelbild-Synchronisierungssignal FR2 zur Kamerasteuereinheit 43R.
Die Schnittstelleneinheit 46R der externen Steuervorrichtung enthält eine Kommunikationsschaltung, die Signale bezüglich des Synchronisierungssignalinitialisierungs-Anweisungssignals INT2 zu und von der externen Steuervorrichtung 70 senden und empfangen kann. Auf das Empfangen hin des von der externen Steuervorrichtung 70 gesendeten Synchronisierungssignalinitialisierungs-Anweisungssignals INT2 überträgt die Schnittstelleneinheit 46R der externen Steuervorrichtung das empfangene Signal zur Synchronisierungssignalerzeugungseinheit 41R.
Die externe Steuervorrichtung 70 (ein Aspekt einer zweiten externen Vorrichtung) besteht aus einer Informationsverarbeitungsvorrichtung (das heißt, einem Computer), wie etwa einem Personal Computer (PC), erzeugt die Synchronisierungssignalinitialisierungs-Anweisungssignale INT1, INT2 und sendet die erzeugten Signale zu den CCUs 40LB bzw. 40RB.
Als Nächstes sind Betriebszeitabläufe der Lichtquellenvorrichtung 31 für sichtbares Licht, der IR-Lichtquellenvorrichtung 32 und des Kamerakopfes 21 gemäß der dritten Ausführungsform mit Bezugnahme auf 10 beschrieben. 10 ist ein Zeitdiagramm, das einen Betriebsablauf hinsichtlich der Synchronisierungssteuerung der Lichtquellenvorrichtung 31 für sichtbares Licht, der IR-Lichtquellenvorrichtung 32 und des Kamerakopfes 21 gemäß der dritten Ausführungsform zeigt. In 10 sind denselben Inhalten dieselben Bezugsnummern zugewiesen wie den Betriebszeitabläufen der Einheiten in 4, und ihre Beschreibung ist vereinfacht oder weggelassen, und abweichende Inhalte sind beschrieben.
In 10 ist beispielsweise die Synchronisierung des Betriebs, wie etwa des Bestrahlens (Beleuchtens) durch jede aus der Lichtquellenvorrichtung 31 für sichtbares Licht und der IR-Lichtquellenvorrichtung 32 und des Aufnehmens durch jeden der Kameraköpfe 21L, 21R, verloren, bis die Synchronisierungssignalinitialisierungs-Anweisungssignale INT1, INT2 jeweils in die CCUs 40LB, 40RB aus der externen Steuervorrichtung 70 innerhalb einer vierten Einzelbildperiode eingegeben sind. Zum Beispiel werden die Synchronisierungssignalinitialisierungs-Anweisungssignale INT1, INT2 jeweils in die CCUs 40LB, 40RB aus der externen Steuervorrichtung 70 zu einem beliebigen Zeitpunkt innerhalb der vierten Einzelbildperiode eingegeben. In diesem Fall erzeugt die als der Genlock-Master dienende CCU 40LB auf ein Empfangen hin des Synchronisierungssignalinitialisierungs-Anweisungssignals INT1 das Genlock-Signal GLCK zum Ausrichten (das heißt, Synchronisieren) des Betriebs, wie etwa des Bestrahlens (Beleuchtens) durch jede aus der Lichtquellenvorrichtung 31 für sichtbares Licht und der IR-Lichtquellenvorrichtung 32 und des Aufnehmens durch jeden der Kameraköpfe 21L, 21R, von der nächsten fünften Einzelbildperiode zu dem in 10 gezeigten vorgegebenen Zeitablauf.
Die Signalkomponente des Genlock-Signals GLCK ist „high“ in Synchronisierung mit denjenigen der Lichtquellensynchronisierungssignale LS1, LS2. Wenn die Bildrate des Aufnahmevideos 60 fps beträgt, ist eine Signalkomponente der Einzelbild-Synchronisierungssignale FR1, FR2 in den CCUs 40LB, 40RB alle 1/60 Sekunden „high“, und ist eine Signalkomponente der Lichtquellensynchronisierungssignale LS1, LS2 alle 1/15 Sekunden „high“ (das heißt, in jedem Zeitraum, der das Vierfache derjenigen der Einzelbild-Synchronisierungssignale FR1, FR2 beträgt). Die Signalkomponenten der Lichtquellensynchronisierungssignale LS1, LS2 sind „high“ in Synchronisierung mit viermal derjenigen der Einzelbild-Synchronisierungssignale FR1, FR2.
Das Steuersignal WHC für die Lichtquelle für sichtbares Licht wird so ausgegeben, das es mit ersten drei Einzelbildperioden (1/20 Sekunde) der Lichtquellensynchronisierungssignale LS1, LS2 synchronisiert ist (das heißt, viermal derjenigen der Einzelbild-Synchronisierungssignale FR1, FR2). Das Steuersignal IRC für die IR-Lichtquelle IRC wird so ausgegeben, das es mit einer letzten einen Einzelbildperiode (1/60 Sekunde) der Lichtquellensynchronisierungssignale LS1, LS2 synchronisiert ist (das heißt, viermal derjenigen der Einzelbild-Synchronisierungssignale FR1, FR2). Ausgabezeiträume des Steuersignals WHC für die Lichtquelle für sichtbares Licht und des Steuersignals IRC für die IR-Lichtquelle sind nicht auf das Beispiel von 10 beschränkt, und die Ausgabezeiträume können umgekehrt sein. Daher wird das weiße Licht aus der Lichtquellenvorrichtung für sichtbares Licht 31 während der ersten drei Einzelbildperioden von viermal der Einzelbildperiode der Einzelbild-Synchronisierungssignale FR1, FR2 emittiert, und wird das IR-Anregungslicht aus der IR-Lichtquellenvorrichtung 32 während der letzten einen Einzelbildperiode davon emittiert.
Die Bildaufnahmeeinheiten 23L, 23R der Kameraköpfe 21L, 21R nehmen das weiße Licht (das sichtbare Licht), das die optischen Bildaufnahmesysteme 22L, 22R durchlaufen hat, von dem Patienten PAT in den ersten drei Einzelbildperioden (1/20 Sekunde) der Lichtquellensynchronisierungssignale LS1, LS2 auf Grundlage des Werts des Lichtquellen-Synchronisierungszählers CT1 in Synchronisierung mit einem Bestrahlungszeitraum (Beleuchtungszeitraum) mit dem weißen Licht von der Lichtquellenvorrichtung 31 für sichtbares Licht (Wert des Lichtquellen-Synchronisierungszählers CT: 0, 1, 2) auf. Die Bildaufnahmeeinheiten 23L, 23R für sichtbares und/oder IR-Licht führen ein Auslesen, wie etwa ein Abtasten eines elektrischen Signals, des Aufnahmevideos durch und geben das Ausleseergebnis an die entsprechenden CCUs 40L, 40R von einer zweiten Einzelbildperiode als dem Bestrahlungszeitraum (Beleuchtungszeitraum) mit dem weißen Licht von der Lichtquellenvorrichtung 31 für sichtbares Licht bis zur vierten Einzelbildperiode aus, umfassend drei Einzelbildperioden (1/20 Sekunde) auf Grundlage des Werts des Lichtquellen-Synchronisierungszählers CT1 (Wert des Lichtquellen-Synchronisierungszählers CT: 1, 2, 3).
Die Bildaufnahmeeinheiten 23L, 23R für sichtbares und/oder IR-Licht der Kameraköpfe 21L, 21R nehmen die Fluoreszenz, die die optischen Bildaufnahmesysteme 22L, 22R durchlaufen hat, von dem Patienten PAT in der letzten einen Einzelbildperiode (1/60 Sekunde) der Lichtquellensynchronisierungssignale LS1, LS2 auf Grundlage des Werts des Lichtquellen-Synchronisierungszählers CT2 in Synchronisierung mit einem Bestrahlungszeitraum (Beleuchtungszeitraum) mit dem IR-Anregungslicht von der IR-Lichtquellenvorrichtung 32 durch (Wert des Lichtquellen-Synchronisierungszählers CT: 3). Die Bildaufnahmeeinheiten 23L, 23R für sichtbares und/oder IR-Licht führen ein Auslesen, wie etwa ein Abtasten eines elektrischen Signals, des Aufnahmevideos durch und geben das Ausleseergebnis an die entsprechenden CCUs 40L, 40R in einem Zeitraum (1/60 Sekunde) als der Einzelbildperiode unmittelbar nach dem Bestrahlungszeitraum (Beleuchtungszeitraum) mit dem IR-Anregungslicht von der Lichtquellenvorrichtung 32 auf Grundlage des Werts des Lichtquellen-Synchronisierungszählers CT2 aus.
Wie oben beschrieben, empfangen in dem medizinischen Kamerasystem 100B gemäß der dritten Ausführungsform die CCUs 40LB, 40RB die Synchronisierungssignalinitialisierungs-Anweisungssignale INT1, INT2 (einen Aspekt eines Initialisierungssignals) zum Initialisieren von Synchronisierungszeiten des Beleuchtens durch jede aus der Lichtquellenvorrichtung 31 für sichtbares Licht und der IR-Lichtquellenvorrichtung 32 und des Aufnehmens durch die Kameraköpfe 21L, 21R von der externen Steuervorrichtung 70 innerhalb der Einzelbildperiode des Aufnahmebildes. Dadurch kann das medizinische Kamerasystem 100B, sogar wenn die Synchronisierung des Betriebs, wie etwa des Bestrahlens (Beleuchtens) durch jede aus der Lichtquellenvorrichtung 31 für sichtbares Licht und der IR-Lichtquellenvorrichtung 32 und des Aufnehmens durch jeden der Kameraköpfe 21L, 21R, aufgrund von Alterung oder dergleichen verlorengeht, eine Synchronisierung durch ein Initialisieren der Synchronisierungszeiten des Beleuchtens durch jede aus der Lichtquellenvorrichtung 31 für sichtbares Licht und der IR-Lichtquellenvorrichtung 32 und des Aufnehmens durch jeden der Kameraköpfe 21L, 21R auf Grundlage des Empfangens der Synchronisierungssignalinitialisierungs-Anweisungssignale INT1, INT2 durchführen.
Die CCU 40LB erzeugt das Genlock-Signal GLCK mit einer selben Periode wie derjenigen der Lichtquellensynchronisierungssignale LS1, LS2 zum Anweisen des Beleuchtens durch jede aus der Lichtquellenvorrichtung 31 für sichtbares Licht und der IR-Lichtquellenvorrichtung 32 so, dass es beispielsweise mit dem Vierfachen der Einzelbildperiode des Aufnahmevideos synchronisiert wird, und sendet das Genlock-Signal GLCK zur CCU 40RB, auf Grundlage des Empfangens der Synchronisierungssignalinitialisierungs-Anweisungssignale. Die CCU 40LB steuert das Beleuchten durch jede aus der Lichtquellenvorrichtung 31 für sichtbares Licht und der IR-Lichtquellenvorrichtung 32 und das Aufnehmen durch den entsprechenden Kamerakopf 21L auf Grundlage des Genlock-Signals GLCK. Dadurch wird, sogar wenn die Synchronisierung des Betriebs, wie etwa des Bestrahlens (Beleuchtens) durch jede aus der Lichtquellenvorrichtung 31 für sichtbares Licht und der IR-Lichtquellenvorrichtung 32 und des Aufnehmens durch jeden der Kameraköpfe 21L, 21R, aufgrund von Alterung oder dergleichen verlorengeht, das Aufnahmevideo (beispielsweise ein sichtbares Video oder ein Fluoreszenzvideo) des Patienten PAT von dem Kamerakopf 21L gemäß dem Beleuchten durch jede aus der Lichtquellenvorrichtung 31 für sichtbares Licht und der IR-Lichtquellenvorrichtung 32 geeignet erhalten, da das Beleuchten durch jede aus der Lichtquellenvorrichtung 31 für sichtbares Licht und der IR-Lichtquellenvorrichtung 32 und das Aufnehmen durch den entsprechenden Kamerakopf 21L synchronisiert sind.
(Vierte Ausführungsform)
In einer vierten Ausführungsform ist, ähnlich der ersten und der zweiten Ausführungsform, ein medizinisches Kamerasystem 100C, das benutzt wird, wenn eine medizinische Handlung unter Verwendung eines Operationsmikroskops durchgeführt wird, als Beispiel beschrieben. 11 ist ein Blockschaltbild, das ein Systemaufbaubeispiel des medizinischen Kamerasystems 100C gemäß der vierten Ausführungsform zeigt. In der Beschreibung von 11 sind dieselben Bauteile wie diejenigen des in 2 gezeigten medizinischen Kamerasystems 100 oder des in 9 gezeigten medizinischen Kamerasystems 100B mit denselben Bezugsnummern bezeichnet, und ihre Beschreibung ist vereinfacht oder weggelassen, und abweichende Inhalte sind beschrieben.
Das medizinische Kamerasystem 100C gemäß der vierten Ausführungsform enthält die Lichtquellenvorrichtung 31 für sichtbares Licht, die IR-Lichtquellenvorrichtung 32, den Kamerakopf 21, die CCUs 40LC, 40RC, die Ausgabeeinheit 50 und die externe Steuervorrichtung 70. In der vierten Ausführungsform ist, ähnlich der dritten Ausführungsform, der Genlock-Master eine der beiden CCUs 40LC, 40RC (beispielsweise die CCU 40LC). Mit anderen Worten, in der vierten Ausführungsform dient die CCU 40LC als der Genlock-Master, der das Genlock-Signal GLCK erzeugt, und die CCU 40RC dient als ein Genlock-Slave, der das Genlock-Signal GLCK empfängt.
In die CCU 40LC (einen Aspekt der ersten Videoverarbeitungsvorrichtung) werden Daten des durch den Kamerakopf 21L aufgenommenen Aufnahmevideos eingegeben; sie führt verschiedene Videoverarbeitungen an den Daten des Aufnahmevideos durch und erzeugt ein Ausgabevideo für das linke Auge, um ein 3D-Video zu bilden, das in der Ausgabeeinheit 50 dreidimensional betrachtet werden kann. Die CCU 40LC gibt Daten des erzeugten Ausgabevideos für das linke Auge an die Ausgabeeinheit 50 aus. Die CCU 40LC enthält die Synchronisierungssignalerzeugungseinheit 41L, die Lichtquellensteuereinheit 42L, die Kamerasteuereinheit 43L, die Genlock-Sendeeinheit 44L die Schnittstelleneinheit 46L der externen Steuervorrichtung und eine Synchronisierungshilfssignal-Sendeeinheit 47L.
Auf ein Empfangen hin eines Synchronisierungssignalinitialisierungs-Anweisungssignals INTIC über die Schnittstelleneinheit 46L der externen Steuervorrichtung in einer Einzelbildperiode (siehe 12) erzeugt die Synchronisierungssignalerzeugungseinheit 41L ein Synchronisierungshilfssignal SUPL (siehe 12) zum Initialisieren eines Synchronisierungszeitablaufs des Aufnehmens durch die CCU 40RC (einen Aspekt der zweiten Videoverarbeitungsvorrichtung) gemäß dem Synchronisierungssignalinitialisierungs-Anweisungssignal INT1C zusammen mit der CCU 40LC und sendet innerhalb der nächsten Einzelbildperiode das Synchronisierungshilfssignal SUPL zur CCU 40RC über die Synchronisierungshilfssignal-Sendeeinheit 47L. Die Synchronisierungssignalerzeugungseinheit 41L erzeugt das Genlock-Signal GLCK zum Ausrichten (das heißt, Synchronisieren) des Betriebs, wie etwa des Bestrahlens (Beleuchtens) durch jede aus der Lichtquellenvorrichtung 31 für sichtbares Licht und der IR-Lichtquellenvorrichtung 32 und des Aufnehmens durch jeden der Kameraköpfe 21L, 21R, von der nächsten Einzelbildperiode an in einem in 12 gezeigten vorgegebenen Zeitablauf auf Grundlage des Sendens des Synchronisierungshilfssignals zur CCU 40RC. Das Synchronisierungssignalinitialisierungs-Anweisungssignals INT1C ist ein Anweisungssignal zum Initialisieren (Rücksetzen) der Synchronisierung des Betriebs, wie etwa des Bestrahlens (Beleuchtens) durch jede aus der Lichtquellenvorrichtung 31 für sichtbares Licht und der IR-Lichtquellenvorrichtung 32 und des Aufnehmens durch jeden der Kameraköpfe 21L, 21R. Dies deshalb, weil die Synchronisierung des Betriebs, wie etwa des Bestrahlens (Beleuchtens) durch jede aus der Lichtquellenvorrichtung 31 für sichtbares Licht und der IR-Lichtquellenvorrichtung 32 und des Aufnehmens durch jeden der Kameraköpfe 21L, 21R, wahrscheinlich aufgrund von Alterung oder dergleichen verlorengeht; diese verlorengegangene Synchronisierung wird zurückgesetzt (initialisiert). Als der Genlock-Master erzeugt die Synchronisierungssignalerzeugungseinheit 41L das (oben beschriebene) Genlock-Signal GLCK, das mit den Lichtquellensynchronisierungssignalen LS1, LS2 synchronisiert ist, und sendet das Genlock-Signal GLCK über die Genlock-Sendeeinheit 44L an die CCU 40RC. Wenn eine Bildrate des Aufnahmevideos beispielsweise 60 fps beträgt, ist die Signalkomponente des Genlock-Signals GLCK alle 1/15 Sekunden „high“, ähnlich denjenigen der Lichtquellensynchronisierungssignale LS1, LS2, und die Zeiten, zu denen Signalkomponenten „high“ sind, sind auch dieselben (siehe 12).
Die Synchronisierungssignalerzeugungseinheit 41L erzeugt das Einzelbild-Synchronisierungssignal FR1 des Aufnahmevideos, das durch den der CCU 40LC entsprechenden Kamerakopf 21L aufgenommen ist, auf Grundlage des erzeugten Genlock-Signals GLCK. Die Synchronisierungssignalerzeugungseinheit 41L enthält einen Lichtquellensynchronisierungszähler CT1 und erzeugt das Lichtquellensynchronisierungssignal LS1 zum Festlegen des Startzeitpunkts des Bestrahlens (Beleuchtens) durch jede aus der Lichtquellenvorrichtung 31 für sichtbares Licht und der IR-Lichtquellenvorrichtung 32 auf Grundlage des Genlock-Signals GLCK und eines Wertes des Lichtquellensynchronisierungszählers CT1. Wenn der Lichtquellensynchronisierungszähler CT1 in der CCU 40LC vorgesehen ist, braucht die Synchronisierungssignalerzeugungseinheit 41L den Lichtquellensynchronisierungszähler CT1 nicht zu enthalten. Wenn die Bildrate des Aufnahmevideos beispielsweise 60 fps beträgt, ist die Signalkomponente des Einzelbild-Synchronisierungssignals FR1 alle 1/60 Sekunden „high“, und ist die Signalkomponente des Lichtquellensynchronisierungssignals LS1 alle 1/15 Sekunden „high“, wie in 12 gezeigt. Dies deshalb, weil die Lichtquellenvorrichtung 31 für sichtbares Licht ein Bestrahlen (Beleuchten) während des Dreifachen der Einzelbildperiode (beispielsweise 1/60 × 3) durchführt und dann die IR-Lichtquellenvorrichtung 32 ein Bestrahlen (Beleuchten) während der Einzelbildperiode (beispielsweise 1/60 × 1) durchführt, und die Lichtquellenvorrichtung 31 für sichtbares Licht und die IR-Lichtquellenvorrichtung 32 gesteuert werden, auf Grundlage dieser Bestrahlungs-(Beleuchtungs-)Muster zu wiederholen. Die Synchronisierungssignalerzeugungseinheit 41L sendet das Einzelbild-Synchronisierungssignal FR1 an die Kamerasteuereinheit 43L und sendet das Lichtquellensynchronisierungssignal LS1 an die Lichtquellensteuereinheit 42L. Die Synchronisierungssignalerzeugungseinheit 41L kann das Einzelbild-Synchronisierungssignal FR1 und das Lichtquellensynchronisierungssignal LS1 an die Lichtquellensteuereinheit 42L bzw. die Kamerasteuereinheit 43L senden.
Die Lichtquellensteuereinheit 42L steuert einen Zeitablauf des Bestrahlens (Beleuchtens) mit dem weißen Licht aus der Lichtquellenvorrichtung 31 für sichtbares Licht und einen Zeitablauf des Bestrahlens (Beleuchtens) mit dem IR-Anregungslicht aus der IR-Lichtquellenvorrichtung 32. Die Lichtquellensteuereinheit 42L erzeugt das Steuersignal WHC für die Lichtquelle für sichtbares Licht, um zu bewirken, dass die Lichtquellenvorrichtung 31 für sichtbares Licht das Bestrahlen (Beleuchten) fortlaufend während eines Zeitraums (das heißt eines Zeitraums vom Dreifachen der Einzelbildperiode) durchführt, während dessen sich der Wert des Lichtquellensynchronisierungszählers CT1 von „0“ zu „2“ ändert, und erzeugt das Steuersignal IRC für die IR-Lichtquelle, um zu bewirken, dass die IR-Lichtquellenvorrichtung 32 das Bestrahlen (Beleuchten) während eines Zeitraums (das heißt eines Zeitraums der Einzelbildperiode) durchführt, während dessen sich der Wert des Lichtquellensynchronisierungszählers CT1 von „2“ zu „3“ ändert, als Reaktion auf eine Eingabe des von der Lichtquellensteuereinheit 41L gesendeten Lichtquellensynchronisierungssignals LS1. Werte der Lichtquellensynchronisierungszähler CT1, CT2 ändern sich zu „0“, „1“, „2“, „3“ und kehren nach „3“ zu „0“ zurück. Das heißt, die Werte der Lichtquellensynchronisierungszähler CT1, CT2 ändern sich so, dass ein Zeitraum (das Vierfache der Einzelbildperiode) des Lichtquellensynchronisierungssignals LS1 wiederholt als Referenz benutzt wird. Die Lichtquellensteuereinheit 42L sendet das Steuersignal WHC für die Lichtquelle für sichtbares Licht an die Lichtquellenvorrichtung 31 für sichtbares Licht und sendet das Steuersignal IRC für die IR-Lichtquelle an die IR-Lichtquellenvorrichtung 32.
Die Schnittstelleneinheit 46L der externen Steuervorrichtung enthält eine Kommunikationsschaltung, die Signale bezüglich des Synchronisierungssignalinitialisierungs-Anweisungssignals INT1C zu und von der externen Steuervorrichtung 70 senden und empfangen kann. Auf das Empfangen hin des von der externen Steuervorrichtung 70 gesendeten Synchronisierungssignalinitialisierungs-Anweisungssignals INT1C überträgt die Schnittstelleneinheit 46L der externen Steuervorrichtung das empfangene Signal zur Synchronisierungssignalerzeugungseinheit 41L.
Die Synchronisierungshilfssignal-Sendeeinheit 47L enthält eine Kommunikationsschaltung, die das oben beschriebene Synchronisierungshilfssignal SUPL zu und von der CCU 40RC senden und empfangen kann, die als der Genlock-Slave dient. Die Synchronisierungshilfssignal-Sendeeinheit 47L sendet das durch die Synchronisierungssignalerzeugungseinheit 41L erzeugte Synchronisierungshilfssignal SUPL zu einer Synchronisierungshilfssignal-Empfangseinheit 47R der CCU 40RC.
In die CCU 40RC (einen Aspekt der zweiten Videoverarbeitungsvorrichtung) werden Daten des durch den Kamerakopf 21R aufgenommenen Aufnahmevideos eingegeben; sie führt verschiedene Videoverarbeitungen an den Daten des Aufnahmevideos durch und erzeugt ein Ausgabevideo für das rechte Auge, um ein 3D-Video zu bilden, das in der Ausgabeeinheit 50 dreidimensional betrachtet werden kann. Die CCU 40RC gibt Daten des erzeugten Ausgabevideos für das rechte Auge an die Ausgabeeinheit 50 aus. Die CCU 40RC enthält die Synchronisierungssignalerzeugungseinheit 41R, die Kamerasteuereinheit 43R, die Genlock-Empfangseinheit 45R und Synchronisierungshilfssignal-Empfangseinheit 47R.
Auf ein Empfangen hin des Synchronisierungshilfssignals SUPL über die Synchronisierungshilfssignal-Empfangseinheit 47R in der Einzelbildperiode (siehe 12) empfängt die Synchronisierungssignalerzeugungseinheit 41R das von der CCU 40LC, die als der Genlock-Master dient, gesendete Genlock-Signal GLCK an einem Beginn der nächsten Einzelbildperiode nach der Empfangs-Einzelbildperiode. Das Synchronisierungshilfssignal SUPL ist ein Signal, das den Kamerakopf 21L veranlasst, sich mit dem Kamerakopf 21R zu synchronisieren, um den Synchronisierungszeitablauf des Aufnehmens gemäß dem Synchronisierungssignalinitialisierungs-Anweisungssignal INT1C zu initialisieren, und kann auch als ein Signal bezeichnet werden, das über den Empfang des Synchronisierungssignalinitialisierungs-Anweisungssignals INT1C von der externen Steuervorrichtung 70 informiert. Als das Synchronisierungshilfssignal SUPL kann beispielsweise ein Pulssignal oder ein serielles Signal (wie etwa RS-232C) verwendet sein.
Die Synchronisierungssignalerzeugungseinheit 41R erzeugt das Einzelbild-Synchronisierungssignal FR2 des Aufnahmevideos, das durch den der CCU 40RC entsprechenden Kamerakopf 21R aufgenommen ist, auf Grundlage des Genlock-Signals GLCK. Die Synchronisierungssignalerzeugungseinheit 41R enthält einen Lichtquellensynchronisierungszähler CT2 und erzeugt das Lichtquellensynchronisierungssignal LS2 zum Festlegen des Startzeitpunkts des Bestrahlens (Beleuchtens) durch jede aus der Lichtquellenvorrichtung 31 für sichtbares Licht und der IR-Lichtquellenvorrichtung 32 auf Grundlage des Genlock-Signals GLCK und des Wertes des Lichtquellensynchronisierungszählers CT2. Wenn der Lichtquellensynchronisierungszähler CT2 in der CCU 40RB vorgesehen ist, braucht die Synchronisierungssignalerzeugungseinheit 41R den Lichtquellensynchronisierungszähler CT2 nicht zu enthalten. Wenn die Bildrate des Aufnahmevideos beispielsweise 60 fps beträgt, ist die Signalkomponente des Einzelbild-Synchronisierungssignals FR2 alle 1/60 Sekunden „high“, und ist die Signalkomponente des Lichtquellensynchronisierungssignals LS2 alle 1/15 Sekunden „high“, wie in 12 gezeigt. Dies deshalb, weil die Lichtquellenvorrichtung 31 für sichtbares Licht ein Bestrahlen (Beleuchten) während des Dreifachen der Einzelbildperiode (beispielsweise 1/60 × 3) durchführt und dann die IR-Lichtquellenvorrichtung 32 ein Bestrahlen (Beleuchten) während der Einzelbildperiode (beispielsweise 1/60 × 1) durchführt, und die Lichtquellenvorrichtung 31 für sichtbares Licht und die IR-Lichtquellenvorrichtung 32 gesteuert werden, diese Bestrahlungs- (Beleuchtungs-)Muster zu wiederholen. Die Synchronisierungssignalerzeugungseinheit 41R sendet das Einzelbild-Synchronisierungssignal FR2 zur Kamerasteuereinheit 43R.
Die Synchronisierungshilfssignal-Empfangseinheit 47R enthält eine Kommunikationsschaltung, die das Synchronisierungshilfssignal SUPL zu und von der CCU 40LC sendet und empfängt, die als der Genlock-Master dient. Auf ein Empfangen hin des von der CCU 40LC gesendeten Synchronisierungshilfssignals SUPL überträgt die Synchronisierungshilfssignal-Empfangseinheit 47R das empfangene Signal zur Synchronisierungssignalerzeugungseinheit 41R.
Die externe Steuervorrichtung 70 (ein Aspekt der zweiten externen Vorrichtung) besteht aus einer Informationsverarbeitungsvorrichtung (das heißt, einem Computer), wie etwa einem Personal Computer (PC), erzeugt das Synchronisierungssignalinitialisierungs-Anweisungssignal INT1C und sendet das erzeugte Signal zu der CCU 40LC.
Als Nächstes sind Betriebszeitabläufe der Lichtquellenvorrichtung 31 für sichtbares Licht, der IR-Lichtquellenvorrichtung 32 und des Kamerakopfes 21 gemäß der vierten Ausführungsform mit Bezugnahme auf 12 beschrieben. 12 ist ein Zeitdiagramm, das einen Betriebsablauf hinsichtlich der Synchronisierungssteuerung der Lichtquellenvorrichtung 31 für sichtbares Licht, der IR-Lichtquellenvorrichtung 32 und des Kamerakopfes 21 gemäß der vierten Ausführungsform zeigt. In 12 sind denselben Inhalten dieselben Bezugsnummern zugewiesen wie den Betriebszeitabläufen der Einheiten in 10, und ihre Beschreibung ist vereinfacht oder weggelassen, und unterschiedliche Inhalte sind beschrieben.
In 12 ist beispielsweise die Synchronisierung des Betriebs, wie etwa des Bestrahlens (Beleuchtens) durch jede aus der Lichtquellenvorrichtung 31 für sichtbares Licht und der IR-Lichtquellenvorrichtung 32 und des Aufnehmens durch jeden der Kameraköpfe 21L, 21R, verloren, bis das Synchronisierungssignalinitialisierungs-Anweisungssignal INT1C in die CCU 40LC aus der externen Steuervorrichtung 70 innerhalb einer dritten Einzelbildperiode eingegeben ist. Zum Beispiel wird das Synchronisierungssignalinitialisierungs-Anweisungssignal INTIC aus der externen Steuervorrichtung 70 in die CCU 40LC zu einer beliebigen Zeit innerhalb der dritten Einzelbildperiode eingegeben. In diesem Fall erzeugt die CCU 40LC, die als der Genlock-Master dient, das Synchronisierungshilfssignal SUPL auf Grundlage des Empfangs des Synchronisierungssignalinitialisierungs-Anweisungssignals INT1C und sendet das Synchronisierungshilfssignal SUPL so, dass die CCU 40RC das gesendete Signal innerhalb der nächsten vierten Einzelbildperiode empfangen kann. Die CCU 40LC erzeugt das Genlock-Signal GLCK zum Ausrichten (das heißt, Synchronisieren) des Betriebs, wie etwa des Bestrahlens (Beleuchtens) durch jede aus der Lichtquellenvorrichtung 31 für sichtbares Licht und der IR-Lichtquellenvorrichtung 32 und des Aufnehmens durch jeden der Kameraköpfe 21L, 21R in dem in 12 gezeigten vorgegebenen Zeitablauf auf Grundlage des Sendens das Synchronisierungshilfssignal SUPL und sendet das Genlock-Signal GLCK zur CCU 40RC zu einem Beginn einer fünften Einzelbildperiode. Die CCU 40RC empfängt das von der CCU 40LC gesendete Synchronisierungshilfssignal SUPL innerhalb der vierten Einzelbildperiode und richtet den Betrieb zu dem in 12 gezeigten vorgegebenen Zeitablauf aus, auf Grundlage des am Beginn der fünften Einzelbildperiode empfangenen Genlock-Signals GLCK. Da der Betrieb nach der fünften Einzelbildperiode derselbe ist wie derjenige der dritten Ausführungsform (der in 10 gezeigte Betrieb nach der fünften Einzelbildperiode), ist seine Beschreibung weggelassen.
Wie oben beschrieben, empfängt in dem medizinischen Kamerasystem 100C gemäß der vierten Ausführungsform die CCU 40LC das Synchronisierungssignalinitialisierungs-Anweisungssignal INT1C (einen Aspekt eines Initialisierungssignals) zum Initialisieren von Synchronisierungszeiten des Beleuchtens durch jede aus der Lichtquellenvorrichtung 31 für sichtbares Licht und der IR-Lichtquellenvorrichtung 32 und des Aufnehmens durch die Kameraköpfe 21L, 21R von der externen Steuervorrichtung 70 innerhalb der Einzelbildperiode des Aufnahmebildes. Die CCU 40LC sendet das Synchronisierungshilfssignal SUPL zum Initialisieren des Synchronisierungszeitablaufs des Aufnehmens durch den Kamerakopf 21R gemäß dem Synchronisierungssignalinitialisierungs-Anweisungssignal INT1C zur CCU 40RC auf Grundlage des Empfangs des Synchronisierungssignalinitialisierungs-Anweisungssignals INT1C. Dadurch kann das medizinische Kamerasystem 100C, sogar wenn die Synchronisierung des Betriebs, wie etwa des Bestrahlens (Beleuchtens) durch jede aus der Lichtquellenvorrichtung 31 für sichtbares Licht und der IR-Lichtquellenvorrichtung 32 und des Aufnehmens durch jeden der Kameraköpfe 21L, 21R, aufgrund von Alterung oder dergleichen verlorengeht, eine Synchronisierung durch ein Initialisieren der Synchronisierungszeiten des Beleuchtens durch jede aus der Lichtquellenvorrichtung 31 für sichtbares Licht und der IR-Lichtquellenvorrichtung 32 und des Aufnehmens durch jeden der Kameraköpfe 21L, 21R auf Grundlage des Empfangens des Synchronisierungssignalinitialisierungs-Anweisungssignal INTIC und des Synchronisierungshilfssignals SUPL durchführen.
Die CCU 40LC erzeugt das Genlock-Signal GLCK mit einer selben Periode wie derjenigen der Lichtquellensynchronisierungssignale LS1, LS2 zum Anweisen des Beleuchtens durch jede aus der Lichtquellenvorrichtung 31 für sichtbares Licht und der IR-Lichtquellenvorrichtung 32 so, dass es beispielsweise mit dem Vierfachen der Einzelbildperiode des Aufnahmevideos synchronisiert wird, und sendet das Genlock-Signal GLCK zur CCU 40RB, auf Grundlage des Sendens des Synchronisierungshilfssignals SUPL. Die CCU 40LC steuert das Beleuchten durch jede aus der Lichtquellenvorrichtung 31 für sichtbares Licht und der IR-Lichtquellenvorrichtung 32 und das Aufnehmen durch den entsprechenden Kamerakopf 21L auf Grundlage des Genlock-Signals GLCK. Die CCU 40RC steuert den Betrieb, wie etwa das Aufnehmen durch den Kamerakopf 21R, so, dass er mit dem Betrieb, wie etwa dem Beleuchten durch jede aus der Lichtquellenvorrichtung 31 für sichtbares Licht und der IR-Lichtquellenvorrichtung 32 und dem Aufnehmen durch den entsprechenden Kamerakopf 21L beispielsweise alle Vierfache der Einzelbildperiode auf Grundlage des Genlock-Signals GLCK synchronisiert wird. Dadurch wird, sogar wenn die Synchronisierung des Betriebs, wie etwa das Bestrahlen (Beleuchten) durch jede aus der Lichtquellenvorrichtung 31 für sichtbares Licht und der IR-Lichtquellenvorrichtung 32 und das Aufnehmen durch jeden der Kameraköpfe 21L, 21R, aufgrund von Alterung oder dergleichen verlorengeht, das Aufnahmevideo (beispielsweise ein sichtbares Video oder ein Fluoreszenzvideo) des Patienten PAT von dem Kamerakopf 21L gemäß dem Beleuchten durch jede aus der Lichtquellenvorrichtung 31 für sichtbares Licht und der IR-Lichtquellenvorrichtung 32 geeignet erhalten, da das Beleuchten durch jede aus der Lichtquellenvorrichtung 31 für sichtbares Licht und der IR-Lichtquellenvorrichtung 32 und das Aufnehmen durch den entsprechenden Kamerakopf 21L miteinander synchronisiert sind.
Obwohl oben die Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben sind, ist es unnötig zu erwähnen, dass die vorliegende Offenbarung nicht auf solche Beispiele beschränkt ist. Fachleuten auf dem Gebiet wird es offensichtlich sein, dass verschiedene Änderungen, Abwandlungen, Ersetzungen, Hinzufügungen, Weglassungen und Äquivalente innerhalb des Geltungsbereichs der Ansprüche ersonnen werden können, und es versteht sich, dass sie ebenfalls zum technischen Geltungsbereich der vorliegenden Offenbarung gehören. Jeder Bestandteil in verschiedenen oben beschriebenen Ausführungsformen kann wahlweise in dem Bereich kombiniert werden, ohne vom Geist der Offenbarung abzuweichen.
Obwohl das medizinische Kamerasystem gemäß den verschiedenen oben beschriebenen Ausführungsformen als verwendet beschrieben ist, wenn eine medizinische Handlung unter Verwendung eines Operationsmikroskops durchgeführt wird, ist das medizinische Kamerasystem nicht auf diese Anwendung geschränkt und kann beispielsweise verwendet werden, wenn eine medizinische Handlung unter Verwendung eines chirurgischen Endoskops durchgeführt wird (siehe 13). 13 ist eine Ansicht, die ein Beispiel eines äußeren Erscheinungsbilds eines medizinischen Kamerasystems zeigt, in dem ein chirurgisches Endoskop benutzt wird.
Das medizinische Kamerasystem in 13 enthält ein chirurgisches Endoskop 110 als ein Beispiel des medizinischen optischen Instruments, die Lichtquellenvorrichtung 31 für sichtbares Licht, die IR-Lichtquellenvorrichtung 32, den Kamerakopf 21 als ein Beispiel der Bildaufnahmevorrichtung, die CCUs 40L, 40R als Beispiele einer Videoverarbeitungsvorrichtung und die Ausgabeeinheit 50.
Das chirurgische Endoskop 110 enthält eine Objektivlinse (nicht gezeigt), eine Relaisoptik und eine Abbildungslinse in einem länglichen Einführungsteil 111. Das chirurgische Endoskop 110 enthält einen Kameramontageteil 115, vorgesehen auf einer Handseite eines optischen Betrachtungssystems und einen Lichtquellenmontageteil 117, und an ihm ist ein Lichtleiter (nicht gezeigt) vorgesehen, der Beleuchtungslicht vom Lichtquellenmontageteil 117 zu einem Endspitzenteil des Einführungsteils 111 leitet. Durch ein Montieren der optischen Bildaufnahmesysteme 22L, 22R des Kamerakopfes 21 (genauer, der Kameraköpfe 21L, 21R) am Kameramontageteil 115, um ein Aufnehmen durchzuführen, können in den CCUs 40L, 40R Betrachtungsbilder erhalten werden. Ein Lichtleiterkabel 116 ist mit dem Lichtquellenmontageteil 117 verbunden, und die Lichtquellenvorrichtung 31 für sichtbares Licht und die IR-Lichtquellenvorrichtung 32 sind mit dem Lichtquellenmontageteil 117 über das Lichtleiterkabel 116 verbunden.
Der Kamerakopf 21 und die CCUs 40L, 40R sind durch ein Signalkabel 125 verbunden, und ein Videosignal des durch den Kamerakopf 21 aufgenommenen Patienten PAT wird über das Signalkabel 125 zu jeder der CCUs 40L, 40R gesendet. Die Ausgabeeinheit 50 ist mit den Ausgangsanschlüssen der CCUs 40L, 40R verbunden, wodurch sowohl das Ausgabevideo für das linke Auge als auch das Ausgabevideo für das rechte Auge für die 3D-Anzeige ausgegeben werden können oder ein 2D-Betrachtungsvideo (ein Betrachtungsbild) ausgegeben werden kann. Die Ausgabeeinheit kann ein 3D-Video mit 2K Pixeln anzeigen oder das 2D-Betrachtungsvideo (das Betrachtungsbild) als das Betrachtungsbild eines Operationsfeldes ausgeben. Am Kamerakopf 21 ist ein Bedienungsschalter (nicht gezeigt) vorgesehen, sodass eine Bedienung (Einfrieren, Freigeben, Bildabtasten oder dergleichen) des aufzunehmenden Betrachtungsvideos durch die Hand eines Benutzers durchgeführt werden kann. Das in 13 gezeigte medizinische Kamerasystem enthält eine Aufzeichnungsvorrichtung RC1, die das durch die CCUs 40L, 40R aufgenommene Betrachtungsvideo aufzeichnet, eine Bedienungseinheit 133 zum Bedienen des medizinischen Kamerasystems und einen Fußschalter 137, über den eine Betätigungseingabe unter Verwendung eines Fußes eines Betrachters vorgenommen wird. Die Bedienungseinheit 133, die CCUs 40L, 40R, die Lichtquellenvorrichtung 31 für sichtbares Licht, die IR-Lichtquellenvorrichtung 32 und die Aufzeichnungsvorrichtung RC1 sind in einem kastenförmigen Steuerungsgehäuse 135 untergebracht. Die Ausgabeeinheit 50 ist oberhalb des kastenförmigen Steuerungsgehäuses 135 angeordnet.
Auf diese Weise ist es, ähnlich den Anordnungen der oben beschriebenen medizinischen Kamerasysteme 100, 100A, 100B, die das Operationsmikroskop benutzen, sogar in einer Anordnung des medizinischen Kamerasystems, das das chirurgische Endoskop benutzt, wie es in 13 gezeigt ist, möglich, ein überlagertes Video auszugeben, in dem ein Zustand der Betrachtungsstelle, erhalten durch das chirurgische Endoskop 110, deutlich festgestellt werden kann.
Die vorliegende Offenbarung ist nutzbar als ein Bildaufnahmesystem und ein Synchronisierungssteuerverfahren, die es einer Vielzahl von Lichtquellenvorrichtungen und einer Vielzahl von Bildaufnahmevorrichtungen ermöglichen, in Synchronisierung miteinander in einem vorgegebenen Zeitablauf zu arbeiten, und die eine Ausgabe eines dreidimensionalen Videos mit einer guten Bildqualität während einer medizinischen Handlung unterstützen, wie etwa einer mikroskopischen Operation oder einer endoskopischen Operation.
Diese Anmeldung beruht auf der japanischen Patentanmeldung Nr. 2019-017851 , eingereicht am 4. Februar 2019, deren Inhalt hierin durch Bezugnahme aufgenommen ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2010068992 A [0003, 0004]
JP 2019017851 [0114]

Claims

Bildaufnahmesystem, umfassend: eine erste und eine zweite Lichtquellenvorrichtung, ausgelegt, einen Patienten mit Beleuchtungen mit verschiedenen Wellenlängenbändern zu bestrahlen; eine erste und eine zweite Bildaufnahmevorrichtung, ausgelegt, Bilder des Patienten aufzunehmen; und eine erste und eine zweite Videoverarbeitungsvorrichtung, vorgesehen entsprechend der ersten und der zweiten Bildaufnahmevorrichtung und ausgelegt, ein aufgenommenes Video des Patienten zu verarbeiten, das durch eine der beiden entsprechenden Bildaufnahmevorrichtungen aufgenommen ist, und das verarbeitete Video an eine Ausgabeeinheit auszugeben, wobei die erste und die zweite Lichtquellenvorrichtung alternierend ein Beleuchten in Synchronisierung mit einer Einzelbildperiode des aufgenommenen Videos oder einem ganzzahligen Vielfachen davon auf Grundlage eines Genlock-Signals durchführen; wobei die erste Bildaufnahmevorrichtung ein Aufnehmen in Synchronisierung mit dem Beleuchten durch jede aus der ersten und der zweiten Lichtquellenvorrichtung durchführt; und wobei die zweite Bildaufnahmevorrichtung ein Aufnehmen in Synchronisierung mit dem Beleuchten durch jede aus der ersten und der zweiten Lichtquellenvorrichtung durchführt.
Bildaufnahmesystem nach Anspruch 1, wobei die erste Videoverarbeitungsvorrichtung das Genlock-Signal mit einer selben Periode erzeugt wie derjenigen eines Lichtquellensynchronisierungssignals, das anweist, dass das Beleuchten durch jede aus der ersten und der zweiten Lichtquellenvorrichtung mit der Einzelbildperiode des Aufnahmevideos synchronisiert wird, und das erzeugte Genlock-Signal zur Videoverarbeitungsvorrichtung sendet; und wobei die erste Videoverarbeitungsvorrichtung das Beleuchten durch jede aus der ersten und der zweiten Lichtquellenvorrichtung und das Aufnehmen durch eine der beiden entsprechenden Bildaufnahmevorrichtungen auf Grundlage des Genlock-Signals steuert.
Bildaufnahmesystem nach Anspruch 2, wobei die zweite Videoverarbeitungsvorrichtung das Aufnehmen durch eine der beiden entsprechenden Bildaufnahmevorrichtungen auf Grundlage des Genlock-Signals steuert, das von der ersten Videoverarbeitungsvorrichtung gesendet ist.
Bildaufnahmesystem nach Anspruch 1, wobei die erste und die zweite Videoverarbeitungsvorrichtung gleichzeitig das Genlock-Signal mit einer selben Periode wie derjenigen eines Lichtquellensynchronisierungssignals, das das Beleuchten durch jede aus der ersten und der zweiten Lichtquellenvorrichtung anweist, von einer externen Vorrichtung empfangen.
Bildaufnahmesystem nach Anspruch 4, wobei die erste Videoverarbeitungsvorrichtung das Beleuchten durch jede aus der ersten und der zweiten Lichtquellenvorrichtung und das Aufnehmen durch eine der beiden entsprechenden Bildaufnahmevorrichtungen auf Grundlage des empfangenen Genlock-Signals steuert; und wobei die zweite Videoverarbeitungsvorrichtung das Aufnehmen durch eine der beiden entsprechenden Bildaufnahmevorrichtungen auf Grundlage des empfangenen Genlock-Signals steuert.
Bildaufnahmesystem nach Anspruch 1, wobei die erste und die zweite Videoverarbeitungsvorrichtung ein Initialisierungssignal zum Initialisieren einer Synchronisierungszeit des Beleuchtens durch jede aus der ersten und der zweiten Lichtquellenvorrichtung und des Aufnehmens durch jede aus der ersten und der zweiten Bildaufnahmevorrichtung innerhalb der Einzelbildperiode des Aufnahmevideos von einer externen Vorrichtung empfangen.
Bildaufnahmesystem nach Anspruch 6, wobei die erste Videoverarbeitungsvorrichtung auf Grundlage des Empfangens des Initialisierungssignals das Genlock-Signal mit einer selben Periode erzeugt wie derjenigen eines Lichtquellensynchronisierungssignals, das anweist, dass das Beleuchten durch jede aus der ersten und der zweiten Lichtquellenvorrichtung mit der Einzelbildperiode des Aufnahmevideos synchronisiert wird, und das erzeugte Genlock-Signal zur zweiten Videoverarbeitungsvorrichtung sendet, und das Beleuchten durch jede aus der ersten und der zweiten Lichtquellenvorrichtung und das Aufnehmen durch eine der beiden entsprechenden Bildaufnahmevorrichtungen auf Grundlage des Genlock-Signals steuert.
Bildaufnahmesystem nach Anspruch 1, wobei die erste Videoverarbeitungsvorrichtung ein Initialisierungssignal zum Initialisieren einer Synchronisierungszeit des Beleuchtens durch jede aus der ersten und der zweiten Lichtquellenvorrichtung und des Aufnehmens durch jede aus der ersten und der zweiten Bildaufnahmevorrichtung innerhalb der Einzelbildperiode des Aufnahmevideos von einer externen Vorrichtung empfängt und ein Synchronisierungshilfssignal zum Initialisieren der Synchronisierungszeit des Aufnehmens durch die zweite Bildaufnahmevorrichtung gemäß dem Initialisierungssignal zur zweiten Videoverarbeitungsvorrichtung auf Grundlage des Empfangens des Initialisierungssignals sendet.
Bildaufnahmesystem nach Anspruch 8, wobei die erste Videoverarbeitungsvorrichtung auf Grundlage des Sendens des Synchronisierungshilfssignals das Genlock-Signal mit einer selben Periode erzeugt wie derjenigen eines Lichtquellensynchronisierungssignals, das anweist, dass das Beleuchten durch jede aus der ersten und der zweiten Lichtquellenvorrichtung mit der Einzelbildperiode des Aufnahmevideos synchronisiert wird, und das erzeugte Genlock-Signal zur zweiten Videoverarbeitungsvorrichtung sendet, und das Beleuchten durch jede aus der ersten und der zweiten Lichtquellenvorrichtung und das Aufnehmen durch eine der beiden entsprechenden Bildaufnahmevorrichtungen auf Grundlage des Genlock-Signals steuert.
Bildaufnahmesystem nach Anspruch 9, wobei die zweite Videoverarbeitungsvorrichtung das Aufnehmen durch eine der beiden entsprechenden Bildaufnahmevorrichtungen auf Grundlage des Genlock-Signals steuert, das von der ersten Videoverarbeitungsvorrichtung gesendet ist.
Bildaufnahmesystem nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 10, wobei die erste Lichtquellenvorrichtung sichtbares Licht emittiert; und wobei die zweite Lichtquellenvorrichtung Anregungslicht in einem IR-Bereich emittiert, um einen dem Patienten verabreichten fluoreszierenden Stoff zu veranlassen, Fluoreszenz zu emittieren.
Bildaufnahmesystem nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 11, wobei die erste Videoverarbeitungsvorrichtung ein Aufnahmevideo für das linke Auge, erzeugt auf Grundlage der Verarbeitung, an die Ausgabeeinheit ausgibt; und wobei die zweite Videoverarbeitungsvorrichtung ein Aufnahmevideo für das rechte Auge, erzeugt auf Grundlage der Verarbeitung, an die Ausgabeeinheit ausgibt.
Synchronisierungssteuerverfahren in einem Bildaufnahmesystem, wobei das Bildaufnahmesystem enthält: eine erste und eine zweite Lichtquellenvorrichtung, ausgelegt, einen Patienten mit Beleuchtungen mit verschiedenen Wellenlängenbändern zu bestrahlen; eine erste und eine zweite Bildaufnahmevorrichtung, ausgelegt, Bilder des Patienten aufzunehmen; und eine erste und eine zweite Videoverarbeitungsvorrichtung, vorgesehen entsprechend der ersten und der zweiten Bildaufnahmevorrichtung und ausgelegt, ein aufgenommenes Video des Patienten zu verarbeiten, das durch eine der beiden entsprechenden Bildaufnahmevorrichtungen aufgenommen ist, und das verarbeitete Video an eine Ausgabeeinheit auszugeben, wobei das Synchronisierungssteuerverfahren umfasst: ein alternierendes Durchführen von Beleuchten durch die erste und die zweite Lichtquellenvorrichtung in Synchronisierung mit einer Einzelbildperiode oder einem ganzzahligen Vielfachen davon des aufgenommenen Videos auf Grundlage eines Genlock-Signals; ein Durchführen eines Aufnehmens durch die erste Bildaufnahmevorrichtung in Synchronisierung mit dem Beleuchten durch jede aus der ersten und der zweiten Lichtquellenvorrichtung; und ein Durchführen eines Aufnehmens durch die zweite Bildaufnahmevorrichtung in Synchronisierung mit dem Beleuchten durch jede aus der ersten und der zweiten Lichtquellenvorrichtung.