JP2005058374A - 立体内視鏡装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 左右に離間した対物レンズ9L、9R及びCCD26L,16R等により視差を持った被写体像を撮像する左右の撮像手段を有し、焦点調整用レンズ15L、15Rを移動することにより焦点距離を可変にするモータ17の回転位置を被写体までの距離情報として表示制御装置6L,6Rに送り、表示制御装置6L,6Rは表示素子19L、19Rに表示される左右の映像における、両撮像手段の一方のみでした撮像されない範囲をマスキングして、共通に撮像される範囲の映像を表示することにより、立体観察がし易い画像を表示する構成にした。
【選択図】 図1
Description
また、内視鏡として、立体視を可能とする立体内視鏡を用いた立体内視鏡装置によると、立体的に観察できるので、細かい手技が必要な場合にも円滑に手術を行う環境を提供できるメリットがある。
本発明は、上述した点に鑑みてなされたもので、術者に対して立体観察がし易い内視鏡画像を表示できる立体内視鏡装置を提供することを目的とする。
前記撮像手段により撮像された信号を映像信号に変換するカメラコントロールユニットと、
前記距離情報を用いて、左右の撮像手段で共通に撮像されない範囲をマスキングするマスキング手段と、
を具備することにより、左右の撮像手段で共通に撮像されない範囲をマスキングして立体観察がし易い画像の表示状態で観察ができるようにしている。
前記撮像手段に撮像される被写体の焦点距離を調整する焦点距離調整手段と、 前記焦点距離調整手段により設定される焦点距離から被写体までの距離情報を検出する距離検出手段と、
前記撮像手段により撮像された信号を映像信号に変換するカメラコントロールユニットと、
前記距離情報を用いて、左右の撮像手段で共通に撮像されない範囲をマスキングするマスキング手段と、
を具備しているので、左右の撮像手段で共通に撮像されない範囲をマスキングして立体観察がし易い画像の表示状態で観察ができる。
(第1の実施の形態)
図1ないし図7は本発明の第1の実施の形態に係り、図1は第1の実施の形態の立体内視鏡装置の全体構成を示し、図2は焦点調整装置の構成を示し、図3は立体内視鏡の把持部内の焦点調整機構付近の詳細を示し、図4は表示制御装置の構成を示し、図5は演算器の処理内容を示し、図6は被写体の距離位置に応じて左右の対物レンズによる観察範囲が変化する様子を示し、図7は図6のAの位置とCの位置におけるタイミング発生器の出力でマスクする動作を示し、図8は変形例の表示制御装置の構成を示し、図9は図8中のメモリコントローラの動作の説明図を示す。
挿入部7の先端には視差のある光学像を結像するために左右に離間して対物レンズ9L、9Rが配置され、対物レンズ9L、9Rにより視差を持って左右の光学像が結像される。結像される左右の像は、挿入部7に沿って配置されたリレーレンズ群11L、11Rにより後方側に伝送される。
左右の焦点調整レンズ15L、15Rはレンズ保持部材21に取り付けられ、焦点調整モータ17の回転によりレンズ保持部材21が焦点調整モータ17の回転軸の方向に移動されるLことにより、左右の焦点調整レンズ15L、15Rはそれぞれの光軸方向に沿って連動して移動されるようにしている。
また、このカウンタ回路31はフォトセンサ25からのフォトセンサ信号によりリセットされる。
表示制御装置6Lは、マスキングするマスキング信号として例えば黒信号を出力する黒信号出力回路41Lを内蔵し、この黒信号はCCU3Lから出力される映像信号としてのRGB信号と共に切替用スイッチ42Lに入力される。
このタイミング発生器43Lには、CCU3Lから水平同期信号も入力され、図7を参照して後述するように水平同期信号の間の映像信号表示期間において演算器45Lからの出力信号に応じて、水平同期信号に同期して図示しないクロックをカウントする等して後述する(1)式などの関係式を満たすタイミングを計測して、黒信号を出力するように切替用スイッチ42Lを切り替える。
図5は演算器45Lによる動作のフローチャートを示す。
まず、カウント値(k)がLUT44Lに入力されることにより、対物レンズ9Lと被写体との距離dが算出され、この距離dは演算器45Lに入力される。演算器45Lは、ステップS1に示すようにメモリ46Lから入力される基準距離(図19のBの位置の被写体を観察した時の被写体と対物レンズ9Lとの距離)lと比較の演算を行う。
図6は被写体と被写体の位置(距離)に応じて観察範囲(結像範囲)が変化する対物レンズ9L、9Rとの関係を詳細に示すものである。
そして、斜線などで示す範囲が左右の表示素子19L、19Rでは共通に観察されない範囲となる。
右対物レンズ9Rで観察できて、左対物レンズ9Lで観察できない左右方向(或いは表示の際の水平方向)の長さ、或いは左対物レンズ9Lで観察できて、右対物レンズ9Rで観察できない左右方向(水平方向)の長さは
L(d−l)/l
となる。また撮像できる範囲の左右方向の全長は
Dd/l
となる。
{1−L(d−l)}/(Dd)}t・・・(1)
であり、終了時間はフロントポーチの直前となる。
このようなタイミングでタイミング発生器43Lから切替用信号が出力され、この出力で切替用スイッチ42Lが切り替えられる。
L(d−l)t/(Dd)・・・(2)
となる。同様にこのようなタイミングでタイミング発生器43Rから切替用信号が出力され、この出力で切替用スイッチ42Rが切り替えられる。
左対物レンズ9Lで観察できて、右対物レンズ9Rで観察できない長さは
L(d−l)/l
となる。
Dd/l
となる。
左の表示素子19Lで共通に観察できない長さを表示し始める時間はバックポーチ直後であり、終了時間は
L(l−d)t/(Dd)・・・(3)
となる。このようなタイミングでタイミング発生器43Lから切替用信号が出力され、この出力で切替用スイッチ42Lが切り替えられる。
となり、終了時間はフロントポーチの直前となる。
左のCCD16Lで撮像されるが、右のCCD16Rでは撮像されず、かつ左のCCD16Lで撮像されないが、右のCCD16Rで撮像される領域、つまり一方のみで観察される映像範囲を表示しなくすることで、観察者の左の目と右の目で、異なる映像を観察しないようにして共通に観察できる映像範囲のみを表示できるようにしている。
つまり、術者にとって内視鏡検査等をしやすい環境を実現できる。
そして、この画像メモリ53Lの出力とTG55Lの出力は表示素子19Lに出力される。
そして、ステップS12に示すようにマスクすべき比較結果の場合には、画像メモリ53Lに予め格納されたマスク信号を読み出す。
次に本発明の第2の実施の形態の立体内視鏡装置を図10〜図14を参照して説明する。
図10は本発明の第2の実施の形態の立体内視鏡装置1Bの全体構成を示す。 この立体内視鏡装置1Bは図1の立体内視鏡装置1において、電気的にマスキングを行う表示制御装置6L、6Rの代わりに、表示装置4の内部に遮蔽板61a、61b;61c、61dを配置し、焦点調整装置5の出力で遮蔽板制御装置62を介して遮光機能を持つ遮蔽板(或いは遮光板)61a、61b;61c、61dの移動量を制御し、両表示素子19L、19Rにおける一方のみで(他方では観察できない)表示画像部分をメカニカルに遮蔽(マスキング)する構成の表示装置4Bを採用したものである。
表示装置4Bは、CCU3L、3Rからの左右の映像信号が入力されることにより、左右の映像信号を表示する左右の表示素子19L、19Rと、左右の表示素子19L、19Rに表示される左右の映像を観察するために術者が左右の目で覗く接眼部20L、20Rとが対向して配置され、それらの間には図示しない接眼レンズ等が配置されている。
図13はピントの位置と表示素子19L、19Rと遮蔽板61a,61b;61c、61dとの位置関係を示す。
ピントが図6のA側に合っている時は、表示素子19L,19Rの内側が遮蔽板61bと遮蔽板61cにより遮蔽される。
また、ピントが図6のC側に合っている時は、表示素子19L,19Rの外側が遮蔽板61aと遮蔽板61dにより遮蔽される。
図6の対物レンズ9L、9Rにて観察できる観察範囲として示した範囲がCCD16R,16Lにて撮像できる範囲と同じであるとし、CCD16L,16Rで撮像された範囲が幅Wの表示素子19R,19Lに表示される様に立体内視鏡装置1Bは設計されているとし、ブーリ付きモータ63の回転速度をω、プーリ64の半径をrとする。
右対物レンズ9Rで観察できて、左対物レンズ9Lで観察できない水平方向の長さは
L(d−l)/l
となる。
WL(d−l)/(Dl)
となる。ベルト65の移動速度はΓωであることから、プーリ付きモータ63を駆動する時間は
WL(d−l)/(Dlrω)・・・(5)
となる。
右対物レンズ9Rで観察できて、左対物レンズ9Lで観察できない水平方向の長さは
L(l−d)/l
となる。その長さを幅Wの表示素子19L,19Rに表示した場合の長さは
WL(l−d)/(Dl)
となる。
WL(l−d)/(Dlrω)・・・(6)
となる。
第1の実施形態の効果のほかに、表示位置制御装置6L、6Rが不要であるため、少ない構成部品で構成でき、低コスト化できる。
次に本発明の第3の実施の形態立体内視鏡装置を図14〜図17を参照して説明する。図14は本発明の第3の実施の形態による立体内視鏡装置1Cの全体構成を示す。本実施の形態は操作者がスイッチ操作を行うことにより、その操作に対応して表示される映像をマスキングするようにしたものである。
図16(A)はマスキングされていない状態からスイッチ71aを2回操作した状態を示す。この場合には一定幅のマスキング信号が表示素子19L,19Rの表示画面上における外側から2つ表示される。つまり、外側の映像が遮光される。
最初のステップS21において、カウンタ回路79におけるスイッチ71aの操作回数をカウントする第1のカウンタのカウント値nN と、スイッチ71bの操作回数をカウントする第2のカウンタのカウント値nF を0にリセットする。図16ではこれを簡略化して各カウント値nN 、nF に0を代入すると表記。
また、上述した各実施の形態を部分的に組み合わせる等して構成される実施の形態も本発明に属する。
1.請求項1において、前記マスキング手段は表示領域における左右の撮像手段で共通に撮像されない範囲に対応する表示領域をメカニカルにマスキングするメカニカルマスキング手段である。
2.請求項1において、前記マスキング手段は表示領域における左右の撮像手段で共通に撮像されない範囲に対応する表示領域の映像を電気的にマスキングする電気的マスキング手段である。
4.付記2において、前記電気的マスキング手段は前記左右の撮像手段で共通に撮像されない範囲に対応する左右の映像信号を電気的にマスキングするマスキング信号を発生するマスキング信号発生手段で構成される。
6.請求項2において、前記カメラコントロールユニットは前記左右の撮像手段により撮像された左右の信号から左右の映像信号を生成して、前記表示装置を構成する左右の表示素子に表示される左右の映像の一部をメカニカルにマスキングするメカニカルマスキング手段である。
2…立体内視鏡
3L、3R…CCU
4…表示装置
5…焦点調整装置
6L、6R…表示制御装置
7…挿入部
8…把持部
9L、9R…対物レンズ
14L、14R…結像レンズ
15L、15R…焦点調整用レンズ
16L、16R…CCD
17…焦点調整モータ
18…焦点調整機構
19L、19R…表示素子
20L、20R…接眼部
31…モータドライバ
32…カウンタ回路
33…不揮発性メモリ
41L…黒信号出力装置
42L…切替用スイッチ
43L…タイミング発生器
44L…LUT
45L…演算器
46L…メモリ
代理人 弁理士 伊藤 進
Claims (3)
- 被写体をそれぞれ視差のある像として撮像する左右の撮像手段を備えた立体内視鏡と、
前記撮像手段に撮像される被写体の焦点距離を調整する焦点距離調整手段と、 前記焦点距離調整手段により設定される焦点距離から被写体までの距離情報を検出する距離検出手段と、
前記撮像手段により撮像された信号を映像信号に変換するカメラコントロールユニットと、
前記距離情報を用いて、左右の撮像手段で共通に撮像されない範囲又は前記範囲に対応する表示領域をマスキングするマスキング手段と、
を具備することを特徴とする立体内視鏡装置。 - 被写体をそれぞれ視差のある像として撮像する左右の撮像手段を備えた立体内視鏡と、
前記撮像手段に撮像される被写体の焦点距離を調整する焦点距離調整手段と、 前記撮像手段により撮像された信号を映像信号に変換するカメラコントロールユニットと、
前記映像信号を表示する表示装置と、
前記映像信号又は前記表示手段に表示される映像の一部をマスキングするマスキング手段と、
具備することを特徴とする立体内視鏡装置。 - 前記マスキング手段は、前記焦点距離調整手段により遠点側と近点側に焦点距離を変更した場合に対応して、左右の撮像手段により共通に撮像されない範囲に対応する前記映像信号の一部をマスキングの指示を行うマスキング指示操作手段を有することを特徴とする請求項2記載の立体内視鏡装置。
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