以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
(第1の実施形態)
図1から図13は、本発明の第1の実施形態に係るものである。
図1は、第1の実施形態に係る内視鏡装置の概要を示した構成図である。図2は、第1の実施形態に係る内視鏡装置が有する3D表示コントローラの内部構成図である。図3は、内視鏡装置がカートに搭載された状態を、術者の斜め前方側から見た構成図である。図4は、内視鏡装置がカートに搭載された状態を、術者の斜め後方側から見た構成図である。図5は、図3及び図4に示すカートを底面側から見た状態を示した構成図である。図6は、内視鏡装置が有する3D表示装置を接眼部側から見た状態を示した概観図である。図7は、図6に示す3D表示装置の一部を拡大して示した概観図である。図8は、内視鏡装置を用いて生体内の観察を行う際の、術者、補助者及び患者の位置関係を示す概略図である。図9は、マスク処理及びマスク表示処理に用いられる各要素の相関を示す図である。図10は、左右の画像表示素子に各々表示される被検部位の像の画像を示す図である。図11は、左右の画像表示素子に各々表示される被検部位の像に、マスク画像が重畳された画像を示す図である。図12は、図11に示す左右の画像表示素子に各々表示される被検部位の像の画像を、左右の目により同時に見ることにより見える被検部位の像の画像を示す図である。図13は、モニタの画像表示領域に表示される被検部位の像の画像を示す図である。
内視鏡装置1は、図1に示すように、被検体としての生体内において、被検部位の像に対し、立体撮像及び広角撮像を行い、撮像した被検部位の像を撮像信号として出力する内視鏡2と、内視鏡2に照明光を供給する光源装置3と、内視鏡2から出力される撮像信号に対して信号処理を行い、画像信号を生成する信号処理装置4と、信号処理装置4から出力される画像信号に対し、表示制御を行う立体表示コントローラ(以下、3D表示コントローラと略記する)5と、立体撮像による被検部位の像の画像表示を行う、表示手段としての3D表示装置6と、広角撮像による被検部位の像の画像表示を行い、かつ、画像表示領域の縦横比が4:3である、表示手段としてのモニタ7とを有する。
内視鏡2は、被検部位の像を結像する対物光学系を先端側に設けた細長の挿入部11と、挿入部11の後端側に設けられ、術者等が把持する把持部12と、把持部12の後端側に設けられた接眼部13とを有する内視鏡本体14と、内視鏡本体14の接眼部13に対して着脱自在に装着されるカメラユニット15とから構成される。
内視鏡2の挿入部11の内部には、導光手段としてのライトガイド16が挿通されている。ライトガイド16は、先端側においては、出射端面が挿入部11の先端部18に設けられた図示しない照明窓に固定されるように配置され、また、後端側においては、ライトガイドケーブル17と連通している。また、一端がライトガイド16に連通するライトガイドケーブル17は、他端が光源装置3に接続されている。そのため、光源装置3により供給された照明光は、ライトガイドケーブル17及びライトガイド16を介し、挿入部11の先端部18から出射されることにより、被検部位を照明する。
内視鏡2における挿入部11の先端部18の先端面には、照射光により照明された同一の被検部位に対して、左右方向に視差をもって結像するように、左右方向に間隔2Lだけ離間して配置された、第1の対物光学系を構成する左用の対物光学系21Lと、第1の対物光学系を構成する右用の対物光学系21Rと、光学的特性略同一である左右用の対物光学系21L,21Rにより得られる被検部位の像より広い結像範囲で結像する、第2の対物光学系としての広角或いはワイド(W)用の対物光学系21Wとが配置されている。
左右用及び広角用の対物光学系21L、21R及び21Wの各々が得た被検部位の像は、挿入部11内に挿通されたリレー光学系22L、22R及び22Wにより各々後端側に伝送され、接眼部13に配置された接眼光学系23L、23R及び23Wを経て肉眼で観察することができる。接眼光学系23L及び接眼光学系23Rは、図1に示すように、縁部が各々の光軸に略直交する同一の軸上に配置されるように設けられ、また、接眼光学系23Lの縁部の一部及び接眼光学系23Rの縁部の一部は、レンズ接続部23Aにより接続されている。なお、レンズ接続部23Aは、接眼光学系23Wの光軸と交わらないような位置、すなわち、接眼光学系23Wがさらに後端側に被検部位の像を伝送する際に、該被検部位の像の伝送が阻害されないような位置に設けられている。また、接眼光学系23Rの縁部の一部は、図1に示すように、レンズ接続部23Bを介して焦点調整モータ23Cに接続されている。接眼部13の内部に設けられた、焦点調整モータ23Cは、3D表示コントローラ5から出力されるモータ移動信号に基づいて、レンズ接続部23A、23Bにより接続された接眼光学系23L、23Rを、各々内視鏡2の先端側または後端側に移動させる。また、焦点調整モータ23Cは、レンズ接続部23A、23Bにより接続された接眼光学系23L、23Rが、各々内視鏡2の先端側または後端側にどの位移動したかというモータ変移情報を、エンコーダ等によりモータ変移信号に変換し、該モータ変移信号を3D表示コントローラ5に対して出力する。なお、測長手段は、レンズ接続部23A、23Bおよび焦点調整モータ23Cにより構成される。
図1に示すように、カメラユニット15は、結像光学系24L、24R及び24Wと、これら結像光学系の各々の結像位置に配置された、撮像手段としての電荷結合素子(以下、CCDと略記する)25L、25R及び25Wとを内部に有している。そして、カメラユニット15が接眼部13に装着されると、接眼光学系23L、23R及び23Wに略対向するように各々配置される結像光学系24L、24R及び24Wにより、CCD25L、25R及び25Wに被検部位の像が結像される。
すなわち、左右用及び広角用の対物光学系21L、21R及び21Wの各々が得た被検部位の像は、リレー光学系22L、22R及び22W等を介して左右用及び広角用のCCD25L、25R及び25Wに各々結像された後、各々光電変換され、各々撮像信号として出力される。
CCD25L、25R及び25Wは、信号線を介し、信号処理装置4を構成するカメラコントロールユニット(以下、CCUと略記する)26L、26R及び26Wに各々接続される。なお、図面中における主要な構成要素においては、例えばCCU(L)26Lのように、より詳細に示している。左右用及び広角用のCCU26L、26R及び26Wは、左右用及び広角用のCCD25L、25R及び25Wにより光電変換されて出力される撮像信号に対して信号処理を行った後、該信号処理を行った後の撮像信号を画像信号に変換する。
CCU26L及びCCU26Rから出力される左右の画像信号は、3D表示コントローラ5を介し、3D表示装置6における左右の画像表示を行う、例えば液晶モニタ(LCDと略記)、DMD、有機EL等により形成される、画像表示領域の縦横比が4:3である画像表示素子27L、27Rに各々入力され、被検部位の像に基づく左右の画像が表示される。そして、観察者としての術者は、3D表示装置6の左右の接眼窓61L、61Rから左右の画像表示素子27L、27Rに表示された左右の画像を観察することにより、被検部位を立体的な画像として観察することができる また、CCU26Wから出力される広角の画像信号は、3D表示コントローラ5を介し、例えばLCDであるモニタ7に入力され、被検部位の像に基づく広角の画像が表示される。
3D表示コントローラ5は、左右のCCD25L、25Rから出力される左右の撮像信号に対応してCCU26L及びCCU26Rから出力される左右の画像信号Vl及びVrに基づき、視点の変更に応じて左右の画像における水平方向の表示位置をシフト(移動)する移動処理、及び左右で同じ画像範囲を観察できるように左右の画像における不一致の画像領域部分をマスクすることにより、該不一致の画像領域部分を視認不可能とするようなマスク処理を行う機能を有している。また、3D表示コントローラ5は、CCD25Wから出力される広角の撮像信号に対応してCCU26Wから出力される広角の画像信号Vwに基づき、前記移動処理と同様の処理、及び前記左右の画像に対して行われた前記マスク処理においてマスクされた部分、すなわち、3D表示装置6を介して被検部位を立体的な画像として観察している術者が視認不可能な視野領域を、モニタ7に表示される、例えば、広角の画像等の画像中に表示するマスク表示処理を行う機能もまた有している。以下、図2を参照しつつ、前述したような各機能を有する3D表示コントローラ5の構成について説明を行う。
3D表示コントローラ5は、図2に示すように、A/D変換器31L、31R及び31Wと、スケーラ回路32L、32R及び32Wと、画像メモリ33L、33R及び33Wと、画像ミキサ34L、34R及び34Wと、スーパーインポーズ生成部35L、35R及び35Wと、ディスプレイI/Fトランスミッタ37L、37R及び37Wと、中央処理装置(以下、CPUと略記する)38と、操作スイッチ39と、ROM47とを有している。
図2に示すように、CCU26L、26R及び26Wから出力される左右の画像信号Vl,Vr及び広角の画像信号Vwは、各々A/D変換器31L,31R及び31Wに入力され、各々デジタル信号に変換される。
A/D変換器31L、31R及び31Wから出力されるデジタル信号は、各々スケーラ回路32L、32R及び32Wに入力される。スケーラ回路32L、32Rは、A/D変換器31L、31Rから出力されるデジタル信号に対し、画像表示素子27L、27Rの解像度に合わせるような画像処理を行い、該画像処理を行った後のデジタル信号を画像メモリ33L、33Rに出力する。また、スケーラ回路32Wは、A/D変換器31Wから出力されるデジタル信号に対し、モニタ7の解像度に合わせるような画像処理を行い、該画像処理を行った後のデジタル信号を画像メモリ33Wに出力する。そして、画像メモリ33L、33R及び33Wは、スケーラ回路32L、32R及び32Wから出力されたデジタル信号を、各々一時格納する。
画像メモリ33L、33R及び33Wは、CPU38から出力される画像表示信号に基づき、格納している左右及び広角の画像信号を画像ミキサ34L、34R及び34Wに対して各々出力する。
画像生成部を構成するスーパーインポーズ生成部35L、35Rは、CPU38から出力されるマスク生成信号に基づき、前述したようなマスク処理を行うための、黒画像等の画像である左右のマスク画像を生成し、該マスク画像をマスク画像信号として画像ミキサ34L、34Rに対して各々出力する。また、スーパーインポーズ生成部35Wは、マスク生成信号に続いてCPU38から出力されるマスク表示信号に基づき、前述したようなマスク表示処理を行うためのマスク表示画像を生成し、該マスク表示画像をマスク表示画像信号として画像ミキサ34Wに対して出力する。
画像ミキサ34L、34Rは、画像メモリ33L、33Rから出力される左右の画像信号と、スーパーインポーズ生成部35L、35Rから出力される左右のマスク画像信号と、CPU38から出力される制御信号とに基づき、左右の画像信号に左右のマスク画像信号を重畳した、左右のマスク重畳画像信号をディスプレイI/Fトランスミッタ37L、37Rに対して各々出力する。
ディスプレイI/Fトランスミッタ37L、37Rは、画像ミキサ34L、34Rから出力される左右のマスク重畳画像信号に基づき、該左右のマスク重畳画像信号を3D表示装置6の左右の画像表示素子27L、27Rに対応する信号の形式に変換した後、左右の画像表示素子27L、27Rに対して出力する。なお、ディスプレイI/Fトランスミッタ37L、37Rは、ディスプレイ、モニタ等の表示装置に対する高速信号伝送I/Fとして標準的に採用されているLVDS(Low Voltage Differential Signaling)、DVI(Digital Visual Interface)等の規格に対応した出力を行うものにより構成されている。
また、画像ミキサ34Wは、画像メモリ33Wから出力される広角の画像信号と、スーパーインポーズ生成部35Wから出力されるマスク表示画像信号と、CPU38から出力される制御信号とに基づき、広角の画像信号にマスク表示画像信号を重畳した、マスク表示重畳画像信号をディスプレイI/Fトランスミッタ37Wに対して出力する。
ディスプレイI/Fトランスミッタ37Wは、画像ミキサ34Wから出力されるマスク表示重畳画像信号に基づき、該マスク表示重畳画像信号をモニタ7に対応する信号の形式に変換した後、モニタ7に対して出力する。なお、ディスプレイI/Fトランスミッタ37Wは、ディスプレイ、モニタ等の表示装置に対する高速信号伝送I/Fとして標準的に採用されているLVDS、DVI等の規格に対応した出力を行うものにより構成されている。
演算手段としてのCPU38は、画像メモリ33L、33Rに左右の画像信号が格納されたタイミングにおいて、スーパーインポーズ生成部35L、35Rにマスク処理を行わせるためのデータ及びプログラムをROM47から読み込んだ後、該データ及びプログラムと、焦点調整モータ23Cから出力されたモータ変移信号とに基づく演算によりマスク生成信号を生成し、該マスク生成信号をスーパーインポーズ生成部35L、35Rに対して各々出力する。その後、CPU38は、画像メモリ33L、33Rに対して画像表示信号を出力することにより、画像メモリ33L、33Rから画像ミキサ34L、34Rに対して左右の画像信号を出力させる。そして、CPU38は、左右の画像信号と、スーパーインポーズ生成部35L、35Rから出力される左右のマスク画像信号とが画像ミキサ34L、34Rに入力されたタイミングにおいて、画像ミキサ34L、34Rに対して制御信号を出力することにより、左右の画像信号に左右のマスク画像信号を重畳させる。
また、CPU38は、画像ミキサ34L、34Rにおいて、左右の画像信号に左右のマスク画像信号が重畳され、かつ、画像メモリ33Wに広角の画像信号が格納されたタイミングにおいて、スーパーインポーズ生成部35Wが行うマスク表示処理の際に用いるデータ及びプログラムをROM47から読み込み、該データ及びプログラムと、マスク生成信号を生成するために行った演算結果とに基づく演算によりマスク表示信号を生成し、該マスク表示信号をスーパーインポーズ生成部35Wに対して出力する。
その後、CPU38は、画像メモリ33Wに対して画像表示信号を出力することにより、画像メモリ33Wから画像ミキサ34Wに対して広角の画像信号を出力させる。そして、CPU38は、広角の画像信号と、スーパーインポーズ生成部35Wから出力されるマスク表示画像信号とが画像ミキサ34Wに入力されたタイミングにおいて、画像ミキサ34Wに対して制御信号を出力することにより、広角の画像信号にマスク表示画像信号を重畳させる。
また、3D表示コントローラ5における、例えば、フロントパネルには、視点位置の変更により、表示変更の指示入力やその他の指示入力を行う操作スイッチ39が設けられている。術者等により操作スイッチ39が操作されることにより操作指示信号が出力されると、CPU38は、該操作指示信号に対応した制御動作を行う。
操作スイッチ39には、視点を変更する視点変更スイッチ41と、マスク表示切り替えスイッチ42とが設けられている。
視点変更スイッチ41は、内視鏡2の焦点調整モータ23Cと接続され、押下されている間だけ焦点調整モータ23Cに対して出力されるモータ移動信号により、焦点調整モータ23Cを動作させ、接眼光学系23L、23Rを内視鏡2の後端側に移動させるモータ移動スイッチ41aと、内視鏡2の焦点調整モータ23Cと接続され、押下されている間だけ焦点調整モータ23Cに対して出力されるモータ移動信号により、焦点調整モータ23Cを動作させ、接眼光学系23L、23Rを内視鏡2の先端側に移動させるモータ移動スイッチ41bとを有する。
また、マスク表示切り替えスイッチ42は、補助者等により押下されることにより、マスク表示画像をモニタ7に表示状態とするような操作指示信号を出力するマスク表示スイッチ42aと、補助者等により押下されることにより、モニタ7に表示されるマスク表示画像を非表示状態とするような操作指示信号を出力するマスク非表示スイッチ42bとを有する。そして、マスク表示スイッチ42a及びマスク非表示スイッチ42bは、信号線によりCPU38と接続されている。
なお、操作スイッチ39に設けられた視点変更スイッチ41及びマスク表示切り替えスイッチ42は、図2に示すような構成のものに限るものではなく、例えば、図示しないフットスイッチ等により構成されるようなものであっても良い。
3D表示装置6は、例えば、図3に示すように、カート51の天板から上方に延出されたアーム52の先端部材53に取り付けられている。
カート51には、光源装置3と、CCU26L、26R及び26Wと、3D表示コントローラ5とが搭載されている。
カート51の天板から上方に延出されるアーム52は、そのアーム根元部の軸52aが天板の上面に、垂直な方向でなく、斜め方向に回動自在に固定されている。
アーム52は、平行なリンク構造部54で回動自在にしたリンク構造にされており、前述したように、その根元部を斜め方向に設定することにより、術者55の頭ごしに3D表示装置6を保持し、かつ、折り畳んだ時の高さをなるべく低くできるようにしていいる。
なお、モニタ7は、図3及び図4に示すように、カート51の天板の上部に配置されており、3D表示コントローラ5から出力されるマスク表示重畳画像信号に基づき、例えば、広角の画像中にマスク表示画像が重畳された画像を2次元表示(2D表示)する。このような構成により、術者55以外の図示しない補助者等は、3D表示装置6を介して被検部位を立体的な画像として観察している術者55がマスク処理により視認不可能な視野領域を示すためのマスク表示画像が、例えば、広角の画像中に重畳された画像を見ながら被検部位の像の観察を行う。
また、図5に示すように、カート51の底面には、4個のキャスタ56a〜56dの他に、さらに追加したキャスタ56eと、2個のストッパ57a、57bとが設けられている。さらに、カート51の底面には、転倒しにくくするための重り58が取り付けられている。
このように、カート51は、専有面積をなるべく小さくし、かつ、転倒しにくくするため、2つのストッパ57a、57bの間にもキャスタ56eが設けられたような構造を有している。
また、図6は、3D表示装置6における術者55が立体観察する接眼部(アイピース)側の構造を示している。なお、3D表示装置6における左右の突出する棒状部材は、術者が把持して3D表示装置6を観察状態に設定するための把持操作する取手60a、60bである。
3D表示装置6における接眼窓61L,61Rの周辺には、余計な外光を遮断し、画像に没入できるようにするため、アイシェード部62が設けられている。
アイシェード部62は、図7に示すように、アイシェード本体63と、アイシェード本体63の前部上面側を押さえる押さえ板64Aと、前部の底面側を押さえる図示しない押さえ板(明確化するため64Bとする)とからなる。
アイシェード本体63は、シリコンゴム等により一体的に成型され、その上面及び底面には凸部65a、65bが、側面にはフランジ部66a、66bが各々設けられている。
押さえ板64Aには、孔部67a、67bが設けられており、アイシェード本体63の凸部65a、65bを通し、折り返し部68aにアイシェード本体63を挟むことにより引っ掛けて固定することができる。なお、押さえ板64Bに関してもアイシェード本体63の底面側において同様の構成を有し、図示しない孔部に図示しない凸部を通した後、折り返し部68bにアイシェード本体63を挟むことにより引っ掛けて固定することができる。
また、押さえ板64A、64B及びアイシェード本体63は、図示しないビスにより3D表示装置6に固定されている。さらに、アイシェード本体63は、押さえ板64A及び64Bと、接着剤等により接着されて固定されている。
次に、本実施形態の内視鏡装置1における作用を説明する。
例えば、図3に示すようにカート51に光源装置3、CCU26L、26R及び26W、3D表示コントローラ5等が搭載された状態において、術者55は、アーム52の先端部材53から下方に取り付けられた3D表示装置6に表示される立体的な画像を見ながら、内視鏡2の挿入部11を(図3には)図示しない患者の体内に挿入する。
図8に示すように、補助者107は、患者108が載置されたベッド59を挟んで、術者55と向かい合うような位置において、カート51の天板の上部に配置されたモニタ7に表示される広角の画像を見ながら、各々患者108の体内の観察を行う。なお、術者55または補助者107は、被検部位における病変部位を切除する等の処置を行う場合には、(図8には)図示しない処置具を、トラカール等を介して体内に挿入した後、内視鏡2による観察を行いながら処置を行う。
内視鏡2の挿入部11を患者108の体内に挿入した後、術者55は、3D表示装置6に表示される立体的な画像を見ながら、モータ移動スイッチ41a、41bを操作する。このような操作により、術者55は、先端部18の先端面から被検部位までの距離に応じ、焦点調整モータ23Cを動作させて接眼光学系23L、23Rを内視鏡2の先端側または後端側に移動させ、該被検部位に対して視野領域の焦点が合うように調整を行う。
そして、3D表示コントローラ5のCPU38は、焦点調整モータ23Cから出力されるモータ変移信号に基づき、先端部18の先端面から被検部位までの距離を算出する。そして、CPU38は、先端部18の先端面から被検部位までの距離が図9に示される距離dである場合、スーパーインポーズ生成部35L、35Rにマスク処理を行わせるためのデータ及びプログラムをROM47から読み込み、下記のような一連の演算を行う。
図9に示すように、左右方向に間隔2Lだけ離間して配置された対物光学系21L、21Rにより撮像された被検部位の像が、左右の画像表示素子27L、27Rに同一の画像として表示される、すなわち、対物光学系21L、21Rの水平方向の視野領域が、例えば、図10に示すように一致するような被検部位までの距離を距離lとした場合、CPU38は、間隔2Lと、距離dと、距離lとの関係より、対物光学系21L、21Rのいずれかのみにおいて得ることのできる被検部位の像が存在するような、水平方向の視野領域の長さDを、下記数式(1)に基づいた演算により算出する。
D=2L|l−d|/l ・・・(1)
また、CPU38は、対物光学系21L、21Rが有する視野角2θと、間隔2Lと、距離dとの関係より、距離lにおいて、対物光学系21L、21Rが得る被検部位の像の、水平方向の視野領域の長さHを、下記数式(2)に基づいた演算により算出する。
なお、CPU38は、先端部18の挿入軸に対する対物光学系21L、21Rの光軸の傾き角を無視し、対物光学系21L、21Rの光軸は先端部18の挿入軸に平行であるものとして、数式(2)に基づく演算を行い、水平方向の視野領域の長さHを算出するものとする。また、間隔2L、距離l及び視野角2θの各々の値は、対物光学系21L、21Rについての所定のデータとして、CPU38が数式(2)に基づく演算を行う際に、記憶手段であるROM47から読み込むデータに含まれているものであるとする。
そして、CPU38は、数式(1)及び数式(2)に基づいて算出した、長さD及び長さHの値を信号化し、マスク生成信号としてスーパーインポーズ生成部35L、35Rに対して出力する。
スーパーインポーズ生成部35L、35Rは、CPU38から出力されるマスク生成信号に含まれる、長さD及び長さHの値に基づき、各々の視野領域におけるマスク処理を行うための左右のマスク画像を各々生成し、該マスク画像をマスク画像信号として画像ミキサ34L、34Rに対して各々出力する。
画像ミキサ34L、34Rは、画像メモリ33L、33Rから出力される左右の画像信号と、スーパーインポーズ生成部35L、35Rから出力される左右のマスク画像信号と、CPU38から出力される制御信号とに基づき、左右の画像信号に左右のマスク画像信号を重畳した、左右のマスク重畳画像信号をディスプレイI/Fトランスミッタ37L、37Rに対して各々出力する。
ディスプレイI/Fトランスミッタ37L、37Rは、画像ミキサ34L、34Rから出力される左右のマスク重畳画像信号に基づき、該左右のマスク重畳画像信号を3D表示装置6の左右の画像表示素子27L、27Rに対応する信号の形式に変換した後、左右の画像表示素子27L、27Rに対して出力する。これにより、例えば、図11に示すように、画像表示素子27Lの画像表示領域には、垂直方向の長さ3H/4、水平方向の長さHの範囲における被検部位101(及び被検部位101の処置を行う鉗子等の処置具102)の像の画像に、垂直方向の長さ3H/4、水平方向の長さDの範囲における、黒画像等の画像である、第1の指示画像としてのマスク画像MLが該画像表示領域の左端部に重畳されたような画像が表示される。また、例えば、図11に示すように、画像表示素子27Rの画像表示領域には、垂直方向の長さ3H/4、水平方向の長さHの範囲における被検部位101(及び被検部位101の処置を行う鉗子等の処置具102)の像の画像に、垂直方向の長さ3H/4、水平方向の長さDの範囲における、黒画像等の画像である、第2の指示画像としてのマスク画像MRが該画像表示領域の右端に重畳されたような画像が表示される。これにより、術者55は、3D表示装置6において、左右の画像表示素子27L、27Rに表示される、図11に示すような被検部位101(及び処置具102)の像の画像を左右の目により同時に見ることにより、図12に示すような、第1の画像としての被検部位101(及び処置具102)の像の画像を見ながら、被検部位101に対する観察等を行う。換言すると、術者55は、垂直方向の長さ3H/4、水平方向の長さHの範囲における被検部位101(及び処置具102)の像の画像にマスク処理が行われた、すなわち、マスク画像ML及びマスク画像MRが重畳されたような立体的な画像を見ながら、被検部位101に対する観察等を行う。
また、CPU38は、画像ミキサ34L、34Rにおいて、左右の画像信号に左右のマスク画像信号が重畳され、かつ、画像メモリ33Wに広角の画像信号が格納されたタイミングにおいて、スーパーインポーズ生成部35Wが行うマスク表示処理の際に用いるデータ及びプログラムをROM47から読み込み、対物光学系21Wが有する(θ<φとなるような)視野角2φと、距離dとの関係より、距離dにおいて、対物光学系21Wが得る被検部位の像の、水平方向の視野領域の長さhを、下記数式(3)に基づいた演算により算出する。
h=2dtanφ ・・・(3)
そして、CPU38は、数式(1)、数式(2)及び数式(3)に基づいて算出した、長さD、長さH及び長さhの値を信号化し、マスク表示信号としてスーパーインポーズ生成部35Wに対して出力する。
スーパーインポーズ生成部35Wは、CPU38から出力されるマスク表示信号に含まれる、長さD、長さH及び長さhの値に基づき、下記のような一連の演算を行うことにより、マスク表示画像を生成する。
画像表示領域の縦横比が4:3であるモニタ7、すなわち、画像表示領域における水平方向の画素数が4P(P=1,2,3…)であり、画像表示領域における垂直方向の画素数が3Pであるモニタ7において、画像表示領域の左上端を原点(0,0)とし、前記原点から右方向にX軸が、前記原点から下方向にY軸が各々伸びるように仮想的に座標軸を定めた場合、スーパーインポーズ生成部35Wは、下記数式(4)から数式(7)に基づいた演算により、マスク表示画像をモニタ7の画像表示領域に表示させるための指標となる、モニタ7の画像表示領域における4つの座標(X1,Y1)、(X2,Y1)、(X1,Y2)及び(X2,Y2)を設定する。
X1={2(h−H)P−4DP}/h ・・・(4)
X2={2(h+H)P−4DP}/h ・・・(5)
Y1=3(h−H)P/2h ・・・(6)
Y2=3(h+H)P/2h ・・・(7)
そして、スーパーインポーズ生成部35Wは、数式(4)から数式(7)に基づいた演算により算出及び設定した4つの座標に基づき、3D表示装置6を介して被検部位101(及び処置具102)の像を観察する術者55がマスク処理により視認不可能な視野領域を示すためのマスク表示画像を生成し、該マスク表示画像をマスク表示画像信号として画像ミキサ34Wに対して出力する。
画像ミキサ34Wは、画像メモリ33Wから出力される広角の画像信号と、スーパーインポーズ生成部35Wから出力されるマスク表示画像信号と、CPU38から出力される制御信号とに基づき、広角の画像信号にマスク表示画像信号を重畳した、マスク表示重畳画像信号をディスプレイI/Fトランスミッタ37Wに対して出力する。
ディスプレイI/Fトランスミッタ37Wは、画像ミキサ34Wから出力されるマスク表示重畳画像信号に基づき、該マスク表示重畳画像信号をモニタ7に対応する信号の形式に変換した後、モニタ7に対して出力する。これにより、例えば、図13に示すように、モニタ7の画像表示領域には、垂直方向の長さ3h/4、水平方向の長さhの範囲における被検部位101(処置具102)の像の広角な画像に、4つの座標(X1,Y1)、(X2,Y1)、(X1,Y2)及び(X2,Y2)に基づいてモニタ7の画像表示領域における表示位置が設定されたような画像が表示される。換言すると、モニタ7の画像表示領域には、術者55がマスク処理により視認不可能な視野領域を、マスク画像ML及びマスク画像MRとして示すためのマスク表示画像が重畳されたような画像が表示される。なお、図13に示すように、モニタ7の画像表示領域における、座標(X1,Y1)と座標(X2,Y1)との間、及び座標(X1,Y2)と座標(X2,Y2)との間は、スーパーインポーズ生成部35Wにおいて、マスク表示画像が生成される際に直線により結ばれるような処理が行われる。そのため、補助者107等は、術者55が被検部位101(及び処置具102)を図12に示すような状態と略同様の状態として視認しているということを、モニタ7を見ながら容易に認識することができる。
なお、マスク表示画像は、補助者107等がマスク表示スイッチ42a及びマスク非表示スイッチ42bを操作することにより、モニタ7の画像表示領域における表示状態と非表示状態を切り替えることができる。また、本実施形態のマスク表示画像は、マスク表示画像が非表示状態から表示状態に遷移する毎に、すなわち、マスク非表示スイッチ42bがオフした状態において、マスク表示スイッチ42aがオンされる毎に、前述したような内容の演算がCPU38により行われた後、モニタ7の画像表示領域に表示される。そして、本実施形態のマスク表示画像は、前述したように、マスク表示スイッチ42aがオンされる毎にCPU38により演算が行われて表示されるものに限ったものではなく、例えば、CPU38等が下記のような一連の処理を行うことにより表示されるものであっても良い。
CPU38は、焦点調整モータ23Cが接眼光学系23L、23Rを移動させた方向及び距離から算出された先端部18の先端面から被検部位までの距離に基づき、予めROM47に書き込まれた、スーパーインポーズ生成部35Wにマスク表示画像を生成させるためのテーブルデータに含まれる複数のデータのうち、所定の一のデータを読み込む。なお、前記複数のデータには、先端部18の先端面から被検部位までの距離dに応じ、例えば、距離dが距離lよりも小さくなるような近距離の場合のデータ、距離dと距離lとが略同じになるような中距離の場合のデータ、及び距離dが距離lよりも大きくなるような遠距離の場合のデータが含まれている。また、前述した各々のデータは、マスク表示画像において、術者55が視認不可能な視野領域の水平方向の長さを決定するために、数式(1)から数式(7)に基づいて予め算出された、(X1,Y1)、(X2,Y1)、(X1,Y2)及び(X2,Y2)の4つの座標に相当する座標情報を各々有している。そして、CPU38は、予めROM47に書き込まれたテーブルデータに含まれる複数のデータのうち、先端部18の先端面から被検部位までの距離に基づく所定の一のデータを読み込んだ後、該一のデータをマスク表示画像信号として画像ミキサ34Wに対して出力する。
その後、そして、スーパーインポーズ生成部35Wは、CPU38から出力されるマスク表示画像信号に含まれる座標情報としての4つの座標に基づき、3D表示装置6を介して被検部位101(及び処置具102)の像を観察する術者55がマスク処理により視認不可能な視野領域を示すためのマスク表示画像を生成し、該マスク表示画像をマスク表示画像信号として画像ミキサ34Wに対して出力する。
画像ミキサ34Wは、画像メモリ33Wから出力される広角の画像信号と、スーパーインポーズ生成部35Wから出力されるマスク表示画像信号と、CPU38から出力される制御信号とに基づき、広角の画像信号にマスク表示画像信号を重畳した、マスク表示重畳画像信号をディスプレイI/Fトランスミッタ37Wに対して出力する。
ディスプレイI/Fトランスミッタ37Wは、画像ミキサ34Wから出力されるマスク表示重畳画像信号に基づき、該マスク表示重畳画像信号をモニタ7に対応する信号の形式に変換した後、モニタ7に対して出力する。これにより、例えば、図13に示すように、モニタ7の画像表示領域には、第2の画像として、垂直方向の長さ3h/4、水平方向の長さhの範囲における被検部位101(処置具102)の像の広角な画像に、CPU38から出力されるマスク表示画像信号に含まれる座標情報としての4つの座標に基づいてモニタ7の画像表示領域における表示位置が設定されたような画像が表示される。換言すると、モニタ7の画像表示領域には、術者55がマスク処理により視認不可能な視野領域を示すためのマスク表示画像が重畳されたような画像が表示される。すなわち、補助者107は、モニタ7において、広角な画像に重畳されて表示されるマスク表示画像を見ることにより、術者が図12に示すような被検部位101(及び処置具102)の像の画像を見ているということを認識することができる。
また、モニタ7の画像表示領域に表示されるマスク表示画像におけるマスク画像ML及びマスク画像MRは、表示状態において、図13に示すように、術者55が視認不可能な視野領域を、補助者107においても視認不可能な黒画像等の画像として示すようなものに限るものではなく、例えば、該黒画像等の画像を半透明画像、点線による枠画像等の画像として示すことにより、術者55が視認不可能な視野領域を、補助者107においては視認可能とするようなものであっても良い。このような作用により、例えば、術者55が視認不可能な、マスク画像ML及びマスク画像MRによりマスクされてしまうような領域に病変部位が存在する場合であっても、補助者107は、該病変部位が存在する旨を術者に確実に知らせることができる。
また、モニタ7の画像表示領域に表示されるマスク表示画像は、補助者等がマスク表示切り替えスイッチ42を操作することにより、マスク画像ML及びマスク画像MRの両方が同時に表示状態または非表示状態となるものに限らず、マスク画像MLまたはマスク画像MRのいずれかが表示状態または非表示状態となるようなものであっても良い。
本実施形態の内視鏡装置1は、図12に示すような画像に基づいて被検部位の観察を行う術者等の人間が視認不可能な視野領域を示すためのマスク表示画像が、モニタ7の画像表示領域に、図13に示すような画像として表示されるような構成を有する。そのため、本実施形態の内視鏡装置1を用いた場合、モニタ7の画像表示領域に表示される、図13に示すような画像に基づいて前記被検部位の観察を行う補助者等の人間は、前記術者等の人間の視野領域を容易に認識することができ、その結果、前記被検部位に対する、前記術者等の人間との視認状況の差異が軽減した状態において被検部位の観察を行うことができる。
(第2の実施形態)
図14から図21は、本発明の第2の実施形態に係るものである。なお、第1の実施形態と同様の構成を持つ部分については、詳細説明は省略する。また、第1の実施形態と同様の構成要素については、同一の符号を用いて説明は省略する。
図14は、第2の実施形態に係る内視鏡装置の概要を示した構成図である。図15は、第2の実施形態に係る内視鏡装置が有する3D表示コントローラの内部構成図である。図16は、左のマスク表示重畳画像信号に基づいてモニタの画像表示領域に表示される被検部位の像の画像を示す図である。図17は、右のマスク表示重畳画像信号に基づいてモニタの画像表示領域に表示される被検部位の像の画像を示す図である。図18は、第2の実施形態の第1の変形例に係る3D表示コントローラの内部構成図である。図19は、第2の実施形態の第2の変形例に係る3D表示コントローラの内部構成図である。図20は、図19の3D表示コントローラにおける左のマスク重畳画像信号に基づいてモニタの画像表示領域に表示される被検部位の像の画像を示す図である。図21は、図19の3D表示コントローラにおける右のマスク重畳画像信号に基づいてモニタの画像表示領域に表示される被検部位の像の画像を示す図である。
内視鏡装置1Aは、図1に示すように、被検体としての生体内において、被検部位の像に対して立体撮像を行い、撮像した被検部位の像を撮像信号として出力する内視鏡2Aと、内視鏡2Aに照明光を供給する光源装置3と、内視鏡2から出力される撮像信号に対して信号処理を行い、画像信号を生成する信号処理装置4Aと、信号処理装置4Aから出力される画像信号に対し、表示制御を行う立体表示コントローラ(以下、3D表示コントローラと略記する)5Aと、立体撮像による被検部位の像の画像表示を行う3D表示装置6と、広角撮像による被検部位の像の画像表示を行い、かつ、画像表示領域の縦横比が4:3であるモニタ7とを有する。
内視鏡2Aは、被検部位の像を結像する対物光学系を先端側に設けた細長の挿入部11と、挿入部11の後端側に設けられ、術者等が把持する把持部12と、把持部12の後端側に設けられた接眼部13とを有する内視鏡本体14Aと、内視鏡本体14Aの接眼部13に対して着脱自在に装着されるカメラユニット15Aとから構成される。
内視鏡本体14Aは、図14に示すように、第1の実施形態の内視鏡本体14から、広角用の対物光学系21Wと、リレー光学系22Wと、接眼光学系23Wとが取り除かれたような構成を有しており、また、その他の構成については、第1の実施形態の内視鏡本体14と略同様である。
カメラユニット15Aは、図14に示すように、第1の実施形態のカメラユニット15から、結像光学系24Wと、CCD25Wとが取り除かれたような構成を有しており、また、その他の構成については、第1の実施形態のカメラユニット15と略同様である。
信号処理装置4Aは、図14に示すように、第1の実施形態の信号処理装置4からCCU26Wが取り除かれたような構成を有しており、また、その他の構成については、第1の実施形態の信号処理装置4と略同様である。
3D表示コントローラ5Aは、図15に示すように、A/D変換器31L、31Rと、スケーラ回路32L、32Rと、画像メモリ33L、33Rと、画像ミキサ34L、34R及び34W1と、スーパーインポーズ生成部35L、35L1、35R及び35R1と、ディスプレイI/Fトランスミッタ37L、37R及び37W1と、中央処理装置(以下、CPUと略記する)38と、操作スイッチ39Aと、ROM47とを有している。
図15に示すように、CCU26L、26Rから出力される左右の画像信号Vl,Vrは、各々A/D変換器31L,31Rに入力され、各々デジタル信号に変換される。
A/D変換器31L、31Rから出力されるデジタル信号は、各々スケーラ回路32L、32Rに入力される。スケーラ回路32L、32Rは、A/D変換器31L、31Rから出力されるデジタル信号に対し、画像表示素子27L、27Rの解像度に合わせるような画像処理を行い、該画像処理を行った後のデジタル信号を画像メモリ33L、33Rに出力する。そして、画像メモリ33L、33Rは、スケーラ回路32L、32Rから出力されたデジタル信号を、各々一時格納する。
画像メモリ33L、33Rは、CPU38から出力される画像表示信号に基づき、格納している左右の画像信号を画像ミキサ34L、34R及び34W1に対して各々出力する。
スーパーインポーズ生成部35L、35Rは、CPU38から出力されるマスク生成信号に基づき、マスク処理を行うための、黒画像等の画像である左右のマスク画像を生成し、該マスク画像をマスク画像信号として画像ミキサ34L、34Rに対して各々出力する。また、スーパーインポーズ生成部35L1、35R1は、マスク生成信号に続いてCPU38から出力されるマスク表示信号に基づき、マスク表示処理を行うためのマスク表示画像を生成し、該マスク表示画像をマスク表示画像信号として画像ミキサ34W1に対して出力する。
画像ミキサ34L、34Rは、画像メモリ33L、33Rから出力される左右の画像信号と、スーパーインポーズ生成部35L、35Rから出力される左右のマスク画像信号と、CPU38から出力される制御信号とに基づき、左右の画像信号に左右のマスク画像信号を重畳した、左右のマスク重畳画像信号をディスプレイI/Fトランスミッタ37L、37Rに対して各々出力する。
ディスプレイI/Fトランスミッタ37L、37Rは、画像ミキサ34L、34Rから出力される左右のマスク重畳画像信号に基づき、該左右のマスク重畳画像信号を3D表示装置6の左右の画像表示素子27L、27Rに対応する信号の形式に変換した後、左右の画像表示素子27L、27Rに対して出力する。なお、ディスプレイI/Fトランスミッタ37L、37Rは、ディスプレイ、モニタ等の表示装置に対する高速信号伝送I/Fとして標準的に採用されているLVDS、DVI等の規格に対応した出力を行うものにより構成されている。
画像ミキサ34W1は、CPU38から出力される表示制御信号に基づき、例えば、対物光学系21Lが得た被検部位の像をモニタ7の画像表示領域に表示させるような指示が該表示制御信号に含まれていた場合、画像メモリ33Lから出力される左の画像信号と、第1の画像生成部としてのスーパーインポーズ生成部35L1から出力されるマスク表示画像信号とを重畳し、左の画像信号にマスク表示画像信号が重畳された、左のマスク表示重畳画像信号をディスプレイI/Fトランスミッタ37W1に対して出力する。また、画像ミキサ34W1は、CPU38から出力される表示制御信号に基づき、例えば、対物光学系21Rが得た被検部位の像をモニタ7の画像表示領域に表示させるような指示が該表示制御信号に含まれていた場合、画像メモリ33Rから出力される右の画像信号と、第2の画像生成部としてのスーパーインポーズ生成部35R1から出力されるマスク表示画像信号とを重畳し、右の画像信号にマスク表示画像信号が重畳された、右のマスク表示重畳画像信号をディスプレイI/Fトランスミッタ37W1に対して出力する。
ディスプレイI/Fトランスミッタ37W1は、画像ミキサ34W1から出力される、左のマスク表示重畳画像信号または右のマスク表示重畳画像信号に基づき、該マスク表示重畳画像信号をモニタ7に対応する信号の形式に変換した後、モニタ7に対して出力する。なお、ディスプレイI/Fトランスミッタ37W1は、ディスプレイ、モニタ等の表示装置に対する高速信号伝送I/Fとして標準的に採用されているLVDS、DVI等の規格に対応した出力を行うものにより構成されている。
CPU38は、画像メモリ33L、33Rに左右の画像信号が格納されたタイミングにおいて、スーパーインポーズ生成部35L、35Rにマスク処理を行わせるためのデータ及びプログラムをROM47から読み込んだ後、該データ及びプログラムと、焦点調整モータ23Cから出力されたモータ変移信号とに基づく演算によりマスク生成信号を生成し、該マスク生成信号をスーパーインポーズ生成部35L、35Rに対して各々出力する。その後、CPU38は、画像メモリ33L、33Rに対して画像表示信号を出力することにより、画像メモリ33L、33Rから画像ミキサ34L、34R及び34W1に対して左右の画像信号を出力させる。そして、CPU38は、左右の画像信号と、スーパーインポーズ生成部35L、35Rから出力される左右のマスク画像信号とが画像ミキサ34L、34Rに入力されたタイミングにおいて、画像ミキサ34L、34Rに対して制御信号を出力することにより、左右の画像信号に左右のマスク画像信号を各々重畳させる。
また、CPU38は、画像ミキサ34L、34Rにおいて、左右の画像信号に左右のマスク画像信号が重畳されたタイミングにおいて、スーパーインポーズ生成部35L1、35R1が行うマスク表示処理の際に用いるデータとしての、マスク生成信号を生成するために行った演算結果に基づいてマスク表示信号を生成し、該マスク表示信号をスーパーインポーズ生成部35L1、35R1に対して出力する。
そして、CPU38は、左右の画像信号と、スーパーインポーズ生成部35L1、35R1から出力されるマスク表示画像信号とが画像ミキサ34W1に入力されたタイミングにおいて、画像ミキサ34W1に対して表示制御信号を出力することにより、左のマスク表示重畳画像信号または右のマスク表示重畳画像信号を画像ミキサ34W1に生成させる。
また、3D表示コントローラ5Aにおける、例えば、フロントパネルには、視点位置の変更により、表示変更の指示入力やその他の指示入力を行う操作スイッチ39Aが設けられている。術者等により操作スイッチ39Aが操作されることにより操作指示信号が出力されると、CPU38は、該操作指示信号に対応した制御動作を行う。
操作スイッチ39Aには、第1の実施形態と同様の構成を有する視点変更スイッチ41と、第1の実施形態と同様の構成を有するマスク表示切り替えスイッチ42と、左右表示切り替えスイッチ43とが設けられている。
左右表示切り替えスイッチ43は、補助者等により押下されることにより、対物光学系21Lが得た被検部位の像をモニタ7の画像表示領域に表示させるような操作指示信号を出力する左側表示スイッチ43aと、対物光学系21Rが得た被検部位の像をモニタ7の画像表示領域に表示させるような操作指示信号を出力する右側表示スイッチ43bとを有する。そして、左側表示スイッチ43a及び右側表示スイッチ43bは、信号線によりCPU38と接続されている。なお、左右表示切り替えスイッチ43は、図15に示すような構成のものに限るものではなく、例えば、図示しないフットスイッチ等により構成されるようなものであっても良い。
なお、内視鏡装置1Aは、以上に述べたような構成に加え、第1の実施形態の内視鏡装置1の説明において、図3から図7に示したようなものと略同様の構成もまた有する。そして、以降の説明は、このような前提に基づいて行われるものとする。
次に、本実施形態の内視鏡装置1Aにおける作用を説明する。
本実施形態の内視鏡装置1Aは、第1の実施形態の図8に示すような術者、補助者及び患者の位置関係において使用される。すなわち、図8に示すように、内視鏡2Aの挿入部11が患者59の体内に挿入された状態において、術者55は、3D表示装置6に表示される立体的な画像を見ながら、また、補助者107は、患者108が載置されたベッド59を挟んで、術者55と向かい合うような位置において、カート51の天板の上部に配置されたモニタ7に表示される画像を見ながら、各々患者108の体内の観察を行う。
その後、術者55は、3D表示装置6に表示される立体的な画像を見ながら、モータ移動スイッチ41a、41bを操作することにより、接眼光学系23L、23Rを内視鏡2Aの先端側または後端側に移動させ、被検部位に対して視野領域の焦点が合うように調整を行う。
そして、3D表示コントローラ5AのCPU38は、焦点調整モータ23Cが接眼光学系23L、23Rを移動させた方向及び距離に基づいて先端部18の先端面から被検部位までの距離を算出する。そして、CPU38は、先端部18の先端面から被検部位までの距離が第1の実施形態の図9に示される距離dである場合、スーパーインポーズ生成部35L、35Rにマスク処理を行わせるためのデータ及びプログラムをROM47から読み込み、前述した数式(1)および数式(2)に基づいた演算を行うことにより、長さDおよび長さHを算出する。
そして、CPU38により算出された長さD及び長さHの値に基づき、スーパーインポーズ生成部35L、35Rにおいて左右のマスク画像信号が生成された後、画像ミキサ34L、34Rにおいて左右の画像信号に該左右のマスク画像信号が重畳されることにより左右のマスク重畳画像信号が生成され、さらに、該左右のマスク重畳画像信号がディスプレイI/Fトランスミッタ37L、37Rを介して左右の画像表示素子27L、27Rに対して各々出力されることにより、画像表示素子27L、27Rの画像表示領域には、第1の実施形態の図11に示されるような画像が表示される。すなわち、画像表示素子27Lの画像表示領域には、垂直方向の長さ3H/4、水平方向の長さHの範囲における被検部位101(及び被検部位101の処置を行う鉗子等の処置具102)の像の画像に、垂直方向の長さ3H/4、水平方向の長さDの範囲における、黒画像等の画像であるマスク画像MLが該画像表示領域の左端部に重畳されたような画像が表示される。また、画像表示素子27Rの画像表示領域には、垂直方向の長さ3H/4、水平方向の長さHの範囲における被検部位101(及び被検部位101の処置を行う鉗子等の処置具102)の像の画像に、垂直方向の長さ3H/4、水平方向の長さDの範囲における、黒画像等の画像であるマスク画像MRが該画像表示領域の右端に重畳されたような画像が表示される。これにより、術者55は、3D表示装置6において、左右の画像表示素子27L、27Rに表示される、第1の実施形態の図11に示されるような被検部位101(及び処置具102)の像の画像を左右の目により同時に見ることにより、第1の実施形態の図12に示されるような、第1の画像としての被検部位101(及び処置具102)の像の画像を見ながら、被検部位101に対する観察等を行う。換言すると、術者55は、垂直方向の長さ3H/4、水平方向の長さHの範囲における被検部位101(及び処置具102)の像の画像にマスク処理が行われた、すなわち、マスク画像ML及びマスク画像MRが重畳されたような立体的な画像を見ながら、被検部位101に対する観察等を行う。
また、CPU38は、画像ミキサ34L、34Rにおいて、左右の画像信号に左右のマスク画像信号が重畳されたタイミングにおいて、スーパーインポーズ生成部35L1、35R1が行うマスク表示処理の際に用いるデータとしての、マスク生成信号を生成するために行った、長さD及び長さHの演算結果に基づいてマスク表示信号を生成し、該マスク表示信号をスーパーインポーズ生成部35L1、35R1に対して出力する。
スーパーインポーズ生成部35L1、35R1は、マスク生成信号に続いてCPU38から出力されるマスク表示信号に基づき、マスク表示処理を行うためのマスク表示画像を生成し、該マスク表示画像をマスク表示画像信号として画像ミキサ34W1に対して出力する。
そして、例えば、左側表示スイッチ43aがオンしている場合、画像ミキサ34W1は、CPU38から出力される表示制御信号に基づき、画像メモリ33Lから出力される左の画像信号と、スーパーインポーズ生成部35L1から出力されるマスク表示画像信号とを重畳し、左の画像信号にマスク表示画像信号が重畳された、左のマスク表示重畳画像信号をディスプレイI/Fトランスミッタ37W1に対して出力する。
ディスプレイI/Fトランスミッタ37W1は、画像ミキサ34W1から出力される、左のマスク表示重畳画像信号に基づき、該左のマスク表示重畳画像信号をモニタ7に対応する信号の形式に変換し、また、表示される画像がモニタ7の画像表示領域の水平方向の長さおよび垂直方向の長さに合うように、該左のマスク表示重畳画像信号に対して拡大処理を行った後、モニタ7に対して出力する。これにより、例えば、モニタ7の画像表示領域には、第2の画像として、図16に示すような被検部位101(及び処置具102)の画像が表示される。換言すると、モニタ7の画像表示領域には、画像表示素子27Lに表示される被検部位101(及び処置具102)の画像がモニタ7の画像表示領域の水平方向の長さおよび垂直方向の長さに合うように拡大された画像に、画像表示素子27Lに表示されるマスク画像MLがモニタ7の画像表示領域の水平方向の長さおよび垂直方向の長さに合うように拡大され、かつ、黒画像等の画像が点線による枠画像に置き換わったような、マスク表示画像である、第1の指示画像としてのマスク画像ML1が該画像表示領域の左端部に重畳されて表示される。そのため、補助者107等は、術者55が被検部位101(及び処置具102)を図12に示すような状態として観察する際に、左端部におけるどの部分が視認不可能であるかを、モニタ7を見ながら容易に認識することができる。
また、例えば、右側表示スイッチ43bがオンしている場合、画像ミキサ34W1は、CPU38から出力される表示制御信号に基づき、画像メモリ33Rから出力される右の画像信号と、スーパーインポーズ生成部35R1から出力されるマスク表示画像信号とを重畳し、右の画像信号にマスク表示画像信号が重畳された、右のマスク表示重畳画像信号をディスプレイI/Fトランスミッタ37W1に対して出力する。
ディスプレイI/Fトランスミッタ37W1は、画像ミキサ34W1から出力される、右のマスク表示重畳画像信号に基づき、該右のマスク表示重畳画像信号をモニタ7に対応する信号の形式に変換し、また、表示される画像がモニタ7の画像表示領域の水平方向の長さおよび垂直方向の長さに合うように、該右のマスク表示重畳画像信号に対して拡大処理を行った後、モニタ7に対して出力する。これにより、例えば、モニタ7の画像表示領域には、第2の画像として、図17に示すような被検部位101(及び処置具102)の画像が表示される。換言すると、モニタ7の画像表示領域には、画像表示素子27Rに表示される被検部位101(及び処置具102)の画像がモニタ7の画像表示領域の水平方向の長さおよび垂直方向の長さに合うように拡大された画像に、画像表示素子27Rに表示されるマスク画像MRがモニタ7の画像表示領域の水平方向の長さおよび垂直方向の長さに合うように拡大され、かつ、黒画像等の画像が点線による枠画像に置き換わったような、マスク表示画像である、第2の指示画像としてのマスク画像MR1が該画像表示領域の右端部に重畳されて表示される。そのため、補助者107等は、術者55が被検部位101(及び処置具102)を図12に示すような状態として観察する際に、右端部におけるどの部分が視認不可能であるかを、モニタ7を見ながら容易に認識することができる。
なお、本実施形態の内視鏡装置1Aは、前述したような3D表示コントローラ5Aと略同様の作用および効果を有する第1の変形例として、例えば、図18に示すような内部構成を有する、3D表示コントローラ5Bを用いて構成されるものであっても良い。
3D表示コントローラ5Bは、3D表示コントローラ5Aに設けられたスーパーインポーズ生成部35L1、35R1をスーパーインポーズ生成部35LRに入れ替えて設けたような構成を有しており、また、スーパーインポーズ生成部35LRは、下記のような作用を有している。
画像生成部を構成するスーパーインポーズ生成部35LRは、マスク生成信号に続いてCPU38から出力されるマスク表示信号と、CPU38から出力される表示制御信号とに基づき、例えば、対物光学系21Lが得た被検部位の像をモニタ7の画像表示領域に表示させるような指示が該表示制御信号に含まれていた場合、前述したようなマスク画像ML1がモニタ7の画像表示領域に表示されるようにマスク表示処理を行うことによりマスク表示画像を生成し、該マスク表示画像をマスク表示画像信号として画像ミキサ34W1に対して出力する。また、スーパーインポーズ生成部35LRは、マスク生成信号に続いてCPU38から出力されるマスク表示信号と、CPU38から出力される表示制御信号とに基づき、例えば、対物光学系21Rが得た被検部位の像をモニタ7の画像表示領域に表示させるような指示が該表示制御信号に含まれていた場合、前述したようなマスク画像MR1がモニタ7の画像表示領域に表示されるようにマスク表示処理を行うことによりマスク表示画像を生成し、該マスク表示画像をマスク表示画像信号として画像ミキサ34W1に対して出力する。
以上に記したスーパーインポーズ生成部35LRの作用により、画像ミキサ34W1は、CPU38から出力される表示制御信号に基づき、例えば、対物光学系21Lが得た被検部位の像をモニタ7の画像表示領域に表示させるような指示が該表示制御信号に含まれていた場合、画像メモリ33Lから出力される左の画像信号と、スーパーインポーズ生成部35LRから出力されるマスク表示画像信号とを重畳し、左の画像信号にマスク表示画像信号が重畳された、左のマスク表示重畳画像信号をディスプレイI/Fトランスミッタ37W1に対して出力する。また、画像ミキサ34W1は、CPU38から出力される表示制御信号に基づき、例えば、対物光学系21Rが得た被検部位の像をモニタ7の画像表示領域に表示させるような指示が該表示制御信号に含まれていた場合、画像メモリ33Rから出力される右の画像信号と、スーパーインポーズ生成部35LRから出力されるマスク表示画像信号とを重畳し、右の画像信号にマスク表示画像信号が重畳された、右のマスク表示重畳画像信号をディスプレイI/Fトランスミッタ37W1に対して出力する。なお、3D表示コントローラ5Bが行う他の処理の内容、および該処理により左右の画像表示素子27L、27Rおよびモニタ7の各々の画像表示領域に表示される画像については、3D表示コントローラ5Aにおける作用の説明において述べたようなものと略同様であるため、以降の説明は省略する。
また、本実施形態の内視鏡装置1Aは、前述したような3D表示コントローラ5Aの第2の変形例として、例えば、図19に示すような内部構成を有する、3D表示コントローラ5Cを用いて構成されるものであっても良い。
3D表示コントローラ5Cは、3D表示コントローラ5Aに設けられたスーパーインポーズ生成部35L1、35R1を取り除き、かつ、画像ミキサ34L、34Rからの出力が、画像ミキサ34W1に対して入力されるような構成を有している。そして、このような構成を有する3D表示コントローラ5Cの各部は、下記のような作用を有している。
画像ミキサ34L、34Rは、左右の画像信号に該左右のマスク画像信号を重畳することにより、左右のマスク重畳画像信号を生成し、該左右のマスク重畳画像信号をディスプレイI/Fトランスミッタ37L、37Rに各々出力すると共に、該左右のマスク重畳画像信号を画像ミキサ34W1に対しても出力する。
CPU38は、画像ミキサ34W1に左右のマスク重畳画像信号が入力されたタイミングにおいて、表示制御信号を出力する。
そして、例えば、対物光学系21Lが得た被検部位の像をモニタ7の画像表示領域に表示させるような指示が前記表示制御信号に含まれていた場合、画像ミキサ34W1は、前記表示制御信号に基づき、画像ミキサ34Lから出力される左のマスク重畳画像信号をディスプレイI/Fトランスミッタ37W1に対して出力する。
ディスプレイI/Fトランスミッタ37W1は、画像ミキサ34W1から出力される、左のマスク重畳画像信号に基づき、該左のマスク重畳画像信号をモニタ7に対応する信号の形式に変換し、また、表示される画像がモニタ7の画像表示領域の水平方向の長さおよび垂直方向の長さに合うように、該左のマスク重畳画像信号に対して拡大処理を行った後、モニタ7に対して出力する。これにより、例えば、図20に示すように、モニタ7の画像表示領域には、画像表示素子27Lに表示される被検部位101(及び処置具102)の画像がモニタ7の画像表示領域の水平方向の長さおよび垂直方向の長さに合うように拡大された画像に、画像表示素子27Lに表示されるマスク画像MLがモニタ7の画像表示領域の水平方向の長さおよび垂直方向の長さに合うように拡大されたような、マスク表示画像である、第1の指示画像としてのマスク画像ML2が該画像表示領域の左端部に重畳されて表示される。そのため、補助者107等は、術者55が被検部位101(及び処置具102)を図12に示すような状態として観察する際に、左端部におけるどの部分が視認不可能であるかを、モニタ7を見ながら容易に認識することができる。
また、例えば、対物光学系21Rが得た被検部位の像をモニタ7の画像表示領域に表示させるような指示が前記表示制御信号に含まれていた場合、画像ミキサ34W1は、前記表示制御信号に基づき、画像ミキサ34Rから出力される右のマスク重畳画像信号をディスプレイI/Fトランスミッタ37W1に対して出力する。
ディスプレイI/Fトランスミッタ37W1は、画像ミキサ34W1から出力される、右のマスク重畳画像信号に基づき、該右のマスク重畳画像信号をモニタ7に対応する信号の形式に変換し、また、表示される画像がモニタ7の画像表示領域の水平方向の長さおよび垂直方向の長さに合うように、該左のマスク重畳画像信号に対して拡大処理を行った後、モニタ7に対して出力する。これにより、例えば、図21に示すように、モニタ7の画像表示領域には、画像表示素子27Rに表示される被検部位101(及び処置具102)の画像がモニタ7の画像表示領域の水平方向の長さおよび垂直方向の長さに合うように拡大された画像に、画像表示素子27Rに表示されるマスク画像MRがモニタ7の画像表示領域の水平方向の長さおよび垂直方向の長さに合うように拡大されたような、マスク表示画像である、第2の指示画像としてのマスク画像MR2が該画像表示領域の右端部に重畳されて表示される。そのため、補助者107等は、術者55が被検部位101(及び処置具102)を図12に示すような状態として観察する際に、右端部におけるどの部分が視認不可能であるかを、モニタ7を見ながら容易に認識することができる。
なお、モニタ7の画像表示領域に表示されるマスク画像ML2およびマスク画像MR2は、3D表示コントローラ5Cが行う前述したような処理により表示されるものに限らず、例えば、3D表示コントローラ5Aまたは3D表示コントローラ5Bがマスク画像ML1およびマスク画像MR1における枠画像の内部を黒画像として表示するような処理を行うことにより表示されるものであっても良い。
本実施形態の内視鏡装置1Aは、図12に示すような画像に基づいて被検部位の観察を行う術者等の人間が視認不可能な視野領域を示すためのマスク表示画像が、モニタ7の画像表示領域に、図16、図17、図20および図21に示すうちのいずれかの画像として表示されるような構成を有する。そのため、本実施形態の内視鏡装置1Aを用いた場合、モニタ7の画像表示領域に表示される、図16、図17、図20および図21に示すうちのいずれかの画像に基づいて前記被検部位の観察を行う補助者等の人間は、前記術者等の人間の視野領域を容易に認識することができ、その結果、前記被検部位に対する、前記術者等の人間との視認状況の差異が軽減した状態において被検部位の観察を行うことができる。
1,1A・・・内視鏡装置、2,2A・・・内視鏡、3・・・光源装置、4,4A・・・信号処理装置、5,5A,5B,5C・・・3D表示コントローラ、6・・・3D表示装置、7・・・モニタ、11・・・挿入部、12・・・把持部、13・・・接眼部、14,14A・・・内視鏡本体、15,15A・・・カメラユニット、16・・・ライトガイド、17・・・ライトガイドケーブル、18・・・先端部、21L,21R,21W・・・対物光学系、22L,22R,22W・・・リレー光学系、23A,23B・・・レンズ接続部、23C・・・焦点調整モータ、23L,23R,23W・・・接眼光学系、24L,24R,24W・・・結像光学系、25L,25R,25W・・・CCD、26L,26R,26W・・・CCU、27L,27R・・・画像表示素子、31L,31R,31W・・・A/D変換器、32L、32R,32W・・・スケーラ回路、33L、33R,33W・・・画像メモリ、34L,34R,34W,34W1・・・画像ミキサ、35L,35L1,35LR,35R,35R1,35W・・・スーパーインポーズ生成部、37L,37R,37W,37W1・・・ディスプレイI/Fトランスミッタ、38・・・CPU、39,39A・・・操作スイッチ、41・・・視点変更スイッチ、41a,41b・・・モータ移動スイッチ、42・・・マスク表示切り替えスイッチ、42a・・・マスク表示スイッチ、42b・・・マスク非表示スイッチ、43・・・左右表示切り替えスイッチ、43a・・・左側表示スイッチ、43b・・・右側表示スイッチ、47・・・ROM、51・・・カート、52・・・アーム、52a・・・軸、54・・・リンク構造部、55・・・術者、56a,56b,56c,56d,56e・・・キャスタ、57a,57b・・・ストッパ、58・・・重り、60a,60b・・・取手、61L,61R・・・接眼窓、62・・・アイシェード部、63・・・アイシェード本体、64A・・・押さえ板、65a,65b・・・凸部、66a,66b・・・フランジ部、67a,67b・・・孔部、68a,68b・・・折り返し部、101・・・被検部位、102・・・処置具、107・・・補助者、108・・・患者
代理人 弁理士 伊 藤 進