JP2012120812A - 歯科治療におけるビデオカメラによる治療支援システム - Google Patents

Abstract

【課題】歯科医療に際し、正確にかつ簡便に患部の大きさや寸法をモニターディスプレイ上に表示し、医療処置や患部状態把握などに簡便なカメラシステムおよび撮影映像の表示装置を提供する。
【解決手段】歯科医療に際し患部１０９を撮影する電子カメラ装置とカメラ装置により撮影された出力映像をモニター上に表示するモニター装置とからなるカメラシステム１００において、カメラ装置は複数の電子カメラ１０１、１０２による多視点映像を出力する機能を持ち、手術者の影又は手術器具の影による映像障害を視点の異なる映像に切り換えて回避する手段、手術者の影又は手術器具の影による照明障害を回避し無影映像を得る無影灯照明手段、患部１０９の距離、大きさを映像より得る手段、患部撮像映像該患部１０９の全体像部または全体像の部分拡大像部と、電子カメラ映像に関連する距離、大きさデータをモニター装置の同一ディスプレイ上で表示手段を持つ。
【選択図】図１

Description

本発明は、歯科治療における治療対象患部の映像をビデオカメラで撮影し、モニターディスプレイ上に表示する手術等の医療支援カメラシステムおよび表示方法に関する。

医療治療の現場においては治療対象患部をビデオカメラで撮像し、その映像をモニターのディスプレイ上に表示、視覚認識することで医療治療を支援する装置を用いている。ビデオカメラによる患部の視覚認識は該患部をズームアウト（縮小）したり、ズームイン（拡大）したりして該患部映像をモニターディスプレイ上に表示し、医療処置や患部状態把握などに利用されている。また該患部映像認識には陰影の少ない照明が必要であり、手術には無影灯が用いられている。

多くのビデオカメラを利用した医療支援装置はビデオカメラによる該患部をズームアウト（縮小）、ズームイン（拡大）する撮像機能を用いているが、要求される基本機能は治療対象患部への視野の確保と該患部への陰影の少ない照明である。このためビデオカメラを利用した一般的な医療手術用ビデオカメラ支援装置には無影灯が併用されている。また、腹腔内手術においては照明機能が付随するファイバービデオカメラが用いられている。

歯科医療分野においてもビデオカメラによる医療支援装置が用いられているが治療対象患部が口腔内であり、限られた視野と患部位置確認が困難であることが多い。治療対象患部が口腔内であることは視野が狭いこと、患部の位置確認が困難に起因して治療者である手術者の覗き込み動作、手や指の動きまたは手術用器具等による影を生じ、ビデオカメラの撮像障害となる。これは陰影の少ない照明にも要求され狭い治療場所への視野障害、照明障害を除去することが、特に歯科治療には必要となる。

従来、歯科治療における口内および口外をビデオカメラ装置で治療支援する装置が提案されている（特許文献１、特許文献２，特許文献３）。

特許文献１はビデオカメラ撮像、手術用顕微鏡、Ｘ線撮像の組み合わせであり、特許文献２では複数のビデオカメラを用い、画像認識によって医療支援装置を移動させる提案である。また、用途として異なるが手術用顕微鏡の立体視認識する提案が特許文献３に提案されている。いずれにしても歯科治療における口腔内の狭い治療場所への視野障害、照明障害を除去することへの提案ではない。

特表２００５−５１９７１９号公報 特開２００４−１５９９９８号公報 特開２００８−０３６２７７号公報

以上述べたような従来の装置及び方法の特許提案では、口腔内への治療、手術等の医療処置を行うにあたり、治療者である手術者の覗き込み動作、手や指の動きまたは手術用器具等によるビデオカメラの視野障害、照明障害を除去し治療支援をする装置を提供することが課題である。

本発明は、上記のような必要性や状況に鑑みてなされたものであり、ビデオカメラを複数用い、口腔内の治療対象患部に対し多視点を確保すると同時に、ビデオカメラによる該患部をズームアウト（縮小）したり、ズームイン（拡大）したりして患部の全体映像、拡大映像をモニターのディスプレイ上に表示し視覚認識を容易にすることを特徴としている。

また、本発明では、歯科の手術や治療処置にあたっては治療対象患部位置を特定する手段、ビデオカメラでズームアウト（縮小）、ズームイン（拡大）機能によって、見失いがちな実際の大きさをモニターディスプレイ上にスケール表示する手段、また患部への無影灯による照明手段をも併せ持つことにより、手術者の覗き込み動作、手や指の動きまたは手術用器具等によるビデオカメラの視野障害、照明障害を除去している。

また、本発明では、医療処置中で手が離せない場合などにおいても、フットスイッチ等により簡便にビデオカメラの撮像制御、表示画面を切り替えなどが行いうるビデオカメラシステムによる歯科治療支援装置の提供をする。

本発明は上記目的を達成するため歯科医療に際し患部を撮影するビデオカメラ装置と該カメラ装置により撮影された出力映像を表示するモニター装置とからなり、該カメラ装置は複数の電子カメラによる多視点映像を出力する機能を持ち、かつビデオカメラに搭載されたズームレンズによるズームアウト（縮小）、ズームイン（拡大）された映像を前記モニター装置であるディスプレイ上で表示し、視点の異なる映像と、全体映像と拡大詳細映像と同時に視覚認識可能とすることを特徴としている。

請求項１において、視点の異なる映像や全体映像と拡大詳細映像と同時に表示するモニターディスプレイは別々な表示装置でもかまわないが治療中に大きく視点を動かさないためには一つのディスプレイ上に全体映像と詳細映像を並列表示した方が良い。手術に際し、覗き込みによる映像障害は全体映像表示画面にて覗き込み等の影による撮像障害を予見できるため、覗き込み動作、手や指の動き、手術器具の状況を容易に知ることが出来る。また影による映像障害が生じる前に異なる視点のビデオカメラ映像を切り換えることが出来るなど効率的な視覚認識をも可能としている。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のビデオカメラ近傍に前記ビデオカメラの光軸に平行な照射光軸を持つレーザーポインタを配置し、レーザーポインタによるポイント輝点で治療対象患部を特定するものである。ビデオカメラに搭載されたズームレンズでズームアウト（縮小）、ズームイン（拡大）することにより、モニターディスプレイ上のレーザーポインタ照射輝点の位置が移動するのを抑えるには単にレーザーポインタ光軸をビデオカメラ光軸と平行に配置することよりもハーフミラーを用いレーザーポインタ光軸とビデオカメラの光軸を一致させることが望ましい。

以上、請求項２に基づく本発明によれば、レーザーポインタによる照射輝点と位置と治療対象患部位置の関連付けが容易となる。また請求項１に記載のビデオカメラが複数であることは治療対象患部の大きさを画像認識により把握できる。

請求項３に記載の発明は、複数のレーザーポインタ光軸を請求項１に記載のビデオカメラ光軸に平行して配置するものでレーザーポインタの照射ポイント輝点のモニターディスプレイ上の位置と前記レーザーポインタの配置間距離から治療対象患部の大きさが把握できる。この時、複数ビデオカメラの一台がレーザーポインタの複数の照射ポイント輝点と治療対象患部が撮像されていれば良く、他のビデオカメラが詳細部を撮像するズームイン状態で撮像された状態でもかまわない。請求項２では請求項１の複数ビデオカメラによる撮影映像がレーザーポインタの照射輝点と治療対象患部がモニターディスプレイに表示されていないと大きさが把握出来ないこととは異なる利点を持っている。

請求項４に基づく本発明は複数のレーザーポインタ光軸を互いに交差させ、治療対象患部が所定の距離であるとき、それぞれのレーザーポインタの照射輝点が一致する構成をとる。例として２本のレーザーポインタを交差させ治療対象患部に照射し該患部が所定の距離にある時、照射輝点が１点になり、所定距離とは異なるときには照射輝点が２点になることで治療対患部との所定距離を得ることが出来る。この時、少なくとも一つのレーザーポインタ光軸はビデオカメラの光軸と一致するか平行であることが望ましい。

請求項４での発明は、ポインタ輝点が所定の距離で一つになることにより距離情報を得るものであるが、前記輝点が同色であると所定の距離の前後情報を得ることが困難である。請求項５の発明は例として２本の異色のレーザーポインタを用い所定距離の前後情報を得るものである。輝点色が異なるレーザーポインタを用い所定距離の前後で２つの色の輝点位置が変化することにより、治療対象患部が所定距離より近いか、または遠いかを判断し所定の距離に合わせることが可能となる。例えば光軸に一致するレーザーポインタを緑色、交差する輝点色を赤色に設定した場合に該患部が所定の距離より近ければ赤輝点は緑輝点の右側に位置し赤輝点が緑輝点の左側に位置するときは患部が所定の距離より遠いことを示している。所定の距離は交差するレーザーポインタの角度と互いの配置距離によって決まる。

請求項４および請求項５の発明は該患部への距離情報を得られるものであるが、この機能に加え請求項６の発明によって該患部の大きさ情報を得ることができる。複数の交差するレーザーポインタの照射軸が成す平面の近傍に別なレーザーポインタ照射軸を該カメラの光軸に平行に配置し、その輝点を該患部に照射する。該カメラ光軸に一致する照射光軸を持つレーザーポインタ輝点と前記の別のレーザーポインタ輝点とのモニター上のピクセル座標と該カメラ光軸と前記の別のレーザーポインタの離間距離より該患部の大きさ情報を得ることができる。

請求項３の発明は複数のレーザーポインタ光軸がビデオカメラ光軸と一致または平行していることにより該患部の大きさを知ることができるものであるが、この機能に加え請求項７の発明により該患部への距離情報を得ることができる。該複数レーザーポインタが成す平面に交差する別のレーザーポインタを該ビデオカメラ近傍に配設し、その輝点を該患部に照射する。該カメラ光軸に一致または平行な照射光軸を持つレーザーポインタ輝点と前記の別のレーザーポインタ輝点とのモニター上のピクセル座標と該カメラ光軸と前記の別のレーザーポインタの公差角度と互いのレーザーポインタ離間距離より該患部への距離情報を得る発明である。

請求項８に記載の発明は、請求項２〜７の発明によって得られた該患部までの距離、該患部の大きさ情報を該患部映像に加え表示する機能である。大きさ及び距離情報を患部の映像と一緒に表示し視覚認識できるため、映像をビデオカメラでズームインやズームアウトしても的確に該患部への治療、手術が行えることが可能となる。

請求項９に記載の発明は複数のビデオカメラ光軸を交差させ、交差する点を所定距離に設定すると同時に少なくとも一つビデオカメラの光軸に一致する光軸を持つレーザーポインタでレーザー輝点を照射する機能を設ける。所定距離にある該患部に照射された輝点映像は複数のビデオカメラの映像中心となるため、もし複数のビデオカメラの映像中心である輝点がピクセル座標ずれがあるときは所定の距離とは異なることがわかる。

請求項１０は複数カメラによる多視点映像取得手段を持つビデオカメラシステムを無影灯に組み込んだものである。複数のビデオカメラによる視点位置の異なるビデオカメラ多視点映像は手術者の影等による映像障害を除去し、途切れることの無い視覚情報を提供しているが、撮像に際しては照明も途切れることがないことが要求される。請求項１０の発明は照明に関する障害を除去するものである。手術行為にまつわる映像障害を多視点映像取得手段と無影照明機能によって除去している。

本システムは歯科治療に関わる視覚認識支援機能を提供するものであるが円滑な機能を実現するには機器の性能を最大限に引き出す必要がある。請求項１１に記載の発明はフットスイッチによる機器の制御を行うものである。請求項１〜１０の機能を満たす為にはビデオカメラ映像の切り換え、ズーミング制御、フォーカス調整、無影灯照明コントロール、レーザーポインタ照射の可否、モニターディスプレイ表示制御が大きな機能となる。手術に際しては機器の制御を手で行うことは出来るだけ避けたい、よって手を煩わせることなく種々の機器制御を行えることが円滑な治療を実現する重要な手段となる。

以上の構成要素の任意の組み合わせ、歯科手術以外での応用など発明の趣旨の範囲で他の態様としても有効である。例えばビデオカメラ前面にハーフミラーを配し、ビデオカメラ光軸とレーザーポインタ光軸を一致させる方法はハーフミラーの機能をビデオカメラレンズ後方に配置することも可能であり、またハーフミラーの機能をプリズムによる光路分割機能に置き換える事も可能である。

このような構成により、歯科治療に関わる視覚認識支援機能を提供するものであり、
・複数のビデオカメラにより多視点映像を得ることが出来、手術者の医療行為による治療映像の視覚認識の障害を除去する。
・患部全体の映像と患部拡大の詳細映像を同時に認識できる。
・治療対象患部を特定する。
・治療対象患部の大きさ、距離情報を得ることができる。
・無影灯との連携により手術者の医療行為による治療映像の照明障害を除去する。
・フットスイッチによる機器の制御が可能で、機器制御に手を煩わせることなく治療に専念出来る。

このように、本発明のビデオカメラシステム及び表示方法を用いれば歯科医療の治療支援を効率的かつ的確に行うことが可能となる効果を有する。

本発明によるシステム実施形態である。 本発明によるシステム実施形態の撮影画像の説明図である。 本発明によるシステム実施形態の撮影画像の表示例説明図である。 本発明によるシステム実施形態である。 本発明によるシステム実施形態の撮影画像の説明図である。 本発明によるシステム実施形態の撮影画像の表示例説明図である。 本発明によるシステム実施形態の距離情報取得の実施形態例である。 本発明によるシステム実施形態の距離情報取得の実施形態例である。 本発明によるシステム実施形態の距離情報取得の表示説明図である。 本発明によるシステム実施形態の距離情報取得の実施形態例である。 本発明によるシステム実施形態の距離情報取得の表示説明図である。 本発明によるシステム実施形態である。 本発明によるシステム実施形態の撮影画像による説明図である。 本発明によるシステム実施形態である。 本発明によるシステム実施形態の撮影画像による説明図である。 本発明によるシステム実施形態の画面表示例である。 本発明によるシステム実施形態である。 本発明によるシステム実施形態の撮影画像による説明図である。 本発明によるシステム実施形態である。

本発明を具体化した実施形態を図に基づいて説明する。図は説明の都合上模式的に描いてある。図１は本発明に係るビデオカメラシステム１００とその動作の一例を示す説明図で、歯科治療処置などを行うために患部対象物の全体像、詳細拡大像を本発明によるビデオカメラシステムで撮像するシステム構成を示している。

図１は２台のビデオカメラと１本のレーザーポインタを用いた本発明の実施例を示す。ビデオカメラ１０１、ビデオカメラ１０２は離間距離１１０で配置され、それぞれの光軸１０３、１０４を平行に配置して撮像対象である患部１０９を撮像する。レーザーポインタ１０５はハーフミラー１０６を介して光軸１０７でポイント輝点１０８を患部１０９に照射する。ハーフミラーによってレーザーポインタ光軸１０７はビデオカメラ１０１の光軸１０３と一致する構成にする。この方法によりポイント輝点１０８は撮像対象患部１０９の位置を特定する輝点１０８となる。輝点１０８は撮像対象患部を特定すると同時にカメラ１０１の視点映像光軸であることから撮像される映像は輝点１０８がモニターディスプレイの表示中心となる。

図２はビデオカメラ１０１，１０２で撮像された患部のディスプレイ上の映像を示す。説明上、ビデオカメラ１０１と１０２は同じサイズの撮像素子を用い、同じ焦点距離を持つレンズで撮像されたと仮定する。ビデオカメラ１０１で撮像された映像を２０１にビデオカメラ１０２で撮像された映像を２０２として示す。映像２０１は撮像対処患部２０３の位置を特定するポインタ１０５の輝点２０４を表示画面中心として表示される。説明上中心線２０５を仮想表示した。ビデオカメラ１０２で撮像された映像を２０２は撮像対処患部２０３の位置を特定するポインタの輝点２０４は表示画面中心線２０５から表示画面上の座標距離２０７離れた位置に表示される。映像２０２にも説明上中心線２０５を仮想表示してある。ここで映像２０１の患部２０３と位置特定ポイント２０４の映像を仮想的に映像２０２内にそれぞれ２０９，２０８として表示した。表示画面上の座標距離２０７は図１におけるビデオカメラ間距離１１０に比例することから治療対象患部の水平方向の大きさ２０６が決まり、併せて垂直方向の大きさ２０７が求まる。図２は別々のモニターディスプレイを用いて表示し治療対象患部の大きさを得る例であるが実際表示する必要はなく、画像処理にて大きさ情報を得ることが可能である。

図３は図２の方法により得られた大きさ情報に基づき、拡大された患部の詳細映像と患部の全体映像を１つのディスプレイ上に表示した例であり、これを３００として示す。左側に拡大された患部の詳細映像部３０１、右側に患部の状況を把握出来る全体映像画面３０４を表示した。患部３０２の詳細把握には拡大した映像を１つのディスプレイ上の大部分に表示した例であり、映像を全体状況の把握する全体映像は右側に配置し効率的な配置を実現し、詳細と全体を同時に視覚認識可能とし、かつ大きく視線を動かすことが無く円滑な治療動作が行える。

図４は２台のビデオカメラと２本のレーザーポインタを用いた本発明の実施例を示す。ビデオカメラ４０１、ビデオカメラ４０２は離間距離４１４で配置され、それぞれの光軸４０３、４０４を平行に配置して撮像対象である患部４１３を撮像する。レーザーポインタ４０５はハーフミラー４０６を介して光軸４０７でポイント輝点４０８を患部４１３に照射する。ハーフミラーによってレーザーポインタ光軸４０７はビデオカメラ４０１の光軸４０３と一致する構成にする。別のレーザーポインタ４０９はハーフミラー４１０を介して光軸４１１でポイント輝点４１２を患部４１３に照射する。ハーフミラーによってレーザーポインタ光軸４１１はビデオカメラ４０２の光軸４０４と一致する構成にする。この方法によりポイント輝点４０８は撮像対象患部４１３の位置を特定する輝点となる。輝点４０８は撮像対象患部を特定すると同時にポインタ光軸４０７がカメラ４０１の視点映像光軸であることから撮像される映像は輝点４０８がモニターディスプレイの表示中心となる。同じくポイント輝点４１２は撮像対象患部４１３の位置を特定する輝点となる。ポインタ光軸４１１がカメラ４０２の視点映像光軸であることから撮像される映像は輝点４１２がモニターディスプレイの表示中心となる。

図５は、ビデオカメラ４０１，４０２で撮像された患部のディスプレイ上の映像を示す。説明上、ビデオカメラ４０１と４０２は同じサイズの撮像素子を用い、同じ焦点距離を持つレンズで撮像されたと仮定する。ビデオカメラ４０１で撮像された映像を５０１にビデオカメラ４０２で撮像された映像を５０２として示す。映像５０１は撮像対処患部５０３の位置を特定するポインタ輝点５０４を表示画面中心として表示される。説明上中心線５０９を仮想表示した。ビデオカメラ４０２で撮像された映像５０２は撮像対処患部５０３の位置を特定するポインタ輝点５０４は表示画面中心線５０９から表示画面上の座標距離は離れた位置に表示される。ここで映像５０１の患部５０３と位置特定ポイント５０４と輝点５０５の座標間距離５０７と図４におけるカメラ４０１とカメラ４０２実際の離間距離４１４の関係から患部５０３の水平方向の大きさ５０６が決まり、併せて垂直方向の大きさ５０８が求まる。図１による実施例では、図１においてカメラ１０１とカメラ１０２の映像情報が必要であるが、図４の実施方法例でカメラ４０１の映像情報のみで治療対象患部５０３の大きさが決定される。便宜上に映像５０２を表示したものだけに過ぎない。このことは、図１の実施例と同じ機能がカメラ４０１のみで得ることができることを示している。

図６は図４に示される実施方法例で得られた図５の映像情報化から、拡大された患部の詳細映像と患部の全体映像を１つのディスプレイ上に表示した例であり、これを６００として示す。左側に拡大された患部の詳細映像部６０１、右側に患部の状況を把握出来る全体映像画面６０５を表示した。患部６０２の詳細把握には拡大した映像を１つのディスプレイ上の大部分に表示した例であり、全体状況の把握する全体映像は右側に配置し効率的な配置を実現し、詳細と全体を同時に視覚認識可能とし、かつ大きく視線を動かすことが無く円滑な治療動作が行える。図１の実施例と同じ機能がカメラ４０１のみで得ることが可能であることも示している。

図７は２台のビデオカメラと２本のレーザーポインタを用いた本発明の実施例を示す。ビデオカメラ７０１、ビデオカメラ７０２は離間距離７１４で配置され、それぞれの光軸７０３、７０４を平行に配置して撮像対象である患部７１３を撮像する。レーザーポインタ７０５はハーフミラー７０６を介して光軸７０７でポイント輝点７０８を患部７１３に照射する。ハーフミラー７０６によってレーザーポインタ光軸７０７はビデオカメラ７０１の光軸７０３と一致する構成にする。別のレーザーポインタ７０９はハーフミラー７１０を介して光軸７１１でポイント輝点７１２を患部７１３に照射する。レーザーポインタ光軸７１１はカメラ７０１の光軸が治療対象患部の所定距離７１６の位置で輝点７０８と輝点７１２が一点になるように交差させる。図７の例は治療対象患部の距離が所定距離７１６より短い状態を示しており輝点７０８と輝点７１２が一点に重ならず２つの輝点が表示される。矢印７１５は所定距離への移動方向を示している。実際にはビデオカメラシステムを患部より離す方向での移動調節となるが説明上の矢印７１５の表示となっている。矢印７１５の方向に患部との距離を調節し輝点７０８と輝点７１２が一点に重なる所定の距離位置に移動することが可能となる。この実施例により距離情報を得ることが可能となる。

図８は２台のビデオカメラと２本のレーザーポインタを用いた本発明の実施例を示す。ビデオカメラ８０１、ビデオカメラ８０２は離間距離８１４で配置され、それぞれの光軸８０３、８０４を平行に配置して撮像対象である患部８１３を撮像する。レーザーポインタ８０５はハーフミラー８０６を介して光軸８０７でポイント輝点８０８を患部８１３に照射する。ハーフミラーによってレーザーポインタ光軸８０７はビデオカメラ８０１の光軸８０３と一致する構成にする。別のレーザーポインタ８０９はハーフミラー８１０を介して光軸８１１でポイント輝点８１２を患部８１３に照射する。レーザーポインタ光軸８１１はカメラ８０１の光軸が治療対象患部の所定距離８１５の位置で輝点８０８と輝点８１２が一点になるように交差させる。図８の例は治療対象患部の距離が図７における所定距離７１６に一致した状態を示している。レーザーポインタ８０５，８０９の照射光軸が所定距離８１５で一点に交差して、それぞれの輝点が１点（８０８，８１２）になる状態を示す。

図９は図７及び図８の状態の患部のカメラ８０１映像を示す。図７の状態の患部映像を９０１に、図８の状態の患部映像を９０２に示す。映像９０１では患部９０３上の輝点９０４，９０５が２点となっており、所定距離と距離が異なっていることがわかる。映像９０２では患部への距離が所定距離にあり輝点９０４と９０５が１点に重なっている。

図１０は２台のビデオカメラと２本のレーザーポインタを用いた本発明の実施例を示す。ビデオカメラ１００１、ビデオカメラ１００２は離間距離１０１３で配置され、それぞれの光軸１００３、１００４を平行に配置して撮像対象である患部１０１２を撮像する。レーザーポインタ１００５はハーフミラー１００６を介して光軸１００７でポイント輝点１００８を患部１０１３に照射する。ハーフミラーによってレーザーポインタ光軸１００７はビデオカメラ１００１の光軸１００３と一致する構成にする。別のレーザーポインタ１００９は照射光軸１０１０でポイント輝点１０１１を患部１０１２に照射する。この時カメラ光軸１００３、１００４及びレーザーポインタの光軸１０１０は一つの平面を構成する。レーザーポインタ光軸１０１０はカメラ１００１の光軸１００３が治療対象患部の所定距離１０１５の位置で輝点１００８と輝点１０１２が一点になるように交差させる。図１０の例は治療対象患部の距離が所定距離１０１５より短い状態を示しており輝点１００８と輝点１００１が一点に重ならず２つの輝点を表示している。矢印１０１４は所定距離への移動方向を示している。矢印１０１４の方向に患部との距離を調節し輝点１００８と輝点１０１１が一点に重なる所定の距離位置に移動することが可能となる。この実施例により距離情報を得ることが可能となる。矢印１０１４は所定距離への移動方向を示している。

図１１は図１０の本発明実施例でカメラ１００１の患部撮影映像を示す。図１０の状態の患部映像１１０１は治療対象患部の距離が所定距離１０１５より短い状態を示している。映像１１０１では患部１１０３上の輝点１１１０４，１１０５が２つの輝点として表示されており、所定距離と距離が異なっていることがわかる。図１０の矢印１０１４方向に所定距離に調節を行うことで患部への距離が所定距離となり輝点１１０４と１１０５を１点に重ね所定の距離になる。矢印１０１４は所定距離への移動方向を示している。この実施例により距離情報を得ることが可能となる。映像中心線１１０６は説明上表示した。

図１２の実施例は、２台のビデオカメラと３本のレーザーポインタを用いた本発明の実施例を示す。ビデオカメラ１２０１、ビデオカメラ１２０２は離間距離１２１３で配置され、それぞれの光軸１２０３、１２０４を平行に配置して撮像対象である患部１２１２を撮像する。レーザーポインタ１２０５はハーフミラー１２０６を介して照射光軸１２０７でポイント輝点１２０８を患部１２１３に照射する。ハーフミラー１２０６によってレーザーポインタ光軸１２０７はビデオカメラ１２０１の光軸１２０３と一致する構成にする。２本目のレーザーポインタ１２０９は照射光軸１２１０でポイント輝点１２１１を患部１２１２に照射する。この時カメラ光軸１２０３、１２０４及びレーザーポインタの光軸１２１０は一つの平面を構成する。レーザーポインタ光軸１２１０はカメラ１２０１の光軸１２０３が治療対象患部の所定距離１２１９の位置で輝点１２０８と輝点１２１２が一点になるように交差させる。この前記２本とは別のレーザーポインタを前記カメラ光軸１２０３、１２０４及びレーザーポインタの光軸１２１０が構成する平面に対し距離１２１６を離間して配置し照射光軸１２１７でポイント輝点１２１８を患部１２１２に照射する。この時、照射光軸１２１７は前記構成平面に平行となる様に構成する。図１２の例では所定距離より小さい設定の距離１２１９を想定してある。この場合の輝点１２０８と輝点１２１１は２つの輝点として表示され、レーザーポインタ１２１５で照射される輝点１２１８は、これら輝点１２０８，１２１１と距離１２１６離れた位置に表示される。矢印１２１４は前記所定距離への移動方向を示している。矢印１２１４の方向に患部との距離を調節し輝点１２０８と輝点１２１２が一点に重なる所定の距離位置に移動し、距離情報を得ることが可能となる。矢印１２１４は所定距離への移動調整方向を示している。

図１３は図１２の例のカメラ１２０１で撮像した映像を示す。映像１３００は患部１３０１上にポインタ輝点１３０２，１３０３，１３０４が表示される。輝点１３０２は図１２におけるポインタ１２０５による照射輝点、輝点１３０３は同じくポインタ１２０９による照射輝点、輝点１３０５はポインタ１２１５による照射輝点である。１３００として表示された映像において輝点１３０３（１３０２）と輝点１３０４の垂直方向の座標１３０６は図１２の距離１２１６に準拠しており、垂直方向の患部大きさ１３０７及び水平方向の患部の大きさ１３０８が決定されるポインタ輝点１３０２と輝点１３０３は２つ輝点として表示されているがこれは図１２における距離１２１９が所定の距離よりも小さいことに起因する。このポインタ輝点１３０２、１３０３の輝点間距離座標１３０５が最小になるように、患部との距離を調整することで所定の距離に患部を配置することが可能となる。よって、この実施例で患部の大きさ及び距離の情報を得ることが可能となる。

図１４の実施例は、２台のビデオカメラと３本のレーザーポインタを用いた本発明の実施例を示す。ビデオカメラ１４０１、ビデオカメラ１４０２は離間距離１４１４で配置され、それぞれの光軸１４０３、１４０４を平行に配置して撮像対象である患部１４１５を撮像する。レーザーポインタ１４０５は照射光軸１４０６でポイント輝点１４０７を患部１４１５に照射する。別のレーザーポインタ１４０８は照射光軸１４０９でポイント輝点１４１０を患部１４１５に照射する。この時カメラ光軸１４０３、１４０４及びレーザーポインタの光軸１４０６、１４０９は一つの平面を構成する。前記２本のレーザーポインタとは別のレーザーポインタ１４１１による照射輝点１４１３がポインタ１４０５による照射輝点１４０７と所定距離で１点に重なる様に前記平面と斜めに交差させる。例として照射光軸１４１２と照射光軸１４０６は前記平面に直交する平面を形成する。図１４での患部とビデオカメラシステムとの距離１４１７は所定の距離より小さい時の設定例であり、輝点１４０７，輝点１４１３は２つの輝点と表示される。矢印１４１６方向に距離を調節し所定距離になると輝点１４０７，輝点１４１３は１つの輝点とが重なり表示される。この実施例により距離情報を得ることが可能となる。

図１５は図１４の実施例の映像表示を１５００として示した。表示１５００の左側に患部１５０３の拡大映像、右側に患部１５０３の全体映像を同一ディスプレイ上に表示した。患部１５０３に照射された輝点１５０４，１５０５，１５０６の水平方向の座標１５０７から患部の大きさ１５０９，１５１０を得る。また輝点１５０４（１５０５）と輝点１５０６の座標位置から患部との距離も得ることができる。

図１６は請求項２〜７の手段によって得られた患部の大きさまたは距離情報を患部映像画面に加えて表示する実施例を示した。図１６の表示例は図１４の構成を例としている。

図１７の実施例は、２台のビデオカメラと１本のレーザーポインタを用いた本発明の実施例を示す。ビデオカメラ１７０１、ビデオカメラ１７０２は互いの光軸１７０３，１７０４が一つの平面を成し、所定の距離１７１１で交差する構成を採る。レーザーポインタ１７０５はカメラ１７０１の前面に配したハーフミラーを介在しカメラ光軸１７０３と一致する照射光軸１７０７で照射ポイント輝点１７０８を患部１７０９に照射する。カメラ光軸１７０３，１７０４は患部との所定距離１７１０で交差する形態を採る。レーザーポインタ１７０５はハーフミラー１７０６を介して照射光軸１７０７でポイント輝点１７０８を患部１７０９に照射する。照射光軸は１７０７はこの形態によりカメラ光軸１７０３と一致する構造を採る。

図１７の構成による実施例でのカメラ１７０１、１７０２での撮像映像を図１８に示す。患部１７０９が所定の距離１７１０より近い位置にあるときのカメラ１７０１，１７０２による撮像映像をそれぞれ１８０１、１８０２に示し、患部１７０９が所定の距離１７１０の位置にあるときのカメラ１７０１，１７０２による撮像映像をそれぞれ１８０３、１８０４として示した。映像１８０２において輝点１８０６と映像中心線１８０７との表示座標のズレ１８０８が生ずる。患部１７０９が所定の距離１７１１の位置にあるときのカメラ１７０２による撮像映像の１８０４では前記のズレは無くなる。尚、映像中心線１８０７は画像認識上の仮想線である。

図１９は本発明実施例として無影灯照明とカメラシステムを組み合わせた無影灯ビデオカメラ装置１９００である。複数の照明灯１９０１，１９０２，１９０３，１９０４，１９０５を配し歯科治療における手術者覗き込み動作の影、手または指の影、手術器具等による照明障害を少なくする例である。図１９の例はビデオカメラ１９０６，１９０７，１９０８の３台、レーザーポインタ２台とハーフミラーを前記ビデオカメラの前面に配置した例である。

１００ 本発明装置例
１０１ ビデオカメラ
１０２ ビデオカメラ
１０３ ビデオカメラ光軸
１０４ ビデオカメラ光軸
１０５ レーザーポインタ
１０６ ハーフミラー
１０７ レーザーポインタ光軸
１０８ レーザーポインタ輝点
１０９ 治療対象患部
１１０ ビデオカメラ間距離
２０１ ビデオカメラ映像
２０２ ビデオカメラ映像
２０３ 治療対象患部
２０４ レーザーポインタ輝点
２０５ ビデオカメラ映像中心線
２０６ 治療対象患部寸法
２０７ 治療対象患部寸法
２０８ レーザーポインタ輝点間距離
２０９ 仮想の治療対象患部
２１０ 仮想のレーザーポインタ輝点
３００ 治療対象患部映像表示例
３０１ 治療対象患部詳細拡大映像表示部
３０２ 治療対象患部
３０３ レーザーポインタ輝点
３０４ 治療対象患部全体映像表示部
４００ 本発明装置例
４０１ ビデオカメラ
４０２ ビデオカメラ
４０３ ビデオカメラ光軸
４０４ ビデオカメラ光軸
４０５ レーザーポインタ
４０６ ハーフミラー
４０７ レーザーポインタ光軸
４０８ レーザーポインタ輝点
４０９ レーザーポインタ
４１０ ハーフミラー
４１１ レーザーポインタ光軸
４１２ レーザーポインタ輝点
４１３ 治療対象患部
４１４ ビデオカメラ間距離
５０１ ビデオカメラ映像
５０２ ビデオカメラ映像
５０３ 治療対象患部
５０４ レーザーポインタ輝点
５０５ レーザーポインタ輝点
５０６ レーザーポインタ輝点間距離
５０７ 治療対象患部寸法
５０８ 治療対象患部寸法
５０９ ビデオカメラ映像中心線
５１０ ビデオカメラ映像中心線
６００ 治療対象患部映像表示例
６０１ 治療対象患部詳細拡大映像表示部
６０２ 治療対象患部
６０３ レーザーポインタ輝点
６０４ レーザーポインタ輝点
６０５ 治療対象患部全体映像表示部
７００ 本発明装置例
７０１ ビデオカメラ
７０２ ビデオカメラ
７０３ ビデオカメラ光軸
７０４ ビデオカメラ光軸
７０５ レーザーポインタ
７０６ ハーフミラー
７０７ レーザーポインタ光軸
７０８ レーザーポインタ輝点
７０９ レーザーポインタ
７１０ ハーフミラー
７１１ レーザーポインタ光軸
７１２ レーザーポインタ輝点
７１３ 治療対象患部
７１４ ビデオカメラ間距離
７１５ 距離移動調節
７１６ 治療対象患部との所定距離
８００ 本発明装置例
８０１ ビデオカメラ
８０２ ビデオカメラ
８０３ ビデオカメラ光軸
８０４ ビデオカメラ光軸
８０５ レーザーポインタ
８０６ ハーフミラー
８０７ レーザーポインタ光軸
８０８ レーザーポインタ輝点
８０９ レーザーポインタ
８１０ ハーフミラー
８１１ レーザーポインタ光軸
８１２ レーザーポインタ輝点
８１３ 治療対象患部
８１４ ビデオカメラ間距離
８１５ 治療対象患部との所定距離
９０１ ビデオカメラ映像
９０２ ビデオカメラ映像
９０３ 治療対象患部
９０４ レーザーポインタ輝点
９０５ レーザーポインタ輝点
１０００ 本発明装置例
１００１ ビデオカメラ
１００２ ビデオカメラ
１００３ ビデオカメラ光軸
１００４ ビデオカメラ光軸
１００５ レーザーポインタ光軸
１００６ ハーフミラー
１００７ レーザーポインタ
１００８ レーザーポインタ輝点
１００９ レーザーポインタ
１０１０ レーザーポインタ光軸
１０１１ レーザーポインタ輝点
１０１２ 治療対象患部
１０１３ ビデオカメラ間距離
１０１４ 距離移動調節
１０１５ 治療対象患部との所定距離
１１０１ 治療対象患部映像表示部
１１０２ 治療対象患部映像表示部
１１０３ 治療対象患部
１１０４ レーザーポインタ輝点
１１０５ レーザーポインタ輝点
１１０６ 仮想の映像中心線
１２００ 本発明装置例
１２０１ ビデオカメラ
１２０２ ビデオカメラ
１２０３ ビデオカメラ光軸
１２０４ ビデオカメラ光軸
１２０５ レーザーポインタ
１２０６ ハーフミラー
１２０７ レーザーポインタ光軸
１２０８ レーザーポインタ輝点
１２０９ レーザーポインタ
１２１０ レーザーポインタ光軸
１２１１ レーザーポインタ輝点
１２１２ 治療対象患部
１２１３ ビデオカメラ間距離
１２１４ 距離移動調節
１２１５ レーザーポインタ
１２１６ カメラ光軸との離間距離
１２１７ レーザーポインタ光軸
１２１８ レーザーポインタ輝点
１２１９ 治療対象患部との所定距離
１３００ 治療対象患部映像表示
１３０１ 治療対象患部
１３０２ レーザーポインタ輝点
１３０３ レーザーポインタ輝点
１３０４ レーザーポインタ輝点
１３０５ レーザーポインタ輝点距離
１３０６ レーザーポインタ輝点距離
１３０７ 治療対象患部寸法
１３０８ 治療対象患部寸法
１４００ 本発明装置例
１４０１ ビデオカメラ
１４０２ ビデオカメラ
１４０３ ビデオカメラ光軸
１４０４ ビデオカメラ光軸
１４０５ レーザーポインタ
１４０６ レーザーポインタ光軸
１４０７ レーザーポインタ輝点
１４０８ レーザーポインタ
１４０９ レーザーポインタ光軸
１４１０ レーザーポインタ輝点
１４１１ レーザーポインタ
１４１２ レーザーポインタ光軸
１４１３ レーザーポインタ輝点
１４１４ ビデオカメラ間距離
１４１５ 治療対象患部
１４１６ 距離移動調節
１４１７ 治療対象患部との距離
１５００ 治療対象患部映像表示例
１５０１ 治療対象患部詳細拡大映像表示部
１５０２ 治療対象患部全体映像表示部
１５０３ 治療対象患部
１５０４ レーザーポインタ輝点
１５０５ レーザーポインタ輝点
１５０６ レーザーポインタ輝点
１５０７ レーザーポインタ輝点間距離
１５０８ レーザーポインタ輝点間距離
１５０９ 治療対象患部寸法
１５１０ 治療対象患部寸法
１６００ 本発明表示例
１６０１ 治療対象患部詳細拡大映像表示部
１６０２ 治療対象患部
１６０３ 治療対象患部全体映像表示部
１６０４ 治療対象患部寸法表示例
１６０５ 治療対象患部寸法表示例
１６０６ 治療対象患部寸法表示例
１７００ 本発明装置例
１７０１ ビデオカメラ
１７０２ ビデオカメラ
１７０３ ビデオカメラ光軸
１７０４ ビデオカメラ光軸
１７０５ レーザーポインタ
１７０６ ハーフミラー
１７０７ レーザーポインタ光軸
１７０８ レーザーポインタ輝点
１７０９ 治療対象患部
１７１０ 治療対象患部との所定距離
１８０１ 治療対象患部映像表示部
１８０２ 治療対象患部映像表示部
１８０３ 治療対象患部映像表示部
１８０４ 治療対象患部映像表示部
１８０５ 治療対象患部
１８０６ レーザーポインタ輝点
１８０７ ビデオカメラ映像中心線
１８０８ レーザーポインタ輝点距離
１９００ 本発明装置例
１９０１ 照明灯
１９０２ 照明灯
１９０３ 照明灯
１９０４ 照明灯
１９０５ 照明灯
１９０６ ビデオカメラ
１９０７ ビデオカメラ
１９０８ ビデオカメラ
１９０９ 治療対象患部

Claims (11)

1. 歯科医療に際し患部を撮影する電子カメラ装置と該カメラ装置により撮影された出力映像を表示するモニター装置とからなるカメラシステムにおいて、該カメラ装置は複数のビデオカメラであり、該複数カメラは一定の距離を離間し、かつ該複数カメラの光軸が平行であり、該複数カメラによる撮像対象である該患部の多視点映像を出力する機能を持ち、視点の異なる映像を前記モニター装置であるディスプレイ上に表示することを特徴とするビデオカメラシステム。
2. 請求項１に記載のビデオカメラシステムにおいて、該複数ビデオカメラの近傍にレーザーポインタ配置し、該ポインタの光軸を該カメラ光軸に平行または一致させ、該レーザーポインタ照射によって指示されるポイント輝点を撮像対象の該患部に照射し、モニターディスプレイ上に表示される映像から撮像対象患部の位置を特定することを特徴とするビデオカメラシステム。
3. 請求項１に記載のビデオカメラシステムにおいて、該複数ビデオカメラの近傍に複数のレーザーポインタを該ポインタの光軸を該カメラ光軸と平行または一致させて離間配置し、該レーザーポインタ照射によってレーザーポインタのポイント輝点を撮像対象の該患部に照射し、モニター上に該カメラ画面上の複数レーザーポインタ輝点映像でのピクセル数と該複数レーザーポインタとの配設間距離から撮像対象である該患部の大きさを把握することを特徴とするシステム。
4. 請求項１に記載のビデオカメラシステムにおいて、該複数ビデオカメラの近傍に複数のレーザーポインタを該ポインタの光軸を互いに交差させて離間配置し、該レーザーポインタを撮像対象の該患部に向けて照射することにより、モニターディスプレイ上に表示される該ポイント輝点映像のポイント輝点距離のピクセル数と該複数レーザーポインタとの互いの配設間距離と該交差角とから撮像対象である該患部の距離を把握することを特徴とするシステム。
5. 請求項４に記載のビデオカメラシステムにおいて、光軸交差させる該複数レーザーポインタは異なるポインタ色のレーザーポインタであることを特徴とするシステム。
6. 請求項４または請求項５に記載の距離情報を得る機能を持つビデオカメラシステムにおいて、該交差レーザーポインタの照射線が含まれる平面の近傍に該平面と平行でかつカメラ光軸と平行な照射光軸を持つ別のレーザーポインタを配置し、その照射輝点を治療対象患部方向に照射し、治療対象患部上のポイント輝点の映像から該患部の大きさを把握することを特徴とするシステム。
7. 請求項３に記載のビデオカメラシステムにおいて、該ビデオカメラ光軸に平行な光軸をもつ複数のレーザーポインタの照射線が含まれる平面に対して斜行して交差する平面内に照射線を有するレーザーポインタを該複数ビデオカメラ近傍に配置して照射することにより、該カメラの光軸と交差角を持つレーザーポインタのポイント輝点と該ビデオカメラ光軸に平行な光軸をもつ複数のレーザーポインタのポイント輝点を表示するモニターディスプレイ映像から該患部とビデオカメラとの距離と該患部の大きさを把握することを特徴とするシステム。
8. 請求項２〜７の手段により該患部の大きさまたは距離情報をモニターディスプレイ上に表示することを特徴とするシステム。
9. 歯科医療に際し患部を撮影する電子カメラ装置と該カメラ装置により撮影された出力映像を表示するモニター装置とからなるカメラシステムにおいて、該カメラ装置は複数のビデオカメラであり、該複数カメラは一定の距離を離間し、該複数カメラによる撮像対象である該患部の多視点映像を出力する機能を持ち、一つのビデオカメラ光軸に一致するレーザーポインタの照射輝点を該患部に照射し、該輝点と複数カメラ間の配設距離と互いのビデオカメラ光軸交差角による視点の異なる映像の画像ピクセルずれから該患部の距離または大きさを把握することを特徴とするシステム。
10. 請求項１〜１０のビデオカメラシステムと無影灯と組み合わせることを特徴とするシステム。
11. 請求項１〜１１に記載のカメラシステムにおいて、ビデオカメラの映像出力選択、ズーミング制御、フォーカス制御、表示画面の切り替え、レーザーポインタ照射可否の制御、撮像対象の距離、大きさ情報の表示制御、無影灯の照明コントロールをフットスイッチによって行うことを特徴とするシステム。

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