JP3093875B2 - Stereoscopic endoscope - Google Patents

Stereoscopic endoscope

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JP3093875B2
JP3093875B2 JP04149699A JP14969992A JP3093875B2 JP 3093875 B2 JP3093875 B2 JP 3093875B2 JP 04149699 A JP04149699 A JP 04149699A JP 14969992 A JP14969992 A JP 14969992A JP 3093875 B2 JP3093875 B2 JP 3093875B2
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明彦 望田
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敏彦 橋口
謙二 吉野
均 唐沢
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、視差のある被写体を得
て、立体観察可能とする立体視内視鏡に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a stereoscopic endoscope for obtaining an object having parallax and enabling stereoscopic observation.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、体腔内に細長な挿入部を挿入する
ことにより、体腔内の臓器を観察したり、必要に応じ、
処置具チャンネル内に挿入した処置具を用いて、各種治
療処置のできる内視鏡が広く用いられている。また、ボ
イラー・ガスタービンエンジン・化学プラント等の配管
・自動車エンジンのボディ等の内部の傷や腐蝕等の観察
や検査等に、工業用内視鏡が広く利用されている。
2. Description of the Related Art In recent years, by inserting an elongated insertion portion into a body cavity, it is possible to observe an organ in the body cavity, and if necessary,
2. Description of the Related Art An endoscope capable of performing various medical treatments using a treatment tool inserted into a treatment tool channel is widely used. In addition, industrial endoscopes are widely used for observing and inspecting internal scratches and corrosion of pipes of boilers, gas turbine engines, chemical plants, etc., bodies of automobile engines, and the like.

【0003】前記内視鏡には、挿入部が軟性で、口腔等
から屈曲した体腔内を挿通して、体腔内の患部を観察、
あるいは診断できる軟性内視鏡がある。また、前記内視
鏡としては、挿入部が硬性で、目的部位に向けて直線的
に挿入される硬性内視鏡がある。
The endoscope has a flexible insertion portion, and is inserted through a body cavity bent from the mouth or the like to observe an affected part in the body cavity.
Alternatively, there is a flexible endoscope that can be diagnosed. Further, as the endoscope, there is a rigid endoscope in which an insertion portion is rigid and is linearly inserted toward a target portion.

【0004】前記軟性内視鏡は、光学式のものでは、可
撓性のイメージガイドファイバを用い、このファイバを
像伝達手段としている。
In the case of the optical endoscope, a flexible image guide fiber is used as the flexible endoscope, and this fiber is used as an image transmitting means.

【0005】また、前記硬性内視鏡は、挿入部が硬性で
あるので、狙撃性に優れていると共に、像伝達手段とし
て、一般にリレー光学系を用いて、光学像を得るように
なっている。
In addition, the rigid endoscope has a rigid insertion portion, so that it has excellent snipering properties and obtains an optical image by using a relay optical system as an image transmitting means. .

【0006】さらに、硬性内視鏡も含め内視鏡には、光
学像を肉眼で直接観察するものと、電荷結合素子(CC
D)等の固体撮像素子を撮像手段に用いたものが提案さ
れている。
Further, endoscopes including rigid endoscopes include those for directly observing an optical image with the naked eye and those for a charge-coupled device (CC).
A device using a solid-state imaging device such as D) as an imaging means has been proposed.

【0007】前述した各内視鏡は、検査対象例えば体腔
内を、遠近感の無い平面として見るものがほとんどであ
る。しかし、従来の内視鏡は、診断指標として非常に重
要な、例えば体腔内壁表面の微細な凹凸を観察すること
が困難であった。これに対処するため、立体視内視鏡が
提案されている。例えば、特開昭57−69839号公
報には、二本で一対のイメージガイドの各一端にそれぞ
れ対物レンズを設け、他端に接眼レンズを設けたものが
開示されている。この立体視内視鏡では、前記二本のイ
メージガイドを一対として、内視鏡挿入部に内装し、一
対の対物レンズと観察対象点とのなす輻輳角を立体視可
能な角度となるようにして、体腔内を立体的に観察でき
るようにしている。
[0007] Most of the above-mentioned endoscopes generally view an object to be inspected, for example, the inside of a body cavity as a plane without perspective. However, it has been difficult for conventional endoscopes to observe minute irregularities, which are very important as diagnostic indices, for example, on the inner wall surface of a body cavity. To cope with this, a stereoscopic endoscope has been proposed. For example, Japanese Patent Laying-Open No. 57-69839 discloses an image guide in which an objective lens is provided at each end of a pair of image guides and an eyepiece is provided at the other end. In this stereoscopic endoscope, the two image guides are installed as a pair in an endoscope insertion portion so that the angle of convergence between the pair of objective lenses and the observation target point is set to an angle capable of stereoscopic viewing. Thus, the inside of the body cavity can be observed three-dimensionally.

【0008】前記従来の立体視内視鏡は、軟性内視鏡に
適用した例であるが、立体視硬性内視鏡としては、二つ
のリレー光学系を平行して配置し、二つのリレー光学系
で得られる光学像をCCD等で撮像し、立体的な観察を
可能とするものがある。また、米国特許4,924,8
35号公報には、二つの光伝達手段と、二つのシャッタ
とを備え、これら光伝達手段で得られる二つの光像をシ
ャッタで交互に遮蔽し、立体観察を可能としているもの
が記載されている。
The above conventional stereoscopic endoscope is an example applied to a flexible endoscope. As a stereoscopic rigid endoscope, two relay optical systems are arranged in parallel, and two relay optical systems are arranged. Some systems capture an optical image obtained by a system using a CCD or the like and enable three-dimensional observation. Also, U.S. Pat.
Japanese Patent Application Publication No. 35-35300 discloses an apparatus which includes two light transmission means and two shutters, and alternately shields two light images obtained by these light transmission means with shutters to enable stereoscopic observation. I have.

【0009】前述したように、立体視内視鏡は、視差を
有する左右の光学像を観察者に提供するものである。観
察者が、特殊なメガネを介して肉眼で(直接)観察する
ことにより立体感を得るものがある一方、左右の被写体
像をモニタに表示して、立体像として観察できるように
した装置もある。
As described above, the stereoscopic endoscope provides the left and right optical images having parallax to the observer. While some observers obtain a three-dimensional effect by observing (directly) with the naked eye through special glasses, there are also devices that display left and right subject images on a monitor so that they can be observed as a three-dimensional image. .

【0010】この装置では、立体視内視鏡の光学像を撮
像手段により電気信号に変換し、この電気信号を信号処
理してモニタに表示している。その表示には、同時に左
右像を表示するものと、交互に表示するものとがある。
In this device, an optical image of a stereoscopic endoscope is converted into an electric signal by an image pickup means, and the electric signal is processed and displayed on a monitor. There are two types of display, one displaying the left and right images simultaneously and the other displaying the images alternately.

【0011】いずれの表示方式のものでも、観察像画面
上に中央に位置する物体の左右の像が、前記メガネを介
して見た被写体像が画面上で一致することで、見やすい
立体感のある像として観察される。
In any of the display methods, the left and right images of the object located at the center on the observation image screen match the object image viewed through the glasses on the screen, thereby providing an easy-to-view three-dimensional effect. Observed as an image.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】従来の立体視内視鏡で
は、二つの光学系を用いて視差の有る像を得るようにし
ている。そのため、従来の立体視内視鏡では、前記二つ
の光学系の差、例えば倍率の差、収差、光軸のズレ等に
よって、左像と右像とのズレが発生する。このズレは、
例えばモニタ上での表示位置のズレ、あるいは本来得ら
れる像とは異なり、像自体の形の違いとなって現れる。
In a conventional stereoscopic endoscope, an image having parallax is obtained using two optical systems. Therefore, in the conventional stereoscopic endoscope, a difference between the left image and the right image occurs due to a difference between the two optical systems, for example, a difference in magnification, an aberration, a deviation of an optical axis, and the like. This gap is
For example, it appears as a displacement of the display position on the monitor or a difference in the shape of the image itself, unlike the originally obtained image.

【0013】左像と右像とは視差を有しているので、輪
郭などにズレはあるにしても、左右像の表示位置のズレ
量が適正範囲にあれば、観察者は、一致した像として違
和感なく(別々の像として感じることなく)立体感有る
像として観察できる。つまり、立体的な一つの像として
認識することができる。しかし、表示位置のズレ量が大
きすぎると、像が一つにならず、ブレて(だぶって)見
える。このとき、観察者は、像を立体的に認識できない
ばかりでなく、非常に疲労感をもよおす。
[0013] Since the left image and the right image have parallax, if there is a shift in the outline or the like, and if the shift amount of the display position of the left and right images is within an appropriate range, the observer will be able to see the matched image. It can be observed as a three-dimensional image without discomfort (without feeling as separate images). That is, it can be recognized as one stereoscopic image. However, if the shift amount of the display position is too large, the images are not united and the image is blurred (blurred). At this time, the observer not only cannot recognize the image three-dimensionally but also feels very tired.

【0014】本発明は、前記事情に鑑みてなされたもの
で、視差の有る二つの被写体像の差を小さくして、最適
な立体感が得られると共に、観察者の疲労感を少なくで
きる立体視内視鏡装置を提供することを目的としてい
る。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and a stereoscopic vision which can reduce the difference between two subject images having parallax to obtain an optimal stereoscopic effect and reduce the fatigue of the observer. It is intended to provide an endoscope device.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】本発明の立体視内視鏡
は、被写体からの反射光を複数の異なる色で、かつ視差
を有する光学像として透過する色フィルタと、前記色フ
ィルタを透過した複数の色光学像が、同一光軸を通るよ
うに光学的に合成する光学的合成手段と、前記光学的合
成手段を経た複数の色光学像を伝達する光伝達手段と、
前記光伝達手段により伝達された複数の色光学像を、そ
れぞれ分離する分離手段と、前記分離手段が分離した複
数の色光学像を入射して、電気信号に変換する撮像手段
とを備えている。
SUMMARY OF THE INVENTION A stereoscopic endoscope according to the present invention includes a color filter that transmits reflected light from a subject in a plurality of different colors as an optical image having parallax, and a color filter that transmits the color filter. A plurality of color optical images, optical combining means for optically combining so as to pass through the same optical axis, and a light transmitting means for transmitting the plurality of color optical images through the optical combining means,
A separation unit configured to separate the plurality of color optical images transmitted by the light transmission unit, and an imaging unit configured to input the plurality of color optical images separated by the separation unit and convert the plurality of color optical images into electric signals. .

【0016】[0016]

【作用】本発明は、前記光学的合成手段により、前記色
フィルタを透過した複数の色光学像が、同一光軸を通る
ように光学的に合成し、この複数の色光学像を前記光伝
達手段により伝達して、前記複数の色光学像間の差を小
さくしている。
According to the present invention, the plurality of color optical images transmitted through the color filter are optically combined by the optical combining means so as to pass through the same optical axis, and the plurality of color optical images are transmitted by the light transmitting means. Means for reducing the difference between the plurality of color optical images.

【0017】[0017]

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図1は本発明の第1実施例に係り、図1(a)は
立体視硬性内視鏡の構成図、図1(b)は色回転フィル
タである。本実施例の立体視内視鏡を説明するにあた
り、硬性鏡を例に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 relates to a first embodiment of the present invention. FIG. 1 (a) is a configuration diagram of a stereoscopic rigid endoscope, and FIG. 1 (b) is a color rotation filter. In describing the stereoscopic endoscope of the present embodiment, a rigid endoscope will be described as an example.

【0018】図1(a)に示す立体視硬性内視鏡1は、
二つの対物レンズと、一つのリレー光学系とを有し、立
体観察のため視差の有る左右の被写体像を得ることがで
きるようにしたものである。この立体視硬性内視鏡1
は、硬性の挿入部2と、この挿入部2に連結された太径
の操作保持部3とを備えている。前記操作保持部3は、
後方にケーブル4を延出している。
The stereoscopic rigid endoscope 1 shown in FIG.
It has two objective lenses and one relay optical system so that left and right subject images having parallax can be obtained for stereoscopic observation. This stereoscopic rigid endoscope 1
Includes a rigid insertion portion 2 and a large-diameter operation holding portion 3 connected to the insertion portion 2. The operation holding unit 3 includes:
The cable 4 extends rearward.

【0019】また、前記立体視硬性内視鏡1は、ケーブ
ル4を介して、図示しない制御装置に電気的に接続され
ている。前記制御装置は、前記照明光学系への照明光の
供給を行っている。そして、前記立体視硬性内視鏡1
は、図示しない照明光学系を内設し、前記制御装置から
の照明光を被写体に照射するようになっている。
The rigid stereoscopic endoscope 1 is electrically connected to a control device (not shown) via a cable 4. The control device supplies illumination light to the illumination optical system. Then, the stereoscopic rigid endoscope 1
Is provided with an illumination optical system (not shown), and illuminates the subject with illumination light from the control device.

【0020】前記挿入部46には、先端側から順に、色
回転フィルタ5と、複数のレンズからなる左右の対物レ
ンズ6a,6bとを有し、対物レンズ6a,6bの間に
は、それぞれ絞り7a,7bを介装している。
The insertion section 46 has a color rotation filter 5 and left and right objective lenses 6a and 6b composed of a plurality of lenses in this order from the front end side. A stop is provided between the objective lenses 6a and 6b. 7a and 7b are interposed.

【0021】前記色回転フィルタ5は、図1(b)に示
すように、赤(R),緑(G),青(B)の各色を透過
する円形のフィルタ5r,5g,5bを設けている。こ
の色回転フィルタ5は、図示しない回転手段により、軸
を中心に回転するようになっている。フィルタ5r,5
g,5bは、色回転フィルタ5の軸を中心に均等に12
0度に配置されている。
As shown in FIG. 1B, the color rotation filter 5 includes circular filters 5r, 5g and 5b that transmit red (R), green (G) and blue (B) colors. I have. The color rotation filter 5 is configured to rotate about an axis by rotation means (not shown). Filters 5r, 5
g and 5b are equally 12 around the axis of the color rotation filter 5.
It is arranged at 0 degrees.

【0022】前記対物レンズ6a,6bは、色回転フィ
ルタ5の中心軸に120度に配置され、フィルタ5r,
5g,5bのうち、いずれか二つが対向するように、配
置されている。さらに、前記対物レンズ6a及び絞り7
aと、対物レンズ6b及び絞り7bとは、その光軸の延
長線が、挿入部2の前方で、かつ所定の距離で交差する
ように、内側に向けて斜めに配置されている。この光軸
の延長線の交差点を以下、物点と称する。
The objective lenses 6a and 6b are arranged at 120 degrees to the center axis of the color rotation filter 5, and the filters 5r and
5g and 5b are arranged such that any two of them face each other. Further, the objective lens 6a and the aperture 7
a, the objective lens 6b, and the aperture 7b are arranged obliquely inward so that the extension of the optical axis intersects the insertion section 2 at a predetermined distance. The intersection of the extension of the optical axis is hereinafter referred to as an object point.

【0023】前記対物レンズ6a,6bには、物点から
きた光を、前記色回転フィルタ5のフィルタ5r,5
g,5bのうち、いずれか二つを透過し、色被写体像と
して入射するようになっている。この色回転フィルタ5
は回転するので、赤,緑,青のうち二つの色の光が、対
物レンズ6a,6bに入射すると共に、回転に応じて順
次変化していくことになる。
The objective lenses 6a and 6b apply light coming from an object point to the filters 5r and 5r of the color rotation filter 5.
g or 5b, any two of which are transmitted and enter as a color subject image. This color rotation filter 5
Rotates, light of two colors of red, green and blue enters the objective lenses 6a and 6b and changes sequentially according to the rotation.

【0024】前記挿入部2は、色回転フィルタ5を透過
した色被写体像を、同一光軸を通るように光学的に合成
する光学的合成手段としての、反射ミラー8a,8b
と、合成プリズム9とを有している。反射ミラー8a,
8bは、それぞれ対物レンズ6a,6bの後方に配置さ
れ、合成プリズム9の左右の側部に向けて、対物レンズ
6a,6bからの光をそれぞれ反射するように配置され
ている。この合成プリズム9は、例えば二つの三角プリ
ズムを合わせたものである。一方の三角プリズムに入射
した反射ミラー8aからの反射光は、この一方の三角プ
リズムにより反射され、二つのプリズムの境界面を透過
し、前記色回転フィルタ5の中心軸に一致した光軸に沿
って、後方に進ようになっている。また、他方の三角プ
リズムに入射した反射ミラー8bからの反射光は、二つ
のプリズムの境界面で反射して、前記光軸に沿って、後
方に進ようになっている。
The insertion section 2 includes reflection mirrors 8a and 8b as optical combining means for optically combining color subject images transmitted through the color rotation filter 5 so as to pass through the same optical axis.
And a combining prism 9. Reflection mirror 8a,
Reference numerals 8b are arranged behind the objective lenses 6a and 6b, respectively, and are arranged so as to reflect light from the objective lenses 6a and 6b toward the left and right sides of the combining prism 9, respectively. This combining prism 9 is, for example, a combination of two triangular prisms. The reflected light from the reflection mirror 8a incident on one triangular prism is reflected by the one triangular prism, passes through the boundary surface between the two prisms, and travels along the optical axis coincident with the central axis of the color rotation filter 5. And go backwards. The reflected light from the reflection mirror 8b that has entered the other triangular prism is reflected at the boundary surface between the two prisms, and travels backward along the optical axis.

【0025】また、前記挿入部2は、合成プリズム9に
より光軸が一致するように合成された二つの色被写体像
を同時に伝達する一つのリレー光学系10を有してい
る。
The insertion section 2 has one relay optical system 10 for simultaneously transmitting two color subject images synthesized by the synthesizing prism 9 so that the optical axes coincide with each other.

【0026】前記操作把持部3には、リレー光学系10
が伝達した二つの色被写体像を分離する分離手段として
の三色分離プリズム11が配置されている。この三色分
離プリズム11は、リレー光学系10からの光を赤,
緑,青の三色光にそれぞれ分離するものである。三色分
離プリズム11は、リレー光学系10からの光のうち、
青色光のみを反射し他を透過する第1の反射面と、第1
の反射面を透過した赤,緑色光のうち、緑のみを反射し
赤をそのまま透過する第2反射面とを有している。
The operation gripping part 3 has a relay optical system 10
A three-color separation prism 11 is disposed as a separation unit that separates the two color subject images transmitted by. The three-color separation prism 11 converts the light from the relay optical system 10 into red,
It separates the light into green and blue light. The three-color separation prism 11 includes, among the light from the relay optical system 10,
A first reflecting surface that reflects only blue light and transmits the other,
And a second reflection surface that reflects only green of the red and green light transmitted through the reflection surface and transmits red as it is.

【0027】前記操作把持部3には、三色分離プリズム
11が分離した赤,緑,青の各色被写体像をそれぞれ独
立に入射し、電気信号に変換する撮像手段としての三つ
のCCD12r,g,bを配置している。これら赤用,
緑用,青用CCD12r,g,bは、分離された赤,
緑,青の光軸上に配置され、各色被写体像を撮像するよ
うになっている。これらCCD12r,g,bが出力す
る電気信号は、前記ケーブル4を介して、図示しない制
御装置に出力される。
Three CCDs 12r, 12g, and 12g as image pickup means for independently receiving object images of red, green, and blue respectively separated by the three-color separation prism 11 and converting them into electric signals. b is arranged. For these red,
The green and blue CCDs 12r, g, and b are separated red,
It is arranged on the green and blue optical axes, and captures a subject image of each color. The electric signals output by the CCDs 12r, g, and b are output to a control device (not shown) via the cable 4.

【0028】前記CCD12r,g,bは、視差の有る
色被写体像を二つずつ撮像し、順次出力している。前記
制御装置は、CCD12r,g,bが二つ同時に出力す
る電気信号を信号処理し、図示しないモニタは、処理さ
れた信号を立体的なカラー被写体像として表示する。
The CCDs 12r, g, and b take color object images having parallax two by two and output them sequentially. The controller processes the electrical signals output from the two CCDs 12r, g, and b simultaneously, and a monitor (not shown) displays the processed signals as a three-dimensional color subject image.

【0029】また、前記制御装置は、CCD12r,
g,bを駆動すると共に、出力された電気信号を信号処
理し、前記モニタに視差の有る二つのカラー被写体像を
1秒間に、例えば30回交互に表示するようになってい
る。観察者は、遮光メガネを介して、モニタに表示され
た被写体像を立体像として観察できるようになってい
る。遮光メガネは、表示画像に同期して、左右が交互に
遮光されるようになっている。これは、残像現象を利用
して観察者に立体感を与えるもので、対物レンズ7a,
7bにより得られた二つの被写体像が視差を有するの
で、立体像として観察できる。
The control device includes a CCD 12r,
In addition to driving g and b, the output electric signal is signal-processed, and two color subject images having parallax are alternately displayed on the monitor, for example, 30 times a second. The observer can observe the subject image displayed on the monitor as a stereoscopic image through the light-shielding glasses. The light-shielding glasses are configured to alternately shield the left and right in synchronization with the display image. This is to give the observer a three-dimensional effect by using the afterimage phenomenon, and the objective lens 7a,
Since the two subject images obtained by 7b have parallax, they can be observed as a three-dimensional image.

【0030】前記構成で、色回転フィルタ5を回転さ
せ、対物レンズ6a,6bには、赤,緑,青のうちいず
れか二つが対向し、そのときの二つの色被写体像が得ら
れる。これが、色回転フィルタ5の回転に応じて、繰り
返され、二つの色被写体像が同時に得られると共に、時
系列的に繰り返し得られる。フィルタ及びCCDで得ら
れる色被写体像と、左右の像との関係について表1に示
す。
With the above configuration, the color rotation filter 5 is rotated, and any two of red, green and blue are opposed to the objective lenses 6a and 6b, and two color subject images at that time are obtained. This is repeated in accordance with the rotation of the color rotation filter 5, so that two color subject images can be obtained at the same time and can be obtained in a time-series manner. Table 1 shows the relationship between the color subject images obtained by the filter and the CCD and the left and right images.

【0031】[0031]

【表1】 表1に示すように、対物レンズ6aに赤の被写体像が入
射した場合、対物レンズ6bには、緑の被写体像が入射
する。次に色回転フィルタ5が回転して、対物レンズ6
aに緑の被写体像が入射した場合、対物レンズ6bに
は、青の被写体像が入射する。さらに、色回転フィルタ
5が回転して、対物レンズ6aに青の被写体像が入射し
た場合、対物レンズ6bには、赤の被写体像が入射す
る。
[Table 1] As shown in Table 1, when a red subject image enters the objective lens 6a, a green subject image enters the objective lens 6b. Next, the color rotation filter 5 is rotated and the objective lens 6 is rotated.
When a green subject image is incident on a, a blue subject image is incident on the objective lens 6b. Further, when the color rotation filter 5 rotates and a blue subject image enters the objective lens 6a, a red subject image enters the objective lens 6b.

【0032】前記CCDr,g,bは、対物レンズ6
a,6bのいずれか一方を経て得られるそれぞれの色の
被写体像を撮像する。これらCCDr,g,bの撮像及
び読み出しのタイミングは、前記制御装置により制御さ
れていると共に、制御装置の制御の基、色回転フィルタ
5の回転のタイミングと同期している。
The CCDs r, g, b are connected to an objective lens 6
A subject image of each color obtained through one of a and 6b is captured. The imaging and reading timings of the CCDs r, g, and b are controlled by the control device and synchronized with the rotation timing of the color rotation filter 5 under the control of the control device.

【0033】前記制御装置は、例えば図示しない六つの
フレームメモリを有し、各CCDが撮像した出力信号を
図示しないセレクタを介して、順次、六つのフレームメ
モリに格納してゆく。六つのフレームメモリに格納され
た映像信号は、前記制御装置により左のR,G,Bの色
信号が同時化されて左の映像信号(被写体像)となると
共に、右のR,G,Bの色信号が同時化されて右の映像
信号(被写体像)となる。前記モニタには、右の被写体
像が右目用として表示される一方、左の被写体像が左目
用として表示される。観察者は、遮光メガネを介して、
立体感のある被写体像を観察できる。
The control device has, for example, six frame memories (not shown), and sequentially stores output signals picked up by each CCD in the six frame memories via selectors (not shown). The video signals stored in the six frame memories are converted into the left video signal (subject image) by synchronizing the left R, G, B color signals by the control device, and the right R, G, B Are synchronized to form a right video signal (subject image). On the monitor, the right subject image is displayed for the right eye, while the left subject image is displayed for the left eye. The observer, through the shading glasses,
A three-dimensional subject image can be observed.

【0034】本実施例では、左右の像を伝達するのに、
一つのリレー光学系のみで行っているので、二つの光学
系を用いているものより、左右の像の差を小さくでき
る。従って、左右の像のバランスが良く、モニタ上の表
示位置のズレも少なくなり、観察者にとっては、見やす
く、疲労感の少ない立体的な観察ができる。
In this embodiment, when transmitting the left and right images,
Since only one relay optical system is used, the difference between the left and right images can be smaller than that using two optical systems. Therefore, the balance between the left and right images is good, the displacement of the display position on the monitor is small, and the observer can easily view and can perform three-dimensional observation with less fatigue.

【0035】尚、立体視を実現させる方式としては、前
述した同一モニタに左右の像を交互に表示するもの以外
に、同時に表示するものでも良い。また、本実施例は、
立体視硬性内視鏡だけでなく、光伝達手段としてリレー
光学系に代え、可撓性のあるイメージガイドファイバを
用いた軟性の立体視内視鏡にも適用できる。
As a method for realizing stereoscopic vision, a method for simultaneously displaying left and right images on the same monitor as described above may be used, as well as a method for simultaneously displaying the left and right images. Also, the present embodiment
The present invention can be applied not only to a stereoscopic rigid endoscope but also to a soft stereoscopic endoscope using a flexible image guide fiber instead of a relay optical system as a light transmitting means.

【0036】図2は本発明の第2実施例に係り、図2
(a)は立体視硬性内視鏡の構成図、図2(b)は色回
転フィルタの構成図である。
FIG. 2 relates to a second embodiment of the present invention.
2A is a configuration diagram of a stereoscopic rigid endoscope, and FIG. 2B is a configuration diagram of a color rotation filter.

【0037】本実施例は、第1実施例の構成に加えて、
第3の対物レンズ6c、第3の絞り7c、及び第3の反
射ミラー8cとを有し、赤,緑,青の色被写体像を同時
に撮像する構成となっている。その他、構成及び作用に
ついては第1実施例と同様の点については、同じ符号を
付して説明を省略すると共に、異なる点についてのみ説
明する。
In this embodiment, in addition to the configuration of the first embodiment,
It has a third objective lens 6c, a third stop 7c, and a third reflection mirror 8c, and is configured to simultaneously capture red, green, and blue color subject images. In addition, the same components as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals and the description thereof will be omitted, and only different points will be described.

【0038】図2(a)に示す立体視硬性内視鏡14
は、図2(b)に示す前記色回転フィルタ5の三つのフ
ィルタに対向するように、対物レンズ6a,6c,6c
を前記中心軸に均等に120度に配置している。
A rigid stereoscopic endoscope 14 shown in FIG.
Are objective lenses 6a, 6c, 6c so as to face three filters of the color rotation filter 5 shown in FIG.
Are uniformly arranged at 120 degrees to the center axis.

【0039】前記対物レンズ6c及び絞り7cは、対物
レンズ6a,6b及び絞り7a,7bの光軸の延長線
が、挿入部2の前方で、かつ所定の距離で交差するよう
に、内側に向けて斜めに配置されている。この光軸の延
長線の交差点を以下、物点と称する。
The objective lens 6c and the aperture 7c are directed inward so that the extension lines of the optical axes of the objective lenses 6a and 6b and the apertures 7a and 7b intersect at a predetermined distance in front of the insertion section 2. Are arranged diagonally. The intersection of the extension of the optical axis is hereinafter referred to as an object point.

【0040】前記対物レンズ6a,6b,6cには、回
転する前記色回転フィルタ5のフィルタ5r,5g,5
bのいずれかを透過した色被写体像が、それぞれ入射す
るようになっている。
The objective lenses 6a, 6b, 6c are provided with filters 5r, 5g, 5 of the rotating color rotation filter 5.
Each of the color subject images transmitted through any of b is incident.

【0041】光学的合成手段としては、反射ミラー8
a,8b,8cと、光路合成三角プリズム15が設けら
れている。反射ミラー8a,8b,8cは、それぞれ対
物レンズ6a,6b,6cの後方に配置され、光路合成
三角プリズム15に向けて、対物レンズ6a,6b,6
cからの光を、それぞれ反射するように配置されてい
る。
As the optical synthesizing means, the reflection mirror 8 is used.
a, 8b, 8c and an optical path combining triangular prism 15 are provided. The reflecting mirrors 8a, 8b, 8c are disposed behind the objective lenses 6a, 6b, 6c, respectively, and are directed toward the optical path combining triangular prism 15 to the objective lenses 6a, 6b, 6c.
The light from c is arranged to reflect each.

【0042】前記光路合成三角プリズム15は、反射ミ
ラー8a,8b,8cが反射した各色被写体像の光軸が
一致するように合成し、前記リレー光学系10は、三つ
の色被写体像を同時に伝達するようになっている。
The optical path synthesizing triangular prism 15 synthesizes the respective color subject images reflected by the reflecting mirrors 8a, 8b, 8c so that the optical axes of the respective color subject images coincide, and the relay optical system 10 simultaneously transmits three color subject images. It is supposed to.

【0043】前記赤用,緑用,青用CCD12r,g,
bは、リレー光学系10が伝達した色被写体像をそれぞ
れ撮像する。
The red, green, and blue CCDs 12r, g,
b captures the color subject image transmitted by the relay optical system 10, respectively.

【0044】本実施例では、第1実施例と同様に、信号
処理と表示をすることでもできるが、対物レンズ6cに
より得られた像と、他の対物レンズ6aまたは6bによ
り得られた像との間で、同様の信号処理と表示をするこ
ともできる。つまり、左右方向に限らず、他の(二つ
の)方向での立体観察が可能である。この観察には、一
つのモニタで、切り替えて表示するようしにしても良
い。
In this embodiment, as in the first embodiment, signal processing and display can be performed. However, the image obtained by the objective lens 6c and the image obtained by the other objective lens 6a or 6b can be used. In the same manner, similar signal processing and display can be performed. That is, stereoscopic observation is possible not only in the left-right direction but also in other (two) directions. This observation may be switched and displayed on one monitor.

【0045】あるいは、モニタを二つ、または三つ備え
て同時に表示するようにしても良い。複数の立体画像を
表示する場合には、前記フレームメモリ等の追加構成が
必要となる。その他の構成及び作用効果は、第1実施例
と同様で、説明を省略する。
Alternatively, two or three monitors may be provided and displayed simultaneously. When displaying a plurality of stereoscopic images, an additional configuration such as the frame memory is required. The other configuration and operation and effect are the same as those of the first embodiment, and the description is omitted.

【0046】図3は本発明の第3実施例に係る立体視硬
性内視鏡の構成図である。本実施例は、第1実施例の色
回転フィルタ5に代えて、固定式の色フィルタ17a,
17bを設けている一方、CCD12gを除いた構成と
なっている。その他、構成及び作用については、第1実
施例と同様じなので、同じ符号を付して説明を省略す
る。
FIG. 3 is a configuration diagram of a stereoscopic rigid endoscope according to a third embodiment of the present invention. In the present embodiment, instead of the color rotation filter 5 of the first embodiment, a fixed color filter 17a,
17b is provided, while the CCD 12g is omitted. Other configurations and operations are the same as those of the first embodiment, and thus the same reference numerals are given and the description is omitted.

【0047】図3に示す色フィルタ17aは、赤用のフ
ィルタ、色フィルタ17bは、青用のフィルタである。
CCD12r,12bは、それぞれ赤、青の被写体像を
撮像するようになっている。
The color filter 17a shown in FIG. 3 is a red filter, and the color filter 17b is a blue filter.
The CCDs 12r and 12b capture red and blue subject images, respectively.

【0048】本実施例では、視差の有る赤の被写体像
と、青の被写体像とが得られので、この像を同時に(ま
たは交互に)表示すれば、立体感のある被写体像を得る
ことができる。ただし、カラー画像にはならず、赤と青
の被写体像となる。
In this embodiment, a red subject image having parallax and a blue subject image are obtained. If these images are displayed simultaneously (or alternately), a subject image having a three-dimensional effect can be obtained. it can. However, it is not a color image but a red and blue subject image.

【0049】本実施例は、制御装置側の処理回路が簡単
な構成で済むという利点がある。また、左右の像の差
は、第1実施例と同様に少なくすることができる。その
他の構成及び作用効果は、第1実施例と同様で、説明を
省略する。
The present embodiment has an advantage that the processing circuit on the control device side can have a simple configuration. The difference between the left and right images can be reduced as in the first embodiment. The other configuration and operation and effect are the same as those of the first embodiment, and the description is omitted.

【0050】[0050]

【発明の効果】前述したように本発明の立体視内視鏡に
よれば、視差の有る二つの被写体像の差を小さくするこ
とができ、最適な立体感が得られると共に、観察者の疲
労感を少なくできるできるという効果がある。
As described above, according to the stereoscopic endoscope of the present invention, the difference between two subject images having parallax can be reduced, so that an optimal stereoscopic effect can be obtained and the fatigue of the observer can be obtained. There is an effect that the feeling can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】図1は第1実施例に係る立体視硬性内視鏡及び
色回転フィルタの構成図。
FIG. 1 is a configuration diagram of a stereoscopic rigid endoscope and a color rotation filter according to a first embodiment.

【図2】図2は第2実施例に係る立体視硬性内視鏡及び
色回転フィルタの構成図。
FIG. 2 is a configuration diagram of a stereoscopic rigid endoscope and a color rotation filter according to a second embodiment.

【図3】図3は第3実施例に係る立体視硬性内視鏡の構
成図。
FIG. 3 is a configuration diagram of a stereoscopic rigid endoscope according to a third embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…立体視硬性内視鏡 2…挿入部 3…操作保持部 5…対物レンズ 6a,6b…対物レンズ 7a,7b…絞り 8a,8b…反射ミラー 9…合成プリズム 10…リレー光学系 11…三色分離プリズム 12r,12g,12b…CCD DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Stereoscopic rigid endoscope 2 ... Insertion part 3 ... Operation holding part 5 ... Objective lens 6a, 6b ... Objective lens 7a, 7b ... Stop 8a, 8b ... Reflection mirror 9 ... Synthetic prism 10 ... Relay optical system 11 ... Three Color separation prism 12r, 12g, 12b ... CCD

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 進 東京都渋谷区幡ヶ谷2丁目43番2号 オ リンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 望田 明彦 東京都渋谷区幡ヶ谷2丁目43番2号 オ リンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 深谷 孝 東京都渋谷区幡ヶ谷2丁目43番2号 オ リンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 橋口 敏彦 東京都渋谷区幡ヶ谷2丁目43番2号 オ リンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 吉野 謙二 東京都渋谷区幡ヶ谷2丁目43番2号 オ リンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 唐沢 均 東京都渋谷区幡ヶ谷2丁目43番2号 オ リンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 斎藤 圭介 東京都渋谷区幡ヶ谷2丁目43番2号 オ リンパス光学工業株式会社内 (56)参考文献 特開 平4−16812(JP,A) 特開 平1−185240(JP,A) 特開 平2−124132(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02B 23/24 A61B 1/00 A61B 1/00 300 G02B 23/26 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Susumu Takahashi 2-43-2 Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo Inside O-Limpus Optical Co., Ltd. (72) Inventor Akihiko Mochida 2-34-2 Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo Inside the Olympus Optical Co., Ltd. (72) Takashi Fukaya, Inventor 2-43-2 Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo Inside the Olympus Optical Co., Ltd. Toshihiko Hashiguchi 2-43-2, Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo Inside the Olympus Optical Co., Ltd. (72) Kenji Yoshino 2-43-2 Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo Inside the Olympus Optical Co., Ltd. Hitoshi Karasawa 2-43-2 Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo (72) Inventor Keisuke Saito 2-43-2 Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo O-limpus Optical Co., Ltd. (56) References JP-A-4-16812 (JP, A) JP-A-1-185240 (JP, A) JP-A-2-124132 (JP, A) (58) Fields studied (Int .Cl. 7 , DB name) G02B 23/24 A61B 1/00 A61B 1/00 300 G02B 23/26

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 被写体からの反射光を複数の異なる色
で、かつ視差を有する光学像として透過する色フィルタ
と、 前記色フィルタを透過した複数の色光学像が、同一光軸
を通るように光学的に合成する光学的合成手段と、 前記光学的合成手段を経た複数の色光学像を伝達する光
伝達手段と、 前記光伝達手段により伝達された複数の色光学像を、そ
れぞれ分離する分離手段と、 前記分離手段が分離した複数の色光学像を入射して、電
気信号に変換する撮像手段と、 を備えていることを特徴とする立体視内視鏡。
1. A color filter that transmits reflected light from a subject in a plurality of different colors as optical images having parallax, and a plurality of color optical images transmitted through the color filters pass through the same optical axis. Optical synthesizing means for optically synthesizing, light transmitting means for transmitting a plurality of color optical images having passed through the optical synthesizing means, separation for separating the plurality of color optical images transmitted by the light transmitting means, respectively A stereoscopic endoscope comprising: a unit; and an imaging unit that receives the plurality of color optical images separated by the separation unit and converts the image into an electric signal.
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