JP6912313B2 - 画像処理装置、カメラ装置及び画像処理方法 - Google Patents

Description

本開示は、例えば医療行為の際に得られた撮像画像を処理する画像処理装置、カメラ装置及び画像処理方法に関する。

例えば手術用の顕微鏡を用いて微細な手術対象の部位（人体の患部など）を観察しながら行う顕微鏡手術、あるいは内視鏡を用いて体内の手術対象の部位を観察しながら行う内視鏡手術などでは、手術対象の部位を含む観察画像を撮像してモニタに表示することが行われる。モニタ上に観察画像を表示することで、手術対象の部位が容易かつ精細に視認可能となり、手術に関わる複数の人がその部位の詳細を観察可能であり、手術部位の画像を確認しながらリアルタイムに状況把握できる。

この種のカメラ装置の先行技術として、例えば特許文献１の立体内視鏡装置が知られている。この立体内視鏡装置は、内視鏡によって広角側撮影画像（２Ｄ画像）、立体視用画像（３Ｄ画像）及びナビゲーション用の画像（全体画像）を取得するとともに、２Ｄ画像の一部に３Ｄ画像を表示し、３Ｄ画像の表示領域を制御する。これにより、画像の参照者の疲労感や緊張感を緩和できる。

特開２０１１−２０６４２５号公報

上述した医療用カメラシステムでは、手術や処置などが行われる対象部位の鮮明な視野を確保するため、できる限り高精細で視認性の良好な表示映像が望まれる。また、対象部位の立体視によって観察対象物の大きさや状態などの把握がより正確かつ容易にできるため、観察者に立体的な観察映像を提供する３Ｄ映像の要求が高まっている。特に微細部位の手術用途においては、高精細の３Ｄ映像が必要となるが、特許文献１のような従来技術では、観察映像の細部が鮮明に視認することが困難であるなどの課題があった。また、医療分野にて要求される高精細の３Ｄ映像を生成するために、視差を有する左眼用の画像（以下、「左眼画像」という）及び右眼用の画像（以下、「右眼画像」という）の撮像用に異なる２つのカメラを用いる必要があった。

また、高精度な３Ｄ映像をモニタに表示するためには、３Ｄ映像を構成する左眼画像及び右眼画像を高精度に生成する必要がある。しかし、高精度な左眼画像及び右眼画像を生成することは、実際の撮像光学系の設計上、必ずしも容易ではない。例えば、左眼画像の撮像用の左眼用レンズ、右眼画像の右眼用レンズのそれぞれの位置決め（例えば、平行に配置されているかどうかなど）やレンズ自体の製造ばらつきが原因となり、高精度な左眼画像及び右眼画像の生成が困難となることがある。このような位置決めや製造ばらつきの原因を完全に取り除くことは現実的には困難である。上述した特許文献１のような従来技術では、位置決めや製造ばらつきなどにより左眼用レンズ及び右眼用レンズが適正に配置されない場合、左眼画像及び右眼画像の一部の画質が劣化して３Ｄ映像の画質に影響を及ぼし、観察者にとって詳細な対象部位（例えば患部）の把握が困難となっていた。

本開示は、上述した従来の事情に鑑みて案出され、簡易なユーザ操作により、３Ｄ映像を構成する左眼画像及び右眼画像のそれぞれから画質の良好な部分を電子的に切り出し、１つのカメラにより高精細の３Ｄ映像を撮像して出力することが可能な画像処理装置、カメラ装置及び画像処理方法を提供することを目的とする。

本開示は、光学機器に入射した対象部位の光に基づいて、視差を有する左眼画像及び右眼画像の１画面上への撮像が可能なカメラヘッドと接続され、前記カメラヘッドにより撮像された前記左眼画像及び右眼画像の信号処理を施す画像処理部と、前記信号処理が施された前記左眼画像及び右眼画像をモニタに出力する出力制御部と、を備え、前記画像処理部は、前記モニタに表示された前記左眼画像及び右眼画像に基づくユーザ操作の調整信号に応じて、前記カメラヘッド内のイメージセンサのセンサ実効画素エリアの範囲内で、前記センサ実効画素エリアよりも小さい前記左眼画像及び右眼画像のデフォルトの切り出し範囲を個々に移動することで調整し、前記画像処理部は、調整後の前記左眼画像及び右眼画像の切り出し範囲の位置情報を対応付けて設定値記憶部に保存する、画像処理装置を提供する。

また、本開示は、光学機器に入射した対象部位の光に基づいて、視差を有する左眼画像及び右眼画像の１画面上への撮像が可能なカメラヘッドと、前記カメラヘッドにより撮像された前記左眼画像及び右眼画像の信号処理を施す画像処理部と、前記信号処理が施された前記左眼画像及び右眼画像をモニタに出力する出力制御部と、を備え、前記画像処理部は、前記モニタに表示された前記左眼画像及び右眼画像に基づくユーザ操作の調整信号に応じて、前記カメラヘッド内のイメージセンサのセンサ実効画素エリアの範囲内で、前記センサ実効画素エリアよりも小さい前記左眼画像及び右眼画像のデフォルトの切り出し範囲を個々に移動することで調整し、前記画像処理部は、調整後の前記左眼画像及び右眼画像の切り出し範囲の位置情報を対応付けて設定値記憶部に保存する、カメラ装置を提供する。

また、本開示は、光学機器に入射した対象部位の光に基づいて、視差を有する左眼画像及び右眼画像の１画面上への撮像が可能なカメラヘッドと接続された画像処理装置を用いた画像処理方法であって、前記カメラヘッドにより撮像された前記左眼画像及び右眼画像の信号処理を施すステップと、前記信号処理が施された前記左眼画像及び右眼画像をモニタに出力するステップと、前記モニタに表示された前記左眼画像及び右眼画像に基づくユーザ操作の調整信号に応じて、前記カメラヘッド内のイメージセンサのセンサ実効画素エリアの範囲内で、前記センサ実効画素エリアよりも小さい前記左眼画像及び右眼画像のデフォルトの切り出し範囲を個々に移動することで調整するステップと、調整後の前記左眼画像及び右眼画像の切り出し範囲の位置情報を対応付けて設定値記憶部に保存するステップと、を有する、画像処理方法を提供する。

本開示によれば、簡易なユーザ操作により、３Ｄ映像を構成する左眼画像及び右眼画像のそれぞれから画質の良好な部分を電子的に切り出すことができ、１つのカメラにより高精細の３Ｄ映像を撮像して出力することができる。

各実施の形態のカメラ装置を含む医療用カメラシステムを手術顕微鏡システムに適用した構成例を示すシステム構成図 各実施の形態の手術顕微鏡システムの外観例を示す図 各実施の形態のカメラ装置のカメラヘッド、及びＣＣＵの前面側の外観例を示す図 各実施の形態のカメラ装置のＣＣＵの背面側の外観例を示す図 各実施の形態のカメラ装置における２Ｄ映像撮像時の機能構成例を示すブロック図 各実施の形態のカメラ装置における３Ｄ映像撮像時の機能構成例を示すブロック図 実施の形態１のカメラ装置の画像処理部の機能構成例を示すブロック図 各実施の形態における２Ｄ映像の生成動作の概要例を示す説明図 各実施の形態における３Ｄ映像の生成動作の概要例を示す説明図 理想的な観察光学系の下での左眼画像及び右眼画像の切り出し位置の一例の説明図 現実的な観察光学系の下での左眼画像及び右眼画像のデフォルトの切り出し位置の第１例の説明図 図９Ｂに示される左眼画像及び右眼画像の撮像領域に対する、ユーザ操作に基づく切り出し位置の調整例の説明図 現実的な観察光学系の下での左眼画像及び右眼画像のデフォルトの切り出し位置の第２例の説明図 図９Ｄに示される左眼画像及び右眼画像の撮像領域に対する、ユーザ操作に基づく切り出し位置の調整例の説明図 実施の形態２のカメラ装置の画像処理部の機能構成の第１例を示すブロック図 ２Ｄモードから３Ｄモードへの切り替えに応じた、第１被写体に対する自動露光の測光エリアの調整例を示す説明図 ２Ｄモードから３Ｄモードへの切り替えに応じた、第２被写体に対する自動露光の測光エリアの調整例を示す説明図 ２Ｄモードから３Ｄモードへの切り替えに応じた、第３被写体に対する自動露光の測光エリアの調整例を示す明図 ２Ｄモードから３Ｄモードへの切り替えに応じた、第４被写体に対する自動露光の測光エリアの調整例を示す説明図 実施の形態２のカメラ装置の動作手順例を説明するフローチャート モードの切り替えの割り込み処理時の動作手順例を説明するフローチャート 実施の形態２のカメラ装置の画像処理部の機能構成の第２例を示すブロック図 ２Ｄモードから３Ｄモードへの切り替えに応じた、被写体に対するＷＢの対象エリアの調整例を示す説明図 実施の形態３のカメラ装置の画像処理部の機能構成例を示すブロック図 ３Ｄモード時の左眼画像及び右眼画像の伝送例を示す説明図 ３Ｄモードから２Ｄモードに切り替えられた後の左眼画像及び右眼画像の伝送例を示す説明図 実施の形態３のカメラ装置の動作手順例を説明するフローチャート 各実施の形態のカメラ装置を含む医療用カメラシステムを手術内視鏡システムに適用した構成例を示すシステム構成図 各実施の形態の手術内視鏡システムの外観例を示す図 実施の形態４のカメラ装置の画像処理部の機能構成例を示すブロック図 左眼画像用の対物レンズと右眼画像用の対物レンズとの配置例、並びにモニタに表示される３Ｄ画像上に指定されるマーカの一例をそれぞれ示す説明図 指定されたマーカの位置に応じた、左眼画像、右眼画像に現れる視差の説明図 手術内視鏡の先端から被写体までの距離の表示例を示す説明図

（実施の形態１の内容に至る経緯）
上述した医療用カメラシステムでは、手術や処置などが行われる対象部位の鮮明な視野を確保するため、できる限り高精細で視認性の良好な表示映像が望まれる。また、対象部位の立体視によって観察対象物の大きさや状態などの把握がより正確かつ容易にできるため、観察者に立体的な観察映像を提供する３Ｄ映像の要求が高まっている。特に微細部位の手術用途においては、高精細の３Ｄ映像が必要となるが、特許文献１のような従来技術では、観察映像の細部が鮮明に視認することが困難であるなどの課題があった。また、医療分野にて要求される高精細の３Ｄ映像を生成するために、視差を有する左眼用の画像（左眼画像）及び右眼用の画像（右眼画像）の撮像用に異なる２つのカメラを用いる必要があった。

また、高精度な３Ｄ映像をモニタに表示するためには、３Ｄ映像を構成する左眼画像及び右眼画像を高精度に生成する必要がある。しかし、高精度な左眼画像及び右眼画像を生成することは、実際の撮像光学系の設計上、必ずしも容易ではない。例えば、左眼画像の撮像用の左眼用レンズ、右眼画像の右眼用レンズのそれぞれの位置決め（例えば、平行に配置されているかどうかなど）やレンズ自体の製造ばらつきが原因となり、高精度な左眼画像及び右眼画像の生成が困難となることがある。このような位置決めや製造ばらつきの原因を完全に取り除くことは現実的には困難である。上述した特許文献１のような従来技術では、位置決めや製造ばらつきなどにより左眼用レンズ及び右眼用レンズが適正に配置されない場合、左眼画像及び右眼画像の一部の画質が劣化して３Ｄ映像の画質に影響を及ぼし、観察者にとって詳細な対象部位（例えば患部）の把握が困難となっていた。

そこで、以下の実施の形態１では、上述した従来の事情に鑑みて、簡易なユーザ操作により、３Ｄ映像を構成する左眼画像及び右眼画像のそれぞれから画質の良好な部分を電子的に切り出し、１つのカメラにより高精細の３Ｄ映像を撮像して出力することが可能な画像処理装置、カメラ装置及び画像処理方法の例を説明する。

（実施の形態１）
以下、適宜図面を参照しながら、本開示に係る画像処理装置、カメラ装置及び画像処理方法を具体的に開示した各実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。なお、添付図面及び以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されていない。

また、以下の各実施の形態では、各実施の形態に係る画像処理装置あるいはカメラ装置を含む医療用カメラシステムの構成例について説明する。各実施の形態の具体的な適用例として、手術顕微鏡システムにおけるカメラ装置の構成を例示する。但し、本開示に係るカメラ装置の実施の形態は、後述する各実施の形態の内容に限定されない。

各実施の形態に係るカメラ装置は、高精細の観察映像として、例えば４Ｋ解像度（言い換えると、例えば４Ｋ画素に相当する「２１６０画素×３８４０画素」）の平面視が可能な観察映像（以下、「２Ｄ映像」という）と、フルハイビジョン（ＦＨＤ：Full High Definition）解像度（言い換えると、例えば２Ｋ画素に相当する「１０８０画素×１９２０画素」）の立体視が可能な観察映像（以下、「３Ｄ映像」という）とを撮像して出力可能な構成である。なお、フルハイビジョン（ＦＨＤ）相当の解像度を「２Ｋ画素」と称している。

図１は、各実施の形態のカメラ装置を含む医療用カメラシステムを手術顕微鏡システムに適用した構成例を示すシステム構成図である。手術顕微鏡システムは、手術顕微鏡１０（光学機器の一例）と、カメラ装置２０と、モニタ３０とを含む構成である。カメラ装置２０は、手術顕微鏡１０により得られた対象部位の観察画像を撮像するカメラヘッド２１と、カメラヘッド２１を制御して撮像した観察映像の信号処理を行うＣＣＵ（カメラコントロールユニット：Camera Control Unit）２２とを有する。カメラ装置２０では、カメラヘッド２１とＣＣＵ２２とが信号ケーブル２５により接続される。カメラヘッド２１は、手術顕微鏡１０のカメラ装着部１５に装着されて接続される。ＣＣＵ２２の出力端子には、観察映像を表示するためのモニタ３０が接続される。

手術顕微鏡１０は、双眼の顕微鏡であり、対物レンズ１１と、観察者の左右の眼に対応するように設けられた観察光学系１２と、接眼部１３と、カメラ撮影用光学系１４と、カメラ装着部１５とを有する構成である。観察光学系１２は、観察者の左右の眼に対応するように、ズーム光学系１０１Ｒ，１０１Ｌ、結像レンズ１０２Ｒ，１０２Ｌ、接眼レンズ１０３Ｒ，１０３Ｌを有する。ズーム光学系１０１Ｒ，１０１Ｌ、結像レンズ１０２Ｒ，１０２Ｌ、接眼レンズ１０３Ｒ，１０３Ｌは、対物レンズ１１の光軸を挟んでそれぞれ配置される。被写体からの光（例えば観察対象部位からの光）は、対物レンズ１１に入射した後、ズーム光学系１０１Ｒ，１０１Ｌ、結像レンズ１０２Ｒ，１０２Ｌ及び接眼レンズ１０３Ｒ，１０３Ｌを介して得られた、視差を持つ左右の観察画像を接眼部１３に導く。観察者は、接眼部１３を両眼で覗くことで、観察対象部位の被写体４０を立体的に視認可能となっている。

カメラ撮影用光学系１４は、ビームスプリッタ１０４Ｒ，１０４Ｌ、ミラー１０５Ｒ，１０５Ｌを有する。カメラ撮影用光学系１４は、ビームスプリッタ１０４Ｒ，１０４Ｌによって観察光学系１２を通過する左右の観察画像の光を偏向して分離し、ミラー１０５Ｒ，１０５Ｌによって反射して視差を持つ左右の観察画像をカメラ装着部１５に導く。カメラ装着部１５にカメラ装置２０のカメラヘッド２１を装着して撮像することで、カメラ装置２０は、３Ｄ表示用の立体視が可能な観察映像を取得可能となっている。

図２は、各実施の形態の手術顕微鏡システムの外観例を示す図である。手術顕微鏡１０は、顕微鏡本体の上部に接眼部１３が設けられ、接眼部１３の基端部より側方にカメラ撮影用光学系１４の筐体が延出し、カメラ装着部１５が設けられている。カメラ装着部１５は、上方に向かって開口し、カメラヘッド２１の撮像レンズ部２３が装着可能に形成されている。撮像レンズ部２３は、カメラヘッド２１の本体に対して着脱して交換可能であり、用途に応じて異なる光学特性を持つ撮像光学系を使用できる構成となっている。カメラヘッド２１は、例えば被写体像をＲＧＢ（Red Green Blue）の各色に分光する分光プリズムと、ＲＧＢの各色の被写体像をそれぞれ撮像する３つのイメージセンサとを有する３板式の撮像部により構成される。なお、１つのイメージセンサを有する単板式の撮像部を用いてもよい。

手術顕微鏡システムは、対象部位を照明する光源装置３１、カメラ装置２０にて撮像した観察映像を記録するレコーダ３２、手術顕微鏡システムを操作するための操作ユニット３３、観察者が足で操作入力を行うフットスイッチ３７を含む構成である。操作ユニット３３、ＣＣＵ２２（画像処理装置の一例）、光源装置３１及びレコーダ３２は、制御ユニット筐体３５に収納されている。制御ユニット筐体３５の近傍には、モニタ３０が配置される。手術顕微鏡１０は、変位可能な支持アーム３４に取り付けられ、支持アーム３４を介して制御ユニット筐体３５に連結されている。

図３（Ａ）及び図３（Ｂ）は、各実施の形態のカメラ装置の外観構成を示す図である。図３（Ａ）は、各実施の形態のカメラ装置のカメラヘッド、及びＣＣＵの前面側の外観例を示す図である。図３（Ｂ）は、各実施の形態のカメラ装置のＣＣＵの背面側の外観例を示す図である。カメラヘッド２１は、信号ケーブル２５を介してＣＣＵ２２の筐体の背面に接続される。カメラヘッド２１は、高精細の観察映像を撮像可能であり、３Ｄ映像を撮像する場合には、例えば３板式又は単板式の撮像部により、視差を有する左眼画像及び右眼画像の１画面上への撮像が可能に構成される。

ＣＣＵ２２は、前面パネル２２１に、電源スイッチ２２２、プロファイル選択スイッチ２２３、メニュースイッチ２２４、ページ切替スイッチ２２５、上下左右の移動スイッチ２２６、選択スイッチ２２７、画質調整スイッチ２２８が設けられる。ＣＣＵ２２は、背面パネル２４１に、カメラ端子２４２、ＳＤＩ（Serial Digital Interface）映像出力端子２４３，２４４、ＨＤＭＩ（登録商標）（High-Definition Multimedia Interface）映像出力端子２４５，２４６、フットスイッチ端子２４７、モードスイッチ２４８、ＤＣ電源入力端子２４９が設けられる。

ＣＣＵ２２（画像処理装置の一例）は、モードの切り替えによって、４Ｋ画素の２Ｄ映像又は２Ｋ画素の３Ｄ映像を出力可能である。プロファイル選択スイッチ２２３は、ＣＣＵ２２のモードを設定したプリセットのプロファイルを選択するスイッチである。プロファイルとは、例えばモニタ３０，１３０（後述参照）に表示される映像の表示に関するパラメータの設定値であって、ユーザ毎に設けられる。２Ｄ映像の出力が可能なモード（以下、「２Ｄモード」という）と３Ｄ映像の出力が可能なモード（以下、「３Ｄモード」という）の切替設定は、例えば、観察者などのユーザ操作により、プロファイル選択スイッチ２２３によってプロファイルが選択される、メニュースイッチ２２４及び選択スイッチ２２７によってモードが選択される、あるいは、背面のモードスイッチ２４８によってモードが設定される、などによって可能である。

ＳＤＩ映像出力端子２４３，２４４は、３Ｇ−ＳＤＩ規格に対応するチャネルＣＨ１（第１のチャネルの一例）とチャネルＣＨ２（第２のチャネルの一例）の２系統の出力端子に相当する。チャネルＣＨ１のＳＤＩ映像出力端子２４３は、４つの端子を有し、４Ｋ映像とＦＨＤ映像の双方を出力可能である。チャネルＣＨ２のＳＤＩ映像出力端子２４４は、ＦＨＤ映像を出力可能である。ＨＤＭＩ（登録商標）映像出力端子２４５，２４６は、チャネルＣＨ１（第１のチャネルの一例）とチャネルＣＨ２（第２のチャネルの一例）の２系統の出力端子に相当する。チャネルＣＨ１のＨＤＭＩ（登録商標）映像出力端子２４５は、ＨＤＭＩ（登録商標）２．０規格に対応し、４Ｋ映像とＦＨＤ映像の双方を出力可能である。チャネルＣＨ２のＨＤＭＩ（登録商標）映像出力端子２４６は、ＨＤＭＩ（登録商標）１．４規格に対応し、ＦＨＤ映像を出力可能である。なお、映像出力端子は、２系統の出力端子のいずれにおいても４Ｋ映像とＦＨＤ映像の双方を出力可能に構成してもよい。また、映像出力端子の形態及び数は図示例に限定されるものではなく、他の規格に対応するものであっても同様に適用可能である。

カメラ端子２４２には、カメラヘッド２１の信号ケーブル２５が接続される。ＳＤＩ映像出力端子２４３，２４４とＨＤＭＩ（登録商標）映像出力端子２４５，２４６の少なくとも一つに、映像信号ケーブル（図示略）を介してモニタ３０が接続される。ＤＣ電源入力端子２４９には、電源ケーブル（図示略）を介してＤＣ電源を供給する電源装置が接続される。フットスイッチ端子２４７には、フットスイッチ３７が接続される。

図４は、各実施の形態のカメラ装置における２Ｄ映像撮像時の機能構成例を示すブロック図である。カメラ装置２０によって４Ｋ画素の２Ｄ映像を撮像する場合、例えばカメラヘッド２１の撮像レンズ部２３に、被写体像を結像するための単眼のレンズ２１１を装着した状態で、カメラヘッド２１を手術顕微鏡１０のカメラ装着部１５に取り付ける。被写体４０からの光は、レンズ２１１を通過して３板式の撮像部２１３の３つのイメージセンサの撮像面に結像され、ＲＧＢの被写体像が撮像される。すなわち、カメラヘッド２１は、手術顕微鏡１０からの観察画像を撮像して高精細（例えば２Ｋ画素）の観察映像を得る撮像部２１３を備える。撮像部２１３は、高精細の撮像映像を取得可能であり、ＲＧＢの各色においてそれぞれ２Ｋ画素の映像を撮像可能な３板式のＦＨＤイメージセンサにより構成される。ＦＨＤイメージセンサは、ＣＣＤ（Charged-Coupled Device）又はＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の撮像素子により構成される。なお、単板式の撮像部を用いる場合、４Ｋ画素の映像を撮像可能な４Ｋイメージセンサとカラーフィルタとにより撮像部を構成すればよい。カメラヘッド２１にて撮像した被写体の撮像映像の映像信号は、信号ケーブル２５を介してＣＣＵ２２に伝送される。

ＣＣＵ２２（画像処理装置の一例）は、カメラヘッド２１にて撮像した映像信号を処理する信号処理回路を含む画像処理部２６１と、画像処理部２６１及び撮像部２１３の動作に関するモードの設定、各動作の制御を行う制御ユニットを構成するＣＰＵ（Central Processing Unit）２６２（プロセッサの一例）とを含む。画像処理部２６１は、例えばＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）を用いて構成され、プログラムによって回路構成及び動作の設定、変更が可能となっている。画像処理部２６１は、カメラヘッド２１から伝送されるＲＧＢ各色の２Ｋ映像Ｒ，Ｇ，Ｂ（４Ｋ用映像Ｒ，Ｇ，Ｂ）から高精細（ここでは４Ｋ解像度）の２Ｄ映像（４Ｋの２Ｄ映像）を生成し、映像出力としてモニタ３０に出力する。

図５は、各実施の形態のカメラ装置における３Ｄ映像撮像時の機能構成例を示すブロック図である。カメラ装置２０によって２Ｋ画素の３Ｄ映像（つまり、２Ｋ左視差映像及び２Ｋ右視差映像）を撮像する場合、例えばカメラヘッド２１の撮像レンズ部２３に、視差を有する左右の被写体像をそれぞれ結像する双眼のレンズ２１２を装着した状態で、カメラヘッド２１を手術顕微鏡１０のカメラ装着部１５に取り付ける。なお、単眼のレンズを用いて左右の視差を有する被写体の映像を撮像することも可能である。被写体４０からの光は、レンズ２１２を通過して視差を持った左右２つの被写体像として３板式の撮像部２１３の３つのイメージセンサの撮像面にそれぞれ左右隣り合って結像され、３Ｄ映像用の左右のＲＧＢの被写体像が撮像される。すなわち、カメラヘッド２１は、手術顕微鏡１０からの視差を持つ左右の観察画像を撮像して１画面において左右の視差映像を含む高精細（例えば２Ｋ画素）の観察映像を得る撮像部２１３を備える。カメラヘッド２１にて撮像した被写体の３Ｄ映像用の映像信号は、信号ケーブル２５を介してＣＣＵ２２に伝送される。

なお、カメラヘッド２１により３Ｄ映像を撮像する場合、撮像レンズ部２３のレンズを２Ｄ用から３Ｄ用に交換するのに代えて、手術顕微鏡１０のカメラ装着部１５にアダプタを設け、アダプタの光学系を２Ｄ用から３Ｄ用に交換して用いてもよい。あるいは、カメラヘッド２１を接続する手術顕微鏡１０等の光学機器自体を取り換えて使用し、２Ｄ用の観察光学系を持つ機器に装着して２Ｄ映像を撮像し、３Ｄ用の観察光学系を持つ機器に装着して３Ｄ映像を撮像することも可能である。

ＣＣＵ２２の画像処理部２６１は、カメラヘッド２１から伝送されるＲＧＢ各色の３Ｄ表示用の左右の２Ｋ映像Ｒ，Ｇ，Ｂ（具体的には、３Ｄ左用及び３Ｄ右用の２Ｋ映像Ｒ，Ｇ，Ｂ）から高精細（例えば２Ｋ画素）の３Ｄ映像を生成し、３Ｄ表示用の左右２つの映像出力１，２としてモニタ３０に出力する。４Ｋ画素の２Ｄ映像又は２Ｋ画素の３Ｄ映像を生成する画像処理部２６１の構成及び動作の詳細は後述する。観察映像の立体視を行う場合は、例えば３Ｄ観察用のメガネを観察者が装着した状態で、左視差映像と右視差映像をそれぞれの眼で観察可能なように、モニタ３０に３Ｄ映像を表示する。

図６は、実施の形態１のカメラ装置２０の画像処理部２６１の機能構成例を示すブロック図である。画像処理部２６１は、４Ｋ映像処理部２６４、２Ｋ左視差映像切り出し部２６５、２Ｋ右視差映像切り出し部２６６、映像出力切替部２６７，２６８を含む構成である。なお、フレームバッファＦＢ１（メモリ）及び設定値記憶部２６２Ｍは、ＣＣＵ２２内に設けられていれば、画像処理部２６１の内外のどちらに設けられてもよい。

４Ｋ映像処理部２６４は、撮像映像の高解像度化処理として、３板式のカメラヘッド２１にて撮像されたＲＧＢ各色の２Ｋ映像Ｒ，Ｇ，Ｂを入力し、４Ｋ画素の映像を生成する。４Ｋ映像処理部２６４は、生成された４Ｋ画素の映像をフレームバッファＦＢ１に保存するとともに、映像出力切替部２６７，２６８に出力する。また、フレームバッファＦＢ１は、２Ｋ左視差映像切り出し部２６５，２Ｋ右視差映像切り出し部２６６からの切り出し制御信号により、保存された４Ｋ画素の映像から切り出した２Ｋ左視差映像及び２Ｋ右視差映像を、それぞれ映像出力切替部２６７，２６８に出力する。なお、保存された４Ｋ画素の映像から２Ｋ左視差映像及び２Ｋ右視差映像へのそれぞれの切り出しは、２Ｋ左視差映像切り出し部２６５，２Ｋ右視差映像切り出し部２６６と同様に行われる。４Ｋ映像化の方法としては、例えば公知の「画素ずらし」処理を用いる。４Ｋ映像処理部２６４は、２Ｋ映像Ｇの各画素に対して、２Ｋ映像Ｒと２Ｋ映像Ｂの画素を水平及び垂直方向に１／２画素ずらす処理を行い、４Ｋ画素のカラー映像を生成する。４Ｋ画素の２Ｄ映像を撮像する場合は、２Ｄ表示用の２Ｋ映像Ｒ，Ｇ，Ｂから２Ｄのカラーの４Ｋ映像を生成する。２Ｋ画素の３Ｄ映像を撮像する場合は、イメージセンサに左右隣接して撮像された３Ｄ表示のための左眼用及び右眼用の２Ｋ映像Ｒ，Ｇ，Ｂから２Ｋ画素の左右の視差映像を含む４Ｋ映像（３Ｄ左視差映像及び３Ｄ右視差映像）を生成する。なお、単板式の撮像部を用いる場合は、画像処理部２６１において４Ｋ映像処理部２６４を設けず、カメラヘッド２１にて撮像したカラーの４Ｋ画素の映像信号を画像処理部２６１に入力して処理する。

２Ｋ左視差映像切り出し部２６５（画像処理部の一例）は、カメラヘッド２１により撮像された左眼画像に対して所定の信号処理を施す。例えば、２Ｋ左視差映像切り出し部２６５は、４Ｋ映像処理部２６４から出力される２Ｋ画素の左右の視差映像を含む４Ｋ映像より、半分の左眼画像用の領域に相当する２Ｋ左視差映像を切り出し、３Ｄ表示のための左眼画像用のＦＨＤ映像（３Ｄ左視差映像）を生成する。また、２Ｋ左視差映像切り出し部２６５は、ユーザの操作に基づく調整信号（後述参照）に応じて、４Ｋ映像から２Ｋ左視差映像（言い換えると、撮像面上の左眼画像）を切り出すための切り出し範囲を、上下、左右の各方向のいずれかの方向に移動することで調整する。２Ｋ左視差映像切り出し部２６５は、調整結果を設定値記憶部２６２Ｍに保存するとともに、調整結果に対応した２Ｋ左視差映像（左眼画像）を切り出して出力する。

２Ｋ右視差映像切り出し部２６６（画像処理部の一例）は、カメラヘッド２１により撮像された右眼画像に対して所定の信号処理を施す。例えば、２Ｋ右視差映像切り出し部２６６は、４Ｋ映像処理部２６４から出力される２Ｋ画素の左右の視差映像を含む４Ｋ映像より、残り半分の右眼画像用の領域に相当する２Ｋ右視差映像を切り出し、３Ｄ表示のための右眼画像用のＦＨＤ映像（３Ｄ右視差映像）を生成する。また、２Ｋ右視差映像切り出し部２６６は、ユーザの操作に基づく調整信号（後述参照）に応じて、４Ｋ映像から２Ｋ右視差映像（言い換えると、撮像面上の右眼画像）を切り出すための切り出し範囲を、上下、左右の各方向のいずれかの方向に移動することで調整する。２Ｋ右視差映像切り出し部２６６は、切り出し範囲の調整結果を設定値記憶部２６２Ｍに保存するとともに、調整結果に対応した２Ｋ右視差映像（右眼画像）を切り出して出力する。

２Ｋ左視差映像切り出し部２６５，２Ｋ右視差映像切り出し部２６６は、それぞれユーザの操作に基づく調整信号（後述参照）に応じて、２Ｋ左視差映像（左眼画像），２Ｋ右視差映像（右眼画像）のそれぞれの切り出し範囲を同一の方向に移動して調整してもよいし、異なる方向に移動して個々に調整してもよい。

映像出力切替部２６７（出力制御部の一例）は、映像信号出力の切り替えを行い、２Ｋ左視差映像切り出し部２６５からの２Ｋ画素の２Ｄ左視差映像、又は４Ｋ映像処理部２６４からの４Ｋ画素の２Ｄ映像の映像信号を、チャネルＣＨ１（第１のチャネルの一例）を介して出力する。映像出力切替部２６８（出力制御部の一例）は、映像信号出力の切り替えを行い、２Ｋ右視差映像切り出し部２６６からの２Ｋ画素の２Ｄ右視差映像、又は４Ｋ映像処理部２６４からの４Ｋ画素の２Ｄ映像の映像信号を、チャネルＣＨ２（第２のチャネルの一例）を介して出力する。４Ｋ画素の２Ｄ映像を出力する場合、チャネルＣＨ１の映像出力１とチャネルＣＨ２の映像出力２の両方に映像信号を出力してもよいし、いずれか一方のみに映像信号を出力してもよい。また、チャネルＣＨ１とチャネルＣＨ２のいずれか一方に４Ｋ画素の２Ｄ映像を出力し、他方に２Ｋ画素の２Ｄ映像を出力してもよい。

フレームバッファＦＢ１は、例えばＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）やＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）などの半導体メモリを用いて構成され、映像データを保持する。例えば、フレームバッファＦＢ１は、４Ｋ映像処理部２６４により生成された４Ｋ画素の２Ｄ映像のデータを保存する。

設定値記憶部２６２Ｍは、例えばＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）などの半導体メモリを用いて構成され、２Ｋ左視差画像切り出し部２６５及び２Ｋ右視差映像切り出し部２６６により調整された２Ｋ左視差映像及び２Ｋ右視差映像の切り出し範囲の調整結果のデータを保存する。なお、２Ｋ左視差画像切り出し部２６５及び２Ｋ右視差映像切り出し部２６６は、フレームバッファＦＢ１に保存されている４Ｋ画素の２Ｄ映像のデータを読み出し、さらに設定値記憶部２６２Ｍに保存されている切り出し範囲の調整結果を用いて、２Ｋ左視差映像及び２Ｋ右視差映像の切り出し範囲を調整してよい。

図７は、各実施の形態における２Ｄ映像の生成動作の概要例を示す説明図であり、４Ｋ画素の２Ｄ映像を生成する処理を模式的に示したものである。カメラ装置２０によって４Ｋ画素の２Ｄ映像を撮像する場合、３板式のカメラヘッド２１により、２Ｄの４Ｋ用映像Ｒ，Ｇ，Ｂとして、ＲＧＢ各色の２Ｋ映像Ｒ，Ｇ，Ｂを撮像する。次に、画像処理部２６１の４Ｋ映像処理部２６４により、２Ｋ映像Ｒ，Ｇ，Ｂの映像信号に対して画素ずらし処理を行って４Ｋ映像化し、２Ｄのカラーの４Ｋ映像を生成する。

図８は、各実施の形態における３Ｄ映像の生成動作の概要例を示す説明図であり、２Ｋ画素の３Ｄ映像を生成する処理を模式的に示したものである。カメラ装置２０によって２Ｋ画素の３Ｄ映像を撮像する場合、３板式のカメラヘッド２１により、イメージセンサの左右隣接した１／２ずつの領域に、３Ｄ表示のための左眼用及び右眼用のＲＧＢ各色の２Ｋ映像Ｒ，Ｇ，Ｂ（３Ｄ左眼用及び３Ｄ右眼用）を撮像する。次に、画像処理部２６１の４Ｋ映像処理部２６４により、左右の視差映像を含む２Ｋ映像Ｒ，Ｇ，Ｂの映像信号に対して画素ずらし処理を行って４Ｋ映像化し、３Ｄ表示用のカラーの４Ｋ映像（３Ｄ用の２Ｋ左視差映像及び３Ｄ用の２Ｋ右視差映像）を生成する。続いて、２Ｋ左視差映像切り出し部２６５及び２Ｋ右視差映像切り出し部２６６により、それぞれ２Ｋの左視差映像と２Ｋの右視差映像の切り出し処理を行い、３Ｄ表示のためのＦＨＤ映像（３Ｄ用の２Ｋ左視差映像及び３Ｄ用の２Ｋ右視差映像）を生成する。

ここで、上述したように、高精度な３Ｄ映像をモニタ３０に表示するために、３Ｄ映像を構成する２Ｋ左視差映像（左眼画像）及び２Ｋ右視差映像（右眼画像）を高精度に生成する必要がある。しかし、高精度な２Ｋ左視差映像及び２Ｋ右視差映像を生成することは、実際の観察光学系１２の設計上、必ずしも容易ではない。例えば、２Ｋ左視差映像を得るための被写体光の結像用のズーム光学系１０１Ｒ，２Ｋ右視差映像を得るための被写体光の結像用のズーム光学系１０１Ｌのそれぞれの位置決め（例えば、平行に配置されているかどうかなど）やレンズ自体の製造ばらつきが原因となり、高精度な２Ｋ左視差映像及び２Ｋ右視差映像の生成が困難となることがある。このような位置決めや製造ばらつきの原因を完全に取り除くことは現実的には困難である。

そこで、実施の形態１では、例えば手術顕微鏡システムの初期設定時などにおいて、ユーザ（例えば医者などの観察者）は、３Ｄモード（つまり、３Ｄ映像をモニタ３０に表示するモード）下で３Ｄ観察用のメガネを装着した状態で、モニタ３０に表示（出画）された２Ｋ左視差映像及び２Ｋ右視差映像に基づく３Ｄ映像を実際に閲覧する。その際、ＣＣＵ２２の画像処理部２６１は、モニタ３０に表示（出画）された３Ｄ映像に基づくユーザ操作（例えばユーザによる移動スイッチ２２６の操作）によって生成された調整信号（ユーザの操作に基づく調整信号の一例）に応じて、２Ｋ左視差映像（左眼画像）及び２Ｋ右視差映像（右眼画像）のうち少なくとも一方の切り出し位置を調整する。なお、図８の４Ｋ映像が撮像された撮像面（図８の紙面左下の撮像面）は、所謂、Ｔｏｐ Ｖｉｅｗ（つまり、物体側から撮像面側を見た時）の撮像面である。

（切り出し範囲の第１調整例）
図９Ａは、理想的な観察光学系の下での左眼画像及び右眼画像の切り出し位置の一例の説明図である。図９Ｂは、現実的な観察光学系１２の下での左眼画像及び右眼画像のデフォルトの切り出し位置の第１例の説明図である。図９Ｃは、図９Ｂに示される左眼画像及び右眼画像の撮像領域に対する、ユーザ操作に基づく切り出し位置の調整例の説明図である。

図９Ａ，図９Ｂ，図９Ｃにおいて、カメラヘッド２１内のイメージセンサのセンサ実効画素エリアＥＦＭ１を「Ｅ画素×Ｆ画素」とし（Ｅ，Ｆ：Ｆ＜Ｅの既定値）、センサ実効画素エリアＥＦＭ１の水平方向及び垂直方向をそれぞれｘ軸方向及びｙ軸方向とし、ｘ軸方向及びｙ軸方向に垂直であって観察光学系の光軸方向をｚ軸方向とする。また、図９Ａ，図９Ｂ，図９Ｃに示されるセンサ実効画素エリアＥＦＭ１は、所謂、Ｂｏｔｔｏｍ Ｖｉｅｗ（つまり、撮像面側から物体側を見た時）のセンサ実効画素エリアである。ｘ軸方向、ｙ軸方向、ｚ軸方向の定義並びにＢｏｔｔｏｍ Ｖｉｅｗのセンサ実効画素エリアであることは、図９Ｄ，図９Ｅの説明においても同様に適用される。

図９Ａでは、理想的な観察光学系が配置されており、２Ｋ左視差映像を得るための被写体光の結像用のズーム光学系，２Ｋ右視差映像を得るための被写体光の結像用のズーム光学系のそれぞれの位置決めが適正になされ、レンズ自体の製造ばらつきが無いとしている。このため、イメージセンサの撮像により得られた２Ｋ左視差映像ＬＦ１（左眼画像）及び２Ｋ右視差映像ＲＧ１（右眼画像）は、ともに初期の切り出し範囲であるデフォルト切り出し範囲ＬＦＣ１，ＲＧＣ１の分の映像が切り出されて抽出される。デフォルト切り出し範囲ＬＦＣ１，ＲＧＣ１はともに「Ｂ画素×Ｃ画素」である（Ｂ，Ｃ：Ｃ＜Ｂの既定値であり、Ｅ，Ｆより小さい）。

言い換えると、図９Ａでは、同一の被写体光に基づいてセンサ実効画素エリアＥＦＭ１上にて撮像された同一の大きさ（画像面積）を有する２Ｋ左視差映像ＬＦ１及び２Ｋ右視差映像ＲＧ１は、デフォルト切り出し範囲ＬＦＣ１，ＲＧＣ１によって均等な大きさ（画像面積）を有するように切り出されて抽出される。これは、デフォルト切り出し範囲ＬＦＣ１，ＲＧＣ１の上端とセンサ実効画素エリアＥＦＭ１の上端との間の距離に相当するＤ画素（Ｄ：既定値）と、デフォルト切り出し範囲ＬＦＣ１，ＲＧＣ１の下端とセンサ実効画素エリアＥＦＭ１の下端との間の距離に相当するＤ画素（Ｄ：既定値）とが一致していること、並びに、デフォルト切り出し範囲ＬＦＣ１の左端とセンサ実効画素エリアＥＦＭ１の左端との間の距離に相当するＡ画素（Ａ：既定値）と、デフォルト切り出し範囲ＲＧＣ１の右端とセンサ実効画素エリアＥＦＭ１の右端との間の距離に相当するＡ画素とが一致していることから明らかである。

従って、切り出されたデフォルト切り出し範囲ＬＦＣ１，ＲＧＣ１の２Ｋ左視差映像ＬＦ１及び２Ｋ右視差映像ＲＧ１の画質が良好となり、カメラ装置２０は、観察者が２Ｋ左視差映像ＬＦ１及び２Ｋ右視差映像ＲＧ１に基づく３Ｄ映像が表示されたモニタ３０を閲覧した際、３Ｄ映像としての違和感を観察者に与えずに観察対象部位の詳細な状況を把握させることが可能である。

次に、図９Ｂでは、２Ｋ左視差映像を得るための被写体光の結像用のズーム光学系１０１Ｌ，２Ｋ右視差映像を得るための被写体光の結像用のズーム光学系１０１Ｒのそれぞれの位置決めが適正になされず、レンズ自体の製造ばらつきがあるとしている。このため、イメージセンサの撮像により得られた２Ｋ左視差映像ＬＦ２（左眼画像）及び２Ｋ右視差映像ＲＧ２（右眼画像）は、図９Ａに示す２Ｋ左視差映像ＬＦ１及び２Ｋ右視差映像ＲＧ１の各位置と比べて、図９Ｂに示すように上下方向（ｙ軸方向）及び左右方向（ｘ軸方向）に多少変位している。従って、図９Ａと同一位置のデフォルト切り出し範囲ＬＦＣ１，ＲＧＣ１で２Ｋ左視差映像ＬＦ２及び２Ｋ右視差映像ＲＧ２が切り出されてしまうと、切り出された２Ｋ左視差映像ＬＦ２及び２Ｋ右視差映像ＲＧ２が同じ被写体の映像としての適正さを著しく欠くものとなり、２Ｋ左視差映像ＬＦ２の上部及び右部や２Ｋ右視差映像ＲＧ２の下部のそれぞれの画質が劣化してしまう。このため、モニタ３０に映し出された時に、観察者に対して３Ｄ映像として違和感を与えることになり、使い勝手が悪い。

そこで図９Ｃに示すように、カメラ装置２０のＣＣＵ２２は、モニタ３０に表示（出画）された２Ｋ左視差映像ＬＦ２及び２Ｋ右視差映像ＲＧ２を閲覧したユーザ（例えば医者などの観察者）の操作（例えば移動スイッチ２２６）に基づく調整信号に応じて、デフォルト切り出し範囲ＬＦＣ１をｘ軸方向（水平方向）及びｙ軸方向（垂直方向）に移動する。これにより、ＣＣＵ２２は、デフォルト切り出し範囲ＬＦＣ１の移動（調整）によって得られた調整後切り出し範囲ＬＦＣ２の位置情報（座標情報）を設定値記憶部２６２Ｍに保存するとともに、この調整後切り出し範囲ＬＦＣ２の２Ｋ左視差映像ＬＣ２を切り出して出力する。

同様に、カメラ装置２０のＣＣＵ２２は、モニタ３０に表示（出画）された２Ｋ左視差映像ＬＦ２及び２Ｋ右視差映像ＲＧ２を閲覧したユーザ（例えば医者などの観察者）の操作（例えば移動スイッチ２２６）に基づく調整信号に応じて、デフォルト切り出し範囲ＲＧＣ１をｙ軸方向（垂直方向）に移動する。これにより、ＣＣＵ２２は、デフォルト切り出し範囲ＲＧＣ１の移動（調整）によって得られた調整後切り出し範囲ＲＧＣ２の位置情報（座標情報）を設定値記憶部２６２Ｍに保存するとともに、この調整後切り出し範囲ＲＧＣ２の２Ｋ右視差映像ＲＧ２を切り出して出力する。なお、ＣＣＵ２２は、調整後切り出し範囲ＬＦＣ２，ＲＧＣ２の各位置情報（座標情報）を対応付けて設定値記憶部２６２Ｍに保存する。これにより、ＣＣＵ２２は、ズーム光学系１０１Ｌ，ズーム光学系１０１Ｒのそれぞれの位置決めが適正になされず、レンズ自体の製造ばらつきがある場合でも、ユーザの操作に基づいて適正に決定された調整後切り出し範囲ＬＦＣ２，ＲＧＣ２の位置情報を保存できるので、以後の撮像映像の切り出し範囲の基準として利用でき、左右の視差を有する２Ｋの撮像映像を適正に管理することができる。

（切り出し範囲の第２調整例）
図９Ｄは、現実的な観察光学系１２の下での左眼画像及び右眼画像のデフォルトの切り出し位置の第２例の説明図である。図９Ｅは、図９Ｄに示される左眼画像及び右眼画像の撮像領域に対する、ユーザ操作に基づく切り出し位置の調整例の説明図である。

図９Ｄでも、２Ｋ左視差映像を得るための被写体光の結像用のズーム光学系１０１Ｌ，２Ｋ右視差映像を得るための被写体光の結像用のズーム光学系１０１Ｒのそれぞれの位置決めが適正になされず、レンズ自体の製造ばらつきがあるとしている。このため、イメージセンサの撮像により得られた２Ｋ左視差映像ＬＦ３（左眼画像）及び２Ｋ右視差映像ＲＧ３（右眼画像）は、図９Ａに示す２Ｋ左視差映像ＬＦ１及び２Ｋ右視差映像ＲＧ１の各位置と比べて、図９Ｄに示すように上下方向（ｙ軸方向）及び左右方向（ｘ軸方向）に多少変位している。従って、図９Ａと同一位置のデフォルト切り出し範囲ＬＦＣ１，ＲＧＣ１で２Ｋ左視差映像ＬＦ３及び２Ｋ右視差映像ＲＧ３が切り出されてしまうと、切り出された２Ｋ左視差映像ＬＦ３及び２Ｋ右視差映像ＲＧ３が同じ被写体の映像としての適正さを著しく欠くものとなり、２Ｋ左視差映像ＬＦ３の上部や２Ｋ右視差映像ＲＧ３の上部及び左部のそれぞれの画質が劣化してしまう。このため、モニタ３０に映し出された時に、観察者に対して３Ｄ映像として違和感を与えることになり、使い勝手が悪い。

そこで図９Ｅに示すように、カメラ装置２０のＣＣＵ２２は、モニタ３０に表示（出画）された２Ｋ左視差映像ＬＦ３及び２Ｋ右視差映像ＲＧ３を閲覧したユーザ（例えば医者などの観察者）の操作（例えば移動スイッチ２２６）に基づく調整信号に応じて、デフォルト切り出し範囲ＬＦＣ１をｙ軸方向（垂直方向）に移動する。これにより、ＣＣＵ２２は、デフォルト切り出し範囲ＬＦＣ１の移動（調整）によって得られた調整後切り出し範囲ＬＦＣ３の位置情報（座標情報）を設定値記憶部２６２Ｍに保存するとともに、この調整後切り出し範囲ＬＦＣ３の２Ｋ左視差映像ＬＣ３を切り出して出力する。

同様に、カメラ装置２０のＣＣＵ２２は、モニタ３０に表示（出画）された２Ｋ左視差映像ＬＦ３及び２Ｋ右視差映像ＲＧ３を閲覧したユーザ（例えば医者などの観察者）の操作（例えば移動スイッチ２２６）に基づく調整信号に応じて、デフォルト切り出し範囲ＲＧＣ１をｙ軸方向（垂直方向）及びｘ軸方向（水平方向）に移動する。これにより、ＣＣＵ２２は、デフォルト切り出し範囲ＲＧＣ１の移動（調整）によって得られた調整後切り出し範囲ＲＧＣ３の位置情報（座標情報）を設定値記憶部２６２Ｍに保存するとともに、この調整後切り出し範囲ＲＧＣ３の２Ｋ右視差映像ＲＧ３を切り出して出力する。なお、ＣＣＵ２２は、調整後切り出し範囲ＬＦＣ３，ＲＧＣ３の各位置情報（座標情報）を対応付けて設定値記憶部２６２Ｍに保存する。これにより、ＣＣＵ２２は、ズーム光学系１０１Ｌ，ズーム光学系１０１Ｒのそれぞれの位置決めが適正になされず、レンズ自体の製造ばらつきがある場合でも、ユーザの操作に基づいて適正に決定された調整後切り出し範囲ＬＦＣ３，ＲＧＣ３の位置情報を保存できるので、以後の撮像映像の切り出し範囲の基準として利用でき、左右の視差を有する２Ｋの撮像映像を適正に管理することができる。

以上により、実施の形態１の医療用カメラシステムでは、ＣＣＵ２２は、手術顕微鏡１０（光学機器の一例）に入射した対象部位の光に基づいて、視差を有する２Ｋ左視差映像（左眼画像の一例）及び２Ｋ右視差映像（右眼画像の一例）の１画面の撮像面上への撮像が可能なカメラヘッドと接続される。ＣＣＵ２２、又はＣＣＵ２２を有するカメラ装置２０は、カメラヘッド２１により撮像された左眼画像及び右眼画像の信号処理を施し、信号処理が施された左眼画像及び右眼画像をモニタ３０に出力する。また、ＣＣＵ２２、又はＣＣＵ２２を有するカメラ装置２０は、モニタ３０に表示された左眼画像及び右眼画像に基づくユーザ操作に応じて、左眼画像及び右眼画像のうち少なくとも一方の切り出し位置を調整する。

これにより、ＣＣＵ２２、又はＣＣＵ２２を有するカメラ装置２０は、モニタ３０に表示された左眼画像及び右眼画像を閲覧したユーザによる簡易な操作により、３Ｄ映像を構成する左眼画像及び右眼画像のそれぞれから画質の良好な部分を電子的に切り出すことができ、１つのカメラにより高精細の３Ｄ映像を撮像して出力することができる。また、１つのカメラヘッド２１及びＣＣＵ２２によって２Ｋ画素の高精細の３Ｄ映像を撮像し出力することができ、対象部位を立体的かつ高精細に映し出すことが可能になる。特に手術用途において、より鮮明な３Ｄ映像を取得でき、手術時の操作性、対象部位の視認性を向上できる。

また、１つのＣＣＵ２２において、４Ｋ画素の２Ｄ映像の撮像出力と、２Ｋ画素の３Ｄ映像の撮像出力とに対応できるため、多様な観察映像の用途に適応可能となる。

また、ＣＣＵ２２、又はＣＣＵ２２を有するカメラ装置２０は、左眼画像及び右眼画像のうち少なくとも一方の切り出し位置の調整結果を設定値記憶部２６２Ｍに保存する。これにより、ＣＣＵ２２、又はＣＣＵ２２を有するカメラ装置２０は、ズーム光学系１０１Ｌ，ズーム光学系１０１Ｒのそれぞれの位置決めが適正になされず、レンズ自体の製造ばらつきがある場合でも、ユーザの操作に基づいて適正に決定された調整後切り出し範囲の位置情報を保存できるので、以後の撮像映像の切り出し範囲の基準として利用でき、左右の視差を有する２Ｋの撮像映像を適正に管理することができる。

また、ＣＣＵ２２、又はＣＣＵ２２を有するカメラ装置２０は、モニタ３０に表示された左眼画像及び右眼画像を閲覧したユーザによる操作に応じて、カメラヘッド２１により撮像された左眼画像及び右眼画像のうち少なくとも一方の水平方向の切り出し位置を調整する。これにより、ＣＣＵ２２、又はＣＣＵ２２を有するカメラ装置２０は、２Ｋ左視差映像及び２Ｋ右視差映像のうち少なくとも一方がデフォルト切り出し範囲より水平方向にずれて撮像されている場合でも、ユーザの操作に基づいて適正に決定された調整後切り出し範囲の映像を切り出すことができ、３Ｄの奥行き感（立体感）を適宜調整できて良好な画質の映像を取得できる。

また、ＣＣＵ２２、又はＣＣＵ２２を有するカメラ装置２０は、モニタ３０に表示された左眼画像及び右眼画像を閲覧したユーザによる操作に応じて、カメラヘッド２１により撮像された左眼画像及び右眼画像のうち少なくとも一方の垂直方向の切り出し位置を調整する。これにより、ＣＣＵ２２、又はＣＣＵ２２を有するカメラ装置２０は、２Ｋ左視差映像及び２Ｋ右視差映像のうち少なくとも一方がデフォルト切り出し範囲より垂直方向にずれて撮像されている場合でも、ユーザの操作に基づいて適正に決定された調整後切り出し範囲の映像を切り出すことができ、３Ｄ映像としての適格性を有するように適宜調整できて良好な画質の映像を取得できる。

また、ＣＣＵ２２、又はＣＣＵ２２を有するカメラ装置２０は、モニタ３０に表示された左眼画像及び右眼画像を閲覧したユーザによる操作に応じて、カメラヘッド２１により撮像された左眼画像及び右眼画像の両方の水平方向又は垂直方向の切り出し位置を調整する。これにより、ＣＣＵ２２、又はＣＣＵ２２を有するカメラ装置２０は、２Ｋ左視差映像及び２Ｋ右視差映像の両方がデフォルト切り出し範囲より水平方向又は垂直方向にずれて撮像されている場合でも、ユーザの操作に基づいて適正に決定された調整後切り出し範囲の映像を切り出すことができ、３Ｄの奥行き感（立体感）及び３Ｄ映像としての適格性を有するように適宜調整できて良好な画質の映像を取得できる。

また、ＣＣＵ２２、又はＣＣＵ２２を有するカメラ装置２０は、３Ｄモード時に、カメラヘッド２１により撮像された左眼画像及び右眼画像に現れる視差Δ（図２３参照）に基づいて、手術内視鏡１１０（光学機器の一例）から観察対象部位までの距離Ｌ（図１９参照）を測定する距離測定回路２９１（測距部の一例）を有する。ＣＣＵ２２又はカメラ装置２０は、信号処理が施された左眼画像及び右眼画像とともに、距離測定回路２９１により測定された結果（つまり、距離に関する情報）をモニタ１３０（図１９参照）に出力する。これにより、ユーザ（例えば医者などの観察者）は、モニタ１３０に映し出されている観察対象部位の状況を視覚的に把握できるとともに、手術内視鏡１１０（図１９参照）から観察対象部位までの具体的な距離の情報を把握できて、手術時や検査時においてユーザの次なる医療行為のガイド（誘導）を支援できる。

また、ＣＣＵ２２、又はＣＣＵ２２を有するカメラ装置２０は、３Ｄモードから２Ｄモードへの切り替えに応じて、距離に関する情報のモニタ１３０への出力を中断する。これにより、２Ｄモード時には視差を有する左右の２Ｋ左視差映像及び２Ｋ右視差映像の両方が距離測定回路２９１に入力されなくなるので、モニタ１３０に距離に関する情報の表示がなされない。従って、ユーザ（例えば医者などの観察者）は、モニタ１３０に距離に関する情報の表示がされていないことで、現在が２Ｄモードであることを簡単に認識でき、一方、モニタ１３０に距離に関する情報の表示がされていることで、現在が３Ｄモードであることを簡単に認識できる。

（実施の形態２の内容に至る経緯）
上述した医療用カメラシステムでは、手術や処置などが行われる対象部位の鮮明な視野を確保するため、できる限り高精細で視認性の良好な表示映像が望まれる。また、対象部位の立体視によって観察対象物の大きさや状態などの把握がより正確かつ容易にできるため、観察者に立体的な観察映像を提供する３Ｄ映像の要求が高まっている。特に微細部位の手術用途においては、高精細の３Ｄ映像が必要となるが、特許文献１のような従来技術では、観察映像の細部が鮮明に視認することが困難であるなどの課題があった。また、医療分野にて要求される高精細の３Ｄ映像を生成するために、視差を有する左眼用の画像（左眼画像）及び右眼用の画像（右眼画像）の撮像用に異なる２つのカメラを用いる必要があった。

また、例えば医療用カメラシステムでは、モニタに表示される映像の視認性は、医者などが対象部位（例えば人体の患部）の状況の詳細を把握する上でとりわけ重要である。手術時あるいは検査時にモニタに表示される映像として、平面視が可能な２Ｄ映像と立体視が可能な３Ｄ映像との間で適宜切り替えられる。ここで、特許文献１のような従来技術では、モニタ上に表示される映像として２Ｄ映像から３Ｄ映像に切り替えられることは考慮されていないため、２Ｄ映像の表示から３Ｄ映像の表示に切り替えられた際、次の点で課題が生じる。先ず、映像の画質（言い換えると、視認性）を良好にするために、撮像された映像に各種の信号処理（例えば、ＡＥ（Auto Exposure）などの自動露光処理、あるいはＷＢ（White Balance）の調整処理）が行われる。ところが、２Ｄ映像の表示から３Ｄ映像の表示に切り替えられた時、２Ｄ映像の信号処理のパラメータの導出に用いる撮像面上のエリアを３Ｄ映像の信号処理のパラメータの導出に用いるエリアとしてそのまま用いると、適正な画質を有する３Ｄ映像が得られないことがあった。

そこで、以下の実施の形態２では、上述した従来の事情に鑑みて、２Ｄ映像の表示から３Ｄ映像の表示に切り替えられた時、撮像された３Ｄ映像に対する信号処理のパラメータの導出に用いる撮像面上のエリアを適応的に調整し、１つのカメラにより高精細の３Ｄ映像を撮像して出力することが可能な画像処理装置、カメラ装置及び画像処理方法の例を説明する。

（実施の形態２）
実施の形態２の医療用カメラシステム、カメラ装置又はＣＣＵのそれぞれの内部構成は、実施の形態１の医療用カメラシステム、カメラ装置２０又はＣＣＵ２２のそれぞれの内部構成と同様であるため、同一の構成については同一の符号を付与して説明を簡略化又は省略し、異なる内容について説明する。

先ず、実施の形態２において、映像の画質を良好にするために、撮像された映像に行われる信号処理の一例として、ＡＥ（Auto Exposure）などの自動露光処理を例示し、２Ｄモードから３Ｄモードに切り替えられた場合に、自動露光処理のパラメータ（例えば明るさ又は光量）の導出に用いるエリアを決定する例を説明する。なお、実施の形態２のＣＣＵの構成に実施の形態１のＣＣＵの構成を組み合わせて、実施の形態１のＣＣＵの構成によって左眼画像及び右眼画像の切り出し範囲が調整された後に、実施の形態２のＣＣＵの構成によってＡＥなどの自動露光処理やＷＢの調整処理の各種制御が実行されてもよいことは言うまでもない。

図１０は、実施の形態２のカメラ装置２０の画像処理部の機能構成の第１例を示すブロック図である。画像処理部２６１Ａは、４Ｋ映像処理部２６４、測光エリア決定部２８１、露光計算部２８２、輝度制御部２８３、２Ｋ左視差映像切り出し部２６５、２Ｋ右視差映像切り出し部２６６、映像出力切替部２６７，２６８を含む構成である。なお、図１０ではフレームバッファＦＢ１（メモリ）の図示が省略されているが、ＣＣＵ２２内に設けられていれば、画像処理部２６１Ａの内外のどちらに設けられてもよい。

４Ｋ映像処理部２６４により生成された４Ｋ画素の映像データは、測光エリア決定部２８１に入力される。

測光エリア決定部２８１（決定部の一例）は、２Ｄモードから３Ｄモードへの切り替え信号に応じて、カメラヘッド２１により撮像された左眼画像及び右眼画像（例えば、４Ｋ映像処理部２６４により生成された４Ｋ画素の映像データ）に対する信号処理（例えばＡＥなどの自動露光処理）のパラメータ（例えば明るさ又は光量）の導出に用いるエリアを決定する（図１１Ａ，図１１Ｂ，図１１Ｃ，図１１Ｄ参照）。また、測光エリア決定部２８１は、３Ｄモードから２Ｄモードへの切り替え信号に応じて、カメラヘッド２１により撮像された左眼画像及び右眼画像（例えば、４Ｋ映像処理部２６４により生成された４Ｋ画素の映像データ）に対する信号処理（例えばＡＥなどの自動露光処理）のパラメータ（例えば明るさ又は光量）の導出に用いるエリアを決定する。なお、測光エリア決定部２８１は、２Ｄモードから３Ｄモード、あるいは３Ｄモードから２Ｄモードへの切り替えが発生していなくても、カメラヘッド２１により撮像された左眼画像及び右眼画像（例えば、４Ｋ映像処理部２６４により生成された４Ｋ画素の映像データ）に対する信号処理（例えばＡＥなどの自動露光処理）のパラメータ（例えば明るさ又は光量）の導出に用いるエリアを決定する。

図１１Ａは、２Ｄモードから３Ｄモードへの切り替えに応じた、第１被写体に対する自動露光の測光エリアの調整例を示す説明図である。図１１Ｂは、２Ｄモードから３Ｄモードへの切り替えに応じた、第２被写体に対する自動露光の測光エリアの調整例を示す説明図である。図１１Ｃは、２Ｄモードから３Ｄモードへの切り替えに応じた、第３被写体に対する自動露光の測光エリアの調整例を示す説明図である。図１１Ｄは、２Ｄモードから３Ｄモードへの切り替えに応じた、第４被写体に対する自動露光の測光エリアの調整例を示す説明図である。

図１１Ａ〜図１１Ｄでは、カメラヘッド２１内のイメージセンサの撮像面ＣＡＰ１（例えば、４Ｋ画素に相当する例えば「２１６０画素×３８４０画素」の大きさ）内に、映像の撮像に用いられる最大の画素領域に相当するセンサ実効画素領域ＥＦＭ２が設定される。図１１Ａ〜図１１Ｄにおいて、撮像面ＣＡＰ１は、所謂、Ｂｏｔｔｏｍ Ｖｉｅｗ（つまり、撮像面側から物体側を見た時）の撮像面である。また、ここで、図１１Ａ〜図１１Ｄの説明を簡単にするために、３Ｄ映像を構成する２Ｄ左視差映像の切り出し範囲ＬＦＣ４と、同３Ｄ映像を構成する２Ｄ右視差映像の切り出し範囲ＲＧＣ４とは、撮像面ＣＡＰ１の垂直方向のずれが無く、水平方向に横並びの状態で設定される。切り出し範囲ＬＦＣ４は、２Ｋ左視差映像（左眼画像）用のセンサ有効画素エリアＥＦＭ３の中で、２Ｋ左視差映像（左眼画像）の切り出し範囲である。同様に、切り出し範囲ＲＧＣ４は、２Ｋ右視差映像（右眼画像）用のセンサ有効画素エリアＥＦＭ４の中で、２Ｋ右視差映像（右眼画像）の切り出し範囲である。また、図１１Ａ〜図１１Ｄの説明において、センサ実効画素領域ＥＦＭ２は、垂直方向８個×水平方向１６個で分割された合計１２８個の領域により構成されているとする。

図１１Ａの紙面左側では、２Ｄモード時に、センサ実効画素領域ＥＦＭ２の全域にわたって２Ｄ映像の撮像が行われていることが示される。図１１Ａに示すように、センサ実効画素領域ＥＦＭ２の全域にわたって２Ｄ映像の撮像が行われている場合には、センサ実効画素領域ＥＦＭ２の全域が、その２Ｄ映像の自動露光処理（信号処理の一例）のパラメータ（例えば、明るさ又は光量）の導出（計算）に用いられる（図１１Ａのドットハッチで示される測光エリアＬＡＲ１参照）。ここで、２Ｄモードから３Ｄモードに切り替えるためのユーザの操作（つまり、２Ｄモードから３Ｄモードへの切り替え信号）に応じて、測光エリア決定部２８１は、図１１Ａの紙面右側に示すように、例えば３Ｄ映像を構成する２Ｋ右視差映像ＬＡＲ２の切り出し範囲ＲＧＣ４の大きさを、４Ｋ映像処理部２６４により生成された４Ｋ画素の映像データ（言い換えると、２Ｋ左視差映像及び２Ｋ右視差映像）に対する信号処理（例えばＡＥなどの自動露光処理）のパラメータ（例えば明るさ又は光量）の導出に用いる測光エリアとして決定する。なお、測光エリア決定部２８１は、例えば３Ｄ映像を構成する２Ｋ左視差映像の切り出し範囲ＬＦＣ４の大きさを測光エリアとして決定してもよい。

図１１Ｂの紙面左側では、２Ｄモード時に、センサ実効画素領域ＥＦＭ２の中心を含む小エリア（例えば１２マス分）にわたって２Ｄ映像ＬＡＲ３の撮像が行われていることが示される。図１１Ｂに示すように、センサ実効画素領域ＥＦＭ２の中心を含む小エリアにわたって２Ｄ映像ＬＡＲ３の撮像が行われている場合には、センサ実効画素領域ＥＦＭ２の全域が、その２Ｄ映像の自動露光処理（信号処理の一例）のパラメータ（例えば、明るさ又は光量）の導出（計算）に用いられる（図１１Ａのドットハッチで示される測光エリアＬＡＲ１参照）。ここで、２Ｄモードから３Ｄモードに切り替えるためのユーザの操作（つまり、２Ｄモードから３Ｄモードへの切り替え信号）に応じて、測光エリア決定部２８１は、図１１Ｂの紙面右側に示すように、例えば３Ｄ映像を構成する２Ｋ右視差映像ＬＡＲ４の切り出し範囲ＲＧＣ４の大きさを、４Ｋ映像処理部２６４により生成された４Ｋ画素の映像データ（言い換えると、２Ｋ左視差映像及び２Ｋ右視差映像）に対する信号処理（例えばＡＥなどの自動露光処理）のパラメータ（例えば明るさ又は光量）の導出に用いる測光エリアとして決定する。なお、測光エリア決定部２８１は、例えば３Ｄ映像を構成する２Ｋ左視差映像の切り出し範囲ＬＦＣ４の大きさを測光エリアとして決定してもよい。

図１１Ｃの紙面左側では、２Ｄモード時に、センサ実効画素領域ＥＦＭ２の中心を含む中エリア（例えば２４マス分）にわたって２Ｄ映像ＬＡＲ５の撮像が行われていることが示される。図１１Ｃに示すように、センサ実効画素領域ＥＦＭ２の中心を含む中エリアにわたって２Ｄ映像ＬＡＲ５の撮像が行われている場合には、センサ実効画素領域ＥＦＭ２の全域が、その２Ｄ映像の自動露光処理（信号処理の一例）のパラメータ（例えば、明るさ又は光量）の導出（計算）に用いられる（図１１Ａのドットハッチで示される測光エリアＬＡＲ１参照）。ここで、２Ｄモードから３Ｄモードに切り替えるためのユーザの操作（つまり、２Ｄモードから３Ｄモードへの切り替え信号）に応じて、測光エリア決定部２８１は、図１１Ｃの紙面右側に示すように、例えば３Ｄ映像を構成する２Ｋ右視差映像ＬＡＲ６の切り出し範囲ＲＧＣ４の大きさを、４Ｋ映像処理部２６４により生成された４Ｋ画素の映像データ（言い換えると、２Ｋ左視差映像及び２Ｋ右視差映像）に対する信号処理（例えばＡＥなどの自動露光処理）のパラメータ（例えば明るさ又は光量）の導出に用いる測光エリアとして決定する。なお、測光エリア決定部２８１は、例えば３Ｄ映像を構成する２Ｋ左視差映像の切り出し範囲ＬＦＣ４の大きさを測光エリアとして決定してもよい。

図１１Ｄの紙面左側では、２Ｄモード時に、センサ実効画素領域ＥＦＭ２の中心を含む大エリア（例えば５６マス分）にわたって２Ｄ映像ＬＡＲ７の撮像が行われていることが示される。図１１Ｄに示すように、センサ実効画素領域ＥＦＭ２の中心を含む中エリアにわたって２Ｄ映像ＬＡＲ７の撮像が行われている場合には、センサ実効画素領域ＥＦＭ２の全域が、その２Ｄ映像の自動露光処理（信号処理の一例）のパラメータ（例えば、明るさ又は光量）の導出（計算）に用いられる（図１１Ａのドットハッチで示される測光エリアＬＡＲ１参照）。ここで、２Ｄモードから３Ｄモードに切り替えるためのユーザの操作（つまり、２Ｄモードから３Ｄモードへの切り替え信号）に応じて、測光エリア決定部２８１は、図１１Ｄの紙面右側に示すように、例えば３Ｄ映像を構成する２Ｋ右視差映像ＬＡＲ８の切り出し範囲ＲＧＣ４の大きさを、４Ｋ映像処理部２６４により生成された４Ｋ画素の映像データ（言い換えると、２Ｋ左視差映像及び２Ｋ右視差映像）に対する信号処理（例えばＡＥなどの自動露光処理）のパラメータ（例えば明るさ又は光量）の導出に用いる測光エリアとして決定する。なお、測光エリア決定部２８１は、例えば３Ｄ映像を構成する２Ｋ左視差映像の切り出し範囲ＬＦＣ４の大きさを測光エリアとして決定してもよい。

露光計算部２８２（導出部の一例）は、測光エリア決定部２８１により決定された測光エリアを対象として、４Ｋ映像処理部２６４により生成された４Ｋ画素の２Ｄ映像のデータの測光エリアにおける露光量（つまり、明るさ又は光量）を計算し、計算結果を輝度制御部２８３に出力する。なお、露光計算部２８２は、画像処理部２６１Ａ内に設けられなくてもよく、ＣＰＵ２６２内に設けられてもよい。

輝度制御部２８３（画像処理部の一例）は、露光計算部２８２の計算結果を用いて、４Ｋ映像処理部２６４により生成された４Ｋ画素の２Ｄ映像のデータに対してＡＥなどの自動露光処理を行う。つまり、輝度制御部２８３は、測光エリア内の４Ｋ画素の２Ｄ映像が暗すぎる（例えば露光量が所定の第１閾値未満である。第１閾値は所定値。）場合には適正な明るさにするために明るさを増大する処理を行う。一方、輝度制御部２８３は、測光エリア内の４Ｋ画素の２Ｄ映像が明るすぎる（例えば露光量が所定の第２閾値以上である。第２閾値は、第１閾値＜第２閾値となる所定値。）場合には適正な明るさにするために明るさを減少する処理を行う。なお、輝度制御部２８３は、画像処理部２６１Ａ内に設けられなくてもよく、ＣＰＵ２６２内に設けられてもよい。輝度制御部２８３は、ＡＥなどの自動露光処理の処理結果である４Ｋ画素の２Ｄ映像のデータを、２Ｋ右視差画像切り出し部２６５，２Ｋ左視差画像切り出し部２６６にそれぞれ出力する。

２Ｋ右視差画像切り出し部２６５，２Ｋ左視差画像切り出し部２６６，映像出力切替部２６７，２６８の処理内容は、実施の形態１と同様であるため、ここでは説明を割愛する。

図１２は、実施の形態２のカメラ装置２０の動作手順例を説明するフローチャートである。なお、図１２の説明では、ステップＳ１１〜Ｓ２３の処理の中で、ステップＳ１１，Ｓ１２の処理は、カメラ装置２０のカメラヘッド２１において行われ、ステップＳ１３以降の処理は、カメラ装置２０のＣＣＵ２２において行われる。また、図１２の動作は、実施の形態２に特化した内容ではなく、実施の形態１において切り出し範囲が設定された後の映像に対する処理手順として適用することが可能であることは言うまでもない。

図１２において、カメラ装置２０は、手術顕微鏡１０により取得した被写体４０からの光を、撮像レンズ部２３のレンズによって集光する（Ｓ１１）。カメラ装置２０は、カメラヘッド２１の３板式の撮像部２１３において、分光プリズムによりＲＧＢの各色の被写体像に分光し、ＲＧＢの３つのイメージセンサの撮像面上にそれぞれ結像して、２Ｋ画素のＲＧＢの被写体像を撮像する（Ｓ１２）。

カメラ装置２０は、ＣＣＵ２２の画像処理部２６１Ａにおいて、撮像されたＲＧＢ各色の２Ｋ映像Ｒ，Ｇ，Ｂを画素ずらし処理により４Ｋ映像化し、４Ｋ映像（４Ｋ画素の映像）を生成する（Ｓ１３）。カメラ装置２０は、ＣＣＵ２２の画像処理部２６１Ａにおいて、ステップＳ１３において生成された４Ｋ画素の映像に対する信号処理（例えばＡＥなどの自動露光処理）のパラメータ（例えば明るさ又は光量）の導出に用いるエリアを決定する（Ｓ１４）。

カメラ装置２０は、ＣＣＵ２２の画像処理部２６１Ａにおいて、ステップＳ１４において決定された測光エリアを対象として、ステップＳ１３において生成された４Ｋ画素の２Ｄ映像のデータの測光エリアにおける露光量（つまり、明るさ又は光量）を計算する（Ｓ１５）。カメラ装置２０は、ＣＣＵ２２の画像処理部２６１Ａにおいて、ステップＳ１５における露光量の計算結果を用いて、ステップＳ１３において生成された４Ｋ画素の２Ｄ映像のデータに対してＡＥなどの自動露光処理を行う（Ｓ１６）。

カメラ装置２０は、ＣＣＵ２２のＣＰＵ２６２において、出力映像種別を判別する。なお、ＣＰＵ２６２は、撮像部２１３における撮像を制御しており、撮像部２１３により撮像される映像の出力映像種別を判別可能である。カメラ装置２０は、２Ｋ画素の３Ｄ映像（３Ｄ（ＦＨＤ））、４Ｋ画素の２Ｄ映像（２Ｄ（４Ｋ））、ＨＤ解像度の３Ｄ映像（３Ｄ（Ｎｏｒｍａｌ））の出力映像種別毎に、画像処理部２６１Ａの動作を設定して映像出力を切り替える（Ｓ１７）。

２Ｋ画素の３Ｄ映像（３Ｄ（ＦＨＤ））を出力する場合、ＣＣＵ２２の画像処理部２６１Ａは、左右２つの２Ｋ視差映像（２Ｋ左視差映像及び２Ｋ右視差映像）の切り出し処理を行う（Ｓ１８）。ＣＣＵ２２の画像処理部２６１Ａは、３Ｄ表示のための２Ｋ画素の３Ｄ映像出力として、３Ｄ左視差映像をチャネルＣＨ１から出力し、３Ｄ右視差映像をチャネルＣＨ２から出力する（Ｓ１９）。

４Ｋ画素の２Ｄ映像（２Ｄ（４Ｋ））を出力する場合、ＣＣＵ２２の画像処理部２６１Ａは、チャネルＣＨ１とチャネルＣＨ２の両方又はいずれか一方より、４Ｋ画素の２Ｄ映像出力として、４Ｋ映像を出力する（Ｓ２０）。

ＨＤ解像度の３Ｄ映像（３Ｄ（Ｎｏｒｍａｌ））を出力する場合、ＣＣＵ２２の画像処理部２６１Ａは、左右２つの２Ｋ視差映像（２Ｋ左視差映像及び２Ｋ右視差映像）の切り出し処理を行う（Ｓ２１）。このステップＳ２１の処理では、実施の形態１において説明したように、ユーザ（例えば医者などの観察者）の操作に応じて、２Ｋ左視差映像及び２Ｋ右視差映像のうち少なくとも一方の切り出し範囲が個々に調整された上で切り出されてよい。画像処理部２６１Ａは、左右２つの２Ｋ視差映像を合成し、３Ｄ映像の各種伝送方式に対応する映像変換処理（３Ｄ映像化処理）を行う（Ｓ２２）。画像処理部２６１Ａは、ＨＤ解像度の３Ｄ映像出力として、３Ｄ映像（左右視差映像）を出力する（Ｓ２３）。

ここで、ステップＳ２２の処理を行う場合には、画像処理部２６１Ａは、図２１に示す３Ｄ映像合成部２７２を有する。３Ｄ映像合成部２７２は、２Ｋ左視差映像切り出し部２６５からの２Ｄ左視差映像と２Ｋ右視差映像切り出し部２６６からの２Ｄ右視差映像とを合成処理し、ＨＤ解像度の３Ｄ映像（３Ｄ（Ｎｏｒｍａｌ））を生成する。３Ｄ映像の合成処理は、例えば左視差映像と右視差映像とを水平方向に隣接させたサイドバイサイド方式、或いは１ラインごとに左視差映像と右視差映像とを配置したラインバイライン方式など、３Ｄ映像の各種伝送方式に対応する映像変換処理（３Ｄ映像化処理）を用いることができる。

図１３は、モードの切り替えの割り込み処理時の動作手順例を説明するフローチャートである。図１３の処理は、ステップＳ３１の処理（すなわち、２Ｄモードから３Ｄモード、あるいは３Ｄモードから２Ｄモードへの切り替えの処理）が割込み的に発生した時点で、開始される。

図１３において、ＣＣＵ２２のＣＰＵ２６２は、２Ｄモードから３Ｄモード、あるいは３Ｄモードから２Ｄモードへの切り替え信号を取得したかどうかを判断する（Ｓ３１）。切り替え信号が取得されていない場合には（Ｓ３１、ＮＯ）、現状のモード（例えば、２Ｄモード又は３Ｄモード）が維持される。ＣＰＵ２６２は、図１２のステップＳ１４〜Ｓ１６の処理を一度実行したかどうかを判別する（Ｓ３２）。ＣＰＵ２６２は、図１２のステップＳ１４〜Ｓ１６の処理を一度実行した場合にはその旨の情報（フラグなど）を内部メモリ（図示略）などに保持しており、図１２のステップＳ１４〜Ｓ１６の処理を一度実行したかどうかを判別可能である。図１２のステップＳ１４〜Ｓ１６の処理を一度実行済みであると判別された場合には（Ｓ３２、ＹＥＳ）、図１２のステップＳ１７以降の処理に進む。これは、現状のモードが変更されずさらに測光エリアの決定は既に済んでいる状態であるために測光エリアを変更する必要がなく、ステップＳ１４〜Ｓ１６の処理が必要でないことを意味しており、図１２のステップＳ１７以降の処理に進まずに、画像処理部２６１Ａの処理を終了してもよい。

一方、切り替え信号が取得された場合（Ｓ３１、ＹＥＳ）、又は図１２のステップＳ１４〜Ｓ１６の処理を一度も実行していないと判別された場合には（Ｓ３２、ＮＯ）、画像処理部２６１Ａは、図１２に示すステップＳ１４〜Ｓ１６の処理を実行する（Ｓ３３）。ステップＳ３３の後は、画像処理部２６１Ａの処理はステップＳ１７以降に進む。

次に、実施の形態２において、映像の画質を良好にするために、撮像された映像に行われる信号処理の一例として、ＷＢ（White Balance）の調整処理を例示し、２Ｄモードから３Ｄモードに切り替えられた場合に、ＷＢの調整処理のパラメータ（例えばＷＢ調整値）の導出に用いるエリアを決定する例を説明する。

図１４は、実施の形態２のカメラ装置２０の画像処理部の機能構成の第２例を示すブロック図である。画像処理部２６１Ｂは、４Ｋ映像処理部２６４、ＷＢ対象エリア決定部２８４、ＷＢ制御部２８５、２Ｋ左視差映像切り出し部２６５、２Ｋ右視差映像切り出し部２６６、映像出力切替部２６７，２６８を含む構成である。なお、図１４ではフレームバッファＦＢ１（メモリ）の図示が省略されているが、ＣＣＵ２２内に設けられていれば、画像処理部２６１Ｂの内外のどちらに設けられてもよい。また、図１４に示すＷＢ対象エリア決定部２８４及びＷＢ制御部２８５は、図１０に示す画像処理部２６１Ａ内に組み合わせて含まれた構成としてもよい。

図１４の画像処理部２６１Ｂの内部構成は、図１０の画像処理部２６１Ａのそれぞれの内部構成と同一のものを含むため、同一の構成については同一の符号を付与して説明を簡略化又は省略し、異なる内容について説明する。

４Ｋ映像処理部２６４により生成された４Ｋ画素の映像データは、ＷＢ対象エリア決定部２８４に入力される。

ＷＢ対象エリア決定部２８４（決定部の一例）は、２Ｄモードから３Ｄモードへの切り替え信号に応じて、カメラヘッド２１により撮像された左眼画像及び右眼画像（例えば、４Ｋ映像処理部２６４により生成された４Ｋ画素の映像データ）に対する信号処理（例えばＷＢの調整処理）のパラメータ（例えばＷＢ調整値）の導出に用いるエリアを決定する（図１５参照）。また、ＷＢ対象エリア決定部２８４は、３Ｄモードから２Ｄモードへの切り替え信号に応じて、カメラヘッド２１により撮像された左眼画像及び右眼画像（例えば、４Ｋ映像処理部２６４により生成された４Ｋ画素の映像データ）に対する信号処理（例えばＷＢの調整処理）のパラメータ（例えばＷＢ調整値）の導出に用いるエリアを決定する。なお、ＷＢ対象エリア決定部２８４は、２Ｄモードから３Ｄモード、あるいは３Ｄモードから２Ｄモードへの切り替えが発生していなくても、カメラヘッド２１により撮像された左眼画像及び右眼画像（例えば、４Ｋ映像処理部２６４により生成された４Ｋ画素の映像データ）に対する信号処理（例えばＷＢの調整処理）のパラメータ（例えばＷＢ調整値）の導出に用いるエリアを決定する。

図１５は、２Ｄモードから３Ｄモードへの切り替えに応じた、被写体に対するＷＢの対象エリアの調整例を示す説明図である。図１５において、撮像面ＣＡＰ１は、所謂、Ｂｏｔｔｏｍ Ｖｉｅｗ（つまり、撮像面側から物体側を見た時）の撮像面である。図１５の説明を簡単にするために、３Ｄ映像を構成する２Ｄ左視差映像の切り出し範囲ＬＦＣ４と、同３Ｄ映像を構成する２Ｄ右視差映像の切り出し範囲ＲＧＣ４とは、撮像面ＣＡＰ１の垂直方向のずれが無く、水平方向に横並びの状態で設定される。切り出し範囲ＬＦＣ４は、２Ｋ左視差映像（左眼画像）の切り出し範囲である。同様に、切り出し範囲ＲＧＣ４は、２Ｋ右視差映像（右眼画像）の切り出し範囲である。

図１５の紙面左側では、２Ｄモード時に、カメラヘッド２１内のイメージセンサの撮像面ＣＡＰ１（例えば、４Ｋ画素に相当する例えば「２１６０画素×３８４０画素」の大きさ）内で、ＷＢ調整値の導出に用いるエリアとして、撮像面ＣＡＰ１の中心を含む小エリアＷＢ１が初期位置として示されている。つまり、ＷＢ対象エリア決定部２８４は、小エリアＷＢ１内のＷＢ調整値に基づいて、カメラヘッド２１により撮像された左眼画像及び右眼画像（例えば、４Ｋ映像処理部２６４により生成された４Ｋ画素の映像データ）に対するＷＢの調整処理を行う。ＷＢ対象エリア決定部２８４は、実施の形態１と同様に、モニタ３０に映し出された３Ｄ映像を構成する２Ｄ左視差映像及び２Ｄ右視差映像を閲覧したユーザ（例えば医者などの観察者）の操作に応じて、ＷＢ調整値の導出に用いるエリアを、小エリアＷＢ１から、小エリアＷＢ１と同一面積を有する他の小エリアＷＢ２，ＷＢ３，ＷＢ４，ＷＢ５のうちいずれかに移動して変更してもよい。

ここで、２Ｄモードから３Ｄモードに切り替えるためのユーザの操作（つまり、２Ｄモードから３Ｄモードへの切り替え信号）がなされたとする。ＷＢ対象エリア決定部２８４は、この操作に応じて、図１５の紙面右側に示すように、例えば３Ｄ映像を構成する２Ｋ右視差映像の切り出し範囲ＲＧＣ４の中心を含む小エリアＷＢ６を、４Ｋ映像処理部２６４により生成された４Ｋ画素の映像データ（言い換えると、２Ｋ左視差映像及び２Ｋ右視差映像）に対するＷＢの調整処理のパラメータ（例えばＷＢ調整値）の導出に用いるエリアの初期位置として決定する。なお、ＷＢ対象エリア決定部２８４は、例えば３Ｄ映像を構成する２Ｋ左視差映像の切り出し範囲ＬＦＣ４の中心を含む小エリアを、ＷＢ調整値の導出に用いるエリアとして決定してもよい。ＷＢ対象エリア決定部２８４は、実施の形態１と同様に、モニタ３０に映し出された３Ｄ映像を構成する２Ｄ左視差映像及び２Ｄ右視差映像を閲覧したユーザ（例えば医者などの観察者）の操作に応じて、ＷＢ調整値の導出に用いるエリアを、小エリアＷＢ６から、切り出し範囲ＲＧＣ４内の小エリアＷＢ６と同一面積を有する他の小エリアＷＢ７，ＷＢ８，ＷＢ９，ＷＢ１０のうちいずれかに移動して変更してもよい。

また、ＷＢ対象エリア決定部２８４（導出部の一例）は、ＷＢ対象エリア決定部２８４により決定されたエリアを対象として、４Ｋ映像処理部２６４により生成された４Ｋ画素の２Ｄ映像のデータのエリアにおけるＷＢ調整値を計算し、計算結果をＷＢ制御部２８５に出力する。

ＷＢ制御部２８５（画像処理部の一例）は、ＷＢ対象エリア決定部２８４の計算結果に対応するエリアの色をサンプリングすることで、４Ｋ映像処理部２６４により生成された４Ｋ画素の２Ｄ映像のデータに対してＷＢの調整処理を行う。なお、ＷＢ制御部２８５は、画像処理部２６１Ｂ内に設けられなくてもよく、ＣＰＵ２６２内に設けられてもよい。ＷＢ制御部２８５は、ＷＢの調整処理の処理結果である４Ｋ画素の２Ｄ映像のデータを、２Ｋ右視差画像切り出し部２６５，２Ｋ左視差画像切り出し部２６６にそれぞれ出力する。

図１２に示すフローチャートは、ＣＣＵ２２の画像処理部２６１Ｂを用いた場合でも、同様に適用可能である。例えば、図１２のステップＳ１４〜Ｓ１６の代わりに、ＷＢの調整処理のパラメータ（ＷＢ調整値）の決定処理と、その決定処理に基づいて決定されたエリアにおけるＷＢ調整を用いたＷＢの調整処理とが実行されてよい。また、ＣＣＵ２２は画像処理部２６１Ａ，２６１Ｂを組み合わせた構成を有してもよく、この場合には図１２のステップＳ１６とステップＳ１７との間、あるいはステップＳ１３とステップＳ１４との間に、ＷＢの調整処理のパラメータ（ＷＢ調整値）の決定処理と、その決定処理に基づいて決定されたエリアにおけるＷＢ調整を用いたＷＢの調整処理とが実行されればよい。また、ＣＣＵ２２は画像処理部２６１Ａ，２６１Ｂを組み合わせた構成を有する場合に、ステップＳ１４〜ステップＳ１６の処理と、ＷＢの調整処理のパラメータ（ＷＢ調整値）の決定処理と、その決定処理に基づいて決定されたエリアにおけるＷＢ調整を用いたＷＢの調整処理とが並列に実行されてもよい。

以上により、実施の形態２の医療用カメラシステムでは、ＣＣＵ２２は、手術顕微鏡１０（光学機器の一例）に入射した対象部位の光に基づいて、視差を有する２Ｋ左視差映像（左眼画像の一例）及び２Ｋ右視差映像（右眼画像の一例）の１画面の撮像面上への撮像が可能なカメラヘッド２１と接続される。ＣＣＵ２２、又はＣＣＵ２２を有するカメラ装置２０は、２Ｄモードから３Ｄモードへの切り替えに応じて、カメラヘッド２１により撮像された左眼画像及び右眼画像に対する信号処理のパラメータ（例えば、明るさ又は光量、ＷＢ調整値）を導出（例えば算出）する。また、ＣＣＵ２２、又はＣＣＵ２２を有するカメラ装置２０は、導出されたパラメータ（例えば、明るさ又は光量、ＷＢ調整値）に基づいて、カメラヘッド２１により撮像された左眼画像及び右眼画像の信号処理を施し、信号処理が施された左眼画像及び右眼画像をモニタ３０に出力する。

これにより、ＣＣＵ２２、又はＣＣＵ２２を有するカメラ装置２０は、２Ｄ映像の表示から３Ｄ映像の表示に切り替えられた時、撮像された３Ｄ映像に対する信号処理のパラメータの導出に用いる撮像面上のエリアを適応的に調整でき、１つのカメラにより高精細の３Ｄ映像を撮像して出力することができる。つまり、３Ｄモード時では、３Ｄ映像を構成する２Ｋ左視差映像又は２Ｋ右視差映像の切り出し範囲を対象として信号処理のパラメータが導出されるので、３Ｄモード時では本来必要ではない２Ｄモード時のイメージセンサの撮像面の一部（例えば撮像面の周辺部）のパラメータの影響を受けて３Ｄ映像の画質が劣化することを抑制可能となる。また、１つのカメラヘッド２１及びＣＣＵ２２によって２Ｋ画素の高精細の３Ｄ映像を撮像し出力することができ、対象部位を立体的かつ高精細に映し出すことが可能になる。特に手術用途において、より鮮明な３Ｄ映像を取得でき、手術時の操作性、対象部位の視認性を向上できる。

また、１つのＣＣＵ２２において、４Ｋ画素の２Ｄ映像の撮像出力と、２Ｋ画素の３Ｄ映像の撮像出力とに対応できるため、多様な観察映像の用途に適応可能となる。

また、ＣＣＵ２２、又はＣＣＵ２２を有するカメラ装置２０は、カメラヘッド２１により撮像された左眼画像及び右眼画像のうちいずれか一方の撮像エリアの中で、信号処理のパラメータの導出に用いるエリアを決定する。これにより、ＣＣＵ２２、又はＣＣＵ２２を有するカメラ装置２０は、３Ｄモード時に３Ｄ映像を構成する２Ｋ左視差映像及び２Ｋ右視差映像に対して必要な信号処理を施す際のパラメータを適正に決定でき、モニタ３０に映し出される３Ｄ映像の画質を向上できる。

また、ＣＣＵ２２、又はＣＣＵ２２を有するカメラ装置２０は、カメラヘッド２１により撮像された左眼画像及び右眼画像に現れる被写体形状に基づいて、信号処理のパラメータの導出に用いるエリアを決定する。これにより、ＣＣＵ２２、又はＣＣＵ２２を有するカメラ装置２０は、３Ｄモード時に撮像された被写体の形状に適合して高画質な２Ｋ左視差映像及び２Ｋ右視差映像を生成できるので、モニタ３０に映し出される３Ｄ映像の画質を的確に向上できる。

また、信号処理のパラメータは、信号処理のパラメータの導出に用いるエリアの左眼画像及び右眼画像のうち少なくとも一方の露光量である。ＣＣＵ２２、又はＣＣＵ２２を有するカメラ装置２０は、露光量に基づいて、カメラヘッド２１により撮像された左眼画像及び右眼画像の明るさを調整する。これにより、ＣＣＵ２２、又はＣＣＵ２２を有するカメラ装置２０は、３Ｄモード時に、３Ｄモード時では本来必要ではない２Ｄモード時のイメージセンサの撮像面の一部（例えば撮像面の周辺部）の露光量の影響を受けて暗くなり過ぎたり明るくなり過ぎたりすることが無く、３Ｄ映像の画質が劣化することを抑制可能である。

また、信号処理のパラメータは、信号処理のパラメータの導出に用いるエリアの左眼画像及び右眼画像のうち少なくとも一方のホワイトバランス調整値である。ＣＣＵ２２、又はＣＣＵ２２を有するカメラ装置２０は、ホワイトバランス調整値に基づいて、カメラヘッド２１により撮像された左眼画像及び右眼画像のホワイトバランスを調整する。これにより、ＣＣＵ２２、又はＣＣＵ２２を有するカメラ装置２０は、３Ｄモード時に、３Ｄモード時では本来必要ではない２Ｄモード時のイメージセンサの撮像面の一部（例えば撮像面ＣＡＰ１の外周辺部）のＷＢ調整値の影響を受けて青白くなり過ぎたり赤白くなり過ぎたりすることが無く、ホワイトバランスが適切に調整された３Ｄ映像が得られる。

また、ＣＣＵ２２、又はＣＣＵ２２を有するカメラ装置２０は、３Ｄモード時に、カメラヘッド２１により撮像された左眼画像及び右眼画像に現れる視差Δ（図２３参照）に基づいて、手術内視鏡１１０（光学機器の一例）から観察対象部位までの距離Ｌ（図１９参照）を測定する距離測定回路２９１（測距部の一例）を有する。ＣＣＵ２２又はカメラ装置２０は、信号処理が施された左眼画像及び右眼画像とともに、距離測定回路２９１により測定された結果（つまり、距離に関する情報）をモニタ１３０（図１９参照）に出力する。これにより、ユーザ（例えば医者などの観察者）は、モニタ１３０に映し出されている観察対象部位の状況を視覚的に把握できるとともに、手術内視鏡１１０（図１９参照）から観察対象部位までの具体的な距離の情報を把握できて、手術時や検査時においてユーザの次なる医療行為のガイド（誘導）を支援できる。

また、ＣＣＵ２２、又はＣＣＵ２２を有するカメラ装置２０は、３Ｄモードから２Ｄモードへの切り替えに応じて、距離に関する情報のモニタ１３０への出力を中断する。これにより、２Ｄモード時には視差を有する左右の２Ｋ左視差映像及び２Ｋ右視差映像の両方が距離測定回路２９１に入力されなくなるので、モニタ１３０に距離に関する情報の表示がなされない。従って、ユーザ（例えば医者などの観察者）は、モニタ１３０に距離に関する情報の表示がされていないことで、現在が２Ｄモードであることを簡単に認識でき、一方、モニタ１３０に距離に関する情報の表示がされていることで、現在が３Ｄモードであることを簡単に認識できる。

（実施の形態３の内容に至る経緯）
上述した医療用カメラシステムでは、手術や処置などが行われる対象部位の鮮明な視野を確保するため、できる限り高精細で視認性の良好な表示映像が望まれる。また、対象部位の立体視によって観察対象物の大きさや状態などの把握がより正確かつ容易にできるため、観察者に立体的な観察映像を提供する３Ｄ映像の要求が高まっている。特に微細部位の手術用途においては、高精細の３Ｄ映像が必要となるが、特許文献１のような従来技術では、観察映像の細部が鮮明に視認することが困難であるなどの課題があった。また、医療分野にて要求される高精細の３Ｄ映像を生成するために、視差を有する左眼用の画像（左眼画像）及び右眼用の画像（右眼画像）の撮像用に異なる２つのカメラを用いる必要があった。

また、例えば医療用カメラシステムでは、３Ｄ映像が表示されている状態から２Ｄ映像が表示されるように表示モードが切り替えられた際、医者などが対象部位（例えば人体の患部）の状況の詳細を連続的に把握するために、映像の表示がスムーズに切り替わることが求められる。ところが、現実的には、次のような要因のために、３Ｄ映像の表示から２Ｄ映像の表示に切り替えられる際に、数秒単位の遅延時間（言い換えると、映像の非表示時間）が発生し、一定時間以上にわたって対象部位（例えば人体の患部）の状況の詳細の把握が困難になることがあった。具体的には、映像の３Ｄモードから２Ｄモードに切り替えるためには、モニタ側の表示モードを３Ｄモードから２Ｄモードに変更する操作が必要であった。この操作は通常人により行われるため一定時間を要するものであり、３Ｄ映像の伝送フォーマットに応じて、例えば数秒単位の遅延時間（言い換えると、映像の非表示時間）が発生していた。このため、一定時間以上にわたって対象部位（例えば人体の患部）の状況の詳細の把握が困難になり、ユーザ（例えば医者などの観察者）の利便性を損なうという不具合があった。３Ｄ映像の表示から２Ｄ映像の表示に切り替えられる要因は、例えば手術時あるいは検査時に３Ｄ映像をずっと見ていると目が疲れること、手術時あるいは検査時に３Ｄ映像でなくても２Ｄ映像で十分に把握可能な患部の詳細を見たいこと、手術後あるいは検査後に３Ｄでなく２Ｄの設定に変更したいこと、がそれぞれ考えられる。特許文献１のような従来技術でも、このような３Ｄ映像の表示から２Ｄ映像の表示に切り替えられた場合に、モニタ側の表示モードを３Ｄモードから２Ｄモードに変更する操作が必要であることは変わりなく、上述のユーザ（例えば医者などの観察者）の利便性を損なうという課題に対する技術的対策については考慮されていない。

そこで、以下の実施の形態３では、上述した従来の事情に鑑みて、モニタ側の表示モードを３Ｄモードから２Ｄモードに変更する操作を必要とせずに、３Ｄ映像の表示モードを維持した状態で３Ｄ映像の表示から２Ｄ映像の表示に切り替え、映像の表示モードの切り替えに伴って発生していたユーザの利便性の劣化を抑制する画像処理装置、カメラ装置及び出力制御方法の例を説明する。

（実施の形態３）
実施の形態３の医療用カメラシステム、カメラ装置又はＣＣＵのそれぞれの内部構成は、実施の形態１の医療用カメラシステム、カメラ装置２０又はＣＣＵ２２のそれぞれの内部構成と同様であるため、同一の構成については同一の符号を付与して説明を簡略化又は省略し、異なる内容について説明する。

図１６は、実施の形態３のカメラ装置２０の画像処理部２６１Ｃの機能構成例を示すブロック図である。画像処理部２６１Ｃは、４Ｋ映像処理部２６４、２Ｋ左視差映像切り出し部２６５、２Ｋ右視差映像切り出し部２６６、映像出力切替部２６７，２６８を含む構成である。なお、フレームバッファＦＢ１（メモリ）は、ＣＣＵ２２内に設けられていれば、画像処理部２６１の内外のどちらに設けられてもよい。

図１６の画像処理部２６１Ｃの内部構成は、図６の画像処理部２６１のそれぞれの内部構成と同一のものを含むため、同一の構成については同一の符号を付与して説明を簡略化又は省略し、異なる内容について説明する。

２Ｋ左視差映像切り出し部２６５により生成された２Ｋ左視差映像のデータは、映像出力切替部２６７，２６８の両方に入力される。また、２Ｋ右視差映像切り出し部２６６により生成された２Ｋ右視差映像のデータは、映像出力切替部２６７，２６８の両方に入力される。

ここで、上述したように、３Ｄ映像が表示されている状態から２Ｄ映像が表示されるように表示モードが切り替えられた際、ユーザ（例えば医者などの観察者）が対象部位（例えば人体の患部）の状況の詳細を連続的に把握するために、映像の表示がスムーズに切り替わることが求められる。ところが、現実的には、３Ｄ映像の表示から２Ｄ映像の表示に切り替えられる際に、数秒単位の遅延時間（言い換えると、映像の非表示時間）が発生し、一定時間以上にわたって対象部位（例えば人体の患部）の状況の詳細の把握が困難になることがあった。具体的には、映像の３Ｄモードから２Ｄモードに切り替えるためには、モニタ側の表示モードを３Ｄモードから２Ｄモードに変更する操作が必要であった。この操作は通常人により行われるため一定時間を要するものであり、３Ｄ映像の伝送フォーマット（例えばＨＤＭＩ（登録商標）、あるいはＳＤＩ）に応じて、例えば数秒単位の遅延時間（言い換えると、映像の非表示時間）が発生していた。このため、一定時間以上にわたって対象部位（例えば人体の患部）の状況の詳細の把握が困難になり、ユーザ（例えば医者などの観察者）の利便性を損なうという不具合があった。従って、手術中や検査中においてユーザ（例えば医者などの観察者）が映像の表示が一時的に中断された結果、患部の状態を把握できない時間帯が存在することになり、またモニタの表示モードを変更する操作が必要であったので使い勝手がよくない。

そこで、実施の形態３では、ＣＣＵ２２の画像処理部２６１Ｃは、例えば３Ｄモードから２Ｄモードに切り替える際、３Ｄ映像をモニタ３０に伝送（出力）するときの伝送フォーマットを変更しないで維持し、伝送対象のデータを、３Ｄ映像を構成する２Ｋ左視差映像及び２Ｋ右視差映像から、２Ｄ映像となる２Ｋ左視差映像及び２Ｋ右視差映像のうちいずれか一方のみに変更する。これにより、伝送フォーマットの変更が必要ないので、モニタ３０側の表示モードを３Ｄモードから２Ｄモードに変更する必要が無く、モニタ３０側の表示モードを３Ｄモードに維持した状態で擬似的に２Ｄ映像の表示が可能となる。従って、映像の表示モードの切り替えに伴って発生していた、一定時間以上にわたって対象部位（例えば人体の患部）の状況の詳細の把握できなくなることが解消され、上述したユーザ（例えば医者などの観察者）の使い勝手が向上する。

映像出力切替部２６７（出力制御部の一例）は、映像信号出力の切り替えを行い、２Ｋ左視差映像切り出し部２６５からの２Ｋ画素の２Ｄ左視差映像、２Ｋ右視差映像切り出し部２６６からの２Ｋ画素の２Ｄ右視差映像、又は４Ｋ映像処理部２６４からの４Ｋ画素の２Ｄ映像の映像信号を、チャネルＣＨ１（第１のチャネルの一例）を介して出力する。映像出力切替部２６７は、２Ｄモードから３Ｄモードに切り替えられた場合、２Ｋ左視差映像切り出し部２６５からの２Ｋ画素の２Ｄ左視差映像を出力する。映像出力切替部２６７は、３Ｄモードから２Ｄモードに切り替えられた場合、２Ｋ左視差映像切り出し部２６５からの２Ｋ画素の２Ｄ左視差映像、又は２Ｋ右視差映像切り出し部２６６からの２Ｋ画素の２Ｄ右視差映像を出力する。また、映像出力切替部２６７は、４Ｋ画素の２Ｄ映像の出力モード時には、４Ｋ映像処理部２６４からの４Ｋ画素の２Ｄ映像の映像信号を出力する。

映像出力切替部２６８（出力制御部の一例）は、映像信号出力の切り替えを行い、２Ｋ左視差映像切り出し部２６５からの２Ｋ画素の２Ｄ左視差映像、２Ｋ右視差映像切り出し部２６６からの２Ｋ画素の２Ｄ右視差映像、又は４Ｋ映像処理部２６４からの４Ｋ画素の２Ｄ映像の映像信号を、チャネルＣＨ２（第２のチャネルの一例）を介して出力する。映像出力切替部２６８は、２Ｄモードから３Ｄモードに切り替えられた場合、２Ｋ右視差映像切り出し部２６６からの２Ｋ画素の２Ｄ右視差映像を出力する。映像出力切替部２６８は、３Ｄモードから２Ｄモードに切り替えられた場合、２Ｋ左視差映像切り出し部２６５からの２Ｋ画素の２Ｄ左視差映像、又は２Ｋ右視差映像切り出し部２６６からの２Ｋ画素の２Ｄ右視差映像を出力する。また、映像出力切替部２６８は、４Ｋ画素の２Ｄ映像の出力モード時には、４Ｋ映像処理部２６４からの４Ｋ画素の２Ｄ映像の映像信号を出力する。

なお、４Ｋ画素の２Ｄ映像の出力モード時に４Ｋ画素の２Ｄ映像を出力する場合、チャネルＣＨ１の映像出力１とチャネルＣＨ２の映像出力２の両方に映像信号を出力してもよいし、いずれか一方のみに映像信号を出力してもよい。また、チャネルＣＨ１とチャネルＣＨ２のいずれか一方に４Ｋ画素の２Ｄ映像を出力し、他方に２Ｋ画素の２Ｄ映像を出力してもよい。

図１７Ａは、３Ｄモード時の左眼画像及び右眼画像の伝送例を示す説明図である。図１７Ｂは、３Ｄモードから２Ｄモードに切り替えられた後の左眼画像及び右眼画像の伝送例を示す説明図である。図１７Ａ，図１７Ｂにおいて、撮像面ＣＡＰ１は、所謂、Ｂｏｔｔｏｍ Ｖｉｅｗ（つまり、撮像面側から物体側を見た時）の撮像面である。

図１７Ａでは、ＣＣＵ２２の画像処理部２６１Ｃは、カメラヘッド２１のイメージセンサ（撮像部２１３）の撮像面ＣＡＰ１に撮像された切り出し範囲ＬＦＣ４の２Ｋ左視差映像ＩＭＧＬ１を、チャネルＣＨ１を介してモニタ３０に出力する。また、ＣＣＵ２２の画像処理部２６１Ｃは、カメラヘッド２１のイメージセンサ（撮像部２１３）の撮像面ＣＡＰ１に撮像された切り出し範囲ＲＧＣ４の２Ｋ右視差映像ＩＭＧＲ１を、チャネルＣＨ２を介してモニタ３０に出力する。これにより、２Ｋ左視差映像ＩＭＧＬ１及び２Ｋ右視差映像ＩＭＧＲ１がモニタ３０において映し出される際には、３Ｄ映像ＩＭＧ１として合成されて表示される。

一方、図１７Ｂでは、３Ｄモードから２Ｄモードに切り替えられると、ＣＣＵ２２の画像処理部２６１Ｃは、カメラヘッド２１のイメージセンサ（撮像部２１３）の撮像面ＣＡＰ１に撮像された切り出し範囲ＬＦＣ４の２Ｋ左視差映像ＩＭＧＬ２を、チャネルＣＨ１，ＣＨ２の両方を介してモニタ３０に出力する。これにより、モニタ３０には、左右で視差を有する２Ｋ左視差映像ＩＭＧＬ２，２Ｋ右視差映像ＩＭＧＲ２の両方が出力されず、その一方（この場合は、２Ｋ左視差映像ＩＭＧＬ２）だけがモニタ３０において映し出されるため、３Ｄ映像の伝送フォーマットは変更されないながらも、２Ｄ映像ＩＭＧ２が擬似的に表示される。なお、図１７Ｂでは、２Ｋ左視差映像ＩＭＧＬ２がチャネルＣＨ１，ＣＨ２の両方を介してモニタ３０に出力される例を説明したが、２Ｋ右視差映像ＩＭＧＲ２がチャネルＣＨ１，ＣＨ２の両方を介してモニタ３０に出力されてもよいことは言うまでもない。

図１８は、実施の形態３のカメラ装置２０の動作手順例を説明するフローチャートである。図１８の処理は、ステップＳ４１の処理（すなわち、３Ｄモードから２Ｄモードへの切り替えの処理）が割込み的に発生した時点で、開始される。

図１８において、ＣＣＵ２２のＣＰＵ２６２は、３Ｄモードから２Ｄモードへの切り替え信号を取得したかどうかを判断する（Ｓ４１）。切り替え信号が取得されていない場合には（Ｓ４１、ＮＯ）、現状のモード（例えば、３Ｄモード）が維持される。画像処理部２６１Ｃは、ＣＰＵ２６２からの現状のモードを知らせる信号に応じて、図１２のステップＳ１８，Ｓ１９の各処理、又は、ステップＳ２１〜Ｓ２３の各処理を実行する（Ｓ４２）。

画像処理部２６１Ｃは、２Ｋ左視差映像をチャネルＣＨ１から出力しかつ２Ｋ右視差映像をチャネルＣＨ２から出力するか、又は、ステップＳ２２において合成処理された３Ｄ映像をチャネルＣＨ１あるいはチャネルＣＨ２のいずれかもしくは両方から出力する（Ｓ４３）。ステップＳ４３においてそれぞれのチャネルを介して出力された映像がモニタ３０において映し出され（Ｓ４４）、３Ｄ映像がユーザ（例えば医者などの観察者）により閲覧される。

一方、切り替え信号が取得された場合には（Ｓ４１、ＹＥＳ）、画像処理部２６１Ｃは、例えば２Ｋ左視差映像（左眼画像の一例）を用いて、３Ｄ伝送フォーマットに準拠して伝送可能な３Ｄ映像のデータ（具体的には、２個の２Ｋ左視差映像）を生成する（Ｓ４５）。画像処理部２６１Ｃは、３Ｄ伝送フォーマットを変更しないで、ステップＳ４５において生成された３Ｄ映像のデータを、それぞれチャネルＣＨ１，ＣＨ２の両方を用いてモニタ３０に出力する（Ｓ４６）。ステップＳ４６においてそれぞれのチャネルを介して出力された映像がモニタ３０において映し出され（Ｓ４７）、３Ｄ伝送フォーマットに準拠して送られた３Ｄ映像が擬似的な２Ｄ映像としてユーザ（例えば医者などの観察者）により閲覧される。

以上により、実施の形態３の医療用カメラシステムでは、ＣＣＵ２２は、手術顕微鏡１０（光学機器の一例）に入射した対象部位の光に基づいて、視差を有する２Ｋ左視差映像（左眼画像の一例）及び２Ｋ右視差映像（右眼画像の一例）の１画面の撮像面上への撮像が可能なカメラヘッド２１と接続される。ＣＣＵ２２、又はＣＣＵ２２を有するカメラ装置２０は、カメラヘッド２１により撮像された左眼画像及び右眼画像の信号処理を施し、信号処理が施された左眼画像及び右眼画像を、それぞれチャネルＣＨ１（第１のチャネルの一例）及びチャネルＣＨ２（第２のチャネルの一例）を介してモニタ３０に出力する。また、ＣＣＵ２２、又はＣＣＵ２２を有するカメラ装置２０は、３Ｄモードから２Ｄモードへの切り替えに応じて、信号処理が施された左眼画像及び右眼画像のうち一方を、それぞれチャネルＣＨ１，ＣＨ２を介してモニタ３０に出力する。

これにより、ＣＣＵ２２、又はＣＣＵ２２を有するカメラ装置２０は、３Ｄ映像の表示から２Ｄ映像の表示に切り替える際、３Ｄ映像の伝送フォーマットを変更しないで維持し、３Ｄ映像を構成する２Ｋ左視差映像及び２Ｋ右視差映像のうちいずれか一方をモニタ３０に伝送できる。言い換えると、伝送フォーマットの変更が必要ないので、モニタ３０側の表示モードを３Ｄモードから２Ｄモードに変更する操作を行う必要が無く、モニタ３０側の表示モードを３Ｄモードに維持した状態で擬似的に２Ｄ映像の表示が可能となる。従って、ＣＣＵ２２、又はＣＣＵ２２を有するカメラ装置２０は、映像の表示モードの切り替えに伴って発生していた、一定時間以上にわたって対象部位（例えば人体の患部）の状況の詳細の把握できなくなることを解消でき、上述したユーザ（例えば医者などの観察者）の使い勝手を向上できる。また、１つのカメラヘッド２１及びＣＣＵ２２によって２Ｋ画素の高精細の３Ｄ映像を撮像し出力することができ、対象部位を立体的かつ高精細に映し出すことが可能になる。

また、１つのＣＣＵ２２において、４Ｋ画素の２Ｄ映像の撮像出力と、２Ｋ画素の３Ｄ映像の撮像出力とに対応できるため、多様な観察映像の用途に適応可能となる。

また、ＣＣＵ２２、又はＣＣＵ２２を有するカメラ装置２０は、チャネルＣＨ１，ＣＨ２の両方を介してモニタ３０に出力された左眼画像及び右眼画像のうち一方に基づいて、２Ｄモードにおける２Ｄ映像を擬似的にモニタ３０上に表示する。これにより、ＣＣＵ２２、又はＣＣＵ２２を有するカメラ装置２０は、２Ｋ左視差映像又は２Ｋ右視差映像のいずれか一方だけをモニタ３０上に表示するだけで、３Ｄモードから２Ｄモードに切り替える際に発生するはずの表示遅延時間の発生を極力抑えることができた上で、２Ｄモード時の２Ｄ映像を簡単に表示できる。

また、３Ｄモードから２Ｄモードへの切り替えは、ユーザ操作により入力される。これにより、ＣＣＵ２２、又はＣＣＵ２２を有するカメラ装置２０は、簡単なユーザ操作により、３Ｄモードから２Ｄモードへの切り替えを簡易に検出することができる。

また、ＣＣＵ２２、又はＣＣＵ２２を有するカメラ装置２０は、３Ｄモード時に、カメラヘッド２１により撮像された左眼画像及び右眼画像に現れる視差Δ（図２３参照）に基づいて、手術内視鏡１１０（光学機器の一例）から観察対象部位までの距離Ｌ（図１９参照）を測定する距離測定回路２９１（測距部の一例）を有する。ＣＣＵ２２又はカメラ装置２０は、信号処理が施された左眼画像及び右眼画像とともに、距離測定回路２９１により測定された結果（つまり、距離に関する情報）をモニタ１３０（図１９参照）に出力する。これにより、ユーザ（例えば医者などの観察者）は、モニタ１３０に映し出されている観察対象部位の状況を視覚的に把握できるとともに、手術内視鏡１１０（図１９参照）から観察対象部位までの具体的な距離の情報を把握できて、手術時や検査時においてユーザの次なる医療行為のガイド（誘導）を支援できる。

また、ＣＣＵ２２、又はＣＣＵ２２を有するカメラ装置２０は、３Ｄモードから２Ｄモードへの切り替えに応じて、距離に関する情報のモニタ１３０への出力を中断する。これにより、２Ｄモード時には視差を有する左右の２Ｋ左視差映像及び２Ｋ右視差映像の両方が距離測定回路２９１に入力されなくなるので、モニタ１３０に距離に関する情報の表示がなされない。従って、ユーザ（例えば医者などの観察者）は、モニタ１３０に距離に関する情報の表示がされていないことで、現在が２Ｄモードであることを簡単に認識でき、一方、モニタ１３０に距離に関する情報の表示がされていることで、現在が３Ｄモードであることを簡単に認識できる。

なお、上述した実施の形態では、光学機器の一例として、手術顕微鏡１０を例示して説明したが、手術内視鏡１１０を適用しても構わない。次に、光学機器の一例として、手術内視鏡１１０を適用した手術内視鏡システムの構成について、図１９及び図２０を参照して説明する。

図１９は、各実施の形態のカメラ装置を含む医療用カメラシステムを手術内視鏡システムに適用した構成例を示すシステム構成図である。手術内視鏡システムは、手術内視鏡１１０と、カメラ装置１２０と、モニタ１３０と、光源装置１３１とを有する。カメラ装置１２０は、図１〜図５に示したカメラ装置２０と同様であり、カメラヘッド１２１とＣＣＵ１２２とを有して構成される。

手術内視鏡１１０は、立体視内視鏡であり、細長の挿入部１１１に、観察者の左右の眼に対応するように設けられた観察光学系として、対物レンズ２０１Ｒ，２０１Ｌ、リレーレンズ２０２Ｒ，２０２Ｌ、結像レンズ２０３Ｒ，２０３Ｌを有して構成される。手術内視鏡１１０は、観察光学系の手元側に設けられたカメラ装着部１１５と、光源装着部１１７とを有し、光源装着部１１７から挿入部１１１の先端部にかけて照明光を導光するライトガイド２０４が設けられている。カメラ装着部１１５にカメラヘッド１２１の撮像レンズ部１２３を装着して撮像することにより、カメラ装置１２０において立体視用の観察映像を取得可能となっている。光源装着部１１７には、ライトガイドケーブル１１６が接続され、ライトガイドケーブル１１６を介して光源装置１３１が接続される。

カメラヘッド１２１とＣＣＵ１２２とは信号ケーブル１２５により接続され、カメラヘッド１２１にて撮像した被写体の３Ｄ映像用の映像信号は、信号ケーブル１２５を介してＣＣＵ１２２に伝送される。ＣＣＵ１２２の出力端子にはモニタ１３０が接続され、３Ｄ表示用の左右２つの映像出力１，２が出力される。モニタ１３０には、対象部位の観察映像として、２Ｋ画素の３Ｄ映像が表示される。

図２０は、各実施の形態の手術内視鏡システムの外観例を示す図である。手術内視鏡１１０は、挿入部１１１の手元側にカメラ装着部１１５が設けられ、カメラヘッド１２１の撮像レンズ部１２３が装着される。挿入部１１１の手元側部には光源装着部１１７が設けられ、ライトガイドケーブル１１６が接続される。カメラヘッド１２１には操作スイッチが設けられ、撮像する観察映像の操作（フリーズ、レリーズ、画像スキャン等）を使用者の手元において行うことが可能となっている。手術内視鏡システムは、カメラ装置１２０にて撮像した観察映像を記録するレコーダ１３２、手術内視鏡システムを操作するための操作ユニット１３３、観察者が足で操作入力を行うフットスイッチ１３７を有し、操作ユニット１３３、ＣＣＵ１２２、光源装置１３１、及びレコーダ１３２が制御ユニット筐体１３５に収納されている。制御ユニット筐体１３５の上部には、モニタ１３０が配置される。

このように、図１９及び図２０に示す手術内視鏡システムの構成では、前述した医療用カメラシステムの構成と同様に、手術内視鏡１１０により取得した対象部位の左右の視差画像から、それぞれ２Ｋ画素の左視差映像と右視差映像を生成出力し、モニタ１３０において２Ｋ画素の３Ｄ映像を表示させることができる。

（実施の形態４）
実施の形態４では、３Ｄモード時に、光学機器（例えば図１９に示す手術内視鏡１１０の挿入部の先端）から観察対象部位（つまり、被写体４０）までの距離Ｌを測距し、測距結果をモニタ１３０に表示可能な手術内視鏡システムの例を説明する。手術内視鏡システムの構成は図１９及び図２０を参照して説明したので、同一の内容の説明は簡略化又は省略し、異なる内容について説明する。

図２１は、実施の形態４のカメラ装置２０の画像処理部２７１の機能構成例を示すブロック図である。画像処理部２７１は、図６に示した画像処理部２６１と同様に、４Ｋ映像処理部２６４、２Ｋ左視差映像切り出し部２６５、２Ｋ右視差映像切り出し部２６６を有するとともに、３Ｄ映像合成部２７２、距離測定回路２９１、映像出力切替部２７３，２７４、表示要素生成部２９２、重畳制御部２９３，２９４を含む構成である。

２Ｋ左視差映像切り出し部２６５は、２Ｄモードから３Ｄモードへの切り替え信号に応じて、３Ｄ映像を構成する２Ｋ左視差映像を、３Ｄ映像合成部２７２、映像出力切替部２７３、距離測定回路２９１にそれぞれ出力する。２Ｋ左視差映像切り出し部２６５は、３Ｄモードから２Ｄモードへの切り替え信号に応じて、３Ｄ映像を構成する２Ｋ左視差映像の少なくとも距離測定回路２９１への出力を中断する。

２Ｋ右視差映像切り出し部２６６は、２Ｄモードから３Ｄモードへの切り替え信号に応じて、３Ｄ映像を構成する２Ｋ右視差映像を、３Ｄ映像合成部２７２、映像出力切替部２７４、距離測定回路２９１にそれぞれ出力する。２Ｋ右視差映像切り出し部２６６は、３Ｄモードから２Ｄモードへの切り替え信号に応じて、３Ｄ映像を構成する２Ｋ右視差映像の少なくとも距離測定回路２９１への出力を中断する。

３Ｄ映像合成部２７２は、２Ｋ左視差映像切り出し部２６５の出力の３Ｄ左視差映像と２Ｋ右視差映像切り出し部２６６の出力の３Ｄ右視差映像とを合成処理し、ＨＤ解像度の３Ｄ映像（３Ｄ（Ｎｏｒｍａｌ））を生成する。３Ｄ映像の合成処理は、例えば左視差映像と右視差映像とを水平方向に隣接させたサイドバイサイド方式、或いは１ラインごとに左視差映像と右視差映像とを配置したラインバイライン方式など、３Ｄ映像の各種伝送方式に対応する映像変換処理（３Ｄ映像化処理）を用いることができる。

映像出力切替部２７３，２７４は、映像信号出力の切り替えを行い、２Ｋ画素の３Ｄ映像（３Ｄ（ＦＨＤ））、又はＨＤ解像度の３Ｄ映像（３Ｄ（Ｎｏｒｍａｌ））、若しくは４Ｋ画素の２Ｄ映像（２Ｄ（４Ｋ））の映像信号を出力する。２Ｋ画素の３Ｄ映像（３Ｄ（ＦＨＤ））を出力する場合、チャネルＣＨ１の映像出力１として３Ｄ左視差映像の映像信号を出力し、チャネルＣＨ２の映像出力２として３Ｄ右視差映像の映像信号を出力する。４Ｋ画素の２Ｄ映像（２Ｄ（４Ｋ））又はＨＤ解像度の３Ｄ映像（３Ｄ（Ｎｏｒｍａｌ））を出力する場合、チャネルＣＨ１の映像出力１とチャネルＣＨ２の映像出力２の両方に映像信号を出力してもよいし、いずれか一方のみに映像信号を出力してもよい。

距離測定回路２９１（測距部の一例）は、３Ｄモード時に、２Ｋ左視差映像切り出し部２６５からの２Ｋ左視差映像と２Ｋ右視差映像切り出し部２６６からの２Ｋ右視差映像とに現れる視差Δ（図２３参照）に基づいて、手術内視鏡１１０から観察対象部位までの距離Ｌ（図１９参照）を測定する。距離測定回路２９１は、測定結果（つまり、手術内視鏡１１０から観察対象部位までの距離Ｌに関する情報）をＣＰＵ２６２に出力する。

図２２は、左眼画像用の対物レンズ２０１Ｌと右眼画像用の対物レンズ２０１Ｒとの配置例、並びにモニタ１３０に表示される３Ｄ画像ＣＰＩＭ３上に指定されるマーカＭＫ１の一例をそれぞれ示す説明図である。図２３は、指定されたマーカＭＫ１の位置に応じた、左眼画像、右眼画像に現れる視差Δの説明図である。

図２２において、左眼画像（つまり、２Ｋ左視差映像）の撮像のためにカメラヘッド１２１のイメージセンサ（撮像部２１３）の撮像面ＩＧＡ上に被写体光を結像するための対物レンズ２０１Ｌと、右眼画像（つまり、２Ｋ右視差映像）の撮像のためにカメラヘッド１２１のイメージセンサ（撮像部２１３）の撮像面上に被写体光を結像するための対物レンズ２０１Ｒとの間の基線長Ｄは既定値である。この基線長Ｄは、対物レンズ２０１Ｌのレンズ中心を通る軸線２０１ＬＣと、対物レンズ２０１Ｒのレンズ中心を通る軸線２０１ＲＣとの間の距離に相当する。また、実施の形態４の説明を簡単にするため、対物レンズ２０１Ｌ，２０１Ｒの焦点距離ｆは、対物レンズ２０１Ｌ，２０１Ｒのそれぞれの主点（図示略）から撮像面ＩＧＡまでの距離として説明する。

ここで、モニタ１３０上に映し出された３Ｄ映像を構成する３Ｄ画像ＣＰＩＭ３上で、ユーザ（例えば医者などの観察者）の操作により、その操作によって指定された位置にマーカＭＫ１が表示されたとする。位置ＺＣ１は、マーカＭＫ１の中心位置を示し、点線ＭＫＣはマーカＭＫ１の中心位置を通過する線であり、視差Δの説明用に設けてある。

図２３の最上段には３Ｄ画像ＣＰＩＭ３が示され、図２３の中段には２Ｋ左視差映像を構成する左眼画像ＬＣＰＩＭ２が示され、図２３の最下段には２Ｋ右視差映像を構成する右眼画像ＲＣＰＩＭ２が示される。３Ｄ画像ＣＰＩＭ３は、視差Δを有しかつ同一被写体の撮像により得られた左眼画像ＬＣＰＩＭ２及び右眼画像ＲＣＰＩＭ２がモニタ１３０に映し出されたことで、立体的に表示される。なお、点線ＭＫＬ，ＭＫＲは、それぞれ左眼画像ＬＣＰＩＭ２上のマーカＭＫ１，右眼画像ＲＣＩＰＭ２上のマーカＭＫ１の各中心位置を通過する線であり、視差Δの説明用に設けてある。

ここで、ユーザ（例えば医者などの観察者）の操作により、その操作によって指定された位置にマーカＭＫ１が表示された場合、左眼画像ＬＣＰＩＭ２と右眼画像ＲＣＰＩＭ２との間の視差Δは、３Ｄ画像ＣＰＩＭ３上のマーカＭＫ１の中心を示す位置ＺＣ１から左眼画像ＬＣＰＩＭ２上のマーカＭＫ１の中心を示す位置ＺＬ１までの距離Δ１と、３Ｄ画像ＣＰＩＭ３上のマーカＭＫ１の中心を示す位置ＺＣ１から右眼画像ＲＣＰＩＭ２上のマーカＭＫ１の中心を示す位置ＺＲ１までの距離Δ２との和に相当する。つまり、数式（１）が成り立つ。

言い換えると、視差Δは、左眼画像ＬＣＰＩＭ２の中心位置ＺＬＣからマーカＭＫ１の中心を示す位置ＺＬ１までの距離ＬＸと、右眼画像ＲＣＰＩＭ２の中心位置ＺＲＣからマーカＭＫ１の中心を示す位置ＺＲ１までの距離ＲＸとの差分に相当する。

従って、距離測定回路２９１は、３Ｄモード時に、２Ｋ左視差映像切り出し部２６５からの２Ｋ左視差映像と２Ｋ右視差映像切り出し部２６６からの２Ｋ右視差映像とに現れる視差Δ（図２３参照）に基づいて、手術内視鏡１１０から観察対象部位までの距離Ｌ（図１９参照）を、数式（２）に従って導出する。

表示要素生成部２９２は、３Ｄモード時に、距離測定回路２９１の測定結果をモニタ１３０上に表示する旨の指示をＣＰＵ２６２より取得すると、距離測定回路２９１の測定結果に対応する表示要素（例えば図２４に示す距離結果のアイコンＤＳ１参照）のデータを生成して重畳制御部２９３，２９４にそれぞれ出力する。

重畳制御部２９３（出力制御部の一例）は、３Ｄモード時に、表示要素生成部２９２からの表示要素のデータを、映像出力切替部２７３からの出力映像（出力画像）に重畳処理した上で、チャネルＣＨ１を介してモニタ１３０に出力する。

重畳制御部２９４（出力制御部の一例）は、３Ｄモード時に、表示要素生成部２９２からの表示要素のデータを、映像出力切替部２７４からの出力映像（出力画像）に重畳処理した上で、チャネルＣＨ１を介してモニタ１３０に出力する。

図２４は、手術内視鏡１１０の先端から被写体４０までの距離Ｌの表示例を示す説明図である。図２４の上段には３Ｄモード時にモニタ１３０上に表示される３Ｄ画像ＣＰＩＭ３が示され、図２４の下段には２Ｄモード時にモニタ１３０上に表示される２Ｄ画像（例えば左眼画像ＬＣＰＩＭ２）が示される。

２Ｄモード時において、ユーザ（例えば医者などの観察者）の操作によって２Ｄモードから３Ｄモードに切り替えられると、ＣＣＵ２２、又はＣＣＵ２２を有するカメラ装置２０により、手術内視鏡１１０からマーカＭＫ１により指定された被写体４０までの距離Ｌが測定される。その結果、距離Ｌ（例えばＬ＝３０ｍｍ）の測距結果を示すアイコンＤＳ１がモニタ１３０上の所定位置（例えばモニタ１３０の左上端部）に表示される。

一方、３Ｄモード時において、ユーザ（例えば医者などの観察者）の操作によって２Ｄモードから３Ｄモードに切り替えられると、ＣＣＵ２２、又はＣＣＵ２２を有するカメラ装置２０により、距離Ｌ（例えばＬ＝３０ｍｍ）の測距結果を示すアイコンＤＳ１は非表示される。これは、２Ｄモード時には、左眼画像ＬＣＰＩＭ２，右眼画像の両方が距離測定回路２９１に入力されなくなるため、被写体４０までの距離の導出ができないためである。

以上により、実施の形態４の手術内視鏡システムでは、ＣＣＵ２２、又はＣＣＵ２２を有するカメラ装置２０は、３Ｄモード時に、カメラヘッド２１により撮像された左眼画像及び右眼画像に現れる視差Δ（図２３参照）に基づいて、手術内視鏡１１０（光学機器の一例）から観察対象部位までの距離Ｌ（図１９参照）を測定する距離測定回路２９１（測距部の一例）を有する。ＣＣＵ２２又はカメラ装置２０は、信号処理が施された左眼画像及び右眼画像とともに、距離測定回路２９１により測定された結果（つまり、距離に関する情報）をモニタ１３０（図１９参照）に出力する。これにより、ユーザ（例えば医者などの観察者）は、モニタ１３０に映し出されている観察対象部位の状況を視覚的に把握できるとともに、手術内視鏡１１０（図１９参照）から観察対象部位までの具体的な距離の情報を把握できて、手術時や検査時においてユーザの次なる医療行為のガイド（誘導）を支援できる。

また、ＣＣＵ２２、又はＣＣＵ２２を有するカメラ装置２０は、３Ｄモードから２Ｄモードへの切り替えに応じて、距離に関する情報のモニタ１３０への出力を中断する。これにより、２Ｄモード時には視差を有する左右の２Ｋ左視差映像及び２Ｋ右視差映像の両方が距離測定回路２９１に入力されなくなるので、モニタ１３０に距離に関する情報の表示がなされない。従って、ユーザ（例えば医者などの観察者）は、モニタ１３０に距離に関する情報の表示がされていないことで、現在が２Ｄモードであることを簡単に認識でき、一方、モニタ１３０に距離に関する情報の表示がされていることで、現在が３Ｄモードであることを簡単に認識できる。

以上、図面を参照しながら各種の実施の形態について説明したが、本開示はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。また、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上記実施の形態における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。

なお、実施の形態４において、数式（１）によれば、手術内視鏡１１０から観察対象部位（つまり、被写体４０）までの距離Ｌは、手術内視鏡１１０の画角（つまり、手術内視鏡１１０内の観察光学系におけるズーム倍率）を固定して撮像する際に、同じ距離Ｌの測距が再現可能である。そこで、基準となる被写体４０までの距離と、基準となる手術内視鏡１１０の画角（言い換えると、ズーム倍率）との対応関係をテーブルとして予め用意しておき、画像処理部２７１又はＣＰＵ２６２に予め保持する。画像処理部２７１は、数式（１）に従って導出した距離の値が基準となる距離と異なる場合に、現在のズーム倍率とテーブルに規定されている基準画角（基準となるズーム倍率）との比率に応じた係数を用いて、導出された距離Ｌを補正する。ズーム倍率が変更されると、それに応じて、焦点距離ｆが変更され、数式（１）によれば、距離Ｌも変更されてしまう。例えば、ズーム倍率が１倍で距離Ｌが２ｃｍである場合、ズーム倍率が２倍になると焦点距離ｆが２倍となり、距離Ｌも２倍の４ｃｍになってしまう。しかし、実施の形態４において測距される距離Ｌは、手術内視鏡１１０の挿入部の先端から被写体４０までの距離であるため、現実的には４ｃｍになると距離Ｌが誤ったものとなる。このため、ズーム倍率が変更された場合には、上述したズーム倍率の変更率に対応した係数を用いて、数式（１）により求められた距離Ｌも補正することが必要となる。

また、上述した各実施の形態では、４Ｋ解像度を有する２Ｄ映像から３Ｄ映像を構成する２Ｋ左視差映像及び２Ｋ右視差映像を切り出して出力することを説明したが、ＣＣＵ２２は、例えば８Ｋ解像度相当の画素数を有する２Ｄ映像から３Ｄ映像を構成する４Ｋ左視差映像及び４Ｋ右視差映像を切り出して出力してもよいことは言うまでもない。

本開示は、簡易なユーザ操作により、３Ｄ映像を構成する左眼画像及び右眼画像のそれぞれから画質の良好な部分を電子的に切り出し、１つのカメラにより高精細の３Ｄ映像を撮像して出力することが可能な画像処理装置、カメラ装置及び画像処理方法として有用である。

１０ 手術顕微鏡
１２ 観察光学系
１３ 接眼部
１４ カメラ撮影用光学系
１５ カメラ装着部
２０、１２０ カメラ装置
２１、１２１ カメラヘッド
２２、１２２ ＣＣＵ（カメラコントロールユニット）
２３、１２３ 撮像レンズ部
２５、１２５ 信号ケーブル
３０、１３０ モニタ
３１、１３１ 光源装置
１１０ 手術内視鏡
１１１ 挿入部
１１５ カメラ装着部
１１７ 光源装着部
２１１、２１２ レンズ
２１３ 撮像部
２４２ カメラ端子
２４３、２４４ ＳＤＩ映像出力端子
２４５、２４６ ＨＤＭＩ（登録商標）映像出力端子
２６１、２６１Ａ、２６１Ｂ、２６１Ｃ、２７１ 画像処理部
２６２ ＣＰＵ
２６４ ４Ｋ映像処理部
２６５ ２Ｋ左視差映像切り出し部
２６６ ２Ｋ右視差映像切り出し部
２６７、２６８、２７３、２７４ 映像出力切替部
２７２ ３Ｄ映像合成部
２８１ 測光エリア決定部
２８２ 露光計算部
２８３ 輝度制御部
２８４ ＷＢ対象エリア決定部
２８５ ＷＢ制御部
２９１ 距離測定回路
２９２ 表示要素生成部
２９３、２９４ 重畳制御部
ＦＢ１ フレームバッファ

Claims (8)

1. 光学機器に入射した対象部位の光に基づいて、視差を有する左眼画像及び右眼画像の１画面上への撮像が可能なカメラヘッドと接続され、
   前記カメラヘッドにより撮像された前記左眼画像及び右眼画像の信号処理を施す画像処理部と、
   前記信号処理が施された前記左眼画像及び右眼画像をモニタに出力する出力制御部と、を備え、
   前記画像処理部は、前記モニタに表示された前記左眼画像及び右眼画像に基づくユーザ操作の調整信号に応じて、前記カメラヘッド内のイメージセンサのセンサ実効画素エリアの範囲内で、前記センサ実効画素エリアよりも小さい前記左眼画像及び右眼画像のデフォルトの切り出し範囲を個々に移動することで調整し、
   前記画像処理部は、調整後の前記左眼画像及び右眼画像の切り出し範囲の位置情報を対応付けて設定値記憶部に保存する、
   画像処理装置。
2. 前記画像処理部は、前記ユーザ操作の調整信号に応じて、前記カメラヘッドにより撮像された前記左眼画像及び右眼画像のうち少なくとも一方の切り出し範囲を水平方向に調整する、
   請求項１に記載の画像処理装置。
3. 前記画像処理部は、前記ユーザ操作の調整信号に応じて、前記カメラヘッドにより撮像された前記左眼画像及び右眼画像のうち少なくとも一方の切り出し範囲を垂直方向に調整する、
   請求項１に記載の画像処理装置。
4. 前記画像処理部は、前記ユーザ操作の調整信号に応じて、前記カメラヘッドにより撮像された前記左眼画像及び右眼画像の両方の切り出し範囲を水平方向又は垂直方向に調整する、
   請求項１に記載の画像処理装置。
5. ３Ｄモード時に、前記カメラヘッドにより撮像された前記左眼画像及び右眼画像に現れる視差に基づいて、前記光学機器から前記対象部位までの距離を測定する測距部、を更に備え、
   前記出力制御部は、前記信号処理が施された前記左眼画像及び右眼画像とともに、前記距離に関する情報を前記モニタに出力する、
   請求項１に記載の画像処理装置。
6. 前記出力制御部は、前記３Ｄモードから２Ｄモードへの切り替えに応じて、前記距離に関する情報の前記モニタへの出力を中断する、
   請求項５に記載の画像処理装置。
7. 光学機器に入射した対象部位の光に基づいて、視差を有する左眼画像及び右眼画像の１画面上への撮像が可能なカメラヘッドと、
   前記カメラヘッドにより撮像された前記左眼画像及び右眼画像の信号処理を施す画像処理部と、
   前記信号処理が施された前記左眼画像及び右眼画像をモニタに出力する出力制御部と、を備え、
   前記画像処理部は、前記モニタに表示された前記左眼画像及び右眼画像に基づくユーザ操作の調整信号に応じて、前記カメラヘッド内のイメージセンサのセンサ実効画素エリアの範囲内で、前記センサ実効画素エリアよりも小さい前記左眼画像及び右眼画像のデフォルトの切り出し範囲を個々に移動することで調整し、
   前記画像処理部は、調整後の前記左眼画像及び右眼画像の切り出し範囲の位置情報を対応付けて設定値記憶部に保存する、
   カメラ装置。
8. 光学機器に入射した対象部位の光に基づいて、視差を有する左眼画像及び右眼画像の１画面上への撮像が可能なカメラヘッドと接続された画像処理装置を用いた画像処理方法であって、
   前記カメラヘッドにより撮像された前記左眼画像及び右眼画像の信号処理を施すステップと、
   前記信号処理が施された前記左眼画像及び右眼画像をモニタに出力するステップと、
   前記モニタに表示された前記左眼画像及び右眼画像に基づくユーザ操作の調整信号に応じて、前記カメラヘッド内のイメージセンサのセンサ実効画素エリアの範囲内で、前記センサ実効画素エリアよりも小さい前記左眼画像及び右眼画像のデフォルトの切り出し範囲を個々に移動することで調整するステップと、
   調整後の前記左眼画像及び右眼画像の切り出し範囲の位置情報を対応付けて設定値記憶部に保存するステップと、を有する、
   画像処理方法。

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