JPH02119836A - 立体内視鏡装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、立体的な視野の中に大きざを右するカーソル
を発生できるようにした立体内視鏡装置に関づる。

［従来の技術］ 近年、医療用分野及び工業用分野において、内視鏡が広
く用いられるようになった。

例えば、通常の内視鏡による観察像では、一般に被検部
位は平面的なものとなり、凹凸等を認識しにくい。この
ため、内視鏡の視差を持つ位置に２系統の撮像光学系を
設けて各々の結像面にその端面がくるようにイメージガ
イドを配置してそのイメージガイドにより各々の画像を
接眼部に導き、伝達された画像をそれぞれ右眼、左眼で
観察することによって立体感のある視野を得るようにし
た装置が種々提案されており、これらの装置は、いわゆ
る双眼内視鏡として公知である。

又、視差を持つ位置に配置された撮像用の光学系を２系
統有して各々の結像面にＣＯＤ等の撮像手段を配置する
ことにより得た２種類の画像をそれぞれ左画像、右画像
として、各々の画像をフィルド毎に交互に表示さけるの
と同時に表示装置と観察者との間に設けたシャッタ等を
垂直同期信号に同期させて開閉させて、左眼では左画像
のみを、右眼では右画像のみをそれぞれ観察することに
より立体感のあるテレビジョン映像を作成づることがで
きるのは、ＶＨＤ方式のビデオディスク等により公知で
ある。

ところで、医用診断にあたっては、立体像中の距離を得
ることについての要望がある。Ｘ線等の立体画像に関し
ては、特開昭６３−６３４３２号公報に、立体像中に２
つの輝点を表示させて空間内の座標に基づいて評点間の
距離を泪棹する立体テレビジョンが開示されている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、立体像中に輝点を表示させて位置の指定
を行おうとすると、次のような問題が生ずる。

一般に、内視鏡画像は、粘膜面に対して強い光を照射し
て、そこからの反射光を対物光学系により受けているた
め、全反射の結果、視野内に輝点（ハレーション）が複
数生じてしまうことがある。

このため、立体像中に表示させた位置指定のための評点
がハレーションと区別がつきにくくなり、位置指定の操
作に困難が生じる。

又、粘膜面は生体の動きに合わせて膨脂収縮を繰り返し
ており、近接して対象を観察ηることの多い内視鏡にお
いては、視野が常に動いているために、動画像に対して
対象の位置を特定Ｊ−ることが困難である。

又、内視鏡の視野は、見落しを防止するため、及び挿入
時の操作性を良くづるために、かなり広い画角を持つこ
とが要求される。一方、良好な立体感を得るためには、
視野はある程爪狭い画角でなければならない。このため
、内視鏡画像における立体視は、立体テレビジョン装置
の画像におりる立体視はどの良好な立体感を得ることは
困難である。そのため、立体像中に表示する位置指定の
ためのカーソルと粘膜面との間の位置関係は正確にはつ
かみづらい。

［発明の目的］ 本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、立
体像中に表示する位置指定のためのカソルとハレーショ
ンとを容易に区別でき且つこのカーソルと粘膜面との間
の位置関係を正確につかむことのできる立体内視鏡を提
供することを目的どする。

［課題を解決するだめの手段］ 本発明の立体内視鏡装置は、内視鏡先端部に配置されて
いて視差を有する複数の画像を撮像する複数の撮像手段
と、これら複数の撮像手段により得た複数の画像信号に
よる複数の画像のうちの一対を右画像、左画像どして画
面上に表示することにより表示像の立体的な認識を可能
にした表示手段とを具備づる立体内ｖＡ＠装置において
、上記右画像と左画像の両画像中に各々大きさを有する
カソルを発生するカーンル発生手段を設けたものである
。

［作用］ 即ち、本発明の立体内視鏡装置においては、右画像と左
画像の両画像中に各々大きざを有するカソルが発生され
る。

［実施例１ 以下、添附図面を参照しながら本発明の実施例について
述べる。

第１図ないし第４図は本発明の一実施例に係ねす、第１
図は本発明の立体内視鏡装置の構成を示づ一ブロック図
、第２図は内視鏡画像取込み装置の先端部を示ず図、第
３図はカーソル情報指定手段の操作パネルを示す正面図
、第４図は表示させるカーソルの形状の例を示す図、第
５図はカーソル表示位置の計算原理を示す図である。

第１図に示すように、本発明の立体内視鏡装置は、立体
内視鏡画像取込み装置１を備えている。

この立体内視鏡画像取込み装置１の先端部には、第２図
に示すように結像光学系２１．２２が設置）られており
、これらの結像光学系２１．２２の結像位置には撮像手
段としてのＣＯＤ等の固体撮像素子２３．２４がそれぞ
れ設けられている。そして、図示しない照明手段ににり
出射された照明光のうちで被写体から反射された光が前
記結像光学系２１．２２により結像され、前記固体撮像
素子２３．２４により光電変換されて、それぞれ、左（
Ｌ）、右（Ｒ）の画像信号どして出力されるようになっ
ている。上記左右の画像信号は、Ａ／Ｄ変換器２Ｌ、２
ＲにＪζりそれぞれディジタル変換された後、画像メモ
リ５ｍ、５Ｒに記憶されるようになっている。これらの
画像メモリ５Ｌ、５Ｒは、読み出しと書き込みとを別々
のクロックで行うことのできる２ポートメモリであって
、図示しない操作手段からの指示にＪ、り画像を静止さ
せることができるようになっている。又、前記立体内視
鏡画像取込み装置１から、書き込みタイミング制御手段
３Ｌ、３Ｒに対して同期信号が供給されるようになって
いる。又、前記書き込みタイミング制御手段３Ｌ、３Ｒ
は、この同期信号に基づいて書き込み制御手段４．Ｌ、
４Ｒに夕＝ｔ　Ｌ、て書き込みタイミング制御信号を供
給するようになっている。

イして、この古ぎ込み制御手段＝１．１，４．Ｒからの
制御信号に基づいて前記Ａ／Ｄ変換器２Ｌ、２Ｒから前
記メモリ５１，５Ｒへの画像信号の書ぎ込みが制御され
るようになっている。

本実施例の立体内視鏡装置には、画像中の力ソルの位置
に関する情報を指示するための、カソル情報指示手段６
も設りられている。そして、このカーソル情報指示手段
６からカーソル制御手段７に対してカーソル位置情報が
供給されるようになっている。このカーソル制御手段７
は、計算機能を有するＣＰＵにより構成されており、前
記カーソル位置情報から画面上のノコ−ツルの表示位置
を針幹し、カーソルを構成する画面上の点の表示Ｊべき
位置をアドレス指定手段８Ｌ、８Ｒに、書き込むべき色
をデータ保持手段９Ｌ、９Ｒにそれぞれ格納するにうに
なっている。上記アドレス指定手段８１，８Ｒと上記デ
ータ保持手段９Ｌ。

９Ｒとからの出力は、グラフィックメ七り１１Ｌ。

１１Ｒに記憶されるようになっている。これらのグラフ
ィックメモリ１１Ｌ、１１Ｒは、それぞれ、左と右の画
面上のカーソル像を保持しているメモリであり、カーソ
ルの色の種類が例えば７種類であるならば１画素当たり
３ビツトの記憶容量を有している。これらのグラフィッ
クメモリ１１Ｌ。

１１Ｒが保持しているカーソルの像は、読み出し制御手
段１３から供給される同期信号の垂直帰線期間又は水平
帰線期間中に上記アドレス指定手段８Ｌ、８Ｒから読み
出した画面上の座標位置に上記データ保持手段９Ｌ、９
Ｒから読み出した色のデータを書き込むことによって更
新されるようになっている。

前記読み出し制御手段１３には、読み出し同期信号発生
手段１２からの読み出し用の同期信号が印加されるよう
になっている。そして、この読み出し制御手段１３では
、この読み出し用の同期信号に基づいて、上記画像メモ
リ５Ｌ、５Ｒと上記グラフィックメモリー１Ｌ、１１Ｒ
とへ、これらの各メモリから同じ画面位置に対応するデ
ータを同期して読み出づための同期信号を供給するよう
になっている。この同期信号に基づくタイミングで上記
画像メ干り５Ｌ、５Ｒと上記グラフィックメモリ１１Ｌ
、１１Ｒどから読み出された各デ夕は、論理和演算器１
／１．Ｌ、１４Ｒにそれぞれに入力されるようになって
いる。

この論理和演算器１４Ｌ、１４Ｒでは、前記画像メモリ
５１，５Ｒから出力されたデータと上記グラフィックメ
モリ１１Ｌ、１１Ｒから出力されたデータとの論理和を
算出した上で、その結果をスイッチ回路１５に出力する
ようになっている。

このスイッチ回路１５に対しては、前記読み出し同期信
号発生手段１２からフィールド切換信号が供給されるに
うになっている。前記スイッチ回路１５では、このフィ
ールド切換信号に基づいて、前記論理和演算器１４．Ｌ
、１４．Ｒからの出力の切り換えを行って、左右の画像
信号をフィールド毎に交互にＤ／Ａ変換器１６に対して
出力するようになっている。そして、このＤ／Ａ変換器
１６では、ディジタル型式の画像信号がアナログ型式の
ビデオ信号に変換し、表示手段としての立体画像表示装
置１７に表示するにうになっている。この立体画像表示
装置１７は、前記スイッチ回路１５から前記Ｄ／Ａ変換
器１６を介してフィールド毎に交互に出力される左右の
画像信号から立体感のある画像を合成するための、モニ
タ、液晶シ１ノツタ等により構成される公知の構造の立
体画像表示装置である。

本実施例の立体内視鏡装置には、更に、前記力ソル情報
指定手段６により記憶が指示されたときの立体像中にお
【ノるカーソル位置を複数個記憶するためのカーソル位
置記憶手段１８と、このカソル位置記憶手段１８に記憶
されたカーソルの位置に関する情報を前記カーソル情報
指定手段６からの距離演算の指示により読み出して各カ
ーソル位置間の距離を演算してその結果を図示しない表
示装置に出力するだめの距離演算手段１９も設けられて
いる。

次に、上記のように構成された本実施例の計測用内視鏡
装置の実際の動作について説明する。

立体内視鏡画像取り込み装置１から出力される左右の画
像信号は、Ａ／Ｄ変換器２Ｌ、２ＲにＪ：りそれぞれデ
ィジタル変換された後、画像メモリ５Ｌ、５Ｒに記憶さ
れる。この画像メモリ５１゜５Ｒに記憶された画像信号
は、通常はリアルタイムで読み出され、論理和演算器１
４Ｌ、１４Ｒにより論理和を演算された後にスイッチ回
路１５に入力される。このスイッチ回路１５において、
左右の画像信号がフィールド毎に切り換えられて、Ｄ／
Ａ変換器１６ににリアナログ型式の信号に変換された後
に表示装置１７に立体感のある画像が表示される。

操作者が計測しようとする対象を視野内に収めた場合は
、生体内部の運動による位置指定のずれを防ぐために、
まず、図示しない操作手段により前記画像メモリ５Ｌ、
５Ｒに記憶される像を静止させる。次に、第３図に示す
ように構成された操作パネルを有するカーソル情報指示
手段６により、立体像中のカーソルを測長しＪ：うとＪ
−る対象点の位置に移動させる。立体像中のノＪ−ツル
の位置は、３次元的な座標（例えば、内視鏡先端部の平
面の上下方向にＹ軸、水平方向にＸ軸、平面と直交する
方向にＺ軸をとるものとする）により表わされる。この
カーソルの位置は、上記カーソル情報指示手段６内に設
けられたＸＹ軸方向移動スイッヂににすＸ軸、Ｙ軸方向
に、Ｚ軸方向移動スイッチによりＺ軸方向に移動させる
ことができる。又、カーソルを構成する各点の左右の画
面上の位置は、後述する方法によりカーソル制御手段７
によって計算され、グラフィックメモリ１１Ｌ、ＩＩＲ
に書き込まれる。

このグラフィックメモリ１１Ｌ、１１Ｒの内容は、前記
画像メモリ５Ｌ、５Ｒの内容と同期して読み出されるた
上で表示されるため、立体像中に浮かぶようなカーソル
の映像が得られる。ここで、前記カーソル情報指定手段
６のカーソル形状選択スイッチを押すことにより、カー
ソルの形状を、輝点以外の、例えば第４図に示すような
、クロスカーソル、キ」−ブ、塗りつぶしたキューブ等
に変更することができる。又、前記カーソル情報指定手
段６のカーソル色選択スイッチを押すことにより、カー
ソルの色を周囲と異なる色に設定することができる。更
に、前記カーソル情報指定手段６内のカーソルサイズ変
更スイッチを押すことにより、カーソルの大ぎざを変更
することができるので、対象の位置を大きくとらえた後
に、より細かく位置を指定することもできる上、対象点
を指定するカーソルのＺ軸方向の位置（対象点までの距
１１１）に応じて表示するカーソルの大きさを変えて、
カーソルをＺ軸方向の位置に拘らずに常に同じ長さで表
示されるように１゛ることにより、所定の長さを右する
カーソル（例えば、１辺が１ｃｍのキューブ等）を表示
することもできる。

このようにしてカーソルの位置を決定した後にカーソル
位置記憶スイッチを押すことにより、そのときのカーソ
ルの位置、即ち測長したい対象の位置が記憶される。測
長したい点にカーソルを移動させカーソル位置を記憶す
るという操作を繰り返した後に距離演算スイッチを押す
ことにより、図示しない表示装置に各点間の距離が表示
される。

このときの２点の座標を（ｘ＋　、ｙｌ、Ｚ＋　）、（
Ｘ２．Ｖ２．Ｚ２）とすると、２点間の距１１１ｔｄは
次の式で与えられる。

ｄ＝　［（Ｘｔ　−Ｘ２　）２＋　（Ｖｔ　−１／２　
）２＋（ｚｔ　−Ｚ２　）　２］　” 次に、第５図を参照しながら、カーソルを構成する点の
左右の画面上の位置の計算法について述べる。

ここでは、説明を簡単にするために、２次元におけるも
のについて述べるが、３次元についても同様である。

内視鏡先端部の左右の対物光学系の中心を原点Ｏとし、
立体像中に表示しようとする点Ａの座標を（Ｘ、Ｚ）と
し、光学系の焦点距離をｆとし、光学系の焦点面に、ぞ
の光軸が中心になるように配置され１＝ｍ像素子の大き
さをＬとし、撮像素子の中心の座標をそれぞれＣ）で（
ＣＩ−ｘ　、　ＣｊＺ　）、ＣＬ（ｃＩ！ｘ、ｃｌ）と
し、実際に視野の中に点△があった場合に撮像索子上に
その点へが結像する位置を、それぞれ、ＡＲ（ａｒＸ　
、ａｒＺ　）、ＡＬ（ａＡｘ、ａｌｚ）とすると、三角
形の相似により次の式が成り立つ。

ｘ−ｃｊ！ｘ　ｌ／ｚ＝ｌｃｌ！ｘ−ａｊ！ｘ　ｌ／ｆ
この式により、ａｌＸの値が求められるので、その値に
基づいて、次の式から左撮像素子の左側からの相対的な
位置を算出すれば良い。

［ａ　ｊ！ｘ　−（ｃ　ｊ！ｘ　−Ｌ／２）　］／Ｌこ
れにより、左撮像素子の左側からの相対的な位置が求め
られる。又、右画像中の点についても、同様の計算によ
り求めることかできる。

以上述べたように、本実施例によれば、立体像中に表示
するカーソルの形状１色及び大ぎさを任意に選択できる
ようにしたので、立体表示された像の中のカーソルの位
置を容易に認識することができる。又、立体感を得にく
い内視Ｉｔ像においても、奥行感のあるカーソル形状を
選択１′ることにより、画像上のカーソルの位置を把握
しやすくなる。又、画像を静止させずに所与の大きさの
力ソルを表示できるので、動きの大きい内視鏡装置にお
いて立体像中の大きざの目安を表示さけることができる
。

尚、カーソルの形状は、本実施例においては第４図に示
すような形状としたが、本発明はこれに限定されるもの
ではなく、立体像中においてその位置を容易に認識でき
るものであればとのにうイ【形状であっても良い。

又、カーソル位置指定手段も、本実施例のにうなスイッ
チに限定されず、３次元的な位置の移動を指示し得るも
の、例えばスティック、トラックボール、マウス等によ
るものであっても良い。

尚、本実施例ではカーソルの形状、色及び大きさをスイ
ッチ等の操作ににり操作者が任意に設定できるようにし
たが、カーソルの形状、色及び大ぎさを１種類に予め設
定しておぎ、そのカーソルだけを表示するようにしても
良い。

［発明の効果］ 以上述べたように、本発明によれば、立体的な視野の中
に大ぎさを有するカーソルを発生させる手段を設けたの
で、カーソルとハレーシコンとの区別を容易につりるこ
とができ、且つ生体の粘膜面とカーソルとの位置関係を
正確にとらえることかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図は本発明の一実施例に係わり、第１
図は本発明の立体内視鏡装置の構成を示すブロック図、
第２図は立体内視鏡画像取込み装置の先端部を示す図、
第３図はカーソル情報指定手段の操作パネルを示す図、
第４図はカーソルの形状の例を示す図、第５図はカーソ
ル表示位置の計算原理を示す説明図である。 １・・・立体内視鏡画像取り込み装置 ６・・・カーソル情報指定手段 ７・・・カーソル制御手段 １７・・・立体画像表示手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　内視鏡先端部に配置されていて視差を有する複数の画
   像を撮像する複数の撮像手段と、これら複数の撮像手段
   により得た複数の画像信号による複数の画像のうちの一
   対を右画像、左画像として画面上に表示することにより
   表示像の立体的な認識を可能にした表示手段とを具備す
   る立体内視鏡装置において、上記右画像と左画像の両画
   像中に各々大きさを有するカーソルを発生するカーソル
   発生手段を設けたことを特徴とする立体内視鏡装置。