JPH07353A - 立体視内視鏡撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡単な構成で、装置外部の外乱光による誤動
作が防止でき、安定して立体画像を認識できる立体視内
視鏡撮像装置を得る。 【構成】 液晶メガネ１１は、赤外線受光部１２の入射
面に光学フィルタを備えており、赤外光発光部１０から
の赤外光のみを赤外線受光部１２で受光するようになっ
ている。光学フィルタは干渉フィルタ３０ａであり、こ
の干渉フィルタ３０ａの透過特性は、赤外光発光部１０
からの赤外光である信号光のピーク波長を中心波長とす
る狭帯域の波長のみを透過する特性であり、この結果、
赤外光発光部１０からの赤外光のみが液晶メガネ１１内
の赤外線受光部１２に入射するようになっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、被写体を立体的に観察
するのに用いられる立体視内視鏡撮像装置に関する。

【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。

【０００３】前述した各内視鏡は、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。

【０００４】一方、これまで開腹手術を必要とした外科
の分野では、内視鏡を使用して開腹手術を行わないで済
む術式が普及してきた。胆嚢摘出術がその代表的な手技
であるが、こうした内視鏡下外科手術は胆嚢摘出に留ま
らず、多くの手術への適用が行われている。一方、内視
鏡下外科手術は内視鏡を通してＴＶカメラによって撮像
された体内の様子を観察モニタに表示して行われるが、
これまでは２次元画像で観察していたので、複雑な手術
に対応することが困難であった。

【０００５】これらに対処するため、例えば実開平３ー
７１３１４号公報に開示されている立体視内視鏡撮像装
置がある。

【０００６】この装置では挿入部内に右（Ｒ）及び左
（Ｌ）の光学系を配置し、手元側には伝送されたＲ及び
Ｌの光学像をそれぞれＲ及びＬ用のプリズムで光路を変
え、各主レンズでそれぞれＲ及びＬ用のＣＣＤに光学像
を結ぶようにしている。

【０００７】また、特開平１ー１８５２４０号でもＲ及
びＬの光学系を配置し、それぞれＲ及びＬ用のＣＣＤに
光学像を結ぶようにしている。

【０００８】このようにして得られたＲ及びＬ用の各々
の画像を、例えば観察モニタに時分割で表示し、液晶メ
ガネを用いて時分割表示に同期して左右の液晶シャッタ
の透過／遮断を制御することにより立体像を観察できる
ようになっている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】このような装置におい
ては、左右画像を分離して認識するため、液晶メガネで
通常１／１２０秒毎に左目と右目の画像を切り替えて観
察する必要があり、観察モニタと液晶メガネの液晶シャ
ッタを同期させて切り替えている。特に液晶メガネ側の
切り替えは使い勝手を考慮して一般的には赤外光による
ワイヤレスなリモート制御が行われている。

【００１０】しかしながら、手術室の照明は蛍光灯が一
般的に使用されており、液晶メガネの赤外センサに蛍光
灯による赤外光が入射すると、液晶メガネの液晶シャッ
タのリモート制御が乱され誤動作して、フリッカ等によ
り３次元画像の認識に障害が発生するという問題があ
る。このような問題を回避するためには、術者は蛍光灯
を消して立体観察する必要があり、周辺の状況把握に重
大な問題が発生する虞がある。

【００１１】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、簡単な構成で、装置外部の外乱光による誤動作
が防止でき、安定して立体画像を認識できる立体視内視
鏡撮像装置を提供することを目的としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の立体視内視鏡撮
像装置は、立体視のための視差のあるＲ画像とＬ画像を
撮像する撮像手段と、前記撮像手段により撮像された前
記Ｒ画像と前記Ｌ画像を交互に表示する表示手段と、前
記表示手段に交互に表示される前記Ｒ画像と前記Ｌ画像
に同期した赤外光を発光する赤外光発光手段と、前記赤
外光発光手段からの前記赤外光を受光し左右の液晶シャ
ッタを制御する液晶メガネとを備えた立体視内視鏡撮像
装置において、前記赤外光発光手段からの前記赤外光の
みを分離抽出する光学フィルタを前記受光部の入射面に
設けている。

【００１３】

【作 用】前記光学フィルタにより前記赤外光発光手段
からの前記赤外光のみを分離抽出することで、装置外部
の外乱光による誤動作の防止を可能とする。

【００１４】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。

【００１５】図１ないし図４は本発明の第１実施例に係
り、図１は第１実施例の立体視内視鏡撮像装置の全体構
成を示す構成図、図２は図１の液晶メガネの詳細な構成
を示す斜視図、図３は図２の光学フィルタとしての干渉
フィルタの作用を説明する説明図、図４は図３の干渉フ
ィルタの特性を示す特性図である。

【００１６】図１に示すように第１実施例の立体視内視
鏡撮像装置１は立体視用電子内視鏡２と、この立体視用
電子内視鏡２に着脱自在に取り付けられるカメラ部３
と、前記立体視用電子内視鏡２に照明光を供給する光源
部４を備えたカメラ部３の例えば右側画像用撮像手段で
あるＣＣＤ５Ｒに対する信号の処理を行う第１ビデオシ
ステムセンタ６Ｒと、カメラ部３の例えば左側画像用撮
像手段であるＣＣＤ５Ｌに対する信号の処理を行う第２
ビデオシステムセンタ４Ｌと、第１及び第２ビデオシス
テムセンタ４Ｒ，４Ｌから出力される１／６０秒毎の左
右の映像信号を倍速の映像信号に変換する倍速コンバー
タ７と、この倍速コンバータ７からの出力により左右画
像（以下、Ｒ，Ｌ画像）を１／１２０秒毎に表示する倍
速ＴＶモニタ８と、倍速ＴＶモニタ８に交互に表示され
るＲ，Ｌ画像をＲ，Ｌ画像の表示に同期して透過／遮光
される液晶メガネ１１とから構成され、前記倍速コンバ
ータ７はタイミングコントローラ９からのタイミング信
号により倍速処理を行うと共に、液晶メガネ１１はタイ
ミングコントローラ９の上記タイミング信号に同期して
発光される赤外光発光部１０からの赤外光を赤外線受光
部１２で受光することによりＲ，Ｌ画像の表示に同期し
て１／１２０秒毎に左右の液晶シャッタ１３を交互に透
過／遮光動作をさせるようになっている。

【００１７】前記立体視用電子内視鏡２内にはライトガ
イド１４が挿通されている。このライトガイド１４の後
端は立体視用電子内視鏡２より延出しており、その末端
の図示しないライトガイドコネクタを光源部４に着脱自
在で装着することができる。その結果、光源部４内の図
示しないランプの照明光がライトガイド１４等で伝送さ
れ、立体視用電子内視鏡２の先端部の照明窓が取り付け
られた前端面から前方の患部等の被写体側に出射され
る。

【００１８】伝送された照明光で照明された被写体は、
立体視用電子内視鏡２の先端部に設けた１対の観察窓に
それぞれ取り付けた対物レンズ１５Ｒ，１５Ｌによって
その焦点面に結像される。

【００１９】１対の対物レンズ１５Ｒ，１５Ｌによる光
学像はイメージガイド１６Ｒ，１６Ｌにより立体視用電
子内視鏡２の後方側に伝送する。

【００２０】イメージガイド１６Ｒ，１６Ｌの後端に対
向して１対の結像レンズ１７Ｒ，１７Ｌが立体視用電子
内視鏡２の基端側に設けられ、この基端側に前記カメラ
部３が着脱自在に接続される。そして、１対の結像レン
ズ１７Ｒ，１７Ｌの後方に対向してＣＣＤ５Ｒ，５Ｌが
配置され、このＣＣＤ５Ｒ，５Ｌの撮像面に光学像が結
像されるようになっている。１対の対物レンズ１５Ｒ，
１５Ｌは視差を持つように配置されているので、ＣＣＤ
５Ｒ，５Ｌの各々の撮像面には視差のある光学像が結ば
れることになる。

【００２１】第１及び第２ビデオシステムセンタ４Ｒ，
４Ｌでは、ＣＣＤ５Ｒ，５Ｌの出力信号を増幅した後、
ホワイトバランス、ＡＧＣ、アイリス制御等の信号処理
を行い、さらに、処理された信号にγ補正した後ディジ
タル信号に変換して倍速コンバータ７に出力する。

【００２２】倍速コンバータ７ではディジタル信号を一
旦、記憶し、タイミングコントローラ９からのタイミン
グ信号により１／１２０秒毎に記憶された信号を読み出
したときは、アナログ信号に変換して左右画像を交互に
倍速ＴＶモニタ８に出力する。一方、タイミングコント
ローラ９は赤外線発光部１０を制御し、液晶メガネ１１
にＲ，Ｌ画像の表示に同期したＲ，Ｌ切換用の赤外線を
発光させる。

【００２３】そして、液晶メガネ１１はＲ，Ｌ切換用の
赤外線を１／１２０秒毎に受光することにより、倍速Ｔ
Ｖモニタ８にＲ画像が表示されている場合には液晶メガ
ネ１１の右目側の液晶が透過状態となり、他方の左目側
の液晶は遮光状態になる。倍速ＴＶモニタ８にＬ画像が
表示されている場合には液晶メガネ１１の右目側の液晶
は遮光状態となり、他方の左目側の液晶は透過状態にな
る。このようにして術者は倍速ＴＶモニタ８に交互に表
示されるＲ，Ｌ画像から立体視できるようになる。

【００２４】前記液晶メガネ１１は、図２に示すよう
に、赤外線受光部１２の入射面に光学フィルタ３０を備
えており、赤外光発光部１０からの赤外光のみを赤外線
受光部１２で受光するようになっている。

【００２５】前記光学フィルタ３０は、第１実施例にお
いては、図３に示すような干渉フィルタ３０ａであり、
この干渉フィルタ３０ａの透過特性は、図４に示すよう
に、赤外光発光部１０からの赤外光である信号光のピー
ク波長を中心波長とする狭帯域の波長のみを透過する特
性であり、この結果、赤外光発光部１０からの赤外光の
みが液晶メガネ内の赤外線受光部１２に入射するように
なっている。

【００２６】このような立体視内視鏡撮像装置１が使用
される環境においては、例えば蛍光灯１８を用いる場
合、蛍光灯１８から放射される赤外光成分の光も赤外線
受光部１２に入射する。蛍光灯１８から放射される赤外
線である外乱光は、図３に示すように、干渉フィルタ３
０ａの透過帯域にはないので、赤外線受光部１２に入射
される赤外光は赤外光発光部１０からの赤外光のみとな
り、蛍光灯１８から放射される赤外線による影響を除去
している。

【００２７】このように、第１実施例の立体視内視鏡撮
像装置１によれば、干渉フィルタ３０ａにより蛍光灯１
８から放射される赤外線による信号（ノイズ）を取り除
いているので、簡単な構成で蛍光灯等の外部の赤外光に
よる誤動作が防止でき、安定して立体画像を観察でき
る。

【００２８】次に第２実施例について説明する。図５及
び図６は第２実施例に係わり、図５は光学フィルタとし
ての偏光フィルタの作用を説明する第１の説明図、図６
は図５の偏光フィルタの作用を説明する第２の説明図で
ある。

【００２９】第２実施例は、第１実施例とほとんど同じ
なので異なる点のみ説明する。

【００３０】図５に示すように、第２実施例では、赤外
光発光部１０の出射側に出射用偏光フィルタ３１を設
け、赤外光発光部１０からの赤外光に対して直線偏光あ
るいは円偏光をかけると共に、液晶メガネ１１の光学フ
ィルタ３０として前記出射用偏光フィルタ３１と同等の
偏光面（直線偏光の場合）あるいは回転方向（円偏光の
場合）を有する受光用偏光フィルタ３０ｂを設けてい
る。その他の構成は第１実施例と同じである。

【００３１】このような出射用偏光フィルタ３１及び受
光用偏光フィルタ３０ｂにより、図６に示すように、赤
外光発光部１０からの赤外光である信号光のみを選択的
に透過させ赤外線受光部１２で受光する。

【００３２】その他の作用、効果は第１実施例と同じで
ある。

【００３３】次に第３実施例について説明する。図７な
いし図９は第３実施例に係わり、図７は光学フィルタと
しての減光フィルタの特性を示す特性図、図８は図７の
減光フィルタを用いた際の望ましい信号光の特性を示す
特性図、図９は図７の減光フィルタを用いた際の赤外線
受光部の感度特性を変更する分圧回路の一例を示す回路
図である。

【００３４】第３実施例は、第１実施例とほとんど同じ
なので異なる点のみ説明する。

【００３５】液晶シャッタ１３の誤動作は、図７（ａ）
に示すように外乱光が検出レベルである最低受光信号レ
ベルを越え、信号として検知されるために発生する。そ
こで、第３実施例では液晶メガネ１１の光学フィルタ３
０として減光フィルタ（ＮＤフィルタ）を用い、図７
（ｂ）に示すように、赤外線受光部１２のセンサ感度波
長領域での赤外光の受光レベルを下げることにより、外
乱光によるノイズレベルを最低受光信号レベルよりも小
さくし、よって赤外光発光部１０からの赤外光である信
号光のみを赤外線受光部１２を受光する。その他の構
成、作用及び効果は第１実施例と同じである。

【００３６】尚、第３実施例においては、赤外光発光部
１０からの赤外光である信号光として、図８に示すよう
な、例えば蛍光灯から照射される外乱光を余り含まない
領域、あるいは信号光に対して十分小さい強度の外乱光
領域からなる信号光を用い、赤外線受光部１２の感度特
性もそれに合わせた特性をもたせることにより、より確
実に赤外光発光部１０からの赤外光である信号光のみを
抽出できる。

【００３７】また、第３実施例においては、赤外線受光
部１２のセンサ感度波長領域での赤外光の受光レベルを
下げることにより、赤外光発光部１０からの赤外光であ
る信号光のみを抽出するとしたが、図９に示すように、
赤外線受光部１２からの信号をＲ１，Ｒ２により分圧し
電気的に感度を落とし、比較器３５で基準電圧と比較し
結果として外乱光によるノイズレベルを最低受光信号レ
ベルよりも小さくし、抽出するようにしてもよく、減光
フィルタ３０ｃと図９の分圧回路を組み合わせることに
より、より確実に赤外光発光部１０からの赤外光である
信号光のみを抽出できる。

【００３８】上記の各実施例において、立体視内視鏡２
の基端側に一対のＣＣＤを備えたカメラ部を着脱自在に
接続することによりＲ及びＬ画像を得るとしたが、これ
に限らず、カメラ部を基端側で一体的に構成した立体視
内視鏡でもよく、また、内視鏡先端に一対のＣＣＤを設
けた立体視電子内視鏡でもよい。

【００３９】また、上記の各実施例において、一対のＣ
ＣＤによりＲ及びＬ画像を得るとしたが、これに限ら
ず、例えば特願平５ー８３３４９号で提案したような単
板の撮像素子を用いた立体視内視鏡に対しても適用でき
ることはいうまでもない。

【００４０】さらに、倍速コンバータにより１２０Ｈｚ
の映像信号に変換するとしたが、倍速コンバータの代わ
りに単なるスイッチを設け、このスイッチによりＲ及び
Ｌ画像を１／６０秒毎に切り替えて通常のＴＶモニタに
１／６０秒のＲ及びＬ画像を表示するようにしてもよ
い。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように本発明の立体視内視
鏡撮像装置によれば、光学フィルタにより赤外光発光手
段からの赤外光のみを分離抽出するので、簡単な構成
で、装置外部の外乱光による誤動作が防止でき、安定し
て立体画像を認識できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例に係る立体視内視鏡撮像装置の全体
構成を示す構成図

【図２】図１の液晶メガネの詳細な構成を示す斜視図

【図３】図２の光学フィルタとしての干渉フィルタの作
用を説明する説明図

【図４】図３の干渉フィルタの特性を示す特性図

【図５】第２実施例に係る光学フィルタとしての偏光フ
ィルタの作用を説明する第１の説明図

【図６】図５の偏光フィルタの作用を説明する第２の説
明図

【図７】第３実施例に係る光学フィルタとしての減光フ
ィルタの特性を示す特性図

【図８】図７の減光フィルタを用いた際の望ましい信号
光の特性を示す特性図

【図９】図７の減光フィルタを用いた際の赤外線受光部
の感度特性を変更する分圧回路の一例を示す回路図

【符号の説明】

１…立体視内視鏡撮像装置 ２…立体視内視鏡 ３…カメラ部 ４…光源部 ５Ｒ，５Ｌ…ＣＣＤ ６Ｒ…第１ビデオシステムセンタ ６Ｌ…第２ビデオシステムセンタ ７…倍速コンバータ ８…倍速ＴＶモニタ ９…タイミングコントローラ １０…赤外線発光部 １１…液晶メガネ １２…赤外線受光部 １３…液晶シャッタ ３０…光学フィルタ ３０ａ…干渉フィルタ ３０ｂ…受光用偏光フィルタ ３０ｃ…減光フィルタ ３１…出射用偏光フィルタ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 立体視のための視差のあるＲ画像とＬ画
   像を撮像する撮像手段と、前記撮像手段により撮像され
   た前記Ｒ画像と前記Ｌ画像を交互に表示する表示手段
   と、前記表示手段に交互に表示される前記Ｒ画像と前記
   Ｌ画像に同期した赤外光を発光する赤外光発光手段と、
   前記赤外光発光手段からの前記赤外光を受光する受光部
   を有し前記受光部からの出力に基づき左右の液晶シャッ
   タを制御する液晶メガネとを備えた立体視内視鏡撮像装
   置において、 前記赤外光発光手段からの前記赤外光のみを分離抽出す
   る光学フィルタを前記受光部の入射面に設けたことを特
   徴とする立体視内視鏡撮像装置。