JPH07357A - 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では、赤外線受光部１２から
の出力より赤外光発光部からの赤外光による信号のみを
信号抽出部２１で抽出し、抽出された信号を増幅及びＲ
／Ｌ判定部２２で信号処理し、抽出された信号がＲ用か
Ｌ用かを判別して液晶駆動部２３を制御し、液晶駆動部
２３では増幅及びＲ／Ｌ判定部２２からの制御により左
右の液晶シャッタ１３の透過／遮光を行う。

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
周波数成分のみを抽出する抽出手段を前記液晶メガネ内
に設けている。

【００１３】

【作 用】前記抽出手段により前記赤外光発光手段から
の前記赤外光の周波数成分のみを抽出することで、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５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の液晶メガネの信号処理部
の構成を示すブロック図、図３は図１の赤外線発光部は
発光する赤外線及び蛍光灯からの赤外線のタイミングを
説明するタイミングチャート、図４は図２の信号抽出部
の構成を示す回路図、図５は図４の信号抽出部のフィル
タ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
赤外線を受光することにより、倍速ＴＶ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では、図２に示すよう
に、赤外線受光部１２からの出力より赤外光発光部１０
からの赤外光による信号のみを信号抽出部２１で抽出
し、抽出された信号を増幅及びＲ／Ｌ判定部２２で信号
処理し、抽出された信号がＲ用かＬ用かを判別して液晶
駆動部２３を制御し、液晶駆動部２３では増幅及びＲ／
Ｌ判定部２２からの制御により１／１２０秒毎に左右の
液晶シャッタ１３の透過／遮光を行う。

【００２５】赤外光発光部１０からの赤外光は、図３
（ａ）に示すように、Ｒ，Ｌの赤外線発光時間（パルス
幅）が異なっており、このパルス幅の違いを増幅及びＲ
／Ｌ判定部２２で検出してＲ用赤外線かＬ用赤外線かを
判別している。尚、赤外光発光部１０の発光周期は１２
０Ｈｚである。

【００２６】一方、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
赤外線は、図３（ｂ）に示すように、６０Ｈｚで放射さ
れ、しかも赤外光発光部１０からの赤外光とは非同期な
ので、この蛍光灯１８から放射される赤外線による影響
を除去するために前記信号抽出部２１が設けられてい
る。

【００２７】具体的な前記信号抽出部２１は、図４
（ａ）に示すように、コンデンサとコイルを直列に接続
したフィルタより構成されており、このフィルタ特性
は、図５（ａ）に示すように、蛍光灯１８から放射され
る赤外線の周波数（６０Ｈｚ）のレベルを減少させる特
性であり、この信号抽出部２１により蛍光灯１８から放
射される赤外線による影響を除去している。

【００２８】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、信号抽出部２１により蛍光灯１８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。

【００２９】尚、上記実施例において、Ｒ用赤外線かＬ
用赤外線かの判別は、発光赤外光のパルス幅により判別
するとしたが、これに限らず、例えば、コード変調を行
って赤外光を発光し受光信号を復調することにより判別
するようにしてもよい。

【００３０】また、上記第１実施例において、前記信号
抽出部２１は、図４（ａ）に示すようなコンデンサとコ
イルを直列に接続したフィルタより構成されるとした
が、これに限らず、図４（ｂ）に示すように、コンデン
サとコイルを並列に接続したフィルタより構成される信
号抽出部２１ａでもよく、この信号抽出部２１ａのフィ
ルタ特性は図５（ｂ）に示すように、赤外線発光部１０
からの赤外線の周波数（１２０Ｈｚ）に共振部を有して
おり、信号抽出部２１ａの出力を所定レベルと比較する
ことにより赤外線発光部１０からの赤外線のみを抽出す
る。

【００３１】次に第２実施例について説明する。図６な
いし図１０は第２実施例に係わり、図６は立体視内視鏡
撮像装置の全体構成を示す構成図、図７は図６の液晶メ
ガネの信号抽出部の構成を示す回路図、図８は図７の信
号抽出部の作用を説明するタイミングチャート、図９は
図７の信号抽出部のフィルタ特性を示す特性図、図１０
は図６におけるｎ×１２０Ｈｚのタイミング信号を生成
手段の変形例の構成を示す構成図である。

【００３２】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。

【００３３】図６に示すように、第２実施例ではタイミ
ングコントローラ９は、ｎ×１２０Ｈｚの信号で赤外光
発光部１０を制御することにより、赤外光発光部１０は
ｎ×１２０Ｈｚの赤外光を発光する。

【００３４】そして、液晶メガネ１１側では、図７に示
すように、赤外線受光部１２によりｎ×１２０Ｈｚの赤
外光を受光して、出力信号をコンデンサとコイルを並列
に接続したフィルタより構成される信号抽出部２１ｂを
介することによりｎ×１２０Ｈｚの赤外光のみの信号を
抽出し、抽出された信号を１／ｎ分周器３１で１／ｎ分
周することで１２０Ｈｚの信号を生成し増幅及びＲ／Ｌ
判別部２２に出力するようになっている。その他の構成
は第１実施例と同じである。

【００３５】このように構成された第２実施例では、例
えばｎ＝５の場合、図８（ｂ）に示すような赤外光発光
部１０からの１／６００秒毎の信号を上記の信号抽出部
２１ｂ（図７）を介することにより、図９に示すよう
に、６００Ｈｚの信号のみ抽出する。そして抽出された
信号を分周器３１で１／５分周して１２０Ｈｚの信号を
生成する。

【００３６】その他の作用、効果は第１実施例と同じで
ある。

【００３７】尚、第２実施例のタイミングコントローラ
９は、ｎ×１２０Ｈｚのタイミング信号を生成し赤外光
発光部１０を制御するとしたが、これに限らず、図９に
示すように、タイミングコントローラ９は、第１実施例
と同様に１２０Ｈｚのタイミング信号を生成する一方、
ＶＣＯＸＯ４１からのｍＭＨｚ出力を第１分周器４２に
て１２０×ｎ／ｍＭＨｚに分周してｎ×１２０Ｈｚのタ
イミング信号を生成するようにしてもよい。この場合、
生成されたｎ×１２０Ｈｚのタイミング信号を第２分周
器４３でｎ分周し位相比較器４４にてタイミングコント
ローラ９からの１２０Ｈｚのタイミング信号と位相比較
し、ループフィルタ４５を介して前記ＶＣＯＸＯ４１の
制御電圧とすることにより、タイミングコントローラ９
からの１２０Ｈｚのタイミング信号に同期したｎ×１２
０Ｈｚのタイミング信号を生成することができる。

【００３８】上記の第１及び第２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、上記の第１及び第２実施例におい
て、一対のＣＣＤ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。この場合、第２実施例においては赤外光発生部を制
御するタイミング信号の周波数をｎ×６０Ｈｚとしても
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、抽出手段により赤外光発光手段か
らの赤外光の周波数成分のみを抽出するので、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の液晶メガネの信号処理部の構成を示すブ
ロック図

【図３】図１の赤外線発光部は発光する赤外線及び蛍光
灯からの赤外線のタイミングを説明するタイミングチャ
ート

【図４】図２の信号抽出部の構成を示す回路図

【図５】図４の信号抽出部のフィルタ特性を示す特性図

【図６】第２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７】図６の液晶メガネの信号抽出部の構成を示す回
路図

【図８】図７の信号抽出部の作用を説明するタイミング
チャート

【図９】図７の信号抽出部のフィルタ特性を示す特性図

【図１０】図６におけるｎ×１２０Ｈｚのタイミング信
号を生成手段の変形例の構成を示す構成図

【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 ２１…信号抽出部 ２２…増幅及びＲ／Ｌ判別部 ２３…液晶駆動部

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周波数成分のみ
   を抽出する抽出手段を前記液晶メガネ内に設けたことを
   特徴とする立体視内視鏡撮像装置。