JPH0876027A - 立体内視鏡撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ゴーストの発生を緩和して立体視に適した見
やすい画像が得られる立体内視鏡撮像装置を提供するこ
と。 【構成】 左右方向に離間して配置された対物レンズ２
５ａ，２５ｂ等を介して視差のある左右の像をＣＣＤ３
１ａ，３１ｂに結び、ＣＣＤ３１ａ，３１ｂで光電変換
された左右の画像をプロセス回路３３ａ，３３ｂを介し
て信号処理し、倍速変換ユニット５を介して倍速ＴＶモ
ニタ６の表示面に左右の画像を表示し、液晶シャッタメ
ガネ７を介して立体視を行う。プロセス回路３３ａ，３
３ｂ内に設けたγ補正回路により明るい画像の輝度レベ
ルを抑圧し、かつ暗い画像の輝度レベルを増大するセッ
トアップ変更を行い、視認性を向上する構成にした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は立体観察するのに適した
画像に設定する手段を設けた立体視可能な立体内視鏡撮
像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、内視鏡は工業用分野及び医療用分
野で広く用いられるようになった。特に医療用分野にお
いては、内視鏡画像を観察して処置具等で治療処置を行
う場合、肉眼観察の場合のように立体的に観察できる
と、処置し易い。このため、視差を有する撮像手段で撮
像した画像を表示手段に立体的に視認できるように表示
する立体内視鏡撮像装置が提案されている。

【０００３】図２０は従来の立体内視鏡撮像装置１８１
の１例を示す。この立体内視鏡撮像装置１８１は視差の
ある画像を得るための立体視用内視鏡本体１８２及びＣ
ＣＤ１８５Ｌ，１８５Ｒを内蔵したカメラヘッド１８３
からなる立体視用内視鏡１８４と、ＣＣＤ１８５Ｌ，１
８５Ｒに対する信号処理を行うプロセス回路１８６Ｌ，
１８６Ｒを内蔵した立体視用プロセッサ１８６と、この
立体視用プロセッサ１８６から出力される左右の映像信
号を倍速の映像信号に変換して交互に出力する倍速変換
ユニット１８７と、この倍速変換ユニット１８７から倍
速で出力される左右の映像信号を表示する倍速ＴＶモニ
タ１８８と、倍速変換ユニット１８７と接続された赤外
線発光部１８９から出力される切換のタイミング信号を
受光する受光部を有し、このタイミング信号と同期して
左右の液晶シャッタの切換を行う液晶メガネ１９１とか
ら構成される液晶シャッタ眼鏡方式のものがある。

【０００４】そして、術者は液晶メガネ１９１をかけて
倍速ＴＶモニタ１８８に表示される画像を観察すること
により、立体視できる。この他に倍速ＴＶモニタの表示
面前面に、偏光方向を切り換えられる液晶シャッタパネ
ルを設け、この液晶シャッタパネルの偏光方向を倍速Ｔ
Ｖモニタで表示する左右の画像の表示期間に同期して切
換え、この画像を偏光メガネをかけて観察することによ
り、立体視できる偏光眼鏡方式の装置がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする問題点】このように従来は液
晶シャッタ眼鏡方式又はモニタの管面に設けた液晶シャ
ッタパネルによる偏光眼鏡方式で観察していた。上記両
方式とも液晶シャッタを透過した光でモニタ管面の画像
を観察するため、モニタの明るさが裸眼で観察するより
も約１／１０となってしまい、大変暗い画像を観察する
ことになってしまい、識別しにくい画像になってしまう
欠点があった。

【０００６】上記不具合を解決するために、単純にモニ
タの輝度レベルをアップしたり、ＴＶカメラの感度及び
ゲインをアップしたのではゴーストが発生し、かえって
煩わしく、疲労が増すといった問題点があった。

【０００７】つまり、前記両方式は左右の画像を交互に
出力し、これと同期して左右の液晶シャッタをＯＮ／Ｏ
ＦＦして立体観察するものであり、液晶シャッタの特性
上ＯＦＦ時は完全に光を遮光するのでなく、ＯＮよりも
透過量をすくなくするため、モニタの輝度レベルを高く
して明るい画像にすると、ＯＦＦ時の画像の透過量が増
大することになり、輝度レベルを上げれば上げるほど逆
の眼にも光が透過して入射し、ゴーストが生じ、疲労感
を増大させてしまうという問題点があった。

【０００８】本発明は上述した点に鑑みてなされたもの
で、その目的は上記ゴースト等の発生を緩和して立体視
に適した見やすい画像が得られる立体内視鏡撮像装置を
提供することにある。

【０００９】

【問題点を解決する手段及び作用】被写体を左右方向に
視差を有する撮像手段を用いて撮像した画像を表示手段
に表示し、液晶シャッタを介して立体観察する立体内視
鏡撮像装置に於いて、表示手段に表示される画像におけ
る暗い部分の輝度を増大して液晶シャッタを介して立体
観察する画像に対する視認性を向上するための画像輝度
レベルのセットアップ変更手段を設けることにより、液
晶シャッタを介して立体観察する画像における暗い画像
部分が識別されにくくなるのを、輝度の増大により解消
して視認性を向上できる。

【００１０】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を具体
的に説明する。図１ないし図３は本発明の第１実施例に
係り、図１は本発明の第１実施例の全体構成を示し、図
２は立体視用プロセッサの構成を示し、図３はγ補正回
路で設定される画像の入出力特性を示す。

【００１１】図１に示す本発明の第１実施例の立体内視
鏡撮像装置１は、ＴＶカメラヘッド装着式立体内視鏡
（以下、ヘッド装着立体内視鏡と略記）２と、このヘッ
ド装着立体内視鏡２の照明光伝送手段に照明光を供給す
る光源装置３と、ヘッド装着立体内視鏡２の撮像手段に
対する信号処理を行う立体視用プロセッサ４と、この立
体視用プロセッサ４から出力される２つの映像信号を倍
速変換処理する倍速変換ユニット５と、倍速変換ユニッ
ト５から出力される倍速の映像信号を倍速表示する倍速
ＴＶモニタ６と、この倍速ＴＶモニタ６に倍速で表示さ
れる左右の画像を時分割で立体視するための液晶シャッ
タメガネ７と、液晶シャッタメガネ７によって時分割で
立体視する場合に、切換えを行うタイミング信号を赤外
線で送る赤外線発光部８とを有する。

【００１２】ヘッド装着立体内視鏡２は、立体視できる
機能を備えた立体硬性内視鏡（３Ｄ硬性内視鏡とも記
す）１１と、この立体硬性内視鏡１１に着脱自在で装着
され、立体撮像を行う立体用ＴＶカメラヘッド（３Ｄ用
ＴＶカメラヘッドとも記す）１２とを有し、この立体用
ＴＶカメラヘッド１２には信号ケーブル１３が接続さ
れ、この信号ケーブル１３の末端のコネクタ１４を立体
視用プロセッサ４に着脱自在で接続できる。

【００１３】上記立体硬性内視鏡１３は硬性の挿入部１
６と、この挿入部１６の後端側に形成され、把持される
太径の把持部１７と、この把持部１７の後端に形成され
た接眼部１８とを有し、把持部１７にはライトガイド口
金１９が設けてある。このライトガイド口金１９にはラ
イトガイドが挿通されライトガイドケーブル２１の一方
の端部に設けたコネクタが着脱自在で接続され、このラ
イトガイドケーブル２１の他方の端部に設けたライトガ
イドコネクタ２２は光源装置３に着脱自在で接続され
る。

【００１４】そして、光源装置３内のランプ２３で発光
された白色の照明光はライトガイドコネクタ２２のライ
トガイド端面に供給され、ライトガイドケーブル２１内
の照明光伝送手段となるこのライトガイドを経てライト
ガイド口金１９から立体硬性内視鏡１１内のライトガイ
ド２４に照明光を供給する。

【００１５】このライトガイド２４は把持部１７から屈
曲されて挿入部１６内を挿通され、ライトガイド口金１
９側の一方の端面に供給された照明光を他方の端面に伝
送する。この他方の端面は挿入部１６の先端部の照明窓
に固定され、伝送した照明光を前方に出射し、前方の患
部等の被写体を照明する。

【００１６】照明された被写体は照明窓の両側に離間し
て形成した２つの観察窓にそれぞれ取り付けた対物レン
ズ２５ａ，２５ｂで結像される。これら対物レンズ２５
ａ，２５ｂは光学特性の揃ったものが用いてあり、離間
して配置された方向（左右方向とする）に視差のある左
右の像を結ぶことになる。

【００１７】これら対物レンズ２５ａ，２５ｂの各光軸
に沿ってリレーレンズ系２６ａ，２６ｂが挿入部１６の
軸方向に配置され、対物レンズ２５ａ，２５ｂによる左
右の像をリレーするようにして後方の接眼部１８側に伝
送する。

【００１８】リレーレンズ系２６ａ，２６ｂの各光軸は
それぞれ対のミラーにより、左右の光軸間距離が肉眼観
察するのに適した距離となるように変更され、変更され
た光軸上にそれぞれ配置された接眼レンズ２８ａ，２８
ｂを経て伝送された左右の像を、ドクタ等のユーザは肉
眼で観察することにより、立体視（立体視認）できるよ
うにしている。

【００１９】接眼レンズ２８ａ，２８ｂが配置された接
眼部１８には立体用ＴＶカメラヘッド１２を着脱自在で
装着できる。この装着状態では、立体用ＴＶカメラヘッ
ド１２内には接眼レンズ２８ａ，２８ｂに対向して結像
（撮像）用の結像レンズ２９ａ，２９ｂが配置され、伝
送された左右の像をそれぞれ結像する。各結像位置には
撮像素子として例えばＣＣＤ３１ａ，３１ｂがそれぞれ
配置されており、左右の像をそれぞれ光電変換する。

【００２０】これらＣＣＤ３１ａ，３１ｂの各光電変換
面にはモザイクフィルタ等の色分離フィルタが取り付け
てあり、光学的に色分離した像を光電変換する。これら
ＣＣＤ３１ａ，３１ｂは信号ケーブル１３内の信号線と
接続され、この信号線はコネクタ１４に至る。このコネ
クタ１４を立体視用プロセッサ４に接続することによ
り、立体視用プロセッサ４の内部のドライバ３２から共
通のドライブ信号がＣＣＤ３１ａ，３１ｂに印加され、
光電変換した左右の撮像信号を出力する。

【００２１】左右の各撮像信号は立体視用プロセッサ４
の内部の左用及び右用プロセス回路（単にプロセス回路
と略記することもある）３３ａ，３３ｂにそれぞれ入力
され、信号処理されて標準的な映像信号に変換される。
プロセス回路３３ａ，３３ｂから出力される左右の映像
信号Ｌ，Ｒは倍速変換ユニット５に入力され、この倍速
変換ユニット５によって、倍速の映像信号に変換され、
左右の映像信号が交互に出力される。

【００２２】そして、倍速変換ユニット５から交互に出
力される左右の映像信号は倍速ＴＶモニタ６に左右の画
像が交互に表示され、液晶シャタメガネ７をかけて観察
することによって、立体視できる。

【００２３】ところで、この実施例では立体視用プロセ
ッサ４は図２に示す構成である。つまり、ＣＣＤ３１ａ
の出力信号は左用プロセス回路３３ａを構成するアンプ
３４ａで増幅された後、相関２重サンプリング回路（Ｃ
ＤＳ回路と略記）３５ａに入力され、リセットノイズを
低減化して信号成分を抽出する信号処理がされる。

【００２４】このＣＤＳ回路３５ａで処理された信号
は、ＡＧＣ回路３６ａに入力され、このＡＧＣ回路３６
ａでゲインが自動制御された後、ホワイトバランス回路
（ＷＢ回路と略記）３７ａに入力され、ホワイトバラン
ス調整された後、セットアップ変更手段となるγ補正回
路３８ａに入力され、図３に示すようにγ補正を行うと
共に、さらに明るい画像部分の輝度を抑圧して暗い画像
部分の輝度レベルを増大する画像輝度レベルのセットア
ップ変更を行う。

【００２５】立体視用プロセッサ４の例えばフロントパ
ネルには、通常のγ補正値から立体視し易い画像に設定
するための切換スイッチ４０が設けてあり、この切換ス
イッチ４０の切換により図３に示すように通常のγ補正
値から見やすい画像のγ補正値に変更することができ
る。

【００２６】つまり、切換スイッチ４０をＯＮすると、
図３の１点鎖線で示す通常のγ補正値（γ＝０．４５）
から、実線で示すようにこの値未満のγ補正値（γ＜
０．４５）に変更され、暗い信号を持ち上げることによ
り明るくし、遠景或いは暗い画像部分の明るさを稼ぎ、
液晶シャッタメガネ７を通して立体画像を観察する場合
の視認性を向上する。一方、明るい画像部分の輝度レベ
ルを抑圧して、液晶シャッタメガネ７を通して立体画像
を観察する場合のゴーストの発生を抑圧して視認性を向
上する。

【００２７】このγ補正回路３８ａで画像輝度レベルの
セットアップ変更がされた信号はエンコーダ３９ａに入
力され、ＲＧＢ信号或いは複合映像信号に変換されて倍
速変換ユニット５に出力される。

【００２８】なお、ＣＣＤ３１ｂの出力信号に対して、
信号処理する右用プロセス回路３３ｂは左用プロセス回
路３３ａと同様の構成であり、符号ａの代わりに符号ｂ
を付けてその説明を省略する。

【００２９】この第１実施例によれば、γ補正回路３８
ａ，３８ｂによりモニタ６に表示される左右の画像の輝
度レベルを、暗い画像部分を明るい画像に、且つ明るい
画像部分の明るさは増大させないように画像輝度レベル
のセットアップ変更を行う手段を設けているので、液晶
シャッタメガネ７を通して立体画像を観察する場合にお
ける視認性を向上できる。

【００３０】つまり、あまり明るくない画像部分を透過
時（ＯＮ時とする）の液晶シャッタにより画像の明るさ
が低下して暗い画像になってしまい、識別等が困難にな
る場合に対してはその画像の輝度レベルが増大されるの
で、識別が容易になり視認性を向上できる（ここで、遮
光側の液晶シャッタによる不完全な遮光特性により漏れ
光も増大することになるが、観察の際にゴーストとして
目立つ程のレベルとはならないので、暗い画像部分の輝
度レベル増大はゴースト発生にあまり寄与しない）。

【００３１】一方、すでに十分明るい画像部分に対して
は、暗い画像と同様な割合で輝度を増大すると、遮光時
の液晶シャッタによる（不完全な遮光特性により漏れ
光）が遮光時の液晶シャッタ側の眼に入射されてゴース
トとなり、観察者を疲労させてしまうが、このような明
るい画像部分に対しては輝度レベルの増大を抑圧してい
るので、ゴーストの発生を軽減でき、やはり視認性を維
持できる。

【００３２】また、この実施例ではγ補正回路３８ａ，
３８ｂにより、画像輝度レベルのセットアップ変更を行
う回路を実現しているので、既存のプロセス回路により
設定される通常のγ補正値を変更してこの第１実施例の
装置を実現することができる。

【００３３】次に本発明の第２実施例を説明する。この
第２実施例は第１実施例と同様に例えばγ補正回路３８
ａ，３８ｂに画像輝度レベルのセットアップ変更の手段
が設けてある。この手段は図４に示すような入出力特性
に設定できるようにしている。図４に示す入出力特性は
図３の入出力特性において、さらに出力軸を入力軸の正
側にシフトした入出力特性を有し、入力レベルが０の時
にもＶのレベルの出力を有するものにしている。

【００３４】従って、通常のγ補正回路に電圧Ｖを加算
する加算器或いはバイアス加算回路を付加することによ
り構成できる。この第２実施例の作用及び効果は第１実
施例とほぼ同様である。

【００３５】次に本発明の第３実施例を説明する。この
第３実施例は立体及び２次元（３Ｄ／２Ｄと略記）観察
を切換えて行うことができる機能を有するものである。
図５に示す第３実施例の立体内視鏡撮像装置４１はヘッ
ド装着立体内視鏡２と、光源装置３と、立体視用プロセ
ッサ４２と、倍速変換ユニット４３と、倍速ＴＶモニタ
６と、液晶シャッタメガネ７と、赤外線発光部８とから
構成される。

【００３６】立体視用プロセッサ４２は図６に示す構成
である。この立体視用プロセッサ４２のフロントパネル
には３Ｄ／２Ｄ切換用スイッチ４４が設けてあり、この
スイッチ４４を操作して３Ｄ観察及び２Ｄ観察状態に設
定する３Ｄ／２Ｄ制御信号を出力できる。このスイッチ
４４により３Ｄ制御信号に設定した場合には、スイッチ
４４の信号線のレベルは例えば“Ｈ”レベルであり、こ
の“Ｈ”レベルの３Ｄ制御信号で第１実施例と同様にγ
補正回路３８ａ，３８ｂのγ補正値を通常の値から図７
（ａ）或いは図７（ｂ）の実線で示す特性の値にセット
する。

【００３７】また、エンコーダ３９ａ，３９ｂの出力端
に設けたスイッチ４５を接点ｂがＯＮするようにセット
し、左用映像信号出力端からは左の映像信号Ｌが倍速変
換ユニット４３側に出力される。

【００３８】一方、スイッチ４４により２Ｄ観察状態に
設定するための２Ｄ制御信号の状態に設定した場合に
は、スイッチ４４の信号線のレベルは“Ｌ”レベルであ
り、この“Ｌ”レベルの２Ｄ制御信号ではγ補正回路３
８ａ，３８ｂの補正値は通常の値にセットされ、かつエ
ンコーダ３９ａ，３９ｂの出力端に設けたスイッチ４５
を接点ａ側に切り換え、左用映像信号出力端から右の映
像信号Ｒが倍速変換ユニット４３側に出力される。

【００３９】倍速変換ユニット４３は図５に示すように
入力される２つの映像信号を内部のメモリに一旦記憶
し、倍速で読み出すことにより倍速の映像信号に変換し
て倍速ＴＶモニタ６に出力する倍速変換部４６と、倍速
の映像信号に同期したタイミング信号を発生するタイミ
グ信号発生部４７と、赤外線発光部８に出力されるタイ
ミング信号をＯＮ／ＯＦＦするスイッチ４８とから構成
される。このスイッチ４８は３Ｄ制御信号によりＯＮさ
れ、２Ｄ制御信号ではＯＦＦにされる。

【００４０】その他は第１実施例と同様の構成であり、
次に作用を説明する。３Ｄ／２Ｄ切換用スイッチ４４を
３Ｄ観察状態に設定した場合には（例えばスイッチ４４
をＯＮした状態）にはスイッチ４５の接点ｂがＯＮし、
またスイッチ４８もＯＮになり、倍速ＴＶモニタ６には
左右の画像が例えば１／１２０秒で交互に表示され、ま
た、液晶シャッタメガネ８をかけて観察することによ
り、立体視できる。

【００４１】また、３Ｄ制御信号によりγ補正回路３８
ａ，３８ｂは画像の輝度レベル変更を行い、従って第１
実施例或いは第２実施例と同様に立体視し易い状態で観
察することができる。

【００４２】一方、３Ｄ／２Ｄ切換用スイッチ４４を２
Ｄ観察状態に設定した場合には（例えばスイッチ４４を
ＯＦＦにした状態）にはスイッチ４５の接点ａがＯＮ
し、またスイッチ４８はＯＦＦになる。スイッチ４５の
接点ａがＯＮすることにより、立体視用プロセッサ４２
からは右の映像信号のみが倍速変換ユニット４３に出力
される状態となり、倍速変換ユニット４３から出力され
る映像信号も右の映像信号が倍速で倍速ＴＶモニタ６に
出力され、この倍速ＴＶモニタ６の表示面には同じ右の
画像が１／１２０秒で倍速で表示される。

【００４３】この場合には、観察する際、液晶シャッタ
メガネ８をかける必要がないので、又はかけたまま観察
する際には液晶シャッタメガネ８をシャッタ動作させる
必要はなく、液晶シャッタメガネ８の透過率を上げるた
め、スイッチ４８はＯＦＦにされ、赤外線発光部８にタ
イミング信号を送らない状態に設定される。また、２Ｄ
制御信号により、γ補正回路３８ａ，３８ｂは画像の輝
度レベル変更を行わないで、通常のγ補正値（図７
（ａ）或いは図７（ｂ）の１点鎖線で示す特性に対応す
る値）に設定され、肉眼での観察に適した状態で観察す
ることができる。

【００４４】図８は本発明の第４実施例を示す。この実
施例はセットアップ変更回路を倍速変換ユニット５３側
に設けたものである。第４実施例の立体内視鏡撮像装置
５１はヘッド装着立体内視鏡２と、光源装置３と、立体
視用プロセッサ５２と、倍速変換ユニット５３と、倍速
ＴＶモニタ６と、液晶シャッタメガネ７と、赤外線発光
部８とから構成される。

【００４５】この実施例では立体視用プロセッサ５２
は、図２において、γ補正回路３８ａ，３８ｂは通常の
γ補正値に設定したもので、かつスイッチ４０を有しな
い構成のものである（従って、例えば図２０の従来例に
おける立体視用プロセッサ１８６と同じ構成である）。

【００４６】この立体視用プロセッサ５２から出力され
る左右の映像信号Ｌ，Ｒは倍速変換ユニット５３に入力
され、Ａ／Ｄコンバータ５４によりデジタルの映像信号
に変換された後、セットアップ変更回路５５に入力さ
れ、設定スイッチ５６のＯＮ操作によりγ補正値が図７
（ａ）或いは図（ｂ）の実線で示す特性に相当する値に
設定される。

【００４７】セットアップ変更回路５５を通した信号は
倍速変換部５７に入力され、倍速のデジタル映像信号に
変換された後、Ｄ／Ａコンバータ５８によりアナログの
倍速の映像信号に変換され、倍速ＴＶモニタ６に出力さ
れ、左右の画像が交互に表示される。

【００４８】左右の画像の表示期間に同期したタイミン
グ信号はタイミング信号発生部５９から赤外線発光部８
に出力され、赤外線発光部８から発光される赤外線でタ
イミング信号を受光する液晶シャッタメガネ７は左右の
画像の表示に同期して左右の液晶シャッタが切り換えら
れる。

【００４９】この実施例では新たにセットアップ変更回
路５５を設けているので、通常のγ補正値に設定された
値からより小さいγ補正値側に広い範囲で画像の輝度レ
ベルの変更設定を行うことができる。さらに通常のγ補
正のための入出力特性を備えたγ補正回路による入出力
特性とは関数形が異なり、液晶シャッタを通して観察す
る場合により視認性を向上できる入出力特性に設定する
こともできる。その他は第１実施例とほぼ同様の効果と
なる。

【００５０】図９は第４実施例の変形例における倍速変
換ユニット５３′を示す。図８ではセットアップ変更回
路５５が倍速変換部５７の前に設けてあるのに対し、こ
の変形例ではセットアップ変更回路５５が倍速変換部５
７の後に設けるようにした。その他は第４実施例と同様
の構成であり、その作用は第４実施例とほぼ同様であ
る。

【００５１】この変形例では１つの回路で左右の映像信
号に対して共通にセットアップ変更を行うことができる
メリットがある。その他は第４実施例とほぼ同様の効果
を有する。なお、図８或いは図９のセットアップ変更回
路５５として通常のγ補正回路とかそのγ補正回路の特
性を修正したもの等に相当する回路を採用することがで
きる。

【００５２】なお、画像の輝度レベルのセットアップ変
更を行うγ補正回路とかセットアップ変更回路として輝
度レベル以外に色のレベルのセットアップ変更を行うよ
うにしても良い。例えば液晶シャッタを介して観察する
場合に、ゴーストとして目立つような色に対してはより
強く抑圧する等することにより、さらに識別し易い或い
は観察し易い（疲れにくい）ようにできる。

【００５３】図１０は本発明の第５実施例における主要
部を示す。この実施例は第３実施例の機能を有すると共
に、電気光学的シャッタの機能を有する液晶シャッタメ
ガネ方式及び偏光方向により透過／遮光を制御できる偏
光メガネ方式で立体視できるようにしたものである。

【００５４】図８の立体視用プロセッサ５２から出力さ
れる左右の映像信号Ｌ，Ｒは図１０の倍速変換ユニット
６１に入力され、この場合、右の映像信号Ｒはスイッチ
６２を経ることなく直接、Ａ／Ｄコンバータ６３の一方
の入力端に入力され、左又は右の映像信号Ｌ，Ｒはスイ
ッチ６２を経てＡ／Ｄコンバータ６３の他方の入力端に
入力され、それぞれデジタルの映像信号に変換される。

【００５５】Ａ／Ｄコンバータ６３を経たデジタルの映
像信号は倍速変換部６４により倍速の映像信号に変換さ
れた後、セットアップ変更回路６５により、画像輝度レ
ベルが設定されたセットアップ値にされた後、Ｄ／Ａコ
ンバータ６６によりアナログの倍速の映像信号に変換さ
れ、倍速ＴＶモニタ６７Ａ，６７Ｂに出力され、倍速で
表示される。

【００５６】一方の倍速ＴＶモニタ６７Ａの表示面の前
に液晶パネルシャッタ６８が配置され、偏光メガネ６９
をかけて立体視できる。つまり、液晶パネルシャッタ６
８の偏光方向が偏光メガネ６９における左右の偏光板を
平行／直交する方向に切換え、この偏光メガネ６９をか
けたドクタ等の観察者は左右の眼で時分割で立体視でき
る。また、他方の倍速ＴＶモニタ６７Ｂの画像は液晶シ
ャッタメガネ７０を介して立体視することができる。

【００５７】倍速変換ユニット６１のフロントパネルに
は３Ｄ／２Ｄ切換スイッチ７１が設けてあり、この切換
スイッチ７１のＯＮ／ＯＦＦ操作により、第３実施例と
同様に３Ｄ／２Ｄ制御信号を発生し、該３Ｄ／２Ｄ制御
信号により同期信号発生部７２を介してスイッチ６２の
接点ａ或いはｂのＯＮ、セットアップ変更回路６５のセ
ットアップ値の制御を行う。

【００５８】この同期信号発生部７２にはパネルシャッ
タ用タイミング信号発生部７３及び赤外線発光用タイミ
ング信号発生部７４と接続され、それぞれ同期信号に同
期したパネルシャッタ用タイミング信号及び赤外線発光
用タイミング信号を発生し、それぞれスイッチ７５、７
６を経てパネルシャッタ６８及び赤外線発光部７７に出
力する。

【００５９】上記同期信号発生部７２は３Ｄ／２Ｄ切換
スイッチ７１の操作により、スイッチ７５、７６のＯＮ
／ＯＦＦも制御する。つまり、立体観察を行う３Ｄ制御
信号の状態にした場合にはスイッチ７５、７６はＯＮに
され、２Ｄ観察を行う２Ｄ制御信号の状態にした場合に
はスイッチ７５、７６はＯＦＦにされる。

【００６０】３Ｄ制御信号の状態にした場合にはスイッ
チ６２は接点ｂがＯＮにされ、倍速ＴＶモニタ６７Ａ，
６７Ｂには左右の画像が交互に（時分割で）表示され、
偏光メガネ６９或いは液晶シャッタメガネ７０をかけて
立体視する。

【００６１】この場合、セットアップ変更回路６５の画
像輝度レベルは例えば図７（ａ）或いは図７（ｂ）の実
線で示す特性に対応する値に設定され、立体視し易い状
態で観察できる。

【００６２】一方、２Ｄ制御信号の状態にした場合には
スイッチ６２は接点ａがＯＮにされ、倍速ＴＶモニタ６
７Ａ，６７Ｂには右の画像が倍速で表示され、偏光メガ
ネ６９或いは液晶シャッタメガネ７０をかけることな
く、又はかけた状態でもシャッタ動作をさせずに透過率
の大きい状態で観察する。この場合にはセットアップ変
更回路６５の画像輝度レベルは、（なにも行うことなく
スルーで通したものと同様の特性に対応する状態に設定
され）肉眼で観察するのに適した状態で観察できる。

【００６３】この実施例では液晶シャッタメガネ方式或
いは偏光メガネ方式のいずれでも立体視し易い状態で観
察することもできる。また、２Ｄ観察も行うこともでき
る。その他は第３実施例と同様の効果を有する。

【００６４】次に本発明の第６実施例を説明する。この
第６実施例は近点側の視差のズレの大きい画像部分が表
示されることによる疲労を軽減することを目的とするも
のである。まず、その背景を説明する。従来の立体内視
鏡撮像装置により立体内視鏡の観察のもとで、手術を行
う場合の画像の１例を図１２（ｂ）に示す。

【００６５】図１２（ｂ）の中央部分に患部（符号Ｋで
示す長円形）を観察できる状態に設定し、例えばその両
側からトラカールを介して処置具の先端側を突出させて
手術を行う場合、トラカールが画面の両側に現れる（図
１２（ｂ）でトラカールの像をＴ１，Ｔ２で示す）。

【００６６】トラカールは白い樹脂又は金属のものが一
般的であり、非常に反射率が高い。立体内視鏡による観
察の場合、両側は近点の画像となり、視差のズレが最も
大きくなる部分である。よって、左右の画像（実線を左
画像、点線を右画像で示している）のズレ量が大きく、
液晶シャッタの遮光時における不完全な遮光特性に起因
する漏れ光によるゴーストが非常に目立ち、液晶シャッ
タメガネをかけて観察する術者を疲労させる。

【００６７】これに対し、患部Ｋは観察に適した距離の
位置に設定され、左右の画像のズレ量はあまり大きくな
い。つまり、従来例では注目する患部Ｋ等の領域に対
し、周辺側の画像のゴーストが非常に目立って、術者を
疲労させる画像となる場合がある。このため、この実施
例では上記不具合を改善する疲労軽減回路を設けた。

【００６８】この第６実施例の立体内視鏡撮像装置は例
えば図１における立体視用プロセッサ４の代わりに図１
１に示す立体視用プロセッサ８１を用いて構成される。
従って、図１１では示していない構成要素に対しては図
１の符号を用いて説明する。２つのＣＣＤ３１ａ，３１
ｂは図１の場合と同様に共通のドライバ３２で駆動され
る。

【００６９】ＣＣＤ３１ａの出力信号は図１１に示すプ
リアンプ８２ａで増幅された後、ＡＧＣ回路８３ａ、Ｗ
Ｂ回路８４ａ、γ補正回路８５ａを通した後、Ａ／Ｄコ
ンバータ８６ａにより、デジタルの映像信号に変換され
る。このデジタルの映像信号は疲労軽減回路８７ａに入
力され、例えば図１２（ａ）に示すように３つの表示領
域Ｄａ，Ｄｂ，Ｄｃに表示される画像に対して重み付け
処理する。

【００７０】この疲労軽減回路８７ａを通した信号はＤ
／Ａコンバータ８８ａにより、アナログの映像信号に変
換された後、エンコーダ８９ａにより、標準的な映像信
号に変換されて倍速変換ユニット５側に出力される。Ｃ
ＣＤ３１ｂに対する信号処理を行うプロセス回路８０ｂ
も同様な構成であり、符号ａの代わりに符号ｂを付けて
その説明を省略する。なお、この実施例では疲労軽減回
路８７ａ、８７ｂにはそれぞれＡ／Ｄコンバータ８６
ｂ，８６ａの出力信号も入力される。

【００７１】この実施例では疲労軽減回路８７ａ、８７
ｂにより、図１２（ａ）における１点鎖線で示す中央の
第１領域Ｄｃでは図７（ａ）或いは図７（ｂ）の実線の
特性のような信号処理を行う。

【００７２】また、図１２（ａ）における１点鎖線と２
点鎖線で囲まれる第２領域Ｄｂでは左右の画像で平均化
する信号処理を行う（つまり、左右の画像とも同じ画像
にする）。また、図１２（ａ）における２点鎖線の外側
の周辺領域となる第３領域Ｄａではそれぞれ左或いは右
の画像の一方のみを出力する信号処理を行う（例えば右
の画像のみ出力する）。

【００７３】このように注目する画像領域に対して周辺
側の画像領域での画像を左右の画像の一方と同じ画像に
設定しているので、近点となる輝度の高い画像であって
も、液晶シャッタによる不完全な遮光時における漏れ光
があっても、その漏れ光による画像は透過時の画像と一
致するので、ゴーストとは作用しない（ゴーストして認
識されない）。従って、近点のゴーストを軽減でき、術
者の疲労を軽減できる効果がある。

【００７４】なお、疲労軽減回路８７ａ，８７ｂの処理
内容としては上記の信号処理に限定されるものでなく、
表示領域に応じて処理内容を変更することにより、注目
する部分を観察の際に目立つような処理を行う表示領域
に設定し、関心のない部分が目立たないとかゴーストが
発生しないようにしても良い。

【００７５】図１３は第６実施例の変形例における疲労
軽減回路による入出力特性を示す。この変形例ではクリ
ップレベルを例えば図１２（ａ）に示すように３つの表
示領域Ｄａ，Ｄｂ，Ｄｃに対して異なる値に設定し、検
査対象範囲の画像を見やすい状態で観察できるようにし
ている。つまり、中央領域の画像に対しては高い輝度レ
ベルまでそのまま通すクリップレベルとし、その外側で
はクリップするレベルを下げ、さらにその外側の周辺側
の第３領域Ｄａではさらにクリップするレベルを下げ、
ゴーストの発生を防止するようにしている。

【００７６】この変形例の作用及び効果は第６実施例と
概略同様になる。なお、第６実施例において、周辺領域
での画像の輝度レベルを低減化する信号処理を合わせて
行うようにしても良い。

【００７７】この他に疲労軽減回路の処理内容として、
表示手段に表示される画像領域に応じて、処理内容を変
える。この場合、例えば中央領域から周辺領域側に輝度
レベルの重み付けを単調減少等の関数形（線形或いは非
線形で）で変えたりするようにしても良い。

【００７８】次に本発明の第７実施例を説明する。この
第７実施例は視差角を検出して、視差角に応じて輪郭強
調レベルを変えるものである。

【００７９】図１４に示す第７実施例の立体内視鏡撮像
装置９１は、左用及び右用ＴＶカメラヘッド装着式内視
鏡（以下、左用或いは右用ヘッド装着内視鏡或いは単に
ヘッド装着内視鏡と略記）９２ａ，９２ｂと、両ヘッド
装着内視鏡９２ａ，９２ｂの照明光伝送手段に照明光を
供給する光源装置９３と、ヘッド装着内視鏡９２ａ，９
２ｂの各撮像手段に対する信号処理を行う立体視用プロ
セッサ９４と、この立体視用プロセッサ９４から出力さ
れる２つの映像信号を倍速変換処理する倍速変換ユニッ
ト９５と、倍速変換ユニット９５から出力される映像信
号を倍速表示する倍速ＴＶモニタ９６と、この倍速ＴＶ
モニタ９６に倍速で表示される左右の画像を時分割方式
で立体視するための液晶シャッタメガネ９７と、液晶シ
ャッタメガネ９７によって時分割方式で立体視する場合
に、切換えを行うタイミング信号を赤外線で送る赤外線
発光部９８とを有する。

【００８０】ヘッド装着内視鏡９２ａは、単眼による観
察機能を備えた硬性内視鏡１０１ａと、この硬性内視鏡
１０１ａに着脱自在で装着され、図示しないＣＣＤを撮
像手段として内蔵したＴＶカメラヘッド１０２ａとを有
し、このＴＶカメラヘッド１０２ａから延出される信号
ケーブル１０３ａの末端のコネクタ１０４ａを立体視用
プロセッサ９４に着脱自在で接続できる。

【００８１】硬性内視鏡１０１ａは硬性の挿入部１０５
ａと、この挿入部１０５ａの後端に設けた把持部１０６
ａと、この把持部１０６ａの後端に設けた接眼部１０７
ａとを有する。また、把持部１０６ａのライトガイド口
金はライトガイドケーブル１０８ａを介して光源装置９
３に接続される。ヘッド装着内視鏡９２ｂもヘッド装着
内視鏡９２ａと同様の構成であり、符号ａの代わりに符
号ｂを付けてその説明を省略する。

【００８２】この実施例では一方のヘッド装着内視鏡９
２ａは、挿入部１０５ａの軸方向を回動して視野方向を
変更する機構を設けてないが、他方のヘッド装着内視鏡
９２ｂには挿入部１０５ｂの軸方向を回動して視野方向
を変更する機構が設けてある。

【００８３】つまり、ヘッド装着内視鏡９２ｂの例えば
把持部１０６ｂには図１５に示すように傘歯車状のピニ
オン１１１に噛合して、矢印で示すように円弧状に移動
自在の傘歯車状の凹凸が形成されたラック１１２に取り
付けられている。このラック１１２を円弧方向に手動で
移動することにより、挿入部１０５ｂの軸方向が回動的
に変更され、挿入部１０５ｂの軸方向と平行な視野方向
を変更できるようにしている。

【００８４】このラック１１２による視野方向の変更量
はラック１１２に噛合するピニオン１１１の軸１１３の
回転量となり、この回転量（回転角）は図１６に示す回
転角検出器１１４で検出される。この場合、挿入部１０
５ｂがヘッド装着内視鏡９２ａの挿入部１０５ａと平行
な状態での角度をゼロとする初期設定により、両ヘッド
装着内視鏡９２ａ，９２ｂの視差角θ（図１４参照）に
対応した角度を検出することができる。

【００８５】図１６に示す回転角検出器１１４は、回転
軸１１３に回転角検出用の円形の検出板１１６を取り付
け、この検出板１１６には例えば白と黒のラインが放射
状に形成され、且つ回転方向（周方向）には白と黒のラ
インの繰り返しが粗密に形成されている。

【００８６】この検出板１１６にはランプなどの光源１
１７の光がレンズ１１８を介して照射され、検出板１１
６での反射光をレンズ１１９を介して例えばＣＣＤライ
ンセンサ１２０で検出することにより、照射位置での白
と黒のラインの繰り返しの間隔（粗密の間隔）を検出す
るようにしている。

【００８７】このＣＣＤラインセンサ１２０の出力はＶ
／Ｆ変換器１２１に入力され、粗密の間隔に対応する信
号出力から周波数変化の信号に変換され、倍速変換ユニ
ット９５に出力される。

【００８８】ヘッド装着内視鏡９２ａ，９２ｂにそれぞ
れ内蔵されたＣＣＤに対する信号処理を行う立体視用プ
ロセッサ９４の構成は図２の立体視用プロセッサ４にお
いて、プロセス回路３３ａ，３３ｂにおけるγ補正回路
３８ａ，３８ｂの設定値を通常の設定値（つまりγ＝
０．４５）に設定するもの（それぞれプロセス回路３３
ａ′，３３ｂ′と記す）と同様の構成である。各ＣＣＤ
は共通のドライバ３２で駆動され、各ＣＣＤの出力信号
はプロセス回路３３ａ′，３３ｂ′により左右の映像信
号Ｌ，Ｒに変換されて倍速変換ユニット９５に入力され
る。

【００８９】図１７に示すように倍速変換ユニット９５
では、立体視用プロセッサ９４から出力される左右の映
像信号Ｌ，Ｒは倍速変換部１２３に入力され、倍速の映
像信号に変換して加算器１２４に出力する。また、この
倍速変換部１２３における輝度信号は輪郭強調回路１２
５に入力され、この輪郭強調回路１２５によって輪郭を
強調する輪郭強調信号を生成し、この輪郭強調信号は乗
算器１２６に入力される。

【００９０】この乗算器１２６には上記Ｖ／Ｆ変換器１
２１からの出力信号も入力され、このＶ／Ｆ変換器１２
１の出力信号と輪郭強調信号とを乗算した輪郭強調信号
を生成し、Ｖ／Ｆ変換器１２１の出力信号で輪郭強調量
が変化（制御）された輪郭強調信号が加算器１２４に入
力される。

【００９１】そして、この加算器１２４に入力される倍
速変換部１２３からの倍速の映像信号は視差角に応じて
輪郭強調量が制御されたものとなり、アンプ１２７で増
幅された後、倍速ＴＶモニタ９６に出力される。倍速変
換部１２３に接続されたタイミング信号生成部１２８は
タイミング信号を生成し、赤外線発光部９８に出力す
る。

【００９２】この実施例によれば立体視する場合の視差
角を変更して立体視することが可能であると共に、可変
設定した視差角に応じて輪郭強調量を自動的に設定でき
る。従って、予め、視差角に応じて適切な輪郭強調量と
なるような関係に設定すれば、それ以降は常時視差角に
応じて適切な輪郭強調量に自動的に設定して観察するこ
とができる。

【００９３】なお、回転角検出器１１４の出力で輪郭強
調回路１２５の輪郭強調量を制御する構成にしても良
い。また、他の実施例、例えば第１実施例の機能を合わ
せ持つ構成にしても良い。

【００９４】上記第７実施例では倍速変換ユニット９５
において、視差角に応じて輪郭強調量を可変制御した
が、倍速変換ユニット９５でこのような処理を行うので
なく立体視用プロセッサ９４側で同様の処理を行うよう
な変形例の構成にすることができる。この場合には各プ
ロセス回路３３ａ′，３３ｂ′において図１７に示すよ
うに、加算器１２４、輪郭強調回路１２５、乗算器１２
６、アンプ１２７をそれぞれ設けるようにすれば良い。
次に本発明の第８実施例を説明する。この実施例は立体
観察する場合、一般に術者（観察者）の関心領域が表示
面の中央に設定されることに注目し、中央部ほど輪郭強
調量を（周辺側よりも）大きくするようにしたものであ
る。

【００９５】この第８実施例は例えば第１実施例におけ
る立体視用プロセッサ４の各プロセス回路３３ａ，３３
ｂを図１８に示す構成のプロセス回路１３１にした装置
である。

【００９６】ＣＣＤ出力信号は信号処理回路１３２に入
力され、標準的な映像信号に変換され、加算器１３３に
入力される。また、信号処理回路１３２の輝度信号は輪
郭強調回路１３４に入力され、この輪郭強調回路１３４
によって輪郭を強調する輪郭強調信号を生成し、この輪
郭強調信号は乗算器１３５に入力される。

【００９７】一方、水平同期信号及び垂直同期信号は、
水平パラボラ回路１３６及び垂直パラボラ回路１３７に
それぞれ入力され、水平方向及び垂直方向にそれぞれパ
ラボラを有する水平及び垂直パラボラ信号を生成する。
図１９は例えば水平パラボラ信号を示し、水平方向にお
いて中央部で最も信号レベルが大きく、その両側ではパ
ラボラ状にレベルが小さくなる波形である。垂直パラボ
ラ信号は垂直方向に同様にパラボラ状になる信号であ
る。

【００９８】水平及び垂直パラボラ信号は加算器１３８
で加算された後、乗算器１３５に入力される。そしてこ
の乗算器１３５によりバラボラ信号で輪郭強調量が変化
（制御）された輪郭強調信号が加算器１３３に入力され
る。そして、この加算器１３３に入力される映像信号は
パラボラ波形に応じて輪郭強調量が制御されたものとな
り、アンプ１３９で増幅された後、倍速変換ユニット側
に出力される。

【００９９】この構成によれば、一般的に関心領域に設
定される中央領域の画像の輪郭強調量が高く設定され、
周辺側では低く設定されるので、患部などの注目する部
分をを中央に設定することにより、輪郭強調により患部
等の輪郭がはっきりした立体画像が得られ、診断或いは
処理が容易になる。つまり、患部等の輪郭がはっきりし
た立体画像であり、大変見やすい立体画像を提供可能と
なる。

【０１００】なお、光学式の立体使用内視鏡にＴＶカメ
ラを装着したものの代わりに立体電子内視鏡を使用して
も良い。また、上述した各実施例などを部分的に組み合
わせて異なる実施例等を構成することもでき、それらも
本発明に属する。

【０１０１】［付記］ （１）前記セットアップ変更手段はさらに前記表示手段
に表示される画像における明るい画像部分の輝度輝度を
抑圧する請求項１記載の立体内視鏡撮像装置。 （２）被写体を左右に視差のある撮像手段を用いて得ら
れた複数の画像を表示手段に表示し、立体観察する立体
内視鏡撮像装置に於いて、表示された左右の画像の表示
領域により、処理内容を変更する手段を設けた立体内視
鏡撮像装置。表示領域に応じて処理内容を変更すること
により、注目する部分を観察の際に目立つような処理を
行う表示領域に設定し、関心のない部分が目立たないと
かゴーストが発生しないようにできる。

【０１０２】（３）被写体を左右に視差のある撮像手段
を用いて得られた複数の画像を表示手段に表示し、立体
観察する立体内視鏡撮像装置に於いて、前記視差角に対
応して画像信号の輪郭強調レベルを変化させる輪郭強調
レベル変化手段を設けた立体内視鏡撮像装置。視差角に
応じて自動的に輪郭強調量を可変設定できる。

【０１０３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、被
写体を左右方向に視差を有する撮像手段を用いて撮像し
た画像を表示手段に表示し、液晶シャッタを介して立体
観察する立体内視鏡撮像装置に於いて、表示手段に表示
される画像における暗い部分の輝度を増大して液晶シャ
ッタを介して立体観察する画像に対する視認性を向上す
るための画像輝度レベルのセットアップ変更手段を設け
ているので、ゴーストが目立つのを軽減して、患部等を
識別できる立体観察に適した画像が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の立体内視鏡撮像装置の全
体構成図。

【図２】立体視用プロセッサの構成を示すブロック図。

【図３】γ補正回路で設定される画像の入出力特性を示
す特性図。

【図４】本発明の第２実施例におけるγ補正回路で設定
される画像の入出力特性を示す特性図。

【図５】本発明の第３実施例の立体内視鏡撮像装置の全
体構成図。

【図６】立体視用プロセッサの構成を示すブロック図。

【図７】γ補正回路で設定される画像の入出力特性を示
す特性図。

【図８】本発明の第４実施例の立体内視鏡撮像装置の全
体構成図。

【図９】第４実施例の変形例における倍速変換ユニット
の構成を示すブロック図。

【図１０】本発明の第５実施例における主要部の構成
図。

【図１１】本発明の第６実施例における立体視用プロセ
ッサの構成を示すブロック図。

【図１２】疲労軽減回路を経て表示される画像の説明
図。

【図１３】第６実施例の変形例における疲労軽減回路に
よる入出力特性を示す図。

【図１４】本発明の第７実施例の立体内視鏡撮像装置の
全体構成図。

【図１５】視野方向の変更手段を示す平面図。

【図１６】角度検出器の構成図。

【図１７】倍速変換ユニットの構成を示すブロック図。

【図１８】本発明の第８実施例におけるプロセス回路の
構成を示すブロック図。

【図１９】水平パラボラ信号の波形を示す図。

【図２０】従来例の立体内視鏡撮像装置の全体構成図。

【符号の説明】

１…立体内視鏡撮像装置 ２…ヘッド装着立体内視鏡 ３…光源装置 ４…立体視用プロセッサ ５…倍速変換ユニット ６…倍速ＴＶモニタ ７…液晶シャッタメガネ ８…赤外線発光部 １１…立体内視鏡 １２…ＴＶカメラヘッド １６…挿入部 ２５ａ，２５ｂ…対物レンズ ３１ａ，３１ｂ…ＣＣＤ ３２…ドライバ ３３ａ，３３ｂ…プロセス回路 ３８ａ，３８ｂ…γ補正回路 ４０…切換スイッチ ５５…セットアップ変更回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 大野 渉 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 舩橋 一郎 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 安久井 伸章 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 上原 政夫 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 小柳 秀樹 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

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被写体を左右方向に視差を有する撮像手
   段を用いて撮像した画像を表示手段に表示し、液晶シャ
   ッタを介して立体観察する立体内視鏡撮像装置に於い
   て、 表示手段に表示される画像における暗い部分の輝度を増
   大して液晶シャッタを介して立体観察する画像に対する
   視認性を向上するための画像輝度レベルのセットアップ
   変更手段を設けたことを特徴とする立体内視鏡撮像装
   置。