JPH10295634A - 立体視内視鏡装置 - Google Patents

立体視内視鏡装置

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Publication number
JPH10295634A
JPH10295634A JP9112588A JP11258897A JPH10295634A JP H10295634 A JPH10295634 A JP H10295634A JP 9112588 A JP9112588 A JP 9112588A JP 11258897 A JP11258897 A JP 11258897A JP H10295634 A JPH10295634 A JP H10295634A
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JP
Japan
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image
dmds
endoscope
pupil
dmd
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP9112588A
Other languages
English (en)
Inventor
Hitoshi Mizuno
均 水野
Tetsumaru Kubota
哲丸 窪田
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Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
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Filing date
Publication date
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  • Instruments For Viewing The Inside Of Hollow Bodies (AREA)
  • Endoscopes (AREA)
  • Closed-Circuit Television Systems (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】装置の構成が小型でかつ、高画質の立体視画像
が得られる立体視内視鏡装置を提供する。 【解決手段】体腔内の観察部位を撮像する内視鏡10
と、この内視鏡10の結像レンズの瞳位置に設けられ、
瞳を2つに分割する瞳分割手段13と、この瞳分割手段
13で分割された各々の被写体像を映像信号に変換する
CCD15と、瞳分割手段13とCCD15との間で、
瞳分割手段13によって分割された各々の光路に配置さ
れた一対のDMD21a、21bと、一対のDMD21
a、21bのON/OFF状態と同期して、CCD15
で撮像した画像を交互に取り込むことにより、立体表示
する立体表示手段(スキャンコンバータ30、3Dモニ
ター32、液晶シャッターメガネ33)とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は立体視内視鏡装置に
関する。
【0002】
【従来の技術】患者の体腔内の観察部位を撮像して得ら
れた左右像を交互に切り替えて立体表示する立体視内視
鏡装置が従来より知られている。例えば、特開平6−1
67658号公報は、2つのステレオ光路を実現するた
めの光学系と、各光路に対応して設けられた2つのCC
D受光素子により被写体を撮像して、得られた映像信号
を高速で切り替えながら立体表示を実現している。
【0003】また、特願平8−206097号公報は、
体腔内の観察部位を撮像する内視鏡に着脱自在に設けら
れた回転シャッタをモータにより回転させて、この回転
シャッタの異なる位置に設けられた開口部を通る被写体
像を交互に1つのCCDに投射させて映像信号を得てい
る。
【0004】また、特開昭61−80221号公報は、
被写体像を透過、遮断する一対の電子シャッター(液晶
シャッター)により左右像を交互に取り込んで撮像し立
体表示を実現している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た特開平6−167658号公報においては、2つのス
テレオ光路に対応して撮像素子としてのCCDを2つ用
いているので、コスト高になるとともに、装置が大型に
なってしまうという問題があった。
【0006】また、特願平8−206097号公報は、
モータにより回転フィルタを回転させて左右像を取り込
んでいるので、装置が大型になるとともに、機械的ノイ
ズが発生するという問題があった。
【0007】また、特開昭61−80221号公報は、
電子シャッタをON、OFFさせて左右像を取り込んで
いるのでコンパクトな構成が得られるが、電子シャッタ
の透過率が良好でないので被写体像が暗くなったり、完
全な透過状態あるいは遮蔽状態が得られないのでクロス
トークが発生して、高画質の表示画像が得られないとい
う問題があった。
【0008】本発明の立体視内視鏡装置はこのような課
題に着目してなされたものであり、その目的とするとこ
ろは、装置の構成が小型でかつ、高画質の立体視画像が
得られる立体視内視鏡装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の立体視内視鏡装置は、体腔内の観察部位
を撮像する内視鏡と、この内視鏡の結像レンズの瞳位置
に設けられ、瞳を2つに分割する瞳分割手段と、この瞳
分割手段で分割された各々の被写体像を映像信号に変換
する撮像手段と、前記瞳分割手段と前記撮像手段との間
で、前記瞳分割手段によって分割された各々の光路に配
置された一対のDMD(digital mirrordevice) と、前
記一対のDMDのON/OFF状態と同期して、前記撮
像手段で撮像した画像を交互に取り込むことにより、立
体表示する立体表示手段とを具備する。
【0010】すなわち、本発明の立体視内視鏡装置にお
いては、内視鏡の結像レンズの瞳位置に設けられた瞳分
割手段によって被写体像を分割し、撮像手段によって各
々の被写体像を映像信号に変換する。このとき、前記瞳
分割手段と前記撮像手段との間に設けられた一対のDM
DをON、OFFさせて、被写体像を時分割で上記撮像
手段に投影させる。そして、この一対のDMDのON、
OFF状態と同期させて撮像した画像を交互に取り込む
ようにする。
【0011】
【発明の実施の形態】以下に図面を参照して本発明の実
施形態を詳細に説明する。図1は本発明の第1実施形態
に係る立体視内視鏡装置の構成を示す図である。第1実
施形態は一対のDMD(digital mirror device) を内視
鏡の本体部に設け、この一対のDMDをON、OFFさ
せて被写体像を時分割で撮像手段上に投影させる。ここ
で、DMDとは、2次元に配列した各メモリセルアレイ
の各メモリセル上にアルミニウムからなるマイクロミラ
ーを配置し、メモリセルアレイに入力される画像信号に
応じて各々のマイクロミラーを静電気力で個々に傾斜さ
せることにより、画像を表示する光デバイスである。
【0012】図1において、内視鏡10の挿入部に相当
する部分には所定の間隔で配置された複数のリレーレン
ズ18と接眼部に配置された瞳(瞳分割手段)13とが
設けられている。また、内視鏡10の本体部に相当する
部分には、瞳13を通過した被写体像を一対のDMD2
1a、21bが配置された位置に各々投影させるための
一対のミラー22a、22bと、一対のDMD21a、
21bからの反射光を結像光学系16へと反射させる他
の一対のミラー24a、24bと、結像光学系16から
の被写体像を撮像する撮像素子としてのCCD15とが
設けられている。さらに、DMD21a、21bからの
反射光を吸収すべく一対の吸収板17a、17bが配置
されている。なお、上記した一対のDMD21a、21
bはミラー22a、22b、あるいは、ミラー24a、
24bの位置に設けてもよい。
【0013】さらに、CCD15はスキャンコンバータ
(画像取り込み制御手段)30を介して3Dモニター
(像表示手段)32と立体視のための液晶シャッターメ
ガネ33とに接続されている。一対のDMD21a、2
1bの各々はDMDスイッチング駆動回路31に接続さ
れ、このDMDスイッチング駆動回路31はスキャンコ
ンバータ30に接続されている。
【0014】以下に、上記した構成を有する第1実施形
態の作用を説明する。上記した立体視内視鏡装置によっ
て患者の体腔内を観察するにあたって、観察部位からの
被写体像はリレーレンズ18を介した後、瞳13で分割
されて、一方の被写体像(右側の像)はミラー22aに
反射されてDMD21aに到達し、他方の被写体像(左
側の像)はミラー22bに反射されてDMD21bに到
達する。
【0015】このとき、一対のDMD21a、21b
は、スキャンコンバータ30の制御の下に、DMDスイ
ッチング駆動回路31からの駆動信号によって一対のD
MD21a、21bを交互にON、OFFさせて、ON
状態にあるDMDからの反射光がミラー24aまたは2
4bに到達し、OFF状態にあるDMDからの反射光が
吸収板17aまたは17bに到達して吸収されるよう
に、各DMDのマイクロミラーの反射角度を制御するよ
うにする。
【0016】ON状態にあるDMDからの被写体像はミ
ラー24aまたは24bによって反射されて結像光学系
16で結像されて撮像手段としてのCCD15によって
撮像される。このとき、一対のDMD21a、21bは
交互にON、OFFされるので、CCD15には瞳13
からの左右の被写体像が時分割で交互に投影される。
【0017】スキャンコンバータ30は上記したDMD
21aまたは21bのON、OFFと同期させて、液晶
シャッターメガネ33の左右の液晶をON、OFFスイ
ッチングさせる。すなわち、時分割でCCD15上に投
影された被写体像を映像信号として3Dモニター32に
表示するときに、左側の映像信号が入力されたときには
液晶シャッターメガネ33の左の液晶のみが透過状態と
なり、右側の映像信号が入力されたときには液晶シャッ
ターメガネ33の右の液晶のみが透過状態となるように
制御する。このようにして3Dモニター32において3
次元画像を見ることができる。
【0018】なお、上記した液晶シャッターメガネ33
の代わりに、ヘッドマウントディスプレイ(HMD)を
用いてもよい。上記した第1実施形態によれば、構成が
小型でかつ、高画質の立体視画像が得られる立体視内視
鏡装置を提供することができる。
【0019】以下に、本発明の第2実施形態を説明す
る。従来、内視鏡を用いて観察部位の被写体像を取り込
む場合には、視野方向に応じた2本の光学系を切り換え
るか、あるいは、内視鏡の先端にプリズム等を配置して
プリズム全体をアクチュエータにより駆動していた。し
かしながら、前者の方法では、内視鏡の内部に2本の光
学系を設けているために、各々の光学系により得られる
被写体像の光学性能が低下してしまう。また、後者の方
法では、プリズムを操作するためのアクチュエータが必
要になり構造が複雑になってしまう。
【0020】そこで、第2実施形態では、内視鏡の先端
に上記したDMDを配置して、内視鏡の視野の変換を行
うようにする。図2は本発明の第2実施形態が適用され
る内視鏡(硬性境)システムの概略図である。内視鏡1
01は、患者の体腔内に挿入される挿入部102と、観
察部位からの被写体像を撮像する図示せぬテレビカメラ
が配置された本体部103と、コード部104とから構
成されている。コード部104はその先端側で3本に分
離されて、各々、テレビカメラを制御するカメラコント
ロールユニット105と、光源106と、DMD素子を
駆動するための駆動装置107に接続されている。
【0021】図3は図2に示す内視鏡101の挿入部1
02の先端部102Aの断面構造を示す図である。図3
に示すように、先端部102Aは対物レンズ系109及
びCCD110とを有する。CCD110はコード部1
04を介してカメラコントロールユニット105に接続
されている。また、対物レンズ系109の前方にはDM
D素子108が対物レンズ系109の光軸111と斜め
に交わるように配置され、このDMD素子108によっ
て対物レンズ系109の光軸111を偏位させることが
できる。DMD素子108はコード部104を介して駆
動装置107に接続されている。また、内視鏡101の
内壁に沿ってライトガイド112が設けられており、こ
のライトガイド112は光源106に接続されている。
【0022】上記した構成において、光源106からの
光線はライトガイド112を介して体腔内の観察部位に
照射される。この観察部位からの被写体像はDMD素子
108に投影された後、光軸111に沿って対物レンズ
系109を通ってCCD110によって撮像される。C
CD110からの映像信号はカメラコントロールユニッ
ト105に伝達され、図示せぬTVモニターに表示され
る。
【0023】そして、視野を変換したい場合には、駆動
装置107によりDMD素子108のマイクロミラーを
駆動して対物レンズ系109の光軸111を偏位させ
る。ここでは、DMD素子108のマイクロミラーを傾
斜させて光軸111をA1−A2で示す縦方向(上下方
向)に偏位させている。
【0024】上記した第2実施形態によれば、マイクロ
ミラーとアクチュエータとが一体化されたDMD素子1
08を用い、このDMD素子108のマイクロミラーを
傾斜させることにより、1本の光学系による視野の変換
を可能にしている。したがって、簡単な構成で広い視野
範囲を得ることができる。
【0025】以下に、本発明の第3実施形態を説明す
る。第3実施形態の基本的構成は第2実施形態と同様で
あるが、第3実施形態では図4に示すように、DMD素
子108のマイクロミラーを傾斜させて光軸111を内
視鏡101のB1−B2で示す左右方向(横方向)に偏
位させる。このような構成によれば、B1−B2で示す
左右方向の被写体像を左右像として取り込むことができ
るため、立体観察が可能になる。すなわち、B1及びB
2の被写体像を1つのCCD110上に交互に投影させ
て、カメラコントロールユニット105を介して図示せ
ぬ立体モニターに表示することができる。
【0026】なお、上記した第2、第3実施形態を組み
合わせて、1本の内視鏡を用いてA1−A2及びB1−
B2の両方向に光軸を偏位させることも可能である。こ
れによって、平面視での視野方向の切り換えと立体視の
表示を必要に応じて切り換えることが可能になる。
【0027】また、上記した実施形態では、挿入部10
2の先端部102AにCCDを設けた場合について説明
したが、リレーレンズ、またはイメージガイドで内視鏡
像を内視鏡の手元部まで伝達させ、この手元部に接続さ
れたTVカメラに内視鏡像を取り込むようにしてもよ
い。
【0028】上記した第3実施形態によれば、低コスト
でかつ簡単な構成で立体観察を行なうことができるよう
になる。なお、上記した具体的実施形態には以下の構成
を有する発明が含まれている。 1−1.体腔内の観察部位を撮像する内視鏡と、この内
視鏡の結像レンズの瞳位置に設けられ、瞳を2つに分割
する瞳分割手段と、この瞳分割手段で分割された各々の
被写体像を映像信号に変換する撮像手段と、前記瞳分割
手段と前記撮像手段との間で、前記瞳分割手段によって
分割された各々の光路に配置された一対のDMD(digit
al mirror device) と、前記一対のDMDのON/OF
F状態と同期して、前記撮像手段で撮像した画像を交互
に取り込むことにより、立体表示する立体表示手段と、
を具備することを特徴とする立体視内視鏡装置。 1−2.1−1において、前記立体表示手段は、前記撮
像手段で撮像した被写体像を表示する像表示手段と、前
記一対のDMDのON/OFF状態と同期して、前記撮
像手段で撮像した画像の取り込みを制御する画像取り込
み制御手段と、を具備する。 2−1.体腔内の観察部位を撮像する内視鏡と、この内
視鏡の先端部に設けられたDMD素子と、このDMD素
子を駆動して前記観察部位からの被写体像の光軸方向を
複数の方向に切り換える駆動手段と、を具備することを
特徴とする内視鏡装置。 2−2.2−1において、対物レンズ系をさらに具備
し、この対物レンズ系の光軸と所定の角度をもたせて前
記DMD素子を配置する。 2−3.2−1において、前記DMD素子により、被写
体像の光軸方向を前記内視鏡の上下方向に切り換える。 2−4.2−1において、前記DMD素子により、被写
体像の光軸方向を前記内視鏡の左右方向に切り換える。
【0029】
【発明の効果】本発明によれば、装置の構成が小型でか
つ、高画質の立体視画像が得られる立体視内視鏡装置を
提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態に係る立体視内視鏡装置
の構成を示す図である。
【図2】本発明の第2実施形態が適用される内視鏡(硬
性境)システムの概略図である。
【図3】図2に示す内視鏡の挿入部の先端部の断面構造
を示す図である。
【図4】本発明の第3実施形態の構成を示す図である。
【符号の説明】
10…内視鏡、13…瞳、15…CCD、16…結像光
学系、17a、17b…吸収板、18…リレーレンズ、
21a、21b…DMD、22a、22b…ミラー、2
4a、24b…ミラー、30…スキャンコンバータ、3
1…DMDスイッチング駆動回路、32…3Dモニタ
ー、33…液晶シャッターメガネ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 体腔内の観察部位を撮像する内視鏡と、 この内視鏡の結像レンズの瞳位置に設けられ、瞳を2つ
    に分割する瞳分割手段と、 この瞳分割手段で分割された各々の被写体像を映像信号
    に変換する撮像手段と、 前記瞳分割手段と前記撮像手段との間で、前記瞳分割手
    段によって分割された各々の光路に配置された一対のD
    MD(digital mirror device) と、 前記一対のDMDのON/OFF状態と同期して、前記
    撮像手段で撮像した画像を交互に取り込むことにより、
    立体表示する立体表示手段と、 を具備することを特徴とする立体視内視鏡装置。
JP9112588A 1997-04-30 1997-04-30 立体視内視鏡装置 Withdrawn JPH10295634A (ja)

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