JPS63210813A - ビデオスコ−プ装置 - 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］ 本発明は立体画像を得ることのできるビデオスコープ装
置に関する。

［従来の技術］ 近年、挿入部の先端部に対物レンズで結像された光学像
をファイババンドルで形成したイメージガイドによって
手元側に伝送する光学式の内視鏡（ファイバスコープと
も呼ぶ。）に代わり、対物レンズで結像された光学像を
電荷結合素子（以下ＣＯＤと記す。）等の固体画像素子
で光電変換して電気信号に変換して手元側に伝送し、ビ
デオプロセッサを介してカラーモニタで表示できるよう
にした電子式の内視鏡（以下、電子スコープあるいはビ
デオスコープと呼ぶ。）が実用化されるようになった。

ところで、上記ファイバスコープで観察する像又はビデ
オスコープを用いて得られる画像は平面的であるため、
凹凸部分の識別が困難になる。このため例えば初期症状
のように肝れ具合が少ないと、その症状を見落したり、
適切な診断を下すことが難しい。

又、処置具等を用いて治療処置を行なう場合にも、遠近
感を的確に把握することが難しくなり、処置に手間どる
等の欠点がある。

このため、例えば特開昭６１−８０２２１号公報に示さ
れるように対物レンズを通して２つの光路に分岐させて
同一の固体撮像素子とか２つの固体画像素子に光学像を
結ぶようにした従来例がある。

［発明が解決しようとする問題点］ 上記従来例は、対物レンズを通した後、さらに２つの電
子シャッタ、像反転プリズムをそれぞれ通して固体ｉ＊
ｍ素子に導く光路が長くなるため、実際のビデオスコー
プの挿入部先端側に配置すると、立体画像を得るための
撮像部分の長さが長くなってしまう。この撮像部分はこ
の従来例の構成においては屈曲自在にすることはできな
いため、硬性の先端部が長くなり、挿入の際に患者に大
ききな苦痛を強いることになるという欠点がある。

又、挿入部の先端部に直視型の２つの銀像系を単に並べ
て配置したのでは先端部の外径が太くなり、挿入の際に
やはり患者に大きな苦痛を強いたり、使用できる場合が
制約される等の欠点がある。

本発明は上述した点にかんがみてなされたもので、挿入
部の先端部の外径をあまり太くしたり、長くしたりする
ことなく立体画像を得ることがで本発明では挿入部の先
端部に２つの固体画像素子の裏面側を貼り合わせた形状
にする等して立体視用の撮像手段を組込むことによって
、先端部の外径をあまり太くしたり、長くしたりするこ
となく立体画像を得られるようにしている。

［実施例］ 以下、図面を参照して本発明を具体的に説明する。

第１図ないし第５図は本発明の第１実施例に係り、第１
図は第１実施例におけるビデオスコープの先端部のｖ４
造を示す説明図、第２図は第１実施例の装置全体を示す
構成図、第３図は先端部の正面図、第４図はＣＯＤが取
付けられたパッケージを示す斜視図、第５図はゲイン調
整手段が設けられたコネクタを示す。

第１実施例の立体視用ビデオスコープ装置１は、第２図
に示すように細長の挿入部２と、この挿入部２の後端に
連設した操作部３と、この操作部３から延出したユニバ
ーサルコード４とを備えたビデオスコープ５と、このビ
デオスコープ５が着脱自在で接続され、映画信号処理部
７及び光源部８を収納したビデオプロセッサ９と、この
ビデオプロセッサ９で映像処理されたビデオ信号により
撮像した画像を表示するカラーモニタ１０とからなる。

上記ビデオスコープ５の挿入部２の先端部１２には、第
１図に示すように立体視用撮像手段が組込まれている。

即ち、外形が円筒状の先端部１２の中心軸０上にその中
心を一致させるようにして板状のパッケージ１３が配置
され、このパッケージ１３の両面に固体搬像素子として
２つのＣＣＤ１４ａ、１４ｂが実装されている。

上記中心軸０に沿って配置したパッケージ１３の板面の
両側には２つの対物レンズ１５ａ、１５ｂが対称的に配
置されると共に、各対物レンズの光軸Ｑａ、Ｑｂ上で（
入射光に関し）後方位置にはミラー１６ａ、１６ｂが対
称的に配置され、これら２つの撮像手段、つまり対物レ
ンズ１５ａ。

１５ｂ；ミラー１６ａ、１６ｂ：ＣＣＤ１４．１４ｂに
よって立体視用搬像手段が構成されている。

つまり、対物レンズ１５ａ（又は１５ｂ）の光軸Ｏａ（
又はｏｂ＞前方位置の被写体からの光は、対物レンズ１
５ａ（又は１５ｂ）を通り、この光軸’Ｏａ（又はｏｂ
＞後方のミラー１６ａ（又は１６ｂ）で反射されてＣＣ
Ｄ１４ａ（又は１４ｂ）の撮像面に結像され、それぞれ
光電変換されて映像信号（ビデオ信号）になる。各ＣＣ
Ｄ１４ａ。

１４ｂから読出された各ビデオ信号は、先端部１２内に
収納したバッファ１７ａ、１７ｂを経てビデオプロセッ
サ９側に伝送される。

尚、上記２つの光軸Ｏａ、Ｏｂは中心軸Ｏ上で交叉し、
この交叉する角度は例えば１０°〜１２０°位の範囲に
設定される。この角度は、観察する対象に応じて異る値
に設定される。

上記立体視用の２つの撮像手段が中心軸０に関し、対称
的に配置されている様子を先端部１２の前方から見た場
合には第３図に示すようになる。

中心軸Ｏに沿って配置されたパッケージ１３の板面の両
側（この場合上下方向の両側）に、対物レンズ１５ａ、
ｉ５ｂが配置され、この中心軸Ｏの水平方向の両側には
ライトガイド１８と鉗子口１９が配置されている。又、
挿入１２内を挿通された送気送水管の先端のノズル部２
０ａ、２０ｂは先端部１２近傍で対物レンズ１５ａ、ｉ
５ｂに向くように形成されている。

上記２つのＣＣＤ１４ａ、１４ｂは同一画素数のものが
用いられ、又特性の揃ったものを用いることが望ましい
。これらＣＣＤ１４ａ、１４ｂは第４図に示すようにパ
ッケージ１３の両面に接着剤等で固定される。この場合
、２つのＣＣＤ１４ａ、１４ｂの取付は位置は、パッケ
ージ１３の各面に設【プられた例えば１字状の位置出し
部２１（同図では一方のみ示ず。）により、２つの撮像
面の位置合わせが行われる。

このパッケージ１３に取付けられたＣＣＤ１４ａ、１４
ｂからは電源用リード２２ａ、２２ｂ。

水平駆動信号駆動リード２３ａ、２３ｂ、垂直部Ｕノ信
号駆動リード２４ａ、２４ｂ、アンチブルーミングゲー
ト駆動リード２５ａ、２５ｂ、ＣＯＤ出力リード２６ａ
、２６ｂがそれぞれ形成されており、両ＣＣＤ１４ａ、
１４ｂともに同一方向に各リードを引き出せるように実
装しである。

上記各ＣＣＤ１４ａ、１４ｂＧＣは、第２図に示すよう
にＣＯＤドライバ３１を経て駆動信号が印加され、この
駆動信号の印加により各ＣＣＤ１４ａ、１４ｂ＃像信号
を出力する。尚、この駆動信号は、両ＣＣＤ１４ａ、１
４ｂに共通して用いられる。従って、駆動信号の周波数
は当然等しい。

各ＣＣＤ１４ａ、１４ｂから読出された映像信号は、バ
ッファ１７ａ、１７ｂを経た後、ユニバーサルコード４
の端部に形成したコネクタ３０が接続されるビデオプロ
セッサ９内のプリアンプ３２ａ、３２ｂでそれぞれ増幅
される。増幅された各信号は、それぞれビデオプロセス
回路３３ａ、３３ｂに入力され、テレビジョン信号とし
ての輝痕色差信号Ｙ、Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙへの信号処理とか
色信号Ｒ，Ｇ、Ｂに変換する信号処理が行われる。

ビデオプロセス回路３３ａ、３３ｂで信号処理された信
号は、それぞれメモリ３４ａ、３４ｂに記憶される。

上記メモリ３４ａ、３４ｂに記憶された信号は、画像調
整器３５に入力され、この画像調整器３５によって２つ
のＣＣＤ１４ａ、１４ｂの画慟の大きさとか位置を補正
した後、立体画像合成回路３６に入力される。この立体
画像合成回路３６によって、上記メモリ３４ａ、３４ｂ
の信号データを演算して３次元的画像信号を生成し、カ
ラ！モニタ１０に送り、その表示画面上に立体画像を表
示させる。

尚、上記画像調整器３５は、メモリ３４８．３４ｂに含
まれる特定画像のメモリ番地とか、１走査時間中に含ま
れる周波数成分の比較より、差を検知して補正すること
が知られている。

ところで、上記ユニバーサルコード４のコネクタ３０を
接続することによって、ライトガイドコネクタ４１には
光源ランプ４２の白色光がレンズ４３で集光照射される
。

尚、上記ビデオスコープ５の操作部４には、湾曲操作用
ノブ４４が設けてあり、このノブ４４を回ｖＪすること
によって、先端部１２に隣接して形成された湾曲部４５
を屈曲できるようにしである。

又、操作部４には、鉗子導入口４６が設けてあり、この
導入口４６に鉗子を挿入して先端部１２の鉗子口１９か
ら鉗子の先端側を突出できるようにしである。

尚、ユニバーサルコード４のコネクタ３０には、第５図
に示すようにそのライトガイドコネクタ４１０口舎外周
に形成した周溝内に、Ｃリング４８が収納され、このＣ
リング４８が取付けられたライトガイドコネクタ４１を
（ライトガイド）コネクタ受は部分に挿入することによ
って、Ｃリング４８はコネクタ受は側のクリック機構に
よって、不用意に抜けてしまうことなく接続状態を保持
する共働手段が形成しである。

又、第５図に示すように上記コネクタ３０内には、バッ
ファ１７ａ、１７ｂを経たＣＣ［１１４ａ。

１４ｂの出力信号の信号レベルを揃えるための信号レベ
ル調整器４９ａ、４９ｂが収納しである。

これら信号レベル調整器４９ａ、４９ｂによってＣＣＤ
１４ａ、１４ｂの間に多少のばらつきがあってもゲイン
調整用抵抗５０ａ、５０ｂの値を調整することによって
、ゲインを可変でき、等しい出力レベルに設定できるよ
うにしである。又、これら信号レベル調整器４９ａ、４
９ｂによって、異なるビデオスコープに対してもその出
力レベルを揃えることができ、接続されるビデオスコー
プごとにビデオプロセッサ９側で信号レベルの調整を行
うことを必要としないようにしている。

尚、上記コネクタ３０には、送気送水管２０が設けてあ
り、ビデオプロセッサ９側の図示しない送気送水手段と
接続できるようにしである。

このように構成された第１実施例によれば、２つのＣＣ
Ｄ１４ａ、１４ｂを一枚のパッケージ１３の両面に貼着
し、これらＣＣＤ１４ａ、１４ｂを取付けたパッケージ
１３を先端部１２の中心部に配置し、これらＣＣＤ１４
ａ、１４ｂの各ｍａ面に対物レンズ１５ａ、１５ｂ及び
ミラー１６ａ。

１６ｂを用いて被写体の像を結ぶようにしていることが
特徴となっている。

このように配置した第１実施例によれば、第１図に示す
ように立体視用［１手段をコンパクト且つ小さいスペー
ス内に配置できるので、外径の小さい且つ長さの短い先
端部１２内に収納できる。

従って、挿入の際に患者等に与える苦痛を小さくできる
し、又、細径にできるので、挿入使用できる用途がｔ、
ＩＩ約されることなく、広い用途を有する。

第６図は本発明の第２実施例における挿入部の先端部５
２の配置構造を示す。

この第２実施例では上記第１実施例において、挿入部２
内を挿通されたライトガイド１８を挿入部２の先端近く
で２本に分岐させ、分岐された２つの先端面１８Ａ、１
８Ｂは、中心＠０に関し、水平方向に対称的に配置して
いる。つまり、中心軸Ｏに対し、上下方向に対称的に配
置された２つの対物レンズ１５ａ、１５ｔ）を結ぶ線分
と、２つのライトガイド先端面１８Ａ、１８Ｂを結ぶ線
分とが中心軸Ｏで直交するように配置している。

このように配置することによって対物レンズ１５ａ、１
５ｂに入射する各々の光学像を形成する光に対する照明
光の配光バランスとか明るさを改善でき、望ましい立体
画像を得ることができる。

尚、この第２実施例では鉗子口１９は中心軸Ｏ上に臨ま
せである（挿入部２の先端近くにおいては、パッケージ
１３部分を避けるように迂回して先端部分を中心軸Ｏに
臨ませている。）。その他は上記第１実施例と同様であ
る。

上記鉗子口１９が中心Ｎｏにあるため、この鉗子口１９
から出る鉗子類に対し、ライトガイド先端部１８Ａ、１
８Ｂから出射される照明光による照明むらも小さくでき
、観察し易くなると共に、操作も容易になるという効果
を有する。

第７図は本発明の第３実施例における先端部の各部材の
配置を示す。

この第３実施例は、上記第１実施例において、ライトガ
イド１８の先端面を中心軸ｏの位置に配置ざぜたもので
ある。

このようにづると、挿入部２の外径を細くでき、且つ２
つの対物レンズ１５ａ、１５ｂに入射される光ωに差が
生じることなく等しく照明できる。

尚、この実施例では鉗子口を設けてないが、第８図に示
す第４実施例のような位置にすることもできる。

この第４実施例は上記第３実施例の先端部内に収納され
る撮像手段を水平方向に偏心させた構造にして、鉗子口
１９を配置したものにしている。

その他は上記第３実施例と同様である。

第９図は本発明の第５実施例における先端部６１を示す
。

この第５実施例では第１図に示す第１実施例においてミ
ラー１６ａ、１６ｂのミラー面を挿入部２の軸方向と平
行に配置したミラー６２ａ、６２ｂとし、さらにプリズ
ム６３ａ、６３ｂで光路を変え、これらプリズム６３ａ
、６３ｂで変更された光軸と直交するように撮像面を配
置したＣ’ＣＤ６４ａ、６４ｂにしテアル。

上記ＣＣＤ６４ａ、６４ｂはそれぞれパッケージ６５ａ
、６５ｂに取付けている。又、ＣＣＤ６４ａ、６４ｂの
出力信号は先端部６１内に収納した低雑音指数のプリア
ンプ６６ａ、６６ｂで増幅した後、伝送ケーブルを介し
て第１０図にその一部を示すビデオブロセッザ６７側に
伝送している。

この実施例では、面順次方式のカラ−１Ｉｉｉ像方式を
用いている。つまりライトガイドコネクタ４１にはモー
タ６８で回転される回転フィルタ６９を通したＲ、Ｇ、
Ｂの照明光で面順次に照明し、このＲ，Ｇ、Ｂの照明光
のもとで撮像した信号は、プリアンプ６６ａ、６６ｂ等
を介して面順次方式のビデオプロセス回路７０ａ、７０
ｂに入力される。各ビデオプロセス回路７０ａ、７０ｂ
内にはフレームメモリが設けられており、各フレームメ
モリから読出された信号は画像調整器３５に入力される
。この画像調整器３５以降は上記第１実施例と同様の構
成である。

尚、この実施例では、ユニパーナルコード４に取付けた
コネクタ７１は、接続リング７２をコネクタ受けの雄ね
じに螺着して着脱自在に接続される。

この実施例の作用効果は上記第１実施例とほぼ同様であ
るが、ミラー６２ａ、６２ｂのミラー面を挿入部の軸方
向と平行に配置することによって、先端部６１の外径を
小さくできる可能性を有する。

第１１図は及び第１２図は本発明の第６実廠例における
先端部８１を示す。

この実施例では第１２図に示すように中心軸０より例え
ば上部側に偏心して２つの対物レンズ８２ａ、８２ｂが
配置され、各対物レンズ８２ａ。

８２ｂの光軸上後方位置には第１１図に示すように全反
射プリズム８３ａ、８３ｂが配置しである。

各プリズム８３ａ、８３ｂは第１２図では各対物レンズ
８２ａ、８２ｂと（中心の）高さ位置が等しく、水平方
向位置は若干界る。つまりプリズム８３ａについては対
物レンズ８２ａより若干左にずれ、プリズム８３ｂにつ
いては対物レンズ８２ｂより若干右側にずれた位置とな
る。（第１２図では示してない。） 各プリズム８３ａ、３８ｂで反射された光は、第１２図
に示すようにプリズム８４の各斜面８４ａ、４８ｂで反
射され、ＣＣＤ８５の撮像面に結像される。このＣＣＤ
８５は、パッケージ８６に取付けである。

上記ＣＣＤ８５に結像される像は、この実施例では撮像
面を２分（第１２図では左右方向に２分）するように結
像され、又、この実施例に用いられる対物レンズ８２ａ
、８２ｂはシリンドリカルレンズ機能を有する、又は組
合わせた非球面レンズを用いている。つまり、例えば対
物レンズ８２ｂは第１２図において水平方向の曲率と高
さ方向の曲率が異り、例えば矢印へ方向から見た曲率（
形状）よりも矢印Ｂ方向から見た曲率（形状）の方が大
きくしてあり、ＣＣＤ８５に結像される像を第１２図に
おいて左右方向に２倍程度圧縮して結ぶようにしている
。

尚、第１２図において、例えばプリズム８４の上部側に
ライトガイド８７が配置され、又パッケージ８６の下部
側には鉗子口８８が配置されている。又、プリズム８４
の下側には、左右の光が干渉し合わないように遮光板９
ｏが配置しである。

上記ＣＣＤ８５の出力はプリアンプ８９で増幅された後
、伝送ケーブルを経てビデオプロはツサ側に入力される
。このビデオプロセッサでは図示しない伸張回路によっ
て圧縮された方向ではその圧縮比率だけ伸張される。こ
の伸張は、例えばメモリから信号データを１／２のクロ
ック周波数で読出すことによって行われ、その後画（！
ｌ調整器側に入力される。

この実施例は、１つのＣＣＤ８５のみを用いているので
、先端部８１を小さくできる。

第１３図は本発明の第７実施例における先端部を示す。

この実施例は第１１図に示す実施例においてプリズム８
３ａ、８３ｂの位置を前後にずらし、それぞれミラー９
２ａ、９２ｂで反射させて挿入部の軸方向にその板面が
平行となるパッケージ９５上に隣接配置したＣＣＤ９３
ａ、９３ｂにそれぞれ結像させている。（第１３図では
、パッケージ９５の板面及びＣＣＤ９３ａ、９３ｂの囮
像面は紙面と平行である。）尚、例えば一方のミラー９
２ａは、そのミラー面を若干凹レンズ状にして他方の結
像光学系より若干短い光路長に対しても、ＣＣＤ９３ａ
に結像できるようにしている。各ＣＣＤ９３ａ、９３ｂ
の出力信号はプリアンプ９４ａ、９４ｂを介してビデオ
プロセッサ側に伝送される。この場合のビデオプロセッ
サとしては第２図又は第１０図等に示すものを用いるこ
とができる。

ところで、第１実施例等では立体画像合成回路３６によ
って、立体的な画像で表示する画像処理を行っているが
、特開昭６１−８０２２１号公報に開示されているよう
に、同一表示画面上に２つの画像を交互に表示し、且つ
観察者は、電子シャッタを設けためがねを用いて上記交
互に表示される画像に同期して左右のシャッタの開閉を
制御させるようにしたものでも良い。

又、上記第２図に示すビデオプロセッサ９では、ビデオ
プロセス回路３３ａ、３３ｂの後にメモリ３４ａ、３４
ｂを設け°【イルが、プリアンプ３２ａ、３２ｂの出力
をＡ／Ｄ変換して、メモリ３４ａ、３４ｂに記憶するよ
うにしたものでも良い。

尚、上述した各実施例を部分的に組合わせた実施例につ
いても本発明に属する。

又、ミラー等により像が反転づる場合には、メモリから
読出す際のアドレスを変えることによって、正しい像に
することができる。

［発明の効果］ 以上述べたように本発明によれば、挿入部の先端部内に
立体視用の固体画像素子を含む搬像手段−をコンパクト
に収納しているので、先端部の外径をあまり太（したり
、長（したりすることなく立体画像を得ることができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図は本発明の第１実施例に係り、第１
図は第１実施例におけるビデオスコープの先端部の構造
を示す説明図、第２図は第１実施例の全体を示す構成図
、第３図は先端部の正面図、第４図は固体画像素子が取
付けられたパッケージを示す斜視図、第５図はコネクタ
を示す説明図、第６図は本発明の第２実施例における先
端部の正面図、第７図は本発明の第３実施例における先
端部の正面図、第８図は本発明の第４実施例における先
端部の正面図、第９図は本発明の第５実施例における先
端部の構成図、第１０図は第５実施例におけるビデオプ
ロセッサの一部を示す構成図、第６図 第８図 第７図 ＋５ｂ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、挿入部の先端に同一画素数を有する２つの固体撮像
   素子を有するビデオスコープと、該ビデオスコープが着
   脱自在にビデオプロセッサに接続できる接続手段を有す
   ることを特徴とするビデオスコープ装置。 ２、前記２つの固体撮像素子を駆動する駆動周波数が同
   一の周波数であることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載のビデオスコープ装置。 ３、前記２つの固体撮像素子が１つのパッケージ両面に
   各々撮像面を有することを特徴とする特許請求の範囲１
   項記載のビデオスコープ装置。 ４、前記２つの固体撮像素子に光学像を伝達するための
   対物レンズがビデオスコープの挿入部中心に対抗して配
   置されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載のビデオスコープ装置。 ５、前記２つの固体撮像素子に光学像を伝達するための
   対物レンズを結ぶ直線と交叉する直線上に照明用の２つ
   のライトガイドの出射端を有することを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載のビデオスコープ装置。 ６、鉗子口の位置が前記挿入部の中心軸を含む位置に配
   設されたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   ビデオスーコプ装置。 ７、前記２つの対物レンズの間に照明用のライトガイド
   の出射端を有することを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載のビデオスコープ装置。 ８、ビデオスコープの操作部又はビデオプロセッサに着
   脱自在に接続する接続手段を有するスコープコネクタ内
   に、２つの固体撮像素子からの映像信号の大きさを合せ
   る調整手段を有することを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載のビデオスコープ装置。 ９、前記２つの対物レンズの光軸が交叉するように対物
   レンズを設置されていることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載のビデオスコープ装置。 １０、前記２つの固体画像素子からの映像信号をテレビ
   ジョン信号化する２つのビデオプロセス回路とビデオプ
   ロセス回路の出力を記憶する２つのメモリ回路を有し、
   ２つのメモリ回路の出力信号から画面の大きさ、位置を
   同一に補正する画像補正回路を有することを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載のビデオスコープ装置。