JP2000258697A - 立体内視鏡システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】システム運用が簡便且つ廉価であり、複数の撮
像装置に対応可能な、立体内視鏡システムを提供す。 【解決手段】本発明の立体内視鏡システムは、所定の視
差を有する一対の左右像を、左像及び右像としてそれぞ
れ撮像する撮像部１と、上記撮像部１から出力される画
像信号を、左像及び右像とに交互に切り替えて選択的に
出力する信号切替部６と、この撮像部１で撮像して得ら
れた画像信号を、上記信号切替部６を介して受け、立体
表示を行う為の所定の信号処理を施す画像処理機器２と
を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、所定の視差を有す
る左右像を撮像し、時分割信号切替方式で順次出力され
た画像信号に対し、所定の信号処理を行い、立体画像を
表示するための立体内視鏡システムに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、時分割信号切替方式にて立体
表示を行う為の種々の技術が提案されている。例えば、
「３次元映像（稲田修一氏、日下秀夫氏他共著 １９９
１年７月５日初版（株）昭晃堂発行）」のＰ１６の２．
５節では、「フリッカレス時分割立体テレビシステム」
に関する記載がなされている。

【０００３】即ち、同文献には、左右のカメラの出力信
号を一旦フレームメモリに記憶した後、書き込み時の２
倍の周波数で読み出し、フィールド周波数に変換し、並
び換えてディスプレイに表示するこで、フリッカをなく
し、左右のカメラ出力の全てのフィールドの情報を欠落
することなく表示することが可能な「フリッカレス時分
割立体テレビシステム」に関する技術が記載されてい
る。

【０００４】さらに、特開昭６４−５４９９２号公報で
は、２台のカメラからの画像信号から立体画像信号を形
成する３Ｄエンコード回路と、立体画像信号のデータ量
を垂直解像度を落とすことなく１／２に圧縮して記録す
る画像記録再生手段と、この画像記録再生手段により再
生された立体画像信号を立体表示可能な信号形式に変換
する３Ｄデコード回路とを具備し、高品質の立体画像を
観察可能とした立体画像記録再生装置に関する技術が開
示されている。

【０００５】ここで、前述した従来技術において、鮮明
な立体表示を行う為には倍速信号変換を行う必要があっ
た。この倍速信号変換は、専用の倍速信号変換器により
行われるものであり、当該倍速信号変換器からの信号
は、立体画像表示用のモニタに出力され、上記信号に基
づいて所定の表示がなされる。

【０００６】上記立体画像表示用のモニタは、近年にお
いて急速に普及したパーソナルコンピュータ（以下、Ｐ
Ｃと略記する）に使用されるＰＣ用ディスプレイモニタ
の中に立体画像表示用のモニタとして使用できるものが
あるため、従来よりは入手容易なものとなっている。こ
れに対して、上記倍速信号変換器は、依然として高価で
ある。更に、立体表示の為には、当該倍速信号変換器の
みならず、立体撮像用機器及び画像変換器、立体画像表
示用のモニタとの併用が必要になるので、その取扱い
上、移動させて使用する事に好適であるとは言えなかっ
た。

【０００７】また、画像確認のために複数の専用機器を
同時に準備しなければならない等、システム的に複雑化
・高価格化してしまう傾向があった。さらに、立体視に
は視差のある複数の画像が同時に必要となる為、撮像装
置も同時に複数必要となり、これもシステムの複雑化の
要因の一つとなっていた。

【０００８】かかる問題に鑑みて、少なくとも撮像シス
テムの簡易化を目的として、唯一の撮像部と唯一の固体
撮像素子、及び左右画像切替シャッタ機構とを組み合わ
せて複数の視差を有する画像を取り込む撮像装置が開発
されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た従来技術では、撮像部からの出力映像信号は、左右順
次方式で出力されていた。従って、へッドマウンテッド
ディスプレイ（HMD；Head Mounted Display）、フェ
イスマウンテッドディスプレイ（FMD；Face Mounted
Display）と呼称される左眼右眼各々に対応する視差を
含む複数の画像を両眼の前方に設けられた複数の画像表
示装置に表示し、立体画像を得る装置には対応していな
かった。更に、特別な眼鏡等を必要としない立体画像表
示方式、即ち、例えばレンチュキュラスクリーンやレン
チュキュラレンズ付ディスプレイ等を使用する方式によ
る立体画像観察には対応していなかった。

【００１０】さらに、映像信号フォーマットの非互換及
びフォーマット非互換により複数の機器にて同じ映像ソ
ースを容易に共有できなかった。このように、前述した
従来技術では、その使い勝手の面で種々の問題が生じて
いた。

【００１１】本発明は、上記問題に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、システム運用が簡便且つ
廉価であり、複数の撮像装置に対応可能な、立体内視鏡
システムを提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の第１の態様では、所定の視差を有する一対
の左右像を、左像及び右像としてそれぞれ撮像する固体
撮像素子と、上記固体撮像素子から出力される画像信号
を、左像及び右像とに交互に切り替えて選択的に出力す
る信号切替手段と、上記固体撮像素子で撮像して得られ
た画像信号を、上記信号切替手段を介して受け、立体表
示を行う為の所定の信号処理を施す画像処理手段とを具
備することを特徴とする立体内視鏡システムが提供され
る。

【００１３】第２の態様では、所定の視差を有する一対
の左右像を、左像及び右像としてそれぞれ撮像する固体
撮像素子と、上記固体撮像素子から出力される画像信号
を、左像及び右像とに交互に切り替えて選択的に出力す
る信号切替手段と、上記固体撮像素子で撮像して得られ
た画像信号を、上記信号切替手段を介して受け、立体表
示を行う為の所定の信号処理を施す画像処理手段と、上
記画像処理手段から出力された画像信号を受け、立体画
像に変換する立体画像変換手段とを具備することを特徴
とする立体内視鏡システムが提供される。

【００１４】第３の態様では、所定の視差を有する一対
以上の複数の画像を、所定のタイミングに従って左右順
次式に出力する撮像装置と、上記撮像装置に接続され、
立体画像を表示する立体画像表示装置とを有することを
特徴とする立体内視鏡システムが提供される。

【００１５】上記第１乃至第３の態様によれば、以下の
作用が奏される。

【００１６】即ち、本発明の第１の態様では、固体撮像
素子により、所定の視差を有する一対の左右像が左像及
び右像としてそれぞれ撮像され、信号切替手段により、
上記固体撮像素子から出力される画像信号が左像及び右
像とに交互に切り替えられて選択的に出力され、画像処
理手段により、上記固体撮像素子で撮像して得られた画
像信号に立体表示を行う為の所定の信号処理が施され
る。

【００１７】第２の態様では、固体撮像素子により、所
定の視差を有する一対の左右像が左像及び右像としてそ
れぞれ撮像され、信号切替手段により、上記固体撮像素
子から出力される画像信号が左像及び右像とに交互に切
り替えられて選択的に出力され、画像処理手段により、
上記固体撮像素子で撮像して得られた画像信号が上記信
号切替手段を介して入力され、立体表示を行う為の所定
の信号処理が施され、立体画像変換手段により、上記画
像処理手段から出力された画像信号が立体画像に変換さ
れる。

【００１８】第３の態様では、撮像装置により、所定の
視差を有する一対以上の複数の画像が、所定のタイミン
グに従って左右順次式に出力され、立体画像表示装置に
より立体画像が表示される。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施の形態について説明する。

【００２０】図１は第１の実施の形態に係る立体内視鏡
システムの構成を示す図である。

【００２１】同図に示されるように、単一若しくは複数
の撮像素子（CCD；Charge CoupledDevice）を有する撮
像部１の出力は、画像処理機器２及び立体画像用信号変
換器３を介して、立体表示部４の入力に接続されてい
る。

【００２２】このような構成において、上記撮像部１の
ＣＣＤにより得られた撮像情報は、光電変換されて所定
の電気信号となる。この電気信号は、所定の手順に従っ
て画像処理機器２に入力され、当該画像処理機器２にて
入力順に所定フォーマットの映像信号に変換される。こ
の映像信号は、後段の立体画像用信号変換器３に入力さ
れ、当該立体画像用信号変換器３内のメモリ部に蓄積さ
れる。そして、必要に応じて当該メモリ部より読み出さ
れ、後段の立体画像表示部４に送られる。この立体画像
表示部４では、使用者や観察者に立体画像が提示され
る。

【００２３】次に図２は先に図１に示した立体内視鏡シ
ステムにおける撮像部１及び画像処理機器２の構成を更
に具現化して示した図である。

【００２４】図２に示されるように、撮像部１の先端部
には、所定の視差を有する複数の撮像情報を得るための
２つのＣＣＤ５Ｒ，５Ｌが設けられている。このＣＣＤ
５Ｒ，５Ｌの出力は、信号切替部６を介して、後段の画
像処理機器２の入力に選択的に接続される。この画像処
理機器２の内部には、スイッチング回路７が設けられて
おり、当該スイッチング回路７の出力は信号切替部６に
接続されている。

【００２５】このような構成において、上記撮像部１の
ＣＣＤ５Ｒ，５Ｌで撮像された所定の視差を有する複数
の撮像情報は、それぞれ電気信号に変換された後、後段
の画像処理機器２に送られる。このとき、画像処理機器
２のスイッチング回路７より、所定のタイミング信号が
信号切替部６へと出力される。

【００２６】この信号切替部６は、上記タイミング信号
を受信すると、当該信号に基づいた所定のタイミング、
所定の順番に従って、上記ＣＣＤ５Ｒ，５Ｌの電気信号
を後段の画像処理機器２に選択的に出力する。上記所定
のタイミングとは、例えば、ＣＣＤ５Ｒ，５Ｌの前面に
結像された撮像情報の全てが電気信号に変換される時間
間隔である。また、所謂映像信号のフィールド信号等の
タイミンダ信号に準じた信号であっても良い。上記時間
間隔に係る信号、フィールド信号のいずれを使用する場
合でも、上記撮像部１の後段に配設された画像処理機器
２内にて信号処理を行う為に必要十分な時間間隔でなけ
ればならない。

【００２７】以上の原理の下、上記画像処理機器２から
出力される一般的な映像信号は、上記ＣＣＤ５Ｌ，５Ｒ
が撮像した画像情報が所定のタイミング、例えばフィー
ルド単位で互い違いに交互に表れる形式の映像信号とな
る。

【００２８】通常、この形式の映像信号を画像表示機器
に入力すると、例えばフィールド単位で異なるＣＣＤの
画像が表示される為、２つの画像が重なり合ったような
画像が画面上で確認されることになる。しかし、かかる
状態下では、鮮明な立体観察ができない為、立体画像用
信号変換器３が必要となる。

【００２９】上記画像処理機器２からの信号を受け、上
記立体画像用信号変換器３で信号処理された出力信号
は、一般映像信号の２倍の速さで画像表示を行う倍速映
像信号である。従って、例えば液晶眼鏡等を用いて液晶
のシャッタ動作を介して立体観察を行う上では、何等支
障のない信号であるといえる。

【００３０】しかしながら、例えばＨＭＤやＦＭＤと呼
ばれる立体観察可能な画像表示機器等への入力信号とし
ては好適でない映像信号といえる。そこで、上述したＨ
ＭＤやＦＭＤ等の画像表示機器への入力信号としては、
同期のとれた所定の視差を有する一般的な複数の映像信
号が必要となる。これを実現するのが、詳細は後述する
立体画像用信号変換器３である。

【００３１】以下、図３には上記立体画像用信号変換器
３の詳細な構成を示し説明する。

【００３２】図３に示されるように、立体画像用信号変
換器３の所定位置には、入力映像信号を受ける入力バッ
ファ部３０１が配設されている。この入力バッファ部３
０１の一の出力は、後段のフィールド判別用検出器８を
介して、第１の信号切替器９の入力に接続されている。
この第１の信号切替器９の一の出力は、画像メモリ１０
を介して奇数フィールド側の出力映像信号を出力するた
め出力切替部１２の一の入力に接続されると共に、直接
的に出力切替部１２の他の入力に接続されている。一
方、第１の信号切替器９の他の出力は、画像メモリ１１
を介して偶数フィールド側の出力映像信号を出力するた
めの出力切替部１３の一の入力に接続されると共に、直
接的に出力切替部１３の他の入力に接続されている。

【００３３】上記フィールド判別用検出器８の出力は、
上記第１の信号切替器９、出力切替器１２，１３の入力
にそれぞれ接続されている。そして、上記入力バッファ
部３０１の他の出力は、液晶メガネ方式の出力映像信号
を出力する為の液晶メガネ方式の処理回路３ａの入力に
電気的に接続されている。

【００３４】このような構成において、上記ＣＣＤ５
Ｌ，５Ｒ（図２参照）によって撮像された各フィールド
毎に異なる撮像情報が重畳された映像信号に内在するフ
ィールド信号は、フィールド判別用検出器８に入力され
る。

【００３５】このフィールド判別用検出器６では、フィ
ールド判別が行われ、フィールド判別信号が後段の第１
の信号切替器９に入力される。この第１の信号切替器９
では、当該フィールド判別信号に基づいてスイッチ切り
替えが行われる。

【００３６】このスイッチ切り替えにより、上記第１の
入力信号切替器９の後段の画像メモリ１０，１１の一方
に、例えば奇数フィールドのみが書き込まれ、他方の画
像メモリに、偶数フィールドのみが書き込まれる。尚、
この複数の画像メモリ１０，１１への書き込み／読み込
みは、液晶眼鏡方式の映像信号の書き込み／読み込みと
異なり、書き込みと読み込みは同一の速度で良い。

【００３７】一方、上記フィールド判別用検出器８から
の出力信号は、上記画像メモリ１０，１１の後段の複数
の出力切替部１２，１３にも供給される。

【００３８】この出力切替部１２，１３は、上記画像メ
モリ１０，１１からの映像信号と並行して出力される入
力画像のフィールドと異なるフィールド側の映像信号を
記憶している画像メモリから画像情報を読み出す。

【００３９】さらに、この例では、上記複数の出力切替
部１２，１３にて選択された側に奇数フィールドのみ、
他方の側に偶数フィールドのみを供給することで、所定
の視差を有する同期のとれた異なるＣＣＤにて撮像した
複数の画像が、立体画像用信号変換器３から外部へ供給
できるようにしている。

【００４０】上述したような複数の立体画像用信号変換
器３からの出力画像信号に対して必要に応じて補間操作
を行えば、通常観察に耐え得る複数の所定の視差を有す
る画像が得られる。この複数の画像は、ＨＭＤやＦＭＤ
で表示することが可能な映像信号である。よって、液晶
眼鏡方式の立体画像信号を出力できる回路と、上述複数
の同期のとれたある視差を有する複数の画像を供給する
回路とを共にその内部に具備する立体画像用信号変換器
３を用いれば、異なる画像フォーマットの映像信号が同
時に供給できる為、使用する機器の台数を少なくするこ
とができる。それにより、使用者は機器を管理すること
が容易となり、結果として、使用者に機器管理が容易な
立体内視鏡システムを提供することができる。

【００４１】次に本発明の第２の実施の形態を説明す
る。

【００４２】図４（ａ）は第２の実施の形態に係る立体
内視鏡システムの構成図である。

【００４３】同図に示されるように、延長光学部４０１
を介して入射された観察像の進行方向所定位置に回転シ
ャッタ１４が設けられている。そして、その後面には、
撮像素子４０２が設けられている。この撮像素子４０２
の出力は画像処理部４０３の入力に接続されており、当
該画像処理部４０３の出力はここでは不図示の後段の機
器の入力に接続され得る構成となっている。上記画像処
理部４０３はドライバ４０４、タイミングジェネレータ
４０５とも接続されており、このドライバ４０４の出力
は回転シャッタ１４を回転駆動するためのモータ４０６
の入力に接続されている。上記回転シャッタ１４の近傍
所定位置には、その回転を計数するための計数用素子４
０７が設けられている。この計数用素子４０７の出力
は、上記タイミングジェネレータ４０５の入力に接続さ
れている。

【００４４】このように第２の実施の形態は、所定のタ
イミングにて撮像素子４０２の撮像面に入射する光路を
切り替える手段を当該撮像素子４０２の前面に設けるこ
とで、所定の視差を有する複数の画像を得る構成として
いる。

【００４５】即ち、撮像素子４０２の前面に入射光路を
切り替えるための回転シャッタ１４を設け、当該回転シ
ャッタ１４を回転させて任意のタイミングで撮像素子４
０２の前面の入射光路を切り替える事で、単一の撮像素
子４０２で、所定の視差を有する一対の左右画像を、上
記任意のタイミングで得る構成としている。

【００４６】尚、上記撮像素子４０２より後段の画像処
理のための構成は、前述した第１の実施の形態と同様で
ある為、ここでは詳細な説明は省略する。

【００４７】ここで、図４（ｂ）には、使用する回転シ
ャッタ１４の詳細な構成を示し説明する。同図に示され
るように、この回転シャッタ１４は、入射光路を切り替
えるための空間（Ａ）１５と空間（Ｂ）１６、及び回転
数を計数するための計数用スリット１７を円周に沿って
設けた構成となっている。

【００４８】例えば、一般的なインターレース映像信号
のフィールド信号を左右画像を切り替える基準とする
と、空間（Ａ）１５にて得られる画像分を奇数フィール
ド、空間（Ｂ）１６にて得られる画像分を偶数フィール
ドに振り分ける事とし、フィールド切替のタイミングの
補正を計数用スリット１７を計測する事で行えば、画像
処理機器２より出力される出力映像信号は、フイールド
毎に左像及び右像の任意の視差を有す画像を交互に重畳
された信号となる。

【００４９】このような出力形式にて、上記画像処理機
器２から出力される映像信号を、先に第１の実施の形態
で示したような立体画像用信号変換器３に入力すれば、
液晶メガネを使用した倍速映像信号にて立体画像観察と
共に、ＨＭＤやＦＭＤ等に使用する複数の任意の視差を
有す出力信号を必要とする立体画像観察とを両立できる
映像信号を得る事ができることとなる。

【００５０】次に図５には第２の実施の形態を更に具現
化した第１の具体例の構成を示し説明する。この第１の
具体例では、液晶メガネ方式と、ＨＭＤ／ＦＭＤ方式と
を両立しないで、単にＨＭＤ／ＦＭＤ方式のみに用途を
限定し、上記立体画像用信号変換器３を使用することな
く、上述画像処理機器２に信号伝達の経路を切り替える
信号伝達切替部１８と、映像信号を蓄える為の画像メモ
リ１９を追加するだけで、立体画像の観察を可能として
いる点に特徴がある。

【００５１】尚、撮像部１の概略は、上記第２の実施の
形態で示した回転シャッタ１４を使用した場合と同様で
ある為、ここでは詳細な説明は省略する。

【００５２】また、上記画像処理機器２内の、画像処理
回路４０３に至るまでの経路は、上記第２の実施の形態
と同様であり、回転シャッタ１４に設けられた空間Ａ１
５にて規定される光路にて撮像素子４０２の撮像面に結
像される画像分を奇数フィールドに振り分け、同様に上
記回転シャッタ１４に設けられた空間Ｂ１６にて規定さ
れる光路にて撮像素子４０２の撮像面に結像される画像
分を偶数フィールドに振り分ける。更に、フィールド切
替のタイミングの補正は、上記回転シャッタ１４に設け
られた計数用スリットを計数用素子４０７で計測する事
で行う。

【００５３】この第１の具体例においても、画像処理機
器２内の画像処理回路４０３から出力される映像信号
は、フィールド毎に左像及び右像の任意の視差を有す画
像を交互に重畳された信号となる。この画像処理回路４
０３から出力される、フィールド毎に光路の異なる画像
が重畳された映像信号は、当該画像処理回路４０３の後
段に設けられた第１の信号切替部ＳＷ２１に伝達され
る。

【００５４】この第１の信号切替部ＳＷ２１は、上記画
像処理機器２内に設けられるタイミングコントローラ２
４から出力される所定のタイミングによって切り替えら
れる。尚、この第２の実施の形態の第１の具体例では、
この所定のタイミングとはフィールド信号により決めら
れるものであるとしている。

【００５５】各フィールド成分毎に切り替えられた映像
信号は、スルーアウト的に上記第２及び第３の信号切替
部ＳＷ２２，ＳＷ２３に導かれると共に、上記画像メモ
リ２５、２６に導かれる。即ち、上記第１の信号切替部
ＳＷ２１によってフィールド毎に切り替えられ、奇数若
しくは偶数何れかのフィールド成分のみの映像信号は、
スルーアウト的に上記画像処理機器２内の第２の信号切
替部ＳＷ２２、第３の信号切替部ＳＷ２３に伝達される
ことになる。

【００５６】他方、この経路は別に、画像メモリ２５，
２６にそれぞれが書き込まれて蓄積された後、再び当該
画像メモリ２５，２６から読み出され、上記第２の信号
切替部ＳＷ２２、第３の信号切替部ＳＷ２３に伝達され
る。

【００５７】この第２の信号切替部ＳＷ２２と、第３の
信号切替部ＳＷ２３は、上記タイミングコントローラ２
４から出力される任意のタイミング信号により切り替え
られる構成となっている。かかる構成の下、上述画像処
理回路４０３から出力された映像信号は、タイミングコ
ントローラ２４からの任意の信号に従い、フィールド毎
に出力経路を切り替えられ、後段の回路の一方に奇数フ
ィールドのみ、他方に偶数フィールドのみが供給され
る。

【００５８】各画像メモリ２５，２６は、上述第１の信
号切替部ＳＷ２１にて画像処理回路４０３から出力され
る映像信号が入力されている間、上述画像メモリ２５，
２６に書き込み処理を行う。そして、上記第１の信号切
替部ＳＷ２１にて画像処理回路４０３から出力される映
像信号が入力されていないタイミングで、上記画像メモ
リ２５，２６からの読み出し処理を行う。そして、この
画像メモリ２５，２６から読み出し処理を行った後、上
記第２及び第３の信号切替部ＳＷ２２，ＳＷ２３に映像
信号を常に供給する。

【００５９】更に、上記第２及び第３の信号切替部ＳＷ
２２，ＳＷ２３は、上記タイミングコントローラ２４か
ら出力される任意の信号に基づいて、上記第１の信号切
替部ＳＷ２１から供給される映像信号若しくは上記画像
メモリ２５，２６から供給される映像信号の何れか、即
ち上記第２及び第３の信号切替部ＳＷ２２，ＳＷ２３に
映像信号が供給されている側の経路を取捨選択するよう
に設定しているので、所定の一定の視差を有する一対の
左右画像を常に画像処理機器２の外部へ供給できる。こ
れにより、ＨＭＤ／ＦＭＤ方式に限れば、単一の撮像
部、単一の画像処理機器の構成で立体観察ができるよう
になる。

【００６０】ここで、図６は、第２の実施の形態の第１
の具体例の各種信号の流れを示すタイミングチャートで
ある。同図では、回転シャッタ１４、信号切替部ＳＷ２
１、ＳＷ２２、ＳＷ２３にて規定される映像信号の流れ
示している。

【００６１】図６に於いて、ｍ，ｎは整数である。Ａ，
Ｂは回転シャッタ１４の空間Ａ／Ｂの区分を意味してい
る。さらに、Ｏｘは奇数フィールド分、Ｅｘは偶数フィ
ールド分、Ｘｘ（Ｍ）は画像メモリ２５，２６からの読
み出し分を意味している。更に、例えば、Ｏｎ（Ｍ）の
記述で（Ｍ）は、上述画像メモリ２５，２６から供給さ
れた映像信号である事を意味している。

【００６２】このように、回転シャッタ１４は所定のタ
イミングで空間Ａ／Ｂの区分に切替られ（図６（ａ）参
照）、第１の信号切替部ＳＷ２１の出力は、奇数フィー
ルド分、偶数フィールド分に交互に切替られる（図６
（ｂ）参照）。そして、第２の信号切替部ＳＷ２２より
上記第１の信号切替部ＳＷ２１から出力された奇数フィ
ールド分が出力されているときには、第３の信号切替部
ＳＷ２３より画像メモリ２６から読み出された偶数フィ
ールド分が出力される。一方、第３の信号切替部ＳＷ２
３より上記第１の信号切替部ＳＷ２１から出力された偶
数フィールド分が出力されているときには、第２の信号
切替部ＳＷ２２より画像メモリ２５から読み出された奇
数フィールド分が出力される。これが交互に繰り返され
ることになる（図６（ｃ）、（ｄ）参照）。

【００６３】次に、第２の実施の形態の第２の具体例を
説明する。

【００６４】第２の具体例として、先に第２の実施の形
態にて示した画像処理機器２から外部に、第１乃至第３
の信号切替部ＳＷ２１乃至ＳＷ２３を駆動させる任意の
タイミング信号を出力する事ができれば、以下の効果を
得ることができる。

【００６５】即ち、先に図５に示した第１の信号切替部
ＳＷ２１より後段のブロックを独立させて、ＨＭＤ／Ｆ
ＭＤ等を駆動させるドライバ部分に組み込ませれば、画
像処理機器２が第２の実施の形態と同様でも、立体画像
用信号変換器３の代わりに上述ドライバ部分に信号切替
部分を組み込んだ機器を取りつければ、ＨＭＤ／ＦＭＤ
方式に限定されるが立体観察が可能となる。

【００６６】以上説明した第２の実施の形態では、上述
した第１及び第２の具体例を含めて、回転シャッタ１４
の回転を停止させれば、通常の画像観察、即ち平面（２
Ｄ）画像観察が容易にできるので、例えば画像処理機器
のフロントパネル、又は撮像部の一部分に回転シャッタ
１４の回転を停止させ得る機能スイッチを設ければ、平
面（２Ｄ）観察のシステムに容易に転用できることにな
る。

【００６７】次に本発明の第３の実施の形態を説明す
る。

【００６８】近年、ノン・フリッカ・モニタ又はフリッ
カレス・モニタを称されるモニタが開発されている。こ
れは、一般的な映像信号方式の一つであるＰＡＬ（Phas
e Alternation by Line color television）方式
の画面のちらつき、即ちフリッカを低減する為に、その
内部に、通常２５ＨｚのフレームレートのＰＡＬ映像信
号を受信機側に内蔵したフィールドメモリを設けて、２
倍の５０Ｈｚにて画像表示を行うものである。この種類
のモニタは、ＰＡＬ方式のみに対応している訳では無
く、ＮＴＳＣ方式の映像信号にも対応している事が多
い。

【００６９】上記モニタには、上述した第１の実施の形
態で図１、図２で示した画像処理機器２の後段に設けた
上記立体画像用信号変換器３の機能が具備されている。
従って、このようなノン・フリッカ・モニタを使用し、
上記画像処理機器２と上記ノン・フリッカ・モニタとを
直接接続すれば、上記立体画像用信号変換器２を使用す
ることなくして、立体画像が観察できるようになる。

【００７０】この場合、使用するノン・フリッカ・モニ
タは、映像信号のフィールド毎の信号をその内部に具備
するフィールドメモリに蓄え、そのフィールドメモリに
蓄えられた各フィールド毎の信号を所定の手順に従い、
フィールドメモリから蓄える際の書き込み周波数の倍の
周波数にて読み出す事で、モニタ表示は一般映像信号の
倍のフィールドレートで、即ち、結果的に通常の倍のフ
レームレートで表示するものと仮定する。かかる仮定の
下では、上記フィールドメモリへの書き込み／読み込み
各々で周波数が異なるため、単一のフィールドでは画像
表示に十分な画像が得られない可能性が高い。そのた
め、上述フィールドメモリは単一では無く、複数のフィ
ールドメモリとその複数のフィールドメモリの入出力の
経路を、必要に応じ、適宜切り替え得る構成であるもの
とする。

【００７１】図７は第３の実施の形態に係る立体内視鏡
システムの構成を示す図である。

【００７２】同図に示されるように、テレビカメラ
（Ｒ）３０，（Ｌ）２９の出力は、後段のカメラコント
ロールユニット（Ｒ）２７，（Ｌ）２８の入力にそれぞ
れ接続されている。かかるカメラコントロールユニット
（Ｌ）２７，（Ｒ）２８は、同期ケーブル３１を介して
相互に接続されている。そして、上記カメラコントロー
ルユニット（Ｒ）２７の出力は、フィールド検出回路３
３の入力に接続されると共に、アナログスイッチ３４の
入力にも接続されている。

【００７３】上記カメラコントロールユニット（Ｌ）２
８の出力は、上記アナログスイッチ３４の他の入力に接
続されている。さらに、上記フィールド検出回路３３の
出力も上記アナログスイッチ３４の入力に接続されてい
る。そして、このアナログスイッチ３４を介しての出力
は、後段のノン・フリッカ・モニタ５０の入力に接続さ
れている。尚、上記アナログスイッチ３４は、フィール
ド検出器から出力されるフィールド判別信号によって切
り替わる構成となっている。

【００７４】このような構成において、上記カメラコン
トロールユニット（Ｒ）２７，（Ｌ）２８は、少なくと
もいずれか一方のみに外部機器からの信号が与えられ、
他方のカメラコントロールユニットと少なくともフィー
ルドレートで同期して映像信号を出力する機能を有して
いる。そして、この場合、各テレビカメラ（Ｌ）２９，
（Ｒ）３０にて、任意の視差を有す左右一対の画像が撮
像され電気信号に変換されて得られた画像信号が、左像
／右像用に用意された画像処理用のカメラコントロール
ユニット（Ｌ）２８，（Ｒ）２７に供給され、各々のカ
メラコントロールユニットにて一般的な映像信号が形成
される。

【００７５】この第３の実施の形態では、上記カメラコ
ントロールユニット（Ｒ）２７，（Ｌ）２８とを、前述
したように同期ケーブル３１により接続することで、双
方のカメラコントロールユニット（Ｒ）２７，（Ｌ）２
８が同期して映像信号を出力することを可能ならしめて
いる。このカメラコントロールユニット（Ｒ）２７，
（Ｌ）２８は、各々の出力信号を後段の信号切替器３２
に供給する。

【００７６】そして、上記信号切替器３２に供給された
２つの映像信号のいずれか一方の入力段にフィールド検
出器３３を設け、入力された映像信号のフィールド検出
を行う。この第３の実施の形態では、カメラコントロー
ルユニット（Ｒ）２７からの映像信号の入力段にフィー
ルド検出器３３を設けているが、これに限定されないこ
とは勿論である。左右像各々の映像信号は、上述した同
期ケーブルにより、少なくともフィールドレートでは同
期しているので、左右像用映像信号、いずれか一方のみ
フィールド検出を行えば良いことになる。

【００７７】さらに、上記アナログスイッチ３４を上記
フィールド検出器３３からのフィールド判別信号によ
り、フィールド毎に切り替える事で、上述信号切替器３
２から、上記ノン・フリッカ・モニタ５０にフィールド
毎に異なるテレビカメラの撮像情報が重畳された映像信
号が供給される。

【００７８】但し、上記ノン・フリッカ・モニタ５０の
画面を観察しているだけでは、立体画像の観察は行えな
い。そこで、適宜、モニタ示のフィールド切替に同期し
てシャッタ動作を行う所謂「液晶メガネ」を用いた「液
晶メガネ方式」や、モニタ管面前方に液晶パネルを介し
て所謂「偏光メガネ」を用いる「偏光メガネ方式」にて
画像観察を行う。これにより、立体画像の観察が可能と
なる。この場合、一般映像信号の２倍の周波数で画像は
切り替わる。

【００７９】以上説明した第３の実施の形態において、
先に図４に示した回転シャッタを用いるテレビカメラを
使用すれば、テレビカメラを２台使用することなくし
て、回転シャッタを用いたテレビカメラから上記信号切
替器から出力される映像信号と共通の形式の映像信号が
得られる為、単一のテレビカメラのみで立体画像観察が
可能となることは勿論である。

【００８０】次に本発明の第４の実施の形態を説明す
る。

【００８１】先ず、図８には第４の実施の形態の第１の
具体例の構成を示し説明する。

【００８２】この第１の具体例の基本構成は、前述した
第１の実施の形態と略同様であるが、撮像部１から一対
の左右画像を得る手法が相違している。

【００８３】即ち、前述した第１の実施の形態では、撮
像部１内の信号切替部６を駆動させるための信号を、画
像処理機器２側から撮像部１側に供給していたが、信号
切替部６を切り替えるタイミングが予め決まっていて且
つ外部から補正しなくても安定していれば、当該信号切
替部６の切り替わるタイミングに同期して画像取り込み
を行えば、実質的には第１の実施の形態と同じ効果が得
られる。

【００８４】かかる点に着目して、第４の実施の形態の
第１の具体例では、所定の視差を有す一対の左右画像を
一対の撮像素子群５にて撮像する。

【００８５】撮像部１は、その内部に上記撮像素子群５
と、電気信号に変換された撮像素子群５の撮像面に結像
した画像情報を、タイミングジェネレータ８０２の出力
に基づいて撮像部１内のドライバ回路３６によって規定
されるタイミングに従って外部の画像処理機器２へ供給
する切替スイッチ３５と、該切替スイッチ３５を駆動さ
せるドライバ回路３６を具備する。

【００８６】上記ドライバ回路３６は、既述した撮像部
１内の上記切替スイッチ３５をドライバ回路３６にて規
定されるタイミングで所定の周期で切り替えるだけでな
く、外部の画像処理機器２にも所定の駆動信号を供給す
る。

【００８７】上記画像処理機器２側では、上述撮像部１
内のドライバ回路３６より出力された所定の駆動信号を
基に、撮像部１から供給される電気信号に変換された画
像情報を機器内部に取り込む転送クロック等を形成し、
撮像部１側の上述切替スイッチ３５の切り替わるタイミ
ングに同期して、画像表示に必要な上述画像情報を取り
込み、その取り込んだ画像情報を基に画像処理回路８０
１が必要な画像処理を行い、外部の機器へ一般的な映像
信号の形式で出力する。

【００８８】尚、上記撮像部１内の切替スイッチ３５を
切り替えるタイミンダを、例えば奇数／偶数フィールド
毎に行うと規定すれば、上記画像処理機器２から出力さ
れる映像信号は、フィールド毎に左右の画像情報が交互
に重畳された形式の映像信号となる。この形式の映像信
号であれば、上述した第１の実施の形態に示した立体画
像用信号変換器３を採用し、これに入力すれば、液晶メ
ガネ等を使用する事で適宜、立体観察ができることにな
る。

【００８９】次に図９には第４の実施の形態の第２の具
体例の構成を示し説明する。

【００９０】この第２の具体例は、上記第１の具体例の
構成と、上記撮像部１のドライバ回路３６及び切替スイ
ッチ３５を外付け（外付けドライバ部４０）とし、撮像
部１は単に一対の撮像素子５を収納した構成としている
点で相違する。この他は第１の具体例と同様であるの
で、ここでは詳細な説明は省略する。かかる構成下で
も、上記第１の具体例と同様の作用・効果を奏すること
ができる。

【００９１】次に図１０には第４の実施の形態の第３の
具体例の構成を示し説明する。

【００９２】同図に示されるように、この第３の具体例
では、信号切替部３５とドライバ回路３６とを画像処理
機器３７内に設けている。

【００９３】例えば、画像処理機器３７に撮像部３８と
の接続部を複数設け、その内、単−の接続部のみ撮像部
３８が接続され使用される場合は、通常の平面（２Ｄ）
観察用の機器として機能し、複数の接続部に複数の撮像
部３８が接続され使用される場合は、例えば２ケの接続
部を画像処理機器３７に設け、その双方ともに撮像部３
８が接続された場合、立体（３Ｄ）観察が行えるように
構成されている。

【００９４】従って、単一の画像処理機器３７にて、平
面観察と立体観察とが、撮像部３８を交換するのみで行
えるようになる。

【００９５】この平面観察と立体観察の切替は、撮像部
３８と画像処理機器３７との接続部において、接続する
コネクタ内に認識用のピンを設け、その認識ピンの有無
を画像処理機器３７側で認識し自動で切り替わるように
しても良いし、画像処理機器３７のフロントパネルに平
面観察／立体観察を使用者が意図的に選択できるように
切り替え専用の３Ｄ／２Ｄ切替回路３９を設けてもよ
い。

【００９６】以上説明したように、本発明によれば、従
来の立体画像観察に比較すると使用機器を減少させるこ
とができる。例えば、カメラコントロールユニットや立
体画像変換器を無くす事ができる。さらに、実施例によ
っては、液晶メガネ方式とＨＭＤ／ＦＭＤ方式双方に適
用できる立体画像表示装置を使用者に提供できるように
なる。

【００９７】尚、以上説明した本発明の実施の形態に
は、以下の発明も含まれる。

【００９８】（１）所定の視差を有する一対の左右像
を、左像及び右像としてそれぞれ撮像する固体撮像素子
と、上記固体撮像素子から出力される画像信号を、左像
及び右像とに交互に切り替えて選択的に出力する信号切
替手段と、上記固体撮像素子で撮像して得られた画像信
号を、上記信号切替手段を介して受け、立体表示を行う
為の所定の信号処理を施す画像処理手段と、を具備する
ことを特徴とする立体内視鏡システム。

【００９９】（２）所定の視差を有する一対の左右像
を、左像及び右像としてそれぞれ撮像する固体撮像素子
と、上記固体撮像素子から出力される画像信号を、左像
及び右像とに交互に切り替えて選択的に出力する信号切
替手段と、上記固体撮像素子で撮像して得られた画像信
号を、上記信号切替手段を介して受け、立体表示を行う
為の所定の信号処理を施す画像処理手段と、上記画像処
理手段から出力された画像信号を受け、立体画像に変換
する立体画像変換手段と、を具備することを特徴とする
立体内視鏡システム。

【０１００】（３）上記立体画像変換手段は、入力され
た信号を蓄えることのできる記憶手段と、上記画像処理
手段より左右いずれか一方の映像信号が出力されるとき
に、上記記憶手段に蓄えた信号と画像処理手段より出力
される信号とを同時に出力する手段と、を更に有するこ
とを特徴とする上記（２）に記載の立体内視鏡システ
ム。

【０１０１】（４）上記画像処理手段は記憶手段を更に
有し、上記立体画像変換手段は当該記憶手段に蓄えた信
号の出力と画像処理手段より出力される信号とを同時に
出力する信号並行出力手段を更に有することを特徴とす
る上記（２）に記載の立体内視鏡システム。

【０１０２】（５）その内部にフリッカ点滅低減のため
入力信号を蓄える記憶手段を有し、当該記憶手段に通常
映像信号の走査周波数に同期して映像信号を書き込み、
その書き込んだ周波数の２倍の周波数にて読み出し、通
常の映像信号の２倍の走査周波数にて画像表示を行う立
体画像表示モニタを浚い有することを特徴とする上記
（１）に記載の立体内視鏡システム。

【０１０３】（６）所定の視差を有する一対以上の複数
の画像を、所定のタイミングに従って左右順次式に画像
情報を出力する撮像装置と、上記撮像装置に接続され、
立体画像を表示する立体画像表示装置と、を有すること
を特徴とする立体内視鏡システム。

【０１０４】（７）上記立体画像表示装置は、その内部
に上記撮像装置より任意のタイミングに従い左右順次式
に出力される画像情報を蓄える事のできる複数の記憶手
段を有することを特徴とする上記（６）に記載の立体内
視鏡システム。

【０１０５】（８）上記立体画像表示装置は、その内部
に複数の記憶手段を有し、当該記憶手段により、上記撮
像装置から左右順次式に出力される出力画像情報を、ス
ルーアウト的に外部へ供給すると共に、取捨選択的に複
数の記憶手段の内のいずれかに左右順次式に上記撮像装
置から出力される出力画像情報のいずれか一方（例えば
左眼用の画像情報）を蓄え、その他の上記複数の記憶手
段に、左右順次式に出力される出力画像情報のいずれか
一方（例えば右眼用の画像情報）を蓄え得ることを特徴
とする上記（６）に記載の立体内視鏡システム。

【０１０６】（９）上記立体画像表示装置は、上記記憶
手段に蓄えられる画像情報を元に、上記撮像装置より左
右順次式に入力される画像情報の内、左眼用の画像が入
力されている場合は、上記右眼用の画像が蓄えられてい
る記憶手段から同時に右眼用の画像を読み出し、一方、
撮像装置から右眼用の画像が入力されている場合は、上
記左眼用の画像が蓄えられている記憶手段から同時に左
眼用の画像を読み出し得ることを特徴とする上記（８）
に記載の立体内視鏡システム。

【０１０７】（１０）上記立体画像表示装置は、常に右
眼用の画像が観察者の右眼側に供給され、左眼用の画像
が観察者の左眼側に供給されるよう、上記撮像装置から
の入力信号と上記複数の記憶手段とからの画像情報の出
力経路を取捨選択する回路を更に有することを特徴とす
る上記（７）に記載の立体内視鏡システム。

【０１０８】（１１）上記撮像装置は上記立体画像表示
装置と一体に構成され、上記撮像装置は、その内部に上
記撮像装置より任意のタイミングに従い左右順次式に出
力される画像情報を蓄える事のできる複数の記憶手段を
有することを特徴とする上記（６）に記載の立体内視鏡
システム。

【０１０９】（１２）上記撮像装置は、複数の撮像素子
と、その内部に撮像素子からの電気信号を画像情報に変
換する回路を有す単一の装置との組合わせからなること
を特徴とする上記（６）に記載の立体内視鏡システム。

【０１１０】（１３）上記撮像装置は、単一の撮像素子
と、その単一の撮像素子の前面に設けられた左右切替シ
ャッタ手段と、その内部に撮像素子からの電気信号を画
像情報に変換する回路を有す単一の装置との組合せから
なることを特徴とする上記（６）に記載の立体内視鏡シ
ステム。

【０１１１】（１４）上記左右切替シャッタ手段は、任
意の手段で単一の撮像素子に入射する光路の開閉を、あ
る規定のタイミングで切り替えることを特徴とする上記
（１３）に記載の立体内視鏡システム。

【０１１２】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
システム運用が簡便且つ廉価であり、複数の撮像装置に
対応可能な、立体内視鏡システムを提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態に係る立体内視鏡システムの
構成を示す図である。

【図２】図１に示した立体内視鏡システムにおける撮像
部１及び画像処理機器２の構成を更に具現化して示した
図である。

【図３】立体画像用信号変換器３の詳細な構成を示した
図である。

【図４】（ａ）は第２の実施の形態に係る立体内視鏡シ
ステムの構成図、（ｂ）は使用する回転シャッタ１４の
詳細な構成を示す図である。

【図５】第２の実施の形態を更に具現化した第１の具体
例の構成を示す図である。

【図６】第２の実施の形態の第１の具体例の各種信号の
流れを示すタイミングチャートである。

【図７】第３の実施の形態に係る立体内視鏡システムの
構成を示す図である。

【図８】第４の実施の形態の第１の具体例の構成を示す
図である。

【図９】第４の実施の形態の第２の具体例の構成を示す
図である。

【図１０】第４の実施の形態の第３の具体例の構成を示
す図である。

【符号の説明】 １ 撮像部 ２ 画像処理機器 ３ 立体画像用信号変換器 ４ 立体画像表示部 ５ 撮像素子 ６ 信号切替部 ７ スイッチング回路 ３ａ液晶メガネ方式の処理回路 ８ フィールド判別用検出器 ９ 第１の信号切替器 １０ 画像メモリ １１ 画像メモリ １２ 出力切替部 １３ 出力切替部 １４ 回転シャッタ １５ 回転シャッタに設けられた空間Ａ １６ 回転シャッタに設けられた空間Ｂ １７ 回転シャッタ上に設けられた計数用スリット １８ 信号伝達切替部（ＳＷ２１、ＳＷ２２、ＳＷ２３
の組） １９ 画像メモリ ２１ 第１の信号切替部 ２２ 第２の信号切替部 ２３ 第３の信号切替部 ２５ 画像メモリ ２６ 画像メモリ ２７ カメラコントロールユニットＲ ２８ カメラコントロールユニットＬ ２９ テレビカメラＬ ３０ テレビカメラＲ ３１ 同期ケーブル ３２ 信号切替器 ３３ フィールド検出回路 ３４ アナログスイッチ ３５ 切替スイッチ ３６ ドライバ回路 ３７ 画像処理機器 ３８ 撮像部 ３９ ３Ｄ／２Ｄ切替回路 ４０ 外付けドライバ部 ５０ ノン・フリッカ・モニタ ３０１ 立体画像用信号変換器３の入力バッファ ４０１ 観察対象を撮像部に結像させるための延長光学
部 ４０２ 撮像素子 ４０３ 画像処理機器２内に具備される画像処理部 ４０４ 回転シャッタ１４を駆動させるためのドライバ
部とモータ ４０６ 回転シャッタ１４を駆動させるためのドライバ
部とモータ ４０７ 計数用スリット１７を計測する計数用素子 ４０５ タイミングコントローラ ４０８ インバータ ８０１ 画像処理回路 ８０２ タイミングジェネレータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｎ 13/02 Ｈ０４Ｎ 13/02 Ｆターム(参考） 2H040 BA15 GA02 GA05 GA11 4C061 AA00 BB02 BB06 CC06 DD00 LL01 LL08 NN01 NN05 PP12 RR06 RR18 RR26 SS30 WW04 WW20 XX01 XX02 5C022 AA09 AC01 AC42 AC51 AC53 AC54 AC69 5C054 AA01 AA05 CA04 CC05 EA01 EA05 EH05 FD02 FE11 GA04 GB01 HA12 5C061 AA07 AA13 AB04 AB06 AB08 AB17 AB18

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の視差を有する一対の左右像を、左
   像及び右像としてそれぞれ撮像する固体撮像素子と、 上記固体撮像素子から出力される画像信号を、左像及び
   右像とに交互に切り替えて選択的に出力する信号切替手
   段と、 上記固体撮像素子で撮像して得られた画像信号を、上記
   信号切替手段を介して受け、立体表示を行う為の所定の
   信号処理を施す画像処理手段と、を具備することを特徴
   とする立体内視鏡システム。
2. 【請求項２】 所定の視差を有する一対の左右像を、左
   像及び右像としてそれぞれ撮像する固体撮像素子と、 上記固体撮像素子から出力される画像信号を、左像及び
   右像とに交互に切り替えて選択的に出力する信号切替手
   段と、 上記固体撮像素子で撮像して得られた画像信号を、上記
   信号切替手段を介して受け、立体表示を行う為の所定の
   信号処理を施す画像処理手段と、 上記画像処理手段から出力された画像信号を受け、立体
   画像に変換する立体画像変換手段と、を具備することを
   特徴とする立体内視鏡システム。
3. 【請求項３】 所定の視差を有する一対以上の複数の画
   像を、所定のタイミングに従って左右順次式に出力する
   撮像装置と、 上記撮像装置に接続され、立体画像を表示する立体画像
   表示装置と、を有することを特徴とする立体内視鏡シス
   テム。