JPH07313451A - 立体内視鏡撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 複数の撮像手段から得た複数の信号に対し
て、信号間のバラツキが少なく且つ比較的調整の手間を
少なくすることができ、且つ安価にする。 【構成】 ドライバ８により駆動信号を同時に供給され
駆動された二つのＣＣＤ２ａ，２ｂが出力する各信号
が、切換えスイッチ１０により順次切り換えられて合成
されて一系統の信号として出力された後に、プロセス回
路１１により処理が施されてモニタ５に表示される。モ
ニタ５は、被写体をそれぞれ視差のある左右像を交互に
表示する。ＣＣＵ４ではプロセス回路等を一系統設けれ
ばよいので、二系統設けて別々に信号処理するものよ
り、信号処理における信号間のバラツキが少なくて済み
且つ比較的手間無く調整することができ且つ安価であ
る。

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（物体）内を立
体視観察できる立体視硬性内視鏡の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、外科手術の手技の発達に伴ない従
来の開腹手術に換えて硬性内視鏡を使って腹部に小さな
穴をあけて腹腔内を観察したり、手術を行う内視鏡下の
外科手術が普及してきている。

【０００３】これまでは、硬性内視鏡とＴＶカメラを組
み合わせた装置で観察を行っていたが、奥行き情報がな
いため手術に時間がかかっていた。しかし、近年より、
奥行き情報を併せ持った立体視硬性内視鏡が開発されて
いる。

【０００４】この立体視内視鏡としては、電荷結合素子
（ＣＣＤ）等の固体撮像素子を撮像手段に用いた電子内
視鏡によるものがある。立体視が可能な電子内視鏡とし
ては、従来、固体撮像素子を振動させて二つの位置にて
被写体を撮像する方式と、二つ以上の固体撮像素子を設
け、それぞれの固体撮像素子で被写体を撮像する方式と
が提案されている。

【０００５】しかしながら、前者は、固体撮像素子を振
動させるための機構が繁雑となり、電子内視鏡が大型化
してしまう等の不具合がある。複数の固体撮像素子を配
置した立体視内視鏡の方が、小型化に適している。

【０００６】一方、コンピュータの普及により、画像処
理技術が進歩し、早期癌の発見等においては、表面の微
細な凹凸を識別することが重要となっている。被写体を
立体的に観察し、前記電子技術と画像処理技術とを組合
せることにより、電子内視鏡による被写体の立体視にお
いて診断の有効性を高まっている。

【０００７】前記立体視内視鏡と画像処理等の機能を有
したＣＣＵ（カメラコントロールユニット）とが組み合
わされた立体内視鏡撮像装置においては、従来より、二
つの撮像素子とそれに対応した２台のＣＣＵを用いてい
る。

【０００８】図１６は二つのＣＣＤからの信号を二系統
の信号処理系で処理する従来装置の構成に係るブロック
図である。

【０００９】図１６に示す立体内視鏡撮像装置９０は、
左右の像を結像するため先端に対物レンズ９２ａ，９２
ｂを配置した内視鏡９１と、この内視鏡９１が結像した
左右像を撮像するＣＣＤ９４ａ，９４ｂを有するカメラ
ヘッド９３と、このＣＣＤ９４ａ，９４ｂの出力を伝送
する二つのケーブル９５ａ，９５ｂと、この二つのケー
ブル９５ａ，９５ｂにより伝達された信号を処理する二
つのＣＣＵ９６ａ，９６ｂとを有している。二つのＣＣ
Ｕ９６ａ，９６ｂ内の各信号処理回路９７ａ，９７ｂが
出力する二つの信号は、スキャンコンバータ９８により
立体視観察可能なように合成され、モニタ９９に表示さ
れる。尚、立体視表示方式としては、一つのモニタに左
右画像を表示する時分割方式、二つのモニタに左右画像
を表示する立体鏡方式とがある。

【００１０】このような信号処理系を二つ有する立体内
視鏡撮像装置としては、図１５に示すように、挿入部１
００先端にＣＣＤ９４ａ，９４ｂを配置した内視鏡１０
１を備えているものがある。この内視鏡１０１は、配光
レンズ１０２及びライトガイド１０３を介して、光源装
置１０４のランプ１０５の発した照明光を先端から出射
するようになっている。光源装置１０４は適切な照明光
量を維持するため、自動調光回路を有している。自動調
光の構成例として、ＣＣＵ１０６に設けた検波器１０
７，１０８により、ＣＣＤ９４ａ，９４ｂの出力を検波
して、加算器１０９により加算し、光源装置１０４のラ
ンプ光量制御回路１１０に調光信号を供給している。そ
して、ランプ光量制御回路１１０は、調光信号を基にラ
ンプ１０５の発光光量を適切に制御している。例えば絞
り（アイリス）の開口量を制御する等の方法による。

【００１１】しかし、この構成では、二つのＣＣＤ出力
をそれぞれ検波し加算して得た調光信号により、ランプ
光量を制御している。このため、ＣＣＤ出力のバラツキ
や、両検波回路間でのバラツキが生じるため、調整に時
間がかかってしまう。

【００１２】また、アイリス、絞り制御の為の検波回路
が二系統必要であること以外に、ＡＧＣ（オートゲイン
コントロール）等も二系統必要であり、ＡＧＣ等の制御
を各ＣＣＵについて行う必要があった。図１４は、この
具体例を示している。前記ＣＣＤ９４ａ，９４ｂの各出
力は、検波回路１１１，１１２とＧＣＡ（ゲインコント
ロールアンプ）１１３，１１４とに各入力されている。
ＣＣＤの各出力は、ＧＣＡ１１３，１１４にて各出力が
検波された後、加算器１１５により加算され、ＧＣＡ１
１３，１１４のゲイン制御端子に供給される。ＧＣＡ１
１３，１１４は、加算器１１５の出力に応じてＣＣＤの
各出力を調整し、後段の二つのプロセス回路へそれぞれ
出力される。

【００１３】以上のような構成では、ＣＣＤ出力のゲイ
ン制御についても各二系統必要なため、輝度や色調のゲ
インのバラツキが生じてしまい、その調整に時間を要す
ることになる。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】従来、立体内視鏡撮像
装置は複数例えば二つの撮像素子とそれに対応した２台
のＣＣＵを用いていた。前記述したように、２台のＣＣ
Ｕにおけるゲインのバラツキが生じて大変煩わしくその
調整にも時間を要し、システム全体の価格も高価なもの
となってしまう。

【００１５】本発明は、複数の撮像手段から得た複数の
信号に対して、信号間のバラツキが少なく且つ調整の手
間を比較的少なくすることができると共に、安価な立体
内視鏡撮像装置を提供することを目的としている。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は、被写体をそれ
ぞれ視差のある像として撮像する複数の撮像手段と、前
記複数の撮像手段に対して、駆動信号を選択的に時分割
で供給してまたは共通して同時に供給して前記複数の撮
像手段を駆動する駆動手段と、前記複数の撮像手段から
の各出力信号を合成して一系統の信号として出力する合
成手段と、前記合成手段の出力を処理する映像信号処理
手段と、前記映像信号処理手段が処理した信号を表示す
る表示手段と、を備えている。

【００１７】

【作用】本発明の構成では、駆動手段により駆動信号を
選択的に時分割で供給されまたは共通して同時に供給さ
れて駆動された複数の撮像手段が出力する各信号が、合
成手段により合成されて一系統の信号として出力された
後に、映像信号処理手段により処理が施されて表示手段
に表示される。表示手段は、被写体をそれぞれ視差のあ
る複数の像を表示する。映像信号処理手段は一系統設け
ればよいので、二系統設けて別々に信号処理するものよ
り、信号処理における信号間のバラツキが少なくて済み
且つ比較的手間無く調整することができ、且つ安価であ
る。

【００１８】

【実施例】図を参照して本発明の実施例について、以下
に説明する。図１ないし図４は本発明の第１実施例に係
り、図１（ａ）は立体視内視鏡撮像装置のブロック図、
図１（ｂ）は立体視硬性内視鏡の概略構成図、図２は図
１に示す装置の動作を示すタイミングチャート図、図３
は二つのＣＣＤに一系統の駆動信号を供給する構成のブ
ロック図、図４は内視鏡挿入部の先端に二つのＣＣＤを
配置した構成図である。

【００１９】図１（ａ）に示す立体視硬性内視鏡撮像装
置１は、複数、例えば二つの撮像手段を有する立体視内
視鏡からの信号を順次、切り換えて１台のＣＣＵにて信
号処理する構成になっている。また、二つの撮像手段
は、視差のある左右画像を撮像するものであって、前記
ＣＣＵからの一系統の駆動信号が共通して印加され駆動
される構成になっている。立体視内視鏡としては、硬性
内視鏡を例に以下説明をする。立体視表示方式として
は、時分割方式であって、メガネ側をシャッタとするい
わゆる液晶シャッタメガネ方式を例に説明する。

【００２０】前記立体視内視鏡撮像装置１は、撮像手段
としての固体撮像素子例えばＣＣＤ２ａ，２ｂを有する
立体視硬性内視鏡３と、このＣＣＤ２ａ，２ｂの各出力
をフィールド（又はフレーム）毎に順次に切り換えて一
系統にした後、信号処理をするＣＣＵ（カメラコントロ
ールユニット）４と、このＣＣＵ４が処理した信号を基
に左右画像を時分割で表示するモニタ５と、このモニタ
５に時分割で表示される左右画像に同期してオン／オフ
する液晶シャッタメガネ６と、この液晶シャッタメガネ
６のオン／オフを制御する液晶シャッタドライバ７とを
有している。

【００２１】立体視硬性内視鏡３は、図１（ｂ）に示す
ように、硬性鏡本体３ａと、この硬性鏡本体３ａの接眼
部に接続可能なカメラヘッド３ｂとから構成されてい
る。前記ＣＣＤ２ａ，２ｂは、カメラヘッド３ｂ側に配
置されている。尚、立体視硬性内視鏡３としては、後述
のように内視鏡先端にＣＣＤを配置した構成のものでも
良い。

【００２２】前記ＣＣＵ４は、前記ＣＣＤ２ａ，２ｂを
駆動するための水平同期信号ＶφS，垂直同期信号ＶφP
等を出力するドライバ７と、ＣＣＤ２ａ，２ｂの各出
力をそれぞれ増幅するアンプ９ａ，９ｂと、アンプ９
ａ，９ｂの各出力を選択し一系統にして出力する切換え
スイッチ１０と、切換えスイッチ１０の出力を受けて所
定の処理例えばγ補正やエンハンス等の処理を施すプロ
セス回路１１と、このプロセス回路１１の出力を受けて
フィールド（又はフレーム）周期を２倍にして出力する
メモリ等からなる倍スキャン回路１２とを有している。
この倍スキャン回路１２の出力が、モニタ５にて左画像
及び右画像として交互に表示されるようになっている。
倍スキャン回路１２は、切換えスイッチ１０における切
換え（フィールド）周期が１／６０秒であれば、１／１
２０秒の周期で左右画像を切り換えるようになってい
る。

【００２３】また、前記ＣＣＵ４は、前記ドライバ８、
切換えスイッチ１０、プロセス回路１１及び液晶シャッ
タドライバ７に、必要な同期信号やフィールド（又はフ
レーム）切換え信号を出力する同期信号発生器１３を有
している。液晶シャッタドライバ７は、同期信号発生器
１３からの同期信号を基に、前記モニタ５で表示される
左右画像の切換えに同期して、液晶シャッタメガネ６の
左右偏光板の開閉を切り換えている。尚、液晶シャッタ
ドライバ７と液晶シャッタメガネ６との間は、赤外光の
送受信により結ばれている。有線で接続するより、メガ
ネ６をかける観察者の行動を束縛しないという利点があ
る。

【００２４】次に、二つのＣＣＤに一系統の駆動信号が
供給される構成の具体例について、図３及び図４を参照
して説明する。この例では、立体視硬性内視鏡として
は、電子式の立体視硬性内視鏡いわゆるビデオラパを例
に以下、説明する。このビデオラパでは、内視鏡先端部
に複数のＣＣＤが設けられている。

【００２５】図４に示す立体視硬性内視鏡３′は、挿入
部３２の先端部３２ａに前記ＣＣＤ２ａ，２ｂを配置し
ている。この内視鏡３′は、挿入部３２の手元側に連結
された操作部の側部から延出されたユニバーサルコード
の端部に設けられたコネクタ３３を介して、前記ＣＣＵ
４に接続されるようになっている。

【００２６】図３に示すように、内視鏡先端部３２ａに
は、立体視が可能なように視差をもって一対の結像光学
系３４ａ，３４ｂが、互いの光軸が平行にまたは内側に
傾斜されて配設されている。この結像光学系３４ａ，３
４ｂの結像位置には、ＣＣＤ２ａ，２ｂが各々配置され
ている。このＣＣＤ２ａ，２ｂの前面には、図示はしな
いが、例えば赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の３原色を
それぞれ透過する色フィルタをモザイク状等に配列した
フィルタアレイが固着されている。

【００２７】前記先端部３２ａ内のＣＣＤ２ａ，２ｂ
は、リード線群３４を介してコネクタ３３の信号コネク
タ３５に接続されている。また、前記先端部３２ａに
は、配光レンズ系３６が配設され、この配光レンズ系３
６の後方に、可撓性のファイババンドルで形成されたラ
イトガイド８２が連設されている。このライトガイド８
２は、前記挿入部２２及びユニバーサルコード２４内に
挿通され、前記コネクタ２５の光源用コネクタ３８に接
続されている。

【００２８】また、前記先端部３２ａ内には、配光レン
ズ系３６が配設され、この配光レンズ系３６の後方に、
可撓性のファイババンドルで形成されたライトガイド３
７の出射端が配置されている。このライトガイド３７
は、前記挿入部３２及をユニバーサルコードを経て、コ
ネクタ３３の光源用コネクタ３８に接続されている。

【００２９】一方、前記ＣＣＵ４内には、信号処理部４
ａと、光源部４ｂとが設けられている。信号処理部４ａ
は、図１（ａ）に示す構成が内蔵されており、信号用コ
ネクタ受け３９と、立体視硬性内視鏡３′の信号用コネ
クタ３５とを介してＣＣＤ２ａ，２ｂと接続されるよう
になっている。

【００３０】前記光源部４ｂのランプ４０が発した照明
光は、ライトガイド３７及び配光レンズ３６を介して、
被検体に照射されるようになっている。

【００３１】前記ＣＣＤ２ａ，２ｂは、同種のものが用
いられ、図３に示すように、それぞれ、６個の端子、す
なわち、電源電圧（Ｅ）印加端子４３，５３、水平転送
クロックパルス（ＶφS ）印加端子４４，５４、垂直転
送クロックパルス（ＶφP ）印加端子４５，５５、ブル
ーミング抑圧パルス（ＶAB）印加端子４６，５６、接地
（ＧＮＤ）端子４７，５７、信号（Ｖout1，Ｖout2）端
子４８，５８を備えている。

【００３２】本実施例では、前記信号出力端子４８，５
８を除く、ＣＣＤ２ａ，２ｂの同じ機能を有する端子同
士４３，５３；４４，５４；４５，５５；４６，５６；
４７，５７は、それぞれ結線用ケーブル６１，６２，６
３，６４，６５によって、カメラヘッド３ｂ（または内
視鏡本体３ａの先端部）内で結線されている。

【００３３】これら各結線用ケーブル６１，６２，６
３，６４，６５には、それぞれ１本のリード線（また
は、１本の同軸ケーブル等の導線）７１，７２，７３，
７４，７５が接続され、前記信号出力端子４８，５８に
は、それぞれ１本のリード線（または、１本の同軸ケー
ブル等の導線）７６，７７が接続されている。前記リー
ド線７１，７２，７３，７４，７５，７６，７７は、例
えば図４に示すように、一つに束ねられリード線群３４
によって構成され、このリード線群３４は、前述したよ
うに、挿入部３２及びユニバーサルコード内に挿通され
て、前記コネクタ２３３及び信号用コネクタ受け３９を
介して、前記信号処理部４ａに接続されている。

【００３４】前記構成で、ＣＣＤ２ａ，２ｂにはドライ
バ８により共通の駆動信号が供給され、ＣＣＤ２ａ，２
ｂからは、それぞれ信号Ｖout1と信号Ｖout2が出力され
る。この様子を図２に示している。すなわち、左用の信
号Ｖout1は、フィールド単位でＬ1a，Ｌ1b，Ｌ2a，Ｌ2
b，…を出力する一方、同じタイミングで右用の信号Ｖo
ut2は、Ｒ1a，Ｒ1b，Ｒ2a，Ｒ2b，…を出力する。

【００３５】これら信号Ｖout1と信号Ｖout2は、アンプ
９ａ，９ｂにて各増幅された後、切換えスイッチ１０に
て、例えばフィールド毎に選択的に切り換えられ、一系
統の信号となって出力される。つまり、図２に示すよう
に、切換えスイッチ１０の切換え出力は、Ｌ1a，Ｒ1b，
Ｌ2a，Ｒ2b，…となって、プロセス回路１１に出力され
る。

【００３６】プロセス回路１１の出力は、倍スキャン回
路１２により切り替わり周期が二倍にされ、モニタ５に
左画像及び右画像として交互に表示される。切り替わり
の周期が二倍となっているので、表示される画像のちら
つきが防止できる。

【００３７】このモニタ５の左右表示画像の切り替わり
に同期して、液晶シャッタメガネ６の左右偏光板が開閉
されるので、観察者の左目には左画像、右目には右画像
のみが観察される。このため、観察者は、視差のある左
右画像を立体感のある像として観察することができる。

【００３８】本実施例では、二つの撮像素子を一系統の
駆動信号により駆動すると共に、二つの撮像素子からの
撮像信号をフィールド（又はフレーム）毎に順次に切り
換えて、一系統に合成して後段に渡すので、１台のＣＣ
Ｕにて信号処理をすることができる。従って、本実施例
では、左右信号のゲインや色調整等は同一の回路にて調
整でき、また処理されているので、左右のバラツキが無
い画像が得られ、さらにＣＣＵの信号処理の構成を一系
統省略することにより安価にできる。

【００３９】尚、本実施例では、例えば倍速読み出し等
の切り換え周期は、標準的なフィールド周期に限らず任
意の周期にすることができる。

【００４０】また、本実施例では、液晶シャッタメガネ
方式を例に説明したが、モニタの画面に液晶パネルを設
け、左右像に応じて偏光を変え、これを偏光メガネで観
察する偏光メガネ方式においても適用できる。

【００４１】さらに、本実施例では、図示例ように二つ
のＣＣＤに限らず、三つ以上のＣＣＤを設けたものにも
適用できる。

【００４２】図５は本発明の第２実施例に係る立体視内
視鏡撮像装置の要部を示すブロック図である。

【００４３】本実施例では、第１実施例と異なり、複数
のＣＣＤの各出力がＣＤＳ（二重サンプリング）回路を
経た後に、切換えスイッチにより選択的に合成される構
成となっている。その他、第１実施例と同様の構成及び
作用については、同じ符号を付して説明を省略すると共
に、異なる点についてのみ説明する。

【００４４】本実施例の装置では、図５に示すように、
二つのＣＣＤ２ａ，２ｂからの出力が、アンプ９ａ，９
ｂを介してＣＤＳ回路１５ａ，１５ｂに入力された後、
前記切換えスイッチ１０により選択的に一系統に合成さ
れ、前記プロセス回路１１に入力するようになってい
る。それ以降の構成は、第１実施例と同様であり図を省
略する。

【００４５】ＣＤＳ回路１５ａ，１５ｂは、ＣＣＤ出力
信号に含まれる１／ｆ及びリセットノイズを除去するた
めに二重サンプリングを行い、キャリア信号からベース
バンドの信号を与えると共に、その際ノイズ成分を除去
してＳ／Ｎ比を改善した信号にする。

【００４６】本実施例では、二重サンプリング処理の後
に、ＣＣＤの各信号を切り換えるので、帯域幅のあまり
広くないスイッチを使用することができ、より安価にで
きる。その他の構成及び作用効果は、第１実施例と同様
で説明を省略する。

【００４７】図６及び図７は本発明の第３実施例に係
り、図６は立体視内視鏡撮像装置の全体的なブロック
図、図７は図６に示す装置の動作を示すタイミングチャ
−ト図である。

【００４８】本実施例では、複数の撮像手段への駆動信
号をフィールド（又はフレーム）毎に切り換えてそれぞ
れ供給すると共に、複数の撮像手段の各信号を初段で合
成する構成となっている。すなわち、ＣＣＵからは同一
の駆動信号のみが撮像手段側に出力される。

【００４９】図６に示す立体視内視鏡撮像装置では、図
１（ａ）のＣＣＵ４に代えてＣＣＵ２０が設けられてい
る。このＣＣＵ２０は、二つのドライバ２１ａ，２１ｂ
と切換えスイッチ２２とを有し、このスイッチ２２は、
前記同期信号発生器１３が出力する駆動信号をフィール
ド（又はフレーム）切換え信号により切り換えられるよ
うになっている。そして、ドライバ２０ａ，２０ｂは、
選択的に切り換えられる駆動信号を受け取り、各接続さ
れたＣＣＤ２ａ，２ｂを交互に駆動するようになってい
る。

【００５０】一方、ＣＣＤ２ａ，２ｂの各出力は、アン
プ９ａ，９ｂを介して、ＣＣＵ２０の加算器２３に入力
されるようになっている。加算器２３では、ＣＣＤ２
ａ，２ｂの各出力を加算して、一つの系統の信号として
前記プロセス回路１１に供給するようになっている。

【００５１】その他、第１実施例と同様の構成及び作用
については、同じ符号を付して説明を省略する。

【００５２】前記構成では、ＣＣＤ２ａ，２ｂはドライ
バ２１ａ，２１ｂにより交互に駆動される。そして、Ｃ
ＣＤ２ａ，２ｂは、図７に示すように、信号Ｖout1とＬ
1a，…，Ｌ2a，…のタイミングで、信号Ｖout2は、…，
Ｒ1b，…，Ｒ2bのタイミングで交互に出力する。これら
信号Ｖout1，Ｖout2は、アンプ９ａ，９ｂを介して加算
器２３により加算されて、Ｌ1a，Ｒ1b，Ｌ2a，Ｒ2b，…
となり、プロセス回路１１及び倍スキャン回路１２を経
て、モニタ５にて左右画像として交互に表示される。

【００５３】本実施例では、両ＣＣＤ信号がフィールド
毎に交互に出力されるため、それを加算もしくは切り換
えることで一系統の信号にすることができる。尚、加算
回路は、交流的な加算が可能なので、両ＣＣＤ出力の直
流成分のばらつきには影響されない。また、加算回路
は、切換えスイッチとしても良い。その他の構成及び作
用効果は、第１実施例と同様で、説明を省略する。

【００５４】図８は、本発明の第４実施例に係る立体視
内視鏡撮像装置のブロック図である。

【００５５】本実施例は、複数の撮像手段を有するカメ
ラヘッド側に、撮像手段の出力信号を一系統にする手段
を設けている。その他、第１実施例と同様の構成及び作
用については、同じ符号を付して説明を省略すると共
に、異なる点についてのみ説明する。

【００５６】図８に示す立体視内視鏡撮像装置は、第１
実施例のカメラヘッド３ｂ及びＣＣＵ４に代えて、カメ
ラヘッド２４及びＣＣＵ２５を有している。前記カメラ
ヘッド２４は、前記ＣＣＤ２ａ，２ｂに加えて、このＣ
ＣＤ２ａ，２ｂの各出力を切り換えるフィールド（また
はフレーム）毎に切換える切換えスイッチ１０を有して
いる。また、カメラヘッド２４は、前記ＣＣＵ２５に設
けられた前記ドライバ８の駆動信号をＣＣＤ２ａ，２ｂ
に共通して印加すると共に、この駆動信号のうち垂直同
期信号φp を受けて、例えばフィールド切換え信号を生
成するカウンタ２７を有し、前記切換えスイッチ１０
は、このカウンタ２７の信号により、切り替わるように
なっている。前記切換えスイッチ１０の出力は、ＣＣＵ
２５のアンプ２８を介して前記プロセス回路１１に供給
されるようになっている。

【００５７】尚、ドライバ８が出力する駆動信号には、
垂直同期信号φP 以外に、水平同期信号φs と、アンチ
ブルーミング信号φAB等がＣＣＤ２ａ，２ｂに供給され
ている。

【００５８】前記構成で、ＣＣＤの出力である信号Ｖou
t1，Ｖout2が第１実施例と同様に選択的に合成され、且
つ後段で処理されモニタ５に供給される。

【００５９】本実施例では、前記カメラヘッド２４とＣ
ＣＵ２５とを接続するケーブルが、第１，第２実施例の
ものより少なくできる。その他の構成及び作用効果は、
第１実施例と同様で、説明を省略する。

【００６０】図９は、本発明の第５実施例に係る立体視
内視鏡撮像装置のブロック図である。

【００６１】本実施例は、ＣＣＵ側から一系統の駆動信
号を複数の撮像手段を有するカメラヘッドに供給し、こ
の駆動信号を選択的に切り換えて複数の撮像手段に与え
る構成となっている。その他、第１，第２実施例と同様
の構成及び作用については、同じ符号を付して説明を省
略すると共に、異なる点についてのみ説明する。

【００６２】図９に示す立体視内視鏡撮像装置は、第１
実施例のカメラヘッド３ｂ及びＣＣＵ４に代えて、カメ
ラヘッド２８及びＣＣＵ２９を有している。前記カメラ
ヘッド２８は、前記ＣＣＤ２ａ，２ｂに加えて、前記Ｃ
ＣＵ２９のドライバ８からの駆動信号を選択的にフィー
ルド（またはフレーム）毎に切換える切換えスイッチ２
２と、前記駆動信号のうち垂直同期信号φp を受けて、
例えばフィールド切換え信号を生成するカウンタ２７と
を有している。前記切換えスイッチ２２は、このカウン
タ２７の信号により、切り替わるようになっている。

【００６３】また、カメラヘッド２８は、前記ＣＣＤ２
ａ，２ｂの各出力を加算する加算器３０と、この加算器
３０の出力を受けて前記ＣＣＵ２９のプロセス回路１１
に出力するバッファ３１を有している。プロセス回路１
１以降の処理は、第１実施例と同様である。

【００６４】本実施例では、前記カメラヘッド２８とＣ
ＣＵ２９とを接続するケーブルが、第１，第２実施例の
ものより少なくできる。その他の構成及び作用効果は、
第１実施例と同様で、説明を省略する。

【００６５】図１０及び図１１は第６実施例に係り、図
１０は立体視内視鏡撮像装置の構成図、図１１は自動調
光の構成例を示すブロック図である。本実施例の装置で
は、二つの撮像手段の出力信号を切り換え等により合成
して一系統にした後、この出力を検波して調光制御をす
る構成になっている。

【００６６】図１０に示す立体視内視鏡撮像装置２００
は、立体視硬性内視鏡２０１と、この内視鏡２０１の接
眼部に着脱自在に接続されるカメラヘッド２０２と、ケ
ーブル２０３を介してカメラヘッド２０２と接続される
ＣＣＵ２０４と、ＣＣＵ２０４の出力を表示するモニタ
２０５と、前記内視鏡２０１の先端から出射いる照明光
を発する光源装置２０６とを有している。前記内視鏡２
０１の挿入部先端に配置された対物レンズ２０７，２０
８が結像した左右像は、図示しない各リレー光学系を介
して、カメラヘッド２０２の結像レンズ２０９，２１０
を介して、ＣＣＤ２１１，２１２に結像されるようにな
っている。

【００６７】ＣＣＤ２１１，２１２が左右像を光電変換
した各電気信号は、ＣＣＵ２０４に送られ、信号処理回
路２１３により、前記各実施例のいずれかの構成により
一系統の信号に合成された後、モニタ２０５に表示され
るようになっている。一方、信号処理回路２１３により
一系統に合成された信号は、ＣＣＵ２０４の自動調光回
路２１４にて調光信号に変換され、光源装置２０６の光
量調整回路２１５に供給される。光量調整回路２１５で
は、前記調光信号を基に、光源であるランプ２１６の発
する照明光量を適正に制御する。ランプ２１６が発する
光量は、集光レンズ２１７及びライトガイド２１８を介
して、内視鏡２０１の先端から出射されるようになって
いる。

【００６８】次に、自動調光の構成に関する具体例につ
いて、図１１を参照して説明する。尚、図１１では、前
記信号処理回路２１３は概略的に示している。

【００６９】図１１に示すＣＣＤ２１１，２１２の各出
力は、第１実施例と同様に、前記切換えスイッチ１０を
介して、順次切り換えられて一系統に合成された後、前
記プロセス回路に入力すると共に、自動調光回路として
の検波回路２２０により、検波された後、光量調整回路
としてのランプ光量制御回路２２１に入力される。ラン
プ光量制御回路２２１では、検波回路２２０の出力であ
る調光信号により、ランプ２１６の光量を直接制御す
る。尚、光量制御としては、ランプ２１６と集光レンズ
２１７の間に配置した図示しない絞りの開口量を制御す
る構成としてもよい。

【００７０】本実施例の装置では、一系統に合成された
ＣＣＤ出力から調光信号を得て、この信号を基に、絞り
の制御を行うための検波回路が一系統のみ設ければよ
く、二系統設けたものよりもバラツキを少なくすること
ができ且つ安価である。すなわち、バラツキの少ない検
波方式を実現できる。例えば、一方のＣＣＤ出力が明る
すぎるというようなことが無い。

【００７１】図１２は、第７実施例に係る自動明るさ調
整の構成例を示すブロック図である。

【００７２】図１２に示す構成では、撮像手段と結像光
学系との間に設けた絞りにより、撮像手段に入射する光
量を自動制御する構成となっている。

【００７３】図１２に示す装置では、第６実施例の図１
１と異なり、前記結像レンズ２０９，２１０と前記ＣＣ
Ｄ２１１，２１２の間に、絞り２２４，２２５を介装
し、且つＣＣＵ２０４に設けた絞り制御回路２２６によ
り、絞り２２４，２２５を制御する構成となっている。
前記検波回路２２０の出力は、前記絞り制御回路２２６
に供給されるようになっている。その他、第６実施例と
同様の構成及び作用については、同じ符号を付して説明
を省略する。

【００７４】本実施例では、一系統に合成されたＣＣＤ
出力から調光信号を得て、この信号を基に、絞りの制御
を行うための検波回路が一系統のみ設ければよく、二系
統設けたものよりもバラツキを少なくすることができ
る。また、時系列的に順次切り替わるＣＣＤ出力から得
た調光信号を基に、このＣＣＤ出力と対応するＣＣＤに
入射する受光量を制御して左右像をえることができ、左
右のバラツキを少なくでき、且つ安価となる。例えば、
一方のＣＣＤ出力が明るすぎるというようなことが無
い。

【００７５】図１３は、第８実施例に係るＡＧＣ（オー
トゲインコントロール）の構成例を示すブロック図であ
る。尚、図１３は、要部のみを示し他の構成は省略して
ある。

【００７６】図１３に示す立体内視鏡撮像装置は、前記
ＣＣＤ９４ａ，９４ｂの出力を第１実施例と同様に順次
切り換える前記切換えスイッチ１０を介して、ＧＣＡ
（ゲインコントロールアンプ）２３１及び検波回路２３
２に供給されている。ＧＣＡ２３１は、その出力端子が
前記プロセス回路に接続されていると共に、ゲイン制御
端子には、前記検波回路２３２の出力が接続されてい
る。

【００７７】また、前記装置は、ＣＣＤ９４ｂと切換え
スイッチ１０の入力端子との間に、ＣＣＤ感度のバラツ
キを補正するためのアンプ２３３を介装・接続してい
る。

【００７８】本実施例では、一系統に合成されたＣＣＤ
出力を検波信号した後、この検波信号を基に、ＧＣＡ２
３１のゲイン調整を行っており、ＧＣＡを二系統設けた
ものよりもバラツキを少なくすることができる且つ安価
である。従って、ＣＣＤ出力の信号処理において、ゲイ
ンや色調のバラツキを防止することができる。

【００７９】また、本実施例では、両ＣＣＤ相互の感度
のバラツキは、切換え前にアンプにより補正して、感度
を均一にすることができる。

【００８０】［付記１］ 請求項１記載の立体視内視鏡
撮像装置であって、前記撮像手段は、右眼用と左眼用の
被写体を視差をもってそれぞれ撮像する二つの撮像手段
からなる。

【００８１】［付記２］ 請求項１記載の立体視内視鏡
撮像装置であって、前記駆動手段は、一系統の駆動信号
を選択的に時分割で前記複数の撮像手段に供給して駆動
し、前記合成手段は、前記複数の撮像手段がそれぞれ時
分割で順次出力する信号を合成して一系統の信号として
出力する。

【００８２】［付記３］ 付記２記載の立体視内視鏡撮
像装置であって、前記合成手段は、前記複数の撮像手段
が時分割で順次出力する各信号を順次切り換えて合成し
て一系統の信号として出力する切換え手段である。

【００８３】［付記４］ 付記２記載の立体視内視鏡撮
像装置であって、前記合成手段は、前記複数の撮像手段
が時分割で出力する各信号を加算して一系統の信号とし
て出力する加算手段である。

【００８４】［付記５］ 請求項１記載の立体視内視鏡
撮像装置であって、前記駆動手段は、前記複数の撮像手
段に一系統の駆動信号を共通して同時に供給して駆動
し、前記合成手段は、前記複数の撮像手段が出力する各
信号を順次切り換えて一系統の信号として出力する切換
え手段であるもの。

【００８５】［付記６］ 付記３または付記５記載の立
体内視鏡撮像装置であって、前記切換え手段は、信号を
フィールドまたはフレーム毎に切換える。

【００８６】［付記７］ 付記２記載の立体内視鏡撮像
装置であって、前記駆動手段は、同期信号及び切換え信
号を発生する同期信号発生手段と、前記同期信号発生手
段からの同期信号を基に、駆動信号を生成する駆動信号
生成手段と、前記駆動信号生成手段が出力する駆動信号
を順次切換えて前記複数の撮像手段へ出力する切換え手
段と、を有している。

【００８７】［付記８］ 付記２記載の立体内視鏡撮像
装置であって、前記駆動手段は、同期信号及び切換え信
号を発生する同期信号発生手段と、前記同期信号発生手
段が出力する切換え信号に応じて、前記同期信号を順次
切換えて出力する切換え手段と、前記切換え手段から順
次切り換えられて供給される同期信号を基に、それぞれ
駆動信号を生成して前記複数の撮像手段へ各出力する前
記複数の駆動信号生成手段と、を有している。

【００８８】［付記９］ 請求項１記載の立体内視鏡撮
像装置であって、前記撮像手段は、内視鏡の先端、また
は内視鏡の接眼部に設けられるカメラヘッドに設けられ
ているもの。

【００８９】［付記１０］ 請求項１記載の立体内視鏡
撮像装置であって、前記撮像手段は、内視鏡の挿入部先
端内、または内視鏡の接眼部に接続されるカメラヘッド
内に設けられているもの。

【００９０】［付記１１］ 付記１０記載の立体内視鏡
撮像装置であって、前記駆動手段からの一系統の駆動信
号を共通して同時に受けて駆動される前記複数の撮像手
段と、前記駆動手段が出力する一系統の駆動信号のう
ち、垂直同期信号を計数して切換え信号を生成する切換
え信号生成手段と、前記切換え信号生成手段の切換え信
号に応じて前記複数の撮像手段が出力する各信号を順次
切り換えて、一系統の信号として前記映像信号処理手段
へ出力する前記合成手段としての切換え手段と、を前記
カメラヘッド内に設けている。

【００９１】［付記１２］ 付記１０記載の立体内視鏡
撮像装置であって、前記駆動手段が出力する一系統の駆
動信号のうち、垂直同期信号を計数して切換え信号を生
成する切換え信号生成手段と、前記切換え信号生成手段
の切換え信号に応じて前記駆動手段からの一系統の駆動
信号を前記順次切り換えて、前記複数の撮像手段に供給
する切換え手段と、前記複数の撮像手段がそれぞれ時分
割で順次出力する信号を合成して一系統の信号として前
記映像信号処理手段へ出力する前記合成手段と、を前記
カメラヘッド内に設けている。

【００９２】［付記１３］ 請求項１項記載の立体内視
鏡撮像装置であって、前記合成手段からの出力信号を検
波する手段を設けている。

【００９３】［付記１４］ 付記１３記載の立体内視鏡
撮像装置であって、前記検波する手段の出力を基に、自
動調光を行う構成になっている。

【００９４】［付記１５］ 付記１３記載の立体内視鏡
撮像装置であって、前記検波する手段の出力を基に、前
記合成手段で合成された複数の撮像手段の出力のゲイン
調整する自動利得制御手段を有している。

【００９５】

【発明の効果】本発明の立体視内視鏡撮像装置によれ
ば、複数の撮像手段から得た複数の信号に対して、信号
間のバラツキが少なく且つ比較的調整の手間を少なくで
きると共に、安価できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１ないし図４は第１実施例に係り、図１
（ａ）は立体視内視鏡撮像装置のブロック図、図１
（ｂ）は立体視硬性内視鏡の概略構成図。

【図２】図２は図１に示す装置の動作を示すタイミング
チャート図。

【図３】図３は二つのＣＣＤに一系統の駆動信号を供給
する構成のブロック図。

【図４】図４は内視鏡挿入部の先端に二つのＣＣＤを配
置した構成図。

【図５】図５は第２実施例に係る立体視内視鏡撮像装置
の要部を示すブロック図。

【図６】図６及び図７は第３実施例に係り、図６は立体
視内視鏡撮像装置の全体的なブロック図。

【図７】図７は図６に示す装置の動作を示すタイミング
チャ−ト図。

【図８】図８第４実施例に係る立体視内視鏡撮像装置の
ブロック図。

【図９】図９第５実施例に係る立体視内視鏡撮像装置の
ブロック図。

【図１０】図１０及び図１１は第６実施例に係り、図１
０は立体視内視鏡撮像装置の構成図。

【図１１】図１１は自動調光の構成例を示すブロック
図。

【図１２】図１２は第７実施例に係る自動明るさ調整の
構成例を示すブロック図。

【図１３】図１３は第８実施例に係るＡＧＣの構成例を
示すブロック図。

【図１４】図１４は従来例に係るＡＧＣを二系統有した
ＣＣＵのブロック図。

【図１５】図１５は信号処理系を二つ有する従来の立体
内視鏡撮像装置のブロック図。

【図１６】図１６は二系統の信号処理系を有する従来の
立体内視鏡撮像装置の構成図。

【符号の説明】

１…立体視内視鏡撮像装置 ３…立体視硬性内視鏡 ２ａ，２ｂ…ＣＣＤ ４…ＣＣＵ ８…ドライバ １０…切換えスイッチ １２…プロセス回路 １３…同期信号発生器 ５…モニタ ６…液晶シャッタメガネ ７…液晶シャッタドライバ

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【手続補正書】

【提出日】平成７年８月１日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１２】また、アイリス、絞り制御の為の検波回路
が二系統必要であること以外に、ＡＧＣ（オートゲイン
コントロール）等も二系統必要であり、ＡＧＣ等の制御
を各ＣＣＵについて行う必要があった。図１４は、この
具体例を示している。前記ＣＣＤ９４ａ，９４ｂの各出
力は、検波回路１１１，１１２とＧＣＡ（ゲインコント
ロールアンプ）１１３，１１４とに各入力されている。
ＣＣＤの各出力は、検波回路１１１，１１２にて各出力
が検波された後、加算器１１５により加算されＧＣＡ１
１３，１１４のゲイン制御端子に供給される。ＧＣＡ１
１３，１１４は加算器１１５の出力に応じてＣＣＤの各
出力を調整し、後段の二つのプロセス回路へそれぞれ出
力される。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２２】前記ＣＣＵ４は、前記ＣＣＤ２ａ，２ｂを
駆動するための水平同期信号ＶφS垂直同期信号ＶφP
等を出力するドライバ８と、ＣＣＤ２ａ，２ｂの各出力
をそれぞれ増幅するアンプ９ａ，９ｂと、アンプ９ａ，
９ｂの各出力を選択し一系統にして出力する切換えスイ
ッチ１０と、切換えスイッチ１０の出力を受けて所定の
処理例えばγ補正やエンハンス等の処理を施すプロセス
回路１１と、このプロセス回路１１の出力を受けてフィ
ールド（又はフレーム）周期を２倍にして出力するメモ
リ等からなる倍スキャン回路１２とを有している。この
倍スキャン回路１２の出力が、モニタ５にて左画像及び
右画像として交互に表示されるようになっている。倍ス
キャン回路１２は、切換えスイッチ１０における切換え
（フィールド）周期が１／６０秒であれば、１／１２０
秒の周期で左右画像を切り換えるようになっている。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２７】前記先端部３２ａ内のＣＣＤ２ａ，２ｂ
は、リード線群３４を介してコネクタ３３の信号コネク
タ３５に接続されている。このライトガイド８２は、前
記挿入部２２及びユニバーサルコード２４内に挿通さ
れ、前記コネクタ２５の光源用コネクタ３８に接続され
ている。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３３】これら各結線用ケーブル６１，６２，６
３，６４，６５には、それぞれ１本のリード線（また
は、１本の同軸ケーブル等の導線）７１，７２，７３，
７４，７５が接続され、前記信号出力端子４８，５８に
は、それぞれ１本のリード線（または、１本の同軸ケー
ブル等の導線）７６，７７が接続されている。前記リー
ド線７１，７２，７３，７４，７５，７６，７７は、例
えば図４に示すように、一つに束ねられリード線群３４
によって構成され、このリード線群３４は、前述したよ
うに、挿入部３２及びユニバーサルコード内に挿通され
て、前記コネクタ３５及び信号用コネクタ受け３９を介
して、前記信号処理部４ａに接続されている

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００５２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００５２】前記構成では、ＣＣＤ２ａ，２ｂはドライ
バ２１ａ，２１ｂにより交互に駆動される。そして、Ｃ
ＣＤ２ａ，２ｂは、図７に示すように、信号Ｖout1はＬ
₁ ，…，Ｌ₂ ，…のタイミングで、信号Ｖout2は、…，
Ｒ₁ ，…，Ｒ₂ のタイミングで交互に出力する。これら
信号Ｖout1，Ｖout2は、アンプ９ａ，９ｂを介して加算
器２３により加算されて、Ｌ₁ ，Ｒ₁ ，Ｌ₂ ，Ｒ₂ ，…
となり、プロセス回路１１及び倍スキャン回路１２を経
て、モニタ５にて左右画像として交互に表示される。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小笠原 弘太郎 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 山下 真司 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 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 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 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】 被写体をそれぞれ視差のある像として撮
   像する複数の撮像手段と、 前記複数の撮像手段に対して、駆動信号を選択的に時分
   割で供給してまたは共通して同時に供給して前記複数の
   撮像手段を駆動する駆動手段と、 前記複数の撮像手段からの各出力信号を合成して一系統
   の信号として出力する合成手段と、 前記合成手段の出力を処理する映像信号処理手段と、 前記映像信号処理手段が処理した信号を表示する表示手
   段と、を備えていることを特徴とする立体内視鏡撮像装
   置