JPH1062697A - 立体視内視鏡装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 １つの固体撮像素子に最適な左右分離像を結
像させ、コンパクトで、目の疲労が少ない立体視を行
う。 【解決手段】 立体視内視鏡装置１においては、ＴＶカ
メラ５は、接眼部４に着脱自在に接続され、接眼部４の
内部の絞りを介した観察部位の像を結像させるレンズ８
と、レンズ８の結像位置に撮像面を有するＣＣＤ７と、
レンズ８により結像する観察部位の像の左右の像に分離
しＣＣＤ７の結像面に供給するドラム９と、ドラム９を
回転駆動するモータ１０とを備えて構成される。ＣＣＤ
７は、ドラム９の中に内視鏡２の光束に対して垂直に配
設される。

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、
更に詳しくは像の左右分離部分に特徴のある立体視内視
鏡装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、ＴＶモニタに映された像を液
晶シャッタを用いて立体像を得る、立体視内視鏡が知ら
れている。しかし、左右の情報を別々に得るために、左
右別々のＣＣＤを使用する必要があった。そこで、特開
昭６２−２６２８２０号公報に示されているように、１
つのＣＣＤ面に左右の情報を交互に結像して、立体視が
得られる工夫がなされてきた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開昭
６２−２６２８２０号公報に示される、左右の情報を交
互に結像させるためのＣＣＤの受光面と平行な面内にて
回転するシャッタでは、外周の開口部は光束を内側に凸
の形状にて切り出し、内周の開口部は外側に凸の形状に
て切り出すことになる（上記公報第２図参照）ので、左
右の画像の光量のインバランス及び対称性の悪化をもた
らし、そのため、目に負荷がかかり、疲労の原因となる
といった問題がある。

【０００４】また、回転シャッタの構造上、カメラ自
体、大きなものになってしまうため、術者の負荷が大き
くなるといった問題がある。

【０００５】さらに、回転シャッタの代わりに液晶シャ
ッタを用いて左右の像を分離して結像させる場合には、
左右の明るさは等しくなるが、全体的に暗くなり、やは
り目に負荷がかかる。

【０００６】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、１つの固体撮像素子に最適な左右分離像を結像
させることができ、コンパクトで、目の疲労が少なく、
立体視ができる立体視内視鏡装置を提供することを目的
としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の立体視内視鏡装
置は、光軸に垂直な面内にて少なくとも１の対称軸を有
する結像光学系と、前記結像光学系の像面に前記対称軸
について対称に受光面が配置された固体撮像素子と、前
記対称軸に関して対称な一方の領域と他方の領域を通過
する光束を交互に通過させる複数の開口部を有するシャ
ッタ手段と、前記開口部が前記対称軸に略平行に移動す
るように、前記シャッタ手段を機械的に駆動する駆動手
段とを有して構成される。

【０００８】本発明の立体視内視鏡装置では、前記駆動
手段が、前記シャッタ手段の前記開口部が前記対称軸に
略平行に移動するように前記シャッタ手段を機械的に駆
動させ、前記対称軸に関して対称な一方の領域と他方の
領域を通過する光束を交互に通過させて、前記固体撮像
素子の受光面に前記光束を結像させることで、１つの固
体撮像素子に最適な左右分離像を結像させ、コンパクト
で、目の疲労が少ない立体視を可能とする。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施の形態について述べる。

【００１０】図１ないし図４は本発明の第１の実施の形
態に係わり、図１は立体視内視鏡装置の構成を示す構成
図、図２は図１のドラムの構成を示す構成図、図３は図
２のドラムの作用を説明する第１の説明図、図４は図２
のドラムの作用を説明する第２の説明図である。

【００１１】図１に示すように、本実施の形態の立体視
内視鏡装置１は、体腔内に挿入する挿入部２を備えた内
視鏡３と、前記内視鏡３の基端に設けられている接眼部
４に着脱自在に接続されるＴＶカメラ５と、前記ＴＶカ
メラ５が撮像した撮像信号を信号処理するカメラコント
ロールユニット（以下、ＣＣＵと記す）６とを備えて構
成される。

【００１２】なお、内視鏡３は、挿入部２の基端側側方
より延出する図示しない光源装置に接続され照明光を伝
送するライトガイド５ａを有している。また、内視鏡２
の内部には、図示はしないが、内視鏡２の先端にある観
察部位の像を前記接眼部４に伝送するリレーレンズが設
けられており、前記接眼部４の内部には観察部位の像の
光束の２つに分ける絞りが設けられている。ここで、こ
の絞りは、内視鏡像を撮像するＴＶカメラ５に設けられ
ているＣＣＤ７より前に設けられていれば良い。

【００１３】前記ＴＶカメラ５は、接眼部４に着脱自在
に接続され、接眼部４の内部の絞り（図示せず）を介し
た観察部位の像を結像させるレンズ８と、レンズ８の結
像位置に撮像面を有する前記ＣＣＤ７と、レンズ８によ
り結像する観察部位の像の左右の像に分離し前記ＣＣＤ
７の結像面に供給するドラム９と、前記ドラム９を回転
駆動するモータ１０とを備えて構成される。ここで、Ｃ
ＣＤ７は、ドラム９の中に内視鏡２の光束に対して垂直
に配設される。

【００１４】図２に示されるように、ドラム９には、略
１８０°の開口１１ａ、１１ｂが互い違いに設置されて
いる。開口１１ａ、１１ｂのドラム中心側端面は、互い
に同じ線上（線Ａ）にある。また、ＣＣＤ７の左右中心
と、線Ａが重なるようにドラム９とＣＣＤ７が配設され
ている。

【００１５】なお、前記接眼部４の内部の絞りを無く
し、この開口１１ａ、１１ｂのみで光束を２つに分けて
も良い。つまり、絞りを有しない内視鏡においても前記
開口１１ａ、１１ｂにより、ＣＣＤ７の撮像面に視差を
有する左右の像を結像させることが可能となっている。

【００１６】また、ドラム９は、前記モータ１０のほか
に回転検出器１２にも接続されており、モータ１０と回
転検出器１２は、制御回路１３に接続されている。な
お、制御回路１３は、ＴＶカメラ５に内蔵しても良い。
また、制御回路１３は、上記ＣＣＵ６とも接続されてお
り、ＣＣＵ６からの同期信号に連動して、モータ１０を
制御することができるようになっている。

【００１７】一方、ＣＣＵ６は、スキャンコンバータ１
４に接続され、スキャンコンバータ１４は、モニタ１５
と液晶シャッタ眼鏡１６に接続されている。

【００１８】次に、このように構成された本実施の形態
の作用について説明する。

【００１９】本実施の形態の立体視内視鏡装置１におい
て、制御回路１３によりモータ１０を回転させると接続
されているドラム９が連動して回転する。回転検出器１
２では、ドラム９の回転状態を示す検出信号を制御回路
１３に出力する。そして、制御回路１３は、ＣＣＵ６か
らの同期信号にあわせてモータ１０を回転させるよう
に、回転検出器１２からの検出信号に基づいてモータ１
０の回転制御を行う。これにより、ドラム９の回転に応
じてＣＣＤ７の結像面に左右の像が交互に結像される。

【００２０】ドラム９の開口１１ａ、１１ｂとＣＣＤ７
の位置関係が、図３（ａ）の状態の時には、内視鏡を通
して開口１１ａを介して伝達された右側の像をＣＣＤ面
に結像する。つまり、図４に示すように、開口１１ａに
より右側の像のみがＣＣＤ７に結像し（図中実線矢
印）、左側の像はドラム９によりその光束が遮断される
ので、ＣＣＤ７の撮像面には到達しない。そして、ドラ
ムが１８０°回転して、図３（ｂ）の状態になると、左
側の像をＣＣＤ面に結像する。つまり、図４に示すよう
に、開口１１ｂにより左側の像のみがＣＣＤ７に結像し
（図中破線矢印）、右側の像はドラム９によりその光束
が遮断されるので、ＣＣＤ７の撮像面には到達しない。

【００２１】このようにして、内視鏡２を通して伝達さ
れる像が、ドラム９の回転に伴い、ドラム９の開口１１
ａ、１１ｂから、左右の各々の像として、交互にＣＣＤ
面にはいる。交互に入った左右の像の撮像信号は、ＣＣ
Ｕ６により信号処理された後、スキャンコンバータ１４
で再び左右各々の像に分離され、モニタ１５上に交互に
映し出される。このとき、液晶シャッタ眼鏡１６は、モ
ニタ１５上に映し出される左右の像に同期して、左の像
が映っているときには液晶シャッタ眼鏡１６の右側が閉
ざされ、右の像が映っているときはその逆となり、左右
の映像を独立して目に到達させ、液晶シャッタ１６眼鏡
を通してモニタ１５を見ることで立体画像が得られる。

【００２２】このように本実施の形態では、左右の情報
を分割するドラム９の開口１１ａ、１１ｂが左右の大き
さが同じため、左右の明るさの違いがなく、目の疲労を
軽減させた立体視ができる。また、１つのＣＣＤ及びＣ
ＣＵで立体画像が得られるため、従来のものより安価に
できる。

【００２３】図５ないし図７は本発明の第２の実施の形
態に係わり、図５は立体視内視鏡装置の構成を示す構成
図、図６は図５のドラムの構成を示す構成図、図７は図
６のドラムの作用を説明する説明図である。

【００２４】第２の実施の形態は、第１の実施の形態と
ほとんど同じであるので、異なる点のみ説明し、同一の
構成には同じ符号をつけ説明は省略する。

【００２５】本実施の形態においては、図５に示すよう
に、ＴＶカメラ２０は、ＣＣＤ７及びレンズ８と、内視
鏡２からの像を分離してＣＣＤ７の撮像面に到達させる
ドラム２１と、モータ１０とから構成され、ＣＣＤ７
は、ドラム２１後方に、内視鏡２に対して垂直に配設さ
れている。

【００２６】図６に示すように、ドラム２１には、略２
７０°の２つの開口２２ａ、２２ｂが９０°ずれて設置
されており、各々の開口２２ａ、２２ｂ中心側の端面
は、ほぼ同一直線上（線Ａ）にある。ここで、ドラム２
１の回転中心と線Ａの交点は、内視鏡２の光束の中心と
一致している。つまり、ＣＣＤ７は、ドラム２１の後方
に位置し内視鏡２の光束の延長上に光束に垂直に設けら
れ、ＣＣＤ７の中心線は、線Ａと一致するようになって
いる。その他の構成は第１の実施の形態と同じである。

【００２７】次に、このように構成された本実施の形態
の作用について説明する。

【００２８】第１の実施の形態と同様に、制御回路１３
によりモータ１０を回転させると、接続されているドラ
ム２１が連動して回転する。回転検出器１２では、ドラ
ム２１の回転状態を示す検出信号を制御回路１３に出力
する。そして、制御回路１３は、ＣＣＵ６からの同期信
号にあわせてモータ１０を回転させるように、回転検出
器１２からの検出信号に基づいてモータ１０の回転制御
を行う。これにより、ドラム２１の回転に応じてＣＣＤ
７の結像面にレンズ６を介した左右の像が交互に結像さ
れる。

【００２９】ドラム２１の開口２２ａ、２２ｂとＣＣＤ
７の位置関係が、図７の０°の状態の時は、左側の像が
ＣＣＤ７に結像する。ドラムが９０°回転し、９０°の
状態になると、右側の像がＣＣＤ７に結像する。さらに
９０°回転すると１８０°の状態になり左側の像が結像
し、もう９０°回転すると２７０°の状態になり右側の
像がＣＣＤ７に結像する。その他の作用は第１の実施の
形態と同じである。

【００３０】このように本実施の形態では、第１の実施
の形態の効果に加え、ＣＣＤ７をドラム２１外に配設で
きるため、ドラム２１を小さくでき、ＴＶカメラ２０を
コンパクトにすることができる。

【００３１】図８は本発明の第３の実施の形態に係る光
束分離装置の構成を示す構成図である。

【００３２】第３の実施の形態は、第１の実施の形態と
ほとんど同じであるので、異なる点のみ説明し、同一の
構成には同じ符号をつけ説明は省略する。

【００３３】本実施の形態では、ドラムの代わりに、図
８に示すように、内視鏡２の光軸に垂直な面の対称軸に
ついて対称に受光面が配置されたＣＣＤ７に対して、こ
の対称軸に関して対称な一方の領域と他方の領域を通過
する光束を交互に通過させるように、遮光部３０と透過
部３１からなる帯状のテープ３３を、遮光部３０のＣＣ
Ｄ７の一方の領域の移動中は透過部３１がＣＣＤ７の他
方の領域を移動するように、複数のローラ３４によりエ
ンドレステープ状態として光束分離を行う光束分離装置
４０が設けられている。

【００３４】ここで、遮光部３０と透過部３１の互いの
長さは、ほぼ等しい。また、図示されたものでは、遮光
部３０と透過部３１の数は各１つであるが、交互に現れ
るようにすれば各２つ以上でも良い。

【００３５】上記テープ３３及びローラ３４は、ＴＶカ
メラ３５内に配置され、ＴＶカメラ３５には、ローラ３
４を駆動するモータ３６と、レンズ８及びＣＣＤ７が内
蔵されている。そして、テープ３３は、モータ３６の回
転に応じて移動され、テープ３３の移動速度を検出する
速度検出器３７の検出信号が制御回路１３に出力される
ようになっている。つまり、テープ３３は、ローラ３４
を用いて方向を変えてテープ３３の遮光部３０と透過部
３１の中心側側面が内視鏡光束中心と一致するようにル
ープを描き、このループの移動速度を速度検出器３７が
検出し、検出信号を制御回路１３に出力するようになっ
ている。

【００３６】なお、テープ３３が描くループは、ＣＣＤ
７の対称軸に対して２本のテープが平行に並び、遮光部
３０のＣＣＤ７の一方の領域の移動中は透過部３１がＣ
ＣＤ７の他方の領域を移動するように設ければ、どのよ
うな形状でも良い。その他の構成は第１の実施の形態と
同じである。

【００３７】次に、このように構成された本実施の形態
の作用について説明する。

【００３８】第１の実施の形態と同様に、制御回路１３
によりモータ３６を回転させると、複数のローラ３４に
よりエンドレステープ状態となっているテープ３３が連
動して移動する。速度検出器３７では、テープ３３の移
動状態を示す検出信号を制御回路１３に出力する。そし
て、制御回路１３は、ＣＣＵ６からの同期信号にあわせ
てモータ３６を回転させるように、速度検出器３７から
の検出信号に基づいてモータ３６の回転制御を行う。こ
れにより、テープ３３の移動応じてＣＣＤ７の結像面に
レンズ８を介した左右の像が交互に結像される。

【００３９】つまり、モータ３６の回転に応じて、ＣＣ
Ｄ７に対して平行に並んでテープ３３が動き、例えばＣ
ＣＤ７の左側が遮光部３０の時は、その右側が透過部３
１になる。さらにモータ３６が回転すると、右側が透過
部３１になり、左側が遮光部３０になる。これを交互に
繰り返すことでＣＣＤ７の結像面にレンズ８を介した左
右の像が交互に結像される。その他の作用は第１の実施
の形態と同じである。

【００４０】このように本実施の形態では、第１の実施
の形態の効果に加え、ドラムと異なり光束を分離するモ
ータ３６、ローラ３４の配置に自由度が増すため、ＴＶ
カメラ３５の形状を持ちやすい形状にすることができ
る。

【００４１】［付記］ （付記項１） 光軸に垂直な面内にて少なくとも１の対
称軸を有する結像光学系と、前記結像光学系の像面に前
記対称軸について対称に受光面が配置された固体撮像素
子と、前記対称軸に関して対称な一方の領域と他方の領
域を通過する光束を交互に通過させる複数の開口部を有
するシャッタ手段と、前記開口部が前記対称軸に略平行
に移動するように、前記シャッタ手段を機械的に駆動す
る駆動手段とを有することを特徴とする立体視内視鏡装
置。

【００４２】（付記項２） 前記シャッタ手段の複数の
開口部は、同一の大きさに形成されてなることを特徴と
する付記項１に記載の立体視内視鏡装置。

【００４３】（付記項３） 前記シャッタ手段は、略円
筒形の不透明材料からなるベースと、前記ベースの底面
に平行な一の面に関して前記ベースの側面の上方部と下
方部のそれぞれに交互に設けられた前記開口部とを有す
るドラム部材を、前記ベースの底面に平行な一の面を含
む平面が前記結像光学系の対称軸を含むように配置して
なり、前記駆動手段は、前記ベースの軸を中心にして前
記ドラム部材を回転駆動させることを特徴とする付記項
２に記載の立体視内視鏡装置。

【００４４】（付記項４） 前記複数の開口は、それぞ
れ前記ベースの円周方向について略１８０°の開口角を
有し互いに１８０°シフトして設けられた２つの開口で
あることを特徴とする付記項３に記載の立体視内視鏡装
置。

【００４５】（付記項５）前記複数の開口は、それぞれ
前記ベースの円周方向について略２７０°の開口角を有
し互いに９０°シフトして設けられた２つの開口である
ことを特徴とする付記項３に記載の立体視内視鏡装置。

【００４６】（付記項６） 前記固体撮像素子を、前記
ベースの内部に設けたことを特徴とする付記項３に記載
の立体視内視鏡装置。

【００４７】（付記項７） 前記シャッタ手段を、前記
固体撮像素子の前面に設けたことを特徴とする付記項３
に記載の立体視内視鏡装置。

【００４８】（付記項８） 前記シャッタ手段は、透明
部と不透明部を交互に設けたエンドレステープであるこ
とを特徴とする付記項１に記載の立体視内視鏡装置。

【００４９】（付記項９） 前記シャッタ手段の前に、
前記対称軸に関して光束を２つに分離する絞り手段を有
することを特徴とする付記項１に記載の立体視内視鏡装
置。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したように本発明の立体視内視
鏡装置によれば、駆動手段が、シャッタ手段の開口部が
対称軸に略平行に移動するようにシャッタ手段を機械的
に駆動させ、対称軸に関して対称な一方の領域と他方の
領域を通過する光束を交互に通過させて、固体撮像素子
の受光面に前記光束を結像させるので、１つの固体撮像
素子に最適な左右分離像を結像させることができ、コン
パクトで、目の疲労が少なく、立体視ができるという効
果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る立体視内視鏡
装置の構成を示す構成図

【図２】図１のドラムの構成を示す構成図

【図３】図２のドラムの作用を説明する第１の説明図

【図４】図２のドラムの作用を説明する第２の説明図

【図５】本発明の第２の実施の形態に係る立体視内視鏡
装置の構成を示す構成図

【図６】図５のドラムの構成を示す構成図

【図７】図６のドラムの作用を説明する説明図

【図８】本発明の第３の実施の形態に係る光束分離装置
の構成を示す構成図

【符号の説明】

１…立体視内視鏡装置 ２…挿入部 ３…内視鏡 ４…接眼部 ５…ＴＶカメラ ５ａ…ライトガイド ６…ＣＣＵ ７…ＣＣＤ ８…レンズ ９…ドラム １０…モータ １１ａ、１１ｂ…開口 １２…回転検出器 １３…制御回路 １４…スキャンコンバータ １５…モニタ １６…液晶シャッタ眼鏡

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光軸に垂直な面内にて少なくとも１の対
   称軸を有する結像光学系と、 前記結像光学系の像面に前記対称軸について対称に受光
   面が配置された固体撮像素子と、 前記対称軸に関して対称な一方の領域と他方の領域を通
   過する光束を交互に通過させる複数の開口部を有するシ
   ャッタ手段と、 前記開口部が前記対称軸に略平行に移動するように、前
   記シャッタ手段を機械的に駆動する駆動手段とを有する
   ことを特徴とする立体視内視鏡装置。