JP3423347B2 - 立体撮像装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は、被写体を立体的に観察
するのに用いられる立体視内視鏡撮像装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】近年、体腔内に細長な挿入部を挿入する
ことにより、体腔内の臓器を観察したり、必要に応じ、
処置具チャンネル内に挿入した処置具を用いて、各種治
療処置のできる内視鏡が広く用いられている。また、ボ
イラー・ガスタービンエンジン・化学プラント等の配管
・自動車エンジンのボディ等の内部の傷や腐蝕等の観察
や検査等に、工業用内視鏡が広く利用されている。 【０００３】前述した各内視鏡は、例えば体腔内を遠近
感の無い平面として見るものがほとんどである。しか
し、従来の内視鏡は、診断指標として非常に重要な、例
えば体腔内壁表面の微細な凹凸を観察することが困難で
あった。これに対処するため、例えば実開平３ー７１３
１４号公報に開示されている立体視内視鏡撮像装置があ
る。 【０００４】この装置では挿入部内に右（Ｒ）及び左
（Ｌ）の光学系を配置し、手元側には伝送されたＲ及び
Ｌの光学像をそれぞれＲ及びＬ用のプリズムで光路を変
え、各主レンズでそれぞれＲ及びＬ用のＣＣＤに光学像
を結ぶようにしている。 【０００５】また、特開平１ー１８５２４０号でもＲ及
びＬの光学系を配置し、それぞれＲ及びＬ用のＣＣＤに
光学像を結ぶようにしている。 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、実開平
３ー７１３１４号公報の従来例ではＲ及びＬ用のプリズ
ム、各主レンズ、Ｒ及びＬ用のＣＣＤの位置合わせが大
変シビアとなり、必要とされる特性を保証できる装置を
提供するには組立の際の調整作業に時間がかかってしま
い、生産性を向上することが困難になることが予想され
る。 【０００７】また、特開平１ー１８５２４０号はＲ及び
Ｌ用の信号処理回路系が必要になり、信号処理回路系が
大規模になってしまい、装置のコストが高くなってしま
う等の欠点がある。 【０００８】本発明は、上述した点にかんがみてなされ
たもので、撮像光学系の位置合わせの作業を簡略化で
き、小規模な信号処理回路系で実現できる立体視内視鏡
撮像装置を提供することを目的としている。 【０００９】 【課題を解決するための手段】本発明による立体視内視
鏡撮像装置は、被写体を撮像可能な撮像面を有する撮像
素子と、前記撮像素子の前記撮像面における第１の部分
領域に第１の被写体像を形成可能な第１の光学系と、前
記第１の光学系に対して視差を有し、前記第１の部分領
域と異なる前記撮像面の第２の部分領域に第２の被写体
像を形成可能な第２の光学系と、前記第１及び前記第２
の光学系で前記撮像面に形成された前記第１及び前記第
２の被写体像に対応する撮像信号を読み出すための駆動
信号を前記撮像素子に出力する駆動手段と、前記駆動手
段の前記駆動信号で読み出された前記撮像素子からの前
記撮像信号を記憶する記憶手段と、前記記憶手段から前
記第１の被写体像に対応する第１の部分撮像信号を読み
出し可能な第１のアドレス信号と、前記記憶手段から前
記第２の被写体像に対応する第２の部分撮像信号を読み
出す第２のアドレス信号とを有する読み出し信号を出力
する読み出し信号出力手段と、前記第１及び前記第２の
光学系の前記視差に対して前記第１のアドレス信号と前
記第２のアドレス信号とのタイミング差を対応可能に、
前記第１のアドレス信号のタイミングと前記第２のアド
レス信号のタイミングとを独立して調整するタイミング
調整手段とを具備したことを特徴とする。 【００１０】 【作 用】上記構成により、タイミング調整手段が第１
のアドレス信号のタイミングと第２のアドレス信号のタ
イミングとを独立して調整して、第１の光学系と第２の
光学系との視差に応じた前記第１のアドレス信号と前記
第２のアドレス信号とのタイミング差を調整する。 【００１１】 【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図１ないし図５は本発明の第１実施例に係り、図
１は第１実施例の立体視内視鏡撮像装置の全体構成を示
し、図２は単板の撮像素子の受光エリアを示し、図３は
ビデオプロセッサの構成を示し、図４はメモリ部の構成
を示し、図５は表示の動作の説明図を示す。 【００１２】図１に示すように第１実施例の立体視内視
鏡撮像装置１は立体視用硬性電子内視鏡２と、この立体
視用硬性電子内視鏡２に照明光を供給する光源装置３
と、立体視用硬性電子内視鏡２の撮像手段に対する信号
処理を行うビデオプロセッサ（又はカメラコントロール
ユニット）４と、ビデオプロセッサ４から出力される映
像信号を表示するカラーモニタ５と、カラーモニタ５に
交互に表示されるＲ，Ｌ画像をＲ，Ｌ画像の表示に同期
して透過／遮光される液晶メガネ６とから構成される。 【００１３】上記立体視用硬性電子内視鏡２は硬性の挿
入部１１と、この挿入部１１の後端に設けられた把持部
１２と、把持部１２から延出された信号ケーブル１３と
から構成される。 【００１４】上記挿入部１１は例えばステンレス製のパ
イプでその外套管が形成され、この外套管内にはライト
ガイド１５が挿通されている。、このライトガイド１５
の後端は把持部１２のコネクタ１６に接続されたライト
ガイドケーブル１７と接続され、その末端のライトガイ
ドコネクタ１８を光源装置３に着脱自在で装着すること
ができる。このコネクタ１８を装着することによって、
光源装置３内のランプ１９の照明光がライトガイドコネ
クタ１８を経てライトガイド１５等で伝送され、挿入部
１１の先端部の照明窓に取り付けられた前端面から前方
の患部等の被写体２０側に出射される。 【００１５】伝送された照明光で照明された被写体２０
は、挿入部１１の先端部に設けた１対の観察窓にそれぞ
れ取り付けた対物レンズ２１ａ，２１ｂによってその焦
点面に結像される。 【００１６】１対の対物レンズ２１ａ，２１ｂは光軸間
の距離が例えばｄ離れて配置された例えばステンレス製
のレンズ管２２ａ，２２ｂの先端に、θの視差角となる
ように取付けられている。対物レンズ２１ａ，２１ｂに
よる光学像はレンズ管２２ａ，２２ｂに取付けたリレー
レンズ系としての例えばセルフォックレンズ等の屈折率
分布型レンズ２３ａ，２３ｂでそれぞれ、挿入部１１の
後方側に伝送する。 【００１７】屈折率分布型レンズ２３ａ，２３ｂの後端
に対向して１対の結像レンズ２４ａ，２４ｂが枠体２５
によって把持部１２内壁に固定されている。また、１対
の結像レンズ２４ａ，２４ｂの後方に、ＣＣＤ等の撮像
素子２６が配置され、結像レンズ２４ａ及び２４ｂは図
２に示すように中心軸Ｏの両側のＲ用受光エリア２６ａ
及びＬ用受光エリア２６に光学像を結ぶようになってい
る。 【００１８】１対の対物レンズ２１ａ，２１ｂは視差を
持つように配置されているので、Ｒ用受光エリア２６ａ
及びＬ用受光エリア２６ｂには視差のある光学像が結ば
れることになる。 【００１９】この撮像素子２６としては水平方向（図１
では上下方向、図２では左右方向）が垂直方向より多画
素となる単板の固体撮像素子が用いてある。なお、図１
に示すように撮像素子２６の中心軸には遮光板２７を配
置し、中心軸付近で１対の結像レンズ２４ａ，２４ｂに
よる像が重ならないようにしている。 【００２０】上記撮像素子２６は信号ケーブル１３の末
端に設けたコネクタ２８をビデオプロセッサ４に接続す
ることによって、ビデオプロセッサ４に内蔵された駆動
回路部２９と信号処理部３０と電気的に接続される。そ
して、撮像素子２６で光電変換された信号は駆動回路部
２９からの撮像素子駆動信号が印加されることによって
読み出され、信号処理部３０に入力される。図３はビデ
オプロセッサ４の回路構成を示す。 【００２１】信号処理部３０に入力される撮像素子２６
の出力信号はプリアンプ３２で増幅された後、プリプロ
セス回路３３に入力される。このプリプロセス回路３３
ではホワイトバランス、ＡＧＣ、アイリス制御等の信号
処理が行われる。 【００２２】このプリプロセス回路３３から出力される
信号はγ補正回路３４に入力され、γ補正された後、Ａ
／Ｄコンバータ３５によってディジタル信号に変換され
る。このディジタル信号はメモリ部３６に一旦、記憶さ
れる。 【００２３】このメモリ部３６に記憶された信号は読み
出された後、Ｄ／Ａコンバータ３７でアナログ信号に変
換され、標準的な映像信号にされてカラーモニタ５に出
力される。駆動回路部２９及びプリプロセス回路３３に
は、パルスジェネレータ３８からタイミングパルスが印
加される。 【００２４】また、パルスジェネレータ３８はＡ／Ｄコ
ンバータ３５及びＤ／Ａコンバータ３７に、それぞれＡ
／Ｄクロック及びＤ／Ａクロックを印加し、メモリ部３
６にはメモリアドレス信号及び後述する切換信号を印加
する。また、パルスジェネレータ３８は液晶メガネ６に
Ｒ，Ｌ画像の表示に同期したＲ，Ｌ切換信号を印加す
る。 【００２５】そして、液晶メガネ６はＲ，Ｌ切換信号が
印加されることにより、カラーモニタ５にＲ画像が表示
されている場合には液晶メガネ６の右目側の液晶が透過
状態となり、他方の左目側の液晶は遮光状態になる。カ
ラーモニタ５にＬ画像が表示されている場合には液晶メ
ガネ６の右目側の液晶は遮光状態となり、他方の左目側
の液晶は透過状態になる。このようにして術者はカラー
モニタ５に交互に表示されるＲ，Ｌ画像から立体視でき
るようになる。 【００２６】さらにこの実施例では上記メモリ部３６の
複数の記憶領域に記憶されたＲ，Ｌ画像を読み出すのに
用いられるメモリアドレス信号のタイミニグを調整する
読み出しタイミング調整回路３９が設けてあり、この読
み出しタイミング調整回路３９による読み出しタイミン
グ調整によって、カラーモニタ５に表示されるＲ，Ｌ画
像の表示位置を調整できるようにしている。 【００２７】この読み出しタイミング調整回路３９は例
えば遅延量を可変設定できる遅延回路で構成され、パル
スジェネレータ３８からメモリ部３６に印加されるメモ
リアドレス信号の遅延量を調整することによってカラー
モニタ５の表示面に表示される位置を２次元的に移動設
定できる。 【００２８】また、この移動設定はＲ及びＬ画像に対
し、独立して設定することもできる。この読み出しタイ
ミング調整回路３９により、対物レンズ２１ａ，２１ｂ
等の光学系と撮像素子２６との取付状態がずれた状態で
組立てられている場合においても、表示位置を移動設定
できるので、光学系等の調整作業は大まかな調整で済
み、細かい調整を不要にして撮像光学系側での調整作業
の簡略化を可能にしている。 【００２９】この実施例では撮像素子２６から読み出さ
れた撮像素子出力信号は図４に示すようにＲ用信号とＬ
用信号に分離してメモリ部３６に一旦格納され、例えば
Ｒ用信号とＬ用信号とが１フレーム毎に交互に読み出さ
れ、図５に示すようにインタレース表示でカラーモニタ
に表示されるようになっている。 【００３０】図４に示すように撮像素子２６の各画素の
信号はフレーム切換スイッチＳ１，２つのＲ，Ｌ切換ス
イッチＳ２ａ，Ｓ２ｂ，４つのフィールド切換スイッチ
Ｓ３ａ〜Ｓ３ｄを経て、８つのフィールドメモリ３６ａ
〜３６ｈに一旦書き込まれる。 【００３１】これらフィールドメモリ３６ａ〜３６ｈに
書き込まれた信号は、４つのＲ，Ｌ切換スイッチＳ４ａ
〜Ｓ４ｄ、２つのフィールド切換スイッチＳ５ａ，Ｓ５
ｂ、フレーム切換スイッチＳ６を経てから読み出され、
メモリ部３６の出力信号として次段のＤ／Ａコンバータ
３７に入力され、アナログ信号に変換される。 【００３２】フレーム切換スイッチＳ１及びＳ６は１／
３０秒（Ｓ）のフレーム切換信号で切り換えられ、フィ
ールド切換スイッチＳ３ａ〜Ｓ３ｄ及びＳ５ａ，Ｓ５ｂ
は１／６０Ｓのフィールド切換信号で切り換えられ、
Ｒ，Ｌ切換スイッチＳ４ａ〜Ｓ４ｄは１／１２０Ｓの
Ｒ，Ｌ切換信号で切り換えられる。また、Ｒ，Ｌ切換ス
イッチＳ２ａ，Ｓ２ｂはＲ又はＬの水平画素数をＸと
し、水平転送クロック周波数をｆ（Ｈｚ）とすると、Ｘ
／ｆＳで切り換えられる。 【００３３】上記フィールドメモリ３６ａ〜３６ｈはフ
ィールド切換スイッチＳ３ａ〜Ｓ３ｄに接続された各１
対のフィールドメモリ３６ａ，３６ｂ；３６ｃ，３６
ｄ；３６ｅ，３６ｆ；３６ｇ，３６ｈでそれぞれ４つの
フレームメモリ、つまりＲ用フレームメモリ３６Ｉ，Ｌ
用フレームメモリ３６Ｊ，Ｒ用フレームメモリ３６Ｋ，
Ｌ用フレームメモリ３６Ｌを形成している。 【００３４】図４から分かるように例えばＲ用受光エリ
ア２６ａから読み出された１フレーム分の信号はＲ用フ
レームメモリ３６Ｉを構成する２つのフィールドメモリ
３６ａ，３６ｂにインタレース的に記憶される。同様に
Ｌ用受光エリア２６ｂから読み出された１フレーム分の
信号はＬ用フレームメモリ３６Ｊを構成する２つのフィ
ールドメモリ３６ｃ，３６ｄにインタレース的に記憶さ
れる。 【００３５】そして、フィールドメモリ３６ａ〜３６ｈ
は図５に示すように３６ａ，３６ｃ，３６ｂ，３６ｄ，
３６ｅ，３６ｇ，３６ｆ，３６ｈ，３６ａ，３６ｃ，…
の順に読み出されてモニタ５にはインタレース表示にて
Ｒ，Ｌ画像が交互に表示される。 【００３６】例えば両光学系の光軸上の交点位置がモニ
タ５でＲ，Ｌ画像上で交互に表示された場合、互いにず
れた位置で表示される場合には、読み出しタイミングの
調整により、光学系の調整をすることなく一致した位置
で表示できる。また、交点位置を表示する場合、Ｒ画像
では右寄りに、Ｌ画像では左寄りに表示させること等も
できる。 【００３７】尚、図５に示すように実線は偶数フィール
ド、点線は奇数フィールドを表している。また、この実
施例では撮像素子２６の１フレーム分の画像が１／３０
Ｓで、つまりＲ及びＬのフレーム画像がそれぞれ１／６
０Ｓで表示される。この実施例によれば、信号処理系及
び撮像素子駆動系が１系統で、立体視を可能にするビデ
オプロセッサを構成できるメリットがあり、小規模で実
現できると共に、コストも低減化できる。 【００３８】また、撮像光学系と撮像素子との組立状態
が正規の状態からずれた場合に対しても、読み出しタイ
ミングの調整により、そのずれを吸収できるので、撮像
光学系の調整という手間のかかる作業を簡略化でき、製
品のコストを下げることが可能になる。 【００３９】なお、第１実施例では１つのカラーモニタ
５にＲ画像，Ｌ画像を交互に表示するようにしている
が、Ｒ画像表示用とＬ画像表示用のカラーモニタを用
い、Ｒ画像とＬ画像とを並列的に読みだし、それぞれ専
用のカラーモニタで表示するようにしても良い。 【００４０】図６は第１実施例の変形例における表示例
を示す。この変形例ではフィールドメモリ３６ａ〜３６
ｈは図６に示すように３６ａ，３６ｃ，３６ａ，３６
ｃ，３６ｅ，３６ｇ，３６ｅ，３６ｇ，…の順に読み出
されてモニタ５には撮像素子２６における一方のフィー
ルドのみを２回読みだし、インタレース表示にてＲ，Ｌ
画像を交互に表示する。 【００４１】また、図６の代わりにフィールドメモリ３
６ａ〜３６ｈは３６ｂ，３６ｄ，３６ｂ，３６ｄ，３６
ｆ，３６ｈ，３６ｆ，３６ｈ，…の順に読みして同様に
表示するようにしても良い。 【００４２】図７は本発明の第２実施例における撮像素
子を示す。この実施例の撮像素子はＨＤＴＶ用撮像素子
４１である。このＨＤＴＶ用撮像素子４１は垂直方向の
画素数が現行ＴＶ方式の約２倍の画素数を有することか
ら、奇数（又は偶数）ラインをＧ（＝輝度）信号、偶数
（又は奇数）ラインをＲ，Ｂ（＝色）信号とする。例え
ば、図７に示すように奇数ラインはＧの色分離フィルタ
が配置され、偶数ラインにはＲとＢの色分離フィルタが
交互に配置される。この実施例の場合のメモリ部４２の
構成は図８のようになる。 【００４３】メモリ部４２に入力される信号はフレーム
切換信号で切り換えられるスイッチＳＷ１、フィールド
切換信号で切り換えられるスイッチＳＷ２ａ、ＳＷ２ｂ
を経て２対のＲ用及びＬ用フレームメモリ４２ａ〜４２
ｄに記憶される。各フレームメモリ４２ａ〜４２ｄは同
一の構成であり、例えばＲ用フレームメモリは２つのＲ
用フィールドメモリ４２ｅ，４２ｆから構成される。同
様にＬ用フレームメモリは２つのＬ用フィールドメモリ
から構成される。また、各フィールドメモリ４２ｅ，４
２ｆは２つのＧ信号、Ｒ，Ｂ信号を記憶する４つのフィ
ールドメモリから構成されている。 【００４４】１対のＲ用及びＬ用フレームメモリ４２
ａ、４２ｂの信号はＲ，Ｌ切換信号で切り換えられるス
イッチＳＷ３、フィールド切換信号で切り換えられるス
イッチＳＷ４を経て他方の１対のＲ用及びＬ用フレーム
メモリ４２ｃ、４２ｄのフィールド切換スイッチを経た
信号とがスイッチＳＷ５を経てＧ，Ｒ，Ｂの信号として
出力される。 【００４５】この実施例では表示位置を調整する手段と
して、例えば読み出しアドレス調整手段を設けて、第１
実施例における読み出しタイミングの調整手段と同等の
機能を有するようにしている。その他の構成が第１実施
例と同様である。 【００４６】この実施例の効果は第１実施例と同様であ
る。この実施例においても、結像レンズ系と撮像素子の
位置関係が微妙にずれても、一旦メモリ部４２に書き込
むようにして読み出すアドレスの補正（例えば補正のた
めのオフセットアドレスを加算又は減算）により、簡単
に位置ずれ補正できるようにしている。なお、Ｒ，Ｇ，
Ｂ信号で出力するものに限定されるものでなく、Ｒ−
Ｇ，Ｂ−Ｇにて子吉舎信号を生成し、エンコーダにてコ
ンポジットビデオ信号とかＹ／Ｃ信号を出力するように
しても良い。 【００４７】図９は本発明の第３実施例の立体視内視鏡
撮像装置５１を示す。この実施例における立体視用硬性
電子内視鏡５２は図１のでは立体視用硬性電子内視鏡２
における屈折率分布型レンズ２３ａ，２３ｂの後端側に
液晶シャッタ５３ａ，５３ｂを配置し、１／１２０Ｓの
Ｒ，Ｌ切換信号で液晶シャッタ５３ａ，５３ｂを交互に
透過／遮光状態に切り換え、結像レンズ２４によって単
板の撮像素子６０に結像するようにしている。また、こ
の実施例の撮像素子６０は通常のサイズの撮像素子が用
いてある。 【００４８】また、この実施例におけるビデオプロセッ
サ５４の駆動回路部５５は通常の１つの撮像素子を駆動
する駆動回路において、２倍の周波数で駆動信号を出力
する。また、信号処理部５６は同様に２倍の周波数で信
号処理し、カラーモニタ５に交互にＲ，Ｌ画像を出力す
る。その他は第１実施例と同様の構成である。なお、
Ｒ，Ｌ切換信号は、駆動回路部５５又は信号処理部５６
のいずれから出力しても良い。 【００４９】なお、液晶シャッタ５３ａ，５３ｂの代わ
りに遮光フィルタを用いても良い。さらに、第３実施例
において、液晶シャッタ５３ａ，５３ｂを１／６０Ｓで
切換え、信号処理部５６内のフィールドメモリに書き込
み、読み出しは１／１２０Ｓで２回行うようにして表示
するようにしても良い。 【００５０】図１０は本発明の第４実施例の撮像系の概
略を示す。Ｌ，Ｒ光学画像６１ａ，６１ｂは光学系６２
によりＬ，Ｒ光学画像６１ａ，６１ｂを１つの光軸を通
し、シャッタ６３を経てＣＣＤ６４に結像される。この
ＣＣＤ６４からＬ，Ｒの画像信号が交互に出力される。 【００５１】図１１は図１０の具体例を示す。レンズ６
５ａ，６５ｂは一方はＮＤフィルタ６６を介して、他方
はＮＤフィルタ６６を介することなくそれぞれ垂直偏光
板６７ａ，水平偏光板６７ｂを経てビームスプリッタ６
８、プリズム６９にそれぞれ入射される。このビームス
プリッタ６８により、２つの偏光方向の画像は混合され
て、レンズ６５ａの光軸上の後方側に進行し、液晶セル
７０を経てＣＣＤ６４nに導かれる。 【００５２】この液晶セル７０は１／１２０Ｓで偏光面
が垂直、水平と切り換えられ、それに同期してＣＣＤ６
４に画像が取り込まれる。つまり、水平偏光時はＬ画
像、垂直偏光時はＲ画像が取り込まれる。ＣＣＤ６４は
取り込んだ画像を交互に出力する。 【００５３】図１２は図１１の変形例を示す。この変形
例は図１１の偏光板６７ｂと液晶セル７０をプリズム６
９とビームスプリッタ６８との間の光路上に介装し、偏
光板６７ａは使用しない構成となっている。そして、液
晶セル７０を透過状態にした場合にはＣＣＤ６４にはＬ
とＲの両画像、つまりＬ＋Ｒ画像が取り込まれ、液晶セ
ル７０を遮光状態にした場合にはＣＣＤ６４にはＬ画像
のみが取り込まれる。なお、液晶セル７０の代わりにシ
ャッタでも良い。 【００５４】図１３はこの変形例における信号処理系７
１の構成を示す。ＣＣＤ６４の出力信号はＡ／Ｄコンバ
ータ７２でＡ／Ｄ変換された後、スイッチ７３を経てメ
モリ部７４のフレームメモリ７４ａ，７４ｂにそれぞれ
Ｌ＋Ｒ画像とＲ画像が一時書き込まれる。 【００５５】フレームメモリ７４ａ，７４ｂから読み出
されたＬ＋Ｒ画像とＲ画像は差分回路７５により、Ｌ＋
Ｒ画像からＬ画像が差し引かれてＲ画像が生成され、Ｒ
画像とＬ画像は例えば交互にＤ／Ａコンバータ７６によ
りＤ／Ａ変換され、アナログ信号にされてモニタ側に出
力される。なお、メモリ部７４はラインメモリでも良
い。 【００５６】図１４は本発明の第５実施例における主要
部を示す。この実施例では挿入部８１の先端部に光学系
・撮像素子ユニット８２を収納し、この光学系・撮像素
子ユニット８２を圧電素子８３の先端の駆動棒８４に取
り付け、圧電素子８３に駆動信号を印加することによっ
て、光学系・撮像素子ユニット８２を左右に移動できる
ようにしている。 【００５７】圧電素子８３への駆動信号の振幅を変える
ことにより、光学系・撮像素子ユニット８２の左右への
移動量ｓを変えて輻輳角θ変化でき、被写体に応じて立
体視しやすい状態にできる。 【００５８】図１５（ａ）は本発明の第６実施例の立体
視硬性内視鏡撮像装置の構成を示す。 【００５９】この実施例の立体視硬性内視鏡１２２は、
挿入部を構成する硬性のチューブ内に,先端側から、複
数のレンズからなる対物レンズ９５と、複数のレンズ群
からなるリレーレンズ部９６とを内臓している。この対
物レンズ９５及びリレーレンズ部９６が、リレーレンズ
系９７を構成している。 【００６０】図１５（ａ）（ｂ）に示すように、リレー
レンズ系９７の最後端に位置するレンズ９６ａの後方に
向かって、順に、瞳分割シャッタ１２３、結像レンズ１
２４、及びＣＣＤ１２５を配置している。 【００６１】前記瞳分割シャッタ２３は、図１５（ｂ）
に示すように、円板に円形の孔１２３ａを形成してい
る。この瞳分割シャッタ１２３は、円板の中心軸が、リ
レーレンズ系９７の光軸に一致するように配置されてい
ると共に、図示しない回転手段により、中心軸を中心に
回転するようになっている。瞳分割シャッタ１２３の孔
１２３ａは、中心軸より離して設ける方が視差が大きく
なり、望ましい。 【００６２】前記結像レンズ１２４は、瞳分割シャッタ
１２３の後方に位置し、リレーレンズ系９７の光軸に一
致して配置されている。この結像レンズ１２４は、瞳分
割シャッタ１２３の孔１２３ａを通過した被写体像のみ
をＣＣＤ１２５のイメージエリア１２５ａに結像するよ
うになっている。 【００６３】この立体視硬性内視鏡１２２は、ＣＣＤ１
２５に接続された信号線１２６を介して、制御装置１２
７に電気的に接続されている。この制御装置１２７は、
立体視硬性内視鏡１２２の図示しない照明光学系に照明
光を供給するものである。また、この制御装置１２７
は、ＣＣＤ１２５の出力する電気信号を信号処理してモ
ニタ１２８，１２９へ出力し、モニタ１２８，１２９に
立体観察可能な被写体像を表示するものである。 【００６４】前記ＣＣＤ１２５の読み出しのタイミング
は、前記制御装置１２７の図示しないタイミングコント
ローラにより制御されている。そして、ＣＣＤ１２５
は、瞳分割シャッタ１２３の孔１２３ａの回転位置が図
１５（ｃ）に示すように、上，下，左，右のそれぞれに
位置のときの被写体像を撮像し、電気信号に変換して出
力している。 【００６５】ＣＣＤ１２５での撮像のタイミングは、図
１５（ｄ）に示す瞳分割シャッタ１２３の孔１２３ａの
四つの位置である。撮像された上，下，左，右の被写体
像は、リレーレンズ系９７の瞳の上，下，左，右に分割
した位置（瞳分割位置）に入射した像に相当する。上，
下の被写体像、は、視差を有する。また、左，右の被写
体像も同様である。 【００６６】このＣＣＤ１２５の出力する電気信号は、
制御装置１２７のＡ／Ｄ変換器１３０によりＡ／Ｄ変換
され、スイッチ１３１を介して選択的に四つのフレーム
メモリ１３２ａないし１３２ｄに順次、供給される。 【００６７】このスイッチ１３１の切り替えは、図１５
（ｃ）に示すように、瞳分割シャッタ１２３の回転に同
期している。選択された前記映像信号は、孔１２３ａが
上に位置するときに、上用フレームメモリ１３２ａへ、
孔１２３ａが右のときに右用フレームメモリ１３２ｂに
格納される。さらに、選択された前記映像信号は、孔１
２３ａが下に位置するときに、下用フレームメモリ１３
２ｃへ、孔１２３ａが左のときに左用フレームメモリ１
３２ｄに格納される。各フレームメモリの読み出しは、
以下のように行なわれる。 【００６８】上用フレームメモリ１３２ａに格納された
映像信号は、スイッチ１３３ａを介して、Ａフィールド
の映像信号として読み出される一方、下用フレームメモ
リ１３２ａに格納された映像信号は、Ｃフィールドの映
像信号として読み出される。モニタ１２８は、Ａフィー
ルド及びＣフィールドの映像を交互に表示する。左右用
フレームメモリ１３２ｂ，１３２ｄも同様で、スイッチ
１３３ｂを介して映像信号がモニタ２９に選択的に出力
される、モニタ２９は、Ｂフィールド及びＤフィールド
の映像を交互に表示する。 【００６９】前記各フレームメモリ、スイッチ１３１，
１３３ａ，１３３ｂは、前記タイミングコントローラに
より書き込み、読み出し、及び切り替えが制御されてい
る。前記立体視硬性内視鏡１２２と制御装置１２７によ
れば、観察者は、上下、及び左右の視差を有する立体像
を同時に観察できる。 【００７０】前記立体視硬性内視鏡１２２は、撮像方式
として同時式で構成するほうが容易である。色面順次で
構成する場合には、瞳分割シャッタ１２３の回転のタイ
ミングの３倍で、色照明光の照射タイミングを同期させ
るか、あるいは瞳分割シャッタ２３の３回転で、三色の
像を撮像する必要がある。また、フレームメモリも三倍
の数が必要である。 【００７１】尚、実施例の信号処理の具体的な構成例
は、図１５に示す制御装置１２７の構成のうち、上下ま
たは左右の系統のいずれか一方の構成があれば十分であ
る。 【００７２】図１６（ａ）に示す立体視硬性内視鏡１３
５は、硬性で細長の挿入部を形成す外筒１３５ａに中筒
１３５ｂが回転自在に挿通されている。この挿入部の先
端から順に、対物レンズ１３６、レンズ１３７ａ，１３
７ｂ、複数のレンズからなるリレーレンズ部１３８、及
びこのリレーレンズ部１３８の最後端に位置する結像レ
ンズ１３８ａが結ぶ被写体像を撮像するＣＣＤ１３９を
内臓している。この立体視硬性内視鏡１３５も、前記同
様に、瞳分割により左右の被写体像を得るものである。 【００７３】被写体からの光は、対物レンズ１３６とレ
ンズ１３７ａ、及び対物レンズ１３６と１３７ｂを経
て、光軸を中心に瞳分割されて二つの像が、後方にそれ
ぞれ結像される。レンズ１３７ａ，１３７ｂは、図示し
ない遮光部材により遮光され、レンズ１３７ａ，１３７
ｂのうち他方のレンズを経た像が結像しないように、互
いに光学的に分離するように構成している。 【００７４】これらレンズ１３７ａ，１３７ｂが結像し
た二つの像は、リレーレンズ部１３８により後方に伝達
され、ＣＣＤ１３９は、視差の有る二つの被写体像を結
像する。前記例と同様に、このＣＣＤ１３９が出力する
電気信号を信号処理して、モニタに表示すれば、観察者
は被写体の立体観察が可能となる。 【００７５】この立体視硬性内視鏡１３５は、一本の光
学系で構成されているので、左右像のズレが生じ難いと
共に、コストも二本の光学系を用いるものよりも安くで
きる。 【００７６】図１６（ｂ）に示す立体視硬性内視鏡１４
０は、図１６（ａ）に示す内視鏡１３５において、リレ
ーレンズ部１３８を除き、先端部にＣＣＤ１３９を配置
した構成となっている。対物レンズ１３６が取り付けら
れた外筒１４０ａと、レンズ１３７ａ，１３７ｂ等が取
り付けられた中筒１４６とは互いに回転自在になってい
る。 【００７７】レンズ１３７ａ，１３７ｂの間には、遮光
部材１４１が介装されており、この遮光部材１４１は、
ＣＣＤ１３９の表面まで延出されている。 尚、図１６
（ｃ）は、ＣＣＤの正面図である。その他、構成及び作
用効果は、図１６（ａ）に示す立体視硬性内視鏡１４０
と同様で、説明を省略する。 【００７８】図１５及び図１６の立体視硬性内視鏡によ
れば、内視鏡を動かさずに、立体視の方向を自由に変え
られるようにできるという効果がある。なお、本発明は
挿入部が硬性の内視鏡に限定されるものでなく、挿入部
が軟性の内視鏡にも適用できる。 【００７９】 【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、タ
イミング調整手段が第１のアドレス信号のタイミングと
第２のアドレス信号のタイミングとを独立して調整し
て、第１の光学系と第２の光学系との視差に応じた前記
第１のアドレス信号と前記第２のアドレス信号とのタイ
ミング差を調整できるので、一対の光学系による視差の
調整が簡略化でき、低コストで立体視できる立体視内視
鏡撮像装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】 【図１】図１は本発明の第１実施例の立体視内視鏡撮像
装置の全体構成図。 【図２】図２は単板の撮像素子の受光エリアを示す説明
図。 【図３】図３はビデオプロセッサの構成を示すブロック
図。 【図４】図４はメモリ部の構成図。 【図５】図５は立体視の表示動作の説明図。 【図６】図６は変形例における立体視の表示動作の説明
図。 【図７】図７は本発明の第２実施例における撮像素子の
説明図。 【図８】図８はメモリ部の構成図。 【図９】図９は本発明の第３実施例の立体視内視鏡撮像
装置の全体構成図。 【図１０】図１０は本発明の第４実施例の撮像系の概略
の構成図。 【図１１】図１１は図１０の撮像系の具体的な構成図。 【図１２】図１２は図１１の変形例における撮像系の具
体的な構成図。 【図１３】図１３は図１２の信号処理回路系の構成図。 【図１４】図１４は本発明の第５実施例における光学系
・撮像素子ユニットを示す図。 【図１５】図１５は本発明の第６実施例の立体視硬性内
視鏡撮像装置等の構成を示す図。 【図１６】図１６は第６実施例の変形例の立体視硬性内
視等の構成を示す図。 【符号の説明】 １…立体視内視鏡撮像装置 ２…立体視用硬性電子内視鏡 ３…光源装置 ４…ビデオプロセッサ光源装置 ５…カラーモニタ ６…液晶メガネ １１…挿入部 １２…操作部 １５…ライトガイド ２１ａ，２１ｂ…対物レンズ ２３ａ，２３ｂ…屈折率分布型レンズ ２４ａ，２４ｂ…結像レンズ ２６…撮像素子 ２９…駆動回路部 ３０…信号処理部 ３３…プリプロセス回路 ３５…Ａ／Ｄコンバータ ３６…メモリ部 ３７…Ｄ／Ａコンバータ ３８…パルスジェネレータ ３９…読み出しタイミング調整回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 貴俵 厚 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 田口 晶弘 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 吉野 謙二 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 村田 晃 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 橋口 敏彦 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 望田 明彦 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 深谷 孝 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 後藤 正仁 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 大野 渉 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 中田 明雄 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 金森 巌 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 高橋 進 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 唐沢 均 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 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 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 (72)発明者 斎藤 圭介 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 (56)参考文献 特開 平１−316716（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−84928（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−210813（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) A61B 1/00 - 1/32 G02B 23/24 - 23/26

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 被写体を撮像可能な撮像面を有する撮像
   素子と、前記撮像素子の前記撮像面における第１の部分領域に第
   １の被写体像を形成可能な第１の光学系と 、前記第１の光学系に対して視差を有し、前記第１の部分
   領域と異なる前記撮像面の第２の部分領域に第２の被写
   体像を形成可能な第２の光学系と 、前記第１及び前記第２の光学系で前記撮像面に形成され
   た前記第１及び前記第２の被写体像に対応する撮像信号
   を読み出すための駆動信号を前記撮像素子に出力する駆
   動手段と 、前記駆動手段の前記駆動信号で読み出された前記撮像素
   子からの前記撮像信号を記憶する記憶手段と 、前記記憶手段から前記第１の被写体像に対応する第１の
   部分撮像信号を読み出し可能な第１のアドレス信号と、
   前記記憶手段から前記第２の被写体像に対応する第２の
   部分撮像信号を読み出す第２のアドレス信号とを有する
   読み出し信号を出力する読み出し信号出力手段と 、前記第１及び前記第２の光学系の前記視差に対して前記
   第１のアドレス信号と前記第２のアドレス信号とのタイ
   ミング差を対応可能に、前記第１のアドレス信号のタイ
   ミングと前記第２のアドレス信号のタイミングとを独立
   して調整するタイミング調整手段と 、を具備した ことを特徴とする立体視内視鏡撮像装置。