(57)【要約】【課題】顕微鏡手術あるいは内視鏡手術等の医療行為の際に、複数の光源装置および複数の撮像装置をそれぞれ既定のタイミングで同期して動作可能とし、良好な画質の立体映像の出力を支援する。【解決手段】撮像システムは、波長帯が異なる光で被検体をそれぞれ照射する第１および第２の光源装置と、被検体をそれぞれ撮像する第１および第２の撮像装置と、被検体の撮像映像を処理して出力部に出力する第１および第２の映像処理装置とを備える。第１および第２の光源装置は、ゲンロック信号に基づいて、撮像映像のフレーム周期またはその整数倍ごとに同期して交互に点灯する。第１の撮像装置は、第１および第２の光源装置のそれぞれの点灯に同期して撮像し、第２の撮像装置は、第１および第２の光源装置のそれぞれの点灯に同期して撮像する。【選択図】図４
2020124320.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
波長帯が異なる光で被検体をそれぞれ照射する第１および第２の光源装置と、
前記被検体をそれぞれ撮像する第１および第２の撮像装置と、
前記第１および第２の撮像装置のそれぞれに対応して設けられ、対応するいずれかの撮像装置により撮像された前記被検体の撮像映像を処理して出力部に出力する第１および第２の映像処理装置と、を備え、
前記第１および第２の光源装置は、ゲンロック信号に基づいて、前記撮像映像のフレーム周期またはその整数倍ごとに同期して交互に点灯し、
前記第１の撮像装置は、前記第１および第２の光源装置のそれぞれの点灯に同期して撮像し、
前記第２の撮像装置は、前記第１および第２の光源装置のそれぞれの点灯に同期して撮像する、
撮像システム。
【請求項２】
前記第１の映像処理装置は、
前記第１および第２の光源装置のそれぞれの点灯を指示する光源同期信号と同一の周期を有する前記ゲンロック信号を、前記撮像映像のフレーム周期と同期するように生成して前記第２の映像処理装置に送るとともに、
前記ゲンロック信号に基づいて、前記第１および第２の光源装置のそれぞれの点灯ならびに対応する前記いずれかの撮像装置の撮像を制御する、
請求項１に記載の撮像システム。
【請求項３】
前記第２の映像処理装置は、前記第１の映像処理装置から送られた前記ゲンロック信号に基づいて、対応する前記いずれかの撮像装置の撮像を制御する、
請求項２に記載の撮像システム。
【請求項４】
前記第１および第２の映像処理装置は、前記第１および第２の光源装置のそれぞれの点灯を指示する光源同期信号と同一の周期を有する前記ゲンロック信号をそれぞれ同時に外部装置から受信する、
請求項１に記載の撮像システム。
【請求項５】
前記第１の映像処理装置は、受信された前記ゲンロック信号に基づいて、前記第１および第２の光源装置のそれぞれの点灯ならびに対応する前記いずれかの撮像装置の撮像を制御し、
前記第２の映像処理装置は、受信された前記ゲンロック信号に基づいて、対応する前記いずれかの撮像装置の撮像を制御する、
請求項４に記載の撮像システム。
【請求項６】
前記第１および第２の映像処理装置は、前記第１および第２の光源装置のそれぞれの点灯ならびに前記第１および第２の撮像装置の撮像の同期タイミングを初期化するための初期化信号をそれぞれ前記撮像映像のフレーム周期内で第２外部装置から受信する、
請求項１に記載の撮像システム。
【請求項７】
前記第１の映像処理装置は、前記初期化信号の受信に基づいて、
前記第１および第２の光源装置のそれぞれの点灯を指示する光源同期信号と同一の周期を有する前記ゲンロック信号を、前記撮像映像のフレーム周期と同期するように生成して前記第２の映像処理装置に送るとともに、
前記ゲンロック信号に基づいて、前記第１および第２の光源装置のそれぞれの点灯ならびに対応する前記いずれかの撮像装置の撮像を制御する、
請求項６に記載の撮像システム。
【請求項８】
前記第１の映像処理装置は、前記第１および第２の光源装置のそれぞれの点灯ならびに前記第１および第２の撮像装置の撮像の同期タイミングを初期化するための初期化信号を前記撮像映像のフレーム周期内で第２外部装置から受信するとともに、前記初期化信号の受信に基づいて、前記初期化信号に従って前記第２の撮像装置の撮像の同期タイミングを初期化させるための同期補助信号を前記第２の映像処理装置に送る、
請求項１に記載の撮像システム。
【請求項９】
前記第１の映像処理装置は、前記同期補助信号の送信に基づいて、
前記第１および第２の光源装置のそれぞれの点灯を指示する光源同期信号と同一の周期を有する前記ゲンロック信号を、前記撮像映像のフレーム周期と同期するように生成して前記第２の映像処理装置に送るとともに、
前記ゲンロック信号に基づいて、前記第１および第２の光源装置のそれぞれの点灯ならびに対応する前記いずれかの撮像装置の撮像を制御する、
請求項８に記載の撮像システム。
【請求項１０】
前記第２の映像処理装置は、前記第１の映像処理装置から送られた前記ゲンロック信号に基づいて、対応する前記いずれかの撮像装置の撮像を制御する、
請求項９に記載の撮像システム。
【請求項１１】
前記第１の光源装置は、可視光を照射し、
前記第２の光源装置は、前記被検体に投与された蛍光物質を蛍光発光させるためのＩＲ領域の励起光を照射する、
請求項１〜１０のうちいずれか一項に記載の撮像システム。
【請求項１２】
前記第１の映像処理装置は、前記処理に基づいて生成した左眼用の撮像映像を前記出力部に出力し、
前記第２の映像処理装置は、前記処理に基づいて生成した右眼用の撮像映像を前記出力部に出力する、
請求項１〜１１のうちいずれか一項に記載の撮像システム。
【請求項１３】
波長帯が異なる光で被検体をそれぞれ照射する第１および第２の光源装置と、
前記被検体をそれぞれ撮像する第１および第２の撮像装置と、
前記第１および第２の撮像装置のそれぞれに対応して設けられ、対応するいずれかの撮像装置により撮像された前記被検体の撮像映像を処理して出力部に出力する第１および第２の映像処理装置と、を備える撮像システムにおける同期制御方法であって、
前記第１および第２の光源装置が、ゲンロック信号に基づいて、前記撮像映像のフレーム周期またはその整数倍ごとに同期して交互に点灯し、
前記第１の撮像装置は、前記第１および第２の光源装置のそれぞれの点灯に同期して撮像し、
前記第２の撮像装置は、前記第１および第２の光源装置のそれぞれの点灯に同期して撮像する、
同期制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、複数の撮像装置のそれぞれの動作に関する同期を制御する撮像システムおよび同期制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
手術用の顕微鏡を用いて微細な手術対象部位（例えば被検体内の患部）を観察しながら行う顕微鏡手術、あるいは、内視鏡を用いて手術対象部位を観察しながら行う内視鏡手術では、手術対象部位の観察映像（例えば、可視映像、ＩＲ励起光により励起された蛍光が撮像された蛍光映像）を撮像してモニタに表示することが行われる。モニタに観察映像を表示することで、医師等は、手術対象部位の状況を詳細に確認でき、手術対象部位の状況をリアルタイムに把握可能となる。
【０００３】
特許文献１には、ＣＭＯＳセンサの全ての画素から撮像信号を読み出すのに要する時間（１フレーム期間、例えば１／３０秒間）とし、第１撮像モード時には１フレーム期間ごとに通常光と特殊光とを交互に切り替え、前半の１／２フレーム期間で露光して後半の１／２フレーム期間で撮像信号の読み出しを行う電子内視鏡システムが開示されている。これにより、１フレーム期間ごとに通常光画像と特殊光画像とが交互に取得される。また、第２撮像モード時には、２フレーム期間ごとに通常光と特殊光とが交互に切り替えられ、前半の１フレーム期間で露光されて後半の１フレーム期間で撮像信号の読み出しが行われる。これにより、２フレーム期間ごとに通常光画像と特殊光画像とが交互に取得される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−０６８９９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した顕微鏡手術あるいは内視鏡手術等の医療手術の際、手術あるいは処置等が行われる手術対象部位（例えば、手術前に予め注射等で被検体に投与された蛍光薬剤が集積する患部等の部位）の鮮明な状況を判別可能とするため、観察映像を撮像するための撮像システムから視認性の良好な出力映像の表示が望まれる。特に、医師等が手術対象部位の詳細な状況を把握できるように、手術対象部位の立体的な出力映像（３Ｄ映像）の表示が望まれている。３Ｄ映像の撮像用に複数の撮像装置を使用して左眼用映像と右眼用映像とを得る際に、左右で正確な手術対象部位を撮像するために、複数の撮像装置のそれぞれの動作が同期していることが求められる。更に、術野を明るくするためや上述した蛍光映像を撮像するために複数種の光源装置を用いることがあるので、複数の撮像装置ならびに複数の光源装置がそれぞれ既定のタイミングで同期して動作する必要がある。ところが、上述した特許文献１には、このような同期の制御に関する示唆は考慮されていない。
【０００６】
本開示は、上述した従来の事情に鑑みて案出され、顕微鏡手術あるいは内視鏡手術等の医療行為の際に、複数の光源装置および複数の撮像装置をそれぞれ既定のタイミングで同期して動作可能とし、良好な画質の立体映像の出力を支援する撮像システムおよび同期制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示は、波長帯が異なる光で被検体をそれぞれ照射する第１および第２の光源装置と、前記被検体をそれぞれ撮像する第１および第２の撮像装置と、前記第１および第２の撮像装置のそれぞれに対応して設けられ、対応する前記撮像装置により撮像された前記被検体の撮像映像を処理して出力部に出力する第１および第２の映像処理装置と、を備え、前記第１および第２の光源装置は、ゲンロック信号に基づいて、前記撮像映像のフレーム周期またはその整数倍ごとに同期して交互に点灯し、前記第１の撮像装置は、前記第１および第２の光源装置のそれぞれの点灯に同期して撮像し、前記第２の撮像装置は、前記第１および第２の光源装置のそれぞれの点灯に同期して撮像する、撮像システムを提供する。
【０００８】
また、本開示は、波長帯が異なる光で被検体をそれぞれ照射する第１および第２の光源装置と、前記被検体をそれぞれ撮像する第１および第２の撮像装置と、前記第１および第２の撮像装置のそれぞれに対応して設けられ、対応する前記撮像装置により撮像された前記被検体の撮像映像を処理して出力部に出力する第１および第２の映像処理装置と、を備える撮像システムにおける同期制御方法であって、前記第１および第２の光源装置が、ゲンロック信号に基づいて、前記撮像映像のフレーム周期またはその整数倍ごとに同期して交互に点灯し、前記第１の撮像装置は、前記第１および第２の光源装置のそれぞれの点灯に同期して撮像し、前記第２の撮像装置は、前記第１および第２の光源装置のそれぞれの点灯に同期して撮像する、同期制御方法を提供する。
【発明の効果】
【０００９】
本開示によれば、顕微鏡手術あるいは内視鏡手術等の医療行為の際に、複数の光源装置および複数の撮像装置をそれぞれ既定のタイミングで同期して動作可能とし、良好な画質の立体映像の出力を支援できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】手術顕微鏡が使用される医療用カメラシステムの外観例を示す図
【図２】実施の形態１に係る医療用カメラシステムのシステム構成例を示すブロック図
【図３】可視／ＩＲ撮像部を構成するイメージセンサの種類の説明図
【図４】実施の形態１に係る可視光源装置、ＩＲ光源装置、カメラヘッドの同期制御に関する動作手順を示すタイミングチャート
【図５】可視光が照射された場合にそれぞれのＣＣＵから出力される左眼用出力映像、右眼用出力映像の一例を示す図
【図６】ＩＲ励起光が照射された場合にそれぞれのＣＣＵから出力される左眼用出力映像、右眼用出力映像の一例を示す図
【図７】実施の形態２に係る医療用カメラシステムのシステム構成例を示すブロック図
【図８】実施の形態２に係る可視光源装置、ＩＲ光源装置、カメラヘッドの同期制御に関する動作手順を示すタイミングチャート
【図９】実施の形態３に係る医療用カメラシステムのシステム構成例を示すブロック図
【図１０】実施の形態３に係る可視光源装置、ＩＲ光源装置、カメラヘッドの同期制御に関する動作手順を示すタイミングチャート
【図１１】実施の形態４に係る医療用カメラシステムのシステム構成例を示すブロック図
【図１２】実施の形態４に係る可視光源装置、ＩＲ光源装置、カメラヘッドの同期制御に関する動作手順を示すタイミングチャート
【図１３】手術内視鏡が使用される医療用カメラシステムの外観例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、適宜図面を参照しながら、本開示に係る撮像システムおよび同期制御方法の構成および作用を具体的に開示した実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。なお、添付図面および以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されていない。
【００１２】
また、以下の各実施の形態では、本開示に係る撮像システムの一例として、顕微鏡手術あるいは内視鏡手術等の医療手術の際に使用される医療用カメラシステムを説明する。ただし、撮像システムは、医療用カメラシステムの例に限定されない。
【００１３】
（実施の形態１）
実施の形態１では、手術顕微鏡を用いた医療行為が行われる際に使用される医療用カメラシステム１００を例示して説明する。図１は、手術顕微鏡が使用される医療用カメラシステム１００の外観例を示す図である。この医療用カメラシステム１００は、医療用光学機器の一例としての手術顕微鏡１０と、可視光源装置３１と、ＩＲ（Infrared Ray）光源装置３２と、撮像装置の一例としてのカメラヘッド２１と、映像処理装置の一例としてのＣＣＵ（Camera Control Unit）４０Ｌ，４０Ｒと、出力部５０とを含む構成である。カメラヘッド２１とＣＣＵ４０Ｌ，４０Ｒとは信号ケーブル２５を介して接続されている。なお、カメラヘッド２１とＣＣＵ４０Ｌ，４０Ｒとにより、撮像装置が構成されてもよい。
【００１４】
手術顕微鏡１０は、例えば双眼の顕微鏡であり、対物レンズと、医師等の観察者の左右の眼に対応するように設けられた観察光学系（図示略）と、接眼部１３と、カメラ撮像用光学系１４と、カメラ装着部１５とを有する構成である。観察光学系は、観察者の左右の眼に対応するように、一対のズーム光学系（図示略）、一対の結像レンズ（図示略）、一対の接眼レンズ（図示略）をそれぞれ有する。一対のズーム光学系、一対の結像レンズ、一対の接眼レンズは、それぞれ対物レンズの光軸を挟んでそれぞれ対称的に配置される。被検体ＳＵＢからの光は、対物レンズに入射した後、一対のズーム光学系、一対の結像レンズ、一対の接眼レンズ、光学系（図示略）、ビームスプリッタ（図示略）を介して得られた、視差を持つ左右の観察画像を接眼部１３に導く。観察者は、接眼部１３を両眼で覗くことで、被検体ＳＵＢの観察対象部位の様子を立体的に視認可能となっている。
【００１５】
ここで、上述した被検体ＳＵＢからの光は、被検体ＳＵＢ内の観察対象部位に集積したＩＣＧ（インドシアニングリーン）等の蛍光薬剤（蛍光物質）に対し、可視光源装置３１から照射される白色光（例えばＲＧＢ（Red Green Blue）の可視光）が観察対象部位により反射された反射光、あるいは、ＩＲ光源装置３２から照射されるＩＲ励起光が蛍光薬剤に照射されて励起された結果として発生する蛍光である。なお、手術顕微鏡１０において、例えば対物レンズと一対のズーム光学系のそれぞれとの間に、ＩＲ励起光の透過を遮断するためのバンドカットフィルタ（ＢＣＦ：Band Cut Filter）が形成されることが、蛍光の撮像に基づく蛍光画像の画質を劣化させない点で好ましい。
【００１６】
なお、顕微鏡手術もしくは内視鏡手術では、医師等が観察対象部位（例えば、被検体ＳＵＢ内の患部）のリンパ節の状況を判別するために、被検体ＳＵＢの体内に蛍光薬剤であるＩＣＧ（インドシアニングリーン）がＩＲ励起光の照射前に注射等で予め投与される。これにより、被写体である患部にＩＣＧ（インドシアニングリーン）が集積する。ＩＣＧ（インドシアニングリーン）は、ＩＲ励起光に基づいて励起されると、より高波長側（例えば８６０ｎｍ）の光で蛍光発光する。ＩＲ励起光の波長は、例えば６９０〜８２０ｎｍである。この蛍光発光により生じた光（つまり、蛍光）が撮像されると、患部の状況が詳細に判別可能となる。
【００１７】
カメラ撮像用光学系１４は、例えば光学系（図示略）、ビームスプリッタ（図示略）、ミラー（図示略）を有する。カメラ撮像用光学系１４は、ビームスプリッタによって観察光学系を通過する光を偏向して分離し、ミラーによって反射してカメラ装着部１５に導く。
【００１８】
図１において、手術顕微鏡１０は、顕微鏡本体の上部に接眼部１３が設けられ、接眼部１３の基端部より側方にカメラ撮像用光学系１４の筐体が延出し、カメラ装着部１５が設けられる。カメラ装着部１５は、上方に向かって開口し、カメラヘッド２１の撮像光学系２３が装着可能に形成されている。撮像光学系２３は、カメラヘッド２１の本体に対して着脱して交換可能であり、用途に応じて異なる光学特性を持つ撮像光学系を使用できる。
【００１９】
また、医療用カメラシステム１００は、被検体ＳＵＢを照明するための可視光源装置３１およびＩＲ光源装置３２、カメラヘッド２１により撮像された観察映像のデータを記録するレコーダＲＣ１、医療用カメラシステム１００を操作するための操作ユニット３３、観察者が足で操作入力を行うフットスイッチ３７を含む。操作ユニット３３、ＣＣＵ４０Ｌ，４０Ｒ、可視光源装置３１、ＩＲ光源装置３２およびレコーダＲＣ１は、制御ユニット筐体３５に収納されている。制御ユニット筐体３５の近傍には、出力部５０（例えば液晶表示装置等のディスプレイ）が配置される。手術顕微鏡１０は、変位可能な支持アーム３４に取り付けられ、支持アーム３４を介して制御ユニット筐体３５に連結されている。
【００２０】
図２は、実施の形態１に係る医療用カメラシステム１００のシステム構成例を示すブロック図である。図２に示す医療用カメラシステム１００は、可視光源装置３１と、ＩＲ光源装置３２と、カメラヘッド２１と、ＣＣＵ４０Ｌ，４０Ｒと、出力部５０とを含む構成である。なお、カメラヘッド２１およびＣＣＵ４０Ｌ，４０Ｒとは一体化した装置の構成としてもよく、以下の実施の形態においても同様である。
【００２１】
可視光源装置３１（第１の光源装置の一態様）は、手術顕微鏡を用いた医療行為（例えば手術）の際に、例えばゲンロックマスタ（後述参照）としての役割を有するＣＣＵ４０Ｌから送出される可視光源制御信号ＷＨＣ（図４参照）に同期してその可視光源制御信号ＷＨＣの信号成分がハイになるタイミングに、被検体ＳＵＢを照射して術野を明るくするための白色光（可視光）を照射する。可視光源制御信号ＷＨＣは、可視光源装置３１から白色光（可視光）を照射させるための制御信号であり、カメラヘッド２１（具体的には、カメラヘッド２１Ｌ，２１Ｒのそれぞれ）により撮像される撮像映像のフレームレートが例えば６０ｆｐｓである場合に「１／６０」秒ごとに送出され、撮像映像のフレーム同期信号ＦＲ１と同周期である。フレーム同期信号ＦＲ１は、撮像映像を構成する１フレームの撮像画像を得るための制御信号であり、同様に撮像映像のフレームレートが例えば６０ｆｐｓである場合には「１／６０」秒となる。なお、実施の形態１において、ゲンロックマスタとしての役割はＣＣＵ４０Ｒが有してもよく、この場合にはＣＣＵ４０Ｒから可視光源制御信号ＷＨＣが可視光源装置３１に送出される。
【００２２】
ＩＲ光源装置３２（第２の光源装置の一態様）は、手術顕微鏡を用いた医療行為（例えば手術）の際に、例えばゲンロックマスタ（後述参照）としての役割を有するＣＣＵ４０Ｌから送出されるＩＲ光源制御信号ＩＲＣ（図４参照）に同期してそのＩＲ光源制御信号ＩＲＣの信号成分がハイになるタイミングに、蛍光薬剤が集積した被検体ＳＵＢの患部を蛍光発光させるためのＩＲ励起光を照射する。ＩＲ光源制御信号ＩＲＣは、ＩＲ光源装置３２からＩＲ励起光を照射させるための制御信号であり、カメラヘッド２１（具体的には、カメラヘッド２１Ｌ，２１Ｒのそれぞれ）により撮像される撮像映像のフレームレートが例えば６０ｆｐｓである場合に「１／６０」秒ごとに送出され、撮像映像のフレーム同期信号ＦＲ１と同周期である。
【００２３】
カメラヘッド２１は、カメラヘッド２１Ｌ，カメラヘッド２１Ｒを含む。カメラヘッド２１Ｌ，２１Ｒはそれぞれ同様の構成を有する。
【００２４】
カメラヘッド２１Ｌ（第１の撮像装置の一態様）は、撮像光学系２２Ｌと、可視／ＩＲ撮像部２３Ｌとを含む。撮像光学系２２Ｌは、白色光あるいはＩＲ励起光の照射に対する被検体ＳＵＢの反射光を入射して集光し、その光による被写体像を可視／ＩＲ撮像部２３Ｌに結像する。可視／ＩＲ撮像部２３Ｌは、撮像光学系２２Ｌにより結像された被写体像を、ＲＧＢおよびＩＲの各周波数帯の光に分光する分光プリズムと、ＲＧＢおよびＩＲの各波長帯の光の被写体像をそれぞれ撮像するイメージセンサ（図３参照）とを有する。可視／ＩＲ撮像部２３Ｌは、対応するＣＣＵ４０Ｌから送られるフレーム同期信号ＦＲ１（後述参照）により規定されたタイミングに合わせて、撮像光学系２２Ｌにより結像された被写体像の撮像やその撮像された画像（映像）の読出しを行う。
【００２５】
ここで、図３を参照して、カメラヘッド２１Ｌ、２１Ｒの可視／ＩＲ撮像部２３Ｌ，２３Ｒ内のそれぞれのイメージセンサの構造について説明する。図３は、可視／ＩＲ撮像部２３Ｌ，２３Ｒを構成するイメージセンサの種類の説明図である。
【００２６】
イメージセンサが単板式である場合、その撮像面の前面（つまり、撮像光学系２２Ｌ，２２Ｒ側）には、赤色（Ｒ），緑色（Ｇ），青色（Ｂ）およびＩＲの４画素に対応するように構成される色フィルタ２２ＣＦＬ１、あるいは赤色（Ｒ），緑色（Ｇ），青色（Ｂ）および緑色（Ｇ）の４画素に対応するように構成される色フィルタ２２ＣＦＬ２がベイヤ配列で配置される。色フィルタ２２ＣＦＬ１において、赤色（Ｒ）は赤色の波長の光を透過させ、緑色（Ｇ）は緑色の波長の光を透過させ、青色（Ｂ）は青色の波長の光を透過させ、ＩＲはＩＲの波長の光を透過させる。同様に、色フィルタ２２ＣＦＬ２において、赤色（Ｒ）は赤色の波長の光を透過させ、緑色（Ｇ）は緑色の波長の光とＩＲの波長の光を透過させ、青色（Ｂ）は青色の波長の光を透過させる。つまり、色フィルタ２２ＣＦＬ２では、ＩＲ領域に感度を有する緑色（Ｇ）の色フィルタが使用される。なお、赤色（Ｒ）や青色（Ｂ）の色フィルタにおいても、ＩＲ領域に感度を有するので、緑色（Ｇ）の色フィルタの代わりに、赤色（Ｒ）や青色（Ｂ）の色フィルタ２２ＣＦＬ２が使用されてもよい。
【００２７】
また、イメージセンサは３板式でもよい（図３参照）。具体的には、ＩＲ領域に感度を有する赤色（Ｒ）の波長の光を透過させる色フィルタＣＦＬ３が使用されたイメージセンサと、緑色（Ｇ）の波長の光を透過させる色フィルタＣＦＬ４が使用されたイメージセンサと、青色（Ｂ）の波長の光を透過させる色フィルタＣＦＬ５が使用されたイメージセンサとにより構成されてよい。イメージセンサは、例えば正方形に成形され、ＣＣＤ（Charged Coupled Device）、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の固体撮像素子である。
【００２８】
カメラヘッド２１Ｒ（第２の撮像装置の一態様）は、撮像光学系２２Ｒと、可視／ＩＲ撮像部２３Ｒとを含む。撮像光学系２２Ｒは、白色光あるいはＩＲ励起光の照射に対する被検体ＳＵＢの反射光を入射して集光し、その光による被写体像を可視／ＩＲ撮像部２３Ｒに結像する。可視／ＩＲ撮像部２３Ｒは、撮像光学系２２Ｒにより結像された被写体像を、ＲＧＢおよびＩＲの各周波数帯の光に分光する分光プリズムと、ＲＧＢおよびＩＲの各波長帯の光の被写体像をそれぞれ撮像するイメージセンサ（図３参照）とを有する。可視／ＩＲ撮像部２３Ｒは、対応するＣＣＵ４０Ｒから送られるフレーム同期信号ＦＲ２（後述参照）により規定されたタイミングに合わせて、撮像光学系２２Ｒにより結像された被写体像の撮像やその撮像された画像（映像）の読出しを行う。
【００２９】
ＣＣＵ４０Ｌ（第１の映像処理装置の一態様）は、カメラヘッド２１Ｌにより撮像された撮像映像のデータを入力し、その撮像映像のデータに対して各種の映像処理を施し、出力部５０において立体視が可能な３Ｄ映像を構成するための左眼用出力映像を生成する。ＣＣＵ４０Ｌは、生成された左眼用出力映像のデータを出力部５０に出力する。ＣＣＵ４０Ｌは、同期信号生成部４１Ｌと、光源制御部４２Ｌと、カメラ制御部４３Ｌと、ゲンロック送信部４４Ｌとを含む。
【００３０】
同期信号生成部４１Ｌと、光源制御部４２Ｌと、カメラ制御部４３Ｌとは、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）あるいはＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のプロセッサにより構成される。プロセッサは、例えばＣＣＵ４０Ｌに内蔵されるメモリ（図２において図示略）に記憶される所定のプログラムに従って各種の処理を実行する。プロセッサは、動作時にメモリのＲＡＭ（Random Access Memory）およびＲＯＭ（Read Only Memory）を使用し、プロセッサが生成または取得したデータもしくは情報を前述したＲＡＭに一時的に保存する。ＲＯＭには、プロセッサの機能を実行するためのプログラム、各種の設定データが保存される。また、ＲＡＭには、プロセッサの処理時に生成される各種のデータが記憶される。
【００３１】
実施の形態１では、ＣＣＵ４０Ｌは、ゲンロックマスタとしての役割を有する。ゲンロックマスタは、ゲンロック信号（つまり、可視光源装置３１，ＩＲ光源装置３２のそれぞれの照射（点灯）、カメラヘッド２１Ｌ，２１Ｒのそれぞれの撮像等の各動作を図４に示す既定のタイミングで揃える（つまり、同期させる）ための基準信号）を生成する。なお、既定のタイミングは図４に示されるタイミング以外に、図７や図９に示されるタイミングであってもよい。
【００３２】
同期信号生成部４１Ｌは、ゲンロックマスタとして、光源同期信号ＬＳ１，ＬＳ２（後述参照）と同期するゲンロック信号ＧＬＣＫ（上述参照）を生成する。撮像映像のフレームレートが例えば６０ｆｐｓである場合、ゲンロック信号ＧＬＣＫは、光源同期信号ＬＳ１，ＬＳ２と同様に「１／３０」秒ごとに信号成分がハイとなる（図４参照）。また、同期信号生成部４１Ｌは、ゲンロック送信部４４Ｌを介してＣＣＵ４０Ｒに送る。
【００３３】
同期信号生成部４１Ｌは、この生成されたゲンロック信号ＧＬＣＫに基づいて、ＣＣＵ４０Ｌに対応するカメラヘッド２１Ｌにより撮像される撮像映像のフレーム同期信号ＦＲ１を生成するとともに、可視光源装置３１，ＩＲ光源装置３２のそれぞれの照射（点灯）の開始タイミングを規定するための光源同期信号ＬＳ１を生成する。撮像映像のフレームレートが例えば６０ｆｐｓである場合、図４に示すように、フレーム同期信号ＦＲ１は「１／６０」秒ごとに信号成分がハイとなり、光源同期信号ＬＳ１は「１／３０」秒ごとに信号成分がハイとなる。これは、可視光源装置３１とＩＲ光源装置３２とが「１／６０」秒ごとに交互に繰り返して照射（点灯）するように制御されるためである。同期信号生成部４１Ｌは、フレーム同期信号ＦＲ１をカメラ制御部４３Ｌに送り、光源同期信号ＬＳ１を光源制御部４２Ｌに送る。なお、同期信号生成部４１Ｌは、フレーム同期信号ＦＲ１および光源同期信号ＬＳ１を、光源制御部４２Ｌおよびカメラ制御部４３Ｌのそれぞれに送ってもよい。
【００３４】
光源制御部４２Ｌは、可視光源装置３１からの白色光の照射（点灯）およびＩＲ光源装置３２からのＩＲ励起光の照射（点灯）のタイミングを制御する。光源制御部４２Ｌは、同期信号生成部４１Ｌから送られた光源同期信号ＬＳ１の入力に応じて、可視光源装置３１とＩＲ光源装置３２とを「１／６０」秒ごとに交互に繰り返して照射（点灯）させるための可視光源制御信号ＷＨＣおよびＩＲ光源制御信号ＩＲＣを交互に時分割でそれぞれ生成する。光源制御部４２Ｌは、可視光源制御信号ＷＨＣを可視光源装置３１に送るとともに、ＩＲ光源制御信号ＩＲＣをＩＲ光源装置３２に送る。
【００３５】
カメラ制御部４３Ｌは、同期信号生成部４１Ｌから送られたフレーム同期信号ＦＲ１の入力に応じて、ＣＣＵ４０Ｌに対応するカメラヘッド２１Ｌにより撮像された撮像映像を、そのフレーム同期信号ＦＲ１に同期して入力する。カメラ制御部４３Ｌは、その入力された撮像映像に対して各種の映像処理を施し、出力部５０において立体視が可能な３Ｄ映像を構成するための左眼用出力映像を生成して出力部５０に出力する。また、カメラ制御部４３Ｌは、フレーム同期信号ＦＲ１の入力に応じて、対応するカメラヘッド２１Ｌの可視／ＩＲ撮像部２３Ｌの撮像および読出しを制御する（図４参照）。
【００３６】
ゲンロック送信部４４Ｌは、ゲンロックスレーブ（後述参照）としての役割を有するＣＣＵ４０Ｒとの間でゲンロック信号ＧＬＣＫに関する信号の送受を実行可能な通信回路により構成される。ゲンロック送信部４４Ｌは、同期信号生成部４１Ｌにより生成されたゲンロック信号ＧＬＣＫをＣＣＵ４０Ｒのゲンロック受信部４５Ｒに送信する。
【００３７】
ＣＣＵ４０Ｒ（第２の映像処理装置の一態様）は、カメラヘッド２１Ｒにより撮像された撮像映像のデータを入力し、その撮像映像のデータに対して各種の映像処理を施し、出力部５０において立体視が可能な３Ｄ映像を構成するための右眼用出力映像を生成する。ＣＣＵ４０Ｒは、生成された右眼用出力映像のデータを出力部５０に出力する。ＣＣＵ４０Ｒは、同期信号生成部４１Ｒと、カメラ制御部４３Ｒと、ゲンロック受信部４５Ｒとを含む。なお、図２の例では可視光源装置３１に可視光源制御信号ＷＨＣ、ＩＲ光源装置３２にＩＲ光源制御信号ＩＲＣを送るのはゲンロックマスタとしての役割を有するＣＣＵ４０Ｌとしているが、ＣＣＵ４０Ｒが送ってもよくＣＣＵ４０Ｒが送る場合には光源制御部４２Ｌと同一の構成で対応する光源制御部がＣＣＵ４０Ｒに設けられる。
【００３８】
同期信号生成部４１Ｒと、カメラ制御部４３Ｒとは、例えばＣＰＵ、ＤＳＰあるいはＦＰＧＡ等のプロセッサにより構成される。プロセッサは、例えばＣＣＵ４０Ｒに内蔵されるメモリ（図２において図示略）に記憶される所定のプログラムに従って各種の処理を実行する。プロセッサは、動作時にメモリのＲＡＭおよびＲＯＭを使用し、プロセッサが生成または取得したデータもしくは情報を前述したＲＡＭに一時的に保存する。ＲＯＭには、プロセッサの機能を実行するためのプログラム、各種の設定データが保存される。また、ＲＡＭには、プロセッサの処理時に生成される各種のデータが記憶される。
【００３９】
実施の形態１では、ＣＣＵ４０Ｒは、ゲンロックスレーブとしての役割を有する。ゲンロックスレーブは、ゲンロックマスタにより生成されるゲンロック信号（つまり、可視光源装置３１，ＩＲ光源装置３２のそれぞれの照射（点灯）、カメラヘッド２１Ｌ，２１Ｒのそれぞれの撮像等の各動作を図４に示す既定のタイミングで揃える（つまり、同期させる）ための基準信号）を受信する。なお、既定のタイミングは図４に示されるタイミング以外に、図７や図９に示されるタイミングであってもよい。
【００４０】
同期信号生成部４１Ｒは、ゲンロックスレーブとして、ゲンロック受信部４５Ｒから送られたゲンロック信号ＧＬＣＫを入力する。同期信号生成部４１Ｒは、そのゲンロック信号ＧＬＣＫに基づいて、ＣＣＵ４０Ｒに対応するカメラヘッド２１Ｒにより撮像される撮像映像のフレーム同期信号ＦＲ２を生成するとともに、可視光源装置３１，ＩＲ光源装置３２のそれぞれの照射（点灯）の開始タイミングを規定するための光源同期信号ＬＳ２を生成する。撮像映像のフレームレートが例えば６０ｆｐｓである場合、図４に示すように、フレーム同期信号ＦＲ２は「１／６０」秒ごとに信号成分がハイとなり、光源同期信号ＬＳ２は「１／３０」秒ごとに信号成分がハイとなる。これは、可視光源装置３１とＩＲ光源装置３２とが「１／６０」秒ごとに交互に繰り返して照射（点灯）するように制御されるためである。同期信号生成部４１Ｒは、フレーム同期信号ＦＲ２をカメラ制御部４３Ｒに送る。
【００４１】
カメラ制御部４３Ｒは、同期信号生成部４１Ｒから送られたフレーム同期信号ＦＲ２の入力に応じて、ＣＣＵ４０Ｒに対応するカメラヘッド２１Ｒにより撮像された撮像映像を、そのフレーム同期信号ＦＲ２に同期して入力する。カメラ制御部４３Ｒは、その入力された撮像映像に対して各種の映像処理を施し、出力部５０において立体視が可能な３Ｄ映像を構成するための右眼用出力映像を生成して出力部５０に出力する。また、カメラ制御部４３Ｒは、フレーム同期信号ＦＲ２の入力に応じて、対応するカメラヘッド２１Ｒの可視／ＩＲ撮像部２３Ｒの撮像および読出しを制御する（図４参照）。
【００４２】
ゲンロック受信部４５Ｒは、ゲンロックマスタとしての役割を有するＣＣＵ４０Ｌとの間でゲンロック信号ＧＬＣＫに関する信号の送受を実行可能な通信回路により構成される。ゲンロック受信部４５Ｒは、ＣＣＵ４０Ｌから送られたゲンロック信号ＧＬＣＫを受信して同期信号生成部４１Ｒに送る。
【００４３】
出力部５０は、例えばＬＣＤ（Liquid Crystal Display）、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）もしくは有機ＥＬ（Electroluminescence）等の表示デバイスを用いて構成される。出力部５０は、ＣＣＵ４０Ｌ，４０Ｒのそれぞれによる各種の映像処理が施された後の左眼用出力映像，右眼用出力映像のデータを２次元（２Ｄ）的、あるいは３次元（３Ｄ）的に表示する。出力部５０に表示された映像は、例えば手術中に医師等によって視認される。
【００４４】
次に、実施の形態１に係る可視光源装置３１、ＩＲ光源装置３２、カメラヘッド２１のそれぞれの動作タイミングについて、図４を参照して説明する。図４は、実施の形態１に係る可視光源装置３１、ＩＲ光源装置３２、カメラヘッド２１（２１Ｌ，２１Ｒ）の同期制御に関する動作手順を示すタイミングチャートである。
【００４５】
図４において、ゲンロック信号ＧＬＣＫは、光源同期信号ＬＳ１，ＬＳ２に同期して信号成分がハイになっている。撮像映像のフレームレートが例えば６０ｆｐｓである場合、ＣＣＵ４０Ｌ，４０Ｒにおけるフレーム同期信号ＦＲ１，ＦＲ２は「１／６０」秒ごとに信号成分がハイとなり、光源同期信号ＬＳ１，ＬＳ２は「１／３０」秒ごと（つまり、フレーム同期信号ＦＲ１，ＦＲ２の２倍の周期ごと）に信号成分がハイとなる。また、光源同期信号ＬＳ１，ＬＳ２は、２倍のフレーム同期信号ＦＲ１，ＦＲ２に同期して信号成分がハイになっている。
【００４６】
可視光源制御信号ＷＨＣは、光源同期信号ＬＳ１，ＬＳ２（つまり、２倍のフレーム同期信号ＦＲ１，ＦＲ２）の前半１フレーム期間（１／６０秒）に同期するように出力される。ＩＲ光源制御信号ＩＲＣは、光源同期信号ＬＳ１，ＬＳ２（つまり、２倍のフレーム同期信号ＦＲ１，ＦＲ２）の後半１フレーム期間（１／６０秒）に同期するように出力される。従って、２倍のフレーム同期信号ＦＲ１，ＦＲ２の前半１フレーム期間の間は可視光源装置３１から白色光が照射され、後半１フレーム期間の間はＩＲ光源装置３２からＩＲ励起光が照射されるので、白色光とＩＲ励起光とは１フレーム期間（１／６０秒）ごとに交互に照射される。
【００４７】
カメラヘッド２１Ｌ，２１Ｒの可視／ＩＲ撮像部２３Ｌ，２３Ｒは、可視光源装置３１からの白色光の照射期間（点灯期間）と同期するように、撮像光学系２２Ｌ，２２Ｒを透過した被検体ＳＵＢからの白色光（可視光）に対し、光源同期信号ＬＳ１，ＬＳ２の前半１フレーム期間（１／６０秒）に撮像を行う。可視／ＩＲ撮像部２３Ｌ，２３Ｒは、可視光源装置３１からの白色光の非照射期間（非点灯期間）と同期するように、後半１フレーム期間（１／６０秒）に、撮像された撮像映像の電気信号をサンプリングする等の読出しを行って対応するＣＣＵ４０Ｌ，４０Ｒに出力する。
【００４８】
また、カメラヘッド２１Ｌ，２１Ｒの可視／ＩＲ撮像部２３Ｌ，２３Ｒは、ＩＲ光源装置３２からのＩＲ励起光の照射期間（点灯期間）と同期するように、撮像光学系２２Ｌ，２２Ｒを透過した被検体ＳＵＢからの蛍光に対し、光源同期信号ＬＳ１，ＬＳ２の後半１フレーム期間（１／６０秒）に撮像を行う。可視／ＩＲ撮像部２３Ｌ，２３Ｒは、ＩＲ光源装置３２からのＩＲ励起光の非照射期間（非点灯期間）と同期するように、前半１フレーム期間（１／６０秒）に、撮像された撮像映像の電気信号をサンプリングする等の読出しを行って対応するＣＣＵ４０Ｌ，４０Ｒに出力する。
【００４９】
図５は、可視光が照射された場合にそれぞれのＣＣＵ４０Ｌ，４０Ｒから出力される左眼用出力映像Ｏｐ１、右眼用出力映像Ｏｐ２の一例を示す図である。図６は、ＩＲ励起光が照射された場合にそれぞれのＣＣＵ４０Ｌ，４０Ｒから出力される左眼用出力映像Ｏｐ３、右眼用出力映像Ｏｐ４の一例を示す図である。説明を分かり易くするために、図５および図６では、左眼用出力映像Ｏｐ１および右眼用出力映像Ｏｐ２、左眼用出力映像Ｏｐ３および右眼用出力映像Ｏｐ４はともに出力部５０においてそれぞれ離間して図示される例が示されているが、３Ｄ的に重ね合わされて表示されてもよい。
【００５０】
図４に示すように、光源同期信号ＬＳ１，ＬＳ２と同周期で同期するゲンロック信号ＧＬＣＫに基づいて、可視光源装置３１，ＩＲ光源装置３２のそれぞれの照射（点灯）、カメラヘッド２１Ｌ，２１Ｒのそれぞれの撮像等の各動作が図４に示す既定のタイミングで揃う（つまり、同期する）。これにより、図５に示すように、可視光源装置３１から白色光が点灯された区間に得られた、患部ｔｇが映る左眼用出力映像Ｏｐ１および右眼用出力映像Ｏｐ２は、光源同期信号ＬＳ１，ＬＳ２と同期する複数のカメラヘッド２１Ｌ，２１Ｒのそれぞれが同一の期間に撮像したことで得られるため、画質の良好な出力映像となる。従って、出力部５０は、例えばサイマル方式に従って、左眼用出力映像Ｏｐ１および右眼用出力映像Ｏｐ２に対して所定の視差を形成した上で、術野の状態が明るく点灯された映像を３Ｄ（立体的）に表示できる。
【００５１】
また、図６に示すように、ＩＲ光源装置３２からＩＲ励起光が点灯された区間に得られた、蛍光発光した患部ｔｇ以外が真っ黒となる左眼用出力映像Ｏｐ３および右眼用出力映像Ｏｐ４は、光源同期信号ＬＳ１，ＬＳ２と同期する複数のカメラヘッド２１Ｌ，２１Ｒのそれぞれが同一の期間に撮像したことで得られるため、画質の良好な出力映像となる。従って、出力部５０は、例えばサイマル方式に従って、左眼用出力映像Ｏｐ３および右眼用出力映像Ｏｐ４に対して所定の視差を形成した上で、蛍光の状態が判別可能な映像を３Ｄ（立体的）に表示できる。
【００５２】
以上により、実施の形態１に係る医療用カメラシステム１００は、波長帯が異なる光で被検体ＳＵＢをそれぞれ照射する可視光源装置３１およびＩＲ光源装置３２と、被検体ＳＵＢをそれぞれ撮像するカメラヘッド２１Ｌ，２１Ｒとを備える。医療用カメラシステム１００は、カメラヘッド２１Ｌ，２１Ｒのそれぞれに対応して設けられ、対応するいずれかのカメラヘッドにより撮像された被検体ＳＵＢの撮像映像を処理して出力部５０に出力するＣＣＵ４０Ｌ，４０Ｒを備える。可視光源装置３１およびＩＲ光源装置３２は、ゲンロック信号ＧＬＣＫに基づいて、撮像映像のフレーム周期（例えば１／６０秒）またはその整数倍（例えば２倍）ごとに同期して交互に点灯する。カメラヘッド２１Ｌは、可視光源装置３１およびＩＲ光源装置３２のそれぞれの点灯に同期して撮像する。カメラヘッド２１Ｒは、可視光源装置３１およびＩＲ光源装置３２のそれぞれの点灯に同期して撮像する。
【００５３】
これにより、医療用カメラシステム１００によれば、顕微鏡手術あるいは内視鏡手術等の医療行為の際に、複数の光源装置（例えば可視光源装置３１，ＩＲ光源装置３２）および複数の撮像装置（例えばカメラヘッド２１Ｌ，２１Ｒ）をそれぞれ既定のタイミングで同期して動作可能とできる。従って、医療用カメラシステム１００によれば、手術対象部位の良好な画質を有する立体的な出力映像（３Ｄ映像）の出力（例えば表示）を支援できるので、医師等が手術対象部位の詳細な状況を適切に把握できる。
【００５４】
また、ＣＣＵ４０Ｌは、可視光源装置３１およびＩＲ光源装置３２のそれぞれの点灯を指示する光源同期信号ＬＳ１，ＬＳ２と同一の周期を有するゲンロック信号ＧＬＣＫを、撮像映像の２回分のフレーム周期と同期する（信号成分がハイになるタイミングが一致する）ように生成してＣＣＵ４０Ｒに送る。ＣＣＵ４０Ｌは、ゲンロック信号ＧＬＣＫに基づいて、可視光源装置３１およびＩＲ光源装置３２のそれぞれの点灯ならびに対応するカメラヘッド２１Ｌの撮像を制御する。これにより、可視光源装置３１およびＩＲ光源装置３２のそれぞれの点灯ならびに対応するカメラヘッド２１Ｌの撮像がそれぞれ同期するので、可視光源装置３１およびＩＲ光源装置３２のそれぞれの点灯に合わせて、カメラヘッド２１Ｌから被検体ＳＵＢの撮像映像（例えば可視映像、蛍光映像）が適切に得られる。
【００５５】
また、ＣＣＵ４０Ｒは、ＣＣＵ４０Ｌから送られたゲンロック信号ＧＬＣＫに基づいて、対応するカメラヘッド２１Ｒの撮像を制御する。これにより、可視光源装置３１およびＩＲ光源装置３２のそれぞれの点灯ならびに対応するカメラヘッド２１Ｌ，２１Ｒの撮像がそれぞれ同期するので、可視光源装置３１およびＩＲ光源装置３２のそれぞれの点灯に合わせて、カメラヘッド２１Ｌ、２１Ｒのそれぞれから被検体ＳＵＢの撮像映像（例えば可視映像、蛍光映像）が適切に得られ、出力部５０において立体表示が可能となる出力映像が適切に得られる。
【００５６】
また、可視光源装置３１は、可視光を照射する。ＩＲ光源装置３２は、被検体ＳＵＢに投与された蛍光物質（例えばＩＣＧ）を蛍光発光させるためのＩＲ領域の励起光（ＩＲ励起光）を照射する。これにより、出力部５０において、被検体ＳＵＢの術野が白色光によって明るく照射された時の立体映像、ならびに被検体ＳＵＢの患部ｔｇがＩＲ励起光によって生じた蛍光の立体映像がともに表示可能となる。
【００５７】
また、ＣＣＵ４０Ｌは、既定の映像処理に基づいて生成した左眼用の撮像映像（左眼用出力映像）を出力部５０に出力する。ＣＣＵ４０Ｒは、既定の映像処理に基づいて生成した右眼用の撮像映像（右眼用出力映像）を出力部５０に出力する。これにより、医師等は、手術対象部位の良好な画質を有する立体的な出力映像（３Ｄ映像）を出力部５０において目視にて確認できるので、手術対象部位の詳細な状況を適切に把握できる。
【００５８】
（実施の形態２）
実施の形態２でも、実施の形態１と同様に、手術顕微鏡を用いた医療行為が行われる際に使用される医療用カメラシステム１００Ａを例示して説明する。図７は、実施の形態２に係る医療用カメラシステム１００Ａのシステム構成例を示すブロック図である。図７の説明において、図２に示す医療用カメラシステム１００の構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付与して説明を簡略化あるいは省略し、異なる内容について説明する。
【００５９】
実施の形態２に係る医療用カメラシステム１００Ａは、可視光源装置３１と、ＩＲ光源装置３２と、カメラヘッド２１と、ＣＣＵ４０ＬＡ，４０ＲＡと、出力部５０と、ゲンロック信号送信装置６０とを含む構成である。実施の形態２では、実施の形態１と異なり、ゲンロックマスタはＣＣＵ４０ＬＡではなく、ゲンロック信号送信装置６０である。言い換えると、実施の形態２では、ＣＣＵ４０ＬＡ，４０ＲＡはともにゲンロック信号送信装置６０から送られるゲンロック信号ＧＬＣＫを受信するゲンロックスレーブとしての役割を有する。
【００６０】
ＣＣＵ４０ＬＡ（第１の映像処理装置の一態様）は、カメラヘッド２１Ｌにより撮像された撮像映像のデータを入力し、その撮像映像のデータに対して各種の映像処理を施し、出力部５０において立体視が可能な３Ｄ映像を構成するための左眼用出力映像を生成する。ＣＣＵ４０ＬＡは、生成された左眼用出力映像のデータを出力部５０に出力する。ＣＣＵ４０ＬＡは、同期信号生成部４１Ｌと、光源制御部４２Ｌと、カメラ制御部４３Ｌと、ゲンロック受信部４５Ｌとを含む。
【００６１】
同期信号生成部４１Ｌは、ゲンロックスレーブとして、ゲンロック受信部４５Ｌにより受信されたゲンロック信号ＧＬＣＫ１を入力する。同期信号生成部４１Ｌは、そのゲンロック信号ＧＬＣＫ１に基づいて、ＣＣＵ４０ＬＡに対応するカメラヘッド２１Ｌにより撮像される撮像映像のフレーム同期信号ＦＲ１を生成するとともに、可視光源装置３１，ＩＲ光源装置３２のそれぞれの照射（点灯）の開始タイミングを規定するための光源同期信号ＬＳ１を生成する。
【００６２】
ゲンロック受信部４５Ｌは、ゲンロックマスタとしての役割を有するゲンロック信号送信装置６０との間でゲンロック信号ＧＬＣＫ１に関する信号の送受を実行可能な通信回路により構成される。ゲンロック受信部４５Ｌは、ゲンロック信号送信装置６０から送られたゲンロック信号ＧＬＣＫ１を受信して同期信号生成部４１Ｌに送る。
【００６３】
ＣＣＵ４０ＲＡ（第２の映像処理装置の一態様）は、カメラヘッド２１Ｒにより撮像された撮像映像のデータを入力し、その撮像映像のデータに対して各種の映像処理を施し、出力部５０において立体視が可能な３Ｄ映像を構成するための右眼用出力映像を生成する。ＣＣＵ４０ＲＡは、生成された右眼用出力映像のデータを出力部５０に出力する。ＣＣＵ４０ＲＡは、同期信号生成部４１Ｒと、カメラ制御部４３Ｒと、ゲンロック受信部４５Ｒとを含む。
【００６４】
同期信号生成部４１Ｒは、ゲンロックスレーブとして、ゲンロック受信部４５Ｒにより受信されたゲンロック信号ＧＬＣＫ２を入力する。同期信号生成部４１Ｒは、そのゲンロック信号ＧＬＣＫ２に基づいて、ＣＣＵ４０ＬＲに対応するカメラヘッド２１Ｒにより撮像される撮像映像のフレーム同期信号ＦＲ２を生成するとともに、可視光源装置３１，ＩＲ光源装置３２のそれぞれの照射（点灯）の開始タイミングを規定するための光源同期信号ＬＳ２を生成する。
【００６５】
ゲンロック受信部４５Ｒは、ゲンロックマスタとしての役割を有するゲンロック信号送信装置６０との間でゲンロック信号ＧＬＣＫ２に関する信号の送受を実行可能な通信回路により構成される。ゲンロック受信部４５Ｒは、ゲンロック信号送信装置６０から送られたゲンロック信号ＧＬＣＫ２を受信して同期信号生成部４１Ｒに送る。
【００６６】
ゲンロック信号送信装置６０（外部装置の一態様）は、ゲンロックマスタとして、光源同期信号ＬＳ１，ＬＳ２と同期するゲンロック信号ＧＬＣＫ１，ＧＬＣＫ２をそれぞれ生成する。ゲンロック信号送信装置６０は、ゲンロック信号ＧＬＣＫ１をＣＣＵ４０ＬＡに送り、ゲンロック信号ＧＬＣＫ２をＣＣＵ４０ＲＡに送る。撮像映像のフレームレートが例えば６０ｆｐｓである場合、ゲンロック信号ＧＬＣＫ１，ＧＬＣＫ２は、それぞれ光源同期信号ＬＳ１，ＬＳ２と同様に「１／３０」秒ごとに信号成分がハイとなる（図８参照）。
【００６７】
次に、実施の形態２に係る可視光源装置３１、ＩＲ光源装置３２、カメラヘッド２１のそれぞれの動作タイミングについて、図８を参照して説明する。図８は、実施の形態２に係る可視光源装置３１、ＩＲ光源装置３２、カメラヘッド２１の同期制御に関する動作手順を示すタイミングチャートである。図８において、図４の各部の動作タイミングと重複する内容については同一の符号を付与して説明を簡略化あるいは省略し、異なる内容について説明する。
【００６８】
図８において、ゲンロックスレーブとしての役割を有するＣＣＵ４０ＬＡ，４０ＲＡには、ゲンロックマスタとしての役割を有するゲンロック信号送信装置６０からゲンロック信号ＧＬＣＫ１，ＧＬＣＫ２が同時に入力される。ゲンロック信号ＧＬＣＫ１，ＧＬＣＫ２はそれぞれ同周期であり、信号成分がハイになるタイミングは同一である。また、実施の形態１と同様に、撮像映像のフレームレートが例えば６０ｆｐｓである場合、ゲンロック信号ＧＬＣＫ１，ＧＬＣＫ２は、光源同期信号ＬＳ１，ＬＳ２と同様に「１／３０」秒ごとに信号成分がハイとなり、ハイになるタイミングも同一である。以降の処理は実施の形態１に係る医療用カメラシステム１００の動作と同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００６９】
以上により、実施の形態２に係る医療用カメラシステム１００Ａでは、ＣＣＵ４０ＬＡ，４０ＲＡは、可視光源装置３１およびＩＲ光源装置３２のそれぞれの点灯を指示する光源同期信号ＬＳ１，ＬＳ２と同一の周期を有するゲンロック信号ＧＬＣＫ１，ＧＬＣＫ２をそれぞれ同時にゲンロック信号送信装置６０から受信する。これにより、ＣＣＵ４０ＬＡ，４０ＲＡがともにゲンロックスレーブとして共通の役割を有するので、実施の形態１のようにＣＣＵ４０ＬＡがゲンロック信号を生成する処理を省略できてＣＣＵ４０ＬＡの処理負荷を軽減できる。
【００７０】
また、ＣＣＵ４０ＬＡは、受信されたゲンロック信号ＧＬＣＫ１に基づいて、可視光源装置３１およびＩＲ光源装置３２のそれぞれの点灯ならびに対応するカメラヘッド２１Ｌの撮像を制御する。ＣＣＵ４０ＲＡは、受信されたゲンロック信号ＧＬＣＫ２に基づいて、対応するカメラヘッド２１Ｒの撮像を制御する。これにより、ゲンロック信号送信装置６０からの同周期かつ信号成分がハイになるタイミングが同一のゲンロック信号ＧＬＣＫ１，ＧＬＣＫ２がＣＣＵ４０ＬＡ，４０ＲＡにそれぞれ入力されるので、ＣＣＵ４０ＬＡ，４０ＲＡのうち一方がゲンロック信号を生成しなくても、可視光源装置３１およびＩＲ光源装置３２の点灯、カメラヘッド２１Ｌ，２１Ｒの撮像のタイミングが同期して良好な画質の左眼用出力映像および右眼用出力映像が得られる。
【００７１】
（実施の形態３）
実施の形態３でも、実施の形態１，２と同様に、手術顕微鏡を用いた医療行為が行われる際に使用される医療用カメラシステム１００Ｂを例示して説明する。図９は、実施の形態３に係る医療用カメラシステム１００Ｂのシステム構成例を示すブロック図である。図９の説明において、図２に示す医療用カメラシステム１００の構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付与して説明を簡略化あるいは省略し、異なる内容について説明する。
【００７２】
実施の形態３に係る医療用カメラシステム１００Ｂは、可視光源装置３１と、ＩＲ光源装置３２と、カメラヘッド２１と、ＣＣＵ４０ＬＢ，４０ＲＢと、出力部５０と、外部制御装置７０とを含む構成である。実施の形態３では、実施の形態１と同様に、ゲンロックマスタは２つのＣＣＵ４０ＬＢ，４０ＲＢのうち一方（例えばＣＣＵ４０ＬＢ）である。言い換えると、実施の形態３では、ＣＣＵ４０ＬＢはゲンロック信号ＧＬＣＫを生成するゲンロックマスタの役割を有し、ＣＣＵ４０ＲＢはゲンロック信号ＧＬＣＫを受信するゲンロックスレーブの役割を有する。
【００７３】
ＣＣＵ４０ＬＢ（第１の映像処理装置の一態様）は、カメラヘッド２１Ｌにより撮像された撮像映像のデータを入力し、その撮像映像のデータに対して各種の映像処理を施し、出力部５０において立体視が可能な３Ｄ映像を構成するための左眼用出力映像を生成する。ＣＣＵ４０ＬＢは、生成された左眼用出力映像のデータを出力部５０に出力する。ＣＣＵ４０ＬＢは、同期信号生成部４１Ｌと、光源制御部４２Ｌと、カメラ制御部４３Ｌと、ゲンロック送信部４４Ｌと、外部制御装置Ｉ／Ｆ部４６Ｌとを含む。
【００７４】
同期信号生成部４１Ｌは、フレーム周期（図１０参照）内に外部制御装置Ｉ／Ｆ部４６Ｌを介して同期信号初期化指示信号ＩＮＴ１を受信すると、その次のフレーム周期から可視光源装置３１，ＩＲ光源装置３２のそれぞれの照射（点灯）、カメラヘッド２１Ｌ，２１Ｒのそれぞれの撮像等の各動作を図１０に示す既定のタイミングで揃える（つまり、同期させる）ためのゲンロック信号ＧＬＣＫを生成する。同期信号初期化指示信号ＩＮＴ１は、可視光源装置３１，ＩＲ光源装置３２のそれぞれの照射（点灯）、カメラヘッド２１Ｌ，２１Ｒのそれぞれの撮像等の各動作の同期を初期化（リセット）するための指示信号である。これは、経年使用等により、可視光源装置３１，ＩＲ光源装置３２のそれぞれの照射（点灯）、カメラヘッド２１Ｌ，２１Ｒのそれぞれの撮像等の各動作の同期が崩れる可能性が高くなり、この同期崩れをリセット（初期化）するためである。同期信号生成部４１Ｌは、ゲンロックマスタとして、光源同期信号ＬＳ１，ＬＳ２と同期するゲンロック信号ＧＬＣＫ（上述参照）を生成し、ゲンロック送信部４４Ｌを介してＣＣＵ４０ＲＢに送る。撮像映像のフレームレートが例えば６０ｆｐｓである場合、ゲンロック信号ＧＬＣＫは、光源同期信号ＬＳ１，ＬＳ２と同様に「１／１５」秒ごとに信号成分がハイとなり、ハイになるタイミングも同一である（図１０参照）。
【００７５】
同期信号生成部４１Ｌは、この生成されたゲンロック信号ＧＬＣＫに基づいて、ＣＣＵ４０ＬＢに対応するカメラヘッド２１Ｌにより撮像される撮像映像のフレーム同期信号ＦＲ１を生成する。また、同期信号生成部４１Ｌは、光源同期カウンタＣＴ１を有し、ゲンロック信号ＧＬＣＫと光源同期カウンタＣＴ１の値とに基づいて、可視光源装置３１，ＩＲ光源装置３２のそれぞれの照射（点灯）の開始タイミングを規定するための光源同期信号ＬＳ１を生成する。なお、光源同期カウンタＣＴ１はＣＣＵ４０ＬＢ内に設けられれば、同期信号生成部４１Ｌが有さなくてもよい。撮像映像のフレームレートが例えば６０ｆｐｓである場合、図１０に示すように、フレーム同期信号ＦＲ１は「１／６０」秒ごとに信号成分がハイとなり、光源同期信号ＬＳ１は「１／１５」秒ごとに信号成分がハイとなる。これは、可視光源装置３１が３倍のフレーム周期（例えば「１／６０」×３）にわたって照射（点灯）されてその後にＩＲ光源装置３２がフレーム周期（例えば「１／６０」×１）にわたって照射（点灯）され、それらの照射（点灯）パターンを基準として繰り返されるように制御されるためである。同期信号生成部４１Ｌは、フレーム同期信号ＦＲ１をカメラ制御部４３Ｌに送り、光源同期信号ＬＳ１を光源制御部４２Ｌに送る。なお、同期信号生成部４１Ｌは、フレーム同期信号ＦＲ１および光源同期信号ＬＳ１を、光源制御部４２Ｌおよびカメラ制御部４３Ｌのそれぞれに送ってもよい。
【００７６】
光源制御部４２Ｌは、可視光源装置３１からの白色光の照射（点灯）およびＩＲ光源装置３２からのＩＲ励起光の照射（点灯）のタイミングを制御する。光源制御部４２Ｌは、同期信号生成部４１Ｌから送られた光源同期信号ＬＳ１の入力に応じて、光源同期カウンタＣＴ１の値が「０」から「２」になるまでの期間（つまり、３倍のフレーム周期の期間）に可視光源装置３１を連続して照射（点灯）させるための可視光源制御信号ＷＨＣ、光源同期カウンタＣＴ１の値が「２」から「３」になるまでの期間（つまり、フレーム周期の期間）にＩＲ光源装置３２を照射（点灯）させるためのＩＲ光源制御信号ＩＲＣをそれぞれ生成する。なお、光源同期カウンタＣＴ１，ＣＴ２の値は、「０」、「１」、「２」、「３」と変化し、「３」の次は「０」に戻る。つまり、光源同期カウンタＣＴ１，ＣＴ２の値は、光源同期信号ＬＳ１の周期（４倍のフレーム周期）を繰り返し基準となるように変化する。光源制御部４２Ｌは、可視光源制御信号ＷＨＣを可視光源装置３１に送るとともに、ＩＲ光源制御信号ＩＲＣをＩＲ光源装置３２に送る。
【００７７】
外部制御装置Ｉ／Ｆ部４６Ｌは、外部制御装置７０との間で同期信号初期化指示信号ＩＮＴ１に関する信号の送受を実行可能な通信回路により構成される。外部制御装置Ｉ／Ｆ部４６Ｌは、外部制御装置７０から送られた同期信号初期化指示信号ＩＮＴ１を受信すると、同期信号生成部４１Ｌに転送する。
【００７８】
ＣＣＵ４０ＲＢ（第２の映像処理装置の一態様）は、カメラヘッド２１Ｒにより撮像された撮像映像のデータを入力し、その撮像映像のデータに対して各種の映像処理を施し、出力部５０において立体視が可能な３Ｄ映像を構成するための右眼用出力映像を生成する。ＣＣＵ４０ＲＢは、生成された右眼用出力映像のデータを出力部５０に出力する。ＣＣＵ４０ＲＢは、同期信号生成部４１Ｒと、カメラ制御部４３Ｒと、ゲンロック受信部４５Ｒと、外部制御装置Ｉ／Ｆ部４６Ｒとを含む。
【００７９】
同期信号生成部４１Ｒは、フレーム周期（図１０参照）内に外部制御装置Ｉ／Ｆ部４６Ｒを介して同期信号初期化指示信号ＩＮＴ２を受信すると、ゲンロックマスタとしての役割を有するＣＣＵ４０ＬＢから送られるゲンロック信号ＧＬＣＫを受信する。同期信号初期化指示信号ＩＮＴ２は、可視光源装置３１，ＩＲ光源装置３２のそれぞれの照射（点灯）、カメラヘッド２１Ｌ，２１Ｒのそれぞれの撮像等の各動作の同期を初期化（リセット）するための指示信号である。
【００８０】
同期信号生成部４１Ｒは、ゲンロック信号ＧＬＣＫに基づいて、ＣＣＵ４０ＲＢに対応するカメラヘッド２１Ｒにより撮像される撮像映像のフレーム同期信号ＦＲ２を生成する。また、同期信号生成部４１Ｒは、光源同期カウンタＣＴ２を有し、ゲンロック信号ＧＬＣＫと光源同期カウンタＣＴ２の値とに基づいて、可視光源装置３１，ＩＲ光源装置３２のそれぞれの照射（点灯）の開始タイミングを規定するための光源同期信号ＬＳ２を生成する。なお、光源同期カウンタＣＴ２はＣＣＵ４０ＲＢ内に設けられれば、同期信号生成部４１Ｒが有さなくてもよい。撮像映像のフレームレートが例えば６０ｆｐｓである場合、図１０に示すように、フレーム同期信号ＦＲ２は「１／６０」秒ごとに信号成分がハイとなり、光源同期信号ＬＳ２は「１／１５」秒ごとに信号成分がハイとなる。これは、可視光源装置３１が３倍のフレーム周期（例えば「１／６０」×３）にわたって照射（点灯）されてその後にＩＲ光源装置３２がフレーム周期（例えば「１／６０」×１）にわたって照射（点灯）され、それらの照射（点灯）パターンを基準として繰り返されるように制御されるためである。同期信号生成部４１Ｒは、フレーム同期信号ＦＲ２をカメラ制御部４３Ｒに送る。
【００８１】
外部制御装置Ｉ／Ｆ部４６Ｒは、外部制御装置７０との間で同期信号初期化指示信号ＩＮＴ２に関する信号の送受を実行可能な通信回路により構成される。外部制御装置Ｉ／Ｆ部４６Ｒは、外部制御装置７０から送られた同期信号初期化指示信号ＩＮＴ２を受信すると、同期信号生成部４１Ｒに転送する。
【００８２】
外部制御装置７０（第２外部装置の一態様）は、例えばＰＣ（Personal Computer）等の情報処理装置（つまり、コンピュータ）により構成され、上述した同期信号初期化指示信号ＩＮＴ１，ＩＮＴ２を生成してＣＣＵ４０ＬＢ，４０ＲＢにそれぞれ送る。
【００８３】
次に、実施の形態３に係る可視光源装置３１、ＩＲ光源装置３２、カメラヘッド２１のそれぞれの動作タイミングについて、図１０を参照して説明する。図１０は、実施の形態３に係る可視光源装置３１、ＩＲ光源装置３２、カメラヘッド２１の同期制御に関する動作手順を示すタイミングチャートである。図１０において、図４の各部の動作タイミングと重複する内容については同一の符号を付与して説明を簡略化あるいは省略し、異なる内容について説明する。
【００８４】
図１０では、例えば第４番目のフレーム周期内において外部制御装置７０から同期信号初期化指示信号ＩＮＴ１，ＩＮＴ２がそれぞれＣＣＵ４０ＬＢ，４０ＲＢに入力されるまで、可視光源装置３１，ＩＲ光源装置３２のそれぞれの照射（点灯）、カメラヘッド２１Ｌ，２１Ｒのそれぞれの撮像等の各動作の同期が崩れている。例えば第４番目のフレーム周期内のいずれかのタイミングに外部制御装置７０から同期信号初期化指示信号ＩＮＴ１，ＩＮＴ２がそれぞれＣＣＵ４０ＬＢ，４０ＲＢに入力されたとする。この場合、ゲンロックマスタとしての役割を有するＣＣＵ４０ＬＢは、同期信号初期化指示信号ＩＮＴ１を受信すると、その次の第５番目のフレーム周期から可視光源装置３１，ＩＲ光源装置３２のそれぞれの照射（点灯）、カメラヘッド２１Ｌ，２１Ｒのそれぞれの撮像等の各動作を図１０に示す既定のタイミングで揃える（つまり、同期させる）ためのゲンロック信号ＧＬＣＫを生成する。
【００８５】
ゲンロック信号ＧＬＣＫは、光源同期信号ＬＳ１，ＬＳ２に同期して信号成分がハイになっている。撮像映像のフレームレートが例えば６０ｆｐｓである場合、ＣＣＵ４０ＬＢ，４０ＲＢにおけるフレーム同期信号ＦＲ１，ＦＲ２は「１／６０」秒ごとに信号成分がハイとなり、光源同期信号ＬＳ１，ＬＳ２は「１／１５」秒ごと（つまり、フレーム同期信号ＦＲ１，ＦＲ２の４倍の周期ごと）に信号成分がハイとなる。また、光源同期信号ＬＳ１，ＬＳ２は、４倍のフレーム同期信号ＦＲ１，ＦＲ２に同期して信号成分がハイになっている。
【００８６】
可視光源制御信号ＷＨＣは、光源同期信号ＬＳ１，ＬＳ２（つまり、４倍のフレーム同期信号ＦＲ１，ＦＲ２）の前半の３フレーム期間（１／２０秒）に同期するように出力される。ＩＲ光源制御信号ＩＲＣは、光源同期信号ＬＳ１，ＬＳ２（つまり、４倍のフレーム同期信号ＦＲ１，ＦＲ２）の後半の１フレーム期間（１／６０秒）に同期するように出力される。可視光源制御信号ＷＨＣおよびＩＲ光源制御信号ＩＲＣの出力期間は、図１０の例に限定されず、出力期間が逆になっていてもよい。従って、４倍のフレーム同期信号ＦＲ１，ＦＲ２の前半の３フレーム期間の間は可視光源装置３１から白色光が照射され、後半の１フレーム期間の間はＩＲ光源装置３２からＩＲ励起光が照射される。
【００８７】
カメラヘッド２１Ｌ，２１Ｒの可視／ＩＲ撮像部２３Ｌ，２３Ｒは、可視光源装置３１からの白色光の照射期間（点灯期間）と同期するように、撮像光学系２２Ｌ，２２Ｒを透過した被検体ＳＵＢからの白色光（可視光）に対し、光源同期カウンタＣＴ１の値に基づいて光源同期信号ＬＳ１，ＬＳ２の前半の３フレーム期間（１／２０秒）において撮像を行う（光源同期カウンタＣＴの値：０，１，２）。また、可視／ＩＲ撮像部２３Ｌ，２３Ｒは、光源同期カウンタＣＴ１の値に基づいて可視光源装置３１からの白色光の照射期間（点灯期間）の第２番目のフレーム周期から第４番目のフレーム周期の３フレーム期間（１／２０秒）に、撮像された撮像映像の電気信号をサンプリングする等の読出しを行って対応するＣＣＵ４０Ｌ，４０Ｒに出力する（光源同期カウンタＣＴの値：１，２，３）。
【００８８】
また、カメラヘッド２１Ｌ，２１Ｒの可視／ＩＲ撮像部２３Ｌ，２３Ｒは、ＩＲ光源装置３２からのＩＲ励起光の照射期間（点灯期間）と同期するように、撮像光学系２２Ｌ，２２Ｒを透過した被検体ＳＵＢからの蛍光に対し、光源同期カウンタＣＴ２の値に基づいて光源同期信号ＬＳ１，ＬＳ２の最後の１フレーム期間（１／６０秒）において撮像を行う（光源同期カウンタＣＴの値：３）。また、可視／ＩＲ撮像部２３Ｌ，２３Ｒは、光源同期カウンタＣＴ２の値に基づいてＩＲ光源装置３２からのＩＲ励起光の照射期間（点灯期間）の直後のフレーム周期の期間（１／６０秒）において、撮像された撮像映像の電気信号をサンプリングする等の読出しを行って対応するＣＣＵ４０Ｌ，４０Ｒに出力する。
【００８９】
以上により、実施の形態３に係る医療用カメラシステム１００Ｂでは、ＣＣＵ４０ＬＢ，４０ＲＢは、可視光源装置３１およびＩＲ光源装置３２のそれぞれの点灯ならびにカメラヘッド２１Ｌ，２１Ｒの撮像の同期タイミングを初期化するための同期信号初期化指示信号ＩＮＴ１，ＩＮＴ２（初期化信号の一態様）をそれぞれ撮像映像のフレーム周期内で外部制御装置７０から受信する。これにより、医療用カメラシステム１００Ｂは、例えば経年使用等により、可視光源装置３１，ＩＲ光源装置３２のそれぞれの照射（点灯）、カメラヘッド２１Ｌ，２１Ｒのそれぞれの撮像等の各動作の同期が崩れた場合でも、同期信号初期化指示信号ＩＮＴ１，ＩＮＴ２の受信に基づいて、可視光源装置３１およびＩＲ光源装置３２のそれぞれの点灯ならびにカメラヘッド２１Ｌ，２１Ｒの撮像の同期タイミングを初期化できて同期できる。
【００９０】
また、ＣＣＵ４０ＬＢは、同期信号初期化指示信号の受信に基づいて、可視光源装置３１およびＩＲ光源装置３２のそれぞれの点灯を指示する光源同期信号ＬＳ１，ＬＳ２と同一の周期を有するゲンロック信号ＧＬＣＫを、例えば４倍の撮像映像のフレーム周期と同期するように生成してＣＣＵ４０ＲＢに送る。ＣＣＵ４０ＬＢは、ゲンロック信号ＧＬＣＫに基づいて、可視光源装置３１およびＩＲ光源装置３２のそれぞれの点灯ならびに対応するカメラヘッド２１Ｌの撮像を制御する。これにより、例えば経年使用等により、可視光源装置３１，ＩＲ光源装置３２のそれぞれの照射（点灯）、カメラヘッド２１Ｌ，２１Ｒのそれぞれの撮像等の各動作の同期が崩れていた場合でも、可視光源装置３１およびＩＲ光源装置３２のそれぞれの点灯ならびに対応するカメラヘッド２１Ｌの撮像がそれぞれ同期するので、可視光源装置３１およびＩＲ光源装置３２のそれぞれの点灯に合わせて、カメラヘッド２１Ｌから被検体ＳＵＢの撮像映像（例えば可視映像、蛍光映像）が適切に得られる。
【００９１】
（実施の形態４）
実施の形態４でも、実施の形態１，２と同様に、手術顕微鏡を用いた医療行為が行われる際に使用される医療用カメラシステム１００Ｃを例示して説明する。図１１は、実施の形態４に係る医療用カメラシステム１００Ｃのシステム構成例を示すブロック図である。図１１の説明において、図２に示す医療用カメラシステム１００あるいは図９に示す医療用カメラシステム１００Ｂの構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付与して説明を簡略化あるいは省略し、異なる内容について説明する。
【００９２】
実施の形態４に係る医療用カメラシステム１００Ｃは、可視光源装置３１と、ＩＲ光源装置３２と、カメラヘッド２１と、ＣＣＵ４０ＬＣ，４０ＲＣと、出力部５０と、外部制御装置７０とを含む構成である。実施の形態４では、実施の形態３と同様に、ゲンロックマスタは２つのＣＣＵ４０ＬＣ，４０ＲＣのうち一方（例えばＣＣＵ４０ＬＣ）である。言い換えると、実施の形態４では、ＣＣＵ４０ＬＣはゲンロック信号ＧＬＣＫを生成するゲンロックマスタの役割を有し、ＣＣＵ４０ＲＣはゲンロック信号ＧＬＣＫを受信するゲンロックスレーブの役割を有する。
【００９３】
ＣＣＵ４０ＬＣ（第１の映像処理装置の一態様）は、カメラヘッド２１Ｌにより撮像された撮像映像のデータを入力し、その撮像映像のデータに対して各種の映像処理を施し、出力部５０において立体視が可能な３Ｄ映像を構成するための左眼用出力映像を生成する。ＣＣＵ４０ＬＣは、生成された左眼用出力映像のデータを出力部５０に出力する。ＣＣＵ４０ＬＣは、同期信号生成部４１Ｌと、光源制御部４２Ｌと、カメラ制御部４３Ｌと、ゲンロック送信部４４Ｌと、外部制御装置Ｉ／Ｆ部４６Ｌと、同期補助信号送信部４７Ｌとを含む。
【００９４】
同期信号生成部４１Ｌは、フレーム周期（図１２参照）内に外部制御装置Ｉ／Ｆ部４６Ｌを介して同期信号初期化指示信号ＩＮＴ１Ｃを受信すると、その次のフレーム周期内に、同期信号初期化指示信号ＩＮＴ１Ｃに従うＣＣＵ４０ＲＣ（第２の映像処理装置の一態様）の撮像の同期タイミングをＣＣＵ４０ＬＣと合わせて初期化させるための同期補助信号ＳＵＰＬ（図１２参照）を生成し、同期補助信号送信部４７Ｌを介して、ＣＣＵ４０ＲＣに送る。また、同期信号生成部４１Ｌは、同期補助信号のＣＣＵ４０ＲＣへの送信に基づいて、その次のフレーム周期から可視光源装置３１，ＩＲ光源装置３２のそれぞれの照射（点灯）、カメラヘッド２１Ｌ、２１Ｒのそれぞれの撮像等の各動作を図１２に示す既定のタイミングで揃える（つまり、同期させる）ためのゲンロック信号ＧＬＣＫを生成する。同期信号初期化指示信号ＩＮＴ１Ｃは、可視光源装置３１，ＩＲ光源装置３２のそれぞれの照射（点灯）、カメラヘッド２１Ｌ，２１Ｒのそれぞれの撮像等の各動作の同期を初期化（リセット）するための指示信号である。これは、経年使用等により、可視光源装置３１，ＩＲ光源装置３２のそれぞれの照射（点灯）、カメラヘッド２１Ｌ，２１Ｒのそれぞれの撮像等の各動作の同期が崩れる可能性が高くなり、この同期崩れをリセット（初期化）するためである。同期信号生成部４１Ｌは、ゲンロックマスタとして、光源同期信号ＬＳ１，ＬＳ２と同期するゲンロック信号ＧＬＣＫ（上述参照）を生成し、ゲンロック送信部４４Ｌを介してＣＣＵ４０ＲＣに送る。撮像映像のフレームレートが例えば６０ｆｐｓである場合、ゲンロック信号ＧＬＣＫは、光源同期信号ＬＳ１，ＬＳ２と同様に「１／１５」秒ごとに信号成分がハイとなり、ハイになるタイミングも同一である（図１２参照）。
【００９５】
同期信号生成部４１Ｌは、この生成されたゲンロック信号ＧＬＣＫに基づいて、ＣＣＵ４０ＬＣに対応するカメラヘッド２１Ｌにより撮像される撮像映像のフレーム同期信号ＦＲ１を生成する。また、同期信号生成部４１Ｌは、光源同期カウンタＣＴ１を有し、ゲンロック信号ＧＬＣＫと光源同期カウンタＣＴ１の値とに基づいて、可視光源装置３１，ＩＲ光源装置３２のそれぞれの照射（点灯）の開始タイミングを規定するための光源同期信号ＬＳ１を生成する。なお、光源同期カウンタＣＴ１はＣＣＵ４０ＬＣ内に設けられれば、同期信号生成部４１Ｌが有さなくてもよい。撮像映像のフレームレートが例えば６０ｆｐｓである場合、図１２に示すように、フレーム同期信号ＦＲ１は「１／６０」秒ごとに信号成分がハイとなり、光源同期信号ＬＳ１は「１／１５」秒ごとに信号成分がハイとなる。これは、可視光源装置３１が３倍のフレーム周期（例えば「１／６０」×３）にわたって照射（点灯）されてその後にＩＲ光源装置３２がフレーム周期（例えば「１／６０」×１）にわたって照射（点灯）され、それらの照射（点灯）パターンを基準として繰り返されるように制御されるためである。同期信号生成部４１Ｌは、フレーム同期信号ＦＲ１をカメラ制御部４３Ｌに送り、光源同期信号ＬＳ１を光源制御部４２Ｌに送る。なお、同期信号生成部４１Ｌは、フレーム同期信号ＦＲ１および光源同期信号ＬＳ１を、光源制御部４２Ｌおよびカメラ制御部４３Ｌのそれぞれに送ってもよい。
【００９６】
光源制御部４２Ｌは、可視光源装置３１からの白色光の照射（点灯）およびＩＲ光源装置３２からのＩＲ励起光の照射（点灯）のタイミングを制御する。光源制御部４２Ｌは、同期信号生成部４１Ｌから送られた光源同期信号ＬＳ１の入力に応じて、光源同期カウンタＣＴ１の値が「０」から「２」になるまでの期間（つまり、３倍のフレーム周期の期間）に可視光源装置３１を連続して照射（点灯）させるための可視光源制御信号ＷＨＣ、光源同期カウンタＣＴ１の値が「２」から「３」になるまでの期間（つまり、フレーム周期の期間）にＩＲ光源装置３２を照射（点灯）させるためのＩＲ光源制御信号ＩＲＣをそれぞれ生成する。なお、光源同期カウンタＣＴ１，ＣＴ２の値は、「０」、「１」、「２」、「３」と変化し、「３」の次は「０」に戻る。つまり、光源同期カウンタＣＴ１，ＣＴ２の値は、光源同期信号ＬＳ１の周期（４倍のフレーム周期）を繰り返し基準となるように変化する。光源制御部４２Ｌは、可視光源制御信号ＷＨＣを可視光源装置３１に送るとともに、ＩＲ光源制御信号ＩＲＣをＩＲ光源装置３２に送る。
【００９７】
外部制御装置Ｉ／Ｆ部４６Ｌは、外部制御装置７０との間で同期信号初期化指示信号ＩＮＴ１Ｃに関する信号の送受を実行可能な通信回路により構成される。外部制御装置Ｉ／Ｆ部４６Ｌは、外部制御装置７０から送られた同期信号初期化指示信号ＩＮＴ１Ｃを受信すると、同期信号生成部４１Ｌに転送する。
【００９８】
同期補助信号送信部４７は、ゲンロックスレーブとしての役割を有するＣＣＵ４０ＲＣとの間で上述した同期補助信号ＳＵＰＬの送受を実行可能な通信回路により構成される。同期補助信号送信部４７は、同期信号生成部４１Ｌにより生成された同期補助信号ＳＵＰＬをＣＣＵ４０ＲＣの同期補助信号受信部４７Ｒに送信する。
【００９９】
ＣＣＵ４０ＲＣ（第２の映像処理装置の一態様）は、カメラヘッド２１Ｒにより撮像された撮像映像のデータを入力し、その撮像映像のデータに対して各種の映像処理を施し、出力部５０において立体視が可能な３Ｄ映像を構成するための右眼用出力映像を生成する。ＣＣＵ４０ＲＣは、生成された右眼用出力映像のデータを出力部５０に出力する。ＣＣＵ４０ＲＣは、同期信号生成部４１Ｒと、カメラ制御部４３Ｒと、ゲンロック受信部４５Ｒと、同期補助信号受信部４７Ｒとを含む。
【０１００】
同期信号生成部４１Ｒは、フレーム周期（図１２参照）内に同期補助信号受信部４７Ｒを介して同期補助信号ＳＵＰＬを受信すると、その受信時のフレーム周期の次のフレーム周期の開始時にゲンロックマスタとしての役割を有するＣＣＵ４０ＬＣから送られるゲンロック信号ＧＬＣＫを受信する。同期補助信号ＳＵＰＬは、同期信号初期化指示信号ＩＮＴ１Ｃに従って、カメラヘッド２１Ｌがカメラヘッド２１Ｒと同期して撮像の同期タイミングを初期化させる信号であり、外部制御装置７０から同期信号初期化指示信号ＩＮＴ１Ｃの受信を報知させる信号とも言える。同期補助信号ＳＵＰＬは、例えばパルス信号、あるいは、シリアル信号（例えばＲＳ−２３２Ｃ等）を使用することができる。
【０１０１】
同期信号生成部４１Ｒは、ゲンロック信号ＧＬＣＫに基づいて、ＣＣＵ４０ＲＣに対応するカメラヘッド２１Ｒにより撮像される撮像映像のフレーム同期信号ＦＲ２を生成する。また、同期信号生成部４１Ｒは、光源同期カウンタＣＴ２を有し、ゲンロック信号ＧＬＣＫと光源同期カウンタＣＴ２の値とに基づいて、可視光源装置３１，ＩＲ光源装置３２のそれぞれの照射（点灯）の開始タイミングを規定するための光源同期信号ＬＳ２を生成する。なお、光源同期カウンタＣＴ２はＣＣＵ４０ＲＢ内に設けられれば、同期信号生成部４１Ｒが有さなくてもよい。撮像映像のフレームレートが例えば６０ｆｐｓである場合、図１２に示すように、フレーム同期信号ＦＲ２は「１／６０」秒ごとに信号成分がハイとなり、光源同期信号ＬＳ２は「１／１５」秒ごとに信号成分がハイとなる。これは、可視光源装置３１が３倍のフレーム周期（例えば「１／６０」×３）にわたって照射（点灯）されてその後にＩＲ光源装置３２がフレーム周期（例えば「１／６０」×１）にわたって照射（点灯）され、それらの照射（点灯）パターンを基準として繰り返されるように制御されるためである。同期信号生成部４１Ｒは、フレーム同期信号ＦＲ２をカメラ制御部４３Ｒに送る。
【０１０２】
同期補助信号受信部４７Ｒは、ゲンロックマスタとしての役割を有するＣＣＵ４０ＬＣとの間で同期補助信号ＳＵＰＬの送受を実行可能な通信回路により構成される。同期補助信号受信部４７Ｒは、ＣＣＵ４０ＬＣから送られた同期補助信号ＳＵＰＬを受信すると、同期信号生成部４１Ｒに転送する。
【０１０３】
外部制御装置７０（第２外部装置の一態様）は、例えばＰＣ（Personal Computer）等の情報処理装置（つまり、コンピュータ）により構成され、上述した同期信号初期化指示信号ＩＮＴ１Ｃを生成してＣＣＵ４０ＬＣに送る。
【０１０４】
次に、実施の形態４に係る可視光源装置３１、ＩＲ光源装置３２、カメラヘッド２１のそれぞれの動作タイミングについて、図１２を参照して説明する。図１２は、実施の形態４に係る可視光源装置３１、ＩＲ光源装置３２、カメラヘッド２１の同期制御に関する動作手順を示すタイミングチャートである。図１２において、図１０の各部の動作タイミングと重複する内容については同一の符号を付与して説明を簡略化あるいは省略し、異なる内容について説明する。
【０１０５】
図１２では、例えば第３番目のフレーム周期内において外部制御装置７０から同期信号初期化指示信号ＩＮＴ１ＣがＣＣＵ４０ＬＣに入力されるまで、可視光源装置３１，ＩＲ光源装置３２のそれぞれの照射（点灯）、カメラヘッド２１Ｌ，２１Ｒのそれぞれの撮像等の各動作の同期が崩れている。例えば第３番目のフレーム周期内のいずれかのタイミングに外部制御装置７０から同期信号初期化指示信号ＩＮＴ１ＣがＣＣＵ４０ＬＣに入力されたとする。この場合、ゲンロックマスタとしての役割を有するＣＣＵ４０ＬＣは、同期信号初期化指示信号ＩＮＴ１Ｃの受信に基づいて、同期補助信号ＳＵＰＬを生成してその次の第４番目のフレーム周期内にＣＣＵ４０ＲＣが受信可能となるように送る。また、ＣＣＵ４０ＬＣは、同期補助信号ＳＵＰＬの送信に基づいて、可視光源装置３１，ＩＲ光源装置３２のそれぞれの照射（点灯）、カメラヘッド２１Ｌ，２１Ｒのそれぞれの撮像等の各動作を図１２に示す既定のタイミングで揃える（つまり、同期させる）ためのゲンロック信号ＧＬＣＫを生成して第５番目のフレーム周期の開始時にＣＣＵ４０ＲＣに送る。ＣＣＵ４０ＲＣは、第４番目のフレーム周期内にＣＣＵ４０ＬＣから送られた同期補助信号ＳＵＰＬを受信するととともに、第５番目のフレーム周期の開始時に受信したゲンロック信号ＧＬＣＫに基づいて、図１２に示す既定のタイミングで揃える。第５番目のフレーム周期以降の動作については、実施の形態３（図１０に示す第５番目のフレーム周期以降の動作）と同様であるため、説明を省略する。
【０１０６】
以上により、実施の形態４に係る医療用カメラシステム１００Ｃでは、ＣＣＵ４０ＬＣは、可視光源装置３１およびＩＲ光源装置３２のそれぞれの点灯ならびにカメラヘッド２１Ｌ，２１Ｒの撮像の同期タイミングを初期化するための同期信号初期化指示信号ＩＮＴ１Ｃ（初期化信号の一態様）を撮像映像のフレーム周期内で外部制御装置７０から受信する。また、ＣＣＵ４０ＬＣは、同期信号初期化指示信号ＩＮＴ１Ｃの受信に基づいて、その同期信号初期化指示信号ＩＮＴ１Ｃに従ってカメラヘッド２１Ｒの撮像の同期タイミングを初期化させるための同期補助信号ＳＵＰＬをＣＣＵ４０ＲＣに送る。これにより、医療用カメラシステム１００Ｃは、例えば経年使用等により、可視光源装置３１，ＩＲ光源装置３２のそれぞれの照射（点灯）、カメラヘッド２１Ｌ，２１Ｒのそれぞれの撮像等の各動作の同期が崩れた場合でも、同期信号初期化指示信号ＩＮＴ１Ｃおよび同期補助信号ＳＵＰＬに基づいて、可視光源装置３１およびＩＲ光源装置３２のそれぞれの点灯ならびにカメラヘッド２１Ｌ，２１Ｒの撮像の同期タイミングを初期化できて同期できる。
【０１０７】
また、ＣＣＵ４０ＬＣは、同期補助信号ＳＵＰＬの送信に基づいて、可視光源装置３１およびＩＲ光源装置３２のそれぞれの点灯を指示する光源同期信号ＬＳ１，ＬＳ２と同一の周期を有するゲンロック信号ＧＬＣＫを、例えば４倍の撮像映像のフレーム周期と同期するように生成してＣＣＵ４０ＲＢに送る。ＣＣＵ４０ＬＣは、ゲンロック信号ＧＬＣＫに基づいて、可視光源装置３１およびＩＲ光源装置３２のそれぞれの点灯ならびに対応するカメラヘッド２１Ｌの撮像を制御する。また、ＣＣＵ４０ＲＣは、ゲンロック信号ＧＬＣＫに基づいて、例えば４倍のフレーム周期ごとに、可視光源装置３１およびＩＲ光源装置３２のそれぞれの点灯ならびに対応するカメラヘッド２１Ｌの撮像等の各動作と同期するようにカメラヘッド２１Ｒの撮像等の各動作を制御する。これにより、例えば経年使用等により、可視光源装置３１，ＩＲ光源装置３２のそれぞれの照射（点灯）、カメラヘッド２１Ｌ，２１Ｒのそれぞれの撮像等の各動作の同期が崩れていた場合でも、可視光源装置３１およびＩＲ光源装置３２のそれぞれの点灯ならびに対応するカメラヘッド２１Ｌの撮像がそれぞれ同期するので、可視光源装置３１およびＩＲ光源装置３２のそれぞれの点灯に合わせて、カメラヘッド２１Ｌから被検体ＳＵＢの撮像映像（例えば可視映像、蛍光映像）が適切に得られる。
【０１０８】
以上、図面を参照しながら各種の実施の形態について説明したが、本開示はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例、修正例、置換例、付加例、削除例、均等例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。また、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した各種の実施の形態における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。
【０１０９】
なお、上述した各種の実施の形態に係る医療用カメラシステムは、手術顕微鏡を用いた医療行為が行われる際に使用されるものとして説明したが、この用途に限定されるものではなく、例えば手術内視鏡を用いた医療行為が行われる際に使用されてもよい（図１３参照）。図１３は、手術内視鏡が使用される医療用カメラシステムの外観例を示す図である。
【０１１０】
図１３の医療用カメラシステムは、医療用光学機器の一例としての手術内視鏡１１０と、可視光源装置３１と、ＩＲ光源装置３２と、撮像装置の一例としてのカメラヘッド２１と、映像処理装置の一例としてのＣＣＵ４０Ｌ，４０Ｒと、出力部５０とを含む構成である。
【０１１１】
手術内視鏡１１０は、細長の挿入部１１１に、対物レンズ（図示略）、リレーレンズ、結像レンズを有して構成される。手術内視鏡１１０は、観察光学系の手元側に設けられたカメラ装着部１１５と、光源装着部１１７とを有し、光源装着部１１７から挿入部１１１の先端部にかけて照明光を導光するライトガイド（図示略）が設けられる。カメラ装着部１１５にカメラヘッド２１（具体的には、カメラヘッド２１Ｌ，２１Ｒ）の撮像光学系２２Ｌ，２２Ｒを装着して撮像することにより、ＣＣＵ４０Ｌ，４０Ｒにおいて観察映像を取得可能となっている。光源装着部１１７には、ライトガイドケーブル１１６が接続され、ライトガイドケーブル１１６を介して可視光源装置３１，ＩＲ光源装置３２がそれぞれ接続される。
【０１１２】
カメラヘッド２１とＣＣＵ４０Ｌ，４０Ｒとは信号ケーブル１２５により接続され、カメラヘッド２１にて撮像した被検体ＳＵＢの映像信号は、信号ケーブル１２５を介してＣＣＵ４０Ｌ，４０Ｒのそれぞれに伝送される。ＣＣＵ４０Ｌ，４０Ｒの出力端子には出力部５０が接続され、３Ｄ表示用の左右２つの左眼用出力映像および右眼用出力映像が出力されてもよいし、２Ｄの観察映像（観察画像）が出力されてもよい。出力部５０には、手術対象部位の観察映像として、２Ｋ画素の３Ｄ映像が表示されてよいし、２Ｄの観察映像（観察画像）が出力されてもよい。なお、カメラヘッド２１には操作スイッチ（図示略）が設けられ、撮像する観察映像の操作（フリーズ、レリーズ、画像スキャン等）を使用者の手元において行うことが可能となっている。図１３に示す医療用カメラシステムは、ＣＣＵ４０Ｌ，４０Ｒにて撮像された観察映像を記録するレコーダＲＣ１、医療用カメラシステムを操作するための操作ユニット１３３、観察者が足で操作入力を行うフットスイッチ１３７を有する。操作ユニット１３３、ＣＣＵ４０Ｌ，４０Ｒ、可視光源装置３１、ＩＲ光源装置３２およびレコーダＲＣ１が制御ユニット筐体１３５に収納されている。制御ユニット筐体１３５の上部には、出力部５０が配置される。
【０１１３】
このように、図１３に示す手術内視鏡を用いた医療用カメラシステムの構成でも、上述した手術顕微鏡を用いた医療用カメラシステム１００，１００Ａ，１００Ｂの構成と同様に、手術内視鏡１１０により取得した観察対象部位の様子が鮮明に確認可能な重畳映像の出力が可能となる。
【産業上の利用可能性】
【０１１４】
本開示は、顕微鏡手術あるいは内視鏡手術等の医療行為の際に、複数の光源装置および複数の撮像装置をそれぞれ既定のタイミングで同期して動作可能とし、良好な画質の立体映像の出力を支援する撮像システムおよび同期制御方法として有用である。
【符号の説明】
【０１１５】
２１、２１Ｌ、２１Ｒ  カメラヘッド
２２Ｌ、２２Ｒ  撮像光学系
２３Ｌ、２３Ｒ  可視／ＩＲ撮像部
３１  可視光源装置
３２  ＩＲ光源装置
４０Ｌ、４０ＬＡ、４０ＬＢ、４０ＬＣ、４０Ｒ、４０ＲＡ、４０ＲＢ、４０ＲＣ  ＣＣＵ
４１Ｌ、４１Ｒ  同期信号生成部
４２Ｌ、４２Ｒ  光源制御部
４３Ｌ、４３Ｒ  カメラ制御部
４４Ｌ、４４Ｒ  ゲンロック送信部
４５Ｌ、４５Ｒ  ゲンロック受信部
４６Ｌ、４６Ｒ  外部制御装置Ｉ／Ｆ部
４７Ｌ  同期補助信号送信部
４７Ｒ  同期補助信号受信部
５０  出力部
６０  ゲンロック信号送信装置
７０  外部制御装置
１００、１００Ａ、１００Ｂ  医療用カメラシステム
ＳＵＢ  被検体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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