(57)【要約】【課題】簡単な構成で対物レンズ先端の径を大きくすることなく１台の内視鏡の対物レンズ先端に装着することにより両眼視差像を並列して撮像することができる立体内視鏡と立体内視鏡システム。【解決手段】内視鏡４０の対物レンズ１０の先端開口の左半分を通る光軸と右半分を通る光軸とを相互に角度をなすように折り曲げる並列に配置された一対の光学素子からなり、その一対の光学素子が、１枚の凹レンズを２分割し、元の位置と反対になるように配置されたものに相当する一対の偏心レンズ部分からなる両眼視差像撮像用アダプターレンズ１１を対物レンズ１０先端に装着した立体内視鏡。【選択図】　　　　図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対物レンズの先端開口の左半分を通る光軸と右半分を通る光軸とを相互に角度をなすように折り曲げる並列に配置された一対の光学素子からなり、前記一対の光学素子が、１枚の凹レンズを２分割し、元の位置と反対になるように配置されたものに相当する一対の偏心レンズ部分からなる両眼視差像撮像用アダプターレンズを対物レンズ先端に装着したことを特徴とする立体内視鏡。
【請求項２】
対物レンズの先端開口の左半分を通る光軸と右半分を通る光軸とを相互に角度をなすように折り曲げる並列に配置された一対の光学素子からなり、前記一対の光学素子が、１枚の凹レンズを２分割し、元の位置と反対になるように配置されたものに相当する一対の偏心レンズ部分からなる両眼視差像撮像用アダプターレンズを対物レンズ先端に装着した内視鏡と、前記内視鏡で撮像された両眼視差のある左右の眼観察像が並列してなる映像信号に基づいて同じ画面上に並列して両眼視差のある左右の眼観察像を表示する表示装置とを備えており、その左右の眼観察像を左右の眼で別々に観察可能にする立体観察手段を用いて立体像が観察可能であることを特徴とする立体内視鏡システム。
【請求項３】
対物レンズの先端開口の左半分を通る光軸と右半分を通る光軸とを相互に角度をなすように折り曲げる並列に配置された一対の光学素子からなり、前記一対の光学素子が、１枚の凹レンズを２分割し、元の位置と反対になるように配置されたものに相当する一対の偏心レンズ部分からなる両眼視差像撮像用アダプターレンズを対物レンズ先端に装着した内視鏡と、前記内視鏡で撮像された両眼視差のある左右の眼観察像が並列してなる映像信号に基づいて別々の表示画面上に両眼視差のある左右の眼観察像を表示する一対の表示装置とを備えており、その一対の表示装置に表示された左右の眼観察像を左右の眼で別々に観察することにより立体像が観察可能であることを特徴とする立体内視鏡システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、立体内視鏡及び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、両眼視差像を撮影するには、２台の撮像装置を用いて左右の異なる視点から左右の両眼視差像を撮影するか、あるいは、左右の異なる視点からの像を反射鏡で折り曲げて共通の１台の撮像装置の対物レンズの視野内に導いて並列して撮像するものが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、２台の撮像装置を用るものは大型になると共に高価なシステムにならざるを得ない。また、左右の像を反射鏡で折り曲げて１個の対物レンズに導くアダプターを用いる場合、アダプターに多くのミラーとレンズ等を用いなければならず、構成が複雑になると共に、対物レンズ先端の径が大きくなる等の問題を有する。
【０００４】
本発明は従来技術のこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡単な構成で対物レンズ先端の径を大きくすることなく１台の内視鏡の対物レンズ先端に装着することにより両眼視差像を並列して撮像することができる立体内視鏡と立体内視鏡システムを提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明の立体内視鏡は、対物レンズの先端開口の左半分を通る光軸と右半分を通る光軸とを相互に角度をなすように折り曲げる並列に配置された一対の光学素子からなり、前記一対の光学素子が、１枚の凹レンズを２分割し、元の位置と反対になるように配置されたものに相当する一対の偏心レンズ部分からなる両眼視差像撮像用アダプターレンズを対物レンズ先端に装着したことを特徴とするものである。
【０００６】
また、本発明の立体内視鏡システムは、対物レンズの先端開口の左半分を通る光軸と右半分を通る光軸とを相互に角度をなすように折り曲げる並列に配置された一対の光学素子からなり、前記一対の光学素子が、１枚の凹レンズを２分割し、元の位置と反対になるように配置されたものに相当する一対の偏心レンズ部分からなる両眼視差像撮像用アダプターレンズを対物レンズ先端に装着した内視鏡と、前記内視鏡で撮像された両眼視差のある左右の眼観察像が並列してなる映像信号に基づいて同じ画面上に並列して両眼視差のある左右の眼観察像を表示する表示装置とを備えており、その左右の眼観察像を左右の眼で別々に観察可能にする立体観察手段を用いて立体像が観察可能であることを特徴とするものである。
【０００７】
また、本発明のもう１つの立体内視鏡システムは、対物レンズの先端開口の左半分を通る光軸と右半分を通る光軸とを相互に角度をなすように折り曲げる並列に配置された一対の光学素子からなり、前記一対の光学素子が、１枚の凹レンズを２分割し、元の位置と反対になるように配置されたものに相当する一対の偏心レンズ部分からなる両眼視差像撮像用アダプターレンズを対物レンズ先端に装着した内視鏡と、前記内視鏡で撮像された両眼視差のある左右の眼観察像が並列してなる映像信号に基づいて別々の表示画面上に両眼視差のある左右の眼観察像を表示する一対の表示装置とを備えており、その一対の表示装置に表示された左右の眼観察像を左右の眼で別々に観察することにより立体像が観察可能であることを特徴とするものである。
【０００８】
本発明においては、対物レンズの先端開口の左半分を通る光軸と右半分を通る光軸とを相互に角度をなすように折り曲げる並列に配置された一対の光学素子からなり、前記一対の光学素子が、前記一対の光学素子が、１枚の凹レンズを２分割し、元の位置と反対になるように配置されたものに相当する一対の偏心レンズ部分からなるアダプターレンズを対物レンズ先端に装着するだけで、対物レンズの径を大きくすることなく従来の慣用の１台の内視鏡を用いて両眼視差像を並列して撮像することができ、従来の内視鏡を用いて簡単に安価に両眼視差像を撮像し、観察に供することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の両眼視差像撮像用アダプターレンズ及びそれを用いた立体像撮像・観察システムの実施例について説明する。
【００１０】
図１は、本発明に基づく１実施例の両眼視差像撮像用アダプターレンズを装着した状態と非装着状態での結像の様子を示す光軸を含む水平断面図である。図１（ｂ）に示すように、例えばビデオカメラ等の撮像装置においては、鏡胴３に絞り２と共に結像レンズ１が装着されてなる対物レンズ１０を通して、被写体Ｏの像Ｉが例えばＣＣＤ等の撮像素子４上に倒立実像として結像され、被写体Ｏの映像が撮像される。この際、対物レンズ１０を光軸方向に移動調節することによりピントが合わされる。
【００１１】
このような対物レンズ１０を備えた撮像装置において、図１（ａ）に示すように、例えば１枚の凹レンズを２分割してなる２枚の偏心レンズ部分５Ｒと５Ｌを元の位置とは反対に左右を入れ換えて鏡胴６中に固定してなるアダプターレンズ１１を用意する。すなわち、鏡胴６中の右の偏心レンズ部分５Ｒは、元の凹レンズの左半分に相当し、左の偏心レンズ部分５Ｌは、元の凹レンズの右半分に相当するものであり、したがって、アダプターレンズ１１の左右のレンズ部分５Ｌ、５Ｒの光軸は相互に一定間隔ずれていることになる。このようなアダプターレンズ１１を撮像装置の対物レンズ１０の前方に装着して、アダプターレンズ１１の右の偏心レンズ部分５Ｒが対物レンズ１０の右側に、左の偏心レンズ部分５Ｌが対物レンズ１０の左側に位置するように配置し、対物レンズ１０を光軸方向に移動調節してピント調節すると、図１（ａ）に示すように、撮像素子４の右半分には、アダプターレンズ１１の左の偏心レンズ部分５Ｌと対物レンズ１０を通って結像され被写体Ｏの左眼観察像ＩＬが結像され、撮像素子４の左半分には、アダプターレンズ１１の右の偏心レンズ部分５Ｒと対物レンズ１０を通って結像され被写体Ｏの右眼観察像ＩＲが結像される。
【００１２】
このように、撮像素子４上に２つの観察像ＩＬ、ＩＲが並列して結像される理由は、アダプターレンズ１１中に相互に偏心した２つのレンズ部分５Ｌ、５Ｒが配置されるため、左の偏心レンズ部分５Ｌと対物レンズ１０からなる光学系の光軸ＡＬと、右の偏心レンズ部分５Ｒと対物レンズ１０からなる光学系との光軸ＡＲとが相互に角度をなしかつアダプターレンズ１１位置において相互にずれるからであり、左の偏心レンズ部分５Ｌと対物レンズ１０からなる光学系の入射瞳は左側へ、右の偏心レンズ部分５Ｒと対物レンズ１０からなる光学系の入射瞳は右側へずれる結果、撮像素子４上に結像される観察像ＩＬは左側にずれた入射瞳を通して撮像された像となり、観察像ＩＲは右側にずれた入射瞳を通して撮像された像となり、人間が両眼で見ている像と同じ相互に両眼視差を持った像となる。なお、撮像素子４の右半分には左眼観察像ＩＬが、左半分には右眼観察像ＩＲが結像されるが、何れも倒立実像であるから、撮像素子４上では、図２に示すように、正立実像として見た場合は、左右の眼観察像ＩＬ、ＩＲが左右に並んだ映像として撮像される。なお、図２は撮像素子４を通して見た透視画像を示している。
【００１３】
以上のようにして同じ画面上に左右並列して撮像された映像ＩＬ、ＩＲは、同じ表示面、例えば液晶表示装置に並列に表示して両眼で立体像として観察可能となる。図３は、本発明による以上のようなアダプターレンズ１１を対物レンズ１０の先端に装着してビデオ撮影可能なビデオカメラ２０を示す図であり、このようにして各場面に左右の視差像が並べて撮像された映像は、ビデオカメラ２０中に装着されたビデオテープ等の記録媒体２２中に記録される共に、液晶モニター２１上に同時に、あるいは、後から再生像をして表示される。その画面上には、図示のように、左眼観察像ＩＬと右眼観察像ＩＲが左右に並んで表示される。
【００１４】
このように視差のある左眼観察像ＩＬと右眼観察像ＩＲが並列していると、裸眼でも立体像が観察可能であるが、図示のような立体観察補助具３０を液晶モニター２１上に装着して、左右の接眼部３１Ｌ、３１Ｒに両眼を位置させて見ることにより立体像が観察できる。
【００１５】
この立体観察補助具３０は、この例の場合、図４に示すように、偏心した凸レンズよりなる接眼部３１Ｌ、３１Ｒと左右の光路を分離する遮蔽板３２とからなり、接眼部３１Ｌ、３１Ｒには、左右の眼ＥＬ、ＥＲの視軸を適当に曲げて左眼観察像ＩＬと右眼観察像ＩＲが整合して融像しやすくすると共に、それらの観察像ＩＬ、ＩＲを明視の距離に拡大するために偏心した凸レンズを用いている。
【００１６】
ところで、以上のような撮像装置においては、単一の撮像素子４により両眼視差のある左右の眼の観察像ＩＲを同一画面上に並べて撮像し、かつ、同じ表示装置２１上に並べて表示しているが、その映像信号を左右に画像に分割して別々の表示装置に表示するようにすることもできる。
【００１７】
図５に、本発明のアダプターレンズ１１を内視鏡４０の対物レンズ１０の先端に装着してビデオ撮影と同時に観察可能な立体内視鏡システムを示す。この実施例においては、電子内視鏡４０の対物レンズ１０の先端に上記の相互に光軸がずれて偏心配置された凹レンズ部分５Ｌ、５Ｒからなるアダプターレンズ１１を装着して、撮像素子４で左眼観察像ＩＬと右眼観察像ＩＲが並列してなる内視鏡像を撮像して、その映像信号を内視鏡４０の付属させた映像信号処理装置４１で左右の映像信号それぞれ分割して、眼鏡型の映像表示装置５０の左右の表示素子５１Ｌ、５１Ｒに別々に表示させ、表示素子５１Ｌ、５１Ｒに付属した視度調節すると共に視線を調節する接眼光学系５２Ｌ、５２Ｒを通して左右の眼で観察可能にしたものであり、内視鏡４０を体内等に挿入してその内部の像を実時間で立体観察可能にするものである。
【００１８】
もちろん、本発明の両眼視差像撮像用アダプターレンズ１１は、上記のビデオカメラや電子内視鏡に限らず、撮像装置を備えた顕微鏡等に用いることも可能である。
【００１９】
また、両眼視差像撮像用アダプターレンズ１１の左右に配置する光学素子としては、凹レンズを分割した偏心凹レンズ部分に限定されず、光軸を曲げる作用のある偏角プリズムを２枚偏角方向が逆になるように並べてなるものであってもよく、あるいは、２分割した凸レンズを用いてもよい。
【００２０】
以上、本発明の両眼視差像撮像用アダプターレンズ及びそれを用いた立体像撮像・観察システムを実施例に基づいて説明してきたが、本発明はこれら実施例に限定されず種々の変形が可能である。
【００２１】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の立体内視鏡及び立体内視鏡システムによると、対物レンズの先端開口の左半分を通る光軸と右半分を通る光軸とを相互に角度をなすように折り曲げる並列に配置された一対の光学素子からなり、前記一対の光学素子が、前記一対の光学素子が、１枚の凹レンズを２分割し、元の位置と反対になるように配置されたものに相当する一対の偏心レンズ部分からなるアダプターレンズを対物レンズ先端に装着するだけで、対物レンズの径を大きくすることなく従来の慣用の１台の内視鏡を用いて両眼視差像を並列して撮像することができ、従来の内視鏡を用いて簡単に安価に両眼視差像を撮像し、観察に供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に基づく１実施例の両眼視差像撮像用アダプターレンズを装着した状態と非装着状態での結像の様子を示す断面図である。
【図２】撮像素子上での左右の眼観察像が左右に並んだ映像として撮像される様子を示す図である。
【図３】本発明による１実施例のアダプターレンズを対物レンズの先端に装着してビデオ撮影可能なビデオカメラを示す図である。
【図４】立体観察補助具の１例を示す図である。
【図５】本発明による立体内視鏡システムの１例を示す図である。
【符号の説明】
Ｏ…被写体
Ｉ…像
ＩＬ…左眼観察像
ＩＲ…右眼観察像
ＡＬ…左の光学系の光軸
ＡＲ…右の光学系の光軸
ＥＬ…左眼
ＥＲ…右眼
１…結像レンズ
２…絞り
３…鏡胴
４…撮像素子
５Ｌ、５Ｒ…偏心凹レンズ部分
６…鏡胴
１０…対物レンズ
１１…両眼視差像撮像用アダプターレンズ
２０…ビデオカメラ
２１…液晶モニター
２２…記録媒体
３０…立体観察補助具
３１Ｌ、３１Ｒ…接眼部
３２…遮蔽板
４０…電子内視鏡
４１…映像信号処理装置
５０…眼鏡型映像表示装置
５１Ｌ、５１Ｒ…表示素子
５２Ｌ、５２Ｒ…接眼光学系
【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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