(57)【要約】【課題】体腔内を立体像として観察可能なステレオ電子内視鏡システムを低コストで提供することである。【解決手段】ステレオ電子内視鏡システムは電子内視鏡の先端に取り付けられる立体視用アダプタを有し、立体視用アダプタが、第１および第２の照明用光路と、第１および第２の観察用光路と、観察用光路を通過する光を電子内視鏡の対物光学系に入射させる導光用光学部材と、それぞれの観察用光路から前記導光用光学部材に向かう光を透過／遮断可能な第１および第２のシャッタと、それぞれの照明用光路中に配置され、それぞれのシャッタが光を透過または遮断するための電力を供給する第１および第２の太陽電池とを備え、内視鏡用プロセッサは、照明用の光束の入射先を周期的に切り換える光束切換手段を有する。【選択図】　図５
2004113634.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像素子と体腔内を照射する少なくとも２つのライトガイドを備えた電子内視鏡と、
前記電子内視鏡の先端に取り付けられる立体視用アダプタと、
前記ライトガイドの入射端に照明用の光束を入射させると共に前記撮像素子によって撮像された画像を処理して立体視可能なモニタに表示させる内視鏡用プロセッサと、
を有するステレオ電子内視鏡システムであって、
前記立体視用アダプタが、
一方のライトガイドからの光が通過する第１の照明用光路と、
他のライトガイドからの光が通過する第２の照明用光路と、
一端が前記立体視用アダプタの外壁に露出する第１および第２の観察用光路と、
前記第１および第２の観察用光路を通過する光を前記電子内視鏡の対物光学系に入射させる導光用光学部材と、
前記第１の観察用光路から前記導光用光学部材に向かう光を透過／遮断可能な第１のシャッタと、
前記第２の観察用光路から前記導光用光学部材に向かう光を透過／遮断可能な第２のシャッタと、
前記第１の照明用光路中に配置され、前記第１のシャッタが光を透過または遮断するための電力を供給する第１の太陽電池と、
前記第２の照明用光路中に配置され、前記第２のシャッタが光を透過または遮断するための電力を供給する第２の太陽電池と、を備え、
前記内視鏡用プロセッサは、前記照明用の光束の入射先を一方のライトガイドと他のライトガイドとに周期的に切り換える光束切換手段を有し、
前記光束切換手段が前記照明用の光束の入射先は、電子内視鏡の撮像素子が１画面分の画像信号を転送し終わったときに切り換わることを特徴とする、ステレオ電子内視鏡システム。
【請求項２】
撮像素子と体腔内を照射するライトガイドと先端部に電極を備えた電子内視鏡と、
前記電子内視鏡の先端に取り付けられる立体視用アダプタと、
前記ライトガイドの入射端に照明用の光束を入射させると共に前記撮像素子によって撮像された画像を処理して立体視可能なモニタに表示させる内視鏡用プロセッサと、
前記モニタに表示された画像を立体視するための立体観察用眼鏡と、
を有するステレオ電子内視鏡システムであって、
前記立体視用アダプタが、
一端が前記立体視用アダプタの外壁に露出する第１および第２の観察用光路と、
前記第１および第２の観察用光路を通過する光を前記電子内視鏡の対物光学系に入射させる導光用光学部材と、
前記第１の観察用光路から前記導光用光学部材に向かう光を透過／遮断可能な第１のシャッタと、
前記第２の観察用光路から前記導光用光学部材に向かう光を透過／遮断可能な第２のシャッタと、
前記第１の電極と接触し、所定の信号を供給することにより前記第１および第２のシャッタの動作が制御される第２の電極を備え、
前記内視鏡用プロセッサは、前記第１の電極に前記所定の信号を供給して前記第１および第２の観察用光路から前記導光用光学部材に向かう光の透過／遮断を制御するシャッタ制御手段を有し、
前記シャッタ制御手段は前記第１および第２の観察用光路から前記導光用光学部材に向かう光のうちいずれか一方のみを透過させ、透過させる光が通る観察用光路は電子内視鏡の撮像素子が１画面分の画像信号を転送し終わったときに切り換わることを特徴とする、ステレオ電子内視鏡システム。
【請求項３】
前記第１および第２のシャッタが液晶シャッタであることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載のステレオ電子内視鏡システム。
【請求項４】
前記光束切換手段は、前記電子内視鏡用プロセッサの光源部と前記ライトガイドの入射端との間に配置された回転スリットであることを特徴とする、請求項１から請求項３のいずれかに記載のステレオ電子内視鏡システム。
【請求項５】
前記電子内視鏡用プロセッサは面順次方式でカラー画像を得ることが可能であり、前記回転スリットはカラー画像作成用の回転フィルタであることを特徴とする、請求項４に記載のステレオ電子内視鏡システム。
【請求項６】
前記導光用光学部材がビームコンバイナであることを特徴とする、請求項１から請求項５のいずれかに記載のステレオ電子内視鏡システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、体腔内を立体像として観察可能なステレオ電子内視鏡システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、体腔内を立体像として観察可能なステレオ電子内視鏡が提案されている。このような電子内視鏡としては、例えば特開昭６１−８０２２１号公報及び特開昭６３−９４２１６号公報に記載されたものがある。
【０００３】
上記公報記載の電子内視鏡は、先端部に２つの対物光学系を備えている。各対物光学系による像は電子内視鏡内に備えられた撮像素子の受光面上で結像するようになっている。また、各対物光学系と撮像素子の間にはそれぞれ液晶シャッタが挿置されており、対物光学系から撮像素子に向かう光束を透過させるか遮断する。
【０００４】
撮像素子および液晶シャッタは電子内視鏡内に挿通される信号ケーブルを介して電子内視鏡用プロセッサと接続されており、電子内視鏡用プロセッサの制御手段が撮像素子および液晶シャッタを制御して撮像画像１フレームごとにどちらの液晶シャッタが光束を遮蔽するかを切り換える。即ち、あるフレームを撮像中は一方の対物光学系による像のみが撮像素子上で結像するように液晶シャッタの開閉を制御し、次のフレームを撮像するときは他方の対物光学系による像のみが撮像素子上で結像するように液晶シャッタの開閉を制御する。従って、電子内視鏡用プロセッサに接続されたモニタには一方の対物光学系によって結像された像と他方の対物光学系によって結像された像とが交互に表示される。
【０００５】
このモニタに表示された映像を電子内視鏡の液晶シャッタの開閉に同期して開閉する液晶シャッタを備えた眼鏡を通して見ることにより、一方の目で一方の対物光学系によって得られた像のみを観察し、同時に他方の目で他方の対物光学系によって得られた像のみを観察する。この結果モニタの観察者は両対物光学系によって獲られた像を立体視することができる。
【０００６】
以上のように、上記公報記載の電子内視鏡においては、電子内視鏡の先端に液晶シャッタを配置し、液晶シャッタをケーブルを介して内視鏡用プロセッサから制御する構成となっている。従って内視鏡プロセッサのみならず内視鏡自身も立体視専用のものを用意する必要があり、システム全体が高価なものとなっていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記の目的に鑑み、本発明は、体腔内を立体像として観察可能なステレオ電子内視鏡システムを低コストで提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明のステレオ電子内視鏡システムは、電子内視鏡の先端に取り付けられる立体視用アダプタを有し、立体視用アダプタが、第１および第２の照明用光路と、第１および第２の観察用光路と、観察用光路を通過する光を電子内視鏡の対物光学系に入射させる導光用光学部材と、それぞれの観察用光路から前記導光用光学部材に向かう光を透過／遮断可能な第１および第２のシャッタと、それぞれの照明用光路中に配置され、それぞれのシャッタが光を透過または遮断するための電力を供給する第１および第２の太陽電池とを備え、内視鏡用プロセッサは、照明用の光束の入射先を周期的に切り換える光束切換手段を有する。
【０００９】
本発明によれば、どちらの観察用光路を通過した光が電子内視鏡の対物光学系に入射するかを、電子内視鏡用プロセッサが電子内視鏡のどのライトガイドに照明用の光束を入射させるかによって制御可能となる。
【００１０】
従って、ケーブルを介すことなく立体視のためのシャッタの制御が可能となるため、通常の電子内視鏡の先端部に立体視アダプタを取り付け、立体視用の電子内視鏡用プロセッサに接続することによって、立体視可能な電子内視鏡システムが実現される。よって、本発明によれば、立体視用の電子内視鏡を用意することなく立体視可能な電子内視鏡システムを低コストで提供することができる。
【００１１】
また、ステレオ観察と通常（ステレオではない）観察の両方が可能なステレオ観察対応の電子内視鏡は２つの対物光学系を備えるため、電子内視鏡の挿入管が太くなるか、処置具挿通チャンネルを省略して挿入管の径を抑える必要がある。しかしながら、本発明のステレオ電子内視鏡システムによれば、通常の電子内視鏡を用いるために挿入管の径は抑えられ、また立体視アダプタを取り外せば処置具挿通チャンネルが利用可能となる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施の形態によるステレオ電子内視鏡システムのブロック図を図１に示す。本実施形態の電子内視鏡システム１は電子内視鏡１００、ステレオプロセッサ２００、眼鏡型モニタ３００、および内視鏡用立体視アダプタ４００と、を有する。
【００１３】
電子内視鏡１００は一般の（立体視ではない）観察に利用されるものであり、その挿入管１０１の先端には対物レンズ１０２が埋め込まれている。対物レンズ１０２による像は、挿入管１０１の内部に取り付けられたＣＣＤ１０４の受光面上で結像する。ＣＣＤ１０４はこの像を電気信号に変換し、一定のタイミングでステレオプロセッサ２００に送信する。
【００１４】
また、電子内視鏡１００の内部にはライトガイド１０３Ｌおよび１０３Ｒが挿通されている。ライトガイド１０３Ｌおよび１０３Ｒの一端は共に挿入管１０１の先端に設けられた開口部１０７Ｌおよび１０７Ｒに位置している。また、開口部１０７Ｌおよび１０７Ｒにはそれぞれ配光レンズ１０６Ｌおよび１０６Ｒが埋め込まれている。ライトガイド１０３Ｌおよび１０３Ｒの他端は電子内視鏡１００のコネクタ部１０５に露出しており、ステレオプロセッサ２００がライトガイド１０３Ｌおよび１０３Ｒの他端に光束を入射させることにより、光束はライトガイドを通過して配光レンズから放射される。
【００１５】
ステレオプロセッサ２００は、タイミングコントロール２０１と、ステッピングモータ２０２と、モータドライバ２０３と、ランプ２０４と、ランプ用電源２０５と、前段信号処理回路２０６と、ビデオメモリ２０７Ｒおよび２０７Ｌと、後段信号処理回路２０８Ｒおよび２０８Ｌと、回転フィルタ２０９と、コンデンサレンズ２１０Ｒおよび２１０Ｌと、センサ２１１と、を有する。
【００１６】
ランプ２０４は白色光を発する光源であり、ランプ用電源２０５から電力の供給を受けて点灯する。
【００１７】
タイミングコントロール２０１は、モータドライバ２０３、前段信号処理回路２０６、ビデオメモリ２０７Ｒおよび２０７Ｌと、電子内視鏡１００のＣＣＤ１０４を制御する。タイミングコントロール２０１は、ＣＣＤ１０４による撮像／転送タイミングを制御して所望の周期で撮像および画像転送が行なわれるようにする。本実施形態においては、この周期を１／９０秒としている。
【００１８】
ステッピングモータ２０２は回転フィルタ２０９を回転駆動する。また、モータドライバ２０３はステッピングモータ２０３の駆動パルスをモータ２０２に供給する。タイミングコントロール２０１はモータドライバ２０３を制御して、所望の回転数で回転フィルタ２０９を回転させる。
【００１９】
回転フィルタ２０９は、６箇所にスリットが形成された円盤であり、各スリットには赤・緑・青いずれかの色のカラーフィルタが埋め込まれている。回転フィルタ２０９はランプ２０４とコンデンサレンズ２１０Ｒ、２１０Ｌとの間に配されており、ランプ２０４からの光束はカラーフィルタを通過して単色光化された後、コンデンサレンズ２１０Ｒ、２１０Ｌのいずれかに入射する。コンデンサレンズ２１０Ｒ、２１０Ｌはそれぞれこの単色光を電子内視鏡１００のライトガイド１０３Ｒ、１０３Ｌに入射させるような位置に配置されている。
【００２０】
回転フィルタ２０９を図２に示す。回転フィルタ２０９はステッピングモータ２０２によって回転軸２０９Ｃの周りを図２中時計回り（矢印方向）に回転するよう構成されており、カラーフィルタ２０９ＢＬ、２０９ＧＬ、２０９ＲＬ、２０９ＢＲ、２０９ＧＲ、２０９ＲＲはこの順番に６０度おきに時計回りで埋め込まれている。２０９ＢＬおよび２０９ＢＲは青色、２０９ＧＬおよび２０９ＧＲは緑色、２０９ＲＬおよび２０９ＲＲは赤色のカラーフィルタである。カラーフィルタ２０９ＢＬ、２０９ＧＬ、２０９ＲＬは回転軸２０９Ｃを中心とする円周２０９ＰＬ上に、またカラーフィルタ２０９ＢＲ、２０９ＧＲ、２０９ＲＲは回転軸２０９Ｃを中心とする円周２０９ＰＲ上に配置されている。円周２０９ＰＲの半径は、回転フィルタ２０９の回転軸２０９Ｃとコンデンサレンズ２１０Ｒの光軸との距離に等しく、円周２０９ＰＬの半径は、回転フィルタ２０９の回転軸２０９Ｃとコンデンサレンズ２１０Ｌの光軸との距離に等しい。従って、円周２０９ＰＲと円周２０９ＰＬとの距離はコンデンサレンズ２１０Ｒと２１０Ｌとの各光軸間距離に等しくなる。また、カラーフィルタ２０９ＢＲ、２０９ＧＲ、２０９ＲＲの最外周側円弧の半径は、図１の回転フィルタ２０９の回転軸２０９Ｃとコンデンサレンズ２１０Ｒの最上部との距離と略等しく、カラーフィルタ２０９ＢＬ、２０９ＧＬ、２０９ＲＬの最内周側円弧の半径は、図１の回転フィルタ２０９の回転軸２０９Ｃとコンデンサレンズ２１０Ｌの最下部との距離に略等しい。以上の構成から、フィルタ２０９ＢＬ、２０９ＧＬ、２０９ＲＬがランプ２０４の前を通過した時にランプ２０４からの光束はコンデンサレンズ２１０Ｌのみに、フィルタ２０９ＢＲ、２０９ＧＲ、２０９ＲＲがランプ２０４の前を通過した時にランプ２０４からの光束はコンデンサレンズ２１０Ｒのみに入射する。
【００２１】
本実施形態においては、回転フィルタ２０９は１秒間に１５回転するよう制御されている。また、各カラーフィルタの周方向の長さは３０度である。従って、各カラーフィルタは約１／１８０秒間ランプ２０４の前を通過し、またあるカラーフィルタがランプ２０４の前を通り過ぎた後、次のカラーフィルタがランプ２０４の前に来るまでの時間は１／１８０秒である。
【００２２】
また、回転フィルタ２０９の外周部にはノッチ２０９Ｎが切りかかれており、ステレオプロセッサ２００に内蔵されたセンサ２１１（図１）がこのノッチ２０９Ｎを検出することによって、タイミングコントロール２０１は回転フィルタ２０９の位相を検出する。
【００２３】
タイミングコントロール２０１はモータドライバ２０３と電子内視鏡１００のＣＣＤ１０４とを制御して、回転フィルタ２０９のカラーフィルタのそれぞれがランプの前を通過しているときはＣＣＤ１０４が画像の撮像を行ない、それ以外の時はＣＣＤ１０４が画像を前段信号処理回路２０６に転送するようにする。従って、ＣＣＤ１０４によって撮像される画像は単色光のみで照射された画像となる。
【００２４】
図１、図３、図４および図５を用いて内視鏡用立体視アダプタ４００の構造を詳説する。図１に示されるように、内視鏡用立体視アダプタ４００は電子内視鏡１００の先端に取り付けられるキャップ状の部材である。内視鏡用立体視アダプタ４００の電子内視鏡挿入管軸方向（図１中上下方向）に３つの貫通孔Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３が穿孔されており、貫通孔Ｈ１、Ｈ２の電子内視鏡側端部はそれぞれライトガイド１０３Ｌおよび１０３Ｒと対向している。また、貫通孔Ｈ３の電子内視鏡側端部は対物レンズ１０２と対向している。
【００２５】
図１のＡ−Ａ断面図を図３に示す。図３に示すように貫通孔Ｈ１には、電子内視鏡１００の配光レンズ１０６Ｌに近い順に太陽電池４０４Ｌ、ロッドレンズ４０３Ｌ、配光レンズ４０５Ｌが取り付けられている。同様に、貫通孔Ｈ２には、電子内視鏡１００の配光レンズ１０６Ｒに近い順に太陽電池４０４Ｒ、ロッドレンズ４０３Ｒ、配光レンズ４０５Ｒが取り付けられている。配光レンズ４０５Ｌおよび４０５Ｒはそれぞれ内視鏡用立体視アダプタ４００の先端に配置されている。
【００２６】
太陽電池４０４Ｌおよび４０４Ｒは、円環形状の部材であり、それぞれ電子内視鏡１００の配光レンズ１０６Ｌ、１０６Ｒから照射される光を受けて電位差を生じる。
【００２７】
また、ロッドレンズ４０３Ｌおよび４０３Ｒはリレーレンズとして機能する。
【００２８】
従って、電子内視鏡１００の配光レンズ１０６Ｌおよび１０６Ｒより放射された光はそれぞれロッドレンズ４０３Ｌおよび４０３Ｒを経由して配光レンズ４０５Ｌ、４０５Ｒから放射されて配光レンズ周囲の対向を照射する。また、電子内視鏡１００の配光レンズ１０６Ｌより光が放射されたときは太陽電池４０４Ｌに電位差が生じ、配光レンズ１０６Ｒより光が放射されたときは太陽電池４０４Ｒに電位差が生じる。
【００２９】
図１のＢ−Ｂ断面図を図４に示す。図４に示すように貫通孔Ｈ３には、電子内視鏡１００の対物レンズ１０２に近い順に凹レンズ４１３、導光用光学部材として１方向からの入射光束に対して偏向機能を有する光学部材を構成要素とするビームコンバイナ４１１、液晶シャッタ４１２Ｌ、対物レンズ４１４Ｌが取り付けられている。また、貫通孔Ｈ３のビームコンバイナ４１１が取り付けられている部位から垂直（図４中右方向）に分岐路Ｈ４が形成されている。分岐路Ｈ４は中途で直角に屈曲してその先端は内視鏡用立体視アダプタ４００の先端に到達する。
【００３０】
また、分岐路Ｈ４の先端には対物レンズ４１４Ｒが取り付けられている。分岐路Ｈ４の屈曲部には反射ミラー４１５が取り付けられている。さらに、ビームコンバイナ４１１と反射ミラー４１５との間には、液晶シャッタ４１２Ｒが設置されている。対物レンズ４１４Ｒを通過した光はこの反射ミラー４１５によって９０度屈曲されて液晶シャッタ４１２Ｒに入射する。
【００３１】
液晶シャッタ４１２Ｌおよび４１２Ｒは所定の電流を流すことによって光を遮蔽する部材である。また、ビームコンバイナ４１１は、対物レンズ４１４Ｌに入射して液晶シャッタ４１２Ｌを通過した光および、対物レンズ４１４Ｒに入射して液晶シャッタ４１２Ｒを通過した光を電子内視鏡１００の対物レンズ１０２に入射させる。凹レンズ４１３は対物レンズ４１４Ｌまたは４１４ＲにＣＣＤ１０４の像を結像させるために利用されている。
【００３２】
図５は、電子内視鏡１００の先端部および内視鏡用立体視アダプタ４００のブロック図である。図５に示されるように、太陽電池４０４Ｌの出力は液晶シャッタ４１２Ｒに、太陽電池４０４Ｒの出力は液晶シャッタ４１２Ｌに接続されている。従って、電子内視鏡１００のライトガイド１０３Ｌから光が放射されると液晶シャッタ４１２Ｒは光を透過しないようになり、一方電子内視鏡１００のライトガイド１０３Ｒから光が放射されると液晶シャッタ４１２Ｌは光を透過しないようになる。従って、ステレオプロセッサ２００が光束をライトガイド１０３Ｌに照射しているときは対物レンズ４１４Ｌを通った光による像がＣＣＤ１０４に撮像され、ステレオプロセッサ２００が光束をライトガイド１０３Ｒに照射しているときは対物レンズ４１４Ｒを通った光による像がＣＣＤ１０４に撮像される。従って、ステレオプロセッサ２００がライトガイド１０３Ｌと１０３Ｒのどちらに光束を入射させるかによって、対物レンズ４１４Ｒと４１４Ｌのどちらからの像が撮像されるかを選択可能である。
【００３３】
内視鏡用立体視アダプタ４００を、内視鏡用立体視アダプタ４００から電子内視鏡１００に向かう方向に投影した図を図６に示す。図６に示されるように、配光レンズ４０５Ｌと対物レンズ４１４Ｌ、配光レンズ４０５Ｒと対物レンズ４１４Ｒは長方形の頂点に相当する位置に配置されている。また、配光レンズ４０５Ｌと対物レンズ４１４Ｌ、配光レンズ４０５Ｒと対物レンズ４１４Ｒはそれぞれ隣接して配置されている。対物レンズ４１４Ｌを通った光による像を撮像する場合は隣接する配光レンズ４０５Ｌからの光によって対物レンズ４１４Ｌの周囲は充分な光量で照射され、また対物レンズ４１４Ｒを通った光による像を撮像する場合は隣接する配光レンズ４０５Ｒからの光によって対物レンズ４１４Ｒの周囲は充分な光量で照射される。
【００３４】
なお、本実施形態においては、各液晶シャッタ４１２Ｌ、４１２Ｒは電流を流すことによって光の透過を遮断するよう構成されているが、本発明は上記構成に限定されるものではない。すなわち、電流を流さない状態では光の透過を遮断し、電流を流したときに光を透過する液晶シャッタを利用する構成としても良い。この時には、図５における太陽電池の出力の液晶シャッタへの接続をそれぞれ変えればよい。
【００３５】
以上のように構成された本実施形態のステレオ電子内視鏡システム１の動作を図７のタイミングチャートを用いて説明する。なお、以下の記述内における「区間１〜１２」は、図中ではそれぞれ丸付数字で示された区間である。
【００３６】
カラーフィルタ２０９ＲＲがランプ２０４の前を通過している１／１８０秒の間（区間１）、ＣＣＤ１０４は画像の撮像を行なう。続く１／１８０秒の間（区間２）、ＣＣＤ１０４は区間１で撮像した画像を画像信号に変換し、前段信号処理回路２０６に送信する。
【００３７】
続く１／１８０秒の間（区間３）はカラーフィルタ２０９ＧＲがランプ２０４の前を通過しており、ＣＣＤ１０４は画像の撮像を行なう。また、前段信号処理回路２０６は区間２でＣＣＤ１０４より受信した画像信号を処理してデジタル画像データを作成し、ビデオメモリ２０７ＲのＲバンクに保存する。続く１／１８０秒の間（区間４）、ＣＣＤ１０４は区間３で撮像した画像を画像信号に変換し、前段信号処理回路２０６に送信する。
【００３８】
続く１／１８０秒の間（区間５）はカラーフィルタ２０９ＢＲがランプ２０４の前を通過しており、ＣＣＤ１０４は画像の撮像を行なう。また、前段信号処理回路２０６は区間４でＣＣＤ１０４より受信した画像信号を処理してデジタル画像データを作成し、ビデオメモリ２０７ＲのＧバンクに保存する。続く１／１８０秒の間（区間６）、ＣＣＤ１０４は区間５で撮像した画像を画像信号に変換し、前段信号処理回路２０６に送信する。
【００３９】
続く１／１８０秒の間（区間７）はカラーフィルタ２０９ＲＬがランプ２０４の前を通過しており、ＣＣＤ１０４は画像の撮像を行なう。また、前段信号処理回路２０６は区間６でＣＣＤ１０４より受信した画像信号を処理してデジタル画像データを作成し、ビデオメモリ２０７ＲのＢバンクに保存する。続く１／１８０秒の間（区間８）、ＣＣＤ１０４は区間７で撮像した画像を画像信号に変換し、前段信号処理回路２０６に送信する。
【００４０】
続く１／１８０秒の間（区間９）はカラーフィルタ２０９ＧＬがランプ２０４の前を通過しており、ＣＣＤ１０４は画像の撮像を行なう。また、前段信号処理回路２０６は区間８でＣＣＤ１０４より受信した画像信号を処理してデジタル画像データを作成し、ビデオメモリ２０７ＬのＲバンクに保存する。続く１／１８０秒の間（区間１０）、ＣＣＤ１０４は区間９で撮像した画像を画像信号に変換し、前段信号処理回路２０６に送信する。
【００４１】
続く１／１８０秒の間（区間１１）はカラーフィルタ２０９ＢＬがランプ２０４の前を通過しており、ＣＣＤ１０４は画像の撮像を行なう。また、前段信号処理回路２０６は区間１０でＣＣＤ１０４より受信した画像信号を処理してデジタル画像データを作成し、ビデオメモリ２０７ＬのＧバンクに保存する。続く１／１８０秒の間（区間１２）、ＣＣＤ１０４は区間１１で撮像した画像を画像信号に変換し、前段信号処理回路２０６に送信する。
【００４２】
続く１／１８０秒の間（区間１）は再びカラーフィルタ２０９ＲＲがランプ２０４の前を通過しており、ＣＣＤ１０４は画像の撮像を行なう。また、前段信号処理回路２０６は区間１２でＣＣＤ１０４より受信した画像信号を処理してデジタル画像データを作成し、ビデオメモリ２０７ＬのＢバンクに保存する。以下、区間１〜１２が繰り返される。
【００４３】
以上のように、区間３、５、７でカラーフィルタ２０９ＲＲ、２０９ＧＲ、２０９ＢＲのそれぞれがランプ２０４の前を通過していたときの画像、すなわち対物レンズ４１４Ｒを通して撮像されたＲＧＢ各色の画像がデジタル画像データとしてビデオメモリ２０７Ｒに保存される。同様に、区間９、１１、１でカラーフィルタ２０９ＲＬ、２０９ＧＬ、２０９ＢＬのそれぞれがランプ２０４の前を通過していたときの画像、すなわち対物レンズ４１４Ｌを通して撮像されたＲＧＢ色の画像がデジタル画像データとしてビデオメモリ２０７Ｌに保存される。従って、回転フィルタが１回転する１／１５秒の間に対物レンズ４１４Ｒおよび４１４Ｌ通して撮像されたＲＧＢ各色の画像が取得される。
【００４４】
後段信号処理回路２０８Ｒ、２０８Ｌはこのビデオメモリ２０７Ｒおよび２０７Ｌに保存された各色のデジタル画像データを読み出してカラー画像データを生成してさらにＮＴＳＣ信号等のアナログビデオ信号に変換し、眼鏡型モニタ３００に出力する。眼鏡型モニタ３００はレンズの代わりに液晶ディスプレイを搭載した眼鏡であり、左眼側のディスプレイには後段信号処理回路２０８Ｌから出力されたアナログビデオ信号がカラー動画像として表示され、右眼側のディスプレイには後段信号処理回路２０８Ｒから出力されたアナログビデオ信号がカラー動画像として表示される。従って、この眼鏡型モニタ３００をかけることにより、対物レンズ４１４Ｌを通して撮像された画像を左眼で、対物レンズ４１４Ｒを通して撮像された画像を右眼で観察するステレオ観察が可能となる。
【００４５】
また、図４に示されるように、電子内視鏡１００には処置具挿通チャンネル１０８が形成されている。処置具挿通チャンネル１０８は、その中に生検鉗子等を挿置して各種処置を行なうためのものであるが、本実施形態においてはその先端開口部が内視鏡用立体視アダプタ４００によってふさがれるため、ステレオ観察時は処置具を併用しない。本実施形態によれば、内視鏡用立体視アダプタ４００を取り外すことにより、眼鏡型モニタ３００の両ディスプレイに表示される画像は共に直接対物レンズ１０２によって得られる映像となる。すなわち、内視鏡用立体視アダプタ４００を取り外した状態では、通常の（ステレオではない）カラー画像が観察される。また、この状態であれば処置具挿通チャンネル１０８に処置具を挿通させて各種処置を行なうことが可能となる。
【００４６】
以上のように、本実施形態のステレオ電子内視鏡システムによれば、通常の電子内視鏡に内視鏡用立体視アダプタ４００を取り付け、ステレオプロセッサ２００に接続することにより、体腔内を立体像として観察可能となる。従って、電子内視鏡システムにおいて最もコストのかかる電子内視鏡を新たに追加することなくステレオ観察が可能となる。また、ステレオ観察と通常（ステレオではない）観察の両方が可能なステレオ観察対応の電子内視鏡は２つの対物光学系を備えるため、電子内視鏡の挿入管が太くなるか、処置具挿通チャンネルを省略して挿入管の径を抑える必要がある。しかしながら、本実施形態のステレオ電子内視鏡システムによれば、通常の電子内視鏡を用いるために挿入管の径は抑えられ、また内視鏡用立体視アダプタ４００を取り外せば処置具挿通チャンネルが利用可能となる。
【００４７】
なお、本実施形態においては、２本のライトガイドのどちらに照明用の光束を入射されるかによってどの対物レンズを撮像に使用するのかを制御する構成としているが、本発明は上記の構成に限定されるものではない。例えば、汎用の信号出力端子を先端に設けた電子内視鏡と、この信号出力端子に対応するコネクタを備えた内視鏡用立体視アダプタと用い、液晶シャッタを信号出力端子からの信号によって制御する構成としても良い。以下に示す本発明の第２の実施の形態はこのような構成のステレオ電子内視鏡システムである。
【００４８】
本発明の第２の実施の形態によるステレオ電子内視鏡システムを図８に示す。なお、本発明の第１の実施の形態と同様または類似の機能を有する部材または要素については本発明の第１の実施の形態と同一の符号を配している。
【００４９】
図８に示すように、本実施形態の電子内視鏡１１００の挿入管１０１には電極ユニット１１０９が露出している。電極ユニット１１０９は電子内視鏡１１００のコネクタ部１０５を介してステレオプロセッサ１２００のタイミングコントロール２０１と接続されている。一方、内視鏡用立体視アダプタ１４００はコネクタ１４０９を有する。内視鏡用立体視アダプタ１４００を電子内視鏡１１００に取り付けたとき、電極ユニット１１０９とコネクタ１４０９とは接触し、両者間は導通状態となる。タイミングコントロール２０１は電極ユニット１１０９を介してコネクタ１４０９に所定の制御信号を送信する。
【００５０】
また、本実施形態は第１の実施の形態のようにライトガイド１０３Ｌ、１０３Ｒのどちらに光束を入射させるかによって液晶シャッタの開閉を制御するものではないので、回転フィルタ１２０９はライトガイド１０３Ｌ、１０３Ｒの双方に光束が照射可能な形状となっている。
【００５１】
回転フィルタ１２０９は、６箇所にスリットが形成された円盤であり、各スリットには赤・緑・青いずれかの色のカラーフィルタが埋め込まれている。回転フィルタ１２０９はランプ２０４とコンデンサレンズ２１０Ｒ、２１０Ｌとの間に配されており、ランプ２０４からの光束はカラーフィルタを通過して単色光化された後、コンデンサレンズ２１０Ｒ、２１０Ｌに入射する。コンデンサレンズ２１０Ｒ、２１０Ｌはそれぞれこの単色光を電子内視鏡１００のライトガイド１０３Ｒ、１０３Ｌに入射させるような位置に配置されている。
【００５２】
電子内視鏡１１００、ステレオプロセッサ１２００、および眼鏡型モニタ３００の他の構成は本発明の第１の実施の形態と同様であるので、説明を省略する。
【００５３】
回転フィルタ１２０９を図９に示す。回転軸２０９Ｃの周りを図９中時計回り（矢印方向）に回転するよう構成されており、カラーフィルタ１２０９ＢＬ、１２０９ＧＬ、１２０９ＲＬ、１２０９ＢＲ、１２０９ＧＲ、１２０９ＲＲはこの順番に６０度おきに時計回りで埋め込まれている。１２０９ＢＬおよび１２０９ＢＲは青色、１２０９ＧＬおよび１２０９ＧＲは緑色、１２０９ＲＬおよび１２０９ＲＲは赤色のカラーフィルターである。全てのカラーフィルタは回転軸２０９Ｃを中心とする円周２０９ＰＬおよび円周２０９ＰＲに渡って配置されている。図２と同様に、円周２０９ＰＲと円周２０９ＰＬとの距離はコンデンサレンズ２１０Ｒと２１０Ｌとの各光軸間距離に等しい。カラーフィルタ１２０９ＢＬ、１２０９ＧＬ、１２０９ＲＬ、１２０９ＢＲ、１２０９ＧＲ、１２０９ＲＲの最内周側円弧の半径は、図８の回転フィルタ１２０９の回転軸１２０９Ｃとコンデンサレンズ２１０Ｒの最下部との距離に略等しく、同カラーフィルタの最外周側円弧の半径は、図８の回転フィルタ１２０９の回転軸１２０９Ｃとコンデンサレンズ２１０Ｒの最上部との距離と略等しい。以上の構成から、カラーフィルタがランプ２０４の前を通過した時にランプ２０４からの光束はコンデンサレンズ２１０Ｌおよび２１０Ｒに入射する。
【００５４】
本実施形態においては、回転フィルタ１２０９は１秒間に１５回転するよう制御されている。また、各カラーフィルタの周方向の長さは３０度である。従って、各カラーフィルタは約１／１８０秒間ランプ２０４の前を通過し、またあるカラーフィルタがランプ２０４の前を通り過ぎた後、次のカラーフィルタがランプ２０４の前に来るまでの時間は１／１８０秒である。
【００５５】
図１０は、電子内視鏡１１００の先端部および内視鏡用立体視アダプタ１４００のブロック図である。図１０に示されるように、電極ユニット１１０９は左側信号端子１１０９ａ、右側信号端子１１０９ｂ、グランド端子１１０９ｃを有する。同様に、コネクタ１４０９は左側信号端子１４０９ａ、右側信号端子１４０９ｂ、グランド端子１４０９ｃを有する。コネクタ１４０９の左側信号端子１４０９ａは液晶シャッタ４１２Ｌに、右側信号端子１４０９ｂは液晶シャッタ４１２Ｒに接続されている。また、グランド端子１４０９ｃは液晶シャッタ４１２Ｌと４１２Ｒの両方に接続されている。また、電子内視鏡１１００の先端部に内視鏡用立体視アダプタ１４００を取り付けたとき、電極ユニット１１０９の左側信号端子１１０９ａ、右側信号端子１１０９ｂ、グランド端子１１０９ｃはそれぞれコネクタ１４０９の左側信号端子１４０９ａ、右側信号端子１４０９ｂ、グランド端子１４０９ｃに当接する。ここで、液晶シャッタ４１２Ｌおよび４１２Ｒに所定量の電流を流すと光を透過しないようになる。従って、電極ユニット１１０９の左側信号端子１１０９ａに電圧を印加しているときは液晶シャッタ４１２Ｌは光を透過しないようになり、対物レンズ４１４Ｒを通った光による像がＣＣＤ１０４に撮像される。また、電極ユニット１１０９の右側信号端子１１０９ｂに電圧を印加しているときは液晶シャッタ４１２Ｒは光を透過しないようになり、対物レンズ４１４Ｌを通った光による像がＣＣＤ１０４に撮像される。従って、ステレオプロセッサ２００のタイミングコントロール２０１が電極ユニット１１０９の左側信号端子１１０９ａと右側信号端子１１０９ｂのどちらに電圧を印加するかによって、対物レンズ４１４Ｒと４１４Ｌのどちらからの像が撮像されるかを選択可能である。
【００５６】
なお、本実施形態においては、各液晶シャッタ４１２Ｌ、４１２Ｒは電流が流れたときに光の透過を遮断するよう構成されているが、本発明は上記構成に限定されるものではない。すなわち、電流が流れていない状態では光の透過を遮断し、電流が流れたときに光を透過する液晶シャッタを利用する構成としても良い。
【００５７】
以上のように構成された本実施形態のステレオ電子内視鏡システム１の動作を図１１のタイミングチャートを用いて説明する。
【００５８】
カラーフィルタ１２０９ＲＲがランプ２０４の前を通過している１／１８０秒の間（区間１）、ＣＣＤ１０４は画像の撮像を行なう。続く１／１８０秒の間（区間２）、ＣＣＤ１０４は区間１で撮像した画像を画像信号に変換し、前段信号処理回路２０６に送信する。
【００５９】
続く１／１８０秒の間（区間３）はカラーフィルタ１２０９ＧＲがランプ２０４の前を通過しており、ＣＣＤ１０４は画像の撮像を行なう。また、前段信号処理回路２０６は区間２でＣＣＤ１０４より受信した画像信号を処理してデジタル画像データを作成し、ビデオメモリ２０７ＲのＲバンクに保存する。続く１／１８０秒の間（区間４）、ＣＣＤ１０４は区間３で撮像した画像を画像信号に変換し、前段信号処理回路２０６に送信する。
【００６０】
続く１／１８０秒の間（区間５）はカラーフィルタ１２０９ＢＲがランプ２０４の前を通過しており、ＣＣＤ１０４は画像の撮像を行なう。また、前段信号処理回路２０６は区間４でＣＣＤ１０４より受信した画像信号を処理してデジタル画像データを作成し、ビデオメモリ２０７ＲのＧバンクに保存する。続く１／１８０秒の間（区間６）、ＣＣＤ１０４は区間５で撮像した画像を画像信号に変換し、前段信号処理回路２０６に送信する。
【００６１】
続く１／１８０秒の間（区間７）はカラーフィルタ１２０９ＲＬがランプ２０４の前を通過しており、ＣＣＤ１０４は画像の撮像を行なう。また、前段信号処理回路２０６は区間６でＣＣＤ１０４より受信した画像信号を処理してデジタル画像データを作成し、ビデオメモリ２０７ＲのＢバンクに保存する。続く１／１８０秒の間（区間８）、ＣＣＤ１０４は区間７で撮像した画像を画像信号に変換し、前段信号処理回路２０６に送信する。
【００６２】
続く１／１８０秒の間（区間９）はカラーフィルタ１２０９ＧＬがランプ２０４の前を通過しており、ＣＣＤ１０４は画像の撮像を行なう。また、前段信号処理回路２０６は区間８でＣＣＤ１０４より受信した画像信号を処理してデジタル画像データを作成し、ビデオメモリ２０７ＬのＲバンクに保存する。続く１／１８０秒の間（区間１０）、ＣＣＤ１０４は区間９で撮像した画像を画像信号に変換し、前段信号処理回路２０６に送信する。
【００６３】
続く１／１８０秒の間（区間１１）はカラーフィルタ１２０９ＢＬがランプ２０４の前を通過しており、ＣＣＤ１０４は画像の撮像を行なう。また、前段信号処理回路２０６は区間１０でＣＣＤ１０４より受信した画像信号を処理してデジタル画像データを作成し、ビデオメモリ２０７ＬのＧバンクに保存する。続く１／１８０秒の間（区間１２）、ＣＣＤ１０４は区間１１で撮像した画像を画像信号に変換し、前段信号処理回路２０６に送信する。
【００６４】
続く１／１８０秒の間（区間１）は再びカラーフィルタ１２０９ＲＲがランプ２０４の前を通過しており、ＣＣＤ１０４は画像の撮像を行なう。また、前段信号処理回路２０６は区間１２でＣＣＤ１０４より受信した画像信号を処理してデジタル画像データを作成し、ビデオメモリ２０７ＬのＢバンクに保存する。以下、区間１〜１２が繰り返される。
【００６５】
また、区間１〜６では、タイミングコントロール２０１は電極ユニット１１０９の左側信号端子１１０９ａに電圧を印加し、電極ユニット１１０９の右側信号端子１１０９ｂには電圧を印加しない。一方、区間７〜１２では、タイミングコントロール２０１は電極ユニット１１０９の左側信号端子１１０９ａに電圧を印加せず、電極ユニット１１０９の右側信号端子１１０９ｂには電圧を印加する。従って、区間１〜６でＣＣＤ１０４が撮像するのは対物レンズ４１４Ｒを通過した光による映像であり、区間７〜１２でＣＣＤ１０４が撮像するのは対物レンズ４１４Ｌを通過した光による映像である。
【００６６】
以上のように、区間３、５、７でカラーフィルタ１２０９ＲＲ、１２０９ＧＲ、１２０９ＢＲのそれぞれがランプ２０４の前を通過していたときの画像、すなわち対物レンズ４１４Ｒを通して撮像されたＲＧＢ各色の画像がデジタル画像データとしてビデオメモリ２０７Ｒに保存される。同様に、区間９、１１、１でカラーフィルタ１２０９ＲＬ、１２０９ＧＬ、１２０９ＢＬのそれぞれがランプ２０４の前を通過していたときの画像、すなわち対物レンズ４１４Ｌを通して撮像されたＲＧＢ色の画像がデジタル画像データとしてビデオメモリ２０７Ｌに保存される。従って、回転フィルタが１回転する１／１５秒の間に対物レンズ４１４Ｒおよび４１４Ｌを通して撮像されたＲＧＢ各色の画像が取得される。
【００６７】
後段信号処理回路２０８Ｒ、２０８Ｌはこのビデオメモリ２０７Ｒおよび２０７Ｌに保存された各色のデジタル画像データを読み出してカラー画像データを生成してさらにＮＴＳＣ信号等のアナログビデオ信号に変換し、眼鏡型モニタ３００に出力する。眼鏡型モニタ３００はレンズの代わりに液晶ディスプレイを搭載した眼鏡であり、左眼側のディスプレイには後段信号処理回路２０８Ｌから出力されたアナログビデオ信号がカラー動画像として表示され、右眼側のディスプレイには後段信号処理回路２０８Ｒから出力されたアナログビデオ信号がカラー動画像として表示される。従って、この眼鏡型モニタ３００をかけることにより、対物レンズ４１４Ｌを通して撮像された画像を左眼で、対物レンズ４１４Ｒを通して撮像された画像を右眼で観察するステレオ観察が可能となる。なお、ビームコンバイナの代わりにビームスプリッタを流用しても良いし、その他の導光用光学部材を用いても良い。
【００６８】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、体腔内を立体像として観察可能なステレオ電子内視鏡システムを低コストで実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態のステレオ電子内視鏡システムのブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態の回転フィルタである。
【図３】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図４】図１のＢ−Ｂ断面図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態の電子内視鏡の先端部および内視鏡用立体視アダプタのブロック図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態の内視鏡用立体視アダプタを内視鏡用立体視アダプタから電子内視鏡に向かう方向に投影した図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態のステレオ電子内視鏡システムのタイミングチャートである。
【図８】本発明の第２の実施の形態のステレオ電子内視鏡システムのブロック図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態の回転フィルタである。
【図１０】本発明の第２の実施の形態の電子内視鏡の先端部および内視鏡用立体視アダプタのブロック図である。
【図１１】本発明の第２の実施の形態のステレオ電子内視鏡システムのタイミングチャートである。
【符号の説明】
１　　　　　　　　ステレオ電子内視鏡システム
１００　　　　　　　電子内視鏡
１０２　　　　　　　対物レンズ
１０３Ｌ，１０３Ｒ　ライトガイド
１０４　　　　　　　ＣＣＤ
２００　　　　　　　ステレオプロセッサ
２０１　　　　　　　タイミングコントロール
２０４　　　　　　　ランプ
２０６　　　　　　　前段信号処理回路
２０７Ｌ，２０７Ｒ　ビデオメモリ
２０８Ｌ，２０８Ｒ　後段信号処理回路
２０９　　　　　　　回転フィルタ
３００　　　　　　　眼鏡型モニタ
４００　　　　　　　内視鏡用立体視アダプタ
４０４Ｌ，４０４Ｒ　太陽電池
４１１　　　　　　　ビームコンバイナ
４１２Ｌ，４１２Ｒ　液晶シャッタ
４１４Ｌ，４１４Ｒ　対物レンズ
４１５　　　　　　　反射ミラー
１１０９　　　　　　電極ユニット
１４０９　　　　　　コネクタ
【図１】
2004113634.tif 000003
【図２】
2004113634.tif 000004
【図３】
2004113634.tif 000005
【図４】
2004113634.tif 000006
【図５】
2004113634.tif 000007
【図６】
2004113634.tif 000008
【図７】
2004113634.tif 000009
【図８】
2004113634.tif 000010
【図９】
2004113634.tif 000011
【図１０】
2004113634.tif 000012
【図１１】
2004113634.tif 000013