JP2002245442A - 像サーチ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 他方のモニタに表示されている観察対象領域
の範囲を一方のモニタ上に表示されている像内で示すこ
とができる像サーチ装置を、提供する。 【解決手段】内視鏡装置１は、硬性内視鏡１０内部の対
物光学系による像を第１ＣＣＤカメラ４０の撮像面上に
再結像させる第１再結像レンズ、及び、対物光学系によ
る像の一部を第２ＣＣＤカメラ３０の撮像面上に再結像
させる第２再結像光学系２６を、有する。第１モニタ３
は、第２ＣＣＤカメラ３０の撮像領域の位置及び範囲を
示す四角形枠Ｍが画像合成装置２８によって合成された
第１ＣＣＤカメラ４０による画像を、表示する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、対物光学系により
形成される像のうち任意の領域を観察者に観察させるた
めの像サーチ装置に、関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、医療に用いられるある種の内視
鏡装置には、内視鏡内部の対物光学系により形成される
広角な像を一方のモニタ上に表示するとともに、その広
角な像内の一部領域を拡大して他方のモニタ上に表示
し、当該拡大表示される領域を前記広角な像内で任意に
移動可能にすることによって、広角な像内で観察対象領
域をサーチする像サーチ装置が、組み込まれている。こ
のような像サーチ装置が組み込まれた内視鏡装置を利用
すれば、施術者は、一方のモニタに出力された映像によ
って患者の体腔内を広範囲に観察すると同時に、他方の
モニタに出力された映像によって処置箇所を拡大観察す
ることができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
像サーチ装置は、一方のモニタに出力された広角像の中
においてどの部分が拡大されて他方のモニタに出力され
ているかを示す手段が備えられていなかった。そのた
め、施術者は、手術中に両方のモニタを見比べるなどし
て広角像の中から拡大されている像に対応する範囲をい
ちいち判別しなければならなかったので、余計な負担を
強いられていた。また、このような確認作業により手術
が長時間に亘って行われることになるために、施術者の
術中での疲労度が増す一方、患者の体力を著しく低下さ
せる危険性もあった。

【０００４】以上に説明した像サーチ装置は、内視鏡以
外にも、例えば、監視カメラに組み込まれ得る。その場
合には、遠隔操作によって、拡大表示される領域が移動
されることになる。従って、その場合においても、拡大
表示領域を移動させる操作を行うオペレータは、広角像
を見ながら、拡大表示されている領域の位置を判別しな
ければならかった。よって、拡大して観察すべき監視目
標物を探し出すのに時間が掛かってしまうので、目標物
を見失う危険が大きかった。

【０００５】本発明は、上述したような問題点に鑑みて
なされたものであり、対物光学系によって撮像面上に形
成されて一方のモニタ上に表示される像の中から、他方
のモニタ上に表示される観察対象領域を任意にサーチさ
せることが可能な像サーチ装置において、他方のモニタ
に表示されている観察対象領域の範囲を一方のモニタ上
に表示されている像内で示すことを、課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに構成された本発明は、第１撮影光学系と、前記第１
撮影光学系を介して所定範囲の視野の像を撮像して第１
画像信号を出力する第１撮像デバイスと、少なくとも一
枚のレンズを含み、前記所定範囲の視野中の少なくとも
一部の像を形成する第２撮影光学系と、前記第２撮影光
学系を介して、前記像を撮像して第２画像信号を出力す
る第２撮像デバイスと、前記第２撮影光学系中のレンズ
の光軸と前記第２撮像デバイスとを相対的にシフトさせ
ることによって、前記第２撮影光学系を介して前記第２
撮像デバイスによって像が撮像される範囲を、前記所定
範囲の視野内で移動させるシフト装置と、前記シフト装
置によってシフトされた前記レンズの光軸と前記第２撮
像デバイスとのシフト量に基づいて、前記第１画像信号
に対して、前記第１撮像デバイスによって撮像される像
内における前記第２撮像デバイスによって撮像される像
に相当する範囲を示す指標を表示させるための画像信号
を合成する処理を施す画像合成装置と、この画像合成装
置による処理が施された前記第１画像信号に基づいて画
像を表示する第１表示装置と、前記第２画像信号に基づ
いて画像を表示する第２表示装置とを、備えたことを特
徴とする。

【０００７】このように構成されると、シフト装置によ
って、第２撮影光学系中のレンズの光軸と前記第２撮像
デバイスとが相対的にシフトされると、第２撮像デバイ
スによって撮像される範囲が、第１撮像デバイスによっ
て像が撮像される視野の範囲内で移動される。これによ
り、第２の表示装置には、第１撮像デバイスによって像
が撮像される視野の範囲内でサーチされる画像が、表示
される。このとき、画像合成装置は、シフト装置による
シフト量に基づいて、前記第２撮像デバイスによって撮
像される像に相当する範囲を示す指標を表示させるため
の画像信号を、第１画像信号に合成する。これによっ
て、第１の表示装置には、指標が合成された上記視野の
画像が、表示される。このため、施術者は、第１の表示
装置に表示された画像の中の指標を見れば、直ちに、第
２の表示装置に表示されている画像に相当する範囲を、
確認することができる。

【０００８】なお、本発明による像サーチ装置は、硬性
内視鏡や軟性内視鏡に組み込まれても良いし、監視カメ
ラに組み込まれても良い。

【０００９】また、シフト装置は、第２撮像デバイスを
固定した状態で第２撮影光学系中のレンズの光軸をシフ
トさせても良いし、光軸を固定した状態で第２撮像デバ
イスを光軸に直交する面内で移動させても良い。更に、
前者の場合には、レンズ自体をシフトさせても良いし、
光軸を偏向又はシフトさせる素子が用いられても良い。
このような素子としては、像反転プリズム又はそれと等
価な機能を有する反射鏡が、採用され得る。具体的に
は、ダハ面を有するペシャンプリズムやアッベプリズ
ム，第１型ポロプリズム，第２型ポロプリズムや、これ
らのプリズムの反射面と等価な位置に配置された複数の
ミラーが、採用され得る。つまり、４面以上の反射面を
有する像反射光学系が、光軸シフト光学素子として、採
用され得る。

【００１０】第１撮影光学系及び第２撮影光学系は、互
いに平行な光軸を有する独立した光学系として構成され
ても良い。また、第１撮影光学系及び第２撮影光学系
は、夫々、対物光学系及び再結像光学系から構成されて
いも良い。この場合、対物光学系が、第１撮影光学系及
び第２の撮影光学系との間で共用され、対物光学系以降
の光路が、分岐素子によって分岐されても良い。

【００１１】この再結像光学系は、光軸方向に移動する
ことによって再結像光学系自体の倍率を変化させる変倍
レンズを含んでいても良い。この場合には、変倍レンズ
が移動すると、再結像光学系自体の倍率が変化するの
で、前記第１撮像デバイスによって撮像される像内にお
ける前記第２撮像デバイスによって撮像される像に相当
する範囲が拡大又は縮小する。従って、画像合成装置
は、変倍レンズの位置に基づいて、指標の大きさを変化
させることが望ましい。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施の形態を説明する。

【００１３】

【実施形態１】第１実施形態は、本発明による像サーチ
装置を内視鏡装置１に組み込んだものである。図１に示
されるように、第１実施形態による内視鏡装置１は、患
者の腹壁に嵌め込まれたトラカール等を介して体腔内に
挿入される硬性内視鏡１０と，この硬性内視鏡１０が取
り付けられる像分離装置２０と，この像分離装置２０の
内部に組み込まれる光学系によりリレーされる像を撮像
する撮像デバイスとしての第１及び第２のＣＣＤカメラ
４０，３０と、これら第１及び第２のＣＣＤカメラ４
０，３０に夫々接続された第１及び第２のモニタ３，２
とを、有する。

【００１４】第１及び第２ＣＣＤカメラ４０，３０は、
一般的な固体撮像素子（ＣＣＤ）を利用した動画撮影用
のカメラであり、撮像面に入射する光束を画像信号とし
ての電気信号に変換して、その画像信号に適宜処理を施
し、夫々に接続された第１及び第２のモニタ３，２へ出
力する。

【００１５】硬性内視鏡１０は、体腔内の像を形成して
リレーするための対物光学系と，体腔内を照明するため
に図示せぬ光源装置からの照明光を先端部へ導く図示せ
ぬライトガイドとを、直線状の管の内部に有している。
対物光学系は、対物レンズ群１１と複数のリレーレンズ
１２とから構成されている。対物レンズ群１１は、広い
範囲（例えば、１２０°以上の画角）の視野の像を形成
可能なレトロフォーカス型の対物レンズとして、構成さ
れている。この対物レンズ群１１により形成される体腔
内部の像は、結像面１１ｉに結像する。この結像面１１
ｉ上の像は、各リレーレンズ１２により夫々の結像面１
２ｉに順次結像されてリレーされ、最終のリレーレンズ
１２の結像面１２ｉに結像される。

【００１６】像分離装置２０は、その内部に、半透明鏡
２１，折り返しミラー２２，ペシャンプリズム２４，フ
ォーカスレンズ２５，第１乃至第３レンズ群２６ａ〜２
６ｃからなる第２再結像光学系２６，及び、第１再結像
光学系２３を、有している。分岐素子としての半透明鏡
２１は、硬性内視鏡１０内部の対物光学系からの光束の
光路上に配置され、この光束の一部を反射し、残りの光
束を透過させる。この半透明鏡２１により反射される光
束の光路上には、折り返しミラー２２が配置されてい
る。従って、半透明鏡２１によって折り曲げられる対物
光学系の光軸Axは、折り返しミラー２２によって更にク
ランク状に折り曲げられ、第１再結像光学系２３を同軸
に通過して、像分離装置２０に取り付けられた第１ＣＣ
Ｄカメラ４０の撮像領域の中心を垂直に貫く。

【００１７】以上のように配置されているために、半透
明鏡２１によって反射された光束は、折り返しミラー２
２によって反射され、第１再結像光学系２３を透過し、
第１ＣＣＤカメラ４０の撮像面に入射する。この第１Ｃ
ＣＤカメラ４０は、第１再結像光学系２３によりリレー
された硬性内視鏡１０内の対物光学系（対物レンズ群１
１及び複数のリレーレンズ１２）による像を撮像する
と、画像信号（第１画像信号）を出力する。硬性内視鏡
１０内の対物光学系，半透明鏡２１，折り返しミラー２
２，第１再結像光学系２３が、第１撮影光学系に相当す
る。

【００１８】一方、半透明鏡２１を透過する光束の光路
上では、光軸シフト光学素子及び像反転光学系としての
ペシャンプリズム２４が、対物光学系の光軸Axに直交す
るＸ方向とこのＸ方向及び光軸Axに直交するＹ方向とに
平行移動可能に保持されている。図２は、このペシャン
プリズム２４の斜視図である。図１及び図２に示すよう
に、ペシャンプリズム２４は、三角柱の一側面にこの側
面から突出するダハ面２４１ｆ，２４１ｇが（その稜線
２４１ｈが底面と平行な状態で）形成されたのと等価な
形状を有するダハプリズム２４１と、このダハプリズム
２４１におけるダハ面２４１ｆ，２４１ｇ以外の一側面
２４１ｄに対してその一側面２４２ｂが平行に近接する
ように配置された四角柱状の補助プリズム２４２とか
ら、構成されている。このペシャンプリズム２４の半透
明鏡２１を通過した対物光学系の光軸Axは、補助プリズ
ム２４２の一側面２４２ａからその内部に垂直に入り、
この側面２４２ａに隣接する２つの側面２４２ｂ，２４
２ｃの内面によって２回折り曲げられ、補助プリズム２
４２の側面２４２ｂとダハプリズム２４１の側面２４１
ｄとを垂直に通過する。その後、光軸Axは、ダハプリズ
ム２４１内で側面２４１ｅとダハ面２４１ｆ，２４１ｇ
と側面２４１ｄの内面によって各々折り曲げられ、側面
２４１ｅから外部へ垂直に（補助プリズム２４２に入る
前の光軸Axと平行な方向に）出る。なお、ペシャンプリ
ズム２４に入る前の光軸Axの延長線は、像分離装置２０
に取り付けられた第２ＣＣＤカメラ３０の撮像領域の中
心を垂直に貫いている。ペシャンプリズム２４に入る前
の光軸Axがペシャンプリズム２４から出た後の光軸Axと
同軸になるペシャンプリズム２４の位置を、以下、初期
位置という。

【００１９】フォーカスレンズ２５は、初期位置にある
ペシャンプリズム２４から出た後の対物光学系の光軸Ax
と同軸に、配置されている。このフォーカスレンズ２５
は、その光軸に沿って移動可能に保持されている。この
フォーカスレンズ２５の駆動源としては、ＤＣサーボモ
ータやステッピングモータ等を有する図示せぬフォーカ
シング用アクチュエータが用いられる。

【００２０】第２再結像光学系２６の第１乃至第３レン
ズ群２６ａ〜２６ｃも、初期位置にあるペシャンプリズ
ム２４から出た後の光軸Axに対して同軸となるように、
フォーカスレンズ２５と第２ＣＣＤカメラ３０との間に
配置されている。第２再結像光学系２６を構成する第３
レンズ群２６ｃは、固定されているが、変倍レンズとし
ての第１及び第２レンズ群２６ａ，２６ｂは、ズーム鏡
筒２６０によって、それらの光軸に沿って移動可能に保
持されている。ズーム鏡筒２６０を構成する図示せぬカ
ム環が光軸周りに回転することにより、カム環に形成さ
れている各カム溝に係合したカムフォロワを一体に有す
るこれら第１及び第２レンズ群２６ａ，２６ｂが光軸方
向に移動される。これにより、第２再結像光学系２６の
倍率は、任意に調整される。カム環の駆動源としては、
ＤＣサーボモータやステッピングモータ等を有する図示
せぬズーミング用アクチュエータが用いられる。硬性内
視鏡１０内の対物光学系，半透明鏡２１，ペシャンプリ
ズム２４，フォーカスレンズ２５及び第２再結像光学系
２６が、第２撮影光学系に相当する。

【００２１】以上のように配置されているために、半透
明鏡２１を透過した光束は、ペシャンプリズム２４を介
してフォーカスレンズ２５と第２再結像光学系２６とを
順次透過し、第２ＣＣＤカメラ３０の撮像面に入射す
る。このとき、ペシャンプリズム２４は、硬性内視鏡１
０内の対物光学系（対物レンズ群１１及び複数のリレー
レンズ１２）により形成される像を倒立させ、第２再結
像光学系２６は、ペシャンプリズム２４により倒立され
た対物光学系による像の一部領域を所定の倍率に拡大し
て、第２ＣＣＤカメラ３０の撮像面上に再結像させる。
そして、第２ＣＣＤカメラ３０は、この第２再結像光学
系２６による像を撮像して、画像信号（第２画像信号）
を出力する。この画像信号に基づいて、その像が第２モ
ニタ２に映し出される。

【００２２】なお、ペシャンプリズム２４は、移動機構
２７によって駆動されるＸＹステージ２７ａにより、Ｘ
Ｙ面内で移動される。この移動機構２７は、例えばＤＣ
サーボモータやステッピングモータ等からなる駆動用ア
クチュエータ及びこの駆動用アクチュエータの駆動力を
伝達するギア機構を、Ｘステージ及びＹステージの各々
について有し、各ステージを独立に駆動する（視野移動
手段に相当する）。また、この移動機構２７は、十字方
向に可到なジョイスティックを有する図示せぬ操作装置
に接続されている。そして、この図示せぬ操作装置のジ
ョイスティックが作業者によって操作されることによ
り、そのジョイスティックの倒し込み量及び倒し込み方
向に応じた信号が移動機構２７に通知され、その通知を
受けた移動機構２７がＸステージ及びＹステージをジョ
イスティックの操作量及び操作方向に応じて駆動し、移
動機構２７によって駆動されるＸＹステージ２７ａがペ
シャンプリズム２４をＸＹ面内で移動する。なお、上記
の図示せぬ操作装置は、回転可能に保持されたトラック
ボールが操作者によって回転されることによりそのトラ
ックボールの回転量及び回転方向に応じた信号を出力す
るタイプのものであっても良いし、Ｘ方向に対応するレ
バーとＹ方向に対応するレバーとを備えて各レバーの倒
し込み量に応じた信号を出力するタイプのものであって
も良い。これらＸＹステージ２７ａ及び移動機構２７
が、移動装置に相当する。

【００２３】このペシャンプリズム２４が初期位置から
ＸＹ面内で移動された際には、ペシャンプリズム２４か
ら出た対物光学系の光軸Axが、第２再結像光学系２６の
光軸に対してシフトされる。図２には、対物光学系の光
軸Axがペシャンプリズム２４によってシフトされる様子
も示されている。この図２に示すように、ペシャンプリ
ズム２４を通過する前後の光軸Axが互いに同軸となる初
期位置から、入射端面としての側面２４ａに対して光軸
AxをＸ方向における正の方（図２では左方）へ距離ｗだ
け移動させた場合、射出端面としての側面２４ｅに対し
ては光軸AxはＸ方向における負の方に距離ｗだけ移動す
る。これは、一定位置にある対物光学系の光軸Axに対し
てペシャンプリズム２４をＸ方向における負の方（図２
では右方）に距離ｗだけ移動させた場合に相当し、ペシ
ャンプリズム２４から出た後の対物光学系の光軸Ax’
は、ペシャンプリズム２４に入る前の光軸Ax’に対し
て、距離２ｗだけＸ方向における負の向きにシフトされ
る。逆に、ペシャンプリズム２４をＸ方向における正の
方へ移動した場合には、対物光学系の光軸Axは、Ｘ方向
における正の向きに、ペシャンプリズム２４の移動量の
２倍の量だけシフトされる。また、このペシャンプリズ
ム２４をＹ方向（図２では上下方向）に移動したときに
も同様に、ペシャンプリズム２４から出た後の対物光学
系の光軸Ax”は、ペシャンプリズム２４に入る前の光軸
Ax”に対して、ペシャンプリズム２４が移動された向き
に、ペシャンプリズム２４の移動量の２倍の量だけシフ
トされる。

【００２４】このようにしてペシャンプリズム２４がＸ
Ｙ面内でシフトされると、ペシャンプリズム２４から出
た後の対物光学系の光軸Ax”が、第２再結像光学系２６
の光軸Bxを含む直線上からシフトされる。このときの様
子も図１に示されている。ペシャンプリズム２４から出
た後の対物光学系の光軸Axと第２再結像光学系２６の光
軸Bxとが同軸となるペシャンプリズム２４の初期位置に
おいては、対物光学系の光軸上を進む光線は、ペシャン
プリズム２４から射出された後でも、第２再結像光学系
２６の光軸Bx上を進行し、第１のＣＣＤカメラ３０の撮
像面の中心に入射する。この状態から、図３に示すよう
に、ペシャンプリズム２４がＸＹ面内で移動されると、
ペシャンプリズム２４から出た後の光軸Axは、第２再結
像光学系２６の光軸Bxからシフトされる。従って、対物
光学系の光軸Ax上を進む光線は、ペシャンプリズム２４
から射出された後は、第２再結像光学系２６の光軸Bxか
らシフトした状態で第２再結像光学系２６に入射し、第
２ＣＣＤカメラ３０の撮像面の中心からシフトした位置
に入射する。

【００２５】このように、ペシャンプリズム２４が初期
位置にある時に第２再結像光学系２６の光軸Bx上を進行
して第２ＣＣＤカメラ３０の撮像面の中心に達していた
光線が、ペシャンプリズム２４がＸＹ面内でシフトされ
ることによって、この撮像面における光軸Bxが貫く箇所
からずれるので、第２ＣＣＤカメラ３０が撮像する像の
範囲がシフトする。即ち、ペシャンプリズム２４，ＸＹ
ステージ２７ａ及び移動機構２７が、シフト装置に相当
する。

【００２６】なお、硬性内視鏡１０の対物光学系は、そ
の対物レンズ群１１が広角な視野を有するとともに、対
物レンズ群１１による像を各リレーレンズ１２でリレー
する構成となっているために、大きな像面湾曲を持つ。
そのため、上述したようにペシャンプリズム２４をＸＹ
面内で移動させることによって、対物光学系によって形
成される像の像面を第２再結像光学系２６の視野に対し
てＸＹ方向にシフトさせた場合、第２再結像光学系２６
の光軸Bx上において、第２ＣＣＤカメラ３０の撮像面と
共役な点に対して像が移動する。これにより、第２ＣＣ
Ｄカメラ３０の映像には多少ピンぼけが生じることがあ
る。これに対しては、対物光学系の光軸Axが第２再結像
光学系２６の光軸Bxからシフトした量に応じて、光軸Bx
上において、対物光学系の像面に対して第２再結像光学
系２６に関して撮像面と等価な面が合致するように、図
示せぬフォーカシング制御回路が、移動機構２７と同期
して上記フォーカシングアクチュエータを駆動すれば良
い。

【００２７】像分離装置２０は、更に、第１ＣＣＤカメ
ラ４０によって撮像される像内における第２ＣＣＤカメ
ラ３０による撮像領域に対応する範囲を示す指標を表示
させるための画像信号を第１ＣＣＤカメラ４０から出力
された画像信号（第１画像信号）に合成する画像合成装
置２８と，第２再結像光学系２６の第１及び第２レンズ
群２６ａ，２６ｂの位置を検出して画像合成装置２８に
通知する位置検出器２９とを、備えている。

【００２８】位置検出器２９は、図示せぬズーミング用
アクチュエータにより第２再結像光学系２６の光軸に沿
って移動される第１及び第２レンズ群２６ａ，２６ｂの
位置を、検出する。具体的には、これら第１及び第２レ
ンズ群２６ａ，２６ｂを保持するズーム鏡筒２６０のカ
ム環の回転位置を、エンコーダによって読み取り、読み
取ったカム環の回転位置を示す情報を、第１及び第２レ
ンズ群２６ａ，２６ｂの位置情報（ズーム位置情報）と
して、画像合成装置２８に通知する。

【００２９】図３は、画像合成装置２８の概略構成を示
したブロック図である。この図３に示すように、画像合
成装置２８は、バスＢを介して互いに接続されたＣＰＵ
２８ａ，ＲＡＭ２８ｂ，第１インターフェース回路２８
ｃ，第２インターフェース回路２８ｄ，第１Ｉ／Ｏポー
ト２８ｅ，第２Ｉ／Ｏポート２８ｆ，及び、ＲＯＭ２８
ｇから、構成されている。

【００３０】ＣＰＵ２８ａは、各ハードウエア２８ｂ〜
２８ｇを統合的に制御する中央処理装置である。ＲＡＭ
２８ｂは、このＣＰＵ２８ａが読み出した各種のプログ
ラムをキャッシュするとともに、ＣＰＵ２８ａによる作
業領域が展開されるランダムアクセスメモリである。第
１インターフェース回路２８ｃは、第１ＣＣＤカメラ４
０からの画像信号の受信を司る。第２インターフェース
回路２８ｄは、第１モニタ５０への画像信号の送信を司
る。第１Ｉ／Ｏポート２８ｅは、ＣＰＵ２８ａからの命
令に従って、Ｘステージ及びＹステージの移動量（即
ち、光軸Axのシフト量）を示す情報（Ｘステージ移動量
情報，Ｙステージ移動量情報）を移動機構２７から受信
する。第２Ｉ／Ｏポート２８ｆは、ＣＰＵ２８ａからの
命令に従って、位置検出器２９からのズーム位置情報
を、受信する。

【００３１】ＲＯＭ２８ｇは、データや各種のプログラ
ムが格納される記憶媒体である。このＲＯＭ２８ｇに格
納されるプログラムには、画像合成プログラムが含まれ
ている。この画像合成プログラムは、ＣＰＵ２８ａに対
し、図４のフローチャートによって表される画像合成処
理を実行させる。この画像合成処理は、ＣＰＵ２８ａが
第１インターフェース回路２８ｃを介して第１ＣＣＤカ
メラ４０からの画像信号を受信することによって、開始
される。

【００３２】スタートして最初のＳ１０１では、ＣＰＵ
２８ａは、移動機構２７からのＸステージ移動量情報及
びＹステージ移動量情報を、第１のＩ／Ｏポート２８ｅ
を介して受信する。

【００３３】次のＳ１０２では、ＣＰＵ２８ａは、Ｘス
テージ移動量情報及びＹステージ移動量情報が夫々表す
各ステージの駆動量に基づいて、ＲＡＭ２８ｂ上に記憶
している各ステージの位置を更新し、第１ＣＣＤカメラ
４０により生成された画像信号に基づいて第１モニタ３
上に表示される画像の領域を表すものとして定義された
平面座標における第２再結像光学系２６の光軸Bxに対応
した位置を示す座標値を、Ｘステージ移動量情報及びＹ
ステージ移動量情報に基づいて算出する。これは、第２
再結像光学系２６の光軸Bxの位置が、ＸＹステージ２７
ａによって移動されるペシャンプリズム２４のＸＹ平面
内での位置に依存することに、因る。

【００３４】次のＳ１０３では、ＣＰＵ２８ａは、位置
検出器２９からのズーム位置情報を、第２Ｉ／Ｏポート
２８ｆを介して受信する。

【００３５】次のＳ１０４では、ＣＰＵ２８ａは、ズー
ム位置情報に基づいて、第２再結像光学系２６の倍率を
算出する。

【００３６】次のＳ１０５では、ＣＰＵ２８ａは、Ｓ１
０４にて算出された倍率に対応した大きさ（＝上記平面
座標の大きさ×第１再結像光学系２３の倍率／第２再結
像光学系２６の倍率）を有するとともに上記平面座標と
相似な長方形状の領域を、Ｓ１０２にて算出された座標
値を中心として、上記平面座標上に設定する。

【００３７】次のＳ１０６では、ＣＰＵ２８ａは、Ｓ１
０５にて設定された長方形状の領域を囲む白い四角形枠
（図１のＭ）を表示するための画像信号を、生成する。
なお、上記平面座標中における上記長方形状の領域は、
第１ＣＣＤカメラ４０からの画像信号に基づいて第１モ
ニタ３上に表示される画像中における、第２ＣＣＤカメ
ラ３０からの画像信号に基づいて第２モニタ２上に表示
される画像に相当する領域の形状及び位置を、表してい
る。従って、この長方形状の領域及び四角形枠Ｍのサイ
ズは、図５に示すように、第２再結像光学系２６の焦点
距離（倍率）が変更されることに伴って、変化する。

【００３８】次のＳ１０７では、ＣＰＵ２８ａは、第１
のインターフェース回路２８ｃを介して受信した第１Ｃ
ＣＤカメラ４０からの画像信号に、Ｓ１０６にて生成し
た四角形枠Ｍを表示するための画像信号を合成する。

【００３９】次のＳ１０８では、ＣＰＵ２８ａは、Ｓ１
０７にて四角枠を表すための画像信号が合成された画像
信号を、第２のインターフェース回路２８ｄを介して第
１モニタ３に出力し、画像合成処理を終了する。Ｓ１０
８が実行されることにより、第１モニタ３上には、第１
ＣＣＤカメラ４０によって撮像された硬性内視鏡１０の
対物光学系による像の上に、第２ＣＣＤカメラ３０によ
って撮像されて第２モニタ２上に表示される画像に相当
する領域を示す四角形枠がスーパーインポーズされた画
像が、表示される。

【００４０】以上に示した画像合成処理は、ＣＰＵ２８
ａが第１インターフェース回路２８ｃを介して第１ＣＣ
Ｄカメラ４０からの画像信号を受信する毎に実行され
る。この画像合成処理が繰り返し行われることにより、
第１モニタ３上で表示される画像内において、四角形枠
Ｍが、ペシャンプリズム２４の移動に同期しながら連続
的に移動するとともに、第１及び第２レンズ群２６ａ，
２６ｂの移動に同期しながら拡大又は縮小する。

【００４１】以上に示したように、本実施形態の内視鏡
装置１によれば、硬性内視鏡１０内の対物光学系により
形成される像を第１モニタ３上に表示すると同時にこの
対物光学系による像を第２再結像光学系２６の視野に対
して相対的にシフトさせることによってこの像内からサ
ーチされた観察対象領域を第２モニタ２上に表示する場
合に、第１モニタ３上に表示される映像中において、第
２ＣＣＤカメラ３０による撮像対象領域が、四角形枠Ｍ
によって示される。従って、第１モニタ３上に表示され
た像中における第２モニタ２上に表示されている観察対
象領域の範囲が、一目瞭然となる。

【００４２】

【実施形態２】第２実施形態は、本発明による像サーチ
装置を監視カメラ６０に組み込んだものである。図６に
示されるように、第２実施形態による監視カメラ６０
は、第１実施形態における像分離装置２０に相当する本
体６２と、この本体６２の前面にマウントされたレンズ
鏡筒６１と、本体の後面に夫々マウントされた撮像デバ
イスとしての第１及び第２ＣＣＤカメラ４０，３０と
を、有する。図１と図６とを見比べれば明らかなよう
に、第２実施形態による監視カメラ６０内の構成は、第
１実施形態による内視鏡装置１とほぼ共通する。従っ
て、以下においては、監視カメラ６０の構成のうち、第
１実施形態による内視鏡装置１と共通する構成について
は、共通する参照番号を付す代わりに、その説明を省略
する。

【００４３】レンズ鏡筒６１は、その内部に、１２０°
程度の画角を有する広角レンズである対物光学系６５
を、保持している。この対物光学系６５により、監視対
象空間の像が形成される。

【００４４】本体６２は、その内部に、アッベプリズム
６３，折り返しミラー６４，折り返しミラー２２，フォ
ーカスレンズ２５，第２再結像光学系２６、及び、第１
再結像光学系２３を、有している。

【００４５】光軸シフト素子及び像反転光学系としての
アッベプリズム６３は、対物光学系６５の光軸Axに直交
するＸ方向とこのＸ方向及び光軸Axに直交するＹ方向と
に平行移動可能に保持されている。図７は、このアッベ
プリズム６３の斜視図である。図６及び図７に示すよう
に、アッベプリズム６３は、入射端面６３ｄに直交して
その内部に入ってきた対物光学系６５の光軸Axを１２０
°の角度で折り曲げる第１反射面６３ａ，第１反射面６
３ａによって折り曲げられた光軸Axを更に折り曲げるた
めに入射面６３ｄを通過する際の光軸Axの方向と平行な
稜線を有するダハ面として形成された第２反射面６３
ｂ，及び、第２反射面６３ｂによって折り曲げられた光
軸Axを１２０°の角度で折り曲げて入射面６３ｄを通過
する際の光軸Axの方向と平行にする第３反射面６３ｃ
を、基本的構成として有している。なお、このアッベプ
リズム６３は、製造の簡略化のために、第３反射面６３
ｃの延長面によって、第１反射面６３ａを含む第１プリ
ズム６３１と第２反射面６３ｂを含む第２プリズム６３
２とに分割されている。さらに、第１プリズム６３１
は、第１反射面６３ａが部分反射面として形成され、こ
の第１反射面６３ａに三角プリズム６３３が貼り付けら
れることによって、ビームスプリッタ（分岐素子）とし
て構成されている。

【００４６】本実施形態では、対物光学系６５の光軸Ax
に対して、フォーカスレンズ２５及び第２再結像光学系
２６の光軸が、Ｘ方向（図8における上下方向）へ平行
にシフトしている。アッベプリズム６３によって折り曲
げられた対物光学系６５の光軸Axをフォーカスレンズ２
５及び第２再結像光学系２６の光軸に一致させるアッベ
プリズム６３の位置を、以下、初期位置という。

【００４７】以上のように配置されているために、対物
光学系６５を透過した光束は、アッベプリズム６３，フ
ォーカスレンズ２５及び第２再結像光学系２６を順次透
過し、第２ＣＣＤカメラ３０の撮像面に入射する。この
とき、アッベプリズム６３は、対物光学系６５により形
成される像を倒立させ、第２再結像光学系２６は、アッ
ベプリズム６３により倒立された対物光学系６５による
像の一部領域を所定の倍率に拡大して、第２ＣＣＤカメ
ラ３０の撮像面上に再結像させる。そして、この第２再
結像光学系２６による像は、第２ＣＣＤカメラ３０によ
って撮像され、この第２ＣＣＤカメラ３０に接続される
第２モニタ２に映し出される。

【００４８】アッベプリズム６３の全体は、移動機構２
７によって駆動されるＸＹステージ２７ａにより、ＸＹ
面内で移動される。アッベプリズム６３が初期位置から
ＸＹ方向に移動された際には、アッベプリズム６３から
導出される対物光学系６５の光軸Axが、アッベプリズム
６３が移動された向きへ、アッベプリズム６３の移動量
の２倍の量だけ、第２再結像光学系２６の光軸にからシ
フトされる。図８は、アッベプリズム６３が初期状態か
ら若干ズレた状態において、第１モニタ３に映し出され
た映像中の一部領域が所定倍率で拡大されて第２モニタ
２に映し出されている例を、示している。図８におい
て、第１モニタ３の映像中の四角形の破線枠で囲った範
囲が、初期状態での第２ＣＣＤカメラ３０の撮影領域を
示す。

【００４９】折り返しミラー６４は、アッベプリズム６
３の第１反射面６３ａを透過した光束の光路上に配置さ
れており、この第１反射面６３ａを通過した対物光学系
６５の光軸Axを９０°折り曲げる。この折り返しミラー
６４により反射される光束の光路上には、更に、折り返
しミラー２２が配置されている。従って、第１反射面６
３ａを通過した対物光学系６５の光軸Axは、折り返しミ
ラー２２によってクランク状に折り曲げられ、第１再結
像光学系２３を同軸に通過して、第１ＣＣＤカメラ４０
の撮像領域の中心を垂直に貫く。

【００５０】以上のように配置されているために、第１
反射面６３ａを通過した光束は、二つの折り返しミラー
６４，２２によって反射され、第１再結像光学系２３を
透過し、第１ＣＣＤカメラ４０の撮像面に入射する。こ
の第１ＣＣＤカメラ４０は、第１再結像光学系２３によ
りリレーされた対物光学系６５による像を撮像し、第１
ＣＣＤカメラ４０に接続される第１モニタ３には、その
像が映し出される。

【００５１】この第１モニタ３上に表示される映像（監
視カメラ６０による監視対象空間全域の像）上には、移
動機構２７，位置検出器２９及び画像合成装置２８が第
１実施形態にて説明した通りに動作することにより、第
２モニタ２上に表示されている映像に相当する領域を示
す四角形枠Ｍがスーパーインポーズされている。従っ
て、第１モニタ３上に表示された像中における第２モニ
タ２上に表示されている観察対象領域の範囲が、一目瞭
然となる。

【００５２】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、対物光学系によって撮像面上に形成されて一方のモ
ニタ上に表示される像の中から、他方のモニタ上に表示
される観察対象領域を任意にサーチさせることが可能で
あり、かつ、一方のモニタ上に表示されている像内に、
他方のモニタに表示されている観察対象領域の範囲を示
す指標が合成される。従って、観察者は、一方のモニタ
に出力された広角な視野での画像の中において示される
指標を見れば、直ちに、他方のモニタに出力されている
位置及び範囲を確認することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１実施形態である内視鏡装置の光
学構成及び内部構成を概略的に示す説明図である。

【図２】 第１実施形態に用いられるペシャンプリズム
の拡大斜視図である。

【図３】 内視鏡装置における画像合成装置の概略構成
を示すブロック図である。

【図４】 画像合成装置により実行される画像合成処理
の内容を示すフローチャートである。

【図５】 第１及び第２のモニタ上に夫々表示される画
像の例である。

【図６】 本発明の第２実施形態である監視カメラの光
学構成及び内部構成を概略的に示す説明図である。

【図７】 第２実施形態に用いられるアッベプリズムの
拡大斜視図である。

【符号の説明】

１ 内視鏡装置 ２，３ モニタ １０ 硬性内視鏡 １１ 対物レンズ群 １２ リレーレンズ ２３ 第１結像光学系 ２４ ペシャンプリズム ２５ フォーカスレンズ ２６ 第２結像光学系 ２７ 移動機構 ２７ａ ＸＹステージ ２８ 画像合成装置 ２８ａ ＣＰＵ ２８ｂ ＲＡＭ ２８ｇ ＲＯＭ ２９ 位置検出器 ３０，４０ ＣＣＤカメラ ６０ 監視カメラ ６３ アッベプリズム ６５ 対物光学系

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０２Ｂ 7/10 Ｇ０２Ｂ 7/10 Ｚ ５Ｂ０５７ 15/163 15/163 ５Ｃ０５４ 17/08 17/08 Ｚ 23/24 23/24 Ｂ Ｚ 23/26 23/26 Ｃ Ｇ０３Ｂ 5/06 Ｇ０３Ｂ 5/06 15/00 15/00 Ｌ Ｓ Ｇ０６Ｔ 3/00 ３００ Ｇ０６Ｔ 3/00 ３００ Ｈ０４Ｎ 7/18 Ｈ０４Ｎ 7/18 Ｋ Ｍ Ｆターム(参考） 2H040 BA00 BA03 CA22 CA23 CA24 CA25 CA28 DA02 DA51 GA02 GA10 GA12 2H044 DA02 DB02 2H087 KA10 LA03 LA27 MA12 PA02 PA04 PA06 PA11 PA17 PB02 PB04 PB06 PB11 QA01 QA02 QA07 QA14 QA18 QA21 QA22 QA25 QA34 QA41 QA42 QA46 RA44 SA23 SA27 SA29 SA32 SA63 SA64 SB02 SB12 SB22 SB32 TA01 4C061 FF40 NN01 WW13 5B047 AA17 BB06 BC04 BC16 CA12 5B057 AA07 BA02 BA15 CA12 CA16 CE08 DA04 DB02 5C054 CE08 DA08 EH01 FE17 HA12 HA18

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】第１撮影光学系と、 前記第１撮影光学系を介して所定範囲の視野の像を撮像
   して第１画像信号を出力する第１撮像デバイスと、 少なくとも一枚のレンズを含み、前記所定範囲の視野中
   の少なくとも一部の像を形成する第２撮影光学系と、 前記第２撮影光学系を介して、前記像を撮像して第２画
   像信号を出力する第２撮像デバイスと、 前記第２撮影光学系中のレンズの光軸と前記第２撮像デ
   バイスとを相対的にシフトさせることによって、前記第
   ２撮影光学系を介して前記第２撮像デバイスによって像
   が撮像される範囲を、前記所定範囲の視野内で移動させ
   るシフト装置と、 前記シフト装置によってシフトされた前記レンズの光軸
   と前記第２撮像デバイスとのシフト量に基づいて、前記
   第１画像信号に対して、前記第１撮像デバイスによって
   撮像される像内における前記第２撮像デバイスによって
   撮像される像に相当する範囲を示す指標を表示させるた
   めの画像信号を合成する処理を施す画像合成装置と、 この画像合成装置による処理が施された前記第１画像信
   号に基づいて画像を表示する第１表示装置と、 前記第２画像信号に基づいて画像を表示する第２表示装
   置とを備えたことを特徴とする像サーチ装置。
2. 【請求項２】前記シフト装置は、前記レンズの光軸に直
   交する面内で移動することによって当該レンズの光軸を
   シフトさせる光軸シフト光学素子と、この光軸シフト光
   学素子を移動させる移動装置とを、有することを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の像サーチ装置。
3. 【請求項３】前記光軸シフト光学素子は、少なくとも４
   つの反射面を有する像反転光学系であることを特徴とす
   る特許請求の範囲第２項記載の像サーチ装置。
4. 【請求項４】前記第１撮影光学系及び前記第２撮影光学
   系は、その光軸が前記シフト装置によって前記第２撮像
   デバイスに対して相対的にシフトされるレンズを含む対
   物光学系と、この対物光学系からの光束を分岐する分岐
   素子とを、共有しており、 前記第２撮影光学系は、前記分岐素子によって分岐され
   た光束の光路における後方に、前記対物光学系によって
   形成された像の少なくとも一部をリレーする再結像光学
   系を有することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の像サーチ装置。
5. 【請求項５】前記再結像光学系は、その光軸方向に移動
   することによって前記再結像光学系自体の倍率を変化さ
   せる変倍レンズを含み、 前記画像合成装置は、前記変倍レンズの位置に基づい
   て、前記第１撮像デバイスによって撮像される像内にお
   ける前記第２撮像デバイスによって撮像される像に相当
   する範囲の大きさを算出して、算出された大きさの範囲
   を示す指標を表示させるための画像信号を生成すること
   を特徴とする特許請求の範囲第４項記載の像サーチ装
   置。
6. 【請求項６】前記対物光学系は、内視鏡に組み込まれて
   いることを特徴とする特許請求の範囲第４項記載の像サ
   ーチ装置。
7. 【請求項７】前記対物光学系は、監視カメラに組み込ま
   れていることを特徴とする特許請求の範囲第４項記載の
   像サーチ装置。