JPH08191441A - 内視鏡用立体映像表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 従来の２次元画像ＣＲＴ程度の明るさと解像
力を保持しながらも、観察者が複数存在する場合にも夫
々の観察者が同時に眼鏡を用いずに立体映像を観察でき
る内視鏡用立体映像表示装置を提供する。 【構成】 本発明の装置には、発光ＬＥＤ光源１０と、
照明された観察者の顔の右半面を撮像するＣＣＤカメラ
１１と、信号処理系１２を介してカメラ１１と接続され
ている透過型液晶パネル１３と、カメラコントロールユ
ニット（ＣＣＵ）１５を介してＣＲＴ１６と接続されて
いる立体視内視鏡１４とが備えられている。又、ＣＲＴ
１６と透過型液晶パネル１３との間には結像レンズ１７
系が配置され、更に、透過型液晶パネル１３と観察者と
の間には、結像レンズ系１８及び１９が配置されてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内視鏡に用いられる立
体映像表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、外科手術においては開腹せずに硬
性鏡等の内視鏡にＴＶカメラを装着して、ＣＲＴに体内
の映像を映し出し、これを見ながら作業を進める手法が
広く実施されている。しかしながら、通常の硬性鏡にＣ
ＲＴ等の表示装置を用いた場合、体内の奥行き方向の情
報が得られないため作業性が悪く、手術時間が長くなっ
てしまうことが問題となる。この問題を解決する手段と
して、立体視硬性鏡が開発され、更にこの立体視硬性鏡
に接続して立体映像を表示するディスプレイシステムも
開発されている。このような立体映像表示システムにお
いては、互いに視差のある映像を観察者の左右の眼球へ
導くことが必要となる。このため、観察者が専用の眼鏡
をかけて立体像を観察するようにした方式が実現されて
いる。

【０００３】このような方式を採用した例としては、交
互に開閉させることが可能な一対の液晶シャッタを備え
た眼鏡をかけて、この眼鏡のシャッタに同期して左右の
眼球に導くための画像を交互に表示するＣＲＴを観察す
るものや、両眼に表示する映像を互いに偏光方向が直交
した光で表示し、これらの映像を互いに偏光方向が直交
する偏光板が設けられた眼鏡で観察し、偏光素子の直交
組み合わせによる遮光効果を利用して立体像を観察する
ものがある。

【０００４】しかしながら、内視鏡下の手術の場合、眼
鏡をかけることは煩雑となり、又、滅菌不可能な眼鏡を
用いての手術は好ましくない。このような理由から、眼
鏡を必要としない立体映像表示システムが考えられてい
る。このシステムには、かまぼこ状の同筒レンズを多数
配列したレンティキュラ板や、複眼状の微小レンズを配
列したフライ・アイ・レンズ板等を利用した指向性のよ
いスクリーン等を用いたものがあるが、何れも解像力の
点において不十分であり、実用には問題を含んでいる。

【０００５】更に、近年、これに加えて眼鏡を必要とし
ない新しい立体映像表示システムがテルモ社により開発
され、「３次元画像コンファレンス’９４」において発
表された（講演論文２１９頁参照）。図９に、この立体
映像表示システムの基本構成を示す。このシステムで
は、複数の観察者各々の左右の眼球の位置を検出し、右
眼には右眼用の映像を、左眼には左眼用の映像を選択的
に投影することによって、立体視観察を可能にしてい
る。従って、観察者の眼球の位置が移動しても、瞳が追
随するように投影されるため観察者の姿勢の自由度は制
約を受けないという利点を有している。尚、右眼用の映
像を投影するシステムと左眼用の映像を投影するシステ
ムとは、基本的に同様な構成であるため、ここでは図１
０に従って、右眼用の映像を表示する基本システムにつ
いて具体的に説明する。

【０００６】図１０に示すように、この立体映像表示シ
ステムでは、まず、赤外ＬＥＤ光源１によって照明され
た観察者の顔の右半面は、観察者の正面に配置されてい
るモノクロＣＣＤカメラ２によって撮像される。ＣＣＤ
カメラ２は信号処理系３を介してモノクロＣＲＴ４と接
続され、ＣＲＴ４には２値化処理された観察者の顔の右
半面が表示される。このＣＲＴ４とフレネルレンズ５と
を組み合わせて使用することにより、観察者の右眼にの
み光を入射させ得る指向性を有する光源を実現できる。
又、この光源をバックライト光源として、フレネルレン
ズ５の前方に立体視内視鏡６の右眼用の画像をカメラコ
ントロールユニット（ＣＣＵ）７を介して表示する透過
型液晶パネル８を配置すれば、右眼用の映像を観察者の
右眼にのみ投影することが可能になる。又、これと同様
のシステムを用いて、左眼用の映像のためのシステムも
構成することが可能である。但し、この場合、図９に示
すように、左眼用及び右眼用の映像を夫々観察者の左右
の眼球に導くためのハーフミラーが必要となる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、テルモ
社が開発した上記のようなシステムでは、図１１に示す
ように、ＣＲＴ４に映る観察者の像を液晶パネル８のバ
ックライト光源として使用しているために、映像が暗い
という問題がある。又、図１２に示すように、観察者の
顔半面が赤外ＬＥＤ光源１によって正確に照明されない
場合（特に観察者が複数存在している場合）には、観察
者は正確な立体映像を見ることはできず、よって、複数
の観察者が同時に立体映像を観察することはより困難と
なる。更には、現在、液晶パネルの解像力はＣＲＴのそ
れと比べて劣っており、又、このシステムでは液晶パネ
ルを表示装置として用いているため、眼鏡を使用して立
体映像を観察するＣＲＴ方式と比較して解像度が落ちる
等の問題もある。

【０００８】そこで、本発明は上記のような従来技術の
有する問題点に鑑み、従来の２次元画像ＣＲＴ程度の明
るさと解像力を保持しながらも、観察者が複数存在する
場合にも夫々の観察者が同時に眼鏡を用いずに立体映像
を観察できる内視鏡用立体映像表示装置を提供すること
を目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明による内視鏡用立体映像表示装置は、互いに
視差のある左右の画像の入力信号を表示する発光型表示
装置と、この発光型表示装置の前方に配置された観察者
の瞳の像を表示する透過型表示装置と、前記発光型表示
装置の表示画像をリレーして再結像し前記透過型表示装
置に表示された観察者の瞳像を観察者の眼球に投影結像
する結像光学系と、により構成されていることを特徴と
する。

【００１０】又、本発明の装置は、互いに視差のある左
右の画像の入力信号を表示する表示装置と、観察者の左
右の瞳位置を区別して検出する瞳位置検出手段と、検出
された観察者の左右の瞳位置と共役な光路のみを選択的
に明るくするように調光する調光装置と、からなる立体
映像表示装置において、前記瞳位置検出手段を、前記表
示装置の前方の複数の観察者に向かってその左側前方及
び左側後方より照明する夫々射出波長の異なる赤外線発
光部と、観察者に当たった光の反射光を画像として検出
する表示装置側に配置されたカメラと、前記左側前方及
び左側後方への観察者からの反射光の明部の論理和の部
分を演算して瞳位置として検出する検出装置と、により
構成してもよい。

【００１１】更に、互いに視差のある左右の画像の入力
信号を表示する透過型表示装置と、該透過型表示装置の
近傍に配置された瞳結像レンズと、観察者の左右の瞳位
置を検出する瞳位置検出手段と、観察者の瞳が前記瞳結
像レンズにより結像される瞳の像位置にある場合に前記
瞳位置検出手段により検出される瞳位置情報に基づき調
光を行う選択的に調光可能な発光光源と、により装置構
成されても、本発明の目的を十分達成することができ
る。

【００１２】

【作用】従って、本発明の内視鏡用立体映像表示装置で
は、観察画像をＣＲＴ等の液晶パネルに比べて解像力の
優れたディスプレイに表示し、結像レンズと絞り用とし
ての液晶パネルとを組み合わせることにより、専用の眼
鏡を用いることなく解像力の高い立体映像を得ることが
できる。又、観察画像を表示する液晶パネルのバックラ
イト光源として、指向性を有しＣＲＴより明るい光源を
使用することにより、眼鏡を必要としない本発明の内視
鏡用立体映像装置において、従来のものより明るい立体
映像を得ることができる。更に、本発明の装置では、観
察者を照明する光源の数を増やして画像処理を行う（或
いは観察者に反射板を装着させる）ことによって、観察
者の瞳位置をより検出し易くし、複数の観察者が同時に
使用することを可能としている。

【００１３】

【実施例】以下、図示した実施例に基づき本発明を詳細
に説明する。本発明による内視鏡用立体映像表示装置
は、基本的に、観察者の瞳位置検出手段，画像表示用光
源及び画像表示装置により構成されている。以下説明す
る各実施例では、夫々この基本構成のうちの一例を示す
ものであり、各実施例の構成同士又は従来例との組み合
わせは自由に行えるようになっている。

【００１４】本発明の装置は、得られる立体映像の解像
力の向上を図ることを目的とし、互いに視差のある左右
の画像の入力信号を表示する発光型表示装置と、この発
光型表示装置の前方に配置された観察者の瞳の像を表示
する透過型表示装置と、前記発光型表示装置の表示画像
をリレーして再結像し、前記透過型表示装置に表示され
た観察者の瞳像を観察者の眼球に投影結像する結像光学
系と、により構成されている。この構成例を第１実施例
に示す。

【００１５】第１実施例 図１は、本実施例にかかる内視鏡用立体映像表示装置の
右眼用のシステム構成を示す図である。図示のように、
本実施例の装置では、観察者の顔の右半面を照明する赤
外ＬＥＤ光源が備えられ、照明された観察者の顔の右半
面を撮像するモノクロＣＣＤカメラ１１が、信号処理系
１２を介して透過型液晶パネル１３と接続されている。
立体視内視鏡１４は、カメラコントロールユニット（Ｃ
ＣＵ）１５を介してＣＲＴ１６と接続されている。この
ＣＲＴ１６と透過型液晶パネル１３との間には結像レン
ズ１７系が配置されている。そして、ＣＲＴ１６は結像
レンズ系１７の略前側焦点位置に配置され、液晶パネル
１３は結像レンズ系１７の略後側焦点位置に配置され
る。又、透過型液晶パネル１３と観察者との間には、結
像レンズ系１８及び１９が配置されている。そして、透
過型液晶パネル１３は結像レンズ系１８の略前側焦点位
置に配置され、結像レンズ系１９は結像レンズ系１８の
略後側焦点位置に配置されている。このとき、ＣＲＴ１
６上に表示される右眼用の映像が、透過型液晶パネル１
３に映る観察者の顔の右半面部分のみ透過するように透
過型液晶パネル１３を調整すると、右眼用の画像は観察
者の右眼にのみ投影されるようになる。

【００１６】従って、このように解像力の高いＣＲＴを
使用することにより、従来の液晶パネルと比較してより
良質な立体映像を得ることができる。尚、図示しない
が、左眼用の映像もこのような右眼用のシステムと同様
に構成されている。又、本実施例において使用されるデ
ィスプレイは、ＣＲＴに限定されることはなく、プラズ
マディスプレイ等を用いても同様な効果を得ることがで
きる。

【００１７】又、本発明は、複数の観察者が同時に立体
映像を観察できるようにすることを目的としている。こ
のため、観察者を照明する赤外ＬＥＤ光源の数を増や
し、その配置位置及び観察者を撮像するＣＣＤカメラか
らの画像の処理方法に夫々工夫を施した。即ち、互いに
視差のある左右の画像の入力信号を表示する表示装置
と、観察者の左右の瞳位置を区別して検出する瞳位置検
出手段と、検出された観察者の左右の瞳位置と共役な光
路のみを選択的に明るくするように調光する調光装置
と、からなる立体映像表示装置において、前記瞳位置検
出手段を、前記表示装置の前方の複数の観察者の左側前
方及び左側後方より照明する夫々射出波長の異なる赤外
線発光部と、観察者に当たった光の反射光を画像として
検出する表示装置側に配置されたカメラと、前記左側前
方及び左側後方への観察者からの反射光の明部の論理和
の部分を演算して瞳位置として検出する検出装置と、に
より装置を構成した。この構成例を第２実施例に示す。

【００１８】第２実施例 図２は、本実施例にかかる内視鏡用立体映像表示装置の
右眼用のシステム構成を示す図である。図示のように、
本実施例の装置では、赤外ＬＥＤ光源２１（波長λ１）
を表示装置側から観察者群に向かってその左斜め後方に
配置し、赤外ＬＥＤ光源２２（波長λ２）を観察者群に
向かってその左斜め前方に配置している。この赤外ＬＥ
Ｄ光源２１から射出される波長λ１の光と赤外ＬＥＤ光
源２２から射出される波長λ２の光とは、波長分離を実
現するのに十分な波長間隔を有している。又、光源２１
及び２２によって照明された観察者の顔の右半面を撮像
するモノクロＣＣＤカメラ２３及び２４は観察者群の正
面に配置されている。このとき、モノクロＣＣＤカメラ
２３には光源２１からの波長λ１の光のみ、モノクロＣ
ＣＤカメラ２４には光源２２からの波長λ２の光のみを
透過し得る波長フィルタが夫々装着されている。モノク
ロＣＣＤカメラ２３及び２４は、信号処理系２５を介し
てモノクロＣＲＴ２６と接続されている。このモノクロ
ＣＲＴ２６とフレネルレンズ２７とにより、指向性を有
する画像表示用光源が構成される。又、立体視内視鏡２
８は、ＣＣＵ２９を介して透過型液晶パネル３０と接続
されている。

【００１９】本実施例の装置は上記のように構成されて
いるので、まず、赤外ＬＥＤ光源２１により照明され
た観察者の顔の右半面は、波長フィルタによってモノク
ロＣＣＤカメラ２３のみにより撮像される。同様にし
て、赤外ＬＥＤ光源２２に照明された観察者の顔の右
半面はモノクロＣＣＤカメラ２４のみによって撮像され
る。次に、これらにより得られた画像情報は、夫々モノ
クロＣＣＤカメラ２３及び２４から信号処理系２５へ送
出され、ここにおいて前記ととにより得られた画像
情報が２値化され、更に図３（ａ）に示す表に従うよう
な明部の論理和部分の合成処理がなされる。この結果、
モノクロＣＲＴ２６上に、図３（ｂ）に示すように、殆
ど全ての観察者の顔の右半面を映し出すことが可能にな
る。従って、従来例と同様に、モノクロＣＲＴ２６とフ
レネルレンズ２７とを組み合わせることにより、透過型
液晶パネル３０のバックライト光源として使用すること
が可能になって、殆どの観察者の右眼にのみ右眼用映像
を投影できる。尚、図示されていないが、左眼用の映像
も右眼用のものと同様なシステム構成により、観察者の
顔の左半面を照明することによって、観察者の左眼にの
み左眼用の映像を投影できるようになっている。従っ
て、従来、立体像を投影することが困難であった、観察
者の前方に他の観察者がいるような場合においても、本
実施例の装置を用いることにより容易に立体映像を投影
することができる。

【００２０】又、複数の観察者が同時に立体映像を観察
できるようにするために、以下説明する第３，第４実施
例の装置では、観察者夫々の瞳位置を検出するための瞳
位置検出手段が設けられている。即ち、表示装置側に配
置された赤外発光光源と、観察者側に配置された反射特
性の異なる複数の瞳位置検出用指標と、前記光源と指標
とにより瞳位置を検出し調光信号を生成する調光信号制
御部と、からなる瞳位置検出手段が装置に設けられてい
る。

【００２１】第３実施例 図４（ａ）は、本実施例にかかる内視鏡用立体映像表示
装置の構成を示す図である。まず、本実施例の装置を使
用する場合には、観察者は裏面が粘着テープになってい
る右眼用反射板３１，左眼用反射板３２を夫々左右の眼
の下に貼る。反射板３１が反射する光の波長λ１と反射
板３２が反射する光の波長λ２とは波長を異にしてお
り、波長分離を実現するのに十分な波長間隔が形成され
ている。波長λ１の光を発する赤外ＬＥＤ光源３３，波
長λ２の光を発する赤外ＬＥＤ光源３４は夫々観察者の
正面に配置され、波長λ１の光のみ透過させ得る波長フ
ィルタが装着されているモノクロカメラＣＣＤ３５及び
波長λ２の光のみ透過させ得る波長フィルタが装着され
ているモノクロＣＣＤカメラ３６が、夫々観察者の正面
に配置されている。そして、モノクロＣＣＤカメラ３５
は右眼用モノクロＣＲＴ３７と接続され、更にフレネル
レンズ３８と組み合わされて右眼画像用の透過型液晶パ
ネル３９のための光源となる。又、図示されていない
が、モノクロＣＣＤカメラ３６は前記と同様に左眼用モ
ノクロＣＲＴと接続され、フレネルレンズと組み合わさ
れて左眼用画像のための光源となる。

【００２２】このように、本実施例の装置では、反射す
る光の波長が互いに異なる反射板を２枚使用することに
より、観察者を照明する２つの光源３３及び３４を夫々
観察者の正面に配置することが可能となって、従来より
も正確に観察者の瞳位置を検出することができるように
なる。

【００２３】第４実施例 本実施例にかかる内視鏡用立体映像表示装置の構成は第
３実施例に示したものと同様であるが、第３実施例にお
いて使用される粘着テープ付の反射板に代えて、図４
（ｂ）に示すような、レンズのない素通しの眼鏡フレー
ム４０を使用する点が異なる。この眼鏡フレーム４０の
右眼に対応する部分には波長λ１の光のみを反射し得る
反射体４１が貼り付けられており、眼鏡フレーム４０の
左眼に対応する部分には波長λ２の光のみ反射し得る反
射板４２が貼り付けられている。そして、眼鏡フレーム
４０を使用して、第３実施例に示した装置を用いること
により、観察者の瞳位置を正確に検出することが可能に
なる。尚、反射板４１，４２の代わりに、この反射板と
同様の性質を備えた塗料を眼鏡フレーム４０の該当部分
に塗布することによっても、前記と同様の効果を得るこ
とができる。

【００２４】更に、本発明では、形成される立体映像の
明るさをより向上させることも目的としている。この目
的を達成するためには、互いに視差のある左右の画像の
入力信号を表示する透過型表示装置と、この透過型表示
装置の近傍に配置された瞳結像レンズと、観察者の左右
の瞳位置を検出する瞳位置検出手段と、観察者の瞳が前
記瞳結像レンズにより結像される瞳の像位置にある場合
に前記瞳位置検出手段により検出される瞳位置情報に基
づき調光を行う選択的に調光可能な発光光源と、により
装置を構成している。この構成例を第５実施例に示す。

【００２５】第５実施例 図５は、本実施例にかかる内視鏡用立体映像表示装置の
構成を示す図である。本実施例の装置では、ＴＶカメラ
を用いて検出した観察者の瞳位置をＸ−Ｙ平面上におけ
る位置情報に変換した場合に、その位置にレーザ光源を
用いて明るい画像が得られるように投影系に工夫がなさ
れている。本実施例の装置は、図５に示すように、ま
ず、Ｒ，Ｇ，Ｂのレーザ光源５１と、互いの位置関係を
変えることによりレーザ光源５１からの光の光路を水平
方向に平行移動させ得る２個のくさび型のプリズムから
なるプリズム５２と、更にプリズム５２からの光の光路
を垂直方向に平行移動させ得る２個のくさび型のプリズ
ムからなるプリズム５３と、が配置されている。そし
て、プリズム５３から射出されるレーザ光の光路上の瞳
位置に、この光の光路を垂直方向（図では下側）に変換
するミラー５４が配置されている。更に、ミラー５４か
らの光を反射して、この光が瞳結像レンズであるフレネ
ルレンズ５６を介して透過型液晶パネル５７上を水平方
向に走査できるような位置に、ポリゴンミラー５５が配
置されている。

【００２６】次に、図６（ａ）及び（ｂ）に基づき、レ
ーザ光源５１から射出される光のミラー５４上における
反射点を、垂直及び水平方向に移動させる方法について
説明する。まず、図６（ａ）に示すように、レーザ光源
側から順に、プリズム５２，５３及びミラー５４が配置
されている。プリズム５２は、互いの位置関係を変える
ことによりレーザ光源５１からの光の光路を水平方向に
平行移動させ得る２個のくさび型プリズムからなってい
る。又、プリズム５３は、プリズム５２からの光の光路
を垂直方向に平行移動させ得る２個のくさび型プリズム
からなっている。そして、図６（ｂ）に示すように、プ
リズム５２を構成する２つのプリズムの相対位置を変化
させること、即ち、プリズム５２を構成する２つのプリ
ズムのうちの一方を垂直方向若しくは水平方向に移動さ
せることによって、プリズム５３へ入射する光の入射点
を水平方向に平行移動させることが可能になる。又、こ
れと同様に、プリズム５３を構成する２つのプリズムの
うちの一方を垂直方向若しくは水平方向に移動させるこ
とによって、ミラー５４への光の入射点を垂直方向に移
動させることが可能になる。従って、ミラー５４上にお
ける光の反射点を垂直若しくは水平方向に移動させるこ
とができる。

【００２７】このようにして、瞳位置に配置されたミラ
ー５４上におけるレーザ光源３１からの光の反射点を移
動させて、更にフレネルレンズ５６を介することによ
り、任意の観察者の眼球にレーザ光源５１からの光を導
くことが可能な指向性を有する光源を実現することがで
きる。本実施例の装置では、これを透過型液晶パネル５
７用のバックライト光源として使用している。更に、レ
ーザ光源５１からの光を任意の観察者の眼球に導くこと
が可能な状態を保持したまま、ミラー５４を垂直方向に
傾けることで、透過型液晶パネル５７上における垂直方
向の走査を行うことが可能になる。又、ポリゴンミラー
５５を回転させることで、透過型液晶パネル５７上にお
ける水平方向の走査を行うことができる。以上のよう
に、本実施例の装置では、任意の観察者の眼球に映像を
正確に投影でき、映像の明るさもより明るくすることが
可能となる。

【００２８】第６実施例 図７は、本実施例にかかる内視鏡用立体映像表示装置の
構成を示す図である。本実施例の装置では、赤外ＬＥＤ
光源６１で照明された観察者の顔の半面を撮影するため
に、モノクロＣＣＤカメラ６２が観察者の正面の位置に
配置されている。モノクロＣＣＤカメラ６２は信号処理
系６３を介して透過型液晶パネル６４と接続されてい
る。このとき、キセノンランプ等からなる明るい光源６
５からの光を光学系６６を介して平行光とし、不必要に
光束径を拡げずに液晶パネル６４の全面を投影し得る程
度の適切な指向性を有するすりガラス６７によって前記
光を分散させ、液晶パネル６４へ入射させるようになっ
ている。このように構成された本実施例の装置では、撮
像された観察者の顔の半面部分のみ光源６５からの光が
透過するように液晶パネル６４を調整することによっ
て、瞳結像レンズであるフレネルレンズ６８と組み合わ
せて、指向性を備えた明るい光源を実現している。

【００２９】第７実施例 図８（ａ）は、本実施例にかかる内視鏡用立体映像表示
装置の構成を示す図である。本実施例の装置では、従来
例における透過型液晶パネル用のバックライト光源であ
るモノクロＣＲＴに代えて、図８（ｂ）に示すようなア
レイ状に配置されたＬＥＤ７１を使用している。図８
（ａ）に示すように、本実施例の装置では、信号処理系
７２を介して、アレイ状のＬＥＤ７１と観察者の顔の半
面を撮像するモノクロＣＣＤカメラ７３とが接続され、
観察者の顔の半面部分の像にだけ対応してＬＥＤ７１が
点灯するようになっている。このとき、観察者の瞳に必
ず１つ以上のＬＥＤの光が入射するように構成すれば、
より明るい光源となる。

【００３０】又、従来例における透過型液晶パネル用の
バックライト光源であるモノクロＣＲＴの代わりに、プ
ラズマディスプレイ等の明るい平板ディスプレイを光源
として使用しても、上記と同様の効果を得られる。

【００３１】

【発明の効果】上述のように、本発明によれば、従来装
置と比較して格段に優れた解像力を備え、専用の眼鏡を
必要としない内視鏡用立体映像表示装置を提供すること
ができる。又、この装置によれば、従来より明るさの向
上した立体映像を得られる。更に、本発明の装置は、広
範囲の観察域を有し、複数の観察者が同時に眼鏡を用い
ずに立体映像を観察することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例にかかる内視鏡用立体映像
表示装置の構成図である。

【図２】本発明の第２実施例にかかる内視鏡用立体映像
表示装置の構成図である。

【図３】（ａ）は第２実施例の装置における画像信号の
処理方法を説明するための表であり、（ｂ）は第２実施
例の装置により得られる観察者の顔の右半面の画像を説
明するための図である。

【図４】（ａ）は本発明の第３実施例にかかる内視鏡用
立体映像表示装置の構成図であり、（ｂ）は本発明の第
４実施例において使用される眼鏡フレームを示す図であ
る。

【図５】本発明の第５実施例にかかる内視鏡用立体映像
表示装置の構成図である。

【図６】図５に示した装置に備えられたプリズム及びミ
ラーの具体的な構成を説明するための図であり、（ｂ）
はそのプリズムにより光路の進行方向を移動させる方法
を説明するための図である。

【図７】本発明の第６実施例にかかる内視鏡用立体映像
表示装置の構成図である。

【図８】（ａ）は本発明の第７実施例にかかる内視鏡用
立体映像表示装置の構成図であり、（ｂ）は（ａ）に示
した装置に備えられているアレイ状のＬＥＤ光源の構成
を示す正面図である。

【図９】従来の立体映像表示装置の構成図である。

【図１０】従来の立体映像表示装置の左眼用の映像を投
影するシステム構成図である。

【図１１】図８に示した装置によりＣＲＴ上に表示され
る画像の様子を示す図である。

【図１２】図８に示した装置における照明される観察者
と光源との位置関係と、その装置により得られる画像を
示す図である。

【符号の説明】

１０，２１，２２，３３，３４，６１ 赤外ＬＥ
Ｄ光源 １１，２３，２４，３５，３６，６２，７３ モノクロ
ＣＣＤカメラ １２，２５，６３，７２ 信号処理
系 １３，３０，３９，５７，６４ 透過型液
晶パネル １４，２８ 立体視内
視鏡 １５，２９ ＣＣＵ １６，２６，３７ ＣＲＴ １７，１８，１９ 結像レン
ズ系 ２７，３８，５６，６８ フレネル
レンズ ３１，３２ 反射板 ４０ 眼鏡フレ
ーム ４１，４２ 反射体 ５１ レーザ光
源 ５２，５３ プリズム ５４ ミラー ５５ ポリゴン
ミラー ６５ 光源 ６６ 光学系 ６７ すりガラ
ス ７１ アレイ状
ＬＥＤ

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 互いに視差のある左右の画像の入力信号
   を表示する発光型表示装置と、該発光型表示装置の前方
   に配置された観察者の瞳の像を表示する透過型表示装置
   と、前記発光型表示装置の表示画像をリレーして再結像
   し前記透過型表示装置に表示された観察者の瞳像を観察
   者の眼球に投影結像する結像光学系と、により構成され
   ていることを特徴とする内視鏡用立体映像表示装置。
2. 【請求項２】 前記結像光学系は、前記発光型表示装置
   と透過型表示装置との間に配置された第１の結像レンズ
   系と、前記透過型表示装置の前方に配置された第２の結
   像レンズ系と、により構成されていることを特徴とする
   請求項１に記載の内視鏡用立体映像表示装置。
3. 【請求項３】 前記結像光学系は第１，第２及び第３結
   像レンズ系からなり、第１結像レンズ系の略焦点位置に
   は夫々前記発光型表示装置と透過型表示装置とが配置さ
   れ、又、第２及び第３結像レンズ系は前記透過型表示装
   置の前方に配置され、更に、第２結像レンズ系の略焦点
   位置には透過型表示パネルと第３結像レンズ系とが配置
   されていることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡用
   立体映像表示装置。
4. 【請求項４】 前記発光型表示装置はＣＲＴディスプレ
   イからなり、又、前記透過型表示装置は液晶表示パネル
   からなることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡用立
   体映像表示装置。
5. 【請求項５】 互いに視差のある左右の画像を交互に且
   つ高速に切り換えて表示する１つの発光型表示装置に表
   示される画像と、観察者の左右の瞳の像を交互に且つ高
   速に表示する透過型表示装置に表示される画像とは、互
   いに同期していることを特徴とする請求項１に記載の内
   視鏡用立体映像表示装置。
6. 【請求項６】 互いに視差のある左右の画像の入力信号
   を表示する表示装置と、観察者の左右の瞳位置を区別し
   て検出する瞳位置検出手段と、検出された観察者の左右
   の瞳位置と共役な光路のみを選択的に明るくするように
   調光する調光装置と、からなる立体映像表示装置におい
   て、 前記瞳位置検出手段は、前記表示装置の前方の複数の観
   察者に向かってその斜め前方及び斜め後方より照明する
   夫々射出波長の異なる赤外線発光部と、観察者に当たっ
   た光の反射光を画像として検出する前記表示装置側に配
   置されたカメラと、前記斜め前方及び斜め後方への観察
   者からの反射光の明部の論理和の部分を演算して瞳位置
   として検出する検出装置と、により構成されていること
   を特徴とする内視鏡用立体映像表示装置。
7. 【請求項７】 前記瞳位置検出手段は、前記表示装置の
   前方に左右で射出波長が異なり又観察者に対して夫々前
   後方向に配置された左右の２つずつの発光赤外光源と、
   該左右２つずつの発光光源からの光の波長を分離して受
   光する２台のカメラとを有し、前記左又は右からの２つ
   の発光光源からの夫々の光の反射光はこれらが交わる点
   において加え合わされ、２値化処理されることにより論
   理和処理がなされることを特徴とする請求項６に記載の
   内視鏡用立体映像表示装置。
8. 【請求項８】 前記瞳位置検出手段は、表示装置側に配
   置された赤外発光光源と、観察者側に配置された反射特
   性の異なる複数の瞳位置検出用指標と、前記光源と指標
   とから瞳位置を検出し調光信号を生成する調光信号制御
   部と、により構成されていることを特徴とする請求項６
   に記載の内視鏡用立体映像表示装置。
9. 【請求項９】 前記瞳位置検出手段は、観察者側に配置
   された発光波長特性の異なる複数の瞳位置検出用発光素
   子と、該発光素子により瞳位置を検出し調光信号を生成
   する調光信号制御部と、により構成されていることを特
   徴とする請求項６に記載の内視鏡用立体映像表示装置。
10. 【請求項１０】互いに視差のある左右の画像の入力信号
    を表示する透過型表示装置と、該透過型表示装置の近傍
    に配置された瞳結像レンズと、観察者の左右の瞳位置を
    検出する瞳位置検出手段と、観察者の瞳が前記瞳結像レ
    ンズにより結像される瞳の像位置にある場合に前記瞳位
    置検出手段により検出される瞳位置情報に基づき調光を
    行う選択的に調光可能な発光光源と、により構成されて
    いることを特徴とする内視鏡用立体映像表示装置。
11. 【請求項１１】前記選択的に調光可能な発光光源は、平
    面板に配置された発光ＬＥＤアレイからなることを特徴
    とする請求項１０に記載の内視鏡用立体映像表示装置。
12. 【請求項１２】前記選択的に調光可能な発光光源は、プ
    ラズマディスプレイからなることを特徴とする請求項１
    ０に記載の内視鏡用立体映像表示装置。
13. 【請求項１３】前記選択的に調光可能な発光光源は、高
    輝度ランプと透過型表示装置パネルとからなることを特
    徴とする請求項１０に記載の内視鏡用立体映像表示装
    置。
14. 【請求項１４】前記選択的に調光可能な発光光源は、
    Ｒ，Ｇ，Ｂレーザ光源と、瞳位置を可変するためにレー
    ザ光の光路を移動させる光学系と、前記瞳位置に基づき
    透過型表示装置全面の画像を表示するためのレーザ光を
    走査する走査光学系と、からなることを特徴とする請求
    項１０に記載の内視鏡用立体映像表示装置。