JPS60241017A - 立体視式内視鏡 - Google Patents

立体視式内視鏡

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JPS60241017A
JPS60241017A JP59096654A JP9665484A JPS60241017A JP S60241017 A JPS60241017 A JP S60241017A JP 59096654 A JP59096654 A JP 59096654A JP 9665484 A JP9665484 A JP 9665484A JP S60241017 A JPS60241017 A JP S60241017A
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    • G02B23/24Instruments or systems for viewing the inside of hollow bodies, e.g. fibrescopes
    • G02B23/26Instruments or systems for viewing the inside of hollow bodies, e.g. fibrescopes using light guides
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B30/00Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images
    • G02B30/20Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes
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    • G02B30/23Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes of the stereoscopic type using wavelength separation, e.g. using anaglyph techniques

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、立体視式内視鏡に関するものである。
従来技術 立体視全実現するには、一対の対物系により視差を持っ
た像葡得、これらを一対の接眼系により観察するように
することが必要である。このため、従来の立体視式内視
鏡においては、例えば第1図に示した如く、対物レンズ
1.イメージガイド2゜接眼レンズ3から成る観察系を
一対内視鏡内に併設し、両対物レンズ1,1による視差
を利用し7て立体視するようにしていた。ところが、こ
の構成でハ、対物レンズ1.イメージガイド2.接眼レ
ンズ3が二個ずつ必要であるため全体の構造が複雑化す
ると共に、特に対物レンズ1.イメージガイド2が二個
ずつ存在することがら内視鏡の体腔内挿入部が太くなり
がちで好捷しくないという問題があった。
そこで、体腔内挿入部を細くするためにイメージガイド
2を一本にした構成を考えると第2図に 。
示した如くになる。即ち、一対の対物系4,4の前群4
a、4aは別々であるがプリズム5及びハーフミラ−6
を用いることによって後群41) f共通にして両対物
系4,4による像がいずれもイメージガイI52の入射
端面に形成されるようにすると共に、各前群4a、4a
の後方にはシャッタ7゜7?11−夫々配置し交互に高
速(眼の残像が残る程度)で開閉して、これにより視差
のある像がイメージガイ12の出射端面に現われるよう
にする。そして、ハーフミラ−8及びプリズム9を用い
ることによってイメージガイド2の出射光が分割されて
一対の接眼レンズ10.l0VC入射するようにすると
共に、各接眼レンズ3,3の前方にシャッタ7.7と同
期して交互に開閉するシャッタ11゜11を配置して上
記の像を交互に見るようにすることにより立体視全可能
にしていた。ところが。
やはりこの構成では、対物系4,4にシャッタ7゜7を
設ける必要があるため内視鏡先端部の構造が複雑になる
と共に、該先端部が太くなって呑む時の苦痛が大きくて
好まl〜くないという問題があった。
目的 本発明は、上記問題点に鑑み、先端部を含む体内挿入部
全体が細くなるようにした立体視式内視鏡を提供せんと
するものである。
概要 本発明による立体視式内視鏡は、一対の対物系の分離し
ている光路中に透過波長域が異なるフィルターを夫々配
設すると共に、互いに異なる波長域の光の像を一対の接
眼系により夫々観察するように]−で、二つの視差のあ
る物体像を観察し得るようにしたものである。
実施例 以下、第3図乃至第5図に示した一実施例に基づき本発
明の詳細な説明すれは、第3図は本実施例の内視鏡先端
部、観察部、光源部を示す概略図であって、一方の対物
系■は前群21と後群22とから構成され且つ他方の対
物系■は前群23と対物系Aと共通の後群22とから構
成されている。
24はビームスプリッタ−(ハーフミラ−)、25はプ
リズム、26.27は透過波長域が互いに異なるフィル
ターであって、前群21より入射してフィルター26を
透過した光はビームスプリッタ−24を透過して後群2
2に導かれ且つ前群23より入射L2てフィルター27
を透過した光はプリズム25.ビームスプリッタ−24
で反射して後群22に導かれるようになっている。28
は両対物系I、IIの共通結像面に配置されgccD等
の固体撮像装置であって、この固体撮像装置28の出力
信号は信号処理回路29で処理されて対物系Iによる像
と対物系Hによる像が別々に受像管30及び受像管31
に表示されるようになっている。
32は照明レンズ、33はライトガイISであって、こ
れは内視鏡先端部内に上記対物系1.Hと併設されてお
り、ライトガイ)′33の入射端は内視鏡の外部におい
て回転フィルター34を介して光源35からの光を受け
るようになっている。回転フィルター34は信号処理回
路29に接続されたモータ36の回転軸に軸支されてい
ると共に、全体が第3図(B) [示した如く透過波長
域が異なる四つの部分I(・、n −IF 、 B 、
SIC区分されている。尚。
Rは赤、G−9il−1:緑から特定の狭い波長域を除
いたもの、Bは青、2は繰向の特定の狭い波長域に夫々
対応し2でいる。光源35はタングステンランプの後方
に凹面鏡を設けて該ランプの光をライトガイ1233の
入射端に集めるようにしたものであって、ごく普通のも
のである。尚、内視鏡先端部において前群レンズ21と
23の位置に段差を設けたものは前群21と後群22と
の間の光路長と前群23と後群22との間の光路長を一
致させるためである。
第4図(a)はフィルター26及び27の分光透過特性
ケ示しておp、フィルター26はR,G−f。
Bi透過してfを阻止し、フィルター27は2を透過し
て几、G−f、Bを阻止するようになっている。第4図
(b)乃至(e)は夫々回転フィルター34の四つの部
分の分光透過特性を示している。
第5図は信号処理回路29のブロック図であって、37
は同期信号発生回路、38は同期信号発生回路37によ
りタイミング制御されてモータ36を駆動することによ
り回転フィルター34を定速で回転させるモータ駆動回
路である。従って、ライトガイド33.照明レンズ32
ケ通過して物体に照射される照明光は順次几、G−17
’、B、fと変化する。39は同期信号発生回路37に
よりり体操像装置駆動回路である。従って1回転フィル
ター34の一回転に対して固体撮像装置28はR2(1
−9、B 、 ?vC対応する四回の読み出し2が行わ
れるよう駆動される。40はプリアンプ、41はプロセ
ス回路、42はマルチプレクサであって、固体撮像装置
28からの出力信号はプリアンプ23により増幅された
後プロセス回路41を経てマルチプレクサ42に供給さ
れ、マルチプレクサ42は固体撮像装置28から次々と
供給される几。
(1−4、B 、fに対応する信号を順次メモリ43゜
44.45.46に振り分り−るようになっている。
47はメモリ43.44.45に記憶されたa。
G−f、Hに対応する信号をカラーテレビジョン信号に
変換して受像管30に表示させるカラーエンコーダ、4
8はメモリ46に記憶された信号を同期信号付加等の処
理を行った後受像管31に表示させる映像回路である。
本発明による立体視式内視鏡な上述の如く構成されてい
るから、回転フィルター34の作用により物体に対する
照明光は順次R,,G−4,B、9と変化する。又、固
体撮像装置28仁−回転フイルター34の回転と同期し
R,G−f、B、fに対応して出力信号音発生する。一
方、フィルター26ばR,G−f、Bf透過して7を阻
止シ2.フィルター27は2を透過してR,fl−S’
、Bを阻止する。従って、)t、G−fF、BE対応す
る出力信号は対物系Iによシ形成された像から得られ、
7に対応する出力信号は対物系■より形成された像から
得られるので、R,、O−f、Bと2とで互いに視差を
有する二つの像に対応した出力信号が得られることにな
る。そして、R,G−f、BVC対応する出力信号が信
号処理回路29により処理されて受像管30[F2示さ
れ、fi’に対応する出力信号が信号処理回路29によ
り処理されて受像管31VC表示されるので、両受像管
30.31’([−左右の 眼で同時に見れば立体的な
物体像を観察することが出来る。
尚、この実施例では、受像管30がカラーで受像管31
が白黒となるので見にくい虞れがある。
その場合VCは、カラーエンコーダ47内の輝度信号と
色信号とを混合する回路の手前に外部から制御可能なカ
ラーキラー回路を設りておき、必要に応じて色信号を消
して両受像管30.31共白黒にしても良い。立体視だ
けなら初めから両受像管30.31共白黒にしておいて
も良いが、一方の受像管だけを見る場合にはカラーの方
がリアルで良い(ただし、立体視は不可〕。
又、この実施例では、一方の受像管30には几。
G−9,BIC対応する三つの出力信号が表示され。
他方の受像管31には2に対応する一つの出力信号のみ
表示されるので明るさに著しいアンバランスが生じる虞
れがある。その場合はプロセス回路41内の利得制御ア
ンプの利得を1についてのみ高くするようにすれば良い
。又、回転フィルター34の11.、G−4,Hの部分
のみENDフィルターケ重ねて減光するようにしても良
い。
以上1本発明による立体視内視鏡の原理について説明し
たが、この例ではR,G−f、B、fと波長域の異なる
照明光で順次物体ヶ照明し7、物体からの光を上記波長
域に対応関係r有するフィルター26.27?r夫々備
えた一対の対物系I、■で別々に受けると共に、波長域
の異なる光の像を一対の受像管30.31で夫々観察す
るようにして、二つの視差のある物体像を観察するよう
にしているので、撮像装置28が一個で済み且つシャッ
タ等も不要となシ、その結果先端部ケ含む体腔内挿入部
全体を細くし得る。
第6図乃至第8図は第二の実施例を示しておp、第6図
はこの実施例の内視鏡先端部、観察部、光源部を示す概
略図であって、対物系Iの結像面には第6図(B)に示
した如<Ii、 、 G 、 Bを夫々透過する細い縞
状部が順次多数並設された色分解ストライプフィルター
49が設りられ、その後にはビームスシリツタ−24と
リレーレンズ50が配置されていて、ストライプフィル
ター49の像と物体像とはリレーレンズ50によジ固体
撮像猿328上に投影されるようになっている。又、対
物系■は対物系Iとは独立に後群51を備え、その後に
プリズム25が配置されていて、対物系Hによる物体像
はプリズム25.ビームスシリツタ−24゜リレーレン
ズ50を介し2て対物系Iと同じく固体撮像装置28上
に投影されるようになっている。
又1回転フィルター34′は第6図(c)IC示した如
く2のみを透過ブる部分とR,(’)−f、Bを通すが
2葡阻止する部分とに区分されているので、回転フィル
ター34が一回転する毎に物体il″j:(几、()−
7、B)と2の光で交互に照明されるようになっている
。そして、フィルター26及び27の作用により、(F
L、G−f、B)で照明された物体像は対物系Iだけを
介]−ストライブフィルター49を通って固体撮像装置
28上に形成され、2で照明された物体像は対物系11
だけを介して固体撮像装置28上に形成される。第7図
に信号処理回路29′のブロック図であって、固体撮像
装置28からの出力信号はマルチプレクサ42により読
み出L7毎に7に対応する信号と(f(、G−it’、
B)に対応する信号とに分けられ、9に対応する出力信
号はプリアンプ402で増幅されプロセス回路417で
処理された後メモリ46に格納される。
一方、(H,、O−f 、 B )に対応する出力信号
はマルチプレクサ43により更VCR,G−fl、Bの
三つに分けられる。又、上述の如くストライプフィルタ
ー49が固体撮像装置28上に投影されるので、第8図
に示した如く固体撮像装置28上にストライプが重ねら
れた状態になっている。従って、固体撮像装置28から
−ホールド分と12で読み出される信号は、順次R,(
1−f、B、R,G−2、B、・・・の如く色が変化す
ることになる。これらの信号のうちRはプリアンプ40
Rvc(]−yはプリアンプ400にBはプリアンプ4
0Bに夫々に供給されて増幅され、続いてプロセス回路
41R141G、41Bで夫々処理されり後メモリ43
゜44.451/1m夫々格納される。そL7て、メモ
リ43゜44.45に記憶された信号は同時にカラーエ
ンコーダ47でテレビジョン信号に変換されて受像管3
0VCP示される。一方、これと同時に、メモリ46に
記憶されていた信号は映像回路48で処理されて受像管
31[i示される。
尚、ストライプフィルター49の代り(て三パターンモ
ザイクフィルターを用いても良い。
第9図及び第10図は第三の実施例全示しており、第9
図はこの実施例の内視鏡先端部、観察部を示す概略図で
あって、固体撮像装置28の前に色分解フィルター52
が配置されており、それ以外の光学系の構成は上記第一
の実施例と同じである。このフィルター52は上記第二
の実施例のものとは異な9R,O−f/、B、f/の四
つの部分ケ有し2ており、これらの配置はストライプ状
((限らず、第10図に示した如くモザイク状(市松模
様状)でも良い。又、図示し7ない光源部は回転フィル
ター、モータ等は不要で、単純に物体を照明するように
なっている。しかし、対物系I及びHにフィルター26
及び27が夫々設けられているので、(R,(1−9,
B)に対応する像は対物系Iだけ全弁I〜で固体撮像装
置28上に形成され、2に対応する像は対物系■だけを
介して固体撮像装置28−トに形成され、視差をもった
二つの像が得られる。従って、信号処理回路29″とし
て上記第二の実施例の信号処理回路29′からモータ駆
動回路38を除いたものを用いれば、第二の実施例と基
本的に同じ原理により(R,(’)−f、B)VC対応
する出力信号が受像管30に表示され、rK対応する出
力信号が受像管31に表示される。
尚、上記各実施例において、フィルター26及び27の
分光透過特性と(−では、2(線内の特定の狭い波長域
)の代]1cb (青白の特定の狭い波長域)又けr(
赤肉の特定の狭い波長域)のみを夫々が阻止及び透過す
るように構成しても良い。
又第11図に示しまた如く、フィルター26及び27が
夫々IC赤外)のみケ阻止及び透過するようにし且つ照
明光がB 、 (3、R、Tに順次変化するようにすれ
ば、(B、G、R,)−ifi示する受像管30では完
全なカラー像を見ることが出来る。
又、第12図に示した如く、フィルター26及び27が
夫々b、li’、rのみを阻止及び透過するようにし且
つ照明光がB b、G−f、Rr。
b 、 f 、 rVc順次変化するようにすれば、夫
々多少変な色にはなるが、両受保管30及び31でいず
れもカラー像會見ることが出来る。尚、照明光が(BG
R−bfr)、bfrに交互に変化すルjうにし且つ固
体撮像装置の前にB、G、R,の三つの部分を有する色
分解フィルターを配置しても良い。尚、この場合Iは無
視する。
又、第13図に示した如く、フィルター26が1)l 
、 l’l 、 rlのみを透過し月つフィルター27
が1〕20(−blの領域に位置する) 、f2(G−
fの領域に位置する)、r2(Rrlの領域に位置する
)のみを透過するようにすると共に、照明光がB 、 
G 、 R,に順次変化するようにし且つ固体撮像装置
28の前にB G R−1)2 f2 r2 、 l)
2 f2 r2の二つの部分を有する色分解フィルター
を配置すt”tば、やはり多少変な色にはなるが、両受
保管30及び31でいず几もカラー像を見ることが出来
る。尚、照明光は一色CBOR,)で変化(〜ないよう
にし且つ固体撮像装置28の前にB−1〕2 、0−y
2 、 R−r2 、 b2 、 y2 、 r2の六
つの部分を有する色分解フィルターを配置しても良い。
尚、第12及び第13図に示した色分解フィルターを用
いる例の場合、両対物系I及びHの各結像面に各基に対
応する色区分を有する色分解フィルターを配置しても良
い。
第14図乃至第15図は夫々上記第一の実施例の光学系
の変形例を示している。第14図に示した例は、両対物
系1及び■の各前群21及び23とビームスプリッタ2
4との間にプリズム25を複数個適当に配置することに
より、両前群21及び23の位置を同一面に揃えつつ両
対物系I及び■の光路長を等I−7くするようにしたも
のである。
又、第15図及び第16図に夫々示L7た例は、各光学
素子ケ適当に配置することにより側視及び斜視を可能に
したものである。
発明の効果 上述の如く、本発明による立体視式内視鏡は、先端部ケ
含む体腔内挿入部全体が細くなるという実用−ト極めて
重要な利点を有している。
【図面の簡単な説明】
第1図及び第2図は夫々従来例の光学系を示す概略図、
第3図は本発明による立体視式内視鏡の第一の実施例の
光学系を示す概略図、第4図は上記第一の実施例のフィ
ルター26.27と回転フィルター34の分光透過特性
を示す図、第5図は」二記第−の実施例の信号処理回路
29のプロ′ツク図、第6図は第二の実施例の光学系を
示す概略図、第7図は上記第二の実施例の信号処理回路
のブロック図、第81VIU上記第二の実施例の色分解
フィルター49の像を固体撮像装置28に投影した状態
を示す斜視図、第9図に第三の実施例の光学系の概略図
、第10図は第三の色分解フィルター52の概略図、第
11図乃至第13図はフィルターの分光透過特性の種々
の組み合硝例を示すグラフ、14図乃至第16図は上記
第一の実施例の光学系の変形例を示す概略図である。 21、 、23・・前群、22・・・後群、24・・・
ビームスプリッタ−125・プリズム、26.27・・
・フィルター、28・・・固体撮像装置、29・・・信
号処理回路、30.31・・・受像管、32・・・照明
レンズ、33・・ライトガイド、34・回転フィルター
、35・・・光源、36・・モータ。 し−〇、、」; 牙1図 牙2図 牙9図 第11図 3 牙10図 才12図 才13図 三’&長 才14図 35 オ員5図 25 742ン /1j 25 25/4/’s 15

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 別々の入射面と共通の結像面とを有していて夫々の光路
    の一部が互いに分離している一対の対物系を備えた立体
    視式内視鏡においで、各対物系の分離1〜でいる光路中
    に透過波長域が互いに異なるフィルターを夫々配設する
    と共に、互いに異なる波長域の光の像を一対の接眼系に
    より夫々観察するよう[Liことを特徴とする立体視式
    内視鏡。
JP59096654A 1984-05-16 1984-05-16 立体視式内視鏡 Expired - Lifetime JPH0672984B2 (ja)

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JP59096654A JPH0672984B2 (ja) 1984-05-16 1984-05-16 立体視式内視鏡

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