三維圖像系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于觀察監(jiān)視器所顯示的三維觀察用圖像的三維圖像系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，內(nèi)窺鏡在醫(yī)療用領(lǐng)域被廣泛使用。通常的內(nèi)窺鏡具備一個(gè)攝像裝置，由一個(gè)攝像裝置拍攝的是二維圖像，在監(jiān)視器中顯示二維圖像，手術(shù)操作者一邊觀察監(jiān)視器所顯示的二維圖像一邊進(jìn)行內(nèi)窺鏡檢查、手術(shù)等。
[0003]在進(jìn)行手術(shù)這樣的情況下，有時(shí)采用以下一種三維圖像系統(tǒng)，使用具備兩個(gè)攝像裝置的立體內(nèi)窺鏡或三維內(nèi)窺鏡，將根據(jù)具有視差的二維圖像生成的三維觀察用圖像顯示于監(jiān)視器，手術(shù)操作者通過佩戴三維觀察用眼鏡來進(jìn)行觀察，能夠以具有立體感或深度感的三維圖像進(jìn)行目視確認(rèn)(觀察)。
[0004]在這樣的三維圖像系統(tǒng)中，手術(shù)操作者能夠以具有立體感或深度感的三維圖像進(jìn)行觀察，因此能夠容易辨別手術(shù)時(shí)的患部的凹凸、處置器具的前端側(cè)的深度感，能夠順利且短時(shí)間地進(jìn)行手術(shù)。
[0005]在作為第一現(xiàn)有例的日本國(guó)特開平11-164329號(hào)公報(bào)中公開了一種立體影像顯示裝置，在該立體影像顯示裝置中，視差量控制單元使用來自設(shè)定控制單元的設(shè)定信息來對(duì)用于進(jìn)行立體顯示的左右眼用圖像信號(hào)的視差量進(jìn)行控制。
[0006]另外，在作為第二現(xiàn)有例的日本國(guó)特開2011-188118號(hào)公報(bào)中公開了一種通過使用眼鏡觀看顯示部所顯示的顯示圖像而能夠進(jìn)行立體顯示的立體顯示裝置，在該裝置中從眼鏡向顯示裝置側(cè)發(fā)送眼鏡的屬性信息，顯示裝置從存儲(chǔ)部中讀出與由接收部接收到的眼鏡的屬性信息對(duì)應(yīng)的參數(shù)信息，控制部根據(jù)參數(shù)信息生成圖像控制信息，調(diào)整部基于圖像控制信息來調(diào)整顯示圖像，顯示部顯示調(diào)整后的顯示圖像。另外，在觀看者為多人的情況下，能夠考慮優(yōu)先級(jí)地調(diào)整顯示圖像。
[0007]在第一現(xiàn)有例中，為了設(shè)定為適于觀察顯示裝置的觀察者的視差量，利用設(shè)置于顯示裝置的照相機(jī)等檢測(cè)單元檢測(cè)觀察者的位置，使用檢測(cè)出的信息來確定觀察者，使用與所確定出的觀察者對(duì)應(yīng)地預(yù)先存儲(chǔ)的視差量設(shè)定信息來對(duì)所顯示的影像的視差量進(jìn)行控制。但是，在手術(shù)操作者佩戴口罩進(jìn)行手術(shù)這樣的環(huán)境下，實(shí)際上難以確定正在一邊觀察顯示裝置一邊進(jìn)行手術(shù)的手術(shù)操作者，誤檢測(cè)的可能性高。
[0008]另外，在第二現(xiàn)有例中，在顯示裝置側(cè)設(shè)置有存儲(chǔ)用于調(diào)整立體感或深度感的圖像信息的存儲(chǔ)部，因此存儲(chǔ)部的數(shù)據(jù)管理變得復(fù)雜。
[0009]例如，在觀察者不同的情況下，能夠與觀察者的ID相對(duì)應(yīng)地管理圖像信息，在相同ID的觀察者的情況下，也存在例如下次觀察的狀態(tài)相同的觀察環(huán)境，下次觀察的狀態(tài)不同的觀察環(huán)境。此外，以下次觀察的情況進(jìn)行了說明，但是也適于每次觀察的情況。為了能夠應(yīng)對(duì)全部情況，需要在顯示裝置側(cè)對(duì)僅使用一次且以后不再使用的不需要的數(shù)據(jù)也進(jìn)行累積并進(jìn)行管理。當(dāng)然，也考慮自動(dòng)刪除在規(guī)定期間以上沒有被使用的數(shù)據(jù)，但是在該情況下，在一定期間之后存在希望在相同的環(huán)境下使用的手術(shù)操作者等觀察者的情況下，需要再次進(jìn)行相同數(shù)據(jù)的設(shè)定。
[0010]因此，期待一種能夠通過容易進(jìn)行數(shù)據(jù)管理的簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)來以賦予觀察者所期待的立體感的深度量顯示三維觀察用圖像的三維圖像系統(tǒng)。
[0011]本發(fā)明是鑒于上述的點(diǎn)而完成的，目的在于提供一種能夠通過簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)來以賦予實(shí)際觀察監(jiān)視器的觀察者所期待的立體感的深度量顯示三維觀察用圖像的三維圖像系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]發(fā)明要解決的問題
[0013]本發(fā)明的一個(gè)方式所涉及的三維圖像系統(tǒng)具備:圖像生成裝置，其生成用于進(jìn)行三維觀察的三維圖像的圖像信號(hào)；監(jiān)視器，其將由所述圖像生成裝置生成的所述圖像信號(hào)顯示為三維觀察用圖像;三維觀察用眼鏡，其用于將所述監(jiān)視器的顯示部所顯示的所述三維觀察用圖像以三維圖像進(jìn)行觀察;存儲(chǔ)部，其被設(shè)置在所述三維觀察用眼鏡，存儲(chǔ)深度信息校正值，該深度信息校正值對(duì)所述顯示部所顯示的三維觀察用圖像的用于賦予立體感的深度信息進(jìn)行校正;掃描部，其被設(shè)置在所述監(jiān)視器，為了讀取存儲(chǔ)于所述存儲(chǔ)部中的信息而對(duì)具備該存儲(chǔ)部的所述三維觀察用眼鏡進(jìn)行掃描；以及控制部，其進(jìn)行控制以根據(jù)所述掃描部的掃描結(jié)果來對(duì)所述監(jiān)視器設(shè)定存儲(chǔ)于所述存儲(chǔ)部中的所述深度信息校正值。
【附圖說明】
[0014]圖1是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式的三維圖像系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)的圖。
[0015]圖2是從上方看到的在手術(shù)中由于多個(gè)手術(shù)操作者的位置變更而所觀察的監(jiān)視器變化的情形的配置的示意圖。
[0016]圖3是表示三維圖像系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的圖。
[0017]圖4是利用設(shè)置在3D監(jiān)視器的RF發(fā)送接收部來朝向能夠觀察顯示部的觀察范圍發(fā)送檢測(cè)3D眼鏡的電波、接收到電波的3D眼鏡將回復(fù)用的電波發(fā)送到3D監(jiān)視器的情形的說明圖。
[0018]圖5是示出與圖4的動(dòng)作對(duì)應(yīng)的處理例的流程圖。
[0019]圖6是表示在手術(shù)操作者佩戴3D眼鏡來觀察3D監(jiān)視器的位置設(shè)定深度量校正值的情況下的情形的圖。
[0020]圖7是表示在圖6的狀態(tài)下向3D眼鏡寫入深度量校正值的情況下的處理例的流程圖。
[0021]圖8是由沿左右方向相距距離d的兩個(gè)攝像部拍攝被攝體的情形、示意性地顯示所拍攝到的左圖像和右圖像的情形、以及用于賦予立體感的深度量等的說明圖。
[0022]圖9A是表示對(duì)3D眼鏡進(jìn)行數(shù)據(jù)寫入的情況下的處理順序的圖。
[0023]圖9B是表示從被寫入了數(shù)據(jù)的3D眼鏡中讀取數(shù)據(jù)的情況下的處理順序的圖。
[0024]圖10是以表的形式示出寫入3D眼鏡中的數(shù)據(jù)的例子的圖。
[0025]圖11是表示第一實(shí)施方式的代表性的動(dòng)作的處理例的流程圖。
[0026]圖12是表示獲取監(jiān)視器尺寸等數(shù)據(jù)的處理的內(nèi)容的流程圖。
[0027]圖13A是表示在第一實(shí)施方式中對(duì)手術(shù)操作者所佩戴的3D眼鏡與3D監(jiān)視器之間的距離進(jìn)行檢測(cè)、顯示反映出與距離相應(yīng)的深度量校正值的3D觀察圖像的代表性的動(dòng)作的處理例的流程圖。
[0028]圖13B是表示具備距離測(cè)量單元的三維圖像系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)的圖。
[0029]圖14是表示圖13B的三維圖像系統(tǒng)的處理的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]以下，參照附圖來說明本發(fā)明的實(shí)施方式。
[0031](第一實(shí)施方式)
[0032]如圖1或圖2所示，本發(fā)明的第一實(shí)施方式的三維圖像系統(tǒng)I被針對(duì)橫躺在內(nèi)窺鏡檢查室或手術(shù)室內(nèi)的床2上的患者3(使用三維圖像系統(tǒng)I)的多個(gè)觀察者中的至少一人操作，其中，作為多個(gè)觀察者，例如是成為主體的進(jìn)行手術(shù)的執(zhí)刀醫(yī)生Da(以下是第一手術(shù)操作者)、輔助作為執(zhí)刀醫(yī)生Da的第一手術(shù)操作者進(jìn)行手術(shù)的助手醫(yī)生Db(以下是第二手術(shù)操作者)以及操作例如內(nèi)窺鏡的內(nèi)窺鏡醫(yī)生Dc(以下是第三手術(shù)操作者)。此外，圖1和圖2示出了 3個(gè)手術(shù)操作者的情況，但是本三維圖像系統(tǒng)I也能夠應(yīng)用于I個(gè)手術(shù)操作者或2個(gè)手術(shù)操作者的情況。圖2的(A)和圖2的(B)是示出從上方看到的第一手術(shù)操作者Da、第二手術(shù)操作者Db、第三手術(shù)操作者Dc在手術(shù)過程中位置變化、并且由于位置的變化而所觀察的監(jiān)視器變化的情形的不意圖。
[0033]三維圖像系統(tǒng)I具備:用于進(jìn)行立體觀察的立體內(nèi)窺鏡或三維內(nèi)窺鏡(簡(jiǎn)記為3D內(nèi)窺鏡)4;被配置在小車(或手推車)T的光源裝置5;生成左眼用的影像信號(hào)(或圖像信號(hào))的第一處理器6A;生成右眼用的影像信號(hào)(或圖像信號(hào))的第二處理器6B;作為圖像生成裝置的三維混合器(簡(jiǎn)記為3D混合器)7，其根據(jù)來自處理器6A的第一影像信號(hào)(或圖像信號(hào))和來自處理器6B的第二影像信號(hào)(或圖像信號(hào))生成立體(3D)觀察用的三維(3D)的影像信號(hào)(或圖像信號(hào))；第一監(jiān)視器8A，其顯示由3D混合器7生成的3D影像信號(hào)(或圖像信號(hào))；第二監(jiān)視器SB，其被安裝在支架St，顯示由3D混合器7生成的3D影像信號(hào)(或圖像信號(hào))；以及第一手術(shù)操作者Da?第三手術(shù)操作者Dc分別對(duì)第一監(jiān)視器8A或第二監(jiān)視器SB進(jìn)行立體觀察所使用的30眼鏡9六、98、9(:。
[0034]圖3表示構(gòu)成三維圖像系統(tǒng)I的內(nèi)窺鏡4等的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。內(nèi)窺鏡4具有插入到體內(nèi)的插入部11、設(shè)置在插入部11的后端(基端)且例如由第三手術(shù)操作者Dc把持的把持部12、從把持部12延伸出的光導(dǎo)件13以及信號(hào)線纜14，其中，光導(dǎo)件13的端部裝卸自如地與光源裝置5相連接。
[0035]光源裝置5具有產(chǎn)生白色的照明光的燈16、以及將照明光會(huì)聚后向光導(dǎo)件13的端部入射(供給)的聚光透鏡17。入射到光導(dǎo)件13的端部的照明光傳送到在插入部11內(nèi)貫穿的光導(dǎo)件13的前端側(cè)的端部，從光導(dǎo)件13的前端面射出照明光來照明體內(nèi)的患部等被攝體。
[0036]在插入部11的前端部以沿左右方向相距距離d的方式配置有用于形成被攝體的光學(xué)像的左眼用物鏡21a和右眼用物鏡21b，在各個(gè)成像位置配置有作為左眼用攝像元件的左眼用電荷耦合元件(簡(jiǎn)記為CCD)22a的攝像面、以及作為右眼用攝像元件的右眼用CCD 22b的攝像面。
[0037]CCD 22a、22b輸出對(duì)所形成的光學(xué)像進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換所得到的作為輸出信號(hào)的攝像信號(hào)。由左眼用物鏡21a和左眼用CCD 22a形成左眼用攝像部(左眼用攝像裝置)或左攝像部(左攝像裝置)23a，由右眼用物鏡21b和右眼用CCD 22b形成右眼用攝像部(右眼用攝像裝置)或右攝像部(左攝像裝置)23b。由具有上述距離d且視線方向不同的兩個(gè)攝像部23a、23b拍攝相同的被攝體后在顯示裝置監(jiān)視器顯示為3D觀察圖像，由此，對(duì)3D觀察圖像進(jìn)行觀察的(作為觀察者的)手術(shù)操作者能夠知覺立體感或深度感地對(duì)被攝體的各部進(jìn)行觀察。
[0038](XD 22a經(jīng)由在內(nèi)窺鏡4內(nèi)貫穿的信號(hào)線24a及其后端的信號(hào)連接器25a與第一處理器6A的信號(hào)連接器插座26a裝卸自如地連接，CXD 22b經(jīng)由在內(nèi)窺鏡4內(nèi)貫穿的信號(hào)線24b及其后端的信號(hào)連接器25b與第二處理器6B的信號(hào)連接器插座26b裝卸自如地連接。
[0039]第一處理器6A具有:影像生成部(或影像生成電路)27a，其根據(jù)由CCD22a生成的左眼用的攝像信號(hào)來生成左眼用的二維(2D)的影像信號(hào)(或圖像信號(hào))；影像輸出接口(影像輸出IF)28a，其輸出由影像生成部27a生成的2D影像信號(hào)；以及同步信號(hào)通信部(或同步信號(hào)通信電路)29a，其進(jìn)行生成影像信號(hào)(或圖像信號(hào))時(shí)的同步信號(hào)的通信。由影像生成部27a生成的左眼用的2D影像信號(hào)經(jīng)由影像輸出接口 28a而被輸出到3D混合器7。
[0040]同樣地，第二處理器6B具有:影像生成部(或影像生成電路)27b，其根據(jù)由CXD22b生成的右眼用的攝像信號(hào)來生成右眼用的二維(2D)的影像信號(hào)(或圖像信號(hào))；影像輸出接口(影像輸出IF)28b，其輸出由影像生成部27b生成的右眼用的2D影像信號(hào)；以及同步信號(hào)通信部(或同步信號(hào)通信電路)2%，其進(jìn)行生成影像信號(hào)(或圖像信號(hào))時(shí)的同步信號(hào)的通信。由影像生成部27b生成的右眼用的2D影像信號(hào)經(jīng)由影像輸出接口 28b而被輸出到3D混合器7。
[0041]從同步信號(hào)通信部29a、29b中的一方向另一方發(fā)送同步信號(hào)、被發(fā)送的另一方的同步信號(hào)通信部生成與被發(fā)送來的同步信號(hào)同步的同步信號(hào)。換句話說，兩個(gè)同步信號(hào)通信部29a、29b在進(jìn)行通信之后成為生成相同的同步信號(hào)的狀態(tài)，兩個(gè)影像生成部27a、27b成為與相同的同步信號(hào)同步地分別生成左眼用的2D影像信號(hào)和右眼用的2D影像信號(hào)的狀態(tài)。此外，也可以是影像生成部27a、27b分別包括影像輸出接口 28a、28b的結(jié)構(gòu)。
[0042]3D混合器7具有影像輸入接口(影像輸入IF)31a、31b，該影像輸入接口 3Ia被輸入由影像生成部27a生成的左眼用的2D影像信號(hào)，該影像輸入接口 31b被輸入由影像生成部27b生成的右眼用的2D影像信號(hào)，該3D混合器7還具有:3D影像生成部(或3D影像生成電路)32，其根據(jù)從影像輸入接口 31a輸入的左眼用的2D影像信號(hào)和從影像輸入接口 31b輸入的右眼用的2D影像信號(hào)來生成3D影像信號(hào)(或圖像信號(hào))；以及影像輸出接口(影像輸出IF)33，其將生成的3D影像信號(hào)(或圖像信號(hào))輸出到作為外部裝置的第一 3D監(jiān)視器8A和第二 3D監(jiān)視器8B。
[0043]3D影像生成部32例如將被輸入的兩個(gè)2D影像信號(hào)的周期壓縮為1/2倍而使顯示速率為2倍來生成第I幀具有左眼用的2D影像信號(hào)、第2幀具有右眼用的2D影像信號(hào)的3D影像信號(hào)。換句話說，3D影像生成部32也能夠稱為將左2D影像信號(hào)和右2D影像信號(hào)轉(zhuǎn)換為3D影像信號(hào)的2D/3D轉(zhuǎn)換部(或2D/3D轉(zhuǎn)換電路)。
[0044]第一3D監(jiān)視器8A具有:被輸入3D影像信號(hào)的影像輸入接口(影像輸入IF)41a;圖像處理部(或圖像處理電路)42a，其對(duì)根據(jù)被輸入的3D影像信號(hào)(圖像信號(hào))顯示在顯示部(或顯示設(shè)備)43a的3D觀察圖像(或3D觀察圖像)進(jìn)行與深度量校正值等圖像參數(shù)相應(yīng)的圖像處理;顯示部(或顯示設(shè)備)43a，其包括顯示所生成的3D觀察圖像的圖像信號(hào)的液晶顯示器等;操作部(操作設(shè)備)或操作輸入部(操作輸入設(shè)備)44a，其進(jìn)行圖像處理部42a的圖像處理參數(shù)的設(shè)定操作;控制部(或控制電路)45a，其進(jìn)行圖像處理部42a和顯示部43a的控制；以及RF發(fā)送接收部(或RF發(fā)送接收電路)46a，其與3D眼鏡之間進(jìn)行發(fā)送接收。
[0045]另外，RF發(fā)送接收部46a具備使電波進(jìn)行掃描來檢測(cè)3D眼鏡的掃描部(或掃描電路)46aa的功能，控制部45a進(jìn)行控制以使RF發(fā)送接