JP2001025035A - Stereoscopic viewing device and method for assembling, disassembling and using the same - Google Patents

Stereoscopic viewing device and method for assembling, disassembling and using the same

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JP2001025035A
JP2001025035A JP11192652A JP19265299A JP2001025035A JP 2001025035 A JP2001025035 A JP 2001025035A JP 11192652 A JP11192652 A JP 11192652A JP 19265299 A JP19265299 A JP 19265299A JP 2001025035 A JP2001025035 A JP 2001025035A
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JP
Japan
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stereoscopic
support
image pickup
narrow entrance
imaging
Prior art date
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JP11192652A
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Japanese (ja)
Inventor
Itsuki Kanamori
厳 金森
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Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a stereoscopic viewing device for improving brightness, a stereoscopic effect and resolution and realizing high quality optical performance like a microscope for surgery without enlarging a hole for inserting an endoscope. SOLUTION: This stereoscopic viewing device used in the case that an observing object space is present at the back of a narrow entrance and the assembling and the use method are provided. Plural image pickup devices 6 are respectively and successively inserted from the narrow entrance 3 to the observing object space, then a support 7 is inserted from the narrow entrance, and the plural image pickup devices 6 are almost parallelly arranged toward an observing object at a mounting mechanism 9 provided on the insertion tip of the support 7. Video signals from the image pickup devices 6 are taken out from the narrow entrance 3 and observed in a stereoscopic display device 16. When observation is ended, the support 7 and the image pickup devices 6 are detached, they are pulled out in the order of the support 7 and the respective image pickup devices 6 and the use is completed.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、立体視装置を利用
する観察及び観察物の処置に関するものであり、より具
体的には、医療分野においては、立体視内視鏡を利用し
た外科的処置に関するものであり、工業分野において
は、立体視内視鏡を利用した航空機エンジン内部等の修
復に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to observation using a stereoscopic device and treatment of an observation object. More specifically, in the medical field, surgical treatment using a stereoscopic endoscope is performed. In the industrial field, the present invention relates to repair of the interior of an aircraft engine using a stereoscopic endoscope.

【0002】[0002]

【従来の技術】医療分野においては、従来、立体視内視
鏡を利用して、外科的処置を行うものとして、特開平6
−30896号のものが知られている。
2. Description of the Related Art In the medical field, conventionally, surgical treatment using a stereoscopic endoscope is disclosed in
No. -30896 is known.

【0003】外科手術の際、患者負担をかけないことを
目的に、体にわずかな穴を開け内視鏡を挿入し、手術す
る方法が近年急速に普及し、今や開腹手術に取って代わ
り、常識になっている。
[0003] In recent years, a method of making a small hole in the body, inserting an endoscope, and performing an operation in order to reduce the burden on the patient during surgery has been rapidly spread, and has now replaced laparotomy. It has become common sense.

【0004】この外科手技に関してはいろいろなシステ
ムが開発され、単に内視鏡と処置具を駆使したものか
ら、ロボットと組み合わせ操作性を向上したもの、さら
に、計測等を兼ねたものが知られている。
A variety of systems have been developed for this surgical technique. Some of these techniques are not only those that make full use of an endoscope and a treatment tool, those that have improved operability in combination with a robot, and those that also have a measurement function. I have.

【0005】しかしながら、システムが高度になるにも
かかわらず、最も重要で手技の目となる内視鏡の光学性
能に進歩はなく、改善が望まれている。
[0005] However, despite the sophistication of the system, there has been no progress in the optical performance of endoscopes, which are the most important and the eyes of the procedure, and improvements are desired.

【0006】具体的には、体に開ける穴は10mm程度
であり、小さければ小さい程よいとされる。通常、用い
られる光学系は5〜8mm程度となり、明るさが足りな
い、立体感が足りない、解像力が足りない、といった問
題点がある。何れの問題点も光学系の外径を大きく取れ
ないことに起因するもので、従来の立体視内視鏡では限
界であった。
Specifically, the hole to be drilled in the body is about 10 mm, and it is considered that the smaller the hole, the better. Usually, the used optical system is about 5 to 8 mm, and there are problems such as lack of brightness, lack of three-dimensional effect, and lack of resolution. Each of these problems is caused by the fact that the outer diameter of the optical system cannot be made large, and has been a limit in the conventional stereoscopic endoscope.

【0007】したがって、手技を行う医者からは、脳神
経外科で使われている手術用顕微鏡のような高品位な光
学性能を望む声が多く聞かれる。ところが、手術用顕微
鏡で手術をする場合、体に大きな穴を開けなければなら
ず、そのまま用いることは不可能である。
[0007] Therefore, many doctors who perform procedures often request high-quality optical performance such as a surgical microscope used in neurosurgery. However, when performing an operation with a surgical microscope, a large hole must be made in the body, and it is impossible to use the same as it is.

【0008】工業分野においては、航空機エンジン内部
の検査・修復の際、分解すると時間と費用がかかるた
め、予め、検査・修復のために設けられた専用穴から内
視鏡を挿入して効率を上げている。専用穴は、飛行時、
内部に異物が入り込まないように大きくはできない。
In the industrial field, it takes time and money to disassemble and inspect the interior of an aircraft engine when inspecting and repairing the engine. Therefore, an endoscope is inserted in advance through a dedicated hole provided for inspection and repair to improve efficiency. Raising. The dedicated hole, when flying,
It cannot be made large so that foreign matter does not enter inside.

【0009】したがって、上記医療分野と同様に明るさ
が足りない、立体感が足りない、解像力が足りない、と
いった問題点がある。
[0009] Therefore, as in the medical field, there are problems such as insufficient brightness, lack of three-dimensional effect, and insufficient resolution.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】本発明は従来技術のこ
のような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的
は、内視鏡の挿入のための穴を大きくせずに、明るさ・
立体感・解像力を向上させ、手術用顕微鏡のような高品
位な光学性能を実現した立体視装置を提供することであ
る。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such problems of the prior art, and has as its object to increase the brightness without increasing the size of the hole for inserting the endoscope.・
An object of the present invention is to provide a stereoscopic device which improves a stereoscopic effect and resolution and realizes high-quality optical performance such as a surgical microscope.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明は、高品位な立体視画像を得るための立体視装置及び
その組み立て・分解並びに使用方法である。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention, which achieves the above object, is a stereoscopic apparatus for obtaining a high-quality stereoscopic image and a method of assembling / disassembling and using the apparatus.

【0012】1.装置の全体構成について説明する:人
間の目のように、右目・左目に相当する2つの撮像装置
とこれを支える支柱とからなり、支柱の観察物先端にそ
の撮像装置を配置する。配置は、観察物に向けて略平行
か、若干内向になるようにするとよい。この内向の角度
を内向角と呼ぶ。
1. The overall configuration of the device will be described: like the human eye, it is composed of two imaging devices corresponding to the right eye and the left eye and a supporting column, and the imaging device is arranged at the tip of the observation object of the supporting column. The arrangement should be substantially parallel or slightly inward toward the observation object. This inward angle is called the inward angle.

【0013】撮像装置は、2つ、あるいは、同時に違う
観察物が立体視できるように4、6、8・・・等の偶数
個としてもよい。撮像装置は、2つ、あるいは、2つの
中1つを同時に用意された別の撮像装置と組み合わせ、
内向角(立体感)が切り換えられるようにしてもよく、
この場合、撮像装置は合計3、5、7等の奇数個とな
る。
The number of image pickup devices may be two or an even number such as 4, 6, 8,. The imaging device combines two or one of the two with another imaging device prepared at the same time,
The inward angle (three-dimensional appearance) may be switched,
In this case, the number of imaging devices is an odd number such as 3, 5, 7, or the like.

【0014】撮像装置は、光学系とCCD等の光電変換
素子とからなり、ここからの映像信号は、信号処理回路
を通して立体視専用モニターによって立体視が可能にな
る。映像信号の取り出し方は、電線を用いて信号処理回
路に送る方法や、撮像装置側の送信機構と信号処理回路
側の受信機構によりワイヤレスで送ってもよい。
The image pickup device comprises an optical system and a photoelectric conversion element such as a CCD, and a video signal from the image pickup device can be stereoscopically viewed by a monitor dedicated to stereoscopic vision through a signal processing circuit. The method of extracting the video signal may be a method of sending the signal to a signal processing circuit using an electric wire, or a method of transmitting the image signal wirelessly using a transmitting mechanism on the imaging device side and a receiving mechanism on the signal processing circuit side.

【0015】立体視専用モニターは、そのまま裸眼で立
体に見えるタイプや、観察者が専用メガネをかけてモニ
ターを見るタイプ、さらには、メガネ自身にモニターが
内蔵されたタイプ等、さまざまなタイプが市販されてお
り、それを用いることができる。
There are various types of commercially available monitors for stereoscopic viewing, such as a type that can be viewed as it is with the naked eye, a type in which an observer looks at the monitor with special glasses, and a type in which a monitor is built into the glasses themselves. And it can be used.

【0016】医療分野の場合、支柱をトラカールと兼用
すると、手技がやり易いので好ましい。
In the medical field, it is preferable to use the strut as a trocar because the procedure is easy.

【0017】(1−1)撮像装置は、支柱に対して着脱
自在であることが望ましい。
(1-1) It is desirable that the imaging device is detachable from the support.

【0018】発明が解決しようとする課題の項で述べた
通り、本立体視装置を内視鏡として用いる場合、体やエ
ンジンに設ける挿入用の穴は小さければ小さい程よく、
撮像装置自身は小さくとも、支柱に装着した状態では大
きすぎて小さな穴には挿入ができない。したがって、挿
入時は撮像装置と支柱は離脱されており、挿入後に装着
できることが望ましい。
As described in the section of the problem to be solved by the invention, when the present stereoscopic device is used as an endoscope, the smaller the insertion hole provided in the body or the engine, the better.
Even if the imaging device itself is small, it cannot be inserted into a small hole because it is too large when mounted on a column. Therefore, at the time of insertion, the imaging device and the support are detached, and it is desirable that they can be attached after insertion.

【0019】着脱方法は、撮像装置と支柱のそれぞれに
設けられた、磁石による磁力を利用したり、凹凸形状部
の組み合わせを利用すると、手が届かない空間での着脱
が容易にできるので好ましい。
It is preferable to use a magnetic force by a magnet or a combination of concave and convex portions provided on each of the image pickup device and the support column, because it is easy to attach and detach in an inaccessible space.

【0020】2.撮像装置の詳細について説明する:撮
像装置の配置は、次の条件を満足することが望ましい。
2. The details of the imaging device will be described: It is desirable that the arrangement of the imaging device satisfies the following conditions.

【0021】(1) 0.02<L/D<0.4 ただし、Lは少なくとも2つの撮像装置の最も観察物側
の端面での光軸間の距離(mm)、Dは少なくとも2つ
の撮像装置の光軸をそれぞれ観察物に延長し、少なくと
も2つの光軸と観察物とが1点で交わる時、この1点と
撮像装置の最も観察物側の端面との距離(mm)、を示
している。
(1) 0.02 <L / D <0.4 where L is the distance (mm) between the optical axes at the end faces of the at least two imaging devices closest to the object, and D is at least two imaging devices. When the optical axes of the devices are respectively extended to the object to be observed, and when at least two optical axes intersect with the object at one point, the distance (mm) between this one point and the end face of the imaging device closest to the object to be observed is shown. ing.

【0022】条件式(1)は、立体観察に最適な撮像装
置の配置条件を示している。L/Dが0.02より小さ
くなると、撮像装置同士の内向角が1.1°以下となり
立体感が得られない。L/Dが0.4より大きくなる
と、撮像装置同士の内向角が24°以上となり、立体感
が大きすぎる。何れの場合も観察者が違和感を感じ、長
時間観察を続けると疲労が激しくなるので好ましくな
い。
Conditional expression (1) shows the optimal arrangement condition of the imaging device for stereoscopic observation. If L / D is less than 0.02, the inward angle between the imaging devices is 1.1 ° or less, and a three-dimensional effect cannot be obtained. When L / D is larger than 0.4, the inward angle between the imaging devices becomes 24 ° or more, and the stereoscopic effect is too large. In either case, the observer feels uncomfortable, and if observation is continued for a long time, fatigue becomes severe, which is not preferable.

【0023】立体感と疲労の程度には相関があるので、
予想される観察時間に応じてL/Dを適時選択する必要
がある。
Since there is a correlation between the three-dimensional effect and the degree of fatigue,
It is necessary to appropriately select L / D according to the expected observation time.

【0024】この立体感と疲労の程度の相関について、 立体感:ない → ある L/D:0.02 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 内向角:1.15°2.87°5.74°8.63° 11.54° 14.48° 17.46° 20.49° 23.58° 疲 労:大きい ← 少ない → 大きい 観察 時間:短い → 長い ← 短い のような相関がある。Regarding the correlation between the three-dimensional effect and the degree of fatigue, three-dimensional effect: no → L / D: 0.02 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 Inward angle: 1.15 ° 2.87 ° 5.74 ° 8.63 ° 11.54 ° 14.48 ° 17.46 ° 20.49 ° 23.58 ° Fatigue: large ← small → large Observation time: short → long ← short

【0025】よって、条件式(1)の範囲は、予想され
る観察時間に応じて、短時間の場合は、 0.02<L/D<0.1あるいは 0.15<L/D
<0.4 長時間の場合は、 0.1=L/Dあるいは 0.05<L/D<0.15 となる範囲で立体観察がし易い条件に設定するとよい。
Therefore, the range of the conditional expression (1) is 0.02 <L / D <0.1 or 0.15 <L / D in a short time, depending on the expected observation time.
In the case of <0.4 long time, it is preferable to set a condition that facilitates stereoscopic observation within a range of 0.1 = L / D or 0.05 <L / D <0.15.

【0026】(2−1)撮像装置の光学系は、次の条件
を満足することが望ましい。
(2-1) It is desirable that the optical system of the imaging apparatus satisfies the following conditions.

【0027】(2) 0.50<I/F<1.70 ただし、Iは撮像装置の撮像面上の最も大きい対角線長
(mm)、Fは撮像装置に用いられる光学系全系の焦点
距離(mm)、を示している。
(2) 0.50 <I / F <1.70 where I is the largest diagonal length (mm) on the imaging surface of the imaging device, and F is the focal length of the entire optical system used in the imaging device. (Mm).

【0028】条件式(2)は、立体観察に最適な光学系
の視野角の条件を示している。I/Fが0.5より小さ
いと、視野範囲が狭く、処置がうまくいかない。I/F
が1.7より大きいと、視野範囲が広く、処置がうまく
いかない。
Conditional expression (2) shows the condition of the viewing angle of the optical system that is optimal for stereoscopic observation. If the I / F is smaller than 0.5, the visual field range is narrow, and the treatment is not successful. I / F
Is larger than 1.7, the visual field range is wide and the treatment is not successful.

【0029】一般的に、歪曲収差(ディストーション)
が少ない光学系は、I/2=Ftanθの関係で表され
る。ここで、θは視野角の2分の1を意味している。こ
こで、I/Fはθと比例関係にあるので、I/Fはθと
読み替えることができる。I/F又はθが小さすぎる
と、観察範囲が狭く、処置範囲の全体が見渡せず、作業
がし難い。I/F又はθは大きすぎると、遠近感(パー
スペクティブ)が大きくなり、遠点の観察倍率が急激に
小さくなり、遠近感がつかめず作業がし難い。また、画
面周辺の歪曲収差が大きくなり、立体視の融像がうまく
いかずやはり作業がし難い。
Generally, distortion (distortion)
The optical system with less is expressed by the relationship of I / 2 = Ftan θ. Here, θ means a half of the viewing angle. Here, since the I / F is proportional to θ, the I / F can be read as θ. If the I / F or θ is too small, the observation range is narrow, the entire treatment range cannot be overlooked, and the operation is difficult. If the I / F or θ is too large, the perspective (perspective) increases, the observation magnification at the far point decreases rapidly, and it is difficult to work because the perspective cannot be grasped. In addition, the distortion around the screen becomes large, and the fusion of stereoscopic vision does not work well, so that it is difficult to work.

【0030】I/2=Ftanθを用いてI/Fとθの
具体的な関係を説明する。
The specific relationship between I / F and θ will be described using I / 2 = Ftan θ.

【0031】本発明は、内視鏡として使用する場合、挿
入のための穴を大きくできないから、撮像装置に用いる
CCD等の大きさは、小型の1インチ以下のものが好ま
しい。1インチ以下のいくつかのサイズとI/Fとθの
関係は、 インチ I(mm) F(mm) I/F(mm) θ(°) 1 16 32 0.5 14 9.4 1.7 40.4 2/3 11 22 0.5 14 6.47 1.7 40.4 1/2 8 16 0.5 14 4.7 1.7 40.4 1/3 6 12 0.5 14 3.53 1.7 40.4 1/4 4 8 0.5 14 2.35 1.7 40.4 1/6 3.3 6.6 0.5 14 1.94 1.7 40.4 となるので、0.50<I/F<1.70は、14°<
θ<40.4°としてもよい。
In the present invention, when used as an endoscope, a hole for insertion cannot be made large. Therefore, the size of a CCD or the like used in an image pickup device is preferably a small size of 1 inch or less. The relationship between I / F and θ for some sizes of 1 inch or less is as follows: inch I (mm) F (mm) I / F (mm) θ (°) 1 16 32 0.5 14 9.4 1.7 40.4 2/3 11 22 0.5 14 6.47 1.7 40.4 1/2 8 16 0.5 14 4.7 1.7 40.4 1/3 6 12 0.5 14 3. 53 1.7 40.4 1/4 4 80.5 14 2.35 1.7 40.4 1/6 3.3 6.6 0.514 1.94 1.7 40.4 , 0.50 <I / F <1.70 is 14 ° <
θ <40.4 ° may be set.

【0032】また、人間の目が常に立体視できる視野角
はおよそ60°と言われているので、θを30°(60
°/2)とすると、I/Fは1.15となる。よって、
条件式(2)は、 0.90<I/F<1.30 とすると、より自然な立体感が常に得られるので好まし
い。
It is said that the viewing angle at which the human eye can always stereoscopically view is about 60 °, so that θ is 30 ° (60 °).
(° / 2), the I / F is 1.15. Therefore,
Conditional expression (2) is preferably 0.90 <I / F <1.30 because a more natural three-dimensional effect is always obtained.

【0033】CCD等の素子のサイズにより、全系の焦
点距離Fを適時選択する範囲は、上記から、 1インチの場合 9.4<F<32 1/2インチの場合 4.7<F<16 等の条件式として読み取れる。
The range in which the focal length F of the entire system is appropriately selected depending on the size of the element such as a CCD is as follows from the above, 9.4 <F <32 for 1/2 inch, 4.7 <F <for 1 1/2 inch. It can be read as a conditional expression such as 16.

【0034】(2−2)撮像装置の光学系は、次の条件
を満足することが望ましい。
(2-2) It is desirable that the optical system of the image pickup apparatus satisfies the following conditions.

【0035】(3) 0.5<FN<8.0 ただし、FNは撮像装置に用いられる光学系の固定又は
可変絞りの明るさ値、を示している。
(3) 0.5 <FN <8.0 Here, FN indicates a brightness value of a fixed or variable aperture of an optical system used in the image pickup apparatus.

【0036】条件式(3)は、本発明の立体観察に最適
な光学系の明るさを示している。FNは、いわゆる写真
レンズ等に使われているFno.(エフナンバー)の定
義と同じである。
Conditional expression (3) indicates the optimal brightness of the optical system for stereoscopic observation according to the present invention. FN is used in Fno. (F number) is the same as the definition.

【0037】従来の内視鏡による立体観察は、外径の制
約があったため、個々の光学系のレンズ外径は大きくで
きず、よって明るさを明るくすることはできなかった。
本発明は、個々の撮像装置を大きくすることができるの
で、明るさを十分明るくすることができる。
In conventional three-dimensional observation using an endoscope, the outer diameter of each optical system cannot be increased due to restrictions on the outer diameter, and thus the brightness cannot be increased.
According to the present invention, since the size of each imaging device can be increased, the brightness can be sufficiently increased.

【0038】FNが0.5より小さくなると、光学系の
外径が大きくなり、撮像装置の外径を必要以上に大きく
しなければならないので好ましくない。また、球面収差
等の諸収差補正が難しくなり、光学系のレンズ枚数が増
加したり、非球面レンズを用いなければならず、コスト
が高くなり好ましくない。FNが8.0より大きくなる
と、暗くなるので好ましくない。
If the FN is smaller than 0.5, the outer diameter of the optical system becomes larger, and the outer diameter of the image pickup device must be made larger than necessary. Further, it becomes difficult to correct various aberrations such as spherical aberration, the number of lenses in the optical system increases, and an aspherical lens must be used, which is not preferable because the cost increases. When the FN is larger than 8.0, it becomes dark, which is not preferable.

【0039】また、撮像装置の外径に余裕がある場合
は、明るさ絞りを駆動する構造を光学系の周りに配置し
て、FNを0.5から8.0の間で可変にすると、観察
物の照明状態や反射率によってばらつく観察像の明るさ
を一定に保てるので好ましい。可変にする手段として
は、絞り羽根をモーターやバネ・バイメタル・圧電素子
等で動かすようにするとよい。あるいは、フォトクロミ
ック素子やエレクトロクロミック素子・液晶等を用いて
絞りの手段としてもよい。
If the outer diameter of the imaging device has a margin, a structure for driving the aperture stop is arranged around the optical system, and the FN is made variable between 0.5 and 8.0. This is preferable because the brightness of an observation image that varies depending on the illumination state and reflectance of the observation object can be kept constant. As a means for making the aperture variable, it is preferable to move the aperture blade with a motor, a spring, a bimetal, a piezoelectric element, or the like. Alternatively, a stop means may be used by using a photochromic element, an electrochromic element, a liquid crystal, or the like.

【0040】明るさ絞りは、撮像装置からの出力映像信
号によって明るさを検知し、明るすぎる場合は絞り、暗
すぎる場合は絞りを開けるように連動(オートアイリ
ス)させてもよい。
The brightness stop may be linked (auto iris) such that the brightness is detected based on an output video signal from the image pickup apparatus, and the stop is opened when the image is too bright, and the stop is opened when the image is too dark.

【0041】なお、可変の範囲は、上記(3)式の他、 明るい仕様の場合は、 1.2<FN<5.6 暗い仕様の場合は、 4.0<FN<8.0 明るさが安定している場合は、3.0<FN<6.0 とすると好ましい。The variable range is, in addition to the above equation (3), 1.2 <FN <5.6 in the case of a bright specification, and 4.0 <FN <8.0 in the case of a dark specification. Is stable, it is preferable that 3.0 <FN <6.0.

【0042】3.照明系について説明する:本発明によ
れば、支柱の内部に観察物を照明するための照明装置を
設けている。
3. Illumination system will be described: According to the present invention, an illumination device for illuminating an observation object is provided inside a column.

【0043】発明が解決しようとする課題の項で述べた
通り、本立体視装置を内視鏡として用いる場合、体やエ
ンジンに大きな穴や多数の穴は開けられないので、照明
装置は支柱と一体型で設けることが望ましい。また、外
科手術の場合、内視鏡の挿入穴の他に、処置用の挿入穴
を2〜3個所開けることがあり、この穴を利用して照明
することが考えられるが、処置用の穴であるから、処置
具を入れる穴がなくなり好ましくない。しかも、処置用
の穴は内視鏡の視野に向かって横方向に開けられるの
で、ここから照明すると、処置具の影が内視鏡の視野内
にできたり、臓器の谷の部分が照明されないので好まし
くない。
As described in the section of the problem to be solved by the invention, when the stereoscopic device is used as an endoscope, a large hole or a large number of holes cannot be formed in a body or an engine. It is desirable to provide an integral type. In addition, in the case of a surgical operation, in addition to the insertion hole of the endoscope, two or three insertion holes for treatment may be formed, and it is conceivable to illuminate using this hole. Therefore, there is no hole for inserting the treatment tool, which is not preferable. In addition, since the treatment hole is formed in the lateral direction toward the field of view of the endoscope, if it is illuminated from here, a shadow of the treatment tool can be formed in the field of view of the endoscope, and the valley of the organ is not illuminated. It is not preferable.

【0044】これに対して、支柱方向からの照明は、臓
器の正面から照明できるので、影がなく、谷の部分まで
ムラなく照明できるので好ましい。
On the other hand, the illumination from the direction of the support column is preferable because it can be illuminated from the front of the organ, so that there is no shadow and the valley can be evenly illuminated.

【0045】(3−1)照明装置は、支柱の最も観察物
側の端面付近に設けられた発光素子からなっている。
(3-1) The illuminating device comprises a light-emitting element provided near the end face of the column closest to the observation object.

【0046】発光素子は、例えば小型のハロゲンランプ
や発光ダイオード等が考えられる。このような発光素子
を観察物側の端面付近に設けることで、観察物を直接照
明できるので、照明光量の無駄がなく、効率良く照明す
ることができる。また、直接照明することで、光源と観
察物の間に長い伝送系が入らないので、伝送系による光
量の無駄はもちろん演色性の劣化がない。
As the light emitting element, for example, a small halogen lamp or light emitting diode can be considered. By providing such a light emitting element near the end surface on the observation object side, the observation object can be directly illuminated, so that the illumination light amount can be efficiently illuminated without waste. In addition, direct illumination prevents a long transmission system from entering between the light source and the observation object, so that there is no waste of light amount due to the transmission system, and there is no deterioration in color rendering.

【0047】(3−2)照明装置は、光源ランプとラン
プ光を収束するための集光光学系と、収束光を支柱の最
も観察物側端面に伝送するためのライトガイドとからな
っている。
(3-2) The illuminating device comprises a light source lamp, a condensing optical system for converging the lamp light, and a light guide for transmitting the converged light to the end face of the column closest to the object to be observed. .

【0048】光源ランプは、ハロゲンランプ・キセノン
ランプ・メタルハライドランプ等を用いる。集光光学系
は、光源ランプを挟んで、ライトガイドとは反対側に設
けられた反射鏡によって光をライトガイドに収束させる
タイプや、光源とライトガイドの間に少なくとも1枚の
正のパワーを持ったレンズを含む屈折光学系によって光
をライトガイドに収束させるタイプが集光効率が良い。
また、両者を組み合わせて用いると、集光効率がなお良
い。
As the light source lamp, a halogen lamp, a xenon lamp, a metal halide lamp or the like is used. The condensing optical system is of a type in which light is converged on the light guide by a reflector provided on the side opposite to the light guide with the light source lamp interposed, or at least one positive power is provided between the light source and the light guide. A type in which light is converged on a light guide by a refracting optical system including a held lens has good light collection efficiency.
When both are used in combination, the light collection efficiency is further improved.

【0049】ライトガイドは、細い光ファイバーを数千
本〜数万本束ねたものや、プラスチック・ゴム・筒に液
体を入れたもの等が曲がりに強いので好ましい。また、
ライトガイドは、外径1mmから10mm程度、長さ数
メートルとすると内視鏡として好ましい。工業用の長さ
は、大きなエンジンを対象とするので長めの5〜20m
程度が好ましく、医療用の長さは、手術室内部なので、
1〜5m程度が好ましい。また、最近は、手術室内部を
すっきりさせるために、光源を室外に配置する場合があ
り、この時は長めの5〜20mが好ましい。
The light guide is preferably made of a bundle of thousands to tens of thousands of thin optical fibers, or a liquid guide filled with plastic, rubber, or a cylinder, since it is resistant to bending. Also,
A light guide having an outer diameter of about 1 mm to 10 mm and a length of several meters is preferable as an endoscope. The industrial length is 5-20m, which is longer for large engines
Degree is preferable, and the length for medical use is inside the operating room.
About 1 to 5 m is preferable. Also, recently, there is a case where a light source is disposed outside the room in order to make the inside of the operating room clear, and in this case, a longer length of 5 to 20 m is preferable.

【0050】(3−3)照明装置は、照明範囲を調節で
きるように、支柱の最も観察物側の端面付近に焦点距離
可変又は固定の照明レンズを設けている。
(3-3) The illumination device is provided with a variable focal length or fixed illumination lens near the end face closest to the object to be observed so that the illumination range can be adjusted.

【0051】照明レンズによって視野範囲に合わせた最
適な配光とすることができ、視野の周辺まで明るく観察
することができる。視野角が可変の場合、これに合わせ
て照明レンズ系の焦点距離を可変にすると、明るさムラ
のない常に良好な観察像が得られるので好ましい。
The light distribution can be optimized according to the range of the visual field by the illumination lens, so that the periphery of the visual field can be observed brightly. In the case where the viewing angle is variable, it is preferable to change the focal length of the illumination lens system in accordance with the variable viewing angle because a favorable observation image without brightness unevenness can always be obtained.

【0052】照明レンズは、凹レンズによるものが簡単
に配光を広くできるので好ましい。また、凸レンズによ
るもの、さらに凹レンズ・凸レンズ両者を組み合わせた
ものは、配光をより自由に選択できるので好ましい。
The illumination lens is preferably a concave lens because the light distribution can be easily widened. Further, a lens using a convex lens, and a lens combining both a concave lens and a convex lens are preferable because light distribution can be selected more freely.

【0053】また、撮像装置と観察物の距離Dの変化に
応じて、一定の内向角が得られるように、L(少なくと
も2つの撮像装置の最も観察物側の端面での光軸間の距
離)を随時調整することが望ましく、それに連動して照
明系の明るさが一定になるように変えられるとよい。撮
像装置の内向角の変化に連動して、照明範囲が一定にな
るように変えられるとよい。また、撮像装置の視野角の
変化に連動して、視野の周辺まで照明されるように照明
範囲を変えられるとよい。
In order to obtain a constant inward angle in accordance with the change in the distance D between the imaging device and the observation object, L (the distance between the optical axes at the end faces of the at least two imaging devices closest to the observation object). ) Is preferably adjusted at any time, and the brightness of the illumination system may be changed so as to be constant in conjunction therewith. It is preferable that the illumination range be changed so as to be constant in accordance with the change in the inward angle of the imaging device. Further, it is preferable that the illumination range can be changed so that the periphery of the visual field is illuminated in conjunction with the change in the viewing angle of the imaging device.

【0054】4.組み立て方法について説明する:本発
明は、観察物空間が狭い入り口の奥に存在するような場
合に用いる立体視装置の挿入組み立て方法であって、第
1の撮像装置を狭い入り口から観察物空間にガイドを用
いて挿入し、第2の撮像装置を狭い入り口から観察物空
間にガイドを用いて挿入し、支柱を狭い入り口から挿入
し、支柱の挿入先端に設けられた装着機構に前記ガイド
を用いて第1及び第2の撮像装置を装着することを特徴
とする立体視装置の挿入組み立て方法である。
4. Described below is an assembling method: The present invention is a method of inserting and assembling a stereoscopic device used when an observation object space exists behind a narrow entrance, wherein the first imaging device is moved from the narrow entrance to the observation object space. Insert using a guide, insert the second imaging device from the narrow entrance into the observation object space using the guide, insert the support from the narrow entrance, and use the guide for the mounting mechanism provided at the insertion tip of the support. And mounting the first and second image pickup devices.

【0055】第1の撮像装置を狭い入り口から観察物空
間に撮像装置よりも外径が細いガイドを用いて挿入し、
撮像装置が観察物空間内に落ちて行方不明にならないよ
うに、ガイドを手元で保持しておく。
The first imaging device is inserted into the observation object space from the narrow entrance using a guide having a smaller outer diameter than the imaging device,
The guide is held at hand so that the imaging device does not fall into the observation object space and go missing.

【0056】次に、第2の撮像装置も同様に挿入しガイ
ドを保持しておく。
Next, the second imaging device is similarly inserted and holds the guide.

【0057】次いで、支柱を挿入し、支柱を頼りにガイ
ドを固定すると共に、支柱の挿入先端に設けられた装着
機構に第1及び第2の撮像装置を装着する。これにて観
察物空間内に立体視装置が完成する。
Next, the support is inserted, the guide is fixed by relying on the support, and the first and second imaging devices are mounted on the mounting mechanism provided at the insertion end of the support. Thus, a stereoscopic device is completed in the observation object space.

【0058】この組み立て方法においては、撮像装置と
支柱とをばらばらに挿入し、観察物空間内で組み立てる
ことにより、組み立て後は大きくなる装置が小さな挿入
用の穴から挿入することができる。
In this assembling method, by inserting the imaging device and the support column separately and assembling them in the observation object space, a device which becomes large after the assembly can be inserted from a small insertion hole.

【0059】(4−1)ガイドは撮像装置を駆動させる
ための電源配線を兼ねている。
(4-1) The guide also serves as a power supply wiring for driving the imaging device.

【0060】ガイドと配線を分離すると太くなるので、
両者を共有するようにすると、挿入用の穴を有効に利用
できるので好ましい。
When the guide and the wiring are separated, the thickness increases.
It is preferable to share both of them because the hole for insertion can be used effectively.

【0061】(4−2)ガイドは撮像装置からの映像信
号を取り出すための信号配線を兼ねている。
(4-2) The guide also serves as a signal wiring for extracting a video signal from the image pickup device.

【0062】ガイドと配線を分離すると太くなるので、
両者を共有するようにすると、挿入用の穴を有効に利用
できるので好ましい。
When the guide and the wiring are separated, the thickness increases.
It is preferable to share both of them because the hole for insertion can be used effectively.

【0063】5.分解方法について説明する:本発明
は、観察物空間が狭い入り口の奥に存在するような場合
に用いる立体視装置の分解取り出し方法であって、支柱
の挿入先端に設けられた離脱機構と、この離脱機構と連
動する挿入先端とは反対側に設けられた離脱操作機構と
を操作することにより、第1及び第2の撮像装置を支柱
から離脱させ、支柱を狭い入り口から抜き出し、第1及
び第2の撮像装置を狭い入り口からガイドを用いてそれ
ぞれ順次取り出すことを特徴とする立体視装置の分解取
り出し方法である。
5. The disassembly method will be described. The present invention relates to a disassembly and removal method of a stereoscopic device used when an observation object space exists behind a narrow entrance, and a detachment mechanism provided at an insertion tip of a support, By operating the detachment operation mechanism provided on the opposite side to the insertion tip interlocking with the detachment mechanism, the first and second imaging devices are detached from the support, the support is pulled out from the narrow entrance, and the first and second imaging devices are removed. This is a method for disassembling and extracting a stereoscopic device, wherein the two imaging devices are sequentially taken out from a narrow entrance using a guide.

【0064】なお、万が一、挿入先端とは反対側に設け
られた離脱操作機構が故障して離脱ができなくなった緊
急時に備えて、挿入先端に設けられた離脱機構は、挿入
先端部分でも操作できるようになっている。挿入先端部
分の離脱機構を操作するには、例えば外科手術の場合、
挿入用の穴以外に開けられた、処置具用の穴から、観察
系を持った別の内視鏡にて近づき、離脱機構のスイッチ
を操作することで、離脱が可能となる。また、工業用も
同様である。
Incidentally, the emergency release mechanism provided at the insertion tip can also be operated at the insertion distal end portion in case of an emergency in which the detachment operation mechanism provided on the opposite side of the insertion distal end fails and cannot be released. It has become. To operate the detachment mechanism of the insertion tip portion, for example, in the case of surgery,
By approaching from a hole for a treatment tool other than the hole for insertion with another endoscope having an observation system and operating a switch of a detachment mechanism, detachment is possible. The same applies to industrial use.

【0065】(5−1)ガイドは撮像装置を駆動させる
ための電源配線を兼ねている。
(5-1) The guide also serves as a power supply wiring for driving the imaging device.

【0066】ガイドと配線を分離すると太くなるので、
両者を共有するようにすると、挿入用の穴を有効に利用
できるので好ましい。
When the guide and the wiring are separated, the thickness increases.
It is preferable to share both of them because the hole for insertion can be used effectively.

【0067】(5−2)ガイドは撮像装置からの映像信
号を取り出すための信号配線を兼ねている。
(5-2) The guide also serves as a signal wiring for extracting a video signal from the image pickup device.

【0068】ガイドと配線を分離すると太くなるので、
両者を共有するようにすると、挿入用の穴を有効に利用
できるので好ましい。
When the guide and the wiring are separated, the thickness increases.
It is preferable to share both of them because the hole for insertion can be used effectively.

【0069】6.使用方法について説明する:本発明
は、観察物空間が狭い入り口の奥に存在するような場合
に用いる立体視装置の使用方法であって、複数の撮像装
置を狭い入り口からそれぞれ順次観察物空間に挿入し、
次に狭い入り口から支柱を挿入し、支柱の挿入先端に設
けられた装着機構に複数の撮像装置を観察物に向けて略
平行に配置し、撮像装置からの映像信号を狭い入り口か
ら取り出し、立体表示装置にて観察し、観察が終了した
ら、支柱と撮像装置を離脱し、支柱、それぞれの撮像装
置の順に抜き出して使用を完了することを特徴とする立
体視装置の使用方法である。
6. The method of use will be described: The present invention is a method of using a stereoscopic device used when an observation object space exists behind a narrow entrance, and a plurality of imaging devices are sequentially placed in the observation object space from the narrow entrance. Insert
Next, a support is inserted from a narrow entrance, and a plurality of imaging devices are arranged in a mounting mechanism provided at the insertion end of the support so as to be substantially parallel to an object to be observed. This is a method for using a stereoscopic device, characterized in that observation is performed on a display device, and when the observation is completed, the support and the imaging device are detached, the support and each of the imaging devices are extracted in this order, and use is completed.

【0070】撮像装置と支柱とをばらばらに挿入し、観
察物空間内で組み立てて使用することにより、組み立て
後には大きな装置が小さな挿入用の穴から挿入して使用
できる。また、観察終了後は分解して抜き出すので、大
きな穴を開けずに使用することができる。
By inserting the imaging device and the support column separately and assembling them in the observation object space, a large device can be inserted and used from a small insertion hole after assembly. In addition, since it is disassembled and removed after the observation, it can be used without making a large hole.

【0071】[0071]

【発明の実施の形態】図1乃至図4を参照にして、本発
明の実施例を説明する。実施例は1つである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. There is one embodiment.

【0072】図1は、立体視装置を低侵襲外科手術用の
内視鏡として用いた場合の全体構成を示している。患者
の腹腔内にある臓器を観察・処置する場合、体1に数箇
所の穴2、3をあけ、処置具4と内視鏡5が挿入されて
いる。
FIG. 1 shows the entire configuration of a case where the stereoscopic device is used as an endoscope for minimally invasive surgery. When observing and treating an organ in the abdominal cavity of a patient, several holes 2 and 3 are drilled in the body 1 and a treatment tool 4 and an endoscope 5 are inserted.

【0073】内視鏡5は、2つの撮像装置6、6とトラ
カールを兼ねた支柱7からなっている。2つの撮像装置
6、6は、1つの穴3から順々に腹腔内に挿入される、
この時、挿入後腹腔内に落ちないように、ガイド8で吊
るしておく。このガイド8は電源補給用の配線と映像信
号出力用の配線を兼ねている。
The endoscope 5 is composed of two imaging devices 6, 6 and a column 7 which also serves as a trocar. The two imaging devices 6, 6 are inserted into the abdominal cavity sequentially from one hole 3,
At this time, it is suspended by the guide 8 so as not to fall into the abdominal cavity after insertion. The guide 8 also serves as a power supply wiring and a video signal output wiring.

【0074】支柱7を挿入し、ガイド8を支柱7に沿っ
て体外に引き出し、支柱7の先端の凹凸形状部からなる
着脱機構9によって撮像装置6、6を支柱7に装着す
る。撮像装置6、6の詳細は図2で説明する。
The support 7 is inserted, the guide 8 is pulled out of the body along the support 7, and the image pickup devices 6, 6 are mounted on the support 7 by the attachment / detachment mechanism 9 having the concave-convex portion at the tip of the support 7. Details of the imaging devices 6, 6 will be described with reference to FIG.

【0075】支柱7には、照明装置が内蔵されている。
照明は、光源ランプ10の光をランプ10に付属の反射
鏡11と凸レンズ12からなる集光光学系でライトガイ
ド13に入射させて行う。ライトガイド13の入射部分
は高熱になりライトガイド13の端面が焼けることがあ
るので、耐熱ガラスからなるロッド棒14が設けられて
いる。ライトガイド13によって照明光は支柱7の先端
部に伝送される。支柱先端部の照明装置の詳細は図3で
説明する。
The column 7 incorporates a lighting device.
Illumination is performed by causing light from a light source lamp 10 to enter a light guide 13 by a condensing optical system including a reflecting mirror 11 and a convex lens 12 attached to the lamp 10. Since the incident portion of the light guide 13 becomes high heat and the end face of the light guide 13 may be burned, the rod rod 14 made of heat-resistant glass is provided. The illumination light is transmitted to the tip of the column 7 by the light guide 13. Details of the lighting device at the end of the support will be described with reference to FIG.

【0076】撮像装置6、6からの映像信号は、立体視
プロセッサー15によって処理され、立体視モニター1
6に送られる。立体視モニター16は専用の偏光メガネ
17をかけることによって立体視が可能になる。モニタ
ー16とメガネ17の偏光が同期するように送信機と受
信機で制御している。このメガネ17によるモニター
は、外科手術の場合、手技の補助をする複数の助手が用
いるとよい。助手は動き回ることが多いので、このよう
なワイヤレスで軽く、周りが見渡せるものがよい。
The video signals from the imaging devices 6 and 6 are processed by the stereoscopic vision processor 15 and
Sent to 6. The stereoscopic monitor 16 can be stereoscopically viewed by wearing dedicated polarizing glasses 17. The transmitter and the receiver are controlled so that the polarizations of the monitor 16 and the glasses 17 are synchronized. The monitor using the glasses 17 may be used by a plurality of assistants for assisting the procedure in the case of a surgical operation. Since assistants often move around, it is good to have such a wireless light and light view.

【0077】立体視モニター16とは別に、立体視モニ
ターを内蔵したメガネ18は、そのままかけるだけで立
体視が可能になる。この方式は、手技を行う者が用いる
とよい。上を向いたりせずに患者に向かって処置具を操
作できるので、距離感や方向感覚がつかめるので手技が
やりやすい。特に、ロボテックサージェリーではこの距
離感と方向感覚が重要である。ロボテックサージェリー
についての詳細は図4で説明する。
In addition to the stereoscopic monitor 16, the glasses 18 with a built-in stereoscopic monitor enable stereoscopic viewing by simply wearing the glasses 18 as they are. This method may be used by those who perform the procedure. Since the treatment tool can be operated toward the patient without facing upward, the procedure can be performed easily because the sense of distance and sense of direction can be grasped. In particular, the sense of distance and sense of direction are important in Robotech Surgery. The details of Robotech Surgery will be described with reference to FIG.

【0078】処置が終了したら以下のように分解・取り
出す。支柱7の挿入先端に設けられた着脱機構9と連動
して、手元側に設けられた離脱操作機構19を操作する
ことにより支柱7と撮像装置6、6を分離する。
When the treatment is completed, the disassembly and removal are performed as follows. By operating the detachment operation mechanism 19 provided on the hand side in conjunction with the attachment / detachment mechanism 9 provided at the insertion tip of the support column 7, the support column 7 and the imaging devices 6 are separated.

【0079】支柱7を取り出し、さらに2つの撮像装置
6、6を順々に取り出し、挿入穴2、3を縫って手技を
完了する。
The support 7 is taken out, the two imaging devices 6, 6 are taken out one after another, and the insertion holes 2, 3 are sewn to complete the procedure.

【0080】図2は、撮像装置の詳細を示している。図
2(a)に示すように、支柱7に着脱機構9によって取
り付けられた3つの撮像装置61 、62 、63 の中、撮
像装置61 と62 によって立体視が可能である。撮像装
置61 と62 の光軸間距離はL=10mm、観察物Oと
の距離はD=100mmである。したがって、L/D=
0.1となり、内向角α=5.74°である。撮像装置
2 と撮像装置63 の信号を切り替えると、内向角を大
きくしたβとすることができる。これによって、より立
体感が欲しい時は便利である。撮像装置61 、62 、6
3 の内部は、図2(b)に示すように、撮像光学系21
とCCD撮像素子22とからなっている。撮像光学系2
1はレトロフォーカス構成となっており、F=4.7〜
16mmのズームレンズである。視野角に換算すると8
1°〜28°である。CCD撮像素子22は、1/2イ
ンチを用いている、撮像素子22上の最も大きい対角線
長はI=8mmである。よって、I/F=1.7〜0.
5となる。また、明るさは、FN=3〜8のオートアイ
リス23になっている。
FIG. 2 shows details of the imaging apparatus. As shown in FIG. 2A, among the three imaging devices 6 1 , 6 2 , and 6 3 attached to the column 7 by the attachment / detachment mechanism 9, stereoscopic viewing is possible with the imaging devices 6 1 and 6 2 . The distance between the optical axes of the imaging units 61 and 6 2 L = 10 mm, the distance between the observation object O is D = 100 mm. Therefore, L / D =
0.1, and the inward angle α = 5.74 °. Switching the signal of the image pickup device 6 2 and the imaging device 6 3 can be a β was increased inward angle. This is convenient when you want a more three-dimensional appearance. Imaging devices 6 1 , 6 2 , 6
As shown in FIG. 2B, the inside of 3 is an imaging optical system 21.
And a CCD imaging device 22. Imaging optical system 2
1 has a retrofocus configuration, and F = 4.7 to
This is a 16 mm zoom lens. 8 in view angle
1 ° to 28 °. The CCD image sensor 22 uses 1/2 inch. The largest diagonal length on the image sensor 22 is I = 8 mm. Therefore, I / F = 1.7-0.
It becomes 5. The brightness is the auto iris 23 of FN = 3 to 8.

【0081】図3は、照明装置の詳細を示している。支
柱7の内部に設けられた、観察物側から順に、照明レン
ズと発光体とからなっている。図3(a)に示したもの
は、凹レンズを固定した照明レンズ24と、白色LED
25とからなっている。その照明範囲はおよそ100°
である。図3(b)のものは、照明レンズ24は凹レン
ズと光軸方向に移動できる凸レンズとからからなってお
り、照明配光特性が連続的に変えられる可変ズームレン
ズ機構になっている。さらに、発光体として、ライトガ
イド26(図1のライトガイド13に相当)は、筒状に
液体を封入した液体ライトガイドを用いている。液体ラ
イトガイドのメリットは、光ファイバーを多数束ねたも
のに比べ、各ファイバー間の隙間がないので、パッキン
グフラクションがなく光量損失がなく効率が良い点であ
る。また、図3(b)の場合、ライトガイド26に連結
する光源は、300Wキセノンランプ27(図1の光源
ランプ10に相当)と、ランプ27に付属の反射鏡28
(図1の反射鏡11に相当)と凸レンズ29(図1の凸
レンズ12に相当)からなる集光光学系とからなってい
る。ライトガイド26は外径5mm、長さ3m、液体は
屈折率の高い油を用いている。この場合の照明範囲はお
よそ20°〜100°である。
FIG. 3 shows details of the lighting device. An illumination lens and a luminous body are provided in order from the observation object side provided inside the column 7. FIG. 3A shows an illumination lens 24 to which a concave lens is fixed, and a white LED.
25. Its illumination range is about 100 °
It is. In FIG. 3B, the illumination lens 24 includes a concave lens and a convex lens that can move in the optical axis direction, and is a variable zoom lens mechanism in which the illumination light distribution characteristics can be continuously changed. Further, as the light emitter, the light guide 26 (corresponding to the light guide 13 in FIG. 1) uses a liquid light guide in which liquid is sealed in a cylindrical shape. The merit of the liquid light guide is that there is no gap between the fibers, so that there is no packing fraction, there is no loss of light amount, and the efficiency is good, as compared with the case where many optical fibers are bundled. In the case of FIG. 3B, the light source connected to the light guide 26 includes a 300 W xenon lamp 27 (corresponding to the light source lamp 10 in FIG. 1) and a reflecting mirror 28 attached to the lamp 27.
(Corresponding to the reflecting mirror 11 in FIG. 1) and a condenser optical system including a convex lens 29 (corresponding to the convex lens 12 in FIG. 1). The light guide 26 has an outer diameter of 5 mm and a length of 3 m, and the liquid uses oil having a high refractive index. The illumination range in this case is approximately 20 ° to 100 °.

【0082】図4は、特開平6−30896号の図1に
開示されているロボテックサージェリー装置のシステム
図である。詳細は特開平6−30896号に譲るが、
4’はモニタ用ドライブ、6’はマニピュレータ、24
0はマニピュレータ、242はマニピュレータ装置もし
くはロボット、243はコンピュータ、244はドライ
ブ・モニタ・インタフェース、245は画像プロセッ
サ、246はグラフィック・アダプタ、247はモノス
コーピック・モニタ、248は端子、251は手動式ロ
ック・クランプ、253はスライド・モータ、254は
スライド装置、255は手動式ロック・クランプ、25
9はカメラ、260は第2の外科用装置、266はカメ
ラ先端、267は音声認識及び合成システム、268は
制御用スティック、269はタッチスクリーン、271
はステレオ表示システム、272はステレオスコーピッ
ク・モニタ、278はファイバースコープ・ケーブル、
277は光源であり、スライド装置254には、例えば
ビデオカメラ259及びファイバースコープ・ケーブル
278を介して光源277が接続されている。カメラ2
59のビデオ信号出力は、グラフィック・アダプタ24
6へ入力され、ここでコンピュータ243からのグラフ
ィック出力と自由に混合でき、モニタ247上に表示さ
れる。カメラのビデオ出力は、画像処理システム245
へも随意に入力されて、ここでカメラの画像を分析し、
外科用装置とカメラと解剖学的組織との相対的な位置情
報をコンピュータ243へ送信する。カメラのビデオ出
力は、また、ステレオ表示システム271へも随意に入
力できる。ここで、それぞれ異なる点で得られた2個以
上の画像から、解剖学的組織のステレオスコープ画像を
組立、ステレオスコーピック・モニタ272上に表示す
ることができるものである。
FIG. 4 is a system diagram of the robotic surgery device disclosed in FIG. 1 of JP-A-6-30896. Details are given to JP-A-6-30896,
4 'is a monitor drive, 6' is a manipulator, 24
0 is a manipulator, 242 is a manipulator device or robot, 243 is a computer, 244 is a drive monitor interface, 245 is an image processor, 246 is a graphics adapter, 247 is a monoscopic monitor, 247 is a terminal, and 251 is a manual type. Lock clamp, 253 is a slide motor, 254 is a slide device, 255 is a manual lock clamp, 25
9 is a camera, 260 is a second surgical device, 266 is a camera tip, 267 is a voice recognition and synthesis system, 268 is a control stick, 269 is a touch screen, 271
Is a stereo display system, 272 is a stereoscopic monitor, 278 is a fiberscope cable,
A light source 277 is connected to the slide device 254 via, for example, a video camera 259 and a fiberscope cable 278. Camera 2
The video signal output of the 59
6, where it can be freely mixed with the graphic output from the computer 243 and displayed on the monitor 247. The video output of the camera is connected to the image processing system 245.
Is also arbitrarily input, where the camera image is analyzed,
The relative position information of the surgical device, the camera, and the anatomy is transmitted to the computer 243. The video output of the camera can also optionally be input to the stereo display system 271. Here, a stereoscopic image of the anatomical tissue can be assembled from two or more images obtained at different points, and can be displayed on the stereoscopic monitor 272.

【0083】このようなロボテックサージェリー装置に
おいて、本立体装置を適用することができ、カメラ先端
266に、図2(a)のように、スライド装置254を
支柱7として着脱機構9を設け、偶数あるいは奇数の撮
像装置6を装着・離脱自在に取り付けるようにする。そ
の他は全く同じシステムを利用できる。
In such a robotic surgery device, the present three-dimensional device can be applied. As shown in FIG. 2A, a detachable mechanism 9 is provided at the camera tip 266 with the slide device 254 as a support 7 and an even number Alternatively, an odd number of image pickup devices 6 are attached so as to be attachable / detachable. Otherwise the exact same system can be used.

【0084】以上、本発明の立体視装置及びその組み立
て・分解並びに使用方法を実施例に基づいて説明してき
たが、本発明はこれら実施例に限定されず種々の変形が
可能である。
Although the stereoscopic apparatus of the present invention and the method of assembling / disassembling and using the same have been described based on the embodiments, the present invention is not limited to these embodiments and can be variously modified.

【0085】以上の本発明の立体視装置及びその組み立
て・分解並びに使用方法は例えば次にように構成するこ
とができる: 〔1〕 少なくとも2つの撮像装置と支柱とからなり、
支柱の観察物側先端に撮像装置を観察物に向けて略平行
に配置し、撮像装置からの映像信号を立体表示装置にて
観察することを特徴とする立体視装置。
The above-described stereoscopic device of the present invention and its assembling / disassembling and use method can be constituted, for example, as follows: [1] At least two image pickup devices and a support,
A stereoscopic device characterized in that an imaging device is arranged at a tip of a support on an observation object side in substantially parallel to an observation object, and a video signal from the imaging device is observed on a stereoscopic display device.

【0086】〔2〕 少なくとも2つの撮像装置は、支
柱に対して着脱自在であることを特徴とする上記1記載
の立体視装置。
[2] The stereoscopic apparatus according to the above item 1, wherein at least two image pickup devices are detachable from the support.

【0087】〔3〕 少なくとも2つの撮像装置は、次
の条件を満足することを特徴とする上記1記載の立体視
装置。
[3] The stereoscopic apparatus according to the above item 1, wherein at least two image pickup devices satisfy the following conditions.

【0088】(1) 0.02<L/D<0.4 ただし、Lは少なくとも2つの撮像装置の最も観察物側
の端面での光軸間の距離、Dは少なくとも2つの撮像装
置の光軸をそれぞれ観察物に延長し、少なくとも2つの
光軸と観察物とが1点で交わる時、この1点と撮像装置
の最も観察物側の端面との距離、を示している。
(1) 0.02 <L / D <0.4 where L is the distance between the optical axes at the end face of the at least two imaging devices closest to the object, and D is the light of at least two imaging devices. The axes are respectively extended to the observation object, and when at least two optical axes intersect with the observation object at one point, the distance between the one point and the end surface of the imaging apparatus closest to the observation object is shown.

【0089】〔4〕 少なくとも2つの撮像装置は、次
の条件を満足することを特徴とする上記3記載の立体視
装置。
[4] The stereoscopic device according to the above item 3, wherein at least two imaging devices satisfy the following conditions.

【0090】(2) 0.50<I/F<1.70 ただし、Iは撮像装置の撮像面上の最も大きい対角線
長、Fは撮像装置に用いられる光学系全系の焦点距離、
を示している。
(2) 0.50 <I / F <1.70 where I is the largest diagonal length on the imaging surface of the imaging device, F is the focal length of the entire optical system used in the imaging device,
Is shown.

【0091】〔5〕 少なくとも2つの撮像装置は、次
の条件を満足することを特徴とする上記3記載の立体視
装置。
[5] The stereoscopic device according to the above item 3, wherein at least two image pickup devices satisfy the following condition.

【0092】(3) 0.5<FN<8.0 ただし、FNは撮像装置に用いられる光学系の固定又は
可変絞りの明るさ値、を示している。
(3) 0.5 <FN <8.0 where FN indicates a brightness value of a fixed or variable aperture of an optical system used in the image pickup apparatus.

【0093】〔6〕 支柱の内部に観察物を照明するた
めの照明装置を設けたことを特徴とする上記1記載の立
体視装置。
[6] The stereoscopic apparatus according to the above item 1, wherein an illumination device for illuminating an observation object is provided inside the support.

【0094】〔7〕 照明装置は、支柱の最も観察物側
の端面付近に設けられた発光型素子からなることを特徴
とする上記6記載の立体視装置。
[7] The stereoscopic apparatus according to the above item 6, wherein the illumination device is formed of a light emitting element provided near the end face of the column closest to the observation object.

【0095】〔8〕 照明装置は、光源ランプとランプ
光を収束するための集光光学系と、収束光を支柱の最も
観察物側端面に伝送するためのライトガイドとからなる
ことを特徴とする上記6記載の立体視装置。
[8] The illuminating device is characterized by comprising a light source lamp, a condensing optical system for converging the lamp light, and a light guide for transmitting the converged light to the end face of the column closest to the object to be observed. 7. The stereoscopic device according to claim 6, wherein

【0096】[0096]

〔9〕 照明装置は、照明範囲を調節でき
るように、支柱の最も観察物側の端面付近に焦点距離可
変又は固定の照明レンズを設けたことを特徴とする上記
6記載の立体視装置。
[9] The stereoscopic device according to the above item 6, wherein the illumination device is provided with an illumination lens having a variable or fixed focal length near an end surface closest to the object to be observed so that an illumination range can be adjusted.

【0097】〔10〕 観察物空間が狭い入り口の奥に
存在するような場合に用いる立体視装置の挿入組み立て
方法であって、第1の撮像装置を狭い入り口から観察物
空間にガイドを用いて挿入し、第2の撮像装置を狭い入
り口から観察物空間にガイドを用いて挿入し、支柱を狭
い入り口から挿入し、支柱の挿入先端に設けられた装着
機構に前記ガイドを用いて第1及び第2の撮像装置を装
着することを特徴とする立体視装置の挿入組み立て方
法。
[10] This is a method for inserting and assembling a stereoscopic device used when the observation object space exists behind a narrow entrance, wherein the first imaging device is guided from the narrow entrance to the observation object space using a guide. The second imaging device is inserted from the narrow entrance into the observation object space using the guide, the support is inserted from the narrow entrance, and the first and the second are mounted on the mounting mechanism provided at the insertion tip of the support using the guide. A method for inserting and assembling a stereoscopic device, comprising mounting a second imaging device.

【0098】〔11〕 ガイドは撮像装置を駆動させる
ための電源配線を兼ねていることを特徴とする上記10
記載の立体視装置の挿入組み立て方法。
[11] The guide is characterized in that the guide also serves as a power supply wiring for driving the imaging device.
A method for inserting and assembling the stereoscopic device according to the claims.

【0099】〔12〕 ガイドは撮像装置からの映像信
号を取り出すための信号配線を兼ねていることを特徴と
する上記10記載の立体視装置の挿入組み立て方法。
[12] The method for inserting and assembling a stereoscopic device according to the above item 10, wherein the guide also serves as a signal wiring for extracting a video signal from the image pickup device.

【0100】〔13〕 観察物空間が狭い入り口の奥に
存在するような場合に用いる立体視装置の分解取り出し
方法であって、支柱の挿入先端に設けられた離脱機構
と、この離脱機構と連動する挿入先端とは反対側に設け
られた離脱操作機構とを操作することにより、第1及び
第2の撮像装置を支柱から離脱させ、支柱を狭い入り口
から抜き出し、第1及び第2の撮像装置を狭い入り口か
らガイドを用いてそれぞれ順次取り出すことを特徴とす
る立体視装置の分解取り出し方法。
[13] A disassembly / removal method of a stereoscopic device used when an observation object space exists behind a narrow entrance, wherein a detachment mechanism provided at an insertion tip of a column and an interlocking operation with the detachment mechanism By operating a detachment operation mechanism provided on the side opposite to the insertion tip to be inserted, the first and second imaging devices are detached from the support, the support is extracted from the narrow entrance, and the first and second imaging devices are removed. Using a guide to sequentially take out from a narrow entrance.

【0101】〔14〕 ガイドは撮像装置を駆動させる
ための電源配線を兼ねていることを特徴とする上記13
記載の立体視装置の分解取り出し方法。
[14] The guide described in the above 13 wherein the guide also serves as a power supply wiring for driving the image pickup device.
A method for disassembling and taking out the stereoscopic device according to the above.

【0102】〔15〕 ガイドは撮像装置からの映像信
号を取り出すための信号配線を兼ねていることを特徴と
する上記13記載の立体視装置の分解取り出し方法。
[15] The disassembly and retrieval method for a stereoscopic apparatus according to the above item 13, wherein the guide also serves as a signal wiring for extracting a video signal from the imaging device.

【0103】〔16〕 観察物空間が狭い入り口の奥に
存在するような場合に用いる立体視装置の使用方法であ
って、複数の撮像装置を狭い入り口からそれぞれ順次観
察物空間に挿入し、次に狭い入り口から支柱を挿入し、
支柱の挿入先端に設けられた装着機構に複数の撮像装置
を観察物に向けて略平行に配置し、撮像装置からの映像
信号を狭い入り口から取り出し、立体表示装置にて観察
し、観察が終了したら、支柱と撮像装置を離脱し、支
柱、それぞれの撮像装置の順に抜き出して使用を完了す
ることを特徴とする立体視装置の使用方法。
[16] This is a method of using a stereoscopic device used when the observation object space exists behind a narrow entrance. A plurality of image pickup devices are inserted into the observation object space sequentially from the narrow entrance, respectively. Insert the strut from the narrow entrance to
A plurality of imaging devices are arranged on the mounting mechanism provided at the insertion end of the support column substantially parallel to the object to be observed, video signals from the imaging devices are taken out from the narrow entrance, observed on the stereoscopic display device, and the observation is completed. Then, the column and the imaging device are detached, the column and the respective imaging devices are extracted in this order, and the use is completed.

【0104】[0104]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、内視鏡の挿入のための穴を大きくせずに、明
るさ・立体感・解像力に優れた高品位な光学性能の立体
装置及びその組み立て・分解並びに使用方法を提供する
ことができる。
As is apparent from the above description, according to the present invention, high-quality optical performance excellent in brightness, stereoscopic effect and resolution can be achieved without increasing the size of the hole for inserting the endoscope. And a method of assembling / disassembling and using the device.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の1実施例の立体視装置を低侵襲外科手
術用の内視鏡として用いた場合の全体構成を示す図であ
る。
FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration when a stereoscopic device according to an embodiment of the present invention is used as an endoscope for minimally invasive surgery.

【図2】図1の撮像装置の詳細を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating details of the imaging device in FIG. 1;

【図3】図1の照明装置の詳細を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing details of the lighting device of FIG. 1;

【図4】本発明が適用可能な公知のロボテックサージェ
リー装置のシステム図である。
FIG. 4 is a system diagram of a known robotic surgery device to which the present invention can be applied.

【符号の説明】 1…患者の体 2、3…穴 4…処置具 5…内視鏡 6、62 、63 …撮像装置 7…支柱 8…ガイド 9…着脱機構 10…光源ランプ 11…反射鏡 12…凸レンズ 13…ライトガイド 14…ロッド棒 15…立体視プロセッサー 16…立体視モニター 17…偏光メガネ 18…立体視モニターを内蔵したメガネ 21…撮像光学系 22…CCD撮像素子 23…オートアイリス 24…照明レンズ 25…白色LED 26…ライトガイド 27…キセノンランプ 28…反射鏡 29…凸レンズ 4’…モニタ用ドライブ 6’…マニピュレータ 240…マニピュレータ 242…マニピュレータ装置もしくはロボット 243…コンピュータ 244…ドライブ・モニタ・インタフェース 245…画像プロセッサ 246…グラフィック・アダプタ 247…モノスコーピック・モニタ 248…端子 251…手動式ロック・クランプ 253…スライド・モータ 254…スライド装置 255…手動式ロック・クランプ 259…カメラ 260…第2の外科用装置 266…カメラ先端 267…音声認識及び合成システム 268…制御用スティック 269…タッチスクリーン 271…ステレオ表示システム 272…ステレオスコーピック・モニタ 278…ファイバースコープ・ケーブル 277…光源[Description of Signs] 1 ... Patient's body 2, 3 ... Hole 4 ... Treatment tool 5 ... Endoscope 6,6 2 , 6 3 ... Imaging device 7 ... Support 8 ... Guide 9 ... Removable mechanism 10 ... Light source lamp 11 ... Reflecting mirror 12 ... Convex lens 13 ... Light guide 14 ... Rod rod 15 ... Stereoscopic processor 16 ... Stereoscopic monitor 17 ... Polarized glasses 18 ... Glasses with a built-in stereoscopic monitor 21 ... Imaging optical system 22 ... CCD imaging device 23 ... Auto iris 24 ... Illumination lens 25 ... White LED 26 ... Light guide 27 ... Xenon lamp 28 ... Reflection mirror 29 ... Convex lens 4 '... Monitor drive 6' ... Manipulator 240 ... Manipulator 242 ... Manipulator device or robot 243 ... Computer 244 ... Drive monitor Interface 245: Image processor 246: Graphic adapter 247: Monoscopic monitor 248: Terminal 251: Manual lock clamp 253: Slide motor 254: Slider 255: Manual lock clamp 259: Camera 260: Second surgical device 266: Camera tip 267 … Voice recognition and synthesis system 268… control stick 269… touch screen 271… stereo display system 272… stereoscopic monitor 278… fiberscope cable 277… light source

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 少なくとも2つの撮像装置と支柱とから
なり、支柱の観察物側先端に撮像装置を観察物に向けて
略平行に配置し、撮像装置からの映像信号を立体表示装
置にて観察することを特徴とする立体視装置。
1. An image pickup apparatus comprising: at least two image pickup devices and a support; an image pickup device disposed at an end of the support on a side of an object to be observed substantially parallel to an object to be observed; A stereoscopic device.
【請求項2】 観察物空間が狭い入り口の奥に存在する
ような場合に用いる立体視装置の挿入組み立て方法であ
って、第1の撮像装置を狭い入り口から観察物空間にガ
イドを用いて挿入し、第2の撮像装置を狭い入り口から
観察物空間にガイドを用いて挿入し、支柱を狭い入り口
から挿入し、支柱の挿入先端に設けられた装着機構に前
記ガイドを用いて第1及び第2の撮像装置を装着するこ
とを特徴とする立体視装置の挿入組み立て方法。
2. A method for inserting and assembling a stereoscopic device used when an observation object space exists behind a narrow entrance, wherein a first imaging device is inserted from a narrow entrance into an observation object space using a guide. Then, the second imaging device is inserted into the observation object space from the narrow entrance using a guide, the support is inserted from the narrow entrance, and the first and second guides are mounted on the mounting mechanism provided at the insertion end of the support using the guide. 2. A method for inserting and assembling a stereoscopic device, comprising mounting the imaging device according to (2).
【請求項3】 観察物空間が狭い入り口の奥に存在する
ような場合に用いる立体視装置の使用方法であって、複
数の撮像装置を狭い入り口からそれぞれ順次観察物空間
に挿入し、次に狭い入り口から支柱を挿入し、支柱の挿
入先端に設けられた装着機構に複数の撮像装置を観察物
に向けて略平行に配置し、撮像装置からの映像信号を狭
い入り口から取り出し、立体表示装置にて観察し、観察
が終了したら、支柱と撮像装置を離脱し、支柱、それぞ
れの撮像装置の順に抜き出して使用を完了することを特
徴とする立体視装置の使用方法。
3. A method of using a stereoscopic device used when an observation object space exists behind a narrow entrance, wherein a plurality of imaging devices are sequentially inserted into the observation object space from the narrow entrance, respectively. A strut is inserted from a narrow entrance, a plurality of imaging devices are arranged in a mounting mechanism provided at a tip of the strut substantially parallel to an observation object, and a video signal from the imaging device is taken out from the narrow entrance, and a stereoscopic display device is obtained. The method of using a stereoscopic device, characterized in that, after the observation is completed, the support and the imaging device are detached, the support and the respective imaging devices are extracted in this order, and the use is completed.
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