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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Endoskopkamera und eine Endoskopvorrichtung mit einem ausgedehnten visuellen Gebiet.
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Technischer Hintergrund
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In verschiedenen Gebieten, wie einem medizinischen Gebiet und einem industriellen Gebiet, wird herkömmlich eine steife Endoskopkamera verwendet (siehe beispielsweise Patentliteratur 1 und 2). Solche eine Endoskopkamera soll eine Funktion zum Ändern der Richtung des visuellen Gebiets der Endoskopkamera entsprechend zu Benutzungsanwendungen oder Beobachtungsobjekten aufweisen. Entsprechend weist eine herkömmliche Endoskopkamera einen Mechanismus zum Ändern einer fotografischen Richtung einer Bildaufnahmeeinheit (Richtung des visuellen Gebiets der Endoskopkamera) entsprechend zu Benutzungsanwendungen oder Beobachtungsobjekten auf.
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Anführungsliste
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Patentliteratur
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- Patentliteratur 1: Japanische offengelegte Patentanmeldung Nr. 7-327916
- Patentliteratur 2: Japanische offengelegte Patentanmeldung Nr. 2009-125188
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Zusammenfassung der Erfindung
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Technisches Problem
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Während die herkömmliche Endoskopkamera die Richtung des visuellen Gebiets durch Rotieren der Bildaufnahmeeinheit in einer Neigungsrichtung ändern kann, ist jedoch der Bereich einer änderbaren Richtung des visuellen Gebiets auf die Frontseite eines Kamerakopfes beschränkt. Kurz gefasst kann bei der herkömmlichen Endoskopkamera die Rückseite des Kamerakopfes nicht in dem visuellen Gebiet enthalten sein (die Rückseite des Kamerakopfes kann nicht fotografiert werden).
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Die vorliegende Erfindung wurde getätigt, um das zuvor genannte herkömmliche Problem zu lösen und eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Endoskopkamera und eine Endoskopvorrichtung bereitzustellen, die dazu in der Lage sind, ihr visuelles Gebiet bis zu einer schrägen Rückseite auszudehnen.
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Lösung des Problems
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Die Endoskopkamera der vorliegenden Erfindung ist ausgelegt, zu umfassen: ein steifes Gehäuse mit einer zylindrischen Form, wobei ein Kopfendabschnitt schräg abgeschnitten ist, einen Kamerakopf, der an dem Kopfendabschnitt des steifen Gehäuses vorgesehen ist, wobei wenigstens ein Teil des Kamerakopfes einer Außenseite des Kopfendabschnittes freigelegt ist, eine halbkugelförmige Abdeckung, die auf dem Kopfendabschnitt des steifen Gehäuses angebracht ist, um einen freigelegten Teil des Kamerakopfes mit einem spezifizierten Freiraum zwischen der halbkugelförmigen Abdeckung und dem Kamerakopf zu bedecken, und eine Rotationsantriebseinheit, die ausgestaltet ist, den Kamerakopf um eine bestimmte Rotationswelle zu rotieren, wobei die Rotationswelle derart vorgesehen ist, dass sie sich durch eine Mitte des Kamerakopfes erstreckt und in einer Ebene positioniert ist, die durch das schräge Abschneiden des Kopfendabschnitts des steifen Gehäuses gebildet ist.
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Mit dieser Konfiguration ist eine halbkugelförmige Abdeckung in schräger Weise auf dem Kopfendabschnitt des steifen Gehäuses angebracht und ein Kamerakopf wird innerhalb der halbkugelförmigen Abdeckung rotiert, die schräg darauf angebracht ist. In diesem Fall ist die Rotationswelle (Neigungswelle) des Kamerakopfes so vorgesehen, dass sie sich durch die Mitte des Kamerakopfes erstreckt und vertikal zu einer Mittelachse des steifen Gehäuses auf der Ebene liegt, die durch schräges Abschneiden des Kopfendabschnittes des steifen Gehäuses gebildet ist. Daher kann durch Rotieren des Kamerakopfes die Rückseite (schräge Rückseite) des Kamerakopfes fotografiert werden.
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Ferner ist bei der Endoskopkamera der vorliegenden Erfindung die Endoskopkamera ausgestaltet, einen plattenähnlichen Riemen aufzuweisen, der eine Dicke aufweist, die geringer als der Freiraum ist und dessen beide Endabschnitte an dem Kamerakopf fixiert sind, so dass der Kamerakopf gehalten wird, während er von beiden Seiten eingeschlossen wird, wobei die Rotationsantriebseinheit innerhalb des steifen Gehäuses an einer Position vorgesehen ist, die von der des Kamerakopfes abweicht, und ausgestaltet ist, den Kamerakopf durch Ziehen eines Endabschnitts des Riemens um die Rotationswelle zu rotieren.
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Mit dieser Konfiguration wird am Kopfendabschnitt des zylindrischen steifen Gehäuses der Kamerakopf gehalten, während er von beiden Seiten von dem plattenähnlichen Riemen eingeschlossen wird. Da der Kamerakopf mit dem plattenähnlichen Riemen in dieser Weise positioniert werden kann, ist es nicht nötig, einen anderen Mechanismus vorzusehen, der den Kamerakopf an der Peripherie des Kamerakopfes am Kopfendabschnitt des steifen Gehäuses positioniert. Ferner, wenn der Kamerakopf um die Rotationswelle (Neigungswelle) rotiert wird, wird eine Rotationsantriebskraft (Kraft zum Ziehen und Drücken des Riemens) von der Rotationsantriebseinheit durch den plattenähnlichen Riemen an den Kamerakopf übertragen. In diesem Fall ist die Rotationsantriebseinheit innerhalb des steifen Gehäuses an einer Position abweichend von der des Kamerakopfes angeordnet. Entsprechend ist es nicht notwendig, einen anderen Mechanismus vorzusehen, der den Kamerakopf an der Peripherie des Kamerakopfes am Kopfendabschnitt des steifen Gehäuses rotiert. Da eine Konfiguration in Form eines plattenähnlichen Riemens sowohl eine Funktion des Haltens des Kamerakopfes als auch eine Funktion des Rotierens des Kamerakopfes realisieren kann, wird damit ein Verkleinern der Endoskopkamera erreicht (ein Verkleinern, das mit separat vorgesehenem Haltemechanismus und Rotationsmechanismus schwierig ist).
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Ferner ist die Endoskopkamera der vorliegenden Erfindung ausgestaltet, so dass ein Flanschabschnitt in einer Weise vorgesehen ist, die sich von einer Kante der halbkugelförmigen Abdeckung nach außen erstreckt, wobei ein Verbindungsabschnitt, der mit dem steifen Gehäuse zu verbinden ist, an einem Kopfendabschnitt des Flanschbereichs vorgesehen ist.
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Mit dieser Konfiguration wird es möglich, einen inneren Raum des steifen Gehäuses auszudehnen und dadurch ein Einbringen eines Kamerakopfes 7 mit großem Durchmesser in das steife Gehäuse zu ermöglichen.
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Eine Endoskopvorrichtung der vorliegenden Erfindung ist ausgestaltet, eine oben beschriebene Endoskopkamera und eine Signalverarbeitungseinheit aufzuweisen, die ausgestaltet ist, eine vorbestimmte Signalverarbeitung an einem Videosignal vorzunehmen, das von der Endoskopkamera erhalten wurde.
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Die Endoskopvorrichtung kann auch die Rückseite (schräge Rückseite) des Kamerakopfes durch Rotieren des Kamerakopfes innerhalb der schräg angebrachten halbkugelförmigen Abdeckung fotografieren, wie dies Fall bei der oben beschriebenen Endoskopkamera ist.
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Vorteilhafte Effekte der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung kann eine Endoskopkamera mit einem Effekt bereitstellen, dass es möglich ist, deren visuelles Gebiet bis zu einer schrägen Rückseite auszudehnen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist eine beispielhafte Ansicht eines Hauptteils einer Endoskopkamera in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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2 ist ein Blockdiagramm einer Endoskopvorrichtung in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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3 ist eine vergrößerte Ansicht, die einen Hauptteil einer Endoskopkamera in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
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4 ist eine beispielhafte Ansicht eines Rotationsmechanismus in einer Neigungsrichtung in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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5 ist eine beispielhafte Ansicht einer Anbringkonfiguration der halbkugelförmigen Abdeckung (modifiziertes Beispiel) in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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6 ist eine perspektivische Ansicht einer halbkugelförmigen Abdeckung (modifiziertes Beispiel) in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Beschreibung der Ausführungsform
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Im Folgenden wird eine Endoskopkamera in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. In der vorliegenden Ausführungsform ist ein Gehäuse einer Endoskopvorrichtung gezeigt, die als Abdominoskop oder ähnliches verwendet wird, das eine Leibeshöhle beobachtet.
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Die Konfiguration der Endoskopvorrichtung in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird mit Bezug auf 1 bis 4 beschrieben. Zunächst, mit Bezug auf 2, wird die Konfiguration der gesamten Endoskopvorrichtung beschrieben. Wie in 2 gezeigt, umfasst eine Endoskopvorrichtung 1 eine Hauptkörpereinheit 4, die eine Signalverarbeitungseinheit 2, eine Lichtquelleneinheit 3 und ähnliches umfasst, und eine Endoskopkamera 5, die entfernbar an der Hauptkörpereinheit 4 angebracht ist. Die Signalverarbeitungseinheit 2 weist eine Funktion zum Durchführen einer bestimmten Signalverarbeitung an einem Videoeingangssignal auf, das von der Endoskopkamera erhalten wird, um ein Videoausgabesignal zu erzeugen, das an einen Monitor (nicht gezeigt) oder ähnliches auszugeben ist. Die Lichtquelleneinheit 3 besitzt eine Funktion zum Senden von Beleuchtungslicht an die Endoskopkamera 2 unter Verwendung einer optischen Faser (nicht gezeigt) und ähnlichem.
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Nun wird eine Beschreibung für die Konfiguration der Endoskopkamera 5 mit Bezug auf die 1, 3 und 4 gegeben. Wie in 1 gezeigt, umfasst die Endoskopkamera 5 ein steifes Gehäuse 6 mit einer zylindrischen Form und einem Kopfendabschnitt, der schräg abgeschnitten ist, und einen kugelförmigen Kamerakopf 7, der an dem Kopfendabschnitt des steifen Gehäuses 6 vorgesehen ist. In diesem Beispiel erstreckt sich ein Teil (im allgemeinen eine Hälfte) des Kamerakopfes 7 von dem Kopfendabschnitt des steifen Gehäuses 6 nach außen, wobei ein Rest (eine verbleibende Hälfte) des Kamerakopfes 7 in dem steifen Gehäuse untergebracht ist. Der Kopfendabschnitt des steifen Gehäuses 6 weist eine halbkugelförmige Abdeckung 8 auf, die vorgesehen ist, den freiliegenden Teil des Kamerakopfes 7 zu bedecken. Die Abdeckung 8 ist aus einem transparenten optischen Glas oder einem optischen Kunststoff hergestellt. Es ist zu bemerken, dass ein bestimmter Freiraum 9 zwischen dem Kamerakopf 7 und der Abdeckung 8 vorgesehen ist. Es ist zu bemerken, dass, obwohl um der Erläuterung willen lediglich ein Teil der Abdeckung 8 in 1 gezeigt ist, die Abdeckung 8 tatsächlich halbkugelförmige (semi-sphärische) Form aufweist.
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Wie in 3 gezeigt, umfasst der Kamerakopf 7 eine Linse 10. Wie in 1 gezeigt, sind beide Enden eines Neigungsriemens 11 jeweils an Positionen eines Paars von oberen und unteren Polen befestigt, die von einer optischen Achse der Linse 10 um 90° auf der kugelförmigen Oberfläche des Kamerakopfes 7 versetzt sind. In diesem Fall weist der Neigungsriemen 11 eine Dicke auf, die geringer als der Freiraum 9 zwischen dem Kamerakopf 7 und der Abdeckung 8 ist. Der Neigungsriemen 11 ist unter Verwendung von Fixierbolzen 12 an dem Kamerakopf 7 befestigt.
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Eine Rotationsantriebskraft eines Neigungsmotors 13 wird auf den Neigungsriemen 11 über eine Riemenscheibe 14 übertragen. Wie in 4 gezeigt, wird der Kamerakopf 7 um eine Neigungswelle in einer Neigungsrichtung rotiert, wenn ein Endabschnitt des Neigungsriemens 11 gezogen wird, während der andere Endabschnitt des Neigungsriemens 11 durch die Rotationsantriebskraft des Neigungsmotors 13 geschoben wird. Der Neigungsmotor 13 entspricht einer Rotationsantriebseinheit der vorliegenden Erfindung. Es ist zu bemerken, dass eine vertikale Richtung eines Bildes, das mit der Endoskopkamera 5 aufgenommen und auf einem Monitor wiedergegeben wird, der „Neigungsrichtung” entspricht. Die Neigungswelle ist so vorgesehen, dass sie durch die Mitte der Kugel des Kamerakopfes 7 führt und auf einer Ebene positioniert ist, die durch schräges Abschneiden des Kopfendabschnitts des steifen Gehäuses 6 erhalten wird. Die Neigungswelle ist vertikal zu der Mittelachse des steifen Gehäuses 6.
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In der vorliegenden Ausführungsform sind der Neigungsmotor 13 und die Riemenscheibe 14 innerhalb des steifen Gehäuses 6 an Positionen abweichend von der des Kamerakopfes 7 angeordnet (hintere Positionen innerhalb des steifen Gehäuses 6). Mit anderen Worten ist eine Rotationswelle (eine Rotationswelle X des Neigungsmotors 13, oder eine Rotationswelle Y der Riemenscheibe 14), die eine Rotationsantriebskraft zum Antreiben des Kamerakopfes 7 in der Neigungsrichtung erzeugt, an einer Position abweichend von der Position einer Rotationswelle (Neigungswelle Z) des Kamerakopfes 7 angeordnet (siehe 4).
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Ferner, wie in 1 und 4 gezeigt, ist der Neigungsriemen 11 zwischen dem Kamerakopf 7 und der Riemenscheibe 14 gekreuzt und ein Riemeneinbringloch 15 ist an einer Position vorgesehen, an der der Neigungsriemen 11 gekreuzt ist. Es ist zu bemerken, dass, in dem Fall, in dem der Neigungsriemen 11 gekreuzt ist, wie in 4 gezeigt, eine Führungseinheit 16, die den Neigungsriemen 11 führt, innerhalb des steifen Gehäuses 6 vorgesehen sein kann.
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Zudem, wie in 5 und 6 gezeigt, kann an einer Kante der halbkugelförmigen Abdeckung 8 ein Flanschabschnitt 17 vorgesehen sein. Beispielsweise kann ein halbelliptischer Flanschabschnitt 17 in ausgedehnter Weise so vorgesehen werden, dass er sich von einem halbkreisförmigen Teil der unteren Seite (untere Seite in 5) der Kante (kreisförmigen Kante) der halbkugelförmigen Abdeckung 8 nach außen (von der Mitte der halbkugelförmigen Abdeckung 8 nach außen) erstreckt, wobei ein Verbindungsabschnitt 18, der mit dem steifen Gehäuse 6 zu verbinden ist, an den Kopfendabschnitt des Flanschabschnittes 17 vorgesehen ist. Es ist zu bemerken, dass die Unterseite (untere Seite in 5) der Abdeckung 8 der Seite entspricht, zu der eine Zenitrichtung der halbkugelförmigen Abdeckung 8 geneigt ist (die Seite, zu der der Neigungswinkel ausgedehnt ist), wenn die Abdeckung 8 in schräger Weise auf dem Kopfendabschnitt des steifen Gehäuses 6 angebracht ist (siehe 3).
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Entsprechend einer Endoskopkamera 5 der vorliegenden Erfindung kann das Sichtfeld bis zu der schrägen Rückseite ausgedehnt werden. Insbesondere ist in der vorliegenden Ausführungsform das halbkugelförmige Gehäuse in schräger Weise auf dem Kopfendabschnitt des steifen Gehäuses 6 angebracht und der kugelförmige Kamerakopf 7 wird innerhalb der halbkugelförmigen Abdeckung 8 rotiert, die in schräger Weise darauf angebracht ist. In diesem Fall ist die Rotationswelle (Neigungswelle) des Kamerakopfes 7 so vorgesehen, dass sie sich durch die Mitte des Kamerakopfes 7 erstreckt und vertikal hinsichtlich der Mittelachse des steifen Gehäuses auf der Ebene ist, die durch schräges Abschneiden des Kopfendabschnitts des steifen Gehäuses 6 erhalten wird. Daher kann durch Rotieren des Kamerakopfes 7 die Rückseite (schräge Rückseite) des Kamerakopfes 7 fotografiert werden.
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Beispielsweise, in dem Fall, bei dem das steife Gehäuse 6 eine zylindrische Form mit dem Kopfendabschnitt in schräger Weise mit einem Winkel θMAX (θMAX > 90°) abgeschnitten aufweist, wie dies in 3 gezeigt ist, kann ein Neigungswinkel θ des Kamerakopfes 7 einen Wert in einem Winkelbereich von 0° bis θMAX annehmen. Daher ist in der vorliegenden Ausführungsform das Sichtfeld in Richtung der schrägen Rückseite des Kamerakopfes 7 ausgedehnt. Es ist zu bemerken, dass in diesem Fall ein Neigungswinkel θ = 0° der Richtung der Mittelachse des steifen Gehäuses entspricht. Ferner ist es möglich, den Winkel θMAX auf einen beliebigen Winkel (vorausgesetzt, dass der Winkel größer als 90° ist) in Abhängigkeit von der Anwendung der Endoskopkamera 5 oder ähnlichem einzustellen.
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Ferner wird gemäß der vorliegenden Ausführungsform am Kopfendabschnitt des zylindrischen, steifen Gehäuses 6 der kugelförmige Kamerakopf 7 gehalten, während er von beiden Seiten mit dem plattenähnlichen Riemen eingeschlossen ist. Da die Position des Kamerakopfes 7 mit dem plattenähnlichen Riemen in dieser Weise eingestellt werden kann, ist es nicht nötig, einen anderen Mechanismus, der den Kamerakopf 7 positioniert, an der Peripherie des Kamerakopfes 7 am Kopfendabschnitt des steifen Gehäuses 6 vorzusehen. Ferner, wenn der Kamerakopf 7 um die Rotationswelle (Neigungswelle) rotiert wird, wird die Rotationsantriebskraft (Kraft zum Ziehen und Drücken des Riemens) von der Rotationsantriebseinheit an den Kamerakopf 7 durch den plattenähnlichen Riemen übermittelt.
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In diesem Fall ist die Rotationsantriebseinheit innerhalb des steifen Gehäuses 6 an einer Position abweichend von der des Kamerakopfes 7 angeordnet. Entsprechend ist es nicht notwendig, einen anderen Mechanismus, der den Kamerakopf rotiert, an der Peripherie des Kamerakopfes am Kopfendabschnitt des steifen Gehäuses 6 vorzusehen. Daher, da eine Konfiguration, die ein plattenähnlicher Riemen ist, sowohl die Funktion des Haltens des Kamerakopfes 7 als auch die Funktion des Rotierens des Kamerakopfes 7 implementieren, wird ein Verkleinern der Endoskopkamera erreicht (ein Verkleinern, das mit einem Haltemechanismus und einem Rotationsmechanismus, die separat vorgesehen ist, schwierig ist).
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In der vorliegenden Ausführungsform ist die Abdeckung 8 in schräger Weise auf dem Kopfendabschnitt des steifen Gehäuses 6 angebracht. Entsprechend, wenn der Verbindungsabschnitt 18 an der unteren Kante der halbkugelförmigen Abdeckung 8 vorgesehen ist (mit einer unterbrochenen Linie in 5 gezeigt), wird ein Innenraum des steifen Gehäuses 6 durch den Verbindungsabschnitt 18 verringert, was es schwierig macht, einen Kamerakopf 7 mit großem Durchmesser in das steife Gehäuse 6 einzubringen. In diesem Fall ist der Flanschabschnitt 17 in ausgedehnter Weise von der unteren Kante der halbkugelförmigen Abdeckung 8 in Richtung nach außen vorgesehen, wobei der Verbindungsabschnitt 18, der mit dem steifen Gehäuse 6 zu verbinden ist, an dem Kopfendabschnitt des Flanschabschnitts 17 vorgesehen ist. Als ein Ergebnis hiervon kann ein Innenraum des steifen Gehäuses 6 ausgedehnt werden, was es einfach macht, den Kamerakopf 7 mit großem Durchmesser in das steife Gehäuse 6 einzubringen.
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Obwohl die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in illustrativer Weise beschrieben wurde, ist zu verstehen, dass der Umfang der vorliegenden Erfindung nicht auf die beschriebene Ausführungsform beschränkt ist, wobei Modifikationen und Variationen in Abhängigkeit von Zwecken innerhalb des Umfangs möglich sind, der von den Ansprüchen bestimmt wird.
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Beispielsweise wird in der obigen Ausführungsform der gesamte Kamerakopf 7 als eine Kugel beschrieben. Der Umfang der vorliegenden Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt und wenigstens ein Teil des Kamerakopfes 7, der der Abdeckung 8 zum Zeitpunkt der Rotation gegenüberliegt, kann eine kugelförmige Form aufweisen.
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Gewerbliche Anwendbarkeit
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Wie zuvor beschrieben, besitzt die Endoskopvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung den Effekt, dass es möglich ist, das Sichtfeld zu der schrägen Rückseite auszudehnen, und sie ist daher nützlich als eine Vorrichtung wie eine Endoskopkamera zur medizinischen Verwendung und zur industriellen Verwendung.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Endoskopvorrichtung
- 2
- Signalverarbeitungseinheit
- 3
- Lichtquelleneinheit
- 4
- Hauptkörpereinheit
- 5
- Endoskopkamera
- 6
- steifes Gehäuse
- 7
- Kamerakopf
- 8
- Abdeckung
- 9
- Freiraum
- 10
- Linse
- 11
- Neigungsriemen
- 12
- Bolzen
- 13
- Neigungsmotor (Rotationsantriebseinheit)
- 14
- Riemenscheibe
- 15
- Riemeneinführloch
- 16
- Führungseinheit
- 17
- Flanschabschnitt
- 18
- Verbindungsabschnitt