DE112019006606T5

DE112019006606T5 - Endoskop

Info

Publication number: DE112019006606T5
Application number: DE112019006606.4T
Authority: DE
Inventors: Haruhiko Kohno; Risa Komatsu
Original assignee: Panasonic iPro Sensing Solutions Co Ltd
Current assignee: I Pro Co Ltd
Priority date: 2019-01-09
Filing date: 2019-09-26
Publication date: 2021-09-16
Also published as: JP7227011B2; WO2020144901A1; US20210330177A1; JP2020110258A

Abstract

Dieses Endoskop ist versehen mit: einem harten Teil, der am distalen Ende einer Endoskopsonde vorgesehen ist, in einer im Wesentlichen zylindrischen Form ausgebildet ist und eine im Wesentlichen kreisrunde distale Endfläche aufweist; und eine Vielzahl von Kameras, die auf der linken und der rechten Seite des harten Teils so angeordnet sind, dass sie sich auf beiden Seiten einer ersten virtuellen Linie senkrecht zur Achse des harten Teils auf der distalen Endfläche befinden. Die Vielzahl von Kameras enthält eine erste Kamera. Die erste Kamera ist so angeordnet, dass die Bildaufnahmeachse in die Richtung entlang der ersten virtuellen Linie von einer zweiten virtuellen Linie senkrecht zu der Achse und der ersten virtuellen Linie versetzt ist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Endoskop.
Technischer Hintergrund
Ein Endoskop zum Verringern der Größe eines distalen Einführungsendbereichs wurde vorgeschlagen (siehe beispielsweise Patentschrift 1). Das Endoskop weist eine Bildaufnahmevorrichtung auf, enthaltend ein Prisma, bei dem ein erstes Prisma und ein zweites Prisma so verbunden sind, dass einfallendes Licht, das durch ein optisches Objektivsystem getreten ist, in zwei optische Pfade aufgespalten und abgestrahlt wird, ein erstes Festkörper-Bildaufnahmeelement, das Licht empfängt, das durch eine Verbindungsfläche zwischen dem ersten Prisma und dem zweiten Prisma reflektiert wird, und ein zweites Festkörper-Bildaufnahmeelement, das Licht empfängt, das durch das erste und das zweite Prisma durchgelassen und von dem Prisma abgestrahlt wird. Das Endoskop enthält: einen ersten Verbindungsbereich, der auf einer Seite der Seitenfläche des ersten Festkörper-Bildaufnahmeelements vorgesehen ist und das erste Festkörper-Bildaufnahmeelement und ein erstes Substrat verbindet; und einen zweiten Verbindungsbereich, der auf einer Seite der Seitenfläche des zweiten Festkörper-Bildaufnahmeelements vorgesehen ist und das zweite Festkörper-Bildaufnahmeelement und ein zweites Substrat verbindet. Das erste Festkörper-Bildaufnahmeelement und das zweite Festkörper-Bildaufnahmeelement sind so angeordnet, dass Seitenflächen des ersten Festkörper-Bildaufnahmeelements und des zweiten Festkörper-Bildaufnahmeelements, die nicht den ersten Verbindungsbereich und den zweiten Verbindungsbereich aufweisen, einander nahe sind und einander gegenüberstehen. Literaturverzei chnis
Patentliteratur
[Patentschrift 1]: JP-A-2008-99746
Zusammenfassung der Erfindung
Technische Aufgabe
Jedoch ist es bei einem Endoskop, das ein Bild, wie etwa eine stereoskopische Ansicht aus einer Parallaxe von zwei oder mehr Augen erhält, notwendig, ein durch ein optisches Bildaufnahmesystem erhaltenes Bildsignal zu einer externen Vorrichtung, wie etwa einem Videoprozessor, zu übertragen, um ein stereoskopisches Bild zu erzeugen, während eine Vergrößerung des Außendurchmessers des distalen Einführungsendbereichs minimiert ist. Insbesondere wenn ein mehräugiges Endoskop durch ein Montieren eines Bildsensors auf dem distalen Einführungsendbereich verwirklicht ist, ist bei dem distalen Einführungsendbereich Platz zum Anordnen eines Kabels zum Übertragen eines Bildsignals von einem Bildsensor notwendig, was eine Vergrößerung des Außendurchmessers des Endoskops verursacht. Jedoch zieht die oben beschriebene Patentschrift 1 keine technische Maßnahme zum Lösen dieser Angelegenheit in Betracht.
Die vorliegende Offenbarung wurde angesichts der oben beschriebenen betreffenden Situation erstellt, und eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung ist es, ein Endoskop vorzusehen, das in der Lage ist, eine Vergrößerung des Außendurchmessers bei einem Endoskop mit zwei oder mehr Augen zu vermeiden.
Lösung der Aufgabe
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist ein Endoskop vorgesehen, enthaltend: einen starren Bereich, vorgesehen an einem distalen Ende einer Endoskopsonde, mit einer im Wesentlichen zylindrischen distalen Endfläche, und der in einer im Wesentlichen zylindrischen Form ausgebildet ist; und eine Vielzahl von Kameras, angeordnet auf der linken und der rechten Seite des starren Bereichs und eine erste virtuelle Linie rechtwinklig zu einer Axiallinie des starren Bereichs auf der distalen Endfläche einschließend, wobei die Vielzahl von Kameras eine erste Kamera enthält und die erste Kamera so angeordnet ist, dass eine Bildaufnahmeachse gegenüber einer zweiten virtuellen Linie rechtwinklig zu jeder aus der Axiallinie und der ersten virtuellen Linie in einer Richtung entlang der ersten virtuellen Linie verschoben ist.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Offenbarung ist es möglich, eine Vergrößerung des Außendurchmessers bei dem Endoskop mit zwei oder mehr Augen zu vermeiden.
Figurenliste

[1] 1 ist eine Ansicht, die ein Beispiel einer Übersicht eines Endoskopsystems gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt;
[2] 2 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Erscheinungsbild eines distalen Endes der Endoskopsonde zeigt;
[3] 3 ist eine Längsschnittansicht, die einen Aufbau einer in der Endoskopsonde angeordneten rechtsäugigen Kamera zeigt;
[4] 4 ist eine Vorderansicht eines starren Bereichs, gesehen von einer Seite des Objekts;
[5] 5 ist ein Blockdiagramm, das ein Hardwareaufbaubeispiel des Endoskopsystems gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
[6] 6 ist eine Vorderansicht einer ersten Modifikation des Endoskops gemäß der ersten Ausführungsform;
[7] 7 ist eine Vorderansicht einer zweiten Modifikation des Endoskops gemäß der ersten Ausführungsform;
[8] 8 ist eine Vorderansicht einer dritten Modifikation des Endoskops gemäß der ersten Ausführungsform;
[9] 9 ist eine Vorderansicht einer vierten Modifikation des Endoskops gemäß der ersten Ausführungsform;
[10] 10 ist eine Vorderansicht einer fünften Modifikation des Endoskops gemäß der ersten Ausführungsform;
[11] 11 ist eine Vorderansicht einer sechsten Modifikation des Endoskops gemäß der ersten Ausführungsform.

Beschreibung von Ausführungsformen
Nachstehend sind Ausführungsformen, bei denen der Aufbau und die Funktion eines Endoskops gemäß der vorliegenden Offenbarung speziell offenbart sind, ggf. unter Bezugnahme auf die Zeichnung genau beschrieben. Jedoch kann eine unnötig ausführliche Beschreibung weggelassen sein. Beispielsweise kann eine ausführliche Beschreibung eines bereits wohl bekannten Gesichtspunkts oder eine wiederholte Beschreibung der im Wesentlichen gleichen Anordnung weggelassen sein. Dies dient dem Vermeiden unnötiger Redundanz bei der folgenden Beschreibung und dem Erleichtern des Verständnisses durch Fachleute. Die begleitende Zeichnung und die folgende Beschreibung sind für ein gründliches Verständnis der vorliegenden Offenbarung für Fachleute vorgesehen und sollen den Gegenstand in den Ansprüchen nicht einschränken.
1 ist eine Ansicht, die ein Beispiel einer Übersicht eines Endoskopsystems 11 gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt. In der folgenden Beschreibung folgen „oben“, „unten“, „rechts“, „links“, „vorn“ und „hinten“ den jeweiligen in 1 gezeigten Richtungen. Zum Beispiel sind die obere Richtung und die untere Richtung eines auf die horizontale Ebene gesetzten Videoprozessors 13 als „oben“ bzw. „unten“ bezeichnet, ist die Seite, wo ein Endoskop 15 ein Betrachtungsobjekt aufnimmt, als „vorn“ bezeichnet, und ist die Seite, wo das Endoskop 15 mit dem Videoprozessor 13 verbunden ist, als „hinten“ bezeichnet. Weiter entspricht beim Schauen vom distalen Ende des Endoskops 15 in eine Einführungsrichtung die rechte Seite „rechts“ und entspricht die linke Seite „links“.
Das Endoskopsystem 11 enthält das Endoskop 15, den Videoprozessor 13 und einen 3D-Monitor 17. Das Endoskop 15 ist beispielsweise ein flexibles medizinisches Endoskop. Der Videoprozessor 13 führt eine vorgegebene Bildverarbeitung an einem aufgenommenen Bild (beispielsweise einem Standbild oder einem Bewegtbild) durch, das durch das Endoskop 15 aufgenommen ist, das in ein Betrachtungsobjekt (beispielsweise ein Blutgefäß, eine Haut, eine Organwand in einem menschlichen Körper oder dergleichen) in dem Probanden eingeführt ist, und gibt das Bild zum 3D-Monitor 17 aus. In den 3D-Monitor 17 wird ein aufgenommenes Bild (beispielsweise ein zusammengesetztes Bild, in dem ein fluoreszierender Bereich in einem Fluoreszenzbild, der im IR-Band (Infrarotstrahlenband) fluoresziert, einem entsprechenden Bereich (das heißt einer Koordinate in einem Bild) in einem Rot-Grün-Blau-Bild (RGB-Bild) auf einem weiter unten beschriebenen RGB-Bild überlagert ist) eingegeben, das von dem Videoprozessor 13 ausgegeben ist und nach der Bildverarbeitung eine Rechts-Links-Parallaxe aufweist, und er stellt das aufgenommene Bild stereoskopisch (als 3D-Bild) dar. Ferner können in den 3D-Monitor 17, wenn in dem Endoskopsystem 11 „simulmethod“ verwendet wird, das aufgenommene linksäugige Bild und das aufgenommene rechtsäugige Bild eingegeben werden, die vom Videoprozessor 13 ausgegeben sind, und er kann nach dem Bilden der Links-Rechts-Parallaxe die aufgenommenen Bilder in stereoskopischer Weise (als 3D-Bilder) darstellen. Wenn nur eins der zusammengesetzten Bilder (siehe oben) nach der Bildverarbeitung vom Videoprozessor 13 eingegeben ist, kann der 3D-Monitor 17 das zusammengesetzte Bild in 2D darstellen. Beispiele der Bildverarbeitung umfassen, sind aber nicht beschränkt auf Farbtiefenkorrektur, Gradationskorrektur und Verstärkungseinstellung.
Das Endoskop 15 wird in ein Objekt eingeführt, das beispielsweise ein menschlicher Körper ist, und kann ein Bild eines 3D-Bildes des Betrachtungsobjekts aufnehmen. Das Endoskop 15 enthält eine Vielzahl von Kameras, und jede der Kameras nimmt ein linksäugiges Bild und ein rechtsäugiges Bild auf, um das 3D-Bild zusammenzustellen. Genauer enthält das Endoskop 15 zwei Kameras, das heißt, eine rechtsäugige Kamera 19 (siehe 5) zum Aufnehmen eines Bildes (beispielsweise eines rechtsäugigen Bildes) und eine linksäugige Kamera 21 (siehe 5) zum Aufnehmen des anderen Bildes (beispielsweise eines linksäugigen Bildes), aus denen das 3D-Bild besteht. Bei der ersten Ausführungsform ist ein Fall beschrieben, wo eine Vielzahl von Kameras zwei beträgt, die rechtsäugige Kamera 19 und die linksäugige Kamera 21, aber die Anzahl von Kameras ist nicht darauf beschränkt und kann zwei oder mehr betragen, beispielsweise drei, vier oder dergleichen.
Das Endoskop 15 enthält eine Endoskopsonde 23, die einen distalen Einführungsendbereich bildet und in ein Betrachtungsobjekt eingeführt wird, und einen Steckerteil 25, mit dem ein hinterer Endbereich der Endoskopsonde 23 verbunden ist. Die Endoskopsonde 23 enthält einen flexiblen Bereich 27 mit einer relativ langen Flexibilität und einen starren Bereich 29 mit einer Steifheit, der am distalen Ende des flexiblen Bereichs 27 vorgesehen ist. Der Aufbau der Endoskopsonde 23 ist weiter unten beschrieben.
Der Videoprozessor 13 enthält ein Gehäuse 31, führt eine Bildverarbeitung an dem durch das Endoskop 15 aufgenommenen Bild durch und gibt das Bild nach der Bildverarbeitung als Anzeigedaten zum 3D-Monitor 17 aus. Ein Buchsenbereich 35, in den ein proximaler Endbereich 33 des Steckerteils 25 gesteckt ist, ist auf der Vorderfläche des Gehäuses 31 angeordnet. Da der proximale Endbereich 33 des Steckerteils 25 in den Buchsenbereich 35 gesteckt ist und das Endoskop 15 und der Videoprozessor 13 elektrisch verbunden sind, können elektrische Leistung und verschiedene Daten oder Informationen (beispielsweise aufgenommene Bilddaten oder verschiedene Steuerungsinformationen) zwischen dem Endoskop 15 und dem Videoprozessor 13 gesendet und empfangen werden. Diese elektrische Leistung und die verschiedenen Daten oder Informationen werden vom Steckerteil 25 zur Seite des flexiblen Bereichs über ein in die Endoskopsonde 23 eingeführtes Übertragungskabel 37 (siehe 3) gesendet. Daten eines aufgenommenen Bildes, die von einem Bildsensor 39 (siehe 3) ausgegeben werden, der im starren Bereich 29 vorgesehen ist, werden vom Steckerteil 25 zum Videoprozessor 13 über das Übertragungskabel 37 gesendet. Der flexible Bereich 27 ist beweglich (beispielsweise gebogen) als Reaktion auf einen Eingabevorgang an einem Handbedienungsteil 41 (siehe 5) des Endoskops 15. Der Handbedienungsteil 41 des Endoskops 15 ist beispielsweise auf der Seite des proximalen Endes des Endoskops 15 nahe dem Videoprozessor 13 angeordnet.
Der Videoprozessor 13 führt eine vorgegebene Bildverarbeitung (siehe oben) an den über das Übertragungskabel 37 gesendeten Bilddaten durch, erzeugt und wandelt die Bilddaten nach der Bildverarbeitung in Anzeigedaten um und gibt die Anzeigedaten zum 3D-Monitor 17 aus.
Der 3D-Monitor 17 ist aufgebaut unter Verwendung beispielsweise einer Anzeigevorrichtung, wie etwa einer Flüssigkristallanzeige (LCD), einer Kathodenstrahlröhre (CRT) oder einer organischen Elektrolumineszenz (EL). Der 3D-Monitor 17 stellt die Daten des Bildes (das heißt, des durch das Endoskop 15 aufgenommenen Bildes des Betrachtungsobjekts) dar, nachdem die Bildbearbeitung durch den Videoprozessor 13 durchgeführt wurde. Das auf dem 3D-Monitor 17 dargestellte Bild wird beispielsweise durch einen Arzt oder dergleichen während einer Operation unter Verwendung des Endoskops 15 betrachtet. Bei der ersten Ausführungsform, wie oben beschrieben, kann der 3D-Monitor 17 das aufgenommene Bild des Betrachtungsobjekts als 3D-Bild darstellen.
2 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Erscheinungsbild des distalen Endes der Endoskopsonde 23 zeigt. Ein rechtsäugiges Bildaufnahmefenster 43, ein linksäugiges Bildaufnahmefenster 45, ein rechtsäugiges Weißlichtbestrahlungsfenster 47, ein linksäugiges Weißlichtbestrahlungsfenster 49, ein rechtsäugiges Anregungslichtbestrahlungsfenster 51 und ein linksäugiges Anregungslichtbestrahlungsfenster 53 sind am distalen Ende der Endoskopsonde 23 angeordnet. Das rechtsäugige Weißlichtbestrahlungsfenster 47 und das linksäugige Weißlichtbestrahlungsfenster 49 und das rechtsäugige Anregungslichtbestrahlungsfenster 51 und das linksäugige Anregungslichtbestrahlungsfenster 53 können so angeordnet sein, dass sie jeweils vertikal vertauscht sind.
Das rechtsäugige Weißlichtbestrahlungsfenster 47 und das linksäugige Weißlichtbestrahlungsfenster 49 sind so angeordnet, dass ein Weißlichtbeleuchtungsbereich 55 (siehe 3) zum Bestrahlen des Betrachtungsobjekts mit weißem Licht (das heißt, sichtbarem Licht aus normalem Rot, Grün, Blau (RGB)) mit dem rechtsäugigen Weißlichtbestrahlungsfenster bzw. dem linksäugigen Weißlichtbestrahlungsfenster in Kontakt steht. Von einer Quelle 59 für sichtbares Licht (siehe 5) auf der Seite des proximalen Endes abgestrahltes weißes Licht wird durch eine optische Faser 57 (siehe 3) zu dem Weißlichtbeleuchtungsbereich 55 geleitet. Anzumerken ist, dass die Quelle 59 für sichtbares Licht nicht auf der Seite des proximalen Endes angeordnet zu sein braucht, und dass beispielsweise eine weiße LED (nicht gezeigt), die den Weißlichtbeleuchtungsbereich 55 mit weißem Licht bestrahlen kann, direkt angeordnet sein kann. In diesem Fall wird das von jeder weißen LED abgestrahlte weiße Licht aus dem rechtsäugigen Weißlichtbestrahlungsfenster 47 und dem linksäugigen Weißlichtbestrahlungsfenster 49 zum Betrachtungsobjekt über den Weißlichtbeleuchtungsbereich 55 abgestrahlt.
Ein Anregungslichtbeleuchtungsbereich 61 (siehe 3) zum Bestrahlen des Betrachtungsobjekts mit Anregungslicht (im Folgenden als „IR-Anregungslicht“ bezeichnet) des IR-Bands (das heißt, des IR-Bereichs) steht in Kontakt mit dem rechtsäugigen Anregungslichtbestrahlungsfenster 51 bzw. dem linksäugigen Anregungslichtbestrahlungsfenster 53. Der Anregungslichtbeleuchtungsbereich 61 leitet das von einer IR-Anregungslichtquelle 65 (siehe 5) abgestrahlte IR-Anregungslicht durch eine optische Faser 63 (siehe 3) auf die Seite des proximalen Endes. Anzumerken ist, dass die IR-Anregungslichtquelle 65 nicht auf der Seite des proximalen Endes angeordnet ist, und dass beispielsweise eine IR-LED (nicht gezeigt), die in der Lage ist, den Anregungslichtbeleuchtungsbereich 61 mit dem Anregungslicht des IR-Bandes zu bestrahlen, direkt angeordnet sein kann. In diesem Fall wird das von jeder IR-LED abgestrahlte Anregungslicht des IR-Bandes aus dem rechtsäugigen Anregungslichtbestrahlungsfenster 51 und dem linksäugigen Anregungslichtbestrahlungsfenster 53 auf das Betrachtungsobjekt über den Anregungslichtbeleuchtungsbereich 61 abgestrahlt.
Hier weist das IR-Anregungslicht eine Aufgabe auf, ein fluoreszierendes Mittel (einen Aspekt eines fluoreszierenden Stoffes), wie etwa Indocyaningrün (ICG), mit einer Eigenschaft, einem Objekt, wie etwa einem menschlichen Körper, verabreicht zu werden und sich in einem betroffenen Teil zu akkumulieren, anzuregen, indem ein fluoreszierendes Mittel (ein Aspekt des fluoreszierenden Stoffes) bestrahlt wird, um Fluoreszenz auszusenden. Das IR-Anregungslicht ist Nahinfrarotlicht mit einem Wellenlängenband von beispielsweise ungefähr 690 nm bis 820 nm. Eine rechtsäugige Kamera 19 (siehe 5) zum Aufnehmen eines Bildes eines Betrachtungsobjekts ist auf der Rückseite (das heißt, der Seite der hinteren Fläche) des rechtsäugigen Bildaufnahmefensters 43 angeordnet. Ähnlich ist eine linksäugige Kamera 21 (siehe 5) zur Bildaufnahme eines Betrachtungsobjekts auf der Rückseite (das heißt, der Seite der hinteren Fläche) des linksäugigen Bildaufnahmefensters 45 angeordnet. Bei der ersten Ausführungsform sind das weiße Licht und das IR-Anregungslicht als die abzustrahlenden Lichtarten beispielhaft angegeben, aber es können das weiße Licht und das andere Speziallicht abgestrahlt werden. Als das andere Speziallicht kann beispielsweise Anregungslicht in einem Ultraviolettbereich zum Anregen eines fluoreszierenden Mittels (einer Ausführungsform eines fluoreszierenden Stoffes) verwendet werden, wie etwa 5-ALA (Aminolävulinsäure).
3 ist eine Längsschnittansicht, die eine Anordnung einer in der Endoskopsonde angeordneten rechtsäugigen Kamera 19 zeigt. In der rechtsäugigen Kamera 19 sind eine negative Linse 67, ein IR-Sperrfilter 69, ein Objektivabdeckglas 71, eine Blende 73, eine erste Linse 75, ein Abstandshalter 77, eine zweite Linse 79, eine dritte Linse 81 und eine vierte Linse 83 entlang der optischen Achse nacheinander von der Seite des Betrachtungsobjekts (das heißt, der Seite des Objektivs) angeordnet.
Das IR-Sperrfilter 69 sperrt (blockiert) den Durchtritt von Licht in einem IR-Band (das heißt, einem Wellenlängenband mit einer Wellenlänge von 700 nm oder mehr), das auf die rechtsäugige Kamera 19 fällt. Das heißt, das IR-Sperrfilter 69 bildet kein Licht des IR-Bandes auf dem Bildsensor 39, der auf der Seite der hinteren Stufe (das heißt, der hinteren Seite) der vierten Linse 83 angeordnet ist und bildet ein Bild von weißem Licht (das heißt, sichtbarem Licht) in einem Wellenlängenband von weniger als 700 nm auf dem Bildsensor 39.
Das IR-Sperrfilter 69, das Objektivabdeckglas 71, die Blende 73, die erste Linse 75, der Abstandshalter 77, die zweite Linse 79, die dritte Linse 81 und die vierte Linse 83 sind in einem rohrförmigen Linsenhalter 85 untergebracht, um eine Linseneinheit 87 zu bilden, die ein optisches System ist. Die Linseneinheit 87 ist in einem Halteloch eines distalen Endflanschbereichs 89 gehalten, der am distalen Ende des starren Bereichs 29 vorgesehen ist. Der distale Endflanschbereich 89 ist im Wesentlichen scheibenförmig aus einem Metall ausgebildet, wie etwa beispielsweise rostfreiem Stahl. Zusätzlich zu den Linseneinheiten 87 der rechtsäugigen Kamera 19 und der linksäugigen Kamera 21 hält der distale Endflanschbereich 89 auch den Weißlichtbeleuchtungsbereich 55 bzw. den Anregungslichtbeleuchtungsbereich 61 in den Haltelöchern.
Ein rohrförmiges Bildaufnahmeelement-Halteelement 91 ist am Außenumfang des Linsenhalters 85 am hinteren Bereich der Linseneinheit 87 befestigt, deren vorderer Bereich durch den distalen Endflanschbereich 89 gehalten ist. Das Bildaufnahmeelement-Halteelement 91 besteht aus einem Metall, wie etwa rostfreiem Stahl. Ein Sensorhaltebereich 95 zum Halten eines Sensordeckglases 93 und des Bildsensors 39 ist auf dem Innenumfang des hinteren Bereichs des Bildaufnahmeelement-Halteelements 91 ausgebildet. Das Bildaufnahmeelement-Halteelement 91 positioniert und befestigt die Linseneinheit 87 und den Bildsensor 39 durch ein Befestigen des Bildsensors 39 am Sensorhaltebereich 95. Ein Bandsperrfilter 97 ist auf der Vorderfläche des Sensordeckglases 93 vorgesehen.
Das Bandsperrfilter 97 sperrt (blockiert) den Durchtritt von Licht mit einer Wellenlänge von 700 nm bis 830 nm einschließlich eines Wellenlängenbands von IR-Anregungslicht zum Anregen eines fluoreszierenden Mittels, wie etwa Indocyaningrün (ICG), das einem Objekt verabreicht ist, um beispielsweise Fluoreszenz auszusenden. Das Bandsperrfilter 97 ist auf der Vorderfläche des Sensordeckglases 93 beispielsweise durch Dampfabscheidung ausgebildet.
Die Linseneinheit 87 sammelt Licht von dem Betrachtungsobjekt (beispielsweise weißes Licht, das durch einen betroffenen Teil oder dergleichen reflektiert ist, Fluoreszenz, die durch Fluoreszenzlichtaussendung von fluoreszierenden Mitteln des betroffenen Teils oder dergleichen erzeugt ist) und bildet ein Bild auf der Bildaufnahmefläche des Bildsensors 39. Der Abstandshalter 77 ist zwischen der ersten Linse 75 und der zweiten Linse 79 angeordnet und stabilisiert die Positionen der ersten Linse und der zweiten Linse. Das Objektivabdeckglas 71 schützt die Linseneinheit 87 von außen.
Das Bildaufnahmeelement-Halteelement 91 positioniert und befestigt die Linseneinheit 87 und das Sensordeckglas 93. Das Sensordeckglas 93 ist auf der Bildaufnahmefläche des Bildsensors 39 angeordnet und schützt die Bildaufnahmefläche. Der Bildsensor 39 ist beispielsweise ein Einzelplatten-Festkörper-Bildaufnahmeelement, das in der Lage ist, gleichzeitig IR-Licht, rotes Licht, blaues Licht und grünes Licht zu empfangen. Der Bildsensor 39 weist ein Sensorsubstrat 99 auf der Rückfläche auf.
Die linksäugige Kamera 21 weist denselben Aufbau auf wie die in 3 gezeigte rechtsäugige Kamera 19, außer dass die linksäugige Kamera nicht das in 3 gezeigte IR-Sperrfilter 69 enthält. Das heißt, in der linksäugigen Kamera 21 sind die negative Linse 67, das Objektivabdeckglas 71, die Blende 73, die erste Linse 75, der Abstandshalter 77, die zweite Linse 79, die dritte Linse 81 und die vierte Linse 83 im Linsenhalter 85 entlang der optischen Achse nacheinander von der Seite des Betrachtungsobjekts (das heißt, der Seite des Objektivs) untergebracht und bilden die Linseneinheit 87. Der vordere Bereich der Linseneinheit 87 ist am distalen Endflanschbereich 89 befestigt, und der Sensorhaltebereich 95 ist am hinteren Bereich der Linseneinheit befestigt. Der Sensorhaltebereich 95 hält das Sensordeckglas 93 und den Bildsensor 39. Das Bandsperrfilter 97 ist auf der Vorderfläche des Sensordeckglases 93 vorgesehen.
In 3 ist das Bandsperrfilter 97 auf der Vorderfläche des Sensordeckglases 93 ausgebildet, es kann aber auf der Rückfläche des Objektivabdeckglases 71 ausgebildet sein.
4 ist eine Vorderansicht des starren Bereichs 29, gesehen von der Seite des Objekts. Bei dem Endoskop 15 weist die distale Endfläche 101 des starren Bereichs 29 im Wesentlichen eine Kreisform auf. Hier ist eine erste virtuelle Linie 105 rechtwinklig zu einer Axiallinie 103 (siehe 3) des starren Bereichs 29 auf die distale Endfläche 101 des starren Bereichs 29 gezogen. Ferner ist eine zweite virtuelle Linie 107 rechtwinklig zu der Axiallinie 103 und der ersten virtuellen Linie 105 auf die distale Endfläche 101 des starren Bereichs 29 gezogen. In diesem Fall ist bei dem Endoskop 15 die Vielzahl von Kameras (die rechtsäugige Kamera 19 und die linksäugige Kamera 21) auf der linken und der rechten Seite des starren Bereichs 29 angeordnet, wobei die erste virtuelle Linie 105 dazwischen liegt.
Die Vielzahl von Kameras (die rechtsäugige Kamera 19 und die linksäugige Kamera 21) ist so angeordnet, dass jede Bildaufnahmemitte 109 in einer Richtung entlang der ersten virtuellen Linie 105 bezüglich der zweiten virtuellen Linie 107 verschoben ist. Die Bildaufnahmemitte 109 ist ein Punkt auf der Bildaufnahmeachse. Die Bildaufnahmemitte 109 kann die Bildaufnahmeachse selbst sein. Bei dem Endoskop 15 gemäß der ersten Ausführungsform sind die rechtsäugige Kamera 19 und die linksäugige Kamera 21 zur unteren Seite in 4 verschoben.
Hier ist die Bildaufnahmeachse eine Achse, die durch die Mitte der Bildaufnahmefläche (Licht empfangenden Fläche) des Bildsensors 39 verläuft, der auf jeder aus der rechtsäugigen Kamera 19 und der linksäugigen Kamera 21 montiert ist. Die Bildaufnahmemitte 109 kann die Mitte der Bildaufnahmefläche (Licht empfangenden Fläche) des Bildsensors 39 sein, der auf jeder aus der rechtsäugigen Kamera 19 und der linksäugigen Kamera 21 montiert ist, oder kann eine Axiallinie sein, die durch die Mitte davon verläuft. Wenn beispielsweise sowohl die Linseneinheit 87 als auch der Bildsensor 39 in jeder aus der rechtsäugigen Kamera 19 und der linksäugigen Kamera 21 parallel zu der Achse 103 (siehe 3) angeordnet sind, verläuft die Bildaufnahmeachse durch die Bildaufnahmemitte 109. Anzumerken ist, dass die Bildaufnahmemitte 109 zur Mitte (das heißt zur Mitte des Bildaufnahmefensters) der negativen Linse 67 der distalen Endfläche 101 ausgerichtet sein kann oder nicht.
Bei dem Endoskop 15 gemäß der ersten Ausführungsform sind zwei Kameras, die rechtsäugige Kamera 19 und die linksäugige Kamera 21, so angeordnet, dass ein Liniensegment 111, das die Mitten jeweiliger Bildaufnahmefenster verbindet, parallel zur zweiten virtuellen Linie 107 auf der distalen Endfläche 101 liegt. Daher ist der Mittelpunkt 113 des Liniensegments 111 so angeordnet, dass er von der Axiallinie 103 um einen Abstand d getrennt (versetzt) ist.
Bei dem Endoskop 15 enthält jede aus der rechtsäugigen Kamera 19 und der linksäugigen Kamera 21 eine Linseneinheit 87, die koaxial zu der Bildaufnahmemitte 109 ist. In dem in 3 gezeigten Bildaufnahmeelement-Halteelement 91 ist der Bildsensor 39 an der Linseneinheit 87 angeordnet und befestigt.
Wie in 3 dargestellt, enthält das Bildaufnahmeelement-Halteelement 91 einen Kabelaufnahmebereich 115, der ein mit dem Bildsensor 39 verbundenes Übertragungskabel 37 aufnimmt. Ein flexibles Substrat kann als das Übertragungskabel 37 verwendet sein.
Als das flexible Substrat kann beispielsweise ein flexibles Flachkabel (FFC), bei dem ein Leiter, gebildet aus einer Vielzahl von bandförmigen dünnen Platten, mit einem isolierenden Folienmaterial bedeckt ist, und das zu einem flexiblen bandförmigen Kabel ausgebildet ist, oder eine flexible Leiterplatte (FPC) verwendet sein, bei der ein linearer Leiter auf ein flexibles isolierendes Substrat als Muster gedruckt ist.
Jedes der mit jeder aus der rechtsäugigen Kamera 19 und der linksäugigen Kamera 21 leitfähig verbundenen flexiblen Substrate ist im Kabelaufnahmebereich 115 aufgenommen. Bei dem flexiblen Substrat ist jeder der Schaltkreisleiter einstückig mit dem Übertragungskabel 37, und das flexible Substrat ist in die Endoskopsonde 23 eingeführt.
Der Kabelaufnahmebereich 115 enthält einen vorspringenden Bereich 117. Der vorspringende Bereich 117 nimmt einen gebogenen Bereich 119 des Übertragungskabels 37 auf, der von der äußeren Form des Bildsensors 39 in eine Richtung rechtwinklig zur Axiallinie 103 ragt. Der vorspringende Bereich 117 ist ausgebildet durch ein Verdünnen eines Wandbereichs des Kabelaufnahmebereichs 115, der in einer zylindrischen Form auf dem Bildaufnahmeelement-Halteelement 91 ausgebildet ist. Das Bildaufnahmeelement-Halteelement 91 ragt nach außen von der Bildaufnahmemitte 109 in der radialen Richtung auf einer Seite, wo sich der vorspringende Bereich 117 befindet. Bei der ersten Ausführungsform ragt, wie in 4 gezeigt, der vorspringende Bereich 117 nach oben von der oberen Seite jedes der Bildaufnahmeelement-Halteelemente 91 der rechtsäugigen Kamera 19 und der linksäugigen Kamera 21.
Bei dem Endoskop 15 gemäß der ersten Ausführungsform ist die Bildaufnahmemitte 109, die sich koaxial mit den Linseneinheiten 87 der rechtsäugigen Kamera 19 und der linksäugigen Kamera 21 befindet, so angeordnet, dass sie in der Richtung (Abwärtsrichtung) entlang der ersten virtuellen Linie 105 in die Richtung entgegengesetzt zur Vorsprungsrichtung (Aufwärtsrichtung) des vorspringenden Bereichs 117 verschoben ist.
Der gebogene Bereich 119, der im vorspringenden Bereich 117 aufgenommen ist, ist in einem spitzen Winkel α gebogen. Da das Übertragungskabel 37 in der Nachbarschaft der Axiallinie 103 angeordnet ist, indem es in einem spitzen Winkel α gebogen ist, unmittelbar nachdem es mit dem Bildsensor 39 verbunden ist, kann es entlang der Nachbarschaft der Axiallinie der Endoskopsonde 23 eingeführt sein.
Der vorspringende Bereich 117 ist mit einem Klebstoff 121 gefüllt. Der gebogene Bereich 119, der im vorspringenden Bereich 117 aufgenommen ist, ist in den Klebstoff 121 eingebettet und ist dadurch befestigt und einstückig mit dem Bildaufnahmeelement-Halteelemente 91 gehalten.
Als Nächstes ist ein Hardwareaufbaubeispiel des Endoskopsystems 11 gemäß der ersten Ausführungsform beschrieben.
5 ist ein Blockdiagramm, das ein Hardwareaufbaubeispiel des Endoskopsystems 11 gemäß der ersten Ausführungsform zeigt. Das Endoskop 15 enthält eine rechtsäugige Kamera 19 und eine linksäugige Kamera 21, vorgesehen im starren Bereich 29, und einen ersten Ansteuerkreis 123.
Der erste Ansteuerkreis 123 arbeitet als ein Ansteuerbereich zum Ein- und Ausschalten des elektronischen Verschlusses des Bildsensors 39. Anzumerken ist, dass der erste Ansteuerkreis 123 weder in der rechtsäugigen Kamera 19 noch in der linksäugigen Kamera 21 angeordnet ist und im Videoprozessor 13 angeordnet sein kann. Wenn der elektronische Verschluss durch den ersten Ansteuerkreis 123 eingeschaltet wird, wandelt der Bildsensor 39 das auf der Bildaufnahmefläche ausgebildete optische Bild fotoelektrisch um und gibt ein Bildsignal aus. Bei der fotoelektrischen Umwandlung werden die Belichtung eines optischen Bildes und die Erzeugung und das Auslesen eines Bildsignals durchgeführt.
Das IR-Sperrfilter 69 ist auf der Licht empfangenden Seite des Bildsensors 39 angeordnet, blockiert das durch das Objekt reflektierte IR-Anregungslicht unter dem durch die Linse tretenden Licht und lässt das Licht der Fluoreszenzlichtaussendung und durch das IR-Anregungslicht angeregtes sichtbares Licht durch. In 5 ist das IR-Sperrfilter 69 nur bei einer davon (beispielsweise der rechtsäugigen Kamera 19) vorgesehen, aber das IR-Sperrfilter 69 kann bei beiden (das heißt, der rechtsäugigen Kamera 19 und der linksäugigen Kamera 21) vorgesehen sein oder kann bei beiden nicht vorgesehen sein.
Der Videoprozessor 13 enthält eine Steuerungsvorrichtung 125, einen zweiten Ansteuerkreis 127, eine IR-Anregungslichtquelle 65, eine Quelle 59 für sichtbares Licht, einen Bildprozessor 129 und einen Anzeigeprozessor 131.
Die Steuerungsvorrichtung 125 enthält einen Prozessor, aufgebaut unter Verwendung beispielsweise einer Zentraleinheit (CPU), eines digitalen Signalprozessors (DSP) oder einer feldprogrammierbaren Gatteranordnung (FPGA), und führt eine Gesamtsteuerung der Ausführung verschiedener Vorgänge bezüglich der Bildverarbeitung durch das Endoskop 15 durch den Prozessor durch. Die Steuerungsvorrichtung 125 steuert das Vorhandensein/Nichtvorhandensein einer Lichtabstrahlung zum zweiten Ansteuerkreis 127. Ferner führt die Steuerungsvorrichtung 125 eine Ansteuerung zum Ein- und Ausschalten des elektronischen Verschlusses bezüglich des ersten Ansteuerkreises 123 aus, der in jeder aus der rechtsäugigen Kamera 19 und der linksäugigen Kamera 21 vorgesehen ist.
Der zweite Ansteuerkreis 127 ist beispielsweise ein Lichtquellen-Ansteuerkreis und steuert die IR-Anregungslichtquelle 65 unter der Steuerung der Steuerungsvorrichtung 125 an, das IR-Anregungslicht dauernd abzustrahlen. Die IR-Anregungslichtquelle 65 leuchtet während des Bildaufnahmezeitraums dauernd und bestrahlt das Objekt dauernd mit dem IR-Anregungslicht.
Dieser Bildaufnahmezeitraum gibt einen Zeitraum an, während dessen der Betrachtungsbereich durch das Endoskop 15 aufgenommen wird. Der Bildaufnahmezeitraum ist beispielsweise ein Zeitraum von dem Zeitpunkt, wenn das Endoskopsystem 11 eine Benutzerbetätigung empfängt, einen Schalter einzuschalten, der im Videoprozessor 13 oder im Endoskop 15 vorgesehen ist, bis zum Empfangen einer Benutzerbetätigung, den Schalter auszuschalten.
Der zweite Ansteuerkreis 127 kann die IR-Anregungslichtquelle 65 ansteuern, IR-Anregungslicht in einem vorgegebenen Intervall auszusenden. In diesem Fall führt die IR-Anregungslichtquelle 65 ein intermittierendes Beleuchten (Pulsbeleuchten) im Bildaufnahmezeitraum durch und bestrahlt das Objekt pulsweise mit dem IR-Anregungslicht. Im Bildaufnahmezeitraum ist die Zeit, zu der das IR-Anregungslicht abgestrahlt wird und das sichtbare Licht nicht abgestrahlt wird, die Zeit, zu der das Fluoreszenzlichtemissionsbild aufgenommen wird.
Die IR-Anregungslichtquelle 65 weist eine Laserdiode (LD, nicht gezeigt) auf und strahlt ein Laserlicht (ein Beispiel von IR-Anregungslicht) mit einer Wellenlänge im Wellenlängenband von 690 nm bis 820 nm ab, das durch die optische Faser 57 von der LD geleitet wird. Da sich der Modus der Fluoreszenzlichtemission gemäß der Konzentration der Chemikalie, wie etwa des ICG, oder der physischen Kondition des Patienten als Objekt ändert, kann eine Vielzahl (beispielsweise 780 nm, 808 nm) der Laserbeleuchtungen mit der Wellenlänge im Wellenlängenband von 690 nm bis 820 nm zur selben Zeit ausgesendet werden.
Der zweite Ansteuerkreis 127 steuert die Quelle 59 für sichtbares Licht an, sichtbares Licht (beispielsweise weißes Licht) pulsweise auszusenden. Die Quelle 59 für sichtbares Licht bestrahlt das Objekt pulsweise mit sichtbarem Licht zu der Zeit des Aufnehmens des Bildes im sichtbaren Licht im Bildaufnahmezeitraum. Im Allgemeinen weist das Licht der Fluoreszenzlichtabstrahlung eine geringe Helligkeit auf. Andererseits kann sichtbares Licht starkes Licht sogar mit einem kurzen Puls erreichen.
Die Lichtquellenvorrichtung des Endoskopsystems 11 gibt abwechselnd sichtbares Licht und Anregungslicht aus. Bei dem Endoskopsystem 11 überlappen die Bestrahlungszeit des sichtbaren Lichts und die Bildaufnahmezeit des durch das Anregungslicht erzeugten Fluoreszenzbildes einander nicht.
Der Bildprozessor 129 führt eine Bildverarbeitung an dem Fluoreszenzemissionsbild und dem Bild im sichtbaren Licht durch, die alternierend von dem Bildsensor 39 ausgegeben werden, und gibt nach der Bildverarbeitung die Bilddaten aus.
Wenn beispielsweise die Luminanz des Fluoreszenzemissionsbildes niedriger ist als die Luminanz des Bildes im sichtbaren Licht, justiert der Bildprozessor 129 die Verstärkung als Verstärkungssteuereinheit, um die Verstärkung des Fluoreszenzemissionsbildes zu erhöhen. Anstelle des Erhöhens der Verstärkung des Fluoreszenzemissionsbildes kann der Bildprozessor 129 die Verstärkung durch ein Verringern der Verstärkung des Bildes im sichtbaren Licht justieren. Der Bildprozessor 129 kann die Verstärkung durch ein Erhöhen der Verstärkung des Fluoreszenzemissionsbildes und ein Verringern der Verstärkung des Bildes im sichtbaren Licht justieren. Der Bildprozessor 129 kann die Verstärkung durch ein Erhöhen der Verstärkung des Fluoreszenzemissionsbildes höher als diejenige des Bildes im sichtbaren Licht und ein Erhöhen der Verstärkung des Bildes im sichtbaren Licht justieren.
Der Anzeigeprozessor 131 wandelt die vom Bildprozessor 129 ausgegebenen Bilddaten in ein Anzeigesignal um, wie etwa ein Signal nach dem National Television System Committee (NTSC), das für die Videoanzeige geeignet ist, und gibt das Anzeigesignal an den 3D-Monitor 17 aus.
Der 3D-Monitor 17 stellt das Fluoreszenzemissionsbild und das Bild im sichtbaren Licht beispielsweise im selben Bereich gemäß dem vom Anzeigeprozessor 131 ausgegebenen Anzeigesignal dar. Der 3D-Monitor 17 stellt das Bild im sichtbaren Licht und das Fluoreszenzbild auf demselben Bildschirm in überlagerter Weise oder einzeln dar. Als Ergebnis kann der Benutzer das Betrachtungsobjekt mit hoher Genauigkeit überprüfen, während er das Fluoreszenzemissionsbild und das Bild im sichtbaren Licht überlagert, die auf dem 3D-Monitor 17 auf demselben aufgenommenen Bild dargestellt sind, oder diese einzeln betrachten.
Als Nächstes ist zusätzlich zu der oben beschriebenen Bildverarbeitung zum Darstellen des Fluoreszenzemissionsbildes und des Bildes im sichtbaren Licht der Umriss der Erweiterungsfunktion beschrieben, die das Endoskopsystem 11 durch das zusammengesetzte Auge des Endoskops 15 befähigt.
(Wellenlängenkennlinien-Erweiterungsverarbeitung)
Bei dem Endoskopsystem 11 kann der Videoprozessor 13 (beispielsweise der Bildprozessor 129) als Beispiel eines Prozessors eine Bildverarbeitung an einer Vielzahl von aufgenommenen Bildern mit verschiedenen Wellenlängenkennlinien durchführen, die durch jede aus dem Paar aus der rechtsäugigen Kamera 19 und der linksäugigen Kamera 21 aufgenommen sind, die miteinander verriegelt sind, ein zusammengesetztes Bild durch ein Extrahieren von Differenzen zwischen den jeweiligen aufgenommenen Bildern erzeugen und das zusammengesetzte Bild auf dem 3D-Monitor 17 darstellen. In diesem Fall kann jede aus der rechtsäugigen Kamera 19 und der linksäugigen Kamera 21 eine Kamera mit denselben technischen Daten sein. Die rechtsäugige Kamera 19 und die linksäugige Kamera 21 können Kameras mit verschiedenen technischen Daten sein. In diesem Fall kann die Kamera für sichtbares Licht das IR-Sperrfilter 69 weglassen.
(Abstandsmessverarbeitung)
Weiter kann bei dem Endoskopsystem 11 der Videoprozessor 13 (beispielsweise der Bildprozessor 129) als Beispiel des Prozessors den Abstand von dem Endoskop 15 zu dem Objekt aufgrund der Parallaxe messen, die in dem Paar von aufgenommenen Bildern auftritt, die durch jede aus dem Paar von verriegelten Kameras aufgenommen sind. In diesem Fall ist jede aus der rechtsäugigen Kamera 19 und der linksäugigen Kamera 21 eine Kamera mit denselben technischen Daten. Hier bedeutet die Parallaxe, dass sich das Erscheinungsbild der jeweiligen Objektposition im Raum abhängig von der Beobachtungsposition ändert. Der Abstand zum Objekt kann durch eine Triangulation unter Verwendung beispielsweise eines (bekannten) Abstands zwischen zwei Kameras gemessen werden.
Als Bedingung in diesem Fall stimmen zwei Kameras vollständig in den technischen Daten überein. Die optischen Achsen der beiden Kameras liegen parallel zueinander. Nur sind die optischen Achsen der beiden Kameras durch einen bestimmten Abstand getrennt. Unter diesen Bildaufnahmebedingungen sind die Bildaufnahmeflächen der beiden Kameras auf dieselbe Ebene festgelegt. Dabei ist eine Ebene, die durch denselben Punkt in den beiden optischen Achsen und das Objekt verläuft, eine Epipolarebene. Eine Schnittlinie zwischen der Epipolarebene und der Bildebene ist eine Epipolarlinie.
Unter den oben beschriebenen Bedingungen ist die Parallaxe die Differenz in den Koordinaten der Bilder am selben Punkt auf demselben Objekt auf den beiden aufgenommenen Bildern. Beim Erhalten der Parallaxe werden die beiden Kameras parallel oder dergleichen gesetzt, sodass die Suche nach demselben Punkt in einer einzigen Dimension in der linearen Richtung erfolgt. Dies deshalb, weil es eine Bedingung epipolarer Beschränkung zwischen den aufgenommenen Bildern der beiden Kameras gibt. Die epipolare Beschränkung ist ein Phänomen, bei dem ein in einer Kamera gezeigter Punkt auf die Epipolarlinie der anderen Kamera projiziert wird. Der Abstand zum Objekt kann erlangt werden durch die Positionsabweichung (das heißt, die Parallaxe) desselben Punkts in den aufgenommenen Bildern, die durch die beiden Kameras auf diese Weise aufgenommen sind. Da eine bestimmte Formel zum Berechnen des Abstands zu dem Objekt durch die Parallaxe wohl bekannt ist, ist ihre Beschreibung hier weggelassen.
(Stereoskopische Bildverarbeitung)
Ferner kann bei dem Endoskopsystem 11 der Videoprozessor 13 (beispielsweise der Bildprozessor 129) als Beispiel eines Prozessors eine Bildverarbeitung an jedem aus einem Paar von aufgenommenen Bildern durchführen, bei dem eine Parallaxe ausgebildet ist, die durch jede aus einem Paar von verriegelten Kameras aufgenommen sind, ein stereoskopisches Bild erzeugen, das die Tiefeninformationen wiedergibt, und das stereoskopische Bild auf dem 3D-Monitor 17 darstellen. In diesem Fall ist jede aus der rechtsäugigen Kamera 19 und der linksäugigen Kamera 21 eine Kamera mit denselben technischen Daten.
(Tiefenschärfeerweiterungsverarbeitung)
Ferner kann bei dem Endoskopsystem 11 der Videoprozessor 13 (beispielsweise der Bildprozessor 129) als Beispiel eines Prozessors eine Bildverarbeitung an einem Paar von aufgenommenen Bildern durchführen, die verschiedene Brennweiten aufweisen, die durch ein Paar von verriegelten Kameras aufgenommen sind, ein zusammengesetztes Bild mit großer Tiefenschärfe (synthetisches Tiefenbild) erzeugen und das zusammengesetzte Bild auf dem 3D-Monitor 17 darstellen. In diesem Fall sind die rechtsäugige Kamera 19 und die linksäugige Kamera 21 Kameras mit verschiedenen technischen Daten.
(Hybride Zoom-Verarbeitung)
Ferner kann bei dem Endoskopsystem 11 der Videoprozessor 13 (beispielsweise der Bildprozessor 129) als Beispiel eines Prozessors eine Bildverarbeitung an einer Vielzahl von aufgenommenen Bildern unterschiedlicher Blickwinkel oder Vergrößerungen durchführen, die durch ein Paar von verriegelten Kameras aufgenommen sind, ein zusammengesetztes Bild erzeugen, bei dem verschiedene Blickfelder gleichzeitig aufgenommen sind, und das zusammengesetzte Bild auf dem 3D-Monitor 17 darstellen. Eine so genannte Vogelperspektiven-Kamera (gleichzeitiges Zoomen und Panoramieren) kann durchgeführt werden. In diesem Fall sind die rechtsäugige Kamera 19 und die linksäugige Kamera 21 Kameras mit verschiedenen technischen Daten.
(Hochempfindlichkeitsverarbeitung)
Bei dem Endoskopsystem 11 kann in einer Kamera ein monochromer Bildsensor 39 vorgesehen sein, und in der anderen Kamera kann ein Farb-Bildsensor 39 vorgesehen sein. Allgemein weist der monochrome Bildsensor 39 eine höhere ISO-Empfindlichkeit auf als der Farb-Bildsensor 39. Bei dem Endoskopsystem 11 kann ein Bereich, der aufgrund unzureichender Lichtintensität durch den Farb-Bildsensor 39 nicht aufgenommen werden kann, durch Bildinformationen ergänzt werden, die durch den monochromen Bildsensor 39 aufgenommen sind, und ein feineres zusammengesetztes Bild kann erzielt werden.
Als Nächstes ist die Funktion des Endoskops 15 gemäß der ersten Ausführungsform beschrieben.
Das Endoskop 15 gemäß der ersten Ausführungsform enthält einen starren Bereich 29, vorgesehen am distalen Ende der Endoskopsonde 23, der in einer im Wesentlichen zylindrischen Form (einschließlich einer Kreisform; dasselbe gilt nachstehend) ausgebildet ist, und dessen distale Endfläche 101 im Wesentlichen eine Kreisform aufweist. Das Endoskop 15 enthält eine Vielzahl von Kameras, die auf der linken und der rechten Seite des starren Bereichs 29 angeordnet sind, wobei die erste virtuelle Linie 105 dazwischen liegt, die rechtwinklig zur Axiallinie 103 des starren Bereichs 29 auf der distalen Endfläche 101 liegt. Die Vielzahl von Kameras enthält eine erste Kamera (beispielsweise eine rechtsäugige Kamera 19 oder eine linksäugige Kamera 21), und die erste Kamera ist so angeordnet, dass eine Bildaufnahmemitte 109 bezüglich einer zweiten virtuellen Linie 107 rechtwinklig zu jeder aus der Axiallinie 103 und der ersten virtuellen Linie 105 in einer Richtung entlang der ersten virtuellen Linie 105 verschoben ist.
Bei dem Endoskop 15 gemäß der ersten Ausführungsform ist eine Vielzahl von Kameras (beispielsweise die rechtsäugige Kamera 19 und die linksäugige Kamera 21) in dem in einer zylindrischen Form ausgebildeten starren Bereich 29 angeordnet. Die rechtsäugige Kamera 19 und die linksäugige Kamera 21 nehmen das Abbildungslicht vom Bildaufnahmefenster auf und erlangen die Informationen des Objekts als Bilddaten. Hier ist angenommen, dass es nur eine Kamera gibt, und die Projektionsform in der Richtung entlang der Bildaufnahmemitte 109 der Kamera ist im Wesentlichen kreisrund. Ferner ist angenommen, dass das Bildaufnahmefenster, das einstückig mit der Kamera ist, die größte eingenommene Fläche auf der distalen Endfläche 101 des starren Bereichs 29 aufweisen muss, verglichen mit anderen Elementen. Weiter ist angenommen, dass eine Vielzahl von anderen Elementen (beispielsweise Lichtbestrahlungsfenstern) punktsymmetrisch auf der distalen Endfläche 101 angeordnet ist. In diesem Fall ist die Kamera so vorgesehen, dass die Bildaufnahmemitte 109 zur Axiallinie 103 des starren Bereichs 29 ausgerichtet ist; es ist leicht, eine Behinderung mit anderen Elementen zu vermeiden, die um die Kamera angeordnet sind.
Andererseits ist ein Fall in Betracht gezogen, wo eine Vielzahl von Kameras vorhanden ist. Hier ist eine erste virtuelle Linie 105 rechtwinklig zu der Axiallinie 103 des starren Bereichs 29 auf die distale Endfläche 101 des starren Bereichs 29 gezogen. Ferner ist eine zweite virtuelle Linie 107 rechtwinklig zu der Axiallinie 103 und der ersten virtuellen Linie 105 auf die distale Endfläche 101 des starren Bereichs 29 gezogen. Das heißt, die erste virtuelle Linie 105 und die zweite virtuelle Linie 107 stehen rechtwinklig zueinander in einer XY-Koordinatenachsenform an der axialen Position der distalen Endfläche 101. In einem Fall, wo die Vielzahl anderer Elemente oberhalb und unterhalb der zweiten virtuellen Linie 107 angeordnet ist, kann die Vielzahl von Kameras (die rechtsäugige Kamera 19 und die linksäugige Kamera 21) Seite an Seite in der Richtung entlang der zweiten virtuellen Linie 107 zwischen den anderen Elementen angeordnet sein, sodass es leicht möglich ist, eine Behinderung mit anderen Elementen zu vermeiden. Das heißt, die rechtsäugige Kamera 19 und die linksäugige Kamera 21 sind so angeordnet, dass sich die Bildaufnahmemitte 109 auf der zweiten virtuellen Linie befindet.
Jedoch ist in einigen Fällen die äußere Form der Kamera nicht auf eine im Wesentlichen kreisrunde Form beschränkt. Das heißt, die Kamera weist eine solche Form auf, dass ein Teil von einer im Wesentlichen kreisrunden Form vorragt, zentriert auf die Bildaufnahmemitte 109. In diesem Fall behindert sich in der Kamera, wenn die Bildaufnahmemitte 109 auf der zweiten virtuellen Linie angeordnet ist und sich der vorspringende Bereich 117 in einer beliebigen der Richtungen entlang der ersten virtuellen Linie 105 befindet (einer aus den Richtungen nach oben/unten in dem obigen Beispiel), der vorspringende Bereich 117 leicht mit anderen Elementen in dem Gehäuse des Endoskops 15.
Andererseits gibt es durch ein Anordnen des vorspringenden Bereichs 117 sowohl auf der linken als auch der rechten Seite in der Richtung entlang der zweiten virtuellen Linie 107 auch eine Anordnung, bei der der Anordnungsraum des vorspringenden Bereichs 117 verdrallt ist (eine Anordnung, bei der der Raum des Seitenbereichs der Kamera genutzt ist). Wenn bei diesem Verfahren beispielsweise zwei Kameras vorhanden sind, ist es notwendig, ein Übertragungskabel 37 mit einer anderen Form für jede aus der linken und der rechten Kamera herzustellen. Wenn jedes der Übertragungskabel 37 verschiedener Typen für jede aus der Vielzahl von Kameras ausgerichtet ist, wird die Bauteileverwaltung kompliziert, und die Bauteilekosten erhöhen sich.
Daher sind in dem Endoskop 15 gemäß der ersten Ausführungsform die rechtsäugige Kamera 19 und die linksäugige Kamera 21, die links und rechts im starren Bereich 29 angeordnet sind, so angeordnet, dass die Bildaufnahmemitte 109 in der Richtung entlang der ersten virtuellen Linie 105 bezüglich der zweiten virtuellen Linie 107 verschoben ist. Der Abweichungsbetrag ist beispielsweise halb so groß wie das Vorsprungsmaß des vorspringenden Bereichs 117. Dadurch kann in einem begrenzten Raum, der in der kreisrunden Form von den anderen Elementen umgeben ist, die Anordnungsfläche der anderen Elemente in dem Gehäuse des Endoskops 15 auch sichergestellt sein. (Das Lichtbestrahlungsfenster kann auch bis zum Maximum sichergestellt sein.)
Das heißt, die Mitte des maximalen Außendurchmessers der Kamera ist zur Mitte des freien Raums ausgerichtet, der zwischen den oberen und unteren anderen Elementen liegt, sodass eine Aufteilung ohne ein Verschwenden von freiem Raum möglich ist. In diesem Fall ist die Bildaufnahmemitte 109 gegenüber der zweiten virtuellen Linie 107 versetzt, die durch die Axiallinie 103 des starren Bereichs 29 verläuft. Die Bildaufnahmemitte 109 ist von der Axiallinie 103 getrennt, aber gemäß einer solchen versetzten Anordnung ist es möglich, eine Bauteilanordnung hoher Dichte in einem begrenzten Unterbringungsraum des starren Bereichs 29 zu verwirklichen, und ist es möglich, eine große Wirkung des Vermeidens einer Vergrößerung des Außendurchmessers des starren Bereichs 29 zu erzielen. In diesem Fall weist das Übertragungskabel 37 keine Links-Rechts-Bewegung auf. Als Ergebnis ist im starren Bereich 29 das Endoskop 15 so gestaltet, dass die rechtsäugige Kamera 19 und die linksäugige Kamera 21 versetzt sind, wie oben beschrieben, sodass es möglich ist, eine Vergrößerung des Außendurchmessers des starren Bereichs 29 zu vermeiden, während das Übertragungskabel 37 als gemeinsames Bauteil benutzt wird.
Daher ist es gemäß dem Endoskop 15 gemäß der ersten Ausführungsform möglich, eine Vergrößerung des Außendurchmessers beim Endoskop 15 mit zwei oder mehr Augen zu vermeiden.
Bei dem Endoskop 15 enthält die Vielzahl von Kameras die zweite Kamera (beispielsweise die linksäugige Kamera 21 oder die rechtsäugige Kamera 19), und die erste Kamera (beispielsweise die rechtsäugige Kamera 19 oder die linksäugige Kamera 21) und die zweite Kamera (beispielsweise die linksäugige Kamera 21 oder die rechtsäugige Kamera 19) sind so angeordnet, dass das Liniensegment 111, das die Mitten der jeweiligen Bildaufnahmefenster auf der distalen Endfläche 101 verbindet, parallel zu der zweiten virtuellen Linie 107 liegt und der Mittelpunkt 113 des Liniensegments 111 von der Axiallinie 103 getrennt ist.
Bei dem Endoskop 15 liegt das Liniensegment 111, das die Mitten der Bildaufnahmefenster der rechtsäugigen Kamera 19 oder die linksäugige Kamera 21 verbindet, parallel zu der zweiten virtuellen Linie 107. Ein Mittelpunkt 113 des Liniensegments 111 ist von der Axiallinie 103 getrennt. Die Richtung, in der das Liniensegment 111 getrennt ist, ist entgegengesetzt zum vorspringenden Bereich 117. Das heißt, die auf dem Liniensegment 111 liegende Bildaufnahmemitte 109 ist so angeordnet, dass sie sich zu der Seite entgegengesetzt zum vorspringenden Bereich 117 bezüglich der zweiten virtuellen Linie 107 bewegt. Da bei dieser Anordnung das Liniensegment 111, das die beiden Bildaufnahmemitten 109 verbindet, parallel zur zweiten virtuellen Linie 107 liegt, ist die Aufteilung (siehe beispielsweise 6) beseitigt, bei der die beiden Kameras so angeordnet sind, dass sie vertikal bezüglich der zweiten virtuellen Linie 107 verschoben sind.
Anzumerken ist, dass, wenn die beiden Kameras so angeordnet sind, dass sie vertikal gegeneinander verschoben sind, wobei die zweite virtuelle Linie 107 dazwischen liegt (das heißt, in dem Fall von 6), es notwendig ist, die oberen und die unteren Seiten der erlangten Bilder von den jeweiligen Kameras umzukehren. Das heißt, der vorspringende Bereich 117 einer der Kameras befindet sich auf der oberen Seite, und der vorspringende Bereich 117 der anderen Kamera befindet sich auf der unteren Seite. In diesem Fall ist eine Bildverarbeitung zum Drehen eines Bilddatensatzes um 180° erforderlich.
Andererseits kann bei dem Endoskop 15, bei dem die rechtsäugige Kamera 19 und die linksäugige Kamera 21 so angeordnet sind, dass das Liniensegment 111, das die beiden Bildaufnahmemitten 109 verbindet, parallel zur zweiten virtuellen Linie 107 liegt, da die vertikale Aufnahmerichtung des Objekts nicht umgekehrt ist, eine unnötige Bildverarbeitung weggelassen sein. Als Ergebnis ist es möglich, da das Endoskop 15 die rechtsäugige Kamera 19 und die linksäugige Kamera 21 in derselben Richtung (der unteren Richtung in dem oben beschriebenen Beispiel) bezüglich der Bildaufnahmemitten 109 versetzt, um unnötigen Platz zu beseitigen, die Vergrößerung des Außendurchmessers des starren Bereichs 29 zu vermeiden und das Auftreten einer komplizierten Bildverarbeitung zu vermeiden, während das Übertragungskabel 37 als gemeinsames Bauteil verwendet wird.
Bei dem Endoskop 15 enthält die erste Kamera (beispielsweise die rechtsäugige Kamera 19 oder die linksäugige Kamera 21) eine Linseneinheit 87, die koaxial zur Bildaufnahmemitte 109 liegt, und ein Bildaufnahmeelement-Halteelement 91, das den Bildsensor 39 an der Linseneinheit 87 positioniert und befestigt.
Bei dem Endoskop 15 ist die Linseneinheit 87 koaxial zur Bildaufnahmemitte 109 angeordnet. In diesem Fall ist die distalen Endseite jeder Linseneinheit 87 durch einen metallischen distalen Endflanschbereich 89 befestigt und gehalten, der am distalen Ende des starren Bereichs 29 vorgesehen ist. Das Bildaufnahmeelement-Halteelement 91 ist befestigt durch ein Stecken des Innenumfangs des Haltelochs auf den Außenumfang der hinteren Endseite jeder Linseneinheit 87. Ein Bildsensor 39, bei dem eine Licht empfangende Fläche auf der Bildaufnahmeseite der Linseneinheit 87 angeordnet ist, ist am Bildaufnahmeelement-Halteelement 91 befestigt, das an der Linseneinheit 87 befestigt ist. Das heißt, in jeder aus der rechtsäugigen Kamera 19 und der linksäugigen Kamera 21 befestigt und hält das Bildaufnahmeelement-Halteelement 91 den Bildsensor 39, während es die Linseneinheit 87 und den Bildsensor 39 positioniert. Demgemäß können die rechtsäugige Kamera 19 und die linksäugige Kamera 21 mit einem einfachen Aufbau (einer geringen Anzahl von Bauteilen) die Linseneinheiten 87 und die Bildsensoren 39 an dem hochfesten distalen Endflanschbereich 89 einstückig positionieren und befestigen, während sie die Vergrößerung des Außendurchmessers des starren Bereichs 29 vermeiden.
Weiter enthält bei dem Endoskop 15 das Bildaufnahmeelement-Halteelement 91 einen Kabelaufnahmebereich 115, der das mit dem Bildsensor 39 verbundene Übertragungskabel 37 aufnimmt.
Bei dem Endoskop 15 kann das Übertragungskabel 37 zum Herausführen des elektrischen Signals von dem Bildsensor 39 in dem Bildaufnahmeelement-Halteelement 91 im begrenzten Innenraum des starren Bereichs 29 befestigt sein. Da das Übertragungskabel 37 vom starren Bereich 29 der Endoskopsonde 23 zum Steckerteil 25 verläuft, wirkt aufgrund des Biegens des flexiblen Bereichs 27 eine äußere Beanspruchung auf das Übertragungskabel. Bei dem Übertragungskabel 37 ist der Kabelleiter in dem flexiblen Substratbereich 133 am distalen Ende durch ein Löten oder dergleichen mit einer Vielzahl von Höckern 135 (siehe 3) leitfähig verbunden, die auf dem Sensorsubstrat 99 vorgesehen sind. Die auf das Übertragungskabel 37 einwirkende äußere Beanspruchung kann den feinen Kabelanschlussbereich (mit den Höckern 135 verlöteten Bereich) zwischen dem Übertragungskabel 37 und dem Bildsensor 39 beeinträchtigen. Daher ist es ohne ein Verwenden eines weiteren Befestigungselements durch ein Vorsehen des Kabelaufnahmebereichs 115, der den Endbereich des Übertragungskabels 37 zusammen mit dem Bildsensor 39 an dem Bildaufnahmeelement-Halteelement 91 befestigen kann, das den Bildsensor 39 befestigt, möglich, eine äußere Beanspruchung zu blockieren, die den Kabelanschlussbereich beeinträchtigt, während die Vergrößerung des Außendurchmessers des starren Bereichs 29 vermieden ist.
Weiter enthält bei dem Endoskop 15 der Kabelaufnahmebereich 115 den vorspringenden Bereich 117, der den gebogenen Bereich 119 des Übertragungskabels 37 aufnimmt, der von der äußeren Form des Bildsensors 39 in die Richtung rechtwinklig zur Axiallinie 103 ragt.
Bei dem Endoskop 15 ist der vorspringende Bereich 117, der den gebogenen Bereich 119 des Übertragungskabels 37 aufnimmt, im Kabelanschlussbereich des Bildaufnahmeelement-Halteelements 91 ausgebildet. Bei dem Bildsensor 39 ist eine große Anzahl von Höckern 135 zum Verbinden mit dem Übertragungskabel 37 vertikal und horizontal auf der Rückfläche des viereckigen Sensorsubstrats 99 angeordnet. Wenn sich die Anzahl der Höcker 135 mit einer Erhöhung der Informationsmenge erhöht, sind die Höcker im Wesentlichen mit derselben Fläche angeordnet wie das Sensorsubstrat 99. In diesem Fall sind die Höcker 135 miteinander durch ein viereckiges flexibles Substrat verbunden, das parallel zum Sensorsubstrat 99 angeordnet ist. Das flexible Substrat kann dasselbe wie oder ein Teil des Endes des Übertragungskabels 37 sein. Daher muss das flexible Substrat des Übertragungskabels 37, das im Wesentlichen mit derselben Fläche ausgebildet ist wie das Sensorsubstrat 99, auf einer beliebigen der Seiten des Vierecks gebogen sein, um als das Übertragungskabel 37 benutzt zu werden. Als Ergebnis wird der gebogene Bereich des Übertragungskabels 37 zu dem gebogenen Bereich 119 und ragt von der äußeren Form des Sensorsubstrats 99 in die Richtung rechtwinklig zur Axiallinie 103. Am Bildaufnahmeelement-Halteelement 91 ist ein vorspringender Bereich 117 vorgesehen, der den gebogenen Bereich 119 im Kabelaufnahmebereich 115 aufnimmt. Durch das Vorsehen des vorspringenden Bereichs 117 im Kabelaufnahmebereich 115 kann das Bildaufnahmeelement-Halteelement 91 den gebogenen Bereich 119 schützen, sodass er andere Elemente nicht behindert.
Bei dem Endoskop 15 ist die Bildaufnahmemitte 109 so angeordnet, dass sie in der Richtung entlang der ersten virtuellen Linie 105 in die Richtung entgegengesetzt zur Vorsprungsrichtung des vorspringenden Bereichs 117 verschoben ist.
Bei dem Endoskop 15 ragt in der distalen Endfläche 101 des starren Bereichs 29 der vorspringende Bereich 117, der den gebogenen Bereich 119 aufnimmt, über die äußere Form des Bildaufnahmefensters hinaus. Der vorspringende Bereich 117 dient als notwendiger Bereich zum Schützen des gebogenen Bereichs 119. Der vorspringende Bereich 117 des Bildaufnahmeelement-Halteelements 91 ragt von der äußeren Form weg. Daher sind bei dem Endoskop 15 die rechtsäugige Kamera 19 und die linksäugige Kamera 21 so versetzt, dass die Bildaufnahmemitte 109 so angeordnet ist, dass sie in die Richtung entgegengesetzt zur Vorsprungsrichtung des vorspringenden Bereichs 117 verschoben ist, sodass ein nutzloser Raum weggelassen ist.
Bei dem Endoskop 15 ist der gebogene Bereich 119 in einem spitzen Winkel gebogen.
Bei dem Endoskop 15 kann der über die äußere Form des Bildaufnahmefensters hinaus vorragende gebogene Bereich 119 zur Nachbarschaft der Mitte des Bildaufnahmefensters zurückgeführt sein. Demgemäß ist es bei dem Endoskop 15 möglich, eine Vergrößerung des Außendurchmessers des starren Bereichs 29 aufgrund von Behinderung des Übertragungskabels 37 mit anderen Elementen vermieden sein.
Bei dem Endoskop 15 ist der gebogene Bereich 119 in den Klebstoff 121 eingebettet, der in den vorspringenden Bereich 117 gefüllt ist.
Bei dem Endoskop 15 ist der gebogene Bereich 119 in den Klebstoff 121 eingebettet, der in den vorspringenden Bereich 117 gefüllt ist, wodurch der vorspringende Bereich einstückig an dem Bildaufnahmeelement-Halteelement 91 befestigt ist. Als Ergebnis kann der vorspringende Bereich 117 des Bildaufnahmeelement-Halteelements 91 den gebogenen Bereich 119 verstärken und schützen, in dem die innere Belastung bereits durch ein Biegen erzeugt worden ist, um keine weitere Verschiebung aufgrund der äußeren Belastung zu verursachen.
Als Nächstes ist eine Modifikation des Endoskops 15 gemäß der ersten Ausführungsform beschrieben. In der folgenden Beschreibung sind dieselben Bezugsnummern wie diej enigen beim Endoskop 15 gemäß der ersten Ausführungsform als die für das Endoskop in jeder Modifikation verwendeten Bezugsnummern verwendet.
6 ist eine Vorderansicht einer ersten Modifikation des Endoskops 15 gemäß der ersten Ausführungsform. Bei dem Endoskop 15 gemäß der ersten Modifikation ist der vorspringende Bereich 117 der rechtsäugigen Kamera 19 auf der oberen Seite angeordnet, und der vorspringende Bereich 117 der linksäugigen Kamera 21 ist auf der unteren Seite angeordnet. In diesem Fall ist der Mittelpunkt 113 des Liniensegments 111, das die beiden Bildaufnahmemitten 109 verbindet, zur Axiallinie 103 ausgerichtet, aber jede Bildaufnahmemitte 109 ist gegenüber der zweiten virtuellen Linie 107 versetzt.
Gemäß dem Endoskop 15 gemäß der ersten Modifikation kann dasselbe Übertragungskabel 37 verwendet sein. In diesem Fall kann die Aufteilung, abhängig von der Form des Übertragungskabels 37, vorteilhaft sein.
7 ist eine Vorderansicht einer zweiten Modifikation des Endoskops 15 gemäß der ersten Ausführungsform. Bei dem Endoskop 15 gemäß der zweiten Modifikation ist der vorspringende Bereich 117 der rechtsäugigen Kamera 19 auf der oberen Seite angeordnet, und der vorspringende Bereich 117 der linksäugigen Kamera 21 ist auf der linken Seite angeordnet.
Gemäß dem Endoskop 15 nach der zweiten Modifikation sind zwei Typen von flexiblen Substraten vorgesehen, aber die rechtsäugige Kamera 19 und die linksäugige Kamera 21 können jeweils leicht am starren Bereich 29 montiert werden.
Im Falle der zweiten Modifikation nach 7 braucht, da der vorspringende Bereich 117 der linksäugigen Kamera 21 auf der linken Seite angeordnet ist und der Platz zwischen dem linksäugigen Weißlichtbestrahlungsfenster 49 und dem linksäugigen Anregungslichtbestrahlungsfenster 53 nicht benutzt ist, die linksäugige Kamera 21 nicht so angeordnet zu sein, dass die Bildaufnahmemitte 109 davon nach unten entlang der ersten virtuellen Linie 105 bezüglich der zweiten virtuellen Linie 107 verschoben ist. Das heißt, die Bildaufnahmemitte 109 der linksäugigen Kamera 21 kann auf der oberen Seite bezüglich der zweiten virtuellen Linie 107 angeordnet sein oder kann auf der zweiten virtuellen Linie 107 angeordnet sein.
8 ist eine Vorderansicht einer dritten Modifikation des Endoskops 15 gemäß der ersten Ausführungsform. Bei dem Endoskop 15 gemäß der dritten Modifikation ist der vorspringende Bereich 117 der rechtsäugigen Kamera 19 auf der oberen Seite angeordnet, und der vorspringende Bereich 117 der linksäugigen Kamera 21 ist auf der rechten Seite angeordnet.
Gemäß dem Endoskop 15 nach der dritten Modifikation sind zwei Typen von flexiblen Substraten vorgesehen, aber die rechtsäugige Kamera 19 und die linksäugige Kamera 21 können jeweils leicht am starren Bereich 29 montiert werden.
Im Falle der dritten Modifikation nach 8 braucht, da der vorspringende Bereich 117 der linksäugigen Kamera 21 auf der rechten Seite angeordnet ist und der Platz zwischen dem linksäugigen Weißlichtbestrahlungsfenster 49 und dem linksäugigen Anregungslichtbestrahlungsfenster 53 nicht benutzt ist, die linksäugige Kamera 21 nicht so angeordnet zu sein, dass die Bildaufnahmemitte 109 davon nach unten entlang der ersten virtuellen Linie 105 bezüglich der zweiten virtuellen Linie 107 verschoben ist. Das heißt, die Bildaufnahmemitte 109 der linksäugigen Kamera 21 kann auf der oberen Seite bezüglich der zweiten virtuellen Linie 107 angeordnet sein oder kann auf der zweiten virtuellen Linie 107 angeordnet sein.
9 ist eine Vorderansicht einer vierten Modifikation des Endoskops 15 gemäß der ersten Ausführungsform. Bei dem Endoskop 15 gemäß der vierten Modifikation ist der vorspringende Bereich 117 der rechtsäugigen Kamera 19 auf der oberen Seite angeordnet, und der vorspringende Bereich 117 der linksäugigen Kamera 21 ist auf der linken Seite angeordnet.
Gemäß dem Endoskop 15 nach der vierten Modifikation sind zwei Typen von flexiblen Substraten vorgesehen, aber die rechtsäugige Kamera 19 und die linksäugige Kamera 21 können jeweils leicht am starren Bereich 29 montiert werden, und der Platz in der Auf-Ab-Richtung des Endoskops 15 kann maximiert sein.
Im Falle der vierten Modifikation nach 9 braucht, da der vorspringende Bereich 117 der rechtsäugigen Kamera 19 auf der rechten Seite angeordnet ist und der Platz zwischen dem rechtsäugigen Weißlichtbestrahlungsfenster 47 und dem rechtsäugigen Anregungslichtbestrahlungsfenster 51 nicht benutzt ist, die rechtsäugige Kamera 19 nicht so versetzt zu sein, dass die Bildaufnahmemitte 109 davon nach unten entlang der ersten virtuellen Linie 105 bezüglich der zweiten virtuellen Linie 107 verschoben ist. Das heißt, die Bildaufnahmemitte 109 der rechtsäugigen Kamera 19 kann auf der oberen Seite bezüglich der zweiten virtuellen Linie 107 angeordnet sein oder kann auf der zweiten virtuellen Linie 107 angeordnet sein. Ähnlich braucht, da der vorspringende Bereich 117 der linksäugigen Kamera 21 auf der linken Seite angeordnet ist und der Platz zwischen dem linksäugigen Weißlichtbestrahlungsfenster 49 und dem linksäugigen Anregungslichtbestrahlungsfenster 53 nicht benutzt ist, die linksäugige Kamera 21 nicht so angeordnet zu sein, dass die Bildaufnahmemitte 109 davon nach unten entlang der ersten virtuellen Linie 105 bezüglich der zweiten virtuellen Linie 107 verschoben ist. Das heißt, die Bildaufnahmemitte 109 der linksäugigen Kamera 21 kann auf der oberen Seite bezüglich der zweiten virtuellen Linie 107 angeordnet sein oder kann auf der zweiten virtuellen Linie 107 angeordnet sein.
10 ist eine Vorderansicht einer fünften Modifikation des Endoskops 15 gemäß der ersten Ausführungsform. Bei dem Endoskop 15 gemäß der fünften Modifikation ist der vorspringende Bereich 117 der rechtsäugigen Kamera 19 auf der linken Seite angeordnet, und der vorspringende Bereich 117 der linksäugigen Kamera 21 ist auf der rechten Seite angeordnet.
Gemäß dem Endoskop 15 gemäß der fünften Modifikation sind zwei Typen flexibler Substrate vorgesehen, aber der Konvergenzwinkel, wenn das 3D-Video durch die rechtsäugige Kamera 19 und die linksäugige Kamera 21 aufgenommen wird, kann maximiert werden.
Im Falle der fünften Modifikation nach 10 braucht, da der vorspringende Bereich 117 der rechtsäugigen Kamera 19 auf der linken Seite angeordnet ist und der Platz zwischen dem rechtsäugigen Weißlichtbestrahlungsfenster 47 und dem rechtsäugigen Anregungslichtbestrahlungsfenster 51 nicht benutzt ist, die rechtsäugige Kamera 19 nicht so angeordnet zu sein, dass die Bildaufnahmemitte 109 davon nach unten entlang der ersten virtuellen Linie 105 bezüglich der zweiten virtuellen Linie 107 verschoben ist. Das heißt, die Bildaufnahmemitte 109 der rechtsäugigen Kamera 19 kann auf der oberen Seite bezüglich der zweiten virtuellen Linie 107 angeordnet sein oder kann auf der zweiten virtuellen Linie 107 angeordnet sein. Ähnlich braucht, da der vorspringende Bereich 117 der linksäugigen Kamera 21 auf der rechten Seite angeordnet ist und der Platz zwischen dem linksäugigen Weißlichtbestrahlungsfenster 49 und dem linksäugigen Anregungslichtbestrahlungsfenster 53 nicht benutzt ist, die linksäugige Kamera 21 nicht so angeordnet zu sein, dass die Bildaufnahmemitte 109 davon nach unten entlang der ersten virtuellen Linie 105 bezüglich der zweiten virtuellen Linie 107 verschoben ist. Das heißt, die Bildaufnahmemitte 109 der linksäugigen Kamera 21 kann auf der oberen Seite bezüglich der zweiten virtuellen Linie 107 angeordnet sein oder kann auf der zweiten virtuellen Linie 107 angeordnet sein.
11 ist eine Vorderansicht einer sechsten Modifikation des Endoskops 15 gemäß der ersten Ausführungsform. Bei dem Endoskop 15 gemäß der sechsten Modifikation ist der vorspringende Bereich 117 der rechtsäugigen Kamera 19 auf der linken Seite angeordnet, und der vorspringende Bereich 117 der linksäugigen Kamera 21 ist auf der linken Seite angeordnet.
Gemäß dem Endoskop 15 gemäß der sechsten Modifikation kann ein flexibles Substrat mit derselben Form verwendet sein, und die Bauteilkosten während der Fertigung können verringert sein.
Im Falle der sechsten Modifikation nach 11 braucht, da der vorspringende Bereich 117 der rechtsäugigen Kamera 19 auf der linken Seite angeordnet ist und der Platz zwischen dem rechtsäugigen Weißlichtbestrahlungsfenster 47 und dem rechtsäugigen Anregungslichtbestrahlungsfenster 51 nicht benutzt ist, die rechtsäugige Kamera 19 nicht so angeordnet zu sein, dass die Bildaufnahmemitte 109 davon nach unten entlang der ersten virtuellen Linie 105 bezüglich der zweiten virtuellen Linie 107 verschoben ist. Das heißt, die Bildaufnahmemitte 109 der rechtsäugigen Kamera 19 kann auf der oberen Seite bezüglich der zweiten virtuellen Linie 107 angeordnet sein oder kann auf der zweiten virtuellen Linie 107 angeordnet sein. Ähnlich braucht, da der vorspringende Bereich 117 der linksäugigen Kamera 21 auf der linken Seite angeordnet ist und der Platz zwischen dem linksäugigen Weißlichtbestrahlungsfenster 49 und dem linksäugigen Anregungslichtbestrahlungsfenster 53 nicht benutzt ist, die linksäugige Kamera 21 nicht so angeordnet zu sein, dass die Bildaufnahmemitte 109 davon nach unten entlang der ersten virtuellen Linie 105 bezüglich der zweiten virtuellen Linie 107 verschoben ist. Das heißt, die Bildaufnahmemitte 109 der linksäugigen Kamera 21 kann auf der oberen Seite bezüglich der zweiten virtuellen Linie 107 angeordnet sein oder kann auf der zweiten virtuellen Linie 107 angeordnet sein.
Obwohl oben die Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung beschrieben sind, ist die vorliegende Offenbarung nicht auf solche Beispiele beschränkt. Fachleuten auf dem Gebiet wird es offensichtlich sein, dass verschiedene Änderungen, Modifikationen, Ersetzungen, Hinzufügungen, Weglassungen und Äquivalente innerhalb des Geltungsbereichs der Ansprüche erdacht werden können, und es versteht sich, dass diese Änderungen, Modifikationen, Ersetzungen, Hinzufügungen, Weglassungen und Äquivalente ebenfalls zum technischen Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung gehören. Bestandteile in den oben beschriebenen Ausführungsformen können wahlweise innerhalb eines Bereichs kombiniert werden, der nicht vom Geist der Erfindung abweicht.
Anzumerken ist, dass die vorliegende Anmeldung auf einer japanischen Patentanmeldung (der japanischen Patentanmeldung Nr. 2019-002004 ), eingereicht am 9. Januar 2019, beruht und deren Inhalt durch Bezugnahme hier aufgenommen ist. Gewerbliche Anwendbarkeit
Die vorliegende Offenbarung ist nutzbar als ein Endoskop, das in der Lage ist, eine Vergrößerung eines Außendurchmessers bei einem Endoskop mit zwei oder mehr Augen zu vermeiden.
Bezugszeichenliste

15: Endoskop
19: rechtsäugige Kamera
21: linksäugige Kamera
23: Endoskopsonde
29: starrer Bereich
37: Übertragungskabel
39: Bildsensor
87: Linseneinheit
91: Bildaufnahmeelement-Halteelement
101: distale Endfläche
103: Axiallinie
105: erste virtuelle Linie
107: zweite virtuelle Linie
109: Bildaufnahmemitte
111: Liniensegment
113: Mittelpunkt
115: Kabelaufnahmebereich
117: vorspringender Bereich
119: gebogener Bereich
121: Klebstoff

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 200899746 A [0003]
JP 2019002004 [0110]

Claims

Endoskop, umfassend: einen starren Bereich, vorgesehen an einem distalen Ende einer Endoskopsonde, die in einer im Wesentlichen zylindrischen Form ausgebildet ist und deren distale Endfläche eine im Wesentlichen zylindrische Form aufweist; und eine Vielzahl von Kameras, angeordnet auf der linken und der rechten Seite des starren Bereichs und eine erste virtuelle Linie rechtwinklig zu einer Axiallinie des starren Bereichs auf der distalen Endfläche einschließend, wobei die Vielzahl von Kameras eine erste Kamera enthält und die erste Kamera so angeordnet ist, dass eine Bildaufnahmeachse gegenüber einer zweiten virtuellen Linie rechtwinklig zu jeder aus der Axiallinie und der ersten virtuellen Linie in einer Richtung entlang der ersten virtuellen Linie verschoben ist.
Endoskop nach Anspruch 1, wobei die Vielzahl von Kameras eine zweite Kamera enthält, und die erste Kamera und die zweite Kamera so angeordnet sind, dass ein Liniensegment, das Bildaufnahmeachsen auf der distalen Endfläche verbindet, parallel zu der zweiten virtuellen Linie liegt und ein Mittelpunkt des Liniensegments von der Axiallinie getrennt ist.
Endoskop nach Anspruch 1 oder 2, wobei die erste Kamera eine Linseneinheit koaxial zur Bildaufnahmeachse und ein Bildaufnahmeelement-Halteelement zum Positionieren und Befestigen eines Bildsensors an der Linseneinheit enthält.
Endoskop nach Anspruch 3, wobei das Bildaufnahmeelement-Halteelement einen Kabelaufnahmebereich zum Aufnehmen eines mit dem Bildsensor verbundenen Übertragungskabels aufweist.
Endoskop nach Anspruch 4, wobei der Kabelaufnahmebereich einen vorspringenden Bereich enthält, der einen gebogenen Bereich des Übertragungskabels aufnimmt, der von einer äußeren Form des Bildsensors in eine Richtung rechtwinklig zur Axiallinie ragt.
Endoskop nach Anspruch 5, wobei die Bildaufnahmeachse so angeordnet ist, dass sie in einer Richtung entlang der ersten virtuellen Linie in eine Richtung entgegengesetzt zu einer Vorsprungsrichtung des vorspringenden Bereichs verschoben ist.
Endoskop nach Anspruch 5 oder 6, wobei der gebogene Bereich in einem spitzen Winkel gebogen ist.
Endoskop nach einem beliebigen der Ansprüche 5 bis 7, wobei der gebogene Bereich in einen Klebstoff eingebettet ist, der in den vorspringenden Bereich gefüllt ist.