JPH0743619A - ステレオ内視鏡 - Google Patents
ステレオ内視鏡Info
- Publication number
- JPH0743619A JPH0743619A JP18980793A JP18980793A JPH0743619A JP H0743619 A JPH0743619 A JP H0743619A JP 18980793 A JP18980793 A JP 18980793A JP 18980793 A JP18980793 A JP 18980793A JP H0743619 A JPH0743619 A JP H0743619A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- image
- grin
- endoscope
- optical system
- lenses
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- Pending
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- Instruments For Viewing The Inside Of Hollow Bodies (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 挿入部の細径化が図られたステレオ内視鏡を
提供する。 【構成】 内視鏡の挿入部の先端部分に斜め研磨したグ
レイテッドインデックスレンズを設け、斜め研磨面によ
る屈折を利用して輻輳角を得るようにしてステレオ画像
を伝送する。
提供する。 【構成】 内視鏡の挿入部の先端部分に斜め研磨したグ
レイテッドインデックスレンズを設け、斜め研磨面によ
る屈折を利用して輻輳角を得るようにしてステレオ画像
を伝送する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、医療用や工業用に用い
るステレオ内視鏡に関する。
るステレオ内視鏡に関する。
【０００２】
【従来の技術】内視鏡は直接見る事ができない人体内や
原子炉内部に対物光学系および映像を伝送するイメージ
ガイドを挿入して、その内部の観察や簡単な治療、修理
などを行うために用いられるものである。このような内
視鏡では従来より、観察者に実体感ある画像を提供する
ために画像をステレオ画像にすることが行われている。
ステレオ画像の内視鏡は輻輳角を得るために独立した２
つの対物光学系および映像伝達のイメージガイドを備
え、それぞれの対物光学系が独立して観察対象物の映像
を取り込んで画像処理手段に伝送するようになってい
る。
原子炉内部に対物光学系および映像を伝送するイメージ
ガイドを挿入して、その内部の観察や簡単な治療、修理
などを行うために用いられるものである。このような内
視鏡では従来より、観察者に実体感ある画像を提供する
ために画像をステレオ画像にすることが行われている。
ステレオ画像の内視鏡は輻輳角を得るために独立した２
つの対物光学系および映像伝達のイメージガイドを備
え、それぞれの対物光学系が独立して観察対象物の映像
を取り込んで画像処理手段に伝送するようになってい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】血管のような細管内を
観察する内視鏡では細管内への挿入部が細径であること
が要求される。したがって、径を細くするため、挿入部
の構成要素であるイメージガイドやライトガイドのファ
イバ径を細くしたり、挿入部のフラッシュ導入口や鉗子
導入口の径を細くしたりしている。
観察する内視鏡では細管内への挿入部が細径であること
が要求される。したがって、径を細くするため、挿入部
の構成要素であるイメージガイドやライトガイドのファ
イバ径を細くしたり、挿入部のフラッシュ導入口や鉗子
導入口の径を細くしたりしている。
【０００４】ステレオ内視鏡は、ステレオ画像作成に２
本の対物光学系および映像伝送用イメージガイドを必要
とするため、通常のモノラルな内視鏡に比べて径が太く
なってしまう。そのため、細径化するための工夫がなさ
れており、たとえば特開平４ー１６８１２号では挿入部
先端に取り付けた２つの対物光学系からの映像をシャッ
タ機構を用いて時分割で伝送することで１本のイメージ
ガイドでステレオ画像を得るようにしている。
本の対物光学系および映像伝送用イメージガイドを必要
とするため、通常のモノラルな内視鏡に比べて径が太く
なってしまう。そのため、細径化するための工夫がなさ
れており、たとえば特開平４ー１６８１２号では挿入部
先端に取り付けた２つの対物光学系からの映像をシャッ
タ機構を用いて時分割で伝送することで１本のイメージ
ガイドでステレオ画像を得るようにしている。
【０００５】この方法では、対物光学系以降の挿入部に
ついては細径化することができるが、挿入部先端には複
雑な光学系とともにシャッタ機構を必要とするのでこの
部分の細径化は困難である。ステレオ内視鏡を細径化す
る上で問題となるのは、ファイバ径を細くすることで細
径化が図れるイメージガイド部分よりもむしろ、先端の
対物光学系をいかにして細くするかが最大の課題であっ
た。
ついては細径化することができるが、挿入部先端には複
雑な光学系とともにシャッタ機構を必要とするのでこの
部分の細径化は困難である。ステレオ内視鏡を細径化す
る上で問題となるのは、ファイバ径を細くすることで細
径化が図れるイメージガイド部分よりもむしろ、先端の
対物光学系をいかにして細くするかが最大の課題であっ
た。
【０００６】本発明は以上のような課題に着目してなさ
れたものであって、対物光学系を細径化したステレオ内
視鏡内視鏡を提供することを目的とする。
れたものであって、対物光学系を細径化したステレオ内
視鏡内視鏡を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
になされた本発明は、独立した２本のイメージガイドで
伝送される映像を表示部にステレオ画像として表示する
ステレオ内視鏡であって、対物側端面を斜め研磨したグ
レイテッドインデックスレンズをイメージガイドの先端
部に備え、斜め研磨面によるプリズム作用で輻輳角を得
るようにしたことを特徴とする。
になされた本発明は、独立した２本のイメージガイドで
伝送される映像を表示部にステレオ画像として表示する
ステレオ内視鏡であって、対物側端面を斜め研磨したグ
レイテッドインデックスレンズをイメージガイドの先端
部に備え、斜め研磨面によるプリズム作用で輻輳角を得
るようにしたことを特徴とする。
【０００８】
【作用】グレイテッドインデックスレンズ（以下、ＧＲ
ＩＮレンズという）は図４に示すようにレンズ自体の屈
折率が半径方向に変化するものであり、円柱形状にする
ことでレンズ効果を有する。この屈折率を中心側の屈折
率が高く大きくなるようにすれば、凸レンズとして作用
する。
ＩＮレンズという）は図４に示すようにレンズ自体の屈
折率が半径方向に変化するものであり、円柱形状にする
ことでレンズ効果を有する。この屈折率を中心側の屈折
率が高く大きくなるようにすれば、凸レンズとして作用
する。
【０００９】このＧＲＩＮレンズの端面をレンズ軸線に
対し直角研磨したときと斜め研磨したときとの比較を図
５に示す。（ａ）に示すように端面を直角研磨した場合
は像の中心線すなわち入射光の光軸はＧＲＩＮレンズの
レンズ軸線と平行となる。一方、（ｂ）に示すように端
面を斜め研磨したときはプリズム作用を有し、スネルの
法則に従って斜め研磨面の角度に対応して像の中心線す
なわち入射光の光軸が屈折する。
対し直角研磨したときと斜め研磨したときとの比較を図
５に示す。（ａ）に示すように端面を直角研磨した場合
は像の中心線すなわち入射光の光軸はＧＲＩＮレンズの
レンズ軸線と平行となる。一方、（ｂ）に示すように端
面を斜め研磨したときはプリズム作用を有し、スネルの
法則に従って斜め研磨面の角度に対応して像の中心線す
なわち入射光の光軸が屈折する。
【００１０】したがって、この原理を利用して平行な２
本のイメージガイドの先端にそれぞれ斜め研磨したＧＲ
ＩＮレンズを取り付け、斜め研磨面での屈折を利用して
輻輳角とすることで立体画像を作るための映像を取り込
むことができる。ＧＲＩＮレンズはその径がイメージガ
イドの径と同等であり、イメージガイド軸線とＧＲＩＮ
レンズの軸線とを合わせて接続するだけで、輻輳角を有
する対物光学系とすることができる。
本のイメージガイドの先端にそれぞれ斜め研磨したＧＲ
ＩＮレンズを取り付け、斜め研磨面での屈折を利用して
輻輳角とすることで立体画像を作るための映像を取り込
むことができる。ＧＲＩＮレンズはその径がイメージガ
イドの径と同等であり、イメージガイド軸線とＧＲＩＮ
レンズの軸線とを合わせて接続するだけで、輻輳角を有
する対物光学系とすることができる。
【００１１】それぞれの対物光学系を通った入射光はイ
メージガイド内を伝送して周知の画像処理手段に送ら
れ、これによって表示部にステレオ画像が表示される。
メージガイド内を伝送して周知の画像処理手段に送ら
れ、これによって表示部にステレオ画像が表示される。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の実施例を図を用いて説明す
る。図１は本発明の一実施例である内視鏡の挿入部の先
端部分におけるイメージガイドの部分図を示す。図２は
挿入部の断面図を示し、図３は内視鏡の全体図を示す。
る。図１は本発明の一実施例である内視鏡の挿入部の先
端部分におけるイメージガイドの部分図を示す。図２は
挿入部の断面図を示し、図３は内視鏡の全体図を示す。
【００１３】図３に示すように内視鏡は、イメージガイ
ド１１ａ、１１ｂ、ライトガイド１２、フラッシュ導入
口１３、鉗子導入口１４が束ねられた状態で人体などに
挿入される挿入部１０と、イメージガイド１１ａ、１１
ｂに接続されるＣＣＤなどの固体撮像素子２０と、固体
撮像素子２０からの映像信号を処理する画像処理装置３
０と、画像処理装置３０で作られた画像を表示するステ
レオ眼鏡４０と、ライトガイド１２に接続され照明光を
供給する光源装置５０と、フラッシュ導入口１３、鉗子
導入口１４の操作を行う操作部６０とから構成される。
ド１１ａ、１１ｂ、ライトガイド１２、フラッシュ導入
口１３、鉗子導入口１４が束ねられた状態で人体などに
挿入される挿入部１０と、イメージガイド１１ａ、１１
ｂに接続されるＣＣＤなどの固体撮像素子２０と、固体
撮像素子２０からの映像信号を処理する画像処理装置３
０と、画像処理装置３０で作られた画像を表示するステ
レオ眼鏡４０と、ライトガイド１２に接続され照明光を
供給する光源装置５０と、フラッシュ導入口１３、鉗子
導入口１４の操作を行う操作部６０とから構成される。
【００１４】挿入部１０は図２にその断面を示すように
２本のイメージガイド１１ａ、１１ｂ、ライトガイド１
３、フラッシュ導入口１４、鉗子導入口１５が平行に配
置され、その外部をフレキシブル管にて覆うようにして
ある。
２本のイメージガイド１１ａ、１１ｂ、ライトガイド１
３、フラッシュ導入口１４、鉗子導入口１５が平行に配
置され、その外部をフレキシブル管にて覆うようにして
ある。
【００１５】挿入部１０の先端部分Ａのうちイメージガ
イド１１ａ、１１ｂについては図１に示すようにＧＲＩ
Ｎレンズ１５ａ、１５ｂが対応するイメージガイド１１
ａ、１１ｂの端面と軸線が合うように直角研磨面で接続
される。ＧＲＩＮレンズ１５ａ、１５ｂの対物側には斜
め研磨面が設けられている。この２つのＧＲＩＮレンズ
の斜め研磨面の向きは互いにその法線が同一面内にあ
り、かつ互いの法線が最も広がる方向となるようにして
ある。すなわち、イメージガイド１１ａとＧＲＩＮレン
ズ１５ａとからなる第１の光学系とイメージガイド１１
ｂとＧＲＩＮレンズ１５ｂとからなる第２の光学系とが
鏡面対称となり、しかもＧＲＩＮレンズの斜め研磨面の
鋭角部分が内側にくるように配置されている。
イド１１ａ、１１ｂについては図１に示すようにＧＲＩ
Ｎレンズ１５ａ、１５ｂが対応するイメージガイド１１
ａ、１１ｂの端面と軸線が合うように直角研磨面で接続
される。ＧＲＩＮレンズ１５ａ、１５ｂの対物側には斜
め研磨面が設けられている。この２つのＧＲＩＮレンズ
の斜め研磨面の向きは互いにその法線が同一面内にあ
り、かつ互いの法線が最も広がる方向となるようにして
ある。すなわち、イメージガイド１１ａとＧＲＩＮレン
ズ１５ａとからなる第１の光学系とイメージガイド１１
ｂとＧＲＩＮレンズ１５ｂとからなる第２の光学系とが
鏡面対称となり、しかもＧＲＩＮレンズの斜め研磨面の
鋭角部分が内側にくるように配置されている。
【００１６】ＧＲＩＮレンズの両端面間の軸線距離Ｌ
は、ＧＲＩＮレンズの斜め研磨面の軸線との交差点を通
過した光束が直角研磨面端面で平行光束となる長さ（１
／４ピッチ）にする。これはイメージガイド内を平行光
束として伝送するためである。ステレオ画像を得るため
に輻輳角を調整するが、たとえば輻輳角を３度にするに
は研磨角（斜め研磨端面の法線とレンズ軸線とのなす
角）を輻輳角の半分である１．５度ずつにすればよい。
は、ＧＲＩＮレンズの斜め研磨面の軸線との交差点を通
過した光束が直角研磨面端面で平行光束となる長さ（１
／４ピッチ）にする。これはイメージガイド内を平行光
束として伝送するためである。ステレオ画像を得るため
に輻輳角を調整するが、たとえば輻輳角を３度にするに
は研磨角（斜め研磨端面の法線とレンズ軸線とのなす
角）を輻輳角の半分である１．５度ずつにすればよい。
【００１７】次にこのような構成のステレオ内視鏡の動
作を説明する。ステレオ内視鏡を駆動すると光源装置５
０から照明光がライトガイド１２を通って挿入部１０の
先端部分Ａに送られ、前方の観察物を照らす。照らされ
た観察物からの反射光は２つのＧＲＩＮレンズ１５ａ、
１５ｂにそれぞれ入射する。そしてこの入射光は各ＧＲ
ＩＮレンズ１５ａ、１５ｂの斜め研磨面で屈折し、屈折
光がＧＲＩＮレンズ１５ａ、１５ｂ内を通過してイメー
ジガイド１１ａ、１１ｂ端面との境界に達すると平行光
となる。そしてこの平行光はイメージガイド１１ａ、１
１ｂ内を通って図示しない出射側端のレンズ系を介して
固体撮像素子２０に結像される。固体撮像素子２０は映
像情報を画像処理装置３０に送り、画像処理装置３０が
コントラスト調整その他の画像処理をして観察者が装着
するステレオ眼鏡４０の表示手段にステレオ画像を映し
出す。
作を説明する。ステレオ内視鏡を駆動すると光源装置５
０から照明光がライトガイド１２を通って挿入部１０の
先端部分Ａに送られ、前方の観察物を照らす。照らされ
た観察物からの反射光は２つのＧＲＩＮレンズ１５ａ、
１５ｂにそれぞれ入射する。そしてこの入射光は各ＧＲ
ＩＮレンズ１５ａ、１５ｂの斜め研磨面で屈折し、屈折
光がＧＲＩＮレンズ１５ａ、１５ｂ内を通過してイメー
ジガイド１１ａ、１１ｂ端面との境界に達すると平行光
となる。そしてこの平行光はイメージガイド１１ａ、１
１ｂ内を通って図示しない出射側端のレンズ系を介して
固体撮像素子２０に結像される。固体撮像素子２０は映
像情報を画像処理装置３０に送り、画像処理装置３０が
コントラスト調整その他の画像処理をして観察者が装着
するステレオ眼鏡４０の表示手段にステレオ画像を映し
出す。
【００１８】観察者はこのステレオ画像を観察しなが
ら、操作部６０によってフラッシュ導入口１３からフラ
ッシュ液を噴射したり、鉗子導入口１４から鉗子の操作
をしたりする。
ら、操作部６０によってフラッシュ導入口１３からフラ
ッシュ液を噴射したり、鉗子導入口１４から鉗子の操作
をしたりする。
【００１９】
【発明の効果】以上、説明したように本発明のステレオ
内視鏡によれば、内視鏡先端部分の対物光学系に斜め研
磨したＧＲＩＮレンズを用いることにより、ＧＲＩＮレ
ンズをイメージガイドと軸線を合わせるだけの簡単な構
成で所定の輻輳角を有する対物光学系を作ることができ
る。これにより従来から複雑な対物光学系が必要である
ために困難であったステレオ内視鏡の細径化が可能にな
る。また、輻輳角は平行に配置した２本のイメージガイ
ドに、輻輳角の半分の研磨角をもつＧＲＩＮレンズを接
着させるだけで定まるので、輻輳角を調整する機構も必
要なく、その手間も不要であることから、装置が簡略化
できる。
内視鏡によれば、内視鏡先端部分の対物光学系に斜め研
磨したＧＲＩＮレンズを用いることにより、ＧＲＩＮレ
ンズをイメージガイドと軸線を合わせるだけの簡単な構
成で所定の輻輳角を有する対物光学系を作ることができ
る。これにより従来から複雑な対物光学系が必要である
ために困難であったステレオ内視鏡の細径化が可能にな
る。また、輻輳角は平行に配置した２本のイメージガイ
ドに、輻輳角の半分の研磨角をもつＧＲＩＮレンズを接
着させるだけで定まるので、輻輳角を調整する機構も必
要なく、その手間も不要であることから、装置が簡略化
できる。
【図１】本発明の一実施例である内視鏡の挿入部の先端
部分における対物光学系およびイメージガイドの部分
図。
部分における対物光学系およびイメージガイドの部分
図。
【図２】本発明の一実施例であるステレオ内視鏡の挿入
部の断面図。
部の断面図。
【図３】本発明の一実施例であるステレオ内視鏡の全体
図。
図。
【図４】グレイテッドインデックスレンズ（ＧＲＩＮレ
ンズ）の構造図。
ンズ）の構造図。
【図５】グレイテッドインデックスレンズ（ＧＲＩＮレ
ンズ）の研磨面と入射光の光軸との関係を示す図。
ンズ）の研磨面と入射光の光軸との関係を示す図。
１０：挿入部 １１ａ、１１ｂ：イメージガイド １２：ライトガイド １５ａ、１５ｂ：グレイテッドインデックスレンズ（Ｇ
ＲＩＮレンズ） ２０：固体撮像素子 ３０：画像処理装置 ４０：ステレオ眼鏡
ＲＩＮレンズ） ２０：固体撮像素子 ３０：画像処理装置 ４０：ステレオ眼鏡
Claims (1)
- 【請求項１】 独立した２本のイメージガイドで伝送さ
れる映像を表示部にステレオ画像として表示するステレ
オ内視鏡であって、対物側端面を斜め研磨したグレイテ
ッドインデックスレンズをイメージガイドの先端部に備
え、斜め研磨面によるプリズム作用で輻輳角を得るよう
にしたことを特徴とするステレオ内視鏡。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18980793A JPH0743619A (ja) | 1993-07-30 | 1993-07-30 | ステレオ内視鏡 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18980793A JPH0743619A (ja) | 1993-07-30 | 1993-07-30 | ステレオ内視鏡 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0743619A true JPH0743619A (ja) | 1995-02-14 |
Family
ID=16247541
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18980793A Pending JPH0743619A (ja) | 1993-07-30 | 1993-07-30 | ステレオ内視鏡 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0743619A (ja) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008532574A (ja) * | 2005-01-27 | 2008-08-21 | スーパー ディメンション リミテッド | 小型のイメージング装置を有する内視鏡 |
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| US9301666B2 (en) | 2006-12-12 | 2016-04-05 | Omachron Intellectual Property Inc. | Surface cleaning apparatus |
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| US9826868B2 (en) | 2009-03-13 | 2017-11-28 | Omachron Intellectual Property Inc. | Portable surface cleaning apparatus |
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-
1993
- 1993-07-30 JP JP18980793A patent/JPH0743619A/ja active Pending
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