JPS59187310A - Internal observation device - Google Patents

Internal observation device

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Publication number
JPS59187310A
JPS59187310A JP58061580A JP6158083A JPS59187310A JP S59187310 A JPS59187310 A JP S59187310A JP 58061580 A JP58061580 A JP 58061580A JP 6158083 A JP6158083 A JP 6158083A JP S59187310 A JPS59187310 A JP S59187310A
Authority
JP
Japan
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image
spot
light
fiber
mirror
Prior art date
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Pending
Application number
JP58061580A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshio Utsunomiya
宇都宮 敏男
Kenichi Yoshida
健一 吉田
Kozo Ono
公三 小野
Koichi Tsuno
浩一 津野
Mitsuru Nishikawa
満 西川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Electric Industries Ltd filed Critical Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority to JP58061580A priority Critical patent/JPS59187310A/en
Publication of JPS59187310A publication Critical patent/JPS59187310A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/24Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures

Abstract

PURPOSE:To calculate the ruggedness of an object by irradiating one point of the object with light in a spot, knowing the positions of the spot in an observed picture at two observation points, and calculating three-dimensional coordinates of the spot. CONSTITUTION:The irradiation light from an optical fiber 3 is reflected by a scanning mirror 8 to scan on the object 9 as the spot 9, and fixed mirrors of image fibers 1 and 2 shift in position axially; and an image of an P with parallax corresponding distance l is transmitted to the fibers 1 and 2 and inputted to TV cameras 35 and 36 through image forming lenses 31 and 32 to display spots P(x1, y1) and P(x2, y2) on TV monitors 39 and 40. Interfaces 41 and 42, on the other hand, process them which are inputted to a CPU45. Scanning timing information on a mirror driving unit 43 is supplied to the CPU45 through an interface 44 to calculate coordinates (x), (y), and (h) of the spot P of the object 9 from pieces of spot position information from the image fibers 1 and 2 and the timing information from the unit 43.

Description

【発明の詳細な説明】 (7)  技  術  分  野 この発明は、血管内、心臓内など人体の器官内部や、ガ
スや水道などの配管内部など、狭少な領域の内部観察装
置に関する。
Detailed Description of the Invention (7) Technical Field The present invention relates to an apparatus for observing the inside of a narrow area, such as inside a human organ such as a blood vessel or a heart, or inside a pipe for gas or water.

(イ) 従来技術とその問題点 医療用、産業用に、イメージファイバを用イタ内部観察
装置が使用される。狭隘な部位を直接観察するため、可
撓性チューブの中に、イメージファイバ、ライトガイド
を挿入した長い可撓性のケーブルを、観察部位近傍へ差
込む。
(a) Prior art and its problems Internal observation devices using image fibers are used for medical and industrial purposes. In order to directly observe a narrow area, a long flexible cable with an image fiber and light guide inserted into a flexible tube is inserted near the observation area.

照明光はライトガイドによって、内部へ伝送され、対象
物を照射する。対象物の像は、レンズ系によってイメー
ジファイバ端面に結像する。この像はイメージファイバ
によって、伝送される。
The illumination light is transmitted inside by the light guide and illuminates the object. An image of the object is formed on the end face of the image fiber by a lens system. This image is transmitted by an image fiber.

内部観察装置の、対象物に近い端部を撮像部と呼ぶ。こ
れに対し、観察者の手元側の端部を受像部と呼ぶ。中間
を伝送部と呼ぶ。
The end of the internal observation device that is close to the object is called an imaging section. On the other hand, the end on the observer's hand side is called the image receiving section. The intermediate part is called the transmission section.

第11図は従来例に係るエンドスコープの撮像部を心臓
に挿入した状態を示す略断面図である。
FIG. 11 is a schematic cross-sectional view showing a state in which the imaging section of a conventional endoscope is inserted into the heart.

心臓51の中へ、エンドスコープの可撓性ケーブル52
の先端が挿入しである。可撓性ケーブル52は、イメー
ジファイバ53、ライトガイド5本注入液用チューブ5
5を一本の可撓性チューブの中へ束ねて装入したもので
ある。
Endoscope flexible cable 52 into the heart 51
The tip is inserted. The flexible cable 52 includes an image fiber 53, five light guides, and an injection tube 5.
5 are bundled and placed into a single flexible tube.

イメージファイバ53の像は、受像部に於て、例えば肉
眼56によって直視される。TVカメラなとで、イメー
ジファイバ53の像をテレビ画面に映写することもある
The image of the image fiber 53 is viewed directly by, for example, the naked eye 56 at the image receiving section. The image of the image fiber 53 may be projected onto a television screen using a TV camera or the like.

ライトガイド54の他端には、照明用光源57が設けで
ある。
An illumination light source 57 is provided at the other end of the light guide 54.

注入液用チューブ55の他端には、透明液を注入するた
めの注入液用シリンジ58が設置しである。
At the other end of the injection liquid tube 55, an injection liquid syringe 58 for injecting a transparent liquid is installed.

血液が不透明であるので、透明液を心臓51内へ注入し
、瞬間的に視野を開く。
Since blood is opaque, a transparent liquid is injected into the heart 51 to instantly open the visual field.

ライトガイド54の光は、心臓の内壁を照射し、イメー
ジファイバ53はこの瞬間に内壁の画像を受像部へ伝送
する。受像部で、肉眼或はTVカメラを用いて観察する
The light from the light guide 54 illuminates the inner wall of the heart, and at this moment the image fiber 53 transmits an image of the inner wall to the image receiving section. Observe with the naked eye or with a TV camera at the image receiving section.

この例では、不透明液で満されている心臓内にエンドス
コープを挿入しているから、透明液を噴出する必要があ
った。
In this example, the endoscope was inserted into the heart, which was filled with opaque fluid, so clear fluid had to be squirted out.

しかし、不透明液に貴われていない、狭隘な観察対象の
場合は、注入液用チューブ、シリンジなどは必要でない
。この場合、エンドスコープは、イメージファイバと、
ライトガイドたけを含む可撓性ケーブルを用いる。
However, if the object to be observed is narrow and not filled with opaque liquid, an injection tube, syringe, etc. are not necessary. In this case, the endoscope is an image fiber and
Use a flexible cable that includes a light guide holder.

このような内部観察装置によって、狭隘な部位を、拡大
して鮮明な画像として観察することができる。極めて有
用である。
With such an internal observation device, a narrow area can be enlarged and observed as a clear image. Extremely useful.

しかし、このような内部観察装置は、三次元空間を二次
元画像として観察するものである。観察対象の凹凸が分
らない。人体の諸器官は、形状や色相だけでなく隆起、
陥没など、凹凸の存在をも正確に検出できる事が望まれ
る。
However, such an internal observation device observes a three-dimensional space as a two-dimensional image. I can't see the unevenness of the observation target. The various organs of the human body differ not only in shape and hue, but also in elevation,
It is desirable to be able to accurately detect the presence of irregularities such as depressions.

ガス、水道の配管の内部観察の場合であっても、内壁の
凹凸の状態を知ることは有用である。
Even when observing the inside of gas or water pipes, it is useful to know the condition of the unevenness of the inner wall.

従来の内視鏡装置などでは、対象物の凹凸を知る事がで
きない。イメージファイバが一本で、観測点か一箇所で
あるからである。
Conventional endoscopic devices cannot detect the unevenness of an object. This is because there is only one image fiber and one observation point.

本発明は、対象物の凹凸を求めるようにした内部観察装
置を与える。
The present invention provides an internal observation device that determines the unevenness of an object.

(つ) 本発明の内部観察装置 本発明の内部観察装置は、2つの観測点から、同一の対
象点を見て、同一対象点が2つの観測点から、どのよう
な方向にあるのかを知って、その対象点の三次元的な位
置を算出する。ここでは、対象物の一点に光を照射し、
光の点(スポット)を与える。このスポットが2つの観
測点に於て、観察した画像の中で占める位置を知って、
スポットの三次元座標を計算するのである。
(1) Internal observation device of the present invention The internal observation device of the present invention can view the same target point from two observation points and know in what direction the same target point is located from the two observation points. Then, calculate the three-dimensional position of the target point. Here, we irradiate light onto one point on the object,
Gives a spot of light. Knowing the position that this spot occupies in the images observed at the two observation points,
It calculates the three-dimensional coordinates of the spot.

従来の内部観察装置に於ては、広い角変をなして拡散し
、対象物を広く一様に照らすものであった。本発明で、
照明光は、対象物を広く照らすものではない。小さいス
ポットを与えるだけのものである。このスポットは、2
つの観測点から、同一の対象点を同時に観察するだめの
目標を与えるものである。
In conventional internal observation devices, the light diffuses over a wide angle and illuminates the object widely and uniformly. In the present invention,
The illumination light does not illuminate the object widely. It only gives a small spot. This spot is 2
It provides the goal of simultaneously observing the same target point from two observation points.

さらに、光のスポットは、対象物上を走査する。Additionally, the spot of light scans over the object.

対象物の観察されるべき領域の全てをスポットが走査し
、それぞれのスポットの三次元位置を計算する。こうし
て、対象物の凹凸を知る事ができる。
The spots scan the entire area of the object to be observed, and the three-dimensional position of each spot is calculated. In this way, the unevenness of the object can be known.

光のスポットを走査させるために、例えばミラーを使用
する事ができる。ミラーを高速で往復回動させ、回転軸
を少しずつ傾けてゆき、照明光をミラーで反射させるこ
ととすれば、光のスポットは対象物上を二次元的に走査
する事ができる。ミラーを変位させる機構は、ワイヤ駆
動、油圧駆動等か可能である。
For example, a mirror can be used to scan the spot of light. If the mirror is rotated back and forth at high speed, the axis of rotation is gradually tilted, and the illumination light is reflected by the mirror, the spot of light can be scanned two-dimensionally over the object. The mechanism for displacing the mirror can be wire drive, hydraulic drive, or the like.

光スポットの74機構としては、この他にプリズムやレ
ンズを用いる事もできる。
In addition to this, a prism or a lens can also be used as the light spot 74 mechanism.

また、内部観察装置の撮像部内へ電圧を加える事が許さ
れる場合は、電気光学効果を利用した光偏向装置を利用
できる。
Furthermore, if it is permissible to apply a voltage to the imaging section of the internal observation device, a light deflection device that utilizes the electro-optic effect can be used.

本発明の内部観察装置は (1)照明光を伝送する光ファイバ (2)光ファイバからの光を観察対象上に結像し走査す
る機構 (3)」−記の光を互いに離れた2つの方向から見込み
、イメージファイバの端面に結像する手段(4)2本の
イメージファイバ (5)  イメージファイバ伝送像の差から、観察対象
の高さを計算する手段 とを備えている。
The internal observation device of the present invention includes (1) an optical fiber that transmits illumination light, (2) a mechanism that focuses the light from the optical fiber onto an observation target and scans it, and (3) a mechanism that transmits the light from two parts separated from each other. A means for forming an image on the end face of the image fiber as seen from the direction (4), two image fibers (5), and a means for calculating the height of the object to be observed from the difference between the images transmitted by the image fibers.

(ロ)) 高さを算出する計算 第8図によって、本発明に於る高さhの算出のための8
1算式を導出する。
(b) Calculation for calculating height According to FIG. 8, 8 for calculating height h in the present invention.
1 Derive the formula.

観測点A、!3とする。基線ABの中点をMとする。Observation point A! Set it to 3. Let M be the midpoint of base line AB.

観測対象物の而に沿ってxy平面を取る。Oを原点とす
る。xy平面は対象物の面に近づければ良いのであって
、厳密に対象物の曲面がxy平面に接しなければならな
い、というわけではない。
Take an xy plane along the axis of the observation target. Let O be the origin. The xy plane only needs to be close to the surface of the object, and it is not strictly necessary that the curved surface of the object be in contact with the xy plane.

光のスポットが点Pにあるとする。点Pのxy平而面ら
の高さhを、点PのX% V座標の函数として求めたい
わけである。基JABとX軸は平行である。
Assume that the spot of light is at point P. We want to find the height h of the xy plane of point P as a function of the X%V coordinate of point P. The base JAB and the X axis are parallel.

xy平面に直角で、観測点八日の中点1v1を通る直線
をh軸とする。原点0と基線中心IViとの距離をdと
する。
The h-axis is a straight line that is perpendicular to the xy plane and passes through the midpoint 1v1 of the 8th observation point. Let d be the distance between the origin 0 and the base line center IVi.

直線へP、BPのPを越える延長線と、xy平面の交点
をE、Fとする。
Let E and F be the intersections of the straight line P, an extension of BP beyond P, and the xy plane.

点Eは、スポラ)Pを観測点Aから見た時のPのxy平
面への投影点である。Eの座標を(Xi、yl)とする
。距離dが既知であるとすれば、直線AEが、AS、Q
i%/iなどとなす角が分るので、座標(xl、yx)
も一義的に決定される。
Point E is the projection point of P onto the xy plane when Spora) P is viewed from observation point A. Let the coordinates of E be (Xi, yl). If the distance d is known, the straight line AE is AS,Q
Since we know the angle made by i%/i etc., we can calculate the coordinates (xl, yx)
is also uniquely determined.

点Fは、スポラ)Pを観測点Bから見た時のPのxy平
面への投影点である。Fの座標を(x2、Y2 )とす
る。
Point F is the projection point of P onto the xy plane when Spora) P is viewed from observation point B. Let the coordinates of F be (x2, Y2).

スポットPからxh平面、Xy平面に下した垂線の足を
Q、Rとする。PがらX軸へ下した垂線の足をSとする
。Pからy軸へ下した垂線の足を下とする。
Let Q and R be the legs of the perpendicular line drawn from spot P to the xh plane and the Xy plane. Let S be the foot of the perpendicular line drawn from P to the X axis. Let the foot of the perpendicular line drawn from P to the y-axis be the bottom.

T Q = X S P Q = y % Q S =
 hである。点Rの座標は(XXV)である。観測点A
Uの間隔をlとする。X軸と直線AQ、直線BQとの交
点をそれぞれH,Gとする。ハIVI、BiVlは(J
/2である。
T Q = X S P Q = y% Q S =
It is h. The coordinates of point R are (XXV). Observation point A
Let the interval between U be l. Let H and G be the intersection points of the X axis and straight line AQ and straight line BQ, respectively. HaIVI, BiVl (J
/2.

観測点A、BからX軸に垂線を下し、その足をUXWと
する。
Drop perpendicular lines from observation points A and B to the X-axis, and let that foot be UXW.

三角形HAUに於て、QSとAUが平行である。In triangle HAU, QS and AU are parallel.

AUはdに等しく、QSはhに等しい。H5は(xl−
x)で、HUは(Xl + l/ 2 )である。三角
形の比例関係から、 XI + (J/ 2     d である。
AU is equal to d and QS is equal to h. H5 is (xl-
x) and HU is (Xl + l/2). From the proportional relationship of triangles, it is XI + (J/ 2 d).

同様に三角形EAHに於る比例関係から、Vx    
   d である。
Similarly, from the proportional relationship in triangle EAH, Vx
It is d.

三角形GBWに注目して、 β/2  X2      d である。三角形FBGの比例関係から、y2    V
              hV2        
        dである。
Focusing on triangle GBW, β/2 X2 d. From the proportional relationship of triangle FBG, y2 V
hV2
It is d.

(1)〜(4)からX5yshを求めると、となる。y
l−y2である。xlitfiを基線ハ已と平行にした
からである。
When calculating X5ysh from (1) to (4), it becomes. y
It is ly2. This is because xlitfi is made parallel to the baseline.

こうして、投影点E、Fの座標から、対象物のP (X
 N 、−y )点での高さhを知る事ができる。
In this way, from the coordinates of the projection points E and F, P (X
The height h at the point (N, -y) can be found.

ただし、E1F点を示すものとしての座標x1、x2は
、観察者が実際にA、F3点に居たとして、スポラ)P
をxy平面に投影した値である。A1日の観察者にとっ
て、原点0とするxy平面が直ちに同定されるわけでは
ない。
However, the coordinates x1 and x2 that indicate point E1F are calculated based on the assumption that the observer is actually at points A and F3.
This is the value obtained by projecting . For the observer on day A1, the xy plane, which is the origin 0, is not immediately identified.

むしろ、A点の観察者にとって、原点をUとするxy平
面が直視されるはずである。へ点の観察者が原点りに関
して、認識しうるF点の座標(X座標だけ)をAxとす
ると、 β Ax  =  xl  +  −(8)となる。8点の
観察者はWを原点としてxy平面を見ることになる。こ
のような座標系で、F点のX座標Bxは、 Bx  =  X2−       (9)となる。
Rather, for the observer at point A, the xy plane with the origin as U should be viewed directly. If Ax is the coordinate (only the X coordinate) of point F that can be recognized by an observer of the point F with respect to the origin, then β Ax = xl + - (8). Observers at 8 points view the xy plane with W as the origin. In such a coordinate system, the X coordinate Bx of point F is Bx = X2- (9).

このように、観測点A1日に準拠した、投影点のX座標
Ax−、、日Xで、Xs V% hを表ゎずと、によっ
て与えられる。
In this way, the X coordinate of the projection point, Ax-, based on the observation point A1 day, is given by , where Xs V% h is expressed on day X.

ハx’s  YIS  sx %  3/2なとは、観
測点A>8の観察者が容易に知りうる値で−ある。
HAx's YIS sx % 3/2 is a value that can be easily known by an observer at observation point A>8.

対象物が全く平坦で、xy平面に重なる時は、Ax −
ax =βである。
When the object is completely flat and overlaps the xy plane, Ax −
ax = β.

これらの関係式の内、lは予め与えられた量である。d
も予め与えられた量と考える事はできない。スポットを
与える照明光を導く光学系は、レンズによって、一定距
離の面に小さなスポットを結ぶようになっている。レン
ズは固定されたもので、調整可能でない場合がある。
In these relational expressions, l is a predetermined quantity. d
cannot be considered as a predetermined quantity. The optical system that guides the illumination light that provides the spot uses a lens to connect a small spot on a surface at a certain distance. Lenses are fixed and may not be adjustable.

固定式のレンズ系を用いる場合、光のスポットが最小に
なる点が一箇所だけ存在し、こめ時の基線中点Mからス
ポットまでの距離がdに等しいわけである。
When a fixed lens system is used, there is only one point where the light spot becomes the minimum, and the distance from the midpoint M of the baseline at the time of focusing to the spot is equal to d.

このように、スポット径が最小になる位置に観測点A1
日、中点Mを設定すれば、dは予め与えられた値をとる
ことができる。
In this way, observation point A1 is placed at the position where the spot diameter is minimum.
By setting the midpoint M, d can take a predetermined value.

しかし、イメージファイバを含む撮像部の位置を必ずし
も対象物から距離dの位置に合致させる事ができない場
合もある。
However, there are cases where it is not always possible to match the position of the imaging section including the image fiber to the position at the distance d from the object.

この場合は、照明光の光線方向を与える事により、垂直
距離dを求める事ができる。
In this case, the vertical distance d can be determined by giving the ray direction of the illumination light.

例えば、基線中点1譬7がら照明光を出射するとする。For example, assume that illumination light is emitted from the midpoint of the baseline.

この点からの出射方向11/i Pと、ハ、8点からの
観測方向AP、、BPと3つのパラメータが同時に確定
すれば、垂直距離dを逆算できる。
If the three parameters of the emission direction 11/i P from this point and the observation directions AP, BP from the 8 points are determined simultaneously, the vertical distance d can be calculated backwards.

観測点ABの距離4について注意が必要である。Care must be taken regarding distance 4 from observation point AB.

イメージファイバの端面がA1日にある場合はイメージ
ファイバ端面間隔が4に等しい。
When the end face of the image fiber is on day A1, the image fiber end face spacing is equal to 4.

しかし、ミラーを用いて、光を反射しこれをイな位置と
なる。
However, by using a mirror, the light is reflected and this becomes the correct position.

け)  実  施  例 以下、実施例を示す図面によって本発明を説明−・する
Examples) The present invention will be explained below with reference to drawings showing examples.

第1図は本発明の実施例に係る内部観察装置の撮像部先
端の概略斜視図、第2図は同じものの縦断面図、第3図
は第2図中のI−1[断面図である。
FIG. 1 is a schematic perspective view of the tip of the imaging unit of an internal observation device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a longitudinal cross-sectional view of the same, and FIG. .

内部観察装置には、2本のイメージファイバ1.2と、
照明光伝送用の光ファイバ3とが束になってケーシング
4の中に収納されている。
The internal observation device includes two image fibers 1.2 and
Optical fibers 3 for illumination light transmission are housed in a bundle in a casing 4.

2本のイメージファイバ1.2及び光ファイバ3の先端
部の近傍には、透明の観察用窓5が側方に設けられてい
る。
A transparent observation window 5 is provided on the side near the tips of the two image fibers 1.2 and the optical fiber 3.

2本のイメージファイバ1.2の端面から離隔し、光軸
の延長線上に、固定ミラー6.1が設けられる。固定ミ
ラー6.7は、側方の観察用窓5から入る光を反射して
、イメージファイバ1.2へ入射させる。
A fixed mirror 6.1 is provided apart from the end faces of the two image fibers 1.2 and on an extension of the optical axis. The fixed mirror 6.7 reflects the light entering from the side observation window 5 and makes it enter the image fiber 1.2.

照明光伝送用の光ファイバ3の端面から離隔し光軸の延
長線上に、走査ミ′ラー8が設けられる。
A scanning mirror 8 is provided apart from the end face of the optical fiber 3 for transmitting illumination light and on an extension of the optical axis.

照明光は光ファイバ3の端面か−ら出射され、走査ミラ
ーで反射されて、対象9を照射する。照明光は、通常の
内視鏡などの場合と異なり、対象9を広く照らすのでは
なく、小さい光のスポットPとして、一箇所だけを照明
する。
The illumination light is emitted from the end face of the optical fiber 3, reflected by the scanning mirror, and illuminates the object 9. Unlike the case of a normal endoscope, the illumination light does not illuminate the target 9 widely, but illuminates only one spot as a small light spot P.

走査ミラー8は、スポラ)Pを水平方向に走査させる。The scanning mirror 8 causes the spora) P to scan in the horizontal direction.

ミラー駆動部10が走査ミラー8を左右に回動させる。A mirror drive unit 10 rotates the scanning mirror 8 left and right.

第4図はイメージファイバ1.2の先端部の断面図であ
る。第5図は第4図中の■−■断面図を示す。
FIG. 4 is a sectional view of the tip of the image fiber 1.2. FIG. 5 shows a sectional view taken along the line ■-■ in FIG.

イメージファイバ1.2の先端には、マイクロレンズ1
1をレンズスリーブ12によって固定しである。イメー
ジファイバ1.2は、画像を伝送する多数のファイバを
束にしたイメージファイバ本体15と、これを被覆する
被覆14とよりなる。
At the tip of the image fiber 1.2, there is a microlens 1.
1 is fixed by a lens sleeve 12. The image fiber 1.2 consists of an image fiber body 15, which is a bundle of a number of fibers that transmit images, and a coating 14 that covers this body.

イメージファイバ1.2の先端の被覆14の一部を剥離
し、レンズスリーブ12に差込んで接着剤13によって
接着しである。
A part of the coating 14 on the tip of the image fiber 1.2 is peeled off, and the image fiber 1.2 is inserted into the lens sleeve 12 and bonded with an adhesive 13.

マイクロレンズ11は、スポットPの像を、イメージフ
ァイバ端面16に結像する。
The microlens 11 forms an image of the spot P on the end face 16 of the image fiber.

光ファイバ3もレンズを端面に備え、照明光をスポツ)
Pに集束させるようにしている。第6図は光ファイバ3
の先端部の断面図である。第7図は第6図中の■−■断
面図である。
Optical fiber 3 also has a lens on the end face, and illuminates the spot)
I try to focus it on P. Figure 6 shows optical fiber 3
FIG. FIG. 7 is a sectional view taken along the line ■-■ in FIG. 6.

光ファイバ3は、光を伝送するファイバ本体17と被覆
18とよりなる。これは石英ガラス系、プラスチック系
光ファイバを用いる事ができる。
The optical fiber 3 includes a fiber body 17 and a coating 18 for transmitting light. A quartz glass or plastic optical fiber can be used for this purpose.

光ファイバ3の先端の一部被覆18が剥離され、レンズ
スリーブ19が接着剤21によって接着されている。ス
リーブ9の前方には、マイクロレンズ20が接着剤21
によって接着される。
Part of the coating 18 on the tip of the optical fiber 3 is peeled off, and a lens sleeve 19 is adhered with an adhesive 21. At the front of the sleeve 9, a microlens 20 is attached to an adhesive 21.
glued by.

光ファイバ3の端面22の像が、マイクロレンズ20に
よって、対象9のスポン)Pとして結像される。レンズ
20の焦点距離によって、光ファイバ3からミラー8を
経て、対象9に至る光路の長さが決定されるから、ミラ
ー8からスポットPまでの最適距離は予め決定される。
An image of the end surface 22 of the optical fiber 3 is formed by the microlens 20 as a spon (P) of the object 9. Since the length of the optical path from the optical fiber 3 to the target 9 via the mirror 8 is determined by the focal length of the lens 20, the optimum distance from the mirror 8 to the spot P is determined in advance.

これを前述の式のパラメータdとすると便利である。It is convenient to use this as the parameter d in the above equation.

第9図は走査ミラーと、スポツ)Pの走査線を示す斜視
図である。
FIG. 9 is a perspective view showing the scanning mirror and the scanning line of spot P.

対象9の存栓する面をxy平面とする。走査ミラー8は
ミラー駆動部10によって、V軸を中心として、左右に
回動する。照明光25はミラーによって反射されて、x
y平面のスポツ)Pに収束する。
Let the plane on which the target 9 exists be the xy plane. The scanning mirror 8 is rotated left and right about the V-axis by a mirror drive unit 10. The illumination light 25 is reflected by a mirror and x
spot on the y plane) converges to P.

V軸を中心とする1回のミラーの運動でxy平面のX軸
方向に1回の走査がなされる。W軸を中心として、ミラ
ー8は傾斜してゆくようになっており、これに伴って、
走査線は、y軸方向にずれてゆく。
One movement of the mirror around the V-axis results in one scan in the X-axis direction of the xy plane. The mirror 8 is tilted around the W axis, and along with this,
The scanning line shifts in the y-axis direction.

走査の方法は周知のものを用いることができる。A well-known scanning method can be used.

走査ミラー8の駆動部10は、駆動ケーブル24又は油
圧機構などを用いて外部から制御する。
The drive unit 10 of the scanning mirror 8 is controlled from the outside using a drive cable 24 or a hydraulic mechanism.

第10図は本発明の内部観察装置の全体図である。FIG. 10 is an overall view of the internal observation device of the present invention.

照明光用光源34の光は集光レンズ33によって絞られ
照明光用光ファイバ3に入射する。照明光は光ファイバ
3から走査ミラー8によって反射され、スポツ)Pとし
て対象9の上を走査する。
The light from the illumination light source 34 is focused by the condenser lens 33 and enters the illumination light optical fiber 3. The illumination light is reflected from the optical fiber 3 by the scanning mirror 8 and scans over the object 9 as a spot P.

イメージファイバ1.2の固定ミラーは、前述したよう
に、軸方向にずれており、距離lに対応した視差を伴っ
たスポットPの像がイメージファイバ1.2に伝送され
る。受像側端面に現われる画像は、結像レンズ31.3
2を介して、TV右カメラ5.36に入力される。
The fixed mirror of the image fiber 1.2 is, as mentioned above, offset in the axial direction, and an image of the spot P with a parallax corresponding to the distance l is transmitted to the image fiber 1.2. The image appearing on the image-receiving side end surface is formed by the imaging lens 31.3.
2 to the TV right camera 5.36.

TV右カメラ5.36に入力された画像は、一方では、
TVモニタ39.40の上にスポットP(xl、yl)
、P(X2、Y2)として表示される。
On the other hand, the image input to the TV right camera 5.36 is
Spot P (xl, yl) on TV monitor 39.40
, P(X2, Y2).

TV右カメラ5.36に入力された画像情報は、インタ
フェース41.42に於て、シリアル/パラレル変換、
アナログ/デジタル変換、その他の処理を施させて、C
PU45に入力される。
The image information input to the TV right camera 5.36 is serial/parallel converted at the interface 41.42.
After analog/digital conversion and other processing, C
It is input to PU45.

ミラー駆動ユニツ)43は、走査ミラーを駆動するが、
ミラー駆動ユニット43の走査タイミング情報は、イン
タフェース44を通って、CPU45に与えられる。
The mirror drive unit) 43 drives the scanning mirror,
Scanning timing information of the mirror drive unit 43 is provided to the CPU 45 through an interface 44 .

イメージファイバL2からのスポット位置情報(xx、
yx)、(X2、V2)と、ミラー駆動ユニット43か
らのタイミング情報とから、対象9のスポットPの座標
X% V% hを計算する。
Spot position information (xx,
yx), (X2, V2) and the timing information from the mirror drive unit 43, the coordinates X%V%h of the spot P on the target 9 are calculated.

特に高さhをXXVの函数として求めると便利である。In particular, it is convenient to calculate the height h as a function of XXV.

立体表示装置47は、CPU45の計算結果から、画面
上に、(xly)の函数として高さhを表示している。
The stereoscopic display device 47 displays the height h as a function of (xly) on the screen based on the calculation result of the CPU 45.

(tJ)   効     果 本発明の内部観察装置は、対象物に小さい先のスポット
を当て、これを2点から観測し、スポット像のずれから
、対象物の凹凸を計算する。
(tJ) Effects The internal observation device of the present invention applies a small spot to the object, observes it from two points, and calculates the unevenness of the object from the shift of the spot image.

医療用の内視鏡として利用すると、人体器官内壁の凹凸
か計算される。二次元的な色相、形状の認識たけてなく
、三次元的な観測が可能となるので、有用な診断資料を
提供できる。
When used as a medical endoscope, the unevenness of the inner walls of human organs can be calculated. Since it is not only possible to recognize two-dimensional hues and shapes, but also to make three-dimensional observations, useful diagnostic materials can be provided.

また、工業用に、狭隘なガス管、水道管の内部観察にも
有用に利用できる。
It can also be usefully used for industrial purposes and for internal observation of narrow gas pipes and water pipes.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の実施例に係る内部観察装置の撮像部の
概略斜視図。 第2図は同じものの縦断面図。 第3図は第2図中のlll−1断面図。 第4図はイメージファイバ先端部の一部縦断側面図。 第5図は第4図中の■−■断面図。 第6図は照明光伝送用の光フアイバ先端部の一部縦断側
面図。 第7図は第6図中の■−■断面図。 第8図は2つの観測点AXBからスポツ)Pを見て、投
影点E、Fの座標からスポットの座標X、yzhを導出
するための説明図。 第9図は走査ミラーとスポットの走査運動の関係を示す
説明用斜視図。 第10図は本発明の内部観察装置の全体構成図。 第11図は従来例の内視鏡装置で心臓を観察している状
態を示す断面図。 L2・・・・・・  イメージファイバ3 ・・・ ・
・・ ・・・ ・・・  光  フ  ァ  イ  バ
4・・・・・・・・・・・・・・ ケーシング5 ・・
 ・・・・・・・・・  観  察  用  窓6 、
 7 ・・・ ・・・   固  定  ミ   ラ 
 −8 ・・・ ・・・ ・・・ ・・・   走  
香  ミ   ラ  −9・・・・・・・・・・・・ 
 対     象10・・・・・・・・・ ミラー駆動
部11・・・・・・・・・ マイクロレンズ12・・・
・・・・・ レンズスリーブ13・・・・・・・・  
接   着   剤14・・・・・・・・・  被  
   憶15・・・・・・・・・  イメージファイバ
本体16・・・・・・・・・  端     面17・
・・・・・・・・ 光フアイバ本体18・・・・・・・
・・  被     覆19・・・・・・・・ レンズ
スリーブ20・・・・・・・・・ マイクロレンズ21
 ・・・・・・・・・  接   着   剤22・・
・・・・・・・  端     面24・・・・・・・
・・ 駆動ケーブル33・・・・・・・・集光レンズ 34・・・・・・・・・ 照明光用光源1 421・・・・・ インタフェース 4 43−・・・・・・・・  ミラー駆動ユニット45・
・・・・・・・  CPU 47・・・・・・・・・ 立体表示装置P  ・・・・
・・・・・  照明光が収束したスポットA、B・・・
・・・  観   測   点l ・・・・・・・・・
 観測点間の距離発明者 宇都宮敏男 吉   1) 健  − 小  野  公  三 津   野   浩  − 西    川     満 特許出願人 住友電気工業株式会社
FIG. 1 is a schematic perspective view of an imaging section of an internal observation device according to an embodiment of the present invention. Figure 2 is a longitudinal sectional view of the same thing. FIG. 3 is a llll-1 sectional view in FIG. 2. FIG. 4 is a partially longitudinal side view of the tip of the image fiber. FIG. 5 is a sectional view taken along the line ■-■ in FIG. 4. FIG. 6 is a partially vertical side view of the tip of an optical fiber for transmitting illumination light. FIG. 7 is a sectional view taken along the line ■-■ in FIG. 6. FIG. 8 is an explanatory diagram for looking at spot P from two observation points AXB and deriving the coordinates X and yzh of the spot from the coordinates of projection points E and F. FIG. 9 is an explanatory perspective view showing the relationship between the scanning mirror and the scanning movement of the spot. FIG. 10 is an overall configuration diagram of the internal observation device of the present invention. FIG. 11 is a cross-sectional view showing a state in which the heart is observed with a conventional endoscope device. L2... Image fiber 3...
...... Optical fiber 4... Casing 5...
・・・・・・ Observation window 6,
7 ・・・ ・・・ Fixed Mira
-8 ・・・ ・・・ ・・・ Run
Incense Mira -9・・・・・・・・・・・・
Target 10... Mirror drive unit 11... Micro lens 12...
・・・・・・ Lens sleeve 13・・・・・・・・・
Adhesive 14...... Covered
Memory 15... Image fiber body 16... End surface 17.
...... Optical fiber body 18...
...Coating 19... Lens sleeve 20... Microlens 21
...... Adhesive 22...
...... End surface 24...
... Drive cable 33 ...... Condensing lens 34 ...... Light source 1 for illumination light 421 ... Interface 4 43 - ...... Mirror Drive unit 45・
...... CPU 47 ...... Stereoscopic display device P ...
... Spots A and B where the illumination light converged...
・・・ Observation point l ・・・・・・・・・
Distance between observation points Inventor Toshiokichi Utsunomiya 1) Ken - Kimi Ono Hiroshi Mitsuno - Mitsuru Nishikawa Patent applicant Sumitomo Electric Industries, Ltd.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)照明光を伝送する光ファイバと、該光ファイバか
らの光を観察対象上にスポラ)Pとして結像しかつこれ
を走査する機構と、2本のイメージファイバと、上記の
光のスポラ)Pを互いに離隔した2方向から見込みスポ
ットの像を前記イメージファイバの端面に結像する手段
と、各イメージファイバ伝送像の位置から、観察対象の
高さを計算する手段とよりなる事を特徴とする内部観察
装置。
(1) An optical fiber that transmits illumination light, a mechanism that forms an image of the light from the optical fiber on the observation target as a spora) and scans it, two image fibers, and a spora of the above light. ) P is characterized by comprising means for forming an image of a potential spot on the end face of the image fiber from two directions separated from each other, and means for calculating the height of the observation target from the position of each image fiber transmitted image. Internal observation device.
(2)2個のイメージファイバ端面の位置がイメージフ
ァイバの軸方向に離隔しており、イメージファイバの側
方にある観察対象からの光を、固定ミラーによって反射
して、イメージファイバ端面に結像するようにした特許
請求の範囲第(1)項記載の内部観察装置。
(2) The two image fiber end faces are spaced apart in the axial direction of the image fiber, and the light from the observation target on the side of the image fiber is reflected by a fixed mirror to form an image on the image fiber end face. An internal observation device according to claim (1).
(3)照明光を走査する機構が、反射ミラーと、その駆
動機構からなるものである特許請求の範囲第(1)項記
載の内部観察装置。
(3) The internal observation device according to claim (1), wherein the mechanism for scanning the illumination light comprises a reflecting mirror and a driving mechanism thereof.
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