JPS62220918A - 内視鏡光学系 - Google Patents
内視鏡光学系Info
- Publication number
- JPS62220918A JPS62220918A JP61064592A JP6459286A JPS62220918A JP S62220918 A JPS62220918 A JP S62220918A JP 61064592 A JP61064592 A JP 61064592A JP 6459286 A JP6459286 A JP 6459286A JP S62220918 A JPS62220918 A JP S62220918A
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- Japan
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- objective lens
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- Pending
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- 238000002834 transmittance Methods 0.000 claims description 5
- 238000005375 photometry Methods 0.000 claims description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 abstract description 3
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 210000001747 pupil Anatomy 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B23/00—Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices
- G02B23/24—Instruments or systems for viewing the inside of hollow bodies, e.g. fibrescopes
- G02B23/26—Instruments or systems for viewing the inside of hollow bodies, e.g. fibrescopes using light guides
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B23/00—Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices
- G02B23/24—Instruments or systems for viewing the inside of hollow bodies, e.g. fibrescopes
- G02B23/2407—Optical details
- G02B23/2461—Illumination
- G02B23/2469—Illumination using optical fibres
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/005—Diaphragms
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- Optics & Photonics (AREA)
- Astronomy & Astrophysics (AREA)
- Endoscopes (AREA)
- Instruments For Viewing The Inside Of Hollow Bodies (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、内視鏡光学系に関する。
〔従来の技術及び発明が解決しようとする問題点〕内視
鏡光学系は一般に内部照明を有しているが、このような
光学系の場合、内視鏡と物体面との距離の変化によりラ
イトガイド出射端から物体面までの距離及び物体面から
イメージガイド入射端までの距離の両方が同じように変
化するので、物体面までの距離変化に対応する視野内の
明るさの変化が急激で、近点物体観察時は明るくなり過
ぎ、遠点物体観察時は暗くなり過ぎる傾向がある。
鏡光学系は一般に内部照明を有しているが、このような
光学系の場合、内視鏡と物体面との距離の変化によりラ
イトガイド出射端から物体面までの距離及び物体面から
イメージガイド入射端までの距離の両方が同じように変
化するので、物体面までの距離変化に対応する視野内の
明るさの変化が急激で、近点物体観察時は明るくなり過
ぎ、遠点物体観察時は暗くなり過ぎる傾向がある。
そこで、この問題を解決するために内視鏡光学系内に絞
りを設けることが考えられたが、従来の機械的な絞りは
かなり大きいため、内視鏡光学系内に組込むことは不可
能であった。
りを設けることが考えられたが、従来の機械的な絞りは
かなり大きいため、内視鏡光学系内に組込むことは不可
能であった。
本発明は、上記問題点に鑑み、内部に絞りを組込むこと
を可能にして物体面までの距離変化に対応する視野内の
明るさの変化を緩やかにし得るようにした内視鏡光学系
を提供するものである。
を可能にして物体面までの距離変化に対応する視野内の
明るさの変化を緩やかにし得るようにした内視鏡光学系
を提供するものである。
〔問題点を解決するための手段及び作用〕本発明による
内視鏡光学系は、対物レンズ中にリング状のエレクトロ
クロミック素子から成る絞りを配設し、測光量に応じて
該絞りの透過率を変化させるようにして、内部への絞り
の組込みを可能にし且つ自動的に光量を調節し得るよう
にしたものである。
内視鏡光学系は、対物レンズ中にリング状のエレクトロ
クロミック素子から成る絞りを配設し、測光量に応じて
該絞りの透過率を変化させるようにして、内部への絞り
の組込みを可能にし且つ自動的に光量を調節し得るよう
にしたものである。
以下図示した一実施例に基づき本発明の詳細な説明する
。第1図は内視鏡光学系及び絞り制御回路を示す概略図
である。1は光源、2はコンデンサーレンズ、3はライ
トガイド、4は照明レンズであって、光源1からの照明
光がコンデンサーレンズ2.ライトガイド3.照明レン
ズ4を介して図示しない物体上に照射されるようになっ
ている。
。第1図は内視鏡光学系及び絞り制御回路を示す概略図
である。1は光源、2はコンデンサーレンズ、3はライ
トガイド、4は照明レンズであって、光源1からの照明
光がコンデンサーレンズ2.ライトガイド3.照明レン
ズ4を介して図示しない物体上に照射されるようになっ
ている。
5は対物レンズ、6はイメージガイド、7はビームスプ
リフタ、8は接眼レンズであって、物体像が対物レンズ
5によりイメージガイド6の前端面に形成され、イメー
ジガイド6の後端面にリレーされた物体像はビームスプ
リッタ7を透過し接眼レンズ8を通して観察されるよう
になっている。
リフタ、8は接眼レンズであって、物体像が対物レンズ
5によりイメージガイド6の前端面に形成され、イメー
ジガイド6の後端面にリレーされた物体像はビームスプ
リッタ7を透過し接眼レンズ8を通して観察されるよう
になっている。
9は対物レンズ5中例えば対物レンズ5の前側焦点位置
に配置された絞りであって、これは第2図に示した如く
リング状のエレクトロクロミック素子から成り、リング
状部分は印加電流の向きによって透過状態(透過率高レ
ベル)になったり着色状M (i3過率低レベル)にな
ったりするようになっている、10は光源変換素子であ
って、イメージガイド6の後端面にリレーされた物体像
の光の一部がビームスブリフタで反射されて光電変換素
子lOに導かれるようになっている。11は入力側か光
電変換素子10に接続されたアンプ、12は入力側がア
ンプ11に接続され且つ出力側が絞り9に接続されたシ
ュミット回路から成るコンパレータであって、入射光量
に応じて光電変換素子10に発生した電圧はアンプ11
で増幅されてコンパレータ12に入力されるようになっ
ている。
に配置された絞りであって、これは第2図に示した如く
リング状のエレクトロクロミック素子から成り、リング
状部分は印加電流の向きによって透過状態(透過率高レ
ベル)になったり着色状M (i3過率低レベル)にな
ったりするようになっている、10は光源変換素子であ
って、イメージガイド6の後端面にリレーされた物体像
の光の一部がビームスブリフタで反射されて光電変換素
子lOに導かれるようになっている。11は入力側か光
電変換素子10に接続されたアンプ、12は入力側がア
ンプ11に接続され且つ出力側が絞り9に接続されたシ
ュミット回路から成るコンパレータであって、入射光量
に応じて光電変換素子10に発生した電圧はアンプ11
で増幅されてコンパレータ12に入力されるようになっ
ている。
これらが絞り制御回路を構成しているが、その作動原理
は次のようである。絞り9が開いた状態で物体が遠方か
ら近辺に近づいて来ると、それにつれて対物レンズ5の
入射光量が増大するから、A点の電圧は徐々に増大する
(第3図fat参照)。
は次のようである。絞り9が開いた状態で物体が遠方か
ら近辺に近づいて来ると、それにつれて対物レンズ5の
入射光量が増大するから、A点の電圧は徐々に増大する
(第3図fat参照)。
そしてA点の電圧が基準電圧B8を越えると、コンパレ
ーク12が反転して0点の電圧が負になり(第3図(C
1参照)、絞り9にかかる電圧が逆になる。従って、こ
れまで例えば透明であった絞り9が着色状態になり即ち
絞り込まれ、イメージガイド6への入射光量が減少する
。従って、A点の電圧は第3図+11の如く下がる。シ
ュミット回路の場合は0点の電圧が反転するとそれに応
じてB点の電圧が変動する(第3図(bl参照)が、変
動後の電圧BLが絞り9を絞り込んだ時のA点の電圧よ
りも若干低くなるように抵抗R+ 、Rzの値を選んで
おけば(第3図(al参照)、その位置で物体と対物レ
ンズ5 (内視鏡の先端)との距離が多少ふらついたり
しても絞り9はそのままの状態であるし、またもっと物
体に近づいてもそのままである。
ーク12が反転して0点の電圧が負になり(第3図(C
1参照)、絞り9にかかる電圧が逆になる。従って、こ
れまで例えば透明であった絞り9が着色状態になり即ち
絞り込まれ、イメージガイド6への入射光量が減少する
。従って、A点の電圧は第3図+11の如く下がる。シ
ュミット回路の場合は0点の電圧が反転するとそれに応
じてB点の電圧が変動する(第3図(bl参照)が、変
動後の電圧BLが絞り9を絞り込んだ時のA点の電圧よ
りも若干低くなるように抵抗R+ 、Rzの値を選んで
おけば(第3図(al参照)、その位置で物体と対物レ
ンズ5 (内視鏡の先端)との距離が多少ふらついたり
しても絞り9はそのままの状態であるし、またもっと物
体に近づいてもそのままである。
逆に絞り9を絞り込んだ状態で物体が近辺から遠方に遠
ざかると、A点の電圧が徐々に下がり、それが電圧BL
を越えるとコンパレータ12が反転し、0点の電圧が正
になる(第3図+11.1参照)。
ざかると、A点の電圧が徐々に下がり、それが電圧BL
を越えるとコンパレータ12が反転し、0点の電圧が正
になる(第3図+11.1参照)。
このため絞り9の着色部分が透明になる即ち絞り9が開
かれる。この時、入射光量が増加する結果A点の電圧は
上がるが、電圧BLが上記のように設定されている結果
A点の電圧が電圧B、+よりも低いままなので(第3図
fat参照)、やはり絞り9は安定する。
かれる。この時、入射光量が増加する結果A点の電圧は
上がるが、電圧BLが上記のように設定されている結果
A点の電圧が電圧B、+よりも低いままなので(第3図
fat参照)、やはり絞り9は安定する。
13はコンパレータ12の出力側に接続された対物レン
ズ駆動回路であって、コンパレータ12の出力が負の時
は対物レンズ5を近点にピントが合うように移動せしめ
且つコンパレータ12の出力が正の時は対物レンズ5を
遠点にピントが合うように移動せしめるようになってい
る。
ズ駆動回路であって、コンパレータ12の出力が負の時
は対物レンズ5を近点にピントが合うように移動せしめ
且つコンパレータ12の出力が正の時は対物レンズ5を
遠点にピントが合うように移動せしめるようになってい
る。
本発明による内視鏡光学系は上述の如く構成されており
、物体が遠方にある場合は、入射光量が少ないので、上
記原理によりコンパレータ12の出力が正となり、絞り
9が開放状態になる。絞り9が開放状態の場合被写界深
度が浅くなるが、この時対物レンズ駆動回路13により
対物レンズ5が遠点にピントが合うように移動せしめら
れるので、これにより第4図に示した如く被写界深度は
遠点を重視した適当な深さ11に設定できる。一方、物
体が近辺にある場合は、入射光量が多いので上記原理に
よりコンパレータ12の出力が負となり、絞り9が絞り
込み状態になる。絞り9が絞り込み状態の場合被写界深
度が遠点側に深くなるが、この時対物レンズ駆動回路1
3により対物レンズ5が近点にピントが合うように移動
せしめられるので、第4図に示した如く被写界深度は近
点を重視した適当な深さ12に設定できる。このように
明るさく物体距離)に応じて明るさ絞りを制御するのと
同時に合焦位置の切換えも行なうことにより、単に明る
さの調整のみならず、絞り径による被写体深度の浅深と
物体距離による被写体深度の浅深とを適当に組合わせて
遠点から近点まで広範囲に亘り良好な観察が可能となる
。尚、内視鏡においては例えば対物レンズ位置をワイヤ
ーにより手元操作で操作するようにした場合、内視鏡を
湾曲させた際のワイヤーのたるみ等のため、精密なレン
ズ位置の制御は困難である。このためいわゆるゾーンフ
ォーカスの思想を導入して上記のように絞りの切換えに
応じてレンズ位置も段階的に変化させるような方式が実
用上は好適である。
、物体が遠方にある場合は、入射光量が少ないので、上
記原理によりコンパレータ12の出力が正となり、絞り
9が開放状態になる。絞り9が開放状態の場合被写界深
度が浅くなるが、この時対物レンズ駆動回路13により
対物レンズ5が遠点にピントが合うように移動せしめら
れるので、これにより第4図に示した如く被写界深度は
遠点を重視した適当な深さ11に設定できる。一方、物
体が近辺にある場合は、入射光量が多いので上記原理に
よりコンパレータ12の出力が負となり、絞り9が絞り
込み状態になる。絞り9が絞り込み状態の場合被写界深
度が遠点側に深くなるが、この時対物レンズ駆動回路1
3により対物レンズ5が近点にピントが合うように移動
せしめられるので、第4図に示した如く被写界深度は近
点を重視した適当な深さ12に設定できる。このように
明るさく物体距離)に応じて明るさ絞りを制御するのと
同時に合焦位置の切換えも行なうことにより、単に明る
さの調整のみならず、絞り径による被写体深度の浅深と
物体距離による被写体深度の浅深とを適当に組合わせて
遠点から近点まで広範囲に亘り良好な観察が可能となる
。尚、内視鏡においては例えば対物レンズ位置をワイヤ
ーにより手元操作で操作するようにした場合、内視鏡を
湾曲させた際のワイヤーのたるみ等のため、精密なレン
ズ位置の制御は困難である。このためいわゆるゾーンフ
ォーカスの思想を導入して上記のように絞りの切換えに
応じてレンズ位置も段階的に変化させるような方式が実
用上は好適である。
尚、対物レンズの前側焦点位置に絞りがある時深度の式
は、 X o Xi Xz X o f
”である、但し、xoは合焦物体位置、Xつは近点の被
写界深度、Xiは遠点の被写界深度、FM。はFナンバ
ー、fは対物レンズの焦点距離、φは錯乱用の直径であ
る。
は、 X o Xi Xz X o f
”である、但し、xoは合焦物体位置、Xつは近点の被
写界深度、Xiは遠点の被写界深度、FM。はFナンバ
ー、fは対物レンズの焦点距離、φは錯乱用の直径であ
る。
上述の如く、本考案による内視鏡用光学系は、絞り9を
エレクトロクロミック素子から構成することにより絞り
9を内部に組込むことが可能となっており、物体の遠近
に応じて絞り9が自動的に開閉せしめられるので、物体
面までの距離変化に対応する視野内の明るさの変化が緩
やかになり、非常に使い勝手の良い内視鏡を構成するこ
とができる。又、物体の遠近にかかわらず被写界深度を
常に適正な深さにすることができる。
エレクトロクロミック素子から構成することにより絞り
9を内部に組込むことが可能となっており、物体の遠近
に応じて絞り9が自動的に開閉せしめられるので、物体
面までの距離変化に対応する視野内の明るさの変化が緩
やかになり、非常に使い勝手の良い内視鏡を構成するこ
とができる。又、物体の遠近にかかわらず被写界深度を
常に適正な深さにすることができる。
尚、上記実施例の場合絞り9は一段絞りとなっているが
、光軸に沿って二枚以上のエレクトロクロミック素子を
配置して成る絞りを用いれば二段以上の絞りも可能であ
る。又、上記実施例の場合絞り9の透過率が段階的に変
化するようになっているが、絞り9の印加電圧を正逆に
交互に流し、その割合を変化させることにより透過率を
連続的に変化させることができ、又該割合を一定に保つ
ことにより透過率を一定に保つことも可能である。
、光軸に沿って二枚以上のエレクトロクロミック素子を
配置して成る絞りを用いれば二段以上の絞りも可能であ
る。又、上記実施例の場合絞り9の透過率が段階的に変
化するようになっているが、絞り9の印加電圧を正逆に
交互に流し、その割合を変化させることにより透過率を
連続的に変化させることができ、又該割合を一定に保つ
ことにより透過率を一定に保つことも可能である。
又、絞り9の位置は、ファイバースコープや電子スコー
プの場合は対物レンズの前焦点位置が好ましいが、硬性
鏡の場合は対物レンズの前側焦点位置の他に像伝送系の
瞳位置や接眼レンズの射出瞳位置にしても良い。又、絞
り調節及び焦点調節に加えて、光源の光量調節やTV側
の自動感度調整を併用して自動露出を行えば、より良い
写真や適正な明るさのTV画像が得られる。更に、被写
体の明るさを測定するための光電変換素子10は、上記
実施例で示した位置の他に内視鏡本体の前端面5絞り9
の前面の外周部やライトガイド3と一緒に束ねてなるフ
ァイバー束の光源l側の端面に配置しても良い、又、像
伝送光学系の代りにTV等の撮像管、描像素子を用いて
いる場合は、それらから直接間るさ信号を取り出すよう
にしても良い。
プの場合は対物レンズの前焦点位置が好ましいが、硬性
鏡の場合は対物レンズの前側焦点位置の他に像伝送系の
瞳位置や接眼レンズの射出瞳位置にしても良い。又、絞
り調節及び焦点調節に加えて、光源の光量調節やTV側
の自動感度調整を併用して自動露出を行えば、より良い
写真や適正な明るさのTV画像が得られる。更に、被写
体の明るさを測定するための光電変換素子10は、上記
実施例で示した位置の他に内視鏡本体の前端面5絞り9
の前面の外周部やライトガイド3と一緒に束ねてなるフ
ァイバー束の光源l側の端面に配置しても良い、又、像
伝送光学系の代りにTV等の撮像管、描像素子を用いて
いる場合は、それらから直接間るさ信号を取り出すよう
にしても良い。
上述の如く、本発明による内視鏡光学系は、内部に絞り
を組込むことが可能であり、それにより物体面までの距
離変化に対応する視野内の明るさの変化を緩やかにし得
るという実用上重要な利点を有している。
を組込むことが可能であり、それにより物体面までの距
離変化に対応する視野内の明るさの変化を緩やかにし得
るという実用上重要な利点を有している。
第1図は本発明による内視鏡光学系の一実施例及びその
絞り制御回路を示す概略図、第2図は上記実施例の絞り
及びその特性を示す図、第3図fat乃至[01は夫々
上記実施例の各部の電圧の変化を示す図、第4図は上記
実施例の作動原理を示すグラフである。 ■・・・・光iff、2・・・・コンデンサーレンズ、
3・・・・ライトガイド、4・・・・照明レンズ、5・
、1.対物レンズ、6・・・・イメージガイド、7・・
3.ビームスプリフタ、8・・・・接眼レンズ、9・・
・・絞り、10・・・・光電変換素子、11・・・・ア
ンプ、12・・・・コンパレータ、13・・・・対物レ
ンズ駆動回路。 第1図 り 第3図
絞り制御回路を示す概略図、第2図は上記実施例の絞り
及びその特性を示す図、第3図fat乃至[01は夫々
上記実施例の各部の電圧の変化を示す図、第4図は上記
実施例の作動原理を示すグラフである。 ■・・・・光iff、2・・・・コンデンサーレンズ、
3・・・・ライトガイド、4・・・・照明レンズ、5・
、1.対物レンズ、6・・・・イメージガイド、7・・
3.ビームスプリフタ、8・・・・接眼レンズ、9・・
・・絞り、10・・・・光電変換素子、11・・・・ア
ンプ、12・・・・コンパレータ、13・・・・対物レ
ンズ駆動回路。 第1図 り 第3図
Claims (1)
- 対物レンズ中にリング状のエレクトロクロミック素子か
ら成る絞りを配設し、測光量に応じて該絞りの透過率を
変化させるようにした内視鏡光学系。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61064592A JPS62220918A (ja) | 1986-03-22 | 1986-03-22 | 内視鏡光学系 |
US07/028,316 US4801792A (en) | 1986-03-22 | 1987-03-20 | Endoscope |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61064592A JPS62220918A (ja) | 1986-03-22 | 1986-03-22 | 内視鏡光学系 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62220918A true JPS62220918A (ja) | 1987-09-29 |
Family
ID=13262678
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61064592A Pending JPS62220918A (ja) | 1986-03-22 | 1986-03-22 | 内視鏡光学系 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4801792A (ja) |
JP (1) | JPS62220918A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01131512A (ja) * | 1987-11-17 | 1989-05-24 | Olympus Optical Co Ltd | 内視鏡装置 |
Families Citing this family (64)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9474440B2 (en) | 2009-06-18 | 2016-10-25 | Endochoice, Inc. | Endoscope tip position visual indicator and heat management system |
US11547275B2 (en) | 2009-06-18 | 2023-01-10 | Endochoice, Inc. | Compact multi-viewing element endoscope system |
US8926502B2 (en) | 2011-03-07 | 2015-01-06 | Endochoice, Inc. | Multi camera endoscope having a side service channel |
US9492063B2 (en) | 2009-06-18 | 2016-11-15 | Endochoice Innovation Center Ltd. | Multi-viewing element endoscope |
US10165929B2 (en) | 2009-06-18 | 2019-01-01 | Endochoice, Inc. | Compact multi-viewing element endoscope system |
US10524645B2 (en) | 2009-06-18 | 2020-01-07 | Endochoice, Inc. | Method and system for eliminating image motion blur in a multiple viewing elements endoscope |
US9901244B2 (en) | 2009-06-18 | 2018-02-27 | Endochoice, Inc. | Circuit board assembly of a multiple viewing elements endoscope |
US9713417B2 (en) | 2009-06-18 | 2017-07-25 | Endochoice, Inc. | Image capture assembly for use in a multi-viewing elements endoscope |
US10130246B2 (en) | 2009-06-18 | 2018-11-20 | Endochoice, Inc. | Systems and methods for regulating temperature and illumination intensity at the distal tip of an endoscope |
US11864734B2 (en) | 2009-06-18 | 2024-01-09 | Endochoice, Inc. | Multi-camera endoscope |
US9402533B2 (en) | 2011-03-07 | 2016-08-02 | Endochoice Innovation Center Ltd. | Endoscope circuit board assembly |
US9706903B2 (en) | 2009-06-18 | 2017-07-18 | Endochoice, Inc. | Multiple viewing elements endoscope system with modular imaging units |
US9872609B2 (en) | 2009-06-18 | 2018-01-23 | Endochoice Innovation Center Ltd. | Multi-camera endoscope |
EP2865322B1 (en) | 2009-06-18 | 2020-07-22 | EndoChoice, Inc. | Multi-camera endoscope |
US9101287B2 (en) | 2011-03-07 | 2015-08-11 | Endochoice Innovation Center Ltd. | Multi camera endoscope assembly having multiple working channels |
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