RU113376U1 - STEREOSCOPIC VIDEO ENDOSCOPE - Google Patents

STEREOSCOPIC VIDEO ENDOSCOPE Download PDF

Info

Publication number
RU113376U1
RU113376U1 RU2011138031/28U RU2011138031U RU113376U1 RU 113376 U1 RU113376 U1 RU 113376U1 RU 2011138031/28 U RU2011138031/28 U RU 2011138031/28U RU 2011138031 U RU2011138031 U RU 2011138031U RU 113376 U1 RU113376 U1 RU 113376U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
lenses
solid
stereoscopic video
video endoscope
state image
Prior art date
Application number
RU2011138031/28U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Николаевич Васильев
Дмитрий Юрьевич Волков
Ирина Леонидовна Лившиц
Юнг Ил Ким
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный университет информационных технологий, механики и оптики"
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 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный университет информационных технологий, механики и оптики" filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный университет информационных технологий, механики и оптики"
Priority to RU2011138031/28U priority Critical patent/RU113376U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU113376U1 publication Critical patent/RU113376U1/en

Links

Landscapes

  • Endoscopes (AREA)
  • Instruments For Viewing The Inside Of Hollow Bodies (AREA)

Abstract

1. Стереоскопический видеоэндоскоп, содержащий корпус, в дистальной части которого расположены два одинаковых объектива, оптические оси которых в пространстве изображений параллельны, и два одинаковых твердотельных приемника изображения, причем каждый приемник изображения расположен на оптической оси соответствующего объектива, отличающийся тем, что каждый объектив снабжен интегрированным фронтальным призматическим модулем, выполненным в виде блока склеенных между собой клиновидных призм и двух линз на входной и выходной поверхностях блока, а твердотельные приемники изображения установлены за каждым из объективов в дистальной части. ! 2. Стереоскопический видеоэндоскоп по п.1, отличающийся тем, что твердотельный приемник изображения выполнен в виде малоразмерной КМОП-матрицы. 1. A stereoscopic video endoscope containing a housing in the distal part of which there are two identical objectives, the optical axes of which are parallel in the image space, and two identical solid-state image receivers, each image receiver being located on the optical axis of the corresponding objective, characterized in that each objective is equipped with an integrated frontal prismatic module made in the form of a block of wedge-shaped prisms glued together and two lenses on the input and output surfaces of the block, and solid-state image detectors are installed behind each of the lenses in the distal part. ! 2. The stereoscopic video endoscope according to claim 1, characterized in that the solid-state image sensor is made in the form of a small-sized CMOS matrix.

Description

Предлагаемая полезная модель относится к оптическому приборостроению, а точнее, к эндоскопии. Полезная модель работает с твердотельными приемниками и может быть использована для получения стереоскопических изображений от объектов внутри закрытых полостей.The proposed utility model relates to optical instrumentation, and more specifically, to endoscopy. The utility model works with solid-state receivers and can be used to obtain stereoscopic images from objects inside closed cavities.

Известен стереоскопический видеоэндоскоп по патенту Японии №3093875. МПК G02B 23/24. A61B 1/00, опубл. 28.07.2000. Стереоскопический эндоскоп содержит два объектива, два зеркала для сведения оптических осей объективов на точке предмета, дистальную призму, оптическую оборачивающую систему трансляции изображения в проксимальную часть, проксимальную призму - разветвитель и проксимальные твердотельные приемники изображения.Known stereoscopic video endoscope according to Japan patent No. 3093875. IPC G02B 23/24. A61B 1/00, publ. 07/28/2000. The stereoscopic endoscope contains two lenses, two mirrors for converting the optical axes of the lenses at the point of the object, a distal prism, an optical wrapping system for translating the image into the proximal part, the proximal prism - splitter and proximal solid-state image receivers.

Недостаток известного стереоэндоскопа - сложная зеркальная система сведения оптических осей объективов, требующая для размещения большой объем в дистальной трубке эндоскопа, наличие двух сложных призм для сведения и разветвления оптических каналов, наличие оптической линзовой системы трансляции изображения, исключающей применение оптической системы в гибкой эндоскопии. Наиболее близким по техническому решению является стереоскопический видеоэндоскоп по патенту США №7410463 МПК А61В 1/06 от 12.08.2008. Он содержит два объектива, дистальный призматический блок для сведения изображений от обоих объективов в единственный оборачивающий транслятор изображения, проксимальный призменный разветвитель и два твердотельных приемника изображения, установленных в проксимальной части. Недостатком данного стереоскопического эндоскопа является выраженный параллакс стереоизображения при наблюдении близкорасположенных объектов, что снижает качество итогового изображения.A disadvantage of the known stereoendoscope is a complex mirror system for converting the optical axes of lenses, which requires a large volume to be placed in the distal tube of the endoscope, the presence of two complex prisms for mixing and branching of the optical channels, and the presence of an optical lens image translation system that excludes the use of the optical system in flexible endoscopy. The closest in technical solution is a stereoscopic video endoscope according to US patent No. 7410463 IPC А61В 1/06 from 08/12/2008. It contains two lenses, a distal prismatic unit for converting images from both lenses into a single wrapping image translator, a proximal prism splitter and two solid-state image receivers installed in the proximal part. The disadvantage of this stereoscopic endoscope is the pronounced parallax of the stereo image when observing nearby objects, which reduces the quality of the final image.

Задачей полезной модели является создание стереоскопического видеоэндоскопа с высоким качеством изображения на практическом рабочем расстоянии за счет исключения параллакса при одновременном расширении сферы его применения за счет конструктивного выполнения оптической схемы пригодной для использования, как в жесткой, так и в гибкой эндоскопии.The objective of the utility model is to create a stereoscopic video endoscope with high image quality at a practical working distance by eliminating parallax while expanding the scope of its application due to the constructive implementation of the optical scheme suitable for use in both rigid and flexible endoscopy.

Решение указанной задачи достигается тем, что в дистальной части корпуса видеоэндоскопа расположены два одинаковых объектива, оптические оси которых в пространстве изображений параллельны и два одинаковых твердотельных приемника изображения, причем каждый приемник изображения расположен на оптической оси соответствующего объектива, при этом каждый объектив снабжен интегрированным фронтальным призматическим модулем, выполненным в виде блока склеенных между собой клиновидных призм и двух линз на входной и выходной поверхностях блока, а твердотельные приемники изображения установлены за каждым из объективов в дистальной части. Кроме того, в стереоскопическом видеоэндоскопе твердотельный приемник изображения выполнен в виде малоразмерной КМОП-матрицы.The solution to this problem is achieved by the fact that in the distal part of the body of the video endoscope there are two identical lenses, the optical axes of which are parallel in the image space and two identical solid-state image pickups, each image pickup is located on the optical axis of the corresponding lens, with each lens equipped with an integrated frontal prismatic a module made in the form of a block of wedge-shaped prisms glued together and two lenses on the input and output surfaces of the unit a, a solid state image detectors are installed for each of the lenses in the distal portion. In addition, in a stereoscopic video endoscope, a solid-state image receiver is made in the form of a small-sized CMOS matrix.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена принципиальная схема стереоскопического видеоэндоскопа, где 1 - плоскость предмета; 2 - дистальное защитное стекло; 3 - фронтальные интегрированные призматические модули; 4 - линзы объективов; 5 - твердотельные приемники; 6 - провода приемников; 7 - корпус S - рабочий передний отрезок; d - стереоскопическая база; φ - угол отклонения оптических осей объективов.The invention is illustrated by drawings, where figure 1 shows a schematic diagram of a stereoscopic video endoscope, where 1 is the plane of the object; 2 - distal protective glass; 3 - front integrated prismatic modules; 4 - lenses of lenses; 5 - solid state receivers; 6 - receiver wires; 7 - housing S - working front segment; d - stereoscopic base; φ is the deflection angle of the optical axes of the lenses.

На фиг.2 схематически показан фронтальный вид дистального торца эндоскопа, где 7 - корпус; 8 - объективы с интегрированными фронтальными призматическими модулями, 9 - внутренние оправы объективов; 10 - осветительный канал на основе световодного волокна; 11 - осветительный канал на основе дистального светодиода.Figure 2 schematically shows a front view of the distal end of the endoscope, where 7 is the body; 8 - lenses with integrated frontal prismatic modules; 9 - internal lens frames; 10 - a lighting channel based on a light guide fiber; 11 - a lighting channel based on a distal LED.

На фиг.3 приведена оптическая схема призматических модулей 3; где 12 - передняя линза, 13-15 - клиновидные призмы; 16 - задняя линза; 17 - ход оптической оси внутри модулей.Figure 3 shows the optical scheme of the prismatic modules 3; where 12 is the front lens, 13-15 are wedge-shaped prisms; 16 - a back lens; 17 - the course of the optical axis inside the modules.

Заявленная полезная модель работает следующим образом. Дистальный конец выполненного в виде трубки корпуса 7 прибора вводится в исследуемую полость так, чтобы его торец оказался на расстоянии S от наблюдаемого объекта 1. При этом оба объектива 8 благодаря призматическим модулям 3 строят изображения объекта 1 на светочувствительных поверхностях твердотельных приемников 5. При этом каждое из изображений наблюдается под собственным углом зрения φ, величину которого определяют из соотношения φ=arcctg(2S/d) где S - рабочий передний отрезок, d - стереоскопическая база, что создает стереоскопический эффект и позволяет визуализировать изображение объекта 1 в объеме с помощью специального монитора или очков. Для освещения объекта 1 может использоваться световодное волокно 10, расположенное в канале, изолированном от оптико-электронной системы прибора, либо малоразмерные светодиоды 11, устанавливаемые в дистальной части корпуса 7.The claimed utility model works as follows. The distal end of the device made in the form of a tube of the housing 7 is introduced into the cavity under study so that its end is at a distance S from the observed object 1. In this case, both lenses 8, thanks to the prismatic modules 3, build images of object 1 on the photosensitive surfaces of solid-state receivers 5. In this case, each of the images is observed at an angle of view φ, the value of which is determined from the relation φ = arcctg (2S / d) where S is the working front segment, d is the stereoscopic base, which creates a stereoscopic effect It allows to visualize the image of the object 1 in a volume with a special monitor or glasses. To illuminate the object 1, a light guide fiber 10 can be used located in a channel isolated from the optoelectronic system of the device, or small-sized LEDs 11 installed in the distal part of the housing 7.

В конкретном примере технической реализации стереоскопического видеоэндоскопа с диаметром дистальной трубки 4 мм для использования в малоинвазивной хирургии, где передний рабочий отрезок S равен 15 мм, стереоскопическая база d равна 2,5 мм, угол φ=arcctg(2S/d) составляет 5 градусов с противоположным знаком для каждого из каналов.In a specific example of the technical implementation of a stereoscopic video endoscope with a distal tube diameter of 4 mm for use in minimally invasive surgery, where the front working segment S is 15 mm, the stereoscopic base d is 2.5 mm, the angle φ = arcctg (2S / d) is 5 degrees opposite sign for each channel.

Таблица 1Table 1 Технические характеристики объективов.Specifications lenses. NN Название характеристикиFeature Name ЗначениеValue 1one Фокусное расстояние, ммFocal length mm 3.18623.1862 22 Угловое поле, угл. град.Corner field hail. 20.000020.0000 33 Диафр. число F/DAperture f / d number 9.00009.0000

Технический результат состоит в получении оптико-электронной системы формирования стереоскопического изображения, пригодной для использования как в жесткой, так и в гибкой эндоскопии. Объективы 8 позволяют получить качественное стереоскопическое изображение без параллакса на рабочем расстоянии прибора S. Использование таких объективов 8 позволяет исключить из конструкции эндоскопа сложную, уязвимую и громоздкую зеркальную систему отклонения оптических осей. Применение твердотельных приемников в виде малоразмерных КМОП-матриц модели IntroSpicio™ 120 (http://www.medigus.com/camera_1_2mm/Camera.aspx) в дистальном конце эндоскопа позволяет полностью отказаться от сложной, оборачивающей оптической системы трансляции изображения и призматических модулей для сведения и разветвления изображений. Осветительная система эндоскопа может быть выполнена на основе световодного волокна, помещенного в пространстве между наружной и внутренними корпусами, либо с использованием малоразмерных дистальных светодиодов.The technical result consists in obtaining an optoelectronic stereoscopic imaging system suitable for use in both rigid and flexible endoscopy. Lenses 8 allow you to get high-quality stereoscopic images without parallax at the working distance of the device S. Using these lenses 8 allows you to exclude from the design of the endoscope a complex, vulnerable and bulky mirror system deflecting the optical axes. The use of solid-state receivers in the form of small-sized CMOS arrays of the IntroSpicio ™ 120 model (http://www.medigus.com/camera_1_2mm/Camera.aspx) at the distal end of the endoscope allows you to completely abandon the complex, wrapping optical image translation system and prismatic modules for information and branching images. The lighting system of the endoscope can be made on the basis of a fiber guide placed in the space between the outer and inner cases, or using small distal LEDs.

На основании вышеизложенного, заявляемая совокупность позволяет создать стереоскопический видеоэндоскоп с высоким качеством изображения на рабочем расстоянии за счет исключения параллакса при одновременном расширении сферы его применения за счет конструктивного выполнения оптической схемы пригодной для использования как в жесткой, так и в гибкой эндоскопии.Based on the foregoing, the claimed combination allows you to create a stereoscopic video endoscope with high image quality at a working distance by eliminating parallax while expanding the scope of its application due to the constructive implementation of the optical scheme suitable for use in both rigid and flexible endoscopy.

Claims (2)

1. Стереоскопический видеоэндоскоп, содержащий корпус, в дистальной части которого расположены два одинаковых объектива, оптические оси которых в пространстве изображений параллельны, и два одинаковых твердотельных приемника изображения, причем каждый приемник изображения расположен на оптической оси соответствующего объектива, отличающийся тем, что каждый объектив снабжен интегрированным фронтальным призматическим модулем, выполненным в виде блока склеенных между собой клиновидных призм и двух линз на входной и выходной поверхностях блока, а твердотельные приемники изображения установлены за каждым из объективов в дистальной части.1. A stereoscopic video endoscope comprising a housing in the distal part of which are two identical lenses, the optical axes of which are parallel in the image space, and two identical solid-state image receivers, each image receiver being located on the optical axis of the corresponding lens, characterized in that each lens is provided integrated frontal prismatic module, made in the form of a block of wedge-shaped prisms glued together and two lenses on the input and output surfaces block, and solid-state image receivers are installed behind each of the lenses in the distal part. 2. Стереоскопический видеоэндоскоп по п.1, отличающийся тем, что твердотельный приемник изображения выполнен в виде малоразмерной КМОП-матрицы.
Figure 00000001
2. The stereoscopic video endoscope according to claim 1, characterized in that the solid-state image receiver is made in the form of a small-sized CMOS matrix.
Figure 00000001
RU2011138031/28U 2011-09-15 2011-09-15 STEREOSCOPIC VIDEO ENDOSCOPE RU113376U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011138031/28U RU113376U1 (en) 2011-09-15 2011-09-15 STEREOSCOPIC VIDEO ENDOSCOPE

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011138031/28U RU113376U1 (en) 2011-09-15 2011-09-15 STEREOSCOPIC VIDEO ENDOSCOPE

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU113376U1 true RU113376U1 (en) 2012-02-10

Family

ID=45854096

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011138031/28U RU113376U1 (en) 2011-09-15 2011-09-15 STEREOSCOPIC VIDEO ENDOSCOPE

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU113376U1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU181438U1 (en) * 2018-01-25 2018-07-13 Общество с ограниченной ответственностью "Авиаинформатика" STEREOSCOPIC VIDEO ENDOSCOPE
RU2764081C2 (en) * 2017-06-16 2022-01-13 Аватерамедикал Гмбх Endoscope camera lens and endoscope
RU2764863C2 (en) * 2017-06-16 2022-01-21 Аватерамедикал Гмбх Endoscope lens and endoscope

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2764081C2 (en) * 2017-06-16 2022-01-13 Аватерамедикал Гмбх Endoscope camera lens and endoscope
RU2764863C2 (en) * 2017-06-16 2022-01-21 Аватерамедикал Гмбх Endoscope lens and endoscope
RU181438U1 (en) * 2018-01-25 2018-07-13 Общество с ограниченной ответственностью "Авиаинформатика" STEREOSCOPIC VIDEO ENDOSCOPE

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9979949B2 (en) Method and apparatus for obtaining stereoscopic 3D visualization using commercially available 2D endoscopes
ES2879897T3 (en) Video endoscopic device
JP3580869B2 (en) Stereoscopic endoscope
JP6262285B2 (en) Optical system for multi-sensor endoscope
US9618726B2 (en) Endoscope apparatus
CN1946332B (en) Endoscope
EP1371321A1 (en) Electronic endoscope for stereoscopic endoscopy
JPH11503844A (en) Objective lens system for stereo video endoscope
JP2007518491A (en) Convergent optical device for stereoscopic imaging system
JP2007065652A (en) Stereomicroscope
JP2015135511A (en) Camera adaptor for medical-optical observation instrument and camera-adaptor combination
RU113376U1 (en) STEREOSCOPIC VIDEO ENDOSCOPE
RU138796U1 (en) MULTIFUNCTIONAL BINOCULAR "DAY-NIGHT"
CN110996749B (en) 3D video endoscope
CN102058387B (en) Novel three-dimensional electronic choledochoscope system and use method thereof
CN205083432U (en) Optical -fiber endoscope
CN105105699A (en) Fiber optic endoscope
US20230029750A1 (en) Rigid Scope Device
KR101610171B1 (en) Single lens Laparoscope for three dimensional image
KR100252014B1 (en) A three dimensional endoscopic video system using a 2d/3d converting adaptor
Kagawa et al. Variable field-of-view visible and near-infrared polarization compound-eye endoscope
JP2001221961A (en) Binocular optical adapter
CN105286761A (en) Electronic endoscope
CN218074940U (en) Compatible three-dimensional hard tube endoscope
CN103654698A (en) Stereoscopic endoscope system

Legal Events

Date Code Title Description
TK1K Correction to the publication in the bulletin (utility model)

Free format text: AMENDMENT TO CHAPTER -FG1K- IN JOURNAL: 4-2012

Free format text: AMENDMENT TO CHAPTER -FG1K- IN JOURNAL: 4-2012 FOR TAG: (73)