WO2020144901A1 - 内視鏡 - Google Patents

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WO2020144901A1
WO2020144901A1 PCT/JP2019/038046 JP2019038046W WO2020144901A1 WO 2020144901 A1 WO2020144901 A1 WO 2020144901A1 JP 2019038046 W JP2019038046 W JP 2019038046W WO 2020144901 A1 WO2020144901 A1 WO 2020144901A1
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WO
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endoscope
image
eye camera
camera
virtual line
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PCT/JP2019/038046
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河野　治彦
里紗 小松
Original Assignee
パナソニックｉ－ＰＲＯセンシングソリューションズ株式会社
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Publication date
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Definitions

  • the present disclosure relates to an endoscope.
  • This endoscope is a prism in which a first prism and a second prism are joined, a first prism and a first prism so that the incident light that has passed through an objective optical system is split into two optical paths and emitted.
  • a first solid-state imaging device that receives the light emitted from the prism by being reflected on the joint surface with the second prism, and a second solid-state image sensor that receives the light emitted from the prism through the first and second prisms. And a solid-state image sensor.
  • the endoscope is provided on one side surface side of the first solid-state image sensor, and has a first connecting portion that connects the first solid-state image sensor and the first substrate, and one side surface of the second solid-state image sensor. And a second connection portion that is provided on the side and that connects the second solid-state imaging device and the second substrate.
  • the first solid-state image pickup device and the second solid-state image pickup device are arranged close to each other such that side surface portions having no first connecting portion and second connecting portion face each other.
  • a stereoscopic image is generated from an image signal obtained by an imaging optical system while minimizing the expansion of the outer diameter of the insertion tip. Need to be transmitted to an external device such as a video processor.
  • an image sensor is mounted on the insertion tip to realize a multi-lens endoscope, a space for arranging a cable for transmitting a video signal from the image sensor is required at the insertion tip, and the endoscope outer diameter
  • the above-mentioned Patent Document 1 does not consider a technical measure for solving this cause.
  • the present disclosure has been devised in view of the conventional situation described above, and an object thereof is to provide an endoscope capable of suppressing the enlargement of the outer diameter in an endoscope having two or more eyes.
  • the present disclosure provides a rigid portion that is provided at the distal end of a scope and is formed into a substantially cylindrical shape, and has a substantially circular tip surface, and the hardness that sandwiches a first virtual line that is orthogonal to the axis of the rigid portion on the distal surface.
  • a plurality of cameras arranged on the left and right of the unit, wherein the plurality of cameras include a first camera, and the first camera has an imaging axis orthogonal to each of the axis and the first virtual line.
  • an endoscope which is displaced from two virtual lines in a direction along the first virtual line.
  • FIG. 3 is a block diagram showing a hardware configuration example of the endoscope system according to the first embodiment.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of an outline of the endoscope system 11 according to the first embodiment.
  • “upper”, “lower”, “right”, “left”, “front”, and “rear” follow the respective directions shown in FIG. 1.
  • the upward and downward directions of the video processor 13 placed on a horizontal plane are referred to as “upper” and “lower”, respectively, and the side on which the endoscope 15 captures an observation target is referred to as “front” and the endoscope 15
  • the side connected to the video processor 13 is called "rear”.
  • the front side of the endoscope 15 in the insertion direction faces forward, the right-hand side corresponds to “right”, and the left-hand side corresponds to “left”.
  • the endoscope system 11 is configured to include an endoscope 15, a video processor 13, and a 3D monitor 17.
  • the endoscope 15 is, for example, a flexible endoscope for medical use.
  • the video processor 13 captures an image (for example, a still image or a moving image) obtained by imaging with the endoscope 15 inserted into an observation target (for example, blood vessel, skin, organ wall inside the human body) in the subject. Then, predetermined image processing is performed on the image data and output to the 3D monitor 17.
  • the 3D monitor 17 outputs, from the video processor 13, a captured image having left and right parallax after image processing (for example, an RGB (Red Green Blue) image to be described later, and a fluorescent image fluorescently emitted in the IR (Infrared Ray) band).
  • a synthetic image in which the fluorescent portion therein is superimposed on a corresponding portion (that is, coordinates in the image) in the RGB image is input and displayed three-dimensionally (3D).
  • the 3D monitor 17 inputs the captured image for the left eye and the captured image for the right eye output from the video processor 13, and determines the left and right parallax. After being formed, it can be displayed three-dimensionally (3D).
  • the 3D monitor 17 may display the combined image in 2D.
  • the image processing corresponds to, for example, color tone correction processing, gradation correction processing, and gain adjustment processing, but is not limited to these processing.
  • the endoscope 15 can be inserted into a subject, which is a human body, for example, and can capture a 3D image of an observation target.
  • the endoscope 15 includes a plurality of cameras, and each of the cameras captures a left-eye image and a right-eye image for forming a 3D image.
  • the endoscope 15 uses the right-eye camera 19 (see FIG. 5) for capturing one image (for example, the image for the right eye) and the other image (for example, the left image) forming the 3D image. It has two cameras, a left-eye camera 21 (see FIG. 5) for capturing an (eye image).
  • the plurality of cameras is the right-eye camera 19 and the left-eye camera 21
  • the number of cameras is not limited to this, and a plurality of cameras, for example, three or more, three. It may be four, four or the like.
  • the endoscope 15 includes a scope 23 that constitutes an insertion tip and is inserted into an observation target, and a plug portion 25 to which the rear end of the scope 23 is connected.
  • the scope 23 includes a flexible portion 27 having a relatively long flexibility and a rigid rigid portion 29 provided at the tip of the flexible portion 27. The structure of the scope 23 will be described later.
  • the video processor 13 has a housing 31, performs image processing on the image captured by the endoscope 15, and outputs the image after image processing to the 3D monitor 17 as display data.
  • a socket portion 35 into which the base end portion 33 of the plug portion 25 is inserted is arranged on the front surface of the housing 31.
  • the proximal end portion 33 of the plug portion 25 is inserted into the socket portion 35, and the endoscope 15 and the video processor 13 are electrically connected to each other, so that electric power and various types of electricity are exchanged between the endoscope 15 and the video processor 13. It is possible to transmit and receive the data or information (for example, the data of the captured image or various control information).
  • the electric power and various data or information are transmitted from the plug portion 25 to the flexible portion side via the transmission cable 37 (see FIG.
  • the data of the captured image output from the image sensor 39 (see FIG. 3) provided inside the rigid portion 29 is transmitted from the plug portion 25 to the video processor 13 via the transmission cable 37.
  • the flexible portion 27 is movable (for example, bent) in response to an input operation on the hand operation portion 41 (see FIG. 5) of the endoscope 15.
  • the hand operation unit 41 of the endoscope 15 is arranged, for example, on the proximal end side of the endoscope 15 near the video processor 13.
  • the video processor 13 performs predetermined image processing (see above) on the image data transmitted via the transmission cable 37, generates and converts the image data after the image processing as display data, and the 3D monitor 17 Output to.
  • the 3D monitor 17 is configured using a display device such as an LCD (Liquid Crystal Display), a CRT (Cathode Ray Tube), or an organic (Electroluminescence), for example.
  • the 3D monitor 17 displays the data of the image after the image processing is performed by the video processor 13 (that is, the image of the observation target captured by the endoscope 15).
  • the image displayed on the 3D monitor 17 is visually recognized by a doctor or the like during surgery using the endoscope 15, for example.
  • the 3D monitor 17 can display the image of the observation target as a 3D image.
  • FIG. 2 is a perspective view showing the outer appearance of the tip of the scope 23.
  • a right-eye imaging window 43 At the tip of the scope 23, a right-eye imaging window 43, a left-eye imaging window 45, a right-eye white light irradiation window 47, a left-eye white light irradiation window 49, a right-eye excitation light irradiation window 51, and a left eye.
  • An eye excitation light irradiation window 53 is arranged.
  • the white light irradiation window 47 for the right eye and the white light irradiation window 49 for the left eye, and the excitation light irradiation window 51 for the right eye and the excitation light irradiation window 53 for the left eye are arranged so as to be vertically interchanged with each other. Good.
  • the white light illuminating window 47 for the right eye and the white light illuminating window 49 for the left eye are provided with a white light illuminating section 55 for illuminating an observation target with white light (that is, normal RGB (Red Green Blue) visible light). (See FIG. 3) are arranged so as to abut each other.
  • White light emitted from a visible light source 59 (see FIG. 5) on the proximal end side is guided to each of the white light illuminators 55 by an optical fiber 57 (see FIG. 3).
  • the visible light source 59 may not be arranged on the base end side, and, for example, white LEDs (not shown) capable of irradiating the white light illumination section 55 with white light may be directly arranged. In this case, the white light emitted from each of the white LEDs is emitted to the observation target from the white light irradiation window 47 for the right eye and the white light irradiation window 49 for the left eye via the white light illumination unit 55.
  • Excitation for irradiating the observation target with excitation light in the IR band that is, IR region
  • IR excitation light Excitation light in the IR band
  • the light illumination units 61 are in contact with each other.
  • the IR excitation light emitted from the IR excitation light source 65 (see FIG. 5) on the base end side is guided to the excitation light illuminating section 61 by the optical fiber 63 (see FIG. 3).
  • the IR excitation light source 65 may not be arranged on the base end side, and for example, IR-LEDs (not shown) capable of irradiating the excitation light illuminating section 61 with excitation light in the IR band may be arranged directly.
  • the excitation light in the IR band emitted from each IR-LED is emitted to the observation target from the excitation light irradiation window 51 for the right eye and the excitation light irradiation window 53 for the left eye via the excitation light illumination unit 61. ..
  • the IR excitation light is irradiated to a fluorescent drug (one mode of the fluorescent substance) such as ICG (indocyanine green) having a characteristic of being administered to a subject, which is a human body, and accumulating in an affected area, and It has a role of emitting fluorescence when excited.
  • the IR excitation light is near infrared light having a wavelength band of about 690 nm to 820 nm, for example.
  • the right-eye camera 19 for imaging the observation target is arranged on the back side (that is, the back side) of the right-eye imaging window 43.
  • the left-eye camera 21 for imaging the observation target is arranged on the back side (that is, the back side) of the left-eye imaging window 45.
  • white light and IR excitation light are illustrated as the types of light to be emitted, but white light and other special light may be emitted.
  • excitation light in the ultraviolet region for exciting a fluorescent agent such as 5-ALA (aminolevulinic acid) may be used.
  • FIG. 3 is a vertical cross-sectional view showing the configuration of the right-eye camera 19 arranged in the scope.
  • the negative lens 67, the IR cut filter 69, the objective cover glass 71, the diaphragm 73, the first lens 75, the spacer 77, and the second lens are sequentially arranged along the optical axis from the observation target side (that is, the objective side).
  • the lens 79, the third lens 81, and the fourth lens 83 are arranged.
  • the IR cut filter 69 cuts (blocks) the transmission of light in the IR band (that is, a wavelength band of 700 nm or more) incident on the right-eye camera 19. That is, the IR cut filter 69 does not image the light in the IR band on the image sensor 39 disposed on the rear side (that is, the rear side) of the fourth lens 83, and transmits white light in a wavelength band of 700 nm or less. Light (that is, visible light) is focused on the image sensor 39.
  • the IR cut filter 69, the objective cover glass 71, the diaphragm 73, the first lens 75, the spacer 77, the second lens 79, the third lens 81, and the fourth lens 83 are located inside the cylindrical lens holder 85.
  • the lens unit 87 which is an optical system, is configured by being housed.
  • the lens unit 87 is held in a holding hole of a tip flange portion 89 provided at the tip of the rigid portion 29.
  • the tip flange portion 89 is formed of a metal such as stainless steel into a substantially disc shape.
  • the front end flange portion 89 holds not only the lens units 87 of the right-eye camera 19 and the left-eye camera 21, but also the white-light illumination section 55 and the excitation-light illumination section 61 in their respective holding holes.
  • a tubular image sensor holding member 91 is fixed to the outer periphery of the lens holder 85 at the rear portion of the lens unit 87 whose front portion is held by the front flange portion 89.
  • the image sensor holding member 91 is made of metal such as stainless steel.
  • a sensor holding portion 95 that holds the sensor cover glass 93 and the image sensor 39 is formed on the inner periphery of the rear portion of the image sensor holding member 91.
  • the image sensor holding member 91 fixes the image sensor 39 to the sensor holding portion 95 to position and fix the lens unit 87 and the image sensor 39.
  • a band cut filter 97 is provided on the front surface of the sensor cover glass 93.
  • the band cut filter 97 blocks the transmission of light having a wavelength of 700 nm to 830 nm including the wavelength band of IR excitation light for exciting a fluorescent agent such as ICG (indocyanine green) administered to a subject to emit fluorescence. Cut (cut off).
  • the band cut filter 97 is formed on the front surface of the sensor cover glass 93 by vapor deposition, for example.
  • the lens unit 87 collects light from the observation target (for example, white light reflected by the affected area or the like, fluorescence generated by fluorescence emission of a fluorescent drug in the affected area or the like), and forms an image on the imaging surface of the image sensor 39.
  • the spacer 77 is arranged so as to be interposed between the first lens 75 and the second lens 79, and stabilizes these positions.
  • the objective cover glass 71 protects the lens unit 87 from the outside.
  • the image sensor holding member 91 positions and fixes the lens unit 87 and the sensor cover glass 93.
  • the sensor cover glass 93 is disposed on the image pickup surface of the image sensor 39 and protects the image pickup surface.
  • the image sensor 39 is, for example, a single-plate solid-state image sensor capable of simultaneously receiving IR light, red light, blue light, and green light.
  • the image sensor 39 has a sensor substrate 99 on the back surface.
  • the left-eye camera 21 has the same configuration as the right-eye camera 19 shown in FIG. 3 except that it does not have the IR cut filter 69 shown in FIG. That is, in the left-eye camera 21, the negative lens 67, the objective cover glass 71, the aperture 73, the first lens 75, the spacer 77, the second lens 79, the second lens 79
  • the third lens 81 and the fourth lens 83 are housed in the lens holder 85 to form a lens unit 87.
  • the front portion of the lens unit 87 is fixed to the front flange portion 89, and the sensor holding portion 95 is fixed to the rear portion.
  • the sensor holder 95 holds the sensor cover glass 93 and the image sensor 39.
  • a band cut filter 97 is provided on the front surface of the sensor cover glass 93.
  • band cut filters 97 are formed on the front surface of the sensor cover glass 93 in FIG. 3, they may be formed on the back surface of the objective cover glass 71.
  • FIG. 4 is a front view of the rigid portion 29 as seen from the subject side.
  • the distal end surface 101 of the rigid portion 29 has a substantially circular shape.
  • a first imaginary line 105 orthogonal to the axis 103 (see FIG. 3) of the rigid portion 29 is set on the tip end surface 101 of the rigid portion 29.
  • a second virtual line 107 orthogonal to the axis 103 and the first virtual line 105 is set on the tip surface 101 of the rigid portion 29.
  • a plurality of cameras (a right-eye camera 19 and a left-eye camera 21) are arranged on the left and right of the rigid portion 29 sandwiching the first virtual line 105.
  • the plurality of cameras are arranged so that their imaging centers 109 are displaced from each other in the direction along the first virtual line 105 with respect to the second virtual line 107.
  • the imaging center 109 is a point on the imaging axis. Further, the imaging center 109 may be the imaging axis itself.
  • the right eye camera 19 and the left eye camera 21 are displaced to the lower side in FIG.
  • the image pickup axis is an axis line passing through the center of the image pickup surface (light receiving surface) of the image sensor 39 mounted on each of the right eye camera 19 and the left eye camera 21.
  • the image pickup center 109 may be the center of the image pickup surface (light receiving surface) of the image sensor 39 mounted on each of the right eye camera 19 and the left eye camera 21, or may be an axis line passing through the center.
  • the imaging axis passes through the imaging center 109. ..
  • the imaging center 109 may or may not coincide with the center of the negative lens 67 on the tip surface 101 (that is, the imaging window center).
  • the line segment 111 connecting the centers of the respective imaging windows is parallel to the second virtual line 107 on the tip end surface 101. Becomes Therefore, the midpoint 113 of this line segment 111 is arranged at a distance d from the axis 103 (offset).
  • each of the right-eye camera 19 and the left-eye camera 21 includes a lens unit 87 coaxial with the imaging center 109.
  • the image sensor holding member 91 shown in FIG. 3 above positions and fixes the image sensor 39 with respect to the lens unit 87.
  • the image sensor holding member 91 has a cable housing portion 115 that houses the transmission cable 37 connected to the image sensor 39.
  • a flexible substrate can be used for the transmission cable 37.
  • an FFC flexible flat cable
  • an FPC flexible/printed/wiring board
  • the respective flexible substrates electrically connected to the right-eye camera 19 and the left-eye camera 21 are housed in the cable housing 115.
  • the circuit conductors are gathered in the transmission cable 37 and inserted into the scope 23.
  • the cable accommodating portion 115 has a projecting portion 117.
  • the projecting portion 117 accommodates the bent portion 119 of the transmission cable 37 protruding from the outer shape of the image sensor 39 in the direction orthogonal to the axis 103.
  • the projecting portion 117 is formed by thinning the wall portion of the cable housing portion 115 formed in the imaging element holding member 91 in a cylindrical shape.
  • the imaging element holding member 91 has a side on which the projecting portion 117 is located that projects outward from the imaging center 109 in the radial direction. In the first embodiment, as shown in FIG. 4, the projecting portion 117 projects upward from the upper side of the image sensor holding member 91 of each of the right-eye camera 19 and the left-eye camera 21.
  • the imaging centers 109 coaxial with the lens units 87 of the right-eye camera 19 and the left-eye camera 21 are opposite to the projecting direction (upward direction) of the projecting portion 117,
  • the first virtual line 105 and the second virtual line 105 are arranged so as to be offset from each other (downward).
  • the bent portion 119 housed in the projecting portion 117 is bent at an acute angle ⁇ .
  • the transmission cable 37 is arranged near the axis 103 by being bent at an acute angle ⁇ immediately after being connected to the image sensor 39, and can be inserted along the vicinity of the axis of the scope 23.
  • the protruding portion 117 is filled with the adhesive material 121.
  • the bent portion 119 housed in the projecting portion 117 is embedded in the adhesive material 121, so that it is fixed and held integrally with the image pickup element holding member 91.
  • FIG. 5 is a block diagram showing a hardware configuration example of the endoscope system 11 according to the first embodiment.
  • the right eye camera 19 and the left eye camera 21 provided in the rigid portion 29 include the first drive circuit 123.
  • the first drive circuit 123 operates as a drive unit and switches ON/OFF of the electronic shutter of the image sensor 39.
  • the first drive circuit 123 may be arranged in the video processor 13 without being arranged in either the right-eye camera 19 or the left-eye camera 21.
  • the image sensor 39 photoelectrically converts the optical image formed on the imaging surface and outputs an image signal. In photoelectric conversion, exposure of an optical image and generation and reading of an image signal are performed.
  • the IR cut filter 69 is disposed on the light receiving side of the image sensor 39, blocks the IR excitation light reflected by the object among the light passing through the lens, and emits the fluorescent light and the visible light excited by the IR excitation light. Make it transparent.
  • the IR cut filter 69 is provided only on either one (for example, the right eye camera 19), but the IR cut filter 69 is provided on both (that is, the right eye camera 19 and the left eye camera 21). May be provided, or both may not be provided.
  • the video processor 13 includes a controller 125, a second drive circuit 127, an IR excitation light source 65, a visible light source 59, an image processor 129, and a display processor 131.
  • the controller 125 has a processor configured by using, for example, a CPU (Central Processing Unit), a DSP (Digital Signal Processor), or an FPGA (Field Programmable Gate Array), and this processor allows various types of imaging processing by the endoscope 15. Controls the execution of all operations.
  • the controller 125 controls the second drive circuit 127 whether to emit light.
  • the controller 125 executes drive control for switching on/off of the electronic shutter with respect to the first drive circuit 123 provided in each of the right-eye camera 19 and the left-eye camera 21.
  • the second drive circuit 127 is, for example, a light source drive circuit, and drives the IR excitation light source 65 under the control of the controller 125 to continuously emit the IR excitation light.
  • the IR excitation light source 65 is continuously turned on (continuously turned on) during the imaging period, and continuously irradiates the subject with the IR excitation light.
  • the second drive circuit 127 may drive the IR excitation light source 65 to cause the IR excitation light to emit pulsed light at predetermined intervals.
  • the IR excitation light source 65 intermittently lights up (pulse lighting) during the imaging period, and irradiates the subject with the IR excitation light in a pulsed manner.
  • the timing at which the IR excitation light is emitted and the visible light is not emitted is the timing at which the fluorescence emission image is captured.
  • the IR excitation light source 65 has an LD (not shown: Laser Diode) and emits laser light (an example of IR excitation light) having a wavelength in the wavelength band of 690 to 820 nm guided from the LD by the optical fiber 57. .. Since the mode of fluorescence emission changes depending on the concentration of drugs such as ICG and the physical condition of the patient as a subject, a plurality of laser beams (eg, 780 nm and 808 nm) having wavelengths in the wavelength band of 690 to 820 nm are simultaneously emitted. May be.
  • the second drive circuit 127 drives the visible light source 59 to emit a pulse of visible light (for example, white light).
  • the visible light source 59 irradiates the subject with pulsed visible light at the timing of capturing a visible light image during the imaging period.
  • fluorescent light has a weak brightness.
  • visible light can be intense even with a short pulse.
  • the light source device of the endoscope system 11 alternately outputs visible light and excitation light.
  • the irradiation timing of visible light and the imaging timing of the fluorescence image generated by the excitation light do not overlap.
  • the image processor 129 performs image processing on the fluorescent light emission image and the visible light image alternately output from the image sensor 39, and outputs the image data after the image processing.
  • the image processor 129 adjusts the gain as a gain controller so as to increase the gain of the fluorescence emission image.
  • the image processor 129 may adjust the gain by decreasing the gain of the visible light image instead of increasing the gain of the fluorescence emission image.
  • the image processor 129 may adjust the gain by increasing the gain of the fluorescence emission image and decreasing the gain of the visible light image.
  • the image processor 129 may adjust the gain by increasing the gain of the fluorescence emission image larger than that of the visible light image and by increasing the gain of the visible light image.
  • the display processor 131 converts the image data output from the image processor 129 into a display signal such as an NTSC (National Television System Committee) signal suitable for video display and outputs the signal to the 3D monitor 17.
  • NTSC National Television System Committee
  • the 3D monitor 17 displays the fluorescence emission image and the visible light image in the same area, for example, according to the display signal output from the display processor 131.
  • the 3D monitor 17 displays the visible light image and the fluorescence image on the same screen in a superimposed or separate manner. Accordingly, the user can confirm the observation target with high accuracy by superimposing the fluorescence emission image and the visible light image displayed on the 3D monitor 17 on the same captured image or individually.
  • the video processor 13 (for example, the image processor 129), which is an example of a processor, captures a plurality of images of different wavelength characteristics, which are captured by the pair of right-eye camera 19 and left-eye camera 21 that are interlocked with each other.
  • the images may be image-processed to generate a composite image in which the difference between the captured images is extracted and displayed on the 3D monitor 17.
  • the right-eye camera 19 and the left-eye camera 21 can be cameras having the same specifications. Further, each of the right-eye camera 19 and the left-eye camera 21 can be cameras with different specifications.
  • the IR cut filter 69 can be omitted in the visible light camera.
  • the video processor 13 (for example, the image processor 129) as an example of the processor uses the endoscope 15 due to the parallax appearing in the pair of captured images captured by each of the pair of cameras in conjunction with each other. It is possible to measure the distance from the subject to the subject.
  • the right-eye camera 19 and the left-eye camera 21 are cameras having the same specifications.
  • the parallax means that the appearance of the mutual positions of objects in the space changes depending on the observation position.
  • the distance to the subject can be measured by triangulation using the distance (known) of two cameras, for example.
  • the specifications of the two cameras are completely the same.
  • the optical axes of the two cameras are parallel.
  • the two cameras are separated by a fixed distance only in the optical axis.
  • the image capturing surfaces of the two cameras should be coplanar.
  • a plane passing through the two optical axes and the same point on the subject becomes an epipolar plane.
  • the intersection line between the epipolar plane and the image plane is an epipolar line.
  • the parallax is the deviation (difference) in the coordinates of the image of the same point on the same subject on the two captured images.
  • the two cameras are placed in parallel and parallel positions so that the same point can be searched in one dimension in the linear direction. This is because there is an epipolar constraint condition between the images captured by the two cameras.
  • Epipolar constraint is a phenomenon in which a point reflected on one camera is projected on the epipolar line of the other camera.
  • the distance to the subject can be obtained from the positional deviation (that is, parallax) of the same point in the captured images captured by the two cameras in this way. It should be noted that specific mathematical formulas and the like for calculating the distance to the subject based on the parallax are well known and will not be described here.
  • the video processor 13 (for example, the image processor 129) as an example of a processor images each of a pair of captured images with parallax captured by each of a pair of interlocking cameras. It is possible to process and generate a stereoscopic image in which the depth information is reflected and display the stereoscopic image on the 3D monitor 17.
  • the right-eye camera 19 and the left-eye camera 21 are cameras having the same specifications.
  • the video processor 13 (for example, the image processor 129) as an example of a processor performs image processing on a pair of captured images having different focal lengths captured by each of a pair of interlocking cameras, It is possible to generate a composite image with a deep depth of field (depth composite image) and display it on the 3D monitor 17.
  • the right-eye camera 19 and the left-eye camera 21 are cameras with different specifications.
  • the video processor 13 (for example, the image processor 129) as an example of a processor performs image processing on a plurality of captured images captured by respective ones of a pair of interlocking cameras and having different view angles or magnifications. Then, it is possible to generate a composite image in which different fields of view are simultaneously captured and display the composite image on the 3D monitor 17.
  • a so-called bird's eye camera (zoom and pan simultaneously) is possible.
  • the right-eye camera 19 and the left-eye camera 21 are cameras with different specifications.
  • the endoscope system 11 can be configured such that one camera is provided with a monochrome image sensor 39 and the other camera is provided with a color image sensor 39.
  • the monochrome image sensor 39 has a higher ISO sensitivity than the color image sensor 39.
  • the endoscope 15 is provided at the distal end of the scope 23, is formed into a substantially cylindrical shape (including a cylindrical shape, and the same applies to the following), and has a distal end surface 101 having a substantially circular shape (including a circular shape). The same applies hereinafter).
  • the endoscope 15 has a plurality of cameras arranged on the left and right sides of the rigid portion 29 sandwiching a first virtual line 105 orthogonal to the axis 103 of the rigid portion 29 on the distal end surface 101.
  • the plurality of cameras include a first camera (for example, the right-eye camera 19 or the left-eye camera 21), and the first camera has a second virtual image whose imaging center 109 is orthogonal to each of the axis 103 and the first virtual line 105.
  • the line 107 is displaced from the line 107 in the direction along the first virtual line 105.
  • a plurality of cameras are arranged inside the rigid portion 29 formed in a cylindrical shape.
  • the right-eye camera 19 and the left-eye camera 21 take in imaging light from an imaging window and obtain subject information as image data.
  • there is one camera and the projection shape in the direction along the imaging center 109 of the camera is substantially circular.
  • the imaging window integrated with the camera needs to secure the largest occupied area on the tip surface 101 of the rigid portion 29 as compared with other members.
  • a plurality of other members for example, a light irradiation window
  • a first virtual line 105 orthogonal to the axis 103 of the rigid portion 29 is set on the tip end surface 101 of the rigid portion 29.
  • a second virtual line 107 orthogonal to the axis 103 and the first virtual line 105 is set on the tip surface 101 of the rigid portion 29. That is, the first virtual line 105 and the second virtual line 107 are orthogonal to each other in the XY coordinate axes at the axial position of the tip surface 101.
  • the plurality of other members are arranged above and below the second virtual line 107, the plurality of cameras (the right-eye camera 19 and the left-eye camera 21) are arranged along the second virtual line 107 among these other members. By arranging them side by side in the direction, interference with other members can be easily avoided. That is, the right-eye camera 19 and the left-eye camera 21 are arranged so that the imaging center 109 is on the second virtual line.
  • the external shape of the camera may not be a substantially circular shape. That is, the shape is such that a part of the substantially circular shape centering on the imaging center 109 is offset and protrudes.
  • the imaging center 109 is arranged on the second imaginary line, and the projecting portion 117 is in either one of the directions along the first imaginary line 105 (one of the up and down directions in the above example), The protruding portion 117 easily interferes with other members inside the housing of the endoscope 15.
  • the imaging center 109 is the first virtual line with respect to the second virtual line 107. It is displaced in the direction along 105.
  • This shift amount is, for example, half of the overhanging dimension of the overhanging portion 117.
  • the imaging center 109 is displaced from the second virtual line 107 passing through the axis 103 of the rigid portion 29.
  • the imaging center 109 is separated from the axis 103, such an offset arrangement makes it possible to realize high-density arrangement of parts in a limited accommodation space of the rigid portion 29, and thus the rigidity is high. A great effect of suppressing the expansion of the outer diameter of the portion 29 can be obtained.
  • the transmission cable 37 is not left-right handed.
  • the endoscope 15 arranges the right-eye camera 19 and the left-eye camera 21 in the rigid portion 29 in the offset manner as described above, thereby making the transmission cable 37 a common component while maintaining the rigidity of the rigid portion 29. It is possible to suppress expansion of the outer diameter.
  • the endoscope 15 according to the first embodiment it is possible to suppress the enlargement of the outer diameter in the endoscope 15 having two or more eyes.
  • the plurality of cameras include a second camera (for example, the left-eye camera 21 or the right-eye camera 19), and the first camera (for example, the right-eye camera 19 or the left-eye camera 21) and
  • the second camera for example, the left-eye camera 21 or the right-eye camera 19
  • the line segment 111 that connects the centers of the respective imaging windows on the tip surface 101 is parallel to the second virtual line 107, and the line segment 111
  • the midpoint 113 is arranged apart from the axis 103.
  • a line segment 111 connecting the centers of the imaging windows of the right eye camera 19 and the left eye camera 21 is parallel to the second virtual line 107.
  • the midpoint 113 of this line segment 111 is separated from the axis 103.
  • the direction in which the line segment 111 is separated is on the side opposite to the projecting portion 117. That is, the imaging center 109 located on the line segment 111 moves and is arranged on the side opposite to the projecting portion 117 with respect to the second virtual line 107.
  • the two cameras are arranged with the second virtual line 107 sandwiched between them so that they are shifted upside down (that is, in the case of FIG. 6), it is necessary to reverse the acquired images of the respective cameras upside down. That is, the overhang portion 117 of one camera is on the upper side, and the overhang portion 117 of the other camera is on the lower side. In this case, image processing of rotating one image data by 180° is required.
  • the endoscope 15 in which the right-eye camera 19 and the left-eye camera 21 are arranged such that the line segment 111 connecting the two imaging centers 109 is parallel to the second virtual line 107, the left and right cameras are Since the upper and lower image pickup directions of are not reversed, unnecessary image processing can be omitted. As a result, the endoscope 15 causes the right-eye camera 19 and the left-eye camera 21 to offset the imaging center 109 in the same direction (downward in the above example) in order to save useless space. It is possible to suppress expansion of the outer diameter of the rigid portion 29 and prevent complicated image processing while using 37 as a common component.
  • the first camera (for example, the right-eye camera 19 or the left-eye camera 21) positions the image sensor 39 with respect to the lens unit 87 coaxial with the imaging center 109. And an image pickup element holding member 91 to be fixed.
  • a lens unit 87 is arranged coaxially with the imaging center 109.
  • the tip side of each lens unit 87 is fixed and supported by a metal tip flange portion 89 provided at the tip of the rigid portion 29.
  • the image sensor holding member 91 is fixed by inserting the inner circumference of the holding hole into the outer circumference of the rear end side of each lens unit 87.
  • An image sensor 39 having a light receiving surface arranged on the image forming side of the lens unit 87 is fixed to the image sensor holding member 91 fixed to the lens unit 87. That is, the image sensor holding member 91 fixes and holds the image sensor 39 while positioning the lens unit 87 and the image sensor 39 in the right eye camera 19 and the left eye camera 21.
  • the right-eye camera 19 and the left-eye camera 21 have a simple structure (a small number of parts) and suppress the enlargement of the outer diameter of the rigid portion 29, while the high-strength tip flange portion 89 is imaged with the lens unit 87.
  • the sensor 39 and the sensor 39 can be integrally positioned and fixed.
  • the image pickup element holding member 91 has a cable housing portion 115 that houses the transmission cable 37 connected to the image sensor 39.
  • the transmission cable 37 for drawing out an electric signal from the image sensor 39 can be secured in the imaging element holding member 91 in the limited internal space of the rigid portion 29. Since the transmission cable 37 is passed from the hard portion 29 of the scope 23 to the plug portion 25, external stress acts due to the bending of the soft portion 27. In the transmission cable 37, the cable conductor in the flexible substrate portion 133 at the tip is electrically connected to the plurality of bumps 135 (see FIG. 3) provided on the sensor substrate 99 by soldering or the like. The external stress acting on the transmission cable 37 may adversely affect the minute cable connection portion (the soldering portion with the bump 135) between the transmission cable 37 and the image sensor 39.
  • the image sensor holding member 91 that fixes the image sensor 39 is provided with the cable housing 115 that can fix the end of the transmission cable 37 together with the image sensor 39, so that the rigid portion 29 can be used without using another fixing member. It is possible to block the external stress that adversely affects the cable connection portion while suppressing the expansion of the outer diameter of the cable.
  • the cable housing portion 115 has a projecting portion 117 for housing the bent portion 119 of the transmission cable 37 protruding from the outer shape of the image sensor 39 in the direction orthogonal to the axis 103.
  • a protruding portion 117 that accommodates the bent portion 119 of the transmission cable 37 is formed in the cable connection portion of the image sensor holding member 91.
  • a large number of bumps 135 for connecting to the transmission cable 37 are arranged vertically and horizontally on the back surface of a rectangular sensor substrate 99.
  • the bumps 135 are connected by a rectangular flexible substrate or the like arranged in parallel with the sensor substrate 99. This flexible substrate may be the same as or a part of the end of the transmission cable 37.
  • the flexible substrate of the transmission cable 37 formed in substantially the same area as the sensor substrate 99 needs to be bent at any one side of the quadrangle to form the transmission cable 37.
  • this bent portion becomes the bent portion 119 and sticks out from the outer shape of the sensor substrate 99 in the direction orthogonal to the axis 103.
  • a projecting portion 117 that accommodates the bent portion 119 is provided in the cable accommodation portion 115.
  • the image pickup element holding member 91 can protect the bent portion 119 from interfering with other members by providing the projecting portion 117 in the cable housing portion 115.
  • the imaging center 109 is arranged in the direction opposite to the projecting direction of the projecting portion 117 and displaced in the direction along the first virtual line 105.
  • the projecting portion 117 which accommodates the bent portion 119, extends beyond the outer shape of the imaging window on the distal end surface 101 of the rigid portion 29.
  • the protruding portion 117 is a necessary portion for protecting the bent portion 119.
  • the projecting portion 117 of the image sensor holding member 91 projects from the outer shape. Therefore, in the endoscope 15, the right eye camera 19 and the left eye camera 21 are offset so that the imaging center 109 is displaced in the direction opposite to the projecting direction of the projecting portion 117, thereby creating a wasteful space. I omit it.
  • the bent portion 119 is bent at an acute angle.
  • the bent portion 119 which protrudes from the outer shape of the imaging window, can be returned to the vicinity of the center of the imaging window. Thereby, the endoscope 15 can suppress the expansion of the outer diameter of the rigid portion 29 due to the transmission cable 37 interfering with other members.
  • the bent portion 119 is embedded in the adhesive material 121 filled in the protruding portion 117.
  • the bent portion 119 is embedded in the adhesive material 121 filled in the protruding portion 117, so that the bent portion 119 is integrally fixed to the image pickup element holding member 91.
  • the projecting portion 117 of the image pickup element holding member 91 can reinforce and protect the bent portion 119, which has already been internally stressed by being bent, so as not to be further displaced by external stress.
  • FIG. 6 is a front view of a first modification of the endoscope 15 according to the first embodiment.
  • the protruding portion 117 of the right-eye camera 19 is arranged on the upper side
  • the protruding portion 117 of the left-eye camera 21 is arranged on the lower side.
  • the midpoint 113 of the line segment 111 connecting the two imaging centers 109 coincides with the axis 103, but each imaging center 109 is offset from the second virtual line 107.
  • the same transmission cable 37 can be used.
  • the layout may be advantageous depending on the shape of the transmission cable 37.
  • FIG. 7 is a front view of the second modification of the endoscope 15 according to the first embodiment.
  • the protruding portion 117 of the right-eye camera 19 is arranged on the upper side
  • the protruding portion 117 of the left-eye camera 21 is arranged on the left side.
  • the endoscope 15 there are two types of flexible substrates, but the right-eye camera 19 and the left-eye camera 21 can be easily attached to the rigid portion 29, respectively.
  • the projecting portion 117 of the left-eye camera 21 is arranged on the left side, and the space between the white light irradiation window 49 for the left eye and the excitation light irradiation window 53 for the left eye is not used. Therefore, the left-eye camera 21 does not have to be arranged such that the imaging center 109 thereof is displaced downward with respect to the second virtual line 107 along the first virtual line 105. That is, the imaging center 109 of the left-eye camera 21 may be arranged above the second virtual line 107 or may be arranged on the second virtual line 107.
  • FIG. 8 is a front view of a third modified example of the endoscope 15 according to the first embodiment.
  • the protruding portion 117 of the right eye camera 19 is arranged on the upper side
  • the protruding portion 117 of the left eye camera 21 is arranged on the right side.
  • the endoscope 15 there are two types of flexible substrates, but the right-eye camera 19 and the left-eye camera 21 can be easily attached to the rigid portion 29, respectively.
  • the projecting portion 117 of the left-eye camera 21 is arranged on the right side, and the space between the white light irradiation window 49 for the left eye and the excitation light irradiation window 53 for the left eye is not used. Therefore, the left-eye camera 21 does not have to be arranged such that the imaging center 109 thereof is displaced downward with respect to the second virtual line 107 along the first virtual line 105. That is, the imaging center 109 of the left-eye camera 21 may be arranged above the second virtual line 107 or may be arranged on the second virtual line 107.
  • FIG. 9 is a front view of a fourth modified example of the endoscope 15 according to the first embodiment.
  • the protruding portion 117 of the right eye camera 19 is arranged on the right side
  • the protruding portion 117 of the left eye camera 21 is arranged on the left side.
  • the endoscope 15 there are two types of flexible substrates, but the right-eye camera 19 and the left-eye camera 21 can be easily assembled to the rigid portion 29, and the endoscope is easy.
  • the vertical space of 15 can be maximized.
  • the projecting portion 117 of the right-eye camera 19 is arranged on the right side, and the space between the right-eye white light irradiation window 47 and the right-eye excitation light irradiation window 51 is not used. Therefore, the imaging center 109 of the right-eye camera 19 does not need to be arranged with the second imaginary line 107 being displaced downward along the first imaginary line 105. That is, the imaging center 109 of the right-eye camera 19 may be arranged above the second virtual line 107 or on the second virtual line 107.
  • the left-eye camera 21 takes its image.
  • the center 109 does not have to be displaced downward with respect to the second virtual line 107 along the first virtual line 105. That is, the imaging center 109 of the left-eye camera 21 may be arranged above the second virtual line 107 or may be arranged on the second virtual line 107.
  • FIG. 10 is a front view of a fifth modified example of the endoscope 15 according to the first embodiment.
  • the protruding portion 117 of the right eye camera 19 is arranged on the left side
  • the protruding portion 117 of the left eye camera 21 is arranged on the right side.
  • the convergence angle at the time of capturing a 3D image by the right-eye camera 19 and the left-eye camera 21 can be maximized. it can.
  • the projecting portion 117 of the right-eye camera 19 is arranged on the left side, and the space between the right-eye white light irradiation window 47 and the right-eye excitation light irradiation window 51 is not used. Therefore, the imaging center 109 of the right-eye camera 19 does not have to be arranged so as to be displaced downward along the first virtual line 105 with respect to the second virtual line 107. That is, the imaging center 109 of the right-eye camera 19 may be arranged above the second virtual line 107 or on the second virtual line 107.
  • the left-eye camera 21 takes its image.
  • the center 109 does not have to be displaced downward with respect to the second virtual line 107 along the first virtual line 105. That is, the imaging center 109 of the left-eye camera 21 may be arranged above the second virtual line 107 or may be arranged on the second virtual line 107.
  • FIG. 11 is a front view of a sixth modified example of the endoscope 15 according to the first embodiment.
  • the protruding portion 117 of the right eye camera 19 is arranged on the left side
  • the protruding portion 117 of the left eye camera 21 is arranged on the left side.
  • the flexible substrate having the same shape can be used, and the cost of parts at the time of manufacturing can be reduced.
  • the projecting portion 117 of the right-eye camera 19 is arranged on the left side, and the space between the right-eye white light irradiation window 47 and the right-eye excitation light irradiation window 51 is not used. Therefore, the imaging center 109 of the right-eye camera 19 does not have to be arranged so as to be displaced downward along the first virtual line 105 with respect to the second virtual line 107. That is, the imaging center 109 of the right-eye camera 19 may be arranged above the second virtual line 107 or on the second virtual line 107.
  • the left-eye camera 21 takes its image.
  • the center 109 does not have to be displaced downward with respect to the second virtual line 107 along the first virtual line 105. That is, the imaging center 109 of the left-eye camera 21 may be arranged above the second virtual line 107 or may be arranged on the second virtual line 107.
  • the present disclosure is useful as an endoscope capable of suppressing enlargement of the outer diameter in an endoscope having two or more eyes.

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Abstract

内視鏡は、スコープの先端に設けられ、略円筒状に形成されて先端面が略円形状となる硬性部と、先端面において硬性部の軸線に直交する第一仮想線を挟む硬性部の左右に配置される複数のカメラと、を備える。複数のカメラは第１のカメラを含む。第１のカメラは、撮像軸が軸線および第一仮想線のそれぞれに直交する第二仮想線から第一仮想線に沿う方向にずれて配置される。

Description

内視鏡
　本開示は、内視鏡に関する。
　挿入先端部の小型化を図る内視鏡が提案されている（例えば特許文献１参照）。この内視鏡は、対物光学系を通過した入射光を二つの光路に分割して出射するように、第１のプリズムと第２のプリズムとが接合されたプリズムと、第１のプリズムと第２のプリズムとの接合面で反射されてプリズムから出射された光を受光する第１の固体撮像素子と、第１および第２のプリズムを透過してプリズムから出射された光を受光する第２の固体撮像素子とを備えた撮像装置を有する。内視鏡は、第１の固体撮像素子の一側面側に設けられ、第１の固体撮像素子と第１の基板とを接続する第１の接続部と、第２の固体撮像素子の一側面側に設けられ、第２の固体撮像素子と第２の基板とを接続する第２の接続部と、を備える。第１の固体撮像素子と第２の固体撮像素子とは、第１の接続部および第２の接続部を有していない側面部が互いに向かい合うように近接させて配置されている。
日本国特開２００８－９９７４６号公報
　しかしながら、２眼以上の視差から立体視などの映像を得る内視鏡では、挿入先端部の外径の拡大を最小にとどめつつ、撮像光学系で得られた映像信号を、立体映像を生成するためのビデオプロセッサなどの外部装置に伝送する必要がある。特にイメージセンサを挿入先端部に実装して多眼内視鏡を実現する場合、イメージセンサからの映像信号を伝送するためのケーブルを取り回しする空間が挿入先端部に必要となり、内視鏡外径の拡大を招く原因となっているが、上述した特許文献１においてもこの原因を解決する技術的な策は考慮されていない。
　本開示は、上述した従来の状況に鑑みて案出され、２眼以上の内視鏡において外径の拡大を抑制することができる内視鏡を提供することを目的とする。
　本開示は、スコープの先端に設けられ、略円筒状に形成されて先端面が略円形状となる硬性部と、前記先端面において前記硬性部の軸線に直交する第一仮想線を挟む前記硬性部の左右に配置される複数のカメラと、を備え、前記複数のカメラは第１のカメラを含み、前記第１のカメラは撮像軸が前記軸線および前記第一仮想線のそれぞれに直交する第二仮想線から前記第一仮想線に沿う方向にずれて配置される、内視鏡を提供する。
　本開示によれば、２眼以上の内視鏡において外径の拡大を抑制することができる。
実施の形態１に係る内視鏡システムの概要の一例を示す図 スコープの先端の外観を示す斜視図 スコープ内に配置される右眼カメラの構成を示す縦断面図 硬性部を被写体側から見た正面図 実施の形態１に係る内視鏡システムのハードウェア構成例を示すブロック図 実施の形態１に係る内視鏡の第１変形例の正面図 実施の形態１に係る内視鏡の第２変形例の正面図 実施の形態１に係る内視鏡の第３変形例の正面図 実施の形態１に係る内視鏡の第４変形例の正面図 実施の形態１に係る内視鏡の第５変形例の正面図 実施の形態１に係る内視鏡の第６変形例の正面図
　以下、適宜図面を参照しながら、本開示に係る内視鏡の構成および作用を具体的に開示した実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。なお、添付図面および以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されていない。
　図１は、実施の形態１に係る内視鏡システム１１の概要の一例を示す図である。以下の説明において、「上」、「下」、「右」、「左」、「前」、「後」は、図１に示すそれぞれの方向に従う。例えば、水平面に置かれたビデオプロセッサ１３の上方向，下方向をそれぞれ「上」、「下」と称し、内視鏡１５が観察対象を撮像する側を「前」と称し、内視鏡１５がビデオプロセッサ１３に接続される側を「後」と称する。また、内視鏡１５の挿入方向先端から前方を向き、右手側が「右」に対応し、左手側が「左」に対応する。
　内視鏡システム１１は、内視鏡１５と、ビデオプロセッサ１３と、３Ｄモニタ１７とを含む構成である。内視鏡１５は、例えば医療用の軟性鏡である。ビデオプロセッサ１３は、被検体内の観察対象（例えば、血管、皮膚、人体内部の臓器壁等）に挿入された内視鏡１５により撮像されて得られた撮像画像（例えば、静止画もしくは動画）に対して所定の画像処理を施して３Ｄモニタ１７に出力する。３Ｄモニタ１７は、ビデオプロセッサ１３から出力された、画像処理後の左右の視差を有する撮像画像（例えば、後述するＲＧＢ（Red Green Blue）画像に、ＩＲ（Infrared Ray）帯で蛍光発光した蛍光画像中の蛍光部分をＲＧＢ画像中の対応箇所（つまり、画像中の座標）に重畳した合成画像）を入力して立体的（３Ｄ）に表示する。また、内視鏡システム１１においてサイマル方式が使用される場合、３Ｄモニタ１７は、ビデオプロセッサ１３から出力された左眼用の撮像画像と右眼用の撮像画像とを入力し、左右の視差を形成した上で立体的（３Ｄ）に表示することが可能である。なお、３Ｄモニタ１７は、ビデオプロセッサ１３から画像処理後の合成画像（上述参照）を一方のみ入力した場合には、その合成画像を２Ｄ表示してよい。画像処理は、例えば、色調補正、階調補正およびゲイン調整の各処理が該当するが、これらの処理に限定されない。
　内視鏡１５は、例えば人体である被検体内に挿入され、観察対象の３Ｄ映像を撮像することができる。内視鏡１５は、複数のカメラを備え、それぞれのカメラにおいて、３Ｄ映像を構成するための左眼用映像、右眼用映像をそれぞれ撮像する。具体的には、内視鏡１５は、一方の映像（例えば、右眼用映像）を撮像するための右眼カメラ１９（図５参照）と、３Ｄ映像を構成する他方の映像（例えば、左眼用映像）を撮像するための左眼カメラ２１（図５参照）との２つのカメラを有する。なお、実施の形態１では、複数のカメラが右眼カメラ１９、左眼カメラ２１の２つである場合を説明するが、カメラの数はこれに限定されず、２つ以上の複数、例えば３つ、４つなどであってもよい。
　内視鏡１５は、挿入先端部を構成して観察対象の内部に挿入されるスコープ２３と、スコープ２３の後端部が接続されるプラグ部２５とを含む。スコープ２３は、比較的長い可撓性を有する軟性部２７と、軟性部２７の先端に設けられた剛性を有する硬性部２９とを含む。スコープ２３の構造については後述する。
　ビデオプロセッサ１３は、筐体３１を有し、内視鏡１５により撮像された画像に対して画像処理を施し、画像処理後の画像を表示データとして３Ｄモニタ１７に出力する。筐体３１の前面には、プラグ部２５の基端部３３が挿入されるソケット部３５が配置される。プラグ部２５の基端部３３がソケット部３５に挿入され、内視鏡１５とビデオプロセッサ１３とが電気的に接続されることで、内視鏡１５とビデオプロセッサ１３との間で電力および各種のデータもしくは情報（例えば、撮像された映像のデータもしくは各種の制御情報）の送受信が可能となる。これらの電力および各種のデータもしくは情報は、スコープ２３の内部に挿通された伝送ケーブル３７（図３参照）を介して、プラグ部２５から軟性部側に伝送される。また、硬性部２９の内側に設けられたイメージセンサ３９（図３参照）から出力される撮像画像のデータは、伝送ケーブル３７を介して、プラグ部２５からビデオプロセッサ１３に伝送される。また、軟性部２７は、内視鏡１５の手元操作部４１（図５参照）への入力操作に応じて、可動（例えば屈曲）する。内視鏡１５の手元操作部４１は、例えばビデオプロセッサ１３に近い内視鏡１５の基端側に配置される。
　ビデオプロセッサ１３は、伝送ケーブル３７を介して伝送された画像のデータに対し、所定の画像処理（上述参照）を施し、画像処理後の画像のデータを表示データとして生成変換して、３Ｄモニタ１７に出力する。
　３Ｄモニタ１７は、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）もしくは有機（Electroluminescence）等の表示デバイスを用いて構成される。３Ｄモニタ１７は、ビデオプロセッサ１３により画像処理が施された後の画像（つまり、内視鏡１５によって撮像された観察対象の画像）のデータを表示する。３Ｄモニタ１７に表示された画像は、例えば内視鏡１５を用いた手術中に医者等によって視認される。実施の形態１では、３Ｄモニタ１７は、上述したように、観察対象が撮像された画像を３Ｄ映像で表示可能である。
　図２は、スコープ２３の先端の外観を示す斜視図である。スコープ２３の先端には、右眼用撮像窓４３、左眼用撮像窓４５、右眼用白色光照射窓４７、左眼用白色光照射窓４９、右眼用励起光照射窓５１、および左眼用励起光照射窓５３が配置される。なお、右眼用白色光照射窓４７および左眼用白色光照射窓４９と、右眼用励起光照射窓５１および左眼用励起光照射窓５３とは互いに上下で入れ替わるようにそれぞれ配置されてもよい。
　右眼用白色光照射窓４７、左眼用白色光照射窓４９には、観察対象を白色光（つまり、通常のＲＧＢ（Red Green Blue）の可視光）で照射するための白色光照明部５５（図３参照）がそれぞれ当接するように配置される。白色光照明部５５には、それぞれ光ファイバ５７（図３参照）によって基端側の可視光源５９（図５参照）から照射された白色光が導光される。なお、基端側に可視光源５９が配置されず、例えば白色光照明部５５に白色光を照射可能な白色ＬＥＤ（図示略）がそれぞれ直接に配置されてもよい。この場合、それぞれの白色ＬＥＤから照射された白色光が白色光照明部５５を介して右眼用白色光照射窓４７、左眼用白色光照射窓４９から観察対象に照射される。
　右眼用励起光照射窓５１、左眼用励起光照射窓５３には、観察対象をＩＲ帯（つまり、ＩＲ領域）の励起光（以下、「ＩＲ励起光」という）で照射するための励起光照明部６１（図３参照）がそれぞれ当接する。励起光照明部６１には、それぞれ光ファイバ６３（図３参照）によって基端側のＩＲ励起光源６５（図５参照）から照射されたＩＲ励起光が導光される。なお、基端側にＩＲ励起光源６５が配置されず、例えば励起光照明部６１にＩＲ帯の励起光を照射可能なＩＲ－ＬＥＤ（図示略）がそれぞれ直接に配置されてもよい。この場合、それぞれのＩＲ－ＬＥＤから照射されたＩＲ帯の励起光が励起光照明部６１を介して右眼用励起光照射窓５１、左眼用励起光照射窓５３から観察対象に照射される。
　ここで、ＩＲ励起光は、人体である被検体に投与されて患部に集積する特性を有するＩＣＧ（インドシアニングリーン）などの蛍光薬剤（蛍光物質の一態様）を照射することでその蛍光薬剤を励起させて蛍光を発光させる役割を有する。ＩＲ励起光は、例えば６９０ｎｍ～８２０ｎｍ程度の波長帯域を有する近赤外光である。右眼用撮像窓４３の裏側（つまり、背面側）には、観察対象を撮像するための右眼カメラ１９（図５参照）が配置される。同様に、左眼用撮像窓４５の裏側（つまり、背面側）には、観察対象を撮像するための左眼カメラ２１（図５参照）が配置される。なお、実施の形態１では、照射される光の種類として、白色光とＩＲ励起光とを例示しているが、白色光と他の特殊光が照射されてもよい。他の特殊光としては、例えば５－ＡＬＡ（アミノレブリン酸）などの蛍光薬剤（蛍光物質の一態様）を励起するための紫外領域の励起光を用いてもよい。
　図３は、スコープ内に配置される右眼カメラ１９の構成を示す縦断面図である。右眼カメラ１９では、観察対象側（つまり、対物側）から順に光軸に沿って、負レンズ６７、ＩＲカットフィルタ６９、対物カバーガラス７１、絞り７３、第１レンズ７５、スペーサ７７、第２レンズ７９、第３レンズ８１、および第４レンズ８３が配置される。
　ＩＲカットフィルタ６９は、右眼カメラ１９に入射するＩＲ帯（つまり、波長７００ｎｍ以上の波長帯域）の光の透過をカット（遮断）する。つまり、ＩＲカットフィルタ６９は、第４レンズ８３よりも後段側（つまり、後側）に配置されるイメージセンサ３９にＩＲ帯の光を結像させず、透過する波長７００ｎｍ未満の波長帯域の白色光（つまり、可視光）をイメージセンサ３９に結像させる。
　ＩＲカットフィルタ６９、対物カバーガラス７１、絞り７３、第１レンズ７５、スペーサ７７、第２レンズ７９、第３レンズ８１、および第４レンズ８３は、筒状となったレンズホルダ８５の内方に収容されることにより、光学系であるレンズユニット８７を構成する。レンズユニット８７は、硬性部２９の先端に設けられる先端フランジ部８９の保持穴に保持される。先端フランジ部８９は、例えばステンレスなどの金属により略円板状に形成される。先端フランジ部８９は、右眼カメラ１９および左眼カメラ２１の各レンズユニット８７の他、白色光照明部５５、励起光照明部６１もそれぞれの保持穴で保持する。
　前部が先端フランジ部８９に保持されたレンズユニット８７の後部には、筒状の撮像素子保持部材９１がレンズホルダ８５の外周に固定される。撮像素子保持部材９１は、例えばステンレスなどの金属からなる。撮像素子保持部材９１の後部には、センサカバーガラス９３およびイメージセンサ３９を保持するセンサ保持部９５が内周に形成される。撮像素子保持部材９１は、センサ保持部９５にイメージセンサ３９を固定することで、レンズユニット８７とイメージセンサ３９とを位置決め固定する。センサカバーガラス９３の前面には、バンドカットフィルタ９７が設けられる。
　バンドカットフィルタ９７は、例えば、被検体に投与されるＩＣＧ（インドシアニングリーン）等の蛍光薬剤を励起させて蛍光発光させるためのＩＲ励起光の波長帯域を含む波長７００ｎｍ～８３０ｎｍの光の透過をカット（遮断）する。バンドカットフィルタ９７は、例えば蒸着によりセンサカバーガラス９３の前面に形成される。
　レンズユニット８７は、観察対象からの光（例えば、患部等で反射した白色光、患部等の蛍光薬剤の蛍光発光により生じた蛍光）を集光し、イメージセンサ３９の撮像面に結像させる。スペーサ７７は、第１レンズ７５と第２レンズ７９の間に介在して配置され、これらの位置を安定させる。対物カバーガラス７１は、レンズユニット８７を外部から保護する。
　撮像素子保持部材９１は、レンズユニット８７とセンサカバーガラス９３とを位置決め固定する。センサカバーガラス９３は、イメージセンサ３９の撮像面に配置され、撮像面を保護する。イメージセンサ３９は、例えばＩＲ光、赤色光、青色光および緑色光を同時に受光可能な単板式の固体撮像素子である。イメージセンサ３９は、背面にセンサ基板９９を有する。
　左眼カメラ２１は、図３に示すＩＲカットフィルタ６９を有しない点を除き、図３に示した右眼カメラ１９と同一の構成を有する。即ち、左眼カメラ２１では、観察対象側（つまり、対物側）から光軸に沿って、負レンズ６７、対物カバーガラス７１、絞り７３、第１レンズ７５、スペーサ７７、第２レンズ７９、第３レンズ８１、および第４レンズ８３がレンズホルダ８５に収容され、レンズユニット８７を構成する。レンズユニット８７は、前部が先端フランジ部８９に固定されるとともに、後部にセンサ保持部９５が固定される。センサ保持部９５は、センサカバーガラス９３およびイメージセンサ３９を保持する。センサカバーガラス９３の前面には、バンドカットフィルタ９７が設けられている。
　なお、図３では、バンドカットフィルタ９７は、それぞれセンサカバーガラス９３の前面に形成されるが、対物カバーガラス７１の裏面に形成されてもよい。
　図４は、硬性部２９を被写体側から見た正面図である。ところで、内視鏡１５は、硬性部２９の先端面１０１が略円形状となる。ここで、硬性部２９の先端面１０１において、硬性部２９の軸線１０３（図３参照）に直交する第一仮想線１０５を設定する。また、硬性部２９の先端面１０１において、軸線１０３および第一仮想線１０５に直交する第二仮想線１０７を設定する。この場合に、内視鏡１５では、複数のカメラ（右眼カメラ１９、左眼カメラ２１）が、第一仮想線１０５を挟む硬性部２９の左右に配置される。
　複数のカメラ（右眼カメラ１９、左眼カメラ２１）は、それぞれの撮像中心１０９が第二仮想線１０７に対して第一仮想線１０５に沿う方向にずれて配置される。撮像中心１０９は、撮像軸上の一点である。また、撮像中心１０９は、撮像軸そのものであってもよい。実施の形態１の内視鏡１５では、右眼カメラ１９、左眼カメラ２１が図４の下側にずれている。
　ここで、撮像軸とは、右眼カメラ１９および左眼カメラ２１のそれぞれに搭載されるイメージセンサ３９の撮像面（受光面）の中心を通る軸線である。撮像中心１０９は、右眼カメラ１９および左眼カメラ２１のそれぞれに搭載されるイメージセンサ３９の撮像面（受光面）の中心であってもよいし、その中心を通る軸線であってもよい。例えば、右眼カメラ１９および左眼カメラ２１のそれぞれにおけるレンズユニット８７およびイメージセンサ３９がともに軸線１０３と平行に配置されている場合には（図３参照）、撮像軸は撮像中心１０９を通過する。なお、撮像中心１０９は、先端面１０１の負レンズ６７の中心（つまり撮像窓中心）と一致してもよいし、一致しなくてもよい。
　また、実施の形態１の内視鏡１５では、２つの右眼カメラ１９、左眼カメラ２１は、先端面１０１において、それぞれの撮像窓中心同士を結ぶ線分１１１が第二仮想線１０７と平行となる。従って、この線分１１１の中点１１３は、軸線１０３に対して距離ｄで離間（オフセット）して配置されている。
　内視鏡１５では、右眼カメラ１９、左眼カメラ２１のそれぞれが、撮像中心１０９と同軸のレンズユニット８７を備える。上記の図３に示した撮像素子保持部材９１は、このレンズユニット８７に対してイメージセンサ３９を位置決め固定している。
　図３に示すように、撮像素子保持部材９１は、イメージセンサ３９に接続された伝送ケーブル３７を収容するケーブル収容部１１５を有する。伝送ケーブル３７には、可撓基板を使用することができる。
　可撓基板としては、複数の帯状薄板からなる導体を絶縁シート材で覆って、可撓性を有する帯状ケーブルに形成したＦＦＣ（フレキシブル・フラット・ケーブル）や、可撓性を有する絶縁基板に線状導体をパターン印刷したＦＰＣ（フレキシブル・プリント・配線板）等を用いることができる。
　右眼カメラ１９および左眼カメラ２１のそれぞれに導通接続されたそれぞれの可撓基板は、ケーブル収容部１１５に収容される。この可撓基板は、伝送ケーブル３７に各回路導体が集約され、スコープ２３の内部に挿通される。
　ケーブル収容部１１５は、張り出し部１１７を有する。張り出し部１１７は、イメージセンサ３９の外形から軸線１０３に直交する方向にはみ出した伝送ケーブル３７の屈曲部１１９を収容する。張り出し部１１７は、撮像素子保持部材９１に円筒状で形成したケーブル収容部１１５の壁部を薄厚とすることで形成される。撮像素子保持部材９１は、この張り出し部１１７の位置する側が、撮像中心１０９から半径方向外側に張り出している。実施の形態１では、図４に示すように、張り出し部１１７は、右眼カメラ１９、左眼カメラ２１におけるそれぞれの撮像素子保持部材９１の上側から上方に向かって張り出している。
　実施の形態１に係る内視鏡１５では、右眼カメラ１９、左眼カメラ２１におけるそれぞれのレンズユニット８７と同軸の撮像中心１０９が、張り出し部１１７の張り出し方向（上方向）と反対方向で、第一仮想線１０５に沿う方向（下方向）にずれて配置されている。
　張り出し部１１７に収容される屈曲部１１９は、鋭角αで屈曲される。伝送ケーブル３７は、イメージセンサ３９との接続直後が鋭角αに曲げられることにより、軸線１０３の近傍に配置されて、スコープ２３の軸線近傍に沿って挿通可能となっている。
　張り出し部１１７には、接着材１２１が充填される。張り出し部１１７に収容された屈曲部１１９は、この接着材１２１に埋入されることで、撮像素子保持部材９１と一体に固定されて保持される。
　次に、実施の形態１に係る内視鏡システム１１のハードウェア構成例を説明する。
　図５は、実施の形態１に係る内視鏡システム１１のハードウェア構成例を示すブロック図である。内視鏡１５は、硬性部２９に設けられた右眼カメラ１９、左眼カメラ２１が、第１駆動回路１２３を備える。
　第１駆動回路１２３は、駆動部として動作し、イメージセンサ３９の電子シャッタのオンオフを切り替える。なお、第１駆動回路１２３は、右眼カメラ１９および左眼カメラ２１のいずれにも配置されず、ビデオプロセッサ１３に配置されてもよい。イメージセンサ３９は、第１駆動回路１２３によって電子シャッタがオンにされた場合、撮像面に結像した光学像を光電変換し、画像信号を出力する。光電変換では、光学像の露光および画像信号の生成および読み出しが行われる。
　ＩＲカットフィルタ６９は、イメージセンサ３９の受光側に配置され、レンズを通る光のうち、被写体で反射されたＩＲ励起光を遮光し、ＩＲ励起光により励起された蛍光発光の光および可視光を透過させる。なお、図５ではＩＲカットフィルタ６９はいずれか一方（例えば右眼カメラ１９）のみに設けられているが、ＩＲカットフィルタ６９は両方（つまり右眼カメラ１９および左眼カメラ２１）に設けられてもよいし、その両方に設けられなくてもよい。
　ビデオプロセッサ１３は、コントローラ１２５、第２駆動回路１２７、ＩＲ励起光源６５、可視光源５９、イメージプロセッサ１２９、およびディスプレイプロセッサ１３１を備える。
　コントローラ１２５は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）あるいはＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）を用いて構成されるプロセッサを有し、このプロセッサにより、内視鏡１５による撮像処理に関する各種の動作の実行を統括的に制御する。コントローラ１２５は、第２駆動回路１２７に対して発光の有無を制御する。また、コントローラ１２５は、右眼カメラ１９および左眼カメラ２１のそれぞれに設けられた第１駆動回路１２３に対して電子シャッタのオンオフを切り替えるための駆動制御を実行する。
　第２駆動回路１２７は、例えば光源駆動回路であり、コントローラ１２５の制御の下で、ＩＲ励起光源６５を駆動し、ＩＲ励起光を連続発光させる。ＩＲ励起光源６５は、撮像期間において、継続して点灯（連続点灯）し、ＩＲ励起光を被写体に連続して照射する。
　この撮像期間は、観察部位を内視鏡１５で撮像する期間を示す。撮像期間は、例えば、内視鏡システム１１が、ビデオプロセッサ１３あるいは内視鏡１５に設けられたスイッチをオンにするユーザ操作を受け付けてから、オフにするユーザ操作を受け付けるまでの期間である。
　第２駆動回路１２７は、ＩＲ励起光源６５を駆動し、ＩＲ励起光を所定間隔でパルス発光させてもよい。この場合、ＩＲ励起光源６５は、撮像期間において、断続的に点灯（パルス点灯）し、ＩＲ励起光を被写体にパルス照射する。なお、撮像期間において、ＩＲ励起光が発光され、可視光が発光されないタイミングが、蛍光発光画像を撮像するタイミングとなる。
　ＩＲ励起光源６５は、ＬＤ（図示略：Laser Diode）を有し、ＬＤから光ファイバ５７により導光された６９０～８２０ｎｍの波長帯域の波長を有するレーザ光（ＩＲ励起光の一例）を出射する。なお、ＩＣＧ等の薬品の濃度や被写体となる患者の体調に応じて蛍光発光の態様が変わるので、６９０～８２０ｎｍの波長帯域の波長を有するレーザ光が複数（例えば、７８０ｎｍ，８０８ｎｍ）同時に出射されてもよい。
　第２駆動回路１２７は、可視光源５９を駆動し、可視光（例えば白色光）をパルス発光させる。可視光源５９は、撮像期間において、可視光画像を撮像するタイミングで、可視光を被写体にパルス照射する。なお、一般に、蛍光発光の光は微弱な明るさである。一方、可視光は短いパルスでも強い光が得られる。
　内視鏡システム１１の光源装置は、可視光と励起光とを交互に出力する。内視鏡システム１１では、可視光の照射タイミングと、励起光により発生した蛍光画像の撮像タイミングが重複しないようになされている。
　イメージプロセッサ１２９は、イメージセンサ３９から交互に出力される蛍光発光画像と可視光画像とに対して画像処理し、画像処理後の画像データを出力する。
　例えば、イメージプロセッサ１２９は、蛍光発光画像の輝度が可視光画像の輝度と比べて低い場合、蛍光発光画像のゲインを上げるように、ゲインコントローラとして、ゲイン調整する。イメージプロセッサ１２９は、蛍光発光画像のゲインを上げる代わりに、可視光画像のゲインを下げることで、ゲイン調整してもよい。イメージプロセッサ１２９は、蛍光発光画像のゲインを上げ、かつ、可視光画像のゲインを下げることで、ゲイン調整してもよい。イメージプロセッサ１２９は、蛍光発光画像のゲインを可視光画像よりも大きく上げ、かつ、可視光画像のゲインを上げることで、ゲイン調整してもよい。
　ディスプレイプロセッサ１３１は、イメージプロセッサ１２９から出力される画像データを、映像表示に適したＮＴＳＣ（National Television System Committee）信号等の表示用信号に変換して３Ｄモニタ１７に出力する。
　３Ｄモニタ１７は、ディスプレイプロセッサ１３１から出力される表示用信号に従い、蛍光発光画像と可視光画像とを、例えば同一の領域に表示する。３Ｄモニタ１７は、可視光画像および蛍光画像を同一の画面上に、重畳又は個別に表示する。これにより、ユーザは、３Ｄモニタ１７に表示された蛍光発光画像と可視光画像とを、同一撮像画像に重ねて、或いは個別に見ながら、観察対象を高精度に確認できる。
　次に、上記した蛍光発光画像と可視光画像とを表示する画像処理の他に、内視鏡１５の複眼化により、内視鏡システム１１が可能となる拡張機能の概略について説明する。
（波長特性強調処理）
　内視鏡システム１１では、プロセッサの一例としてのビデオプロセッサ１３（例えばイメージプロセッサ１２９）は、連動する一対の右眼カメラ１９、左眼カメラ２１のそれぞれにより撮像された、異なる波長特性の複数の撮像画像を画像処理し、それぞれの撮像画像の差異を抽出した合成画像を生成して３Ｄモニタ１７に表示してよい。この場合、右眼カメラ１９および左眼カメラ２１のそれぞれは、同一仕様のカメラとすることができる。また、右眼カメラ１９および左眼カメラ２１のそれぞれは、異なる仕様のカメラとすることもできる。この場合、可視光用のカメラは、ＩＲカットフィルタ６９を省略することができる。
（距離測定処理）
　また、内視鏡システム１１は、プロセッサの一例としてのビデオプロセッサ１３（例えばイメージプロセッサ１２９）は、連動する一対のカメラのそれぞれにより撮像された、一対の撮像画像に現れる視差により、内視鏡１５から被写体までの距離を測距することが可能となる。この場合、右眼カメラ１９および左眼カメラ２１のそれぞれは、同一仕様のカメラとなる。ここで、視差とは、観察位置によって空間内の物体相互位置の見え方が変化することをいう。被写体までの距離は、例えば二つのカメラの距離（既知）を用いた三角測量で測距できる。
　この場合の条件として、二つのカメラは、仕様を完全に一致させる。二つのカメラの光軸を平行とする。二つのカメラは、光軸だけが一定距離で離れている。これらの撮像条件の下、二つのカメラの撮像面が同一平面となるようにする。このとき、二つの光軸と被写体における同一点を通る平面は、エピポーラ面（Epipolar plane）となる。エピポーラ面と画像面との交差線は、エピポーラ線（Epipolar Line）となる。
　以上のような条件下において、２つの撮像画像上の同じ被写体における同一点の像の座標のずれ（差）が視差となる。視差を求める際には、二つのカメラを平行等位に置くことにより、同一点の探索が直線方向の一次元で済む。これは二つのカメラの撮像画像間にエピポーラ拘束という条件が存在するためである。エピポーラ拘束は、一方のカメラに映った点は、他方のカメラのエピポーラ線上に投影されるという現象である。被写体までの距離は、このようにして二つのカメラで捉えた撮像画像における同一点の位置ずれ（即ち、視差）により求めることができる。なお、視差により被写体までの距離を算出する具体的な数式等は周知であるのでここでは省略する。
（立体画像処理）
　また、内視鏡システム１１は、プロセッサの一例としてのビデオプロセッサ１３（例えばイメージプロセッサ１２９）は、連動する一対のカメラのそれぞれにより撮像された、視差が形成された一対の撮像画像のそれぞれを画像処理し、奥行き情報を反映させた立体画像を生成して３Ｄモニタ１７に表示することが可能となる。この場合、右眼カメラ１９および左眼カメラ２１のそれぞれは、同一仕様のカメラとなる。
（被写界深度強調処理）
　また、内視鏡システム１１は、プロセッサの一例としてのビデオプロセッサ１３（例えばイメージプロセッサ１２９）は、連動する一対のカメラのそれぞれにより撮像された、焦点距離の異なる一対の撮像画像を画像処理し、被写界深度の深い合成画像（深度合成画像）を生成して３Ｄモニタ１７に表示することが可能となる。この場合、右眼カメラ１９および左眼カメラ２１のそれぞれは、仕様の異なるカメラとなる。
（ハイブリットズーム処理）
　また、内視鏡システム１１は、プロセッサの一例としてのビデオプロセッサ１３（例えばイメージプロセッサ１２９）は、連動する一対のカメラのそれぞれにより撮像された、異なる画角または倍率の複数の撮像画像を画像処理し、異なる視野を同時に撮像した合成画像を生成して３Ｄモニタ１７に表示することが可能となる。いわゆる、鳥の眼カメラ（ズームとパンが同時）が可能となる。この場合、右眼カメラ１９および左眼カメラ２１のそれぞれは、仕様の異なるカメラとなる。
（高感度化処理）
　また、内視鏡システム１１は、一方のカメラにモノクロ用のイメージセンサ３９を設け、他方のカメラにカラー用のイメージセンサ３９を設けた構成とすることができる。一般的に、モノクロ用のイメージセンサ３９は、カラー用のイメージセンサ３９に比べ高いＩＳＯ感度を有する。内視鏡システム１１は、カラー用のイメージセンサ３９では光量が不足して撮像できない部分を、モノクロ用のイメージセンサ３９で撮像した画像情報で補完し、より精細な合成画像とすることが可能となる。
　次に、上記した実施の形態１に係る内視鏡１５の作用を説明する。
　実施の形態１に係る内視鏡１５は、スコープ２３の先端に設けられ、略円筒状（円筒状を含む。以下同様。）に形成されて先端面１０１が略円形状（円形状を含む。以下同様。）となる硬性部２９を有する。内視鏡１５は、先端面１０１において硬性部２９の軸線１０３に直交する第一仮想線１０５を挟む硬性部２９の左右に配置される複数のカメラを有する。この複数のカメラは第１のカメラ（例えば右眼カメラ１９、あるいは左眼カメラ２１）を含み、第１のカメラは撮像中心１０９が軸線１０３および第一仮想線１０５のそれぞれに直交する第二仮想線１０７から第一仮想線１０５に沿う方向にずれて配置される。
　実施の形態１に係る内視鏡１５では、円筒状に形成される硬性部２９の内方に、複数のカメラ（例えば、右眼カメラ１９、左眼カメラ２１）が配置される。右眼カメラ１９、左眼カメラ２１は、撮像窓からの撮像光を取り入れて被写体の情報を画像データとして得る。ここで仮にカメラは、１つとし、カメラの撮像中心１０９に沿う方向の投影形状が略円形状であるとする。また、カメラと一体となる撮像窓は、硬性部２９の先端面１０１で他部材に比べ最も大きな占有面積の確保が必要であるとする。更に、先端面１０１には、複数の他部材（例えば光照射窓）が点対称で配置されているとする。この場合、カメラは、硬性部２９の軸線１０３に撮像中心１０９を一致させて設けることが、周囲に配置される他部材との干渉を回避しやすい配置となる。
　一方、カメラが複数である場合を考える。ここで、硬性部２９の先端面１０１において、硬性部２９の軸線１０３に直交する第一仮想線１０５を設定する。また、硬性部２９の先端面１０１において、軸線１０３および第一仮想線１０５に直交する第二仮想線１０７を設定する。つまり、第一仮想線１０５および第二仮想線１０７は、先端面１０１の軸線位置でＸＹ座標軸状となって直交する。複数の他部材が第二仮想線１０７を挟む上下で配置されている場合、複数のカメラ（右眼カメラ１９、左眼カメラ２１）は、これら他部材の間で、第二仮想線１０７に沿う方向で横並びに配置することが、他部材との干渉を回避しやすくできる。即ち、右眼カメラ１９、左眼カメラ２１は、撮像中心１０９が第二仮想線上となる配置となる。
　ところが、カメラは、外形状が、略円形状と限らない場合がある。即ち、撮像中心１０９を中心とした略円形状から一部分が片寄って張り出すような形状である。この場合、カメラは、撮像中心１０９を第二仮想線上に配置し、張り出し部１１７が第一仮想線１０５に沿う方向のいずれか一方（上記の例では上下方向のいずれか一方）にあると、この張り出し部１１７が内視鏡１５の筐体内の他部材と干渉しやすくなる。
　これに対し、張り出し部１１７を、第二仮想線１０７に沿う方向の左右両側に配置することで、張り出し部１１７の配置空間を捻出する配置（カメラ側部の空間を利用する配置）もあるが、この方式では例えばカメラが２つの場合、左右のカメラ毎に異形状の伝送ケーブル３７を準備しなければならなくなる。複数のカメラ毎に、異なる種類の伝送ケーブル３７を揃えることは、部品管理が煩雑になるとともに、部品コスト上昇の要因ともなる。
　そこで、実施の形態１に係る内視鏡１５では、硬性部２９の左右に配置された右眼カメラ１９、左眼カメラ２１は、撮像中心１０９が第二仮想線１０７に対して第一仮想線１０５に沿う方向にずれて配置される。このずれ量は、例えば張り出し部１１７の張り出し寸法の半分となる。これにより、円形の内側で他部材に包囲された限られたスペースにおいて、内視鏡１５の筐体内の他部材の配置面積も確保（光照射窓も最大限に確保）できる。
　即ち、上下の他部材により挟まれた空きスペースの中心に、カメラ最大外径の中心を一致させて、無駄な空きスペースが生じないレイアウトが可能となる。この場合、撮像中心１０９は、硬性部２９の軸線１０３を通る第二仮想線１０７からずれる。撮像中心１０９は、軸線１０３から離れることになるが、このようなオフセットさせた配置によれば、硬性部２９の限られた収容スペースでの高密度な部品の配置を実現させることができ、硬性部２９の外径拡大を抑制する大きな効果が得られる。この場合、伝送ケーブル３７は、左右勝手が生じない。その結果、内視鏡１５は、硬性部２９において、右眼カメラ１９、左眼カメラ２１を上記のようなオフセットさせた配置とすることにより、伝送ケーブル３７を共通部品としながら、硬性部２９の外径拡大を抑制することが可能となる。
　従って、実施の形態１に係る内視鏡１５によれば、２眼以上の内視鏡１５において外径の拡大を抑制することができる。
　また、内視鏡１５では、複数のカメラは第２のカメラ（例えば左眼カメラ２１、あるいは右眼カメラ１９）を含み、第１のカメラ（例えば右眼カメラ１９、あるいは左眼カメラ２１）および第２のカメラ（例えば左眼カメラ２１、あるいは右眼カメラ１９）は、先端面１０１においてそれぞれの撮像窓中心同士を結ぶ線分１１１が第二仮想線１０７と平行となり、かつこの線分１１１の中点１１３が軸線１０３に対して離間して配置される。
　この内視鏡１５では、右眼カメラ１９、左眼カメラ２１の撮像窓中心同士を結ぶ線分１１１が第二仮想線１０７と平行となる。この線分１１１の中点１１３は、軸線１０３に対して離間する。線分１１１の離間する方向は、張り出し部１１７と反対側となる。即ち、線分１１１に位置する撮像中心１０９が、第二仮想線１０７に対して張り出し部１１７と反対側に移動して配置される。この構成では、２つの撮像中心１０９を結ぶ線分１１１が、第二仮想線１０７と平行となるので、２つのカメラが、第二仮想線１０７を挟んで上下にずれて配置されるレイアウト（例えば図６参照）が排除されることになる。
　なお、２つのカメラは、第二仮想線１０７を挟んで双方を上下逆にずらして配置する場合（即ち、図６の場合）、それぞれのカメラの取得画像の上下を逆とする必要がある。つまり、一方のカメラの張り出し部１１７が上側、他方のカメラの張り出し部１１７が下側となる。この場合、一方の画像データを１８０°回転する画像処理が必要となる。
　これに対し、２つの撮像中心１０９を結ぶ線分１１１が第二仮想線１０７と平行となる向きで右眼カメラ１９、左眼カメラ２１を配置した内視鏡１５では、左右のカメラは、被写体の上下撮像方向が反転しないので、不要な画像処理を省くことができる。その結果、内視鏡１５は、右眼カメラ１９、左眼カメラ２１を、無駄な空間を省くために、撮像中心１０９が同方向（上記の例では下方向）にオフセットすることで、伝送ケーブル３７を共通部品としながら、硬性部２９の外径拡大を抑制し、且つ煩雑な画像処理が生じないようにできる。
　また、内視鏡１５では、第１のカメラ（例えば右眼カメラ１９、あるいは左眼カメラ２１）は、撮像中心１０９と同軸のレンズユニット８７と、このレンズユニット８７に対してイメージセンサ３９を位置決め固定する撮像素子保持部材９１と、を有する。
　この内視鏡１５では、撮像中心１０９と同軸にレンズユニット８７が配置される。この場合、それぞれのレンズユニット８７は、先端側が、硬性部２９の先端に設けられる金属製の先端フランジ部８９に固定されて支持される。撮像素子保持部材９１は、それぞれのレンズユニット８７の後端側の外周に、保持穴の内周を挿入して固定される。レンズユニット８７に固定された撮像素子保持部材９１には、レンズユニット８７の結像側に受光面を配置したイメージセンサ３９が固定される。つまり、撮像素子保持部材９１は、右眼カメラ１９、左眼カメラ２１において、レンズユニット８７とイメージセンサ３９とを位置決めしながら、イメージセンサ３９を固定保持する。これにより、右眼カメラ１９、左眼カメラ２１は、簡素な構造（少ない部品点数）で、硬性部２９の外径拡大を抑制しながら、高強度の先端フランジ部８９に、レンズユニット８７とイメージセンサ３９とを一体に位置決め固定することができる。
　また、内視鏡１５では、撮像素子保持部材９１は、イメージセンサ３９に接続された伝送ケーブル３７を収容するケーブル収容部１１５を有する。
　この内視鏡１５では、イメージセンサ３９からの電気信号を引き出すための伝送ケーブル３７を、限られた硬性部２９の内部空間で、撮像素子保持部材９１に確保することができる。伝送ケーブル３７は、スコープ２３の硬性部２９からプラグ部２５にわたって通されているため、軟性部２７の湾曲により外部応力が作用する。伝送ケーブル３７は、先端の可撓基板部分１３３におけるケーブル導体が、センサ基板９９に設けられた複数のバンプ１３５（図３参照）と半田付けなどにより導通接続される。伝送ケーブル３７に作用した外部応力は、伝送ケーブル３７とイメージセンサ３９の微細なケーブル接続部（バンプ１３５との半田付け部）に悪影響を及ぼす可能性がある。そこで、イメージセンサ３９を固定する撮像素子保持部材９１に、イメージセンサ３９とともに伝送ケーブル３７の端部を固定できるケーブル収容部１１５を設けることにより、他の固定部材を使用せずに、硬性部２９の外径拡大を抑制しながら、ケーブル接続部に悪影響を及ぼす外部応力を遮断することができる。
　また、内視鏡１５では、ケーブル収容部１１５は、イメージセンサ３９の外形から軸線１０３に直交する方向にはみ出した伝送ケーブル３７の屈曲部１１９を収容する張り出し部１１７を有する。
　この内視鏡１５では、伝送ケーブル３７の屈曲部１１９を収容する張り出し部１１７が、撮像素子保持部材９１のケーブル接続部に形成されている。イメージセンサ３９は、四角形のセンサ基板９９の背面に、伝送ケーブル３７との接続のための多数のバンプ１３５が縦横に配列されている。このバンプ１３５は、情報量の増加に伴って数が増えると、センサ基板９９とほぼ同じ面積で配列されることになる。この場合、バンプ１３５は、センサ基板９９と平行に配置される四角形の可撓基板などにより接続される。この可撓基板は、伝送ケーブル３７の末端と同一またはその一部分とされる場合もある。従って、センサ基板９９と略同一面積で形成された伝送ケーブル３７の可撓基板は、四角形のいずれか一つの辺部で折り曲げられて伝送ケーブル３７とする必要が生じる。その結果、伝送ケーブル３７は、この折り曲げ部が、屈曲部１１９となって、センサ基板９９の外形から軸線１０３に直交する方向にはみ出すことになる。撮像素子保持部材９１は、この屈曲部１１９を収容する張り出し部１１７が、ケーブル収容部１１５に設けられている。撮像素子保持部材９１は、この張り出し部１１７をケーブル収容部１１５に設けることにより、屈曲部１１９が他部材と干渉しないように保護することができる。
　また、内視鏡１５では、撮像中心１０９は、張り出し部１１７の張り出し方向と反対方向で、第一仮想線１０５に沿う方向にずれて配置される。
　この内視鏡１５では、硬性部２９の先端面１０１において、屈曲部１１９を収容した張り出し部１１７は、撮像窓の外形よりもはみ出している。この張り出し部１１７は、屈曲部１１９を保護する上での必要な部分となる。撮像素子保持部材９１は、この張り出し部１１７が外形から張り出すこととなる。そこで、内視鏡１５では、撮像中心１０９は、張り出し部１１７の張り出し方向と反対方向にずれて配置されるように、右眼カメラ１９、左眼カメラ２１をオフセットさせることにより、無駄な空間を省いている。
　また、内視鏡１５では、屈曲部１１９は、鋭角に屈曲されている。
　この内視鏡１５では、一旦、撮像窓の外形よりもはみ出した屈曲部１１９を、撮像窓中心付近に戻すことができる。これにより、内視鏡１５は、伝送ケーブル３７が他部材と干渉することによる硬性部２９の外径拡大を抑制することができる。
　また、内視鏡１５では、屈曲部１１９は、張り出し部１１７に充填された接着材１２１に埋入されている。
　この内視鏡１５では、屈曲部１１９が、張り出し部１１７に充填された接着材１２１に埋入されることにより、撮像素子保持部材９１と一体に固定される。これにより、撮像素子保持部材９１の張り出し部１１７は、曲げられることにより既に内部応力が生じている屈曲部１１９を、外部応力によってそれ以上の変位が生じないように補強および保護することができる。
　次に、上記した実施の形態１に係る内視鏡１５の変形例を説明する。以下では、それぞれの変形例において内視鏡に用いる符号は実施の形態１に係る内視鏡１５と同一の符号を用いることとする。
　図６は、実施の形態１に係る内視鏡１５の第１変形例の正面図である。第１変形例に係る内視鏡１５では、右眼カメラ１９の張り出し部１１７が上側に配置され、左眼カメラ２１の張り出し部１１７が下側に配置される。この場合、二つの撮像中心１０９を結ぶ線分１１１の中点１１３は、軸線１０３と一致するが、それぞれの撮像中心１０９は、第二仮想線１０７からオフセットされる。
　この第１変形例に係る内視鏡１５によれば、同一の伝送ケーブル３７を用いることができる。この場合、伝送ケーブル３７の形状によってはレイアウトに有利となる場合がある。
　図７は、実施の形態１に係る内視鏡１５の第２変形例の正面図である。第２変形例に係る内視鏡１５では、右眼カメラ１９の張り出し部１１７が上側に配置され、左眼カメラ２１の張り出し部１１７が左側に配置される。
　この第２変形例に係る内視鏡１５によれば、可撓基板が二種類となるが、右眼カメラ１９、左眼カメラ２１をそれぞれ硬性部２９に組付けやすくすることができる。
　なお、図７の第２の変形例の場合、左眼カメラ２１の張り出し部１１７は左側に配置され、左眼用白色光照射窓４９および左眼用励起光照射窓５３間のスペースを使用しないため、左眼カメラ２１は、その撮像中心１０９が第二仮想線１０７に対して第一仮想線１０５に沿って下側にずれて配置されなくてもよい。すなわち、左眼カメラ２１の撮像中心１０９は、第二仮想線１０７に対して上側に配置されてもよく、第二仮想線１０７上に配置されてもよい。
　図８は、実施の形態１に係る内視鏡１５の第３変形例の正面図である。第３変形例に係る内視鏡１５では、右眼カメラ１９の張り出し部１１７が上側に配置され、左眼カメラ２１の張り出し部１１７が右側に配置される。
　この第３変形例に係る内視鏡１５によれば、可撓基板が二種類となるが、右眼カメラ１９、左眼カメラ２１をそれぞれ硬性部２９に組付けやすくすることができる。
　なお、図８の第３の変形例の場合、左眼カメラ２１の張り出し部１１７は右側に配置され、左眼用白色光照射窓４９および左眼用励起光照射窓５３間のスペースを使用しないため、左眼カメラ２１は、その撮像中心１０９が第二仮想線１０７に対して第一仮想線１０５に沿って下側にずれて配置されなくてもよい。すなわち、左眼カメラ２１の撮像中心１０９は、第二仮想線１０７に対して上側に配置されてもよく、第二仮想線１０７上に配置されてもよい。
　図９は、実施の形態１に係る内視鏡１５の第４変形例の正面図である。第４変形例に係る内視鏡１５では、右眼カメラ１９の張り出し部１１７が右側に配置され、左眼カメラ２１の張り出し部１１７が左側に配置される。
　この第４変形例に係る内視鏡１５によれば、可撓基板が二種類となるが、右眼カメラ１９、左眼カメラ２１を硬性部２９に組付けやすくすることができ、内視鏡１５の上下方向のスペースを最大化できる。
　なお、図９の第４の変形例の場合、右眼カメラ１９の張り出し部１１７は右側に配置され、右眼用白色光照射窓４７および右眼用励起光照射窓５１間のスペースを使用しないため、右眼カメラ１９は、その撮像中心１０９が第二仮想線１０７に対して第一仮想線１０５に沿って下側にずれて配置されなくてもよい。すなわち、右眼カメラ１９の撮像中心１０９は、第二仮想線１０７に対して上側に配置されてもよく、第二仮想線１０７上に配置されてもよい。同様に、左眼カメラ２１の張り出し部１１７は左側に配置され、左眼用白色光照射窓４９および左眼用励起光照射窓５３間のスペースを使用しないため、左眼カメラ２１は、その撮像中心１０９が第二仮想線１０７に対して第一仮想線１０５に沿って下側にずれて配置されなくてもよい。すなわち、左眼カメラ２１の撮像中心１０９は、第二仮想線１０７に対して上側に配置されてもよく、第二仮想線１０７上に配置されてもよい。
　図１０は、実施の形態１に係る内視鏡１５の第５変形例の正面図である。第５変形例に係る内視鏡１５では、右眼カメラ１９の張り出し部１１７が左側に配置され、左眼カメラ２１の張り出し部１１７が右側に配置される。
　この第５変形例に係る内視鏡１５によれば、可撓基板が二種類となるが、右眼カメラ１９、左眼カメラ２１により３Ｄ映像を撮像する時の輻輳角を最大とすることができる。
　なお、図１０の第５の変形例の場合、右眼カメラ１９の張り出し部１１７は左側に配置され、右眼用白色光照射窓４７および右眼用励起光照射窓５１間のスペースを使用しないため、右眼カメラ１９は、その撮像中心１０９が第二仮想線１０７に対して第一仮想線１０５に沿って下側にずれて配置されなくてもよい。すなわち、右眼カメラ１９の撮像中心１０９は、第二仮想線１０７に対して上側に配置されてもよく、第二仮想線１０７上に配置されてもよい。同様に、左眼カメラ２１の張り出し部１１７は右側に配置され、左眼用白色光照射窓４９および左眼用励起光照射窓５３間のスペースを使用しないため、左眼カメラ２１は、その撮像中心１０９が第二仮想線１０７に対して第一仮想線１０５に沿って下側にずれて配置されなくてもよい。すなわち、左眼カメラ２１の撮像中心１０９は、第二仮想線１０７に対して上側に配置されてもよく、第二仮想線１０７上に配置されてもよい。
　図１１は、実施の形態１に係る内視鏡１５の第６変形例の正面図である。第６変形例に係る内視鏡１５では、右眼カメラ１９の張り出し部１１７が左側に配置され、左眼カメラ２１の張り出し部１１７が左側に配置される。
　この第６変形例に係る内視鏡１５によれば、同形状の可撓基板を使用でき、製造時の部品コストを低減できる。
　なお、図１１の第６の変形例の場合、右眼カメラ１９の張り出し部１１７は左側に配置され、右眼用白色光照射窓４７および右眼用励起光照射窓５１間のスペースを使用しないため、右眼カメラ１９は、その撮像中心１０９が第二仮想線１０７に対して第一仮想線１０５に沿って下側にずれて配置されなくてもよい。すなわち、右眼カメラ１９の撮像中心１０９は、第二仮想線１０７に対して上側に配置されてもよく、第二仮想線１０７上に配置されてもよい。同様に、左眼カメラ２１の張り出し部１１７は左側に配置され、左眼用白色光照射窓４９および左眼用励起光照射窓５３間のスペースを使用しないため、左眼カメラ２１は、その撮像中心１０９が第二仮想線１０７に対して第一仮想線１０５に沿って下側にずれて配置されなくてもよい。すなわち、左眼カメラ２１の撮像中心１０９は、第二仮想線１０７に対して上側に配置されてもよく、第二仮想線１０７上に配置されてもよい。
　以上、添付図面を参照しながら実施の形態について説明したが、本開示はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例、修正例、置換例、付加例、削除例、均等例に想到し得ることは明らかであり、それらについても本開示の技術的範囲に属すると了解される。また、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施の形態における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。
　なお、本出願は、２０１９年１月９日出願の日本特許出願（特願２０１９－００２００４）に基づくものであり、その内容は本出願の中に参照として援用される。
　本開示は、２眼以上の内視鏡において外径の拡大を抑制することができる内視鏡として有用である。
１５　内視鏡
１９　右眼カメラ
２１　左眼カメラ
２３　スコープ
２９　硬性部
３７　伝送ケーブル
３９　イメージセンサ
８７　レンズユニット
９１　撮像素子保持部材
１０１　先端面
１０３　軸線
１０５　第一仮想線
１０７　第二仮想線
１０９　撮像中心
１１１　線分
１１３　中点
１１５　ケーブル収容部
１１７　張り出し部
１１９　屈曲部
１２１　接着材

Claims (8)

  1. 　スコープの先端に設けられ、略円筒状に形成されて先端面が略円形状となる硬性部と、
    　前記先端面において前記硬性部の軸線に直交する第一仮想線を挟む前記硬性部の左右に配置される複数のカメラと、を備え、
    　前記複数のカメラは第１のカメラを含み、前記第１のカメラは撮像軸が前記軸線および前記第一仮想線のそれぞれに直交する第二仮想線から前記第一仮想線に沿う方向にずれて配置される、
    　内視鏡。
  2. 　前記複数のカメラは第２のカメラを含み、
    　前記第１のカメラおよび第２のカメラは、前記先端面においてそれぞれの前記撮像軸を結ぶ線分が前記第二仮想線と平行となり、かつこの線分の中点が前記軸線に対して離間して配置される、
    　請求項１に記載の内視鏡。
  3. 　前記第１のカメラは、前記撮像軸と同軸のレンズユニットと、このレンズユニットに対してイメージセンサを位置決め固定する撮像素子保持部材と、を有する、
    　請求項１または２に記載の内視鏡。
  4. 　前記撮像素子保持部材は、前記イメージセンサに接続された伝送ケーブルを収容するケーブル収容部を有する、
    　請求項３に記載の内視鏡。
  5. 　前記ケーブル収容部は、前記イメージセンサの外形から前記軸線に直交する方向にはみ出した前記伝送ケーブルの屈曲部を収容する張り出し部を有する、
    　請求項４に記載の内視鏡。
  6. 　前記撮像軸は、前記張り出し部の張り出し方向と反対方向で、前記第一仮想線に沿う方向にずれて配置される、
    　請求項５に記載の内視鏡。
  7. 　前記屈曲部は、鋭角に屈曲されている、
    　請求項５または６に記載の内視鏡。
  8. 　前記屈曲部は、前記張り出し部に充填された接着材に埋入されている、
    　請求項５～７のうちいずれか一項に記載の内視鏡。
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