JPH08101351A - 3次元内視鏡 - Google Patents

3次元内視鏡

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JPH08101351A
JPH08101351A JP6261801A JP26180194A JPH08101351A JP H08101351 A JPH08101351 A JP H08101351A JP 6261801 A JP6261801 A JP 6261801A JP 26180194 A JP26180194 A JP 26180194A JP H08101351 A JPH08101351 A JP H08101351A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
image pickup
endoscope
dimensional endoscope
dimensional
optical fiber
Prior art date
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Pending
Application number
JP6261801A
Other languages
English (en)
Inventor
Masahiro Saito
正弘 斉藤
Tatsuo Kimura
辰男 木村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shimadzu Corp
Original Assignee
Shimadzu Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 内視鏡自体の径が小さくても輻輳角をより一
層大きくすることが可能で、光ファイバ下の照明でも凹
凸のある部分はそのまま観察することが出来て、周辺の
状況も把握しやすい3次元内視鏡を提供する。 【構成】 スコ−プ枠体1に、2つの撮像部2、3をそ
れぞれ連結した2本のシャフト4、5を回動自在に嵌挿
すると共に、光ファイバ8をその前端部8aが前記二つ
の撮像部2、3の後方に位置するように嵌挿してある。
撮像部2,3は前後に配置することもある。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、立体視により体内の
病変の診断や治療を行うために用いられる内視鏡、より
詳しくは診断対象をより立体的に視覚で捉えることの出
来る3次元内視鏡に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、人体内部の病変の診断や手術を行
うために光ファイバや固体撮像素子を組み込んだ内視鏡
を人体内に挿入し治療を行うことが多くなっている。従
来の3次元内視鏡は図9に示すように、内視鏡枠体10
の先端部10aに2つの撮像面(対物レンズ)11及び
12を配置すると共にこの撮像面と同一平面に光ファイ
バによる照明13及び14も配置される。
【0003】一般に2つの撮像面(対物レンズ)を配置
して対象物を見る場合、この対象物に対する2つの撮像
面の視線がなす角度(輻輳角)は対象物までの距離に反
比例して変化する。そしてこのような輻輳角の変化から
2つの撮像面と対象物までの絶対距離の変化を知覚する
ことが出来る。この場合、2つの撮像面の間隔(距離)
が短いと奥行き感覚に乏しくなり、広すぎると近くに存
在する対象物の焦点が合わせにくくなる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】図9に示す3次元内視
鏡では、内視鏡自体可能な限り径を小さくしてあるため
2つの撮像面(対物レンズ)11と12との距離が小さ
くなっている。従って2つの撮像面11と12が極く近
距離にあることは輻輳角が十分に取れないことを意味し
ている。このような内視鏡を用いて手術する際には立体
視する場合でもかなり奥行き感覚に乏しい状況となり、
結局は単眼視と変わらない手術となる。また、照明にお
いても観察領域の凹凸が表現されにくい状況となる場合
が多い。
【0005】更に、上記するように撮像面11及び12
と照明13及び14とが同一平面内にあると、観察領域
の中心部が明るく周辺部がやや暗くなる傾向がある。即
ち、モニタ−画像にいわゆるハレ−ションが生じたよう
な状態となり、周辺部の状況(不正出血、患部の存在)
を把握しにくくなる。そしてハレ−ションを抑えるため
に中央部が暗くなるように調整すると周辺部はより一層
暗くなるという問題が生じる。
【0006】この発明は上記する課題に着目してなされ
たものであり、内視鏡自体の径が小さくても輻輳角をよ
り一層大きくすることが可能で、光ファイバ下の照明で
も凹凸のある部分はそのまま観察することが出来て、ハ
レ−ションも生じにくく周辺の状況も把握しやすい3次
元内視鏡を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】即ち、この発明は上記す
る課題を解決するために、3次元内視鏡を構成する手段
が、スコ−プ枠体に、スコ−プ枠体に、2つの撮像部を
それぞれ連結した2本のシャフトを回動自在に嵌挿する
と共に、照明手段をその前端部が前記二つの撮像部の後
方に位置するように嵌挿したことを特徴とする。或いは
前記スコ−プ枠体に、2つの撮像部をそれぞれ前後して
連結した2本のシャフトを回動自在に嵌挿すると共に、
光ファイバ等による照明をその前端部が前記二つの撮像
部の後方に位置するように嵌挿したことを特徴とする。
【0008】
【作用】3次元内視鏡を上記手段としたときの作用につ
いて添付図とその符号を用いて説明する。3次元内視鏡
を上記手段とすれば、この3次元内視鏡を人体内部に出
し入れするときは撮像面2aと撮像面3aとは図3に示
すように『閉脚状態』として出し入れする。このとき両
者の中心距離はLであり最近接状態にある。次に人体内
部で診察したり手術する際には体外にある手元のレバ−
4a及び5aを回してスコ−プ枠体1内を貫通するシャ
フト4及びシャフト5を介してこれらのシャフトに連結
した撮像部2及び撮像部3を『開脚状態』とする。する
とこれらの撮像部2及び3の中心距離はL’と大きくな
り患部を立体視するのに十分な距離となる。この場合、
これらの撮像部2及び3の中心距離は手元レバ−4a及
び5aによりLとL’の間の任意の位置を選択すること
が出来る。更に、照明に関しても光ファイバ8の先端部
のガラスロッド8aは前記撮像部2及び3よりも後方に
位置しており、ここから光を投射するようになってい
る。従って人体内部における観察面における光度分布が
より均一となり、ハレ−ションを起こすこともなくな
る。また、後方のやや斜め方向から照明されるので、観
察面の凹凸の陰影がより強調され立体視しやすくなる。
即ち、丁度撮影対象をTVカメラの背後から照明してい
る状態となり均一に照らすことが出来る。
【0009】
【実施例】以下、この発明の具体的実施例について図面
を参照しながら説明する。図1はこの発明の3次元内視
鏡の平面図、図2は側面図、図3は図1のP矢視正面図
である。
【0010】1はスコ−プ枠体であって上部にはシャフ
ト5を内部に貫通させて嵌め入れたシャフト4が嵌挿し
てある。これらのシャフト4及び5の後方にはそれぞれ
レバ−4a及びレバ−5aが設けられ、シャフト4及び
5はこれらのレバ−により回動自在としてスコ−プ枠体
1に嵌め入れられている。前記シャフト4には撮像面
(対物レンズ)2a及び画像を電気信号に変える撮像素
子(CCD)2b等を備えた撮像部2が、前記シャフト
5には同様に撮像面(対物レンズ)3aと撮像素子(C
CD)3b等を備えた撮像部3がそれぞれ連結具6及び
7により連結されている。
【0011】図3に示す前記撮像面(対物レンズ)2a
及び3aは丁度閉脚状態にある。そして前記シャフト4
及び5の後方に設けたレバ−4a及び5aを回動すると
これらの撮像面(対物レンズ)2aと3aとの距離Lを
大きく開脚状態とすることが出来る。図4はこれらの撮
像面(対物レンズ)2aと3aとを最大限の距離L’と
した状態の正面図である。尚、前記シャフト5はシャフ
ト4に嵌挿され相互に回動自在となるようにスコ−プ枠
体1に嵌め入れてあるが、別々に独立して回動するよう
なシャフトを嵌挿しても良い。
【0012】図5は視差角と立体感との関係について示
した図である。この図でAとBは所定距離離れた撮像面
(視点)とし、PとQを観察点とし、このPとQとの奥
行きをdとする。また、一方の撮像点(この場合はB)
が図のように横方向に一定距離移動した点をB’とす
る。この場合、視差角はそれぞれ、角度QBP=θ、角
度QB’P=θ’、として表わされる。そして奥行きd
に対して視差角が大きいほど、即ち、θ<θ’となる程
より細かく奥行き情報(d/θ>d/θ’)が得られ
る。しかしあまり大きく取りすぎると視機能のアンバラ
ンスが起こり立体視できなくなるので注意する必要があ
る。前記撮像面(対物レンズ)2aと3aはそれぞれ丁
度このAとBに相当する。
【0013】上記するように前記撮像部2及び3はスコ
−プ枠体1の端面1aより前方に並べて併置してある
が、これらの撮像部2及び3は、撮像素子(CCD)2
b及び3b上に結像するための対物レンズ2a及び3
a、図示しない撮像素子(CCD)2b及び3b制御回
路、等より構成されている。そして図示しないが、前記
撮像素子(CCD)2b及び3bからの画像信号は体外
にある3次元ディスプレイ装置(液晶表示装置等のモニ
タ−装置)に表示される。この場合、立体視する方法と
しては時分割シャッタ式両眼差視法等がある。
【0014】更に、前記スコ−プ枠体1の内部には前記
シャフト4及び5と平行して腹腔内の照明用として光フ
ァイバ8が嵌挿してある。この光ファイバ8は図示しな
い光源装置に接続して光を導入し、その端部のガラスロ
ッド(プリズム)8aでやや斜方向に照射する。このガ
ラスロッド8aはスコ−プ枠体1の端面1aと殆ど同じ
位置となるようにしてある。従って、この光ファイバ8
は前記シャフト4及び5に取り付けた撮像部2及び3よ
りも背後に位置して光を投射することになる。
【0015】次に、この発明の3次元内視鏡を以上のよ
うに構成したときの動作について説明する。この3次元
内視鏡を人体内部に出し入れするときは撮像面2aと撮
像面3aとは図3に示すように『閉脚状態』として出し
入れする。このとき両者の中心距離はLであり最近接状
態にある。次に人体内部で診察したり手術する際には体
外にある手元のレバ−4a及び5aを回してスコ−プ枠
体1内を貫通するシャフト4及びシャフト5を介してこ
れらのシャフトに連結した撮像部2及び撮像部3を『開
脚状態』とする。するとこれらの撮像部2及び3の中心
距離はL’と大きくなり患部を立体視するのに十分な距
離となる(図4参照)。この場合、これらの撮像部2及
び3の中心距離は手元レバ−4a及び5aによりLと
L’の間の任意の位置を選択することが出来るというメ
リットがある。尚、シャフト4及び5の駆動は手動でも
良いし駆動装置を用いても良い。
【0016】更に、照明に関しては、光ファイバ8の先
端部のガラスロッド8aは前記撮像部2及び3よりも後
方に位置しており、ここから光を投射するようになって
いる。従って腹腔内における観察面での光度分布がより
均一となり、ハレ−ションを起こすこともなくなる。ま
た、後方のやや斜め方向から照明されるので、観察面の
凹凸の陰影がより強調され立体視しやすくなる。即ち、
丁度撮影対象をTVカメラの背後から照明している状態
となり均一に照らすことが出来る。
【0017】図6は従来の3次元内視鏡と今回の発明の
3次元内視鏡との観察領域での光度分布を比較した図で
ある。曲線Aは今回の発明の3次元内視鏡による光度分
布であり、曲線Bは従来の3次元内視鏡による光度分布
である。この図からも明らかなように今回の3次元内視
鏡による方が周囲まで均一に照明することが出来る。
【0018】図7はこの発明の3次元内視鏡の変形実施
例の一部平面図であり、図8は側面図である。この実施
例でもスコ−プ枠体1の上部にシャフト5を内部に貫通
させて嵌め入れたシャフト4を嵌挿し、これらのシャフ
ト4及び5と平行して人体内部の照明用として光ファイ
バ8が嵌め入れてある。そして一方のシャフト5の前方
に一方の撮像部3を配置し、他方のシャフト4にこの撮
像部3より後方にずらせて他方の撮像部2を連結具6、
7により固定する。また、光ファイバ8の端部のガラス
ロッド8aはスコ−プ枠体1の端部1aとほぼ同じ位置
として前記撮像部2及び3のいずれよりも後方となるよ
うにしてある。
【0019】この実施例は、例えば撮像部2及び3の内
部に組み込む撮像素子(CCD)2b及び3bの画素数
を多くする必要があり該撮像素子(CCD)2b及び3
b自体が大きくなってしまったような場合であってスコ
−プ枠体1の径を大きくしたくないときに便利である。
この場合、2つの撮像面2a及び3aに前後の差が生
じ、その結果画像の大きさに差が生じたとしても、その
差が数%以内であれば立体視する上では問題はない。ま
た、そのような場合の誤差は対物レンズの視差角や倍率
でうまくコントロ−ルすることが出来る。
【0020】
【発明の効果】以上詳述したようにこの発明によれば、
手術や診断の際対象物を把握するとき輻輳角を大きく
し、また照明も後方やや斜めから照らすことが出来るの
で立体感をより一層明確にすることが出来る。従って、
手術する者にとっては作業が非常にしやすくなって手術
時間も短縮することが出来ることになり、患者にとって
も負担を一層軽減することになる。更に、照明位置は撮
像面より後方となるので観察領域をより均一に照明する
ことが出来るようになり、周辺領域も常に観察すること
が出来るようになる。その結果周辺領域の異変(不正出
血や気づかなかった患部等)が早期に発見出来るように
なり手術の安全にもつながることになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の3次元内視鏡の平面図である。
【図2】この発明の3次元内視鏡の側面図である。
【図3】図1のP矢視正面図である。
【図4】この発明の3次元内視鏡に組み込んだ2つの撮
像面(対物レンズ)を最大限の距離とした状態の正面図
である。
【図5】奥行きのある観察点を見る場合の視差角と立体
感との関係について示した図である。
【図6】従来の3次元内視鏡と今回の発明の3次元内視
鏡との観察領域での光度分布を比較した図である。
【図7】この発明の3次元内視鏡の変形実施例の一部平
面図である。
【図8】この発明の3次元内視鏡の変形実施例の一部側
面図である。
【図9】従来の3次元内視鏡の一部斜視図である。
【符号の説明】
1 スコ−プ枠体 2、3 撮像部 2a、3a 撮像面(対物
レンズ) 2b、3b 撮像素子(CCD) 4、5 シャフト 4a、5a レバ− 8 光ファイバ 8a ガラスロッド(プリ
ズム)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 スコ−プ枠体に、2つの撮像部をそれぞ
    れ連結した2本のシャフトを回動自在に嵌挿すると共
    に、照明手段をその前端部が前記二つの撮像部の後方に
    位置するように嵌挿したことを特徴とする3次元内視
    鏡。
JP6261801A 1994-09-30 1994-09-30 3次元内視鏡 Pending JPH08101351A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6261801A JPH08101351A (ja) 1994-09-30 1994-09-30 3次元内視鏡

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6261801A JPH08101351A (ja) 1994-09-30 1994-09-30 3次元内視鏡

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH08101351A true JPH08101351A (ja) 1996-04-16

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ID=17366905

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP6261801A Pending JPH08101351A (ja) 1994-09-30 1994-09-30 3次元内視鏡

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JP (1) JPH08101351A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007532240A (ja) * 2004-04-14 2007-11-15 ユーエスジーアイ メディカル, インコーポレイテッド 管腔内アクセスを得るための方法および装置
WO2011062287A1 (ja) * 2009-11-20 2011-05-26 国立大学法人東北大学 挿入器具および内視鏡
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