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QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
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Diese Anmeldung beansprucht den Nutzen der japanischen Prioritätspatentanmeldung
JP 2013-026351 , welche am 14. Februar 2013 eingereicht wurde und deren gesamter Inhalt hierin durch Verweisung einbezogen ist.
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HINTERGRUND
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Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf ein Endoskop und ein Endoskopiegerät.
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Das Beobachten (Fotografieren) eines betroffenen Teils oder das Durchführen verschiedener Behandlungen für einen betroffenen Teil unter Verwendung eines Endoskops ist weit verbreitet von dem Gesichtspunkt einer minimalinvasiven medizinischen Behandlung aus, welche die physische Belastung eines Patienten (einer untersuchten Person) soweit wie möglich verringert. Um eine solche minimalinvasive medizinische Behandlung anzuwenden, wird danach gestrebt, dass eine Dicke (Durchmesser) eines Objektivtubus des Endoskops, welcher in die Körperhöhle einer untersuchten Person eingeführt wird, im Allgemeinen gleich oder weniger als ungefähr einige Millimeter beträgt.
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Andererseits haben sich in den vergangen Jahren dreidimensionale Endoskope (3D-Endoskope), welche fotografierte Positionen als dreidimensionale Bilder (3D-Bilder) darstellen können, weit verbreitet. In 3D-Endoskopen werden 3D-Bilder basierend auf Pixelsignalen (Bildsignalen) erzeugt, welche von jedem eines Paars an Bildsensoren aufgenommen werden, welche in dem distalen Ende des Objektivtubus des Endoskops enthalten sind. Da verschiedene Behandlungen unter Verwendung eines 3D-Endoskops durchgeführt werden können, während man sich auf 3D-Bilder bezieht, welche nahe daran sind, was tatsächlich von den menschlichen Augen gesehen werden kann, wird es für den Arzt (einen Benutzer) möglich, das Endoskop intuitiver zu bedienen.
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Um einen ausreichenden Fotografierbereich zur Behandlung eines betroffenen Teils zu gewährleisten, ist es hierbei in einem 3D-Endoskop wünschenswert, dass eine vorgeschriebene Entfernung als ein Abstand zwischen dem Paar an Bildsensoren sichergestellt ist. Wenn jedoch das Paar an Bildsensoren unter Gewährleistung dieses vorgeschriebenen Abstandes in dem distalen Ende des Objektivtubus des Endoskops angeordnet ist, besteht die Möglichkeit, dass der Durchmesser dieses Objektivtubusteils sich vergrößert. Dementsprechend wurden Technologien entwickelt, in welchen die Bildsensoren innerhalb des Objektivtubus gelagert werden, während sich zu einem betroffenen Teil innerhalb der Körperhöhle der untersuchten Person vorbewegt wird, und eine Aufnahme wird dadurch durchgeführt, dass es den Bildsensoren ermöglicht wird, von innerhalb des Objetivtubus herauszuragen, zu der Zeit, wenn der betroffene Teil erreicht ist.
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Beispielsweise offenbart
JP S63-294508A ein stereoskopisches Endoskopiegerät, welches ein Paar von Bildgebungsabschnitten aufweist, welche in einer radialen Richtung des Objektivtubus von voneinander verschiedenen Positionen der äußeren Oberfläche des Objektivtubus herausragen. Ferner offenbart
JP H4-600768A ein Endoskop, welches ein Paar an Bildgebungsabschnitten aufweist, welche an zueinander unterschiedlichen Positionen an der äußeren Wand eines Objektivtubus enthalten sind und welche in einer radialen Richtung des Objektivtubus herausragen durch exzentrisches Rotieren hinsichtlich der Mitte der Endoberfläche des distalen Endes des Objektivtubus, um eine Rotationsachse parallel zu einer Erstreckungsrichtung des Objektivtubus.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Um andererseits als 3D-Bilder in einem 3D-Endoskop Bilder mit einer höheren Qualität aufzunehmen, wird der Winkel, welcher durch die Bildgebungsoberflächen des Paars an Bildsensoren gebildet wird, ein wichtiger Faktor. Da ein Verändern des Winkels, welcher durch die Bildgebungsoberflächen gebildet wird, einem Verändern eines sogenannten Konvergenzwinkels entspricht, wenn der Winkel, welcher durch diese Bildgebungsoberflächen gebildet wird, von einem gewünschten Winkel abweicht, kann eine Abweichung zwischen einem Herausragungsbetrag oder Tiefenbetrag in den 3D-Bildern (der Betrag des Bildes, welcher von den Benutzern als hervorragend oder zurücktretend gesehen werden kann) und dem tatsächlichen Abstand von den Bildsensoren zu biologischen Gewebe, welches ein aufzunehmendes Objekt darstellt, auftreten, und diese Abweichung kann ein Hindernis werden, wenn ein Benutzer eine intuitive Bedienung durchführt. Hierbei ist der Konvergenzwinkel ein Winkel, welcher durch gerade Linien gebildet wird, die sich in Richtungen senkrecht zu den Bildgebungsoberflächen des Paars von Bildsensoren erstrecken (Blickrichtung oder Optische-Achse-Richtung).
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Wie oben beschrieben, beeinflusst ferner ein Aufnahmebereich, welcher von einem 3D-Endoskop aufgenommen wird, den Abstand, wenn das Paar an Bildsensoren eingestellt wird. Für ein Paar an Bildsensoren in einem 3D-Endoskop wird auf diese Weise der Abstand zwischen den Bildsensoren oder der Winkel, welcher durch die Bildgebungsoberflächen gebildet wird, die Qualität von aufgenommenen 3D-Bildern beeinflussen.
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Hierbei sind in der Technologie, welche in
JP S63-294508A und
JP H4-500768A offenbart wird, die Bildgebungsabschnitte, welche Bildsensoren aufweisen, unabhängig voneinander von zueinander unterschiedlichen Positionen des Objektivtubus des Endoskops herausragend. Deshalb besteht die Möglichkeit, dass eine geometrische Anordnung, wie beispielsweise der Abstand zwischen den Bildsensoren oder der Winkel, welcher durch die Bildgebungsoberflächen der Bildsensoren gebildet wird, durch mechanische Verformungen oder ähnliches von einem gestalteten Wert abweicht, welcher ursprünglich erzielt wurde. In der Technologie, welche in JP H-4-500768A offenbart wird, sind zusätzlich, da das Paar von Bildsensoren von zueinander unterschiedlichen Positionen hinsichtlich einer Erstreckungsrichtung des Objektivtubus herausragt, die Entfernungen von den Bildsensoren zu einem aufzunehmenden Objekt jeweils unterschiedlich. Um hochqualitative 3D-Bilder zu erhalten, kann deshalb eine komplexe Bildsignalverarbeitung zum Korrigieren dieses Unterschieds an Entfernungen oder ähnliches notwendig sein und es besteht die Möglichkeit, dass dies zu einer Erhöhung der Kosten führt.
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Unter Erwägung der oben beschriebenen Situation werden hochqualitative 3D-Bilder angestrebt, welche stabiler aufgenommen werden, ohne es dem Durchmesser des Objektivtubus zu erlauben, größer zu werden. Dementsprechend schlägt die vorliegende Offenbarung ein neues und verbessertes Endoskop und Endoskopiegerät vor, welche in der Lage sind, 3D-Bilder stabiler aufzunehmen.
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Gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Offenbarung wird ein Endoskop bereitgestellt mit einem Objektivtubus, in welchem ein Teil, welcher zumindest ein distales Ende umfasst, in eine Körperhöhle einer zu untersuchenden Person eingeführt wird, und einem in dem distalen Ende bereitgestellten Bildgebungsmodul, wobei das Bildgebungsmodul mindestens ein Paar von Bildsensoren aufweist, welche parallel unter einer gegeneinander vorgeschriebenen Entfernung angeordnet sind. Das Bildgebungsmodul wird geschaltet zwischen einem Lagerungszustand, in welchem das Bildgebungsmodul innerhalb des Objektivtubus auf eine Weise gelagert wird, dass eine Erstreckungsrichtung von Bildgebungsoberflächen der Bildsensoren eine Richtung entlang einer ersten Richtung wird, welche eine Erstreckungsrichtung des Objektivtubus darstellt, und einem Fotografierzustand, in welchem das Bildgebungsmodul von dem Objektivtubus auf eine Weise herausragt, dass die Erstreckungsrichtung der Bildgebungsoberflächen der Bildsensoren eine Richtung entlang einer zweiten Richtung wird, welche eine andere Richtung als die erste Richtung ist.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung wird ein Endoskopiegerät bereitgestellt mit einem Endoskop mit einem Objektivtubus, in welchem ein Teil, welcher zumindest ein distales Ende umfasst, in eine Körperhöhle einer zu untersuchenden Person eingeführt wird, und einem in dem distalen Ende des Objektivtubus bereitgestellten Bildgebungsmodul, wobei das Bildgebungsmodul mindestens ein Paar an Bildsensoren aufweist, welche parallel unter einer gegenseitig vorgeschriebenen Entfernung angeordnet sind und welches geschaltet wird zwischen einem Lagerungszustand, in welchem das Bildgebungsmodul innerhalb des Objektivtubus auf eine Weise gelagert wird, dass eine Erstreckungsrichtung von Bildgebungsoberflächen der Bildsensoren eine Richtung entlang einer ersten Richtung wird, welche eine Erstreckungsrichtung des Objektivtubus darstellt, und einem Fotografierzustand, in welchem das Bildgebungsmodul auf eine Weise aus dem Objektivtubus herausragt, dass die Erstreckungsrichtung der Bildgebungsoberflächen der Bildsensoren eine Richtung entlang einer zweiten Richtung wird, welche eine andere Richtung als die erste Richtung ist, und einem Bildgebungsmodulbetriebssteuerungsabschnitt, welcher zumindest das Schalten zwischen dem Lagerungszustand und dem Fotografierzustand in dem Bildgebungsmodul steuert.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung kann das Paar von Bildsensoren integral in das Bildgebungsmodul integriert sein. Deshalb ist der Abstand zwischen dem Paar von Bildsensoren oder der Winkel, welcher durch die Bildgebungsoberflächen des Paars von Bildsensoren gebildet wird, stabiler auf einen vorgeschriebenen Wert festgelegt, und es wird möglich, 3D-Bilder stabiler aufzunehmen.
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Gemäß den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung wird es möglich, dreidimensionale Bilder stabiler aufzunehmen.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist ein schematisches Diagramm, welches ein Konfigurationsbeispiel eines Endoskopiegeräts gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung zeigt;
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2A ist eine obere Ansicht, welche eine schematische Konfiguration eines Bildgebungsmoduls gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt;
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2B ist eine Seitenansicht, welche eine schematische Konfiguration des Bildgebungsmoduls gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel mit einem anderen Kreuzungspunkt-(CP-)Winkel zeigt;
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2C ist eine Seitenansicht, welche eine schematische Konfiguration des Bildgebungsmoduls gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel mit einem anderen Kreuzungspunkt-(CP-)Winkel zeigt;
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2D ist eine Seitenansicht, welche eine schematische Konfiguration des Bildgebungsmoduls gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel mit einem anderen Kreuzungspunkt-(CP-)Winkel zeigt;
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3A ist ein erklärendes Diagramm zum Beschreiben einer schematischen Konfiguration eines Endoskops gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel in einem Lagerungszustand;
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3B ist ein erklärendes Diagramm zum Beschreiben einer schematischen Konfiguration des Endoskops gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel in einem Fotografierzustand;
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4 ist ein erklärendes Diagramm zum Beschreiben einer schematischen Konfiguration des Endoskops in einem Fotografierzustand, gemäß einem veränderten Beispiel des ersten Ausführungsbeispiels;
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5A ist ein erklärendes Diagramm zum Beschreiben einer schematischen Konfiguration eines Endoskops gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung in einem Lagerungszustand; und
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5B ist ein erklärendes Diagramm zum Beschreiben einer schematischen Konfiguration eines Endoskops gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung in einem Fotografierzustand;
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GENAUE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung im Detail unter Bezugnahme auf die angehängten Zeichnungen beschrieben. Es ist zu beachten, dass in der Beschreibung und den angehängten Zeichnungen strukturelle Elemente, welche im Wesentlichen dieselbe Funktion und Struktur haben, mit denselben Referenzzeichen gekennzeichnet sind, und dass eine wiederholte Erläuterung dieser strukturellen Elemente weggelassen wird.
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Die Beschreibung erfolgt in der folgenden Reihenfolge:
- 1. Das erste Ausführungsbeispiel
- 1-1. Konfiguration des Endoskopiegeräts
- 1-2. Konfiguration des Bildgebungsmoduls
- 1-3. Konfiguration des Endoskops (Lagerungszustand und Fotografierzustand)
- 2. Das zweite Ausführungsbeispiel
- 2-1. Konfiguration des Endoskops (Lagerungszustand und Fotografierzustand)
- 3. Fazit
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<1. Das erste Ausführungsbeispiel>
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[1-1. Konfiguration des Endoskopiegeräts]
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Als Erstes wird eine schematische Konfiguration eines Endoskopiegeräts gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf 1 beschrieben. 1 ist ein schematisches Diagramm, welches ein Konfigurationsbeispiel des Endoskopiegeräts gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung zeigt.
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Unter Bezugnahme auf 1 umfasst ein Endoskopiegerät 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung ein Endoskop 10 und ein Gerätegehäuse 20.
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Das Endoskop 10 hat Funktionen, welche die verschiedenen biologischen Gewebe innerhalb der Körperhöhle eines Patienten (eine untersuchte Person) fotografieren und unterschiedliche Behandlungen für einen betroffenen Teil durchführen. Das Endoskop 10 hat eine röhrenförmige Form und ein Teilbereich, welcher dieses distale Ende umfasst, wird in die Körperhöhle der untersuchten Person eingeführt. Ein Bildgebungsabschnitt zum Fotografieren von biologischen Geweben der untersuchten Person, ein Behandlungswerkzeug zum Durchführen unterschiedlicher Behandlungen für einen betroffenen Teil und eine Waschdüse, welche Wasser oder Luft zum Waschen der Linse des Bildgebungsabschnitts oder ähnliches herausspritzt, können in diesem distalen Ende des Endoskops 10 enthalten sein. Ein Arzt (ein Benutzer) bedient das Endoskop 10, ermöglicht es diesem distalen Ende, bis zu einem betroffenen Teil innerhalb der Körperhöhle der untersuchten Person vorzudringen, beobachtet (fotografiert) gewünschte biologische Gewebe in diesem betroffenen Teil und kann unterschiedliche Behandlungen für diesen betroffenen Teil anwenden. Es ist zu beachten, dass in der folgenden Beschreibung der Name für eine Reihe an Verfahren für die untersuchte Person, welche von dem Endoskop 10 durchgeführt werden, eine ”medizinische Behandlung” genannt werden wird. Deshalb werden in der folgenden Beschreibung die verschiedenen Verfahren, welche für die untersuchte Person durch das Endoskop 10 durchgeführt werden, wie beispielsweise Fotografieren eines betroffenen Teils (ein zu fotografierender Bereich) durch eine Fotografierfunktion des Endoskops und Anwenden einiger Behandlungen an dem betroffenen Teil durch ein Behandlungswerkzeug, welches in dem Endoskop 10 enthalten ist, in der ”medizinischen Behandlung” enthalten sein.
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Hierbei wird in der folgenden Beschreibung von den Funktionen des Endoskops 10 hauptsächlich die Fotografierfunktion beschrieben und eine genaue Beschreibung für die anderen Funktionen, das heißt für das Behandlungswerkzeug und die Waschdüse, wird weggelassen. Deshalb wird in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Konfiguration in Bezug auf die Fotografierfunktion in dem Endoskop 1 hauptsächlich veranschaulicht und andere Konfigurationen werden von der Veranschaulichung weggelassen. Während ferner in der folgenden Beschreibung eine Beschreibung gemacht werden wird für einen Fall, wo das Endoskop 10 ein starres Endoskop (ein harter Spiegel) ist, ist die Art des Endoskops 10 nicht auf dieses Beispiel in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel beschränkt. Beispielsweise kann das Endoskop 10 ein flexibles Endoskop (ein flexibler Spiegel) sein.
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Eine Konfiguration des Endoskops 10 wird im Detail beschrieben unter Bezugnahme auf 1. Das Endoskop 10 hat einen Objektivtubus 110, ein Bildgebungsmodul 120, einen Bildgebungsmodulverbindungsabschnitt 130 und einen Bildgebungsmodulbetriebsabschnitt 140.
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Der Objektivtubus 110 hat eine röhrenförmige Form und verschiedene Mechanismen, wie beispielsweise das Bildgebungsmodul 120 (welches dem oben beschriebenen Bildgebungsabschnitt entspricht), ein Behandlungswerkzeug und eine Waschdüse sind in diesem distalen Ende enthalten. Diese verschiedenen Mechanismen sind elektrisch oder mechanisch mit dem Gerätegehäuse 20 durch Kabel oder Drähte verbunden, welche sich innerhalb des Objektivtubus 110 erstrecken und werden durch eine Steuerung von dem Gerätegehäuse 20 gesteuert.
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Ferner sind die verschiedenen Mechanismen, wie beispielsweise das Bildgebungsmodul 120 und das Behandlungswerkzeug dazu eingerichtet, innerhalb des Objektivtubus 110 gelagert zu werden und, wenn nötig, aus dem Objektivtubus herauszuragen. Beispielsweise in der Phase, wenn der Objektivtubus 110 in die Körperhöhle der untersuchten Person eingeführt wird, ist jeder Mechanismus innerhalb des Objektivtubus 110 gelagert und bei der Phase, wenn dieses distale Ende einen betroffenen Teil oder eine zu beobachtende Position erreicht, ragt jeder Mechanismus von dem Objektivtubus 110 heraus und verschiedene Verfahren, wie beispielsweise Fotografie und Behandlung, werden durchgeführt. Es ist zu beachten, dass in der folgenden Beschreibung ein Zustand, in welchem jeder Mechanismus und insbesondere das Bildgebungsmodul 120 innerhalb des Objektivtubus 110 gelagert ist, ein Lagerungszustand genannt werden wird, und ein Zustand, in welchem jeder Mechanismus und insbesondere das Bildgebungsmodul 120 aus dem Objektivtubus 110 herausragt, ein Fotografierzustand genannt werden wird.
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Obwohl es in 1 nicht deutlich gezeigt ist, kann ferner ein Gelenkabschnitt an einer vorgeschriebenen Position in einer Erstreckungsrichtung des Objektivtubus 110 enthalten sein, und es kann möglich sein, dass das Stück, welches das distale Ende des Objektivtubus 110 umfasst und insbesondere das Stück, welches in die Körperhöhle der untersuchten Person eingeführt wird, ausgetauscht wird. Das heißt, das Stück des Endoskops 10 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, welches in die Körperhöhle der untersuchten Person eingeführt wird, kann ein sogenannter Einwegartikel oder Wegwerfartikel sein. Durch ein Gestalten des Endoskops 10 als ein Einwegartikel, wird es möglich, mehrere hygienische medizinische Behandlungen durchzuführen, verglichen mit dem Fall der wiederholten Verwendung des Stücks während eine Aufrechterhaltung wie beispielsweise Waschen oder Desinfizieren durchgeführt wird. Da es ferner unnötig sein kann, eine Aufrechterhaltung wie beispielsweise Waschen oder Desinfizieren nach der Verwendung durchzuführen, können die Kosten, welche für die Aufrechterhaltung notwendig sein können, reduziert werden. Zusätzlich wird auch ein Vorteil erzeugt, in welchem diese Art von Endoskop weit verwendet werden kann, sogar falls die Umgebung, in welcher eine Ausrüstung zum Durchführen einer Aufrechterhaltung wie beispielsweise Waschen oder Desinfizieren nicht ausreichend verbreitet ist (beispielsweise medizinische Einrichtungen in Entwicklungsländern oder ähnliches). Das Endoskop 10 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist jedoch nicht auf einen Einwegartikel beschränkt und kann unter Durchführung von Aufrechterhaltung wie beispielsweise Waschen oder Desinfizieren wiederholt verwendet werden.
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Das Bildgebungsmodul 120 weist Bildsensoren und Lichtquellen auf und hat eine Funktion, welche innerhalb der Körperhöhle der untersuchten Person fotografiert. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel weist das Bildgebungsmodul 120 mindestens ein Paar von Bildsensoren auf, welche parallel unter einem vorgeschriebenen Abstand angeordnet sind und kann Bildsignale zum Erzeugen dreidimensionaler Bilder (3D-Bilder) mit diesen Bildsensoren aufnehmen. Ferner können die Bildsensoren des Bildgebungsmoduls 120 so angeordnet sein, dass gerade Linien, welche sich in Richtungen senkrecht zu den Bildgebungsoberflächen erstrecken, ungefähr zueinander parallel sind oder können unter einem Winkel angeordnet sein, welcher durch die Bildgebungsoberflächen gebildet wird, die einen vorgeschriebenen Winkel aufweisen, so dass gerade Linien, welche sich in Richtungen senkrecht zu den Bildgebungsoberflächen erstrecken, sich in einer Fotografierrichtung (die Richtung, in welche die Bildgebungsoberflächen schauen) schneiden. Hierbei wird in der folgenden Beschreibung die Richtung senkrecht zu den Bildgebungsoberflächen in dem mindestens einen Paar von Bildsensoren des Bildgebungsmoduls 120 eine Optische-Achse-Richtung der Bildsensoren oder eine Blickrichtung der Bildsensoren genannt werden. In dem Fall, wo die Bildsensoren des Bildgebungsmoduls 120 so angeordnet sind, dass gerade Linien, welche sich in diese Richtungen der optischen Achse erstrecken, ungefähr zueinander parallel werden, können Bildsignale zum Erzeugen von 3D-Bildern unter Verwendung eines sogenannten Parallelverfahrens aufgenommen werden. In dem Fall, wo ferner die Bildsensoren des Bildgebungsmoduls 120 so angeordnet sind, dass gerade Linien, welche sich in diese Optische-Achse-Richtungen erstrecken, sich in der Fotografierrichtung schneiden, können Bildsignale zum Erzeugen von 3D-Bildern unter Verwendung eines sogenannten Schnittverfahrens aufgenommen werden. Es ist zu beachten, dass in der folgenden Beschreibung der Punkt, unter welchem sich gerade Linien, welche sich in eine Richtung senkrecht zu den Bildgebungsoberflächen erstrecken, miteinander schneiden, ein sogenannter Kreuzungspunkt (Cross Point, CP) genannt werden wird. Ferner wird der Winkel, welcher durch die Bildgebungsoberflächen des Paars von Bildsensoren des Bildgebungsmoduls 120 gebildet wird, eine CP-Ecke genannt werden, und der Winkel der CP-Ecke wird ein CP-Winkel genannt werden. Eine Konfiguration des Bildgebungsmoduls 120 wird später im Detail unter Bezugnahme auf 2A bis 2D beschrieben.
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Es ist zu beachten, dass in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Fotografie-Art des Bildgebungsmoduls 120 nicht ausdrücklich beschränkt ist und jede Art von Fotografie-Art sein kann. Beispielsweise kann das Bildgebungsmodul 120 bewegte Bilder fotografieren oder kann Standbilder fotografieren. In dem Fall, wo das Bildgebungsmodul I20 bewegte Bilder fotografiert, kann die Fotografie-Zeitsteuerung eine vorgeschriebene Zeitsteuerung sein, welche im Vorhinein bestimmt wurde, und kann so von dem Gerätegehäuse 20 gesteuert sein, dass sie Fotografien unter einer vorgeschriebenen Zeitsteuerung durchführt. Zusätzlich können die von dem Bildgebungsmodul 120 fotografierten Bilder Farbbilder oder monochrome Bilder sein.
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Der Bildgebungsmodulverbindungsabschnitt 130 ist innerhalb des Objektivtubus 110 enthalten und verbindet elektrisch oder mechanisch das Bildgebungsmodul 120 und das Gerätegehäuse 20. Insbesondere weist der Bildgebungsmodulverbindungsabschnitt 130 Achsen, Federn, Drähte, Kabel oder ähnliches auf, wobei ein Ende mit dem Bildgebungsmodul 120 verbunden ist und das andere Ende mit dem Gerätegehäuse 20 über den Bildgebungsmodulbetriebsabschnitt 140 verbunden ist. Beispielsweise ist der Bildgebungsmodulverbindungsabschnitt 130 mit dem Bildgebungsmodul 120 und dem Gerätegehäuse 20 über ein Kabel in einen Zustand verbunden, welcher es erlaubt, gegenseitig Signale zu übermitteln und zu empfangen, und Signale in Bezug auf die verschiedenen Steuerungen in Bezug auf Aufnahmebedingungen (verschiedene Bedingungen in Bezug auf das Fotografieren, wie beispielsweise die Helligkeit von eingestrahltem Licht von Belichtung oder Lichtquellen, oder der Winkel des CP-Winkels und der Konvergenzwinkel) werden von dem Gerätegehäuse 20 an das Bildgebungsmodul 120 übermittelt und Bildsignale werden von dem Bildgebungsmodul 120 zu dem Gerätegehäuse 20 übermittelt. Ferner wird der Bildgebungsmodulverbindungsabschnitt 130 durch den Bildgebungsmodulbetriebsabschnitt 140 durch eine Steuerung von dem Gerätegehäuse 20 gesteuert und kann beispielsweise zu einem Fotografierzustand durch Drücken des Aufnahmemoduls 120 außerhalb des Objektivtubus 110 mittels eines Stiels oder ähnlichem schalten und kann zu einem Lagerungszustand durch Ziehen des Bildgebungsmoduls 120 innerhalb des Objektivtubus 110 schalten.
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Der Bildgebungsmodulbetriebsabschnitt 140 steuert den Betrieb des Bildgebungsmodulverbindungsabschnitts 130 durch eine Steuerung von dem Gerätegehäuse 20. Beispielsweise führt insbesondere der Bildgebungsmodulbetriebsabschnitt 140 ein Schalten zwischen einem Lagerungszustand und einem Fotografierzustand für das Bildgebungsmodul 120 dadurch aus, dass er es den Bestandteilen des Bildgebungsmodulverbindungsabschnitts 130 wie beispielsweise den Achsen oder Federn ermöglicht, durch vorgeschriebene Bedingungen zu arbeiten. Es ist zu beachten, dass ein Schalten zwischen dem Lagerungszustand und dem Fotografierzustand durch den Bildgebungsmodulverbindungsabschnitt 130 und dem Bildgebungsmodulbetriebsabschnitt 140, wie beispielsweise oben beschrieben, im Detail später unter Bezugnahme auf 3A und 3B beschrieben wird.
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Als Nächstes wird eine Konfiguration des Gerätegehäuses 20 beschrieben. Das Gerätegehäuse 20 umfasst einen Eingabeabschnitt 200, einen Anzeigeabschnitt 300 und einen Steuerabschnitt 400.
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Der Eingabeabschnitt 200 ist eine Schnittstelle zum Eingeben verschiedener Arten von Informationen an das Endoskopiegerät 1. Die verschiedenen Arten von Informationen, welche von dem Eingabeabschnitt 200 eingegeben werden, werden an den Steuerabschnitt 400 eingegeben und verschiedene Verfahren werden gemäß diesen Informationen durch den Steuerabschnitt 400 durchgeführt. Insbesondere ist beispielsweise der Eingabeabschnitt 200 ein Betriebsmechanismus, welcher von einem Benutzer bedient wird, wie beispielsweise eine Maus, Tastatur, Knöpfe, Schalter oder Hebel. Ferner kann beispielsweise der Eingabeabschnitt 200 ein Fernsteuerungsmechanismus sein, welcher Infrarotstrahlen oder andere elektrische Wellen verwendet (eine sogenanne Fernbedienung) oder kann ein externes Verbindungsgerät, wie beispielsweise ein PDA sein. Zusätzlich besteht beispielsweise der Eingabeabschnitt 200 aus einem Eingabesteuerungsschaltkreis oder ähnlichem, welcher Eingabesignale auf Basis von Information erzeugt, welche von dem Benutzer eingegeben wird, der den oben beschriebenen Betriebsmechanismus verwendet und die erzeugten Eingabesignale an den Steuerabschnitt 400 ausgibt. Durch Bedienen dieses Eingabeabschnitts 200 kann ein Benutzer des Endoskopiegeräts 1 verschiedene Daten an das Endoskopiegerät 1 eingeben und kann den Betriebsablauf bestimmen.
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Insbesondere können beispielsweise verschiedene Abläufe in dem Bildgebungsmodul 120 des Endoskops 10 dadurch gesteuert werden, dass verschiedene Befehle (Signale) an den Bildgebungsmodulbetriebssteuerungsabschnitt 440, welcher später beschrieben wird, von dem Eingabeabschnitt 200 eingegeben werden. Der Betrieb des Bildgebungsmoduls 120 kann zwischen einem Fotografierzustand und einem Lagerungszustand wechseln und kann Änderungen der Aufnahmebedingungen oder ähnliches durchführen.
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Der Anzeigeabschnitt 300 ist ein Beispiel eines Ausgabegerätes und wird gebildet durch ein Gerät, welches in der Lage ist, verschiedene Arten von Information auf einem Anzeigebildschirm anzuzeigen, wie beispielsweise ein Monitor oder eine Anzeige, und es benachrichtigt einen Benutzer visuell. Beispielsweise existieren als solche Geräte Anzeigegeräte wie beispielsweise ein CRT-Anzeigegerät, ein Flüssigkristallanzeigegerät, ein Plasmaanzeigegerät oder ein EL-Anzeigegerät. Der Anzeigeabschnitt 300 zeigt auf dem Anzeigebildschirm Ergebnisse an, welche durch die verschiedenen Verfahren erhalten werden, die von dem Endoskopiegerät 1 durchgeführt wurden, in einer Form wie beispielsweise Text oder Bilder, durch eine Steuerung von dem Anzeigesteuerungsabschnitt 450, welches später beschrieben wird. Beispielsweise kann der Anzeigeabschnitt 300 auf diesem Anzeigebildschirm Bilder innerhalb der Körperhöhle einer untersuchten Person anzeigen, welche von dem Bildgebungsmodul 120 als bewegte Bilder in Echtzeit in drei Dimensionen fotografiert wurden. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Bilder von innerhalb der Körperhöhle, welche von dem Anzeigeabschnitt 300 dargstellt werden, nicht auf solch ein Beispiel beschränkt und der Anzeigeabschnitt 300 kann zweidimensionale Bilder anzeigen oder kann Standbilder anzeigen.
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Der Steuerabschnitt 400 steuert das Endoskopiegerät 1 auf eine integrierte Weise und steuert die verschiedenen Funktionen in dem Endoskop 10. Da die anderen Funktionen als das Steuern der Fotografierfunktion in dem Endoskop 10 (beispielsweise die Funktionen, welche Betriebsabläufe wie beispielsweise das Behandlungswerkzeug und die Waschdüse steuern) von den Funktionen des Steuerabschnitts 400 dieselben sind, wie die Funktionen für einen Steuerabschnitt eines bekannten Endoskopiegeräts, ist zu beachten, dass eine genaue Beschreibung dieser Funktionen weggelassen wird und hier hauptsächlich eine Beschreibung für die Funktion in Bezug auf die Steuerung der Fotografierfunktion gegeben wird.
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Der Steuerabschnitt 400 weist einen Bildsignalverarbeitungsabschnitt 410, einen 3D-Bildsignalerzeugungsabschnitt 420, einen Kreuzungspunkt-(CP-)Winkelanpassungsbetragsberechnungsabschnitt 430, einen Bildgebungsmodulbetriebssteuerungsabschnitt 440 und einen Anzeigesteuerungsabschnitt 450 auf.
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Der Bildsignalverarbeitungsabschnitt 410 empfängt von dem Bildgebungsmodul 120 Signale (Bildsignale) in Bezug auf die Bilder, welche von den Bildsensoren des Bildgebungsmoduls 120 fotografiert wurden und wendet verschiedene Signalverarbeitungen auf diese Bildsignale an. Hierbei können die verschiedenen Signalverarbeitungen Verfahren sein, welche die Rauschkomponente oder die Leuchtdichte in den Bildsignalen korrigieren und umfassen beispielsweise ein Verfahren, welches Pixeldefekte korrigiert, ein Verfahren, welches einen optischen Schwarzpegel korrigiert, ein Verfahren, welches Schattierungscharakteristika korrigiert und ein Verfahren, welches die Leuchtdichte korrigiert (ein Gamma-Korrekturverfahren). Die Signalverarbeitungen, welche von dem Signalverarbeitungsabschnitt 410 durchgeführt werden, sind jedoch nicht auf diese Verfahren beschränkt und jede der bekannten Signalverarbeitungen der Bildverarbeitungstechnologien kann durchgeführt werden, falls nötig. Beispielsweise kann der Bildsignalverarbeitungsabschnitt 410 ein Filterverfahren durchführen, welches die Komponente einer bestimmten Wellenlänge für die Bildsignale wegschneidet. Da ferner das Bildgebungsmodul 120 in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, wie oben beschrieben, mindestens ein Paar von Bildsensoren aufweist, werden mindestens zwei Arten von Bildsignalen in den Bildsignalverarbeitungsabschnitt 410 eingegeben. Der Bildsignalverarbeitungsabschnitt 410 kann verschiedene Bildsignalverarbeitungen für jedes dieser zwei Arten von Bildsignalen durchführen. Der Bildsignalverarbeitungsabschnitt 410 übermittelt Bildsignale, auf welche verschiedene Signalverarbeitungen angewandt werden, an den 3D-Bildsignalerzeugungabschnitt 420.
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Der 3D-Bildsignalerzeugungsabschnitt 420 erzeugt Bildsignale für 3D-Bilder unter Verwendung der Bildsignale, welche von dem Bildsignalverarbeitungsabschnitt 410 empfangen werden. Um es hier einem Benutzer zu ermöglichen, Bilder innerhalb der Körperhöhle der untersuchten Person als 3D-Bilder zu erkennen, auf Basis von den Bildsignalen, welche von dem mindestens einen Paar an Bildsensoren des Bildgebungsmoduls 120 aufgenommen werden, kann ein sogenanntes Verfahren vorgesehen sein, in welchem Bildsignale für das linke Auge und das rechte Auge mit den Signalen für 3D-Bilder erzeugt werden. Es ist zu beachten, dass in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Art, auf welche die 3D-Bilder angezeigt werden, nicht beschränkt ist und beispielsweise eine sogenannte bekannte Anzeige verwendet werden kann, wie beispielsweise eine Brillen-Art oder eine Bloßes-Auge-Art. Ferner ist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel das Verfahren, in welchem die 3D-Bilder angezeigt werden, nicht beschränkt und beispielsweise kann mindestens eines der Verfahren eines sogenannten Parallelverfahrens und eines Schnittverfahrens gemäß der Konfiguration des Bildgebungsmoduls 120 ausgewählt werden. Auf diese Weise können verschiedene Signalverarbeitungen in dem 3D-Bildsignalerzeugungsabschnitt 420 durchgeführt werden, welche sogenannten bekannten Anzeigearten und Anzeigeverfahren von 3D-Bildern entsprechen. Der 3D-Bildsignalerzeugungsabschnitt 420 übermittelt die erzeugten Bildsignale für 3D-Bilder zu dem CP-Winkelanpassungsbetragsberechnungsabschnitt 430 und dem Anzeigesteuerungsabschnitt 450.
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Der CP-Winkelanpassungsbetragsberechnungsabschnitt 430 berechnet einen Anpassungsbetrag des CP-Winkels des Bildgebungsmoduls 120, um eine Entfernung von dem Bildgebungsmodul 120 bis zu dem CP auf Basis der übermittelten Bildsignale für 3D-Bilder anzupassen. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann, wie später unter Bezugnahme auf 2A bis 2D beschrieben wird, die Entfernung von dem Bildgebungsmodul 120 und den Bildsensoren bis zu dem CP dadurch angepasst werden, dass es dem CP-Winkel ermöglicht wird, in dem Bildgebungsmodul 120 angepasst zu werden. Beispielsweise kann der CP-Winkelanpassungsbetragsberechnungsabschnitt 430 einen Anpassungsbetrag des CP-Winkels so berechnen, dass der CP in einem zu fotografierenden Bereich innerhalb der Körperhöhle einer untersuchten Person positioniert wird. Hierbei steht in einem 3D-Bild die Entfernung von dem Bildgebungsmodul 120 und den Bildsensoren bis zu dem CP in engem Zusammenhang mit diesem Herausragungsbetrag oder Tiefenbetrag (der Betrag des Bildes, welcher von dem Benutzer als herausragend oder zurücktretend gesehen werden kann). Da ein Nullpunkt des Herausragungsbetrags oder Tiefenbetrags in einem 3D-Bild nahe einem zu fotografierenden Bereich, wie beispielsweise einer zu untersuchenden Position, dadurch angepasst wird, dass der CP-Winkel so eingestellt wird, dass der CP in dem zu fotografierenden Bereich positioniert wird, wird es deshalb möglich. Behandlungen durch intuitivere Bedienungen durchzuführen, wenn ein Benutzer verschiedene Behandlungen durchführt, während er sich auf 3D-Bilder bezieht. Der CP-Winkelanpassungsbetragsberechnungsabschnitt 430 übermittelt den berechneten Anpassungsbetrag des CP-Winkels an den Bildgebungsmodulbetriebssteuerungsabschnitt 440.
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Der Bildgebungsmodulbetriebssteuerungsabschnitt 440 steuert den Betrieb der verschiedenen Mechanismen in dem Bildgebungsmodul 120 des Endoskops 10. Beispielsweise steuert der Bildgebungsmodulbetriebssteuerungsabschnitt 440 den Betrieb der Bildsensoren des Bildgebungsmoduls 120 und kann verschiedene Zustände in Bezug auf das Fotografieren ermöglichen, wie beispielsweise ein Verändern der Aufnahme oder des Fotografie-Zeitablaufs. Ferner steuert beispielsweise der Bildgebungsmodulbetriebssteuerungsabschnitt 440 den Betrieb der Lichtquellen des Bildgebungsmoduls 120 und kann es ermöglichen, dass Licht unter einer vorgeschriebenen Zeitabfolge von diesen Lichtquellen ausgestrahlt wird und kann es ermöglichen, dass die Menge an Licht von diesen Lichtquellen angepasst wird. Zusätzlich kann beispielsweise der Bildgebungsmodulbetriebssteuerungsabschnitt 440 den Betrieb des Bildgebungsmoduls 120 mechanisch oder elektrisch steuern, durch Steuern des Betriebs des Bildgebungsmodulverbindungsabschnitts 130, und kann ein Schalten zwischen dem Lagerungszustand und dem Fotografierzustand ermöglichen. Ferner kann der Bildgebungsmodulbetriebssteuerungsabschnitt 440 es ermöglichen, dass der CP-Winkel des Bildgebungsmoduls 120 verändert wird auf Basis von dem Anpassungsbetrag des CP-Winkels, welcher von dem CP-Winkelanpassungsbetragsberechnungsabschnitt 430 berechnet wurde.
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Wie oben beschrieben, kann hierbei das Endoskop 10 andere Mechanismen als eine Fotografiefunktion aufweisen, wie beispielsweise ein Behandlungswerkzeug zum Durchführen verschiedener Behandlungen für einen betroffenen Teil oder eine Waschdüse zum Waschen des Bildgebungsmoduls 120 oder ähnliches. Deshalb kann das Endoskopiegerät 1 zusätzlich einen Endoskopbetriebsabschnitt aufweisen, welcher diese Mechanismen in dem Endoskop 10 betreibt oder einen Endoskopbetriebssteuerungsabschnitt, welcher gänzlich den Betrieb von diesen Mechanismen steuert. Das heißt, das Endoskop 10 kann zusätzlich einen Endoskopbetriebsabschnitt aufweisen, welcher verschiedene Arten von bekannten Mechanismen eines allgemein Endoskops betreibt, welche Mechanismen umfassen, wie beispielsweise Arten von Behandlungswerkzeugen oder Waschdüsen und der Steuerungsabschnitt 400 kann zusätzlich einen Endoskopbetriebssteuerungsabschnitt aufweisen zum Steuern des Betriebs des Endoskops durch diesen Endoskopbetriebsabschnitt.
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Ferner kann in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Steuerung des Betriebs des Endoskops 10 durch den Bildgebungsmodulbetriebssteuerungsabschnitt 440 und den Endoskopbetriebssteuerungsabschnitt automatisch auf Basis von einem Programm oder ähnlichem durchgeführt werden, welches im Vorfeld in das Endoskopiegerät 1 eingegeben wurde oder kann zu einem beliebigen Zeitplan dadurch durchgeführt werden, dass Steuerungsinhalte in den Bildgebungsmodulbetriebssteuerungsabschnitt 440 und den Endoskopbetriebssteuerungsabschnitt von einem Benutzer über den Eingabeabschnitt 200 eingegeben werden. Beispielsweise kann der Betrieb des Bildgebungsmoduls 120 durch den Bildgebungsmodulbetriebssteuerungsabschnitt 440 von einem Programm gesteuert werden, so dass ein Schalten zwischen dem Lagerungszustand und dem Fotografierzustand des Bildgebungsmoduls 120 automatisch von dem Lagerungszustand wechselt während der Zeit, wenn das distale Ende des Endoskops sich in die Körperhöhle des Patienten bewegt, zu dem Fotografierzustand zu der Zeit, wenn das distale Ende des Endoskops 10 einen zu fotografierenden Bereich innerhalb der Körperhöhle des Patienten erreicht. Ferner kann beispielsweise der Betrieb des Bildgebungsmoduls durch den Bildgebungsmodulbetriebssteuerungsabschnitt 440 so gesteuert werden, das ein Schalten zwischen dem Lagerungszustand und dem Fotografierzustand des Bildgebungsmoduls 120 zu einer beliebigen Zeit durchgeführt wird, durch einen Vorgang über den Eingabeabschnitt 200, durch einen Benutzer. Auf diese Weise können Befehle für die Ansteuerungssteuerung des Endoskops 10 automatisch an den Bildgebungsmodulbetriebssteuerungsabschnitt 440 und den Endoskopbetriebssteuerungsabschnitt von einem Programm oder ähnlichem bereitgestellt werden, so dass das Endoskop 10 den vorgeschriebenen Betrieb unter einem vorgeschriebenen Zeitplan durchführt oder können extern von einem Benutzer bereitgestellt werden, so dass das Endoskop 10 einen beliebigen Betrieb unter einem beliebigen Zeitplan durchführt. Deshalb ist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel das Verfahren, welches Befehle in Bezug auf die Antriebssteuerung des Endoskops 10 an den Bildgebungsmodulbetriebssteuerungsabschnitt 440 und den Endoskopbetriebssteuerungsabschnitt bereitstellt, nicht spezifisch beschränkt und kann beliebig ausgewählt werden unter Berücksichtigung der Bequemlichkeit des Benutzers oder der Sicherheit zu der Zeit der Durchführung von medizinischer Behandlung.
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Der Anzeigesteuerungsabschnitt 450 führt eine Steuerung durch, welche verschiedene Daten auf dem Anzeigebildschirm des Anzeigeabschnitts 300 anzeigt. Beispielsweise ermöglicht es der Anzeigesteuerungsabschnitt 450, dass verschiedene Arten von Bildern, welche von dem Bildgebungsmodul 120 aufgenommen wurden, als bewegte Bilder in Echtzeit auf dem Anzeigebildschirm des Anzeigeabschnitts 300 angezeigt werden. Ferner kann es der Anzeigesteuerungsabschnitt 450 ermöglichen, dass verschiedene Arten von Informationen in Bezug auf eine untersuchte Person auf dem Anzeigebildschirm des Anzeigeabschnitts 300 dargestellt werden, welche nötig sein können, wenn eine medizinische Behandlung durchgeführt wird (beispielsweise Körperdaten wie Größe oder Gewicht und persönliche Daten des Patienten, wie beispielsweise eine Historie von verschiedenen medizinischen Behandlungen (eine Anamnese)). Es ist zu beachten, dass die Bilder, welche auf dem Anzeigebildschirm des Anzeigeabschnitts 300 von dem Anzeigesteuerungsabschnitt 450 dargestellt werden können, nicht auf 3D-Bilder beschränkt sind und auch zweidimensionale Bilder (2D-Bilder) oder ähnliches sein können. Ferner kann der Anzeigesteuerungsabschnitt 450 eine Steuerung durchführen, so dass eine Anzeige ermöglicht wird, durch Vergrößerung (Zoomen) eines Teilbereichs eines Bildes, welches ermöglicht wird, auf dem Anzeigebildschirm des Anzeigeabschnitts 300 angezeigt zu werden, falls nötig.
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Während es nicht deutlich in 1 gezeigt wird, kann hierbei das Endoskopiegerät 1 zusätzlich jedes der folgenden Bestandteile aufweisen.
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Beispielsweise kann das Endoskopiegerät 1 zusätzlich einen Speicherabschnitt aufweisen, welcher verschiedene Daten, welche in dem Endoskopiegerät 1 verarbeitet wurden, und die Verarbeitungsergebnisse speichert. Beispielsweise kann dieser Speicherabschnitt durch eine magnetische Speichervorrichtung, wie beispielsweise ein HDD (Hard Disk Drive oder Festplatte), eine Halbleiterspeichervorrichtung, eine optische Speichervorrichtung oder eine magneto-optische Speichervorrichtung ausgestaltet sein und diese Arten von Vorrichtungen sind nicht beschränkt. Dieser Speicherabschnitt kann Programme oder verschiedene Daten, welche von dem Steuerungsabschnitt 4 ausgeführt werden, oder verschiedene Daten, welche von außerhalb erfasst werden, speichern. Beispielsweise kann dieser Speicherabschnitt Bilder von innerhalb der Körperhöhle einer untersuchten Person, welche von dem Bildgebungsmodul 120 fotografiert wurden, als eine Historie speichern. Ferner kann dieser Speicherabschnitt verschiedene Arten von Informationen in Bezug auf eine untersuchte Person speichern, welche in Zusammenhang mit einer medizinischen Behandlung nötig sein können (beispielsweise persönliche Daten eines Patienten). Zusätzlich kann dieser Speicherabschnitt ein Protokoll in Bezug auf die verschiedenen durchgeführten Behandlungen für die untersuchte Person unter Verwendung des Endoskopiegeräts 1 speichern. Ferner können solche verschiedene Arten von Informationen, welche in diesem Speicherabschnitt gespeichert sind, auf den Anzeigebildschirm des Anzeigeabschnitts 300 von dem Anzeigesteuerungsabschnitt 450 angezeigt werden, falls nötig.
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Ferner kann das Endoskopiegerät 1 beispielsweise einen Kommunikationsabchnitt umfassen, welcher das Endoskopiegerät 1 mit anderen externen Geräten verbindet, welche zur gegenseitigen Kommunikation fähig sind. Ein sogenanntes bekanntes Kommunikationssystem kann für die Kommunikationsweise dieses Kommunikationsabschnitts verwendet werden, unabhängig davon, ob es kabelgebunden oder kabellos ist. Ferner kann dieser Kommunikationsabchnitt mit einem beliebigen externen Gerät über verschiedene Kommunikationsnetzwerke verbunden sein oder kann direkt mit einem beliebigen externen Gerät verbunden sein. Das Endoskopiegerät 1 kann die verschiedenen Arten an Information, welche in dem oben beschriebenen Speicherabschnitt gespeichert sind, zu diesem externen Gerät über diesen Kommunikationsabchnitt übermitteln. Beispielsweise in dem Fall, wo verschiedene Arten von Information in Bezug auf eine untersuchte Person kollektiv in einer Speichervorrichtung verwaltet werden, wie beispielsweise einem Datenserver innerhalb eines Krankenhauses, kann das Endoskopiegerät 1 Information in Bezug auf ein medizinisches Behandlungsergebnis, wie beispielsweise Untersuchungsergebnisse oder Behandlungsergebnisse eines betroffenen Teils für die untersuchte Person, an diesen Datenserver über diesen Kommunikationsabchnitt übermitteln und kann verschiedene Arten von Information in Bezug auf die untersuchte Person von diesem Datenserver vor dem Ausführen einer medizinischen Behandlung empfangen.
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Ferner kann beispielsweise das Endoskopiegerät 1 zusätzlich eine Anzeigevorrichtung, wie beispielsweise eine Lampe, oder eine Sprachausgabevorrichtung, wie beispielsweise einen Lautsprecher, umfassen. Beispielsweise in dem Fall, wo ein Problem in dem Betrieb des Endoskopiegeräts 1 auftritt, kann ein Benutzer über diese Tatsache dadurch informiert werden, dass es der Lampe ermöglicht wird, aufzuleuchten, oder dass ein Warnton, wie beispielsweise ein Summer oder Alarm, von dem Lautsprecher ausgegeben wird.
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Bisher wurde ein Beispiel der Funktionen des Endoskopiegerätes 1 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel und insbesondere ein Beispiel der Funktionen des Kontrollabschnitts 400 im Detail unter Bezugnahme auf 1 gezeigt. Es ist zu beachten, dass jeder der Bestandteile des Endoskopiegerätes 1 unter Verwendung generischer Teile oder Schaltkreise gebildet werden kann oder durch Hardware gebildet werden kann, welche sich auf die Funktionen von jedem der Bestandteile spezialisiert. Ferner kann eine CPU (Central Processing Unit, zentrale Verarbeitungseinheit) oder ähnliches alle der Funktionen von jedem Bestandteil des Steuerabschnitts 400 steuern. Deshalb ist es möglich, die zu verwendende Konfiguration beliebig zu ändern, in Abhängigkeit von dem Technologiestand zu der Zeit, in der das vorliegende Ausführungsbeispiel implementiert wird.
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Ferner ist es möglich, ein Computerprogramm zu erzeugen zum Realisieren von jeder der Funktionen des Endoskopiegerätes 1 und/oder dem Steuerabschnitt 400 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, wie oben beschrieben, und das Computerprogramm in einem Personalcomputer oder ähnlichem zu implementieren. Ferner kann ein Aufzeichnungsmedium bereitgestellt werden, welches in der Lage ist, von einem Computer gelesen zu werden, welcher ein solches Computerprogramm speichert. Das Aufzeichnungsmedium ist beispielsweise eine magnetische Scheibe, eine optische Scheibe, ein magneto-optisches, ein Flash-Speicher oder ähnliches. Ferner kann das oben beschriebene Computerprogramm beispielsweise über ein Netzwerk verbreitet werden ohne ein Aufzeichnungsmedium zu verwenden.
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[1-2. Konfiguration des Bildgebungsmoduls]
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Als Nächstes wird eine Konfiguration des in 1 gezeigten Bildgebungsmoduls 120 im Detail unter Bezugnahme auf 2A bis 2D beschrieben. 2A ist eine obere Ansicht, welche eine schematische Konfiguration des Bildgebungsmoduls 120 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt. 2B bis 2D sind Seitenansichten, welche schematische Konfigurationen des Bildgebungsmoduls 120 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel mit anderen Kreuzungspunkt-(CP-)Winkeln zeigen.
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Zunächst ist unter Bezugnahme auf 2A das Bildgebungsmodul 120 durch Kombinieren eines ersten Bildgebungsabschnitts 120a und eines zweiten Bildgebungsabschnitts 120b mit einem Verbindungsabschnitt 125 gebildet. Der Bildgebungsabschnitt 120a weist ein erstes Substrat 21a, einen ersten Bildsensor 122a, eine erste Lichtquelle 123a und einen ersten Kabelverbinderteil 124a auf. Ferner weist der zweite Bildgebungsabschnitt 120b ein zweites Substrat 121b, einen zweiten Bildsensor 122b, eine zweite Lichtquelle 123b und einen zweiten Kabelverbinderteil 124b auf. Der erste Bildgebungsabschnitt 120a und der zweite Bildgebungsabschnitt 120b sind auch in dem Bildgebungsmodul 120 so verbunden, dass sie symmetrisch den Verbindungsabschnitt 125 zwischen sich einklemmen (sandwich). Auf diese Weise können durch die Existenz von einem Paar an Bildgebungsabschnitten (der erste Bildgebungsabschnitt 120a und der zweite Bildgebungsabschnitt 120b), welche symmetrisch in dem Bildgebungsmodul 120a angeordnet sind, Bilder erzeugt werden unter Verwendung von sogenannten Bildsignalen für das linke Auge und rechte Auge, welche jeweils von den Bildgebungsabschnitten aufgenommen werden.
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In dem ersten Bildgebungsabschnitt 120a weist das erste Substrat 121a eine ungefähr rechtwinklige Form auf und der erste Bildsensor 122a, die erste Lichtquelle 123a und der erste Kabelverbinderteil 124a sind so auf einer der Oberflächen angeordnet, dass sie in einer Reihe in eine Richtung entlang der langen Seite des ersten Substrats 121a ausgerichtet sind. Auch ist die kurze Seite, welche am nächsten zum ersten Bildsensor 122a ist und welche eine der kurzen Seiten des ersten Substrats 121a ist, mit einer der kurzen Seiten des zweiten Substrats 121b über den Verbindungsabschnitt 125 verbunden. Auch sind in dem zweiten Bildgebungsabschnitt 120b der zweite Bildsensor 122b, die zweite Lichtquelle 123b und der zweite Kabelverbinderteil 124b auf dem zweiten Substrat 121b auf der Oberfläche derselben Seite wie die des ersten Substrats 121a angeordnet, so dass sie symmetrisch mit jedem Element des ersten Bildgebungsabschnitts 120a angeordnet sind, welches den Verbindungsabschnitt 125 zwischen sich einklemmt. Es ist zu beachten, dass in der folgenden Beschreibung die Seite, auf welcher jedes der Elemente angeordnet ist, in dem ersten Substrat 121a und dem zweiten Substrat 121b, eine obere Seite oder eine Oberflächenseite des Bildgebungsmoduls 120 genannt werden wird. Ferner wird die entgegengesetzte Seite zu dieser Oberflächenseite eine Rückseite des Bildgebungsmoduls 120 genannt werden. Ferner wird auf diese Weise, da der erste Bildgebungsabschnitt 120a und der zweite Bildgebungsabschnitt 120b eine symmetrische Konfiguration in dem Bildgebungsmodul 120 aufweisen, jedes Bestandteil des ersten Bildgebungsabschnitts 120a hauptsächlich in der folgenden Beschreibung beschrieben werden und eine detaillierte Beschreibung für den zweiten Bildgebungsabschnitt 120b wird weggelassen.
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Der erste Bildsensor 122a weist eine Bildgebungsoberfläche auf, auf welcher Lichtempfangselemente in einer zweidimensionalen Form angeordnet sind und Licht, welches auf diese Bildgebungsoberfläche einfällt, wird in elektrische Signale entsprechend der Menge an Licht umgewandelt. Durch sequentielles Auslesen dieser elektrischen Signale für jeden der Pixel, welcher sich aus einem oder mehreren der Lichtempfangselemente zusammensetzt, werden Bildsignale entsprechend dem einfallenden Licht erhalten. Es ist zu beachten, dass der Zeitplan, unter welchem jedes Lichtempfangselement in dem ersten Bildsensor 122a zurückgesetzt wird (die Ladungsträger, welche sich innerhalb den Lichtempfangselementen angesammelt haben, werden geleert), und der Zeitplan, unter welchem die Bildsignale für jeden Pixel gelesen werden, das heißt, der Zeitplan des Öffnens und Schließens eines elektronischen Verschlusses (Fotografie-Zeitplan), kann beliebig von dem Bildgebungsmodulbetriebssteuerungsabschnitt 440 in Übereinstimmung mit den Fotografiebedingungen gesteuert werden. Beispielsweise kann der Bildgebungsmodulbetriebssteuerungsabschnitt 440 den Fotografie-Zeitplan, die Belichtung oder ähnliches gemäß der Helligkeit oder ähnliches um das Bildgebungsmodul 120 steuern, welches sich gemäß eines Antriebszustands der ersten Lichtquelle 123a verändert. Falls ferner beispielsweise Fälle existieren, wo ein bewegtes Bild oder ein Durch-Bild fotografiert wird, kann der Bildgebungsmodulbetriebssteuerungsabschnitt 440 kontinuierlich Bildsignale von dem ersten Bildsensor 122a unter einem vorgeschriebenen Fotografie-Zeitplan auslesen.
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Es ist zu beachten, dass die Art des ersten Bildsensors 122a in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel nicht ausdrücklich beschränkt ist und ein sogenannter bekannter Bildsensor verwendet werden kann. Beispielsweise kann der erste Bildsensor 122a ein CMOS-Sensor sein oder kann ein CCD-Sensor sein. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist es jedoch bevorzugt, dass ein Bildsensor mit einer höheren Empfindlichkeit als erster Bildsensor 122a verwendet wird, welcher beispielsweise durch einen Sensor vom Rückseitenbeleuchtungstyp dargestellt wird. Dies liegt daran, da das Innere der Körperhöhle eines Menschen im Wesentlichen dunkel ist, ist es vorzuziehen, einen Bildsensor zu verwenden, welcher eine höhere Empfindlichkeit aufweist, um deutlichere Bilder zu fotografieren.
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Die erste Lichtquelle 123a strahlt Licht auf einen zu fotografierenden Bereich zu der Zeit, wenn in dem Bildgebungsmodul 120 fotografiert wird. In der ersten Lichtquelle 123a wird dieser Betrieb durch den Bildgebungsmodulbetriebssteuerungsabschnitt 440 gesteuert und der Zeitablauf, welcher Licht einstrahlt, oder dieser Lichtbetrag wird gesteuert. Beispielsweise kann der Bildgebungsmodulbetriebssteuerungsabschnitt 440 beliebig die Lichtmenge von der ersten Lichtquelle 123a einstellen unter Berücksichtigung der Helligkeit oder ähnliches eines Bildes, welches von dem ersten Bildsensor 122a fotografiert wird, in Abhängigkeit von der fotografierten Position. Ferner kann beispielsweise der Bildgebungsmodulbetriebssteuerungsabschnitt 440 den Zeitablauf steuern, unter welchem die erste Lichtquelle 123a Licht emittiert, gemäß dem Zeitablauf des Fotografierens des erste Bildsensors 122a.
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Insbesondere kann die erste Lichtquelle 123a eine LED sein. In dem Fall, wo die erste Lichtquelle 123 eine LED ist, kann der Bildgebungsmodulbetriebssteuerungsabschnitt 440 diese Lichtmenge, den Zeitablauf, unter welchem Licht emittiert wird oder ähnliches, durch Anpassen einer Strommenge steuern, welche auf diese LED beaufschlagt wird. Ferner kann diese LED beispielsweise eine weiße LED sein. Das Licht, welches von der ersten Lichtquelle 123a eingestrahlt wird, ist jedoch nicht auf weiß beschränkt und Licht einer bestimmten Wellenlängenbandbreite kann verwendet werden, gemäß diesem Zweck des Fotografierens. Beispielsweise kann das Licht, welches von der ersten Lichtquelle 123a eingestrahlt wird, nahes Infrarotlicht sein, von einer Wellenlänge von 700 nm bis 900 nm. In dem Fall, wo die erste Lichtquelle 123a nahes Infrarotlicht emittiert, kann beispielsweise ein Beobachten eines betroffenen Teils unter Verwendung eines Fluoreszenzzeichenmarkers, wie beispielsweise eine ICG-(Indocyaningrün-)Lösung, durchgeführt werden. Es ist zu beachten, dass in dem Fall, wo der erste Bildsensor 122a nahes Infrarotlicht aussendet, Bildsensoren, welche Bildgebungscharakteristika mit einer hohen spektralen Empfindlichkeit für die Wellenlängen, welche nahem Infrarotlicht entsprechen, aufweisen, beispielsweise als der erste Bildsensor 122a verwendet werden können. Ferner können die erste Lichtquelle 123a und die zweite Lichtquelle 123b des Bildgebungsmoduls 120 so ausgestaltet sein, dass sie Licht von Wellenlängenbandbreiten ausstrahlen, welche zueinander unterschiedlich sind, oder kann beispielsweise so ausgestaltet sein, dass eine der Lichtquellen weißes Licht ausstrahlt und die andere Lichtquelle nahes Infrarotlicht ausstrahlt. In dem Fall, wo die erste Lichtquelle 123a und die zweite Lichtquelle 123b Licht von zueinander unterschiedlichen Wellenlängenbandbreiten ausstrahlen, kann die Wellenlänge von Licht, welches in einen zu fotografierenden Bereich eingestrahlt wird, gemäß dem Zweck des Fotografierens durch eine Steuerung des Bildgebungsmodulbetriebssteuerungsabschnitts 440 geschaltet werden.
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Der erste Kabelverbinderteil 124a ist eine Schnittstelle zum elektrischen Verbinden des Bildgebungsmoduls 120 mit dem Bildgebungsmodulbetriebsabschnitt 140 oder dem Gerätegehäuse 20. Der erste Bildsensor 122a und die erste Lichtquelle 123a sind elektrisch mit dem Kabelverbinderteil 124a über ein Kabel oder ähnliches (nicht gezeigt in den Figuren) verbunden und der erste Kabelverbinderteil 124a ist mit dem Bildgebungsmodulbetriebsabschnitt 140 oder dem Gerätegehäuse 20 über ein zusätzliches Kabel oder ähnliches (nicht gezeigt in den Figuren) verbunden, welches innerhalb des Objektivtubus 110 verläuft. Das heißt, der erste Bildsensor 122a und die erste Lichtquelle 123a sind elektrisch mit dem Bildgebungsmodulbetriebsabschnitt 140 oder dem Gerätegehäuse 20 über den ersten Kabelverbinderteil 124a verbunden und können gegenseitig verschiedene Arten von Information austauschen. Beispielsweise wird dieser Betrieb dadurch durchgeführt, dass der erste Bildsensor 122a und die erste Lichtquelle 123a mit dem Bildgebungsmodulbetriebsabschnitt 140 über den ersten Kabelverbinderteil 124a verbunden sind. Ferner ist beispielsweise der erste Bildsensor 122a mit dem Bildsignalverarbeitungsabschnitt 410 des Gerätegehäuses 20 über den ersten Kabelverbinderteil 124a verbunden und kann die aufgenommenen Bildsignale an den Bildsignalverarbeitungsabschnitt 410 übermitteln. Es ist zu beachten, dass beispielsweise ein Verfahren, welches ein Kabel direkt befestigt, wie beispielsweise ein Druckkontakt, als eine Verbindungsmethode des ersten Kabelverbinderteils 124a mit verschiedenen Arten von Kabeln verwendete werden kann. Da eine andere Konfiguration zum Verbinden der Kabel durch direktes Befestigen der Kabel an den ersten Kabelverbinderteil 124a nicht notwendig sein muss, kann das Volumen, welches durch den ersten Kabelverbinderteil 124a eingenommen wird, reduziert werden und es wird möglich, das Bildgebungsmodul 120 kleiner zu gestalten.
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Bisher wurde eine Konfiguration des ersten Bildgebungsabschnitts 120a unter Bezugnahme auf 2A beschrieben. Wie oben beschrieben, sind in dem Bildgebungsmodul 120 der erste Bildgebungsabschnitt 120a und der zweite Bildgebungsabschnitt 120b, welcher eine ähnliche Konfiguration wie die des ersten Bildgebungsabschnitts 120a aufweist, symmetrisch angeordnet durch Einklemmen (sandwichen) des Verbindungsabschnitts 125. Wie in 2A gezeigt, sind in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der erste Kabelverbinderteil 124a, die erste Lichtquelle 123a, der erste Bildsensor 122a, der zweite Bildsensor 122b, die zweite Lichtquelle 123b und der zweite Kabelverbinderteil 124b in dieser Reihenfolge in einer Reihe auf dem ersten Substrat 121a und dem zweiten Substrat 121b angeordnet. Hierbei wird in der folgenden Beschreibung die Richtung einer geraden Linie, welche die Mittelpunkte der Bildgebungsoberflächen des ersten Bildsensors 122a und des zweiten Bildsensors 122b miteinander verbindet, als eine X-Achse definiert werden. Das heißt, in 2A ist die X-Achse die Richtung der langen Seite des ersten Substrats 121a und des zweiten Substrats 121b. Ferner wird die Richtung gegenseitig rechtwinklig zur X-Achse in einer Richtung parallel zu den Bildgebungsoberflächen des ersten Bildsensors 122a und des zweiten Bildsensors 122b als eine Y-Achse definiert werden. Das heißt, in 2A ist die Y-Achse die Richtung der kurzen Seite (eine Tiefenrichtung der Oberfläche in der Figur) des ersten Substrats 121a und des zweiten Substrats 121b. Zusätzlich wird die Richtung gegenseitig senkrecht zu der X-Achse und der Y-Achse als eine Z-Achse definiert werden. Das heißt, in 2A ist die Z-Achse die Richtung senkrecht zu den Bildgebungsoberflächen des ersten Bildsensors 122a und des zweiten Bildsensors 122b (die Blickrichtung oder Optische-Achse-Richtung des ersten Bildsensors 122a und des zweiten Bildsensors 122b). Ferner wird in 2A die Richtung, in welche die Bildgebungsoberflächen des ersten Bildsensors 122a und des zweiten Bildsensors 122b blicken, als eine positive Richtung der Z-Achse definiert werden. Die positive Richtung der Z-Achse entspricht der Fotografierrichtung in dem Bildgebungsmodul 120.
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Während hierbei in dem in 2A gezeigten Beispiel ein Fall beschrieben wurde, in welchem der erste Bildsensor 122a und der zweite Bildsensor 122b in dem Bildgebungsmodul 120 so angeordnet sind, dass ein Winkel (das heißt der CP-Winkel), welcher von der Bildgebungsoberfläche des ersten Bildsensors 122a und der Bildgebungsoberfläche des zweiten Bildsensors 122b gebildet wird, ungefähr 180 Grad wird, sind die Bildgebungsoberflächen des ersten Bildsensors 122a und des zweiten Bildsensors 122b in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel so angeordnet, dass sie einen vorgeschriebenen CP-Winkel haben, welcher geringer ist als 180 Grad. In dem Fall, wo der CP-Winkel 180 Grad beträgt, werden 3D-Bilder unter Verwendung eines sogenannten Parallelverfahrens auf Basis von den Bildsignalen angezeigt, welche von dem ersten Bildgebungsabschnitt 120a und dem zweiten Bildgebungsabschnitt 120b aufgenommen wurden. Andererseits werden in dem Fall, wo der CP-Winkel weniger als 180 Grad beträgt, 3D-Bilder unter Verwendung eines sogenannten Schnittverfahrens auf Basis von den Bildsignalen angezeigt, welche von dem ersten Bildgebungsabschnitt 120a und dem zweiten Bildgebungsabschnitt 120b aufgenommen wurden. Während ein 3D-Bildanzeigeverfahren durch jedes Verfahren durchgeführt werden kann, ist es in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wünschenswert, dass ein Schnittverfahren verwendet wird, in welchem die Verarbeitungsmenge von Bildsignalen im Wesentlichen vergleichsweise kleiner ist in Übereinstimmung mit dem Erzeugungsverfahren von 3D-Bildsignalen. Dies liegt daran, dass falls die Signalverarbeitungsmenge gering ist in Übereinstimmung mit dem Erzeugungsverfahren von 3D-Bildsignalen, eine schnellere Reaktion durchgeführt werden kann, bis zu wenn die Bildsignale, welche durch das Bildgebungsmodul 120 aufgenommen wurden, auf dem Anzeigeabschnitt 300 dargestellt werden. Wenn das Bildgebungsmodul 120 einen zu fotografierenden Bereich fotografiert und danach die Latenzzeit, bis dieses Bild auf dem Anzeigeabschnitt 300 angezeigt wird, groß ist, können intuitive Bedienungen für einen Benutzer, welcher die Bedienung des Endoskops 10 durchführt, schwierig werden, während er sich auf die Bilder bezieht, welche auf dem Anzeigeabschnitt 300 angezeigt werden. Deshalb ist es in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wünschenswert, dass ein Schnittverfahren verwendet wird vom Standpunkt des Reduzierens dieser Latenzzeit soweit wie möglich. Nachfolgend werden Konfigurationen des Bildgebungsmoduls 120 mit CP-Winkeln geringer als 180 Grad unter Bezugnahme auf 2B bis 2D beschrieben werden.
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2B zeigt ein Beispiel eines Bildgebungsmoduls 120, welches einen CP-Winkel aufweist, der geringer als 180 Grad ist, und dieser CP-Winkel beträgt 177 Grad. Das heißt, der erste Bildgebungsabschnitt 120a und der zweite Bildgebungsabschnitt 120b sind durch den Verbindungsabschnitt 125 verbunden, so dass ein Winkel β1, welcher durch das erste Substrat 121a und das zweite Substrat 121b mit der X-Achse gebildet wird, 1,5 Grad beträgt.
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Wie in 2B gezeigt, ist hierbei der Punkt, unter welchem sich gerade Linien, die sich in die Optische-Achse-Richtungen des ersten Bildsensors 122a und des zweiten Bildsensors 122b erstrecken, miteinander schneiden, ein CP. Ferner ist ein Winkel α1, welcher durch die geraden Linien, die sich in die Optische-Achse-Richtungen des ersten Bildsensors 122a und des zweiten Bildsensors 122b erstrecken, ein Konvergenzwinkel in dem CP. Ferner wird in der folgenden Beschreibung beispielsweise eine Entfernung von dem Verbindungsabschnitt 125 bis zu dem CP, positioniert in der Mitte des Bildgebungsmoduls 120, eine CP-Entfernung genannt werden. Es ist zu beachten, dass in 2B bis 2D die Z-Achsen-Richtung die Richtung dieser CP-Entfernung ist.
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Hierbei kann durch Anpassen der CP-Entfernung ein Nullpunkt des Herausragungsbetrags oder Tiefenbetrags in dem 3D-Bild, welches von dem Bildgebungsmodul 120 fotografiert wurde, angepasst werden. Durch Durchführen von Fotografie mit Fotografiebedingungen wie beispielsweise, dass der CP in einem zu fotografierenden Bereich positioniert wird, das heißt, dass eine Entfernung von dem Bildgebungsmodul 120 bis zu einem zu fotografierenden Bereich eine CP-Entfernung wird, können beispielsweise 3D-Bilder erhalten werden, in welchen der Ort, unter welchem dieser CP positioniert ist, als ein Nullpunkt gesetzt wird. Die CP-Entfernung wird geometrisch bestimmt durch ein Anordnungsintervall zwischen dem CP-Winkel (das heißt, ein Winkel, welcher durch die Bildgebungsoberfläche des ersten Bildsensors 122a und die Bildgebungsoberfläche des zweiten Bildsensors 122b gebildet wird) und dem ersten Bildsensor 122a und dem zweiten Bildsensor 122b. Das heißt, eine Anordnungsposition des ersten Bildsensors 122a und des zweiten Bildsensors 122b in dem Bildgebungsmodul 120 kann so bestimmt werden, dass es eine gewünschte CP-Entfernung aufweist. In dem in 2B gezeigten Beispiel ist eine Anordnungsposition des ersten Bildsensors 122a und des zweiten Bildsensors 122b in dem Bildgebungsmodul 120 so angepasst, dass eine CP-Entfernung h1 ungefähr 152 mm wird.
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2C zeigt ein Beispiel des Bildgebungsmoduls 120, welches einen CP-Winkel geringer als 180 Grad aufweist, und dieser CP-Winkel beträgt 174 Grad und der Konvergenzwinkel ist α2. Das heißt, der erste Bildgebungsabschnitt 120a und der zweite Bildgebungsabschnitt 120b sind über den Verbindungsabschnitt 125 verbunden, so dass ein Winkel β2, welcher durch das erste Substrat 121a und das zweite Substrat 121b mit der X-Achse gebildet wird, 3,0 Grad beträgt. In dem in 2C gezeigten Beispiel wird eine Anordnungsposition des ersten Bildsensors 122 und des zweiten Bildsensors 122b in dem Bildgebungsmodul 120 so angepasst, dass eine CP-Entfernung h2 ungefähr 76,3 mm wird.
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2D gezeigt ein Beispiel des Bildgebungsmoduls 120, welches einen CP-Winkel geringer als 180 Grad aufweist, und dieser CP-Winkel beträgt 171 Grad und der Konvergenzwinkel ist α3. Das heißt, der erste Bildgebungsabschnitt 120a und der zweite Bildgebungsabschnitt 120b sind über den Verbindungsabschnitt 125 so verbunden, dass ein Winkel β3, welcher durch das erste Substrat 121a und das Substrat 121b mit der X-Achse gebildet wird, 4,5 Grad beträgt. In dem in 2D gezeigten Beispiel wird eine Anordnungsposition des ersten Bildsensors 122a und des zweiten Bildsensors 122b in dem Bildgebungsmodul 120 so angepasst, dass eine CP-Entfernung h3 ungefähr 50,8 mm beträgt.
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Zuvor wurde eine Konfiguration des Bildgebungsmoduls 120 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel im Detail unter Bezugnahme auf 2A bis 2D beschrieben. Es ist zu beachten, dass während Konfigurationen des Bildgebungsmoduls 120 mit den 4 Arten an CP-Winkeln, welche in 2A bis 2D gezeigt sind, hierin als Beispiele der Konfigurationen des Bildgebungsmoduls 120 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben wurden, das Bildgebungsmodul 120 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel nicht auf solche Beispiele beschränkt ist und eine Konfiguration aufweisen kann, welche einen anderen CP-Winkel aufweist. Ferner kann der CP-Winkel des Bildgebungsmoduls 120 auf einen vorgeschriebenen Wert festgelegt werden oder eine Funktion, welche den CP-Winkel verändert, kann in das Bildgebungsmodul 120 eingefügt werden und der CP-Winkel kann verändert werden.
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In dem Fall, wo der CP-Winkel auf einen vorgeschriebenen Wert festgelegt ist, wird eine Mehrzahl an Bildgebungsmodulen 120 mit gegenseitig unterschiedlichen CP-Winkeln im Vorfeld als Bildgebungsmodule 120 vorbereitet, so wie in 2B bis 2D beispielsweise gezeigt und es ist möglich, diese Mehrzahl an Bildgebungsmodulen 120 in dem distalen Ende des Endoskops 10 auszutauschen. Auch von dem Gesichtspunkt, in welchem der CP nahe eines zu fotografierenden Bereichs in dem Bildgebungsmodul 120 positioniert ist, kann diese Mehrzahl von Bildgebungsmodulen 120 unterschiedlich verwendet werden, gemäß der Position eines betroffenen Teils. Beispielsweise in dem Fall, wo ein betroffener Teil an einer vergleichsweise engen Position innerhalb der Körperhöhle existiert, da angenommen wird, dass ein Fotografieren durchgeführt werden wird in einem Zustand, in welchem die Entfernung zwischen dem Bildgebungsmodul 120 und einem zu fotografierenden Bereich relativ kurz ist, kann ein Bildgebungsmodul 120 verwendet werden, in welchem der CP-Winkel geringer ist und die CP-Entfernung kürzer ist. Beispielsweise in dem Fall, wo ein betroffener Teil an einer vergleichsweise breiten Position innerhalb der Körperhöhle existiert, da angenommen wird, dass ein Fotografieren in einem Zustand durchgeführt werden wird, in welchem die Entfernung zwischen dem Bildgebungsmodul 120 und einem zu fotografierenden Bereich vergleichsweise lang ist, kann ein Bildgebungsmodul 120 ferner verwendet werden, in welchem der CP-Winkel größer ist und die CP-Entfernung länger ist.
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In dem Fall, wo der CP-Winkel veränderbar ist, ist andererseits beispielsweise ein Antriebsmechanismus, wie beispielsweise ein Motor oder ein Stellantrieb, in dem Verbindungsabschnitt 125 enthalten und über diesen Antriebsmechanismus können das erste Substrat 121a und das zweite Substrat 121b in der Lage sein, gegeneinander rotiert zu werden, durch Setzen der Y-Achsen-Richtung als eine Rotationsachsenrichtung um den Verbindungsabschnitt 125. Das heißt, das Bildgebungsmodul 120 weist einen Rotationsmechanismus zwischen dem ersten Bildsensor 122a und dem zweiten Bildsensor 122b auf, welcher eine Richtung parallel zu den Bildgebungsoberflächen des ersten Bildsensors 122a und des zweiten Bildsensors 122b als eine Rotationsachsenrichtung setzt, in einer Richtung senkrecht zu der Anordnungsrichtung des ersten Bildsensors 122a und des zweiten Bildsensors 122b, der erste Bildsensor 122a und der zweite Bildsensor 122b sind in der Lage, durch den Rotationsmechanismus gegeneinander rotiert zu werden und der CP-Winkel kann durch diesen Rotationsmechanismus angepasst werden.
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In dem Fall, wo der CP-Winkel veränderbar ist, kann ferner ein Betrieb des Rotationsmechanismus in dem Verbindungsabschnitt 125 zum Anpassen eines solchen CP-Winkels durch den Bildgebungsmodulbetriebssteuerungsabschnitt 440 des Gerätegehäuses 20 gesteuert werden. Das heißt, der Bildgebungsmodulbetriebssteuerungsabschnitt 440 kann den CP-Winkel des Bildgebungsmoduls 120 dadurch anpassen, dass er einen Betrieb des Rotationsmechanismus in dem Verbindungsabschnitt 125 ermöglicht.
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Insbesondere, wie oben in ”1-1. Konfiguration des Endoskopiegerätes” beschrieben wurde, wenn Bildsignale durch den ersten Bildsensor 122a und den zweiten Bildsensor 122b des Bildgebungsmoduls 120 aufgenommen werden, wendet zunächst der Bildsignalverarbeitungsabschnitt 410 verschiedene Signalverarbeitungen auf diese Bildsignale an. Ferner werden Signale für 3D-Bilder von diesen Bildsignalen von dem 3D-Bildsignalerzeugungsabschnitt 420 erzeugt und 3D-Bilder eines betroffenen Teils, welche von dem Anzeigesteuerungsabschnitt 450 fotografiert wurden, werden auf dem Anzeigeabschnitt 300 angezeigt. Hierbei besteht die Möglichkeit, dass der Herausragungsbetrag oder der Tiefenbetrag in den 3D-Bildern, welche auf dem Anzeigeabschnitt 300 angezeigt werden, nicht geeignet ist. Da die CP-Entfernung in dem Bildgebungsmodul 120 durch den CP-Winkelanpassungsbetragsberechnungsabschnitt 430 auf Basis von den erzeugten Signalen für 3D-Bilder angepasst wird, wird dementsprechend ein Anpassungsbetrag des CP-Winkels des Bildgebungsmoduls 120 berechnet. Insbesondere wird ein Anpassungsbetrag des CP-Winkels zum Positionieren des CP bei einem betroffenen Teil (einem zu fotografierenden Bereich) durch den CP-Winkelanpassungsbetragsberechnungsabschnitt 430 berechnet. Information in Bezug auf diesen berechneten Anpassungsbetrag wird zu dem Bildgebungsmodulbetriebssteuerungsabschnitt 440 übermittelt und der Bildgebungsmodulbetriebssteuerungsabschnitt 440 passt den CP-Winkel von dem Bildgebungsmodul 120 an, dadurch dass es dem Rotationsmechanismus in dem Verbindungsabschnitt 125 des Bildgebungsmoduls 120 ermöglicht wird, auf Basis von diesem Anpassungsbetrag betrieben zu werden. Dadurch, dass der CP-Winkel des Bildgebungsmoduls 120 so angepasst wird, dass der CP in einem betroffenen Teil (einem zu fotografierenden Bereich) positioniert wird, wird auf diese Weise ein Nullpunkt des Herausragungsbetrags oder des Tiefenbetrags in dem 3D-Bild nahe zu dem betroffenen Teil angepasst und 3D-Bilder, welche näher daran sind, was von den menschlichen Augen gesehen wird, werden auf dem Anzeigeabschnitt 300 angezeigt.
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[1-3. Konfiguration des Endoskops (Lagerungszustand und Fotografierzustand)]
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Als Nächstes wird eine Konfiguration des Endoskops 10 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel in einem Lagerungszustand und einem Fotografierzustand im Detail unter Bezugnahme auf 3A und 3B beschrieben. Wie oben in ”1-1. Konfiguration des Endoskopiegerätes” beschrieben ist, wird in dem ersten Ausführungsbeispiel das Endoskop 10 zwischen einem Lagerungszustand, in welchem das Bildgebungsmodul 120 innerhalb des Objektivtubus 110 gelagert ist, und einem Fotografierzustand, in welchem das Bildgebungsmodul 120 von dem Objektivtubus 110 herausragt, geschaltet. Insbesondere befindet sich beispielsweise das Endoskop 10 in einem Lagerungszustand während der Zeit, wenn das distale Ende des Objektivtubus 110 sich zu einem betroffenen Teil innerhalb der Körperhöhle einer untersuchten Person hin bewegt und schaltet zu einem Fotografierzustand zu der Zeit, wenn das distale Ende des Objektivtubus 110 den betroffenen Teil erreicht, und ein Fotografieren des betroffenen Teils wird durchgeführt. Nachfolgend wird eine Konfiguration des Endoskops 10 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel in solch einem Lagerungszustand und Fotografierzustand unter Bezugnahme auf 3A und 3B beschrieben werden. Es ist zu beachten, dass der Einfachheit halber lediglich das Endoskop 10, das heißt, der Objektivtubus 110, das Bildgebungsmodul 120, der Bildgebungsmodulverbindungsabschnitt 130 und der Bildgebungsmodulbetriebsabschnitt 140 von dem Endoskopiegerät 1, welches in 1 gezeigt ist, in 3A und 3B veranschaulicht werden wird und die anderen Bestandteile werden in der Veranschaulichung weggelassen. Ferner wird der Einfachheit halber nur die Konfiguration des Objektivtubus 110 und des Bildgebungsmodulverbindungsabschnitts 130 nahe zu diesem distalen Ende in 3A und 3B veranschaulicht. Um die Konfiguration des Bildgebungsmoduls 120 und des Bildgebungsmodulverbindungsabschnitts 130 innerhalb des Objektivtubus 110 zu beschreiben, wird zusätzlich die Kontur von dem Objektivtubus mit einer gepunkteten Linie veranschaulicht. Hierbei zeigen 3A und 3B schematisch eine Konfiguration des Endoskops 10 in einem Lagerungszustand und in einem Fotografierzustand und die Dimensionen oder ähnliches von jedem Bestandteil ist nicht auf das in 3A und 3B gezeigte Beispiel beschränkt. Ferner wird in 3A und 3B die Erstreckungsrichtung des Objektivtubus 110 als eine X-Achse definiert und zusätzlich wird die Distales-Ende-Richtung des Objektivtubus 110 als eine positive Richtung der X-Achse definiert.
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Zunächst wird das Endoskop 10 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel in einem Lagerungszustand unter Bezugnahme auf 3A beschrieben. 3A ist ein beispielhaftes Diagramm zum Beschreiben einer schematischen Konfiguration des Endoskops 10 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel in einem Lagerungszustand.
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Unter Bezugnahme auf 3A wird in dem ersten Ausführungsbeispiel das Bildgebungsmodul 120 innerhalb des Objektivtubus 110 in einem Lagerungszustand gelagert, so dass eine Erstreckungsrichtung der Bildgebungsoberflächen des ersten Bildsensors 122a und des zweiten Bildsensors 122b eine Erstreckungsrichtung des Objektivtubus 110 wird. Insbesondere kann, wie in 3A gezeigt, das Bildgebungsmodul 120 innerhalb des Objektivtubus 110 gelagert werden, so dass eine Ausrichtungsrichtung des ersten Bildsensors 122a und des zweiten Bildsensors 122b eine Richtung entlang der Erstreckungsrichtung des Objektivtubus 110 wird.
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Ferner ist das Bildgebungsmodul 120 mit dem Bildgebungsmodulbetriebsabschnitt 140 über den Bildgebungsmodulverbindungsabschnitt 130 verbunden, welcher sich entlang der Erstreckungsrichtung des Objektivtubus 110 innerhalb des Objektivtubus 110 erstreckt. Hierbei weist der Bildgebungsmodulverbindungsabschnitt 130 einen ersten Stiel 131, einen Gelenkabschnitt 132, einen zweiten Stiel 133 und ein elastisches Teil 134 auf.
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Ein Ende des ersten Stiels 131 ist mit dem Bildgebungsmodulbetriebsabschnitt 140 verbunden und dieser Betrieb wird durch den Bildgebungsmodulbetriebsabschnitt 140 gesteuert. Insbesondere kann beispielsweise der Bildgebungsmodulbetriebsabschnitt 140 es dem ersten Stiel 131 ermöglichen, sich in die X-Achsenrichtung zu bewegen, durch Anwenden einer Kraft auf den ersten Stiel 131 in die positive Richtung oder die negative Richtung der X-Achse. Ferner ist das andere Ende des ersten Stiels 131 mit einem Ende des zweiten Stiels 133 über den Gelenkabschnitt 132 verbunden.
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Der Gelenkabschnitt 132 ist ein Gelenkmechanismus, welcher eine Rotationsachse aufweist und rotierbar den ersten Stiel 131 und den zweiten Stiel 133 miteinander verbindet. Ferner ist das Ende des zweiten Stiels 133 auf der entgegengesetzten Seite von der Seite, welche mit dem Gelenkabschnitt 132 verbunden ist, mit dem Bildgebungsmodul 120 verbunden. Beispielsweise ist ein Ende des zweiten Stiels 133 nahe dem Verbindungsabschnitt 125 auf der Rückseite des Bildgebungsmoduls 120 verbunden. Die Position, an welcher der zweite Stiel 133 mit dem Bildgebungsmodul 120 verbunden ist, ist jedoch nicht auf solch ein Beispiel beschränkt und diese Verbindungsposition ist nicht beschränkt, falls es Positionen gibt, bei welchen ein Schalten reibungslos zwischen dem Lagerungszustand und dem Fotografierzustand durchgeführt wird.
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Ferner erstreckt sich das elastische Teil 134 zwischen dem Bildgebungsmodulbetriebsabschnitt 140 und dem zweiten Stiel 133, so dass es sich entlang dem ersten Stiel 131 und dem zweiten Stiel 133 erstreckt. Es ist zu beachten, dass die Art des elastischen Teils 134 nicht ausdrücklich beschränkt ist und elastische Körper von jeder Art können verwendet werden. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das elastische Teil 134 beispielsweise eine Zugfeder. Hierbei wird der Gelenkabschnitt 132 als eine Rotationsachse gesetzt und das elastische Teil 134 wendet eine Spannung auf den zweiten Stiel 133 in eine Richtung an, welche ungefähr 90 Grad im Hinblick auf den ersten Stiel 131 abgewinkelt ist.
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Das heißt, das elastische Teil 134 wendet ein Spannung auf den zweiten Stiel 133 an, so dass es dem zweiten Stiel 133 ermöglicht wird, sich in eine Richtung zu erstrecken, welche ungefähr senkrecht zu einer Erstreckungsrichtung des Objektivtubus 110 ist. In dem in 3A gezeigten Beispiel wird beispielsweise eine Zugkraft durch das elastische Teil 134 auf den zweiten Stiel 133 in eine Richtung angewendet, in welche der zweite Stiel 133 im Hinblick auf den ersten Stiel 131 abgewinkelt ist, das heißt, in die obere Richtung innerhalb der Figur, so dass die Fotografierrichtung des Bildgebungsmoduls 120 in die X-Achsenrichtung blickt. Wie in 3A gezeigt, ist jedoch dadurch, dass das Bildgebungsmodul 120 an die innere Wand des Objektivtubus 110 in dem Lagerungszustand eingehängt ist, eine Bewegung, in welcher es dem zweiten Stiel 133 ermöglicht wird, in Bezug auf den ersten Stiel 131 rotiert zu werden, durch das elastische Teil 134 gehemmt. Hierbei wird in der folgenden Beschreibung von 3A und 3B die Richtung, in welche es das elastische Teil 134 dem zweiten Stiel 133 ermöglicht, sich zu erstrecken (die vertikale Richtung innerhalb der Figur) als eine Y-Achse definiert.
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Als Nächstes wird das Endoskop 10 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel in einem Fotografierzustand unter Bezugnahme auf 3B beschrieben. 3B ist ein beispielhaftes Diagramm zum Beschreiben einer schematischen Konfiguration des Endoskops 10 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel in einen Fotografierzustand. 3B gezeigt jedoch schematisch eine Konfiguration des Endoskops 10 und bedeutet nicht, dass die Dimensionen oder ähnliches von jedem Bestandteil auf das in 3B gezeigte Beispiel beschränkt sind.
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Unter Bezugnahme auf 3B ragt in dem ersten Ausführungsbeispiel das Bildgebungsmodul 120 von dem Objektivtubus 110 in einem Fotografierzustand heraus, so dass eine Erstreckungsrichtung der Bildgebungsoberflächen des ersten Bildsensors 122a und des zweiten Bildsensors 122b eine Richtung entlang einer Richtung wird, welche anders ist als die Erstreckungsrichtung des Objektivtubus 110. Insbesondere kann, wie in 3B gezeigt, das Bildgebungsmodul 120 von dem Objektivtubus 110 herausragen, so dass eine Anordnungsrichtung des ersten Bildsensors 122a und des zweiten Bildsensors 122b eine Richtung einer Richtung wird, welche ungefähr senkrecht zu der Erstreckungsrichtung des Objektivtubus 110 (die Y-Achsenrichtung) ist.
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In dem Fall des Schaltens von dem Lagerungszustand zu dem Fotografierzustand werden in dem in 3A gezeigten Lagerungszustand der Bildgebungsmodulverbindungsabschnitt 130 und das Bildgebungsmodul 120 von innerhalb des Objektivtubus 110 in die positive Richtung der X-Achse von dem Bildgebungsmodulbetriebsabschnitt 140 herausgedrückt. Da die Einschränkung der Kraft, welche es dem zweiten Stiel 133 ermöglicht, zu rotieren, durch das elastische Teil 134 verschwinden wird, wenn das Bildgebungsmodul 120 komplett außerhalb von dem Objektivtubus 110 herausragt, ist der zweite Stiel 133 in eine Richtung abgewinkelt, welche ungefähr 90 Grad im Hinblick auf den ersten Stiel 131 (die Y-Achsenrichtung) um den Gelenkabschnitt 132 bildete, und schaltet zu dem Fotografierzustand.
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Hierbei kann in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Richtung, in welche es dem elastischen Teil 134 ermöglicht wird, den zweiten Stiel 133 zu rotieren, jede Richtung sein, falls eine Richtung, welche anders ist als die Ausbreitungsrichtung des Objektivtubus 110, und ist nicht auf das in 3B gezeigte Beispiel beschränkt. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind jedoch die Ausbreitungsrichtung des ersten Stiels 133 und die Fotografierrichtung des Bildgebungsmoduls 120 in dem Fotografierzustand miteinander verbunden und insbesondere wird, wie in 3B gezeigt, eine Anordnungsrichtung des ersten Bildsensors 122a und des zweiten Bildsensors 122b des Bildgebungsmoduls 120 eine Richtung entlang der Ausbreitungsrichtung des zweiten Stiels 133. Ferner wird in dem Bildgebungsmodul 120 die Optische-Achse-Richtung des ersten Bildsensors 122a und des zweiten Bildsensors 122b, das heißt, eine Richtung, in welcher sich der CP befindet, die Fotografierrichtung. Deshalb kann eine Erstreckungsrichtung des zweiten Stiels 133 beliebig bestimmt werden, so dass die Fotografierrichtung des Bildgebungsmoduls 120 eine gewünschte Richtung wird, gemäß der Form oder Position eines betroffenen Teils.
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Ferner kann in dem ersten Ausführungsbeispiel der CP-Winkel in dem Bildgebungsmodul 120 dadurch gesteuert werden, dass ein Rotationsantriebsmechanismus, wie beispielsweise ein Motor oder ein Stellantrieb, in dem Verbindungsabschnitt 125 des Bildgebungsmoduls 120 enthalten ist. In dem Fall, wo ein Rotationsantriebsmechanismus in dem Verbindungsabschnitt 125 enthalten ist, kann dieser Rotationsantrieb beispielsweise durch den Bildgebungsmodulbetriebssteuerungsabschnitt 440 gesteuert werden. Beispielsweise kann der Bildgebungsmodulbetriebssteuerungsabschnitt 440 den Rotationsantrieb des Verbindungsabschnitts 125 so steuern, dass das Bildgebungsmodul 120 einen gewünschten CP-Winkel aufweist.
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Andererseits werden in dem Fall des Faltens von dem Fotografierzustand zu dem Lagerungszustand in dem in 3B gezeigten Fotografierzustand der Bildgebungsmodulverbindungsabschnitt 130 und das Bildgebungsmodul 120 in das Innere des Objektivtubus 110 in die negative Richtung der X-Achse von dem Bildgebungsmodulbetriebsabschnitt 140 gezogen. Es ist zu beachten, dass der Bildgebungsmodulbetriebsabschnitt 140 einen Mechanismus aufweisen kann, welcher die Größe der Spannung dem elastischen Teil 134 anpasst und es ermöglichen kann, dass die Höhe der Spannung in dem elastischen Teil 134 erniedrigt wird, wenn von dem Fotografierzustand zu dem Lagerungszustand geschaltet wird. Da die Kraft, welche den zweiten Stiel 133 durch das elastische Teil 134 rotiert, dadurch geschwächt werden kann, dass die Höhe der Spannung in dem elastischen Teil 134 erniedrigt wird, wird es möglich, das Bildgebungsmodul 120 innerhalb des Objektivtubus 110 reibungsloser zu lagern.
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Bisher wurden der Lagerungszustand und der Fotografierzustand in dem Endoskop 10 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf 3A und 3B beschrieben. Hierbei wurde in 3A und 3B ein Fall beschrieben, in welchem ein Schalten zwischen dem Lagerungszustand und dem Fotografierzustand verwirklicht wird unter Verwendung des elastischen Teils 134. In dem ersten Ausführungsbeispiel ist das Verfahren des Schaltens zwischen dem Lagerungszustand und dem Fotografierzustand jedoch nicht auf ein solches Beispiel beschränkt. Beispielsweise kann als ein modifiziertes Beispiel des ersten Ausführungsbeispiels das Schalten von dem Lagerungszustand zu dem Fotografierzustand dadurch verwirklicht werden, dass beispielsweise ein Rotationsantriebsmechanismus in dem Gelenkabschnitt 132 enthalten ist. Solch ein modifiziertes Beispiel des ersten Ausführungsbeispiels wird unter Bezugnahme auf 4 beschrieben. 4 ist ein beispielhaftes Diagramm zum Beschreiben einer schematischen Konfiguration des Endoskops 10 in einen Fotografierzustand, gemäß einem modifizierten Beispiel des ersten Ausführungsbeispiels. Es ist zu beachten, dass der Einfachheit halber lediglich das Endoskop 10, das heißt der Objektivtubus 110, das Bildgebungsmodul 120, der Bildgebungsmodulverbindungsabschnitt 130 und der Bildgebungsmodulbetriebsabschnitt 140 von dem in 1 gezeigten Endoskopiegerät in 4 veranschaulicht wird, ähnlich zu dem von 3A und 3B, und andere als diese Bestandteile werden in der Veranschaulichung weggelassen. Ferner werden der Einfachheit halber nur die Konfiguration des Objektivtubus 110 und des Bildgebungsmodulverbindungsabschnitts 130 nahe diesem distalen Ende in 4 veranschaulicht werden. Um die Konfiguration des Bildgebungsmoduls 120 und den Bildgebungsmodulverbindungsabschnitt 130 innerhalb des Objektivtubus 110 zu beschreiben, wird ferner die Kontur des Objektivtubus mit einer gepunkteten Linie veranschaulicht. Hierbei zeigt 4 schematisch eine Konfiguration des Endoskops 10 in einem Fotografierzustand und die Dimensionen oder ähnliches von jedem Bestandteil sind nicht auf das in 4 gezeigte Beispiel beschränkt. Ferner werden die X-Achse und die Y-Achse in 4 ähnlich zu denen in 3A und 3B definiert.
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Unter Bezugnahme auf 4 weist in dem Endoskop 10 gemäß dem vorliegenden modifizierten Beispiel in einem Fotografierzustand der Gelenkabschnitt 132 einen Antriebsmechanismus, wie beispielsweise einen Motor oder einen Stellantrieb, auf und dem zweiten Stiel 133 kann es ermöglicht werden, durch diesen Antriebsmechanismus bezüglich des ersten Stiels 131 rotiert zu werden. Ferner kann der Rotationsantrieb in dem Gelenkabschnitt 132 von dem Bildgebungsmodulbetriebssteuerungsabschnitt 440 gesteuert werden.
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Da es dem zweiten Stiel 133 ermöglicht wird, bezüglich des ersten Stiels 131 durch die Spannung des elastischen Teils 134 zu rotieren, kann er in dem in 3B gezeigten Beispiel nur eine Rotation in eine zuvor bestimmte Richtung durchführen. Da es dem zweiten Stiel 133 durch den Rotationsantriebsmechanismus des Gelenkabschnitts 132 ermöglicht wird, bezüglich des ersten Stiels 131 zu rotieren, kann es andererseits in dem in 4 gezeigten modifizierten Beispiel dem Bildgebungsmodul 120 ermöglicht werden, in eine beliebige Richtung herauszuragen, in dem Bereich, den der Gelenkabschnitt in der Lage ist zu rotieren. Wenn beispielsweise der zweite Stiel 133 so festgelegt ist, dass er in der Lage ist, frei innerhalb der in 4 gezeigten X–Y-Ebene (die Ebene, in welcher die X-Achse und die Y-Achse bereitgestellt werden) zu rotieren, ist es für den Rotationsantriebsmechanismus des Gelenkabschnitts 132 möglich, die negative Richtung der X-Achse als Fotografierrichtung festzulegen, wie in 4 gezeigt. Deshalb wird es gemäß dem vorliegenden modifizierten Beispiel möglich, die Richtung des Bildgebungsmoduls 120 zu ändern, während die Position des Objektivtubus 110 selbst fixiert bleibt und es wird möglich, mit einem höheren Grad an Freiheit zu fotografieren, wie beispielsweise einen Zustand auf der Rückseite eines inneren Organs zu fotografieren.
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Bisher wurde eine Konfiguration des Bildgebungsmoduls 120 und des Endoskops 10 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf 2A bis 2D, 3A und 3B beschrieben. Hierbei ist es wünschenswert, dass eine Konfiguration des Bildgebungsmoduls 120 und des Endoskops 10 unter Berücksichtigung der folgenden Punkte gestaltet wird.
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Da es erstens nötig sein kann, dass das Bildgebungsmodul 120 innerhalb des Objektivtubus 110 in dem Lagerungszustand gelagert werden muss, wird eine Größe des Bildgebungsmoduls 120 angestrebt, welche eine Größe ist, die in der Lage ist, in dem Objektivtubus 110 gelagert zu werden. In einem Endoskop, welches im Wesentlichen 2D-Bilder fotografiert, ist hierbei der Durchmesser dieses Objektivtubus beispielsweise einige mm. Wenn man die physische Belastung einer untersuchten Person berücksichtigt, ist es nicht wünschenswert, dass der Durchmesser dieses Objektivtubus größer ist als diese Größe.
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Zweitens, in dem Fall, wo 3D-Bilder von dem Bildgebungsmodul 120 fotografiert werden sollen, nehmen jeweils der erste Bildgebungsabschnitt 120a und der zweite Bildgebungsabschnitt 120b sogenannte Bilder für das linke Auge und das rechte Auge auf, wie oben beschrieben. Deshalb ist es wünschenswert, dass der erste Bildgebungsabschnitt 120a und der zweite Bildgebungsabschnitt 120b und konsequenterweise jedes der Elemente, welche in dem ersten Bildgebungsabschnitt 120a und dem zweiten Bildgebungsabschnitt 120b installiert sind, symmetrisch in dem Bildgebungsmodul 120 angeordnet sind.
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Drittens, in dem Fall, wo 3D-Bilder in dem Bildgebungsmodul 120 fotografiert werden sollen, wird der Abstand zwischen dem ersten Bildsensor 122a und dem zweiten Bildsensor 122b ein wichtiger Faktor zum Bestimmen dieses Fotografiebereichs. Da ferner, wie oben beschrieben, der Abstand zwischen dem ersten Bildsensor 122a und dem zweiten Bildsensor 122b die CP-Entfernung beeinflusst, wird dieser Abstand auch ein Faktor für die Bestimmung eines Nullpunkts sein. Deshalb ist es wünschenswert, dass eine geeignete Gestaltung für den Abstand zwischen dem ersten Bildsensor 122a und dem zweiten Bildsensor 122b gemäß dem Zweck oder ähnlichem des Endoskops 10 gemacht wird.
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Viertens, unter Berücksichtigung, dass es innerhalb der Körperhöhle eines Menschen dunkel ist, ist es wünschenswert, dass die erste Lichtquelle 123a und die zweite Lichtquelle 123a so angeordnet sind, dass Licht ohne Ungleichmäßigkeit auf den ersten Bildsensor 122a und den zweiten Bildsensor 122b eingestrahlt wird.
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In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wurde eine Konfiguration des Bildgebungsmoduls 120 und des Endoskops 10 bestimmt, so wie in 2A bis 2D, 3A, 3B und 4 gezeigt, unter Berücksichtigung der oben beschriebenen vier Punkte. Das heißt, für den ersten Punkt sind jedes der Elemente auf dem ersten Substrat 121a und dem zweiten Substrat 121b in einer Reihe in dem Bildgebungsmodul 120 angeordnet. Ferner ist das Bildgebungsmodul 120 innerhalb des Objektivtubus 110 gelagert, so dass eine Anordnungsrichtung von jedem dieser Elemente eine Richtung entlang der Erstreckungsrichtung von dem Objektivtubus 110 wird. Deshalb muss es nicht notwendig sein, dass der Durchmesser des Objektivtubus 110 wesentlich von der Größe eines Objektivtubus beispielsweise in einem Endoskop für 2D-Bilder geändert wird.
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Ferner sind für den zweiten Punkt, wie in 2A bis 2D gezeigt, der erste Bildgebungsabschnitt 120a und der zweite Bildgebungsabschnitt 120b in dem Bildgebungsmodul 120 so angeordnet, dass sie symmetrisch den Verbindungsabschnitt 125 zwischen sich einklemmen (sandwich).
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Ferner werden für den dritten Punkt, wie in
2A bis
2D gezeigt, in dem Bildgebungsmodul
120 der erste Bildsensor
122a und der zweite Bildsensor
122b dadurch unterstützt, dass sie integral in ein Bildgebungsmodul
120 integriert sind. In der Technologie, welche in den oben beschriebenen
JP S63-294508A und
JP H4-500768A offenbart ist, ragt ein Paar von Bildsensoren zum Erhalten von 3D-Bildern von zueinander unterschiedlichen Positionen des Objektivtubus heraus, als zueinander unterschiedliche Mechanismen. Deshalb besteht die Möglichkeit, dass die Entfernung zwischen dem Paar von Bildgebungsabschnitten oder der Winkel, welcher durch die Bildgebungsoberflächen von diesen Bildsensoren (der CP-Winkel in dem ersten Ausführungsbeispiel und dem zweiten Ausführungsbeispiel) gebildet wird, von einem gestalteten Wert abweicht, aufgrund von mechanischen Verformungen oder ähnlichem. Im Gegensatz hierzu sind in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der erste Bildsensor
122a und der zweite Bildsensor
122b integral in das Bildgebungsmodul
120 integriert. Deshalb ist die Entfernung zwischen dem ersten Bildsensor
122a und dem zweiten Bildsensor
122b oder der CP-Winkel stabiler auf einen vorgeschriebenen Wert festgelegt und es wird möglich, 3D-Bilder stabiler aufzunehmen.
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Ferner ist für den vierten Punkt, wie in 2A bis 2D gezeigt, ein Paar von Lichtquellen (die erste Lichtquelle 123a und die zweite Lichtquelle 123b) in dem Bildgebungsmodul 120 so angeordnet, dass sie den ersten Bildsensor 122a und den zweiten Bildsensor 122b zwischen sich einklemmen (sandwich). Wenn hierbei die Dunkelheit innerhalb der Körperhöhle der untersuchten Person berücksichtigt wird, werden im Allgemeinen Lichtquellen als die Lichtquellen in dem Endoskopiegerät angestrebt, welche Licht mit einer hohen Intensität emittieren. Deshalb kann es notwendig sein, großformatige Lichtquellen zu verwenden, um eine gewünschte Intensität als das ausgegebene Licht zu verwenden und es besteht eine gemeinsame Konfiguration, welche Licht von diesen Lichtquellen bis zu dem distalen Ende des Endoskops durch eine Lichtleitungseinheit, wie beispielsweise Glasfaserleiter, leitet. Andererseits werden in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, wie oben beschrieben, Bildsensoren als der erste Bildsensor 122a und der zweite Bildsensor 122b mit höheren Empfindlichkeiten verwendet, wie beispielsweise Rückseitenbeleuchtungssensoren. Sogar in dem Fall, wo eine Intensität bis hier nicht von dem Ausgabelicht der Lichtquellen notwendig ist, und eine kleinformatige Lichtquelle, wie beispielsweise eine LED, als die erste Lichtquelle 123a und die zweite Lichtquelle 123b verwendet wird, ist es deshalb in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel möglich, klare Bilder zu fotografieren. Da eine Konfiguration, welche eine Lichtleitungseinheit, wie beispielsweise Glasfaserleiter, verwendet, im Allgemeinen teuer ist, können die Kosten für das Endoskopiegerät 1 dadurch verringert werden, dass eine vergleichsweise günstigere Lichtquelle, wie beispielsweise eine LED, verwendet wird, so wie in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel. Durch Beschränken der Anzahl von Lichtquellen, welche in dem Bildgebungsmodul 120 installiert sind, auf eine minimal notwendige Anzahl, kann ferner die Größe des Bildgebungsmoduls 120 verkleinert werden und 3D-Bilder können aufgenommen werden, ohne dass es notwendig ist, den Durchmesser des Objektivtubus 110 von dem einer allgemeinen Größe zu ändern. Es ist zu beachten, dass während oben ein Fall beschrieben wurde, in welchem das Bildgebungsmodul 120 ein Paar von Lichtquellen aufweist (die erste Lichtquelle 123a und die zweite Lichtquelle 123b), das vorliegende Ausführungsbeispiel nicht auf ein solches Beispiel beschränkt ist. Beispielsweise kann die in dem Bildgebungsmodul 120 enthaltene Lichtquelle eine Lichtquelle sein oder eine beliebige Anzahl von drei oder mehreren Lichtquellen sein. Dadurch, dass die Lichtquellen, welche in dem Bildgebungsmodul 120 enthalten sind, gleichmäßiges Licht auf einen zu fotografierenden Bereich einstrahlen, können klare Bilder des zu fotografierenden Bereichs von dem ersten Bildsensor 122a und dem zweiten Bildsensor 122b aufgenommen werden und die Anzahl und Anordnungsposition der Lichtquellen kann beliebig festgelegt werden.
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<2. Das zweite Ausführungsbeispiel>
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Als Nächstes wird ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf 5A und 5B beschrieben. Es ist zu beachten, dass in dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung lediglich die Konfiguration des Endoskops unterschiedlich ist von der des ersten Ausführungsbeispiels und die andere Konfiguration, das heißt die Konfiguration des Gerätegehäuses 20, ist dieselbe wie die des ersten Ausführungsbeispiels. Deshalb wird in der folgenden Beschreibung für das zweite Ausführungsbeispiel eine Beschreibung für die überlappende Konfiguration weggelassen und die Konfiguration des Endoskops, welche sich von der des ersten Ausführungsbeispiels unterscheidet, wird hauptsächlich beschrieben werden.
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[2-1. Konfiguration des Endoskops (Lagerungszustand und Fotografierzustand)]
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Eine Konfiguration eines Endoskops 30 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel wird im Detail unter Bezugnahme auf 5A und 5B beschrieben.
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Unter Bezugnahme auf 5A und 5B weist das Endoskop 30 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel einen Objektivtubus 110, ein Bildgebungsmodul 160, einen Bildgebungsmodulverbindungsabschnitt 150 und einen Bildgebungsmodulbetriebsabschnitt 140 auf. Da die Funktionen und Konfigurationen des Objektivtubus 110 und des Bildgebungsmodulbetriebsabschnitts 140 der Bestandteile des Endoskops 30 sowohl dieselben Funktionen und Konfigurationen der Bestandteile des Endoskops 10 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel aufweisen, wird hierbei eine detaillierte Beschreibung von ihnen weggelassen. Nachfolgend werden die Funktionen und Konfigurationen des Bildgebungsmoduls 160 und des Bildgebungsmodulverbindungsabschnitts 150, welche unterschiedlich zu denen des ersten Ausführungsbeispiels sind, im Detail beschrieben, zusammen mit einem Lagerungszustand und einem Fotografierzustand des Bildgebungsmoduls 160 in dem zweiten Ausführungsbeispiel, unter Bezugnahme auf 5A und 5B. Hierbei entsprechen das Bildgebungsmodul 160 und der Bildgebungsmodulverbindungsabschnitt 150 dem Bildgebungsmodul 120 bzw. dem Bildgebungsmodulverbindungsabschnitt 130 in dem ersten Ausführungsbeispiel. Es ist zu beachten, dass der Einfachheit halber lediglich die Konfiguration des Objektivtubus 110 und des Bildgebungsmodulverbindungsabschnitts 150 nahe diesem distalen Ende in dem in 5A und 5B gezeigten Endoskop 30 veranschaulicht wird. Um die Konfiguration des Bildgebungsmoduls 160 und des Bildgebungsmodulverbindungsabschnitts 150 innerhalb des Objektivtubus 110 zu beschreiben, wird zusätzlich die Kontur des Objektivtubus mit nur einer gepunkteten Linie veranschaulicht. Hierbei zeigen 5A und 5B schematisch eine Konfiguration des Endoskops 30 in einem Lagerungszustand und in einem Fotografierzustand und die Dimensionen oder ähnliches von jedem Bestandteil ist nicht auf das in 5A und 5B gezeigte Beispiel beschränkt. Ferner ist in 5A und 5B die Erstreckungsrichtung des Objektivtubus 110 als eine X-Achse definiert und zusätzlich ist die Distales-Ende-Richtung des Objektivtubus 110 als eine positive Richtung der X-Achse definiert.
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Zunächst wird eine Konfiguration des Bildgebungsmoduls 160 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf 5A und 5B beschrieben werden. Das Bildgebungsmodul 160 weist einen ersten Bildgebungsabschnitt 160a und einen zweiten Bildgebungsabschnitt 160b auf und wird durch Kombinieren dieses ersten Bildgebungsabschnitts 160a und dieses zweiten Bildgebungsabschnitts 160b über einen Verbindungsabschnitt 165 gebildet.
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Hierbei sind die Konfigurationen des ersten Bildgebungsabschnitts 160a und des zweiten Bildgebungsabschnitts 160b dieselben wie die Konfigurationen des ersten Bildgebungsabschnitts 120a und des zweiten Bildgebungsabschnitts 120b des Bildgebungsmoduls 120 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. Das heißt, der erste Bildgebungsabschnitt 160a weist ein erstes Substrat 121a, einen ersten Bildsensor 122a, eine erste Lichtquelle 123a und einen ersten Kabelverbinderteil 124a auf. Ferner weist der zweite Bildgebungsabschnitt 160b ein zweites Substrat 121b, einen zweiten Bildsensor 122b, eine zweite Lichtquelle 123b und einen zweiten Kabelverbinderteil 124b auf. Auch sind der erste Bildgebungsabschnitt 160a und der zweite Bildgebungsabschnitt 160b in dem Bildgebungsmodul 160 so kombiniert, dass sie symmetrisch den Verbindungsabschnitt 165 zwischen sich einklemmen (sandwich). Das heißt, das Bildgebungsmodul 160 ist unterschiedlich im Hinblick auf das Bildgebungsmodul 120 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, insofern als es den Verbindungsabschnitt 165 anstatt des Verbindungsabschnitts 125 aufweist und die anderen Konfigurationen können dieselben sein wie die des Bildgebungsmoduls 120.
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Der Verbindungsabschnitt 165 verbindet den ersten Bildgebungsabschnitt 160a und den zweiten Bildgebungsabschnitt 160b rotierbar miteinander, so dass die Bildgebungsoberfläche des ersten Bildsensors 122a und die Bildgebungsoberfläche des zweiten Bildsensors 122b sich gegenüberstehen, um den Verbindungsabschnitt 165. Nachfolgend werden die Funktion und Konfiguration des Verbindungsabschnitts 165 im Detail für das Endoskop 30 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel in einem Lagerungszustand und einem Fotografierzustand beschrieben.
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Das Endoskop 30 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel wird in einem Lagerungszustand unter Bezugnahme auf 5A beschrieben. 5A ist ein beispielhaftes Diagramm zum Beschreiben einer schematischen Konfiguration des Endoskops 30 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel in einem Lagerungszustand.
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Unter Bezugnahme auf 5A wird in dem zweiten Ausführungsbeispiel, ähnlich zu dem ersten Ausführungsbeispiel, das Bildgebungsmodul 160 innerhalb des Objektivtubus 110 in einem Lagerungszustand gelagert, so dass eine Erstreckungsrichtung der Bildgebungsoberflächen des ersten Bildsensors 122a und des zweiten Bildsensors 122b eine Erstreckungsrichtung des Objektivtubus 110 wird. Insbesondere kann in einem Lagerungszustand in dem zweiten Ausführungsbeispiel das Bildgebungsmodul 160 gefaltet werden und so innerhalb des Objektivtubus 110 gelagert werden, dass der erste Bildsensor 122a und der zweite Bildsensor 122b sich gegenseitig gegenüberstehen, wie in 5A gezeigt. Genauer gesagt kann in dem zweiten Ausführungsbeispiel das Bildgebungsmodul 160 in der Lage sein, den ersten Bildgebungsabschnitt 160a und den zweiten Bildgebungsabschnitt 160b gegenseitig zu rotieren, durch Setzen des Verbindungsabschnitts 165 als ein Rotationszentrum und kann innerhalb des Objektivtubus 110 gelagert werden, durch Falten des ersten Bildgebungsabschnitts 160a und des zweiten Bildgebungsabschnitts 160b, so dass die Bildgebungsoberfläche des ersten Bildsensors 122a und die Bildgebungsoberfläche des zweiten Bildsensors 122b sich gegenüberstehen, um den Verbindungsabschnitt 165. Das heißt, in dem Lagerungszustand des zweiten Ausführungsbeispiels ist das Bildgebungsmodul 160 innerhalb des Objektivtubus 110 gelagert, durch Falten um den Verbindungsabschnitt 165, so dass der CP-Winkel ungefähr 0 Grad wird. Jedoch sind tatsächlich verschiedene Elemente auf den Oberflächenseiten des ersten Substrats 121a und des zweiten Substrats 121b des Bildgebungsmoduls 160 angeordnet, und da es schwierig wird, dass der CP-Winkel 0 Grad beträgt, kann das Bildgebungsmodul 160 innerhalb des Objektivtubus 110 in einem gefalteten Zustand so gelagert werden, dass der CP-Winkel in einem Umfang reduziert wird, welcher in dem Objektivtubus 110 gelagert werden kann.
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Ferner ist das Bildgebungsmodul 160 mit dem Bildgebungsmodulbetriebsabschnitt 140 über den Bildgebungsmodulverbindungsabschnitt 150 verbunden, welcher sich über die Erstreckungsrichtung des Objektivtubus 110 innerhalb des Objektivtubus 110 erstreckt. Hierbei weist der Bildgebungsmodulverbindungsabschnitt 150 einen Stiel 131 und ein Paar von elastischen Teilen 152 und 153 auf.
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Ein Ende des Stiels 151 ist mit dem Bildgebungsmodulbetriebsabschnitt 140 verbunden und dieser Betrieb wird von dem Bildgebungsmodulbetriebsabschnitt 140 gesteuert. Insbesondere kann beispielsweise der Bildgebungsmodulbetriebsabschnitt 140 es dem Stiel 151 ermöglichen, sich in die X-Achsenrichtung zu bewegen, unter Anwendung einer Kraft auf den Stiel 151 in die positive Richtung oder die negative Richtung der X-Achse. Ferner ist das andere Ende des Stiels 151 mit einem Teil des Bildgebungsmoduls 160 verbunden. Beispielsweise ist ein Ende des Stiels 151 mit dem Verbindungsabschnitt 165 auf der Rückseite des Bildgebungsmoduls 120 verbunden, so wie in 5A gezeigt. Die Position, an welcher der Stiel 151 mit dem Bildgebungsmodul 160 verbunden ist, ist jedoch nicht auf solch ein Beispiel beschränkt und diese Verbindungsposition ist nicht beschränkt, falls es Positionen gibt, bei welchen ein Schalten reibungslos zwischen dem Lagerungszustand und dem Fotografierzustand erfolgt.
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Ferner erstreckt sich das Paar an elastischen Teilen 152 und 153 zwischen dem Bildgebungsmodulbetriebsabschnitt 140 und dem Bildgebungsmodul 160, so dass es sich entlang des Stiels 151 erstreckt. Es ist zu beachten, dass die Art der elastischen Teile 152 und 153 nicht besonders beschränkt ist und elastische Körper von jeder Art verwendet werden können. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die elastischen Teile 152 und 153 beispielsweise ein Paar von Zugfedern. Hierbei ist ein Ende von jedem des Paars von elastischen Teilen 152 und 153 mit der Rückseite des ersten Bildgebungsabschnitts 160a und des zweiten Bildgebungsabschnitts 160b des Bildgebungsmoduls 160 verbunden und eine Spannung wird in die Richtung eines zunehmenden CP-Winkels auf das Bildgebungsmodul 160 angewendet, das heißt, in die Richtung, in welche sich das gefaltete Bildgebungsmodul 160 öffnet. Dadurch, dass der erste Bildgebungsabschnitt 160a und der zweite Bildgebungsabschnitt 160b in dem Bildgebungsmodul 160 im Lagerungszustand in die innere Wand des Objektivtubus 110 eingehängt ist, ist jedoch, wie in 5A gezeigt, die Bewegung so beschränkt, dass das Bildgebungsmodul 120 durch die elastischen Teile 152 und 153 geöffnet wird. Hierbei wird in den folgenden Beschreibungen von 5A und 5B, in dem Fall, wo das Bildgebungsmodul 160 durch die elastischen Teile 152 und 153 geöffnet wird, eine Richtung, welche ungefähr gleich ist zu der Anordnungsrichtung des ersten Bildsensors 122a und des zweiten Bildsensors 122b in dem Bildgebungsmodul 160 (eine vertikale Richtung in der Figur) als eine Y-Achsen-Richtung definiert.
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Als Nächstes wird das Endoskop 30 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel in einem Fotografierzustand unter Bezugnahme auf 5B beschrieben. 5B ist ein beispielhaftes Diagramm zum Beschreiben einer schematischen Konfiguration des Endoskops 30 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel in einen Fotografierzustand.
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Unter Bezugnahme auf 5B ragt in dem zweiten Ausführungsbeispiel das Bildgebungsmodul 160 von dem Objektivtubus 110 in einem Fotografierzustand hervor, so dass eine Erstreckungsrichtung der Bildgebungsoberflächen des ersten Bildsensors 122a und des zweiten Bildsensors 122b eine Richtung entlang einer Richtung wird, welche sich von der Erstreckungsrichtung des Objektivtubus 110 unterscheidet. Insbesondere kann, wie in 5B gezeigt, das Bildgebungsmodul 160 von dem Objektivtubus 110 hervorragen, so dass die Anordnungsrichtung des ersten Bildsensors 122a und des zweiten Bildsensors 122b des Bildgebungsmoduls 160 eine Richtung entlang einer Richtung wird, welche ungefähr senkrecht zu der Erstreckungsrichtung des Objektivtubus 110 ist (die Y-Achsen-Richtung).
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In dem Fall des Schaltens von dem Lagerungszustand zu dem Fotografierzustand werden in dem in 5A gezeigten Lagerungszustand der Bildgebungsmodulverbindungsabschnitt 150 und das Bildgebungsmodul 160 von innerhalb des Objektivtubus 110 in die positive Richtung der X-Achse durch den Bildgebungsmodulbetriebsabschnitt 140 herausgedrückt. Da die Beschränkung der Kraft, welche es dem Bildgebungsmodul 160 ermöglicht, durch die elastischen Teile 152 und 153 geöffnet zu werden, verschwinden wird, wenn das Bildgebungsmodul 160 komplett außerhalb des Objektivtubus 110 herausragt, werden der erste Bildgebungsabschnitt 160a und der zweite Bildgebungsabschnitt 160b gegeneinander rotiert, so dass das Bildgebungsmodul 160 sich um den Verbindungsabschnitt 165 öffnet, das heißt, so dass die Fotografierrichtung des ersten Bildsensors 122a und des zweiten Bildsensors 122b eine positive Richtung der X-Achse wird, und schaltet zu dem Fotografierzustand. Hierbei ist beispielsweise ein Stoppermechanismus, welcher die Rotation des ersten Bildgebungsabschnitts 160a und des zweiten Bildgebungsabschnitts 160b bis zu einem vorgeschriebenen Winkel beschränkt, in dem Verbindungsabschnitt 165 enthalten und führt eine Steuerung so durch, dass das Bildgebungsmodul 160 in dem Fotografierzustand einen vorgeschriebenen CP-Winkel aufweist. Ferner kann die Spannung der elastischen Teile 152 und 153 so angepasst werden, dass das Bildgebungsmodul 160 einen vorgeschriebenen CP-Winkel in dem Fotografierzustand aufweist. Es ist zu beachten, dass in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Richtung, in welche die elastischen Teile 152 und 153 das Bildgebungsmodul 160 öffnen, das heißt die Anordnungsrichtung des ersten Bildsensors 122a und des zweiten Bildsensors 122b in dem Bildgebungsmodul 160, jede beliebige Richtung sein kann, falls eine Richtung, welche sich von der Erstreckungsrichtung des Objektivtubus 110 unterscheidet, und nicht auf das in 5B gezeigte Beispiel beschränkt ist. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann die Richtung, in welche die elastischen Teile 152 und 153 das Bildgebungsmodul 160 öffnen, beliebig bestimmt werden, so dass die Fotografierrichtung des Bildgebungsmoduls 160 eine gewünschte Richtung wird, gemäß der Form oder Position eines betroffenen Teils.
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Andererseits werden in dem Fall des Schaltens von dem Fotografierzustand zu dem Lagerungszustand in dem in 5B gezeigten Fotografierzustand der Bildgebungsmodulverbindungsabschnitt 150 und das Bildgebungsmodul 160 in das Innere des Objektivtubus 110 in die negative Richtung der X-Achse von dem Bildgebungsmodulbetriebsabschnitt 140 gezogen. Es ist zu beachten, dass der Bildgebungsmodulbetriebsabschnitt 140 einen Mechanismus aufweisen kann, welcher die Spannung in den elastischen Teilen 152 und 153 anpasst und es ermöglichen kann, dass der Betrag der Spannung in den elastischen Teilen 152 und 153 verringert werden kann, wenn sich von dem Fotografierzustand zu dem Lagerungszustand bewegt wird. Da die Kraft, welche das Bildgebungsmodul 160 durch die elastischen Teile 152 und 153 öffnet, durch Verringern des Betrags der Spannung in den elastischen Teilen 152 und 153 geschwächt werden kann, wird es möglich, das Bildgebungsmodul 160 innerhalb des Objektivtubus 110 reibungsloser zu lagern.
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Bisher wurde der Lagerungszustand und der Fotografierzustand in dem Endoskop 30 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf 5A und 5B beschrieben. Hierbei wurde in 5A und 5B ein Fall beschrieben, in welchem ein Schalten zwischen dem Lagerungszustand und dem Fotografierzustand unter Verwendung der elastischen Teile 152 und 153 implementiert ist. In dem zweiten Ausführungsbeispiel ist jedoch das Verfahren des Schaltens zwischen dem Lagerungszustand und dem Fotografierzustand nicht auf solch ein Beispiel beschränkt. Beispielsweise kann als ein modifiziertes Beispiel des zweiten Ausführungsbeispiels das Schalten zwischen dem Lagerungszustand und dem Fotografierzustand dadurch implementiert sein, dass ein Rotationsantriebsmechanismus, wie beispielsweise ein Motor oder ein Stellantrieb, in dem Verbindungsabschnitt 165 des Bildgebungsmoduls 160 enthalten ist. In dem Fall, wo ein Rotationsantriebsmechanismus in dem Verbindungsabschnitt 165 enthalten ist, kann dieser Rotationsantrieb beispielsweise von dem Bildgebungsmodulbetriebssteuerungsabschnitt 440 gesteuert werden. Beispielsweise kann der Bildgebungsmodulbetriebssteuerungsabschnitt 440 den Rotationsantrieb des Verbindungsabschnitts 165 so steuern, dass das Bildgebungsmodul 160 einen gewünschten CP-Winkel aufweist. Deshalb kann in dem Lagerungszustand beispielsweise der Bildgebungsmodulbetriebssteuerungsabschnitt 440 den Rotationsantrieb in dem Verbindungsabschnitt 165 so steuern, dass der CP-Winkel so klein wie möglich wird und kann in dem Fotografierzustand eine Steuerung durchführen, welche den Stiel 151 in die positive Richtung der X-Achse drückt und kann den Rotationsantrieb in dem Verbindungsabschnitt 165 so steuern, dass der CP-Winkel ein Winkel wird, welcher einer gewünschten CP-Entfernung entspricht.
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<3. Fazit>
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Wie oben beschrieben, werden gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel und dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung die folgenden Effekte erreicht.
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Zunächst sind gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel und dem zweiten Ausführungsbeispiel jedes der Elemente auf dem ersten Substrat 121a und dem zweiten Substrat 121b in einer Reihe in den Bildgebungsmodulen 120 und 160 angeordnet. Ferner sind die Bildgebungsmodule 120 und 160 innerhalb des Objektivtubus 110 gelagert, so dass die Anordnungsrichtung von jedem dieser Elemente eine Richtung entlang der Ausbreitungsrichtung des Objektivtubus 110 wird. Deshalb muss es nicht nötig sein, dass der Durchmesser des Objektivtubus 110 geändert wird von der Größe eines Objektivtubus in beispielsweise einem Endoskop für 2D-Bilder (beispielsweise ein Durchmesser von mehreren mm).
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Ferner werden gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel und dem zweiten Ausführungsbeispiel in den Bildgebungsmodulen
120 und
160 der erste Bildsensor
122a und der zweite Bildsensor
122b dadurch gestützt, dass sie integral in eine der Bildgebungsmodule
120 und
160 integriert sind. In der in den oben beschriebenen
JP S63-294508A und JP S63-294508A offenbarten Technologie ragt ein Paar von Bildgebungsabschnitten zum Erhalten von 3D-Bildern von gegeneinander unterschiedlichen Positionen des Objektivtubus, als gegeneinander unterschiedliche Mechanismen, heraus. Deshalb besteht die Möglichkeit, dass die Entfernung zwischen dem Paar von Bildgebungsabschnitten oder der Winkel, welcher durch die Bildgebungsoberflächen von diesen Bildsensoren gebildet wird (der CP-Winkel in dem ersten Ausführungsbeispiel und dem zweiten Ausführungsbeispiel), von einem geplanten Wert abweicht, aufgrund von mechanischen Verformungen oder ähnlichem. Im Gegensatz dazu sind in dem ersten Ausführungsbeispiel und dem zweiten Ausführungsbeispiel der erste Bildsensor
122a und der zweite Bildsensor
122b integral in die Bildgebungsmodule
120 und
160 integriert. Deshalb ist die Entfernung zwischen dem ersten Bildsensor
122a und dem zweiten Bildsensor
122b oder der CP-Winkel stabiler auf einen vorgeschriebenen Wert festgesetzt, und es wird möglich, 3D-Bilder stabiler aufzunehmen.
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Hierbei ist es beispielsweise sogar in dem Fall, wo die Anordnungsposition des Paars von Bildgebungsabschnitten zum Erhalten von 3D-Bildern von einer vorgeschriebenen Position abweicht, möglich, diese Abweichung beispielsweise durch Software zu korrigieren, in der Phase, wenn eine Bildsignalverarbeitung durchgeführt wird. Da sich jedoch die Bildsignalmenge, welche durch den Steuerungsabschnitt 400 verarbeitet wird, erhöht, wenn solch eine Korrektur durch Software durchgeführt wird, besteht die Möglichkeit, dass die Bildgebungsmodule 120 und 160 einen zu fotografierenden Bereich fotografieren, und darauffolgend die Latenzzeit, bis das Bild auf dem Anzeigeabschnitt 300 angezeigt wird, groß wird. Eine Erhöhung einer solchen Latenzzeit wird ein Hindernis zum Durchführen intuitiver Bedienungen durch einen Benutzer, welcher den Betrieb des Endoskops 10 und 30 durchführt, während er sich auf die auf dem Anzeigeabschnitt 300 gezeigten Bilder beruft. Dadurch, dass gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel und dem zweiten Ausführungsbeispiel der erste Bildsensor 122a und der zweite Bildsensor 122b integral in den Bildgebungsmodulen 120 und 160 integriert sind, wie oben beschrieben, ist es andererseits unwahrscheinlich, dass eine Abweichung der Anordnungsposition des ersten Bildsensors 122a und des zweiten Bildsensors 122b auftritt. Deshalb werden stabile 3D-Bilder erhalten ohne eine Erhöhung der oben beschriebenen Latenzzeit zu verursachen.
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Ferner ist gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel und dem zweiten Ausführungsbeispiel ein Paar an Lichtquellen (die erste Lichtquelle 123a und die zweite Lichtquelle 123b) so in den Bildgebungsmodulen 120 und 160 angeordnet, dass sie den ersten Bildsensor 122a und den zweiten Bildsensor 122b zwischen sich einklemmen (sandwich). Zusätzlich werden als der erste Bildsensor 122a und der zweite Bildsensor 122b Bildsensoren mit einer höheren Empfindlichkeit verwendet, wie beispielsweise ein Rückseitenbeleuchtungssensor. Deshalb ist es sogar in dem Fall, wo eine Intensität bis hierher von dem Ausgabelicht der Lichtquellen nicht nötig sein muss, und eine kleinformatige Lichtquelle wie beispielsweise eine LED als die erste Lichtquelle 123a und die zweite Lichtquelle 123b verwendet wird, möglich, klare Bilder zu fotografieren. Da eine Konfiguration, welche eine Lichtleitungseinheit, wie beispielsweise einen Glasfaserleiter, verwendet, allgemein teuer ist, können die Kosten für das Endoskopiegerät 1 dadurch verringert werden, dass eine vergleichsweise billigere Lichtquelle, wie beispielsweise eine LED, verwendet wird, wie in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel. Durch Beschränken der Anzahl von Lichtquellen, welche in den Bildgebungsmodulen 120 und 160 installiert sind, auf eine minimal notwendige Anzahl, kann ferner die Größe der Bildgebungsmodule 120 und 160 verringert werden und 3D-Bilder können aufgenommen werden, ohne dass es nötig ist, den Durchmesser des Objektivtubus 110 von der Größe eines Objektivtubus in einem Endoskop zu ändern, welches allgemein für 2D-Bilder verwendet wird (beispielsweise ein Durchmesser von einigen mm).
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Ferner werden gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel und dem zweiten Ausführungsbeispiel Signale für 3D-Bilder auf Basis von Bildsignalen erzeugt, welche durch die Bildgebungsmodule 120 und 160 aufgenommen wurden, und zusätzlich wird die CP-Entfernung in den Bildgebungsmodulen 120 und 160 angepasst, auf Basis von diesen Signalen für 3D-Bilder, und ein Anpassungsbetrag des CP-Winkels der Bildgebungsmodule 120 und 160 wird berechnet. Ein Anpassungsbetrag des CP-Winkels, dafür dass der CP an einen betroffenen Teil (einen zu fotografierenden Bereich) positioniert wird, wird insbesondere durch den CP-Winkelanpassungsbetragsberechnungsabschnitt 430 berechnet. Auch wird der CP-Winkel dieser Bildgebungsmodule 120 und 160 auf Basis dieses berechneten Anpassungsbetrags angepasst. Dadurch, dass der CP-Winkel der Bildgebungsmodule 120 und 160 so angepasst wird, dass der CP an einem betroffenen Teil (einem zu fotografierenden Bereich) positioniert wird, wird auf diese Weise ein Nullpunkt des Herausragungsbetrags oder Tiefenbetrags in den 3D-Bildern nahe eines betroffenen Teils angepasst und 3D-Bilder, welche nahe an dem sind, was tatsächlich von den menschlichen Augen gesehen wird, werden auf dem Anzeigeabschnitt 300 angezeigt. Dadurch, dass es möglich ist, dass der CP-Winkel der Bildgebungsmodule 120 und 160 angepasst wird, da es unnötig werden kann, dass eine Mehrzahl an Bildgebungsmodulen im Vorfeld vorbereitet werden muss, welche unterschiedliche CP-Winkel aufweisen, gemäß dem Abstand zwischen den Bildgebungsmodulen 120 und 160 und dem zu fotografierenden Bereich (beispielsweise eine Mehrzahl von Bildgebungsmodulen mit CP-Winkeln von 30 Grad, 45 Grad, 75 Grad oder ähnliches), wird es auf diese Weise ferner möglich, die Kosten zu reduzieren.
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Es sollte von den fachkundigen Leuten verstanden werden, dass verschiedene Modifikationen, Kombinationen, Unterkombinationen und Abweichungen auftreten können, abhängig von Gestaltungsvoraussetzungen und anderen Faktoren, insofern als sie innerhalb des Umfangs der angehängten Ansprüche oder deren äquivalenten liegen.
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Dadurch, dass in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die erste Lichtquelle 123a und die zweite Lichtquelle 123b des Bildgebungsmoduls 120 jeweils Licht von unterschiedlichen Wellenlängenbandbreiten emittieren, und dass der Bildsignalverarbeitungsabschnitt 410 einen Filterungsprozess von bestimmten Wellenlängen für die Bildgebungssignale durchführt, kann beispielsweise eine Beobachtung eines betroffenen Teils durchgeführt werden unter Verwendung eines Verfahrens von sogenanntem NBI (Narrow Band Imaging) (eingetragene Marke). Durch Anwenden von NBI auf das Endoskopiegerät 1 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird es möglich, mit 3D-Bildern den Zustand eines betroffenen Teils zu beobachten, welcher nicht mit dem bloßen Auge direkt beobachtet werden kann. Durch Kombination mit einer Vergrößerungsfunktion durch den Anzeigesteuerungsabschnitt 450 wird es ferner möglich, einen betroffenen Teil mit höherem Komfort zu beobachten.
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Zusätzlich kann die vorliegende Technologie auch wie folgt konfiguriert sein.
- (1) Ein Endoskop mit:
einem Objektivtubus, in welchem ein Teil, welcher zumindest ein distales Ende umfasst, in eine Körperhöhle einer zu untersuchenden Person eingeführt wird; und
einem in dem distalen Ende bereitgestellten Bildgebungsmodul, wobei das Bildgebungsmodul mindestens ein Paar von Bildsensoren aufweist, welche parallel unter einer gegeneinander vorgeschriebenen Entfernung angeordnet sind,
wobei das Bildgebungsmodul geschaltet wird zwischen einem Lagerungszustand, in welchem das Bildgebungsmodul innerhalb des Objektivtubus auf eine Weise gelagert wird, dass eine Erstreckungsrichtung von Bildgebungsoberflächen der Bildsensoren eine Richtung entlang einer ersten Richtung wird, welche eine Erstreckungsrichtung des Objektivtubus darstellt, und einem Fotografierzustand, in welchem das Bildgebungsmodul von dem Objektivtubus auf eine Weise herausragt, dass die Erstreckungsrichtung der Bildgebungsoberflächen der Bildsensoren eine Richtung entlang einer zweiten Richtung wird, welche eine andere Richtung als die erste Richtung ist.
- (2) Das Endoskop gemäß (1),
wobei das Bildgebungsmodul innerhalb des Objektivtubus in dem Lagerungszustand auf eine Weise gelagert wird, dass eine Anordnungsrichtung von dem Paar von Bildsensoren die Richtung entlang der ersten Richtung wird.
- (3) Das Endoskop gemäß (1),
wobei das Bildgebungsmodul in dem Lagerungszustand gefaltet ist und innerhalb des Objektivtubus auf eine Weise gelagert wird, dass das Paar von Bildsensoren sich gegenübersteht.
- (4) Das Endoskop gemäß einem von (1) bis (3),
wobei das Paar von Bildsensoren parallel auf eine Weise angeordnet ist, dass ein Kreuzungspunktwinkel, welcher durch die Bildgebungsoberflächen des Paars an Bildsensoren gebildet wird, gleich oder weniger als 180 Grad beträgt.
- (5) Das Endoskop gemäß einem von (1) bis (4),
wobei das Bildgebungsmodul ferner mindestens ein Paar von Lichtquellen umfasst, und
wobei das Paar an Lichtquellen in einer Reihe mit dem Paar von Bildsensoren angeordnet ist.
- (6) Das Endoskop gemäß (5),
wobei das Paar an Lichtquellen an Positionen angeordnet ist, welche das Paar an Bildsensoren zwischen sich einklemmen.
- (7) Das Endoskop gemäß einem von (1) bis (6),
wobei das Bildgebungsmodul einen Rotationsmechanismus zwischen dem Paar an Bildsensoren umfasst, welcher eine Richtung senkrecht zu einer Anordnungsrichtung des Paars an Bildsensoren und parallel zu den Bildgebungsoberflächen des Paars an Bildsensoren als eine Rotationsachsenrichtung setzt,
wobei das Paar an Bildsensoren dazu geeignet ist, durch den Rotationsmechanismus gegenseitig rotiert zu werden,
wobei ein Kreuzungspunktwinkel, welcher durch die Bildgebungsoberflächen des Paars an Bildsensoren gebildet wird, durch den Rotationsmechanismus eingestellt wird.
- (8) Ein Endoskopiegerät mit:
einem Endoskop mit einem Objektivtubus, in welchem ein Teil, welcher zumindest ein distales Ende umfasst, in eine Körperhöhle einer zu untersuchenden Person eingeführt wird, und einem in dem distalen Ende des Objektivtubus bereitgestellten Bildgebungsmodul, wobei das Bildgebungsmodul mindestens ein Paar an Bildsensoren aufweist, welche parallel unter einer gegenseitig vorgeschriebenen Entfernung angeordnet sind und welches geschaltet wird zwischen einem Lagerungszustand, in welchem das Bildgebungsmodul innerhalb des Objektivtubus auf eine Weise gelagert wird, dass eine Erstreckungsrichtung von Bildgebungsoberflächen der Bildsensoren eine Richtung entlang einer ersten Richtung wird, welche eine Erstreckungsrichtung des Objektivtubus darstellt, und einem Fotografierzustand, in welchem das Bildgebungsmodul auf eine Weise aus dem Objektivtubus herausragt, dass die Erstreckungsrichtung der Bildgebungsoberflächen der Bildsensoren eine Richtung entlang einer zweiten Richtung wird, welche eine andere Richtung als die erste Richtung ist; und
einem Bildgebungsmodulbetriebssteuerungsabschnitt, welcher zumindest das Schalten zwischen dem Lagerungszustand und dem Fotografierzustand in dem Bildgebungsmodul steuert.
- (9) Das Endoskopiegerät gemäß (8),
wobei das Bildgebungsmodul einen Rotationsmechanismus zwischen dem Paar an Bildsensoren umfasst, welcher eine Richtung senkrecht zu einer Anordnungsrichtung des Paars an Bildsensoren und parallel zu den Bildgebungsoberflächen des Paars an Bildsensoren als eine Rotationsachsenrichtung setzt,
wobei das Paar an Bildsensoren dazu geeignet ist, von dem Rotationsmechanismus gegenseitig rotiert zu werden, und
wobei der Bildgebungsmodulbetriebssteuerungsabschnitt zusätzlich einen Kreuzungspunktwinkel steuert, welcher durch die Bildgebungsoberflächen des Paars an Bildsensoren in dem Bildgebungsmodul gebildet wird, durch Antreiben des Rotationsmechanismus zum Rotieren.
- (10) Das Endoskopiegerät gemäß (9), ferner mit:
einem Kreuzungspunktwinkelanpassungsbetragsberechnungsabschnitt, welcher einen Anpassungsbetrag des Kreuzungspunktwinkels berechnet, in einem Fall, wo ein Kreuzungspunkt eines Schnittpunktes, wo sich gerade Linien senkrecht zu den Bildgebungsoberflächen des Paars an Bildsensoren schneiden, in einem zu fotografierenden Bereich positioniert wird, auf Basis von Bildsignalen, welche von dem Paar an Bildsensoren aufgenommen wurden,
wobei der Bildgebungsmodulbetriebssteuerungsabschnitt den Kreuzungspunktwinkel während dem Fotografieren innerhalb der Körperhöhle der zu untersuchenden Person auf Basis von dem berechneten Anpassungsbetrag steuert.
- (11) Das Endoskopiegerät gemäß einem von (8) bis (10), ferner mit:
einem dreidimensionalen Bildsignalerzeugungsabschnitt, welcher ein Bildsignal erzeugt zum Anzeigen des Inneren der Körperhöhle der zu untersuchenden Person als ein dreidimensionales Bild auf Basis von Bildsignalen, welche von dem Paar an Bildsensoren aufgenommen wurden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2013-026351 [0001]
- JP 63-294508 A [0006, 0009, 0122]
- JP 600768 A [0006]
- JP 4-500768 A [0009, 0102]
- JP 294508 A [0102]