内窥镜与内窥镜设备.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201410045229.7

申请日:

20140207

公开号:

CN103989451B

公开日:

20170630

当前法律状态:

有效性:

有效

法律详情:

IPC分类号:

A61B1/05,A61B1/06

主分类号:

A61B1/05,A61B1/06

申请人:

索尼公司

发明人:

池永祐一郎

地址:

日本东京

优先权:

2013-026351

专利代理机构:

北京康信知识产权代理有限责任公司

代理人:

余刚;吴孟秋

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内容摘要

提供了一种内窥镜,其包括:透镜镜筒,其中,包括至少一个远端的局部区域插入正在进行测量的个人的体腔内部;以及成像模块,其位于所述透镜镜筒的远端内,所述成像模块具有以相互规定的距离平行设置的至少一对图像传感器。所述成像模块在储存状态和拍摄状态之间进行切换,在所述储存状态中,所述成像模块通过图像传感器的成像表面的延伸方向成为沿着第一方向延伸的方向的方式来储存在所述透镜镜筒内,在所述拍摄状态中,所述成像模块通过图像传感器的成像表面的延伸方向成为沿着第二方向延伸的方向的方式来在所述透镜镜筒的外面伸出。

权利要求书

1.一种内窥镜,包括:透镜镜筒,其中,包括至少一个远端的局部区域插入正在进行测量的个人的体腔内部;成像模块,在所述透镜镜筒的所述远端的外部伸出,所述成像模块包括以距离连接部相互规定的距离对称地设置的至少一对图像传感器;以及成像模块连接部分,包括第一轴和第二轴以及连接所述第一轴和所述第二轴的接合部分,所述第一轴连接至所述成像模块的所述连接部,其中,所述第一轴通过所述接合部分相对于所述第二轴旋转,使得所述成像模块在包括与所述透镜镜筒被插入所述体腔的方向相反的方向上对对象进行立体地成像。 2.根据权利要求1所述的内窥镜,其中,在储存状态中,所述成像模块通过该对图像传感器的设置方向成为沿着作为所述透镜镜筒的延伸方向的第一方向的方向的方式来储存在所述透镜镜筒内。 3.根据权利要求1所述的内窥镜,其中,该对图像传感器通过由该对图像传感器的成像表面形成的交叉点角等于或小于180度的方式来平行设置。 4.根据权利要求1所述的内窥镜,其中,所述成像模块进一步包括至少一对光源;以及其中,该对光源与该对图像传感器设置成一行。 5.根据权利要求4所述的内窥镜,其中,该对光源设置为将该对图像传感器夹在中间的位置。 6.根据权利要求1所述的内窥镜,其中,所述成像模块包括位于该对图像传感器之间的旋转机构,所述旋转机构将与该对图像传感器的设置方向垂直并且与该对图像传感器的成像表面平行的方向设置为旋转轴方向,其中,该对图像传感器能够由所述旋转机构相互旋转,并且其中,由所述旋转机构调节由该对图像传感器的所述成像表面形成的交叉点角。 7.根据权利要求1所述的内窥镜,还包括:成像模块驱动部分,用于驱动所述成像模块在储存状态和拍摄状态之间的切换,其中,所述成像模块连接部分在所述镜筒内沿着所述镜筒延伸的方向延伸,将所述成像模块驱动部分与所述成像模块连接。 8.一种内窥镜设备,包括:内窥镜,其包括:透镜镜筒,其中,包括至少一个远端的局部区域插入正在进行测量的个人的体腔内部;成像模块,在所述透镜镜筒的所述远端的外部伸出,所述成像模块包括以距离连接部相互规定的距离对称地设置的至少一对图像传感器;以及成像模块连接部分,包括第一轴和第二轴以及连接所述第一轴和所述第二轴的接合部分,所述第一轴连接至所述成像模块的所述连接部,其中,所述第一轴通过所述接合部分相对于所述第二轴旋转,使得所述成像模块在包括与所述透镜镜筒被插入所述体腔的方向相反的方向上对对象进行立体地成像;以及成像模块驱动控制部分,其至少控制在所述成像模块内储存状态和拍摄状态之间的切换。 9.根据权利要求8所述的内窥镜设备,其中,所述成像模块包括位于该对图像传感器之间的旋转机构,所述旋转机构将与该对图像传感器的设置方向垂直并且与该对图像传感器的成像表面平行的方向设置为旋转轴方向,其中,该对图像传感器能够由所述旋转机构相互旋转,并且其中,所述成像模块驱动控制部分通过驱动所述旋转机构旋转,来另外控制由所述成像模块内的该对图像传感器的所述成像表面形成的交叉点角。 10.根据权利要求9所述的内窥镜设备,进一步包括:交叉点角度调节量计算部分,在与该对图像传感器的所述成像表面垂直的直线彼此相交的交点的交叉点位于待拍摄的区域内的情况下,根据由该对图像传感器获取的图像信号,来计算所述交叉点角的调节量,其中,在正在进行测量的所述个人的所述体腔内部进行拍摄期间,所述成像模块驱动控制部分根据所述计算的调节量来控制所述交叉点角。 11.根据权利要求8所述的内窥镜设备,进一步包括:三维图像信号生成部分,其根据由这对图像传感器获取的图像信号,来生成图像信号,用于显示正在进行测量的所述个人的所述体腔的内部作为三维图像。 12.根据权利要求8所述的内窥镜设备,其中所述内窥镜进一步包括:成像模块驱动部分,用于驱动所述成像模块在所述储存状态和所述拍摄状态之间的切换,其中,所述成像模块连接部分在所述镜筒内沿着所述镜筒延伸的方向延伸,将所述成像模块驱动部分与所述成像模块连接。

说明书

交叉引用相关申请

本申请要求于2013年2月14日提交的日本优先权专利申请JP2013-026351的权益,该案之全文并入本文中,以作参考。

技术领域

本公开涉及一种内窥镜以及一种内窥镜设备。

背景技术

从尽可能减少对患者(正在进行测量的个人)身体负担的微创治疗的角度来看,已经非常广泛地使用内窥镜来观察(拍摄)患部或对患部进行各种治疗。为了实现这种微创治疗,通常探索插入正在进行测量的个人的体腔内的内窥镜的透镜镜筒的厚度(直径),该厚度等于或小于大约几毫米。

另一方面,近年来,已经广泛使用可将被拍摄的位置显示为三维图像(3D图像)的三维内窥镜(3D内窥镜)。在3D内窥镜中,根据由包含在内窥镜的透镜镜筒的远端内的一对图像传感器中的每个图像传感器获取的像素信号(图像信号),生成3D图像。由于在使用3D内窥镜的同时参照接近人眼实际上可看见的3D图像,可进行各种治疗,所以医生(使用人员)能够更直观地操作内窥镜。

在此处,在3D内窥镜中,为了确保治疗患部的充足的拍摄范围,规定的距离最好保证为在这对图像传感器之间的间隔。然而,在保证该规定的距离的同时将这对图像传感器设置在内窥镜的透镜镜筒的远端内时,该透镜镜筒部分的直径可能增大。因此,已经研制了一种技术,图像传感器储存在透镜镜筒内,同时在正在进行测量的个人的体腔的内部,向上移动到患部,并且在到达患部时,通过允许从透镜镜筒内凸出图像传感器,来进行拍摄。

例如,JP S63-294508A公开了一种立体内窥设备,该设备具有一对成像部分,这对成像部分在透镜镜筒的径向上从透镜镜筒的外表面的相互不同的位置凸出。而且,JP H4-500768A公开了一种内窥镜,该内窥镜具有一对成像部分,这对成像部分包含在位于透镜镜筒的外壁上的相互不同的位置,通过围绕与透镜镜筒的延伸方向平行的旋转轴,相对于透镜镜筒的远端端面的中心偏心地旋转,这对成像部分在透镜镜筒的径向上凸出。

发明内容

另一方面,为了在3D内窥镜内拍摄作为3D图像的质量更高的图像,由这对图像传感器的成像表面形成的角度成为重要因素。由于改变由成像表面形成的角度与改变所谓的会聚角对应,所以在由这些成像表面形成的角度从所期望的角度开始改变时,在3D图像内的凸出量(projection amount)或深度量(depth amount)(用户可看到的图像凸出或缩回量)与从图像传感器直到作为拍摄对象的生物组织的实际距离之间可发生偏差,并且该偏差可成为用户进行直观操作时的障碍。在此处,会聚角为由直线形成的角度,这些直线在与这对图像传感器的成像表面垂直的方向(视觉方向或光轴方向)延伸。

而且,如上所述,在设置这对图像传感器时,由3D内窥镜拍摄的拍摄范围影响间距。通过这种方式,对于在3D内窥镜内的一对图像传感器,在图像传感器之间的间距或由成像表面形成的角度会影响所拍摄的3D图像的质量。

在此处,在JP S63-294508A和JP H4-500768A中公开的技术中,具有图像传感器的成像部分从内窥镜的透镜镜筒的彼此不同的位置中独自凸出。因此,由于机械变形等,所以几何设置关系(例如,在图像传感器之间的间距或由图像传感器的成像表面形成的角度)可能会偏离最初获得的设计值。此外,在JP H4-500768A中所公开的技术中,由于这对图像传感器相对于透镜镜筒的延伸方向从彼此不同的位置中凸出,所以从图像传感器直到拍摄对象的距离均不同。因此,为了获得高质量的3D图像,需要一种复杂的图像信号处理,来校正这种距离差值等,并且这能够造成成本增大。

通过考虑上述情况,已经探索了高质量的3D图像,更稳定地获取这些3D图像,不允许增大透镜镜筒的直径。因此,本公开提出了能够更稳定地获取3D图像的一种新型的并且改进的内窥镜以及内窥镜设备。

根据本公开的一个实施方式,提供了一种内窥镜,包括:透镜镜筒,其中,包括至少一个远端的局部区域插入正在进行测量的个人的体腔内部;以及成像模块,其位于所述透镜镜筒的远端内,所述成像模块具有以相互规定的距离平行设置的至少一对图像传感器。该成像模块在储存状态和拍摄状态之间进行切换,在所述储存状态中,所述成像模块通过图像传感器的成像表面的延伸方向成为沿着作为所述透镜镜筒的延伸方向的第一方向的方向的方式来储存在所述透镜镜筒内,在所述拍摄状态中,所述成像模块通过图像传感器的成像表面的延伸方向成为沿着作为与所述第一方向不同的方向的第二方向延伸的方向的方式来在所述透镜镜筒的外面伸出。

根据本公开的一个实施方式,提供了一种内窥镜设备,包括:内窥镜,其包括:透镜镜筒,其中,包括至少一个远端的局部区域插入正在进行测量的个人的体腔内部;以及成像模块,其位于所述透镜镜筒的远端内,所述成像模块包括以相互规定的距离平行设置的至少一对图像传感器并且在储存状态和拍摄状态之间进行切换,在所述储存状态中,所述成像模块通过图像传感器的成像表面的延伸方向成为沿着作为所述透镜镜筒的延伸方向的第一方向的方向的方式来储存在所述透镜镜筒内,在所述拍摄状态中,所述成像模块通过图像传感器的成像表面的延伸方向成为沿着作为与所述第一方向不同的方向的第二方向延伸的方向的方式来在所述透镜镜筒的外面伸出;以及成像模块驱动控制部分,其至少控制在成像模块内在所述储存状态和所述拍摄状态之间进行切换。

根据本公开的一个实施方式,这对图像传感器可整体地包含在成像模块内。因此,在这对图像传感器之间的距离或由这对图像传感器的成像表面形成的角度更稳定地固定为规定值,并且能够更稳定地获取3D图像。

根据本公开的上述实施方式,能够更稳定地获取三维图像。

附图说明

图1为示出根据本公开的第一实施方式的内窥镜设备的一个配置实例的示意图;

图2A为示出根据第一实施方式的成像模块的示意性配置的上视图;

图2B为示出具有一个不同的交叉点(CP)角的根据第一实施方式的成像模块的示意性配置的侧视图;

图2C为示出具有一个不同的交叉点(CP)角的根据第一实施方式的成像模块的示意性配置的侧视图;

图2D为示出具有一个不同的交叉点(CP)角的根据第一实施方式的成像模块的示意性配置的侧视图;

图3A为用于描述处于储存状态中的根据第一实施方式的内窥镜的示意性配置的解释图;

图3B为用于描述处于拍摄状态中的根据第一实施方式的内窥镜的示意性配置的解释图;

图4为用于描述根据第一实施方式的一个修改实例的处于拍摄状态中的内窥镜的示意性配置的解释图;

图5A为用于描述处于储存状态中的根据本公开的第二实施方式的内窥镜的示意性配置的解释图;以及

图5B为用于描述处于拍摄状态中的根据第二实施方式的内窥镜的示意性配置的解释图。

具体实施方式

在后文中,参照附图,详细描述本公开的优选的实施方式。要注意的是,在该说明书和附图内,需要注意的是,具有基本上相同的功能和结构的结构部件由相同的参考数字表示,并且不重复解释这些结构部件。

按照以下顺序进行描述。

1、第一实施方式

1-1、内窥镜设备的配置

1-2、成像模块的配置

1-3、内窥镜的配置(储存状态与拍摄状态)

2、第二实施方式

2-1、内窥镜的配置(储存状态与拍摄状态)

3、结论

<1、第一实施方式>

【1-1、内窥镜设备的配置】

首先,参照图1,描述根据本公开的第一实施方式的内窥镜设备的示意性配置。图1为示出根据本公开的第一实施方式的内窥镜设备的一个配置实例的示意图。

参照图1,根据本公开的第一实施方式的内窥镜设备1包括内窥镜10和设备主体20。

内窥镜10具有在患者(正在进行测量的个人)的体腔内部拍摄各种生物组织并且为患部进行各种治疗的功能。内窥镜10具有管状,并且将包括该远端的局部区域插入正在进行测量的个人的体腔内部。在内窥镜10的该远端内可包括用于拍摄正在进行测量的个人的生物组织的成像部分、用于对患部进行各种治疗的医疗器械、以及喷出水或空气用于清洗成像部分的透镜的清洗喷嘴等。医生(使用人员)操作内窥镜10,允许该远端在正在进行测量的个人的体腔内部向上移动到患部中,观察(拍摄)在该患部内的所期望的生物组织,并且可为该患部应用各种治疗。要注意的是,在以下描述中,正在由内窥镜10进行测量的个人的一系列处理的名称称为“治疗”。因此,在以下描述中,在“治疗”中包括为正在由内窥镜10进行测量的个人进行的各种处理,例如,通过内窥镜10的拍摄功能来拍摄患部(待拍摄的区域),并且由包含在内窥镜10内的医疗器械为患部应用某种治疗。

在此处,在以下描述中,在内窥镜10的功能之中,主要描述拍摄功能,不详细描述除了该拍摄功能以外的功能(即,医疗器械和清洗喷嘴的功能)。因此,在本实施方式中,主要说明与在内窥镜1中的拍摄功能相关的配置,从所说明的配置中,省略除了该配置以外的配置。而且,虽然在以下描述中将会描述内窥镜10为硬性内窥镜(硬镜)的情况,但是内窥镜10的类型不限于在本实施方式中的实例。例如,内窥镜10可为软性内窥镜(软镜)。

参照图1,详细描述内窥镜10的配置。内窥镜10具有透镜镜筒110、成像模块120、成像模块连接部分130以及成像模块驱动部分140。

透镜镜筒110具有管状,并且在该远端内包含各种机构,例如,成像模块120(与上述成像部分对应)、医疗器械以及清洗喷嘴。这些不同的机构由在透镜镜筒110内部延伸的电缆或电线电气地或机械地连接至设备主体20,并且通过设备主体20的控制来驱动。

而且,必要时,各种机构(例如,成像模块120和医疗器械)被配置为能够储存在透镜镜筒110内部并且在透镜镜筒的外面凸出。例如,在透镜镜筒110插入正在进行测量的个人的体腔内部的阶段,每个机构储存在透镜镜筒110内部,并且在该远端到达患部或待观察位置的阶段,每个机构在透镜镜筒110的外面凸出,并且执行各种处理,例如,拍摄和治疗。要注意的是,在以下描述中,每个机构(尤其是成像模块120)储存在透镜镜筒110内部的状态称为储存状态,并且每个机构(尤其是成像模块120)在透镜镜筒110的外面凸出的状态称为拍摄状态。

而且,虽然在图1中未清晰地显示,但是在透镜镜筒110的延伸方向,在规定的位置可包括接合部分,并且能够替换包括透镜镜筒110的远端的部分,尤其是插入正在进行测量的个人的体腔内部的部分。即,插入正在进行测量的个人的体腔内部的根据本实施方式的内窥镜10的部分可为所谓的一次性的。在与在重复使用该部分的同时进行保养(例如,清洗或消毒)的情况相比时,通过将内窥镜10设置为一次性的,能够进行更卫生的治疗。而且,由于在使用之后无需进行保养(例如,清洗或消毒),所以用于进行这种保养所需要的成本可降低。此外,还产生了一个优点:即使用于进行保养(例如,清洗或消毒)的设备不十分广泛(例如,发展国家的医疗站点等),也可广泛地使用这种内窥镜。然而,根据本实施方式的内窥镜10不限于一次性的,并且通过进行保养(例如,清洗或消毒),可重复使用。

成像模块120具有图像传感器和光源,并且具有在正在进行测量的个人的体腔内部拍摄的功能。在本实施方式中,成像模块120具有以规定的距离平行设置的至少一对图像传感器,并且可获取图像信号,用于通过这些图像传感器生成三维图像(3D图像)。而且,成像模块120的图像传感器可被设置为使在与成像表面垂直的方向延伸的直线大致彼此平行,或者可设置为具有由成像表面形成的角度,该成像表面具有规定角度,以便在与成像表面垂直的方向延伸的直线在拍摄方向(成像表面朝着的方向)彼此相交。在此处,在以下描述中,在成像模块120的至少一对图像传感器中,与成像表面垂直的方向称为图像传感器的光轴方向或图像传感器的视觉方向。在成像模块120的图像传感器被设置为使在这些光轴方向延伸的直线彼此大致平行的情况下,使用所谓的平行方法,可获取用于生成3D图像的图像信号。而且,在成像模块120的图像传感器被设置为使在这些光轴方向延伸的直线在拍摄方向彼此相交的情况下,使用所谓的交叉方法,可获取用于生成3D图像的图像信号。要注意的是,在以下描述中,在与成像表面垂直的方向延伸的直线彼此相交的点称为交叉点(CP)。而且,由成像模块120的这对图像传感器的成像表面形成的角度称为CP拐角,并且CP拐角的角度称为CP角度。随后参照图2A到2D,详细描述成像模块120的配置。

要注意的是,在本实施方式中,不特别限制成像模块120的拍摄形式,并且该拍摄形式可为任何类型的拍摄形式。例如,成像模块120可拍摄活动图像,或者可拍摄静止图像。在成像模块120拍摄活动图像的情况下,拍摄时间可为提前确定的规定时间,并且可控制拍摄时间,以便由设备主体20在规定的时间进行拍摄。此外,由成像模块120拍摄的图像可为彩色图像或者可为单色图像。

成像模块连接部分130包含在透镜镜筒110的内部,并且电气地或机械地连接成像模块120和设备主体20。具体而言,成像模块连接部分130具有轴、弹簧、电线、电缆等,一端连接至成像模块120,另一端通过成像模块驱动部分140连接至设备主体20。例如,在能够相互传输和接收信号的状态中,成像模块连接部分130通过电缆连接至成像模块120和设备主体20,并且将与涉及拍摄条件(与拍摄有关的各种条件,例如,从曝光或光源中辐射的光的亮度或CP角以及会聚角的角度)的各种控制相关的信号从设备主体20中传输给成像模块120,并且将图像信号从成像模块120中传输给设备主体20。而且,通过设备主体20的控制,由成像模块驱动部分140驱动成像模块连接部分130,并且例如,通过轴等在透镜镜筒110的外面推动成像模块120,该成像模块连接部分可转换为拍摄状态,并且通过在透镜镜筒110的内部牵引成像模块120,该成像模块连接部分可转换为储存状态。

成像模块驱动部分140通过设备主体20的控制来控制成像模块连接部分130的驱动。具体而言,例如,通过允许成像模块连接部分130的构成部件(例如,轴或弹簧)以规定的条件进行操作,成像模块驱动部分140在成像模块120的储存状态与拍摄状态之间进行转换。要注意的是,随后,参照图3A和图3B,如上所述,详细描述成像模块连接部分130和成像模块驱动部分140在储存状态与拍摄状态之间进行的切换。

接下面,描述设备主体20的配置。设备主体20包括输入部分200、显示部分300以及控制部分400。

输入部分200为用于将各种信息输入内窥镜设备1中的接口。从输入部分200中输入的各种信息输入到控制部分400中,并且控制部分400根据该信息执行各种处理。具体而言,例如,输入部分200为由用户操作的操作机构,例如,鼠标、键盘、按钮、开关或杠杆。而且,例如,输入部分200可为使用红外线或其他电波的遥控机构(所谓的遥控器),或者可为外部连接装置,例如,PDA。此外,例如,输入部分200由输入控制电路等构成,该输入控制电路等根据由正在使用上述操作机构的用户输入的信息来生成输入信号,并且将该生成的输入信号输出给控制部分400。通过操作该输入部分200,内窥镜设备1的用户可将各种数据输入内窥镜设备1中并且可规定处理操作。

具体而言,例如,通过将各种命令(信号)从输入部分200中输入后面要描述的成像模块驱动控制部分440中,可在内窥镜10的成像模块120内控制各种操作。成像模块120的操作可在拍摄状态与储存状态之间进行转换,并且可改变拍摄条件等。

显示部分300为输出装置的一个实例,由能够在显示屏(例如,监视器或显示器)上显示各种信息的装置构成,并且在视觉上通知用户。例如,作为这种装置,具有显示装置,例如,CRT显示装置、液晶显示装置、等离子体显示装置或EL显示装置。通过随后描述的显示控制部分450的控制,显示部分300在该显示屏上显示由内窥镜设备1执行的各种处理所获得的结果,这些结果具有例如文本或图像的形式。例如,显示部分300可在该显示屏上在三维中实时显示由成像模块120拍摄的位于正在进行测量的个人的体腔内部的图像,作为活动图像。然而,在本实施方式中,由显示部分300显示的位于体腔内部的图像不限于这种实例,并且显示部分300可显示二维图像或者可显示静止图像。

控制部分400通过整体的方式控制内窥镜设备1,并且控制在内窥镜10内的各种操作。要注意的是,由于在控制部分400的功能之中,除了在内窥镜10内控制拍摄功能以外的功能(例如,控制例如医疗器械和清洗喷嘴操作的功能)与用于已知的内窥镜设备的控制部分的功能相同,所以不详细描述这些功能,并且在此处,主要描述与拍摄功能的控制相关的功能。

控制部分400具有图像信号处理部分410、3D图像信号生成部分420、交叉点(CP)角度调节量计算部分430、成像模块驱动控制部分440以及显示控制部分450。

图像信号处理部分410从成像模块120中接收与由成像模块120的图像传感器拍摄的图像相关的信号(图像信号),并且为这些图像信号应用各种信号处理。在此处,可处理各种信号处理,这些信号处理在图像信号内校正噪声分量或亮度,并且包括例如校正像素缺陷的处理、校正光学黑色电平的处理、校正阴影特征的处理以及校正亮度的处理(伽玛校正处理)。然而,由图像信号处理部分410执行的信号处理不限于这些处理,并且必要时可执行在图像处理技术中的任何已知的信号处理。例如,图像信号处理部分410可执行过滤处理,该处理切割图像信号的特定波长的分量。而且,如上所述,由于在本实施方式中的成像模块120具有至少一对图像传感器,所以将至少两种图像信号输入图像信号处理部分410中。图像信号处理部分410可为这两种图像信号中的每个执行各种图像信号处理。图像信号处理部分410将应用各种信号处理的图像信号传输给3D图像信号生成部分420。

通过使用从图像信号处理部分410中接收的图像信号,3D图像信号生成部分420为3D图像生成图像信号。在此处,为了允许使用人员根据由成像模块120的至少一对图像传感器获取的图像信号,在正在测量的个人的体腔内部识别作为3D图像的图像,可具有一种所谓的处理,在该处理中,通过用于3D图像的信号,生成左眼和右眼的图像信号。要注意的是,在本实施方式中,不限制显示3D图像的形式,并且例如,可使用所谓的已知的显示器,例如,玻璃型或裸眼型。而且,在本实施方式中,不限制显示3D图像的方法,并且例如,根据成像模块120的配置,可选择所谓的平行方法和交叉方法中的至少一个。通过这种方式,在3D图像信号生成部分420内,可执行各种信号处理,这些处理与3D图像的所谓的已知显示形式和显示方法对应。3D图像信号生成部分420将3D图像的生成的图像信号传输给CP角度调节量计算部分430和显示控制部分450。

CP角度调节量计算部分430根据用于3D图像的经传输的图像信号,计算成像模块120的CP角的调节量,以便调节从成像模块120直到CP的距离。在本实施方式中,随后参照图2A到图2D进行描述,通过允许在成像模块120内调节CP角,可调节从成像模块120和图像传感器直到CP的距离。例如,CP角度调节量计算部分430可计算CP角的调节量,以便CP位于在正在进行测量的个人的体腔内部待拍摄的区域内。在此处,在3D图像内,从成像模块120和图像传感器直到CP的距离与该凸出量或深度量(用户可看到的图像凸出或缩回量)密切相关。因此,由于通过调节CP角度,以便CP位于待拍摄的区域内,在3D图像内的凸出量或深度量的零点被调节为靠近待拍摄的区域(例如,待观察的位置),所以在用户参照3D图像进行各种治疗时,能够通过更直观的操作进行治疗。CP角度调节量计算部分430将所计算的CP角的调节量传输给成像模块驱动控制部分440。

成像模块驱动控制部分440在内窥镜10的成像模块120内控制各种机构的驱动。例如,成像模块驱动控制部分440控制成像模块120的图像传感器的驱动,并且可允许改变与拍摄相关的各种条件,例如,曝光或拍摄时间。而且,例如,成像模块驱动控制部分440控制成像模块120的光源的驱动,可允许从这些光源中以规定的时间照射光,并且可允许调节这些光源的光量。此外,例如,成像模块驱动控制部分440可通过控制成像模块连接部分130的驱动,来机械地或电气地控制成像模块120的操作,并且可允许在储存状态与拍摄状态之间进行转换。而且,成像模块驱动控制部分440可允许根据由CP角度调节量计算部分430计算的CP角的调节量来改变成像模块120的CP角。

在此处,如上所述,内窥镜10可具有除了拍摄功能以外的机构,例如,用于对患部进行各种治疗的医疗器械或者用于清洗成像模块120的清洗喷嘴等。因此,内窥镜设备1可另外具有在内窥镜10内驱动这些机构的内窥镜驱动部分或者完全控制这些机构的驱动的内窥镜驱动控制部分。即,内窥镜10可另外具有内窥镜驱动部分,该驱动部分驱动通用内窥镜的各种已知的机构,例如,包括各种医疗器械或清洗喷嘴等机构,并且控制部分400可另外具有内窥镜驱动控制部分,用于控制该内窥镜驱动部分驱动内窥镜。

而且,在本实施方式中,通过成像模块驱动控制部分440和内窥镜驱动控制部分的内窥镜10的驱动的控制,可以根据提前输入内窥镜设备1中的程序等自动控制,或者可以通过用户在任意时间经由输入部分200将控制内容输入到成像驱动控制部分440和内窥镜驱动控制部分而执行。例如,通过程序可控制成像模块驱动控制部分440驱动成像模块120,以便在成像模块120的储存状态和拍摄状态之间的转换自动从在内窥镜10的远端在患者的体腔内部移动时的储存状态变成在内窥镜10的远端到达在患者的体腔内部待拍摄的区域时的拍摄状态。而且,例如,可控制成像模块驱动控制部分440驱动成像模块120,以便由用户通过输入部分200进行的操作,在任意的时间在成像模块120的储存状态和拍摄状态之间进行切换。通过这种方式,用于驱动内窥镜10的控制的指令可由程序等自动提供给成像模块驱动控制部分440和内窥镜驱动控制部分,以便内窥镜10在规定的时间进行规定的驱动,或者可由使用人员在外部提供,以便内窥镜10在规定的时间进行规定的驱动。因此,在本实施方式中,不特别限制将与内窥镜10的驱动控制相关的命令提供给成像模块驱动控制部分440和内窥镜驱动控制部分的方法,并且考虑到使用人员的方便性或者在进行治疗时的安全性,可任意地选择该方法。

显示控制部分450进行在显示部分300的显示屏上显示各种数据的控制。例如,显示控制部分450允许在显示部分300的显示屏上实时地作为活动图像显示的由成像模块120拍摄的各种图像。而且,显示控制部分450可允许在显示部分300的显示屏上显示在进行治疗时必要的与正在进行测量的个人相关的各种信息(例如,主体数据(例如,身高或体重)以及患者的个人数据(例如,先前的医疗历史(病史))。要注意的是,允许由显示控制部分450在显示部分300的显示屏上显示的图像不限于3D图像,并且可为二维图像(2D图像)或者可为静止图像。而且,必要时,显示控制部分450可进行控制,例如,通过扩大(放大)允许在显示部分300的显示屏上显示的图像的局部区域,允许进行显示。

在此处,虽然在图1中未清晰地显示,但是内窥镜设备1可另外包括以下构成部件中的每个。

例如,内窥镜设备1可另外包括储存部分,该储存部分储存在内窥镜设备1内处理的各种数据以及处理结果。例如,该储存部分可由磁储存装置(例如,HDD(硬盘驱动器))、半导体储存装置、光储存装置或磁光储存装置构成,并且不限制这些装置的类型。该储存部分可储存由控制部分400执行的程序或各种数据或从外面获取的各种数据。例如,该储存部分可储存正在进行测量的个人的体腔内部的图像,这些图像已经作为历史由成像模块120拍摄。而且,该储存部分可储存与正在进行测量的个人相关的各种信息,根据医疗(例如,患者的个人数据),需要这些信息。此外,该储存部分可储存与通过使用内窥镜设备1为正在进行测量的个人进行的各种治疗相关的记录。而且,必要时,显示控制部分450可在显示部分300的显示屏上显示储存在该储存部分内的各种这样的信息。

而且,例如,内窥镜设备1可另外包括通信部分,该通信部分将内窥镜设备1连接至能够相互通信的其他外部设备中。无论是有线还是无线的通信形式,所谓的已知通信系统都可用于该通信部分的通信形式。而且,该通信部分可通过各种通信网络连接至任意的外部设备,或者可直接连接至任意的外部设备。内窥镜设备1可通过该通信部分将储存在上述储存部分内的各种信息传输给该外部设备。例如,在在储存设备(例如,在医院内的数据服务器)内共同管理与正在进行测量的个人相关的各种信息的情况下,内窥镜设备1可通过该通信部分将与医疗结果相关的信息(例如,正在进行测量的个人的患部的观察结果或治疗结果)传输给该数据服务器,并且可在进行治疗之前,从该数据服务器中接收与正在进行测量的个人相关的各种信息。

而且,例如,内窥镜设备1可另外包括显示装置(例如,灯具)或语音输出装置(例如,扬声器)。例如,在内窥镜设备1的操作期间发生问题的情况下,通过允许点亮该灯具或通过发出警告声音(例如,扬声器的蜂鸣声或警报),可通知使用人员该事实。

迄今为止,参照图1,已经详细显示了根据本实施方式的内窥镜设备1的功能的一个实例,尤其是控制部分400的功能的一个实例。要注意的是,可使用通用部件或电路来构成内窥镜设备1的每个构成部件,或者可由专用于每个构成部件的功能的硬件来构成每个构成部件。而且,CPU(中央处理单元)等可控制控制部分400的每个构成部件的所有功能。因此,根据在实现本实施方式时的技术水平,能够任意地改变要使用的配置。

而且,如上所述,根据本实施方式,能够产生计算机程序,用于实现内窥镜设备1和/或控制部分400的每个功能,并且在个人计算机等内能够实现计算机程序。而且,可提供记录介质,该记录介质能够由储存这种计算机程序的计算机读取。例如,该记录介质为磁盘、光盘、磁光盘、闪速存储器等。而且,可通过网络分布上述计算机程序,无需使用例如记录介质。

【1-2、成像模块的配置】

接下来,参照图2A到2D,详细描述在图1中所示的成像模块120的配置。图2A为示出根据第一实施方式的成像模块120的示意性配置的上视图。图2B到图2D为示出具有一个不同的交叉点(CP)角的根据第一实施方式的成像模块120的示意性配置的侧视图。

首先,参照图2A,通过利用连接部分125将第一成像部分120a与第二成像部分120b相结合,构成成像模块120。第一成像部分120a具有第一衬底121a、第一图像传感器122a、第一光源123a以及第一电缆连接器部分124a。而且,第二成像部分120b具有第二衬底121b、第二图像传感器122b、第二光源123b以及第二电缆连接器部分124b。而且,第一成像部分120a和第二成像部分120b在成像模块120内连接,以便对称地夹入连接部分125。通过这种方式,通过使一对成像部分(第一成像部分120a和第二成像部分120b)对称地设置在成像模块120内,可使用由每个成像部分获取的用于左右眼的所谓的图像信号,来生成3D图像。

在第一成像部分120a内,第一衬底121a具有大致矩形,第一图像传感器122a、第一光源123a以及第一电缆连接器部分124a被设置在一个表面上,以便在沿着第一衬底121a的长边的方向在一行内对齐。而且,最靠近第一图像传感器122a的短边(也是第一衬底121a的一个短边),通过连接部分125连接至第二衬底121b的一个短边。而且,在第二成像部分120b内,第二图像传感器122b、第二光源123b以及第二电缆连接器部分124b设置在位于与第一衬底121a的侧边相同的侧边的表面上的第二衬底121b上,以便与第一成像部分120a的每个部件对称地设置,并且夹入连接部分125。要注意的是,在以下描述中,在第一衬底121a和第二衬底121b内,每个部件设置在一个侧边上,该侧边称为成像模块120的上侧或表面侧。而且,与该表面侧相反的侧边称为成像模块120的背面。而且,通过这种方式,由于第一成像部分120a和第二成像部分120b在成像模块120内具有对称的配置,所以在以下描述中,主要描述第一成像部分120a的每个构成部件,并且不详细描述第二成像部分120b。

第一图像传感器122a具有成像表面,光接收部件在该表面上设置为二维形状,并且将入射到该成像表面中的光转换成与该光量对应的电信号。通过依次为由一个或多个光接收部件构成的每个像素读取这些电信号,获得与入射光对应的图像信号。要注意的是,根据拍摄条件,由成像模块驱动控制部分440任意地控制在第一图像传感器122a内重置每个光接收部件(清空在光接收部件内累积的载流子)的时间以及为每个像素读取图像信号的时间,即,打开和关闭电子快门的时间(拍摄时间)。例如,根据在成像模块120的周围的亮度等(其根据第一光源123a的驱动条件变化),成像模块驱动控制部分440可控制拍摄时间、曝光等。而且,例如,如果具有拍摄活动图像或穿透式图像的情况,那么成像模块驱动控制部分440可在规定的拍摄时间从第一图像传感器122a中连续地读取图像信号。

要注意的是,在本实施方式中,不特别限制第一图像传感器122a的类型,并且可使用所谓的已知图像传感器。例如,第一图像传感器122a可为CMOS传感器或者可为CCD传感器。然而,在本实施方式中,优选地将敏感度更高的图像传感器用于第一图像传感器122a(例如由背面照明型传感器(rear surface illumination type sensor)代表)。这是因为由于人类的体腔的内部通常黑暗,所以最好使用敏感度更高的图像传感器,以便拍摄更清晰的图像。

在成像模块120内进行拍摄时,第一光源123a将光照射到待拍摄的区域中。在第一光源123a中,由成像模块驱动控制部分440控制该驱动,并且控制照射光的时间或该光量。例如,根据所拍摄的位置,通过考虑由第一图像传感器122a拍摄的图像的亮度等,成像模块驱动控制部分440可任意地调节第一光源123a的光量。而且,例如,根据第一图像传感器122a的拍摄时间,成像模块驱动控制部分440可控制第一光源123a发光的时间。

具体而言,第一光源123a可为LED。在第一光源123a为LED的情况下,通过调节应用于该LED的电流量,成像模块驱动控制部分440可控制该光量、发光的时间等,而且,该LED可为例如白色LED。然而,由第一光源123a照射的光不限于白色,并且根据该拍摄目的,可使用具有特定波长的带宽的光。例如,由第一光源123a照射的光可为波长为700nm到900nm的近红外光。在第一光源123a照射近红外光的情况下,例如,可使用荧光标记符(例如,ICG(吲哚菁绿)溶液)来观察患部。要注意的是,在第一图像传感器122a照射近红外光的情况下,具有成像特征的图像传感器(对于与近红外光对应的波长,具有高光谱敏感度)例如可用作第一图像传感器122a。而且,可构成成像模块120的第一光源123a和第二光源123b,以便照射具有相互不同的波长带宽的光,或者可构成第一光源123a和第二光源123b,以便一个光源照射白光,另一个光源照射近红外光。在第一光源123a和第二光源123b照射具有相互不同的波长带宽的光的情况下,通过控制成像模块驱动控制部分440,根据拍摄目的,可切换照射到待拍摄的区域中的光的波长。

第一电缆连接器部分124a为将成像模块120电连接至成像模块驱动部分140或设备主体20的接口。第一图像传感器122a和第一光源123a通过电缆等(在图中未显示)电连接至电缆连接器部分124a,并且第一电缆连接器部分124a通过在透镜镜筒110内部延伸的另一个额外的电缆等(在图中未显示)连接至成像模块驱动部分140或设备主体20。即,第一图像传感器122a和第一光源123a通过第一电缆连接器部分124a电连接至成像模块驱动部分140或设备主体20,并且互相交互各种信息。例如,使第一图像传感器122a和第一光源123a经由第一电缆连接器部分124a连接至成像模块驱动部分140,从而进行这种驱动。而且,例如,第一图像传感器122a经由第一电缆连接器部分124a连接至设备主体20的图像信号处理部分410,并且可将所获取的图像信号传输给图像信号处理部分410。要注意的是,例如,直接连接电缆(例如,压力触点)的方法可用于第一电缆连接器部分124a与各种电缆的连接方法。由于不需要另一个配置来连接电缆,所以通过将电缆直接连接至第一电缆连接器部分124a,可减少第一电缆连接器部分124a所占据的容量,并且能够使成像模块120更小。

迄今为止,参照图2A,已经描述了第一成像部分120a的配置。如上所述,在成像模块120内,通过夹入连接部分125,对称地设置第一成像部分120a以及具有与第一成像部分120a的配置相似的配置的第二成像部分120b。因此,如图2A中所示,在本实施方式中,在第一衬底121a和第二衬底121b上,将第一电缆连接器部分124a、第一光源123a、第一图像传感器122a、第二图像传感器122b、第二光源123b以及第二电缆连接器部分124b按照这种顺序设置成一行。在此处,在以下描述中,连接第一图像传感器122a和第二图像传感器122b的成像表面的中心的直线的方向限定为X轴。即,在图2A中,X轴为第一衬底121a和第二衬底121b的长边方向。而且,在与第一图像传感器122a和第二图像传感器122b的成像表面平行的方向,与X轴相互垂直的方向限定为Y轴。即,在图2A中,Y轴为第一衬底121a和第二衬底121b的短边方向(在图中为表面的深度方向)。此外,与X轴和Y轴相互垂直的方向限定为Z轴。即,在图2A中,Z轴为与第一图像传感器122a和第二图像传感器122b的成像表面垂直的方向(第一图像传感器122a和第二图像传感器122b的视觉方向或光轴方向)。而且,在图2A中,第一图像传感器122a和第二图像传感器122b的成像表面面对面的方向限定为Z轴的正方向。Z轴的正方向与在成像模块120内的拍摄方向对应。

在此处,在图2A中所示的实例中,虽然已经描述了第一图像传感器122a和第二图像传感器122b设置在成像模块120内以便由第一图像传感器122a的成像表面和第二图像传感器122b的成像表面形成的角度(即,CP角)大约为180度的情况,但是在本实施方式中,设置第一图像传感器122a和第二图像传感器122b的成像表面,以便具有小于180度的规定的CP角。在CP角为180度的情况下,根据由第一成像部分120a和第二成像部分120b获取的图像信号,使用所谓的平行方法,来显示3D图像。另一方面,在CP角小于180度的情况下,根据由第一成像部分120a和第二成像部分120b获取的图像信号,使用所谓的相交方法,来显示3D图像。在本实施方式中,虽然可由任何方法执行3D图像显示处理,但是最好使用相交方法,通过该方法,根据3D图像信号的生成处理,图像信号的处理量通常较小。这是因为,如果根据3D图像信号的生成处理,信号处理量较小,那么在显示部分300上显示由成像模块120获取的图像信号时,可做出更快速的响应。在成像模块120拍摄待拍摄的区域,并且随后直到在显示部分300上显示该图像之前的延迟较大时,在参照在显示部分300上显示的图像的同时执行内窥镜10的操作的用户难以进行直观操作。因此,在本实施方式中,从尽可能多地减少该潜伏期的角度来看,最好使用相交方法。在后文中,参照图2B到图2D,描述CP角小于180度的成像模块120的配置。

图2B示出了CP角小于180度的成像模块120的一个实例,并且该CP角为177度。即,第一成像部分120a和第二成像部分120b通过连接部分125连接,以便由第一衬底121a和第二衬底121b与X轴形成的角度β1变成1.5度。

在此处,如图2B中所示,在第一图像传感器122a和第二图像传感器122b的光轴方向延伸的直线彼此相交的点为CP。而且,由在第一图像传感器122a和第二图像传感器122b的光轴方向延伸的直线形成的角度α1为在CP中的会聚角。而且,在以下描述中,例如,从连接部分125直到位于成像模块120的中心的CP的距离称为CP距离。要注意的是,在图2B到图2D中,Z轴方向为该CP距离的方向。

在此处,通过调节CP距离,可调节在由成像模块120拍摄的3D图像内的凸出量或深度量的零点。例如,通过拍摄条件(例如,CP位于待拍摄的区域内,即,例如,从成像模块120直到待拍摄的区域的距离成为CP距离)来进行拍摄,可获得3D图像(其中,定位该CP的位置被设为零点)。CP距离在几何上由在CP角(即,由第一图像传感器122a的成像表面和第二图像传感器122b的成像表面形成的角度)与第一图像传感器122a和第二图像传感器122b之间的设置间距决定。即,可确定在成像模块120内的第一图像传感器122a和第二图像传感器122b的设置位置,以便具有所需的CP距离。在图2B中所示的实例中,调节在成像模块120内的第一图像传感器122a和第二图像传感器122b的设置位置,以便CP距离h1变成大约152mm。

图2C示出了CP角小于180度的成像模块120的一个实例,该CP角为174度,并且会聚角为α2。即,第一成像部分120a和第二成像部分120b通过连接部分125连接,以便由第一衬底121a和第二衬底121b与X轴形成的角度β2变成3.0度。在图2C中所示的实例中,调节在成像模块120内的第一图像传感器122a和第二图像传感器122b的设置位置,以便CP距离h2变成大约76.3mm。

图2D示出了CP角小于180度的成像模块120的一个实例,该CP角为171度,并且会聚角为α3。即,第一成像部分120a和第二成像部分120b通过连接部分125连接,以便由第一衬底121a和第二衬底121b与X轴形成的角度β3变成4.5度。在图2D中所示的实例中,调节在成像模块120内的第一图像传感器122a和第二图像传感器122b的设置位置,以便CP距离h3变成大约50.8mm。

迄今为止,参照图2A到图2D,已经详细描述了根据第一实施方式的成像模块120的配置。要注意的是,虽然具有在图2A到图2D中所示的4种CP角的成像模块120的配置已经在此处描述为根据第一实施方式的成像模块120的配置的实例,但是根据本实施方式的成像模块120不限于这种实例,并且可具有一种配置,该配置具有另一个CP角。而且,成像模块120的CP角可固定为规定值,或者改变CP角的功能可包含在成像模块120内,并且可改变CP角。

在CP角固定为规定值的情况下,提前准备具有相互不同的CP角的多个成像模块120,作为成像模块120,例如,如图2B到图2D中所示,并且能够在内窥镜10的远端内替换所述多个成像模块120。而且,从CP靠近在成像模块120内的待拍摄的区域的角度来看,根据患部的位置,可不同地使用所述多个成像模块120。例如,在患部位于体腔内部较窄的位置的情况下,由于假设通过在成像模块120与待拍摄的区域之间的距离较短的条件,进行拍摄,所以可使用CP角更小并且CP距离更短的成像模块120。以及,例如,在患部位于体腔内部较宽的位置的情况下,由于假设通过在成像模块120与待拍摄的区域之间的距离较长的条件,进行拍摄,所以可使用CP角更大并且CP距离更长的成像模块120。

另一方面,在CP角可改变的情况下,例如,在连接部分125内包含驱动机构(例如,电机或致动器),并且通过将Y轴方向设置为围绕连接部分125的旋转轴方向,第一衬底121a和第二衬底121b通过该驱动机构能够相互旋转。即,成像模块120在第一图像传感器122a和第二图像传感器122b之间具有旋转机构,该旋转机构将与第一图像传感器122a和第二图像传感器122b的成像表面平行的方向设置为旋转轴方向,在与第一图像传感器122a和第二图像传感器122b的设置方向垂直的方向,第一图像传感器122a和第二图像传感器122b能够通过该旋转机构来相互旋转,并且通过该旋转机构可调节该CP角。

而且,在CP角可改变的情况下,用于调节这种CP角的在连接部分125内的旋转机构的驱动可由设备主体20的成像模块驱动控制部分440控制。即,通过允许驱动在连接部分125内的旋转机构,成像模块驱动控制部分440可调节成像模块120的CP角。

具体而言,如上面在“1-1、内窥镜设备的配置”中所述,首先,在由成像模块120的第一图像传感器122a和第二图像传感器122b获取图像信号时,图像信号处理部分410将各种信号处理应用于这些图像信号中。而且,由3D图像信号生成部分420从这些图像信号中生成用于3D图像的信号,并且在显示部分300上显示由显示控制部分450拍摄的患部的3D图像。在此处,在显示部分300上显示的3D图像的凸出量或深度量可能不太合适。因此,由于CP角调节量计算部分430根据为3D图像生成的信号在成像模块120内调节CP距离,所以计算成像模块120的CP角的调节量。具体而言,由CP角调节量计算部分430计算CP角的调节量,用于在患部(待拍摄的区域)定位CP。将与该计算的调节量相关的信息传输给成像模块驱动控制部分440,并且根据该调节量,通过允许驱动在成像模块120的连接部分125内的旋转机构,成像模块驱动控制部分440调节成像模块120的CP角。通过这种方式,调节成像模块120的CP角,以便在患部(待拍摄的区域)定位CP,3D图像中的凸出量或深度量的零点被调节至所述患部附近,并且在显示部分300上显示更接近人眼所见的3D图像。

【1-3、内窥镜的配置(储存状态与拍摄状态)】

接下来,参照图3A和图3B,详细描述在储存状态和拍摄状态中的根据第一实施方式的内窥镜10的配置。如上面在“1-1、内窥镜设备的配置”中所述,在第一实施方式中,内窥镜10在储存状态与拍摄状态之间进行切换,在储存状态中,成像模块120储存在透镜镜筒110内,在拍摄状态中,成像模块120从透镜镜筒110中伸出。具体而言,例如,在透镜镜筒110的远端在正在进行测量的个人的体腔内部向上移动到患部时,内窥镜10处于储存状态中,并且在透镜镜筒110的远端到达患部时,转换成拍摄状态,并且对患部进行拍摄。在后文中,参照图3A和图3B,描述在这种储存状态和拍摄状态中的根据第一实施方式的内窥镜10的配置。要注意的是,为了简单起见,在图3A和图3B中仅仅说明内窥镜10,即,在图1中所示的内窥镜设备1之中的透镜镜筒110、成像模块120、成像模块连接部分130以及成像模块驱动部分140,省略对这些元件以外的构成部件进行说明。而且,为了简单起见,在图3A和图3B中仅仅说明位于该远端附近的透镜镜筒110和成像模块连接部分130的配置。此外,为了描述在透镜镜筒110内的成像模块120和成像模块连接部分130的配置,仅仅使用虚线示出透镜镜筒的轮廓。在此处,图3A和图3B示意性展示了处于储存状态中以及处于拍摄状态中的内窥镜10的配置,并且每个构成部件的尺寸等不限于在图3A和图3B中所示的实例。而且,在图3A和图3B中,透镜镜筒110的延伸方向限定为X轴,并且此外,透镜镜筒110的远端方向限定为X轴的正方向。

首先,参照图3A,描述在储存状态中的根据第一实施方式的内窥镜10。图3A为用于描述处于储存状态中的根据第一实施方式的内窥镜10的示意性配置的解释图。

参照图3A,在第一实施方式中,成像模块120在储存状态中储存在透镜镜筒110内,以便第一图像传感器122a和第二图像传感器122b的成像表面的延伸方向成为透镜镜筒110的延伸方向。具体而言,如图3A中所示,成像模块120可储存在透镜镜筒110内,以便第一图像传感器122a和第二图像传感器122b的设置方向成为沿着透镜镜筒110的延伸方向的方向。

而且,通过在透镜镜筒110内沿着透镜镜筒110的延伸方向延伸的成像模块连接部分130,成像模块120连接至成像模块驱动部分140。在此处,成像模块连接部分130具有第一轴131、接合部分132、第二轴133以及弹性部件134。

第一轴131的一端连接至成像模块驱动部分140,并且由成像模块驱动部分140控制该驱动。具体而言,例如,通过在X轴的正方向或负方向为第一轴131施加力量,成像模块驱动部分140可允许第一轴131在X轴方向移动。而且,第一轴131的另一端通过接合部分132连接至第二轴133的一端。

接合部分132为具有旋转轴的接合机构,并且使第一轴131和第二轴133可旋转地彼此连接。而且,在与连接至接合部分132的侧边相反的侧边上的第二轴133的端部连接至成像模块120。例如,第二轴133的一端在成像模块120的背面上靠近连接部分125连接。然而,第二轴133连接至成像模块120的位置不限于这种实例,并且如果具有在储存状态与拍摄状态之间顺利地进行转换的位置,那么不限制该连接位置。

而且,弹性部件134在成像模块驱动部分140和第二轴133之间延伸,以便沿着第一轴131和第二轴133延伸。要注意的是,不特别限制弹性部件134的类型,并且可使用任何类型的弹性体。在本实施方式中,例如,弹性部件134为拉簧。在此处,将接合部分132设置为旋转轴,并且弹性部件134在相对于第一轴131构成大约90度的角度的方向为第二轴133施加拉力。即,弹性部件134为第二轴133施加拉力,以便允许第二轴133在与透镜镜筒110的延伸方向大致垂直的方向延伸。例如,在图3A中所示的实例中,在第二轴133相对于第一轴131构成角度的方向(即,在图中的上部方向),由弹性部件134为第二轴133施加拉力,以便成像模块120的拍摄方向朝着X轴方向。然而,如图3A中所示,在储存状态中,使成像模块120挂在透镜镜筒110的内壁上,由弹性部件134限制允许第二轴133相对第一轴131旋转的运动。在此处,在图3A和图3B的以下描述中,弹性部件134允许第二轴133延伸的方向(在图中的垂直方向)限定为Y轴。

接下来,参照图3B,描述处于拍摄状态中的根据第一实施方式的内窥镜10。图3B为用于描述处于拍摄状态中的根据第一实施方式的内窥镜10的示意性配置的解释图。然而,图3B示意性示出了内窥镜10的配置,并且并不表示每个构成部件的尺寸等限于在图3B中所示的实例。

参照图3B,在第一实施方式中,成像模块120在拍摄状态中在透镜镜筒110的外面伸出,以便第一图像传感器122a和第二图像传感器122b的成像表面的延伸方向成为沿着与透镜镜筒110的延伸方向不同的方向延伸的方向。具体而言,如图3B中所示,成像模块120可从透镜镜筒110中伸出,以便第一图像传感器122a和第二图像传感器122b的设置方向成为沿着与透镜镜筒110的延伸方向大致垂直的方向的方向(Y轴方向)。

在从储存状态转换到拍摄状态的情况下,在图3A中所示的储存状态中,在X轴的正方向,由成像模块驱动部分140从透镜镜筒110的里面推出成像模块连接部分130和成像模块120。由于在成像模块120完全从透镜镜筒110的外面伸出时,允许第二轴133通过弹性部件134旋转的力量的约束消失,所以第二轴133围绕接合部分132在相对于第一轴131大约为90度的方向(Y轴方向)构成角度,并且转换成拍摄状态。

在此处,在本实施方式中,允许弹性部件134旋转第二轴133旋转的方向可为沿着与透镜镜筒110的延伸方向不同的方向的任何方向,并且不限于在图3B中所示的实例。然而,在本实施方式中,在拍摄状态中,第二轴133的延伸方向以及成像模块120的拍摄方向彼此相关,具体而言,如图3B中所示,成像模块120的第一图像传感器122a和第二图像传感器122b的设置方向成为沿着第二轴133的延伸方向的方向。而且,在成像模块120中,第一图像传感器122a和第二图像传感器122b的光轴方向(即,具有CP的方向)变成拍摄方向。因此,根据患部的形状或位置,可任意地确定第二轴133的延伸方向,以便成像模块120的拍摄方向变成所需方向。

而且,在第一实施方式中,使旋转驱动机构(例如,电机或致动器)包含在成像模块120的连接部分125内,在成像模块120内可控制CP角。在旋转驱动机构包含在连接部分125内的情况下,例如,该旋转驱动可由成像模块驱动控制部分440控制。例如,成像模块驱动控制部分440可控制连接部分125的旋转驱动,以便成像模块120具有所需CP角。

另一方面,在从拍摄状态转换成储存状态的情况下,在图3B中所示的拍摄状态中,在X轴的负方向由成像模块驱动部分140朝着透镜镜筒110的内部拉动成像模块连接部分130和成像模块120。要注意的是,成像模块驱动部分140可具有调节在弹性部件134内的拉力的大小的机构,并且在从拍摄状态转换成储存状态时,可允许减小在弹性部件134内的拉力的大小。由于由弹性部件134旋转第二轴133的力量可减弱,所以通过减小在弹性部件134内的拉力的大小,能够在透镜镜筒110内更顺利地储存成像模块120。

迄今为止,参照图3A和3B,已经描述了在根据第一实施方式的内窥镜10内的储存状态与拍摄状态。在此处,在图3A和3B中已经描述了一种情况,其中,通过使用弹性部件134,在储存状态与拍摄状态之间实现转换。然而,在第一实施方式中,从储存状态转换成拍摄状态的方法不限于这种实例。例如,作为第一实施方式的修改实例,例如,通过使旋转驱动机构包含在接合部分132内,可实现从储存状态转换成拍摄状态。参照图4,描述第一实施方式的这种修改实例。图4为用于描述根据第一实施方式的一个修改实例的处于拍摄状态中的内窥镜10的示意性配置的解释图。要注意的是,为了简单起见,与在图3A和3B中一样,在图4中仅仅说明内窥镜10,即,在图1中所示的内窥镜设备之中的透镜镜筒110、成像模块120、成像模块连接部分130以及成像模块驱动部分140,省略对这些元件以外的构成部件进行说明。而且,为了简单起见,在图4中仅仅说明位于该远端附近的透镜镜筒110和成像模块连接部分130的配置。此外,为了描述在透镜镜筒110内的成像模块120和成像模块连接部分130的配置,仅仅使用虚线说明透镜镜筒的轮廓。在此处,图4示意性显示了处于拍摄状态中的内窥镜10的配置,并且每个构成部件的尺寸等不限于在图4中所示的实例。而且,限定在图4中的X轴和Y轴,与在图3A和图3B中的X轴和Y轴一样。

参照图4,在根据本修改实例的内窥镜10内,在拍摄状态中,接合部分132具有例如驱动机构(例如,电机或致动器),并且可允许第二轴133通过该驱动机构相对于第一轴131旋转。而且,在接合部分132内的旋转驱动可由成像模块驱动控制部分440控制。

在图3B中所示的实例中,由于允许第二轴133通过弹性部件134的拉力相对于第一轴131旋转,所以可仅仅在提前确定的一个方向进行旋转。另一方面,在图4中所示的修改实例中,由于允许第二轴133通过接合部分132的旋转驱动机构相对于第一轴131旋转,所以可允许成像模块120在接合部分132能够旋转的范围内在任意方向伸出。例如,在第二轴133被设置为能够在图4中所示的X-Y平面(X轴和Y轴所在的平面)内自由旋转时,接合部分132的旋转驱动机构能够将X轴的负方向设为拍摄方向,如图4中所示。因此,根据本修改实例,能够改变成像模块120的方向,同时将透镜镜筒110本身的位置固定,并且能够以更大的自由度进行拍摄,例如,拍摄例如内脏的背面的状态。

迄今为止,参照图2A到2D、图3A和图3B,已经描述了根据第一实施方式的成像模块120和内窥镜10的配置。在此处,最好通过考虑以下几点,来设计成像模块120和内窥镜10的配置。

首先,由于在储存状态中,成像模块120需要储存在透镜镜筒110内,所以探索成像模块120的尺寸,该尺寸能够储存在透镜镜筒110内。在此处,在通常拍摄2D图像的内窥镜内,例如,该透镜镜筒的直径大约为几毫米。在考虑对正在进行测量的个人造成的身体负担时,透镜镜筒的直径最好不大于该尺寸。

其次,在3D图像由成像模块120拍摄的情况下,第一成像部分120a和第二成像部分120b的每一个获取用于左眼和右眼的所谓图像,例如,如上所述。因此,第一成像部分120a和第二成像部分120b以及因此安装在第一成像部分120a和第二成像部分120b内的每个部件最好在成像模块120内对称地对准。

第三,在成像模块120内拍摄3D图像的情况下,在第一图像传感器122a和第二图像传感器122b之间的间距成为确定该拍摄范围的重要因素。而且,如上所述,由于在第一图像传感器122a和第二图像传感器122b之间的间距影响CP距离,所以该间距还是用于确定零点的因素。因此,根据内窥镜10的目的等,最好对第一图像传感器122a和第二图像传感器122b之间的间距进行适当的设计。

第四,考虑到人类的体腔内部黑暗,第一光源123a和第二光源123b最好被设置为使光均匀地入射在第一图像传感器122a和第二图像传感器122b上。

在本实施方式中,在考虑上述四点之后,已经确定了成像模块120和内窥镜10的配置,例如,如图2A到2D、图3A、图3B以及图4中所示。即,对于第一点,在第一衬底121a和第二衬底121b上的每个部件在成像模块120内被设置为一行。而且,成像模块120储存在透镜镜筒110内,以便这些部件中的每个部件的设置方向成为沿着透镜镜筒110的延伸方向的方向。因此,例如,透镜镜筒110的直径通常不需要变成与在2D图像的内窥镜内的透镜镜筒的尺寸不同。

而且,对于第二点,如图2A到2D中所示,第一成像部分120a和第二成像部分120b设置在成像模块120内,以便对称地夹入连接部分125。

而且,对于第三点,如图2A到2D中所示,在成像模块120内,通过将第一图像传感器122a和第二图像传感器122b整体地合并到一个成像模块120中,而支持第一图像传感器122a和第二图像传感器122b。在上述JP S63-294508A和JP H4-500768A内公开的技术中,用于获得3D图像的一对图像传感器从透镜镜筒的相互不同的位置中凸出,作为相互不同的机构。因此,由于机械变形等,所以在这对成像部分之间的距离或者由这些图像传感器的成像表面形成的角度(在第一实施方式和第二实施方式中的CP角)可能会偏离设计值。与此相比,在本实施方式中,第一图像传感器122a和第二图像传感器122b整体地包含在成像模块120内。因此,在第一图像传感器122a和第二图像传感器122b之间的距离或CP角更稳定地固定为规定值,并且能够更稳定地获取3D图像。

而且,对于第四点,如图2A到2D中所示,一对光源(第一光源123a和第二光源123b)设置在成像模块120内,以便夹入第一图像传感器122a和第二图像传感器122b。在此处,在考虑正在测量的个人的体腔内部的黑暗时,通常探索发射具有高强度的光的光源,作为在内窥镜设备内的光源。因此,需要使用大尺寸的光源,以便具有所需要的强度,作为输出光,并且具有一种共同的配置,该配置通过光引导单元(例如,光纤)将光从这些光源中一直引导到内窥镜的远端。另一方面,在本实施方式中,如上所述,敏感度更高的图像传感器(例如,背面照明型传感器)例如用作第一图像传感器122a和第二图像传感器122b。因此,在本实施方式中,甚至在光源的输出光不需要达到饱和程度的强度并且小尺寸的光源(例如,LED)用作第一光源123a和第二光源123b的情况下,能够拍摄清晰的图像。由于使用光引导单元(例如,光纤)的配置通常昂贵,所以通过使用比较廉价的光源(例如,LED),可降低内窥镜设备1的成本,如在本实施方式中所示。而且,通过将安装在成像模块120内的光源的数量限制为最小必要的数量,可使成像模块120的尺寸更小,并且可获取3D图像,不需要使透镜镜筒110的直径变得与常用尺寸的直径不同。要注意的是,虽然上面已经描述了成像模块120具有一对光源(第一光源123a和第二光源123b)的情况,但是本实施方式不限于这种实例。例如,包含在成像模块120内的光源可为一个光源,或者可为三个或多个光源中的任意数量。通过使包含在成像模块120内的光源将均匀的光照射到待拍摄的区域中,第一图像传感器122a和第二图像传感器122b可拍摄待拍摄的区域的清晰图像,并且可任意地设置光源的数量和设置位置。

<2、第二实施方式>

接下来,参照图5A和图5B,描述本公开的第二实施方式。要注意的是,在本公开的第二实施方式中,仅仅内窥镜的配置与第一实施方式的配置不同,并且其他配置(即,设备主体20的配置)与第一实施方式的配置相同。因此,在第二实施方式的以下描述中,不描述重复的配置,主要描述与第一实施方式的配置不同的内窥镜的配置。

【2-1、内窥镜的配置(储存状态与拍摄状态)】

参照图5A和图5B,详细描述根据第二实施方式的内窥镜30的配置。根据图5A和图5B,根据第二实施方式的内窥镜30具有透镜镜筒110、成像模块160、成像模块连接部分150以及成像模块驱动部分140。在此处,由于在内窥镜30的构成部件之中的透镜镜筒110和成像模块驱动部分140的功能和配置与根据第一实施方式的内窥镜10的相应构成部件的功能和配置相同,所以不对其进行详细描述。在后文中,参照图5A和图5B,详细描述与第一实施方式的功能和配置不同的成像模块160和成像模块连接部分150的功能和配置以及在第二实施方式中的成像模块160的储存状态和拍摄状态。在此处,成像模块160和成像模块连接部分150分别与第一实施方式中的成像模块120和成像模块连接部分130对应。要注意的是,为了简单起见,在图5A和图5B中所示的内窥镜30中,仅仅说明位于该远端附近的透镜镜筒110和成像模块连接部分150的配置。此外,为了描述在透镜镜筒110内的成像模块160和成像模块连接部分150的配置,仅仅使用虚线说明透镜镜筒的轮廓。在此处,图5A和图5B示意性显示了处于储存状态中以及处于拍摄状态中的内窥镜30的配置,并且每个构成部件的尺寸等不限于在图5A和图5B中所示的实例。而且,在图5A和图5B中,透镜镜筒110的延伸方向限定为X轴,并且此外,透镜镜筒110的远端方向限定为X轴的正方向。

首先,参照图5A和图5B,描述根据第二实施方式的成像模块160的配置。成像模块160具有第一成像部分160a和第二成像部分160b,并且通过连接部分165使该第一成像部分160a和该第二成像部分160b相结合,从而构成该成像模块。

在此处,第一成像部分160a和第二成像部分160b的配置与根据第一实施方式的成像模块120的第一成像部分120a和第二成像部分120b的配置相同。即,第一成像部分160a具有第一衬底121a、第一图像传感器122a、第一光源123a以及第一电缆连接器部分124a。而且,第二成像部分160b具有第二衬底121b、第二图像传感器122b、第二光源123b以及第二电缆连接器部分124b。而且,第一成像部分160a和第二成像部分160b在成像模块160内相结合,以便对称地夹入连接部分165。即,成像模块160与根据第一实施方式的成像模块120的差别在于,成像模块160具有连接部分165,而非连接部分125,并且除了该配置以外的配置可与成像模块120的配置相同。

连接部分165使第一成像部分160a和第二成像部分160b可旋转地彼此连接,以便第一图像传感器122a的成像表面和第二图像传感器122b的成像表面围绕连接部分165面对面。在后文中,针对根据第二实施方式的在储存状态中和拍摄状态中的内窥镜30,将详细描述连接部分165的功能和配置。

参照图5A,描述处于储存状态中的根据第二实施方式的内窥镜30。图5A为用于描述处于储存状态中的根据第二实施方式的内窥镜30的示意性配置的解释图。

参照图5A,在第二实施方式中,与第一实施方式的成像模块相似,成像模块160在储存状态中储存在透镜镜筒110内,以便第一图像传感器122a和第二图像传感器122b的成像表面的延伸方向成为透镜镜筒110的延伸方向。具体而言,如图5A中所示,在第二实施方式的储存状态中,成像模块160可折叠并且储存在透镜镜筒110内,以便第一图像传感器122a和第二图像传感器122b彼此相对。更具体而言,在第二实施方式中,通过将连接部分165设置为旋转中心,成像模块160能够使第一成像部分160a和第二成像部分160b相互旋转,并且通过围绕连接部分165折叠第一成像部分160a和第二成像部分160b,以便第一图像传感器122a的成像表面和第二图像传感器122b的成像表面面对面,成像模块可储存在透镜镜筒110内。即,在第二实施方式的储存状态中,通过围绕连接部分165进行折叠,以便CP角变成大约0度,成像模块160储存在透镜镜筒110内。然而,各种部件实际上设置在成像模块160的第一衬底121a和第二衬底121b的表面侧上,并且由于CP角难以变成0度,所以成像模块160可在折叠的状态中储存在透镜镜筒110内,以便将CP角减小至可储存在透镜镜筒110内的范围内。

而且,通过在透镜镜筒110内跨过透镜镜筒110的延伸方向延伸的成像模块连接部分150,成像模块160连接至成像模块驱动部分140。在此处,成像模块连接部分150具有轴151以及一对弹性部件152和153。

轴151的一端连接至成像模块驱动部分140,并且由成像模块驱动部分140控制该驱动。具体而言,例如,通过在X轴的正方向或负方向为轴151施加力量,成像模块驱动部分140可允许轴151在X轴方向移动。而且,轴151的另一端连接至成像模块160的局部区域。例如,轴151的一端在成像模块120的背面上连接至连接部分165,如图5A中所示。然而,轴151连接至成像模块160的位置不限于这种实例,并且如果具有在储存状态与拍摄状态之间顺利地进行转换的位置,那么不限制该连接位置。

而且,这对弹性部件152和153在成像模块驱动部分140和成像模块160之间延伸,以便沿着轴151延伸。要注意的是,不特别限制弹性部件152和153的类型,并且可使用任何类型的弹性体。在本实施方式中,例如,弹性部件152和153为一对拉簧。在此处,这对弹性部件152和153中的每个弹性部件的一端连接至成像模块160的第一成像部分160a和第二成像部分160b的背面,并且在增加成像模块160的CP角的方向,即,在打开折叠的成像模块160的方向,施加拉力。然而,如图5A中所示,在储存状态中,使在成像模块160内的第一成像部分160a和第二成像部分160b挂在透镜镜筒110的内壁上,限制运动,以便由弹性部件152和153打开成像模块120。在此处,在图5A和图5B的以下描述中,在成像模块160由弹性部件152和153打开的情况下,基本上等于成像模块160内的第一图像传感器122a和第二图像传感器122b的设置方向的方向(在图中的垂直方向)限定为Y轴方向。

接下来,参照图5B,描述处于拍摄状态中的根据第二实施方式的内窥镜30。图5B为用于描述处于拍摄状态中的根据第二实施方式的内窥镜30的示意性配置的解释图。

参照图5B,在第二实施方式中,成像模块160在拍摄状态中在透镜镜筒110的外面伸出,以便第一图像传感器122a和第二图像传感器122b的成像表面的延伸方向成为沿着与透镜镜筒110的延伸方向不同的方向延伸的方向。具体而言,如图5B中所示,成像模块160可从透镜镜筒110中伸出,以便成像模块160的第一图像传感器122a和第二图像传感器122b的设置方向成为沿着与透镜镜筒110的延伸方向大约垂直的方向延伸的方向(Y轴方向)。

在从储存状态转换到拍摄状态的情况下,在图5A中所示的储存状态中,在X轴的正方向,由成像模块驱动部分140从透镜镜筒110的里面推出成像模块连接部分150和成像模块160。由于在成像模块160完全从透镜镜筒110的外面凸出时,允许成像模块160由弹性部件152和153打开的力量的约束消失,所以第一成像部分160a和第二成像部分160b相互旋转,以便成像模块160围绕连接部分165打开,即,以便第一图像传感器122a和第二图像传感器122b的拍摄方向变成X轴的正方向,并且转换为拍摄状态。在此处,例如,在连接部分165内包含限制器机构,该限制器机构限制第一成像部分160a和第二成像部分160b的旋转,直到规定角,并且该限制器机构进行控制,以便成像模块160在拍摄状态中具有规定的CP角。而且,可调节弹性部件152和153的拉力,以便成像模块160在拍摄状态中具有规定的CP角。要注意的是,在本实施方式中,弹性部件152和153打开成像模块160的方向(即,在成像模块160中的第一图像传感器122a和第二图像传感器122b的设置方向)可为沿着与透镜镜筒110的延伸方向不同的方向的任何方向,并且不限于在图5B中所示的实例。在本实施方式中,根据患部的形状或位置,可任意地确定弹性部件152和153打开成像模块160的方向,以便成像模块160的拍摄方向变成所需方向。

另一方面,在从拍摄状态转换成储存状态的情况下,在图5B中所示的拍摄状态中,在X轴的负方向,由成像模块驱动部分140朝着透镜镜筒110的内部拉动成像模块连接部分150和成像模块160。要注意的是,成像模块驱动部分140可具有调节在弹性部件152和153内的拉力的机构,并且在从拍摄状态转换成储存状态时,可允许减小在弹性部件152和153内的拉力的大小。由于由弹性部件152和153打开成像模块160的力量可减弱,所以通过减小在弹性部件152和153内的拉力的大小,能够在透镜镜筒110内更顺利地储存成像模块160。

迄今为止,参照图5A和5B,已经描述了在根据第二实施方式的内窥镜30内的储存状态与拍摄状态。在此处,在图5A和5B中已经描述了一种情况,其中,通过使用弹性部件152和153,在储存状态与拍摄状态之间实现转换。然而,在第二实施方式中,在储存状态与拍摄状态之间进行转换的方法不限于这种实例。例如,作为第二实施方式的修改实例,例如,通过使旋转驱动机构(例如,电机或致动器)包含在成像模块160的连接部分165内,可实现在储存状态与拍摄状态之间进行转换。在旋转驱动机构包含在连接部分165内的情况下,例如,该旋转驱动可由成像模块驱动控制部分440控制。例如,成像模块驱动控制部分440可控制连接部分165的旋转驱动,以便成像模块160具有所需的CP角。因此,例如,在储存状态中,成像模块驱动控制部分440可控制在连接部分165内的旋转驱动,以便CP角尽可能变小,并且在拍摄状态中,成像模块驱动控制部分440可执行在X轴的正方向推动轴151的控制,并且可控制在连接部分165内的旋转驱动,以便CP角变成与所需的CP距离对应的角度。

<3、结论>

如上所述,根据本公开的第一实施方式和第二实施方式,获得以下效应。

首先,根据第一实施方式和第二实施方式,在第一衬底121a和第二衬底121b上的每个部件在成像模块120和160内设置成一行。而且,成像模块120和160储存在透镜镜筒110内,以便这些部件的每个部件的设置方向变成沿着透镜镜筒110的延伸方向的方向。因此,例如,透镜镜筒110的直径不需要变成与在2D图像的内窥镜内的透镜镜筒的尺寸(例如,几毫米的直径)不同。

而且,根据第一实施方式和第二实施方式,在成像模块120和160内,通过将第一图像传感器122a和第二图像传感器122b整体地包含在一个成像模块120和160内从而支持第一图像传感器122a和第二图像传感器122b。在上述JP S63-294508A和JP H4-500768A内公开的技术中,用于获得3D图像的一对成像部分从透镜镜筒的相互不同的位置中伸出,作为相互不同的机构。因此,由于机械变形等,所以在这对成像部分之间的距离或者由这些图像传感器的成像表面形成的角度(在第一实施方式和第二实施方式中的CP角)可能会偏离设计值。与此相比,在第一实施方式和第二实施方式中,第一图像传感器122a和第二图像传感器122b整体地包含在成像模块120和160内。因此,在第一图像传感器122a和第二图像传感器122b之间的距离或CP角更稳定地固定为规定值,并且能够更稳定地获取3D图像。

在此处,例如,甚至在用于获得3D图像的这对成像部分的设置位置偏离规定位置的情况下,也能够通过软件(例如在执行图像信号处理的阶段)校正该偏离。然而,由于在由软件进行这种校正时,由控制部分400执行的图像信号量增大,所以从成像模块120和160拍摄待拍摄的区域到随后在显示部分300上显示该图像之前的延迟可能会变大。这种延迟的增大成为用户(该用户在参照在显示部分300上显示的图像的同时执行内窥镜10和30的操作)进行直观操作的障碍。另一方面,例如,如上所述,根据第一实施方式和第二实施方式,通过使第一图像传感器122a和第二图像传感器122b整体地包含在成像模块120和160内,第一图像传感器122a和第二图像传感器122b的设置位置不可能发生偏离。因此,获得稳定的3D图像,而不造成上述延迟增大。

而且,根据第一实施方式和第二实施方式,一对光源(第一光源123a和第二光源123b)设置在成像模块120和160内,以便夹入第一图像传感器122a和第二图像传感器122b。此外,敏感度更高的图像传感器(例如,背面照明型传感器)例如用作第一图像传感器122a和第二图像传感器122b。因此,甚至在光源的输出光不需要达到饱和程度的强度并且小尺寸的光源(例如,LED)用作第一光源123a和第二光源123b的情况下,能够拍摄清晰的图像。由于使用光引导单元(例如,光纤)的配置通常昂贵,所以通过使用比较廉价的光源(例如,LED),可降低内窥镜设备1的成本,如在本实施方式中一样。而且,通过将安装在成像模块120和160内的光源的数量限制为最小必要的数量,可使成像模块120和160的尺寸更小,并且可获取3D图像,不需要使透镜镜筒110的直径变得与在通常用于2D图像的内窥镜内的透镜镜筒的尺寸(例如,几毫米的直径)不同。

而且,根据第一实施方式和第二实施方式,根据由成像模块120和160获取的图像信号,生成用于3D图像的信号,此外,根据用于3D图像的这些信号,调节在成像模块120和160内的CP距离,并且计算成像模块120和160的CP角的调节量。具体而言,由CP角调节量计算部分430计算用于将CP放置在患部(待拍摄的区域)的CP角的调节量。而且,根据该计算的调节量,调节成像模块120和160的CP角。通过这种方式,通过调节成像模块120和160的CP角,以便将CP放置在患部(待拍摄的区域),将3D图像中的凸出量或深度量的零点调节至患部附近,并且在显示部分300上显示接近人眼实际上可看见的3D图像。而且,通过这种方式,能够调节像模块120和160的CP角,由于不需要根据在成像模块120和160与待拍摄的区域之间的距离而提前准备具有不同的CP角的多个成像模块(例如,CP角为30度、45度、75度等的多个成像模块),所以能够降低成本。

本领域的技术人员应理解的是,只要在所附权利要求书或其等同物的范围内,根据设计要求和其他因素,可进行各种修改、组合、次组合以及变更。

例如,在本实施方式中,通过使成像模块120的第一光源123a和第二光源123b均照射具有不同的波长带宽的光,并且使图像信号处理部分410为图像信号执行特定波长的过滤处理,可使用所谓的NBI(窄带成像)(注册商标)的方法进行患部观察。根据本实施方式,将NBI应用于内窥镜设备1中,能够通过3D图像观察不能通过肉眼直接观察的患部的状态。而且,通过显示控制部分450与放大功能相结合,能够更方便地观察患部。

此外,还可如下配置本技术。

(1)一种内窥镜,包括:

透镜镜筒,其中,包括至少一个远端的局部区域插入正在进行测量的个人的体腔内部;以及

成像模块,其位于所述透镜镜筒的远端内,所述成像模块具有以相互规定的距离平行设置的至少一对图像传感器,

其中,所述成像模块在储存状态和拍摄状态之间进行切换,在所述储存状态中,所述成像模块通过图像传感器的成像表面的延伸方向成为沿着作为透镜镜筒的延伸方向的第一方向延伸的方向的方式来储存在所述透镜镜筒内,在所述拍摄状态中,所述成像模块通过图像传感器的成像表面的延伸方向成为沿着作为与所述第一方向不同的方向的第二方向延伸的方向的方式来在所述透镜镜筒的外面伸出。

(2)根据(1)所述的内窥镜,

其中,在所述储存状态中,所述成像模块通过该对图像传感器的设置方向成为沿着第一方向的方向的方式来储存在所述透镜镜筒内。

(3)根据(1)所述的内窥镜,

其中,在所述储存状态中,所述成像模块通过该对图像传感器面对面的方式来折叠并储存在所述透镜镜筒内。

(4)根据(1)到(3)中任一项所述的内窥镜,

其中,该对图像传感器通过由该对图像传感器的所述成像表面形成的交叉点角等于或小于180度的方式来平行设置。

(5)根据(1)到(4)中任一项所述的内窥镜,

其中,所述成像模块进一步包括至少一对光源;以及

其中,该对光源与该对图像传感器设置成一行。

(6)根据(5)所述的内窥镜,

其中,该对光源设置为将该对图像传感器夹在中间的位置。

(7)根据(1)到(6)中任一项所述的内窥镜,

其中,所述成像模块包括位于该对图像传感器之间的旋转机构,所述旋转机构将与该对图像传感器的设置方向垂直并且与该对图像传感器的所述成像表面平行的方向设置为旋转轴方向,

其中,该对图像传感器能够由所述旋转机构相互旋转,并且

其中,由所述旋转机构调节由该对图像传感器的所述成像表面形成的交叉点角。

(8)根据(1)到(7)中任一项所述的内窥镜,还包括:

成像模块驱动部分,用于驱动所述成像模块在所述储存状态和所述拍摄状态之间的切换;以及

成像模块连接部分,在所述镜筒内沿着所述镜筒延伸的方向延伸,将所述成像模块驱动部分与所述成像模块连接。

(9)一种内窥镜设备,包括:

内窥镜,其包括:透镜镜筒,其中,包括至少一个远端的局部区域插入正在进行测量的个人的体腔内部;以及成像模块,其位于所述透镜镜筒的所述远端内,所述成像模块包括以相互规定的距离平行设置的至少一对图像传感器并且在储存状态和拍摄状态之间进行切换,在所述储存状态中,所述成像模块通过所述图像传感器的成像表面的延伸方向成为沿着作为所述透镜镜筒的延伸方向的第一方向的方向的方式来储存在所述透镜镜筒内,在所述拍摄状态中,所述成像模块通过所述图像传感器的所述成像表面的所述延伸方向成为沿着作为与所述第一方向不同的方向的第二方向的方向的方式来在所述透镜镜筒的外面伸出;以及

成像模块驱动控制部分,其至少控制在所述成像模块内所述储存状态和所述拍摄状态之间的切换。

(10)根据(9)所述的内窥镜设备,

其中,所述成像模块包括位于该对图像传感器之间的旋转机构,所述旋转机构将与该对图像传感器的设置方向垂直并且与该对图像传感器的所述成像表面平行的方向设置为旋转轴方向,

其中,该对图像传感器能够由所述旋转机构相互旋转,并且

其中,所述成像模块驱动控制部分通过驱动所述旋转机构旋转,来另外控制由所述成像模块内的该对图像传感器的所述成像表面形成的交叉点角。

(11)根据(10)所述的内窥镜设备,进一步包括:

交叉点角度调节量计算部分,在与该对图像传感器的所述成像表面垂直的直线彼此相交的交点的交叉点位于待拍摄的区域内的情况下,根据由该对图像传感器获取的图像信号,来计算所述交叉点角的调节量,

其中,在正在进行测量的所述个人的所述体腔内部进行拍摄期间,所述成像模块驱动控制部分根据所述计算的调节量来控制所述交叉点角。

(12)根据(9)到(11)中任一项所述的内窥镜设备,进一步包括:

三维图像信号生成部分,其根据由这对图像传感器获取的图像信号,来生成图像信号,用于显示正在进行测量的所述个人的所述腔体的内部作为三维图像。

(13)根据(9)所述的内窥镜设备,其中所述内窥镜进一步包括:

成像模块驱动部分,用于驱动所述成像模块在所述储存状态和所述拍摄状态之间的切换;以及

成像模块连接部分,在所述镜筒内沿着所述镜筒延伸的方向延伸,将所述成像模块驱动部分与所述成像模块连接。

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利 (10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201410045229.7 (22)申请日 2014.02.07 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 103989451 A (43)申请公布日 2014.08.20 (30)优先权数据 2013-026351 2013.02.14 JP (73)专利权人 索尼公司 地址 日本东京 (72)发明人 池永祐一郎 (74)专利代理机构 北京康信知识产权代理有限 责任公司 11240 代理人 余刚 吴孟秋 (51)Int.Cl. A61B 1/05(2006.01) A6。

2、1B 1/06(2006.01) 审查员 任晓帅 (54)发明名称 内窥镜与内窥镜设备 (57)摘要 提供了一种内窥镜, 其包括: 透镜镜筒, 其 中, 包括至少一个远端的局部区域插入正在进行 测量的个人的体腔内部; 以及成像模块, 其位于 所述透镜镜筒的远端内, 所述成像模块具有以相 互规定的距离平行设置的至少一对图像传感器。 所述成像模块在储存状态和拍摄状态之间进行 切换, 在所述储存状态中, 所述成像模块通过图 像传感器的成像表面的延伸方向成为沿着第一 方向延伸的方向的方式来储存在所述透镜镜筒 内, 在所述拍摄状态中, 所述成像模块通过图像 传感器的成像表面的延伸方向成为沿着第二方 向延。

3、伸的方向的方式来在所述透镜镜筒的外面 伸出。 权利要求书2页 说明书22页 附图10页 CN 103989451 B 2017.06.30 CN 103989451 B 1.一种内窥镜, 包括: 透镜镜筒, 其中, 包括至少一个远端的局部区域插入正在进行测量的个人的体腔内部; 成像模块, 在所述透镜镜筒的所述远端的外部伸出, 所述成像模块包括以距离连接部 相互规定的距离对称地设置的至少一对图像传感器; 以及 成像模块连接部分, 包括第一轴和第二轴以及连接所述第一轴和所述第二轴的接合部 分, 所述第一轴连接至所述成像模块的所述连接部, 其中, 所述第一轴通过所述接合部分相对于所述第二轴旋转, 使。

4、得所述成像模块在包 括与所述透镜镜筒被插入所述体腔的方向相反的方向上对对象进行立体地成像。 2.根据权利要求1所述的内窥镜, 其中, 在储存状态中, 所述成像模块通过该对图像传感器的设置方向成为沿着作为所 述透镜镜筒的延伸方向的第一方向的方向的方式来储存在所述透镜镜筒内。 3.根据权利要求1所述的内窥镜, 其中, 该对图像传感器通过由该对图像传感器的成像表面形成的交叉点角等于或小于 180度的方式来平行设置。 4.根据权利要求1所述的内窥镜, 其中, 所述成像模块进一步包括至少一对光源; 以及 其中, 该对光源与该对图像传感器设置成一行。 5.根据权利要求4所述的内窥镜, 其中, 该对光源设置。

5、为将该对图像传感器夹在中间的位置。 6.根据权利要求1所述的内窥镜, 其中, 所述成像模块包括位于该对图像传感器之间的旋转机构, 所述旋转机构将与该 对图像传感器的设置方向垂直并且与该对图像传感器的成像表面平行的方向设置为旋转 轴方向, 其中, 该对图像传感器能够由所述旋转机构相互旋转, 并且 其中, 由所述旋转机构调节由该对图像传感器的所述成像表面形成的交叉点角。 7.根据权利要求1所述的内窥镜, 还包括: 成像模块驱动部分, 用于驱动所述成像模块在储存状态和拍摄状态之间的切换, 其中, 所述成像模块连接部分在所述镜筒内沿着所述镜筒延伸的方向延伸, 将所述成 像模块驱动部分与所述成像模块连接。

6、。 8.一种内窥镜设备, 包括: 内窥镜, 其包括: 透镜镜筒, 其中, 包括至少一个远端的局部区域插入正在进行测量的 个人的体腔内部; 成像模块, 在所述透镜镜筒的所述远端的外部伸出, 所述成像模块包括以 距离连接部相互规定的距离对称地设置的至少一对图像传感器; 以及成像模块连接部分, 包括第一轴和第二轴以及连接所述第一轴和所述第二轴的接合部分, 所述第一轴连接至所 述成像模块的所述连接部, 其中, 所述第一轴通过所述接合部分相对于所述第二轴旋转, 使 得所述成像模块在包括与所述透镜镜筒被插入所述体腔的方向相反的方向上对对象进行 立体地成像; 以及 成像模块驱动控制部分, 其至少控制在所述成。

7、像模块内储存状态和拍摄状态之间的切 换。 权 利 要 求 书 1/2 页 2 CN 103989451 B 2 9.根据权利要求8所述的内窥镜设备, 其中, 所述成像模块包括位于该对图像传感器之间的旋转机构, 所述旋转机构将与该 对图像传感器的设置方向垂直并且与该对图像传感器的成像表面平行的方向设置为旋转 轴方向, 其中, 该对图像传感器能够由所述旋转机构相互旋转, 并且 其中, 所述成像模块驱动控制部分通过驱动所述旋转机构旋转, 来另外控制由所述成 像模块内的该对图像传感器的所述成像表面形成的交叉点角。 10.根据权利要求9所述的内窥镜设备, 进一步包括: 交叉点角度调节量计算部分, 在与该。

8、对图像传感器的所述成像表面垂直的直线彼此相 交的交点的交叉点位于待拍摄的区域内的情况下, 根据由该对图像传感器获取的图像信 号, 来计算所述交叉点角的调节量, 其中, 在正在进行测量的所述个人的所述体腔内部进行拍摄期间, 所述成像模块驱动 控制部分根据所述计算的调节量来控制所述交叉点角。 11.根据权利要求8所述的内窥镜设备, 进一步包括: 三维图像信号生成部分, 其根据由这对图像传感器获取的图像信号, 来生成图像信号, 用于显示正在进行测量的所述个人的所述体腔的内部作为三维图像。 12.根据权利要求8所述的内窥镜设备, 其中所述内窥镜进一步包括: 成像模块驱动部分, 用于驱动所述成像模块在所。

9、述储存状态和所述拍摄状态之间的切 换, 其中, 所述成像模块连接部分在所述镜筒内沿着所述镜筒延伸的方向延伸, 将所述成 像模块驱动部分与所述成像模块连接。 权 利 要 求 书 2/2 页 3 CN 103989451 B 3 内窥镜与内窥镜设备 0001 交叉引用相关申请 0002 本申请要求于2013年2月14日提交的日本优先权专利申请JP2013-026351的权益, 该案之全文并入本文中, 以作参考。 技术领域 0003 本公开涉及一种内窥镜以及一种内窥镜设备。 背景技术 0004 从尽可能减少对患者 (正在进行测量的个人) 身体负担的微创治疗的角度来看, 已 经非常广泛地使用内窥镜来观。

10、察 (拍摄) 患部或对患部进行各种治疗。 为了实现这种微创治 疗, 通常探索插入正在进行测量的个人的体腔内的内窥镜的透镜镜筒的厚度 (直径) , 该厚 度等于或小于大约几毫米。 0005 另一方面, 近年来, 已经广泛使用可将被拍摄的位置显示为三维图像 (3D图像) 的 三维内窥镜 (3D内窥镜) 。 在3D内窥镜中, 根据由包含在内窥镜的透镜镜筒的远端内的一对 图像传感器中的每个图像传感器获取的像素信号 (图像信号) , 生成3D图像。 由于在使用3D 内窥镜的同时参照接近人眼实际上可看见的3D图像, 可进行各种治疗, 所以医生 (使用人 员) 能够更直观地操作内窥镜。 0006 在此处, 。

11、在3D内窥镜中, 为了确保治疗患部的充足的拍摄范围, 规定的距离最好保 证为在这对图像传感器之间的间隔。 然而, 在保证该规定的距离的同时将这对图像传感器 设置在内窥镜的透镜镜筒的远端内时, 该透镜镜筒部分的直径可能增大。 因此, 已经研制了 一种技术, 图像传感器储存在透镜镜筒内, 同时在正在进行测量的个人的体腔的内部, 向上 移动到患部, 并且在到达患部时, 通过允许从透镜镜筒内凸出图像传感器, 来进行拍摄。 0007 例如, JP S63-294508A公开了一种立体内窥设备, 该设备具有一对成像部分, 这对 成像部分在透镜镜筒的径向上从透镜镜筒的外表面的相互不同的位置凸出。 而且, J。

12、P H4- 500768A公开了一种内窥镜, 该内窥镜具有一对成像部分, 这对成像部分包含在位于透镜镜 筒的外壁上的相互不同的位置, 通过围绕与透镜镜筒的延伸方向平行的旋转轴, 相对于透 镜镜筒的远端端面的中心偏心地旋转, 这对成像部分在透镜镜筒的径向上凸出。 发明内容 0008 另一方面, 为了在3D内窥镜内拍摄作为3D图像的质量更高的图像, 由这对图像传 感器的成像表面形成的角度成为重要因素。 由于改变由成像表面形成的角度与改变所谓的 会聚角对应, 所以在由这些成像表面形成的角度从所期望的角度开始改变时, 在3D图像内 的凸出量 (projection amount) 或深度量 (dept。

13、h amount) (用户可看到的图像凸出或缩回 量) 与从图像传感器直到作为拍摄对象的生物组织的实际距离之间可发生偏差, 并且该偏 差可成为用户进行直观操作时的障碍。 在此处, 会聚角为由直线形成的角度, 这些直线在与 这对图像传感器的成像表面垂直的方向 (视觉方向或光轴方向) 延伸。 说 明 书 1/22 页 4 CN 103989451 B 4 0009 而且, 如上所述, 在设置这对图像传感器时, 由3D内窥镜拍摄的拍摄范围影响间 距。 通过这种方式, 对于在3D内窥镜内的一对图像传感器, 在图像传感器之间的间距或由成 像表面形成的角度会影响所拍摄的3D图像的质量。 0010 在此处,。

14、 在JP S63-294508A和JP H4-500768A中公开的技术中, 具有图像传感器的 成像部分从内窥镜的透镜镜筒的彼此不同的位置中独自凸出。 因此, 由于机械变形等, 所以 几何设置关系 (例如, 在图像传感器之间的间距或由图像传感器的成像表面形成的角度) 可 能会偏离最初获得的设计值。 此外, 在JP H4-500768A中所公开的技术中, 由于这对图像传 感器相对于透镜镜筒的延伸方向从彼此不同的位置中凸出, 所以从图像传感器直到拍摄对 象的距离均不同。 因此, 为了获得高质量的3D图像, 需要一种复杂的图像信号处理, 来校正 这种距离差值等, 并且这能够造成成本增大。 0011 。

15、通过考虑上述情况, 已经探索了高质量的3D图像, 更稳定地获取这些3D图像, 不允 许增大透镜镜筒的直径。 因此, 本公开提出了能够更稳定地获取3D图像的一种新型的并且 改进的内窥镜以及内窥镜设备。 0012 根据本公开的一个实施方式, 提供了一种内窥镜, 包括: 透镜镜筒, 其中, 包括至少 一个远端的局部区域插入正在进行测量的个人的体腔内部; 以及成像模块, 其位于所述透 镜镜筒的远端内, 所述成像模块具有以相互规定的距离平行设置的至少一对图像传感器。 该成像模块在储存状态和拍摄状态之间进行切换, 在所述储存状态中, 所述成像模块通过 图像传感器的成像表面的延伸方向成为沿着作为所述透镜镜筒。

16、的延伸方向的第一方向的 方向的方式来储存在所述透镜镜筒内, 在所述拍摄状态中, 所述成像模块通过图像传感器 的成像表面的延伸方向成为沿着作为与所述第一方向不同的方向的第二方向延伸的方向 的方式来在所述透镜镜筒的外面伸出。 0013 根据本公开的一个实施方式, 提供了一种内窥镜设备, 包括: 内窥镜, 其包括: 透镜 镜筒, 其中, 包括至少一个远端的局部区域插入正在进行测量的个人的体腔内部; 以及成像 模块, 其位于所述透镜镜筒的远端内, 所述成像模块包括以相互规定的距离平行设置的至 少一对图像传感器并且在储存状态和拍摄状态之间进行切换, 在所述储存状态中, 所述成 像模块通过图像传感器的成像。

17、表面的延伸方向成为沿着作为所述透镜镜筒的延伸方向的 第一方向的方向的方式来储存在所述透镜镜筒内, 在所述拍摄状态中, 所述成像模块通过 图像传感器的成像表面的延伸方向成为沿着作为与所述第一方向不同的方向的第二方向 延伸的方向的方式来在所述透镜镜筒的外面伸出; 以及成像模块驱动控制部分, 其至少控 制在成像模块内在所述储存状态和所述拍摄状态之间进行切换。 0014 根据本公开的一个实施方式, 这对图像传感器可整体地包含在成像模块内。 因此, 在这对图像传感器之间的距离或由这对图像传感器的成像表面形成的角度更稳定地固定 为规定值, 并且能够更稳定地获取3D图像。 0015 根据本公开的上述实施方式。

18、, 能够更稳定地获取三维图像。 附图说明 0016 图1为示出根据本公开的第一实施方式的内窥镜设备的一个配置实例的示意图; 0017 图2A为示出根据第一实施方式的成像模块的示意性配置的上视图; 0018 图2B为示出具有一个不同的交叉点 (CP) 角的根据第一实施方式的成像模块的示 说 明 书 2/22 页 5 CN 103989451 B 5 意性配置的侧视图; 0019 图2C为示出具有一个不同的交叉点 (CP) 角的根据第一实施方式的成像模块的示 意性配置的侧视图; 0020 图2D为示出具有一个不同的交叉点 (CP) 角的根据第一实施方式的成像模块的示 意性配置的侧视图; 0021 。

19、图3A为用于描述处于储存状态中的根据第一实施方式的内窥镜的示意性配置的 解释图; 0022 图3B为用于描述处于拍摄状态中的根据第一实施方式的内窥镜的示意性配置的 解释图; 0023 图4为用于描述根据第一实施方式的一个修改实例的处于拍摄状态中的内窥镜的 示意性配置的解释图; 0024 图5A为用于描述处于储存状态中的根据本公开的第二实施方式的内窥镜的示意 性配置的解释图; 以及 0025 图5B为用于描述处于拍摄状态中的根据第二实施方式的内窥镜的示意性配置的 解释图。 具体实施方式 0026 在后文中, 参照附图, 详细描述本公开的优选的实施方式。 要注意的是, 在该说明 书和附图内, 需要。

20、注意的是, 具有基本上相同的功能和结构的结构部件由相同的参考数字 表示, 并且不重复解释这些结构部件。 0027 按照以下顺序进行描述。 0028 1、 第一实施方式 0029 1-1、 内窥镜设备的配置 0030 1-2、 成像模块的配置 0031 1-3、 内窥镜的配置 (储存状态与拍摄状态) 0032 2、 第二实施方式 0033 2-1、 内窥镜的配置 (储存状态与拍摄状态) 0034 3、 结论 0035 0036 【1-1、 内窥镜设备的配置】 0037 首先, 参照图1, 描述根据本公开的第一实施方式的内窥镜设备的示意性配置。 图1 为示出根据本公开的第一实施方式的内窥镜设备的一。

21、个配置实例的示意图。 0038 参照图1, 根据本公开的第一实施方式的内窥镜设备1包括内窥镜10和设备主体 20。 0039 内窥镜10具有在患者 (正在进行测量的个人) 的体腔内部拍摄各种生物组织并且 为患部进行各种治疗的功能。 内窥镜10具有管状, 并且将包括该远端的局部区域插入正在 进行测量的个人的体腔内部。 在内窥镜10的该远端内可包括用于拍摄正在进行测量的个人 的生物组织的成像部分、 用于对患部进行各种治疗的医疗器械、 以及喷出水或空气用于清 洗成像部分的透镜的清洗喷嘴等。 医生 (使用人员) 操作内窥镜10, 允许该远端在正在进行 说 明 书 3/22 页 6 CN 1039894。

22、51 B 6 测量的个人的体腔内部向上移动到患部中, 观察 (拍摄) 在该患部内的所期望的生物组织, 并且可为该患部应用各种治疗。 要注意的是, 在以下描述中, 正在由内窥镜10进行测量的个 人的一系列处理的名称称为 “治疗” 。 因此, 在以下描述中, 在 “治疗” 中包括为正在由内窥镜 10进行测量的个人进行的各种处理, 例如, 通过内窥镜10的拍摄功能来拍摄患部 (待拍摄的 区域) , 并且由包含在内窥镜10内的医疗器械为患部应用某种治疗。 0040 在此处, 在以下描述中, 在内窥镜10的功能之中, 主要描述拍摄功能, 不详细描述 除了该拍摄功能以外的功能 (即, 医疗器械和清洗喷嘴的。

23、功能) 。 因此, 在本实施方式中, 主 要说明与在内窥镜1中的拍摄功能相关的配置, 从所说明的配置中, 省略除了该配置以外的 配置。 而且, 虽然在以下描述中将会描述内窥镜10为硬性内窥镜 (硬镜) 的情况, 但是内窥镜 10的类型不限于在本实施方式中的实例。 例如, 内窥镜10可为软性内窥镜 (软镜) 。 0041 参照图1, 详细描述内窥镜10的配置。 内窥镜10具有透镜镜筒110、 成像模块120、 成 像模块连接部分130以及成像模块驱动部分140。 0042 透镜镜筒110具有管状, 并且在该远端内包含各种机构, 例如, 成像模块120 (与上 述成像部分对应) 、 医疗器械以及清。

24、洗喷嘴。 这些不同的机构由在透镜镜筒110内部延伸的 电缆或电线电气地或机械地连接至设备主体20, 并且通过设备主体20的控制来驱动。 0043 而且, 必要时, 各种机构 (例如, 成像模块120和医疗器械) 被配置为能够储存在透 镜镜筒110内部并且在透镜镜筒的外面凸出。 例如, 在透镜镜筒110插入正在进行测量的个 人的体腔内部的阶段, 每个机构储存在透镜镜筒110内部, 并且在该远端到达患部或待观察 位置的阶段, 每个机构在透镜镜筒110的外面凸出, 并且执行各种处理, 例如, 拍摄和治疗。 要注意的是, 在以下描述中, 每个机构 (尤其是成像模块120) 储存在透镜镜筒110内部的状。

25、 态称为储存状态, 并且每个机构 (尤其是成像模块120) 在透镜镜筒110的外面凸出的状态称 为拍摄状态。 0044 而且, 虽然在图1中未清晰地显示, 但是在透镜镜筒110的延伸方向, 在规定的位置 可包括接合部分, 并且能够替换包括透镜镜筒110的远端的部分, 尤其是插入正在进行测量 的个人的体腔内部的部分。 即, 插入正在进行测量的个人的体腔内部的根据本实施方式的 内窥镜10的部分可为所谓的一次性的。 在与在重复使用该部分的同时进行保养 (例如, 清洗 或消毒) 的情况相比时, 通过将内窥镜10设置为一次性的, 能够进行更卫生的治疗。 而且, 由 于在使用之后无需进行保养 (例如, 清。

26、洗或消毒) , 所以用于进行这种保养所需要的成本可 降低。 此外, 还产生了一个优点: 即使用于进行保养 (例如, 清洗或消毒) 的设备不十分广泛 (例如, 发展国家的医疗站点等) , 也可广泛地使用这种内窥镜。 然而, 根据本实施方式的内 窥镜10不限于一次性的, 并且通过进行保养 (例如, 清洗或消毒) , 可重复使用。 0045 成像模块120具有图像传感器和光源, 并且具有在正在进行测量的个人的体腔内 部拍摄的功能。 在本实施方式中, 成像模块120具有以规定的距离平行设置的至少一对图像 传感器, 并且可获取图像信号, 用于通过这些图像传感器生成三维图像 (3D图像) 。 而且, 成 。

27、像模块120的图像传感器可被设置为使在与成像表面垂直的方向延伸的直线大致彼此平 行, 或者可设置为具有由成像表面形成的角度, 该成像表面具有规定角度, 以便在与成像表 面垂直的方向延伸的直线在拍摄方向 (成像表面朝着的方向) 彼此相交。 在此处, 在以下描 述中, 在成像模块120的至少一对图像传感器中, 与成像表面垂直的方向称为图像传感器的 光轴方向或图像传感器的视觉方向。 在成像模块120的图像传感器被设置为使在这些光轴 说 明 书 4/22 页 7 CN 103989451 B 7 方向延伸的直线彼此大致平行的情况下, 使用所谓的平行方法, 可获取用于生成3D图像的 图像信号。 而且, 。

28、在成像模块120的图像传感器被设置为使在这些光轴方向延伸的直线在拍 摄方向彼此相交的情况下, 使用所谓的交叉方法, 可获取用于生成3D图像的图像信号。 要注 意的是, 在以下描述中, 在与成像表面垂直的方向延伸的直线彼此相交的点称为交叉点 (CP) 。 而且, 由成像模块120的这对图像传感器的成像表面形成的角度称为CP拐角, 并且CP 拐角的角度称为CP角度。 随后参照图2A到2D, 详细描述成像模块120的配置。 0046 要注意的是, 在本实施方式中, 不特别限制成像模块120的拍摄形式, 并且该拍摄 形式可为任何类型的拍摄形式。 例如, 成像模块120可拍摄活动图像, 或者可拍摄静止图。

29、像。 在成像模块120拍摄活动图像的情况下, 拍摄时间可为提前确定的规定时间, 并且可控制拍 摄时间, 以便由设备主体20在规定的时间进行拍摄。 此外, 由成像模块120拍摄的图像可为 彩色图像或者可为单色图像。 0047 成像模块连接部分130包含在透镜镜筒110的内部, 并且电气地或机械地连接成像 模块120和设备主体20。 具体而言, 成像模块连接部分130具有轴、 弹簧、 电线、 电缆等, 一端 连接至成像模块120, 另一端通过成像模块驱动部分140连接至设备主体20。 例如, 在能够相 互传输和接收信号的状态中, 成像模块连接部分130通过电缆连接至成像模块120和设备主 体20,。

30、 并且将与涉及拍摄条件 (与拍摄有关的各种条件, 例如, 从曝光或光源中辐射的光的 亮度或CP角以及会聚角的角度) 的各种控制相关的信号从设备主体20中传输给成像模块 120, 并且将图像信号从成像模块120中传输给设备主体20。 而且, 通过设备主体20的控制, 由成像模块驱动部分140驱动成像模块连接部分130, 并且例如, 通过轴等在透镜镜筒110的 外面推动成像模块120, 该成像模块连接部分可转换为拍摄状态, 并且通过在透镜镜筒110 的内部牵引成像模块120, 该成像模块连接部分可转换为储存状态。 0048 成像模块驱动部分140通过设备主体20的控制来控制成像模块连接部分130的。

31、驱 动。 具体而言, 例如, 通过允许成像模块连接部分130的构成部件 (例如, 轴或弹簧) 以规定的 条件进行操作, 成像模块驱动部分140在成像模块120的储存状态与拍摄状态之间进行转 换。 要注意的是, 随后, 参照图3A和图3B, 如上所述, 详细描述成像模块连接部分130和成像 模块驱动部分140在储存状态与拍摄状态之间进行的切换。 0049 接下面, 描述设备主体20的配置。 设备主体20包括输入部分200、 显示部分300以及 控制部分400。 0050 输入部分200为用于将各种信息输入内窥镜设备1中的接口。 从输入部分200中输 入的各种信息输入到控制部分400中, 并且控制。

32、部分400根据该信息执行各种处理。 具体而 言, 例如, 输入部分200为由用户操作的操作机构, 例如, 鼠标、 键盘、 按钮、 开关或杠杆。 而 且, 例如, 输入部分200可为使用红外线或其他电波的遥控机构 (所谓的遥控器) , 或者可为 外部连接装置, 例如, PDA。 此外, 例如, 输入部分200由输入控制电路等构成, 该输入控制电 路等根据由正在使用上述操作机构的用户输入的信息来生成输入信号, 并且将该生成的输 入信号输出给控制部分400。 通过操作该输入部分200, 内窥镜设备1的用户可将各种数据输 入内窥镜设备1中并且可规定处理操作。 0051 具体而言, 例如, 通过将各种命。

33、令 (信号) 从输入部分200中输入后面要描述的成像 模块驱动控制部分440中, 可在内窥镜10的成像模块120内控制各种操作。 成像模块120的操 作可在拍摄状态与储存状态之间进行转换, 并且可改变拍摄条件等。 说 明 书 5/22 页 8 CN 103989451 B 8 0052 显示部分300为输出装置的一个实例, 由能够在显示屏 (例如, 监视器或显示器) 上 显示各种信息的装置构成, 并且在视觉上通知用户。 例如, 作为这种装置, 具有显示装置, 例 如, CRT显示装置、 液晶显示装置、 等离子体显示装置或EL显示装置。 通过随后描述的显示控 制部分450的控制, 显示部分300。

34、在该显示屏上显示由内窥镜设备1执行的各种处理所获得 的结果, 这些结果具有例如文本或图像的形式。 例如, 显示部分300可在该显示屏上在三维 中实时显示由成像模块120拍摄的位于正在进行测量的个人的体腔内部的图像, 作为活动 图像。 然而, 在本实施方式中, 由显示部分300显示的位于体腔内部的图像不限于这种实例, 并且显示部分300可显示二维图像或者可显示静止图像。 0053 控制部分400通过整体的方式控制内窥镜设备1, 并且控制在内窥镜10内的各种操 作。 要注意的是, 由于在控制部分400的功能之中, 除了在内窥镜10内控制拍摄功能以外的 功能 (例如, 控制例如医疗器械和清洗喷嘴操作。

35、的功能) 与用于已知的内窥镜设备的控制部 分的功能相同, 所以不详细描述这些功能, 并且在此处, 主要描述与拍摄功能的控制相关的 功能。 0054 控制部分400具有图像信号处理部分410、 3D图像信号生成部分420、 交叉点 (CP) 角 度调节量计算部分430、 成像模块驱动控制部分440以及显示控制部分450。 0055 图像信号处理部分410从成像模块120中接收与由成像模块120的图像传感器拍摄 的图像相关的信号 (图像信号) , 并且为这些图像信号应用各种信号处理。 在此处, 可处理各 种信号处理, 这些信号处理在图像信号内校正噪声分量或亮度, 并且包括例如校正像素缺 陷的处理、。

36、 校正光学黑色电平的处理、 校正阴影特征的处理以及校正亮度的处理 (伽玛校正 处理) 。 然而, 由图像信号处理部分410执行的信号处理不限于这些处理, 并且必要时可执行 在图像处理技术中的任何已知的信号处理。 例如, 图像信号处理部分410可执行过滤处理, 该处理切割图像信号的特定波长的分量。 而且, 如上所述, 由于在本实施方式中的成像模块 120具有至少一对图像传感器, 所以将至少两种图像信号输入图像信号处理部分410中。 图 像信号处理部分410可为这两种图像信号中的每个执行各种图像信号处理。 图像信号处理 部分410将应用各种信号处理的图像信号传输给3D图像信号生成部分420。 00。

37、56 通过使用从图像信号处理部分410中接收的图像信号, 3D图像信号生成部分420为 3D图像生成图像信号。 在此处, 为了允许使用人员根据由成像模块120的至少一对图像传感 器获取的图像信号, 在正在测量的个人的体腔内部识别作为3D图像的图像, 可具有一种所 谓的处理, 在该处理中, 通过用于3D图像的信号, 生成左眼和右眼的图像信号。 要注意的是, 在本实施方式中, 不限制显示3D图像的形式, 并且例如, 可使用所谓的已知的显示器, 例如, 玻璃型或裸眼型。 而且, 在本实施方式中, 不限制显示3D图像的方法, 并且例如, 根据成像模 块120的配置, 可选择所谓的平行方法和交叉方法中的。

38、至少一个。 通过这种方式, 在3D图像 信号生成部分420内, 可执行各种信号处理, 这些处理与3D图像的所谓的已知显示形式和显 示方法对应。 3D图像信号生成部分420将3D图像的生成的图像信号传输给CP角度调节量计 算部分430和显示控制部分450。 0057 CP角度调节量计算部分430根据用于3D图像的经传输的图像信号, 计算成像模块 120的CP角的调节量, 以便调节从成像模块120直到CP的距离。 在本实施方式中, 随后参照图 2A到图2D进行描述, 通过允许在成像模块120内调节CP角, 可调节从成像模块120和图像传 感器直到CP的距离。 例如, CP角度调节量计算部分430可。

39、计算CP角的调节量, 以便CP位于在 说 明 书 6/22 页 9 CN 103989451 B 9 正在进行测量的个人的体腔内部待拍摄的区域内。 在此处, 在3D图像内, 从成像模块120和 图像传感器直到CP的距离与该凸出量或深度量 (用户可看到的图像凸出或缩回量) 密切相 关。 因此, 由于通过调节CP角度, 以便CP位于待拍摄的区域内, 在3D图像内的凸出量或深度 量的零点被调节为靠近待拍摄的区域 (例如, 待观察的位置) , 所以在用户参照3D图像进行 各种治疗时, 能够通过更直观的操作进行治疗。 CP角度调节量计算部分430将所计算的CP角 的调节量传输给成像模块驱动控制部分440。

40、。 0058 成像模块驱动控制部分440在内窥镜10的成像模块120内控制各种机构的驱动。 例 如, 成像模块驱动控制部分440控制成像模块120的图像传感器的驱动, 并且可允许改变与 拍摄相关的各种条件, 例如, 曝光或拍摄时间。 而且, 例如, 成像模块驱动控制部分440控制 成像模块120的光源的驱动, 可允许从这些光源中以规定的时间照射光, 并且可允许调节这 些光源的光量。 此外, 例如, 成像模块驱动控制部分440可通过控制成像模块连接部分130的 驱动, 来机械地或电气地控制成像模块120的操作, 并且可允许在储存状态与拍摄状态之间 进行转换。 而且, 成像模块驱动控制部分440可。

41、允许根据由CP角度调节量计算部分430计算 的CP角的调节量来改变成像模块120的CP角。 0059 在此处, 如上所述, 内窥镜10可具有除了拍摄功能以外的机构, 例如, 用于对患部 进行各种治疗的医疗器械或者用于清洗成像模块120的清洗喷嘴等。 因此, 内窥镜设备1可 另外具有在内窥镜10内驱动这些机构的内窥镜驱动部分或者完全控制这些机构的驱动的 内窥镜驱动控制部分。 即, 内窥镜10可另外具有内窥镜驱动部分, 该驱动部分驱动通用内窥 镜的各种已知的机构, 例如, 包括各种医疗器械或清洗喷嘴等机构, 并且控制部分400可另 外具有内窥镜驱动控制部分, 用于控制该内窥镜驱动部分驱动内窥镜。 。

42、0060 而且, 在本实施方式中, 通过成像模块驱动控制部分440和内窥镜驱动控制部分的 内窥镜10的驱动的控制, 可以根据提前输入内窥镜设备1中的程序等自动控制, 或者可以通 过用户在任意时间经由输入部分200将控制内容输入到成像驱动控制部分440和内窥镜驱 动控制部分而执行。 例如, 通过程序可控制成像模块驱动控制部分440驱动成像模块120, 以 便在成像模块120的储存状态和拍摄状态之间的转换自动从在内窥镜10的远端在患者的体 腔内部移动时的储存状态变成在内窥镜10的远端到达在患者的体腔内部待拍摄的区域时 的拍摄状态。 而且, 例如, 可控制成像模块驱动控制部分440驱动成像模块120。

43、, 以便由用户 通过输入部分200进行的操作, 在任意的时间在成像模块120的储存状态和拍摄状态之间进 行切换。 通过这种方式, 用于驱动内窥镜10的控制的指令可由程序等自动提供给成像模块 驱动控制部分440和内窥镜驱动控制部分, 以便内窥镜10在规定的时间进行规定的驱动, 或 者可由使用人员在外部提供, 以便内窥镜10在规定的时间进行规定的驱动。 因此, 在本实施 方式中, 不特别限制将与内窥镜10的驱动控制相关的命令提供给成像模块驱动控制部分 440和内窥镜驱动控制部分的方法, 并且考虑到使用人员的方便性或者在进行治疗时的安 全性, 可任意地选择该方法。 0061 显示控制部分450进行在。

44、显示部分300的显示屏上显示各种数据的控制。 例如, 显 示控制部分450允许在显示部分300的显示屏上实时地作为活动图像显示的由成像模块120 拍摄的各种图像。 而且, 显示控制部分450可允许在显示部分300的显示屏上显示在进行治 疗时必要的与正在进行测量的个人相关的各种信息 (例如, 主体数据 (例如, 身高或体重) 以 及患者的个人数据 (例如, 先前的医疗历史 (病史) ) 。 要注意的是, 允许由显示控制部分450 说 明 书 7/22 页 10 CN 103989451 B 10 在显示部分300的显示屏上显示的图像不限于3D图像, 并且可为二维图像 (2D图像) 或者可 为静止。

45、图像。 而且, 必要时, 显示控制部分450可进行控制, 例如, 通过扩大 (放大) 允许在显 示部分300的显示屏上显示的图像的局部区域, 允许进行显示。 0062 在此处, 虽然在图1中未清晰地显示, 但是内窥镜设备1可另外包括以下构成部件 中的每个。 0063 例如, 内窥镜设备1可另外包括储存部分, 该储存部分储存在内窥镜设备1内处理 的各种数据以及处理结果。 例如, 该储存部分可由磁储存装置 (例如, HDD (硬盘驱动器) ) 、 半 导体储存装置、 光储存装置或磁光储存装置构成, 并且不限制这些装置的类型。 该储存部分 可储存由控制部分400执行的程序或各种数据或从外面获取的各种。

46、数据。 例如, 该储存部分 可储存正在进行测量的个人的体腔内部的图像, 这些图像已经作为历史由成像模块120拍 摄。 而且, 该储存部分可储存与正在进行测量的个人相关的各种信息, 根据医疗 (例如, 患者 的个人数据) , 需要这些信息。 此外, 该储存部分可储存与通过使用内窥镜设备1为正在进行 测量的个人进行的各种治疗相关的记录。 而且, 必要时, 显示控制部分450可在显示部分300 的显示屏上显示储存在该储存部分内的各种这样的信息。 0064 而且, 例如, 内窥镜设备1可另外包括通信部分, 该通信部分将内窥镜设备1连接至 能够相互通信的其他外部设备中。 无论是有线还是无线的通信形式, 。

47、所谓的已知通信系统 都可用于该通信部分的通信形式。 而且, 该通信部分可通过各种通信网络连接至任意的外 部设备, 或者可直接连接至任意的外部设备。 内窥镜设备1可通过该通信部分将储存在上述 储存部分内的各种信息传输给该外部设备。 例如, 在在储存设备 (例如, 在医院内的数据服 务器) 内共同管理与正在进行测量的个人相关的各种信息的情况下, 内窥镜设备1可通过该 通信部分将与医疗结果相关的信息 (例如, 正在进行测量的个人的患部的观察结果或治疗 结果) 传输给该数据服务器, 并且可在进行治疗之前, 从该数据服务器中接收与正在进行测 量的个人相关的各种信息。 0065 而且, 例如, 内窥镜设备。

48、1可另外包括显示装置 (例如, 灯具) 或语音输出装置 (例 如, 扬声器) 。 例如, 在内窥镜设备1的操作期间发生问题的情况下, 通过允许点亮该灯具或 通过发出警告声音 (例如, 扬声器的蜂鸣声或警报) , 可通知使用人员该事实。 0066 迄今为止, 参照图1, 已经详细显示了根据本实施方式的内窥镜设备1的功能的一 个实例, 尤其是控制部分400的功能的一个实例。 要注意的是, 可使用通用部件或电路来构 成内窥镜设备1的每个构成部件, 或者可由专用于每个构成部件的功能的硬件来构成每个 构成部件。 而且, CPU (中央处理单元) 等可控制控制部分400的每个构成部件的所有功能。 因 此,。

49、 根据在实现本实施方式时的技术水平, 能够任意地改变要使用的配置。 0067 而且, 如上所述, 根据本实施方式, 能够产生计算机程序, 用于实现内窥镜设备1 和/或控制部分400的每个功能, 并且在个人计算机等内能够实现计算机程序。 而且, 可提供 记录介质, 该记录介质能够由储存这种计算机程序的计算机读取。 例如, 该记录介质为磁 盘、 光盘、 磁光盘、 闪速存储器等。 而且, 可通过网络分布上述计算机程序, 无需使用例如记 录介质。 0068 【1-2、 成像模块的配置】 0069 接下来, 参照图2A到2D, 详细描述在图1中所示的成像模块120的配置。 图2A为示出 根据第一实施方式的成像模块120的示意性配置的上视图。 图2B到图2D为示出具有一个不 说 明 书 8/22 页 11 CN 103989451 B 11 同的交叉点 (CP) 角的根据第一实施方式的成像模块120的示意性配置的侧视图。 0070 首先, 参照图2A, 通过利用连接部分125将第一成像部分120a与第二成。

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