(57)【要約】【課題】２つの平行なビームパスと、画像誘導のためのロッドレンズシステムとを備えた剛性内視鏡の原理に従ったステレオビデオ内視鏡において、調整に敏感な構成要素を回避し、簡単な製造を可能にすること。【解決手段】少なくとも内視鏡シャフト内の部分に共に配置された２つの平行な光学装置と、光学装置の近位端に隣接若しくは連結して配置されたカメラヘッドとを含んだビデオ内視鏡装置を構成する。【選択図】図１
2014230788.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビデオ内視鏡装置（１０）であって、
２つの平行な光学装置（１６，２４，２６）を含み、
前記２つの平行な光学装置（１６，２４，２６）は共に、内視鏡シャフト（１４）の内部に少なくとも部分的に配置され、それぞれ複数の光学部品（１６，１７，２４，２６，２７）を含んでおり、前記複数の光学部品（１６，１７，２４，２６，２７）は、前記各光学装置（１６，２４，２６）の複数の光学部品（１６，１７，２４，２６，２７）の共通の第１の光軸に沿って互いに同軸に配置され、
前記各光学装置（１６，２４，２６）は、当該各光学装置（１６，２４，２６）の遠位端（２０）から当該各光学装置（１６，２４，２６）の近位端（１８）へ、光学的画像（３８）を伝送するように構成されており、
前記ビデオ内視鏡装置（１０）は、さらにカメラヘッド（２８）を含んでおり、
前記カメラヘッド（２８）は前記光学装置（１６，２４，２６）の前記近位端（１８）に当接又は隣接するように配置されており、
前記カメラヘッド（２８）には少なくとも１つのイメージセンサ（３４）が含まれており、該少なくとも１つのイメージセンサ（３４）は少なくとも１つの記録面（３２）を備えており、前記カメラヘッド（２８）はさらに少なくとも２つの投影対物レンズ（３０）を含んでおり、前記投影対物レンズ（３０）の各々は、第２の光軸を備え、前記イメージセンサ（３４）上に画像（３８）を投影するように配置構成されており、
前記複数の光学装置（１６，２４，２６）はそれぞれコリメート光学ユニット（１６）を含んでおり、前記コリメート光学ユニット（１６）は、前記各光学装置（１６，２４，２６）の出射側（１８）において少なくともほぼ平行なビームパス（１２）を生成するために、前記複数の光学装置（１６，２４，２６）の各近位端（１８）に配置されており、
前記各コリメート光学ユニット（１６）は、第３の光軸を有し、該第３の光軸は前記複数の光学装置（１６，２４，２６）の前記複数の光学部品（２４，２６，２７）と同軸に配置されるか、又は、前記複数の光学装置（１６，２４，２６）の前記複数の光学部品（２４，２６，２７）の共通の第１の光軸から最大で前記コリメート光学ユニット（１６）の１／２の直径分だけ横方向にオフセットされて配置されており、
前記少なくとも２つの投影対物レンズ（３０）のそれぞれ１つが、前記各コリメート光学ユニット（１６）によって生成される前記平行なビームパス（１２）を、前記少なくとも１つのイメージセンサ（３４）の前記少なくとも１つの記録面（３２）内の少なくとも１つの焦点（３６）上に結像するように配置構成されており、
前記投影対物レンズ（３０）の少なくとも１つは、前記平行なビームパス（１２）を生成する前記コリメート光学ユニット（１６）の前記第３の光軸から、最大で前記投影対物レンズ（３０）の１／２の直径分に相当する横方向の間隔距離（４２）を、前記第２の光軸の各々が有するように配置されており、さらに、
前記投影対物レンズ（３０）の少なくとも１つは、前記平行なビームパスを、前記少なくとも１つの焦点（３６）上に結像するように配置構成され、その結果として、前記平行なビームパス（１２）が、前記少なくとも１つの投影対物レンズ（３０）の前記第２の光軸から横方向の間隔距離（４２）を伴って前記少なくとも１つの投影対物レンズ（３０）に入射するように構成されていることを特徴とするビデオ内視鏡装置（１０）。
【請求項２】
前記複数の光学部品（１６，１７，２４，２６，２７）は、それぞれ互いに同軸に配置され、ロッドレンズ（１７，２７）を含んでいる、請求項１記載のビデオ内視鏡装置（１０）。
【請求項３】
前記少なくともほぼ平行のビームパス（１２）を生成するための前記コリメート光学ユニットは（１６）は、前記複数の光学装置（１６，２４，２６）の出射側（１８）に複数のロッドレンズ（１７）を含んでいる、請求項１及び／又は２記載のビデオ内視鏡装置（１０）。
【請求項４】
前記複数の光学装置（１６，２４，２６）の出射側（１８）に前記少なくともほぼ平行なビームパス（１２）を生成するための前記コリメート光学ユニットは（１６）は、少なくとも２つの接合レンズを含むロッドレンズシステム（１６）であり、２つの接合レンズを含む前記ロッドレンズシステム（１６）のうちの少なくとも１つのレンズは、ロッドレンズ（１７）である、請求項１から３の少なくともいずれか１項記載のビデオ内視鏡装置（１０）。
【請求項５】
前記ビデオ内視鏡装置（１０）は、コリメーションの目的のための複数のロッドレンズシステム（１６）を含んでおり、前記複数のロッドレンズシステム（１６）は、画像送信のために用いられるロッドレンズシステム（２６）と同じ構成である、請求項１から４の少なくともいずれか１項記載のビデオ内視鏡装置（１０）。
【請求項６】
前記少なくとも２つの投影対物レンズ（３０）の各々は、前記第２の光軸が、前記各光学装置（１６，２４，２６）の前記複数の光学部品（１６，１７，２４，２６，２７）の光軸に対して、最大で前記投影対物レンズ（３０）の１／２の直径分だけ横方向にオフセットされるように配置されている、請求項１から５の少なくともいずれか１項記載のビデオ内視鏡装置（１０）。
【請求項７】
少なくとも１つの前記平行な光学装置（１６，２４，２６）は、２つの連続した光学部品（１６，２４，２６）との間に配置された弾性要素（７４）を含み、前記弾性要素（７４）は、前記２つの連続した光学部品（１６，２４，２６）の間の軸方向の間隔距離を、当該光学部品（１６，２４，２６）の間で機械的な遊びが低減されることを確保するように構成されている、請求項１から６の少なくともいずれか１項記載のビデオ内視鏡装置（１０）。
【請求項８】
前記弾性要素（７４）は、少なくとも１つの前記平行な光学装置（１６，２４，２６）のうちの、前記コリメート光学ユニット（１６）の最も近くに配置された光学部品（２６）と、前記コリメート光学ユニット（１６）との間に配置されている、請求項７記載のビデオ内視鏡装置（１０）。
【請求項９】
前記ビデオ内視鏡装置（１０）は、前記平行な光学装置（１６，２４，２６）の前記近位端（１８）に保持装置（８０）を備え、前記保持装置（８０）は、当該保持装置（８０）の固定状態において、前記コリメート光学ユニット（１６）の軸方向及び／又は横方向の移動が防止されるように、前記平行な光学装置（１６，２４，２６）の前記コリメート光学ユニット（１６）を保持するように構成されている、請求項７又は８記載のビデオ内視鏡装置（１０）。
【請求項１０】
前記内視鏡シャフト（１４）は、対象物面（２２）を照明するための照明装置（４６）を含み、前記照明装置（４６）は、光導波路（４８）を含んでおり、前記光導波路（４８）は、少なくとも１つの光源（５２）からの光を、前記内視鏡シャフト（１４）の近位端（１８）若しくはその近傍に配置された照明光入射側（５０）から、前記内視鏡シャフト（１４）の遠位端（２０）若しくはその近傍に配置された照明光出射側（５４）に伝送するものであり、前記少なくとも１つの光源（５２）は、前記カメラヘッド（２８）内に含まれ、及び／又は、フレキシブルな光導波路（４８）によって前記内視鏡シャフト（１４）に、解離可能かつ再固定可能な手法若しくは剛性的な手法で接続されている、請求項９記載のビデオ内視鏡装置（１０）。
【請求項１１】
前記ビデオ内視鏡装置（１０）の内部又は外部に、イメージプロセッサ（６８）が配置されており、前記イメージプロセッサ（６８）は、前記少なくとも１つのイメージセンサ（３４）上に投影される２つの立体部分画像（３８）を、立体スクリーン上に描写可能な画像信号に変換するように構成されている、請求項１から１０の少なくともいずれか１項記載のビデオ内視鏡装置（１０）。
【請求項１２】
前記イメージプロセッサ（６８）は、画像処理による画像改善処置を施すように構成されている、請求項１１記載のビデオ内視鏡装置（１０）。
【請求項１３】
前記ビデオ内視鏡装置（１０）は、少なくとも１つの交換可能な部品（１４，１６，１７，２４，２６，２７，３０，２８，３４，４６，４８，５２）を含んでいる、請求項１から１２の少なくともいずれか１項記載のビデオ内視鏡装置（１０）。
【請求項１４】
前記少なくとも１つの部品（１４，１６，１７，２４，２６，２７，３０，２８，３４，４６，４８，５２）を交換するときに、新たに接続された部品（１４，１６，１７，２４，２６，２７，３０，２８，３４，４６，４８，５２）は、メモリユニット（７０）に記憶された所定の較正データのセットによって相互間で較正することができ、前記ビデオ内視鏡装置（１０）は、少なくとも１つのセンサ装置（７６）を含み、前記少なくとも１つのセンサ装置（７６）は、前記メモリユニット（７０）内の所定の較正データの複数の項目から、所定の較正データを又は新たに接続された部品（１４，１６，１７，２４，２６，２７，３０，２８，３４，４６，４８，５２）に対して最良にフィットする較正データを選択するために、前記少なくとも１つの部品（１４，１６，１７，２４，２６，２７，３０，２８，３４，４６，４８，５２）上の少なくとも１つの読み取り可能なマーキング（７８）を読み取りかつ処理することが可能である、請求項１３記載のビデオ内視鏡装置（１０）。
【請求項１５】
前記内視鏡シャフト（１４）の遠位端（２０）、前記内視鏡シャフト（１４）の近位端（１８）、及び／又は、前記カメラヘッド（２８）の光入射側（５８）は、少なくとも１つの光学的な透明保護ウインドウ（５６）を有している、請求項１から１４の少なくともいずれか１項記載のビデオ内視鏡装置（１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２つの別個の立体部分画像が１つの共通のイメージセンサ上や２つのイメージセンサ上に投影される、内視鏡シャフトとカメラヘッドとを備えたビデオ内視鏡装置に関する。これらの部分画像は、画像処理装置により立体画像に変換され、立体スクリーン上に描写することができる。
【背景技術】
【０００２】
従来から、外科用ステレオ顕微鏡は手術中に使用されている。低侵襲手術では、これらの器具は使用できず、術中の医師は、内視鏡か又はその他の特殊な補助器具を用いることによってしか身体の開口部内方に位置する手術部位を観察することができなかった。このような手術を行う場合、ステレオ内視鏡は、従来のモノラル内視鏡と比較して、付加的な奥行き情報を提供する。さらにステレオビデオ内視鏡では、シングルスクリーン上若しくはマルチスクリーン上での画像観察やビデオの保存が可能である。
【０００３】
ステレオビデオ内視鏡は、２つの平行するビームパスを有する硬性内視鏡の原理に従って設計することができる。ここで、２つの対象が互いに隣接して配置され、２つの中間画像が生成されるものとする。そこでは内視鏡前方に位置する対象が、異なる視角から描写され、２つの平行する伝送光学系ユニットを用いて内視鏡シャフトの近位端へ画像送信がなされる。そこでは、複数の画像が１つ又は複数の画像センサ、例えばＣＣＤ若しくはＣＭＯＳタイプのイメージセンサ上に投影される。
【０００４】
米国特許第５２９５４７７号明細書には、剛性のステレオ内視鏡及びカラー素子で作られたチューブ状のステレオ内視鏡が開示されている。これらの内視鏡は、内視鏡の先端から当該内視鏡に接続されている顕微鏡に光学的画像を送信するための導波路やレンズが含まれている。これらの内視鏡に含まれている光導波路は、光源からの光を生物学的試料内へ伝送している。可動プリズムは、内視鏡の端部に取り付けられている。
【０００５】
米国特許第５５２７２６３号明細書には、ロッド状レンズを備えた剛性のビジュアルステレオ内視鏡が開示されている。この内視鏡はそれぞれ各光学系と同軸に配置された第１のプリズムと、光軸に平行な視点軸に対して再アライメントされた第２のプリズムとからなる２つの偏向プリズム対を含んでいる。透過的な保護要素は、ビームパスに配置されている。
【０００６】
米国特許第４６５１２０１号明細書には、２つのカメラを備えた剛性ロッドレンズを含むステレオ内視鏡が開示されている。これらのカメラは、ユーザの目の前に実現される頭部装着型の２つの画面に２つの立体画像を送信している。
【０００７】
米国特許第４８６２８７３号明細書には、光導波路と画像ガイドとを有する２つのイメージセンサを備えた剛性ロッドレンズを含むビデオ内視鏡が開示されている。立体画像は、ガイドの機能の変化によって生成される。
【０００８】
画像伝送用ロッドレンズシステムを有する剛性立体ビデオ内視鏡は、米国特許第５５７７９９１号明細書に開示されている。ビデオ内視鏡は、２つの平行な光路を含み、該光路内で画像伝送がロッドレンズシステムを用いて行われている。内視鏡シャフトの近位端部では、平面ミラーが、２つのイメージセンサ上にそれぞれビームを配光している。光学装置の近位端部には、視野絞りが各光路内に取り付けられている。視野絞りと平面鏡は、画面上の画像の位置を設定するために調整することができる。
【０００９】
米国特許第６１３９４９０号明細書には、ステレオ内視鏡とそれに接続することができる仮想実態メガネが開示されている。
【００１０】
また米国特許第５７５１３４１号明細書には、複数のシャフト部分を備え、その結果としてシャフトが回転可能なステレオ内視鏡が開示されている。
【００１１】
米国特許第６１０８１３０号明細書には、ステレオレンズシステムとフィールドペアを備えたステレオ画像センサが開示されている。画像センサ上の画像間の距離の減少は、画像収集システムからイメージセンサフィールドへの傾斜レンズを用いた画像情報の画像リダイレクトによって得られる。
【００１２】
米国特許第６５８２３５８号明細書には、第３のビームパスを備えたステレオ内視鏡が開示されている。この第３のビームパスは、立体視のために使用される光学デバイスよりも広い視野角を有する光学デバイスを含んでいる。
【００１３】
米国特許第７６７１８８８号明細書には、マスキングシステムを備えたステレオ内視鏡画面制御装置が開示されている。
【００１４】
米国特許第５７７６０４９号明細書には、調整制御ループを有するステレオ内視鏡が開示されている。
【００１５】
国際公開第２０１１／０１４６８７号パンフレットには、平行画像伝送を伴うステレオビデオ内視鏡が開示されている。ここでの画像は、内視鏡シャフトの遠位端における光開口部を通して得られ、２つの立体部分画像として内視鏡シャフトを介してカメラの画像センサ上に画像を投影する１つ又は２つの光学ユニットの出口まで送信される。
【００１６】
ロッドレンズを備えた剛性のモノラル内視鏡の基本設計は、特許文献、米国特許第３２５７９０２号明細書に記載がある。細長い管の中では、対物レンズとロッドレンズシステムが共通の光軸に沿って連続的に配置されている。ロッドレンズは、チューブの近位端まで画像を伝送する機能を果たす。肉眼に見える虚像を生成する接眼レンズは、チューブ近位端の後方に配置されている。接眼レンズによって生成された画像は、適切なカメラで記録することが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【特許文献１】米国特許第５２９５４７７号明細書
【特許文献２】米国特許第５５２７２６３号明細書
【特許文献３】米国特許第４６５１２０１号明細書
【特許文献４】米国特許第４８６２８７３号明細書
【特許文献５】米国特許第５５７７９９１号明細書
【特許文献６】米国特許第６１３９４９０号明細書
【特許文献７】米国特許第５７５１３４１号明細書
【特許文献８】米国特許第６１０８１３０号明細書
【特許文献９】米国特許第６５８２３５８号明細書
【特許文献１０】米国特許第７６７１８８８号明細書
【特許文献１１】米国特許第５７７６０４９号明細書
【特許文献１２】国際公開第２０１１／０１４６８７号パンフレット
【特許文献１３】米国特許第３２５７９０２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
本発明の課題は、２つの平行なビームパスと、画像誘導のためのロッドレンズシステムとを備えた剛性内視鏡の原理に従ったステレオビデオ内視鏡において、調整に敏感な構成要素を回避し、簡単な製造を可能にすることである。内視鏡の便利な取り扱いと高解像度イメージセンサの使用は、小径の内視鏡シャフトの場合にも可能となるべきである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明によれば上記課題は、２つの平行な光学装置を含み、前記２つの平行な光学装置は共に、内視鏡シャフトの内部に少なくとも部分的に配置され、それぞれ複数の光学部品を含んでおり、前記複数の光学部品は、前記各光学装置の複数の光学部品の共通の第１の光軸に沿って互いに同軸に配置され、前記各光学装置は、当該各光学装置の遠位端から当該各光学装置の近位端へ、光学的画像を伝送するように構成されており、前記ビデオ内視鏡装置は、さらにカメラヘッドを含んでおり、前記カメラヘッドは前記光学装置の近位端に当接又は隣接するように配置されており、少なくとも１つのイメージセンサが含まれており、該少なくとも１つのイメージセンサは少なくとも１つの記録面を備えており、前記カメラヘッドはさらに少なくとも２つの投影対物レンズを含んでおり、前記投影対物レンズの各々は、第２の光軸を備え、前記イメージセンサ上に画像を統制するように配置構成されており、前記複数の光学装置はそれぞれコリメート光学ユニットを含んでおり、前記コリメート光学ユニットは、前記各光学装置の出射側において少なくともほぼ平行なビームパスを生成するために、前記複数の光学装置の各近位端に配置されており、前記各コリメート光学ユニットは、第３の光軸を有し、該第３の光軸は前記複数の光学装置の前記複数の光学部品と同軸に配置されるか、又は、前記複数の光学装置の前記複数の光学部品の共通の第１の光軸から最大で前記コリメート光学ユニットの１／２の直径分だけ横方向にオフセットされて配置されており、少なくとも２つの投影対物レンズのそれぞれ１つが、前記各コリメート光学ユニットによって生成される平行なビームパスを、少なくとも１つのイメージセンサの少なくとも１つの記録面内の少なくとも１つの焦点上に結像するように配置構成されており、前記投影対物レンズの少なくとも１つは、平行なビームパスを生成する前記コリメート光学ユニットの第３の光軸から、最大で前記投影対物レンズの１／２の直径分に相当する横方向の間隔距離を有するように配置されており、さらに、前記投影対物レンズの少なくとも１つは、前記平行なビームパスを、前記少なくとも１つの焦点上に結像するように配置構成され、その結果として、前記平行なビームパスが、前記少なくとも１つの投影対物レンズの第２の光軸から横方向の間隔距離を伴って前記少なくとも１つの投影対物レンズに入射するように構成されて解決される。
【００２０】
これらの光学装置は、複数の光学部品を含み、これらの光学部品はそれぞれ各光学装置の光学部品の各共通の第１光軸に沿って互いに同軸に配置されている。各光学装置は、それぞれの光学装置の遠位端から各光学装置の近位端に光学画像を送信するように構成されている。カメラヘッドは、少なくとも１つの記録面と、少なくとも２つの投影対物レンズとを含む少なくとも１つのイメージセンサを含んでいる。このイメージセンサの一例としては、例えばＣＣＤカラーセンサやＣＭＯＳカラーセンサ等が挙げられる。ここでは、投影対物レンズの各々１つが、各第２の光軸を有し、イメージセンサ上に画像を投影するように配置構成されている。各光学装置は、それぞれの光学装置の出口側に少なくともほぼ平行なビームパスを生成するために、それらの各近位端に配置されたコリメート光学ユニットを含んでいる。このコリメート光学ユニットは、光学装置の光学部品と同軸上に配置された第３の光軸、又は、光学装置の光学部品の各共通の第１の光軸から最大でコリメート光学ユニットの半径分だけ横方向にオフセットされた位置に第３の光軸を持っている。少なくとも２つの投影対物レンズの各々は、少なくとも１つの画像センサの少なくとも１つの記録面内の少なくとも１つの焦点上に、各コリメート光学ユニットによって生成された平行なビームパスを結像するように配置構成されている。前記投影対物レンズの少なくとも１つは、次のように配置されている。すなわち、各第２の光軸が、平行なビームパスを生成しているコリメート光学ユニットの各第３の光軸から、最大で投影対物レンズ半径分に相当する横方向の間隔を有するように配置され、前記投影対物レンズは、少なくとも１つの焦点上に前記平行なビームパスを結像するために配置構成されている。この結果として、前記平行なビームパスは、少なくとも１つの投影対物レンズの第２の光軸から横方向に間隔をおいて少なくとも１つの投影対物レンズに入射する。後者は、コリメート光学ユニットの第３の光軸に沿って伝搬する中央の光線が、投影対物レンズの第２の光軸に対し横方向オフセットを伴って当該投影対物レンズに入射することを意味する。
【００２１】
本願明細書では、光軸とは、光学部品の対称軸に対応する直線を意味するものと理解されたい。さらに、光学部品の装置構成における共通の光軸とは、個々の光学部品の光軸によって形成される線を意味するものと理解されたい。このことは、共通の第１の光軸が、２つの平行な光学装置の各々の各光学部品の光軸に沿って延在することを意味する。各第２の光軸は、各対物レンズに沿って延在し、第３の光軸は、各光学ユニットに沿って延在する。この第３の光軸は、コリメート光学ユニットが、当該光学装置の光学部品と同軸状に配置され第３の光軸が第１の光軸の一部を形成している場合には、２つの平行な光学装置の１つの第１の光軸に位置合わせされる。
【００２２】
２つの平行な光学装置の各々は、画像を、いわゆる立体部分画像を、光学装置の遠位端から光学装置の近位端に伝送している。平行なビームパスを生成するコリメート光学ユニットは、当該光学装置の遠位端に配置されている。立体部分画像を含んでいる平行なビームパスの各々は、投影対物レンズに入射し、後者は投影対物レンズの第２の光軸から横方向に間隔をおいて入射する。この結果として、２つの立体部分画像は、互いに次のように偏向される。すなわち２つの立体部分画像の間で横方向の間隔が変化するように偏向される。例えば２つの立体部分画像間の横方向の間隔が増加する場合には、このことは、複数の立体部分画像を互いに離して分離できることを表し、その際それらは、２つの立体部分画像が立体スクリーン上の立体画像の信号として出力することができるようにイメージセンサの記録面上に結像可能である。それぞれの立体部分画像は、対象平面内に位置する対象物、例えば、空洞、器官、器官の一部又はそれらの組み合わせの見え方に一致する。２つの立体部分画像は、ビデオ内視鏡装置によって観察される対象物の奥行き情報と共に空間的印象が伝わる立体画像が生成されるようにビデオ内視鏡装置によって一緒にもたらされる。
【００２３】
ここで言う内視鏡又はステレオ内視鏡とは、内視鏡シャフトに含まれるすべての光学部品を備えた内視鏡シャフトを意味するものと理解されたい。
【００２４】
本発明によって得られる利点は、従来技術で使用される接眼レンズに関して肉眼に対する瞳孔出口のサイズと位置の通常の適応化が不要になることである。一例として、コリメーションは、ステレオ内視鏡の細長いシャフトの光出口でロッドレンズやロッドレンズによって達成することができる。さらにその他のレンズシステムと比較しても、ロッドレンズやロッドレンズシステムによって提供される利点は、より高い画像品質の実質的に明るい画像が送信できることである。内視鏡シャフト内のアセンブリは、ロッドレンズの細長い幾何学的形状により簡素化されている。互いに密に隣接して延在する２つの平行なビームパスの配置構成もシャフト直径の小型化を可能にしている。端部における画質の劣化もうまく回避することが可能である。本発明によるビデオ内視鏡装置を用いれば、例えばコマ収差や非点収差等の軸外の像収差を補正することができる。本発明のさらなる利点は、立体部分画像間の距離が、遠位端における対物レンズで非常に小さい場合であっても、記録面における立体部分画像間の横方向の距離は、仮想的に任意に設定することができる点にある。これにより、汎用性の高いステレオ内視鏡システムを構築することができる。それぞれの医療用途に応じて、各カメラヘッドは、それぞれ異なる立体的基線長を伴う交換可能な種々の内視鏡に接続することができる。さらに、本発明による光学系は、許容偏差に対しても過敏ではなくなる。これにより、カメラヘッドの接続部の機械的精度に対する要求は、従来技術によるステレオ内視鏡に比べて抑えることができる。
【００２５】
好ましい構成によれば、光学装置は剛性の内視鏡シャフト内に配置されており、この場合、互いに同軸上に配置された複数の光学部品が、内視鏡シャフトの長手軸に沿って配置されている。代替的に、前記内視鏡シャフトは、チューブ、例えば環状に取り囲まれたチューブのような柔軟な構成を有していてもよい。このような柔軟性のある内視鏡シャフトに対しては、互いに同軸上に配置された複数の光学部品は、当該内視鏡シャフトを硬直させた直線状態において内視鏡シャフトの硬直直線状の長手軸に沿って配置されている。例えば内視鏡シャフトを曲げながら内腔内へ挿入する際の、内視鏡シャフトに沿った曲率の生成により、前記光学部品は、当該内視鏡シャフトの曲率に応じて位置をずらす。
【００２６】
各光学装置の出口側における少なくともほぼ平行なビームパスは、その立体的な表示を損なうことなく、理想的なコリメーションから＋／−１０％のディオプトリまでの偏差を有することができる。コリメート光学ユニットのビームパスと、コリメート光学ユニットの各々からのビームパスの両方は、相互にほぼ平行であればよく、必ずしも完全に平行な必要はない。つまり互いに例えば製造許容誤差に起因する許容偏差を有している。一例として、左手側ビームパスと右手側ビームパスとの間のコリメーションの結果生じた許容偏差は、カメラヘッドの焦点を合わせる際に補償することができる。代替的又は付加的に、２つ以上の光学部品、例えば、２本以上のロッドレンズシステムの間の軸間隔の調整によって、２つのほぼ平行なビームパスのコリメーションの調整がなされてもよい。
【００２７】
互いに同軸上に配置された複数の光学部品は、好ましくは、ロッドレンズシステムである。このロッドレンズシステムは、複数のロッドレンズが互いに接合されたものであってもよい。さらに、複数のロッドレンズに他のレンズを接合させてロッドレンズシステムを製造することも可能である。さらに、互いに同軸上に配置された複数の光学部品がロッドレンズであってもよい。代替的又は付加的に、前記光学部品は他のレンズ又は他の光学素子を有していてもよい。
【００２８】
好ましい構成では、光学装置、コリメート光学ユニット、対物レンズ及び投影対物レンズ又は投影光学ユニットのすべての光学部品は、同一の外径を有する。その結果、内視鏡に対して簡素な機械的設計が達成される。その内径が、光学部品、対物レンズ及びコリメート光学ユニットの外径にマッチするように選択可能な２つの平行なチューブは、内視鏡シャフトの内部に配置することができる。その結果、画像誘導とコリメートのための対物レンズと光学部品は、充填ホルダーの原理に従ってこれらのチューブの各々に配置することができる。光学部品間の軸方向の間隔は、存在する場合、ガス混合気、気体、液体、固体、又は異なる充填媒体で充たすことが可能である。好ましくは、これは、ガス混合気又はガスであって、光学部品間で軸方向に配置されるスペーサチューブによって定められる。充填媒体の光学的特性は、光学部品又はそれによって生成されるビームパスのために最適化することができる。スペーサチューブと光学部品によって形成されたチューブはさらに、シャフト内に配置される２つの平行なビームパスのセンタリングを支援する。その結果としてさらなる部品、例えば光源、光導波路、外科手術用ツール又は流体を搬送するための処置チャンネル等が、２つのチューブに平行な内視鏡シャフト内に配置することが可能となる。さらなる構成では、２つのチューブは、光学部品を保持するための２つの平行な円筒状の通過孔を備えた共通の構成要素を形成するのに統一することができる。
【００２９】
ビデオ内視鏡システム装置は、当該ビデオ内視鏡装置をスタンドシステム、ロボットアーム、トロカール、スリーブ等に着脱可能若しくは永久的に取付けるための１つ若しくは複数の機械的なインターフェースを有し得る。この１つ若しくは複数の機械的インターフェースは、例えば、内視鏡シャフト上、他の部品、内視鏡の部品パーツ及び／又はカメラヘッド上に配置することができる。このような機械的インターフェースは、従来技術から当業者には公知である。一例として、これらにはバヨネットコネクタ、ねじ込みコネクタ、クランプコネクタ、スプリングリリース等が含まれる。
【００３０】
光学装置出口側の少なくともほぼ平行なビームパスを形成するコリメート光学ユニットは、好ましくは、接合ロッドレンズ及び/又は他のレンズを含むロッドレンズシステムである。このロッドレンズシステムには、有利には、他のレンズに接合されたロッドレンズも含まれている。つまりコリメート光学ユニットはロッドレンズであり得る。
【００３１】
コリメート光学ユニット、好ましくはロッドレンズシステム又はロッドレンズは、従来の内視鏡画像誘導システムのための設計仕様に応じて設計することが可能である。有利には、コリメーションのためのロッドレンズシステムは、画像送信のために使用されるロッドレンズシステムとして同じ設計であってもよい。本願明細書において、同じ設計の意味には、例えば画像誘導及びコリメート用の各ロッドレンズシステムが２つの平凸レンズとこれらに接合されているロッドレンズを有することが含まれており、すなわちロッドレンズシステムは、コリメート及び画像誘導用ロッドレンズシステム毎に等しい数の異なるレンズを含み得ることを意味する。例えば、同じ設計のロッドレンズシステムの直径や焦点距離等の仕様は、画像誘導及びコリメート用ロッドレンズシステム毎に互いに異なるように選択することが可能である。コリメート及び画像伝送用ロッドレンズは、互いに異なる仕様と又は互いに同一の仕様を有することができる。
【００３２】
好ましい構成では、少なくとも２つの投影対物レンズは、それぞれ、第２の光軸が、各光学部品のそれぞれの光軸に対して最大で、各投影対物レンズの半径分だけ横方向にずらされるように配置される。
【００３３】
好ましい構成によれば、平行な光学装置の少なくとも１つは、２つの連続した光学部品の間に配置された弾力要素を備える。すなわち２つの平行な光学装置に対しては、１つ又は複数の弾力要素を、例えば、すべての連続する光学部品の間に備えることが可能であり、それによって１つ以上の弾力要素が各々のケースにおいて２つの光学部品間に配置される。各弾力要素は、ガス混合気、気体、液体、固体又は２つの連続する光学部品の間で軸方向に間隔をあけるのに適した異なるタイプの弾力要素であってもよい。また２つの弾力要素、例えば気体と固体を組み合わせることも可能である。有利には、前記弾力要素は、機械的なバネの形態の固体である。一例として、前記機械的なバネは、２つの連続した光学部品の間で軸方向に間隔を空けるさらなる弾力要素として適した気体又は液体中に配置されてもよい。前記弾力要素は、好ましくは、光学部品間の機械的な遊びが低減又は防止されるように、２つの連続する光学部品間で軸方向の間隔を保つように構成されている。ここでの機械的な遊びは、弾力要素のバネ作用によって防止されるか又は少なくとも低減される。
【００３４】
特に好ましい構成例によれば、前記弾力要素は、少なくとも１つの平行な光学装置のコリメート光学ユニットに最も近接して配置されている光学部品と、コリメート光学ユニットとの間に配置される。この場合コリメート光学ユニットは、好ましくはコリメートロッドレンズシステムである。
【００３５】
平行な光学装置近位端の最も近くに配置された光学部品、例えばコリメートロッドレンズシステムの形態のコリメート光学ユニットの軸方向の移動自由度は、有利にはバネ作用の方向で終端キャップによって制限される。つまりこの終端キャップもコリメート光学ユニットを取り囲むことが可能である。終端キャップは、好ましくは環状の円周に亘って完全に延在していない、平坦化された形状又は円筒形断面形状が生成されるように、終端キャップの長手軸に沿って片側が平坦化された円筒形の外面を備えている。この終端キャップは、終端キャップの端部に突出部を有することができる。この突出部は、コリメート光学ユニットの軸方向の移動自由度を制限するように終端キャップ端部で終端キャップの内径を減少させる。この目的のために、好ましくは終端キャップ端部に沿って円形に延在する前記突出部は、平行な光学装置の近位端においてコリメート光学ユニットの移動を制限するように働く。代替的又は付加的に、前記コリメート光学ユニットは、例えば接着剤で接着終端キャップ及び／又は終端キャップ端部に結合するようにして恒久的に固定することもできる。
【００３６】
好ましい構成によれば、ビデオ内視鏡装置は、平行な光学装置の近位端に保持装置を備える。この保持装置は、有利には、平行な光学装置のコリメート光学ユニットを次のように保持するように構成されている。すなわち当該保持装置のロック状態において、前記コリメート光学ユニットの軸方向及び／又は横方向の移動が阻止されるように構成されている。一例として前記保持装置は、コリメート光学ユニット若しくはコリメート光学ユニットを囲む終端キャップを取り囲んで、それらの軸方向及び/又は横方向の移動が阻止若しくは低減されるように圧力を加えるクランプ装置の形態で構成することができる。前記保持装置は、例えば平行な光学装置の移動を阻止する圧力の連続的な設定調整が可能な留めねじのような設定ユニットを１つ以上含み得る。この設定ユニットが、前記保持装置を保持状態又はロック状態に設定すると、平行な光学装置の近位端又は終端キャップ端部は、平行な光学装置を取り囲んでいるチューブから固定の軸方向間隔をおいて保持される。前記保持装置が緩められた状態又は開いた状態では、平行な光学装置の近位端又は終端キャップ端部と、平行な光学装置が配置されているチューブとの間の軸方向の間隔を設定することができる。保持装置の特に好ましい構成によれば、保持装置は、終端キャップを保持するための留めねじと溝とを備えた溝付きブロックを含んでいる。２つの平行な光学装置の間に十分な間隔距離がある場合は、前記ビデオ内視鏡装置は、溝を備えた２つの丸い穴の中に２つの別個の平行な光学装置と、別個の保持装置とを含むことができる。
【００３７】
終端キャップは、可視放射線ないし可視光に対して透明な光学窓か又は放射線透過開口部を含んでいる。終端キャップは、シール剤を用いて気密に密閉することが可能である。その結果として前記平行な光学装置は気密に封止される。また有利には、前記平行な光学装置の近位端が、光学窓を有する終端キャップによって気密に封止される。この目的のために、終端キャップが保護キャップによって取り囲まれていてもよい。有利な構成によれば、この保護キャップは、終端キャップ又は平行な光学装置の近位端を取り囲む終端キャップにねじ込まれるように構成されている。
【００３８】
弾力要素を有する本発明による構成の一面によれば、ビデオ内視鏡装置が、例えば蒸気滅菌中の熱膨張のような場合に損傷を受けることも、デフォーカスされることも、デコリメートされることもない。同時に、本発明による構成は、ビデオ内視鏡装置の製造中の集束調整及び／又は視準調整が可能であり、この調整は、立体画像を生成するために、２つの平行な光学装置の画像位置の十分な対応付けが可能になる。
【００３９】
好ましい構成によれば、内視鏡シャフトは、物体表面を照明するための照明装置を含み、及び／又は、内視鏡シャフトは前記照明装置に接続される。光源からの光は、対象を照明するために、内視鏡シャフトの近位端近傍に配置された照明光入口を介して近位シャフト端部から光導波路に伝送することができ、あるいは内視鏡シャフトの遠位端近傍に配置された照明光出口に伝送することができる。つまり、複数の光源からの光を伝送することが可能である。これらの光源は、カメラヘッド内に含まれていてもよいし、及び／又は、フレキシブルな光導波路、例えば光ファイバーケーブル等によって、内視鏡シャフトに解離可能にかつ再固定可能に接続することができ、あるいは固定的に接続することができる。
【００４０】
好ましくは前記ビデオ内視鏡装置は、画像センサ上に投影された２つの立体部分画像を立体画面に表示可能な画像信号に変換できる画像処理装置を含んでいる。この画像処理プロセッサはビデオ内視鏡装置の内部若しくは外部に配置可能であり、複数の電子部品及び／又はソフトウェアコンポーネントを含むことができる。また、複数のイメージセンサ上に投影される複数の立体部分画像もまた、１つ又は複数の画像処理プロセッサによって立体スクリーン上に表示可能な複数の画像信号に変換することができ、これらの画像信号は、種々の立体画面上に、例えば偏光ガラス原理に基づいた画面上やシャッターガラス原理等に基づいた画面上に出力され得る。画像プロセッサは、有利には、画像処理により画像を向上させる様々な措置、例えば、コントラスト、カラー表示の適合化、画像位置のずれ、歪みの修正、焦点補正、マスキングインスタンス、立体視的よせ運動の適合化及び/又は画像スケールの誤差などの補償を講ずることができる。
【００４１】
種々の部品、例えば、カメラヘッド、投影対物レンズ、内視鏡シャフト、光学部品及び／又は光学装置は、交換可能であってもよい。一例として、カメラヘッド内又はカメラヘッド上の投影対物レンズは、異なる投影対物レンズか又は複数の投影対物レンズに置き換えてもよい。すなわちカメラヘッド全体を交換することも可能である。これは、その中に含まれる光学部品と共に内視鏡シャフトの交換が可能であることを意味する。また内視鏡シャフト内に配置されている内視鏡の個々の光学部品、例えばコリメート光学ユニットを交換することも可能である。この目的のために、これらの交換可能な部品は、有利には例えば機械的カップリングによって互いに解離可能でかつ再固定可能なように接続されている。その結果、ビデオ内視鏡装置の部品の滅菌が簡略化され。新たに接続された部品は、相互間で較正することが可能である。
【００４２】
有利な構成によれば、前記ビデオ内視鏡装置は、例えば、所定の較正データの記憶されたセットを含むことができるメモリユニットを含んでいる。これらの較正データは書き込み不能なメモリに不変の方法で保存することもできる、及び／又はこれらの較正データはいつでも校正によって書き込み可能なメモリに保存することもできる。ここでの較正の反復は、メモリユニット内に保存することができる新たな較正データのセットの生成のために使用することができる。このメモリユニットはまた、他のデータを含有及び／又は保存することができ、例えば、それらは、例えば内視鏡及び／又は光源の使用に関する履歴データであって、装置及び／又は光源、あるいは較正に使用可能な温度センサ、湿度センサ等のセンサからのデータを更新する必要があるときに確立される。
【００４３】
ビデオ内視鏡装置のメモリユニットからの較正データは、特に有利には、所定の校正データセットの保存によって、新たに接続された部品相互間の較正のために使用することができる。ここでの較正データは、工場から予め保存された形式で提供されてもよいし、あるいは較正の反復で生成されてもよい。その結果、内視鏡で使用される部品の個々の選択がそれぞれ使用中の新たな校正の実行なしで可能となる。また、ビデオ内視鏡装置は、１つ以上のセンサ装置を備えていてもよい。例えば、部品上のＲＦＩＤトランスポンダのような読み取り可能なマークの読み取りと処理の可能なＲＦＩＤトランシーバなどを備えていてもよい。それにより、較正データは自動的にロード可能になる。この結果、前記センサ装置は、センサで読み取り可能なマーキングに基づいてそれぞれ接続された各部品を同定し、保存された較正データから較正データを、あるいは新たに接続された部品に最適にフィットする較正データを選択し、これらの較正データを使用して、ビデオ内視鏡装置を較正することが可能になる。前記センサ装置は、好ましくは、カメラヘッド上若しくはカメラヘッド内にある。
【００４４】
ビデオ内視鏡装置は、外部環境の影響から保護するために設けられる１つ以上の透明な保護ウインドウを含むことができる。その一例として、この保護ウインドウは、内視鏡シャフト内で対物レンズを保護するために内視鏡シャフトの遠位端に配置することができ、コリメート光学ユニットを保護するために内視鏡シャフトの近位端に配置することができ、投影対物レンズの保護のために、投影対物レンズの光入射部若しくはカメラヘッドの光入射部に配置することができ、及び／又は、イメージセンサを保護するために投影対物レンズとイメージセンサとの間に配置することができる。
【００４５】
さらなる構成では、ビデオ内視鏡装置は、１つ以上の視野遮断部を含むことができる。この視野遮断部は、好ましくは、平行な光学装置の一方若しくは両方のビームパスを、一時的若しくは永久的な形式で遮断及び／又は制限するために、平行な光学装置の一方若しくは両方の近位端に配置されている。
【００４６】
ビデオ内視鏡装置のカメラヘッドは、集束装置を含むことができる。この集束装置は、ユーザによって手動で操作することができ、あるいは制御ループによって、又はコンピュータ上で動作するソフトウェアの一部若しくはプログラムによって自動的に操作可能である。前記集束装置は、固定の若しくは可変の焦点距離を有し得る１つ又は複数の投影対物レンズ若しくは投影対物レンズの部品を軸方向にシフトさせる焦点調整装置の特徴によって画像信号の画像の焦点調整が可能である。具体的には、左側と右側の立体部分画像を、当該集束装置によって互いに独立して集束調整ないし焦点調整させることができる。イメージセンサの平面内に生成される部分画像は、オーバーラップが画像信号の画像内で検出された領域を捕捉しない限り、立体表示が損なわれることなく部分的に重なり合うことが可能である。それどころかこれらの部分画像は、複数の異なるイメージセンサ上でも１つのイメージセンサ上でも集束することができる。
【００４７】
カメラヘッドは、解離及び再ロック可能なカップリングを介して内視鏡に接続することができ、特に内視鏡シャフトに接続可能である。この解離及び再ロック可能なカップリングには、従来技術から公知のロック機構、例えば、ねじ込み接続部、自己トリガスプリング機構、クランプジョー、偏心タペットなどを使用することができる。内視鏡シャフトとカメラヘッドは、内視鏡シャフトのカップリング半部が、カメラヘッドのカップリング半分内へ連動して挿入され得るように相互に整合された結合面を有することができる。この結合面は、内視鏡シャフトとカメラヘッドとの間で回転が防止されるように構成することができる。この目的のために、結合面は、例えばスロット、ボルト、ピン等に対応する回転防止装置要素を有することができる。このような回転防止装置のような解決手段は、当業者にとって従来技術からよく知られている。回転防止装置要素は、唯一のため、内視鏡シャフトに対するカメラヘッドの限られた数の構成のみ、例えば固定の構成のみ、１８０°の回転角度で回転される２つの構成のみ、又はこれらに類似した他の構成のみを許容するように構成することができる。この回転防止装置要素によれば、カメラヘッド及び内視鏡シャフトの望ましくない相対的な回転が防止され得る。
【００４８】
ステレオカメラヘッドを備えたとステレオ内視鏡の解離及び再ロック可能な結合のための回転防止形カップリング装置は、例えばドイツ国実用新案第９３００５２９．６号公報から公知である。この明細書では、ステレオ内視鏡の２つの光出射部とカメラヘッドの２つの光入射部との間で繰り返し可能な軸方向位置合わせのためドエルペグと孔部が示されている。
【００４９】
内視鏡シャフトとカメラヘッドは、有利には内視鏡の立体水平線が、イメージセンサ又はカメラヘッドのイメージセンサ上の水平線に対して実質的に平行に位置合わせされるようなカップリングを介して相互に接続されている。また代替的に、立体部分画像は、画像プロセッサによって適正な方向に回転させることも可能である。
【００５０】
さらに、内視鏡シャフトは、好ましくは、２つの投影対物レンズの間の水平方向の接続線が実質的に内視鏡の立体水平線に平行に配置されるようにカメラヘッドに対して相対的に配置されている。しかしながら、各コリメート光学ユニットと各投影対物レンズの間の正確な軸方向の位置合わせは、製造誤差に対する本発明の許容範囲が広いため必ずしも必要ではない。
【００５１】
機械的な遊び、許容誤差等に起因する立体部分画像の記録面における焦点の横方向の変化は、イメージプロセッサ又はイメージエレクトロニクスによって補償することができる。
【００５２】
ビデオ内視鏡装置の製造誤差に対する許容範囲が広い結果として、カメラヘッドの機械的設計が簡素にでき、公知の顕微鏡内視鏡システムの場合にも機械的設計に対して同様にもたらすことができる。この目的のために、自明な方法でビデオ内視鏡装置のカメラヘッドの機械的設計に転化することができるいくつかの解決手段が従来技術から知られている。
【００５３】
そのような市販のカメラヘッドのための機構の例は、米国特許第４７８１４４８号及び米国特許第６１１３５３３号に記載されている。そこに記載されているスリーブ構造では、カップリングが、カメラヘッドの長手方向に移動可能に配置されている投影対物レンズの手動式又は電動式フォーカシングのための操作要素と組み合わせることができる。ここでは、投影光学ユニットのピックアップ及び回転防止装置としてのピン又はボルトを有する円筒状の対物レンズ支持体が、固定された外部スリーブ内に案内されている。螺旋状の溝が設けられた外部集束スリーブの回転運動の場合には、対物レンズ支持体の並進集束運動が存在する。透明保護ウインドウや光学フィルタは、スリーブの遠位端と近位端の近傍に配置することができる。カップリングは、固定されたスリーブの遠位端に配置されている。
【００５４】
２つの平行な投影対物レンズを対物レンズ支持体のように配置することも可能である。一例として、投影対物レンズ用のホルダーを、相互に平行でかつ水平方向で見て相互にずれている２つのボアによって実現することが可能である。カップリングアダプタ内に投影対物レンズ用の共通の焦点合わせ機能を有するステレオアダプターは、例えば米国特許第６５８２３８５号明細書からも公知である。２つの立体部分画像は、フォーカスリングを回転させることによって一緒に集束することができる。装填時に、投影対物レンズは、好ましくは、軸に沿って共通の集束位置に設定される。
【００５５】
照明装置は、モノスコープ内視鏡システムと同様に設計することができる。放射線源、好ましくは、光源は、例えば、内視鏡内外に配置することができ、あるいはカメラヘッド内外に配置してもよい。内視鏡シャフトは、内視鏡シャフトの遠位端に光源から発生する光を伝送するように構成された光導波路を含むことができる。一例として、１つ若しくは複数の光導波路は、ビーム整形用のガラスコーン、光ファイバコーン、レンズ、ミラー等を含むことができる。
【００５６】
代替的に又は付加的に、光入射部は、カメラヘッドに内視鏡を結合したときに照明装置の光結合が確立されるように内視鏡シャフトとカメラヘッドの間の結合側に配置することができる。
【００５７】
本発明によるビデオ内視鏡装置の構成の一態様によれば、内視鏡シャフト内の大きな断面を、光導波路、例えば光ファイバによって充填することができる。内視鏡シャフトの断面を主に満たす光導波路は、内視鏡シャフト内に配置することができる。画像誘導のために使用される平行な光学装置を含むチューブによって想定される断面だけが光導波路のために使用できるわけではない。
【００５８】
さらなる構成によれば、投影対物レンズ内又は背後のプリズムは、対物レンズビームパスの方向変化を生成することができる。この結果として、ビデオ内視鏡装置の視野方向は、内視鏡シャフトの軸に平行でない。したがって、光学部品の各装置の各光軸に対しても平行でない。視野方向は、ビームパス内に配置されている別のプリズムを用いて軸に平行に再配向することができる。これらのプリズム又はそれぞれのプリズムは、色消しプリズムや反射プリズムであってもよい。また代替的に、３０°未満の偏向角度を有するミラー装置を使用することも可能である。さらに複数のプリズム及び／又は複数のミラー装置を並列及び／又は直列に配置することも可能である。好ましい構成によれば、複数のプリズムやミラー装置を他の光学部品に接合させることも可能である。一例として、複数のプリズムは、他のプリズム、レンズ又は他の光学素子に接合させてもよい。
【００５９】
内視鏡シャフトの遠位端は、角度を付けることもできる。また、横方向の視野方向を有する対物レンズは、内視鏡シャフトの遠位端に配置され使用することができる。その結果として、内視鏡シャフトの軸に対して角度をなす視野方向のステレオ内視鏡を得ることが可能である。代替的又は付加的に、対物レンズから遠位に配置された複数のプリズム又はミラー装置によって横方向の視野方向を実現することも可能である。
【００６０】
前記投影対物レンズは、ロッドレンズ又はロッドレンズシステムであってもよい。その結果、光学ユニットの設計が簡素化できる。
【００６１】
投影対物レンズは、別の投影対物レンズの又は別の複数の投影対物レンズの光軸に対して横方向に配置又は変位可能であり、さらにコリメート光学ユニットの光軸に対して横方向に配置又は変位可能である。その結果、イメージセンサの寸法と内視鏡の寸法との間で良好なマッチングを可能にすることができる。代替的又は付加的に、光学部品、コリメート光学ユニット及び／又はイメージセンサは、互いから横方向へのオフセットを有することができる。その結果、２つの立体部分画像の間の横方向のオフセットの変更を形成することができる。以下の式で表される条件が満たされるならば、
Ｓ≦（Ｄｐ−Ｄｋ）／２
但し、前記Ｓは、横方向変位のパスであり、前記Ｄｐは、投影対物レンズの自由開口部の直径であり、前記Ｄｋは、投影対物レンズの位置に出現する平行ビームパスの直径である。
投影対物レンズが変位した際の画像のケラレが回避可能になる。
【００６２】
以下では本発明を、図面に概略的に示されている例示的な実施形態に基づいてより詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】中心を外れて配置された投影対物レンズによって増加された立体部分画像の間で横方向の間隔を有するビデオ内視鏡装置の第１実施例の概略図
【図２】中心から外れて配置された投影対物レンズによって増加された立体部分画像間の横方向の間隔を有するビデオ内視鏡装置の第２実施例の縦断面の概略図
【図３】同軸に配置されていない投影対物レンズを有する例示的なコリメートロッドレンズシステムのそれぞれの例示的なビームパスを示した図
【図４】隣接する光学部品の間の軸方向の間隔を設定するための機械式バネを有するビデオ内視鏡装置の第３実施例を示した概略図
【図５】ビデオ内視鏡装置の近位端に保護キャップを有するビデオ内視鏡装置の第３実施例の断面を示した概略図
【図６】片側が平坦化された円筒状終端キャップの概略図
【図７】円筒状終端キャップを有するクランプ装置の例示的な実施形態を示す概略図
【図８】内視鏡の例示的な実施形態の概略側面図
【図９】内視鏡の例示的な実施形態の遠位端の概略図
【図１０】カメラヘッドの例示的な実施形態を示した概略図
【図１１】カメラヘッドの例示的な実施形態の一部を示した概略断面図
【実施例】
【００６４】
図１は、内視鏡シャフト１４の内部を通って延在し、内視鏡シャフト１４の近位端１８において各コリメートロッドレンズシステム１６によってコリメートされた２つの平行なビームパス１２を有するビデオ内視鏡装置１０の第１の実施形態の概略図が示されている。
【００６５】
内視鏡シャフト１４の遠位端２０の前方に位置する対象物２２は、２つの平行な対物レンズ２４によって結像される。内視鏡シャフト１４の遠位端２０近傍で対物レンズ２４によって生成された画像は、２つのイメージガイドロッドレンズシステム装置によって内視鏡シャフト１４の近位端１８の方向に送信され、コリメートロッドレンズシステム１６によってそこでコリメートされている。これらの装置は平行に配置され、互いに同軸に配置された複数のロッドレンズシステム２６からなっている。前記ロッドレンズシステム１６，２６は、接合されたロッドレンズ１７，２７及び／又はそれに接合された他のレンズで構成することができる。
【００６６】
内視鏡シャフト１４の近位端１８は、カメラヘッド２８に接続されており、そこではコリメートロッドレンズシステム１６から平行に延在する複数のビームパス１２が、センサ３４の記録面３２上に各投影対物レンズ３０によって投影されている。イメージセンサ３４の記録面３２内の焦点３６への集束により、オーバーラップ４０を有している各立体部分画像３８を生成することが可能となる。各平行なビームパス１２を生成しているコリメートロッドレンズシステム１６の第３の光軸に対して垂直方向で、各投影対物レンズ３０の第２の光軸が小さな横方向のオフセット４２だけずらされるように、各投影対物レンズ３０が小さな横方向のオフセット４２だけずらされる。つまり、投影対物レンズ３０間の横方向の間隔距離が、コリメートロッドレンズシステム１６間の横方向の間隔距離よりも大きくなり、その結果として２つの立体部分画像３８間の間隔距離を拡大することができるようになる。各投影対物レンズ３０は、好ましくは次のように配置される。すなわち前記第２の光軸が、各ロッドレンズシステム１６の第３の光軸に対して投影対物レンズ３０の多くとも１／２の直径分だけ、各ロッドレンズシステム１６に対して横方向にオフセットされるように配置される。各投影対物レンズ３０は、前記各ロッドレンズシステム１６に対して同軸に配置することもできる。
【００６７】
各コリメートロッドレンズシステム１６は、第３の光軸が各イメージガイドロッドレンズシステム２６の共通の第１の光軸から横方向にオフセットするように配置することができ、ここで、コリメートロッドレンズシステム１６は、有利には次のように配置される。すなわち、前記第３の光軸が、前記イメージガイドロッドレンズシステム２６の共通の第１の光軸からコリメートロッドレンズシステム１６の多くとも１／２の直径分だけオフセットされる（ここでは図示せず）ように配置される。前記ロッドレンズシステム１６の代わりに、ビームパス１２のコリメートのために使用される光学ユニットがロッドレンズ１７であってもよい。このコリメートに使用されるロッドレンズシステム１６は、画像誘導又は画像送信に使用されるロッドレンズシステム２６と同じ設計であってもよい。また前記ロッドレンズシステム１６，２６に使用される前記ロッドレンズ１７，２７は、互いに同一の寸法又は互いに異なる寸法を有し得る。
【００６８】
例示的な実施形態（図示せず）によれば、内視鏡シャフト１４の遠位端２０におけるプリズムは、他の光学部品から間隔を空けて配置することができる。さらにまた当該プリズムは、他の光学部品に接合することも可能である。
【００６９】
図２には、第１実施例と同様の設計を有するビデオ内視鏡装置１０の第２実施例の縦断面図が示されている。平行な光学装置の各光学部品は、すなわち、対物レンズ２４、イメージガイダンスロッドレンズシステム２６、コリメートロッドレンズシステム１６は、内視鏡シャフト１４内で平行に配置された２つのチューブ４４によって取り囲まれている。
【００７０】
さらに、照明装置４６が内視鏡シャフト１４に接続されており、この照明装置４６は光導波路４８を含んでおり、この光導波路４８は、照明光入射部５０を介して、光源５２からの光を前記内視鏡シャフト１４に沿って遠位端方向へ伝送し、この照明光が、照明光出射部５４から対象面２２を照明する。光導波路４８は、解離可能でかつ再固定可能な手法か又は剛性的な手法で内視鏡シャフト１４に接続することが可能である。照明光入射部５０は、またフレキシブルな光ファイバーケーブル（ここでは図示せず）を介して光源５２に接続することも可能である。さらに前記光源５２と前記光導波路４８の照明光入射部５０は、カメラヘッド２８（ここでは図示せず）内に配置することもできる。
【００７１】
対象面２２からは、画像が、内視鏡シャフト１４の遠位端２０に配置されている透明な保護ウインドウ５６を通って案内され、対物レンズ２４からは、内視鏡シャフト１４の遠位端２０から内視鏡シャフト１４の近位端１８へ平行に配置されているチューブ４４を介して、第１実施例で説明したように画像が誘導される。内視鏡シャフト１４の近位端１８においては、画像は、平行なビームパス１２内で、光入射部５８を通ってカメラヘッド２８に到達している。そこではさらなる透明保護ウインドウ５６が、内視鏡シャフト１４の近位端１８にてカメラヘッド２８の光入射部５８に配置されている。カメラヘッド内では、平行なビームパス１２が、さらなる透明保護ウインドウ５６を介して投影対物レンズ３０によってイメージセンサ３４の記録面３２上に投影される。その際横方向の大きなオフセット４２が、前記イメージセンサ３４の記録面３２上で複数の立体部分画像３８間の距離の増加を導く。
【００７２】
この例示的な実施例では、カメラヘッド２８は、解離可能でかつ再固定可能なカップリング６０により内視鏡シャフト１４に連結される。内視鏡シャフトの方向に配置された操作要素６２によって、投影対物レンズ３０に接続されている集束装置６４は、立体部分画像３８を、イメージセンサ３４の記録面３２上に集束させることができる（焦点を合わせ）。この目的のために、操作要素６２は回転させることができ、その結果、前記集束装置６４は、軸方向に、例えばビームパス１２の軸線に沿って、変位させることができ、このケースでは、各投影対物レンズ３０のそれぞれの第２の光軸に沿って変位可能となる。集束装置６４も、個々の投影対物レンズ３０が軸方向で変位可能なように構成されている（ここでは図示せず）。さらに代替的に又は付加的に、他の光学部品も互いに軸方向に変位することができる（ここでは図示せず）。
【００７３】
電源供給とデータ転送のために使用することができるケーブル６６は、カメラヘッド２８の後方の手前側に配置されている。この実施形態では、イメージプロセッサ６８及びメモリユニット７０が、このケーブル６６に接続されている。
【００７４】
イメージプロセッサ６８は、イメージセンサ３４上に投影された２つの立体部分画像３８を、例えば偏光原理又はシャッターガラス原理等に従って、立体スクリーンに描くことができる画像信号に変換することができる。イメージプロセッサ６８の目的の１つは、画像処理により画像信号を改善することができる。この画像の改善は、具体的には、例えば、コントラストの適合化、カラー表示、焦点補正の改善、歪みの修正、画像位置ずれの修正、マスキングのインスタンス調整、立体輻輳の適合化及び／又は画像スケール中の偏差の補償等の画像改善手段によって達成することができる。また、イメージプロセッサ６８は、ビデオ内視鏡装置１０（ここでは図示せず）内、例えばカメラヘッド２８内又は内視鏡シャフト１４内に配置することができる。
【００７５】
メモリユニット７０は、ビデオ内視鏡装置１０を較正するための較正データをセーブすることができる。例えば、内視鏡シャフト１４及び／又はカメラヘッド２８などの部品の交換の時には、再較正を行うことができ、新しい部品の配置構成のための較正データをセーブすることができる。代替的に又は付加的に、較正データは、ビデオ内視鏡装置１０を使用する準備を再確立するために、メモリユニット７０から一部の部品又は全体の部品の配置構成のためにロードすることも可能である。前記メモリユニット７０は、その他に、カメラヘッド２８内に、あるいは内視鏡シャフト１４内に配置することも可能である（ここでは図示せず）。
【００７６】
この例示的な実施形態では、カメラヘッド２８は、さらにセンサ装置７６、例えばＲＦＩＤトランシーバ等を含んでおり、また内視鏡シャフト１４は、内視鏡シャフト１４の近位端１８上に若しくはその近傍に配置される前記センサデバイス７６によって読み取り可能なマーキング７８、例えばＲＦＩＤトランスポンダ等を含んでいる。カメラヘッド２８が、新しい内視鏡シャフト１４に接続されると、センサ装置７６は、内視鏡シャフト１４上の読み取り可能なマーク７８を識別することができ、ケーブル６６を介してメモリユニット７０に信号を送信する。光学部品の様々な配置構成のための記憶されている所定の較正データのセットは、メモリユニット７０内にセーブ可能であり、これらの較正データは、内視鏡シャフト１４と、カメラヘッド２８の接続部から供給される。センサ装置７６からの信号に対して前記メモリユニット７０は、所定の較正データ若しくは新たに接続された部品に最適にフィットする較正データを選択することができ、さらにこれらのデータを、ビデオ内視鏡装置１０の較正のために使用することができる。
【００７７】
図３は、複数の投影対物レンズ３０がコリメートロッドレンズシステム１６と同軸上に配置されていないケースでの２つの例示的なコリメートロッドレンズシステム１６を通る２つの例示的な平行ビームパス１２を示している。各コリメートロッドレンズシステム１６の各焦点７２における画像点は、コリメートロッドレンズシステム１６とそれらの近傍に配置された投影対物レンズ３０を用いて、イメージセンサ３４の記録面３２に位置する結像焦点３６上に結像される。立体部分画像３８間の横方向の距離は、横方向にコリメートロッドレンズシステム１６に比べてより大きくなっている投影対物レンズ３０間の横方向の間隔距離から生じるオフセット４２の結果として増加している。これは、特に、イメージセンサ３４の記録面３２の焦点３６における画像点に基づいてより明確になる。
【００７８】
入射平行ビームパス１２は、横方向の間隔距離４２を伴ってそれぞれの投影対物レンズ３０に入り、各投影対物レンズ３０から異なる角度で出現する。そのため、各コリメートロッドレンズシステム１６の第３の光軸と、各投影対物レンズ３０の第２の光軸との間の横方向間隔距離４２は、それぞれのコリメートされた平行ビームパス１２の方向に偏差を生じさせる。その結果これらは、それぞれの投影対物レンズ３０によって同軸上でオフセットされた２つの立体部分画像３８として、イメージセンサ３４の記録面３２内の１つ又は複数の焦点３６上に投影される。
【００７９】
例示的な一実施形態によれば（図示せず）、１つ又は複数の像視野絞りが、ビデオ内視鏡装置１０の中間像平面の１つに若しくはその近傍に配置することが可能である。これらの像視野絞りは、次のような形態を有し得る。すなわち、視野が、記録面３２上で焦点の合ったダークエッジとして結像されるような形態、及び／又は、イメージフィールドのサイズと位置、及び／又は、使用される内視鏡シャフト１４又は内視鏡の種類を、例えばイメージセンサ３４などの結像電子系を用いて、レンダリング可能又は容易に識別可能にさせるような形態である。さらに別の実施例（図示せず）によれば、このような像視野絞りは、それぞれのケースにおいてコリメート光学ユニット１６の最も近くに位置する像視野平面内に配置される。さらに、そのような像視野絞りの各々は、内視鏡シャフト１４遠位端２０の対物レンズ２４の最も近い位置のイメージフィールド平面に配置することが可能である（図示せず）。
【００８０】
例示的な一実施形態によれば（図示せず）、変位可能な視野絞りは、平行なビームパス１２の１つに配置することができる。その結果として、平行なビームパス１２は、一時的又は恒久的に遮断及び／又は区切ることができる。視野絞りは、２つの平行なビームパス１２の間で変位可能であり、したがって各ケースにおいて立体部分画像３８の１つを遮断又は区切ることが可能である。また、複数の異なる視野絞りをビデオ内視鏡装置１０内に配置させることも可能である（ここでは図示せず）。
【００８１】
ここには示されていないさらに別の実施例においては、複数のプリズム及び／又はミラー装置を各投影対物レンズ３０の背後及び／又は内部に配置させることも可能である（ここでは図示せず）。
【００８２】
図４は、連続的な光学部品２６′と１６との間の軸方向距離を設定するための機械式ばね７４を有するビデオ内視鏡装置１０の第３実施例の概略図を示す。ここではこの機械式ばね７４の代わりに、例えば気体式ばねやその他の異なる弾性要素を使用することも可能である。またこの機械式ばね７４と、その他の異なる弾性要素、例えばガス混合気、気体、液体又は固体との組み合わせなども考えられる。図示の例示的な実施例では、機械式ばね７４が、大気からなる雰囲気中に、すなわちガス混合気中に配置されている。この機械式ばね７４は、２つの連続する光学部品２６′と１６の間の軸方向の距離を、これらの部品間で機械的な遊びが防止されるように設定するのに使用されている。ここでは前記機械式ばね７４の弾性作用によって不要な遊びが機械的に防止されるか少なくとも低減されている。ここでは図示していないが、複数の機械式ばね７４又は弾性要素との組み合わせを、内視鏡シャフト１４に沿って連続する複数の光学部品の間に配置すること、例えばそれぞれの平行な装置のすべての光学部品の間に配置することも可能である。図５は、機械式ばね７４を有するビデオ内視鏡装置１０の第３実施例のさらに拡大した断面図である。
【００８３】
このビデオ内視鏡装置１０の第３実施例の構成は、図２に示すビデオ内視鏡装置１０の第２実施例の構成と同様である。実質的な違いは、この構成では、機械式ばね７４とクランプ装置８０が設けられていることであり、このクランプ装置８０は、内視鏡シャフト１４の近位端１８に向けてその近傍に配置されている。このクランプ装置８０は、チューブ４４内部に配置されているコリメートロッドレンズシステム１６の一部と、チューブ４４の一部とを取り囲んでいる。このクランプ装置８０は、前記内視鏡シャフト１４をカメラヘッド２８に接続し、各コリメートロッドレンズシステム１６の一部を取り囲んでいる終端キャップ８４への押圧力を設定するための留めねじ８２も含んでいる。この留めねじ８２は、終端キャップ８４への押圧力を設定するために連続的に調整可能であり、それによって、特に前記ばねの作用方向でのコリメートロッドレンズシステム１６の移動の自由度が制限されるようになっている。このような機構によって前記クランプ装置８０の保持状態又はロック状態が前記留めネジ８２を用いて設定することができる。この保持状態は、終端キャップ８４への押圧力がコリメートロッドレンズシステム１６の軸方向及び横方向の移動を防ぐのに十分であるときに達成される。前記ロック状態においては、コリメートロッドレンズシステム１６の近位端又は終端キャップ８４の近位端が、これらの複数の光学部品を取り囲んでいるチューブ４４に対し固定された軸方向間隔距離で保持される。クランプ装置８０の緩められた状態若しくは開放された状態では、コリメートロッドレンズシステム１６の近位端又は終端キャップ８４の近位端と、複数の光学部品が配置されているチューブ４４の間で、軸方向の間隔距離の設定が可能となる。
【００８４】
図６は、終端キャップ８４の実施例を示している。この終端キャップ８４は、円筒状の外面８６を備えており、該円筒状外面８６は、終端キャップ８４の長手軸方向に沿って片側平坦部８８を有している。また前記終端キャップは、内径９０を有する中空円筒状のチューブを形成している。この中空円筒形状の結果として、前記終端キャップ８４は、コリメートロッドレンズシステム１６を取り囲むことができる（図５参照）。さらにこの終端キャップ８４は、突出部９２を備えており、この突出部９２は、当該終端キャップ８４の近位端に沿って開口部９４を環状に取り囲み、包囲されたコリメートロッドレンズシステム１６の移動の自由度を制限するために設けられている。代替的又は付加的に、それぞれのコリメートロッドレンズシステム１６は、当該終端キャップ８４及び／又は該終端キャップ８４の近位端に、恒久的に固定することができ、例えば接着剤によって接合してもよい。開口部９４は、コリメートロッドレンズシステム１６によって生成された平行なビームパス１２が終端キャップ８４を通過することを可能にしている。
【００８５】
別の代替的な実施例（ここでは図示せず）によれば、可視ビーム又は可視光に対して透過的な光学窓が前記開口部９４に配置されている。終端キャップ８４は、封止材を用いて気密に封止することができる。その結果、コリメートロッドレンズシステム１６が配置されている前記チューブ４４もまた気密に封止される。この目的のために、特に、窓を備えた終端キャップ８４の近位端が密封される。代替的にこの密封は、例えば、窓が気密に封止された保護キャップによって取り囲まれることのない開口部９４を備えた終端キャップ８４を用いて達成されてもよい。また（ここでは図示しないが）例示的な一例として、保護キャップが終端キャップ８４に、若しくはコリメートロッドレンズシステム１６の近位端を取り囲んでいる終端キャップ８４にねじ込まれるように構成してもよい。
【００８６】
図７は、前記クランプ装置８０のさらなる例示的な実施例を示している。このクランプ装置８０は、留めねじ８２と終端キャップ８４を保持するためのスロット９６とを有するスロット付きブロック９８を備えている。終端キャップ８４がこのスロット９６内に配置されると、それらの平坦部８８が互いに接触接続する。複数の光学部品の平行な配置構成の間に十分な間隔距離がある場合には、当該ビデオ内視鏡装置１０は、スロット及び別個のクランプ装置８０を有する２つの円形孔部内に複数の光学部品の２つの別個の平行な装置で構成することができる（ここでは図示せず）。このケースでは、終端キャップ８４は、平坦部８８を有さない（ここでは図示せず）。
【００８７】
クランプ装置８０は、内視鏡シャフト１４の一部を形成するか、カメラヘッド２８の一部を形成していてもよいし、ビデオ内視鏡装置１０の独立した構成要素であってもよい。このクランプ装置８０は、（ここには示されていない）１つ又は複数のセンサ装置、例えばＲＦＩＤトランシーバ等、及び／又は、他のセンサ装置によって読み取り可能なマーキング、例えばＲＦＩＤトランスポンダ等、を含むことができる。これらのセンサ装置と読み取り可能なマーキングは、クランプ装置８０が内視鏡シャフト１４、及び／又は、カメラヘッド２８に接続されたときに、ビデオ内視鏡装置１０の構成要素の各センサ装置が、それぞれ別の構成要素上の読み取り可能なマーキングを識別するように配置されていてもよく、その際には、ビデオ内視鏡装置１０の各構成要素が合体された時点でこれらの構成要素の自動的な認識が行われる。
【００８８】
図８は、内視鏡１１６の例示的な実施形態を示した側面図である。この内視鏡１１６の近位端は、カップリング半部１１８を備えており、このカップリング半部１１８は、内視鏡１１６をカメラヘッド２８に接続するために設けられるか又は、内視鏡１１６を、カメラヘッド２８の第２のカップリング半部１１８′を用いてカメラヘッド２８に固定するために設けられている（図１０参照）。照明光入射部５０は、フレキシブルな光導波路がそれに接続することができるように構成されている。なおここでの内視鏡シャフト１４は、見易くするために途中を省略して示している。
【００８９】
図９は、図８の内視鏡１１６の例示的な実施形態の遠位端を概略図で示している。内視鏡シャフト１４に配置された２つの対物レンズ２４は、チューブ４４によって取り囲まれている。この内視鏡シャフト１４の開口部内の自由断面は、光導波路４８の束によって充填されている。前記２つの対物レンズ２４は、２つの対物レンズ２４を結ぶ線によって形成される、当該内視鏡１１６の立体的水平線１０６が、水平に位置するように配置される。図９の例示的実施例においてスロットで表された回転防止装置１００は、内視鏡１１６の近位端の近傍に位置している。この回転防止装置１００は、図１０の例示的な実施例においてカメラヘッド２８上に位置するピンで表された第２の回転防止装置１００′と相互作用する。これらの回転防止装置１００および１００′は、互いに挿入することで連結可能な、例えばボーリング孔、スロット、ボルト、ピン等、あるいはそれらの組み合わせ等からなる回転防止装置の構成要素を備えることが可能である。前記回転防止装置１００は、当該内視鏡１１６の立体的水平線１０６に対して固定の位置に配置され、内視鏡１１６にカメラヘッド２８を固定した際の立体部分画像の位置合わせにおける変動を防止している（図１０）。
【００９０】
図１０には、カメラヘッド２８の例示的な実施例が示されている。このカメラヘッド２８は、ピン及びねじ１０２の形態の回転防止装置１００′を含むカップリング半部１１８を有している。このカップリング半部１１８′は、投影対物レンズ３０を有する対物レンズ支持体１２０を取り囲んでいる操作要素６２から離れて配置されている。ケーブル６６を介して（ここには示されていない）立体スクリーンに接続されるカメラハウジング１０４は、投影対物レンズ３０から近いところに位置している。代替的又は付加的に、前記カメラヘッド２８は、例えば、コンピュータやその他の評価ユニットに接続することができる。
【００９１】
カップリング半部１１８′は、内視鏡１１６を接続するための機能を果たしている。この目的のために、カップリング半部１１８′は内視鏡１１６のカップリング半部１１８に接続されている。ねじ１０２は、内視鏡１１６のカップリング半部１１８を固定するための着脱可能な固定要素として機能する。ピンの形態である回転防止装置１００′は、立体部分画像の位置合わせの変動を防止する機能を果たす。操作要素６２が回転するケースの場合には、対物レンズ支持体１２０に配置された投影対物レンズ３０の共通の軸方向移動が存在する。その結果、ユーザは、前記操作要素６２によって、ビデオ内視鏡装置１０の焦点を手動で合わせることができるようになる。
【００９２】
図１１には、図１０に示したカメラヘッド２８の例示的な実施例の一部の断面図が示されている。カメラヘッド２８は、内視鏡１１６に当該カメラヘッド２８を接続するための回転防止装置１００′を有するカップリング半部１１８′を備えている。なお前記カメラヘッド２８には、特定の用途、特に特定の医療用途に応じて選択することができる種々の内視鏡１１６を接続させることが可能である。前記第２の回転防止装置１００′は、内視鏡１１６上の回転防止装置１００と相互作用し、そのようにしてカメラヘッド２８に対する内視鏡１１６の回転が防止される。前記ねじ１０２は、内視鏡１１６の対応するカップリング半部１１８をロックする機能を果たす（図８参照）。
【００９３】
カメラチューブ１１４によって取り囲まれている、透明な保護ウインドウ５６を有するカメラヘッド２８の光入射部５８は、カップリング半部１１８′の近傍に配置されている。このカメラヘッド２８に接続された内視鏡１１６からの光（ここでは図示せず）は、光入射部５８を通って投影対物レンズ３０を支持している対物レンズ支持体１２０上に入射する。
【００９４】
ここでは対物レンズ支持体１２０は、ピックアップ１１２に確実に接続される。このピックアップ１１２は、カメラチューブ１１４を貫通して集束リング１１０の螺旋形スロット１２２内に突出している。このピックアップ１１２は、集束リング１１０の螺旋形スロット１２２を介して前記操作要素６２と機能的に接続されている。この集束リング１１０は、カメラチューブ１１４に回転可能に取り付けられており、操作要素６２が回転したときには当該集束リング１１０も回転するように前記操作要素６２に確実に接続されている。前記螺旋形スロット１２２によって、ピックアップ１１２は、集束リング１１０が回転したときに駆動され、それに対して対物レンズ支持体１２０は、集束リング１１０が回転されたときでも一緒に回転しない。
【００９５】
カメラヘッド２８は、操作要素６２とカメラチューブ１１４との間に配置され、カメラヘッド２８を気密に封止する働きをする封止要素１０８を有している。
【００９６】
さらに前記カメラヘッド２８は、当該カメラヘッド２８内若しくはカメラヘッド上に配置される更なる部品や部品パーツ（ここでは図示せず）を有している。例えば、これらには、カメラハウジング１０４、複数の保護ウインドウ、イメージセンサ又は複数のセンサを含み、さらに機械的及び電子的な機能を持つさらなる部品や部品パーツが含まれる。
【符号の説明】
【００９７】
１０    ビデオ内視鏡装置
１２    平行ビームパス
１４    内視鏡シャフト
１６    コリメートロッドレンズシステム
１７    コリメートロッドレンズ
１８    内視鏡シャフトの近位端
２０    内視鏡シャフトの遠位端
２２    対象物
２４    対物レンズ
２６    イメージガイドロッドレンズシステム
２７    イメージガイドロッドレンズ
２８    カメラヘッド
３０    投影対物レンズ
３２    記録面
３４    イメージセンサ
３６    焦点
３８    立体部分画像
４０    立体部分画像重畳部
４２    横方向オフセット
４４    チューブ
４６    照明装置
４８    光導波路
５０    照明光入射部
５２    光源
５４    照明光出射部
５６    透明保護ウインドウ
５８    カメラヘッドの光入射部
６０    解離及び再固定可能なカップリング
６２    操作要素
６４    集束装置
６６    ケーブル
６８    イメージプロセッサ
７０    メモリユニット
７２    ロッドレンズシステムの焦点
７４    機械式ばね
７６    センサ装置
７８    読み取り可能なマーキング
８０    クランプ装置
８２    留めねじ
８４    終端キャップ
８６    円筒状外面
８８    片側平坦部
９０    内径
９２    突出部
９４    開口部
９６    スロット
９８    スロット付きブロック
１００  回転防止装置
１０２  着脱可能固定要素
１０４  カメラハウジング
１０６  立体的水平線
１０８  封止要素
１１０  集束リング
１１２  ピックアップ
１１４  カメラチューブ
１１６  内視鏡
１１８  カップリング半部
１２０  対物レンズ支持体
１２２  螺旋形スロット
【図１】
2014230788.tif 000003
【図２】
2014230788.tif 000004
【図３】
2014230788.tif 000005
【図４】
2014230788.tif 000006
【図５】
2014230788.tif 000007
【図６】
2014230788.tif 000008
【図７】
2014230788.tif 000009
【図８】
2014230788.tif 000010
【図９】
2014230788.tif 000011
【図１０】
2014230788.tif 000012
【図１１】
2014230788.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成26年8月6日(2014.8.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビデオ内視鏡装置（１０）であって、
２つの平行な光学装置（１６，２４，２６）を含み、
前記２つの平行な光学装置（１６，２４，２６）は共に、内視鏡シャフト（１４）の内部に少なくとも部分的に配置され、それぞれ複数の光学部品（２４，２６，２７）およびコリメート光学ユニット（１６）を含んでおり、前記複数の光学部品（２４，２６，２７）は、前記各光学装置（１６，２４，２６）の複数の光学部品（２４，２６，２７）の共通の第１の光軸に沿って互いに同軸に配置され、
前記各光学装置（１６，２４，２６）は、当該各光学装置（１６，２４，２６）の遠位端（２０）から当該各光学装置（１６，２４，２６）の近位端（１８）へ、光学的画像（３８）を伝送するように構成されており、
前記ビデオ内視鏡装置（１０）は、さらにカメラヘッド（２８）を含んでおり、
前記カメラヘッド（２８）は前記光学装置（１６，２４，２６）の前記近位端（１８）に当接又は隣接するように配置されており、
前記カメラヘッド（２８）には少なくとも１つのイメージセンサ（３４）が含まれており、該少なくとも１つのイメージセンサ（３４）は少なくとも１つの記録面（３２）を備えており、前記カメラヘッド（２８）はさらに少なくとも２つの投影対物レンズ（３０）を含んでおり、前記投影対物レンズ（３０）の各々は、第２の光軸を備え、前記イメージセンサ（３４）上に画像（３８）を投影するように配置構成されており、
前記コリメート光学ユニット（１６）は、前記各光学装置（１６，２４，２６）の出射側（１８）において平行なビームパス（１２）を生成するために、前記複数の光学装置（１６，２４，２６）の各近位端（１８）に配置されており、
前記各コリメート光学ユニット（１６）は、第３の光軸を有し、該第３の光軸は前記第１の光軸と同軸に配置されるか、又は、前記第１の光軸から最大で前記コリメート光学ユニット（１６）の１／２の直径分だけ横方向にオフセットされて配置されており、
前記少なくとも２つの投影対物レンズ（３０）のそれぞれ１つが、前記各コリメート光学ユニット（１６）によって生成される前記平行なビームパス（１２）を、前記少なくとも１つのイメージセンサ（３４）の前記少なくとも１つの記録面（３２）内の少なくとも１つの焦点（３６）上に結像するように配置構成されており、
前記投影対物レンズ（３０）の少なくとも１つは、前記平行なビームパス（１２）を生成する前記コリメート光学ユニット（１６）の前記第３の光軸から、最大で前記投影対物レンズ（３０）の１／２の直径分に相当する横方向の間隔距離（４２）を、前記第２の光軸の各々が有するように配置されており、さらに、
前記投影対物レンズ（３０）の少なくとも１つは、前記平行なビームパスを、前記少なくとも１つの焦点（３６）上に結像するように配置構成され、その結果として、前記平行なビームパス（１２）が、前記少なくとも１つの投影対物レンズ（３０）の前記第２の光軸から横方向の間隔距離（４２）を伴って前記少なくとも１つの投影対物レンズ（３０）に入射するように構成されていることを特徴とするビデオ内視鏡装置（１０）。
【請求項２】
前記複数の光学部品（２４，２６，２７）は、それぞれ互いに同軸に配置され、ロッドレンズ（２７）を含んでいる、請求項１記載のビデオ内視鏡装置（１０）。
【請求項３】
前記平行のビームパス（１２）を生成するための前記コリメート光学ユニットは（１６）は、前記複数の光学装置（１６，２４，２６）の出射側（１８）に複数のロッドレンズ（１７）を含んでいる、請求項１及び／又は２記載のビデオ内視鏡装置（１０）。
【請求項４】
前記複数の光学装置（１６，２４，２６）の出射側（１８）に前記平行なビームパス（１２）を生成するための前記コリメート光学ユニットは（１６）は、少なくとも２つの接合レンズを含むロッドレンズシステム（１６）であり、２つの接合レンズを含む前記ロッドレンズシステム（１６）のうちの少なくとも１つのレンズは、ロッドレンズ（１７）である、請求項１から３の少なくともいずれか１項記載のビデオ内視鏡装置（１０）。
【請求項５】
前記ビデオ内視鏡装置（１０）は、コリメーションの目的のための複数のロッドレンズシステム（１６）を含んでおり、前記複数のロッドレンズシステム（１６）は、画像送信のために用いられるロッドレンズシステム（２６）と同じ構成である、請求項１から４の少なくともいずれか１項記載のビデオ内視鏡装置（１０）。
【請求項６】
前記少なくとも２つの投影対物レンズ（３０）の各々は、前記第２の光軸が、前記第１の光軸に対して、最大で前記投影対物レンズ（３０）の１／２の直径分だけ横方向にオフセットされるように配置されている、請求項１から５の少なくともいずれか１項記載のビデオ内視鏡装置（１０）。
【請求項７】
少なくとも１つの前記平行な光学装置（１６，２４，２６）は、２つの連続した光学部品（１６，２４，２６）との間に配置された弾性要素（７４）を含み、前記弾性要素（７４）は、前記２つの連続した光学部品（１６，２４，２６）の間の軸方向の間隔距離を、当該光学部品（１６，２４，２６）の間で機械的な遊びが低減されることを確保するように構成されている、請求項１から６の少なくともいずれか１項記載のビデオ内視鏡装置（１０）。
【請求項８】
前記弾性要素（７４）は、少なくとも１つの前記平行な光学装置（１６，２４，２６）のうちの、前記コリメート光学ユニット（１６）の最も近くに配置された光学部品（２６）と、前記コリメート光学ユニット（１６）との間に配置されている、請求項７記載のビデオ内視鏡装置（１０）。
【請求項９】
前記ビデオ内視鏡装置（１０）は、前記平行な光学装置（１６，２４，２６）の前記近位端（１８）に保持装置（８０）を備え、前記保持装置（８０）は、当該保持装置（８０）の固定状態において、前記コリメート光学ユニット（１６）の軸方向及び／又は横方向の移動が防止されるように、前記平行な光学装置（１６，２４，２６）の前記コリメート光学ユニット（１６）を保持するように構成されている、請求項７又は８記載のビデオ内視鏡装置（１０）。
【請求項１０】
前記内視鏡シャフト（１４）は、対象物面（２２）を照明するための照明装置（４６）を含み、前記照明装置（４６）は、光導波路（４８）を含んでおり、前記光導波路（４８）は、少なくとも１つの光源（５２）からの光を、前記内視鏡シャフト（１４）の近位端（１８）若しくはその近傍に配置された照明光入射側（５０）から、前記内視鏡シャフト（１４）の遠位端（２０）若しくはその近傍に配置された照明光出射側（５４）に伝送するものであり、前記少なくとも１つの光源（５２）は、前記カメラヘッド（２８）内に含まれ、及び／又は、フレキシブルな光導波路（４８）によって前記内視鏡シャフト（１４）に、解離可能かつ再固定可能な手法若しくは剛性的な手法で接続されている、請求項９記載のビデオ内視鏡装置（１０）。
【請求項１１】
前記ビデオ内視鏡装置（１０）の内部又は外部に、イメージプロセッサ（６８）が配置されており、前記イメージプロセッサ（６８）は、前記少なくとも１つのイメージセンサ（３４）上に投影される２つの立体部分画像（３８）を、立体スクリーン上に描写可能な画像信号に変換するように構成されている、請求項１から１０の少なくともいずれか１項記載のビデオ内視鏡装置（１０）。
【請求項１２】
前記イメージプロセッサ（６８）は、画像処理による画像改善処置を施すように構成されている、請求項１１記載のビデオ内視鏡装置（１０）。
【請求項１３】
前記ビデオ内視鏡装置（１０）は、少なくとも１つの交換可能な部品（１４，１６，１７，２４，２６，２７，３０，２８，３４，４６，４８，５２）を含んでいる、請求項１から１２の少なくともいずれか１項記載のビデオ内視鏡装置（１０）。
【請求項１４】
前記少なくとも１つの部品（１４，１６，１７，２４，２６，２７，３０，２８，３４，４６，４８，５２）を交換するときに、新たに接続された部品（１４，１６，１７，２４，２６，２７，３０，２８，３４，４６，４８，５２）は、メモリユニット（７０）に記憶された所定の較正データのセットによって相互間で較正することができ、前記ビデオ内視鏡装置（１０）は、少なくとも１つのセンサ装置（７６）を含み、前記少なくとも１つのセンサ装置（７６）は、前記メモリユニット（７０）内の所定の較正データの複数の項目から、所定の較正データを又は新たに接続された部品（１４，１６，１７，２４，２６，２７，３０，２８，３４，４６，４８，５２）に対して最良にフィットする較正データを選択するために、前記少なくとも１つの部品（１４，１６，１７，２４，２６，２７，３０，２８，３４，４６，４８，５２）上の少なくとも１つの読み取り可能なマーキング（７８）を読み取りかつ処理することが可能である、請求項１３記載のビデオ内視鏡装置（１０）。
【請求項１５】
前記内視鏡シャフト（１４）の遠位端（２０）、前記内視鏡シャフト（１４）の近位端（１８）、及び／又は、前記カメラヘッド（２８）の光入射側（５８）は、少なくとも１つの光学的な透明保護ウインドウ（５６）を有している、請求項１から１４の少なくともいずれか１項記載のビデオ内視鏡装置（１０）。
【外国語明細書】
2014230788.tif 000014
2014230788.tif 000015
2014230788.tif 000016
2014230788.tif 000017
2014230788.tif 000018
2014230788.tif 000019
2014230788.tif 000020
2014230788.tif 000021
2014230788.tif 000022
2014230788.tif 000023
2014230788.tif 000024
2014230788.tif 000025
2014230788.tif 000026
2014230788.tif 000027
2014230788.tif 000028
2014230788.tif 000029
2014230788.tif 000030
2014230788.tif 000031
2014230788.tif 000032
2014230788.tif 000033
2014230788.tif 000034
2014230788.tif 000035
2014230788.tif 000036
2014230788.tif 000037
2014230788.tif 000038
2014230788.tif 000039
2014230788.tif 000040
2014230788.tif 000041
2014230788.tif 000042
2014230788.tif 000043
2014230788.tif 000044
2014230788.tif 000045
2014230788.tif 000046
2014230788.tif 000047
2014230788.tif 000048
2014230788.tif 000049
2014230788.tif 000050
2014230788.tif 000051
2014230788.tif 000052
2014230788.tif 000053
2014230788.tif 000054
2014230788.tif 000055
2014230788.tif 000056
2014230788.tif 000057
2014230788.tif 000058