JP2010530768A - 複数方向撮像のための小型スコープ - Google Patents

Abstract

複数方向撮像のための小型スコープ（１０）を開示する。小型スコープ（１０）は、細長い小型スコープ本体（１８）を含む。放射開口（１４）は、細長い小型スコープ本体（１８）の遠位端に配置され、それは、フレキシブル導光体を通って伝播する光エネルギービームを放射するように構成することができる。また、選択性ミラー（１２）が細長い小型スコープ本体（１８）の遠位端に位置決めされ、該ミラーはビームの光学特性に基づいて光エネルギービームを選択的に通すまたは反射するように構成される。さらに、光エネルギービーム（３２ｂ）に応じて外部物体が反射した照射を撮像するために、ＳＳＩＤ（１６）が細長い小型スコープ本体（１８）の遠位端に配置される。この照射は、ビームの光学特性に基づいて、カメラへと選択性ミラー（１２）を通過するかまたは該ミラーから反射するように方向づけられる。

Description

簡潔には、および概括的な言葉では、本願発明は、複数方向撮像のための小型スコープに向けられている。

一実施形態では、小型スコープは、フレキシブル導光体を有する細長い小型スコープ本体を含んでいる。このフレキシブル導光体は、遠位端および近位端を有している。このフレキシブル導光体を通って伝播する光エネルギービームを放射するために、細長い小型スコープ本体の遠位端上に放射開口が配置されている。細長い小型スコープ本体の遠位端には、選択性ミラーも配置されている。この選択性ミラーは、光エネルギービームの光学特性に基づいて光エネルギービームを選択的に通すことおよび反射することの一方または双方をするように構成されている。また、光エネルギービームに応じて、外部物体が反射した照射を撮像するために、細長い小型スコープ本体の遠位端にＳＳＩＤが配置されており、この照射は、ビームの光学特性に基づいて、カメラへと選択性ミラーを通過するかまたは選択性ミラーから反射するように方向づけられている。

本願発明の実施形態による小型スコープの側面図である。 図２ａは、本願発明の別の実施形態による小型スコープの側面図である。 図２ｂは、本願発明の別の実施形態による小型スコープの側面図である。 本願発明の別の実施形態による、複数の光エネルギービームを放射および撮像する小型スコープの側面図である。 本願発明の別の実施形態による、プリズム部材を有する小型スコープの側面図である。 本願発明の別の実施形態による、複数の選択性ミラーを有する小型スコープの側面図である。 複数のディスプレイを持つ本願発明の一実施形態を例示する処理の流れ図である。 本願発明の別の実施形態による、複数方向撮像のための方法の流れ図である。

例示した典型的な実施形態をこれより参照し、これらを説明するために特定の文言を本明細書で使用する。このような次第ではあるが、そのことにより本願発明の範囲を限定する意図がないことは理解されよう。

本願発明の典型的な実施形態の以下の詳細な説明は添付の図面を参照しており、添付の図面は、本明細書の一部分を形成し、発明を実施することのできる典型的な実施形態が実例として示されているものである。これらの典型的な実施形態は、当業者が発明を実施できるようにするために十分詳細に説明されているが、他の実施形態が実現されてもよく、本願発明へのさまざまな変更が本願発明の精神および範囲から逸脱することなく行われてもよいことは理解されるはずである。それ故に、図１から７で表したような本願発明の実施形態の以下のさらに詳細な説明は、特許請求したような発明の範囲を限定することを意図したものではなく、例示の目的のためにおよび当業者が発明を十分に実施できるようにするために提示したものである。従って、本願発明の範囲は、もっぱら添付の特許請求の範囲によって定義されるべきである。

本願発明の以下の詳細な説明および典型的な実施形態は、添付の図面を参照することによって最もよく理解されるであろう。添付の図面においては、発明の要素および特徴が全体にわたって数字によって明示されている。

本願発明を説明するときおよび特許請求するときに、以下の専門用語を使用している。

単数形「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」、および「その（ｔｈｅ）」は、文脈がそうでないことを明確に指示しない限り、複数の指示対象を含む。それ故に、例えば、「１つの光エネルギービーム」の参照は、１つまたは複数のそのようなビームの参照を含み、「１つの放射体」の参照は、１つまたは複数のそのような放射体の参照を含む。

本明細書で使用されるように、「小型スコープ」は、本体の内部部品を調べるためのおよび他の光応用のための小型光学機器を参照している。

本明細書で使用されるように、「ＳＳＩＤ」、固体撮像デバイス（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｉｍａｇｉｎｇ Ｄｅｖｉｃｅ）は、近似的に光ファイバー束の直径以下の寸法を有するカメラまたは撮像デバイスを参照する。ＳＳＩＤは、例えば、電荷注入デバイス（ＣＩＤ）、電荷結合デバイス（ＣＣＤ）、相補型金属酸化物半導体（ＣＭＯＳ）デバイス、および他の小型寸法撮像デバイスを含んでおり、この他の小型寸法撮像デバイスは、可視および非可視の一方または双方である光の反射した照射を撮像することができるＩｎＧａＡｓなどの化合物半導体から作られたものを含む。

本明細書で使用されるように、「選択性ミラー」は、入射光エネルギーのさまざまな特性に基づいて、選択性の反射特性を有する表面を参照している。これらの特性は、例えば、波長、偏光、強度、方向、角度、周波数、および他の同様の特性を含むことができる。表面は、特定の構成に適合するように平面または非平面とすることができる。

本明細書で使用されるように、複数の事項、構造要素、組成要素、および材料のうちの１つ以上は、便宜のため共通リストで提示されてもよい。しかしながら、これらのリストは、あたかもリストのそれぞれの要素が、別個のおよび唯一の要素として個別に識別されるかのように解釈されるべきである。それ故に、そのようなリストの個別の要素は、それとは反対の指示なしに、もっぱら共通グループ内でのそれらの提示に基づいて、同じリストのどれか他の要素の事実上の等価物と解釈されるべきではない。

濃度、量、および他の数値データは、本明細書では範囲形式で表現されまたは提示されてもよい。そのような範囲形式は、単に便宜および簡潔さのために使用され、それ故に範囲の限界として明確に列挙される数値を含むだけでなく、あたかもそれぞれの数値および副範囲が明確に列挙されるかのように、その範囲内に含まれるすべての個別の数値および副範囲もまた含むと柔軟に解釈されるべきであると理解されるべきである。

実例として、「約１マイクロメータから約５マイクロメータ」の数値範囲は、約１マイクロメータから約５マイクロメータの明確に列挙された値を含むのみならず、表示された範囲内の個別の値および副範囲もまた含むと解釈されるべきである。それ故に、この数値範囲に含まれるのは、２、３、および４などの個別の値ならびに１〜３、２〜４、および３〜５、その他などの副範囲である。この同じ原則は、ただ１つの数値を列挙する範囲にも適用され、その範囲の広さまたは説明されている特性にかかわらず適用されるべきである。

本明細書で使用されるように、用語「約」は、次元、寸法、明確な語句、パラメータ、形状ならびに他の数量および特性が、厳密でなく、厳密である必要もないことを意味しており、これら次元、寸法、明確な語句、パラメータ、形状ならびに他の数量および特性は、許容範囲、換算係数、端数計算、測定誤差、および同様のもの、ならびに当業者に既知の他の要因を反映して、要望通り、近似すること、およびより大きくするかまたはより小さくすることの一方または双方をすることができる。

本明細書で説明されるような方法ステップは、明確に述べられない限り、順序に関係なく実施されてもよい。

図１で例示されるように、発明の一実施形態による小型スコープ１０は、光エネルギービームを光学的に導くための手段を含む。この光学的に導くための手段は、フレキシブル導光体２０を有する細長い小型スコープ本体１８、被覆物を有する単一の光ファイバー、および同様のものを含むことができる。フレキシブル導光体は、十分に小さい直径を有し、小型スコープ１０の一端部から反対側の端部まで光エネルギーを伝送するように構成されるフレキシブル光ファイバーとすることができる。細長い小型スコープ本体は、例えば、遠位端および近位端を有し、０．５ｍが典型的な長さである約０．１ｍから３ｍの長さを有し、１ｍｍが典型的な直径である約０．５ｍｍから５ｍｍの直径を有する。別の態様では、小型スコープ１０は、小型スコープ１０の遠位端に光エネルギービームを生成するために小型スコープ１０の遠位端上に配置される光エネルギー源（図示されず）を含む。

この細長い小型スコープ本体は、患者またはデバイス内に挿入されるまたは接触するように構成される。小型スコープはさらに、放射開口１４、レンズの付いた放射開口、または同様のものなどの、光エネルギービームを放射するための手段を含むことができる。放射開口は、フレキシブル導光体を通って伝播する光エネルギービームを放射するために細長い小型スコープ本体の遠位端上に配置することができる。光エネルギービームを選択的に方向づけるための手段は、以下でより詳細に説明されるように、ビームの光学特性に基づいて光エネルギービーム３２ａを選択的に通し、反射するために、放射開口の上に位置決めすることができる。撮像するための手段もまた、細長い小型スコープ本体の遠位端上に配置されてもよい。この撮像するための手段は、小型電荷結合デバイス（ＣＣＤ）カメラ、小型ＣＭＯＳカメラ、または他の波長で動作するように設計された別の光エネルギー検出器などの、ＳＳＩＤ１６を含むことができる。撮像するための手段は、光エネルギービーム３２ｂに応じて外部物体が反射した照射を撮像することができ、ここで照射は、撮像するための手段へと選択性ミラーを通過するかまたは選択性ミラーから反射するように方向づけられる。

光エネルギービームを選択的に方向づけるための手段は、ビームのさまざまな光学特性に基づいて光エネルギーの１つのビームまたは複数のビームを選択的に方向づけることができる。この選択的に方向づけるための手段は、選択性ミラー１２を含むことができる。例えば、選択性ミラーは、二色鏡、偏光依存ビーム分割プレート、偏光依存ビーム分割キューブ、プリズム、回折格子、または他の光学デバイスとすることができ、この他の光学デバイスは、光エネルギーの特性に基づいて光エネルギーのビームまたはビームの一部分を選択的に通し反射するように構成されたものである。このようにして、小型スコープ１０は、スコープ頭部の方向を変えるか、回転するか、または方向づけし直すことなく、かつスコープの寸法を実質的に増加させることなく、使用者に前方および横方向の両方の画像を提供することができる。

特定の典型的な実施形態として、選択性ミラー１２は、二色鏡、即ち光エネルギービームの周波数特性に基づいて光エネルギービームを反射するかまたは通すミラーとすることができる。二色鏡は、光エネルギーの特定の波長領域を反射するように設計することができる。例えば、二色鏡は、青色光（例えば、約４４０〜５５０ｎｍの光学波長を持つ光）を反射するが、赤色光（例えば、約６２５〜７４０ｎｍの光学波長を持つ光）を通すように設計することができる。別の例として、フィルターは、約４５０±１０ｎｍの波長を有するすべての光を反射し、それ故に大部分の青色光を反射し、一方この範囲の外側の光学周波数を持つ光を通すように設計することができる。同様に、二色鏡は、赤色光、または約３８０〜２００ｎｍのすべての近紫外波長などの、他の周波数領域を通し、反射するように設計することができる。

発明の別の特定の典型的な実施形態では、選択性ミラー１２は、偏光ビームスプリッタキューブ、またはビームの偏光特性に基づいて光エネルギービームを通すまたは反射するように構成される他の光学素子とすることができる。典型的には、偏光ビームスプリッタプレートは、一成分を通し、残りの成分を反射することによって、光エネルギーをＰおよびＳ成分に分離するように設計される。この種の選択性ミラーは、一定のＰまたはＳ偏光が与えられた、光周波数のスペクトルを通すまたは反射することができる。

選択性ミラーの幅は、近似的に細長い小型スコープ本体の直径とすることができ、長さは、ミラーの所望の角度方向に従って変更できる。この選択性ミラーは、楕円形、円形、正方形、長方形、および同様のものを含む、さまざまな形状を有することができる。選択性ミラーは、固定または可動の角度で位置決めされてもよい。例えば、この角度は、選択性ミラーの設計、用法、および種類に従って、支持端部構造体２８の平面に対して、４５度、１５度の角度、逆方向に向けること、または任意の他の角度方向とすることができる。

発明の別の実施形態による図２ａおよび２ｂで例示されるように、図１の小型スコープに似た小型スコープ１０はさらに、屈折率分布型（ＧＲＩＮ）レンズ２２を有する電荷結合デバイス（ＣＣＤ）カメラなどのＳＳＩＤ１６を含む。ＳＳＩＤは、細長い小型スコープ本体１８内に配置された電気的接続２６を介して記録画像を処理システム（図示されず）に伝送するように構成される。別の態様では、画像は、無線接続を介して処理システムに送られることもあり得る。細長い小型スコープ本体はさらに、その遠位端に配置された支持端部構造体２８を含むことができる。この支持端部構造体は、放射開口１４およびＳＳＩＤ１６を前方向に位置決めすることができる。この構造体はさらに、選択性ミラー１２を適切な位置に保持するミラー支持構造体２４に連結することができる。ミラー支持構造体は、さまざまの適切な構造的構成および実施形態に従って、その構造体を固定または可動位置で支持し、制御するように構成することができる。

本願発明の別の実施形態によると、小型スコープ１０は、選択性ミラー１２を回転させるための回転デバイス（図示されず）を含むことができる。回転デバイスは、支持端部構造体に連結することができ、選択性ミラー、放射開口１４、およびＳＳＩＤ１６のうちの１つ以上を支持すること、ならびに細長い小型スコープ本体１８の中心軸の周りでの回転および枢動の一方または双方をすることの両方をするように構成することができる。回転デバイスはまた、支持端部構造体および選択性ミラーの一方または双方を要望通りに他の方向に回転させることもできる。別法として、支持端部構造体２８およびミラー支持構造体２４は回転手段を含むことができる。例えば、回転デバイスとして働くミラー支持構造体は、反射の方向を増加させるかまたは減少させるようにミラーを回転させることができる。このミラー支持構造体は、所定の電気的条件に応じてミラーを回転させるように構成される圧電材料で作ることができる。回転デバイスはまた、機械的デバイス、電気機械的デバイス、電磁気的デバイス、または他の適切なデバイスを含む、さまざまな他の回転手段を介して回転することもできる。このデバイスのための電力は、電気的接続２６を通じて、または同様の接続を通じて供給することができる。

小型スコープはまた、患者および小型スコープ要素を保護するための透明シールド３０を含むこともできる。シールドは、支持端部構造体２８に連結することができ、プラスチック、ガラス、セラミックス、その他などのさまざまな材料から製作することができる。

図２ａで例示されるように、第１の光エネルギービーム３２ａは、フレキシブル導光体２０を通って伝送され、放射開口１４を介して、選択性ミラー１２の方へ放射することができる。選択性ミラーに入射すると、第１のビームは、第１のビームの光学特性に基づいて、横方向に反射することができる。発明の一実施形態によると、選択性ミラーは、上で説明されたように、二色鏡とすることができる。二色鏡は、放射開口に対して４５度の角度に位置決めすることができ、約４５０±１０ｎｍの波長を有するすべての光（青色光）を反射するように構成することができる。一例として、第１のビーム３２ａは、約４５０ｎｍの波長を有し、そのビームは、図示されるように、第１のビームの光学特性に基づいて、二色鏡が横方向に反射することができる。第１の光エネルギービーム３２ａに応じて、外部物体（図示されず）が逆の横方向に反射した照射３２ｂもまた、選択性ミラーによってＳＳＩＤに向けることができる。外部物体は、その後ＳＳＩＤによって撮像される。

別法として、図２ｂで例示されるように、範囲４５０±１０ｎｍの外側の波長（例えば、約６５０ｎｍ）を有する第２の光エネルギービーム３４ａが、フレキシブル導光体２０を通って同じ二色鏡の方へ伝送される場合、第２のビームは、第２のビームの周波数特性に基づいて、前方向に二色鏡を通過することができる。光エネルギービーム３４ａに応じて、外部物体（図示されず）が逆方向に反射した照射３４ｂもまた、選択性ミラーがＳＳＩＤへ反射することができる。外部物体は次いで、カメラまたは撮像するための他の手段によって撮像される。

本願発明の別の実施形態による図３を今から参照すると、第１の光エネルギービーム３２ａおよび第２の光エネルギービーム３４ａは、フレキシブル導光体２０を通って同時に伝送することができ、ここで第１および第２のビームは、単一の光エネルギービームの第１および第２の部分を形成する。このようにして、光エネルギービームの第１の部分は、前方向に選択性ミラーを通過することができ、一方光エネルギービームの第２の部分は、横方向に同時に反射することができる。同様に、ビームの第１の部分に応じて、外部物体が逆方向に反射した照射は、第１の記録画像を生成するために撮像デバイス１６へと選択性ミラーを通過することができる。一方では、光エネルギービームの第２の部分に応じて、外部物体が逆の横方向に反射した照射は、第２の記録画像を同時に生成するために、撮像デバイスへと選択性ミラーが反射することができる。

発明の別の実施形態によると、図２ａおよび２ｂの選択性ミラー１２は、偏光ビームスプリッタプレートとすることができる。フレキシブル導光体２０は、伝送される光エネルギービームの偏光を保持するために偏光保持光ファイバーとすることができる。偏光ビームスプリッタプレートは、上で説明された二色鏡のそれと同様に機能して、偏光ビームスプリッタの種類および向きに従い、Ｐ偏光の光エネルギービームを通し、Ｓ偏光の光エネルギービームを反射するか、またはその逆であることができる。発明の一態様では、偏光ビームスプリッタプレートの機能は、偏光ビームスプリッタが、それぞれＳ偏光またはＰ偏光である第１または第２の光エネルギービームに応じて、外部物体が反射した照射を主として方向づけるであろう点で二色鏡の機能とは異なることになる。外部物体が反射した照射が偏光を変える場合には、偏光ビームプレートは、この照射を、撮像するための手段即ちＳＳＩＤ１６から離れる方向にほとんど誤って方向づけることになる。

極性を変えた反射照射の損失を減少させるために、選択性ミラー１２はさらに、図３で示されるように、半透過性ミラー部分３８などの非選択性部分を含むことができる。半透過性ミラーは、入射光の半分を反射し、残りの半分を透過し、そのため照射光の半分がＳＳＩＤのアレイに入射する。

本願発明の別の実施形態によると、光エネルギービームを選択的に方向づけるための手段は、図４で例示されるように、プリズム４１とすることができる。光エネルギービームは、第１のビーム部分３２ａおよび第２のビーム部分３４ａを含む複数の部分、例えば周波数の部分を含むことができる。プリズムは、それらのそれぞれの光学特性に基づいて、ビーム部分を選択的に方向づけることができる。第１および第２のビーム部分の反射照射（それぞれ３２ｂおよび３４ｂ）はさらに、記録画像を生成するためにプリズムによって撮像するためのＳＳＩＤ１６へと選択的に向けることができる。記録画像は、以下で説明するように、表示のための反射照射ビーム部分を分離するために、後でフィルターにかけて処理することができる。

図５で例示されるように、別の実施形態では、小型スコープ１０は、複数の選択性ミラーを含むことができる。複数のミラーを使用することによって、小型スコープは、小型スコープデバイスを回転させる必要性なしに複数方向を撮像するように構成することができる。選択性ミラーの選択性品質および範囲に従って２つ以上のカメラを使用することができる。選択性ミラーのそれぞれは、ビームの光学特性に基づいて、光エネルギービームを選択的に通すまたは反射するように構成することができる。小型スコープ１０は、第１の選択性ミラー１２および第２の選択性ミラー１２ａを含むことができる。この第２の選択性ミラーは、ビームの光学特性に基づいて、光エネルギービームを第２の方向に反射するために異なる向きを有することができる。ミラー支持構造体２４は、選択性ミラーの位置決めおよび向きの両方を制御するために、第１の選択性ミラーから第２の選択性ミラー１２ａまで伸びることができる。別法として、第２のミラー支持構造体を含むことができる。

本願発明の一実施形態によると、第１および第２の選択性ミラー１２および１２ａは、放射開口に対して、それぞれ４５度および１３５度に位置決めされた二色鏡とすることができる。第１の選択性ミラー１２は、約４５０±１０ｎｍの波長を有する光エネルギーを反射するように構成され、一方第２の選択性ミラーは、約５５０±１０ｎｍの波長を有する光エネルギーを反射するように構成される。複数方向画像を得るために、４５０ｎｍの波長を有する第１の光エネルギービーム３２ａをフレキシブル導光体を通って伝送することができる。この第１のビームは、第１の選択性ミラーが反射して横方向の物体を照射することができる。同時にまたは二者択一的に、５５０ｎｍの波長を有する第２の光エネルギービーム３４ａをフレキシブル導光体を通って伝送することができる。この第２のビームは、第１の選択性ミラーを通過し第２の選択性ミラーに反射して、逆の横方向の物体を照射することができる。さらに、６５０ｎｍ（赤色光）の波長を有する第３の光エネルギービーム４０ａを同時にまたは二者択一的にフレキシブル導光体を通って伝送することができる。この第３のビームは、第１および第２の選択性ミラーを通過して、前方向の物体を照射することができる。外部物体に応じた第１、第２、および第３のビームの反射照射３２ｂ、３４ｂ、および４０ｂは、記録画像を生成するためにＧＲＩＮレンズ２２およびＳＳＩＤ１６の方へと、第１、第２または第１および第２の両方の選択性ミラーを通過するかまたはそれらから反射する。

ここで図５および６を参照すると、反射照射の複数のビームの部分または複数のビームがＳＳＩＤによって記録されるとき、画像は処理システム５４によってフィルターをかけ分離することができ、処理システム５４は、これらの画像を処理し、さまざまな方向の眺めを表す分離した表示画面５６および５８上に表示するための画像化ソフトウェア５５を有するものである。細長い小型スコープ本体１８の近位端は、フレキシブル導光体２０を通って光エネルギーの１つのビームまたは複数のビームを伝送するために、１つの光源５２または複数の光源に連結されてもよい。光源（複数可）は、発光ダイオード（ＬＥＤ）、レーザー、または他の適切な光源を含むことができる。ＳＳＩＤは、上で説明されたように、処理システム５４と通信することができる。処理システムは、通信回線５１によって図で表されるように、その光源または複数の光源を制御することができる。

本願発明の別の実施形態によると、光源５２は、所定の時間の間、第１の所定の光学特性を有する第１の光エネルギービームを二者択一的に伝送することができる。光源は次いで、所定の時間の間、（例えば、図２ａおよび２ｂで示されるように）第２の所定の光学特性を有する第２の光エネルギービームを伝送することができる。例えば、選択性ミラーは、青色光を反射するように構成される二色鏡とすることができる。光源は、二者択一的に、青色光続いて赤色光を伝送することができる。青色光は二色鏡が反射することができ、赤色光は二色鏡を通過することができる。これらの交互の光ビームの反射照射はＳＳＩＤによって記録され、処理システム５４に伝達することができる。処理システムの画像化ソフトウェア５５は、赤色光が伝送されただいたいの時間中に記録された画像を第１の表示画面５６上に、および青色光が伝送されただいたいの時間中に記録された画像を第２の表示画面５８上に表示することができる。このようにして、第１の表示画面は、小型スコープ１０の遠位端からの正面の眺めを表示することになり、一方第２の表示画面は、小型スコープの遠位端からの横の眺めを表示することになる。もし第１のビームを二者択一的に伝送するための所定の時間が、約０．０５０秒などと十分に短いならば、第１および第２のディスプレイ上に表示される画像は、人間の目にはほとんど連続して見えるであろう。複数の選択性ミラー１２が小型スコープ内に含まれるときは、小型スコープの遠位端からの複数方向の眺めを示すために、複数の光ビームを二者択一的に伝送し、記録し、処理し、表示することができる。

本願発明の別の実施形態によると、それぞれがはっきりと区別できる光学特性を有する複数の光エネルギービームを、先に述べたように、同時に伝送し、記録することができる。処理システム５４の画像化ソフトウェア５５は次いで、複数の光エネルギービームの所定の特性に従って記録画像を選択的にフィルターにかけ、表示することができる。それ故に、それは小型スコープ１０の遠位端の複数方向の眺めを複数のディスプレイ５６および５８上に表示することができる。

図７で例示されるように、本願発明の一実施形態による、小型スコープで複数方向撮像をするための方法６０は、フレキシブル導光体を通って選択性ミラーへ光エネルギービームを伝送するステップ６２を含む。ビームの光学特性に基づいて、光エネルギービームの第１の部分は、前方向に選択性ミラーを通過し、一方ビームの第２の部分は、選択性ミラーが同時に反射する。ビームの第１および第２の部分に応じて外部物体が反射した照射は、次いで、第１および第２の画像を生成するために撮像デバイスで撮像される。これらの画像は次いで、画像化ソフトウェアを有する処理システムによって処理される。画像化ソフトウェアは、周波数特性を含むさまざまな光学特性に基づいて画像を選択的にフィルターにかけるように構成することができる。処理画像は次いで、第１および第２の表示画面上に表示される。

ビームの第１および第２の部分は、二者択一的に、連続的に、もしくは同時に、またはこれらの任意の組合せで伝送されてもよい。第１および第２の部分はさらに、それぞれがさまざまな強度を有する複数の他のビームを含むことができる。ビームは、第２のビームと同時にかまたは二者択一的に選択性ミラーを通過することができるので、通過のステップおよび反射のステップを同時にまたは連続的に行うことができることが理解されよう。

ある程度要約し、繰り返すと、本願発明の利点は、複数方向撮像機能性を持つ小型スコープを含む。小型スコープのさまざまな実施形態は、異なる種類の医学的および他の応用での使用に適している。複数方向撮像は、細長い小型スコープ本体によって放射される光エネルギーの光路内で光エネルギービームを選択的に方向づけるための手段を位置決めすることによって達成される。このことは、前方および角度がついた１方向、または角度がついた複数方向から光を方向づけ、記録することを可能にする。この機能は、小型スコープ、および、大型の方向性デバイス、複雑な方向性デバイス、または大型で複雑な方向性デバイスの回転に対する必要性を低減することができる。

先の例は、１つまたは複数の特定の応用で本願発明の原理を例証したものであるが、発明力を行使することなくかつ発明の原理および概念から逸脱することなく、実施の形態、実施の用法、および実施の詳細の多数の変更をなすことができることは、当業者には明らかであろう。従って、以下に記載の特許請求の範囲による場合を除き、本願発明を制限する意図はない。

１０ 小型スコープ
１２ 選択性ミラー
１２ａ 選択性ミラー
１４ 放射開口
１６ ＳＳＩＤ、撮像デバイス
１８ 細長い小型スコープ本体
２０ フレキシブル導光体
２２ 屈折率分布型レンズ
２４ ミラー支持構造体
２６ 電気的接続
２８ 支持端部構造体
３０ 透明シールド
３２ａ 光エネルギービーム
３２ｂ 外部物体が反射した照射
３４ａ 光エネルギービーム
３４ｂ 外部物体が反射した照射
３８ 半透過性ミラー部分
４０ａ 光エネルギービーム
４０ｂ 外部物体が反射した照射
５１ 通信回線
５２ 光源
５４ 処理システム
５５ 画像化ソフトウェア
５６ 第１の表示画面
５８ 第２の表示画面
６０ 小型スコープで複数方向撮像をするための方法
６２ 光エネルギービームを伝送するステップ

Claims (25)

1. 複数方向撮像のための小型スコープであって、
   遠位端および近位端を有する細長い小型スコープ本体と、
   前記細長い小型スコープ本体の前記遠位端に配置され、物体を照射するための光エネルギービームを放射するように構成された放射開口と、
   前記細長い小型スコープ本体の前記遠位端において前記ビームの光路に沿って配置され、前記光エネルギービームの光学特性に基づいて前記光エネルギービームを選択的におよび差動的に通し、反射するように構成された選択性ミラーと、
   前記細長い小型スコープの前記遠位端に配置され、前記光エネルギービームに応じて外部物体が反射した照射を撮像するためのＳＳＩＤであって、前記照射は、前記照射の前記光学特性に基づいて、前記ＳＳＩＤへと前記選択性ミラーを通過するかまたは前記選択性ミラーから反射した、前記ＳＳＩＤと
   を備えた小型スコープ。
2. 前記選択性ミラーは、二色鏡である、請求項１に記載の小型スコープ。
3. 前記ビームの前記光学特性は、周波数特性を含む、請求項１に記載の小型スコープ。
4. 前記選択性ミラーは、偏光ビームスプリッタプレートである、請求項１に記載の小型スコープ。
5. 偏光保持光ファイバーを含むフレキシブル導光体をさらに備えた、請求項４に記載の小型スコープ。
6. 前記偏光ビームスプリッタプレートは、
   反対向きの反射面および非反射面を有し、前記照射の方向性特性に基づいて、前記照射を前記ＳＳＩＤの方へ通すかまたは反射するように構成された一方向性ミラー部分をさらに備えた、請求項４に記載の小型スコープ。
7. 前記ビームの前記光学特性は、偏光特性を含む、請求項１に記載の小型スコープ。
8. 前記ＳＳＩＤは、屈折率分布型レンズを持つ電荷結合デバイスカメラおよびＮＣＩカメラから成る群から選択された、請求項１に記載の小型スコープ。
9. フレキシブル導光体を通って前記光エネルギービームを伝送するために前記細長い小型スコープ本体の前記近位端に配置された少なくとも１つの光源と、
   前記ＳＳＩＤと通信し、前記ＳＳＩＤによって記録された画像を処理し表示するための画像化ソフトウェアを有する処理システムと、
   前記ＳＳＩＤによって記録された前記画像を表示するための少なくとも１つのディスプレイと
   をさらに備えた、請求項１に記載の小型スコープ。
10. 前記少なくとも１つの光源は、第１の所定の光学特性を有する第１の光エネルギービームと第２の所定の光学特性を有する第２の光エネルギービームとを交互に伝送するように構成され、前記第２の所定の光学特性は、前記第１の所定の光学特性と異なり、
    前記画像化ソフトウェアは、前記第１の光エネルギービームで照射された画像を第１のディスプレイ上に表示し、前記第２の光エネルギービームで照射された画像を第２のディスプレイ上に表示するように構成された、請求項９に記載の小型スコープ。
11. 前記少なくとも１つの光源は、第１の所定の光学特性を有する第１の光エネルギービームと第２の所定の光学特性を有する第２の光エネルギービームとを同時に伝送するように構成され、前記第２の所定の光学特性は、前記第１の所定の光学特性と異なる、請求項９に記載の小型スコープ。
12. 前記画像化ソフトウェアは、前記第１の光エネルギービームで照射された画像を選択的にフィルターにかけ第１のディスプレイ上に表示し、前記第２の光エネルギービームで照射された画像を選択的にフィルターにかけ第２のディスプレイ上に表示するように構成された、請求項１１に記載の小型スコープ。
13. 前記ビームの光学特性に基づいて前記光エネルギービームを選択的に通すかまたは反射するように構成された複数の選択性ミラーをさらに備えた、請求項１に記載の小型スコープ。
14. 前記複数の選択性ミラーは、前記ビームの前記光学特性に基づいて前記光エネルギービームを少なくとも２つの異なる方向に反射するために、異なる向きを有する少なくとも２つのミラーを含む、請求項１３に記載の小型スコープ。
15. 前記選択性ミラーを回転するために前記細長い小型スコープ本体および前記選択性ミラーに連結された回転デバイスをさらに備えた、請求項１に記載の小型スコープ。
16. 複数方向撮像能力を有する小型スコープであって、
    遠位端および近位端を有し、光エネルギービームを光学的に導くための手段と、
    前記光学的に導くための手段の前記遠位端から前記光エネルギービームを放射するための手段と、
    前記ビームの光学特性に基づいて前記光エネルギービームを選択的におよび差動的に通すかまたは反射するために、前記光学的に導くための手段の前記遠位端に配置され、前記光エネルギービームを選択的に方向づけるための手段と、
    前記光学的に導くための手段の前記遠位端に配置された撮像するための手段であって、前記光エネルギービームに応じて外部物体が反射した照射を撮像するための前記手段であり、前記照射は、前記照射の光学特性に基づいて前記撮像するための手段へと前記選択的に方向づけるための手段を通過したかまたは前記選択的に方向づけるための手段から反射した、前記撮像するための手段と
    を備えた小型スコープ。
17. 前記選択的に方向づけるための手段は、二色鏡、偏光ビームスプリッタプレート、偏光ビームキューブ、およびプリズムから成る群から選択された、請求項１６に記載の小型スコープ。
18. フレキシブル導光体を通って前記光エネルギービームを伝送するための前記光学的に導くための手段の前記近位端に配置された少なくとも１つの光源と、
    前記撮像するための手段と通信し、前記撮像するための手段によって記録された画像を処理し表示するための画像化ソフトウェアを有する処理装置と、
    前記撮像するための手段によって記録された前記画像を表示するための少なくとも１つのディスプレイと
    をさらに備えた請求項１６に記載の小型スコープ。
19. 前記少なくとも１つの光源は、第１の所定の光学特性を有する第１の光エネルギービームと第２の所定の光学特性を有する第２の光エネルギービームとを交互に伝送するように構成され、前記第２の所定の光学特性は、前記第１の所定の光学特性と異なり、
    前記画像化ソフトウェアは、前記第１の光エネルギービームで照射された画像を第１のディスプレイ上に表示し、前記第２の光エネルギービームで照射された画像を第２のディスプレイ上に表示するように構成された、請求項１８に記載の小型スコープ。
20. 小型スコープで複数方向撮像するための方法であって、
    光エネルギービームを選択性ミラーへ伝送するステップと、
    第１の光エネルギービームを、前記第１のビームの光学特性に基づいて、前記選択性ミラーを通過させて前記第１の方向に通すステップと
    第２の光エネルギービームを、前記第２のビームの光学特性に基づいて、前記選択性ミラーが第２の方向に反射するステップであって、前記第２の所定の光学特性は、前記第１の所定の光学特性と異なる、ステップと、
    第１の記録画像を生成するために、撮像デバイスへと前記選択性ミラーを通過した前記第１のビームに応じて、外部物体が逆方向に反射した照射を、前記撮像デバイスで撮像するステップと、
    第２の記録画像を生成するために、前記撮像デバイスへと前記選択性ミラーが反射した前記第２の光エネルギービームに応じて、外部物体が逆方向に反射した前記照射を、前記撮像デバイスで撮像するステップと
    を含む方法。
21. 前記伝送するステップは、前記第１の所定の光学特性を有する前記第１の光エネルギービームと前記第２の所定の光学特性を有する前記第２の光エネルギービームとを二者択一的に伝送するステップをさらに含む、請求項２０に記載の方法。
22. 前記撮像デバイスによって記録された前記第１および第２の記録画像を処理するステップと、
    前記撮像デバイスによって記録された前記第１および第２の記録画像を表示するステップと
    をさらに含む、請求項２１に記載の方法。
23. 前記処理するステップは、
    前記第１の記録画像を第１の表示画面上への表示のために処理するステップと、前記第２の記録画像を第２の表示画面上への表示のために処理するステップとを含み、
    前記表示するステップは、
    前記第１の記録画像を第１の画面上に、前記第２の記録画像を第２の画面上に表示するステップを含む、請求項２２に記載の方法。
24. 第１の方向に通す前記ステップと横方向に反射する前記ステップとは同時であることができ、前記選択性ミラーを通過した前記第１の光エネルギービームに応じて外部物体が逆方向に反射した照射を撮像する前記ステップと、前記選択性ミラーが反射した前記第２の光エネルギービームに応じて外部物体が逆方向に反射した照射を撮像する前記ステップとは、同時であることができる、請求項２０に記載の方法。
25. 前記第１の方向は、前記第２の方向と非平行である、請求項２０に記載の方法。

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