Видеоэндоскопическое устройство

Видеоэндоскопическое устройство

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к видеоэндоскопическому устройству, содержащему ствол эндоскопа и головку камеры, в котором два отдельных стереоскопических частичных изображения проецируются на общий датчик изображения или два датчика изображения. Эти частичные изображения могут преобразовываться в стереоскопическое изображение посредством процессора обработки изображений и отображаться на стереоскопическом экране.

Обычно во время хирургической операции используются стереоскопические хирургические микроскопы. В минимально инвазивной хирургической операции, эти инструменты не могут использоваться, и практикующий оперирующий медицинский работник может визуально наблюдать место операции, расположенное в полости тела, только с помощью эндоскопа или других специальных средств. При выполнении таких операций, стереоэндоскопы обеспечивают дополнительную информацию о глубине по сравнению с традиционными моноэндоскопами. Стереоскопические видеоэндоскопы, кроме того, обеспечивают визуализацию изображения на экране или на множестве экранов и сохранение видео.

Стереоскопический видеоэндоскоп может быть выполнен в соответствии с принципом жесткого эндоскопа с двумя параллельными траекториями лучей. Здесь два объектива, расположенных рядом друг с другом, формируют два промежуточных изображения, которые отображают объект, расположенный спереди эндоскопа, с разных углов обзора. Осуществляется передача изображения к проксимальному концу ствола эндоскопа посредством двух параллельных передающих оптических блоков. Там, изображения могут проецироваться на один или более датчиков изображения, таких как, например, датчики изображения типа ПЗС или КМОП.

US 5,295,477 раскрывает жесткий стереоэндоскоп и трубкообразный стереоэндоскоп, выполненный из кольцевых элементов. Эндоскоп содержит направляющий элемент или линзы для передачи оптического изображения от конца эндоскопа к микроскопу, соединенному с эндоскопом. Оптический волновод, содержащийся в эндоскопе, передает свет от источника света в биологический образец. Подвижная призма прикреплена к концу эндоскопа.

US 5,527,263 раскрывает жесткий визуальный стереоэндоскоп со стержневыми линзами. Эндоскоп содержит две пары преломляющих призм, содержащие соответствующую первую призму соосно с соответствующей оптической системой и соответствующую вторую призму, которая заново выравнивает ось обзора параллельно оптической оси. Прозрачные защитные элементы предусмотрены на траекториях лучей.

US 4,651,201 объединяет стереоэндоскоп, содержащий жесткие стержневые линзы, с двумя камерами. Камеры передают два стереоскопических изображения на два экрана, которые прикреплены к носимому на голове инструменту спереди глаз пользователя.

US 4,862,873 раскрывает видеоэндоскоп, содержащий жесткие стержневые линзы, содержащие два датчика изображения, который содержит оптический волновод и элемент для направления изображения. Стереоскопическое изображение формируется путем изменения функций направляющих элементов.

Жесткий стереоскопический видеоэндоскоп с системами стержневых линз для передачи изображения раскрыт в US 5,577,991. Видеоэндоскоп содержит две параллельные траектории лучей, в которых происходит передача изображения посредством систем стержневых линз. На проксимальном конце ствола эндоскопа, плоские зеркала направляют соответствующий луч на два датчика изображения. На проксимальном конце оптического узла диафрагма поля зрения прикреплена на соответствующей траектории луча. Диафрагмы поля зрения и плоские зеркала могут регулироваться для задания положения изображений на экране.

US 6,139,490 раскрывает стереоэндоскоп и очки виртуальной реальности, которые могут быть соединены с ним.

US 5,751,341 раскрывает стереоэндоскоп, содержащий множество частей ствола, в результате чего ствол является вращаемым.

US 6,108,130 раскрывает стереоскопическую систему линз и датчик стереоскопического изображения с парой полей. Уменьшенное расстояние между изображениями на датчике изображения получается посредством перенаправления изображения информации изображения посредством градиентной линзы от систем получения изображения к полям датчика изображения.

US 6,582,358 раскрывает стереоэндоскоп с третьей траекторией луча. Третья траектория луча содержит оптическое устройство с бόльшим углом обзора, чем у оптических устройств, использующихся для стереоскопии.

US 7,671,888 раскрывает устройство управления стереоэндоскопического экрана с системой маскирования.

US 5,776,049 раскрывает стереоэндоскоп с регулировочным контуром управления.

WO 2011/014687 A2 раскрывает стереоскопический видеоэндоскоп с параллельной передачей изображения. Изображение получается через отверстия для света на дистальном конце ствола эндоскопа и передается в двух стереоскопических частичных изображениях через ствол эндоскопа к одному или двум выходным оптическим блокам, которые проецируют изображение на датчик изображения камеры.

Базовая конструкция жесткого моноскопического эндоскопа со стержневыми линзами показывается из патентного документа US 3,257,902. В вытянутой трубке, объектив и системы стержневых линз расположены последовательно вдоль общей оптической оси. Стержневые линзы служат для направления изображения к проксимальному концу трубки. Окуляр, который формирует виртуальное изображение, видимое для человеческого глаза, расположен позади проксимального конца трубки. Изображение, формируемое окуляром, также может записываться подходящей камерой.

Изобретение основано на цели разработки стереоскопического видеоэндоскопа, в соответствии с принципом жесткого эндоскопа с двумя параллельными траекториями лучей и системами стержневых линз для направления изображения, таким образом, что чувствительные к регулировке компоненты исключены, и простое изготовление становится возможным. Необходимо сделать возможным удобное манипулирование эндоскопом и использование датчиков изображения с высоким разрешением в случае небольшого диаметра ствола эндоскопа.

В соответствии с изобретением это достигается с помощью видеоэндоскопического устройства, содержащего два параллельных оптических узла, которые вместе расположены по меньшей мере частично во внутренней части ствола эндоскопа, и головку камеры, расположенную смежно или прилегая к проксимальным концам оптических узлов. Каждый из оптических узлов содержит оптические компоненты, расположенные соосно друг с другом вдоль соответствующей общей первой оптической оси оптических компонентов соответствующего оптического узла. Каждый оптический узел выполнен с возможностью передачи оптического изображения от дистального конца соответствующего оптического узла к проксимальному концу соответствующего оптического узла. Головка камеры содержит по меньшей мере один датчик изображения, содержащий по меньшей мере одну плоскость регистрации, и по меньшей мере два проекционных объектива. В качестве примера, датчик изображения может представлять собой цветной ПЗС-датчик, цветной КМОП-датчик или тому подобное. Здесь, каждый из проекционных объективов имеет соответствующую вторую оптическую ось и расположен и выполнен так, чтобы проецировать изображение на датчик изображения. Каждый из оптических узлов содержит коллимирующий оптический блок, расположенный на его соответствующем проксимальном конце, для формирования по меньшей мере приблизительно параллельной траектории луча на выходе соответствующего оптического узла. Коллимирующий оптический блок имеет третью оптическую ось, которая расположена соосно с оптическими компонентами оптического узла или поперечно смещенной не более чем на половину диаметра коллимирующего оптического блока от соответствующей общей первой оптической оси оптических компонентов оптического узла. Каждый из по меньшей мере двух проекционных объективов расположен и выполнен так, чтобы формировать изображение параллельной траектории луча, формируемой соответствующим коллимирующим оптическим блоком, по меньшей мере в одном фокусе по меньшей мере в одной плоскости регистрации по меньшей мере одного датчика изображения. По меньшей мере один из проекционных объективов расположен таким образом, что соответствующая вторая оптическая ось имеет поперечное расстояние, имеющее размер не больше чем половина диаметра проекционного объектива, от соответствующей третьей оптической оси коллимирующего оптического блока, который формирует параллельную траекторию луча, при этом проекционный объектив расположен и выполнен для формирования изображения упомянутой параллельной траектории луча в по меньшей мере одном фокусе. В результате этого, параллельная траектория луча входит в по меньшей мере один проекционный объектив с поперечным расстоянием от второй оптической оси по меньшей мере одного проекционного объектива. Последнее означает, что центральный луч, распространяющийся вдоль третьей оптической оси коллимирующего оптического блока, входит в проекционный объектив с поперечным смещением к его второй оптической оси.

В этом тексте, следует понимать, что оптическая ось подразумевает ту прямую линию, которая соответствует оси симметрии оптического компонента. Более того, следует понимать, что общая оптическая ось конструкции оптических компонентов подразумевает ту линию, которая образована оптической осью отдельных оптических компонентов. Это означает, что общая первая оптическая ось проходит вдоль оптических осей каждого из оптических компонентов каждого из двух параллельных оптических узлов. Каждая вторая оптическая ось проходит вдоль каждого объектива, и третья оптическая ось проходит вдоль каждого коллимирующего оптического блока. Третья оптическая ось выровнена с первой оптической осью одного из двух параллельных оптических узлов, когда коллимирующий оптический блок расположен соосно с оптическими компонентами оптического узла таким образом, что третья оптическая ось образует часть первой оптической оси.

Каждый из параллельных оптических узлов передает изображение - так называемое стереоскопическое частичное изображение - от дистального конца оптического узла к проксимальному концу оптического узла. На дистальном конце оптической конструкции предусмотрен коллимирующий оптический блок, который формирует параллельную траекторию луча. Каждая из параллельных траекторий лучей, содержащих стереоскопическое частичное изображение, падает на проекционный объектив и входит в последний с поперечным расстоянием от второй оптической оси проекционного объектива. В результате этого, два стереоскопических частичных изображения преломляются таким образом относительно друг друга, что поперечное расстояние между двумя стереоскопическими частичными изображениями изменяется. В качестве примера, если поперечное расстояние между двумя стереоскопическими частичными изображениями увеличивается, это делает возможным отделить стереоскопические частичные изображения настолько далеко друг от друга, что они могут отображаться на плоскости регистрации датчика изображения таким образом, что два стереоскопических частичных изображения могут выдаваться в виде сигнала стереоскопического изображения на стереоскопическом экране. Соответствующее стереоскопическое частичное изображение соответствует виду объекта, например полости, органа, их частей или их комбинации, расположенного в плоскости объекта. Два стереоскопических частичных изображения сводятся друг с другом посредством видеоэндоскопического устройства таким образом, что формируется стереоскопическое изображение, которое обеспечивает пространственное восприятие с информацией о глубине объекта, наблюдаемого с помощью видеоэндоскопического устройства.

Здесь, следует понимать, что эндоскоп или стереоэндоскоп подразумевает ствол эндоскопа со всеми оптическими компонентами, содержащимися стволом эндоскопа.

Преимущество, содержащееся в изобретении, заключается в том, что нет необходимости в обычной адаптации размера и расположения выходного зрачка к человеческому глазу относительно окуляров, использующихся в предшествующем уровне техники. В качестве примера, коллимирование может быть достигнуто посредством стержневых линз или систем стержневых линз на выходе для света вытянутого ствола стереоэндоскопа. Более того, по сравнению с другими системами линз, преимущество, предлагаемое стержневыми линзами или системой стержневых линз, заключается в том, что становится возможной передача, по существу, более яркого изображения с более высоким качеством изображения. Сборка в стволе эндоскопа также упрощена вследствие вытянутой геометрии стержневых линз. Обеспечение двух параллельных траекторий лучей, проходящих непосредственно рядом друг с другом, также является возможным для небольших диаметров ствола. Ухудшение качества изображения у края также может хорошо исключаться. Является возможным корректировать аберрации внеосевого изображения, такие как кома и астигматизм, посредством видеоэндоскопического устройства в соответствии с изобретением. Дополнительное преимущество изобретения состоит в том факте, что поперечное расстояние между стереоскопическими частичными изображениями в плоскости регистрации может задаваться практически произвольно, даже если расстояние между стереоскопическими частичными изображениями является очень маленьким в объективах на дистальном конце. В результате возможно создание универсальной стереоэндоскопической системы. В соответствии с соответствующим медицинским применением, соответствующая головка камеры может быть соединена с разными взаимозаменяемыми эндоскопами, каждый с разной длиной стереоскопического базиса. Кроме того, оптическая система в соответствии с изобретением имеет меньшую чувствительность к допускам. В результате этого, требования к механической точности соединения головки камеры уменьшены по сравнению со стереоэндоскопами из предшествующего уровня техники.

В предпочтительной конфигурации оптические узлы расположены в жестком стволе эндоскопа; в этом случае, оптические компоненты, расположенные соосно друг с другом, расположены вдоль продольной оси ствола эндоскопа. В качестве альтернативы, ствол эндоскопа также может иметь гибкую конфигурацию, например в виде трубки, в виде окруженной кольцами трубки или тому подобного. Для гибкого ствола эндоскопа, оптические компоненты, расположенные соосно друг с другом, расположены вдоль жесткой прямой продольной оси ствола эндоскопа в жестком прямом состоянии ствола эндоскопа. При формировании изгиба вдоль ствола эндоскопа, например посредством вставки в полость и сгибания ствола эндоскопа, оптические компоненты смещаются в соответствии с изгибом ствола эндоскопа.

По меньшей мере приблизительно параллельная траектория луча на выходе соответствующего оптического узла может иметь отклонение от идеального коллимирования вплоть до +/-10 диоптрии без ухудшения этим стереоскопического отображения. Как траектория луча от каждого из коллимирующих оптических блоков, так и траектории лучей коллимирующих оптических блоков могут быть только приблизительно, а не абсолютно параллельными относительно друг друга, т.е. иметь отклонение, например вследствие производственных допусков. В качестве примера, результирующий допуск коллимирования между левой и правой траекторией луча может компенсироваться при фокусировке головки камеры. В качестве альтернативы или дополнительно, также может иметь место настройка коллимирования обеих приблизительно параллельных траекторий лучей посредством регулировки осевых расстояний между двумя или более оптическими компонентами, например системами стержневых линз.

Оптические компоненты, расположенные соосно друг с другом, предпочтительно представляют собой системы стержневых линз. Системы стержневых линз могут представлять собой стержневые линзы, скрепленные друг с другом. Также является возможным скрепить стержневые линзы с другими линзами для получения системы стержневых линз. Оптические компоненты, расположенные соосно друг с другом, также могут представлять собой стержневые линзы. В качестве альтернативы или дополнительно, оптические компоненты могут иметь другие линзы или оптические элементы.

В предпочтительной конфигурации все оптические компоненты оптического узла, коллимирующего оптического блока, объективов и проекционных объективов или проекционного оптического узла имеют одинаковый внешний диаметр, в результате чего обеспечивается более простая механическая конструкция эндоскопа. Две параллельные трубки, внутренний диаметр которых может выбираться так, чтобы соответствовать внешнему диаметру оптических компонентов, объективов и коллимирующего оптического блока, могут быть расположены во внутренней части ствола эндоскопа, в результате чего объектив и оптические компоненты для направления изображения и коллимирования могут быть расположены в каждой из этих трубок в соответствии с принципом заполняющегося кронштейна. Осевые расстояния между оптическими компонентами, если имеются, могут быть заполнены газовой смесью, газом, жидкостью, твердым телом или другой заполняющей средой. Предпочтительно, это представляет собой газовую смесь или газ, который ограничен распорными трубками, расположенными в осевом направлении между оптическими компонентами. Оптические характеристики заполняющей среды могут быть оптимизированы для оптических компонентов или траектории луча, получаемой тем самым. Трубки, образованные распорными трубками, и оптические компоненты, кроме того, поддерживают центрирование двух параллельных траекторий лучей, предусмотренных в стволе, в результате чего дополнительные компоненты, например источники света, оптические волноводы, рабочие каналы для хирургических рабочих инструментов или для транспортировки текучих сред, или тому подобное, могут быть расположены во внутренней части ствола эндоскопа, параллельно двум трубкам. В дополнительной конфигурации, две трубки также могут быть объединены для образования общего компонента с двумя параллельными цилиндрическими проходными отверстиями для удерживания оптических компонентов.

Видеоэндоскопическое устройство может иметь один или более механических интерфейсов для разъемного или постоянного прикрепления видеоэндоскопического устройства к штативным системам, манипуляторам робота, троакарам, рукавам или тому подобному. Механический интерфейс или интерфейсы могут располагаться, например, на стволе эндоскопа, на других компонентах или составных частях эндоскопа и/или на головке камеры. Такие механические интерфейсы являются известными для специалиста в данной области из предшествующего уровня техники. В качестве примера, они включают байонетные соединители, завинчивающиеся соединения, зажимные соединения с расцепкой с помощью пружины или тому подобное.

Коллимирующие оптические блоки для формирования по меньшей мере приблизительно параллельной траектории луча на выходе оптических узлов предпочтительно представляют собой системы стержневых линз, которые содержат скрепленные стержневые линзы и/или другие линзы. Система стержневых линз предпочтительно содержит стержневую линзу, скрепленную с другими линзами. Коллимирующие оптические блоки также могут представлять собой стержневые линзы.

Коллимирующие оптические блоки, предпочтительно системы стержневых линз или стержневые линзы, могут быть выполнены в соответствии с конструкцией, традиционной для эндоскопических систем направления изображения. Предпочтительно, системы стержневых линз для целей коллимирования имеют такую же конструкцию, что и системы стержневых линз, использующиеся для передачи изображения. В этом контексте, «имеют такую же конструкцию» может означать, что каждая система стержневых линз для направления изображения и коллимирования, например, имеет две плосковыпуклые линзы и стержневую линзу, скрепленную с ними, т.е. система стержневых линз содержит равное количество разных линз для систем стержневых линз для коллимирования и направления изображения. Размеры, например, диаметр, фокусные расстояния или тому подобное, систем стержневых линз одинаковой конструкции могут выбираться так, чтобы отличаться друг от друга для систем стержневых линз для направления изображения и коллимирования. Стержневые линзы для коллимирования и передачи изображения могут иметь размеры, идентичные друг другу, или размеры, отличающиеся друг от друга.

В предпочтительной конфигурации, по меньшей мере два проекционных объектива, соответственно, расположены таким образом, что вторая оптическая ось расположена поперечно смещенной не больше чем на половину диаметра соответствующего проекционного объектива к соответствующей оптической оси соответствующего оптического компонента.

В предпочтительной конфигурации, по меньшей мере одна из параллельных оптических узлов содержит упругий элемент, расположенный между двумя соседними оптическими компонентами. Также возможно, чтобы оба параллельных оптических узла содержали один или более упругих элементов, например между всеми соседними оптическими компонентами, таким образом, что один или более упругих элементов расположены в каждом случае между двумя оптическими компонентами. Соответствующий упругий элемент может представлять собой газовую смесь, газ, жидкость, твердое тело или другой тип упругого элемента, который расположен в осевом расстоянии между двумя соседними оптическими компонентами. Также является возможным объединить два упругих элемента, например газ и твердое тело. Предпочтительно, упругий элемент представляет собой твердое тело в форме механической пружины. В качестве примера, механическая пружина может быть расположена в газе или жидкости, которая может быть расположена в качестве дополнительного упругого элемента в осевом расстоянии между двумя соседними оптическими компонентами. Упругий элемент предпочтительно выполнен с возможностью обеспечения осевого расстояния между двумя соседними оптическими компонентами таким образом, что уменьшается или предотвращается механический люфт между оптическими компонентами. Здесь, механический люфт предотвращается или по меньшей мере уменьшается посредством пружинного действия упругого элемента.

В особенно предпочтительной конфигурации, упругий элемент предусмотрен между оптическим компонентом, расположенным ближе всего к коллимирующему оптическому блоку, по меньшей мере одним из параллельных оптических узлов и коллимирующим оптическим блоком. В этом случае, коллимирующий оптический блок предпочтительно представляет собой коллимирующую систему стержневых линз.

Осевая свобода перемещения оптического компонента, расположенного ближе всего к проксимальному концу параллельного оптического узла, например коллимирующего оптического блока в форме коллимирующей системы стержневых линз, предпочтительно ограничена терминальным колпачком в направлении пружинного действия. Терминальный колпачок также может заключать в себя коллимирующий оптический блок. Терминальный колпачок предпочтительно имеет цилиндрическую внешнюю поверхность с односторонним плоским участком вдоль продольной оси терминального колпачка таким образом, что образуется уплощенная или срезанная цилиндрическая форма, которая не проходит полностью вокруг круглого периметра. Терминальный колпачок может иметь выступ на конце терминального колпачка, причем выступ уменьшает внутренний диаметр терминального колпачка на конце терминального колпачка таким образом, чтобы ограничить осевую свободу перемещения коллимирующего оптического блока. С этой целью, выступ, предпочтительно проходящий вдоль конца терминального колпачка с круглой формой, служит для ограничения перемещения коллимирующего оптического блока на проксимальном конце параллельного оптического узла. В качестве альтернативы или дополнения, коллимирующий оптический блок также может быть постоянно прикреплен, например адгезивно приклеен, к терминальному колпачку и/или концу терминального колпачка.

В предпочтительной конфигурации видеоэндоскопическое устройство содержит удерживающее устройство на проксимальном конце параллельных оптических узлов. Удерживающее устройство предпочтительно выполнено с возможностью удерживания коллимирующих оптических блоков параллельных оптических узлов таким образом, что, в зафиксированном состоянии удерживающего устройства, осевое и/или поперечное перемещение коллимирующих оптических блоков предотвращено. В качестве примера, удерживающее устройство может быть выполнено в форме зажимного устройства, которое окружает коллимирующие оптические блоки или терминальные колпачки, окружающие коллимирующие оптические блоки, и прикладывает прижимающее усилие к последним таким образом, что осевое и/или поперечное перемещение предотвращено или уменьшено. Удерживающее устройство может содержать один или более установочных узлов, например установочных винтов, которые могут непрерывно регулироваться для задания прижимающего усилия, которое предотвращает перемещение параллельных оптических узлов. Если установочный узел устанавливает удерживающее устройство в состояние удержания или зафиксированное состояние, проксимальные концы параллельных оптических узлов или концы терминальных колпачков удерживаются на неизменном осевом расстоянии от трубок, окружающих параллельные оптические узлы. В отпущенном или открытом состоянии удерживающего устройства возможно установление осевого расстояния между проксимальными концами параллельных оптических конструкций или концами терминальных колпачков и трубками, в которых расположены параллельные оптические узлы. В особенно предпочтительной конфигурации удерживающего устройства удерживающее устройство содержит обеспеченный с пазом блок с установочным винтом и пазом для удерживания терминальных колпачков. Если имеется достаточное расстояние между двумя параллельными оптическими узлами, видеоэндоскопическое устройство также может содержать два отдельных параллельных оптических узла в двух круглых отверстиях с пазом и отдельные удерживающие устройства.

Терминальный колпачок предпочтительно содержит оптическое окно, прозрачное для видимого излучения или света, или пропускающее излучение отверстие. Терминальный колпачок может быть герметически уплотнен с помощью уплотнения, в результате чего параллельные оптические узлы также могут быть герметически уплотнены. Предпочтительно, проксимальный конец параллельных оптических узлов герметически уплотнен терминальным колпачком с оптическим окном. С этой целью, терминальный колпачок также может быть окружен защитным колпачком. В одной конфигурации, защитный колпачок выполнен так, чтобы привинчиваться на терминальном колпачке или терминальных колпачках, которые окружают проксимальный конец параллельных оптических узлов.

Один аспект конфигурации изобретения с упругим элементом заключается в том, что видеоэндоскопическое устройство ни повреждается, ни дефокусируется или деколлимируется в случае теплового расширения, такого как, например, во время паровой стерилизации. Одновременно, конфигурация изобретения делает регулировку фокуса и/или коллимирования возможной во время изготовления видеоэндоскопического устройства, причем регулировка обеспечивает достаточное соответствие расположений изображения двух параллельных оптических узлов для формирования стереоскопического изображения.

В предпочтительной конфигурации, ствол эндоскопа содержит осветительное устройство для освещения плоскости объекта, и/или упомянутый ствол эндоскопа соединен с осветительным устройством. Свет от источника света может передаваться в оптическом волноводе от проксимального конца ствола через вход для освещающего света, предусмотренный смежно с проксимальным концом ствола эндоскопа или на упомянутом конце, к выходу для освещающего света, предусмотренному смежно с дистальным концом ствола эндоскопа или на упомянутом конце, для освещения объекта. Также является возможным передавать свет от множества источников света. Источник света может размещаться в головке камеры и/или соединяться со стволом эндоскопа либо разъемным и повторно фиксируемым, либо жестким образом гибким оптическим волноводом, например волоконно-оптическим кабелем или тому подобным.

Предпочтительно, видеоэндоскопическое устройство содержит процессор обработки изображений, который может преобразовывать два стереоскопических частичных изображения, спроецированных на датчик изображения, в сигнал изображения, который может отображаться на стереоскопических экранах. Процессор обработки изображений может быть предусмотрен внутри или снаружи видеоэндоскопического устройства и содержать электронные компоненты и/или программные компоненты. Кроме того, стереоскопические частичные изображения, спроецированные на множество датчиков изображения, также могут преобразовываться процессором или процессорами обработки изображений в сигналы изображения, которые могут отображаться на стереоскопических экранах, и эти сигналы изображения могут выдаваться на стереоскопических экранах, например на экранах на основе принципа поляризационных очков, на экранах на основе принципа затворных очков или тому подобного. Процессор обработки изображений может предпочтительно осуществлять меры улучшения изображения, например настройку контраста, отображения цвета, улучшения фокуса, коррекцию искажений, отклонений положения изображения, случаев маскирования, настройку стереоскопической вергентности и/или компенсацию допусков масштаба изображения, посредством обработки изображений.

Компоненты, например головка камеры, проекционный объектив, ствол эндоскопа, оптические компоненты и/или оптические узлы, могут быть взаимозаменяемыми. В качестве примера, проекционный объектив в или на головке камеры может быть заменен другим проекционным объективом или множеством проекционных объективов. Также является возможным взаимозаменять всю головку камеры. Также является возможным взаимозаменять ствол эндоскопа с оптическими компонентами, содержащимися в нем. Также является возможным только взаимозаменять отдельные оптические компоненты эндоскопа, расположенные в стволе эндоскопа, в частности коллимирующий оптический блок. С этой целью, взаимозаменяемые компоненты предпочтительно соединяются друг с другом разъемным и повторно фиксируемым образом, например посредством механического соединения, в результате чего стерилизация компонентов видеоэндоскопического устройства упрощена. Вновь присоединенные компоненты могут калиброваться относительно друг друга.

В предпочтительной конфигурации, видеоэндоскопическое устройство содержит запоминающее устройство, которое может содержать, например, хранимый набор заданных калибровочных данных. Калибровочные данные могут храниться неизменным образом в незаписываемой памяти, и/или калибровочные данные могут храниться в записываемой памяти посредством калибровки в любой момент. Здесь, калибровочная итерация может использоваться для получения набора новых калибровочных данных, которые могут сохраняться в запоминающем устройстве. Запоминающее устройство также может содержать и/или хранить другие данные, например статистические данные об использовании эндоскопа и/или источника света, для того чтобы установить, когда необходимо обновить устройство и/или источник света, или данные от датчиков, например датчиков температуры, датчиков гигрометра или тому подобного, которые могут использоваться для калибровки.

Калибровочные данные из запоминающего устройства видеоэндоскопического устройства могут особенно предпочтительно использоваться для калибровки вновь присоединенных компонентов относительно друг друга посредством сохраненного набора заданных калибровочных данных. Здесь калибровочные данные могут брать свое начало предварительно сохраненным образом с завода или могут создаваться в калибровочной итерации, в результате чего индивидуальный выбор использованных компонентов в эндоскопе является возможным без необходимости выполнения новой калибровки при каждом использовании. Кроме того, видеоэндоскопическое устройство может содержать одно или более сенсорных устройств, например RFID-трансиверы, которые могут считывать и обрабатывать считываемые метки, например RFID-транспондеры или тому подобное, на компонентах. В результате этого, калибровочные данные могут загружаться автоматически. С этой целью сенсорные устройства могут идентифицировать соответствующие присоединенные компоненты на основе их считываемой датчиком метки и выбирать, из сохраненных калибровочных данных, калибровочные данные или калибровочные данные с максимальным соответствием для вновь присоединенных компонентов и калибровать видеоэндоскопическое устройство, используя эти калибровочные данные. Сенсорное устройство предпочтительно находится на или в головке камеры.

Видеоэндоскопическое устройство может содержать одно или более прозрачных защитных окон, которые предусмотрены для защиты от воздействий окружающей среды. В качестве примера, защитные окна могут быть расположены на дистальном конце ствола эндоскопа для защиты объективов, в стволе эндоскопа, на проксимальном конце ствола эндоскопа для защиты коллимирующего оптического блока, на входе для света проекционного объектива или на входе для света головки камеры для защиты проекционных объективов и/или между проекционными объективами и датчиком изображения для защиты датчика изображения.

В дополнительной конфигурации, видеоэндоскопическое устройство может содержать одну или более диафрагм поля зрения. Диафрагмы поля зрения предпочтительно расположены в или у проксимального конца одного или обоих параллельных оптических узлов для временной или постоянной блокировки и/или ограничения одной или обеих траекторий лучей параллельного оптического узла образом.

Головка камеры видеоэндоскопического устройства может содержать фокусирующее устройство. Фокусирующее устройство может манипулироваться вручную пользователем или автоматически посредством контура управления или посредством программы или части программного обеспечения, выполняющегося на компьютере или тому подобном. Фокусирующее устройство может обеспечивать фокусировку изображений сигнала изображения посредством фокусирующего устройства, смещающего проекционный объектив или проекционные объективы, которые могут иметь постоянное или переменное фокусное расстояние, или компоненты проекционного объектива или проекционных объективов в осевом направлении. В частности, левое и правое стереоскопическое частичное изображение может фокусироваться независимо друг от друга посредством фокусирующего устройства. Частичные изображения, сформированные в плоскости датчиков изображения, могут частично накладываться без ухудшения стереоскопического отображения при условии, что наложение не захватывает области, обнаруженные в изображении сигнала изображения. Кроме того, частичные изображения могут фокусироваться на разных датчиках изображения или на одном датчике изображения.

Головка камеры может быть соединена с эндоскопом, в частности со стволом эндоскопа, посредством разъемного и повторно фиксируемого соединительного элемента. Разъемный и повторно фиксируемый соединительный элемент может использовать фиксирующие механизмы, известные из предшествующего уровня техники, например в форме завинчивающегося соединения, самозапускающегося пружинного механизма, зажимного кулачка, эксцентрикового толкателя или тому подобного. Ствол эндоскопа и головка камеры могут иметь соединительные поверхности, соответствующие друг другу, таким образом, что соединительная половина ствола эндоскопа может быть вставлена взаимофиксирующим образом в соединител