DE102011008212A1 - In-Vivo-Bildgebungsgerät mit Doppelsichtfeld und Verfahren zur Verwendung - Google Patents

In-Vivo-Bildgebungsgerät mit Doppelsichtfeld und Verfahren zur Verwendung Download PDF

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DE102011008212A1
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Pascal Amit
Bezdin Haim
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Given Imaging Ltd
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Abstract

Ein In-vivo-Bildgebungsgerät, in das ein Doppelsichtfeld-Bildgebungssystem eingebaut ist, das ein Weitsichtfeld mit mäßiger Vergrößerung und ein Schmalsichtfeld mit im Wesentlichen stärkerer Vergrößerung besitzt, das axial darauf eingeblendet wird. Eine einzige Bildgebungsanordnung wird für beide Sichtfelder verwendet. Mindestens einige der optischen Elemente werden zwischen beiden der zwei verschiedenen Sichtfeld-Bildgebungssysteme gemeinsam verwendet. Die Bildgebungselemente für das System mit starker Vergrößerung, die im Wesentlichen kleinere Durchmesser besitzen als die des Systems mit schwacher Vergrößerung, sind mit den Bildgebungselementen des Systems mit schwacher Vergrößerung koaxial angeordnet und können somit die gleiche Bildgebungsanordnung ohne die Notwendigkeit für Umlenkspiegel, Strahlenvereiniger oder Bewegungssysteme verwenden. Ihre Position auf der Achse des Systems mit schwacher Vergrößerung bedeutet, dass ein kleiner Teil der Abbildungsebene, um die mittlere Achse herum, von den Komponenten zur starken Vergrößerung ausgeblockt wird.

Description

  • DATEN FRÜHERER ANMELDUNGEN
  • Die vorliegende Anmeldung beansprucht den Vorteil der früheren provisorischen US-Anmeldung Nr. 60/294,232, mit dem Titel ”IN VIVO IMAGING DEVICE WITH DOUBLE SICHTFELD”, eingereicht am 12. Januar 2010, die durch Bezugnahme hierin in ihrer Gesamtheit mit aufgenommen ist.
  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet von Bildgebungssystemen, die in der Lage sind, Abbildungen bei einer Anzahl von Vergrößerungen in einer statistischen Konfiguration zu erzeugen, insbesondere für die Verwendung bei Systemen, die Vergrößerungen erfordern, die sich weitgehend um eine oder mehr als eine Größenordnung unterscheiden.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Es existieren viele Anwendungen, bei denen ein Bildgebungssystem eine allgemeine Ansicht des untersuchten Bereichs erzeugen soll, aber bei denen es gewünscht ist, eine ”mikroskopische Ansicht” mit einer im Wesentlichen stärkeren Vergrößerung zu erhalten, wenn ein Bereich von Interesse in der allgemeinen Ansicht erfasst wurde. Ein Beispiel für ein solches Erfordernis existiert bei der endoskopischen oder kapselbasierten Bildgebung des Inneren eines Verdauungstraktes.
  • Unabhängig verschluckbare Kapseln sind vorhanden. Bei solchen Anwendungen kann das Bildgebungssystem in der Lage sein, kontinuierliche Abschnitte des gastrointestinalen (GI) Traktes bei schwacher Vergrößerung und über ein großes Sichtfeld zu betrachten, um einen ausreichenden Bereich in einer annehmbaren Zeit abzudecken. Wenn ein Bereich von Interesse bei dieser Vergrößerung erfasst wurde, kann es erwünscht sein, den Bereich bei einer im Wesentlichen stärkeren Vergrößerung zu betrachten.
  • Für endoskopische Systeme zum Beispiel müssen Details der Größenordnung 0,1 mm bei der Stufe schwacher Vergrößerung erfasst werden, aber es kann erwünscht sein, Details bis zum Beispiel 1 bis 2 μm bei einer Stufe mit starker Vergrößerung abzubilden.
  • Für gewöhnlich verfügbare Systeme ist das im Allgemeinen nicht möglich. Die Verwendung einer Bildgebungsanordnung mit hoher Auflösung, um die gewünschte Vergrößerung zusammen mit einem Weitsichtfeld zu erhalten, ist ökonomisch nicht erzielbar.
  • Die Kombination aus:
    • (i) einer sehr hohen Auflösung mit
    • (ii) einem großen Sichtfeld und
    • (iii) Abbildungen mit den derzeit verwendeten Detektoranordnungen,
    kann im Allgemeinen bei derzeit verfügbaren, statischen, optischen Bildgebungssystemen mit Einzelbohrung nicht erreicht werden.
  • Bildgebungssysteme mit eingebauter Zoom-Funktion sind vorhanden. Es ist jedoch nicht immer möglich, in ein Gerät die Bewegungsmechanismen einzubauen, die für die Konstruktion eines solchen Bildgebungssystems mit Zoom-Linse erforderlich sind. Außerdem ist das Verhältnis zwischen minimalen und maximalen Vergrößerungen bei einem solchen Zoom-System im Allgemeinen auf einen Faktor von etwa 10 eingeschränkt, so dass zum Erzielen eines höheren Verhältnisses von Vergrößerungen zwei Elemente unabhängig gezoomt werden müssen, was eine komplexe und kostspielige Lösung ist.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • In einer Ausführungsform ist es möglich, einen Bereich mit starker Vergrößerung in einem einzigen optischen System zu erhalten. Eine Bildgebungsanordnung mit einer sehr hohen Pixeldichte in dem mittleren Bereich muss verwendet werden.
  • Mit einer zweckmäßig ausgestalteten Optik ermöglicht eine solche hohe Pixeldichte, dass die Details einer Abbildung mit starker Vergrößerung aufgelöst werden. In Systemen des Standes der Technik, ausgenommen bei Verwendungen mit sehr hohem Durchsatz, ist es nicht kostenwirksam, einen dedizierten Bereich mit einer kleineren Pixelgröße in dem mittleren Bereich zu erzeugen, in die die Abbildung starker Vergrößerung fällt, da die gesamte Bildgebungsanordnung typischerweise eine Pixelgröße aufweist, die zu der Auflösung der Abbildung starker Vergrößerung proportional ist. Derzeit verwendete Detektoranordnungen für solche Anwendungen, sei es CMOS oder CCD, besitzen typischerweise bis zu 400×400 Pixel für kleine Geräte. Um die gewünschte hohe Auflösung in der Mitte der Abbildung zu erhalten, müsste die Anzahl der Pixel einige zehntausend mal zehntausend betragen.
  • Eines des drei Kriterien für eine sehr hohe Auflösung, bei einem großen Sichtfeld und einer Aufnahme mit den derzeit verwendeten Detektoranordnungen, müsste aufgeweicht werden, falls ein Bildgebungssystem gemäß dem derzeitigen Stand der Technik verwendet werden sollte, um die vorstehend dargestellten Ziele zu erreichen.
  • Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein unabhängig verschluckbares Gerät, wie z. B. eine Kapsel, zur Überprüfung oder Abbildung der Innenwände eines Lumens, das ein Doppelsichtfeld-Bildgebungssystem einschließt, das gleichzeitig ein Weitsichtfeld mit mäßiger Vergrößerung und ein Schmalsichtfeld mit im Wesentlichen stärkerer Vergrößerung besitzt. Solche optischen Systeme können auch für den Einbau in endoskopische Geräte verwendet werden. Einige Ausführungsformen unterscheiden sich von Systemen des Standes der Technik darin, dass sie eine einzige Bildgebungsanordnung für beide Sichtfelder (FOV) verwenden. Einige Ausführungsformen unterscheiden sich von Systemen des Standes der Technik auch darin, dass sie im Allgemeinen statische Anordnungen von optischen Elementen besitzen, in denen mindestens einige der Elemente gemeinsam zwischen den beiden der zwei verschiedenen FOV-Bildgebungssysteme verwendet werden. Die Bildgebungselemente für das System mit starker Vergrößerung, das ein viel kleineres Sichtfeld besitzt, und die im Wesentlichen kleinere Durchmesser besitzen als die des Systems mit schwacher Vergrößerung, können mit den Bildgebungselementen des Systems mit schwacher Vergrößerung koaxial angeordnet sein und können somit die gleiche Bildgebungsanordnung ohne die Notwendigkeit für Umlenkspiegel, Strahlenvereiniger oder Bewegungssysteme verwenden. Ihre Position auf der Achse des Systems mit schwacher Vergrößerung bedeutet, dass ein kleiner Teil der Abbildungsebene des Systems mit schwacher Vergrößerung, um die mittlere Achse herum, von den Komponenten zur starken Vergrößerung ausgeblockt wird. Jedoch kann eine sorgfältige Ausgestaltung der beiden Linsensätze diesen blockierten Bereich auf zwischen 5° und 10° einschränken. Die verschiedenen brauchbaren Öffnungsdurchmesser bei verschiedenen Vergrößerungen können mit verschiedenen F-Zahlen in Bezug stehen, die gemäß Ausgestaltungspräferenzen ausgewählt werden können.
  • Ein typisches Erfordernis für ein solches System mit Doppelsichtfeld/Doppelauflösung kann für einen Vergrößerungsbereich von bis zu 100 sein (andere Bereiche können verwendet werden). Die erhöhte Auflösung kann eine größere numerische Öffnung und eine erhöhte effektive fokale Länge für die Linsengruppe beinahe in dem gleichen Verhältnis wie die erhöhte Auflösung erfordern. Somit kann das optische System mit starker Vergrößerung eine fokale Länge in der Größenordnung von 100 länger als die des Systems mit schwacher Vergrößerung besitzen. Der Teil des optischen Systems nahe der Achse, der für das Feld mit starker Vergrößerung zuständig ist, kann im Hinblick auf diese Leistungsfähigkeit ausgestaltet sein. Dieser axiale Teil kann erzeugt werden, indem Linsen mit verschiedener mittlerer und äußerer Form verwendet werden oder indem in den mittleren Bereich der Linsen mit schwacher Vergrößerung separate Linsen für die Anwendung mit starker Vergrößerung implantiert werden.
  • Die Verwendung eines solchen Systems kann es gestatten, dass eine herkömmliche Bildgebungsanordnung verwendet wird, ohne dass unpassend kleine Pixelgrößen verwendet werden müssen, da die Pixel in dem mittleren Bereich der Bildgebungsanordnung eine stärker vergrößerte Abbildung als die in dem Umfeld empfangen, so dass die gleiche einheitliche, mäßige Pixeldichte die feineren Details des Objektes in dem Bereich mit starker Vergrößerung auflösen kann.
  • Eine beispielhafte Implementierung beinhaltet ein Gerät für die Inspektion der Innenwand eines Lumens, wobei das Gerät folgendes einschließt:
    ein längliches Gehäuse zum einführen in das Lumen,
    eine Belichtungsquelle der Innenseite des Lumens, und
    ein optisches Bildgebungssystem zum Abbilden der Innenwand,
    wobei das optische Bildgebungssystem eine zweidimensionale Detektoranordnung, ein Weitsichtfeld-Bildgebungssystem zum Bereitstellen einer ersten Abbildung eines Objektes auf der Detektoranordnung, wobei die erste Abbildung eine erste Vergrößerung relativ zu dem Objekt besitzt, und ein Schmalsichtfeld-Bildgebungssystem zum Bereitstellen einer zweiten Abbildung eines Teils des Objektes auf der Detektoranordnung einschließt, wobei die zweite Abbildung eines Teils des Objektes eine zweite Vergrößerung besitzt, die stärker oder im Wesentlichen stärker als die erste Vergrößerung ist. Das Schmalsichtfeld-Bildgebungssystem kann Linsen einschließen, die in dem Weitsichtfeld-Bildgebungssystem axial angeordnet sind. Beide Bildgebungssysteme können mindestens eine gemeinsame Linse verwenden, um eine Abbildung auf die Detektoranordnung zu projizieren.
  • In einem solchen Gerät kann die Detektoranordnung eine einheitliche Pixelanordnung besitzen und die erste Abbildung kann in der Lage sein, ein im Wesentlichen höheres Ausmaß an Informationsdetails des Objektes als die zweite Abbildung bereitzustellen, und zwar aufgrund der Tatsache, dass sie über einen größeren Bereich abbildet (in Abhängigkeit von den relativen Bereichen, die in jeder Abbildung abgebildet werden). Im Gegensatz dazu kann die zweite Abbildung in der Lage sein, eine im Wesentlichen stärkere Vergrößerung mittels der Verwendung des Schmalsichtfeldsystems bereitzustellen. Die Detektoranordnung kann eine zusammengesetzte Abbildung bereitstellen, wobei die zweite Abbildung ihren mittleren Abschnitt einnimmt und die erste Abbildung ihre Umgebung einnimmt. Bei einem solchen Fall kann jeder Teil der zusammengesetzten Abbildung fokussiert werden, indem das System relativ zu dem Objekt bewegt wird. Als eine Alternative kann das System einen Fokussiermechanismus einschließen, um die Position eines Elements von entweder dem Weitsichtfeld-Bildgebungssystem oder dem Schmalsichtfeld-Bildgebungssystem einzustellen. Jeder Teil der zusammengesetzten Abbildung sollte dann in der Lage sein, fokussiert zu werden, ohne dass das System relativ zu dem Objekt bewegt werden muss.
  • Bei weiteren beispielhaften Implementierungen der vorstehend beschriebenen Geräte kann die mindestens eine gemeinsame Linse eine Linse einschließen, die vor der Detektoranordnung angeordnet ist, um sowohl die erste als auch die zweite Abbildung auf die Anordnung zu fokussieren. Die Detektoranordnung kann eine CCD-Anordnung, eine CMOS-Anordnung oder eine Infrarot(IR)-Bildgebungsanordnung oder eine andere geeignete Anordnung sein.
  • Bei jedem der vorstehend beschriebenen Geräte kann die zweite Abbildung eine Vergrößerung besitzen, die stärker oder im Wesentlichen stärker als die der ersten Abbildung ist. Außerdem kann dieser Vergrößerungsbereich ohne die Notwendigkeit für einen Zoom-Mechanismus erhalten werden.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die vorliegend beanspruchte Erfindung wird aus der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen vollständiger verstanden und gewürdigt, in denen:
  • 1 schematisch eine verschluckbare Kapsel, in die eine Doppelsichtfeld-Bildgebungsoptik eingebaut ist, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung darstellt;
  • 2 schematisch ein beispielhaftes Bildgebungssystem zum Bereitstellen einer Weitsichtfeldabbildung eines Objektes bei einer Stufe mit schwacher Vergrößerung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung darstellt;
  • 3 schematisch ein beispielhaftes Bildgebungssystem zum Bereitstellen einer Schmalsichtfeldabbildung eines Teils eines Objektes bei einer Stufe mit starker Vergrößerung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung darstellt;
  • 4 schematisch ein beispielhaftes Bildgebungssystem, das durch Kombinieren der in 2 und 3 gezeigten Systeme zu einem zusammengesetzten System erhalten wurde, das eine Doppelsichtfeldfunktion besitzt, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung darstellt;
  • 5 ein Beispiel der Abbildungen, die auf der Anzeige des Systems der 4 zu sehen sind, wenn das System in einem solchen Abstand von dem Objekt angeordnet ist, dass die Abbildung starker Vergrößerung defokussiert ist, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung darstellt;
  • 6 ein Beispiel der Abbildungen, die auf der Anzeige des Systems der 4 zu sehen sind, wenn das System in einem solchen Abstand von dem Objekt angeordnet ist, dass die Abbildung starker Vergrößerung optimiert/fokussiert ist, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung darstellt; und
  • 7 ein Flussdiagramm ist, das ein Verfahren gemäß einer Ausführungsform der Erfindung darstellt.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • In der folgenden Beschreibung werden verschiedene Ausführungsformen der Erfindung beschrieben. Zwecks Erläuterung sind spezifische Beispiele dargelegt, um ein vollständiges Verständnis von mindestens einer Ausführungsform der Erfindung bereitzustellen. Es wird jedoch einem Fachmann ebenfalls ersichtlich sein, dass andere Ausführungsformen der Erfindung nicht auf die hierin beschriebenen Beispiele eingeschränkt sind. Ferner können wohl bekannte Merkmale weggelassen oder vereinfacht sein, um die hierin beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung nicht zu verschleiern.
  • Beispiele für Geräte und Systeme, die mit Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, sind zum Beispiel solche, die in der US-Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2006/0074275, mit dem Titel ”System and Method for Editing an Image Stream Captured In-Vivo”, dem US-Patent Nr. 5,604,531 , erteilt an Iddan et al., mit dem Titel ”In-vivo Video Camera System”, und/oder in dem US-Patent Nr. 7,009,634 , erteilt an Iddan et al., mit dem Titel ”Device for In-vivo Imaging”, beschrieben sind, von denen alle jeweils in ihrer Gesamtheit hierin durch Bezugnahme mit aufgenommen sind. Solche Kapseln können Bildgebungs-, Empfangs-, Verarbeitungs-, Speicher- und/oder Anzeigeeinheiten, die zur Verwendung mit der Kapsel geeignet sind, beinhalten oder damit verbunden sein. Andere Systeme können verwendet werden.
  • Nun wird auf die 1 Bezug genommen, die schematisch eine beispielhafte verschluckbare Kapsel 140 darstellt, in die eine Doppelsichtfeld-Bildgebungsoptik eingebaut ist. Die Kapsel 140 kann ein gestrecktes oder längliches Gehäuse 160 besitzen, die zum Beispiel einen Sensor, z. B. einen Bildwandler oder eine Kamera 146, ein optisches System 150, eine oder mehr als eine Belichtungsquelle (z. B. lichtemittierende Dioden) 142, eine Stromquelle 145, einen Prozessor 147 und einen Sender und/oder Transceiver 141 mit einer Antenne 148 und einen zusätzlichen Sensor 143 beinhaltet. Bei einigen Ausführungsformen kann das Gerät 140 unter Verwendung einer verschluckbaren Kapsel implementiert werden, aber andere Arten von Geräten oder geeigneten Implementierungen können verwendet werden.
  • Mittels einer Kuppel oder eines Fensters zum Beispiel an einem Ende des Geräts (z. B. Kuppel 11 in 24) können die Belichtung übertragen und Abbildungen empfangen werden. Die Kamera 146 kann eine zweidimensionale Detektoranordnung sein. Die Kamera 146 kann eine einheitliche Pixelanordnung besitzen, die jedoch nicht notwendig ist. Andere Gehäuseformen können verwendet werden. Sensoren hinter dem Bildwandler oder der Kamera 146 müssen nicht verwendet werden.
  • Der Empfänger/Recorder 112 kann einen Empfänger oder Transceiver zur Kommunikation mit dem Gerät 140 beinhalten, um z. B. Steuerungsdaten an das Gerät 140 zu senden und periodisch Abbildungs-, Telemetrik- und Geräteparameterdaten von dem Gerät 140 zu empfangen. Der Empfänger/Recorder 112 kann einen Speicher einschließen, um Abbildungs- oder andere Daten zu speichern. Bei anderen Ausführungsformen, zum Beispiel bei Verwendung einer einseitigen Kommunikation, kann das Gerät 140 einen Sender beinhalten und der Empfänger/Recorder 112 kann einen Empfänger beinhalten. Der Empfänger/Rekorder 112 kann bei einigen Ausführungsformen ein tragbares Gerät sein, das auf einem Patienten oder von ihm getragen wird, kann jedoch bei anderen Ausführungsformen zum Beispiel mit der Arbeitsstation 117 kombiniert sein. Eine Arbeitsstation 117 (z. B. ein Computer oder eine Rechnerplattform) kann eine Speichereinheit 119 (die zum Beispiel eines oder mehr als eines aus einem Speicher, einer Datenbank oder einem anderen computerlesbaren Speichermedium sein kann oder dieses beinhalten kann), einen Prozessor 114 und eine Anzeige oder einen Monitor 118 einschließen.
  • Nun wird auf die 2 Bezug genommen, die schematisch ein beispielhaftes Bildgebungssystem oder einen Teil eines Bildgebungssystems, das zum Beispiel in der Kapsel 140 verwendet werden kann, zum Bereitstellen einer Weitsichtfeldabbildung eines Objektes 10 bei einer Stufe mit schwacher Vergrößerung darstellt. Das Objekt kann zum Beispiel von einigen Millimetern bis 50 mm von der Objektivlinse, für medizinische Anwendungen, sein und eine große Fokustiefe kann ohne Weiteres bei Weitfeldern aufgrund der relativ geringen fokalen Länge und der ohne Weiteres ausgewählten F-Nummer der Weitfeldoptik erzielt werden, die von dem Optikentwickler derart ausgewählt werden kann, dass mit steigender F-Nummer die Fokustiefe zunimmt und umgekehrt. Das Bildgebungssystem der 2 kann eine erste Abbildung eines Objektes auf der Kamera oder der Detektoranordnung der 1 bereitstellen und kann eine andere Vergrößerung relativ zu dem Objekt als das System der 3 besitzen oder bereitstellen.
  • Das Sichtfeld kann Winkel von mindestens 100° und sogar bis zu 180° abdecken. Die 2 zeigt nur eine Hälfte des Sichtfeldes auf nur einer Seite der optischen Achse. Das optische System in einer Ausführungsform beinhaltet vier Linsen mit optischen Öffnungen, die zum Einfangen des Weitsichtfeldes ausreichen. Andere Anzahlen von Linsen und Elementen können verwendet werden. Das System besitzt ein transparentes Außenfenster oder Kuppel 11 (z. B. an einem Ende des länglichen Gehäuses 160 positioniert), um es vor der Außenumgebung zu schützen. Die optische Leistung der Kuppel, die in der Ausgestaltung der 2 gezeigt ist, ist vernachlässigbar, obwohl sie bei anderen Ausführungsformen ein bestimmtes signifikantes Ausmaß haben könnte. Die in der 2 gezeigte Implementierung ist eine herkömmliche Anordnung, die eine Objektivlinse, einen Zwischen- oder Relaislinsensatz und eine Feldlinse besitzt. Die Objektivlinse 12 kann den Bereich der Feldwinkel des Lichtes von dem Objektfeld verringern und das Licht auf die Sammellinsenkombination 13, 14 übertragen, die als eine Doppellinse in dieser beispielhaften Implementierung gezeigt ist, deren Funktion darin besteht, Licht auf der Blendstufe zu sammeln und gleichzeitig mittels ihrer Ausgestaltung die meisten optischen Fehler zu korrigieren. Es wird angemerkt, dass die Linsen 12 und 13 in ihren Körpern erzeugte axiale Bohrungen besitzen können, so dass Elemente des Teils mit starker Vergrößerung des Systems darin eingebaut sein können, wie hierin erläutert wird. Die Weitfeld-Blendstufe 15 ist vor der Feldlinse 16 angeordnet, deren Funktion es ist, die Feldkrümmung abzuflachen, die aus der scharf gekrümmten Objektwellenfront entsteht. Schließlich fällt die fokussierte Abbildung auf die Detektoranordnung 17 (die zum Beispiel einem Bildwandler oder einer Kamera 146 entsprechen kann), die eine CMOS- oder eine CCD-gepixelte Anordnung mit typischerweise 200×200 Pixel bis 1000×1000 Pixel sein kann. Andere Größen, Formen, Abmessungen und Pixelzahlen können für den Bildwandler oder die Anordnung verwendet werden. Falls die Ausgestaltung für IR-Betrachtung konstruiert ist, kann der Detektor ein Infrarot-Bildwandler sein, wie z. B. eine bolometrische oder Quecksilber-Cadmium-Tellurid(MCT)-Anordnung.
  • Nun wird auf die 3 Bezug genommen, die schematisch ein beispielhaftes Bildgebungssystem oder einen Teil eines Bildgebungssystems zum Bereitstellen einer Schmalsichtfeldabbildung des Teils 20 des Objektes bei einer Stufe mit großer Vergrößerung darstellt. Das Bildgebungssystem der 3 kann eine zweite Abbildung eines Objektes auf der Kamera oder Detektoranordnung der 1 bereitstellen und kann eine andere Vergrößerung relativ zu dem Objekt als das System der 2 besitzen oder bereitstellen. Die von dem System der 3 bereitgestellte Vergrößerung kann eine Vergrößerung besitzen, die stärker als oder im Wesentlichen stärker als die Vergrößerung ist, von dem System der 2 bereitgestellt wird. Die von dem System der 2 erzeugte Abbildung kann ein im Wesentlichen höheres Ausmaß an Gesamtdetails des Objektes bereitstellen als die von dem System der 3 bereitgestellte Abbildung, da es über einen weiteren Bereich abbilden kann (die relativen Bereiche, die von den Systemen abgebildet werden, können sich bei verschiedenen Ausführungsformen unterscheiden). Im Gegensatz dazu kann das System der 3 mit stärkerer Vergrößerung und einem Schmalsichtfeld eine höhere Auflösung erzeugen (z. B. mehr Detail pro abgebildeten Bereich) während über einen kleineren Bereich abgebildet wird.
  • Die Größe des Teils des Objektes 20, der abgebildet wird, kann zum Beispiel von 100 × 100 μm bis 2 × 2 mm in Abhängigkeit von der optischen Ausgestaltung betragen (andere Bereiche können verwendet werden) und der fokale Abstand kann sich von der Kuppelspitze und darüber hinaus erstrecken. Das wichtige Merkmal für die Schmalfeldoptik ist, dass ihre Elemente in einigen Ausführungsformen möglichst kleine Durchmesser besitzen können, um die Sichtversperrung der effektiven Öffnung der Weitfeldoptik zu minimieren und dennoch die relativ hohe, numerische Öffnung des Schmalfeldobjektes sicherzustellen, die für eine starke Vergrößerung erforderlich ist. Die Schmalfeldoptik kann eine beliebige Anzahl von Linsen und einer beliebigen Art einschließen, wobei ein Teil davon in der Weitfeldoptik gemeinsam vorgesehen ist. Das in der 3 gezeigte beispielhafte optische System beinhaltet 6 wirksame Elemente; eine andere Anzahl von Linsen und Elementen kann verwendet werden. Die Objektiv- oder Sammellinse 21 ist für das Bereitstellen der numerischen Öffnung verantwortlich, die für die starke Vergrößerung erforderlich ist, und projiziert das gesammelte Licht von dem Objekt durch die Schmalfeld-Blendstufe 24 und in ein Paar von Linsen 22, 23, das eine doppelte Funktion besitzt – (i) Korrektur von Fehlern, die von der Objektivlinse stammen und (ii) Wirkung als eine Relaislinse zur Projektion einer Zwischenabbildung, um die Länge des optischen Systems zu kompensieren, die um so viel länger ist wie die effektive fokale Länge der Objektivlinse beträgt. Die Linse 25 kann eine dreifache Funktion besitzen: (i) Bereitstellung der gewünschten fokalen Länge in Verbindung mit den anderen Linsen in dem System, (ii) Projektion der Zwischenabbildung auf die Detektoranordnung, und (iii) Beschränkung des Durchmessers des Strahlenbündels zur Verhinderung von Vignettierung während des Durchlaufens der Stufe 15 des Systems mit schwacher Vergrößerung der 2. Weitere oder unterschiedliche Funktionen können auftreten. Schließlich kann die Feldlinse 16 die Feldkrümmung abflachen, die aus der scharf gekrümmten Objektwellenfront entsteht, und die fokussierte Abbildung fällt auf die Detektoranordnung 17.
  • Nun wird auf die 4 Bezug genommen, die schematisch ein beispielhaftes Bildgebungssystem darstellt, das durch Kombinieren der in den 2 und 3 gezeigten Systeme zu einem zusammengesetzten System mit einer Doppelsichtfeldfunktion erhalten wird. Das kombinierte System kann in dem Gerät, das in der 1 gezeigt ist, verwendet werden. Das Schmalsichtfeld-Bildgebungssystem kann Linsen einschließen, die in dem Weitsichtfeld-Bildgebungssystem axial angeordnet sind, und beide Bildgebungssysteme können mindestens eine gemeinsame Linse verwenden, um eine Abbildung auf die Detektoranordnung zu projizieren.
  • Das kombinierte System beinhaltet eine Anzahl von Linsen, die für ihr spezifisches Bildgebungssystem dediziert sind, entweder mit schwacher Vergrößerung oder mit starker Vergrößerung, und zwei gemeinsam verwendete oder gemeine Linsen 14 und 16, die von beiden Komponenten des optischen Systems verwendet werden können. Die gemeinsamen Linsen 14 und 16 sind in dem Sinne vor der Detektoranordnung 17, dass die Linsen 14 und 16 zwischen der Detektoranordnung 17 und dem abzubildenden Objekt sind, und/oder dass die Linsen 14 und 16 in der Blickrichtung der Detektoranordnung 17 positioniert sind. Die Linsen sind gemäß ihren Funktionen in den 2 und 3 bezeichnet. Eine andere Anzahl von gemeinsamen Linsen kann verwendet werden. Die Linsen 23 und 12 können entweder aus einem einzigen ausgeformten Element geformt sein oder die Linse 23 kann ein separates Element sein, das in eine Bohrung in der Linse 12 eingesetzt ist. Die Linse 25 kann eine einzelne Linse sein, die in eine Bohrung in der Linse 13 in ihre richtige Position eingesetzt ist. Bei Verwendung des Systems mit schwacher Vergrößerung wird es angemerkt, dass aufgrund des Vorhandenseins der Komponenten zur starken Vergrößerung, die entlang der Achse des Systems angeordnet sind, es nicht möglich sein kann, eine Abbildung des gesamten Sichtfeldes zu erhalten. Der mittlere Bereich wird von diesen Komponenten blockiert. Der am stärksten axiale Strahl 30, der auf dem Detektor durch das System mit schwacher Vergrößerung abgebildet werden kann, ist derjenige, der an dem markierten Punkt 34 gerade den innersten Rand der Linse 25 umgeht. Licht, das von dem Objekt aus einer Richtung stammt, die stärker axial als der Strahl 30 ist, kann nicht abgebildet werden und das ist als eine Totzone des Systems mit schwacher Vergrößerung bekannt. Die 4 zeigt nur eine Hälfte des Sichtfeldes, nur auf einer Seite der optischen Achse, so dass nur die Hälfte 32 der Totzone gezeigt ist. Die Totzone kann typischerweise von 5° bis 20° auf beiden Seiten der optischen Achse betragen (andere Bereiche sind möglich). Andererseits ist das System mit starker Vergrößerung nicht verdeckt und daher ist diese Abbildung in ihrer Gesamtheit zu sehen.
  • Im Gebrauch kann der Abstand des Systems von dem Objekt im Allgemeinen als ein Parameter zum Bestimmen davon verwendet werden, ob die Abbildung mit starker Vergrößerung auf der Bildgebungsanordnung fokussiert ist. Die Abbildung mit schwacher Vergrößerung kann konstant fokussiert sein, da ihr Fokus von dem Abstand des Systems von dem Objekt unabhängig sein kann (oder davon nicht so sehr abhängt). Der Fokuswechsel der Abbildung starker Vergrößerung kann durchgeführt werden, indem das System einfach näher zu (fokussiert mit starker Vergrößerung) oder weiter weg (defokussiert mit starker Vergrößerung) von dem Objekt bewegt wird. Um das System an dem Punkt von Interesse fokussiert zu halten, ohne das gesamte System bewegen zu müssen, kann ein Fokussierantrieb mit einer der Linsen gekoppelt sein. Für das Sichtfeld mit starker Vergrößerung kann diese Einstellung aufgrund der hohen Empfindlichkeit der Abbildungsqualität gegenüber der fokalen Länge verwendet werden. Eine Fehleinstellung von nur 0,1 mm könnte ausreichen, um den Fokus und die Schärfe der Abbildung zu zerrütten. Der richtige Fokus kann durch visuelle Beobachtung der Abbildung und ihrer Einstellung durch den Beobachter erhalten werden oder ein Autofokusmechanismus kann mit einem Motorantrieb zur Einstellung der Linse verwendet werden. Ein solcher Autofokusmechanismus könnte zum Beispiel auf einer Signalverarbeitung der Randschärfe der Abbildung basieren.
  • Eine zusammengesetzte Abbildung kann erzeugt werden, wobei eine Abbildung mit starker Vergrößerung den mittleren Abschnitt de zusammengesetzten Abbildung einnimmt und eine schwache Vergrößerung das Umfeld der zusammengesetzten Abbildung einnimmt.
  • Nun wird auf die 5 und 6 Bezug genommen, die Beispiele für die Abbildungen darstellen, die auf der Anzeige eines solchen Systems zu sehen sind, wenn das System in einem solchen Abstand von dem Objekt angeordnet ist, dass die Abbildung mit starker Vergrößerung optimiert ist (6). Wie es zu sehen ist, zeigt der mittlere Bereich der Anzeige eine fokussierte Abbildung des Objektes bei einer starken Vergrößerung, wobei die Umfeldbereiche der Anzeige das Weitsichtfeld zeigen, die Abbildung mit schwächerer Vergrößerung (6). Wenn das System von dem Objekt weg bewegt wird, wird die mittlere Abbildung mit starker Vergrößerung defokussiert, wie es in der 5 gezeigt ist. Bei anderen Ausführungsformen muss eine solche Bewegung nicht verwendet werden, um die Abbildungen zu fokussieren.
  • BEISPIELE
  • Nun wird auf die Tab: I Bezug genommen, die Spezifikationen und vorgeschriebene Daten für eine beispielhafte Implementierung der schwachen Vergrößerung bereitstellt, des Weitsichtfeldabschnitts eines optischen Systems, wie es z. B. in der 2 dieser Anmeldung beschrieben ist. Andere Implementierungen sind möglich. Die Ergebnisse der Entwurfsiteration sind aus der Programmausgabe ohne Rundung angegeben. Diese beispielhafte Linsenanordnung beinhaltet 4 Linsen und 3 Elemente ohne optische Leistung, deren optische Parameter unter Verwendung des Optimierungsprogramms ZEMAX® optimiert wurden. Dieses beispielhafte System wurde ausgelegt, um ein Gesamtsichtfeld von 130° bereitzustellen. Die effektive fokale Länge beträgt 1,24823 mm und die hintere fokale Länge zu der Bildwandlerebene beträgt 0,53858 mm. Die Länge des gesamten optischen Wegs beträgt 10,699 mm und die paraxial wirkende F-Zahl beträgt 5,51225. Sämtliche Abmessungen sind in mm. TABELLE I
    Fläche Art RoC Dicke Material Durchmesser Konuskoeffizient
    OBJ STANDARD 17,5 5 Wasser 26,7788 0
    1 EVENASPH 5,92649 0,5 Polycarb. 11,02 –0,1148121
    2 EVENASPH 5,46223 3,22689 Luft 9,64 –0,5737734
    3 EVENASPH 1,17266 0,78587 Polycarb. 4,64 –3,95718
    4 EVENASPH 0,80443 0,78014 Luft 3,54 –277,4507
    5 EVENASPH –3,78514 1,92119 Polycarb. 3,2 0
    6 EVENASPH 3,89236 0,24443 Luft 1,92 0
    7 EVENASPH 5,39346 0,73595 E48R 1,8 0
    8 EVENASPH –1,64289 0,43245 Luft 1,8 0
    STO STANDARD 0,09857 Luft 0,4 0
    10 EVENASPH 1,45985 0,78176 E48R 0,76 11,91922
    11 EVENASPH –26,5725 0,64743 Luft 1,2 0
    12 STANDARD 0,5 N-BK7 2,6 0
    13 STANDARD 0,045 Luft 2,6 0
    IMA STANDARD - Luft 2,52119 0
  • OBJ ist die Frontfläche des Objektivs, STOP ist die Blendstufe und IMA ist die Ebene der Bildgebungsanordnung und die Brechungsindizes des Mediums sind bei der verwendeten 550 nm Wellenlänge und bei 30°C angegeben, wie folgt:
    Wasser – 1,334333, Polycarbonat – 1,588515, und N-BK7 – 1,518551
  • Unter Verwendung der Standardgleichung für asphärische Durchbiegung:
    Figure 00150001
    worin folgendes gilt:
  • Z
    ist die Durchbiegung der Fläche an einem beliebigen Punkt,
    h
    ist die Höhe von der optischen Achse,
    c
    = 1/R, worin R der äquivalente Kugelradius der Krümmung am Aachenscheitelpunkt ist,
    k
    ist der Konuskoeffizient (= 0 für eine Kugelfläche), und
    a4, a6, a8,...
    sind die asphärischen Koeffizienten der 4., 6., 8. .... Ordnung,
    wobei die folgenden vorgeschriebenen Daten für die 14 Flächen erhalten wurden:
    Fläche a4 a6 a8 a10 a12
    OBJ 0 0 0 0 0
    1 0,0003032 5,5499 × 10–6 3,0166 × 10–8 –4,1707 × 10–9 0
    2 0,0008827 1,000 × 10–5 1,3249 × 10–6 2,4933 × 10–8 0
    3 0,0069438 –0,0001116 2,1553 × 10–6 0 0
    4 0,015799 –0,0146184 0,0078339 –7,0227 × 10–5 0
    5 0,060842 –0,0003852 –8,9565 × 10–5 –0,0005604 –0,0021730
    6 0,0788792 –0,0049461 –0,0190166 –0,0065401 –0,0007168
    7 0,0150449 0,0425029 0,0382886 –0,0037392 0
    8 0,123396 –0,030988 0,093516 0 0
    STO 0 0 0 0 0
    (Minimaler Radius = 0,2 mm,)
    10 –0,316956 –0,366602 –20,1960 0 0
    11 0,159906 0,321203 0 0 0
    12 0 0 0 0 0
    13 0 0 0 0 0
    IMA 0 0 0 0 0
  • Nun wird auf die Tab. II Bezug genommen, die Spezifikationen und vorgeschriebene Daten für eine beispielhafte Implementierung der starken Vergrößerung bereitstellt, des Schmalsichtfeldabschnitts eines optischen Systems, wie es z. B. in der 3 dieser Anmeldung beschrieben ist. Diese beispielhafte Linsenanordnung beinhaltet 6 Linsen und 4 Elemente ohne optische Leistung und sämtliche optische Parameter wurden unter Verwendung des Optimierungsprogramms ZEMAX® optimiert. Dieses Beispiel wurde ausgelegt, um eine Auflösung von 2 μm und ein Sichtfeld von 0,2 mm × 0,2 mm bereitzustellen. Die effektive fokale Länge beträgt 0,64173 mm. Die Länge des gesamten optischen Wegs beträgt 10,699 mm, die absichtlich mit der des Beispiels mit schwacher Vergrößerung identisch gehalten wurde, und die paraxial wirkende F-Zahl beträgt 7,2675. TABELLE II
    Fläche Art RoC Dicke Material Durchmesser Konuskoeffizient
    OBJ STANDARD unendlich 0,8 WASSER 0,26 0
    1 EVENASPH 5,926491 0,5 POLYCARB 1,02 –0,1148121
    2 EVENASPH 5,462229 0 Luft 9,64 –0,5737734
    3 STANDARD 0,5664545 0,4597685 E48R 0,6 –1,683049
    4 STANDARD –0,4007237 0,07546284 Luft 0,6 –3,588625
    STO STANDARD unendlich 0,09552406 Luft 0,259404
    6 STANDARD –0,5448025 1,68528 POLYCARB 0,36 –11,26473
    7 STANDARD –0,6723586 0,5968567 Luft 0,6 –1,596795
    8 EVENASPH –0,3267467 1,240316 POLYCARB 0,42 0,6211092
    9 EVENASPH –0,5332203 1,046699 Luft 1,1 –0,60936
    10 EVENASPH –2,00697 1,159998 POLYCARB 0,66 0
    11 EVENASPH –2,184586 0,2993119 Luft 0,66 23,86846
    12 STANDARD unendlich 0,2993114 Luft 0,5334175 0
    13 EVENASPH 5,393463 0,735948 E48R 1,8 0
    14 EVENASPH –1,642893 0,4324515 Luft 1,8 0
    15 STANDARD unendlich 0,09857038 Luft 0,3049238 0
    16 EVENASPH 1,459849 0,7817586 E48R 0,76 11,91922
    17 EVENASPH –26,57247 0,6474324 Luft 1,2 0
    18 STANDARD unendlich 0,5 N-BK7 2,6 0
    19 STANDARD unendlich 0,045 Luft 2,6 0
    IMA STANDARD unendlich 0,5943416 Luft 0
  • OBJ ist die Frontfläche des Objektivs, STOP ist die Blendstufe und IMA ist die Ebene der Bildgebungsanordnung und die Brechungsindizes des Mediums sind bei der verwendeten 550 nm Wellenlänge und bei 30°C angegeben, wie folgt:
    Wasser – 1,334333, Polycarbonat – 1,588515, und N-BK7 – 1,518551
  • Unter Verwendung der vorstehend beschriebenen Standardgleichung für asphärische Durchbiegung wurden die folgenden vorgeschriebenen Daten für die 20 Flächen erhalten:
    Fläche a4 a6 a8 a10 a12
    OBJ 0 0 0 0 0
    1 0,0003032 5,5499 × 10–6 3,0166 × 10–8 –4,1707 × 10–9 0
    2 0,0008827 1,000 × 10–5 1,3249 × 10–6 2,4933 × 10–8 0
    3 0 0 0 0 0
    4 0 0 0 0 0
    5 0 0 0 0 0
    6 0 0 0 0 0
    7 0 0 0 0 0
    8 0 0 0 0 0
    9 0 0 0 0 0
    10 0 0 0 0 0
    11 0 0 0 0 0
    12 0 0 0 0 0
    13 0,0150449 0,0425029 0,0382886 –0,0037392 0
    14 0,123396 –0,030988 0,093516 0 0
    STO 0 0 0 0 0
    16 –0,316956 –0,366602 –20,1960 0 0
    17 0,159906 0,321203 0 0 0
    18 0 0 0 0 0
    19 0 0 0 0 0
    IMA 0 0 0 0 0
  • Die 7 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren gemäß einer Ausführungsform der Erfindung darstellt.
  • In Schritt 200 kann ein Patient ein In-vivo-Bildgebungsgerät (z. B. eine Kapsel), die eine Kamera oder eine zweidimensionale Detektoranordnung beinhaltet, verschlucken oder anderweitig inkorporieren.
  • In Schritt 210 kann eine Abbildung eines Objektes (z. B. eines Abschnitts eines Körperlumens, einer verdächtigen Pathologie, usw.) auf der Anordnung erfasst werden. Die Abbildung kann relativ zu dem Objekt eine bestimmte Vergrößerung besitzen.
  • In Schritt 220 kann eine zweite Abbildung eines Objektes (z. B. eines Abschnitts eines Körperlumens, einer verdächtigen Pathologie, usw.) auf der Anordnung erfasst werden. Die Abbildung kann relativ zu dem Objekt eine bestimmte Vergrößerung besitzen, wobei die Vergrößerung stärker als oder im Wesentlichen stärker als die der in Schritt 210 erfassten Abbildung ist.
  • Die Schritte 210 und 220 können gemäß dem Betrieb des Geräts Zug um Zug oder simultan durchgeführt werden.
  • In Schritt 230 können die Abbildungen zum Beispiel an einen externen Datenrekorder oder Empfänger gesendet werden. Die Abbildungen können als eine kombinierte oder zusammengesetzte Abbildung, zum Beispiel in einem Abbildungsrahmen, gesendet werden.
  • Andere Schritte oder Abfolgen von Schritten können verwendet werden.
  • Es wird von Fachleuten verstanden, dass die vorliegende Erfindung durch das, was vorstehend im Einzelnen gezeigt und beschrieben wurde, nicht eingeschränkt wird. Anstelle davon beinhaltet der Umfang der vorliegenden Erfindung sowohl Kombinationen und Teilkombinationen von vorstehend beschriebenen verschiedenen Merkmalen als auch Variationen und Modifikationen daran, die sich einem Fachmann beim Lesen der vorstehenden Beschreibung ergeben würden und die nicht Teil des Standes der Technik sind.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • US 5604531 [0028]
    • US 7009634 [0028]

Claims (17)

  1. Ein In-vivo-Bildgebungsgerät, das folgendes umfasst: eine Belichtungsquelle; und ein optisches Bildgebungssystem, das folgendes umfasst: eine zweidimensionale Detektoranordnung; ein Weitsichtfeld-Bildgebungssystem zum Bereitstellen einer ersten Abbildung eines Objektes auf der Detektoranordnung, wobei die erste Abbildung eine erste Vergrößerung relativ zu dem Objekt besitzt; und ein Schmalsichtfeld-Bildgebungssystem zum Bereitstellen einer zweiten Abbildung eines Teils des Objektes auf der Detektoranordnung, wobei die zweite Abbildung eines Teils des Objektes eine zweite Vergrößerung besitzt, die im Wesentlichen stärker als die erste Vergrößerung ist; wobei das Schmalsichtfeld-Bildgebungssystem Linsen umfasst, die in dem Weitsichtfeld-Bildgebungssystem axial angeordnet sind, und wobei beide Bildgebungssysteme mindestens eine gemeinsame Linse verwenden, um eine Abbildung auf die Detektoranordnung zu projizieren.
  2. Ein Gerät nach Anspruch 1, wobei die Detektoranordnung eine gleichmäßige Pixelanordnung aufweist und die zweite Abbildung in der Lage ist, eine im Wesentlichen höhere Auflösung als die erste Abbildung mittels der im Wesentlichen stärkeren Vergrößerung des Schmalsichtfeldsystems bereitzustellen.
  3. Ein Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Detektoranordnung eine zusammengesetzte Abbildung bereitstellt, wobei die zweite Abbildung den mittleren Abschnitt der zusammengesetzten Abbildung einnimmt und die erste Abbildung das Umfeld der zusammengesetzten Abbildung einnimmt.
  4. Ein Gerät nach Anspruch 3, wobei jeder Teil der zusammengesetzten Abbildung durch Bewegen des Systems relativ zu dem Objekt fokussiert werden kann.
  5. Ein Gerät nach Anspruch 3, wobei jeder Teil der zusammengesetzten Abbildung fokussiert werden kann, ohne dass das System relativ zu dem Objekt bewegt werden muss.
  6. Ein Gerät nach Anspruch 1, wobei die mindestens eine gemeinsame Linse eine Linse umfasst, die vor der Detektoranordnung angeordnet ist, um die erste als auch die zweite Abbildung auf die Anordnung zu fokussieren.
  7. Ein Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Detektoranordnung eine aus einer CCD-Anordnung und einer CMOS-Anordnung ist.
  8. Ein Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Detektoranordnung eine IR-Bildgebungsanordnung ist.
  9. Ein Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die zweite Abbildung eine Vergrößerung besitzt, die im Wesentlichen stärker als die der ersten Abbildung ist.
  10. Ein Gerät nach Anspruch 9, wobei der Vergrößerungsbereich ohne einen Zoom-Mechanismus erreicht wird.
  11. Ein Verfahren zur In-vivo-Bildgebung, das folgendes umfasst: Verwenden eines Geräts, das eine zweidimensionale Detektoranordnung umfasst; Erfassen einer ersten Abbildung eines Objektes auf der Detektoranordnung, wobei die erste Abbildung eine erste Vergrößerung relativ zu dem Objekt besitzt; und Erfassen einer zweiten Abbildung eines Teils des Objektes auf der Detektoranordnung, wobei die zweite Abbildung eine zweite Vergrößerung besitzt, die im Wesentlichen stärker als die erste Vergrößerung ist.
  12. Das Verfahren nach Anspruch 11, das das Senden der ersten Abbildung und der zweiten Abbildung umfasst.
  13. Das Verfahren nach Anspruch 11, wobei das Gerät ein Weitsichtfeld-Bildgebungssystem und ein Schmalsichtfeld-Bildgebungssystem umfasst und wobei die erste Abbildung von dem Weitsichtfeld-Bildgebungssystem erfasst wird und die zweite Abbildung unter Verwendung des Schmalsichtfeld-Bildgebungssystems erfasst wird.
  14. Das Verfahren nach Anspruch 11, wobei das Schmalsichtfeld-Bildgebungssystem Linsen umfasst, die axial in dem Weitsichtfeld-Bildgebungssystem angeordnet sind, und wobei beide Bildgebungssysteme mindestens eine gemeinsame Linse verwenden, um eine Abbildung auf die Detektoranordnung zu projizieren.
  15. Das Verfahren nach Anspruch 11, wobei die zweite Abbildung eine höhere Auflösung als die erste Abbildung besitzt.
  16. Das Verfahren nach Anspruch 11, das das Erzeugen einer zusammengesetzten Abbildung umfasst, wobei die zweite Abbildung den mittleren Abschnitt der zusammengesetzten Abbildung einnimmt und die erste Abbildung das Umfeld der zusammengesetzten Abbildung einnimmt.
  17. Das Verfahren nach Anspruch 11, wobei die mindestens eine gemeinsame Linse eine Linse umfasst, die vor der Detektoranordnung angeordnet ist, um die erste sowie die zweite Abbildung auf die Anordnung zu fokussieren.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011115500A1 (de) * 2011-10-11 2013-04-11 Olympus Winter & Ibe Gmbh Videoendoskop mit mehreren Blickwinkeln
DE102017110929A1 (de) * 2017-05-19 2018-11-22 Carl Zeiss Industrielle Messtechnik Gmbh Koordinatenmessgerät mit einem optischen Messkopf

Families Citing this family (65)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5412348B2 (ja) * 2009-03-24 2014-02-12 富士フイルム株式会社 カプセル型内視鏡用撮像光学系
US9101287B2 (en) 2011-03-07 2015-08-11 Endochoice Innovation Center Ltd. Multi camera endoscope assembly having multiple working channels
WO2012077116A1 (en) 2010-12-09 2012-06-14 Peermedical Ltd. Flexible electronic circuit board for a multi-camera endoscope
US11547275B2 (en) 2009-06-18 2023-01-10 Endochoice, Inc. Compact multi-viewing element endoscope system
EP2865322B1 (de) 2009-06-18 2020-07-22 EndoChoice, Inc. Mehrkamera-Endoskop
US9402533B2 (en) 2011-03-07 2016-08-02 Endochoice Innovation Center Ltd. Endoscope circuit board assembly
US9706903B2 (en) 2009-06-18 2017-07-18 Endochoice, Inc. Multiple viewing elements endoscope system with modular imaging units
US9901244B2 (en) 2009-06-18 2018-02-27 Endochoice, Inc. Circuit board assembly of a multiple viewing elements endoscope
US10130246B2 (en) 2009-06-18 2018-11-20 Endochoice, Inc. Systems and methods for regulating temperature and illumination intensity at the distal tip of an endoscope
US9713417B2 (en) 2009-06-18 2017-07-25 Endochoice, Inc. Image capture assembly for use in a multi-viewing elements endoscope
US10524645B2 (en) 2009-06-18 2020-01-07 Endochoice, Inc. Method and system for eliminating image motion blur in a multiple viewing elements endoscope
US9474440B2 (en) 2009-06-18 2016-10-25 Endochoice, Inc. Endoscope tip position visual indicator and heat management system
US8926502B2 (en) 2011-03-07 2015-01-06 Endochoice, Inc. Multi camera endoscope having a side service channel
US9492063B2 (en) 2009-06-18 2016-11-15 Endochoice Innovation Center Ltd. Multi-viewing element endoscope
US11864734B2 (en) 2009-06-18 2024-01-09 Endochoice, Inc. Multi-camera endoscope
US11278190B2 (en) 2009-06-18 2022-03-22 Endochoice, Inc. Multi-viewing element endoscope
US9872609B2 (en) 2009-06-18 2018-01-23 Endochoice Innovation Center Ltd. Multi-camera endoscope
US10165929B2 (en) 2009-06-18 2019-01-01 Endochoice, Inc. Compact multi-viewing element endoscope system
WO2012077117A1 (en) 2010-12-09 2012-06-14 Peermedical Ltd. Flexible electronic circuit board multi-camera endoscope
US9101268B2 (en) 2009-06-18 2015-08-11 Endochoice Innovation Center Ltd. Multi-camera endoscope
US9642513B2 (en) 2009-06-18 2017-05-09 Endochoice Inc. Compact multi-viewing element endoscope system
US10080486B2 (en) 2010-09-20 2018-09-25 Endochoice Innovation Center Ltd. Multi-camera endoscope having fluid channels
US9560953B2 (en) 2010-09-20 2017-02-07 Endochoice, Inc. Operational interface in a multi-viewing element endoscope
US10663714B2 (en) 2010-10-28 2020-05-26 Endochoice, Inc. Optical system for an endoscope
US9706908B2 (en) 2010-10-28 2017-07-18 Endochoice, Inc. Image capture and video processing systems and methods for multiple viewing element endoscopes
EP2635932B1 (de) * 2010-10-28 2019-06-05 EndoChoice Innovation Center Ltd. Optische systeme für multi-sensor-endoskope
US10517464B2 (en) 2011-02-07 2019-12-31 Endochoice, Inc. Multi-element cover for a multi-camera endoscope
EP2672878B1 (de) 2011-02-07 2017-11-22 Endochoice Innovation Center Ltd. Mehrteilige abdeckung für ein mehrkamera-endoskop
EP2604172B1 (de) 2011-12-13 2015-08-12 EndoChoice Innovation Center Ltd. Drehbarer Steckverbinder für ein Endoskop
EP2604175B1 (de) 2011-12-13 2019-11-20 EndoChoice Innovation Center Ltd. Endoskop mit entfernbarer Spitze
CN104054092B (zh) * 2012-01-31 2017-10-24 基文影像公司 用于显示体内图像流中的活动力事件的***和方法
CN102752504B (zh) * 2012-07-13 2014-12-24 中国资源卫星应用中心 一种宽视场线阵ccd相机的相对辐射校正方法
US9560954B2 (en) 2012-07-24 2017-02-07 Endochoice, Inc. Connector for use with endoscope
US9636003B2 (en) 2013-06-28 2017-05-02 Endochoice, Inc. Multi-jet distributor for an endoscope
US9986899B2 (en) 2013-03-28 2018-06-05 Endochoice, Inc. Manifold for a multiple viewing elements endoscope
US9993142B2 (en) 2013-03-28 2018-06-12 Endochoice, Inc. Fluid distribution device for a multiple viewing elements endoscope
US10595714B2 (en) 2013-03-28 2020-03-24 Endochoice, Inc. Multi-jet controller for an endoscope
CN105358043B (zh) 2013-05-07 2018-12-21 恩多巧爱思股份有限公司 与多观察元件内窥镜一起使用的白平衡外壳
US10499794B2 (en) 2013-05-09 2019-12-10 Endochoice, Inc. Operational interface in a multi-viewing element endoscope
US9949623B2 (en) 2013-05-17 2018-04-24 Endochoice, Inc. Endoscope control unit with braking system
CN103340595B (zh) * 2013-07-03 2015-08-26 安翰光电技术(武汉)有限公司 一种无线胶囊内窥镜及其电源控制方法
US10064541B2 (en) 2013-08-12 2018-09-04 Endochoice, Inc. Endoscope connector cover detection and warning system
US9943218B2 (en) 2013-10-01 2018-04-17 Endochoice, Inc. Endoscope having a supply cable attached thereto
US9968242B2 (en) 2013-12-18 2018-05-15 Endochoice, Inc. Suction control unit for an endoscope having two working channels
WO2015112747A2 (en) 2014-01-22 2015-07-30 Endochoice, Inc. Image capture and video processing systems and methods for multiple viewing element endoscopes
EP3110303A2 (de) 2014-02-26 2017-01-04 Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) Endoskopische multikameravorrichtung mit grossem sichtfeld und omnidirektionaler beleuchtung
US11234581B2 (en) 2014-05-02 2022-02-01 Endochoice, Inc. Elevator for directing medical tool
EP4345527A3 (de) 2014-07-21 2024-06-12 EndoChoice, Inc. Multifokale endoskopsysteme mit mehreren kameras
JP6665164B2 (ja) 2014-08-29 2020-03-13 エンドチョイス インコーポレイテッドEndochoice, Inc. 内視鏡アセンブリ
CN104363412B (zh) * 2014-10-29 2018-02-13 南京茵默维电子科技有限公司 狭长区域的大视场监管***及监管方法
WO2016100173A1 (en) 2014-12-18 2016-06-23 Endochoice, Inc. System and method for processing video images generated by a multiple viewing elements endoscope
US10271713B2 (en) 2015-01-05 2019-04-30 Endochoice, Inc. Tubed manifold of a multiple viewing elements endoscope
US9912848B2 (en) 2015-01-21 2018-03-06 Siemens Energy, Inc. Method and apparatus for turbine internal visual inspection with foveated optical head and dual image display
US9910260B2 (en) 2015-01-21 2018-03-06 Siemens Energy, Inc. Method and apparatus for turbine internal visual inspection with foveated image optical head
US10376181B2 (en) 2015-02-17 2019-08-13 Endochoice, Inc. System for detecting the location of an endoscopic device during a medical procedure
US10078207B2 (en) 2015-03-18 2018-09-18 Endochoice, Inc. Systems and methods for image magnification using relative movement between an image sensor and a lens assembly
US10401611B2 (en) 2015-04-27 2019-09-03 Endochoice, Inc. Endoscope with integrated measurement of distance to objects of interest
EP3747349A1 (de) 2015-05-17 2020-12-09 Endochoice, Inc. Endoskopische bildverbesserung mit in einem prozessor implementierter kontrastbegrenzter adaptiver histogrammentzerrung
WO2017075085A1 (en) 2015-10-28 2017-05-04 Endochoice, Inc. Device and method for tracking the position of an endoscope within a patient's body
JP6995749B2 (ja) 2015-11-24 2022-01-17 エンドチョイス インコーポレイテッド 内視鏡用の使い捨ての空気/水バルブ
EP3419497B1 (de) 2016-02-24 2022-06-01 Endochoice, Inc. Leiterplattenanordnung für multisichtelement-endoskop mit cmos-sensoren
WO2017160792A1 (en) 2016-03-14 2017-09-21 Endochoice, Inc. System and method for guiding and tracking a region of interest using an endoscope
JP7000353B2 (ja) 2016-06-21 2022-01-19 エンドチョイス インコーポレイテッド 異なるビデオデータ信号供給源とインターフェイスするべく複数の接続インターフェイスを有する内視鏡システム
CN108121064B (zh) * 2018-01-19 2023-10-27 西安中安易胜医疗科技有限公司 胶囊内窥镜
DE102019121434A1 (de) * 2019-08-08 2021-02-11 Karl Storz Imaging, Inc. Beobachtungsvorrichtung und Verfahren zum Betrieb einer Beobachtungsvorrichtung

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5604531A (en) 1994-01-17 1997-02-18 State Of Israel, Ministry Of Defense, Armament Development Authority In vivo video camera system
US7009634B2 (en) 2000-03-08 2006-03-07 Given Imaging Ltd. Device for in-vivo imaging

Family Cites Families (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5519124A (en) * 1978-07-27 1980-02-09 Olympus Optical Co Camera system for medical treatment
US4439012A (en) * 1982-01-11 1984-03-27 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Dual-secondary mirror cassegrain optical system
DE3927334C1 (de) * 1989-08-18 1991-01-10 Messerschmitt-Boelkow-Blohm Gmbh, 8012 Ottobrunn, De
US5161051A (en) * 1990-12-13 1992-11-03 Hughes Aircraft Company Simultaneous dual field of view sensor
US6240312B1 (en) * 1997-10-23 2001-05-29 Robert R. Alfano Remote-controllable, micro-scale device for use in in vivo medical diagnosis and/or treatment
US7116352B2 (en) * 1999-02-25 2006-10-03 Visionsense Ltd. Capsule
US8636648B2 (en) * 1999-03-01 2014-01-28 West View Research, Llc Endoscopic smart probe
US6734911B1 (en) * 1999-09-30 2004-05-11 Koninklijke Philips Electronics N.V. Tracking camera using a lens that generates both wide-angle and narrow-angle views
US7039453B2 (en) * 2000-02-08 2006-05-02 Tarun Mullick Miniature ingestible capsule
US6939292B2 (en) * 2001-06-20 2005-09-06 Olympus Corporation Capsule type endoscope
US20030011700A1 (en) * 2001-07-13 2003-01-16 Bean Heather Noel User selectable focus regions in an image capturing device
US6951536B2 (en) * 2001-07-30 2005-10-04 Olympus Corporation Capsule-type medical device and medical system
US6956612B2 (en) * 2001-07-31 2005-10-18 Hewlett-Packard Development Company, L.P. User selectable focus regions in an image capturing device
AU2002324308A1 (en) * 2001-08-02 2003-02-17 Given Imaging Ltd. Apparatus and methods for in vivo imaging
US7347817B2 (en) * 2001-08-02 2008-03-25 Given Imaging Ltd. Polarized in vivo imaging device, system and method
US20030028078A1 (en) * 2001-08-02 2003-02-06 Arkady Glukhovsky In vivo imaging device, system and method
WO2003032252A2 (en) * 2001-10-09 2003-04-17 Dimensional Photonics, Inc. Device for imaging a three-dimensional object
US6903343B2 (en) * 2001-11-20 2005-06-07 Lockheed Martin Corporation Lightweight laser designator ranger flir optics
JP2003260025A (ja) * 2002-03-08 2003-09-16 Olympus Optical Co Ltd カプセル型内視鏡
US7001329B2 (en) * 2002-07-23 2006-02-21 Pentax Corporation Capsule endoscope guidance system, capsule endoscope holder, and capsule endoscope
US7118529B2 (en) * 2002-11-29 2006-10-10 Given Imaging, Ltd. Method and apparatus for transmitting non-image information via an image sensor in an in vivo imaging system
SE526605C2 (sv) * 2003-03-31 2005-10-18 Flir Systems Ab IR-kamera
JP4009581B2 (ja) * 2003-11-18 2007-11-14 オリンパス株式会社 カプセル型医療システム
US7625338B2 (en) * 2003-12-31 2009-12-01 Given Imaging, Ltd. In-vivo sensing device with alterable fields of view
US7986337B2 (en) * 2004-09-27 2011-07-26 Given Imaging Ltd. System and method for editing an image stream captured in vivo
US20070255098A1 (en) * 2006-01-19 2007-11-01 Capso Vision, Inc. System and method for in vivo imager with stabilizer
CN100582855C (zh) * 2007-08-23 2010-01-20 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 内视镜头及内视镜装置
US7995798B2 (en) * 2007-10-15 2011-08-09 Given Imaging Ltd. Device, system and method for estimating the size of an object in a body lumen
JP2009225933A (ja) * 2008-03-21 2009-10-08 Fujifilm Corp カプセル内視鏡システム及びカプセル内視鏡の動作制御方法
US8636653B2 (en) * 2008-06-09 2014-01-28 Capso Vision, Inc. In vivo camera with multiple sources to illuminate tissue at different distances
WO2010094133A1 (en) * 2009-02-20 2010-08-26 Thales Canada Inc. Dual field-of-view optical imaging system with dual focus lens

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5604531A (en) 1994-01-17 1997-02-18 State Of Israel, Ministry Of Defense, Armament Development Authority In vivo video camera system
US7009634B2 (en) 2000-03-08 2006-03-07 Given Imaging Ltd. Device for in-vivo imaging

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011115500A1 (de) * 2011-10-11 2013-04-11 Olympus Winter & Ibe Gmbh Videoendoskop mit mehreren Blickwinkeln
DE102017110929A1 (de) * 2017-05-19 2018-11-22 Carl Zeiss Industrielle Messtechnik Gmbh Koordinatenmessgerät mit einem optischen Messkopf
DE102017110929B4 (de) 2017-05-19 2019-06-19 Carl Zeiss Industrielle Messtechnik Gmbh Koordinatenmessgerät mit einem optischen Messkopf

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US20110169931A1 (en) 2011-07-14
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