JP2022136184A - 制御装置、内視鏡システムおよび制御装置の作動方法 - Google Patents
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Abstract
Description
〔内視鏡システムの概略構成〕
図1は、本発明の実施の形態1に係る内視鏡システムの概略構成を示す図である。
図1に示す内視鏡システム1は、医療分野に用いられ、生体等の被検体内を撮像する装置である。なお、本実施の形態1では、内視鏡システム1として、図1に示す硬性鏡(挿入部2)を用いた硬性内視鏡システムについて説明するが、これに限定されず、軟性内視鏡システムであってもよい。
まず、カメラヘッド5の構成について説明する。
カメラヘッド5は、図2に示すように、操作リング部51と、入力部52と、レンズユニット53と、撮像部54と、駆動部55と、カメラヘッド制御部56と、通信モジュール57と、を備える。
撮像部54は、カメラヘッド制御部56の制御のもと、被写体を撮像する。撮像部54は、挿入部2およびレンズユニット53が結像した被写体像を受光して光電変換を行うことによって画像信号(電気信号)を生成するCCD(Charge Coupled Device)やCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)等の撮像素子(図示略)等が一体形成されたセンサチップを用いて構成される。CCDの場合は、例えば、撮像素子からの画像信号(アナログ信号)に対して信号処理(A/D変換等)を行って撮像信号を出力する信号処理部(図示略)がセンサチップ等に実装される。CMOSの場合は、例えば、光から電気信号に変換された画像信号(アナログ信号)に対して信号処理(A/D変換等)を行って撮像信号を出力する信号処理部が撮像素子に含まれる。また、撮像部54(撮像素子)の有効画素数は、8メガピクセル以上(例えば3840×2160ピクセルの所謂4Kの解像度)である。この場合、撮像部54の有効画素数の高画素化に伴って、被写体深度が狭くなり、中央領域以外にレンズユニット53のピントが合いにくくなるが、後述する処理を行うことによって、中央領域以外であってもレンズユニット53のピントを合わせることができる。なお、本実施の形態1では、撮像部54が、例えばRAWデータを光信号によって出力するものとして説明する。
次に、第1の伝送ケーブル6の第1のコネクタ部61の構成について説明する。
図2に示すように、第1のコネクタ部61は、通信モジュール611と、AF制御部612と、メモリ613と、を備える。
次に、制御装置9の構成について説明する。
制御装置9は、図2に示すように、信号処理部91と、画像生成部92と、通信モジュール93と、入力部94と、画像処理制御部95と、メモリ96と、を備える。なお、制御装置9には、制御装置9およびカメラヘッド5を駆動するための電源電圧を生成し、制御装置9の各部にそれぞれ供給するとともに、第1の伝送ケーブル6を介してカメラヘッド5に供給する電源部(図示略)等が設けられていてもよい。
次に、内視鏡システム1のAF処理について説明する。
AF処理部91aは、フォーカス機構500によってフォーカスレンズが光軸上を移動しながら撮像部54が順次生成した複数フレーム(少なくとも2つ以上のフレーム)の画像信号が入力された場合、フレーム毎にAF用評価値を出力する。このとき、AF処理部91aは、フレーム毎(表示画像毎)の中央領域に対して、AF用評価値を算出する。また、AF処理部91aは、操作リング部51または入力部52によって表示画像上に重畳された複数の選択領域のいずれか1つが選択されている場合、フレーム毎に選択された選択領域のAF用評価値を算出する。
次に、内視鏡システム1が実行する処理について説明する。
図4は、内視鏡システム1が実行する処理の概要を示すフローチャートである。
次に、本発明の実施の形態2について説明する。上述した実施の形態1では、表示制御部が挿入部(内視鏡)の種別に関わらず、表示画像上に複数の選択領域を重畳していたが、本実施の形態2では、挿入部(内視鏡)の種別に応じて、表示画像上に重畳する複数の選択領域の表示サイズを変更する。以下においては、本実施の形態2に係る内視鏡システムの構成を説明後、本実施の形態2に係る内視鏡システムが実行する処理について説明する。なお、上述した実施の形態1に係る内視鏡システム1と同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
図9は、本発明の実施の形態2に係る内視鏡システムが備えるカメラヘッド、第1のコネクタ部および制御装置の機能構成を示すブロック図である。図9に示す内視鏡システム1Aは、上述した実施の形態1に係る制御装置9に換えて、制御装置9Aを備える。制御装置9Aは、上述した実施の形態1に係る画像処理制御部95に換えて、画像処理制御部951を備える。
次に、内視鏡システム1Aが実行する処理について説明する。
図10は、内視鏡システム1Aが実行する処理の概要を示すフローチャートである。図10において、ステップS201~ステップS208およびステップS211~ステップS221は、上述した図4のステップS101~ステップS108およびステップS110~ステップS120それぞれに対応するため、説明を省略する。
次に、本発明の実施の形態3について説明する。上述した実施の形態1では、ユーザによって選択された選択領域に対し、所定の処理としてAF処理を行っていたが、本実施の形態3に係る内視鏡システムは、選択領域に対して、電子ズーム処理を行うことによって拡大処理を行う。以下においては、本実施の形態3に係る内視鏡システムの構成を説明後、本実施の形態3に係る内視鏡システムが実行する処理について説明する。なお、上述した実施の形態1に係る内視鏡システム1と同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
図12は、本発明の実施の形態3に係る内視鏡システムが備えるカメラヘッド、第1のコネクタ部および制御装置の機能構成を示すブロック図である。図12に示す内視鏡システム1Bは、上述した実施の形態1に係る制御装置9に換えて、制御装置9Bを備える。制御装置9Bは、上述した実施の形態1に係る画像生成部92に換えて、画像生成部921を備える。
次に、内視鏡システム1Bが実行する処理について説明する。
図13は、内視鏡システム1Bが実行する処理の概要を示すフローチャートである。図13において、ステップS301~ステップS316、ステップS319およびステップS320は、上述した図4のステップS101~ステップS116、ステップS119およびステップS120それぞれに対応する。
次に、本発明の実施の形態4について説明する。本実施の形態4では、選択領域に対して、明るさを検出することによって、光源装置3が出射する照明光の調光を行う。以下においては、本実施の形態4に係る内視鏡システムの構成を説明後、本実施の形態4に係る内視鏡システムが実行する処理について説明する。なお、上述した実施の形態1に係る内視鏡システム1と同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
図16は、本発明の実施の形態4に係る内視鏡システムが備える光源装置、カメラヘッド、第1のコネクタ部および制御装置の機能構成を示すブロック図である。図16に示す内視鏡システム1Cは、上述した実施の形態1に係る制御装置9に換えて、制御装置9Cを備える。制御装置9Cは、上述した実施の形態1に係る画像生成部92に換えて、画像生成部922を備える。
次に、内視鏡システム1Cが実行する処理の概要を示すフローチャートである。図17において、ステップS401~ステップS417、ステップS419~ステップS421は、上述した図4のステップS101~ステップS120それぞれに対応する。
次に、本発明の実施の形態5について説明する。上述した実施の形態2では、硬性内視鏡(挿入部2)を用いた内視鏡システムを本発明に適用していたが、本実施の形態5では、挿入部の先端側に内視鏡用装置を有する軟性内視鏡、所謂ビデオスコープを用いた内視鏡システムに本発明を適用する。なお、上述した実施の形態1に係る内視鏡システム1と同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
図18は、本発明の実施の形態5に係る内視鏡システムの概略構成を示す図である。
図18に示す内視鏡システム1Dは、生体内に挿入部2Dを挿入することによって被検体の観察部位の体内画像を撮像して画像信号を出力する内視鏡11と、内視鏡11の先端から出射する照明光を発生する光源装置3と、内視鏡11から出力された画像信号を処理して表示画像を生成して出力する制御装置9Aと、表示画像を表示する表示装置7と、を備える。
本明細書における内視鏡システムの処理の説明では、「まず」、「その後」、「続いて」および「そして」等の表現を用いて各ステップの前後関係を明示していたが、本発明を実施するために必要なステップの順序は、それらの表現によって一意的に定められるわけではない。即ち、本明細書で記載した内視鏡システムの順序は、矛盾のない範囲で変更することができる。
2,2D 挿入部
3 光源装置
4 ライトガイド
5 カメラヘッド
6 第1の伝送ケーブル
7 表示装置
8 第2の伝送ケーブル
9,9A,9B,9C 制御装置
10 第3の伝送ケーブル
11 内視鏡
51 操作リング部
52 入力部
53 レンズユニット
53a,55a 検出部
54 撮像部
55 駆動部
56 カメラヘッド制御部
61 第1のコネクタ部
62 第2のコネクタ部
91 信号処理部
91a AF処理部
92,921,922 画像生成部
92a 電子ズーム部
92b 明るさ検出部
95,951 画像処理制御部
95a 表示制御部
95b AF演算部
95c 検出部
96 メモリ
141 操作部
500 フォーカス機構
612 AF制御部
M1 マスク領域
O1 被写体像
P1 表示画像
P100 拡大画像
R1~R9,R1a~R4a 選択領域
Claims (16)
- 撮像部によって生成された画像信号を処理して表示用の表示画像であって、被写体像の表示領域とマスク領域の表示領域とを含む表示画像を生成する画像生成部と、
前記被写体像の表示領域と前記マスク領域の表示領域との比率に基づいて、外部からの操作に応じて選択可能な複数の選択領域を前記表示画像に重畳して表示装置へ出力する表示制御部と、
外部からの操作に応じて選択された少なくとも1つの前記選択領域に対して、所定の処理を実行する制御部と、
前記表示画像における被写体像とマスク領域との境界に基づいて、接続される内視鏡の種別を検出する検出部と、
を備え、
前記表示制御部は、前記検出部が検出した前記内視鏡の種別に基づいて、前記表示画像に対する前記被写体像の表示領域と前記マスク領域の表示領域との比率が小さくなるほど、前記複数の選択領域の表示サイズを変更して前記表示画像に重畳する制御装置。 - 前記制御部は、一または複数のレンズを移動させてピントを調整可能なフォーカス機構を有するレンズユニットの駆動を制御することによって、外部からの操作に応じて選択された少なくとも1つの前記選択領域に前記レンズユニットのピントを合焦させる請求項1に記載の制御装置。
- 前記表示画像における所定の領域に対して、トリミング処理を行うことによって拡大画像を生成する電子ズーム部をさらに備え、
前記制御部は、外部からの操作に応じて選択された少なくとも1つの前記選択領域に対して、前記電子ズーム部にトリミング処理を行わせることによって前記拡大画像を生成させる請求項1または2に記載の制御装置。 - 前記表示画像における所定の領域の画素値に基づいて、光源装置が照射する照明光の明るさを検出して前記光源装置を調光する調光信号を生成する明るさ検出部をさらに備え、
前記制御部は、外部からの操作に応じて選択された少なくとも1つの前記選択領域に対して、前記明るさ検出部に前記照明光の明るさを検出させて前記調光信号を生成させる請求項1~3のいずれか1つに記載の制御装置。 - 前記複数の選択領域のいずれかを選択する選択信号を出力する操作部をさらに備え、
前記表示制御部は、前記操作部が出力した前記選択信号に応じて選択された前記選択領域を強調表示する請求項1~4のいずれか1つに記載の制御装置。 - 前記表示制御部は、前記操作部が前記選択信号を出力する毎に、前記選択領域を他の選択領域に遷移させて強調表示する請求項5に記載の制御装置。
- 前記操作部は、所定の軸を中心に回転可能に設けられ、所定の回転角度毎に前記選択信号を出力する請求項5または6に記載の制御装置。
- 被検体に挿入可能な内視鏡と、
前記内視鏡によって結像された被写体像を受光して光電変換を行うことによって画像信号を生成する撮像部と、
前記撮像部が生成した前記画像信号を処理して表示用の表示画像であって、被写体像の表示領域とマスク領域の表示領域とを含む表示画像を生成する画像生成部と、
前記画像生成部が生成した前記表示画像を表示する表示装置と、
前記被写体像の表示領域と前記マスク領域の表示領域との比率に基づいて、外部からの操作に応じて選択可能な複数の選択領域を前記表示画像に重畳して前記表示装置へ出力する表示制御部と、
外部からの操作に応じて選択された少なくとも1つの前記選択領域に対して、所定の処理を実行する制御部と、
前記表示画像における被写体像とマスク領域との境界に基づいて、前記内視鏡の種別を検出する検出部と、
を備え、
前記表示制御部は、前記検出部が検出した前記内視鏡の種別に基づいて、前記表示画像に対する前記被写体像の表示領域と前記マスク領域の表示領域との比率が小さくなるほど、前記複数の選択領域の表示サイズを変更して前記表示画像に重畳する内視鏡システム。 - 前記複数の選択領域のいずれかを選択する選択信号を出力する操作部をさらに備え、
前記表示制御部は、前記操作部が出力した前記選択信号に応じて選択された前記選択領域を強調表示する請求項8に記載の内視鏡システム。 - 前記表示制御部は、前記操作部が前記選択信号を出力する毎に、前記選択領域を他の選択領域に遷移させて強調表示する請求項9に記載の内視鏡システム。
- 前記操作部は、前記撮像部の受光面と直交する軸を中心に回転可能に設けられ、所定の回転角度毎に前記選択信号を出力する請求項9または10に記載の内視鏡システム。
- 前記内視鏡が着脱自在に接続されるカメラヘッドをさらに備え、
前記カメラヘッドは、前記撮像部を有し、
前記撮像部の有効画素数は、8メガピクセル以上である請求項8~11のいずれか1つに記載の内視鏡システム。 - 前記内視鏡は、前記被検体に挿入可能な挿入部を備え、
前記挿入部は、先端部に前記撮像部が設けられ、
前記撮像部の有効画素数は、2メガピクセル以上である請求項8~11のいずれか1つに記載の内視鏡システム。 - 前記表示装置は、モニタサイズが31インチ以上である請求項8~13のいずれか1つに記載の内視鏡システム。
- 制御装置の作動方法であって、
制御装置の画像生成部が、撮像部によって生成された画像信号を処理して表示用の表示画像であって、被写体像の表示領域とマスク領域の表示領域とを含む表示画像を生成する画像生成ステップと、
制御装置の表示制御部が、前記被写体像の表示領域と前記マスク領域の表示領域との比率に基づいて、外部からの操作に応じて選択可能な複数の選択領域を前記表示画像に重畳して表示装置へ出力する表示制御ステップと、
制御装置の制御部が、外部からの操作に応じて選択された少なくとも1つの前記選択領域に対して、所定の処理を実行する制御ステップと、
制御装置の検出部が、前記表示画像における被写体像とマスク領域との境界に基づいて、接続される内視鏡の種別を検出する検出ステップと、
を含み、
前記表示制御ステップは、前記表示画像に対する前記被写体像の表示領域と前記マスク領域の表示領域との比率が小さくなるほど、前記複数の選択領域の表示サイズを変更して前記表示画像に重畳する制御装置の作動方法。 - 撮像部によって生成された画像信号を処理して表示用の表示画像であって、被写体像の表示領域とマスク領域の表示領域とを含む表示画像を生成する画像生成部と、
前記被写体像の表示領域と前記マスク領域の表示領域との比率に基づいて、外部からの操作に応じて選択可能な複数の選択領域を前記表示画像に重畳して表示装置へ出力する表示制御部と、
外部からの操作に応じて選択された少なくとも1つの前記選択領域に対して、所定の処理を実行する制御部と、
を備え、
前記表示制御部は、前記表示画像に対する前記被写体像の表示領域とマスク領域の表示領域との比率が小さくなるほど、前記複数の選択領域の表示サイズを大きくして前記表示画像に重畳する制御装置。
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