JP2962528B2 - 内視鏡装置 - Google Patents
内視鏡装置Info
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- JP2962528B2 JP2962528B2 JP3059212A JP5921291A JP2962528B2 JP 2962528 B2 JP2962528 B2 JP 2962528B2 JP 3059212 A JP3059212 A JP 3059212A JP 5921291 A JP5921291 A JP 5921291A JP 2962528 B2 JP2962528 B2 JP 2962528B2
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- switch
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、挿入操作性を改善した
内視鏡装置に関する。
内視鏡装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、細長の挿入部を体腔内に挿入する
ことにより、体腔内臓器等を診断したり、検査したりす
ることのできる内視鏡が広く用いられている。また、医
療用のみならず工業用においてもボイラ、機械、化学プ
ラント等の管内、あるいは機械内等の対象物を観察、検
査したりするのに用いられている。
ことにより、体腔内臓器等を診断したり、検査したりす
ることのできる内視鏡が広く用いられている。また、医
療用のみならず工業用においてもボイラ、機械、化学プ
ラント等の管内、あるいは機械内等の対象物を観察、検
査したりするのに用いられている。
【0003】前記内視鏡は、例えば細長で可撓性の挿入
部及び該挿入部の後端に連設された太径の把持部等から
構成されている。前記挿入部は、硬性の先端構成部と、
この先端構成部の後端に連設された例えば上下/左右に
湾曲可能な湾曲部と、この湾曲部の後端に連設された可
撓性の可撓管部とから構成されており、前記湾曲部の外
皮部材には、例えばゴム等の部材による湾曲ゴムが用い
られている。
部及び該挿入部の後端に連設された太径の把持部等から
構成されている。前記挿入部は、硬性の先端構成部と、
この先端構成部の後端に連設された例えば上下/左右に
湾曲可能な湾曲部と、この湾曲部の後端に連設された可
撓性の可撓管部とから構成されており、前記湾曲部の外
皮部材には、例えばゴム等の部材による湾曲ゴムが用い
られている。
【0004】ところで、前記のような内視鏡を大腸のよ
うな体腔内、あるいは工業用配管のような管腔内等に挿
入する場合、特に内視鏡挿入部先端の湾曲部の湾曲ゴム
が検査対象物、例えば体腔壁に強く接すると、摩擦等に
より接触抵抗が増大して、挿入が困難となる場合があっ
た。
うな体腔内、あるいは工業用配管のような管腔内等に挿
入する場合、特に内視鏡挿入部先端の湾曲部の湾曲ゴム
が検査対象物、例えば体腔壁に強く接すると、摩擦等に
より接触抵抗が増大して、挿入が困難となる場合があっ
た。
【0005】このような不具合を解決するために、本出
願人は特願平2−71086号において、湾曲部を連続
して往復湾曲させる手段を提案している。
願人は特願平2−71086号において、湾曲部を連続
して往復湾曲させる手段を提案している。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、管腔が
直線状である場合には、湾曲部を連続して往復湾曲させ
て振動(以下、アングルバイブレーションと称する)さ
せることにより、挿入部を容易に挿入できるが、管腔が
湾曲しているような場合には、その湾曲状態によってア
ングルバイブレーションの効果に差が生じてしまう。即
ち、アングルバイブレーションの振動方向と管腔の湾曲
方向とが一致した場合は、アングルバイブレーションが
効果的に作用して挿入性が向上するが、振動方向と湾曲
方向とが一致していない場合は、アングルバイブレーシ
ョンがあまり効果的でなく容易に挿入できない。また、
このようなアングルバイブレーションの振動方向と管腔
の湾曲方向とを手動で一致させることは困難である。
直線状である場合には、湾曲部を連続して往復湾曲させ
て振動(以下、アングルバイブレーションと称する)さ
せることにより、挿入部を容易に挿入できるが、管腔が
湾曲しているような場合には、その湾曲状態によってア
ングルバイブレーションの効果に差が生じてしまう。即
ち、アングルバイブレーションの振動方向と管腔の湾曲
方向とが一致した場合は、アングルバイブレーションが
効果的に作用して挿入性が向上するが、振動方向と湾曲
方向とが一致していない場合は、アングルバイブレーシ
ョンがあまり効果的でなく容易に挿入できない。また、
このようなアングルバイブレーションの振動方向と管腔
の湾曲方向とを手動で一致させることは困難である。
【0007】本発明は、これらの事情に鑑みてなされた
もので、被検体の状態に応じてアングルバイブレーショ
ンの振動方向等の動作条件を適切に設定することがで
き、被検体の湾曲状態に依存することなく容易に挿入す
ることが可能な内視鏡装置を提供することを目的として
いる。
もので、被検体の状態に応じてアングルバイブレーショ
ンの振動方向等の動作条件を適切に設定することがで
き、被検体の湾曲状態に依存することなく容易に挿入す
ることが可能な内視鏡装置を提供することを目的として
いる。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明による内視鏡装置
は、被検体に挿入される挿入部の先端側を所定方向に湾
曲させる湾曲部を有すると共に前記被検体の内視鏡像を
生成する内視鏡装置において、前記内視鏡像から明るさ
に応じた複数の領域を抽出し、前記抽出された各領域の
配置に基づいて内視鏡の挿入方向を検出する挿入方向検
出手段と、前記挿入方向検出手段によって検出された挿
入方向情報に基づいて振動動作条件を設定し、前記振動
動作条件に応じて前記湾曲部を湾曲させて振動させる振
動制御手段とを備えたものである。
は、被検体に挿入される挿入部の先端側を所定方向に湾
曲させる湾曲部を有すると共に前記被検体の内視鏡像を
生成する内視鏡装置において、前記内視鏡像から明るさ
に応じた複数の領域を抽出し、前記抽出された各領域の
配置に基づいて内視鏡の挿入方向を検出する挿入方向検
出手段と、前記挿入方向検出手段によって検出された挿
入方向情報に基づいて振動動作条件を設定し、前記振動
動作条件に応じて前記湾曲部を湾曲させて振動させる振
動制御手段とを備えたものである。
【0009】
【作用】挿入方向検出手段によって、内視鏡像から明る
さに応じた複数の領域が抽出され、この抽出された各領
域の配置に基づいて内視鏡の挿入方向が検出される。振
動制御手段は、前記検出された挿入方向情報に基づいて
振動動作条件を設定し、前記振動動作条件に応じて湾曲
部を湾曲させて振動させる。
さに応じた複数の領域が抽出され、この抽出された各領
域の配置に基づいて内視鏡の挿入方向が検出される。振
動制御手段は、前記検出された挿入方向情報に基づいて
振動動作条件を設定し、前記振動動作条件に応じて湾曲
部を湾曲させて振動させる。
【0010】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図1ないし図12は本発明の第1実施例に係り、
図1は内視鏡装置の概略の構成を示す説明図、図2は挿
入方向検出回路の構成を示すブロック図、図3は二値化
回路及びスレッシュホールドレベル設定部を示す回路
図、図4は暗部抽出部の動作の説明図、図5は暗部抽出
部で抽出された複数の領域を示す説明図、図6は内視鏡
先端が被検体に近付き過ぎた状態での内視鏡像を示す説
明図、図7はパターン比較部の対比パターンの例を示す
説明図、図8は境界抽出部の動作の説明図、図9は中心
抽出演算部の動作の説明図、図10は制御回路の機能的
構成を示す機能ブロック図、図11は管腔が直線状の場
合での本実施例の動作を説明するための説明図、図12
は管腔が湾曲している場合での本実施例の動作を説明す
るための説明図である。
する。図1ないし図12は本発明の第1実施例に係り、
図1は内視鏡装置の概略の構成を示す説明図、図2は挿
入方向検出回路の構成を示すブロック図、図3は二値化
回路及びスレッシュホールドレベル設定部を示す回路
図、図4は暗部抽出部の動作の説明図、図5は暗部抽出
部で抽出された複数の領域を示す説明図、図6は内視鏡
先端が被検体に近付き過ぎた状態での内視鏡像を示す説
明図、図7はパターン比較部の対比パターンの例を示す
説明図、図8は境界抽出部の動作の説明図、図9は中心
抽出演算部の動作の説明図、図10は制御回路の機能的
構成を示す機能ブロック図、図11は管腔が直線状の場
合での本実施例の動作を説明するための説明図、図12
は管腔が湾曲している場合での本実施例の動作を説明す
るための説明図である。
【0011】図1に示すように、内視鏡装置は、内視鏡
1と、この内視鏡1が接続される外部制御装置20と、
この外部制御装置20に接続されるモニタ21とを備え
ている。
1と、この内視鏡1が接続される外部制御装置20と、
この外部制御装置20に接続されるモニタ21とを備え
ている。
【0012】前記内視鏡1は、細長で可撓性を有する挿
入部2と、この挿入部2の後端に連設された操作部3と
を備えている。前記操作部3の側方には、可撓性を有す
るユニバーサルコード4が延設され、このユニバーサル
コード4の端部が、前記外部制御装置20に接続される
ようになっている。
入部2と、この挿入部2の後端に連設された操作部3と
を備えている。前記操作部3の側方には、可撓性を有す
るユニバーサルコード4が延設され、このユニバーサル
コード4の端部が、前記外部制御装置20に接続される
ようになっている。
【0013】前記挿入部2の先端側には、CCD等の固
体撮像素子5が内部に配設された先端構成部6と、湾曲
可能な湾曲部7(構造は図示しない)とが設けられ、こ
の湾曲部7は、挿入部2内に挿通された湾曲ワイヤ8を
牽引することにより湾曲するようになっている。
体撮像素子5が内部に配設された先端構成部6と、湾曲
可能な湾曲部7(構造は図示しない)とが設けられ、こ
の湾曲部7は、挿入部2内に挿通された湾曲ワイヤ8を
牽引することにより湾曲するようになっている。
【0014】前記操作部3内には、前記湾曲ワイヤ8を
牽引して湾曲部7を上下方向に湾曲させるUD用モータ
9と、湾曲部7を左右方向に湾曲させるRL用モータ1
0とが設けられている。前記UD用モータ9及びRL用
モータ10には、それぞれモータの回転力の伝達をオン
/オフするクラッチ11が連設され、これらのクラッチ
11にモータの回転力を湾曲ワイヤ8の牽引力に変換す
るギア列12が連設されている。また、前記ギア列12
には、湾曲ワイヤ8の牽引量を検知するためにギア列1
2の回転量を検出するエンコーダ13,14が各々連設
されている。
牽引して湾曲部7を上下方向に湾曲させるUD用モータ
9と、湾曲部7を左右方向に湾曲させるRL用モータ1
0とが設けられている。前記UD用モータ9及びRL用
モータ10には、それぞれモータの回転力の伝達をオン
/オフするクラッチ11が連設され、これらのクラッチ
11にモータの回転力を湾曲ワイヤ8の牽引力に変換す
るギア列12が連設されている。また、前記ギア列12
には、湾曲ワイヤ8の牽引量を検知するためにギア列1
2の回転量を検出するエンコーダ13,14が各々連設
されている。
【0015】また、前記操作部3には、UD用モータ9
及びRL用モータ10の回転を指示するジョイスティッ
クスイッチ15と、クラッチ11の開閉を指示するクラ
ッチスイッチ16と、湾曲部を連続して往復湾曲させる
振動動作(アングルバイブレーション)を指示するアン
グルバイブレーションスイッチ17とが設けられてい
る。そして、前記ジョイスティックスイッチ15、クラ
ッチスイッチ16、及びアングルバイブレーションスイ
ッチ17からの指示とか、前記エンコーダ13,14等
からの情報によりUD用モータ9,RL用モータ10及
びクラッチ11を制御する振動制御手段としての制御回
路18が設けられている。なお、前記制御回路18に
は、前記挿入部2の先端が被検体に近付き過ぎたことを
術者に告知するLED19が接続されている。
及びRL用モータ10の回転を指示するジョイスティッ
クスイッチ15と、クラッチ11の開閉を指示するクラ
ッチスイッチ16と、湾曲部を連続して往復湾曲させる
振動動作(アングルバイブレーション)を指示するアン
グルバイブレーションスイッチ17とが設けられてい
る。そして、前記ジョイスティックスイッチ15、クラ
ッチスイッチ16、及びアングルバイブレーションスイ
ッチ17からの指示とか、前記エンコーダ13,14等
からの情報によりUD用モータ9,RL用モータ10及
びクラッチ11を制御する振動制御手段としての制御回
路18が設けられている。なお、前記制御回路18に
は、前記挿入部2の先端が被検体に近付き過ぎたことを
術者に告知するLED19が接続されている。
【0016】前記制御回路18は、ユニバーサルコード
4を介して外部制御装置20と接続されるようになって
いる。この外部制御装置20には、図示しないライトガ
イドを介して先端構成部6から被検体へ照明光を照射す
るための光源22と、前記UD用モータ9、RL用モー
タ10、クラッチ11、及び制御回路18を駆動する電
源23と、前記固体撮像素子5からの信号から画像信号
を生成して被写体像をモニタ21に表示するカメラコン
トロールユニット(以下、CCUと記す)24と、挿入
部2内に設けられた図示しない管路を介して先端構成部
6から送気・送水・吸引を行う送気送水吸引装置26と
が設けられている。
4を介して外部制御装置20と接続されるようになって
いる。この外部制御装置20には、図示しないライトガ
イドを介して先端構成部6から被検体へ照明光を照射す
るための光源22と、前記UD用モータ9、RL用モー
タ10、クラッチ11、及び制御回路18を駆動する電
源23と、前記固体撮像素子5からの信号から画像信号
を生成して被写体像をモニタ21に表示するカメラコン
トロールユニット(以下、CCUと記す)24と、挿入
部2内に設けられた図示しない管路を介して先端構成部
6から送気・送水・吸引を行う送気送水吸引装置26と
が設けられている。
【0017】また、前記CCU24には、CCU24で
生成された画像信号の情報により暗部抽出をして挿入部
2の挿入方向を検出する挿入方向検出手段としての挿入
方向検出回路25が接続されており、CCU24からの
画像信号が入力されるようになっている。前記挿入方向
検出回路25は制御回路18に接続されており、挿入方
向検出回路25の出力に応じて制御回路18が動作する
ようになっている。
生成された画像信号の情報により暗部抽出をして挿入部
2の挿入方向を検出する挿入方向検出手段としての挿入
方向検出回路25が接続されており、CCU24からの
画像信号が入力されるようになっている。前記挿入方向
検出回路25は制御回路18に接続されており、挿入方
向検出回路25の出力に応じて制御回路18が動作する
ようになっている。
【0018】次に、図2を参照して、前記挿入方向検出
回路25について説明する。挿入方向検出回路25は、
CCU24の画像信号を入力する画像入力部31を有
し、この画像入力部31から入力された画像信号は、複
数の、例えば3つの二値化回路(1〜3)32a〜32
cに入力されるようになっている。この各二値化回路3
2a〜32cは、それぞれ、スレッシュホールドレベル
設定部(1〜3)33a〜33cによって設定されるス
レッシュホールドレベルをしきい値として内視鏡画像を
二値化画像に変換するようになっている。尚、各スレッ
シュホールドレベル設定部33a,33b,33cは、
互いにスレッシュホールドレベルが異なっている。
回路25について説明する。挿入方向検出回路25は、
CCU24の画像信号を入力する画像入力部31を有
し、この画像入力部31から入力された画像信号は、複
数の、例えば3つの二値化回路(1〜3)32a〜32
cに入力されるようになっている。この各二値化回路3
2a〜32cは、それぞれ、スレッシュホールドレベル
設定部(1〜3)33a〜33cによって設定されるス
レッシュホールドレベルをしきい値として内視鏡画像を
二値化画像に変換するようになっている。尚、各スレッ
シュホールドレベル設定部33a,33b,33cは、
互いにスレッシュホールドレベルが異なっている。
【0019】前記二値化回路32(32a〜32cを代
表する。)及びスレッシュホールドレベル設定部33
(33a〜33cを代表する。)は、例えば、図3に示
すように構成されている。すなわち、二値化回路32
は、コンパレータからなり、スレッシュホールドレベル
設定部33は、可変電圧源からなり、前記コンパレータ
の入力端には、画像入力部31からの画像信号と、前記
可変電圧源による基準電圧とが印加されるようになって
いる。前記コンパレータの出力は、画像信号がスレッシ
ュホールドレベル以上のときは0,画像信号がスレッシ
ュホールドレベル未満のときは1となる。
表する。)及びスレッシュホールドレベル設定部33
(33a〜33cを代表する。)は、例えば、図3に示
すように構成されている。すなわち、二値化回路32
は、コンパレータからなり、スレッシュホールドレベル
設定部33は、可変電圧源からなり、前記コンパレータ
の入力端には、画像入力部31からの画像信号と、前記
可変電圧源による基準電圧とが印加されるようになって
いる。前記コンパレータの出力は、画像信号がスレッシ
ュホールドレベル以上のときは0,画像信号がスレッシ
ュホールドレベル未満のときは1となる。
【0020】前記二値化回路32a〜32cの出力信号
は、それぞれ、暗部抽出部(1〜3)34a〜34cに
入力されるようになっている。この暗部抽出部34(3
4a〜34cを代表する。)は、前記二値化を入力画像
の各画素について行うものである。ここで、例えば図4
(a)に示すような数値化された各画素の明るさを有す
る画像信号に対して、スレッシュホールドレベルを3.
5とし、3.5未満を1,3.5以上を0と出力するよ
うにし、各画素に対して二値化を行うと、図4(b)に
示すような二値化画像に変換される。この図において、
1の画素の領域が暗部である。このように、スレッシュ
ホールドレベルを設定して、それより暗い領域を抽出す
ることにより、影のような中途半端な暗さしかないとき
に、影を進行方向とする間違いを防ぐことができる。
は、それぞれ、暗部抽出部(1〜3)34a〜34cに
入力されるようになっている。この暗部抽出部34(3
4a〜34cを代表する。)は、前記二値化を入力画像
の各画素について行うものである。ここで、例えば図4
(a)に示すような数値化された各画素の明るさを有す
る画像信号に対して、スレッシュホールドレベルを3.
5とし、3.5未満を1,3.5以上を0と出力するよ
うにし、各画素に対して二値化を行うと、図4(b)に
示すような二値化画像に変換される。この図において、
1の画素の領域が暗部である。このように、スレッシュ
ホールドレベルを設定して、それより暗い領域を抽出す
ることにより、影のような中途半端な暗さしかないとき
に、影を進行方向とする間違いを防ぐことができる。
【0021】このようにして3つ暗部抽出部34a〜3
4cで抽出された3つの暗い領域の例を図5に示す。
4cで抽出された3つの暗い領域の例を図5に示す。
【0022】尚、暗部抽出の方法としては、本出願人が
平成元年1月31日に提出した特願平1−23450号
に記載した方法を用いても良い。
平成元年1月31日に提出した特願平1−23450号
に記載した方法を用いても良い。
【0023】また、暗部抽出の際、内視鏡1としてファ
イバスコープ及びテレビカメラを用いた場合におけるイ
メージガイドのファイバの折れ等による極小領域の暗部
を除去するために、ある画素のデータとして、その画素
の周囲の画素のデータの平均値を用いても良い。また、
あるいは、面積の小さな暗部は、排除するようにしても
良い。
イバスコープ及びテレビカメラを用いた場合におけるイ
メージガイドのファイバの折れ等による極小領域の暗部
を除去するために、ある画素のデータとして、その画素
の周囲の画素のデータの平均値を用いても良い。また、
あるいは、面積の小さな暗部は、排除するようにしても
良い。
【0024】1つの暗部抽出部(1)34aの出力信号
は、パターン比較部35に入力されるようになってい
る。このパターン比較部35は、前記暗部抽出部(1)
34aからの画像と、パターン記憶部36に記憶された
対比パターンとの相関を演算し、相関値が設定値以上の
場合には、同類パターンと判断するようになっている。
すなわち、二値化データをan,m ,対比パターンデータ
をcn,m とし、設定値をKとすると、同類パターンであ
る条件は次の式で与えられる。
は、パターン比較部35に入力されるようになってい
る。このパターン比較部35は、前記暗部抽出部(1)
34aからの画像と、パターン記憶部36に記憶された
対比パターンとの相関を演算し、相関値が設定値以上の
場合には、同類パターンと判断するようになっている。
すなわち、二値化データをan,m ,対比パターンデータ
をcn,m とし、設定値をKとすると、同類パターンであ
る条件は次の式で与えられる。
【0025】
【0026】暗部抽出によって例えば図6に示すような
パターンができた場合、あるいは全域が暗くなった場合
には、内視鏡1の先端が粘膜等の被検体に近付き過ぎて
いることを示しているので、前記パターン比較部35で
は、このようなパターンを認識し、内視鏡を後退させる
指示信号を出力する。尚、粘膜に内視鏡1の先端が接触
している場合には、視野全体が真っ暗になるが、少し離
れた場合には、2つの照明レンズからの光が入るので、
図6に示すように、視野の両端に円弧状の明るい部分が
できる。この図6に示すようなパターンを認識するため
の対比パターンの例を図7(a),(b)に示す。この
ような対比パターンは、複数設定しても良い。
パターンができた場合、あるいは全域が暗くなった場合
には、内視鏡1の先端が粘膜等の被検体に近付き過ぎて
いることを示しているので、前記パターン比較部35で
は、このようなパターンを認識し、内視鏡を後退させる
指示信号を出力する。尚、粘膜に内視鏡1の先端が接触
している場合には、視野全体が真っ暗になるが、少し離
れた場合には、2つの照明レンズからの光が入るので、
図6に示すように、視野の両端に円弧状の明るい部分が
できる。この図6に示すようなパターンを認識するため
の対比パターンの例を図7(a),(b)に示す。この
ような対比パターンは、複数設定しても良い。
【0027】前記パターン比較部35の出力信号は、1
入力2出力の切換スイッチ38を介して、内視鏡後退指
示手段37と境界抽出部(1)39aの一方に、選択的
に入力されるようになっている。尚、前記切換スイッチ
38は、前記パターン比較部35の比較結果に応じて、
対比パターンと同類パターンを認識した場合には、内視
鏡後退指示手段37側に切換えられ、パターン比較部3
5からの内視鏡を後退させる指示信号が前記内視鏡後退
指示手段37に入力される。この内視鏡後退指示手段3
7は、操作部3に設けられたLED19を点灯して術者
に知らせる。
入力2出力の切換スイッチ38を介して、内視鏡後退指
示手段37と境界抽出部(1)39aの一方に、選択的
に入力されるようになっている。尚、前記切換スイッチ
38は、前記パターン比較部35の比較結果に応じて、
対比パターンと同類パターンを認識した場合には、内視
鏡後退指示手段37側に切換えられ、パターン比較部3
5からの内視鏡を後退させる指示信号が前記内視鏡後退
指示手段37に入力される。この内視鏡後退指示手段3
7は、操作部3に設けられたLED19を点灯して術者
に知らせる。
【0028】一方、対比パターンと同類パターンを認識
しない場合には、前記切換スイッチ38は、境界抽出部
(1)39a側に切換えられ、暗部抽出部(1)34a
からの二値化画像が前記境界抽出部(1)39aに入力
される。
しない場合には、前記切換スイッチ38は、境界抽出部
(1)39a側に切換えられ、暗部抽出部(1)34a
からの二値化画像が前記境界抽出部(1)39aに入力
される。
【0029】また、他の暗部抽出部(2,3)34b,
34cの出力信号は、それぞれ、境界抽出部(2,3)
39b,39cに入力されるようになっている。この境
界抽出部39(39a〜39c)は、前記二値化画像の
各ラインに対し、二値化データが0から1、または、1
から0に変化する座標を求め、その座標の境界データを
1とし、他の座標の境界データを0とする。すなわち、
第nライン,第m個目の画素に対する二値化データをa
n,m としたとき、境界データbn,m は、次の式で与えら
れる。
34cの出力信号は、それぞれ、境界抽出部(2,3)
39b,39cに入力されるようになっている。この境
界抽出部39(39a〜39c)は、前記二値化画像の
各ラインに対し、二値化データが0から1、または、1
から0に変化する座標を求め、その座標の境界データを
1とし、他の座標の境界データを0とする。すなわち、
第nライン,第m個目の画素に対する二値化データをa
n,m としたとき、境界データbn,m は、次の式で与えら
れる。
【0030】bn,m =|an,m-1 −an,m | 図4(b)に示すような二値化画像に対して、境界を抽
出した画像の例を図8に示す。尚、第1列には、処理容
易化のために、0を入力する。
出した画像の例を図8に示す。尚、第1列には、処理容
易化のために、0を入力する。
【0031】前記境界抽出部39a〜39cの出力信号
は、それぞれ、中心抽出演算部(1〜3)41a〜41
cに入力されるようになっている。この中心抽出演算部
41(41a〜41cを代表する。)は、抽出された暗
部の中心座標を抽出する。すなわち、例えば、図9に示
すように、抽出された暗部のデータにおいて、データが
1である画素の存在する行の一番上の行と一番下の行を
抽出して、この2つの行のY座標Y1,Y2の平均値
(Y1+Y2)/2をY軸中心座標とする。同様に、デ
ータが1である画素の存在する列の一番左の列と一番右
の列を抽出して、この2つの列のX座標X1,X2の平
均値(X1+X2)/2をX軸中心座標とする。
は、それぞれ、中心抽出演算部(1〜3)41a〜41
cに入力されるようになっている。この中心抽出演算部
41(41a〜41cを代表する。)は、抽出された暗
部の中心座標を抽出する。すなわち、例えば、図9に示
すように、抽出された暗部のデータにおいて、データが
1である画素の存在する行の一番上の行と一番下の行を
抽出して、この2つの行のY座標Y1,Y2の平均値
(Y1+Y2)/2をY軸中心座標とする。同様に、デ
ータが1である画素の存在する列の一番左の列と一番右
の列を抽出して、この2つの列のX座標X1,X2の平
均値(X1+X2)/2をX軸中心座標とする。
【0032】尚、暗部の中心座標を抽出する方法として
は、暗部に含まれる画素数Nを求め、上からX軸方向に
順に暗部に含まれる画素を数えて行き、その数がN/2
になったときのY座標をY軸中心座標とし、同様に、左
からY軸方向に順に暗部に含まれる画素を数えて行き、
その数がN/2になったときのX座標をX軸中心座標と
するようにしても良い。
は、暗部に含まれる画素数Nを求め、上からX軸方向に
順に暗部に含まれる画素を数えて行き、その数がN/2
になったときのY座標をY軸中心座標とし、同様に、左
からY軸方向に順に暗部に含まれる画素を数えて行き、
その数がN/2になったときのX座標をX軸中心座標と
するようにしても良い。
【0033】前記中心抽出演算部41a〜41cの出力
信号は、挿入部2の挿入方向を示す、3つのスレッシュ
ホールドレベルに対応して抽出した3つの領域(暗部)
の各中心座標P1 (x1 ,y1 ),P2 (x2 ,y2
),P3 (x3 ,y3 )、であり、これらの出力信号
が前記制御回路18に入力されるようになっている。
信号は、挿入部2の挿入方向を示す、3つのスレッシュ
ホールドレベルに対応して抽出した3つの領域(暗部)
の各中心座標P1 (x1 ,y1 ),P2 (x2 ,y2
),P3 (x3 ,y3 )、であり、これらの出力信号
が前記制御回路18に入力されるようになっている。
【0034】尚、本実施例は、便宜上5×5の画素数に
て説明したが、もっと多くの画素でも同様である。
て説明したが、もっと多くの画素でも同様である。
【0035】次に、図10ないし図12を参照して本実
施例の作用について説明する。内視鏡1の固体撮像素子
5で撮像された内視鏡像は、画像入力部31を介して、
挿入方向検出回路25に入力され、二値化回路32によ
って3つの異なるスレッシュホールドレベルで二値化さ
れ、暗部抽出部34で各スレッシュホールドレベルに対
応した暗部領域が抽出される。更に、その領域の境界
が、境界抽出部39で抽出され、中心抽出演算部41
で、各領域の中心が求められて制御回路18に入力され
る。
施例の作用について説明する。内視鏡1の固体撮像素子
5で撮像された内視鏡像は、画像入力部31を介して、
挿入方向検出回路25に入力され、二値化回路32によ
って3つの異なるスレッシュホールドレベルで二値化さ
れ、暗部抽出部34で各スレッシュホールドレベルに対
応した暗部領域が抽出される。更に、その領域の境界
が、境界抽出部39で抽出され、中心抽出演算部41
で、各領域の中心が求められて制御回路18に入力され
る。
【0036】前記制御回路18の機能構成は図10に示
すようになっており、以下のように3つの機能を有して
いる。
すようになっており、以下のように3つの機能を有して
いる。
【0037】〔1〕ジョイスティックスイッチ15の指
示により、エンコーダ13,14で湾曲部7の湾曲状態
を監視しながらUD用モータ9及びRL用モータ10を
駆動し、湾曲部7を湾曲させる。 〔2〕クラッチスイッチ16の指示により、クラッチ1
1を開閉してUD用モータ9,RL用モータ10の回転
力を伝達/解除する。 〔3〕アングルバイブレーションスイッチ17の指示に
より、挿入方向検出回路25からの情報をもとに方向・
周期を設定し、湾曲部7を連続して往復湾曲させて振動
(アングルバイブレーション)させる。
示により、エンコーダ13,14で湾曲部7の湾曲状態
を監視しながらUD用モータ9及びRL用モータ10を
駆動し、湾曲部7を湾曲させる。 〔2〕クラッチスイッチ16の指示により、クラッチ1
1を開閉してUD用モータ9,RL用モータ10の回転
力を伝達/解除する。 〔3〕アングルバイブレーションスイッチ17の指示に
より、挿入方向検出回路25からの情報をもとに方向・
周期を設定し、湾曲部7を連続して往復湾曲させて振動
(アングルバイブレーション)させる。
【0038】まず、〔1〕の湾曲機能について説明す
る。術者がジョイスティックスイッチ15を動かして湾
曲部7の湾曲角を指示すると、ジョイスティックスイッ
チ15の出力信号はUD用及びRL用の2個のポテンシ
ョメータの抵抗変化として制御回路18に入力される。
そして、抵抗値検知部51で前記ポテンショメータの抵
抗値RUD,RRLを電圧変化により検知する。次に、湾曲
角設定部52で予め設定してある関数fに基づいて前記
抵抗値RUD,RRLより湾曲角θUD,θRLを設定する。こ
こで、前記湾曲角θUD,θRLは、エンコーダ13,14
から得られる湾曲部7の湾曲角の目標値である。また、
前記関数fはジョイスティックスイッチ15の倒れ角度
と湾曲部7の湾曲角とが線形に対応するように設定して
ある。
る。術者がジョイスティックスイッチ15を動かして湾
曲部7の湾曲角を指示すると、ジョイスティックスイッ
チ15の出力信号はUD用及びRL用の2個のポテンシ
ョメータの抵抗変化として制御回路18に入力される。
そして、抵抗値検知部51で前記ポテンショメータの抵
抗値RUD,RRLを電圧変化により検知する。次に、湾曲
角設定部52で予め設定してある関数fに基づいて前記
抵抗値RUD,RRLより湾曲角θUD,θRLを設定する。こ
こで、前記湾曲角θUD,θRLは、エンコーダ13,14
から得られる湾曲部7の湾曲角の目標値である。また、
前記関数fはジョイスティックスイッチ15の倒れ角度
と湾曲部7の湾曲角とが線形に対応するように設定して
ある。
【0039】尚、関数fは線形に限定されるものではな
く、被検体に対する安全性を考慮して、ジョイスティッ
クスイッチ15の倒れ角度が大きくなるほど湾曲部7の
湾曲角の変化が少なくなるような2次関数とか3次関数
等でも良い。このように、関数fを設定することによ
り、ジョイスティックスイッチ15の倒れ角度と湾曲部
7の湾曲角とが1対1に対応するので、術者に湾曲部7
の湾曲角を認識させることができる。さらに、ジョイス
ティックスイッチ15として中立自然復帰型のスイッチ
を使用することにより、常に湾曲部7を中立状態にする
方向に付勢力が働くので、術者が湾曲状態のまま忘れて
しまうことを防止できる。また、ジョイスティックスイ
ッチ15としてジョイスティックの摺動に適度な摩擦抵
抗を有するものを使用すれば、ジョイスティックを任意
の倒れ角に保持できるため容易に湾曲部7の湾曲状態を
保持できる。前記ジョイスティックスイッチ15は、目
的等に応じて選択して使用することができる。
く、被検体に対する安全性を考慮して、ジョイスティッ
クスイッチ15の倒れ角度が大きくなるほど湾曲部7の
湾曲角の変化が少なくなるような2次関数とか3次関数
等でも良い。このように、関数fを設定することによ
り、ジョイスティックスイッチ15の倒れ角度と湾曲部
7の湾曲角とが1対1に対応するので、術者に湾曲部7
の湾曲角を認識させることができる。さらに、ジョイス
ティックスイッチ15として中立自然復帰型のスイッチ
を使用することにより、常に湾曲部7を中立状態にする
方向に付勢力が働くので、術者が湾曲状態のまま忘れて
しまうことを防止できる。また、ジョイスティックスイ
ッチ15としてジョイスティックの摺動に適度な摩擦抵
抗を有するものを使用すれば、ジョイスティックを任意
の倒れ角に保持できるため容易に湾曲部7の湾曲状態を
保持できる。前記ジョイスティックスイッチ15は、目
的等に応じて選択して使用することができる。
【0040】一方、エンコーダ13,14の出力が出力
検知部53に入力され、この出力検知部53でエンコー
ダ出力φUD,φRLを検知する。そして、出力平均演算部
54で、後述するアングルバイブレーションの周期Tの
値を用いて時間Tの間のエンコーダ出力φUD,φRLを平
均化して平均値〈φUD〉av,〈φRL〉avを演算する。こ
こで、〈φ〉avはエンコーダ出力φの時間Tの間におけ
る平均値を示す。
検知部53に入力され、この出力検知部53でエンコー
ダ出力φUD,φRLを検知する。そして、出力平均演算部
54で、後述するアングルバイブレーションの周期Tの
値を用いて時間Tの間のエンコーダ出力φUD,φRLを平
均化して平均値〈φUD〉av,〈φRL〉avを演算する。こ
こで、〈φ〉avはエンコーダ出力φの時間Tの間におけ
る平均値を示す。
【0041】次に、角度比較部55で、エンコーダ1
3,14の出力の目標値としてのθUD,θRLと実際のエ
ンコーダ13,14の出力〈φUD〉av,〈φRL〉avとを
比較する。ここで、θUD=〈φUD〉av及びθRL=
〈φRL〉avのときは抵抗値検知部51に戻り、θUD≠
〈φUD〉avあるいはθRL≠〈φRL〉avのときは、モータ
回転指示部56より回転指示を行ってUD用モータ9,
RL用モータ10を回転させ、エンコーダ13,14の
出力目標値と実際の出力値とを一致させる。
3,14の出力の目標値としてのθUD,θRLと実際のエ
ンコーダ13,14の出力〈φUD〉av,〈φRL〉avとを
比較する。ここで、θUD=〈φUD〉av及びθRL=
〈φRL〉avのときは抵抗値検知部51に戻り、θUD≠
〈φUD〉avあるいはθRL≠〈φRL〉avのときは、モータ
回転指示部56より回転指示を行ってUD用モータ9,
RL用モータ10を回転させ、エンコーダ13,14の
出力目標値と実際の出力値とを一致させる。
【0042】次に、〔2〕のクラッチ伝達/解除機能に
ついて説明する。クラッチスイッチ検知部61は、電圧
変化によりクラッチスイッチ16のオン/オフを検知す
る。ここで、クラッチスイッチ16がオンであることを
検知すると、クラッチ開指示部62よりクラッチ開の指
示を行いクラッチ11を開の状態にし、UD用モータ
9,RL用モータ10の回転力の伝達を解除する。この
ように、挿入部2の先端が被検体に接触した場合など
に、クラッチ11を開の状態にしてUD用モータ9,R
L用モータ10の回転力を解除することにより、被検体
へ負荷がかかることを防止することができる。また、ク
ラッチスイッチ16がオフのときには、クラッチ閉指示
部63から指示してクラッチ11を閉状態にし、UD用
モータ9,RL用モータ10の回転力を湾曲部7に伝達
する。
ついて説明する。クラッチスイッチ検知部61は、電圧
変化によりクラッチスイッチ16のオン/オフを検知す
る。ここで、クラッチスイッチ16がオンであることを
検知すると、クラッチ開指示部62よりクラッチ開の指
示を行いクラッチ11を開の状態にし、UD用モータ
9,RL用モータ10の回転力の伝達を解除する。この
ように、挿入部2の先端が被検体に接触した場合など
に、クラッチ11を開の状態にしてUD用モータ9,R
L用モータ10の回転力を解除することにより、被検体
へ負荷がかかることを防止することができる。また、ク
ラッチスイッチ16がオフのときには、クラッチ閉指示
部63から指示してクラッチ11を閉状態にし、UD用
モータ9,RL用モータ10の回転力を湾曲部7に伝達
する。
【0043】最後に、〔3〕のアングルバイブレーショ
ン機能について説明する。アングルバイブレーションス
イッチ検知部71は、電圧変化によりアングルバイブレ
ーションスイッチ17のオン/オフを検知する。ここ
で、アングルバイブレーションスイッチ17がオンであ
ることを検知すると、モータ振動回転指示部72よりU
D用モータ9,RL用モータ10へアングルバイブレー
ション動作の指示を行う。アングルバイブレーションス
イッチ17がオフの場合にはアングルバイブレーション
動作を停止させる。
ン機能について説明する。アングルバイブレーションス
イッチ検知部71は、電圧変化によりアングルバイブレ
ーションスイッチ17のオン/オフを検知する。ここ
で、アングルバイブレーションスイッチ17がオンであ
ることを検知すると、モータ振動回転指示部72よりU
D用モータ9,RL用モータ10へアングルバイブレー
ション動作の指示を行う。アングルバイブレーションス
イッチ17がオフの場合にはアングルバイブレーション
動作を停止させる。
【0044】前記アングルバイブレーションの振動動作
条件として、バイブレーション方向,周期設定部73
で、前記挿入方向検出回路25の出力をもとに方向,周
期等のパラメータが設定される。前述のように、挿入方
向検出回路25の出力は、3つのスレッシュホールドレ
ベルより求められた暗部の各中心座標P1(x1 ,y
1),P2 (x2 ,y2 ),P3 (x3 ,y3 )であ
る。尚、P1 ,P2 ,P3は、スレッシュホールドレベ
ルの暗い順番になっており、P1 が最も暗い領域の中心
である。
条件として、バイブレーション方向,周期設定部73
で、前記挿入方向検出回路25の出力をもとに方向,周
期等のパラメータが設定される。前述のように、挿入方
向検出回路25の出力は、3つのスレッシュホールドレ
ベルより求められた暗部の各中心座標P1(x1 ,y
1),P2 (x2 ,y2 ),P3 (x3 ,y3 )であ
る。尚、P1 ,P2 ,P3は、スレッシュホールドレベ
ルの暗い順番になっており、P1 が最も暗い領域の中心
である。
【0045】アングルバイブレーションの方向は、内視
鏡1の視野中心と前記暗部中心P3(x3 ,y3 )とを
結ぶ方向に挿入部2の先端が振動するように設定され、
モータ振動回転指示部72によりUD用モータ9,RL
用モータ10を連続往復回転させる。尚、前記UD用モ
ータ9,RL用モータ10をどのように回転させれば設
定した方向に湾曲部7が振動するかのデータは、任意の
P3 (x3 ,y3 )に対して予め設定されて制御回路1
8内に記憶されている。
鏡1の視野中心と前記暗部中心P3(x3 ,y3 )とを
結ぶ方向に挿入部2の先端が振動するように設定され、
モータ振動回転指示部72によりUD用モータ9,RL
用モータ10を連続往復回転させる。尚、前記UD用モ
ータ9,RL用モータ10をどのように回転させれば設
定した方向に湾曲部7が振動するかのデータは、任意の
P3 (x3 ,y3 )に対して予め設定されて制御回路1
8内に記憶されている。
【0046】アングルバイブレーションの周期Tは、以
下のように設定される。まず、前記暗部中心P1 (x1
,y1 ),P2 (x2 ,y2 ),P3 (x3 ,y3 )
に対して、 (X1 ,Y1 )=(x2 −x1 ,y2 −y1) (X2 ,Y2 )=(x3 −x2 ,y3 −y2) を算出し、各領域の中心座標の変化を検出する。
下のように設定される。まず、前記暗部中心P1 (x1
,y1 ),P2 (x2 ,y2 ),P3 (x3 ,y3 )
に対して、 (X1 ,Y1 )=(x2 −x1 ,y2 −y1) (X2 ,Y2 )=(x3 −x2 ,y3 −y2) を算出し、各領域の中心座標の変化を検出する。
【0047】そして、次の条件に従って周期Tを3段階
に設定する。 (1)(X1 2 +Y1 2 )1/2 <k1 且つ (X2 2 +Y2 2 )1/2 <k2ならば、T=t1 (2)(X1 2 +Y1 2 )1/2 >k1 且つ (X2 2 +Y2 2 )1/2 <k2ならば、T=t2 (3)(X2 2 +Y2 2 )1/2 >k2 ならば、T=t3 ただし、k1 ,k2 、及びt1 ,t2 ,t3 (t1 <t
2 <t3 )は所定の設定値である。
に設定する。 (1)(X1 2 +Y1 2 )1/2 <k1 且つ (X2 2 +Y2 2 )1/2 <k2ならば、T=t1 (2)(X1 2 +Y1 2 )1/2 >k1 且つ (X2 2 +Y2 2 )1/2 <k2ならば、T=t2 (3)(X2 2 +Y2 2 )1/2 >k2 ならば、T=t3 ただし、k1 ,k2 、及びt1 ,t2 ,t3 (t1 <t
2 <t3 )は所定の設定値である。
【0048】ここで、内視鏡1を挿入する管腔50が直
線状である場合には、内視鏡像は図11(a)に示すよ
うになり、各領域の境界は図11(b)に示すようにな
る。尚、図11(b)において、内側程暗い領域であ
る。このような場合は、図11(c)に示すように、各
領域の中心P1 ,P2 ,P3は略一致し、周期TはT=
t1 となる。即ち、アングルバイブレーションは、振動
方向がP3 方向に設定されると共に、周期Tが間隔が最
も短いt1 に設定される。
線状である場合には、内視鏡像は図11(a)に示すよ
うになり、各領域の境界は図11(b)に示すようにな
る。尚、図11(b)において、内側程暗い領域であ
る。このような場合は、図11(c)に示すように、各
領域の中心P1 ,P2 ,P3は略一致し、周期TはT=
t1 となる。即ち、アングルバイブレーションは、振動
方向がP3 方向に設定されると共に、周期Tが間隔が最
も短いt1 に設定される。
【0049】一方、内視鏡1を挿入する管腔50が湾曲
している場合には、内視鏡像は図12(a)に示すよう
になり、各領域の境界は図12(b)に示すようにな
る。尚、図12(b)において、内側程暗い領域であ
る。このような場合は、図12(c)に示すように、各
領域の中心P1 ,P2 ,P3 は、湾曲状態に応じてずれ
るため、周期Tは湾曲状態に応じてT=t2 またはt3
となる。即ち、アングルバイブレーションは、振動方向
がP3 方向に設定されると共に、周期Tが前記条件
(2)または(3)に従って、t2 またはt3 に設定さ
れる。
している場合には、内視鏡像は図12(a)に示すよう
になり、各領域の境界は図12(b)に示すようにな
る。尚、図12(b)において、内側程暗い領域であ
る。このような場合は、図12(c)に示すように、各
領域の中心P1 ,P2 ,P3 は、湾曲状態に応じてずれ
るため、周期Tは湾曲状態に応じてT=t2 またはt3
となる。即ち、アングルバイブレーションは、振動方向
がP3 方向に設定されると共に、周期Tが前記条件
(2)または(3)に従って、t2 またはt3 に設定さ
れる。
【0050】尚、図12(c)のように各領域の中心が
ずれている場合には、振動方向をP3 ,P2 ,P1 の順
にずらすようにして振動させても良い。
ずれている場合には、振動方向をP3 ,P2 ,P1 の順
にずらすようにして振動させても良い。
【0051】以上のように設定されたパラメータがモー
タ振動回転指示部72に入力され、このモータ振動回転
指示部72よりUD用モータ9,RL用モータ10を連
続往復回転させて湾曲部7を振動させる。また、前記周
期Tは、出力平均演算部54にも入力され、エンコーダ
13,14の出力の平均値〈φUD〉av,〈φRL〉avを算
出する際の時間として用いられる。これにより、アング
ルバイブレーションの影響を排除して正確な湾曲角が検
出できる。尚、アングルバイブレーションの振幅につい
ては、図示しないスイッチにより大,中,小の選択が行
われる。
タ振動回転指示部72に入力され、このモータ振動回転
指示部72よりUD用モータ9,RL用モータ10を連
続往復回転させて湾曲部7を振動させる。また、前記周
期Tは、出力平均演算部54にも入力され、エンコーダ
13,14の出力の平均値〈φUD〉av,〈φRL〉avを算
出する際の時間として用いられる。これにより、アング
ルバイブレーションの影響を排除して正確な湾曲角が検
出できる。尚、アングルバイブレーションの振幅につい
ては、図示しないスイッチにより大,中,小の選択が行
われる。
【0052】このように本実施例によれば、内視鏡の挿
入方向を示す暗部を検出することにより、被検体の状態
を識別することができ、その状態に応じた適切なアング
ルバイブレーションの振動動作条件を設定することがで
きる。これにより、振動方向が挿入方向とが一致するよ
うにアングルバイブレーションを行うことができ、被検
体の湾曲状態に依存することなく容易に挿入することが
可能になる。
入方向を示す暗部を検出することにより、被検体の状態
を識別することができ、その状態に応じた適切なアング
ルバイブレーションの振動動作条件を設定することがで
きる。これにより、振動方向が挿入方向とが一致するよ
うにアングルバイブレーションを行うことができ、被検
体の湾曲状態に依存することなく容易に挿入することが
可能になる。
【0053】尚、アングルバイブレーションの振幅の中
心はP1 ,P2,P3 、視野中心、湾曲部の中立状態の
位置のいずれでも良い。
心はP1 ,P2,P3 、視野中心、湾曲部の中立状態の
位置のいずれでも良い。
【0054】また、本実施例では3つのスレッシュホー
ルドレベルにより、挿入方向を示す暗部中心P1 ,P2
,P3 を検出しているが、1つのスレッシュホールド
レベルにより振動方向のみを設定するようにしても良
い。
ルドレベルにより、挿入方向を示す暗部中心P1 ,P2
,P3 を検出しているが、1つのスレッシュホールド
レベルにより振動方向のみを設定するようにしても良
い。
【0055】ところで、前記湾曲用スイッチとかアング
ルバイブレーションスイッチ等の操作スイッチは、次の
ように構成することもできる。図14は内視鏡操作部の
第1の例を示す説明図である。
ルバイブレーションスイッチ等の操作スイッチは、次の
ように構成することもできる。図14は内視鏡操作部の
第1の例を示す説明図である。
【0056】従来の操作スイッチの位置は固定されてお
り、あらゆる術者に対して容易に操作が可能なスイッチ
の配置を実現することは困難であり、また、術者の手の
大きさに応じてスイッチの配置を変更することができな
かった。従って、術者の手の大きさによっては操作が困
難である場合が生じる。そこで、第1の例では操作スイ
ッチの操作部が移動可能に構成され、術者の手の大きさ
によらず容易に操作することができるようになってい
る。
り、あらゆる術者に対して容易に操作が可能なスイッチ
の配置を実現することは困難であり、また、術者の手の
大きさに応じてスイッチの配置を変更することができな
かった。従って、術者の手の大きさによっては操作が困
難である場合が生じる。そこで、第1の例では操作スイ
ッチの操作部が移動可能に構成され、術者の手の大きさ
によらず容易に操作することができるようになってい
る。
【0057】図14に示すように、内視鏡の操作部3に
は、湾曲部7の湾曲動作の指示を行う湾曲用のジョイス
ティックスイッチ101と、前記ジョイスティックスイ
ッチ101をオン/オフする湾曲動作オン/オフスイッ
チ102と、アングルバイブレーション動作をオン/オ
フするアングルバイブレーションスイッチ103と、前
記湾曲動作オン/オフスイッチ102の動作領域を設定
する設定ボタン104とが設けられている。また、前記
ジョイスティックスイッチ101の可動部は、ゴムシー
ト105で覆われている。
は、湾曲部7の湾曲動作の指示を行う湾曲用のジョイス
ティックスイッチ101と、前記ジョイスティックスイ
ッチ101をオン/オフする湾曲動作オン/オフスイッ
チ102と、アングルバイブレーション動作をオン/オ
フするアングルバイブレーションスイッチ103と、前
記湾曲動作オン/オフスイッチ102の動作領域を設定
する設定ボタン104とが設けられている。また、前記
ジョイスティックスイッチ101の可動部は、ゴムシー
ト105で覆われている。
【0058】前記ジョイスティックスイッチ101は防
水構造になっており、ゴムシート105を外した状態で
は、図15に示すように、本体111の底部に電気接点
112が設けられている。また、ジョイスティックスイ
ッチ101は、図16及び図17に示すように、操作部
3に配設されている。操作部3のスイッチ受け用凹部に
は接点レール113が設けられ、この接点レール113
と前記電気接点112とが接触するように本体111が
配置されている。そして、前記本体111は接点レール
113に沿って移動可能になっている。また、前記本体
111は、カバー114を介してネジ115で操作部3
に固定されている。
水構造になっており、ゴムシート105を外した状態で
は、図15に示すように、本体111の底部に電気接点
112が設けられている。また、ジョイスティックスイ
ッチ101は、図16及び図17に示すように、操作部
3に配設されている。操作部3のスイッチ受け用凹部に
は接点レール113が設けられ、この接点レール113
と前記電気接点112とが接触するように本体111が
配置されている。そして、前記本体111は接点レール
113に沿って移動可能になっている。また、前記本体
111は、カバー114を介してネジ115で操作部3
に固定されている。
【0059】前記本体111を接点レール113に沿っ
て移動させ、術者の手の大きさに応じて操作しやすい位
置にジョイスティックスイッチ101を配置する。この
ようなジョイスティックスイッチ101を操作部3に設
けることにより、術者の手の大きさによらず容易に操作
することが可能となる。また、一方向に移動するだけで
あるため、水密部による防水構造が簡単に構成できスイ
ッチを小型化できる。尚、本体111を移動可能にする
だけでなく、ジョイスティックスイッチ101の操作部
であるレバーだけを移動可能に構成することもできる。
て移動させ、術者の手の大きさに応じて操作しやすい位
置にジョイスティックスイッチ101を配置する。この
ようなジョイスティックスイッチ101を操作部3に設
けることにより、術者の手の大きさによらず容易に操作
することが可能となる。また、一方向に移動するだけで
あるため、水密部による防水構造が簡単に構成できスイ
ッチを小型化できる。尚、本体111を移動可能にする
だけでなく、ジョイスティックスイッチ101の操作部
であるレバーだけを移動可能に構成することもできる。
【0060】また、前記湾曲動作オン/オフスイッチ1
02は、図18に示すように、スイッチ内の斜線で示し
た領域が実際にスイッチをオン/オフさせる動作領域1
21となっている。この湾曲動作オン/オフスイッチ1
02は、図19に示すように、液晶スイッチ部122と
液晶表示部123とが二層に重なって構成され、これら
の液晶スイッチ部122と液晶表示部123との間には
偏光板124が設けられている。前記液晶スイッチ部1
22は、2枚のガラス125の間にスイッチ用液晶12
6が封入され、前記液晶表示部123は、2枚のガラス
125の間に表示用液晶127が封入されている。ま
た、前記液晶スイッチ部122には、図示しない透明電
極が、ガラス125とスイッチ用液晶126のと間に設
けられている。液晶は等価的に電気容量とみなされるた
め、液晶スイッチ部122を押して前記透明電極間の距
離が変化すると液晶の容量が変化し、この容量の大小を
検知することによりスイッチをオン/オフするようにな
っている。尚、前記液晶スイッチ部122の電極はマト
リックス化されている。
02は、図18に示すように、スイッチ内の斜線で示し
た領域が実際にスイッチをオン/オフさせる動作領域1
21となっている。この湾曲動作オン/オフスイッチ1
02は、図19に示すように、液晶スイッチ部122と
液晶表示部123とが二層に重なって構成され、これら
の液晶スイッチ部122と液晶表示部123との間には
偏光板124が設けられている。前記液晶スイッチ部1
22は、2枚のガラス125の間にスイッチ用液晶12
6が封入され、前記液晶表示部123は、2枚のガラス
125の間に表示用液晶127が封入されている。ま
た、前記液晶スイッチ部122には、図示しない透明電
極が、ガラス125とスイッチ用液晶126のと間に設
けられている。液晶は等価的に電気容量とみなされるた
め、液晶スイッチ部122を押して前記透明電極間の距
離が変化すると液晶の容量が変化し、この容量の大小を
検知することによりスイッチをオン/オフするようにな
っている。尚、前記液晶スイッチ部122の電極はマト
リックス化されている。
【0061】術者が容易に操作できる領域が図18にお
ける斜線で示した領域である場合、この領域を指で押し
ながら前記設定ボタン104を押す。これにより、斜線
で示した領域が検知されて実際にスイッチをオン/オフ
できる動作領域121となり、液晶表示部123の動作
領域121に対応する部分が例えば黒く表示されて術者
に動作領域121が認識される。そして、この動作領域
121だけがスイッチとして動作し、その他の領域は動
作しないように制御される。
ける斜線で示した領域である場合、この領域を指で押し
ながら前記設定ボタン104を押す。これにより、斜線
で示した領域が検知されて実際にスイッチをオン/オフ
できる動作領域121となり、液晶表示部123の動作
領域121に対応する部分が例えば黒く表示されて術者
に動作領域121が認識される。そして、この動作領域
121だけがスイッチとして動作し、その他の領域は動
作しないように制御される。
【0062】このように、スイッチ内の所望の領域を動
作領域として設定して表示することができ、術者の手の
大きさによらず容易に操作することが可能となる。尚、
スイッチ部は液晶スイッチの代わりに静電容量式のスイ
ッチを用いても良い。
作領域として設定して表示することができ、術者の手の
大きさによらず容易に操作することが可能となる。尚、
スイッチ部は液晶スイッチの代わりに静電容量式のスイ
ッチを用いても良い。
【0063】図20は内視鏡操作部の第2の例を示す説
明図である。図20に示すように、第2の例の内視鏡は
ファイババンドルよりなるイメージガイドが挿入部2内
に挿通されたファイバスコープで構成されている。操作
部3には、湾曲部7の上下左右方向それぞれの湾曲動作
の指示を行う4個の湾曲用スイッチ131と、前記湾曲
用スイッチ131をオン/オフする湾曲動作オン/オフ
スイッチ102と、アングルバイブレーション動作をオ
ン/オフするアングルバイブレーションスイッチ103
と、前記湾曲動作オン/オフスイッチ102の動作領域
を設定する設定ボタン104とが設けられている。ま
た、操作部3には前記イメージガイドからの被写体像を
撮像するためのテレビカメラが接続される接眼部132
が設けられている。
明図である。図20に示すように、第2の例の内視鏡は
ファイババンドルよりなるイメージガイドが挿入部2内
に挿通されたファイバスコープで構成されている。操作
部3には、湾曲部7の上下左右方向それぞれの湾曲動作
の指示を行う4個の湾曲用スイッチ131と、前記湾曲
用スイッチ131をオン/オフする湾曲動作オン/オフ
スイッチ102と、アングルバイブレーション動作をオ
ン/オフするアングルバイブレーションスイッチ103
と、前記湾曲動作オン/オフスイッチ102の動作領域
を設定する設定ボタン104とが設けられている。ま
た、操作部3には前記イメージガイドからの被写体像を
撮像するためのテレビカメラが接続される接眼部132
が設けられている。
【0064】前記湾曲用スイッチ131は、図21に示
すように、押しボタン型のスイッチでそれぞれ構成され
ている。操作部3に固定部材を介して固定された基板1
35上に、スイッチ本体136が配設されており、この
スイッチ本体136を押しボタン137で押すことによ
り、湾曲用スイッチ131が動作するようになってい
る。前記押しボタン137と基板135との間には、湾
曲部7の湾曲量を術者に認識させるための形状記憶合金
バネ138が設けられている。また、前記押しボタン1
37は外装シート139で覆われており、湾曲用スイッ
チ131が防水構造になっている。
すように、押しボタン型のスイッチでそれぞれ構成され
ている。操作部3に固定部材を介して固定された基板1
35上に、スイッチ本体136が配設されており、この
スイッチ本体136を押しボタン137で押すことによ
り、湾曲用スイッチ131が動作するようになってい
る。前記押しボタン137と基板135との間には、湾
曲部7の湾曲量を術者に認識させるための形状記憶合金
バネ138が設けられている。また、前記押しボタン1
37は外装シート139で覆われており、湾曲用スイッ
チ131が防水構造になっている。
【0065】従来の湾曲用スイッチでは、オン/オフの
2つの状態のみしか術者が認識できず、湾曲ノブを用い
た湾曲手段のように湾曲部の湾曲抵抗等によって湾曲状
態を認識することができなかった。そこで、形状記憶合
金バネ138を設けて押しボタン137を戻す方向に付
勢することにより、術者に湾曲抵抗等を認識させるよう
にしている。尚、通常の戻しバネはスイッチ本体136
内に設けるか、または、形状記憶合金バネ138と同軸
的に設けても良い。
2つの状態のみしか術者が認識できず、湾曲ノブを用い
た湾曲手段のように湾曲部の湾曲抵抗等によって湾曲状
態を認識することができなかった。そこで、形状記憶合
金バネ138を設けて押しボタン137を戻す方向に付
勢することにより、術者に湾曲抵抗等を認識させるよう
にしている。尚、通常の戻しバネはスイッチ本体136
内に設けるか、または、形状記憶合金バネ138と同軸
的に設けても良い。
【0066】湾曲部7の湾曲量が大きくなり湾曲力量と
か先端部の接触抵抗等が大きくなると、図示しない通電
手段により形状記憶合金バネ138に通電して加熱す
る。形状記憶合金バネ138は加熱されるとバネのピッ
チが長くなるような形状を記憶しており、押しボタン1
37を戻す方向に付勢する。これにより、湾曲用スイッ
チ131が重くなって術者は湾曲抵抗が大きくなったこ
とを認識する。このように、湾曲状態に応じて湾曲用ス
イッチに操作抵抗を付加することにより、術者に湾曲部
7の湾曲状態を認識させることができる。
か先端部の接触抵抗等が大きくなると、図示しない通電
手段により形状記憶合金バネ138に通電して加熱す
る。形状記憶合金バネ138は加熱されるとバネのピッ
チが長くなるような形状を記憶しており、押しボタン1
37を戻す方向に付勢する。これにより、湾曲用スイッ
チ131が重くなって術者は湾曲抵抗が大きくなったこ
とを認識する。このように、湾曲状態に応じて湾曲用ス
イッチに操作抵抗を付加することにより、術者に湾曲部
7の湾曲状態を認識させることができる。
【0067】図13は本発明の第2実施例に係る、制御
回路の機能的構成を示す機能ブロック図である。
回路の機能的構成を示す機能ブロック図である。
【0068】図13に示すように、第2実施例では、制
御回路18内に設けられたアングルバイブレーション制
御部の機能的構成として、アングルバイブレーションス
イッチ17のオン/オフを検知するアングルバイブレー
ションスイッチ検知部81と、内視鏡像の暗部中心を検
出する暗部中心検出部82と、湾曲部7の湾曲動作を指
示する湾曲部作動指示部83と、アングルバイブレーシ
ョン動作を指示するアングルバイブレーション作動指示
部84とを有している。また、アングルバイブレーショ
ンの動作モードを選択するアングルバイブレーションモ
ード選択スイッチ85が例えば操作部3に設けられ、前
記アングルバイブレーション作動指示部84に接続され
ている。その他の構成は第1実施例と同様である。
御回路18内に設けられたアングルバイブレーション制
御部の機能的構成として、アングルバイブレーションス
イッチ17のオン/オフを検知するアングルバイブレー
ションスイッチ検知部81と、内視鏡像の暗部中心を検
出する暗部中心検出部82と、湾曲部7の湾曲動作を指
示する湾曲部作動指示部83と、アングルバイブレーシ
ョン動作を指示するアングルバイブレーション作動指示
部84とを有している。また、アングルバイブレーショ
ンの動作モードを選択するアングルバイブレーションモ
ード選択スイッチ85が例えば操作部3に設けられ、前
記アングルバイブレーション作動指示部84に接続され
ている。その他の構成は第1実施例と同様である。
【0069】制御装置18は、第1実施例においては、
視野中心、あるいは湾曲部の中立状態の位置と、内視鏡
像から抽出した暗部中心とを含む平面内でアングルバイ
ブレーションを行うように制御しているが、第2実施例
では、暗部中心が視野中心に位置するように湾曲部7を
湾曲させた後、予め設定したアングルバイブレーション
の動作モードによって湾曲部7を振動させるように制御
する。
視野中心、あるいは湾曲部の中立状態の位置と、内視鏡
像から抽出した暗部中心とを含む平面内でアングルバイ
ブレーションを行うように制御しているが、第2実施例
では、暗部中心が視野中心に位置するように湾曲部7を
湾曲させた後、予め設定したアングルバイブレーション
の動作モードによって湾曲部7を振動させるように制御
する。
【0070】アングルバイブレーションスイッチ検知部
81は、電圧変化によりアングルバイブレーションスイ
ッチ17のオン/オフを検知する。ここで、アングルバ
イブレーションスイッチ17がオンであることを検知す
ると、暗部中心検出部82により、第1実施例と同様の
方法で内視鏡像の暗部中心を検出する。そして、湾曲部
作動指示部83によって、前記検出された暗部中心が内
視鏡像の視野中心に位置するようにUD用モータ9,R
L用モータ10へ回転を指示して湾曲部7を湾曲させ
る。これにより、挿入部2の先端が前記暗部中心へ向く
ように、即ち、挿入部2の先端の向きと挿入進行方向と
が一致するようになる。
81は、電圧変化によりアングルバイブレーションスイ
ッチ17のオン/オフを検知する。ここで、アングルバ
イブレーションスイッチ17がオンであることを検知す
ると、暗部中心検出部82により、第1実施例と同様の
方法で内視鏡像の暗部中心を検出する。そして、湾曲部
作動指示部83によって、前記検出された暗部中心が内
視鏡像の視野中心に位置するようにUD用モータ9,R
L用モータ10へ回転を指示して湾曲部7を湾曲させ
る。これにより、挿入部2の先端が前記暗部中心へ向く
ように、即ち、挿入部2の先端の向きと挿入進行方向と
が一致するようになる。
【0071】一方、アングルバイブレーションモード選
択スイッチ85により、アングルバイブレーションの動
作モードを選択してアングルバイブレーション作動指示
部84に指示しておく。この動作モードとしては、例え
ば、(A)UD用モータ9を連続往復運動させる、
(B)RL用モータ10を連続往復運動させる、(C)
UD用モータ9とRL用モータ10とを半波長の位相差
をもって連続往復運動させることで湾曲部7をみそすり
運動させる、以上の3種類が用意されている。そして、
前記選択された動作モードに応じて、アングルバイブレ
ーション作動指示部84よりUD用モータ9,RL用モ
ータ10へアングルバイブレーション動作の指示を行
い、湾曲部7を振動させる。尚、側視型の内視鏡におい
ては、挿入部先端の軸方向の延長上に暗部中心が位置す
るように湾曲部作動指示部83は制御する。
択スイッチ85により、アングルバイブレーションの動
作モードを選択してアングルバイブレーション作動指示
部84に指示しておく。この動作モードとしては、例え
ば、(A)UD用モータ9を連続往復運動させる、
(B)RL用モータ10を連続往復運動させる、(C)
UD用モータ9とRL用モータ10とを半波長の位相差
をもって連続往復運動させることで湾曲部7をみそすり
運動させる、以上の3種類が用意されている。そして、
前記選択された動作モードに応じて、アングルバイブレ
ーション作動指示部84よりUD用モータ9,RL用モ
ータ10へアングルバイブレーション動作の指示を行
い、湾曲部7を振動させる。尚、側視型の内視鏡におい
ては、挿入部先端の軸方向の延長上に暗部中心が位置す
るように湾曲部作動指示部83は制御する。
【0072】このように本実施例によれば、内視鏡の挿
入方向を示す暗部を検出して暗部が視野中心に位置する
ように湾曲部を制御することにより、常に挿入方向がア
ングルバイブレーションの振動中心に位置するため、被
検体の湾曲状態に依存することなく容易に挿入すること
が可能になる。なお、アングルバイブレーションの動作
モードは挿入が容易になるように自由に設定することが
できる。その他の作用及び効果は第1実施例と同様であ
る。
入方向を示す暗部を検出して暗部が視野中心に位置する
ように湾曲部を制御することにより、常に挿入方向がア
ングルバイブレーションの振動中心に位置するため、被
検体の湾曲状態に依存することなく容易に挿入すること
が可能になる。なお、アングルバイブレーションの動作
モードは挿入が容易になるように自由に設定することが
できる。その他の作用及び効果は第1実施例と同様であ
る。
【0073】尚、内視鏡としては、挿入部の先端部に固
体撮像素子を有するものに限らず、ファイババンドルよ
りなるイメージガイドによって接眼部に像を伝達するフ
ァイバスコープと、このファイバスコープの接眼部に接
続したテレビカメラとを用いても良い。
体撮像素子を有するものに限らず、ファイババンドルよ
りなるイメージガイドによって接眼部に像を伝達するフ
ァイバスコープと、このファイバスコープの接眼部に接
続したテレビカメラとを用いても良い。
【0074】また、ジョイスティックスイッチの代わり
にタクトスイッチ等のオン/オフスイッチとかトラック
ボール等を用いても良い。
にタクトスイッチ等のオン/オフスイッチとかトラック
ボール等を用いても良い。
【0075】また、湾曲用モータ及び制御回路は外部装
置に設けても良い。
置に設けても良い。
【0076】また、湾曲手段は、湾曲用モータによって
ワイヤを牽引する手段の代わりに形状記憶合金とか圧縮
空気等による湾曲手段を用いても良い。
ワイヤを牽引する手段の代わりに形状記憶合金とか圧縮
空気等による湾曲手段を用いても良い。
【0077】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、被
検体の状態に応じてアングルバイブレーションの振動方
向等の動作条件を適切に設定することができ、被検体の
湾曲状態に依存することなく容易に挿入することが可能
になるという効果がある。
検体の状態に応じてアングルバイブレーションの振動方
向等の動作条件を適切に設定することができ、被検体の
湾曲状態に依存することなく容易に挿入することが可能
になるという効果がある。
【図1】図1ないし図12は本発明の第1実施例に係
り、図1は内視鏡装置の概略の構成を示す説明図
り、図1は内視鏡装置の概略の構成を示す説明図
【図2】挿入方向検出回路の構成を示すブロック図
【図3】二値化回路及びスレッシュホールドレベル設定
部を示す回路図
部を示す回路図
【図4】暗部抽出部の動作の説明図
【図5】暗部抽出部で抽出された複数の領域を示す説明
図
図
【図6】内視鏡先端が被検体に近付き過ぎた状態での内
視鏡像を示す説明図
視鏡像を示す説明図
【図7】パターン比較部の対比パターンの例を示す説明
図
図
【図8】境界抽出部の動作の説明図
【図9】中心抽出演算部の動作の説明図
【図10】制御回路の機能的構成を示す機能ブロック図
【図11】管腔が直線状の場合での本実施例の動作を説
明するための説明図
明するための説明図
【図12】管腔が湾曲している場合での本実施例の動作
を説明するための説明図
を説明するための説明図
【図13】本発明の第2実施例に係る制御回路の機能的
構成を示す機能ブロック図
構成を示す機能ブロック図
【図14】内視鏡操作部の第1の例を示す説明図
【図15】ジョイスティックスイッチの一例を示す斜視
図
図
【図16】ジョイスティックスイッチの一例を示す断面
図
図
【図17】ジョイスティックスイッチの一例を示す正面
図
図
【図18】液晶を用いた操作スイッチの例を示す正面図
【図19】液晶を用いた操作スイッチの例を示す断面図
【図20】内視鏡操作部の第2の例を示す説明図
【図21】湾曲操作スイッチの一例を示す断面図
1…内視鏡 2…挿入部 7…湾曲部 18…制御回路 25…挿入方向検出回路 32…二値化回路 33…スレッシュホールドレベル設定部 34…暗部検出部 39…境界抽出部 41…中心抽出演算部
Claims (1)
- 【請求項1】 被検体に挿入される挿入部の先端側を所
定方向に湾曲させる湾曲部を有すると共に、前記被検体
の内視鏡像を生成する内視鏡装置において、前記内視鏡
像から明るさに応じた複数の領域を抽出し、前記抽出さ
れた各領域の配置に基づいて内視鏡の挿入方向を検出す
る挿入方向検出手段と、前記挿入方向検出手段によって
検出された挿入方向情報に基づいて振動動作条件を設定
し、前記振動動作条件に応じて前記湾曲部を湾曲させて
振動させる振動制御手段とを備えたことを特徴とする内
視鏡装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3059212A JP2962528B2 (ja) | 1991-03-22 | 1991-03-22 | 内視鏡装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3059212A JP2962528B2 (ja) | 1991-03-22 | 1991-03-22 | 内視鏡装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04295326A JPH04295326A (ja) | 1992-10-20 |
JP2962528B2 true JP2962528B2 (ja) | 1999-10-12 |
Family
ID=13106866
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3059212A Expired - Fee Related JP2962528B2 (ja) | 1991-03-22 | 1991-03-22 | 内視鏡装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2962528B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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JP5094036B2 (ja) * | 2006-04-17 | 2012-12-12 | オリンパスメディカルシステムズ株式会社 | 内視鏡挿入方向検出装置 |
WO2008155828A1 (ja) * | 2007-06-20 | 2008-12-24 | Olympus Medical Systems Corp. | 内視鏡システム、撮像システム及び画像処理装置 |
JP5802866B2 (ja) * | 2013-06-18 | 2015-11-04 | オリンパス株式会社 | 挿入装置 |
JP6124819B2 (ja) * | 2014-03-03 | 2017-05-10 | オリンパス株式会社 | 内視鏡用操作部及び内視鏡 |
JP5877614B2 (ja) * | 2014-06-16 | 2016-03-08 | 富士フイルム株式会社 | 内視鏡システム及び内視鏡システムの作動方法 |
-
1991
- 1991-03-22 JP JP3059212A patent/JP2962528B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH04295326A (ja) | 1992-10-20 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
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