JP2001255471A - 光学変倍機能を備えた内視鏡装置 - Google Patents
光学変倍機能を備えた内視鏡装置Info
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Abstract
レンズの移動位置を把握できるようにする。 【解決手段】 電子スコープ10に変倍駆動回路18を
設け、この駆動回路18によりモータ16を駆動し可動
レンズ14を移動させることにより、光学的に拡大した
像を観察する。上記変倍駆動回路18内のマイコン21
等は、上記可動レンズ14の駆動端部間の全移動時間を
計測し、例えばFar端からNear端への移動時間を
可動レンズの変倍位置情報として用いる。この変倍位置
情報は、メータ表示等によりモニタ上に表示され、また
この位置情報で端部に近接したことが判定され、駆動速
度を下げる制御等が行われる。
Description
観察体を光学的に拡大して観察することが可能となる装
置の構成に関する。
では、スコープ先端部の対物レンズ系に変倍のための可
動レンズを配置し、この可動レンズをアクチュエータ等
で駆動し、光学的に被観察体像を拡大することが行われ
ている。そして、この光学的に拡大された像はCCD
(Charge Coupled Device)等の固体撮像素子で撮像さ
れ、このCCDから出力されたビデオ信号(画像信号)
につきプロセッサ装置によって各種の画像処理を施すこ
とにより、モニタに被観察体の拡大画像が表示される。
このような光学変倍機構においては、70〜100倍程
度までの像拡大によって注目部位を観察することができ
る。
の光学変倍機能においては、変倍の可動レンズの移動位
置を検出するために、エンコーダ等が配置される。即
ち、駆動機構によって移動する可動レンズの光軸方向の
位置をエンコーダで検出することにより、拡大倍率の正
確な値を把握することが可能となる。
端部の対物光学系内に組み込まれており、位置検出のエ
ンコーダも当該先端部内に配置することとなる場合は、
細径化された先端部の径が大きくなるという問題があっ
た。
であり、その目的は、エンコーダ等を用いることなく、
変倍用可動レンズの移動位置を把握することができる内
視鏡装置を提供することにある。
に、請求項1に係る発明は、内視鏡先端部に配置された
変倍用の可動レンズを駆動制御し、光学的に変倍した像
を観察する光学変倍機能を備えた内視鏡装置において、
上記変倍用可動レンズの駆動端部間の全移動時間を計測
することにより、所定端からの移動時間を可動レンズの
変倍位置情報として用い、この変倍位置情報に基づいて
各種制御を実行する制御回路を設けたことを特徴とす
る。請求項2に係る発明は、上記制御回路では、上記移
動時間により特定された変倍位置情報をモニタ上に表示
するように制御することを特徴とする。請求項3に係る
発明は、上記制御回路では、電源オン後の最初の変倍ス
イッチ操作時に上記可動レンズの移動範囲を初期化設定
することを特徴とする。
用可動レンズの例えばNear端からFar端までの全
移動時間が計測され、Nearスイッチが押されたとき
は、Far端からの移動時間の減算カウント値が可動レ
ンズの位置情報となり、Farスイッチが押されたとき
は加算カウント値が位置情報となる。また、上記全移動
時間カウントは、変倍位置情報表示のために所定段階に
振り分けられ、画像の拡大率(状態)が段階的な表示で
モニタ上に表示される。更に、この変倍位置情報は、可
動レンズがNear端及びFar端へ近づいたことを把
握する情報としても用いられ、この端部近接の予測によ
り駆動ブレーキや駆動スピードの低下制御等を実行する
ことができる。
内視鏡装置の構成が示されており、この装置は電子スコ
ープ(電子内視鏡)10がプロセッサ装置12にコネク
タにより着脱自在に接続される構成となる。図1におい
て、電子スコープ10の先端部には、固定レンズ(又は
レンズ群)13と可動レンズ(又はレンズ群)14から
なる変倍可能な対物レンズ系が設けられ、この対物レン
ズ系の光を受けるように撮像素子としてのCCD15が
配置される。
て例えばモータ16が接続されており、このモータ16
の回転駆動力は線状伝達部材を介して先端部へ伝達さ
れ、この回転運動を直線運動に変換して可動レンズ14
を移動させるように構成される。また、先端部にモータ
16を配し、カム筒(軸)を回転させることにより、上
記可動レンズ14を移動させてもよい。上記のモータ1
6の代わりに、他のアクチュエータを用いることもで
き、アクチュエータにより可動レンズ14を直接駆動し
てもよい。
ータ)を駆動するための変倍駆動回路18が電子スコー
プ10内に設けられており、この変倍駆動回路18はモ
ータ駆動回路19、駆動電圧発生回路20及びマイコン
21から構成される。更に、この電子スコープ10の操
作部等に、変倍スイッチとして、拡大操作のためのNe
ar(N)スイッチ22Aと縮小操作のためのFar
(F)スイッチ22Bが配置され、これらの操作信号は
マイコン21に供給される。即ち、Nスイッチ22A又
はFスイッチ22Bが操作されると、マイコン21の制
御及び駆動電圧発生回路20からの駆動電圧に基づき、
モータ駆動回路19がモータ16へ回転駆動電圧を与え
ることにより、モータ16は所定の方向へ回転し、エン
ド端近傍に近づいたときはブレーキをかけたり、モータ
16の回転速度を低下させる制御が行われる。
レンズ14の駆動端部間の全移動時間を計測すると共
に、Near端(又はFar端)からの移動時間カウン
ト値で可動レンズ14の移動位置を判定する。即ち、図
2に示されるように、可動レンズ14をNear端から
Far端まで移動させたときに、301カウント[1カ
ウントは所定秒(10ms等)]の時間で全ての範囲を
移動したとすると、0〜301のカウント値で変倍位
置、即ち拡大率を把握する。
Near点、301をFar点として、1〜50を1の
変倍設定領域、51〜100を2、101〜150を
3、151〜200を4、201〜250を5、251
〜300を6の変倍設定領域というように、6段階に振
り分ける。例えば、Far端からNスイッチ22Aの操
作で、60カウントだけ動作させた場合は、現在の可動
レンズ14がカウント241の位置にあるから、5の領
域、即ちFar位置から2段目の変倍位置にあることに
なる。
15を駆動するためのCCD駆動回路24やタイミング
ジェネレータ(TG)を含む電子シャッタ回路25、そ
してマイコン26が設けられ、このマイコン26の統括
制御に基づき、電子シャッタ回路25はCCD15の信
号蓄積時間(電子シャッタ速度)を制御し、このCCD
15に画素単位で蓄積された画像信号はCCD駆動回路
24により読み出される。また、A/D変換器27及び
各種の画像処理を施すためのデジタルビデオプロセッサ
(DVP)28が設けられ、CCD15から読み出され
た画像信号は、デジタル信号へ変換された後、DVP2
8によって、増幅、ホワイトバランス、ガンマ補正等の
各種の画像処理が行われる。
モリ31、ミキサ32、D/A変換器33が設けられ、
また変倍の位置情報をメータ表示(図3)で示すキャラ
クタ画(文字、図形)を出力するキャラクタジェネレー
タ34及びマイコン35が設けられ、このキャラクタジ
ェネレータ34から出力されるキャラクタ画はミキサ3
2で被観察体画像に混合される。
していないが、電子拡大(変倍)回路も備えており、こ
の電子変倍と共に光学変倍の拡大状態(率)を表示す
る。例えば、図3に示されるように、水平方向に伸びる
棒状体内の分割領域を順に点灯させるメータ表示画を用
い、左端にN(Near)、右端にF(Far)を付し
て、F端からN端へ向けて分割領域が順に点灯するよう
に表示させる。更に、このプロセッサ装置12側には、
N(Near)スイッチ36A及びF(Far)スイッ
チ36Bからなるフットスイッチ(変倍スイッチ)を設
けることもでき、これらの操作制御信号は上記マイコン
35に供給される。
用を図4乃至図6を参照しながら説明する。装置の電源
が投入され、各スイッチの操作が有効な状態になった
後、Step101に示されるように、例えばNスイッチ2
2A(又は36A)又はFスイッチ22B(又は36
B)が押されたとき、Step102では可動レンズ14を
一旦Near(N)端へ移動させる処理を行う。即ち、
マイコン21,26,35の制御によりモータ駆動回路
19からモータ駆動電圧がモータ16へ与えられること
により、可動レンズ14をN端へ移動させ、このN端を
確認する。
上記N端からFar(F)端への移動を開始し、Step1
04では可動レンズ14の現在の位置がF端であるか否
かの判定・検出を行う。ここで、N(NO)のときはStep
105で時間カウントを1アップさせ、Y(YES)のと
きは動作を終了する。従って、Step105では可動レン
ズ14がF端へ移動するまでカウントアップを継続する
ことになり、この結果、N端からF端までの時間カウン
ト値、例えば301が計測される。このようにして、当
該例では、変倍スイッチ36のオン時に可動レンズ14
の可動範囲の初期化が行われる。
1(26,35)では変倍スイッチ22(36)の動作
が検出されており、Step201では、Nスイッチ22A
が押された否かを判定し、YのときはStep202にてN
earフラグをオンにする。Step203では、Fスイッ
チ22Bが押された否かを判定し、YのときはStep20
4にてFarフラグをオンにし、Step205では、各ス
イッチ22A,22Bの押下が解除されたか否かを検出
し、YのときはStep206でNearフラグ又はFar
フラグをオフにする。そして、図6の割込みルーチン
(10ms毎)では、Step211にて上記Nearフラ
グが立てられた(オンされた)か否かを判定し、Yのと
きは時間カウントを1ダウンし(Step212)、またSt
ep213にて上記Farフラグが立てられたか否かを判
定し、Yのときは時間カウントを1アップする(Step2
14)。
は、図2に示されるように、Far端の301からカウ
ントダウンし、例えば120を減じたときはカウントは
181となるが、この時間カウント値181によって変
倍位置が特定できることになる。そして、この181は
表示レベルに当てはめると、図3で示したように、4の
段階の変倍位置となり、キャラクタジェネレータ34で
形成された変倍メータ表示では、F端から3番目までが
鎖線のように点灯される。一方、Fスイッチ22Bが押
されたときは、そのときの値からカウントアップするこ
とにより、変倍位置としての時間カウント値が把握され
る。なお、カウント=0となることにより光学変倍のN
端の位置が把握できるが、その後の画像拡大は電子拡大
となり、図3のメータ表示では電子変倍に応じて電子変
倍率が段階的に表示される。
14がN端又はF端に近づいたことを把握し、マイコン
21はモータ駆動回路19へブレーキ指令を発したり、
或いは駆動速度低下の指令を与える。これにより、可動
レンズ14がN端又はF端に突き当たる際の駆動機構の
衝撃を緩和してスムーズな駆動を実現することができ
る。
対物光学系で捉えられた被観察体像は、CCD15で撮
像され、このCCD15の画像信号はCCD駆動回路2
4で読み出されることにより、A/D変換器27を介し
てDVP28に入力される。このDVP28では、各種
の画像処理が施され、プロセッサ装置12のメモリ31
に一旦格納される。このメモリ31から出力された画像
信号には、ミキサ32によりキャラクタジェネレータ3
4で形成された変倍のメータ表示画が混合され、この画
像信号がD/A変換器33を介してモニタへ供給され
る。従って、モニタには図3の変倍メータ表示が四隅の
1箇所に付された状態で、被観察体内の画像が表示され
る。
に、電子スコープ10内に光学変倍の変倍駆動回路18
を設けていることから、変倍駆動回路18を他の別体の
装置として配置する必要もないし、旧タイプのプロセッ
サ装置に当該電子スコープ10を接続した場合でも、変
倍機能を使用することができるという利点がある。
よれば、変倍用可動レンズの駆動端部間の全移動時間を
計測することにより、所定端からの移動時間を可動レン
ズの変倍位置情報として用い、この変倍位置情報に基づ
いて各種制御を実行するようにしたので、エンコーダ等
を用いることなく、変倍用可動レンズの移動位置を把握
することが可能となり、内視鏡径が大きくなることもな
いという効果がある。
特定された変倍位置情報をモニタ上に表示するようにし
たので、表示された画像の拡大率が容易に判定できると
いう利点がある。
成を示すブロック図である。
ントとの関係を示す説明図である。
(率)状態を示すモニタ上のメータ表示の図である。
フローチャートである。
フローチャートである。
フローチャートである。
14 … 可動レンズ、 15 … CCD、18
… 変倍駆動回路、19 … モータ駆動回路、21,
26,35 … マイコン、28 … DVP(デジタ
ルビデオプロセッサ)、32 … ミキサ、34 …
キャラクタジェネレータ、36(A,B) … 変倍ス
イッチ。
Claims (3)
- 【請求項1】 内視鏡先端部に配置された変倍用の可動
レンズを駆動制御し、光学的に変倍した像を観察する内
視鏡装置において、 上記変倍用可動レンズの駆動端部間の全移動時間を計測
することにより、所定端からの移動時間を可動レンズの
変倍位置情報として用い、この変倍位置情報に基づいて
各種制御を実行する制御回路を設けたことを特徴とする
光学変倍機能を備えた内視鏡装置。 - 【請求項2】 上記制御回路は、上記可動レンズの移動
時間により特定された変倍位置情報をモニタ上に表示す
るように制御することを特徴とする上記請求項1記載の
光学変倍機能を備えた内視鏡装置。 - 【請求項3】 上記制御回路は、電源投入後の最初の変
倍スイッチ操作時に上記可動レンズの移動範囲を初期化
設定することを特徴とする上記請求項1記載の光学変倍
機能を備えた内視鏡装置。
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