JP2017000379A - Scan type endoscope system and calibration method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、走査型内視鏡システムに関し、特に、被写体を走査して画像を取得する走査型内視鏡システム及び走査型内視鏡の較正方法に関するものである。 The present invention relates to a scanning endoscope system, and more particularly to a scanning endoscope system that scans a subject to acquire an image and a calibration method for the scanning endoscope.
医療分野の内視鏡においては、被検者の負担を軽減するために、当該被検者の体腔内に挿入される挿入部を細径化するための種々の技術が提案されている。そして、このような技術の一例として、前述の挿入部に相当する部分に固体撮像素子を有しない走査型内視鏡、及び、当該走査型内視鏡を具備して構成されたシステムが知られている。 In endoscopes in the medical field, various techniques have been proposed for reducing the diameter of an insertion portion that is inserted into a body cavity of a subject in order to reduce the burden on the subject. As an example of such a technique, a scanning endoscope that does not include a solid-state imaging device in a portion corresponding to the above-described insertion portion, and a system that includes the scanning endoscope are known. ing.
具体的には、走査型内視鏡を具備するシステムは、例えば、光源から発せられた照明光を照明用の光ファイバにより伝送し、当該照明用の光ファイバの先端部を揺動させるためのアクチュエータを駆動することにより被写体を所定の走査経路で２次元走査し、当該被写体からの戻り光を受光用の光ファイバで受光し、当該受光用の光ファイバで受光された戻り光に基づいて当該被写体の画像を生成するように構成されている。 Specifically, a system including a scanning endoscope transmits, for example, illumination light emitted from a light source through an illumination optical fiber, and swings the tip of the illumination optical fiber. By driving the actuator, the subject is two-dimensionally scanned along a predetermined scanning path, the return light from the subject is received by a light receiving optical fiber, and the return light is received by the light receiving optical fiber. An image of the subject is generated.
一方、走査型内視鏡を具備するシステムにおいては、被写体を走査して得られる画像の歪みを極力発生させないようにするために、例えば、前述のアクチュエータの個体差等に起因して生じる製造ばらつきを考慮しつつ、２次元走査における実際の走査経路と理想的な走査経路との間の誤差を抑制するような較正を行う必要がある。そして、例えば、特許文献１には、前述の走査型内視鏡に相当する走査ビーム・デバイスを具備する走査ビーム・システムにおいて、ＰＳＤ（以降、位置検出素子とも称する）を用いて前述の較正を行っているものが開示されている。 On the other hand, in a system equipped with a scanning endoscope, in order to prevent distortion of an image obtained by scanning a subject as much as possible, for example, manufacturing variations caused by individual differences of the actuators described above. In consideration of the above, it is necessary to perform calibration so as to suppress an error between the actual scanning path and the ideal scanning path in the two-dimensional scanning. For example, in Patent Document 1, the above-described calibration is performed using a PSD (hereinafter also referred to as a position detection element) in a scanning beam system including a scanning beam device corresponding to the above-described scanning endoscope. What is done is disclosed.
ここで、位置検出素子を用いた走査型内視鏡の較正においては、実際の走査経路における照明光の照射位置の検出に用いられる信号として、例えば、位置検出素子の受光面に設けられた受光領域の全域における相対的な位置を示すアナログ信号が位置検出素子から出力される。また、前述のアナログ信号の信号強度は、位置検出素子の受光領域で照明光を受光した際の受光強度に応じて決定される。 Here, in the calibration of the scanning endoscope using the position detection element, as a signal used for detecting the irradiation position of the illumination light in the actual scanning path, for example, light reception provided on the light receiving surface of the position detection element An analog signal indicating a relative position in the entire region is output from the position detection element. The signal intensity of the analog signal is determined according to the light reception intensity when the illumination light is received in the light receiving region of the position detection element.
そのため、位置検出素子を用いて走査型内視鏡を較正する際には、例えば、位置検出素子の受光領域に照射される照明光の照射位置の時間的な変位に伴い、当該受光領域で受光される当該照明光の受光強度が変化することに起因し、当該照明光の照射位置の検出に適さない信号強度を有するアナログ信号が出力されてしまう場合がある、という問題点が生じている。 Therefore, when a scanning endoscope is calibrated using a position detection element, for example, the light reception area receives light according to the temporal displacement of the irradiation position of illumination light applied to the light reception area of the position detection element. Due to the change in received light intensity of the illumination light, an analog signal having a signal intensity that is not suitable for detection of the irradiation position of the illumination light may be output.
しかし、特許文献１には、前述の問題点を解消可能な手法等について特に言及されていない。従って、特許文献１に開示された構成によれば、位置検出素子を用いて走査型内視鏡を較正する際の較正精度が低下してしまう、という前述の問題点に応じた課題が生じている。 However, Patent Document 1 does not particularly mention a technique that can solve the above-described problems. Therefore, according to the configuration disclosed in Patent Document 1, there arises a problem corresponding to the above-described problem that the calibration accuracy when the scanning endoscope is calibrated using the position detection element is reduced. Yes.
本発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであり、位置検出素子を用いて走査型内視鏡を較正する際の較正精度を従来よりも向上させることが可能な走査型内視鏡システム及び走査型内視鏡の較正方法を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and a scanning endoscope system capable of improving the calibration accuracy when calibrating a scanning endoscope using a position detection element as compared with the conventional one. And it aims at providing the calibration method of a scanning endoscope.
本発明の一態様の走査型内視鏡システムは、光源部から供給される照明光により被写体を走査するように構成された走査型内視鏡と、前記走査型内視鏡から出射される前記照明光を受光領域で受光した際の受光位置に応じて異なる電圧または電流を発生する位置検出素子から出力されるアナログ信号を量子化してデジタル信号として出力するように構成された量子化部と、前記受光領域が前記被写体として走査されている際に、前記量子化部におけるフルスケール電圧よりも狭い所定の入力電圧範囲から逸脱した信号強度を有する前記アナログ信号が前記位置検出素子から出力されないように、前記光源部から供給される前記照明光の出射強度を変化させるための制御を行う制御部と、を有する。 The scanning endoscope system according to one aspect of the present invention includes a scanning endoscope configured to scan a subject with illumination light supplied from a light source unit, and the scanning endoscope that is emitted from the scanning endoscope. A quantization unit configured to quantize an analog signal output from a position detection element that generates a different voltage or current according to a light receiving position when the illumination light is received in the light receiving region, and to output the digital signal as a digital signal; When the light receiving region is scanned as the subject, the analog signal having a signal intensity deviating from a predetermined input voltage range narrower than the full scale voltage in the quantization unit is not output from the position detection element. And a control unit that performs control for changing the emission intensity of the illumination light supplied from the light source unit.
本発明の一態様の走査型内視鏡の較正方法は、光源部から供給される照明光により被写体を走査するように構成された走査型内視鏡の較正方法であって、量子化部が、前記走査型内視鏡から出射される前記照明光を受光領域で受光した際の受光位置に応じて異なる電圧または電流を発生する位置検出素子から出力されるアナログ信号を量子化してデジタル信号として出力するステップと、制御部が、前記受光領域が前記被写体として走査されている際に、前記量子化部におけるフルスケール電圧よりも狭い所定の入力電圧範囲から逸脱した信号強度を有する前記アナログ信号が前記位置検出素子から出力されないように、前記光源部から供給される前記照明光の出射強度を変化させるための制御を行うステップと、較正部が、前記受光領域における前記照明光の受光位置に基づいて前記走査型内視鏡の較正に用いられる情報を取得するステップと、を有する。 A scanning endoscope calibration method according to an aspect of the present invention is a scanning endoscope calibration method configured to scan a subject with illumination light supplied from a light source unit, and the quantization unit includes: The analog signal output from the position detection element that generates a different voltage or current according to the light receiving position when the illumination light emitted from the scanning endoscope is received by the light receiving region is quantized as a digital signal. And outputting the analog signal having a signal intensity deviating from a predetermined input voltage range narrower than a full-scale voltage in the quantization unit when the light receiving region is scanned as the subject. A step of performing a control for changing an emission intensity of the illumination light supplied from the light source unit so that the position detection element does not output the calibration light; Has a step of acquiring information used for the calibration of the scanning endoscope based takes on a light receiving position of the illumination light.
本発明における走査型内視鏡システム及び走査型内視鏡の較正方法によれば、位置検出素子を用いて走査型内視鏡を較正する際の較正精度を従来よりも向上させることができる。 According to the scanning endoscope system and the scanning endoscope calibration method of the present invention, it is possible to improve the calibration accuracy when the scanning endoscope is calibrated using the position detection element.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ説明を行う。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
（第１の実施例）
図１から図１０は、本発明の第１の実施例に係るものである。図１は、実施例に係る走査型内視鏡システムの要部の構成を示す図である。
(First embodiment)
1 to 10 relate to a first embodiment of the present invention. FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a main part of a scanning endoscope system according to an embodiment.
走査型内視鏡システム１は、例えば、図１に示すように、光源部２と、光ファイバ３と、走査型内視鏡４と、アクチュエータ部５と、走査駆動部６と、光ファイババンドル７と、光検出部８と、画像生成部９と、表示装置１０と、入力装置１１と、制御部１２と、を有して構成されている。 For example, as shown in FIG. 1, the scanning endoscope system 1 includes a light source unit 2, an optical fiber 3, a scanning endoscope 4, an actuator unit 5, a scanning drive unit 6, and an optical fiber bundle. 7, a light detection unit 8, an image generation unit 9, a display device 10, an input device 11, and a control unit 12.
光源部２は、被写体を照明するための照明光を生成して光ファイバ３へ供給することができるように構成されている。また、光源部２は、制御部１２の制御に応じ、光ファイバ３への照明光の供給を実施または停止するとともに、当該照明光の出射強度を所定の範囲内で変化させることができるように構成されている。 The light source unit 2 is configured to generate illumination light for illuminating the subject and supply the illumination light to the optical fiber 3. In addition, the light source unit 2 can implement or stop the supply of illumination light to the optical fiber 3 and change the emission intensity of the illumination light within a predetermined range according to the control of the control unit 12. It is configured.
具体的には、光源部２は、例えば、制御部１２の制御に応じて発光状態（オン状態）または消光状態（オフ状態）に切替可能な赤色（Ｒ）光用レーザ光源、緑色（Ｇ）光用レーザ光源、及び、青色（Ｂ）光用レーザ光源を具備して構成されている。また、光源部２は、Ｒ光、Ｇ光及びＢ光のうちの少なくとも１つの色の光を照明光として光ファイバ３に供給することができるとともに、制御部１２の制御に応じて各レーザ光源の出力を変化させることにより、当該照明光の出射強度を所定の範囲内で変化させることができるように構成されている。 Specifically, the light source unit 2 is, for example, a red (R) laser light source that can be switched to a light emitting state (on state) or a quenching state (off state) according to the control of the control unit 12, green (G) The laser light source for light and the laser light source for blue (B) light are comprised. The light source unit 2 can supply at least one color light of R light, G light, and B light to the optical fiber 3 as illumination light, and each laser light source can be controlled by the control unit 12. The output intensity of the illumination light can be changed within a predetermined range by changing the output.
光ファイバ３は、例えば、シングルモードファイバ等により構成されている。光ファイバ３の光入射面を含む入射端部は、光源部２に接続されている。また、光ファイバ３の光出射面を含む出射端部は、走査型内視鏡４の先端部に配置されている。すなわち、光ファイバ３は、光源部２から供給される照明光を伝送し、当該伝送した照明光を出射端部から被写体へ出射することができるように構成されている。 The optical fiber 3 is composed of, for example, a single mode fiber. An incident end including the light incident surface of the optical fiber 3 is connected to the light source unit 2. Further, the exit end including the light exit surface of the optical fiber 3 is disposed at the distal end of the scanning endoscope 4. That is, the optical fiber 3 is configured to transmit the illumination light supplied from the light source unit 2 and to emit the transmitted illumination light from the emission end to the subject.
走査型内視鏡４は、被検者の体腔内に挿入可能な細長形状を具備し、光源部２から供給される照明光により当該体腔内に存在する被写体を走査することができるように構成されている。 The scanning endoscope 4 has an elongated shape that can be inserted into a body cavity of a subject, and is configured to scan a subject existing in the body cavity with illumination light supplied from the light source unit 2. Has been.
走査型内視鏡４の内部には、光ファイバ３と、光ファイババンドル７と、がそれぞれ挿通されている。また、走査型内視鏡４の内部には、走査駆動部６から供給される駆動信号に応じて光ファイバ３の出射端部を揺動するように構成されたアクチュエータ部５と、渦巻状の走査経路に沿って被写体を走査するための信号波形を示す情報が少なくとも格納されているメモリ１６と、が設けられている。 An optical fiber 3 and an optical fiber bundle 7 are inserted into the scanning endoscope 4. The scanning endoscope 4 includes an actuator unit 5 configured to swing the emission end of the optical fiber 3 in accordance with a drive signal supplied from the scan drive unit 6, and a spiral shape. A memory 16 that stores at least information indicating a signal waveform for scanning the subject along the scanning path is provided.
光ファイバ３及びアクチュエータ部５は、走査型内視鏡４の長手軸方向に垂直な断面において、例えば、図２に示す位置関係を具備するようにそれぞれ配置されている。図２は、走査型内視鏡に設けられたアクチュエータ部の構成を説明するための図である。 The optical fiber 3 and the actuator unit 5 are arranged so as to have, for example, the positional relationship shown in FIG. 2 in a cross section perpendicular to the longitudinal axis direction of the scanning endoscope 4. FIG. 2 is a diagram for explaining a configuration of an actuator unit provided in the scanning endoscope.
光ファイバ３とアクチュエータ部５との間には、図２に示すように、接合部材としてのフェルール４１が配置されている。具体的には、フェルール４１は、例えば、ジルコニア（セラミック）またはニッケル等により形成されている。 Between the optical fiber 3 and the actuator part 5, as shown in FIG. 2, the ferrule 41 as a joining member is arrange | positioned. Specifically, the ferrule 41 is made of, for example, zirconia (ceramic) or nickel.
フェルール４１は、図２に示すように、四角柱として形成されており、走査型内視鏡４の長手軸方向に直交する第１の軸方向であるＸ軸方向に対して垂直な側面４２ａ及び４２ｃと、走査型内視鏡４の長手軸方向に直交する第２の軸方向であるＹ軸方向に対して垂直な側面４２ｂ及び４２ｄとを有している。また、フェルール４１の中心には、光ファイバ３が固定配置されている。なお、フェルール４１は、柱形状を具備する限りにおいては、四角柱以外の他の形状として形成されていてもよい。 As shown in FIG. 2, the ferrule 41 is formed as a quadrangular prism, and a side surface 42 a perpendicular to the X-axis direction, which is a first axial direction orthogonal to the longitudinal axis direction of the scanning endoscope 4, and 42c, and side surfaces 42b and 42d perpendicular to the Y-axis direction, which is the second axial direction orthogonal to the longitudinal axis direction of the scanning endoscope 4. Further, the optical fiber 3 is fixedly arranged at the center of the ferrule 41. The ferrule 41 may be formed as a shape other than the quadrangular column as long as it has a column shape.
アクチュエータ部５は、走査駆動部６から供給される駆動信号に基づいて光ファイバ３の出射端部を揺動することにより、当該出射端部を経て被写体へ出射される照明光の照射位置を所定の走査経路に沿って変位させることができるように構成されている。また、アクチュエータ部５は、図２に示すように、側面４２ａに沿って配置された圧電素子５ａと、側面４２ｂに沿って配置された圧電素子５ｂと、側面４２ｃに沿って配置された圧電素子５ｃと、側面４２ｄに沿って配置された圧電素子５ｄと、を有している。 The actuator unit 5 swings the emission end of the optical fiber 3 based on the drive signal supplied from the scanning drive unit 6 to thereby determine the irradiation position of the illumination light emitted to the subject via the emission end. It can be displaced along the scanning path. As shown in FIG. 2, the actuator unit 5 includes a piezoelectric element 5a disposed along the side surface 42a, a piezoelectric element 5b disposed along the side surface 42b, and a piezoelectric element disposed along the side surface 42c. 5c and a piezoelectric element 5d disposed along the side surface 42d.
圧電素子５ａ〜５ｄは、予め個別に設定された分極方向を具備するとともに、走査駆動部６から供給される駆動信号に応じて伸縮するように構成されている。 The piezoelectric elements 5 a to 5 d have polarization directions that are individually set in advance, and are configured to expand and contract in accordance with a drive signal supplied from the scanning drive unit 6.
走査駆動部６は、例えば、駆動回路を具備して構成されている。また、走査駆動部６は、制御部１２の制御に基づき、アクチュエータ部５を駆動させるための駆動信号を生成し、当該生成した駆動信号をアクチュエータ部５に供給するように構成されている。 For example, the scanning drive unit 6 includes a drive circuit. Further, the scanning drive unit 6 is configured to generate a drive signal for driving the actuator unit 5 based on the control of the control unit 12 and supply the generated drive signal to the actuator unit 5.
光ファイババンドル７は、例えば、複数の光ファイバを束ねて構成されている。光ファイババンドル７の入射端部は、走査型内視鏡４の先端部に配置されている。また、光ファイババンドル７の光出射面を含む出射端部は、光検出部８に接続されている。すなわち、光ファイババンドル７は、走査型内視鏡４の先端部において被写体からの戻り光（反射光）を受光するとともに、当該受光した戻り光を光検出部８へ伝送することができるように構成されている。 The optical fiber bundle 7 is configured by bundling a plurality of optical fibers, for example. The incident end of the optical fiber bundle 7 is disposed at the distal end of the scanning endoscope 4. Further, the emission end portion including the light emission surface of the optical fiber bundle 7 is connected to the light detection unit 8. That is, the optical fiber bundle 7 receives return light (reflected light) from the subject at the distal end portion of the scanning endoscope 4 and can transmit the received return light to the light detection unit 8. It is configured.
光検出部８は、例えば、光検出素子及びＡ／Ｄ変換器等を具備して構成されている。また、光検出部８は、光ファイババンドル７の出射端部を経て入射される戻り光を検出し、当該検出した戻り光の出射強度に応じた電気信号を生成し、当該生成した電気信号をデジタル信号に変換して順次出力するように構成されている。 The light detection unit 8 includes, for example, a light detection element and an A / D converter. The light detection unit 8 detects return light that is incident through the emission end of the optical fiber bundle 7, generates an electrical signal according to the detected emission intensity of the return light, and generates the generated electrical signal. The digital signal is converted and sequentially output.
画像生成部９は、例えば、画像処理回路等を具備して構成されている。また、画像生成部９は、制御部１２の制御に基づき、例えば、第１の渦巻状の走査経路（後述）及び第２の渦巻状の走査経路（後述）のうちの一方の走査経路で被写体を走査している期間中に光検出部８から出力されるデジタル信号に応じた輝度値を画素情報としてマッピングするマッピング処理等を行うことにより１フレーム分の観察画像を生成し、当該生成した観察画像を表示装置１０へ出力するように構成されている。 The image generation unit 9 includes, for example, an image processing circuit. In addition, the image generation unit 9 can control the subject on one of the first spiral scanning path (described later) and the second spiral scanning path (described later) based on the control of the control unit 12, for example. An observation image for one frame is generated by performing mapping processing for mapping the luminance value corresponding to the digital signal output from the light detection unit 8 as pixel information during the period of scanning the image, and the generated observation An image is output to the display device 10.
表示装置１０は、例えば、液晶ディスプレイ等により構成されている。また、表示装置１０は、画像生成部９から出力される観察画像等を表示することができるように構成されている。 The display device 10 is configured by, for example, a liquid crystal display. The display device 10 is configured to display an observation image output from the image generation unit 9.
入力装置１１は、例えば、ユーザ及び作業者等の人物による操作が可能なスイッチ及び／またはボタン等の入力インターフェースを具備して構成されている。また、入力装置１１は、ユーザ及び作業者等の人物の操作に応じた種々の指示を制御部１２に対して行うことができるように構成されている。具体的には、入力装置１１には、例えば、走査型内視鏡４の較正に係る動作を実施させるための指示を行うことが可能なスイッチであるキャリブレーションスイッチ（不図示）が設けられている。 The input device 11 includes, for example, an input interface such as a switch and / or a button that can be operated by a user such as a user and an operator. Further, the input device 11 is configured to be able to give various instructions to the control unit 12 in accordance with operations of a person such as a user and a worker. Specifically, for example, the input device 11 is provided with a calibration switch (not shown) that is a switch capable of giving an instruction for performing an operation related to calibration of the scanning endoscope 4. Yes.
制御部１２は、例えば、制御回路を具備し、光源部２、走査駆動部６及び画像生成部９のそれぞれに対して制御を行うように構成されている。 The control unit 12 includes, for example, a control circuit, and is configured to control each of the light source unit 2, the scanning drive unit 6, and the image generation unit 9.
制御部１２は、例えば、走査型内視鏡システム１の電源が投入された際に、メモリ１６に格納されている情報を読み込むように構成されている。また、制御部１２は、メモリ１６から読み込んだ情報に基づき、例えば、Ｒ光、Ｇ光及びＢ光を時分割で被写体に照射しつつ、渦巻状の走査経路で当該被写体を走査するための制御を行うように構成されている。 For example, when the power of the scanning endoscope system 1 is turned on, the control unit 12 is configured to read information stored in the memory 16. Also, the control unit 12 controls to scan the subject through a spiral scanning path, for example, while irradiating the subject with R light, G light, and B light in a time-sharing manner based on the information read from the memory 16. Is configured to do.
具体的には、制御部１２は、例えば、図３の破線で示すような第１の信号波形と、図３の一点鎖線で示すような第２の信号波形と、がメモリ１６に格納されている場合において、当該第１の信号波形を具備する第１の駆動信号と、当該第２の信号波形を具備する第２の駆動信号と、を生成させるための制御を走査駆動部６に対して行うとともに、光ファイバ３への照明光の供給を実施させるための制御を光源部２に対して行う。また、走査駆動部６は、制御部１２の制御に基づいて生成した第１の駆動信号をアクチュエータ部５の圧電素子５ａ及び５ｃに供給するとともに、制御部１２の制御に基づいて生成した第２の駆動信号をアクチュエータ部５の圧電素子５ｂ及び５ｄに供給する。なお、図３の破線で示した第１の信号波形は、例えば、所定の変調を正弦波に施して得られる波形である。また、図３の一点鎖線で示した第２の信号波形は、例えば、前述の第１の信号波形の位相を９０°ずらして得られる波形である。図３は、走査型内視鏡のアクチュエータ部に供給される駆動信号の信号波形の一例を示す図である。 Specifically, the control unit 12 stores, for example, a first signal waveform as shown by a broken line in FIG. 3 and a second signal waveform as shown by a one-dot chain line in FIG. The scanning drive unit 6 is controlled to generate the first drive signal having the first signal waveform and the second drive signal having the second signal waveform. At the same time, the light source unit 2 is controlled to cause the illumination light to be supplied to the optical fiber 3. In addition, the scanning drive unit 6 supplies the first drive signal generated based on the control of the control unit 12 to the piezoelectric elements 5 a and 5 c of the actuator unit 5, and the second generated based on the control of the control unit 12. Is supplied to the piezoelectric elements 5b and 5d of the actuator unit 5. Note that the first signal waveform indicated by a broken line in FIG. 3 is a waveform obtained by performing predetermined modulation on a sine wave, for example. Further, the second signal waveform indicated by the one-dot chain line in FIG. 3 is a waveform obtained by shifting the phase of the first signal waveform by 90 °, for example. FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a signal waveform of a drive signal supplied to the actuator unit of the scanning endoscope.
そして、以上に述べたような制御及び動作が行われることにより、光ファイバ３の出射端部が渦巻状に揺動されるとともに、図４及び図５に示すような渦巻状の走査経路に沿って被写体の表面が走査される。図４は、中心点Ａから最外点Ｂに至るまでの照明光の照射位置の時間的な変位を説明するための図である。図５は、最外点Ｂから中心点Ａに至るまでの照明光の照射位置の時間的な変位を説明するための図である。 Then, by performing the control and operation as described above, the emission end of the optical fiber 3 is swung in a spiral shape, and along the spiral scanning path as shown in FIGS. 4 and 5. The surface of the subject is scanned. FIG. 4 is a diagram for explaining the temporal displacement of the irradiation position of the illumination light from the center point A to the outermost point B. FIG. FIG. 5 is a diagram for explaining temporal displacement of the illumination light irradiation position from the outermost point B to the center point A. FIG.
具体的には、まず、時刻Ｔ１においては、被写体の表面における照明光の照射位置の中心点Ａに相当する位置に照明光が照射される。その後、第１及び第２の駆動信号の振幅が時刻Ｔ１から時刻Ｔ２にかけて増加するに伴い、被写体の表面における照明光の照射位置が、中心点Ａを起点として外側へ向かう第１の渦巻状の走査経路に沿って変位し、さらに、時刻Ｔ２に達すると、被写体の表面における照明光の照射位置の最外点Ｂに照明光が照射される。そして、第１及び第２の駆動信号の振幅が時刻Ｔ２から時刻Ｔ３にかけて減少するに伴い、被写体の表面における照明光の照射位置が、最外点Ｂを起点として内側へ向かう第２の渦巻状の走査経路に沿って変位し、さらに、時刻Ｔ３に達すると、被写体の表面における中心点Ａに照明光が照射される。 Specifically, at time T1, illumination light is irradiated to a position corresponding to the center point A of the irradiation position of the illumination light on the surface of the subject. Thereafter, as the amplitudes of the first and second drive signals increase from time T1 to time T2, the irradiation position of the illumination light on the surface of the subject is a first spiral shape that starts outward from the center point A. When it is displaced along the scanning path and further reaches time T2, illumination light is irradiated to the outermost point B of the irradiation position of the illumination light on the surface of the subject. Then, as the amplitudes of the first and second drive signals decrease from time T2 to time T3, the irradiation position of the illumination light on the surface of the subject is a second spiral shape that starts inward from the outermost point B. Is further displaced along the scanning path, and when the time T3 is reached, the illumination light is irradiated to the center point A on the surface of the subject.
制御部１２は、メモリ１６から読み込んだ情報に基づき、例えば、第１の渦巻状の走査経路及び第２の渦巻状の走査経路のうちの一方の走査経路で被写体を走査している期間中に光検出部８から出力されるデジタル信号を用いて１フレーム分の画像を生成させるとともに、当該一方の走査経路とは異なる他方の走査経路で当該被写体を走査している期間中に光検出部８から出力されるデジタル信号を用いた画像を生成させないようにするための制御を画像生成部９に対して行うように構成されている。 Based on the information read from the memory 16, the control unit 12, for example, during a period during which the subject is scanned by one of the first spiral scanning path and the second spiral scanning path. The digital signal output from the light detection unit 8 is used to generate an image for one frame, and the light detection unit 8 is in a period during which the subject is scanned by another scanning path different from the one scanning path. The image generation unit 9 is configured to perform control so as not to generate an image using a digital signal output from the image generation unit 9.
制御部１２は、Ａ／Ｄ変換回路１２１と、演算処理回路１２２と、を有して構成されている。また、制御部１２は、キャリブレーションスイッチの操作に応じた指示がなされたことを検知した際に、メモリ１６から読み込んだ情報と、ＰＳＤ１０１から出力される出力信号と、に基づき、走査型内視鏡４の較正に係る動作を行うように構成されている。また、制御部１２は、走査型内視鏡４の較正に係る動作を行っている最中に、すなわち、走査型内視鏡４から出射される照明光によりＰＳＤ１０１の受光領域が走査されている際に、Ａ／Ｄ変換回路１２１の所定の入力電圧範囲（後述）から逸脱した信号強度を有するアナログ信号がＰＳＤ１０１から出力されないように、光源部２から供給される照明光の出射強度を変化させるための制御を行うように構成されている。 The control unit 12 includes an A / D conversion circuit 121 and an arithmetic processing circuit 122. In addition, when the control unit 12 detects that an instruction corresponding to the operation of the calibration switch has been made, the control unit 12 performs scanning type endoscope based on the information read from the memory 16 and the output signal output from the PSD 101. An operation related to calibration of the mirror 4 is performed. Further, the control unit 12 is scanning the light receiving region of the PSD 101 during the operation related to the calibration of the scanning endoscope 4, that is, the illumination light emitted from the scanning endoscope 4. At this time, the emission intensity of illumination light supplied from the light source unit 2 is changed so that an analog signal having a signal intensity deviating from a predetermined input voltage range (described later) of the A / D conversion circuit 121 is not output from the PSD 101. Is configured to perform control.
ＰＳＤ１０１は、走査型内視鏡４から出射される照明光を、受光面に設けられた受光領域で受光することができるように構成されている。また、ＰＳＤ１０１は、走査型内視鏡４から出射される照明光を受光領域で受光した際に、当該照明光の受光位置に応じて異なる電圧または電流を発生するとともに、当該発生した電圧または当該発生した電流の大きさに相当する電圧値を信号強度（振幅）とするアナログ信号を生成して出力するように構成されている。すなわち、ＰＳＤ１０１は、走査型内視鏡４から出射される照明光の照射位置を検出し、当該検出した照射位置を受光領域の全域における相対的な位置として示すアナログ信号を生成して出力するように構成されている。 The PSD 101 is configured so that illumination light emitted from the scanning endoscope 4 can be received by a light receiving region provided on the light receiving surface. Further, when the PSD 101 receives illumination light emitted from the scanning endoscope 4 in the light receiving region, the PSD 101 generates a different voltage or current depending on the light receiving position of the illumination light, and the generated voltage or the An analog signal whose signal intensity (amplitude) is a voltage value corresponding to the magnitude of the generated current is generated and output. That is, the PSD 101 detects the irradiation position of the illumination light emitted from the scanning endoscope 4, and generates and outputs an analog signal indicating the detected irradiation position as a relative position in the entire light receiving region. It is configured.
Ａ／Ｄ変換回路１２１は、例えば、ＰＳＤ１０１から出力されるアナログ信号により示される電圧値を所定の入力電圧範囲及び所定の分解能に応じたデジタルデータに変換し、当該変換したデジタルデータを有するデジタル信号を出力するように構成されている。なお、前述の所定の入力電圧範囲は、例えば、Ａ／Ｄ変換回路１２１のフルスケール電圧の５％〜９５％のような、Ａ／Ｄ変換回路１２１のフルスケール電圧よりも狭い範囲として規定されるものとする。また、前述の所定の入力電圧範囲は、演算処理回路１２２がＡ／Ｄ変換回路１２１から出力されるデジタル信号に基づいてＰＳＤ１０１の受光領域における照明光の受光位置を正確に特定することが可能な電圧の範囲として規定されるものとする。 The A / D conversion circuit 121 converts, for example, a voltage value indicated by an analog signal output from the PSD 101 into digital data corresponding to a predetermined input voltage range and a predetermined resolution, and a digital signal having the converted digital data Is configured to output. The predetermined input voltage range is defined as a range narrower than the full-scale voltage of the A / D conversion circuit 121, such as 5% to 95% of the full-scale voltage of the A / D conversion circuit 121, for example. Shall be. The predetermined input voltage range described above allows the arithmetic processing circuit 122 to accurately specify the light receiving position of the illumination light in the light receiving region of the PSD 101 based on the digital signal output from the A / D conversion circuit 121. It shall be specified as a voltage range.
演算処理回路１２２は、位置特定部としての機能を有し、キャリブレーションスイッチの操作に応じた指示がなされたことを検知した際に、Ａ／Ｄ変換回路１２１から出力されるデジタル信号に基づき、ＰＳＤ１０１の受光領域における照明光の受光位置を特定するための処理を行うように構成されている。具体的には、演算処理回路１２２は、キャリブレーションスイッチの操作に応じた指示がなされたことを検知した際に、Ａ／Ｄ変換回路１２１から出力されるデジタル信号に基づき、例えば、ＰＳＤ１０１の受光領域における照明光の受光位置を所定のメッシュパターン上の座標値としてマッピングする処理を行うように構成されている。なお、前述の所定のメッシュパターンは、例えば、Ａ／Ｄ変換回路１２１における所定の入力電圧範囲及び所定の分解能に応じてＰＳＤ１０１の受光領域を格子状の小領域に分割するような図形パターンであるとともに、格子状に分割された各小領域の位置を座標値として得ることが可能な図形パターンとして設定されるものとする。 The arithmetic processing circuit 122 has a function as a position specifying unit, and based on the digital signal output from the A / D conversion circuit 121 when detecting that an instruction according to the operation of the calibration switch has been made, A process for specifying the light receiving position of the illumination light in the light receiving area of the PSD 101 is performed. Specifically, the arithmetic processing circuit 122 detects, for example, the light reception of the PSD 101 based on the digital signal output from the A / D conversion circuit 121 when detecting that an instruction according to the operation of the calibration switch has been made. A process for mapping the light receiving position of the illumination light in the region as a coordinate value on a predetermined mesh pattern is performed. The above-described predetermined mesh pattern is, for example, a graphic pattern that divides the light receiving area of the PSD 101 into lattice-shaped small areas in accordance with a predetermined input voltage range and a predetermined resolution in the A / D conversion circuit 121. At the same time, it is assumed that the position of each small area divided in a lattice shape is set as a graphic pattern that can be obtained as a coordinate value.
演算処理回路１２２は、前述の所定のメッシュパターン上にマッピングした各座標値と、当該所定のメッシュパターン上における理想的な走査経路を示す各座標値と、を比較することにより、走査型内視鏡４の較正に用いられるデータである較正用データを取得するとともに、当該取得した較正用データをメモリ１６に格納するように構成されている。 The arithmetic processing circuit 122 compares each coordinate value mapped on the above-described predetermined mesh pattern with each coordinate value indicating an ideal scanning path on the predetermined mesh pattern, thereby obtaining a scanning-type endoscope. Calibration data, which is data used for calibration of the mirror 4, is acquired, and the acquired calibration data is stored in the memory 16.
すなわち、演算処理回路１２２は、較正部としての機能を具備し、ＰＳＤ１０１の受光領域における照明光の受光位置に基づいて走査型内視鏡４の較正に用いられる情報を取得するように構成されている。 That is, the arithmetic processing circuit 122 has a function as a calibration unit, and is configured to acquire information used for calibration of the scanning endoscope 4 based on the light receiving position of the illumination light in the light receiving region of the PSD 101. Yes.
なお、本実施例においては、前述の理想的な走査経路を示す各座標値が、例えば、メモリ１６に格納されている（図３に示したような）信号波形に応じた渦巻状の走査経路で被写体を走査した際の照明光の照射位置を示す座標値として取得されるものとする。 In the present embodiment, each coordinate value indicating the above ideal scanning path is, for example, a spiral scanning path corresponding to a signal waveform (as shown in FIG. 3) stored in the memory 16. It is assumed that the coordinate value indicating the irradiation position of the illumination light when the subject is scanned is acquired.
また、本実施例においては、前述の較正用データとして、例えば、図３に示した信号波形の振幅等のパラメータを調整するためのデータが取得されるものであってもよく、または、画像生成部９において生成される観察画像の歪みを抑制するためのデータが取得されるものであってもよい。 In the present embodiment, as the calibration data, for example, data for adjusting parameters such as the amplitude of the signal waveform shown in FIG. 3 may be acquired, or image generation may be performed. Data for suppressing distortion of the observation image generated in the unit 9 may be acquired.
続いて、本実施例に係る走査型内視鏡システム１の動作等について説明する。 Subsequently, the operation of the scanning endoscope system 1 according to the present embodiment will be described.
作業者は、走査型内視鏡システム１の各部を接続して電源を投入した後、走査型内視鏡４の先端部をＰＳＤ１０１の受光面に対向する位置に配置した状態において、入力装置１１のキャリブレーションスイッチを操作することにより、走査型内視鏡４の較正に係る動作を実施させるための指示を行う。なお、以降においては、渦巻状の走査経路における中心点Ａと、ＰＳＤ１０１の受光領域ＲＡの中心と、が一致するように配置された状態でキャリブレーションスイッチが操作された場合を例に挙げて説明を行う。 The operator connects each part of the scanning endoscope system 1 and turns on the power. Then, the operator places the tip of the scanning endoscope 4 at a position facing the light receiving surface of the PSD 101, and the input device 11. By operating the calibration switch, an instruction for performing an operation related to calibration of the scanning endoscope 4 is performed. In the following description, the case where the calibration switch is operated in a state where the center point A in the spiral scanning path and the center of the light receiving area RA of the PSD 101 coincide with each other will be described as an example. I do.
制御部１２は、走査型内視鏡システム１の電源が投入された際に、メモリ１６に格納されている情報を読み込む。また、制御部１２は、キャリブレーションスイッチが操作されたことを検知した際に、メモリ１６に格納されている情報に基づき、渦巻状の走査経路でＰＳＤ１０１の受光領域ＲＡを走査するための制御を行う。そして、このような制御部１２の制御に伴い、走査型内視鏡４から出射される照明光の受光位置に応じて生成されたアナログ信号がＰＳＤ１０１から出力され、当該アナログ信号に応じたデジタルデータを有するデジタル信号がＡ／Ｄ変換回路１２１から出力され、当該デジタル信号に基づいて受光領域ＲＡにおける照明光の受光位置を座標値として特定するための処理が演算処理回路１２２により行われる。 The control unit 12 reads information stored in the memory 16 when the power of the scanning endoscope system 1 is turned on. Further, when the control unit 12 detects that the calibration switch has been operated, the control unit 12 performs control for scanning the light receiving area RA of the PSD 101 along the spiral scanning path based on the information stored in the memory 16. Do. An analog signal generated according to the light receiving position of the illumination light emitted from the scanning endoscope 4 in accordance with the control of the control unit 12 is output from the PSD 101, and digital data corresponding to the analog signal is output. Is output from the A / D conversion circuit 121, and the arithmetic processing circuit 122 performs processing for specifying the light receiving position of the illumination light in the light receiving region RA as a coordinate value based on the digital signal.
制御部１２は、演算処理回路１２２の処理により得られた座標値に基づき、光源部２から供給される照明光の出射強度を、最小出射強度Ｐｍｉｎより大きくかつ最大出射強度Ｐｍａｘより小さい範囲内において段階的に変化させるための制御を行う。 Based on the coordinate value obtained by the processing of the arithmetic processing circuit 122, the control unit 12 sets the emission intensity of the illumination light supplied from the light source unit 2 within a range larger than the minimum emission intensity Pmin and smaller than the maximum emission intensity Pmax. Control to change in stages.
具体的には、制御部１２は、演算処理回路１２２の処理により得られた座標値に基づき、例えば、ＰＳＤ１０１の受光領域ＲＡに照射された照明光の現在の照射位置が、図６に示すような、受光領域ＲＡの中心部に位置しかつ受光領域ＲＡの中心を中心とする矩形形状の領域として設定された領域ＡＳ１、受光領域ＲＡの中間部に位置しかつ領域ＡＳ１の周囲を囲う矩形枠状の領域として設定された領域ＡＳ２、及び、受光領域ＲＡの外周部に位置しかつ領域ＡＳ２の周囲を囲う矩形枠状の領域として設定された領域ＡＳ３のうちのいずれに属するかを判定する。図６は、第１の実施例において、照明光の出射強度を段階的に変化させる際の判定基準として用いられる領域の一例を説明するための図である。 Specifically, based on the coordinate value obtained by the processing of the arithmetic processing circuit 122, the control unit 12, for example, shows the current irradiation position of the illumination light irradiated on the light receiving area RA of the PSD 101 as shown in FIG. Further, a region AS1 that is set at the center of the light receiving region RA and set as a rectangular region centered on the center of the light receiving region RA, and a rectangular frame that is positioned at an intermediate portion of the light receiving region RA and surrounds the periphery of the region AS1. It is determined which one of the region AS2 set as a rectangular region and the region AS3 set as a rectangular frame-like region located on the outer periphery of the light receiving region RA and surrounding the region AS2. FIG. 6 is a diagram for explaining an example of a region used as a criterion for changing the emission intensity of illumination light stepwise in the first embodiment.
なお、本実施例においては、例えば、ＰＳＤ１０１の受光領域ＲＡの走査が開始される前までに、領域ＡＳ１、ＡＳ２及びＡＳ３の設定に係る処理等が行われることにより、当該領域ＡＳ１、ＡＳ２及びＡＳ３のそれぞれに含まれ得る座標値に関する情報を制御部１２が既知の情報として扱うことが可能な状態になっているものとする。 In the present embodiment, for example, by performing processing related to the setting of the regions AS1, AS2, and AS3 before the scanning of the light receiving region RA of the PSD 101 is started, the regions AS1, AS2, and AS3 are performed. It is assumed that the control unit 12 can handle information on coordinate values that can be included in each of the information as known information.
そして、制御部１２は、例えば、ＰＳＤ１０１に照射された照明光の現在の照射位置が領域ＡＳ１に属するとの判定結果を得た際には、光源部２から供給される照明光の出射強度を、最小出射強度Ｐｍｉｎより大きくかつ最大出射強度Ｐｍａｘより小さい出射強度ＰＬに設定するための制御を行う。 Then, for example, when the control unit 12 obtains a determination result that the current irradiation position of the illumination light irradiated to the PSD 101 belongs to the region AS1, the control unit 12 sets the emission intensity of the illumination light supplied from the light source unit 2. Then, control is performed to set the emission intensity PL to be larger than the minimum emission intensity Pmin and smaller than the maximum emission intensity Pmax.
制御部１２は、例えば、ＰＳＤ１０１に照射された照明光の現在の照射位置が領域ＡＳ２に属するとの判定結果を得た際には、光源部２から供給される照明光の出射強度を、出射強度ＰＬより大きくかつ最大出射強度Ｐｍａｘより小さい出射強度ＰＭに設定するための制御を行う。 For example, when the control unit 12 obtains a determination result that the current irradiation position of the illumination light applied to the PSD 101 belongs to the region AS2, the control unit 12 outputs the emission intensity of the illumination light supplied from the light source unit 2 Control for setting the emission intensity PM larger than the intensity PL and smaller than the maximum emission intensity Pmax is performed.
制御部１２は、例えば、ＰＳＤ１０１に照射された照明光の現在の照射位置が領域ＡＳ３に属するとの判定結果を得た際には、光源部２から供給される照明光の出射強度を、出射強度ＰＭより大きくかつ最大出射強度Ｐｍａｘより小さい出射強度ＰＨに設定するための制御を行う。 For example, when the control unit 12 obtains a determination result that the current irradiation position of the illumination light irradiated on the PSD 101 belongs to the region AS3, the control unit 12 outputs the emission intensity of the illumination light supplied from the light source unit 2 Control for setting the output intensity PH larger than the intensity PM and smaller than the maximum output intensity Pmax is performed.
すなわち、本実施例に係る制御部１２は、演算処理回路１２２の処理により特定された照明光の受光位置に基づき、光源部２から供給される照明光の出射強度を受光領域ＲＡの中心部から外周部にかけて段階的に増加させるための制御を行うとともに、光源部２から供給される照明光の出射強度を受光領域ＲＡの外周部から中心部にかけて段階的に減少させるための制御を行っている。 That is, the control unit 12 according to the present embodiment determines the emission intensity of the illumination light supplied from the light source unit 2 from the center of the light receiving region RA based on the illumination light reception position specified by the processing of the arithmetic processing circuit 122. While performing control to increase stepwise over the outer periphery, control is performed to decrease stepwise the emission intensity of illumination light supplied from the light source unit 2 from the outer periphery to the center of the light receiving region RA. .
演算処理回路１２２は、光源部２から供給される照明光の出射強度を変化させるための制御が行われた後にＡ／Ｄ変換回路１２１から出力されるデジタル信号に基づいて得られた各座標値と、理想的な走査経路を示す各座標値と、を比較することにより、走査型内視鏡４の較正に用いられるデータである較正用データを取得する。そして、演算処理回路１２２は、較正用データをメモリ１６に格納することにより、走査型内視鏡４の較正に係る動作を完了する。 The arithmetic processing circuit 122 performs coordinate values obtained based on the digital signal output from the A / D conversion circuit 121 after the control for changing the emission intensity of the illumination light supplied from the light source unit 2 is performed. Is compared with each coordinate value indicating an ideal scanning path, thereby obtaining calibration data, which is data used for calibration of the scanning endoscope 4. Then, the arithmetic processing circuit 122 stores the calibration data in the memory 16, thereby completing the operation related to the calibration of the scanning endoscope 4.
以上に述べたように、本実施例によれば、例えば、ＰＳＤ１０１の受光領域ＲＡの中心部が走査されている場合に、光源部２から供給される照明光の出射強度を相対的に低めるような制御が行われることにより、Ａ／Ｄ変換回路１２１における入力電圧範囲の上限電圧値よりも大きな信号強度を具備するアナログ信号がＰＳＤ１０１から出力されることを極力抑制することができる。また、本実施例によれば、例えば、ＰＳＤ１０１の受光領域ＲＡの外周部が走査されている場合に、光源部２から供給される照明光の出射強度を相対的に高めるような制御が行われることにより、Ａ／Ｄ変換回路１２１における入力電圧範囲の下限電圧値よりも小さな信号強度を具備するアナログ信号がＰＳＤ１０１から出力されることを極力抑制することができる。従って、本実施例によれば、位置検出素子を用いて走査型内視鏡を較正する際の較正精度を従来よりも向上させることができる。 As described above, according to the present embodiment, for example, when the central portion of the light receiving region RA of the PSD 101 is scanned, the emission intensity of the illumination light supplied from the light source unit 2 is relatively lowered. By performing such control, it is possible to suppress as much as possible that an analog signal having a signal strength larger than the upper limit voltage value of the input voltage range in the A / D conversion circuit 121 is output from the PSD 101. Further, according to the present embodiment, for example, when the outer periphery of the light receiving area RA of the PSD 101 is scanned, control is performed so as to relatively increase the emission intensity of the illumination light supplied from the light source unit 2. Accordingly, it is possible to suppress as much as possible that an analog signal having a signal strength smaller than the lower limit voltage value of the input voltage range in the A / D conversion circuit 121 is output from the PSD 101. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to improve the calibration accuracy when the scanning endoscope is calibrated using the position detection element as compared with the prior art.
なお、本実施例においては、演算処理回路１２２の処理により特定された照明光の受光位置に基づき、光源部２から供給される照明光の出射強度を領域ＡＳ１、ＡＳ２及びＡＳ３毎に段階的に変化させるための制御が行われるものに限らず、例えば、光源部２から供給される照明光の出射強度を受光領域ＲＡの中心部から外周部にかけて無段階にまたは漸次増加させるための制御が行われるとともに、光源部２から供給される照明光の出射強度を受光領域ＲＡの外周部から中心部にかけて無段階にまたは漸次減少させるための制御が行われるようにしてもよい。 In the present embodiment, the emission intensity of the illumination light supplied from the light source unit 2 is stepwise for each region AS1, AS2, and AS3 based on the light receiving position of the illumination light specified by the processing of the arithmetic processing circuit 122. For example, control for increasing the emission intensity of the illumination light supplied from the light source unit 2 steplessly or gradually from the central part to the outer peripheral part of the light receiving area RA is performed. In addition, control for decreasing the emission intensity of the illumination light supplied from the light source unit 2 steplessly or gradually from the outer periphery to the center of the light receiving region RA may be performed.
また、本実施例は、光源部２から供給される照明光の出射強度を、光源部２から供給される照明光の光量に置き換えた場合であっても略同様に適用される。 Further, the present embodiment is applied in substantially the same manner even when the emission intensity of the illumination light supplied from the light source unit 2 is replaced with the amount of illumination light supplied from the light source unit 2.
一方、本実施例においては、光源部２から供給される照明光の出射強度を変化させるための制御が、ＰＳＤ１０１に照射された照明光の現在の照射位置の検出結果に基づいて行われるものに限らず、例えば、渦巻状の走査経路でＰＳＤ１０１の受光領域ＲＡを走査する際に用いられる信号波形に基づいて行われるようにしてもよい。このような変形例に係る具体的な制御について、以下に説明する。なお、以降においては、簡単のため、既述の構成等に関する具体的な説明を適宜省略するものとする。 On the other hand, in this embodiment, the control for changing the emission intensity of the illumination light supplied from the light source unit 2 is performed based on the detection result of the current irradiation position of the illumination light irradiated on the PSD 101. For example, it may be performed based on a signal waveform used when the light receiving area RA of the PSD 101 is scanned by a spiral scanning path. Specific control according to such a modification will be described below. In the following, for the sake of simplicity, a specific description of the above-described configuration and the like will be omitted as appropriate.
制御部１２は、ＰＳＤ１０１の受光領域ＲＡの走査が開始される前に、メモリ１６から読み込んだ情報に含まれる信号波形に基づき、時刻Ｔ１、Ｔ２及びＴ３に相当する各タイミングを特定するとともに、時刻Ｔ１からＴ３までの期間内において、時刻Ｔ２から時間ｔｐだけ前のタイミングに相当する時刻Ｔａと、時刻Ｔ２から時間ｔｐより短い時間ｔｑだけ前のタイミングに相当する時刻Ｔｂと、時刻Ｔ２から時間ｔｑだけ後のタイミングに相当する時刻Ｔｃと、時刻Ｔ２から時間ｔｐだけ後のタイミングに相当する時刻Ｔｄと、をそれぞれ設定する。 The control unit 12 specifies each timing corresponding to times T1, T2, and T3 based on a signal waveform included in information read from the memory 16 before scanning of the light receiving area RA of the PSD 101 is started. Within the period from T1 to T3, the time Ta corresponding to the timing before the time tp from the time T2, the time Tb corresponding to the timing before the time tq shorter than the time tp from the time T2, and the time tq from the time T2 A time Tc corresponding to the later timing and a time Td corresponding to the timing later than the time T2 by the time tp are set.
制御部１２は、前述のように特定した時刻Ｔ１〜Ｔ３と、前述のように設定した時刻Ｔａ〜Ｔｄと、に基づき、光源部２から供給される照明光の出射強度を、最小出射強度Ｐｍｉｎより大きくかつ最大出射強度Ｐｍａｘより小さい範囲内において段階的に変化させるための制御を行う。 Based on the times T1 to T3 specified as described above and the times Ta to Td set as described above, the control unit 12 sets the emission intensity of the illumination light supplied from the light source unit 2 to the minimum emission intensity Pmin. Control for changing in steps within a range larger and smaller than the maximum emission intensity Pmax is performed.
具体的には、制御部１２は、前述のように特定した時刻Ｔ１〜Ｔ３と、前述のように設定した時刻Ｔａ〜Ｔｄと、に基づき、例えば、図７に示すように、時刻Ｔ１からＴａまでの期間、及び、時刻ＴｄからＴ３までの期間において、光源部２から供給される照明光の出射強度を出射強度ＰＬに設定するための制御を行う。そして、このような制御部１２の制御に伴い、例えば、図８のような領域として示される、受光領域ＲＡの中心部に位置しかつ受光領域ＲＡの中心を中心とする略円形形状の領域ＡＣ１が渦巻状に走査される際に、出射強度ＰＬの照明光が走査型内視鏡４から出射される。図７は、第１の実施例の変形例において、照明光の出射強度を段階的に変化させる際に行われる制御の一例を説明するための図である。図８は、図７の制御に伴う照明光の出射強度の変化を説明するための図である。 Specifically, based on the times T1 to T3 specified as described above and the times Ta to Td set as described above, the control unit 12, for example, from time T1 to Ta as shown in FIG. Control for setting the emission intensity of the illumination light supplied from the light source unit 2 to the emission intensity PL is performed in the period up to and from the time Td to T3. With the control of the control unit 12, for example, a substantially circular area AC <b> 1 located at the center of the light receiving area RA and centered on the center of the light receiving area RA, which is shown as an area as shown in FIG. 8. Is scanned in a spiral shape, illumination light having an emission intensity PL is emitted from the scanning endoscope 4. FIG. 7 is a diagram for explaining an example of control performed when the emission intensity of illumination light is changed stepwise in the modification of the first embodiment. FIG. 8 is a diagram for explaining a change in emission intensity of illumination light accompanying the control of FIG.
また、制御部１２は、前述のように特定した時刻Ｔ１〜Ｔ３と、前述のように設定した時刻Ｔａ〜Ｔｄと、に基づき、例えば、図７に示すように、時刻ＴａからＴｂまでの期間、及び、時刻ＴｃからＴｄまでの期間において、光源部２から供給される照明光の出射強度を出射強度ＰＭに設定するための制御を行う。そして、このような制御部１２の制御に伴い、例えば、図８のような領域として示される、受光領域ＲＡの中間部に位置しかつ領域ＡＣ１の周囲を囲う略円環形状の領域ＡＣ２が渦巻状に走査される際に、出射強度ＰＭの照明光が走査型内視鏡４から出射される。 Moreover, the control part 12 is based on the time T1-T3 specified as mentioned above and the time Ta-Td set as mentioned above, for example, as shown in FIG. 7, the period from time Ta to Tb is shown. In the period from time Tc to Td, control for setting the emission intensity of the illumination light supplied from the light source unit 2 to the emission intensity PM is performed. With the control of the control unit 12, for example, a substantially ring-shaped region AC <b> 2 located in the middle portion of the light receiving region RA and surrounding the region AC <b> 1 shown as a region as shown in FIG. Illumination light having an emission intensity PM is emitted from the scanning endoscope 4.
また、制御部１２は、前述のように特定した時刻Ｔ１〜Ｔ３と、前述のように設定した時刻Ｔａ〜Ｔｄと、に基づき、例えば、図７に示すように、時刻ＴｂからＴｃまでの期間において、光源部２から供給される照明光の出射強度を出射強度ＰＨに設定するための制御を行う。そして、このような制御部１２の制御に伴い、例えば、図８のような領域として示される、受光領域ＲＡの外周部に位置しかつ領域ＡＣ２の周囲を囲う略円環形状の領域ＡＣ３が渦巻状に走査される際に、出射強度ＰＨの照明光が走査型内視鏡４から出射される。 Moreover, the control part 12 is based on the time T1-T3 specified as mentioned above and the time Ta-Td set as mentioned above, for example, as shown in FIG. 7, the period from time Tb to Tc is shown. The control for setting the emission intensity of the illumination light supplied from the light source unit 2 to the emission intensity PH is performed. Then, with the control of the control unit 12, for example, a substantially ring-shaped region AC <b> 3 located in the outer peripheral portion of the light receiving region RA and surrounding the region AC <b> 2, which is shown as a region as shown in FIG. 8, spirals. Illumination light having an emission intensity PH is emitted from the scanning endoscope 4.
すなわち、本変形例に係る制御部１２は、走査型内視鏡４から出射される照明光により受光領域ＲＡが渦巻状の走査経路で走査されている際に、光源部２から供給される照明光の出射強度を当該渦巻状の走査経路の中心部から外周部にかけて増加させるための制御を行うとともに、光源部２から供給される照明光の出射強度を当該渦巻状の走査経路の外周部から中心部にかけて減少させるための制御を行っている。 In other words, the control unit 12 according to the present modification uses the illumination supplied from the light source unit 2 when the light receiving region RA is scanned along the spiral scanning path by the illumination light emitted from the scanning endoscope 4. Control is performed to increase the light emission intensity from the center to the outer periphery of the spiral scanning path, and the emission intensity of the illumination light supplied from the light source unit 2 is increased from the outer periphery of the spiral scanning path. Control is performed to decrease the distance to the center.
そして、以上に述べたような本変形例に係る制御が行われた場合においても、位置検出素子を用いて走査型内視鏡を較正する際の較正精度を従来よりも向上させることができる、という作用効果が得られる。 And even when the control according to this modification as described above is performed, it is possible to improve the calibration accuracy when calibrating the scanning endoscope using the position detection element, compared to the conventional case. The effect is obtained.
なお、本変形例においては、渦巻状の走査経路でＰＳＤ１０１の受光領域ＲＡを走査する際に用いられる信号波形に基づき、光源部２から供給される照明光の出射強度を段階的に変化させるための制御が行われるものに限らず、例えば、図９及び図１０に示すように、光源部２から供給される照明光の出射強度を無段階にまたは漸次変化させるための制御が行われるようにしてもよい。図９は、第１の実施例の変形例において、照明光の出射強度を漸次かつ線形的に変化させる際に行われる制御の一例を説明するための図である。図１０は、第１の実施例の変形例において、照明光の出射強度を漸次かつ非線形的に変化させる際に行われる制御の一例を説明するための図である。 In this modification, in order to change the emission intensity of the illumination light supplied from the light source unit 2 stepwise based on the signal waveform used when scanning the light receiving area RA of the PSD 101 with the spiral scanning path. For example, as shown in FIG. 9 and FIG. 10, control for changing the emission intensity of the illumination light supplied from the light source unit 2 steplessly or gradually is performed. May be. FIG. 9 is a diagram for explaining an example of control performed when the emission intensity of illumination light is gradually and linearly changed in the modification of the first embodiment. FIG. 10 is a diagram for explaining an example of control performed when the emission intensity of illumination light is gradually and nonlinearly changed in the modification of the first embodiment.
具体的には、例えば、図９に示すように、時刻Ｔ１からＴ２までの期間において、光源部２から供給される照明光の出射強度を出射強度ＰＬからＰＨへ漸次かつ線形的に増加させてゆくような制御が行われ、時刻Ｔ２からＴ３までの期間において、光源部２から供給される照明光の出射強度を出射強度ＰＨからＰＬへ漸次かつ線形的に減少させてゆくような制御が行われるようにしてもよい。 Specifically, for example, as shown in FIG. 9, in the period from time T1 to T2, the emission intensity of the illumination light supplied from the light source unit 2 is gradually and linearly increased from the emission intensity PL to PH. In the period from time T2 to T3, control is performed such that the emission intensity of the illumination light supplied from the light source unit 2 is gradually and linearly decreased from the emission intensity PH to PL. You may be made to be.
または、例えば、図１０に示すように、時刻Ｔ１からＴ２までの期間において、光源部２から供給される照明光の出射強度を出射強度ＰＬからＰＨへ漸次かつ非線形的に増加させてゆくような制御が行われ、時刻Ｔ２からＴ３までの期間において、光源部２から供給される照明光の出射強度を出射強度ＰＨからＰＬへ漸次かつ非線形的に減少させてゆくような制御が行われるようにしてもよい。 Or, for example, as shown in FIG. 10, during the period from time T1 to T2, the emission intensity of the illumination light supplied from the light source unit 2 is gradually and nonlinearly increased from the emission intensity PL to PH. In the period from time T2 to T3, control is performed such that the emission intensity of the illumination light supplied from the light source unit 2 is gradually and nonlinearly decreased from the emission intensity PH to PL. May be.
（第２の実施例）
図１１及び図１２は、本発明の第２の実施例に係るものである。
(Second embodiment)
11 and 12 relate to a second embodiment of the present invention.
なお、本実施例は、第１の実施例と同様の構成を有する走査型内視鏡システム１において、ＰＳＤ１０１の受光領域ＲＡを走査する際に光源部２から供給される照明光の出射強度を第１の実施例とは異なる制御により変化させるものである。そのため、本実施例においては、走査型内視鏡システム１の各部の構成に関する詳細な説明を省略するとともに、走査型内視鏡システム１の動作に関する部分に主眼を置いて説明を行う。 In this embodiment, in the scanning endoscope system 1 having the same configuration as that of the first embodiment, the emission intensity of the illumination light supplied from the light source unit 2 when scanning the light receiving area RA of the PSD 101 is set. It is changed by control different from that of the first embodiment. For this reason, in this embodiment, a detailed description of the configuration of each part of the scanning endoscope system 1 will be omitted, and the description will be made with a focus on the operation related to the scanning endoscope system 1.
また、本実施例においては、Ａ／Ｄ変換回路１２１のフルスケール電圧が最小電圧値Ｖｍｉｎから最大電圧値Ｖｍａｘまでの範囲で設定されているとともに、当該フルスケール電圧の範囲内において、ＰＳＤ１０１から出力されるアナログ信号を好適に量子化することが可能なＡ／Ｄ変換回路１２１の入力電圧範囲の下限電圧値ＶＬ及び上限電圧値ＶＨが設定されている場合を例に挙げて説明を行う。 In this embodiment, the full scale voltage of the A / D conversion circuit 121 is set in the range from the minimum voltage value Vmin to the maximum voltage value Vmax, and output from the PSD 101 within the range of the full scale voltage. The case where the lower limit voltage value VL and the upper limit voltage value VH of the input voltage range of the A / D conversion circuit 121 capable of suitably quantizing the analog signal to be set is described as an example.
作業者は、走査型内視鏡システム１の各部を接続して電源を投入した後、走査型内視鏡４の先端部をＰＳＤ１０１の受光面に対向する位置に配置した状態において、入力装置１１のキャリブレーションスイッチを操作することにより、走査型内視鏡４の較正に係る動作を実施させるための指示を行う。 The operator connects each part of the scanning endoscope system 1 and turns on the power. Then, the operator places the tip of the scanning endoscope 4 at a position facing the light receiving surface of the PSD 101, and the input device 11. By operating the calibration switch, an instruction for performing an operation related to calibration of the scanning endoscope 4 is performed.
制御部１２は、走査型内視鏡システム１の電源が投入された際に、メモリ１６に格納されている情報を読み込む。また、制御部１２は、キャリブレーションスイッチが操作されたことを検知した際に、メモリ１６に格納されている情報に基づき、渦巻状の走査経路でＰＳＤ１０１の受光領域ＲＡを走査するための制御を行う。そして、このような制御部１２の制御に伴い、走査型内視鏡４から出射される照明光の受光位置に応じて生成されたアナログ信号がＰＳＤ１０１から出力され、当該アナログ信号に応じたデジタルデータを有するデジタル信号がＡ／Ｄ変換回路１２１から出力され、当該デジタル信号に基づいて受光領域ＲＡにおける照明光の受光位置を座標値として特定するための処理が演算処理回路１２２により行われる。 The control unit 12 reads information stored in the memory 16 when the power of the scanning endoscope system 1 is turned on. Further, when the control unit 12 detects that the calibration switch has been operated, the control unit 12 performs control for scanning the light receiving area RA of the PSD 101 along the spiral scanning path based on the information stored in the memory 16. Do. An analog signal generated according to the light receiving position of the illumination light emitted from the scanning endoscope 4 in accordance with the control of the control unit 12 is output from the PSD 101, and digital data corresponding to the analog signal is output. Is output from the A / D conversion circuit 121, and the arithmetic processing circuit 122 performs processing for specifying the light receiving position of the illumination light in the light receiving region RA as a coordinate value based on the digital signal.
制御部１２は、Ａ／Ｄ変換回路１２１から出力されるデジタル信号に基づき、Ａ／Ｄ変換回路１２１に入力されるアナログ信号により示される電圧値である入力電圧値Ｖｉの時間的な変動をモニタリングすることにより、当該入力電圧値ＶｉがＡ／Ｄ変換回路１２１の入力電圧範囲から逸脱しないように、光源部２から供給される照明光の出射強度を変化させるための制御を行う。このような制御の具体例について、図１１及び図１２を参照しつつ以下に説明する。図１１は、第２の実施例において、照明光の出射強度を変化させる際に行われる制御の一例を説明するための図である。図１２は、図１１の制御を行う際に参照される入力電圧値Ｖｉの時間的な変動の一例を示す図である。 Based on the digital signal output from the A / D conversion circuit 121, the control unit 12 monitors temporal changes in the input voltage value Vi that is a voltage value indicated by the analog signal input to the A / D conversion circuit 121. Thus, control is performed to change the emission intensity of the illumination light supplied from the light source unit 2 so that the input voltage value Vi does not deviate from the input voltage range of the A / D conversion circuit 121. A specific example of such control will be described below with reference to FIGS. 11 and 12. FIG. 11 is a diagram for explaining an example of control performed when the emission intensity of illumination light is changed in the second embodiment. FIG. 12 is a diagram illustrating an example of temporal variation of the input voltage value Vi referred to when the control of FIG. 11 is performed.
制御部１２は、例えば、図１１に示すように、時刻Ｔ１において、光源部２から供給される照明光の出射強度を、最小出射強度Ｐｍｉｎより大きくかつ最大出射強度Ｐｍａｘより小さい出射強度ＰＴＬから、当該出射強度ＰＴＬより大きくかつ最大出射強度Ｐｍａｘより小さい出射強度ＰＴＭに漸次増加させるための制御を行う。そして、このような制御によれば、例えば、図１２に示すように、入力電圧値Ｖｉの大きさが上限電圧値ＶＨから漸次減少してゆく。 For example, as shown in FIG. 11, the control unit 12 sets the emission intensity of the illumination light supplied from the light source unit 2 from the emission intensity PTL larger than the minimum emission intensity Pmin and smaller than the maximum emission intensity Pmax at time T1. Control for gradually increasing the emission intensity PTM to be larger than the emission intensity PTL and smaller than the maximum emission intensity Pmax is performed. According to such control, for example, as shown in FIG. 12, the magnitude of the input voltage value Vi gradually decreases from the upper limit voltage value VH.
制御部１２は、入力電圧値Ｖｉの時間的な変動をモニタリングすることにより、例えば、図１１及び図１２に示すように、時刻Ｔ１よりも後でありかつ時刻Ｔ２よりも前のタイミングである時刻Ｔｅにおいて、入力電圧値Ｖｉの大きさが、上限電圧値ＶＨよりも小さな電圧閾値ＶＨＴに達したことを検出した際に、光源部２から供給される照明光の出射強度を出射強度ＰＴＭに維持させるための制御を行う。そして、このような制御によれば、例えば、図１２に示すように、入力電圧値Ｖｉの大きさが電圧閾値ＶＨＴから漸次減少してゆく。 For example, as shown in FIGS. 11 and 12, the control unit 12 monitors the time variation of the input voltage value Vi, for example, a time after the time T1 and before the time T2. At Te, when it is detected that the magnitude of the input voltage value Vi has reached a voltage threshold value VHT smaller than the upper limit voltage value VH, the emission intensity of the illumination light supplied from the light source unit 2 is maintained at the emission intensity PTM. Control to make it happen. According to such control, for example, as shown in FIG. 12, the magnitude of the input voltage value Vi gradually decreases from the voltage threshold value VHT.
ここで、ＰＳＤ１０１とＡ／Ｄ変換回路１２１との組み合わせ次第では、例えば、光源部２から供給される照明光の出射強度を出射強度ＰＴＭに維持したまま受光領域ＲＡの走査を続けた際に、入力電圧値Ｖｉの大きさが下限電圧値ＶＬよりも小さくなることにより、渦巻状の走査経路の最外周付近に照射された照明光の照射位置を正確に特定することができなくなってしまう場合がある、という問題が発生する。 Here, depending on the combination of the PSD 101 and the A / D conversion circuit 121, for example, when the scanning of the light receiving region RA is continued while the emission intensity of the illumination light supplied from the light source unit 2 is maintained at the emission intensity PTM, If the magnitude of the input voltage value Vi is smaller than the lower limit voltage value VL, the irradiation position of the illumination light irradiated near the outermost periphery of the spiral scanning path may not be accurately specified. The problem that there is.
これに対し、本実施例においては、中心点Ａから最外点Ｂへ向かう第１の渦巻状の走査経路で受光領域ＲＡを走査している期間中に、入力電圧値Ｖｉの大きさが漸次減少して下限電圧値ＶＬに近づいたことを検出した際に、光源部２から供給される照明光の出射強度を増加させるための制御を行うことにより、前述のような問題の発生を防ぐようにしている。 On the other hand, in the present embodiment, the magnitude of the input voltage value Vi gradually increases during the period in which the light receiving region RA is scanned by the first spiral scanning path from the center point A to the outermost point B. In order to prevent the above-described problem from occurring by performing control for increasing the emission intensity of the illumination light supplied from the light source unit 2 when it is detected that the voltage has decreased and approached the lower limit voltage value VL. I have to.
具体的には、制御部１２は、入力電圧値Ｖｉの時間的な変動をモニタリングすることにより、時刻Ｔｅよりも後でありかつ時刻Ｔ２よりも前のタイミングである時刻Ｔｆにおいて、入力電圧値Ｖｉの大きさが、電圧閾値ＶＨＴよりも小さくかつ下限電圧値ＶＬよりも大きな電圧閾値ＶＬＴに達したことを検出した際に、光源部２から供給される照明光の出射強度を、出射強度ＰＴＭから、当該出射強度ＰＴＭより大きくかつ最大出射強度Ｐｍａｘより小さい出射強度ＰＴＨに漸次増加させるための制御を行う。そして、このような制御によれば、例えば、図１１及び図１２に示すように、時刻Ｔｆから時刻Ｔ２までの期間における入力電圧値Ｖｉの大きさの時間的な減少度合いを、時刻Ｔｅから時刻Ｔｆまでの期間における入力電圧値Ｖｉの大きさの時間的な減少度合いに比べて緩やかにすることができ、その結果、入力電圧値Ｖｉの大きさが漸次減少して下限電圧値ＶＬよりも小さくなることを防ぐことができる。 Specifically, the control unit 12 monitors the temporal variation of the input voltage value Vi, so that the input voltage value Vi at time Tf that is later than time Te and before time T2. Is detected from the emission intensity PTM when the illumination intensity supplied from the light source unit 2 is detected to have reached the voltage threshold value VLT smaller than the voltage threshold value VHT and larger than the lower limit voltage value VL. Then, control for gradually increasing the emission intensity PTH larger than the emission intensity PTM and smaller than the maximum emission intensity Pmax is performed. According to such control, for example, as shown in FIGS. 11 and 12, the degree of temporal decrease in the magnitude of the input voltage value Vi in the period from time Tf to time T2 is set from time Te to time. Compared to the temporal decrease degree of the magnitude of the input voltage value Vi in the period up to Tf, the magnitude of the input voltage value Vi gradually decreases and becomes smaller than the lower limit voltage value VL. Can be prevented.
一方、制御部１２は、例えば、図１１に示すように、時刻Ｔ２において、光源部２から供給される照明光の出射強度を出射強度ＰＴＨから出射強度ＰＴＭに漸次減少させるための制御を行う。そして、このような制御によれば、例えば、図１２に示すように、入力電圧値Ｖｉの大きさが下限電圧値ＶＬから漸次増加してゆく。 On the other hand, for example, as shown in FIG. 11, the control unit 12 performs control for gradually reducing the emission intensity of the illumination light supplied from the light source unit 2 from the emission intensity PTH to the emission intensity PTM at time T2. According to such control, for example, as shown in FIG. 12, the magnitude of the input voltage value Vi gradually increases from the lower limit voltage value VL.
制御部１２は、入力電圧値Ｖｉの時間的な変動をモニタリングすることにより、例えば、図１１及び図１２に示すように、時刻Ｔ２よりも後でありかつ時刻Ｔ３よりも前のタイミングである時刻Ｔｇにおいて、入力電圧値Ｖｉの大きさが電圧閾値ＶＬＴに達したことを検出した際に、光源部２から供給される照明光の出射強度を出射強度ＰＴＭに維持させるための制御を行う。そして、このような制御によれば、例えば、図１２に示すように、入力電圧値Ｖｉの大きさが電圧閾値ＶＬＴから漸次増加してゆく。 For example, as shown in FIG. 11 and FIG. 12, the control unit 12 monitors the time variation of the input voltage value Vi, for example, a time that is after the time T2 and before the time T3. At Tg, when it is detected that the magnitude of the input voltage value Vi has reached the voltage threshold value VLT, control is performed to maintain the emission intensity PTM of the illumination light supplied from the light source unit 2 at the emission intensity PTM. According to such control, for example, as shown in FIG. 12, the magnitude of the input voltage value Vi gradually increases from the voltage threshold value VLT.
ここで、ＰＳＤ１０１とＡ／Ｄ変換回路１２１との組み合わせ次第では、例えば、光源部２から供給される照明光の出射強度を出射強度ＰＴＭに維持したまま受光領域ＲＡの走査を続けた際に、入力電圧値Ｖｉの大きさが上限電圧値ＶＨよりも大きくなることにより、渦巻状の走査経路の中心部付近に照射された照明光の照射位置を正確に特定することができなくなってしまう場合がある、という問題が発生する。 Here, depending on the combination of the PSD 101 and the A / D conversion circuit 121, for example, when the scanning of the light receiving region RA is continued while the emission intensity of the illumination light supplied from the light source unit 2 is maintained at the emission intensity PTM, When the magnitude of the input voltage value Vi is larger than the upper limit voltage value VH, the irradiation position of the illumination light irradiated near the center of the spiral scanning path may not be accurately specified. The problem that there is.
これに対し、本実施例においては、最外点Ｂから中心点Ａへ向かう第２の渦巻状の走査経路で受光領域ＲＡを走査している期間中に、入力電圧値Ｖｉの大きさが漸次増加して上限電圧値ＶＨに近づいたことを検出した際に、光源部２から供給される照明光の出射強度を減少させるための制御を行うことにより、前述のような問題の発生を防ぐようにしている。 On the other hand, in the present embodiment, the magnitude of the input voltage value Vi gradually increases during the period in which the light receiving region RA is scanned by the second spiral scanning path from the outermost point B to the center point A. When it is detected that the voltage value has increased and approached the upper limit voltage value VH, control for reducing the emission intensity of the illumination light supplied from the light source unit 2 is performed to prevent the above-described problem from occurring. I have to.
具体的には、制御部１２は、入力電圧値Ｖｉの時間的な変動をモニタリングすることにより、時刻Ｔｇよりも後でありかつ時刻Ｔ３よりも前のタイミングである時刻Ｔｈにおいて、入力電圧値Ｖｉの大きさが電圧閾値ＶＨＴに達したことを検出した際に、光源部２から供給される照明光の出射強度を出射強度ＰＴＭから出射強度ＰＴＬに漸次減少させるための制御を行う。そして、このような制御によれば、例えば、図１１及び図１２に示すように、時刻Ｔｈから時刻Ｔ３までの期間における入力電圧値Ｖｉの大きさの時間的な増加度合いを、時刻Ｔｇから時刻Ｔｈまでの期間における入力電圧値Ｖｉの大きさの時間的な増加度合いに比べて緩やかにすることができ、その結果、入力電圧値Ｖｉの大きさが漸次増加して上限電圧値ＶＨよりも大きくなることを防ぐことができる。 Specifically, the control unit 12 monitors the temporal variation of the input voltage value Vi, so that the input voltage value Vi at time Th that is after the time Tg and before the time T3. When it is detected that the intensity of the light reaches the voltage threshold value VHT, control is performed to gradually decrease the emission intensity of the illumination light supplied from the light source unit 2 from the emission intensity PTM to the emission intensity PTL. According to such control, for example, as shown in FIG. 11 and FIG. 12, the degree of increase in the magnitude of the input voltage value Vi in the period from time Th to time T3 is changed from time Tg to time. The magnitude of the input voltage value Vi during the period up to Th can be made moderate compared with the time, and as a result, the magnitude of the input voltage value Vi gradually increases and becomes larger than the upper limit voltage value VH. Can be prevented.
すなわち、本実施例に係る制御部１２は、受光領域ＲＡの走査に伴い、入力電圧値Ｖｉが時間的に減少して下限電圧値ＶＬに近づいたことを検出した際に、光源部２から供給される照明光の出射強度を出射強度ＰＴＭから出射強度ＰＴＨに増加させるための制御を行っている。また、本実施例に係る制御部１２は、受光領域ＲＡの走査に伴い、入力電圧値Ｖｉが時間的に増加して上限電圧値ＶＨに近づいたことを検出した際に、光源部２から供給される照明光の出射強度を出射強度ＰＴＭから出射強度ＰＴＬに減少させるための制御を行っている。 That is, the control unit 12 according to the present embodiment supplies the light source unit 2 from the light source unit 2 when it detects that the input voltage value Vi decreases with time and approaches the lower limit voltage value VL along with the scanning of the light receiving region RA. Control is performed to increase the intensity of the emitted illumination light from the intensity PTM to the intensity PTH. Further, when the control unit 12 according to the present embodiment detects that the input voltage value Vi increases with time and approaches the upper limit voltage value VH as the light-receiving region RA is scanned, the control unit 12 supplies from the light source unit 2. Control is performed to decrease the emission intensity of the illumination light to be emitted from the emission intensity PTM to the emission intensity PTL.
そして、以上に述べたような本実施例に係る制御が行われた場合においても、位置検出素子を用いて走査型内視鏡を較正する際の較正精度を従来よりも向上させることができる、という第１の実施例と同様の作用効果が得られる。 And even when the control according to the present embodiment as described above is performed, it is possible to improve the calibration accuracy when calibrating the scanning endoscope using the position detection element, compared to the conventional case. The same effect as the first embodiment can be obtained.
なお、本発明は、上述した各実施例及び変形例に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更や応用が可能であることは勿論である。 It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments and modifications, and various modifications and applications can be made without departing from the spirit of the invention.
１ 走査型内視鏡システム
２ 光源部
３ 光ファイバ
４ 走査型内視鏡
５ アクチュエータ部
６ 走査駆動部
７ 光ファイババンドル
８ 光検出部
９ 画像生成部
１０ 表示装置
１１ 入力装置
１２ 制御部
１６ メモリ
１０１ ＰＳＤ
１２１ Ａ／Ｄ変換回路
１２２ 演算処理回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Scanning endoscope system 2 Light source part 3 Optical fiber 4 Scanning endoscope 5 Actuator part 6 Scan drive part 7 Optical fiber bundle 8 Optical detection part 9 Image generation part 10 Display apparatus 11 Input apparatus 12 Control part 16 Memory 101 PSD
121 A / D conversion circuit 122 arithmetic processing circuit
Claims (5)
前記走査型内視鏡から出射される前記照明光を受光領域で受光した際の受光位置に応じて異なる電圧または電流を発生する位置検出素子から出力されるアナログ信号を量子化してデジタル信号として出力するように構成された量子化部と、
前記受光領域が前記被写体として走査されている際に、前記量子化部におけるフルスケール電圧よりも狭い所定の入力電圧範囲から逸脱した信号強度を有する前記アナログ信号が前記位置検出素子から出力されないように、前記光源部から供給される前記照明光の出射強度を変化させるための制御を行う制御部と、
を有することを特徴とする走査型内視鏡システム。 A scanning endoscope configured to scan a subject with illumination light supplied from a light source unit;
An analog signal output from a position detection element that generates a different voltage or current according to a light receiving position when the illumination light emitted from the scanning endoscope is received by a light receiving region is quantized and output as a digital signal. A quantization unit configured to:
When the light receiving region is scanned as the subject, the analog signal having a signal intensity deviating from a predetermined input voltage range narrower than the full scale voltage in the quantization unit is not output from the position detection element. A control unit that performs control for changing an emission intensity of the illumination light supplied from the light source unit;
A scanning endoscope system comprising:
前記制御部は、前記位置特定部の処理により特定された前記照明光の受光位置に基づき、前記光源部から供給される前記照明光の出射強度を前記受光領域の中心部から外周部にかけて増加させるための制御を行うとともに、前記光源部から供給される前記照明光の出射強度を前記受光領域の外周部から中心部にかけて減少させるための制御を行う
ことを特徴とする請求項１に記載の走査型内視鏡システム。 Based on the digital signal output from the quantization unit, further comprising a position specifying unit that performs processing for specifying the light receiving position of the illumination light in the light receiving region,
The control unit increases an emission intensity of the illumination light supplied from the light source unit from a central part to an outer peripheral part of the light receiving region based on the light receiving position of the illumination light specified by the processing of the position specifying unit. 2. The scanning according to claim 1, wherein control for reducing the emission intensity of the illumination light supplied from the light source unit from the outer periphery to the center of the light receiving region is performed. Type endoscope system.
ことを特徴とする請求項１に記載の走査型内視鏡システム。 The control unit determines an emission intensity of the illumination light supplied from the light source unit when the light receiving region is scanned by a spiral scanning path by the illumination light emitted from the scanning endoscope. Control is performed to increase from the center to the outer periphery of the spiral scanning path, and the emission intensity of the illumination light supplied from the light source unit is decreased from the outer periphery to the center of the spiral scanning path. The scanning endoscope system according to claim 1, wherein control is performed.
ことを特徴とする請求項１に記載の走査型内視鏡システム。 The control unit is configured such that an input voltage value, which is a voltage value indicated by the analog signal input to the quantization unit, decreases with time as the light receiving region is scanned, and the lower limit value of the predetermined input voltage range. When it is detected that the light intensity is approaching, control is performed to increase the emission intensity of the illumination light supplied from the light source unit from the current emission intensity. Is a control for reducing the emission intensity of the illumination light supplied from the light source unit from the current emission intensity when it is detected that the time has increased with time and approaches the upper limit of the predetermined input voltage range. The scanning endoscope system according to claim 1, wherein:
量子化部が、前記走査型内視鏡から出射される前記照明光を受光領域で受光した際の受光位置に応じて異なる電圧または電流を発生する位置検出素子から出力されるアナログ信号を量子化してデジタル信号として出力するステップと、
制御部が、前記受光領域が前記被写体として走査されている際に、前記量子化部におけるフルスケール電圧よりも狭い所定の入力電圧範囲から逸脱した信号強度を有する前記アナログ信号が前記位置検出素子から出力されないように、前記光源部から供給される前記照明光の出射強度を変化させるための制御を行うステップと、
較正部が、前記受光領域における前記照明光の受光位置に基づいて前記走査型内視鏡の較正に用いられる情報を取得するステップと、
を有することを特徴とする走査型内視鏡の較正方法。 A scanning endoscope calibration method configured to scan a subject with illumination light supplied from a light source unit,
A quantization unit quantizes an analog signal output from a position detection element that generates a different voltage or current according to a light receiving position when the illumination light emitted from the scanning endoscope is received by a light receiving region. And outputting as a digital signal
When the light receiving region is scanned as the subject, the control unit causes the analog signal having a signal intensity deviating from a predetermined input voltage range narrower than a full-scale voltage in the quantization unit to be output from the position detection element. Performing control for changing the emission intensity of the illumination light supplied from the light source unit so as not to be output;
A calibration unit acquiring information used for calibrating the scanning endoscope based on a light receiving position of the illumination light in the light receiving region;
A method for calibrating a scanning endoscope, comprising:
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Citations (8)
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|---|---|---|---|---|
| JP2012110479A (en) * | 2010-11-24 | 2012-06-14 | Hoya Corp | Scanning type confocal endoscopic system |
| JP2012143264A (en) * | 2011-01-06 | 2012-08-02 | Hoya Corp | Calibration device and calibration method |
| JP2012143265A (en) * | 2011-01-06 | 2012-08-02 | Hoya Corp | Calibration device and calibration method |
| WO2013089053A1 (en) * | 2011-12-12 | 2013-06-20 | Hoya株式会社 | Scanning endoscope system |
| WO2013111604A1 (en) * | 2012-01-26 | 2013-08-01 | オリンパス株式会社 | Light scanning observation device |
| WO2014020943A1 (en) * | 2012-07-30 | 2014-02-06 | オリンパスメディカルシステムズ株式会社 | Endoscope system |
| JP2014046141A (en) * | 2012-09-04 | 2014-03-17 | Hoya Corp | Scanning type co-focal endoscope system, and processor for scanning type co-focal endoscope |
| JP2014061227A (en) * | 2012-09-24 | 2014-04-10 | Hoya Corp | Scanning type confocal endoscope system |
-
2015
- 2015-06-09 JP JP2015116866A patent/JP6444812B2/en active Active
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012110479A (en) * | 2010-11-24 | 2012-06-14 | Hoya Corp | Scanning type confocal endoscopic system |
| JP2012143264A (en) * | 2011-01-06 | 2012-08-02 | Hoya Corp | Calibration device and calibration method |
| JP2012143265A (en) * | 2011-01-06 | 2012-08-02 | Hoya Corp | Calibration device and calibration method |
| WO2013089053A1 (en) * | 2011-12-12 | 2013-06-20 | Hoya株式会社 | Scanning endoscope system |
| WO2013111604A1 (en) * | 2012-01-26 | 2013-08-01 | オリンパス株式会社 | Light scanning observation device |
| WO2014020943A1 (en) * | 2012-07-30 | 2014-02-06 | オリンパスメディカルシステムズ株式会社 | Endoscope system |
| JP2014046141A (en) * | 2012-09-04 | 2014-03-17 | Hoya Corp | Scanning type co-focal endoscope system, and processor for scanning type co-focal endoscope |
| JP2014061227A (en) * | 2012-09-24 | 2014-04-10 | Hoya Corp | Scanning type confocal endoscope system |
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