JP2017064270A - 走査型内視鏡装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】走査部が設けられた先端部が押圧された場合においても、歪みの少ない画像を生成することができる走査型内視鏡装置を提供する。
【解決手段】最初は押圧無しの状態のキャリブレーションデータD1を用いて画像生成部はモニタに表示する画像信号を生成し(S8)、計測した駆動電流に基づき押圧有りと判定した場合には(S10)、推定(検出)した押圧力に応じたキャリブレーションデータDiを生成し(S11)、モニタに表示する画像信号を生成する。
【選択図】図9
【解決手段】最初は押圧無しの状態のキャリブレーションデータD1を用いて画像生成部はモニタに表示する画像信号を生成し(S8)、計測した駆動電流に基づき押圧有りと判定した場合には(S10)、推定(検出)した押圧力に応じたキャリブレーションデータDiを生成し(S11)、モニタに表示する画像信号を生成する。
【選択図】図9
Description
本発明は、被検体を走査する照射光を検出して画像信号を生成する走査型内視鏡装置に関する。
近年、医療分野等において内視鏡が広く用いられるようになっている。また、被検体内に挿入される挿入部を細径化するために種々の技術が提案されている。そのような技術の一例として、走査型内視鏡装置がある。
例えば、従来例としての特許5097270号公報は、スキャナ(又は走査部)の走査軌跡の変化に由来する出力画像の歪みを解消するために、スキャナを形成する圧電体に機械的変位が起こった際の光ファイバの振幅に対応する信号を検出し、スキャナを駆動する駆動信号を調整する走査型内視鏡装置を開示している。
例えば、従来例としての特許5097270号公報は、スキャナ(又は走査部)の走査軌跡の変化に由来する出力画像の歪みを解消するために、スキャナを形成する圧電体に機械的変位が起こった際の光ファイバの振幅に対応する信号を検出し、スキャナを駆動する駆動信号を調整する走査型内視鏡装置を開示している。
上記従来例は、走査型内視鏡におけるスキャナが設けられた先端部が押圧された場合に軌道(又は軌跡)が変化することについて言及している。しかしながら、押圧に起因する様々な類型の画像の歪みを分析し十分に除去することについては開示していない。
本発明は上述した点に鑑みてなされたもので、走査部が設けられた先端部が押圧された場合においても、歪みの少ない画像を生成することができる走査型内視鏡装置を提供することを目的とする。
本発明は上述した点に鑑みてなされたもので、走査部が設けられた先端部が押圧された場合においても、歪みの少ない画像を生成することができる走査型内視鏡装置を提供することを目的とする。
本発明の一態様の走査型内視鏡装置は、照射光を発生する光源部と、第1端部に入射した前記照射光を走査型内視鏡の先端部に配置された第2端部に導光する導光部と、前記先端部に配置され、前記第2端部を渦巻き軌道を描くように振動させる走査部と、前記照射光が照射された被検体からの戻り光を検出する検出部と、前記検出光に応じて画像信号を生成する画像信号生成部と、を有し、前記画像生成部は、前記画像信号を生成する際のキャリブレーションに用いることができる複数のキャリブレーションデータを保持するメモリと、前記先端部が押圧された押圧状況に基づいて、前記複数のキャリブレーションデータの少なくとも1つを用いて前記画像信号を生成する演算部と、を有する。
本発明によれば、走査部が設けられた先端部が押圧された場合においても、歪みの少ない画像を生成することができる。
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
(第1の実施形態)
図1に示すように本発明の第1の実施形態の走査型内視鏡装置1は、照射光(又は照明光)を走査する走査型内視鏡2と、走査型内視鏡2が着脱自在に接続される本体装置(又は走査型内視鏡制御装置)3と、本体装置3に接続される表示装置(又は表示部)としてのモニタ4と、を有する。
走査型内視鏡2は、被検体5の体内又は体腔内に挿入可能な細長の形状及び可撓性を備える挿入部6を有し、挿入部6の基端(後端)には、走査型内視鏡2を本体装置3のコネクタ受け8に着脱自在に接続するためのコネクタ7が設けられている。
また、挿入部6は、硬質の先端部11と、その後端からコネクタ7に延びる、可撓性を有する可撓管部12と、を有する。なお、先端部11と可撓管部12との間に、湾曲自在の湾曲部を設け、可撓管部12とコネクタ7との間に湾曲部を湾曲する操作ノブ等を設けた操作部を設けるようにしても良い。
(第1の実施形態)
図1に示すように本発明の第1の実施形態の走査型内視鏡装置1は、照射光(又は照明光)を走査する走査型内視鏡2と、走査型内視鏡2が着脱自在に接続される本体装置(又は走査型内視鏡制御装置)3と、本体装置3に接続される表示装置(又は表示部)としてのモニタ4と、を有する。
走査型内視鏡2は、被検体5の体内又は体腔内に挿入可能な細長の形状及び可撓性を備える挿入部6を有し、挿入部6の基端(後端)には、走査型内視鏡2を本体装置3のコネクタ受け8に着脱自在に接続するためのコネクタ7が設けられている。
また、挿入部6は、硬質の先端部11と、その後端からコネクタ7に延びる、可撓性を有する可撓管部12と、を有する。なお、先端部11と可撓管部12との間に、湾曲自在の湾曲部を設け、可撓管部12とコネクタ7との間に湾曲部を湾曲する操作ノブ等を設けた操作部を設けるようにしても良い。
先端部11は、硬質の筒状部材としての円筒部材13を有し、この円筒部材13の後端に可撓性の円筒チューブの先端が連結され、この円筒チューブの後端は、コネクタ7に固定されている。なお、円筒チューブを設けない構造にしても良い。
挿入部6内には、照射光(又は照明光)を導光する導光部を形成する光ファイバ15が挿通され、この光ファイバ15の基端(後端)は、コネクタ7において本体装置3内部の光ファイバ15bと接続される。そして、本体装置3内部の光源部を形成する光源ユニット31において発生した照射光が光ファイバ15bを経て光ファイバ15の基端に入射される。光ファイバ15により導光された照射光は、光ファイバ15の出射端となる先端面から、該先端面に対向して円筒部材13の先端に取り付けられた集光する集光レンズ16を経て、被検体5内の観察対象となる検査部位に向けて照射光が出射される。
円筒部材13の内側には、光ファイバ15の先端側を、該光ファイバ15の長手方向(図1ではZ軸方向)と直交する方向に渦巻き軌道(又は螺旋軌道)を描くように振動させて、出射光を走査する走査部(又は走査ユニット)14を構成するアクチュエータ17が配置されている。なお、走査部14は、主に光ファイバ15の先端側に設けられたアクチュエータ17と、アクチュエータ17により振動される光ファイバ15の先端側部分とにより形成される。
挿入部6内には、照射光(又は照明光)を導光する導光部を形成する光ファイバ15が挿通され、この光ファイバ15の基端(後端)は、コネクタ7において本体装置3内部の光ファイバ15bと接続される。そして、本体装置3内部の光源部を形成する光源ユニット31において発生した照射光が光ファイバ15bを経て光ファイバ15の基端に入射される。光ファイバ15により導光された照射光は、光ファイバ15の出射端となる先端面から、該先端面に対向して円筒部材13の先端に取り付けられた集光する集光レンズ16を経て、被検体5内の観察対象となる検査部位に向けて照射光が出射される。
円筒部材13の内側には、光ファイバ15の先端側を、該光ファイバ15の長手方向(図1ではZ軸方向)と直交する方向に渦巻き軌道(又は螺旋軌道)を描くように振動させて、出射光を走査する走査部(又は走査ユニット)14を構成するアクチュエータ17が配置されている。なお、走査部14は、主に光ファイバ15の先端側に設けられたアクチュエータ17と、アクチュエータ17により振動される光ファイバ15の先端側部分とにより形成される。
このアクチュエータ17は、挿入部6内を挿通された駆動線18a,18bを介して本体装置3内部の駆動ユニット32から駆動信号(又は駆動電圧)が印加されることにより、長手方向に伸縮する。
このアクチュエータ17は、その基端が保持部材19により保持され、この保持部材19の円板又は円柱状の外周面は円筒部材13の内面に固定されている。光ファイバ15とアクチュエータ17は、接合部材又は支持部材としてのフェルール20(図2参照)により接合されている。
図2は図1のA−A線断面によりアクチュエータ17の周辺部の構成を示す。図2に示すように(円筒部材13における)中心軸Oに沿って配置される断面が正方形の直方体形状の硬質の接合部材としてのフェルール20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。
フェルール20には、中心軸Oに沿って設けた孔に光ファイバ15が固定され、Z軸と直交するY軸方向(紙面の上下又は垂直方向)の両側面と、X軸方向(紙面の左右又は水平方向)の両側面とにアクチュエータ17を形成するアクチュエータ素子17a、17bと17c、17dが取り付けられている。
このアクチュエータ17は、その基端が保持部材19により保持され、この保持部材19の円板又は円柱状の外周面は円筒部材13の内面に固定されている。光ファイバ15とアクチュエータ17は、接合部材又は支持部材としてのフェルール20(図2参照)により接合されている。
図2は図1のA−A線断面によりアクチュエータ17の周辺部の構成を示す。図2に示すように(円筒部材13における)中心軸Oに沿って配置される断面が正方形の直方体形状の硬質の接合部材としてのフェルール20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。
フェルール20には、中心軸Oに沿って設けた孔に光ファイバ15が固定され、Z軸と直交するY軸方向(紙面の上下又は垂直方向)の両側面と、X軸方向(紙面の左右又は水平方向)の両側面とにアクチュエータ17を形成するアクチュエータ素子17a、17bと17c、17dが取り付けられている。
各アクチュエータ素子は、例えば圧電素子により構成され、圧電素子の両面の電極(図示略)への駆動信号の印加により、長手方向(図1においてZ軸方向)に伸縮する。従って、基端が保持又は固定された状態で、例えばアクチュエータ素子17a,17bに駆動線18aを介して(一方を伸張、他方を収縮させる)駆動信号(又は駆動電圧)を印加することにより、図1において点線で示すように光ファイバ15の先端側を上下方向に揺動させることができる。
なお、図1においては、アンプ32d,32eの出力信号が駆動線18a,18bを介してアクチュエータ17(を形成するアクチュエータ素子17a、17bと17c、17d)に印加される構成を示しているが、実際には駆動線18a,18bを流れる電流が電流計測部(又は電流計測回路)34eにより計測される。
図3は、アクチュエータ素子17a,17bと17c,17dとに印加される駆動信号の電圧波形を示し、光ファイバ15の先端(又は基準の被写体上での照射光の照射位置)は図4に示すように渦巻き形状(又は螺旋形状)の軌道(又は軌跡)を描く。
なお、図1においては、アンプ32d,32eの出力信号が駆動線18a,18bを介してアクチュエータ17(を形成するアクチュエータ素子17a、17bと17c、17d)に印加される構成を示しているが、実際には駆動線18a,18bを流れる電流が電流計測部(又は電流計測回路)34eにより計測される。
図3は、アクチュエータ素子17a,17bと17c,17dとに印加される駆動信号の電圧波形を示し、光ファイバ15の先端(又は基準の被写体上での照射光の照射位置)は図4に示すように渦巻き形状(又は螺旋形状)の軌道(又は軌跡)を描く。
図3に示すようにY軸方向とX軸方向への駆動信号の位相は90°ずれた状態でアクチュエータ素子17a,17bと17c,17dに印加され、電圧を時間と共に少しずつ変化させることにより、光ファイバ15の先端は円形からずれて渦巻き状の軌道を描くようになる。なお、本実施形態においては、直交する2つの方向に揺動(振動)させるために、それぞれ対となるアクチュエータ素子17a,17bとアクチュエータ素子17c,17dを用いてアクチュエータ17を形成しているが、それぞれ1つのアクチュエータ素子(例えば17aと17c)にした場合にも適用できる。
図1に示すように円筒部材13及び円筒チューブの外周面に沿って、被検体5の検査部位側で反射された照射光を受光するための受光用光ファイバ束(受光用光ファイバと略記)23がリング状に複数本、配置され、受光用光ファイバ23により受光された(検査部位側からの戻り光又は反射)光は検出光として、コネクタ7を経て本体装置3内部の受光用光ファイバ23bに導光される。この受光用光ファイバ23bに導光された検出光は、検出ユニット33に入射され、電気信号に変換される。
リング状に配置された受光用光ファイバ23は、可撓性を有する外装部材24により覆われ、保護されている。
図1に示すように円筒部材13及び円筒チューブの外周面に沿って、被検体5の検査部位側で反射された照射光を受光するための受光用光ファイバ束(受光用光ファイバと略記)23がリング状に複数本、配置され、受光用光ファイバ23により受光された(検査部位側からの戻り光又は反射)光は検出光として、コネクタ7を経て本体装置3内部の受光用光ファイバ23bに導光される。この受光用光ファイバ23bに導光された検出光は、検出ユニット33に入射され、電気信号に変換される。
リング状に配置された受光用光ファイバ23は、可撓性を有する外装部材24により覆われ、保護されている。
また、各走査型内視鏡2には、走査部14を構成するアクチュエータ17により、光ファイバ15の先端を渦巻き形状の所定の走査軌道に沿って駆動させるための駆動データ及び駆動した場合の(図8に示す基準の被写体上での)照射位置(走査スポット位置)に対応する座標位置データの情報をキャリブレーションデータとして格納するメモリ25を有する。
本実施形態においては、走査型内視鏡2の先端部11が押圧されていない状態(押圧無し状態又は押圧フリー状態)の光ファイバ15の先端から出射され、基準の被写体上での照射光の照射位置のキャリブレーションデータD1と、先端部11が押圧されている押圧状態(又は押圧状況)の照射位置のキャリブレーションデータD2,D3とをメモリ25に格納する。つまり、メモリ25は、複数のキャリブレーションデータを格納している。キャリブレーションデータD1,D2,D3を取得する場合の構成(図8)と、キャリブレーションデータD1,D2,D3を取得する処理(図12)に関しては、後述する。
なお、光ファイバ15の先端の軌道と、光ファイバ15の先端から出射され、基準の被写体43(図8参照)上を照射光で走査した場合の軌道とは相似となるため、一方の情報から他方の情報に変換できる。
本実施形態においては、走査型内視鏡2の先端部11が押圧されていない状態(押圧無し状態又は押圧フリー状態)の光ファイバ15の先端から出射され、基準の被写体上での照射光の照射位置のキャリブレーションデータD1と、先端部11が押圧されている押圧状態(又は押圧状況)の照射位置のキャリブレーションデータD2,D3とをメモリ25に格納する。つまり、メモリ25は、複数のキャリブレーションデータを格納している。キャリブレーションデータD1,D2,D3を取得する場合の構成(図8)と、キャリブレーションデータD1,D2,D3を取得する処理(図12)に関しては、後述する。
なお、光ファイバ15の先端の軌道と、光ファイバ15の先端から出射され、基準の被写体43(図8参照)上を照射光で走査した場合の軌道とは相似となるため、一方の情報から他方の情報に変換できる。
例えば、図4に示した渦巻き状軌道Tr1は、押圧無し状態で基準の被写体43上での軌道を示す。これに対して、先端部11を、X軸方向に押圧する押圧力Fxを印加した状態において、押圧無し状態の場合と同じ駆動信号を印加した場合には、図5の上側に示すように渦巻き状軌道Tr1をX軸方向に圧縮したような渦巻き状軌道Tr2となる。
また、先端部11を、Y軸方向に押圧する押圧力Fyを印加した状態において、押圧無し状態の場合と同じ駆動信号を印加した場合には、図5の下側に示すように渦巻き状軌道Tr1をX軸方向に圧縮したような渦巻き状軌道Tr3となる。
図6は、メモリ25に予め格納されたキャリブレーションデータD1,D2,D3を示す。図6において、メモリ25のアドレスa1,a2,a3,…,aj,…anには、渦巻き状軌道Tr1、Tr2,Tr3の各場合に沿って順次パルス発光した場合に対応して基準の被写体上での照射位置の座標X,Yのデータが格納されている。
また、代表的なアドレス(又は座標)において、メモリ25は、駆動電流Ix,Iyのデータも格納している。後述するように駆動電流をモニタすることにより、先端部11が押圧された状態か否かの検出(判定)に用いる。
また、先端部11を、Y軸方向に押圧する押圧力Fyを印加した状態において、押圧無し状態の場合と同じ駆動信号を印加した場合には、図5の下側に示すように渦巻き状軌道Tr1をX軸方向に圧縮したような渦巻き状軌道Tr3となる。
図6は、メモリ25に予め格納されたキャリブレーションデータD1,D2,D3を示す。図6において、メモリ25のアドレスa1,a2,a3,…,aj,…anには、渦巻き状軌道Tr1、Tr2,Tr3の各場合に沿って順次パルス発光した場合に対応して基準の被写体上での照射位置の座標X,Yのデータが格納されている。
また、代表的なアドレス(又は座標)において、メモリ25は、駆動電流Ix,Iyのデータも格納している。後述するように駆動電流をモニタすることにより、先端部11が押圧された状態か否かの検出(判定)に用いる。
なお、図4においては、アドレスa1,a2,a3,…,aj,…anにそれぞれ格納される座標データの位置をP1(=A),P2,P3,…,Pj,…Pn(=B)で示している。また、図5においても、アドレスa1,a2,a3,…,aj,…anにそれぞれ格納される座標データの位置をP1′(=A′),P2′,P3′,…,Pj′,…Pn′(=B′)と、P1"(=A"),P2",P3",…,Pj",…Pn"(=B")で示している。なお、図4,図5において、A,A′,A"は、走査開始位置を示し、B,B′,B"は、走査終了位置を示している。
上記メモリ25に格納されたキャリブレーションデータD1,D2,D3の情報は、走査型内視鏡2が本体装置3に接続された場合に、コネクタ7の接点、信号線を経て本体装置3内部のコントローラ34に入力される。コントローラ34は、入力されたキャリブレーションデータD1,D2,D3の情報を例えばメモリ35のテーブルデータ格納部35aにテーブルデータとして格納する。コントローラ34(内の画像生成部34c)は、メモリ35に格納したテーブルデータの情報を参照して、渦巻き状軌道に対応した画像信号(第1の画像信号とも言う)を生成し、更に第1の画像信号からモニタ4に表示するラスタ走査の画像信号を生成する。なお、図1においては、画像生成部34cの外部にメモリ35を設けた構成を示しているが、点線で示すように画像生成部34cがメモリ35を含む構成にしても良い。
上記メモリ25に格納されたキャリブレーションデータD1,D2,D3の情報は、走査型内視鏡2が本体装置3に接続された場合に、コネクタ7の接点、信号線を経て本体装置3内部のコントローラ34に入力される。コントローラ34は、入力されたキャリブレーションデータD1,D2,D3の情報を例えばメモリ35のテーブルデータ格納部35aにテーブルデータとして格納する。コントローラ34(内の画像生成部34c)は、メモリ35に格納したテーブルデータの情報を参照して、渦巻き状軌道に対応した画像信号(第1の画像信号とも言う)を生成し、更に第1の画像信号からモニタ4に表示するラスタ走査の画像信号を生成する。なお、図1においては、画像生成部34cの外部にメモリ35を設けた構成を示しているが、点線で示すように画像生成部34cがメモリ35を含む構成にしても良い。
図1に示すように光源ユニット31は、赤色の波長帯域の光(R光とも言う)を発生するR光源31aと、緑色の波長帯域の光(G光とも言う)を発生するG光源31bと、青色の波長帯域の光(B光とも言う)を発生するB光源31cと、R光、G光及びB光を合波(混合)する合波器31dと、を有する。
R光源31a、G光源31b及びB光源31cは、例えばレーザ光源等を用いて構成され、コントローラ34から発光の制御が行われる。そして、発光したR光、G光、B光は合波器31dへ出射される。コントローラ34は、R光源31a、G光源31b及びB光源31cのパルス発光を制御する中央演算装置(CPUと略記)などから構成される発光制御部(又は発光制御回路)34aを有する。
R光源31a、G光源31b及びB光源31cに対する発光制御を行う発光制御部34aは、発光させた場合のR光、G光、B光(の照射光)を、光ファイバ15の出射端からさらに集光レンズ16を経て、観察部位側に出射させるため、照射光の出射を制御する出射制御部の機能を持つ。
R光源31a、G光源31b及びB光源31cは、例えばレーザ光源等を用いて構成され、コントローラ34から発光の制御が行われる。そして、発光したR光、G光、B光は合波器31dへ出射される。コントローラ34は、R光源31a、G光源31b及びB光源31cのパルス発光を制御する中央演算装置(CPUと略記)などから構成される発光制御部(又は発光制御回路)34aを有する。
R光源31a、G光源31b及びB光源31cに対する発光制御を行う発光制御部34aは、発光させた場合のR光、G光、B光(の照射光)を、光ファイバ15の出射端からさらに集光レンズ16を経て、観察部位側に出射させるため、照射光の出射を制御する出射制御部の機能を持つ。
コントローラ34の発光制御部34aは、R光源31a、G光源31b及びB光源31bに対して例えば同時にパルス的に発光させる制御信号を送り、R光源31a、G光源31b及びB光源31cは同時にR光、G光、B光を発生し、合波器31dへ出射する。
合波器31dは、R光源31aからのR光と、光源31bからのG光と、光源31cからのB光と、を合波して光ファイバ15bの光入射面に供給し、光ファイバ15bは、合波されたR光、G光、B光を照射光として光ファイバ15に供給する。
図1に示すように駆動ユニット32は、正弦波に近いデジタルの交流信号を発生する信号発生器32aを有し、信号発生器32aの2つの出力端から出力されるデジタルの交流信号は2つのD/A変換器32b、32cに入力される。また、2つのD/A変換器32b、32cにより変換された2つのアナログの交流信号は、アンプ32d,32eによりそれぞれ増幅されて、2つの駆動信号となり、駆動線18a,18bを介してアクチュエータ素子17a,17bと、17c,17dとにそれぞれ印加される。
コントローラ34内の駆動波形制御部34bは、信号発生器32aが発生するデジタルの交流信号の波形を制御する。
合波器31dは、R光源31aからのR光と、光源31bからのG光と、光源31cからのB光と、を合波して光ファイバ15bの光入射面に供給し、光ファイバ15bは、合波されたR光、G光、B光を照射光として光ファイバ15に供給する。
図1に示すように駆動ユニット32は、正弦波に近いデジタルの交流信号を発生する信号発生器32aを有し、信号発生器32aの2つの出力端から出力されるデジタルの交流信号は2つのD/A変換器32b、32cに入力される。また、2つのD/A変換器32b、32cにより変換された2つのアナログの交流信号は、アンプ32d,32eによりそれぞれ増幅されて、2つの駆動信号となり、駆動線18a,18bを介してアクチュエータ素子17a,17bと、17c,17dとにそれぞれ印加される。
コントローラ34内の駆動波形制御部34bは、信号発生器32aが発生するデジタルの交流信号の波形を制御する。
なお、本実施形態においては、アンプ32d,32eからアクチュエータ素子17a,17bと、17c,17dとにそれぞれ駆動信号を印加した際に駆動線18aと18bとをそれぞれ流れる駆動電流Iy,Ixを計測する電流計測部(又は電流計測回路)34eを有する。本実施形態においては、電流計測部34eが先端部11が押圧された状態か否かを検出(判定)するための物理量を検出する検出部を形成する。
また、受光用光ファイバ23は、その先端により被検体5からの戻り光を受光して、その基端に導光し、コネクタ7からさらに本体装置3内の受光用光ファイバ23bに導光する。この受光用光ファイバ23bに導光された光は、検出ユニット33の分波器33aに入射され、R,G,Bの光に分波される。分波されたR,G,Bの光は、フォトダイオード等で構成されるR検出器33b、G検出器33c、B検出器33dに入射され、光電変換されてR,G,Bの電気信号に変換された後、それぞれA/D変換器33e,33f,33gによりアナログの電気信号からデジタルの電気信号に変換されてコントローラ34内の画像生成部34cに入力される。
また、受光用光ファイバ23は、その先端により被検体5からの戻り光を受光して、その基端に導光し、コネクタ7からさらに本体装置3内の受光用光ファイバ23bに導光する。この受光用光ファイバ23bに導光された光は、検出ユニット33の分波器33aに入射され、R,G,Bの光に分波される。分波されたR,G,Bの光は、フォトダイオード等で構成されるR検出器33b、G検出器33c、B検出器33dに入射され、光電変換されてR,G,Bの電気信号に変換された後、それぞれA/D変換器33e,33f,33gによりアナログの電気信号からデジタルの電気信号に変換されてコントローラ34内の画像生成部34cに入力される。
画像生成部34cに入力されるデジタルの電気信号としての検出信号は、例えば順番データ(又は順序データ)と関連付けて、一旦メモリ35の例えば検出信号データ格納部35bに格納される。
つまり、コントローラ34内の画像生成部34cは、光源ユニット31のR,G,B光源31a〜31cをパルス発光したタイミングにおいてA/D変換器33e〜33gにより検出したデジタルの検出信号をパルス発光した順番データに関連付けてメモリ35の検出信号データ格納部35bに格納する。なお、順番データは、図6のアドレスaの添え字、又は図5等における位置Pの添え字に対応する。
そして、画像生成部34c内の演算部34dは、メモリ35の検出信号データ格納部35bの検出信号データを、テーブルデータ格納部35aのキャリブレーションデータD1〜C3の1つ又はこれらのキャリブレーションデータD1〜D3から生成した配置データを用いて、渦巻き状の走査軌道に対応した画像信号を生成する。
つまり、コントローラ34内の画像生成部34cは、光源ユニット31のR,G,B光源31a〜31cをパルス発光したタイミングにおいてA/D変換器33e〜33gにより検出したデジタルの検出信号をパルス発光した順番データに関連付けてメモリ35の検出信号データ格納部35bに格納する。なお、順番データは、図6のアドレスaの添え字、又は図5等における位置Pの添え字に対応する。
そして、画像生成部34c内の演算部34dは、メモリ35の検出信号データ格納部35bの検出信号データを、テーブルデータ格納部35aのキャリブレーションデータD1〜C3の1つ又はこれらのキャリブレーションデータD1〜D3から生成した配置データを用いて、渦巻き状の走査軌道に対応した画像信号を生成する。
検出信号データ格納部35bの検出信号データは、順序データに関連付けられた画素値であり、位置情報を有していない(位置情報が不定である)ので、順序データに関連付けられた配置データとしてのキャリブレーションデータD1〜D3、又はこれらから生成されたキャリブレーションデータにより座標(位置)が特性された(画像信号を構成する)画素の信号が生成される。
また、演算部34dは、渦巻き状の走査軌道に対応した画像信号からラスタ走査に対応した画像信号に変換する処理を行い、この画像信号をモニタ4に出力し、モニタ4は、このラスタ走査の画像信号の画像を、内視鏡画像として表示する。
本実施形態においては、押圧(状況)の有無を検出する検出部としての押圧検出部(又は押圧検出回路)を備え、押圧検出部による押圧の有無を含む検出結果に応じたキャリブレーションデータを用いることにより、押圧が無い状態はもとより、押圧された押圧状態(又は押圧状況)においても歪みの少ない画像を生成することができるようにしている。
また、演算部34dは、渦巻き状の走査軌道に対応した画像信号からラスタ走査に対応した画像信号に変換する処理を行い、この画像信号をモニタ4に出力し、モニタ4は、このラスタ走査の画像信号の画像を、内視鏡画像として表示する。
本実施形態においては、押圧(状況)の有無を検出する検出部としての押圧検出部(又は押圧検出回路)を備え、押圧検出部による押圧の有無を含む検出結果に応じたキャリブレーションデータを用いることにより、押圧が無い状態はもとより、押圧された押圧状態(又は押圧状況)においても歪みの少ない画像を生成することができるようにしている。
アクチュエータ17を駆動する駆動信号には、例えば図7に示すように走査部14の共振周波数frの周辺部の駆動周波数fdが用いられる。図7では、共振周波数frよりも若干高い周波数に、駆動周波数fdに設定された例を示している。また、図7は押圧無し状態での駆動電流Ix(又はIy)の周波数特性Cfreeと、押圧された押圧状態での駆動電流の周波数特性Cの概略を示している。
押圧無し状態での駆動電流の周波数特性Cfreeに対して、先端部11にX軸方向(又はY軸方向に)押圧力Fx(又はFy)が作用すると、周波数特性Cfreeが低い周波数側にシフトするような特性を示す。また、この場合、押圧力が大きくなるにつれてシフトする量が大きくなる傾向を示す。
図7に示す場合、押圧無し状態では駆動電流Iaで駆動周波数fdが得られるのに対して、押圧状態では同じ駆動周波数fdを得るために駆動電流Ibが必要となる。このように、駆動周波数fdを得るための駆動電流がIb−Ia(>0)だけ増加するように変化する。なお、駆動電流の変化量Ib−Iaは、周波数特性のシフトのみならず、周波数特性のどこに駆動周波数fdが設定されるかにも依存する。
従って、図6に示したように予め、押圧無し状態と、所定(既知)の押圧状態での駆動電流を調べて、キャリブレーションデータに関連付けてメモリ25に格納しておき、実際にアクチュエータ17を駆動した状態での駆動電流を計測(検出)し、計測した駆動電流と、格納されている駆動電流のデータと比較することにより、先端部11が押圧されているか否かと共に、押圧されている場合には、いずれの方向から、どの程度の押圧力であるかを推定できる。そして、アクチュエータ17を駆動した状態での駆動電流を計測する電流計測部34eと、メモリ25に予め格納された押圧無し状態及び所定の押圧状態での駆動電流と電流計測部34eにより計測された駆動電流とを比較する演算部34dは、押圧検出部を形成する。
押圧無し状態での駆動電流の周波数特性Cfreeに対して、先端部11にX軸方向(又はY軸方向に)押圧力Fx(又はFy)が作用すると、周波数特性Cfreeが低い周波数側にシフトするような特性を示す。また、この場合、押圧力が大きくなるにつれてシフトする量が大きくなる傾向を示す。
図7に示す場合、押圧無し状態では駆動電流Iaで駆動周波数fdが得られるのに対して、押圧状態では同じ駆動周波数fdを得るために駆動電流Ibが必要となる。このように、駆動周波数fdを得るための駆動電流がIb−Ia(>0)だけ増加するように変化する。なお、駆動電流の変化量Ib−Iaは、周波数特性のシフトのみならず、周波数特性のどこに駆動周波数fdが設定されるかにも依存する。
従って、図6に示したように予め、押圧無し状態と、所定(既知)の押圧状態での駆動電流を調べて、キャリブレーションデータに関連付けてメモリ25に格納しておき、実際にアクチュエータ17を駆動した状態での駆動電流を計測(検出)し、計測した駆動電流と、格納されている駆動電流のデータと比較することにより、先端部11が押圧されているか否かと共に、押圧されている場合には、いずれの方向から、どの程度の押圧力であるかを推定できる。そして、アクチュエータ17を駆動した状態での駆動電流を計測する電流計測部34eと、メモリ25に予め格納された押圧無し状態及び所定の押圧状態での駆動電流と電流計測部34eにより計測された駆動電流とを比較する演算部34dは、押圧検出部を形成する。
また、押圧力と駆動電流の関係、押圧力又は駆動電流と図5等に示す渦巻き状の軌道との関係は、予め調べられている。押圧力が極端に大きくない範囲においては、既知の押圧力の場合の1つ又は複数の軌道から簡単な式で推定(又は近似)できる。なお、図6に示すように駆動電流に関しては、代表的な順番データ又は位置において、予め計測してメモリ25に格納すれば良い。
例えば、図4において位置PjのようにX座標が殆ど0で,Y座標成分のみを持つ代表位置や、位置PkのようにY座標が殆ど0で,X座標成分のみを持つ代表位置での駆動電流をメモリ25に格納すると良い。
図4の押圧無し状態での駆動電流に対応して、図5おいて(図4の位置Pjに対応する)位置Pj′のようにX座標が殆ど0で,Y座標成分のみを持つ代表位置や、(図4の位置Pkに対応する)位置Pk′のようにY座標が殆ど0で,X座標成分のみを持つ代表位置での駆動電流をメモリ25に格納すると良い。
例えば、図4において位置PjのようにX座標が殆ど0で,Y座標成分のみを持つ代表位置や、位置PkのようにY座標が殆ど0で,X座標成分のみを持つ代表位置での駆動電流をメモリ25に格納すると良い。
図4の押圧無し状態での駆動電流に対応して、図5おいて(図4の位置Pjに対応する)位置Pj′のようにX座標が殆ど0で,Y座標成分のみを持つ代表位置や、(図4の位置Pkに対応する)位置Pk′のようにY座標が殆ど0で,X座標成分のみを持つ代表位置での駆動電流をメモリ25に格納すると良い。
同様に、図4の押圧無し状態での駆動電流に対応して、図5おいて(図4の位置Pjに対応する)位置Pj"のようにX座標が殆ど0で,Y座標成分のみを持つ代表位置や、(図4の位置Pkに対応する)位置Pk"のようにY座標が殆ど0で,X座標成分のみを持つ代表位置での駆動電流をメモリ25に格納すると良い。
また、このように駆動電流を計測してメモリ25に格納する場合、図4や図5において示したように中心側より周辺側の軌道部分において測定したものを格納すると良い。押圧状態になった場合においては、その場合の駆動電流は、中心側においての押圧無し状態の駆動電流からのずれ量よりも、周辺側においての押圧無し状態の駆動電流からのずれ量が大きくなり、(周辺側の方が)精度良く検出することができるからである(駆動ユニット32が発生する駆動信号は、図3に示すように軌道の周辺側で大きくなる)。
演算部34dは、電流計測部34eにより計測された駆動電流と、メモリ35に格納された駆動電流データとを比較して、計測された駆動電流が押圧無し状態の駆動電流データと殆ど一致する場合には、配置データとしてのキャリブレーションデータD1を用いて渦巻き状の走査軌道に対応した画像信号を生成する。
また、このように駆動電流を計測してメモリ25に格納する場合、図4や図5において示したように中心側より周辺側の軌道部分において測定したものを格納すると良い。押圧状態になった場合においては、その場合の駆動電流は、中心側においての押圧無し状態の駆動電流からのずれ量よりも、周辺側においての押圧無し状態の駆動電流からのずれ量が大きくなり、(周辺側の方が)精度良く検出することができるからである(駆動ユニット32が発生する駆動信号は、図3に示すように軌道の周辺側で大きくなる)。
演算部34dは、電流計測部34eにより計測された駆動電流と、メモリ35に格納された駆動電流データとを比較して、計測された駆動電流が押圧無し状態の駆動電流データと殆ど一致する場合には、配置データとしてのキャリブレーションデータD1を用いて渦巻き状の走査軌道に対応した画像信号を生成する。
一方、演算部34dは、電流計測部34eにより計測された駆動電流と、メモリ35に格納された駆動電流データとを比較して、計測された駆動電流が押圧無し状態の駆動電流データと一致しない場合には、そのずれ量から対応する配置データとしてのキャリブレーションデータDiをキャリブレーションデータD1〜D3(の少なくとも1つ)を用いて生成し、渦巻き状の走査軌道に対応した画像信号を生成する。
図8は、図6に示したキャリブレーションデータD1〜D3を取得するための取得装置41の構成を示す。この取得装置41は、図1の走査型内視鏡装置1において、更に先端部11に対して押圧力の値を可変して印加できる押圧治具42と、先端部11の先端面から一定の距離L上に配置された基準の被写体43と、この基準の被写体43の背面に配置された2次元位置センサ(位置センサ)44と、位置センサ44の検出信号からキャリブレーションデータD1〜D3を取得するキャリブレーションデータ取得装置45とを有する。なお、位置センサ44の前面の位置検出面を基準の被写体43に設定してもよい。
キャリブレーションデータ取得装置45によりキャリブレーションデータD1〜D3を取得する処理に関しては、図12を参照して後述する。キャリブレーションデータ取得装置45により取得されたキャリブレーションデータD1〜D3は、コントローラ34を介して、メモリ25に格納される。
図8は、図6に示したキャリブレーションデータD1〜D3を取得するための取得装置41の構成を示す。この取得装置41は、図1の走査型内視鏡装置1において、更に先端部11に対して押圧力の値を可変して印加できる押圧治具42と、先端部11の先端面から一定の距離L上に配置された基準の被写体43と、この基準の被写体43の背面に配置された2次元位置センサ(位置センサ)44と、位置センサ44の検出信号からキャリブレーションデータD1〜D3を取得するキャリブレーションデータ取得装置45とを有する。なお、位置センサ44の前面の位置検出面を基準の被写体43に設定してもよい。
キャリブレーションデータ取得装置45によりキャリブレーションデータD1〜D3を取得する処理に関しては、図12を参照して後述する。キャリブレーションデータ取得装置45により取得されたキャリブレーションデータD1〜D3は、コントローラ34を介して、メモリ25に格納される。
本実施形態の走査型内視鏡装置1は、照射光を発生する光源部を形成する光源ユニット31と、基端となる第1端部に入射した前記照射光を走査型内視鏡2の先端部11に配置された先端となる第2端部に導光する導光部を形成する光ファイバ15と、前記先端部11に配置され、前記第2端部を渦巻き軌道を描くように振動させる走査部14と、前記照射光が照射された被検体5からの戻り光を検出する検出部を形成する受光用光ファイバ23(及び検出ユニット33)と、前記検出光に応じて画像信号を生成する画像信号生成部を形成する画像生成部34cと、を有し、前記画像信号生成部は、前記画像信号を生成する際のキャリブレーションに用いることができる複数のキャリブレーションデータを保持するメモリ25(又は35)と、前記先端部11が押圧された押圧状況に基づいて、前記複数のキャリブレーションデータの少なくとも1つを用いて前記画像信号を生成する演算部34dと、を有することを特徴とする。なお、本実施形態においては、少なくとも1つのキャリブレーションデータを用いて画像信号を生成する場合のモードをキャリブレーションモードと言う。本実施形態においては、複数のキャリブレーションデータを備えているので、複数のキャリブレーションモードを有する。
次に本実施形態の動作を説明する。図9は本実施形態の代表的な処理を示す。
次に本実施形態の動作を説明する。図9は本実施形態の代表的な処理を示す。
図1に示すように走査型内視鏡2を本体装置3に接続し、走査型内視鏡装置1の電源をONにする。すると、本体装置3と走査型内視鏡2とは動作状態になり、図9に示す最初のステップS1において、コントローラ34は、走査型内視鏡2のメモリ25からキャリブレーションデータD1〜D3(図9では単にデータD1〜D3と略記)を読み出し、本体装置3内のメモリ35(のテーブルデータ格納部35a)に格納(転送)する。
次のステップS2においてコントローラ34は、押圧無し状態のキャリブレーションデータ(又はテーブルデータ)D1を用いて、画像生成部34cが画像(信号)を生成する動作を行う(開始する)ように制御する。
ステップS3においてコントローラ34は、駆動ユニット32が駆動信号をアクチュエータ17に印加し先端部11が渦巻き状の軌道を描くように制御すると共に、光源ユニット31が所定のタイミングでパルス発光するように制御する。光源ユニット31がパルス発光することにより、被検体5に照射された照射光は、図4に示すような渦巻き状軌道を描きながら位置P1,P2,P3,…に対応する照射位置に照射される。また、照射位置で反射された戻り光は、受光用光ファイバ23の先端面に入射される。
次のステップS2においてコントローラ34は、押圧無し状態のキャリブレーションデータ(又はテーブルデータ)D1を用いて、画像生成部34cが画像(信号)を生成する動作を行う(開始する)ように制御する。
ステップS3においてコントローラ34は、駆動ユニット32が駆動信号をアクチュエータ17に印加し先端部11が渦巻き状の軌道を描くように制御すると共に、光源ユニット31が所定のタイミングでパルス発光するように制御する。光源ユニット31がパルス発光することにより、被検体5に照射された照射光は、図4に示すような渦巻き状軌道を描きながら位置P1,P2,P3,…に対応する照射位置に照射される。また、照射位置で反射された戻り光は、受光用光ファイバ23の先端面に入射される。
また、ステップS4において電流計測部34eは、駆動電流Ix,Iyをモニタする動作を開始する。
ステップS5において検出ユニット33は、受光用光ファイバ23により検出された被検体5からの戻り光を光電変換した検出信号を画像生成部34cに出力する。
ステップS6において画像生成部34cは、入力されたデジタルの検出信号(検出信号データ)を順番データに関連付けて、メモリ35(の検出信号データ格納部35b)に格納する。
ステップS7において画像生成部34c内の演算部34dは、メモリ35(の検出信号データ格納部35b)に格納された検出信号データをキャリブレーションデータ(又はテーブルデータ)D1を用いて、画像信号を生成する。なお、キャリブレーションデータ(又はテーブルデータ)D1を用いて生成された(渦巻き状走査の)画像信号を第1の画像信号と言う。
ステップS5において検出ユニット33は、受光用光ファイバ23により検出された被検体5からの戻り光を光電変換した検出信号を画像生成部34cに出力する。
ステップS6において画像生成部34cは、入力されたデジタルの検出信号(検出信号データ)を順番データに関連付けて、メモリ35(の検出信号データ格納部35b)に格納する。
ステップS7において画像生成部34c内の演算部34dは、メモリ35(の検出信号データ格納部35b)に格納された検出信号データをキャリブレーションデータ(又はテーブルデータ)D1を用いて、画像信号を生成する。なお、キャリブレーションデータ(又はテーブルデータ)D1を用いて生成された(渦巻き状走査の)画像信号を第1の画像信号と言う。
ステップS8において演算部34d(内の画像変換部34f)は、(渦巻き状走査の)画像信号を、ラスタ走査の画像信号に変換する。換言すると、ステップS8において演算部34d(内の画像変換部34f)は、ラスタ走査の画像信号を生成し、モニタ4に出力する。
図10は、渦巻き状走査の画像信号から、ラスタ走査の画像信号に変換する場合の説明図を示し、ラスタ走査の格子点を表す座標系に渦巻き状軌道Trを重ねた状態を示す。
拡大図に示すように注目する格子点の位置Pgの周囲の渦巻き状軌道上の位置(サンプリング位置ともいう)Ps1,Pp2,Ps3等の信号から格子点の位置Pgの信号を生成する変換を行う場合、位置Pgと位置PsI(I=1,2,3)との間の距離を考慮して、例えば距離が小さい位置PsIの信号程、格子点の信号の生成に寄与する重み付けを大きくする。又は、拡大図に示すように|Pg−Ps2|の値が十分に小さい場合には位置Ps2の信号で、格子点の信号を近似しても良い。
図10は、渦巻き状走査の画像信号から、ラスタ走査の画像信号に変換する場合の説明図を示し、ラスタ走査の格子点を表す座標系に渦巻き状軌道Trを重ねた状態を示す。
拡大図に示すように注目する格子点の位置Pgの周囲の渦巻き状軌道上の位置(サンプリング位置ともいう)Ps1,Pp2,Ps3等の信号から格子点の位置Pgの信号を生成する変換を行う場合、位置Pgと位置PsI(I=1,2,3)との間の距離を考慮して、例えば距離が小さい位置PsIの信号程、格子点の信号の生成に寄与する重み付けを大きくする。又は、拡大図に示すように|Pg−Ps2|の値が十分に小さい場合には位置Ps2の信号で、格子点の信号を近似しても良い。
このように、ラスタ走査の各格子点の信号を、その周囲の渦巻き状軌道Trの位置の信号から生成する処理を行うことにより、渦巻き状走査の画像信号からラスタ走査の画像信号に変換できる。
ステップS9においてモニタ4は、照射光で被検体5を渦巻き状に走査した場合の第1の画像信号から、ラスタ走査に変換した場合の画像信号の画像を内視鏡画像として表示する。
次のステップS10において演算部34dは、電流計測部34eにより計測された駆動電流をメモリ35に格納された駆動電流データと比較して、先端部11に押圧力が作用しているか否かを判定する。
先端部11に押圧力が作用していない判定結果(例えば計測された駆動電流と押圧無状態の駆動電流とのずれ量が閾値以下)の場合には、ステップS3の処理に戻り、上述した処理を繰り返す。
一方、先端部11に押圧力が作用している判定結果の場合(例えば上記のずれ量が閾値を超える場合)には、次のステップS11の処理に進み、このステップS11において演算部34dは押圧(力)に応じたキャリブレーションデータDiを生成する。この処理の詳細は、図11において説明する。
ステップS9においてモニタ4は、照射光で被検体5を渦巻き状に走査した場合の第1の画像信号から、ラスタ走査に変換した場合の画像信号の画像を内視鏡画像として表示する。
次のステップS10において演算部34dは、電流計測部34eにより計測された駆動電流をメモリ35に格納された駆動電流データと比較して、先端部11に押圧力が作用しているか否かを判定する。
先端部11に押圧力が作用していない判定結果(例えば計測された駆動電流と押圧無状態の駆動電流とのずれ量が閾値以下)の場合には、ステップS3の処理に戻り、上述した処理を繰り返す。
一方、先端部11に押圧力が作用している判定結果の場合(例えば上記のずれ量が閾値を超える場合)には、次のステップS11の処理に進み、このステップS11において演算部34dは押圧(力)に応じたキャリブレーションデータDiを生成する。この処理の詳細は、図11において説明する。
押圧に応じたキャリブレーションデータDiを生成した場合には、押圧無しのキャリブレーションデータD1を押圧に応じたキャリブレーションデータDiに置換して第1の画像信号を生成することになる。
ステップS11の処理の次のステップS12においては、ステップS3〜S6の処理と同様の処理を行う。また、ステップS6の次のステップS7の代わりに、ステップS13に示すように計測された駆動電流データに対応したキャリブレーションデータDiを用いて第1の画像信号を生成する。次のステップS14は、ステップS8〜S9の処理を行う。
このようにして、押圧がある場合に対しては、その押圧に応じた渦巻き走査に対応したキャリブレーションデータDiを用いて第1の画像信号を生成する。
ステップS14の次のステップS15において演算部34dは、ステップS9の次のステップS10の処理と類似した処理として押圧変化有りか否かを、電流計測部34eによる駆動電流から判定する。
具体的には、ステップS10において押圧有りと判定した場合の駆動電流からその値が変化した場合には押圧変化有りと判定され、逆にステップS10において押圧有りと判定した場合の駆動電流からその値が変化しない場合には押圧変化無しと判定される。
ステップS11の処理の次のステップS12においては、ステップS3〜S6の処理と同様の処理を行う。また、ステップS6の次のステップS7の代わりに、ステップS13に示すように計測された駆動電流データに対応したキャリブレーションデータDiを用いて第1の画像信号を生成する。次のステップS14は、ステップS8〜S9の処理を行う。
このようにして、押圧がある場合に対しては、その押圧に応じた渦巻き走査に対応したキャリブレーションデータDiを用いて第1の画像信号を生成する。
ステップS14の次のステップS15において演算部34dは、ステップS9の次のステップS10の処理と類似した処理として押圧変化有りか否かを、電流計測部34eによる駆動電流から判定する。
具体的には、ステップS10において押圧有りと判定した場合の駆動電流からその値が変化した場合には押圧変化有りと判定され、逆にステップS10において押圧有りと判定した場合の駆動電流からその値が変化しない場合には押圧変化無しと判定される。
ステップS15において押圧変化無しと判定された場合には、ステップS12の処理に戻る。一方、ステップS15において押圧変化有りと判定された場合には、ステップS16において演算部34dは、押圧無し(押圧力が無し)か否かを判定する。
具体的には、ステップS15において演算部34dは、押圧変化有りと判定した場合の駆動電流が、最初の押圧無しの場合の駆動電流と殆ど一致する(又は閾値以内のずれ量)の場合の押圧無しか否かを判定する。押圧無しでない(押圧有り)と判定された場合には、ステップS11の処理に戻り、この場合の押圧に応じたキャリブレーションデータDi(前のDiの値とは異なる)を新たに生成し、新たに生成したキャリブレーションデータDiを用いて上述した処理を繰り返す。
一方、ステップS16において押圧無しと判定された場合には、次のステップS17に移り、ステップS17においてコントローラ34は、入力部36から検査終了の指示入力がされたか否かを判定する。
検査終了の指示入力が行われない場合には次のステップS18において演算部34cは、第1の画像信号を生成する際に用いるキャリブレーションデータDiをキャリブレーションデータD1に変更する処理を行った後、ステップS3の処理に戻る。
具体的には、ステップS15において演算部34dは、押圧変化有りと判定した場合の駆動電流が、最初の押圧無しの場合の駆動電流と殆ど一致する(又は閾値以内のずれ量)の場合の押圧無しか否かを判定する。押圧無しでない(押圧有り)と判定された場合には、ステップS11の処理に戻り、この場合の押圧に応じたキャリブレーションデータDi(前のDiの値とは異なる)を新たに生成し、新たに生成したキャリブレーションデータDiを用いて上述した処理を繰り返す。
一方、ステップS16において押圧無しと判定された場合には、次のステップS17に移り、ステップS17においてコントローラ34は、入力部36から検査終了の指示入力がされたか否かを判定する。
検査終了の指示入力が行われない場合には次のステップS18において演算部34cは、第1の画像信号を生成する際に用いるキャリブレーションデータDiをキャリブレーションデータD1に変更する処理を行った後、ステップS3の処理に戻る。
一方、検査終了の指示入力が行われた場合には、図9の処理を終了する。
次に図11を参照して、図9におけるステップS11の処理を説明する。図9のステップS10において、駆動電流により押圧有りと判定された場合には、図11のステップS21aにおいて演算部34dは、押圧がX方向(のみ)であるか否かを判定する。具体的には、演算部34dは、電流計測部34eにより計測された駆動電流Ix,Iyにおける駆動電流Ixのみが押圧無し状態の駆動電流と(閾値以上)異なるか否かを判定する。
押圧がX方向である判定結果の場合には、次のステップS22aにおいて演算部34dは、押圧力を推定する。図7に示した特性から電流計測部34eにより計測された駆動電流IbとIaとのずれ量から押圧力を推定することができる。
次のステップS23aにおいて演算部34dは、図6のキャリブレーションデータD2が推定された押圧力に近い場合のキャリブレーションデータであるか否かを判定する。
図6のキャリブレーションデータD2が推定された押圧力に近い(と近似できる)場合には、次のステップS24aにおいて演算部34dは、図6のキャリブレーションデータD2を推定された押圧力の場合のキャリブレーションデータDiに設定し、ステップS26の処理に進む。
次に図11を参照して、図9におけるステップS11の処理を説明する。図9のステップS10において、駆動電流により押圧有りと判定された場合には、図11のステップS21aにおいて演算部34dは、押圧がX方向(のみ)であるか否かを判定する。具体的には、演算部34dは、電流計測部34eにより計測された駆動電流Ix,Iyにおける駆動電流Ixのみが押圧無し状態の駆動電流と(閾値以上)異なるか否かを判定する。
押圧がX方向である判定結果の場合には、次のステップS22aにおいて演算部34dは、押圧力を推定する。図7に示した特性から電流計測部34eにより計測された駆動電流IbとIaとのずれ量から押圧力を推定することができる。
次のステップS23aにおいて演算部34dは、図6のキャリブレーションデータD2が推定された押圧力に近い場合のキャリブレーションデータであるか否かを判定する。
図6のキャリブレーションデータD2が推定された押圧力に近い(と近似できる)場合には、次のステップS24aにおいて演算部34dは、図6のキャリブレーションデータD2を推定された押圧力の場合のキャリブレーションデータDiに設定し、ステップS26の処理に進む。
一方、推定された押圧力が図6のキャリブレーションデータD2の場合の押圧力とずれている場合には、ステップS25aにおいて演算部34dは、係数を用いてキャリブレーションデータD1、D2から推定された押圧力の場合のキャリブレーションデータDiを生成(算出)し、ステップS26の処理に進む。なお、推定された押圧力がキャリブレーションデータD2の場合の押圧力より小さい場合には、キャリブレーションデータD1と、D2に対する重み付けの係数(例えばCa、Cb)の値を調整してキャリブレーションデータDiを生成する。一方、推定された押圧力がキャリブレーションデータD2の場合の押圧力より大きい場合には、キャリブレーションデータD2に対する係数Cbの値を、1より大きくし、軌道Tr2よりもより扁平した軌道に対応したキャリブレーションデータDiを生成する。なお、この場合、予め上記押圧力に対応した係数Ca,Cbを算出するためのテーブルデータを用意しておき、このテーブルデータを参照して係数Ca,Cbを算出するようにしてもよい。
また、ステップS21aの判定処理において、押圧がX方向のみでない判定結果の場合には、ステップS21bにおいて演算部34dは、押圧がY方向(のみ)であるか否かを判定する。具体的には、演算部34dは、電流計測部34eにより計測された駆動電流Ix,Iyにおける駆動電流Iyのみが押圧無し状態の駆動電流と異なるか否かを判定する。
また、ステップS21aの判定処理において、押圧がX方向のみでない判定結果の場合には、ステップS21bにおいて演算部34dは、押圧がY方向(のみ)であるか否かを判定する。具体的には、演算部34dは、電流計測部34eにより計測された駆動電流Ix,Iyにおける駆動電流Iyのみが押圧無し状態の駆動電流と異なるか否かを判定する。
押圧がY方向である判定結果の場合には、次のステップS22bにおいて演算部34dは、押圧力を推定する。図7に示した特性から電流計測部34eにより計測された駆動電流IbとIaとのずれ量から押圧力を推定することができる。
次のステップS23bにおいて演算部34dは、図6のキャリブレーションデータD3が推定された押圧力に近い場合のキャリブレーションデータであるか否かを判定する。
図6のキャリブレーションデータD3が推定された押圧力に近い(と近似できる)場合には、次のステップS24bにおいて演算部34dは、図6のキャリブレーションデータD3を推定された押圧力の場合のキャリブレーションデータDiに設定し、ステップS26の処理に進む。
一方、推定された押圧力が図6のキャリブレーションデータD3の場合の押圧力とずれている場合には、ステップS25bにおいて演算部34dは、係数を用いてキャリブレーションデータD1、D3から推定された押圧力の場合のキャリブレーションデータDiを生成(算出)し、ステップS26の処理に進む。なお、推定された押圧力がキャリブレーションデータD3の場合の押圧力より小さい場合には、キャリブレーションデータD1と、D3に対する重み付けの係数(例えばCa、Cb)の値を調整してキャリブレーションデータDiを生成する。一方、推定された押圧力がキャリブレーションデータD3の場合の押圧力より大きい場合には、キャリブレーションデータD3に対する係数Cbの値を、1より大きくし、軌道Tr3よりも、より扁平した軌道に対応したキャリブレーションデータDiを生成する。ステップS25aにおいて説明したのと同様に、予め上記押圧力に対応した係数Ca,Cbを算出するためのテーブルデータを用意しておき、このテーブルデータを参照して係数Ca,Cbを算出するようにしてもよい。
また、ステップS21bの判定処理において、押圧がX方向のみでなく、Y方向のみでもない(X,Yの両方向に押圧力が作用している)判定結果の場合には、ステップS22cの処理に移る。
ステップS22cにおいて演算部34dは、ステップS22a,S22bと類似の処理によりX,Y方向の押圧力成分を推定する。
次のステップS23bにおいて演算部34dは、図6のキャリブレーションデータD3が推定された押圧力に近い場合のキャリブレーションデータであるか否かを判定する。
図6のキャリブレーションデータD3が推定された押圧力に近い(と近似できる)場合には、次のステップS24bにおいて演算部34dは、図6のキャリブレーションデータD3を推定された押圧力の場合のキャリブレーションデータDiに設定し、ステップS26の処理に進む。
一方、推定された押圧力が図6のキャリブレーションデータD3の場合の押圧力とずれている場合には、ステップS25bにおいて演算部34dは、係数を用いてキャリブレーションデータD1、D3から推定された押圧力の場合のキャリブレーションデータDiを生成(算出)し、ステップS26の処理に進む。なお、推定された押圧力がキャリブレーションデータD3の場合の押圧力より小さい場合には、キャリブレーションデータD1と、D3に対する重み付けの係数(例えばCa、Cb)の値を調整してキャリブレーションデータDiを生成する。一方、推定された押圧力がキャリブレーションデータD3の場合の押圧力より大きい場合には、キャリブレーションデータD3に対する係数Cbの値を、1より大きくし、軌道Tr3よりも、より扁平した軌道に対応したキャリブレーションデータDiを生成する。ステップS25aにおいて説明したのと同様に、予め上記押圧力に対応した係数Ca,Cbを算出するためのテーブルデータを用意しておき、このテーブルデータを参照して係数Ca,Cbを算出するようにしてもよい。
また、ステップS21bの判定処理において、押圧がX方向のみでなく、Y方向のみでもない(X,Yの両方向に押圧力が作用している)判定結果の場合には、ステップS22cの処理に移る。
ステップS22cにおいて演算部34dは、ステップS22a,S22bと類似の処理によりX,Y方向の押圧力成分を推定する。
次のステップS23cにおいて演算部34dは、推定されたX,Y方向の押圧力成分に基づいて、推定されたX,Y方向の押圧力成分の押圧力に対応するキャリブレーションデータDiを、係数を用いてキャリブレーションデータD1〜D3から生成(算出)し、ステップS26の処理に進む。この場合においても、予め上記X,Y方向の押圧力成分に対応した係数を算出するためのテーブルデータを用意しておき、このテーブルデータを参照して係数を算出するようにしてもよい。
この場合には、X軸又はY軸とは異なる方向に押圧力が作用した場合の軌道に対応したキャリブレーションデータDiを生成する。
ステップS26において画像生成部34cは、演算部34dにより推定された押圧力に対応するキャリブレーションデータDiを、先端部11が押圧された状態において採用することが推奨される(又は最適な)キャリブレーションデータDiであること(又は推奨されるキャリブレーションデータDiのモードとしての推奨されるキャリブレーションモードであること)をモニタ4に表示する。
ステップS26の表示に対して術者等のユーザは、表示されたキャリブレーションデータDiと異なるキャリブレーションデータを採用することを望む場合には入力部36から採用することを望むキャリブレーションデータDkを入力する。
ステップS27において演算部34dは、ステップS26の処理後、予め設定された時間内にユーザからキャリブレーションデータDkの入力が有るか否かの判定を行う。
この場合には、X軸又はY軸とは異なる方向に押圧力が作用した場合の軌道に対応したキャリブレーションデータDiを生成する。
ステップS26において画像生成部34cは、演算部34dにより推定された押圧力に対応するキャリブレーションデータDiを、先端部11が押圧された状態において採用することが推奨される(又は最適な)キャリブレーションデータDiであること(又は推奨されるキャリブレーションデータDiのモードとしての推奨されるキャリブレーションモードであること)をモニタ4に表示する。
ステップS26の表示に対して術者等のユーザは、表示されたキャリブレーションデータDiと異なるキャリブレーションデータを採用することを望む場合には入力部36から採用することを望むキャリブレーションデータDkを入力する。
ステップS27において演算部34dは、ステップS26の処理後、予め設定された時間内にユーザからキャリブレーションデータDkの入力が有るか否かの判定を行う。
入力が無い場合には、図11の処理を終了し、図9におけるステップS12の処理に進み、一方入力が有った場合には、入力されたキャリブレーションデータDkを座標位置の特定に採用するキャリブレーションデータDiに設定して、図11の処理を終了する。
図11の処理により、押圧(力)に応じたキャリブレーションデータDiを生成することができる。または、押圧に最適なキャリブレーションデータDiを生成できる。換言すると、押圧に最適なキャリブレーションモードを選択、ないしは押圧に最適なキャリブレーションモードに設定できる。
次に図12を参照して、図8の取得装置41によるキャリブレーションデータD1〜D3を取得する処理を説明する。以下の処理は、先端部11に対して、押圧力を0,X方向に所定の押圧力、X方向に所定の押圧力の状態に設定してキャリブレーションデータD1、D2,D3を順次取得する。
図8にように設定した状態において、最初のステップS31においてユーザ又はキャリブレーションデータ取得装置45は、押圧治具42により先端部11に作用する押圧力を0に設定する。なお、この場合には押圧治具42を用いないのと同等となる。
図11の処理により、押圧(力)に応じたキャリブレーションデータDiを生成することができる。または、押圧に最適なキャリブレーションデータDiを生成できる。換言すると、押圧に最適なキャリブレーションモードを選択、ないしは押圧に最適なキャリブレーションモードに設定できる。
次に図12を参照して、図8の取得装置41によるキャリブレーションデータD1〜D3を取得する処理を説明する。以下の処理は、先端部11に対して、押圧力を0,X方向に所定の押圧力、X方向に所定の押圧力の状態に設定してキャリブレーションデータD1、D2,D3を順次取得する。
図8にように設定した状態において、最初のステップS31においてユーザ又はキャリブレーションデータ取得装置45は、押圧治具42により先端部11に作用する押圧力を0に設定する。なお、この場合には押圧治具42を用いないのと同等となる。
次のステップS32においてキャリブレーションデータ取得装置45は、コントローラ34と通信し、コントローラ34の制御により駆動ユニット32は、所定の駆動信号を発生し、アクチュエータ17に印加するように制御する。この場合には、図4の渦巻き状軌道Trを描く状態となる。
また、ステップS33においてコントローラ34の制御により光源ユニット31は所定のタイミングで、順番にパルス発光するように制御する。
ステップS32,S33の際の駆動電流、順番データは、コントローラ34からキャリブレーションデータ取得装置45に送られる。
ステップS34においてキャリブレーションデータ取得装置45は、パルス発光したタイミングにおいて基準の被写体43に照射され、2次元センサ44が検出した照射光の照射位置の2次元の座標データ(位置データ)を順番に取得する。そして、ステップS35においてキャリブレーションデータ取得装置45は、順番データに関連付けた照射位置の位置データをキャリブレーションデータ取得装置45内のメモリに格納する。
また、ステップS33においてコントローラ34の制御により光源ユニット31は所定のタイミングで、順番にパルス発光するように制御する。
ステップS32,S33の際の駆動電流、順番データは、コントローラ34からキャリブレーションデータ取得装置45に送られる。
ステップS34においてキャリブレーションデータ取得装置45は、パルス発光したタイミングにおいて基準の被写体43に照射され、2次元センサ44が検出した照射光の照射位置の2次元の座標データ(位置データ)を順番に取得する。そして、ステップS35においてキャリブレーションデータ取得装置45は、順番データに関連付けた照射位置の位置データをキャリブレーションデータ取得装置45内のメモリに格納する。
また、ステップS36に示すようにキャリブレーションデータ取得装置45は、代表的な照射位置又は発光タイミングにおける電流計測部34eにより計測された駆動電流Ix,Iyも順番データに関連付けてキャリブレーションデータ取得装置45内のメモリに格納する。
次のステップS37においてコントローラ34又はキャリブレーションデータ取得装置45は、予め設定された走査範囲(全体)を走査したか否かを判定する。走査範囲の走査が終了していない場合には、ステップS32の処理に戻り、同様の処理を走査範囲の走査が終了するまで繰り返す。
走査範囲の走査が終了した場合には、ステップS38においてキャリブレーションデータ取得装置45は、その内部のメモリに格納した順番データに関連付けた位置データを押圧無し状態のキャリブレーションデータD1として、コントローラ34を介して、走査型内視鏡2内のメモリ25に格納する。
次のステップS39においてユーザ又はキャリブレーションデータ取得装置45は、押圧治具42により先端部11に対して、X方向に所定の押圧力を印加する状態に設定する。
次のステップS37においてコントローラ34又はキャリブレーションデータ取得装置45は、予め設定された走査範囲(全体)を走査したか否かを判定する。走査範囲の走査が終了していない場合には、ステップS32の処理に戻り、同様の処理を走査範囲の走査が終了するまで繰り返す。
走査範囲の走査が終了した場合には、ステップS38においてキャリブレーションデータ取得装置45は、その内部のメモリに格納した順番データに関連付けた位置データを押圧無し状態のキャリブレーションデータD1として、コントローラ34を介して、走査型内視鏡2内のメモリ25に格納する。
次のステップS39においてユーザ又はキャリブレーションデータ取得装置45は、押圧治具42により先端部11に対して、X方向に所定の押圧力を印加する状態に設定する。
次のステップS40において、上述したステップS32〜S37の処理を同様に行う。そして、走査範囲の走査が終了した場合には、ステップS41の処理に移り、このステップS41においてキャリブレーションデータ取得装置45は、その内部のメモリに格納した順番データに関連付けた位置データをX方向に押圧有り状態のキャリブレーションデータD2として、コントローラ34を介して、走査型内視鏡2内のメモリ25に格納する。
次のステップS42においてユーザ又はキャリブレーションデータ取得装置45は、押圧治具42により先端部11に対して、Y方向に所定の押圧力を印加する状態に設定する。
次のステップS43において、上述したステップS32〜S37の処理を同様に行う。そして、走査範囲の走査が終了した場合には、ステップS44の処理に移り、このステップS44においてキャリブレーションデータ取得装置45は、その内部のメモリに格納した順番データに関連付けた位置データをX方向に押圧有り状態のキャリブレーションデータD2として、コントローラ34を介して、走査型内視鏡2内のメモリ25に格納する。
次のステップS42においてユーザ又はキャリブレーションデータ取得装置45は、押圧治具42により先端部11に対して、Y方向に所定の押圧力を印加する状態に設定する。
次のステップS43において、上述したステップS32〜S37の処理を同様に行う。そして、走査範囲の走査が終了した場合には、ステップS44の処理に移り、このステップS44においてキャリブレーションデータ取得装置45は、その内部のメモリに格納した順番データに関連付けた位置データをX方向に押圧有り状態のキャリブレーションデータD2として、コントローラ34を介して、走査型内視鏡2内のメモリ25に格納する。
このようにメモリ25にキャリブレーションデータD1〜D3を格納する処理を終了して、図12の処理を終了する。
このように動作する本実施形態によれば、走査部14が設けられた先端部11が押圧された場合においても、歪みの少ない画像を生成することができる。
また、本実施形態によれば、先端部11に押圧を検出するセンサを設けないで、先端部11が押圧された状態か否かを判定(検出)するようにしているので、挿入部6を細径化できる。
また、本実施形態によれば、押圧されている場合には、押圧力と共に、押圧方向に応じたキャリブレーションデータを選択又は生成するようにしているので、先端部11に作用する押圧力の大きさや作用方向が異なる場合にも歪みの少ない画像を生成することができる。
このように動作する本実施形態によれば、走査部14が設けられた先端部11が押圧された場合においても、歪みの少ない画像を生成することができる。
また、本実施形態によれば、先端部11に押圧を検出するセンサを設けないで、先端部11が押圧された状態か否かを判定(検出)するようにしているので、挿入部6を細径化できる。
また、本実施形態によれば、押圧されている場合には、押圧力と共に、押圧方向に応じたキャリブレーションデータを選択又は生成するようにしているので、先端部11に作用する押圧力の大きさや作用方向が異なる場合にも歪みの少ない画像を生成することができる。
上述した実施形態においては、メモリ25又はメモリ35に3つのキャリブレーションデータD1〜D3を格納し、先端部11が押圧されていない状態においては、キャリブレーションデータD1を採用し、先端部11が押圧されている状態においては、キャリブレーションデータD1〜D3を参照したり、キャリブレーションデータD1,D2やD1,D3や、D1〜D3を組み合わせる等して対応するキャリブレーションデータDiを生成していた。
図8の取得装置41等を用いて実際に計測したキャリブレーションデータD1〜D3をメモリ25に格納する他に、演算部34d等により推定されたキャリブレーションデータをメモリ25に格納するようにしても良い。
先端部11が押圧された場合における代表的な軌道は、図5に示したものであるが、この他に先端部11が押圧された場合において例えば図13に示すような周辺側において位相ずれが大きくなる特性Eの軌道となる場合もあり得る(軌道の形状自体は、図4又は図5に類似した軌道となり得る)。図13は、このような特性Eの軌道で放射状のパターンを走査して画像を生成した場合の図である。画像中心よりも周辺側において位相ずれが大きくなるため、放射状パターンは絞り羽根のように歪んでしまう。
図8の取得装置41等を用いて実際に計測したキャリブレーションデータD1〜D3をメモリ25に格納する他に、演算部34d等により推定されたキャリブレーションデータをメモリ25に格納するようにしても良い。
先端部11が押圧された場合における代表的な軌道は、図5に示したものであるが、この他に先端部11が押圧された場合において例えば図13に示すような周辺側において位相ずれが大きくなる特性Eの軌道となる場合もあり得る(軌道の形状自体は、図4又は図5に類似した軌道となり得る)。図13は、このような特性Eの軌道で放射状のパターンを走査して画像を生成した場合の図である。画像中心よりも周辺側において位相ずれが大きくなるため、放射状パターンは絞り羽根のように歪んでしまう。
図5に示す渦巻き状軌道Tr2,Tr3においては、中心側と周辺側との位相ずれはほぼ線形に発生するが、図13の特性Eの場合には非線形の位相ずれとなる(周辺側では、線形の場合よりも更に大きな位相ずれが発生する)。
このため、上述したキャリブレーションデータD1〜D3の他に図13に示すような特性Eの場合の軌道に対するキャリブレーションデータD4も用意し、先端部11の押圧状態に対応して図13に示すような非線形の位相ずれの特性Eとなる軌道の場合に対しても、歪みの少ない画像を生成することができるようにしても良い。
なお、上述した実施形態においては、先端部11が押圧無し状態と押圧状態とを検出する物理量として、駆動電流を検出する場合を説明したが、この他に先端部11内に、先端部11が押圧された際に発生する物理量を検出するセンサを配置しても良い。
例えば、先端部11の内壁におけるX方向とY方向の押圧力をそれぞれ検出できるように2つの歪みセンサを配置し、2つの歪みセンサの検出信号に基づいて、実際に採用するキャリブレーションデータを選択するようにしたり、歪みセンサの検出信号に対応したキャリブレーションデータを、予め用意したキャリブレーションデータから生成するようにしても良い。
このため、上述したキャリブレーションデータD1〜D3の他に図13に示すような特性Eの場合の軌道に対するキャリブレーションデータD4も用意し、先端部11の押圧状態に対応して図13に示すような非線形の位相ずれの特性Eとなる軌道の場合に対しても、歪みの少ない画像を生成することができるようにしても良い。
なお、上述した実施形態においては、先端部11が押圧無し状態と押圧状態とを検出する物理量として、駆動電流を検出する場合を説明したが、この他に先端部11内に、先端部11が押圧された際に発生する物理量を検出するセンサを配置しても良い。
例えば、先端部11の内壁におけるX方向とY方向の押圧力をそれぞれ検出できるように2つの歪みセンサを配置し、2つの歪みセンサの検出信号に基づいて、実際に採用するキャリブレーションデータを選択するようにしたり、歪みセンサの検出信号に対応したキャリブレーションデータを、予め用意したキャリブレーションデータから生成するようにしても良い。
また、画像生成部34cにより生成された画像(信号)の解析により、押圧状態の有無を判定して、モニタ4に押圧状態を表示し、ユーザが押圧状態に対応したキャリブレーションデータを設定するようにしても良い。
また、例えば鼻腔用内視鏡として走査型内視鏡2を用いる場合、走査型内視鏡2を円滑に挿入するためにガイドパイプを用いることがある。このような場合には、走査型内視鏡2がガイドパイプ内を通過中の場合と、ガイドパイプから突出して粘膜観察中の場合とにおいては、画像がかなり異なる状態となるため、画像生成部34cにより生成された画像(信号)の解析により、押圧状態か否かを検出するようにしても良い。
なお、上述した実施形態において、直交する2つの方向の軌道Tr2とTr3とが中心位置の周りで一方の軌道を90度回転した軌道が他方の軌道に殆ど一致するような場合には、一方の軌道の場合のキャリブレーションデータを他方の軌道の場合のキャリブレーションデータとしても用いるようにしてもよい。そして、他方の軌道の場合のキャリブレーションデータとしても用いる場合には、90度の回転に対応して一方の軌道の場合のキャリブレーションデータのX,Yの位置データをY,X(但し回転方向に応じて+または−の符号を考慮する)のように置換して用いるようにしてもよい。
また、本発明の走査型内視鏡装置を、被検体5で反射された光を検出する通常観察の場合に限らず、被検体5からの蛍光を検出する蛍光観察の場合に適用しても良い。
また、例えば鼻腔用内視鏡として走査型内視鏡2を用いる場合、走査型内視鏡2を円滑に挿入するためにガイドパイプを用いることがある。このような場合には、走査型内視鏡2がガイドパイプ内を通過中の場合と、ガイドパイプから突出して粘膜観察中の場合とにおいては、画像がかなり異なる状態となるため、画像生成部34cにより生成された画像(信号)の解析により、押圧状態か否かを検出するようにしても良い。
なお、上述した実施形態において、直交する2つの方向の軌道Tr2とTr3とが中心位置の周りで一方の軌道を90度回転した軌道が他方の軌道に殆ど一致するような場合には、一方の軌道の場合のキャリブレーションデータを他方の軌道の場合のキャリブレーションデータとしても用いるようにしてもよい。そして、他方の軌道の場合のキャリブレーションデータとしても用いる場合には、90度の回転に対応して一方の軌道の場合のキャリブレーションデータのX,Yの位置データをY,X(但し回転方向に応じて+または−の符号を考慮する)のように置換して用いるようにしてもよい。
また、本発明の走査型内視鏡装置を、被検体5で反射された光を検出する通常観察の場合に限らず、被検体5からの蛍光を検出する蛍光観察の場合に適用しても良い。
1…走査型内視鏡装置、2…走査型内視鏡、3…本体装置、4…モニタ、5…被検体、6…挿入部、11…先端部、13…円筒部材、14…走査部、15…光ファイバ、16…集光レンズ、17…アクチュエータ、17a〜17d…アクチュエータ素子、18a,18b…駆動線、23…受光用光ファイバ(束)、25…メモリ、31…光源ユニット、32…駆動ユニット、32a…信号発生器、32d,32e…アンプ、33…検出ユニット、34…コントローラ、34a…発光制御部、34b…駆動波形制御部、34c…画像生成部、34d…演算部、34e…電流計測部、35…メモリ、35a…テーブルデータ格納部、35b…検出信号データ格納部、41…取得装置、42…押圧治具、43…基準の被写体、45…キャリブレーションデータ取得装置、
Claims (11)
- 照射光を発生する光源部と、
第1端部に入射した前記照射光を走査型内視鏡の先端部に配置された第2端部に導光する導光部と、
前記先端部に配置され、前記第2端部を渦巻き軌道を描くように振動させる走査部と、
前記照射光が照射された被検体からの戻り光を検出する検出部と、
前記検出光に応じて画像信号を生成する画像信号生成部と、
を有し、
前記画像信号生成部は、
前記画像信号を生成する際のキャリブレーションに用いることができる複数のキャリブレーションデータを保持するメモリと、
前記先端部が押圧された押圧状況に基づいて、前記複数のキャリブレーションデータの少なくとも1つを用いて前記画像信号を生成する演算部と、
を有することを特徴とする走査型内視鏡装置。 - 前記演算部は、前記複数のキャリブレーションデータのいずれか1つを選択して前記画像信号を生成することを特徴とする請求項1に記載の走査型内視鏡装置。
- 前記演算部は、前記複数のキャリブレーションデータの少なくとも1つから少なくとも1つの推定データを演算し、前記推定データを用いて前記画像信号を生成することを特徴とする請求項1に記載の走査型内視鏡装置。
- 前記演算部は、前記複数のキャリブレーションデータに基づき、キャリブレーションを行うモードとしての複数のキャリブレーションモードに対応して前記画像信号を生成し、前記押圧状況に基づいて、最適な1つのキャリブレーションモードを自動的に選択し、選択された1つのキャリブレーションモードに対応した画像信号を生成することを特徴とする請求項1に記載の走査型内視鏡装置。
- 前記演算部は、前記複数のキャリブレーションデータの少なくとも1つに基づき、キャリブレーションを行うモードとしての複数のキャリブレーションモードにおいて、前記押圧状況に基づいて、最適な1つのキャリブレーションモードをユーザに提示することを特徴とする請求項1に記載の走査型内視鏡装置。
- 前記押圧状況に対応する物理量を検出し、前記物理量に対応する信号を前記演算部に送信する検出部を更に備えることを特徴とする請求項1に記載の走査型内視鏡装置。
- 前記物理量は、前記第2端部の共振周波数に対応する前記駆動部の駆動電流であることを特徴とする請求項6に記載の走査型内視鏡装置。
- 前記メモリに保持される前記キャリブレーションデータは、前記先端部への押圧を模した押圧力可変の冶具を用いて取得された計測データを含むことを特徴とする請求項1に記載の走査型内視鏡装置。
- 前記メモリに保持される前記キャリブレーションデータは、計測により取得された計測データ、および前記計測データに基づいて推定された推定データを含むことを特徴とする請求項1に記載の走査型内視鏡装置。
- 前記メモリに保持される前記キャリブレーションデータは、前記押圧状況が押圧なしの状態に対応する第1データ、および前記押圧状況が、押圧が閾値以上の状態に対応する第2データであることを特徴とする請求項1に記載の走査型内視鏡装置。
- 更に、前記先端部が押圧された押圧状況を検出するために、前記先端部の長手方向に直交する2つの方向にそれぞれ作用する押圧力を検出する押圧検出部を有し、
前記演算部は、前記押圧検出部により検出された2つの方向の押圧力に応じて予め用意された少なくとも2つのキャリブレーションデータを用いて、前記2つの方向の押圧力に対応したキャリブレーションデータを推定し、推定された前記キャリブレーションデータを用いて前記画像信号を生成することを特徴とする請求項1に記載の走査型内視鏡装置。
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JP2015196106A JP2017064270A (ja) | 2015-10-01 | 2015-10-01 | 走査型内視鏡装置 |
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JP2015196106A JP2017064270A (ja) | 2015-10-01 | 2015-10-01 | 走査型内視鏡装置 |
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JP (1) | JP2017064270A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2022245088A1 (ko) * | 2021-05-17 | 2022-11-24 | 주식회사 이지엔도서지컬 | 와이어 히스테리시스 보상 기능을 갖는 수술 도구 장치 및 그 제어방법 |
-
2015
- 2015-10-01 JP JP2015196106A patent/JP2017064270A/ja active Pending
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WO2022245088A1 (ko) * | 2021-05-17 | 2022-11-24 | 주식회사 이지엔도서지컬 | 와이어 히스테리시스 보상 기능을 갖는 수술 도구 장치 및 그 제어방법 |
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