JP4689291B2 - Endoscope apparatus and program for endoscope apparatus - Google Patents

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Description

本発明は、内視鏡装置及び内視鏡装置用プログラムに関する。
The present invention relates to an endoscope apparatus and a program for an endoscope apparatus .

近年、内視鏡は医療用分野及び工業用分野で広く用いられるようになっており、通常、観察対象物に挿入して観察画像を得る挿入部と、得られた観察画像を表示する表示手段とを備える内視鏡装置として構成されたものが一般的に使用されている。   In recent years, endoscopes have been widely used in the medical field and the industrial field, and are usually inserted into an observation object to obtain an observation image, and display means for displaying the obtained observation image What is comprised as an endoscope apparatus provided with these is generally used.

この種の内視鏡装置では、内視鏡の挿入部を観察対象物に挿入すると同時に、モニタ等の表示手段に表示される観察画像(内視鏡画像)を観察しながら検査や手技を行うことが可能であるため、作業者にとって所望の観察画像を確実に表示して、かつ、検査や手技を違和感なく行うことができるものが望まれている。   In this type of endoscope apparatus, the insertion portion of the endoscope is inserted into the observation object, and at the same time, the examination and the procedure are performed while observing the observation image (endoscopic image) displayed on the display means such as a monitor. Therefore, there is a demand for an operator that can reliably display a desired observation image and can perform an inspection and a procedure without a sense of incongruity.

このような内視鏡装置として、観察対象物に挿入可能な挿入部の先端部から得られた観察画像を画像信号に変換し、表示手段に観察画像を表示する際、内視鏡の挿入部先端部の上下左右方向と挿入部制御操作部の上下左右方向とを一致させたものが提案されている(例えば、特許文献1参照。)。   As such an endoscope apparatus, when an observation image obtained from a distal end portion of an insertion portion that can be inserted into an observation object is converted into an image signal and the observation image is displayed on the display means, the insertion portion of the endoscope There has been proposed one in which the top / bottom / left / right direction of the distal end matches the top / bottom / left / right direction of the insertion section control operation section (see, for example, Patent Document 1).

また、光学式の内視鏡(ファイバスコープ)と、内視鏡用外付けテレビカメラと、カメラコントロールユニットとを具備して、カメラコントロールユニット内に、モニタに表示される内視鏡画像のUP方向とモニタのUP方向とを一致させるように内視鏡画像を回転調整する回転調整手段が配されたものが提案されている(例えば、特許文献2参照。)。   In addition, an optical endoscope (fiberscope), an external television camera for endoscope, and a camera control unit are provided, and an endoscope image displayed on a monitor is updated in the camera control unit. There has been proposed one in which rotation adjustment means for rotating and adjusting an endoscopic image so that the direction coincides with the UP direction of the monitor (see, for example, Patent Document 2).

さらに、内視鏡の観察視野方向に依存することなく常に術者の視線方向を基準にして内視鏡画像をモニタ上に表示させる画像処理を行う位置関係判別・画像処理装置を具備するものが提案されている(例えば、特許文献3参照。)。この位置関係判別・画像処理装置は、術者の頭部に取り付けられた視野方向位置センサに基づいて内視鏡画像の処理を行うものとされている。   Furthermore, there is provided a positional relationship determination / image processing apparatus that performs image processing for displaying an endoscopic image on a monitor on the basis of the surgeon's gaze direction without depending on the observation visual field direction of the endoscope. It has been proposed (see, for example, Patent Document 3). This positional relationship determination / image processing apparatus is configured to process an endoscopic image based on a visual field direction position sensor attached to the operator's head.

また、重力センサを具備し、重力センサからの重力方向の検出結果を内視鏡画像に重畳させることによって、重力方向を作業者に告知する内視鏡装置が提案されている(例えば、特許文献4参照。)。この内視鏡装置は、重力方向の情報を用いて画像を回転させることも可能とされている。   In addition, an endoscope apparatus that has a gravity sensor and notifies the operator of the direction of gravity by superimposing a detection result of the direction of gravity from the gravity sensor on an endoscope image has been proposed (for example, Patent Documents). 4). This endoscope apparatus is also capable of rotating an image using information on the direction of gravity.

しかしながら、上記特許文献1に記載の内視鏡装置は、内視鏡の挿入部がねじれてしまって表示手段の上下左右方向と観察画像の上下左右方向が合わなくなった状態で挿入部の操作を行った場合、操作方向とは別の方向に内視鏡画像が動いてしまい、検査の際に作業者に違和感を感じさせてしまう。   However, in the endoscope apparatus described in Patent Document 1, the operation of the insertion portion is performed in a state where the insertion portion of the endoscope is twisted so that the vertical and horizontal directions of the display means do not match the vertical and horizontal directions of the observation image. If performed, the endoscopic image moves in a direction different from the operation direction, and the operator feels uncomfortable during the inspection.

また、特許文献2に記載の内視鏡装置は、例えば、工業用の用途を考慮した場合、挿入部のねじれを手動で調整する手段を具備しているが、作業者がモニタに対して横や斜め方向を向いた状態で作業を行う際には、内視鏡画像とモニタ画像との上下左右方向が合わなくなってしまう。従って、挿入部の操作を行った際に内視鏡画像が操作方向とは異なる方向に移動してしまうので、作業者の違和感を依然として残してしまう。   In addition, the endoscope apparatus described in Patent Document 2 includes means for manually adjusting the torsion of the insertion portion when considering, for example, industrial use. When the work is performed in a state of facing the diagonal direction, the vertical and horizontal directions of the endoscopic image and the monitor image are not matched. Therefore, when the operation of the insertion unit is performed, the endoscope image moves in a direction different from the operation direction, so that the operator still feels uncomfortable.

さらに、特許文献3に記載の内視鏡装置は、同様に工業用の用途を考えた場合、モニタの上下左右方向と作業者の視線方向とを一致させたとしても操作方向とは別の方向に内視鏡画像を移動させてしまう。   Furthermore, the endoscope apparatus described in Patent Document 3 is a direction different from the operation direction even if the vertical and horizontal directions of the monitor and the operator's line-of-sight direction coincide with each other when considering industrial applications. The endoscope image is moved to the position.

また、特許文献4に記載の内視鏡装置は、重力方向の情報を用いてどのように画像を回転させるかについての具体的構成については触れられていない。
特開2001−350104号公報 特開2001−390号公報 特開2000−287921号公報 特開2002−263057号公報
Moreover, the endoscope apparatus described in Patent Document 4 does not mention a specific configuration on how to rotate an image using information on the direction of gravity.
JP 2001-350104 A Japanese Patent Laid-Open No. 2001-390 Japanese Patent Laid-Open No. 2000-287921 JP 2002-263057 A

本発明は上記事情に鑑みて成されたものであり、作業時に違和感のないように内視鏡画像の上下左右方向と作業者の上下左右操作方向とが一致する内視鏡画像をモニタ表示可能な内視鏡装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an endoscopic image in which the up / down / left / right direction of the endoscopic image matches the up / down / left / right operation direction of the operator can be displayed on a monitor so as not to feel uncomfortable during work. It is an object to provide an endoscope apparatus.

本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。本発明に係る内視鏡装置は、撮像された観察対象物の画像を表示する内視鏡装置において、表示部と、内視鏡先端部の湾曲方向を入力する湾曲指示部と、前記観察対象物に対する前記内視鏡先端部の回転角度を検知する回転角度検出部からの情報に基づいて、前記画像を回転させて前記表示部に表示させる制御部と、を備え、前記制御部は、前記湾曲指示部によって入力される前記湾曲方向から前記回転角度を差し引く補正を行うことで、前記内視鏡先端部の湾曲方向を制御することを特徴とする。 The present invention employs the following means in order to solve the above problems. An endoscope apparatus according to the present invention, in an endoscope apparatus that displays a captured image of an observation object, includes a display unit, a bending instruction unit that inputs a bending direction of an endoscope tip, and the observation object. based on the information from the rotation angle detector for detecting the rotation angle of the endoscope tip relative things, and a control unit for displaying on the display unit by rotating the image, wherein, the The bending direction of the endoscope distal end portion is controlled by performing correction by subtracting the rotation angle from the bending direction input by a bending instruction unit .

この内視鏡装置は、内視鏡画像回転処理部が回転角度検出部によって検出した先端部の回転角度に基づいて内視鏡画像を回転して表示部に表示するだけでなく、湾曲指示方向演算処理部が回転角度に基づき湾曲指示部の指示方向も回転するので、表示部に表示された画像の方向と湾曲指示部の指示方向とを一致させることができる。   This endoscope apparatus not only rotates and displays an endoscope image on the display unit based on the rotation angle of the distal end detected by the rotation angle detection unit by the endoscope image rotation processing unit, but also provides a bending instruction direction. Since the calculation processing unit also rotates the instruction direction of the bending instruction unit based on the rotation angle, the direction of the image displayed on the display unit and the instruction direction of the bending instruction unit can be matched.

本発明によれば、内視鏡画像の上下左右方向と、作業者が指示する上下左右方向とを一致させることができ、検査の際の違和感を低減することができる。   According to the present invention, the up / down / left / right direction of the endoscopic image can be matched with the up / down / left / right direction instructed by the operator, and the uncomfortable feeling at the time of inspection can be reduced.

本発明に係る第1の実施形態について、図1から図11を参照して説明する。
本実施形態に係る内視鏡装置1は、図1に示すように、観察対象物を撮像するCCD(撮像素子)2が配された先端部3が先端に配された挿入部4を有する内視鏡5と、CCD2によって撮像された画像を処理する内視鏡制御部6と、内視鏡制御部6によって得られた内視鏡画像を表示するモニタ(表示部)7と、先端部3の湾曲方向及び湾曲量を与える湾曲指示部8と、先端部3のCCD2の近傍に配されて重力方向を検知することによってCCD2の観察対象物に対する回転角度を検知する加速度センサ(回転角度検出部)10とを備えている。
A first embodiment according to the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, an endoscope apparatus 1 according to the present embodiment includes an insertion portion 4 in which a distal end portion 3 on which a CCD (imaging device) 2 for imaging an observation object is disposed is disposed on the distal end. An endoscope 5, an endoscope control unit 6 that processes an image captured by the CCD 2 , a monitor (display unit) 7 that displays an endoscopic image obtained by the endoscope control unit 6, and a distal end portion 3 A bending instructing unit 8 that gives the bending direction and the amount of bending, and an acceleration sensor (rotation angle detecting unit) that is arranged in the vicinity of the CCD 2 at the tip 3 and detects the rotation angle of the CCD 2 relative to the observation object by detecting the direction of gravity. ) 10.

内視鏡制御部6は、CCD2によって撮像された内視鏡画像を処理する撮像処理部11と、湾曲指示部8の指示に基づき先端部3の湾曲方向及び湾曲量を制御する湾曲制御部12と、加速度センサ10からの情報に基づき、モニタ7に対する内視鏡表示画像を回転させる角度を算出処理する回転角度演算処理部13と、回転角度演算処理部13によって算出された結果に基づいて内視鏡表示画像をモニタ7に対して回転させる内視鏡画像回転処理部15と、回転角度演算処理部13によって算出された結果に基づいて、湾曲指示部8の指示方向と内視鏡画像回転処理部15によって回転してモニタ7に表示された画像の方向とを一致させる湾曲指示方向演算処理部16と、回転角度演算処理部13、内視鏡画像回転処理部15、及び、湾曲指示方向演算処理部16の統括、制御を行う制御部17とを備えている。なお、回転角度演算処理部13、湾曲指示方向演算処理部16、制御部17は演算制御ユニット18内に配されている。 The endoscope control unit 6 includes an imaging processing unit 11 that processes an endoscopic image captured by the CCD 2 , and a bending control unit 12 that controls a bending direction and a bending amount of the distal end portion 3 based on an instruction from the bending instruction unit 8. And a rotation angle calculation processing unit 13 for calculating an angle for rotating the endoscope display image with respect to the monitor 7 based on information from the acceleration sensor 10, and an internal calculation based on the result calculated by the rotation angle calculation processing unit 13. Based on the result calculated by the endoscope image rotation processing unit 15 that rotates the endoscope display image with respect to the monitor 7 and the rotation angle calculation processing unit 13, the indication direction of the bending instruction unit 8 and the endoscope image rotation A bending instruction direction calculation processing unit 16 that matches the direction of the image rotated by the processing unit 15 and displayed on the monitor 7, a rotation angle calculation processing unit 13, an endoscope image rotation processing unit 15, and a bending finger And a control unit 17 that controls and controls the indicated direction calculation processing unit 16. The rotation angle calculation processing unit 13, the bending instruction direction calculation processing unit 16, and the control unit 17 are arranged in the calculation control unit 18.

挿入部4には、図示しないアングルワイヤが数本挿通されており、湾曲制御部12によってアングルワイヤの何れかが選択されて牽引されることにより、先端部3が例えば上下左右方向に湾曲操作可能とされている。
加速度センサ10によって検知されたCCD2の傾き情報が回転角度演算処理部13に伝達される。
Several angle wires (not shown) are inserted into the insertion portion 4, and any one of the angle wires is selected and pulled by the bending control portion 12, so that the distal end portion 3 can be bent in the vertical and horizontal directions, for example. It is said that.
The tilt information of the CCD 2 detected by the acceleration sensor 10 is transmitted to the rotation angle calculation processing unit 13.

次に、本実施形態に係る内視鏡装置1にて、図2に示すような観察対象物「F」を撮像する際、図3(a)及び図4(a)に示すように、重力方向に対してCCD2が傾いていない状態から、図3(b)及び図4(b)に示すように、重力方向に対してα度傾いた状態を撮像するときの作用・効果について説明する。 Next, when imaging the observation object “F” as shown in FIG. 2 with the endoscope apparatus 1 according to the present embodiment, as shown in FIGS. 3A and 4A, gravity is applied. A description will be given of actions and effects when imaging a state in which the CCD 2 is not inclined with respect to the direction and is inclined by α degrees with respect to the direction of gravity as shown in FIGS. 3B and 4B.

まず、重力方向に対して直立した観察対象物「F」をCCD2にて撮像する。このとき、図5に示すようにCCD2が重力方向に対してα度傾いた状態のとき、このまま画像回転処理を行わない場合には、図6に示すように、観察対象物「F」がα度傾いた状態でモニタ7に表示される。 First, an image of the observation object “F” standing upright with respect to the direction of gravity is picked up by the CCD 2 . At this time, when the CCD 2 is tilted by α degrees with respect to the direction of gravity as shown in FIG. 5, if the image rotation process is not performed as it is, the observation object “F” becomes α as shown in FIG. It is displayed on the monitor 7 in a tilted state.

この際、加速度センサ10によって検知された重力方向に対するCCD2のα度の傾き情報が、回転角度演算処理部13に伝達されて処理される。この角度情報に基づき、内視鏡画像回転処理部15が撮像処理部11にて撮像処理された内視鏡画像をα度回転処理する。このときモニタ7には、図7に示すように、観察対象物「F」が直立した画像が表示され、重力方向とモニタ7の方向とが一致する。 At this time, the inclination information of α degrees of the CCD 2 with respect to the direction of gravity detected by the acceleration sensor 10 is transmitted to the rotation angle calculation processing unit 13 for processing. Based on this angle information, the endoscope image rotation processing unit 15 rotates the endoscope image imaged by the imaging processing unit 11 by α degrees. At this time, as shown in FIG. 7, the monitor 7 displays an upright image of the observation object “F”, and the direction of gravity coincides with the direction of the monitor 7.

このとき、CCD2の上下左右方向と先端部3の湾曲方向とが一致しているので、図8に示すように、湾曲指示部8にて上方向(U)を指示した場合、CCD2が図9に示すように重力方向からα度傾いた上方向(U’)に移動してしまい、内視鏡画像の上下左右方向と作業者が湾曲指示する上下左右方向とが一致しない状態となる。 At this time, since the bending directions of the vertical and horizontal directions and the distal end portion 3 of the CCD2 match, as shown in FIG. 8, when instructed upward (U) at the bending instruction portion 8, CCD2 Figure 9 As shown in FIG. 4, the endoscope moves in the upward direction (U ′) inclined by α degrees from the direction of gravity, and the up / down / left / right direction of the endoscopic image does not coincide with the up / down / left / right direction instructed to bend by the operator.

ここで、湾曲指示方向演算処理部16にて湾曲指示部8へ伝達する湾曲角度が算出される。
例えば、図10に示すように、湾曲方向をUD方向(上下方向)及びRL方向(左右方向)とに分解して制御する湾曲指示部8によってβ方向に湾曲操作する際、CCD2の重力方向に対する傾きがα度の場合には、湾曲指示方向演算処理部16において処理して湾曲制御部12に伝達する湾曲角度が以下の式(1)で表される。
Here, the bending angle transmitted to the bending instruction unit 8 is calculated by the bending instruction direction calculation processing unit 16.
For example, as shown in FIG. 10, when the bending operation in the β direction by the bending instruction portion 8 for controlling the bending direction is decomposed into a UD direction (vertical direction) and the RL direction (lateral direction), with respect to the direction of gravity of the CCD2 When the inclination is α degrees, the bending angle processed by the bending instruction direction calculation processing unit 16 and transmitted to the bending control unit 12 is expressed by the following equation (1).

Figure 0004689291
Figure 0004689291

式(1)の両辺に対してsinをとると、以下の式(2)となる。   When sin is taken with respect to both sides of the formula (1), the following formula (2) is obtained.

Figure 0004689291
Figure 0004689291

従って、湾曲させるβ方向に対して、湾曲角度に対するUD方向のデータは、以下の式(3)で表すことができる。   Therefore, the data in the UD direction with respect to the bending angle with respect to the β direction to be bent can be expressed by the following equation (3).

Figure 0004689291
Figure 0004689291

一方、式(1)の両辺に対してcosをとると、以下の式(4)となる。   On the other hand, when cos is taken for both sides of the equation (1), the following equation (4) is obtained.

Figure 0004689291
Figure 0004689291

従って、湾曲させるβ方向に対して、湾曲角度に対するRL方向のデータは、以下の式(5)で表すことができる。   Accordingly, the data in the RL direction with respect to the bending angle with respect to the β direction to be bent can be expressed by the following equation (5).

Figure 0004689291
Figure 0004689291

こうして、図11に示すように、モニタ7に表示された内視鏡画像の上下左右方向と作業者が湾曲指示する上下左右方向とを上方向(U)に一致させることができる。
この内視鏡装置1によれば、重力方向に対してCCD2が傾いていても、モニタ7に表示される内視鏡画像の上下左右方向と作業者が湾曲操作する際に湾曲指示部8にて操作する上下左右方向とを一致させることができ、検査の際の違和感を低減することができる。
In this way, as shown in FIG. 11, the up / down / left / right direction of the endoscopic image displayed on the monitor 7 and the up / down / left / right direction instructed by the operator to be curved can coincide with each other in the upward direction (U).
According to the endoscope apparatus 1, even when the CCD 2 is inclined with respect to the direction of gravity, the bending instruction unit 8 can be operated when the operator performs a bending operation of the endoscope image displayed on the monitor 7. The up / down / left / right directions to be operated can be made to coincide with each other, and the uncomfortable feeling at the time of inspection can be reduced.

次に、第2の実施形態について図12から図19を参照しながら説明する。
なお、上述した第1の実施形態と同様の構成要素には同一符号を付すとともに説明を省略する。
第2の実施形態と第1の実施形態との異なる点は、本実施形態に係る内視鏡装置20が、さらに、撮像処理部21に電子ズームを指示する電子ズーム指示部22と、電子ズーム指示部22によって電子ズームを行った内視鏡表示画像を水平(PAN)又は垂直(TILT)方向に移動指示するPAN/TILT指示部23とを備え、内視鏡制御部25の演算処理ユニット26が、回転角度演算処理部13によって算出された結果に基づいて、PAN/TILT指示部23の指示方向と内視鏡画像回転処理部15によって回転してモニタ7に表示された画像の方向とを一致させるPAN/TILT方向演算処理部27をさらに備えているとした点である。
撮像処理部21と演算処理ユニット26とは、データラインによって接続されている。
Next, a second embodiment will be described with reference to FIGS.
In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the component similar to 1st Embodiment mentioned above, and description is abbreviate | omitted.
The difference between the second embodiment and the first embodiment is that the endoscope apparatus 20 according to this embodiment further includes an electronic zoom instruction unit 22 that instructs the imaging processing unit 21 to perform an electronic zoom, and an electronic zoom. And an PAN / TILT instruction unit 23 for instructing to move the endoscope display image electronically zoomed by the instruction unit 22 in the horizontal (PAN) or vertical (TILT) direction, and an arithmetic processing unit 26 of the endoscope control unit 25. Based on the result calculated by the rotation angle calculation processing unit 13, the indication direction of the PAN / TILT instruction unit 23 and the direction of the image rotated by the endoscope image rotation processing unit 15 and displayed on the monitor 7 are The point is that a PAN / TILT direction calculation processing unit 27 to be matched is further provided.
The imaging processing unit 21 and the arithmetic processing unit 26 are connected by a data line.

次に、本実施形態に係る内視鏡装置20にて、図13に示すように、重力方向に対してCCD2及び加速度センサ10がα度傾いた状態を撮像するときの作用・効果について説明する。
まず、重力方向に対して直立した観察対象物「F」をCCD2にて撮像する。このとき、電子ズーム指示部22により内視鏡画像を電子ズーム指示した場合、ズーム指示の信号が演算処理ユニット26に伝達・処理され、撮像処理部21によって内視鏡画像が電子ズームされる。
CCD2が重力方向に対してα度傾いた状態のとき、このまま画像回転処理を行わない場合には、図14に示すように、観察対象物「F」がα度傾いた状態で電子ズームされた画像fがモニタ7に表示される。
Next, in the endoscope apparatus 20 according to the present embodiment, as shown in FIG. 13, operations and effects when the CCD 2 and the acceleration sensor 10 image a state inclined α degrees with respect to the direction of gravity will be described. .
First, an image of the observation object “F” standing upright with respect to the direction of gravity is picked up by the CCD 2 . At this time, when an electronic zoom instruction is given to the endoscopic image by the electronic zoom instruction unit 22, a zoom instruction signal is transmitted and processed to the arithmetic processing unit 26, and the endoscopic image is electronically zoomed by the imaging processing unit 21.
When the CCD 2 is in the state of being tilted by α degrees with respect to the direction of gravity, if the image rotation process is not performed as it is, the observation object “F” is electronically zoomed in a state of tilting by α degrees as shown in FIG. The image f is displayed on the monitor 7.

この際、加速度センサ10によって検知された重力方向に対するCCD2のα度の傾き情報が、回転角度演算処理部13に伝達されて処理される。この角度情報に基づき、内視鏡画像回転処理部15が撮像処理部21にて撮像処理された内視鏡画像をα度回転処理する。このときモニタ7には、図15に示すように、電子ズームされた観察対象物「F」が直立した画像fが表示され、重力方向とモニタ7の方向とが一致する。 At this time, the inclination information of α degrees of the CCD 2 with respect to the direction of gravity detected by the acceleration sensor 10 is transmitted to the rotation angle calculation processing unit 13 for processing. Based on this angle information, the endoscope image rotation processing unit 15 rotates the endoscope image imaged by the imaging processing unit 21 by α degrees. At this time, as shown in FIG. 15, the monitor 7 displays an image f in which the observation object “F” that has been electronically zoomed is upright, and the direction of gravity coincides with the direction of the monitor 7.

このとき、CCD2の上下左右方向とPAN/TILT方向とが一致しているので、図16に示すように、PAN/TILT指示部23にて上方向(U)を指示した場合、撮像処理部21にてPAN/TILT処理がなされたときに、内視鏡画像が図17に示すように重力方向からα度傾いた上方向(U’)に移動してしまい、内視鏡画像の上下左右方向と作業者がPAN/TILT指示する上下左右方向とが一致しない状態となる。 At this time, since the up / down / left / right direction of the CCD 2 and the PAN / TILT direction coincide with each other, as shown in FIG. 16, when the PAN / TILT instruction unit 23 instructs the upward direction (U), the imaging processing unit 21 When the PAN / TILT process is performed in FIG. 17, the endoscopic image moves upward (U ′) inclined by α degrees from the direction of gravity as shown in FIG. And the up / down / left / right directions instructed by the operator to PAN / TILT do not match.

ここで、PAN/TILT方向演算処理部27にて撮像処理部21へ伝達する角度が算出される。
例えば、図18に示すように、PAN/TILT指示方向をPAN/TILTUD方向(上下方向)及びPAN/TILTRL方向(左右方向)とに分解して制御するPAN/TILT指示部23によってβ方向に湾曲操作する際、CCD2の重力方向に対する傾きがα度の場合には、PAN/TILT方向演算処理部27において処理されるPAN/TILT角度が以下の式(6)で表される。
Here, the angle transmitted to the imaging processing unit 21 is calculated by the PAN / TILT direction calculation processing unit 27.
For example, as shown in FIG. 18, the PAN / TILT indication direction is bent in the β direction by the PAN / TILT indication unit 23 which controls the PAN / TILTUD direction (up and down direction) and the PAN / TILTRL direction (left and right direction). When operating, if the inclination of the CCD 2 with respect to the gravity direction is α degrees, the PAN / TILT angle processed in the PAN / TILT direction calculation processing unit 27 is expressed by the following equation (6).

Figure 0004689291
Figure 0004689291

式(6)の両辺に対してsinをとると、以下の式(7)となる。   When sin is taken with respect to both sides of the equation (6), the following equation (7) is obtained.

Figure 0004689291
Figure 0004689291

従って、PAN/TILT指示方向βに対して、PAN/TILT UD方向のデータは、以下の式(8)で表すことができる。   Therefore, the data in the PAN / TILT UD direction with respect to the PAN / TILT instruction direction β can be expressed by the following equation (8).

Figure 0004689291
Figure 0004689291

一方、式(6)の両辺に対してcosをとると、以下の式(9)となる。   On the other hand, when cos is taken for both sides of the equation (6), the following equation (9) is obtained.

Figure 0004689291
Figure 0004689291

従って、PAN/TILT指示方向βに対して、PAN/TILT RL方向のデータは、以下の式(10)で表すことができる。   Therefore, the data in the PAN / TILT RL direction with respect to the PAN / TILT instruction direction β can be expressed by the following equation (10).

Figure 0004689291
Figure 0004689291

こうして、図19に示すように、モニタ7に表示された内視鏡画像の上下左右方向と作業者がPAN/TILT指示する上下左右方向とを上方向(U)に一致させることができる。
この内視鏡装置20によれば、重力方向に対してCCD2が傾いていても、モニタ7に表示される電子ズーム画像の上下左右方向と作業者がPAN/TILT指示部23にてPAN/TILT指示する上下左右方向とを一致させることができ、検査の際の違和感を低減することができる。
Thus, as shown in FIG. 19, the up / down / left / right direction of the endoscopic image displayed on the monitor 7 and the up / down / left / right direction instructed by the operator to PAN / TILT can be matched with the upward direction (U).
According to this endoscope apparatus 20, even when the CCD 2 is inclined with respect to the direction of gravity, the operator can use the PAN / TILT instruction unit 23 to move the PAN / TILT in the vertical and horizontal directions of the electronic zoom image displayed on the monitor 7. The up, down, left, and right directions to be instructed can be matched, and the uncomfortable feeling during the inspection can be reduced.

次に、第3の実施形態について図20から図27を参照しながら説明する。
なお、上述した他の実施形態と同様の構成要素には同一符号を付すとともに説明を省略する。
第3の実施形態と第1の実施形態との異なる点は、本実施形態に係る内視鏡装置30が、CCD2の傾きを検知する加速度センサ10の代わりに、図20に示すように、湾曲指示部31のUD方向及びRL方向からなる湾曲方位面31Aに垂直な軸R方向に対する回転角度を検知する湾曲指示部回転角度検出部32を備え、内視鏡制御部33の演算処理ユニット35が、回転角度演算処理部13の代わりに、湾曲指示部回転角度検出部32からの情報に基づき、モニタ7に対する内視鏡表示画像の回転角度を算出処理する湾曲指示部回転角度演算処理部36を備えているとした点である。
Next, a third embodiment will be described with reference to FIGS.
In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the component similar to other embodiment mentioned above, and description is abbreviate | omitted.
The difference between the third embodiment and the first embodiment is that the endoscope apparatus 30 according to this embodiment is curved as shown in FIG. 20 instead of the acceleration sensor 10 that detects the inclination of the CCD 2 . The instruction unit 31 includes a bending instruction unit rotation angle detection unit 32 that detects a rotation angle with respect to an axis R direction perpendicular to the bending azimuth plane 31A composed of the UD direction and the RL direction, and the arithmetic processing unit 35 of the endoscope control unit 33 includes Instead of the rotation angle calculation processing unit 13, a bending instruction unit rotation angle calculation processing unit 36 for calculating the rotation angle of the endoscope display image with respect to the monitor 7 based on information from the bending instruction unit rotation angle detection unit 32 is provided. It is a point that it has.

湾曲指示方向演算処理部37は、湾曲指示部回転角度演算処理部36によって算出された結果に基づいて、湾曲指示部31の指示方向と内視鏡画像回転処理部15によって回転してモニタ7に表示された画像の方向とを一致させるものとされている。
湾曲方位面31Aは、湾曲指示方向演算処理部37の処理に基づき、湾曲指示部31の回転に伴って回転可能とされている。
The bending instruction direction calculation processing unit 37 is rotated by the indication direction of the bending instruction unit 31 and the endoscope image rotation processing unit 15 on the monitor 7 based on the result calculated by the bending instruction unit rotation angle calculation processing unit 36. The direction of the displayed image is made to coincide.
The bending azimuth surface 31 </ b> A is rotatable with the rotation of the bending instruction unit 31 based on the processing of the bending instruction direction calculation processing unit 37.

次に、本実施形態に係る内視鏡装置30の作用・効果について説明する。
まず、観察対象物「F」を撮像したとき、モニタ7には図23に示すように表示される。
この状態で、図24に示すように、湾曲指示部31を軸Rに対してα度回転したとき、湾曲指示部回転角度検出部32によって湾曲指示部31の回転角度αが検出され、α度の傾き情報が、湾曲指示部回転角度演算処理部36に伝達されて処理される。この角度情報に基づき、内視鏡画像回転処理部15が撮像処理部11にて撮像処理された内視鏡画像をα度回転処理する。作業者は、このモニタ7を見ながら内視鏡装置30を操作する。
Next, operations and effects of the endoscope apparatus 30 according to the present embodiment will be described.
First, when the observation object “F” is imaged, it is displayed on the monitor 7 as shown in FIG.
In this state, as shown in FIG. 24, when the bending instruction section 31 is rotated by α degrees with respect to the axis R, the rotation angle α of the bending instruction section 31 is detected by the bending instruction section rotation angle detection section 32, and α degrees Is transmitted to the bending instruction section rotation angle calculation processing section 36 and processed. Based on this angle information, the endoscope image rotation processing unit 15 rotates the endoscope image imaged by the imaging processing unit 11 by α degrees. The operator operates the endoscope apparatus 30 while looking at the monitor 7.

このとき、湾曲指示部31の回転に伴い、湾曲方位面31Aもα度回転するように、第1の実施形態と同様の方法によって湾曲指示方向演算処理部37にて処理される。即ち、図25に示すように、UDRL方向を示す湾曲方位面31Aが、α度傾いたU’D’R’L’方向を示す湾曲方位面31Aとなる。   At this time, in accordance with the rotation of the bending instruction unit 31, the bending instruction direction calculation processing unit 37 performs processing by the same method as in the first embodiment so that the bending direction surface 31A also rotates α degrees. That is, as shown in FIG. 25, the curved azimuth surface 31A indicating the UDRL direction becomes the curved azimuth surface 31A indicating the U′D′R′L ′ direction inclined by α degrees.

この状態で図26に示す矢印Aの方向に湾曲指示する場合、湾曲指示方向演算処理部37によって処理され、図25の矢印A方向に湾曲制御するように湾曲制御部12に伝達される。
こうして、図27に示す矢印B方向に湾曲制御される。
この内視鏡装置30によれば、湾曲指示部31を回転させた場合にも、内視鏡画像の上下左右方向と、作業者が湾曲指示する上下左右方向とを一致させることができる。
In this state, when a bending instruction is given in the direction of the arrow A shown in FIG. 26, the bending instruction direction calculation processing unit 37 processes it and transmits the bending control unit 12 so as to control the bending in the arrow A direction of FIG.
In this way, bending control is performed in the direction of arrow B shown in FIG.
According to the endoscope apparatus 30, even when the bending instruction unit 31 is rotated, the up / down / left / right direction of the endoscopic image can be matched with the up / down / left / right direction instructed by the operator to bend.

なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、湾曲する角度の算出方法は、上記実施形態におけるものに限らず、内視鏡装置の特性に従って他の方法によって行っても良い。
また、回転角度検出部は加速度センサに限らず、傾き角度を検出する傾斜センサとしても構わない。
The technical scope of the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
For example, the calculation method of the bending angle is not limited to that in the above embodiment, and may be performed by another method according to the characteristics of the endoscope apparatus.
Further, the rotation angle detection unit is not limited to the acceleration sensor, and may be an inclination sensor that detects an inclination angle.

本発明の第1の実施形態に係る内視鏡装置を示す全体構成図である。1 is an overall configuration diagram showing an endoscope apparatus according to a first embodiment of the present invention. 観察対象物の例を示す図である。It is a figure which shows the example of an observation target object. 本発明の第1の実施形態に係る内視鏡装置による(a)重力方向に沿ったCCDによる観察対象物のモニタ表示、(b)重力方向からα度傾いた状態の観察対象物のモニタ表示を示す説明図である。(A) Monitor display of observation object by CCD along gravity direction by endoscope apparatus according to first embodiment of present invention, (b) Monitor display of observation object inclined by α degrees from gravity direction It is explanatory drawing which shows. (a)図2の斜視図、(b)図3(a)の斜視図、(c)図3(b)の斜視図である。(A) The perspective view of FIG. 2, (b) The perspective view of FIG. 3 (a), (c) The perspective view of FIG.3 (b). 本発明の第1の実施形態に係る内視鏡装置による重力方向からα度傾いた状態の観察対象物のモニタ表示を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the monitor display of the observation target object of the state inclined (alpha) degree from the gravity direction by the endoscope apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態に係る内視鏡装置における内視鏡画像の回転処理を行わない場合のモニタ表示を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows a monitor display when not performing the rotation process of the endoscopic image in the endoscope apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態に係る内視鏡装置における内視鏡画像の回転処理を行った場合のモニタ表示を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the monitor display at the time of performing the rotation process of the endoscopic image in the endoscope apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態に係る内視鏡装置の湾曲指示部を示す平面図である。It is a top view which shows the curve instruction | indication part of the endoscope apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態に係る内視鏡装置において湾曲指示方向演算処理を行わない場合にモニタの表示方向と湾曲操作する方向との関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship between the display direction of a monitor, and the direction which carries out a bending operation, when not performing a bending instruction | indication direction calculation process in the endoscope apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態に係る内視鏡装置の内視鏡画像の傾斜角度と湾曲操作時の操作方向との関係をUDRL湾曲方位面上に示す図である。It is a figure which shows the relationship between the inclination-angle of the endoscopic image of the endoscope apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention, and the operation direction at the time of curving operation on a UDRL curving direction surface. 本発明の第1の実施形態に係る内視鏡装置において湾曲指示方向演算処理を行った場合にモニタの表示方向と湾曲操作する方向との関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship between the display direction of a monitor, and the direction which carries out a bending operation, when the bending instruction | indication direction calculation process is performed in the endoscope apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態に係る内視鏡装置を示す全体構成図である。It is a whole block diagram which shows the endoscope apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態に係る内視鏡装置による重力方向からα度傾いた状態の観察対象物のモニタ表示を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the monitor display of the observation target object of the state inclined (alpha) degree from the gravity direction by the endoscope apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態に係る内視鏡装置における電子ズーム表示された内視鏡画像の回転処理を行わない場合のモニタ表示を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows a monitor display when not performing the rotation process of the endoscope image displayed by the electronic zoom in the endoscope apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態に係る内視鏡装置における電子ズーム表示された内視鏡画像の回転処理を行った場合のモニタ表示を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the monitor display at the time of performing the rotation process of the endoscope image displayed by the electronic zoom in the endoscope apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態に係る内視鏡装置のPAN/TILT指示部を示す平面図である。It is a top view which shows the PAN / TILT instruction | indication part of the endoscope apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態に係る内視鏡装置においてPAN/TILT指示方向演算処理を行わない場合にモニタの表示方向とPAN/TILT操作する方向との関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship between the display direction of a monitor, and the direction which performs PAN / TILT operation, when not performing PAN / TILT instruction | indication direction calculation processing in the endoscope apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態に係る内視鏡装置の内視鏡画像の傾斜角度とPAN/TILT操作時の操作方向との関係をUDRL方位面上に示す図である。It is a figure which shows the relationship between the inclination angle of the endoscopic image of the endoscope apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention, and the operation direction at the time of PAN / TILT operation on a UDRL azimuth | direction surface. 本発明の第2の実施形態に係る内視鏡装置においてPAN/TILT指示方向演算処理を行った場合にモニタの表示方向とPAN/TILT操作する方向との関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship between the display direction of a monitor, and the direction which performs PAN / TILT operation, when performing the PAN / TILT instruction | indication direction calculation process in the endoscope apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態に係る内視鏡装置を示す全体構成図である。It is a whole block diagram which shows the endoscope apparatus which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態に係る内視鏡装置の湾曲指示部及び湾曲指示部回転角度検出部の概要を示す斜視図であるIt is a perspective view which shows the outline | summary of the bending instruction | indication part and bending instruction | indication part rotation angle detection part of the endoscope apparatus which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態に係る内視鏡装置の湾曲指示部を示す平面図である。It is a top view which shows the curve instruction | indication part of the endoscope apparatus which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態に係る内視鏡装置による重力方向に沿ったCCDによる観察対象物のモニタ表示を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the monitor display of the observation target object by CCD along the gravity direction by the endoscope apparatus which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態に係る内視鏡装置の湾曲指示部を回転させたときの状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows a state when the bending instruction | indication part of the endoscope apparatus which concerns on the 3rd Embodiment of this invention is rotated. 本発明の第3の実施形態に係る内視鏡装置の湾曲指示部を回転させたときの湾曲方位面の回転状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the rotation state of a curve azimuth | direction surface when rotating the curve instruction | indication part of the endoscope apparatus which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態に係る内視鏡装置の湾曲指示部を回転させた状態を示す平面図である。It is a top view which shows the state which rotated the curve instruction | indication part of the endoscope apparatus which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態に係る内視鏡装置において湾曲指示方向演算処理を行った場合にモニタの表示方向と湾曲操作する方向との関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship between the display direction of a monitor, and the direction which carries out a bending operation, when a bending instruction | indication direction calculation process is performed in the endoscope apparatus which concerns on the 3rd Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1、20、30 内視鏡装置
2 CCD(撮像素子)
3 先端部
5 内視鏡
7 モニタ(表示部)
8、31 湾曲指示部
10 加速度センサ(回転角度検出部)
11、21 撮像処理部
12 湾曲制御部
13 回転角度演算処理部
15 内視鏡画像回転処理部
16、37 湾曲指示方向演算処理部
22 電子ズーム指示部
23 PAN/TILT指示部
27 PAN/TILT指示方向演算処理部
32 湾曲指示部回転角度検出部
36 湾曲指示部回転角度演算処理部

1, 20, 30 Endoscopic device 2 CCD (imaging device)
3 Tip 5 Endoscope 7 Monitor (Display Unit)
8, 31 Curving instruction unit 10 Acceleration sensor (rotation angle detection unit)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11, 21 Imaging processing part 12 Bending control part 13 Rotation angle calculation processing part 15 Endoscope image rotation processing part 16, 37 Bending instruction direction calculation processing part 22 Electronic zoom instruction part 23 PAN / TILT instruction part 27 PAN / TILT instruction direction Arithmetic processing part 32 Bending instruction part rotation angle detection part 36 Bending instruction part rotation angle calculation processing part

Claims (6)

撮像された観察対象物の画像を表示する内視鏡装置において、
表示部と、
内視鏡先端部の湾曲方向を入力する湾曲指示部と、
前記観察対象物に対する前記内視鏡先端部の回転角度を検知する回転角度検出部からの情報に基づいて、前記画像を回転させて前記表示部に表示させる制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記湾曲指示部によって入力される前記湾曲方向から前記回転角度を差し引く補正を行うことで、前記内視鏡先端部の湾曲方向を制御することを特徴とする内視鏡装置。
In an endoscope apparatus that displays an image of an observed observation object,
A display unit;
A bending instruction section for inputting a bending direction of the endoscope distal end section;
A control unit that rotates the image and displays the image on the display unit based on information from a rotation angle detection unit that detects a rotation angle of the endoscope distal end with respect to the observation object;
With
The endoscope apparatus according to claim 1 , wherein the control unit controls a bending direction of the endoscope distal end portion by performing correction by subtracting the rotation angle from the bending direction input by the bending instruction unit .
前記制御部は、前記湾曲指示部に規定された上下左右方向と、前記表示部における表示画面に規定された上下左右方向とを一致させる制御を行うことを特徴とする請求項1に記載の内視鏡装置。 Wherein the control unit, the a bending instruction portion defined vertical and horizontal directions, of claim 1, wherein the performing control to match the defined vertical and horizontal directions on the display screen on the display unit Endoscopic device. 撮像された観察対象物の画像を表示する内視鏡装置において、
表示部と、
内視鏡先端部の湾曲方向を入力する湾曲指示部と、
前記画像を電子ズームして前記表示部に表示させる電子ズーム機能と、
この電子ズームを指示する電子ズーム指示部と、
この電子ズーム指示部によって電子ズームが行われた前記画像をPAN又はTILT方向に移動指示するPAN/TILT指示部と、
前記観察対象物に対する前記内視鏡先端部の回転角度を検知する回転角度検出部からの情報に基づいて、前記画像を回転させて前記表示部に表示させる制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記内視鏡先端部の湾曲方向、および、前記PAN/TILT指示部によって入力される前記PAN又は前記TILT方向を、前記回転角度に基づいて制御することを特徴とする内視鏡装置。
In an endoscope apparatus that displays an image of an observed observation object,
A display unit;
A bending instruction section for inputting a bending direction of the endoscope distal end section;
An electronic zoom function for electronically zooming and displaying the image on the display unit;
An electronic zoom instruction unit for instructing the electronic zoom;
A PAN / TILT instruction unit for instructing movement of the image that has been electronically zoomed by the electronic zoom instruction unit in a PAN or TILT direction;
A control unit that rotates the image and displays the image on the display unit based on information from a rotation angle detection unit that detects a rotation angle of the endoscope distal end with respect to the observation object;
With
The control unit controls the bending direction of the endoscope distal end portion and the PAN or the TILT direction input by the PAN / TILT instruction unit based on the rotation angle. Mirror device.
撮像された観察対象物の画像を表示する内視鏡装置において、
表示部と、
この画像に電子ズームを行い前記表示部に表示させる電子ズーム機能と、
この電子ズームが行われた前記画像をPAN又はTILT方向に移動指示するPAN/TILT指示部と、
前記観察対象物に対する内視鏡先端部の回転角度を検知する回転角度検出部からの情報に基づいて、前記画像を回転させて前記表示部に表示させる制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記PAN/TILT指示部によって入力される前記PAN又は前記TILT方向を、前記回転角度に基づいて補正することを特徴とする内視鏡装置。
In an endoscope apparatus that displays an image of an observed observation object,
A display unit;
An electronic zoom function for performing an electronic zoom on the image and displaying the image on the display unit;
A PAN / TILT instruction unit for instructing movement of the electronic zoomed image in the PAN or TILT direction;
A control unit that rotates the image and displays it on the display unit based on information from a rotation angle detection unit that detects a rotation angle of an endoscope tip portion with respect to the observation object;
With
The endoscope apparatus, wherein the control unit corrects the PAN or the TILT direction input by the PAN / TILT instruction unit based on the rotation angle.
内視鏡装置に、
撮像された観察対象物の表示画像を取得する工程と、
前記観察対象物に対する内視鏡先端部の回転角度に基づいて、前記表示画像を回転させて表示部に表示させる工程と、
入力される前記内視鏡先端部の湾曲方向から前記回転角度を差し引く補正を行うことで、前記内視鏡先端部の湾曲方向を補正する工程と、
を実行させることを特徴とする内視鏡装置用プログラム。
Endoscope device
Acquiring a captured display image of the observed object;
A step of rotating the display image on the display unit based on the rotation angle of the endoscope tip with respect to the observation object;
Correcting the bending direction of the endoscope distal end by performing correction for subtracting the rotation angle from the bending direction of the input endoscope distal end; and
A program for an endoscope apparatus, characterized in that
前記内視鏡装置に、
前記画像を電子ズームして前記表示部に表示させる工程と、
前記回転角度に基づいて、電子ズームされた前記画像のPAN又はTILT方向を補正する工程と、
を更に実行させることを特徴とする請求項5に記載の内視鏡装置用プログラム。
In the endoscope apparatus,
Electronic zooming of the image to display on the display unit;
Correcting the PAN or TILT direction of the electronically zoomed image based on the rotation angle;
The endoscope device program according to claim 5, characterized in that further to execute.
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