JP4708907B2 - 内視鏡ユニット - Google Patents

Description

本発明は、内視鏡ユニットに関し、特に、被写体画像を表示する液晶モニタを有し、液晶モニタの向きを自動的に調整可能な内視鏡ユニットに関する。

近年、例えば内視鏡装置における被写体画像の表示等のために、液晶モニタが幅広く利用されている（例えば特許文献１）。
特開２００４−３２１３４４号公報（段落［００１２］〜［００２２］、図１〜７等参照）

液晶モニタは、従来のブラウン管を用いた画像表示装置等に比べて、視野角が狭い。このため、液晶モニタに被写体画像を表示する内視鏡装置においては、被写体の観察動作を開始した後に、液晶モニタがオペレータのいる方向を向いていないことに気付いた場合など、被写体画像が視認しにくい場合がある。

本発明は、被写体画像を視認し易いように、液晶モニタの回転位置を容易に調整可能な内視鏡ユニットを提供することを目的とする。

本発明の内視鏡ユニットは、軸心周りに回転可能な受光面を有する液晶モニタと、所定の方向から受光面に入射した、断面形状が円形である所定の入射光の入射領域の形状を検出する形状検出手段と、入射領域の形状が円形になる回転位置まで受光面を回転させることにより、入射光の入射方向に受光面を向かせる回転手段を有する回転制御装置とを備える。

受光面は、例えば液晶モニタの表示画面である。入射光は、レーザ光であることが好ましい。また内視鏡ユニットは、形状検出手段が検出した入射領域の形状が、円形であるか否かを判断する形状判断手段をさらに有することが好ましい。

形状判断手段は、楕円形である入射領域の長径と短径との長さの差である直径差に基づいて、入射領域の形状が円形であるか否かを判断することが好ましい。この場合、形状判断手段は、直径差が所定の閾値よりも小さいときに、入射領域の形状が円形であると判断することがより好ましい。

受光面が第１の回転位置にて入射光を受光したときの入射領域の形状が円形でないと形状判断手段が判断した場合、回転手段が、受光面を第１の方向に第２の回転位置まで回転させ、第１の回転位置における入射領域の形状が円形である場合、回転手段が、受光面を回転させないことが望ましい。

形状判断手段は、例えば入射領域の長径と短径との長さの差である直径差に基づいて、入射領域の形状が円形であるか否かを判断し、受光面が第１の回転位置にあるときの第１の直径差が、受光面が第２の回転位置にあるときの第２の直径差よりも大きいとき、回転手段が、受光面をさらに第１の方向に回転させ、第１の直径差が、第２の直径差よりも小さいとき、回転手段が、受光面を第１の方向と反対の第２の方向に回転させることがより望ましい。

回転手段は、前回の回転位置と今回の回転位置とにおける直径差の大小に応じた回転方向に受光センサを回転させることを繰り返して、入射方向に受光面を向かせることが好ましい。この場合、回転手段が回転方向を変更する回数の上限である上限回数が定められていることがより好ましい。

内視鏡ユニットは、入射光を受光面に向けて照射する照射手段をさらに有することが好ましい。内視鏡ユニットは、受光面の中心に、入射光が入射する位置を示す点を表示することが好ましい。また、入射光は、所定の色の光であることが好ましい。

内視鏡ユニットは、被写体の画像信号を生成する撮像素子が設けられたビデオスコープをさらに有し、照射手段が、ビデオスコープの先端に設けられていることが望ましい。この場合、撮像素子が、入射領域の形状を検出するために、入射領域の形状を示す信号を生成することが望ましい。また、受光面は、例えば液晶モニタの表示画面であり、この場合、画像信号に基づく被写体の画像が表示画面に表示可能であることが望ましい。

本発明によれば、被写体画像を視認し易いように、液晶モニタの回転位置を容易に調整可能な内視鏡ユニットを実現できる。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。図１は、本実施形態における内視鏡ユニットの概略図である。

内視鏡ユニット１０には、液晶モニタ装置２０と内視鏡装置４０とが含まれる。液晶モニタ装置２０には、液晶モニタ２２と、液晶モニタ２２を支持する支持部３０とが設けられている。そして内視鏡装置４０は、被写体の撮影に用いられるビデオスコープ５０と、ビデオスコープ５０から送られてくる画像信号を処理するプロセッサ６０とを備える。

支持部３０には、支持軸３６とテーブル３８とが設けられている。そして支持軸３６内のテーブル３８との連結部近傍には、アクチュエータ（回転手段・図示せず）が内蔵されている。アクチュエータは、接続ケーブル（図示せず）を介してプロセッサ６０に接続されており、プロセッサ６０の制御回路（図示せず）の制御の下で、支持軸３６を水平方向に回転させる。そして支持軸３６の回転に伴って、液晶モニタ２２も水平方向に軸回転する。なお液晶モニタ２２は、オペレータが直接操作することによっても水平方向に回転可能である。また液晶モニタ２２には、被写体画像を表示するモニタ画面２４が設けられている。

ビデオスコープ５０の先端部には、赤色半導体レーザ（図示せず）が設けられ、操作部５１には照射ボタン５４が設けられている。照射ボタン５４が押下されると、赤色半導体レーザから赤色のレーザ光ＬＳ（入射光）が出射される。このレーザ光ＬＳは、断面形状が真円のコリメート光である。

オペレータが、ビデオスコープ５０の先端部をモニタ画面２４のほぼ中心部に向けた状態でレーザ光ＬＳを照射させると、モニタ画面２４上にはレーザ光ＬＳの入射領域ＳＡが形成される。レーザ光ＬＳが、断面形状が真円であるコリメート光であることから、入射領域ＳＡは楕円形であり、モニタ画面２４がレーザ光ＬＳの入射方向を向くときには入射領域ＳＡは円形である。

ここで、ビデオスコープ５０内の撮像用のＣＣＤ（図示せず）によって生成される入射領域ＳＡの画像に基づいて、入射領域ＳＡが円形となるように、プロセッサ６０の制御回路がアクチュエータの回転を制御する。この結果、モニタ画面２４は、レーザ光ＬＳの入射方向、すなわちオペレータのいる方向に向く回転位置まで回転される。なお、入射領域ＳＡは、説明の便宜上、図１および以下の図面において大きさを誇張して示されている。

図２は、内視鏡ユニット１０のブロック図である。

プロセッサ６０には、照明光を出射する光源４２が設けられている。光源４２から出射された照明光は、調光絞り４５によって光量が調整された後に、導光レンズ４０を介してライトガイド１２の入射端１２Ａに入射する。ライトガイド１２を通った照明光は、ビデオスコープ５０の先端部にある出射端１２Ｂから被写体に向けて照射される。

被写体で反射した照明光は、対物レンズ（図示せず）及びカラーフィルタ（図示せず）を通ってＣＣＤ２３の受光面に到達する。そして、ＣＣＤ２３の受光面に蓄積された電荷により、被写体を示す画像信号が生成される。

ビデオスコープ５０内には、ビデオスコープ５０全体を制御するスコープ制御部５６、初期信号処理回路５７、ビデオスコープ５０の特性や信号処理に関するデータがあらかじめ記憶されたＥＥＰＲＯＭ５８が設けられている。ＣＣＤ２３によって生成された画像信号は初期信号処理回路５７に送られる。初期信号処理回路５７では、この画像信号に増幅処理が施され、さらにアナログ信号からデジタル信号に変換される。

デジタル画像信号には、さらにホワイトバランス調整など様々な処理が施され、輝度信号Ｙ、色差信号Ｃｂ、Ｃｒが生成される。輝度信号Ｙ及び色差信号Ｃｂ、Ｃｒは、プロセッサ６０のプロセッサ信号処理回路４８へ送られ、所定の処理の後に液晶モニタ２２に出力される。この結果、被写体の動画像がモニタ画面２４上にリアルタイムで表示される。

またビデオスコープ５０の操作部５１にはフリーズボタン５５が設けられており、フリーズボタン５５が押下されると、静止画像を記録するための信号がスコープ制御部５６を介して制御回路４４に送られ、静止画像が記録される。

制御回路４４は、プロセッサ６０全体を制御し、光源４２、調光絞り４５、タイミングコントロール回路４６などに制御信号を出力する。また、制御回路４４内のＲＯＭ４３には、プロセッサ６０の制御に関するプログラムが格納されている。タイミングコントロール回路４６からは、信号処理タイミングを調整するクロックパルスがプロセッサ６０内の各回路に出力される。

被写体の観察に先立って、以下のように、モニタ画面２４がオペレータのいる方向に向くように制御される。まず、ビデオスコープ５０の先端部をモニタ画面２４に向けた状態で照射ボタン５４が押下され、照射ボタン５４が押下されたことを示す信号が、制御回路４４内の照射制御部４７に送られる。照射制御部４７は、ビデオスコープ５０の先端部に設けられた赤色半導体レーザ５２に、レーザ光ＬＳを出射させるように指示する指示信号を送る。この結果、赤色半導体レーザ５２からレーザ光ＬＳがモニタ画面２４に向けて照射される。

レーザ光ＬＳの照射により、モニタ画面２４上には赤色の入射領域ＳＡが形成される。この入射領域ＳＡにおけるレーザ光ＬＳの反射光がＣＣＤ２３に入射し、ＣＣＤ２３において、入射領域ＳＡの形状を示す画像信号が生成される。この画像信号が初期信号処理回路５７を介して制御回路４４に送られる。制御回路４４においては、受信した画像信号が示す入射領域ＳＡの形状が、円形であるか否かが判断される。

ここで、入射領域ＳＡの形状が円形ではない、すなわち楕円形であると判断されると、所定の方向に、支持軸３６とともにモニタ画面２４を所定の回転位置まで回転させるように指示する信号が制御回路４４からアクチュエータ３２に送られる。そしてアクチュエータ３２が支持軸３６とともにモニタ画面２４を所定の回転位置まで回転させると、回転動作が終了したことを示す信号が制御回路４４に送られる。

制御回路４４は、新たな回転位置にあるモニタ画面２４上での入射領域ＳＡの形状を検出すべく、初期信号処理回路５７に画像信号を送るように指示する信号を送る。この結果、モニタ画面２４上の入射領域ＳＡの形状を示す画像信号が再びＣＣＤ２３により生成され、画像信号に基づいてモニタ画面２４が新たな回転位置まで回転される。

この回転制御は、後述するように、モニタ画面２４が、入射領域ＳＡの形状が円形となる回転位置であってオペレータのいる方向を向く回転位置（以下、目標位置という）に移動するまで、もしくはモニタ画面２４の回転方向の変更が所定の回数に到達して目標位置にあるとみなされるまで繰り返される。この回転制御が終了すると、照射制御部４７は、赤色半導体レーザ５２によるレーザ光ＬＳの照射を終了させる。

一連の回転制御においては、入射領域ＳＡの形状を判断するために、後述するように、楕円形をした入射領域ＳＡの軸方向直径の長さを示すデータが算出され、この軸方向長さのデータは、算出されたときのモニタ画面２４の回転位置のデータと対応させた上で、制御回路４４に設けられたメモリ４９に格納されている。

図３は、モニタ画面２４上に形成されたレーザ光ＬＳの入射領域ＳＡを例示する図である。

照射ボタン５４が押下されると、制御回路４４から液晶モニタ２２に送られる制御信号によって、モニタ画面２４の中心点Ｃの位置を示す十字型のマークが表示される。これは、入射領域ＳＡがモニタ画面２４上に確実に形成され、なおかつ入射領域ＳＡがＣＣＤ２３の撮影領域内に確実に含まれるように、レーザ光ＬＳはモニタ画面２４の中心部に照射されることが好ましいからである。オペレータは、このマークにおける２本の線分の交点である中心点Ｃに向けてレーザ光ＬＳを照射させることができる。なおレーザ光ＬＳは、断面形状が真円のコリメート光であるため、入射領域ＳＡは楕円形の領域であるが、図３においては、説明の便宜上、入射領域ＳＡの輪郭のみを曲線で示している。

モニタ画面２４上に形成された入射領域ＳＡが円形であるか否かは、ＣＣＤ２３によって生成された画像信号に基づいて、以下のように判断される。まず、矩形状のモニタ画面２４の水平方向の輪郭に平行なＸ軸と、Ｘ軸に垂直なＹ軸とによって規定される所定の座標系において、楕円形である入射領域ＳＡに含まれる点のうちＸ座標が最大の点のＸ座標であるｘ(ｍａｘ)と、Ｘ座標が最小の点のＸ座標であるｘ(ｍｉｎ)とが算出される。同様に、入射領域ＳＡに含まれる点のうちＹ座標が最大の点のＹ座標であるｙ(ｍａｘ)と、Ｙ座標が最小の点のＹ座標であるｙ(ｍｉｎ)とが算出される。

さらに、ｘ(ｍａｘ)とｘ(ｍｉｎ)の差、すなわち入射領域ＳＡのＸ軸方向の軸直径の長さと、ｙ(ｍａｘ)とｙ(ｍｉｎ)の差である入射領域ＳＡのＹ軸方向の軸直径の長さとがそれぞれ算出される。そして、入射領域ＳＡのＸ軸方向、およびＹ軸方向の軸直径の長さの差、すなわち長径と短径の長さの差の絶対値である直径差Ｄ(ｉ)が算出される。この直径差Ｄ(ｉ)が、所定の閾値よりも小さい場合には入射領域ＳＡは円形であると判断され、所定の閾値よりも大きいと、入射領域ＳＡは円形ではないと判断される。

またオペレータが、モニタ画面２４と異なる高さの位置からレーザ光ＬＳが照射されると、入射領域ＳＡの形状は、直径がＸ軸およびＹ軸に平行ではなくＸ軸およびＹ軸に対して斜めに延びる直径を有する楕円形となる場合がある。この場合、制御回路４４において、画像信号に基づいてＸ軸およびＹ軸に対する入射領域ＳＡの傾き角度が算出され、この傾き角度に基づく三角法による演算処理で、入射領域ＳＡの長径と短径の長さが算出される。そして、図３に示すように、長軸および短軸がＸ軸およびＹ軸にそれぞれ平行である場合と同様に、直径差Ｄ(ｉ)が算出される。

図４は、モニタ画面２４の回転位置を調整する回転位置調整ルーチンを示すフローチャートである。

回転位置調整ルーチンは、照射ボタン５４が押下されると開始する。ステップＳ１０１では、モニタ画面２４の回転方向が変更した回数を示すインデックスである変更回数インデックス「Ｒ」が、「Ｒ」＝０に設定され、ステップＳ１０２に進む。ステップＳ１０２では、最初の回転位置（第１の回転位置）にあるモニタ画面２４にレーザ光ＬＳが入射し、入射領域ＳＡの画像が生成されてステップＳ１０３に進む。ステップＳ１０３では、制御回路４４において、入射領域ＳＡの直径差Ｄ(ｉ) の初期値である基準直径差Ｄ(０) が算出されて、ステップＳ１０４に進む。

ステップＳ１０４では、制御回路４４において、基準直径差Ｄ(０) が所定の閾値よりも小さく実質的に「０」とみなされるか否か、すなわち入射領域ＳＡが円形であってモニタ画面２４がオペレータの方向を向いているか否かが判断される。そして、基準直径差Ｄ(０) が閾値よりも小さく実質的に「０」であるとみなせる場合、さらなる回転制御が不要であるため回転位置調整ルーチンは終了する。一方、基準直径差Ｄ(０) が閾値よりも大きく、「０」であるとみなせない場合、ステップＳ１０５に進む。

ステップＳ１０５では、モニタ画面２４が、予め定められていた右方向に所定の第２の回転位置まで回転され、ステップＳ１０６に進む。ステップＳ１０６では、第２の回転位置にあるモニタ画面２４にレーザ光ＬＳが入射し、入射領域ＳＡの画像が生成されてステップＳ１０７に進む。ステップＳ１０７では、第２の回転位置における入射領域ＳＡの直径差Ｄ(ｉ) である回転位置直径差Ｄ(１)が検出され、ステップＳ１０８に進む。

ステップＳ１０８では、回転位置直径差Ｄ(１) が閾値よりも小さく、実質的に「０」であるとみなせるか否かが判断される。そして、回転位置直径差Ｄ(１) が閾値よりも小さくて実質的に「０」であるとみなせる場合、回転位置調整ルーチンは終了し、回転位置直径差Ｄ(１) が実質的に「０」であるとみなせない場合、ステップＳ１０９に進む。

ステップＳ１０９においては、メモリ４９から読出された基準直径差Ｄ(０)が、回転位置直径差Ｄ(１)よりも小さいか否かが、制御回路４４によって判断される。ここで基準直径差Ｄ(０)が回転位置直径差Ｄ(１)よりも小さいと判断されるとステップＳ１１０に進み、基準直径差Ｄ(０)が回転位置直径差Ｄ(１)よりも大きいと判断されるとステップＳ１１１に進む。

ステップＳ１１０では、第２の回転位置から、それまでの回転方向とは逆の方向（逆方向）にある所定の第３の回転位置までモニタ画面２４が逆回転され、ステップＳ１１２に進む。これは、第１の回転位置における基準直径差Ｄ(０)が、第２の回転位置での回転位置直径差Ｄ(１)よりも小さいことから、目標位置は、第２の回転位置よりも第１の回転位置側、すなわち、前回の回転が右方向であった場合には第２の回転位置よりも左方向にあることが明らかだからである。

なお、ステップＳ１１０では、モニタ画面２４を、ステップＳ１０５において回転させたときとは異なる大きさの所定の回転角度で逆回転させ、第１の回転位置に戻ることのないようにさせても良い。これは、モニタ画面２４が、既に直径差Ｄ(ｉ)が算出された第１の回転位置に戻ると、目標位置までモニタ画面２４を回転移動させるための新たなデータが得られないからである。ただし、回転位置制御の精度をさほど必要としない場合、ステップＳ１０７で、モニタ画面２４を、ステップＳ１０５と略同じ大きさの所定の回転角度で逆回転させ、第１の回転位置と略同じ位置に戻しても良い。この場合、回転制御が容易になる。

一方、ステップＳ１１１においては、モニタ画面２４が、第２の回転位置から、さらにそれまでの回転方向と同じ方向（順方向）にある所定の回転位置である第４の回転位置まで回転され、ステップＳ１１２に進む。これは、基準直径差Ｄ(０)が回転位置直径差Ｄ(１)よりも大きいことから、モニタ画面２４の目標位置は、第１の回転位置よりも第２の回転位置側、すなわち、前回の回転が右方向であった場合には第１の回転位置よりも右方向にあることが明らかだからである。ここで、目標位置が第１の回転位置と第２の回転位置との間にあった場合には、後述するように、モニタ画面２４は第４の回転位置から逆方向に回転されて、目標位置の近くに戻ることとなる。

ステップＳ１１２においては、モニタ画面２４の今回の回転、すなわちステップＳ１１０もしくはＳ１１１での回転の方向が、その前回の回転の方向と異なっているか否か、すなわち回転方向が変更されたか否かが判断される。そして、回転方向が変更されていないと判断されるとステップＳ１１３に進み、回転方向が変更されたと判断されるとステップＳ１１４に進む。

ステップＳ１１３では、回転位置直径差Ｄ(１)の値が新たな基準直径差Ｄ(０)の値とされるとともに、これまでの基準直径差Ｄ(０)が、基準直径差Ｄ(０)を検出したときのモニタ画面２４の回転位置と対応させられた上でメモリ４９に記憶され、ステップＳ１０６に戻る。一方、ステップＳ１１４では、変更回数インデックス「Ｒ」が１だけインクリメントされ、ステップＳ１１５に進む。ステップＳ１１５では、変更回数インデックス「Ｒ」が、予め定められている、モニタ画面２４の回転方向の変更回数の上限である上限回数「Ｒ_MAX」と等しいか否かが制御回路４４にて判断される。

ここでは、上限回数Ｒ_MAX＝３に設定されているため、ステップＳ１１５にて、変更回数インデックス「Ｒ」が「３」であって上限回数「Ｒ_MAX」に等しいと判断されると、回転位置調整ルーチンは終了し、制御回路４４によるモニタ画面２４の回転制御は終了する。一方、変更回数インデックス「Ｒ」が、上限回数「Ｒ_MAX」と等しくない、すなわち上限回数Ｒ_MAX＝３よりも小さい「１」もしくは「２」であると判断されると、ステップＳ１１３に進む。

このように上限回数「Ｒ_MAX」が設定されているのは、回転方向の変更回数が所定の回数以上になれば、そのときのモニタ画面２４の回転位置は、十分に目標位置に近いからである。本実施形態では、上限回数Ｒ_MAX＝「３」に設定されているが、モニタ画面２４の回転位置をどの程度まで目標位置に近づける必要があるか、すなわち必要とされるモニタ画面２４の回転位置制御の精度に応じて、上限回数「Ｒ_MAX」の値は定められる。上限回数「Ｒ_MAX」の値が大きいほど、モニタ画面２４は目標位置に近い回転位置まで移動され、回転位置制御の精度は高まる。

ステップＳ１０９に初めて進んだときを除き、続くステップＳ１１０およびＳ１１１においては、モニタ画面２４の回転角度、すなわちモニタ画面２４を逆方向、もしくは順方向にどれだけ回転移動させるかが、前回までのモニタ画面２４の回転位置と、各回転位置における回転位置直径差Ｄ(１)および基準直径差Ｄ(０)に応じて、いわゆる山登り法の原理に従って制御回路４４により算出される。

例えば、これまでに、ステップＳ１０５の後にステップＳ１１１を１回経由しており、右方向にのみ２回、回転してモニタ画面２４が現在の第４の回転位置にある場合、以下のように、次回の回転角度が定められる。まず、ステップＳ１０９において、第４の回転位置における回転位置直径差Ｄ(１)が、前回の第２の回転位置における基準直径差Ｄ(０)よりも大きいか否かが判断される。そして、第４の回転位置における回転位置直径差Ｄ(１)が、前回の第２の回転位置における基準直径差Ｄ(０)よりも大きいと判断された場合、目標位置は、第４の回転位置と第１の回転位置との間にあると判断される。

そこでさらに、第４の回転位置における回転位置直径差Ｄ(１)と、メモリ４９から読み出された第１の回転位置における直径差Ｄ(ｉ)とが比較され、前者が後者よりも大きい場合、目標位置は第４の回転位置と第２の回転位置との間にあると予測され、前者が後者よりも小さい場合には、目標位置は第２の回転位置と第１の回転位置との間にあるものと予測されうる。

ただしここでは、直径差Ｄ(ｉ)のデータに加え、第１の回転位置から第２の回転位置までの回転角度と、第２の回転位置から第４の回転位置までの回転角度のデータも、目標位置の予測に用いられる。すなわち、第４の回転位置での回転位置直径差Ｄ(１)が第１の回転位置での直径差Ｄ(ｉ)より大きい場合であっても、第１の回転位置から第２の回転位置までの回転角度が、第２の回転位置から第４の回転位置までの回転角度よりも十分に大きい場合、目標位置は、第２の回転位置と第１の回転位置との間にあるものと予測されうる。

このように、これまでのモニタ画面２４の回転位置と直径差Ｄ(ｉ)のデータから目標位置が予測できる場合には、制御回路４４は、目標位置であると予測される回転位置まで、モニタ画面２４を回転させるようにアクチュエータ３２を制御する。従って、先述のように、ステップＳ１０９の判断結果などにより、目標位置が第４の回転位置と第２の回転位置との間にあると制御回路４４によって予測された場合、続くステップＳ１１０において、モニタ画面２４は、第４の回転位置と第２の回転位置との間の目標位置と予測される回転位置まで、逆方向に回転される。

また例えば、それまでに右方向にのみ回転された場合であって、ステップＳ１０９において、第４の回転位置での回転位置直径差Ｄ(１)が第２の回転位置における基準直径差Ｄ(０)よりも小さく、目標位置が第４の回転位置よりもさらに右方向にあると判断された場合、これまでの各回転位置における直径差Ｄ(ｉ)の減少傾向に基づいて目標位置を予測し、予測された目標位置に近くなるように、今回の回転角度が定められる。ただしここで、直径差の減少傾向から目標位置が予測できない場合においては、今回の回転における回転角度は、特に前回までの回転位置と直径差Ｄ(ｉ)とに係わらずに設定される。

以上のように本実施形態によれば，レーザ光ＬＳが入射する方向を常に向くようにモニタ画面２４の回転位置を制御することにより、レーザ光ＬＳを照射させるオペレータの位置に係わらず、モニタ画面２４をオペレータに対向させ、モニタ画面２４に表示される被写体画像を視認し易くする内視鏡ユニット１０を実現できる。

直径差Ｄ(ｉ)の算出のための演算処理を容易にするため、楕円形の入射領域ＳＡの直径方向がＸ軸およびＹ軸と平行になるように、モニタ画面２４の中心部とほぼ同じ高さ位置からレーザ光ＬＳを照射させることが好ましいが、制御回路４４において三角法による演算が可能である限り、モニタ画面２４の中心とは異なる高さの位置から照射しても良い。また、入射領域ＳＡが確実に形成されるよう、レーザ光ＬＳはモニタ画面２４の中心部に照射されることが好ましいが、入射領域ＳＡがＣＣＤ２３の撮影領域内に形成され、モニタ画面２４が目標位置まで回転移動される間において一定の位置に対して照射される限り、中心点Ｃ以外のモニタ画面２４上の領域に照射されても良い。

レーザ光ＬＳは、ＣＣＤ２３による入射領域ＳＡを示す画像信号の生成を容易にすべく、有色光であることが好ましいが、赤色光には限定されない。また、レーザ光ＬＳの照射手段は、内視鏡ユニット１０の構造を簡素化するためにビデオスコープ５０の先端に設けられた赤色半導体レーザ５２等であることが好ましいが、内視鏡ユニット１０から独立した光源ユニットを用いても良い。また、ライトガイド出射端１２Ｂから被写体に向けて出射される照明光を、レーザ光ＬＳの代わりにモニタ画面２４に向けて照射させ、回転制御に用いても良い。この場合、内視鏡ユニット１０は、例えば自家蛍光内視鏡である。

また、モニタ画面２４に向けて照射させる光は直進性のあるレーザ光ＬＳであることが好ましいが、これには限定されない。そして、ビデオスコープ５０の先端部、すなわち赤色半導体レーザ５２とモニタ画面２４との距離に応じて入射領域ＳＡの大きさが変化しないように、照射光はコリメート光であることが好ましいが、これには限定されない。

照射する光がコリメート光ではない場合、入射領域ＳＡが円形であるか否かの形状判断は、直径差Ｄ(ｉ)と所定の閾値との比較ではなく、直径差Ｄ(ｉ)が、入射領域ＳＡの長径もしくは短径に対して占める割合に基づいて判断されても良い。すなわち、座標系における軸直径に対する直径差Ｄ(ｉ)の割合が、所定の値よりも小さい場合には入射領域ＳＡは円形であると判断され、所定の値よりも大きいと、入射領域ＳＡは円形ではないと判断されても良い。また、コリメート光を照射させる本実施形態において、同様であっても良い。

制御回路４４によるモニタ画面２４の回転制御の手法は、本実施形態に限定されず、例えば、常に回転位置直径差Ｄ(１)と基準直径差Ｄ(０)とだけに基づいて、モニタ画面２４の回転方向および角度を定めても良い。この場合、回転方向を変更してモニタ画面２４を回転させるときには、回転方向を変更する前よりも小さい回転角度で受光センサを回転させることが好ましい。

内視鏡ユニットの概略図である。 内視鏡ユニットのブロック図である。 モニタ画面上に形成されたレーザ光の入射領域を例示する図である。 モニタ画面の回転位置を調整する回転位置調整ルーチンを示すフローチャートである。

符号の説明

１０ 内視鏡ユニット
２２ 液晶モニタ
２３ ＣＣＤ（撮像素子・形状検出手段）
２４ モニタ画面（受光面・表示画面）
３２ アクチュエータ（回転手段）
４４ 制御回路（形状判断手段・形状検出手段）
５０ ビデオスコープ
５２ 赤色半導体レーザ（照射手段）
ＬＳ レーザ光（入射光）
ＳＡ 入射領域

Claims (15)

1. 受光面を有し、軸心周りに回転可能な液晶モニタと、
   所定の方向から前記受光面に入射した、断面形状が円形である所定の入射光の入射領域の形状を検出する形状検出手段と、
   前記入射領域の形状が円形になる回転位置まで前記液晶モニタを回転させることにより、前記入射光の入射方向に前記受光面を向かせる回転手段を有する回転制御装置と
   を備えることを特徴とする内視鏡ユニット。
2. 前記入射光がレーザ光であることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡ユニット。
3. 前記形状検出手段が検出した前記入射領域の形状が、円形であるか否かを判断する形状判断手段をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の内視鏡ユニット。
4. 前記形状判断手段が、楕円形である前記入射領域の長径と短径との長さの差である直径差に基づいて、前記入射領域の形状が円形であるか否かを判断することを特徴とする請求項３に記載の内視鏡ユニット。
5. 前記形状判断手段が、前記直径差が所定の閾値よりも小さいときに、前記入射領域の形状が円形であると判断することを特徴とする請求項４に記載の内視鏡ユニット。
6. 前記形状判断手段が、前記受光面が第１の回転位置にて前記入射光を受光したときの前記入射領域の形状が円形でないと判断した場合、前記回転手段が、前記受光面を第１の方向に第２の回転位置まで回転させ、前記第１の回転位置における前記入射領域の形状が円形である場合、前記回転手段が、前記受光面を回転させないことを特徴とする請求項３に記載の内視鏡ユニット。
7. 前記形状判断手段が、前記入射領域の長径と短径との長さの差である直径差に基づいて、前記入射領域の形状が円形であるか否かを判断し、
   前記受光面が前記第１の回転位置にあるときの第１の直径差が、前記受光面が前記第２の回転位置にあるときの第２の直径差よりも大きいとき、前記回転手段が、前記受光面をさらに前記第１の方向に回転させ、前記第１の直径差が、前記第２の直径差よりも小さいとき、前記回転手段が、前記受光面を前記第１の方向と反対の第２の方向に回転させることを特徴とする請求項６に記載の内視鏡ユニット。
8. 前記回転手段が、前回の回転位置と今回の回転位置とにおける前記直径差の大小に応じた回転方向に前記受光センサを回転させることを繰り返して、前記入射方向に前記受光面を向かせることを特徴とする請求項７に記載の内視鏡ユニット。
9. 前記回転手段が前記回転方向を変更する回数の上限である上限回数が定められていることを特徴とする請求項７に記載の内視鏡ユニット。
10. 前記入射光を前記受光面に向けて照射する照射手段をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の内視鏡ユニット。
11. 前記受光面の中心に、前記入射光が入射する位置を示す点を表示することを特徴とする請求項１０に記載の内視鏡ユニット。
12. 前記入射光が所定の色の光であることを特徴とする請求項１０に記載の内視鏡ユニット。
13. 被写体の画像信号を生成する撮像素子が設けられたビデオスコープをさらに有し、前記照射手段が、前記ビデオスコープの先端に設けられていることを特徴とする請求項１０に記載の内視鏡ユニット。
14. 前記撮像素子が、前記入射領域の形状を検出するために、前記入射領域の形状を示す信号を生成することを特徴とする請求項１３に記載の内視鏡ユニット。
15. 前記画像信号に基づく前記被写体の画像が前記表示画面に表示可能であることを特徴とする請求項１３に記載の内視鏡ユニット。

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