JP6322495B2 - 形状推定装置、形状推定装置を備えた内視鏡システム及び形状推定のためのプログラム - Google Patents
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Description
図1は、本発明の第1の実施形態の形状推定装置10を含む内視鏡システム1の構成を概略的に示す図である。内視鏡システム1は、内視鏡810と、内視鏡制御部820と、形状推定装置10と、表示部180と、入力機器190とを有している。
内視鏡810の挿入部812は、ユーザによって被挿入体内に挿入される。このとき、挿入部812は、被挿入体の形状に追従して湾曲する。内視鏡810は、挿入部812の先端硬質部816に設けられた観察光学系及び撮像素子により画像信号を得る。得られた画像信号は、内視鏡制御部820の画像処理部822に伝達される。画像処理部822は、取得した画像信号に基づいて、内視鏡画像を作成する。画像処理部822は、作成した内視鏡画像を表示部180に表示させる。
ステップS3で判断される基準光量情報の再取得の要求は、例えばセンサ駆動部300の光分岐部330とセンサ部400の導光部材420との分離、再接続が行われた場合に発生する。制御部100は、このような場合に接続が維持されているか、すなわち分離、再接続が行われたかどうかを判断するように構成されていてもよい。
図21は、センサ500の構成の一例を示すブロック図である。この態様では、センサ部400は、センサ記憶部440を有している。センサ記憶部440には、センサ識別情報や曲率特性情報が、例えば工場出荷時や機器設置時に予め記憶されている。センサ識別情報、いわゆるID情報は、センサ部400の種別や個体を識別するための情報であり、ユニーク(一意)であることが好ましい。また、曲率特性情報の取得においても、図19のステップS213で曲率特性情報をセンサ記憶部440に記憶させる。
式(9)は、対数を取って以下の式(10)のように表わされてもよい。
図23は、第1の光吸収体及び第2の光吸収体における光の波長と吸収率との関係の一例を示す図である。形状の算出のために使用される波長は、特定の波長λ1、λ2に限定されず、図23に示されるような帯域幅をそれぞれ有する第1の波長帯域dλ1及び第2の波長帯域dλ2であってもよい。例えば、第1の被検出部411及び第2の被検出部412は、相互吸収する波長範囲(即ち、第1の光吸収体も第2の光吸収体もその波長範囲において吸収率を有する)で、かつ、吸収波長特性が互いに異なる(即ち、第1の光吸収体と第2の光吸収体との吸収率が互いに異なる)波長範囲である波長帯域(特徴的吸収帯)を、被検出部の数以上(即ち、2以上)有している。
図24は、センサ駆動部300及びセンサ部400の構成の一例を示すブロック図である。センサ駆動部300は、光源310と、光検出器320とを有している。また、センサ部400は、複数の被検出部410が設けられた導光部材420を有している。上述の光分岐部330、反射防止部材340及び反射部材430は設けられていない。光源310は、導光部材420の基端に光学的に接続されている。また、光検出器320は、導光部材420の先端に光学的に接続されている。光源310から射出された光は、導光部材420へと導かれる。導かれた光は、導光部材420内を基端側から先端側へと伝達されて、光検出器320に到達する。
光検出器320は、複数の所定の波長λ1、λ2、あるいは波長帯域dλ1、dλ2におけるそれぞれの光量Dλ1及びDλ2を検出可能な構成であればよい。例えば、導光部材420に導入する光の発光強度の波長特性を時刻で変化させ、その時刻における光量を検出する。
以下、第1の実施形態の変形例として、第1の被検出部及び第2の被検出部に加えて第3の被検出部が設けられている場合、すなわち被検出部の数が3である場合の曲率演算について説明する。第3の被検出部に設けられた光吸収体を第3の光吸収体と称する。
本発明の第2の実施形態について、図28並びに図29を参照して説明する。以下では、第1の実施形態と共通する部分の説明は省略し、異なる部分のみを説明する。
Claims (17)
- 互いに異なる光変調特性を有する光学部材を備えた複数の被検出部が設けられ、光源から出射された複数の波長帯域を含む光を導光する導光部材を備える可撓性の物体と、
前記導光部材を通過した前記光を検出し、前記複数の波長帯域におけるそれぞれの光量を光量情報として出力する検出部と、
前記複数の被検出部の各々についての形状と波長と前記光量との関係を表す形状特性情報を含む光量推定関係を予め記憶している記憶部と、
前記光量情報と、前記光量推定関係に基づいて算出される前記波長と前記光量との関係である光量推定値とに基づいて、前記複数の被検出部の各々の形状を演算する形状演算部と、
を具備する、形状推定装置。 - 前記形状特性情報の各々は、互いに独立しており、
前記複数の被検出部の各々の形状の演算は、互いに異なる複数の前記光量情報と前記光量推定値とに基づいて、前記形状特性情報の各々を算出することにより行われる、請求項1に記載の形状推定装置。 - 前記光量推定関係は、基準光量情報を含み、
前記基準光量情報は、前記複数の被検出部を所定の基準形状にした状態で取得される前記光量情報である、請求項2に記載の形状推定装置。 - 前記所定の基準形状は、前記複数の被検出部の全てを直線状にした状態である、請求項3に記載の形状推定装置。
- 前記被検出部の各々の形状特性情報は、前記複数の被検出部のうち形状特性情報の取得対象となる被検出部以外の被検出部を所定の基準形状にした状態で取得される前記光量情報である、請求項3に記載の形状推定装置。
- 前記形状特性情報は、前記基準光量情報に対する光量の変化率である、請求項3に記載の形状推定装置。
- 前記形状特性情報は、前記基準光量情報に対する光量の吸光度である、請求項3に記載の形状推定装置。
- 複数の被検出部の各々に応じた波長についての検出される光量が前記複数の被検出部の各々の形状に応じて異なるように構成されたセンサを具備し、
前記センサは、前記物体と、前記検出部と、前記複数の波長帯域を含む光を出射する光源と、を具備する、請求項1乃至7のいずれか1項に記載の形状推定装置。 - 前記光変調特性は、少なくとも光吸収特性である、請求項1乃至8のいずれか1項に記載の形状推定装置。
- 前記光学部材は、前記複数の波長帯域のそれぞれにおいて異なる光変調特性を有する、請求項1乃至9のいずれか1項に記載の形状推定装置。
- 前記波長帯域の数は、前記被検出部の数以上である、請求項1乃至10のいずれか1項に記載の形状推定装置。
- 前記複数の波長帯域の各々は、前記複数の波長帯域のうちの他の波長帯域の一部を含む、請求項1乃至11のいずれか1項に記載の形状推定装置。
- 前記センサは、センサ識別情報を有する、請求項8に記載の形状推定装置。
- 前記記憶部は、前記センサ識別情報と前記形状特性情報とを関連付けて記憶し、前記センサ識別情報に基づいて前記形状特性情報が抽出される、請求項13に記載の形状推定装置。
- 前記センサは、前記形状特性情報を記憶するセンサ記憶部を有し、前記センサ記憶部から前記形状特性情報が抽出される、請求項13に記載の形状推定装置。
- 請求項1乃至15のいずれか1項に記載の形状推定装置と、
挿入部を備え、前記導光部材が前記挿入部に設けられた内視鏡と、
前記光量情報に基づいて前記挿入部の形状を算出する内視鏡形状計算部と、
を具備する内視鏡システム。 - 互いに異なる光変調特性を有する光学部材を備えた複数の被検出部が設けられ、光源から出射された複数の波長帯域を含む光を導光する導光部材を備える可撓性の物体と、前記導光部材を通過した前記光を検出し、前記複数の波長帯域におけるそれぞれの光量を出力する検出部とを有するセンサを用いて取得された波長と前記光量との関係である光量情報を取得することと、
前記複数の被検出部の各々についての形状と前記波長と前記光量との関係を表す形状特性情報を含む光量推定関係を取得することと、
前記光量情報と、前記光量推定関係に基づいて算出される前記波長と前記光量との関係である光量推定値とに基づいて、前記複数の被検出部の各々の形状を演算することと、
をコンピュータに実行させる、形状推定のためのプログラム。
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