JPH06269406A - Electronic endoscope apparatus - Google Patents

Electronic endoscope apparatus

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JPH06269406A
JPH06269406A JP5060291A JP6029193A JPH06269406A JP H06269406 A JPH06269406 A JP H06269406A JP 5060291 A JP5060291 A JP 5060291A JP 6029193 A JP6029193 A JP 6029193A JP H06269406 A JPH06269406 A JP H06269406A
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ccd
endoscope
rotation
image pickup
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Akira Shiga
明 志賀
Hitoshi Karasawa
均 唐沢
Hideki Tsujitani
英樹 辻谷
Yukio Kawase
幸男 川瀬
Tetsumaru Kubota
哲丸 窪田
Akihiro Taguchi
晶弘 田口
Hitoshi Mizuno
均 水野
Kenji Yoshino
謙二 吉野
Shinkichi Tanizawa
信吉 谷沢
Shinji Yamashita
真司 山下
Tomonori Ishikawa
朝規 石川
Iwao Kanamori
巌 金森
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Abstract

PURPOSE:To provide the electronic endoscope apparatus which can easily grasp orientation and can easily perform manual operations by performing control so as not to rotate an image on a monitor corresponding to the detected rotation of the main body of an endoscope. CONSTITUTION:Corresponding to an image pickup signal from a CCD 20, a shape or the like recognizing means 35 recognizes the rotating amount of an abdominal mirror according to shift from a reference shape stored in a storage means 36 and detects the rotating amount (phase difference) and rotating direction of an optical image formed on the image pickup plane of the CCD 20. Then, since a motor control means 38 drives a motor 39 and an image rotator 19 is rotated through a transmission gear mechanism at '45 deg.' oppositely, the image to the image pickup plane of the CCD 20 is rotated at '90 deg.' in a clockwise direction and the image to the image pickup plane of the CCD 20 is turned to an erect normal state. Therefore, the erect normal image can be always provided on the screen of a TV monitor 27, the orientation can be easily grasped and the manual operations can be facilitated.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、内視鏡本体内に組み込
んだ撮像素子で撮像した内視鏡像をTVモニタで表示す
る電子式内視鏡装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electronic endoscope apparatus for displaying an endoscopic image picked up by an image pickup device incorporated in an endoscope body on a TV monitor.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、CCD等の固体撮像素子を内視鏡
の挿入部や操作部本体に組み込んだ電子式内視鏡(いわ
ゆるビデオスコープ)が知られている。この電子式内視
鏡では、手術操作中、その内視鏡本体を光軸回りに回転
すると、TVモニタ上では被写体の像の向きが回転し、
その像の上下方向(天地方向)が変わる。
2. Description of the Related Art Conventionally, there is known an electronic endoscope (so-called videoscope) in which a solid-state image pickup device such as a CCD is incorporated in an endoscope insertion portion or an operation portion main body. In this electronic endoscope, when the endoscope body is rotated around the optical axis during a surgical operation, the direction of the image of the subject is rotated on the TV monitor,
The vertical direction (top-bottom direction) of the image changes.

【0003】内視鏡を用いて体腔内手術を行う場合、そ
の内視鏡の視野方向を変えるため、内視鏡の挿入部を光
軸回りに回転させることがある。このとき、TVモニタ
上では像が回転して傾いたり天地が逆になってしまうた
め、オリエンテーションが容易でなく、手技の操作がや
り難かった。これは、特に、側視式や斜視式の内視鏡の
場合には観察方向まで大きく変わってしまうので、オリ
エンテーションの把握が困難な状況になり易い。
When performing an operation in a body cavity using an endoscope, the insertion portion of the endoscope may be rotated around the optical axis in order to change the visual field direction of the endoscope. At this time, on the TV monitor, the image is rotated and tilted or upside down, so orientation is not easy and manipulation of the procedure is difficult. In particular, in the case of a side-viewing type or a perspective type endoscope, the observation direction greatly changes, so that it is easy to grasp the orientation.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、固
体撮像素子を組み込んだ電子式内視鏡では、その内視鏡
を操作中、挿入部を光軸回りに回転すると、TVモニタ
上での像が回転して傾いたり天地が逆になる。特に、側
視式や斜視式の内視鏡の場合には観察方向まで大きく変
わってしまう結果、オリエンテーションの把握が容易で
ない。
As described above, in the electronic endoscope incorporating the solid-state image pickup device, when the insertion portion is rotated around the optical axis while the endoscope is being operated, it is displayed on the TV monitor. The image rotates and tilts upside down or upside down. In particular, in the case of a side-viewing type or a perspective type endoscope, it is not easy to grasp the orientation as a result of a large change in the observation direction.

【0005】本発明は前記課題に着目してなされたもの
で、その目的とするところは、内視鏡の操作中、内視鏡
本体を光軸回りに回転しても、モニタ上での像が回転す
ることなく、常に、上下(天地)方向を保つことがで
き、そのオリエンテーションの把握が容易で、手技の操
作がやり易くする電子式内視鏡装置を提供することにあ
る。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to obtain an image on a monitor even if the endoscope body is rotated around the optical axis during operation of the endoscope. It is an object of the present invention to provide an electronic endoscope apparatus that can always maintain the vertical (up and down) direction without rotating, its orientation can be easily grasped, and the operation of a procedure can be easily performed.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段および作用】前記課題を解
決するために本発明は、内視鏡本体に設けられた撮像光
学系および撮像素子で内視鏡像を撮像し、この像を外部
のモニタに表示する電子式内視鏡装置において、前記内
視鏡本体に設けられ重力を利用してその内視鏡本体の軸
回りに回転する内視鏡本体の回転を検出する回転検出手
段と、この回転検出手段により検出した前記内視鏡本体
の回転に応じて前記モニタ上の像を回転させない制御を
行わせる内視鏡像回転補正手段とを具備したものであ
る。内視鏡の操作中、内視鏡本体を光軸回りに回転した
とき、その内視鏡本体を光軸回りに回転が自動的に検出
され、術者の特別な操作を必要とすることなく、モニタ
上での内視鏡像が回転することなく、その内視鏡像の上
下(天地)方向を保つことができる。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the present invention takes an endoscopic image with an imaging optical system and an imaging device provided in an endoscope body, and monitors this image on an external monitor. In the electronic endoscope apparatus shown in FIG. 2, rotation detecting means provided in the endoscope body for detecting rotation of the endoscope body rotating about the axis of the endoscope body by utilizing gravity, The endoscope image rotation correction means is provided for controlling not to rotate the image on the monitor according to the rotation of the endoscope body detected by the rotation detection means. When the endoscope main body is rotated around the optical axis during operation of the endoscope, the rotation of the endoscope main body around the optical axis is automatically detected, without requiring special operation by the operator. It is possible to maintain the vertical (up and down) direction of the endoscopic image without rotating the endoscopic image on the monitor.

【0007】[0007]

【実施例】図1ないし図6は、本発明の第1の実施例を
示すものである。この実施例ではトラカールを用いて腹
腔鏡下手術を行う場合について説明する。図1は電子内
視鏡としての硬性鏡たる斜視型の腹腔鏡1を示し、これ
は挿入部2と手元操作部3とを有する。
1 to 6 show a first embodiment of the present invention. In this embodiment, a case of performing laparoscopic surgery using a trocar will be described. FIG. 1 shows a perspective-type laparoscope 1 as a rigid endoscope as an electronic endoscope, which has an insertion portion 2 and a hand operation portion 3.

【0008】腹腔鏡1の挿入部2は直管状の外管4の内
部に内管5を挿入配置してなり、この内管5の内部には
観察用支持管6が嵌挿されている。支持管6の先端部内
には、斜視型の対物レンズ系7を保持した対物枠8が取
着されている。外管4の先端は対物レンズ系7が臨む透
明な観察窓9で気密的に封止さている。
The insertion section 2 of the laparoscope 1 is formed by inserting and arranging an inner tube 5 inside a straight tube-shaped outer tube 4, and an observation support tube 6 is inserted in the inner tube 5. An objective frame 8 holding a perspective type objective lens system 7 is attached inside the tip of the support tube 6. The tip of the outer tube 4 is hermetically sealed by a transparent observation window 9 which the objective lens system 7 faces.

【0009】手元操作部3の本体は、外管4の手元側基
端を固定的に取着する第1の本体部11と、内管5の手
元側基端を固定的に取着する第2の本体部12と、後述
するCCD枠管18の手元側基端を固定的に取着する第
3の本体部13とを有し、これらの本体部11,12,
13は一体的に連結されている。
The main body of the hand-side operation section 3 has a first main body section 11 for fixedly attaching the proximal side end of the outer tube 4 and a first main body section 11 for fixedly attaching the proximal side end of the inner tube 5. The second main body 12 and the third main body 13 fixedly attaching the proximal end of the CCD frame tube 18 on the proximal side, which will be described later, are provided.
13 are integrally connected.

【0010】第1の本体部11の下壁部位には、ライト
ガイド口金14が設けられている。前記外管4と内管5
との間のスペースにはライトガイド用ファイバ束15が
内装され、このファイバ束15の一端はライトガイド口
金14に取着されている。ファイバ束15の他端は挿入
部2の先端面に取着されている。そして、このファイバ
束15を通じて導かれた照明光を視野内に照射するよう
になっている。ライトガイド口金14には図示しない光
源装置からのライトガイドケーブル16が着脱自在に装
着される(図4を参照)。
A light guide base 14 is provided on the lower wall portion of the first body 11. The outer pipe 4 and the inner pipe 5
A light guide fiber bundle 15 is housed in the space between and, and one end of this fiber bundle 15 is attached to the light guide base 14. The other end of the fiber bundle 15 is attached to the tip surface of the insertion section 2. Then, the illumination light guided through the fiber bundle 15 is irradiated into the visual field. A light guide cable 16 from a light source device (not shown) is detachably attached to the light guide base 14 (see FIG. 4).

【0011】一方、挿入部2の支持管6の内側には、回
転自在な回転管17が設けられ、さらに、この回転管1
7の内側には、後述するCCD枠管18が設けられてい
る。回転管17の先端部内には、イメージローテータ1
9が固定的に取り付けられている。
On the other hand, a rotatable rotary tube 17 is provided inside the support tube 6 of the insertion section 2, and the rotary tube 1 is further provided.
A CCD frame tube 18, which will be described later, is provided inside 7. The image rotator 1 is provided in the tip of the rotary tube 17.
9 is fixedly attached.

【0012】また、CCD枠管18の先端部内には、撮
像面に結像する像を電気信号(撮像信号)に変換する固
体撮像素子としてのCCD20が固定的に取り付けられ
ている。前述したように、CCD枠管18は、第3の本
体部13に対して固定的に連結されているため、CCD
20は、対物レンズ系7と同様、挿入部2の外管4と内
管5、および手元操作部3の本体部11,12,13に
対して、回転せず、固定的である。
Further, a CCD 20 as a solid-state image pickup device for converting an image formed on an image pickup surface into an electric signal (image pickup signal) is fixedly mounted in the tip portion of the CCD frame tube 18. As described above, since the CCD frame tube 18 is fixedly connected to the third main body 13,
Similar to the objective lens system 20, the reference numeral 20 does not rotate with respect to the outer tube 4 and the inner tube 5 of the insertion section 2 and the main body sections 11, 12, 13 of the hand operation section 3, and is fixed.

【0013】前述した対物レンズ系7、イメージローテ
ータ19およびCCD20の光軸は一致しており、対物
レンズ系7は、イメージローテータ19を通じてCCD
20の撮像面に視野画像を結像する。イメージローテー
タ19は光軸回りで回転することにより、CCD20の
撮像面に結像する視野画像を、その回転量の2倍、回転
する機能を有する。
The optical axes of the objective lens system 7, the image rotator 19 and the CCD 20 described above coincide with each other, and the objective lens system 7 passes through the image rotator 19 and the CCD.
A visual field image is formed on the imaging surface of 20. By rotating around the optical axis, the image rotator 19 has a function of rotating the field image formed on the imaging surface of the CCD 20 by twice the rotation amount.

【0014】前記CCD20は、これによって得た撮像
信号を増幅するアンプ回路21を有している。これに接
続された信号ケーブル22は、CCD枠管18内を通じ
て導かれ、さらに、そのCCD枠管18の手元端部に取
着された口金23から可撓性ケーブルチューブ24を通
じて導かれ、内視鏡外部のカメラコントロールユニット
25に接続される。カメラコントロールユニット25
は、CCD20の読取り動作を制御し、その撮像信号を
処理して映像信号に変換する。この映像信号はTVモニ
タ27に伝送される。
The CCD 20 has an amplifier circuit 21 for amplifying the image pickup signal obtained thereby. The signal cable 22 connected to this is led through the inside of the CCD frame tube 18, and is further led through the flexible cable tube 24 from the base 23 attached to the proximal end of the CCD frame tube 18, and It is connected to the camera control unit 25 outside the mirror. Camera control unit 25
Controls the reading operation of the CCD 20, processes the image pickup signal and converts it into a video signal. This video signal is transmitted to the TV monitor 27.

【0015】さらに、CCD枠管18の最先端には、視
野絞り28が、前記イメージローテータ19とCCD2
0の間に位置して同軸的に固定されている。また、CC
D20と視野絞り28との間には、CCD用結像レンズ
29が同軸的に設置されている。
Further, a field stop 28 is provided at the front end of the CCD frame tube 18, and the image rotator 19 and the CCD 2 are provided.
It is located between 0 and is fixed coaxially. Also, CC
An imaging lens 29 for CCD is coaxially installed between the D20 and the field stop 28.

【0016】この光学系の部分には内視鏡本体を回転し
たとき前記CCD20の撮像面に結像する像が光軸回り
に回転する回転量を検出する回転検出手段が組み込まれ
ている。すなわち、前記視野絞り28には後述する水準
器30を付設する。視野絞り28の開口周縁には複数の
丸い透孔31が、その視野絞り28の光軸に対して同心
的な円上で等間隔に配置されている。
Rotation detecting means for detecting the amount of rotation of the image formed on the image pickup surface of the CCD 20 about the optical axis when the endoscope body is rotated is incorporated in this optical system portion. That is, a level 30 described later is attached to the field stop 28. A plurality of round through holes 31 are arranged at the periphery of the opening of the field stop 28 at equal intervals on a circle concentric with the optical axis of the field stop 28.

【0017】この各透孔31を設ける範囲は、前記対物
レンズ系7およびイメージローテータ19を通じてCC
D20側に導入される光像の周辺が照射される部分であ
る。したがって、各透孔31はこれに対応する光像の周
辺の光をそのまま透過する。また、視野絞り28の開口
周縁の上端には、指標32aが設けられている。
The range in which each of the through holes 31 is provided is CC through the objective lens system 7 and the image rotator 19.
The periphery of the optical image introduced on the D20 side is a portion to be illuminated. Therefore, each of the through holes 31 directly transmits the light around the corresponding optical image. An index 32a is provided on the upper end of the peripheral edge of the aperture of the field stop 28.

【0018】視野絞り28の部材の裏側には、いわゆる
ドーナツ状に丸くした透明な中空管32が前記透孔31
に対応して取着されており、この中空管32には、透明
な水33と比較的不透明な油34が入れられている。水
33に対して比重の小さな油34が常に重力方向の反対
側の上方に位置する。
A transparent hollow tube 32 rounded in a so-called donut shape is provided on the back side of the member of the field stop 28.
The hollow tube 32 contains transparent water 33 and relatively opaque oil 34. The oil 34 having a small specific gravity with respect to the water 33 is always located above the opposite side in the direction of gravity.

【0019】このため、油34が位置する部分に対応す
る透孔31から漏れる光はそこで遮られる。また、水3
3が位置する部分に対応する透孔31から漏れる光はそ
こで遮られることなく透過する。つまり、水33の部分
を透過した光と油34の部分を透過した光とではその明
るさ等が異なり、これに応じて前記CCD20の撮像面
(受光面)周辺にスポット的に放射する。
Therefore, the light leaking from the through hole 31 corresponding to the portion where the oil 34 is located is blocked there. Also, water 3
Light leaking from the through hole 31 corresponding to the portion where 3 is located passes through without being blocked there. That is, the light transmitted through the water 33 portion and the light transmitted through the oil portion 34 have different brightness and the like, and accordingly, the light is emitted in spots around the image pickup surface (light receiving surface) of the CCD 20.

【0020】なお、水準器30は水33と油34との組
み合わせの他、図3で示すような組み合わせも考えられ
る。同図(a)は、空気35aと液体35bの組み合わ
せの例であり、図(b)は、水または空気35aと玉3
5cの組み合わせの例であり、図(c)は、空気35
a、液体35b、玉35cの組み合わせの例である。
In addition to the combination of water 33 and oil 34, the level 30 may be a combination as shown in FIG. The figure (a) is an example of the combination of the air 35a and the liquid 35b, and the figure (b) shows the water or the air 35a and the ball 3.
5C is an example of a combination of 5c, and FIG.
It is an example of a combination of a, liquid 35b, and ball 35c.

【0021】前記CCD20側ではその撮像面(受光
面)で各透孔31を透過したスポット状の光像も撮像
し、そのスポットの明るさやパターン等も同時に撮像す
る。そして、図6の形状等認識手段35によって、その
撮像信号から形状を認識する。腹腔鏡1が正立状態にあ
るときの形状等を基準形状として記憶手段(画像メモ
リ)36に記憶し、その後、この基準形状と新たに認識
されるものとを、順次、比較手段37によって比較し、
そのCCD20の撮像面に結像する光像の回転量(位相
差)を検出する。この位相差に応じて内視鏡本体の軸回
りの回転を検出する検知する。モータ制御手段38が後
述する内視鏡像回転補正操作手段のモータ39を駆動す
る。
On the CCD 20 side, a spot-like optical image transmitted through each through hole 31 is also picked up on its image pickup surface (light receiving surface), and the brightness and pattern of the spot are also picked up at the same time. Then, the shape recognizing unit 35 of FIG. 6 recognizes the shape from the image pickup signal. The shape or the like when the laparoscope 1 is in the upright state is stored in the storage means (image memory) 36 as a reference shape, and then the reference shape and a newly recognized one are sequentially compared by the comparison means 37. Then
The rotation amount (phase difference) of the optical image formed on the image pickup surface of the CCD 20 is detected. The rotation around the axis of the endoscope main body is detected and detected according to this phase difference. The motor control means 38 drives the motor 39 of the endoscopic image rotation correction operation means described later.

【0022】次に、内視鏡像の回転を補正する操作機構
について説明する。すなわち、回転管17の基端部は、
手元操作部3における第2の本体部12と第3の本体部
13の間にある空間に位置しており、この基端部外周
に、第1の歯車41を被嵌して固定的に取着する。この
第1の歯車41には、第2の歯車42が噛合している。
第2の歯車42の回転軸43は、第3の本体部13を貫
通しており、この貫通端部は前記モータ39の駆動軸に
連結されている。モータ39は内視鏡像回転補正操作手
段によって駆動制御される。
Next, the operation mechanism for correcting the rotation of the endoscopic image will be described. That is, the base end of the rotary tube 17 is
It is located in the space between the second main body portion 12 and the third main body portion 13 of the hand operation portion 3, and the first gear 41 is fitted and fixedly attached to the outer circumference of the base end portion. To wear. The second gear 42 meshes with the first gear 41.
The rotation shaft 43 of the second gear 42 penetrates the third body portion 13, and the penetrating end portion is connected to the drive shaft of the motor 39. The drive of the motor 39 is controlled by the endoscopic image rotation correction operation means.

【0023】前記第3の本体部13に一体的に設けた固
定管45の外周には本体カバー46の後端部が被嵌され
ている。本体カバー46は、本体部11,12,13の
外周にわたり被嵌して覆っている。
A rear end portion of a main body cover 46 is fitted on the outer circumference of a fixed tube 45 provided integrally with the third main body portion 13. The main body cover 46 is fitted and covers the outer peripheries of the main body portions 11, 12, and 13.

【0024】図4は腹腔鏡下手術を行う状況を示してい
る。次に、これを説明する。同図中、50は腹壁であ
り、気腹した腹腔51内には複数のトラカール外筒管5
2,53が腹壁50を貫通して設置され、一方のトラカ
ール外筒管52を通じて前記腹腔鏡1の挿入部2が挿通
されている。また、他方のトラカール外筒管53には例
えば把持鉗子54が挿通されている。
FIG. 4 shows a situation in which laparoscopic surgery is performed. Next, this will be described. In the figure, reference numeral 50 denotes an abdominal wall, and a plurality of trocar outer tube tubes 5 are provided in an abdominal cavity 51 that is insufflated.
2, 53 are installed to penetrate the abdominal wall 50, and the insertion portion 2 of the laparoscope 1 is inserted through one trocar outer tube 52. Further, for example, a grasping forceps 54 is inserted through the other trocar outer tube 53.

【0025】そして、腹腔鏡1を通じて腹腔51内の臓
器55等を観察して診断、及び例えば把持鉗子54など
の処置具を用いての腹腔鏡下手術の処置を行う。この場
合の腹腔鏡1の観察状態を説明する。
Then, the organ 55 and the like in the abdominal cavity 51 are observed through the laparoscope 1 for diagnosis, and laparoscopic surgery is performed using a treatment tool such as grasping forceps 54. The observation state of the laparoscope 1 in this case will be described.

【0026】まず、腹腔鏡1が正面を向く通常の姿勢に
おいて、TVモニタ27には、図5の(a)で示すよう
に視野像が映り、術者は、腹腔鏡1の正面向きからこれ
が正立の状態であると認識している。このときのイメー
ジローテータ19の回転角は、『0°』であり、CCD
20の撮像面には、正立の像が結像されている。このと
き、水準器30の中空管32内の油34の位置は、指標
32の近くにあり、その油34は上部の幾つかの透孔3
1を遮る。油34によって遮られていた透孔31を透過
する光のスポット群40は、形状等認識手段35によっ
て、CCD20の撮像面においての他の透孔31を透過
する光のスポット群との比較において、基準形状として
認識される。この腹腔鏡1が正立状態にあるときの形状
等を基準形状として記憶手段(画像メモリ)36に記憶
する。
First, in a normal posture in which the laparoscope 1 faces the front, a field image is displayed on the TV monitor 27 as shown in FIG. Recognize that it is upright. The rotation angle of the image rotator 19 at this time is “0 °”, and the CCD
An erect image is formed on the imaging surface of 20. At this time, the position of the oil 34 in the hollow tube 32 of the level 30 is near the index 32, and the oil 34 is in the upper several through holes 3
Block 1 The spot group 40 of light passing through the through hole 31 blocked by the oil 34 is compared with the spot group of light passing through the other through hole 31 on the imaging surface of the CCD 20 by the shape recognizing means 35. It is recognized as a reference shape. The shape or the like when the laparoscope 1 is in the upright state is stored in the storage means (image memory) 36 as a reference shape.

【0027】この状態から腹腔鏡1全体を回転させる場
合のことを考える。腹腔鏡1全体を、仮に、『90°』
時計方向へ回転させた場合、図5の(b)で示すよう
に、イメージローテータ19と、CCD20も、『90
°』時計方向へ回転する。このため、TVモニタ27の
画面は、反時計方向へ『90°』逆回転する。
Consider the case where the entire laparoscope 1 is rotated from this state. Temporarily, the entire laparoscope 1, "90 °"
When rotated in the clockwise direction, the image rotator 19 and the CCD 20 are also "90" as shown in FIG.
° ”Rotate clockwise. Therefore, the screen of the TV monitor 27 is rotated counterclockwise by "90 °".

【0028】一方、腹腔鏡1全体を回転させたから、水
準器30が働き、その中空管32内の油34の位置が移
動する。それまで、指標32の近くにあった油34の位
置が移動し、油34は他の透孔31を遮る。油34によ
って遮られていた透孔31の影のスポット群40はその
腹腔鏡1の回転量に応じて移動する。
On the other hand, since the entire laparoscope 1 is rotated, the level 30 operates and the position of the oil 34 in the hollow tube 32 moves. Until then, the position of the oil 34 near the index 32 moves, and the oil 34 blocks the other through holes 31. The spot group 40 of the shadow of the through hole 31 which is blocked by the oil 34 moves according to the rotation amount of the laparoscope 1.

【0029】このときのCCD20からの撮像信号で、
形状等認識手段35は記憶手段36に記憶した基準形状
からのずれにより、腹腔鏡1の回転量が知れる。CCD
20の撮像面に結像する光像の回転量(位相差)および
回転向きを検出する。
The image pickup signal from the CCD 20 at this time is
The shape recognition unit 35 can know the rotation amount of the laparoscope 1 from the deviation from the reference shape stored in the storage unit 36. CCD
The rotation amount (phase difference) and the rotation direction of the optical image formed on the imaging surface of 20 are detected.

【0030】この検出値に応じてモータ制御手段38が
モータ39を駆動し、伝達歯車機構を介してのイメージ
ローテータ19を逆方向に『45°』回転する。このた
め、CCD20の撮像面に対する像は、時計方向へ『9
0°』回転し、そのCCD20の撮像面に対する像は、
図5の(c)で示すように正立の状態になる。したがっ
て、TVモニタ27の画面には、常に正立の像が得られ
る。つまり、腹腔鏡1の挿入部2をその使用状況に応じ
て適時、回転することがあっても、その腹腔鏡1の本体
に対する向きでの正立の状態で常に観察することができ
る。
In accordance with this detected value, the motor control means 38 drives the motor 39 to rotate the image rotator 19 via the transmission gear mechanism in the opposite direction by "45 °". Therefore, the image on the image pickup surface of the CCD 20 is "9" in the clockwise direction.
The image on the image pickup surface of the CCD 20 is rotated by 0 °
As shown in FIG. 5C, the upright state is established. Therefore, an erect image is always obtained on the screen of the TV monitor 27. That is, even if the insertion portion 2 of the laparoscope 1 may be rotated in a timely manner depending on the use situation, it is possible to always observe the laparoscope 1 in an upright state with respect to the body of the laparoscope 1.

【0031】なお、前記実施例の構成において、CCD
は挿入部内に設置したが、手元操作部の本体内に組み込
んでもよい。この場合、通常はリレーレンズを用いて像
の伝送を行うが、イメージローテータの設置個所は挿入
部内でも手元操作部の本体内でもよい。
In the structure of the above embodiment, the CCD
Although it was installed in the insertion part, it may be installed in the main body of the hand operation part. In this case, an image is normally transmitted using a relay lens, but the installation location of the image rotator may be in the insertion portion or in the main body of the hand operation portion.

【0032】図7は本発明の第2の実施例を示すもので
あって、これも腹腔鏡下手術を行う場合に使用する斜視
型腹腔鏡の例である。腹腔鏡1の挿入部2の先端部内に
は、斜視型対物光学系60を構成するプリズム61とレ
ンズ62が設けられ、対物光学系60の後方には撮像素
子としてのCCD63が設置されている。CCD63に
よって得た撮像信号は図示しないアンプ回路で増幅され
る。また、前記挿入部2にはライトガイド用ファイバ束
65が設けられている。
FIG. 7 shows a second embodiment of the present invention, which is also an example of a perspective type laparoscope used when performing laparoscopic surgery. A prism 61 and a lens 62 forming a perspective objective optical system 60 are provided inside the distal end portion of the insertion portion 2 of the laparoscope 1, and a CCD 63 as an image pickup device is installed behind the objective optical system 60. The image pickup signal obtained by the CCD 63 is amplified by an amplifier circuit (not shown). Further, the insertion portion 2 is provided with a light guide fiber bundle 65.

【0033】その信号ケーブル64は、内視鏡外部のカ
メラコントロールユニットに接続される。カメラコント
ロールユニットは、CCD63の読取り動作を制御し、
その撮像信号を処理して映像信号に変換する。この映像
信号は同じく内視鏡外部の図示しないTVモニタに伝送
される。TVモニタはCCD63で撮像した内視鏡像を
表示する。
The signal cable 64 is connected to a camera control unit outside the endoscope. The camera control unit controls the reading operation of the CCD 63,
The image pickup signal is processed and converted into a video signal. This video signal is also transmitted to a TV monitor (not shown) outside the endoscope. The TV monitor displays the endoscopic image captured by the CCD 63.

【0034】さらに、挿入部2の先端部内には重力方向
検知手段(回転検出手段)が設けられている。すなわ
ち、その挿入部2の円周に沿って円環状の溝66を形成
し、この溝66内には自由に転動するようにコロ状の検
出物67が収められている。検出物67は重力により円
環状の溝66の最下部に位置する。さらに、円環状の溝
66に隣接して多数の検出用センサ68が同心的に配置
されている。
Further, a gravity direction detecting means (rotation detecting means) is provided in the distal end portion of the insertion portion 2. That is, an annular groove 66 is formed along the circumference of the insertion portion 2, and a roller-shaped detection object 67 is housed in the groove 66 so as to freely roll. The detection object 67 is positioned at the bottom of the annular groove 66 due to gravity. Further, a large number of detection sensors 68 are concentrically arranged adjacent to the annular groove 66.

【0035】そして、最下部に位置する検出物67に最
も近い検出用センサ68がそれを検出する。検出物67
を検出するセンサ68が作動することにより、検出物6
7の位置を知り、挿入部2の向きを間接的に分かる。す
なわち、腹腔鏡1の本体の向きを知ることができる。こ
れを利用して内視鏡像回転補正制御手段が前記硬性鏡1
の回転に応じてモニタ上の像を回転させないように補正
制御を行う。この内視鏡像回転補正制御手段は、前述し
たようにイメージローテータを利用して補正する方式で
もよいし、電気的に演算処理して画像補正を行う方式で
もよい。
Then, the detection sensor 68 closest to the detection object 67 located at the bottom detects it. Detected object 67
When the sensor 68 that detects the
By knowing the position of 7, the direction of the insertion part 2 can be indirectly known. That is, the orientation of the main body of the laparoscope 1 can be known. Utilizing this, the endoscope image rotation correction control means is operated by the rigid endoscope 1
The correction control is performed so that the image on the monitor is not rotated according to the rotation of. This endoscopic image rotation correction control means may be a system that uses an image rotator for correction as described above, or may be a system that performs electrical calculation processing to perform image correction.

【0036】そして、腹腔鏡1全体を回転させた場合、
モニタ上に表示される像が回転するが、前記重力方向検
知手段により知った回転方向と回転量からモニタの内視
鏡像の回転を補正し、常に正立で表示されるようにす
る。
When the entire laparoscope 1 is rotated,
Although the image displayed on the monitor rotates, the rotation of the endoscopic image on the monitor is corrected based on the rotation direction and the rotation amount known by the gravity direction detecting means so that the image is always displayed in an upright position.

【0037】なお、検出用センサ68としては、検出物
67に磁性体を用い、この磁力をホール素子等の磁気セ
ンサで検出する方式も可能である。また、図8で示すよ
うに、磁石71から出す磁力線が横切ることにより誘導
電流の変化を検出回路部72で検出して鉄等の誘電体か
らなる検出物73を検出する近接スイッチを構成しても
よい。また、これには出力回路74を有する。また、図
9で示すように、リードスイッチ75と磁石からなる検
出物76との組み合わせを利用してもよい。なお、検出
物に磁性流体を利用することも可能である。
As the detection sensor 68, a system in which a magnetic substance is used for the detection object 67 and the magnetic force is detected by a magnetic sensor such as a Hall element is also possible. Further, as shown in FIG. 8, a proximity switch configured to detect a change in the induced current by the detection circuit unit 72 by crossing the magnetic force lines emitted from the magnet 71 to detect the detection object 73 made of a dielectric material such as iron is formed. Good. It also has an output circuit 74. Alternatively, as shown in FIG. 9, a combination of the reed switch 75 and the detection object 76 composed of a magnet may be used. It is also possible to use a magnetic fluid as the detection object.

【0038】また、本発明は前記各実施例この方式に限
定されるものではなく、メージローテータを用いる代わ
りに撮像素子の方を回転して補正する方式としてもよ
い。メージローテータの機能は撮像素子に結像する像を
回転するものであるから、撮像素子を相対的に回転して
も同様な機能が得られる。
Further, the present invention is not limited to this method in each of the above-described embodiments, but may be a method in which the image sensor is rotated and corrected instead of using the image rotator. Since the function of the image rotator is to rotate the image formed on the image sensor, a similar function can be obtained even if the image sensor is relatively rotated.

【0039】[0039]

【発明の効果】以上説明したように本発明のものによれ
ば、内視鏡の操作中、内視鏡本体をその軸回りに回転し
ても、モニタ上での像が回転することなく、自動的に補
正されて上下(天地)方向を自動的に保つことができ、
そのオリエンテーションの把握が容易で、手技の操作が
やり易い。
As described above, according to the present invention, the image on the monitor does not rotate even if the endoscope body is rotated around its axis during operation of the endoscope. It can be automatically corrected to keep the vertical (up and down) direction automatically,
The orientation is easy to understand and the operation of the procedure is easy.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】(a)は本発明の第1の実施例に係る腹腔鏡の
縦断面図、(b)は光学系と撮像系の概略的な構成の説
明図。
FIG. 1A is a longitudinal sectional view of a laparoscope according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 1B is an explanatory diagram of a schematic configuration of an optical system and an imaging system.

【図2】本発明の第1の実施例に係る腹腔鏡の回転検出
部の斜視図。
FIG. 2 is a perspective view of a rotation detecting unit of the laparoscope according to the first embodiment of the present invention.

【図3】(a)(b)(c)はそれぞれ異なる回転検出
部の変形例を示す説明図。
3A, 3B, and 3C are explanatory views showing modified examples of different rotation detection units.

【図4】本発明の第1の実施例に係る腹腔鏡の使用状態
の説明図。
FIG. 4 is an explanatory view of a usage state of the laparoscope according to the first embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第1の実施例に係る腹腔鏡の内視鏡像
回転補正動作の説明図。
FIG. 5 is an explanatory diagram of an endoscopic image rotation correction operation of the laparoscope according to the first embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第1の実施例に係る腹腔鏡の内視鏡像
回転補正手段のブロック構成の説明図。
FIG. 6 is an explanatory diagram of a block configuration of endoscopic image rotation correction means of the laparoscope according to the first embodiment of the present invention.

【図7】(a)は本発明の第2の実施例に係る挿入部の
先端部の概略的な構成の説明図、(b)は(a)中A−
A線に沿って回転検出部を見た図。
FIG. 7 (a) is an explanatory view of a schematic configuration of a distal end portion of an insertion portion according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 7 (b) is A- in (a).
The figure which looked at the rotation detection part along the A line.

【図8】回転検出手段の変形例の概略的な構成の説明
図。
FIG. 8 is an explanatory diagram of a schematic configuration of a modified example of the rotation detection unit.

【図9】回転検出手段の他の変形例の概略的な構成の説
明図。
FIG. 9 is an explanatory diagram of a schematic configuration of another modification of the rotation detection unit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…腹腔鏡、2…挿入部、3…手元操作部、7…対物レ
ンズ系、17…回転管、19…イメージローテータ、2
0…CCD、27…TVモニタ、28…視野絞り、30
…水準器、41…第1の歯車、42…第2の歯車。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Laparoscope, 2 ... Insertion part, 3 ... Hand operation part, 7 ... Objective lens system, 17 ... Rotating tube, 19 ... Image rotator, 2
0 ... CCD, 27 ... TV monitor, 28 ... Field stop, 30
... Level, 41 ... First gear, 42 ... Second gear.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川瀬 幸男 東京都渋谷区幡ヶ谷2丁目43番2号 オリ ンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 窪田 哲丸 東京都渋谷区幡ヶ谷2丁目43番2号 オリ ンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 田口 晶弘 東京都渋谷区幡ヶ谷2丁目43番2号 オリ ンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 水野 均 東京都渋谷区幡ヶ谷2丁目43番2号 オリ ンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 吉野 謙二 東京都渋谷区幡ヶ谷2丁目43番2号 オリ ンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 谷沢 信吉 東京都渋谷区幡ヶ谷2丁目43番2号 オリ ンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 山下 真司 東京都渋谷区幡ヶ谷2丁目43番2号 オリ ンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 石川 朝規 東京都渋谷区幡ヶ谷2丁目43番2号 オリ ンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 金森 巌 東京都渋谷区幡ヶ谷2丁目43番2号 オリ ンパス光学工業株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Yukio Kawase 2-43-2 Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo Olympus Optical Co., Ltd. (72) Inventor Tetsumaru Kubota 2-43-2 Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo No. Olympus Optical Co., Ltd. (72) Inventor Akihiro Taguchi 2-43-2 Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo Olympus Optical Co., Ltd. (72) Inventor Hitoshi Mizuno 2-43-2 Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo No. Olympus Optical Co., Ltd. (72) Inventor Kenji Yoshino 2-43-2 Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo Inside Olympus Optical Co., Ltd. (72) Inventor Shinkichi Tanizawa 2-43-2 Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo No. Olympus Optical Co., Ltd. (72) Inventor Shinji Yamashita 2-43-2 Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo Olympus Optical industry Co., Ltd. (72) Inventor Asahi Ishikawa 2-43-2 Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo Olympus Optical Co., Ltd. (72) Inventor Iwao Kanemori 2-43-2 Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo Ori Inside Npus Optical Industry Co., Ltd.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】内視鏡本体に設けられた撮像光学系および
撮像素子で内視鏡像を撮像し、この像を外部のモニタに
表示する電子式内視鏡装置において、前記内視鏡本体に
設けられ重力を利用してその内視鏡本体の軸回りに回転
する内視鏡本体の回転を検出する回転検出手段と、この
回転検出手段により検出した前記内視鏡本体の回転に応
じて前記モニタ上の像を回転させない制御を行わせる内
視鏡像回転補正手段とを具備したことを特徴とする電子
式内視鏡装置。
1. An electronic endoscope apparatus for picking up an endoscopic image with an image pickup optical system and an image pickup device provided in the endoscope main body and displaying the image on an external monitor. A rotation detecting means that is provided to detect the rotation of the endoscope body that rotates around the axis of the endoscope body using gravity, and the rotation detecting means detects the rotation of the endoscope body according to the rotation of the endoscope body detected by the rotation detecting means. An electronic endoscope apparatus, comprising: an endoscope image rotation correction means for controlling not to rotate an image on a monitor.
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