JPH07246183A - Electronic endoscope system - Google Patents

Electronic endoscope system

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Publication number
JPH07246183A
JPH07246183A JP6041136A JP4113694A JPH07246183A JP H07246183 A JPH07246183 A JP H07246183A JP 6041136 A JP6041136 A JP 6041136A JP 4113694 A JP4113694 A JP 4113694A JP H07246183 A JPH07246183 A JP H07246183A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
image
electronic endoscope
bending
observer
displacement
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP6041136A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Naoto Shimada
直人 島田
Seiji Kimura
聖二 木村
Mitsuo Obata
光男 小畑
Yoshihisa Suzuki
義久 鈴木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Olympus Optical Co Ltd filed Critical Olympus Optical Co Ltd
Priority to JP6041136A priority Critical patent/JPH07246183A/en
Publication of JPH07246183A publication Critical patent/JPH07246183A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To provide an electronic endoscope system that can easily perform a desired processing with the axis of display image matched with the actual axis by automatically compensating the rotation of axis of the display image on a monitor caused by an unwanted deflection at the inserted portion of an electronic endoscope. CONSTITUTION:This endscope system is composed of an electronic endoscope 1 which has an image optical system at its top end and outputs an image image- formatted at the image optical system as an image signal, a display means 4 which displays an image signal from the electronic endoscope 1, a deflection detecting means 2 which detects the deflection of the top end of the electronic endoscope 1, and an image processing means 3 which controls the direction of an image displayed on the display means 4 according to the output of the deflection detecting means 2.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、電子内視鏡を用いる
システムに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a system using an electronic endoscope.

【0002】[0002]

【従来の技術】体腔内あるいは産業用機械内部に挿入可
能な挿入部内にライトガイドを延在して設けると共に、
挿入部の先端部に撮像光学系および固体撮像素子を設
け、光源からの光をライトガイドを経て先端部側から出
射して観察部位を照明し、その像を撮像光学系を経て固
体撮像素子に結像させて画像信号として取り出してモニ
タに表示するようにした電子内視鏡は、従来種々提案さ
れている。また、先端部に固体撮像素子を設ける代わり
に、挿入部内に延在してイメージガイドを設け、ライト
ガイドを経て照明された観察部位の像を、撮像光学系を
経てイメージガイドの入射端面に結像させ、このイメー
ジガイドの出射端面に形成される像を、固体撮像素子や
撮像管を有するビデオカメラにより画像信号として取り
出してモニタに表示するようにした電子内視鏡も知られ
ている。
2. Description of the Related Art A light guide is provided so as to extend in an insertion portion that can be inserted into a body cavity or an industrial machine.
An imaging optical system and a solid-state image sensor are provided at the tip of the insertion section, light from a light source is emitted from the tip side through a light guide to illuminate an observation site, and the image is passed through the image-pickup optical system to a solid-state image sensor. Conventionally, various electronic endoscopes have been proposed in which an image is formed, taken out as an image signal, and displayed on a monitor. Also, instead of providing a solid-state image sensor at the tip, an image guide is provided extending into the insertion part, and an image of the observation site illuminated through the light guide is formed on the incident end face of the image guide through the imaging optical system. There is also known an electronic endoscope in which an image is formed and an image formed on the exit end face of the image guide is taken out as an image signal by a video camera having a solid-state image pickup device or an image pickup tube and displayed on a monitor.

【0003】このような電子内視鏡を用いる電子内視鏡
システムとして、本願人は、例えば、特開平5−310
68号公報において、電子内視鏡の挿入部先端側の彎曲
部を駆動する彎曲部駆動手段および観察者の動きを検出
する動作検出手段を設け、動作検出手段での検出信号に
基づいて、彎曲部駆動手段により彎曲部を自動的に駆動
するようにしたものを提案している。かかる電子内視鏡
システムによれば、観察者の動きに応じて彎曲部が自動
的に彎曲するので、観察者は煩わしい彎曲操作を行わな
くても、所望の部位を容易に観察できるという利点があ
る。
As an electronic endoscope system using such an electronic endoscope, the present applicant has disclosed, for example, in Japanese Patent Laid-Open No. 5-310.
In Japanese Patent Publication No. 68, a bending portion driving means for driving a bending portion on the distal end side of an insertion portion of an electronic endoscope and a motion detecting means for detecting a motion of an observer are provided, and the bending is performed based on a detection signal by the motion detecting means. It is proposed that the curved portion is automatically driven by the portion driving means. According to such an electronic endoscope system, since the curved portion automatically bends in accordance with the movement of the observer, there is an advantage that the observer can easily observe a desired portion without performing a troublesome bending operation. is there.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、本発明
者らによる種々の実験によれば、上述した電子内視鏡シ
ステムには、以下に説明するような改良すべき点がある
ことが判明した。すなわち、電子内視鏡の挿入部を体腔
内あるいは産業用機械内部に挿入した際に、挿入部が捩
れて先端部が回転すると、モニタに表示される画像の軸
と現実界の軸とが一致しなくなり、同じ部位にスコープ
を位置させても、回転の有無により表示される画像が異
なったものとなってしまう。
However, various experiments conducted by the present inventors have revealed that the electronic endoscope system described above has some points to be improved as described below. That is, when the insertion portion of the electronic endoscope is inserted into a body cavity or an industrial machine and the insertion portion is twisted and the tip portion is rotated, the axis of the image displayed on the monitor and the axis of the real world are aligned. Even if the scope is positioned on the same part, the displayed image will be different depending on the presence or absence of rotation.

【0005】このため、観察者の動きに基づいてスコー
プの彎曲部を自動的に操作すると、モニタ上では観察者
の動きに合わせて先端部が動いて見えるが、表示される
画像の軸は、現実界の方向の軸とは異なったものとなっ
てしまう。例えば、挿入の際に先端部が180度回転し
た場合、観察者の動きに応じて彎曲部が右方向に駆動さ
れると、モニタ上では右方向に動いた画像が観察される
が、スコープ自体は左方向に動くことになる。このた
め、モニタに表示される画像を観察しながら、電子内視
鏡のチャンネルを介して処置具を挿入して所望の処置を
行う場合には、その処理がしにくくなるという問題があ
る。
Therefore, when the bending portion of the scope is automatically operated based on the movement of the observer, the tip of the scope appears to move according to the movement of the observer on the monitor, but the axis of the displayed image is It will be different from the axis of the direction of the real world. For example, when the distal end portion is rotated by 180 degrees during insertion, when the bending portion is driven to the right in response to the movement of the observer, the image moved to the right is observed on the monitor, but the scope itself. Will move to the left. Therefore, when observing the image displayed on the monitor and performing a desired treatment by inserting the treatment tool through the channel of the electronic endoscope, there is a problem that the processing becomes difficult.

【0006】この発明の第1の目的は、このような問題
点に着目してなされたもので、電子内視鏡の挿入部の不
所望な捩れによるモニタでの表示画像の軸の回転を自動
的に補正でき、したがって表示画像の軸と現実界の軸と
を一致させた状態で所望の処理を容易に行い得るよう適
切に構成した電子内視鏡システムを提供することにあ
る。
The first object of the present invention was made in view of such a problem, and automatically rotates the axis of the display image on the monitor due to the undesired twist of the insertion portion of the electronic endoscope. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an electronic endoscope system that can be corrected appropriately, and thus is appropriately configured so that desired processing can be easily performed in a state where the axis of a display image and the axis of the real world are matched.

【0007】また、この発明の他の目的は、電子内視鏡
による画像を、観察者において観察し易く表示できると
共に、観察者の向きに応じた方向の画像を表示できるよ
う適切に構成した電子内視鏡システムを提供しようとす
るものである。
Another object of the present invention is to appropriately display an image by an electronic endoscope so that an observer can easily observe the image and display an image in a direction corresponding to the direction of the observer. It is intended to provide an endoscope system.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記第1の目的を達成す
るため、この発明の電子内視鏡システムは、先端部に撮
像光学系を有し、この撮像光学系で結像される像を画像
信号として出力する電子内視鏡と、この電子内視鏡から
の画像信号を表示する表示手段と、前記電子内視鏡の先
端部の捩れを検出する捩れ検出手段と、この捩れ検出手
段の出力に基づいて、前記表示手段に表示される画像の
向きを制御する画像処理手段とを有することを特徴とす
るものである。
In order to achieve the first object, the electronic endoscope system of the present invention has an image pickup optical system at the tip end thereof, and an image formed by this image pickup optical system is formed. An electronic endoscope for outputting as an image signal, a display means for displaying an image signal from the electronic endoscope, a twist detecting means for detecting a twist of the tip portion of the electronic endoscope, and a twist detecting means of the twist detecting means. Image processing means for controlling the orientation of the image displayed on the display means based on the output.

【0009】この発明の好適実施例においては、さら
に、観察者の変位を検出する変位検出手段と、前記電子
内視鏡の先端部を彎曲させる彎曲手段と、前記変位検出
手段の出力および前記捩れ検出手段の出力に基づいて、
前記彎曲手段の駆動を制御する彎曲制御手段とを設け、
前記表示手段に表示される画像の軸の不所望な回転を補
正して表示画像の軸と現実界の軸とをほぼ一致させなが
ら、観察者の変位に基づいて彎曲部を自動的に彎曲させ
る。
In a preferred embodiment of the present invention, the displacement detecting means for detecting the displacement of the observer, the bending means for bending the distal end portion of the electronic endoscope, the output of the displacement detecting means and the twist are further provided. Based on the output of the detection means,
A bending control means for controlling the drive of the bending means,
An undesired rotation of the axis of the image displayed on the display means is corrected so that the axis of the displayed image and the axis of the real world substantially coincide with each other, and the curved portion is automatically curved based on the displacement of the observer. .

【0010】また、上記第2の目的を達成するため、こ
の発明の電子内視鏡システムは、先端部に撮像光学系を
有し、この撮像光学系で結像される像を画像信号として
出力する電子内視鏡と、観察者の頭部または顔面に装着
され、前記電子内視鏡からの画像信号を表示して該観察
者の眼球内に拡大投影する画像表示装置と、前記観察者
の頭部の変位を検出する変位検出手段と、前記電子内視
鏡の先端部を彎曲させる彎曲手段と、前記変位検出手段
の出力に基づいて、前記彎曲手段の駆動を制御する彎曲
制御手段とを有することを特徴とするものである。
In order to achieve the above second object, the electronic endoscope system of the present invention has an image pickup optical system at the tip and outputs an image formed by this image pickup optical system as an image signal. An electronic endoscope, and an image display device that is mounted on the head or face of the observer, displays an image signal from the electronic endoscope and magnifies and projects the image signal into the eyeball of the observer, Displacement detecting means for detecting the displacement of the head, bending means for bending the distal end portion of the electronic endoscope, and bending control means for controlling the drive of the bending means based on the output of the displacement detecting means. It is characterized by having.

【0011】[0011]

【作用】上記第1の目的を達成する電子内視鏡システム
においては、電子内視鏡の先端部が捩れると、その捩れ
は捩れ検出手段で検出され、その出力に基づいて画像処
理手段において表示手段に表示される画像の向きが制御
される。したがって、電子内視鏡の挿入部の不所望な捩
れによる表示手段に表示される画像の軸の回転を自動的
に補正でき、表示手段に表示される画像の軸と現実界の
軸とを一致させることが可能となる。
In the electronic endoscope system that achieves the first object, when the tip portion of the electronic endoscope is twisted, the twist is detected by the twist detecting means, and based on the output, the image processing means The orientation of the image displayed on the display means is controlled. Therefore, the rotation of the axis of the image displayed on the display means due to the undesired twist of the insertion portion of the electronic endoscope can be automatically corrected, and the axis of the image displayed on the display means and the axis of the real world match. It becomes possible.

【0012】また、上記第2の目的を達成する電子内視
鏡システムにおいては、電子内視鏡による画像は、観察
者の頭部または顔面に装着される画像表示装置に表示さ
れて、該観察者の眼球内に拡大投影される。また、観察
者が頭部を変位させると、その変位が変位検出手段で検
出され、その出力に基づいて彎曲制御手段および彎曲手
段を介して電子内視鏡の先端部が彎曲し、その彎曲した
方向、すなわち観察者の向きに応じた方向の画像が画像
表示装置に表示される。しかも、画像表示装置は、観察
者の頭部または顔面に装着されるので、観察者の眼球に
拡大投影される画像は、常に観察者の顔面前方に位置す
ることになり、したがって観察者は頭部を動かすこと
で、あたかも電子内視鏡の先端部にいるような画像を得
ることが可能となる。
In the electronic endoscope system that achieves the second object, the image obtained by the electronic endoscope is displayed on an image display device mounted on the observer's head or face, and the observation is performed. It is enlarged and projected into the eyeball of the person. Further, when the observer displaces his / her head, the displacement is detected by the displacement detecting means, and based on the output, the distal end portion of the electronic endoscope is bent through the bending control means and the bending means, and the bending is made. The image in the direction, that is, the direction corresponding to the direction of the observer is displayed on the image display device. Moreover, since the image display device is mounted on the observer's head or face, the image enlarged and projected on the observer's eyeball is always located in front of the observer's face, and therefore the observer's head By moving the part, it is possible to obtain an image as if the user were at the tip of the electronic endoscope.

【0013】[0013]

【実施例】図1は、この発明の第1実施例を示すブロッ
ク図である。この電子内視鏡システムは、電子内視鏡
1、回転検出センサ2、コントローラ3およびモニタ4
とを有する。電子内視鏡1は、上述したように、体腔内
あるいは産業用機械内部に挿入可能な挿入部内にライト
ガイドを延在して設けると共に、挿入部の先端部に撮像
光学系と、固体撮像素子を有するカメラ部とを設け、光
源からの光をライトガイドを経て先端部側から出射して
観察部位を照明し、その像を撮像光学系を経てカメラ部
に結像させて画像信号として取り出するよう構成する
か、あるいは、先端部に固体撮像素子を設ける代わり
に、挿入部内に延在してイメージガイドを設け、ライト
ガイドを経て照明される観察部位の像を、撮像光学系を
経てイメージガイドの入射端面に結像させ、このイメー
ジガイドの出射端面に形成される像を、固体撮像素子や
撮像管を有するカメラ部により画像信号として取り出す
よう構成する。この電子内視鏡1からの画像信号は、コ
ントローラ3に供給する。
1 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention. This electronic endoscope system includes an electronic endoscope 1, a rotation detection sensor 2, a controller 3 and a monitor 4.
Have and. As described above, the electronic endoscope 1 is provided with a light guide extending in an insertion portion that can be inserted into a body cavity or an industrial machine, and an imaging optical system and a solid-state imaging device at the tip of the insertion portion. And a camera section having a light source, light from the light source is emitted from the tip end side through the light guide to illuminate the observation site, and an image thereof is formed on the camera section through the image pickup optical system to be extracted as an image signal. Alternatively, instead of providing a solid-state image sensor at the tip, an image guide is provided extending into the insertion part, and an image of an observation site illuminated through a light guide is image-guided through an imaging optical system. The image is formed on the incident end face of the image guide, and the image formed on the output end face of the image guide is taken out as an image signal by a camera unit having a solid-state image pickup device or a pickup tube. The image signal from the electronic endoscope 1 is supplied to the controller 3.

【0014】また、回転検出センサ2は、電子内視鏡1
の挿入先端部における捩れ、すなわち挿入軸回りの回転
を検出し得るように、電子内視鏡1の挿入先端部内に設
ける。この回転検出センサ2の出力は、コントローラ3
に供給する。コントローラ3は、電子内視鏡1のカメラ
部を制御するカメラコントロールユニット、および回転
検出センサ2の出力に基づいて電子内視鏡1からの画像
信号を処理する画像処理部を有し、この画像処理部で処
理した画像信号をモニタ4に表示するよう構成する。ま
た、モニタ4は、CRTや、顔面または頭部に装着して
観察画像を拡大表示する頭部装着型表示装置(Head
Mounted Display;以下、頭文字を取
ってHMDと略称する)をもって構成する。
The rotation detecting sensor 2 is used as the electronic endoscope 1.
Is provided in the insertion tip of the electronic endoscope 1 so that the twist in the insertion tip, that is, the rotation around the insertion axis can be detected. The output of the rotation detection sensor 2 is the controller 3
Supply to. The controller 3 has a camera control unit that controls the camera unit of the electronic endoscope 1 and an image processing unit that processes an image signal from the electronic endoscope 1 based on the output of the rotation detection sensor 2. The image signal processed by the processing unit is configured to be displayed on the monitor 4. Further, the monitor 4 is mounted on a CRT or a head-mounted display device (Head) which is mounted on the face or the head to enlarge and display an observation image.
Mounted Display; hereinafter abbreviated to HMD).

【0015】かかる電子内視鏡システムにおいては、電
子内視鏡1の挿入部を体腔内あるいは産業用機械内部に
挿入して、観察部位の画像をモニタ4に表示する。ここ
で、電子内視鏡1の先端部が捩れることなく、初期状態
を維持していれば、モニタ4には、例えば、図2(a)
に示すような画像が表示され、その画像の上下左右方向
と、現実界の上下左右とが一致したものとなる。しか
し、電子内視鏡1の先端部が捩れによって、例えば右方
向に回転すると、モニタ4に表示される画像は、例え
ば、図2(b)に示すようになり、初期状態における上
下左右方向を、図3においてそれぞれU,D,L,R方
向とすると、表示画像の上下左右方向がU’,D’,
L’,R’方向となって、初期状態に対して回転したも
のとなる。このように、モニタ4に表示される画像は、
電子内視鏡1の先端部の回転の有無によって、同じ位置
で観察していても異なったものとなってしまう。
In such an electronic endoscope system, the insertion portion of the electronic endoscope 1 is inserted into a body cavity or an industrial machine to display an image of an observed region on the monitor 4. Here, if the distal end portion of the electronic endoscope 1 is not twisted and the initial state is maintained, the monitor 4 is displayed, for example, as shown in FIG.
An image as shown in is displayed, and the up, down, left, and right directions of the image match the up, down, left, and right of the real world. However, when the distal end portion of the electronic endoscope 1 is twisted and rotated, for example, to the right, the image displayed on the monitor 4 becomes, for example, as shown in FIG. , U, D, L, R directions in FIG. 3, respectively, the vertical and horizontal directions of the display image are U ', D',
It becomes the L'and R'directions and is rotated with respect to the initial state. In this way, the image displayed on the monitor 4 is
Depending on whether the tip portion of the electronic endoscope 1 is rotated or not, the observation result at the same position is different.

【0016】この実施例では、電子内視鏡1の先端部の
回転量を回転検出センサ2で検出し、その出力に基づい
てコントローラ3において、電子内視鏡1からの画像信
号を、先端部の回転による画像回転を補正するように回
転処理し、その画像処理した画像信号を図2(c)に示
すようにモニタ4に表示する。
In this embodiment, the rotation detecting sensor 2 detects the amount of rotation of the tip of the electronic endoscope 1, and the controller 3 outputs the image signal from the electronic endoscope 1 to the tip based on the output thereof. The rotation processing is performed so as to correct the image rotation due to the rotation of the image, and the image signal subjected to the image processing is displayed on the monitor 4 as shown in FIG.

【0017】このように、先端部の回転に応じて、モニ
タ4に表示する画像の回転処理を行えば、その画像の表
示方向を常に初期状態、すなわちモニタ4に表示される
画像の軸と現実界の軸とを常に一致させることができる
ので、同じ部位を観察した場合に、電子内視鏡1の挿入
時の先端部の回転状態に依存することなく、同じ画像を
観察することができる。したがって、モニタ4に表示さ
れる画像を観察しながら、電子内視鏡1のチャンネルを
介して処置具を挿入し、所望の処置を行う場合に、その
処理を容易に行うことができる。
As described above, if the image displayed on the monitor 4 is rotated according to the rotation of the tip, the display direction of the image is always in the initial state, that is, the axis of the image displayed on the monitor 4 and the reality. Since the field axis can always be made to coincide with each other, when observing the same portion, the same image can be observed without depending on the rotation state of the distal end portion when the electronic endoscope 1 is inserted. Therefore, when the treatment tool is inserted through the channel of the electronic endoscope 1 and the desired treatment is performed while observing the image displayed on the monitor 4, the processing can be easily performed.

【0018】図4は、この発明の第2実施例を示すブロ
ック図である。この電子内視鏡システムは、電子内視鏡
11、彎曲部駆動ユニット12、コントローラ13、H
MD14および変位検出器15とを有する。電子内視鏡
11は、図1で説明したものと同様のものを用い、この
電子内視鏡11からの画像信号を、コントローラ13に
供給する。また、彎曲部駆動ユニット12は、コントロ
ーラ13からの制御信号に基づいて電子内視鏡11の彎
曲部を自動的に彎曲させるよう構成する。
FIG. 4 is a block diagram showing a second embodiment of the present invention. This electronic endoscope system includes an electronic endoscope 11, a bending portion drive unit 12, a controller 13, and H.
It has an MD 14 and a displacement detector 15. The electronic endoscope 11 is the same as that described in FIG. 1, and supplies the image signal from the electronic endoscope 11 to the controller 13. Further, the bending portion drive unit 12 is configured to automatically bend the bending portion of the electronic endoscope 11 based on a control signal from the controller 13.

【0019】このため、彎曲部駆動ユニット12は、図
5に一例の構成を示すように、電子内視鏡11の操作部
17に設けられ、彎曲部をワイヤを介して上下および左
右方向にそれぞれ彎曲させるためのアングルノブ18お
よび19に、それぞれ接合ユニット20および21を介
してモータ22および23を結合し、さらに、これらモ
ータ22および23にそれぞれエンコーダ24および2
5を結合して、モータ22,23をコントローラ13か
らの制御信号に基づいて駆動し、その回転量をエンコー
ダ24,25で検出してコントローラ13にフィードバ
ックすることにより、彎曲部を所望の方向に彎曲させる
よう構成する。なお、この彎曲部駆動ユニット12は、
電子内視鏡11と一体として、彎曲部を彎曲させるワイ
ヤをモータに直接連結して駆動するよう構成することも
できる。
For this reason, the bending portion drive unit 12 is provided in the operation portion 17 of the electronic endoscope 11 as shown in FIG. 5 by way of example, and the bending portion is vertically and horizontally via wires. The angle knobs 18 and 19 for bending are coupled to the motors 22 and 23 via the joining units 20 and 21, respectively, and the motors 22 and 23 are further coupled to the encoders 24 and 2, respectively.
5, the motors 22 and 23 are driven based on the control signal from the controller 13, and the rotation amounts thereof are detected by the encoders 24 and 25 and fed back to the controller 13, so that the curved portion is moved in a desired direction. Configured to bend. In addition, the bending portion drive unit 12 is
The electronic endoscope 11 may be integrated with the motor, and a wire for bending the bending portion may be directly connected to the motor for driving.

【0020】図4において、変位検出器15は、HMD
14を装着する観察者の頭部の変位を検出し得るよう
に、HMD14と一体に、またはHMD14とは分離し
て設ける。この変位検出器15は、例えば、観察者の頭
部の上下および左右の変位を検出する場合には、上下方
向の変位を検出するセンサと、左右方向の変位を検出す
るセンサとの2つのセンサをもって構成し、これら各セ
ンサの出力をコントローラ13に供給する。なお、各セ
ンサは、例えば、それぞれ圧電振動ジャイロよりなる角
速度センサをもって構成することができる。
In FIG. 4, the displacement detector 15 is an HMD.
It is provided integrally with the HMD 14 or separately from the HMD 14 so that the displacement of the head of the observer wearing the 14 can be detected. The displacement detector 15 has two sensors, for example, a sensor for detecting a vertical displacement and a sensor for detecting a horizontal displacement when detecting the vertical and horizontal displacements of the observer's head. The output of each of these sensors is supplied to the controller 13. Note that each sensor can be configured by, for example, an angular velocity sensor made of a piezoelectric vibration gyro.

【0021】また、コントローラ13は、電子内視鏡1
1のカメラ部を制御して、電子内視鏡11からの画像信
号をHMD14に表示させると共に、変位検出器15の
出力に基づいて観察者の移動量を演算し、その移動量に
基づいて彎曲部駆動ユニット12を制御するよう構成す
る。
Further, the controller 13 uses the electronic endoscope 1
The image signal from the electronic endoscope 11 is displayed on the HMD 14 by controlling the camera unit 1 and the movement amount of the observer is calculated based on the output of the displacement detector 15, and the bending is performed based on the movement amount. It is configured to control the partial drive unit 12.

【0022】この実施例によれば、HMD14を装着し
た観察者が、例えば、図6(a)に示すような画像を観
察している状態で、頭部を右方向に向けると、その右方
向の変位が変位検出器15で検出され、その出力に基づ
いてコントローラ13により彎曲部駆動ユニット12を
介して電子内視鏡11の彎曲部が、頭部の変位量に比例
して右方向に駆動される。これにより、HMD14に
は、図6(b)に示すように、右方向に移動した画像が
表示される。続いて、観察者が上方を向くと、同様にし
て電子内視鏡11の彎曲部が、頭部の変位量に比例して
上方向に駆動され、HMD14には、図6(c)に示す
ように、上方向に移動した画像が表示される。その後、
再び正面を向くと、図6(a)に示す画像が表示され
る。
According to this embodiment, when the observer wearing the HMD 14 is observing an image as shown in FIG. 6 (a), for example, the head is turned to the right when the head is turned to the right. Is detected by the displacement detector 15, and based on the output thereof, the bending portion of the electronic endoscope 11 is driven rightward in proportion to the displacement amount of the head by the controller 13 via the bending portion driving unit 12. To be done. As a result, the HMD 14 displays the image moved to the right, as shown in FIG. Subsequently, when the observer faces upward, the curved portion of the electronic endoscope 11 is similarly driven in the upward direction in proportion to the displacement amount of the head, and the HMD 14 is shown in FIG. Thus, the image moved upward is displayed. afterwards,
When facing the front again, the image shown in FIG. 6A is displayed.

【0023】このように、HMD14で画像を観察する
と共に、観察者の頭部の変位に応じて電子内視鏡11の
彎曲部を自動的に変位させることにより、観察者におい
て、あたかも電子内視鏡11の先端部にいるような画像
を得ることができる。また、図6(c)から図6(a)
になるように彎曲部を彎曲させる場合、従来のアングル
ノブ方式では、2つのアングルノブ18,19を同時に
操作しなくてはならないため、極めて難しいが、この実
施例によれば、頭部を斜め方向に変位させることで、そ
の方向に自動的に彎曲部が彎曲するので、操作が簡単に
なる。
As described above, by observing the image with the HMD 14 and automatically displacing the curved portion of the electronic endoscope 11 in accordance with the displacement of the head of the observer, the observer feels as if the electronic endoscope It is possible to obtain an image as if it were at the tip of the mirror 11. 6 (c) to 6 (a)
In the case of bending the curved portion so that the angle becomes, the conventional angle knob method is extremely difficult because the two angle knobs 18 and 19 must be operated at the same time. By displacing in one direction, the bending part automatically bends in that direction, so the operation becomes easy.

【0024】図7は、この発明の第3実施例を示すブロ
ック図である。この実施例は、図1に示した第1実施例
において、電子内視鏡1の彎曲部を自動的に彎曲させる
彎曲部駆動ユニット12を設けると共に、モニタとして
HMD14を用い、さらにこのHMD14を装着する観
察者の頭部の変位を検出し得るように、第2実施例にお
けると同様の変位検出器15を設けて、コントローラ3
により、回転検出センサ2の出力に基づいて電子内視鏡
1の先端部の回転を補正するように、電子内視鏡1から
の画像信号を回転処理してHMD14に表示すると共
に、回転検出センサ2の出力および変位検出器15の出
力に基づいて彎曲部駆動ユニット12を制御して、電子
内視鏡1の彎曲部を彎曲させるようにしたものである。
FIG. 7 is a block diagram showing a third embodiment of the present invention. This embodiment is different from the first embodiment shown in FIG. 1 in that a bending portion drive unit 12 that automatically bends the bending portion of the electronic endoscope 1 is provided, an HMD 14 is used as a monitor, and the HMD 14 is attached. In order to detect the displacement of the observer's head, the displacement detector 15 similar to that in the second embodiment is provided, and the controller 3
Thus, the image signal from the electronic endoscope 1 is rotated and displayed on the HMD 14 so as to correct the rotation of the tip of the electronic endoscope 1 based on the output of the rotation detection sensor 2. The bending portion drive unit 12 is controlled based on the output of 2 and the output of the displacement detector 15 to bend the bending portion of the electronic endoscope 1.

【0025】すなわち、回転検出センサ2の出力に基づ
いて、画像信号を回転処理してHMD14に表示してい
る状態で、単に、変位検出器15の出力に基づいて彎曲
部を彎曲させると、例えば、画像を90度右方向に回転
させていた状態で、観察者が右方向に変位すると、彎曲
部駆動ユニット12は彎曲部を右方向に彎曲させるよう
駆動されるが、先端部は捩れによって右方向に90度回
転しているため、HMD14で観察される画像は、先端
部が下方に移動したものとなってしまう。
That is, when the image signal is rotated based on the output of the rotation detection sensor 2 and displayed on the HMD 14, the bending portion is simply bent based on the output of the displacement detector 15, for example, When the observer is displaced to the right while the image is rotated 90 degrees to the right, the bending portion drive unit 12 is driven to bend the bending portion to the right, but the tip portion is twisted to the right. Since the image is rotated by 90 degrees in the direction, the image observed by the HMD 14 has the tip portion moved downward.

【0026】そこで、この実施例では、彎曲部駆動ユニ
ット12による彎曲部の駆動を、回転検出センサ2の出
力および変位検出器15の出力に基づいて制御する。す
なわち、図8(a)に示すように、回転検出センサ2の
出力に基づく初期状態のR方向を基準とする画像の回転
角がθ1、変位検出器15で検出される観察者の頭部の
変位方向が、図8(b)に示すように、R方向を基準と
して角度θ2の方向の場合には、彎曲部を初期状態での
R方向を基準として、角度θ3=θ2−θ1、の方向に
彎曲させる。
Therefore, in this embodiment, the driving of the bending portion by the bending portion driving unit 12 is controlled based on the output of the rotation detecting sensor 2 and the output of the displacement detector 15. That is, as shown in FIG. 8A, the rotation angle of the image based on the R direction in the initial state based on the output of the rotation detection sensor 2 is θ1, and the head of the observer detected by the displacement detector 15 is As shown in FIG. 8B, when the displacement direction is the direction of the angle θ2 with the R direction as the reference, the direction of the angle θ3 = θ2-θ1 with the R direction in the initial state of the curved portion as the reference. Make it bend.

【0027】このように、回転検出センサ2の出力に基
づいて画像の軸の不所望な回転を補正すると共に、回転
検出センサ2の出力および変位検出器15の出力に基づ
いて彎曲駆動ユニット12による彎曲部の駆動を制御す
ることにより、表示画像の軸と現実界の軸とを常に一致
させながら、観察者の変位に基づいて彎曲部を自動的に
彎曲させることができる。なお、彎曲方向の角度θ3
は、必ずしも、θ3=θ2−θ1とする必要はなく、θ
2−θ1−10°<θ3<θ2−θ1+10°、好まし
くは、θ2−θ1−5°<θ3<θ2−θ1+5°、と
することにより、観察者が変位しても、表示画像の軸と
現実界の軸とを常にほぼ一致させることができる。した
がって、電子内視鏡1のチャンネルを介して処置具を挿
入し、所望の処置を行う場合に、その処理をより容易に
行うことができる。
As described above, the undesired rotation of the axis of the image is corrected on the basis of the output of the rotation detection sensor 2, and the bending drive unit 12 operates on the basis of the output of the rotation detection sensor 2 and the output of the displacement detector 15. By controlling the drive of the bending portion, the bending portion can be automatically bent based on the displacement of the observer while always keeping the axis of the display image and the axis of the real world in agreement. Note that the angle θ3 of the bending direction
Does not necessarily have to be θ3 = θ2-θ1.
2- [theta] 1-10 [deg.] <[Theta] 3 <[theta] 2- [theta] 1 + 10 [deg.], Preferably [theta] 2- [theta] 1-5 [deg.] <[Theta] 2- [theta] 1 + 5 [deg.] So that the axis of the display image and the The axis of the field can be almost always matched. Therefore, when the treatment tool is inserted through the channel of the electronic endoscope 1 and a desired treatment is performed, the treatment can be performed more easily.

【0028】なお、この発明は、上述した実施例にのみ
限定されるものではなく、以下の実施態様が可能であ
る。 (1)請求項1または2記載の電子内視鏡システムにお
いて、表示手段を観察者の頭部または顔面に装着され、
電子内視鏡からの画像信号を表示して該観察者の眼球内
に拡大投影する画像表示装置としたことを特徴とする電
子内視鏡システム。 (2)上記(1)記載の電子内視鏡システムにおいて、
変位検出手段を画像表示装置と一体に設けたことを特徴
とする電子内視鏡システム。 (3)上記(2)記載の電子内視鏡システムにおいて、
変位検出手段を、観察者の頭部の角速度を検出する角速
度センサをもって構成したことを特徴とする電子内視鏡
システム。 (4)上記(3)記載の電子内視鏡システムにおいて、
観察者の頭部の異なる方向の変位を検出する複数の角速
度センサを有することを特徴とする電子内視鏡システ
ム。 (5)請求項2、上記(1)、(2)、(3)または
(4)記載の電子内視鏡システムにおいて、捩れ検出手
段の出力に基づいて画像処理手段により制御する表示画
像の向きの制御角度が、初期状態の基準方向からθ1、
変位検出手段で検出される観察者の頭部の変位方向が、
前記基準方向から角度θ2の方向とするとき、彎曲制御
手段および彎曲手段を介して駆動される電子内視鏡の彎
曲部の彎曲方向の角度θ3が、θ2−θ1−10°<θ
3<θ2−θ1+10°、の条件を満たすよう構成した
ことを特徴とする電子内視鏡システム。 (6)上記(5)記載の電子内視鏡システムにおいて、
θ3が、θ2−θ1−5°<θ3<θ2−θ1+5°、
の条件を満たすよう構成したことを特徴とする電子内視
鏡システム。 (7)請求項3記載の電子内視鏡システムにおいて、変
位検出手段を画像表示装置と一体に設けたことを特徴と
する電子内視鏡システム。 (8)上記(7)記載の電子内視鏡システムにおいて、
変位検出手段を、観察者の頭部の角速度を検出する角速
度センサをもって構成したことを特徴とする電子内視鏡
システム。 (9)上記(8)記載の電子内視鏡システムにおいて、
観察者の頭部の異なる方向の変位を検出する複数の角速
度センサを有することを特徴とする電子内視鏡システ
ム。
The present invention is not limited to the above-described embodiments, but the following embodiments are possible. (1) In the electronic endoscope system according to claim 1 or 2, the display means is attached to an observer's head or face,
An electronic endoscope system comprising an image display device for displaying an image signal from the electronic endoscope and enlarging and projecting the image signal in the eyeball of the observer. (2) In the electronic endoscope system according to (1) above,
An electronic endoscope system characterized in that displacement detecting means is provided integrally with an image display device. (3) In the electronic endoscope system described in (2) above,
An electronic endoscope system characterized in that the displacement detecting means comprises an angular velocity sensor for detecting the angular velocity of the observer's head. (4) In the electronic endoscope system described in (3) above,
An electronic endoscope system having a plurality of angular velocity sensors for detecting displacements of an observer's head in different directions. (5) In the electronic endoscope system according to claim 2, the above (1), (2), (3) or (4), the orientation of the display image controlled by the image processing means based on the output of the twist detection means. The control angle of θ1 from the reference direction in the initial state is
The displacement direction of the observer's head detected by the displacement detection means
When the angle is θ2 from the reference direction, the angle θ3 of the bending direction of the bending portion of the electronic endoscope driven through the bending control means and the bending means is θ2-θ1-10 ° <θ.
An electronic endoscope system characterized by being configured to satisfy the condition of 3 <θ2-θ1 + 10 °. (6) In the electronic endoscope system according to (5) above,
θ3 is θ2-θ1-5 ° <θ3 <θ2-θ1 + 5 °,
An electronic endoscope system characterized by being configured so as to satisfy the condition of. (7) The electronic endoscope system according to claim 3, wherein the displacement detecting means is provided integrally with the image display device. (8) In the electronic endoscope system according to (7) above,
An electronic endoscope system characterized in that the displacement detecting means comprises an angular velocity sensor for detecting the angular velocity of the observer's head. (9) In the electronic endoscope system according to (8) above,
An electronic endoscope system having a plurality of angular velocity sensors for detecting displacements of an observer's head in different directions.

【0029】[0029]

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、電子
内視鏡の先端部の回転に応じて、表示画像の向きを補正
する画像処理を行うようにしたので、表示画像の軸と現
実界の軸とを常に一致させることができる。したがっ
て、同じ部位を観察した場合に、電子内視鏡の挿入時の
先端部の回転状態に依存することなく、同じ画像を観察
することができるので、表示画像を観察しながら電子内
視鏡のチャンネルを介して処置具を挿入して、所望の処
置を行う場合に、その処理を容易に行うことができる。
また、HMDで画像を観察すると共に、観察者の頭部の
変位に応じて電子内視鏡の彎曲部を自動的に変位させる
ようにしたので、観察者において、あたかも電子内視鏡
の先端部にいるような画像を得ることができると共に、
頭部を変位させることで、その変位方向に自動的に電子
内視鏡の彎曲部が彎曲するので、操作が簡単になる。
As described above, according to the present invention, the image processing for correcting the orientation of the display image is performed according to the rotation of the tip portion of the electronic endoscope. It can always be aligned with the real world axis. Therefore, when observing the same region, the same image can be observed without depending on the rotation state of the distal end portion when the electronic endoscope is inserted. When the treatment tool is inserted through the channel and a desired treatment is performed, the treatment can be easily performed.
Further, since the image is observed by the HMD and the curved portion of the electronic endoscope is automatically displaced according to the displacement of the observer's head, the observer feels as if the tip portion of the electronic endoscope. You can get images like
By displacing the head, the curved portion of the electronic endoscope is automatically curved in the displacement direction, which simplifies the operation.

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

【図1】この発明の第1実施例を示すブロック図であ
る。
FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention.

【図2】図1の動作を説明するための図である。FIG. 2 is a diagram for explaining the operation of FIG.

【図3】同じく、図1の動作を説明するための図であ
る。
FIG. 3 is also a diagram for explaining the operation of FIG. 1.

【図4】この発明の第2実施例を示すブロック図であ
る。
FIG. 4 is a block diagram showing a second embodiment of the present invention.

【図5】図4に示す彎曲部駆動ユニットの一例の構成を
示す図である。
5 is a diagram showing a configuration of an example of a bending portion drive unit shown in FIG.

【図6】図4の動作を説明するための図である。FIG. 6 is a diagram for explaining the operation of FIG.

【図7】この発明の第3実施例を示すブロック図であ
る。
FIG. 7 is a block diagram showing a third embodiment of the present invention.

【図8】図7の動作を説明するための図である。FIG. 8 is a diagram for explaining the operation of FIG. 7.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 電子内視鏡 2 回転検出センサ 3 コントローラ 4 モニタ 11 電子内視鏡 12 彎曲部駆動ユニット 13 コントローラ 14 HMD 15 変位検出器 1 Electronic Endoscope 2 Rotation Detection Sensor 3 Controller 4 Monitor 11 Electronic Endoscope 12 Curved Part Drive Unit 13 Controller 14 HMD 15 Displacement Detector

フロントページの続き (72)発明者 鈴木 義久 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Front page continuation (72) Inventor Yoshihisa Suzuki 2-43-2 Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo Inside Olympus Optical Co., Ltd.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 先端部に撮像光学系を有し、この撮像光
学系で結像される像を画像信号として出力する電子内視
鏡と、 この電子内視鏡からの画像信号を表示する表示手段と、 前記電子内視鏡の先端部の捩れを検出する捩れ検出手段
と、 この捩れ検出手段の出力に基づいて、前記表示手段に表
示される画像の向きを制御する画像処理手段とを有する
ことを特徴とする電子内視鏡システム。
1. An electronic endoscope having an imaging optical system at its tip and outputting an image formed by this imaging optical system as an image signal, and a display for displaying the image signal from this electronic endoscope. Means, a twist detecting means for detecting the twist of the tip portion of the electronic endoscope, and an image processing means for controlling the orientation of the image displayed on the display means based on the output of the twist detecting means. An electronic endoscope system characterized by the above.
【請求項2】 請求項1記載の電子内視鏡システムにお
いて、 さらに、 観察者の変位を検出する変位検出手段と、 前記電子内視鏡の先端部を彎曲させる彎曲手段と、 前記変位検出手段の出力および前記捩れ検出手段の出力
に基づいて、前記彎曲手段の駆動を制御する彎曲制御手
段とを有することを特徴とする電子内視鏡システム。
2. The electronic endoscope system according to claim 1, further comprising: displacement detecting means for detecting displacement of an observer, bending means for bending a tip portion of the electronic endoscope, and the displacement detecting means. And a bending control means for controlling the drive of the bending means based on the output of the above and the output of the twist detecting means, and an electronic endoscope system.
【請求項3】 先端部に撮像光学系を有し、この撮像光
学系で結像される像を画像信号として出力する電子内視
鏡と、 観察者の頭部または顔面に装着され、前記電子内視鏡か
らの画像信号を表示して該観察者の眼球内に拡大投影す
る画像表示装置と、 前記観察者の頭部の変位を検出する変位検出手段と、 前記電子内視鏡の先端部を彎曲させる彎曲手段と、 前記変位検出手段の出力に基づいて、前記彎曲手段の駆
動を制御する彎曲制御手段とを有することを特徴とする
電子内視鏡システム。
3. An electronic endoscope having an imaging optical system at its tip and outputting an image formed by this imaging optical system as an image signal; and an electronic endoscope mounted on the head or face of an observer, An image display device for displaying an image signal from the endoscope and enlarging and projecting the image signal into the eyeball of the observer, a displacement detecting means for detecting a displacement of the head of the observer, and a tip portion of the electronic endoscope. An electronic endoscope system, comprising: a bending means for bending the bending means; and a bending control means for controlling the driving of the bending means based on the output of the displacement detecting means.
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