WO2016136353A1 - 内視鏡システム及び内視鏡較正方法 - Google Patents

内視鏡システム及び内視鏡較正方法 Download PDF

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WO2016136353A1
WO2016136353A1 PCT/JP2016/051990 JP2016051990W WO2016136353A1 WO 2016136353 A1 WO2016136353 A1 WO 2016136353A1 JP 2016051990 W JP2016051990 W JP 2016051990W WO 2016136353 A1 WO2016136353 A1 WO 2016136353A1
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unit
active bending
image
marker
drive
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PCT/JP2016/051990
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English (en)
French (fr)
Inventor
井上　慎太郎
Original Assignee
オリンパス株式会社
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/04—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor combined with photographic or television appliances
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B23/00—Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices
    • G02B23/24—Instruments or systems for viewing the inside of hollow bodies, e.g. fibrescopes

Definitions

  • the present invention relates to an endoscope system and an endoscope calibration method.
  • Patent Document 1 discloses an adjustment device and an adjustment method for correcting a change over time with respect to characteristics of a driving power system and a driven system that bend a bending portion of an endoscope system.
  • Patent Document 2 discloses a gain adjustment device that adjusts white balance and color balance in response to deterioration with time of an illumination light source of an endoscope.
  • Patent Document 3 discloses a measurement endoscope apparatus including a jig that can be used for calibrating an endoscope to which an optical adapter for measuring a test object is attached. ing.
  • the calibration for recovering the endoscope from deterioration over time may be performed by the user of the endoscope.
  • the structure of the jig for calibration is simple and the calibration work is easy.
  • the present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object thereof is to provide an endoscope system and an endoscope calibration method that can be easily calibrated with a simple configuration.
  • One aspect of the present invention includes an endoscope apparatus and a calibration jig used together with the endoscope apparatus to calibrate the endoscope apparatus
  • the endoscope apparatus includes an imaging unit, , An active bending portion connected to the imaging portion, a long portion connected to the active bending portion, an operation portion connected to the long portion and operating the active bending portion, and the active
  • a drive unit that operates the bending unit, a power transmission mechanism that transmits power generated by the drive unit to the active bending unit, and a control unit that controls the drive unit in response to an operation on the operation unit
  • the calibration jig has a hollow body in which the imaging unit and the active bending unit are arranged, and a main body unit in which a marker that can be imaged by the imaging unit is arranged on an inner wall surface; A cylindrical inlet part through which the elongated part can be inserted, The unit acquires a first image of the inner wall surface including the marker, operates the active bending unit based on a predetermined driving signal by the driving
  • the control parameter may include information on an initial position that defines a state of the driving unit when the active bending portion extends linearly in the center line direction of the long portion.
  • the driving unit includes a first driving unit for moving the active bending unit in a first direction orthogonal to the center line of the active bending unit, and a direction orthogonal to the center line of the active bending unit. And a second drive section for moving the active bending section in a second direction orthogonal to the first direction, in which case the control parameter is the first drive.
  • the amount by which the active bending portion moves in the first direction regardless of the first driving portion when the second driving portion operates based on a drive signal for moving the active bending portion in the second direction. Contains information on the amount of interference correction to cancel Good.
  • the control parameter may include information on a transmission loss correction amount for compensating for a power transmission loss by the power transmission mechanism from the drive unit to the active bending unit.
  • the calibration jig may further include a fixing portion that fixes the long portion to the inlet portion.
  • a plurality of the markers may be provided on the inner wall surface.
  • the inner wall surface may be a curved surface.
  • the inner wall surface may consist of a part of a spherical surface.
  • the control unit may notify a predetermined warning when the calculated control parameter is a value outside a predetermined range.
  • the main body may have a predetermined blank area on the inner wall surface where the marker is located outside the field of view of the imaging unit, and the blank area can be used for white balance correction with respect to the imaging unit. It may be white.
  • Another aspect of the present invention includes a first image acquisition step of acquiring an image having a predetermined feature point using an endoscope having an active bending portion, and operating the active bending portion after the first image acquisition step.
  • Bending operation step, second image acquisition step of acquiring the image after the bending operation step, and image acquired by the first image acquisition step and the second image acquisition after the second image acquisition step A parameter updating step of calculating at least a part of parameters used for operating the active bending portion based on the image acquired in the step and replacing the parameters used before the first image acquisition step And an endoscope calibration method.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 5.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. 5.
  • FIG. 10 It is a flowchart which shows the other calibration method of the same endoscope apparatus. It is a graph which shows the relationship between the drive amount of the drive part in the calibration method shown in FIG. 10, and the movement amount of a marker. It is a flowchart which shows the further another calibration method of the same endoscope apparatus. It is a schematic diagram which shows the endoscopic image in the calibration method shown in FIG. It is a block diagram of the endoscope apparatus of a 2nd embodiment of the present invention. (A) And (b) is a schematic diagram which shows one process at the time of calibration of the same endoscope apparatus. It is a side view which shows the calibration jig
  • FIG. 17 is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG. It is sectional drawing in the DD line
  • FIG. 22 is a cross-sectional view taken along line EE in FIG. 21.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing an endoscope apparatus in the endoscope system of the present embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing the internal structure of the endoscope apparatus of the present embodiment.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing the internal structure of the endoscope apparatus of the present embodiment.
  • FIG. 4 is a block diagram of the endoscope apparatus of the present embodiment.
  • FIG. 5 is a side view showing a calibration jig in the endoscope system of the present embodiment.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
  • FIG. 7 is a sectional view taken along line BB in FIG.
  • the endoscope system 100 of the present embodiment includes the endoscope apparatus 1 shown in FIGS. 1 to 4 and a calibration jig 40 shown in FIGS. 5 to 7.
  • An endoscope apparatus 1 according to this embodiment shown in FIG. 1 is a medical instrument that is inserted into a body through, for example, an abdominal wall 101 and performs a treatment on a treatment target site 102 in the body.
  • the endoscope apparatus 1 of the present embodiment includes an operation unit 2, a drive unit 8, a power transmission mechanism 10, a long unit 30 (shaft), and an active bending unit. 31, an imaging unit 32, a display unit 33, and a control unit 35.
  • the operation unit 2 shown in FIGS. 1 to 3 is held in the hand of an operator who uses the endoscope apparatus 1, so that the imaging unit 32 and the active bending unit 31 are operated. It is arranged in.
  • the operation unit 2 includes a housing 3 and a bending operation input unit 4.
  • the housing 3 is a cylindrical member to which the proximal end of the long portion 30 is fixed.
  • the bending operation input unit 4 includes an input member 5 disposed in the housing 3 and an encoder 6 that detects the amount of movement of the input member 5.
  • the input member 5 can be tilted from the neutral position corresponding to the bendable direction in the active bending portion 31.
  • the input member 5 is bent in the first direction D1 (see FIG. 2) orthogonal to the center line of the active bending portion 31, and orthogonal to the center line of the active bending portion 31 and the first direction D1. It is possible to input a bending operation in the second direction D2 (see FIG. 3).
  • the encoder 6 detects the movement amount or position (hereinafter referred to as “operation amount”) of the input member 5 and outputs it to the control unit 35. That is, the encoder 6 gives the control unit 35 the control target value of the bending amount of the active bending portion 31 input to the input member 5.
  • the encoder 6 detects a first encoder 6a (see FIG. 2) that detects an operation amount in the first direction D1 by the input member 5 and an operation amount in the second direction D2 by the input member 5.
  • a second encoder 6b see FIG. 3).
  • the drive unit 8 includes a first drive unit 8 a that operates in response to a bending operation in the first direction D ⁇ b> 1 by the input member 5, and a second drive unit by the input member 5. It has the 2nd drive part 8b which operate
  • the first drive unit 8a and the second drive unit 8b have the same configuration. Below, the structure of the 1st drive part 8a is explained in full detail, and the description regarding the structure of the 2nd drive part 8b is abbreviate
  • the first drive unit 8 a is electrically connected to the control unit 35. Under the control of the control unit 35, the first drive unit 8a deforms the active bending unit 31 into a curved shape or makes it a straight line.
  • the 1st drive part 8a has the output shaft 9a which rotates the 1st gearwheel 12 mentioned later.
  • the first drive unit 8a has an operation amount detection element such as an encoder (not shown) for detecting the operation amount of the first drive unit 8a itself (for example, the rotation amount of the output shaft 9a).
  • the 2nd drive part 8b has the output shaft 9b which rotates the 3rd gearwheel 21 mentioned later.
  • the power transmission mechanism 10 includes a first power transmission unit 11 for transmitting the power generated by the first drive unit 8a from the first drive unit 8a to the active bending unit 31, It has the 2nd power transmission part 20 for transmitting the motive power which the 2nd drive part 8b emitted from the 2nd drive part 8b to the active bending part 31.
  • FIG. 1 A first power transmission unit 11 for transmitting the power generated by the first drive unit 8a from the first drive unit 8a to the active bending unit 31, It has the 2nd power transmission part 20 for transmitting the motive power which the 2nd drive part 8b emitted from the 2nd drive part 8b to the active bending part 31.
  • the first power transmission unit 11 includes a first gear 12, a second gear 13, a first female screw cylinder 14, a first male screw rod 15, a second female screw cylinder 16, and a second male screw rod 17. Yes.
  • the first gear 12 is fixed to the output shaft 9a of the first drive unit 8a.
  • the first gear 12 is engaged with the second gear 13 to transmit the rotation of the output shaft 9 a to the second gear 13. Further, the first gear 12 is fixed to the first female screw cylinder 14.
  • the first gear 12 and the first female screw cylinder 14 are integrally rotated by the rotation operation of the output shaft 9a.
  • the first gear 12 of the present embodiment is a spur gear.
  • the second gear 13 is fixed to the second female screw cylinder 16.
  • the shape of the second gear 13 corresponds to the shape of the first gear 12.
  • the second gear 13 of this embodiment is a spur gear corresponding to the first gear 12 being a spur gear.
  • the first gear 12 and the second gear 13 do not need to be directly meshed with each other.
  • the rotation may be transmitted from the first gear 12 to the second gear 13 via another gear (not shown) that connects the first gear 12 and the second gear 13.
  • a mechanism such as transmission of rotation by a sprocket and a chain may be employed.
  • the first female screw cylinder 14 has a rod-like portion 14a to which the first gear 12 is fixed, and a cylinder-like portion 14b that is coaxial with the rod-like portion 14a and is fixed to the rod-like portion 14a.
  • the cylindrical portion 14 b of the first female screw cylinder 14 is formed at the end of the rod-shaped portion 14 a of the first female screw cylinder 14.
  • the cylindrical portion 14b of the first female screw cylinder 14 and the rod-shaped portion 14a of the first female screw cylinder 14 are integrally formed.
  • the cylindrical portion 14b of the first female screw cylinder 14 may be fixed to the end of the rod-shaped portion 14a of the first female screw cylinder 14 by welding or the like.
  • a thread groove corresponding to a thread of a first male threaded rod 15 described later is formed inside the first female threaded cylinder 14.
  • the first male threaded rod 15 is inserted into the cylindrical portion 14b of the first female threaded cylinder 14.
  • the first male threaded rod 15 is held in the elongated portion 30 so as not to rotate with the centerline of the first female threaded cylinder 14 as the rotational centerline.
  • the first male threaded rod 15 is held in the elongated portion 30 so as to be able to move forward and backward along the center line of the first female threaded cylinder 14.
  • An angle wire 31b for bending the active bending portion 31 is fixed to the opposite end of the first male screw rod 15 to the side inserted into the first female screw cylinder 14.
  • the first male threaded rod 15 can move forward and backward in the direction of the center line of the first female threaded cylinder 14 by the first female threaded cylinder 14 rotating about the centerline of the first female threaded cylinder 14. .
  • the active bending portion 31 can be bent by pulling the angle wire 31b or loosening the pulling with respect to the angle wire 31b by the forward and backward movement of the first male screw rod 15.
  • the second female screw cylinder 16 is a member having the same shape and the same size as the first female screw cylinder 14, and has a rod-like portion 16 a and a cylindrical portion 16 b like the first female screw cylinder 14.
  • the second female screw cylinder 16 can be rotated by a rotational force received from the first gear 12 through the second gear 13 with the center line of the rod-like portion 16a of the second female screw cylinder 16 as the rotation center.
  • the rotation center line of the second female screw cylinder 16 is parallel to the rotation center line of the first female screw cylinder 14.
  • the second male threaded rod 17 is a member of the same shape and size as the first male threaded rod 15 and is arranged in the long portion 30 so as to be parallel to the first male threaded rod 15.
  • the second male threaded rod 17 is held in the elongated portion 30 so as not to rotate with the centerline of the second female threaded cylinder 16 as the rotational centerline.
  • the second male screw rod 17 is held in the long portion 30 so as to be able to move forward and backward along the center line of the second female screw cylinder 16.
  • An angle wire 31b for bending the active bending portion 31 is fixed to the opposite end of the second male screw rod 17 to the side inserted into the second female screw cylinder 16.
  • the second male screw rod 17 can move forward and backward in the direction of the center line of the second female screw cylinder 16 by rotating the second female screw cylinder 16 about the center line of the second female screw cylinder 16. .
  • the angle wire 31b is pulled or the traction with respect to the angle wire 31b is loosened, whereby the active bending portion 31 can be bent.
  • the first female screw cylinder 14 and the second female screw cylinder 16 are connected by the first gear 12 and the second gear 13 that mesh with each other so as to rotate in reverse. Therefore, when the first male screw rod 15 moves to the distal end side, the second male screw rod 17 moves to the proximal end side, and when the second male screw rod 17 moves to the distal end side, the first male screw rod 15 moves to the proximal end side. Move to the side.
  • the second power transmission unit 20 has the same configuration as that of the first power transmission unit 11, so that the angle wire 31 c provided in the active bending unit 31 is connected to the first power transmission unit 11. It can be moved in the same way. That is, the second power transmission unit 20 includes a third gear 21, a fourth gear 22, a third female screw cylinder 23, a third male screw rod 24, a fourth female screw cylinder 25, and a fourth male screw rod 26. is doing. A driving force is transmitted to the third gear 21 of the second power transmission unit 20 from the output shaft 9b of the second driving unit 8b. Since the fourth gear 22 meshes with the third gear 21, the fourth gear 22 rotates by the third gear 21.
  • the third female screw cylinder 23 and the fourth female screw cylinder 25 are rotated in the same manner as the first female screw cylinder 14 and the second female screw cylinder 16, so that the third male screw rod 24 and the fourth male screw cylinder 24 are moved.
  • the screw rod 26 is moved back and forth.
  • the first power transmission unit 11 and the second power transmission unit 20 operate independently based on an operation on each of the input members 5.
  • the active bending portion 31 has two directions, a first direction D1 orthogonal to the center line of the active bending portion 31 and a second direction D2 orthogonal to the center line of the active bending portion 31 and the first direction D1. Can be bent independently along the axis.
  • the long part 30 is connected to the operation part 2.
  • the long portion 30 has an active bending portion 31 at the tip portion.
  • the long portion 30 is provided for the first male screw rod 15, the second male screw rod 17, the third male screw rod 24, the fourth male screw rod 26 and the imaging unit 32 for bending and deforming the active bending portion 31. It has a rigid tube in which signal lines and the like are arranged.
  • the first male screw rod 15, the second male screw rod 17, the third male screw rod 24, the fourth male screw rod 26, and the long portion 30 are flexible, and the long portion 30 is bent to some extent. You may be able to (become).
  • the active bending portion 31 is connected to the distal end of the long portion 30.
  • the active bending portion 31 is connected to the first drive portion 8a via the first male screw rod 15 and the second male screw rod 17. Further, although not shown in detail, the active bending portion 31 is also connected to the second driving portion 8b.
  • the active bending portion 31 can be actively bent by the power generated by the first driving portion 8a and the second driving portion 8b.
  • the configuration of the active bending portion 31 is not particularly limited.
  • the active bending portion 31 has a cylindrical shape that can be curved and deformed as a whole by connecting a plurality of cylindrical bending pieces 31a so as to be swingable.
  • the first male screw rod 15 and the second male screw rod 17 are connected to the bending piece located on the most distal side among the plurality of bending pieces via the angle wires 31b and 31c.
  • the imaging unit 32 is an end effector arranged at the distal portion of the long portion 30, that is, the distal end of the active bending portion 31 in this embodiment.
  • the imaging unit 32 includes an image sensor and an imaging optical system (not shown).
  • the display unit 33 is connected to the control unit 35.
  • the display unit 33 displays the video imaged by the imaging unit 32.
  • the configuration of the display unit 33 is not particularly limited.
  • control unit 35 is electrically connected to the drive unit 8, the imaging unit 32, and the display unit 33.
  • the control unit 35 includes a drive amount calculation unit 36, a video processing unit 37, and a parameter change unit 38.
  • the drive amount calculation unit 36 receives the information indicating the operation amount from the encoder 6 and generates a drive signal to be output to the drive unit 8 and outputs the drive signal to the drive unit 8.
  • the drive amount calculation unit 36 of the present embodiment generates a drive signal indicating a drive amount necessary for operating the drive unit 8 corresponding to the value detected by the encoder 6 as the operation amount for the input member 5.
  • the drive amount calculation unit 36 may generate a drive signal indicating the drive direction and speed of the drive unit 8 in accordance with the value detected by the encoder 6.
  • the drive signal generated by the drive amount calculation unit 36 is output to the drive unit 8.
  • the video processing unit 37 outputs the video captured by the imaging unit 32 to the display unit 33.
  • the parameter changing unit 38 executes calibration using a calibration jig 40 described later, and the control parameter used for calculation of the drive signal output from the drive amount calculating unit 36 to the drive unit 8 is the latest obtained by calibration. Replace with the control parameter.
  • the calibration procedure by the parameter changing unit 38 will be described later.
  • the calibration jig 40 shown in FIG. 5 to FIG. 7 is attached to the endoscope apparatus 1 in order to calibrate and adjust the endoscope apparatus 1 (see FIG. 1) whose driving accuracy has decreased due to deterioration over time or the like.
  • the calibration jig 40 includes a hollow main body portion 41 having an inner wall surface 42 having a predetermined shape, and a cylindrical inlet portion 44 communicating with the inside of the main body portion 41.
  • the main body 41 is formed in a cubic shape, for example.
  • a predetermined shape mark (marker 43) imaged by the imaging unit 32 is provided on the inner wall surface 42 of the main body 41.
  • the marker 43 has a shape having a prescribed center portion 43 a on an extension line of a reference axis 45 to be described later at the entrance portion 44.
  • the marker 43 in the present embodiment includes two straight lines that intersect with each other, and the intersection of the two straight lines intersects with an extension line of the reference axis 45.
  • a central portion 43 a of the marker 43 is a feature point in the marker 43.
  • the entrance portion 44 is a cylindrical member having an inner diameter larger than the outer diameter of the long portion 30 of the endoscope apparatus 1 and into which the long portion 30 can be inserted.
  • the center line of the inlet portion 44 substantially coincides with the center line of the long portion 30 in a state where the long portion 30 is inserted into the inlet portion 44. Since the center line of the entrance 44 in the present embodiment substantially corresponds to the center line of the elongated portion 30 of the endoscope apparatus 1 to be calibrated, it can be regarded as the reference axis 45. For this reason, the reference axis 45 set in the entrance 44 in the present embodiment is coaxial with the center line of the entrance 44.
  • a straight line parallel to the center line of the inlet portion 44 may be separately set as the reference axis 45.
  • the reference axis 45 set in the inlet portion 44 is a straight line corresponding to the center line of the long portion 30 in a state where the long portion 30 is fixed or stably placed with respect to the inlet portion 44.
  • 30 and the active bending portion 31 become a straight line that serves as a reference for calibration in a straight line that is coaxial with each other.
  • FIG. 8 is a flowchart showing a calibration method of the endoscope apparatus of the present embodiment.
  • FIG. 9 is a schematic diagram showing an endoscopic image in the calibration method shown in FIG.
  • FIG. 10 is a flowchart showing another calibration method of the endoscope apparatus of the present embodiment.
  • FIG. 11 is a graph showing the relationship between the drive amount of the drive unit and the movement amount of the marker in the calibration method shown in FIG.
  • FIG. 12 is a flowchart showing still another calibration method for the endoscope apparatus according to the present embodiment.
  • FIG. 13 is a schematic diagram showing an endoscopic image in the calibration method shown in FIG.
  • the calibration jig 40 is used for calibrating the active bending portion 31 so that the active bending portion 31 operates normally when the active bending portion 31 of the endoscope apparatus 1 is deteriorated with time or displaced. It is a jig that can.
  • the calibration jig 40 sets an initial position of the active bending portion 31, sets a sag correction amount of the active bending portion 31, and interferes with the active bending portion 31 with respect to the endoscope apparatus 1 including the active bending portion 31. Used to set the correction amount.
  • the setting of the initial position of the active bending portion 31 shown in FIGS. 1 to 3 will be described with reference to FIGS. 8 and 9.
  • the initial position of the active bending portion 31 is set to a straight line. This is calibration for setting the position to be in the state as the initial position.
  • the active bending portion 31 and the long portion 30 of the endoscope apparatus 1 to be calibrated are inserted into the body portion 41 of the calibration jig 40 through the inlet portion 44 of the calibration jig 40. To do.
  • the insertion amount of the endoscope apparatus 1 with respect to the calibration jig 40 is set to a predetermined insertion amount with reference to, for example, a scale for confirming the insertion amount displayed on the outer surface of the long portion 30.
  • the input member 5 of the operation unit 2 is operated so that the input member 5 is in a neutral position as a position for the active bending portion 31 to be in a straight line state.
  • the active bending portion 31 When the active bending portion 31 is deteriorated with time or displaced, the active bending portion 31 may not be linear when the input member 5 is in the neutral position.
  • the operator After inserting the endoscope apparatus 1 into the calibration jig 40 as described above, the operator performs an operation for starting the calibration operation by the parameter changing unit 38 such as a calibration start button (not shown).
  • Step S101 shown in FIG. Step S101 is completed now and it progresses to Step S102 shown in FIG.
  • Step S102 is a step in which the parameter changing unit 38 detects the marker 43 included in the image after Step S101.
  • step S102 for example, if there is no deterioration over time or displacement in the active bending portion 31, the central portion 43a of the marker 43 is detected at the center of the image. If the active bending portion 31 is deteriorated with time or misaligned, the central portion 43a of the marker 43 is detected at a position other than the center on the image, or the marker 43 is not detected from the image. Step S102 is ended now and it progresses to Step S103 shown in FIG.
  • Step S103 is a step of determining whether or not the center portion 43a of the marker 43 exists at the center of the image.
  • a predetermined region including the center of the image a region determined in advance based on an error allowable for the endoscope apparatus 1. For example, a region surrounded by a broken line indicated by a symbol P in FIG. If the center portion 43a of the marker 43 is located inside the center of the image 43, it is determined that the center portion 43a of the marker 43 overlaps the center of the image, and the process proceeds to step S105.
  • the fact that the central portion 43a of the marker 43 is located inside a predetermined area including the center of the image means that the central portion 43a of the marker 43 is substantially at the center of the image. Corresponds to being in an overlapping position.
  • step S104 the central portion 43a of the marker 43 is positioned inside the predetermined area, it is determined that the central portion 43a of the marker 43 is positioned at the center of the image, and the process proceeds to step S105 shown in FIG. .
  • Step S104 is a step (curving operation process) in which the parameter changing unit 38 operates the active bending unit 31 so that the central portion 43a of the marker 43 is positioned inside a predetermined region including the center of the image.
  • step S104 the movement of the active bending portion 31 in the first direction D1 and the movement of the active bending portion 31 in the second direction D2 are performed at the same time.
  • the active bending portion 31 operates so that the central portion 43a of the marker 43 is positioned inside the region.
  • step S104 first, the parameter changing unit 38 relates to the first distance component along the first direction D1 and the second direction D2 with respect to the distance between the center of the image and the center 43a of the marker 43. And a second distance component along the line. Then, a drive signal for operating the first drive unit 8a so as to correspond to the first distance component and a drive signal for operating the second drive unit 8b so as to correspond to the second distance component are generated, respectively. 8 is output.
  • the drive unit 8 operates the active bending unit 31 so that the center of the image approaches the center 43a of the marker 43.
  • the center portion 43a of the marker 43 is in a predetermined region including the center of the image if the drive unit 8 is operating correctly. This ends step S104 and returns to step S101.
  • Step S101 performed again after step S104 is a second image acquisition step of acquiring the second and subsequent images.
  • the above steps from step S101 to step S104 loop until the central portion 43a of the marker 43 enters a predetermined area including the center of the image.
  • Step S105 is a state of the drive unit 8 in a state where the center of the image and the center part 43a of the marker 43 overlap (for example, a state where the center part 43a of the marker 43 is in a predetermined region including the center of the image). Is a step (parameter update process) for defining as an initial state.
  • step S ⁇ b> 103 the drive unit 8 operates in step S ⁇ b> 103, so that the drive amount calculation unit 36 performs the active bending portion before the calibration operation by the parameter changing unit 38.
  • the active bending portion 31 is moved to a position different from the initial position of 31.
  • the parameter changing unit 38 initializes information indicating the operation amount of the driving unit 8 in a state where the center of the image and the central portion 43a of the marker 43 overlap. That is, the parameter indicating the operation amount of the drive unit 8 in a state where the center of the image and the center part 43 a of the marker 43 overlap each other is changed to zero and set to a new initial position of the active bending part 31.
  • the state in which the center of the image and the center portion 43a of the marker 43 overlap each other means that the active bending portion 31 is linear in the endoscope apparatus 1 in which the elongated portion 30 is arranged coaxially with the reference axis 45. It corresponds. Thereby, the initial position where the active bending part 31 will be in a linear state is set by calibration using the calibration jig 40. This ends step S105.
  • step S105 the calibration operation by the parameter changing unit 38 may be ended, or the process may be shifted to setting of a sag correction amount or setting of an interference correction amount, which will be described later.
  • step S103 If the above step S103 cannot be normally completed, the process proceeds from step S103 to step S104 without exiting the loop and proceeds to setting of a sag correction amount or setting of an interference correction amount, which will be described later. You may return to S103.
  • the setting of the sag correction amount of the active bending portion 31 shown in FIGS. 1 to 3 will be described with reference to FIGS. 10 and 11.
  • the sag correction amount of the active bending portion 31 is set for the angle wires 31b and 31c of the active bending portion 31 among the calibrations that can be performed using the calibration jig 40 (see FIGS. 5 to 7) of the present embodiment. This is calibration for correcting the operation delay of the active bending portion 31 caused by the slack.
  • the angle wires 31 b and 31 c have slack, the amount of movement of the marker 43 is small with respect to the driving amount of the driving unit 8 in the initial driving of the driving unit 8.
  • the setting of the sag correction amount in the present embodiment is a calibration in which a parameter including information on a transmission loss correction amount for compensating for a power transmission loss by the power transmission mechanism 10 is updated along the following steps.
  • Step S201 is completed now and it progresses to Step S202 shown in FIG.
  • Step S202 is a step of extracting the position of the marker 43 from the image read in step S201.
  • step S202 the position of the central portion 43a of the marker 43 is stored.
  • Step S202 is completed now and it progresses to Step S203 shown in FIG.
  • Step S203 is a step of moving the active bending portion 31 by operating the drive unit 8 (bending operation step).
  • a drive signal corresponding to a minute movement set in advance as a movement amount sufficiently smaller than the movement amount that eliminates the slack of the angle wires 31b and 31c of the endoscope apparatus 1 is sent from the parameter changing unit 38 to the driving unit. 8 is output.
  • the parameter changing unit 38 outputs a drive signal to the first drive unit 8a if the sag correction amount is set for the first direction D1, and sets the sag correction amount for the second direction D2. In this case, the drive signal is output to the second drive unit 8b.
  • Step S203 is completed now and it progresses to Step S204 shown in FIG.
  • Step S ⁇ b> 204 is a step of reading an image including the marker 43 in order to detect the movement amount of the active bending portion 31.
  • the parameter changing unit 38 stores two images, that is, the image acquired in step S201 and the image acquired in step S204. Step S204 is complete
  • step S205 the position of the central portion 43a of the marker 43 in the image read in step S204 is stored as in step S202 described above. Step S205 is ended here and it progresses to Step S206 shown in FIG.
  • step S206 the position of the marker 43 stored in step S202 is compared with the position of the marker 43 stored in step S205, and it is determined whether or not the amount of movement of the marker position is within a specified range.
  • the parameter changing unit 38 calculates the movement amount of the marker 43 based on the position of the marker 43 calculated from the image read in step S201 and the image read in step S204, and the angle wire 31b, It is determined whether the boundary between before and after the 31c sag is eliminated is determined. As shown in FIG. 11, the relationship between the amount of movement of the marker 43 with respect to the driving amount of the driving unit 8 changes at the boundary between before and after the sag of the angle wires 31 b and 31 c is eliminated.
  • step S206 when the movement amount of the marker 43 stored in step S205 starting from the position of the marker 43 stored in step S202 exceeds the movement amount of the specified range, the parameter changing unit 38 It is determined that there is no slack in the angle wires 31b and 31c (No in step S206). In addition, when the moving amount of the marker 43 is a moving amount within a specified range, it is determined that there is a slack (Yes in step S206). If Yes in step S206, the process proceeds to step S203 shown in FIG. When No in step S206, the process proceeds to step S207 shown in FIG. Until it is determined No in step S206, a loop of steps from step S203 to step S206 is performed.
  • Step S207 is a step of setting the drive amount of the drive unit 8 in the final step S206 as a parameter (sag correction amount) corresponding to the drive amount necessary to remove the sag from the slack angle wires 31b and 31c. Parameter updating step).
  • the sag correction amount can be used as a parameter for compensating for power loss in the power transmission mechanism 10. This ends step S207.
  • the angle wire 31b when setting the sag correction amount for the angle wire 31b, start from a state in which the sag of the angle wire 31b is biased to one of the bending directions of the active bending portion 31 when the angle wire 31b is operated. By doing so, the setting accuracy of the sag correction amount can be increased.
  • the angle wire 31b is operated to cause the active bending portion 31 to bend toward a limit in a predetermined direction, and then the above step S201 is started, and the active bending portion 31 is moved in a direction opposite to the predetermined one direction.
  • the processing relating to the setting of the sag correction amount from step S201 to S207 can be performed. The same applies to the angle wire 31b.
  • the setting of the interference correction amount of the active bending portion 31 shown in FIGS. 1 to 3 is the active bending portion of the calibration that can be performed using the calibration jig 40 (see FIGS. 5 to 7) of the present embodiment.
  • This is calibration for correcting interference occurring between the first direction D1 and the second direction D2 when the 31 is bent.
  • Interference in the present embodiment should be moved in the first direction D1, for example, as indicated by reference numeral X2 in FIG. 13 by the operation of the first drive unit 8a for moving the active bending portion 31 in the first direction D1, for example.
  • the interference may occur due to the influence of friction between the bending piece 31a and the angle wires 31b and 31c in the active bending portion 31.
  • step S301 first image acquiring step shown in FIG. 12
  • step S301 is complete
  • Step S302 is a step of extracting the position of the marker 43 from the image read in step S301.
  • the parameter changing unit 38 stores the position of the central portion 43a of the marker 43.
  • Step S302 is completed now and it progresses to Step S303 shown in FIG.
  • Step S303 is a step (curving operation step) of moving the active bending portion 31 in the first direction D1 or the second direction D2.
  • the parameter changing unit 38 outputs a predetermined drive signal to the first drive unit 8a in order to move the active bending unit 31 in the first direction D1.
  • the active bending portion 31 performs a bending operation.
  • Step S302 If there is no interference between the first direction D1 and the second direction D2, in step S302, the active bending portion 31 moves in the first direction D1 according to the drive signal. If there is interference between the first direction D1 and the second direction D2, in step S302, the active bending portion 31 moves in the second direction in addition to the active bending portion 31 moving in the first direction D1 according to the drive signal. Move to D2. Step S303 is completed now and it progresses to Step S304 shown in FIG.
  • Step S304 is a step of reading an image after the active bending portion 31 has moved in step S304.
  • the parameter changing unit 38 stores two images, the image read in step S301 and the image read in step S304.
  • Step S304 is ended now and it progresses to Step S305 shown in FIG.
  • Step S305 is a step of extracting the position of the marker 43 from the image read in step S304.
  • the parameter changing unit 38 stores the position of the central portion 43a of the marker 43.
  • Step S305 is complete
  • step S306 based on the command value indicated by the drive signal and the actual movement direction and movement amount of the active bending portion 31, the movement direction and movement amount of the active bending portion 31 within the threshold range with respect to the command value.
  • This is a step of determining whether or not the In step S306, the movement amount of the marker 43 is calculated based on the change in the position of the central portion 43a of the marker 43 stored in each of the above steps S302 and S307.
  • the setting of the interference correction amount is completed, and the marker 43 has moved within the image beyond the predetermined threshold range. If yes (No in step S306), the process proceeds to step S307.
  • Step S307 is a step of changing the parameter by calculating the interference correction amount (parameter update step).
  • step S307 based on the difference in the position of the marker 43 stored in step S305 with respect to the position of the marker 43 stored in step S302, the movement amount in the first direction D1 in the second direction D2 is determined. The relationship of the movement amount is acquired, and the movement amount in the second direction D2 necessary for canceling the movement amount in the second direction D2 with respect to the movement amount in the first direction D1 is calculated. Further, information for specifying an operation amount for operating the second drive unit 8b corresponding to the movement amount in the second direction D2 is set as an interference correction amount. This ends step S307.
  • the endoscope apparatus 1 can be easily calibrated by using the calibration jig 40.
  • FIG. 14 is a block diagram of the endoscope apparatus of the present embodiment.
  • FIG. 15A and FIG. 15B are schematic views showing one process during calibration of the endoscope apparatus of the present embodiment.
  • control unit 35 has a marker size detection unit 39 (see FIG. 14) for detecting the size of the marker 43 of the calibration jig 40 disclosed in the first embodiment.
  • the marker size detection unit 39 measures the size of the marker 43 in the image acquired by the imaging unit 32 and makes it available as information for calculating the distance between the imaging unit 32 and the marker 43.
  • the parameter changing unit 38 of the present embodiment is based on the difference in the position of the marker 43 and the size of each marker 43 in two different images captured by the imaging unit 32, and the absolute value of the movement amount of the active bending unit 31. Can be calculated.
  • the size of the marker 43 in the endoscopic image is different because the distance between the marker 43 and the imaging unit 32 is different from each other. is there.
  • the movement amount of the marker 43 on the image corresponding to the movement amount of the active bending portion 31 is different between the state shown in FIG. 15A and the state shown in FIG.
  • the marker size detection unit 39 since the marker size detection unit 39 stores the relationship between the size of the marker 43 and the distance to the imaging unit 32, the distance from the imaging unit 32 to the marker 43 can be specified.
  • the parameter changing unit 38 determines the absolute value of the movement amount of the marker 43 relative to the movement amount of the active bending unit 31 based on the relationship between the size of the marker 43 in the marker size detection unit 39 and the distance from the imaging unit 32 to the marker 43. Can be calculated.
  • the active bending portion 31 is the main body portion 41 of the calibration jig 40. If it is arranged in, the strict adjustment of the insertion amount of the endoscope apparatus 1 is not required, and the calibration of the endoscope apparatus 1 is easy.
  • FIG. 16 is a side view showing a calibration jig in the endoscope system of the present embodiment.
  • 17 is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG. 18 is a cross-sectional view taken along the line DD in FIG.
  • the endoscope system of the present embodiment includes a calibration jig 40A (see FIG. 16) having a structure different from that of the calibration jig 40 disclosed in the first embodiment, and the calibration jig 40 disclosed in the first embodiment. Instead of.
  • a calibration jig 40A of the present embodiment shown in FIGS. 16 to 18 has a main body portion 41A having a spherical shape unlike the first embodiment, and an inlet portion 44 disclosed in the first embodiment. Yes. Furthermore, the calibration jig 40A of the present embodiment has a marker 43A having a plurality of feature points instead of the marker 43 disclosed in the first embodiment.
  • the inner wall surface 42A of the main body 41A has a curved surface shape in this embodiment.
  • the shape of the inner wall surface 42 ⁇ / b> A corresponds to the structure of the active bending portion 31 of the endoscope apparatus 1, and the distance from the imaging unit 32 to the inner wall surface 42 ⁇ / b> A is substantially constant regardless of the bending state of the active bending portion 31. It may be a curved surface shape. Further, the inner wall surface 42A may have a shape forming a part of a spherical surface having a predetermined diameter.
  • the marker 43A of the present embodiment includes a central first feature point region 43A1 having a central portion 43Aa intersecting with an extension line of the reference axis 45, and a second feature point disposed at a plurality of positions different from the first feature point region 43A1. And a feature point region 43A2.
  • the second feature point region 43A2 is configured such that at least one feature point enters the field of view of the imaging unit 32 corresponding to the field of view of the imaging unit 32 of the endoscope apparatus 1.
  • the feature point of the second feature point region 43A2 is a point written on the inner wall surface 42A of the main body 41 as an intersection of two lines.
  • At least one feature point is always imaged by the imaging unit 32 even if the active bending unit 31 of the endoscope apparatus 1 is in a curved state.
  • the calibration disclosed in the first embodiment is performed on the active bending portion 31 within the entire movable range of the active bending portion 31 or within the movable range frequently used in the active bending portion 31. be able to.
  • the main body 41A has an inner wall surface 42A having a curved surface shape such that the distance from the imaging unit 32 to the inner wall surface 42A is substantially constant regardless of the curved state of the active bending portion 31, imaging is performed. Since the portion 32 is directed perpendicular to the inner wall surface 42A, there is little distortion of the marker shape due to the difference in the position of the marker 43A in the image.
  • FIG. 19 is a flowchart showing a method for calibrating an endoscope apparatus according to this embodiment.
  • the calibration in the present embodiment is performed when the performance of the endoscope apparatus 1 cannot be sufficiently recovered by the calibration operation compared to the calibration operation disclosed in the first embodiment performed by the parameter changing unit 38. Is further included for detecting and presenting (notifying).
  • step S206 compensation necessary to compensate for transmission loss (loss) by the power transmission mechanism 10 is performed. If the amount exceeds the specified value (Yes in step S401 shown in FIG. 19), a warning that adjustment of the endoscope apparatus 1 is required without setting the sag correction amount corresponding to the compensation amount is issued.
  • the parameter changing unit 38 notifies (step S402).
  • known means that can be perceived by an operator (calibration operator) such as a display on the display unit 33, a lamp, and a buzzer may be appropriately selected.
  • the angle wires 31b and 31c are stretched due to deterioration over time, the angle wires 31b and 31c are broken, or the angle wires 31b and 31c are held. Dropping or wear of each member is assumed.
  • step S206 when the compensation amount necessary for compensating for the transmission loss (loss) by the power transmission mechanism 10 exceeds the specified value, the performance of the endoscope apparatus 1 is sufficiently restored in the calibration operation. Information that the parts need to be replaced or the endoscope apparatus 1 itself needs to be replaced may be notified by the parameter changing unit 38.
  • step S402 If the operator is notified in step S402, the setting of the sag correction amount ends in error.
  • step S206 when the compensation amount necessary for compensating for the transmission loss (loss) by the power transmission mechanism 10 is within the specified value (No in step S401 shown in FIG. 19), the above-described first embodiment is used. Similarly, the sag correction amount is set as a parameter.
  • steps S101 to S104 are looped until the central portion 43a of the marker 43 enters the predetermined area including the center of the image, but the number of loops is defined. If the upper limit is exceeded, the process exits from the loop, and indicates that the calibration has failed and ends. In other words, when the loop from step S101 to step S104 is executed a predetermined number of times or more, if the central portion 43a of the marker 43 is not located at the center of the image picked up by the image pickup unit 32, the image will continue even if the loop is continued further.
  • the parameter changing unit 38 presents that the center part 43a of the marker 43 is not likely to be located at the center of the mark 43 and that the calibration has failed or cannot be calibrated.
  • Information to be presented when calibration fails may include information indicating that adjustment other than the parameter change using the parameter changing unit 38, for example, part replacement is necessary.
  • the parameter changing unit 38 indicates that there is a possibility that the operation is not normally performed due to large interference. May be presented. Also in this case, the operator may be informed so as to encourage maintenance such as adjustment and replacement of various parts related to the active bending portion 31.
  • the use of the endoscope apparatus 1 may be restricted until adjustment or replacement of parts is appropriately performed.
  • the above notification is a notification to a control system of a medical manipulator system (not shown) to which the endoscope device 1 is attached, and is used by operating in conjunction with the control system of this medical manipulator system.
  • the endoscope apparatus 1 that is a target to be restricted is specified and its use is restricted.
  • FIG. 20 is a cross-sectional view showing a calibration jig in the endoscope system of the present embodiment.
  • the endoscope system of the present embodiment includes a calibration jig 40B having a configuration different from that of the calibration jig 40 of the first embodiment, instead of the calibration jig 40 disclosed in the first embodiment.
  • the calibration jig 40 ⁇ / b> B in the present embodiment has a white blank area 46 that can be used for white balance adjustment with respect to the imaging unit 32 in a part of the inner wall surface 42.
  • the blank area 46 is set in a portion of the inner wall surface 42 of the main body 41 of the calibration jig 40B where the marker 43 is not provided.
  • the marker 43 since the marker 43 is arranged in the main body 41 so that the central portion 43a of the marker 43 is positioned on the extension line of the reference axis 45 of the entrance portion 44, the blank area 46 is formed in the entrance portion. Therefore, it is arranged in a part of the region excluding the intersection of the extension line 44 of the reference axis 45 and the inner wall surface 42 of the main body 41.
  • the blank region 46 is set to a position that enters the field of view of the imaging unit 32 by bending the active bending portion 31 of the endoscope apparatus 1 by a predetermined amount with respect to the reference axis 45 of the entrance portion 44. Good.
  • FIG. 21 is a partial cross-sectional view showing a calibration jig in the endoscope system of the present embodiment.
  • 22 is a cross-sectional view taken along line EE in FIG.
  • the calibration jig 40 of the first embodiment is configured such that the long portion 30 of the endoscope apparatus 1 is inserted into the entrance of the calibration jig 40 as shown in FIGS.
  • a fixing portion 47 for fixing to the portion 44 is further provided.
  • the fixing portion 47 includes a slit portion 48 having a shape in which a part of the outer wall of the inlet portion 44 is cut off, and a stopper member 49 that is attached to and detached from the slit portion 48 so as to be inserted into the slit portion 48. ing.
  • the slit portion 48 has a shape such that an outer wall of approximately a half circumference in the circumferential direction of the inlet portion 44 is cut off.
  • the stopper member 49 is a substantially rod-shaped member that can be inserted into the slit portion 48.
  • the stopper member 49 has a substantially prismatic shape, and when the stopper member 49 is attached to the slit portion 48, two planes intersecting each other so that a straight line parallel to the reference axis 45 of the inlet portion 44 is an intersection line.
  • the two planes constituting the contact surface 49a press the outer surface of the long portion 30 by contacting the outer surface of the long portion 30 of the endoscope apparatus 1 respectively.
  • the stopper member 49 When the stopper member 49 is inserted into the slit portion 48 when the elongated portion 30 of the endoscope apparatus 1 is disposed inside the inlet portion 44, the inner surface of the inlet portion 44 and the contact surface 49 a of the stopper member 49.
  • the long portion 30 is sandwiched between the inlet portion 44 and the long portion 30 is fixed to the inlet portion 44.
  • the center line of the elongated portion 30 and the reference axis 45 of the entrance portion 44 substantially coincide with each other, so that the center portion 43a of the marker 43 is positioned on the extended line of the center line of the elongated portion 30.
  • the long portion 30 is fixed to the portion 44.
  • the long portion 30 can be fixed to the inlet portion 44 by the fixing portion 47 in the process of calibration using the calibration jig 40B. Therefore, the operator does not need to hold the long portion 30 so that the long portion 30 does not move with respect to the inlet portion 44, and the operation is simple.
  • the movement of the active bending portion 31 may be, for example, an operation of first moving in the first direction D1 and then moving in the second direction D2.
  • the parameter changing unit 38 first sets the marker 43 on a straight line extending in the second direction D2 through the center of the image along the first direction D1 among the first direction D1 and the second direction D2 on the image.
  • the active bending portion 31 is operated using the first drive portion 8a so that the central portions 43a of the two portions overlap.
  • the parameter changing unit 38 calculates a distance along the first direction D1 between the center part 43a of the marker 43 detected on the image and the center part 43a of the image, and corresponds to this distance. Accordingly, a drive signal for moving the active bending portion 31 in the first direction D1 is generated. Then, the parameter changing unit 38 outputs a drive signal generated corresponding to the distance along the first direction D1 to the first drive unit 8a.
  • the first drive unit 8a moves the active bending unit 31 in the first direction D1 in response to this drive signal.
  • the parameter changing unit 38 reads the image acquired by the imaging unit 32, and the central portion 43a of the marker 43 overlaps with a straight line that passes through the center of the image and extends in the second direction D2. Judge whether it is.
  • the parameter changing unit 38 operates the active bending unit 31 using the second driving unit 8b so that the center of the image and the center 43a of the marker 43 overlap along the second direction D2 on the image.
  • the parameter changing unit 38 calculates the distance along the second direction D2 between the center part 43a of the marker 43 detected on the image and the center part 43a of the image, and the active curve is increased by an amount corresponding to this distance.
  • the drive signal for moving the part 31 to the 2nd direction D2 is output to the 2nd drive part 8b.
  • the parameter changing unit 38 reads the image acquired by the imaging unit 32 and determines whether the center 43a of the marker 43 overlaps the center of the image. To do.
  • step S104 described above may be a movement in which the active bending portion 31 is moved by a predetermined minute operation regardless of the drive signal based on the position of the central portion 43a of the marker 43 with respect to the center of the image.
  • steps S101 to S104 are looped a plurality of times, so that the positional relationship is finally determined so that the central portion 43a of the marker 43 is finally located at the center of the image.
  • an optical adapter capable of measurement by the 3D stereo method is provided in the endoscope apparatus 1 in order to accurately measure the movement amount of the marker 43 regardless of the distance between the marker 43 of the calibration jig 40 and the endoscope apparatus 1. It may be attached.
  • the long portion 30 has a scale that indicates the amount of insertion into the calibration jig 40.
  • the long portion 30 may be positioned at the inlet portion 44 with a predetermined positional relationship.
  • the present invention can be used for an endoscope system capable of calibrating an endoscope apparatus.

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Abstract

　内視鏡装置（１）の制御部（３５）は、較正治具のマーカーを含む内壁面の第一画像を取得し、第一画像の取得後に内視鏡装置の能動湾曲部を駆動部により所定の駆動信号に基づいて動作させ、前記所定の駆動信号により能動湾曲部が動作した後にマーカーを含む内壁面の第二画像を取得し、撮像部の位置を制御するための制御パラメータの算出を第一画像と第二画像とにおけるマーカーの位置を用いて行い、第一画像の取得前の制御パラメータを算出後の制御パラメータに更新するパラメータ変更部（３８）を備える。

Description

内視鏡システム及び内視鏡較正方法
　本発明は、内視鏡システム及び内視鏡較正方法に関する。
　本願は、２０１５年２月２６日に、日本に出願された特願２０１５－０３７１５０号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　従来、モータが発する動力によりエンドエフェクタを動作させる医療器具が広く知られている。このような医療器具は、操作者の意図に適切に対応して動作するように較正された状態で供給されるが、経時劣化等により精度が低下する場合がある。
　たとえば特許文献１には、内視鏡システムの湾曲部を湾曲させる駆動動力系や被駆動系などの特性に対する経時変化を補正する調整装置及び調整方法が開示されている。
　また、特許文献２には、内視鏡の照明光源の経時劣化に対応してホワイトバランスやカラーバランスを調整するゲイン調整装置が開示されている。
　また、特許文献３には、被検物の計測をするための光学アダプタが取り付けられる内視鏡に対してキャリブレーションをするために使用可能な治具を備えた計測内視鏡装置が開示されている。
特開２０１０－２２０９６１号公報 特開２０１１－１１０１５７号公報 特開２００３－１４００５６号公報
　内視鏡を経時劣化から回復させるための較正は、内視鏡のユーザによって行われてもよい。この場合には、較正をするための治具の構造が簡易であり較正作業が容易であることが好ましい。
　本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、簡易な構成で容易に較正が可能な内視鏡システム及び内視鏡較正方法を提供することを目的とする。
　本発明の一態様は、内視鏡装置と、前記内視鏡装置を較正するために前記内視鏡装置と共に使用される較正治具と、を備え、前記内視鏡装置は、撮像部と、前記撮像部に接続されている能動湾曲部と、前記能動湾曲部に接続されている長尺部と、前記長尺部に接続され前記能動湾曲部を操作するための操作部と、前記能動湾曲部を動作させる駆動部と、前記駆動部が発する動力を前記能動湾曲部へ伝達する動力伝達機構と、前記操作部に対する操作に対応して前記駆動部を制御する制御部と、を備え、前記較正治具は、前記撮像部及び前記能動湾曲部が内部に配される中空形状を有し前記撮像部によって撮像可能なマーカーが内壁面に配された本体部と、前記本体部の内部と連通し前記長尺部を挿入可能な筒状の入口部と、を備え、前記制御部は、前記マーカーを含む前記内壁面の第一画像を取得し、前記第一画像の取得後に前記能動湾曲部を前記駆動部により所定の駆動信号に基づいて動作させ、前記所定の駆動信号により前記能動湾曲部が動作した後に前記マーカーを含む前記内壁面の第二画像を取得し、前記撮像部の位置を制御するための制御パラメータの算出を前記第一画像と前記第二画像とにおける前記マーカーの位置を用いて行い、前記第一画像の取得前の前記制御パラメータを前記算出後の制御パラメータに更新するパラメータ変更部を備えることを特徴とする内視鏡システムである。
　前記制御パラメータは、前記能動湾曲部が前記長尺部の中心線方向に直線状に延びているときの駆動部の状態を規定する初期位置の情報を含んでいてもよい。
　前記駆動部は、前記能動湾曲部の中心線に対して直交する第一方向へ向かって前記能動湾曲部を移動させるための第一駆動部と、前記能動湾曲部の中心線に対して直交し且つ前記第一方向に対して直交する第二方向へ向かって前記能動湾曲部を移動させるための第二駆動部とを有していてもよく、この場合、前記制御パラメータは、前記第一駆動部が前記第一方向へ前記能動湾曲部を移動させるための駆動信号に基づいて動作したときに前記能動湾曲部が前記第二駆動部によらず前記第二方向へ移動する量を相殺し、前記第二駆動部が前記第二方向へ前記能動湾曲部を移動させるための駆動信号に基づいて動作したときに前記能動湾曲部が前記第一駆動部によらず前記第一方向へ移動する量を相殺するための干渉補正量の情報を含んでいてもよい。
　前記制御パラメータは、前記駆動部から前記能動湾曲部に至るまでの前記動力伝達機構による動力の伝達ロスを補償するための伝達ロス補正量の情報を含んでいてもよい。
　前記較正治具は、前記入口部に前記長尺部を固定する固定部をさらに有していてもよい。
　前記マーカーは前記内壁面に複数設けられていてもよい。
　前記内壁面は曲面からなっていてもよい。
　前記内壁面は球面の一部からなっていてもよい。
　前記制御部は、前記算出後の前記制御パラメータが所定範囲外の値であったときに所定の警告を報知してもよい。
　前記本体部は、前記マーカーが前記撮像部の視野の外部に位置する所定の空白領域を前記内壁面に有していてもよく、前記空白領域は前記撮像部に対するホワイトバランスの補正に使用可能な白色であってもよい。
　本発明の別の態様は、所定の特徴点を有する画像を能動湾曲部を有する内視鏡を用いて取得する第一画像取得工程と、前記第一画像取得工程の後に前記能動湾曲部を動作させる湾曲動作工程と、前記湾曲動作工程の後に前記画像を取得する第二画像取得工程と、前記第二画像取得工程の後に、前記第一画像取得工程により取得された画像と前記第二画像取得工程により取得された画像とに基づいて、前記能動湾曲部を動作させるために使用されるパラメータの少なくとも一部を算出し、前記第一画像取得工程以前に使用されていたパラメータから置き換えるパラメータ更新工程と、を備えた内視鏡較正方法である。
　本発明によれば、簡易な構成で容易に較正が可能な内視鏡システム及び内視鏡較正方法を提供することができる。
本発明の第１実施形態の内視鏡システムにおける内視鏡装置を示す模式図である。 同内視鏡装置の内部構造を示す模式図である。 同内視鏡装置の内部構造を示す模式図である。 同内視鏡装置のブロック図である。 同内視鏡システムにおける較正治具を示す側面図である。 図５のＡ－Ａ線における断面図である。 図５のＢ－Ｂ線における断面図である。 同内視鏡装置の較正方法を示すフローチャートである。 図８に示す較正方法における内視鏡画像を示す模式図である。 同内視鏡装置の他の較正方法を示すフローチャートである。 図１０に示す較正方法における駆動部の駆動量とマーカーの移動量との関係を示すグラフである。 同内視鏡装置のさらに他の較正方法を示すフローチャートである。 図１２に示す較正方法における内視鏡画像を示す模式図である。 本発明の第２実施形態の内視鏡装置のブロック図である。 （ａ）及び（ｂ）は同内視鏡装置の較正時の一過程を示す模式図である。 本発明の第３実施形態の内視鏡システムにおける較正治具を示す側面図である。 図１６のＣ－Ｃ線における断面図である。 図１６のＤ－Ｄ線における断面図である。 本発明の第４実施形態における内視鏡装置の較正方法を示すフローチャートである。 本発明の第５実施形態の内視鏡システムにおける較正治具を示す側面図である。 本発明の第６実施形態の内視鏡システムにおける較正治具を示す側面図である。 図２１のＥ－Ｅ線における断面図である。
（第１実施形態）
　本発明の第１実施形態について説明する。図１は、本実施形態の内視鏡システムにおける内視鏡装置を示す模式図である。図２は、本実施形態の内視鏡装置の内部構造を示す模式図である。図３は、本実施形態の内視鏡装置の内部構造を示す模式図である。図４は、本実施形態の内視鏡装置のブロック図である。図５は、本実施形態の内視鏡システムにおける較正治具を示す側面図である。図６は、図５のＡ－Ａ線における断面図である。図７は、図５のＢ－Ｂ線における断面図である。
　本実施形態の内視鏡システム１００は、図１から図４までに示す内視鏡装置１と、図５から図７までに示す較正治具４０とを備える。
　図１に示す本実施形態の内視鏡装置１は、例えば腹壁１０１を介して体内に挿入され、体内の処置対象部位１０２に対して処置を行う医療器具である。
　図１から図３までに示すように、本実施形態の内視鏡装置１は、操作部２と、駆動部８と、動力伝達機構１０と、長尺部３０（シャフト）と、能動湾曲部３１と、撮像部３２と、表示部３３と、制御部３５とを備えている。
　図１から図３までに示す操作部２は、内視鏡装置１を使用する操作者が手に持ち、撮像部３２及び能動湾曲部３１を動作させるために、長尺部３０の近位端に配されている。
　操作部２は、筐体３と、湾曲操作入力部４とを備えている。
　筐体３は、長尺部３０の近位端が固定された筒状部材である。
　湾曲操作入力部４は、筐体３に配された入力部材５と、入力部材５の移動量を検出するエンコーダ６とを備えている。
　入力部材５は、能動湾曲部３１における湾曲可能方向に対応して、中立位置から傾倒可能となっている。入力部材５は、能動湾曲部３１の中心線に対して直交する第一方向Ｄ１（図２参照）への湾曲操作と、能動湾曲部３１の中心線及び上記の第一方向Ｄ１に対して直交する第二方向Ｄ２（図３参照）への湾曲操作とを入力することができる。
　エンコーダ６は、入力部材５の移動量又は位置（以下「操作量」という。）を検出して制御部３５へ出力する。すなわち、エンコーダ６は、入力部材５に対して入力された能動湾曲部３１の湾曲量の制御目標値を制御部３５に与える。本実施形態において、エンコーダ６は、入力部材５による第一方向Ｄ１への操作量を検出する第一エンコーダ６ａ（図２参照）と、入力部材５による第二方向Ｄ２への操作量を検出する第二エンコーダ６ｂ（図３参照）とを有する。
　図２及び図３に示すように、駆動部８は、上記の入力部材５による第一方向Ｄ１への湾曲操作に対応して動作する第一駆動部８ａと、上記の入力部材５による第二方向Ｄ２への湾曲操作に対応して動作する第二駆動部８ｂを有する。第一駆動部８ａと第二駆動部８ｂとは、互いに同様の構成を有している。以下では第一駆動部８ａの構成について詳述し、第二駆動部８ｂの構成に関する説明は省略する。
　第一駆動部８ａは、制御部３５に電気的に接続されている。第一駆動部８ａは、制御部３５による制御の下で、能動湾曲部３１を湾曲形状に変形させたり直線状にしたりする。本実施形態において、第一駆動部８ａは、後述する第一歯車１２を回転させる出力軸９ａを有している。第一駆動部８ａは、第一駆動部８ａ自身の動作量（たとえば出力軸９ａの回転量）を検出するための不図示のエンコーダなどの動作量検出要素を有している。
　第二駆動部８ｂは、後述する第三歯車２１を回転させる出力軸９ｂを有している。
　図２及び図３に示すように、動力伝達機構１０は、第一駆動部８ａが発した動力を第一駆動部８ａから能動湾曲部３１へと伝達するための第一動力伝達部１１と、第二駆動部８ｂが発した動力を第二駆動部８ｂから能動湾曲部３１へと伝達するための第二動力伝達部２０とを有している。
　第一動力伝達部１１は、第一歯車１２，第二歯車１３，第一雌ネジ筒１４，第一雄ネジ棒１５，第二雌ネジ筒１６，及び第二雄ネジ棒１７を有している。
　第一歯車１２は、第一駆動部８ａの出力軸９ａに固定されている。第一歯車１２は、第二歯車１３と噛み合うことにより出力軸９ａの回転を第二歯車１３へと伝達する。さらに、第一歯車１２は、第一雌ネジ筒１４に固定されている。本実施形態では、出力軸９ａの回転動作により、第一歯車１２と第一雌ネジ筒１４とが一体に回転動作する。本実施形態の第一歯車１２は、平歯車である。
　第二歯車１３は、第二雌ネジ筒１６に固定されている。第二歯車１３の形状は、第一歯車１２の形状に対応している。たとえば本実施形態の第二歯車１３は、第一歯車１２が平歯車であることに対応して、平歯車である。
　なお、第一歯車１２から第二歯車１３へと回転を伝達することができれば、第一歯車１２と第二歯車１３とは、直接噛み合っていなくてもよい。たとえば、第一歯車１２と第二歯車１３とを繋ぐ不図示の他の歯車を介して第一歯車１２から第二歯車１３へと回転が伝達されてもよい。また、第一歯車１２及び第二歯車１３に代えて、スプロケットとチェーンによる回転の伝達などの機構が採用されてもよい。
　第一雌ネジ筒１４は、第一歯車１２が固定された棒状部１４ａと、棒状部１４ａと同軸をなして棒状部１４ａに固定された筒状部１４ｂとを有している。
　第一雌ネジ筒１４の筒状部１４ｂは、第一雌ネジ筒１４の棒状部１４ａの端部に形成されている。本実施形態では、第一雌ネジ筒１４の筒状部１４ｂと第一雌ネジ筒１４の棒状部１４ａとは、一体成型されている。なお、第一雌ネジ筒１４の筒状部１４ｂは、第一雌ネジ筒１４の棒状部１４ａの端部に溶接等により固定されていてもよい。
　第一雌ネジ筒１４の内部には、後述する第一雄ネジ棒１５のネジ山に対応するねじ溝が形成されている。
　第一雄ネジ棒１５は、第一雌ネジ筒１４の筒状部１４ｂ内に挿入されている。第一雄ネジ棒１５は、第一雌ネジ筒１４の中心線を回転中心線とした回転が生じないように長尺部３０内で保持されている。また、第一雄ネジ棒１５は、第一雌ネジ筒１４の中心線に沿った進退移動が可能となるように長尺部３０内で保持されている。第一雄ネジ棒１５の両端のうち第一雌ネジ筒１４に挿入された側と反対側の端には、能動湾曲部３１を湾曲させるためのアングルワイヤ３１ｂが固定されている。第一雄ネジ棒１５は、第一雌ネジ筒１４の中心線を回転中心として第一雌ネジ筒１４が回転動作することにより、第一雌ネジ筒１４の中心線方向に進退移動可能である。第一雄ネジ棒１５の進退移動により、アングルワイヤ３１ｂが牽引されたり、アングルワイヤ３１ｂに対する牽引が緩められたりすることにより、能動湾曲部３１が湾曲動作可能である。
　第二雌ネジ筒１６は、第一雌ネジ筒１４と同形同大の部材であり、第一雌ネジ筒１４と同様に棒状部１６ａと筒状部１６ｂとを有している。第二雌ネジ筒１６は、第二雌ネジ筒１６の棒状部１６ａの中心線を回転中心として、第一歯車１２から第二歯車１３介して受ける回転力によって回転可能である。第二雌ネジ筒１６の回転中心線は、第一雌ネジ筒１４の回転中心線と平行である。
　第二雄ネジ棒１７は、第一雄ネジ棒１５と同形同大の部材であり、第一雄ネジ棒１５と平行となるように長尺部３０内に配されている。第二雄ネジ棒１７は、第二雌ネジ筒１６の中心線を回転中心線とした回転が生じないように長尺部３０内で保持されている。また、第二雄ネジ棒１７は、第二雌ネジ筒１６の中心線に沿った進退移動が可能となるように長尺部３０内で保持されている。第二雄ネジ棒１７の両端のうち第二雌ネジ筒１６に挿入された側と反対側の端には、能動湾曲部３１を湾曲させるためのアングルワイヤ３１ｂが固定されている。第二雄ネジ棒１７は、第二雌ネジ筒１６の中心線を回転中心として第二雌ネジ筒１６が回転動作することにより、第二雌ネジ筒１６の中心線方向に進退移動可能である。第二雄ネジ棒１７の進退移動により、アングルワイヤ３１ｂが牽引されたり、アングルワイヤ３１ｂに対する牽引が緩められたりすることにより、能動湾曲部３１が湾曲動作可能である。
　本実施形態では、上記の第一雌ネジ筒１４及び第二雌ネジ筒１６が、互いに逆回転するように噛み合う第一歯車１２及び第二歯車１３により接続されている。このため、第一雄ネジ棒１５が先端側へ移動すると第二雄ネジ棒１７は基端側へ移動し、第二雄ネジ棒１７が先端側へ移動すると第一雄ネジ棒１５は基端側へ移動する。
　第二動力伝達部２０は、上記の第一動力伝達部１１と同様の構成を有していることにより、能動湾曲部３１に設けられたアングルワイヤ３１ｃを、上記の第一動力伝達部１１と同様に移動させることができる。すなわち、第二動力伝達部２０は、第三歯車２１，第四歯車２２，第三雌ネジ筒２３，第三雄ネジ棒２４，第四雌ネジ筒２５，及び第四雄ネジ棒２６を有している。
　第二動力伝達部２０の第三歯車２１には、第二駆動部８ｂの出力軸９ｂから駆動力が伝わる。第四歯車２２は、第三歯車２１と噛み合っているので、第三歯車２１によって回転動作する。これにより、第三雌ネジ筒２３及び第四雌ネジ筒２５は、上記の第一雌ネジ筒１４及び第二雌ネジ筒１６と同様の回転動作により、第三雄ネジ棒２４及び第四雄ネジ棒２６を進退動作させる。
　本実施形態では、第一動力伝達部１１と第二動力伝達部２０とが入力部材５への各々に対する操作に基づいて独立して動作する。これにより、能動湾曲部３１は、能動湾曲部３１の中心線に対して直交する第一方向Ｄ１と、能動湾曲部３１の中心線及び第一方向Ｄ１に直交する第二方向Ｄ２との二方向に沿って、独立して湾曲動作可能である。
　長尺部３０は、操作部２に連結されている。長尺部３０は、その先端部分に能動湾曲部３１を有している。長尺部３０は、能動湾曲部３１を湾曲変形させるための第一雄ネジ棒１５，第二雄ネジ棒１７，第三雄ネジ棒２４，及び第四雄ネジ棒２６や、撮像部３２に対する信号線等が内部に配された硬性の管を有する。なお、第一雄ネジ棒１５，第二雄ネジ棒１７，第三雄ネジ棒２４，及び第四雄ネジ棒２６及び長尺部３０が可撓性を有し、長尺部３０がある程度撓る（しなる）ことができるようになっていてもよい。
　能動湾曲部３１は、長尺部３０の遠位端に連結されている。能動湾曲部３１は、第一駆動部８ａに対して第一雄ネジ棒１５及び第二雄ネジ棒１７を介して接続されている。また、詳細は図示しないが、能動湾曲部３１は、第二駆動部８ｂにも接続されている。
　能動湾曲部３１は、第一駆動部８ａ及び第二駆動部８ｂが発する動力によって能動的に湾曲動作可能である。能動湾曲部３１の構成は特に限定されない。たとえば、能動湾曲部３１は、筒状をなす複数の湾曲コマ３１ａが互いに揺動可能に連結されることで全体として湾曲変形可能な筒状をなしている。この場合、上記の第一雄ネジ棒１５及び第二雄ネジ棒１７は、複数の湾曲コマのうちの最も遠位側に位置する湾曲コマに、アングルワイヤ３１ｂ，３１ｃを介して連結される。
　撮像部３２は、長尺部３０の遠位部分、本実施形態では能動湾曲部３１の遠位端、に配されたエンドエフェクタである。撮像部３２は、不図示のイメージセンサ及び撮像光学系を備えている。
　表示部３３は、制御部３５に接続されている。表示部３３は、撮像部３２が撮像した映像を表示する。表示部３３の構成は特に限定されない。
　図４に示すように、制御部３５は、駆動部８、撮像部３２、及び表示部３３に対して電気的に接続されている。制御部３５は、駆動量計算部３６と、映像処理部３７と、パラメータ変更部３８とを備えている。
　駆動量計算部３６は、エンコーダ６から操作量を示す情報が与えられることにより、駆動部８に出力するための駆動信号を生成して駆動部８へ出力する。
　本実施形態の駆動量計算部３６は、入力部材５に対する操作量としてエンコーダ６が検出した値に対応して、駆動部８を動作させるために必要な駆動量を示す駆動信号を生成する。
　なお、駆動量計算部３６は、エンコーダ６が検出した値に対応して、駆動部８の駆動方向及び速度を示す駆動信号を生成してもよい。
　駆動量計算部３６が生成した駆動信号は、駆動部８へと出力される。
　映像処理部３７は、撮像部３２により撮像された映像を表示部３３へ出力する。
　パラメータ変更部３８は、後述する較正治具４０を用いた較正を実行して、駆動量計算部３６が駆動部８に出力する駆動信号の算出に用いられる制御パラメータを、較正により得られた最新の制御パラメータに置き換える。
　パラメータ変更部３８による較正手順については後述する。
　図５から図７までに示す較正治具４０は、経時劣化等により駆動精度が低下した内視鏡装置１（図１参照）の校正及び調整をするために、たとえば内視鏡装置１の付属品として提供される。
　較正治具４０は、所定の形状の内壁面４２を有する中空の本体部４１と、本体部４１の内部と連通する筒状の入口部４４とを有している。
　本体部４１は、例えば立方体状に形成されている。本体部４１の内壁面４２には、撮像部３２によって撮像される所定形状の印（マーカー４３）が設けられている。マーカー４３は、入口部４４における後述する基準軸線４５の延長線上に規定の中心部４３ａを有する形状を有している。本実施形態におけるマーカー４３は、互いに交差する二直線からなり、この二直線の交点が基準軸線４５の延長線と交差する。マーカー４３の中心部４３ａは、マーカー４３における特徴点である。
　入口部４４は、内視鏡装置１の長尺部３０の外径よりも大きな内径を有し、長尺部３０を挿入可能な筒状部材である。入口部４４の中心線は、入口部４４に長尺部３０が挿入された状態における長尺部３０の中心線と略一致する。本実施形態における入口部４４の中心線は、較正される内視鏡装置１の長尺部３０の中心線に略対応するので、基準軸線４５と見なし得る。このため、本実施形態における入口部４４に設定される基準軸線４５は、入口部４４の中心線と同軸である。
　なお、入口部４４の内径によっては、入口部４４の中心線と平行な直線が基準軸線４５として別途設定されてもよい。入口部４４に設定される基準軸線４５は、入口部４４に対して長尺部３０を固定又は安定的に載置した状態における長尺部３０の中心線に対応する直線であり、長尺部３０及び能動湾曲部３１が互いに同軸をなす直線状に較正されるための基準となる直線となる。
　本実施形態の較正治具４０を用いた較正方法について説明する。図８は、本実施形態の内視鏡装置の較正方法を示すフローチャートである。図９は、図８に示す較正方法における内視鏡画像を示す模式図である。図１０は、本実施形態の内視鏡装置の他の較正方法を示すフローチャートである。図１１は、図１０に示す較正方法における駆動部の駆動量とマーカーの移動量との関係を示すグラフである。図１２は、本実施形態の内視鏡装置のさらに他の較正方法を示すフローチャートである。図１３は、図１２に示す較正方法における内視鏡画像を示す模式図である。
　本実施形態の較正治具４０は、内視鏡装置１の能動湾曲部３１に経時劣化や位置ずれなどが生じている場合に能動湾曲部３１が正常動作するように較正するために使用することができる治具である。
　較正治具４０は、能動湾曲部３１を備えた内視鏡装置１に対して、能動湾曲部３１の初期位置の設定、能動湾曲部３１のたるみ補正量の設定、及び能動湾曲部３１の干渉補正量の設定をするために使用される。
　（初期位置の設定）
　図１から図３までに示す能動湾曲部３１の初期位置の設定について、図８及び図９を参照して説明する。
　能動湾曲部３１の初期位置の設定は、本実施形態の較正治具４０（図５から図７まで参照）を用いて実施可能な較正のうち、内視鏡装置１の能動湾曲部３１が直線状態となる位置を初期位置として設定するための較正である。
　初期位置の設定では、まず、較正対象となる内視鏡装置１の能動湾曲部３１及び長尺部３０を、較正治具４０の入口部４４を通じて較正治具４０の本体部４１の内部に挿入する。較正治具４０に対する内視鏡装置１の挿入量は、例えば長尺部３０の外面に表示された挿入量確認用の目盛等を参考にして、既定の挿入量とされる。初期位置の設定時には、操作部２の入力部材５は、能動湾曲部３１が直線状態とするための位置として、入力部材５が中立位置となるように操作される。なお、能動湾曲部３１において経時劣化や位置ずれがある場合には、入力部材５が中立位置にあるときに能動湾曲部３１が直線状でない場合がある。
　較正治具４０に対して上記のように内視鏡装置１を挿入した後、例えば不図示の較正開始ボタンなど、パラメータ変更部３８による較正動作を開始させる操作を、操作者が行う。
　図４に示すパラメータ変更部３８が較正動作を開始すると、まず、パラメータ変更部３８は、内視鏡装置１の撮像部３２が取得した画像（たとえば図９参照）を読み込む（第一画像取得工程，図８に示すステップＳ１０１）。
　これでステップＳ１０１は終了し、図８に示すステップＳ１０２へ進む。
　ステップＳ１０２は、ステップＳ１０１の後、画像に含まれるマーカー４３をパラメータ変更部３８が検出するステップである。
　ステップＳ１０２において、たとえば能動湾曲部３１において経時劣化や位置ずれなどが生じていなければ、画像の中心にマーカー４３の中心部４３ａが検出される。能動湾曲部３１において経時劣化や位置ずれなどが生じていると、画像上で中心以外の位置にマーカー４３の中心部４３ａが検出されるか、又は画像からマーカー４３が検出されない。
　これでステップＳ１０２は終了し、図８に示すステップＳ１０３へ進む。
　ステップＳ１０３は、画像の中心にマーカー４３の中心部４３ａがあるか否かを判定するステップである。本実施形態では、画像の中心を含む所定の領域（内視鏡装置１に対して許容できる誤差に基づいて予め定められた領域である。たとえば図９に符号Ｐで示す破線に囲まれた領域である。）の内側にマーカー４３の中心部４３ａが位置していれば、画像の中心にマーカー４３の中心部４３ａが重なる位置にあると判定してステップＳ１０５へ進む。本実施形態における以下の各ステップにおいても、画像の中心を含む所定の領域の内側にマーカー４３の中心部４３ａが位置していることは、実質的に画像の中心にマーカー４３の中心部４３ａが重なる位置にあることに対応する。
　上記の所定の領域の外側にマーカー４３の中心部４３ａが位置している場合には、画像の中心にマーカー４３の中心部４３ａが位置していないと判定して図８に示すステップＳ１０４へ進む。上記の所定の領域の内側にマーカー４３の中心部４３ａが位置している場合には、画像の中心にマーカー４３の中心部４３ａが位置していると判定して図８に示すステップＳ１０５へ進む。
　ステップＳ１０４は、画像の中心を含む所定の領域の内側にマーカー４３の中心部４３ａが位置するようにパラメータ変更部３８が能動湾曲部３１を動作させるステップ（湾曲動作工程）である。
　本実施形態では、たとえば、ステップＳ１０４において、第一方向Ｄ１への能動湾曲部３１の移動と第二方向Ｄ２への能動湾曲部３１の移動が同時に行われることにより、画像の中心を含む所定の領域の内側にマーカー４３の中心部４３ａが位置するように能動湾曲部３１が動作する。
　一例を挙げると、ステップＳ１０４において、まず、パラメータ変更部３８は、画像の中心とマーカー４３の中心部４３ａとの間の距離に関して、第一方向Ｄ１に沿った第一距離成分と第二方向Ｄ２に沿った第二距離成分とをそれぞれ算出する。そして、第一距離成分に対応するように第一駆動部８ａを動作させる駆動信号と、第二距離成分に対応するように第二駆動部８ｂを動作させる駆動信号とをそれぞれ生成して駆動部８へと出力する。
　その結果、駆動部８は、マーカー４３の中心部４３ａへ向かって画像の中心が近付くように、能動湾曲部３１を動作させる。駆動部８による能動湾曲部３１の動作が終了すると、正しく駆動部８が動作していれば画像の中心を含む所定の領域内にマーカー４３の中心部４３ａが入っている。
　これでステップＳ１０４は終了し、ステップＳ１０１へ戻る。
　ステップＳ１０４の後に再度行われるステップＳ１０１は、２枚目以降の画像を取得する第二画像取得工程である。
　上記のステップＳ１０１からステップＳ１０４までの各ステップは、画像の中心を含む所定の領域内にマーカー４３の中心部４３ａが入るまでループする。
　ステップＳ１０５は、画像の中心とマーカー４３の中心部４３ａとが重なっている状態（たとえば画像の中心を含む所定の領域内にマーカー４３の中心部４３ａが入っている状態）における駆動部８の状態を初期状態として定義するステップ（パラメータ更新工程）である。
　能動湾曲部３１において経時劣化や位置ずれなどが生じている場合には、ステップＳ１０３において駆動部８が動作することにより、駆動量計算部３６は、パラメータ変更部３８による較正動作前における能動湾曲部３１の初期位置とは異なる位置に能動湾曲部３１を移動させた状態になっている。ステップＳ１０５では、画像の中心とマーカー４３の中心部４３ａとが重なっている状態において駆動部８の動作量を示す情報をパラメータ変更部３８が初期化する。すなわち、画像の中心とマーカー４３の中心部４３ａとが重なっている状態における駆動部８の動作量を示すパラメータがゼロに変更され、能動湾曲部３１の新たな初期位置に設定される。画像の中心とマーカー４３の中心部４３ａとが重なっている状態は、基準軸線４５と同軸状に長尺部３０が配された内視鏡装置１において能動湾曲部３１が直線状である状態に対応している。これにより、較正治具４０を使用した較正により、能動湾曲部３１が直線状態となる初期位置が設定される。
　これでステップＳ１０５は終了する。
　ステップＳ１０５の終了後は、パラメータ変更部３８による較正動作が終了してもよいし、後述するたるみ補正量の設定や干渉補正量の設定に移行してもよい。
　なお、上記のステップＳ１０３を正常に終了できない場合に、ステップＳ１０３のからステップＳ１０４へ進まずにループから抜けて後述するたるみ補正量の設定又は干渉補正量の設定に移行し、これらの設定後にステップＳ１０３に復帰してもよい。
　（たるみ補正量の設定）
　図１から図３までに示す能動湾曲部３１のたるみ補正量の設定について図１０及び図１１を参照して説明する。
　能動湾曲部３１のたるみ補正量の設定は、本実施形態の較正治具４０（図５から図７まで参照）を用いて実施可能な較正のうち、能動湾曲部３１のアングルワイヤ３１ｂ，３１ｃのたるみに起因する能動湾曲部３１の動作遅れを補正するための較正である。図１１に示すように、アングルワイヤ３１ｂ，３１ｃにたるみがある場合、駆動部８の駆動初期において、駆動部８の駆動量に対してマーカー４３の移動量が少ない。駆動部８の駆動量がさらに増加してアングルワイヤ３１ｂ，３１ｃのたるみが解消されると、たるみがある場合よりも、駆動部８の駆動量に対するマーカー４３の移動量は増加する。
　本実施形態におけるたるみ補正量の設定は、動力伝達機構１０による動力の伝達ロスを補償するための伝達ロス補正量の情報を含むパラメータを、以下の各ステップに沿って更新する較正である。
　たるみ補正量の設定のためにパラメータ変更部３８（図４参照）が較正動作を開始すると、まず、パラメータ変更部３８は、内視鏡装置１の撮像部３２が取得した画像を読み込む（図１０に示すステップＳ２０１）。
　これでステップＳ２０１は終了し、図１０に示すステップＳ２０２へ進む。
　ステップＳ２０２は、ステップＳ２０１において読み込まれた画像からマーカー４３の位置を抽出するステップである。
　ステップＳ２０２では、マーカー４３の中心部４３ａの位置が記憶される。
　これでステップＳ２０２は終了し、図１０に示すステップＳ２０３へ進む。
　ステップＳ２０３は、駆動部８を動作させることにより能動湾曲部３１を移動させるステップ（湾曲動作工程）である。
　ステップＳ２０３では、内視鏡装置１のアングルワイヤ３１ｂ，３１ｃのたるみが解消される移動量より十分に小さな移動量としてあらかじめ設定された微小な移動に対応する駆動信号がパラメータ変更部３８から駆動部８へと出力される。なお、パラメータ変更部３８は、ステップＳ２０３において、第一方向Ｄ１に関するたるみ補正量の設定であれば駆動信号を第一駆動部８ａへと出力し、第二方向Ｄ２に関するたるみ補正量の設定であれば駆動信号を第二駆動部８ｂへと出力する。
　これでステップＳ２０３は終了し、図１０に示すステップＳ２０４へ進む。
　なお、アングルワイヤ３１ｂ，３１ｃにたるみがあるときには、駆動部８によりアングルワイヤ３１ｂ，３１ｃが移動しても、たるみが解消されるまでは、たるみがない場合よりも能動湾曲部３１を移動させる量が少ない。たるみが解消される前とたるみが解消された後との境界では、アングルワイヤ３１ｂ，３１ｃの微小な移動に対する能動湾曲部３１の移動量が大きく異なる。
　ステップＳ２０４は、能動湾曲部３１の移動量を検出するためにマーカー４３を含む画像を読み込むステップである。
　ステップＳ２０４において画像が読み込まれることにより、パラメータ変更部３８は、上記のステップＳ２０１において取得された画像とステップＳ２０４において取得された画像との２つの画像を記憶している。
　これでステップＳ２０４は終了し、図１０に示すステップＳ２０５へ進む。
　ステップＳ２０５では、上記のステップＳ２０２と同様に、ステップＳ２０４において読み込まれた画像におけるマーカー４３の中心部４３ａの位置が記憶される。
　これでステップＳ２０５は終了し、図１０に示すステップＳ２０６へ進む。
　ステップＳ２０６は、上記のステップＳ２０２において記憶されたマーカー４３の位置と上記のステップＳ２０５において記憶されたマーカー４３の位置とを比較して、マーカー位置の移動量が規定範囲内にあるか否かを判定するステップである。
　ステップＳ２０６では、パラメータ変更部３８が、ステップＳ２０１において読み込まれた画像とステップＳ２０４において読み込まれた画像とから算出されたマーカー４３の位置に基づいてマーカー４３の移動量を算出し、アングルワイヤ３１ｂ，３１ｃのたるみが解消される前と後との境界を越えたか否かを判定する。
　アングルワイヤ３１ｂ，３１ｃのたるみが解消される前と後との境界では、図１１に示すように、駆動部８の駆動量に対するマーカー４３の移動量の関係が変化する。ステップＳ２０６では、ステップＳ２０２において記憶されたマーカー４３の位置を起点とするステップＳ２０５において記憶されたマーカー４３の移動量が、規定の範囲の移動量を超えている場合に、パラメータ変更部３８は、アングルワイヤ３１ｂ，３１ｃにたるみがないと判定する（ステップＳ２０６においてＮｏ）。なお、マーカー４３の移動量が規定の範囲内の移動量である場合には、たるみがあると判定される（ステップＳ２０６においてＹｅｓ）。
　ステップＳ２０６においてＹｅｓである時には、図１０に示すステップＳ２０３へ進む。ステップＳ２０６においてＮｏである時には、図１０に示すステップＳ２０７へ進む。
　ステップＳ２０６においてＮｏと判定されるまでは、ステップＳ２０３からステップＳ２０６までの工程のループとなる。
　ステップＳ２０７は、最終回のステップＳ２０６における駆動部８の駆動量を、たるみのあるアングルワイヤ３１ｂ，３１ｃからたるみを取るために必要な駆動量に対応するパラメータ（たるみ補正量）として設定するステップ（パラメータ更新工程）である。たるみ補正量は、動力伝達機構１０における動力の損失を補償するためのパラメータとして使用可能である。
　これでステップＳ２０７は終了する。
　なお、たとえばアングルワイヤ３１ｂに関するたるみ補正量の設定を行う場合に、アングルワイヤ３１ｂを動作させた場合における能動湾曲部３１の湾曲方向のいずれか一方にアングルワイヤ３１ｂのたるみを偏らせた状態から開始するようにすると、たるみ補正量の設定精度を高めることができる。たとえば、アングルワイヤ３１ｂを動作させて能動湾曲部３１を所定の一方向へ向かって限界まで湾曲させた後に上記のステップＳ２０１を開始し、所定の一方向とは反対方向へと能動湾曲部３１を動作させる過程で上記のステップＳ２０１からＳ２０７までのたるみ補正量の設定に関する処理を行うことができる。アングルワイヤ３１ｂについても同様である。
　（干渉補正量の設定）
　能動湾曲部３１の干渉補正量の設定について、図１２及び図１３を参照して説明する。
　図１から図３までに示す能動湾曲部３１の干渉補正量の設定は、本実施形態の較正治具４０（図５から図７まで参照）を用いて実施可能な較正のうち、能動湾曲部３１を湾曲動作させる際の第一方向Ｄ１と第二方向Ｄ２との間に発生する干渉を補正するための較正である。本実施形態における干渉とは、例えば第一方向Ｄ１へ能動湾曲部３１を移動させるための第一駆動部８ａの動作によって、たとえば図１３に符号Ｘ２で示すように第一方向Ｄ１へ移動するべき能動湾曲部３１が、第一方向Ｄ１に加えて第二方向Ｄ２にも移動してしまう現象（たとえば図１３に符号Ｘ１で示す移動）、また逆に第二方向Ｄ２へ能動湾曲部３１を移動させるための第二駆動部８ｂの動作によって能動湾曲部３１が第二方向Ｄ２に加えて第一方向Ｄ１にも移動してしまう現象のことである。干渉は、能動湾曲部３１における湾曲コマ３１ａとアングルワイヤ３１ｂ，３１ｃとの摩擦等の影響を受けて発生する場合がある。
　パラメータ変更部３８が較正動作を開始すると、まず、パラメータ変更部３８は、内視鏡装置１の撮像部３２が取得した画像を読み込む（図１２に示すステップＳ３０１（第一画像取得工程））。
　これでステップＳ３０１は終了し、図１２に示すステップＳ３０２へ進む。
　ステップＳ３０２は、ステップＳ３０１において読み込まれた画像からマーカー４３の位置を抽出するステップである。
　ステップＳ３０２では、パラメータ変更部３８は、マーカー４３の中心部４３ａの位置を記憶する。
　これでステップＳ３０２は終了し、図１２に示すステップＳ３０３へ進む。
　ステップＳ３０３は、第一方向Ｄ１又は第二方向Ｄ２へと能動湾曲部３１を移動させるステップ（湾曲動作工程）である。以下では、第一方向Ｄ１へと能動湾曲部３１を移動させるために第一駆動部８ａを動作させる際に第二駆動部８ｂによらず第二方向Ｄ２へ能動湾曲部３１が移動する干渉を補正するための各ステップを示す。
　ステップＳ３０３では、例えば第一方向Ｄ１へと能動湾曲部３１を移動させるために、所定の駆動信号をパラメータ変更部３８が第一駆動部８ａへと出力する。これにより能動湾曲部３１は湾曲動作する。
　第一方向Ｄ１と第二方向Ｄ２との間に干渉がなければ、ステップＳ３０２では、駆動信号通りに能動湾曲部３１が第一方向Ｄ１へ移動する。第一方向Ｄ１と第二方向Ｄ２との間に干渉があると、ステップＳ３０２では、駆動信号通りに能動湾曲部３１が第一方向Ｄ１へ移動することに加えて能動湾曲部３１が第二方向Ｄ２へも移動する。
　これでステップＳ３０３は終了し、図１２に示すステップＳ３０４へ進む。
　ステップＳ３０４は、ステップＳ３０４により能動湾曲部３１が移動した後における画像を読み込むステップである。
　ステップＳ３０４において画像が読み込まれることにより、パラメータ変更部３８は、上記のステップＳ３０１において読み込まれた画像と、ステップＳ３０４において読み込まれた画像との２つの画像を記憶した状態となる。
　これでステップＳ３０４は終了し、図１２に示すステップＳ３０５へ進む。
　ステップＳ３０５は、ステップＳ３０４において読み込まれた画像からマーカー４３の位置を抽出するステップである。
　ステップＳ３０５では、パラメータ変更部３８がマーカー４３の中心部４３ａの位置を記憶する。
　これでステップＳ３０５は終了し、図１２に示すステップＳ３０６へ進む。
　ステップＳ３０６は、駆動信号が示す指令値と実際の能動湾曲部３１の移動方向及び移動量に基づいて、指令値に対して閾値の範囲内での能動湾曲部３１の移動方向及び移動量となっているか否かを判定するステップである。
　ステップＳ３０６では、上記のステップＳ３０２及びステップＳ３０７においてそれぞれ記憶されたマーカー４３の中心部４３ａの位置の変化に基づいてマーカー４３の移動量を算出する。
　画像内でマーカー４３が所定の閾値の範囲内で移動している場合（ステップＳ３０６においてＹｅｓ）には干渉補正量の設定は終了し、所定の閾値の範囲を超えて画像内でマーカー４３が移動している場合（ステップＳ３０６においてＮｏ）にはステップＳ３０７へ進む。
　ステップＳ３０７は、干渉補正量を算出してパラメータを変更するステップ（パラメータ更新工程）である。
　ステップＳ３０７では、上記のステップＳ３０２において記憶されたマーカー４３の位置に対する上記のステップＳ３０５において記憶されたマーカー４３の位置の違いに基づいて、第一方向Ｄ１への移動量に対する第二方向Ｄ２への移動量の関係を取得し、第一方向Ｄ１への移動量に対する第二方向Ｄ２への移動量を相殺するために必要な第二方向Ｄ２への移動量を算出する。さらに、この第二方向Ｄ２への移動量に対応して第二駆動部８ｂを動作させるための動作量を特定する情報を、干渉補正量として設定する。
　これでステップＳ３０７は終了する。
　第二方向Ｄ２へと能動湾曲部３１を移動させるために第二駆動部８ｂを動作させる際に第一駆動部８ａによらず第一方向Ｄ１へ能動湾曲部３１が移動する干渉を補正するためには、上記のステップＳ３０３からステップＳ３０７における「第一駆動部８ａ」と「第二駆動部８ｂ」とを入れ替えて同様に設定できる。
　以上に説明したように、本実施形態では、較正治具４０を用いることで容易に内視鏡装置１の較正をすることができる。
（第２実施形態）
　本発明の第２実施形態について説明する。図１４は、本実施形態の内視鏡装置のブロック図である。図１５（ａ）及び図１５（ｂ）は、本実施形態の内視鏡装置の較正時の一過程を示す模式図である。
　本実施形態では、第１実施形態に開示された較正治具４０のマーカー４３の大きさを検出するためのマーカーサイズ検出部３９（図１４参照）を制御部３５が有している。
　マーカーサイズ検出部３９は、撮像部３２が取得した画像におけるマーカー４３の大きさを測定し、撮像部３２とマーカー４３との間の距離を算出するための情報として利用可能にする。
　本実施形態のパラメータ変更部３８は、撮像部３２により撮像された互いに異なる二つの画像におけるマーカー４３の位置の違いと各マーカー４３の大きさとに基づいて、能動湾曲部３１の移動量の絶対値を算出できる。
　たとえば図１５（ａ）及び図１５（ｂ）に示すように内視鏡画像におけるマーカー４３の大きさが互いに異なることは、マーカー４３と撮像部３２との距離が互いに異なっていることが原因である。図１５（ａ）に示す状態と図１５（ｂ）に示す状態とでは、能動湾曲部３１の移動量に対応する画像上でのマーカー４３の移動量が互いに異なっている。
　ここで、本実施形態では、マーカー４３の大きさと撮像部３２に対する距離との関係をマーカーサイズ検出部３９が記憶していることにより、撮像部３２からマーカー４３までの距離を特定できる。
　パラメータ変更部３８は、マーカーサイズ検出部３９におけるマーカー４３の大きさと撮像部３２からマーカー４３までの距離との関係に基づいて、能動湾曲部３１の移動量に対する、マーカー４３の移動量の絶対値を算出できる。
　本実施形態では、較正治具４０に対する内視鏡装置１の挿入量が上記第１実施形態のような規定の挿入量に限られないので、能動湾曲部３１が較正治具４０の本体部４１の中に配されていれば、内視鏡装置１の挿入量の厳密な調整を要することがなく、内視鏡装置１の較正が容易である。
（第３実施形態）
　本発明の第３実施形態について説明する。図１６は、本実施形態の内視鏡システムにおける較正治具を示す側面図である。図１７は、図１６のＣ－Ｃ線における断面図である。図１８は、図１６のＤ－Ｄ線における断面図である。
　本実施形態の内視鏡システムは、第１実施形態に開示された較正治具４０とは構造が異なる較正治具４０Ａ（図１６参照）を、第１実施形態に開示された較正治具４０に代えて備えている。
　図１６から図１８までに示す本実施形態の較正治具４０Ａは、第１実施形態とは異なり球形をなす本体部４１Ａと、上記第１実施形態に開示された入口部４４とを有している。
　さらに、本実施形態の較正治具４０Ａは、複数の特徴点を有するマーカー４３Ａを、第１実施形態に開示されたマーカー４３に代えて有している。
　本体部４１Ａの内壁面４２Ａは、本実施形態では曲面状である。内壁面４２Ａの形状は、内視鏡装置１の能動湾曲部３１の構造に対応して、撮像部３２から内壁面４２Ａまでの距離が能動湾曲部３１の湾曲状態によらず略一定であるような曲面形状であってもよい。また、内壁面４２Ａは、所定の直径を有する球面の一部をなす形状であってもよい。
　本実施形態のマーカー４３Ａは、基準軸線４５の延長線と交差する中心部４３Ａａを有する中央の第一特徴点領域４３Ａ１と、第一特徴点領域４３Ａ１とは異なる複数の位置に配された第二特徴点領域４３Ａ２とを有している。
　第二特徴点領域４３Ａ２は、内視鏡装置１の撮像部３２の視野範囲に対応して撮像部３２の視野に少なくとも１つの特徴点が入るようになっている。
　本実施形態において、第二特徴点領域４３Ａ２の特徴点は、２つの線の交点として本体部４１の内壁面４２Ａに記された点である。
　本実施形態では、内視鏡装置１の能動湾曲部３１が湾曲状態とされていても常に少なくとも１つの特徴点が撮像部３２によって撮像される。その結果、能動湾曲部３１の可動範囲の全域で、又は能動湾曲部３１において高頻度に使用される可動範囲内で、能動湾曲部３１に対して上記第１実施形態に開示された較正を行うことができる。
　また、撮像部３２から内壁面４２Ａまでの距離が能動湾曲部３１の湾曲状態によらず略一定であるような曲面形状をなす内壁面４２Ａを本体部４１Ａが有している場合には、撮像部３２は内壁面４２Ａに垂直に向けられるので、画像内におけるマーカー４３Ａの位置の違いによるマーカー形状の歪みが少ない。
（第４実施形態）
　本発明の第４実施形態について説明する。図１９は、本実施形態における内視鏡装置の較正方法を示すフローチャートである。
　本実施形態における較正は、パラメータ変更部３８が行う上記第１実施形態に開示された較正動作に対して、較正動作では十分に内視鏡装置１の性能を回復させることができない場合にその旨を検知して提示（報知）するためのステップをさらに含んでいる。
　たとえば、上記第１実施形態に開示されたたるみ補正量の設定に関する較正では、図１９に示すように、ステップＳ２０６の後、動力伝達機構１０による伝達ロス（損失）を補償するために必要な補償量が規定値を超えている場合（図１９に示すステップＳ４０１においてＹｅｓ）に、この補償量に対応するたるみ補正量の設定をせずに、内視鏡装置１の調整を要する旨の警告をパラメータ変更部３８が報知する（ステップＳ４０２）。この報知の手段は、例えば表示部３３に対する表示や、ランプや、ブザーなど、操作者（較正作業者）が知覚可能な公知の手段が適宜選択されてよい。たるみ補正量の元になる補償量が規定値を大幅に超えている場合として、経時劣化によるアングルワイヤ３１ｂ，３１ｃの伸びや、アングルワイヤ３１ｂ，３１ｃの断裂，あるいはアングルワイヤ３１ｂ，３１ｃを保持する各部材の脱落や摩耗などが想定される。
　その他、ステップＳ２０６の後、動力伝達機構１０による伝達ロス（損失）を補償するために必要な補償量が規定値を超えている場合、較正動作では十分に内視鏡装置１の性能を回復させることができないものとして、部品交換や内視鏡装置１自体の交換などが必要である旨の情報がパラメータ変更部３８によって報知されるようになっていてもよい。
　ステップＳ４０２において操作者に対する報知がされたら、たるみ補正量の設定は、エラー終了となる。
　ステップＳ２０６の後、動力伝達機構１０による伝達ロス（損失）を補償するために必要な補償量が規定値内である場合（図１９に示すステップＳ４０１においてＮｏ）には、上記第１実施形態と同様にたるみ補正量をパラメータとして設定する。
　また、能動湾曲部３１の初期位置の設定では、画像の中心を含む所定の領域内にマーカー４３の中心部４３ａが入るまで上記のステップＳ１０１からステップＳ１０４まではループするが、ループ回数が規定の上限を超えた場合にはループから抜け、較正に失敗したことを提示して終了する。すなわち、規定の回数以上のステップＳ１０１からステップＳ１０４までのループの実行では撮像部３２によって撮像される画像の中心にマーカー４３の中心部４３ａが位置しない場合に、これ以上ループを継続しても画像の中心にマーカー４３の中心部４３ａが位置する見込みがないものとして、較正の失敗、あるいは較正不能であることをパラメータ変更部３８が提示する。較正に失敗した場合に提示する情報として、パラメータ変更部３８を用いたパラメータの変更以外の調整、例えば部品交換、が必要である旨の情報が含まれていてよい。
　また、能動湾曲部３１の干渉補正量の設定では、干渉補正量として設定すべき量が多すぎる場合に、干渉が大きいことにより正常に動作しない可能性がある旨の情報をパラメータ変更部３８が提示してもよい。この場合にも、能動湾曲部３１に関する各種部品の調整や交換などの整備を促すようにその旨が操作者に報知されてもよい。
　また、本実施形態では、調整や部品交換などが適切に実施されるまで内視鏡装置１の使用を制限するようになっていてもよい。この場合には、上記の報知は、内視鏡装置１が取り付けられる医療用マニピュレータシステム（不図示）の制御系に対する報知であり、この医療用マニピュレータシステムの制御系と連係動作することにより、使用を制限すべき対象となる内視鏡装置１が特定されてその使用が制限される。
（第５実施形態）
　本発明の第５実施形態について説明する。図２０は、本実施形態の内視鏡システムにおける較正治具を示す断面図である。
　本実施形態の内視鏡システムは、上記第１実施形態の較正治具４０とは構成が異なる較正治具４０Ｂを、第１実施形態に開示された較正治具４０に代えて備えている。
　本実施形態における較正治具４０Ｂは、内壁面４２の一部に、撮像部３２に対するホワイトバランスの調整に利用可能な白色の空白領域４６を有する。空白領域４６は、較正治具４０Ｂの本体部４１の内壁面４２のうち、マーカー４３が設けられていない部位に設定される。また、本実施形態では、入口部４４の基準軸線４５の延長線上にマーカー４３の中心部４３ａが位置するようにマーカー４３が本体部４１内に配されているので、空白領域４６は、入口部４４の基準軸線４５の延長線と本体部４１の内壁面４２との交点を除く領域の一部に配されることとなる。
　たとえば、空白領域４６は、入口部４４の基準軸線４５に対して内視鏡装置１の能動湾曲部３１を所定量だけ湾曲させることで撮像部３２の視野に入るような位置に設定されていてよい。
（変形例）
　上記実施形態の変形例について説明する。
　上記実施形態では、マーカー４３が本体部４１の内壁面４２に１つ設けられているが、複数のマーカー４３が本体部４１内に設けられていてもよい。この場合、複数のマーカー４３は互いに離間した位置に特徴点を有していれば、一部が繋がっていてもよい。複数のマーカー４３の隙間に上記実施形態の空白領域４６が設定されており、本変形例では複数のマーカー４３の隙間の領域を利用してホワイトバランスの調整をすることができる。
　なお、本変形例では、撮像部３２の視野内にマーカー４３がある場合に、マーカー４３の形状に基づいて制御がマーカー４３の存在を検知し、撮像部３２により撮像された画像のうちマーカー４３のある位置を除いた複数領域を空白領域４６として用いてホワイトバランスの調整を行うこともできる。
（第６実施形態）
　本発明の第６実施形態について説明する。図２１は、本実施形態の内視鏡システムにおける較正治具を示す部分断面図である。図２２は、図２１のＥ－Ｅ線における断面図である。
　本実施形態の内視鏡装置システムでは、上記第１実施形態の較正治具４０が、図２１及び図２２に示すように、内視鏡装置１の長尺部３０を較正治具４０の入口部４４に固定するための固定部４７をさらに備えている。
　固定部４７は、入口部４４の外壁の一部が切り取られた形状をなすスリット部４８と、スリット部４８に挿入されるようにスリット部４８に対して着脱されるストッパ部材４９とを有している。
　スリット部４８は、入口部４４の周方向における略半周分の外壁が切り取られたような形状を有している。
　ストッパ部材４９は、スリット部４８内に挿入できる略棒状の部材である。本実施形態ではストッパ部材４９は略角柱状であり、ストッパ部材４９がスリット部４８に取り付けられたときに入口部４４の基準軸線４５と平行な直線が交線となるように互いに交差する二平面からなる当接面４９ａを有している。
　当接面４９ａを構成する二平面は、それぞれ内視鏡装置１の長尺部３０の外面に当接することにより、長尺部３０の外面を押圧する。
　入口部４４の内部に内視鏡装置１の長尺部３０が配されているときにストッパ部材４９がスリット部４８に挿入されると、入口部４４の内面とストッパ部材４９の当接面４９ａとの間に長尺部３０が挟み込まれることとなり、入口部４４に対して長尺部３０が固定される。このとき、長尺部３０の中心線と入口部４４の基準軸線４５とが略一致することにより、長尺部３０の中心線の延長線上にマーカー４３の中心部４３ａが位置するように、入口部４４に対して長尺部３０が固定される。
　本実施形態では、較正治具４０Ｂを使用した較正の過程において入口部４４に対して長尺部３０を固定部４７により固定しておくことができる。したがって、入口部４４に対して長尺部３０が動かないように操作者が長尺部３０を保持しておく必要がなく、作業が簡便である。
　以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
　一例を挙げると、上記のステップＳ１０４において、能動湾曲部３１の移動は、たとえば、まず第一方向Ｄ１へ移動してその後第二方向Ｄ２へ移動するような動作であってもよい。
　すなわち、まず、パラメータ変更部３８は、画像上における第一方向Ｄ１及び第二方向Ｄ２のうち、まず第一方向Ｄ１に沿って、画像の中心を通り第二方向Ｄ２に延びる直線上にマーカー４３の中心部４３ａが重なるように、第一駆動部８ａを用いて能動湾曲部３１を動作させる。具体的には、パラメータ変更部３８は、画像上に検出されたマーカー４３の中心部４３ａと画像の中心部４３ａとの間の、第一方向Ｄ１に沿った距離を算出し、この距離に対応する分だけ能動湾曲部３１を第一方向Ｄ１へと移動させるための駆動信号を生成する。そして、パラメータ変更部３８は、第一方向Ｄ１に沿った上記の距離に対応して生成された駆動信号を第一駆動部８ａへと出力する。第一駆動部８ａは、この駆動信号に対応して能動湾曲部３１を第一方向Ｄ１に移動させる。第一駆動部８ａの動作が終了した後、パラメータ変更部３８は、撮像部３２が取得した画像を読み込み、画像の中心を通り第二方向Ｄ２に延びる直線上にマーカー４３の中心部４３ａが重なっているかを判定する。
　続いて、パラメータ変更部３８は、画像上における第二方向Ｄ２に沿って、画像の中心とマーカー４３の中心部４３ａとが重なるように、第二駆動部８ｂを用いて能動湾曲部３１を動作させる。パラメータ変更部３８は、画像上に検出されたマーカー４３の中心部４３ａと画像の中心部４３ａとの間の、第二方向Ｄ２に沿った距離を算出し、この距離に対応する分だけ能動湾曲部３１を第二方向Ｄ２へと移動させるための駆動信号を第二駆動部８ｂへと出力する。第二駆動部８ｂがこの駆動信号に対応した動作を終えた後、パラメータ変更部３８は、撮像部３２が取得した画像を読み込み、画像の中心にマーカー４３の中心部４３ａが重なっているかを判定する。
　また、上記のステップＳ１０４における移動は、画像の中心に対するマーカー４３の中心部４３ａの位置に基づいた駆動信号によらず、所定の微小な動作により能動湾曲部３１を移動させる移動であってもよい。この場合は、上記のステップＳ１０１からステップＳ１０４を複数回ループすることにより最終的に画像の中心にマーカー４３の中心部４３ａが位置すると判定されるような位置関係に収束する。
　また、較正治具４０のマーカー４３と内視鏡装置１との距離によらず正確にマーカー４３の移動量を計測するために３Ｄステレオ法による計測が可能な光学アダプタを内視鏡装置１に取り付けてもよい。
　また、較正治具４０のマーカー４３と内視鏡装置１との距離を規定の距離に容易に合わせるために、長尺部３０が較正治具４０に対する挿入量を目安となる目盛を有していたり、長尺部３０が所定の位置関係を有して入口部４４に位置決めされるようになっていたりしてもよい。
　また、上述の各実施形態において示した構成要素は適宜に組み合わせて構成することが可能である。
　本発明は、内視鏡装置を較正可能な内視鏡システムに利用できる。
　１　内視鏡装置
　２　操作部
　３　筐体
　４　湾曲操作入力部
　５　入力部材
　６　エンコーダ
　８　駆動部
　９ａ，９ｂ　出力軸
　１０　動力伝達機構
　１１　第一動力伝達部
　１２　第一歯車
　１３　第二歯車
　１４　第一雌ネジ筒
　１５　第一雄ネジ棒
　１６　第二雌ネジ筒
　１７　第二雄ネジ棒
　２０　第二動力伝達部
　２１　第三歯車
　２２　第四歯車
　２３　第三雌ネジ筒
　２４　第三雄ネジ棒
　２５　第四雌ネジ筒
　２６　第四雄ネジ棒
　３０　長尺部
　３１　能動湾曲部
　３２　撮像部
　３３　表示部
　３５　制御部
　３６　駆動量計算部
　３７　映像処理部
　３８　パラメータ変更部
　３９　マーカーサイズ検出部
　４０，４０Ａ，４０Ｂ　較正治具
　４１，４１Ａ　本体部
　４２，４２Ａ　内壁面
　４３，４３Ａ　マーカー
　４４　入口部
　４５　基準軸線
　４６　空白領域
　４７　固定部
　４８　スリット部
　４９　ストッパ部材
　１００　内視鏡システム

Claims (11)

  1. 　内視鏡装置と、
    　前記内視鏡装置を較正するために前記内視鏡装置と共に使用される較正治具と、
    　を備え、
    　前記内視鏡装置は、
    　　撮像部と、
    　　前記撮像部に接続されている能動湾曲部と、
    　　前記能動湾曲部に接続されている長尺部と、
    　　前記長尺部に接続され前記能動湾曲部を操作するための操作部と、
    　　前記能動湾曲部を動作させる駆動部と、
    　　前記駆動部が発する動力を前記能動湾曲部へ伝達する動力伝達機構と、
    　　前記操作部に対する操作に対応して前記駆動部を制御する制御部と、
    　　を備え、
    　前記較正治具は、
    　　前記撮像部及び前記能動湾曲部が内部に配される中空形状を有し前記撮像部によって撮像可能なマーカーが内壁面に配された本体部と、
    　　前記本体部の内部と連通し前記長尺部を挿入可能な筒状の入口部と、
    　　を備え、
    　前記制御部は、前記マーカーを含む前記内壁面の第一画像を取得し、前記第一画像の取得後に前記能動湾曲部を前記駆動部により所定の駆動信号に基づいて動作させ、前記所定の駆動信号により前記能動湾曲部が動作した後に前記マーカーを含む前記内壁面の第二画像を取得し、前記撮像部の位置を制御するための制御パラメータの算出を前記第一画像と前記第二画像とにおける前記マーカーの位置を用いて行い、前記第一画像の取得前の前記制御パラメータを前記算出後の制御パラメータに更新するパラメータ変更部を備える
    　ことを特徴とする内視鏡システム。
  2. 　前記制御パラメータは、前記能動湾曲部が前記長尺部の中心線方向に直線状に延びているときの駆動部の状態を規定する初期位置の情報を含む請求項１に記載の内視鏡システム。
  3. 　前記駆動部は、
    　　前記能動湾曲部の中心線に対して直交する第一方向へ向かって前記能動湾曲部を移動させるための第一駆動部と、
    　　前記能動湾曲部の中心線に対して直交し且つ前記第一方向に対して直交する第二方向へ向かって前記能動湾曲部を移動させるための第二駆動部と、
    　　を有し、
    　前記制御パラメータは、前記第一駆動部が前記第一方向へ前記能動湾曲部を移動させるための駆動信号に基づいて動作したときに前記能動湾曲部が前記第二駆動部によらず前記第二方向へ移動する量を相殺し、前記第二駆動部が前記第二方向へ前記能動湾曲部を移動させるための駆動信号に基づいて動作したときに前記能動湾曲部が前記第一駆動部によらず前記第一方向へ移動する量を相殺するための干渉補正量の情報を含む
    　請求項１に記載の内視鏡システム。
  4. 　前記制御パラメータは、前記駆動部から前記能動湾曲部に至るまでの前記動力伝達機構による動力の伝達ロスを補償するための伝達ロス補正量の情報を含む
    　請求項１に記載の内視鏡システム。
  5. 　前記較正治具は、前記入口部に前記長尺部を固定する固定部をさらに有する
    　請求項１に記載の内視鏡システム。
  6. 　前記マーカーは前記内壁面に複数設けられている
    　請求項１に記載の内視鏡システム。
  7. 　前記内壁面は曲面からなる
    　請求項１に記載の内視鏡システム。
  8. 　前記内壁面は球面の一部からなる
    　請求項７に記載の内視鏡システム。
  9. 　前記制御部は、前記算出後の前記制御パラメータが所定範囲外の値であったときに所定の警告を報知する
    　請求項１に記載の内視鏡システム。
  10. 　前記本体部は、前記マーカーが前記撮像部の視野の外部に位置する所定の空白領域を前記内壁面に有し、前記空白領域は前記撮像部に対するホワイトバランスの補正に使用可能な白色である
    　請求項１に記載の内視鏡システム。
  11. 　所定の特徴点を有する画像を能動湾曲部を有する内視鏡を用いて取得する第一画像取得工程と、
    　前記第一画像取得工程の後に前記能動湾曲部を動作させる湾曲動作工程と、
    　前記湾曲動作工程の後に前記画像を取得する第二画像取得工程と、
    　前記第二画像取得工程の後に、前記第一画像取得工程により取得された画像と前記第二画像取得工程により取得された画像とに基づいて、前記能動湾曲部を動作させるために使用されるパラメータの少なくとも一部を算出し、前記第一画像取得工程以前に使用されていたパラメータから置き換えるパラメータ更新工程と、
    　を備えた内視鏡較正方法。
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