WO2019123715A1 - 内視鏡システム、制御装置、制御方法およびプログラム - Google Patents

内視鏡システム、制御装置、制御方法およびプログラム Download PDF

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哲平 柳澤
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Definitions

  • the present invention relates to an endoscope system which is inserted into a subject to generate image data of the subject, a control device, a control method, and a program.
  • Patent No. 5873218 gazette
  • Patent Document 1 when the cable length of the cable supplying power to the actuator changes due to the repair of the endoscope, the resistance value of the cable changes, or the temperature changes in the transmission path transmitting the actuator drive voltage. As a result, the actuator can not be supplied with the optimum power and the actuator can not be driven reliably.
  • the present invention is made in view of the above, and an object of the present invention is to provide an endoscope system, a control device, a control method, and a program that can drive an actuator with high accuracy.
  • an endoscope system includes an optical system for forming an image of an object, and at least a part of optical elements of the optical system along an optical axis direction.
  • An actuator to be moved a drive signal generation unit that generates and supplies a drive signal for driving the actuator, a transmission that electrically connects the actuator and the drive signal generation unit, and transmits the drive signal A cable, a detection unit for detecting the magnitude of the drive signal flowing through the transmission cable, a power control unit for supplying the drive signal to the actuator at an initial drive voltage value for a predetermined time, and at least the detection unit
  • a resistance calculation unit configured to calculate a combined resistance including the resistance of the transmission cable and the resistance of the actuator based on the magnitude of the drive signal;
  • a drive voltage calculation unit that calculates a drive voltage of the actuator based on the combined resistance value calculated by the resistance value calculation unit and a preset rated current value of the actuator; and the drive calculated by the drive voltage calculation unit
  • the power control unit may send the drive signal to the actuator in order to adjust the position of the optical system on the optical axis by the drive signal generation unit.
  • the drive signal generation unit supplies the drive signal to the actuator at the initial drive voltage value when the supply time per unit time is the first supply time, the supply time is shorter than the first supply time.
  • the drive signal is supplied for a second energization time.
  • the power control unit causes the drive signal to be supplied to the actuator every predetermined time while raising the voltage value in a step from the initial drive voltage value.
  • the resistance value calculation unit further includes a determination unit that determines whether a difference between a magnitude of the drive signal detected by the detection unit and a rated current value of the actuator set in advance is equal to or less than a predetermined value. The combined resistance value is calculated based on at least a latest magnitude of the drive signal detected by the detection unit when the determination unit determines that the value is equal to or less than the predetermined value.
  • an optical system for forming an object image, an actuator for moving at least a part of optical elements of the optical system along an optical axis direction, and the actuator are driven.
  • a drive signal generating unit for generating and supplying the drive signal, a transmission cable electrically connecting the actuator and the drive signal generation unit, and transmitting the drive signal; and the drive signal flowing through the transmission cable
  • a detection unit for detecting the magnitude, a power control unit for supplying the drive signal to the actuator every predetermined time while raising the voltage value stepwise from the initial drive voltage value, and the drive signal detected by the detection unit
  • a determination unit that determines whether a difference between a size and a preset rated current value of the actuator is equal to or less than a predetermined value; and the determination unit is equal to or less than the predetermined value
  • the power control unit may send the drive signal to the actuator in order to adjust the position of the optical system on the optical axis by the drive signal generation unit. Assuming that the total amount of energy per unit time at the time of supply is the first amount of energy, the total amount of energy when the drive signal generation unit supplies the drive signal to the actuator each time the voltage value is changed is When the second energy amount is used, the drive signal is supplied with the second energy amount so as to be smaller than the first energy amount.
  • the power control unit supplies the initial drive voltage value to the actuator when the endoscope system is activated.
  • the control device can be connected to an endoscope including an optical system for forming an image of an object, and an actuator for moving at least a part of optical elements of the optical system along the optical axis direction.
  • Control device which electrically connects a drive signal generation unit for generating and supplying a drive signal for driving the actuator, the actuator and the drive signal generation unit, and transmits the drive signal.
  • a transmission cable a detection unit for detecting the magnitude of the drive signal flowing through the transmission cable, a power control unit for supplying the drive signal to the actuator at an initial drive voltage value for a predetermined time, and at least the detection unit
  • a resistance value calculation unit that calculates a combined resistance value including the resistance value of the transmission cable and the resistance value of the actuator based on the magnitude of the drive signal
  • a drive voltage calculation unit that calculates a drive voltage of the actuator based on the combined resistance value calculated by the resistance value calculation unit and a preset rated current value of the actuator; and the drive calculated by the drive voltage calculation unit
  • a recording control unit for recording a voltage in a recording unit.
  • a control device is connected to an endoscope including an optical system for forming an image of an object and an actuator for moving at least a part of optical elements of the optical system along the optical axis direction.
  • a control signal generating unit for generating and supplying a drive signal for driving the actuator, electrically connecting the actuator and the drive signal generation unit, and transmitting the drive signal.
  • a transmission cable a detection unit for detecting the magnitude of the drive signal flowing through the transmission cable, and power control for supplying the drive signal to the actuator every predetermined time while gradually increasing the voltage value from the initial drive voltage value Determining whether or not a difference between the unit and the magnitude of the drive signal detected by the detection unit and the rated current value of the actuator set in advance is equal to or less than a predetermined value.
  • a recording control unit that causes the recording unit to record the drive voltage of the latest drive signal supplied by the drive signal generation unit when the determination unit determines that the value is equal to or less than the predetermined value. I assume.
  • an optical system for forming an object image, an actuator for moving at least a part of optical elements of the optical system along an optical axis direction, and a drive for driving the actuator A control method executed by an endoscope system including a drive signal generation unit generating and supplying a signal, and a transmission cable electrically connecting the actuator and the drive signal generation unit and transmitting the drive signal.
  • an optical system for forming an object image an actuator for moving at least a part of optical elements of the optical system along an optical axis direction, and a drive for driving the actuator
  • a control method executed by an endoscope system including a drive signal generation unit generating and supplying a signal, and a transmission cable electrically connecting the actuator and the drive signal generation unit and transmitting the drive signal.
  • the difference between the step, the magnitude of the drive signal detected in the detection step, and the rated current value of the actuator set in advance is equal to or less than a predetermined value
  • Recording control for causing a recording unit to record the drive voltage of the latest drive signal supplied by the drive signal generation unit when it is determined in the determination step whether or not there is a predetermined value or less in the determination step And including steps.
  • a program according to the present invention comprises an optical system for forming an object image, an actuator for moving at least a part of optical elements of the optical system along an optical axis direction, and a drive signal for driving the actuator.
  • An endoscope system comprising: a drive signal generation unit for generating and supplying the drive signal; and a transmission cable for electrically connecting the actuator and the drive signal generation unit and transmitting the drive signal; A detection step of detecting the magnitude of the drive signal flowing, a power control step of supplying the drive signal to the actuator at an initial drive voltage value for a predetermined time, and at least a magnitude of the drive signal detected by the detection step. Calculating a combined resistance including the resistance of the transmission cable and the resistance of the actuator.
  • a program according to the present invention comprises an optical system for forming an object image, an actuator for moving at least a part of optical elements of the optical system along an optical axis direction, and a drive signal for driving the actuator.
  • An endoscope system comprising: a drive signal generation unit for generating and supplying the drive signal; and a transmission cable for electrically connecting the actuator and the drive signal generation unit and transmitting the drive signal; A detection step of detecting the magnitude of the drive signal flowing, a power control step of supplying the drive signal to the actuator every predetermined time while raising a voltage value stepwise from an initial drive voltage value, detection in the detection step It is determined whether or not the difference between the magnitude of the drive signal and the rated current value of the actuator set in advance is equal to or less than a predetermined value.
  • FIG. 1 is a schematic view schematically showing an entire configuration of an endoscope system according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a functional configuration of a main part of the endoscope system according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a flowchart showing an outline of processing performed by the endoscope system according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a flowchart showing an outline of the calibration process of FIG.
  • FIG. 5 is a time chart schematically explaining a situation where the power control unit according to the first embodiment of the present invention causes the driver to supply the drive voltage in the calibration process.
  • FIG. 6 is a flowchart showing an outline of the normal operation process of FIG. FIG.
  • FIG. 7 is a block diagram showing a functional configuration of main parts of an endoscope system according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a flowchart showing an outline of the calibration process performed by the endoscope system according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a time chart schematically illustrating a situation where the power control unit according to the second embodiment of the present invention causes the driver to supply the drive voltage in the calibration process.
  • FIG. 10 is a block diagram showing a functional configuration of main parts of an endoscope system according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a flowchart showing an outline of the calibration process performed by the endoscope system according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a time chart schematically illustrating a situation where the power control unit according to the third embodiment of the present invention causes the driver to supply the drive voltage in the calibration process.
  • FIG. 1 is a schematic view schematically showing an entire configuration of an endoscope system according to a first embodiment of the present invention.
  • An endoscope system 1 illustrated in FIG. 1 includes an endoscope 2, a control device 6 (processor), a display device 7, and a light source device 8.
  • the endoscope 2 includes a transmission cable 3, an operation unit 4, and a connector unit 5.
  • the endoscope 2 images the inside of the subject by inserting the insertion portion 100 which is a part of the transmission cable 3 into the body cavity of the subject, generates an imaging signal, and generates the imaging signal of the transmission cable 3. It outputs to the control apparatus 6 via the universal code 101 which is a part.
  • the endoscope 2 is an end of the transmission cable 3 and images the body cavity of the subject on the tip end 20 side of the insertion unit 100 inserted into the body cavity of the subject to generate an imaging signal.
  • An imaging unit 21 is provided, and an operation unit 4 that receives various operations on the endoscope 2 is connected to the proximal end 102 side of the insertion unit 100.
  • the imaging signal generated by the imaging unit 21 is output to the connector unit 5 via the universal cord 101 which is a part of the transmission cable 3 having a length of at least 10 cm or more.
  • the connector unit 5 is detachably connected to the control device 6 and the light source device 8, performs predetermined signal processing on an imaging signal output from the imaging unit 21, and outputs the imaging signal to the control device 6.
  • the control device 6 performs predetermined image processing on the image pickup signal input from the connector unit 5 and outputs the image pickup signal to the display device 7, and controls the entire endoscope system 1 in an integrated manner.
  • the display device 7 displays an image corresponding to the imaging signal input from the control device 6 under the control of the control device 6.
  • the display device 7 is configured using an organic EL (Electro Luminescence), a liquid crystal, or the like.
  • the light source device 8 is configured using, for example, a halogen lamp, a white LED (Light Emitting Diode), etc., and the subject is viewed from the distal end 20 side of the insertion portion 100 of the endoscope 2 via the connector 5 and the transmission cable 3. The illumination light is emitted toward the
  • FIG. 2 is a block diagram showing the functional configuration of the main part of the endoscope system 1.
  • the distal end portion 20 and the operation unit 4 in the above-described endoscope 2 will be described.
  • the distal end portion 20 includes an imaging unit 21 and an actuator 22.
  • the imaging unit 21 includes an optical system 211 and an imaging element 212.
  • the optical system 211 forms an image of an object and is disposed so as to be movable along the optical axis L1 direction, and changes the focal length by moving along the optical axis L1 direction by an actuator 22 described later.
  • the optical system 211 can form an object image at two different focal lengths (tele side and wide side) by moving along the direction of the optical axis L1.
  • the optical system 211 is configured using one or more lenses and a holding frame that holds these lenses.
  • the target driven by the actuator may be not only the optical system 211 itself but also a part of optical elements constituting the optical system 211. This optical element may not only have the function of changing the focal length of the optical system 211, but may have the function of changing the focal position (the position at which the optical system 211 is in focus) of the optical system 211.
  • the image sensor 212 receives light of an object image formed by the optical system 211 and performs photoelectric conversion to generate image data, and outputs the image data to the operation unit 4 described later.
  • the image sensor 212 is configured using, for example, an image sensor such as a charge coupled device (CCD) or a complementary metal oxide semiconductor (CMOS), an A / D conversion circuit, a P / S conversion circuit, an output amplifier, and the like.
  • CCD charge coupled device
  • CMOS complementary metal oxide semiconductor
  • a / D conversion circuit a P / S conversion circuit
  • an output amplifier and the like.
  • the actuator 22 moves the optical system 211 to a predetermined position by moving the optical system 211 along the direction of the optical axis L1.
  • the actuator 22 generates a magnetic field based on the power supplied from the control device 6 to move the optical system 211 to a predetermined position along the direction of the optical axis L1. For example, when power is supplied from the control device 6, the actuator 22 generates a magnetic field to move the optical system 211 from the wide side to the tele side.
  • the actuator 22 is configured using a voice coil motor or a stepping motor.
  • the actuator 22 may be configured by an ultrasonic motor.
  • the operation unit 4 includes an operation switch unit 41, a scope recording unit 42, and a scope control unit 43.
  • the operation switch unit 41 receives an input of an instruction signal of various operations related to the endoscope 2.
  • the operation switch unit 41 is configured using, for example, a button, a switch, a toggle switch, a jog dial, and the like.
  • the operation switch unit 41 may be configured by a touch panel, a pressure sensor, or the like.
  • the scope recording unit 42 records various information and parameters related to the endoscope 2. Specifically, the scope recording unit 42 sets an initial drive voltage for driving the actuator 22, an energization available time according to an actuator drive requirement specification, a rated current value of the actuator 22, identification information for identifying the endoscope 2 (scope ID , The drive voltage of the image sensor 212, the drive voltage requirement specification, etc., and various programs executed by the endoscope 2 are recorded.
  • the scope recording unit 42 is configured using a non-volatile memory such as an EEPROM or a flash memory.
  • the scope control unit 43 controls various operations related to the endoscope 2 under the control of the control device 6 and performs predetermined signal processing on the image data input from the imaging device 212 to the control device 6. Output.
  • the scope control unit 43 is configured using a field programmable gate array (FPGA), an application specific integrated circuit (ASIC), a microprocessor, and the like.
  • the transmission cable 3 includes a first signal line 31 transmitting at least image data and control parameters for controlling the scope control unit 43, and a second signal line for acquiring or inputting various information recorded by the scope recording unit 42. 32 and third and fourth signal lines 33 and 34 for supplying power to the actuator 22.
  • the control device 6 includes a LAN controller 61, an operation unit 62, a display unit 63, a recording unit 64, an AC / DC conversion unit 65, a drive unit 66, and a processor control unit 67.
  • the LAN controller 61 transmits or receives predetermined information by bi-directionally communicating with the external database 9 via the network under the control of the processor control unit 67.
  • the LAN controller 61 is configured using a communication module.
  • the operation unit 62 receives input of instruction signals of various operations related to the endoscope system 1.
  • the operation unit 62 is configured using, for example, a mouse, a keyboard, a button, a switch, a toggle switch, a jog dial, a touch panel, and the like.
  • the display unit 63 displays various information related to the endoscope system 1 under the control of the processor control unit 67.
  • the display unit 63 is configured using a display panel such as liquid crystal or organic EL.
  • the recording unit 64 records various information related to the control device 6, various programs executed by the control device 6, and image data.
  • the recording unit 64 is configured using a volatile memory, a non-volatile memory, a solid state drive (SSD), a hard disk drive (HDD), a memory card, or the like.
  • the AC / DC conversion unit 65 converts an AC power supplied from the outside of the control device 6 into a DC power and outputs the DC power to the drive unit 66.
  • the AC / DC conversion unit 65 is configured using a transformer, a rectifier, a capacitor, and the like.
  • the drive unit 66 drives the actuator 22 by supplying power to the actuator 22 provided at the distal end portion 20 of the endoscope 2 under the control of the processor control unit 67.
  • the drive unit 66 includes a voltage setting unit 661, a drive signal generation unit 662, a detection unit 663, and a driver 664.
  • the voltage setting unit 661 sets the drive voltage output by the drive signal generation unit 662 under the control of the processor control unit 67.
  • the voltage setting unit 661 is configured using a D / A conversion circuit, a comparator circuit, and the like.
  • the drive signal generation unit 662 outputs, to the driver 664, a drive signal obtained by adjusting the voltage of the DC power supply input from the AC / DC conversion unit 65 to the drive voltage set by the voltage setting unit 661.
  • the drive signal generation unit 662 is configured using a regulator or the like.
  • the detection unit 663 is provided between the driver 664 and the drive signal generation unit 662, detects the magnitude of the drive signal supplied by the drive signal generation unit 662, and outputs the detection result to the processor control unit 67.
  • the detection unit 663 is configured using an ammeter, a power meter, an A / D conversion circuit, and the like. Specifically, the detection unit 663 is provided between the driver 664 and the drive signal generation unit 662, and measures the electrical output characteristics of the drive signal generation unit 662.
  • the measured value from the IC may be output as an analog signal or may be output as a digital signal.
  • a digital value can be acquired by incorporating an AD conversion circuit.
  • an IC that outputs only power and current requires measurement of voltage, it can be obtained by dividing the value of power from the IC by the value of current.
  • the driver 664 supplies power to the actuator 22 by outputting the drive voltage input from the drive signal generation unit 662 to the third signal line 33 and the fourth signal line 34 under the control of the processor control unit 67. Do.
  • the driver 664 is configured using an H bridge circuit or the like. Based on the control signal of the processor control unit 67, the driver 664 can set a state of transmitting the drive signal output by the drive signal generation unit 662 to the transmission cable 3 and a state of prohibiting transmission. The direction of application of the voltage can also be set.
  • the processor control unit 67 centrally controls the units that configure the endoscope system 1.
  • the processor control unit 67 is configured using a central processing unit (CPU), an ASIC, an FPGA, and the like.
  • the processor control unit 67 includes a power control unit 671, a resistance value calculation unit 672, a drive voltage calculation unit 673, and a recording control unit 674.
  • the power control unit 671 causes the drive signal generation unit 662 to supply the actuator 22 with an initial drive voltage value set in advance for a predetermined time.
  • the resistance value calculation unit 672 calculates a combined resistance value including the resistance value of the transmission cable 3 and the resistance value of the actuator 22 based on at least the magnitude of the drive signal detected by the detection unit 663. For example, the resistance value calculation unit 672 calculates a combined resistance value including the resistance value of the transmission cable 3 and the resistance value of the actuator 22 based on the initial drive voltage value and the current value detected by the detection unit 663.
  • the initial drive voltage value data set in the drive voltage generation unit 661 can be used (the digital data set in the DA converter is shown, which is a voltage parameter corresponding to the drive voltage).
  • the drive voltage of the drive signal output from the drive signal generation unit 662 as a result of setting the initial data to the voltage setting unit 661 can be used.
  • the drive signal of the drive voltage generated by the drive signal generation unit 662 based on the voltage parameter is affected by the error of the characteristic of the circuit that constitutes the drive signal generation unit 662. Due to this influence, the drive voltage also causes an error. Therefore, it is desirable to directly measure the output (drive voltage) of the drive signal generator 662 if the initial drive voltage value is accurately determined. This voltage can be measured using the detection unit 663 as described above.
  • resistance value calculation unit 672 calculates a combined resistance value including the resistance value of transmission cable 3 and the resistance value of actuator 22 using any of the current value, voltage value and power value of the drive signal. . Specifically, the resistance value calculation unit 672 calculates the combined resistance value according to the following pattern.
  • resistance value calculation unit 672 calculates a combined resistance value including the resistance value of transmission cable 3 and the resistance value of actuator 22 using the magnitudes of the drive signals of the patterns (3) to (5). .
  • the drive voltage calculation unit 673 calculates the drive voltage of the actuator 22 based on the combined resistance value calculated by the resistance value calculation unit 672 and the rated current value of the actuator 22 set in advance.
  • the recording control unit 674 causes the scope recording unit 42 to record the drive voltage calculated by the drive voltage calculation unit 673.
  • FIG. 3 is a flowchart showing an outline of the process performed by the endoscope system 1.
  • the endoscope system 1 executes a calibration process of adjusting the drive voltage of the actuator 22 when it is activated (step S101). The details of the calibration process will be described later.
  • the endoscope system 1 executes a normal operation process of driving the actuator 22 in accordance with the operation of the operation switch unit 41 with the drive voltage adjusted in the calibration process described above (step S102). The details of the normal operation processing will be described later.
  • step S103: Yes when an instruction signal for ending the examination is input according to the operation of the operation switch unit 41 or the operation unit 62 (step S103: Yes), the endoscope system 1 ends the present process. On the other hand, when the instruction signal for ending the examination is not input according to the operation of the operation switch unit 41 or the operation unit 62 (step S103: No), the endoscope system 1 proceeds to the above-described step S102. Return.
  • FIG. 4 is a flowchart showing an outline of the calibration process.
  • the power control unit 671 acquires an initial driving voltage value recorded in the scope recording unit 42 of the endoscope 2 connected to the control device 6 (step S201), and the voltage setting unit The drive voltage supplied by the drive signal generation unit 662 is set to the initial drive voltage value at 661 (step S202).
  • the power control unit 671 causes the driver 664 to supply drive power to the actuator 22 to drive the actuator 22 (step S203).
  • the driver 664 energizes the initial drive voltage to the actuator 22 when the first electrification time Tdrv is set, electric power is supplied for a second electrification time Tclb shorter than the first electrification time Tdrv.
  • the detection unit 663 detects the magnitude of the drive signal (step S204). In this case, the detection unit 663 outputs the detection result to the processor control unit 67.
  • the resistance value calculation unit 672 calculates a combined resistance value obtained by combining the resistance value of the actuator 22 and the resistance value of the transmission cable 3 based on at least the magnitude of the drive signal detected by the detection unit 663 (step S205).
  • the resistance value calculation unit 672 can use the data set in the drive voltage generation unit 661 or the measurement value of the output from the drive signal generation unit 662 as the initial drive voltage value. More specifically, the resistance value calculator 672 calculates the combined resistance value using the patterns (3) to (5) described above.
  • the drive voltage calculation unit 673 calculates a drive voltage value based on the combined resistance value calculated by the resistance value calculation unit 672 and the rated current value of the actuator 22 (step S206).
  • the recording control unit 674 records the drive voltage value calculated by the drive voltage calculation unit 673 in the scope recording unit 42 of the endoscope 2 connected to the control device 6 (step S207). After step S207, the endoscope system 1 returns to the main routine of FIG.
  • FIG. 6 is a flowchart showing an outline of the normal operation processing.
  • the power control unit 671 acquires the drive voltage value recorded in the scope recording unit 42 of the endoscope 2 connected to the control device 6 (step S301). Specifically, the power control unit 671 obtains the drive voltage value recorded in the scope recording unit 42 of the endoscope 2 connected to the control device 6, and sets the drive voltage value in the voltage setting unit 661. .
  • the drive voltage value is a voltage parameter set to the voltage setting unit 661, and an analog signal generated based on this parameter is input to the drive signal generation unit 662.
  • the drive signal generation unit 662 generates a drive signal with a drive voltage for driving the actuator based on the analog signal. By this operation, the actuator can be driven by the drive signal of the drive voltage determined in the calibration process.
  • step S302 when an instruction signal for moving the optical system 211 along the direction of the optical axis L1 is input according to the operation of the operation switch unit 41 (step S302: Yes), the power control unit 671 selects the operation switch unit 41. In response to the operation, the driver 664 drives the actuator 22 by supplying power to the actuator 22 (step S303). After step S303, the endoscope system 1 returns to the main routine of FIG. On the other hand, when an instruction signal for moving the optical system 211 along the direction of the optical axis L1 is not input according to the operation of the operation switch unit 41 (Step S302: No), the endoscope system 1 It returns to the main routine of FIG.
  • the drive voltage calculation unit 673 controls the actuator 22 based on the combined resistance value calculated by the resistance value calculation unit 672 and the rated current value of the actuator 22 set in advance. Since the drive voltage is calculated and the recording control unit 674 records the drive voltage calculated by the drive voltage calculation unit 673 in the scope recording unit 42, the actuator 22 can be reliably driven.
  • the energization time per unit time T1 when the driver 664 energizes the actuator 22 to adjust the position of the optical system 211 on the optical axis L1 is the first
  • the power control unit 671 supplies power in the second energizing time Tclb which is shorter than the first energizing time Tdrv. Even if the actuator 22 can not be used, calibration processing can be performed reliably.
  • the drive voltage calculation unit 673 drives the actuator 22 based on the combined resistance value calculated by the resistance value calculation unit 672 and the preset rated current value of the actuator 22. Since the voltage is calculated, even if the cable length of the transmission cable 3 is changed due to repair or the like, the combined resistance value can be accurately calculated by a simple process.
  • the drive voltage calculation unit 673 drives the actuator 22 based on the combined resistance value calculated by the resistance value calculation unit 672 and the preset rated current value of the actuator 22. Since the voltage is calculated, even if the resistance value of the actuator 22 or the resistance value of the transmission cable 3 changes due to aging, the combined resistance value can be accurately calculated. Can be calculated.
  • calibration processing is performed at startup, so that inspection of the subject can be started promptly.
  • the recording control unit 674 records the drive voltage calculated by the drive voltage calculation unit 673 in the scope recording unit 42, but the present invention is not limited to this. 6 may be recorded in the recording unit 64, or may be recorded in the database 9 via the LAN controller 61. In this case, the scope ID of the endoscope 2 connected to the control device 6, the rated current of the actuator 22 and the drive voltage may be correlated and recorded in the database 9 or the recording unit 64.
  • the endoscope system according to the second embodiment differs from the endoscope system 1 according to the first embodiment described above in the configuration and in the calibration process. Specifically, in the first embodiment described above, the drive voltage of the actuator 22 in the normal operation is calculated by calculating the combined resistance value once, but in the second embodiment, the drive voltage is stepwise The drive voltage of the actuator in the normal operation is calculated while raising
  • the calibration process performed by the endoscope system according to the second embodiment will be described.
  • symbol is attached
  • FIG. 7 is a block diagram showing the functional configuration of the main part of the endoscope system according to the second embodiment.
  • An endoscope system 1a shown in FIG. 7 includes a control device 6a in place of the control device 6 of the endoscope system 1 according to the first embodiment described above.
  • the control device 6a illustrated in FIG. 7 includes a processor control unit 67a in place of the processor control unit 67 according to the first embodiment described above.
  • the processor control unit 67a further includes a determination unit 675 in addition to the configuration of the processor control unit 67 according to the first embodiment described above.
  • the determination unit 675 determines whether or not the difference between the current value detected by the detection unit 663 and the rated current value of the actuator 22 set in advance is equal to or less than a predetermined value.
  • FIG. 8 is a flowchart showing an outline of the calibration process performed by the endoscope system 1a according to the second embodiment.
  • steps S401 to S404 correspond to steps S201 to S204 in FIG. 4 described above.
  • step S ⁇ b> 405 the power control unit 671 stops the actuator 22 by interrupting the driving power supplied to the actuator 22 by the driver 664.
  • the determining unit 675 determines whether the difference between the magnitude of the drive signal detected by the detecting unit 663 and the rated current value of the actuator 22 is equal to or less than a predetermined value (step S406).
  • the endoscope The system 1a proceeds to step S408 described later.
  • step S406 determines that the difference between the magnitude (current value) of the drive signal detected by the detection unit 663 and the rated current value of the actuator 22 is not less than or equal to the predetermined value (step S406: No)
  • step S407 described later.
  • step S ⁇ b> 407 the power control unit 671 sets the drive voltage value set in the drive signal generation unit 662 by the voltage setting unit 661 higher than the current value. Specifically, in the power control unit 671, the voltage setting unit 661 sets the drive signal generation unit 662 so that the current value of the drive signal detected by the detection unit 663 gradually approaches the rated current value TL of the actuator 22. The drive voltage value is set so as to increase the drive voltage value stepwise. In this case, as shown in FIG. 9, the power control unit 671 supplies the power to the actuator 22 when the driver 664 applies power for adjusting the position of the optical system 211 on the optical axis L1, the drive signal generation unit 662 supplies the power.
  • the endoscope system 1a returns to step S403.
  • step S408 the resistance value calculation unit 672 determines the resistance value of the actuator 22 and the transmission cable 3 based on the current drive voltage value supplied by the drive signal generation unit 662 and the magnitude of the drive signal detected by the detection unit 663. A combined resistance value obtained by combining the resistance value is calculated. More specifically, the resistance value calculator 672 calculates the combined resistance value using the patterns (3) to (5) described above.
  • the drive voltage calculation unit 673 calculates the drive voltage value of the actuator 22 in the normal operation based on the combined resistance value calculated by the resistance value calculation unit 672 and the magnitude of the drive signal detected by the detection unit 663 (Ste S409). Specifically, based on the combined resistance value calculated by the resistance value calculation unit 672 and the current value of the drive signal detected by the detection unit 663, the drive voltage calculation unit 673 calculates the drive voltage value of the actuator 22 in the normal operation. calculate.
  • the recording control unit 674 records the drive voltage value calculated by the drive voltage calculation unit 673 in the scope recording unit 42 of the endoscope 2 connected to the control device 6 (step S410). After step S410, the endoscope system 1a returns to the main routine of FIG.
  • the voltage setting unit 661 generates the drive signal so that the current value detected by the detection unit 663 by the power control unit 671 gradually approaches the rated current value TL of the actuator 22.
  • the drive voltage value is set so that the drive voltage value set in the portion 662 is increased stepwise, so that the actuator 22 can be reliably driven even with the actuator 22 whose energizing time is short.
  • the voltage setting unit 661 sends the drive signal generation unit 662 so that the current value detected by the detection unit 663 by the power control unit 671 gradually approaches the rated current value TL of the actuator 22.
  • the drive voltage value is set so as to increase the drive voltage value to be set stepwise, without being limited thereto, the drive voltage value may be linearly increased so as to approach the rated current value TL.
  • the drive voltage value may be set to be a value obtained by multiplying a half of the difference between the magnitude (current value) of the drive signal detected by the detection unit 663 and the rated current value of the actuator 22 by a fixed value. May be set high, or may be set to be exponentially high.
  • the endoscope system according to the third embodiment is different from the configuration of the endoscope system 1 according to the first embodiment described above, and is different in calibration processing.
  • the drive voltage is normally operated when the difference between the magnitude (current value) of the drive signal detected by the detection unit and the rated current value of the actuator falls within a predetermined range. Set as the drive voltage value of the actuator at the time.
  • the calibration process performed by the endoscope system according to the third embodiment will be described after describing the configuration of the endoscope system according to the third embodiment.
  • symbol is attached
  • FIG. 10 is a block diagram showing the functional configuration of the main part of the endoscope system according to the third embodiment.
  • An endoscope system 1b shown in FIG. 10 includes a control device 6b in place of the control device 6 of the endoscope system 1 according to the first embodiment described above.
  • the control device 6b illustrated in FIG. 10 includes a processor control unit 67b in place of the processor control unit 67 according to the first embodiment described above.
  • the processor control unit 67 b further includes a determination unit 675 b in addition to the power control unit 671 according to the first embodiment described above and the recording control unit 674.
  • the determination unit 675b determines whether or not the difference between the magnitude of the drive signal detected by the detection unit 663 and the rated current value of the actuator 22 set in advance is equal to or less than a predetermined value. Specifically, the determination unit 675b determines whether or not the difference between the current value of the drive signal detected by the detection unit 663 and the rated current value of the actuator 22 set in advance is equal to or less than a predetermined value.
  • FIG. 11 is a flowchart showing an outline of the calibration process performed by the endoscope system 1b.
  • steps S501 and S502 correspond to steps S201 and S202 in FIG. 4 described above.
  • Step S503 when the actuator 22 is normal (Step S503: Yes), the endoscope system 1b proceeds to Step S504 described later. On the other hand, when the actuator 22 is not normal (Step S503: No), the endoscope system 1b proceeds to Step S510 described later.
  • Steps S504 and S505 correspond to steps S203 and S204 in FIG. 3 described above. After step S505, the endoscope system 1b proceeds to step S506.
  • the power control unit 671 stops the actuator 22 by stopping the driving power supplied to the actuator 22 by the driver 664 (step S506).
  • the determination unit 675 b determines whether the difference between the magnitude (current value) of the drive signal detected by the detection unit 663 and the rated current value of the actuator 22 is equal to or less than a predetermined value (step S 507).
  • the endoscope The system 1b proceeds to step S509 described later.
  • step S507 when it is determined that the difference between the magnitude (current value) of the drive signal detected by the detection unit 663 and the rated current value of the actuator 22 is not smaller than the predetermined value by the determination unit 675b (step S507: No)
  • step S508 the endoscope system 1b proceeds to step S508 described later.
  • step S508 the power control unit 671 sets the drive voltage value set in the drive signal generation unit 662 by the voltage setting unit 661 higher than the current value according to a predetermined condition. Specifically, as shown in FIG. 12, in the power control unit 671, the voltage setting unit 661 controls the drive signal generation unit so that the current value detected by the detection unit 663 gradually approaches the rated current value TL1 of the actuator 22.
  • the drive voltage value set to 662 is set to increase stepwise.
  • the power control unit 671 performs the first sum of energy per unit time T1 when the driver 664 applies power to the actuator 22 to adjust the position of the optical system 211 on the optical axis L1.
  • step S509 the recording control unit 674 records the drive voltage value set in the drive signal generation unit 662 by the voltage setting unit 661 in the scope recording unit 42 of the endoscope 2 connected to the control device 6.
  • step S509 the endoscope system 1b returns to the main routine of FIG.
  • step S510 the processor control unit 67b causes the display unit 63 or the display device 7 to display a warning indicating that the actuator 22 is abnormal.
  • step S510 the endoscope system 1b returns to the main routine of FIG.
  • the total amount of energy per unit time T1 when the driver 664 supplies power to the actuator 22 to adjust the position of the optical system 211 on the optical axis L1 is
  • the first energy amount Tdrv2 the sum of the energy when the drive voltage is supplied to the actuator 22 every time the power control unit 671 changes the voltage value by the drive signal generation unit 662 (Tclb11 + Tclb12 + Tclb13 + Tclb14 + ... + Tclb1N (N Since (5 or more) is set to be smaller than the first energy amount Tdrv, the actuator 22 can be reliably driven.
  • control device and the light source device are separate bodies, but may be integrally formed.
  • processor control unit and the drive unit 66 are provided in the control device, but the present invention is not limited thereto.
  • processor control is performed on the connector unit and operation unit of the endoscope A part and a drive part may be provided.
  • the processor control unit and the drive unit are provided in the control device, but the present invention is not limited to this, an intermediate member connecting the endoscope and the control device A processor control unit and a drive unit may be provided. That is, a dedicated intermediate unit for driving the actuator may be separately provided.
  • calibration processing is performed at startup of the endoscope system, but the present invention is not limited to this, for example, at the time of precapture when the endoscope captures image data You may perform the calibration process mentioned above.
  • the calibration process may be performed according to the operation of the operation unit, or the calibration process may be performed before the start of the examination of the subject.
  • the energization time of the actuator is controlled by controlling the driver, the present invention is not limited to this. The time may be controlled.
  • the endoscope system is used.
  • a capsule endoscope a video microscope for imaging an object
  • a mobile phone having an imaging function
  • a tablet terminal having an imaging function Even if it is applicable.
  • the endoscope system is provided with a flexible endoscope, but an endoscope system provided with a rigid endoscope, an industrial endoscope, etc. Even the endoscope system provided can be applied.
  • the endoscope system includes the endoscope inserted into the subject.
  • the endoscope system including the rigid endoscope, the paranasal sinus
  • the present invention can also be applied to an endoscope and an endoscope system such as an electric knife and an inspection probe.
  • the “parts” described above can be read as “means” or “circuit”.
  • the control unit can be read as control means or a control circuit.
  • the program to be executed in the first to third embodiments of the present invention is file data of an installable format or an executable format, and is a CD-ROM, a flexible disk (FD), a CD-R, a DVD (Digital Versatile Disk). , A USB medium, a flash memory, etc., and provided by being recorded on a computer readable recording medium.
  • the program to be executed in the first to third embodiments of the present invention may be stored on a computer connected to a network such as the Internet and may be provided by being downloaded via the network. Furthermore, the program to be executed in the first to third embodiments of the present invention may be provided or distributed via a network such as the Internet.
  • a signal is transmitted from the endoscope to the control device via the transmission cable, but it is not necessary to be wired, for example, and may be wireless.
  • an image signal or the like may be transmitted from the endoscope to the control device in accordance with a predetermined wireless communication standard (for example, Wi-Fi (registered trademark) or Bluetooth (registered trademark)).
  • a predetermined wireless communication standard for example, Wi-Fi (registered trademark) or Bluetooth (registered trademark)
  • wireless communication may be performed in accordance with other wireless communication standards.

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Abstract

アクチュエータを確実に駆動させることができる内視鏡システム、制御装置、制御方法およびプログラムを提供する。内視鏡システムは、初期駆動電圧値でアクチュエータ(22)へ所定時間供給させる電力制御部(671)と、少なくとも検出部(663)が検出した駆動信号の大きさに基づいて、伝送ケーブル(3)の抵抗値とアクチュエータ(22)の抵抗値とを含む合成抵抗値を算出する抵抗値算出部(672)と、合成抵抗値と予め設定されたアクチュエータ(22)の定格電流値に基づいて、アクチュエータ(22)の駆動電圧を算出する駆動電圧算出部(673)と、駆動電圧算出部(673)が算出した駆動電圧をスコープ記録部(42)に記録させる記録制御部(674)と、を備える。

Description

内視鏡システム、制御装置、制御方法およびプログラム
 本発明は、被検体に挿入して該被検体の画像データを生成する内視鏡システム、制御装置、制御方法およびプログラムに関する。
 近年、内視鏡において、先端部に設けられた光学系の焦点距離を変更することができる技術が知られている(特許文献1参照)。この技術では、挿入部の先端部に設けられた可動レンズを保持する可動レンズ枠を光軸方向に進退移動可能に駆動するアクチュエータに供給する電力を変更することによって、光学系の焦点距離を変更する技術が知られている。この技術によれば、可動レンズ枠を第1の保持位置で保持する際にアクチュエータへ第1の電力を出力する一方、可動レンズ枠を第2の保持位置で保持する際に第1の電力より大きい第2の電力を出力することによって光学系の焦点距離を変更する。
特許第5873218号公報
 しかしながら、上述した特許文献1では、アクチュエータへ電力を供給するケーブルのケーブル長が内視鏡の修理により変化することでケーブルの抵抗値が変化したり、アクチュエータ駆動電圧を伝送する伝送経路に温度変化が生じたりすることによって、アクチュエータに対して最適な電力を供給することができず、アクチュエータを確実に駆動させることができないという問題点があった。
 本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、アクチュエータを精度よく駆動させることができる内視鏡システム、制御装置、制御方法およびプログラムを提供することを目的とする。
 上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る内視鏡システムは、被写体像を結像する光学系と、前記光学系の少なくとも一部の光学要素を光軸方向に沿って移動させるアクチュエータと、前記アクチュエータを駆動するための駆動信号を生成して供給する駆動信号生成部と、前記アクチュエータと前記駆動信号生成部とを電気的に接続し、前記駆動信号を伝送する伝送ケーブルと、前記伝送ケーブルに流れる前記駆動信号の大きさを検出する検出部と、前記駆動信号を初期駆動電圧値で前記アクチュエータへ所定時間供給させる電力制御部と、少なくとも前記検出部が検出した前記駆動信号の大きさに基づいて、前記伝送ケーブルの抵抗値と前記アクチュエータの抵抗値とを含む合成抵抗値を算出する抵抗値算出部と、前記抵抗値算出部が算出した前記合成抵抗値と予め設定された前記アクチュエータの定格電流値に基づいて、前記アクチュエータの駆動電圧を算出する駆動電圧算出部と、前記駆動電圧算出部が算出した前記駆動電圧を記録部に記録させる記録制御部と、を備えることを特徴とする。
 また、本発明に係る内視鏡システムは、上記発明において、前記電力制御部は、前記駆動信号生成部が前記光学系の前記光軸上における位置の調整のために前記アクチュエータへ前記駆動信号を供給する際の単位時間当たりの通電時間を第1通電時間とした場合において、前記駆動信号生成部が前記初期駆動電圧値で前記駆動信号を前記アクチュエータへ供給するとき、前記第1通電時間より短い第2通電時間で前記駆動信号を供給させることを特徴とする。
 また、本発明に係る内視鏡システムは、上記発明において、前記電力制御部は、前記駆動信号を前記初期駆動電圧値から段落的に電圧値を上げながら前記アクチュエータへ所定時間毎に供給させ、前記検出部が検出した前記駆動信号の大きさと予め設定された前記アクチュエータの定格電流値との差が所定値以下であるか否かを判定する判定部をさらに備え、前記抵抗値算出部は、前記判定部が前記所定値以下であると判定した際に前記検出部が検出した少なくとも最新の前記駆動信号の大きさに基づいて、前記合成抵抗値を算出することを特徴とする。
 また、本発明に係る内視鏡システムは、被写体像を結像する光学系と、前記光学系の少なくとも一部の光学要素を光軸方向に沿って移動させるアクチュエータと、前記アクチュエータを駆動するための駆動信号を生成して供給する駆動信号生成部と、前記アクチュエータと前記駆動信号生成部とを電気的に接続し、前記駆動信号を伝送する伝送ケーブルと、前記伝送ケーブルに流れる前記駆動信号の大きさを検出する検出部と、前記駆動信号を初期駆動電圧値から電圧値を段階的に上げながら前記アクチュエータへ所定時間毎に供給させる電力制御部と、前記検出部が検出した前記駆動信号の大きさと予め設定された前記アクチュエータの定格電流値との差が所定値以下であるか否かを判定する判定部と、前記判定部が前記所定値以下であると判定した際に前記駆動信号生成部が供給した最新の前記駆動信号の駆動電圧を記録部に記録させる記録制御部と、を備えることを特徴とする。
 また、本発明に係る内視鏡システムは、上記発明において、前記電力制御部は、前記駆動信号生成部が前記光学系の前記光軸上における位置の調整のために前記アクチュエータへ前記駆動信号を供給する際の単位時間当たりのエネルギーの総和を第1のエネルギー量とした場合において、前記駆動信号生成部が電圧値を変更する毎に前記アクチュエータへ前記駆動信号を供給する際のエネルギーの総和を第2のエネルギー量としたとき、前記第1のエネルギー量より小さくなるように前記第2のエネルギー量で前記駆動信号を供給させることを特徴とする。
 また、本発明に係る内視鏡システムは、上記発明において、前記電力制御部は、当該内視鏡システムの起動時に前記初期駆動電圧値を前記アクチュエータへ供給させることを特徴とする。
 また、本発明に係る制御装置は、被写体像を結像する光学系と、前記光学系の少なくとも一部の光学要素を光軸方向に沿って移動させるアクチュエータと、を備える内視鏡が接続可能な制御装置であって、前記アクチュエータを駆動するための駆動信号を生成して供給する駆動信号生成部と、前記アクチュエータと前記駆動信号生成部とを電気的に接続し、前記駆動信号を伝送する伝送ケーブルと、前記伝送ケーブルに流れる前記駆動信号の大きさを検出する検出部と、前記駆動信号を初期駆動電圧値で前記アクチュエータへ所定時間供給させる電力制御部と、少なくとも前記検出部が検出した前記駆動信号の大きさに基づいて、前記伝送ケーブルの抵抗値と前記アクチュエータの抵抗値とを含む合成抵抗値を算出する抵抗値算出部と、前記抵抗値算出部が算出した前記合成抵抗値と予め設定された前記アクチュエータの定格電流値に基づいて、前記アクチュエータの駆動電圧を算出する駆動電圧算出部と、前記駆動電圧算出部が算出した前記駆動電圧を記録部に記録させる記録制御部と、を備えることを特徴とする。
 また、本発明に係る制御装置は、被写体像を結像する光学系と、前記光学系の少なくとも一部の光学要素を光軸方向に沿って移動させるアクチュエータと、を備える内視鏡が接続される制御装置であって、前記アクチュエータを駆動するための駆動信号を生成して供給する駆動信号生成部と、前記アクチュエータと前記駆動信号生成部とを電気的に接続し、前記駆動信号を伝送する伝送ケーブルと、前記伝送ケーブルに流れる前記駆動信号の大きさを検出する検出部と、前記駆動信号を初期駆動電圧値から電圧値を段階的に上げながら前記アクチュエータへ所定時間毎に供給させる電力制御部と、前記検出部が検出した前記駆動信号の大きさと予め設定された前記アクチュエータの定格電流値との差が所定値以下であるか否かを判定する判定部と、前記判定部が前記所定値以下であると判定した際に前記駆動信号生成部が供給した最新の前記駆動信号の駆動電圧を記録部に記録させる記録制御部と、を備えることを特徴とする。
 また、本発明に係る制御方法は、被写体像を結像する光学系と、前記光学系の少なくとも一部の光学要素を光軸方向に沿って移動させるアクチュエータと、前記アクチュエータを駆動するための駆動信号を生成して供給する駆動信号生成部と、前記アクチュエータと前記駆動信号生成部とを電気的に接続し、前記駆動信号を伝送する伝送ケーブルと、を備える内視鏡システムが実行する制御方法であって、前記伝送ケーブルに流れる前記駆動信号の大きさを検出する検出ステップと、前記駆動信号を初期駆動電圧値で前記アクチュエータへ所定時間供給させる電力制御ステップと、少なくとも前記検出ステップが検出した前記駆動信号の大きさに基づいて、前記伝送ケーブルの抵抗値と前記アクチュエータの抵抗値とを含む合成抵抗値を算出する抵抗値算出ステップと、前記抵抗値算出ステップが算出した前記合成抵抗値と予め設定された前記アクチュエータの定格電流値に基づいて、前記アクチュエータの駆動電圧を算出する駆動電圧算出ステップと、前記駆動電圧算出ステップが算出した前記駆動電圧を記録部に記録させる記録制御ステップと、を含むことを特徴とする。
 また、本発明に係る制御方法は、被写体像を結像する光学系と、前記光学系の少なくとも一部の光学要素を光軸方向に沿って移動させるアクチュエータと、前記アクチュエータを駆動するための駆動信号を生成して供給する駆動信号生成部と、前記アクチュエータと前記駆動信号生成部とを電気的に接続し、前記駆動信号を伝送する伝送ケーブルと、を備える内視鏡システムが実行する制御方法であって、前記伝送ケーブルに流れる前記駆動信号の大きさを検出する検出ステップと、前記駆動信号を初期駆動電圧値から電圧値を段階的に上げながら前記アクチュエータへ所定時間毎に供給させる電力制御ステップと、前記検出ステップで検出した前記駆動信号の大きさと予め設定された前記アクチュエータの定格電流値との差が所定値以下であるか否かを判定する判定ステップと、前記判定ステップで前記所定値以下であると判定した際に前記駆動信号生成部が供給した最新の前記駆動信号の駆動電圧を記録部に記録させる記録制御ステップと、を含むことを特徴とする。
 また、本発明に係るプログラムは、被写体像を結像する光学系と、前記光学系の少なくとも一部の光学要素を光軸方向に沿って移動させるアクチュエータと、前記アクチュエータを駆動するための駆動信号を生成して供給する駆動信号生成部と、前記アクチュエータと前記駆動信号生成部とを電気的に接続し、前記駆動信号を伝送する伝送ケーブルと、を備える内視鏡システムに、前記伝送ケーブルに流れる前記駆動信号の大きさを検出する検出ステップと、前記駆動信号を初期駆動電圧値で前記アクチュエータへ所定時間供給させる電力制御ステップと、少なくとも前記検出ステップが検出した前記駆動信号の大きさに基づいて、前記伝送ケーブルの抵抗値と前記アクチュエータの抵抗値とを含む合成抵抗値を算出する抵抗値算出ステップと、前記抵抗値算出ステップが算出した前記合成抵抗値と予め設定された前記アクチュエータの定格電流値に基づいて、前記アクチュエータの駆動電圧を算出する駆動電圧算出ステップと、前記駆動電圧算出ステップが算出した前記駆動電圧を記録部に記録させる記録制御ステップと、を実行させることを特徴とする。
 また、本発明に係るプログラムは、被写体像を結像する光学系と、前記光学系の少なくとも一部の光学要素を光軸方向に沿って移動させるアクチュエータと、前記アクチュエータを駆動するための駆動信号を生成して供給する駆動信号生成部と、前記アクチュエータと前記駆動信号生成部とを電気的に接続し、前記駆動信号を伝送する伝送ケーブルと、を備える内視鏡システムに、前記伝送ケーブルに流れる前記駆動信号の大きさを検出する検出ステップと、前記駆動信号を初期駆動電圧値から電圧値を段階的に上げながら前記アクチュエータへ所定時間毎に供給させる電力制御ステップと、前記検出ステップで検出した前記駆動信号の大きさと予め設定された前記アクチュエータの定格電流値との差が所定値以下であるか否かを判定する判定ステップと、前記判定ステップで前記所定値以下であると判定した際に前記駆動信号生成部が供給した最新の前記駆動信号の駆動電圧を記録部に記録させる記録制御ステップと、を実行させることを特徴とする。
 本発明によれば、アクチュエータを確実に駆動させることができるという効果を奏する。
図1は、本発明の実施の形態1に係る内視鏡システムの全体構成を模式的に示す概略図である。 図2は、本発明の実施の形態1に係る内視鏡システムの要部の機能構成を示すブロック図である。 図3は、本発明の実施の形態1に係る内視鏡システムが実行する処理の概要を示すフローチャートである。 図4は、図3のキャリブレーション処理の概要を示すフローチャートである。 図5は、本発明の実施の形態1に係る電力制御部がキャリブレーション処理においてドライバに駆動電圧を供給させる状況を模式的に説明するタイムチャートである。 図6は、図3の通常動作処理の概要を示すフローチャートである。 図7は、本発明の実施の形態2に係る内視鏡システムの要部の機能構成を示すブロック図である。 図8は、本発明の実施の形態2に係る内視鏡システムが実行するキャリブレーション処理の概要を示すフローチャートである。 図9は、本発明の実施の形態2に係る電力制御部がキャリブレーション処理においてドライバに駆動電圧を供給させる状況を模式的に説明するタイムチャートである。 図10は、本発明の実施の形態3に係る内視鏡システムの要部の機能構成を示すブロック図である。 図11は、本発明の実施の形態3に係る内視鏡システムが実行するキャリブレーション処理の概要を示すフローチャートである。 図12は、本発明の実施の形態3に係る電力制御部がキャリブレーション処理においてドライバに駆動電圧を供給させる状況を模式的に説明するタイムチャートである。
 以下、本発明を実施するための形態を図面とともに詳細に説明する。なお、以下の実施の形態により本発明が限定されるものではない。また、以下の説明において参照する各図は、本発明の内容を理解でき得る程度に形状、大きさ、および位置関係を概略的に示してあるに過ぎない。即ち、本発明は、各図で例示された形状、大きさおよび位置関係のみに限定されるものではない。さらに、以下の説明では、内視鏡システムの例として軟性の内視鏡を備えた内視鏡システムを説明する。
(実施の形態1)
 〔内視鏡システムの構成〕
 図1は、本発明の実施の形態1に係る内視鏡システムの全体構成を模式的に示す概略図である。図1に示す内視鏡システム1は、内視鏡2と、制御装置6(プロセッサ)と、表示装置7と、光源装置8と、を備える。
 内視鏡2は、伝送ケーブル3と、操作部4と、コネクタ部5と、を備える。内視鏡2は、伝送ケーブル3の一部である挿入部100を被検体の体腔内に挿入することによって被検体の体内を撮像して撮像信号を生成し、この撮像信号を伝送ケーブル3の一部であるユニバーサルコード101を介して制御装置6へ出力する。また、内視鏡2は、伝送ケーブル3の一端側であり、被検体の体腔内に挿入される挿入部100の先端部20側に、被検体の体腔内を撮像して撮像信号を生成する撮像部21が設けられ、挿入部100の基端102側に、内視鏡2に対する各種操作を受け付ける操作部4が接続される。撮像部21が生成した撮像信号は、少なくとも10cm以上の長さを有する伝送ケーブル3の一部であるユニバーサルコード101を介してコネクタ部5に出力される。コネクタ部5は、制御装置6および光源装置8に着脱自在に接続され、撮像部21が出力する撮像信号に所定の信号処理を施して制御装置6へ出力する。
 制御装置6は、コネクタ部5から入力された撮像信号に所定の画像処理を施して表示装置7へ出力するとともに、内視鏡システム1全体を統括的に制御する。
 表示装置7は、制御装置6による制御のもと、制御装置6から入力された撮像信号に対応する画像を表示する。表示装置7は、有機EL(Electro Luminescence)や液晶等を用いて構成される。
 光源装置8は、例えばハロゲンランプや白色LED(Light Emitting Diode)等を用いて構成され、コネクタ部5、伝送ケーブル3を経由して内視鏡2の挿入部100の先端部20側から被検体へ向けて照明光を照射する。
 〔内視鏡システムの要部の機能構成〕
 次に、上述した内視鏡システム1の要部の機能構成について説明する。図2は、内視鏡システム1の要部の機能構成を示すブロック図である。
 〔内視鏡の要部の構成〕
 まず、上述した内視鏡2における先端部20および操作部4について説明する。
 図2に示すように、先端部20は、撮像部21と、アクチュエータ22と、を有する。
 撮像部21は、光学系211と、撮像素子212と、を有する。
 光学系211は、被写体像を結像するとともに、光軸L1方向に沿って移動可能に配置され、後述するアクチュエータ22によって光軸L1方向に沿って移動することで焦点距離を変更する。具体的には、光学系211は、光軸L1方向に沿って移動することによって、互いに異なる2つの焦点距離(テレ側とワイド側)で被写体像を結像することができる。光学系211は、1または複数のレンズと、これらのレンズを保持する保持枠と、を用いて構成される。なお、アクチェータによって駆動される対象は、光学系211そのものだけではなく、光学系211を構成する一部の光学要素でもかまわない。この光学要素は、光学系211の焦点距離を変更するための機能を有するものだけではなく、光学系211の焦点位置(ピントが合う位置)を変更するための機能を有するものでもかまわない。
 撮像素子212は、光学系211が結像した被写体像を受光して光電変換を行うことによって画像データを生成し、この画像データを後述する操作部4へ出力する。撮像素子212は、例えばCCD(Charge Coupled Device)やCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)等のイメージセンサ、A/D変換回路、P/S変換回路および出力アンプ等を用いて構成される。
 アクチュエータ22は、光学系211を光軸L1方向に沿って移動させることによって光学系211を所定の位置に移動させる。アクチュエータ22は、制御装置6から供給される電力に基づいて、磁界を発生することで、光学系211を光軸L1方向に沿って所定の位置へ移動させる。例えば、アクチュエータ22は、制御装置6から電力が供給された場合、磁界を発生させて光学系211をワイド側からテレ側へ移動させる。アクチュエータ22は、ボイスコイルモータまたはステッピングモータ等を用いて構成される。なお、アクチュエータ22を超音波モータによって構成してもよい。
 次に、操作部4について説明する。
 操作部4は、操作スイッチ部41と、スコープ記録部42と、スコープ制御部43と、を有する。
 操作スイッチ部41は、内視鏡2に関する各種操作の指示信号の入力を受け付ける。操作スイッチ部41は、例えばボタン、スイッチ、トグルスイッチおよびジョグダイヤル等を用いて構成される。なお、操作スイッチ部41をタッチパネルや圧力センサ等によって構成してもよい。
 スコープ記録部42は、内視鏡2に関する各種情報やパラメータを記録する。具体的には、スコープ記録部42は、アクチュエータ22を駆動するための初期駆動電圧、アクチュエータ駆動要求仕様による通電可能時間、アクチュエータ22の定格電流値、内視鏡2を識別する識別情報(スコープID)、撮像素子212の駆動電圧や駆動電圧要求仕様等および内視鏡2が実行する各種プログラムを記録する。スコープ記録部42は、EEPROMやFlashメモリ等の不揮発性メモリを用いて構成される。
 スコープ制御部43は、制御装置6の制御のもと、内視鏡2に関する各種動作を制御するとともに、撮像素子212から入力された画像データに対して所定の信号処理を施して制御装置6へ出力する。スコープ制御部43は、FPGA(Field Programmable Gate Array)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)およびマイクロプロセッサ等を用いて構成される。
 伝送ケーブル3は、少なくとも画像データやスコープ制御部43を制御する制御パラメータを伝送する第1の信号線31と、スコープ記録部42が記録する各種情報を取得または入力するための第2の信号線32と、アクチュエータ22へ電力を供給する第3の信号線33および第4の信号線34と、を有する。
 〔制御装置の要部の構成〕
 次に、制御装置6の要部の構成について説明する。
 制御装置6は、LANコントローラ61と、操作部62と、表示部63と、記録部64と、AC/DC変換部65と、駆動部66と、プロセッサ制御部67と、を備える。
 LANコントローラ61は、プロセッサ制御部67の制御のもと、ネットワークを介して外部のデータベース9と双方向に通信を行うことによって所定の情報を送信または受信する。LANコントローラ61は、通信モジュールを用いて構成される。
 操作部62は、内視鏡システム1に関する各種操作の指示信号の入力を受け付ける。操作部62は、例えば、マウス、キーボード、ボタン、スイッチ、トグルスイッチ、ジョグダイヤルおよびタッチパネル等を用いて構成される。
 表示部63は、プロセッサ制御部67の制御のもと、内視鏡システム1に関する各種情報を表示する。表示部63は、液晶や有機EL等の表示パネルを用いて構成される。
 記録部64は、制御装置6に関する各種情報、制御装置6が実行する各種プログラム、画像データを記録する。記録部64は、揮発性メモリ、不揮発メモリおよびSSD(Solid State Drive)やHDD(Hard Disk Drive)、メモリカード等を用いて構成される。
 AC/DC変換部65は、制御装置6の外部から供給されるAC電源をDC電源に変換して駆動部66へ出力する。AC/DC変換部65は、トランス、整流器およびコンデンサ等を用いて構成される。
 駆動部66は、プロセッサ制御部67の制御のもと、内視鏡2の先端部20に設けられたアクチュエータ22へ電力を供給することによってアクチュエータ22を駆動する。駆動部66は、電圧設定部661と、駆動信号生成部662と、検出部663と、ドライバ664と、を有する。
 電圧設定部661は、プロセッサ制御部67の制御のもと、駆動信号生成部662が出力する駆動電圧を設定する。電圧設定部661は、D/A変換回路およびコンパレータ回路等を用いて構成される。
 駆動信号生成部662は、AC/DC変換部65から入力されたDC電源の電圧を電圧設定部661によって設定された駆動電圧に調整した駆動信号をドライバ664へ出力する。駆動信号生成部662は、レギュレータ(Regulator)等を用いて構成される。
 検出部663は、ドライバ664と駆動信号生成部662との間に設けられ、駆動信号生成部662が供給する駆動信号の大きさを検出し、この検出結果をプロセッサ制御部67へ出力する。検出部663は、電流計や電力計およびA/D変換回路等を用いて構成される。具体的には、検出部663は、ドライバ664と駆動信号生成部662との間に設けられ、駆動信号生成部662の電気的な出力特性を測定する。特性としては、電力(W=I・V)、電流(I)、電圧(V)が在り、これらの特性を測定するための各種の電力計測ICが半導体メーカによって提供されている。これらICとしては、出力電力と出力電流とを計測できるもの、出力電力と出力電流と出力電圧とを計測できるものがある。ICからの計測値は、アナログ信号として出力されるものとデジタル信号として出力されるものがある。アナログ信号として計測値を出力するICに対しては、AD変換回路を組わせることでデジタル値を取得できる。電力と電流のみ出力されるICにおいて、電圧の測定を必要とする際には、ICからの電力の値を電流の値によって除算することで求めることが可能である。
 ドライバ664は、プロセッサ制御部67の制御のもと、駆動信号生成部662から入力された駆動電圧を第3の信号線33および第4の信号線34に出力することによってアクチュエータ22へ電力を供給する。ドライバ664は、Hブリッジ回路等を用いて構成される。プロセッサ制御部67の制御信号に基づきドライバ664は、駆動信号生成部662が出力する駆動信号を伝送ケーブル3へ伝送する状態と伝送を禁止する状態に設定可能であり、また駆動信号の伝送ケーブル3への印加方向も設定可能である。
 プロセッサ制御部67は、内視鏡システム1を構成する各部を統括的に制御する。プロセッサ制御部67は、CPU(Central Processing Unit)、ASIC、FPGA等を用いて構成される。プロセッサ制御部67は、電力制御部671と、抵抗値算出部672と、駆動電圧算出部673と、記録制御部674と、を有する。
 電力制御部671は、駆動信号生成部662に予め設定された初期駆動電圧値でアクチュエータ22へ所定時間供給させる。
 抵抗値算出部672は、少なくとも検出部663が検出した駆動信号の大きさに基づいて、伝送ケーブル3の抵抗値とアクチュエータ22の抵抗値とを含む合成抵抗値を算出する。例えば、抵抗値算出部672は、初期駆動電圧値と検出部663が検出した電流値とに基づいて、伝送ケーブル3の抵抗値とアクチュエータ22の抵抗値とを含む合成抵抗値を算出する。この初期駆動電圧値としては、駆動電圧生成部661に設定されたデータを用いることが出来る(DAコンバータへ設定されたデジタルデータを示し、駆動電圧に対応した電圧パラメータである)。あるいは、初期駆動電圧値として、電圧設定部661へ初期データを設定した結果として駆動信号生成部662から出力された駆動信号の駆動電圧を用いることも出来る。駆動信号生成部662が電圧パラメータに基づき生成した駆動電圧の駆動信号は、駆動信号生成部662を構成する回路の特性の誤差の影響を受ける。この影響によって駆動電圧も誤差を生じる。従って、初期駆動電圧値を正確に求めるならば駆動信号生成部662の出力(駆動電圧)を直接測定することが望ましい。この電圧は既に説明したように検出部663を用いて測定できる。この電圧の測定精度を上げるためには、駆動電圧生成部661のDAコンバータより分解能が高いADコンバータで検出部663の出力を測定することが望ましい。より詳細には、抵抗値算出部672は、駆動信号の電流値、電圧値および電力値のいずれかを用いて伝送ケーブル3の抵抗値とアクチュエータ22の抵抗値とを含む合成抵抗値を算出する。具体的には、抵抗値算出部672は、以下のパターンによって、合成抵抗値を算出する。(1)駆動信号の電流値と駆動信号の初期駆動電圧値、(2)駆動信号の電力値と駆動信号の初期駆動電圧値、(3)駆動信号の電流値と駆動信号の電力値、(4)駆動信号の電流値と駆動信号の電圧値および(5)駆動信号の電力値と駆動信号の電圧値のいずれか1つを用いて検出することができる。好ましくは、抵抗値算出部672は、(3)~(5)のパターンの駆動信号の大きさを用いて、伝送ケーブル3の抵抗値とアクチュエータ22の抵抗値とを含む合成抵抗値を算出する。
 駆動電圧算出部673は、抵抗値算出部672が算出した合成抵抗値と予め設定されたアクチュエータ22の定格電流値に基づいて、アクチュエータ22の駆動電圧を算出する。
 記録制御部674は、駆動電圧算出部673が算出した駆動電圧をスコープ記録部42に記録させる。
 〔内視鏡システムの処理〕
 次に、内視鏡システム1が実行する処理について説明する。なお、以下においては、アクチュエータ22の駆動制御について説明する。図3は、内視鏡システム1が実行する処理の概要を示すフローチャートである。
 図3に示すように、まず、内視鏡システム1は、起動した際にアクチュエータ22の駆動電圧を調整するキャリブレーション処理を実行する(ステップS101)。なお、キャリブレーション処理の詳細は、後述する。
 続いて、内視鏡システム1は、上述したキャリブレーション処理で調整された駆動電圧でアクチュエータ22を操作スイッチ部41の操作に応じて駆動させる通常動作処理を実行する(ステップS102)。なお、通常動作処理の詳細は、後述する。
 その後、操作スイッチ部41または操作部62の操作に応じて、検査を終了する指示信号が入力された場合(ステップS103:Yes)、内視鏡システム1は、本処理を終了する。これに対して、操作スイッチ部41または操作部62の操作に応じて、検査を終了する指示信号が入力されていない場合(ステップS103:No)、内視鏡システム1は、上述したステップS102へ戻る。
 〔キャリブレーション処理〕
 次に、図3のステップS101で説明したキャリブレーション処理の詳細について説明する。図4は、キャリブレーション処理の概要を示すフローチャートである。
 図4に示すように、まず、電力制御部671は、制御装置6に接続された内視鏡2のスコープ記録部42に記録された初期駆動電圧値を取得し(ステップS201)、電圧設定部661に駆動信号生成部662が供給する駆動電圧を初期駆動電圧値に設定させる(ステップS202)。
 続いて、電力制御部671は、アクチュエータ22に対して、ドライバ664に駆動電力を供給させることによってアクチュエータ22を駆動させる(ステップS203)。この場合、図5に示すように、電力制御部671は、ドライバ664が光学系211の光軸L1上における位置の調整のためにアクチュエータ22へ電力を通電する際の単位時間T1当たりの通電時間を第1通電時間Tdrvとした場合において、ドライバ664が初期駆動電圧をアクチュエータ22へ通電するとき、第1通電時間Tdrvより短い第2通電時間Tclbで電力を供給させる。
 その後、検出部663は、駆動信号の大きさを検出する(ステップS204)。この場合、検出部663は、検出結果をプロセッサ制御部67へ出力する。
 続いて、抵抗値算出部672は、少なくとも検出部663が検出した駆動信号の大きさに基づいて、アクチュエータ22の抵抗値と伝送ケーブル3の抵抗値とを合成した合成抵抗値を算出する(ステップS205)。既に説明したように、抵抗値算出部672は、初期駆動電圧値として、駆動電圧生成部661に設定されたデータ、或は、駆動信号生成部662から出力の測定値を用いることが出来る。より具体的には、抵抗値算出部672は、上述した(3)~(5)のパターンを用いて合成抵抗値を算出する。
 その後、駆動電圧算出部673は、抵抗値算出部672が算出した合成抵抗値とアクチュエータ22の定格電流値とに基づいて、駆動電圧値を算出する(ステップS206)。
 続いて、記録制御部674は、駆動電圧算出部673が算出した駆動電圧値を制御装置6に接続された内視鏡2のスコープ記録部42に記録する(ステップS207)。ステップS207の後、内視鏡システム1は、図3のメインルーチンへ戻る。
 〔通常動作処理〕
 次に、図3のステップS102で説明した通常動作処理の詳細について説明する。図6は、通常動作処理の概要を示すフローチャートである。
 図6に示すように、まず、電力制御部671は、制御装置6に接続された内視鏡2のスコープ記録部42に記録された駆動電圧値を取得する(ステップS301)。具体的には、電力制御部671は、制御装置6に接続された内視鏡2のスコープ記録部42に記録された駆動電圧値を取得し、この駆動電圧値を電圧設定部661へ設定する。駆動電圧値は、電圧設定部661へ設定される電圧パラメータであり、このパラメータに基づき生成されたアナログ信号が駆動信号生成部662へ入力される。このアナログ信号に基づき駆動信号生成部662は、アクチェータを駆動するための駆動電圧で駆動信号を生成する。この動作により、キャリブレーション処理で決定された駆動電圧の駆動信号でアクチェータを駆動可能な状態となる。
 続いて、操作スイッチ部41の操作に応じて、光学系211を光軸L1方向に沿って移動させる指示信号が入力された場合(ステップS302:Yes)、電力制御部671は、操作スイッチ部41の操作に応じて、ドライバ664にアクチュエータ22へ電力を供給させることによってアクチュエータ22を駆動させる(ステップS303)。ステップS303の後、内視鏡システム1は、図3のメインルーチンへ戻る。これに対して、操作スイッチ部41の操作に応じて、光学系211を光軸L1方向に沿って移動させる指示信号が入力されていない場合(ステップS302:No)、内視鏡システム1は、図3のメインルーチンへ戻る。
 以上説明した本発明の実施の形態1によれば、駆動電圧算出部673が抵抗値算出部672によって算出された合成抵抗値と予め設定されたアクチュエータ22の定格電流値に基づいて、アクチュエータ22の駆動電圧を算出し、記録制御部674が駆動電圧算出部673によって算出された駆動電圧をスコープ記録部42に記録するので、アクチュエータ22を確実に駆動させることができる。
 また、本発明の実施の形態1によれば、ドライバ664が光学系211の光軸L1上における位置の調整のためにアクチュエータ22へ電力を通電する際の単位時間T1当たりの通電時間を第1通電時間Tdrvとした場合において、ドライバ664が初期駆動電圧をアクチュエータ22へ通電するとき、電力制御部671が第1通電時間Tdrvより短い第2通電時間Tclbで電力を供給させるので、短時間しか通電できないアクチュエータ22であっても、確実にキャリブレーション処理を行うことができる。
 また、本発明の実施の形態1によれば、駆動電圧算出部673が抵抗値算出部672によって算出された合成抵抗値と予め設定されたアクチュエータ22の定格電流値に基づいて、アクチュエータ22の駆動電圧を算出するので、修理等によって伝送ケーブル3のケーブル長が変化した場合であっても、簡易な処理で正確な合成抵抗値を算出することができる。
 また、本発明の実施の形態1によれば、駆動電圧算出部673が抵抗値算出部672によって算出された合成抵抗値と予め設定されたアクチュエータ22の定格電流値に基づいて、アクチュエータ22の駆動電圧を算出するので、経年劣化によってアクチュエータ22の抵抗値や伝送ケーブル3の抵抗値が変化した場合であっても、正確な合成抵抗値を算出することができるので、アクチュエータ22の正確な駆動電圧を算出することができる。
 また、本発明の実施の形態1によれば、起動時にキャリブレーション処理を行うので、敏速に被検体の検査を開始することができる。
 なお、本発明の実施の形態1では、記録制御部674が駆動電圧算出部673によって算出された駆動電圧をスコープ記録部42に記録させていたが、これに限定されることなく、例えば制御装置6内の記録部64に記録させてもよいし、LANコントローラ61を介してデータベース9へ記録させてもよい。この場合、制御装置6に接続された内視鏡2のスコープID、アクチュエータ22の定格電流および駆動電圧を対応付けてデータベース9または記録部64に記録させてもよい。
(実施の形態2)
 次に、本発明の実施の形態2について説明する。本実施の形態2に係る内視鏡システムは、上述した実施の形態1に係る内視鏡システム1と構成が異なるうえ、キャリブレーション処理が異なる。具体的には、上述した実施の形態1では、1回の合成抵抗値の算出によって通常動作時におけるアクチュエータ22の駆動電圧を算出していたが、本実施の形態2では、段階的に駆動電圧を上げながら通常動作時におけるアクチュエータの駆動電圧を算出する。以下においては、本実施の形態2に係る内視鏡システムの構成を説明後、本実施の形態2に係る内視鏡システムが実行するキャリブレーション処理について説明する。なお、上述した実施の形態1に係る内視鏡システム1と同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
 〔内視鏡システムの要部の機能構成〕
 図7は、本実施の形態2に係る内視鏡システムの要部の機能構成を示すブロック図である。図7に示す内視鏡システム1aは、上述した実施の形態1に係る内視鏡システム1の制御装置6に換えて、制御装置6aを備える。
 〔制御装置の構成〕
 図7に示す制御装置6aは、上述した実施の形態1に係るプロセッサ制御部67に換えて、プロセッサ制御部67aを備える。また、プロセッサ制御部67aは、上述した実施の形態1に係るプロセッサ制御部67の構成に加えて、判定部675を備える。
 判定部675は、検出部663が検出した電流値と予め設定されたアクチュエータ22の定格電流値との差が所定値以下であるか否かを判定する。
 〔キャリブレーション処理〕
 次に、内視鏡システム1aが実行するキャリブレーション処理について説明する。図8は、本実施の形態2に係る内視鏡システム1aが実行するキャリブレーション処理の概要を示すフローチャートである。図8において、ステップS401~ステップS404は、上述した図4のステップS201~ステップS204それぞれに対応する。
 ステップS405において、電力制御部671は、ドライバ664がアクチュエータ22に供給する駆動電力を遮断させることによって、アクチュエータ22を停止させる。
 続いて、判定部675は、検出部663が検出した駆動信号の大きさとアクチュエータ22の定格電流値との差が所定値以下であるかを判定する(ステップS406)。判定部675によって検出部663が検出した駆動信号の大きさ(電流値)とアクチュエータ22の定格電流値との差が所定値以下であると判定された場合(ステップS406:Yes)、内視鏡システム1aは、後述するステップS408へ移行する。これに対して、判定部675によって検出部663が検出した駆動信号の大きさ(電流値)とアクチュエータ22の定格電流値との差が所定値以下でないと判定された場合(ステップS406:No)、内視鏡システム1aは、後述するステップS407へ移行する。
 ステップS407において、電力制御部671は、電圧設定部661が駆動信号生成部662に設定する駆動電圧値を現在値より高く設定させる。具体的には、電力制御部671は、検出部663が検出する駆動信号の電流値がアクチュエータ22の定格電流値TLに徐々に近づくように、電圧設定部661が駆動信号生成部662に設定する駆動電圧値を段階的に高くなるように駆動電圧値を設定させる。この場合、図9に示すように、電力制御部671は、ドライバ664が光学系211の光軸L1上における位置の調整のためにアクチュエータ22へ電力を通電させるとき、駆動信号生成部662が供給する駆動電圧値を初期駆動電圧値から段階的に電圧値を上げながらアクチュエータ22へ所定時間毎に供給させる(Iclb1→Iclb2→Iclb3→Iclb4→・・・→IclbN(N=5以上))。ステップS407の後、内視鏡システム1aは、ステップS403へ戻る。
 ステップS408において、抵抗値算出部672は、駆動信号生成部662が供給した現在の駆動電圧値と検出部663が検出した駆動信号の大きさとに基づいて、アクチュエータ22の抵抗値と伝送ケーブル3の抵抗値とを合成した合成抵抗値を算出する。より具体的には、抵抗値算出部672は、上述した(3)~(5)のパターンを用いて合成抵抗値を算出する。
 続いて、駆動電圧算出部673は、抵抗値算出部672が算出した合成抵抗値と検出部663が検出した駆動信号の大きさとに基づいて、通常動作におけるアクチュエータ22の駆動電圧値を算出する(ステップS409)。具体的には、駆動電圧算出部673は、抵抗値算出部672が算出した合成抵抗値と検出部663が検出した駆動信号の電流値とに基づいて、通常動作におけるアクチュエータ22の駆動電圧値を算出する。
 その後、記録制御部674は、駆動電圧算出部673が算出した駆動電圧値を制御装置6に接続された内視鏡2のスコープ記録部42に記録する(ステップS410)。ステップS410の後、内視鏡システム1aは、図3のメインルーチンへ戻る。
 以上説明した本発明の実施の形態2によれば、電力制御部671が検出部663によって検出される電流値がアクチュエータ22の定格電流値TLに徐々に近づくように電圧設定部661が駆動信号生成部662に設定する駆動電圧値を段階的に高くなるように駆動電圧値を設定させるので、通電可能時間が短時間なアクチュエータ22であっても、アクチュエータ22を確実に駆動させることができる。
 また、本発明の実施の形態2では、電力制御部671が検出部663によって検出される電流値がアクチュエータ22の定格電流値TLに徐々に近づくように電圧設定部661が駆動信号生成部662に設定する駆動電圧値を段階的に高くなるように駆動電圧値を設定させていたが、これに限定されることなく、定格電流値TLに近づくように直線的に駆動電圧値を高くなるように設定してもよいし、検出部663によって検出された駆動信号の大きさ(電流値)とアクチュエータ22の定格電流値との差の半分に一定の値を乗じた値になるように駆動電圧値を高く設定してもよいし、指数的に高くなるように設定してもよい。
(実施の形態3)
 次に、本発明の実施の形態3について説明する。本実施の形態3に係る内視鏡システムは、上述した実施の形態1に係る内視鏡システム1の構成と異なるうえ、キャリブレーション処理が異なる。具体的には、本実施の形態3では、検出部が検出する駆動信号の大きさ(電流値)とアクチュエータの定格電流値との差が所定の範囲内となった際の駆動電圧を通常動作時におけるアクチュエータの駆動電圧値として設定する。以下においては、本実施の形態3に係る内視鏡システムの構成を説明後、本実施の形態3に係る内視鏡システムが実行するキャリブレーション処理について説明する。なお、上述した実施の形態1に係る内視鏡システム1と同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
 〔内視鏡システムの要部の機能構成〕
 図10は、本実施の形態3に係る内視鏡システムの要部の機能構成を示すブロック図である。図10に示す内視鏡システム1bは、上述した実施の形態1に係る内視鏡システム1の制御装置6に換えて、制御装置6bを備える。
 〔制御装置の構成〕
 図10に示す制御装置6bは、上述した実施の形態1に係るプロセッサ制御部67に換えて、プロセッサ制御部67bを備える。また、プロセッサ制御部67bは、上述した実施の形態1に係る電力制御部671と、記録制御部674に加えて、判定部675bを備える。
 判定部675bは、検出部663が検出した駆動信号の大きさと予め設定されたアクチュエータ22の定格電流値との差が所定値以下であるか否かを判定する。具体的には、判定部675bは、検出部663が検出した駆動信号の電流値と予め設定されたアクチュエータ22の定格電流値との差が所定値以下であるか否かを判定する。
 〔キャリブレーション処理〕
 図11は、内視鏡システム1bが実行するキャリブレーション処理の概要を示すフローチャートである。図11において、ステップS501およびステップS502は、上述した図4のステップS201およびステップS202それぞれに対応する。
 ステップS503において、アクチュエータ22が正常である場合(ステップS503:Yes)、内視鏡システム1bは、後述するステップS504へ移行する。これに対して、アクチュエータ22が正常でない場合(ステップS503:No)、内視鏡システム1bは、後述するステップS510へ移行する。
 ステップS504およびステップS505は、上述した図3のステップS203およびステップS204それぞれに対応する。ステップS505の後、内視鏡システム1bは、ステップS506へ移行する。
 続いて、電力制御部671は、ドライバ664がアクチュエータ22に供給する駆動電力を停止させることによって、アクチュエータ22を停止させる(ステップS506)。
 続いて、判定部675bは、検出部663が検出した駆動信号の大きさ(電流値)とアクチュエータ22の定格電流値との差が所定値以下であるか否かを判定する(ステップS507)。判定部675bによって検出部663が検出した駆動信号の大きさ(電流値)とアクチュエータ22の定格電流値との差が所定値以下であると判定された場合(ステップS507:Yes)、内視鏡システム1bは、後述するステップS509へ移行する。これに対して、判定部675bによって検出部663が検出した駆動信号の大きさ(電流値)とアクチュエータ22の定格電流値との差が所定値以下でないと判定された場合(ステップS507:No)、内視鏡システム1bは、後述するステップS508へ移行する。
 ステップS508において、電力制御部671は、電圧設定部661が駆動信号生成部662に設定する駆動電圧値を、所定の条件に従って現在値より高く設定させる。具体的には、図12に示すように、電力制御部671は、検出部663が検出する電流値がアクチュエータ22の定格電流値TL1に徐々に近づくように、電圧設定部661が駆動信号生成部662に設定する駆動電圧値を段階的に高くなるように設定させる。具体的には、電力制御部671は、ドライバ664が光学系211の光軸L1上における位置の調整のためにアクチュエータ22へ電力を通電した際の単位時間T1当たりのエネルギーの総和を第1のエネルギー量Tdrv2とした場合において、駆動信号生成部662が電圧値を変更する毎にアクチュエータ22へ駆動電圧を供給した際のエネルギーの総和(Tclb11+Tclb12+Tclb13+Tclb14+・・・+Tclb1N(N=5以上))が第1のエネルギー量Tdrvより小さくなるように設定させる。ステップS508の後、内視鏡システム1bは、ステップS503へ戻る。
 ステップS509において、記録制御部674は、電圧設定部661が駆動信号生成部662に設定した駆動電圧値を制御装置6に接続された内視鏡2のスコープ記録部42に記録する。ステップS509の後、内視鏡システム1bは、図3のメインルーチンへ戻る。
 ステップS510において、プロセッサ制御部67bは、表示部63または表示装置7にアクチュエータ22が異常であることを示す警告を表示させる。ステップS510の後、内視鏡システム1bは、図3のメインルーチンへ戻る。
 以上説明した本発明の実施の形態3によれば、ドライバ664が光学系211の光軸L1上における位置の調整のためにアクチュエータ22へ電力を通電した際の単位時間T1当たりのエネルギーの総和を第1のエネルギー量Tdrv2とした場合において、電力制御部671が駆動信号生成部662によって電圧値を変更する毎にアクチュエータ22へ駆動電圧を供給した際のエネルギーの総和(Tclb11+Tclb12+Tclb13+Tclb14+・・・+Tclb1N(N=5以上))が第1のエネルギー量Tdrvより小さくなるように設定させるので、アクチュエータ22を確実に駆動させることができる。
(その他の実施の形態)
 上述した本発明の実施の形態1~3に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることによって、種々の発明を形成することができる。例えば、上述した本発明の実施の形態1~3に記載した全構成要素からいくつかの構成要素を削除してもよい。さらに、上述した本発明の実施の形態1~3で説明した構成要素を適宜組み合わせてもよい。
 また、本発明の実施の形態1~3では、制御装置と光源装置とが別体であったが、一体的に形成してもよい。
 また、本発明の実施の形態1~3では、制御装置にプロセッサ制御部および駆動部66を設けていたが、これに限定されることなく、例えば内視鏡のコネクタ部や操作部にプロセッサ制御部および駆動部を設けてもよい。
 また、本発明の実施の形態1~3では、制御装置にプロセッサ制御部および駆動部を設けていたが、これに限定されることなく、内視鏡と制御装置とを接続する中間部材に、プロセッサ制御部および駆動部を設けてもよい。即ち、アクチュエータを駆動させる専属の中間ユニットを別途設けてもよい。
 また、本発明の実施の形態1~3では、キャリブレーション処理を内視鏡システムの起動時に行っていたが、これに限定されることなく、例えば内視鏡が画像データを撮像するプレキャプチャー時に上述したキャリブレーション処理を行ってもよい。もちろん、他の状態、例えばスリープモード時、操作部の操作に応じてキャリブレーション処理を行ってもよいし、被検体の検査開始前にキャリブレーション処理を行ってもよい。
 また、本発明の実施の形態1~3では、ドライバを制御することによってアクチュエータの通電時間を制御していたが、これに限定されることなく、例えば電源遮断部やスイッチ等によってアクチュエータへの通電時間を制御してもよい。
 また、本発明の実施の形態では、内視鏡システムであったが、例えばカプセル型の内視鏡、被検体を撮像するビデオマイクロスコープ、撮像機能を有する携帯電話および撮像機能を有するタブレット型端末であっても適用することができる。
 また、本発明の実施の形態1~3では、軟性の内視鏡を備えた内視鏡システムであったが、硬性の内視鏡を備えた内視鏡システム、工業用の内視鏡を備えた内視鏡システムであっても適用することができる。
 また、本発明の実施の形態1~3では、被検体に挿入される内視鏡を備えた内視鏡システムであったが、例えば硬性の内視鏡を備えた内視鏡システム、副鼻腔内視鏡および電気メスや検査プローブ等の内視鏡システムであっても適用することができる。
 また、本発明の実施の形態1~3では、上述してきた「部」は、「手段」や「回路」などに読み替えることができる。例えば、制御部は、制御手段や制御回路に読み替えることができる。
 また、本発明の実施の形態1~3に実行させるプログラムは、インストール可能な形式または実行可能な形式のファイルデータでCD-ROM、フレキシブルディスク(FD)、CD-R、DVD(Digital Versatile Disk)、USB媒体、フラッシュメモリ等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録されて提供される。
 また、本発明の実施の形態1~3に実行させるプログラムは、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成してもよい。さらに、本発明の実施の形態1~3に実行させるプログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成しても良い。
 また、本発明の実施の形態1~3では、伝送ケーブルを介して内視鏡から制御装置へ信号を送信していたが、例えば有線である必要はなく、無線であってもよい。この場合、所定の無線通信規格(例えばWi-Fi(登録商標)やBluetooth(登録商標))に従って、内視鏡から画像信号等を制御装置へ送信するようにすればよい。もちろん、他の無線通信規格に従って無線通信を行ってもよい。
 なお、本明細書におけるフローチャートの説明では、「まず」、「その後」、「続いて」等の表現を用いてステップ間の処理の前後関係を明示していたが、本発明を実施するために必要な処理の順序は、それらの表現によって一意的に定められるわけではない。即ち、本明細書で記載したフローチャートにおける処理の順序は、矛盾のない範囲で変更することができる。また、こうした、単純な分岐処理からなるプログラムに限らず、より多くの判定項目を総合的に判定して分岐させてもよい。その場合、ユーザにマニュアル操作を促して学習を繰り返すうちに機械学習するような人工知能の技術を併用しても良い。また、多くの専門家が行う操作パターンを学習させて、さらに複雑な条件を入れ込む形で深層学習をさせて実行してもよい。
 以上、本願の実施の形態のいくつかを図面に基づいて詳細に説明したが、これらは例示であり、本発明の開示の欄に記載の態様を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変形、改良を施した他の形態で本発明を実施することが可能である。
 1,1a,1b 内視鏡システム
 2 内視鏡
 3 伝送ケーブル
 4 操作部
 5 コネクタ部
 6,6a,6b 制御装置
 7 表示装置
 8 光源装置
 9 データベース
 20 先端部
 21 撮像部
 22 アクチュエータ
 31 第1の信号線
 32 第2の信号線
 33 第3の信号線
 34 第4の信号線
 41 操作スイッチ部
 42 スコープ記録部
 43 スコープ制御部
 61 LANコントローラ
 62 操作部
 63 表示部
 64 記録部
 65 AC/DC変換部
 66 駆動部
 67,67a,67b プロセッサ制御部
 100 挿入部
 102 基端
 211 光学系
 212 撮像素子
 661 電圧設定部
 662 駆動信号生成部
 663 検出部
 664 ドライバ
 671 電力制御部
 672 抵抗値算出部
 673 駆動電圧算出部
 674 記録制御部
 675,675b 判定部
 L1 光軸

Claims (12)

  1.  被写体像を結像する光学系と、
     前記光学系の少なくとも一部の光学要素を光軸方向に沿って移動させるアクチュエータと、
     前記アクチュエータを駆動するための駆動信号を生成して供給する駆動信号生成部と、
     前記アクチュエータと前記駆動信号生成部とを電気的に接続し、前記駆動信号を伝送する伝送ケーブルと、
     前記伝送ケーブルに流れる前記駆動信号の大きさを検出する検出部と、
     前記駆動信号を初期駆動電圧値で前記アクチュエータへ所定時間供給させる電力制御部と、
     少なくとも前記検出部が検出した前記駆動信号の大きさに基づいて、前記伝送ケーブルの抵抗値と前記アクチュエータの抵抗値とを含む合成抵抗値を算出する抵抗値算出部と、
     前記抵抗値算出部が算出した前記合成抵抗値と予め設定された前記アクチュエータの定格電流値に基づいて、前記アクチュエータの駆動電圧を算出する駆動電圧算出部と、
     前記駆動電圧算出部が算出した前記駆動電圧を記録部に記録させる記録制御部と、
     を備えることを特徴とする内視鏡システム。
  2.  前記電力制御部は、
     前記駆動信号生成部が前記光学系の前記光軸上における位置の調整のために前記アクチュエータへ前記駆動信号を供給する際の単位時間当たりの通電時間を第1通電時間とした場合において、前記駆動信号生成部が前記初期駆動電圧値で前記駆動信号を前記アクチュエータへ供給するとき、前記第1通電時間より短い第2通電時間で前記駆動信号を供給させることを特徴とする請求項1に記載の内視鏡システム。
  3.  前記電力制御部は、前記駆動信号を前記初期駆動電圧値から段落的に電圧値を上げながら前記アクチュエータへ所定時間毎に供給させ、
     前記検出部が検出した前記駆動信号の大きさと予め設定された前記アクチュエータの定格電流値との差が所定値以下であるか否かを判定する判定部をさらに備え、
     前記抵抗値算出部は、前記判定部が前記所定値以下であると判定した際に前記検出部が検出した少なくとも最新の前記駆動信号の大きさに基づいて、前記合成抵抗値を算出することを特徴とする請求項1に記載の内視鏡システム。
  4.  被写体像を結像する光学系と、
     前記光学系の少なくとも一部の光学要素を光軸方向に沿って移動させるアクチュエータと、
     前記アクチュエータを駆動するための駆動信号を生成して供給する駆動信号生成部と、
     前記アクチュエータと前記駆動信号生成部とを電気的に接続し、前記駆動信号を伝送する伝送ケーブルと、
     前記伝送ケーブルに流れる前記駆動信号の大きさを検出する検出部と、
     前記駆動信号を初期駆動電圧値から電圧値を段階的に上げながら前記アクチュエータへ所定時間毎に供給させる電力制御部と、
     前記検出部が検出した前記駆動信号の大きさと予め設定された前記アクチュエータの定格電流値との差が所定値以下であるか否かを判定する判定部と、
     前記判定部が前記所定値以下であると判定した際に前記駆動信号生成部が供給した最新の前記駆動信号の駆動電圧を記録部に記録させる記録制御部と、
     を備えることを特徴とする内視鏡システム。
  5.  前記電力制御部は、前記駆動信号生成部が前記光学系の前記光軸上における位置の調整のために前記アクチュエータへ前記駆動信号を供給する際の単位時間当たりのエネルギーの総和を第1のエネルギー量とした場合において、前記駆動信号生成部が電圧値を変更する毎に前記アクチュエータへ前記駆動信号を供給する際のエネルギーの総和を第2のエネルギー量としたとき、前記第1のエネルギー量より小さくなるように前記第2のエネルギー量で前記駆動信号を供給させることを特徴とする請求項4に記載の内視鏡システム。
  6.  前記電力制御部は、当該内視鏡システムの起動時に前記初期駆動電圧値を前記アクチュエータへ供給させることを特徴とする請求項1~5のいずれか一つに記載の内視鏡システム。
  7.  被写体像を結像する光学系と、前記光学系の少なくとも一部の光学要素を光軸方向に沿って移動させるアクチュエータと、を備える内視鏡が接続可能な制御装置であって、
     前記アクチュエータを駆動するための駆動信号を生成して供給する駆動信号生成部と、
     前記アクチュエータと前記駆動信号生成部とを電気的に接続し、前記駆動信号を伝送する伝送ケーブルと、
     前記伝送ケーブルに流れる前記駆動信号の大きさを検出する検出部と、
     前記駆動信号を初期駆動電圧値で前記アクチュエータへ所定時間供給させる電力制御部と、
     少なくとも前記検出部が検出した前記駆動信号の大きさに基づいて、前記伝送ケーブルの抵抗値と前記アクチュエータの抵抗値とを含む合成抵抗値を算出する抵抗値算出部と、
     前記抵抗値算出部が算出した前記合成抵抗値と予め設定された前記アクチュエータの定格電流値に基づいて、前記アクチュエータの駆動電圧を算出する駆動電圧算出部と、
     前記駆動電圧算出部が算出した前記駆動電圧を記録部に記録させる記録制御部と、
     を備えることを特徴とする制御装置。
  8.  被写体像を結像する光学系と、前記光学系の少なくとも一部の光学要素を光軸方向に沿って移動させるアクチュエータと、を備える内視鏡が接続される制御装置であって、
     前記アクチュエータを駆動するための駆動信号を生成して供給する駆動信号生成部と、
     前記アクチュエータと前記駆動信号生成部とを電気的に接続し、前記駆動信号を伝送する伝送ケーブルと、
     前記伝送ケーブルに流れる前記駆動信号の大きさを検出する検出部と、
     前記駆動信号を初期駆動電圧値から電圧値を段階的に上げながら前記アクチュエータへ所定時間毎に供給させる電力制御部と、
     前記検出部が検出した前記駆動信号の大きさと予め設定された前記アクチュエータの定格電流値との差が所定値以下であるか否かを判定する判定部と、
     前記判定部が前記所定値以下であると判定した際に前記駆動信号生成部が供給した最新の前記駆動信号の駆動電圧を記録部に記録させる記録制御部と、
     を備えることを特徴とする制御装置。
  9.  被写体像を結像する光学系と、前記光学系の少なくとも一部の光学要素を光軸方向に沿って移動させるアクチュエータと、前記アクチュエータを駆動するための駆動信号を生成して供給する駆動信号生成部と、前記アクチュエータと前記駆動信号生成部とを電気的に接続し、前記駆動信号を伝送する伝送ケーブルと、を備える内視鏡システムが実行する制御方法であって、
     前記伝送ケーブルに流れる前記駆動信号の大きさを検出する検出ステップと、
     前記駆動信号を初期駆動電圧値で前記アクチュエータへ所定時間供給させる電力制御ステップと、
     少なくとも前記検出ステップが検出した前記駆動信号の大きさに基づいて、前記伝送ケーブルの抵抗値と前記アクチュエータの抵抗値とを含む合成抵抗値を算出する抵抗値算出ステップと、
     前記抵抗値算出ステップが算出した前記合成抵抗値と予め設定された前記アクチュエータの定格電流値に基づいて、前記アクチュエータの駆動電圧を算出する駆動電圧算出ステップと、
     前記駆動電圧算出ステップが算出した前記駆動電圧を記録部に記録させる記録制御ステップと、
     を含むことを特徴とする制御方法。
  10.  被写体像を結像する光学系と、前記光学系の少なくとも一部の光学要素を光軸方向に沿って移動させるアクチュエータと、前記アクチュエータを駆動するための駆動信号を生成して供給する駆動信号生成部と、前記アクチュエータと前記駆動信号生成部とを電気的に接続し、前記駆動信号を伝送する伝送ケーブルと、を備える内視鏡システムが実行する制御方法であって、
     前記伝送ケーブルに流れる前記駆動信号の大きさを検出する検出ステップと、
     前記駆動信号を初期駆動電圧値から電圧値を段階的に上げながら前記アクチュエータへ所定時間毎に供給させる電力制御ステップと、
     前記検出ステップで検出した前記駆動信号の大きさと予め設定された前記アクチュエータの定格電流値との差が所定値以下であるか否かを判定する判定ステップと、
     前記判定ステップで前記所定値以下であると判定した際に前記駆動信号生成部が供給した最新の前記駆動信号の駆動電圧を記録部に記録させる記録制御ステップと、
     を含むことを特徴とする制御方法。
  11.  被写体像を結像する光学系と、前記光学系の少なくとも一部の光学要素を光軸方向に沿って移動させるアクチュエータと、前記アクチュエータを駆動するための駆動信号を生成して供給する駆動信号生成部と、前記アクチュエータと前記駆動信号生成部とを電気的に接続し、前記駆動信号を伝送する伝送ケーブルと、を備える内視鏡システムに、
     前記伝送ケーブルに流れる前記駆動信号の大きさを検出する検出ステップと、
     前記駆動信号を初期駆動電圧値で前記アクチュエータへ所定時間供給させる電力制御ステップと、
     少なくとも前記検出ステップが検出した前記駆動信号の大きさに基づいて、前記伝送ケーブルの抵抗値と前記アクチュエータの抵抗値とを含む合成抵抗値を算出する抵抗値算出ステップと、
     前記抵抗値算出ステップが算出した前記合成抵抗値と予め設定された前記アクチュエータの定格電流値に基づいて、前記アクチュエータの駆動電圧を算出する駆動電圧算出ステップと、
     前記駆動電圧算出ステップが算出した前記駆動電圧を記録部に記録させる記録制御ステップと、
     を実行させることを特徴とするプログラム。
  12.  被写体像を結像する光学系と、前記光学系の少なくとも一部の光学要素を光軸方向に沿って移動させるアクチュエータと、前記アクチュエータを駆動するための駆動信号を生成して供給する駆動信号生成部と、前記アクチュエータと前記駆動信号生成部とを電気的に接続し、前記駆動信号を伝送する伝送ケーブルと、を備える内視鏡システムに、
     前記伝送ケーブルに流れる前記駆動信号の大きさを検出する検出ステップと、
     前記駆動信号を初期駆動電圧値から電圧値を段階的に上げながら前記アクチュエータへ所定時間毎に供給させる電力制御ステップと、
     前記検出ステップで検出した前記駆動信号の大きさと予め設定された前記アクチュエータの定格電流値との差が所定値以下であるか否かを判定する判定ステップと、
     前記判定ステップで前記所定値以下であると判定した際に前記駆動信号生成部が供給した最新の前記駆動信号の駆動電圧を記録部に記録させる記録制御ステップと、
     を実行させることを特徴とするプログラム。
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