(57)【要約】【課題】  内視鏡の挿入管の形状を検出するための光の光量を一定に保つ。【解決手段】  内視鏡システムは内視鏡と内視鏡プロセッサ５０とを有する。内視鏡はライトガイド２５、曲率検出用ファイバ、参照用ファイバ、および参照用受光素子３４を有する。内視鏡プロセッサ５０はランプ６１、光源制御回路６２、および電源６４を有する。ランプ６１が出射する光をライトガイド２５の入射端２５ｉｎに入射する。ライトガイドの出射端、曲率検出用ファイバの入射端、および参照用ファイバの入射端を単一のフィルタで覆う。参照用ファイバの出射端から出射される光を参照用受光素子３４が受光する。参照用受光素子３４は受光量に応じた参照信号を生成する。光源制御回路６２は参照信号に基づいて電源６４を制御する。光源制御回路６２の制御に基づいて電源６４はランプ６１の出射する光の光量を一定に保つ。【選択図】        図９
2007044410.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
内視鏡の挿入管に沿って先端まで延び、光を出射するための供給用出射部と光を入射するための供給用入射部とを有し、前記光源から出射される光を前記供給用入射部から前記供給用出射部へ伝達する供給用光伝達手段と、
前記挿入管に沿って前記先端まで延び、光を入射するための検出用入射部と光を出射するため検出用出射部とを有し、光を前記検出量入射部から前記検出用出射部まで伝達可能で、曲がり角度に応じて光の伝達量が変化する検出用光伝達手段と、
前記挿入管に沿って前記先端まで延び、光を入射するための参照用入射部と光を出射するため参照用出射部とを有し、光を前記参照用入射部から前記参照用出射部まで伝達する参照用光伝達手段と、
前記供給用出射部、前記検出用入射部、および前記参照用入射部を一体的に覆い、前記供給用出射部から出射される光を反射するミラーと、
前記参照用出射部から出射する光の受光量に応じた電気信号である参照信号を生成する第１の光電変換手段と、
前記参照信号に基づいて、前記光源の出射光量を一定に保つように前記光源を制御する制御手段とを備える
ことを特徴とする内視鏡挿入形状検出ユニット。
【請求項２】
前記供給用出射部、前記検出量入射部、および前記参照用入射部は、前記挿入管の前記先端に設けられ、
前記ミラーは前記供給用出射部から出射される光を所定の反射率で反射し、所定の透過率で透過し、前記ミラーを透過した光が前記挿入管の先端付近を照明可能である
ことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡挿入形状検出ユニット。
【請求項３】
前記参照用出射部から出射する光を所定の割合で吸収して、前記第１の光電変換手段の受光面に入射させる第１の減光フィルタを備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の内視鏡挿入形状検出ユニット。
【請求項４】
前記検出用出射部から出射する光の受光量に応じた電気信号である曲率信号を生成する第２の光電変換手段と、前記第２の光電変換手段において生成される前記曲率信号に基づいて前記挿入管の前記曲がり角度を算出する算出手段とを備えることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の内視鏡挿入形状検出ユニット。
【請求項５】
前記検出用出射部から出射する光を所定の割合で吸収して、前記第２の光電変換手段の受光面に入射させる第２の減光フィルタを備えることを特徴とする請求項４に記載の内視鏡挿入形状検出ユニット。
【請求項６】
前記内視鏡は、前記挿入管の前記先端に電子シャッタ機能を有することを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の内視鏡挿入形状検出ユニット。
【請求項７】
可撓性を有する挿入管と、前記挿入管に沿って先端まで延び光を出射するための供給用出射部と光を入射するための供給用入射部とを有し前記光源から出射される光を前記供給用入射部から前記供給用出射部へ伝達する供給用光伝達手段と、前記挿入管に沿って前記先端まで延び光を入射するための検出用入射部と光を出射するため検出用出射部とを有し光を前記検出量入射部から前記検出用出射部まで伝達可能で曲がり角度に応じて光の伝達量が変化する検出用光伝達手段と、前記挿入管に沿って前記先端まで延び光を入射するための参照用入射部と光を出射するため参照用出射部とを有し光を前記参照用入射部から前記参照用出射部まで伝達する参照用光伝達手段と、前記供給用出射部、前記検出用入射部、および前記参照用入射部を一体的に覆い前記供給用出射部から出射される光を所定の反射率で反射し所定の透過率で透過するミラーと、前記参照用出射部から出射する光の受光量に応じた電気信号である参照信号を生成する第１の光電変換手段とを有し、前記供給用出射部、前記検出量入射部、および前記参照用入射部は前記挿入管の前記先端に設けられ、前記ミラーを透過した光が前記挿入管の前記先端付近を照明可能な内視鏡と、
前記供給用入射部に、照明光を入射する光源と、
前記参照用出射部から出射する光の受光量に応じた電気信号である参照信号を生成する第１の光電変換手段と、
前記参照信号に基づいて、前記照明光の出射光量を一定に保つように前記光源を制御する制御手段とを備える
ことを特徴とする内視鏡システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内視鏡の使用時の挿入管の形状を検知する内視鏡挿入形状検出ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内視鏡の使用時の挿入管の形状を検出することが求められている。側面に光吸収部を設けた光ファイバを用いて内視鏡の挿入管の形状を検出することが、本件出願人により提案されている（特許文献１参照）。
【０００３】
光ファイバによる形状検出について、簡単に説明する。光ファイバの曲がり角度に応じて光ファイバの側面に設けた光吸収部への光の入射量が変わり、光ファイバによって伝達される光の伝達量が変わる。一定の光量の光を入射した光ファイバから出射される光をフォトダイオードで受光し、受光量に応じた電気信号によって、曲狩り角度が求められる。複数の箇所での曲がり角度を求めて、光ファイバ全体の形状が検出可能になる（特許文献２、特許文献３参照）。
【０００４】
ところで、形状を正確に検出するためには、入射する光の光量を一定に保つ必要がある。そのため、出射する光の光量が不安定な光源を用いることは出来なかった。
【特許文献１】特開２００３−０５２６１４号公報
【特許文献２】米国特許第６１２７６７２号明細書
【特許文献３】米国特許第６５６３１０７号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、本発明では出射する光の光量が不安定な光源であっても、内視鏡の挿入管の形状を正確に検出することが可能な内視鏡挿入形状検出ユニットの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の内視鏡挿入形状検出ユニットは、光源と、内視鏡の挿入管に沿って先端まで延び光を出射するための供給用出射部と光を入射するための供給用入射部とを有し光源から出射される光を供給用入射部から供給用出射部へ伝達する供給用光伝達手段と、挿入管に沿って先端まで延び光を入射するための検出用入射部と光を出射するため検出用出射部とを有し光を検出量入射部から検出用出射部まで伝達可能で曲がり角度に応じて光の伝達量が変化する検出用光伝達手段と、挿入管に沿って先端まで延び光を入射するための参照用入射部と光を出射するため参照用出射部とを有し光を参照用入射部から参照用出射部まで伝達する参照用光伝達手段と、供給用出射部、検出用入射部、および参照用入射部を一体的に覆い供給用出射部から出射される光を反射するミラーと、参照用出射部から出射する光の受光量に応じた電気信号である参照信号を生成する第１の光電変換手段と、参照信号に基づいて光源の出射光量を一定に保つように光源を制御する制御手段とを備えることを特徴としている。
【０００７】
なお、供給用出射部、検出量入射部、および参照用入射部は挿入管の前記先端に設けられ、ミラーは供給用出射部から出射される光を所定の反射率で反射し所定の透過率で透過しミラーを透過した光が挿入管の先端付近を照明可能であることが好ましい。
【０００８】
また、参照用出射部から出射する光を所定の割合で吸収して第１の光電変換手段の受光面に入射させる第１の減光フィルタを備えることが好ましい。
【０００９】
また、検出用出射部から出射する光の受光量に応じた電気信号である曲率信号を生成する第２の光電変換手段と、第２の光電変換手段において生成される曲率信号に基づいて挿入管の曲がり角度を算出する算出手段とを備えることが好ましい。
【００１０】
また、検出用出射部から出射する光を所定の割合で吸収して第２の光電変換手段の受光面に入射させる第２の減光フィルタを備えることが好ましい。
【００１１】
また、内視鏡は挿入管の先端に電子シャッタ機能を有することが好ましい。
【００１２】
また、本発明の内視鏡システムは、可撓性を有する挿入管と、挿入管に沿って先端まで延び光を出射するための供給用出射部と光を入射するための供給用入射部とを有し光源から出射される光を供給用入射部から供給用出射部へ伝達する供給用光伝達手段と、挿入管に沿って先端まで延び光を入射するための検出用入射部と光を出射するため検出用出射部とを有し光を検出量入射部から検出用出射部まで伝達可能で曲がり角度に応じて光の伝達量が変化する検出用光伝達手段と、挿入管に沿って先端まで延び光を入射するための参照用入射部と光を出射するため参照用出射部とを有し光を参照用入射部から参照用出射部まで伝達する参照用光伝達手段と、供給用出射部、検出用入射部、および参照用入射部を一体的に覆い供給用出射部から出射される光を所定の反射率で反射し所定の透過率で透過するミラーと、参照用出射部から出射する光の受光量に応じた電気信号である参照信号を生成する第１の光電変換手段とを有し、供給用出射部、検出量入射部、および参照用入射部は挿入管の先端に設けられ、ミラーを透過した光が挿入管の先端付近を照明可能な内視鏡と、供給用入射部に照明光を入射する光源と、参照用出射部から出射する光の受光量に応じた電気信号である参照信号を生成する第１の光電変換手段と、参照信号に基づいて照明光の出射光量を一定に保つように光源を制御する制御手段とを備えることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、内視鏡の挿入管の曲がり角度を検出するための光ファイバに供給される光の光量を一定に保つことが可能になる。したがって、内視鏡挿入形状の正確な検出が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１５】
まず、内視鏡挿入形状検出ユニットを有する内視鏡システムの全体構成について図１を用いて簡単に説明する。図１は、本発明の一実施形態を適用した内視鏡挿入形状検出ユニットを有する内視鏡システムの外観図である。
【００１６】
内視鏡システム１０は、電子内視鏡２０、内視鏡プロセッサ５０、およびモニタ８０によって構成される。電子内視鏡２０は、コネクタ２１を介して内視鏡プロセッサ５０に接続される。モニタ８０もコネクタ（図示せず）を介して内視鏡プロセッサ５０に接続される。
【００１７】
電子内視鏡２０の挿入管２２の先端近辺の被写体（図示せず）は、内視鏡２０内部を通るライトガイド（図示せず）を介して内視鏡プロセッサ５０に設けられる光源（図示せず）から照明光が照射される。照明光が照射される被写体は、電子内視鏡２０の挿入管２２の先端に設けられるＣＣＤ等の撮像素子（図示せず）により撮像される。
【００１８】
撮像された画像は映像信号として内視鏡プロセッサ５０に送られる。内視鏡プロセッサ５０に送られた映像信号は所定の処理が行われた後、モニタ８０に送られ、そこで被写体像が表示される。
【００１９】
次に図２を用いて、電子内視鏡２０の内部構成について説明する。図２は、電子内視鏡２０の内部構成を概略的に示すブロック図である。
【００２０】
電子内視鏡２０は、本体２３、挿入管２２、ケーブル２４、およびコネクタ２１によって構成される。挿入管２２は、本体２３から延ばされるように取り付けられる。コネクタ２１は、ケーブル２４を介して本体２３に取り付けられる。
【００２１】
ライトガイド２５が、コネクタ２１から挿入管２２に沿って先端まで延ばされるように設けられる。ライトガイド２５の周囲には図３に示すようにライトガイド２５を芯にして取り囲むように、複数の曲率検出用ファイバ２６および参照用ファイバ２７が設けられる。曲率検出用ファイバ２６および参照用ファイバ２７も、コネクタ２１から挿入管２２に沿って先端まで延ばされる。
【００２２】
ライトガイド２５は複数の光ファイバによって形成される。ライトガイド２５は、可視光成分を含む光を入射端２５ｉｎから出射端２５ｏｕｔまで伝達可能である。曲率検出用ファイバ２６は、光を入射端２６ｉｎから出射端２６ｏｕｔまで伝達可能である。参照用ファイバ２７は、光を入射端２７ｉｎから出射端２７ｏｕｔまで伝達可能である。
【００２３】
ライトガイド２５の出射端２５ｏｕｔ、曲率検出用ファイバ２６の入射端２６ｉｎ、および参照用ファイバ２７の入射端２７ｉｎは、挿入管２２の先端付近に配置される。ライトガイド２５の出射端２５ｏｕｔ、曲率検出用ファイバ２６の入射端２６ｉｎ、および参照用ファイバ２７の入射端２７ｉｎは、単一のミラー２８によって覆われる。
【００２４】
ミラー２８は、光学ガラス部材を蒸着することにより、ライトガイド２５の出射端２５ｏｕｔ、曲率検出用ファイバ２６の入射端２６ｉｎ、および参照用ファイバ２７の入射端２７ｉｎに固定される。ミラー２８を形成するガラス部材には、入射する光を所定の反射率で反射し、所定の透過率で透過することが可能な部材が用いられる。
【００２５】
曲率検出用ファイバ２６には、光損失部２９が設けられる。光損失部２９に入射する第２の光成分は、部分的に光損失部２９に吸収され、損失する。光損失部２９が設けられる位置と方向とは、曲率検出用ファイバ２６ごとに定められている。
【００２６】
なお、光損失部２９が設けられる位置は、本体２３からの距離がそれぞれの曲率検出用ファイバ２６に定められた長さとなるように定められる。また、光損失部２９が設けられる方向は、曲率検出用ファイバ２６の長手方向に平行な断面において、曲率検出用ファイバ２６の中心から第１の径方向、または曲率検出用ファイバ２６の中心から第１の径方向とは９０°傾いた第２の径方向のいずれかである。
【００２７】
光損失部２９の設けられる位置と方向について、図４、図５を用いてさらに説明する。図４は、ライトガイド２５の周囲の複数の曲率検出用ファイバ２６における光損失部２９の位置を示すための図である。図５は、ライトガイド２５の周囲の複数の曲率検出用ファイバ２６における光損失部２９の方向を示すための図である。
【００２８】
図４に示すように、第１、第２の曲率検出用ファイバ２６ａ、２６ｂにおいては、同じ位置に光損失部２９が設けられる。また、第３、第４の曲率検出用ファイバ２６ｃ、２６ｄにおいては、同じ位置に光損失部２９が設けられる。ただし、第１、第３の曲率検出用ファイバ２６ａ、２６ｃにおける光損失部２９が設けられる位置は異なっている。
【００２９】
このように、一つの組を形成する２本の曲率検出用ファイバ２６には、光損失部２９が同じ位置に設けられる。ただし、光損失部２９の設けられる位置は、組毎に異なるように定められる。
【００３０】
また図５に示すように、第１、第３の曲率検出用ファイバ２６ａ、２６ｃでは、ファイバの中心から第１の径方向Ｄ１に光損失部２９が設けられる。一方、第２、第４の曲率検出用ファイバ２６ｂ、２６ｄでは、ファイバの中心から第２の径方向Ｄ２に光損失部２９が設けられる。
【００３１】
このように、光損失部２９の設けられる方向は、一つの組を形成する２本の曲率検出用ファイバ２６の一方においてはファイバの中心から第１の径方向Ｄ１に定められ、他方においてはファイバの中心から第２の径方向Ｄ２に定められる。
【００３２】
曲率検出用ファイバ２６の出射端２６ｏｕｔから出射される光の光量に基づいて、光損失部２９における曲率検出用ファイバ２６の曲げ角度を求めることが可能である。以下に、その原理について簡単に説明する。
【００３３】
曲率検出用ファイバ２６は前述のように光ファイバであり、コアにクラッドを被膜することにより形成される。コアに入射される光は、コアとクラッドの界面において全反射されることにより光量が実質的に損失されること無く、入射端２６ｉｎから出射端２６ｏｕｔまで伝達される。一方、光損失部２９に入射する光は完全にまたは一部が吸収される。したがって、光損失部２９に入射する光が多くなるほど、光の損失が大きくなる。
【００３４】
図６に示すように、光損失部２９が設けられる方向と逆の方向（図６において下方向）に曲率検出用ファイバ２６が曲がるほど、光損失部２９に入射する光Ｌは多くなる。一方、図７に示すように、光損失部２９が設けられる方向に曲率検出用ファイバ２６が曲がるほど、光損失部２９に入射する光Ｌは少なくなる。
【００３５】
一定の光量の光を曲率検出用ファイバ２６に入射するとき、出射端２６ｏｕｔからの光の出射量と光損失部２９における曲げ角度とは一定の対応関係を有する。したがって、出射端２６ｏｕｔにおける光の受光量を検出することにより、光損失部２９における曲率検出用ファイバ２６および挿入管２２の曲げ角度が求められる。
【００３６】
例えば、光損失部２９の設けられる位置の異なる６本の曲率検出用ファイバ２６を用いると、光損失部２９が設けられる６箇所における挿入管２２の曲げ角度が求められる。図８に示すように、それぞれの光損失部２９が設けられるポイントＰにおける曲げ角度と隣合うポイントＰの距離とによって挿入管２２の形状を検知することが可能になる。
【００３７】
なお、第１、第２方向Ｄ１、Ｄ２に光損失部２９が設けられた曲率検出用ファイバ２６からは、それぞれ第１、第２方向Ｄ１、Ｄ２への曲げ角度が検出される。したがって、両方向への曲げ角度から、光損失部２９の曲がる方向と曲げ角度とを求めることが可能である。
【００３８】
曲率検出用ファイバ２６の出射端２６ｏｕｔは曲率用受光素子３３に光学的に接続される（図２参照）。なお、曲率検出用ファイバ２６ごとに異なる曲率用受光素子３３に接続される。また、参照用ファイバ２７の出射端２７ｏｕｔは参照用受光素子３４に光学的に接続される。
【００３９】
なお、曲率検出用ファイバ２６の出力端２６ｏｕｔと曲率用受光素子３３との間には、また参照用ファイバ２７の出力端２７ｏｕｔと参照用受光素子３４との間にはそれぞれ減光フィルタ３５、３５が配置される。出力端２６ｏｕｔ、２７ｏｕｔから出射される光は、減光フィルタ３５により所定の割合で吸収される。減光フィルタ３５により減光された光が、それぞれの曲率用受光素子３３、参照用受光素子３４に入射される。
【００４０】
なお、曲率用受光素子３３および参照用受光素子３４はフォトダイオードであって、受光量を検知可能である。曲率用受光素子３３および参照用受光素子３４の受光量に応じた電気信号が、それぞれ曲率信号、参照信号として出力される。
【００４１】
挿入管２２の先端には、配光レンズ３０、対物レンズ３１、および撮像素子３２が設けられる。ミラー２８から出射する光が配光レンズ３０を介して、先端付近の被写体に照射される。対物レンズ３１は、被写体への照射光の反射光を撮像素子３２の受光面に結像させる。撮像素子３２が撮像した被写体像は、画像信号として生成される。なお、撮像素子３２は電子シャッタ機能を有しており、電子シャッタにより撮像素子３２への露光時間が制御される。
【００４２】
後述するように、コネクタ２１を介して電子内視鏡２０を内視鏡プロセッサ５０に接続することにより、曲率用受光素子３３、参照用受光素子３４、および撮像素子３２が電気的に、ライトガイド２５が光学的に内視鏡プロセッサ５０と接続される。
【００４３】
次に、内視鏡プロセッサ５０の構成について図９を用いて説明する。図９は、内視鏡プロセッサ５０の内部構成を概略的に示すブロック図である。
【００４４】
内視鏡プロセッサ５０は、光源ユニット６０、信号処理ユニット７０、撮像素子駆動回路５１、およびタイミングジェネレータ５２などによって構成される。光源ユニット６０によって、電子内視鏡２０に用いられる光が供給される。また、信号処理ユニット７０によって、画像信号の処理、曲率用受光素子３３から出力される曲率信号の処理が行われる。
【００４５】
撮像素子３２は、撮像素子３２と電気的に接続される撮像素子駆動回路５１によって、撮像などの動作が制御される。また、撮像素子駆動回路５１はタイミングジェネレータ５２に接続されており、撮像素子３２の動作を制御するためのタイミング信号が、タイミングジェネレータ５２から出力される。
【００４６】
光源ユニット６０は、ランプ６１、光源制御回路６２、集光レンズ６３、および電源６４によって構成される。電子内視鏡２０のコネクタ２１を接続することにより、ランプ６１とライトガイド２５とが光学的に接続され、参照用受光素子３４と光源制御回路６２とが電気的に接続される。
【００４７】
ランプ６１には、高輝度な光であって、第１、第２の光成分を照射できるキセノンランプやハロゲンランプなどが用いられる。ランプ６１への電力は、電源６４から供給される。また、光量制御回路６２が電源６４に接続される。光量制御回路６２が電源６４からランプ６１へ供給する電力を制御することにより、ランプ６１から出射される照明光の光量が調整可能である。
【００４８】
ランプ６１からの照射光をライトガイド２５の入射端２５ｉｎに導くための光路中に集光レンズ６３が設けられる。ランプ６１から照射される略平行な光束の光は、集光レンズ６３で集光されて入射端２５ｉｎに入射される。
【００４９】
参照用受光素子３４から出力される参照信号は、光源制御回路６２に送られる。参照信号に基づいて光源制御回路６２が電源６４から出力される電力を制御することにより、ランプ６１から出射される照明光は光量が一定に保たれるように調整される。
【００５０】
信号処理ユニット７０は、前段信号処理回路７１、画像メモリ７２、後段信号処理回路７３、曲率位置変換回路７４、および形状メモリ７５等によって構成される。電子内視鏡２０のコネクタ２１を接続することにより、撮像素子３２と前段信号処理回路７１とが、曲率用受光素子３３と曲率位置変換回路７４とが電気的に接続される。
【００５１】
撮像素子３２が生成した画像信号は、前段信号処理回路７１に送られる。前段信号処理回路７１において、アナログ信号である画像信号はＡ／Ｄ変換され、デジタル信号に変換された画像信号に対して、ホワイトバランスやγ補正などの所定の処理が施される。
【００５２】
所定の処理が施された画像信号は画像メモリ７２に送られ、格納される。画像メモリ７２に格納された画像信号は、後段信号処理回路７３に出力される。後段信号処理回路７３に出力するタイミングは、タイミングジェネレータ５２により制御される。
【００５３】
後段信号処理回路７３において、画像信号はＤ／Ａ変換され、エンコードなどの所定の処理が行われる。後段信号処理回路７３はモニタ８０に接続されており、撮像した被写体像がモニタ８０に表示される。
【００５４】
曲率用受光素子３３から出力される曲率信号は、曲率位置変換回路７４に送られる。曲率位置変換回路７４では、隣合う光損失部２９間の距離と第１、第２方向Ｄ１、Ｄ２への曲げ角度に相当する曲率信号とに基づいて、それぞれの光損失部２９の３次元座標が求められる。
【００５５】
光損失部２９の３次元座標は形状メモリ７５に送られて、記憶される。形状メモリ７５に記憶された光損失部２９の３次元座標は、後段信号処理回路７３に送られる。後段信号処理回路７３に３次元座標を送るタイミングは、タイミングジェネレータ５２により制御される。
【００５６】
後段信号処理回路７３において、光損失部２９の３次元座標に基づいて、スムージング処理が行われる。すなわち、光損失部２９を結ぶ直線が、滑らかな曲線に変換される。このように、挿入管２２の形状は、求められた曲線によって表されている。挿入管２２の形状に相当する形状信号は、後段信号処理回路７３によってＤ／Ａ変換される。Ｄ／Ａ変換された形状信号に所定の処理が行われる。
【００５７】
後段信号処理回路７３では、モニタ８０に撮像した被写体像および挿入管２２の形状を表示するために、モニタ８０上におけるそれぞれの表示領域の割当てなどの処理が行われる。所定の処理が行われた画像信号および形状信号がモニタ８０に出力される。画像信号および形状信号に基づいて、モニタ８０の内視鏡画像表示領域ＩＡには被写体像が、内視鏡形状表示領域ＳＡには挿入管２２の形状が表示される（図１０参照）。
【００５８】
したがって、以上のような本実施形態の内視鏡挿入形状検出ユニットによれば、出射光の光量が不安定である光源を用いても、内視鏡の挿入形状を正確に検出することが可能となる。
【００５９】
従来の光ファイバを利用した姿勢検出センサでは、出射光量の安定した光源が用いられる。一方、本実施形態のように内視鏡に用いる場合は、挿入管の細径化が望まれているため、照明光源を形状検出のための光として用いることが考えられる。しかし、内視鏡の照明光源は、出射光量の不安定な放電管であることが多い。本実施形態の内視鏡挿入形状検出ユニットを用いれば、このような放電管に対しても適用することが可能である。
【００６０】
また、本実施形態では内視鏡の照明光源を曲率検出用の光源として用いるために、絞りなどを用いて照明光の光量調整が出来ない。しかし、電子シャッタ機能を有する撮像素子を用いることにより、撮像素子への露光量を調整することが可能である。
【００６１】
また、従来の光ファイバを利用した姿勢検出センサの場合、１つの位置の、１方向の曲がり角度を検出するのに光ファイバを往復させる必要があった。一方、本実施形態でが、照明光を伝達するためのライトガイドを、形状検出用の光を先端部まで伝達させる光ファイバとして共用させることにより、挿入管２２内に配置する光ファイバの本数を減らすことが可能となる。したがって、内視鏡２０の細径化を図ることが可能である。
【００６２】
また、照明光の供給のために用いられるランプ６１を、形状検出用の光の光源として共用することにより、新たな光源装置が不要となる。したがって、内視鏡システム１０全体の大型化および複雑化を防止することが可能になる。
【００６３】
なお、本実施形態では、照明光の供給のために用いられるランプを形状検出用の光の光源として、また照明光を伝達するためのライトガイドを内視鏡の挿入管先端まで形状検出用の光を伝達する光ファイバとして共有する構成であるが、別の光源と別の光ファイバを用いてもよい。別の光源と別の光ファイバを用いる構成であっても、出射光量の不安定な光源を用いる場合において正確に形状検出できる効果は発揮される。なお、別の光源と別の光ファイバを用いる場合、ミラーは光を透過しなくてもよい。
【００６４】
また、本実施形態では、曲率検出用ファイバ２６と曲率用受光素子３３との間に、または参照用ファイバ２７と参照用受光素子３４との間に減光フィルタ３５を設ける構成であるが、設けなくとも本実施形態と同様の効果を得ることは可能である。
【００６５】
減光フィルタ３５を用いることにより、受光素子３３、３４へ入射する光の光量が受光素子３３、３４の飽和受光量を超えることが防がれる。減光フィルタ３５を設ける代わりに、反射率の低いミラーを用いたり、飽和受光量の大きな受光素子を用いたり、出射する光の光量の低い光源を用いることによっても、受光素子へ入射する光の光量が受光素子の飽和受光量を超えることを防ぐことは可能である。
【００６６】
また、本実施形態では、電子内視鏡を用いたが、ファイバースコープにも適用することは可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の一実施形態を適用した内視鏡挿入形状検出ユニットを有する内視鏡システムの外観図である。
【図２】電子内視鏡の内部構成を概略的に示すブロック図である。
【図３】ライトガイドおよび曲率検出用ファイバの長手方向に垂直な断面図である。
【図４】ライトガイドの周囲の複数の曲率検出用ファイバにおける光損失部の位置を示すための図である。
【図５】ライトガイドの周囲の複数の曲率検出用ファイバにおける光損失部の方向を示すための図である。
【図６】曲率検出用ファイバの曲げ方向による光の伝達量の変化を説明するための第１の図である。
【図７】曲率検出用ファイバの曲げ方向による光の伝達量の変化を説明するための第２の図である。
【図８】それぞれの光損失部における曲げ角度によって挿入管の形状を検出可能であることを示すための図である。
【図９】内視鏡プロセッサの内部構成を概略的に示すブロック図である。
【図１０】モニタに内視鏡により被写体像および挿入管の形状が表示されている状態を示す図である。
【符号の説明】
【００６８】
１０  内視鏡システム
２０  電子内視鏡
２５  ライトガイド
２６  曲率検出用ファイバ
２７  参照用ファイバ
２８  ミラー
２９  光損失部
３３  曲率用受光素子
３４  参照用受光素子
３５  減光フィルタ
５０  内視鏡プロセッサ
６０  光源ユニット
６１  ランプ
６２  光源制御回路
６４  電源
７０  信号処理ユニット
７４  曲率位置変換回路
７５  形状メモリ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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