(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータ及びこのモータを回転させるための駆動電圧を与える駆動電圧発生回路を備え、内視鏡先端部に配置された変倍用の可動レンズを上記モータで駆動することにより、光学的に変倍した像を観察する内視鏡装置において、
上記変倍用可動レンズの一方の駆動端から他方の駆動端までの全移動時間を計測しかつこの全移動時間に対して所定単位時間を１カウントとする移動時間カウント値を設定する初期化を行い、この移動時間カウント値を当該可動レンズの変倍位置情報として用いると共に、
変倍スイッチの操作に対応して上記移動時間カウント値を加減算することにより上記変倍位置情報を取得し、これらの変倍位置情報に基づいて各種制御を実行する制御回路を設けたことを特徴とする光学変倍機能を備えた内視鏡装置。
【請求項２】
上記制御回路は、上記可動レンズの移動時間カウント値により特定された変倍位置情報をモニタ上に表示するように制御することを特徴とする上記請求項１記載の光学変倍機能を備えた内視鏡装置。
【請求項３】
上記制御回路は、電源投入後の最初の変倍スイッチ操作時に上記可動レンズの移動範囲を初期化設定することを特徴とする上記請求項１記載の光学変倍機能を備えた内視鏡装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は内視鏡装置、特に被観察体を光学的に拡大して観察することが可能となる装置の構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、内視鏡装置（電子内視鏡装置）等では、スコープ先端部の対物レンズ系に変倍のための可動レンズを配置し、この可動レンズをアクチュエータ等で駆動し、光学的に被観察体像を拡大することが行われている。そして、この光学的に拡大された像はＣＣＤ（Charge Coupled Device）等の固体撮像素子で撮像され、このＣＣＤから出力されたビデオ信号（画像信号）につきプロセッサ装置によって各種の画像処理を施すことにより、モニタに被観察体の拡大画像が表示される。このような光学変倍機構においては、７０〜１００倍程度までの像拡大によって注目部位を観察することができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記内視鏡の光学変倍機能においては、変倍の可動レンズの移動位置を検出するために、エンコーダ等が配置される。即ち、駆動機構によって移動する可動レンズの光軸方向の位置をエンコーダで検出することにより、拡大倍率の正確な値を把握することが可能となる。
【０００４】
しかしながら、上記可動レンズは内視鏡先端部の対物光学系内に組み込まれており、位置検出のエンコーダも当該先端部内に配置することとなる場合は、細径化された先端部の径が大きくなるという問題があった。
【０００５】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、エンコーダ等を用いることなく、変倍用可動レンズの移動位置を把握することができる内視鏡装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、モータ及びこのモータを回転させるための駆動電圧を与える駆動電圧発生回路を備え、内視鏡先端部に配置された変倍用の可動レンズを上記モータで駆動することにより、光学的に変倍した像を観察する内視鏡装置において、上記変倍用可動レンズの一方の駆動端から他方の駆動端までの全移動時間を計測しかつこの全移動時間に対して所定単位時間を１カウントとする移動時間カウント値を設定する初期化を行い、この移動時間カウント値を当該可動レンズの変倍位置情報として用いると共に、変倍スイッチの操作に対応して上記移動時間カウント値を加減算することにより上記変倍位置情報を取得し、これらの変倍位置情報に基づいて各種制御を実行する制御回路を設けたことを特徴とする。
請求項２に係る発明は、上記制御回路では、上記移動時間カウント値により特定された変倍位置情報をモニタ上に表示するように制御することを特徴とする。
請求項３に係る発明は、上記制御回路では、電源オン後の最初の変倍スイッチ操作時に上記可動レンズの移動範囲を初期化設定することを特徴とする。
【０００７】
上記の構成によれば、変倍動作の前に変倍用可動レンズの例えばＮｅａｒ端からＦａｒ端までの全移動時間が計測され、Ｎｅａｒスイッチが押されたときは、Ｆａｒ端からの移動時間の減算カウント値が可動レンズの位置情報となり、Ｆａｒスイッチが押されたときは加算カウント値が位置情報となる。また、上記全移動時間カウントは、変倍位置情報表示のために所定段階に振り分けられ、画像の拡大率（状態）が段階的な表示でモニタ上に表示される。更に、この変倍位置情報は、可動レンズがＮｅａｒ端及びＦａｒ端へ近づいたことを把握する情報としても用いられ、この端部近接の予測により駆動ブレーキや駆動スピードの低下制御等を実行することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１には、実施形態例に係る電子内視鏡装置の構成が示されており、この装置は電子スコープ（電子内視鏡）１０がプロセッサ装置１２にコネクタにより着脱自在に接続される構成となる。図１において、電子スコープ１０の先端部には、固定レンズ（又はレンズ群）１３と可動レンズ（又はレンズ群）１４からなる変倍可能な対物レンズ系が設けられ、この対物レンズ系の光を受けるように撮像素子としてのＣＣＤ１５が配置される。
【０００９】
上記可動レンズ１４には、駆動部材を介して例えばモータ１６が接続されており、このモータ１６の回転駆動力は線状伝達部材を介して先端部へ伝達され、この回転運動を直線運動に変換して可動レンズ１４を移動させるように構成される。また、先端部にモータ１６を配し、カム筒（軸）を回転させることにより、上記可動レンズ１４を移動させてもよい。
【００１０】
また、上記モータ１６（或いはアクチュエータ）を駆動するための変倍駆動回路１８が電子スコープ１０内に設けられており、この変倍駆動回路１８はモータ駆動回路１９、駆動電圧発生回路２０及びマイコン２１から構成される。更に、この電子スコープ１０の操作部等に、変倍スイッチとして、拡大操作のためのＮｅａｒ（Ｎ）スイッチ２２Ａと縮小操作のためのＦａｒ（Ｆ）スイッチ２２Ｂが配置され、これらの操作信号はマイコン２１に供給される。即ち、Ｎスイッチ２２Ａ又はＦスイッチ２２Ｂが操作されると、マイコン２１の制御及び駆動電圧発生回路２０からの駆動電圧に基づき、モータ駆動回路１９がモータ１６へ回転駆動電圧を与えることにより、モータ１６は所定の方向へ回転し、エンド端近傍に近づいたときはブレーキをかけたり、モータ１６の回転速度を低下させる制御が行われる。
【００１１】
そして、上記マイコン２１では、上記可動レンズ１４の駆動端部間の全移動時間を計測すると共に、Ｎｅａｒ端（又はＦａｒ端）からの移動時間カウント値で可動レンズ１４の移動位置を判定する。即ち、図２に示されるように、可動レンズ１４をＮｅａｒ端からＦａｒ端まで移動させたときに、３０１カウント［１カウントは所定秒（１０ｍｓ等）］の時間で全ての範囲を移動したとすると、０〜３０１のカウント値で変倍位置、即ち拡大率を把握する。
【００１２】
また、拡大率のメータ表示のために、０をＮｅａｒ点、３０１をＦａｒ点として、１〜５０を１の変倍設定領域、５１〜１００を２、１０１〜１５０を３、１５１〜２００を４、２０１〜２５０を５、２５１〜３００を６の変倍設定領域というように、６段階に振り分ける。例えば、Ｆａｒ端からＮスイッチ２２Ａの操作で、６０カウントだけ動作させた場合は、現在の可動レンズ１４がカウント２４１の位置にあるから、５の領域、即ちＦａｒ位置から２段目の変倍位置にあることになる。
【００１３】
上記電子スコープ１０内には、上記ＣＣＤ１５を駆動するためのＣＣＤ駆動回路２４やタイミングジェネレータ（ＴＧ）を含む電子シャッタ回路２５、そしてマイコン２６が設けられ、このマイコン２６の統括制御に基づき、電子シャッタ回路２５はＣＣＤ１５の信号蓄積時間（電子シャッタ速度）を制御し、このＣＣＤ１５に画素単位で蓄積された画像信号はＣＣＤ駆動回路２４により読み出される。また、Ａ／Ｄ変換器２７及び各種の画像処理を施すためのデジタルビデオプロセッサ（ＤＶＰ）２８が設けられ、ＣＣＤ１５から読み出された画像信号は、デジタル信号へ変換された後、ＤＶＰ２８によって、増幅、ホワイトバランス、ガンマ補正等の各種の画像処理が行われる。
【００１４】
一方、プロセッサ装置１２内には、画像メモリ３１、ミキサ３２、Ｄ／Ａ変換器３３が設けられ、また変倍の位置情報をメータ表示（図３）で示すキャラクタ画（文字、図形）を出力するキャラクタジェネレータ３４及びマイコン３５が設けられ、このキャラクタジェネレータ３４から出力されるキャラクタ画はミキサ３２で被観察体画像に混合される。
【００１５】
即ち、当該プロセッサ装置１２では、図示していないが、電子拡大（変倍）回路も備えており、この電子変倍と共に光学変倍の拡大状態（率）を表示する。例えば、図３に示されるように、水平方向に伸びる棒状体内の分割領域を順に点灯させるメータ表示画を用い、左端にＮ（Ｎｅａｒ）、右端にＦ（Ｆａｒ）を付して、Ｆ端からＮ端へ向けて分割領域が順に点灯するように表示させる。更に、このプロセッサ装置１２側には、Ｎ（Ｎｅａｒ）スイッチ３６Ａ及びＦ（Ｆａｒ）スイッチ３６Ｂからなるフットスイッチ（変倍スイッチ）を設けることもでき、これらの操作制御信号は上記マイコン３５に供給される。
【００１６】
実施形態例は以上の構成からなり、その作用を図４乃至図６を参照しながら説明する。装置の電源が投入され、各スイッチの操作が有効な状態になった後、Step１０１に示されるように、例えばＮスイッチ２２Ａ（又は３６Ａ）又はＦスイッチ２２Ｂ（又は３６Ｂ）が押されたとき、Step１０２では可動レンズ１４を一旦Ｎｅａｒ（Ｎ）端へ移動させる処理を行う。即ち、マイコン２１，２６，３５の制御によりモータ駆動回路１９からモータ駆動電圧がモータ１６へ与えられることにより、可動レンズ１４をＮ端へ移動させ、このＮ端を確認する。
【００１７】
次に、Step１０３では、可動レンズ１４の上記Ｎ端からＦａｒ（Ｆ）端への移動を開始し、Step１０４では可動レンズ１４の現在の位置がＦ端であるか否かの判定・検出を行う。ここで、Ｎ（NO）のときはStep１０５で時間カウントを１アップさせ、Ｙ（YES）のときは動作を終了する。従って、Step１０５では可動レンズ１４がＦ端へ移動するまでカウントアップを継続することになり、この結果、Ｎ端からＦ端までの時間カウント値、例えば３０１が計測される。このようにして、当該例では、変倍スイッチ３６のオン時に可動レンズ１４の可動範囲の初期化が行われる。
【００１８】
次に、図５に示されるように、マイコン２１（２６，３５）では変倍スイッチ２２（３６）の動作が検出されており、Step２０１では、Ｎスイッチ２２Ａが押された否かを判定し、ＹのときはStep２０２にてＮｅａｒフラグをオンにする。Step２０３では、Ｆスイッチ２２Ｂが押された否かを判定し、ＹのときはStep２０４にてＦａｒフラグをオンにし、Step２０５では、各スイッチ２２Ａ，２２Ｂの押下が解除されたか否かを検出し、ＹのときはStep２０６でＮｅａｒフラグ又はＦａｒフラグをオフにする。そして、図６の割込みルーチン（１０ｍｓ毎）では、Step２１１にて上記Ｎｅａｒフラグが立てられた（オンされた）か否かを判定し、Ｙのときは時間カウントを１ダウンし（Step２１２）、またStep２１３にて上記Ｆａｒフラグが立てられたか否かを判定し、Ｙのときは時間カウントを１アップする（Step２１４）。
【００１９】
即ち、Ｎスイッチ２２Ａが押されたときは、図２に示されるように、Ｆａｒ端の３０１からカウントダウンし、例えば１２０を減じたときはカウントは１８１となるが、この時間カウント値１８１によって変倍位置が特定できることになる。そして、この１８１は表示レベルに当てはめると、図３で示したように、４の段階の変倍位置となり、キャラクタジェネレータ３４で形成された変倍メータ表示では、Ｆ端から３番目までが鎖線のように点灯される。一方、Ｆスイッチ２２Ｂが押されたときは、そのときの値からカウントアップすることにより、変倍位置としての時間カウント値が把握される。なお、カウント＝０となることにより光学変倍のＮ端の位置が把握できるが、その後の画像拡大は電子拡大となり、図３のメータ表示では電子変倍に応じて電子変倍率が段階的に表示される。
【００２０】
また、上記のカウント値により可動レンズ１４がＮ端又はＦ端に近づいたことを把握し、マイコン２１はモータ駆動回路１９へブレーキ指令を発したり、或いは駆動速度低下の指令を与える。これにより、可動レンズ１４がＮ端又はＦ端に突き当たる際の駆動機構の衝撃を緩和してスムーズな駆動を実現することができる。
【００２１】
上記のようにして、可動レンズ１４を含む対物光学系で捉えられた被観察体像は、ＣＣＤ１５で撮像され、このＣＣＤ１５の画像信号はＣＣＤ駆動回路２４で読み出されることにより、Ａ／Ｄ変換器２７を介してＤＶＰ２８に入力される。このＤＶＰ２８では、各種の画像処理が施され、プロセッサ装置１２のメモリ３１に一旦格納される。このメモリ３１から出力された画像信号には、ミキサ３２によりキャラクタジェネレータ３４で形成された変倍のメータ表示画が混合され、この画像信号がＤ／Ａ変換器３３を介してモニタへ供給される。従って、モニタには図３の変倍メータ表示が四隅の１箇所に付された状態で、被観察体内の画像が表示される。
【００２２】
なお、当該例では、図１に示されるように、電子スコープ１０内に光学変倍の変倍駆動回路１８を設けていることから、変倍駆動回路１８を他の別体の装置として配置する必要もないし、旧タイプのプロセッサ装置に当該電子スコープ１０を接続した場合でも、変倍機能を使用することができるという利点がある。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明によれば、変倍用可動レンズの一方の駆動端から他方の駆動端までの全移動時間を計測しかつこの全移動時間に対して所定単位時間を１カウントとする移動時間カウント値を設定する初期化を行い、この移動時間カウント値を可動レンズの変倍位置情報として用いると共に、変倍スイッチの操作に対応して上記移動時間カウント値を加減算することにより変倍位置情報を取得し、これらの変倍位置情報に基づいて各種制御を実行するようにしたので、エンコーダ等を用いることなく、変倍用可動レンズの移動位置を把握することが可能となり、内視鏡径が大きくなることもないという効果がある。
【００２４】
請求項２の発明によれば、移動時間カウント値により特定された変倍位置情報をモニタ上に表示するようにしたので、表示された画像の拡大率が容易に判定できるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態例に係る電子内視鏡装置の構成を示すブロック図である。
【図２】実施形態例の可動レンズの移動範囲と時間カウントとの関係を示す説明図である。
【図３】実施形態例の電子内視鏡装置において変倍（率）状態を示すモニタ上のメータ表示の図である。
【図４】実施形態例の変倍に関する初期設定動作を示すフローチャートである。
【図５】実施形態例の変倍スイッチに関する動作を示すフローチャートである。
【図６】実施形態例の変倍スイッチに関する動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０  …  電子スコープ、
１２  …  プロセッサ装置、
１４  …  可動レンズ、    １５  …  ＣＣＤ、
１８  …  変倍駆動回路、
１９  …  モータ駆動回路、
２１，２６，３５  …  マイコン、
２８  …  ＤＶＰ（デジタルビデオプロセッサ）、
３２  …  ミキサ、
３４  …  キャラクタジェネレータ、
３６（Ａ，Ｂ）  …  変倍スイッチ。
【図１】
0003936512.tif 000002
【図２】
0003936512.tif 000003
【図３】
0003936512.tif 000004
【図４】
0003936512.tif 000005
【図５】
0003936512.tif 000006
【図６】
0003936512.tif 000007