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JP3756590B2 - Endoscope device - Google Patents

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JP3756590B2
JP3756590B2 JP27821796A JP27821796A JP3756590B2 JP 3756590 B2 JP3756590 B2 JP 3756590B2 JP 27821796 A JP27821796 A JP 27821796A JP 27821796 A JP27821796 A JP 27821796A JP 3756590 B2 JP3756590 B2 JP 3756590B2
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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、患者の体腔内に挿入された処置具による患部の処置状態を内視鏡によって観察しながらその処置作業を行う内視鏡下の手術で使用される内視鏡装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、処置具と内視鏡とが、それぞれ別個に患者の体腔内に挿入され、体腔内に挿入された処置具の先端部分の画像を内視鏡の観察視野内に捉え、処置具による患部の処置状態を内視鏡によって観察しながらその処置作業を行う内視鏡下の手術が知られている。
【０００３】
この種の内視鏡下手術に用いられる内視鏡装置として例えば特開平６−３０８９６号公報が開示されている。これは、ロボットアームにより内視鏡を保持し、術者の指令によって内視鏡の位置を変えることができる。これにより、従来内視鏡を保持していた助手は解放され、また術者は自分の思う方向に自在に視野を変えることができる。
【０００４】
また、本出願人は本願発明の出願時には公開されていない特願平７−１１５９９５号で、ロボットアームを用いずに内視鏡の視野を自在に変換する構成にした内視鏡装置を提案している。ここでは、内視鏡の撮像光学系の一部分をアクチュエータで移動することで内視鏡の画像の撮像範囲を変更する（切換える）ようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
特開平６−３０８９６号公報の装置では、内視鏡の外部に配置されているロボットアームに術者や、患者や、周辺機器等が干渉するおそれがある。さらに、ロボットアームの意図しない動作によって、内視鏡の動きが不安定になるおそれがある。また、ロボットおよびその周辺機器等の大型な装置を内視鏡の外部に設置する必要があるので、装置全体の運搬、滅菌等の作業にも不便である。
【０００６】
これに対し、特願平７−１１５９９５号の装置では、アクチュエータで移動される可動部分は内視鏡の内部に配置されている。そのため、ロボットアームのように内視鏡の外部に配置されている装置が動作することにより、この内視鏡の外部の可動部分が術者等に接触するおそれが少なく、安全性が高い。さらに、装置全体が小型であり、通常の内視鏡とＴＶカメラと置換できるなど利点が多い。さらに、この装置は小型で、通常の内視鏡とＴＶカメラの組み合わせに置き換えて用いられるので、取扱が容易。また、鉗子等の処置具の先端を検出し、この処置具の先端を追尾する状態で、内視鏡の視野を変換することができ、術中に術者が内視鏡の視野を変換することが容易である。
【０００７】
しかしながら、上記従来構成のものにあっては内視鏡下の手術中、内視鏡の視野変換動作によって内視鏡の視野が内視鏡の光軸からずれた場合には内視鏡像を目視しながら内視鏡を直観的に所望の方向に正確に移動させることが難しくなるので、このように内視鏡の視野が内視鏡の光軸からずれた状態のままでは体腔内に内視鏡を挿入、抜去する操作や、内視鏡の位置を変更する操作が困難になる問題がある。
【０００８】
また、内視鏡の視野変換動作中に、処置具先端の検出に失敗した場合や、術者が操作スイッチの押し間違いなどの誤操作を行った場合には内視鏡の視野を失うおそれがある。
【０００９】
さらに、内視鏡の視野変換機能を有効に用いるためには、内視鏡像の中に観察したい対象部分が入るようにあらかじめ内視鏡の位置をセッティングする必要がある。そのため、内視鏡像全体が観察できるような撮像範囲で観察する必要があるので、内視鏡の観察像の撮像範囲が制限されるおそれもある。
【００１０】
本発明は上記事情に着目してなされたもので、その目的は、安全性が高く、装置全体が小型であるうえ、内視鏡の交換や、体腔内の挿入・抜去等の作業が容易で、かつ処置具の先端検出の失敗時や、観察方向が不明なときなどでも内視鏡の観察視野方向と内視鏡の光軸方向とを簡単に一致させ、内視鏡を直観的に操作することができる操作性が高い内視鏡装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、体腔内に挿入される内視鏡と、この内視鏡の観察像を撮像する撮像手段と、この撮像手段の撮像範囲を前記内視鏡の観察像よりも小さい前記内視鏡の観察像の一部の視野範囲に変更させる撮像範囲変更手段と、前記視野範囲を移動させる視野範囲移動手段と、前記視野範囲の中心位置を前記内視鏡の観察像の中心位置と一致させた基準位置に前記視野範囲を復帰させる復帰手段と、この復帰手段の動作を制御し、前記視野範囲を前記基準位置へ復帰させる指示をする復帰指示手段とを具備したことを特徴とする内視鏡装置である。
請求項２の発明は、前記視野範囲移動手段は、前記撮像手段を前記内視鏡の光軸に対して垂直な平面に沿ってＸ方向およびこれと直交するＹ方向に移動させる移動機構であることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置である。
請求項３の発明は、前記撮像手段は、画素が２次元的に配列された画素集合体を有し、
前記撮像範囲変更手段は、前記画素集合体に撮像された画像全体から一部分の画像を切り出す電子切り出し動作を行う電子切り出し機能を有することを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置である。
請求項４の発明は、前記復帰指示手段は、前記撮像手段が着脱可能に連結される保持具との連結部に設けられ、前記撮像手段と前記保持具との着脱動作に連動して前記視野範囲を前記基準位置へ復帰させる指示をする着脱連動スイッチであることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置である。
請求項５の発明は、前記復帰手段は、前記撮像手段の撮像範囲を前記内視鏡の観察像のほぼ全体を表示可能な基準位置に復帰させる撮像範囲復帰手段を有することを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置である。
請求項６の発明は、前記撮像範囲復帰手段は、前記復帰指示手段の操作に連動して動作することを特徴とする請求項５に記載の内視鏡装置である。
上記構成により、内視鏡の交換、体腔内の挿入・抜去時、処置具の先端検出の失敗、観察方向が不明なときなどに術者が復帰指示手段を操作して撮像範囲の復帰を指示し、復帰手段を用いて視野範囲の中心位置を内視鏡の観察像の中心位置と一致させた基準位置（原点）に視野範囲を復帰させることにより、内視鏡の観察方向と内視鏡の光軸方向とを一致させ、内視鏡を直観的に操作できるようにしたものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１の実施の形態を図１（Ａ），（Ｂ）乃至図１２を参照して説明する。図１（Ａ）は本実施の形態の内視鏡装置全体の概略構成を示すものである。図１（Ａ）中で、１は患者の体腔内に挿入される硬性内視鏡としてのスコープ、２はこのスコープ１を移動可能に保持する関節構造のスコープ保持具２である。ここで、スコープ１には細長い挿入部１ａと、この挿入部１ａの基端部に連結された接眼部５とが設けられている。そして、スコープ１の挿入部１ａは予め患者の体腔内に刺入されたトラカール３に挿通され、体腔内を観察するように体腔内に挿入されている。なお、スコープ１の光学系には歪み除去レンズ（図示せず）が設けられている。
【００１３】
また、スコープ１の接眼部５にはＴＶカメラ４が取付けられている。このＴＶカメラ４の内部には、固体撮像素子であるＣＣＤ（撮像手段）６と、ズームレンズ７と、ＣＣＤ６をズームレンズ７の光軸方向とは直交する方向に移動するＣＣＤ移動機構（撮像範囲変更手段）８とが内蔵されている。さらに、ＴＶカメラ４のケーシング４ａの外面には、原点復帰スイッチ（撮像範囲復帰指示手段）９が設けられている。
【００１４】
また、ＴＶカメラ４には、鉗子追尾装置１０およびＣＣＵ（カメラコントロールユニット）１１が接続されている。ここで、鉗子追尾装置１０には、鉗子１４の先端部１５の追尾機能の有効／無効の切り換え操作を行う、例えばフットスイッチ、ハンドスイッチ等の操作スイッチ１２と、拡大・縮小スイッチ８８ａ，８８ｂと、ＣＣＵ１１とがそれぞれ接続されている。なお、Ｔは拡大スイッチ８８ａ、Ｗは縮小スイッチ８８ｂである。さらに、ＣＣＵ１１には、例えばＴＶモニタ、ＨＭＤ（HEAD MOUTED DISPLAY ：頭部装着型ディスプレー）等の表示モニタ１３が接続されている。
【００１５】
また、患者の体腔内にはスコープ１とは別の場所から鉗子１４が挿入されている。なお、鉗子１４の代わりに例えば剥離鉗子、ハサミ、レーザープローブ、縫合器、電気メス、持針器、超音波吸引器等の処置具が挿入されても何等、作用は変わらない。
【００１６】
また、ＴＶカメラ４には図２および図３（Ａ）に示すスコープ着脱部１６が設けられている。このスコープ着脱部１６にはスコープ１の接眼部５が嵌合される略円筒状の嵌合部１７が設けられている。この嵌合部１７の筒内にはスコープ１の接眼部５が嵌合され、これによってスコープ１の光軸とＴＶカメラ４の光軸とを正確に合わせることができるようになっている。
【００１７】
また、嵌合部１７の筒壁部には図２に示すように３つの押圧ピン１８が周方向に均等に配設されている。さらに、嵌合部１７の外周面には回転リング１９が周方向に回動可能に装着されている。この回転リング１９の内周面には図２に示すように内カム曲線部２０が形成されている。この内カム曲線部２０には内方に向けて突設された内方突設部２０ａと、この内方突設部２０ａよりも径寸法が大きい凹陥部２０ｂとが形成されている。そして、回転リング１９の回転時には内カム曲線部２０の内方突設部２０ａによって３つの押圧ピン１８が内方に向けて押し出されるようになっている。さらに、回転リング１９の回転にともない内カム曲線部２０の内方突設部２０ａが３つの押圧ピン１８から外れて内カム曲線部２０の凹陥部２０ｂが３つの押圧ピン１８と対向配置されている状態では３つの押圧ピン１８を内方に向けて押し出す押し出し力がなくなるので、３つの押圧ピン１８が回転リング１９の各凹陥部２０ｂ内にそれぞれ収容された状態に戻されるようになっている。
【００１８】
なお、ＴＶカメラ４のズームレンズ７による拡大後の観察で従来同様の解像度を有するためには、高解像度化した専用のスコープ１を光軸に正確に取り付けることが望ましい。ここで、専用のスコープ１の接眼部５の外周面には３つの押圧ピン１８が挿入されるリング状の凹陥部２４が形成されている。そして、図３（Ａ）に示すようにＴＶカメラ４の嵌合部１７の筒内にスコープ１の接眼部５が嵌合されたのち、回転リング１９が回転駆動された際に、内カム曲線部２０の内方突設部２０ａによって３つの押圧ピン１８が接眼部５の凹陥部２４に均等に押し付けられることでスコープ１がＴＶカメラ４に確実に固定されるようになっている。
【００１９】
また、嵌合部１７の外周面には図２に示すように円弧状の圧縮ばね収容溝１７ａが形成されている。この圧縮ばね収容溝１７ａ内には回転リング１９の締め付け用の圧縮ばね２１が配設されている。この圧縮ばね２１の一端部には回転リング１９の凹陥部２０ｂの内周面に内方に向けて突設されたピン１９ａに取付けられている。
【００２０】
さらに、回転リング１９には回転リング１９の締め付け解除ノブ２３が取付けられている。そして、回転リング１９の締め付けは円周方向に圧縮された圧縮ばね２１で行い、解除ノブ２３によって容易にスコープ１の着脱を行うことができるようになっている。
【００２１】
なお、図３（Ａ）に示す高解像度化した専用のスコープ１以外の図３（Ｂ）に示すような一般的なスコープ１の接眼部２２には、円錐状のスロープ２５が形成されているが、本実施の形態のスコープ着脱部１６では、３つの押圧ピン１８がスロープ２５を押しつけるので一般的な接眼部２２も正確に取り付けることがでるようになっている。
【００２２】
また、図４はＴＶカメラ４の内部構成を示すものである。このＴＶカメラ４にはケーシング４ａ内にフォーカス機構４１と、ズームレンズ７の駆動機構であるズーム機構４２と、ＣＣＤ移動機構８とが装着されている。ここで、フォーカス機構４１には、フォーカスリング２６と、カム溝２７を有する円筒カム２８と、フォーカシングレンズ２９と、このフォーカシングレンズ２９のレンズ枠２９ａに取り付けられたフォーカスピン３０とが設けられている。そして、このフォーカス機構４１はフォーカスリング２６を回転させることにより、円筒カム２８のカム溝２７によってフォーカスピン３０がＴＶカメラ４の光軸方向に沿って前後に移動され、フォーカシングレンズ２９がＴＶカメラ４の光軸方向に沿って前後に移動するようになっている。
【００２３】
また、ズーム機構４２には、円筒状の外筒部材４２ａと、この外筒部材４２ａの内部に配設された内筒部材４２ｂと、大径な第１のレンズ枠４２ｃと、小径な第２のレンズ枠４２ｄとが設けられている。ここで、外筒部材４２ａの後端部には外方向に突出されたフランジ状の屈曲部３１が形成されている。この屈曲部３１の外周面には歯車３２が形成されている。この歯車３２には図５に示すように略円弧状の切欠き部３３が形成されている。
【００２４】
また、内筒部材４２ｂには２つのカム溝３４ａ，３４ｂが形成されている。ここで、一方のカム溝３４ａには第１のレンズ枠４２ｃの外周面に突設されたカムピン３６ａが係合され、他方のカム溝３４ｂには第２のレンズ枠４２ｄの外周面に突設されたカムピン３６ｂが係合されている。
【００２５】
さらに、第１のレンズ枠４２ｃの前端部には複数のレンズからなる前部レンズ群３５ａが装着されている。また、第２のレンズ枠４２ｄには複数のレンズからなる後部レンズ群３５ｂが装着されている。そして、ＴＶカメラ４のズームレンズ７はこれらの前部レンズ群３５ａと後部レンズ群３５ｂとによって構成されている。
【００２６】
また、ＴＶカメラ４の内部にはズーム機構４２の電動回転機構４２ｅが設けられている。この電動回転機構４２ｅには図５に示すようにステッピングモータ３８と、このモータ３８のモータ軸に固定されたピニオンギア３９と、減速ギア３７とが設けられている。ここで、減速ギア３７には同軸上に大径ギア３７ａと、小径ギア３７ｂとが固定されている。そして、この減速ギア３７の大径ギア３７ａはピニオンギア３９に噛合され、小径ギア３７ｂは外筒部材４２ａの歯車３２に噛合されている。なお、歯車３２の切欠き部３３によって規制される外筒部材４２ａの回転範囲の略中央位置にフォトインタラプタ４０が配設されている。
【００２７】
そして、ズーム機構４２の動作時には電動回転機構４２ｅのステッピングモータ３８の回転が減速ギア３７により減速された状態で、歯車３２に伝わり、外筒部材４２ａが回転駆動される。このときの外筒部材４２ａの回転により、カムピン３６ａ，３６ｂがカム溝３４ａ，３４ｂにガイドされながらそれぞれＴＶカメラ４の光軸方向に沿って進退動作する。これにより、第１のレンズ枠４２ｃの前部レンズ群３５ａと、第２のレンズ枠４２ｄの後部レンズ群３５ｂとの間の相対的な位置が変化し、ＴＶカメラ４の拡大率が可変される。
【００２８】
さらに、ズーム機構４２の動作時には歯車３２の切欠き部３３をフォトインタラプタ４０で検出することで、原点位置が検出され、その後、ステッピングモータ３８に送られるパルス数によってズーム機構４２の外筒部材４２ａの回転角および対応する拡大率が設定される。
【００２９】
また、図６（Ａ），（Ｂ）および図７はＴＶカメラ４に設けられたＣＣＤ移動機構８を示すものである。このＣＣＤ移動機構８には略矩形枠状のベース板４３が設けられている。
【００３０】
このベース板４３上にはＴＶカメラ４の光軸に対し垂直面内でＸ方向（図６（Ａ）中で、左右方向）に移動可能に支持されたＲＬプレート４６ａと、このＲＬプレート４６ａの移動方向（Ｘ方向）と直交するＹ方向（図６（Ａ）中で、上下方向）に移動可能に支持されたＵＤプレート４６ｂと、これらのＲＬプレート４６ａおよびＵＤプレート４６ｂによってＸ方向およびＹ方向にそれぞれ移動可能に支持されたＣＣＤ台座５２とが設けられている。ここで、ＣＣＤ台座５２には図６（Ｂ）に示すようにＣＣＤ６と、赤外カットフィルタ５３とが離間対向配置された状態で取付けられている。
【００３１】
また、ベース板４３上には図６（Ａ）中で、上下１組の平行なガイド軸６０ａと、左右１組の平行なガイド軸６０ｂとが配設されている。これらの上下１組のガイド軸６０ａおよび左右１組のガイド軸６０ｂは固定ピン４４とねじ４５でベース板４３上に固定されている。そして、ＲＬプレート４６ａはガイド軸６０ａに沿って図６（Ａ）中で、左右方向に移動可能に支持されている。同様に、ＵＤプレート４６ｂはガイド軸６０ｂに沿って図６（Ａ）中で、上下方向に移動可能に支持されている。
【００３２】
また、ＲＬプレート４６ａの中央には図７に示すようにＸ方向に延設された角穴４７ａが設けられている。さらに、ＵＤプレート４６ｂの中央には図７に示すようにＹ方向に延設された角穴４７ｂが設けられている。
【００３３】
また、ＣＣＤ移動機構８のベース板４３にはＲＬプレート４６ａの駆動モータであるＲＬステッピングモータ４８ａおよびＵＤプレート４６ｂの駆動モータであるＵＤステッピングモータ４８ｂがステッピングモータ台６２ａ，６２ｂを介してそれぞれ固定されている。ここで、ＲＬステッピングモータ４８ａには送りねじ４９ａの一端部が固定されている。さらに、ＵＤステッピングモータ４８ｂには送りねじ４９ｂの一端部が固定されている。
【００３４】
また、ＲＬプレート４６ａには一方のガイド軸６０ａとの係合部側にナット部材取付け溝６１が形成されている。このナット部材取付け溝６１にはナット部材５０ａがはめ込まれている。このナット部材５０ａには送りねじ４９ａが螺挿されるねじ穴と、棒状のナットガイド１２０ａの挿入孔とがそれぞれ形成されている。ここで、ナットガイド１２０ａは送りねじ４９ａよりもベース板４３から離れた位置に固定されている。そして、このナットガイド１２０ａによってナット部材５０ａがベース板４３に対して傾くことを規制するようになっている。
【００３５】
また、ＲＬステッピングモータ４８ａにより送りねじ４９ａが回転駆動された場合にはこの送りねじ４９ａの回転にともない送りねじ４９ａとナット部材５０ａとの螺合部を介してＲＬステッピングモータ４８ａの回転運動が直動運動に変換され、ＲＬプレート４６ａが図６（Ａ）中で、左右方向に移動されるようになっている。
【００３６】
また、ＵＤプレート４６ｂの一方のガイド軸６０ｂとの係合部側にはピン５１が固定されている。このピン５１はナット部材５０ｂの溝にはめ込まれている。このナット部材５０ｂには送りねじ４９ｂが螺挿されるねじ穴と、棒状のナットガイド１２０ｂの挿入孔とがそれぞれ形成されている。ここで、ナットガイド１２０ｂは送りねじ４９ｂよりもベース板４３から離れた位置に固定されている。そして、このナットガイド１２０ｂによってナット部材５０ｂがベース板４３に対して傾くことを規制するようになっている。
【００３７】
また、ＵＤステッピングモータ４８ｂにより送りねじ４９ｂが回転駆動された場合にはこの送りねじ４９ｂの回転にともない送りねじ４９ｂとナット部材５０ｂとの螺合部を介してＵＤステッピングモータ４８ｂの回転運動が直動運動に変換され、ＵＤプレート４６ｂが図６（Ａ）中で、上下方向に移動されるようになっている。
【００３８】
また、ＣＣＤ台座５２の下面には角状の突起部５５が突設されている。この突起部５５はＲＬプレート４６ａの角穴４７ａおよびＵＤプレート４６ｂの角穴４７ｂ内に挿入され、下から台座ドメ５４がねじ止め固定されている。そして、ＣＣＤ台座５２と台座ドメ５４との間でＵＤプレート４６ｂとＲＬプレート４６ａとをはさみ込むことにより、ＵＤプレート４６ｂおよびＲＬプレート４６ａがガイド軸６０ａ，６０ｂにそれぞれ摺動可能に押しつけられている。
【００３９】
これにより、本実施の形態のＣＣＤ移動機構８ではＵＤプレート４６ｂがＹ方向に移動する動作に連動してＣＣＤ台座５２の突起部５５はＲＬプレート４６ａの角穴４７ａに沿ってＹ方向に摺動するとともに、ＲＬプレート４６ａがＸ方向に移動する動作に連動してＣＣＤ台座５２の突起部５５はＵＤプレート４６ｂの角穴４７ｂに沿ってＸ方向に摺動するようになっているので、ＲＬプレート４６ａおよびＵＤプレート４６ｂと連動してＣＣＤ台座５２が上下左右に移動するようになっている。その結果、ステッピングモータ４８ａの動作によりＣＣＤ６はＸ方向に移動し、ステッピングモータ４８ｂの動作によりＣＣＤ６はＹ方向に移動するようになっている。
【００４０】
また、ＲＬプレート４６ａのナット部材５０ａには遮光板５６ａ、ＵＤプレート４６ｂのナット部材５０ｂには遮光板５６ｂがそれぞれ設けられている。さらに、ステッピングモータ台６２ａ，６２ｂにはフォトインタラプタ５７ａ，５７ｂがそれぞれ設けられている。そして、フォトインタラプタ５７ａ，５７ｂで遮光板５６ａ，５６ｂの位置を検出することで、ＣＣＤ６の原点位置を検出した後、ステッピングモータ４８ａ，４８ｂに送られるパルス数によってＣＣＤ６の上下・左右の位置が設定されるようになっている。
【００４１】
また、ＣＣＤ６にはフレキシブル基板５８の一端が接続されている。このフレキシブル基板５８の他端はＴＶカメラ４内のコネクタ５９に接続されている。なお、フレキシブル基板５８はＣＣＤ６の移動に対応できるよう中間部が折り返されている。
【００４２】
なお、ステッピングモータ４８ａ，４８ｂは、ベース板４３に対してＣＣＤ６と反対側の面に固定されているため、同じ面に固定される場合に比べて小型に構成される。
【００４３】
また、ＴＶカメラ４には同軸ケーブル構造のカメラケーブル６３の一端部が連結されている。このカメラケーブル６３の中心部には図８（Ｂ）に示すように複数のＣＣＤケーブル６４が配設されている。このＣＣＤケーブル６４はＣＣＤ６からの映像信号・制御信号を送受信するケーブルである。さらに、このＣＣＤケーブル６４の周囲にはチューブ状のシールド線６６ａおよび樹脂の外皮チューブ６７ａを介して複数のモーターケーブル６５が並設されている。このモーターケーブル６５はモータ制御およびスイッチ操作の各制御信号を伝送するケーブルである。また、このカメラケーブル６３の外周面にはチューブ状のシールド線６６ｂおよび樹脂の外皮チューブ６７ｂが被覆されている。
【００４４】
また、カメラケーブル６３の他端部には図８（Ａ）に示すように鉗子追尾装置１０に接続されるモーターケーブルコネクタ６８が連結されている。このモーターケーブルコネクタ６８の先端部には複数のピン６９が並設されている。これらのピン６９にはカメラケーブル６３の外周部側に配置されているモーターケーブル６５が接続されている。そして、モーターケーブル６５はモーターケーブルコネクタ６８を介して鉗子追尾装置１０と着脱可能に接続されている。
【００４５】
また、モーターケーブルコネクタ６８の基端部にはカメラケーブル６３の中心部側に配置されているＣＣＤケーブル６４が外皮チューブ６７ａごと引き出されて分岐ケーブル６８ａが形成されている。この分岐ケーブル６８ａの先端部にはＣＣＤケーブルコネクタ７０が連結されている。そして、このＣＣＤケーブルコネクタ７０はＣＣＵ１１に着脱可能に接続されている。
【００４６】
なお、ＣＣＤケーブル６４には、微弱な高周波を伝送するため、長さやインピーダンスを整合する必要があるが、カメラケーブル６３が分岐してもＣＣＤケーブル６４の電気的な接続は一本のケーブルを用いた場合と同じなので、従来のＴＶカメラと互換性を保つことができる。
【００４７】
また、鉗子追尾装置１０は、図９に示すようにＡ／Ｄコンバータ７１、画像演算処置回路７２、アクチュエータ制御回路（撮像範囲復帰手段）７３から構成されている。ここで、Ａ／Ｄコンバータ７１はＣＣＵ１１に接続されている。そして、ＴＶカメラ４のＣＣＤ６の映像信号はＣＣＵ１１によりＮＴＳＣや、ＲＧＢ等の映像信号に変換され、このＣＣＵ１１から出力される映像信号は、Ａ／Ｄコンバータ７１に取り込まれるようになっている。
【００４８】
また、Ａ／Ｄコンバータ７１は画像演算処置回路７２を介してアクチュエータ制御回路７３に接続されている。このアクチュエータ制御回路７３にはＣＣＤ移動機構８に用いられるアクチュエータ７４と、原点復帰スイッチ９と、操作スイッチ１２とが接続されている。ここで、アクチュエータ７４には図７に示す本実施の形態のＲＬステッピングモータ４８ａおよびＵＤステッピングモータ４８ｂの他、例えばＤＣサーボモータ、ボイスコイル、圧電振動子を使用したアクチュエータ、超音波モータ、形状記憶合金等が使用できる。
【００４９】
また、Ａ／Ｄコンバータ７１は、画像演算処理回路７２で画像演算処理を行うためアナログの映像信号をデジタル信号に変換するものである。さらに、画像演算処理回路７２は、ＣＣＤ６に撮像される鉗子１４の先端部１５の位置を求め、さらに、ＣＣＤ移動機構８のＣＣＤ台座５２の位置、移動量を求め、アクチュエータ７４の位置、移動量に関する指令をアクチュエータ制御回路７３に送るようになっている。なお、鉗子１４の先端部１５の位置を検出する方式は、図１０に示すように鉗子１４の先端部１５に設けた色マーカの重心位置を検出する方式や、鉗子１４の形状を抽出し、モデルマッチングにより先端位置を検出する方式がある。
【００５０】
また、アクチュエータ制御回路７３では、画像演算処理回路７２で求められた位置、移動量に関する指令通りにアクチュエータ７４が動作するように制御を行う。ここで、アクチュエータ７４が本実施の形態のＲＬステッピングモータ４８ａおよびＵＤステッピングモータ４８ｂの場合にはオープンループ制御を、ＤＣモータの場合にはエンコーダからの帰還信号を使用したクローズドループ制御を行う。また、前述のように操作スイッチ１２の状態により、以上の制御の有効／無効の切り換えがなされる。
【００５１】
さらに、アクチュエータ制御回路７３にはＣＣＤ移動機構８の駆動によって移動されＣＣＤ６の中心点Ｑの位置を予め設定された基準位置、例えば図１１に示すように内視鏡像円７５の中心位置Ｏである原点７７に復帰させるようにＣＣＤ移動機構８を駆動する撮像範囲復帰手段が設けられている。そして、この撮像範囲復帰手段は原点復帰スイッチ９の操作により、ＣＣＤ移動機構８の動作を制御してＣＣＤ６の中心点Ｑの位置を原点７７に復帰させるようになっている。
【００５２】
次に、上記構成の作用について説明する。本実施の形態の内視鏡装置の使用時には図１（Ａ）に示すようにスコープ１の挿入部１ａは予め患者の体腔内に刺入されたトラカール３に挿通され、体腔内を観察するように体腔内に挿入される。さらに、患者の体腔内にはスコープ１とは別の場所から鉗子１４が挿入される。このとき、鉗子１４の先端部１５がスコープ１の接眼部５による視野範囲Ｒ1 内に挿入される状態にセットされる。
【００５３】
また、スコープ１の観察像はＴＶカメラ４によって撮像され、表示モニタ１３に表示される。ここで、図１（Ｂ）に示すようにＴＶカメラ４のズームレンズ７を経てＣＣＤ６に撮像される観察像の視野範囲Ｒ2 はスコープ１の接眼部５による視野範囲Ｒ1 より小さくなっており、スコープ１の接眼部５による視野範囲Ｒ1 の一部の観察像がＣＣＤ６によって撮像される。
【００５４】
また、ＣＣＤ６の移動によりＣＣＤ６に投射される視野範囲Ｒ2 が移動される。ここで、ＣＣＤ６を移動させるＣＣＤ移動機構８は鉗子追尾装置１０により制御される。
【００５５】
また、鉗子追尾装置１０による制御中のＣＣＤ６の移動位置は、鉗子追尾装置１０により検出された鉗子１４の先端部１５の位置が表示モニタ１３の概ね中央に配置されるように制御される。
【００５６】
さらに、ＣＣＤ６の移動制御は、操作スイッチ１２の状態により鉗子１４の先端部１５の追尾機能の有効／無効の切り換え操作が行われる。例えば、操作スイッチ１２を押下時のみ、鉗子追尾装置１０により検出された鉗子１４の先端部１５の位置が表示モニタ１３の概ね中央に配置されるように、鉗子１４の先端部１５の位置に追従してＣＣＤ６の移動位置が制御される。
【００５７】
また、ＴＶカメラ４によるスコープ１の観察像の撮像中、操作スイッチ１２の操作ボタンが押下操作された場合には鉗子追尾装置１０による鉗子１４の先端部１５の追尾機能が作動する。この鉗子追尾機能の作動時にはＣＣＤ６の映像信号がＣＣＵ１１によりＮＴＳＣや、ＲＧＢ等の映像信号に変換される。さらに、このＣＣＵ１１から出力される映像信号は、Ａ／Ｄコンバータ７１に取り込まれたのち、画像演算処理回路７２に送られ、この画像演算処理回路７２でＡ／Ｄコンバータ７１からの出力信号にもとづいて図１０のフローチャートに示す画像演算処理が行われ、鉗子１４の先端部１５の位置が求められる。
【００５８】
また、本実施の形態では、鉗子１４の先端部１５の位置情報を検出する位置検出手段として鉗子１４の先端部１５に色マーカーを設けるとともに、画像演算処理回路７２には色相関演算回路を設けている。
【００５９】
そして、まずＴＶカメラ４で撮像された手術部位の観察画像の取り込みが行われる（ステップＳ１）。この画像はビデオ信号に変換された後、色相関演算回路に入力される。この色相関演算回路ではＴＶカメラ４で撮像された鉗子１４の先端部１５の色マーカーの色の抽出が行われ（ステップＳ２）、鉗子１４の先端部１５の色マーカーの３軸（ｘ軸，ｙ軸，ｚ軸）の位置と、方位が検出される。この位置情報にもとづいて回転・並進の座標変換演算を行い、２値化（ステップＳ３）、重心演算（ステップＳ４）、鉗子１４の先端部１５の位置の推定（ステップＳ５）の各ステップが順次行われたのち、拡大率、座標軸の補正演算が行われ（ステップＳ６）、鉗子１４の先端部１５の位置が算出される。
【００６０】
この処理により算出された鉗子１４の先端部１５の位置の算出データからＣＣＤ６の移動量の演算が行われる（ステップＳ７）。このとき、ＣＣＤ移動機構８のＣＣＤ台座５２の位置、移動量を求め、アクチュエータ７４の位置、移動量に関する指令、すなわちＣＣＤ６の移動量のデータが出力される（ステップＳ８）。
【００６１】
続いて、この画像演算処理回路７２から出力される信号がアクチュエータ制御回路７３に入力される。このアクチュエータ制御回路７３では画像演算処理回路７２で求められた鉗子１４の先端部１５の位置およびＣＣＤ６の移動量に関する指令通りにアクチュエータ７４が動作するようにアクチュエータ７４の制御信号が出力される。
【００６２】
そして、このアクチュエータ制御回路７３からの制御信号によってアクチュエータ７４のＲＬステッピングモータ４８ａおよびＵＤステッピングモータ４８ｂがそれぞれ駆動され、ＣＣＤ移動機構８のＣＣＤ６の位置がその光軸方向と直交する方向に移動される。したがって、鉗子追尾装置１０による鉗子１４の先端部１５の追尾機能の作動中は、ＴＶカメラ４によって撮像される鉗子１４の先端部１５を追尾する状態でＴＶカメラ４の撮像範囲を変更する鉗子１４の先端部１５の追尾動作が行なわれる。
【００６３】
また、表示モニタ１３の概ね中央に鉗子１４の先端部１５が表示されていない状態で、操作スイッチ１２を押した場合に、鉗子１４の先端部１５が予め指定された速度で表示モニタ１３の中央に移動するように、ＣＣＤ６の移動制御が行われる。
【００６４】
また、拡大・縮小スイッチ８８ａ，８８ｂを操作することによって、鉗子追尾装置１０によりズームレンズ７が駆動され、内視鏡像を拡大縮小することができる。
【００６５】
次に、原点７７から適宜の方向に移動した後のＣＣＤ６の撮像範囲を予め設定された基準位置に復帰させる撮像範囲復帰手段の動作について説明する。まず、スコープ１の接眼部５からの観察画像の全ては図１１に示すように内視鏡鏡像円７５に結像され、その一部がＣＣＤ６によって切り出される。
【００６６】
この場合、内視鏡像円７５の中心位置Ｏを原点７７とし、ＣＣＤ６の位置は原点７７に対するＣＣＤ６の中心点Ｑのｘ方向およびｙ方向の各位置成分データ（ｘ，ｙ）として表される。なお、図１１は、ズームレンズ７で拡大された内視鏡像円７５と、ＣＣＤ６の撮像範囲Ｉ0 ，Ｉ1 との位置関係を示すものである。ここで、点線の矩形枠Ｉ0 は原点７７の位置でのＣＣＤ６の撮像範囲、実線の矩形枠Ｉ1 はＣＣＤ６の中心点Ｑが（ｘ，ｙ）の位置まで移動された際のＣＣＤ６の撮像範囲をそれぞれ示すものである。
【００６７】
また、原点７７から適宜の方向に移動した後のＣＣＤ６の中心点Ｑの位置は原点７７に対するＣＣＤ６の中心点Ｑのｘ方向およびｙ方向の各位置成分データ（ｘ，ｙ）として表される。なお、原点７７およびＣＣＤ６の中心点Ｑの位置成分データ（ｘ，ｙ）は、ＣＣＤ移動機構８の遮光板５６ａ，５６ｂとフォトインタラプタ５７ａ，５７ｂで得られた位置からのステッピングモータ４８ａ，４８ｂの駆動パルス数より求められる。
【００６８】
そして、原点復帰スイッチ９が押されると、アクチュエータ制御回路７３の撮像範囲復帰手段により、ＣＣＤ６の中心点Ｑの位置成分データ（ｘ，ｙ）が原点７７の位置データと一致するように、ステッピングモータ４８ａ，４８ｂの駆動パルス数が計算され、その計算結果にもとづいてモータ４８ａ，４８ｂが駆動されてＣＣＤ６の中心点Ｑが原点７７の位置と一致する位置までＣＣＤ６が移動される。
【００６９】
なお、内視鏡像円７５の径は、ズームレンズ７の拡大率と比例して変化する。例えば、ズームレンズ７の拡大率が小さくなれば内視鏡像円７５の径は図１２に示すように小さくなる。そして、図１２に示すようにＣＣＤ６の撮像範囲Ｉの対角長７９に対して内視鏡像円７５の径がやや小さくなれば、内視鏡像の大部分がＣＣＤ６に結像されることになり、これがズームレンズ７の拡大率の原点となる。この場合、内視鏡像円７５に撮像された内視鏡像がＣＣＤ６に切り出される画像全体となるので、この状態でスコープ１の位置を観察したい対象物が全て入るように設定することで、視野変換機能を最大に有効に生かすことができる。
【００７０】
また、原点復帰スイッチ９を操作したときには、ＣＣＤ６の中心点Ｑの位置が原点７７に戻されるとともに、ズームレンズ７の拡大率が図１２に示す原点に戻るようにズームレンズ７が駆動される。
【００７１】
そこで、上記構成のものにあっては次の効果を奏する。すなわち、鉗子１４の先端部１５を検出し、この鉗子１４の先端部１５を追尾する状態で、スコープ１の視野を変換することができるので、術者が観察したい方向に鉗子１４の先端部１５を動かすとその方向にスコープ１の視野方向が変換される。そのため、両手で鉗子１４等の処置具を持ち、処置を行っている最中でも術者自身でスコープ１の視野範囲Ｉを変更できる。
【００７２】
また、術者は、スコープ１を所望の視野方向が得られるように動かすように助手に指示する必要がなくなるとともに、また、助手もスコープ１を操作する必要がなくなるので、内視鏡下の手術の作業性を大幅に高めることができる。
【００７３】
さらに、鉗子追尾装置１０による視野方向変更の際にはスコープ１自体が動かないので、術者の処置作業に影響を与えたり、患者に無理は力を作用させることが無い。
【００７４】
また、スコープ１の視野方向変更の際にはＴＶカメラ４内のＣＣＤ移動機構８を動作させれば良いので、スコープ１全体を動かす方法よりも安価に実現できる。さらに、ＣＣＤ６の画素を全て使用するので、良好な画質が得られる。
【００７５】
また、ＣＣＤ移動機構８で、ＲＬステッピングモータ４８ａおよびＵＤステッピングモータ４８ｂが、ベース板４３に対してＣＣＤ６と反対側の面に固定されているため、同じ面に固定される場合に対してＣＣＤ移動機構８全体が小型に構成される。
【００７６】
さらに、本実施の形態ではＣＣＤ移動機構８でスライダとなるＵＤプレート４６ｂおよびＲＬプレート４６ａが平行なガイド軸６０ａ，６０ｂによってそれぞれ摺動可能に支持されているため安価に構成できる。
【００７７】
また、原点復帰スイッチ９の操作時にはＣＣＤ６の撮像範囲Ｉを予め設定された基準位置である原点７７に復帰させるようにＣＣＤ移動機構８を駆動するようにしたので、ＣＣＤ６の撮像範囲Ｉを簡単に原点７７に復帰させることができる。そのため、スコープ１の交換、体腔内へのスコープ１の挿入・抜去時、鉗子１４の先端部１５の検出の失敗、観察方向が不明なときなどに原点復帰スイッチ９を操作してＣＣＤ６の撮像範囲Ｉを原点７７に復帰させることにより、スコープ１の観察方向とスコープ１の向きとを一致させることができるので、スコープ１を直観的に操作できる。
【００７８】
また、原点復帰スイッチ９を操作したときにズームレンズ７の拡大率が図１２に示す原点に戻るようにズームレンズ７が駆動されるようにしたので、この状態でスコープ１の内視鏡像全体が観察できる。そのため、この後、拡大・縮小スイッチ８８ａ，８８ｂを操作して、鉗子追尾装置１０によりズームレンズ７を駆動し、内視鏡像を縮小することにより、スコープ１の位置を視野変換動作が最も有効なようにセッティングすることができる。
【００７９】
また、図１３は本発明の第２の実施の形態を示すものである。本実施の形態は第１の実施の形態（図１乃至図１２参照）の構成の内視鏡装置における鉗子１４の手元側の操作部１４ａに手元スイッチ（コントローラ）８１を着脱自在に設け、この手元スイッチ８１上に、鉗子１４の追尾機能を指示するスイッチ８２と原点復帰スイッチ８３を設けたものである。
【００８０】
そこで、上記構成のものにあっては鉗子１４の手元側の操作部１４ａに手元スイッチ８１を設けたので、鉗子１４の手元側の操作部１４ａを操作している術者が術中に容易に原点復帰スイッチ８３を操作することができ、原点復帰操作を一層簡単に行うことができる効果がある。
【００８１】
また、図１４は本発明の第３の実施の形態を示すものである。本実施の形態では操作ボタンユニット（コントローラ）８６を設け、この操作ボタンユニット８６の操作パネル８６ａに第１の実施の形態（図１乃至図１２参照）の原点復帰スイッチ９と、拡大・縮小スイッチ８８ａ，８８ｂとをそれぞれ配設するとともに、スコープ１の視野方向を上下左右の各方向に変更するための上下左右の各操作ボタン８７ａ，８７ｂ，８７ｃ，８７ｄをそれぞれ配設したものである。この操作ボタンユニット８６は床、鉗子１４の操作部１４ａ、あるいはベットサイド等に設置して使用される。
【００８２】
また、本実施の形態では第１の実施の形態の鉗子追尾装置１０が視野制御装置に、また操作スイッチ１２が位置指令手段である操作ボタンユニット８６にそれぞれ置き換えられている。そして、操作ボタンユニット８６の上下左右の各操作ボタン８７ａ，８７ｂ，８７ｃ，８７ｄの操作によって位置の制御信号が出力され、スコープ１の視野方向の制御が行われるとともに、拡大・縮小スイッチ８８ａ，８８ｂの操作によって視野の拡大、縮小が行われる構成になっている。なお、図１４中の操作ボタンユニット８６の符号Ｔ，Ｗは拡大、縮小にそれぞれ対応し、Ｕ，Ｄ，Ｒ，Ｌは上下左右にそれぞれ対応している。
【００８３】
そして、本実施の形態の内視鏡装置の使用時には術者による操作ボタンユニット８６の各操作ボタンによる指示に従って、術者の処置作業を妨げることなく、スコープ１の視野範囲を制御することができるとともに、原点復帰スイッチ９を操作することにより、ＣＣＤ６の撮像範囲Ｉを原点７７に復帰させることができる。
【００８４】
そこで、上記構成のものにあっては次の効果を奏する。すなわち、本実施の形態では術者の近傍に操作ボタンユニット８６を設けることができるため、操作性が向上する。
【００８５】
また、図１５（Ａ），（Ｂ）は本発明の第４の実施の形態を示すものである。本実施の形態では第１の実施の形態（図１乃至図１２参照）のＴＶカメラ４に操作パネル（コントローラ）９１を設け、この操作パネル９１にスコープ１の視野範囲の拡大を制御する視野拡大ボタン９２、視野範囲の縮小を制御する視野縮小ボタン９３および原点復帰スイッチ９４を設けたものである。
【００８６】
そして、本実施の形態ではＴＶカメラ４の操作パネル９１に配設される操作ボタンの数を、カメラ４の位置設定や、スコープ１との着脱時に必要な視野拡大ボタン９２、視野縮小ボタン９３および原点復帰スイッチ９４の３個のみ等に制限して設けることができる。さらに、ＴＶカメラ４に操作パネル９１を設けることで、手術台付近の配線を減らすことができる。
【００８７】
また、図１６は本発明の第５の実施の形態を示すものである。本実施の形態では第３の実施の形態（図１４参照）の操作ボタンユニット８６に接続ケーブル１０１の一端部を連結するとともに、この接続ケーブル１０１の他端部に防水コネクタ１０２を連結し、この防水コネクタ１０２を第１の実施の形態（図１乃至図１２参照）のＴＶカメラ４に着脱可能に取付ける構成にしたものである。この場合も、第３の実施の形態と同様の効果が得られる。
【００８８】
また、図１７は本発明の第６の実施の形態を示すものである。本実施の形態は第１の実施の形態（図１乃至図１２参照）のスコープ保持具２によってＴＶカメラ４を直接支持させる構成にしたものである。この場合、スコープ保持具２とＴＶカメラ４との間はカプラ１１１で着脱可能に連結されている。
【００８９】
さらに、ＴＶカメラ４のカプラ１１１には原点復帰スイッチ１１２が設けられている。この原点復帰スイッチ１１２はカプラ１１１が切り離されるとＯＮになる着脱連動スイッチによって構成されている。そして、スコープ１を体腔外に取り出すときにはスコープ保持具２とＴＶカメラ４との間を着脱する際に、ＣＣＤ６の撮像範囲Ｉが自動的に原点７７に復帰されるようになっている。
【００９０】
そこで、上記構成のものにあってはスコープ１を体腔外に取り出すときにはスコープ保持具２とＴＶカメラ４との間を着脱する際に、ＣＣＤ６の撮像範囲Ｉが自動的に原点７７に復帰されるようにしたので、スコープ１の観察方向とスコープ１の光軸方向とを一致させ、スコープ１を直観的に操作でき、スコープ１の操作性を高めることができる効果がある。
【００９１】
また、図１８〜図２０は本発明の第７の実施の形態を示すものである。本実施の形態は第１の実施の形態のＴＶカメラ４の内部にスコープ１の脱着動作に連動して機械的にＣＣＤ６の撮像範囲Ｉを自動的に原点７７に復帰させる機械的原点復帰機構１２１を設けたものである。
【００９２】
ここで、ＴＶカメラ４の内部には図１８に示すようにズームレンズ７と、ＣＣＤ６との間の光路を曲げる２つの回動ミラー１２２ａ，１２２ｂが配設されている。一方の回動ミラー１２２ａはステッピングモータ１２３ａの回動軸に固定されている。また、他方の回動ミラー１２２ｂはステッピングモータ１２３ｂの回動軸に固定されている。
【００９３】
そして、スコープ１の接眼部５からＴＶカメラ４に送られる入射光（内視鏡像）の光路はズームレンズ７を通った後、一方の回動ミラー１２２ａによって下向きに略９０°に曲げられるとともに、この回動ミラー１２２ａからの反射光は他方の回動ミラー１２２ｂによって横向きに略９０°に曲げられてＣＣＤ６に結像されるようになっている。ここで、回動ミラー１２２ａが回転するとＣＣＤ６に入射される内視鏡像は左右に移動し、回動ミラー１２２ｂが回転すると入射される内視鏡像は上下に移動するようになっている。
【００９４】
また、ズームレンズ７のアクチュエータとしてステッピングモータ１２４が設けられている。このステッピングモータ１２４の回転軸にはボールねじ１２５の基端部が連結されている。
【００９５】
また、ズームレンズ７のレンズ枠１２６には突設部１２７が横向きに突設されている。この突設部１２７にはボールねじ１２５と螺合するボールねじ機構のねじ穴が形成されている。そして、ステッピングモータ１２４の駆動時にはボールねじ１２５の回転にともない突設部１２７とともにレンズ枠１２６が光軸方向に移動され、このレンズ枠１２６の移動によりズームレンズ７が光軸方向に移動し、内視鏡像が拡大または縮小されるようになっている。
【００９６】
また、ＴＶカメラ４のスコープ着脱部１６には図１９に示すように回転リンク１２８が支持ピン１２９を中心に回動可能に連結されている。この回転リンク１２８の基端部（支持ピン１２９よりも後方）側には略Ｌ字状に屈曲されたＬ字状屈曲部１３０が形成され、このＬ字状屈曲部１３０の先端部には略山形の凹陥部１３０ａが形成されている。
【００９７】
さらに、回転リンク１２８の先端部（支持ピン１２９よりも前方）側には略Ｌ字状に屈曲された突当て部１３１が形成されている。また、回転リンク１２８の基端部側には突当て部１３１を図１９に示すように嵌合部１７の外側に突出させた状態で保持するリターンスプリング１３２が配設されている。
【００９８】
また、回動ミラー１２２ａの回転軸の軸端部には回転リンク１２８の凹陥部１３０ａと係脱可能に係合する略山形の係合部１３３が形成されている。そして、この係合部１３３に回転リンク１２８の凹陥部１３０ａが係合された場合には図１９に示すように回動ミラー１２２ａはＣＣＤ６の中央に光軸が配置される位置で固定されるようになっている。
【００９９】
また、ＴＶカメラ４のスコープ着脱部１６の嵌合部１７にスコープ１の接眼部５が嵌合された場合には図２０に示すようにスコープ１の接眼部５が回転リンク１２８の突当て部１３１に突当てられ、回転リンク１２８が跳ね上がるようになっている。このとき、回動ミラー１２２ａの係合部１３３と回転リンク１２８の凹陥部１３０ａとの間の係合が解除され、回動ミラー１２２ａはステッピングモータ１２３ａにより回転駆動されるようになっている。
【０１００】
そして、図１９に示すようにスコープ１の接眼部５がＴＶカメラ４のスコープ着脱部１６から外された場合には、回転リンク１２８はリターンスプリング１３２のばね力で押し下げられ、回転リンク１２８の凹陥部１３０ａが回動ミラー１２２ａの係合部１３３に係合され、回動ミラー１２２ａは光軸がＣＣＤ６の中央になる位置に固定される。
【０１０１】
なお、図１９，２０では、一方のミラー１２２ａのチルト機構について示したが、他方のミラー１２２ｂも同様の構成のチルト機構が設けられている。この結果、スコープ１の接眼部５がＴＶカメラ４のスコープ着脱部１６から外されるとＣＣＤ６の撮像範囲Ｉを自動的に原点７７に復帰させる機械的原点復帰機構１２１が構成される。
【０１０２】
そこで、上記構成のものにあってはＴＶカメラ４の内部にスコープ１の脱着動作に連動して機械的にＣＣＤ６の撮像範囲Ｉを自動的に原点７７に復帰させる機械的原点復帰機構１２１を設けたので、スコープ１の接眼部５がＴＶカメラ４のスコープ着脱部１６から外される動作と連動して自動的に原点復帰させることができる。そのため、制御装置（鉗子追尾装置１０）の故障や、制御装置が切り離された場合でもＴＶカメラ４の内部のＣＣＤ６の撮像範囲Ｉを強制的に原点７７に復帰させることができる。
【０１０３】
また、図２１は本発明の第８の実施の形態を示すものである。本実施の形態は第７の実施の形態（図１８〜図２０参照）の機械的原点復帰機構１２１のステッピングモータ１２２ａ，１２２ｂに代えてガルバノメータモータ１４１を使用して電流を切るだけで自動的に原点復帰される原点復帰機構１４２を設けたものである。
【０１０４】
ガルバノメータモータ１４１には、永久磁石１４３と、コイル１４４と、ねじりばね１４５とが設けられている。そして、コイル１４４に通電した電流に比例した回転角に２つの回動ミラー１２２ａ，１２２ｂが駆動されるようになっている。ここで、コイル１４４への通電をやめれば、ねじりばね１４５の復元力により２つの回動ミラー１２２ａ，１２２ｂが原点位置に復帰する。
【０１０５】
そこで、上記構成のものにあってはガルバノメータモータ１４１への通電電流を切るだけで自動的に原点復帰されるので、原点復帰のための特別の機構が不要となる。さらに、制御装置（鉗子追尾装置１０）が故障した場合でも、電源を切れば自動的に原点復帰が行える効果がある。
【０１０６】
また、図２２（Ａ）〜（Ｃ）および図２３は本発明の第９の実施の形態を示すものである。本実施の形態はＣＭＤ(Charge Modulation Device)を使用して視野変換動作が可能なＣＭＤカメラ１５１を組み込んだ内視鏡装置を設けたものである。
【０１０７】
本実施の形態の内視鏡装置には図２２（Ａ）に示すように第１の実施の形態（図１乃至図１２参照）のスコープ１の接眼部５にＣＭＤカメラ１５１が連結されている。このＣＭＤカメラ１５１にはケーシング１５１ａ内に固定倍率の撮像レンズ１５２およびＣＭＤ１５３が配設されている。さらに、ＣＭＤカメラ１５１のケーシング１５１ａには、第１の実施の形態と同様の原点復帰スイッチ９が設けられている。
【０１０８】
また、ＣＭＤ１５３にはＣＭＤ制御装置１５４が接続されている。さらに、このＣＭＤ制御装置１５４には第１の実施の形態と同様の表示モニタ１３および操作スイッチ１２、拡大・縮小スイッチ８８ａ、８８ｂがそれぞれ接続されている。
【０１０９】
また、ＣＭＤ１５３は、フォトトランジスタである画素１５５が２次元的に配列された構造になっており、それぞれの画素１５５を独立に読み出せるという特徴がある。そして、このＣＭＤ１５３としては現在のテレビ信号に要求されるよりも数倍多い画素１５５を有する素子が実用化されている。
【０１１０】
さらに、ＣＭＤカメラ１５１には電子ズーム機能および電子切り出し機能が設けられている。ここで、電子ズーム機能は図２２（Ｂ）に示すようにＣＭＤ１５３の画素１５５の集合体全体から、隣接する画素１５５を１つ置きに間引いて読み出し、表示モニタ１３に表示する。なお、図２２（Ｂ）中で、１５５ａは電子ズーム機能で読み出された画素、１５５ｂは読み出されていない画素をそれぞれ示す。このとき、画素１５５の集合体全体からの間引き率を変えることにより画像をズーム動作（拡大・縮小）した場合と同じ効果、すなわち電子ズーム動作を行うことができる。
【０１１１】
また、電子切り出し機能は図２２（Ｃ）に示すようにＣＭＤ１５３の画素１５５の集合体全体から一部の領域１５６を読みだし、表示モニタ１３に表示することで、ＣＭＤ１５３の画素１５５の集合体全体に撮像された画像全体から一部分の画像を切り出す、即ち電子切り出し動作を行うことができる。
【０１１２】
そして、電子ズーム機能および電子切り出し機能を組み合わせることで、第１の実施の形態のＣＣＤ移動機構８と、ズーム機構４２と同様の作用が得られる。ここで、ＣＭＤ１５３に１００万画素以上の高密度のものを用いることで、電子ズーム動作および電子切り出し動作を行っても、現在のＮＴＳＣテレビ信号と同等の画質の画像を得ることができる。
【０１１３】
また、図２３はＣＭＤ制御装置１５４全体の概略構成を示すものである。このＣＭＤ制御装置１５４は、ＣＭＤ映像信号回路１５７、Ａ／Ｄコンバータ１５８、画像演算処理回路１５９、ＣＭＤ駆動回路１６０から構成される。ここで、ＣＭＤ映像信号回路１１３には表示モニタ１３が接続されているとともに、ＣＭＤ１５３およびＡ／Ｄコンバータ１５８がそれぞれ接続されている。
【０１１４】
さらに、ＣＭＤ制御装置１５４のＣＭＤ駆動回路１６０には操作スイッチ１２、原点復帰スイッチ９、拡大・縮小スイッチ８８ａ、８８ｂがそれぞれ接続されているとともに、ＣＭＤ１５３および画像演算処理回路１５９がそれぞれ接続されている。
【０１１５】
そして、ＣＭＤ１５３の映像信号はＣＭＤ映像信号回路１５７によりＮＴＳＣや、ＲＧＢ等の映像信号に変換される。さらに、この映像信号は、Ａ／Ｄコンバータ１５８に取り込まれる。このＡ／Ｄコンバータ１５８では、アナログの映像信号をデジタル信号に変換する。そして、このＡ／Ｄコンバータ１５８から出力されるデジタル信号が画像演算処理回路１５９に入力され、この画像演算処理回路１５９で画像演算処理が行われる。
【０１１６】
また、画像演算処理回路１５９は、鉗子１４の先端部１５の位置を求め、ＣＭＤ１５３の切り出し位置の指令をＣＭＤ駆動回路１６０に送る。ここで、鉗子１４の先端部１５の位置を検出する方式は、第１の実施の形態の鉗子１４の先端部１５に設けた色マーカの重心位置を検出する方式（図１０参照）や、鉗子１４の形状を抽出し、モデルマッチングにより先端部１５の位置を検出する方式などがある。
【０１１７】
また、ＣＭＤ駆動回路１６０では、画像演算処理回路１５９で求められた位置、画像の切り出し位置に関する指令通りにＣＭＤ１５３の画素１５５を読み出すように制御を行う。
【０１１８】
そして、操作スイッチ１２の操作により、以上の制御の有効／無効の切り換えが行われる。さらに、拡大・縮小スイッチ８８ａ，８８ｂの操作指令通りに、画像の拡大率が変化するようにＣＭＤ１５３の読みだしの間引き率が制御される。また、原点復帰スイッチ９を操作することにより、図２２（Ｂ）に示すように画面全体から間引いて表示させている状態に戻される。
【０１１９】
そこで、上記構成のものにあってはＣＭＤカメラ１５１を組み込んだ内視鏡装置を設けたので、第１の実施の形態のＣＣＤ移動機構８や、ズーム機構４２のような光学素子の駆動機構のない視野変換カメラを提供することができる。そのため、機械的な駆動がなく、耐久性が高いうえ、機械的な駆動機構がないため、安価となり、さらに画質の劣化が無いなどの効果がある。
【０１２０】
また、図２４および図２５は本発明の第１０の実施の形態を示すものである。本実施の形態は第１の実施の形態と同じ構成の内視鏡装置に自動光軸合わせ機能を設けたものである。
【０１２１】
図２４に示すようにＣＣＤ６上に内視鏡像円７５が映っている場合は、内視鏡像円７５の周囲は暗黒なので、画像を２値化したのちエッジ抽出などの画像処理で内視鏡像円７５の輪郭を抽出する。抽出された輪郭から最小２乗法などの方法で円の方程式を求め、円の中心点１７１を求める。さらに、円の中心点１７１を原点７７として設定する。
【０１２２】
また、内視鏡像円７５がＣＣＤ６に映ってない場合には、図２５に示すように内視鏡像円７５が映る位置１７２までＣＣＤ６を移動させ、同様の方法で円の中心点１７１を検出する。このとき、ＣＣＤ６を内視鏡像円７５の反対側の位置１７３まで移動し、その画像と移動ベクトル１７４を用いて円の中心点１７１を計算すると原点検出の精度が向上する。
【０１２３】
そこで、上記方法の自動光軸合わせ機能を設けた内視鏡装置ではＣＣＤ６の光軸を自動的に合わせ、原点復帰時に画像の中央に正確に戻るようにすることができる効果がある。
【０１２４】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施できることは勿論である。
次に、本出願の他の特徴的な技術事項を下記の通り付記する。
記
（付記項１） 体腔内に挿入する内視鏡と、この内視鏡の観察像の一部または全部を撮像する撮像手段を備えた内視鏡装置において、前記撮像手段の撮像光学系の光学素子の少なくとも一部を移動させて撮像範囲を変更させるアクチュエータと、前記撮像範囲を所定位置に復帰させる撮像範囲復帰手段と、前記撮像範囲を所定位置への復帰を指示する撮像範囲復帰指示手段とを具備したことを特徴とする内視鏡装置。
【０１２５】
（付記項２） 体腔内に挿入された内視鏡と、内視鏡の観察像の一部または全部を撮像する撮像手段を備えた内視鏡装置において、前記撮像手段の撮像光学系の光学素子の一部または全部を移動させ、前記撮像範囲を変更させるアクチュエータと、撮像範囲を定められた位置に復帰させる復帰手段と、復帰を指示するスイッチ手段を有することを特徴とする内視鏡装置。
【０１２６】
（付記項１、２の目的） 内視鏡の交換、体腔内の挿入・抜去時、処置具の先端検出の失敗、観察方向が不明なときなどに原点復帰させ、観察方向と内視鏡の方向が一致し、内視鏡を直観的に操作可能にする。
【０１２７】
（付記項１、２の作用） 術者が復帰スイッチで指示し、復帰手段を用いて撮像範囲を定められた位置（原点）に復帰させる。
（付記項１、２の効果） 視野変換内視鏡カメラにおいて、内視鏡の交換、体腔内の挿入・抜去時、処置具の先端検出の失敗、観察方向が不明なときなどに内視鏡像の中心が画面の中心となるように原点復帰させ、観察方向と内視鏡の方向が一致し、内視鏡を直感的に操作できる。また、内視鏡の像全体が観察できるため、内視鏡の位置を視野変換が最も有効なようにセッティングできる。原点復帰させることで通常の内視鏡＋カメラと同じ様に操作できる。
【０１２８】
（付記項３） 前記光学素子が固体撮像素子である付記項２の内視鏡装置。
（付記項４） 前記光学素子が光軸に垂直に移動可能な固体撮像素子である付記項２の内視鏡装置。
【０１２９】
（付記項５） 前記光学素子がミラーである付記項２の内視鏡装置。
（付記項６） 前記撮像範囲の定められた位置が、内視鏡の光軸を略中心とする範囲であることを特徴とする付記項２の内視鏡装置。
【０１３０】
（付記項７） 前記撮像範囲の定められた位置が、基準点設定手段からのアクチュエータの移動量で定められている付記項２の内視鏡装置。
（付記項４〜７の効果） 視野変換内視鏡カメラにおいて、内視鏡の交換、体腔内の挿入・抜去時、処置具の先端検出の失敗、観察方向が不明なときなどに内視鏡像の中心が画面の中心となるように確実に原点復帰させ、観察方向と内視鏡の方向が一致し、内視鏡を直感的に操作できる。また、内視鏡の像全体が観察できるため、内視鏡の位置を視野変換が最も有効なようにセッティングできる。原点復帰させることで通常の内視鏡＋カメラと同じ様に操作できる。
【０１３１】
（付記項８） 前記スイッチ手段が、内視鏡装置本体に設けられていることを特徴とする付記項２の内視鏡装置。
（付記項８の効果） 術者によるスイッチ手段の操作が容易になる。
【０１３２】
（付記項９） 前記スイッチ手段が、体腔内に挿入される処置具に設けられている付記項２の内視鏡装置。
（付記項９の従来技術） 視野変換によって視野が内視鏡の光軸からずれた場合に内視鏡の視野を原点復帰させるためのスイッチ手段は格別に設けられていなかった。
（付記項９の解決しようとする課題） 視野変換によって視野が内視鏡の光軸からずれた場合にはそのままの状態で保持されてしまうので、内視鏡の交換、体腔内の挿入・抜去、観察方向の確認が困難になり、操作性が悪い問題がある。
（付記項９の目的） 術者によるスイッチ手段の操作を容易にすることを目的とする。
（付記項１０） 前記スイッチ手段が、撮像範囲を指示する操作手段（リモコン）に設けられている付記項２の内視鏡装置。
【０１３３】
（付記項１１） 前記撮像手段内に画像の拡大率可変手段と、前記スイッチ手段に連動して定められた拡大率に復帰させる拡大率復帰手段を有することを特徴とする付記項２、６の内視鏡装置。
（付記項１１の目的） 内視鏡の位置を視野変換が最も有効にセッティングするため、内視鏡の像全体が観察できるようにする。通常の内視鏡＋カメラと同じように操作できる。
（付記項１１の作用） 原点復帰と同時に、拡大率が定められた倍率まで下がり、内視鏡の像全体が観察できる。
【０１３４】
（付記項１２） 前記拡大率可変手段がアクチュエータにより駆動されるズームレンズである付記項１１の内視鏡装置。
（付記項１３） 前記拡大率が、基準点設定手段からのアクチュエータの移動量で定められている付記項１１の内視鏡装置。
【０１３５】
（付記項１４） 前記定められた拡大率が、内視鏡像の最大径に対し、観察画面の対角が略同一か大きいことで規定されることを特徴とする付記項１１の内視鏡装置。
（付記項１５） 前記定められた拡大率が、前記拡大率可変手段の最小拡大率であることを特徴とする付記項１１の内視鏡装置。
【０１３６】
（付記項１６） 前記スイッチ手段が、内視鏡装置および内視鏡装置と接続して用いる機器の着脱に連動して動作することを特徴とする付記項２、１１の内視鏡装置。
（付記項１６の目的） 原点復帰操作が必要な、内視鏡の着脱や支持装置との着脱等のときに自動的に原点復帰する。
（付記項１６の作用） 着脱に連動して原点復帰操作が行われる。
【０１３７】
（付記項１７） 前記復帰手段とスイッチ手段が機械的に結合されていることを特徴とする付記項２〜１６の内視鏡装置。
（付記項１７の目的） 制御装置が故障しても、機械的に原点復帰をして通常の内視鏡＋カメラと同じように操作できる制御装置を簡単に構成できる。
（付記項１７の作用） 機械的に原点復帰操作が行われる。
【０１３８】
（付記項１８） 体腔内に挿入された内視鏡と、内視鏡の観察像の一部または全部を撮像する撮像手段を備えた内視鏡装置において、前記撮像手段の撮像光学系の一部または全部を移動させ、前記撮像手段の撮像範囲を変更させるアクチュエータを有し、該アクチュエータが付勢力によって非駆動時には定められた位置に復帰し撮像範囲を定められた位置にすることを特徴とする内視鏡装置。
【０１３９】
（付記項２〜１８の従来技術） 一般に処置具と内視鏡とが、それぞれ別個に患者の体腔内に挿入され、体腔内に挿入された処置具の先端部分の画像を内視鏡の観察視野内に捉え、処置具による患部の処置状態を内視鏡によって観察しながらその処置作業を行う内視鏡下の手術が知られている。
【０１４０】
この種の内視鏡下手術に用いられる内視鏡装置として特開平６−３０８９６が開示されている。これはロボットアームにより内視鏡を保持し、術者の指令によって内視鏡の位置を変えることができる。これにより従来内視鏡を保持していた助手は解放され、また術者は自分の思う方向に自在に視野を変えることができる。
【０１４１】
これに対し、特願７−１１５９９５では、ロボットアームを用いずに内視鏡の視野を自在に変換する方法が開示されている。この方法では、内視鏡の画像の撮像範囲を撮像光学系の一部分をアクチュエータで移動することで変更する。可動部分は装置内部なので、装置が動作することによる危険性が少なく、安全性が高い。小型で、通常の内視鏡とＴＶカメラの組み合わせに置き換えて用いられるので取扱が容易。また、鉗子の先端を検出して視野を変換することができ、術中に術者が視野を変換することが容易である。
【０１４２】
（付記項２〜１８が解決しようとする課題） 特開平６−３０８９６では、ロボットアームに術者、患者周辺機器が干渉することがある。ロボットの意図しない動作によって、患者を傷つける可能性がある。大型で運搬・設置・滅菌にも不便である。
【０１４３】
特願７−１１５９９５では、安全性が高く、小型であり、通常の内視鏡とＴＶカメラと置換できるなど利点が多い。しかし、体腔に内視鏡を挿入、抜去する場合、内視鏡の位置を変更したい場合などでは、視野が視野変換によって内視鏡の光軸からずれた状態のままでは操作が困難になる。また、処置具先端の検出に失敗した場合や、術者が操作スイッチの押し間違いなどで視野を失う可能性もある。また、視野変換機能を有効に用いるためには、内視鏡像の中に観察したい対象が入るようにあらかじめ内視鏡の位置をセッティングする必要がある。そのためには、内視鏡像全体が観察できるような撮像範囲で観察する必要がある。
【０１４４】
（付記項１８の目的） 制御装置の故障の場合でも電源を切るだけで原点復帰をして通常の内視鏡＋カメラと同じように操作できる。原点復帰機構、スイッチ手段や原点復帰の制御なしで簡易に原点復帰可能。
（付記項１８の作用） アクチュエータへの電源を止めることで、付勢力によって原点復帰動作が行われる。
【０１４５】
（付記項１９） 内視鏡像の辺縁を検出する画像処理手段と、辺縁から内視鏡像の中心を求める計算手段と、求められた内視鏡像の中心を定められた撮像範囲として設定する設定手段を有することを特徴とする付記項２、１１の内視鏡装置。
【０１４６】
（付記項１９の従来技術） 特願７−３１２９３０に、撮像素子を移動させて視野変換を行うＴＶカメラで、撮像素子の移動範囲を内視鏡像の範囲を規定する基準円に基づいて制限する方法が開示されている。
【０１４７】
（付記項１９が解決しようとする課題） 特願７−３１２９３０は、内視鏡像の中心とＴＶカメラの光学系の中心が正確に合致していることを前提としているが、内視鏡とＴＶカメラの光学系の製作精度、および取付時の光軸のずれや傾きによって内視鏡像の中心とＴＶカメラの光学系の中心は正確に合わないため、期待した動作をしないことがある。
【０１４８】
（付記項１９の目的） 内視鏡の光軸と内視鏡装置（ＴＶカメラ）の撮像手段の光軸がずれていても、自動的に内視鏡像の中心が原点になるように設定される。
（付記項１９の作用） 内視鏡像の辺縁の円周を画像処理で検出し、内視鏡像の中心を原点に設定し、内視鏡像の中心と原点を自動的に一致させる。
【０１４９】
（付記項２０） 体腔内を観察可能な内視鏡と、内視鏡像を結像する結像レンズと、画素単位で読み出し可能な固体撮像素子と、位置指示手段と、位置指示手段の出力に基づいて固体撮像素子の読み出しを制御する制御手段を有することを特徴とする内視鏡装置。
【０１５０】
（付記項２０の従来技術） 特願６−３０８７４０に、内視鏡画像を画像メモリに取り込み、処置具で示された位置に基づいて、画像の一部分を切り出し、拡大して表示する方法が開示されている。この方法は、機械的に動作する部分を含まないで、特開平６−３０８９６や特願７−１１５９９５の方法を実現するので、小型で簡易に構成できる。
【０１５１】
文献「高精細ランダムアクセスカメラＨＲＣ」（寺田、映像情報インダストリアル９６年６月ｐ３５−３８）に、４００万画素の高画素で、更に画素の読み出し方法を変えることで画像の一部分の切り出しおよび拡大が可能なＣＭＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ｄｅｖｉｃｅ）素子および制御装置が開示されている。
【０１５２】
（付記項２０が解決しようとする課題） 特願６−３０８７４０では、高価な画像メモリを用いる必要がある。また、通常のＴＶ信号を入力して画像の一部分を切り出し、拡大して表示すると、画質が劣化するという問題点がある。高画素のＣＣＤを用いれば画質の劣化は防止できるが、更に数倍の容量のメモリと高速のデータ処理を行う素子が必要なため、装置が高価になる。
【０１５３】
（付記項２０の目的） 光学素子（ＣＣＤおよびズーム）の移動機構が不要になるので、耐久性が高く、安価に製作できる。画像メモリを用いる場合に対して、メモリが不要である。高画素の素子を用いることで画質劣化がない。高速なデータ処理が不要なため安価な素子が使用可能。
【０１５４】
（付記項２０の作用） ＣＭＤ素子を用いて、画素の読み出し方法を位置指示手段に基づいて変化させ、撮像範囲を変換し、内視鏡の視野変換を行う。
（付記項２１） 前記読み出しにより、画像の切り出し範囲を変化させるものである付記項２０の内視鏡装置。
【０１５５】
（付記項２２） 固体撮像素子が、ＣＭＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ｄｅｖｉｃｅ）素子で構成されたものである付記項２０の内視鏡装置。 （付記項２３） 体腔内に挿入された処置具と、処置具の位置情報を検出する検出手段と、この検出手段により検出された位置情報に基づいて読み出しを制御することを特徴とする付記項１９〜２２の内視鏡装置。
【０１５６】
（付記項２４） 前記位置情報の検出手段が、スコープの映像情報における処置具の特徴量を抽出し、抽出された特徴量の位置を検出するアルゴリズムを有するスコープの映像情報処理回路である付記項２３の内視鏡装置。
【０１５７】
（付記項２５） 前記処理具の特徴量が色である付記項２４の内視鏡装置。
（付記項２６） 前記処置具の特徴量が形状である付記項２４の内視鏡装置。
（付記項２７） 体腔内に挿入された内視鏡と、内視鏡の観察像の一部または全部を撮像する撮像手段を備えた内視鏡装置において、撮像素子を光軸方向に垂直に移動させ、前記撮像範囲を変更させるアクチュエータを有し、前記アクチュエータと、撮像素子を移動可能に支持する撮像素子ガイド部と両者を固定するベース版によって構成され、前記アクチュエータと撮像素子ガイド部は、それぞれベース板の反対側の面に固定されることを特徴とする内視鏡装置。
【０１５８】
（付記項２７の従来技術） 特願７−３１２９３０に、撮像素子をステッピングモータと送りネジを用いて平行に移動する撮像素子移動機構が開示されている。
【０１５９】
（付記項２７が解決しようとする課題） 特願７−３１２９３０では、ステッピングモータと送りネジの機構がＣＣＤと同じ平面上にあるため小型に製作するのが困難である。また、撮像素子を移動させるスライダ及び支持台の形状が複雑なため高価である。
【０１６０】
（付記項２７の目的） 撮像素子の移動機構をコンパクトに製作する。スライダ支持機構の形状を単純化し安価に製作する。
（付記項２７の作用） 撮像素子と駆動手段をベース板に対して反対側に配置することで移動機構をコンパクトに構成する。スライダ機構を平行なガイド軸を用いて安価に構成する。
【０１６１】
（付記項２８） 前記撮像素子ガイド部は、１組以上の平行なガイド軸とこれに嵌合して摺動するスライダを有することを特徴とする付記項２７の内視鏡装置。
【０１６２】
（付記項２９） 前記アクチュエータは、モータ、モータの軸に固定される送りねじ、送りねじと噛み合うナット、前記ナットをガイドするナットガイド軸によって構成され、前記ナットガイドは、送りネジよりもベース板から離れた位置に固定されることを特徴とする付記項２７の内視鏡装置。
【０１６３】
【発明の効果】
本発明によれば、安全性が高く、装置全体が小型であるうえ、内視鏡の交換や、体腔内の挿入・抜去等の作業が容易で、かつ処置具の先端検出の失敗時や、観察方向が不明なときなどでも内視鏡の観察視野方向と内視鏡の光軸方向とを簡単に一致させ、内視鏡を直観的に操作することができ、操作性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 （Ａ）は本発明の第１の実施の形態の内視鏡装置全体の概略構成図、（Ｂ）は表示モニタの表示画面を示す平面図。
【図２】 第１の実施の形態のＴＶカメラのスコープ着脱部を示す横断面図。
【図３】 （Ａ）は第１の実施の形態のＴＶカメラのスコープ着脱部に本実施の形態のスコープが連結された状態を示す縦断面図、（Ｂ）は第１の実施の形態のＴＶカメラのスコープ着脱部に本実施の形態とは異なる一般的な円錘状のスロープを持つ構成のスコープが連結された状態を示す縦断面図。
【図４】 第１の実施の形態のＴＶカメラの内部構成を示す縦断面図。
【図５】 第１の実施の形態のＴＶカメラにおけるズーム機構のズームリングの取付け状態を示す横断面図。
【図６】 （Ａ）は第１の実施の形態のＣＣＤの移動機構のベース板の上面側を示す平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図。
【図７】 第１の実施の形態のＣＣＤの移動機構のベース板の下面側を示す平面図。
【図８】 （Ａ）は第１の実施の形態のＴＶカメラのカメラケーブルと鉗子追尾装置およびＣＣＵとの接続部を示す概略構成図、（Ｂ）はＴＶカメラのカメラケーブルの縦断面図。
【図９】 第１の実施の形態の鉗子追尾装置のブロック図。
【図１０】 第１の実施の形態の鉗子追尾装置による鉗子位置の色による検出動作を説明するためのフローチャート。
【図１１】 第１の実施の形態の鉗子追尾装置の原点復帰動作を説明するための概略構成図。
【図１２】 第１の実施の形態のＣＣＤに撮像された内視鏡像の切り出し状態を説明するための説明図。
【図１３】 本発明の第２の実施の形態を示す鉗子の側面図。
【図１４】 本発明の第３の実施の形態の内視鏡装置のコントローラを示す平面図。
【図１５】 （Ａ）は本発明の第４の実施の形態の内視鏡装置のコントローラを示す平面図、（Ｂ）は第４の実施の形態のコントローラの操作パネルを示す平面図。
【図１６】 本発明の第５の実施の形態の内視鏡装置のコントローラを示す平面図。
【図１７】 本発明の第６の実施の形態の内視鏡装置のスコープ保持具とＴＶカメラとの連結状態を示す側面図。
【図１８】 本発明の第７の実施の形態の内視鏡装置のスコープとＴＶカメラとの連結状態を示す斜視図。
【図１９】 第７の実施の形態のスコープとＴＶカメラとの分離状態を示す概略構成図。
【図２０】 第７の実施の形態のスコープとＴＶカメラとの連結状態を示す概略構成図。
【図２１】 本発明の第８の実施の形態の内視鏡装置の要部構成を示す斜視図。
【図２２】 本発明の第９の実施の形態を示すもので、（Ａ）は内視鏡装置全体の概略構成図、（Ｂ）は第９の実施の形態のＣＭＤによる電子ズーム動作を説明するための説明図、（Ｃ）は第９の実施の形態のＣＭＤによる電子切り出し動作を説明するための説明図。
【図２３】 第９の実施の形態のＣＭＤ制御装置の概略構成図。
【図２４】 本発明の第１０の実施の形態の内視鏡装置のＣＣＤに撮像された内視鏡像の切り出し状態を説明するための説明図。
【図２５】 第１０の実施の形態の鉗子追尾装置の原点復帰動作を説明するための概略構成図。
【符号の説明】
１ スコープ
６ 撮像手段（ＣＣＤ）
８ ＣＣＤ移動機構（撮像範囲変更手段）
９ 原点復帰スイッチ（撮像範囲復帰指示手段）
１０ 鉗子追尾装置
７３ アクチュエータ制御回路（撮像範囲復帰手段）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an endoscope apparatus used in an endoscopic operation in which a treatment operation is performed while observing a treatment state of an affected part with a treatment tool inserted into a body cavity of a patient with an endoscope.
[0002]
[Prior art]
In general, the treatment tool and the endoscope are inserted into the body cavity of the patient separately, and the image of the distal end portion of the treatment tool inserted into the body cavity is captured in the observation field of the endoscope, and the affected part by the treatment tool Endoscopic surgery is known in which a treatment operation is performed while observing the treatment state with an endoscope.
[0003]
For example, Japanese Patent Laid-Open No. 6-30896 discloses an endoscope apparatus used for this type of endoscopic surgery. In this case, the endoscope can be held by a robot arm, and the position of the endoscope can be changed by an operator's command. As a result, the assistant who has conventionally held the endoscope is released, and the surgeon can freely change the field of view in his / her direction.
[0004]
In addition, the present applicant proposed in Japanese Patent Application No. 7-115995, which was not disclosed at the time of filing of the present invention, an endoscope apparatus configured to freely convert the field of view of an endoscope without using a robot arm. ing. Here, the imaging range of the endoscope image is changed (switched) by moving a part of the imaging optical system of the endoscope with an actuator.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In the apparatus disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 6-30896, there is a risk that an operator, a patient, peripheral devices, and the like may interfere with a robot arm arranged outside the endoscope. Furthermore, the movement of the endoscope may become unstable due to an unintended operation of the robot arm. Further, since it is necessary to install a large apparatus such as a robot and its peripheral equipment outside the endoscope, it is inconvenient for work such as transportation and sterilization of the entire apparatus.
[0006]
On the other hand, in the device of Japanese Patent Application No. 7-115995, the movable part moved by the actuator is arranged inside the endoscope. Therefore, when a device arranged outside the endoscope, such as a robot arm, operates, there is little possibility that a movable part outside the endoscope comes into contact with an operator or the like, and safety is high. Furthermore, there are many advantages such that the entire apparatus is small and can be replaced with a normal endoscope and a TV camera. In addition, this device is small and can be easily replaced because it is used as a combination of a normal endoscope and TV camera. In addition, it is possible to convert the endoscope field of view while detecting the tip of a treatment tool such as forceps and tracking the tip of the treatment tool, and the operator can convert the endoscope field of view during the operation. Is easy.
[0007]
However, in the case of the above-described conventional configuration, during the operation under the endoscope, when the endoscope visual field is shifted from the optical axis of the endoscope due to the visual field conversion operation of the endoscope, the endoscopic image is visually observed. However, since it is difficult to intuitively move the endoscope in the desired direction accurately, it is difficult to perform the endoscope in the body cavity when the endoscope field of view is deviated from the optical axis of the endoscope. There is a problem that operations for inserting and removing the mirror and operations for changing the position of the endoscope are difficult.
[0008]
In addition, there is a risk of losing the visual field of the endoscope if the detection of the distal end of the treatment tool fails during the visual field conversion operation of the endoscope, or if the operator performs an erroneous operation such as pressing the operation switch incorrectly. .
[0009]
Furthermore, in order to use the endoscope field-of-view conversion function effectively, it is necessary to set the position of the endoscope in advance so that the target portion to be observed is included in the endoscope image. Therefore, since it is necessary to observe in an imaging range where the entire endoscope image can be observed, there is a possibility that the imaging range of the observation image of the endoscope may be limited.
[0010]
The present invention has been made by paying attention to the above circumstances, and its purpose is high safety, the entire apparatus is small, and it is easy to replace the endoscope and insert / remove the body cavity. And even when the tip detection of the treatment tool fails or when the observation direction is unknown, the endoscope observation visual field direction and the optical axis direction of the endoscope can be easily matched to operate the endoscope intuitively. An object of the present invention is to provide an endoscope apparatus with high operability.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
  Claim 1The invention relates to an endoscope inserted into a body cavity and observation of the endoscopeStatueThe imaging means for imaging and the imaging range of this imaging meansIn a part of the visual field range of the observation image of the endoscope smaller than the observation image of the endoscopeImaging range changing means to be changed;The visual field range moving means for moving the visual field range, and the central position of the visual field range is matched with the central position of the observation image of the endoscopeReference positionThe field of viewReinstateRecoveryReturn means and thisRecoveryControl the operation of the return means,Field of viewInstruct the range to return to the reference position.RecoveryAn endoscope apparatus comprising return instruction means.
  According to a second aspect of the present invention, the visual field range moving unit is a moving mechanism that moves the imaging unit in an X direction and a Y direction perpendicular to the X direction along a plane perpendicular to the optical axis of the endoscope. The endoscope apparatus according to claim 1.
  According to a third aspect of the present invention, the imaging means includes a pixel aggregate in which pixels are two-dimensionally arranged,
  2. The endoscope apparatus according to claim 1, wherein the imaging range changing unit has an electronic cutout function for performing an electronic cutout operation of cutting out a part of an image picked up by the pixel aggregate. .
  According to a fourth aspect of the present invention, the return instructing means is provided in a connecting portion with a holder to which the imaging means is detachably connected, and the visual field is interlocked with an attaching / detaching operation between the imaging means and the holder. The endoscope apparatus according to claim 1, wherein the endoscope apparatus is an attachment / detachment interlocking switch that instructs to return the range to the reference position.
  The invention according to claim 5 is characterized in that the return means includes imaging range return means for returning the imaging range of the imaging means to a reference position where almost the entire observation image of the endoscope can be displayed. The endoscope apparatus according to Item 1.
  The invention according to claim 6 is the endoscope apparatus according to claim 5, wherein the imaging range return means operates in conjunction with an operation of the return instruction means.
  With the above configuration, the operator can replace the endoscope, insert / remove the body cavity, fail to detect the tip of the treatment tool, or when the observation direction is unknown.IsOperate the return instruction means to instruct the return of the imaging range., RecoveryWith return meansThe center position of the field of view is matched with the center position of the observation image of the endoscopeTo the reference position (origin)View rangeBy returning, the observation direction of the endoscope is matched with the optical axis direction of the endoscope, so that the endoscope can be operated intuitively.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In the following, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1A shows a schematic configuration of the entire endoscope apparatus of the present embodiment. In FIG. 1A, 1 is a scope as a rigid endoscope inserted into a body cavity of a patient, and 2 is a scope holder 2 having a joint structure that holds the scope 1 movably. Here, the scope 1 is provided with an elongated insertion portion 1a and an eyepiece portion 5 connected to the proximal end portion of the insertion portion 1a. The insertion portion 1a of the scope 1 is inserted through the trocar 3 previously inserted into the body cavity of the patient and inserted into the body cavity so as to observe the inside of the body cavity. Note that a distortion removing lens (not shown) is provided in the optical system of the scope 1.
[0013]
A TV camera 4 is attached to the eyepiece 5 of the scope 1. Inside the TV camera 4, a CCD (imaging means) 6 that is a solid-state imaging device, a zoom lens 7, and a CCD moving mechanism (imaging range) that moves the CCD 6 in a direction orthogonal to the optical axis direction of the zoom lens 7. Change means) 8 is built in. Further, an origin return switch (imaging range return instruction means) 9 is provided on the outer surface of the casing 4a of the TV camera 4.
[0014]
Further, a forceps tracking device 10 and a CCU (camera control unit) 11 are connected to the TV camera 4. Here, the forceps tracking device 10 performs an operation for switching between valid / invalid of the tracking function of the distal end portion 15 of the forceps 14, for example, an operation switch 12 such as a foot switch or a hand switch, and enlargement / reduction switches 88a and 88b. , CCU11 are connected to each other. T is an enlargement switch 88a, and W is a reduction switch 88b. Further, a display monitor 13 such as a TV monitor or HMD (HEAD MOUTED DISPLAY) is connected to the CCU 11.
[0015]
Further, forceps 14 are inserted into the body cavity of the patient from a place different from scope 1. Note that the action does not change even if a treatment instrument such as a peeling forceps, scissors, laser probe, suture instrument, electric knife, needle holder, ultrasonic aspirator or the like is inserted instead of the forceps 14.
[0016]
The TV camera 4 is provided with a scope attaching / detaching portion 16 shown in FIGS. 2 and 3A. The scope attaching / detaching portion 16 is provided with a substantially cylindrical fitting portion 17 to which the eyepiece 5 of the scope 1 is fitted. The eyepiece 5 of the scope 1 is fitted in the fitting part 17 so that the optical axis of the scope 1 and the optical axis of the TV camera 4 can be accurately aligned.
[0017]
Further, as shown in FIG. 2, three pressing pins 18 are evenly arranged in the circumferential direction on the cylindrical wall portion of the fitting portion 17. Further, a rotating ring 19 is mounted on the outer peripheral surface of the fitting portion 17 so as to be rotatable in the circumferential direction. An inner cam curve portion 20 is formed on the inner peripheral surface of the rotating ring 19 as shown in FIG. The inner cam curve portion 20 is formed with an inward projecting portion 20a projecting inward and a recessed portion 20b having a larger diameter than the inward projecting portion 20a. When the rotary ring 19 is rotated, the three pressing pins 18 are pushed inward by the inwardly projecting portion 20a of the inner cam curve portion 20. Further, as the rotating ring 19 rotates, the inner projecting portion 20 a of the inner cam curved portion 20 is disengaged from the three pressing pins 18, and the recessed portion 20 b of the inner cam curved portion 20 is disposed to face the three pressing pins 18. In this state, there is no pushing force to push the three pressing pins 18 inward, so that the three pressing pins 18 are returned to the state of being accommodated in the recessed portions 20b of the rotating ring 19, respectively. .
[0018]
In addition, in order to have the same resolution as in the past in the observation after enlargement by the zoom lens 7 of the TV camera 4, it is desirable to attach the dedicated scope 1 with high resolution to the optical axis accurately. Here, a ring-shaped recess 24 into which three pressing pins 18 are inserted is formed on the outer peripheral surface of the eyepiece 5 of the dedicated scope 1. Then, as shown in FIG. 3A, after the eyepiece 5 of the scope 1 is fitted in the tube of the fitting portion 17 of the TV camera 4, the inner cam is rotated when the rotary ring 19 is driven to rotate. The scope 1 is securely fixed to the TV camera 4 by the three pressing pins 18 being pressed evenly against the recessed portion 24 of the eyepiece 5 by the inward projecting portion 20 a of the curved portion 20.
[0019]
Further, an arcuate compression spring accommodating groove 17a is formed on the outer peripheral surface of the fitting portion 17 as shown in FIG. A compression spring 21 for fastening the rotary ring 19 is disposed in the compression spring accommodating groove 17a. One end of the compression spring 21 is attached to a pin 19a that protrudes inwardly on the inner peripheral surface of the recessed portion 20b of the rotary ring 19.
[0020]
Further, a tightening release knob 23 of the rotating ring 19 is attached to the rotating ring 19. The rotating ring 19 is tightened by a compression spring 21 compressed in the circumferential direction, and the scope 1 can be easily attached and detached by a release knob 23.
[0021]
In addition, a conical slope 25 is formed on the eyepiece 22 of the general scope 1 as shown in FIG. 3B other than the dedicated scope 1 with high resolution shown in FIG. 3A. However, in the scope attaching / detaching portion 16 according to the present embodiment, since the three pressing pins 18 press the slope 25, a general eyepiece portion 22 can be accurately attached.
[0022]
FIG. 4 shows the internal configuration of the TV camera 4. The TV camera 4 is provided with a focus mechanism 41, a zoom mechanism 42 that is a drive mechanism of the zoom lens 7, and a CCD moving mechanism 8 in a casing 4a. Here, the focus mechanism 41 is provided with a focus ring 26, a cylindrical cam 28 having a cam groove 27, a focusing lens 29, and a focus pin 30 attached to a lens frame 29 a of the focusing lens 29. . The focus mechanism 41 rotates the focus ring 26, whereby the focus pin 30 is moved back and forth along the optical axis direction of the TV camera 4 by the cam groove 27 of the cylindrical cam 28, and the focusing lens 29 is moved to the TV camera 4. It moves back and forth along the optical axis direction.
[0023]
The zoom mechanism 42 includes a cylindrical outer cylinder member 42a, an inner cylinder member 42b disposed inside the outer cylinder member 42a, a large first lens frame 42c, and a small second diameter. Lens frame 42d. Here, a flange-shaped bent portion 31 protruding outward is formed at the rear end portion of the outer cylindrical member 42a. A gear 32 is formed on the outer peripheral surface of the bent portion 31. As shown in FIG. 5, the gear 32 is formed with a substantially arc-shaped cutout 33.
[0024]
In addition, two cam grooves 34a and 34b are formed in the inner cylinder member 42b. Here, one cam groove 34a is engaged with a cam pin 36a protruding from the outer peripheral surface of the first lens frame 42c, and the other cam groove 34b is protruded from the outer peripheral surface of the second lens frame 42d. The cam pin 36b thus engaged is engaged.
[0025]
Further, a front lens group 35a composed of a plurality of lenses is attached to the front end of the first lens frame 42c. A rear lens group 35b made up of a plurality of lenses is attached to the second lens frame 42d. The zoom lens 7 of the TV camera 4 is composed of the front lens group 35a and the rear lens group 35b.
[0026]
In addition, an electric rotation mechanism 42e of the zoom mechanism 42 is provided inside the TV camera 4. As shown in FIG. 5, the electric rotating mechanism 42 e is provided with a stepping motor 38, a pinion gear 39 fixed to the motor shaft of the motor 38, and a reduction gear 37. Here, a large-diameter gear 37a and a small-diameter gear 37b are fixed to the reduction gear 37 on the same axis. The large-diameter gear 37a of the reduction gear 37 is meshed with the pinion gear 39, and the small-diameter gear 37b is meshed with the gear 32 of the outer cylinder member 42a. In addition, the photo interrupter 40 is disposed at a substantially central position in the rotation range of the outer cylindrical member 42a regulated by the notch 33 of the gear 32.
[0027]
During the operation of the zoom mechanism 42, the rotation of the stepping motor 38 of the electric rotation mechanism 42e is transmitted to the gear 32 while being decelerated by the reduction gear 37, and the outer cylinder member 42a is rotationally driven. The rotation of the outer cylinder member 42a at this time causes the cam pins 36a and 36b to advance and retract along the optical axis direction of the TV camera 4 while being guided by the cam grooves 34a and 34b. As a result, the relative position between the front lens group 35a of the first lens frame 42c and the rear lens group 35b of the second lens frame 42d changes, and the magnification ratio of the TV camera 4 is varied. .
[0028]
Further, when the zoom mechanism 42 is operated, the notch 33 of the gear 32 is detected by the photo interrupter 40, so that the origin position is detected, and then the outer cylinder member 42 a of the zoom mechanism 42 according to the number of pulses sent to the stepping motor 38. The rotation angle and the corresponding enlargement ratio are set.
[0029]
FIGS. 6A, 6B and 7 show the CCD moving mechanism 8 provided in the TV camera 4. The CCD moving mechanism 8 is provided with a base plate 43 having a substantially rectangular frame shape.
[0030]
An RL plate 46a supported on the base plate 43 so as to be movable in the X direction (left and right direction in FIG. 6A) in a plane perpendicular to the optical axis of the TV camera 4, and the RL plate 46a. The UD plate 46b supported so as to be movable in the Y direction (vertical direction in FIG. 6A) orthogonal to the moving direction (X direction), and the X direction and the Y direction by the RL plate 46a and the UD plate 46b. And a CCD pedestal 52 supported so as to be movable. Here, as shown in FIG. 6B, the CCD pedestal 52 is mounted with the CCD 6 and the infrared cut filter 53 in a state of being opposed to each other.
[0031]
6A, a pair of upper and lower parallel guide shafts 60a and a pair of left and right parallel guide shafts 60b are disposed on the base plate 43. These one set of upper and lower guide shafts 60 a and one set of left and right guide shafts 60 b are fixed on the base plate 43 with fixing pins 44 and screws 45. The RL plate 46a is supported so as to be movable in the left-right direction in FIG. 6A along the guide shaft 60a. Similarly, the UD plate 46b is supported so as to be movable in the vertical direction in FIG. 6A along the guide shaft 60b.
[0032]
In addition, a square hole 47a extending in the X direction is provided in the center of the RL plate 46a as shown in FIG. Further, a square hole 47b extending in the Y direction is provided at the center of the UD plate 46b as shown in FIG.
[0033]
An RL stepping motor 48a, which is a drive motor for the RL plate 46a, and a UD stepping motor 48b, which is a drive motor for the UD plate 46b, are fixed to the base plate 43 of the CCD moving mechanism 8 via stepping motor bases 62a and 62b, respectively. ing. Here, one end of a feed screw 49a is fixed to the RL stepping motor 48a. Further, one end of a feed screw 49b is fixed to the UD stepping motor 48b.
[0034]
Further, a nut member mounting groove 61 is formed in the RL plate 46a on the side of the engaging portion with the one guide shaft 60a. A nut member 50 a is fitted in the nut member mounting groove 61. The nut member 50a is formed with a screw hole into which the feed screw 49a is screwed and an insertion hole for the rod-shaped nut guide 120a. Here, the nut guide 120a is fixed at a position farther from the base plate 43 than the feed screw 49a. The nut guide 120a regulates the inclination of the nut member 50a with respect to the base plate 43.
[0035]
Further, when the feed screw 49a is rotationally driven by the RL stepping motor 48a, the rotational movement of the RL stepping motor 48a is directly caused by the screwed portion between the feed screw 49a and the nut member 50a as the feed screw 49a rotates. The RL plate 46a is moved in the left-right direction in FIG.
[0036]
Further, a pin 51 is fixed to the engaging portion side of the UD plate 46b with one guide shaft 60b. The pin 51 is fitted in the groove of the nut member 50b. The nut member 50b is formed with a screw hole into which the feed screw 49b is screwed and an insertion hole for the rod-shaped nut guide 120b. Here, the nut guide 120b is fixed at a position farther from the base plate 43 than the feed screw 49b. The nut guide 120b regulates the nut member 50b from being inclined with respect to the base plate 43.
[0037]
Further, when the feed screw 49b is rotationally driven by the UD stepping motor 48b, the rotational motion of the UD stepping motor 48b is directly caused by the screwed portion between the feed screw 49b and the nut member 50b as the feed screw 49b rotates. It is converted into a dynamic motion, and the UD plate 46b is moved vertically in FIG.
[0038]
Further, a rectangular projection 55 is provided on the lower surface of the CCD base 52. The protrusion 55 is inserted into the square hole 47a of the RL plate 46a and the square hole 47b of the UD plate 46b, and the base domes 54 are fixed by screws from below. Then, by sandwiching the UD plate 46b and the RL plate 46a between the CCD base 52 and the base domes 54, the UD plate 46b and the RL plate 46a are slidably pressed against the guide shafts 60a and 60b, respectively. .
[0039]
Thereby, in the CCD moving mechanism 8 of the present embodiment, the projection 55 of the CCD base 52 slides in the Y direction along the square hole 47a of the RL plate 46a in conjunction with the movement of the UD plate 46b in the Y direction. In addition, the projection 55 of the CCD base 52 slides in the X direction along the square hole 47b of the UD plate 46b in conjunction with the movement of the RL plate 46a in the X direction. The CCD base 52 moves vertically and horizontally in conjunction with the 46a and the UD plate 46b. As a result, the CCD 6 moves in the X direction by the operation of the stepping motor 48a, and the CCD 6 moves in the Y direction by the operation of the stepping motor 48b.
[0040]
The nut member 50a of the RL plate 46a is provided with a light shielding plate 56a, and the nut member 50b of the UD plate 46b is provided with a light shielding plate 56b. Further, photointerrupters 57a and 57b are provided on the stepping motor bases 62a and 62b, respectively. After detecting the origin position of the CCD 6 by detecting the positions of the light shielding plates 56a and 56b by the photo interrupters 57a and 57b, the vertical and horizontal positions of the CCD 6 are set according to the number of pulses sent to the stepping motors 48a and 48b. It has come to be.
[0041]
One end of a flexible substrate 58 is connected to the CCD 6. The other end of the flexible substrate 58 is connected to a connector 59 in the TV camera 4. The intermediate portion of the flexible substrate 58 is folded so that it can cope with the movement of the CCD 6.
[0042]
Since the stepping motors 48a and 48b are fixed to the surface opposite to the CCD 6 with respect to the base plate 43, the stepping motors 48a and 48b are configured to be smaller than the case of being fixed to the same surface.
[0043]
Further, one end of a camera cable 63 having a coaxial cable structure is connected to the TV camera 4. A plurality of CCD cables 64 are arranged at the center of the camera cable 63 as shown in FIG. This CCD cable 64 is a cable for transmitting and receiving video signals and control signals from the CCD 6. Further, around the CCD cable 64, a plurality of motor cables 65 are arranged in parallel via a tube-shaped shield wire 66a and a resin outer tube 67a. The motor cable 65 is a cable for transmitting control signals for motor control and switch operation. The outer peripheral surface of the camera cable 63 is covered with a tubular shield wire 66b and a resin outer tube 67b.
[0044]
A motor cable connector 68 connected to the forceps tracking device 10 is connected to the other end of the camera cable 63 as shown in FIG. A plurality of pins 69 are juxtaposed at the tip of the motor cable connector 68. A motor cable 65 disposed on the outer peripheral side of the camera cable 63 is connected to these pins 69. The motor cable 65 is detachably connected to the forceps tracking device 10 via a motor cable connector 68.
[0045]
Further, a branch cable 68a is formed at the base end portion of the motor cable connector 68 by drawing out the CCD cable 64 disposed on the center side of the camera cable 63 together with the outer tube 67a. A CCD cable connector 70 is connected to the tip of the branch cable 68a. The CCD cable connector 70 is detachably connected to the CCU 11.
[0046]
The CCD cable 64 needs to be matched in length and impedance to transmit a weak high frequency. However, even if the camera cable 63 is branched, a single cable is used for the electrical connection of the CCD cable 64. Since it is the same as the case where there was, compatibility with the conventional TV camera can be maintained.
[0047]
The forceps tracking device 10 includes an A / D converter 71, an image calculation treatment circuit 72, and an actuator control circuit (imaging range return means) 73 as shown in FIG. Here, the A / D converter 71 is connected to the CCU 11. The video signal of the CCD 6 of the TV camera 4 is converted into a video signal such as NTSC or RGB by the CCU 11, and the video signal output from the CCU 11 is taken into the A / D converter 71.
[0048]
The A / D converter 71 is connected to an actuator control circuit 73 via an image calculation processing circuit 72. The actuator control circuit 73 is connected to an actuator 74 used for the CCD moving mechanism 8, an origin return switch 9, and an operation switch 12. Here, the actuator 74 includes, for example, a DC servo motor, a voice coil, an actuator using a piezoelectric vibrator, an ultrasonic motor, a shape memory, in addition to the RL stepping motor 48a and the UD stepping motor 48b of the present embodiment shown in FIG. Alloys can be used.
[0049]
The A / D converter 71 converts an analog video signal into a digital signal so that the image arithmetic processing circuit 72 performs image arithmetic processing. Further, the image calculation processing circuit 72 obtains the position of the distal end portion 15 of the forceps 14 imaged by the CCD 6, further obtains the position and movement amount of the CCD base 52 of the CCD moving mechanism 8, and determines the position and movement amount of the actuator 74. Is sent to the actuator control circuit 73. Note that the method of detecting the position of the distal end portion 15 of the forceps 14 is a method of detecting the position of the center of gravity of the color marker provided on the distal end portion 15 of the forceps 14 or the shape of the forceps 14 as shown in FIG. There is a method of detecting the tip position by model matching.
[0050]
In addition, the actuator control circuit 73 performs control so that the actuator 74 operates in accordance with a command regarding the position and movement amount obtained by the image arithmetic processing circuit 72. Here, when the actuator 74 is the RL stepping motor 48a and the UD stepping motor 48b of the present embodiment, open loop control is performed, and when the actuator 74 is a DC motor, closed loop control using a feedback signal from the encoder is performed. Further, as described above, the above control is switched between valid / invalid depending on the state of the operation switch 12.
[0051]
Further, the actuator control circuit 73 is moved by driving the CCD moving mechanism 8 and the position of the center point Q of the CCD 6 is a preset reference position, for example, the center position O of the endoscope image circle 75 as shown in FIG. Imaging range returning means for driving the CCD moving mechanism 8 so as to return to the origin 77 is provided. The imaging range returning means controls the operation of the CCD moving mechanism 8 by operating the origin return switch 9 to return the position of the center point Q of the CCD 6 to the origin 77.
[0052]
Next, the operation of the above configuration will be described. When the endoscope apparatus according to the present embodiment is used, as shown in FIG. 1A, the insertion portion 1a of the scope 1 is inserted through the trocar 3 previously inserted into the body cavity of the patient so as to observe the inside of the body cavity. Inserted into the body cavity. Furthermore, forceps 14 are inserted into the body cavity of the patient from a place different from scope 1. At this time, the distal end portion 15 of the forceps 14 is in the visual field range R by the eyepiece 5 of the scope 1.1 Set to be inserted into the box.
[0053]
The observation image of the scope 1 is picked up by the TV camera 4 and displayed on the display monitor 13. Here, as shown in FIG. 1B, the visual field range R of the observation image picked up by the CCD 6 through the zoom lens 7 of the TV camera 4.2 Is the visual field range R by the eyepiece 5 of the scope 11 The field of view R by the eyepiece 5 of the scope 1 is smaller.1 Is observed by the CCD 6.
[0054]
Further, the visual field range R projected onto the CCD 6 by the movement of the CCD 62 Is moved. Here, the CCD moving mechanism 8 for moving the CCD 6 is controlled by the forceps tracking device 10.
[0055]
Further, the movement position of the CCD 6 being controlled by the forceps tracking device 10 is controlled so that the position of the distal end portion 15 of the forceps 14 detected by the forceps tracking device 10 is arranged at the approximate center of the display monitor 13.
[0056]
Further, the movement control of the CCD 6 is performed by switching the validity / invalidity of the tracking function of the distal end portion 15 of the forceps 14 according to the state of the operation switch 12. For example, only when the operation switch 12 is pressed, the position of the distal end portion 15 of the forceps 14 detected by the forceps tracking device 10 follows the position of the distal end portion 15 of the forceps 14 such that the position of the distal end portion 15 of the forceps 14 is arranged at the approximate center of the display monitor 13. Thus, the moving position of the CCD 6 is controlled.
[0057]
In addition, when the operation button of the operation switch 12 is pressed while the observation image of the scope 1 is captured by the TV camera 4, the tracking function of the distal end portion 15 of the forceps 14 by the forceps tracking device 10 is activated. When this forceps tracking function is activated, the video signal of the CCD 6 is converted by the CCU 11 into a video signal such as NTSC or RGB. Further, the video signal output from the CCU 11 is taken into the A / D converter 71 and then sent to the image arithmetic processing circuit 72, and the image arithmetic processing circuit 72 uses the output signal from the A / D converter 71. 10 is performed, and the position of the distal end portion 15 of the forceps 14 is obtained.
[0058]
In the present embodiment, a color marker is provided at the distal end portion 15 of the forceps 14 as position detecting means for detecting position information of the distal end portion 15 of the forceps 14, and a color correlation operation circuit is provided at the image arithmetic processing circuit 72. ing.
[0059]
First, an observation image of a surgical site imaged by the TV camera 4 is captured (step S1). This image is converted into a video signal and then input to the color correlation calculation circuit. In this color correlation calculation circuit, the color marker color of the tip 15 of the forceps 14 picked up by the TV camera 4 is extracted (step S2), and the three axes (x axis, x) of the color marker at the tip 15 of the forceps 14 are extracted. The position and orientation of the y-axis and z-axis) are detected. Based on this position information, rotation / translation coordinate conversion calculation is performed, and each step of binarization (step S3), center of gravity calculation (step S4), and estimation of the position of the tip 15 of the forceps 14 (step S5) is sequentially performed. After that, the magnification ratio and the coordinate axis are corrected (step S6), and the position of the distal end portion 15 of the forceps 14 is calculated.
[0060]
The movement amount of the CCD 6 is calculated from the calculated data of the position of the distal end portion 15 of the forceps 14 calculated by this processing (step S7). At this time, the position and amount of movement of the CCD base 52 of the CCD moving mechanism 8 are obtained, and a command relating to the position and amount of movement of the actuator 74, that is, data on the amount of movement of the CCD 6 is output (step S8).
[0061]
Subsequently, a signal output from the image arithmetic processing circuit 72 is input to the actuator control circuit 73. The actuator control circuit 73 outputs a control signal for the actuator 74 so that the actuator 74 operates in accordance with the command regarding the position of the distal end portion 15 of the forceps 14 and the movement amount of the CCD 6 obtained by the image arithmetic processing circuit 72.
[0062]
Then, the RL stepping motor 48a and the UD stepping motor 48b of the actuator 74 are driven by the control signal from the actuator control circuit 73, and the position of the CCD 6 of the CCD moving mechanism 8 is moved in a direction perpendicular to the optical axis direction. . Therefore, during operation of the tracking function of the distal end portion 15 of the forceps 14 by the forceps tracking device 10, the forceps 14 that changes the imaging range of the TV camera 4 while tracking the distal end portion 15 of the forceps 14 captured by the TV camera 4. A tracking operation of the tip 15 of the head is performed.
[0063]
Further, when the operation switch 12 is pressed in a state where the distal end portion 15 of the forceps 14 is not displayed at the approximate center of the display monitor 13, the distal end portion 15 of the forceps 14 is moved to the center of the display monitor 13 at a predetermined speed. The movement control of the CCD 6 is performed so as to move to.
[0064]
Further, by operating the enlargement / reduction switches 88a and 88b, the zoom lens 7 is driven by the forceps tracking device 10 so that the endoscopic image can be enlarged or reduced.
[0065]
Next, the operation of the imaging range returning means for returning the imaging range of the CCD 6 after moving in the appropriate direction from the origin 77 to a preset reference position will be described. First, all of the observation images from the eyepiece 5 of the scope 1 are formed on an endoscope image circle 75 as shown in FIG. 11, and a part thereof is cut out by the CCD 6.
[0066]
In this case, the center position O of the endoscope image circle 75 is the origin 77, and the position of the CCD 6 is represented as position component data (x, y) in the x direction and the y direction of the center point Q of the CCD 6 with respect to the origin 77. 11 shows the endoscope image circle 75 enlarged by the zoom lens 7 and the imaging range I of the CCD 6.0 , I1 Is shown. Here, a dotted rectangular frame I0 Is the imaging range of the CCD 6 at the position of the origin 77, a solid rectangular frame I1 Indicates the imaging range of the CCD 6 when the center point Q of the CCD 6 is moved to the position (x, y).
[0067]
Further, the position of the center point Q of the CCD 6 after moving in an appropriate direction from the origin 77 is represented as position component data (x, y) in the x direction and the y direction of the center point Q of the CCD 6 with respect to the origin 77. Note that the position component data (x, y) of the origin 77 and the center point Q of the CCD 6 is obtained from the stepping motors 48a, 48b from the positions obtained by the light shielding plates 56a, 56b and the photo interrupters 57a, 57b of the CCD moving mechanism 8. It is obtained from the number of drive pulses.
[0068]
When the origin return switch 9 is pressed, the stepping motor is set so that the position component data (x, y) at the center point Q of the CCD 6 matches the position data at the origin 77 by the imaging range return means of the actuator control circuit 73. The number of drive pulses 48a and 48b is calculated, and the motors 48a and 48b are driven based on the calculation result, and the CCD 6 is moved to a position where the center point Q of the CCD 6 coincides with the position of the origin 77.
[0069]
Note that the diameter of the endoscope image circle 75 changes in proportion to the enlargement ratio of the zoom lens 7. For example, when the enlargement ratio of the zoom lens 7 is reduced, the diameter of the endoscope image circle 75 is reduced as shown in FIG. Then, as shown in FIG. 12, if the diameter of the endoscopic image circle 75 is slightly smaller than the diagonal length 79 of the imaging range I of the CCD 6, most of the endoscopic image is formed on the CCD 6. This is the origin of the enlargement ratio of the zoom lens 7. In this case, since the endoscopic image captured in the endoscopic image circle 75 is the entire image cut out by the CCD 6, the field of view can be converted by setting all the objects to be observed in the position of the scope 1 in this state. The function can be utilized to the maximum.
[0070]
When the origin return switch 9 is operated, the position of the center point Q of the CCD 6 is returned to the origin 77, and the zoom lens 7 is driven so that the enlargement ratio of the zoom lens 7 returns to the origin shown in FIG.
[0071]
Therefore, the above configuration has the following effects. That is, since the distal end portion 15 of the forceps 14 is detected and the field of view of the scope 1 can be converted in a state where the distal end portion 15 of the forceps 14 is tracked, the distal end portion 15 of the forceps 14 is oriented in the direction that the operator wants to observe. When is moved, the visual field direction of the scope 1 is converted in that direction. Therefore, the operator can change the visual field range I of the scope 1 while holding the treatment tool such as the forceps 14 with both hands and performing the treatment.
[0072]
In addition, the surgeon does not need to instruct the assistant to move the scope 1 so as to obtain the desired visual field direction, and the assistant does not need to operate the scope 1, so that the operation under the endoscope is performed. The workability can be greatly improved.
[0073]
Furthermore, since the scope 1 itself does not move when the visual field direction is changed by the forceps tracking device 10, the surgeon's treatment work is not affected, and force is not applied to the patient.
[0074]
Further, since the CCD moving mechanism 8 in the TV camera 4 has only to be operated when the viewing direction of the scope 1 is changed, it can be realized at a lower cost than the method of moving the entire scope 1. Furthermore, since all the pixels of the CCD 6 are used, a good image quality can be obtained.
[0075]
In addition, since the RL stepping motor 48a and the UD stepping motor 48b are fixed to the surface opposite to the CCD 6 with respect to the base plate 43 by the CCD moving mechanism 8, the CCD moves when the CCD moving mechanism 8 is fixed to the same surface. The entire mechanism 8 is configured to be small.
[0076]
Further, in the present embodiment, the UD plate 46b and the RL plate 46a, which are sliders, are slidably supported by the parallel guide shafts 60a and 60b in the CCD moving mechanism 8, so that it can be configured at low cost.
[0077]
Further, since the CCD moving mechanism 8 is driven so as to return the imaging range I of the CCD 6 to the origin 77 which is a preset reference position when the origin return switch 9 is operated, the imaging range I of the CCD 6 can be simply set. The origin 77 can be returned. Therefore, when the scope 1 is replaced, the scope 1 is inserted into or removed from the body cavity, the detection of the distal end portion 15 of the forceps 14 fails, the observation direction is unknown, the origin return switch 9 is operated, and the imaging range of the CCD 6 By returning I to the origin 77, the observation direction of the scope 1 and the direction of the scope 1 can be matched, so that the scope 1 can be operated intuitively.
[0078]
Further, since the zoom lens 7 is driven so that the enlargement ratio of the zoom lens 7 returns to the origin shown in FIG. 12 when the origin return switch 9 is operated, in this state, the entire endoscope image of the scope 1 is displayed. Observe. Therefore, after that, the enlargement / reduction switches 88a and 88b are operated, the zoom lens 7 is driven by the forceps tracking device 10, and the endoscopic image is reduced, so that the visual field conversion operation of the position of the scope 1 is most effective. Can be set as follows.
[0079]
FIG. 13 shows a second embodiment of the present invention. In this embodiment, a hand switch (controller) 81 is detachably provided on the operation portion 14a on the hand side of the forceps 14 in the endoscope apparatus having the configuration of the first embodiment (see FIGS. 1 to 12). On the hand switch 81, a switch 82 for instructing a tracking function of the forceps 14 and an origin return switch 83 are provided.
[0080]
Therefore, in the above configuration, the hand switch 81 is provided in the operation part 14a on the proximal side of the forceps 14, so that the operator who operates the operation part 14a on the proximal side of the forceps 14 can easily perform the origin operation. The return switch 83 can be operated, and the origin return operation can be performed more easily.
[0081]
FIG. 14 shows a third embodiment of the present invention. In the present embodiment, an operation button unit (controller) 86 is provided, and an origin return switch 9 of the first embodiment (see FIGS. 1 to 12) and an enlargement / reduction switch are provided on an operation panel 86a of the operation button unit 86. 88a and 88b, respectively, and upper, lower, left and right operation buttons 87a, 87b, 87c, 87d for changing the visual field direction of the scope 1 to upper, lower, left and right directions, respectively. The operation button unit 86 is used by being installed on the floor, the operation portion 14a of the forceps 14, or the bed side.
[0082]
In the present embodiment, the forceps tracking device 10 of the first embodiment is replaced with a visual field control device, and the operation switch 12 is replaced with an operation button unit 86 which is a position command means. Then, position control signals are output by operating the operation buttons 87a, 87b, 87c, 87d of the operation button unit 86, and the visual field direction of the scope 1 is controlled, and the enlargement / reduction switches 88a, 88b are controlled. The field of view is enlarged or reduced by the above operation. In addition, the codes T and W of the operation button unit 86 in FIG. 14 correspond to enlargement and reduction, respectively, and U, D, R, and L correspond to up, down, left, and right, respectively.
[0083]
When the endoscope apparatus according to the present embodiment is used, the visual field range of the scope 1 can be controlled without interfering with the operator's treatment work according to instructions from the operation buttons of the operation button unit 86 by the operator. At the same time, the imaging range I of the CCD 6 can be returned to the origin 77 by operating the origin return switch 9.
[0084]
Therefore, the above configuration has the following effects. That is, in this embodiment, since the operation button unit 86 can be provided near the operator, the operability is improved.
[0085]
FIGS. 15A and 15B show a fourth embodiment of the present invention. In the present embodiment, an operation panel (controller) 91 is provided in the TV camera 4 of the first embodiment (see FIGS. 1 to 12), and the operation panel 91 controls the expansion of the visual field range of the scope 1. A button 92, a field reduction button 93 for controlling the reduction of the field range, and an origin return switch 94 are provided.
[0086]
In this embodiment, the number of operation buttons arranged on the operation panel 91 of the TV camera 4 is set to the field expansion button 92, the field reduction button 93, The number of the origin return switches 94 can be limited to three. Furthermore, by providing the operation panel 91 on the TV camera 4, wiring near the operating table can be reduced.
[0087]
FIG. 16 shows a fifth embodiment of the present invention. In the present embodiment, one end portion of the connection cable 101 is coupled to the operation button unit 86 of the third embodiment (see FIG. 14), and the waterproof connector 102 is coupled to the other end portion of the connection cable 101. The waterproof connector 102 is detachably attached to the TV camera 4 of the first embodiment (see FIGS. 1 to 12). In this case, the same effect as that of the third embodiment can be obtained.
[0088]
FIG. 17 shows a sixth embodiment of the present invention. In the present embodiment, the TV camera 4 is directly supported by the scope holder 2 of the first embodiment (see FIGS. 1 to 12). In this case, the scope holder 2 and the TV camera 4 are detachably connected by the coupler 111.
[0089]
Furthermore, the origin return switch 112 is provided in the coupler 111 of the TV camera 4. The origin return switch 112 is constituted by an attach / detach interlock switch that is turned on when the coupler 111 is disconnected. When the scope 1 is taken out of the body cavity, the imaging range I of the CCD 6 is automatically returned to the origin 77 when the scope holder 2 and the TV camera 4 are attached and detached.
[0090]
Therefore, in the case of the above configuration, when the scope 1 is taken out of the body cavity, the imaging range I of the CCD 6 is automatically returned to the origin 77 when the scope holder 2 and the TV camera 4 are attached and detached. Since it did in this way, it has the effect that the observation direction of the scope 1 and the optical axis direction of the scope 1 can be matched, the scope 1 can be operated intuitively, and the operability of the scope 1 can be improved.
[0091]
18 to 20 show a seventh embodiment of the present invention. In this embodiment, a mechanical origin return mechanism 121 that automatically returns the imaging range I of the CCD 6 to the origin 77 automatically in conjunction with the attachment / detachment operation of the scope 1 inside the TV camera 4 of the first embodiment. Is provided.
[0092]
Here, inside the TV camera 4, as shown in FIG. 18, two rotating mirrors 122 a and 122 b that bend the optical path between the zoom lens 7 and the CCD 6 are arranged. One rotating mirror 122a is fixed to the rotating shaft of the stepping motor 123a. The other rotating mirror 122b is fixed to the rotating shaft of the stepping motor 123b.
[0093]
The optical path of incident light (endoscopic image) sent from the eyepiece 5 of the scope 1 to the TV camera 4 passes through the zoom lens 7 and is bent downward by about 90 ° by one rotating mirror 122a. The reflected light from the rotating mirror 122a is bent by about 90 ° in the horizontal direction by the other rotating mirror 122b and imaged on the CCD 6. Here, when the rotating mirror 122a rotates, the endoscopic image incident on the CCD 6 moves to the left and right, and when the rotating mirror 122b rotates, the endoscopic image incident on the CCD 6 moves up and down.
[0094]
A stepping motor 124 is provided as an actuator for the zoom lens 7. A base end portion of a ball screw 125 is connected to the rotation shaft of the stepping motor 124.
[0095]
Further, a projecting portion 127 is projected sideways on the lens frame 126 of the zoom lens 7. The protruding portion 127 is formed with a screw hole of a ball screw mechanism that is screwed with the ball screw 125. When the stepping motor 124 is driven, the lens frame 126 is moved in the optical axis direction together with the projecting portion 127 as the ball screw 125 is rotated. By the movement of the lens frame 126, the zoom lens 7 is moved in the optical axis direction. The endoscopic image is enlarged or reduced.
[0096]
Further, as shown in FIG. 19, a rotation link 128 is connected to the scope attaching / detaching portion 16 of the TV camera 4 so as to be rotatable about a support pin 129. An L-shaped bent portion 130 bent in a substantially L shape is formed on the base end portion (backward of the support pin 129) side of the rotary link 128, and a substantially L-shaped bent portion 130 is formed at the distal end portion of the L-shaped bent portion 130. A chevron-shaped recess 130a is formed.
[0097]
Further, an abutting portion 131 bent in a substantially L shape is formed on the distal end portion (front side of the support pin 129) of the rotary link 128. Further, a return spring 132 is disposed on the base end side of the rotary link 128 to hold the abutting portion 131 in a state of projecting to the outside of the fitting portion 17 as shown in FIG.
[0098]
Further, a substantially chevron-shaped engaging portion 133 is formed at the shaft end of the rotating shaft of the rotating mirror 122a so as to be detachably engaged with the recessed portion 130a of the rotating link 128. When the recessed portion 130a of the rotary link 128 is engaged with the engaging portion 133, the rotating mirror 122a is fixed at the position where the optical axis is arranged at the center of the CCD 6, as shown in FIG. It has become.
[0099]
When the eyepiece 5 of the scope 1 is fitted to the fitting part 17 of the scope attaching / detaching part 16 of the TV camera 4, the eyepiece 5 of the scope 1 protrudes from the rotary link 128 as shown in FIG. The rotary link 128 jumps up against the contact portion 131. At this time, the engagement between the engaging portion 133 of the rotating mirror 122a and the recessed portion 130a of the rotating link 128 is released, and the rotating mirror 122a is rotationally driven by the stepping motor 123a.
[0100]
As shown in FIG. 19, when the eyepiece 5 of the scope 1 is removed from the scope attaching / detaching portion 16 of the TV camera 4, the rotary link 128 is pushed down by the spring force of the return spring 132. The recessed portion 130 a is engaged with the engaging portion 133 of the rotating mirror 122 a, and the rotating mirror 122 a is fixed at a position where the optical axis is at the center of the CCD 6.
[0101]
19 and 20 show the tilt mechanism of one mirror 122a, the other mirror 122b is also provided with a tilt mechanism having the same configuration. As a result, a mechanical origin return mechanism 121 is configured to automatically return the imaging range I of the CCD 6 to the origin 77 when the eyepiece 5 of the scope 1 is removed from the scope attaching / detaching section 16 of the TV camera 4.
[0102]
In view of this, a mechanical origin return mechanism 121 for automatically returning the imaging range I of the CCD 6 to the origin 77 is mechanically interlocked with the attachment / detachment operation of the scope 1 in the TV camera 4 in the above configuration. Therefore, the origin can be automatically returned in conjunction with the operation of removing the eyepiece 5 of the scope 1 from the scope attaching / detaching portion 16 of the TV camera 4. Therefore, the imaging range I of the CCD 6 inside the TV camera 4 can be forcibly returned to the origin 77 even when the control device (forceps tracking device 10) fails or the control device is disconnected.
[0103]
FIG. 21 shows an eighth embodiment of the present invention. In the present embodiment, the galvanometer motor 141 is used instead of the stepping motors 122a and 122b of the mechanical origin return mechanism 121 of the seventh embodiment (see FIGS. 18 to 20), and the current is automatically turned off. An origin return mechanism 142 for returning to the origin is provided.
[0104]
The galvanometer motor 141 is provided with a permanent magnet 143, a coil 144, and a torsion spring 145. The two rotating mirrors 122a and 122b are driven at a rotation angle proportional to the current supplied to the coil 144. Here, when energization of the coil 144 is stopped, the two rotating mirrors 122a and 122b are returned to the original position by the restoring force of the torsion spring 145.
[0105]
Therefore, in the above configuration, the home position is automatically returned by simply turning off the energization current to the galvanometer motor 141, so that a special mechanism for returning to the home position is not required. Furthermore, even when the control device (forceps tracking device 10) fails, the origin can be automatically restored by turning off the power.
[0106]
FIGS. 22A to 22C and FIG. 23 show a ninth embodiment of the present invention. In this embodiment, an endoscope apparatus incorporating a CMD camera 151 capable of visual field conversion operation using a CMD (Charge Modulation Device) is provided.
[0107]
In the endoscope apparatus of the present embodiment, as shown in FIG. 22A, a CMD camera 151 is connected to the eyepiece 5 of the scope 1 of the first embodiment (see FIGS. 1 to 12). Yes. In the CMD camera 151, an imaging lens 152 and a CMD 153 having a fixed magnification are disposed in a casing 151a. Further, the casing 151a of the CMD camera 151 is provided with an origin return switch 9 similar to that in the first embodiment.
[0108]
In addition, a CMD control device 154 is connected to the CMD 153. Further, the display monitor 13, the operation switch 12, and the enlargement / reduction switches 88a and 88b similar to those of the first embodiment are connected to the CMD control device 154, respectively.
[0109]
Further, the CMD 153 has a structure in which the pixels 155 that are phototransistors are two-dimensionally arranged, and each pixel 155 can be read independently. As the CMD 153, an element having a pixel 155 several times larger than required for the current television signal has been put into practical use.
[0110]
Further, the CMD camera 151 is provided with an electronic zoom function and an electronic cutout function. Here, as shown in FIG. 22B, the electronic zoom function reads out every other adjacent pixel 155 from the entire assembly of the pixels 155 of the CMD 153 and displays it on the display monitor 13. In FIG. 22B, 155a indicates a pixel read by the electronic zoom function, and 155b indicates a pixel that has not been read. At this time, the same effect as when the image is zoomed (enlarged / reduced) by changing the thinning rate from the entire assembly of the pixels 155, that is, the electronic zoom operation can be performed.
[0111]
Further, as shown in FIG. 22C, the electronic cut-out function reads a part of the area 156 from the entire assembly of the pixels 155 of the CMD 153 and displays it on the display monitor 13, whereby the entire assembly of the pixels 155 of the CMD 153 is displayed. A part of the image can be cut out from the whole image taken, that is, an electronic cut-out operation can be performed.
[0112]
Then, by combining the electronic zoom function and the electronic cutout function, the same action as the CCD moving mechanism 8 and the zoom mechanism 42 of the first embodiment can be obtained. Here, by using a CMD153 having a high density of 1 million pixels or more, an image having an image quality equivalent to that of the current NTSC television signal can be obtained even when the electronic zoom operation and the electronic cutout operation are performed.
[0113]
FIG. 23 shows a schematic configuration of the entire CMD control device 154. The CMD control device 154 includes a CMD video signal circuit 157, an A / D converter 158, an image arithmetic processing circuit 159, and a CMD drive circuit 160. Here, a display monitor 13 is connected to the CMD video signal circuit 113, and a CMD 153 and an A / D converter 158 are connected to each other.
[0114]
Further, the CMD drive circuit 160 of the CMD control device 154 is connected to the operation switch 12, the origin return switch 9, and the enlargement / reduction switches 88a and 88b, respectively, and to the CMD 153 and the image calculation processing circuit 159, respectively. .
[0115]
The video signal of the CMD 153 is converted into a video signal such as NTSC or RGB by the CMD video signal circuit 157. Further, this video signal is taken into the A / D converter 158. The A / D converter 158 converts an analog video signal into a digital signal. The digital signal output from the A / D converter 158 is input to the image calculation processing circuit 159, and the image calculation processing circuit 159 performs image calculation processing.
[0116]
Further, the image calculation processing circuit 159 obtains the position of the distal end portion 15 of the forceps 14 and sends a command for the cut-out position of the CMD 153 to the CMD drive circuit 160. Here, as a method of detecting the position of the distal end portion 15 of the forceps 14, a method of detecting the position of the center of gravity of the color marker provided on the distal end portion 15 of the forceps 14 according to the first embodiment (see FIG. 10) or a forceps There is a method of extracting the shape of 14 and detecting the position of the tip 15 by model matching.
[0117]
Further, the CMD drive circuit 160 performs control so that the pixel 155 of the CMD 153 is read in accordance with a command related to the position obtained by the image arithmetic processing circuit 159 and the image cutout position.
[0118]
The operation is switched between valid / invalid by the operation of the operation switch 12. Further, in accordance with the operation command of the enlargement / reduction switches 88a, 88b, the reading thinning-out rate of the CMD 153 is controlled so that the image enlargement rate changes. Further, by operating the origin return switch 9, the screen is restored to the state displayed by being thinned out from the entire screen as shown in FIG.
[0119]
Therefore, since the endoscope apparatus incorporating the CMD camera 151 is provided in the above configuration, the driving mechanism of the optical element such as the CCD moving mechanism 8 and the zoom mechanism 42 of the first embodiment is provided. There can be no visual field conversion camera. For this reason, there is no mechanical drive, high durability, and no mechanical drive mechanism, resulting in low cost and no deterioration in image quality.
[0120]
FIGS. 24 and 25 show a tenth embodiment of the present invention. In this embodiment, an automatic optical axis alignment function is provided in an endoscope apparatus having the same configuration as that of the first embodiment.
[0121]
As shown in FIG. 24, when the endoscopic image circle 75 is reflected on the CCD 6, since the periphery of the endoscopic image circle 75 is dark, the endoscopic image circle is obtained by binarizing the image and performing image processing such as edge extraction. 75 contours are extracted. A circle equation is obtained from the extracted contour by a method such as a least square method, and a center point 171 of the circle is obtained. Further, the center point 171 of the circle is set as the origin 77.
[0122]
If the endoscopic image circle 75 is not reflected on the CCD 6, the CCD 6 is moved to a position 172 where the endoscopic image circle 75 is reflected as shown in FIG. 25, and the center point 171 of the circle is detected in the same manner. . At this time, if the CCD 6 is moved to the position 173 opposite to the endoscope image circle 75 and the center point 171 of the circle is calculated using the image and the movement vector 174, the accuracy of the origin detection is improved.
[0123]
Therefore, in the endoscope apparatus provided with the automatic optical axis alignment function of the above method, there is an effect that the optical axis of the CCD 6 is automatically aligned and can be accurately returned to the center of the image when returning to the origin.
[0124]
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, Of course, various deformation | transformation can be implemented in the range which does not deviate from the summary of this invention.
Next, other characteristic technical matters of the present application are appended as follows.
Record
(Additional Item 1) In an endoscope apparatus that includes an endoscope that is inserted into a body cavity and an imaging unit that captures part or all of an observation image of the endoscope, the optical of the imaging optical system of the imaging unit An actuator that moves at least a part of the element to change the imaging range; an imaging range return unit that returns the imaging range to a predetermined position; and an imaging range return instruction unit that instructs the imaging range to return to a predetermined position; An endoscope apparatus characterized by comprising:
[0125]
(Additional Item 2) In an endoscope apparatus including an endoscope inserted into a body cavity and an imaging unit that captures part or all of an observation image of the endoscope, the optical of the imaging optical system of the imaging unit An endoscope apparatus comprising: an actuator that moves part or all of the elements to change the imaging range; a return unit that returns the imaging range to a predetermined position; and a switch unit that instructs the return. .
[0126]
(Purpose of Supplementary Items 1 and 2) When the endoscope is exchanged, inserted into or removed from the body cavity, the tip detection of the treatment instrument fails, the observation direction is unknown, etc. The directions match and the endoscope can be operated intuitively.
[0127]
(Operation of Additional Items 1 and 2) The surgeon gives an instruction with the return switch, and returns the imaging range to a predetermined position (origin) using the return means.
(Effects of Supplementary Items 1 and 2) In the field-of-view conversion endoscope camera, an endoscope image when the endoscope is exchanged, inserted into or removed from a body cavity, the distal end of the treatment instrument is not detected, or the observation direction is unknown. The origin is returned so that the center of the screen becomes the center of the screen, the viewing direction matches the direction of the endoscope, and the endoscope can be operated intuitively. In addition, since the entire image of the endoscope can be observed, the position of the endoscope can be set so that field conversion is most effective. By returning to the origin, it can be operated in the same way as a normal endoscope + camera.
[0128]
(Additional Item 3) The endoscope apparatus according to Additional Item 2, wherein the optical element is a solid-state imaging element.
(Additional Item 4) The endoscope apparatus according to Additional Item 2, wherein the optical element is a solid-state image sensor that is movable perpendicular to the optical axis.
[0129]
(Additional Item 5) The endoscope apparatus according to Additional Item 2, wherein the optical element is a mirror.
(Additional Item 6) The endoscope apparatus according to Additional Item 2, wherein the position where the imaging range is determined is a range whose center is the optical axis of the endoscope.
[0130]
(Additional Item 7) The endoscope apparatus according to Additional Item 2, wherein the position where the imaging range is determined is determined by the amount of movement of the actuator from the reference point setting means.
(Effects of Supplementary Items 4 to 7) In the field-of-view conversion endoscope camera, an endoscope image when the endoscope is exchanged, inserted into or removed from a body cavity, the tip detection of the treatment tool fails, the observation direction is unknown, etc. The origin is surely returned so that the center of the screen becomes the center of the screen, the observation direction matches the direction of the endoscope, and the endoscope can be operated intuitively. In addition, since the entire image of the endoscope can be observed, the position of the endoscope can be set so that field conversion is most effective. By returning to the origin, it can be operated in the same way as a normal endoscope + camera.
[0131]
(Additional Item 8) The endoscope apparatus according to Additional Item 2, wherein the switch unit is provided in an endoscope apparatus main body.
(Effect of Supplementary Item 8) The operator can easily operate the switch means.
[0132]
(Additional Item 9) The endoscope apparatus according to Additional Item 2, wherein the switch unit is provided in a treatment instrument inserted into a body cavity.
(Prior Art of Supplementary Item 9) When the visual field is shifted from the optical axis of the endoscope due to the visual field conversion, no switch means is provided for returning the visual field of the endoscope to the origin.
(Problem to be Solved by Supplementary Item 9) When the field of view is shifted from the optical axis of the endoscope due to the field conversion, the state is maintained as it is, so that the endoscope is exchanged and inserted into or removed from the body cavity. , It is difficult to confirm the observation direction, and there is a problem that operability is poor.
(Purpose of Supplementary Item 9) It is intended to facilitate the operation of the switch means by the operator.
(Additional Item 10) The endoscope apparatus according to Additional Item 2, wherein the switch unit is provided in an operation unit (remote control) that indicates an imaging range.
[0133]
(Additional Item 11) In the additional items 2 and 6, the image capturing unit includes an image enlargement rate variable unit, and an enlargement rate return unit that returns to an enlargement rate determined in conjunction with the switch unit. Endoscopic device.
(Purpose of Additional Item 11) In order to set the endoscope position most effectively by visual field conversion, the entire endoscope image can be observed. It can be operated in the same way as a normal endoscope + camera.
(Operation of Additional Item 11) Simultaneously with the return to the origin, the enlargement ratio is reduced to a predetermined magnification, and the entire image of the endoscope can be observed.
[0134]
(Additional Item 12) The endoscope apparatus according to Additional Item 11, wherein the magnification changing unit is a zoom lens driven by an actuator.
(Additional Item 13) The endoscope apparatus according to Additional Item 11, wherein the enlargement ratio is determined by an amount of movement of the actuator from the reference point setting unit.
[0135]
(Additional Item 14) The endoscope apparatus according to Additional Item 11, wherein the determined enlargement ratio is defined by the diagonal of the observation screen being substantially the same or larger than the maximum diameter of the endoscopic image. .
(Additional Item 15) The endoscope apparatus according to Additional Item 11, wherein the predetermined expansion rate is a minimum expansion rate of the expansion rate variable means.
[0136]
(Additional Item 16) The endoscope apparatus according to Additional Items 2 and 11, wherein the switch unit operates in conjunction with an endoscope apparatus and an attachment / detachment of a device used by being connected to the endoscope apparatus.
(Purpose of Additional Item 16) The home position is automatically returned when the home position return operation is required, such as when the endoscope is attached or detached or attached to or removed from the support device.
(Operation of Additional Item 16) The home position return operation is performed in conjunction with the attachment / detachment.
[0137]
(Additional Item 17) The endoscope apparatus according to Additional Items 2 to 16, wherein the return unit and the switch unit are mechanically coupled.
(Purpose of Supplementary Item 17) Even if the control device breaks down, it is possible to simply configure a control device that can return to the origin mechanically and operate in the same manner as a normal endoscope + camera.
(Operation of Additional Item 17) The home position return operation is performed mechanically.
[0138]
(Additional Item 18) In an endoscope apparatus including an endoscope inserted into a body cavity and an imaging unit that captures part or all of an observation image of the endoscope, one of the imaging optical systems of the imaging unit And an actuator that changes the imaging range of the imaging means, and the actuator returns to a predetermined position when the actuator is not driven by an urging force to set the imaging range to a predetermined position. Endoscope device.
[0139]
(Prior Art of Additional Items 2 to 18) Generally, the treatment tool and the endoscope are inserted into the body cavity of the patient separately, and an image of the distal end portion of the treatment tool inserted into the body cavity is observed by the endoscope. Endoscopic surgery is known in which a treatment operation is performed while observing a treatment state of an affected area with a treatment tool while observing the treatment state with a treatment tool.
[0140]
Japanese Patent Laid-Open No. 6-30896 discloses an endoscope apparatus used for this type of endoscopic surgery. In this case, the endoscope can be held by a robot arm, and the position of the endoscope can be changed by an operator's command. As a result, the assistant who has conventionally held the endoscope is released, and the surgeon can freely change the field of view in his / her direction.
[0141]
On the other hand, Japanese Patent Application No. 7-115995 discloses a method of freely changing the field of view of an endoscope without using a robot arm. In this method, the imaging range of the endoscope image is changed by moving a part of the imaging optical system with an actuator. Since the movable part is inside the apparatus, there is little danger due to operation of the apparatus, and safety is high. It is small and easy to handle because it is used as a combination of a normal endoscope and TV camera. Further, the visual field can be converted by detecting the tip of the forceps, and it is easy for the operator to convert the visual field during the operation.
[0142]
(Problems to be solved by additional items 2 to 18) In Japanese Patent Laid-Open No. 6-30896, an operator and a patient peripheral device may interfere with a robot arm. Unintentional movement of the robot can injure the patient. Large and inconvenient for transportation, installation and sterilization.
[0143]
Japanese Patent Application No. 7-115995 has many advantages such as high safety, small size, and replacement with a normal endoscope and a TV camera. However, when an endoscope is inserted into or removed from a body cavity, or when it is desired to change the position of the endoscope, the operation becomes difficult if the field of view remains shifted from the optical axis of the endoscope due to field conversion. In addition, there is a possibility that the field of view may be lost when detection of the treatment tool tip fails or when the operator presses the operation switch incorrectly. In order to effectively use the visual field conversion function, it is necessary to set the position of the endoscope in advance so that an object to be observed is included in the endoscopic image. For this purpose, it is necessary to observe in an imaging range where the entire endoscopic image can be observed.
[0144]
(Purpose of Supplementary Item 18) Even in the case of a malfunction of the control device, it can be operated in the same way as a normal endoscope + camera by returning to the origin simply by turning off the power. Easy home return without home return mechanism, switch means or home return control.
(Operation of Additional Item 18) By stopping the power supply to the actuator, the origin return operation is performed by the urging force.
[0145]
(Additional Item 19) Image processing means for detecting the edge of the endoscope image, calculation means for obtaining the center of the endoscope image from the edge, and setting the center of the obtained endoscope image as a predetermined imaging range The endoscope apparatus according to additional items 2 and 11, further comprising setting means.
[0146]
(Related Art 19) Japanese Patent Application No. 7-312930 restricts the moving range of an image sensor based on a reference circle that defines the range of an endoscopic image in a TV camera that performs visual field conversion by moving the image sensor. A method is disclosed.
[0147]
(Problem to be Solved by Supplementary Item 19) Japanese Patent Application No. 7-312930 is based on the premise that the center of the endoscope image and the center of the optical system of the TV camera exactly match. Since the center of the endoscopic image and the center of the optical system of the TV camera do not exactly match due to the manufacturing accuracy of the optical system of the camera and the deviation or inclination of the optical axis at the time of mounting, the expected operation may not be performed.
[0148]
(Purpose of Additional Item 19) Even if the optical axis of the endoscope and the optical axis of the imaging means of the endoscope apparatus (TV camera) are deviated, the center of the endoscopic image is automatically set as the origin. The
(Operation of Additional Item 19) The circumference of the edge of the endoscopic image is detected by image processing, the center of the endoscopic image is set as the origin, and the center of the endoscopic image and the origin are automatically matched.
[0149]
(Additional Item 20) An endoscope that can observe the inside of a body cavity, an imaging lens that forms an endoscopic image, a solid-state imaging device that can be read out in units of pixels, a position instruction unit, and an output of the position instruction unit An endoscope apparatus comprising control means for controlling readout of a solid-state imaging device based on the control unit.
[0150]
(Prior Art of Additional Item 20) Japanese Patent Application No. 6-308740 discloses a method of capturing an endoscopic image into an image memory, cutting out a part of the image based on the position indicated by the treatment tool, and displaying the enlarged image. Has been. This method realizes the method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-30896 and Japanese Patent Application No. 7-115995 without including a mechanically operating portion, and thus can be configured in a small and simple manner.
[0151]
In the document “High-Definition Random Access Camera HRC” (Terada, Video Information Industrial, June 1996, p35-38), it is possible to cut out and enlarge a part of an image by changing the pixel readout method with 4 million high pixels. Possible CMD (Charge Modulation Device) elements and control devices are disclosed.
[0152]
(Problem to be solved by the appendix 20) In Japanese Patent Application No. 6-308740, it is necessary to use an expensive image memory. In addition, when a normal TV signal is input and a part of an image is cut out and enlarged and displayed, there is a problem that the image quality deteriorates. If a high-pixel CCD is used, deterioration of image quality can be prevented, but the device becomes expensive because a memory several times larger in capacity and an element for performing high-speed data processing are required.
[0153]
(Purpose of Supplementary Item 20) Since the moving mechanism of the optical element (CCD and zoom) is not required, it has high durability and can be manufactured at low cost. In contrast to the case where an image memory is used, no memory is required. By using a high pixel element, there is no deterioration in image quality. Since high-speed data processing is unnecessary, inexpensive elements can be used.
[0154]
(Operation of Additional Item 20) Using the CMD element, the pixel readout method is changed based on the position instruction unit, the imaging range is converted, and the field of view of the endoscope is converted.
(Additional Item 21) The endoscope apparatus according to Additional Item 20, which changes a cutout range of an image by the reading.
[0155]
(Additional Item 22) The endoscope apparatus according to Additional Item 20, wherein the solid-state imaging device is configured by a CMD (Charge Modulation Device) element. (Additional Item 23) The treatment tool inserted into the body cavity, the detection means for detecting the position information of the treatment tool, and the readout is controlled based on the position information detected by the detection means. Endoscope apparatus 19-22.
[0156]
(Additional Item 24) The additional information is a video information processing circuit for a scope having an algorithm in which the position information detection unit extracts a feature amount of the treatment tool in the video information of the scope and detects a position of the extracted feature amount. 23 endoscope apparatuses.
[0157]
(Additional Item 25) The endoscope apparatus according to Additional Item 24, wherein the feature amount of the processing tool is a color.
(Additional Item 26) The endoscope apparatus according to Additional Item 24, wherein the feature amount of the treatment tool is a shape.
(Additional Item 27) In an endoscope apparatus including an endoscope inserted into a body cavity and an imaging unit that captures part or all of an observation image of the endoscope, the imaging element is perpendicular to the optical axis direction. The actuator includes an actuator that moves and changes the imaging range, and includes an actuator, an imaging element guide unit that supports the imaging element in a movable manner, and a base plate that fixes both of the actuator, the imaging element guide unit, An endoscope apparatus, wherein each of the endoscope apparatuses is fixed to an opposite surface of the base plate.
[0158]
(Related Art 27) Japanese Patent Application No. 7-312930 discloses an image sensor moving mechanism for moving an image sensor in parallel using a stepping motor and a feed screw.
[0159]
(Problem to be solved by the supplementary item 27) In Japanese Patent Application No. 7-312930, the mechanism of the stepping motor and the feed screw are on the same plane as the CCD, so it is difficult to manufacture in a small size. Moreover, the shape of the slider and the support base for moving the image sensor is complicated and expensive.
[0160]
(Purpose of Additional Item 27) The moving mechanism of the image sensor is manufactured in a compact manner. The slider support mechanism is simplified and manufactured at low cost.
(Operation of Additional Item 27) The moving mechanism is configured in a compact manner by disposing the image sensor and the driving unit on the opposite side with respect to the base plate. The slider mechanism is constructed at low cost using parallel guide shafts.
[0161]
(Additional Item 28) The endoscope apparatus according to Additional Item 27, wherein the imaging element guide portion includes one or more sets of parallel guide shafts and a slider that is fitted and slid thereon.
[0162]
(Additional Item 29) The actuator includes a motor, a feed screw fixed to the shaft of the motor, a nut that meshes with the feed screw, and a nut guide shaft that guides the nut, and the nut guide is a base plate rather than the feed screw. The endoscope apparatus according to item 27, wherein the endoscope apparatus is fixed at a position away from the endoscope.
[0163]
【The invention's effect】
  According to the present invention, CheapHigh integrity, small overall device, easy replacement of endoscope, insertion / removal of body cavity, etc., failure of detection of treatment tool tip, or observation direction unknown For example, the viewing field direction of the endoscope and the optical axis direction of the endoscope can be easily matched to operate the endoscope intuitively, thereby improving the operability.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1A is a schematic configuration diagram of an entire endoscope apparatus according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a plan view showing a display screen of a display monitor.
FIG. 2 is a transverse sectional view showing a scope attaching / detaching portion of the TV camera according to the first embodiment.
3A is a longitudinal sectional view showing a state in which the scope of the present embodiment is connected to the scope attaching / detaching portion of the TV camera of the first embodiment, and FIG. 3B is a view of the first embodiment. The longitudinal cross-sectional view which shows the state with which the scope of the structure with a general cone-shaped slope different from this Embodiment was connected with the scope attachment / detachment part of TV camera.
FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing an internal configuration of the TV camera according to the first embodiment.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a zoom ring attached state of the zoom mechanism in the TV camera of the first embodiment.
6A is a plan view showing the upper surface side of the base plate of the CCD moving mechanism according to the first embodiment, and FIG. 6B is a sectional view taken along line BB in FIG.
7 is a plan view showing a lower surface side of a base plate of the CCD moving mechanism according to the first embodiment; FIG.
8A is a schematic configuration diagram showing a connection portion between the camera cable of the TV camera, the forceps tracking device, and the CCU according to the first embodiment, and FIG. 8B is a longitudinal sectional view of the camera cable of the TV camera.
FIG. 9 is a block diagram of the forceps tracking device according to the first embodiment.
FIG. 10 is a flowchart for explaining a detection operation based on a color of a forceps position by the forceps tracking device according to the first embodiment;
FIG. 11 is a schematic configuration diagram for explaining an origin return operation of the forceps tracking device according to the first embodiment.
FIG. 12 is an explanatory diagram for explaining a cut-out state of an endoscopic image captured by the CCD according to the first embodiment.
FIG. 13 is a side view of a forceps showing a second embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a plan view showing a controller of an endoscope apparatus according to a third embodiment of the present invention.
15A is a plan view showing a controller of an endoscope apparatus according to a fourth embodiment of the present invention, and FIG. 15B is a plan view showing an operation panel of the controller according to the fourth embodiment.
FIG. 16 is a plan view showing a controller of an endoscope apparatus according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 17 is a side view showing a connection state between a scope holder and a TV camera of an endoscope apparatus according to a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 18 is a perspective view showing a connection state of a scope and a TV camera of an endoscope apparatus according to a seventh embodiment of the present invention.
FIG. 19 is a schematic configuration diagram illustrating a separation state of a scope and a TV camera according to a seventh embodiment.
FIG. 20 is a schematic configuration diagram illustrating a connection state between a scope and a TV camera according to a seventh embodiment.
FIG. 21 is a perspective view showing the main configuration of an endoscope apparatus according to an eighth embodiment of the present invention.
FIGS. 22A and 22B show a ninth embodiment of the present invention, in which FIG. 22A is a schematic configuration diagram of the entire endoscope apparatus, and FIG. 22B illustrates an electronic zoom operation by CMD according to the ninth embodiment; Explanatory drawing for doing, (C) is explanatory drawing for demonstrating the electronic cut-out operation by CMD of 9th Embodiment.
FIG. 23 is a schematic configuration diagram of a CMD control apparatus according to a ninth embodiment.
FIG. 24 is an explanatory diagram for explaining a cut-out state of an endoscopic image captured by a CCD of an endoscope apparatus according to a tenth embodiment of the present invention.
FIG. 25 is a schematic configuration diagram for explaining an origin return operation of the forceps tracking device according to the tenth embodiment.
[Explanation of symbols]
1 Scope
6 Imaging means (CCD)
8 CCD moving mechanism (imaging range changing means)
9 Origin return switch (imaging range return instruction means)
10 Forceps tracking device
73 Actuator control circuit (imaging range return means)

Claims (6)

体腔内に挿入される内視鏡と、
この内視鏡の観察像を撮像する撮像手段と、
この撮像手段の撮像範囲を前記内視鏡の観察像よりも小さい前記内視鏡の観察像の一部の視野範囲に変更させる撮像範囲変更手段と、
前記視野範囲を移動させる視野範囲移動手段と、
前記視野範囲の中心位置を前記内視鏡の観察像の中心位置と一致させた基準位置に前記視野範囲を復帰させる復帰手段と、
この復帰手段の動作を制御し、前記視野範囲を前記基準位置へ復帰させる指示をする復帰指示手段と
を具備したことを特徴とする内視鏡装置。An endoscope inserted into the body cavity;
An imaging means for capturing an observation image of the endoscope;
Imaging range changing means for changing the imaging range of the imaging means to a partial visual field range of the observation image of the endoscope smaller than the observation image of the endoscope ;
Visual field range moving means for moving the visual field range;
A carriage return means attempting to bring the field of view of the central position of the field of view to the reference position to match the center position of the observation image of the endoscope,
Controls the operation of the carriage return means this endoscope apparatus, characterized in that the field of view was and a carriage return instruction means you instructions for returning to the reference position. 前記視野範囲移動手段は、前記撮像手段を前記内視鏡の光軸に対して垂直な平面に沿ってＸ方向およびこれと直交するＹ方向に移動させる移動機構であることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。The field-of-view range moving unit is a moving mechanism that moves the imaging unit in an X direction and a Y direction orthogonal to the X direction along a plane perpendicular to the optical axis of the endoscope. The endoscope apparatus according to 1. 前記撮像手段は、画素が２次元的に配列された画素集合体を有し、The imaging means has a pixel aggregate in which pixels are two-dimensionally arranged,
前記撮像範囲変更手段は、前記画素集合体に撮像された画像全体から一部分の画像を切り出す電子切り出し動作を行う電子切り出し機能を有することを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。2. The endoscope apparatus according to claim 1, wherein the imaging range changing unit has an electronic clipping function of performing an electronic clipping operation of cutting out a part of an image captured from the entire image captured by the pixel assembly. 前記復帰指示手段は、前記撮像手段が着脱可能に連結される保持具との連結部に設けられ、前記撮像手段と前記保持具との着脱動作に連動して前記視野範囲を前記基準位置へ復帰させる指示をする着脱連動スイッチであることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。The return instructing means is provided in a connecting portion with a holder to which the imaging means is detachably connected, and the visual field range is returned to the reference position in conjunction with an attaching / detaching operation between the imaging means and the holder. The endoscope apparatus according to claim 1, wherein the endoscope apparatus is an attachment / detachment interlocking switch that instructs to perform the operation. 前記復帰手段は、前記撮像手段の撮像範囲を前記内視鏡の観察像のほぼ全体を表示可能な基準位置に復帰させる撮像範囲復帰手段を有することを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。2. The endoscope according to claim 1, wherein the return unit includes an imaging range return unit that returns the imaging range of the imaging unit to a reference position where almost the entire observation image of the endoscope can be displayed. Mirror device. 前記撮像範囲復帰手段は、前記復帰指示手段の操作に連動して動作することを特徴とする請求項５に記載の内視鏡装置。The endoscope apparatus according to claim 5, wherein the imaging range return unit operates in conjunction with an operation of the return instruction unit.
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