內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及具備內(nèi)窺鏡的插入部的觀察窗的防霧功能的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]通常，配置于內(nèi)窺鏡的插入部的前端部的觀察窗在插入到作為觀察對(duì)象的管腔內(nèi)之前，是與外部環(huán)境溫度(室溫)相同的溫度例如25°C前后。管腔內(nèi)處于例如溫度為37°C前后、濕度接近100%這樣的環(huán)境下。因此，如果在插入時(shí)，因觀察窗的透鏡溫度與管腔內(nèi)溫度的溫度差導(dǎo)致管腔內(nèi)的濕氣附著于透鏡表面而產(chǎn)生霧和水滴，則會(huì)發(fā)生觀察圖像難以觀察到的情況。作為去除該霧的方法，例如公知有從配置于觀察窗附近的噴出口噴出清洗液而去除霧的結(jié)構(gòu)。但是，如果觀察窗自身的溫度低，則再次產(chǎn)生霧。
[0003]因此，為了防止或者去除觀察窗的霧，例如在專利文獻(xiàn)1中提出以與作為觀察窗的物鏡光學(xué)系統(tǒng)接近的方式配置作為熱源的加熱器的結(jié)構(gòu)。在專利文獻(xiàn)1中，在插入部的前端部內(nèi)除了向加熱器供給電源的電源線之外，還在加熱器附近配置有用于控制加熱器的溫度的溫度傳感器，并布線有用于獲取溫度信息的通信線。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)1:日本特開2006-282號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]發(fā)明要解決的課題
[0008]像上述的專利文獻(xiàn)1所公開的那樣，通常針對(duì)加熱器的溫度控制進(jìn)行使用了溫度傳感器的反饋控制。因此，當(dāng)觀察窗在插入到管腔內(nèi)時(shí)產(chǎn)生了霧的情況下，能夠根據(jù)由溫度傳感器檢測(cè)出的溫度對(duì)加熱器進(jìn)行加熱，從而去除觀察窗的霧。并且，在觀察窗的透鏡的溫度與管腔內(nèi)溫度之間的溫度差較大的情況下，以預(yù)先使溫度與觀察對(duì)象的溫度大致相同的方式實(shí)施如下的溫度調(diào)整:進(jìn)行加熱器加熱而在插入前將觀察窗的溫度升溫。
[0009]然而，由于在插入部的前端部分搭載溫度傳感器，因此其存在會(huì)成為要想實(shí)現(xiàn)插入部的進(jìn)一步細(xì)徑化時(shí)的問題。
[0010]因此，本發(fā)明的目的在于提供一種內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，該內(nèi)窺鏡系統(tǒng)在插入部的前端部內(nèi)不搭載溫度傳感器，而根據(jù)拍攝到的圖像來檢測(cè)霧的狀態(tài)，并對(duì)加熱器進(jìn)行適合觀察對(duì)象的升溫控制。
[0011]用于解決課題的手段
[0012]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的實(shí)施方式提供一種內(nèi)窺內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，該內(nèi)窺鏡系統(tǒng)具有:內(nèi)窺鏡，其具有插入到管腔內(nèi)的插入部，該插入部在前端配置有觀察窗；攝像單元，其具有由多個(gè)像素構(gòu)成的攝像面，該多個(gè)像素將穿過所述觀察窗而形成的觀察像轉(zhuǎn)換成圖像信號(hào)；防霧加熱器，其被配置為與所述觀察窗接近；亮度級(jí)別檢測(cè)部，其對(duì)所述攝像單元的所述多個(gè)像素所輸出的圖像信號(hào)的亮度級(jí)別的分布進(jìn)行檢測(cè)；判斷部，其對(duì)所述亮度級(jí)別的分布與預(yù)先設(shè)定的判斷基準(zhǔn)進(jìn)行比較，當(dāng)在所述判斷基準(zhǔn)以下時(shí)判斷為對(duì)所述防霧加熱器進(jìn)行升溫動(dòng)作；以及加熱器電源，其根據(jù)所述判斷部的判斷結(jié)果，驅(qū)動(dòng)所述防霧加熱器而將所述觀察窗升溫。
[0013]發(fā)明效果
[0014]根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，該內(nèi)窺鏡系統(tǒng)在插入部的前端部內(nèi)不搭載溫度傳感器，根據(jù)所拍攝的圖像來檢測(cè)霧的狀態(tài)，并進(jìn)行加熱器的升溫控制。
【附圖說明】
[0015]圖1是示出作為本發(fā)明的醫(yī)療設(shè)備在內(nèi)窺鏡主體內(nèi)內(nèi)置攝像單元的內(nèi)窺鏡裝置的整體結(jié)構(gòu)例的圖。
[0016]圖2是示出內(nèi)窺鏡主體的前端部的內(nèi)部構(gòu)造的剖視圖。
[0017]圖3是示出視頻處理器的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0018]圖4是示出觀察窗不產(chǎn)生霧的情況下的亮度級(jí)別的分布的例子的圖。
[0019]圖5是示出觀察窗產(chǎn)生霧的情況下的亮度級(jí)別的分布的例子的圖。
[0020]圖6A是示出用于說明對(duì)攝像元件的受光面的像素進(jìn)行加權(quán)的例子的圖。
[0021]圖6B是示出用于說明對(duì)攝像元件的受光面的像素進(jìn)行加權(quán)的例子的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0023]圖1是示出作為本發(fā)明的醫(yī)療設(shè)備在插入部的前端部內(nèi)具有防霧結(jié)構(gòu)的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)例的圖。
[0024]本實(shí)施方式的內(nèi)窺鏡裝置大致由內(nèi)窺鏡主體1以及內(nèi)窺鏡用設(shè)備7構(gòu)成，該內(nèi)窺鏡用設(shè)備7是搭載于可移動(dòng)的手推車2上的各種外部裝置。關(guān)于以下的說明，以軟性鏡為例進(jìn)行說明，但即使是硬性鏡也可以以同樣的方式搭載。
[0025]內(nèi)窺鏡主體1具有:插入部(撓性管)4，其插入到作為觀察對(duì)象的體腔內(nèi)；彎曲部5和后述的前端部6，其設(shè)置于插入部4的前端側(cè)；以及內(nèi)窺鏡操作部3，其使設(shè)置于基端側(cè)的彎曲部5進(jìn)行彎曲動(dòng)作。在以下的說明中，將彎曲部5側(cè)稱為前端側(cè)，將操作部3側(cè)稱為基端側(cè)。
[0026]內(nèi)窺鏡用設(shè)備7具有:光源裝置8，其生成照射到觀察對(duì)象部位的照明光；視頻處理器9，其對(duì)拍攝到的影像信號(hào)實(shí)施規(guī)定的圖像處理；監(jiān)視器10，其將影像信號(hào)作為觀察圖像進(jìn)行顯示；以及作為輸入部的鍵盤11等。
[0027]并且，存儲(chǔ)用于清洗等的液體(清洗液:例如生理鹽水等以水為主的液體)的瓶12以能夠裝卸的方式安裝于手推車2。并且，內(nèi)窺鏡用設(shè)備7包含送氣栗單元(未圖示)。并且，在手推車2的架上收納有抽吸單元13，該抽吸單元13在體腔內(nèi)抽吸從后述的清洗噴嘴噴出到體腔內(nèi)的液體、氣體以及粘液等。
[0028]內(nèi)窺鏡1與光源裝置8經(jīng)由通用線纜14利用連接器15進(jìn)行連接。通用線纜14除了由光纖構(gòu)成的光導(dǎo)以外，還包含傳輸影像信號(hào)等的多條信號(hào)線、由管構(gòu)成的氣體和液體的供給路徑(送氣送液通道)和排出路徑。與通用線纜14的內(nèi)窺鏡用設(shè)備7側(cè)連接的連接器15分支成信號(hào)線、管和光導(dǎo)，分別與視頻處理器9、抽吸單元13以及光源裝置8連接。在內(nèi)窺鏡操作部3中設(shè)置有彎曲操作部16、送氣送水按鈕17a、以及抽吸操作按鈕17b，該彎曲操作部16用于使彎曲部5向與插入方向相互垂直的、例如上下和左右方向彎曲。在插入部4的基端側(cè)在與內(nèi)窺鏡操作部3之間配設(shè)有鉗子通道的插入口部18，該鉗子通道從配置于前端部的通道開口部貫通插入部4內(nèi)部。
[0029]內(nèi)窺鏡主體1的前端部6由硬質(zhì)部件形成為圓筒狀，在前端面至少設(shè)置有照射照明光的照明窗、以及用于對(duì)觀察對(duì)象部位進(jìn)行觀察的觀察窗21。并且，雖然未圖示，但在前端面上在觀察窗的附近配置有用于噴出流體的噴嘴。照明窗由光學(xué)透鏡構(gòu)成，將從光源裝置8經(jīng)過光纖引導(dǎo)來的照明光照射到觀察對(duì)象部位。
[0030]并且，如圖2所示，在前端部6內(nèi)，在前端面配置有由物鏡構(gòu)成的觀察窗(護(hù)罩玻璃)21，沿著觀察窗21的光軸方向配置有:呈環(huán)形狀的防霧加熱器22 ;由多個(gè)透鏡組構(gòu)成的攝像光學(xué)系統(tǒng)24 ;攝像元件25 ;以及圖像處理部26。攝像元件25對(duì)在攝像面上形成的觀察光像進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換而生成影像信號(hào)。攝像元件25可以使用多個(gè)攝像元件以至少地址能夠確定的方式被配置成平面狀(矩陣狀)的、例如CCD或CMOS圖像傳感器。攝像元件25與圖像處理部26 —體地配置，構(gòu)成攝像單元27。
[0031]防霧加熱器22為了確保觀察窗21的光路而呈環(huán)狀，被配置為與觀察窗21的周邊部位接近或者是隔著熱傳導(dǎo)部抵接，從透鏡周邊側(cè)向透鏡中央升溫。防霧加熱器22由高電阻的材料形成，利用通電而發(fā)熱。并且，在前端部6由金屬材料形成的情況下，使絕緣部件夾在防霧加熱器22與前端部6的內(nèi)表面之間而進(jìn)行電絕緣。在以下的說明中，所謂的防霧動(dòng)作是指進(jìn)行觀察窗的防霧或者去除霧的動(dòng)作。
[0032]在這樣的結(jié)構(gòu)中，穿過了觀察窗21的觀察像被攝像光學(xué)系統(tǒng)24成像在配置于光軸上的后方的攝像元件25的攝像面上，被光電轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，由圖像處理部26生成為攝像信號(hào)。該攝像信號(hào)通過影像信號(hào)配線28 (以及通用線纜14)發(fā)送到視頻處理器9。視頻處理器9對(duì)圖像信號(hào)實(shí)施規(guī)定的圖像處理并輸出到監(jiān)視器10。
[0033]圖3是示出用于進(jìn)行前端部6內(nèi)的物鏡的防霧動(dòng)作的控制的框圖結(jié)構(gòu)的圖。另外，在圖3中選擇性地示出用于實(shí)施本實(shí)施方式的防霧動(dòng)作的結(jié)構(gòu)部位，即使未圖示也搭載有通常的視頻處理器所具有的結(jié)構(gòu)部位。
[0034]本實(shí)施方式的視頻處理器9具有:圖像處理部31，其從攝像信號(hào)進(jìn)行噪聲去除和放大處理；亮度級(jí)別檢測(cè)電路32，其對(duì)圖像信號(hào)的亮度級(jí)別的分布進(jìn)行檢測(cè)；影像信號(hào)處理電路33，其生成監(jiān)視器顯示用的影像信號(hào)；判斷基準(zhǔn)設(shè)定部34，其設(shè)定判斷基準(zhǔn)；存儲(chǔ)器35，其存儲(chǔ)多個(gè)判斷基準(zhǔn)；判斷電路36，其根據(jù)判斷基準(zhǔn)來判斷防霧加熱器22的打開/關(guān)閉；加熱器電源37，其輸出供給到防霧加熱器22的電源；以及電源供給電路38，其根據(jù)判斷結(jié)果向防霧加熱器22供給電源。
[0035]對(duì)本實(shí)施方式的觀察窗的防霧動(dòng)作進(jìn)行說明。
[0036]通常，根據(jù)觀察窗21的表面上有無霧，所拍攝的影像信號(hào)的對(duì)比度級(jí)別(亮度分布)會(huì)產(chǎn)生變化。例如在圖4中示出在觀察窗21上沒有霧而適當(dāng)?shù)挠^察像入射到攝像元件25的情況下的影像信號(hào)的亮度分布寬(對(duì)比度高)的特性的例子。并且，在圖5中示出在觀察窗21上產(chǎn)生霧而減光后的觀察像入射到攝像元件25的情況下的影像信號(hào)的亮度分布窄(整體的對(duì)比度低)的特性的例子。
[0037]在本實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)中，圖像處理部31具有濾波電路和放大電路等，對(duì)從配置于前端部的攝像單元27接收到的攝像信號(hào)進(jìn)行噪聲去除和放大處理。亮度級(jí)別檢測(cè)電路32對(duì)后述的圖5所示的圖像信號(hào)的亮度級(jí)別的分布進(jìn)行檢測(cè)。影像信號(hào)處理單元33將從圖像處理部31輸出的圖像信號(hào)處理成顯示于監(jiān)視器10的影像信號(hào)。存儲(chǔ)器35將后述的多個(gè)判斷基準(zhǔn)作為表或者是參數(shù)進(jìn)行存儲(chǔ)。當(dāng)然，存儲(chǔ)器35可以作為單體使用，也可以使用附屬于用于控制內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的控制部(個(gè)人計(jì)算機(jī)等)的存儲(chǔ)器。
[0038]判斷基準(zhǔn)設(shè)定部34設(shè)定由未圖示的選擇開關(guān)選擇的判斷基準(zhǔn)。判斷基準(zhǔn)的設(shè)定例如是通過選擇顯示在監(jiān)視器10上的后述的觀察區(qū)域而設(shè)定的。判斷電路36根據(jù)檢測(cè)出的亮度級(jí)別的分布(或者，稱作亮度分布)與所設(shè)定的作為閾值的判斷基準(zhǔn)的比較，判斷對(duì)防霧加熱器22的升溫的打開/關(guān)閉。該判斷在整個(gè)觀察動(dòng)作中進(jìn)行，按照預(yù)定的時(shí)間間隔連續(xù)地進(jìn)行檢測(cè)以及基于比較的判斷。
[0039]關(guān)于該判斷，在比較中低于將亮度級(jí)別的分布的峰值作為中央的分布的寬度(亮度范圍b:圖5中示出的13%)的值的情況下、或者高于預(yù)先