特許 7248415 内視鏡システム、プロセッサ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-03-20

(45)【発行日】2023-03-29

(54)【発明の名称】内視鏡システム、プロセッサ

(51)【国際特許分類】

   A61B 1/00 20060101AFI20230322BHJP

   G02B 23/24 20060101ALI20230322BHJP

【ＦＩ】

A61B1/00 735

A61B1/00 640

G02B23/24 B

【請求項の数】 12

(21)【出願番号】P 2018227499

(22)【出願日】2018-12-04

(65)【公開番号】P2020089495

(43)【公開日】2020-06-11

【審査請求日】2021-10-05

(73)【特許権者】

【識別番号】000000376

【氏名又は名称】オリンパス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002907

【氏名又は名称】弁理士法人イトーシン国際特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100076233

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 進

(74)【代理人】

【識別番号】100101661

【氏名又は名称】長谷川 靖

(74)【代理人】

【識別番号】100135932

【弁理士】

【氏名又は名称】篠浦 治

(72)【発明者】

【氏名】西原 林太郎

(72)【発明者】

【氏名】中村 翔

【審査官】佐藤 秀樹

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１５／０１５８７７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００９－１４２５８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１２／０１７７３５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１１－０８７９１０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ６１Ｂ １／００－１／３２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

内視鏡と、前記内視鏡が接続されるプロセッサと、を備える内視鏡システムであって、
前記内視鏡は、
移動可能な光学素子を含む、被検体の光学像を結像するための対物光学系と、
前記光学素子を移動するアクチュエータと、
前記光学素子の位置に応じた位置検出信号を出力する位置センサと、
前記位置センサから出力される前記位置検出信号を増幅するセンサ増幅回路と、を備え、
前記プロセッサは、
前記アクチュエータを駆動するドライバ回路と、
前記位置センサに電流を供給するセンサ駆動回路と、
前記センサ増幅回路に基準電圧値の信号を供給する基準電圧回路と、
前記プロセッサの個体ばらつきに起因する前記位置検出信号のずれを補正するための０次補正係数Ｃ０ｐおよび１次補正係数Ｃ１ｐを含むプロセッサ個体補正データを記憶するプロセッサメモリ回路と、
前記内視鏡から受信したアナログの前記位置検出信号をデジタルの前記位置検出信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、
前記プロセッサ個体補正データに基づいて、前記Ａ／Ｄ変換器により変換されたデジタルの前記位置検出信号のずれを、前記０次補正係数Ｃ０ｐおよび前記１次補正係数Ｃ１ｐを用いて１次式により補正する第１補正部と、
前記光学素子の目標位置と、前記第１補正部により補正された前記位置検出信号とに基づいて、前記光学素子の位置が前記目標位置になるように前記ドライバ回路を制御するコントローラと、を備え、
前記０次補正係数Ｃ０ｐおよび前記１次補正係数Ｃ１ｐは、前記センサ駆動回路が供給する電流の電流値ａ１′と、前記電流値の目標値ａ１と、前記基準電圧値ｂ３′と、前記基準電圧値の目標値ｂ３と、前記Ａ／Ｄ変換器のゲインａ４′と、前記ゲインの目標値ａ４と、前記Ａ／Ｄ変換器のオフセットｂ４′と、に基づき、
Ｃ１ｐ＝ａ１×ａ４／（ａ１′×ａ４′）
Ｃ０ｐ＝ａ４×ｂ３
－ａ１×ａ４／（ａ１′×ａ４′）×（ａ４′×ｂ３′＋ｂ４′）
として算出されたものであることを特徴とする内視鏡システム。

【請求項2】

前記内視鏡は、
前記内視鏡の個体ばらつきに起因する前記位置検出信号のずれを補正するための内視鏡個体補正データを記憶する内視鏡メモリ回路をさらに備え、
前記プロセッサは、
前記内視鏡個体補正データを取得して、前記内視鏡個体補正データに基づいて、前記位置検出信号のずれを補正する第２補正部をさらに備え、
前記コントローラは、前記第１補正部および前記第２補正部により補正された前記位置検出信号に基づいて、前記ドライバ回路を制御するものであることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡システム。

【請求項3】

前記第２補正部は、前記第１補正部の後段に配置されていることを特徴とする請求項２に記載の内視鏡システム。

【請求項4】

前記第２補正部は、前記第１補正部から受信した前記位置検出信号を、０次補正係数Ｃ０ｓおよび１次補正係数Ｃ１ｓを用いて１次式により補正するものであり、
前記内視鏡個体補正データは、前記０次補正係数Ｃ０ｓおよび前記１次補正係数Ｃ１ｓを含むことを特徴とする請求項３に記載の内視鏡システム。

【請求項5】

前記内視鏡は、前記光学素子と一体的に移動するように構成された磁石をさらに備え、
前記位置センサは、前記内視鏡内に固定されたホール素子を含み、
前記磁石から前記ホール素子に印加される磁束密度が、前記光学素子および前記磁石の移動に応じて変化することを特徴とする請求項１に記載の内視鏡システム。

【請求項6】

前記センサ駆動回路は、前記ホール素子に一定の電流値の電流を供給する定電流回路であることを特徴とする請求項５に記載の内視鏡システム。

【請求項7】

前記センサ増幅回路は、印加される磁束密度に応じて前記ホール素子に生じる電圧を増幅する差動増幅回路であることを特徴とする請求項５に記載の内視鏡システム。

【請求項8】

前記光学素子は、前記対物光学系のフォーカス位置またはズーム位置を調整するための可動レンズであり、
前記アクチュエータは、前記可動レンズを前記対物光学系の光軸方向に移動し、
前記位置センサは、前記可動レンズの前記光軸方向の位置に応じた前記位置検出信号を出力することを特徴とする請求項１に記載の内視鏡システム。

【請求項9】

対物光学系に含まれる光学素子をアクチュエータにより移動して位置センサにより前記光学素子の位置に応じた位置検出信号を出力する内視鏡を接続して、前記内視鏡を制御するプロセッサであって、
前記アクチュエータを駆動するドライバ回路と、
前記位置センサに電流を供給するセンサ駆動回路と、
前記内視鏡に設けられた前記位置検出信号を増幅するセンサ増幅回路に、基準電圧値の信号を供給する基準電圧回路と、
前記プロセッサの個体ばらつきに起因する前記位置検出信号のずれを補正するための０次補正係数Ｃ０ｐおよび１次補正係数Ｃ１ｐを含むプロセッサ個体補正データを記憶するプロセッサメモリ回路と、
前記内視鏡から受信したアナログの前記位置検出信号をデジタルの前記位置検出信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、
前記プロセッサ個体補正データに基づいて、前記Ａ／Ｄ変換器により変換されたデジタルの前記位置検出信号のずれを、前記０次補正係数Ｃ０ｐおよび前記１次補正係数Ｃ１ｐを用いて１次式により補正する第１補正部と、
前記光学素子の目標位置と、前記第１補正部により補正された前記位置検出信号とに基づいて、前記光学素子の位置が前記目標位置になるように前記ドライバ回路を制御するコントローラと、
を備え、
前記０次補正係数Ｃ０ｐおよび前記１次補正係数Ｃ１ｐは、前記センサ駆動回路が供給する電流の電流値ａ１′と、前記電流値の目標値ａ１と、前記基準電圧値ｂ３′と、前記基準電圧値の目標値ｂ３と、前記Ａ／Ｄ変換器のゲインａ４′と、前記ゲインの目標値ａ４と、前記Ａ／Ｄ変換器のオフセットｂ４′と、に基づき、
Ｃ１ｐ＝ａ１×ａ４／（ａ１′×ａ４′）
Ｃ０ｐ＝ａ４×ｂ３
－ａ１×ａ４／（ａ１′×ａ４′）×（ａ４′×ｂ３′＋ｂ４′）
として算出されたものであることを特徴とするプロセッサ。

【請求項10】

前記内視鏡の内視鏡メモリ回路から前記内視鏡の個体ばらつきに起因する前記位置検出信号のずれを補正するための内視鏡個体補正データを取得して、前記内視鏡個体補正データに基づいて、前記位置検出信号のずれを補正する第２補正部をさらに備え、
前記コントローラは、前記第１補正部および前記第２補正部により補正された前記位置検出信号に基づいて、前記ドライバ回路を制御するものであることを特徴とする請求項９に記載のプロセッサ。

【請求項11】

前記第２補正部は、前記第１補正部の後段に配置されていることを特徴とする請求項１０に記載のプロセッサ。

【請求項12】

前記第２補正部は、前記第１補正部から受信した前記位置検出信号を、前記内視鏡個体補正データに含まれる０次補正係数Ｃ０ｓおよび１次補正係数Ｃ１ｓを用いて１次式により補正するものであることを特徴とする請求項１０に記載のプロセッサ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、内視鏡とプロセッサとが接続される内視鏡システム、内視鏡を制御するプロセッサに関する。

【背景技術】

【0002】

内視鏡システムは、例えば、被検体を観察するための内視鏡と、内視鏡を制御するためのプロセッサと、を備えている。このような内視鏡システムにおいて、被検体を観察するための対物光学系の結像状態（例えば、フォーカス位置、ズーム位置）を調節可能とする構成が提案されている。

【0003】

内視鏡の焦点調節制御に関連する技術として、例えば特開２０１３－１２８６６３号公報に記載の内視鏡システムが挙げられる。該公報に記載の内視鏡システムは、形状記憶素子を有し、対物光学系を移動させるための移動部材を駆動するアクチュエータと、アクチュエータを駆動するアクチュエータ駆動部と、移動部材の位置を検出するために形状記憶素子の抵抗値を検出する抵抗値検出部と、対物光学系の動作指示を入力する指示入力部と、指示入力部に入力された指示と、抵抗値検出部により検出された抵抗値に対応する移動部材の位置に基づいて、アクチュエータ駆動部への駆動信号を出力する制御部と、制御部に接続された記憶部と、を備えている。そして、制御部は、キャリブレーションが指示された時、所定の開始電流値から所定の最大電流値まで所定の割合で単調増加する電流をアクチュエータへ供給するための駆動信号を、アクチュエータ駆動部へ出力すると共に、抵抗値検出部により検出された形状記憶素子の抵抗値の二次微分値の絶対値が所定の閾値以上となった抵抗値を記憶部に記憶することが記載されている。このような構成により、対物光学系を、例えば遠点フォーカス位置と近点フォーカス位置とへ移動するようになっている。

【0004】

ところで、焦点調節を正確に行うためには、対物光学系内において移動するレンズ（フォーカスレンズなど）の位置を正確に検出することが必要となる。

【0005】

レンズ位置を検出する技術の一例として、特開２００９－４７９５１号公報には、撮像レンズと、撮像レンズ内に設けられ光軸に対して可動する補正レンズと、補正レンズと一体に保持されたホール素子と、補正レンズを駆動する駆動コイルと、駆動コイルに相対して保持されたマグネットと、ホール素子に電流を供給する電流供給回路と、ホール素子の一方の出力が基準電圧と同一になるようにホール素子の電源電圧を制御する第１の差動増幅器と、ホール素子の出力を増幅する電圧増幅回路と、電圧増幅回路の入力電圧にオフセットを与える電圧補正回路と、を備えるレンズ位置検出装置が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開２０１３－１２８６６３号公報

【文献】特開２００９－４７９５１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら、上記特開２００９－４７９５１号公報に記載の技術では、位置検出信号の調整を行うための複数のスイッチや複数の抵抗を備える専用の回路構成が必要となるために、回路基板の大型化や部品コストの増大などを招いてしまう。該公報において想定しているのはデジタルビデオカメラやデジタルスチルカメラであるために、幾らかの大型化は許容されるかもしれないが、内視鏡は特に小型化が要求される分野であるために、該公報に記載の技術をそのまま適用することは適切でない。

【0008】

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、装置の大型化を抑制しながら高精度の位置検出を行うことが可能な内視鏡システム、プロセッサを提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明の一態様による内視鏡システムは、内視鏡と、前記内視鏡が接続されるプロセッサと、を備える内視鏡システムであって、前記内視鏡は、移動可能な光学素子を含む、被検体の光学像を結像するための対物光学系と、前記光学素子を移動するアクチュエータと、前記光学素子の位置に応じた位置検出信号を出力する位置センサと、前記位置センサから出力される前記位置検出信号を増幅するセンサ増幅回路と、を備え、前記プロセッサは、前記アクチュエータを駆動するドライバ回路と、前記位置センサに電流を供給するセンサ駆動回路と、前記センサ増幅回路に基準電圧値の信号を供給する基準電圧回路と、前記プロセッサの個体ばらつきに起因する前記位置検出信号のずれを補正するための０次補正係数Ｃ０ｐおよび１次補正係数Ｃ１ｐを含むプロセッサ個体補正データを記憶するプロセッサメモリ回路と、前記内視鏡から受信したアナログの前記位置検出信号をデジタルの前記位置検出信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、前記プロセッサ個体補正データに基づいて、前記Ａ／Ｄ変換器により変換されたデジタルの前記位置検出信号のずれを、前記０次補正係数Ｃ０ｐおよび前記１次補正係数Ｃ１ｐを用いて１次式により補正する第１補正部と、前記光学素子の目標位置と、前記第１補正部により補正された前記位置検出信号とに基づいて、前記光学素子の位置が前記目標位置になるように前記ドライバ回路を制御するコントローラと、を備え、前記０次補正係数Ｃ０ｐおよび前記１次補正係数Ｃ１ｐは、前記センサ駆動回路が供給する電流の電流値ａ１′と、前記電流値の目標値ａ１と、前記基準電圧値ｂ３′と、前記基準電圧値の目標値ｂ３と、前記Ａ／Ｄ変換器のゲインａ４′と、前記ゲインの目標値ａ４と、前記Ａ／Ｄ変換器のオフセットｂ４′と、に基づき、
Ｃ１ｐ＝ａ１×ａ４／（ａ１′×ａ４′）
Ｃ０ｐ＝ａ４×ｂ３
－ａ１×ａ４／（ａ１′×ａ４′）×（ａ４′×ｂ３′＋ｂ４′）
として算出されたものである。

【0010】

本発明の他の態様によるプロセッサは、対物光学系に含まれる光学素子をアクチュエータにより移動して位置センサにより前記光学素子の位置に応じた位置検出信号を出力する内視鏡を接続して、前記内視鏡を制御するプロセッサであって、前記アクチュエータを駆動するドライバ回路と、前記位置センサに電流を供給するセンサ駆動回路と、前記内視鏡に設けられた前記位置検出信号を増幅するセンサ増幅回路に、基準電圧値の信号を供給する基準電圧回路と、前記プロセッサの個体ばらつきに起因する前記位置検出信号のずれを補正するための０次補正係数Ｃ０ｐおよび１次補正係数Ｃ１ｐを含むプロセッサ個体補正データを記憶するプロセッサメモリ回路と、前記内視鏡から受信したアナログの前記位置検出信号をデジタルの前記位置検出信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、前記プロセッサ個体補正データに基づいて、前記Ａ／Ｄ変換器により変換されたデジタルの前記位置検出信号のずれを、前記０次補正係数Ｃ０ｐおよび前記１次補正係数Ｃ１ｐを用いて１次式により補正する第１補正部と、前記光学素子の目標位置と、前記第１補正部により補正された前記位置検出信号とに基づいて、前記光学素子の位置が前記目標位置になるように前記ドライバ回路を制御するコントローラと、を備え、前記０次補正係数Ｃ０ｐおよび前記１次補正係数Ｃ１ｐは、前記センサ駆動回路が供給する電流の電流値ａ１′と、前記電流値の目標値ａ１と、前記基準電圧値ｂ３′と、前記基準電圧値の目標値ｂ３と、前記Ａ／Ｄ変換器のゲインａ４′と、前記ゲインの目標値ａ４と、前記Ａ／Ｄ変換器のオフセットｂ４′と、に基づき、
Ｃ１ｐ＝ａ１×ａ４／（ａ１′×ａ４′）
Ｃ０ｐ＝ａ４×ｂ３
－ａ１×ａ４／（ａ１′×ａ４′）×（ａ４′×ｂ３′＋ｂ４′）
として算出されたものである。

【発明の効果】

【0012】

本発明の内視鏡システム、プロセッサによれば、装置の大型化を抑制しながら高精度の位置検出を行うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の実施形態１における、内視鏡とプロセッサとが着脱可能に接続された内視鏡システムの構成を示す図。

【図2】上記実施形態１において、対物光学系の駆動に関連する、内視鏡およびプロセッサの電気的および光学的な構成の要部を示す図。

【図3】上記実施形態１において、可動レンズの位置を検出するための位置検出回路の構成例を示す図。

【図4】上記実施形態１の情報伝達経路上における位置情報を担う信号等の分類を示す図表。

【図5】上記実施形態１の情報伝達経路上において位置情報が変化する際のパラメータを示す図表。

【図6】上記実施形態１において、プロセッサにより行われる位置検出信号の補正処理を示すフローチャート。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
［実施形態１］

【0015】

図１から図６は本発明の実施形態１を示したものであり、図１は内視鏡２とプロセッサ３とが着脱可能に接続された内視鏡システム１の構成を示す図である。

【0016】

本実施形態における撮像装置としての内視鏡システム１は、例えば、被検体の光学像を撮像して撮像信号を出力する電子内視鏡システムとして構成されている。ここに、内視鏡システム１は、医療用、工業用、学術等のその他用の、何れでも構わない。

【0017】

内視鏡システム１は、内視鏡２と、内視鏡２とは別体に構成されたプロセッサ３と、を備えている。プロセッサ３は、照明光を発光する光源装置４と、内視鏡２からの撮像信号を処理するビデオプロセッサ５と、ビデオプロセッサ５から出力される映像信号に基づき内視鏡画像を表示するモニタ６と、を備えている。なお、モニタ６は、プロセッサ３に含まれるに限るものではなく、別途の外付けモニタをプロセッサ３に接続して用いても構わない。また、光源装置４は、ビデオプロセッサ５と一体に構成されていても構わない。

【0018】

内視鏡２は、被検体内に挿入される細長の挿入部１１と、挿入部１１の基端側に設けられた操作部１２と、操作部１２の例えば側部から延出されたユニバーサルコード１３と、を備え、後述するように電子内視鏡として構成されている。ただし、内視鏡２は、後述するようなアクチュエータ２３（図２参照）により対物光学系２１（図２参照）を駆動する構成であれば、電子内視鏡に限定されるものではなく光学内視鏡であっても構わない。

【0019】

挿入部１１は、先端側から基端側に向かって順に、先端部１１ａと、湾曲部１１ｂと、可撓管部１１ｃと、を備えている。なお、ここでは内視鏡２が軟性鏡である場合を例に挙げるが、硬性鏡であっても構わない。

【0020】

先端部１１ａの内部には、対物光学系２１、撮像素子２２（図２参照）、アクチュエータ２３、磁石２４（図２参照）、位置センサ２５（図２、図３等参照）などが配設されている。

【0021】

操作部１２は、鉗子口１２ａと、グリップ部１２ｂと、ユーザ操作部１２ｃと、を備えている。

【0022】

鉗子口１２ａは、挿入部１１内に設けられた鉗子チャンネルの基端側の開口部である。一方、鉗子チャンネルの先端側の開口部は、先端部１１ａに配置されている。そして、鉗子口１２ａから鉗子などの処置具を挿入して先端部１１ａから突出させることで、処置具により被検体に対する各種の処置を行うことができるようになっている。

【0023】

グリップ部１２ｂは、内視鏡２を操作する術者が手で把持する部位である。

【0024】

ユーザ操作部１２ｃは、内視鏡２を含む内視鏡システム１に対する各種の操作を術者が行うための部位である。

【0025】

ユーザ操作部１２ｃは、２つの湾曲操作部１４と、送気送水ボタン１５と、吸引ボタン１６と、スイッチ部１７と、を備えている。

【0026】

２つの湾曲操作部１４の内の、一方は湾曲部１１ｂを上下方向に湾曲操作するためのもの、他方は湾曲部１１ｂを左右方向に湾曲操作するためのとなっている。そして、上下の湾曲と左右の湾曲とを組み合わせることで、湾曲部１１ｂを所望の方向に湾曲操作することが可能となっている。

【0027】

送気送水ボタン１５は、例えば上述した鉗子チャンネルを経由して、先端部１１ａ側へ送気／送水するための操作ボタンである。

【0028】

吸引ボタン１６は、例えば上述した鉗子チャンネルを経由して、先端部１１ａ側から吸引を行うための操作ボタンである。

【0029】

スイッチ部１７は、複数のスイッチ１７ａを備えて構成されており、主に撮像に関連する操作が行われる。例えば、あるスイッチ１７ａは静止画像を撮像するためのレリーズボタンとして機能し、他のあるスイッチ１７ａはモニタ６により観察中の映像を静止するためのフリーズボタンとして機能し、さらに他のあるスイッチ１７ａは対物光学系２１のフォーカス位置を調整するためのフォーカスボタン（または、ズーム位置を調整するためのズームボタンでも構わない）として機能するようになっている。

【0030】

ユニバーサルコード１３は、ライトガイドバンドルおよび信号線を内蔵している。ここに、ライトガイドバンドルは、光源装置４で発生した照明光を、先端部１１ａの照明窓から被検体へ照射するために伝送するものである。また、信号線は、撮像素子２２の撮像に関連する各種の信号、アクチュエータ２３の駆動や位置検出に関連する各種の信号、および内視鏡情報の伝達などに用いられるものである。

【0031】

ユニバーサルコード１３の基端には、光源装置４に着脱自在に接続するためのスコープコネクタ１３ａが設けられている。そして、スコープコネクタ１３ａを光源装置４に接続することで、ライトガイドバンドルの基端に照明光が供給され得る状態となる。

【0032】

また、スコープコネクタ１３ａの例えば側部から、上述した信号線を内蔵するスコープケーブル１３ｂが延出されている。スコープケーブル１３ｂの基端には、ビデオプロセッサ５に着脱自在に接続するための電気コネクタ１３ｃが設けられている。そして、電気コネクタ１３ｃをビデオプロセッサ５のコネクタ受け５ａに接続することで、信号線を経由して、内視鏡２の電気回路とビデオプロセッサ５の電気回路とが接続される。なお、スコープケーブル１３ｂは、スコープコネクタ１３ａに対して着脱可能であっても構わないし、ユニバーサルコード１３およびスコープケーブル１３ｂと一体に構成されていてもよい。

【0033】

ビデオプロセッサ５は、内視鏡２へ電力を供給して、内視鏡２の電気的な構成を制御するものである。また、ビデオプロセッサ５は、内視鏡２の撮像素子２２から得られた撮像信号を処理して映像信号を生成する。

【0034】

モニタ６は、例えばカラーモニタとして構成されており、ビデオプロセッサ５に接続されている。そして、モニタ６は、ビデオプロセッサ５により処理された映像信号を受けて、内視鏡画像を表示する。さらに、モニタ６には、内視鏡システム１に係る各種の情報なども表示することができるようになっている。

【0035】

次に、図２は、対物光学系２１の駆動に関連する、内視鏡２およびプロセッサ３の電気的および光学的な構成の要部を示す図である。なお、図２において、細線の矢印はデジタル信号の流れを示し、通常の太さの矢印はアナログ信号の流れを示している（ただし、図２に示すのは、デジタル信号とアナログ信号との区分けを示す単なる一例である）。

【0036】

内視鏡２は、上述したように、対物光学系２１、撮像素子２２、アクチュエータ２３、磁石２４、位置センサ２５、およびユーザ操作部１２ｃを備えると共に、さらにセンサ増幅回路２６、および内視鏡メモリ２７を備えている。

【0037】

対物光学系２１は、被検体の光学像（被検体像）を撮像素子２２の撮像面に結像する。対物光学系２１は可動レンズ２１ａを備えており、可動レンズ２１ａは、対物光学系２１の光軸Ｏの方向に移動可能な光学素子である。可動レンズ２１ａが光軸Ｏの方向に移動すると、対物光学系２１の結像状態が調整され、例えばフォーカス位置（または、ズーム位置でも構わない）が変更される。従って、可動レンズ２１ａは、例えばフォーカスレンズ（またはズームレンズ）として機能する。なお、ここでは移動可能な光学素子として可動レンズ２１ａを例に挙げているが、レンズに限定されるものではなく、光学フィルタ、光学絞り、ミラーなどのその他の光学素子であっても構わない。

【0038】

撮像素子２２は、撮像面に複数の画素が配列されており、対物光学系２１により結像された被検体像を各画素で光電変換することにより、複数の画素信号で構成される撮像信号を生成する。なお、対物光学系２１および撮像素子２２を含んで撮像装置の撮像系が構成されている。

【0039】

アクチュエータ２３は、可動レンズ２１ａを光軸Ｏ方向に移動するものであり、例えば電磁力によって駆動力を発生させるボイスコイルモータ（ＶＣＭ：Voice Coil Motor）として構成されている（ただし、ボイスコイルモータに限定されるものではない）。

【0040】

また、磁石２４は、永久磁石等で構成されていて、可動レンズ２１ａと光軸Ｏ方向に一体的に移動するように配置されている。磁石２４が発生する磁場は、位置センサ２５が、磁石２４と一体的に移動する可動レンズ２１ａの位置を検出するために用いられる。ここに、アクチュエータ２３として例えばボイスコイルモータを用いる場合には、磁石２４はボイスコイルモータの一部を兼ねることができる（先端部１１ａの小型化を達成する観点からは、この構成を採用するとよい）。

【0041】

具体的に、例えば、可動レンズ２１ａを保持する可動枠などの可動部には磁石２４が固定されており、可動枠を光軸Ｏ方向に移動可能に保持する固定枠などの固定部にはアクチュエータ２３のコイルが取り付けられている。そして、磁石２４が発生する磁界中にあるコイルに電流を印加することにより、コイルにローレンツ力が発生し、固定枠が固定されているために、ローレンツ力の反作用により可動部が光軸Ｏ方向に移動する。

【0042】

なお、ここでムービングマグネット型のボイスコイルモータを採用したのは、可動部側に電流を印加する構成よりも、固定部側に電流を印加する構成の方がアクチュエータ２３を容易に小型化できるため（位置が移動する可動部側に電流を印加するには、例えばフレキシブルプリント基板を用いる等が必要となるため）である。従って、ムービングコイル型のボイスコイルモータの採用を禁止するものではない。

【0043】

位置センサ２５は、磁石２４に対向するように固定部側に固定して配置されており、可動レンズ２１ａの光軸Ｏ方向の位置を検出して位置検出信号を出力する位置センサである。本実施形態における位置センサ２５は、例えば、磁石２４が発生する磁界の磁束密度に応じた位置検出信号（ホール検出信号）を出力するホール素子等の磁気センサを用いるものとするが、ホール素子に限定されるものではない。

【0044】

センサ増幅回路２６は、位置センサ２５から出力されたアナログの位置検出信号を増幅するものである。本実施形態におけるセンサ増幅回路２６は、例えば、磁界中にあるホール素子に印加される磁束密度に応じて生じるホール電圧を増幅する差動増幅回路を用いるものとするが、これに限定されるものではない。

【0045】

なお、位置センサ２５およびセンサ増幅回路２６の具体的な構成例については、後で図３を参照して説明する。

【0046】

内視鏡メモリ２７は、内視鏡個体補正データを記憶する不揮発性のメモリ回路（内視鏡メモリ回路）である。位置検出信号のずれは、内視鏡２側で生じる場合と、プロセッサ３側で生じる場合と、がある。そこで、内視鏡メモリ２７は、内視鏡２側で生じる位置検出信号のずれを補正するための内視鏡個体補正データを記憶する。

【0047】

データ名「内視鏡個体補正データ」が示すように、位置検出信号のずれは、内視鏡２の機種に応じて異なるだけでなく、同一機種であっても内視鏡２の個体毎に異なる。そこで、内視鏡個体補正データは、内視鏡２の個体ばらつき（本実施形態の構成においては、可動レンズ２１ａに対する磁石２４の取り付け位置のばらつき、磁石２４に対する位置センサ２５の取り付け位置のばらつき、磁石２４の磁化のばらつき、位置センサ２５の電気的特性のばらつき、センサ増幅回路２６の電気的特性のばらつき等）に起因して生じる位置検出信号のずれを適切に補正するためのデータとなっている。

【0048】

また、内視鏡メモリ２７には、内視鏡２の機種情報（型番など）や製造番号、その他の内視鏡２に関連する各種の情報などがさらに記憶されている。

【0049】

ユーザ操作部１２ｃは、上述したように、対物光学系２１の結像状態（フォーカス位置、ズーム位置など）を調整するためのスイッチ１７ａを備えている。すなわち、ユーザがユーザ操作部１２ｃを操作することにより、可動レンズ２１ａの目標位置を示す指示信号がユーザ操作部１２ｃからプロセッサ３側へ送信される。一例を挙げれば、ユーザ操作部１２ｃにより、可動レンズ２１ａの目標位置を、遠点フォーカス位置と近点フォーカス位置との何れにするかが設定される（ただし、遠点と近点との２点フォーカスに限定されるものではなく、連続的にフォーカス位置（または、ズーム位置）を変更するようにしても構わないことは勿論である）。

【0050】

なお、ここでは、ユーザ操作部１２ｃからの設定による手動フォーカスを説明したが、これに限定されるものではなく、撮像素子２２から得られた撮像信号に基づくオートフォーカス等を行っても構わない。

【0051】

上述したように、内視鏡２は、スコープコネクタ１３ａを光源装置４に着脱可能に接続し、電気コネクタ１３ｃをビデオプロセッサ５のコネクタ受け５ａに着脱可能に接続することで、プロセッサ３と着脱可能となっている。

【0052】

内視鏡２とプロセッサ３とが、電気コネクタ１３ｃおよびコネクタ受け５ａを経由して送受信する信号は、例えば以下のようになっている。

【0053】

内視鏡２は、ユーザ操作部１２ｃからの指示信号と、センサ増幅回路２６からの位置検出信号と、内視鏡メモリ２７のデータとを、プロセッサ３へ送信する。また、内視鏡２は、アクチュエータ２３への駆動信号と、センサ増幅回路２６への電源供給信号および基準電圧信号と、位置センサ２５へのホール素子電流信号と、基準となるグランド信号（ＧＮＤ）とを、プロセッサ３から受信する（後述する図３も参照）。

【0054】

プロセッサ３は、内視鏡システム１を制御して、光源装置４により照明光を発光し、内視鏡２から撮像信号を取得する。そして、ビデオプロセッサ５は、撮像信号を処理して映像信号を生成し、映像信号をモニタ６へ出力して内視鏡画像等をモニタ６に表示させる。プロセッサ３に係る照明および映像信号処理に関連する構成や作用は、公知技術を適宜利用することができるために、詳細な説明を省略する。

【0055】

そして、プロセッサ３は、対物光学系２１の駆動に関連する構成として、ドライバ回路３１と、電流検出回路３２と、ＡＤＣ３３と、ＡＤＣ３４と、センサ駆動回路３５と、基準電圧回路３６と、プロセッサメモリ３７と、駆動制御回路３８と、を備えている。

【0056】

ドライバ回路３１は、駆動制御回路３８の制御に基づいて、アクチュエータ２３へ駆動信号を出力し、アクチュエータ２３を駆動する。具体的に、ドライバ回路３１が、所定の電流値の駆動信号をアクチュエータ２３のコイルへ印加することで、可動レンズ２１ａおよび磁石２４を含む可動部が電磁力で移動される。

【0057】

電流検出回路３２は、ドライバ回路３１からアクチュエータ２３へ供給される駆動信号の電流値を検出して、アナログの電流検出信号を出力する。

【0058】

ＡＤＣ３３は、電流検出回路３２から出力されたアナログの電流検出信号を、デジタルの電流検出信号に変換するアナログ・デジタル・コンバータ（Ａ／Ｄ変換器）である。

【0059】

ＡＤＣ３４は、位置センサ２５から出力されセンサ増幅回路２６により増幅されたアナログの位置検出信号を、デジタルの位置検出信号に変換するアナログ・デジタル・コンバータ（Ａ／Ｄ変換器）である。

【0060】

センサ駆動回路３５は、例えばホール素子として構成された位置センサ２５に、一定の電流値の電流（定電流）であるホール素子電流を供給する定電流回路である。

【0061】

基準電圧回路３６は、例えば差動増幅回路として構成されたセンサ増幅回路２６に、基準電圧となるオフセット電圧の信号を供給する。

【0062】

プロセッサメモリ３７は、プロセッサ個体補正データを記憶する不揮発性のメモリ回路（プロセッサメモリ回路）である。上述した内視鏡個体補正データが、内視鏡２の個体ばらつきに起因して生じる位置検出信号のずれを適切に補正するためのデータであるのに対して、プロセッサ個体補正データは、プロセッサ３の個体ばらつき（本実施形態の構成においては、基準電圧回路３６の電気的特性のばらつき、センサ駆動回路３５の電気的特性のばらつき、およびＡＤＣ３４の電気的特性のばらつき等）に起因して生じる位置検出信号のずれを適切に補正するためのデータである。

【0063】

また、プロセッサメモリ３７には、内視鏡２の機種情報や製造番号に応じて予め分かっているアクチュエータ２３、位置センサ２５、センサ増幅回路２６などの情報が、データベースとして記憶されている。

【0064】

さらに、プロセッサメモリ３７には、プロセッサ３の機種情報（型番など）や製造番号、プロセッサ３において実行される処理プログラム、プロセッサ３内で使用される各種のパラメータ、ユーザにより内視鏡システム１に対して設定された設定値、その他のプロセッサ３に関連する各種の情報などがさらに記憶されている。

【0065】

駆動制御回路３８は、例えばＣＰＵなどの演算処理回路を含んで構成され、各処理部としての機能を果たすようになっている。そして、駆動制御回路３８は、位置検出信号が示す可動レンズ２１ａの位置が、ユーザ操作部１２ｃからの指示信号が示す目標位置に一致するように、ドライバ回路３１を制御するコントローラ（制御回路）である。

【0066】

具体的に、駆動制御回路３８は、補正部である第１補正部４１および第２補正部４２と、フィードバックコントローラ４３と、定電流制御部４４と、を含んでいる。

【0067】

第１補正部４１は、プロセッサメモリ３７からプロセッサ個体補正データを取得して、取得したプロセッサ個体補正データに基づき、ＡＤＣ３４から出力されるデジタルの位置検出信号に、上述したようなプロセッサ３個体に起因するばらつきの補正を行う。

【0068】

第２補正部４２は、例えば第１補正部４１の後段に配置されていて、内視鏡メモリ２７から内視鏡個体補正データを取得して、取得した内視鏡個体補正データに基づき、第１補正部４１により補正された位置検出信号に、上述したような内視鏡２の個体に起因するばらつきの補正を行う。

【0069】

フィードバックコントローラ４３は、第２補正部４２から出力された位置検出信号（従って、第１補正部４１および第２補正部４２により補正された位置検出信号）が示す可動レンズ２１ａの現在の位置と、ユーザ操作部１２ｃからの指示信号が示す可動レンズ２１ａの目標位置と、の差分に基づいて、差分が０になるような（つまり、可動レンズ２１ａの位置が目標位置になるような）電流値を定電流制御部４４へ指示する。

【0070】

定電流制御部４４は、電流検出回路３２により検出されＡＤＣ３３によりデジタル化された電流検出信号が示す電流値に基づいて、フィードバックコントローラ４３により指示された電流値の電流が出力されるように、ドライバ回路３１を制御する。これによりドライバ回路３１が、指示された電流値の電流をアクチュエータ２３へ供給する。

【0071】

こうして、コントローラ（制御回路）を構成するフィードバックコントローラ４３および定電流制御部４４は、可動レンズ２１ａが目標位置に到達するようにフィードバック制御を行っている。

【0072】

なお、本実施形態では、電流検出回路３２およびＡＤＣ３３により電流検知を行った結果に基づいて、アクチュエータ２３へ供給する電流を定電流制御部４４が制御するようにしていたが、これに限定されるものではなく電流検知を行わない構成であっても構わない。

【0073】

例えば、予め抵抗値がわかっているアクチュエータ２３に対して、ＰＷＭ（パルス幅変調：Pulse Width Modulation）などの電圧制御を行った電流を印加するようなドライバ回路３１を用いる構成であってもよい。この場合に、図２に示す構成において、電流検出回路３２、ＡＤＣ３３、および定電流制御部４４を削除し、フィードバックコントローラ４３の出力に基づき、ドライバ回路３１からアクチュエータ２３へ供給する信号の電圧を制御する電圧制御部を駆動制御回路３８に設ければよい。

【0074】

またさらに、ドライバ回路３１からアクチュエータ２３へ供給する信号は、電流制御と電圧制御との両方を行ったものであっても構わない。

【0075】

次に、図３は、可動レンズ２１ａの位置を検出するための位置検出回路の構成例を示す図である。

【0076】

上述したように、位置センサ２５は例えばホール素子として構成され、センサ増幅回路２６は例えば差動増幅回路として構成されていて、図３はこのような構成例の回路を具体的に示している。

【0077】

ホール素子は、磁束密度の大きさに応じた検出信号を出力する素子である。すなわち、ホール素子に印加したホール素子電流（定電流）に対して、電流方向に垂直な方向に磁場をかけると、キャリア（電子、正孔など）が、電流方向（ｉ方向とする）と磁場方向（Ｂ方向とする）との両方に垂直な方向（ｉ×Ｂ方向とする）のローレンツ力を受ける。これにより、ホール素子のｉ×Ｂ方向の両端面におけるキャリアの分布密度に差異が生じ、電圧（ホール電圧）が表れる。このホール電圧に応じた信号を検出することで、ホール素子が受けている磁束密度の大きさを測定することができる。

【0078】

従って、可動レンズ２１ａと一体に移動する磁石２４が発生する磁束密度をホール素子として構成された位置センサ２５で測定することで、磁石２４の位置、ひいては可動レンズ２１ａの位置を測定することができるようになっている。このような理由から、位置センサ２５から出力されるホール電圧に応じた信号を、位置検出信号と呼んでいる。

【0079】

プロセッサ３のセンサ駆動回路３５は、位置センサ２５のＩＮ＋端子とＩＮ－端子との間に、上述したホール素子電流を印加する。また、上述したホール素子のｉ×Ｂ方向の両端面には、ＯＵＴ＋端子およびＯＵＴ－端子が設けられている。

【0080】

センサ増幅回路２６は、例えば、ＯＰアンプなどで構成される差動増幅器２６ａと、抵抗２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ，２６ｅと、を含む差動増幅回路として構成されている。

【0081】

位置センサ２５のＯＵＴ＋端子は、抵抗２６ｃを経由して差動増幅器２６ａの＋端子に接続され、位置センサ２５のＯＵＴ－端子は、抵抗２６ｂを経由して差動増幅器２６ａの－端子に接続されている。

【0082】

差動増幅器２６ａの＋端子は、抵抗２６ｅを経由して基準電圧回路３６の差動増幅基準電圧電源３６ｂに接続されている。差動増幅器２６ａの－端子は、抵抗２６ｄを経由して差動増幅器２６ａの出力端子に接続されている。さらに、差動増幅器２６ａには、基準電圧回路３６の電源３６ａから駆動電流が供給されるようになっている。そして、差動増幅器２６ａの出力端子は、プロセッサ３のＡＤＣ３４に接続されている。ＡＤＣ３４は、上述したように、駆動制御回路３８の第１補正部４１へ接続されている。

【0083】

続いて、図２から図５を参照して、可動レンズ２１ａの位置情報が、駆動制御回路３８のフィードバックコントローラ４３に入力されるまでの情報伝達経路上における、情報の変化について説明する。ここに、図４は情報伝達経路上における位置情報を担う信号等の分類を示す図表、図５は情報伝達経路上において位置情報が変化する際のパラメータを示す図表である。

【0084】

図４および図２に示すように、情報伝達経路上における位置情報を担う信号等を以下のような記号を用いて表すこととする。

【0085】

まず、内視鏡２内の各部に関して、可動レンズ２１ａの位置をｘ（ｍｍ）、磁石２４が位置センサ２５に印加する磁束密度をｙ０（ｍＴ）、位置センサ２５からの出力の電圧値（ホール電圧値）をｙ１（ｍＶ）、センサ増幅回路２６からの出力の電圧値をｙ２（ｍＶ）によりそれぞれ表すものとする。

【0086】

さらに、プロセッサ３内の各部に関して、ＡＤＣ３４が出力する信号値をｙ３（ＬＳＢ）、第１補正部４１が出力する信号値をｙ４（ＬＳＢ）、第２補正部４２が出力する信号値をｙ５（ＬＳＢ）によりそれぞれ表すものとする。

【0087】

このとき内視鏡２内において、磁束密度ｙ０が担う可動レンズ２１ａの位置ｘの情報は、磁石２４の磁化のばらつき、可動レンズ２１ａに対する磁石２４の取り付け位置ばらつきなどにより、実際の位置ｘからずれが生じる。同様に、電圧値ｙ１が担う可動レンズ２１ａの位置ｘの情報、および電圧値ｙ２が担う可動レンズ２１ａの位置ｘの情報にも、アナログ信号の波形の変化等により、ずれが生じる。

【0088】

そこで、内視鏡２からの電圧値ｙ２が担う可動レンズ２１ａの位置がｘ′に変化していたとすると、内視鏡２内における位置情報の変化を示す関数Ｃ１を用いて、次の数式１に示すように表現できる。
［数１］
ｘ′＝Ｃ１（ｘ）

【0089】

同様に、プロセッサ３内において、信号値ｙ３が担う可動レンズ２１ａの位置ｘの情報も、ＡＤ変換時の変換誤差等により、ずれが生じる。そこで、ＡＤＣ３４が、位置ｘ′の情報を担う電圧値ｙ２を受け取ったときに、信号値ｙ３が担う可動レンズ２１ａの位置がｘ″に変化していたとすると、プロセッサ３内における位置情報の変化を示す関数Ｃ２を用いて、次の数式２に示すように表現できる。
［数２］
ｘ″＝Ｃ２（ｘ′）

【0090】

従って、駆動制御回路３８が受け取る位置ｘ″の情報は、関数Ｃ１と関数Ｃ２との合成関数Ｃ２・Ｃ１を用いて、次のように表現される。
ｘ″＝Ｃ２（Ｃ１（ｘ））＝Ｃ２・Ｃ１（ｘ）

【0091】

ところで一般に、関数Ｃ１と関数Ｃ２とは非可換である。
Ｃ２・Ｃ１（ｘ）≠Ｃ１・Ｃ２（ｘ）

【0092】

このために、位置ｘ″の情報から、ずれの影響を除去した位置ｘの情報を得るには、関数Ｃ１の逆関数Ｃ１^-1と関数Ｃ２の逆関数Ｃ２^-1とを用いて、位置ｘ″に次の数式３に示すような演算を行うことになる。
［数３］
ｘ＝Ｃ１^-1｛Ｃ２^-1（ｘ″）｝

【0093】

すなわち、情報伝達経路上において生じた位置情報のずれを補正するためには、まず、プロセッサ３内において生じたずれを補正し、その後に内視鏡２内において生じたずれを補正する手順となる。

【0094】

このために、ＡＤＣ３４が出力する信号値ｙ３をまずプロセッサ個体補正データを用いて第１補正部４１により補正し、その後に内視鏡個体補正データを用いて第２補正部４２により補正するように構成している。

【0095】

なお、関数Ｃ１と関数Ｃ２とが可換であり、
Ｃ２・Ｃ１（ｘ）＝Ｃ１・Ｃ２（ｘ）
が成立する場合（または処理が複雑になっても構わない場合）には、第１補正部４１と第２補正部４２との処理順序を入れ替えても構わない。

【0096】

また、第１補正部４１と第２補正部４２とを１つにまとめた補正部として構成して、数式３に示すようなずれ補正を１つの補正部により行うようにしても構わない。

【0097】

図２に示すような構成において、第１補正部４１は、ＡＤＣ３４の信号値ｙ３に第１補正ｆ１（上述した位置ｘ″の情報を担う信号値ｙ３から、位置ｘ′の情報を担う信号値ｙ４を求めるための補正）を行って、信号値ｙ４を次の数式４に示すように算出する。
［数４］
ｙ４＝ｆ１（ｙ３）

【0098】

ここに、ｆ１は上述した逆関数Ｃ２^-1に対応するが、Ｃ２^-1は位置ｘ″を位置ｘ′へ変換するものであるのに対して、ｆ１は信号値ｙ３を信号値ｙ４へ変換するものであるために、ｆ１とＣ２^-1とは一般に異なる。

【0099】

また、第２補正部４２は、信号値ｙ４に第２補正ｆ２（上述した位置ｘ′の情報を担う信号値ｙ４から、位置ｘの情報を担う信号値ｙ５を求めるための補正）を行って、信号値ｙ５を次の数式５に示すように算出する。
［数５］
ｙ５＝ｆ２（ｙ４）

【0100】

同様に、ｆ２は上述した逆関数Ｃ１^-1に対応するが、Ｃ１^-1は位置ｘ′を位置ｘへ変換するものであるのに対して、ｆ２は信号値ｙ４を信号値ｙ５へ変換するものであるために、ｆ２とＣ１^-1とは一般に異なる。

【0101】

上述した第１補正ｆ１および第２補正ｆ２は、内視鏡２およびプロセッサ３の実機に応じた一般的な関数となるが、ここでは特に、位置ｘと磁束密度ｙ０との線形性なども考慮して、１次式により比較的精度の高い補正を行うことができる場合を考える。

【0102】

このときには、プロセッサ３における、信号値ｙ３に対する０次補正係数をＣ０ｐ、信号値ｙ３に対する１次補正係数をＣ１ｐとすると、数式４は、次の数式６に示すように表される。
［数６］
ｙ４＝Ｃ１ｐ×ｙ３＋Ｃ０ｐ

【0103】

また、内視鏡２における、信号値ｙ４に対する０次補正係数をＣ０ｓ、信号値ｙ４に対する１次補正係数をＣ１ｓとすると、数式５は、次の数式７に示すように表される。
［数７］
ｙ５＝Ｃ１ｓ×ｙ４＋Ｃ０ｓ

【0104】

こうして、内視鏡メモリ２７には内視鏡個体補正データとして例えばＣ０ｓおよびＣ１ｓが記憶され、プロセッサメモリ３７にはプロセッサ個体補正データとして例えばＣ０ｐおよびＣ１ｐが記憶されている。内視鏡メモリ２７への記憶は、例えば内視鏡２の工場からの出荷検査時に行われ、また、プロセッサメモリ３７への記憶は、例えばプロセッサ３の工場からの出荷検査時に行われる。

【0105】

なお、ここでは１次式を用いて補正したが、より高い精度が必要であれば２次式を用いて補正しても良いし、その他の、より複雑な補正式を用いて補正しても構わない。

【0106】

内視鏡個体補正データである補正係数Ｃ０ｓ，Ｃ１ｓと、プロセッサ個体補正データであるである補正係数Ｃ０ｐ，Ｃ１ｐとは、実機を試験することによってそれぞれ求めてもよいが、例えば補正係数Ｃ０ｐ，Ｃ１ｐに関しては、各回路の構成に基づくパラメータを与えることで導出することもできる。

【0107】

そこで、情報伝達経路上の各部における位置情報の変化を１次式で精度よく記述することができる場合の補正係数Ｃ０ｐ，Ｃ１ｐの具体例を説明する。

【0108】

上述したように、磁石２４は、可動レンズ２１ａと一体的に移動するように構成されている。従って、可動レンズ２１ａが移動して位置ｘが変化すると、磁石２４も移動して位置が変化し、磁石２４から位置センサ２５に入射される磁束密度ｙ０が変化する。

【0109】

可動レンズ２１ａの位置ｘ（ｍｍ）に対する磁束密度ｙ０（ｍＴ）の変化率（検出ゲインとも呼ばれる）をａ０（ｍＴ／ｍｍ）とし、印加磁界オフセットをｂ０（ｍＴ）とすると、１次近似における位置ｘとｙ０との関係は、次の数式８に示すように記載される。
［数８］
ｙ０＝ａ０×ｘ＋ｂ０

【0110】

次に、位置センサ２５のホール素子駆動電流値をａ１（ｍＡ）、ホール出力感度をａ２（ｍＶ／ｍＴ／ｍＡ）、ホール不平衡電圧値をｂ１（ｍＶ）とすると、磁束密度ｙ０（ｍＴ）を受けた位置センサ２５が出力する信号の電圧値ｙ１（ｍＶ）は、次の数式９に示すように記載される。
［数９］
ｙ１＝ａ１×ａ２×ｙ０＋ｂ１

【0111】

続いて、センサ増幅回路２６のゲインをａ３（無次元量）、不平衡電圧値をｂ２（ｍＶ）、基準電圧値をｂ３（ｍＶ）とすると、位置センサ２５からの電圧値ｙ１（ｍＶ）を受けたセンサ増幅回路２６が出力する信号の電圧値ｙ２（ｍＶ）は、次の数式１０に示すように記載される。
［数１０］
ｙ２＝ａ３×ｙ１＋ｂ２＋ｂ３

【0112】

さらに、ＡＤＣ３４のゲインをａ４（ＬＳＢ／ｍＶ）、オフセットをｂ４（ＬＳＢ）とすると、センサ増幅回路２６からの電圧値ｙ２（ｍＶ）の信号を受けたＡＤＣ３４が出力するデジタルの信号値ｙ３（ＬＳＢ）は、次の数式１１に示すように記載される。
［数１１］
ｙ３＝ａ４×ｙ２＋ｂ４

【0113】

数式８～１１を用いれば、ＡＤＣ３４が出力する信号値ｙ３は可動レンズ２１ａの位置ｘの係数Ａ，Ｂを用いた１次関数として、次の数式１２に示すように記載される。
［数１２］
ｙ３＝Ａ×ｘ＋Ｂ
Ａ＝ａ４×ａ３×ａ２×ａ１×ａ０
Ｂ＝ａ４×ａ３×ａ２×ａ１×ｂ０＋ａ４×ａ３×ｂ１
＋ａ４×（ｂ２＋ｂ３）＋ｂ４
＝ａ４×ｂ３

【0114】

なお、係数Ｂの最後の等式では、印加磁界オフセットｂ０、ホール不平衡電圧値ｂ１、センサ増幅回路２６の不平衡電圧値ｂ２、およびＡＤＣ３４のオフセットｂ４を、設計中心値が「０」になるように設計することができることを用いている（図５参照）。

【0115】

数式１２は設計中心値（目標値）での関係式を示しているが、実際の製品ではプロセッサ３の個体毎に各値ａ１，ｂ３，ａ４，ｂ４にばらつき誤差をもっている。

【0116】

プロセッサ３のばらつき誤差を含めた値を′（プライム）をつけて表記すると、値ａ１′，ｂ３′，ａ４′，ｂ４′をもつプロセッサ３個体のＡＤＣ３４の出力の信号値ｙ３′と可動レンズ２１ａの位置ｘとの関係式は、次の数式１３に示すように記載される。
［数１３］
ｙ３′＝Ａ′×ｘ＋Ｂ′
Ａ′＝ａ４′×ａ３×ａ２×ａ１′×ａ０
Ｂ′＝ａ４′×ｂ３′＋ｂ４′

【0117】

数式１３に示す信号値ｙ３′が、数式１２に示す設計中心値に基づく信号値ｙ３と一致するように第１補正部４１が補正すれば、プロセッサ３の個体ばらつきをキャンセルすることができる。

【0118】

従って、第１補正部４１による補正式である数式６のｙ４に設計中心値に基づく信号値ｙ３を代入し、数式６のｙ３に実際の信号値ｙ３′を代入すれば、次の数式１４が得られる。
［数１４］
ｙ３＝Ｃ１ｐ×ｙ３′＋Ｃ０ｐ

【0119】

数式１４に数式１２および数式１３を代入すれば、１次補正係数Ｃ１ｐおよび０次補正係数Ｃ０ｐは、次の数式１５に示すように求められる。
［数１５］
Ｃ１ｐ＝Ａ／Ａ′
＝ａ１×ａ４／（ａ１′×ａ４′）
Ｃ０ｐ＝Ｂ－（Ａ／Ａ′）×Ｂ′
＝ａ４×ｂ３
－ａ１×ａ４／（ａ１′×ａ４′）×（ａ４′×ｂ３′＋ｂ４′）

【0120】

従って、プロセッサメモリ３７に記憶されるプロセッサ個体補正データである補正係数Ｃ０ｐ，Ｃ１ｐは、プロセッサ３の設計中心値（目標値）に基づく値ａ１，ｂ３，ａ４と、プロセッサ３の個体毎の値ａ１′，ｂ３′，ａ４′，ｂ４′と、に基づき算出される。ここに、プロセッサ３の個体毎の値ａ１′，ｂ３′，ａ４′，ｂ４′は、プロセッサ３の調整工程において、例えば基準となる内視鏡２をプロセッサ３に接続した状態で実測等を行うことにより取得される。

【0121】

これらの値は、センサ駆動回路３５から出力されるホール素子駆動電流値ａ１，ａ１′、基準電圧回路３６から出力される信号の基準電圧値ｂ３，ｂ３′、ＡＤＣ３４のゲインａ４，ａ４′、およびＡＤＣ３４のオフセットｂ４′であり、何れもプロセッサ側の値である。従って、プロセッサ個体補正データである補正係数Ｃ０ｐ，Ｃ１ｐを算出するに当たっては、内視鏡２側の値（図５の区分「内視鏡」に示す値ａ０，ｂ０，ａ２，ｂ１，ａ３，ｂ２）を用いる必要がない。こうして、補正係数Ｃ０ｐ，Ｃ１ｐを、プロセッサ３に固有の情報としてプロセッサメモリ３７に記憶することができる。

【0122】

ただし、例えば、センサ駆動回路３５から出力すべきホール素子駆動電流値ａ１（目標値）は内視鏡２に搭載されている位置センサ２５の型番等に応じて異なるし、基準電圧回路３６から出力すべき基準電圧値ｂ３（目標値）も内視鏡２に搭載されているセンサ増幅回路２６の回路構成に応じて異なるし、ＡＤＣ３４に設定すべきゲインａ４（目標値）およびオフセットｂ４（目標値）も内視鏡２からの出力信号に応じて異なることがある。そして、内視鏡２に搭載されている回路部の構成は、内視鏡２の型番に応じて異なるだけでなく、製品のロット等によっても異なることがある。

【0123】

こうして、プロセッサメモリ３７には、例えば、内視鏡２の型番や製造番号に応じたプロセッサ個体補正データ（補正係数Ｃ０ｐ，Ｃ１ｐ）がデータベースとして記憶されていて、プロセッサ３と内視鏡２とが接続された際に、プロセッサメモリ３７から内視鏡２の型番や製造番号に応じたプロセッサ個体補正データ（補正係数Ｃ０ｐ，Ｃ１ｐ）を取得して、第１補正部４１の補正に用いるようになっている。

【0124】

なお、プロセッサ個体補正データのデータベースは、プロセッサ３の保守を行う際などに最新のデータベースに適宜更新することができ、最新の型番や最新の製造番号の内視鏡２にも対応することが可能となっている。

【0125】

次に、図６は、プロセッサ３により行われる位置検出信号の補正処理を示すフローチャートである。

【0126】

プロセッサ３の電源がオンになるとこの処理が開始され、まず、プロセッサ３に内視鏡２が接続されたか否かを判定する（ステップＳ１）。

【0127】

ここで、接続されたと判定された場合には、駆動制御回路３８が内視鏡メモリ２７から内視鏡２の型番や製造番号などの機種情報を取得する（ステップＳ２）。

【0128】

そして、駆動制御回路３８は、取得した機種情報に基づき、プロセッサ３に接続されている内視鏡２の機種が、位置検出信号を補正する対象の機種であるか否かを判定する（ステップＳ３）。この判定は、例えば、取得した機種情報が、プロセッサメモリ３７のデータベースに記憶されている機種情報に一致するか否かに基づき行われる。

【0129】

ここで対象機種でないと判定された場合には、例えば位置検出信号を補正することなくそのまま使用して内視鏡観察を行う等の、その他の処理へ進む。

【0130】

また、ステップＳ３において対象機種であると判定された場合には、取得した機種情報に基づいて、プロセッサ３が、センサ駆動回路３５から出力するホール素子駆動電流値ａ１、および基準電圧回路３６から出力する基準電圧値ｂ３を設定すると共に、必要に応じてＡＤＣ３４のゲインａ４等も設定する（ステップＳ４）。

【0131】

なお、このステップＳ４において設定する各値は、ステップＳ２において内視鏡２の内視鏡メモリ２７から読み取っても良いし、プロセッサメモリ３７のデータベースに予め記憶されている場合にはその値を用いても構わない。

【0132】

さらに、駆動制御回路３８は、プロセッサメモリ３７からプロセッサ個体補正データを読み出して、第１補正部４１に設定する（ステップＳ５）。

【0133】

また、駆動制御回路３８は、内視鏡メモリ２７から内視鏡個体補正データを取得して（ステップＳ６）、第２補正部４２に設定する（ステップＳ７）。

【0134】

その後、内視鏡観察が開始されて、対物光学系２１のフォーカス位置（または、ズーム位置）を変更する指示信号がユーザ操作部１２ｃから入力されたか否かを、フィードバックコントローラ４３が判定する（ステップＳ８）。

【0135】

ここで、指示信号が入力されないと判定された場合には、指示信号が入力されるまで待機する。

【0136】

こうして、ステップＳ８において指示信号が入力されたと判定された場合には、フィードバックコントローラ４３が、指示信号が示す目標位置と位置検出信号が示す現在位置とに基づいて定電流制御部４４をフィードバック制御する。これにより、定電流制御部４４がドライバ回路３１を経由してアクチュエータ２３を駆動する。

【0137】

そして、駆動制御回路３８は、位置センサ２５で生成され、センサ増幅回路２６およびＡＤＣ３４を経由して入力される位置検出信号の信号値ｙ３を取得する（ステップＳ９）。

【0138】

すると、第１補正部４１が、例えば、プロセッサメモリ３７から読み出した補正係数Ｃ０ｐ，Ｃ１ｐを用いた数式６に基づいて、位置検出信号を補正する（ステップＳ１０）。これにより、プロセッサ３の個体ばらつきが補正されて高精度な位置検出を行うことが可能となる。このとき、数式６は１次式であるために、位置検出信号の補正を、低負荷の演算で高速に行うことができる。

【0139】

続いて、第２補正部４２が、内視鏡メモリ２７から読み出した補正係数Ｃ０ｓ，Ｃ１ｓを用いた数式７に基づいて、第１補正部４１により補正された位置検出信号の信号値ｙ４をさらに補正する（ステップＳ１１）。これにより、内視鏡２の個体ばらつきが補正され、より一層高精度な位置検出を行うことが可能となる。このとき、数式７は１次式であるために、位置検出信号の補正を、低負荷の演算で高速に行うことができる。こうして、ステップＳ１０およびステップＳ１１の補正処理が高速に行われるために、位置検出のリアルタイム性も高まる。

【0140】

フィードバックコントローラ４３は、第２補正部４２から補正された位置検出信号を取得して、位置検出信号が示す可動レンズ２１ａの位置が、ユーザ操作部１２ｃから入力された目標位置に到達したか否かに基づいて、可動レンズ２１ａの位置の制御を停止するか否かを判定する（ステップＳ１２）。なお、位置制御の停止判定は、ユーザ操作部１２ｃから停止操作が行われたか否か等に基づき行っても構わない。

【0141】

ここで制御を停止しないと判定された場合にはステップＳ９へ戻って、上述したような処理を繰り返して行う。ステップＳ９～Ｓ１２に示したような、フィードバックコントローラ４３による位置検出信号を確認しながらの可動レンズ２１ａの位置制御は、制御サンプリング時間毎に繰り返しループ動作するフィードバック制御として行われる。

【0142】

また、ステップＳ１２において制御を停止すると判定された場合には、プロセッサ３から内視鏡２が取り外されたか否かを判定する（ステップＳ１３）。

【0143】

ここで取り外されていないと判定された場合には、ユーザ操作部１２ｃから新たな指示信号が入力されるのを待機するために、上述したステップＳ８の処理へ移行する。

【0144】

一方、ステップＳ１３において、内視鏡２が取り外されたと判定された場合には、同一の内視鏡２の再度の接続、または他の内視鏡２の新たな接続を待機するために、上述したステップＳ１の処理へ移行する。

【0145】

ステップＳ１において、内視鏡２が接続されていないと判定された場合には、プロセッサ３の電源をオフにする操作が行われたか否かを判定する（ステップＳ１４）。

【0146】

ここで、電源オフ操作が行われていないと判定された場合には、上述したステップＳ１の処理へ移行する。

【0147】

また、ステップＳ１４において電源オフ操作が行われたと判定された場合には、この処理を終了する。

【0148】

このような実施形態１によれば、プロセッサメモリ３７にプロセッサ個体補正データを記憶して、位置検出信号のずれをプロセッサ個体補正データに基づき補正するようにしたために、プロセッサ３の個体ばらつきに依ることなく、可動レンズ２１ａの位置を正確に検出することが可能となる。これにより、可動レンズ２１ａを目標位置に正確に移動することができる。

【0149】

こうして、位置検出信号の調整を行うための複数のスイッチや複数の抵抗などを備える専用の電気回路が不要となるために、コストの増大および装置の大型化を抑制しながら、高精度の位置検出を行うことが可能となる。

【0150】

また、第１補正部４１が、内視鏡２から受信した位置検出信号を、０次補正係数Ｃ０ｐおよび１次補正係数Ｃ１ｐを用いて１次式により補正するようにしたために、演算負荷を軽減し、演算時間を短縮して、位置検出のリアルタイム性を高めることができる。

【0151】

さらに、数式１５に基づき０次補正係数Ｃ０ｐおよび１次補正係数Ｃ１ｐを算出するようにしたために、内視鏡２に依存しないプロセッサ３単体の情報として、プロセッサ個体補正データを算出することが可能となる。さらに、演算式は加減乗除で行うことができるために、比較的簡単な計算で、プロセッサ３の設計中心値（目標値）に整合する位置検出信号を得ることができる。

【0152】

そして、内視鏡メモリ２７に内視鏡個体補正データをさらに記憶して、位置検出信号のずれを内視鏡個体補正データに基づき補正するようにしたために、内視鏡２の個体ばらつきに依ることなく、可動レンズ２１ａの位置をより一層正確に検出することが可能となる。これにより、可動レンズ２１ａを目標位置に正確に移動することができる。

【0153】

このとき、プロセッサメモリ３７がプロセッサ個体補正データを記憶し、内視鏡メモリ２７が内視鏡個体補正データを記憶しているために、内視鏡２とプロセッサ３とがどのような機種同士かつどのような個体同士の組み合わせで接続されても、位置検出信号を適切に補正して、高精度の位置検出を行うことが可能となる。こうして、可動レンズ２１ａを目標位置により一層正確に移動することができる。

【0154】

加えて、第２補正部４２を第１補正部４１の後段に配置したために、位置検出信号がずれるプロセスを逆にたどって補正を行うことができ、補正演算を複雑にすることなく処理することができる。

【0155】

また、第２補正部４２が、第１補正部４１から受信した位置検出信号を、０次補正係数Ｃ０ｓおよび１次補正係数Ｃ１ｓを用いて１次式により補正するようにしたために、内視鏡２の個体ばらつきを補正する場合にも、演算負荷を軽減し、演算時間を短縮して、位置検出のリアルタイム性を高めることができる。

【0156】

さらに、可動レンズ２１ａに磁石２４を配置して、ホール素子を含む位置センサ２５で可動レンズ２１ａの位置を検出するようにしたために、位置検出の構成を小型化することができ、小型細径化が求められる内視鏡２に好適となる。このとき、位置センサ２５を固定部側に固定したために、位置センサ２５への配線も容易となる。

【0157】

そして、センサ駆動回路３５を定電流回路としたために、位置センサ２５を駆動する際に電流値が変化せず、電流値に応じた複数の補正係数Ｃ０ｐ，Ｃ１ｐを記憶する必要がないために、プロセッサメモリ３７の記憶容量を節約することができる。

【0158】

加えて、センサ増幅回路２６を差動増幅回路としたために、ホール素子から出力される信号の電圧を有効に増幅することができる。位置センサ２５は内視鏡２の先端部１１ａに配置されるために、位置センサ２５から出力される位置検出信号は、プロセッサ３に至るまでにある程度の距離を伝達されることになるが、差動増幅回路で増幅したことにより、内視鏡２からプロセッサ３へ送信される位置検出信号のＳ／Ｎを高めることができ、正確な位置検出を行うことができる。

【0159】

また、可動レンズ２１ａを対物光学系２１のフォーカス位置またはズーム位置を調整するためのものとした場合には、正確なフォーカス位置への移動、または正確なズーム位置への移動を行うことが可能となる。

【0160】

なお、上述した各部の処理は、ハードウェアとして構成された１つ以上のプロセッサが行うようにしてもよい。例えば、各部は、それぞれが電子回路として構成されたプロセッサであっても構わないし、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等の集積回路で構成されたプロセッサにおける各回路部であってもよい。または、１つ以上のＣＰＵで構成されるプロセッサが、記録媒体に記録された処理プログラムを読み込んで実行することにより、各部としての機能を実行するようにしても構わない。

【0161】

また、上述では主として内視鏡システム、プロセッサ、内視鏡について説明したが、内視鏡システム、プロセッサ、内視鏡を上述したように作動させる作動方法であってもよいし、コンピュータに内視鏡システム、プロセッサ、内視鏡と同様の処理を行わせるための処理プログラム、該処理プログラムを記録するコンピュータにより読み取り可能な一時的でない記録媒体、等であっても構わない。

【0162】

さらに、本発明は上述した実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化することができる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明の態様を形成することができる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。このように、発明の主旨を逸脱しない範囲内において種々の変形や応用が可能であることは勿論である。

【符号の説明】

【0163】

１…内視鏡システム
２…内視鏡
３…プロセッサ
４…光源装置
５…ビデオプロセッサ
５ａ…コネクタ受け
６…モニタ
１１…挿入部
１１ａ…先端部
１１ｂ…湾曲部
１１ｃ…可撓管部
１２…操作部
１２ａ…鉗子口
１２ｂ…グリップ部
１２ｃ…ユーザ操作部
１３…ユニバーサルコード
１３ａ…スコープコネクタ
１３ｂ…スコープケーブル
１３ｃ…電気コネクタ
１４…湾曲操作部
１５…送気送水ボタン
１６…吸引ボタン
１７…スイッチ部
１７ａ…スイッチ
２１…対物光学系
２１ａ…可動レンズ
２２…撮像素子
２３…アクチュエータ
２４…磁石
２５…位置センサ
２６…センサ増幅回路
２６ａ…差動増幅器
２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ，２６ｅ…抵抗
２７…内視鏡メモリ
３１…ドライバ回路
３２…電流検出回路
３３…ＡＤＣ
３４…ＡＤＣ
３５…センサ駆動回路
３６…基準電圧回路
３６ａ…電源
３６ｂ…差動増幅基準電圧電源
３７…プロセッサメモリ
３８…駆動制御回路
４１…第１補正部
４２…第２補正部
４３…フィードバックコントローラ
４４…定電流制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】