插入部检测装置及插入部检测系统制造方法及图纸

本发明专利技术的目的在于提供一种插入量的检测装置及检测系统，减少插入量及/或旋转量的检测误差且不需要对插入部进行加工或追加新的部件。插入量检测装置及插入量检测系统，具有：光源部，朝向插入被插入体并作为检测对象的插入部的圆筒形状的外周面射出光源光；光学图案检测部，接收来自上述外周面的反射光，将包含任意光学图案的外周面的规定范围的多个图像数据以至少一部分光学图案一致的方式依次取得；以及位移量运算部，从多个图像数据中检测一致的光学图案，并算出插入部的插入量与绕圆筒形状的中心轴的旋转量中的至少一方。由此，插入量的检测装置及检测系统减少插入量及/或旋转量的检测误差，且不需要对插入部进行加工或追加新的部件。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】插入部检测装置及插入部检测系统
本专利技术涉及检测圆筒形状的插入部的插入量、绕圆筒形状的中心轴的旋转量的检测装置及插入部检测系统。
技术介绍
通常，在将内窥镜装置等的插入部插入被插入体的情况下，需要检测插入量。例如，专利文献1中提出了一种系统，为了检测插入部相对于插入辅助用具的相对插入量，至少由设置于插入辅助用具的辊、和对辊的转数进行检测的传感器构成。在该构成中，辊一边与插入部的外周面接触一边旋转，通过检测其转数而算出插入量。此外，作为其他实施方式，还记载有对插入部配置光学标线或磁标线、通过利用光学传感器或磁传感器读取标线来检测插入量的系统等。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2005－185308号公报但是，专利文献1所提出的利用辊的检测中，有辊不旋转地在插入部的外周面上滑动或辊与插入部的外周面分离、从而检测产生误差或无法进行检测的可能性。另一方面，使用了光学传感器或磁传感器的非接触式检测系统中，必须对插入部新设置多个光学标线或磁标线，不易搭载于在售的内窥镜装置。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种降低插入量及/或旋转量的检测误差、并且不需要对插入部进行加工或追加新的部件的插入量及/或旋转量的检测装置及检测系统。为了解决上述的课题，本专利技术的插入部检测装置具有：光源部，朝向插入被插入体并作为检测对象的插入部的圆筒形状的外周面射出光源光；光学图案检测部，接收来自外周面的反射光，将包含任意的光学图案的外周面的规定范围的多个图像数据，以至少一部分的光学图案一致的方式依次取得；以及位移量运算部，从多个图像数据中检测一致的光学图案，并算出插入部的插入量与绕圆筒形状的中心轴的旋转量中的至少一方。根据上述的实施方式，提供一种插入部的插入量及/或旋转量的检测误差减少且能够通用地使用的检测装置及插入部检测系统。本专利技术的实施方式的检测装置及插入部检测系统，能够减少插入量及/或旋转量的检测误差，不需要对被检体的插入部进行加工或追加新的部件，能够容易地检测插入量及/或旋转量。附图说明图1是第一实施方式的插入部检测系统的立体图。图2是插入部检测系统的插入部检测装置的配置图。图3是插入部检测装置的构成图。图4是光学图案检测部的概略图。图5是表示基准图案的位移的图。图6是表示向被插入体进行直接插入的插入部的图。图7是第二实施方式的插入部检测装置的立体图。图8A是具有圆筒型的位置限制部的插入部检测装置的立体图。图8B是具有球体型的位置限制部的插入部检测装置的立体图。图9是第二实施方式的插入部检测装置的立体图。具体实施方式以下参照附图详细说明本专利技术的实施方式。[第一实施方式]图1是第一实施方式的插入部检测系统1的立体图。插入部检测系统1具有：插入部检测装置111，检测插入部的动态插入量及/或旋转量；控制部13，对由插入部检测装置111取得的数据进行处理及解析；监视器14，显示由控制部13处理后的结果等；以及输入部15，由操作者输入对控制部13的指示。图2表示插入部检测系统1的插入部检测装置111的配置例。如图2所示，插入部检测装置111以在与被插入体21的插入口22之间相对位置(间隔)不变的方式设置于插入口22的附近。例如，该情况下，设置为：将插入部检测装置111的位置与插入口22的位置中的某一个位置作为基准位置，并使另一个位置不改变。插入部12向被插入体21内的插入量及/或旋转量以插入部检测装置111的设置位置或插入口22为基准而被检测。如图1所示，控制部13通过配线等而与后述的插入部检测装置111、监视器14及输入部15连接，相互收发电信号。控制部13对后述的由插入部检测器111取得的数据进行解析及处理，将结果作为电信号发送给监视器14。监视器14将该结果显示在画面上。此时，操作者通过利用输入部15输入所期望的解析及处理的指示，能够操作控制部13的动作。例如，控制部13是个人计算机。插入部12是细长的部件。例如，插入部12具有细长的圆筒部件，截面的直径是2mm～20mm。作为一例，插入部12是软性或硬性内窥镜主体、操控器(manipulator)以及导管(catheter)等治疗用具的插入部，插入到生物体内进行使用，或者如工业用内窥镜那样插入到构造物内而被使用。此外，插入部12也可以是将这些内窥镜主体的插入部与这些治疗用具的插入部组合的结构。以下，插入部12作为内窥镜的插入部来进行说明。图3是插入部检测装置111的构成图。插入部检测装置111至少具有收容于壳体的内部的传感器部31。如图3所示，传感器部31具有：将光(光源光)朝向插入部12照射的光源部301、取得插入部12的光学图案的光学图案检测部302、以及算出位移量的位移量运算部303。传感器部31利用光学图案检测器302的受光元件对在插入部12的外周反射后的光的一部分进行受光，以规定范围的图像数据的至少一部分的光学图案一致的方式依次取得该光的一部分。此外，位移量运算部303具有如下功能：选定所取得的多个图像数据的任意图像数据的一部分的进行关注的光学图案，从经过任意时间后的图像数据中检测与所关注的光学图案一致的光学图案，并根据图像上的所关注的光学图案的移动量算出位移量。这里，规定范围是指，作为拍摄设备的光学图案检测部302的可拍摄及可检测的范围或区域。另外，插入部检测装置111也可以没有壳体。以下，将在任意图像数据的图像内被关注的光学图案称为基准图案。此外，对图像数据进行拍摄的时间称为检测时间。另外，也可以是，光学图案检测器302连续地取得规定范围的图像数据，位移量运算部303具有从该图像数据中检测一致的光学图案的功能。光源部301配置为：将光束朝向作为检测对象的圆筒形状的插入部12的外周面(被检测区域)射出，使在外周面反射后的反射光的一部分向光学图案检测部302入射。此外，为了使从光源部301射出的光高效地向插入部12的外周面照射，在光源部301与插入部12之间设置有聚光透镜(未图示)。以下，将从光源部照射出的光或光束称为光源光。例如，光源部301是射出相干光作为光源光的光源，是LED或激光光源。本实施方式中，光源部301作为激光光源来说明。相干光由于存在相位相关，因此即使照射的物体是微小的凹凸，也能够使反射光产生明确的相位差。例如，即使是向有光泽的平滑表面进行了照射的情况，也能够通过使用相干光而取得平滑表面的鲜明的图像数据。即，通过使用相干光，能够取得插入部12的外周面的信息作为鲜明的光学图案。光学图案例如是光斑(speckle)图案。图4是光学图案检测部302的概略图。光学图案检测部302在与插入部12之间配置有物镜(未图示)，以使得在插入部12的外周面反射后的光源光向光学图案检测部302的受光面合焦。光学图案检测部302具有将多个受光元件至少在2维方向上排列的拍摄设备。例如，光学图案检测部302具有将多个受光元件以矩阵状排列的拍摄设备。拍摄设备例如是CCD或C－MOS图像传感器等。如图4所示，利用光学图案检测部302，将与插入方向平行的方向上的轴作为x轴41，将与该x轴41正交的轴作为y轴42。光学图案检测部302至少具有将有曲率的光滑表面的信息作为图像数据而连续地拍摄并处理的功能。即，光学图案检测部302具有对含有任意光学图案的插入部12的外周面的规本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种插入部检测装置，其特征在于，具备传感器部，该传感器部具有：光源部，朝向插入部的圆筒形状的外周面射出光源光，该插入部插入被插入体并作为检测对象；光学图案检测部，接收来自上述外周面的反射光，将包含任意的光学图案的该外周面的规定范围的多个图像数据，以至少一部分的上述光学图案一致的方式依次取得；以及位移量运算部，从上述多个图像数据中检测一致的光学图案，并算出上述插入部的插入量与绕圆筒形状的中心轴的旋转量中的至少一方。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.01.31 JP 2012-0185521.一种插入部检测装置，其特征在于，具备传感器部，该传感器部具有：光源部，朝向插入部的圆筒形状的外周面射出光源光，该插入部插入被插入体并作为检测对象；光学图案检测部，接收来自上述外周面的反射光，将包含任意的光学图案的该外周面的规定范围的多个图像数据，以至少一部分的上述光学图案一致的方式依次取得；以及位移量运算部，从上述多个图像数据中检测一致的光学图案，并算出上述插入部的插入量与绕圆筒形状的中心轴的旋转量中的至少一方，该插入部检测装置具有能够移动上述传感器部的位置的传感器距离维持部，用于将上述光学图案检测部与被检测区域之间的距离维持在该传感器部可检测的范围内，上述被检测区域是被取得上述图像数据的上述插入部的外周面上的区域。2.如权利要求1所述的插入部检测装置，其特征在于，上述插入部检测装置对上述插入部的插入量和旋转量同时进行检测。3.如权利要求1所述的插入部检测装置，其特征在于，从上述光源部射出的光源光是相干光。4.如权利要求1所述的插入部检测装置，其特征在于，上述光学图案检测部取得光斑图案作为上述多个图像数据。5.如权利要求1～4中任一项所述的插入部检测装置，其特征在于，上述光学图案检测部具有将多个受光元件向2维方向以矩阵状排列的拍摄设备。6.如权利要求1所述的插入部检测装置，其特征在于，该插入部检测装置配置在与上述被插入体的插入口一致的位置或配置在上述被插入...

【专利技术属性】
技术研发人员：东条良，山本英二，羽根润，
申请(专利权)人：奥林巴斯株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP