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- Priorität: 29. September 2003, Japan, Nr. 2003-336718
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Die Erfindung betrifft eine elektronische Endoskopvorrichtung, insbesondere die Konstruktion einer solchen, bei der ein durch eine Festkörper-Bildaufnahmeeinrichtung erhaltenes Bildaufnahmesignal an eine Prozessoreinheit ausgegeben wird, die ein digitales Bildaufnahmesignal erzeugt, um dieses an eine externe digitale Verarbeitungseinrichtung auszugeben.
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Eine elektronische Endoskopvorrichtung ist in einem Endabschnitt eines elektronischen Endoskops mit einer Festkörper-Bildaufnahmeeinrichtung wie einem CCD (Charge Coupled Device) versehen. Dieses CCD erzeugt Bilder eines Objekts auf Grundlage einer Einstrahlung von Licht von einer Beleuchtungseinrichtung. Es ist möglich, ein Bild des Objekts auf einem Monitor darzustellen oder ein Stehbild mit einer Aufzeichnungsvorrichtung aufzuzeichnen, wenn das durch dieses CCD erhaltene Bildaufnahmesignal an eine Prozessoreinheit ausgegeben wird, in der verschiedene Arten von Bildverarbeitungsvorgängen ausgeführt werden.
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Wie es auch im Dokument
JP2000-287203A angegeben ist, wird bei dieser Art einer elektronischen Endoskopvorrichtung nicht nur eine Analogverarbeitung zum Ausgeben eines Objektbilds an einen normalen Monitor gemäß dem NTSC-System ausgeführt, sondern es wird auch eine digitale Bildverarbeitung ausgeführt, um das Objektbild an verschiedene Arten externer digitaler Einrichtungen wie einen PC-Monitor auszuführen.
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Bei einer elektronischen Endoskopvorrichtung wird, da ein Bild (bewegtes Bild oder Stehbild) auf einem Monitor gemäß dem NTSC- oder dem PAL-System angezeigt wird, bei der oben genannten digitalen Bildverarbeitung eine Signalverarbeitung auf Grundlage der Display-Pixelzahl (horizontale Pixelzahl und vertikale Pixelzahl) gemäß diesem NTSC- oder PAL-System ausgeführt. Jedoch wurde es in den letzten Jahren vorgeschlagen, da CCDs nun zu Festkörper-Bildaufnahmeeinrichtungen mit hohen Pixelzahlen und hohen Auflösungen geworden sind, digitale Bilder zu erzeugen, bei denen die durch CCDs mit hohen Pixelzahlen erhaltene Bildinformation effizient genutzt wird. Ein Problem besteht darin, dass Anzeigestandards für PCs usw. Standards wie VGA (Video Graphics Array), XGA (Extended Graphics Array) und SXGA (Super XGA) sind, deren Display-Pixelzahlen verschieden sind. Wenn ein Bildsignal erzeugt wird, das einem dieser Standards entspricht, wird es möglich, in einer externen digitalen Einrichtung ein Bild hoher Auflösung zu verwenden.
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Da jedoch die Größe eines Bilds mit hoher Auflösung groß ist (die Datenmenge pro Bild ist groß), wird die Zeit der digitalen Bildverarbeitung (Übertragungszeit) lang. Dann tritt der Fall auf, dass zwar ein Endoskopievorgang eigentlich beendet ist, jedoch die Verarbeitung zum Ausgeben eines digitalen Bildsignals an eine externe Einrichtung noch nicht abgeschlossen ist, so dass das elektronische Endoskop noch nicht von der Prozessoreinheit getrennt werden kann. Dies ist von Nachteil, da Wasch- und Desinfektionsvorgänge des elektronischen Endoskops in Vorbereitung zur nächsten Untersuchung ausgeführt werden müssen, so dass der nächste Vorgang nicht schnell ausgeführt werden kann, da die genannte Ausgabeverarbeitung noch nicht abgeschlossen ist.
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JP 10151113 A beschreibt ein Verbindungsgerät für ein elektronisches Endoskop, bei dem ein mechanischer Verriegelungsschalter vorgesehen ist. Ein Steckverbinder eines Endoskops lässt sich in eine Steckdose des Verbindungsgeräts nur dann einführen, wenn der Verriegelungsschalter in einer ”OFF”-Position befindlich ist, in der weder das Verbindungsgerät, noch der Stecker, noch das Endoskop mit Spannung versorgt werden. Das Verbindungsgerät enthält Schaltmittel, die zuerst die Spannungszufuhr zum Videoprozessor einschalten und dann eine Vielzahl von Kabeln zwischen Signalverbinder und Steckbuchse in einer vorbestimmten Reihenfolge verbinden, nachdem der Verriegelungshebel in eine Verriegelungsposition gedreht wurde.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektronische Endoskopvorrichtung zu schaffen, bei der ein elektronisches Endoskop selbst dann von einer Prozessoreinheit getrennt werden kann, wenn die Ausgabe eines digitalen Bildsignals an eine externe Einrichtung noch nicht abgeschlossen ist.
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Diese Aufgabe ist durch die elektronische Endoskopvorrichtung gemäß dem beigefügten Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand abhängiger Ansprüche.
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Wenn beim erfindungsgemäßen Aufbau der Endoskopspannungsausschalter, der z. B. an einer Bedienkonsole der Prozessoreinheit vorhanden ist, betätigt wird, wird die Spannungszufuhr zum elektronischen Endoskop durch die Steuerschaltung gestoppt. Außerdem wird, wenn der CCD-Ansteuerimpuls an das elektronische Endoskop geliefert wird oder wenn inzwischen eine Kommunikation mit diesem ausgeführt wird, die Spannungsversorgung an dasselbe abgeschaltet, nachdem diese Vorgänge gestoppt sind. Dabei wird die Spannung der Prozessoreinheit nicht abgeschaltet, sondern die Verarbeitung zum Ausgeben des im Bildspeicher gespeicherten digitalen Bilds an die externe Einrichtung wird kontinuierlich ausgeführt.
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Bei einer derartigen elektronischen Endoskopvorrichtung kann das elektronische Endoskop unabhängig davon, ob die Ausgabeverarbeitung für das digitale Bild an die externe Einrichtung abgeschlossen ist oder nicht, von der Prozessoreinheit getrennt werden. Demgemäß wird es möglich, einen Waschvorgang des Endoskops unmittelbar nach Beendigung einer Endoskopie, das Anschließen eines anderen elektronischen Endoskops für die nächste Untersuchung und dergleichen auszuführen.
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Außerdem kann selbst dann, wenn der CCD-Ansteuerimpuls ausgegeben wird oder inzwischen ein Kommunikationsvorgang mit dem elektronischen Endoskop abläuft, die Spannung sicher vom Endoskop weggenommen werden. Demgemäß wird es möglich, eine Fehlfunktion oder einen Ausfall der Vorrichtung, das Einmischen von Störsignalen usw. zu vermeiden.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von durch Figuren veranschaulichten Ausführungsformen näher erläutert.
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1 ist ein Blockschaltbild, das den Aufbau einer elektronischen Endoskopvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt; und
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2 ist ein schematisches Diagramm, das den Gesamtaufbau der elektronischen Endoskopvorrichtung gemäß der Ausführungsform zeigt.
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Die 1 und 2 zeigen den Aufbau einer elektronischen Endoskopvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Als Erstes wird, auf Grundlage der 2, der Gesamtaufbau erläutert. Wie es in der 2 dargestellt ist, ist ein CCD 11, das eine Festkörper-Bildaufnahmeeinrichtung ist, in einem Endabschnitt eines elektronischen Endoskops 10 vorhanden. Als dieses CCD 11 stehen CCDs mit verschiedenen Pixelzahlen zur Verfügung. In einer Bedienungseinheit dieses elektronischen Endoskops 10 befinden sich Steuerschalter wie eine Schnappschuss/Aufzeichnungstaste 12. Das elektronische Endoskop 10 ist nicht nur mit einer Beleuchtungseinrichtung 15 über einen Lichtleiterverbinder 14A, sondern auch mit einer Prozessoreinheit 16 über einen Signalleitungs/Spannungsversorgungsleitungs-Verbinder 14B verbunden. Das Licht der Beleuchtungseinrichtung 15 wird über einen sich im elektronischen Endoskop 10 befindenden Lichtleiter an den Endabschnitt desselben geliefert. Aufgrund des von diesem Endabschnitt abgestrahlten Beleuchtungslichts wird ein Objekt beleuchtet, von dem durch das CCD 11 ein Bild aufzunehmen ist.
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Auf der Frontbedientafel 16A der Prozessoreinheit 16 befinden sich ein Endoskopspannungsausschalter (Bedientaste) 18 und ein Hauptspannungsschalter (Bedientaste) 17. Außerdem ist, was jedoch nicht dargestellt ist, eine Tastatur mit der Prozessoreinheit 16 verbunden, so dass auch eine vorbestimmte Taste dieser Tastatur die Funktion des Endoskopspannungsausschalters zugewiesen sein kann. Mit der Prozessoreinheit 16 sind auch ein gemäß dem NTSC-System arbeitender TV-Monitor 20, ein digitaler Drucker 21, eine Informations(Aufzeichnungs)medieneinheit 22, eine Dateiverwaltungseinheit 23, ein PC-Monitor 24 und dergleichen verbunden.
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Die 1 zeigt den Detailaufbau der Prozessoreinheit 16. Diese Prozessoreinheit 16 verfügt über eine Patientenschaltung 16B, die eine vorbestimmte Bildverarbeitung ausführt, und eine Ausgangsschaltung 16C, die ein Signal entsprechend verschiedenen Arten von Ausgangsformen erzeugt. Der Signalleitungs/Spannungsversorgungsleitungs-Verbinder 14B seitens des elektronischen Endoskops 10 ist mit einem Signalleitungs/Spannungsversorgungsleitungs-Verbinder 26 verbunden. In der Patientenschaltung 16B sind, vom oberen Teil des Diagramms her, die folgenden Schaltungen enthalten: eine CDS/AGC(correlation double sampling/automatic gain control)-Schaltung 28, die ein vom CCD 11 eingegebenes Bildaufnahmesignal abtastet und verstärkt, ein A/D-Wandler 29, ein Quarzoszillator 30, ein Timinggenerator (TG) 31, der einen CCD-Ansteuerimpuls und ein Synchronisiersignal an das elektronische Endoskop 10 ausgibt und andere Timingsignale erzeugt, und ein patientenseitiger Mikrocomputer 32, der mit dem Endoskop 10 kommuniziert und die Patientenschaltung 16B steuert.
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Außerdem sind eine Patientenschaltungs-Spannungseinheit (P) 33, die Spannung an die Patientenschaltung 16B liefert, und eine Endoskop-Spannungsversorgungseinheit 34 vorhanden, die über den Signalleitungs/Spannungsversorgungsleitungs-Verbinder 26 (P) eine Spannung an das elektronische Endoskop 10 liefert. Der Schaltvorgang der Spannungsversorgung in dieser Endoskop-Spannungsversorgungseinheit 34 wird durch den patientenseitigen Mikrocomputer 32 gesteuert.
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Mit der Patientenschaltung 16B ist eine Ausgangsschaltung 16C über einen Isolator 36 verbunden, der für einen elektrischen Isolierzustand sorgt. In dieser Ausgangsschaltung 16C sind die folgenden Schaltungen vorhanden: ein DSP (digitaler Signalprozessor) 38 und eine Signalverarbeitungsschaltung 39, die verschiedene Arten von Bildverarbeitungsvorgängen am Bildsignal ausführen, das vom A/D-Wandler 29 zugeführt wird und daher digitalisiert ist; eine Auflösungswandlungsschaltung 40 für PCs, die das Ausgangssignal dieser Signalverarbeitungsschaltung 39 auf eine vorbestimmte Wandlung (z. B. Bildgrößen wie VGA und XGA) wandelt, um das Ausgangssignal auf dem PC-Monitor 24 anzuzeigen; und eine Auflösungswandlungsschaltung 41 für TV, die das Ausgangssignal der Signalverarbeitungsschaltung 39 in ein analoges Signal (Y/C-Signal usw.) mit einer Auflösung (Bildgröße) zum Anzeigen des Ausgangssignals auf dem TV-Monitor 20 gemäß dem NTSC(PAL)-System wandelt. Diese Auflösungswandlungsschaltungen 40 und 41 verfügen jeweils über einen Bildspeicher, der im Fall eines Schnappschusses Bilder speichert.
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Außerdem ist ein Haupt-Mikrocomputer 43 vorhanden, der insgesamt die Schaltungen in der Prozessoreinheit 16 steuert. Steuersignale der Schalter 17, 18 und dergleichen, die sich an der Bedienkonsole 16A befinden, und ein Tastenbetätigungssignal von der Tastatur 44 werden an diesen Haupt-Mikrocomputer 43 geliefert. Dieser überträgt die Steuersignale an den patientenseitigen Mikrocomputer 32, wenn der Endoskopspannungsausschalter 18 betätigt wird. Ferner sind ein Unter-Mikrocomputer 46, der eine externe digitale Einrichtung usw. steuert (Steuervorgänge zum Schreiben, Lesen usw. von Bilddaten betreffend den nachfolgend genannten Speicher 47), ein Bildspeicher 47, der mindestens einen Satz von Untersuchungsdaten (z. B. nahezu 100 Bilder) speichern kann, um Untersuchungsbilder an die externe Einrichtung auszugeben, und eine Auflösungswandlungsschaltung 48 vorhanden, die ein digitales Bildsignal erzeugt, das Standards wie VGA, XGA und SXGA genügt, um die Untersuchungsbilder an den digitalen Drucker 21 auszugeben. Als diese Auflösungswandlungsschaltung 48 oder Auflösungswandlungsschaltung 40 für PCs liegt z. B. eine DVI(Digital Video Image)-Schaltung vor, die die Parallel-Seriell-Wandlung des Bildsignals, das eine vorgegebene Auflösungswandlung erfährt, ausführt und dieses serielle Signal als Differenzsignal ausgibt. Außerdem ist in dieser Ausgangsschaltung 16C eine Ausgangsschaltungs-Spannungsversorgungseinheit (P) 50 vorhanden.
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Wenn bei der Endoskopvorrichtung mit dem beschriebenen Aufbau der Haupt-Spannungsversorgungsschalter 17 der Bedienkonsole 16A betätigt wird, wird Spannung von den Spannungsversorgungseinheiten 50, 33 und 34 an jede Schaltung geliefert, und es wird die Bildaufnahme durch das CCD 11 am Ende des elektronischen Endoskops 10 gestartet. Das von dieser CCD 11 ausgegebene Signal wird durch die CDS/AGC-Schaltung 28 abgetastet, es wird durch den A/D-Wandler 29 in ein digitales Signal gewandelt, und danach erfährt es durch den DSP 38 und die Signalverarbeitungsschaltung 39 verschiedene Arten von Bildverarbeitungsvorgängen. Dann wird dieses Bildsignal über die Auflösungswandlungsschaltung 40 für PCs an den PC-Monitor 24 oder über die Auflösungswandlungsschaltung 41 für TV an den TV-Monitor 20 geliefert, und auf dem jeweiligen Monitor wird das Objektbild angezeigt. Außerdem wird, wenn der Schnappschussschalter der Schnappschuss-/Aufzeichnungstaste 12 des Endoskops 10 entsprechend einer ersten Stufe betätigt wird, das im Bildspeicher jeder der Auflösungswandlungsschaltungen 40 und 41 (Vollbildspeicher usw.) enthaltene Stehbild auf dem TV-Monitor 20 oder dem PC-Monitor 24 angezeigt. Außerdem werden die Bilddaten beim Schnappschuss auch an den Bildspeicher 47 geliefert.
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Wenn der Aufzeichnungsschalter der Schnappschuss-/Aufzeichnungstaste 12, wobei es sich um eine zweite Stufe handelt, betätigt wird, während das angezeigte Bild auf dem TV-Monitor 20 betrachtet wird, wird der Schreibzustand des Stehbilds, das aktuell in den Bildspeicher 47 geliefert ist, aufrecht erhalten. Dann werden, wenn ein Auslesen durch die Auslesesteuerung des Unter-Mikrocomputers 46 erfolgt, diese Stehbilddaten an die Informationsmedieneinheit 22 oder die Dateiverwaltungseinheit 23 ausgegeben. Außerdem wird ein Stehbild im Bildspeicher 47 durch die Auflösungswandlungsschaltung 48 in eine von mehreren Bildgrößen (Auflösungen) wie VGA und XGA gewandelt, und dieses Bild wird an den digitalen Drucker 21 und dergleichen ausgegeben.
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Bei einem derartigen Aufzeichnungsvorgang verfügt der Bildspeicher 47 über eine solche Kapazität, dass er mindestens einen Untersuchungssatz von Bilddaten speichern kann. Demgemäß sind das Betrachten und Aufzeichnen des nächsten Bilds möglich, ohne dass bei jedem Aufzeichnungsvorgang an die externe Einrichtung (21 bis 23) auf den Abschluss der Ausgabe der Bilddaten zu warten wäre. Dadurch wird die Verzögerung des Aufzeichnungsvorgangs, die durch die Zunahme des Datenvolumens pro Bild in Zusammenhang mit der jüngsten Tendenz von CCDs in Richtung auf hohe Pixelzahlen hervorgerufen ist, aufgehoben. Jedoch kann die Situation entstehen, dass selbst nach Beendigung der Endoskopie für einen Patienten der Aufzeichnungsvorgang an die externe Einrichtung 21 bis 23 noch nicht abgeschlossen ist.
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Nun kann bei der Erfindung die Zufuhr der Endoskopspannung gesteuert werden. Demgemäß gibt, wenn der Endoskop-Spannungsausschalter 18 der Bedienkonsole 16A betätigt wird, der Haupt-Mikrocomputer 43 einen Spannungsausschaltbefehl an den patientenseitigen Mikrocomputer 32. Dann wird durch die Steuerung dieses patientenseitigen Mikrocomputers 32 nur die Endoskop-Spannungsversorgungseinheit 34 ausgeschaltet. Dazu wird, wenn der CCD-Ansteuerimpuls vom Timinggenerator 31 ausgegeben wird, als Erstes die Ausgabe desselben gestoppt (unterbrochen). Als Nächstes wird, wenn der patientenseitige Mikrocomputer 32 mit dem elektronischen Endoskop 10 kommuniziert, diese Kommunikation gestoppt (unterbrochen), und danach wird die Endoskop-Spannungsversorgungseinheit 34 ausgeschaltet.
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Dabei wird, da die Patientenschaltungs-Spannungsversorgungseinheit 33 und die Ausgangsschaltungs-Spannungsversorgungseinheit 50 nicht ausgeschaltet sind, die Ausgabe (das Schreiben) der Bilddaten an die externe Einrichtung 21 bis 23 kontinuierlich ausgeführt. demgemäß, da nämlich das elektronische Endoskop 10 von der Frozessoreinheit 16 getrennt werden kann, bevor der Aufzeichnungsvorgang abgeschlossen ist, wird es möglich, schnell Folgevorgänge, wie ein Waschen des Endoskops 10, auszuführen. Außerdem werden bei dieser Ausführungsform die Ausgabe des CCD-Ansteuerimpulses und die Kommunikation mit den elektronischen Endoskopen 10 unterbrochen, bevor die Endoskop-Spannungsversorgungseinheit 34 ausgeschaltet wird, wie es oben erläutert ist. Demgemäß existieren Vorteile dahingehend, dass es möglich ist, eine Fehlfunktion und einen Ausfall der Vorrichtung durch diese Vorgänge zu vermeiden, und dass es auch möglich ist, ein Einmischen von Störsignalen zu vermeiden.
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Bei der oben genannten Ausführungsform ist der Fall beschrieben, dass ein Stehbild an die externe Einrichtung 21 bis 23 ausgegeben wird. Jedoch kann die Erfindung auch dann angewandt werden, wenn als Bildspeicher ein solcher für bewegte Bilder vorhanden ist und solche an eine externe Einrichtung für bewegte Bilder ausgegeben werden. Außerdem ist zwar bei der Ausführungsform angegeben, dass der Schalter 18 an der Bedienkonsole 16A eine Endoskopspannungs-Ausschalteinrichtung bildet, jedoch können als derartige Bedienungseinrichtung auch andere Bedienungselemente wie eine Tastatur verwendet werden, oder ein derartiger Schalter kann auch seitens des elektronischen Endoskops 10 vorhanden sein.
