JP2000354240A - 内視鏡撮像装置 - Google Patents

内視鏡撮像装置

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JP2000354240A
JP2000354240A JP11162910A JP16291099A JP2000354240A JP 2000354240 A JP2000354240 A JP 2000354240A JP 11162910 A JP11162910 A JP 11162910A JP 16291099 A JP16291099 A JP 16291099A JP 2000354240 A JP2000354240 A JP 2000354240A
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Hideki Tashiro
秀樹 田代
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  • Closed-Circuit Television Systems (AREA)
  • Instruments For Viewing The Inside Of Hollow Bodies (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】高画質なデジタル動画出力を備え、かつデジタ
ル動画記録フォーマットの変化に対応する汎用性の高い
構成の内視鏡撮像装置を提供すること。 【解決手段】メイン基板6の拡張コネクタ35には、D
V圧縮出力基板7、MPEG2圧縮出力基板8が着脱自
在に接続され、DV圧縮出力基板7では、データレジス
タ73を介してCPU44からデータがDVエンコーダ
82に入力され、DVエンコーダ82で入力されたデー
タに基づき、DVcodec処理がなされたデジタル圧
縮信号を、IEEE1394フォーマットに基づいて生
成したDVデジタル圧縮信号をIEEE1394Link&P
HY81から出力する。また、このDV圧縮出力基板7に
MPEG2圧縮出力基板8が接続されているときにはC
PU44からデータがMPEG2エンコーダ84に入力
され、同様にMPEG2デジタル圧縮信号をIEEE1
394Link&PHY83から出力する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、内視鏡画像を処理
するメイン基板に着脱される拡張基板に特徴を有する内
視鏡撮像装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、細長の挿入部を体腔内などに挿入
して対象部位を観察したり、各種検査、治療処置等を行
うことのできる内視鏡が広く用いられている。硬性鏡や
ファイバースコープなどの光学式内視鏡を用いる場合
は、この光学式内視鏡の接眼部に内視鏡撮像装置のカメ
ラヘッドを装着し、モニタ画面上に内視鏡画像を表示し
て観察を行ったり、検査後の診断のために画像を記録し
たりすることが一般に行われている。また、CCD等の
撮像素子を挿入部に設けた電子内視鏡によって、モニタ
画面上に内視鏡画像を表示して観察を行ったり、検査後
の診断のために画像を記録したりするようにした内視鏡
撮像装置も各種用いられている。
【0003】この従来の内視鏡撮像装置においてはアナ
ログVTRと高画質なビデオテープとによって動画像を
記録し、その後、術者は記録済みのビデオテープをVT
Rを用いて再生して、学会用ビデオや学会用スライドを
作成したり、必要に応じて関係者がカルテ添付又は患者
配布用の静止画をキャプチャーしたり、観察映像を診断
直後に再生して、患者に見せながら症状を説明するとい
ったことが行われていた。
【0004】しかし、前記アナログVTRと高画質なビ
デオテープとの組合せで記録されている映像の限界解像
が約400TV本であるのに対し、例えば高解像の軟性
鏡と単板カメラとの組合せでは内視鏡撮像装置のモニタ
画面上に480TV本まで表示され、高解像度の硬性鏡
と単板カメラとの組合せでは内視鏡撮像装置のモニタ画
面上に750TV本まで表示されるので、VTRによる
画質の方がモニタ画面に表示される画像より下回ってい
た。このため、手術或いは診断中にモニタ画面上に表示
されていたものが、VTR再生画像上では見ることがで
きないという問題がおこっていた。
【0005】又、近年ではアナログVTRと高画質なビ
デオテープとによって記録するよりもさらに高画質で録
画することを可能にしたDV圧縮方式のデジタルVTR
が普及し始めている。さらに、デジタル放送やDVD−
VIDEOの圧縮フォーマットとして採用されているM
PEG2方式に注目が集まっている。
【0006】デジタルメディアである幅6mmのデジタ
ルビデオカセットテープやDVD−ROM/RAMで
は、従来のアナログメディアに比べ、前述したように高
画質な記録が可能であるばかりでなく、録画する媒体の
体積が小さい。このため、病院での保管スペースの削減
に貢献できるので内視鏡分野に於いて、大いに注目され
ている。なお、前記DV記録の場合には500TV本ま
で記録することが可能であるので、少なくとも内視鏡市
場の大部分を占める単板カメラの限界までカバーできる
ことになる。
【0007】そして、特開平10−286231号公報
には表示装置等の複数の周辺機器のそれぞれに対して信
号を劣化させることなく伝送することができるように、
固体撮像素子から出力される映像信号に基づいて複数の
フォーマットのデジタルビデオ信号を出力するビデオプ
ロセスユニットを有する電子内視鏡装置が開示されてい
る。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、内視鏡
撮像装置は病院が購入する装置としては比較的高価であ
り、現状のデジタル動画記録フォーマットが未統一な段
階で購入に踏み切ったとき、内視鏡撮像装置のデジタル
動画出力フォーマットの汎用性がなくなってしまうおそ
れがあるばかりでなく、内視鏡撮像装置がシステム全体
として汎用性のない高価なものになってしまうおそれが
ある。
【0009】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、高画質なデジタル動画出力を備え、かつデジタル
動画記録フォーマットの変化に対応する汎用性の高い構
成の内視鏡撮像装置を提供することを目的にしている。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明の内視鏡撮像装置
は、内視鏡により得られた被写体像を撮像する撮像手段
を備えた撮像装置と、この撮像装置で撮像した被写体の
動画映像信号を処理してデジタル動画像信号を生成する
信号処理手段を備えたメイン基板と、このメイン基板に
着脱自在で、前記信号処理手段によって得られたデジタ
ル動画像信号を圧縮するデジタル動画圧縮手段及びこの
デジタル動画圧縮手段により得られた圧縮信号を出力す
る圧縮信号出力手段を設けた処理手段を設けた拡張基板
とを具備している。
【0011】そして、前記デジタル動画圧縮手段の圧縮
フォーマットはDV動画圧縮又はMPEG2動画圧縮で
あり、前記圧縮信号出力手段の出力フォーマットはIE
EE1394である。
【0012】この構成によれば、メイン基板に着脱自在
な拡張基板上に設けられているデジタル動画圧縮手段及
び圧縮信号出力手段によって高画質なデジタル動画の出
力を得られる。また、この拡張基板にはデジタル動画圧
縮手段として現在普及しつつあるDV動画圧縮を備えた
もの或いはMPEG2動画圧縮を備えたものがあり、そ
れぞれIEEE1394インターフェースを介して出力
される。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図1ないし図6は本発明の一実施
形態に係り、図1は内視鏡撮像装置の構成を説明する
図、図2は拡張コネクタにDV圧縮出力基板が接続さ
れ、DV圧縮出力基板にMPEG2圧縮出力基板が接続
されたときの外観を示す図、図3は拡張コネクタに接続
されたDV圧縮出力基板及びこのDV圧縮出力基板に接
続されたMPEG2圧縮出力基板の概略構成を説明する
図、図4はDV圧縮出力基板のコネクタ部及び要部を説
明する図、図5はDVcodec処理を施し、デジタル
圧縮信号をIEEE1394フォーマットに基づいて生
成して出力する構成を説明する図、図6はCCUのリア
パネルの一構成例を示す外観図である。
【0014】図1に示すように、本実施形態の内視鏡撮
像装置1では、電子内視鏡(又は硬性鏡の接眼部に着脱
自在に取り付けられたカメラユニット)2の先端に設け
られた固体撮像素子、撮像手段として例えば補色単板式
のCCD2aを駆動制御して画像処理装置であるカメラ
コントロールユニット(以下CCUと記載する)3に内
視鏡像が取り込まれる。このCCU3では、患者回路4
と、この患者回路4と電気的に絶縁した2次回路5とが
同一のメイン基板6上に構成されている。
【0015】前記CCU3の2次回路5側には、水晶発
信器(以下CXOと記載する)12からの基準クロック
を受け、各種タイミング信号を生成する同期信号発生回
路(以下SSGと記載する)13が設けられている。ま
た、前記CCU3の患者回路4側にはCCD駆動回路1
4が設けられており、フォトカプラ(以下PCと記載す
る)15a,15b,15cを介しラッチ回路17によ
りラッチされたSSG13の出力(HD:水平同期信
号、VD:垂直同期信号、ID:ライン判別信号)を基
にCCD駆動回路14によりCCD駆動信号が生成され
るようになっている。そして、このCCD駆動信号によ
り駆動されたCCD2aからの撮像信号がCCU3の患
者回路4のプリアンプ18に出力され増幅される。
【0016】また、患者回路4側には、電圧に応じて微
妙に周波数を変化させられる可変水晶発振器(以下VC
XOと記載する)19、位相同期回路(以下PLLと記
載する)20が設けられ、PC15dを介してSSG1
3からの基準クロックに基づくタイミングジェネレータ
(以下TGと記載する)21からのタイミング信号によ
りPLL20でCCD2aへの信号伝送時の位相補償が
図られ、PLL20及びVCXO19によりCCD駆動
回路14のCCD駆動信号とプリアンプ18の出力との
位相同期がとられる。
【0017】さらにプリアンプ18の出力は、CDS回
路22で相関2重サンプリングされた後、AGC(オー
トゲインコントローラ)23でゲイン調整がなされた
後、TG21からのタイミング信号によりA/D変換器
24でA/D変換される。
【0018】そして、A/D変換された映像信号はPC
15eを介して2次回路側のOBクランプ25に出力さ
れ、OBクランプ25にて黒レベルが調整されて、色分
離回路26に出力され、色分離回路26で輝度信号Y及
びクロマ信号Cに分離される。
【0019】分離されたクロマ信号Cは、FIRフィル
タ27により擬色等が除去され、2つの1Hディレイ回
路(以下、1HDL)28a,28b及び色信号同時化
回路29により線順次の色信号を同時化して色差信号と
して次段のRGBマトリックス回路30に出力される。
【0020】一方、分離された輝度信号Yは、位相補償
回路31でFIRフィルタ27でのクロマ信号Cとの位
相の調整を行い、水平方向の輪郭強調を行うため2つの
1HDL28c,28dを介して0H,1H,2H遅れ
の輝度信号がエンハンス回路32に出力されて、このエ
ンハンス回路32で輪郭強調処理がなされた後、RGB
マトリックス回路30に出力される。
【0021】RGBマトリックス回路30では、入力さ
れた輝度信号及び色差信号に対して所定のマトリックス
演算を施すことにより、各8ビットのRGB信号を生成
する。RGBマトリックス回路30により生成されたR
GB信号は、ペイント・W/B回路33に出力され、ペ
イント・W/B回路33に於いてペイント処理(色調補
正)及びホワイトバランスが取られ、3つのγ補正回路
34a,34b,34cによりRGB信号に対してγ補
正を行い、拡張コネクタを介してD/A変換器36でD
/A変換されて、エンコーダ37でコンポジット信号V
BS及びY/C分離信号が生成され、図示しないモニタ
に出力される。
【0022】RGBマトリックス回路30からのRGB
信号は検波回路38にも出力されており、検波回路38
で検波した検波信号(明るさ信号)により図示しない光
源で調光制御がなされるとともに、検波回路38からの
検波信号(明るさ信号)はPC15fを介してCCD駆
動回路14に伝送され、この検波信号(明るさ信号)に
よりCCD2aの電子シャッタ機能が制御され、また電
子ボリューム(EVR)39が検波信号(明るさ信号)
によりAGC23のゲイン制御を行う。
【0023】つまり、メイン基板6ではCCD2aから
の映像信号を上述した各種回路(CPU44,SSC1
3,D/A変換器36及びエンコーダ37を除く回路)
で構成された信号処理手段を構成する回路から出力され
る各8ビットのRGB信号を後述する3ステートバッフ
ァ50に出力する。
【0024】そして、このメイン基板6に設けられた拡
張コネクタ35には、例えば拡張基板として構成された
DV圧縮出力基板7、MPEG2圧縮出力基板8が着脱
自在に接続されるようになっている。
【0025】なお、図2に示すように前記DV圧縮出力
基板7及びMPEG2圧縮出力基板8は、メイン基板6
に設けられた拡張コネクタ35に順次重ねられた状態で
接続され、各拡張用基板にはメイン基板6に設けられた
CPU44のデータバス、アドレスバスが接続され、さ
らにSSG13からはクロック(CLK)、水平同期信
号(HD)、垂直同期信号(VD)、フィールド判別信
号(FLD)、複合同期信号(CSYNC)等の各種同
期信号が出力される。(図1参照)図3に示すように前
記メイン基板6のCPU44からのデータバス71、ア
ドレスバス72がDV圧縮出力基板7及びMPEG2圧
縮出力基板8のそれぞれに設けられているデータレジス
タ73及びアドレスデコーダ74に接続されている。
【0026】前記DV圧縮出力基板7及びMPEG2圧
縮出力基板8では、前記アドレスデコーダ74からデコ
ーダしたアドレス信号をそれぞれDV圧縮出力基板7及
びMPEG2圧縮出力基板8に設けられているID信号
発生部75が受け、それぞれのID信号発生部75は自
らのアドレスが指定されるとID信号ライン76を介し
てID信号をメイン基板6のCPU44に送信する。そ
して、CPU44では、接続されている拡張基板の種類
と枚数を検出して、検出結果に基づいて各拡張基板をそ
れぞれ制御するようになっている。
【0027】また、DV圧縮出力基板7及びMPEG2
圧縮出力基板8のタイミング信号発生部78には同期信
号ライン77を介してSSG13からクロック(CL
K)、水平同期信号(HD)、垂直同期信号(VD)、
フィールド判別信号(FLD)、複合同期信号(CSY
NC)等の各種同期信号が入力される。
【0028】前記メイン基板6に設けられている拡張コ
ネクタ35は、例えば180ピンのオスコネクタで構成
され、図4に示すように各接続ピンは制御用ピン群5
1,入力用ピン群52,出力用ピン群53の3つに分類
されている。
【0029】前記制御用ピン群51にはCPU44から
のデータバス、アドレスバス、アドレスバス及びSSG
13からの各種同期信号が接続される。また、入力用ピ
ン群52にはRGBマトリックス回路30からの各8ビ
ットのRGB信号が接続される。RGBマトリックス回
路30からの各8ビットのRGB信号のD/A変換器3
6への入力は3ステートバッファ50を介して行われ、
この3ステートバッファ50の出力には出力用ピン群5
3からの各8ビットのRGB信号が接続されている。
【0030】本実施形態においては、前記3ステートバ
ッファ50の出力状態は、拡張コネクタ35に接続され
ている基板の有無にかかわらず、High信号が入力さ
れるため、3ステートバッファ50の出力は入力された
静止画像をそのままメイン基板6のD/A変換器36に
出力しエンコーダ37を介して画像をモニタ(図示せ
ず)に表示させる。
【0031】前記メイン基板6にDV圧縮出力基板7が
接続される場合、例えば180ピンのメスコネクタ55
と拡張コネクタ35とが電気的に接続される。このこと
により、前記DV圧縮出力基板7ではメスコネクタ55
の制御用ピン群56及び入力用ピン群57を介してCP
U44からのデータバス、アドレスバス及びSSG13
からの各種同期信号及びRGBマトリックス回路30か
らの各8ビットのRGB信号が圧縮信号出力手段である
信号処理回路60に入力される。
【0032】つまり、前記DV圧縮出力基板7では、デ
ータレジスタ73を介してCPU44からデータがDV
エンコーダ82に入力され、DVエンコーダ82では入
力されたデータに基づき、図5に示すように例えばDV
codec処理がなされたデジタル圧縮信号を、IEE
E1394フォーマットに基づいて生成したDVデジタ
ル圧縮信号を圧縮信号出力手段であるIEEE1394
Link&PHY81から図示しないDV録画装置に出力してい
く。なお、前記オスコネクタの出力用ピン群53は、メ
スコネクタ55の出力用ピン群58に接続されている。
【0033】また、前記IEEE1394から出力され
るデジタル圧縮信号は、このDV圧縮出力基板7に設け
られたコネクタ54に接続された拡張基板であるMPE
G2圧縮出力基板8の例えば180ピンのコネクタ59
を介してMPEG2圧縮出力基板8に伝達される。そし
て、このMPEG2圧縮出力基板8では、データレジス
タ73を介してCPU44からのデータがMPEG2エ
ンコーダ84に入力され、MPEG2エンコーダ84で
は入力されたデータに基づきIEEE1394フォーマ
ットに基づいて生成したMPEG2デジタル圧縮信号を
圧縮信号出力手段であるIEEE1394Link&PHY83
から図示しないMPEG2記録用ハードディスクレコー
ダ等に出力するようになっている。
【0034】さらに、図6に示すように前記CCU3の
リアパネル等にはメモリカード挿入口86が設けられて
いる。このメモリカード挿入口86にメモリカード86
aを装着して図示しないメモリカード記録部を介してこ
のメモリカード86aに映像データ等を記録する。この
ことにより、術者は術後、このメモリカード86aをメ
モリカード挿入口86から取り外してパソコン等に装着
して、パソコン上で観察、画像処理等を行うことが可能
になっている。
【0035】このように、本実施の形態では、高価な内
視鏡撮像装置に高画質なデジタル動画圧縮出力を設ける
場合、最初に既に普及し始めているDV圧縮出力基板を
装着してDV録画装置等に記録することができるように
し、後にMPEG2圧縮によるハードディスクレコーダ
への記録が主流になった場合には、必要に応じて拡張基
板としてのMPEG2圧縮出力基板を追加装着して、2
つの圧縮フォーマットに対応することができるので、ト
ータルで非常にコストパフォーマンスに優れた内視鏡撮
像装置を提供することができる。
【0036】また、内視鏡画像に対する基本処理を行う
メイン基板に対して、所望のデジタル動画圧縮処理を施
す機能を備えた拡張基板を着脱することによって、各種
デジタル動画圧縮出力を行える内視鏡撮像装置を安価に
構成することができる。
【0037】尚、本発明は、以上述べた実施形態のみに
限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲
で種々変形実施可能である。
【0038】[付記]以上詳述したような本発明の上記
実施形態によれば、以下の如き構成を得ることができ
る。
【0039】(1) 内視鏡により得られた被写体像を
撮像する撮像手段を備えた撮像装置と、この撮像装置で
撮像した被写体の動画映像信号を処理してデジタル動画
像信号を生成する信号処理手段を備えたメイン基板と、
このメイン基板に着脱自在で、前記信号処理手段によっ
て得られたデジタル動画像信号を圧縮するデジタル動画
圧縮手段及びこのデジタル動画圧縮手段により得られた
圧縮信号を出力する圧縮信号出力手段を設けた処理手段
を設けた拡張基板と、を具備することを特徴とする内視
鏡撮像装置。
【0040】(2)内視鏡により得られる被写体像を撮
像する撮像手段と、前記撮像手段で撮像した被写体像の
映像信号の処理を行う信号処理手段と、デジタル動画圧
縮及び圧縮信号出力手段と、を備えたことを特徴とする
内視鏡撮像装置。
【0041】(3)前記信号処理手段はメイン基板上に
設けられ、前記デジタル動画圧縮手段及び圧縮信号出力
手段は、前記メイン基板に着脱自在に接続される拡張基
板上に設けた付記2記載の内視鏡撮像装置(4)前記デ
ジタル動画圧縮手段の圧縮フォーマットはDV動画圧縮
又はMPEG2動画圧縮であり、前記圧縮信号出力手段
の出力フォーマットはIEEE1394であることを特
徴とする付記1又は付記2記載の内視鏡撮像装置。
【0042】
【発明の効果】以上説明したように本発明の内視鏡撮像
装置によれば、高画質なデジタル動画出力を備え、かつ
デジタル動画記録フォーマットの変化に対応する汎用性
の高い構成の内視鏡撮像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1ないし図6は本発明の一実施形態に係り、
図1は内視鏡撮像装置の構成を説明する図
【図2】拡張コネクタにDV圧縮出力基板が接続され、
DV圧縮出力基板にMPEG2圧縮出力基板が接続され
たときの外観を示す図
【図3】拡張コネクタに接続されたDV圧縮出力基板及
びこのDV圧縮出力基板に接続されたMPEG2圧縮出
力基板の概略構成を説明する図
【図4】DV圧縮出力基板のコネクタ部及び要部を説明
する図
【図5】DVcodec処理を施し、デジタル圧縮信号
をIEEE1394フォーマットに基づいて生成して出
力する構成を説明する図
【図6】CCUのリアパネルの一構成例を示す外観図
【符号の説明】
1…内視鏡撮像装置 2…電子内視鏡 2a…CCD 3…CCU 4…患者回路 5…2次回路 6…メイン基板 7…DV圧縮出力基板 8…MPEG2圧縮出力基板 13…SSG 30…RGBマトリックス回路 33…ペイント・W/B回路 34a,34b,34c…γ補正回路 35…拡張コネクタ 36…D/A変換器 37…エンコーダ 44…CPU

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内視鏡により得られた被写体像を撮像す
    る撮像手段を備えた撮像装置と、 この撮像装置で撮像した被写体の動画映像信号を処理し
    てデジタル動画像信号を生成する信号処理手段を備えた
    メイン基板と、 このメイン基板に着脱自在で、前記信号処理手段によっ
    て得られたデジタル動画像信号を圧縮するデジタル動画
    圧縮手段及びこのデジタル動画圧縮手段により得られた
    圧縮信号を出力する圧縮信号出力手段を設けた処理手段
    を設けた拡張基板と、 を具備することを特徴とする内視鏡撮像装置。
  2. 【請求項2】前記デジタル動画圧縮手段の圧縮フォーマ
    ットはDV動画圧縮又はMPEG2動画圧縮であり、前
    記圧縮信号出力手段の出力フォーマットはIEEE13
    94であることを特徴とする請求項1記載の内視鏡撮像
    装置。
JP11162910A 1998-11-26 1999-06-09 内視鏡撮像装置 Withdrawn JP2000354240A (ja)

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