JP2005111187A - 内視鏡装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 既存の内視鏡装置を用いて、簡単確実に処理プログラムの書込書換が可能な内視鏡装置を提供する。
【解決手段】 内視鏡静止画像データを記録する着脱可能なメモリカード１０２と、内視鏡静止画像データを生成処理するファームウェアのプログラムデータを格納する書換え可能なＥＥＰＲＯＭ１１２と、メモリーカード１０２に内視鏡静止画像データに代えてファームウェアの新しいプログラムデータを格納させ、その新しいプログラムデータを読み込みＥＥＰＲＯＭ１１２に格納されているファームウェアのプログラムデータと書き換えるＣＰＵ１０５とを備えた内視鏡装置。
【選択図】 図５

Description

本発明は、内視鏡装置に関し、特に内視鏡画像の静止画像データを生成する画像処理プログラムの書込、及び書換機能を有する内視鏡装置に関する。

近年、医療分野において、内視鏡を用いて体腔内患部を観察治療処置する内視鏡装置が用いられている。この内視鏡装置は、体腔内に挿入され、体腔内患部に照明光を投射すると共に、その照明光により照明された患部からの反射光の結像位置に配置した固体撮像素子によって撮像信号に変換する電子内視鏡と、この電子内視鏡において撮像生成した撮像信号に所定の信号処理を施して内視鏡画像信号を生成させるカメラコントロールユニットと、このカメラコントロールユニットで生成された内視鏡画像信号を基に内視鏡画像を表示するモニターと、及び前記内視鏡画像信号を記録する各種記録機器とからなっている。

この内視鏡装置のカメラコントロールユニットにおいて、電子内視鏡で撮像した撮像信号から生成される内視鏡画像信号は、内視鏡観察治療処置に応じて、例えば、動画像、静止画像、患部と他の部位との判別を明確にするための色処理、静止画像の圧縮記録等の信号処理が行われる。前記カメラコントロールユニットは、前記複数の信号処理をマイクロプロセッサによりデジタル的に行うための複数の処理プログラムが事前設定されている。

このマイクロプロセッサに設定されている処理プログラムに欠陥があったり、または処理プログラムの変更、或いは更新を行う際には、保守サービスマンが内視鏡装置の設置場所に出かけて、該当処理プログラムが設定されているボード、例えば、書換可能なＲＯＭを搭載した基板（以下、単にＲＯＭ基板と称する）をカメラコントロールユニットから取り外し、その取り外したボードを所定の保守サービスセンターに持ち帰って処理プログラムの欠陥修正、変更、及び更新を行っている。或いは、該当処理プログラムが設定されている内視鏡装置の設置場所において、プログラム書き換え用専用機器を用いて処理プログラムの欠陥修正、変更、及び更新が行われる。

このように、処理プログラムが設定されているボードのカメラコントロールユニットからの取り外し作業は、非常に煩雑であり、かつ熟練した保守サービスマンによる実行が求められる。この処理プログラムが設定されているボードを熟練した保守サービスマンによる煩雑な取り外し作業を行うことなく、前記処理プログラムの欠陥修正、変更、及び更新を可能とする方法が提案されている。

このボードに記録されている処理プログラムの欠陥修正、変更、更新において、着脱可能なメモリーカードに新規処理プログラムを一旦書込記憶させ、そのメモリカードから前記ボードの処理プログラムを書込書き換える方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
また、無線通信により処理プログラムの書込、書き換える方法も提案されている（特許文献２参照）。
特開平８−１７９９８６号公報。 特開２００３−８４９９４号公報。

前述したように、マイクロプロセッサにおいて各種情報を処理する処理プログラムが書込記憶されているＲＯＭ基板等のボードに対して、処理プログラムの欠陥修正、変更、更新などの為の書込書換は、前記特許文献１に提案されているように、前記処理プログラムの書込書換専用の着脱可能なメモリカードを用いることは、コスト上昇の要因となり、かつ、このメモリカードを着脱するためのカード着脱機能を前記カメラコントロールユニットに設ける必要がある。

また、前記特許文献２に提案されているように、前記処理プログラムの書込書換を無線通信により行うためには、前記カメラコントロールユニットに無線通信により処理プログラムの受信アンテナと、その受信した無線通信から処理プログラムをエンコードする機能とを備える必要がある。

つまり、いずれの方法においても、従来のカメラコントロールユニットに新たな機能の追加が必要となり、内視鏡装置のコスト上昇要因となる。このために、既存のカメラコントロールユニットの機能を用いて、コスト上昇することなく、かつ、処理プログラムの書込書換時に熟練した保守サービスマンによるボード取り外し作業を必要としない内視鏡装置が求められている。

本発明は、このように事情に鑑みてなされたもので、既存の内視鏡装置を用いて、簡単確実に処理プログラムの書込書換が可能な内視鏡装置を提供することを目的としている。

本発明の内視鏡装置は、内視鏡静止画像データを記録する着脱可能なメモリカード手段と、ファームウェアであって、前記内視鏡静止画像データの生成処理をする第１のプログラムデータを格納する書換え可能なメモリ手段と、前記メモリーカード手段に格納された第２のプログラムデータによって前記メモリ手段に格納されている第１のプログラムデータを書き換える書換手段と、を具備することを特徴としている。

本発明により、内視鏡装置の画像処理用のファームウェアの各種プログラムデータを静止画データの記録用メモリカードを用いて簡単確実に書込書換が可能となる。

本発明の内視鏡装置は、熟練者による専用機器を用いた処理プログラムが格納されたボードの取り外し作業が不要となり、通常時は内視鏡画像の静止画データを記録するメモリーカードを用いて、画像処理用のファームウェアの各種プログラムデータを簡単確実に書換更新が可能となる効果を有している。

以下、図面を用いて本発明の実施の形態について説明する。図１乃至図６は、本発明の内視鏡装置の一実施形態に係り、図１は本発明に係る内視鏡装置の構成を示すブロック図、図２は図１に示した内視鏡装置に用いた拡張コネクタに接続された複数の拡張基板の外観を示す斜視図、図３は図１に示した内視鏡装置に用いた拡張コネクタの構成を示すブロック図、図４は図１に示した内視鏡装置に用いた拡張コネクタに接続される拡張基板の接続関係を示すブロック図、図５は図１に示した内視鏡装置に用いた拡張コネクタに接続されるＰＣＢＯＤ基板の構成を示すブロック図、図６はＰＣＢＯＤ基板の処理プログラムの書換動作を説明するフローチャートである。

最初に図１により、本発明に係る内視鏡装置について説明する。本実施の形態の内視鏡装置１は、体腔内の観察患部を撮像して撮像信号を生成する固体撮像素子（以下、ＣＣＤと称する）３を有する電子内視鏡２と、この電子内視鏡２のＣＣＤ３を駆動制御すると共に、撮像生成された撮像信号に所定の信号処理を施して、内視鏡画像信号を生成するカメラコントロールユニット（以下、ＣＣＵと称する）４と、このＣＣＵ４で生成された内視鏡画像信号により内視鏡画像を表示する図示していないモニタと、前記内視鏡画像信号を記録する図示していない各種記録機器とからなっている。

前記電子内視鏡２は、体腔内に挿入される挿入部先端に、例えば補色単板式のＣＣＤ３が備えられ、そのＣＣＤ３により観察患部像を光電変換して撮像信号を得るものである。なお、この電子内視鏡２に代えて、体腔内に挿入される硬性鏡の接眼部に着脱自在に取り付けられる前記ＣＣＤ３を有するカメラヘッドで前記接眼部からの観察患部像の撮像信号を得る硬性内視鏡でも良い。

前記ＣＣＵ４は、前述したように、前記ＣＣＤ３を駆動制御する機能と、前記ＣＣＤ３において、撮像生成した撮像信号に所定の信号処理を施して内視鏡画像信号を生成する機能とを有している。前記ＣＣＵ４は、前述し機能を患者回路５と、この患者回路５と電気的に絶縁した二次回路６とに分離して同一のメイン基板７上に配置されている。

このＣＣＵ４の患者回路５には、ＣＣＤ駆動回路１４、ラッチ回路１７、プリアンプ回路１８、可変水晶発振器（以下、ＶＣＸＯと称する）１９、位相同期回路（以下、ＰＬＬと称する）２０、タイミング信号発生器（以下、ＴＧと称する）２１、相関二重サンプリング回路（以下、ＣＤＳと称する）２２、自動利得制御回路（以下、ＡＧＣと称する）２３、アナログ／デジタル変換器（以下、Ａ／Ｄと称する）２４、及び電子ボリューム（以下、ＥＶＲと称する）３９からなっている。

前記ＣＣＤ駆動回路１４は、後述する二次回路６の同期信号発生器（以下、ＳＳＧと称する）１３からラッチ回路１７を介して供給される各種同期信号と、ＶＣＸＯ１９からの基準クロック信号とにより前記ＣＣＤ３の光電変換と、光電変換した電荷の読み出し駆動制御を行う。前記ＳＳＧ１３は、水平同期信号ＨＤ、垂直同期信号ＶＤ、ライン判別信号ＩＤをそれぞれ生成して、フォトカプラ（以下、ＰＣと称する）１５ａ，１５ｂ，１５ｃを介してラッチ回路１７に供給される。ラッチ回路１７は、それら同期信号ＨＤ、ＶＤ、ＩＤをラッチして前記ＣＣＤ駆動回路１４に供給する。

前記プリアンプ１８は、前記ＣＣＤ駆動回路１４の駆動制御の基で前記ＣＣＤ３によって撮像された撮像信号を増幅する。前記ＶＣＸＯ１９は、前記ＣＣＤ駆動回路１９の駆動を制御するクロック信号を生成供給する。前記ＰＬＬ２０は、前記プリアンプ１８からの撮像信号の位相と、前記ＴＧ２１からのタイミング信号の位相との比較を行い、前記ＶＣＸＯ１９のクロック信号の位相制御を行う。つまり、ＰＬＬ２０とＶＣＸＯ１９によりＣＣＤ駆動回路１４によるＣＣＤ駆動信号の位相と、プリアンプ１８から出力される撮像信号の位相との位相同期制御が行われる。

前記ＴＧ２１は、前記ＳＳＧ１３からＰＣ１５ｄを介して供給されたクロック信号ＣＬＫによりタイミング信号を生成する。前記ＣＤＳ２２は、前記プリアンプ１８で増幅された撮像信号を相関二重サンプリング処理する。このＣＤＳ２２は、前記ＴＧ２１からのタイミング信号により駆動制御される。前記ＡＧＣ２３は、前記ＣＤＳ２２において相関二重サンプリング処理された撮像信号の利得を制御する。

前記Ａ／Ｄ２４は、前記ＡＧＣ２３から出力された撮像信号をデジタル撮像信号に変換する。このＡ／Ｄ２４は、前記ＴＧ２１からのタイミング信号により駆動制御される。このＡ／Ｄ２４において変換されたデジタル撮像信号は、ＰＣ１５ｅを介して後述する二次回路６のＯＢクランプ回路へ供給される。

前記ＥＶＲ３９は、前記二次回路６の後述する検波回路３８からの内視鏡画像信号の明るさを示す検波信号をＰＣ１５ｆを介して取り込み、この検波信号により前記ＡＧＣ２３の利得を制御する。なお、この検波信号は、前記ＣＣＤ駆動回路１４にも供給され、ＣＣＤ３を駆動制御するＣＣＤ駆動信号も制御される。

二次回路６は、水晶発振器（以下、ＣＸＯと称する）１２、ＳＳＧ１３、ＯＢクランプ回路２５、色分離回路２６、ＦＩＲフィルタ２７、１Ｈディレイ回路（以下、１ＨＤＬと称する）２８ａ，２８ｂ，２８ｃ，２８ｄ、色信号同時化回路２９、ＲＧＢマトリックス回路３０、遅延補償回路３１、エンハンス回路３２、ペイント・ホワイトバランス回路（以下、ペイントＷ／Ｂと称する）３３、γ回路３４ａ，３４ｂ，３４ｃ、拡張コネクタ３５、デジタル／アナログ変換回路（以下、Ｄ／Ａと称する）３６、エンコーダ３７、検波回路３８、マイクロプロセッサ（以下、ＣＰＵと称する）４４からなっている。

前記ＣＸＯ１２は、基準クロック信号を発振して、前記ＳＳＧ１３へ供給する。前記ＳＳＧ１３は、前記ＣＸＯ１２からの基準クロック信号の基づいて、水平同期信号ＨＤ、垂直同期信号ＶＤ、ライン判別信号ＩＤ、基準クロックＣＬＫをそれぞれ生成して、前記ＰＣ１５ａ〜１５ｄを介して、前記患者回路５へ供給する。さらに、前記ＳＳＧ１３は、前記水平同期信号ＨＤ、垂直同期信号ＶＤ、基準クロックＣＬＫ、フィールド判別信号ＦＬＤ、色同期信号ＣＳＹＮＣをそれぞれ生成して、前記拡張コネクタ３５に供給する。

前記ＯＢクランプ回路２５は、前記Ａ／Ｄ２４からＰＣ１５ｅを介して供給されたデジタル撮像信号の黒レベルを調整する。前記色分離回路２６は、前記ＯＢクランプ回路２５において黒レベル調整されたデジタル撮像信号から輝度信号Ｙとクロマ信号Ｃとに分離する。前記ＦＩＲフィルタ２７は、前記色分離回路２６において分離されたクロマ信号Ｃの擬色等を除去する。前記１ＨＤＬ２８ａ，２８ｂ，２８ｃ，２８ｄは、入力された信号を１Ｈ遅延させるものである。

前記ＦＩＲフィルタ２７において擬色等が除去されたクロマ信号Ｃは、前記色信号同時化回路２９に直接供給されると共に、前記１ＨＤＬ２８ａにより１Ｈ遅延させた１Ｈ遅延クロマ信号Ｃと、この１ＨＤＬ２８ａからの１Ｈ遅延クロマ信号Ｃを１ＨＤＬ２８ｂによりさらに１Ｈ遅延させた２Ｈ遅延クロマ信号Ｃとが供給される。この色信号同時化回路２９は、直接供給されたクロマ信号Ｃ、１Ｈ遅延クロマ信号Ｃ、及び２Ｈ遅延クロマ信号Ｃの線順次色信号を同時化して色差信号を生成する。

前記遅延補償回路３１は、前記色分離回路２６により分離された輝度信号Ｙとクロマ信号Ｃとの間の伝送遅れを補償調整するものである。つまり、輝度信号Ｙの位相と前記色信号Ｃの位相とを補償調整する。この遅延補償回路３１において、遅延補償された輝度信号Ｙは、エンハンス回路３２に直接供給されると共に、前記１ＨＤＬ２８ｃにより１Ｈ遅延された１Ｈ輝度信号Ｙと、この１ＨＤＬ２８ｃからの１Ｈ輝度信号を前記１ＨＤＬ２８ｄによりさらに１Ｈ遅延させた２Ｈ輝度信号とが供給される。このエンハンス回路３２は、前記遅延補償回路３１から直接供給された輝度信号Ｙ、前記１ＨＤＬ２８ｃからの１Ｈ輝度信号、前記１ＨＤＬ２８ｄからの２Ｈ輝度信号から水平方向の輪郭強調処理する。

このエンハンス回路３２において輪郭強調処理された輝度信号と、前記色信号同時化回路２９において生成された色差信号は、ＲＧＢマトリックス回路３０において、所定のマトリックス演算処理されて、８ビットのＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各信号（以下、単にＲＧＢ信号と称する）を生成する。

前記ペイントＷ／Ｂ回路３３は、前記ＲＧＢマトリックス回路３０から供給された８ビットのＲＧＢ信号のペイント処理（色調補正）及びホワイトバランスの調整処理を行う。前記γ補正回路３４ａ〜３４ｃは、前記ペイントＷ／Ｂ回路３３において、ペイント処理とホワイトバランス調整された前記ＲＧＢ信号のγ補正処理を行い、そのγ補正したＲＧＢ信号を拡張コネクタ３５へと供給する。

この拡張コネクタ３５は、後述する機能と各種拡張基板が接続されるようになっている。前記γ補正回路３４ａ〜３４ｃにおいて、それぞれγ補正されたＲＧＢ信号は、前記拡張コネクタ３５を介して、Ｄ／Ａ回路３６に供給される。このＤ／Ａ回路は、前記ＲＧＢ信号をデジタルからアナログ信号に変換してエンコーダ回路３７に供給する。

このエンコーダ回路３７は、前記Ｄ／Ａ回路３６から供給されたアナログＲＧＢ信号からコンポジット信号ＶＢＳ及び輝度／色分離信号Ｙ／Ｃを生成する。このエンコーダ回路３７により生成されたコンポジット信号ＶＢＳ及び輝度／色分離信号Ｙ／Ｃは、図示していないモニタに出力されて、内視鏡画像が表示される。

前記検波回路３８は、前記ＲＧＢマトリックス回路３０からのＲＧＢ信号を検波して検波信号（明るさ信号）を検出する。この検波回路３８において、検出された検波信号は、図示していない光源装置に供給されて、照明光の光量調整制御を行うと共に、ＰＣ１５ｆを介して、前記患者回路５のＥＶＲ３９とＣＣＤ駆動回路１４に供給される。ＥＶＲ３９は、検波信号により前記ＡＧＣ回路２３の利得を制御する。前記ＣＣＤ駆動回路１４は、検波信号によりＣＣＤ３の電子シャッタ機能を制御する。前記ＣＰＵ４４は、前記拡張コネクタ３５を介して、後述する各種拡張基板を駆動制御する。

前述した患者回路５と二次回路６とは、メイン基板７上に形成配置されており、前記患者回路５と二次回路６との間は、電気的に絶縁され、各種信号の送受信は、ＰＣ１５ａ〜１５ｆを介して行うようになっている。

前記拡張コネクタ３５には、例えば耳鼻科用に使用する拡張基板である色処理用拡張基板４１、静止画用拡張基板４２、静止画圧縮／記録用基板４３等の拡張基板が接続されようになっている。これら拡張基板は、図２に示すように、前記メイン基板７に設けられた拡張コネクタ３５に、拡張基板である色処理用拡張基板４１、静止画用拡張基板４２、静止画圧縮／記録用基板４３が順次重ねて接続配置されるようになっている。

前記拡張コネクタ３５は、図３に示すように、例えば１８０ピンのオスコネクタよりなり、各接続ピンは制御用ピン郡５１、入力ピン郡５２、出力ピン郡５３の３つに分類されている。この拡張コネクタ３５の制御用ピン郡５１には、前記ＣＰＵ４４のデータバスとアドレスバスとが接続され、さらに、前記ＳＳＧ１３からの前記水平同期信号ＨＤ、垂直同期信号ＶＤ、基準クロックＣＬＫ、フィールド判別信号ＦＬＤ、色同期信号ＣＳＹＮＣ等の各種同期信号が供給されるようになっている。前記拡張コネクタ３５の入力ピン郡５２には、前記ＲＧＢマトリクス回路３０で生成され、前記ペイントＷ／Ｂ回路３３においてペイント処理とホワイトバランス補正され、さらに、前記γ補正回路３４ａ〜３４ｃにおいてγ補正された８ビットのＲＧＢ信号が供給される。前記拡張コネクタ３５の出力ピン群５３は、前記Ｄ／Ａ３６が接続されている。前記拡張コネクタ３５には、３ステートバッファ５４が設けられており、この３ステートバッファ５４は、前記γ補正回路３４ａ〜３４ｃから供給されたＲＧＢ信号、または拡張コネクタ３５の出力ピン群５３から供給されたＲＧＢ信号のいずれかを前記Ｄ／Ａ３６に選択出力するものである。この３ステートバッファ３５の出力切換選択は、基準電位Ｖｃｃとコネクタ１（ＣＯＮＥ１）に接続供給される電位により選択切り換えられる。

つまり、前記拡張コネクタ３５に、前記拡張基板４１〜４３のいずれも接続されてない場合は、前記３ステートバッファ３５は、基準電位Ｖｃｃによりハイ（Ｈｉｇｈ）レベルに設定されて、入力されたＲＧＢ信号をＤ／Ａ３６に出力する。前記拡張コネクタ３５に前記拡張基板４１〜４３のいずれかが接続されると、前記３ステートバッファ５４のＣＯＮＥ１は、その接続された拡張基板４１〜４３により接地され、２ステートバッファ５４のＣＯＮＥ１がロー（Ｌｏｗ）レベルに設定されて入力されたＲＧＢ信号はＤ／Ａ３６への出力が停止され、出力用ピン群５３からのＲＧＢ信号がＤ／Ａ３６へ出力される。

この拡張コネクタ３５に接続される前記拡張基板４１〜４３のコネクタの構成について図４を用いて説明する。
前記色処理用拡張基板４１、または前記静止画用拡張基板４２には、前記拡張コネクタ３５であるオスコネクタに接続される１８０ピンのメスコネクタ５５と他の拡張基板が接続されるオスコネクタ５７が設けられている。

このメスコネクタ５５とオスコネクタ５７は、前記拡張コネクタ３５の制御用ピン群５１、入力用ピン群５２、及び出力用ピン群５３にそれぞれ対応接続される制御用ピン群、入力用ピン群、出力用ピン群が設けられている。このメスコネクタ５５とオスコネクタ５７の制御用ピン群には、前記拡張コネクタ３５の制御用ピン群５１を介して前記ＣＰＵ４４のデータバスとアドレスバス、及び前記ＳＳＧ１３からの各種同期信号とが接続されている。前記メスコネクタ５５の入力用ピン群には、前記拡張コネクタ３５の入力用ピン群５２を介して前記γ補正回路３４ａ〜３４ｃからのＲＧＢ信号が供給され、そのＲＧＢ信号は、色処理用拡張基板４１、或いは静止画用拡張基板４２に設けられた信号処理回路５６に供給される。この信号処理回路５６には、前記ＣＰＵ４４のデータバスとアドレスバス、及びＳＳＧ１３からの各種同期信号が接続されている。この信号処理回路５６の出力は、メスコネクタ５７の入力用ピン群と、前記色処理用拡張基板４１、或いは静止画用拡張基板４２に設けられた３ステートバッファ５８に接続されている。

この３ステートバッファ５８の出力は、前記メスコネクタ５５の出力用ピン群に接続されている。前記３ステートバッファ５８は、前述した３ステートバッファ５４と同様に、基準電位ＶｃｃとＣＯＮＥ１に接続される電位により出力選択されるようになっている。なお、前記３ステートバッファ５８のＣＯＮＥ１は、メスコネクタ５７に接続される拡張基板に設けられた接地用のコネクタ２（ＣＯＮＥ２）にも接続される。

前記信号処理回路５６は、前記色処理拡張基板４１に設けられＲＧＢ信号のマトリックス条件を変更設定するマトリックス係数設定部、マトリックス乗算部等であり、静止画用拡張基板４２に設けられるフレームメモリ、そのフレームメモリのコントローラ等である。

次に、このような構成の拡張コネクタ３５に各種拡張基板４１〜４３を接続した際の動作について説明する。
最初に、前記拡張コネクタ３５に、前記色処理拡張基板４１が接続された場合について説明する。前記色処理用拡張基板４１には、前記ＣＰＵ４４からアドレスバスを介して送信されたアドレスコードをデコードするアドレスデコードと、このアドレスデコードによりデコードしたアドレスコードがこの色処理拡張基板４１を示すコードの場合にＩＤ信号をＣＰＵ４４に送信するＩＤ信号発生部と、前記ＣＰＵ４４からデータバスを介して、送信された色処理用のデータを受信するデータレジスタと、このデータレジスタにより受信した色処理用データにより信号処理する信号処理回路５６とからなっている。

この信号処理回路５６は、前記データレジスタからの色処理用データによりＲＧＢ信号のマトリックス係数を設定するマトリックス係数設定部と、このマトリックス係数設定部で設定された係数により前記ＲＧＢ信号をマトリックス乗算するマトリックス乗算器と、及び前記ＳＳＧ１３からの同期信号の下で、前記マトリックス乗算器の駆動タイミングを制御するタイミング信号発生部とからなっている。

前記ＣＰＵ４４は、前記アドレスバスを介して、アドレスコードを送信し、そのアドレスコードと一致する拡張基板のＩＤ信号発生部からのＩＤ信号により色処理用拡張基板４１の接続を認識する。次に、ＣＰＵ４４は、データバスを介して色処理用拡張基板４１のデータレジスタに所望の色処理を行うためのデータを送信する。例えば、患部と他の部位との識別を容易にするためにＲＧＢの色の混合マトリックス比率を変えるデータを送信する。このＣＰＵ４４からの色処理データにより前記信号処理回路５６のマトリックス係数設定部によりＲＧＢ信号のマトリックス乗算条件設定が行われる。このマトリックス係数の基で前記マトリックス乗算器により前記ＲＧＢ信号のマトリックス乗算処理が行われる。この信号処理回路５６において、マトリックス乗算されたＲＧＢ信号は、オスコネクタ５７の出力側ピン群に出力すると共に、３ステートバッファ５８に出力する。

前記拡張コネクタ３５の３ステートバッファ５４は、前記色処理用拡張基板４１のメスコネクタ５５が接続されたことで、前記ＣＯＮＥ１がメスコネクタ５５に設けられたＣＯＮＥ２を介して接地されるために、ローレベルとなり、前記３ステートバッファ５４は不動作状態となる。

一方、色処理用拡張基板４１の３ステートバッファ５８は、ＣＯＮＥ１には何も接続されなく、基準電位Ｖｃｃによるハイレベルとなり、前記信号処理回路５６において、所望のマトリックス係数で乗算されたＲＧＢ信号が出力用ピン群から前記Ｄ／Ａ３６へと出力する。
つまり、色処理用拡張基板４１によりＲＧＢ信号を所望のマトリックス係数により乗算されたマトリックスＲＧＢ信号がＤ／Ａ３６に出力され、そのＤ／Ａ３６によりアナログ信号に変換されたＲＧＢ信号がエンコーダ３７において、コンポジット信号ＶＢＳと輝度／色分離信号Ｙ／Ｃに変換されてモニタにＣＰＵ４４から選定された色彩の内視鏡画像が表示される。

なお、ＣＰＵ４４からデータバスを介して色処理用拡張基板４１のデータレジスタに供給する色処理用データは、図示していない入力手段を用いて術者によりＣＰＵ４４に設けられているデータメモリに記憶されている複数のマトリックス係数から選択指示できるようになっている。

前記静止画用拡張基板４２は、前述した色処理用拡張基板４１と基本的には同じで、信号処理回路５６として、静止画データを記録生成するフレームメモリと、このフレームメモリのメモリ量を制御設定するメモリコントローラが設けられている。
つまり、ＣＰＵ４４は、静止画用拡張基板４２の接続を認識すると、静止画生成データによりフレームメモリに静止画ＲＧＢ信号を記臆させると共に、そのフレームメモリに記憶された静止画ＲＧＢ信号を用いて３ステートバッファ５８からＤ／Ａ３６とエンコーダ３７を介して、モニタに静止画像信号を供給する。さらに、前記静止画圧縮／記録用基板４３は、前述した色処理用拡張基板４１と静止画用拡張基板４２とほぼ同じ作用であり、信号の処理が静止画記録のための圧縮処理と、その圧縮された静止画データの記録媒体への書込記録処理の機能が設けられている。

次に、耳鼻科分野における患者への説明用とカルテ作成用の静止画生成、その静止画の記録等の処理プログラムの書込書換が可能な拡張基板について図５を用いて説明する。この拡張基板のＰＣＢＯＤ１００は、内視鏡画像を圧縮するＪＰＥＧ形式と、非圧縮のＢＭＰ形成で記録したり、記録したファイルの再生を行う機能を有している。

このＰＣＢＯＤ１００は、内視鏡静止画像データをメモリカード１０２に記録させると共に、そのメモリカードに記録された内視鏡静止画像データを読み出して、再生表示を可能とする。
このＰＣＢＯＤ１００は、前記拡張コネクタ３５に接続され各種同期信号と静止画信号データが供給されるコントローラ１０４、このコントローラ１０４にデータバスを介して接続された表示用ＳＤＲＡＭ１０３と第１のバストランシーバー１０９、前記コントローラ１０４と表示用ＳＤＲＡＭ１０３にアドレスバスを介して接続された第１のバスバッファ１０６、この第１のバスバッファ１０６とアドレスバスを介して接続されたアドレスデコーダー１１３、ＷＯＲＫ用ＳＤＲＡＭ１０７、ＣＰＵ１０５、ＪＰＥＧ専用ＩＣ１０８、ＥＥＰＲＯＭ１１２、並びに第２のバスバッファ１１１、前記第１のバストランシーバー１０９とデータバスを介して接続された前記ＷＯＲＫ用ＳＤＲＡＭ１０７、前記ＣＰＵ１０５、前記ＪＰＥＧ専用ＩＣ１０８、前記ＥＥＰＲＯＭ１１２、並びに第２のバストランシーバー１１０、前記第２のバスバッファ１１１がアドレスバスを介して接続され、かつ、前記第２のバストランシーバー１１０がデータバスを介して接続されたＰＣカードアダプタ１０１、及びこのＰＣカードアダプタ１０１に着脱自在な前記メモリカード１０２からなっている。

このような構成のＰＣＢＯＤ１００の動作について説明する。最初にメモリカード１０２に静止画像データを記録する動作について説明する。なお、メモリカード１０２は、書換読み出し可能な半導体メモリであり、ＥＥＰＲＯＭ１１２は、ファームウェアが書込記録されており、書換可能な機能を有している。
前記拡張コネクタ３５から入力された静止画信号データは、コントローラー１０４からデータバスを介して、表示用ＳＤＲＡＭ１０３に書き込まれる。この表示用ＳＤＲＡＭ１０３は、アドレスバスを介して前記コントローラー１０４からの制御信号によって前記ＲＧＢ信号データの書込制御が行われる。この表示用ＳＤＲＡＭ１０３に前記ＲＧＢ信号データの書込期間、及び前述したモニタに静止画像表示期間は、前記ＣＰＵ１０５により第１のバスバッファ１０６をオフ状態に制御して、前記表示用ＳＤＲＡＭ１０３に書込記録されている静止画信号データへのアクセスが出来ないように制御されている。

前記表示用ＳＲＡＭ１０３に書き込まれた静止画信号データをメモリーカード１０２に記録する際には、前記ＣＰＵ１０５により前記第１のバスバッファ１０６をオンさせてＣＰＵ１０５が第１のバストランシーバー１０９を介して、前記表示用ＳＤＲＡＭ１０３に書込記録されている前記静止画信号データを読み出し、前記ＷＯＲＫ用ＳＤＲＡＭ１０７に書込記録する。

次に、前記ＣＰＵ１０５は、前記ＷＯＲＫ用ＳＤＲＡＭ１０７に書込記録した静止画信号データを用いて正方画素変換処理、ＲＧＢ信号のＹＣｒＣｂ信号変換処理、及びＪＰＥＧ専用ＩＣ１０８を用いたＪＰＥＧ圧縮処理を行う。
前記正方画素変換処理は、前記ＷＯＲＫ用ＳＤＲＡＭ１０７に書込記録した静止画信号データを用いて静止画像を内視鏡装置１に接続されるモニタ表示させるのではなく、パーソナルコンピュータのモニタに表示させる場合に、前記電子内視鏡２のＣＣＤ３の１画素と、パーソナルコンピュータのモニタの１画素の形状が異なることにより、書込記録されている静止画像の形状が変化してしまう不具合を回避する為の処理である。

前記ＹＣｒＣｒ信号変換処理は、前記正方画素変換処理された静止画信号データをＪＰＥＧ圧縮する為に、ＲＧＢ信号データをＹＣｒＣｂ信号データへの変換処理である。
前記正方画素変換処理とＹＣｒＣｄ信号変換処理は、前記ＥＥＰＲＯＭ１１２に事前設定されているそれぞれの処理プログラムにより前記ＣＰＵ１０５において行われる。

前記正方画素変換処理とＹＣｒＣｂ信号変換処理された静止画像信号データは、ＪＰＥＧ圧縮するために、前記ＣＰＵ１０５の制御により前記ＪＰＥＧ専用ＩＣ１０８に送信され、このＪＰＥＧ専用ＩＣ１０８において所定のＪＰＥＧ圧縮処理が行われる。このＪＰＥＧ専用ＩＣ１０８において、ＪＰＥＧ圧縮された静止画像データは、順次前記ＷＯＲＫ用ＳＤＲＡＭ１０７に書込記録される。

このＷＯＲＫ用ＳＤＲＡＭ１０７に書込記録されたＪＰＥＧ圧縮静止画データは、１画面分のデータが書込記録されると、その１画面分のＪＰＥＧ圧縮静止画データのヘッダ情報を付加して、１つのファイルを作成する。この作成されたファイルを構成するＪＰＥＧ圧縮静止画像データは第２のバストランシーバー１１０を介し、アドレスデータは第２のバスバッファ１１１を介してＰＣカードアダプタ１０１に伝送され、このＰＣカードアダプタ１０１に挿着されたメモリーカード１０２に書込記録する。なお、第２のバスバッファ１１１は、ＰＣカードアダプタ１０１にメモリーカード１０２が挿着されていることを検出した際にのみオンする。

次に、前記メモリカード１０２に書込記録されたＪＰＥＧ圧縮静止画データを読み出し、内視鏡装置１のモニタに再生表示させる際に、前述した記録時と逆の動作を行わせる。つまり、前記ＣＰＵ１０５の制御により、前記メモリーカード１０２に書込記録されているＪＰＥＧ圧縮画像データをＰＣカードアダプタ１０１よって読み出し、第２のバストランシーバー１０２と第２のバスバッファ１１１を介してＷＯＲＫ用ＳＤＲＡＭ１０７に記録する。

このＷＯＲＫ用ＳＤＲＡＭ１０７に記録した前記ＪＰＥＧ圧縮静止画像データは、前記ＣＰＵ１０５の制御により、前記ＪＰＥＧ専用ＩＣ１０８において、ＪＰＥＧ伸張処理を行うために読み出される。このＪＰＥＧ専用ＩＣ１０８において伸張処理された静止画像データは、再度前記ＷＯＲＫ用ＳＤＲＡＭ１０７に記録される。このＷＯＲＫ用ＳＤＲＡＭ１０７に記録されたＪＰＥＧ伸張静止画像データは、読み出されて、前記ＣＰＵ１０５によりＹＣｒＣｂ信号からＲＧＢ信号への変換処理と、長方形画素変換処理が行われて、再々度ＷＯＲＫ用ＳＤＲＡＭ１０７に保存する。

次に、前記ＣＰＵ１０５は、第１のバスバッファ１０６をオンさせて、前記ＷＯＲＫ用ＳＤＲＡＭ１０７から読み出した静止画データを第１のバストランシーバー１０９を介して、表示用ＳＤＲＡＭ１０５に書込記録する。この表示用ＳＤＲＡＭ１０３に記録された静止画データは、前記コントローラー１０４の制御により読み出されて、拡張コネクタ３５を介してメイン基板７に出力される。

前記ＥＥＰＲＯＭ１１２は、前記ＣＰＵ１０５において展開駆動される各種プログラムが格納されるフラッシュメモリである。このＥＥＰＲＯＭ１１２は、２つのメモリバンクに分かれており、メモリバンク１にはブートプログラム、自己検査用プログラム、通常プログラム書換え用プログラムが格納されている。メモリバンク２には通常プログラム、検査プログラム書換えプログラムが格納されている。

次に、前記ＥＥＰＲＯＭ１１２に格納されている各種プログラムの内、例えば、通常プログラムの書換動作について説明する。このＥＥＰＲＯＭ１１２に格納されている通常プログラムの書換に際して、その書換用通常プログラム、所謂アップグレード用通常プログラムは、前記ＰＣカードアダプタ１０１に挿着されるメモリカード１０２に記録されている。

前記ＰＣＢＯＤ１００が前記ＣＣＵ４の拡張コネクタ３５に接続された状態において、前記ＣＣＵ４の電源が印加された起動時は、ＰＣＢＯＤ１００のＥＥＰＲＯＭ１１２のメモリバンク１から立ち上がり、ＣＰＵ１０５は前記ＣＣＵ４の図示しない動作指示用スイッチのステータスを見てリセットを掛ける。

前記ＣＣＵ４の動作指示用スイッチのステータスが処理プログラムの書換処理ではなく、通常プログラムを用いた内視鏡静止画像の圧縮／記録処理である場合は、前記コントローラー１０４から第１のバスバッファ１０６を介して、アドレスデコーダー１１３にＥＥＰＲＯＭ１１２から通常プログラムを読み出し、ＣＰＵ１０５に展開させるためのアドレス信号を供給する。このアドレスデコーダー１１３は、前記コントローラー１０４からの通常プログラム読み出しアドレス信号により、前記ＥＥＰＲＯＭ１１２のメモリバンク２への切換を行い、そのメモリバンク２に格納されている通常プログラム読み出しアドレス信号を生成供給する。ＣＰＵ１０５は、ＥＥＰＲＯＭ１１２から読み出し展開された通常プログラムにより静止画像圧縮／記録処理を行う。

前記ＣＣＵ４の動作指示用スイッチのステータスが前記ＥＥＰＲＯＭ１１２に格納されている通常プログラムの書換である場合は、前記コントローラー１０４から第１のバスバッファ１０６を介するアドレス信号は、アドレスデコーダー１１３にＥＥＰＲＯＭ１１２から通常プログラム書き換え用プログラムを読み出し、ＣＰＵ１０５に展開させるためのアドレス信号となる。このアドレスデコーダー１１３は、前記コントローラー１０４からの通常プログラム書き換え用プログラム読み出しアドレス信号により、前記ＥＥＰＲＯＭ１１２をメモリバンク１への切換を行い、そのメモリバンク１に格納されている通常プログラム書き換え用プログラム読み出しアドレス信号を生成供給する。ＣＰＵ１０５は、ＥＥＰＲＯＭ１１２から読み出し展開された通常プログラム書き換え用プログラムにより通常プログラムの書き換え処理が行われる。同様に、メモリバンク２のプログラムによりメモリバンク１のプログラムの書換を行うことが出来る。

従って、前記ＥＥＰＲＯＭ１１２のメモリバンク１とメモリバンク２には、お互いのプログラムを書き換えるためのプログラムが格納して、ＰＣカードアダプタ１０１を介してメモリーカード１０２から書き換え用データをダウンロードして、ＥＥＰＲＯＭ１１２のメモリバンク１の自己検査用プログラムと、メモリバンク２の通常プログラムをそれぞれ書き換えバージョンアップすることが出来る。

なお、アドレスデコーダー１１３の主機能は、アドレスデコーダー（ＣＰＵ１０５からのチップセレクトをさらに細分化）、リセット信号のコントロール、ＥＥＰＲＯＭ１１２の２つのメモリバンクに格納されている自己検査用プログラムと、通常プログラムのプログラムの切り替え等である。

次に具体的なプログラム書換え時の手順を図６のフローチャートを用いて説明する。前記ＰＣＢＯＤ１００のＣＰＵ１０５は、前記メモリカード１０２に記録されている静止画像データを再生処理する再生モードが駆動すると、前記メモリカード１０２に記録されている静止画像データのフォルダ名が読み出されて、そのフォルダ名が図示していないモニタに表示される。なお、静止画像データは、前記フォルダ名以下に記録されている。

前記ステップＳＴ１において、モニタに表示されているフォルダ名から予め設定されているプログラム書き換えモードを示す「ＵＰＧＲＡＤＥ」フォルダにカーソルを移動させると共に、前記ＣＣＵ４に設けられている操作用指示入力用のフロントパネルに設けられている左右矢印キーを同時に押圧操作するとプログラム書き換えモードが開始できるように設定している。

そこで、ステップＳＴ２において、ＣＰＵ１０５は、前記「ＵＰＧＲＡＤＥ」フォルダにカーソルが設定され、かつ、フロントパネルの左右矢印キーが同時押圧操作されたか判定する。このステップＳＴ２の判定の結果、「ＵＰＧＲＡＤＥ」フォルダがカーソル選択され、かつ、左右矢印キーが同時操作されたと判定されると、ＣＰＵ１５は、ステップＳＴ３において、モニタに「ソフトウェアを書き換えるか？」とのメッセージを表示させる。このステップＳＴ３において、「ソフトウェアを書き換える？」に「はい」が選択されると、ステップＳＴ５以降が実行される。

前記ステップＳＴ２において、「ＵＰＧＲＡＤＥ」フォルダのカーソル選択と、左右矢印キーの同時操作が行われない場合、及びステップＳＴ３において、「ソフトウェアの書き換えるか？」に対して「いいえ」が選択されると、ＣＰＵ１０５は、ステップＳＴ４において、前記メモリカード１０２に記録されている静止画像データを読み出し、再生表示するための通常プログラムをＥＥＰＲＯＭ１１２から読み出し、その通常プログラムの下で前記メモリカード１０２から読み出した静止画像データの再生処理が実行される。なお、前記ステップＳＴ２とＳＴ３の判定により、ユーザーが間違ってソフトウェアのアップグレードプログラムを起動してしまう不具合を予防している。

前記ステップＳＴ３において、ＣＰＵ１０５は「ソフトウェア書き換えるか？」のメッセージに対して「はい」が選択されたと判定すると、ステップＳＴ５において、ＥＥＰＲＯＭ１１２のＦＲＡＭ最終番地に０ｘ００１の値を代入する。この０ｘ００１の値を代入することにより、ステップＳＴ６において本発明の内視鏡装置１を再起動されて、自動的にＰＣＢＯＤ１００のＥＥＰＲＯＭ１１２に格納されている通常プログラム書き換え用プログラムが起動される。

前記ステップＳＴ６における前記内視鏡装置１の再起動が行われると、ステップＳＴ７において、ＣＰＵ１０５は、ＦＲＡＭの最終番地が０ｘ００１の値であるか判定する。このステップＳＴ７の判定結果、ＦＲＡＭの最終番地が０ｘ００１の値でないとステップＳＴ１６の通常処理動作が起動し、最終番地が０ｘ００１の値であると判定されると、ステップＳＴ８以降が実行される。

ＣＰＵ１０５は、ステップＳＴ８において、ＥＥＰＲＯＭ１１２から検査プログラムを起動させる。この検査プログラムは、ＰＣＢＯＤ１００のメモリーチェックプログラムと通常プログラム書換え用プログラムからなる。次に、ＣＰＵ１０５は、ステップＳＴ９において、前記検査プログラムから通常プログラム書換え用プログラムを選択して、ステップＳＴ１０おいて、メインプログラムの書き換えか否か判定する。このステップＳＴ１０の判定の結果、メインプログラムの書き換えでないと判定されると、ステップＳＴ１４において、前記ＦＲＡＭの最終番地をクリアして、ステップＳＴ１５以降が実行される。

前記ステップＳＴ１０において、メインプログラムの書き換えであると判定されると、ＣＰＵ１０５はステップＳＴ１１において、メモリカード１０２に格納されているアップグレードするプログラムの新ファイルがあるかどうか判定する。新ファィルがないと判定されると前記ステップＳＴ８に戻り、新ファイルがあると判定されると、ＣＰＵ１０５はステップＳＴ１２において、ＥＥＰＲＯＭ１１２のＦＲＡＭの最終番地をクリアした後、ＦＲＡＭにアップグレードする新ファイルを書き込み、通常プログラムをアップグレードする。

次にＣＰＵ１０５はステップＳＴ１３において、アップグレードしたソフトウェアと、メモリーカード１０２のファイルを照合し、同一であればステップＳＴ１３の内視鏡装置１の電源再投入を行い、ステップＳＴ１６の通常処理動作を起動させる。

前記ステップＳＴ１３において、アップグレードしたソフトウェアと、メモリーカード１０２のファイルを照合し、同一でないと判定されると前記ステップＳＴ８に戻り、再度プログラムバージョンアップを行う。

以上説明したように、内視鏡装置を通常使用時に、静止画像データを記録するメモリカードを用いて、ＰＣＢＯＤ１００のＥＥＰＲＯＭ１１２に格納されている各種処理プログラムのバージョンアップが可能となる。

［付記］
以上詳述した本発明の実施形態によれば、以下のごとき構成を得ることができる。

（付記１） 内視鏡静止画像データを記録する着脱可能なメモリカード手段と、
ファームウェアであって、前記内視鏡静止画像データの生成処理をする第１のプログラムデータを格納する書換え可能なメモリ手段と、
前記メモリーカード手段に格納された第２のプログラムデータによって前記メモリ手段に格納されている第１のプログラムデータを書き換える書換手段と、
を具備することを特徴とした内視鏡装置。

（付記２） 前記メモリカード手段は、カード形状に形成された半導体メモリであることを特徴とした付記１記載の内視鏡装置。

（付記３） 前記メモリ手段は、書換可能な読み出し専用のメモリであることを特徴とした付記１記載の内視鏡装置。

（付記４） 前記書換手段は、マイクロプロセッサからなり、前記メモリ手段に書込記録されているファームウェアのプログラムデータにより各種信号処理を行うことを特徴とした付記１記載の内視鏡装置。

本発明に係る内視鏡装置の全体構成を示すブロック図。 本発明に係る内視鏡装置に用いる拡張コネクタに接続された拡張基板の外観構成を示す斜視図。 本発明に係る内視鏡装置に用いる拡張コネクタの構成を示すブロック図。 本発明に係る内視鏡装置に用いる拡張コネクタに接続される拡張基板との接続関係を示すブロック図。 本発明に係る内視鏡装置の拡張コネクタに接続される拡張基板であるＰＣＢＯＤの構成を示すブロック図。 本発明に係る内視鏡装置に用いる拡張基板のＰＣＢＯＤのメインプログラム書換え動作を説明するフローチャート。

符号の説明

１ 内視鏡装置
２ 電子内視鏡
３ 固体撮像素子（ＣＣＤ）
４ カメラコントロールユニット（ＣＣＵ）
５ 患者回路
７ 二次回路
３５ 拡張コネクタ
４１ 色処理用拡張基板
４２ 静止画用拡張基板
４３ 静止画圧縮／記録用基板
１０１ ＰＣカードアダプタ
１０２ メモリカード
１０３ 表示用ＳＤＲＡＭ
１０４ コントローラ
１０５ マイクロプロセッサ（ＣＰＵ）
１０６，１１１ バスバッファ
１０７ ＷＯＲＫ用ＳＤＲＡＭ
１０８ ＪＰＥＧ専用ＩＣ
１０９，１１０ バストランシーバー
１１２ ＥＥＰＲＯＭ
１１３ アドレスデコーダー
代理人 弁理士 伊藤 進

Claims (1)

1. 内視鏡静止画像データを記録する着脱可能なメモリカード手段と、
   ファームウェアであって、前記内視鏡静止画像データの生成処理をする第１のプログラムデータを格納する書換え可能なメモリ手段と、
   前記メモリーカード手段に格納された第２のプログラムデータによって前記メモリ手段に格納されている第１のプログラムデータを書き換える書換手段と、
   を具備することを特徴とした内視鏡装置。

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