JP2006014926A - 電子内視鏡及び電子内視鏡システム - Google Patents

Abstract

【課題】 内視鏡を大径化させることなくその先端部に温度検出用の温度センサを設置する。
【解決手段】 先端部近傍の温度を検出する温度センサと、検出された温度データを、該固体撮像素子が出力する出力信号に重畳させる温度データ重畳手段と、重畳後の信号に基づいて該温度データを取得する温度データ取得手段とを電子内視鏡に配置する。
【選択図】 図７

Description

この発明は、固体撮像素子がその先端部に配置された電子内視鏡、及び当該電子内視鏡を備えた電子内視鏡システムに関する。

体腔内を観察する為の内視鏡システムは、一般に、体腔内に挿入される内視鏡と該体腔内を照明する光源装置を備えている。このような光源装置の光源には、例えばメタルハライドランプやキセノンランプまたはハロゲンランプ等が用いられている（例えば特許文献１）。この特許文献１に示されたような内視鏡システムでは、これらのランプを水冷することによってその点灯寿命を延ばしている。
特開２００３−３８４３７号公報

体腔内に挿入される内視鏡先端部は、先に列挙した如きランプから照射された光束によってその温度が体温と比較して上昇することがある。また、例えば電子内視鏡の場合、その先端部に発熱要因であるＣＣＤ等の撮像素子が配置されている為、当該先端部の温度は、前記ランプの例と同様に、体温と比較して上昇することがある。

内視鏡先端部の温度は、被験者への負担を考慮するとその体温より高くないことが望ましい。また、電子内視鏡の場合、先端部の温度が高いと当該先端部に備えられた撮像素子の出力信号にノイズが多くなりＳ／Ｎ比が低下する。この為、内視鏡先端部の温度は、前述と同様に或る程度低いことが望ましい。

ここで、内視鏡先端部を効果的に冷却する為に、当該先端部に温度検出用の温度センサを設置することが想定される。この場合、内視鏡先端部自体の温度を直接測定できる為、より適切な冷却処理を行うことができるようになる。しかしながら内視鏡の可撓管に沿って温度センサ用の信号線を配置させる必要がある為、内視鏡の径が大きくなってしまう。内視鏡の大径化は、被験者に負担となるため望ましくない。

そこで、本発明は上記の事情に鑑み、内視鏡を大径化させることなくその先端部に温度検出用の温度センサを設置できる電子内視鏡及び電子内視鏡システムを提供することを目的とする。

上記の課題を解決する本発明の一態様に係る電子内視鏡は、固体撮像素子がその先端部に配置されたものであり、該先端部近傍の温度を検出する温度センサと、検出された温度データを、該固体撮像素子が出力する出力信号に重畳させる温度データ重畳手段と、重畳後の信号に基づいて該温度データを取得する温度データ取得手段とを備えたものである。

なお、上記電子内視鏡において、温度データが重畳される出力信号は、撮像に用いられることのないラインの信号であっても良い。また、このラインの信号は、固体撮像素子の受光面周辺部に位置する素子を用いて生成された出力信号であっても良く、さらに、水平方向１ラインの画像信号であっても良い。

また、上記電子内視鏡において、温度データ重畳手段は、検出された温度データを数値化し、ラインの信号に含まれた複数のクロックの中の１クロックであって、数値化された温度と同一数の序数のクロックの信号に該温度を示したデータを重畳させることができる。この温度データ重畳手段は１クロックの出力値を所定の閾値より小さい値に変換することができ、このとき温度データ取得手段は、重畳後の信号の各クロックの出力値が所定の閾値より小さいか否かを判定し、小さいと判定されたクロックの序数を参照して検出された温度データを取得するこができる。

また、上記電子内視鏡は、蓄積した光のエネルギーに基づいて生成される電磁波によって体腔内を照射する第１の光源を先端部にさらに配置したものであっても良い。なお、この第１の光源は、受光によって蓄積したエネルギーを電磁波として放射する蓄光材から成る部材であっても良い。

また、上記の課題を解決する本発明の一態様に係る電子内視鏡システムは、第１の光源を有した上述のいずれかに記載の電子内視鏡と、該第１の光源に光を照射する第２の光源を有した光源装置とを備えたものである。

本発明の電子内視鏡及び電子内視鏡システムでは、先端部の温度データを固体撮像素子の出力信号に重畳して出力している為、電子内視鏡の配線本数を増やす必要がない。この為、当該内視鏡が大径化しない。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態の内視鏡システムについて説明する。

図１は、本発明の実施例の内視鏡システム１００を概略的に示した概略図である。本実施例の内視鏡システム１００は、体腔内に挿入される挿入部可撓管１ｂの先端部（図１の先端部６）内部に後述の固体撮像素子を備えた電子内視鏡（電子スコープ）１と、該電子内視鏡１に備えられた接続部１ａによって当該電子内視鏡１と接続されたプロセッサ２と、該プロセッサ２と接続されたモニタ１２と、内視鏡１の先端部６の外側を洗浄する為の洗浄液が蓄えられたタンク５０から構成されている。プロセッサ２には、体腔内を照明する為の光源であるランプ３と、ランプ３の前面に設置された集光レンズ４とを備えた光源部が設けられている。電子内視鏡１には光ファイバ束であるライトガイド５が先端部６まで挿通され、ライトガイド５とプロセッサ２の光源部とは、光学的に接続されている。また、電子内視鏡１側の電気回路（不図示）とプロセッサ２側の電気回路（不図示）とは、複数の信号線を有した信号ケーブル１１によって電気的に接続されている。このプロセッサ２は、大別して、体腔内を観察する為に当該体腔内を照明する照明機能と、電子内視鏡１で生成された画像信号（後述のＣＣＤ出力信号）に所定の処理を施してモニタ表示可能な映像信号に変換する信号処理機能を備えている。なお、本実施例の内視鏡システム１００では、プロセッサ２に備えられた光源、又は電子内視鏡１に備えられた光源のいずれかを用いて体腔内を照明することができる。

図２は、本発明の実施例の内視鏡システム１００の構成を示したブロック図である。図２を参照して、先ず、プロセッサ２に備えられた光源を用いて体腔内を観察する際の各部の構成及び作用について説明する。

プロセッサ２には、前述の光源部に加えて、ランプ３を発光制御するランプ制御回路２０と、当該プロセッサ２全体の処理を統括的に行う制御部３２と、ユーザが各種操作を行う為の操作パネル５１が備えられている。なお、ここでいうランプ３には、例えばメタルハライドランプや、キセノンランプ、ハロゲンランプ等が想定される。

操作パネル５１に設けられたランプ３をオン／オフさせる点灯／消灯スイッチ（不図示）が操作されてオンされると、制御部３２に当該スイッチオンを示した信号が入力する。制御部３２は、この入力信号に基づいてランプ制御回路２０に制御信号を送信する。ランプ制御回路２０はこの制御信号に基づいてランプ３を発光制御し、ランプ３は点灯する。ランプ３が照射する光束は、白色光であり、集光レンズ４によってライトガイド５のプロセッサ側の端部近傍に集光されて当該ライトガイド５に入射し、挿入部可撓管１ｂに沿ってその内部を先端部６に向かって伝送される。

図３は、電子内視鏡１の先端部６近傍を拡大して示した拡大図である。また、図４は、当該先端部６近傍の長手方向に沿った断面であって、図３のＡ−Ａ断面を示した側断面図である。

先端部６の前面には、体腔内を観察する為の対物系である対物レンズ７と、ライトガイド５端部前方に配置された配光レンズ８と、医療処置を施す処置具類が挿通されるカンシ（鉗子）路の開口部であるカンシ口９と、先端部６の外部を洗浄する為の洗浄液が送水される送水路の開口部である吐出口４５が設けられている。

また、先端部６内部には、受光した光学像を光電変換して画像信号（後述のＣＣＤ出力信号）を生成する固体撮像素子１０、及び固体撮像素子１０前方に配置されたカラーフィルタ１６が備えられている。この固体撮像素子１０は、整列して配置された複数の受光素子を有したチップであり、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）である（以下、固体撮像素子１０をＣＣＤ１０と称する）。その他の固体撮像素子１０周りの回路構成については後で詳述する。

ライトガイド５によって伝送されたランプ３の白色光は、先端部６の出射端側で分岐されたライトガイド５を介してそれぞれの配光レンズ８に到達して観察部位を照明する。照明された観察部位からの反射光は、対物レンズ７に入射し、当該対物レンズ７のパワーによってＣＣＤ１０の受光面上に観察部位の光学像として結像される。なお、このときのＣＣＤ１０の受光量は、電子シャッタによる露光動作のタイミングによって適正な量に調整される。

ＣＣＤ１０によって生成された画像信号であるＣＣＤ出力信号は、当該ＣＣＤ１０及びＣＣＤ１０が有する電子シャッタ機能を駆動制御するＣＣＤ駆動回路１８を介してプロセッサ２に入力する。このＣＣＤ出力信号は、絶縁回路２３で電気的に絶縁された状態で伝送されて画像信号処理回路２４に入力する。画像信号処理回路２４に入力されたＣＣＤ出力信号は、所定の信号処理を施され、Ｒ成分、Ｇ成分、Ｂ成分の各色成分の信号に色分離処理されてアンプ２５に出力される。

アンプ２５は、Ｒ成分の信号を増幅するアンプ２５Ｒ、Ｇ成分の信号を増幅するアンプ２５Ｇ、Ｂ成分の信号を増幅するアンプ２５Ｂを有している。画像信号処理回路２４から出力された各色成分の信号は、それぞれ対応するアンプに入力してその強度（信号レベル）が増幅され、メモリ２８に出力される。

メモリ２８は、Ｒ成分の信号を格納するメモリ２８Ｒ、Ｇ成分の信号を格納するメモリ２８Ｇ、Ｂ成分の信号を格納するメモリ２８Ｂを有している。アンプ２５から出力された各色成分の信号は、それぞれ対応するメモリに格納される。そして各メモリに格納された各色成分の信号は、制御部３２の作用により、メモリ２８Ｒ、２８Ｇ、及び２８Ｂの各々から所定のタイミングで同時に読み出しされ、映像信号処理回路３１に出力される。そしてこの映像信号処理回路３１によってモニタ表示可能な映像信号（例えばコンポジットビデオ信号や、Ｓビデオ信号、ＲＧＢビデオ信号など）に変換される。ここで変換された映像信号がモニタ１２に出力されると、モニタ１２の画面内に現在観察中の体腔内の映像が表示される。

なお、本実施例の内視鏡システム１００を用いて体腔内を観察する場合、ランプ３によって体腔内を照明して当該体腔内を観察する方法以外に、電力消費のない別の光源によって体腔内を観察する方法がある。後者の方法で体腔内を観察する場合、その光源の発光に電力消費がない為、省エネルギーになる。また、その期間中ランプ３を消灯できる為、その発熱がなくなる。以下に、後者の方法で体腔内を観察する際の各部の構成及び作用について説明する。

上述した別の光源に該当するものとは、蓄光材によって成型された蓄光デバイスを示している。本実施例では、配光レンズ８及び先端部６の前面部分の枠体である蓄光ガラス板１５が、この蓄光デバイスに該当する。

ここで蓄光デバイスについて説明する。蓄光デバイスとは、一定時間光が照射されることによってその光エネルギーを蓄え、その蓄えられたエネルギーによって一定時間、可視光や赤外線或いは紫外線などの所定の波長の電磁波を放出するものである。また、蓄光デバイスは、電気ケーブルやライトガイドなどの有線方式のエネルギー供給を必要とするものではなく、独立して配置可能なデバイスである。このような蓄光デバイスには、例えば蓄光ガラスなどが知られている。また、このような蓄光デバイスでは、その組成成分を変える事によって任意の波長の電磁波を照射することが可能となっている。なお、本実施例の各蓄光デバイスは、ランプ３使用時とほぼ同様の照明光で観察部位を照明することを目的として設けられている為、白色光を放射することができる。

蓄光デバイスを用いて体腔内を照明する場合、先ず、当該蓄光デバイスに光エネルギーを蓄積させる必要がある。本実施例において、各蓄光デバイスは、ランプ３から照射された白色光及び反射光を光エネルギーとして蓄積できる位置に設置されている。この為、ランプ３の白色光及び反射光が届く位置に配置された部品であれば、配光レンズ８や蓄光ガラス板１５以外の部品を蓄光デバイスとして成型しても良い。

ランプ３を照射させて観察部位を一定時間照明すると、当該観察部位を照明するのに充分な光エネルギーが蓄光デバイスに蓄積される。一定時間照明後に操作パネル５１に設けられた上記点灯／消灯スイッチを操作して当該ランプ３を消灯させると、蓄積した光エネルギーを蓄光デバイスが白色光として放射している為、ランプ３によって照明されていた観察部位は、今度は蓄光デバイスの光によって照明される。この場合における観察部位からの反射光も、上述したランプ３を用いた際の反射光と同様に、ＣＣＤ１０に受光されてプロセッサ２によって処理を施され、映像信号に変換される。そして変換された映像信号がモニタ１２に出力されると、ランプ３を用いて体腔内を照明した場合と同様の映像がモニタ１２に表示される。このような蓄光デバイスの発光時間には、例えば数分から数十分程度が想定される。

なお、本実施例では従来より設置されていた必要不可欠な部品を蓄光材によって成型して蓄光デバイスとしている為、内視鏡先端部６を大型化させない。

ここで、本実施例で採用されているような蓄光デバイスは、その温度が所定の温度範囲のときに最も効率良く発光できるものであり、高温になるに連れてその発光量が減少するという性質を有する。この為、これらの蓄光デバイスが高温になると、観察部位を充分な明るさで照明できない、或いはその発光時間が短くなるという問題が発生する。本実施例の内視鏡システムでは、内視鏡先端部６を発熱させる要因（ＣＣＤ１０やライトガイド５を介して内視鏡先端部６に到達したランプ３の白色光）がある為、当該先端部６の温度が高温になることが想定される。

そこで、本実施例の内視鏡システムでは、洗浄液を内視鏡１の先端部６の外部に吐出する為の機構を利用して先端部６を効果的に冷却することによって前記の問題を解決している。本実施例の内視鏡システムの構成及び処理を採用すると、電子内視鏡１を大径化させることなく効果的に先端部６の冷却が実施できる。

以下に、図２によって、洗浄液を先端部６の外部に吐出する為の機構を、当該洗浄液の流れに沿って説明する。なお、本実施例では、洗浄液は、内視鏡システムに設けられた送水路内においてプロセッサ２と電子内視鏡１とを往復するように循環する。また、説明の便宜上、プロセッサ２から電子内視鏡１に洗浄液が流れる送水路を往路と表現し、電子内視鏡１からプロセッサ２に洗浄液が流れる送水路を復路と表現する。

プロセッサ２は、洗浄液を吐出する為の機構として、洗浄液を噴出させる周知の機構を有したポンプ４１を備えている。そしてポンプ４１から電子内視鏡１の接続部１ａに掛けて延在した、洗浄液の往路である送水路４２ａを備えている。ポンプ４１は、タンク５０に蓄えられた洗浄液を、送水路４２ａ内部に噴出させることができる。送水路４２ａ内部に噴出された洗浄液は、接続部１ａに向かって送水路４２ａ内部を流れていく。なお、この送水路４２ａの途中の部分には、洗浄液を冷却する為の周知のペルチェ素子が設置されている。

電子内視鏡１は、洗浄液を吐出する為の機構として、接続部１ａにおいてプロセッサ２の送水路４２ａと接続され、当該接続部分から挿入部可撓管１ｂに沿って先端部６近傍まで延在した、洗浄液の往路である送水路４２ｂを備えている。また、先端部６近傍において送水路４２ｂと接続され、当該接続部分から挿入部可撓管１ｂに沿って接続部１ａまで延在した、洗浄液の復路である送水路４４ａを備えている。

図３及び図４で示したように、蓄光ガラス板１５の背面は、熱伝導率が比較的高い金属（例えばアルミニウム）で形成された金属枠体６０と密着している。この金属部材６０には、対物レンズ７や、配光レンズ８、先端部６側に位置する送水路４２ｂ及び４４ａの一部が埋設されている。すなわち各蓄光デバイスと送水路との間には、金属部材６０が密着するように介在している。

ＣＣＤ１０や先端部６に到達したランプ３の白色光等によって先端部６内部や蓄光デバイスの温度が上昇すると、先端部６内部の各構成要素間において熱移動が成される。具体的には、ＣＣＤ１０等の発熱によって上昇した熱エネルギーは、金属部材６０に伝達し、さらにそれに埋設された送水路に移動する。これにより、送水路内を循環している洗浄液の温度は上昇する。また、別の観点から説明すると、金属部材６０に埋設された送水路内の洗浄液は、当該金属部材６０を冷却する。さらに、冷却された金属部材６０は、温度上昇された先端部６内部や蓄光デバイスを冷却する。すなわち本実施例の内視鏡システムでは、洗浄液による先端部６内部や蓄光デバイスの冷却が可能である。

図４に示したように、送水路４４ａの一端は、先端部６前面において開口部を有している。この開口部は、体腔内に洗浄液を吐出する為の吐出口４５と後述の機構により連結可能である。すなわち、吐出口４５近傍の送水路４４ａの内部には、洗浄液を吐出する時以外は送水路内の洗浄液が外部に吐出されないように、当該吐出口４５直前の送水路４４ａを密栓するバルブ４６が設置されている。

図５は、本実施例のバルブ４６の構成及び作用を説明する為の図である。図５（ａ）は、バルブ４６の密栓状態を示した図である。また、図５(ｂ）は、バルブ４６の開放状態を示した図である。以下に、図５を参照して、本実施例のバルブ４６について説明する。

本実施例のバルブ４６は、両端がそれぞれ送水路４４ａの開口部と吐出口４５とに連結され、送水路４４ａを流れる洗浄液が吐出口４５に向かうのを塞き止める為の弁体４６ａと、弁体４６ａを保持する枠体４６ｂと、枠体４６ｂに密着させるように弁体４６ａに付勢を掛ける圧縮コイルバネ４６ｃから構成されている。図５（ａ）に示したように、弁体４６ａの面４６１ａに下方向からの外力が加えられず、圧縮コイルバネ４６ｃによって弁体４６ａと枠体４６ｂとが密着しているとき、吐出口４５直前の送水路４４ａが密栓される為、当該送水路４４ａを流れる洗浄液がバルブ４６を介して吐出口４５から先端部６の外部に吐出することがない。

ここで、図５（ｂ）に示したように、弁体４６ａの面４６１ａに下方向から所定以上の外力が加えられると、圧縮弁体４６ａを介してコイルバネ４６ｃが自身の付勢力に抗して矢印Ｂ方向に圧縮される。このとき、弁体４６ａが矢印Ｂ方向に移動して枠体４６ｂから離間し、バルブ４６より吐出口４５側に洗浄液が流出可能な隙間ができる。すなわちバルブ４６が開放状態となる。これにより、送水路内の洗浄液が吐出口４５から吐出されるようになる。

また、プロセッサ２は、洗浄液を吐出する為の機構としてさらに、電子内視鏡１の接続部１ａにおいて電子内視鏡１の送水路４４ａと接続され、当該接続部分からポンプ４１まで延在した、洗浄液の復路である送水路４４ｂを備えている。

バルブ４６が密栓状態にあるとき、洗浄液は、ポンプ４１、送水路４２ａ、送水路４２ｂ、送水路４４ａ、送水路４４ｂを順に流れていき、これらを１サイクルとして、プロセッサ２と電子内視鏡１とを往復するように循環している。また、バルブ４６が開放状態にあるとき、洗浄液は、上記サイクルで循環することなく吐出口４５から外部（例えば体腔内）に吐出される。

送水路４４ｂの途中の部分には、当該送水路４４ｂの途中経路を密栓して上記サイクルにおける洗浄液の循環を止める循環停止弁４７が設置されている。循環停止弁４７が密栓状態になると、洗浄液の循環が止まり、ポンプ４１のポンプ圧によって送水路の内圧、すなわち、洗浄液の水圧が上昇する。この為、弁体４６ａの面４６１ａに加わる洗浄液の水圧は、循環停止弁４７が密栓状態となっている時間に比例して徐々に高まっていく。そして一定時間経過後に所定値以上の水圧が弁体４６ａの面４６１ａに加わり、前述のように圧縮コイルバネ４６ｃが自身の付勢力に抗して圧縮され、弁体４６ａが矢印Ｂ方向に移動して枠体４６ｂと離れる。すなわちバルブ４６は、図５(ｂ）の如く開放状態となる。なお、循環停止弁４７の密栓／開放の切替は、操作パネル５１の操作によって実施される。すなわち術者は、操作パネル５１を操作することにより、従来の内視鏡と同様に、タンク５０の洗浄液を用いて対物レンズ７など先端部６の外部を洗浄することができる。

またさらに、先端部６の前面に設けられた配光レンズ８及び蓄光ガラス板１５に接するように温度センサ７１が設置されている。この温度センサ７１は、内視鏡先端部６及び当該先端部６に設置された各蓄光デバイス並びにＣＣＤ１０を、洗浄液によって冷却する際に用いられるセンサである。

図６は、上記各構成を洗浄液によって冷却する為の先端部冷却処理を示したフローチャートである。以下に、図６を参照して、本実施例で実行される先端部冷却処理について説明する。

なお、図６のフローチャートに示した先端部冷却処理は、プロセッサ２の図示しない電源がオフされると終了する。

プロセッサ２の電源がオンされると、制御部３２は、ポンプ４１を駆動制御してタンク５０に蓄えられた洗浄液を送水路４２ａ内部に噴出させる（ステップ１、以下、ステップを「Ｓ」と略記）。操作パネル５１が操作されない限りバルブ４６は密栓された状態にある為、洗浄液は、上記サイクルで、プロセッサ２と電子内視鏡１との間を往復するように循環する。

洗浄液が循環されると、制御部３２は、温度センサ７１が出力する測定結果を示す信号に基づいて循環中の洗浄液の温度を検知する。そしてその温度が所定の温度以上か否かを判定する（Ｓ２）。洗浄液の温度が所定の温度以上と判定した場合（Ｓ２：ＹＥＳ）、先端部６内部や各蓄光デバイスの熱が伝達して洗浄液の温度が上昇したことが想定される為、制御部３２は、洗浄液の冷却能力を維持する為にペルチェ素子を駆動制御し、循環中の洗浄液を冷却させる（Ｓ３）。また、洗浄液の温度が所定の温度より低いと判定した場合（Ｓ２：ＮＯ）、制御部３２は、先端部６内部や各蓄光デバイスを充分に冷却できる能力が洗浄液にあるとして冷却処理を行わず、所定のタイミング後に再びＳ２の判定処理を行う。

ペルチェ素子を駆動制御して冷却処理を行うと、制御部３２は、再び、温度センサ７１が出力する測定結果を示す信号に基づいて循環中の洗浄液の温度を検知する。そしてその温度が所定の温度より低いか否かを判定する（Ｓ４）。洗浄液の温度が所定の温度より低いと判定した場合（Ｓ４：ＹＥＳ）、制御部３２は、洗浄液を充分に冷却できたと判断し、所定のタイミング後に再びＳ２の判定処理を行う。また、洗浄液の温度が所定の温度以上と判定した場合（Ｓ４：ＮＯ）、制御部３２は、洗浄液の冷却が不充分であると判断し、Ｓ３の冷却処理を続行する。

本実施例では、上述した一連の処理が、プロセッサ２電源投入時から電源オフまで継続して実行される。この処理によって先端部６の温度上昇が抑えられる為、被験者に対する負担が軽減される。また、各蓄光デバイスの温度上昇による発光量の減少も抑えることができる。なお、洗浄液によって先端部６内部が冷却される為、結果としてＣＣＤ１０の周辺温度も下がる。この為、ＣＣＤ１０本体の温度上昇も軽減され、出力信号のＳ／Ｎ比の低下も軽減される。

本実施例の内視鏡システム１００では、先端部冷却処理に用いられる温度センサが先端部６内部に設置されている。本実施例では先端部６内部の温度を直接測定できる為、当該先端部６内部や、そこに設置された各蓄光デバイス、ＣＣＤ１０等をより的確に冷却させることができる。

また、本実施例では、ＣＣＤ１０の撮像処理の為の信号が伝送される信号線を利用して上記温度センサの出力信号を伝送させる為、電子内視鏡１の挿入部可撓管１ｂ内部の配線が増加せず、内視鏡が大径化しない。

前述のように、先端部６の前面に設けられた配光レンズ８及び蓄光ガラス板１５に接するように、温度センサ７１が設置されている。この為、温度センサ７１は、対物レンズ７及び配光レンズ８並びに先端部６側に位置する送水路４２ｂや４４ａの一部と共に金属部材６０に埋設されている。また、先端部６内部において、ＣＣＤ１０後方に、温度センサ７１の検出温度を示す信号をＣＣＤ１０出力信号に重畳させる温度データ重畳部７２が設置されている。また、電子内視鏡１ｚの接続部１ａ側には、ＣＣＤ制御回路１８に加えて、検出温度を示す前記の信号が重畳されたＣＣＤ出力信号から温度データを取得する温度データ取得部７３が配置されている。

図７は、本実施例の内視鏡先端部６内部に設置された温度データ重畳部７２及びそれに関連した構成を示すブロック図である。以下に、図７を参照して、本実施例の電子内視鏡１の構成及び作用について説明する。

プロセッサ２の制御部３２が電子内視鏡１のＣＣＤ制御回路１８に制御信号を送信すると、当該ＣＣＤ制御回路１８は、ＣＣＤ１０を駆動させる為の周知の水平駆動信号ＨＤ及び垂直駆動信号ＶＤを出力する。そしてこれらの水平駆動信号ＨＤ及び垂直駆動信号ＶＤは、温度データ取得部７３を介して温度データ重畳部７２が有したカウンタ部７２１に入力する。なお、図７において各信号を伝送している各信号線は、信号ケーブル１１に含まれた信号線である。

カウンタ部７２１は、温度センサ７１と接続されており、当該温度センサ７１が検出した温度データＴＳを取得することができる。そして、取得した温度データＴＳ、水平駆動信号ＨＤ、及び垂直駆動信号ＶＤに基づいてその検出温度を示した信号をＣＣＤ出力信号に重畳させることができる。なお、水平駆動信号ＨＤ及び垂直駆動信号ＶＤは、カウンタ部７２１を介してＣＣＤ１０に入力する。また、温度センサ７１は配光レンズ８及び蓄光ガラス板１５に隣接して配置されている為、ここで検出される温度データＴＳは、これら蓄光デバイスの温度と同等の温度を示すものとなる。

ここで、図８（ａ）は、水平駆動信号ＨＤ、垂直駆動信号ＶＤ、及びＣＣＤが出力するＣＣＤ出力信号１０ａの各波形を示した図である。図８(ａ）のグラフ（Ａ）に示された水平駆動信号ＨＤ及びグラフ（Ｃ）に示された垂直駆動信号ＶＤによって駆動されたＣＣＤ１０は、図８(ａ）のグラフ（Ｂ）に示されたＣＣＤ出力信号１０ａを出力する。このように出力されたＣＣＤ出力信号１０ａは、温度データ重畳部７２及び温度データ取得部７３並びにＣＣＤ制御回路１８を介してプロセッサ２ｚに入力し、処理が施されてモニタ１２において表示可能な映像信号に変換される。なお、図８(ａ）のグラフ（Ｂ）に示されたＣＣＤ出力信号１０ａは、ｎ行目の水平方向１ラインの画像信号である。

また、温度データ重畳部７２は、ＣＣＤ出力信号１０ａに重畳される信号であって、温度センサ７１の検出温度を示すマーク信号を生成するマーク信号生成部７２２を有している。また、温度データ重畳部７２は、このマーク信号を、ＣＣＤ出力信号１０ａに重畳する為のスイッチ７２３及び加算器７２４をさらに有している。

図９は、温度データ重畳部７２で実行される温度データ重畳処理を示したフローチャートである。以下に、図９を参照して本実施例で実行される温度データ重畳処理について説明する。

なお、図９のフローチャートに示した温度データ重畳処理は、図６のフローチャートに示された先端部冷却処理が行われている間で且つＣＣＤ１０から１フレームのＣＣＤ出力信号１０ａが出力される度に実行される処理である。すなわち本実施例の温度データ重畳処理は、上述の如き先端部冷却処理の開始と共に開始され、先端部冷却処理が終了（プロセッサ２の図示しない電源がオフ）するまで例えば３０（回／ｓ）の間隔で複数回実行される。

本実施例の温度データ重畳処理が開始されると、先ず、温度データ重畳部７２のカウンタ部７２１が、温度センサ７１が検出した温度データＴＳを取得する（Ｓ１１）。そしてさらにＣＣＤ制御回路１８から出力された水平駆動信号ＨＤ及び垂直駆動信号ＶＤを取得する。カウンタ部７２１は、取得した垂直駆動信号ＶＤを参照し、当該垂直駆動信号ＶＤを用いて出力される水平方向１ラインの信号が映像に用いられない不要ラインの信号であるか否かを判定する（Ｓ１２）。なお、不要ラインの信号とは、例えばＣＣＤ１０の周辺部に位置する受光素子によって生成される画像信号であって、モニタ１２ではマスクされる領域に位置するラインの信号である。或いは、１フレームを作成する期間の前後のラインの信号である。

Ｓ１２の処理において、取得した水平駆動信号ＨＤ及び垂直駆動信号ＶＤが不要ラインを生成する信号であると判定した場合（Ｓ１２：ＹＥＳ）、カウンタ部７２１は、これらの信号を利用して検出温度を示す信号をＣＣＤ出力信号１０ａに重畳する。不要ラインの信号を出力する水平駆動信号ＨＤ及び垂直駆動信号ＶＤは、カウンタ部７２１において上述の判定処理に用いられた後、ＣＣＤ１０に入力する。そしてこれらの信号により、ＣＣＤ１０は、不要ラインのＣＣＤ出力信号１０ａを温度データ重畳部７２に出力する。また、取得した水平駆動信号ＨＤ及び垂直駆動信号ＶＤがモニタ１２に表示される映像を生成する為の信号であると判定した場合（Ｓ１２：ＮＯ）、カウンタ部７２１は、所定のタイミング後に再びＳ１１の温度データ取得処理及びＳ１２の判定処理を行う。

図８（ｂ）に、不要ラインを生成する為の水平駆動信号ＨＤ及び垂直駆動信号ＶＤ、並びに当該不要ラインのＣＣＤ出力信号１０ａ（ｎ’行目の水平方向１ラインの画像信号）の波形を示す。例えば温度センサ７１によって検出された温度がｍ℃（ｍは自然数）の場合、カウンタ部７２１は、水平駆動信号ＨＤを用いて上記不要ラインのＣＣＤ出力信号１０ａのクロックをカウントし、当該ＣＣＤ出力信号１０ａ中のｍ番目のクロックの信号に、図８（ｂ）のグラフ（Ｂ）に示されたような検出温度を示す信号を重畳する。説明を加えると、カウンタ部７２１は、上記ｍ番目のクロックの信号に同期した画像信号がＣＣＤ１０から温度データ重畳部７２の加算器７２４に入力されるタイミングを計り（Ｓ１３）、当該タイミングにおいてスイッチ７２３をオンする（Ｓ１３：ＹＥＳ）。これにより、マーク信号生成部７２２と加算器７２４とが電気的に接続され、上記ｍ番目のクロックの信号に同期した画像信号に、マーク信号（すなわち上記検出温度を示す信号）が重畳され（Ｓ１４）、本処理は終了する。

マーク信号が重畳されたＣＣＤ出力信号１ｂは、挿入部可撓管１ｂに沿って配線された信号線を伝送され、温度データ取得部７３に入力される。ここで、図８（ｂ）のグラフ（Ｂ）に示されたように、ＣＣＤ出力信号１ｂ中のマーク信号が重畳された部分は、他に比べてその出力が顕著に低くなっている。この出力は、マーク信号を重畳させたときだけ現れるものであり、ＣＣＤ１０の通常動作で現れるものではない。温度データ取得部７３は、ＣＣＤ出力信号１ｂの出力を２値化し、その出力が所定の閾値より低い箇所を抽出する。本実施例では、上述したように上記ｍ番目のクロックの信号に同期した画像信号の出力が低い為、温度データ取得部７３は、抽出したクロックの序数「ｍ」を取得すると共にＣＣＤ出力信号１０ｂのマーク信号を削除し、当該ＣＣＤ出力信号をＣＣＤ制御回路１８に出力する。そして温度データ取得部７３は、「ｍ」に基づいて温度センサ７１が検出した温度がｍ℃であると判断し、先端部の温度がｍ℃であることを示した温度データＴＳを生成して制御部３２に出力する。

本実施例の内視鏡システム１００によると、内視鏡先端部６に温度センサ７１を配置しているにも拘わらず、挿入部可撓管１ｂ内の配線の本数を増やす必要がない。すなわち電子内視鏡を大径化させることなくその先端部に温度センサを配置可能である。

以上が本発明の実施形態である。本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく様々な範囲で変形が可能である。

なお、本実施例では配光レンズ８並びに蓄光ガラス板１５の全てを蓄光デバイスとしているが、さらに別の実施例では配光レンズ８或いは蓄光ガラス板１５の少なくとも１つを蓄光デバイスとしても良い。

また、本実施例では送水機能を利用して内視鏡先端部を冷却しているが、別の実施例では送気機能を利用して（すなわち空冷によって）当該先端部を冷却するようにしても良い。

また、温度センサ７１は、本実施例では配光レンズ８及び蓄光ガラス板１５に隣接して配置されているが、別の実施例ではＣＣＤ１０に隣接するよう配置しても良い。この場合、ＣＣＤ１０自体の温度を直接検出できる為、当該ＣＣＤ１０を効果的に冷却させることが可能となる。

本発明の実施例の内視鏡システムを概略的に示した概略図である。 本発明の実施例の内視鏡システムの構成を示したブロック図である。 本発明の実施例の電子内視鏡の先端部近傍を拡大して示した拡大図である。 本発明の実施例の電子内視鏡の先端部近傍の長手方向に沿った断面であって、図３のＡ−Ａ断面を示した側断面図である。 本発明の実施例のバルブの構成及び作用を説明する為の図である。 本発明の実施例で実施される処理のフローチャートであって、内視鏡先端部の各構成要素を洗浄液によって冷却する為の先端部冷却処理を示したフローチャートである。 本発明の実施例の内視鏡先端部内部に設置された温度データ重畳部及びそれに関連した構成を示すブロック図である。 本発明の実施例の水平駆動信号、垂直駆動信号、及びＣＣＤが出力するＣＣＤ出力信号の各波形を示した図である。 本発明の実施例の温度データ重畳部で実行される温度データ重畳処理を示したフローチャートである。

符号の説明

１ 内視鏡
２ プロセッサ
３ ランプ
５ ライトガイド
６ 先端部
７ 対物レンズ
８ 配光レンズ
１０ ＣＣＤ
１２ モニタ
１５ 蓄光ガラス板
３２ 制御部
４１ ポンプ
４２ａ、４２ｂ、４４ａ、４４ｂ 送水路
４３ ペルチェ素子
４５ 吐出口
４６ バルブ
４７ 循環停止弁
７１ 温度センサ
５０ タンク
６０ 金属部材
７２ 温度データ重畳部
７３ 温度データ取得部
１００ 内視鏡システム

Claims (8)

1. 固体撮像素子がその先端部に配置された電子内視鏡において、
   該先端部近傍の温度を検出する温度センサと、
   検出された温度データを、該固体撮像素子が出力する出力信号に重畳させる温度データ重畳手段と、
   重畳後の信号に基づいて該温度データを取得する温度データ取得手段と、を備えたこと、を特徴とする電子内視鏡。
2. 前記温度データが重畳される出力信号は、撮像に用いられることのないラインの信号であること、を特徴とする請求項１に記載の電子内視鏡。
3. 撮像に用いられることのない前記ラインの信号は、前記固体撮像素子の受光面周辺部に位置する素子を用いて生成された出力信号であること、を特徴とする請求項２に記載の電子内視鏡。
4. 前記ラインの信号は、水平方向１ラインの画像信号であること、を特徴とする請求項２または請求項３のいずれかに記載の電子内視鏡。
5. 前記温度データ重畳手段は、検出された温度データを数値化し、
   前記ラインの信号に含まれた複数のクロックの中の１クロックであって、数値化された温度と同一数の序数のクロックの信号に該温度を示したデータを重畳させること、を特徴とする請求項２から４のいずれかに記載の電子内視鏡。
6. 蓄積した光のエネルギーに基づいて生成される電磁波によって体腔内を照射する第１の光源を前記先端部にさらに配置したこと、を特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の電子内視鏡。
7. 前記第１の光源は、受光によって蓄積したエネルギーを電磁波として放射する蓄光材から成る部材であること、を特徴とする請求項６に記載の電子内視鏡。
8. 請求項６または請求項７のいずれかに記載の電子内視鏡と、
   前記第１の光源に光を照射する第２の光源を有した光源装置と、を備えたこと、を特徴とする電子内視鏡システム。

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