JP2006263009A - Electronic endoscope - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electronic endoscope capable of highly efficiently and reliably transmitting and receiving signals by electric waves. <P>SOLUTION: This electronic endoscope 2 comprises a CCD 16 capturing an observation object image in the body cavity, an AFE (Analog Front End) 33 converting image signals obtained by the CCD 16 into digital image signals, a modulation part 34 performing a digital orthogonal modulation to the image signals to modulate them into RF signals, an electronic endoscope 10 having a transmission part 35 transmitting the RF signals as electric waves, a receiving part 63 receiving the electric waves, a demodulation part 64 performing digital orthogonal detection to the RF signals expressed by the electric waves to demodulate them into the original image signals, a synchronous separation part 65 performing various types of signal processings to the demodulated image signals to generate an endoscopic image, a video signal processing part 66, an image processing part 67, and a processor device 11 having a monitor 19 displaying the endoscopic image. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、電子内視鏡とプロセッサ装置とからなり、これらの間で電波によって信号の遣り取りを行う電子内視鏡装置に関する。   The present invention relates to an electronic endoscope apparatus that includes an electronic endoscope and a processor device, and exchanges signals by radio waves between them.

従来から、医療分野において、電子内視鏡を利用した医療診断が盛んに行われている。電子内視鏡の体腔内に挿入される挿入部先端には、CCDなどの撮像素子が内蔵されており、このCCDにより取得した撮像信号に対して、プロセッサ装置で信号処理を施すことで、モニタで体腔内の画像(内視鏡画像)を観察することができる。   Conventionally, medical diagnosis using an electronic endoscope has been actively performed in the medical field. An imaging element such as a CCD is built in the distal end of the insertion portion to be inserted into the body cavity of the electronic endoscope, and the image signal acquired by the CCD is subjected to signal processing by the processor device, thereby being monitored. With this, an image inside the body cavity (endoscopic image) can be observed.

普通、電子内視鏡とプロセッサ装置とは、信号ケーブルにより接続されているが、信号を変調する変調部、および信号を電波で送信する送信部を電子内視鏡に、電波を受信する受信部、および電波を元の信号に復調する復調部をプロセッサ装置にそれぞれ設けて、電波によって信号の遣り取りを行えるようにし、信号ケーブルを取り除いて電子内視鏡の操作性を向上させた、いわゆるワイヤレス電子内視鏡装置も考案されている(特許文献1および2参照)。   Usually, an electronic endoscope and a processor device are connected by a signal cable, but a modulation unit that modulates a signal and a transmission unit that transmits a signal by radio waves are used as an electronic endoscope and a reception unit that receives radio waves. , And a demodulator that demodulates radio waves into the original signals, each of which is provided with a processor unit so that signals can be exchanged by radio waves, and the signal cable is removed to improve the operability of the electronic endoscope. An endoscope apparatus has also been devised (see Patent Documents 1 and 2).

ワイヤレス電子内視鏡装置は、上述の如く、電子内視鏡の使用時に、信号ケーブルによる操作の制約がなくなり、操作性が向上する。そのうえ、信号ケーブルを用いた従来の電子内視鏡装置では、患者回路と二次回路との間で約4kVの絶縁耐圧を維持することが必須となるが、ワイヤレス電子内視鏡装置では、電子内視鏡とプロセッサ装置との間に信号ケーブルによる電気的接続が存在しないため、上記のように高い絶縁耐圧を維持する構成が不要となる。
特開昭60−48011号公報 特開2001−46334号公報
As described above, the wireless electronic endoscope apparatus is free from the restriction of operation by the signal cable when the electronic endoscope is used, and the operability is improved. Moreover, in a conventional electronic endoscope apparatus using a signal cable, it is essential to maintain a dielectric breakdown voltage of about 4 kV between the patient circuit and the secondary circuit. In a wireless electronic endoscope apparatus, Since there is no electrical connection by a signal cable between the endoscope and the processor device, a configuration for maintaining a high withstand voltage as described above becomes unnecessary.
JP 60-48011 A JP 2001-46334 A

ところで、最近の電子内視鏡には、より高精細な内視鏡画像を得ることを目的として、高画素のCCDが搭載されている。このため、上記のようなワイヤレス電子内視鏡装置の分野では、高画素のCCDから出力される信号を、如何に効率よく、且つ信頼性高くプロセッサ装置に送信することができるか否かが重要な課題となっている。また、医療機器の無線伝送で使用可能な周波数帯域に制約があるため(1.2GHzまたは2.4GHz)、この周波数帯域に対応した方式で信号の送受信を行う必要がある。   By the way, recent electronic endoscopes are equipped with a high-pixel CCD for the purpose of obtaining a higher-definition endoscope image. For this reason, in the field of the wireless electronic endoscope apparatus as described above, it is important how efficiently and reliably the signal output from the high pixel CCD can be transmitted to the processor apparatus. It is a difficult issue. In addition, since there is a restriction on the frequency band that can be used for wireless transmission of medical devices (1.2 GHz or 2.4 GHz), it is necessary to transmit and receive signals using a method corresponding to this frequency band.

しかしながら、特許文献1および2に記載の技術は、信号の変調・復調にアナログ変調方式を用いているので、単位時間に扱える信号のデータ量が少なく、高画素のCCDに適したものであるとは言い難い。また、ノイズの影響を受けやすいためにC/N比(Carrier to Noise Ratio;搬送波電力対雑音電力比)が低く、信頼性に欠けるという問題もあった。   However, since the techniques described in Patent Documents 1 and 2 use an analog modulation method for signal modulation / demodulation, the amount of signal data that can be handled per unit time is small, and the technique is suitable for a high-pixel CCD. Is hard to say. In addition, since it is easily affected by noise, the C / N ratio (Carrier to Noise Ratio) is low, and there is a problem of lack of reliability.

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、より効率的、且つ高い信頼性で電波による信号の送受信を行うことができる電子内視鏡装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an electronic endoscope apparatus that can transmit and receive signals by radio waves more efficiently and with high reliability.

上記目的を達成するために、本発明は、体腔内の被観察体像を撮影する撮像素子、撮像素子により取得される撮像信号をデジタルの画像信号に変換する信号変換部、画像信号にデジタル直交変調を施してRF信号に変調する変調部、およびRF信号を電波として送信する送信部を有する電子内視鏡と、電波を受信する受信部、電波で表されるRF信号にデジタル直交検波を施して元の画像信号に復調する復調部、復調された画像信号に各種信号処理を施して内視鏡画像を生成する信号処理部、および内視鏡画像を表示する画像表示部を有するプロセッサ装置とからなることを特徴とする。   In order to achieve the above object, the present invention provides an image sensor that captures an image of an object to be observed in a body cavity, a signal converter that converts an image signal acquired by the image sensor into a digital image signal, and a digital orthogonal to the image signal. An electronic endoscope having a modulation unit that modulates and modulates an RF signal, and a transmission unit that transmits the RF signal as a radio wave, a reception unit that receives the radio wave, and performs digital quadrature detection on the RF signal represented by the radio wave A processor having a demodulator that demodulates the original image signal, a signal processor that performs various signal processing on the demodulated image signal to generate an endoscope image, and an image display that displays the endoscope image; It is characterized by comprising.

なお、前記変調部および復調部は、多値位相変調方式を用いて前記直交変調および前記直交検波を行うことが好ましい。   The modulation unit and the demodulation unit preferably perform the quadrature modulation and the quadrature detection using a multi-level phase modulation method.

本発明の電子内視鏡装置によれば、体腔内の被観察体像を撮影する撮像素子、撮像素子により取得される撮像信号をデジタルの画像信号に変換する信号変換部、画像信号にデジタル直交変調を施してRF信号に変調する変調部、およびRF信号を電波として送信する送信部を有する電子内視鏡と、電波を受信する受信部、電波で表されるRF信号にデジタル直交検波を施して元の画像信号に復調する復調部、復調された画像信号に各種信号処理を施して内視鏡画像を生成する信号処理部、および内視鏡画像を表示する画像表示部を有するプロセッサ装置とからなるので、より効率的、且つ高い信頼性で電波による信号の送受信を行うことができる。   According to the electronic endoscope apparatus of the present invention, an image sensor that captures an image of an object to be observed in a body cavity, a signal converter that converts an image signal acquired by the image sensor into a digital image signal, and a digital orthogonal to the image signal An electronic endoscope having a modulation unit that modulates and modulates an RF signal, and a transmission unit that transmits the RF signal as a radio wave, a reception unit that receives the radio wave, and performs digital quadrature detection on the RF signal represented by the radio wave A processor having a demodulator that demodulates the original image signal, a signal processor that performs various signal processing on the demodulated image signal to generate an endoscope image, and an image display that displays the endoscope image; Therefore, it is possible to transmit and receive signals by radio waves more efficiently and with high reliability.

図1において、本発明を適用した電子内視鏡装置2は、電子内視鏡10、およびプロセッサ装置11から構成される。この電子内視鏡装置2は、電子内視鏡10とプロセッサ装置11との信号の遣り取りを電波12にて行う、いわゆるワイヤレス電子内視鏡装置である。   In FIG. 1, an electronic endoscope apparatus 2 to which the present invention is applied includes an electronic endoscope 10 and a processor apparatus 11. The electronic endoscope apparatus 2 is a so-called wireless electronic endoscope apparatus that exchanges signals between the electronic endoscope 10 and the processor device 11 using radio waves 12.

電子内視鏡10は、体腔内に挿入される挿入部13と、挿入部13の基端部分に連設された操作部14とを備えている。挿入部13の先端に連設された先端部13aには、体腔内の被観察体像の像光を取り込むための対物レンズ15と、体腔内の被観察体像を撮影する撮像素子としてのCCD16(例えば、画素サイズ;1280×960、フレームレート;30フレーム/秒)、および照射レンズ17と体腔内照明用のLED光源(LED)18(ともに図2参照)が内蔵されている。CCD16により取得された体腔内の画像は、プロセッサ装置11に接続されたモニタ19に内視鏡画像として表示される。   The electronic endoscope 10 includes an insertion portion 13 that is inserted into a body cavity, and an operation portion 14 that is connected to a proximal end portion of the insertion portion 13. The distal end portion 13a connected to the distal end of the insertion portion 13 is provided with an objective lens 15 for capturing image light of the body image to be observed in the body cavity, and a CCD 16 as an image sensor for capturing the body image to be observed in the body cavity. (For example, a pixel size: 1280 × 960, a frame rate: 30 frames / second), and an irradiation lens 17 and an LED light source (LED) 18 for body cavity illumination (both see FIG. 2) are incorporated. The image inside the body cavity acquired by the CCD 16 is displayed as an endoscopic image on the monitor 19 connected to the processor device 11.

先端部13aの後方には、複数の湾曲駒を連結した湾曲部20が設けられている。この湾曲部20は、操作部14に設けられたアングルノブ14aが操作されて、挿入部13内に挿設されたワイヤが押し引きされることにより、上下左右方向に湾曲動作し、先端部13aが体腔内の所望の方向に向けられるようになっている。   A bending portion 20 that connects a plurality of bending pieces is provided behind the distal end portion 13a. The bending portion 20 is bent in the vertical and horizontal directions when the angle knob 14a provided in the operation portion 14 is operated and the wire inserted in the insertion portion 13 is pushed and pulled, and the distal end portion 13a. Is directed in a desired direction within the body cavity.

操作部14の下方には、水が貯留される貯水タンク21と、エアーが貯留されるエアーボンベ22とが内蔵されたカートリッジ23が着脱自在に取り付けられている。これら貯水タンク21、エアーボンベ22に貯留された水、エアーは、操作部14の送水/送気ボタン14bの操作に連動して、電子内視鏡10内部に配設された送水パイプ、送気パイプを通って、先端部13aに形成された洗浄ノズル(図示せず)から対物レンズ15に向けて噴射される。これにより、対物レンズ15表面に付着した汚物などの除去や、体腔内への送気を行うことが可能となっている。ここで、カートリッジ23は、電子内視鏡10を使用する際に操作者の手の付け根が当接する位置に取り付けられており、電子内視鏡10の操作性を安定化させる役割も果たしている。なお、符号24は、処置具が挿通される鉗子口である。   A cartridge 23 containing a water storage tank 21 in which water is stored and an air cylinder 22 in which air is stored is detachably attached below the operation unit 14. The water and air stored in the water storage tank 21 and the air cylinder 22 are linked to the operation of the water supply / air supply button 14b of the operation unit 14, and the water supply pipe and the air supply provided in the electronic endoscope 10 are operated. It is jetted toward the objective lens 15 through a pipe from a cleaning nozzle (not shown) formed at the tip 13a. Thereby, it is possible to remove dirt attached to the surface of the objective lens 15 and to supply air into the body cavity. Here, the cartridge 23 is attached at a position where the base of the operator's hand abuts when the electronic endoscope 10 is used, and also plays a role of stabilizing the operability of the electronic endoscope 10. Reference numeral 24 denotes a forceps port through which the treatment tool is inserted.

図2において、CPU30は、電子内視鏡10の全体の動作を統括的に制御する。CPU30には、電子内視鏡10の動作を制御するための各種プログラムやデータが記憶されたROM31が接続されている。CPU30は、このROM31から必要なプログラムやデータを読み出し、電子内視鏡10の動作制御を行う。   In FIG. 2, the CPU 30 comprehensively controls the overall operation of the electronic endoscope 10. Connected to the CPU 30 is a ROM 31 in which various programs and data for controlling the operation of the electronic endoscope 10 are stored. The CPU 30 reads necessary programs and data from the ROM 31 and controls the operation of the electronic endoscope 10.

LED18には、駆動部32が接続されている。駆動部32は、CPU30の制御の下に、LED18をオン/オフ駆動させる。LED18から発せられた光は、照射レンズ17を介して体腔内の被観察体に照射される。なお、先端部13aではなく操作部14の内部にLED18を配し、ライトガイドで先端部13aに導光する構成としてもよい。   A driving unit 32 is connected to the LED 18. The drive unit 32 drives the LED 18 on / off under the control of the CPU 30. The light emitted from the LED 18 is irradiated to the object to be observed in the body cavity via the irradiation lens 17. In addition, it is good also as a structure which arrange | positions LED18 inside the operation part 14 instead of the front-end | tip part 13a, and guides it to the front-end | tip part 13a with a light guide.

CCD16は、対物レンズ15から入射した体腔内の被観察体像の像光を撮像面に結像させ、各画素からこれに応じた撮像信号を出力する。AFE33は、CCD16から入力された撮像信号に対して、相関二重サンプリング、増幅、およびA/D変換を施して、撮像信号をデジタルの画像信号(10bit、図3参照)に変換する。   The CCD 16 focuses the image light of the observed object image in the body cavity incident from the objective lens 15 on the imaging surface, and outputs an imaging signal corresponding to this from each pixel. The AFE 33 performs correlated double sampling, amplification, and A / D conversion on the imaging signal input from the CCD 16 to convert the imaging signal into a digital image signal (10 bits, see FIG. 3).

変調部34は、詳しくは後述するように、AFE33から出力されたデジタルの画像信号にデジタル直交変調を施す。送信部35は、アンテナ36を介して、変調部34でデジタル直交変調が施された画像信号(以下、RF信号という)を電波12としてプロセッサ装置11に送信する。   The modulation unit 34 performs digital quadrature modulation on the digital image signal output from the AFE 33, as will be described in detail later. The transmission unit 35 transmits an image signal (hereinafter referred to as an RF signal) subjected to digital quadrature modulation by the modulation unit 34 to the processor device 11 through the antenna 36 as a radio wave 12.

コネクタ37には、バッテリ38が接続されている。バッテリ38の電力は、CPU30により制御される電力供給部39から、電子内視鏡10の各部に供給される。なお、図1には示していないが、操作部14の後部には、バッテリ38を収納するバッテリ収納室が設けられており、コネクタ37はその内部に配されている。   A battery 38 is connected to the connector 37. The power of the battery 38 is supplied to each part of the electronic endoscope 10 from a power supply unit 39 controlled by the CPU 30. Although not shown in FIG. 1, a battery storage chamber for storing the battery 38 is provided at the rear of the operation unit 14, and the connector 37 is disposed therein.

図3において、変調部34は、パラレル/シリアル変換回路(P/S)40、256QAM(Quadrature Amplitude Modulation;直交振幅変調)変調回路(256QAM MOD)41、シリアル/パラレル変換回路(S/P)42、逆フーリエ変換回路(IFFT)43、デジタル直交変調回路44、D/A変換器45、アップコンバータミキサ46、およびバンドパスフィルタ(BPF)47などからなる。   In FIG. 3, the modulation unit 34 includes a parallel / serial conversion circuit (P / S) 40, a 256 QAM (Quadrature Amplitude Modulation) modulation circuit (256 QAM MOD) 41, and a serial / parallel conversion circuit (S / P) 42. , An inverse Fourier transform circuit (IFFT) 43, a digital quadrature modulation circuit 44, a D / A converter 45, an up-converter mixer 46, a band-pass filter (BPF) 47, and the like.

P/S40は、AFE32から入力される10bitのデジタル画像信号を、パラレルデータからシリアルデータに変換する。256QAM MOD41は、256QAM変調方式に則って、P/S40でシリアル変換された画像信号を、同相成分Iと直交成分Qとにシンボルマッピングする。   The P / S 40 converts the 10-bit digital image signal input from the AFE 32 from parallel data to serial data. The 256QAM MOD 41 performs symbol mapping of the image signal serially converted by the P / S 40 into the in-phase component I and the quadrature component Q in accordance with the 256QAM modulation method.

S/P42は、256QAM MOD41でマッピングされた一つのシンボルをN個のパラレルデータに変換する。IFFT43は、S/P42でパラレル変換されたデータに逆フーリエ変換を施し、N個のサブキャリアの和に変換する。これにより、256QAM MOD41でマッピングされたシンボルをそれぞれベースとするIQベースバンドOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing;直交周波数分割多重)信号(以下、単にベースバンド信号という)が生成される。   The S / P 42 converts one symbol mapped by 256QAM MOD 41 into N parallel data. The IFFT 43 performs inverse Fourier transform on the data converted in parallel by the S / P 42 and converts the data into a sum of N subcarriers. As a result, IQ baseband OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) signals (hereinafter simply referred to as baseband signals) based on symbols mapped by 256QAM MOD41 are generated.

デジタル直交変調回路44は、多値PSK(Phase Shift Keying;位相変調)方式、例えば2値PSK(BPSK)方式、4値PSK(QPSK)方式を用いて、IFFT43から出力されたベースバンド信号にデジタル直交変調を施し、PLL(Phase Locked Loop;位相同期ループ)回路48を介して発振器49から入力される周波数制御信号に基づいて、中間周波数IF(Intermediate Frequency)をもつIF信号を出力する。   The digital quadrature modulation circuit 44 digitally converts the baseband signal output from the IFFT 43 using a multilevel PSK (Phase Shift Keying) system, for example, a binary PSK (BPSK) system or a quaternary PSK (QPSK) system. Based on a frequency control signal input from an oscillator 49 via a PLL (Phase Locked Loop) circuit 48, an IF signal having an intermediate frequency IF (Intermediate Frequency) is output.

D/A45は、デジタル直交変調回路44から出力されたIF信号にD/A変換を施す。アップコンバータミキサ46は、D/A45でD/A変換されたIF信号と、PLL回路48を介して発振器49から入力される周波数制御信号とから、RF信号を生成する。BPF47は、アップコンバータミキサ46で生成されたRF信号に帯域制限をかけて不要部分を除去し、所望の周波数帯域(1.2GHzまたは2.4GHz)を有するRF信号を出力する。   The D / A 45 performs D / A conversion on the IF signal output from the digital quadrature modulation circuit 44. The up-converter mixer 46 generates an RF signal from the IF signal D / A converted by the D / A 45 and the frequency control signal input from the oscillator 49 via the PLL circuit 48. The BPF 47 performs band limitation on the RF signal generated by the upconverter mixer 46 to remove unnecessary portions, and outputs an RF signal having a desired frequency band (1.2 GHz or 2.4 GHz).

送信部35は、電力増幅器(PA)50と、RFスイッチ(RF−SW)51とからなる。PA50は、BPF47から出力されたRF信号をプロセッサ装置11で受信可能な電力レベルにまで増幅する。RF−SW51は、電子内視鏡装置2で採用されているTDMA(Time Division Multiple Access;時分割多重接続)方式のチャネルバーストタイミングに合わせてオン/オフ駆動する。PA50で電力増幅されたRF信号は、このRF−SW51を経由して、サーキュレータ(図示せず)でアンテナ36に給電され、アンテナ36から電波12として送信される。   The transmission unit 35 includes a power amplifier (PA) 50 and an RF switch (RF-SW) 51. The PA 50 amplifies the RF signal output from the BPF 47 to a power level that can be received by the processor device 11. The RF-SW 51 is turned on / off in accordance with the channel burst timing of the TDMA (Time Division Multiple Access) method employed in the electronic endoscope apparatus 2. The RF signal amplified by the PA 50 is fed to the antenna 36 by the circulator (not shown) via the RF-SW 51 and transmitted as the radio wave 12 from the antenna 36.

図4において、CPU60は、プロセッサ装置11の全体の動作を統括的に制御する。CPU60には、プロセッサ装置11の動作を制御するための各種プログラムやデータが記憶されたROM61が接続されている。CPU60は、このROM61から必要なプログラムやデータを読み出し、プロセッサ装置11の動作制御を行う。   In FIG. 4, the CPU 60 controls the overall operation of the processor device 11. Connected to the CPU 60 is a ROM 61 in which various programs and data for controlling the operation of the processor device 11 are stored. The CPU 60 reads necessary programs and data from the ROM 61 and controls the operation of the processor device 11.

アンテナ62は、電子内視鏡10からの電波12を受信する。アンテナ62で受信された電波12は、サーキュレータ(図示せず)で受信部63に供給される。受信部63は、電波12、すなわちRF信号を増幅する。復調部64は、詳しくは後述するように、RF信号にデジタル直交検波を施して、RF信号を電子内視鏡10で変調される前の画像信号に復調する。   The antenna 62 receives the radio wave 12 from the electronic endoscope 10. The radio wave 12 received by the antenna 62 is supplied to the receiving unit 63 by a circulator (not shown). The receiving unit 63 amplifies the radio wave 12, that is, the RF signal. As will be described later in detail, the demodulator 64 performs digital quadrature detection on the RF signal and demodulates the RF signal into an image signal before being modulated by the electronic endoscope 10.

同期分離部65は、CPU60の制御の下に、復調部64で復調された画像信号から、振幅分離によって同期信号を分離し、 続いて周波数分離により水平同期信号と垂直同期信号とを分離する。ビデオ信号処理部66は、画像信号からデジタルのビデオ信号を生成する。画像処理部67は、ビデオ信号処理部66で生成されたビデオ信号に対して、マスク生成やキャラクタ情報付加などの各種画像処理を施す。バッファ68は、画像処理部67で各種画像処理が施され、モニタ19に内視鏡画像として表示されるビデオ信号を一旦格納する。   Under the control of the CPU 60, the synchronization separation unit 65 separates the synchronization signal from the image signal demodulated by the demodulation unit 64 by amplitude separation, and then separates the horizontal synchronization signal and the vertical synchronization signal by frequency separation. The video signal processing unit 66 generates a digital video signal from the image signal. The image processing unit 67 performs various image processing such as mask generation and character information addition on the video signal generated by the video signal processing unit 66. The buffer 68 temporarily stores a video signal that is subjected to various image processing by the image processing unit 67 and displayed as an endoscopic image on the monitor 19.

図5において、受信部63は、RFスイッチ(RF−SW)70と低雑音増幅器(LNA)71とからなる。RF−SW70は、前述のRF−SW51と同様に、電子内視鏡装置2で採用されているTDMA方式のチャネルバーストタイミングに合わせてオン/オフ駆動する。LNA71は、RF−SW70を経由して入力されるRF信号を増幅する。   In FIG. 5, the receiving unit 63 includes an RF switch (RF-SW) 70 and a low noise amplifier (LNA) 71. The RF-SW 70 is turned on / off in accordance with the TDMA channel burst timing employed in the electronic endoscope apparatus 2 in the same manner as the RF-SW 51 described above. The LNA 71 amplifies the RF signal input via the RF-SW 70.

復調部64は、ダウンコンバータミキサ72、バンドパスフィルタ(BPF)73、A/D変換器(A/D)74、デジタル直交検波回路75、フーリエ変換回路(FFT)76、パラレル/シリアル変換回路(P/S)77、256QAM復調回路(256QAM DEMOD)78、およびシリアル/パラレル変換回路(S/P)79などからなる。   The demodulator 64 includes a down-converter mixer 72, a bandpass filter (BPF) 73, an A / D converter (A / D) 74, a digital quadrature detection circuit 75, a Fourier transform circuit (FFT) 76, a parallel / serial conversion circuit ( P / S) 77, 256QAM demodulation circuit (256QAM DEMOD) 78, serial / parallel conversion circuit (S / P) 79, and the like.

ダウンコンバータミキサ72は、LNA71で増幅されたRF信号と、PLL回路80を介して発振器81から入力される周波数制御信号とから、IF信号を生成する。BPF73は、ダウンコンバータミキサ72で生成されたIF信号に帯域制限をかけて不要部分を除去する。A/D74は、BPF73で帯域制限がかけられたIF信号にA/D変換を施す。   The down-converter mixer 72 generates an IF signal from the RF signal amplified by the LNA 71 and the frequency control signal input from the oscillator 81 via the PLL circuit 80. The BPF 73 performs band limitation on the IF signal generated by the down converter mixer 72 to remove unnecessary portions. The A / D 74 performs A / D conversion on the IF signal whose band is limited by the BPF 73.

デジタル直交検波回路75は、デジタル直交変調回路44と同様に、例えばBPSK方式、QPSK方式などを用いて、A/D74でA/D変換されたIF信号にデジタル直交検波を施し、PLL回路80を介して発振器81から入力される周波数制御信号に基づいて、ベースバンド信号を出力する。   Similarly to the digital quadrature modulation circuit 44, the digital quadrature detection circuit 75 performs digital quadrature detection on the IF signal A / D converted by the A / D 74 using, for example, the BPSK method, the QPSK method, etc. The baseband signal is output based on the frequency control signal input from the oscillator 81 through the control circuit.

FFT76は、デジタル直交検波回路75から出力されたベースバンド信号にフーリエ変換を施し、ベースバンド信号の元であるパラレルデータを出力する。P/S77は、FFT76から出力されたパラレルデータをシリアルデータに変換し、同相成分Iと直交成分Qとにシンボルマッピングされたデータを出力する。256QAM DEMOD78は、256QAM変調方式に則って、P/S77でシリアル変換されたデータを復調する。S/P79は、256QAM DEMOD78で復調されたデータをパラレルデータに変換する。これにより、電子内視鏡10で変調される前の画像信号が復調される。   The FFT 76 performs a Fourier transform on the baseband signal output from the digital quadrature detection circuit 75 and outputs parallel data that is the source of the baseband signal. The P / S 77 converts the parallel data output from the FFT 76 into serial data, and outputs data symbol-mapped into the in-phase component I and the quadrature component Q. The 256QAM DEMOD 78 demodulates the data serially converted by the P / S 77 in accordance with the 256QAM modulation method. The S / P 79 converts the data demodulated by the 256QAM DEMOD 78 into parallel data. Thereby, the image signal before being modulated by the electronic endoscope 10 is demodulated.

上記のように構成された電子内視鏡装置2で体腔内を観察する際には、挿入部13を体腔内に挿入して、LED光源18をオンして体腔内を照明しながら、CCD16による内視鏡画像をモニタ19で観察する。 When the inside of the body cavity is observed with the electronic endoscope apparatus 2 configured as described above, the insertion unit 13 is inserted into the body cavity, and the LED light source 18 is turned on to illuminate the inside of the body cavity. An endoscopic image is observed on the monitor 19.

このとき、対物レンズ15から入射した体腔内の被観察体像の像光は、CCD16の撮像面に結像され、CCD16から撮像信号が出力される。CCD16から出力された撮像信号は、AFE33で相関二重サンプリング、増幅、およびA/D変換が施され、デジタルの画像信号に変換される。   At this time, the image light of the observed body image in the body cavity incident from the objective lens 15 is imaged on the imaging surface of the CCD 16, and an imaging signal is output from the CCD 16. The imaging signal output from the CCD 16 is subjected to correlated double sampling, amplification, and A / D conversion by the AFE 33, and is converted into a digital image signal.

AFE33から出力されたデジタルの画像信号は、変調部34でデジタル直交変調が施される。変調部34では、P/S40によって、AFE32から入力されるデジタル画像信号がパラレルデータからシリアルデータに変換される。次いで、256QAM MOD41により、P/S40でシリアル変換された画像信号が、同相成分Iと直交成分Qとにシンボルマッピングされる。   The digital image signal output from the AFE 33 is subjected to digital quadrature modulation by the modulation unit 34. In the modulation unit 34, the digital image signal input from the AFE 32 is converted from parallel data to serial data by the P / S 40. Next, the image signal serially converted by the P / S 40 is symbol-mapped into an in-phase component I and a quadrature component Q by 256QAM MOD41.

S/P42では、256QAM MOD41でマッピングされた一つのシンボルがN個のパラレルデータに変換される。S/P42でパラレル変換されたデータは、IFFT43で逆フーリエ変換が施され、N個のサブキャリアの和に変換されて、これによりベースバンド信号が生成される。   In S / P42, one symbol mapped by 256QAM MOD41 is converted into N parallel data. The data converted in parallel by S / P 42 is subjected to inverse Fourier transform in IFFT 43 and converted into a sum of N subcarriers, thereby generating a baseband signal.

デジタル直交変調回路44では、多値PSK方式にて、IFFT43から出力されたベースバンド信号にデジタル直交変調が施され、PLL回路48を介して発振器49から入力される周波数制御信号に基づいて、IF信号が出力される。   In the digital quadrature modulation circuit 44, the baseband signal output from the IFFT 43 is subjected to digital quadrature modulation by the multi-level PSK method, and based on the frequency control signal input from the oscillator 49 via the PLL circuit 48, the IF A signal is output.

デジタル直交変調回路44から出力されたIF信号は、D/A45でD/A変換を施され、アップコンバータミキサ46に入力される。アップコンバータミキサ46では、D/A45でD/A変換されたIF信号と、PLL回路48を介して発振器49から入力される周波数制御信号とから、RF信号が生成される。   The IF signal output from the digital quadrature modulation circuit 44 is D / A converted by the D / A 45 and input to the up-converter mixer 46. The upconverter mixer 46 generates an RF signal from the IF signal D / A converted by the D / A 45 and the frequency control signal input from the oscillator 49 via the PLL circuit 48.

アップコンバータミキサ46で生成されたRF信号は、BPF47で帯域制限がかけられ、所望の周波数帯域を有するRF信号となる。RF信号は、送信部35のPA50で増幅され、RF−SW51を経由して、サーキュレータでアンテナ36に給電され、アンテナ36から電波12として送信される。   The RF signal generated by the up-converter mixer 46 is band-limited by the BPF 47 and becomes an RF signal having a desired frequency band. The RF signal is amplified by the PA 50 of the transmission unit 35, supplied to the antenna 36 by the circulator via the RF-SW 51, and transmitted as the radio wave 12 from the antenna 36.

一方、プロセッサ装置11では、電子内視鏡10のアンテナ36から送信された電波12がアンテナ62で受信されると、この電波12がサーキュレータで受信部63に供給される。受信部63では、RF−SW70を経由して入力されるRF信号が、LNA71で増幅される。   On the other hand, in the processor device 11, when the radio wave 12 transmitted from the antenna 36 of the electronic endoscope 10 is received by the antenna 62, the radio wave 12 is supplied to the receiving unit 63 by the circulator. In the receiving unit 63, the RF signal input via the RF-SW 70 is amplified by the LNA 71.

LNA71で増幅されたRF信号は、復調部64のダウンコンバータミキサ72に入力される。ダウンコンバータミキサ72では、LNA71で増幅されたRF信号と、PLL回路80を介して発振器81から入力される周波数制御信号とから、IF信号が生成される。ダウンコンバータミキサ72で生成されたIF信号は、BPF73で帯域制限がかけられ、A/D74でA/D変換が施される。   The RF signal amplified by the LNA 71 is input to the down converter mixer 72 of the demodulation unit 64. In the down converter mixer 72, an IF signal is generated from the RF signal amplified by the LNA 71 and the frequency control signal input from the oscillator 81 via the PLL circuit 80. The IF signal generated by the downconverter mixer 72 is band-limited by the BPF 73 and A / D converted by the A / D 74.

デジタル直交検波回路75では、多値PSK方式にて、A/D74でA/D変換されたIF信号にデジタル直交検波が施され、PLL回路80を介して発振器81から入力される周波数制御信号に基づいて、ベースバンド信号が出力される。   In the digital quadrature detection circuit 75, the digital quadrature detection is performed on the IF signal A / D converted by the A / D 74 by the multilevel PSK method, and the frequency control signal input from the oscillator 81 through the PLL circuit 80 is converted into a frequency control signal. Based on this, a baseband signal is output.

デジタル直交検波回路75から出力されたベースバンド信号は、FFT76でフーリエ変換が施され、ベースバンド信号の元であるパラレルデータとなる。次いで、このパラレルデータがP/S77でシリアルデータに変換され、同相成分Iと直交成分Qとにシンボルマッピングされたデータとなる。そして、256QAM DEMOD78により、256QAM変調方式に則って復調され、最後に、256QAM DEMOD78で復調されたデータがS/P79でパラレルデータに変換されることで、電子内視鏡10で変調される前の画像信号が復調される。   The baseband signal output from the digital quadrature detection circuit 75 is subjected to Fourier transform by the FFT 76 to become parallel data that is the source of the baseband signal. Next, the parallel data is converted into serial data in P / S 77 and becomes data that is symbol-mapped into the in-phase component I and the quadrature component Q. Then, the data is demodulated by the 256QAM DEMOD 78 in accordance with the 256QAM modulation method, and finally the data demodulated by the 256QAM DEMOD 78 is converted into parallel data by the S / P 79, so that the data before being modulated by the electronic endoscope 10 is obtained. The image signal is demodulated.

復調部64で復調された画像信号は、CPU60の制御の下に、同期分離部65で同期分離が施され、ビデオ信号処理部66でデジタルのビデオ信号として出力される。ビデオ信号処理部66で出力されたビデオ信号は、画像処理部67で各種画像処理が施され、バッファ68に一旦格納されて、モニタ19に内視鏡画像として表示される。以上のようにして、電子内視鏡10とプロセッサ装置11との間で、電波12により信号が送受信される。   The image signal demodulated by the demodulation unit 64 is subjected to synchronization separation by the synchronization separation unit 65 under the control of the CPU 60 and output as a digital video signal by the video signal processing unit 66. The video signal output from the video signal processing unit 66 is subjected to various types of image processing by the image processing unit 67, temporarily stored in the buffer 68, and displayed on the monitor 19 as an endoscopic image. As described above, signals are transmitted and received by the radio wave 12 between the electronic endoscope 10 and the processor device 11.

以上詳細に説明したように、電子内視鏡装置2は、体腔内の被観察体像を撮影するCCD16、CCD16により取得される撮像信号をデジタルの画像信号に変換するAFE33、画像信号にデジタル直交変調を施してRF信号に変調する変調部34、およびRF信号を電波として送信する送信部35を有する電子内視鏡10と、電波を受信する受信部63、電波で表されるRF信号にデジタル直交検波を施して元の画像信号に復調する復調部64、復調された画像信号に各種信号処理を施して内視鏡画像を生成する同期分離部65、ビデオ信号処理部66、画像処理部67、および内視鏡画像を表示するモニタ19を有するプロセッサ装置11とからなるので、より効率的、且つ高い信頼性で電波による信号の送受信を行うことができる。   As described above in detail, the electronic endoscope apparatus 2 includes the CCD 16 that captures an image of an object to be observed in a body cavity, the AFE 33 that converts an imaging signal acquired by the CCD 16 into a digital image signal, and a digital orthogonal to the image signal. The electronic endoscope 10 having the modulation unit 34 that modulates and modulates the RF signal, and the transmission unit 35 that transmits the RF signal as a radio wave, the reception unit 63 that receives the radio wave, and the digital RF signal represented by the radio wave A demodulator 64 that performs quadrature detection and demodulates the original image signal, a sync separator 65 that performs various signal processing on the demodulated image signal to generate an endoscopic image, a video signal processor 66, and an image processor 67 And the processor device 11 having the monitor 19 for displaying an endoscopic image, signals can be transmitted and received by radio waves more efficiently and with high reliability.

なお、上記実施形態で挙げた変調部34、送信部35、受信部63、および復調部64の構成は一例であり、本発明を特に限定するものではない。   Note that the configurations of the modulation unit 34, the transmission unit 35, the reception unit 63, and the demodulation unit 64 described in the above embodiment are merely examples, and the present invention is not particularly limited thereto.

電子内視鏡装置の構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of an electronic endoscope apparatus. 電子内視鏡の内部構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the internal structure of an electronic endoscope. 変調部および送信部の内部構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the internal structure of a modulation part and a transmission part. プロセッサ装置の内部構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the internal structure of a processor apparatus. 受信部および復調部の内部構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the internal structure of a receiving part and a demodulation part.

符号の説明Explanation of symbols

2 電子内視鏡装置
10 電子内視鏡
11 プロセッサ装置
12 電波
16 CCD
19 モニタ
30 CPU
33 AFE
34 変調部
35 送信部
41 256QAM変調回路(256QAM MOD)
44 デジタル直交変調回路
60 CPU
63 受信部
64 復調部
75 デジタル直交検波回路
78 256QAM復調回路(256QAM DEMOD)
2 Electronic endoscope apparatus 10 Electronic endoscope 11 Processor apparatus 12 Radio wave 16 CCD
19 Monitor 30 CPU
33 AFE
34 Modulator 35 Transmitter 41 256QAM Modulator (256QAM MOD)
44 Digital quadrature modulation circuit 60 CPU
63 Receiver 64 Demodulator 75 Digital Quadrature Detector 78 256QAM Demodulator (256QAM DEMOD)

Claims (2)

体腔内の被観察体像を撮影する撮像素子、
撮像素子により取得される撮像信号をデジタルの画像信号に変換する信号変換部、
画像信号にデジタル直交変調を施してRF信号に変調する変調部、
およびRF信号を電波として送信する送信部を有する電子内視鏡と、
電波を受信する受信部、
電波で表されるRF信号にデジタル直交検波を施して元の画像信号に復調する復調部、
復調された画像信号に各種信号処理を施して内視鏡画像を生成する信号処理部、
および内視鏡画像を表示する画像表示部を有するプロセッサ装置とからなることを特徴とする電子内視鏡装置。
An image sensor for taking an image of a body to be observed in a body cavity
A signal converter that converts an image signal acquired by the image sensor into a digital image signal;
A modulation unit that performs digital quadrature modulation on an image signal to modulate an RF signal;
And an electronic endoscope having a transmission unit for transmitting RF signals as radio waves,
A receiver for receiving radio waves,
A demodulator that performs digital quadrature detection on an RF signal represented by radio waves and demodulates the original image signal;
A signal processor that performs various signal processing on the demodulated image signal to generate an endoscopic image;
An electronic endoscope apparatus comprising: a processor device having an image display unit for displaying an endoscope image.
前記変調部および復調部は、多値位相変調方式を用いて前記直交変調および前記直交検波を行うことを特徴とする請求項1に記載の電子内視鏡装置。
The electronic endoscope apparatus according to claim 1, wherein the modulation unit and the demodulation unit perform the quadrature modulation and the quadrature detection using a multilevel phase modulation method.
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