JP2009077845A

JP2009077845A - 電子内視鏡装置

Info

Publication number: JP2009077845A
Application number: JP2007248401A
Authority: JP
Inventors: Toshio Oki; 俊夫大木
Original assignee: Fujinon Corp
Current assignee: Fujinon Corp
Priority date: 2007-09-26
Filing date: 2007-09-26
Publication date: 2009-04-16
Also published as: US20090079820A1; CN101396257B; EP2042075A1; CN101396257A

Abstract

【課題】タイミングジェネレータを搭載するスコープ、搭載しないスコープの両方を単一のプロセッサ装置に接続して使用することができるようにする。
【解決手段】タイミングジェネレータ（ＴＧ）を搭載しないＡタイプスコープ１Ａと、ＴＧを搭載するＢタイプスコープ１Ｂとを接続するプロセッサ装置２３に、Ａタイプスコープ１Ａに対応したＴＧ３０及び第１信号処理部３１と、Ｂタイプスコープ１Ｂに対応した第２信号処理部３２とを設け、Ａタイプスコープ１Ａがプロセッサ装置２３に接続されたとき、ＴＧ３０及び第１信号処理部３１をオンし、Ｂタイプスコープ１Ｂが接続されたときは、第２信号処理部３２をオンする。また、Ｄ_１タイプＤＳＰ３３とＤ_２タイプＤＳＰ３４を設け、各スコープの画像処理形式の相違に対応してＤ_１タイプＤＳＰ３３とＤ_２タイプＤＳＰ３４のいずれかを選択してオンする。
【選択図】図１

Description

本発明は電子内視鏡装置、特にタイミングジェネレータを搭載しないスコープ、タイミングジェネレータを搭載するスコープを、画像処理装置であるプロセッサ装置に接続可能にする電子内視鏡装置の構成に関する。

電子内視鏡装置は、光照明された被観察体を、例えばスコープ（電子内視鏡）に搭載された固体撮像素子であるＣＣＤ（Charge Coupled Device）により撮像し、このＣＣＤからの撮像信号をプロセッサ装置（本体装置）へ供給し、このプロセッサ装置内の画像処理回路にて所定の信号処理を施すことにより、被観察体画像をモニタに表示することができる。そして、この種の電子内視鏡装置では、上記ＣＣＤの種類や撮像方式（信号処理方式）の異なる複数のスコープがプロセッサ装置に接続できるように構成される。

図４には、従来の電子内視鏡装置の構成が示されており、図４に示されるように、例えばＥタイプのスコープ１Ｅは、先端部にＣＣＤ２ｅを搭載し、角形の電気コネクタ３ｅがプロセッサ装置４の角形のコネクタ受け５ｅに接続される。また、Ｆタイプのスコープ１Ｆは、先端部にＣＣＤ２ｆを搭載し、丸形の電気コネクタ３ｆがプロセッサ装置４の丸形のコネクタ受け５ｆに接続される。この電気コネクタ３ｅ，３ｆは、上記ＣＣＤ２ｅ，２ｆ等で得られた映像信号を伝送する信号線等をプロセッサ装置４へ接続するためのものであり、図示していないが、光源光を照明光としてスコープ１Ｅ，１Ｆ内へ供給するためのライトガイドは、光学コネクタにてプロセッサ装置４等へ接続される。

また、プロセッサ装置４内には、タイミングジェネレータ７、Ａ／Ｄ変換器８、ＤＳＰ（デジタル信号プロセッサ）９等を有する患者回路１０と、信号処理回路１２、電源回路１３等を有する２次回路１４とが設けられ、この患者回路１０と２次回路１４との間には、パルストランスやフォトカプラからなる電気的なアイソレータ１５が配置される。

このような電子内視鏡装置によれば、ＥタイプとＦタイプとで電気コネクタ３ｅ，３ｆ及びコネクタ受け５ｅ，５ｆの形状を変えることより、間違ったコネクタ接続をなくしながら、各タイプのスコープ１Ｅ，１Ｆに適合した画像処理等ができるようになっている。また、商用電源に直接接続される電源回路１３が配置された２次回路１４から患者回路１０をアイソレータ１５にて電気的に分離することにより、患者回路１０の電気的安全性が確保される。
特開平１１−２８９５３０号公報特開２００３−９３３４１号公報

ところで、従来の電子内視鏡装置では、例えば図４の２次回路１４内にタイミングジェネレータ１６を配置することも行われており（例えば上記特許文献１）、この場合は、タイミングジェネレータ１６から出力されたＣＣＤ駆動信号（クロック信号等）がアイソレータ１５及び患者回路１０を介してスコープ１Ｅ，１ＦのＣＣＤ２ｅ，２ｆへ供給され、その他のタイミング信号も、アイソレータ１５を介して患者回路１０へ供給される。しかし、ＣＣＤ駆動信号をアイソレータ１５を介してＣＣＤ２ｅ，２ｆへ与える場合には、ＣＣＤ駆動信号に位相ズレ等が生じ、画質を低下させるという問題があり、この問題の影響は、ＣＣＤ２ｅ，２ｆが高画素化され、ＣＣＤ駆動信号（クロック信号）が高速化される程、大きくなる。

そこで、図４の場合は、患者回路１０内にタイミングジェネレータ７を配置し、このタイミングジェネレータ７からのＣＣＤ駆動信号（クロック信号等）によって、ＣＣＤ２ｅ，２ｆを駆動し、良好な画質の被観察体画像が得られるようにしている。また、近年の更なる高画素化に対応し、特許文献２に示されるように、タイミングジェネレータをスコープ内へ搭載することも行われている。

しかしながら、従来では、スコープ（１Ｅ，１Ｆ等）内に、ＣＣＤ駆動信号を出力するタイミングジェネレータ７を搭載しない場合と、搭載する場合とが存在しており、それらのスコープの構成に合わせてプロセッサ装置（４）を製作しなければならない。従って、この場合は、単一のプロセッサ装置に種類の異なるスコープを接続することができず、コスト高にもなるという問題があった。

本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、タイミングジェネレータを搭載するスコープ、搭載しないスコープの両方を単一のプロセッサ装置に接続して使用することができ、高画素化された撮像素子に対応した高速の駆動信号で良好な画像が形成可能となる電子内視鏡装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、タイミングジェネレータを搭載しないＡタイプスコープと、タイミングジェネレータを搭載するＢタイプスコープと、をプロセッサ装置にコネクタ接続するように構成された電子内視鏡装置において、上記プロセッサ装置には、上記Ａタイプスコープに対応した患者回路内タイミングジェネレータ及び第１画像信号処理部と、上記Ｂタイプスコープに対応した第２画像信号処理部とを設け、上記Ａタイプスコープが上記プロセッサ装置に接続されたとき、上記患者回路内タイミングジェネレータ及び第１画像信号処理部を作動させ、上記Ｂタイプスコープが上記プロセッサ装置に接続されたとき、上記第２画像信号処理部を作動させるように制御したことを特徴とする。
請求項２の発明は、上記第１画像信号処理部及び第２画像信号処理部の両方に接続可能となるＤ_１タイプデジタル信号プロセッサとＤ_２タイプデジタル信号プロセッサとを含み、スコープ画像処理形式の相違に対応して、上記Ｄ_１タイプデジタル信号プロセッサと上記Ｄ_２タイプデジタル信号プロセッサのいずれかを選択して作動させることを特徴とする。なお、上記Ａ，Ｂ，Ｄ_１，Ｄ_２は、タイプを区別するためのものである。

上記請求項１の構成によれば、プロセッサ装置が、接続されたスコープとの間で通信を行うことにより、スコープの種類が判定され、Ａタイプスコープが接続されたときは、プロセッサ装置患者回路内のタイミングジェネレータ及び第１画像信号処理部がオンし、このタイミングジェネレータからＣＣＤ駆動信号がＡタイプスコープのＣＣＤ（撮像素子）へ供給されることにより、ＣＣＤから撮像信号が出力される。この撮像信号は、第１画像信号処理部へ供給され、ここで所定の信号処理が施されることにより、被観察体画像が形成される。

また、Ｂタイプスコープが接続されたときは、プロセッサ装置内の第２画像信号処理部がオンし、この場合は、スコープ内のタイミングジェネレータからのＣＣＤ駆動信号によってＣＣＤが駆動されることにより、ＣＣＤから撮像信号が出力される。この撮像信号は、第２画像信号処理部へ供給され、ここで所定の信号処理が施されることにより、被観察体画像が形成される。

上記請求項２の構成によれば、Ａタイプ又はＢタイプに関係なく、接続されたスコープの画像処理形式の相違に対応して、Ｄ_１タイプデジタル信号プロセッサ又はＤ_２タイプデジタル信号プロセッサのいずれかが選択されることになり、同一タイプのスコープの画像処理形式に相違がある場合でも、良好な画像処理ができるようになる。即ち、ＣＣＤにおいては、原色系（Ｒ，Ｇ，Ｂ）ＣＣＤ又は補色系（Ｙ，Ｍｇ，Ｃｙ，Ｇ）ＣＣＤ等のタイプがあると共に、画素クロック信号（或いは画素数）等においても相違しており、このような各種のＣＣＤの画像処理形式に対応して、Ｄ_１タイプデジタル信号プロセッサとＤ_２タイプデジタル信号プロセッサが選択される。

本発明の電子内視鏡装置によれば、タイミングジェネレータを搭載するスコープ、搭載しないスコープの両方を単一のプロセッサ装置に接続して使用することができ、高画素化された撮像素子に対応した高速の駆動信号で良好な画像を形成することができると共に、低コスト化も可能になるという効果がある。

また、請求項２の発明によれば、タイミングジェネレータを搭載するタイプかそうでないタイプかに関わらず、スコープの画像処理形式の相違に対応したデジタル信号プロセッサを用いることができ、撮像素子において原色系か補色系かの相違や画素数等に相違があっても、良好な画像処理が可能になる。

図１及び図２には、実施例に係る電子内視鏡装置の構成が示されており、図１はプロセッサ装置（本体装置）の構成、図２はＡタイプ及びＢタイプのスコープ（電子内視鏡）の構成である。まず、図２（Ａ）に示されるように、Ａタイプのスコープ１Ａは、タイミングジェネレータが設けられておらず、ＣＣＤ２ａ、ＣＤＳ（相関二重サンプリング）／ＡＧＣ（オートゲイン制御）回路１８ａ及びＲＯＭ（読出し専用メモリ、又はマイコン等）２０ａを有し、画像信号がアナログ信号として出力される。

また、図２（Ｂ）に示されるように、Ｂタイプのスコープ１Ｂは、タイミングジェネレータ（ＴＧ）２１が搭載され、ＣＣＤ２ｂ、ＣＤＳ／ＡＧＣ回路１８ｂ、Ａ／Ｄ変換器２２及びＲＯＭ２０ｂを有し、画像信号がデジタル信号として出力される。なお、これらＡタイプスコープ１ＡとＢタイプスコープ１Ｂは、プロセッサ装置２３に対し、形状の異なるコネクタ部（コネクタ及びプロセッサ装置側コネクタ受け）２４ａ，２４ｂで接続され、両者のスコープ１Ａ，１Ｂを識別し、誤接続を防ぐようになっている。

図１において、プロセッサ装置２３内では、１枚の患者回路基板２６がアイソレータ（パルストランス又はフォトカプラ等）２７を介して２次回路基板２８に接続されており、この患者回路基板２６に、上記Ａタイプスコープ１Ａに対応したタイミングジェネレータ（ＴＧ）３０、Ａ／Ｄ変換器等を有しＡタイプスコープ１Ａからの出力信号に対する画像信号処理をする第１（画像）信号処理部３１、バッファ回路等を有しＢタイプスコープ１Ｂからの出力信号に対する画像信号処理をする第２信号処理部３２が設けられ、また上記第１信号処理部３１と第２信号処理部３２のそれぞれに対し、Ｄ_１タイプＤＳＰ（デジタル信号プロセッサ）３３とＤ_２タイプＤＳＰ３４が接続される。

また、患者回路基板２６には、フロントＣＰＵ（又はマイコン）３６、ＤＳＰ用ＣＰＵ３７が設けられており、このフロントＣＰＵ３６は、上記スコープ１Ａ，１Ｂ側のＲＯＭ（又はマイコン）２０ａ，２０ｂとの間で通信を行い、スコープ１Ａ，１Ｂのタイプ（ＴＧの有無、使用するＤＳＰの種類等）を判定すると共に、上記タイミングジェネレータ３０、第１信号処理部３１及び第２信号処理部３２の電源のオン（ON）、オフ（OFF）を行う。上記ＤＳＰ用ＣＰＵ３７は、上記フロントＣＰＵ３６からＤＳＰ選択指示信号を受けることにより、第１ＤＳＰ３３と第２ＤＳＰ３４の電源のオン、オフを行う。即ち、スコープ１Ａ，１Ｂは、ＴＧの有無とは別に、撮像素子の特性や種類、即ち画像処理形式によって用いるＤＳＰの種類が決まっており、該当するいずれかのＤＳＰ（３３，３４）が選択される。

実施例は以上の構成からなり、実施例の電子内視鏡装置は、図１に示されるように、複数のスコープ１Ａ，１Ｂ等をプロセッサ装置２３に対し異なる形状のコネクタ部２４ａ，２４ｂで接続できるように構成され、これらスコープ１Ａ，１Ｂのいずれかが接続されたときには、フロントＣＰＵ３６及びＤＳＰ用ＣＰＵ３７により図３の動作が実行される。

図３において、まずフロントＣＰＵ３６がスコープ１Ａ，１Ｂ内のＲＯＭ２０ａ，２０ｂと通信を行い（ステップ１０１）、次のステップ１０２では、接続されたスコープのタイプを識別しており、ここで、Ａタイプスコープ１Ａであると判定されると、ステップ１０３へ移行し、フロントＣＰＵ３６は、タイミングジェネレータ３０及び第１信号処理部３１（の電源）をオン（ON）し、第２信号処理部３２（の電源）をオフ（OFF）する。次に、ステップ１０４では、スコープＤＳＰタイプを識別しており、ここで、Ｄ_１タイプであると判定されると、ステップ１０５へ移行し、ＤＳＰ用ＣＰＵ３７に対しＤ_１タイプＤＳＰ３３をオンし、Ｄ_２タイプＤＳＰ３４をオフする指示信号を出力することになり、これによって、ＤＳＰ用ＣＰＵ３７がＤ_１タイプＤＳＰ３３をオンし、Ｄ_２タイプＤＳＰ３４をオフする（ステップ１０６）。

上記ステップ１０４にて、Ｄ_２タイプであると判定されると、ステップ１０７へ移行し、ＤＳＰ用ＣＰＵ３７に対しＤ_１タイプＤＳＰ３３をオフし、Ｄ_２タイプＤＳＰ３４をオンする指示信号を出力し、これによってＤＳＰ用ＣＰＵ３７がＤ_１タイプＤＳＰ３３をオフし、Ｄ_２タイプＤＳＰ３４をオンする（ステップ１０８）。

一方、上記ステップ１０２にて、接続されたスコープがＢタイプスコープ１Ｂであると判定されると、ステップ１１０へ移行し、フロントＣＰＵ３６は、タイミングジェネレータ３０及び第１信号処理部３１をオフし、第２信号処理部３２をオンする。次に、ステップ１１１では、スコープＤＳＰタイプを識別しており、ここで、Ｄ_１タイプであると判定されると、ステップ１１２へ移行し、ＤＳＰ用ＣＰＵ３７に対しＤ_１タイプＤＳＰ３３をオンし、Ｄ_２タイプＤＳＰ３４をオフする指示信号を出力し、これによって、ＤＳＰ用ＣＰＵ３７がＤ_１タイプＤＳＰ３３をオンし、Ｄ_２タイプＤＳＰ３４をオフする（ステップ１１３）。

上記ステップ１１１にて、Ｄ_２タイプであると判定されると、ステップ１１４へ移行し、ＤＳＰ用ＣＰＵ３７に対しＤ_１タイプＤＳＰ３３をオフし、Ｄ_２タイプＤＳＰ３４をオンする指示信号を出力し、これによってＤＳＰ用ＣＰＵ３７がＤ_１タイプＤＳＰ３３をオフし、Ｄ_２タイプＤＳＰ３４をオンする（ステップ１１５）。

このようにして、Ａタイプスコープ１Ａが接続されると、患者回路基板２６内のタイミングジェネレータ（ＴＧ）３０を用いてＣＣＤ駆動信号がＣＣＤ２ａへ供給され、これによって、ＣＣＤ２ａから撮像信号が出力される。この撮像信号は、ＣＤＳ／ＡＧＣ回路１８ａで処理され、スコープ１Ａからはアナログ画像信号がプロセッサ装置２３へ出力される。そして、このアナログ画像信号は、第１信号処理部３１でデジタル画像信号へ変換され、このデジタル画像信号がＤ_１タイプＤＳＰ３３又はＤ_２タイプＤＳＰ３４のいずれかで処理される。このＤＳＰ３３，３４の出力は、２次回路基板２８での信号処理を介してモニタへ出力されることにより、モニタに被観察体画像（映像）が表示される。

また、Ｂタイプスコープ１Ｂが接続されると、スコープ１Ｂ内のタイミングジェネレータ（ＴＧ）２１を用いてＣＣＤ駆動信号がＣＣＤ２ｂへ供給され、これによって、ＣＣＤ２ｂから撮像信号が出力される。この撮像信号は、ＣＤＳ／ＡＧＣ回路１８ｂ及びＡ／Ｄ変換器２２で処理され、スコープ１Ｂからはデジタル画像信号がプロセッサ装置２３へ出力される。そして、このデジタル画像信号は、第２信号処理部３２でバッファ処理され、このデジタル画像信号がＤ_１タイプＤＳＰ３３又はＤ_２タイプＤＳＰ３４のいずれかで処理され、２次回路基板２８の処理を介してモニタへ被観察体画像が表示される。

上記実施例では、フロントＣＰＵ３６と共に、ＤＳＰ用ＣＰＵ３７を用いたが、このＤＳＰ用ＣＰＵ３７を用いずに、フロントＣＰＵ３６のみで、ＤＳＰ３３，３４の電源オンオフの制御を行うようにしてもよく、これによれば、低コスト化ができる。

本発明の実施例に係る電子内視鏡装置のプロセッサ装置（本体装置）内の構成を示す回路ブロック図である。実施例で使用されるＡタイプスコープ［図（Ａ）］とＢタイプスコープ［図（Ｂ）］の構成を示す回路ブロック図である。実施例に電子内視鏡装置おける動作を示すフローチャートである。従来において２つのタイプのスコープを接続する電子内視鏡装置の構成を示す図である。

符号の説明

１Ａ…Ａタイプスコープ、１Ｂ…Ｂタイプスコープ、
２ａ，２ｂ，２ｅ，２ｆ…ＣＣＤ、
４，２３…プロセッサ装置、２０ａ，２０ｂ…ＲＯＭ、
２１，３０…タイミングジェネレータ（ＴＧ）、
２６…患者回路基板、３１…第１信号処理部、
３２…第２信号処理部、
３３…Ｄ_１タイプＤＳＰ（デジタル信号プロセッサ）、
３４…Ｄ_２タイプＤＳＰ、３６…フロントＣＰＵ、
３７…ＤＳＰ用ＣＰＵ。

Claims

タイミングジェネレータを搭載しないＡタイプスコープと、タイミングジェネレータを搭載するＢタイプスコープと、をプロセッサ装置にコネクタ接続するように構成された電子内視鏡装置において、
上記プロセッサ装置には、上記Ａタイプスコープに対応した患者回路内タイミングジェネレータ及び第１画像信号処理部と、上記Ｂタイプスコープに対応した第２画像信号処理部とを設け、
上記Ａタイプスコープが上記プロセッサ装置に接続されたとき、上記患者回路内タイミングジェネレータ及び第１画像信号処理部を作動させ、上記Ｂタイプスコープが上記プロセッサ装置に接続されたとき、上記第２画像信号処理部を作動させるように制御したことを特徴とする電子内視鏡装置。
上記第１画像信号処理部及び第２画像信号処理部の両方に接続可能となるＤ_１タイプデジタル信号プロセッサとＤ_２タイプデジタル信号プロセッサとを含み、スコープ画像処理形式の相違に対応して、上記Ｄ_１タイプデジタル信号プロセッサと上記Ｄ_２タイプデジタル信号プロセッサのいずれかを選択して作動させることを特徴とする請求項1記載の電子内視鏡装置。