JP2012029719A - Electronic endoscope system - Google Patents

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Junji Nishio
潤二 西尾
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electronic endoscope system suitable for detecting the disconnection of the GND wire arranged in an electronic scope.SOLUTION: The electronic endoscope system is configured to include the electronic scope having a solid-state imaging element provided to the leading end thereof, a signal processing means for performing the transmission and reception of a signal with respect to the solid-state imaging element connected to the base end of the electronic scope, a plurality of signal cables for connecting the solid-state imaging element and the signal processing means, a measuring means for measuring the synthetic resistance value of the GND wires of a plurality of the signal cables and a disconnection detection means for detecting the disconnection of the GND wires on the basis of the measuring result of the measuring means.

Description

本発明は、管状体内部の被写体を撮像する電子スコープを有する電子内視鏡システムに関連し、詳しくは、電子スコープ内部に配線されたGND線の断線を検知する電子内視鏡システムに関する。   The present invention relates to an electronic endoscope system having an electronic scope that images a subject inside a tubular body, and more particularly to an electronic endoscope system that detects disconnection of a GND line wired inside the electronic scope.

患者の体腔内を診断する際に使用する医療機器として、電子スコープが一般的に知られている。電子スコープの先端部には、CCD(Charge Coupled Device)やCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)等の固体撮像素子が組み込まれている。固体撮像素子は、電子スコープの先端部から基端部に亘って配線された信号線を介して、撮像データを処理するプロセッサと電気的に接続されている。   An electronic scope is generally known as a medical device used for diagnosing the inside of a body cavity of a patient. A solid-state imaging device such as a CCD (Charge Coupled Device) or a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) is incorporated at the tip of the electronic scope. The solid-state imaging device is electrically connected to a processor that processes imaging data via a signal line wired from the distal end portion to the proximal end portion of the electronic scope.

電子スコープは、管腔挿入時の患者の負担を軽減するため、外径寸法に対する制約が厳しい。そのため、電子スコープ内部に配線される信号線として線径の太い信号線を選択することは難しい。一方、この種の信号線には、電子スコープの屈曲動作に伴ってストレスが繰り返しかかる。すなわち、信号線は、線径が細いにも拘わらずストレスが繰り返しかかるため、断線する虞がある。信号線が断線すると、画像表示を正常に行えない等の機能障害が生じる。そこで、信号線の断線を検知する構成を備えた電子内視鏡システムが特許文献1や2で提案されている。   Since the electronic scope reduces the burden on the patient when inserting the lumen, restrictions on the outer diameter are severe. For this reason, it is difficult to select a signal line having a large wire diameter as a signal line wired inside the electronic scope. On the other hand, stress is repeatedly applied to this type of signal line as the electronic scope bends. That is, since the signal line is repeatedly stressed despite its thin wire diameter, there is a risk of disconnection. When the signal line is disconnected, a functional failure such as failure to display images normally occurs. Therefore, Patent Documents 1 and 2 propose an electronic endoscope system having a configuration for detecting disconnection of a signal line.

具体的には、特許文献1に記載の電子内視鏡システムは、各種信号用に複数の信号線を有すると共に信号線の断線を検知するように構成されている。かかる電子内視鏡システムでは、一つの信号線が断線しても残りの信号線で信号を伝送することができる。そのため、機能障害の発生が有効に避けられる。特許文献2に記載の電子内視鏡システムは、信号線に先立って断線する低耐久性の断線検知用ケーブルを有しており、信号線の断線を予め検知できるように構成されている。   Specifically, the electronic endoscope system described in Patent Document 1 has a plurality of signal lines for various signals and is configured to detect disconnection of the signal lines. In such an electronic endoscope system, even if one signal line is disconnected, a signal can be transmitted through the remaining signal lines. Therefore, the occurrence of functional failure can be effectively avoided. The electronic endoscope system described in Patent Document 2 has a low-durability disconnection detection cable that is disconnected prior to a signal line, and is configured so that the disconnection of the signal line can be detected in advance.

特開2006−26134号公報JP 2006-26134 A 特許第3730731号公報Japanese Patent No. 3730731

ところで、電子スコープ内部にはGND線も配線されている。GND線が断線しても信号線が正常である限り、機能障害が発生する可能性は低い。また、GND線は、同軸線を複数有する場合には一部のGND線が断線しても障害が発生する可能性は低い。そのため、電子内視鏡システムの技術分野においては、GND線の断線を検知することに実益がないと考えられており、GND線の断線を検知する具体的手段の検討はこれまで行われていなかった。   Incidentally, a GND line is also wired inside the electronic scope. As long as the signal line is normal even if the GND line is disconnected, the possibility of a functional failure is low. In addition, when the GND line has a plurality of coaxial lines, it is unlikely that a failure will occur even if some of the GND lines are disconnected. Therefore, in the technical field of the electronic endoscope system, it is considered that there is no practical advantage in detecting the disconnection of the GND line, and no specific means for detecting the disconnection of the GND line has been studied so far. It was.

しかし、本出願人は、機能障害等の不具合がGND線の断線に伴って副次的に発生することを発見した。具体的には、GND線が断線すると、断線部が信号線の絶縁被覆に突き刺さり、GND線と信号線とが短絡して、機能障害等の不具合を誘発する例がある。   However, the present applicant has discovered that a malfunction such as a functional disorder occurs secondary to the disconnection of the GND line. Specifically, there is an example in which when the GND line is disconnected, the disconnected part is pierced into the insulating coating of the signal line, and the GND line and the signal line are short-circuited to cause a malfunction or the like.

本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、電子スコープ内部に配線されたGND線の断線を検知するのに好適な電子内視鏡システムを提供することである。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an electronic endoscope system suitable for detecting disconnection of a GND wire wired inside an electronic scope. is there.

上記の課題を解決する本発明の一形態に係る電子内視鏡システムは、先端に固体撮像素子を有する電子スコープと、電子スコープの基端と接続された、固体撮像素子との間で信号の送受信を行う信号処理手段と、固体撮像素子と信号処理手段とを接続する複数本の信号ケーブルと、複数本の信号ケーブルのGND線の合成抵抗値を計測する計測手段と、計測手段による計測結果に基づいてGND線の断線を検知する断線検知手段とを有することを特徴としたシステムである。   An electronic endoscope system according to an embodiment of the present invention that solves the above-described problem is a signal transmission between an electronic scope having a solid-state imaging device at a distal end and a solid-state imaging device connected to a proximal end of the electronic scope. Signal processing means for performing transmission / reception, a plurality of signal cables connecting the solid-state imaging device and the signal processing means, a measuring means for measuring the combined resistance value of the GND lines of the plurality of signal cables, and a measurement result by the measuring means And a disconnection detecting means for detecting disconnection of the GND line based on the above.

本発明に係る電子内視鏡システムによれば、電子スコープ内部に配線されたGND線の断線を早期に検知できるため、GND線の断線に伴って副次的に発生する不具合を未然に防ぐことができる。また、GND線の断線検知用に別途の配線を必要としないため、電子スコープの外径寸法の大型化が有効に避けられる。   According to the electronic endoscope system according to the present invention, since the disconnection of the GND line wired inside the electronic scope can be detected at an early stage, it is possible to prevent in advance problems that occur secondary to the disconnection of the GND line. Can do. In addition, since no separate wiring is required for detecting the disconnection of the GND line, an increase in the outer diameter of the electronic scope can be effectively avoided.

計測手段は、複数本の信号ケーブルのGND線の抵抗からなる負荷回路に定電流を流す定電流回路と、負荷回路にかかる電圧値を計測する電圧計測手段とを有し、計測された電圧値を基に合成抵抗値を計算するように構成されてもよい。又は、負荷回路に定電圧を印加する定電圧回路と、負荷回路にかかる電流値を計測する電流計測手段とを有し、計測された電流値を基に合成抵抗値を計算する構成であってもよい。   The measuring means includes a constant current circuit for supplying a constant current to a load circuit composed of the resistances of the GND wires of a plurality of signal cables, and a voltage measuring means for measuring a voltage value applied to the load circuit, and the measured voltage value The combined resistance value may be calculated based on Alternatively, it has a constant voltage circuit that applies a constant voltage to the load circuit and a current measuring means that measures a current value applied to the load circuit, and calculates a combined resistance value based on the measured current value. Also good.

断線検知手段は、例えば合成抵抗値が所定の規定範囲外の値であるときにGND線が断線したことを検知する。   The disconnection detecting means detects that the GND line is disconnected, for example, when the combined resistance value is outside a predetermined specified range.

本発明に係る電子内視鏡システムは、断線検知手段によりGND線の断線が検知されたとき、所定の警告メッセージを表示画面に表示するメッセージ表示手段を更に有する構成としてもよい。   The electronic endoscope system according to the present invention may further include a message display unit that displays a predetermined warning message on the display screen when the disconnection of the GND line is detected by the disconnection detection unit.

固体撮像素子と信号処理手段とを接続する信号ケーブルは、例えば同軸ケーブルである。   The signal cable that connects the solid-state imaging device and the signal processing means is, for example, a coaxial cable.

本発明によれば、電子スコープ内部に配線されたGND線の断線を検知するのに好適な電子内視鏡システムが提供される。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the electronic endoscope system suitable for detecting the disconnection of the GND wire wired inside the electronic scope is provided.

本発明の実施形態の電子内視鏡システムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the electronic endoscope system of embodiment of this invention. 本発明の実施形態の固体撮像素子とアナログ信号処理部との接続構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the connection structure of the solid-state image sensor of embodiment of this invention, and an analog signal processing part. スイッチSW1が端子S2にスイッチングされているときの等価回路図である。It is an equivalent circuit diagram when the switch SW1 is switched to the terminal S2. 同軸ケーブルのGND線の断線を検知する各処理ステップをフローチャートで示す図である。It is a figure which shows each process step which detects the disconnection of the GND line of a coaxial cable with a flowchart.

以下、図面を参照して、本発明の実施形態の電子内視鏡システムについて説明する。   Hereinafter, an electronic endoscope system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本実施形態の電子内視鏡システム1の構成を示すブロック図である。図1に示されるように、電子内視鏡システム1は、被写体を撮影するための電子スコープ100を有している。電子スコープ100の基端は、プロセッサ200と接続されている。プロセッサ200は、電子スコープ100からの信号を処理する信号処理装置と、自然光の届かない体腔内を電子スコープ100を介して照明する光源装置とを一体に備えた装置である。別の実施形態では、信号処理装置と光源装置とを別体で構成してもよい。なお、図1においては、図面を簡素化する便宜上、一部の結線(例えばシステムコントローラ202とドライバ216との結線等)の図示を省略している。   FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an electronic endoscope system 1 according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the electronic endoscope system 1 includes an electronic scope 100 for photographing a subject. The proximal end of the electronic scope 100 is connected to the processor 200. The processor 200 is an apparatus that integrally includes a signal processing device that processes a signal from the electronic scope 100 and a light source device that illuminates a body cavity that does not reach natural light via the electronic scope 100. In another embodiment, the signal processing device and the light source device may be configured separately. In FIG. 1, for convenience of simplifying the drawing, illustration of some connections (for example, connection between the system controller 202 and the driver 216 and the like) is omitted.

図1に示されるように、プロセッサ200は、システムコントローラ202、タイミングコントローラ204を有している。システムコントローラ202は、電子スコープ100のメモリ112にアクセスして、電子スコープ100の固有情報を読み出す。電子スコープ100の固有情報には、例えば固体撮像素子108の画素数や感度、対応可能なレート、型番等が含まれる。   As illustrated in FIG. 1, the processor 200 includes a system controller 202 and a timing controller 204. The system controller 202 accesses the memory 112 of the electronic scope 100 and reads unique information of the electronic scope 100. The unique information of the electronic scope 100 includes, for example, the number of pixels and sensitivity of the solid-state image sensor 108, a compatible rate, a model number, and the like.

システムコントローラ202は、電子スコープ100の固有情報に基づいて各種演算を行い、制御信号を生成する。タイミングコントローラ204は、システムコントローラ202による制御信号に従い、信号の処理タイミングを調整するクロックパルスを生成する。生成されたクロックパルスにより、プロセッサ200に接続中の電子スコープに適した処理がされるようにプロセッサ200内の各種回路の動作やタイミングが制御される。   The system controller 202 performs various calculations based on the unique information of the electronic scope 100 and generates a control signal. The timing controller 204 generates a clock pulse for adjusting the signal processing timing in accordance with a control signal from the system controller 202. The operation and timing of various circuits in the processor 200 are controlled by the generated clock pulse so that processing suitable for the electronic scope connected to the processor 200 is performed.

システムコントローラ202は、電子スコープの型番と、該型番の電子スコープに適した制御情報とを対応付けたテーブルを有した構成としてもよい。この場合、システムコントローラ202は、対応テーブルの制御情報に基づいてタイミングコントローラ204を制御して、プロセッサ200に接続中の電子スコープに適した処理がされるようにプロセッサ200内の各種回路の動作やタイミングを制御する。   The system controller 202 may be configured to have a table in which a model number of the electronic scope is associated with control information suitable for the electronic scope of the model number. In this case, the system controller 202 controls the timing controller 204 based on the control information in the correspondence table, and operates various circuits in the processor 200 so that processing suitable for the electronic scope connected to the processor 200 is performed. Control timing.

ランプ208は、ランプ電源イグナイタ206による始動後、白色光を放射する。ランプ208には、キセノンランプ、ハロゲンランプ、水銀ランプ、メタルハライドランプ等の高輝度ランプが適している。ランプ208から放射された照明光は、集光レンズ210によって集光されつつ絞り212を介して適正な光量に制限されて、LCB(light carrying bundle)102の入射端に入射する。   The lamp 208 emits white light after being started by the lamp power igniter 206. As the lamp 208, a high-intensity lamp such as a xenon lamp, a halogen lamp, a mercury lamp, or a metal halide lamp is suitable. Illumination light emitted from the lamp 208 is collected by the condenser lens 210, is limited to an appropriate amount of light through the diaphragm 212, and enters an incident end of an LCB (light carrying bundle) 102.

絞り212には、図示省略されたアームやギヤ等の伝達機構を介してモータ214が機械的に連結している。モータ214は例えばDCモータであり、ドライバ216のドライブ制御下で駆動する。絞り212は、モニタ300に表示される映像を適正な明るさにするため、モータ214によって動作して開度が変化して、ランプ208から放射された照明光の光量を開度に応じて制限する。適正とされる映像の明るさの基準は、術者によるフロントパネル218の輝度調節操作に応じて設定変更される。なお、ドライバ216を制御して輝度調整を行う調光回路は周知の回路であり、本明細書においては省略することとする。   A motor 214 is mechanically connected to the diaphragm 212 via a transmission mechanism such as an arm or a gear (not shown). The motor 214 is a DC motor, for example, and is driven under the drive control of the driver 216. The diaphragm 212 is operated by the motor 214 to change the opening degree so that the image displayed on the monitor 300 has an appropriate brightness, and the amount of illumination light emitted from the lamp 208 is limited according to the opening degree. To do. The appropriate reference for the brightness of the image is changed according to the brightness adjustment operation of the front panel 218 by the operator. Note that the dimming circuit that controls the brightness by controlling the driver 216 is a well-known circuit and is omitted in this specification.

フロントパネル218の構成には種々の形態が想定される。フロントパネル218の具体的構成例には、プロセッサ200のフロント面に実装された機能毎のハードウェアキーや、タッチパネル式GUI(Graphical User Interface)、ハードウェアキーとGUIとの組合せ等が想定される。   Various forms of the configuration of the front panel 218 are assumed. As a specific configuration example of the front panel 218, a hardware key for each function mounted on the front surface of the processor 200, a touch panel GUI (Graphical User Interface), a combination of a hardware key and a GUI, and the like are assumed. .

LCB102の入射端に入射した照明光は、LCB102内を全反射を繰り返すことによって伝播する。LCB102内を伝播した照明光は、電子スコープ100の先端に配されたLCB102の射出端から射出する。LCB102の射出端から射出した照明光は、配光レンズ104を介して被写体を照明する。被写体からの反射光は、対物レンズ106を介して固体撮像素子108の受光面上の各画素で光学像を結ぶ。   The illumination light incident on the incident end of the LCB 102 propagates by repeating total reflection in the LCB 102. The illumination light that has propagated through the LCB 102 is emitted from the exit end of the LCB 102 disposed at the tip of the electronic scope 100. The illumination light emitted from the exit end of the LCB 102 illuminates the subject via the light distribution lens 104. The reflected light from the subject forms an optical image at each pixel on the light receiving surface of the solid-state image sensor 108 via the objective lens 106.

固体撮像素子108は、例えばベイヤ型画素配置を有する単板式カラーCCDイメージセンサである。別の実施形態では、固体撮像素子108は、CMOSイメージセンサであってもよい。   The solid-state image sensor 108 is, for example, a single-plate color CCD image sensor having a Bayer pixel arrangement. In another embodiment, the solid-state image sensor 108 may be a CMOS image sensor.

図2は、固体撮像素子108とアナログ信号処理部220との接続構成を示すブロック図である。タイミングコントローラ204は、システムコントローラ202によるタイミング制御に従って、駆動回路220aにクロックパルスを供給する。駆動回路220aは、クロックパルスに従って、固体撮像素子108をプロセッサ200側で処理される映像のフレームレートに同期したタイミングで駆動制御する。固体撮像素子108の駆動には複数本の信号線が必要である。そのため、駆動回路220aと固体撮像素子108は、図2に示されるように、各種駆動制御信号を伝送する複数本の同軸ケーブルCC、CC、・・・、CCによって接続されている。 FIG. 2 is a block diagram illustrating a connection configuration between the solid-state imaging device 108 and the analog signal processing unit 220. The timing controller 204 supplies clock pulses to the drive circuit 220a in accordance with timing control by the system controller 202. The drive circuit 220a drives and controls the solid-state imaging device 108 at a timing synchronized with the frame rate of the video processed on the processor 200 side in accordance with the clock pulse. A plurality of signal lines are required to drive the solid-state image sensor 108. Therefore, the drive circuit 220a and the solid-state imaging device 108 are connected by a plurality of coaxial cables CC A , CC 2 ,..., CC n that transmit various drive control signals, as shown in FIG.

固体撮像素子108は、受光面上の各画素で結像した光学像を光量に応じた電荷として蓄積して、R、G、Bの各色に応じた撮像信号に変換する。変換された撮像信号は、図2に示されるように、プリアンプ110による信号増幅後、同軸ケーブルCCによって伝送されてアナログ信号処理部220のアナログ処理回路220bに入力する。 The solid-state image sensor 108 accumulates an optical image formed by each pixel on the light receiving surface as a charge corresponding to the amount of light, and converts it into an image signal corresponding to each color of R, G, and B. As shown in FIG. 2, the converted image signal is amplified by the preamplifier 110, transmitted by the coaxial cable CC 1 , and input to the analog processing circuit 220 b of the analog signal processing unit 220.

撮像信号は、アナログ処理回路220bによるAD変換後、前段信号処理部222に入力する。前段信号処理部222において、撮像信号は、クランプ、ニー、γ補正、補間処理、AGC(Auto Gain Control)等の所定の信号処理後、RGBの色信号別に、画像メモリ224が持つ各色用のフレームメモリにフレーム単位でバッファリングされる。バッファリングされた各色の撮像信号は、タイミングコントローラ204によって制御されたタイミングで各フレームメモリから掃き出されて、後段信号処理部226に入力する。各色の撮像信号は、後段信号処理部226によってNTSC(National Television System
Committee)やPAL(Phase Alternating Line)等の所定の規格に準拠した映像信号に変換される。変換された映像信号がモニタ300に順次入力することにより、被写体のカラー画像がモニタ300の表示画面上に表示される。
The imaging signal is input to the pre-stage signal processing unit 222 after AD conversion by the analog processing circuit 220b. In the pre-stage signal processing unit 222, the image signal is subjected to predetermined signal processing such as clamping, knee, γ correction, interpolation processing, AGC (Auto Gain Control), and the like, and then a frame for each color of the image memory 224 for each RGB color signal. Buffered in memory in frames. The buffered imaging signals of each color are swept from each frame memory at a timing controlled by the timing controller 204 and input to the subsequent signal processing unit 226. An imaging signal of each color is received by an NTSC (National Television System) by a subsequent signal processing unit 226.
It is converted into a video signal that conforms to a predetermined standard such as Committee) or PAL (Phase Alternating Line). By sequentially inputting the converted video signals to the monitor 300, a color image of the subject is displayed on the display screen of the monitor 300.

固体撮像素子108とアナログ信号処理部220とを接続する同軸ケーブルは、周知構成のケーブルである。具体的には、同軸ケーブルは、銅等の芯線をポリエチレン等の絶縁体で被膜し、細い導線を編んだメッシュ状の編組線であるシールド層で絶縁体を覆い、それをビニール等の絶縁保護材で被膜した構造を有している。芯線は、駆動制御信号や撮像信号を伝送する信号線である。編組線はGND線であり、先端が固体撮像素子108周辺の回路基板のGND(不図示)に、基端がアナログ信号処理部220の回路基板のGND(不図示)に、それぞれ半田付けされている。各同軸ケーブルのGND線は、図2において便宜上別々のGNDに接続するように図示されているが、先端側、基端側でそれぞれ共通のGNDに半田付けされている。   The coaxial cable that connects the solid-state imaging device 108 and the analog signal processing unit 220 is a cable having a well-known configuration. Specifically, a coaxial cable is made by coating a core wire such as copper with an insulator such as polyethylene, covering the insulator with a shield layer that is a mesh-like braided wire knitted with a thin conductor, and protecting the insulation such as vinyl It has a structure coated with a material. The core wire is a signal line that transmits a drive control signal and an imaging signal. The braided wire is a GND wire, the tip is soldered to the GND (not shown) of the circuit board around the solid-state image sensor 108, and the base end is soldered to the GND (not shown) of the circuit board of the analog signal processing unit 220. Yes. The GND line of each coaxial cable is shown in FIG. 2 so as to be connected to different GNDs for convenience, but is soldered to a common GND on the distal end side and the proximal end side.

図2に示されるように、同軸ケーブルCC、CC、・・・、CCのGND線の基端は、GNDに直接接続されている。一方、同軸ケーブルCCのGND線の基端とGNDとの間にはスイッチSW1が設置されている。同軸ケーブルCCのGND線の基端は、スイッチSW1が端子S1にスイッチングされているとき、スイッチSW1を介してGNDに接続される。スイッチSW1が端子S2にスイッチングされているときには、スイッチSW1及び定電流回路Cを介してGNDに接続される。スイッチSW1のスイッチング制御は、システムコントローラ202が行う。 As shown in FIG. 2, the base ends of the GND lines of the coaxial cables CC 1 , CC 2 ,..., CC n are directly connected to the GND. On the other hand, the switch SW1 is installed between the proximal end and GND GND wire of the coaxial cable CC A. The proximal end of the GND wire of the coaxial cable CC A, when the switch SW1 is switched to the terminal S1, is connected to the GND via the switch SW1. When the switch SW1 is switched to the terminal S2, it is connected to GND via the switch SW1 and the constant current circuit C. The system controller 202 performs switching control of the switch SW1.

図3は、スイッチSW1が端子S2にスイッチングされているときの等価回路図である。図3中、符号R、R、R、・・・、Rはそれぞれ、同軸ケーブルCC、CC、・・・、CCのGND線の直流抵抗値を示す。符号aは、GND線の先端と固体撮像素子108側のGNDとの接続点を示す。図3の下部に図示されたGNDは、GND線の基端と接続されているアナログ信号処理部220側のGNDを示す。 FIG. 3 is an equivalent circuit diagram when the switch SW1 is switched to the terminal S2. In Figure 3, reference numeral R A, R 1, R 2 , shows ..., each R n, coaxial cable CC A, CC 1, ..., DC resistance value of the GND lines of the CC n. A symbol a indicates a connection point between the tip of the GND line and the GND on the solid-state imaging device 108 side. The GND shown in the lower part of FIG. 3 indicates the GND on the analog signal processing unit 220 side connected to the base end of the GND line.

図3に示されるように、電流Iが定電流回路Cにより各同軸ケーブルのGND線に流されたとき、電圧Vgnd(=I・Rgnd)が等価回路の両端にかかる。符号Rgndは、各GND線の直流抵抗成分の合成抵抗値を示す。合成抵抗値Rgndは、次の式(1)で示される。
gnd=R+(R×R×・・・×R)/(R+R+・・・+R)・・・(1)
As shown in FIG. 3, when the current Ia is caused to flow through the GND line of each coaxial cable by the constant current circuit C, the voltage V gnd (= I a · R gnd ) is applied to both ends of the equivalent circuit. A symbol R gnd indicates a combined resistance value of a DC resistance component of each GND line. The combined resistance value R gnd is expressed by the following equation (1).
R gnd = R A + (R 1 × R 2 × ... × R n ) / (R 1 + R 2 + ... + R n ) (1)

合成抵抗値Rgndは、同軸ケーブルのGND線が断線すると変化する。電圧Vgndは、合成抵抗値Rgndに伴い変化する。本実施形態では、電圧Vgndの変化を(別の側面によれば、合成抵抗値Rgndの変化を間接的に)検知することにより、同軸ケーブルのGND線の断線を検知する。 The combined resistance value R gnd changes when the GND line of the coaxial cable is disconnected. The voltage V gnd varies with the combined resistance value R gnd . In the present embodiment, the disconnection of the GND line of the coaxial cable is detected by detecting a change in the voltage V gnd (indirectly according to another aspect, a change in the combined resistance value R gnd ).

なお、電流Iが大きいほど直流抵抗値Rによってその両側に発生する電位差が一層大きくなる。そのため、固体撮像素子108側のGNDがアナログ信号処理部220側のGNDに対して高電位になるという、所謂GND浮きの問題が生じる。電流Iは、GND浮きによる固体撮像素子108等への悪影響を抑えるべく、GND線の断線を精度良く検知するのに必要な最低限の値であることが望ましい。電流Iの具体的数値としては、例えば0.1mA〜1.0mA程度が想定される。 As the current Ia is larger, the potential difference generated on both sides of the DC resistance value RA is further increased. Therefore, a so-called GND floating problem occurs in which the GND on the solid-state imaging device 108 side has a higher potential than the GND on the analog signal processing unit 220 side. Current I a is in order to suppress an adverse effect on the solid-state image sensor 108 due GND float, it is desirable that the breaking of the GND line is a minimum value required to accurately detect. As a specific numerical value of the current Ia, for example, about 0.1 mA to 1.0 mA is assumed.

図4に、同軸ケーブルのGND線の断線を検知する各処理ステップをフローチャート化して示す。図4のフローチャートは、電子内視鏡システム1の起動と共に開始される。なお、以降の本明細書中の説明並びに図面において、処理ステップは「S」と省略して記す。   FIG. 4 is a flowchart showing each processing step for detecting disconnection of the GND line of the coaxial cable. The flowchart of FIG. 4 is started when the electronic endoscope system 1 is activated. In the following description and drawings in this specification, the processing step is abbreviated as “S”.

システムコントローラ202は、電子内視鏡システム1が起動すると、スイッチSW1を端子S1にスイッチングする(S1)。システムコントローラ202は、端子S1へのスイッチングと同時に内部カウンタ(不図示)によるカウントを開始する。システムコントローラ202は、内部カウンタによるカウントにより一定時間Tが経過したか否かを判定する(S2)。一定時間Tは、例えば5分以上の時間である。システムコントローラ202は、端子S1にスイッチングしてから一定時間Tが経過すると(S2:YES)、スイッチSW1を端子S2にスイッチングする(S3)。   When the electronic endoscope system 1 is activated, the system controller 202 switches the switch SW1 to the terminal S1 (S1). The system controller 202 starts counting by an internal counter (not shown) simultaneously with switching to the terminal S1. The system controller 202 determines whether or not a predetermined time T has elapsed by counting with the internal counter (S2). The fixed time T is, for example, a time of 5 minutes or more. When a predetermined time T has elapsed since switching to the terminal S1 (S2: YES), the system controller 202 switches the switch SW1 to the terminal S2 (S3).

処理ステップS3において端子S2へのスイッチングが行われると、図3に示される等価回路が成立する。そのため、電流Iが各同軸ケーブルに流れて、電圧Vgndが発生する。システムコントローラ202は、発生した電圧VgndをA/D回路202aにより計測する(S4)。なお、電流Iは一定値であるため、実質的には合成抵抗値Rgndが計測されている。 When the switching to the terminal S2 is performed in the processing step S3, the equivalent circuit shown in FIG. 3 is established. Therefore, current I a flows in the coaxial cable, the voltage V gnd occur. The system controller 202 measures the generated voltage V gnd by the A / D circuit 202a (S4). Since the current Ia is a constant value, the combined resistance value R gnd is actually measured.

システムコントローラ202は、計測した電圧Vgnd(又は計測した電圧Vgndを基に計算された合成抵抗値Rgnd)が規定範囲内の値であるか否かを判定する(S5)。計測値(又は計算値)が規定範囲内の値である場合(S5:YES)、本フローチャートは処理ステップS1に戻る。計測値(又は計算値)が規定範囲外の値である場合は(S5:NO)、少なくとも一本の同軸ケーブルのGND線が断線している可能性が極めて高い。かかる場合、システムコントローラ202は、フロントパネル218の液晶表示部やモニタ300の表示画面上に所定の警告メッセージを表示させて(S6)、断線の可能性を術者に通知する。 The system controller 202 determines whether the measured voltage V gnd (or calculated based on the voltage V gnd measured synthetic resistance value R gnd) is a value within the specified range (S5). When the measured value (or calculated value) is a value within the specified range (S5: YES), this flowchart returns to processing step S1. When the measured value (or calculated value) is outside the specified range (S5: NO), there is a very high possibility that the GND line of at least one coaxial cable is disconnected. In such a case, the system controller 202 displays a predetermined warning message on the liquid crystal display unit of the front panel 218 or the display screen of the monitor 300 (S6), and notifies the operator of the possibility of disconnection.

合成抵抗値Rgndは、GND線が一本断線しただけで変化する。そのため、GND線の断線を早期に検知することができ、GND線の断線に伴って副次的に発生する不具合を未然に防ぐことができる。また、GND線の断線検知用に別途の配線を必要としないため、電子スコープの外径寸法の大型化が有効に避けられる。 The combined resistance value R gnd changes only when one GND line is disconnected. Therefore, it is possible to detect the disconnection of the GND line at an early stage, and it is possible to prevent a problem that occurs secondary to the disconnection of the GND line. In addition, since no separate wiring is required for detecting the disconnection of the GND line, an increase in the outer diameter of the electronic scope can be effectively avoided.

以上が本発明の実施形態の説明である。本発明は、上記の構成に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲において様々な変形が可能である。例えばアナログ信号処理部220は、プロセッサ200でなく電子スコープ100に搭載されてもよい。   The above is the description of the embodiment of the present invention. The present invention is not limited to the above-described configuration, and various modifications can be made within the scope of the technical idea of the present invention. For example, the analog signal processing unit 220 may be mounted on the electronic scope 100 instead of the processor 200.

GND線の直流抵抗値は、同軸ケーブルごとに異なる。そのため、電圧Vgnd(又は合成抵抗値Rgnd)は、断線したGND線に応じて変化する。そこで、別の実施形態では、各断線パターンに対応する電圧Vgnd(又は合成抵抗値Rgnd)のデータを予め採取してプロセッサ200内のメモリ等に記憶させておく。これにより、システムコントローラ202は、上記データと電圧Vgndの計測値(又は合成抵抗値Rgndの計算値)とを比較することにより、断線した可能性の高いGND線を特定して警告メッセージと共に術者に通知することができる。 The direct current resistance value of the GND line is different for each coaxial cable. Therefore, the voltage V gnd (or the combined resistance value R gnd ) changes according to the disconnected GND line. Therefore, in another embodiment, data on the voltage V gnd (or the combined resistance value R gnd ) corresponding to each disconnection pattern is collected in advance and stored in a memory or the like in the processor 200. As a result, the system controller 202 compares the above data with the measured value of the voltage V gnd (or the calculated value of the combined resistance value R gnd ) to identify the GND line that has a high possibility of disconnection, along with a warning message. The surgeon can be notified.

定電流回路Cは、例えばシャントレギュレータ等で構成される定電圧回路に置き換え可能である。この場合、システムコントローラ202は、図3の等価回路に流れる電流を計測して(又は計測した電流値を基に合成抵抗値Rgndを計算して)、計測値(又は計算値)に基づいてGND線の断線を検知する。 The constant current circuit C can be replaced with a constant voltage circuit constituted by, for example, a shunt regulator. In this case, the system controller 202 measures the current flowing through the equivalent circuit of FIG. 3 (or calculates the combined resistance value R gnd based on the measured current value), and based on the measured value (or calculated value). A disconnection of the GND line is detected.

1 電子内視鏡システム
100 電子スコープ
200 プロセッサ
220 アナログ信号処理部
1 Electronic Endoscope System 100 Electronic Scope 200 Processor 220 Analog Signal Processing Unit

Claims (6)

先端に固体撮像素子を有する電子スコープと、
前記電子スコープの基端と接続された、前記固体撮像素子との間で信号の送受信を行う信号処理手段と、
前記固体撮像素子と前記信号処理手段とを接続する複数本の信号ケーブルと、
前記複数本の信号ケーブルのGND線の合成抵抗値を計測する計測手段と、
前記計測手段による計測結果に基づいて前記GND線の断線を検知する断線検知手段と、
を有することを特徴とする電子内視鏡システム。
An electronic scope having a solid-state image sensor at the tip;
Signal processing means for transmitting and receiving signals to and from the solid-state imaging device connected to the proximal end of the electronic scope;
A plurality of signal cables connecting the solid-state imaging device and the signal processing means;
Measuring means for measuring a combined resistance value of the GND lines of the plurality of signal cables;
Disconnection detecting means for detecting disconnection of the GND line based on a measurement result by the measuring means;
An electronic endoscope system comprising:
前記計測手段は、
前記複数本の信号ケーブルのGND線の抵抗からなる負荷回路に定電流を流す定電流回路と、
前記負荷回路にかかる電圧値を計測する電圧計測手段と、
を有し、
計測された前記電圧値を基に前記合成抵抗値を計算することを特徴とする、請求項1に記載の電子内視鏡システム。
The measuring means includes
A constant current circuit for supplying a constant current to a load circuit composed of a resistance of a GND line of the plurality of signal cables;
Voltage measuring means for measuring a voltage value applied to the load circuit;
Have
The electronic endoscope system according to claim 1, wherein the combined resistance value is calculated based on the measured voltage value.
前記計測手段は、
前記複数本の信号ケーブルのGND線の抵抗からなる負荷回路に定電圧を印加する定電圧回路と、
前記負荷回路にかかる電流値を計測する電流計測手段と、
を有し、
計測された前記電流値を基に前記合成抵抗値を計算することを特徴とする、請求項1に記載の電子内視鏡システム。
The measuring means includes
A constant voltage circuit for applying a constant voltage to a load circuit composed of a resistance of a GND line of the plurality of signal cables;
Current measuring means for measuring a current value applied to the load circuit;
Have
The electronic endoscope system according to claim 1, wherein the combined resistance value is calculated based on the measured current value.
前記断線検知手段は、前記合成抵抗値が所定の規定範囲外の値であるとき、前記GND線の断線を検知することを特徴とする、請求項1から請求項3の何れか一項に記載の電子内視鏡システム。   4. The disconnection detection unit detects disconnection of the GND line when the combined resistance value is outside a predetermined specified range. 5. Electronic endoscope system. 前記断線検知手段により前記GND線の断線が検知されたとき、所定の警告メッセージを表示画面に表示するメッセージ表示手段を更に有することを特徴とする、請求項1から請求項4の何れか一項に記載の電子内視鏡システム。   5. The apparatus according to claim 1, further comprising a message display unit that displays a predetermined warning message on a display screen when the disconnection of the GND line is detected by the disconnection detection unit. The electronic endoscope system described in 1. 前記信号ケーブルは同軸ケーブルであることを特徴とする、請求項1から請求項5の何れか一項に記載の電子内視鏡システム。   The electronic endoscope system according to any one of claims 1 to 5, wherein the signal cable is a coaxial cable.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2015015845A1 (en) * 2013-07-31 2017-03-02 オリンパス株式会社 Endoscope guide tube and endoscope

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