JP2015073724A - 電子内視鏡用プロセッサ装置および電子内視鏡システム - Google Patents

Abstract

【課題】電子内視鏡をストロボ光源に接続する場合にも、自動で画面の明滅を防止する。
【解決手段】電子スコープ１１が着脱され用いられ、光源ユニット１９を備えるプロセッサ装置１２のライトガイドコネクタ２１にスイッチ２２を設ける。ライトガイドコネクタ２１に電子スコープのライトガイドが接続されるときスイッチ２２をオン状態とし、接続されていないときにはオフ状態とする。電子スコープ１１のライトガイド２３がストロボ光源装置１４に接続され、スイッチ２２がオフ状態のとき、プロセッサ装置１２のシステムコントローラ１８は、電子スコープ１１の撮像素子１５の電子シャッタ機能をオフするとともに、光源ユニット１９の電源をオフする。
【選択図】図１

Description

本発明は、ストロボスコピーを行う電子内視鏡装置に関し、特に電子内視鏡の駆動を制御するシステムに関する。

例えば喉頭ストロボスコピーを行う電子内視鏡装置は、電子スコープのライトガイドをストロボ光源に接続して使用される。一方、電子スコープの電気系、特に撮像素子の制御信号を伝送する信号線および撮像素子の映像信号を伝送する信号線はプロセッサ装置に接続される。ストロボ光源は、マイクロフォンで集音される被験者の声から基本周波数を検出し、基本周波数に対して位相が少しずつずれるようにストロボ光を照射する。ストロボ光で照明された声帯は電子スコープで順次撮影され、プロセッサ装置で所定の画像処理が施された後モニタに表示される。これにより発声時の声帯のスローモーション画像がモニタに表示される（特許文献１）。

特開２００４−０９７４４２号公報

ストロボスコープは、一般に通常のプロセッサ装置を利用する。通常のプロセッサ装置は、光源が常時点灯しているものとして電子スコープに撮像素子の制御信号を送信する。そのためストロボスコープがプロセッサ装置に接続された場合にも、デフォルトでは光源が常時点灯しているものとして電子シャッタ制御が行われる。しかしプロセッサ装置とストロボ光源装置は同期されていないので、ストロボ光が電子シャッタの露光期間からずれることがあり、このような場合、画面が急激に暗くなる。このときプロセッサ装置は画面を明るくするため露光期間を長くするが、今度は画面が急激に明るくなり露光期間を短くする必要が発生する。そのためストロボスコープ使用時に通常の電子シャッタ制御が行われると画面が明滅することがある。このような問題を回避するには、ストロボスコープの使用に先立って、ユーザがプロセッサ装置の電子シャッタ機能を手動でオフにする必要がある。

本発明は、電子内視鏡をストロボ光源に接続する場合にも、自動で画面の明滅を防止することを課題としている。

本発明の電子内視鏡用プロセッサ装置は、電子内視鏡が着脱自在に接続されるとともに、光源ユニットを備える電子内視鏡用プロセッサ装置であって、電子内視鏡のライトガイドを接続するライトガイドコネクタと、ライトガイドのライトガイドコネクタへの接続を検知するライトガイド接続検知センサと、ライトガイドが接続されていないとき、電子内視鏡の撮像素子の電子シャッタ機能をオフに設定、または電子シャッタの露光期間を最大に設定する電子シャッタ機能制御手段とを備えたことを特徴としている。

電子内視鏡用プロセッサ装置は、ライトガイドが接続されているとき、電子シャッタ機能をオンにし、ライトガイドが接続されていないとき、更に光源ユニットの電源をオフすることが好ましい。

本発明の電子内視鏡システムは、上記電子内視鏡用プロセッサ装置を備えたことを特徴としている。

本発明によれば、電子内視鏡をストロボ光源に接続する場合にも、自動で画面の明滅を防止することができる。

本発明の一実施形態である電子内視鏡システムの構成を示すブロック図である。 ストロボ発光期間が、電子シャッタによる露光期間からずれた様子を示すタイミングチャートである。 図２の状態から電子シャッタによる露光期間が拡大された状態を示す。 本実施形態の自動明滅防止処理において、ライトガイドがプロセッサ装置に接続されていないと判断されるときの撮像素子の駆動信号とストロボ発光期間の関係を示すタイミングチャートである。 本実施形態の自動明滅防止処理のフローチャートである。 変形例の自動明滅防止処理において、ライトガイドがプロセッサ装置に接続されていないと判断されるときの撮像素子の駆動信号とストロボ発光期間の関係を示すタイミングチャートである。 変形例の自動明滅防止処理のフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態である電子内視鏡システムの構成を示すブロック図である。

本実施形態の電子内視鏡システム１０は、例えば喉頭のストロボ画像を撮影する電子スコープ（電子内視鏡）１１と、電子スコープ１１における撮像制御および映像信号の処理等を行うプロセッサ装置１２と、プロセッサ装置１２から出力される画像を表示するモニタ１３と、電子スコープ１１にストロボ光を供給するストロボ光源装置１４とから基本的に構成される。

電子スコープ１１のコネクタを介してプロセッサ装置１２に着脱自在に電気的に接続され、電子スコープ１１の撮像素子１５で得られた画像信号は、電子スコープ１１に設けられたドライバ／信号処理回路１６を介してプロセッサ装置１２の映像信号処理回路１７へ送られ、所定の規格の映像信号に変換されてモニタ１３などの出力装置や記録装置などに出力される。

また、ドライバ／信号処理回路１６は、撮像素子１５に駆動信号を供給し、撮像素子１５の電子シャッタを制御する。なおドライバ／信号処理回路１６は、プロセッサ装置１２のシステムコントローラ１８に接続され、システムコントローラ１８からの制御信号および同期信号に基づき撮像素子の駆動を制御する。またシステムコントローラ１８は、映像信号処理回路１７における信号処理や入出力のタイミングを制御するとともに、映像信号処理回路１７から各種情報（例えば輝度情報など）を取得する。

更にシステムコントローラ１８は、プロセッサ装置１２に設けられた光源ユニット１９のオン／オフを制御し、例えばフロントパネル（Ｆパネル）２０のスイッチ操作や、システムの状態に合わせてシステム内の各デバイスの制御を行う。

光源ユニット１９は、電子スコープが通常の電子スコープの場合に使用される。その場合、電子スコープのライトガイドはライトガイドコネクタ２１を介して光源ユニット１９と光学的に連結され、光源ユニット１９からは常時光がライトガイドへと供給される。本実施形態のプロセッサ装置１２のライトガイドコネクタ２１には、スイッチ（ライトガイド接続検知センサ）２２が設けられ、ライトガイドの装着の有無に応じて、スイッチ２２はオン／オフが切り替えられ、その信号はシステムコントローラ１８へと入力される。

一方、ストロボスコープである、図１の電子スコープ１１のライトガイド２３は、ストロボ光源装置１４へ光学的に接続され、ストロボ光源装置１４の光源からストロボ光が供給される。ストロボ光の発光のタイミングは、ストロボ光源装置１４に接続されるマイクロフォン２４で集音される音のピッチに合わせて決定される。喉頭スコープでは、患者の声をマイクロフォン２４で集音し、そのピッチを検出して例えば位相を少しずつずらして発光させ、振動する声帯のスローモーション画像を撮影する。

次に、図２、図３を参照して、ストロボ光源装置１４を利用したストロボ撮影時に、光源ユニット１９を利用した通常の撮影と同様に電子シャッタ機能を適用した場合の問題点について説明する。

図２、図３は、撮像素子１５に対する垂直同期信号ＶＤ、電子シャッタ機能により撮像素子１５に設定される露光期間（ＣＣＤにおける電荷掃出しから垂直転送部への電荷転送までの期間）、およびストロボ光源装置１４におけるストロボ発光期間の関係を示すタイミングチャートである。図２には、ストロボ発光期間ＴＳが露光期間ＴＥ１からずれ、実際の露光時間がＴ１になった状態が示され、図３には、露光期間がＴＥ２（＞ＴＥ１）まで拡大され、実際の露光時間がＴ１からＴ２（＞Ｔ１）となった状態が示される。

通常の内視鏡画像を撮影する場合、照明光は常時照射されているので電子シャッタにより設定される露光期間が実際の露光時間となる。しかし、ストロボ光源を用いた撮影では、照明光は極めて短いストロボ発光期間ＴＳにのみ照射され、照射されるタイミングも垂直同期信号ＶＤに対して順次移動する。そのため、電子シャッタで設定される露光期間（ＴＥ１、ＴＥ２など）と、ストロボ発光期間ＴＳの関係はフィールド（またはフレーム）毎に異なり、露光期間とストロボ発光期間の重なる期間が実際の露光時間（Ｔ１、Ｔ２）となる。

したがって、電子シャッタ機能をオンにした状態で、図２の状態が突然発生すると、システムコントローラ１８は輝度情報から画面が暗いと判断し、画面を明るくするために露光時間を例えばＴＥ２まで拡大する（露光調整）。これにより例えば次のフィールドで露光時間ＴＥ２に全てのストロボ発光期間ＴＳが含まれると、露光時間Ｔ２はストロボ発光期間ＴＳに等しくなり、画面が急激に明るくなってきたと判断しシステムコントローラ１８は、次のフィールドで露光期間を短くするように制御する。これにより、画面の明るさにハンチングが発生し明滅する。

従来このような現象を防ぐには、ストロボスコープ使用に先立ち、例えばプロセッサ装置１２のユーザがフロントパネル２０を操作して、電子シャッタ機能を手動でオフに設定する必要がある。また、ストロボ光源装置１４を利用する際には、プロセッサ装置１２の光源ユニット１９は使用しないので、ユーザが手動で光源ユニット１９の電源もオフにしないと、無駄な電力を消費し、ランプの寿命も無駄に消費される。

本実施形態では、プロセッサ装置１２のライトガイドコネクタ２１に設けられたスイッチ２２のオン／オフ状態をモニタすることで、自動で画面の明滅を防止し、光源ユニット１９の電源をオフにする。

図４、図５を参照して本実施形態の自動明滅防止処理について説明する。図４は、自動明滅防止処理においてライトガイド２３がライトガイドコネクタ２１に接続されていないと判断される場合（ストロボ光源装置１４が使用されると判断される場合）の電子シャッタとストロボ光発光期間ＴＳの関係を示すタイミングチャートであり、図５は同処理のフローチャートである。

本実施形態では、プロセッサ装置１２の光源ユニット１９が使用されず、ストロボ光源装置１４が使用されると判断されるとき、電子シャッタ機能をオフ状態にする。すなわち電荷掃出し信号が出力されることがなく、ストロボ発光期間ＴＳが実際の露光時間Ｔとなる。

図５の自動明滅防止処理は、例えば電子スコープ１１の電気的な接続が確認された状態で、スイッチ２２の状態の変化が検出されるとシステムコントローラ１８において実行される。ステップＳ１００では、ライトガイドコネクタ２１のスイッチ２２がオン状態かオフ状態かが判定される。スイッチ２２がオン状態のときには、ステップＳ１０２においてプロセッサ装置１２の光源ユニット１９の電源がオンされ、ステップＳ１０４において通常の電子シャッタ機能をオンして、本処理は終了する。

一方、ステップＳ１００においてスイッチ２２がオフ状態であると判定されると、ステップＳ１０６において、プロセッサ装置１２の光源ユニット１９の電源をオフにするとともに、ステップＳ１０８において電子シャッタ機能をオフにし本処理は終了する。すなわち、撮像素子１５およびストロボ光源装置１４は図４のタイミングで駆動される。

以上のように、本実施形態によれば、ユーザがフロントパネル２０を操作して、電子シャッタ機能を手動でオフに設定しなくとも、電子シャッタ機能がオフされ、画面の明滅の発生を防止でき、かつストロボ光源装置使用時に光源ユニットを消灯させ無駄な電力の消費およびランプの劣化を防止できる。

次に図６、図７を参照して、本実施形態の変形例について説明する。実施形態では、ストロボ光源使用時に電子シャッタ機能をオフ（無効）にして画面の明滅の発生を防止したが、システムによっては、電子シャッタ機能を無効にするオプションを備えていないものもある。本変形例は、このようなシステムに対応するものであり、電子シャッタ機能をオフする代わりに、電子シャッタの露光期間を制御することでストロボ発光期間が露光期間からずれることを防止する。

図６、図７は、実施形態の説明における図４、図５に対応するもので、図６は変形例の自動明滅防止処理においてライトガイド２３がライトガイドコネクタ２１に接続されていないと判断される場合（ストロボ光源装置１４が使用されると判断される場合）の電子シャッタとストロボ光発光期間ＴＳの関係を示すタイミングチャートであり、図７は同処理のフローチャートである。

変形例では、プロセッサ装置１２の光源ユニット１９が使用されず、ストロボ光源装置１４が使用されると判断されるとき、電子シャッタによる露光期間ＴＥを最大にする。例えば電荷掃出し信号は、垂直同期信号ＶＤが出力される期間に出力され、垂直同期信号ＶＤに挟まれる１フィールド期間の全て、あるいは殆どは露光期間ＴＥに設定される。したがって、ストロボ発光期間ＴＳが、フィールド期間の何れのタイミングに位置しても、ストロボ発光期間ＴＳが実質的に露光時間Ｔとなる。なお、図６では、遮光時間（電荷掃出し期間）がＶＤ信号の幅と同じ長さとなっているが、通常はＶＤ幅よりも短い時間に設定される。

図７に示される変形例の自動明滅防止処理は、図５と同様に、電子スコープ１１の電気的な接続が確認された状態で、スイッチ２２の状態の変化が検出されるとシステムコントローラ１８において実行される。ステップＳ２００では、ライトガイドコネクタ２１のスイッチ２２がオン状態かオフ状態かが判定される。スイッチ２２がオン状態のときには、ステップＳ２０２においてプロセッサ装置１２の光源ユニット１９の電源がオンされ、ステップＳ２０４において通常の電子シャッタ機能をオンして、本処理は終了する。

一方、ステップＳ２００においてスイッチ２２がオフ状態であると判定されると、ステップＳ２０６において、プロセッサ装置１２の光源ユニット１９の電源をオフにするとともに、ステップＳ２０８において電子シャッタの露光期間ＴＥを最大に設定し本処理は終了する。すなわち、撮像素子１５およびストロボ光源装置１４は図６のタイミングで駆動される。

以上のように、変形例によれば、電子シャッタ機能がオフにできないシステムにおいても実施形態と同様の効果を得ることができる。

なお本実施形態では、ライトガイドコネクタに、ライトガイドの接続を検知するセンサとしてのスイッチを設けたが、ライトガイドのプロセッサ装置への接続が検知できるのであればよく、センサの場所やその種類は本実施形態に限定されない。

１０ 電子内視鏡システム
１１ 電子スコープ（電子内視鏡）
１２ プロセッサ装置
１３ モニタ
１４ ストロボ光源装置
１５ 撮像素子（ＣＣＤ）
１６ ドライバ／信号処理回路
１７ 映像信号処理回路
１８ システムコントローラ
１９ 光源ユニット
２０ フロントパネル
２１ ライトガイドコネクタ
２２ スイッチ（ライトガイド接続検知センサ）
２３ ライトガイド
２４ マイクロフォン

Claims (4)

1. 電子内視鏡が着脱自在に接続されるとともに、光源ユニットを備える電子内視鏡用プロセッサ装置であって、
   前記電子内視鏡のライトガイドを接続するライトガイドコネクタと、
   前記ライトガイドの前記ライトガイドコネクタへの接続を検知するライトガイド接続検知センサと、
   前記ライトガイドが接続されていないとき、前記電子内視鏡の撮像素子の電子シャッタ機能をオフに設定、または該電子シャッタの露光期間を最大に設定する電子シャッタ機能制御手段と
   を備えることを特徴とする電子内視鏡用プロセッサ装置。
2. 前記ライトガイドが接続されているとき、前記電子シャッタ機能をオンすることを特徴とする請求項１に記載の電子内視鏡用プロセッサ装置。
3. 前記ライトガイドが接続されていないとき、前記光源ユニットの電源をオフすることを特徴とする請求項２に記載の電子内視鏡用プロセッサ装置。
4. 請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の電子内視鏡用プロセッサ装置を備えることを特徴とする電子内視鏡システム。

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