JP2018198855A - 内視鏡プロセッサ - Google Patents

Abstract

【課題】筐体内の温度に関わる異常を検知した場合に、効果的に筐体内の温度上昇を抑制することができる、内視鏡プロセッサを提供する。【解決手段】被検体内に照射するための光源１３と、筐体内を冷却するための冷却ファン１５と、被検体内の撮像信号を映像信号として処理する映像信号処理部１１とを筐体内に備え、更に、筐体内の温度に関わる異常状態を検知するためのファン故障検知部１７、及び、温度検知部１４と、ファン故障検知部１７、及び、温度検知部１４において異常状態が検知された場合、所定の映像信号処理のうち画質改善に関わる映像信号処理を停止させる指示を行うＣＰＵ１２と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、内視鏡プロセッサに関し、特に、冷却用ファンを備える内視鏡プロセッサに関する。

近年、体腔内に細長な挿入部を挿入することにより、体腔内の臓器を観察したり、必要に応じ、処置具チャネル内に挿入した処置具を用いて各種治療処置をしたりすることができる内視鏡装置が広く用いられている。

内視鏡装置は、一般的に、被写体である体腔内の組織などを照明するための光源等を備えた内視鏡プロセッサと、撮像素子を備えたビデオスコープにより構成される。光源から出射された照明光は、ビデオスコープ内に挿通されたライトガイドケーブルを介して、ビデオスコープの先端部から被写体に照射される。そして、撮像素子によって得られた画像信号が内視鏡プロセッサに送信され、内視鏡プロセッサにおいて、画像信号に所定の処理が施されることにより、被写体像がモニタに表示される。

照明光の出射により発熱する光源を冷却し、光源が所定の温度以上になることを防止するために、通常、内視鏡プロセッサ内に冷却ファンが設けられている。内視鏡プロセッサには、温度を検知するためのサーミスタも搭載されており、筐体内の温度が異常に上昇したことを検知した場合、温度上昇に最も影響する光源部について、非常灯を点灯させたり、光量を下げたり、冷却ファンを動作させたりしていた（例えば、特許文献１、２参照）。

特開２００６−１３６５２７号公報 特開２０１０−０００１８４号公報

近年の内視鏡プロセッサは、画像信号の高画素化や、画像処理などの高機能化によって、光源以外にも温度上昇に影響する機能が多くなっている。このため、温度上昇を検知した場合には、迅速に筐体内の温度上昇を抑制する必要がある。

しかしながら、従来の内視鏡プロセッサでは、温度上昇を検知した場合に、冷却ファンを駆動させて温度上昇の抑制を図っていたが、冷却ファンが故障した場合に温度上昇を抑制する手段については特に言及されていない。また、冷却ファンの故障など、冷却機能が著しく低下した場合は、迅速かつ効果的に、冷却ファンに替わる手段で温度上昇を抑制する必要があるが、従来の内視鏡プロセッサは、このような手段についても特に言及されていなかった。

そこで、本発明は、筐体内の温度に関わる異常を検知した場合に、効果的に筐体内の温度上昇を抑制することができる、内視鏡プロセッサを提供することを目的とする。

本発明の一態様の内視鏡プロセッサは、被検体内に照射するための光源部と、筐体内を冷却するためのファンと、前記被検体内を撮像して入力された撮像信号を映像信号として処理する映像信号処理部と、を筐体内に備えた内視鏡プロセッサである。前記内視鏡プロセッサは、入力された前記撮像信号に対して少なくとも基本画像処理を含む所定の映像信号処理を行って出力する映像信号処理部と、前記筐体内の温度に関わる異常状態を検知するための異常検知部と、前記異常検知部において異常状態が検知された場合、前記所定の映像信号処理のうち前記基本画像処理以外の副次画像処理に関わる映像信号処理を停止させる指示を行う制御部と、を有する。

本発明の内視鏡プロセッサによれば、筐体内の温度に関わる異常を検知した場合に、効果的に筐体内の温度上昇を抑制することができる。

本発明の実施形態に係わる内視鏡プロセッサを備えた内視鏡システムの構成の一例を説明するブロック図。

以下、図面を参照して実施形態を説明する。

図１は、本発明の実施形態に係わる内視鏡プロセッサを備えた内視鏡システムの構成の一例を説明するブロック図である。図１に示すように、本実施形態の内視鏡システムは、内視鏡プロセッサ１と、ビデオスコープとしての電子内視鏡（以下、単に内視鏡という）２と、モニタ３と、サーバ４から主に構成されている。

内視鏡２は、体腔内に挿入される細長の挿入部を有する。挿入部内には、照明光を伝送する図示しないライトガイドケーブルが挿通されている。ライトガイドケーブルの後端は、内視鏡プロセッサ１に着脱自在に接続されており、光源１３から供給される照明光を伝送し、内視鏡２の先端部に設けられた図示しない照明窓に取り付けられた先端面から、更に照明レンズ２２を経て、体腔内の内部などの被写体を照明する。

内視鏡２の先端部には、照明窓に隣接して、図示しない観察窓が設けられている。観察窓には、対物光学系としてのレンズ２３が取り付けられている。レンズ２３の結像位置には、固体撮像素子として、例えば、ＣＭＯＳセンサ２４が配置されている。ＣＭＯＳセンサ２４は、結像された光学像を光電変換して撮像信号を生成する。撮像信号は、Ａ／Ｄ変換部２５を介してデジタル信号に変換された後、内視鏡プロセッサ１へ出力される。

内視鏡プロセッサ１は、内視鏡画像を表示するモニタ３と電気的に接続され、内視鏡２に搭載されているＣＭＯＳセンサ２４などの撮像手段によって光電変換された撮像信号を処理して、映像信号としてモニタ３に出力する。

内視鏡プロセッサ１は、映像信号処理部１１と、制御部としてのＣＰＵ１２と、光源１３とを備える。また、内視鏡プロセッサ１は、温度検知部１４と、冷却ファン１５と、ファン駆動部１６と、ファン故障検知部１７とも備える。更に、内視鏡プロセッサ１は、電源１８と、無線通信部１９と、フロントパネル２１と、フロントパネル駆動制御部２０とも有する。

映像信号処理部１１は、内視鏡２から入力された撮像信号に各種画像処理を施して、モニタ３に表示可能な映像信号を生成し、出力する。映像信号処理部１１は、ＣＰＵ１２と接続されており、ＣＰＵ１２の制御指示に従って各種処理を行う。

映像信号処理部１１は、撮像信号入力部１１１と、第一の画質改善処理部１１２と、前処理部１１３と、拡大縮小部１１４と、後処理部１１５と、第二の画質改善処理部１１６と、映像出力部１１７とを備える。内視鏡２から出力された撮像信号は、撮像信号入力部１１１に入力され、上述のユニットをこの順に通過しながら所定の画像処理が施され、映像出力部１１７からモニタ３に出力される。

画質改善処理部１１２は、基本画像処理以外の副次画像処理（基本出画に影響しない画質改善処理）が行われる。画質改善処理部１１２では、例えば、イメージャの傷補正処理や、ノイズリダクション処理、フリーズ処理などが行われる。画質改善処理部１１２は、メモリ１１８と接続されており、メモリ１１８に格納されているパラメータや情報を用いて、各種処理が行われる。

例えば、画質改善処理部１１２で傷補正処理が行われる場合、メモリ１１８には欠陥画素情報や、補正係数などの補正情報が格納されている。画質改善処理部１１２では、メモリ１１８から読みだした欠陥画素情報と補正係数とに基づき、撮像信号入力部１１１から入力されたデジタル映像信号に含まれる白キズ画素と、その周囲の画素について、画素値を補正あるいは補間する。

ノイズリダクション処理が行われる場合、メモリ１１８に格納されているノイズリダクションのレベルに応じたパラメータを用い、映像信号中のノイズを低減する。具体的には、１フレーム（または１フィールド）前の映像信号と、現在のフレーム（またはフィールド）の映像信号とを用いて、メモリ１１８から読みだした設定パラメータを用いて時間平均処理を施し、画像中のランダムノイズを低減する。

フリーズ処理が行われる場合、メモリ１１８に、現在のフレームから複数フレーム分の映像信号を格納する。そして、メモリ１１８に格納されている複数フレームの中から、最も画質の良い１つのフレームの映像信号を選択し、フリーズ画像（静止画）として出力する。

なお、メモリ１１８には、駆動電圧を供給するための電源１２０と、所定の駆動周波数を生成し供給するための発振器１１９とが接続されている。

前処理部１１３は、画質改善処理部１１２により各種処理が施された映像信号に対し、ホワイトバランス処理、カラーマトリクス処理、ガンマ処理など、基本出画に必要な各種画像処理が行われる。

拡大縮小部１１４は、前処理部１１３により各種画像処理が行われた映像信号に対し、ユーザから指示された倍率に応じ、拡大・縮小処理を施す。拡大縮小部１１４は、メモリ１２１と接続されており、メモリ１２１に格納されているパラメータや情報を用いて、拡大縮小処理が行われる。また、メモリ１２１は、拡大縮小処理を行うにあたり、一時的にフレーム映像を格納するために用いることもできる。なお、メモリ１２１には、駆動電圧を供給するための電源１２３と、所定の駆動周波数を生成し供給するための発振器１２２とが接続されている。

後処理部１１５は、拡大縮小部１１４により必要に応じて拡大縮小処理が行われた映像信号に対し、色調調整処理など、基本出画に必要な各種画像処理が行われる。

画質改善処理部１１６は、基本画像処理以外の副次画像処理（基本出画に影響しない画質改善処理）が行われる。画質改善処理部１１６では、例えば、構造強調処理などが行われる。なお、画質改善処理部１１６にも、必要に応じてメモリを接続して処理に必要な情報を格納するようにしてもよい。

画質改善処理部１１２から画質改善処理部１１６までの各処理部により各種画像処理が施された映像信号は、映像出力部１１７において、モニタ３で表示可能な信号に変換された後、モニタ３に出力される。

映像信号処理部１１はＣＰＵ１２と接続されており、映像信号処理部１１の各ユニットの動作は、ＣＰＵ１２によって制御される。なお、映像信号処理部１１の各ユニットにおける具体的な画像処理内容は、上述の一例に限定されるものではなく、例えば、調光処理など、必要に応じて他の処理を加えてもよい。また、個々の画像処理の順序も、上述の一例に限定されるものではなく、可能な範囲で順序を入れ替えてもよい。

光源１３は、白色ＬＥＤまたはキセノンランプ等を用いて構成され、白色光を発生する。光源１３が発生した光は、図示しないライトガイドケーブルを経由して、内視鏡２の挿入部先端部の照明レンズ２２から照射される。

異常検知部としての温度検知部１４は、筐体内や光源１３の温度を検知する。温度検知部１４としては、例えば、サーミスタが用いられる。温度検知部１４は、複数のサーミスタで構成してもよい。それぞれのサーミスタは、筐体内や光源１３近辺の、発熱の可能性や温度上昇の可能性のある所定の場所に設置される。温度検知部１４は、ＣＰＵ１２と接続されており、検知した温度はＣＰＵ１２に出力される。

冷却ファン１５は、１つ以上のファンで構成されており、筐体内や光源１３近辺の、発熱の可能性や温度上昇の可能性のある所定の場所に設置される。冷却ファン１５は、モータを備えたファン駆動部１６によって、駆動される。ファン駆動部１６は、ＣＰＵ１２に接続されており、ＣＰＵ１２より入力される制御指示により、個々の冷却ファンに対し、指示された回転数で動作させたり、動作を停止させたりする。

異常検知部としてのファン故障検知部１７は、冷却ファン１５、及び、ファン駆動部１６の故障を検知し、検知結果をＣＰＵ１２に伝達する。冷却ファン１５が複数のファンで構成されている場合、個々のファンの故障検知を行う。例えば、ファンに接続されたモータの動作を監視し、回転指示が入力されているにも関わらず、モータの動作が停止している場合や、デバイスとの通信が意図せず遮断された場合などに、当該ファンが故障していると判定する。

電源１８は、内視鏡プロセッサ１内の各ユニットに対し、動作に必要な駆動電圧を供給する。

無線通信部１９は、外部に設置されたサーバ４など各種ネットワーク機器との間で無線通信を行う。なお、ネットワーク機器との間での通信は、無線通信に限定されず、有線で通信を行ってもよい。

フロントパネル２１は、例えば、タッチ式の液晶パネルで構成されており、内視鏡プロセッサ１に配置された各ユニットの設定条件など、各種情報を表示する。例えば、光源１３の光量の情報や、冷却ファン１５の駆動状況に関する情報などが表示される。また、例えば、画像処理内容の設定など、ユーザからの指示を入力したりするのにも用いる。フロントパネル２１は、フロントパネル駆動制御部２０を介してＣＰＵ１２と接続されている。

次に、ファン故障検知部１７において、故障を検知した場合のＣＰＵ１２の制御について、説明する。ファン故障検知部１７が、１つ以上のファンの故障を検知した場合、ＣＰＵ１２は、温度上昇抑制モードへの切り替えを、内視鏡プロセッサ１内の所定のユニットに指示する。

温度上昇抑制モードは、具体的には、以下の（ａ）から（ｊ）の制御項目のうち、一つまたは複数の項目を選択して、制御を行う。
（ａ）光源１３において光量を低下させる
（ｂ）画質改善処理部１１２、及び／または、画質改善処理部１１６の各処理を限定または停止する
（ｃ）画質改善処理部１１２の動作を限定、あるいは停止させた場合、発振器１１９から出力するメモリ１１８の駆動周波数を遅くする
（ｄ）メモリ１１８、及び／または、メモリ１２１が使用されない場合、接続されている電源１２０、１２３からの電圧供給を停止したり、発振器１１９、１２２からのクロック供給を停止したりする。
（ｅ）フロントパネル駆動制御部２０に対し、動作制限を指示する。例えば、動作速度を低下させる、接続を遮断する、設定可能な範囲を限定する（例えば、フリーズ指示は実行不可にする）、などの指示を行う。
（ｆ）無線通信部１９に対し、動作制限を指示する（動作速度を低下させる、接続を遮断する）

以下、（ｇ）から（ｉ）の各制限項目は、冷却ファン１５が複数のファンで構成されており、一部のファンのみ故障している場合に選択可能な項目である。
（ｇ）ファン駆動部１６に対し、故障していないファンの回転数の制限を変更して回転数を制御し、故障したファンの冷却風を補うように、筐体内部の冷却風の流路を調整する
（ｈ）筐体内に可動式の機構を設けておき、正常時と異常時とでファンによる冷却風の流路を調整する
（ｉ）故障していないファンの回転数を最大にする

すなわち、従来の内視鏡プロセッサの温度上昇抑制のための手法として用いられていた、光源１３の光量を低下させる方法以外に、温度上昇に寄与するユニット（画像処理系のユニットや、各種通信に関するユニット）への動作制御や動作停止を行うことで、より温度上昇抑制効果が得られる。また、冷却ファン１５が複数のファンから構成されており、一部のファンのみが故障した場合には、正常に動作しているファンを用いて故障したファンを補完することで、更に温度上昇抑制効果が得られる。

なお、温度上昇抑制モードにおいて実行する具体的な制御項目（または、制御項目の組み合わせ）は、故障したファンの数や位置、通常状態における各ユニットの動作状況などに応じてＣＰＵ２が適宜選択する。

このように、本実施の形態の内視鏡プロセッサは、温度検知部１４による温度上昇を検知する前に、ファン故障検知部１７での検知結果を用いて、筐体内温度上昇の抑制を開始することで、より効果的な温度抑制効果が得られる。また、光源１３以外の温度上昇に寄与するユニットとして、画質改善処理部１１２、１１６やメモリ１１８、１２１、発振器１１９、１２２、電源１２０、１２３など、基本画出に必ずしも必要でない画像処理のユニットの動作を制限・停止したり、フロントパネル駆動制御部２０や無線通信部１９といった各種通信に関するユニットの動作を制限・停止したりするので、より温度上昇抑制効果が得られる。

なお、ＣＰＵ２は、温度検知部１４により温度上昇を検知した場合に、上述の温度抑制モードに切り替えるように、各ユニットの制御を行ってもよい。

本発明の実施形態を説明したが、本実施形態は、例として例示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１…内視鏡プロセッサ、２…内視鏡、３…モニタ、４…サーバ、１１…映像信号処理部、１２…ＣＰＵ、１３…光源、１４…温度検知部、１５…冷却ファン、１６…ファン駆動部、１７…ファン故障検知部、１８、１２０、１２３…電源、１９…無線通信部、２０…フロントパネル駆動制御部、２１…フロントパネル、２２…照明レンズ、２３…レンズ、２４…ＣＭＯＳセンサ、２５…Ａ／Ｄ変換部、１１１…撮像信号入力部、１１２、１１６…画質改善処理部、１１３…前処理部、１１４…拡大縮小部、１１５…後処理部、１１７…映像出力部、１１８、１２１…メモリ、１１９、１２２…発振器、

Claims (8)

1. 被検体内に照射するための光源部と、筐体内を冷却するためのファンと、前記被検体内を撮像して入力された撮像信号を映像信号として処理する映像信号処理部と、を筐体内に備えた内視鏡プロセッサであって、
   前記内視鏡プロセッサは、
   入力された前記撮像信号に対して少なくとも基本画像処理を含む所定の映像信号処理を行って出力する映像信号処理部と、
   前記筐体内の温度に関わる異常状態を検知するための異常検知部と、
   前記異常検知部において異常状態が検知された場合、前記所定の映像信号処理のうち前記基本画像処理以外の副次画像処理に関わる映像信号処理を停止させる指示を行う制御部と、
   を有することを特徴とする内視鏡プロセッサ。
2. 前記制御部は、前記光源部に対して出射光量を低下させる制御指示を行うことを特徴とする、請求項１に記載の内視鏡プロセッサ。
3. 前記制御部は、前記副次画像処理に関わる処理として、撮像素子の傷補正、ノイズ除去、フリーズ処理、及び、構造強調を停止させる指示を行うことを特徴とする、請求項１に記載の内視鏡プロセッサ。
4. 前記所定の映像信号処理を行う際に用いるメモリを更に有し、
   前記制御部は、前記副次画像処理に関わる処理を停止させた後に、前記メモリに対する駆動周波数を低下させる指示を行うことを特徴とする、請求項１に記載の内視鏡プロセッサ。
5. 前記ファンは複数で構成され、
   前記異常検知部は前記ファンの故障を検知し、
   前記制御部は、前記異常検知部で異常が検知された場合、複数の前記ファンのうち故障していないファンの回転数を上げる制御指示を行うことを特徴とする、請求項１に記載の内視鏡プロセッサ。
6. 前記筐体内において可動式の機構を更に有し、
   前記制御部は、前記異常検知部で異常が検知された場合、前記フロントパネルに対する動作に制限をかける指示を行うことを特徴とする、請求項１に記載の内視鏡プロセッサ。
7. 前記筐体は、表示用のフロントパネルを更に有し、
   前記制御部は、前記異常検知部で異常が検知された場合、前記フロントパネルに対する動作に制限をかける指示を行うことを特徴とする、請求項１に記載の内視鏡プロセッサ。
8. 前記内視鏡プロセッサの外部に対してネットワーク接続を含む通信を行う通信制御部を更に有し、
   前記制御部は、前記異常検知部で異常が検知された場合、前記通信制御部に対して前記通信に関する動作に制限をかける指示を行うことを特徴とする、請求項１に記載の内視鏡プロセッサ。

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