JP3063199B2 - 電子内視鏡装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、医療用として用いられ
る電子内視鏡装置に関し、特にプロセッサを患者回路と
２次回路とに分けて、その間をアイソレーション手段に
よって絶縁する構成とした電子内視鏡装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】一般に、電子内視鏡装置は、その内視鏡
本体を構成する挿入部の先端部にＣＣＤ等からなる撮像
手段を設け、この撮像手段によって体内の被写体像を光
電変換し、この映像信号をプロセッサに伝送して所定の
信号処理を行い、この映像信号に基づいてディスプレイ
に被写体像の映像を表示する構成としたものである。こ
こで、このプロセッサには各種の機器が接続されるよう
になってきていることから、患者の体内に過大な電流が
流れないように保護する等、安全性を確保する必要があ
る。このために、プロセッサを患者回路と２次回路とに
分けて、この患者回路と２次回路との間にアイソレーシ
ョン手段を介装して、両回路間を電気的に絶縁した状態
で信号の授受を行うようにし、もって患者回路側に過大
な電流が流れないように構成したものが用いられるよう
になってきている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ここで、アイソレーシ
ョン手段により患者回路と２次回路とに分ける際は、安
全性確保という見地からは、プロセッサを構成する各種
回路構成部材をできるだけ２次回路側に配置する必要が
ある。患者回路側に設けられる回路構成部材が多くなれ
ば、それだけ故障率が高くなり、過大な電流が患者の体
内に流れる危険が増大する。

【０００４】本発明は叙上の点に鑑みてなされたもので
あって、アイソレーション手段によってより確実に患者
の安全保護を図ることができるようにした電子内視鏡装
置を提供することをその目的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ために、本発明は、撮像手段からの映像信号を伝送する
同軸ケーブルにエミッタフォロワ回路を接続し、かつこ
の同軸ケーブルの出力側にアイソレーション素子を設け
て、エミッタフォロワ以外の映像信号処理回路の構成部
材を２次回路側に設け、前記アイソレーション素子は広
い帯域の周波数信号を劣化させることなく伝送し、かつ
映像信号の波形整形を行うためのローパスフィルタとほ
ぼ同じ帯域の周波数特性を持つもので構成し、また患者
側回路に撮像素子駆動回路を設けて、この撮像素子駆動
回路にはその基準周波数信号を劣化させることなく伝送
する他のアイソレーション素子を介して２次回路と接続
する構成としたことをその特徴とするものである。

【０００６】

【作用】プロセッサにおける信号の流れは２種類あり、
そのうちの１つは、撮像手段と映像信号を処理する系、
即ち映像信号処理系であり、他の１つは撮像手段及びそ
の他の回路構成部材に駆動信号や制御信号を供給する
系、即ち制御信号供給系である。これらのうち、制御信
号供給系は、撮像手段に駆動信号の供給を行わなければ
ならないことから、少なくとも撮像手段駆動回路は患者
回路側に設ける必要がある。これに対して、映像信号処
理系を構成する回路部材としては、通常、撮像手段から
の信号を同軸ケーブルによりプロセッサに伝送させるこ
とから、そのインピーダンスを調整するために、エミッ
タフォロワ回路が設けられる。そして、このエミッタフ
ォロワ回路からの出力信号はローパスフィルタにより波
形整形され、然る後に映像信号処理回路に送り込まれ
て、クランプ，ブランキング処理，ガンマ補正等の信号
処理が行われる。

【０００７】ここで、同軸ケーブルを介して伝送される
映像信号はマッチング抵抗で短絡された抵抗の両端に送
られる。この信号を一度エミッタフォロワ回路を介して
インピーダンスの変換を行った後にアイソレーション素
子を設け、これ以外の映像信号処理系の回路構成部材を
全て２次回路側に設ける。これによって、より安全性が
向上する。そして、このアイソレーション手段として
は、広い帯域特性をもったフォトカプラやパルストラン
スからなるアイソレーション素子を用いることにより、
このアイソレーション素子の前段に変調回路を設けて、
信号の変調を行い、またアイソレーション素子の後段に
復調回路を設ける必要がなくなる。この結果、患者回路
の構成部材をさらに少なくすることができ、安全性がよ
り向上すると共に、回路構成も簡略化することができ
る。

【０００８】ところで、フォトカプラやパルストランス
からなるアイソレーション素子の通過周波数特性を見た
場合に、映像信号の波形整形を行うためのローパスフィ
ルタの周波数特性に近似したものがある。そこで、この
アイソレーション素子として、ローパスフィルタとほぼ
同じ帯域の周波数特性をもったものを選択して用いるこ
とによりアイソレーション素子をローパスフィルタと兼
用させることができるようになり、プロセッサの回路構
成をより簡略化することができる。

【０００９】また、制御信号供給系にもアイソレーショ
ン手段を設ける必要があるが、この制御信号供給系にお
いては、撮像手段駆動回路のみを患者回路に設け、基準
周波数発生回路からの基準周波数信号をこのアイソレー
ション手段を介して撮像手段駆動回路に伝送し、この撮
像手段駆動回路において撮像手段を駆動するのに必要な
パルス信号を生成すればよい。そして、この制御信号供
給系においては、周波数帯域は極めて狭いものであるか
ら、アイソレーション手段を構成する素子としては、基
準周波数信号を伝送することができるものを選択して用
いることによって、映像信号処理系と同様、変調及び復
調回路を設ける必要はなくなる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。図１に電子内視鏡装置の全体のシステム構
成を示す。図中において、１は内視鏡本体における体内
への挿入部を示し、この挿入部１には、光学繊維束から
なるライトガイド２が挿通されており、その出射端２ａ
は挿入部１の先端に形成した照明窓に装着した照明用レ
ンズ３と対面しており、ライトガイド２を介して送られ
る照明光は、この照明用レンズ３から被写体に向けて照
射されるようになっている。また、挿入部１の先端部に
は対物レンズ４が設けられており、この対物レンズ４の
結像位置にはＣＣＤ等の固体撮像素子からなる撮像手段
５が配置されている。

【００１１】次に、１０は光源装置，２０はプロセッサ
をそれぞれ示し、これら光源装置１０と、プロセッサ２
０は一体的または別個の機器として設けられており、周
知の如く内視鏡本体のユニバーサルコードが接続され
て、光源装置１０からは照明光が供給され、また内視鏡
本体とプロセッサ２０との間に信号の授受が行われるよ
うになっている。光源装置１０は、光源ランプ１１を有
し、また、この光源ランプ１１とライトガイド２の入射
端２ｂとの間には、光源ランプ１１側から絞り１２，コ
ンデンサレンズ１３及び回転カラーフィルタ１４が順次
配設されている。これによって、Ｒ，Ｇ，Ｂの順次照明
がライトガイド２を介して被写体に向けて照射される。

【００１２】プロセッサ２０としては、まず撮像手段５
に対する駆動信号を供給するための撮像手段駆動回路２
１が設けられており、この撮像手段駆動回路２１からの
駆動信号に基づいて、撮像手段５で蓄積された信号電荷
の読み出しが行われる。撮像手段５から読み出された信
号は同軸ケーブル６を介して伝送されて、エミッタフォ
ロワ回路２２に伝送されて、インピーダンスの調整が行
われた後に映像信号処理回路２４に送り込まれて、クラ
ンプ，ブランキング処理，ガンマ補正等の信号処理を行
った上で、Ａ／Ｄ変換器２５によってデジタル信号に変
換して、フィールドメモリ２６にＲ，Ｇ，Ｂの各色のフ
ィールド画像データを記憶させることができるようにな
っている。そして、このようにしてフィールドメモリ２
６に記憶された画像データは同時に読み出されて、Ｄ／
Ａ変換器２７Ｒ，２７Ｇ，２７Ｂによってアナログ信号
に変換されて、増幅器２８Ｒ，２８Ｇ，２８Ｂによって
増幅することによって、映像信号出力が得られる。

【００１３】ここで、映像信号処理回路２４及びフィー
ルドメモリ２６等にはクロックパルス及び水平，垂直の
同期信号を印加する必要がある。このために、主同期信
号発生回路３０が設けられており、この主同期信号発生
回路３０で発生する基準周波数信号に基づいてパルス発
生回路３１において、必要なパルスを生成させて、所要
の回路に供給するようにしている。また、撮像手段駆動
回路２１にも同様のパルスを印加するように構成してい
る。

【００１４】而して、前述した如く、プロセッサ２０に
おいては、映像信号の処理系とパルス信号の伝送系との
２つの信号伝送系が存在する。そこで、患者回路ＰＣと
２次回路ＳＣとを分けて、その間を電気的に絶縁するに
当っては、これら映像信号処理系とパルス信号伝送系と
をそれぞれ別個に考えてアイソレーション手段を設け
る。しかも、より安全性を向上させるために、患者回路
ＰＣ側には出来るだけ回路構成部材を少なくする。

【００１５】まず、映像信号処理系においては、撮像手
段５の出力信号がその出力端直後に設けたエミッタフォ
ロワ回路（図示せず）を介した後、同軸ケーブル６によ
って映像信号をプロセッサ２０に伝送する。この映像信
号は、同軸ケーブル６の特性インピーダンスで整合した
上でエミッタフォロワ回路２２を通させる。そして、こ
のエミッタフォロワ回路２２の出力側にアイソレーショ
ン素子４０を設けて、この位置で患者回路ＰＣと２次回
路ＳＣとを分けるようにする。しかも、このアイソレー
ション素子４０としては、６ＭＨｚ程度までの広い帯域
の信号を劣化させることなく伝送することができるフォ
トカプラまたはパルストランスを用いる。これによっ
て、アイソレーション素子４０の前段に変調回路を設け
て、信号の変調を行い、またアイソレーション素子４０
の後段に復調回路を設ける必要がなくなり、回路構成が
簡略化されると共に、アイソレーション素子４０により
患者回路ＰＣ側から２次回路ＳＣ側に伝送される信号に
高帯域ノイズ等を防止することができる。これによっ
て、映像信号を劣化させることなく伝送することがで
き、しかも映像信号処理系を構成する回路構成部材のう
ち、エミッタフォロワ回路２２のみを患者回路ＰＣ側に
配設し、これ以外の全ての回路構成部材を２次回路ＳＣ
側に設けることができるようになって、より安全性が向
上する。しかも、このアイソレーション素子４０の周波
数特性としては、映像信号処理系において用いられるロ
ーパスフィルタの透過周波数特性と同じ特性を持ったも
のがあり、このような周波数特性を有するアイソレーシ
ョン素子４０を用いることによって、このアイソレーシ
ョン素子４０の後段に別途ローパスフィルタを設ける必
要をなくし、もってプロセッサ２０の回路構成をさらに
簡略化している。

【００１６】これに対して、パルス信号伝送系において
は、主同期信号発生回路３０が２次回路ＳＣ側に設けら
れており、この主同期信号発生回路３０からフィールド
メモリ２６等に必要な同期信号を供給するために、この
主同期信号発生回路３０にパルス発生回路３１を接続
し、このパルス発生回路３１を介して映像信号処理回路
２３やフィールドメモリ２６に同期信号を供給する。ま
た、主同期信号発生回路３０からの基準周波数信号は、
映像信号伝送系のアイソレーション素子４０とは 異な
り、この基準周波数信号を伝送するのに適した他のアイ
ソレーション素子４１を介して患者回路ＰＣ側に伝送さ
れ、この患者回路ＰＣ側に設けた撮像手段駆動回路２１
に伝送し、この撮像手段駆動回路２１において、撮像手
段５を駆動するのに必要な同期信号を生成して、この撮
像手段５に印加する。これによって、プロセッサ２０を
構成する各回路には、共通の基準周波数信号に基づいて
同期信号が供給されることになり、プロセッサ２０全体
及びこのプロセッサ２０と撮像手段５との間の信号の同
期が取れるようになる。

【００１７】以上のように構成することによって、アイ
ソレーション手段によって患者回路ＰＣと２次回路ＳＣ
とを分けたときに、患者回路ＰＣ側には映像信号処理系
では、エミッタフォロワ回路２２のみが配置され、また
パルス信号伝送系においては、撮像手段駆動回路２１の
みが患者回路ＰＣに配置されることになるから、患者回
路側に設けられる回路構成部材は最小限のものとなり、
プロセッサ２０を構成する回路構成部材の故障等に起因
して患者に過大電流が流れる危険を最小限に抑制するこ
とができて、安全性がより向上する。しかも、映像信号
処理系にけるアイソレーション素子４０として広帯域の
ものを用いるようにしていることから、アイソレーショ
ン素子４０の前後において信号の変調及び復調を行う必
要がなくなり、回路構成が簡略化されることになる。

【００１８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、プロセ
ッサを構成する各種の回路構成部材のうち、映像信号処
理系を構成する回路のうち、エミッタフォロワ回路のみ
を患者回路に設け、これら以外の回路構成部材は２次回
路側に設け、またパルス信号伝送系では、撮像手段駆動
回路のみを患者回路に設けるように構成したので、安全
性をより向上させることが出来るようになり、アイソレ
ーション素子として、広い帯域の信号を劣化させること
なく伝送することができ、かつ映像信号処理系において
用いられるローパスフィルタの透過周波数特性と同じ特
性を持つものを用いており、また撮像手段に駆動信号を
伝送するために、患者側回路に撮像素子駆動回路を設け
て、この撮像素子駆動回路の入力側に基準周波数信号を
伝送するア イソレーション素子を設けているから、全体
の回路構成が著しく簡略化され、かつ映像信号の劣化を
確実に防止できる等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す電子内視鏡装置の回路
構成説明図である。

【符号の説明】

５ 撮像手段 ２０，２０′ プロセッサ ２１ 撮像手段駆動回路 ２２ エミッタフォロワ回路 ２３ ローパスフィルタ ２４ 映像信号処理回路 ４０，４１ アイソレーション素子

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被写体像を光電変換する撮像手段を挿入
   部の先端に備えた内視鏡本体と、この撮像手段からの映
   像信号を処理するプロセッサと、このプロセッサによっ
   て処理された映像信号に基づいて、被写体像の映像を表
   示するディスプレイとを有し、前記プロセッサを構成す
   る回路構成部材を患者回路と２次回路とに分けて、その
   間をアイソレーション手段によって絶縁する構成とした
   電子内視鏡装置において、前記撮像手段からの映像信号
   を伝送する同軸ケーブルにエミッタフォロワ回路を接続
   し、かつこの同軸ケーブルの出力側にアイソレーション
   素子を設けて、前記エミッタフォロワ以外の映像信号処
   理回路の構成部材を２次回路側に設け、前記アイソレー
   ション素子は広い帯域の周波数信号を劣化させることな
   く伝送し、かつ映像信号の波形整形を行うためのローパ
   スフィルタとほぼ同じ帯域の周波数特性を持つもので構
   成し、また患者側回路に撮像素子駆動回路を設けて、こ
   の撮像素子駆動回路にはその基準周波数信号を劣化させ
   ることなく伝送する他のアイソレーション素子を介して
   ２次回路と接続する構成としたことを特徴とする電子内
   視鏡装置。