JP3063202B2 - 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
よって電気的に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その他の固体撮
像素子を有する撮像手段を設け、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っ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、近年においては、各種の機器がプロセッサに接続さ
れるようになり、このために患者の体内に過大電流が流
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次回路との間にフォトカプ
ラ，トランス等からなる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】ここで、撮像手段を駆動して、この撮像手
段から信号を読み出し、またこのようにして読み出した
信号を処理するために、クロックパルス，水平同期信号
や垂直同期信号のような同期信号等の制御パルス信号を
必要とする。このような制御パルス信号は、基準となる
周波数信号を発生する基準周波数信号発生器と、この基
準周波数信号発生器からの信号から必要な制御パルス信
号を生成するパルス発生器とからなる同期回路で生成さ
れる。従来技術の電子内視鏡においては、この同期回路
は患者回路または２次回路のいずれか一方に設けられ、
他方側の回路には、基準周波数信号，それに基づいて生
成したコンポジット同期信号乃至水平，垂直同期信号を
伝送して、当該の回路に設けたパルス発生器によって、
必要なパルス信号を作り出すようにしている。従って、
患者回路と２次回路との間には、少なくとも映像信号の
伝送ラインと、同期信号の伝送ラインとの２箇所におい
てアイソレーションを行うようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ここで、同期回路を患
者回路側に設けると、この患者回路の構成部品が多くな
る。患者回路は患者保護の観点から２次回路と絶縁され
るものであることから、この患者回路における回路構成
部品が多くなるということは、それだけ危険性が大きく
なる。また、同期回路を患者回路側に設けた場合でも、
２次回路側に設けるようにしても、以下に示すような問
題点がある。

【０００５】第１に、ＣＣＤその他の固体撮像素子から
なる撮像手段としては、近年、多種多様のものが開発さ
れ、電子内視鏡用の撮像手段の種類も多くなってきてい
る。そして、これら各種の撮像手段において、単にクロ
ックパルスや同期信号といった制御パルス信号を変える
だけで、共用化が可能なものがある。しかしながら、制
御パルスを発生させる同期回路を患者回路や２次回路に
設けると、外部同期可能な条件に構成させる場合には、
同期信号系を介して外部同期信号の不整合な場合には、
直接患者回路または２次回路に悪影響を及ぼす。

【０００６】また、第２に、外部機器、例えばコンピュ
ータにプロセッサを接続して、プロセッサから出力され
る映像信号をこのコンピュータに取り込んで、適宜情報
の処理を行うことができるようにすれば、患部等に関し
て細かい解析，分析等が可能であり、また記録情報の管
理も容易にしかも効率よくできる。しかしながら、プロ
セッサを外部機器に接続して、このプロセッサにより処
理された映像信号を外部機器に取り込む際に、外部機器
との間で同期信号及びクロック周波数に対して同期化さ
せて撮像手段を駆動し、また映像信号の処理を行うよう
にすると、映像信号を直接外部機器に取り込むことが可
能となる。このような外部同期動作時、プロセッサが受
ける同期信号が高レベル的またはＤＣ電圧のかかった状
態の場合は、同期系を介して患者回路に悪影響を与える
ことが十分に考えられる。

【０００７】さらに、第３に、同期回路をプロセッサや
撮像手段と同じ回路部分に設けると、この同期回路から
発生するパルス性のノイズが映像信号に混入し、Ｓ／Ｎ
を低下させるという問題点もある。

【０００８】本発明は以上のような従来技術の欠点や問
題点を解消するためになされたものであって、その目的
とするところは、患者の保護をより確実なものとなし、
かつ患者回路及び２次回路を構成する回路構成部材の保
護を図り、しかも外部同期を導入可能にした電子内視鏡
装置を提供することにある。

【０００９】

【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、撮像手段の駆動回路及びこの駆動回
路に接続したパルス発生器と、撮像手段からの信号を増
幅する増幅手段とを含む患者回路と、撮像手段からの出
力信号に基づいて映像信号を生成する映像信号処理系の
回路構成部材のうち、少なくともデジタル信号処理回路
とこの信号処理回路に制御パルスを出力するパルス発生
器とを備えた２次回路と、患者回路及び２次回路のそれ
ぞれのパルス発生器に基本パルス信号を印加する同期回
路とからなり、これら患者回路及び２次回路は同期回路
とはそれぞれ別個の電源を有し、かつ同期回路と、患者
回路側のパルス発生器及び２次回路側のパルス発生器と
の間をそれぞれ独立のアイソレーション手段を介して接
続し、かつ患者回路と２次回路との間も別個のアイソレ
ーション手段を介して接続する構成としたことをその特
徴とするものである。

【００１０】

【作用】本発明においては、電子内視鏡装置における映
像信号を形成するための回路構成を、それぞれの機能に
合わせて、３つの回路構成部分に分けるようにしてい
る。まず、撮像手段は内視鏡本体において、患者の体内
に挿入される挿入部の先端部分に装着される関係から、
この撮像手段及びそれに駆動信号を入力するための撮像
手段の駆動回路は患者回路に設けなければならない。ま
た、撮像手段からの出力映像信号は微弱信号であること
から、この信号を増幅する増幅器も患者回路に設ける。
ただし、患者回路は、患者保護の観点から、できるだけ
回路構成部材を少なくする。次に、映像信号処理系にお
けるフィールドメモリやＡ／Ｄ変換器その他、すべての
デジタル信号処理回路は２次回路側に設ける。そして、
患者回路においては、撮像素子駆動回路で撮像手段に対
する駆動信号を生成するために、また２次回路において
は、フィールドメモリその他の回路構成部材の動作制御
を行うために、それぞれ制御パルス信号が必要である。
この制御パルス信号は、基準周波数発生器とパルス発生
器とからなり、この基準周波数発生器からの基準周波数
信号に基づいてそれぞれ目的とする制御パルス信号が生
成される。この制御パルス信号としては、撮像手段を駆
動するためのものと、フィールドメモリ等の映像信号処
理系の回路を駆動するためのパルスとは同一のものでは
ないが、相互にタイミングが合っていなければならな
い。

【００１１】本発明においては、同期回路を患者回路及
び２次回路から切り離して、独立に設けるように構成し
ている。そして、この同期回路から患者回路及び２次回
路を駆動するのに必要な基本パルス信号を絶縁回路を介
して出力する。また、患者回路及び２次回路にはパルス
発生器を設け、同期回路からの基本パルス信号をこの患
者回路側のパルス発生器及び２次回路側のパルス発生器
に印加して、それぞれ必要な制御パルス信号を作り出す
ようにしている。

【００１２】さらに、患者回路，２次回路及び同期回路
には、それぞれ別個の電源を持たせている。従って、患
者回路と２次回路との間における映像信号の伝送ライン
と、同期回路と患者回路及び２次回路との間における制
御パルス信号の伝送ラインとの３箇所にアイソレーショ
ン素子を設けて、これら３つの回路を相互に絶縁する。
これによって、患者回路は、その回路構成部材を極めて
少なくすることができ、しかも完全に他の回路から絶縁
されているので、患者の安全確保にとってより有利とな
る。また、同期回路を、患者回路からも２次回路からも
切り離して設けると、外部同期動作の安全性が確保され
る。そして、この同期回路として、外部同期を導入可能
なように構成すれば、例えばコンピュータ等の外部機器
と接続して、この外部機器側の同期信号に基づいて固体
撮像素子及びプロセッサの駆動及び動作制御を行うこと
ができるようになり、この外部機器との間のインターフ
ェースの構成を簡略化することができる。しかも、この
ように外部同期を導入することができるように構成され
ていると、外部機器を接続したときに、内部同期の周波
数と外部同期の周波数との間の不整合によって回路構成
部材が損なわれる等の問題点も生じることはない。さら
には、同期回路を撮像手段から映像信号の出力回路に至
る映像信号の伝送系を構成するすべての回路構成部材が
同期回路から切り離されるので、映像信号にパルス性の
ノイズが発生するのを防止することができ、Ｓ／Ｎが向
上する。

【００１３】

【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
像位置には撮像手段を構成する固体撮像素子としてのＣ
ＣＤ５が配置されている。

【００１４】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及びプロセッサ20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。

【００１５】プロセッサ20としては、ＣＣＤ５に蓄積さ
れた信号電荷を読み出し駆動を行うためのＣＣＤ駆動回
路21が設けられている。また、ＣＣＤ５から読み出され
た信号を処理するために、信号増幅器22，Ａ／Ｄ変換器
23，フィールドメモリ24，Ｄ／Ａ変換器25及び出力側の
増幅器26等からなる周知の信号処理回路システムが設け
られ、この信号処理回路システムにおける信号処理が行
われて、ＮＴＳＣ等の映像信号が生成される。また、Ｃ
ＣＤ駆動回路21による信号の読み出しを行うためのＣＣ
Ｄ読み出しパルス信号と、信号処理回路システムの動作
制御を行うために必要な信号処理制御パルス信号とを作
り出すために、基準周波数信号を発生する基準周波数信
号発生器27ａと、この基準周波数信号に基づいてＣＣＤ
読み出しパルスと、信号処理パルスとの合成信号を作り
出す合成パルス発生器27ｂとを備えた同期回路27が設け
られている。

【００１６】而して、前述した回路構成は、患者の安全
を図るために、患者回路30と、２次回路31と分けるよう
にしている。患者回路30には、ＣＣＤ５及びＣＣＤ駆動
回路21が設けられる他、ＣＣＤ５からの出力信号は極め
て微弱な信号であるために、この信号を増幅する信号増
幅器22も患者回路30側に設けられている。また、２次回
路31には、信号処理回路システムを構成する信号増幅器
22以外の回路構成部材、特にすべてのデジタル信号処理
回路が設けられている。一方、同期回路27は、これら患
者回路30及び２次回路31とは別個に、それらとは電気的
に絶縁された回路構成となっている。ただし、この同期
回路27によって作り出されるパルス信号はそのままＣＣ
Ｄ５に信号の読み出しを行うためのＣＣＤ読み出しパル
ス信号や、映像信号処理部22の動作制御を行うために必
要な信号処理制御パルス信号となるわけではない。そこ
で、同期回路27からの信号に基づいてそれぞれ必要とす
るパルス信号を作り出すために、患者回路30及び２次回
路31には、パルス生成器28，29が設けられている。

【００１７】要するに、本発明においては、患者回路30
と、２次回路31と、同期回路27との３つの回路構成部分
とで構成し、これら各回路構成部分は相互に電気的に絶
縁している。そして、このように電気的に絶縁した状態
で、患者回路30から２次回路31に映像信号を伝送する映
像信号伝送ラインと、同期回路27から患者回路30及び２
次回路31にパルス信号を伝送するための同期信号伝送ラ
インを確保するために、患者回路30から２次回路31への
映像信号伝送ラインにはパルストランス，フォトカプラ
等からなるアイソレーション素子32、また同期回路27か
ら患者回路30及び２次回路31への同期信号伝送ラインに
はアイソレーション素子33，34がそれぞれ介装されてい
る。さらに、これら患者回路30，２次回路31及び同期回
路27には、それぞれ独立の電源35，36，37を持たせ、各
回路30，31，27を構成する各回路構成部材に個別的に電
源供給を行うようにしている。また、この同期回路27に
は、外部同期を導入するための外部同期端子38が設けら
れている。

【００１８】このように構成することによって、患者回
路30を他の回路から確実に絶縁することができるように
なって、患者の安全保護が十分に図られる。しかも、こ
の患者回路30及び２次回路31とは別個に同期回路27を設
け、この同期回路27には独立の電源37を設けて、この同
期回路27をそれ自体独立のユニットとして構成し、外部
同期信号との不整合等に起因して生じる故障等の発生を
抑制することができるので、回路保護の観点から有利で
あり、また同期信号の保守や調整も容易である等メンテ
ナンス性にも優れている。さらに、患者回路30から２次
回路31に伝送される映像信号にパルス性のノイズが混入
するのを防止することができ、映像信号のＳ／Ｎを向上
させることができる。また、同期回路27のユニットを適
宜交換することによって、内視鏡本体に装着されるＣＣ
Ｄ５の種類に応じて、それとプロセッサ20との間の整合
を図ることができるようにもなる。しかも、この同期回
路27には外部同期端子38が設けられているので、例えば
コンピュータ等の外部機器と接続して、この外部機器側
との間で同期信号を導入することができ、従って、プロ
セッサ20からの出力映像信号をそのまま取り込むことが
できる。この結果、プロセッサと外部機器との間のイン
ターフェースの構成が容易になると共に、信号の劣化防
止に有利である。

【００１９】また、同期回路を患者回路からも、２次回
路からも独立させることにより、図２に示したように、
外部同期の導入を行うことができる同期回路40として、
患者回路30のパルス生成器28に接続されているマスタ同
期部41と、２次回路31のパルス生成器29に接続されてい
るスレイブ同期部42と、同期ロック部43とから構成する
こともできる。そして、この同期ロック部43には、外部
同期信号を入力する外部同期端子44が設けられている。
このように構成すると、例えば、プロセッサ20をコンピ
ュータに接続したときに、確実にコンピュータ側の同期
信号が導入され、プロセッサ20を構成する回路構成部材
の安全及び保護を図ることができる。

【００２０】そして、この同期回路40において、内部同
期により駆動する場合には、マスタ同期部41が優先し
て、このマスタ同期部41から出力される同期信号が同期
ロック部43を介しスレイブ同期部42に送られて、このス
レイブ同期部42からはマスタ同期部41による同期信号と
タイミングが合った同期信号を出力することができるよ
うになっている。なお、マスタ同期部41及びスレイブ同
期部42は必ずしも前述の接続状態にする必要はなく、マ
スタ同期部41を２次回路側に、スレイブ同期部42を患者
回路側に接続するように構成してもよい。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、アイソ
レーション手段によって相互に電気的に絶縁した患者回
路と、２次回路と、同期回路との３つの回路構成とな
し、また患者回路と２次回路とにそれぞれパルス発生器
を設けて、同期回路からアイソレーション手段を介して
それぞれ必要なパルス信号を生成するための基本パルス
信号を印加するようになし、しかもこれら各回路にそれ
ぞれ独立の電源を持たせるようにしたので、患者保護を
より確実に図ることができるようになると共に、患者回
路と２次回路とではそれぞれ相互に影響を与えることな
く必要な制御パルス信号を作り出すことができるので、
プロセッサを構成する回路保護にとっても有利であり、
かつ映像信号にパルス性のノイズが発生するのを防止す
ることができ、また同期の取り扱い調整を容易に行え、
しかも外部同期を導入することができるようになり、コ
ンピュータ等の外部機器との接続が容易になる等の諸効
果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す電子内視鏡装置の
回路構成説明図である。

【図２】本発明の第１の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 ＣＣＤ 20 プロセッサ 21 ＣＣＤ駆動回路 22 信号増幅器 23 Ａ／Ｄ変換器 24 フィールドメモリ 27 同期回路 27ａ 基準周波数信号発生器 27ｂ 合成パルス発生器 28，29 パルス生成器 30 患者回路 31 ２次回路 32〜34 アイソレーション素子 35〜37 電源 38 外部同期端子 40 同期回路 41 マスタ同期部 42 スレイブ同期部 43 同期ロック部 44 外部同期端子

Claims (2)

(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出
   力信号をディスプレイに表示させるための映像信号に変
   換処理するプロセッサとを備えた電子内視鏡装置におい
   て、 前記撮像手段の駆動回路及びこの駆動回路に接続したパ
   ルス発生器と、前記撮像手段からの信号を増幅する増幅
   手段とを含む患者回路と、 前記撮像手段からの出力信号に基づいて映像信号を生成
   する映像信号処理系の回路構成部材のうち、少なくとも
   デジタル信号処理回路とこの信号処理回路に制御パルス
   を出力するパルス発生器とを備えた２次回路と、 前記患者回路及び２次回路のそれぞれのパルス発生器に
   基本パルス信号を印加する同期回路とからなり、 前記患者回路及び２次回路は前記同期回路とはそれぞれ
   別個の電源を有し、 かつ前記同期回路と、前記患者回路側のパルス発生器及
   び前記２次回路側のパルス発生器との間をそれぞれ独立
   のアイソレーション手段を介して接続し、かつ患者回路
   と２次回路との間も別個のアイソレーション手段を介し
   て接続する 構成としたことを特徴とする電子内視鏡装
   置。
2. 【請求項２】 前記同期回路構成は外部同期動作を導入
   可能としたことを特徴とする請求項１の電子内視鏡装
   置。