JP3717715B2 - 内視鏡装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、内視鏡で得られる画像情報を電波で受信装置へ伝送する内視鏡装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、細長の挿入部を体腔内や管路内に挿入して、体腔内や管路内の被写体像をモニタ観察できる内視鏡装置が広く利用されている。このような内視鏡装置は、一般に、体腔内や管路内に挿入される挿入部を有する内視鏡と、この内視鏡と別体に設けられこの内視鏡へ照明光を供給する光源装置と、この光源装置からの照明光を前記内視鏡へ導くライトガイドケーブルと、前記内視鏡に内蔵されて設けられ或いは着脱自在に取り付けられて設けられ被写体像を撮像して撮像信号を得る撮像装置と、前記内視鏡と別体に設けられ前記内視鏡で得られる撮像信号をモニタ表示可能な映像信号に変換するビデオプロセッサと、前記内視鏡からの撮像信号を前記ビデオプロセッサへ伝送する信号ケーブルと、前記ビデオプロセッサで得られる映像信号を映し出すモニタ装置を備えて構成されている。従って、内視鏡はライトガイドケーブルや信号ケーブルにより外部装置と接続されており、これにより、内視鏡の移動範囲が制限され、また、内視鏡の操作性が妨げられていた。
【0003】
そこで、例えば、特開昭60−48011号では、LED(発行ダイオード)等で構成された照明用光源が内視鏡に内蔵されることで、内視鏡から延出するライトガイドケーブルが取り除かれ、また、撮像信号に映像信号処理を施してモニタ表示可能な映像信号を得る映像信号処理回路と、この映像信号を電波で送信する送信回路及びアンテナが内視鏡に設けられ、この電波を受信して映像信号を復調する受信装置が内視鏡と別体に設けられることで、内視鏡から延出する信号ケーブルが取り除かれた内視鏡装置が提案されている。このような内視鏡装置は、一般に、ワイヤレス内視鏡装置とも呼ばれ、内視鏡の移動範囲の制限が緩和され、操作性が向上するという長所を有する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、例えば特開昭60−48011号で示される従来のワイヤレス内視鏡装置では、内視鏡からの画像情報が電波で受信装置へ伝送されるので、電波の伝搬経路に障害物が載置されたり通過したりすると、受信装置で得られる映像信号のS/N(信号対雑音比)が悪化し、モニタ装置に表示される観察画像が暗くなる等して画質が劣化するという問題があった。
また、例えば特開昭60−48011号で示されるワイヤレス内視鏡装置では、モニタ表示可能な映像信号を得る映像信号処理回路が内視鏡に内蔵されているので、内視鏡の回路規模が大型化するという問題があった。また、逆に、この映像信号処理回路を内視鏡から取り除いて、撮像素子からの撮像信号を変調して送信する構成とすると、リセットノイズが除去されず、S/Nが劣化するという問題があった。
また、従来のワイヤレス内視鏡装置では、電波を送信するためのアンテナが内視鏡から突出して設けられ、この突出したアンテナにより、操作性が妨げられたり、内視鏡が大型化するという問題があった。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、電波の伝搬経路に障害物があっても信号対雑音比を改善して観察画像の画質を向上し、且つ内視鏡側に設けられる回路を小規模化することを可能とする内視鏡装置を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、内視鏡側から突出するアンテナを取り除き、操作性向上及び小型化を可能とする内視鏡装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明による内視鏡装置は、内視鏡の挿入部を体腔内或いは管路内に挿入して得られる観察像情報を電波で受信装置へ伝送する内視鏡装置において、前記内視鏡に内蔵され或いは取り付けられ、前記内視鏡の観察像を撮像して映像信号を得る撮像手段と、前記内視鏡に内蔵され或いは取り付けられ、前記映像信号で変調した搬送波を得る変調手段と、前記挿入部内を挿通する湾曲操作ワイヤであって、当該挿入部先端部において一端が当該挿入部先端部に配設された湾曲駒に接続されると共に、当該挿入部基端部において前記変調手段からの搬送波を送信する送信アンプの出力給電線に接続され、前記搬送波を輻射する湾曲操作ワイヤと、を備えたことを特徴とする。
【0007】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
(第1の実施の形態)
図1は本発明の第1の実施の形態に係り、内視鏡装置の構成を示すブロック図である。
【0008】
図1に示すように、本実施の形態の内視鏡装置は、体腔内や管路内の被写体像を眼視観察可能に射出する内視鏡1と、前記内視鏡1に着脱自在に取り付けられて設けられ、前記内視鏡1で得られる被写体像を撮像して撮像信号を得る撮像装置2と、前記撮像装置2で得られる撮像信号から映像信号成分を抽出し、この映像信号で搬送波を周波数変調して電波を送信する送信装置3と、前記送信装置3からの電波を受信してモニタ表示可能な映像信号を得る受信装置4と、前記受信装置4で得られる映像信号を映し出すモニタ装置5とを備えて構成されている。
【0009】
前記内視鏡1は、体腔内や管路内に挿入する細長で硬性の挿入部11と、前記挿入部11の基端側に連設されこの内視鏡1を把持するための把持部12と、この把持部12の例えば基端部に設けられこの内視鏡1で得られる被写体像を眼視観察可能に射出する接眼部13と、前記挿入部11先端に設けられ、被写体像を入射する対物光学系14と、前記挿入部11及び把持部12内を挿通し、前記対物光学系14を介して得られる被写体像を前記接眼部13へ導く例えばリレーレンズで構成された像伝送光学系15と、前記接眼部13に設けられ、前記像伝送光学系15で導かれた被写体像を眼視観察可能に射出する接眼光学系16と、被写体へ向けて照明光を発する例えばLED(発光ダイオード)で構成された図示しない照明装置とを備えて構成されている。
【0010】
前記撮像装置2は、前記内視鏡1の接眼部13に着脱自在に取り付けられ、前記接眼部13から射出される被写体像を撮像して撮像信号を得るカメラヘッド21と、前記カメラヘッド21から延出し、前記カメラヘッド21で得られる撮像信号を前記送信装置3へ伝送するケーブル25と、前記ケーブル25の端部に設けられ、前記送信装置3と電気的に接続するコネクタ26とを備えて構成されている。そして、前記カメラヘッド21は、前記接眼光学系16から射出される被写体像を結像する結像光学系22と、前記結像光学系22で結像された被写体像を撮像して撮像信号を得るCCD23(電荷結合素子)等の撮像素子と、前記CCD23で得られる撮像信号を増幅して前記ケーブル25へ伝送するアンプ24とを備えて構成されている。
【0011】
前記送信装置3は、前記撮像装置2で得られる撮像信号から映像信号成分を抽出し、この映像信号で変調された搬送波を得る送信回路31と、この送信回路31で得られる搬送波を輻射するアンテナ32と、前記送信回路31及び前記撮像装置2へ電源を供給するとともに、前記撮像装置2から図示しない電気接点を介して前記内視鏡1の図示しない照明装置へ電源を供給するバッテリ33とを備えて構成されている。そして、前記送信回路31は、前記撮像装置2から伝送される撮像信号を増幅するアンプ34と、前記アンプ34を介して得られる撮像信号に対してCDS(相関二重サンプリング)処理を施し、撮像信号に含まれるリセットノイズを除去して映像信号成分を抽出するCDS回路35と、前記CDS回路35で得られる映像信号で搬送波を周波数変調するFM変調回路36と、前記FM変調回路で得られる搬送波を増幅する送信アンプ37とを備えて構成されている。なお、前記送信装置3は、例えば、図示しないベルトで術者に固定したり、術者のポケットに挿入して用いてもよい。
【0012】
前記受信装置4は、前記送信装置3からの電波を受信するアンテナ41と、前記アンテナ41で得られる電波を復調して映像信号成分を抽出するFM復調回路42と、前記FM復調回路42で得られる映像信号に色分離処理を施して、輝度信号と色差信号とからなる映像信号を得る色分離回路43と、前記色分離回路43で得られる映像信号の白バランス補正を行う白バランス回路44と、前記白バランス回路44で得られる映像信号に対してAGC(自動利得制御)を施し、得られる映像信号の信号レベルを所定のレベルに維持するAGC回路45と、前記AGC回路45で得られる映像信号にγ補正を施すγ補正回路46と、前記γ補正回路46で得られる映像信号に対して画像強調処理を施す強調回路47と、前記強調回路47で得られる映像信号をモニタ表示可能な形式の映像信号に変換するエンコーダ48とを備えて構成されいている。
【0013】
次に、本実施の形態の作用を説明する。
被写体像は、対物光学系14と、像伝送光学系15と、接眼光学系16と、結像光学系22を介して、CCD23へ与えられて光電変換される。そして、このCCD23で光電変換して得られた撮像信号は、アンプ24と、ケーブル25と、アンプ34を介して、CDS回路35へ与えられ、このCDS回路35により、撮像信号に含まれるリセットノイズ成分が除去されて映像信号成分が抽出される。そして、このCDS回路35で得られる映像信号は、FM変調回路36で周波数変調され、このFM変調回路36で得られる搬送波は、送信アンプ37で電力増幅され、アンテナ32から電波として輻射される。このとき、FM変調回路36に入力される映像信号は、CDS回路35によりリセットノイズ成分が除去されているので、送信装置3にCDS回路35が設けられない構成に比して、S/Nが良好である。
【0014】
そして、送信装置3から輻射された電波は、受信装置4のアンテナ41で受信され、FM復調回路42により、映像信号が復調される。このFM復調回路42で得られる映像信号は、色分離回路43により、輝度信号と色差信号とが分離された形式の映像信号に変換され、白バランス回路44により、白バランス補正が施され、AGC回路45により、AGC処理が施され、γ補正回路46により、γ補正処理が施され、強調回路47により、画像強調処理が施され、エンコーダ48により、モニタ表示可能な形式の映像信号に変換されて、モニタ装置5へ与えられ、内視鏡1の観察像がモニタ5に表示される。このとき、送信装置3と受信装置4との間の電波伝搬経路に障害物が載置されたり、この電波伝搬経路を障害物が横切る等しても、受信装置4によりAGC処理が施され、S/Nが改善されるので、モニタ装置5に表示される観察像が暗くなる等して画質劣化してしまうことが防止される。
【0015】
以上説明したように、本実施の形態によれば、受信装置4でAGC処理が行われるので、電波伝搬経路に障害物があってもS/Nが改善され、観察画像の画質が向上するという効果が得られる。
また、送信装置3でCDS処理が行われるので、S/Nが向上する。
また、受信装置4側で、色分離処理と、白バランス補正処理と、AGC処理と、γ補正処理と、画像強調処理が行われるので、これらの映像信号処理のすべて或いは一部が送信装置3側で行われる構成に比して、内視鏡1に接続されて設けられている送信装置3の回路が小規模化される。
従って、本実施の形態によれば、電波の伝搬経路に障害物があってもS/Nが改善されて観察画像の画質が向上し、且つ内視鏡側に設けられる回路が小規模化されるという効果が得られる。
【0016】
なお、送信装置3は、カメラヘッド21と一体に構成されていてもよい。送信装置3がカメラヘッド21と一体に構成されることで、ケーブル25を取り除くことができる。また、本実施の形態のように、送信装置3がカメラヘッド21と別体に構成されると、カメラヘッド21が小型化される。
【0017】
(第2の実施の形態)
図2は本発明の第2の実施の形態に係り、内視鏡装置の構成を示すブロック図である。なお、本実施の形態では、第1の実施の形態と同様に構成されている部位には同じ符号を付してその説明を省略する。
【0018】
図2に示すように、本実施の形態の内視鏡装置では、第1の実施の形態の内視鏡1(図1参照)に代わって、内視鏡101が設けられている。他の構成は、第1の実施の形態と同様である。
【0019】
前記内視鏡101は、体腔内或いは管路内に挿入する細長で軟性の挿入部111と、前記挿入部111の基端側に連設されこの内視鏡101を把持するための把持部112と、前記挿入部111の先端部に設けられ、被写体像を結像する対物光学系113と、前記対物光学系113の結像位置に結像面が配置され被写体像を撮像して撮像信号を得る撮像手段としてのCCD114と、前記CCD114の近傍に設けられ、前記CCD114で得られる撮像信号を増幅するアンプ115と、前記挿入部111内を挿通し、前記アンプ115からの撮像信号を把持部112側へ伝送する信号線116と、第1の実施の形態(図1参照)と同様の構成の送信回路31と、前記送信回路31で得られる搬送波を輻射するアンテナ117と、バッテリ33と、被写体像を照明する図示しない照明装置とを備えて構成されている。
【0020】
次に、本実施の形態の作用を説明する。なお、本実施の形態では、第1の実施の形態と共通する作用の説明を省略する。
被写体像は、対物光学系113を介して、CCD114へ与えられて光電変換される。そして、このCCD114で光電変換して得られた撮像信号は、アンプ115と、信号線116を介して、送信回路31のアンプ34へ与えられる。これに続く作用は、第1の実施の形態と同様である。
【0021】
以上説明した本実施の形態によれば、第1の実施の形態と同様の効果が得られる。
【0028】
(第3の実施の形態)
図3は、本発明の第3の実施の形態に係わり、内視鏡装置の構成を示すブロック図である。なお、本実施の形態では、前記第2の実施の形態と同様に構成されている部分には同じ符号を付して、その説明を省略する。
【0029】
図3に示すように、本実施の形態の内視鏡装置では、第2の実施の形態の内視鏡101(図2参照)に代わって、内視鏡301が設けられている。他の構成は、第2の実施の形態と同じである。なお、以下では、第2の実施の形態と異なる点を述べる。
【0030】
前記内視鏡301は、第2の実施の形態の内視鏡101(図2参照)と略同様に構成されているが、アンテナ117(図2参照)が取り除かれ、これに代わって、送信アンプ37からの出力を挿入部111まで導く給電線311と、挿入部111内を挿通する導線で構成され、挿入部111の基端部近傍の給電点312で前記給電線311と電気的に接続されるアンテナ線313とが設けられている。
【0031】
次に、本実施の形態の作用を説明する。なお、本実施の形態では、第2の実施の形態と共通する作用の説明を省略する。
第2の実施の形態と同様にして、撮像信号が送信回路31へ与えられると、送信回路31は、第2の実施の形態と同様にして、搬送波を出力する。この搬送波は、給電線311と、給電点312を介して、アンテナ線313へ与えられ、このアンテナ線313から電波が輻射される。このアンテナ線313から輻射された電波は、第2の実施の形態と同様にして、受信装置4へ与えられ、モニタ装置5に観察像が映し出される。
【0032】
以上述べた本実施の形態によれば、第2の実施の形態と同様の効果が得られる。
また、本実施の形態によれば、挿入部111内を挿通するアンテナ線313が設けられているので、第2の実施の形態と比して、アンテナ117(図2参照)が取り除かれて構成されている。従って、内視鏡から突出するアンテナが取り除かれ、操作性の向上及び小型化が可能となるという効果が得られる。
(第4の実施の形態)
図4は本発明の第4の実施の形態に係り、内視鏡装置の構成を示すブロック図である。なお、本実施の形態では、第2の実施の形態と同様に構成されている部位には同じ符号を付してその説明を省略する。
図4に示すように、本実施の形態の内視鏡装置では、第2の実施の形態の内視鏡101(図2参照)に代わって、内視鏡401が設けられている。他の構成は、第2の実施の形態と同じである。なお、以下では、第2の実施の形態と異なる点を述べる。
前記内視鏡401は、第2の実施の形態の内視鏡101(図2参照)の挿入部111に代わって、挿入部411が設けられ、第1の実施の形態の把持部112(図2参照)に代わって、把持部412が設けられている。前記挿入部411は、細長で軟性の蛇管部421と、手元側からの操作により湾曲自在に湾曲する湾曲部422と、先端部423とが、基端側から順に連設されて構成されており、前記湾曲部422は、複数の湾曲駒431が例えばリベットにより互いに回動自在に連設されて構成されている。前記把持部412には、前記湾曲部422を湾曲操作する湾曲操作レバー432が設けられ、前記蛇管部421内には、前記湾曲操作レバー432からの牽引操作力を前記湾曲駒431へ伝達する導電性の湾曲操作ワイヤ433が設けられている。これにより、湾曲操作レバー432を操作することで、湾曲部422が自在に湾曲するようになっている。
また、前記内視鏡401では、第2の実施の形態の内視鏡101(図2参照)のアンテナ117(図2参照)が取り除かれ、これに代わって、送信アンプ37からの出力を挿入部411まで導く給電線441が設けられ、この給電線441は、挿入部411起端部近傍の接続点442において、前記湾曲操作ワイヤ433と電気的に接続されている。これにより、湾曲操作ワイヤ433は、送信回路31からの出力を電波として輻射する送信アンテナの役割を果たすように構成されている。
次に、本実施の形態の作用を説明する。なお、本実施の形態では、第2の実施の形態と共通する作用の説明を省略する。
第2の実施の形態と同様にして、撮像信号が送信回路31へ与えられると、送信回路31は、第2の実施の形態と同様にして、搬送波を出力する。この搬送波は、給電線441と、接続点442を介して、湾曲操作ワイヤ433へ与えられ、この湾曲操作ワイヤ433は、送信アンテナとして電波を輻射する。この湾曲操作ワイヤ433から輻射された電波は、第2の実施の形態と同様にして、受信装置4へ与えられ、モニタ装置5に観察像が映し出される。
以上述べた本実施の形態によれば、第2の実施の形態と同様の効果が得られる。
また、本実施の形態によれば、挿入部411内を挿通する湾曲操作ワイヤ433がアンテナとして用いられるので、第2の実施の形態と比して、アンテナ117(図2参照)が取り除かれて構成されている。従って、内視鏡から突出するアンテナが取り除かれ、操作性の向上及び小型化が可能となるという効果が得られる。
なお、本発明は、上述の実施の形態のみに限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能である。
例えば、内視鏡は、第1の実施の形態のように硬性鏡であってもよいし、第2の実施の形態のように軟性鏡であってもよい。
また、例えば、内視鏡は、第1の実施の形態のように、光学内視鏡に撮像装置を取り付けたものであってもよいし、第2の実施の形態のように、撮像手段が内蔵された電子内視鏡であってもよい。
【0041】
[付記]
(付記項1−1)
内視鏡で得られる画像情報を電波で受信装置へ伝送する内視鏡装置において、
前記内視鏡に内蔵され或いは取り付けられ前記内視鏡の観察像を撮像して撮像信号を得る撮像手段と、
前記内視鏡に内蔵され或いは取り付けられ前記撮像信号に対して少なくとも相関二重サンプリング処理を施して第1の映像信号を得る第1の信号処理手段と、
前記内視鏡に内蔵され或いは取り付けられ前記第1の映像信号に周波数変調を施して電波を送信する送信手段と、
前記受信装置に設けられ前記電波を受信して前記第1の映像信号を復調する復調手段と、
前記復調手段で復調された前記第1の映像信号に対して少なくとも自動利得制御を施して第2の映像信号を得る第2の信号処理手段とを備えたことを特徴とする内視鏡装置。
【0042】
(付記項1−2)
付記項1−1に記載の内視鏡装置であって、
前記内視鏡は、体腔内を観察する。
【0043】
(付記項1−3)
付記項1−1に記載の内視鏡装置であって、
前記内視鏡は、バッテリを有する。
【0044】
(付記項1−4)
付記項1−1に記載の内視鏡装置であって、
前記内視鏡に取り付けられて設けられ、前記第1の信号処理手段と前記送信手段とを有する送信装置を備えた。
【0045】
(付記項1−5)
付記項1−4に記載の内視鏡装置であって、
前記送信装置は、バッテリを有する。
【0046】
(付記項2−1)
内視鏡の挿入部を体腔内或いは管路内に挿入して得られる観察像情報を電波で受信装置へ伝送する内視鏡装置において、
前記内視鏡に内蔵され或いは取り付けられ前記内視鏡の観察像を撮像して映像信号を得る撮像手段と、
前記内視鏡に内蔵され或いは取り付けられ前記映像信号で変調した搬送波を得る変調手段と、
前記搬送波を輻射するアンテナとして用いられ前記挿入部の長手方向に沿って設けられた導電部材とを備えたことを特徴とする内視鏡装置。
【0047】
(付記項2−2)
付記項2−1に記載の内視鏡装置であって、
前記内視鏡は、体腔内を観察する。
【0048】
(付記項2−3)
付記項2−1に記載の内視鏡装置であって、
前記内視鏡は、バッテリを有する。
【0049】
(付記項2−4)
付記項2−1に記載の内視鏡装置であって、
前記導電部材は、前記挿入部を構成する金属製の外套管或いは内套管である。
【0050】
(付記項2−5)
付記項2−1に記載の内視鏡装置であって、
前記導電部材は、前記挿入部内を挿通する導線である。
【0051】
(付記項2−6)
付記項2−1に記載の内視鏡装置であって、
前記導電部材は、前記挿入部内を挿通する湾曲操作ワイヤである。
【0052】
(付記項2−7)
付記項2−1に記載の内視鏡装置であって、
前記導電部材は、前記挿入部を構成する金属製の網状管である。
【0053】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の内視鏡装置によれば、内視鏡から突出するアンテナが取り除かれ、内視鏡の操作性が向上及び小型化が可能となるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係り、内視鏡装置の構成を示すブロック図
【図2】本発明の第2の実施の形態に係り、内視鏡装置の構成を示すブロック図
【図3】本発明の第3の実施の形態に係り、内視鏡装置の構成を示すブロック図
【図4】本発明の第4の実施の形態に係り、内視鏡装置の構成を示すブロック図
【符号の説明】
1…内視鏡
2…撮像装置
3…送信装置
4…受信装置
31…送信回路
35…CDS回路
36…FM変調回路
42…FM復調回路
45…AGC回路
101…内視鏡
114…CCD
301…内視鏡
313…アンテナ線
401…内視鏡
433…湾曲操作ワイヤ
Claims (1)
- 内視鏡の挿入部を体腔内或いは管路内に挿入して得られる観察像情報を電波で受信装置へ伝送する内視鏡装置において、
前記内視鏡に内蔵され或いは取り付けられ、前記内視鏡の観察像を撮像して映像信号を得る撮像手段と、
前記内視鏡に内蔵され或いは取り付けられ、前記映像信号で変調した搬送波を得る変調手段と、
前記挿入部内を挿通する湾曲操作ワイヤであって、当該挿入部先端部において一端が当該挿入部先端部に配設された湾曲駒に接続されると共に、当該挿入部基端部において前記変調手段からの搬送波を送信する送信アンプの出力給電線に接続され、前記搬送波を輻射する湾曲操作ワイヤと、
を備えたことを特徴とする内視鏡装置。
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