JP3958507B2 - 電子内視鏡システム - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子内視鏡システムにおける画像データの記録処理に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、医療現場で用いられる電子内視鏡のスコープの先端側には、CCD(charge coupled device )イメージセンサ等の固体撮像素子が対物レンズと組み合わされた撮像部が設けられている。また、スコープ内には光ファイバー束から成る照明用のライトガイドが挿通されている。スコープが画像信号処理ユニットに接続されると、ライトガイドは画像信号処理ユニット内に設けられたキセノンランプやハロゲンランプ等の照明用光源と光学的に接続される。この照明用光源から射出された光はライトガイドによりスコープの先端に導かれ、ライトガイドの出射端近傍に設けられた配光レンズを介してスコープよりCCDイメージセンサ受光面の前方の被観察体に照射される。
【0003】
スコープの先端部が患者の体腔内に挿入されると、ライトガイドにより照射された観察部位が対物レンズによりCCDイメージセンサの受光面に結像され、画素信号として光電変換される。CCDイメージセンサにより得られた画素信号は画像信号処理ユニットに送られ、画像信号処理ユニット内で画素信号に基づいてビデオ信号が作成される。ビデオ信号は画像信号処理ユニットからTVモニタに出力され、光学的被観察像がTVモニタ装置に表示される。
【0004】
一方、観察部位の画像を保存するために、画像信号処理ユニットに画像ファイリング装置が接続される。画像信号処理ユニットで作成されたビデオ信号は上述のTVモニタに出力されると共に、画像ファイリング装置に送られる。画像ファイリング装置で画像録画が開始されると、画像信号処理ユニットから送られたビデオ信号が動画データとして画像ファイリング装置に具備されたハードディスク等の記録装置に格納される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
画像録画の開始及び停止は、例えばスコープの操作部に設けられた所定のボタンを使用者が手動で操作することにより行なわれる。従って、体腔内の観察が終了したにもかかわらず、使用者が録画停止の操作を怠ると、スコープを体腔内から抜き出した後も画像ファイリング装置における録画処理が続けられ、必要のない画像までが画像ファイリング装置のハードディスクに記録されることになる。一般的に動画はそのデータ量が大きい。従って、使用者が画像録画の停止を怠ると画像ファイリング装置のハードウエア資源を無駄に浪費してまうという問題がある。
【0006】
本発明は、以上の問題を解決するものであり、録画機能を備える電子内視鏡システムにおいて無駄な録画処理を防止することを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明にかかる電子内視鏡システムは、スコープと、スコープが接続される画像信号処理ユニットと、画像信号処理ユニットにより処理された画像信号を記録する画像信号記録ユニットとを備える電子内視鏡システムであって、スコープは使用者によるスコープの保持を感知する感知手段を有し、画像信号記録ユニットにおける画像信号の記録処理が実行されている間、感知手段によりスコープの保持が感知されない状態が所定の時間以上続くと、画像信号の記録処理が停止されることを特徴とする。
【0008】
感知手段は、例えば、使用者の手振れに起因するスコープの振動を感知するぶれセンサであり、ぶれセンサがスコープの振動を感知すると、スコープが使用者により保持されていると判断される。
【0009】
感知手段は、例えば、入射する赤外線の量に応じた電圧値を有する電圧信号を出力する赤外線センサであり、赤外線センサが使用者の手から出射される赤外線を感知し、その量に応じた電圧値を有する出力信号を出力すると、スコープが使用者により保持されていると判断される。
【0010】
感知手段は、例えば、感知する温度の高低に応じた電圧値を有する電圧信号を出力する温度センサであり、温度センサが使用者の手の温度を感知し、その温度に応じた電圧値を有する出力信号を出力すると、スコープが使用者により保持されていると判断される。
【0011】
感知手段は、例えば、加圧される押圧力に応じた電圧値を有する電圧信号を出力する圧力センサであり、圧力センサが使用者の手の押圧力を感知し、その押圧力に応じた電圧値を有する出力信号を出力すると、スコープが使用者により保持されていると判断される。
【0012】
以上のように、本発明によれば、感知手段が使用者によりスコープが保持されていることを感知しない状態が続くと、画像信号記録ユニットにおける画像信号の記録処理が停止される。即ち、体腔内の観察が終了し、スコープが体腔内から抜き出されて放置されれば、使用者が画像信号の記録処理の停止操作を忘れても、画像信号の記録処理は自動的に停止される。従って、画像信号の無駄な記録が回避され、電子内視鏡システムのハードウェア資源の浪費が防止される。
【0013】
感知手段としてぶれセンサを用いることにより、使用者がスコープのいかなる部分を保持しても、その保持状態を感知することができる。
【0014】
感知手段として、赤外線センサ、温度センサ、若しくは圧力センサを用いることにより、使用者が体腔内を観察中に意図してスコープを静止させる場合、画像信号の記録処理が停止されることがない。
【0015】
【発明の実施の形態】
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は本発明に係る第1実施形態が適用される電子内視鏡システムのブロック図である。スコープ10は可撓性導管(可撓管)を有し、画像信号処理ユニット20に着脱自在に接続される。スコープ10の先端側には対物光学系とCCDイメージセンサを備える撮像センサ11が設けられている。スコープ10を画像信号処理ユニット20に接続すると撮像センサ11のCCDイメージセンサはCCDドライバ12を介して画像信号処理ユニット20の初段信号処理回路24に接続される。スコープ10内にはライトガイド13が挿通されている。ライトガイド13の出射端は、スコープ10の先端まで延びている。
【0016】
また、スコープ10の操作部14には、フリーズボタン15、静止画コピーボタン16、録画ボタン17が設けられる。これらのボタンを適宜操作することにより、画像信号処理ユニット20において処理される画像信号の記録が行なわれる。尚、各ボタンの操作と画像信号の記録の態様については後述する。
【0017】
スコープ10の操作部14には、手振れセンサ18が配設される。手振れセンサ18は互いに直交する3軸方向の加速度を検出するセンサである。手振れセンサ18において直交する3軸方向のうち少なくとも1軸方向の加速度が検出されると、その出力信号の電圧値は「Hi(ハイ)」となり、いずれの軸方向においても加速度が検出されない場合、出力信号の電圧値は「Lo(ロー)」となる。従って、使用者が操作部14を保持している場合、使用者の手の動きに応じて3軸方向の加速度が検出されるため、手振れセンサ18の出力信号の電圧値は「Hi」となる。一方、スコープ10が体腔内から抜き出され、使用者の手から離れて静止した状態に置かれると、手振れセンサ18の出力信号の電圧値は「Lo」となる。
【0018】
画像信号処理ユニット20のシステムコントローラ21は電子内視鏡を全体的に制御するマイクロコンピュータである。即ち、システムコントローラ21は中央処理ユニット(CPU)、種々のルーチンを実行するためのプログラム、常数等を格納する読出し専用メモリ(ROM)、データ等を一時的に格納する書込み/読出し自在なメモリ(RAM)から成る。
【0019】
スコープ10を画像信号処理ユニット20に接続すると、手振れセンサ18はシステムコントローラ21に接続され、手振れセンサ18の出力信号はシステムコントローラ21に入力される。
【0020】
また、スコープ10を画像信号処理ユニット20に接続すると、ライトガイド13の入射端は画像信号処理ユニット20内に設けられたキセノンランプあるいはハロゲンランプ等の白色光源(図示せず)を備える光源部22に光学的に接続される。ライトガイド13の入射端と光源部22の間には、光源部22の白色光源から射出されライトガイド13の入射端に入射する光束の光量を調節するための絞り(図示せず)、及び白色光源の射出光をライトガイド13の入射端に集光させるための集光レンズ(図示せず)が介在させられている。
【0021】
画像信号処理ユニット20にはフロントパネル23が設けられ、このフロントパネル23には種々の表示灯や種々のスイッチが設けられる。電源スイッチ(SW)231により画像信号処理ユニット20の主電源(図示せず)のON/OFFが切替えられ、点灯スイッチ(SW)232により光源部22の白色光源の点灯が制御される。
【0022】
点灯SW232からの信号に基づいてシステムコントローラ21は光源部22のランプ電源回路(図示せず)に制御信号を出力する。システムコントローラ21からの制御信号に従い、ランプ電源回路によりランプへの給電が適宜制御される。
【0023】
さらに、光源部22において上述の白色光源の光射出側には回転式RGBカラーフィルタ(図示せず)が介在させられる。回転式RGBカラーフィルタは、円板状の支持部材の周方向に所定の間隔をおいて設けられる赤色フィルタ、緑色フィルタ、青色フィルタを有し、サーボモータあるいはステッピングモータ等の駆動モータにより回転させられる。回転式RGBカラーフィルタが回転させられると、ライトガイド13の出射端の端面から赤色光、緑色光及び青色光が順次射出させられて、被観察体は赤色光、緑色光及び青色光により順次照明され、その各色の光学的被観察体像が撮像センサ11の対物光学系によってCCDイメージセンサの受光面に順次結像させられる。撮像センサ11はそのCCDイメージセンサの受光面に結像された各色の光学的被観察体像を1フレーム分のアナログ画素信号に光電変換し、その各色の1フレーム分のアナログ画素信号は撮像センサ11から順次読み出される。このような撮像センサ11からのアナログ画素信号の読み出しはスコープ10内に設けられたCCDドライバ12によって行なわれる。
【0024】
スコープ10のCCDドライバ12により、撮像センサ11から赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の各色の1フレーム分のアナログ画素信号が読み出され、初段信号処理回路24に入力される。初段信号処理回路24にはプリアンプ、帯域制限用ビデオフィルタ、ガンマ回路等が設けられており、CCDドライバ12から出力されたアナログ画素信号の増幅、ガンマ補正等の所定の画像処理が行なわれる。
【0025】
初段信号処理回路24で処理された各色の1フレーム分のアナログ画素信号はアナログ/デジタル(A/D)変換器(図示せず)によりデジタル画素信号に変換され、各色毎に画像メモリ25に格納される。画像メモリ25に格納された各色のデジタル画素信号は同時に読み出され、各色の読み出しデジタル画素信号には水平同期信号及び垂直同期信号等が付加される。即ち、1フレーム分の三原色のデジタル画素信号は画像メモリ25からカラーデジタルビデオ信号(R、G、B)として出力される。各色のカラーデジタルビデオ信号に拡大、縮小、ノイズリダクション等の処理が施され、デジタル/アナログ(D/A)変換器(図示せず)によりそれぞれ1フレーム分のカラーアナログビデオ信号に変換された後、後段映像信号処理回路26に入力される。尚、A/D変換器、D/A変換器における変換のタイミング、画像メモリへ25の画素信号の取り込み、同期信号の生成等はタイミングコントローラ27により制御される。
【0026】
各色の1フレーム分のカラーアナログビデオ信号は後段映像信号処理回路26においてローパスフィルタを経た後に適宜出力レベルを調整され、アナログビデオプリンタ30及びアナログRGBモニタ31に送られ、アナログビデオプリンタ30による被観察体像の印刷が可能になると共に、アナログRGBモニタ31で光学的被観察体像がカラー画像として再現される。
【0027】
また、後段映像信号処理回路26において適宜出力レベルを調整された各色の1フレーム分のカラーアナログビデオ信号は画像ファイリング装置(画像信号記録ユニット)40に送られる。画像ファイリング装置40は、各種の演算処理、データ処理、プログラムの実行制御を行なうシステムコントローラ42と、画像メモリ43と、ハードディスク44とを有する本体41と、本体41に接続されるキーボード45、マウス46の入力装置を備える。
【0028】
画像信号処理ユニット20の後段映像信号処理回路26から送られる各色の1フレーム分のカラーアナログビデオ信号はデジタル画像データに変換された後、各色毎に画像メモリ43に格納される。スコープ10の録画ボタン17を操作することにより、各色の1フレーム分のデジタル画像データは画像メモリ43から読み出され、動画データを構成する1フレーム分の画像データとしてハードディスク44に記録される。即ち、録画ボタン17を一度押すことにより、1フレーム分のカラーアナログビデオ信号が順次連続的に画像ファイリング装置40に送られて動画データの記録が開始され、録画中に再度、録画ボタン17を押すと動画データの記録は停止される。また、フリーズボタン15を押すとアナログRGBモニタ31の表示が一時停止する。アナログRGBモニタ31に表示された静止画の保存が必要と判断された場合は、静止画コピーボタン16を押すことにより、その静止画がハードディスク44に記録される。尚、これら動画及び静止画のハードディスク44への記録は、本体41に接続されたキーボード45若しくはマウス46を操作することによっても可能である。
【0029】
本体41には、画像データの出力装置としてデジタルビデオプリンタ47が接続され、デジタルビデオプリンタ47を介してVGA(Video Graphic Array )モニタ48が接続される。従って、デジタルビデオプリンタ47により色調整等が施された画像と同様の画像がVGAモニタ48に再現される。
【0030】
図2は、画像信号処理ユニット20のシステムコントローラ21における録画制御の処理手順を示すフローチャートである。ステップS100における録画開始は、使用者による以下の3つの操作が行なわれることにより実行される。
【0031】
第1の操作は使用者によりスコープ10の録画ボタン17(図1参照)が押される場合である。スコープ10の録画ボタン17が押されると、画像信号処理ユニット20のシステムコントローラ21へ録画ボタン17が押されたことを示す信号が伝送され、録画を開始する制御信号が画像信号処理ユニット20のシステムコントローラ21から画像ファイリング装置40のシステムコントローラ42へ伝送される。
【0032】
第2の操作は、使用者により画像処理ユニット20のフロントパネル23の録画ボタン233(図1参照)が押される場合である。フロントパネル23の録画ボタン233が押されたことをシステムコントローラ21が検知すると、録画を開始する制御信号がシステムコントローラ21から画像ファイリング装置40のシステムコントローラ42へ伝送される。
【0033】
第3の操作は、使用者により画像ファイリング装置40の本体41に接続されたキーボード45から録画開始のコマンドが入力される場合である。コマンド入力と同時に画像ファイリング装置40の本体41において録画処理が開始されると共に、本体41のシステムコントローラ42から画像信号処理ユニット20のシステムコントローラ21へ録画開始を示す信号が伝送される。
【0034】
画像信号処理ユニット20のシステムコントローラ21から画像ファイリング装置40のシステムコントローラ42へ録画開始の制御信号が伝送されるか、あるいは画像ファイリング装置40のシステムコントローラ42から画像信号処理ユニット20のシステムコントローラ21へ録画が開始されたことを示す信号が伝送されると、ステップS102で、時間経過を示す変数tに「0」がセットされ初期化される。
【0035】
次いでステップS104で、スコープ10の操作部14が使用者により保持されているかチェックされる。上述のように、第1実施形態において、スコープ10の操作部14には手振れセンサ18が内蔵されており、手振れセンサからの出力信号の電圧値をチェックすることにより、操作部14がスコープ10に保持されているか否かが判断される。即ち、ステップS104では手振れセンサ18の出力信号の電圧値がチェックされる。電圧値が「Hi」の場合、操作部14は使用者により保持されていると判断され、ステップS102へ戻る。電圧値が「Lo」の場合、操作部14は使用者の手を離れ、静止した状態に置かれていると判断され、ステップS106へ進む。
【0036】
ステップS106で所定の時間sが経過したかチェックされ、時間sが経過していればステップS108へ進み、変数tの値に時間sが加算される。時間sの経過は、システムコントローラ21のCPUのクロックの周期に合わせて判断される。即ち、変数tの値の更新は、システムコントローラ21のCPUのクロックの周期に合わせた秒単位で行なわれる。
【0037】
ステップS110において変数tの値が閾値αと比較される。第1実施形態において閾値αは例えば5秒に設定される。変数tの値が閾値α以下であることが確認されたらステップS104へ戻り、以降の処理が繰り返される。
【0038】
変数tの値が閾値αを超えていることが確認されるとステップS112へ進み、画像信号処理ユニット20のシステムコントローラ21から画像ファイリング装置40のシステムコントローラ42へ録画停止を示す制御信号が伝送される。その結果、画像ファイリング装置40における録画処理が停止される。
【0039】
図3は、本発明の第2実施形態が適用される電子内視鏡システムのスコープ50を示す図であり、第1実施形態のスコープ10と同様の部材には同一の符号が付されている。尚、図3では図の複雑化を避けるため撮像センサ11及びCCD回路14は省略されている。スコープ50の操作部51には、赤外線センサ52が配設される。赤外線センサ52は、例えば焦電素子を備え、入射する赤外線量に応じた電圧値を有する出力信号が出力される従来公知のセンサである。第1実施形態と同様、スコープ50は図1に示す電子内視鏡システムの画像信号処理ユニット20に接続され、スコープ50が画像信号処理ユニット20に接続されると、赤外線センサ52はシステムコントローラ21に接続される。
【0040】
図4は、赤外線センサ52が配設される部分の近傍を拡大して示す図である。操作部51の外周面に凹部51Aが形成される。凹部51Aの内壁面の表面近傍に、赤外線センサ52を複数配設する。使用者はいずれかの指を凹部51Aに入れて操作部51を保持する。使用者が操作部51を保持している場合、使用者の指から発せられる赤外線を赤外線センサ52が感知し、感知した赤外線量に応じた電圧値を出力する。一方、スコープ50が使用者の手から離れている場合、赤外線センサ52は赤外線を感知しないため、赤外線センサ52から電圧信号は出力されない。従って、システムコントローラ21は、赤外線センサ52からの出力信号の有無により、スコープ50が使用者により保持されているか否かを判断する。
【0041】
図5は、本発明の第3実施形態が適用される電子内視鏡システムのスコープ60を示す図であり、第1実施形態のスコープ10と同様の部材には同一の符号が付されている。尚、図5では図3と同様、図の複雑化を避けるため撮像センサ11及びCCDドライバ12は省略されている。スコープ60の操作部61の外周面において、使用者の手が接触する部分に温度センサ62が配設される。温度センサ62は、例えば熱電対を用いた従来公知のセンサであり、感知される温度に対応した電圧値が出力される。
【0042】
使用者が操作部61を保持している場合、温度センサ62は使用者の手の温度を感知し、その温度に対応した電圧値を出力する。一方、スコープ60が使用者の手から離れている場合、温度センサ62が感知するのは室温である。従って、使用者が操作部61を保持している場合に比べ、通常、温度センサ62から出力される電圧信号の電圧値は低下する。システムコントローラ21は、温度センサ62から出力される電圧信号の電圧値の高低をチェックすることにより、スコープ60が使用者により保持されているか否かを判断する。
【0043】
尚、図5には1つの温度センサ62が図示されているが、操作部61の外周面において使用者の手が接触する領域に対応する部分に複数配設してもよい。
【0044】
図6は、本発明の第4実施形態が適用される電子内視鏡システムのスコープ70を示す図であり、第1実施形態のスコープ10と同様の部材には同一の符号が付されている。尚、図6では図3と同様、図の複雑化を避けるため撮像センサ11及びCCDドライバ12は省略されている。スコープ70の操作部71の外周面には圧力センサ72が配設される。圧力センサ72は、加えられる圧力に応じた電圧値を有する電圧信号を出力する従来公知のセンサであり、圧力が加えられない状態において出力信号の電圧値が「0」となるよう内部の回路設計がなされている。
【0045】
体腔内での自由な移動が可能なようスコープ70を保持するために、使用者は操作部71の外周面を所定の押圧力で把持する。従って、使用者が操作部71を保持している場合、使用者の手により加えられる圧力が圧力センサ72により感知され、その圧力の大きさに対応した電圧値を有する電圧信号が出力される。一方、スコープ70が使用者の手から離れている場合、圧力センサ72には圧力が加えられないため、圧力センサ72の出力信号の電圧値は「0」となる。システムコントローラ21は、圧力センサ72から出力される電圧信号の電圧値をチェックすることにより、スコープ70が使用者により保持されているか否かを判断する。
【0046】
尚、第1実施形態と同様、第2〜第4実施形態においても図2に示すフローチャートと同一の手順で録画制御が行なわれる。図2のフローチャートのステップS104における操作部の保持の判断は、第2実施形態では赤外線センサ52からの出力信号の有無に基づいて行なわれ、第3実施形態では温度センサ62からの出力信号の電圧値の高低に基づいて行なわれ、第4実施形態では圧力センサ72からの出力信号の電圧値に基づいて行なわれる。
【0047】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、録画機能を備えた電子内視鏡システムにおいて無駄な録画処理が防止される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る第1実施形態が適用される電子内視鏡システムのブロック図である。
【図2】第1実施形態の電子内視鏡システムにおける録画制御の処理手順を示すフローチャートである。
【図3】本発明に係る第2実施形態が適用されるスコープを示す図である。
【図4】第2実施形態のスコープにおける赤外線センサの配置を模式的に示す図である。
【図5】本発明に係る第3実施形態が適用されるスコープを示す図である。
【図6】本発明に係る第4実施形態が適用されるスコープを示す図である。
【符号の説明】
10、50、60、70 スコープ
11 撮像センサ
12 CCDドライバ
13 ライトガイド
14、51、61、71 操作部
15 フリーズボタン
16 静止画コピーボタン
17 録画ボタン
20 画像信号処理ユニット
21 システムコントローラ
22 光源部
23 フロントパネル
27 タイミングコントローラ
30 アナログビデオプリンタ
31 アナログRGBモニタ
40 画像ファイリング装置
42 システムコントローラ
43 画像メモリ
44 ハードディスク
45 キーボード
46 マウス
47 デジタルビデオプリンタ
48 VGAモニタ
52 赤外線センサ
62 温度センサ
72 圧力センサ

Claims (6)

  1. スコープと、画像信号を生成する画像信号生成手段と、前記スコープが接続される画像信号処理ユニットと、前記画像信号処理ユニットにより処理された前記画像信号を記録する画像信号記録ユニットと、処理された前記画像信号に基づく画像を出力する第1の画像出力手段とを備える電子内視鏡システムであって、
    前記スコープは使用者による前記スコープの保持を感知する感知手段を有し、前記画像信号記録ユニットにおける前記画像信号の記録処理が実行されている間、前記感知手段により前記スコープの保持が感知されない状態が所定の時間以上続くと、前記画像信号の記録処理が停止され、前記画像信号生成手段による前記画像信号の生成と前記第1の画像出力手段による前記画像の出力とが継続することを特徴とする電子内視鏡システム。
  2. 前記感知手段は、使用者の手振れに起因する前記スコープの振動を感知するぶれセンサであり、
    前記ぶれセンサが前記スコープの振動を感知すると、前記スコープが使用者により保持されていると判断されることを特徴とする請求項1に記載の電子内視鏡システム。
  3. 前記感知手段は、入射する赤外線の量に応じた電圧値を有する電圧信号を出力する赤外線センサであり、
    前記赤外線センサが使用者の手から出射される赤外線を感知し、その量に応じた電圧値を有する出力信号を出力すると、前記スコープが使用者により保持されていると判断されることを特徴とする請求項1に記載の電子内視鏡システム。
  4. 前記感知手段は感知する温度の高低に応じた電圧値を有する電圧信号を出力する温度センサであり、
    前記温度センサが使用者の手の温度を感知し、その温度に応じた電圧値を有する出力信号を出力すると、前記スコープが使用者により保持されていると判断されることを特徴とする請求項1に記載の電子内視鏡システム。
  5. 前記感知手段は、加圧される押圧力に応じた電圧値を有する電圧信号を出力する圧力センサであり、
    前記圧力センサが使用者の手の押圧力を感知し、その押圧力に応じた電圧値を有する出力信号を出力すると、前記スコープが使用者により保持されていると判断されることを特徴とする請求項1に記載の電子内視鏡システム。
  6. 前記画像信号記録ユニットに接続され、処理された前記画像信号に基づく画像を出力する第2の画像出力手段をさらに有することを特徴とする請求項1に記載の電子内視鏡システム。
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