JP4187508B2 - 電子内視鏡装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電子内視鏡装置、特に被観察体を撮像する電子内視鏡とプロセッサ装置等の外部装置との間において、映像信号及び制御信号を伝送し、かつ電源電力を供給するための構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子内視鏡装置は、電子内視鏡（スコープ）に、例えば固体撮像素子であるＣＣＤ（Charge Coupled Device）が搭載されており、このＣＣＤで撮像された被観察体の撮像信号がプロセッサ装置にて映像処理され、この映像信号をモニタ等へ出力するようになっている。そして、上記の映像信号や制御信号は、スコープとプロセッサ装置を接続するケーブル及びコネクタを介して伝送される。
【０００３】
図４には、プロセッサ装置へケーブルを接続する様子が示されており、プロセッサ装置１には、電源スイッチ２が設けられると共に、電気接続用のコネクタ受け３（図では実際よりも大きく描いてある）が設けられる。一方、スコープ側のケーブル４には、コネクタプラグ５が設けられ、このコネクタプラグ５を上記プロセッサ装置１のコネクタ受け３に結合することにより、信号線及び電源線が接続される。
【０００４】
【特許文献１】
特開平７−３１３４５４号公報
【特許文献２】
特開平６−３３５４５０号公報
【特許文献３】
特開２００２−１６５７５６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記電子内視鏡装置では、スコープとプロセッサ装置１を接続するケーブル４に多数の信号線と電源線を含んでおり、例えばこのケーブル４のコネクタ５においては５０ピン等の多ピン構造（例えば特開平７−３１３４５４号公報）となるため、この中の接続ピンで接触不良が生じたり、接続ピンが破損したりする恐れがあり、コスト的にも高くなるという問題があった。
【０００６】
また、多数の信号線と電源線をケーブル４内に収納し、コネクタ（３，５）で接続するという構成の場合、伝送中にノイズが映像信号へ混入したり、コネクタ部から不要電波が輻射され、他の機器へ影響を与えたりする等の問題もある。
【０００７】
なお、上記特開平６−３３５４５０号、特開２００２−１６５７５６号の公報には、スコープとプロセッサをワイヤレスで通信可能にした電子内視鏡装置が示されている。
【０００８】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、電子内視鏡とプロセッサ装置等の外部装置との間の電気的接続を最小の本数で行い、接続ピンの接続不良、破損等を防止すると共に、ノイズ混入の防止、不要電波の輻射低減を図ることができる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】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、被観察体を撮像する撮像素子、所定の無線通信方式で映像信号を送受するための無線送受信回路及び無線用アンテナが設けられた第１電子内視鏡と、この第１電子内視鏡から無線通信された映像信号を受信するための無線送受信回路及び無線用アンテナを備え、上記撮像素子から出力された信号に基づいて映像表示のための処理を施す第１プロセッサ装置と、上記第１電子内視鏡と上記第１プロセッサ装置の双方の無線送受信回路を着脱自在に接続する伝送線と、被観察体を撮像する撮像素子が設けられ、無線通信ができない第２電子内視鏡と、この第２電子内視鏡が着脱自在に接続されると共に、上記第１電子内視鏡から無線通信された映像信号を受信するための無線送受信回路及び無線用アンテナを備え、上記第２電子内視鏡の撮像素子から出力され、有線伝送された信号に基づいて映像表示のための処理を施すと共に、上記第１電子内視鏡の撮像素子から出力され、無線通信された信号に基づいて映像表示のための処理を施す第２プロセッサ装置と、を設けてなることを特徴とする。
【００１０】
上記請求項１の構成によれば、電子内視鏡とプロセッサ装置の無線送受信回路が例えば１本の同軸ケーブル（又はアース線を含めて２本の電線）からなる伝送線で接続される。そして、上記無線送受信回路では、映像信号が所定の無線通信方式の無線周波数に変換され、この無線周波数（電波）が上記伝送線を介して有線で送信される。この無線通信方式としては、各種の周波数帯のものが適用できるが、ブルートゥース、ＩＥＥＥ８０１．１１（ａ，ｂ）等を用いることもできる。
【００１１】
このような構成によれば、電子内視鏡と外部装置との間の電気接続（信号線及び電力線）が例えば１本の同軸ケーブルのみによって達成されることになり、電気接続に関する装置の信頼性が向上すると共に、従来の多ピン構造によって生じていた不都合が良好に解消される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１及び図２には、実施例の電子内視鏡装置の構成が示されており、図２に示されるように、電子内視鏡装置は、スコープ（電子内視鏡）１０、光源装置１１、プロセッサ装置１２等から構成される。このスコープ１０は、先端部１０Ａ、操作部１０Ｂ、光源側コネクタ（部）１０Ｃ、プロセッサ側コネクタ１０Ｄを有し、この光源側コネクタ１０Ｃは光源装置１１に接続され、プロセッサ側コネクタ１０Ｄがプロセッサ装置１２に接続されている。上記光源側コネクタ１０Ｃのライトガイド１５の接続部は、アイソレーションを維持するために絶縁部材を介して光源装置１１に接続される。上記光源装置１１には、光源ランプ１４が設けられており、このランプ１４からの光がライトガイド１５を介してスコープ先端部１０Ａへ導かれ、被観察体へ照射される。このスコープ先端部１０Ａには、固体撮像素子であるＣＣＤ１６が設けられており、このＣＣＤ１６は上記ライトガイド１５からの光照射に基づいて被観察体を撮像する。
【００１３】
図１において、スコープ１０内には、上記ＣＣＤ１６の駆動信号を含む各種のタイミング信号を発生・出力するタイミングジェネレータ１８、スコープ１０内の各種回路を制御するマイコン１９、相関二重サンプリングと自動利得制御を行う相関二重サンプリング／自動利得制御（ＣＤＳ／ＡＧＣ）回路２０、上記ＣＣＤ１６で得られた映像信号や制御信号を無線通信方式の無線周波数（帯）へ変換（又は逆変換）するための変調及び復調を行うモデム２１、このモデム２１で得られた変調周波数と無線周波数との間の変換（アップコンバージョン）、逆変換（ダウンコンバージョン）等を行う送受信部２２が設けられ、このモデム２１と送受信部２２で送受信回路が構成される。
【００１４】
この無線通信方式としては、短波からマイクロ波、ミリ波までの３０ＭＨｚ〜３００ＧＨｚの各周波数帯の通信方式を用いることができ、近年では、２．４５ＧＨｚ帯を利用するブルートゥース（bluetooth）、ＩＥＥＥ８０１．１１（ａ，ｂ）等が注目されており、これらを用いることができる。
【００１５】
また、スコープ１０には、電磁結合手段を構成する二次巻線２４ｂと電源（電力）供給回路（パワーサプライ）２５が設けられており、この二次巻線２４ｂは例えば図２に示されるように、光源側コネクタ１０Ｃの光源装置１１側の面に配置される。一方、このコネクタ１０Ｃが対向する光源装置１１側の面に、上記二次巻線２４ｂに電磁的に結合する一次巻線２４ａが設けられ、この一次巻線２４ａと二次巻線２４ｂで電磁誘導により電力を供給する電磁結合手段が構成される。また、図１に示されるように、上記一次巻線２４ａはパワーサプライ（ＰＳ）制御部２９を介して電源供給回路３０に接続され、この電源供給回路３０がコンセント３１によって商用電源に接続される。
【００１６】
そして、上記スコープ１０とプロセッサ装置１２は、１本の同軸ケーブル３３によって接続される。即ち、図２に示されるように、光源側コネクタ１０Ｃの内部には、周囲に電気シールドを有し上述したスコープ１０内の回路の一部を配置した回路ボックス３４が設けられており、この回路ボックス３４から引き出された１本の同軸ケーブル３３がプロセッサ側コネクタ１０Ｄによってプロセッサ装置１２へ接続される。
【００１７】
図１において、プロセッサ装置１２では、上記同軸ケーブル３３に対し、アイソレーション部（パルストランス又は電気−光変換回路）３６を介して送受信回路３７、モデム３８が接続される。この送受信回路３７では、変調周波数と無線周波数（帯）との間の変換及び逆変換を行い、モデム３８では、無線周波数を映像信号及び制御信号へ変換（又は逆変換）するための変調及び復調を行うモデム３８が設けられる。これらの送受信回路３７（２２）及びモデム３８（２１）からなる送受信回路では、例えばブルートゥース（bluetooth）、ＩＥＥＥ８０１．１１（ａ，ｂ）等の各周波数帯の通信方式が用いられるが、この際には、周波数分割変調（ＦＤＭ）や時分割変調（ＴＤＭ）等によって、映像信号と制御信号が効率よく送信されることになる。
【００１８】
また、プロセッサ装置１２には、上記モデム３８の出力を入力するＡ／Ｄ変換器３９、Ｙ（輝度）信号及びＣ（色差）信号等の映像信号を形成すると共に、カラー映像形成のための各種処理を施すＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ）回路４０、静止画形成等のために使用される画像メモリ４１、Ｙ信号とＣ信号からＲＧＢモニタ用のＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）信号を形成するマトリクス回路４２、他のモニタ用のＹ信号、Ｃ信号及びコンポジット信号を形成するエンコーダ４３、プロセッサ装置１２内の上記回路を統括制御するマイコン４４が設けられる。
【００１９】
実施例は以上の構成からなり、上記コンセント３１により光源装置１１の電源を投入すると（プロセッサ装置１２でも電源が投入される）、電源供給回路３０、ＰＳ制御回路２９を介して一次巻線２４ａに電力が供給され、この電力は一次巻線２４ａと二次巻線２４ｂの電磁誘導によってスコープ側の電源供給回路２５へ供給される。この電源供給回路２５では、スコープ１０内で必要となる所定のＤＣ電源が形成され、このＤＣ電源が各回路へ供給される。
【００２０】
そして、タイミングジェネレータ１８から出力された駆動信号によってＣＣＤ１６が駆動され、このＣＣＤ１６では被観察体が撮像され、この撮像信号はＣＤＳ／ＡＧＣ回路２０へ供給される。このＣＤＳ／ＡＧＣ回路２０では、撮像信号が相関二重サンプリングされると共に所定のゲインで増幅され、映像信号としてモデム２１へ供給される。
【００２１】
このモデム２１では、映像信号が所定の無線通信方式の搬送波に重畳される形で変調され、この変調後の搬送波は送受信回路２２を介して同軸ケーブル３３へ出力される。そして、プロセッサ装置１２では、アイソレーション部３６を介して同軸ケーブル３３から供給された上記無線周波数が送受信回路３７で受信され、モデム３８では、復調によって搬送波に重畳された映像信号が取り出される。また、スコープ１０側からの制御信号も同様にしてプロセッサ装置１２へ伝送され、プロセッサ装置１２側からの制御信号については、モデム３８、送受信回路３７を介して無線通信方式の搬送波に重畳されており、この結果、スコープ１０側で受信される。
【００２２】
上記モデム３８で復調された映像信号は、ＤＳＰ回路４０で所定の処理が施された後、マトリクス回路４２からＲＧＢ信号として出力されると共に、エンコーダ４３からＹ（輝度），Ｃ（色差）信号等として出力され、これらの映像信号によってモニタ等に被観察体の映像が表示される。
【００２３】
このような実施例の構成によれば、映像信号及び制御信号が１本の同軸ケーブル又はアースを含めて２本の電線で伝送され、また電力が電磁誘導で供給されるので、コネクタ接続に関する装置の信頼性が著しく向上することになる。そして、従来の多ピンコネクタの接続と比較すると、映像信号にノイズが混入することが防止され、不要電波の輻射も低減できる。即ち、従来の多ピン構造では、映像信号、制御信号又は各種周波数のベースバンド信号（高速パルス信号）を別々の電線（信号線）で伝送することになるが、これらの電線は並走しているために上記ベースバンド信号が映像信号等に混入し、またこの各種周波数のベースバンド信号が不要電波として輻射される。本願発明では、無線周波数に変調して１本の同軸ケーブル３３で伝送するので、他の電線に対する影響がなく、不要輻射も低減される。更に、多ピン構造では各種周波数のベースバンド信号に対応したシールド構造が複雑になるが、このシールド構造も簡単になる。
【００２４】
また、当該例では光源側コネクタ１０Ｃと光源装置１１の間において、ライトガイド１５の接続が絶縁部材を介して行われ、電源は電磁結合手段（２４ａ，２４ｂ）で接続され、プロセッサ側コネクタ１０Ｄとプロセッサ装置１２との間では、伝送線がアイソレーション部３６を介して接続されているので、スコープ１０と他の装置との間の電気的アイソレーションが良好に維持される。
【００２５】
更に、図１に示されるように、当該実施例では、スコープ１０側の送受信回路２２に接続してアンテナ４６を設け、かつプロセッサ装置１２側の送受信回路３７に接続してアンテナ４７を取り付けることができる。この場合は、アンテナ４６，４７を介した無線通信を行うことができ、このアンテナ無線通信又は同軸ケーブル３３を介した無線周波数帯通信の何れかのみを用いたり、これら通信の両方を用いたりすることができる。
【００２６】
当該例では、図３に示されるように、従来のスコープとの互換性を維持するように構成される。即ち、無線通信する場合はプロセッサ装置への接続コネクタはなくなるが、図３（Ａ）のように、プロセッサ側コネクタ１０Ｄを接続するコネクタ受け５０には旧スコープ５１のコネクタ５１Ｄも接続できるようになる。従って、実施例の光源装置１１及びプロセッサ装置１２には、新旧のスコープ１０，５１の両方が接続可能となる。なお、光源側コネクタ（ライトガイド）１０Ｃ，５１Ｃは、光源側コネクタ受け５２に接続される。
【００２７】
また、従来では例えばＡ，Ｂの二種類の電子内視鏡装置が存在し、これらの装置ではプロセッサ装置に対するコネクタの大きさ等が異なり、互換性がない。これに対応して、図３（Ａ），（Ｂ）のように新しい装置を製作する場合、光源装置とプロセッサ装置が一体化された光源及びプロセッサ装置５４には、Ｂタイプ旧スコープ５３のコネクタ５３Ｄを接続するコネクタ受け５５が設けられるが、これにはＡタイプのコネクタ１０Ｄを接続することができない。しかし、アンテナ４６，４７を備えることによって無線通信も可能となっているので、このＡタイプの新スコープ１０をＢタイプの光源及びプロセッサ装置５４に接続して使用することが可能となる。なお、光源側コネクタ（ライトガイド）１０Ｃ，５３Ｃは、光源側コネクタ受け５６に接続される。
【００２８】
更に、上記の図３の（Ａ），（Ｂ）の新スコープＡにおいて、プロセッサ側コネクタ１０Ｄを設けず、新スコープを使用する場合、無線のみによって信号通信を行うように構成することもできる。
【００２９】
また、当該実施例では、一次巻線２４ａと二次巻線２４ｂからなる電磁結合手段をスコープ１０と光源装置１１との間に設けたが、これをスコープ１０とプロセッサ装置１２との間、或いはスコープ１０と他の専用の外部電源装置との間に設けるようにしてもよい。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、映像信号を無線通信方式の無線周波数に変換し、第１電子内視鏡と第１プロセッサ装置との間の通信を、無線周波数を使って伝送線（有線）にて行うようにしたので、第１電子内視鏡と第１プロセッサ装置が例えば同軸ケーブル１本にて接続され、従来の多ピン構造におけるピンの接続不良、破損等を防止することができ、製作コストも削減される。更には、ノイズ混入の防止、不要電波の輻射低減を図ることが可能となる。
【００３１】
また、上記無線送受信回路に無線用アンテナを接続するので、アンテナ無線通信と伝送線を介した無線周波数帯通信のいずれかを選択的に使用することができるという利点がある。更に、無線通信ができない第２電子内視鏡と、この第２電子内視鏡が着脱自在に接続されると共に、無線送受信回路及び無線用アンテナを備え、第２電子内視鏡の撮像素子から出力され、有線伝送された信号に基づいて映像表示のための処理を施すと共に、第１電子内視鏡の撮像素子から出力され、無線通信された信号に基づいて映像表示のための処理を施す第２プロセッサ装置と、を設けたので、この第２プロセッサ装置でも第１電子内視鏡を接続して使用することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係る電子内視鏡装置の構成を示す回路ブロック図である。
【図２】実施例に係る電子内視鏡装置での各装置の具体的な接続構成を示す図である。
【図３】実施例の電子内視鏡装置と旧型スコープと間の互換性を示す説明図である。
【図４】従来の電子内視鏡装置におけるプロセッサ装置とスコープ側のケーブルコネクタ部を示す図である。
【符号の説明】
１０…スコープ（電子内視鏡）、
１０Ｃ…光源側コネクタ、
１０Ｄ…プロセッサ側コネクタ
１１…光源装置、 １２…プロセッサ装置、
１６…ＣＣＤ、 １９，４４…マイコン、
２１，３８…モデム、
２４ａ…一次巻線、 ２４ｂ…二次巻線、
２５，３０…電源供給回路、
３３…同軸ケーブル（伝送線）、
４６，４７…アンテナ。

Claims (1)

1. 被観察体を撮像する撮像素子、所定の無線通信方式で映像信号を送受するための無線送受信回路及び無線用アンテナが設けられた第１電子内視鏡と、
   この第１電子内視鏡から無線通信された映像信号を受信するための無線送受信回路及び無線用アンテナを備え、上記撮像素子から出力された信号に基づいて映像表示のための処理を施す第１プロセッサ装置と、
   上記第１電子内視鏡と上記第１プロセッサ装置の双方の無線送受信回路を着脱自在に接続する伝送線と、
   被観察体を撮像する撮像素子が設けられ、無線通信ができない第２電子内視鏡と、
   この第２電子内視鏡が着脱自在に接続されると共に、上記第１電子内視鏡から無線通信された映像信号を受信するための無線送受信回路及び無線用アンテナを備え、上記第２電子内視鏡の撮像素子から出力され、有線伝送された信号に基づいて映像表示のための処理を施すと共に、上記第１電子内視鏡の撮像素子から出力され、無線通信された信号に基づいて映像表示のための処理を施す第２プロセッサ装置と、を設けてなる電子内視鏡装置。

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