JP4246503B2

JP4246503B2 - 電子内視鏡

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Publication number: JP4246503B2
Application number: JP2003006745A
Authority: JP
Inventors: 敏高見
Original assignee: Hoya Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 2003-01-15
Filing date: 2003-01-15
Publication date: 2009-04-02
Anticipated expiration: 2023-01-15
Also published as: JP2004215877A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電子内視鏡に関し、特に使用場所に制限を受けることなく携帯性に優れるとともに、既存の電子スコープやプロセッサを利用して経済性の面でも有利な電子内視鏡に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子内視鏡は、例えば、図１に概略構成を示すように、患者等の体腔内に挿入されて体腔内を撮像するための可撓性導管で構成される電子スコープ１と、撮像した画像を観察するためのモニタ装置２と、電子スコープ１で撮像して得られた撮像信号を信号処理して映像信号を生成し、この映像信号により撮像画像をモニタ装置２に表示することを可能にしたプロセッサ３とを備えている。また、モニタ装置２とともに図外のプリンタを用いて撮像画像をプリントするように構成する場合もある。電子スコープ１は、操作部１１の一部から挿入部１２が延長されており、また、前記操作部１１の他の一部からはライトガイドケーブル１３が延長され、このライトガイドケーブル１３の他端はコネクタ部１４に接続されている。挿入部１２及びライトガイドケーブル１３は可撓性導管で構成されており、この可撓性導管内には挿入部１２の先端部から前記コネクタ部１４にまでわたって光ファイバで構成されたライトガイドが延長状態に内挿されている。このライトガイドは先端部から照明光を出射して患者の体腔内を照明するものである。また、挿入部１２の先端部には、図には現れないが対象物を撮像して撮像信号を出力するＣＣＤイメージセンサ等の撮像デバイスが内装されており、撮像デバイスに接続された信号線が挿入部１２を通して操作部１１まで延長され、さらにライトガイドケーブル１３を通してコネクタ部１４にまで延長されている。このような電子内視鏡は、例えば、特許文献１に記載されている。
【０００３】
【特許文献１】
特許第２６４８４７８号明細書
【０００４】
なお、近年の一部の電子スコープには、得られた撮像信号に基づいて撮像画像をモニタ等に表示させるための信号処理を行なう信号処理部をコネクタ部１４内に内蔵したものも提案されている。一方、プロセッサ３は電子スコープ１から出力される撮像信号をモニタ装置２に対応した映像信号に信号処理する信号処理部や、電子スコープ１のライトガイドに照明光を導入させるための光源部、さらにはこれらを動作させるための電源部とを備えており、接続されるモニタ装置に対応した適切な映像信号を選択して出力することができるように構成されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このように電子内視鏡は、電子スコープ、プロセッサ、モニタ装置をセットとして構成されているが、近年では患者の病室において電子内視鏡を使用する等、電子内視鏡の利便性を高めるためにその小型化、軽量化が図られている。しかしながら、これらのうちでも特にプロセッサは各種映像信号を出力可能とし、かつ比較的に高い光量の光源を備えた構成であるために装置の小型化には限界があり、目的を達成することは困難な状況にある。近年、このような目的を達成すべく小型のプロセッサの開発がなされているが、その場合でも電子スコープと共にプロセッサや専用モニタ装置を持ち運ぶ必要があり、携帯性の面で問題がある。さらに、このような小型化を図るためには、プロセッサを根本的に設計変形する必要があるため、開発費用が莫大なものになり、電子内視鏡の低コスト化を図る上での障害にもなっている。
【０００６】
本発明の目的は、電子スコープだけで撮像画像の観察を可能にして携帯性を改善する一方で、従来型電子スコープやプロセッサを利用しての画像の観察をも可能にして経済性の問題をも解消することを可能にした電子内視鏡を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の発明の電子内視鏡は、撮像対象物を撮像デバイスで撮像し、所要の信号を出力する電子スコープと、電子スコープから出力される信号を信号処理してモニタ装置に画像表示するプロセッサとを備える電子内視鏡において、電子スコープは、撮像対象物を照明するための照明光を出射する光源部と、撮像デバイスから出力される信号を所要の映像信号に処理して外部に出力可能な信号処理部と、各部に電力を供給する電源部と、当該電子スコープがプロセッサに接続されたときに電源部をオフ状態とするスイッチ回路部とを含むサブプロセッサを備えることを特徴としている。
【０００８】
また、本発明の第２の発明の電子内視鏡は、撮像対象物を撮像デバイスで撮像し、所要の信号を出力する電子スコープと、電子スコープから出力される信号を信号処理してモニタ装置に画像表示するプロセッサとを備える電子内視鏡において、電子スコープに着脱可能なアダプタを備え、このアダプタは、撮像対象物を照明するための照明光を出射する光源部と、電子スコープから出力される信号を所要の映像信号に処理して外部に出力可能な信号処理部と、電子スコープとアダプタの光源部及び信号処理部に電力を供給する電源部と、アダプタがプロセッサに接続されたときに電子スコープ及び光源部に対する電源部の電力供給をオフ状態とするスイッチ回路部とを含むサブプロセッサを備えることを特徴としている。
【０００９】
本発明によれば、プロセッサを用いることなくスコープのみで、あるいはアダプタを付属させるだけで撮像した画像をＴＶ（テレビジョン）等において観察することが可能になり、プロセッサや専用モニタ装置を持ち運ぶ必要がなくなり、電子内視鏡の携帯性が改善される。また、電子スコープをアダプタを介して既存のプロセッサに接続して従来と同様に画像を観察することも可能であり、既存の電子スコープを利用することで経済的にも有利なものとなる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図２は本発明の第１の実施形態の電子内視鏡の概略構成図である。基本的には図１に示した電子内視鏡の電子スコープと同じであり、電子スコープ１は、操作部１１の一部から挿入部１２が延長されており、また、前記操作部１１の他の一部からはライトガイドケーブル１３が延長され、このライトガイドケーブル１３の他端はコネクタ部１４に接続されている。前記挿入部１２及びライトガイドケーブル１３は可撓性導管で構成されており、この可撓性導管内には前記挿入部１２の先端部から前記コネクタ部１４にまでわたって光ファイバで構成されたライトガイド１５が延長状態に内挿されている。このライトガイド１５は挿入部１２の先端部から照明光を出射して患者の体腔内を照明するものであることはいうまでもない。また、前記挿入部１２の先端部には撮像光学系を構成する対物レンズ１６と、この対物レンズ１６によって結像された対象物像を光電変換して撮像信号を出力するＣＣＤイメージセンサ等の撮像デバイス１７が内装されており、撮像デバイス１７に接続された電気配線１８が前記挿入部１２を通して前記操作部１１にまで延長され、さらに前記ライトガイドケーブル１３を通して前記コネクタ部１４にまで延長されている。前記操作部１１には、電子スコープを操作する際に必要とされる各種スイッチ１１１や鉗子を挿入するための鉗子口を始めとする各種操作口１１２が配設されているが、ここではこれらについての詳細な説明は省略する。
【００１１】
前記コネクタ部１４にはサブプロセッサ（前記プロセッサ３とほぼ同等の機能を有する回路構体、本明細書ではこの回路構体をサブプロセッサと称する）２０が内装されており、前記撮像デバイス１７に接続されている前記配線１８や、前記操作部１１に設けられた各種スイッチ１１１に接続される他の配線１９などが接続されている。また、前記コネクタ部１４には、図１に示したようなプロセッサ３の光学コネクタ３１に機械的かつ光学的に結合することが可能なチューブ状の光源用差込口２１が突出形成されており、この光源用差込口２１はプロセッサ３に内蔵されている光源から出射された照明光を前記ライトガイド１５の基端部に導光させるために用いられる。また、前記コネクタ部１４には前記プロセッサ３に設けられた電気コネクタ３２に接続可能な電気コネクタ２２が形成されており、前記サブプロセッサ２０に電気接続されている。
【００１２】
前記コネクタ部１４の内部構成、特にサブプロセッサ２０の構成を図３のブロック構成図を用いて説明する。サブプロセッサ２０は、電池２１１を電源とする電源部２１０と、前記ライトガイド１５に光を導光させる光源部２２０と、前記撮像デバイス１７を駆動する一方で、当該撮像デバイス１７から出力される撮像信号を信号処理する信号処理部２３０と、前記電源部２１０に対する前記光源部２２０及び信号処理部２３０の電気接続状態を自動的に切り替えることが可能なスイッチ回路部２４０とを備えて構成されている。
【００１３】
前記電源部２１０は、電源としての電池２１１と、この電池２１１の出力電圧を前記光源部２２０や信号処理部２３０において必要とされる電圧、例えば＋１５Ｖ、＋５Ｖ、−１５Ｖ等の信号用電圧や１２Ｖの光源用電圧にまで昇圧ないし変圧するＤＣ／ＤＣコンバータ２１２とで構成される。
【００１４】
前記光源部２２０は、小型のナトリウムランプ、ハロゲンランプ、あるいはＬＥＤ等の白色光或いは単色光を出射する光源２２１と、この光源２２１から出射された光を前記ライトガイド１５の基端部に光学結合するためのライトアダプタ２２２とで構成される。前記ライトアダプタ２２２は、ここでは、前記ライトガイド１５の基端面に一端面が衝接して光学的に連結され、他端部が前記光源用差込口２１まで延長されている導光ロッド２２３を有している。この導光ロッド２２３の内部の長さ方向の中間位置には光軸に対して４５度の角度で傾斜されたハーフミラー２２４が埋設されている。このハーフミラー２２４は、例えば導光ロッド２２３を光軸に対して４５度の角度で切断し、この切断面にアルミニウムを薄く蒸着することによって形成することが可能である。そして、前記光源２２１は前記ハーフミラー２２４に対向位置される前記導光ロッド２２３の一側面に取着されており、前記光軸と直交する方向から前記ハーフミラー２２４に向けて照明光を出射するように配設されている。そして、光源２２１から出射された光はハーフミラー２２４で反射され、導光ロッド２２３内を光軸方向に導光され、ライトガイド１５の基端面からライトガイド１５内に導光され、さらに先端面に向けて導光される。
【００１５】
前記信号処理部２３０は撮像信号処理回路２３１と、その後段に接続された映像信号処理回路２３２とで構成されている。図４に詳細なブロック回路図を示すように、前記撮像信号処理回路２３１は、パルス発生器３０１と、このパルス発生器３０１から出力されるパルス信号に基づいて前記撮像デバイス１７（ＣＣＤイメージセンサ）を駆動するためのＣＣＤ駆動回路３０２を備えている。また、前記撮像デバイス１７から出力されてくるＲ，Ｇ，Ｂの各信号からＹ信号（輝度信号）、Ｒ−Ｙ信号（赤色差信号）、Ｂ−Ｙ信号（青色差信号）をそれぞれ生成するマトリクス回路３０３を備えている。さらに、直交する副搬送波を生成可能な同期信号発生器３０４及びπ移相器３０５と、生成されたＲ−Ｙ信号とＢ−Ｙ信号をそれぞれ前記同期信号発生器３０４及びπ移相器３０５から出力される直交する各副搬送波で変調する平衡変調器３０６，３０７と、これら平衡変調器３０６，３０７の出力を加算する加算器３０８と、加算した信号の帯域を制限するバンドパスフィルタ３０９とを備えており、これらで前記Ｒ−Ｙ信号とＢ−Ｙ信号からＣ信号（色信号）Ｃを生成する。また、前記Ｙ信号Ｙを遅延してＣ信号Ｃとの同期を取る遅延回路３１０を備えている。
【００１６】
一方、前記映像信号処理回路２３２は、前記撮像信号処理回路２３１の前記遅延回路３１０から出力されるＹ信号Ｙと、バンドパスフィルタ３０９から出力されるＣ信号Ｃとを混合するミキサ３１１と、このミキサ３１１で混合された信号に、前記同期信号から生成される水平、垂直の各同期信号ＳＹを混合してＮＴＳＣコンポジット信号ＳＴを生成するための同期付加回路３１２を備えている。このように生成されたＮＴＳＣコンポジット信号ＳＴはＴＶ信号として、前記コネクタ部１４に設けられたＴＶ端子２３を通して外部に出力可能とされている。また、前記撮像信号処理回路２３１からは、前記Ｙ信号Ｙと、前記Ｃ信号Ｃと、前記同期信号ＳＹが、それぞれバイパス線２５０を通して前記電気コネクタ２２から前記プロセッサ３に出力可能とされている。
【００１７】
前記スイッチ回路部２４０は、図３に示すように、前記ＤＣ／ＤＣコンバータ２１２から出力されて前記信号処理部２３０に供給するための信号用電圧（＋５Ｖ，＋１５Ｖ，−１５Ｖ）と、前記電気コネクタ２２に接続される配線を通して前記プロセッサ３から入力されてくる信号用電圧とを選択する第１ないし第３の信号処理部用スイッチ２４１，２４２，２４３と、前記ＤＣ／ＤＣコンバータ２１２から出力される光源用電圧を前記光源２２１に対して選択的に接続する光源部用スイッチ２４７とを備えており、これらのスイッチはスイッチコントローラ２４８によって同時に切替動作されるように、例えばリレースイッチで構成されている。前記スイッチコントローラ２４８は、例えば前記電気コネクタ２２を介してプロセッサ３の内部電圧を検出可能に構成されており、プロセッサ３が接続されていないときには内部電圧を検出しないため、各スイッチ２４１，２４２，２４３，２４７を図３の切り替え状態とし、前記ＤＣ／ＤＣコンバータ２１２の出力を前記光源２２１及び信号処理部２３０に供給するように構成される。一方、プロセッサ３が接続されてスイッチコントローラ２４８が当該内部電圧を検出したときには、コネクタ部１４がプロセッサ３に接続されたと検知し、そのときに前記各スイッチ２４１，２４２，２４３，２４７を図３の状態から反対側に切り替えて、プロセッサ３からの電力を前記光源２２１や信号処理部２３０に供給する。
【００１８】
ここで図１に示したプロセッサ３は、既に知られている汎用構成のものが用いられているので、その内部構成の図示は省略するが、図１を参照して説明したように、前記電子スコープ１のコネクタ部１４が接続されたときに、前記光源用差込口２１に機械的、光学的に結合される光学コネクタ３２と、コネクタ部１４の電気コネクタ２２に電気的に接続される電気コネクタ３２とを備えており、これらによって電子スコープ１と電気的、光学的な接続が行われる。また、前記プロセッサ３は商用電源を電源として点灯される光源を有しており、この光源の光をＲ，Ｇ，Ｂの各色光として前記コネクタ部１４に配設されているライトガイド１５に導光させる。そのための構成として例えば回転式カラーフィルタを備えており、この回転式カラーフィルタを所要の周期で回転することで、ライトガイド１５に対してＲ，Ｇ，Ｂの各色光の照明光を順序的に供給し、当該ライトガイド１５を導光させて体腔内での各色の照明を可能にする。これにより、撮像デバイス１７ではＲ，Ｇ，Ｂの各色の撮像信号を面順次方式で出力し、前記Ｒ，Ｇ，Ｂの各色信号を出力することが可能になる。
【００１９】
また、前記プロセッサ３は図には現れないメインの信号処理部を備えている。このメインの信号処理部は基本的には前記サブプロセッサ２０の信号処理部２３０の映像信号処理回路２３２の構成と同様であるが、ここでは、電気コネクタ３２から入力されるＹ信号Ｙ、Ｃ信号Ｃ、同期信号Ｓに基づいてＮＴＳＣコンポジット信号（ＴＶ信号）を生成して出力するのみならず、各種モニタ装置に用いられるＲ，Ｇ，Ｂ信号を出力することが可能に構成されている。また、このメインの信号処理部では、生成された映像信号をデジタル信号として記録するためのＡ／Ｄコンバータ及び記録手段や、この記録手段に記録された信号を映像信号として出力するためのＤ／Ａコンバータや、映像信号に文字や記号等のキャラクタを付加するためのキャラクタ処理回路等の各種機能回路が設けられている。
【００２０】
以上の構成の電子内視鏡の利用形態について説明する。電子スコープ１を単独で用いる場合には、図５に示すように、例えば電子スコープ１のみを患者の居る病室に持込み、病室に備付けのＴＶ４をコネクタ部１４のＴＶ端子２３にＴＶケーブル５で接続する。このときコネクタ部１４にプロセッサ３を接続しないことは勿論である。コネクタ部１４のサブプロセッサ２０では、スイッチコントローラ２４８はプロセッサ３の内部電圧を検出できないため、すなわちコネクタ部１４にプロセッサ３が接続されていることを検知できないため、第１ないし第３の信号処理部用スイッチ２４１〜２４３と光源部用スイッチ２４７はいずれも図３に示した接続状態にある。したがって、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１２の光源用電圧が光源２２１に供給されて光源２２１が点灯し、光源２２１から出射される照明光は導光体２２３内に導入され、ハーフミラー２２４で反射されてライトガイド１５の先端部に向けてライトアダプタ２２２内を導光され、さらにライトガイド１５を導光された上で挿入部１２の先端部においてその先端面から出射されて患者の体腔内を照明する。
【００２１】
また、これと同時にスイッチ２４１〜２４３により信号用電圧が信号処理部２３０に供給されて信号処理部２３０が動作状態となり、撮像デバイス１７が駆動されるためライトガイド１５により照明された体腔内は対物レンズ１６及び撮像デバイス１７により撮像され、撮像信号は配線１８を通してコネクタ部１４内のサブプロセッサ２０の信号処理部２３０に入力される。入力される撮像信号はＲ，Ｇ，Ｂ信号であり、マトリクス回路３０３においてＹ信号、Ｒ−Ｙ信号、Ｂ−Ｙ信号Ｙとなり、さらに平衡変調器３０６，３０７、加算器３０８、バンドパスフィルタ３０９によってＣ信号Ｃが生成される。ただし、この実施形態の場合には、サブプロセッサ２０に設けられている光源２２１の照明光は白色光であるため、Ｒ，Ｇ，Ｂ信号はそれぞれ実質的に同一のものとなり、Ｃ信号は生成されず、Ｙ信号Ｙのみとなる。したがって、同期付加回路３１２から出力されるＮＴＳＣコンポジット信号ＳＴは白黒画像のＴＶ信号としてＴＶ端子２３から出力されることになる。これにより病室のＴＶ４において電子スコープで撮像した映像を白黒画像で観察することができる。このように、この電子スコープ１は、プロセッサを使用することなく電子スコープを使用するのみでＴＶにおいて患者の体腔内を観察することが可能になる。この場合ＴＶに代えて、あるいはＴＶと共にプリンタに接続して画像をプリントアウトすることも可能である。さらには、信号処理部２３０から出力される映像信号をモニタ用映像信号となるように構成の一部を変更することで、ＴＶに代えて携帯型モニタ装置での画像の観察も可能になる。いずれにしても電子スコープの携帯性が改善されることになる。
【００２２】
一方、この電子スコープ１をこれまでの電子スコープと同様に図１に示したプロセッサ３に接続して使用することも可能である。すなわち、診察室のようにプロセッサ３、モニタ装置２を固定的に配備してある場所において電子スコープ１を使用する場合には、図１のように電子スコープ１のコネクタ部１４をプロセッサ３に接続する。これにより、電子スコープ１とプロセッサ３の両者の電気コネクタ２２，３２が相互に接続され、同時に光源用差込口２１と光学コネクタ３２が接続される。この接続を受けて、電子スコープ１のサブプロセッサ２０内のスイッチコントローラ２４８はプロセッサ３の内部電圧を検出するようになり、コネクタ部１４がプロセッサ３に接続されていることを検知して各スイッチ２４１〜２４３，２４７を図３の状態から反対側に切り替える。これにより、光源部用スイッチ２４７ではＤＣ／ＤＣコンバータ２１２の光源用電圧は光源２２１に供給されなくなり、光源２２１が点灯されることはない。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１２の信号用電圧が信号処理部２３０に供給されることもない。
【００２３】
一方、プロセッサ３において商用電源がオンされると、プロセッサ３内の光源が点灯され、この光源から出射される照明光は回転式カラーフィルタによってＲ，Ｇ，Ｂの各色光の照明光として周期的に光学コネクタ３１から光源用差込口２１内のライトアダプタ２２２に導入されてくる。導入された照明光はライトアダプタ２２２内のハーフミラー２２４を透過し、ライトガイド１５に導光され、当該ライトガイド１５を導光されて挿入部１２において体腔内での各色光での照明を行う。
【００２４】
また、これと同時にプロセッサ３で発生される電力は電気コネクタ３２，２２からサブプロセッサ２０に供給され、第１ないし第３の信号処理部用スイッチ２４１〜２４３を介して信号処理部２３０に供給されるため、当該信号処理部２３０は動作される状態となる。そして、撮像デバイス１７を駆動することにより、撮像デバイス１７ではＲ，Ｇ，Ｂの各色光の照明に伴ってＲ，Ｇ，Ｂの各色の撮像信号を面順次方式で出力し、信号処理部２３０に入力させる。このＲ，Ｇ，Ｂの撮像信号は信号処理部２３０において処理され、Ｙ信号ＹとＣ信号Ｃを生成する。このＹ信号ＹとＣ信号Ｃ及び同期信号ＳＹは電気コネクタ２２，３２を介してプロセッサ３に入力される。プロセッサ３のメインの信号処理部では、前記Ｙ信号Ｙ、Ｃ信号Ｃ及び同期信号ＳＹによりカラーのＮＴＳＣコンポジット信号を生成し、あるいは、Ｒ，Ｇ，Ｂの各撮像信号をデジタル信号に変換し、記録手段に記録する。これにより、プロセッサ３に接続したモニタ装置２においてカラー画像を観察することが可能になる。勿論、プリンタ等によりプリントアウトすることも可能である。
【００２５】
以上のように、本実施形態の電子内視鏡は、プロセッサ３や専用のモニタ装置２を使用することなく、電子スコープ１を単独で用いてＴＶ等で対象物の画像を観察することができるので、電子スコープと共にプロセッサや専用のモニタ装置を持ち運ぶ必要がなく、プロセッサやモニタ装置が配備されていない病室等で電子スコープを容易に使用することが可能になり、電子スコープの携帯性を改善することが可能になる。その一方で、既存のプロセッサに接続した場合でも従来の電子スコープと全く同様に使用することが可能であり、プロセッサ用の電子スコープを別に用意する必要もなく、経済的にも有利であり、備品管理も容易である。なお、プロセッサに接続して使用する際には電子スコープ内の電源の電池が消費されることがないので電池寿命を長くでき、また光源が点灯しないので光源の寿命を長くすることも可能である。
【００２６】
ここで前記実施形態ではサブプロセッサ２０を電子スコープ１のコネクタ部１４内に一体的に形成した例を説明したが、このサブプロセッサに相当する部分をアダプタとして電子スコープとは別体に構成し、このアダプタをコネクタ部に対して着脱可能な構成としてもよい。図６はその一例を示す図である。電子スコープ１は操作部１１、挿入部１２、ライトガイドケーブル１３、コネクタ部１４で構成されており、この電子スコープ１は図１に示したような従来から提供されている電子スコープがそのまま用いられる。したがって、コネクタ部１４内には前記実施形態のような電源部２１０、光源部２２０、スイッチ部２４０に相当するものは備えられていない。また、この第２の実施形態では、コネクタ部１４内には、従来の一部の電子スコープに備えられているような、Ｙ信号Ｙ、Ｃ信号Ｃ、及び同期信号ＳＹを生成するための信号処理部として撮像信号処理部２３１Ａが設けられ、電気コネクタ２２からＹ信号Ｙ、Ｃ信号Ｃ、同期信号ＳＹが出力されるようになっている。また、ライトガイド１５はその基端部が光源用差込口２１内に配設されている。そして、このコネクタ部１４にアダプタ６が取着されるようになっている。
【００２７】
前記撮像信号処理部２３１Ａは、図４の撮像信号処理回路２３１と同じである。すなわち、図４を参照するとパルス発生器３０１と、撮像デバイス（ＣＣＤイメージセンサ）を駆動するためのＣＣＤ駆動回路３０２と、前記撮像デバイスから出力されてくるＲ，Ｇ，Ｂの各信号からＹ信号（輝度信号）、Ｒ−Ｙ信号（赤色差信号）、Ｂ−Ｙ信号（青色差信号）をそれぞれ生成するマトリクス回路３０３と、直交する副搬送波を生成するための同期信号発生器３０４及びπ移相器３０５と、生成されたＲ−Ｙ信号とＢ−Ｙ信号をそれぞれ直交副搬送波で変調する平衡変調器３０６，３０７と、これら平衡変調器３０６，３０７の出力を加算する加算器３０８と、加算した信号の帯域を制限するバンドパスフィルタ３０９と、生成されるＹ信号Ｙを遅延してＣ信号Ｃとの同期を取る遅延回路３１０を備える。
【００２８】
前記アダプタ６は、ケーシングの一方の側面に前記コネクタ部１４の光源用差込口２１と電気コネクタ２２とが嵌合される光学コネクタ６３と電気コネクタ６４と配設され、反対側の側面にコネクタ部１４と同様な光源用差込口６１と電気コネクタ６２とが配設されている。すなわち、この反対側の側面の光源用差込口６１と電気コネクタ６２はプロセッサ３の光学コネクタ３１と電気コネクタ３２にそれぞれ嵌合可能とされている。これにより、電子スコープ１のコネクタ部１４にアダプタ６が接続され、さらにこのアダプタ６がプロセッサ３に接続されることで、電子スコープ１はアダプタ６を介してプロセッサ３に接続されることになる。
【００２９】
前記アダプタ６は、図７にブロック構成を示すように、サブプロセッサ２０Ａを備えている。なお、このサブプロセッサ２０Ａにおいて、図３のサブプロセッサ２０と等価な部分には同一符号を付してある。前記サブプロセッサ２０Ａは、電源部２１０、光源部２２０、スイッチ回路部２４０、映像信号処理部２３２Ａを備えている。なお、このアダプタ６の電源部２１０は第１の実施形態のサブプロセッサ２０に設けられた構成と同じであり、電池２１１とＤＣ／ＤＣコンバータ２１２とを備えている。光源部２２０も同様であるが、ここではライトアダプタ２２２は前記光学コネクタ６３と光源用差込口６１との間にわたって導光ロッド２２３を延設し、この導光ロッド２２３内にハーフミラー２２４を埋設し、かつこのハーフミラー２２４に対向する位置に光源２２１を取着している。
【００３０】
前記サブプロセッサの映像信号処理部２３２Ａには、前記第１の実施形態の撮像信号処理回路２３１に相当する回路は存在しておらず、前記撮像信号処理回路２３２に相当する回路として構成されている。すなわち、図示は省略するが、図４を参照すると、撮像信号処理部２３１Ａから出力されてくるＹ信号ＹとＣ信号Ｃとを混合するミキサ３１１と、同じく同期信号発生器３０４から出力されてくる同期信号ＳＹとに基づいて水平、垂直の各同期信号を混合してＮＴＳＣコンポジット信号ＳＴを生成するための同期付加回路３１２を備えている。そして、生成されたＮＴＳＣコンポジット信号はアダプタ６に設けられたＴＶ端子２３を通して外部に出力可能とされている。また、サブプロセッサ２０Ａには、撮像信号処理部２３１Ａから出力される各種信号、ここでは図に示されるＹ信号Ｙ、Ｃ信号Ｃ、同期信号ＳＹをバイパスさせるためにケーシングの両側面に設けられた各電気コネクタ６４，６２を相互に接続するバイパス線２５０が設けられている。
【００３１】
スイッチ回路部２４０は、図７に示すように、アダプタ６が図外のプロセッサ３（図１参照）に接続されていない場合と接続されている場合に、当該プロセッサ３の内部電圧を検出せず、あるいは検出することでスイッチコントローラ２４８によって切り替えられる第４ないし第６の信号処理部用スイッチ２４４〜２４６と光源部用スイッチ２４７を備えている。前記第４ないし第６の信号処理部用スイッチ２４４〜２４６は電子スコープに接続される側の電気コネクタ６４をＤＣ／ＤＣコンバータ２１２と反対側の電気コネクタ６２とを選択して切り替え、これら電気コネクタ６４，６２を通してコネクタ部１４内の第１の信号処理部２３１ＡにＤＣ／ＤＣコンバータ２１２とプロセッサ３の内部電源とを選択して接続することができるように構成されている。なお、ここでは映像信号処理部２３２Ａには常時ＤＣ／ＤＣコンバータ２１２から電圧が供給されるようになっているため、第１の実施形態のような第１ないし第３の信号処理部用スイッチ２４１〜２４３に相当するものは設けられていない。
【００３２】
このようなサブプロセッサ２０Ａを備えるアダプタ６を用いることにより、病室等に図１に示したような電子スコープ１と共にアダプタ６を持込み、電子スコープ１のコネクタ部１４にアダプタ６を接続し、このアダプタ６のＴＶ端子２３に病室に備付けのＴＶを接続する。アダプタ６にはプロセッサ３を接続していないため、アダプタ６内のスイッチコントローラ２４はプロセッサ３の内部電圧を検出することができず、第４ないし第６の信号処理部用スイッチ２４４〜２４６と光源部用スイッチ２４７をいずれも図７に示した接続状態とする。これにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１２の光源用電圧が光源２２１に供給されて光源２２１が点灯し、光源２２１から出射される照明光はライトアダプタ２２２内に導入され、ハーフミラー２２４で反射されて光学コネクタ６３から光源用差込口２１内のライトガイド１５に導光され、当該ライトガイド１５の先端部に向けて導光され、挿入部１２の先端部において患者の体腔内を照明する。
【００３３】
また、信号用電圧が撮像及び映像の両信号処理部２３１Ａ，２３２Ａに供給されていて両者は動作状態であるため、照明された体腔内は対物レンズ１６及び撮像デバイス１７により撮像され、撮像信号は電子スコープ１の撮像信号処理部２３１Ａに入力される。入力された撮像信号はＲ，Ｇ，Ｂ信号であり、第１の実施形態と同様に撮像信号処理部２３１ＡにおいてＹ信号ＹとＣ信号Ｃが生成される。このＹ信号ＹとＣ信号Ｃ、及び同期信号ＳＹは電気コネクタ２２，６４を通してアダプタ６内の映像信号処理部２３２Ａに入力され、この映像信号処理部２３２Ａにおいて第１の実施形態と同様にＮＴＳＣコンポジット信号ＳＴが生成され、ＴＶ信号としてＴＶ端子２３から出力される。これにより病室のＴＶにおいて電子スコープで撮像した映像を観察することが可能になる。すなわち、プロセッサ３を使用しなくとも、電子スコープ１にアダプタ６を取着することによりアダプタ６内のサブプロセッサ２０ＡによってＴＶ画面において患者の体腔内を観察することが可能になる。
【００３４】
一方、この電子スコープ１をこれまでの電子スコープと同様に図１に示したプロセッサ３に接続して使用する場合には、コネクタ部１４にはアダプタ６を取着せず、当該コネクタ部１４をプロセッサ３に直接に接続する。これにより、プロセッサ３内の光源から照明光がライトガイド１５に導光され、プロセッサ３内の電源から電子スコープ１に電源が供給される。また、電子スコープ１で生成されるＹ信号Ｙ、Ｃ信号Ｃ、同期信号ＳＹはプロセッサ３に入力され、プロセッサ３内での信号処理によって所要の映像信号が生成され、これによりＴＶやモニタ装置等によって画像を観察することが可能になる。また、その一方で、電子スコープ１のコネクタ部１４にアダプタ６を取着した状態のままてプロセッサ３に接続してもよい。この場合には、アダプタ６とプロセッサ３の両者の電気コネクタ６２，３２が相互に接続され、同時にアダプタ６の光源用差込口６１とプロセッサ３の光学コネクタ３１が接続される。この接続を受けて、アダプタ６内のスイッチコントローラ２４８はプロセッサ３の内部電圧を検知し、各スイッチ２４４〜２４７を図７の状態から反対側に切り替える。これにより、光源部用スイッチ２４７ではＤＣ／ＤＣコンバータ２１２の光源用電圧は光源２２１に供給されなくなり、光源２２１が点灯されることはない。
【００３５】
また、第４ないし第６の信号処理部用スイッチ２４４〜２４６が切り替わることでプロセッサ３からの信号用電圧が電気コネクタ３２，６２，６４，２２を介して電子スコープ１の撮像信号処理部２３１Ａに供給され、電子スコープ１における撮像デバイス１７での撮像が可能になり、電子スコープ１からのＹ信号Ｙ、Ｃ信号Ｃ、同期信号Ｓが電気コネクタ２２，６４，６２，３２を介してプロセッサ３に入力される。プロセッサ３では、Ｙ信号Ｙ、Ｃ信号Ｃ、同期信号ＳＹに基づいてＮＴＳＣコンポジット信号を生成し、または、Ｒ，Ｇ，Ｂのモニタ用信号を生成して出力する。さらには、生成したＲ，Ｇ，Ｂのモニタ用信号をデジタル信号に変換し、記録手段に記録する。これにより、プロセッサ３に接続したモニタ装置２においてカラー画像を観察することが可能になる。
【００３６】
さらに、アダプタ６をプロセッサ３に接続した状態でも映像信号処理部２３２Ａには電圧が供給されて駆動状態にあるため、プロセッサ３に接続したモニタ装置２で画像を観察すると同時に、アダプタ６のＴＶ端子２３に接続したＴＶ４で同じ画像を観察することも可能である。このようにすれば、モニタ装置２あるいはＴＶ４で画像の不良が生じたときに、その原因が電子スコープ１であるかプロセッサ３であるかを判定することが可能である。また、ＴＶ４で観察する電子スコープ１の画像をオリジナルとして、プロセッサ３で画像加工を行うような場合に、原画を比較しながら画像の加工が可能であるので加工効果を確認しながら加工を容易に行うことができる。特に、色強調などでは強調を高めるあまり原画の色が全く変わってしまう場合があるが、オリジナル画像があることで、その変化の程度が確認できるとともに、目的とする部分が強調されるように加工が行われたかを確認することが可能である。これは輪郭加工についても同様である。また、このような作用効果は第１の実施形態においても同様に得られるものであることは言うまでもない。
【００３７】
本実施形態の電子内視鏡では、アダプタ６を電子スコープ１に接続すれば第１の実施形態の電子スコープと同様に、プロセッサ３を使用することなくＴＶ４で画像を観察することができるので、電子スコープ１と共にプロセッサ３や専用のモニタ装置２を持ち運ぶ必要がなく、プロセッサ３やモニタ装置２が配備されていない病室等で電子スコープ１を容易に使用することが可能になり、電子スコープの携帯性を改善することが可能になる。また一方で、電子スコープ１をプロセッサ３に接続した場合でも従来の電子スコープと全く同様に使用することが可能である。特に、この場合にはアダプタ６を電子スコープ１から取り外せば、あるいはアダプタ６を付けたままでも、これまでの使用形態と全く同様にして取り扱うことが可能である。さらに、本実施形態では、新たにアダプタ６を付加するだけで、既に病院等に配備されている既存の電子スコープをそのまま利用して、実質的に電子スコープのみでの観察が可能になるため、既存の電子スコープが無駄になることがなく、経済的にも有利なものとなる。特に、アダプタ６は構成が簡易であるので、低価格に製造できるという利点もある。
【００３８】
ここで、第２の実施形態では、従来の一部の電子スコープに備えられているような、各信号生成するための撮像信号処理部がコネクタ部内に既に内装されている電子スコープに本発明を適用した例を示したが、第１の実施形態の電子スコープのように基本的には電子スコープのコネクタ部内に信号処理を行うための回路を備えていない電子スコープについても第２の実施形態のようにアダプタを接続させる構成としてもよい。この場合には、アダプタ内に設けるサブプロセッサには第２の実施形態で示した撮像信号処理部と映像信号処理部の両方を搭載するように構成すればよい。
【００３９】
また、前記各実施形態では、電子スコープに設けた撮像デバイスは面順次方式でＲ，Ｇ，Ｂの各色の撮像信号を出力するように構成し、サブプロセッサに設けた光源部では白色照明光を出射可能に構成しているため、ＴＶでは白黒映像を観察する構成となっているが、ＣＣＤにカラーフィルタを設けてＲ，Ｇ，Ｂの各色の撮像信号を同時に出力する同時方式の撮像デバイスで構成し、あるいは光源部でＲ，Ｇ，Ｂの各色の照明光を順序的に出射可能に構成すれば、カラー画像を観察するように構成することも可能である。さらに、撮像デバイスから出力される信号は輝度信号Ｙ、色差信号Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙでも構わない。
【００４０】
さらに、前記各実施形態のサブプロセッサの信号処理部の回路構成は、モニタ装置やプリンタ等の出力装置に対応して適宜に変更することが可能であることは言うまでもない。さらに、サブプロセッサの電源部は小型の外部バッテリや商用電源を利用した小型の電源アダプタを利用できるように構成してもよい。ただ、電池を電源とした場合には、電圧的にも人体に安全であり、絶縁度の部材も小型化できるので、装置の低コスト化や小型化を図る上で有利である。さらに、サブプロセッサに設けたスイッチコントローラは、コネクタ部やアダプタをプロセッサに接続した状態を機械的に検出する接触センサ等を備えて各スイッチを切り替えるように構成してよもい。さらに、後者の実施形態の場合にはアダプタの一部に小型の液晶表示装置を配設し、この液晶表示装置で映像を観察できるようにしてもよく、この場合にはＴＶ端子にＴＶを接続する必要がなく、電子内視鏡の更なる携帯性の改善を図ることが可能である。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、電子スコープのコネクタ部にサブプロセッサを備え、あるいは電子スコープに対して着脱可能なアダプタ内にサブプロセッサを備えており、電子スコープ単独、あるいは電子スコープにアダプタを取着した構成のみでもサブプロセッサによってＴＶ等を利用して撮像した映像を観察することが可能である。そのため、電子スコープの使用場所がプロセッサや専用モニタ装置が配備してある箇所に限定されることはなく、電子内視鏡の携帯性が高められ、利便性を高めることが可能になる。また、アダプタで構成する場合には、既存の電子スコープをそのまま利用することも可能であり、経済的にも極めて有利なものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用される電子内視鏡の概略説明図である。
【図２】本発明の第１の実施形態の電子内視鏡の電子スコープの全体構成図である。
【図３】コネクタ部の内部構成を示す図である。
【図４】信号処理部のブロック構成図である。
【図５】本発明の電子内視鏡の使用状態を示す図である。
【図６】本発明の第２の実施形態の電子内視鏡の要部の構成図である。
【図７】第２の実施形態のアダプタの内部構成を示す図である。
【符号の説明】
１電子スコープ
２モニタ装置
３プロセッサ
４ＴＶ
５ＴＶケーブル
６アダプタ
１１操作部
１２挿入部
１３ライトガイドケーブル
１４コネクタ部
２０，２０Ａサブプロセッサ
２３ＴＶ端子
２１，６１光源用差込口
３１，６３光学コネクタ
２２，６２，６４，３２電気コネクタ
２１０電源部
２２０光源部
２３０信号処理部
２３１撮像信号処理回路
２３２映像信号処理回路
２３１Ａ撮像信号処理部
２３２Ａ映像信号処理部
２４０スイッチ回路

Claims

撮像対象物を撮像デバイスで撮像し、所要の信号を出力する電子スコープと、前記電子スコープから出力される信号を信号処理してモニタ装置に画像表示するプロセッサとを備える電子内視鏡において、前記電子スコープは、前記対象物を照明するための照明光を出射する光源部と、前記撮像デバイスから出力された信号を所要の映像信号に処理して外部に出力可能な信号処理部と、前記各部に電力を供給する電源部と、当該電子スコープが前記プロセッサに接続されたときに前記電源部をオフ状態とするスイッチ回路部とを含むサブプロセッサを備えることを特徴とする電子内視鏡。
撮像対象物を撮像デバイスで撮像し、所要の信号を出力する電子スコープと、前記電子スコープから出力される信号を信号処理してモニタ装置に画像表示するプロセッサとを備える電子内視鏡において、前記電子スコープに着脱可能なアダプタを備え、前記アダプタは、撮像対象物を照明するための照明光を出射する光源部と、前記電子スコープから出力された信号を所要の映像信号に処理して外部に出力可能な信号処理部と、前記電子スコープと前記アダプタの光源部及び前記信号処理部に電力を供給する電源部と、前記アダプタが前記プロセッサに接続されたときに前記信号処理部及び前記光源部に対する前記電源部の電力供給をオフ状態とするスイッチ回路部とを含むサブプロセッサを備えることを特徴とする電子内視鏡。
前記電子スコープは、前記撮像デバイスで撮像された撮像信号から前記プロセッサでの映像信号処理を可能にする信号を生成する撮像信号処理回路を備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の電子内視鏡。
前記光源部は、前記電子スコープ内に延設されるライトガイドと前記プロセッサとの接続境界部に介在される導光体と、前記導光体に臨んで配設されて照明光を出射する光源とを備え、前記導光体は前記照明光を前記ライトガイドに導光させる一方で前記プロセッサから出射される照明光を前記ライトガイドに導光させる手段を備えることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の電子内視鏡。
前記スイッチ回路部は、前記光源部を前記電源部に選択的に接続するためのスイッチと、前記信号処理部を前記電源部と前記プロセッサに接続される電源線とで切り替えるスイッチと、前記プロセッサが接続された状態を検出し、検出したときに前記各スイッチを切り替え動作させるスイッチコントローラとを備えることを特徴とする請求項３又は４に記載の電子内視鏡。
前記スイッチ回路部は、前記光源部を前記電源部に選択的に接続するためのスイッチと、前記電子スコープを前記電源部と前記プロセッサに接続される電源線とで切り替えるスイッチと、前記プロセッサが接続された状態を検出し、検出したときに前記各スイッチを切り替え動作させるスイッチコントローラとを備えることを特徴とする請求項２，３又は４に記載の電子内視鏡。
前記アダプタの一部には、前記電子スコープに設けられて前記プロセッサに接続可能な光源用差込口と電気コネクタにそれぞれ接続される光学コネクタと電気コネクタが設けられ、他の一部には前記プロセッサの光学コネクタと電気コネクタにそれぞれ接続される光源用差込口と電気コネクタが設けられていることを特徴とする請求項２，３，４又は６に記載の電子内視鏡。
前記電源部は、電子スコープ又は前記アダプタ内に内蔵される電池と、前記電池の電圧を所望の電圧に変換するコンバータとで構成されることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の電子内視鏡。