JP4472049B2 - Electronic endoscope device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内視鏡の挿入部先端に固体撮像素子を内蔵した電子内視鏡装置に関し、前記固体撮像素子で撮像生成した映像信号の処理回路と前記内視鏡の操作を制御する制御回路とを有するカメラコントロールユニットを患者回路と二次回路に絶縁分離した電子内視鏡装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
細長の挿入部を体腔内に挿入することにより切開を必要とすること無く体腔内深部の対象部位を観察したり必要に応じて処置具を用いて治療処置のできる内視鏡が広く用いられている。
【0003】
最近ではCCD等を用いた固体撮像素子を備えた電子内視鏡を用いて被写体画像の映像信号を得てモニタ等に画像を表示する電子内視鏡装置が用いられている。
【0004】
医療分野に用いる電子内視鏡装置では、他の電子医療機器と同様に患者や術者に直接触れる部分は漏れ電流による感電等を防止するための医用安全上の対策が施されている。
【0005】
すなわち商用電源に直接接続される1次回路、1次回路と電源用の絶縁トランスを介して構成される2次回路に加えて、1次回路および2次回路に対して所定の耐圧、漏れ電流の基準を十分満たすような患者回路を設け、内視鏡挿入部に配設した固体撮像素子を含む電子回路を患者回路に構成するようにしている。
【0006】
このような患者に触れる恐れのある部分の近傍に設けられた電子内視鏡の撮像部等の回路は、挿入部の太径化を防ぐため外表面に対して十分な沿面空間がとれないため、2次回路と絶縁分離した患者回路にする必要がある。
【0007】
前記患者回路は信号ライン、グランド等が2次回路とは電気的に絶縁された構造になっている。電子内視鏡装置内の電子回路のうち2次回路は、通常グランドを筐体等へ接続しており、1次回路のグランドと共通にする場合もある。
【0008】
一方患者回路のグランドは、2次回路とは別のグランドとし、2次回路に対して浮いた状態となっている。
【0009】
また、患者回路と2次回路間には、アイソレーション素子を設け、電源や信号ライン等について患者回路と2次回路との間を絶縁するようにしている。
【0010】
アイソレーション素子としては、デジタル信号ではフォトカプラ等が、アナログ信号ラインではパルストランス等が用いられる。
【0011】
従来の電子内視鏡装置の患者回路と二次回路の具体的アイソレーション方法として、特開平7―323003号公報に提案されており、この特開平7−323003号公報の内容は図10に示す構成となっている。
【0012】
CCD101を備えた電子内視鏡が映像信号処理を行うカメラコントロールユニツト(以下、CCUと記す)102に接続されている。 CCU102にはCCD101を駆動するCCDドライバ103、CCDドライバ103へ供給する各種タイミングパルスを生成するタイミングジェネレータ(1)104、CCD101の出力信号を増幅するプリアンプ105、プリアンプ105出力信号に対するCDS(相関二重サンプリング)等の前処理を行なうプリプロセス回路(以下、CDSと記す)108を介して、映像信号処理回路109でCCD101の出力信号が信号処理されて映像信号として図示しないTVモ二夕に出力され、モニタ上に内視鏡画像が表示される。
【0013】
前記タイミングジェネレータ(1)104には、基準クロック信号を生成する基準クロック信号発生回路(以下、CXOと記す)110からの基準クロック信号によって、タイミング信号を生成する。
【0014】
前記CXO110からの基準クロック信号は、標準信号発生回路(以下、SSGと記す)107にも供給されている。このSSG107は、前記タイミングジェネレータ(1)104から前記CCDドライバ103に供給される水平同期(HD)と垂直同期(VD)の各信号を生成供給すると共に、タイミングジェネレータ(2)106のタイミングパルス生成の基準信号を生成供給する。
【0015】
前記タイミングジェネレータ(2)106で生成されたタイミングパルスは、前記CDS108と前記映像信号処理回路109に供給されて、動作タイミングを制御する。
【0016】
前記CCU102内の回路は、患者回路112と2次回路113の部分とで構成され、患者回路112は、前記CCDドライバ103、タイミングジェネレータ(1)104、及びプリアンプ105で構成され、2次回路113は、前記タイミングジェネレータ(2)106、SSG107、CDS108、映像信号処理回路109、及びCXO110で構成されている。
【0017】
前記患者回路112と二次回路113との間には、フォトカプラ及びパルストランス等のアイソレーション素子111a〜111cが設けられ絶縁されている。また、2次回路113と患者回路112とはグランドが別になっており2次回路113に対して患者回路112が浮いた状態になっている。
【0018】
前記CXO110で生成された基準クロック信号は、アイソレーション素子111aを介して、前記タイミングジェネレータ(1)104に供給されている。前記SSG107で生成された同期信号のHDとVDは、アイソレーション素子111bを介して、前記タイミングジェネレータ(1)104に供給されている。前記プリアンプ105からの映像信号は、アイソレーション素子111cを介して前記CDS108に供給されている。
【0019】
このような構成のCCU102において、CXO110とSSG107を二次回路113に設けることにより、前記患者回路112と二次回路113とのアイソレーション素子111の削減を図っている。
【0020】
また、特開平1―223928号公報には、患者回路と二次回路との間で授受する信号のアイソレーション素子での遅延を解消するための提案がなされている。この特開平1−223928号公報の提案内容は図11に示す構成となっている。
【0021】
CCD201を備えた電子内視鏡が映像信号処理を行うCCU203にケーブル202を介して接続されている。 CCU203にはCCD201からの出力信号を処理する患者側プロセス回路204が接続され、この患者側プロセス回路204と前記CCD201には、患者側基準発振器206からの基準クロック信号によって患者側タイミング信号発生器205で生成されたタイミング信号が供給されている。前記患者側プロセス回路204で処理された映像信号は、映像信号用アイソレーション回路207を介して二次側プロセス回路210に供給され、この二次側プロセス回路210で信号処理された後、図示していないモニターなどに出力される。
【0022】
前記患者側タイミング信号発生器205で生成されたHDとVDの内、HDはアイソレーション素子208を介して位相比較器211に、VDは二次側タイミング信号発生器213に供給される。前記位相比較器211の出力は、電圧制御発振器212に供給され、この電圧制御発振器212の出力は、前記二次側タイミング信号発生器213に供給されている。二次側タイミング信号発生器213では、電圧制御発振器212からの信号とアイソレーション素子209からのVDを基にタイミング信号を生成して、前記二次側プロセス回路210に供給して、二次側プロセス回路210の信号処理のタイミングを制御する。前記位相比較器211で、前記二次側タイミング信号発生器213からのHD’を前記患者側タイミング信号発生器205から前記アイソレーション素子208を介して供給されたHDと位相比較されて、前記電圧制御発振器212の発振を制御している。
【0023】
つまり、患者側タイミング信号発生器205より発生したHDは、アイソレーション素子208を介して2次回路の位相比較器211、電圧制御発振器212,2次側タイミング発生器213で位相調整される。この位相比較器211、電圧制御発振器212、二次側タイミング信号発生器213は、PLL(フェイズ・ロツクド・ループ)回路を構成して、患者回路と2次回路の位相比較調整して、二次側タイミング信号発生器213から二次側プロセス回路210に供給して映像信号処理を行うことで、前記アイソレーション素子208,209による信号遅延による水平同期信号HDの位相を矯正して患者プロセス回路204と二次側プロセス回路210の同期信号の位相を合わせている。
【0024】
【発明が解決しようとする課題】
前記特開平7−323003号公報で提案された内視鏡撮像装置において、患者回路112は、2次回路113のCXO110からの基準クロックと、SSG107からのHD、VDを基に、タイミングジェネレータ(1)104を駆動し、このタイミングジェネレータ(1)104で生成されたタイミング信号の基でCCDドライバ103からのCCD駆動信号でCCD101を駆動制御しており、また、前記CCD101で生成された映像信号は、前記CXO110の基準クロックの基で、SSG107で生成された標準信号で制御されてタイミングジェネレータ(2)106で生成されたタイミングパルスを基に、CDS108と映像信号処理回路109で所定の信号処理を行っている。
【0025】
つまり、患者回路112と2次回路113にタイミングジェネレータ(1)104とタイミングジェネレータ(2)106を備えたことにより、患者回路112と二次回路113との間の伝送信号数の削減を図り、アイソレーション素子111の数を削減可能としている。
【0026】
しかし、前記CCD101の駆動制御やCCD101で生成された映像信号のCDS108や映像信号処理回路109における信号処理において、高速基準クロックが用いられる。このため、アイソレーション素子111での信号遅延が生じて、前記CCD101で撮像生成した映像と、前記映像信号処理回路109の信号処理される映像信号の位相がずれる等の不具合を生じることがある。
【0027】
また、特開平1−223928号公報では、アイソレーション素子による信号遅延を解消し、患者回路と二次回路の同期を一致させるために、複雑、かつ回路路規模の大きなPLL回路を用いなければならない。
【0028】
しかし、実際装置では、前記CCU102、203には、前記CCD101、201の駆動制御と映像信号処理以外の内視鏡装置の操作に必要な各種制御回路が設けられている。これら内視鏡装置の操作制御回路は、基本的には、前記CXO110や患者側基準発振器206で生成された基準クロックの基でタイミングジェネレータ(2)106及び二次側タイミング信号発生器213からのタイミング信号を用いて制御操作を行っている。これら内視鏡装置の操作制御回路は、前記二次回路部分に設ける為、前記PLL回路と合わせて回路規模が一段と大きくなり、CCU102,203が大型となり取扱操作が不便となる課題がある。
【0029】
一方、前記CCU102,203は、外部からの電磁ノイズ混入遮蔽性能(EMC=Electro Magnetic Compatibility性能)が規制されており、特に、前記CCD101,201で撮像生成し、かつ、各種信号処理された映像信号に外部ノイズが混入すると映像の鮮明度の低下のみならず、撮像した患部の診断の誤認を生じさせる恐れがある。このため、特に患者回路を構成する回路基板のグランド配線パターンを可能な限り広く設けることにより、外部ノイズの混入を回避している。
【0030】
この外部ノイズ混入回避において、前述の各公報に記載の患者回路は、二次回路との信号授受を最小化してアイソレーション素子を削減するために患者回路の信号処理回路を最小化している。このため、患者回路を配置する回路基板のグランドパターンが狭小化して、EMC性能が低下する課題があった。
【0031】
本発明は、これら課題に鑑み、信号遅延が生じることなく、かつ、EMC性能を十分確保可能な電子内視鏡装置を提供することを目的とする。
【0032】
【課題を解決するための手段】
本発明は、被写体の光情報を電気信号に変換する撮像手段を備えた内視鏡と、前記撮像手段の出力信号を映像信号処理する映像信号処理手段を備えた電子内視鏡装置であって、
前記撮像手段を駆動制御する駆動制御手段と、少なくとも前記駆動制御手段に供給するための基準クロック信号を発生する基準クロック信号発生手段と、前記基準クロック信号に基づいて、前記撮像手段の出力信号に対して所定の映像信号処理を行い所定の映像信号を生成して出力する映像信号処理手段と、前記映像信号処理手段内に設けられ、前記基準クロック信号に基づいて、前記映像信号を所定の外部表示手段に表示するための同期信号を生成する同期信号生成手段と、を有した患者回路部と、
前記患者回路から第1のアイソレーション手段を介して入力された、前記映像信号処理手段において生成された前記映像信号を、所定の外部表示手段に供給するために所定の処理を施す映像信号加工手段と、前記内視鏡における所定の操作を制御するための少なくとも1つの内視鏡操作制御回路と、前記患者回路から第2のアイソレーション手段を介して入力された、前記同期信号生成手段において生成された前記同期信号を基準信号として、前記内視鏡操作制御回路の各種操作を制御するための制御信号を生成する制御信号生成手段と、を有した二次回路部と、
を具備し、
前記内視鏡操作制御回路は、前記第2のアイソレーション手段を介して前記制御信号生成手段に入力される前記同期信号が当該第2のアイソレーション手段において遅延した場合であっても、遅延後の当該同期信号を基準信号として生成された前記制御信号により制御可能であることを特徴とする。
【0033】
これにより、本発明の電子内視鏡装置は、患者回路内に映像信号処理に必要な基準クロック発生手段と映像信号処理手段を設けて、信号遅延を生じさせないようにすると共に、二次回路内は、信号遅延が生じても制御動作に支障が生じず、かつ、EMC性能を確保するために必要な前記患者回路の配線基板のグランドパターンの配置と面積を確保することが可能となる。
【0034】
【発明の実施の形態】
本発明は、電子内視鏡装置のCCUは、前記CCDの駆動制御と、CCDで生成した映像信号処理以外に、内視鏡の操作駆動制御機能も有しており、この内視鏡操作駆動制御を行うための制御信号は、前記基準クロック発生回路から供給される基準クロック信号を基に制御されるが、必ずしも基準信号の位相が一致する必要はない点に着目したものである。
【0035】
以下、図1乃至図6を参照して、本発明の一実施形態について説明する。図1は本発明に係る電子内視鏡装置の一実施形態のカメラコントロールユニットの構成を示すブロック図で、図2は本発明に係る電子内視鏡装置の全体を示す説明図で、図3は本発明に係る電子内視鏡装置の標準信号発生器の構成を示すブロック図で、図4は本発明に係る電子内視鏡装置のカメラコントロールユニットの全体を示す説明図で、図5は本発明に係る電子内視鏡装置の照明用ランプの駆動制御動作を示すフローチャートで、及び図6は本発明に係る電子内視鏡装置のポンプ駆動制御動作を示すフローチャートである。
【0036】
図2に示すように、電子内視鏡装置11は、細長で、例えば可撓性の挿入部12を備え、この挿入部12の後端に太径の操作部13が連接されている。前記操作部の後端部からは、側方に可撓性のユニバーサルコード14が延設され、このユニバーサルコード14の先端にはコネクタ15が設けられている。このコネクタ15は、図示しない光源装置や映像信号処理回路等が内蔵されたカメラコントロールユニット(CCU)16のコネクタ受け18に接続されている。このCCU16には、映像信号を再生表示するモニター17が接続されている。前記挿入部12の先端側には、硬性の先端部19及びこの先端部19に隣接する後方に湾曲可能な湾曲部20が順次設けられている。
【0037】
また、前記操作部13には、前記湾曲操作ノブ21が設けられ、この湾曲操作ノブ21を回動操作することにより、前記湾曲部20を上下/左右方向に湾曲できるようになっている。
【0038】
なお、前記操作部13には、図示していないが、前記挿入部12内に設けられた処置具チャンネルに連通した挿入口が設けられている。
【0039】
前記挿入部12と前記CCU16に内蔵されている構成について、図1を用いて説明する。
【0040】
前記挿入部12の先端部19には、図示していない結像光学系が設けられ、この結像光学系の結像位置に撮像手段である固体撮像素子31が配置されている。この固体撮像素子31は、電荷結合デバイス、MOS型固体撮像素子等が用いられている。なお、この固体撮像素子を以降CCD31と称する。
【0041】
前記CCD31には、信号送受用ケーブルが接続されると共に、この信号送受用ケーブルは、前記挿入部12、操作部13、及びユニバーサルコード14内に挿通されて前記コネクタ15に接続されている。
【0042】
更に、前記先端部19から前記挿入部12、操作部13、及びユニバーサルコード14内に挿通されたライトガイドファイバー32が設けられ、前記コネクタ15に接続され、前記CCU16に内蔵された光源48から照明光を投射できるようになっている。
【0043】
つまり、ここでは光源一体型の電子内視鏡装置で、CCDを駆動し映像処理を行うCCUと体腔内に光を供給する光源部を一つの筐体に組み込んだ電子内視鏡装置を例に説明する。
【0044】
前記コネクタ15は、コネクタ受け18を介して、前記CCU16に接続されている。前記信号送受用ケーブルは、CCD31を駆動制御するCCDドライバ33と、CCD31で生成出力する映像信号を増幅するプリアンプ36に接続されている。前記CCDドライバ33は、タイミングジェネレータ34を介して、基準クロック信号発生器(CXO)35に接続されている。
【0045】
つまり、 CXO35より発生した基準クロック信号は、タイミングジェネレータ34に供給されて、このタイミングジェネレータ34で、CCD31を駆動するタイミング信号を生成し、前記CCDドライバ33を介してCCD31を駆動する。
【0046】
前記CCDドライバ33からの駆動信号の基で、CCD31は、結像した被写体に応じた出力信号を発生させ、その出力信号は前記プリアンプ36で、所定のゲインに増幅した後、CDS(相関二重サンプリング)37にて、不要ノイズ除去等のCDS処理を行い、アナログ/デジタル変換器(A/D)38でデジタル信号に変換後、プロセス回路39に供給する。前記CDS37とA/D38は、前記タイミングジェネレータ34からのタイミング信号の基で、CDS処理とA/D変換が行われる。
【0047】
前記プロセス回路39は、前記CXO35からの基準クロック信号の制御の基で、前記CCD31で生成された被写体に応じたデジタル信号の輝度成分と色成分の分離と、映像の輪郭強調、及び色補正等の映像信号処理を行い、この映像信号処理後のデジタル信号をデジタル/アナログ(D/A)変換を行い、アナログの輝度(Y)信号と色(C)信号の形態として出力されるようになっている。
【0048】
また、プロセス回路39は、水平同期(HD)と垂直同期(VD)の信号も生成出力する。前記Y、C信号は高周波のアナログ信号を伝送できるアイソレーション手段40a介して、ミキサー41に供給し、前記Y信号とC信号及び同期信号からなる複合映像(コンポジット)信号を生成して前記モニター17に供給する。
【0049】
なお、前記ミキサー41は、前記アナログY,C信号をそのまま出力して、前記モニター17のY,C信号再生処理回路に直接供給することもできる。
【0050】
前記プロセス回路39で生成されたHDとVDは、伝送速度に対応するアイソレーション手段40bを介して、標準信号発生器(SSG)42に供給される。このSSG42は、前記プロセス回路39からのHD,VDを基準信号として、後述するランプ制御部43、ポンプ制御部44、操作パネル部45、及びスコープスイッチ信号等の各種操作制御信号を生成する。
【0051】
前記SSG42は、図3に示すように前記プロセス回路39からアイソレーション素子40bを介して供給されたHD,VDを基準信号として動作するランプ制御部43に接続されたランプ用カウンタ部51と、ポンプ制御部44に接続されたポンプ状態保持部52と、操作パネル部45に接続されたLED,SW制御部53と、スコープ信号加工部54からなっている。前記LED,SW制御部53は、前記アイソレーション素子40cを介して、前記プロセス回路39と制御信号の授受が行われるようになっており、前記スコープ信号加工部54は、前記アイソレーション素子40dからのスコープスイッチ信号が供給されて、このスコープスイッチ信号に応じた制御信号が図示していない外部機器に供給されるようになっている。
【0052】
前記アイソレーション素子40a〜40dでアイソレーションされた前記CCD31の駆動制御信号を供給するCCDドライバ33乃至前記プロセス回路39までが患者回路46を構成し、アイソレーション素子40a〜40d以降のミキサー41乃至操作パネル部45までが二次回路47を構成している。この患者回路46と二次回路47は、従来と同様に異なるグランドを有し、患者回路46は二次回路47に対して浮いた状態となっている。
【0053】
また、前記挿入部12のライトガイドファイバー32のCCU16側の端部には、ランプ48とこのランプ48から発光され照明光を集光するレンズ49が配置され、前記ランプ48からの照明光は前記ライトガイドファイバー32に導かれて、基端から投射されるようになっている。
【0054】
前記CCU16は、図4に示すように各種操作スイッチや表示ランプ等を正面に配置された筐体に収納されている。このCCU16の筐体正面には、前記ランプ制御部43に接続されたランプ切り換えスイッチ43aと、ランプ切換表示LED43bと及びランプ発光光量調整43cが配置され、前記ポンプ制御部44に接続されたポンプ操作スイッチ44aとポンプ制御動作を示す表示LED44bが配置され、前記操作パネル部45に接続された前記プロセス回路39で生成される映像信号の輝度を調整制御する輝度調整スイッチ(IRIS)45aと輝度調整状態表示用LED45b(アベレージ輝度=AVE),45c(ピーク輝度=PEAK)と、ホワイトバランス調整スイッチ(WHIT BAL)45d及びホワイトバランス調整表示LED45eが配置され、更に電源スイッチ55と、前記アイソレーション素子40dに供給されるスコープスイッチ信号用ケーブルのコネクタ56が配置されている。
【0055】
前記SSG42の動作について、図4乃至図6を併用して説明する。
【0056】
前記ランプ制御部43は、電源スイッチ55がオンされると、前記ランプ用カウンタ部51に供給されたHD,VDを基に基準クロックでカウンターを回し始める。このランプ用カウンタ部51で前記基準クロックの所定のカウンター値で、図示しないランプ位置検知部からの検知信号をもとに点灯条件を確認する。
【0057】
この点灯条件とは、前記ランプ48の光源中心と、前記ライトガイドファイバー32の光軸中心が一致しているか否かを前記ランプ位置検出部からの検知信号で判定するものである。特に、電子内視鏡装置においては、体腔内の診断及び処置中にランプ48の点灯切断が生じた際には、前記電子内視鏡装置の挿入部12を再度体腔内に挿入し直すことは患者や術者に多大な負担をかけることになるために、前記ランプ48は、単一のランプでなく、例えば2つのランプを配置して、いずれかのランプを点灯使用できるように配置されている。このため、ランプが点灯された際には、前記ライトガイドファイバー32の光軸と、ランプ48の光源中心とを一致していることを確認する必要がある。
【0058】
このランプ制御の動作を図5のフローチャートで詳述すると、図5(a)に示す前記電源スイッチ55がオンされると、ステップS1で前記ランプ48の取付位置が正し位置に配置されているか判定し、ランプ位置が不正の際には、ランプ48に点灯電力を供給せず、ランプ位置が正しい際には、ステップS2で予備ランプの点灯チェックを行った後、ステップS3で主ランプの点灯を行う。次に、ランプ48が点灯中は、図5(b)に示すように、前記基準クロック毎にステップS6でランプ位置を常時判定し、ランプが正しい位置に配置されている際には、ステップS7の点灯維持を行い、ランプ位置が不正な位置の際には、ステップS8でランプを消灯させる動作制御を繰り返し、前記ランプ48の点灯を監視する。
【0059】
また、前記主ランプが何らかの原因で点灯遮断やランプ位置不正により消灯されると、前記ランプ切り換えスイッチ43aを操作して、予備ランプに点灯切換を行う。更に、このランプ48の点灯や点灯切換は、前記ランプ表示LED43bの点灯により表示すると共に、前記ランプ発光光量調整43cを用いてランプ48の発光光量を調整する。
【0060】
次に、ポンプ制御部44の動作について説明する。
前記CCU16のポンプスイッチ44aを操作して送気させると、前記ポンプ状態保持部52は、前記基準クロックを基に、ポンプの送気状態を維持する制御信号を生成して前記ポンプ制御部44を介してポンプの駆動を制御する。
【0061】
このポンプ制御部44の動作を図6のフローチャートを用いて詳述すると、電源スイッチ55がオンされるとポンプも同時に動作を開始する。ステップS11で前記ポンプスイッチ44aが操作されたか否かを判定する。ポンプスイッチ44aが操作されたと判定されると、ステップS12で前記ポンプスイッチ44aが操作される前のポンプの状態、例えば、ポンプスイッチ44aが操作される前はポンプがオン状態の場合は、ポンプをオフ状態に変更して、前記ステップS11に戻る。前記ステップS11で前記ポンプスイッチ44aが操作されていないと判定されると、ステップS13で現在のポンプの動作状態を維持する。このステップS13の処理が終了すると前記ステップS11に戻る。
【0062】
つまり、ポンプスイッチ44aのスイッチ操作がなされたか否か判定し、ポンプスイッチ44aが操作されないときは、現状の動作状態を維持し、ポンプスイッチ44aが操作される度にポンプをオン状態からオフ状態に、又はオフ状態からオン状態へと動作を順次変更するようになっている。
【0063】
次に、操作パネル部45は、前記CCU16の筐体正面の輝度調整スイッチ45aとホワイトバランス調整スイッチ45dの操作に対応した制御を行うもので、前記輝度調整スイッチ45aが操作されると、その輝度調整スイッチ45aのスイッチ操作を検出して、LED,SW制御部53から前記アイソレーション素子40cを介して前記プロセス回路39で映像信号処理される輝度信号のレベル調整を行うと共に、前記輝度信号の輝度レベルがアベレージ値の際には、輝度レベル表示LED45bを、輝度レベルがピーク値の際には、輝度レベルLED45cを点灯させる制御信号を生成供給する。前記ホワイトバランス調整スイッチ45dが操作されると、前記LED,SW制御部53から前記アイソレーション素子40cを介して、前記プロセス回路39で生成される色信号の赤、緑、青の三原色の混合比の調整を行うと共に、ホワイトバランス調整終了後、前記ホワイトバランス調整表示LED45eを点灯制御する信号を生成して、ホワイトバランス調整完了を表示する。
【0064】
次に、スコープスイッチ信号は、電子内視鏡装置11に設けられ、体腔内に挿入された挿入部12のCCD31が被写体である患部を撮像した際に、その患部の映像信号を記録媒体に記録する等のために、術者が操作する図示していないスコープスイッチのスイッチ操作信号である。このスコープスイッチ信号は、アイソレーション素子40dを介して、前記スコープ信号加工部54に供給されると、このスコープスイッチ信号をトリガーとして、例えば300msの期間、前記外部機器である例えば磁気記録装置の駆動を制御して、前記ミキサー41から供給されたコンポジット信号又はY/C信号を記録させるように制御する。前記外部機器を駆動制御する300ms経過後は、次のスコープスイッチ信号の供給時の制御スタンバイ状態に戻るようになっている。
【0065】
このように、二次回路47のSSG42は、前記プロセス回路39からのHD,VD信号を基に生成された基準クロック信号に依存して前記ランプ制御部43、ポンプ制御部44、操作パネル部45、及びスコープスイッチ信号による制御を行うが、このSSG42は、前記患者回路46のCXO35で生成された基準クロック信号と必ずしも位相が一致する必要はなく、高速の基準クロックを用いる必要もないために、二次回路47には、従来のような基準クロック信号に同期した制御基準信号を生成するためのタイミングジェネレーションを設けたり、又は位相制御するためのPLL回路を設ける必要もなくなる。
【0066】
これにより、CXO35で生成された基準クッロク信号の基で、生成される映像信号の処理機能は患者回路46内に設け、二次回路47には、CXO35からの基準クロック信号と同期する必要のない各種制御回路を設けたことにより、アイソレーション素子40は、前記HD,VDの周波数に追従可能な素子であるならば、遅延量を考慮することなく選択設定が可能となり、特に二次回路47の各種制御部の簡略化が可能となる。
【0067】
また、前記患者回路46は、基準クロック発生器(CXO)35乃至プロセス回路39を配置するために、従来に比して若干配線基板の面積を大きくすることができ、この配線基板の面積の若干の拡大により、グランドパターンの配置面積の拡大となり、外部ノイズの前記患者回路46への混入防止の向上を図ることが可能となった。
【0068】
次に、本発明の一実施形態の応用例について、図7を用いて説明する。なお、図1と同一部分は同一符号を付して詳細説明は省略する。
【0069】
この図7と図1の相違は、二次回路47のSSG42の動作基準信号に、患者回路46のCXO35で発生した基準クロック信号を1/N分周器58で分周した基準クロック信号を用いる点にある。
【0070】
つまり、患者回路46のCXO35で生成された基準クロック信号は、分周回路58で1/N分周(Nは正数)することにより、前記プロセス回路39からアイソレーション素子40bを介して前記SSG42に供給されるHD,VD信号に比して、周波数の低い基準クロック信号を前記SSG42に供給可能となる。これにより、アイソレーション素子40b’は、前記アイソレーション素子40bに比して、低位な伝送周波数に対応したフオトカプラが使用でき、アイソレーション素子の40b’の簡素化が可能となり、ランプ制御部43、ポンプ制御部44、操作パネル制御部45等の制御も前述の本発明の一実施形態と同様に制御可能となると共に、同様の効果が得られる。
【0071】
なお、前述の図1と図7を用いて説明した本発明の一実施形態と応用例において、患者回路46にCXO35を設けたが、このCXO35を2次回路47に設けて、この二次回路47に設けたCXOから患者回路46のタイミングジェネレータ34とプロセス回路39又は分周器58にアイソレーション素子を介して基準クロック信号を供給し、更に、前記二次回路47のSSG42に基準クロック信号を供給することも可能である。
【0072】
この場合、前記二次回路47に設けたCXOから前記患者回路46のタイミングジェネレータ34とプロセス回路39に供給される基準クロック信号の位相が一致されていれば良く、たとえアイソレーション素子での遅延が生じたとしても、前記タイミングジェネレータ34とプロセス回路39に供給される基準クロック信号の位相が一致していれば何ら問題は生じない。
【0073】
次に、本発明の係る電子内視鏡装置の他の実施形態について、図8と図9を用いて説明する。なお、図1と同一部分は同一部号を付している。
【0074】
映像信号処理や各種信号処理回路の制御にDSP(デジタルシグナルプロセッサ)61を用いる。このDSP61は、電子内視鏡装置の挿入部12の先端部に配置されたCCD31を駆動制御し、かつ、CCD31から出力される信号を映像信号に生成するCCU16の患者回路46内に組み込まれ、前記患者回路46のCCDドライバ33を駆動制御するタイミング信号を生成するタイミングジェネレータ34の動作制御と、CCD31の出力信号を増幅するプリアンプ36から出力された出力信号の相関二重サンプリング(CDS)と信号利得等の前処理を行なうCDS/AGC部37’と、前記CDS/AGC部37’からの出力信号をA/D変換するA/D回路38とを制御バス61aを介して制御されるようになっている。
【0075】
前記DSP61は、前記タイミングジェネレータ34,CDS/AGC部37’及びA/D回路38を制御する基本動作データと前記A/D回路38から供給されたデジタル信号をデジタル映像信号処理する映像信号処理プロセスデータを記憶したEEPROM62を有し、かつ、通信ドライバ63とバッファ65を介して、図示していないDSP制御信号に接続されている。前記DSP61でデジタル映像信号処理された輝度(Y)信号と色(C)信号は、ミキサー66に供給されるようになっている。前記通信ドライバ63とバッファ65とはアイソレーション素子64aで、前記DSP61とミキサー66とはY信号用のアイソレーション素子64bとC信号用のアイソレーション素子64cで各々アイソレーションされており、前記バッファ65とミキサー66で二次回路47を構成している。 前記患者回路46と前記二次回路47は異なるグランドを有し、前記患者回路46は、前記二次回路47に対して浮いた状態となっている。
【0076】
次に、このようにDSP61を有する電子内視鏡に動作について説明する。
【0077】
電子内視鏡のCCU16の図示していない動作電源が投入されると、前記DSP61は初期設定されて、前記EEPROM62に記憶されている各種制御データを読み出す。前記電源投入と共にCXO35から基準クロック信号が発生し、タイミングジェネレータ34やDSP61に供給される。前記タイミングジェネレータ34は、CCD31に適合した駆動タイミングのデータをDSP61より受け取り、CCD駆動タイミング信号を発生させ、そのタイミング信号の基でCCDドライバー33を介してCCD31を駆動する。所定のタイミングにて駆動されたCCD31は、被写体に応じた出力信号を発生させる。このCCD31からの出力は、プリアンプ36により所定の信号量に増幅した後、CDS/AGC部37’にてCDS処理され、かつ、所定の信号利得調整される。このCDS/AGC部37’には、前記DSP61からCDS処理に必要なクランプデータとタイミングデータ、及びAGC制御に必要な制御電圧値が供給されるようになっている。
【0078】
前記CDS/AGC部37’でCDS処理と所定の利得に制御された出力信号は、DSP61からのA/D変換基準データの基で、A/D変換器38にてデジタル信号に変換されるようになっている。前記A/D変換器38でA/D変換されたデジタル信号は、前記DSP61に供給されるようになっている。
【0079】
前記DSP61に供給されたデジタル信号は、DSP61に内蔵された映像信号処理プロセスで所定のデジタルデータに変換される。
【0080】
このDSP61の映像信号処理プロセスは、図9に示しており、前記A/D変換器38から供給されたデジタル映像信号は、Y/C分離回路71で輝度成分(Y)信号と色成分(C)信号に分離される。Y信号は、ローパスフィルタ(LPF)72で不要成分の除去を行った後、強調部73で映像の輪郭強調処理を行い、D/A変換器74でアナログY信号に変換する。
【0081】
前記Y/C分離回路71で分離されたC信号は、LPF75で不要成分を除去後、色補正部76にて色補正を行い、時間合わせ部77でY信号との信号処理の時間差を補正した後、D/A変換器78でアナログ変換したアナログC信号を出力する。
【0082】
D/A変換器74、78でアナログ信号に変換されたY信号とC信号は、高周波のアナログ信号を伝送できるフォトカプラで構成されたアイソレーション手段64b,64cを介して、2次回路47のミキサー66に供給され、複合映像信号(コンポジット信号)を生成し、また、Y、C信号はそのまま出力させ、図示されていないモ二夕―等に供給される。
【0083】
前記DSP61における前記タイミングジェネレータ34、CDS/AGC部37’、及びA/D回路38の動作制御条件を変更する際には、デジタルデータ伝送規格のRS−232C規格に基づく、前記バッファ65と通信ドライバ63を介して、前記DSP61に制御データを通信する。
【0084】
この制御データの通信には、DSP61から送信する信号(TXD)と、DSP61が受信する信号(RXD)、及びグランド(GND)の3種類の信号を授受する信号線を有している。なお、前記送信信号(TXD)と受信信号(RXD)は、1つの信号線で信号授受することも可能である。
【0085】
まずDSP61はTXDを通信ドライバー63へ送る。通信ドライバー63は図示しないプログラミング可能機器とDSP61の電圧レベルの変換を行う。通信ドライバー63を経由した信号は、アイソレーション手段64aを経てバッファ65へ伝送される。バッファ65を介して、図示しないコネクタよりプログラミング可能機器に接続される。プログラミング可能機器は、プログラミング側からの送信として同様のルートでDSP制御信号のRXDの信号をDSP61に送る。 DSP61は受け取ったデータを新しいパラメータとしてEEPROM62に書き込むことによりその値を保持することができる。この新しいデータにてDSP61は、前記映像信号の処理や前記タイミングジェネレータ34、前記CDS/AGC部37’、及びA/D回路38の制御を行う。
【0086】
これにより、患者回路46と二次回路47とのアイソレーション素子64は、前記DSP61とプログラミング可能機器とのデータ通信のアイソレーション素子64aと、前記DSP61で映像信号処理されて生成されたY,C信号の伝送系路とミキサー66との間のアイソレーション素子64b,64cの3つのアイソレーション素子で構成可能となる。また、前記患者回路46は、DSP61を含む映像信号処理に必要な制御回路(CXO35,タイミングジェネレータ34,CCDドライバ33)と信号処理回路(プリアンプ36、CDS/AGC部37’、A/D回路38)とデータ通信用のドライバ63を配置する比較的大きめの面積を有する配線基板を用いることが出来、この結果、患者回路の配線基板上のグランド配線パターンの配置面積も大きくできることから、外部ノイズの遮蔽性能の向上が可能となる。更に、前記プログラミング可能機器から前記患者回路46のDSP61のデータ書換が自由に出来ることから、映像信号処理や図示されていない各種内視鏡操作の制御を内視鏡での体腔内患部の診断内容によって術者が選択可能となる。
【0087】
以上説明したように本発明は、患者回路内に、基準クロック発生器から供給された基準クッロク信号と同期して駆動させるCCD駆動制御する制御手段と、CCDで撮像生成した被写体信号を前記基準クロック信号と同期させて信号処理して映像信号を生成する映像信号生成手段を配置させ、二次回路には、前記基準クロック発生器から供給された基準クロック信号を用いるが、必ずしも同期する必要のない各種信号処理や内視鏡の各種操作制御を行う信号処理と制御手段を配置することにより、前記患者回路と二次回路管のアイソレーション素子による信号遅延を考慮する必要がなく、アイソレーション素子の選定が安易に行える。更に、前記患者回路を配置する配線基板には、外部ノイズを遮蔽するために十分なグランドパターンが確保できる。
【0088】
[付記]
以上詳述したように本発明の実施形態によれば、以下のような構成を得ることが出来る。
【0089】
(1) 被写体の光情報を電気信号に変換する撮像手段を備えた内視鏡と、前記撮像手段の出力信号を映像信号処理する映像信号処理手段を備えた電子内視鏡装置であって、前記撮像手段を駆動制御する駆動制御手段と、前記撮像手段の出力信号を映像信号処理する映像信号処理手段と、及び前記駆動制御手段と前記映像信号処理手段の動作基準クロックを生成する基準クロック発生手段とを有した患者回路部と、前記患者回路部の映像信号処理手段で生成された映像信号を外部機器に供給処理する映像信号加工手段と、前記内視鏡の各種操作を制御する標準信号を生成する標準信号生成手段を有した二次回路部と、前記患者回路部と前記二次回路部との間で授受される各種信号をアイソレーションするアイソレーション手段と、を具備し、前記アイソレーション手段を介して前記患者回路部の基準クロック発生手段で生成された動作基準クロックの基で前記映像信号処理手段で生成された基準信号を前記二次回路部の標準信号生成手段の動作基準信号として供給すると共に、前記二次回路部の標準信号生成手段で生成された動作制御信号で前記患者回路部の映像信号処理手段の動作制御を行うことを特徴とする電子内視鏡装置。
【0090】
(2) 前記内視鏡に備えた撮像手段は、固体撮像素子で、内視鏡本体の挿入部先端部内に配置されたことを特徴とする付記1に記載の電子内視鏡装置。
【0091】
(3) 前記撮像手段の固体撮像素子は、前記内視鏡本体に装着される外付けカメラの内部に配設されたことを特徴とする付記1に記載の電子内視鏡装置。
【0092】
(4) 前記患者回路部の映像信号処理手段は、相関二重サンプリング処理と、アナログ/デジタル変換処理と、及び映像輝度成分と色成分の生成処理を行う処理回路からなることを特徴とする付記1に記載の電子内視鏡装置。
【0093】
(5) 前記二次回路部の標準信号生成手段に供給される動作基準信号は、前記患者回路部の映像信号処理手段で生成された基準動作信号を用いることを特徴とする付記1に記載の電子内視鏡装置。
【0094】
(6) 前記二次回路部の標準信号生成手段に供給される動作基準信号は、前記患者回路部の基準クロック発生手段で生成された基準クロック信号を1/N分周(Nは正数)した基準動作信号を用いたことを特徴とする付記1に記載の電子内視鏡装置。
【0095】
(7) 前記二次回路部の映像信号加工手段は、前記患者回路部からの輝度信号成分と色成分を混合して複合映像信号を生成するミキサ回路からなることを特徴とする請求項1に記載の電子内視鏡装置。
【0096】
(8) 前記二次回路部の標準信号生成手段は、前記患者回路部の映像信号処理手段の動作制御以外に、前記内視鏡本体の操作を制御する少なくともランプ操作、ポンプ操作、及びパネル操作を制御する制御信号を生成することを特徴とする付記1に記載の電子内視鏡装置。
【0097】
(9) 前記患者回路部に設けた前記基準クロック発生手段を前記二次回路部に設け、この二次回路部に設けた基準クロック発生手段から生成された動作基準クロックの基で、前記患者回路部に設けた駆動制御手段と前記映像信号処理手段を動作制御することを特徴とする請求項1乃至8に記載の電子内視鏡装置。
【0098】
(10) 被写体の光情報を電気信号に変換する撮像手段を備えた内視鏡と、前記撮像手段の出力信号を映像信号処理する映像信号処理手段を備えた電子内視鏡装置であって、前記撮像手段を駆動制御する駆動制御手段と、前記撮像手段の出力信号を映像信号処理するデジタル信号処理手段と、前記デジタル信号処理手段と外部制御機器との間で授受される処理データの通信伝送する通信ドライバ手段と、及び前記駆動制御手段と前記デジタル信号処理手段の動作基準クロックを生成する基準クロック発生手段とを有した患者回路部と、前記患者回路部のデジタル信号処理手段で生成された映像信号を外部機器に供給処理する映像信号加工手段と、前記通信ドライバ手段と外部制御機器との間で授受される処理データの通信伝送用の接続制御するバッファ手段を有した二次回路部と、前記患者回路部と前記二次回路部との間で授受される各種信号と伝送通信をアイソレーションするアイソレーション手段と、を具備することを特徴とする電子内視鏡装置。
【0099】
(11) 前記内視鏡に備えた撮像手段は、固体撮像素子で、内視鏡本体の挿入部先端部内に配置されたことを特徴とする付記9に記載の電子内視鏡装置。
【0100】
(12) 前記撮像手段の固体撮像素子は、前記内視鏡本体に装着される外付けカメラの内部に配設されたことを特徴とする付記9に記載の電子内視鏡装置。
【0101】
(13) 前記患者回路部のデジタル信号処理手段は、相関二重サンプリング処理とアナログ/デジタル変換処理の動作制御機能と、映像輝度成分と色成分の生成処理機能を有することを特徴とする付記9に記載の電子内視鏡装置。
【0102】
(14) 前記デジタル信号処理手段は、前記外部制御機器と前記通信ドライバ手段と前記バッファ手段を介して、前記外部制御機器から供給された処理データに書き換え可能で、この書き換えられた処理データの基で、前記相関二重サンプリング処理とアナログ/デジタル変換処理と及び映像輝度成分と色成分の生成処理を行うことを特徴とする付記9に記載の電子内視鏡装置。
【0103】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、固体撮像素子を内蔵した電子内視鏡装置において、基準クロック発生手段と前記固体撮像素子の駆動制御手段と固体撮像素子で生成された出力信号の映像信号処理手段を患者回路内に設け、前記基準クロック発生手段からの基準クロック信号の信号遅延による制御動作が影響しない内視鏡の各種操作制御手段を二次回路に設けたことにより、前記患者回路と二次回路との間で授受される各種信号のアイソレーション素子に信号遅延を考慮する必要のない素子の使用が可能となると共に、前記患者回路のグラウンド配線パターン面積の拡大により、外部ノイズの混入遮断性能が向上する効果を有している。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る電内視鏡装置の一実施形態のカメラコントロールユニットの構成を示すブロック図。
【図2】本発明に係る電子内視鏡装置の全体を示す説明図。
【図3】本発明に係る電子内視鏡装置の標準信号発生器の構成を示すブロック図。
【図4】本発明に係る電子内視鏡装置のカメラコントロールユニットの全体を示す説明図。
【図5】本発明に係る電子内視鏡装置の照明用ランプの駆動制御動作を示すフローチャート。
【図6】本発明に係る電子内視鏡装置のポンプ駆動制御動作を示すフローチャート。
【図7】本発明に係る電子内視鏡装置の一実施形態の応用例を示すカメラコントロールユニットのブロック図。
【図8】本発明の係る電子内視鏡装置の他の実施形態のカメラコントロールユニットの構成を示すブロック図。
【図9】本発明に係る電子内視鏡装置の他の実施形態のデジタル信号プロセッサの構成を示すブロック図。
【図10】従来の電子内視鏡装置のカメラコントロールユニットの構成を示すブロック図。
【図11】従来の電子内視鏡装置のカメラコントロールユニットの構成を示すブロック図。
【符号の説明】
11…電子内視鏡装置
12…挿入部
13…操作部
14…ユニバーサルコード
16…カメラコントロールユニット
17…モニター
19…先端部
31…固体撮像素子
32…ライトガイドファイバー
33…CCDドライバ
34…タイミングジェネレータ
35…基準クロック発生器
36…プリアンプ
37…相関二重サンプリング
38…アナログ/デジタル変換器
39…プロセス回路
40…アイソレーション素子
41…ミキサー
42…標準信号発生器
43…ランプ制御部
44…ポンプ制御部
45…操作パネル部
46…患者回路
47…二次回路[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electronic endoscope apparatus incorporating a solid-state image sensor at the distal end of an insertion portion of an endoscope, a processing circuit for a video signal generated by the solid-state image sensor, and a control circuit for controlling the operation of the endoscope And an electronic endoscope apparatus in which a camera control unit including a patient circuit and a secondary circuit are insulated and separated.
[0002]
[Prior art]
Endoscopes that can be used to observe the target site deep in the body cavity without needing an incision by inserting an elongated insertion part into the body cavity, and can be used for treatment with a treatment tool as needed are widely used. Yes.
[0003]
Recently, an electronic endoscope apparatus that obtains a video signal of a subject image using an electronic endoscope provided with a solid-state imaging device using a CCD or the like and displays the image on a monitor or the like has been used.
[0004]
In an electronic endoscope apparatus used in the medical field, medical safety measures are taken to prevent an electric shock or the like due to a leakage current at a portion that directly touches a patient or an operator like other electronic medical devices.
[0005]
In other words, in addition to the primary circuit directly connected to the commercial power source, the secondary circuit configured via the primary circuit and the power supply isolation transformer, the primary circuit and the secondary circuit have a predetermined withstand voltage and leakage current. A patient circuit that sufficiently satisfies the above criteria is provided, and an electronic circuit including a solid-state imaging device disposed in the endoscope insertion portion is configured as the patient circuit.
[0006]
Circuits such as the imaging unit of an electronic endoscope provided in the vicinity of such a portion that may be touched by the patient cannot prevent a sufficient creepage space from the outer surface in order to prevent the insertion portion from becoming thicker. The patient circuit needs to be isolated from the secondary circuit.
[0007]
The patient circuit has a structure in which signal lines, grounds and the like are electrically insulated from the secondary circuit. Of the electronic circuits in the electronic endoscope apparatus, the secondary circuit usually connects the ground to a housing or the like, and may be shared with the ground of the primary circuit.
[0008]
On the other hand, the ground of the patient circuit is a ground different from the secondary circuit, and is floating with respect to the secondary circuit.
[0009]
In addition, an isolation element is provided between the patient circuit and the secondary circuit so as to insulate the patient circuit and the secondary circuit from each other with respect to a power source, a signal line, and the like.
[0010]
As the isolation element, a photocoupler or the like is used for a digital signal, and a pulse transformer or the like is used for an analog signal line.
[0011]
As a specific method for isolating a patient circuit and a secondary circuit of a conventional electronic endoscope apparatus, Japanese Patent Laid-Open No. 7-323003 has been proposed. The contents of this Japanese Patent Laid-Open No. 7-32003 are shown in FIG. It has a configuration.
[0012]
An electronic endoscope provided with a
[0013]
The timing generator (1) 104 generates a timing signal based on a reference clock signal from a reference clock signal generation circuit (hereinafter referred to as CXO) 110 that generates a reference clock signal.
[0014]
The reference clock signal from the CXO 110 is also supplied to a standard signal generation circuit (hereinafter referred to as SSG) 107. The
[0015]
The timing pulse generated by the timing generator (2) 106 is supplied to the
[0016]
The circuit in the
[0017]
Isolation elements 111a to 111c such as photocouplers and pulse transformers are provided and insulated between the
[0018]
The reference clock signal generated by the CXO 110 is supplied to the timing generator (1) 104 via the isolation element 111a. The synchronization signal HD and VD generated by the
[0019]
In the
[0020]
Japanese Patent Laid-Open No. 1-223928 proposes to eliminate a delay in an isolation element of a signal exchanged between a patient circuit and a secondary circuit. The proposed content of Japanese Patent Laid-Open No. 1-223928 has a configuration shown in FIG.
[0021]
An electronic endoscope having a
[0022]
Of the HD and VD generated by the patient side
[0023]
That is, the phase of the HD generated from the patient side
[0024]
[Problems to be solved by the invention]
In the endoscope imaging apparatus proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-32003, the
[0025]
That is, by providing the
[0026]
However, a high-speed reference clock is used in drive control of the
[0027]
In Japanese Patent Laid-Open No. 1-223928, a complicated and large circuit scale PLL circuit must be used in order to eliminate the signal delay caused by the isolation element and to synchronize the synchronization between the patient circuit and the secondary circuit. .
[0028]
However, in the actual apparatus, the
[0029]
On the other hand, the
[0030]
In avoiding external noise mixing, the patient circuits described in the above publications minimize the signal processing circuit of the patient circuit in order to minimize signal exchange with the secondary circuit and reduce the number of isolation elements. For this reason, the ground pattern of the circuit board which arrange | positions a patient circuit narrows, and the subject that EMC performance fell fell occurred.
[0031]
In view of these problems, an object of the present invention is to provide an electronic endoscope apparatus capable of sufficiently ensuring EMC performance without causing signal delay.
[0032]
[Means for Solving the Problems]
The present invention is an electronic endoscope apparatus including an endoscope including an imaging unit that converts light information of a subject into an electrical signal, and a video signal processing unit that processes an output signal of the imaging unit. ,
Drive control means for driving and controlling the imaging means;A reference clock signal generating means for generating a reference clock signal to be supplied to at least the drive control means, and based on the reference clock signal,Output signal of the imaging meansAgainst the givenVideo signal processingTo generate and output a predetermined video signalVideo signal processing means;Synchronization signal generating means provided in the video signal processing means for generating a synchronization signal for displaying the video signal on a predetermined external display means based on the reference clock signal;A patient circuit unit having
Input from the patient circuit via a first isolation means,Video signal processing meansInGeneratedSaidThe video signalPredetermined external display meansTo supplyTo perform a predetermined processVideo signal processing means;At least one endoscope operation control circuit for controlling a predetermined operation in the endoscope, and generated in the synchronization signal generation means input from the patient circuit via the second isolation means Using the synchronization signal as a reference signal, the endoscope operation control circuitControl various operationsControl signal forGenerateControl signal generation meansAnd a secondary circuit section having
Comprising
The endoscope operation control circuit is configured to provide a delayed signal even when the synchronization signal input to the control signal generation unit via the second isolation unit is delayed in the second isolation unit. The synchronization signal can be controlled by the control signal generated using the synchronization signal as a reference signal.
[0033]
As a result, the electronic endoscope apparatus of the present invention is provided with the reference clock generation means and the video signal processing means necessary for the video signal processing in the patient circuit so as not to cause a signal delay and in the secondary circuit. Therefore, even if a signal delay occurs, the control operation is not hindered, and it is possible to secure the arrangement and area of the ground pattern of the wiring board of the patient circuit necessary for ensuring the EMC performance.
[0034]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In the present invention, the CCU of the electronic endoscope apparatus has an endoscope operation drive control function in addition to the CCD drive control and the image signal processing generated by the CCD. The control signal for performing the control is controlled based on the reference clock signal supplied from the reference clock generation circuit. However, the control signal is focused on the fact that the phases of the reference signals do not necessarily match.
[0035]
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a camera control unit of an embodiment of an electronic endoscope apparatus according to the present invention, and FIG. 2 is an explanatory view showing the entire electronic endoscope apparatus according to the present invention. FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of a standard signal generator of the electronic endoscope apparatus according to the present invention, FIG. 4 is an explanatory view showing the entire camera control unit of the electronic endoscope apparatus according to the present invention, and FIG. FIG. 6 is a flowchart showing the drive control operation of the illumination lamp of the electronic endoscope apparatus according to the present invention, and FIG. 6 is a flowchart showing the pump drive control operation of the electronic endoscope apparatus according to the present invention.
[0036]
As shown in FIG. 2, the
[0037]
Further, the
[0038]
Although not shown in the drawing, the
[0039]
A configuration built in the
[0040]
An imaging optical system (not shown) is provided at the
[0041]
A signal transmission / reception cable is connected to the
[0042]
Further, a
[0043]
In other words, here is an example of an electronic endoscope apparatus integrated with a light source, in which a CCU that drives a CCD to perform image processing and a light source unit that supplies light into a body cavity are incorporated in one housing. explain.
[0044]
The
[0045]
That is, the reference clock signal generated from the
[0046]
Based on the drive signal from the
[0047]
The
[0048]
The
[0049]
The
[0050]
The HD and VD generated by the
[0051]
As shown in FIG. 3, the
[0052]
The
[0053]
In addition, a
[0054]
As shown in FIG. 4, the
[0055]
The operation of the
[0056]
When the
[0057]
This lighting condition is to determine whether or not the light source center of the
[0058]
The lamp control operation will be described in detail with reference to the flowchart of FIG. 5. When the
[0059]
Further, when the main lamp is turned off for some reason due to lighting interruption or incorrect lamp position, the
[0060]
Next, the operation of the
When the
[0061]
The operation of the
[0062]
That is, it is determined whether or not the
[0063]
Next, the
[0064]
Next, the scope switch signal is provided in the
[0065]
Thus, the
[0066]
Thus, the processing function of the generated video signal is provided in the
[0067]
Further, since the
[0068]
Next, an application example of one embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
[0069]
The difference between FIG. 7 and FIG. 1 is that the reference clock signal generated by dividing the reference clock signal generated by the
[0070]
That is, the reference clock signal generated by the
[0071]
In the embodiment and the application example of the present invention described with reference to FIGS. 1 and 7, the
[0072]
In this case, the phase of the reference clock signal supplied from the CXO provided in the
[0073]
Next, another embodiment of the electronic endoscope apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS. In addition, the same part as FIG. 1 is attached | subjected the same part number.
[0074]
A DSP (digital signal processor) 61 is used for video signal processing and control of various signal processing circuits. The
[0075]
The
[0076]
Next, the operation of the electronic endoscope having the
[0077]
When operating power (not shown) of the
[0078]
The output signal controlled by the CDS /
[0079]
The digital signal supplied to the
[0080]
The video signal processing process of the
[0081]
The C signal separated by the Y /
[0082]
The Y signal and the C signal converted into analog signals by the D /
[0083]
When changing the operation control conditions of the
[0084]
The control data communication includes signal lines for transmitting and receiving three types of signals: a signal (TXD) transmitted from the
[0085]
First, the
[0086]
As a result, the isolation element 64 between the
[0087]
As described above, according to the present invention, the control circuit for controlling the CCD drive for driving the patient circuit in synchronization with the reference clock signal supplied from the reference clock generator, and the subject signal imaged and generated by the CCD in the reference clock. Video signal generating means for generating a video signal by performing signal processing in synchronization with the signal is arranged, and the reference clock signal supplied from the reference clock generator is used for the secondary circuit, but it is not always necessary to synchronize. By arranging the signal processing and control means for performing various signal processing and various operation control of the endoscope, it is not necessary to consider the signal delay due to the isolation element of the patient circuit and the secondary circuit tube. Easy selection. Furthermore, a sufficient ground pattern for shielding external noise can be secured on the wiring board on which the patient circuit is arranged.
[0088]
[Appendix]
As described in detail above, according to the embodiment of the present invention, the following configuration can be obtained.
[0089]
(1) An electronic endoscope apparatus including an endoscope including an imaging unit that converts light information of a subject into an electrical signal, and a video signal processing unit that processes an output signal of the imaging unit. Drive control means for driving and controlling the imaging means, video signal processing means for processing an output signal of the imaging means, and reference clock generation for generating an operation reference clock for the drive control means and the video signal processing means A patient circuit section having a means, a video signal processing means for supplying a video signal generated by the video signal processing means of the patient circuit section to an external device, and a standard signal for controlling various operations of the endoscope A secondary circuit unit having a standard signal generating unit for generating a signal, and an isolation unit for isolating various signals exchanged between the patient circuit unit and the secondary circuit unit, The reference signal generated by the video signal processing unit based on the operation reference clock generated by the reference clock generating unit of the patient circuit unit via the isolation unit is used to operate the standard signal generating unit of the secondary circuit unit. An electronic endoscope apparatus characterized in that the operation control of the video signal processing means of the patient circuit unit is performed by the operation control signal generated by the standard signal generation means of the secondary circuit unit while being supplied as a reference signal.
[0090]
(2) The electronic endoscope apparatus according to
[0091]
(3) The electronic endoscope apparatus according to
[0092]
(4) The video signal processing means of the patient circuit unit includes a processing circuit that performs correlated double sampling processing, analog / digital conversion processing, and processing for generating video luminance components and color components. The electronic endoscope apparatus according to 1.
[0093]
(5) The reference operation signal generated by the video signal processing unit of the patient circuit unit is used as the operation reference signal supplied to the standard signal generation unit of the secondary circuit unit. Electronic endoscope device.
[0094]
(6) The operation reference signal supplied to the standard signal generation means of the secondary circuit unit is 1 / N frequency division of the reference clock signal generated by the reference clock generation means of the patient circuit unit (N is a positive number) The electronic endoscope apparatus according to
[0095]
(7) The video signal processing means of the secondary circuit unit includes a mixer circuit that generates a composite video signal by mixing a luminance signal component and a color component from the patient circuit unit. The electronic endoscope apparatus described.
[0096]
(8) The standard signal generation unit of the secondary circuit unit is configured to control at least a lamp operation, a pump operation, and a panel operation for controlling the operation of the endoscope main body in addition to the operation control of the video signal processing unit of the patient circuit unit. The electronic endoscope apparatus according to
[0097]
(9) The reference clock generation means provided in the patient circuit section is provided in the secondary circuit section, and the patient circuit is generated based on an operation reference clock generated from the reference clock generation means provided in the secondary circuit section. The electronic endoscope apparatus according to any one of
[0098]
(10) An electronic endoscope apparatus including an endoscope including an imaging unit that converts light information of a subject into an electrical signal, and a video signal processing unit that performs video signal processing on an output signal of the imaging unit, Drive control means for driving and controlling the imaging means, digital signal processing means for video signal processing of the output signal of the imaging means, and communication transmission of processing data exchanged between the digital signal processing means and an external control device A communication driver means, a patient circuit section having a reference clock generating means for generating an operation reference clock for the drive control means and the digital signal processing means, and a digital signal processing means of the patient circuit section. Video signal processing means for supplying video signals to an external device, and connection control for communication transmission of processing data exchanged between the communication driver means and the external control device A secondary circuit section having a buffer means, and an isolation means for isolating various signals exchanged between the patient circuit section and the secondary circuit section and transmission communication. An electronic endoscope device.
[0099]
(11) The electronic endoscope apparatus according to appendix 9, wherein the imaging means provided in the endoscope is a solid-state imaging element and is disposed in the distal end portion of the insertion portion of the endoscope body.
[0100]
(12) The electronic endoscope apparatus according to appendix 9, wherein the solid-state imaging device of the imaging unit is disposed inside an external camera attached to the endoscope body.
[0101]
(13) The digital signal processing means of the patient circuit section has an operation control function of correlated double sampling processing and analog / digital conversion processing, and a video luminance component and color component generation processing function. The electronic endoscope apparatus described in 1.
[0102]
(14) The digital signal processing means can be rewritten to the processing data supplied from the external control device via the external control device, the communication driver means, and the buffer means, and the basis of the rewritten processing data. The electronic endoscope apparatus according to appendix 9, wherein the correlated double sampling process, the analog / digital conversion process, and the video brightness component and color component generation process are performed.
[0103]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, in an electronic endoscope apparatus incorporating a solid-state image sensor, video signal processing of an output signal generated by a reference clock generator, a drive controller of the solid-state image sensor, and the solid-state image sensor Means in the patient circuit, and various operation control means of the endoscope that are not affected by the control operation due to the signal delay of the reference clock signal from the reference clock generating means are provided in the secondary circuit. It is possible to use an element that does not need to consider signal delay as an isolation element for various signals exchanged with the next circuit, and to block external noise by expanding the area of the ground wiring pattern of the patient circuit. It has the effect of improving performance.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a camera control unit according to an embodiment of an electronic endoscope apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is an explanatory view showing the entirety of an electronic endoscope apparatus according to the present invention.
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a standard signal generator of the electronic endoscope apparatus according to the present invention.
FIG. 4 is an explanatory view showing the entire camera control unit of the electronic endoscope apparatus according to the present invention.
FIG. 5 is a flowchart showing a drive control operation of an illumination lamp of the electronic endoscope apparatus according to the present invention.
FIG. 6 is a flowchart showing a pump drive control operation of the electronic endoscope apparatus according to the present invention.
FIG. 7 is a block diagram of a camera control unit showing an application example of an embodiment of an electronic endoscope apparatus according to the present invention.
FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of a camera control unit of another embodiment of the electronic endoscope apparatus according to the present invention.
FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of a digital signal processor according to another embodiment of the electronic endoscope apparatus according to the present invention.
FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of a camera control unit of a conventional electronic endoscope apparatus.
FIG. 11 is a block diagram showing a configuration of a camera control unit of a conventional electronic endoscope apparatus.
[Explanation of symbols]
11 ... Electronic endoscope device
12 ... Insertion section
13 ... operation part
14 ... Universal code
16 ... Camera control unit
17 ... Monitor
19 ... tip
31 ... Solid-state image sensor
32 ... Light guide fiber
33 ... CCD driver
34 ... Timing generator
35 ... Reference clock generator
36 ... Preamplifier
37 ... correlated double sampling
38 ... Analog / digital converter
39 ... Process circuit
40. Isolation element
41 ... Mixer
42 ... Standard signal generator
43. Lamp control unit
44 ... Pump control unit
45. Operation panel section
46 ... Patient circuit
47 ... Secondary circuit
Claims (2)
前記撮像手段を駆動制御する駆動制御手段と、
少なくとも前記駆動制御手段に供給するための基準クロック信号を発生する基準クロック信号発生手段と、
前記基準クロック信号に基づいて、前記撮像手段の出力信号に対して所定の映像信号処理を行い所定の映像信号を生成して出力する映像信号処理手段と、
前記映像信号処理手段内に設けられ、前記基準クロック信号に基づいて、前記映像信号を所定の外部表示手段に表示するための同期信号を生成する同期信号生成手段と、
を有した患者回路部と、
前記患者回路から第1のアイソレーション手段を介して入力された、前記映像信号処理手段において生成された前記映像信号を、所定の外部表示手段に供給するために所定の処理を施す映像信号加工手段と、
前記内視鏡における所定の操作を制御するための少なくとも1つの内視鏡操作制御回路と、
前記患者回路から第2のアイソレーション手段を介して入力された、前記同期信号生成手段において生成された前記同期信号を基準信号として、前記内視鏡操作制御回路の各種操作を制御するための制御信号を生成する制御信号生成手段と、
を有した二次回路部と、
を具備し、
前記内視鏡操作制御回路は、前記第2のアイソレーション手段を介して前記制御信号生成手段に入力される前記同期信号が当該第2のアイソレーション手段において遅延した場合であっても、遅延後の当該同期信号を基準信号として生成された前記制御信号により制御可能である
ことを特徴とする電子内視鏡装置。An endoscope including an imaging unit that converts light information of a subject into an electrical signal, and an image signal processing unit that performs video signal processing on an output signal of the imaging unit,
Drive control means for driving and controlling the imaging means ;
Reference clock signal generating means for generating at least a reference clock signal to be supplied to the drive control means;
Based on the reference clock signal, and the video signal processing means for generating and outputting a predetermined video signal performs predetermined video signal processing on the output signal of the imaging means,
Synchronization signal generating means provided in the video signal processing means for generating a synchronization signal for displaying the video signal on a predetermined external display means based on the reference clock signal;
A patient circuit unit having
Is input through the first isolation means from said patient circuit, the video signal the video signal generated in the processing unit, the video signal processing means for performing a predetermined process to provide a predetermined external display section When,
At least one endoscope operation control circuit for controlling a predetermined operation in the endoscope;
Control for controlling various operations of the endoscope operation control circuit using , as a reference signal, the synchronization signal generated by the synchronization signal generation means, which is input from the patient circuit via the second isolation means. control signal generating means for generating a signal,
A secondary circuit section having
Comprising
The endoscope operation control circuit is configured to provide a delayed signal even when the synchronization signal input to the control signal generation unit via the second isolation unit is delayed in the second isolation unit. The electronic endoscope apparatus can be controlled by the control signal generated using the synchronization signal as a reference signal .
前記制御信号生成手段は、前記患者回路から第2のアイソレーション手段を介して入力された、前記同期信号生成手段において生成された前記水平同期信号および前記垂直同期信号の少なくとも1つの同期信号を基準信号として、前記内視鏡操作制御回路の各種操作を制御するための制御信号を生成する The control signal generation means is based on at least one synchronization signal of the horizontal synchronization signal and the vertical synchronization signal generated by the synchronization signal generation means, which is input from the patient circuit through the second isolation means. As a signal, a control signal for controlling various operations of the endoscope operation control circuit is generated.
ことを特徴とする請求項1に記載の電子内視鏡装置。 The electronic endoscope apparatus according to claim 1.
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