JP4598187B2

JP4598187B2 - 内視鏡装置

Info

Publication number: JP4598187B2
Application number: JP2005072224A
Authority: JP
Inventors: 充飯田
Original assignee: Hoya Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 2005-03-15
Filing date: 2005-03-15
Publication date: 2010-12-15
Anticipated expiration: 2025-03-15
Also published as: JP2006254930A

Description

本発明は、胃などの観察対象をスコープによって撮像可能な内視鏡装置に関し、特に内視鏡作業中に表示、記録される時刻の計測処理に関する。

内視鏡装置では、観察画像に合わせて時刻を画面表示する、あるいはランプ使用時間を計測するため時計が内蔵されている。手術、処置などの内視鏡作業では正確な時間を表示、記録する必要があるため、時計専用の発振器を用いて精度よく時刻がカウントされる。また、内視鏡装置のメイン電源がＯＦＦ状態であっても時間を計る必要があるため、リチウム電池などの内蔵電池によって時刻計測用回路が駆動される（特許文献１参照）。
特開２００３−０００５４０号公報

リチウム電池などの二次電池の使用は、環境問題上制約があり、環境負荷の少ない電池を使用することが望まれている。一方、WINDOWS（登録商標）など汎用のＯＳにより動作する内視鏡システムが開発されており、組み込み型ＰＣボートを内視鏡装置のプロセッサに装着してシステム設計が行われる。しかしながら、組み込み型ＰＣボードに内蔵された時計は、専用発振器を備えていないため精度が悪い。

本発明の内視鏡装置は、バックアップ用電源として機能するバッテリ型コンデンサと、時計専用の発振器に従って時刻を計測する第１の時刻計測回路を備える。バッテリ型コンデンサは、大容量であって電池として機能するコンデンサであり、例えば電気二重層コンデンサが適用される。メイン電源がＯＦＦ状態である間、すなわち商用電源が供給されない間、第１の時刻計測回路は、コンデンサからの電源供給（電圧供給）によって時刻を計測する。また、本発明の内視鏡装置では、時計専用の発振器をもたない汎用の組み込み型ＰＣボードによって動作可能であり、例えば汎用ＯＳによって処理動作が実行される。組み込み型ＰＣボードには、時刻を計測する第２の時刻計測回路が設けられる。

本発明の内視鏡装置は、起動時において、コンデンサの電圧を検知する電圧検知手段と、メイン電源がＯＮ状態なる起動時において、コンデンサの電圧が第１の時刻計測回路を駆動可能な限界駆動電圧以上であるか否かを判別する電圧判別手段を備える。バッテリ型コンデンサは大容量であるため十分蓄電量があり、メイン電源がＯＦＦ状態でも、第１の時刻計測回路において時刻がカウントされる。しかしながら、電池ほどの充電量はなく、電源ＯＦＦ状態が長期間（例えば数週間）になる場合、放電によって蓄電量が減少していく。そして第１の時刻計測回路を駆動させることができる最小電圧（限界駆動電圧）よりコンデンサにかかる電圧が下回った場合、時刻のカウントが停止する。したがって、長期間使用しない内視鏡装置の電源をＯＮ状態にすると、電源ＯＮ時の時刻が計測されていない。本発明は、組み込み型ボードにおいて計測されている時刻を補助用時刻として用いる。組み込み型ボードにはあらかじめ二次電池などの電池が内蔵されており、数週間ではそれほど大きく時刻がずれることはない。

内視鏡装置は、コンデンサ電圧が限界駆動電圧を下回っている場合、第２の時刻計測回路において計測されている補助用の時刻に基づいて第１の時刻計測回路における時刻を修正する時刻修正手段を備える。実質的に正確な補助用の時刻を使用して表示、記録される正規の時刻を修正することができるため、電池に比べて充電機能が劣るバッテリ型コンデンサを使用しても、継続的に正確な時間が計測される。起動時にコンデンサをすぐ充電させないように電圧制御され、時刻修正後コンデンサを充電すればよい。

コンデンサ電圧が最低基準電圧以上である場合、第２の時刻計測回路による補助用の時刻を第１の時刻計測回路において計測されている時刻に修正すればよい。これにより時刻のずれが大きい補助用の時刻も正規の時刻に合わせて逐次修正される。

本発明の内視鏡用時刻修正装置は、起動時に、バックアップ用電源として機能するバッテリ型コンデンサの電圧を検知する電圧検知手段と、起動時に、コンデンサの電圧が第１の時刻計測回路を駆動可能な限界駆動電圧以上であるか否かを判別する電圧判別手段と、コンデンサ電圧が限界駆動電圧を下回っている場合、第２の時刻計測回路において計測されている補助用の時刻に基づいて第１の時刻計測回路における時刻を修正する時刻修正手段とを備える。ただし、第１の時刻計測回路は、時計専用の発振器に従って時刻を計測し、メイン電源がＯＦＦ状態である間、コンデンサからの電源供給によって時刻を計測し、第２の時刻計測回路は、時計専用の発振器をもたない組み込み型ＰＣボードに設けられ、補助用に時刻を計測する。

以上のように本発明によれば、環境負荷を低減させながら正確に時間を計測することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態である電子内視鏡装置について説明する。

図１は、本実施形態である電子内視鏡装置のブロック図である。

電子内視鏡装置は、ＣＣＤ５４を有するビデオスコープ５０と、ＣＣＤ５４から読み出される画像信号を処理するプロセッサ１０とを備え、被写体像を表示するモニタ３２、キーボード３４がプロセッサ１０に接続される。ビデオスコープ５０は、プロセッサ１０に着脱自在に接続される。

プロセッサ１０のメイン電源スイッチ（図示せず）がＯＮ状態になると、電源回路（図示せず）はプロセッサ１０内の各回路へ電源を供給する。さらに、プロセッサ１０のランプ点灯スイッチ（図示せず）がＯＮ操作されると、ランプ制御部１１Ａを含むランプ電源１１からランプ１２へ電源が供給される。ランプ１２から放射された光は、集光レンズ（図示せず）等を介してビデオスコープ５０内に設けられたライトガイド５１の入射端５１Ａに入射する。ライトガイド５１は、ランプ１２から放射される光をビデオスコープ５０の先端側へ伝達する光ファイバー束であり、ライトガイド５１を通った光は出射端５１Ｂから出射し、拡散レンズである配光レンズ（図示せず）を介して観察部位に光が照射される。

観察部位において反射した光は対物レンズ（図示せず）を通ってＣＣＤ５４に到達し、これにより観察部位の被写体像がＣＣＤ５４の受光面に形成される。本実施形態では、カラー撮像方式として単板同時式が適用されており、ＣＣＤの受光面上にはイエロー（Ｙｅ）、シアン（Ｃｙ）、マゼンタ（Ｍｇ）、グリーン（Ｇ）の色要素が市松状に並べられた補色カラーフィルタ（図示せず）が受光面の各画素に対応するよう配置されている。ＣＣＤ５４では、補色カラーフィルタを通る色に応じた被写体像の画像信号が光電変換により発生し、所定時間間隔ごとに１フレームもしくは１フィールド分の画像信号が、色差線順次方式に従って順次読み出される。カラーテレビジョン方式として例えばＮＴＳＣ方式が適用されており、１／３０秒間隔ごとに１フレーム（１／６０秒間隔ごとに１フィールド）分の画像信号が順次読み出され、初期信号処理回路５５へ送られる。初期信号処理回路５５では増幅処理等が実行され、処理された画像信号はプロセッサ１０のプロセッサ信号処理回路２８へ送られる。

プロセッサ信号処理回路２８では、輝度信号と色信号に分離する分離処理、Ｒ、Ｇ、Ｂ信号を生成するマトリクス演算、ホワイトバランス調整、ガンマ補正、輝度、色差信号生成処理など様々な処理が実行され、ＮＴＳＣコンポジット信号、Ｙ／Ｃ分離信号（Ｓビデオ信号）、ＲＧＢ分離信号といった映像信号がモニタ３２へ出力される。これにより、被写体像がモニタ３２に映し出される。一方、プロセッサ信号処理回路２８では、入力された画像信号に基いて被写体像の明るさを示す輝度値が算出され、輝度データがシステムコントロール回路２２へ送られる。

ＣＰＵ２４を含むシステムコントロール回路２２はプロセッサ１０全体を制御し、ランプ電源１１のランプ制御部１１Ａ、プロセッサ信号処理回路２８などの各回路に制御信号を出力する。タイミングコントロール回路３０では、信号の処理タイミングを調整するクロックパルスがプロセッサ１０内の各回路に出力される。ＲＡＭ２６には、ビデオスコープ５０から送られてくるスコープデータなどが格納される。

ビデオスコープ５０内には、ビデオスコープ５０全体を制御するスコープ制御部５６、データ書き換え可能なＥＥＰＲＯＭ５７が設けられている。スコープ制御部５６はＥＥＰＲＯＭ５７からデータを読み出すとともに、初期信号処理回路５５を制御する。ビデオスコープ５０がプロセッサ１０に接続されると、スコープ制御部５６とシステムコントロール回路２２との間で適時データが送受信され、必要に応じてスコープ制御部５６からシステムコントロール回路２２へ、あるいは、システムコントロール回路２２からスコープ制御部５６へデータが送信される。

ランプ１２とライトガイド５１の入射端５１Ａとの間には、集光レンズに加えて照明光量を調整する絞り１６が設けられている。輝度値に基づいてシステムコントロール回路２２からペリフェラルコントロール回路２３へ制御信号が送信されると、被写体像の明るさが適正となるように絞り１６が開閉動作する。

ＯＳＤ回路３１は、モニタ３２に表示される観察画像に患者名、時刻などの文字情報を重ねて表示するための回路であり、システムコントロール回路２２から送られてくる制御信号に基づいて映像信号の間にキャラクタ信号を適切なタイミングで間挿させる。これにより、観察画像に文字情報がスーパーインポーズされる。

ＰＣボード６０は、汎用ＯＳなどによって内視鏡装置を動作させる組み込型ＰＣボードであり、画像処理、画像編集等のソフトはＰＣボード上の処理回路によって動作する。なお、図１では、メイン電源スイッチがＯＦＦ状態であるときのバックアップ用電源、およびそれに関連した回路については省略している。

図２は、時刻計測処理に関連したブロック図である。

電気二重層コンデンサ４２は、バックアップ用電源として機能する大容量コンデンサであり、繰り返し充電させることによって二次型電池のように使用可能である。第１のＲＴＣ（Real Time Clock）４４は、時刻を計測する回路であり、時計専用の発振器４５から送られてくるクロックパルスに応じて時間がカウントされる。プロセッサ１０のメイン電源スイッチがＯＦＦ状態である間、電気二重層コンデンサ４２によって第１のＲＴＣ４４が駆動される。電気二重層コンデンサ４２にかかる電圧、すなわち充電圧の値は、Ａ／Ｄコンバータ４６を介してシステムコントロール回路２２へ送信される。電源制御回路４８は、電気二重層コンデンサ４２に対する充電タイミングを制御可能である。

ＣＰＵ６３を含むＰＣボード６０には第２のＲＴＣ６４が設けられており、時刻がカウントされる。ＰＣボード６０には時計専用の発振器が設けられておらず、他の処理回路にも使用されている発振器（図示せず）からのクロックパルスに基づいて時刻がカウントされる。内視鏡装置のメイン電源スイッチがＯＦＦ状態である間、ニッケル電池６２によって第２のＲＴＣ６４が駆動される。一次電池であるニッケル電池６２は、電気二重層コンデンサ４２に比べて充電量が大きく、プロセッサ１０が長期間（数週間）ＯＦＦ状態であっても、十分に第２のＲＴＣ６４へ電源を供給することができる。

図３は、システムコントロール回路２２によって起動時に実行される時刻制御処理を示したフローチャートである。プロセッサ１０のメイン電源がＯＮ状態になると開始される。

ステップＳ１０１では、電気二重層コンデンサ４２における現時点での電圧Ｖが検知される。このとき、コンデンサが充電されないように図２の電源制御回路４８が電源供給を制御する。ステップＳ１０２では、コンデンサ電圧Ｖが限界駆動電圧Ｖ_C以上であるが否かが判断される。限界駆動電圧Ｖ_Cは第１のＲＴＣ４４を駆動させることが可能な電圧の中で最小電圧を示す。プロセッサ１０の電源ＯＦＦ期間が長い場合、コンデンサ電圧が限界駆動電圧Ｖ_C以下になり、第１のＲＴＣ４４は駆動停止している。

ステップＳ１０２において、コンデンサ電圧Ｖが限界駆動電圧Ｖ_C以上であると判断された場合、ステップＳ１０３へ進み、第１のＲＴＣ４４から時刻データが読み出される。そしてステップＳ１０４では、読み出された時刻データがＰＣボード６０へ送信される。ＰＣボード６０では、送られてきた時刻データに基づいて、第２のＲＴＣ６４によりカウントされている補助用の時刻データが修正される。すなわち、送られてきた時刻データが上書きされる。ステップＳ１０４が実行されると、ステップＳ１０７へ進む。

一方、ステップＳ１０２において、コンデンサ電圧Ｖが限界駆動電圧Ｖ_Cを下回ると判断された場合、ステップＳ１０５へ進み、第２のＲＴＣ６４から補助用の時刻データが読み出される。ステップＳ１０６では、読み出された補助用の時刻データがシステムコントロール回路２２へ送信される。システムコントロール回路２２は、送られてきた補助用時刻データに基づき、第１のＲＴＣ４４によってカウントされている時刻データを修正する。すなわち送られてきた時刻データを上書きする。ステップＳ１０６が実行されると、ステップＳ１０７へ進む。

ステップＳ１０７では、プロセッサ１０のメイン電源がＯＦＦ状態になったとき最大充電量の状態で第１のＲＴＣ４４が駆動可能となるように、電気二重層コンデンサ４２が充電される。ステップＳ１０７が実行されると、時刻制御処理フローは終了する。

このように本実施形態によれば、第１のＲＴＣ４４において正規の時刻が計測され、ＰＣボード６０に設けられた第２のＲＴＣ６４によって補助用の時刻が計測される。プロセッサ１０のメイン電源がＯＦＦ状態の間、電気二重層コンデンサ４２によって第１のＲＴＣ４４が駆動される。そして、電源がＯＮになると、電気二重層コンデンサ４２の電圧Ｖが検知され、電圧Ｖが限界駆動電圧Ｖ_C以上であるか否かが判断される。電圧Ｖが限界駆動電圧Ｖ_Cを下回る場合、第２のＲＴＣ６４によって計測された時刻に基づき、第１のＲＴＣ４４の時刻が修正される。なお、ファイバースコープを使用するのに接続される光源装置（内視鏡装置）に適用してもよい。

第１の実施形態である電子内視鏡装置のブロック図である。時刻計測処理に関連したブロック図である。システムコントロール回路によって起動時に実行される時刻制御処理を示したフローチャートである。

符号の説明

１０プロセッサ
２２システムコントロール回路
４２電気二重層コンデンサ（バッテリ型コンデンサ）
４４第１のＲＴＣ（第１の時刻計測回路）
５０ビデオスコープ
６０ＰＣボード
６４第２のＲＴＣ（第２の時刻計測回路）
Ｖコンデンサ電圧
Ｖ_c 限界駆動電圧

Claims

バックアップ用電源として機能するバッテリ型コンデンサと、
時計専用の発振器に従って時刻を計測し、メイン電源がＯＦＦ状態である間、前記コンデンサからの電源供給によって時刻を計測する第１の時刻計測回路と、
時計専用の発振器をもたない組み込み型ＰＣボードに設けられ、補助用に時刻を計測する第２の時刻計測回路と、
起動時に、前記コンデンサの電圧を検知する電圧検知手段と、
起動時に、前記コンデンサの電圧が前記第１の時刻計測回路を駆動可能な限界駆動電圧以上であるか否かを判別する電圧判別手段と、
前記コンデンサ電圧が限界駆動電圧を下回っている場合、前記第２の時刻計測回路において計測されている補助用の時刻に基づいて前記第１の時刻計測回路における時刻を修正する時刻修正手段と
を備えたことを特徴とする内視鏡装置。
前記コンデンサ電圧が前記最低基準電圧以上である場合、前記第２の時刻計測回路による補助用の時刻を前記第１の時刻計測回路において計測されている時刻に修正することを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
前記コンデンサが、電気二重層コンデンサであることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
起動時に、バックアップ用電源として機能するバッテリ型コンデンサの電圧を検知する電圧検知手段と、
起動時に、前記コンデンサの電圧が第１の時刻計測回路を駆動可能な限界駆動電圧以上であるか否かを判別する電圧判別手段と、
前記コンデンサ電圧が限界駆動電圧を下回っている場合、第２の時刻計測回路において計測されている補助用の時刻に基づいて前記第１の時刻計測回路における時刻を修正する時刻修正手段とを備え、
前記第１の時刻計測回路が、時計専用の発振器に従って時刻を計測し、メイン電源がＯＦＦ状態である間、前記コンデンサからの電源供給によって時刻を計測し、
第２の時刻計測回路が、時計専用の発振器をもたない組み込み型ＰＣボードに設けられ、補助用に時刻を計測することを特徴とする内視鏡用時刻修正装置。