JP4792162B2 - 内視鏡装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は内視鏡装置、更に詳しくは複数の機能ユニットの制御部分に特徴のある内視鏡装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、撮像素子を先端部に備えた挿入部を管腔内に挿入し観察部位を撮像する電子内視鏡を備えた内視鏡装置が医療用あるいは工業用として広く用いられるようになってきた。
【０００３】
このような従来の内視鏡装置は、図１９に示すように、管腔内の観察部位を撮像する電子内視鏡９０１と、電子内視鏡９０１からの撮像信号を信号処理するＣＣＵ（カメラコントロ―ルユニット）９０２と、電子内視鏡９０１に照明光を供給する光源装置９０３と、ＣＣＵ９０２により信号処理された映像信号を記録する画像記録装置９０５と、画像記録装置９０５を介してＣＣＵ９０２により信号処理された映像信号により内視鏡画像を表示する表示装置９０４とを備えて構成される。
【０００４】
電子内視鏡９０１は、管腔内に挿入する挿入部９１１と、挿入部９１１の基端側に連設された操作部９１２と、操作部９１２から延出したユニバーサルケーブル９１３とからなり、ユニバーサルケーブル９１３のスコープコネクタ９１４はＣＣＵ９０２に接続され、ユニバーサルケーブル９１３のライトガイド９１５に設置されているライトガイドコネクタ９１６は光源装置９０３に接続される。
【０００５】
ＣＣＵ９０２のビデオ信号は映像ケーブル９１７により画像記録装置９０５に接続され、画像記録装置９０５は、ＣＣＵ９０２からのビデオ信号を受け取り、装置カードコネクタ９１８に着脱可能なメモリカード９１９に画像を記録できるようになっている。
【０００６】
画像記録装置９０５から出力されるＶｉｄｅｏ信号は表示装置９０４に接続され、表示装置９０４では内視鏡の観察画像を表示する。
【０００７】
ここで、ＡＣアダプタ９２０はＣＣＵ９０２、画像記録装置９０５、表示装置９０４に電源を供給する電源装置である。
【０００８】
また、電子内視鏡９０１、ＣＣＵ９０２、光源装置９０３、表示装置９０４、画像記録装置９０５は、それぞれに設けられた操作スイッチ９０１ａ、９０２ａ、９０３ａ、９０４ａ、９０５ａを用い、個別に操作される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらの装置（電子内視鏡９０１、ＣＣＵ９０２、光源装置９０３、表示装置９０４、画像記録装置９０５）は、それぞれスタンドアロンの装置で構成され、各装置間を映像ケーブルで接続し、かつそれぞれの装置の電源供給用の機器（ＡＣアダプタ９２０、ＡＣ電源ケーブル９２１）が必要であった。
【００１０】
また、各装置の操作は、装置毎に設置されている操作スイッチ９０１ａ、９０２ａ、９０３ａ、９０４ａ、９０５ａを用いて、「操作スイッチ９０１ａは電子内視鏡９０１」「操作スイッチ９０２ａはＣＣＵ９０２」「操作スイッチ９０３ａは光源装置９０３」「操作スイッチ９０４ａは表示装置９０４」「操作スイッチ９０５ａは画像記録装置９０５」といったようにそれぞれの装置の操作を個別に行っていた。
【００１１】
すなわち、従来は、電子内視鏡９０１、ＣＣＵ９０２、光源装置９０３、表示装置９０４、画像記録装置９０５等の内視鏡システムを構成する各機器を各装置毎に接続し、ているため各装置間の接続が複雑になると共に、スタンドアロン型の各装置を組合せて利用するためのユーザインターフェースの統一感がとれなく、使いづらく、かつシステムサイズが大きく、システム重量も重くなるといった問題がある。
【００１２】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、各装置の複雑な機能を統合し使い易さを向上させることのできる内視鏡装置を提供することを目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１の内視鏡装置は、通信手段を有し、前記通信手段で受信した制御信号に基づいて各機能ユニットに制御信号を出力するメイン制御手段と、前記メイン制御手段の通信手段に前記操作信号を出力する遠隔操作手段と、前記メイン制御手段と制御情報を送受信する拡張通信手段を有し、前記メイン制御手段と前記遠隔操作手段との間に着脱自在であり、且つ、前記メイン制御手段と前記遠隔操作手段との間で接続されることで、拡張された機能で前記メイン制御手段を制御する拡張制御手段と、を備え、前記拡張制御手段が前記メイン制御手段と前記遠隔操作手段との間に接続されていない場合、前記遠隔操作手段からの操作信号に基づく前記各機能ユニットの制御を前記メイン制御手段が行い、前記拡張制御手段が前記メイン制御手段と前記遠隔操作手段との間に接続されている場合、前記遠隔操作手段からの操作信号に基づく前記各機能ユニットの制御を前記メイン制御手段を介して前記拡張制御手段が行うことを特徴とする内視鏡装置。
【００１４】
本発明の請求項２の内視鏡装置は、通信手段を有し、前記通信手段で受信した制御信号に基づいて各機能ユニットに制御信号を出力するメイン制御手段と、前記通信手段に操作信号を送受信するために設けられた第１の接続手段と、前記第１の接続手段に着脱自在に接続し、前記メイン制御手段と制御情報を送受信する拡張通信手段を有し、拡張された機能を制御する拡張制御手段と、前記拡張制御手段に操作信号を送受信するために設けられた第２の接続手段と、前記第１の接続手段または前記第２の接続手段に着脱自在に接続し、前記メイン制御手段及び前記拡張制御手段に前記操作信号を出力する遠隔操作手段と、を備え、前記拡張制御手段が前記第１の接続手段に接続していない場合、前記メイン制御手段は、前記遠隔操作手段からの操作信号に基づいて前記各機能ユニットを制御し、前記拡張制御手段が前記第１の接続手段に接続している場合、前記拡張制御手段は、前記メイン制御手段を介し前記遠隔操作手段からの操作信号に基づいて前記各機能ユニットを制御することを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について述べる。
【００１６】
第１の実施の形態：
図１ないし図５は本発明の第１の実施の形態に係わり、図１は内視鏡装置の外観を示す外観図、図２は図１の内視鏡装置の構成を示すブロック図、図３は図２のシステムＣＰＵ２４の内部構成を示すブロック図、図４は図２の信号ラインにおける通信のルールを説明する説明図、図５は図１の内視鏡装置の変形例を示す図である。
【００１７】
（構成）
図１に示すように、本発明の第１の実施の形態の工業用に用いられるドラム式の内視鏡装置１は、柔軟性を有する細長の挿入部２を備えた工業用内視鏡３と、長尺の挿入部２を外周部に巻き取る円筒形状のドラム部４と、ドラム部４を回動自在な状態で保持する箱形の本体部５と、本体部５の上端に設けられコネクタ類を配置したフロントパネル６と、フロントパネル６にケーブル７を介して接続されるリモートコントローラユニット８と、伸縮式のモノポット９の先端に回転自在に保持された例えば液晶モニタからなる表示装置１０と、収納される機器に加わる衝撃力を抑える緩衝部材を備えた収納蓋１１と、ＤＣケーブル１２を介してＤＣ電源を供給するバッテリ１３とから構成され、フロントパネル６に接続したＡＣケーブル１４を介して商用電源を供給できるようになっている。
【００１８】
また、ドラム部４内には工業用内視鏡３の照明光伝送手段としてのライトガイドに照明光を供給する光源ユニット１５と、工業用内視鏡３の挿入部２の先端硬質部２ａ内に設けた撮像装置に対する信号処理を行うＣＣＵ（カメラコントロールユニット）１６と、挿入部２の湾曲部２ｂを湾曲駆動する電動湾曲ユニット１７と、ドラム部４の回転数を検知するドラム回転ＶＲ（ボリューム）１８等が収納されてある。
【００１９】
図２に示すように、本実施の形態の内視鏡装置１は、工業用内視鏡３、リモートコントローラユニット８、光源ユニット１５、ＣＣＵ１６、電動湾曲ユニット１７、ドラム回転ＶＲ１８の他に、バッテリ１３からのＤＣ１２Ｖ〜３０Ｖの直流電源を入力すると共にＡＣケーブル１４を介してＡＣ１００Ｖ〜２４０Ｖの商用電源を入力して光源ユニット１５を駆動すると共に装置内の電圧Ｖｃｃの回路電源を生成する電源ユニット１９、警告を発するブザー２０、音声を入力するマイク２１等を備え、これらの各装置及びユニットは制御ユニット２３内のシステムＣＰＵ２４により制御されるように、基本システム２５を構成している。
【００２０】
ここで、ＲＯＭ２６は、システムＣＰＵ２４の制御機能を決定するプログラムを格納するメモリである。また、マイク２１に入力された音声はスピーカ２２により拡声することができるようになっている。
【００２１】
電動湾曲ユニット１７は、ユニットを制御するアングル用ＣＰＵ３１と、湾曲部２ｂを上下方向に湾曲させるためのＵ／Ｄモータ３２と、湾曲部２ｂを左右方向に湾曲させるためのＬ／Ｒモータ３３と、Ｕ／Ｄモータ３２による上下方向の湾曲量を検出しアングル用ＣＰＵ３１に出力するＵ／Ｄポテンションメータ３４と、Ｌ／Ｒモータ３３による左右方向の湾曲量を検出しアングル用ＣＰＵ３１に出力するＬ／Ｒポテンションメータ３５と、湾曲部２ｂの先端湾曲駒に接続されＵ／Ｄモータ３２による駆動力を伝達し湾曲部２ｂを上下方向に湾曲させるＵ／Ｄアングルワイヤ３６と、湾曲部２ｂの先端湾曲駒に接続されＬ／Ｒモータ３３による駆動力を伝達し湾曲部２ｂを左右方向に湾曲させるＬ／Ｒアングルワイヤ３７とより構成されている。
【００２２】
アングル用ＣＰＵ３１は、システムＣＰＵ２４の制御指令を受け、モータ駆動（Ｕ／Ｄ）信号３８によりＵ／Ｄモータ３２を駆動制御し、かつモータ駆動（Ｌ／Ｒ）信号３９によりＬ／Ｒモータ３３を駆動制御する。
【００２３】
そして、Ｕ／Ｄモータ３２が回転することにより、Ｕ／Ｄアングルワイヤ３６が引っ張られ、Ｕ／Ｄポテンションメータ３４の上下回転ＶＲが変位する。アングル用ＣＰＵ３１はＵ／Ｄポテンションメータ３４の上下回転ＶＲの値を検出することで上下方向における湾曲量を検知する。
【００２４】
同様に、Ｌ／Ｒモータ３３が回転することにより、Ｌ／Ｒアングルワイヤ３７が引っ張られ、Ｌ／Ｒポテンションメータ３５の左右回転ＶＲが変位する。アングル用ＣＰＵ３１はＬ／Ｒポテンションメータ３５の左右回転ＶＲの値を検出することで左右方向における湾曲量を検知する。
【００２５】
工業用内視鏡３の挿入部２の先端硬質部２ａ内に設けた撮像装置は、固体撮像素子であるＣＣＤ４１と、アンプ４２と、バッファ４３とより構成される。
【００２６】
また、ＣＣＵ１６は、アンプ４２で増幅されたＣＣＤ出力をさらに増幅するアンプ４４と、アンプ４４の出力を相関二重サンプリングするＣＤＳ４５と、ＣＤＳ４５の出力をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器４６と、Ａ／Ｄ変換器４６によりデジタル信号となった撮像信号に対してホワイトバランス処理、色調処理、輪郭強調処理等の公知の映像信号処理を行い表示装置１０に映像信号を出力するＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ）４７と、このＤＳＰ４７を制御するＤＳＰ用ＣＰＵ４８とを備えて構成される。
【００２７】
ＤＳＰ４７からは、ＣＣＤ駆動パルス４９が出力され、工業用内視鏡３においてバッファ４３により再生中継されＣＣＤ４１に入力され、ＣＣＤ４１が駆動されるが、ＣＤＳ４５にはＣＣＤ駆動パルス４９に同期したタイミング信号５０が入力されており、ＣＤＳ４５における相関二重サンプリングはタイミング信号５０に基づいて行われる。
【００２８】
ＣＣＵ１６では、システムＣＰＵ２４からの制御情報をＤＳＰ用ＣＰＵ４８が受け、制御情報をＤＳＰ４７に内部バス５１を介して送信する。内部バス５１は着脱可能なコネクタ５１ｃによりＤＳＰ用ＣＰＵ４８とＤＳＰ４７とに接続されている。また、ＤＳＰ４７から出力された映像信号であるＶｉｄｅｏ出力５２は、表示装置１０のＬＣＤパネル等に入力され、観察画像が表示される。
【００２９】
電源ユニット１９は、ＡＣ電源またはＤＣ電源（バッテリ１３：図１参照）を接続することにより、電源回路６１が基本システム２５内の各ユニット等の各種電源Ｖｃｃを出力する。この電源ユニット１９は、システムＣＰＵ２４からのパワーオン信号６２によりＯＮ／ＯＦＦ制御される。
【００３０】
また、電源回路６１は、光源ユニット１５内の点灯装置６３にランプ６４を点灯させる点灯電圧６５を出力するが、点灯電圧６５は、ランプＯＮ／ＯＦＦ信号６６によりスイッチ６７によって制御される。そして、光源ユニット１５内の点灯装置６３は、点灯電圧６５を受けランプ６４の点灯用のランプドライブパルス６８を発生させる。また、点灯装置６３は、ランプ切れによる故障またはランプ立ち消え等の時には、ランプ検知信号６９をシステムＣＰＵ２４に送出し、ランプ６４の異常を伝える。
【００３１】
ドラム回転ＶＲ１８は、工業用内視鏡３の挿入部２を巻き取るドラム部４の回転数を検知する機能を持ち、ドラム回転位置信号７１をシステムＣＰＵ２４へ送出し、ドラム回転の状態から挿入部２がどれほどの長さ引き出されているかをシステムＣＰＵ２４に知らせる。
【００３２】
また、ブザー２０へは、システムＣＰＵ２４から操作音、警告音として、ブザー信号７２が入力され、基本システム２５の操作及び動作状態に応じて、ブザーから音が出力される。
【００３３】
さらに、マイク２１からの出力はアンプ７３により増幅されスイッチ７４に入力され、スイッチ７４はシステムＣＰＵ２４により制御される。すなわち、システムＣＰＵ２４からのミュート信号を受け、スイッチ７４が開放の時は音声ミュート状態になり、またスイッチ７４が閉じた時はアンプ７３の信号は、オーディ信号７５として、スピーカ２２へ伝達される。
【００３４】
リモートコントローラユニット８は、リモコン用ＣＰＵ８１を内蔵し、このリモコン用ＣＰＵ８１には制御モード選択用の複数のスイッチ８２及びアングルレバー８３が接続されており、アングルレバー８３には、電動湾曲ユニット１７を制御する制御情報をリモコン用ＣＰＵ８１へ出力している。
【００３５】
リモコン用ＣＰＵ８１は、アングルレバー８３からの情報やスイッチ８２の制御情報をフロントパネル６に設けられたコネクタ８４（図１参照）を介し、システムＣＰＵ２４へ送信するようになっている。
【００３６】
制御ユニット２３内のシステムＣＰＵ２４は、電動湾曲ユニット１７内のアングル用ＣＰＵ３１及びＣＣＵ１６内のＤＳＰ用ＣＰＵ４８と信号ライン８５、８６により接続される。信号ライン８５は着脱可能なコネクタ８５ｃによりシステムＣＰＵ２４とＤＳＰ用ＣＰＵ４８に接続され、信号ライン８６は着脱可能なコネクタ８６ｃによりシステムＣＰＵ２４とアングル用ＣＰＵ３１に接続されている。また、コネクタ８４を介することで信号ライン８７によりリモートコントローラユニット８内のリモコン用ＣＰＵ８１に接続される。
【００３７】
図３に示すように、システムＣＰＵ２４内には、コアとなるＣＰＵマイコン２４ａと、ＣＰＵマイコン２４ａのキャッシュ用のＲＡＭ２４ｂと、ＣＰＵマイコン２４ａのプログラムを格納するＥＥＰＲＯＭ２４ｃと、グラフィックデータを生成するグラフィックコントローラ２４ｄとが設けられ、ＣＰＵマイコン２４ａ、ＲＡＭ２４ｂ、ＥＥＰＲＯＭ２４ｃ及びグラフィックコントローラ２４ｄは制御バス２４ｅにより接続されている。また、グラフィックコントローラ２４ｄにはグラフィック専用のＲＡＭ２４ｆが接続されている。
【００３８】
さらに、制御バス２４ｅにはシリアル通信インターフェイス（シリアルＩ／Ｆ）２４ｇが接続され、シリアル通信インターフェイス（シリアルＩ／Ｆ）２４ｇは各機能ユニットのＣＰＵ（ＤＳＰ用ＣＰＵ４８，アングル用ＣＰＵ３１）と制御情報の通信をすると共に、リモコン用ＣＰＵ８１と操作情報の通信を行うようになっている
（作用）
次に、このように構成された本実施の形態の内視鏡装置１の作用について説明する。
【００３９】
信号ライン８５、８６、８７による制御ユニット２３内のシステムＣＰＵ２４と電動湾曲ユニット１７内のアングル用ＣＰＵ３１、ＣＣＵ１６内のＤＳＰ用ＣＰＵ４８及びリモートコントローラユニット８内のリモコン用ＣＰＵ８１の通信は、シリアル通信でも良くパラレル通信でも良いが、本実施の形態では、シリアル通信（ＲＳ２３２Ｃ、ＵＳＢ、ＩＥＥＥ１３９４等）であり、基本システム２５で規定された通信ルールに基づき実行されている。
【００４０】
信号ライン８５、８６、８７によるシリアル通信（ＲＳ２３２Ｃ、ＵＳＢ、ＩＥＥＥ１３９４等）で用いている基本システム２５で規定された「通信ルール」について説明する。
【００４１】
図４に示すように、基本システム２５で規定された「通信ルール」による制御コマンドは、一つのパケット９０の形態で信号ライン８５、８６、８７のシリアル伝送ラインを各ユニット間で行き来し、このパケット９０は、先頭コード９１、宛先ユニットコード９２、発信元ユニットコード９３、各機能コード９４、パラメータコード９５及び終了コード９６より構成されている。表１に各コードの、コード種類と機能解説を示す。
【００４２】
【表１】
（１）先頭コード９１は、パケット９０の始まりを示すコードであり、例えば「Ｘ」の場合にはコマンドであることを示し、「Ｙ」の場合には、コマンドの応答であることを示す。
【００４３】
（２）宛先ユニットコード９２は、コマンドの送り先ユニットを示すコードである。
【００４４】
（３）発信元ユニットコード９３は、コマンドの送信元ユニットを示すコードである。
【００４５】
（４）各機能コード９４は、各機能ごとの制御すべきコードを示す。
【００４６】
（５）パラメータコード９５は、制御対象になる各機能のパラメータ値を示す。
【００４７】
（６）終了コード９６は、パケット９０の終了を示すコードである。
【００４８】
上記のコマンド形態に基づいた通信ルールで、信号ライン８５、８６、８７のシリアル通信ラインに制御情報と応答確認情報が伝送される。
【００４９】
宛先ユニットコード９２に該当するユニットは、自分宛てに送られた制御情報と判断し、各機能コード９４に割り当てられた制御すべきコードを解読して、制御モードを選択し、かつパラメータコード９５に明示された機能毎のパラメータ値を設定する。
【００５０】
各コマンドに対する問い合わせのコマンドは、先頭コードに例えば「Ｙ」を付加し、送信することで確実に通信制御が行われたか、確認ができる。
【００５１】
例えばリモートコントローラユニット８内のリモコン用ＣＰＵ８１では、アングルレバー８３からの電動湾曲ユニット１７を制御する制御情報を上記コマンド形態に基づいた通信ルールに従ってシステムＣＰＵ２４に送信すると共に、複数のスイッチ８２により制御モードを選択する。
【００５２】
リモートコントローラユニット８における制御モードとしては、例えば工業用内視鏡３のＣＣＤ４１の露光時間制御、ＣＣＵ１６のＤＳＰ４７による画像処理における制御等種々ある。
【００５３】
工業用内視鏡３のＣＣＤ４１の露光時間制御としては、例えば長時間露光時間の最長露光時間を１／６０秒から１０秒までの任意の値にユーザが設定できる。これにより別途ユーザにより設定される明るさ目標値に応じて、露光時間は１／６０秒から設定された最長露光時間の間で自動切替される。従って、ユーザは最長露光時間を一度設定すると、スローシャッタ動作において常に適切な明るさを得ることができる。
【００５４】
また、通常管腔内での観察は、管内壁が観察対象となるが、従来の画像処理での明るさ基準は撮像中心部分であって、撮像中心部分が適切な明るさで観察できるようにシャッタスピードやゲイン調整を行うため、管内壁が観察対象となる内視鏡画像処理では、撮像中心部分が空洞であって暗黒となるため、観察対象を適切な明るさで観察することができないといった問題があった。
【００５５】
そこで、ＣＣＵ１６のＤＳＰ４７による画像処理における制御としては、例えば内視鏡画像を中心エリアを含む複数のエリアに分割し、中心エリアでの明るさの重み付けを０とし、他のエリアの明るさを適切な値で主に付けを行うことで、内壁に明るさを合わせることを可能とする。
【００５６】
なお、リモートコントローラユニット８にビデオ出力端子及びオーディオ出力端子を持たせ、信号ライン８５、８６、８７を介して基本システム２５で規定された「通信ルール」に従って画像データまたは音声データを入力するようにしてもよい。この場合、ビデオ出力端子またはオーディオ出力端子にＬＣＤ等からなる表示装置あるいはスピーカを接続することが可能となり、観察しやすい位置に表示装置を配置することが可能となる。また、ビデオ出力端子及びオーディオ出力端子に眼鏡形状をしレンズ部分にＬＣＤを有するいわゆるフェイスマウンテッドディスプレイ（ＦＭＤ）を接続することも可能となり、ユーザは観察姿勢によらず常に最適な内視鏡画像を観察することが可能となる。
【００５７】
また、各ユニットに書き換え可能な不揮発性メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）を持たせ、リモートコントローラユニット８が接続されるコネクタ８４には、調整用のパーソナルコンピュータ（ＰＣ）を接続可能とすることができる。この場合、制御ユニット２３内のシステムＣＰＵ２４は、立ち上げ時にコネクタ８４にリモートコントローラユニット８あるいは調整用のパーソナルコンピュータ（ＰＣ）のいずれかが接続されたかを判断し、調整用のパーソナルコンピュータ（ＰＣ）が接続されたと判断した場合、基本システム２５内を調整モード状態に設定する。これにより容易に基本システム２５を調整用のパーソナルコンピュータ（ＰＣ）により調整可能となる。また、ＥＥＰＲＯＭを各ユニットに持たせることにより、調整用のパーソナルコンピュータ（ＰＣ）による調整前のエラー情報を読み取ることが可能となり、容易に不具合を確認することができる。さらに、ＥＥＰＲＯＭを各ユニットに持たせることにより、前回使用した際の各種設定情報が格納できるので、各ユニット毎に通信を介することなく所望の状態で立ち上げが可能となる。
【００５８】
また、シリアル通信をＲＳ２３２Ｃで行う場合、ＲＳ２３２Ｃの信号規格は通常１２Ｖｐ−ｐであるが、信号ラインの短い基本システム２５においては５Ｖｐ−ｐで行うようにしてもよく、この場合、消費電力が少なく通信回路の構成が簡略化できる。
【００５９】
（効果）
以上説明したように本実施の形態では、内視鏡装置の各機器の制御を統一した通信により行うと共に、一つのリモートコントローラユニット８で制御内容を指示することができるようにしたので、内視鏡装置１内の各ユニットの複雑な機能を統合し、使い易さを改善させることができる。
【００６０】
また、内視鏡装置１を構成する各ユニットを、シリアル制御信号線を用いて接続したので、例えばＲＳ２３２Ｃ通信の場合は、通信を実現する最低限の通信線として、ＲＸＤ，ＴＸＤの２線式通信ラインで構成できるため、各装置間の接続配線が簡単になり、信号線数を少なくできている。
【００６１】
またさらに、ドラム構造を取る場合は、ドラム内とドラム外のユニット間をシリアル通信とすることにより、ドラム内外間で伝送する通信線数を削減できその効果は大きい。
【００６２】
さらに、画像データをシリアル通信ラインで送受信する場合には、ＵＳＢまたはＩＥＥＥ１３９４等の高速通信手段が使え、効率良くデータ伝送できる。
【００６３】
なお、基本システム２５においては、図５に示すように、コネクタ９７を介して上記「通信ルール」に従って信号ライン９８によりシステムＣＰＵ２４にシステムソフトウエア書き込み装置９９を接続することができる。
【００６４】
従来の内視鏡装置の各装置の機能は、各装置ごとに設定されたハードウェア及びソフトウェアによりあらかじめ設定されており、各装置の機能の改訂を行うには、それぞれ各装置のハードウェア及びソフトウェアを改訂しなければならなかった。
【００６５】
図５のようにシステムソフトウエア書き込み装置９９を基本システム２５のシステムＣＰＵ２４に接続することで、システムソフトウェア書き込み装置９９を用いて、システムＣＰＵ２４によるシステム制御のバージョンアップ、ユーザ毎の設定変更、さらに英独仏語対応などの仕向け地向け設定等に対応したシステムソフトウェアを、ＲＯＭ２６へ書き込め、システムの機能を容易に変更できる。ＲＯＭ２６は、この場合、書き換え可能な不揮発性メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）とする。
【００６６】
第２の実施の形態：
図６ないし図１０は本発明の第２の実施の形態に係わり、図６は内視鏡装置の外観を示す外観図、図７は図６の内視鏡装置の構成を示すブロック図、図８は図６の内視鏡装置の第１の変形例の構成を示すブロック図、図９は図６の内視鏡装置の第２の変形例の外観を示す外観図、図１０は図９の内視鏡装置の構成を示すブロック図である。
【００６７】
第２の実施の形態は、第１の実施の形態とほとんど同じであるので、異なる点のみ説明し、同一の構成には同じ符号をつけ説明は省略する。
【００６８】
（構成）
図６に示すように、本実施の形態の内視鏡装置１ａは、基本システム２５の他に本体部５内に機能拡張ユニットとして画像記録ユニット１００を有して構成される。
【００６９】
図７に示すように、この画像記録ユニット１００内には拡張システムＣＰＵ１０１が設けられており、画像記録ユニット１００の拡張システムＣＰＵ１０１は、システムＣＰＵ２４とコネクタ１０２を介し信号ライン１０３により接続される。また、リモートコントローラユニット８のリモコン用ＣＰＵ８１は、コネクタ８４を介し、信号ライン１０４により拡張システムＣＰＵ１０１に接続されている。
【００７０】
なお、信号ライン１０３及び信号ライン１０４における通信は、第１の実施の形態で説明した基本システム２５で規定された「通信ルール」に従って行われる。
【００７１】
画像記録ユニット１００内には、マイク２１からの音声信号をデジタル処理するオーディオ処理回路１１０と、ＣＣＵ１６のＤＳＰ４７からの画像信号をデジタル処理する画像処理回路１１１が設けられている。また、拡張システムＣＰＵ１０１により制御されオーディオ処理回路１１０及び画像処理回路１１１で処理されたディジタルデータは、カードコネクタ１１２を介して着脱可能なメモリカード１１３へ読み書きされるようになっている。また、カードコネクタ１１３での読み書き制御は拡張システムＣＰＵ１０１からのカードコントロール信号１１４により実施している。
【００７２】
また、画像処理回路１１１で処理された内視鏡画像は表示装置１０に表示され、オーディオ処理回路１１０で処理された音声はスピーカ２２に出力されるようになっている。
【００７３】
なお、拡張システムＣＰＵ１０１に接続されるＲＯＭ１１６は、拡張システムＣＰＵ１０１の制御機能を決定するプログラムを格納するメモリである。
【００７４】
また、メモリカード１１３は、図６に示すように、ＰＣＭＣＩＡカード１１３ａ、ＣＦ（コンパクトフラッシュ）カード１１３ｂからなるため、フロントパネル６にはカードコネクタ１１２としてＰＣＭＣＩＡスロット１１５ａとＣＦスロット１１５ｂが設けられている。
【００７５】
その他の構成は第１の実施の形態と同じである。
【００７６】
（作用）
マイク２１からの音声信号１２１は、オーディオ処理回路１１０に入力され、拡張システムＣＰＵ１０１からのコントロールオーディオ信号１２２に基づき制御される。オーディオ処理回路１１０では、音声信号１２１をメモリカード１１３に記録するデータ形式に変換しメモリカード１１３へ読み書きする。またオーディオ処理回路１１０により処理された信号は、音声信号１２３としてスピーカ２２に出力される。
【００７７】
ＣＣＵ１６のＤＳＰ４７からの画像信号１２４は、画像処理回路１１１に入力され、拡張システムＣＰＵ１０１からのコントロール画像処理信号１２５に基づき制御される。画像信号１２４は、画像処理回路１１１において、メモリカード１１３に記録するデータ形式に変換され、メモリカード１１３に読み書きされるとともに、寸法計測画像処理が実行される。
【００７８】
この画像処理回路１１１により処理された信号は、画像信号１２６として、表示装置１０へ出力される。
【００７９】
本実施の形態の場合、システムＣＰＵ２４は、拡張システムＣＰＵ１０１に対してスレーブの状態になり、信号ライン１０３からの拡張システムＣＰＵ１０１の制御指令に基づき制御されることになる。
【００８０】
また、リモートコントローラユニット８からの信号ライン１０４を介した制御情報により、拡張システムＣＰＵ１０１は、画像記録ユニット１００内の制御をする。さらにリモートコントローラユニット８からの制御情報を信号ライン１０３を介して、システムＣＰＵ２４へ伝送することにより、システムＣＰＵ２４へ接続する全ての機能を制御できる。
【００８１】
その他の作用は第１の実施の形態と同じである。
【００８２】
（効果）
このように本実施の形態では、第１の実施の形態の効果に加え、内視鏡装置内のシステムを拡張させる場合においても、リモートコントローラユニット８からの制御情報に基づいて拡張システムＣＰＵ１０１がシステム全体を制御するので、リモートコントローラユニット８による統一した操作が可能となり、簡便な操作により拡張機能を使用することができる。また、システムが異なっても共通の操作性を実現でき、ユーザの操作性を高めることができる。
【００８３】
なお、本実施の形態においても、第１の実施の形態の図５に示したシステムソフトウエア書き込み装置９９を接続することができる。
【００８４】
すなわち、図８に示すように、コネクタ６１を介して上記「通信ルール」に従って信号ライン９８によりシステムソフトウエア書き込み装置９９を拡張システムＣＰＵ１０１に接続することで、システムソフトウェア書き込み装置９９を用いて、拡張システムＣＰＵ１０１によるシステム制御のバージョンアップ、ユーザ毎の設定変更、さらに英独仏語対応などの仕向け地向け設定等に対応したシステムソフトウェアを、ＲＯＭ１１６へ書き込め、システムの機能を容易に変更できる。ＲＯＭ１１６は、この場合、書き換え可能な不揮発性メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）とする。
【００８５】
また、システムソフトウエア書き込み装置９９の代わりに、システムソフトウェアの書き換えをメモリカード１１３を用いて、メモリカード１１３からシステムソフトウェアを読み込み書き込んでも良い。
【００８６】
また、図９に示すように、画像記録ユニット１００に代わりに画像記録ユニット１００と接続互換のあるバッファユニット１３１を設けて内視鏡装置１ａを構成してもよい。
【００８７】
このバッファユニット１３１では、図１０に示すように、ＤＳＰ４７から出力された映像信号１２４をビデオバッファ１３２に入力した後、表示装置１０のＬＣＤパネル等に出力し、観察画像が表示する。また、マイク２１からの音声信号１２１がバッファユニット１３１のオーディオバッファ１３３に入力された後、スピーカ２２へ伝達される。
【００８８】
なお、このバッファユニット１３１が用いられる場合は、当然システムＣＰＵ２４がマスタとなり装置全体を制御する。
【００８９】
このようなバッファユニット１３１を使用することで、システムが異なっても共通の操作性を実現でき、ユーザの操作性を高めることができる。また、バッファユニット１３１を画像記録ユニット１００と接続互換にしているので、拡張システムでは、バッファユニット１３１が画像記録ユニット１００に置き換わり、高機能化できるのでシステムサイズを増やすことなく機能拡張できる内視鏡装置が実現できる。
【００９０】
第３の実施の形態：
図１１ないし図１３は本発明の第３の実施の形態に係わり、図１１は内視鏡装置の構成を示すブロック図、図１２は図１１の内視鏡装置の変形例の外観を示す外観図、図１３は図１２の内視鏡装置の構成を示すブロック図である。
【００９１】
第３の実施の形態は、第２の実施の形態とほとんど同じであるので、異なる点のみ説明し、同一の構成には同じ符号をつけ説明は省略する。
【００９２】
（構成・作用）
図１１に示すように、本実施の形態の内視鏡装置１ｂでは、システムＣＰＵ２４を有する制御ユニット２３をなくし、システムＣＰＵ２４の機能全てを画像記録ユニット１００の拡張システムＣＰＵ１０１に持たせて構成される。その他の構成・作用は第２の実施の形態と同じである。
【００９３】
（効果）
このように本実施の形態では、第２の実施の形態の効果に加え、拡張システムＣＰＵ１０１にシステムＣＰＵ２４の機能全てを持たせているので、制御ユニット２３が必要なくなり内視鏡装置をより簡単に構成することができる。
【００９４】
なお、図１２及び図１３に示すように、拡張システムＣＰＵ１０１に信号ライン１５１により外部ＰＣ１５２を接続することができるようにしてもよい。この場合、信号ライン１５１における通信は、第１の実施の形態で説明した基本システム２５で規定された「通信ルール」に従って行われ、外部ＰＣ１５２はリモートコントローラユニット８の操作を代わり実行できる。なお、信号ライン１５１は着脱可能なコネクタ１５１ｃによりシステムＣＰＵ２４と外部ＰＣ１５２に接続されている。
【００９５】
内視鏡装置と外部ＰＣ１５２とをシリアル（ＲＳ２３２Ｃ、ＵＳＢ、ＩＥＥＥ１３９４等）通信にて接続し、これらのシリアル通信を第１の実施の形態で説明した基本システム２５で規定された「通信ルール」に従って実行するようにしたので、外部ＰＣ１５２とのシリアル通信により各ユニットが制御され、または各ユニットの機能診断を行うことができ、電動湾曲ユニット１７の制御コマンドやデータもこのシリアル通信ラインを用いることにより、外部ＰＣ１５２からシリアル通信ラインを用い、電動湾曲ユニット１７の制御ができる。また画像データをシリアル通信ラインで送受信する場合には、ＵＳＢまたはＩＥＥＥ１３９４等の高速通信手段が使え、外部ＰＣ１５２との間で効率良くデータ伝送できる。
【００９６】
第４の実施の形態：
図１４ないし図１８は本発明の第４の実施の形態に係わり、図１４はＣＣＤ駆動方式を説明する第１の図、図１５は図１４のＣＣＤ駆動方式を説明する第２の図、図１６は図１４のＣＣＤ駆動方式を説明する第３の図、図１７は図１４のＣＣＤ駆動方式を説明する第４の図、図１８は図１４のＣＣＤ駆動方式を説明する第５の図である。
【００９７】
ところで、 従来の内視鏡の先端に内蔵されるＣＣＤで、正負両電圧パルスの駆動信号が必要な場合は、ＣＣＵ（＝カメラコントロールユニット）側の方から、あらかじめＣＣＤの要求電圧に応じた正負両電圧パルスを送出していた。
【００９８】
この場合は、ＣＣＵ側の方で、正電圧電源と負電圧電源の両電源を作成し、ＣＣＤを駆動する必要があった。この為に、ＣＣＵの駆動回路に正負両電圧パルスを発生する回路が必要であり、ＣＣＵのサイズが大きくなってしまった。
【００９９】
また、正負両電圧パルスをＣＣＤに入力する工夫として、内視鏡の先端部に正負両電圧パルスに変換する正負両電源の集積回路を設ける手段もあった。しかし内視鏡の先端部に正負両電圧を供給する必要があると共に内視鏡先端部に内蔵する集積回路の正負両電圧を安定化するバイパスコンデンサの正電圧用と負電圧用で二つ必要になっていた。さらに、内視鏡内に配線する信号線も正負両電圧用の電源線を別々に必要としており、内視鏡の細さを決定する信号線本数の制約面でも本数が多くなり、内視鏡挿入部の太さを決める上で不利であった。
【０１００】
図１４、図１５さらに図１６を用いて、従来例を説明する。
【０１０１】
図１４は、ＣＣＵ２０６からＣＣＤ２０４を直接駆動する例を示している。正負両電圧駆動パルス発生回路２１２は、ＣＣＵ２０６からＣＣＤ２０４を駆動するドライブ回路である。この駆動方式は、ＣＣＤ２０４を内蔵するスコープ先端部の構成をシンプルにできるメリットがあるが、内視鏡特有の極細信号線を用いて駆動パルスを伝送するので、図１４に示すように、ケーブル駆動パルス２１３の波形はＣＣＵ２０６からＣＣＤ２０４に到達する間に、ケーブルの浮遊容量やインピーダンスの影響により、駆動波形の立ち上がり、立ち下がりが鈍ったものになってしまう。
【０１０２】
ＣＣＤを駆動する場合、特にＣＣＤ水平転送駆動パルスの波形が鈍ると、ＣＣＤの水平転送効率が悪化する。
【０１０３】
従来は、この現象を防ぐ為に、波形強調回路２２０をＣＣＵ２０６の側に設け、あらかじめ減衰するレベルを考慮し、ケーブル駆動パルス２１３を送出していた。
【０１０４】
しかし、この波形強調回路を用いても、波形立ち上りと立ち下がりの改善には限界があり、どうしても波形が鈍ってしまっていた。また、波形強調回路は、波形の立ち上りと立ち下がりを強調して送出するので、ＣＣＵ２０６側のＥＭＩレベルも増大させていた。
【０１０５】
図１４で説明した波形の鈍りを改善するための工夫として、図１５では、再生中継用の両電源集積回路２１４を内視鏡先端部のＣＣＤ２０４のすぐ近傍に配置してある。
【０１０６】
図１５に示す従来例では、ＣＣＤ２０４に対して、波形の立ち上りと立ち下がりを改善したＣＣＤ入力正負駆動パルス２１１を与えるために、再生中継用の両電源集積回路２１４にて、ＣＣＵからの駆動パルス（５）を再生中継している。
【０１０７】
図１６に再生仲介の様子を示す。再生中継用の両電源集積回路２１４は、ＣＣＵ２０６からの駆動パルス２０５の波形が鈍っているので、これを波形再生中継し、パルスの立ち上り立ち下がり特性を改善したＣＣＤ入力正負駆動パルス２１１を作成している。
【０１０８】
この図１５の従来例では、再生中継用の両電源集積回路２１４に正負両電源電圧を与える必要があり、ＣＣＵ２０６から正電圧電源線２１６、負電圧電源線２１７を用いている。
【０１０９】
これら正負両電圧電源を再生中継用の両電源集積回路２１４に供給する場合、極細ケーブルを用いて電源供給される為に、内視鏡先端部の電源端子インピーダンスが高く、電源電圧が不安定になる。
【０１１０】
このために通常電源インピーダンスを下げ、電源電圧の安定化のために、両電源用バイパスコンデンサ２１５を必要としていた。
【０１１１】
なお、正電源電圧発生回路２１８、負電源電圧発生回路２１９はＣＣＵ２０６側から電源電圧を供給する電源電圧発生回路である。
【０１１２】
以上述べて来たように、従来例では、図１４に示すような、ＣＣＵ側から直接ＣＣＤを駆動する方式の場合は、どうしても駆動波形が鈍りＣＣＤの水平転送効率が劣化していた。
【０１１３】
これを改善するために、図１５に示すように、内視鏡先端部に再生中継用の集積回路を設けたが、正負両電圧パルスを作成するために、この両電源用集積回路用の正負電源線が必要になり、スコープ径に影響を与えるとともに、内視鏡先端部の正負電源電圧安定化のための正負バイパスコンデンサが必要になり、先端部構造が複雑化して先端部が大型化し内視鏡硬質部の長さに影響が出ていた。
【０１１４】
そこで、本実施の形態では、正負両電源駆動パルスを必要とするＣＣＤを内蔵する内視鏡の場合、ＣＣＵの駆動回路を複雑化することなしに、内視鏡先端部の回路も簡単化し小型化を図り、かつ内視鏡挿入部内の信号線数も増えず、細径化のできる内視鏡のＣＣＤ駆動方式について説明する。
【０１１５】
図１７において、内視鏡装置３００は、再生中継用の単電源集積回路３０１、片電源用バイパスコンデンサ３０２、ＡＣカップリングコンデンサ３０３、ＣＣＤ３０４、ＣＣＵ３０６、単電源電源電圧線３０７、単電源ＣＣＵ駆動回路３０８、ＳＳＧ３０９、＋２Ｖｃｃ電源回路３１０とから構成される。
【０１１６】
本実施の形態の構成では、ＣＣＵ３０６のＳＳＧ３０９で発生するパルスを発生している。このパルスを、単電源ＣＣＵ駆動回路３０８に入力し、駆動パルス３０５を生成している。
【０１１７】
この駆動パルス３０５を再生中継用の単電源集積回路３０１に入力し、駆動波形の立ち上り立ち下がり特性を改善した単電源パルス３１２を生成する。この単電源パルス３１２をＡＣカップリングコンデンサ３０３を介して、ＣＣＤ入力正負駆動パルス３１１をＣＣＤ３０４へ入力している。＋２Ｖｃｃ電源回路３１０は、ＣＣＵ３０６に内蔵される再生中継用の単電源集積回路３０１用の電源電圧を内視鏡先端部に単電源電源電圧線３０７を介して伝送している。
【０１１８】
尚、片電源用バイパスコンデンサ（２）は、先端部の＋２Ｖｃｃ電圧を安定化する為のコンデンサである。
【０１１９】
図１８を用いて、再生中継用の単電源集積回路３０１の動作を説明する。駆動パルス３０５を入力された再生中継用の単電源集積回路３０１は、０〜＋２Ｖｃｃ（Ｖ）の立ち上り立ち下がり特性が改善された単電源パルス３１２に変換される。この単電源パルス３１２をＡＣカップリングコンデンサ３０３に通すことにより、ＤＣバイアスをシフトさせ、ＣＣＤ入力正負駆動パルス３１１を生成している。
【０１２０】
このように本実施の形態では、単電源の駆動パルスをいったん単電源の再生中継用の集積回路に入れた後にＡＣカップリングコンデンサを介して、正負駆動パルスを生成しＣＣＤに入力している。
【０１２１】
本実施の形態の場合、内視鏡先端部に内蔵する電源電圧安定化のバイパスコンデンサは、一つでよく正負両電源の二つより削減できており、小型化に適している。また、内視鏡先端部の再生中継用の集積回路の様に伝達する必要のある電源線は、単電源用の１本で良く、正負両電源の２本に比べ改善しており、内視鏡スコープ挿入部の外径を決定する信号線数を減らし、細径化が実現できている。
【０１２２】
すなわち、本実施の形態では、ＡＣカップリングコンデンサを介して、正負駆動パルスを生成しＣＣＤに入力しているので、内視鏡先端部に内蔵する電源電圧安定化のバイパスコンデンサは、一つでよく内視鏡先端部の小型化に適しており、内視鏡先端部の硬質部長を短くできる。
【０１２３】
また、内視鏡先端部の再生中継用の集積回路の様に伝達する必要電源線は、単電源用の１本として、内視鏡の挿入部の外径を決定する信号線数を減らし、細径化が実現できる。
【０１２４】
［付記］
（付記項１） 内視鏡先端部内に設けられたＣＣＤと、前記ＣＣＤを駆動すると共に前記ＣＣＤからの撮像信号を信号処理する信号処理手段とを備えた内視鏡装置において、
前記内視鏡先端部に設けられた前記信号処理手段からの駆動パルスを再生中継する単一電源で動作する集積回路と、
前記積回路の出力の再生中継された前記ＣＣＤ駆動パルスをＡＣカップリングするコンデンサとを備えて、
前記ＣＣＤを駆動する正負両電圧駆動パルスを生成する
ことを特徴とする内視鏡装置。
【０１２５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、各装置の複雑な機能を統合し使い易さを向上させることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る内視鏡装置の外観を示す外観図
【図２】図１の内視鏡装置の構成を示すブロック
【図３】図２のシステムＣＰＵ２４の内部構成を示すブロック図
【図４】図２の信号ラインにおける通信ルールを説明する説明図
【図５】図１の内視鏡装置の変形例を示す図
【図６】本発明の第２の実施の形態に係る内視鏡装置の外観を示す外観図
【図７】図６の内視鏡装置の構成を示すブロック図
【図８】図６の内視鏡装置の第１の変形例の構成を示すブロック図
【図９】図６の内視鏡装置の第２の変形例の外観を示す外観図
【図１０】図９の内視鏡装置の構成を示すブロック図
【図１１】本発明の第３の実施の形態に係る内視鏡装置の構成を示すブロック図
【図１２】図１１の内視鏡装置の変形例の外観を示す外観図
【図１３】図１２の内視鏡装置の構成を示すブロック図
【図１４】本発明の第４の実施の形態に係るＣＣＤ駆動方式を説明する第１の図
【図１５】図１４のＣＣＤ駆動方式を説明する第２の図
【図１６】図１４のＣＣＤ駆動方式を説明する第３の図
【図１７】図１４のＣＣＤ駆動方式を説明する第４の図
【図１８】図１４のＣＣＤ駆動方式を説明する第５の図
【図１９】従来の内視鏡装置の構成を示す構成図
【符号の説明】
１…内視鏡装置
３…工業用内視鏡
４…ドラム部
６…フロントパネル
８…リモートコントローラユニット
１０…表示装置
１５…光源ユニット
１６…ＣＣＵ
１７…電動湾曲ユニット
１８…ドラム回転ＶＲ
１９…電源ユニット
２３…制御ユニット
２４…システムＣＰＵ
２５…基本システム
２６…ＲＯＭ
３１…アングル用ＣＰＵ
４１…ＣＣＤ
４７…ＤＳＰ
４８…ＤＳＰ用ＣＰＵ
８１…リモコン用ＣＰＵ８１
８５、８６、８７…信号ライン
【発明の属する技術分野】
本発明は内視鏡装置、更に詳しくは複数の機能ユニットの制御部分に特徴のある内視鏡装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、撮像素子を先端部に備えた挿入部を管腔内に挿入し観察部位を撮像する電子内視鏡を備えた内視鏡装置が医療用あるいは工業用として広く用いられるようになってきた。
【０００３】
このような従来の内視鏡装置は、図１９に示すように、管腔内の観察部位を撮像する電子内視鏡９０１と、電子内視鏡９０１からの撮像信号を信号処理するＣＣＵ（カメラコントロ―ルユニット）９０２と、電子内視鏡９０１に照明光を供給する光源装置９０３と、ＣＣＵ９０２により信号処理された映像信号を記録する画像記録装置９０５と、画像記録装置９０５を介してＣＣＵ９０２により信号処理された映像信号により内視鏡画像を表示する表示装置９０４とを備えて構成される。
【０００４】
電子内視鏡９０１は、管腔内に挿入する挿入部９１１と、挿入部９１１の基端側に連設された操作部９１２と、操作部９１２から延出したユニバーサルケーブル９１３とからなり、ユニバーサルケーブル９１３のスコープコネクタ９１４はＣＣＵ９０２に接続され、ユニバーサルケーブル９１３のライトガイド９１５に設置されているライトガイドコネクタ９１６は光源装置９０３に接続される。
【０００５】
ＣＣＵ９０２のビデオ信号は映像ケーブル９１７により画像記録装置９０５に接続され、画像記録装置９０５は、ＣＣＵ９０２からのビデオ信号を受け取り、装置カードコネクタ９１８に着脱可能なメモリカード９１９に画像を記録できるようになっている。
【０００６】
画像記録装置９０５から出力されるＶｉｄｅｏ信号は表示装置９０４に接続され、表示装置９０４では内視鏡の観察画像を表示する。
【０００７】
ここで、ＡＣアダプタ９２０はＣＣＵ９０２、画像記録装置９０５、表示装置９０４に電源を供給する電源装置である。
【０００８】
また、電子内視鏡９０１、ＣＣＵ９０２、光源装置９０３、表示装置９０４、画像記録装置９０５は、それぞれに設けられた操作スイッチ９０１ａ、９０２ａ、９０３ａ、９０４ａ、９０５ａを用い、個別に操作される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらの装置（電子内視鏡９０１、ＣＣＵ９０２、光源装置９０３、表示装置９０４、画像記録装置９０５）は、それぞれスタンドアロンの装置で構成され、各装置間を映像ケーブルで接続し、かつそれぞれの装置の電源供給用の機器（ＡＣアダプタ９２０、ＡＣ電源ケーブル９２１）が必要であった。
【００１０】
また、各装置の操作は、装置毎に設置されている操作スイッチ９０１ａ、９０２ａ、９０３ａ、９０４ａ、９０５ａを用いて、「操作スイッチ９０１ａは電子内視鏡９０１」「操作スイッチ９０２ａはＣＣＵ９０２」「操作スイッチ９０３ａは光源装置９０３」「操作スイッチ９０４ａは表示装置９０４」「操作スイッチ９０５ａは画像記録装置９０５」といったようにそれぞれの装置の操作を個別に行っていた。
【００１１】
すなわち、従来は、電子内視鏡９０１、ＣＣＵ９０２、光源装置９０３、表示装置９０４、画像記録装置９０５等の内視鏡システムを構成する各機器を各装置毎に接続し、ているため各装置間の接続が複雑になると共に、スタンドアロン型の各装置を組合せて利用するためのユーザインターフェースの統一感がとれなく、使いづらく、かつシステムサイズが大きく、システム重量も重くなるといった問題がある。
【００１２】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、各装置の複雑な機能を統合し使い易さを向上させることのできる内視鏡装置を提供することを目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１の内視鏡装置は、通信手段を有し、前記通信手段で受信した制御信号に基づいて各機能ユニットに制御信号を出力するメイン制御手段と、前記メイン制御手段の通信手段に前記操作信号を出力する遠隔操作手段と、前記メイン制御手段と制御情報を送受信する拡張通信手段を有し、前記メイン制御手段と前記遠隔操作手段との間に着脱自在であり、且つ、前記メイン制御手段と前記遠隔操作手段との間で接続されることで、拡張された機能で前記メイン制御手段を制御する拡張制御手段と、を備え、前記拡張制御手段が前記メイン制御手段と前記遠隔操作手段との間に接続されていない場合、前記遠隔操作手段からの操作信号に基づく前記各機能ユニットの制御を前記メイン制御手段が行い、前記拡張制御手段が前記メイン制御手段と前記遠隔操作手段との間に接続されている場合、前記遠隔操作手段からの操作信号に基づく前記各機能ユニットの制御を前記メイン制御手段を介して前記拡張制御手段が行うことを特徴とする内視鏡装置。
【００１４】
本発明の請求項２の内視鏡装置は、通信手段を有し、前記通信手段で受信した制御信号に基づいて各機能ユニットに制御信号を出力するメイン制御手段と、前記通信手段に操作信号を送受信するために設けられた第１の接続手段と、前記第１の接続手段に着脱自在に接続し、前記メイン制御手段と制御情報を送受信する拡張通信手段を有し、拡張された機能を制御する拡張制御手段と、前記拡張制御手段に操作信号を送受信するために設けられた第２の接続手段と、前記第１の接続手段または前記第２の接続手段に着脱自在に接続し、前記メイン制御手段及び前記拡張制御手段に前記操作信号を出力する遠隔操作手段と、を備え、前記拡張制御手段が前記第１の接続手段に接続していない場合、前記メイン制御手段は、前記遠隔操作手段からの操作信号に基づいて前記各機能ユニットを制御し、前記拡張制御手段が前記第１の接続手段に接続している場合、前記拡張制御手段は、前記メイン制御手段を介し前記遠隔操作手段からの操作信号に基づいて前記各機能ユニットを制御することを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について述べる。
【００１６】
第１の実施の形態：
図１ないし図５は本発明の第１の実施の形態に係わり、図１は内視鏡装置の外観を示す外観図、図２は図１の内視鏡装置の構成を示すブロック図、図３は図２のシステムＣＰＵ２４の内部構成を示すブロック図、図４は図２の信号ラインにおける通信のルールを説明する説明図、図５は図１の内視鏡装置の変形例を示す図である。
【００１７】
（構成）
図１に示すように、本発明の第１の実施の形態の工業用に用いられるドラム式の内視鏡装置１は、柔軟性を有する細長の挿入部２を備えた工業用内視鏡３と、長尺の挿入部２を外周部に巻き取る円筒形状のドラム部４と、ドラム部４を回動自在な状態で保持する箱形の本体部５と、本体部５の上端に設けられコネクタ類を配置したフロントパネル６と、フロントパネル６にケーブル７を介して接続されるリモートコントローラユニット８と、伸縮式のモノポット９の先端に回転自在に保持された例えば液晶モニタからなる表示装置１０と、収納される機器に加わる衝撃力を抑える緩衝部材を備えた収納蓋１１と、ＤＣケーブル１２を介してＤＣ電源を供給するバッテリ１３とから構成され、フロントパネル６に接続したＡＣケーブル１４を介して商用電源を供給できるようになっている。
【００１８】
また、ドラム部４内には工業用内視鏡３の照明光伝送手段としてのライトガイドに照明光を供給する光源ユニット１５と、工業用内視鏡３の挿入部２の先端硬質部２ａ内に設けた撮像装置に対する信号処理を行うＣＣＵ（カメラコントロールユニット）１６と、挿入部２の湾曲部２ｂを湾曲駆動する電動湾曲ユニット１７と、ドラム部４の回転数を検知するドラム回転ＶＲ（ボリューム）１８等が収納されてある。
【００１９】
図２に示すように、本実施の形態の内視鏡装置１は、工業用内視鏡３、リモートコントローラユニット８、光源ユニット１５、ＣＣＵ１６、電動湾曲ユニット１７、ドラム回転ＶＲ１８の他に、バッテリ１３からのＤＣ１２Ｖ〜３０Ｖの直流電源を入力すると共にＡＣケーブル１４を介してＡＣ１００Ｖ〜２４０Ｖの商用電源を入力して光源ユニット１５を駆動すると共に装置内の電圧Ｖｃｃの回路電源を生成する電源ユニット１９、警告を発するブザー２０、音声を入力するマイク２１等を備え、これらの各装置及びユニットは制御ユニット２３内のシステムＣＰＵ２４により制御されるように、基本システム２５を構成している。
【００２０】
ここで、ＲＯＭ２６は、システムＣＰＵ２４の制御機能を決定するプログラムを格納するメモリである。また、マイク２１に入力された音声はスピーカ２２により拡声することができるようになっている。
【００２１】
電動湾曲ユニット１７は、ユニットを制御するアングル用ＣＰＵ３１と、湾曲部２ｂを上下方向に湾曲させるためのＵ／Ｄモータ３２と、湾曲部２ｂを左右方向に湾曲させるためのＬ／Ｒモータ３３と、Ｕ／Ｄモータ３２による上下方向の湾曲量を検出しアングル用ＣＰＵ３１に出力するＵ／Ｄポテンションメータ３４と、Ｌ／Ｒモータ３３による左右方向の湾曲量を検出しアングル用ＣＰＵ３１に出力するＬ／Ｒポテンションメータ３５と、湾曲部２ｂの先端湾曲駒に接続されＵ／Ｄモータ３２による駆動力を伝達し湾曲部２ｂを上下方向に湾曲させるＵ／Ｄアングルワイヤ３６と、湾曲部２ｂの先端湾曲駒に接続されＬ／Ｒモータ３３による駆動力を伝達し湾曲部２ｂを左右方向に湾曲させるＬ／Ｒアングルワイヤ３７とより構成されている。
【００２２】
アングル用ＣＰＵ３１は、システムＣＰＵ２４の制御指令を受け、モータ駆動（Ｕ／Ｄ）信号３８によりＵ／Ｄモータ３２を駆動制御し、かつモータ駆動（Ｌ／Ｒ）信号３９によりＬ／Ｒモータ３３を駆動制御する。
【００２３】
そして、Ｕ／Ｄモータ３２が回転することにより、Ｕ／Ｄアングルワイヤ３６が引っ張られ、Ｕ／Ｄポテンションメータ３４の上下回転ＶＲが変位する。アングル用ＣＰＵ３１はＵ／Ｄポテンションメータ３４の上下回転ＶＲの値を検出することで上下方向における湾曲量を検知する。
【００２４】
同様に、Ｌ／Ｒモータ３３が回転することにより、Ｌ／Ｒアングルワイヤ３７が引っ張られ、Ｌ／Ｒポテンションメータ３５の左右回転ＶＲが変位する。アングル用ＣＰＵ３１はＬ／Ｒポテンションメータ３５の左右回転ＶＲの値を検出することで左右方向における湾曲量を検知する。
【００２５】
工業用内視鏡３の挿入部２の先端硬質部２ａ内に設けた撮像装置は、固体撮像素子であるＣＣＤ４１と、アンプ４２と、バッファ４３とより構成される。
【００２６】
また、ＣＣＵ１６は、アンプ４２で増幅されたＣＣＤ出力をさらに増幅するアンプ４４と、アンプ４４の出力を相関二重サンプリングするＣＤＳ４５と、ＣＤＳ４５の出力をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器４６と、Ａ／Ｄ変換器４６によりデジタル信号となった撮像信号に対してホワイトバランス処理、色調処理、輪郭強調処理等の公知の映像信号処理を行い表示装置１０に映像信号を出力するＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ）４７と、このＤＳＰ４７を制御するＤＳＰ用ＣＰＵ４８とを備えて構成される。
【００２７】
ＤＳＰ４７からは、ＣＣＤ駆動パルス４９が出力され、工業用内視鏡３においてバッファ４３により再生中継されＣＣＤ４１に入力され、ＣＣＤ４１が駆動されるが、ＣＤＳ４５にはＣＣＤ駆動パルス４９に同期したタイミング信号５０が入力されており、ＣＤＳ４５における相関二重サンプリングはタイミング信号５０に基づいて行われる。
【００２８】
ＣＣＵ１６では、システムＣＰＵ２４からの制御情報をＤＳＰ用ＣＰＵ４８が受け、制御情報をＤＳＰ４７に内部バス５１を介して送信する。内部バス５１は着脱可能なコネクタ５１ｃによりＤＳＰ用ＣＰＵ４８とＤＳＰ４７とに接続されている。また、ＤＳＰ４７から出力された映像信号であるＶｉｄｅｏ出力５２は、表示装置１０のＬＣＤパネル等に入力され、観察画像が表示される。
【００２９】
電源ユニット１９は、ＡＣ電源またはＤＣ電源（バッテリ１３：図１参照）を接続することにより、電源回路６１が基本システム２５内の各ユニット等の各種電源Ｖｃｃを出力する。この電源ユニット１９は、システムＣＰＵ２４からのパワーオン信号６２によりＯＮ／ＯＦＦ制御される。
【００３０】
また、電源回路６１は、光源ユニット１５内の点灯装置６３にランプ６４を点灯させる点灯電圧６５を出力するが、点灯電圧６５は、ランプＯＮ／ＯＦＦ信号６６によりスイッチ６７によって制御される。そして、光源ユニット１５内の点灯装置６３は、点灯電圧６５を受けランプ６４の点灯用のランプドライブパルス６８を発生させる。また、点灯装置６３は、ランプ切れによる故障またはランプ立ち消え等の時には、ランプ検知信号６９をシステムＣＰＵ２４に送出し、ランプ６４の異常を伝える。
【００３１】
ドラム回転ＶＲ１８は、工業用内視鏡３の挿入部２を巻き取るドラム部４の回転数を検知する機能を持ち、ドラム回転位置信号７１をシステムＣＰＵ２４へ送出し、ドラム回転の状態から挿入部２がどれほどの長さ引き出されているかをシステムＣＰＵ２４に知らせる。
【００３２】
また、ブザー２０へは、システムＣＰＵ２４から操作音、警告音として、ブザー信号７２が入力され、基本システム２５の操作及び動作状態に応じて、ブザーから音が出力される。
【００３３】
さらに、マイク２１からの出力はアンプ７３により増幅されスイッチ７４に入力され、スイッチ７４はシステムＣＰＵ２４により制御される。すなわち、システムＣＰＵ２４からのミュート信号を受け、スイッチ７４が開放の時は音声ミュート状態になり、またスイッチ７４が閉じた時はアンプ７３の信号は、オーディ信号７５として、スピーカ２２へ伝達される。
【００３４】
リモートコントローラユニット８は、リモコン用ＣＰＵ８１を内蔵し、このリモコン用ＣＰＵ８１には制御モード選択用の複数のスイッチ８２及びアングルレバー８３が接続されており、アングルレバー８３には、電動湾曲ユニット１７を制御する制御情報をリモコン用ＣＰＵ８１へ出力している。
【００３５】
リモコン用ＣＰＵ８１は、アングルレバー８３からの情報やスイッチ８２の制御情報をフロントパネル６に設けられたコネクタ８４（図１参照）を介し、システムＣＰＵ２４へ送信するようになっている。
【００３６】
制御ユニット２３内のシステムＣＰＵ２４は、電動湾曲ユニット１７内のアングル用ＣＰＵ３１及びＣＣＵ１６内のＤＳＰ用ＣＰＵ４８と信号ライン８５、８６により接続される。信号ライン８５は着脱可能なコネクタ８５ｃによりシステムＣＰＵ２４とＤＳＰ用ＣＰＵ４８に接続され、信号ライン８６は着脱可能なコネクタ８６ｃによりシステムＣＰＵ２４とアングル用ＣＰＵ３１に接続されている。また、コネクタ８４を介することで信号ライン８７によりリモートコントローラユニット８内のリモコン用ＣＰＵ８１に接続される。
【００３７】
図３に示すように、システムＣＰＵ２４内には、コアとなるＣＰＵマイコン２４ａと、ＣＰＵマイコン２４ａのキャッシュ用のＲＡＭ２４ｂと、ＣＰＵマイコン２４ａのプログラムを格納するＥＥＰＲＯＭ２４ｃと、グラフィックデータを生成するグラフィックコントローラ２４ｄとが設けられ、ＣＰＵマイコン２４ａ、ＲＡＭ２４ｂ、ＥＥＰＲＯＭ２４ｃ及びグラフィックコントローラ２４ｄは制御バス２４ｅにより接続されている。また、グラフィックコントローラ２４ｄにはグラフィック専用のＲＡＭ２４ｆが接続されている。
【００３８】
さらに、制御バス２４ｅにはシリアル通信インターフェイス（シリアルＩ／Ｆ）２４ｇが接続され、シリアル通信インターフェイス（シリアルＩ／Ｆ）２４ｇは各機能ユニットのＣＰＵ（ＤＳＰ用ＣＰＵ４８，アングル用ＣＰＵ３１）と制御情報の通信をすると共に、リモコン用ＣＰＵ８１と操作情報の通信を行うようになっている
（作用）
次に、このように構成された本実施の形態の内視鏡装置１の作用について説明する。
【００３９】
信号ライン８５、８６、８７による制御ユニット２３内のシステムＣＰＵ２４と電動湾曲ユニット１７内のアングル用ＣＰＵ３１、ＣＣＵ１６内のＤＳＰ用ＣＰＵ４８及びリモートコントローラユニット８内のリモコン用ＣＰＵ８１の通信は、シリアル通信でも良くパラレル通信でも良いが、本実施の形態では、シリアル通信（ＲＳ２３２Ｃ、ＵＳＢ、ＩＥＥＥ１３９４等）であり、基本システム２５で規定された通信ルールに基づき実行されている。
【００４０】
信号ライン８５、８６、８７によるシリアル通信（ＲＳ２３２Ｃ、ＵＳＢ、ＩＥＥＥ１３９４等）で用いている基本システム２５で規定された「通信ルール」について説明する。
【００４１】
図４に示すように、基本システム２５で規定された「通信ルール」による制御コマンドは、一つのパケット９０の形態で信号ライン８５、８６、８７のシリアル伝送ラインを各ユニット間で行き来し、このパケット９０は、先頭コード９１、宛先ユニットコード９２、発信元ユニットコード９３、各機能コード９４、パラメータコード９５及び終了コード９６より構成されている。表１に各コードの、コード種類と機能解説を示す。
【００４２】
【表１】
【００４３】
（２）宛先ユニットコード９２は、コマンドの送り先ユニットを示すコードである。
【００４４】
（３）発信元ユニットコード９３は、コマンドの送信元ユニットを示すコードである。
【００４５】
（４）各機能コード９４は、各機能ごとの制御すべきコードを示す。
【００４６】
（５）パラメータコード９５は、制御対象になる各機能のパラメータ値を示す。
【００４７】
（６）終了コード９６は、パケット９０の終了を示すコードである。
【００４８】
上記のコマンド形態に基づいた通信ルールで、信号ライン８５、８６、８７のシリアル通信ラインに制御情報と応答確認情報が伝送される。
【００４９】
宛先ユニットコード９２に該当するユニットは、自分宛てに送られた制御情報と判断し、各機能コード９４に割り当てられた制御すべきコードを解読して、制御モードを選択し、かつパラメータコード９５に明示された機能毎のパラメータ値を設定する。
【００５０】
各コマンドに対する問い合わせのコマンドは、先頭コードに例えば「Ｙ」を付加し、送信することで確実に通信制御が行われたか、確認ができる。
【００５１】
例えばリモートコントローラユニット８内のリモコン用ＣＰＵ８１では、アングルレバー８３からの電動湾曲ユニット１７を制御する制御情報を上記コマンド形態に基づいた通信ルールに従ってシステムＣＰＵ２４に送信すると共に、複数のスイッチ８２により制御モードを選択する。
【００５２】
リモートコントローラユニット８における制御モードとしては、例えば工業用内視鏡３のＣＣＤ４１の露光時間制御、ＣＣＵ１６のＤＳＰ４７による画像処理における制御等種々ある。
【００５３】
工業用内視鏡３のＣＣＤ４１の露光時間制御としては、例えば長時間露光時間の最長露光時間を１／６０秒から１０秒までの任意の値にユーザが設定できる。これにより別途ユーザにより設定される明るさ目標値に応じて、露光時間は１／６０秒から設定された最長露光時間の間で自動切替される。従って、ユーザは最長露光時間を一度設定すると、スローシャッタ動作において常に適切な明るさを得ることができる。
【００５４】
また、通常管腔内での観察は、管内壁が観察対象となるが、従来の画像処理での明るさ基準は撮像中心部分であって、撮像中心部分が適切な明るさで観察できるようにシャッタスピードやゲイン調整を行うため、管内壁が観察対象となる内視鏡画像処理では、撮像中心部分が空洞であって暗黒となるため、観察対象を適切な明るさで観察することができないといった問題があった。
【００５５】
そこで、ＣＣＵ１６のＤＳＰ４７による画像処理における制御としては、例えば内視鏡画像を中心エリアを含む複数のエリアに分割し、中心エリアでの明るさの重み付けを０とし、他のエリアの明るさを適切な値で主に付けを行うことで、内壁に明るさを合わせることを可能とする。
【００５６】
なお、リモートコントローラユニット８にビデオ出力端子及びオーディオ出力端子を持たせ、信号ライン８５、８６、８７を介して基本システム２５で規定された「通信ルール」に従って画像データまたは音声データを入力するようにしてもよい。この場合、ビデオ出力端子またはオーディオ出力端子にＬＣＤ等からなる表示装置あるいはスピーカを接続することが可能となり、観察しやすい位置に表示装置を配置することが可能となる。また、ビデオ出力端子及びオーディオ出力端子に眼鏡形状をしレンズ部分にＬＣＤを有するいわゆるフェイスマウンテッドディスプレイ（ＦＭＤ）を接続することも可能となり、ユーザは観察姿勢によらず常に最適な内視鏡画像を観察することが可能となる。
【００５７】
また、各ユニットに書き換え可能な不揮発性メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）を持たせ、リモートコントローラユニット８が接続されるコネクタ８４には、調整用のパーソナルコンピュータ（ＰＣ）を接続可能とすることができる。この場合、制御ユニット２３内のシステムＣＰＵ２４は、立ち上げ時にコネクタ８４にリモートコントローラユニット８あるいは調整用のパーソナルコンピュータ（ＰＣ）のいずれかが接続されたかを判断し、調整用のパーソナルコンピュータ（ＰＣ）が接続されたと判断した場合、基本システム２５内を調整モード状態に設定する。これにより容易に基本システム２５を調整用のパーソナルコンピュータ（ＰＣ）により調整可能となる。また、ＥＥＰＲＯＭを各ユニットに持たせることにより、調整用のパーソナルコンピュータ（ＰＣ）による調整前のエラー情報を読み取ることが可能となり、容易に不具合を確認することができる。さらに、ＥＥＰＲＯＭを各ユニットに持たせることにより、前回使用した際の各種設定情報が格納できるので、各ユニット毎に通信を介することなく所望の状態で立ち上げが可能となる。
【００５８】
また、シリアル通信をＲＳ２３２Ｃで行う場合、ＲＳ２３２Ｃの信号規格は通常１２Ｖｐ−ｐであるが、信号ラインの短い基本システム２５においては５Ｖｐ−ｐで行うようにしてもよく、この場合、消費電力が少なく通信回路の構成が簡略化できる。
【００５９】
（効果）
以上説明したように本実施の形態では、内視鏡装置の各機器の制御を統一した通信により行うと共に、一つのリモートコントローラユニット８で制御内容を指示することができるようにしたので、内視鏡装置１内の各ユニットの複雑な機能を統合し、使い易さを改善させることができる。
【００６０】
また、内視鏡装置１を構成する各ユニットを、シリアル制御信号線を用いて接続したので、例えばＲＳ２３２Ｃ通信の場合は、通信を実現する最低限の通信線として、ＲＸＤ，ＴＸＤの２線式通信ラインで構成できるため、各装置間の接続配線が簡単になり、信号線数を少なくできている。
【００６１】
またさらに、ドラム構造を取る場合は、ドラム内とドラム外のユニット間をシリアル通信とすることにより、ドラム内外間で伝送する通信線数を削減できその効果は大きい。
【００６２】
さらに、画像データをシリアル通信ラインで送受信する場合には、ＵＳＢまたはＩＥＥＥ１３９４等の高速通信手段が使え、効率良くデータ伝送できる。
【００６３】
なお、基本システム２５においては、図５に示すように、コネクタ９７を介して上記「通信ルール」に従って信号ライン９８によりシステムＣＰＵ２４にシステムソフトウエア書き込み装置９９を接続することができる。
【００６４】
従来の内視鏡装置の各装置の機能は、各装置ごとに設定されたハードウェア及びソフトウェアによりあらかじめ設定されており、各装置の機能の改訂を行うには、それぞれ各装置のハードウェア及びソフトウェアを改訂しなければならなかった。
【００６５】
図５のようにシステムソフトウエア書き込み装置９９を基本システム２５のシステムＣＰＵ２４に接続することで、システムソフトウェア書き込み装置９９を用いて、システムＣＰＵ２４によるシステム制御のバージョンアップ、ユーザ毎の設定変更、さらに英独仏語対応などの仕向け地向け設定等に対応したシステムソフトウェアを、ＲＯＭ２６へ書き込め、システムの機能を容易に変更できる。ＲＯＭ２６は、この場合、書き換え可能な不揮発性メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）とする。
【００６６】
第２の実施の形態：
図６ないし図１０は本発明の第２の実施の形態に係わり、図６は内視鏡装置の外観を示す外観図、図７は図６の内視鏡装置の構成を示すブロック図、図８は図６の内視鏡装置の第１の変形例の構成を示すブロック図、図９は図６の内視鏡装置の第２の変形例の外観を示す外観図、図１０は図９の内視鏡装置の構成を示すブロック図である。
【００６７】
第２の実施の形態は、第１の実施の形態とほとんど同じであるので、異なる点のみ説明し、同一の構成には同じ符号をつけ説明は省略する。
【００６８】
（構成）
図６に示すように、本実施の形態の内視鏡装置１ａは、基本システム２５の他に本体部５内に機能拡張ユニットとして画像記録ユニット１００を有して構成される。
【００６９】
図７に示すように、この画像記録ユニット１００内には拡張システムＣＰＵ１０１が設けられており、画像記録ユニット１００の拡張システムＣＰＵ１０１は、システムＣＰＵ２４とコネクタ１０２を介し信号ライン１０３により接続される。また、リモートコントローラユニット８のリモコン用ＣＰＵ８１は、コネクタ８４を介し、信号ライン１０４により拡張システムＣＰＵ１０１に接続されている。
【００７０】
なお、信号ライン１０３及び信号ライン１０４における通信は、第１の実施の形態で説明した基本システム２５で規定された「通信ルール」に従って行われる。
【００７１】
画像記録ユニット１００内には、マイク２１からの音声信号をデジタル処理するオーディオ処理回路１１０と、ＣＣＵ１６のＤＳＰ４７からの画像信号をデジタル処理する画像処理回路１１１が設けられている。また、拡張システムＣＰＵ１０１により制御されオーディオ処理回路１１０及び画像処理回路１１１で処理されたディジタルデータは、カードコネクタ１１２を介して着脱可能なメモリカード１１３へ読み書きされるようになっている。また、カードコネクタ１１３での読み書き制御は拡張システムＣＰＵ１０１からのカードコントロール信号１１４により実施している。
【００７２】
また、画像処理回路１１１で処理された内視鏡画像は表示装置１０に表示され、オーディオ処理回路１１０で処理された音声はスピーカ２２に出力されるようになっている。
【００７３】
なお、拡張システムＣＰＵ１０１に接続されるＲＯＭ１１６は、拡張システムＣＰＵ１０１の制御機能を決定するプログラムを格納するメモリである。
【００７４】
また、メモリカード１１３は、図６に示すように、ＰＣＭＣＩＡカード１１３ａ、ＣＦ（コンパクトフラッシュ）カード１１３ｂからなるため、フロントパネル６にはカードコネクタ１１２としてＰＣＭＣＩＡスロット１１５ａとＣＦスロット１１５ｂが設けられている。
【００７５】
その他の構成は第１の実施の形態と同じである。
【００７６】
（作用）
マイク２１からの音声信号１２１は、オーディオ処理回路１１０に入力され、拡張システムＣＰＵ１０１からのコントロールオーディオ信号１２２に基づき制御される。オーディオ処理回路１１０では、音声信号１２１をメモリカード１１３に記録するデータ形式に変換しメモリカード１１３へ読み書きする。またオーディオ処理回路１１０により処理された信号は、音声信号１２３としてスピーカ２２に出力される。
【００７７】
ＣＣＵ１６のＤＳＰ４７からの画像信号１２４は、画像処理回路１１１に入力され、拡張システムＣＰＵ１０１からのコントロール画像処理信号１２５に基づき制御される。画像信号１２４は、画像処理回路１１１において、メモリカード１１３に記録するデータ形式に変換され、メモリカード１１３に読み書きされるとともに、寸法計測画像処理が実行される。
【００７８】
この画像処理回路１１１により処理された信号は、画像信号１２６として、表示装置１０へ出力される。
【００７９】
本実施の形態の場合、システムＣＰＵ２４は、拡張システムＣＰＵ１０１に対してスレーブの状態になり、信号ライン１０３からの拡張システムＣＰＵ１０１の制御指令に基づき制御されることになる。
【００８０】
また、リモートコントローラユニット８からの信号ライン１０４を介した制御情報により、拡張システムＣＰＵ１０１は、画像記録ユニット１００内の制御をする。さらにリモートコントローラユニット８からの制御情報を信号ライン１０３を介して、システムＣＰＵ２４へ伝送することにより、システムＣＰＵ２４へ接続する全ての機能を制御できる。
【００８１】
その他の作用は第１の実施の形態と同じである。
【００８２】
（効果）
このように本実施の形態では、第１の実施の形態の効果に加え、内視鏡装置内のシステムを拡張させる場合においても、リモートコントローラユニット８からの制御情報に基づいて拡張システムＣＰＵ１０１がシステム全体を制御するので、リモートコントローラユニット８による統一した操作が可能となり、簡便な操作により拡張機能を使用することができる。また、システムが異なっても共通の操作性を実現でき、ユーザの操作性を高めることができる。
【００８３】
なお、本実施の形態においても、第１の実施の形態の図５に示したシステムソフトウエア書き込み装置９９を接続することができる。
【００８４】
すなわち、図８に示すように、コネクタ６１を介して上記「通信ルール」に従って信号ライン９８によりシステムソフトウエア書き込み装置９９を拡張システムＣＰＵ１０１に接続することで、システムソフトウェア書き込み装置９９を用いて、拡張システムＣＰＵ１０１によるシステム制御のバージョンアップ、ユーザ毎の設定変更、さらに英独仏語対応などの仕向け地向け設定等に対応したシステムソフトウェアを、ＲＯＭ１１６へ書き込め、システムの機能を容易に変更できる。ＲＯＭ１１６は、この場合、書き換え可能な不揮発性メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）とする。
【００８５】
また、システムソフトウエア書き込み装置９９の代わりに、システムソフトウェアの書き換えをメモリカード１１３を用いて、メモリカード１１３からシステムソフトウェアを読み込み書き込んでも良い。
【００８６】
また、図９に示すように、画像記録ユニット１００に代わりに画像記録ユニット１００と接続互換のあるバッファユニット１３１を設けて内視鏡装置１ａを構成してもよい。
【００８７】
このバッファユニット１３１では、図１０に示すように、ＤＳＰ４７から出力された映像信号１２４をビデオバッファ１３２に入力した後、表示装置１０のＬＣＤパネル等に出力し、観察画像が表示する。また、マイク２１からの音声信号１２１がバッファユニット１３１のオーディオバッファ１３３に入力された後、スピーカ２２へ伝達される。
【００８８】
なお、このバッファユニット１３１が用いられる場合は、当然システムＣＰＵ２４がマスタとなり装置全体を制御する。
【００８９】
このようなバッファユニット１３１を使用することで、システムが異なっても共通の操作性を実現でき、ユーザの操作性を高めることができる。また、バッファユニット１３１を画像記録ユニット１００と接続互換にしているので、拡張システムでは、バッファユニット１３１が画像記録ユニット１００に置き換わり、高機能化できるのでシステムサイズを増やすことなく機能拡張できる内視鏡装置が実現できる。
【００９０】
第３の実施の形態：
図１１ないし図１３は本発明の第３の実施の形態に係わり、図１１は内視鏡装置の構成を示すブロック図、図１２は図１１の内視鏡装置の変形例の外観を示す外観図、図１３は図１２の内視鏡装置の構成を示すブロック図である。
【００９１】
第３の実施の形態は、第２の実施の形態とほとんど同じであるので、異なる点のみ説明し、同一の構成には同じ符号をつけ説明は省略する。
【００９２】
（構成・作用）
図１１に示すように、本実施の形態の内視鏡装置１ｂでは、システムＣＰＵ２４を有する制御ユニット２３をなくし、システムＣＰＵ２４の機能全てを画像記録ユニット１００の拡張システムＣＰＵ１０１に持たせて構成される。その他の構成・作用は第２の実施の形態と同じである。
【００９３】
（効果）
このように本実施の形態では、第２の実施の形態の効果に加え、拡張システムＣＰＵ１０１にシステムＣＰＵ２４の機能全てを持たせているので、制御ユニット２３が必要なくなり内視鏡装置をより簡単に構成することができる。
【００９４】
なお、図１２及び図１３に示すように、拡張システムＣＰＵ１０１に信号ライン１５１により外部ＰＣ１５２を接続することができるようにしてもよい。この場合、信号ライン１５１における通信は、第１の実施の形態で説明した基本システム２５で規定された「通信ルール」に従って行われ、外部ＰＣ１５２はリモートコントローラユニット８の操作を代わり実行できる。なお、信号ライン１５１は着脱可能なコネクタ１５１ｃによりシステムＣＰＵ２４と外部ＰＣ１５２に接続されている。
【００９５】
内視鏡装置と外部ＰＣ１５２とをシリアル（ＲＳ２３２Ｃ、ＵＳＢ、ＩＥＥＥ１３９４等）通信にて接続し、これらのシリアル通信を第１の実施の形態で説明した基本システム２５で規定された「通信ルール」に従って実行するようにしたので、外部ＰＣ１５２とのシリアル通信により各ユニットが制御され、または各ユニットの機能診断を行うことができ、電動湾曲ユニット１７の制御コマンドやデータもこのシリアル通信ラインを用いることにより、外部ＰＣ１５２からシリアル通信ラインを用い、電動湾曲ユニット１７の制御ができる。また画像データをシリアル通信ラインで送受信する場合には、ＵＳＢまたはＩＥＥＥ１３９４等の高速通信手段が使え、外部ＰＣ１５２との間で効率良くデータ伝送できる。
【００９６】
第４の実施の形態：
図１４ないし図１８は本発明の第４の実施の形態に係わり、図１４はＣＣＤ駆動方式を説明する第１の図、図１５は図１４のＣＣＤ駆動方式を説明する第２の図、図１６は図１４のＣＣＤ駆動方式を説明する第３の図、図１７は図１４のＣＣＤ駆動方式を説明する第４の図、図１８は図１４のＣＣＤ駆動方式を説明する第５の図である。
【００９７】
ところで、 従来の内視鏡の先端に内蔵されるＣＣＤで、正負両電圧パルスの駆動信号が必要な場合は、ＣＣＵ（＝カメラコントロールユニット）側の方から、あらかじめＣＣＤの要求電圧に応じた正負両電圧パルスを送出していた。
【００９８】
この場合は、ＣＣＵ側の方で、正電圧電源と負電圧電源の両電源を作成し、ＣＣＤを駆動する必要があった。この為に、ＣＣＵの駆動回路に正負両電圧パルスを発生する回路が必要であり、ＣＣＵのサイズが大きくなってしまった。
【００９９】
また、正負両電圧パルスをＣＣＤに入力する工夫として、内視鏡の先端部に正負両電圧パルスに変換する正負両電源の集積回路を設ける手段もあった。しかし内視鏡の先端部に正負両電圧を供給する必要があると共に内視鏡先端部に内蔵する集積回路の正負両電圧を安定化するバイパスコンデンサの正電圧用と負電圧用で二つ必要になっていた。さらに、内視鏡内に配線する信号線も正負両電圧用の電源線を別々に必要としており、内視鏡の細さを決定する信号線本数の制約面でも本数が多くなり、内視鏡挿入部の太さを決める上で不利であった。
【０１００】
図１４、図１５さらに図１６を用いて、従来例を説明する。
【０１０１】
図１４は、ＣＣＵ２０６からＣＣＤ２０４を直接駆動する例を示している。正負両電圧駆動パルス発生回路２１２は、ＣＣＵ２０６からＣＣＤ２０４を駆動するドライブ回路である。この駆動方式は、ＣＣＤ２０４を内蔵するスコープ先端部の構成をシンプルにできるメリットがあるが、内視鏡特有の極細信号線を用いて駆動パルスを伝送するので、図１４に示すように、ケーブル駆動パルス２１３の波形はＣＣＵ２０６からＣＣＤ２０４に到達する間に、ケーブルの浮遊容量やインピーダンスの影響により、駆動波形の立ち上がり、立ち下がりが鈍ったものになってしまう。
【０１０２】
ＣＣＤを駆動する場合、特にＣＣＤ水平転送駆動パルスの波形が鈍ると、ＣＣＤの水平転送効率が悪化する。
【０１０３】
従来は、この現象を防ぐ為に、波形強調回路２２０をＣＣＵ２０６の側に設け、あらかじめ減衰するレベルを考慮し、ケーブル駆動パルス２１３を送出していた。
【０１０４】
しかし、この波形強調回路を用いても、波形立ち上りと立ち下がりの改善には限界があり、どうしても波形が鈍ってしまっていた。また、波形強調回路は、波形の立ち上りと立ち下がりを強調して送出するので、ＣＣＵ２０６側のＥＭＩレベルも増大させていた。
【０１０５】
図１４で説明した波形の鈍りを改善するための工夫として、図１５では、再生中継用の両電源集積回路２１４を内視鏡先端部のＣＣＤ２０４のすぐ近傍に配置してある。
【０１０６】
図１５に示す従来例では、ＣＣＤ２０４に対して、波形の立ち上りと立ち下がりを改善したＣＣＤ入力正負駆動パルス２１１を与えるために、再生中継用の両電源集積回路２１４にて、ＣＣＵからの駆動パルス（５）を再生中継している。
【０１０７】
図１６に再生仲介の様子を示す。再生中継用の両電源集積回路２１４は、ＣＣＵ２０６からの駆動パルス２０５の波形が鈍っているので、これを波形再生中継し、パルスの立ち上り立ち下がり特性を改善したＣＣＤ入力正負駆動パルス２１１を作成している。
【０１０８】
この図１５の従来例では、再生中継用の両電源集積回路２１４に正負両電源電圧を与える必要があり、ＣＣＵ２０６から正電圧電源線２１６、負電圧電源線２１７を用いている。
【０１０９】
これら正負両電圧電源を再生中継用の両電源集積回路２１４に供給する場合、極細ケーブルを用いて電源供給される為に、内視鏡先端部の電源端子インピーダンスが高く、電源電圧が不安定になる。
【０１１０】
このために通常電源インピーダンスを下げ、電源電圧の安定化のために、両電源用バイパスコンデンサ２１５を必要としていた。
【０１１１】
なお、正電源電圧発生回路２１８、負電源電圧発生回路２１９はＣＣＵ２０６側から電源電圧を供給する電源電圧発生回路である。
【０１１２】
以上述べて来たように、従来例では、図１４に示すような、ＣＣＵ側から直接ＣＣＤを駆動する方式の場合は、どうしても駆動波形が鈍りＣＣＤの水平転送効率が劣化していた。
【０１１３】
これを改善するために、図１５に示すように、内視鏡先端部に再生中継用の集積回路を設けたが、正負両電圧パルスを作成するために、この両電源用集積回路用の正負電源線が必要になり、スコープ径に影響を与えるとともに、内視鏡先端部の正負電源電圧安定化のための正負バイパスコンデンサが必要になり、先端部構造が複雑化して先端部が大型化し内視鏡硬質部の長さに影響が出ていた。
【０１１４】
そこで、本実施の形態では、正負両電源駆動パルスを必要とするＣＣＤを内蔵する内視鏡の場合、ＣＣＵの駆動回路を複雑化することなしに、内視鏡先端部の回路も簡単化し小型化を図り、かつ内視鏡挿入部内の信号線数も増えず、細径化のできる内視鏡のＣＣＤ駆動方式について説明する。
【０１１５】
図１７において、内視鏡装置３００は、再生中継用の単電源集積回路３０１、片電源用バイパスコンデンサ３０２、ＡＣカップリングコンデンサ３０３、ＣＣＤ３０４、ＣＣＵ３０６、単電源電源電圧線３０７、単電源ＣＣＵ駆動回路３０８、ＳＳＧ３０９、＋２Ｖｃｃ電源回路３１０とから構成される。
【０１１６】
本実施の形態の構成では、ＣＣＵ３０６のＳＳＧ３０９で発生するパルスを発生している。このパルスを、単電源ＣＣＵ駆動回路３０８に入力し、駆動パルス３０５を生成している。
【０１１７】
この駆動パルス３０５を再生中継用の単電源集積回路３０１に入力し、駆動波形の立ち上り立ち下がり特性を改善した単電源パルス３１２を生成する。この単電源パルス３１２をＡＣカップリングコンデンサ３０３を介して、ＣＣＤ入力正負駆動パルス３１１をＣＣＤ３０４へ入力している。＋２Ｖｃｃ電源回路３１０は、ＣＣＵ３０６に内蔵される再生中継用の単電源集積回路３０１用の電源電圧を内視鏡先端部に単電源電源電圧線３０７を介して伝送している。
【０１１８】
尚、片電源用バイパスコンデンサ（２）は、先端部の＋２Ｖｃｃ電圧を安定化する為のコンデンサである。
【０１１９】
図１８を用いて、再生中継用の単電源集積回路３０１の動作を説明する。駆動パルス３０５を入力された再生中継用の単電源集積回路３０１は、０〜＋２Ｖｃｃ（Ｖ）の立ち上り立ち下がり特性が改善された単電源パルス３１２に変換される。この単電源パルス３１２をＡＣカップリングコンデンサ３０３に通すことにより、ＤＣバイアスをシフトさせ、ＣＣＤ入力正負駆動パルス３１１を生成している。
【０１２０】
このように本実施の形態では、単電源の駆動パルスをいったん単電源の再生中継用の集積回路に入れた後にＡＣカップリングコンデンサを介して、正負駆動パルスを生成しＣＣＤに入力している。
【０１２１】
本実施の形態の場合、内視鏡先端部に内蔵する電源電圧安定化のバイパスコンデンサは、一つでよく正負両電源の二つより削減できており、小型化に適している。また、内視鏡先端部の再生中継用の集積回路の様に伝達する必要のある電源線は、単電源用の１本で良く、正負両電源の２本に比べ改善しており、内視鏡スコープ挿入部の外径を決定する信号線数を減らし、細径化が実現できている。
【０１２２】
すなわち、本実施の形態では、ＡＣカップリングコンデンサを介して、正負駆動パルスを生成しＣＣＤに入力しているので、内視鏡先端部に内蔵する電源電圧安定化のバイパスコンデンサは、一つでよく内視鏡先端部の小型化に適しており、内視鏡先端部の硬質部長を短くできる。
【０１２３】
また、内視鏡先端部の再生中継用の集積回路の様に伝達する必要電源線は、単電源用の１本として、内視鏡の挿入部の外径を決定する信号線数を減らし、細径化が実現できる。
【０１２４】
［付記］
（付記項１） 内視鏡先端部内に設けられたＣＣＤと、前記ＣＣＤを駆動すると共に前記ＣＣＤからの撮像信号を信号処理する信号処理手段とを備えた内視鏡装置において、
前記内視鏡先端部に設けられた前記信号処理手段からの駆動パルスを再生中継する単一電源で動作する集積回路と、
前記積回路の出力の再生中継された前記ＣＣＤ駆動パルスをＡＣカップリングするコンデンサとを備えて、
前記ＣＣＤを駆動する正負両電圧駆動パルスを生成する
ことを特徴とする内視鏡装置。
【０１２５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、各装置の複雑な機能を統合し使い易さを向上させることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る内視鏡装置の外観を示す外観図
【図２】図１の内視鏡装置の構成を示すブロック
【図３】図２のシステムＣＰＵ２４の内部構成を示すブロック図
【図４】図２の信号ラインにおける通信ルールを説明する説明図
【図５】図１の内視鏡装置の変形例を示す図
【図６】本発明の第２の実施の形態に係る内視鏡装置の外観を示す外観図
【図７】図６の内視鏡装置の構成を示すブロック図
【図８】図６の内視鏡装置の第１の変形例の構成を示すブロック図
【図９】図６の内視鏡装置の第２の変形例の外観を示す外観図
【図１０】図９の内視鏡装置の構成を示すブロック図
【図１１】本発明の第３の実施の形態に係る内視鏡装置の構成を示すブロック図
【図１２】図１１の内視鏡装置の変形例の外観を示す外観図
【図１３】図１２の内視鏡装置の構成を示すブロック図
【図１４】本発明の第４の実施の形態に係るＣＣＤ駆動方式を説明する第１の図
【図１５】図１４のＣＣＤ駆動方式を説明する第２の図
【図１６】図１４のＣＣＤ駆動方式を説明する第３の図
【図１７】図１４のＣＣＤ駆動方式を説明する第４の図
【図１８】図１４のＣＣＤ駆動方式を説明する第５の図
【図１９】従来の内視鏡装置の構成を示す構成図
【符号の説明】
１…内視鏡装置
３…工業用内視鏡
４…ドラム部
６…フロントパネル
８…リモートコントローラユニット
１０…表示装置
１５…光源ユニット
１６…ＣＣＵ
１７…電動湾曲ユニット
１８…ドラム回転ＶＲ
１９…電源ユニット
２３…制御ユニット
２４…システムＣＰＵ
２５…基本システム
２６…ＲＯＭ
３１…アングル用ＣＰＵ
４１…ＣＣＤ
４７…ＤＳＰ
４８…ＤＳＰ用ＣＰＵ
８１…リモコン用ＣＰＵ８１
８５、８６、８７…信号ライン
Claims (6)
- 通信手段を有し、前記通信手段で受信した制御信号に基づいて各機能ユニットに制御信号を出力するメイン制御手段と、
前記メイン制御手段の通信手段に前記操作信号を出力する遠隔操作手段と、
前記メイン制御手段と制御情報を送受信する拡張通信手段を有し、前記メイン制御手段と前記遠隔操作手段との間に着脱自在であり、且つ、前記メイン制御手段と前記遠隔操作手段との間で接続されることで、拡張された機能で前記メイン制御手段を制御する拡張制御手段と、
を備え、
前記拡張制御手段が前記メイン制御手段と前記遠隔操作手段との間に接続されていない場合、前記遠隔操作手段からの操作信号に基づく前記各機能ユニットの制御を前記メイン制御手段が行い、
前記拡張制御手段が前記メイン制御手段と前記遠隔操作手段との間に接続されている場合、前記遠隔操作手段からの操作信号に基づく前記各機能ユニットの制御を前記メイン制御手段を介して前記拡張制御手段が行うことを特徴とする内視鏡装置。 - 通信手段を有し、前記通信手段で受信した制御信号に基づいて各機能ユニットに制御信号を出力するメイン制御手段と、
前記通信手段に操作信号を送受信するために設けられた第１の接続手段と、
前記第１の接続手段に着脱自在に接続し、前記メイン制御手段と制御情報を送受信する拡張通信手段を有し、拡張された機能を制御する拡張制御手段と、
前記拡張制御手段に操作信号を送受信するために設けられた第２の接続手段と、
前記第１の接続手段または前記第２の接続手段に着脱自在に接続し、前記メイン制御手段及び前記拡張制御手段に前記操作信号を出力する遠隔操作手段と、
を備え、
前記拡張制御手段が前記第１の接続手段に接続していない場合、前記メイン制御手段は、前記遠隔操作手段からの操作信号に基づいて前記各機能ユニットを制御し、前記拡張制御手段が前記第１の接続手段に接続している場合、前記拡張制御手段は、前記メイン制御手段を介し前記遠隔操作手段からの操作信号に基づいて前記各機能ユニットを制御することを特徴とする内視鏡装置。 - 前記各機能ユニットは、該機能ユニットを制御するための制御手段をそれぞれ有し、これらの制御手段は、前記メイン制御手段に接続される制御バスに接続されたシリアル通信インターフェイスによって、前記メイン手段との前記制御情報の通信を行うと共に、前記遠隔操作手段との前記操作情報の通信を行うものであって、これらの通信は、予め決められた通信ルールによる制御コマンドをパケット形式で送受信するように実行することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の内視鏡装置。
- 前記各機能ユニットには、書き換え可能な不揮発性メモリがそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項に記載の内視鏡装置。
- システムソフトウエア書き込み装置又はメモリカードを、前記拡張制御手段に接続することにより、前記拡張制御手段によるシステム制御のバージョンアップ、ユーザ毎の設定変更、システム機能の変更の少なくとも１つを行うことを特徴とする請求項１から請求項４の何れか１項に記載の内視鏡装置。
- 前記遠隔操作手段は、リモートコントローラユニット又はパーソナルコンピュータであることを特徴とする請求項１から請求項５の何れか１項に記載の内視鏡装置。
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