JP5350714B2 - 内視鏡装置 - Google Patents
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Description
この内視鏡は、光源装置から供給される照明光によって照らされた観察部位の観察像を撮像素子の撮像面に結像させ、この撮像素子で光電変換した観察像の画像信号を外部装置であるカメラコントロールユニット(以下CCUと略記する)の信号処理部に伝達して映像信号を生成し、モニタの画面上に内視鏡画像を表示させて、ユーザが観察部位を観察できる構成になっている。
本発明の一態様によれば、内視鏡先端部に配置された対物レンズより取り込んだ被写体像を撮像する撮像手段で得られた信号を相関2重サンプリング処理する相関2重サンプリング手段と、前記相関2重サンプリング手段に前記相関2重サンプリング処理のためのタイミング信号を供給するタイミング発生手段と、前記相関2重サンプリング手段においてサンプルホールドされた信号をアナログデジタル変換するA/D変換手段と、前記A/D変換手段の出力を信号処理する映像信号処理手段と、を有し、前記タイミング発生手段は、パルス生成用クロック信号を基に、前記相関2重サンプリング処理のための前記タイミング信号を生成するパルス生成回路と、前記パルス生成用クロック信号もしくは前記パルス生成回路にて生成された前記タイミング信号の位相を、第1の量だけ位相シフトさせるバッファ又は遅延線により構成された第1の位相シフト回路と、前記パルス生成用クロック信号もしくは前記パルス生成回路にて生成された前記タイミング信号の位相を、前記第1の量よりも大きい第2の量だけ位相シフトさせるシフトレジスタにより構成された第2の位相シフト回路と、前記第1の位相シフト回路と前記第2の位相シフト回路のそれぞれの前記第1の量と前記第2の量を決定する位相シフト量決定手段と、を有して、前記パルス生成回路と、前記第1の位相シフト回路と、前記第2の位相シフト回路が直列に接続され、前記位相シフト量決定手段は、前記第1の量が最小となるように前記第1の量と前記第2の量を決定する内視鏡装置が提供される。
(全体構成)
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る内視鏡装置の全体構成を示すブロック図である。
内視鏡装置1は、細長の挿入部11と、本体部12と、液晶表示装置(LCD)等の表示装置13、各種操作のためのリモコン14とを含んで構成されている。また、本体部12には記録媒体15が取り付け可能となっており、記録媒体15に静止画及び動画の記録が可能となっている。
撮像手段としてのCCD23は、細長の複合同軸ケーブルにより接続された、本体部12のCCD駆動部としてのCCDドライバ31を介して画像処理部32に接続される。画像処理部32にて、CCD23を駆動するための各種パルスが生成されてCCDドライバ31に供給される。CCDドライバ31では、細長の複合同軸ケーブルにて各種CCD駆動パルスが減衰することを考慮して、供給された各種パルスが増幅されてCCD23に出力される。CCD23は、画像処理部32にて生成された各種CCD駆動パルスのタイミングに基づいて光電変換する。CCD23にて、光電変換されたCCD23の出力信号は細長の複合同軸ケーブルを介して、画像処理部32まで伝送される。
次に、画像処理部32の構成について説明する。
図2は、画像処理部32の構成を説明するためのブロック図である。画像処理部32は、プリアンプ41、CDS42、タイミングジェネレータ(以下、TGと略す)43、プログラマブル・ゲイン・アンプ(PGA)44、CPU45、アナログデジタル変換器であるA/D部46、画像処理回路47、RAM48及びROM49を含んで構成されている。
次に、タイミング発生手段としてのTG43の構成について説明する。
図3は、TG43の構成を示すブロック図である。TG43は、カウンタ回路51、パルス生成回路52、シリアルインターフェース回路(シリアルI/F)53、レジスタ54、SHP用遅延素子位相シフト回路55、SHP用位相シフトテーブル部56、SHP用パルス生成回路57、SHP用シフトレジスタ位相シフト回路58、SHD用遅延素子位相シフト回路59、SHD用位相シフトテーブル部60、SHD用パルス生成回路61、及びSHD用シフトレジスタ位相シフト回路62を含む。SHP用遅延素子位相シフト回路55、SHP用位相シフトテーブル部56、SHP用パルス生成回路57、及びSHP用シフトレジスタ位相シフト回路58が、SHP用位相シフト回路を構成する。SHD用遅延素子位相シフト回路59、SHD用位相シフトテーブル部60、SHD用パルス生成回路61、及びSHD用シフトレジスタ位相シフト回路62が、SHD用位相シフト回路を構成する。
CDS部42では、このSHP遅延2パルス信号SHP_DLY2を基準にしてCDS処理を行っている。
図4のSHP用遅延素子位相シフト回路55は、遅延素子として複数のバッファ71を用いてパルス生成用クロック信号CLK_INの微小な量の位相シフトを実現する。複数のバッファ71は、直列に接続されており、その各接続ポイントからの出力が、セレクタ72に並列に入力されている。複数の接続ポイントの出力信号は、各接続ポイントまでに直列に接続されたバッファの数が異なっているので、互いに位相が異なった信号となる。セレクタ72は、SHP用位相シフトテーブル部56から出力される制御信号DCS_SHPに基づいて、並列に入力された互いに位相の異なる複数の信号のうち1つを選択して、遅延SHPクロック信号CLK_DLY_SHPとして、SHP用パルス生成回路57に出力する。
図6は、SHP用シフトレジスタ位相シフト回路58の構成例を示すブロック図である。なお、SHD用シフトレジスタ位相シフト回路62の構成も、図6と全く同等である。
図7は、位相シフト無しの場合のタイミングチャートである。図7は、例えば、内視鏡装置1の挿入部11が長い場合に位相シフトが無い、すなわち位相シフト量が0(ゼロ)、とするときのタイミングチャートである。
(全体構成)
本発明の第2の実施の形態に係る内視鏡装置は、RGパルス信号及びADCLK信号に対しても位相シフトを行うようにした点が、上述した第1の実施の形態の内視鏡装置とは異なる。本実施の形態の内視鏡装置の構成は、第1の実施の形態の内視鏡装置と略同じであるため、第1の実施の形態の内視鏡装置と同じ構成要素については同じ符号を用いて説明は省略し、異なる点のみを説明する。
精度のよいA/D変換を行うためには、A/D部46におけるA/D変換のサンプリングは、信号レベルが安定しているときに行わなければならないが、ケーブル長の違いにより、その信号レベルの安定している期間が異なる。そこで、内視鏡装置1の挿入部11あるいはケーブル自体が、そのケーブル長データを保持するか、あるいはそのケーブル長に応じたIDデータを保持する記憶部を有し、挿入部11の変更、又はケーブルの変更もしくは取り替え時に、CPU45がその記憶部に記憶されたデータを読み出すことによって、挿入部11等の個々のケーブル長に対応するシフト量データをレジスタ54に設定することができる。設定されたデータは、ADCLK用シフトレジスタ位相シフト回路67に設定される。
画像処理部47から入力されたパルス生成用クロック信号CLK_INを基準として、パルス生成回路52がADCLK信号を生成する。このADCLK信号は、パルス生成用クロック信号CLK_INの位相に同期されたクロックとして生成される。このADCLK信号に対して、ADCLK用シフトレジスタ位相シフト回路67において位相シフトされたADCLK_DLY信号が最終的にA/D部46に出力される。図13に示す例では、ADCLK信号の位相を、パルス生成用クロック信号CLK_INの7クロック分だけ位相シフトさせて出力した場合の図となっている。ADCLK用位相シフト回路67は、SHP用及びSHD用位相シフト回路とは異なり、遅延素子による位相シフト回路が存在しないので、シフトレジスタによる位相シフト量がトータルの位相シフト量ADTSに等しくなる。
従って、上述した2つの実施の形態に係る内視鏡装置によれば、精度良くサンプリングパルスの位相を遅延することにより、様々なケーブル長に対して、最適な画像を得られるように信号処理が可能な内視鏡装置を実現することができる。
Claims (10)
- 内視鏡先端部に配置された対物レンズより取り込んだ被写体像を撮像する撮像手段で得られた信号を相関2重サンプリング処理する相関2重サンプリング手段と、
前記相関2重サンプリング手段に前記相関2重サンプリング処理のためのタイミング信号を供給するタイミング発生手段と、
前記相関2重サンプリング手段においてサンプルホールドされた信号をアナログデジタル変換するA/D変換手段と、
前記A/D変換手段の出力を信号処理する映像信号処理手段と、を有し、
前記タイミング発生手段は、
パルス生成用クロック信号を基に、前記相関2重サンプリング処理のための前記タイミング信号を生成するパルス生成回路と、
前記パルス生成用クロック信号もしくは前記パルス生成回路にて生成された前記タイミング信号の位相を、第1の量だけ位相シフトさせる第1の位相シフト回路と、
前記パルス生成用クロック信号もしくは前記パルス生成回路にて生成された前記タイミング信号の位相を、前記第1の量とは異なる第2の量だけ位相シフトさせる第2の位相シフト回路と、を有して、
前記パルス生成回路と、前記第1の位相シフト回路と、前記第2の位相シフト回路が直列に接続され、
前記タイミング発生手段は、
前記撮像手段を駆動するためのリセットゲートパルス信号を生成するリセットゲートパルス生成回路と、
前記パルス生成用クロック信号もしくは前記リセットゲートパルス生成回路にて生成された前記リセットゲートパルス信号の位相を、第3の量だけ位相シフトさせる第3の位相シフト回路と、
前記パルス生成用クロック信号もしくは前記リセットゲートパルス生成回路にて生成された前記リセットゲートパルス信号の位相を、前記第3の量とは異なる第4の量だけ位相シフトさせる第4の位相シフト回路と、をさらに有し、
前記リセットゲートパルス生成回路と、前記第3の位相シフト回路と、前記第4の位相シフト回路が直列に接続されることを特徴とする内視鏡装置。 - 内視鏡先端部に配置された対物レンズより取り込んだ被写体像を撮像する撮像手段で得られた信号を相関2重サンプリング処理する相関2重サンプリング手段と、
前記相関2重サンプリング手段に前記相関2重サンプリング処理のためのタイミング信号を供給するタイミング発生手段と、
前記相関2重サンプリング手段においてサンプルホールドされた信号をアナログデジタル変換するA/D変換手段と、
前記A/D変換手段の出力を信号処理する映像信号処理手段と、を有し、
前記タイミング発生手段は、
パルス生成用クロック信号を基に、前記相関2重サンプリング処理のための前記タイミング信号を生成するパルス生成回路と、
前記パルス生成用クロック信号もしくは前記パルス生成回路にて生成された前記タイミング信号の位相を、第1の量だけ位相シフトさせるバッファ又は遅延線により構成された第1の位相シフト回路と、
前記パルス生成用クロック信号もしくは前記パルス生成回路にて生成された前記タイミング信号の位相を、前記第1の量よりも大きい第2の量だけ位相シフトさせるシフトレジスタにより構成された第2の位相シフト回路と、
前記第1の位相シフト回路と前記第2の位相シフト回路のそれぞれの前記第1の量と前記第2の量を決定する位相シフト量決定手段と、を有して、
前記パルス生成回路と、前記第1の位相シフト回路と、前記第2の位相シフト回路が直列に接続され、
前記位相シフト量決定手段は、前記第1の量が最小となるように前記第1の量と前記第2の量を決定することを特徴とする内視鏡装置。 - 前記パルス生成回路、前記第1の位相シフト回路及び前記第2の位相シフト回路は、前記相関2重サンプリング処理におけるサンプルホールドプリチャージレベルとサンプルホールドデータレベルの2つのタイミング信号を発生させるために、前記2つのタイミング信号毎に設けられていることを特徴とする請求項1又は2に記載の内視鏡装置。
- 前記第1の量は、前記第2の量よりも小さく、
前記第1の位相シフト回路は、バッファ又は遅延線により前記位相シフトを実現するように構成されていることを特徴とする請求項1に記載の内視鏡装置。 - 前記第2の位相シフト回路は、シフトレジスタにより前記位相シフトを実現するように構成されていることを特徴とする請求項4に記載の内視鏡装置。
- 前記タイミング発生手段において、前記第1の位相シフト回路が前記パルス生成用クロック信号の位相を前記第1の量だけシフトし、前記パルス生成回路が前記第1の位相シフト回路において位相シフトされた前記タイミング信号を生成し、前記第2の位相シフト回路が前記パルス生成回路において生成された前記タイミング信号の位相を前記第2の量だけシフトさせることを特徴とする請求項1から5のいずれか1つに記載の内視鏡装置。
- 前記第1の量と前記第2の量のデータは、前記内視鏡の挿入部の長さに応じて予め設定されたデータとして、記憶されていることを特徴とする請求項1から6のいずれか1つに記載の内視鏡装置。
- 前記予め設定されたデータは、テーブルデータとして記憶部に記憶されていることを特徴とする請求項7に記載の内視鏡装置。
- 前記予め設定されたデータは、外部から設定されて記憶されることを特徴とする請求項7又は8に記載の内視鏡装置。
- 前記タイミング発生手段は、
前記A/D変換手段のA/Dタイミング信号を生成するためのA/Dパルス生成回路と、
該A/Dパルス生成回路にて生成された前記A/Dタイミング信号の位相を第5の量だけ位相シフトさせる第5の位相シフト回路と、
をさらに有することを特徴とする請求項1から9のいずれか1つに記載に内視鏡装置。
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