JP5771543B2 - Endoscope device and imaging control device for endoscope device - Google Patents
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Description
本発明は、内視鏡装置及び内視鏡装置用撮像制御装置に関し、特に、適切な電圧レベルを有する駆動信号で撮像部を駆動することができる内視鏡装置及び内視鏡装置用撮像制御装置に関する。 The present invention relates to an endoscope apparatus and an imaging control apparatus for an endoscope apparatus, and in particular, an endoscope apparatus capable of driving an imaging unit with a drive signal having an appropriate voltage level and imaging control for the endoscope apparatus. Relates to the device.
従来より、撮像手段としての固体撮像素子を用いて被写体を撮像する撮像装置が広く用いられている。撮像装置では、撮像手段からの撮像信号が画像処理装置において処理されて、撮像信号に基づく画像は、表示部に表示されたり、記憶装置に記憶される。例えば、撮像手段を有するカメラヘッド部と、その撮像手段により得られた撮像信号を受信して処理する画像処理手段を有するカメラコントロールユニットとが、信号ケーブルによって接続された撮像装置がある。 2. Description of the Related Art Conventionally, an imaging apparatus that captures an image of a subject using a solid-state imaging element as an imaging unit has been widely used. In the imaging apparatus, the imaging signal from the imaging means is processed in the image processing apparatus, and an image based on the imaging signal is displayed on the display unit or stored in the storage device. For example, there is an imaging apparatus in which a camera head unit having an imaging unit and a camera control unit having an image processing unit that receives and processes an imaging signal obtained by the imaging unit are connected by a signal cable.
このような撮像装置において、カメラヘッド部とカメラコントロールユニット間の信号ケーブル長が長い場合、固体撮像素子へ供給する駆動信号は大きく減衰する。駆動信号が減衰して、固体撮像素子に入力される駆動信号が適切な電圧レベルの波形を有しない場合、得られる画像の画質低下、明るさ低下等が生じる。
そのため、固体撮像素子へ供給する駆動信号の波形(電圧レベル)を、信号ケーブルの種類によって補正する遠隔撮像装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
In such an imaging apparatus, when the signal cable length between the camera head unit and the camera control unit is long, the drive signal supplied to the solid-state imaging device is greatly attenuated. When the drive signal is attenuated and the drive signal input to the solid-state imaging device does not have an appropriate voltage level waveform, the image quality and brightness of the obtained image are reduced.
Therefore, there has been proposed a remote imaging device that corrects the waveform (voltage level) of the drive signal supplied to the solid-state imaging device according to the type of signal cable (see, for example, Patent Document 1).
その提案の装置では、カメラヘッド部に、カメラ駆動波形データメモリが設けられる。カメラヘッド部を駆動制御するカメラコントロールユニットは、カメラ駆動波形データメモリから読み出した駆動波形データから固体撮像素子であるCCDへ供給する補正駆動信号を生成して、カメラヘッド部へ送信する。このような構成により、信号ケーブルの種類に応じて駆動信号の波形補正が行われる。 In the proposed apparatus, a camera drive waveform data memory is provided in the camera head unit. A camera control unit that drives and controls the camera head unit generates a correction drive signal to be supplied to the CCD that is a solid-state imaging device from the drive waveform data read from the camera drive waveform data memory, and transmits the correction drive signal to the camera head unit. With such a configuration, the waveform of the drive signal is corrected according to the type of the signal cable.
しかし、上記提案の装置では、信号ケーブル長を考慮した駆動波形データから補正駆動信号を生成しても、撮像装置の使用条件に応じて、例えば周囲温度に応じた駆動信号の補正は行われない。また、接続されるカメラヘッド部とカメラコントロールユニットとの組合せ、例えば、カメラ駆動波形データメモリを搭載していないカメラヘッド部との組み合わせに応じて、撮像部への駆動信号の補正は行われない。特に、内視鏡装置は、先端部に撮像部が設けられた細長い挿入部を有する複数の内視鏡と、内視鏡が接続されるビデオプロセッサとを有し、ビデオプロセッサに接続された内視鏡の撮像部への駆動信号は、長い信号ケーブルを介してビデオプロセッサから撮像部へ供給される。そのため、内視鏡装置において、上記の提案の装置のような信号ケーブル長を考慮した駆動波形データから補正駆動信号を生成しても、周囲温度の変化や、カメラ駆動波形データメモリを搭載していないカメラヘッド部との組合せ等は考慮されておらず、適切な電圧レベルを有する駆動信号が撮像部へ供給されない。 However, in the proposed apparatus, even if the correction drive signal is generated from the drive waveform data considering the signal cable length, the drive signal is not corrected according to the ambient temperature, for example, according to the use condition of the imaging device. . In addition, the drive signal to the imaging unit is not corrected according to the combination of the camera head unit and the camera control unit to be connected, for example, the combination of the camera head unit not equipped with the camera drive waveform data memory. . In particular, the endoscope apparatus includes a plurality of endoscopes having an elongated insertion portion provided with an imaging unit at a distal end portion, and a video processor to which the endoscope is connected, and an endoscope connected to the video processor. A drive signal to the imaging unit of the endoscope is supplied from the video processor to the imaging unit via a long signal cable. Therefore, even if the correction drive signal is generated from the drive waveform data considering the signal cable length in the endoscope apparatus as described above, the endoscope apparatus is equipped with a change in ambient temperature and a camera drive waveform data memory. A combination with no camera head unit is not considered, and a drive signal having an appropriate voltage level is not supplied to the imaging unit.
そこで、本発明は、撮像制御部から撮像部へ適切な電圧レベルを有する駆動信号を供給することができる内視鏡装置及び内視鏡装置用撮像制御装置を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an endoscope apparatus and an imaging control apparatus for an endoscope apparatus that can supply a drive signal having an appropriate voltage level from the imaging control section to the imaging section.
本発明の一態様によれば、挿入部の先端部に設けられた撮像部と、コネクタと、前記挿入部内に挿通され一端が前記撮像部に接続され他端は前記コネクタに接続された入出力伝達ラインとを有し、少なくとも前記撮像部の種類と前記挿入部の長さの少なくとも1つが異なる複数種類の内視鏡と、前記入出力伝達ラインとの電気的接続を行うために前記内視鏡の前記コネクタが接続可能なコネクタ受け部と、前記入出力伝達ラインに出力される前記撮像部へ駆動信号を駆動基準クロックを基に生成して出力する駆動信号生成部と、前記入出力伝達ラインを介して入力された前記撮像部の出力信号から出力クロックを抽出する出力クロック抽出部と、前記駆動基準クロックと前記出力クロックの位相を比較し位相差を検出する位相比較部とを有する撮像制御部と、前記内視鏡に設けられ、少なくとも搭載する前記撮像部の種類情報を含む内視鏡情報を示す内視鏡情報提示部と、前記撮像制御部に設けられ、前記内視鏡情報提示部の前記内視鏡情報と前記位相比較部において検出された前記位相差とに応じて、前記駆動信号生成部から出力される前記駆動信号を補正する駆動電圧補正部と、を有する内視鏡装置を提供することができる。 According to one aspect of the present invention, an imaging unit provided at the distal end of the insertion unit, a connector, and an input / output unit that is inserted into the insertion unit and has one end connected to the imaging unit and the other end connected to the connector A plurality of types of endoscopes having at least one of the type of the imaging unit and the length of the insertion unit, and the endoscope for performing electrical connection with the input / output transmission line. A connector receiving portion to which the connector of the mirror can be connected; a drive signal generating portion for generating and outputting a drive signal to the image pickup portion output to the input / output transmission line based on a drive reference clock; and the input / output transmission An output clock extraction unit that extracts an output clock from an output signal of the imaging unit that is input via a line; and a phase comparison unit that detects a phase difference by comparing phases of the drive reference clock and the output clock. An imaging control unit, an endoscope information presentation unit that shows endoscope information including at least type information of the imaging unit mounted on the endoscope, and provided in the imaging control unit, the endoscope A drive voltage correction unit that corrects the drive signal output from the drive signal generation unit according to the endoscope information of the information presentation unit and the phase difference detected by the phase comparison unit. An endoscope apparatus can be provided.
本発明の一態様によれば、挿入部の先端部に設けられた撮像部、コネクタ、及び前記挿入部内に挿通され一端が前記撮像部に接続され他端は前記コネクタに接続された入出力伝達ラインを有する内視鏡の前記入出力伝達ラインとの電気的接続を行うために前記内視鏡の前記コネクタが接続可能なコネクタ受け部と、前記入出力伝達ラインに出力される前記撮像部へ駆動信号を駆動基準クロックを基に生成して出力する駆動信号生成部と、前記入出力伝達ラインを介して入力された前記撮像部の出力信号から出力クロックを抽出する出力クロック抽出部と、前記駆動基準クロックと前記出力クロックの位相を比較し位相差を検出する位相比較部とを有する撮像制御部と、前記内視鏡に設けられ少なくとも搭載する前記撮像部の種類情報を含む内視鏡情報を示す内視鏡情報提示部の前記内視鏡情報と前記位相比較部において検出された前記位相差とに応じて、前記駆動信号生成部から出力される前記駆動信号を補正する駆動電圧補正部と、を有する内視鏡装置用撮像制御装置を提供することができる。 According to one aspect of the present invention, an imaging unit and a connector provided at a distal end of an insertion unit, and an input / output transmission that is inserted into the insertion unit, one end is connected to the imaging unit, and the other end is connected to the connector. A connector receiving portion to which the connector of the endoscope can be connected in order to make an electrical connection with the input / output transmission line of an endoscope having a line, and the imaging portion output to the input / output transmission line A drive signal generation unit that generates and outputs a drive signal based on a drive reference clock; an output clock extraction unit that extracts an output clock from the output signal of the imaging unit that is input via the input / output transmission line; An imaging control unit having a phase comparison unit that compares the phase of the drive reference clock and the output clock to detect a phase difference, and includes at least the type information of the imaging unit provided in the endoscope Drive voltage for correcting the drive signal output from the drive signal generation unit according to the endoscope information of the endoscope information presentation unit indicating mirror information and the phase difference detected by the phase comparison unit It is possible to provide an imaging control apparatus for an endoscope apparatus having a correction unit.
本発明によれば、撮像制御部から撮像部へ適切な電圧レベルを有する駆動信号を供給することができる内視鏡装置及び内視鏡装置用撮像制御装置を実現することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the endoscope apparatus which can supply the drive signal which has an appropriate voltage level from an imaging control part to an imaging part, and the imaging control apparatus for endoscope apparatuses are realizable.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
(全体構成)
図1は、本実施の形態に係わる内視鏡装置の構成図である。撮像装置としての内視鏡装置1は、内視鏡2と、ビデオプロセッサ3とを含んで構成されている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(overall structure)
FIG. 1 is a configuration diagram of an endoscope apparatus according to the present embodiment. An
内視鏡2は、細長の挿入部4を有し、固体撮像素子であるCCD11が、挿入部4の先端部に設けられている。撮像部であるCCD11の撮像面の先端側には、図示しない対物光学系が配置されており、CCD11は、被写体像を光電変換して得られた撮像信号を含む出力信号ISを出力する。ビデオプロセッサ3には、内視鏡2が接続可能である。
ところで、ビデオプロセッサ3に接続可能な内視鏡2には、少なくともCCD11の種類と挿入部4の長さの少なくとも1つが異なる複数種類の内視鏡がある。例えば挿入部が細径の内視鏡においては、挿入部4の先端部に搭載したCCD11の大きさが小さく、また挿入部4内に延設され、CCD11とビデオプロセッサ3との電気的接続を行う信号ケーブルの太さが細い。これに対して挿入部が太径の内視鏡は、細径の内視鏡に比べて、挿入部4の先端部に搭載したCCD11の大きさが大きく、また挿入部4内に延設される信号ケーブルの太さが太い。また、搭載されるCCDの種類により、適切な駆動信号の波形、特に駆動電圧が異なる。
このように、内視鏡の種類により、CCDに必要とされる駆動電圧が異なり、また信号ケーブルの太さや長さが異なることにより、信号ケーブルのインピーダンスも異なる。
The
By the way, the
As described above, the drive voltage required for the CCD differs depending on the type of endoscope, and the impedance and the impedance of the signal cable also differ depending on the thickness and length of the signal cable.
内視鏡2の挿入部4の基端部には、前述した信号ケーブルが接続されるコネクタ12が設けられており、コネクタ12は、ビデオプロセッサ3に設けられたコネクタ21と着脱自在に接続可能となっている。よって、ビデオプロセッサ3には、複数種類の内視鏡が接続可能となっている。
A
複数種類の内視鏡2には、コネクタ12内に、フラッシュメモリなどの不揮発性のメモリ13が内蔵されているものがある。メモリ13には、内視鏡情報ESが格納されている。
この内視鏡情報ESは、複数種類ある内視鏡のうち、接続される内視鏡2のCCDの駆動電圧をビデオプロセッサ3が補正するために必要な情報であり、例えば、内視鏡の種類、搭載されるCCD11の種類、信号ケーブルの長さ、信号ケーブルの太さ、信号ケーブルの導電部の材質、信号ケーブルの単位長さあたりのインピーダンス、の内の少なくとも1つの情報である。
なお、本実施形態においては、CCD11の種類に応じ、使用する信号ケーブルが決まっており、すなわち少なくとも信号ケーブルの単位長さあたりのインピーダンスが決まっているものとし、ここでは、内視鏡情報ES として、CCD11の種類の情報がメモリ13に記憶されている。なお、メモリ13に代えて、CCD11の種類に応じた抵抗値を有する抵抗器を、コネクタ12内に設けてもよい。すなわち、内視鏡2は、少なくとも搭載されたCCD11の種類情報を含む内視鏡情報を示す内視鏡情報提示部としてのメモリ13もしくは抵抗器を有する。
Some types of
The endoscope information ES is information necessary for the
In this embodiment, it is assumed that the signal cable to be used is determined according to the type of the CCD 11, that is, at least the impedance per unit length of the signal cable is determined. Here, as the
内視鏡2の挿入部4には、前述した信号ケーブルであり、CCD11を駆動するための駆動信号DSをCCD11へ伝達するための信号ケーブルである駆動信号伝達ライン14と、CCD11からの撮像信号を含む出力信号ISをビデオプロセッサ3へ伝達するための信号ケーブルである出力信号伝達ライン15とが挿通されている。具体的には、挿入部4内に挿通された駆動信号伝達ライン14及び出力信号伝達ライン15のそれぞれは、一端がCCD11に接続され、他端はコネクタ12に接続されている。すなわち、挿入部4内に挿通された駆動信号伝達ライン14及び出力信号伝達ライン15は、挿入部4内に挿通され一端がCCD11に接続され他端はコネクタ12に接続された入出力伝達ラインを構成する。
コネクタ12は、駆動信号伝達ライン14、出力信号伝達ライン15及びメモリ13のための接続端子を有している。
The
The
ビデオプロセッサ3は、撮像制御部22を含み、撮像制御部22は、CCD11の駆動制御を行う内視鏡装置用撮像制御装置を構成する。なお、ビデオプロセッサ3は、CCD11の駆動制御の他にも、CCD11からの撮像信号に対して信号処理を行って、図示しない表示装置に内視鏡画像を表示したり、記憶装置に記憶するための画像信号を生成して出力する処理も行っているが、図1には、撮像制御部22に関する構成要素のみが示されている。
The
撮像制御部22は、CCD駆動波形生成部31、ピーキング回路32、クロック抽出部33、位相比較部34、アナログデジタル変換器(以下、ADCと略す)35、補正電圧生成部36、及びデジタルアナログ変換器(以下、DACと略す)37を含んでいる。補正電圧生成部36は、補正値テーブル38を有している。
The
CCD駆動波形生成部31は、ビデオプロセッサ3内に設けられた、図示しない発振器あるいはタイミングジェネレータにより生成された駆動基準クロックとしての基準クロック信号(以下、単に基準クロックという)CLKを入力して、基準クロックCLK に同期してCCD11を駆動する駆動信号の波形を生成し、駆動信号DSbを出力する。
The CCD drive
ピーキング回路32は、CCD駆動波形生成部31からの駆動信号DSbに対して、波形のエッジ部にピーク部を付けるような駆動信号DSbの波形補正を行う処理をして、その処理された駆動信号DSを出力する回路である。駆動信号DSは、コネクタ21とコネクタ12を介して駆動信号伝達ライン14に供給される。
The peaking
従って、CCD駆動波形生成部31及びピーキング回路32は、駆動信号伝達ライン14に出力されるCCD11への駆動信号DSを駆動基準クロックである基準クロックCLKを基に生成する駆動信号生成部を構成する。
Therefore, the CCD drive
CCD11からの出力信号ISは、内視鏡2のコネクタ12が接続可能なコネクタ受け部であるコネクタ21を介して、クロック抽出部33へ入力される。すなわち、コネクタ21は、ビデオプロセッサ3が、入力出力伝達ラインである駆動信号伝達ライン14及び出力信号伝達ライン15と電気的接続を行うためのコネクタである。
An output signal IS from the CCD 11 is input to the
クロック抽出部33は、内視鏡2のCCD11からの撮像信号である出力信号ISを入力して、出力信号ISからクロックCLKexを抽出する回路である。内視鏡2の挿入部4は、例えば2mの長さを有して、長いため、出力信号ISは、基準クロックCLKに対して遅れて、ビデオプロセッサ3に入力される。クロック抽出部33は、基準クロックCLKに対して遅れて入力された出力信号ISからクロックCLKexを抽出し、位相比較部34へ出力する。すなわち、クロック抽出部33は、出力信号伝達ライン15を介して入力されたCCD11の出力信号ISから出力クロックとしてのクロックCLKexを抽出する出力クロック抽出部を構成する。
クロック抽出部33は、例えば、1フレームの画像中の各ラインにおけるブランキング期間中の所定の画素の撮像信号から、クロックCLKexを抽出する。
The
For example, the
位相比較部34は、基準クロックCLKと、抽出されたクロックCLKexとを比較して、両者間の位相差pの信号を生成して、ADC35へ出力する回路である。すなわち、位相比較部34は、駆動基準クロックである基準クロックCLKと出力クロックであるクロックCLKexの位相を比較し位相差pを検出する回路である。
ADC35は、アナログ信号の位相差pの値をデジタル信号に変換して、補正電圧生成部36へ出力する。
The
The
補正電圧生成部36は、位相差pから補正電圧信号Vaを生成して、DAC37へ出力する。
このとき、ビデオプロセッサ3に接続された内視鏡2が、内視鏡情報ESが格納されたメモリ13を搭載した内視鏡2の場合は、補正値テーブル38を参照して、メモリ13から読み出した内視鏡情報ESと位相差pから補正電圧信号Vaを生成して、DAC37へ出力する。補正値テーブル38の構成と補正電圧生成部36の処理については、後述する。
また、ビデオプロセッサ3に接続可能な内視鏡2の中に、例えば旧式の内視鏡等、メモリ13を搭載していない内視鏡2が含まれる場合は、位相差pから補正電圧信号Vaを生成して、DAC37へ出力する。
つまり、本実施形態の場合、ビデオプロセッサ3に接続可能でありメモリ13を搭載していない内視鏡が、例えばCCD11やケーブルの種類が1種類の内視鏡2の場合は、位相差pから補正電圧信号Vaを生成することにより、位相差pによる信号ケーブルの長さに応じたCCD11の駆動電圧の補正が可能となる。
なお、ビデオプロセッサ3に接続可能でありメモリ13を搭載していない内視鏡が、CCD11やケーブルの種類が複数種類の内視鏡2の場合は、内視鏡情報ESを入力するための図示しない情報入力部をビデオプロセッサ3に設けてもよい。すなわち、CCD11や信号ケーブルの種類に応じたCCD11の駆動電圧の補正を行うために、ビデオプロセッサ3に、例えば、CCD11および信号ケーブルの種類が同一の内視鏡Xのため、およびCCD11および信号ケーブルの種類が同一の内視鏡Yのため、の情報入力部である種類入力スイッチxおよびyを設け、内視鏡Xを接続する場合は種類入力スイッチxを、内視鏡Yが接続された場合は種類入力スイッチyを選択し切り換えてもよい。
そして、メモリ13を搭載していない内視鏡2に対し、補正電圧生成部36は、図2にあるように、例えば内視鏡X用および内視鏡Y用の補正値テーブル38を参照して、情報入力部から入力された内視鏡情報ESと位相差pから補正電圧信号Vaを生成して、DAC37へ出力してもよい。
なお、CCD11の種類に応じた抵抗器がコネクタ12に設けられている場合は、補正電圧生成部36は、内視鏡情報検出部としての抵抗器の抵抗値を検出する回路と、この抵抗値からCCD11の種類を判別する回路とを有する。
The
At this time, when the
When the
That is, in the case of the present embodiment, when the endoscope that can be connected to the
In addition, when the endoscope that can be connected to the
Then, for the
When a resistor corresponding to the type of the CCD 11 is provided in the
DAC37は、入力されたデジタル信号の補正電圧信号Vaをアナログ信号に変換して、CCD駆動波形生成部31へ出力する。
CCD駆動波形生成部31は、入力された補正電圧信号Vaに基づき、CCD11を駆動する駆動信号DSbを生成して、ピーキング回路32へ出力する。CCD駆動波形生成部31は、所定の電圧レベルを有する駆動信号を補正電圧信号Vaにより補正して、駆動信号DSbとして出力する。
The
The CCD drive
従って、ビデオプロセッサ3では、まず、クロック抽出部33が1フレームの各ラインのブランキング期間内における1又は複数の画素の撮像信号からクロックCLKexを抽出する。位相比較部34は、画素毎の基準クロックCLKとクロックCLKexの位相差p又はその位相差pの積分値を検出する。続いて、補正電圧生成部36は、その検出された位相差p又は位相差pの積分値と、接続された内視鏡2によっては内視鏡情報ESとに基づいて、補正電圧Vaを生成して、CCD駆動波形生成部31に供給する。そして、CCD駆動波形生成部31は、その補正電圧Vaに基づいて、駆動信号DSの電圧レベルを修正する。このような処理が、例えば1フレームのライン毎に行われることによって、撮像制御部22は、適切な電圧レベルを有する駆動信号DSを、常にすなわちリアルタイムで、CCD11へ供給することができる。
Therefore, in the
なお、ここでは、1フレームのライン毎にクロックCLKexを抽出して、位相差pを検出して、補正電圧Vaが出力されているが、フレーム単位に、クロックCLKexを抽出して、位相差pを検出して、補正電圧Vaを出力するようにしてもよい。 Here, the clock CLKex is extracted for each line of one frame, the phase difference p is detected, and the correction voltage Va is output. However, the clock CLKex is extracted for each frame, and the phase difference p is extracted. May be detected and the correction voltage Va may be output.
結果として、内視鏡装置1では、上記のように駆動信号DSの制御が行われることによって、CCD11から適切な出力信号ISが得られて、適切な画質等及び明るさを有する内視鏡画像がモニタに表示され、あるいは記憶装置に記憶される。
(補正値テーブル)
補正電圧生成部36は、例えば、CPUを含むフィールドプログラマブルゲートアレー(以下、FPGAと略す)から構成され、補正値テーブル38はFPGA内の不揮発性メモリに記憶される。
As a result, in the
(Correction value table)
The correction
図2は、補正値テーブル38の例を示す図である。補正値テーブル38は、CCDの種類毎に、複数の位相差範囲のそれぞれに対応して、補正電圧Vaの値を記憶する記憶部である。図2は、16個の位相差範囲を有する補正値テーブル38の例を示すが、補正値テーブル38における位相差範囲の数、各位相差範囲の幅等は、図2に示す例に限定されない。 FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the correction value table 38. The correction value table 38 is a storage unit that stores the value of the correction voltage Va corresponding to each of a plurality of phase difference ranges for each type of CCD. FIG. 2 shows an example of the correction value table 38 having 16 phase difference ranges, but the number of phase difference ranges, the width of each phase difference range, etc. in the correction value table 38 are not limited to the example shown in FIG.
図2の例では、補正値テーブル38には、種類AのCCD11(図2では、CCD Aと記されている)については、位相差pが100(単位は、例えばnsec(ナノ秒))以上で110未満の範囲にある場合は、補正電圧Vaの値は、1.5であることが設定されて記憶されている。種類AのCCD11の場合、位相差pが110以上で120未満の範囲にある場合は、補正電圧Vaの値は、1.6であることが設定されている。以下、同様に、補正値テーブル38には、種類AのCCD11について、位相差pが120〜255までについても、所定の範囲に分割された複数の位相差範囲に対応した補正電圧Vaの値が設定され、記憶されている。そして、補正値テーブル38には、種類AのCCD11以外の、種類B、種類C等のCCD11についても、同様に、複数の位相差範囲のそれぞれについて、補正電圧Vaが設定されて記憶されている。 In the example of FIG. 2, in the correction value table 38, the phase difference p is 100 (unit is, for example, nsec (nanosecond)) or more for the type A CCD 11 (indicated as CCD A in FIG. 2). Is less than 110, the value of the correction voltage Va is set to 1.5 and stored. In the case of the type A CCD 11, when the phase difference p is in the range of 110 or more and less than 120, the value of the correction voltage Va is set to 1.6. Similarly, in the correction value table 38, the values of the correction voltages Va corresponding to a plurality of phase difference ranges divided into predetermined ranges for the phase difference p of 120 to 255 for the type A CCD 11 are also shown. Set and remembered. In the correction value table 38, the correction voltage Va is similarly set and stored for each of the plurality of phase difference ranges for the CCDs 11 of type B, type C, and the like other than the CCD 11 of type A. .
ビデオプロセッサ3には、複数種類の内視鏡2が接続可能であるので、例えば、種類AのCCD11を搭載する2つの内視鏡2であっても、その種類AのCCD11に接続される信号ケーブルの長さ(すなわち挿入部の長さ)が異なる場合がある。また、内視鏡2が使用される使用環境は、様々温度環境で使用される。
Since a plurality of types of
そこで、CCD毎に、接続される信号ケーブルの長さ、環境温度をいろいろと変えて、基準クロックCLKと抽出されたクロックCLKexとの位相差を事前に実測して、適切な電圧レベルを有する駆動信号がCCD11へ供給されるように、その位相差に対応して、駆動信号DSの所定の電圧V1に対する補正データである補正電圧Vaを決定し、補正値テーブル38に設定される。ここでは、補正値テーブル38には、位相差を複数の位相差範囲に分け、位相差範囲毎に、補正電圧Vaが設定されている。 Therefore, for each CCD, the length of the signal cable to be connected and the environmental temperature are changed in various ways, the phase difference between the reference clock CLK and the extracted clock CLKex is measured in advance, and the drive has an appropriate voltage level. The correction voltage Va, which is correction data for the predetermined voltage V1 of the drive signal DS, is determined and set in the correction value table 38 so that the signal is supplied to the CCD 11. Here, in the correction value table 38, the phase difference is divided into a plurality of phase difference ranges, and the correction voltage Va is set for each phase difference range.
すなわち、補正値テーブル38には、CCD毎に、接続される信号ケーブル長の差異、搭載される内視鏡の使用環境の差異、等に応じた、補正電圧Vaの値が、複数の位相差範囲に設定される。
(映像制御部22の作用)
次に、映像制御部22の動作を説明する。
That is, in the correction value table 38, for each CCD, the value of the correction voltage Va corresponding to the difference in the length of the signal cable to be connected, the difference in the usage environment of the mounted endoscope, etc. Set to range.
(Operation of the video control unit 22)
Next, the operation of the
映像制御部22には、基準クロックCLKが入力されている。その基準クロックCLKに基づいて、CCD駆動波形生成部31は、駆動信号DSbを出力する。クロック抽出部33は、画像の1フレームの各ラインにおけるブランキング期間における1又は複数の画素信号からクロックCLKexを抽出する。位相比較部34は、基準クロックCLKと抽出したクロック(以下、抽出クロックという)CLKexとの位相差pを検出する。検出された位相差pは、デジタル信号に変換されて補正電圧生成部36に供給される。
A reference clock CLK is input to the
補正電圧生成部36は、位相差pのデータが入力されると、接続された内視鏡2によっては内視鏡情報ESに基づいて補正値テーブル38を参照して、入力された位相差pから補正電圧Vaを読み出して、出力する。また、ビデオプロセッサ3に接続可能でありメモリ13を搭載していない内視鏡が、例えばCCD11やケーブルの種類が1種類の内視鏡2の場合は、位相差pから補正電圧信号Vaを生成し、出力する。
CCD駆動波形生成部31は、所定の電圧V1に補正電圧Va分だけ加算(あるいは減算)して、駆動信号DSbを生成する。
駆動信号DSbは、ピーキング回路32により、矩形の駆動信号DSbの両エッジ部がとがるように波形が変形されて、駆動信号DSとして出力される。
When the phase difference p data is input, the correction
The CCD
A waveform of the drive signal DSb is deformed by the peaking
図3は、基準クロックCLK、及び駆動信号DSb、DSの各信号波形(電圧レベル)を示す波形図である。
基準クロックCLKは、CCD駆動波形生成部31に入力される。CCD駆動波形生成部31は、クロックCLKのタイミングに同期して、所定の電圧V1を有する駆動信号DSを生成する。このとき、補正電圧Vaが入力されているので、CCD駆動波形生成部31は、所定の電圧V1に補正電圧Vaを加算した電圧レベル(V1+Va)を有する駆動信号DSを出力する。
FIG. 3 is a waveform diagram showing signal waveforms (voltage levels) of the reference clock CLK and the drive signals DSb and DS.
The reference clock CLK is input to the CCD
図4は、基準クロックCLKと抽出クロックCLKexの位相差を説明するためのタイミング図である。図3で説明したように、基準クロックCLKに基づいて生成されて出力される駆動信号DSは、基準クロックCLKと同期している。 FIG. 4 is a timing diagram for explaining the phase difference between the reference clock CLK and the extracted clock CLKex. As described in FIG. 3, the drive signal DS generated and output based on the reference clock CLK is synchronized with the reference clock CLK.
両エッジ部がとがるように波形が変形された駆動信号DSは、駆動信号伝達ライン14を介して、CCD11に供給される。CCD11は、その供給された駆動信号DSに基づいて出力信号ISを出力する。出力信号ISは、出力信号伝達ライン15を介してクロック抽出部33へ入力される。
The drive signal DS whose waveform is deformed so that both edge portions are sharp is supplied to the CCD 11 via the drive
しかし、図4に示すように、信号ケーブルの長さにより、出力信号ISから抽出される抽出クロックCLKexは、基準クロックCLKに対して遅れ、位相差pが生じる。この位相差pは、種々の要因により生じる。 However, as shown in FIG. 4, the extracted clock CLKex extracted from the output signal IS is delayed with respect to the reference clock CLK due to the length of the signal cable, and a phase difference p is generated. This phase difference p is caused by various factors.
例えば、2つの内視鏡のうち、一方には、種類AのCCD11が搭載され、挿入部長がL1であり、他方には、同じ種類AのCCD11が搭載されているが、挿入部長がL2である場合がある。その場合、同じ種類AのCCD11であっても、内視鏡の挿入部長さが異なれば、基準クロックCLKに対する抽出クロックCLKexの遅れ量すなわち位相差pは、異なる。 For example, one of the two endoscopes is equipped with a type A CCD 11 and the insertion length is L1, and the other is loaded with the same type A CCD 11, but the insertion length is L2. There may be. In this case, even with the same type A CCD 11, the delay amount of the extracted clock CLKex with respect to the reference clock CLK, that is, the phase difference p is different if the insertion length of the endoscope is different.
また、内視鏡装置の使用環境の周囲温度が変化すれば、基準クロックCLKに対する抽出クロックCLKexの遅れ量すなわち位相差pも、変化する。 Further, if the ambient temperature of the environment in which the endoscope apparatus is used changes, the delay amount of the extracted clock CLKex relative to the reference clock CLK, that is, the phase difference p also changes.
よって、補正値テーブル38には、以上のような種々の要因により生じる位相差pに対応して、内視鏡2のCCD11へ供給される駆動信号が適切な電圧レベルを有するように、予め実測された補正値Vaが設定されている。
Therefore, the correction value table 38 is measured in advance so that the drive signal supplied to the CCD 11 of the
そして、CCD駆動波形生成部31は、その補正値Vaに基づいて補正した駆動信号DSbを生成して、ピーキング回路32を介して、駆動信号伝達ライン14へ供給する。すなわち、補正電圧生成部36及びCCD駆動波形生成部31は、内視鏡情報ESと位相比較部34において検出された位相差pとに応じて、駆動信号DSの電圧レベルを補正する駆動電圧補正部を構成する。
Then, the CCD drive
その結果、CCD11には、適切な電圧レベルの駆動信号DSが供給されるので、CCD11は、適切な画像の撮像信号ISを出力する。特に、上記の例では、画像の1フレームの各ライン毎(あるいはフレーム毎でもよい)に、上記の位相差pを抽出して、駆動信号DSの電圧レベルを補正するので、映像制御部22は、周囲温度等の変化にもリアルタイムで対応して、駆動信号DSの電圧レベル制御を行うことができる。
以上のように、上述した実施の形態の内視鏡装置によれば、撮像制御部から撮像部へ適切な電圧レベルを有する駆動信号を供給することができる。
As a result, the drive signal DS having an appropriate voltage level is supplied to the CCD 11, and the CCD 11 outputs an image pickup signal IS for an appropriate image. In particular, in the above example, the phase difference p is extracted for each line of the frame of the image (or for each frame), and the voltage level of the drive signal DS is corrected. In addition, it is possible to control the voltage level of the drive signal DS in response to changes in ambient temperature or the like in real time.
As described above, according to the endoscope apparatus of the above-described embodiment, a drive signal having an appropriate voltage level can be supplied from the imaging control unit to the imaging unit.
また、上述した実施の形態の内視鏡装置では、補正値テーブル38を用いているので、対応すべき新たなCCD等を搭載した内視鏡に対しても、補正値テーブル38のデータを追加、変更などすれば、容易に対応できる。
(変形例1)
上述した実施の形態では、CCD11の種類に応じ、使用する信号ケーブルが決まっており、すなわち少なくとも信号ケーブルの単位長さあたりのインピーダンスが決まっているものとし、1つの補正値テーブル38に、CCD11の種類毎に、補正電圧Vaが補正値データとして記憶されているが、例えば、CCD11の種類が同じでも、使用する(接続する)信号ケーブルが異なり、すなわち信号ケーブルの単位長さあたりのインピーダンスが異なる場合は、補正値テーブル38は、CCD11の種類と信号ケーブル長(あるいは挿入部4の長さ)の組合せ、CCD11の種類と信号ケーブルの単位長さ当たりのインピーダンスとの組合せ、CCD11の種類と信号ケーブルの径との組合せ、CCD11の種類と信号ケーブルの材質との組合せ、等のように、CCD11と別な条件との組合せに応じたデータを含んでもよい。すなわち、内視鏡情報ESは、CCD11の種類情報に加えて、入出力伝達ラインあるいは挿入部4の長さ、入出力伝達ラインの単位長さ当たりのインピーダンスと、入出力伝達ラインの太さと、入出力伝達ラインの材質、の少なくとも1つの情報を含む。より具体的には、入出力伝達ラインのインピーダンス、太さ及び材質には、駆動信号伝達ライン14と出力信号伝達ライン15のぞれぞれのインピーダンス、太さ及び材質が含まれる。
Further, since the endoscope apparatus of the above-described embodiment uses the correction value table 38, the data of the correction value table 38 is also added to an endoscope equipped with a new CCD or the like to be supported. If it is changed, it can be easily handled.
(Modification 1)
In the above-described embodiment, it is assumed that the signal cable to be used is determined according to the type of the CCD 11, that is, at least the impedance per unit length of the signal cable is determined, and one correction value table 38 includes the CCD 11. The correction voltage Va is stored as correction value data for each type. For example, even if the type of the CCD 11 is the same, the signal cable to be used (connected) is different, that is, the impedance per unit length of the signal cable is different. In this case, the correction value table 38 includes the combination of the type of CCD 11 and the signal cable length (or the length of the insertion portion 4), the combination of the type of CCD 11 and the impedance per unit length of the signal cable, the type of CCD 11 and the signal. Separate from CCD11, such as combination with cable diameter, combination of CCD11 type and signal cable material, etc. Data may include in accordance with the combination of conditions. That is, the endoscope information ES includes, in addition to the CCD 11 type information, the length of the input / output transmission line or the
その場合、内視鏡情報ESには、信号ケーブル長、単位長さ当たりのインピーダンス、信号ケーブルの径、信号ケーブルの材質などの情報が含まれる。図5は、本変形例1に関わる、CCD11と、CCD11に接続される信号ケーブル長の組合せに応じた補正値テーブルの例を示す図である。よって、図5に示すように、補正値テーブル38Aは、CCD11と信号ケーブル長等の組合せ毎に、補正データを有してもよい。 In this case, the endoscope information ES includes information such as the signal cable length, the impedance per unit length, the diameter of the signal cable, and the material of the signal cable. FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a correction value table according to the combination of the CCD 11 and the signal cable length connected to the CCD 11 according to the first modification. Therefore, as shown in FIG. 5, the correction value table 38A may have correction data for each combination of the CCD 11 and the signal cable length.
例えば、信号ケーブルの長さが同じであっても、信号ケーブルの線径、材質などの違いによる位相差の変化には対応することができない。しかし、そのCCD11の種類に応じて接続される信号ケーブルの線径等に応じて、位相差に対応した補正電圧Vaを補正値テーブルに設定すれば、CCD11の種類に加えて、信号ケーブルの種類等に応じて、適切な電圧レベルを有する駆動信号を、CCD11に供給することができる。 For example, even if the length of the signal cable is the same, it is not possible to cope with a change in phase difference due to a difference in the wire diameter or material of the signal cable. However, if the correction voltage Va corresponding to the phase difference is set in the correction value table in accordance with the wire diameter of the signal cable connected according to the type of the CCD 11, the type of the signal cable in addition to the type of the CCD 11. Accordingly, a drive signal having an appropriate voltage level can be supplied to the CCD 11.
補正電圧生成部36は、CCD11と、CCD11に接続される信号ケーブル長等の組合せに応じた補正値テーブル中のデータを選択して、駆動電圧DSを補正する。
(変形例2)
上述した実施の形態では、1つの補正値テーブル38には、CCD11の種類毎の、補正電圧Vaが補正値データとして記憶されているが、補正値テーブル38は、CCD11の種類毎の補正値データに加えて、内視鏡2の種類毎の補正値データも合わせて記憶したテーブルでもよい。その場合、内視鏡情報ESには、内視鏡2の種類情報が含まれる。図2において、点線で示す部分が、補正値テーブル38における内視鏡2の種類毎の補正値データを記憶した部分である。
The correction
(Modification 2)
In the above-described embodiment, the correction voltage Va for each type of CCD 11 is stored as correction value data in one correction value table 38, but the correction value table 38 is correction value data for each type of CCD 11. In addition to this, a table in which correction value data for each type of
また、例えば旧式の内視鏡によっては、内視鏡情報ES としてCCD11の種類情報のみがメモリ13に記憶された内視鏡、内視鏡2の種類情報のみがメモリ13に記憶された内視鏡、さらには、CCD11の種類情報に加えて内視鏡2の種類情報もメモリ13に記憶された内視鏡が存在する場合がある。
Further, for example, in some old endoscopes, an endoscope in which only the type information of the CCD 11 is stored in the
そのような内視鏡がビデオプロセッサ3に接続される場合にも駆動電圧の補正の対応が可能なように、検出された種類情報が1つだけであるときは、補正電圧生成部36は、補正値テーブル38から、その種類情報と位相差pに基づいて補正電圧Vaを読み出す。2つの種類情報が読み出されたときは、補正電圧生成部36は、予め決められた優先する種類情報(例えば、CCD11の種類情報)を用いて、その種類情報と位相差pに基づいて補正電圧Vaの値を決定するようにすることができる。
(変形例3)
また、上述した実施の形態及び各変形例では、補正値テーブル38は、所定の電圧V1に加算あるいは減算する補正電圧Vaを記憶し、CCD駆動波形生成部31は、所定の電圧V1に補正電圧Vaを加算した電圧レベル(V1+Va)を有する駆動信号DSbを生成して出力しているが、補正値テーブルが所定の電圧V1に乗算する補正係数値αを記憶し、CCD駆動波形生成部31は、所定の電圧V1に補正係数値αを乗算した電圧レベル(V1×α)を有する駆動信号DSbを生成して出力するようにしてもよい。
When only one type information is detected so that the drive voltage can be corrected even when such an endoscope is connected to the
(Modification 3)
Further, in the above-described embodiment and each modification, the correction value table 38 stores the correction voltage Va to be added to or subtracted from the predetermined voltage V1, and the CCD
さらになお、補正値テーブルが、位相差pの範囲毎に適切な電圧レベルの値自体を記憶し、CCD駆動波形生成部31は、位相差pに応じて補正値テーブルから読み出された電圧レベルの値を有する駆動信号DSbを生成して出力するようにして、駆動信号DSbを補正してもよい。
(変形例4)
また、上述した実施の形態では、1つの補正値テーブル38に、CCD11の種類等毎に、補正値データが記憶されているが、上述した実施の形態及び各変形例では、補正値テーブル38は、CCD11の種類毎の補正値テーブル、内視鏡2の種類毎等の補正値テーブルのように、種類別あるいは組合せ別の複数の補正値テーブルに分かれていてもよい。
その場合、内視鏡情報ESには、内視鏡2の種類情報等が含まれる。補正電圧生成部36は、内視鏡2の種類等に応じた補正値テーブルを選択して、その選択された補正値テーブルを参照して、駆動電圧DSを補正する。
(変形例5)
さらにまた、上述した実施の形態では、駆動信号DSは、補正値テーブル38を用いて所定の電圧V1に対する補正量を決定しているが、上述した実施の形態及び各変形例では、CPU等の演算手段を用いて、その補正量を決定するようにしてもよい。
Furthermore, the correction value table stores an appropriate voltage level value for each range of the phase difference p, and the CCD drive
(Modification 4)
In the above-described embodiment, correction value data is stored for each type of CCD 11 in one correction value table 38. However, in the above-described embodiment and each modification, the correction value table 38 is stored in the correction value table 38. The correction value table for each type of the CCD 11 and the correction value table for each type of the
In that case, the endoscope information ES includes type information of the
(Modification 5)
Furthermore, in the above-described embodiment, the drive signal DS determines the correction amount for the predetermined voltage V1 using the correction value table 38. However, in the above-described embodiment and each modification, the CPU or the like You may make it determine the correction amount using a calculating means.
以上のように、上述した実施の形態及び各変形例に係る内視鏡装置によれば、撮像制御部から撮像部へ適切な電圧レベルを有する駆動信号を供給することができる内視鏡装置及び内視鏡装置用撮像制御装置を提供することができる。 As described above, according to the endoscope apparatus according to the above-described embodiment and each modification, an endoscope apparatus that can supply a drive signal having an appropriate voltage level from the imaging control unit to the imaging unit, and An imaging control apparatus for an endoscope apparatus can be provided.
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変えない範囲において、種々の変更、改変等が可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various changes and modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
1 内視鏡装置、2 内視鏡、3 ビデオプロセッサ、4 挿入部、11 CCD、12 コネクタ、13 メモリ、14 駆動信号伝達ライン、15 出力信号伝達ライン、21 コネクタ、22 撮像制御部、31 CCD駆動波形生成部、32 ピーキング回路、33 クロック抽出部、34 位相比較部、35 アナログデジタル変換器、36 補正電圧生成部、37 デジタルアナログ変換器、38 補正値テーブル。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記入出力伝達ラインとの電気的接続を行うために前記内視鏡の前記コネクタが接続可能なコネクタ受け部と、前記入出力伝達ラインに出力される前記撮像部へ駆動信号を駆動基準クロックを基に生成して出力する駆動信号生成部と、前記入出力伝達ラインを介して入力された前記撮像部の出力信号から出力クロックを抽出する出力クロック抽出部と、前記駆動基準クロックと前記出力クロックの位相を比較し位相差を検出する位相比較部とを有する撮像制御部と、
前記内視鏡に設けられ、少なくとも搭載する前記撮像部の種類情報を含む内視鏡情報を示す内視鏡情報提示部と、
前記撮像制御部に設けられ、前記内視鏡情報提示部の前記内視鏡情報と前記位相比較部において検出された前記位相差とに応じて、前記駆動信号生成部から出力される前記駆動信号を補正する駆動電圧補正部と、
を有することを特徴とする内視鏡装置。 An imaging unit provided at a distal end of the insertion unit, a connector, and an input / output transmission line that is inserted into the insertion unit, has one end connected to the imaging unit and the other end connected to the connector, A plurality of types of endoscopes having different types of imaging units and at least one of the lengths of the insertion units;
A connector receiving portion to which the connector of the endoscope can be connected in order to make an electrical connection with the input / output transmission line, and a drive reference clock to drive the drive signal to the imaging portion output to the input / output transmission line A drive signal generation unit that generates and outputs the output signal, an output clock extraction unit that extracts an output clock from an output signal of the imaging unit that is input via the input / output transmission line, the drive reference clock, and the output clock An imaging control unit having a phase comparison unit that compares the phases of the two and detects a phase difference;
An endoscope information presentation unit that is provided in the endoscope and shows endoscope information including at least type information of the imaging unit to be mounted;
The drive signal provided in the imaging control unit and output from the drive signal generation unit according to the endoscope information of the endoscope information presentation unit and the phase difference detected by the phase comparison unit A drive voltage correction unit for correcting
An endoscope apparatus characterized by comprising:
前記入出力伝達ラインの前記インピーダンス、前記太さ及び前記材質は、前記駆動信号伝達ラインと前記出力信号伝達ラインのぞれぞれのインピーダンス、太さ及び材質を含むことを特徴とする請求項2に記載の内視鏡装置。 The input / output transmission line includes a drive signal transmission line for transmitting the drive signal, and an output signal transmission line for transmitting the output signal,
3. The impedance, thickness, and material of the input / output transmission line include impedance, thickness, and material of each of the drive signal transmission line and the output signal transmission line, respectively. The endoscope apparatus described in 1.
前記駆動電圧補正部は、前記テーブルを参照して、前記内視鏡情報と前記位相差に応じて、前記駆動信号の電圧レベルを補正することを特徴とする請求項1から3のいずれか1つに記載の内視鏡装置。 A table including a correction value corresponding to the endoscope information and the phase difference;
4. The drive voltage correction unit corrects a voltage level of the drive signal according to the endoscope information and the phase difference with reference to the table. 5. The endoscope apparatus described in one.
前記入出力伝達ラインに出力される前記撮像部へ駆動信号を駆動基準クロックを基に生成して出力する駆動信号生成部と、
前記入出力伝達ラインを介して入力された前記撮像部の出力信号から出力クロックを抽出する出力クロック抽出部と、
前記駆動基準クロックと前記出力クロックの位相を比較し位相差を検出する位相比較部とを有する撮像制御部と、
前記内視鏡に設けられ少なくとも搭載する前記撮像部の種類情報を含む内視鏡情報を示す内視鏡情報提示部の前記内視鏡情報と前記位相比較部において検出された前記位相差とに応じて、前記駆動信号生成部から出力される前記駆動信号を補正する駆動電圧補正部と、
を有することを特徴とする内視鏡装置用撮像制御装置。 An imaging unit provided at a distal end of an insertion unit, a connector, and an endoscope having an input / output transmission line that is inserted into the insertion unit, connected at one end to the imaging unit, and connected at the other end to the connector. A connector receiving portion to which the connector of the endoscope can be connected to make an electrical connection with an output transmission line;
A drive signal generation unit that generates a drive signal based on a drive reference clock and outputs the drive signal to the imaging unit that is output to the input / output transmission line;
An output clock extraction unit that extracts an output clock from the output signal of the imaging unit input via the input / output transmission line;
An imaging control unit including a phase comparison unit that detects a phase difference by comparing phases of the drive reference clock and the output clock;
The endoscope information of the endoscope information presenting unit indicating endoscope information including at least the type information of the imaging unit mounted on the endoscope and the phase difference detected by the phase comparison unit. In response, a drive voltage correction unit that corrects the drive signal output from the drive signal generation unit;
An imaging control apparatus for an endoscope apparatus, comprising:
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