JPH0234140A - 電子内視鏡装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は面像手段と駆動手段との間にマッヂング手段を
設けた電子内視鏡装置に関する。

［従来の技術］ 近年、細長の挿入部の先端側にＣＯＤ等の固体撮像素子
を配設した電子内視鏡が提案されている。

上記電子内視鏡の従来例の概略の構成を第９図に示ず。

電子内視鏡１の挿入部２の先端部には結像用の対物レン
ズ３と、その焦点面に配設したＣＣＤ４とが内蔵され、
対物レンズ３によって、ＣＣＤ４には被写体５の像が結
ばれる。

上記ＣＣＤ４には信号ケーブル６を経て、駆動信号発生
回路７から駆動信号が印加される。この駆動信号の印加
によって、ＣＣＤ４から読出された信号は信号ケーブル
８を経で、映像（５号処理回路９に人力され、所定の映
像信号が生成される。

ところで、上記従来例では、駆動信号発生回路７からＣ
ＣＤ４に加えられる駆動信号は、ケーブル６の両端での
不整合による反射及びケーブル伝送中の減衰の為に、Ｃ
ＣＤ４にとって最適波形とはならず、良好な画像を得ら
れなかった。

この様な欠点を解決する為に、本出願人は特願昭６２−
１８５１６０号において、１つの解決手段を提案してい
る。すなわち、第１０図に示寸ように、ＣＣＤＪ側にケ
ーブル６の特性インピーダンスと等しい終端抵抗１０を
設けることにより、反射の影響を改善している。

［発明が解決しようとする問題点］ しかし、このＣＣＤ４に近接して設けられた終端抵抗１
０の発熱が大きく、特にＣＣＤ４に対して温度上界させ
る原因となり、この温度上界はノイズが増大し、画質の
劣化につながるため、改善の余地がある。

また、本出願人は、特願昭６２−１８６３３４０におい
て別の解決手段を提案した。

即ち、エツジ強調パルスを基準となる方形波パルスに重
畳することによって、駆動４ｙｓ号の波形を補正しよう
とするものである。しかし、この手段はケーブル伝送中
の減衰を補正することには有効であるが終端部での不整
合による反射に対しては効果が薄い。なぜならば、第１
１図（ａ）に示すような方形波で駆動する場合、ＣＯＤ
に印加される際に同図（ｂ）に示すような反射波が生じ
、結局ＣＯＤ駆動信号入力端では同図（Ｃ）に示すよう
な駆動信号波形となってしまう。

ここで時ｆｌ！ｔ１は信号がケーブルを往復するのに要
する時間である。また、第１１図（ｂ）が同図（ａ）に
対して負極性になっているのは、（ａ）の信号がＣＣＤ
側で反射したとすると、駆動回路側がケーブルの特性イ
ンピーダンスに比べて小さい場合、駆動回路側では極性
が反転して反射し、再びＣＣＤ側へと伝送してくる為で
ある。

また、この解決手段の為には、エツジ強調の為の補正回
路が必要となり、駆動信号発生回路の回路規模が大きく
なると共に、コストが増大するという不具合がある。

本発明は上述した点にかんがみてなされたもので、固体
撮像素子に対して反射が生じることなく駆動信号を印加
できると共に、固体撮像索子を発熱させることもなく、
良好な画質を１ｑることのできる電子内視鏡装置を提供
することを目的とする。

［問題点を解決する手段及び作用］ 本発明では固体撮像索子に駆動信号を印加する端子に、
ケーブルを介して固体撮像索子から離れたところにマツ
チング手段を設けることにより、固体陽像素子に反射波
が生じることなく駆動信号を印加できると共に・発熱さ
せることも解湾して良好な画像を得られるようにしてい
る。

［実施例］ 以下、図面を参照して本発明を具体的に説明する。

第１図ないし第４図は本発明の第１実施例に係り、第１
図は第１実施例の電子内視鏡装置を示し、第２図は電子
内視鏡の先端側の撮像手段を示し、第３図はノイズキャ
ンセル用ケーブルの敷設例を示し、第４図は第１実施例
の動作説明用波形を示ず。

第１図に示すように第１実施例の電子内視鏡装置１１は
撮像手段を内蔵した電子内視鏡（以下、電子スコープと
略記する。）１２と、該電子スコープ１２に照明光を供
給する光源部１３及び前記電子スコープ１２に対する信
号処理を行う信号処理部１４とを内蔵したビデオプロセ
ッサ１５と、前記信号処理部１４で信号処理された映像
信号を映像として表示するモニタ１６とから構成される
。

上記電子スコープ１２は、細長の挿入部１７を有し、こ
の挿入部１７内には照明光を伝送するライトガイド１８
が挿通され、このライトガイド１８の入射端を光源部１
３に接続することによって、照明光が供給される。この
光源部１３は、ランプ２１で発せられた白色光は、赤（
Ｒ）、緑（Ｑ）。

青（Ｂ）の３原色の色透過フィルタを設けた回転フィル
タ２２を通すことにより、Ｒ，Ｇ、Ｂの色順次光に変換
された後、集光レンズ２３によって集光され、ライトガ
イド１８の入射端面に照明光として供給される。尚、上
記回転フィルタ２２は、モータ２４によって回転される
。

上記ライトガイド１８で伝送されたＲ、Ｇ、Ｂの照明光
は、出射端面から被写体２５に向りて照銅される。被写
体２５によって反射された光は、挿入部１７の先端部に
取付けた対物レンズ２６によって集光され、その焦点面
に配設されたＣＣＤ２７の撮像面上に被写体像を結ぶ。

このＣ０Ｄ２７はこの像を光電変換し、信＠電荷として
蓄積される。

上記Ｃ０Ｄ２７にはビデオプロセッサ１５側の電源端Ｖ
ＤＤと接地端５ＬＪＢにそれぞれ接続された電源供給線
３１と接地線３２を介して電源３３からの電力が供給さ
れる。

また、ドライブ信号発生回路３４から発ぜられた水平転
送りロックφＳはドライバ３５によって電圧レベルが変
えられ、さらにコンデンサＣと抵抗Ｒによって構成され
たマツチング回路３６によって成形された後、水平転送
りロック送信ケーブル（以下φＳ送信ケーブルと略記）
３７を介してＣ０Ｄ２７に伝送される。

この場合、Ｃ０Ｄ２７に伝送される水平転送りロックφ
Ｓは、ＣＣＤ２７のφＳ端子又はこの近くに一端が接続
されたφＳマツチング用ケーブル３８を介してビデオプ
ロセッサ１５側の他端に接続されたφＳマツチング抵抗
（終端抵抗）３９へと返送され、このφＳマツチング抵
抗３９によって、ケーブル３８とマツチングをとるよう
にしであることがこの第１実施例の特徴となっている。

ここで、Ｃ０Ｄ２７の水平転送りロックφＳの入力端子
の入力容量は小さい為、φＳ送信ケーブル３７とφＳマ
ツチング用ケーブル３８との間にＣＯＤ入力端子が負荷
として接続されてもマツチングは殆んど影響を与えない
。

ところで、ドライブ信号発生回路３４は、垂直転送りロ
ックφρも生成し、このクロックφρはドライバ４１に
よって電圧レベルが変えられ、さらにコンデンサＣと抵
抗Ｒとによって構成されたマツチング回路４２を経て波
形が成形された後、垂直転送りロック送信ケーブル（以
下φρ送信ケーブルと略記）４３を介してＣ０Ｄ２７に
伝送される。ここでφＰ送信ケーブル４３にはマツチン
グ用ケーブル、マツチング抵抗を設けてないのは、その
周波数が水平転送りロックφＳに比べて格段に低いので
、マツチングの影響をそれ程受けない為である。

第２図に示すようにＣ０Ｄ２７に結像された光情報は光
電変換され、各画素４５に電荷として蓄積される。蓄積
された電荷は、垂直転送りロックφρに印加によって、
そのクロック分だけ垂直方向に転送され、２つの水平転
送レジスタ４６，４７、と転送される。しかして、水平
転送レジスタ４６．４７内の電荷は水平転送りロックφ
、の印加によって、そのクロック分だけ水平方向に転送
され、映像信号として出力バツフ７４８．４９へとそれ
ぞれ出力される。

各出力バッフ７４８．４９によって電流増幅された映像
信号はＳそれぞれマツチング抵抗５１゜５２を介して伝
送ケーブル５３．５４へと出力される。

上記伝送ケーブル５３．５４を伝送した映像信号ＶＯＵ
下ｔ　、ＶＯＵＴ２は、差動増幅回路５５゜５６の非反
転入力端に印加される。ここで、差動増幅回路５５．５
６の反転入力端には１木のノイズキャンセルケーブル５
７の一端が接続される。

このノイズキャンセルケーブル５７の他端は、Ｃ０Ｄ２
７近傍に設けられたマツチング抵抗５１゜５２と同じ抵
抗値を有する抵抗５８を介して接地される。

上記２つの伝送ケーブル５３．５４内の映像信りにのっ
たノイズは、ケーブル゛５７にも同様にのるため、差動
増幅回路５５．５６でそれぞれ差動出力を得ることによ
り除去できる。これは、特に電気メス使用時でのノイズ
除去に有効である。

尚、従来は、伝送ケーブル５３．５４にそれぞれ１本づ
つのノイズキャンセル用ケーブルを配設していたが、こ
れでは電子スコープ内でのケーブルの本数が多くなるの
で、この第１実施例では上述したように１本に削減して
電子スコープ１２の外径を細くするという効果を生み出
している。

ところで、上記電子スコープ１２内でのケーブル５３，
５４．．５７の配設の仕方は、第３図（ａ）に示すよう
に平行線状のケーブル５３．５４に対し、ケーブル５７
をスパイラル状に巻き付けた構造にしたり、同図（ｂ）
に示すようにフラットケーブルの場合にはケーブル５３
．５４の間にケーブル５７を配置した構造にしている。

また、これらの他に、ケーブル５３．５４．５７を３つ
編みにした構造にしても良い。

上記差動増幅回路５５．５６によってノイズが除去され
た映像信号のうち、一方の回路５５の出力は半画素遅延
回路５８によって１画素周期の半分だけ遅延され、加０
回路５９によって加算された後、映像信号処理回路６０
に入力される・この時の各波形を第４図に示す。

つまり、垂直転送りロックφｐの印加によって、１画素
分だけ組直方向に転送され、最下行の１ライン分の画素
は、２つの水平転送レジスタ４６゜４７に転送される。

この垂直転送りロックφＰに引ぎ続いて、第４図（ｂ）
に示すように水平転送りロックφＳが印加されると、２
つの水平転進レジスタ４６．４７からは、この水平転送
りロックφＳに同期して、同図（ｃ）、　（ｄ）に示す
ように各レジスタ４６．４７から１画素分の映像信号Ｖ
ｏｕｖｔ、Ｖｏｕｖ２が出力される。上記一方の映像信
号ＶＯＩＪＴＩは、半画素遅延回路５８によって水平転
送りロックφＳの半周期分遅れて出力されることになる
ため、加算回路５９で加算した信号は第４図（ｅ）に示
すような信号波形Ｖ＾となり、被写体像に対応した信号
となる。

上記映像信号処理回路６０では、γ補正、クランプ、Ｒ
Ｇ　Ｂ　３原色情報の同時化、エツジ強調等の処理が行
われて標準の映像１３号が生成され、モニタ１６に出力
される。このモニタ１６は、Ｃ０Ｄ２７によって、撮像
された映像がカラー表示される。

この第１実施例によれば、水平転送りロックφＳを伝送
４゛るφＳ送信ケーブル３７のＣ０Ｄ２７側端子又はそ
の近くで、このφＳ信号ケーブル３７と等しい特性イン
ピーダンスのφＳマツチング用ケーブル３８と接続し、
このφＳマツチング用ケーブル３８のビデオブＯセッサ
１５側の他端でφＳマツチング抵抗３９と接続している
。従って、水平転送りロックφＳは反射波が生じること
なくＣＣＤ２７に印加できる。また、このマツチングで
はφＳ　’？ラッチング抗３９をビデオブロセッ＋ｊ−
１５側に設けであるので、Ｃ０Ｄ２７を発熱させること
もない。従って、この第１実施例では良好な画質の映像
が４！？られる。

第５図は本発明の第２実施例を示す。

この第２実施例は相関二重サンプリング（以下ＣＩ’）
　Ｓと略記する。）処理を行うものであって・このＣＤ
Ｓ処理のためのタイミング合わせ手段を備えている・つ
まり、電子スフ−１１２内を往復し、マツチング抵抗３
９に返送された信号φＳをもとに（）て、ＣＤＳ用の各
種タイミングを行うように−していることが大きな特徴
となっている。

一般にフィードスルー出力を有するＣＯＤを用いた場合
、映像信号中のフィードスルー期間をサンプル／ホール
ドく以下、Ｓ／Ｈ１と略記）し、また信号電荷期間をサ
ンプル／ホールド（以下、Ｓ　／　Ｈ２と略記）し、そ
の差を取り出すことによって、リヒットノイズ及び１／
ｆノイズを除去するいわゆるＣＤＳが採用される。この
方法では、上記映像信号とＳ／Ｈ１，Ｓ／ト１２のタイ
ミングを精度良く合わせる必要がある。特に、電子スコ
ープ１２のようにスコープ長が各種存在する為、映像信
号がケーブルを伝搬する時間が異なるものが各種存在し
、それに合わせていちいちＳ／Ｈ１。

Ｓ／ト１２のタイミングを切り換えることはめんどうな
作業となる。

この第２実施例は、上記問題を解決するためのものであ
る。つまり、以下のような構成にすることによって、ケ
ーブル長が変わることに、上って、映像信号の伝搬時間
が変わり、それに伴っでφＳ返送信号の伝搬時間も変化
づる為、イのφＳ返送信号をもとにＳ／Ｈ１，Ｓ／＋１
２の各種信号を作り出すことにより、精度良＜ＣＤＳ処
理をできるようにしているものである。

この第２実施例の電子内視鏡装置６１の構成と動作を以
下に説明する。尚、第１実施例と同じところは説明を省
略する。

フィードスルーを有するＣ０Ｄ２７’に対（、では新た
にリセット信号φＲをＣＣＤ２７’　に供給する必要が
ある。このリセット信号φＲは第１実施例の水平転送り
ロックφＳと同様に、ドライブ信号発生回路３４′から
φＲヒドラブ回路６２、φＲマツチング回路６３、電子
スコープ１２′内を挿通されたφＲ送信ケーブル６４を
介してＣ０Ｄ２７′に印加されると共に、このＣ０Ｄ２
７’のリセット端子又はその近くのケーブル６４に−端
が接続されたφＲマツチング用ケーブル６５を経て返送
され、ビデオプロセッサ１５′の信号処理部１４′内に
設けられたφＲマツチング抵抗６６で終端される。

上記φＳマツチング抵抗３９によって終端された信号φ
Ｓは、ＣＤＳサンプル／ホールド信号発生回路６７に入
力される。このＣＤＳサンプル／ホールド信号発生回路
６７では第６図に示すタイミングで信ＭＳ／Ｈ１、Ｓ／
Ｈ２を信号φＳを基準にし２て生成し、第１　ＣＤＳ回
路６８、第２０ＤＳ回路６９に供給する。

第６図では（ａ）に示す垂直転送りロックφρに引き続
いて同図（ｂ）に示す水平転送りロックφＳが出力され
、このクロックφＳと共に同図（Ｃ）に示寸リセットパ
ルスφＲが出力される。これらドライブ信号の印加によ
り、Ｃ０Ｄ２７’　は第６図（ｄ）、（ｅ）に示ずよう
な信号ＶＯＩＪＴ　１．ＶＯＩＪＴ２が出力され、この
場合リヒット期間゛「戊、フーｆ−ドスルーｍ間Ｔｆ、
電荷検出期ｔＪＴｃを含む波形となる。

ところで、ドライブ信号発生回路４′から出力される水
平転送りＯツクφＳと、このクロックφＳがφ５マツチ
ング用ケーブル３８を経て返送されたものとの位相差を
比較することにより、ケーブル５３．５４をＵで第１及
び第２０ＤＳ回路６８．６９に実際に映像信号が入力さ
れる時間ずれを検出できるので、この時間ずれ分だけ遅
らせてサンプル／ホールド信号発生回路６７は第６図（
１’）、　（＋１）に示すようにフィ”−トスルー期間
Ｔ［、電荷検出期間ＴｃにおいてＳ／Ｈ１，Ｓ／Ｈ２を
出力し、第１及び第２ＣＤ８回路６８．６９に供給する
。この供給により、これらの各期間でそれぞれサンプル
／ホールドされ、差信号成分が抽出され、一方は半画素
遅延回路５８を通して川口回路５９で加篩され、第６図
（ｈ）に示づ信号■＾が生成される。

この第２実施例によれば、電子ス］−１１２′のように
スコープ長、つまり映像信号伝送ケーブル５３．５４の
長さが異る場合にも、精度良くＣＤＳ処理を行うことが
でき、良好な画質の映像信号を１ｑることができる。

第７図は本発明の第３実施例の主要部を示づ“。

上記第１及び第２実施例では、φＳマツチング抵抗３９
をビデオプロセッサ１５．１５’内に設けたが、この゛
第３実施例では電子スコープ７１の操作部７２にφＳマ
ツチング抵抗３９を殴りている。

この実施例によれば、電子スコープ７１のユニバーサル
コード７３内のケーブル本数を減らすことと、重子ス」
−１７１とビデオプロセッサ７４を接続するコネクタ７
５のビン数を減らすことが“Ｃきる。

尚、この図では電子スコープ７１内のライトガイドを省
略４ると共に、ビデオプロセッサ７４内の光源部を省略
して示しである。また、ドライブ（；≦号発生回路７６
としては第１図に示すものでも良いし、マツヂング回路
３６．４２等を省いたものでも良い。又、映像信号処理
回路７７は、第１図に示すようにその前段側に差動増幅
回路５５゜５６等を設けたものでも良い。

第８図は本発明の第４実施例の主要部の概略の構成を示
す。

この第４実施例は、コネクタ７５内にφＳマツチング抵
抗３９を設けている。

この実施例の効果としては、第３実施例に比べて操作部
を小型にできる。また、第３実施例と同様にコネクタ７
５のビン数を減らすことができる。

上記各実施例では、マツチング手段として抵抗を用いて
いるが、本発明はこれに限定されるものでなく、例えば
抵抗と並列又（３１直列にコイル及びコンデンサを用い
たマツチング手段（終端手段）又は抵抗、コイル、コン
デンサの２つ以上を組合わせたマツチング手段（終端手
段）でも良い。例えば、抵抗及びコイルぐ終端し、その
インピーダンスを繕本波にマツチングさせ、他の周波数
のノイズ（例えばより低い周波数ではそのインピーダン
スを小さくして電気メス等のノイズ）が混入しにくくす
ることもできる。

尚、マツチング抵抗等の終端手段は、固体撮像素子から
離れた位置であれば、−Ｌｉホした各実施例と異るとこ
ろでも良い。

又、本発明は挿入部の先端側に固体撮像索子等の撮像手
段を設けた電子スコープに限らず、光学式スコープの接
眼部に！ｉｉ像手段を内蔵したテレビカメラを装着した
ものにも適用できる。

［発明の効果］ 以上述べたように本発明によれば、固体撮像素子をドラ
イブするドライブ信号の伝送ケーブルの他に別のケーブ
ルを介して前記固体撮像素子から離れた所で７ツヂング
抵抗等のマツチング手段で固体撮像素子側の端部での整
合をとるようにしているので、反射波を生じる等なく、
固体撮像素子にドライブ信号を印加できると共に、固体
撮像素子を発熱させることも解消できる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし・第４図は本発明の第１実施例に係り、第
１図は第１実施例の電子内視鏡装置の構成図、第２図は
電子スコープの先端側に設けた撮像手段の電気系を示す
構成図、第３図はノイズキャンセル用ケーブルの配設例
を示す説明図、第４図は第１実施例の輪作現用用波形図
、第５図は本発明の第２実施例を示す構成図、第６図は
第２実施例の動作説明用波形図、第７図は本発明の第３
実施例の主要部の概略の構成図、第８図は本発明の第４
実施例の主要部の概略の構成図、第９図は従来例の構成
図、第１０図は関連技術例の構成図、第１１図は他の関
連技術例の動作説明用波形図である。 １１・・・電子内視鏡装置 １２・・・電子内視鏡（゛重子ス」−／）１３・・・光
源部　　　　　１４・・・信号処理部１５・・・ビデオ
プロセッサ １６・・・モニタ　　　　　２７・・・ＣＣＤ３４・・
・ドライブ信号発生回路 ３７・・・φＳ送信クープル ３８・・・φＳマツチング用ケーブル ３９・・・φＳマツチング抵抗 第２図 第３図 第４ 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 固体撮像素子で構成した撮像手段と、 前記固体撮像素子を駆動する駆動信号を該固体撮像素子
   に伝送する為の第１のケーブルを有する電子内視鏡装置
   において、 一方の端部が前記固体撮像素子の駆動信号入力端近傍に
   接続され、他端が前記固体撮像素子から離間された位置
   で終端手段に接続した第２のケーブルを設けたことを特
   徴とする電子内視鏡装置。