JPH0479248B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は長さが異なる信号ケーブルに対して駆
動条件の補正手段を備えたビデオエンドスコープ
に関する。

［従来の技術］ 近年、挿入部の先端部に対物レンズで結像され
た光学像をフアイババンドルで形成したイメージ
ガイドによつて手元側に伝送する光学式の内視鏡
（フアイバスコープとも呼ぶ。）に代わり、対物レ
ンズで結像された光学像を電荷結合素子（以下
CCDと記す。）等の固体撮像素子（以下SIDと記
す。）で光電変換した電気信号に変換して手元側
に伝送し、ビデオプロセツサを介してカラーモニ
タで表示できるようにした電子式の内視鏡（以
下、電子内視鏡あるいはビデオエンドスコープと
も呼ぶ。）が実用化されるようになつた。

上記ビデオエンドスコープは、使用される用途
に応じ、体腔内とか管腔内に挿入可能とされる挿
入部の長さが異つている。このため挿入部内と、
この挿入部の後端側から延設されたユニバーサル
コード内を挿通され、（ビデオプロセツサあるい
は）カメラコントロールユニツト等に至る信号ケ
ーブルの長さも異つていた。

上記信号ケーブルの長さが異ると、該信号ケー
ブル全体の抵抗値が異り、そのためSIDの出力ゲ
インに差異が生じたり、Ｓ／Ｎにばらつきが生じ
たり、ケーブル端部のインピーダンスが異るた
め、ケーブル端部をカメラコントロールユニツト
に接続した場合、反射による波形のみだれが生じ
たり、カメラコントロールユニツトからのSID駆
動パルスの遅れ量に差が生じたり、SIDからの映
像出力信号の遅れ量に差が生じたりする。このた
め、例えば特開昭60−80429号では電子スコープ
のコネクタ内にマツチング回路を内蔵して波形の
みだれ等が生じないようにしたものがある。

［発明が解決しようとする問題点］ 上記従来例では、SIDから信号を読出すための
駆動信号発生手段をカメラコントロール順に設け
ているので、信号読出しに必要となる複数本のケ
ーブルラインを挿入部内の殆んど全域に通す必要
が生じ、このためケーブル長の違いに基づく移相
の調整箇所が多数必要になる。また、ケーブルラ
インの本数も多く必要になり、挿入部の構造が複
雑化すると共に、挿入部の外径も太くなることに
もなる。

本発明医は上述した点にかんがみてなされたも
ので、調整箇所が少くて済み、且つ挿入部の構造
を簡単化できるビデオエンドスコープを提供する
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SIDの近傍にSIDから信号を読出す
駆動回路を設けることによつて、調整箇所を少
く、且つ挿入部内を挿通する信号ケーブルの本数
を少く簡単化できるようにしている。

［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３図は本発明の第１実施例に係
り、第１図は第１実施例の構成を示し、第２図は
駆動回路の構成を示し、第３図は映像信号処理回
路の構成を示す。

第１図に示すように第１実施例を備えたビデオ
エンドスコープ装置１は、細長の挿入部２を有す
るビデオエンドスコープ３と、このビデオエンド
スコープ３を接続できるコネクタ受け４を有し、
信号処理手段を収納したカメラコントロールユニ
ツト（又はビデオプロセツサユニツト）５と、こ
のカメラコントロールユニツト（以下CCUと記
す。）５から出力される映像信号を取込み、カラ
ー表示するカラーモニタ６とからなる。

上記ビデオエンドスコープ３は体腔内とか管腔
内等に挿入できるように細長にされた挿入部２
と、その挿入部２の後端に連設された太幅の操作
部７と、操作部７から延出されたユニバーサルコ
ード８とからなる。

上記挿入部２の先端側には被写体を結像するた
めの対物レンズ９が配設され、この対物レンズ９
の焦点面にはCCD１１で形成した固体撮像素子
（SID）の撮像面（受光面）が臨むように配置さ
れている。この対物レンズ９とCCD１１とで撮
像手段が構成されている。つまり対物レンズ９に
よつて、対象物の光学像がCCD１１の撮像面に
結ばれ、この撮像面に結ばれた光学像は光電変換
されて電気信号になる。

上記CCD１１を収納した挿入部２の先端部に
は、このCCD１１の近傍に、CCD１１に信号読
出しのための駆動パルスを印加する駆動回路１２
が収納してある。

上記挿入部２内には照明光を伝送するライトガ
イド１３が挿通され、このライトガイド１３はユ
ニバーサルコード８内を挿通されてCCU５に装
着されたライトガイドコネクタ部分に、CCU５
内の光源部１４からの照明光が供給されるように
してある。しかして、このライトガイド１３によ
つて伝送された照明光は対物レンズ９とSID１１
によつて撮像される被写体を照明できるようにし
てある。

上記挿入部２及びユニバーサルコード８内には
信号伝送用ケーブル１５が挿通され、ユニバーサ
ルコード８の端部に形成したコネクタ１６を
CCU５のコネクタ受け４に接続することによつ
て、ビデオエンドスコープ３とCCU５とで信号
の送受を行えるようにしてある。即ち、CCU５
内のクロツク発生器１７から発生されるクロツク
信号CLKは、マツチング回路１８を経てコネク
タ受け４に装着されるコネクタ１６の信号ケーブ
ル１５を通り、駆動回路１２に入力される。

また、駆動回路１２の駆動信号の印加によつ
て、CCD１１から読出された信号Ｓは、信号ケ
ーブル１５を経てCCU５に伝送され、マツチン
グ回路１８を通つて映像信号処理２０に入力され
る。

この第１実施例におけるビデオエンドスコープ
装置１においては、例えば面順次式のカラー撮像
方式のものであつて、光源部１４は白色ランプ２
１の白色光をモータ２２で回転される回転フイル
タ２３を通して、赤、緑、青の照明光にされた
後、レンズ２４で集光されてライトガイド１３の
入射端面に照射される。

また、SID１１から読出された信号Ｓは、マツ
チング回路１８を通つて、映像信号処理回路２０
に入力され、映像信号処理された後、例えば
RGB色信号に変換されてRGB対応のカラーモニ
タ６で表示される。

この映像信号処理回路２０の構成を第３図に示
す。

即ち、マツチング回路１８を経て入力される信
号は、クランプ回路３０でクランプされた後サン
プルホールド回路３１に入力され、信号成分期間
に信号成分がサンプルホールドされた後、γ補正
回路３２でγ補正されてＡ／Ｄコンパータ３３で
デイジタル量に変換される。その後、回転フイル
タ２３の回転と同期した図示しないタイミングジ
エネレータの信号で切換えられるマルチプレクサ
３４を経てＲ，Ｇ，Ｂの面順次照明のもとで撮像
された信号は、Ｒフレームメモリ３５Ｒ、Ｇフレ
ームメモリ３５Ｇ、Ｂフレームメモリ３５Ｂに書
込まれる。これら各フレームメモリ３５Ｒ，３５
Ｇ，３５Ｂに書込まれた信号データは同時に読出
され、それぞれＤ／Ａコンバータ３６でアナログ
色信号Ｒ，Ｇ，Ｂに変換され、それぞれバツフア
３７を経てカラーモニタ６側に出力される。

ところで、第１実施例を備えたビデオエンドス
コープ装置１には、CCU５に装着されるビデオ
エンドスコープ３を判別する識別回路４１を
CCU５内に設けると共に、ビデオエンドスコー
プ３側には識別用のタイプ信号発生回路４２が設
けてある。

上記タイプ信号発生回路４２は、例えばコネク
タ１６における２つの接続ピンに、挿入部２及び
ユニバーサルコード８の長さに応じて異る抵抗値
の抵抗ｒを接続したものであつて、識別回路４１
は、その抵抗値を判別して判別信号を出力し、マ
ツチング回路１８を切換えて接続されたスコープ
に対応したマツチング状態に切換えるようにして
ある。

ところで上記クロツク発生器１７のクロツク信
号CLKが入力される駆動回路１２の構成を第２
図に示す。駆動回路１２に入力されるクロツク信
号CLKは、コンパレータ４４の一方の入力端に
印加され、他方の入力端に印加される電圧源４５
の電圧Ｖと比較されて出力される。上記クロツク
信号CLKは、高調波等不要な輻射波を発生しな
いように、クロツク信号CLKの周期と等しい正
弦波を用いてあり、コンパレータ４４によつて、
ゼロクロス時点が２値化された方形波を出力する
しきい値となる電圧Ｖ（＝０）と比較される。

この実施例では、ゼロクロス時点で方形波に２
値化されるので、ケーブル長が異り、クロツク信
号CLKのレベルが変動しても、コンパレータ４
４の２値化された出力レベルは変動しないという
特徴を有する。

上記コンパレータ４４の出力信号は、反転増幅
器４６によつて反転増幅及び電流増幅されて水平
転送クロツクパルス信号φH１が生成される。

また上記コンパレータ４４の出力信号は、非反
転増幅器４７によつて、上記水平クロツクパルス
信号φH１と180゜位相の異る水平クロツクパルス
信号φH２が生成される。

さらに上記コンパレータ４４の出力信号は、微
分回路４８によつて微分された後、非反転増幅器
４９で電流増幅した後、さらに電圧シフト回路５
０を通してリセツトゲートパルス信号φRが生成
される。

この実施例に用いられるCCDでは、リセツト
パルス信号φRとして一定のバイアス値を必要と
し、コンパレータ４４の出力電位に対し、例えば
約＋3Vの電圧シフトを行つている。この電圧シ
フト回路５０は電流増幅機能をも有し、電流増幅
されたリセツトパルス信号φRが出力される。

上記駆動回路１２の出力信号φH１，φH２，
φRと、信号ケーブル１５を経て伝送される垂直
クロツクパルス信号φVとはCCD１１に印加さ
れ、CCD１１から信号Ｓを出力させる。

上記駆動回路１２によつて生成される信号φH
１，φH２，φRは、ケーブル長が異ると、クロツ
ク信号CLKの振幅が変化するが、コンパレータ
４４によつてケーブル長に依存しないゼロクロス
レベルで２値化した信号に基づいて生成されるこ
とが特徴となつている。

尚、垂直クロツクパルス信号φVは、その周期
が大きく、ケーブル長による移相変化の影響は少
いため、CCU５内のクロツク発生器１７の垂直
クロツクパルスがマツチング回路１８でインピー
ダンス整合が行われた後信号ケーブル１５を介し
て印加される。（尚、この垂直クロツクパルス信
号φVでは、その周波数が低いためケーブル長の
違いによるインピーダンス変化量が小さいため、
１種類のみ等にマツチングを簡略化しても良い。）
尚、上記垂直クロツクパルス信号φVは一般に複
数の異る位相のものを表わしている。

このように構成された第１実施例によれば、駆
動回路１２をCCD１１の近傍に設けて駆動条件
の最適化を行うようにしてあるので、CCD１１
から読出すのに必要となる信号ラインの本数を少
くできる。又、駆動回路１２をCCU５側に設け
た場合よりも、ケーブル長の違いに基づく移相の
調整箇所あるいは位相器の数を少くできる。

さらに水平クロツクパルスのように比較的周波
数が高いクロツクのうち矩形波でなく正弦波で伝
送しているので、この矩形波の場合が含む高調波
が周囲に輻射することがなくなり、CCD１１の
出力信号に混入してＳ／Ｎを低下させることもな
くなる。

第４図は本発明の第２実施例を示す。

この第２実施例ではビデオエンドスコープ５１
の先端部に、第１実施例における駆動回路１２の
機能の他に、垂直クロツクパルスφVを生成する
機能を備えた駆動回路５２を収納している。

上記駆動回路５２は、CCU５３内のクロツク
発生器５４のクロツク信号CLKがマツチング回
路５５によつて移相調整された後、信号ケーブル
１５′で伝送されたものが入力される。この場合
もクロツク信号CLKとして水平クロツクパルス
の周期と等しい周期の正弦波が用いてあり、上記
位相調整はケーブル長に対応したマツチング回路
５５内の移相器が識別回路４１の出力信号で選択
される。また、この実施例では先端部に、CCD
１１の出力信号が入力されるプリアンプ５７と、
クランプ回路５８及びサンプルホールド回路５９
を収納し、このサンプルホールド回路５９の出力
を信号ケーブル１５′で伝送し、CCU５内のイン
ピーダンス整合用マツチング回路６０を経て映像
信号処理回路６１に導くようにしている。

また、この実施例では光源部６２は、白色ラン
プ６３と、集光レンズ６４とからなる白色照明用
のものであり、ビデオエンドスコープ５１は、そ
のCCD１１の前面にモザイクフイルタ６５を設
けたカラー撮像方式のもので構成してある。

上記映像信号処理回路６１はカラーモザイク使
用の場合のモザイク式の信号処理を行うものであ
つて、その出力はNTSC複合映像信号又はRGB
色信号出力となりカラーモニタ１３でカラー表示
される。その他の構成は上記第１実施例とほぼ同
様であり、同一構成要素には同符号が付けてあ
る。

この実施例では水平クロツクパルス信号φH
１，φH２及びリセツトパルス信号φRの他に垂直
クロツクパルス信号φVもCCD１１近傍に収納し
た駆動回路５２によつて生成している。このた
め、第１実施例と同様の利点を有すると共に、信
号ケーブル１５′としてはクロツク発生器５４の
クロツク信号CLK及びCCD１１から読出された
出力信号Ｓのみで済むため、挿入部２の構造を簡
素化できる。また、相関二重サンプリング回路
を、駆動回路５２と共にCCD１１の近傍に設け
てあるので、CCD１１からの出力信号Ｓが信号
ケーブルによつて位相がずれてしまう影響を受け
ることなく、この出力信号Ｓにおける信号成分期
間でサンプリングしてリセツト雑音を低減でき、
Ｓ／Ｎの高い信号を得ることができる。また、こ
の場合、CCD１１の出力信号Ｓが信号ケーブル
によつて減衰する前に、プリアンプ５７で増幅し
ているのでこのプリアンプ５７によつてもＳ／Ｎ
を高くできる。従つて、この場合には映像信号処
理回路６１内にAGC回路を設けることによつて、
出力信号Ｓに対しては、ケーブル長の影響を受け
ることなく対応できる。また、この実施例におい
ては、クロツク信号CLKの伝送に対しては、正
弦波信号の周波数のみを伝送するため、このクロ
ツク信号の伝送ラインから不要な輻射波を発生し
ない。さらに、例えばこの伝送ラインの両端に狭
帯域バンドパスフイルタを介装すれば、このクロ
ツク信号に他のノイズが混入するのを有効に排除
できる。

尚、上記第２実施例において、場合によつては
例えばインピーダンス整合用マツチング回路６０
を１種類にしても実用上は問題ない場合もある。

尚、本発明は、フアイバスコープの接眼部に
SIDを収納したテレビカメラを装着するビデオエ
ンドスコープにも同様に適用できる。

尚、上記信号ケーブルとしてフアイバを用いる
こともできる。

［発明の効果］ 以上述べたように本発明によれば、挿入部の先
端側等に固体撮像素子を収納したビデオエンドス
コープにおいて、固体撮像素子の近傍に固体撮像
素子から撮像した信号を読出すための駆動回路を
設けてあるので、信号読出しのための信号ライン
を本数を少くできる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明の第１実施例に係
り、第１図は第１実施例を備えたビデオエンドス
コープ装置の構成図、第２図は駆動回路の構成
図、第３図は映像信号処理回路の構成図、第４図
は本発明の第２実施例の構成図である。 １…ビデオエンドスコープ装置、２…挿入部、
３…ビデオエンドスコープ、５…カメラコントロ
ールユニツト（CCU）、６…カラーモニタ、１１
…CCD、１２…駆動回路、１５…信号ケーブル、
１７…クロツク発生器、１８…マツチング回路、
２０…映像信号処理回路、４４…コンパレータ、
４６…反転増幅器、４７…非反転増幅器、４８…
微分回路、４９…非反転増幅器、５９…電圧シフ
ト回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 挿入部の先端に固体撮像素子を収納したビデ
   オエンドスコープと、 前記ビデオエンドスコープが接続されるカメラ
   コントロールユニツトと、 所定周期の基準信号を発生する基準信号発生手
   段と、 前記固体撮像素子の近傍に設けられ、前記基準
   信号に基づいて固体撮像素子の駆動信号を出力す
   る駆動回路と、 前記駆動回路に入力される基準信号および前記
   固体撮像素子から読み出された出力信号のマツチ
   ング状態を調整するマツチング回路と、 前記カメラコントロールユニツトに接続される
   ビデオエンドスコープの種類を識別するととも
   に、この識別結果に基づき前記マツチング回路の
   マツチング状態を切り換える識別回路と を具備したことを特徴とするビデオエンドスコー
   プ装置。 ２ 前記駆動回路は、前記固体撮像素子の電荷リ
   セツトパルスと水平転送クロツク信号とを生成す
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   ビデオエンドスコープ。 ３ 前記駆動回路は、入力される所定周期の基準
   信号を２値化する手段と、２値化された信号をバ
   ツフア回路を介して出力する手段と、２値化され
   た信号を反転し、バツフア回路を介して出力する
   手段と、２値化された信号のパルス幅及び位相を
   変えてバツフア回路を介して出力する手段とから
   構成したことを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載のビデオエンドスコープ。