JPH05154098A - 電子内視鏡装置の信号処理回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 異なる長さの電子内視鏡を使用する場合で
も、動作タイミングを変換することなく、相関二重サン
プリング回路等を有効に動作させると共に、回路構成が
簡略化され、取扱いが容易となるようにする。 【構成】 ＣＣＤ４が内蔵された電子内視鏡１４を外部
プロセッサ装置１５に接続してなる電子内視鏡装置にお
いて、上記ＣＣＤ４で得られたビデオ信号をサンプルホ
ールドするＣＤＳ回路１８及びサンプルホールドパルス
発生回路１９を操作部１７又はコネクタ部へ配設する。
これにより、個々の電子内視鏡１４に適合したタイミン
グの動作が確保され、各種の電子内視鏡１４の使用に容
易に対応できるようになる。この場合、上記ＣＣＤ４を
駆動する駆動回路を上記サンプルホールド回路と共に配
設することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、固体撮像素子で得られ
たビデオ信号に対して画像表示のための処理を施す電子
内視鏡装置の信号処理回路の構成に関する。

【０００２】

【従来の技術】医療分野及び工業分野で利用される電子
内視鏡装置が周知であり、この種の電子内視鏡装置は、
例えば消化管、構造物等の被観察体内へ電子内視鏡（電
子スコープ）を挿入し、先端部に設けられた固体撮像素
子であるＣＣＤ（Charge Coupled Device ）にて被観察
体内を観察することができる。

【０００３】図９には、従来の電子内視鏡装置の構成が
示されており、図示されるように、電子内視鏡（電子ス
コープ）１は外部プロセッサ装置２にコネクタにて着脱
自在に接続される。この電子内視鏡１の先端部内には、
観察窓３に光学的に接続されたＣＣＤ４及びＣＣＤ駆動
回路５が配設され、一方被観察体内へ観察光を照射する
照射窓６及びこの照射窓６に光を供給するライトガイド
（光ファイバ）７が配設される。また、外部プロセッサ
装置２内には、前置増幅器８を介して相関二重サンプリ
ング（ＣＤＳ−Correlated Double Sampling）回路９が
上記ＣＣＤ４に接続して設けられ、このＣＤＳ回路９に
はサンプリングパルス発生回路１０からサンプリングパ
ルスが与えられる。このＣＤＳ回路９には、ガンマ補
正、ホワイトバランス処理等を行い、かつメモリ等を有
するビデオ信号処理部１１が接続される。更に、光源装
置１２及び集光レンズ１３を有しており、この光源装置
１２によって上記電子内視鏡１のライトガイド７に所定
の光（面順次式においてはＲＧＢ光）が供給される。

【０００４】以上の構成によれば、上記光源装置１２で
出力された光が電子内視鏡１の照射窓６から被観察体内
へ照射され、これによって現出した被観察体像は、観察
窓３を介してＣＣＤ駆動回路５で駆動されたＣＣＤ４で
捉えられ、ビデオ信号が出力される。このＣＣＤ４から
出力されたビデオ信号は、前置増幅器８を介してＣＤＳ
回路９へ供給され、このＣＤＳ回路９においてはＣＣＤ
４の出力がクランプ処理されると共に、画像情報が包含
されたビデオ信号部分がサンプルホールドされる。この
場合のサンプリング処理は、サンプリングパルス発生回
路１０の出力に基づいて行われ、クランプパルスと関連
をもって位相調整されたサンプリングパルスによりサン
プルホールド処理されることになり、この相関二重サン
プリングにより、ビデオ信号中の雑音は良好に低減され
る。

【０００５】そして、ＣＤＳ回路９の出力はビデオ信号
処理部１１でガンマ補正処理等が行われた後に、外部プ
ロセッサ装置２に接続されたモニタへ出力されており、
このようにしてモニタには被観察体内の画像がカラー表
示されることになる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来に
おける電子内視鏡装置の信号処理回路では、異なる長さ
の電子内視鏡１を用いる場合は、上記ＣＣＤ４から出力
されたビデオ信号をクランプし、サンプルホールドする
タイミングが相違することになり、ＣＤＳ回路９を有効
に動作させることができないという問題があった。すな
わち、従来から適用対象部位に応じて各種の長さの電子
内視鏡１が存在しており、異なる長さの電子内視鏡１を
外部プロセッサ装置２へ接続する場合には、その長さを
伝送するビデオ信号の時間を考慮した動作タイミングで
上記サンプルパルス等を上記ＣＤＳ回路８に供給する必
要がある。この場合、各種の電子内視鏡１に対応して上
記動作タイミングを切り換える回路等を設けることも考
えられるが、これでは回路が複雑になると共に、電子内
視鏡１の取替え作業も煩雑になる。

【０００７】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、異なる長さの電子内視鏡を使用す
る場合でも、動作タイミングを変換することなく、相関
二重サンプリング回路等を有効に動作させると共に、回
路構成が簡略化され、取扱いが容易となる電子内視鏡装
置の信号処理回路を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第１請求項に係る発明は、固体撮像素子が内蔵され
た電子内視鏡を外部プロセッサ装置に接続してなる電子
内視鏡装置の信号処理回路において、上記固体撮像素子
で得られたビデオ信号をサンプルホールドするサンプル
ホールド回路を電子内視鏡側へ配設したことを特徴とす
る。第２請求項に係る発明は、上記固体撮像素子を駆動
する駆動回路をサンプルホールド回路と共に、電子内視
鏡の操作部又はコネクタ部へ配設したことを特徴とす
る。

【０００９】

【作用】上記の構成によれば、上記サンプルホールド回
路を操作部あるいはコネクタ部内のセットアップボード
に配設することができるが、このサンプルホールド回路
が電子内視鏡内に配置されることにより、個々の電子内
視鏡の長さに応じたタイミングのサンプリングパルスを
容易に形成することができる。従って、種類の異なる電
子内視鏡を外部プロセッサ装置に接続する際には、サン
プルホールド回路の動作に関しては配慮を払う必要がな
い。

【００１０】上記の場合には、ＣＣＤを駆動する駆動回
路をサンプルホールド回路と共に配設することができ、
この場合は回路構成を簡略化できると共に、先端部へ駆
動回路を置くことによって生じる、例えば発生熱による
影響等が防止される。

【００１１】

【実施例】図１には、第１実施例に係る電子内視鏡装置
の信号処理回路の構成が示されており、図において電子
内視鏡（電子スコープ）１４は外部プロセッサ装置１５
に接続される。この電子内視鏡１４の先端には、観察窓
３に光学系部材１６を介してＣＣＤ４が接続され、電子
内視鏡１４のほぼ中間部には操作部１７が設けられてお
り、この操作部１７には図示していないが、電子内視鏡
１４の先端部を上下、左右に曲げ操作するアングルツマ
ミやフリーズ、ハードコピー等の制御釦等が配置され
る。第１実施例では、この操作部１７にサンプルホール
ド回路としてのＣＤＳ回路１８及びサンプリングパルス
発生回路１９を配設している。

【００１２】また、上記電子内視鏡１４のコネクタ部２
０内にはビデオ信号処理に必要な条件を設定又は調整す
るセットアップボード２１が設けられ、このセットアッ
プボード２１を介して接続される外部プロセッサ装置１
５内にはビデオ信号処理部２３、タイミングパルス発生
回路２４等が設けられている。

【００１３】図２には、上記ＣＤＳ回路１８内の回路構
成が示されており、このＣＤＳ回路１８はアンプ２６、
コンデンサＣｃ、アンプ２７が直列接続されると共に、
このコンデンサＣｃの直後に基準電源Ｖｃがスイッチン
グ回路２８を介して並列に接続され、このスイッチング
回路２８に図１のサンプリングパルス発生回路１９から
出力されるクランプパルスが与えられる。また、上記ア
ンプ２７にはゲート回路２９を介してアンプ３０が接続
され、このゲート回路２９の直後にコンデンサＣH が並
列に接続されており、上記ゲート回路２９にサンプリン
グパルス発生回路１９から出力されるサンプリングパル
スが与えられる。このサンプリングパルスは、上記クラ
ンプパルスと相関関係にあって、位相調整されたタイミ
ングパルスとなっており、これによって相関二重サンプ
リングが行われる。そして、上記クランプパルス及びサ
ンプリングパルスは、サンプリング回路が配設される電
子内視鏡の固有長さに対応したタイミングパルスに基づ
いて形成されることになる。

【００１４】第１実施例は以上の回路構成からなり、図
３に基づいてその作用を説明する。図１の観察窓３を介
してＣＣＤ４で被観察体像が捉えられることになるが、
このＣＣＤ４の出力は、直接ＣＤＳ回路１８へ入力され
る。このＣＣＤ４の出力は、図３（ａ）に示されるよう
に、リセットパルス１００、フィードスルー部（黒レベ
ル）１０１、ビデオ情報を包含したビデオ信号部１０２
から構成される。そうして、このＣＤＳ回路１８には、
図（ｂ）に示されるクランプパルスと、図（ｃ）に示さ
れるサンプリングパルスがサンプリングパルス発生回路
１９から入力されており、上記クランプパルスが図２の
スイッチング回路２８に与えられると、フィードスルー
部１０１が基準電圧Ｖｃによって直流再生される。そし
て、所定時間後に、サンプリングパルスがゲート回路２
９へ与えられることになり、これによってビデオ信号部
１０２がサンプルホールドされる。

【００１５】上記サンプリングパルスは、クランプパル
スと相関関係にあるので、ＣＣＤ４の出力ビデオ信号は
相関二重サンプリングされ、雑音を有効に除去したビデ
オ信号が得られることになる。このようにして、第１実
施例では操作部１７にＣＤＳ回路１８及びサンプリング
パルス発生回路１９を配設し、当該電子内視鏡１４の固
有の長さに対応したビデオ信号のサンプリング動作を実
現することが可能となる。

【００１６】図４には、上記サンプルホールド回路とし
て上記相関二重サンプリング回路に類似する遅延差雑音
除去回路を用いた例が示されている。図において、アン
プ３２の一方の出力を作動アンプ３３の正側端子に接続
し、他方の出力は遅延線３４を介して作動アンプ３３の
負側端子に接続するように各回路が設けられており、上
記作動アンプ３３ではＣＣＤ４の出力信号と遅延線３４
で時間τだけ遅らせた信号（図５）とを差引いて雑音成
分を除去する。そして、上記作動アンプ３３にはゲート
回路３５が接続され、このゲート回路３５には低域通過
フィルタ（ＬＰＦ）３６が接続されており、上記ゲート
回路３５にサンプリングパルス発生回路１９からサンプ
リングパルスが与えられる構成となっている。

【００１７】この例によれば、図５に示される図（ａ）
のＣＣＤ出力から図（ｂ）の遅延線出力が差引かれるこ
とになり、従ってビデオ信号部１０２はフィードスルー
部１０１が引算されるので、基準レベルとなるフィード
スルー部１０１に存在する雑音を除去する形でビデオ信
号に混入した雑音を除去することができる。そして、ゲ
ート回路３５ではサンプリングパルスに基づいてビデオ
信号部１０２がサンプルホールドされることになり、こ
の遅延差雑音除去回路によっても上記相関二重サンプリ
ングと同様の結果の良好なビデオ信号を抽出することが
可能となる。

【００１８】次に、図６に基づいて第１実施例のサンプ
ルホールド回路の操作部への配設構造を説明する。すな
わち、図示の操作部１７は片手で握れる大きさとされ、
電子内視鏡１４の先端部を曲げ操作するアングルツマミ
（回転体）３８が配設され、また撮影釦３９等が設けら
れており、ケーブル４０にて外部プロセッサ装置１５へ
接続される。この操作部１７の頂点部に回路基板４１が
取付け、収納された回路基板収納部４２が配置され、こ
の回路基板４１に上記ＣＤＳ回路１８及びサンプリング
パルス発生回路１９が取り付けられる。

【００１９】そして、上記回路基板収納部４２には雄ネ
ジ部４３が形成されており、この雄ネジ部４３に螺合す
る雌ネジ部４４を形成したキャップ４５が着脱自在に取
り付けられる。従って、上記キャップ４５を取り外すこ
とによって上記回路基板４１上のサンプリングパルス発
生回路１９の位相調整が容易になっている。すなわち、
上記サンプルホールド回路では製造時等にサンプリング
パルスの位相調整をする必要が生じるが、この位相調整
等が上記の着脱自在のキャップ４５の構成によって容易
に行うことが可能となる。

【００２０】図７には、本発明の第２実施例の構成が示
されており、この第２実施例は、サンプルホールド回路
をコネクタ部２０内に配設したものである。すなわち、
図７のコネクタ部２０内のセットアップボード４７にＣ
ＤＳ回路４８及びサンプリングパルス発生回路４９が配
設されており、この場合も電子内視鏡１４側にサンプル
ホールド回路が配設されることになり、個々の電子内視
鏡１４の長さに対応した動作タイミングのクランプパル
ス、サンプリングパルスを一義的に決定することができ
る。

【００２１】上記ＣＤＳ回路４８としては、上記図２に
示される回路が用いられるが、図４の遅延差雑音除去回
路を適用することもでき、この第２実施例の構成によっ
ても、第１実施例と同様に、相関二重サンプリング動作
等によって雑音を有効に除去したビデオ信号を得ること
が可能となる。

【００２２】次に、図８に基づいて本発明の第３実施例
を説明する。この第３実施例は、サンプルホールド回路
と共に、パルス駆動回路、波形整形回路、電源回路を操
作部１７へ配設したものである。すなわち、電子内視鏡
１４の先端に設けられたＣＣＤ４を駆動するための駆動
回路についても電子内視鏡１４側に設け、個々のＣＣＤ
４に対応した駆動制御を行うようにしている。

【００２３】図８において、上記操作部１７に配置され
た回路基板４１（図６）には、ＣＤＳ回路１８及びサン
プリングパルス発生回路１９が設けられると共に、波形
整形回路５１、水平レジスタクロックφH1，φH2を駆動
するφH1，φH2駆動回路５２、撮像部クロックφ1 〜φ
4 を駆動するφ1 〜φ4 駆動回路５３、蓄積部駆動クロ
ックφS1〜φS4を駆動するφS1〜φS4駆動回路５４が設
けられる。更に、電源ＶDDを形成出力する電源ＶDD回路
５５、その他のＤＣ電源回路が設けられ、これらの駆動
回路５２，５３，５４及び電源回路はＣＣＤ４へ接続さ
れている。

【００２４】この第３実施例の構成によれば、外部プロ
セッサ装置１５のタイミングパルス発生回路２４から供
給される上記水平レジスタクロックφH1，φH2、撮像部
クロックφ1 〜φ4 、蓄積部駆動クロックφS1〜φS4が
各駆動回路５２，５３，５４へ供給されることになり、
この駆動回路５２，５３，５４によってＣＣＤ４が駆動
される。なお、上記水平レジスタクロックφH1はサンプ
リングパルス発生回路１９にも出力されており、これに
基づいてサンプリングパルスが形成される。

【００２５】従来においては、上記駆動回路及び電源回
路が電子内視鏡１４の先端部に配設された装置もある
が、この場合には駆動回路等によって先端部の径が太く
なるという問題があり、また駆動回路等の発熱により固
体撮像素子の性能を劣化させるという問題があった。し
かし、第３実施例では駆動回路及び電源回路を操作部１
７に配設しているので、上記問題点を解決することがで
き、信頼性のある装置を提供することができる。また、
上記図６に示されるように、着脱自在のキャップ４５に
よって回路基板４１を容易に露出することができるの
で、駆動回路等のチェック、基板の交換等が容易とな
る。

【００２６】上記第３実施例では、ＣＣＤ４の駆動回路
及び電源回路をサンプルホールド回路と共に、操作部１
７へ配設したが、これらの回路は、サンプルホールド回
路と共に、コネクタ部２０のセットアップボード４７へ
配設することができる。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、第１請求項の発明
によれば、固体撮像素子で得られたビデオ信号をサンプ
ルホールドするサンプルホールド回路を、電子内視鏡側
である操作部又はコネクタ部へ配設したので、各種の電
子内視鏡における個々の長さに対応してサンプルホール
ド回路の動作タイミングを設定すれば、異なる種類毎に
動作タイミングの調整をすることなく、各種の電子内視
鏡を使用することが可能となる。この結果、回路構成が
簡略化され、かつ取扱いが容易となる。

【００２８】また、第２請求項の発明によれば、上記固
体撮像素子を駆動する駆動回路をサンプルホールド回路
と共に、電子内視鏡の操作部又はコネクタ部へ配設した
ので、駆動回路、電源回路による熱の影響を防止して信
頼性のあるビデオ信号処理動作を確保することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る電子内視鏡装置の信
号処理回路の構成を示す図である。

【図２】第１実施例のＣＤＳ回路内の構成を示す回路図
である。

【図３】図２のＣＤＳ回路での動作を示す波形図であ
る。

【図４】第１実施例におけるサンプルホールド回路の他
の例である遅延差雑音除去回路の構成を示す回路図であ
る。

【図５】図４の遅延差雑音除去回路での動作を示す波形
図である。

【図６】第１実施例における操作部での回路基板の取付
け構造を示す図である。

【図７】本発明の第２実施例の構成を示す図である。

【図８】本発明の第３実施例の構成を示す図である。

【図９】従来の電子内視鏡装置における信号処理回路の
構成を示す図である。

【符号の説明】

１，１４ … 電子内視鏡、 ４ … ＣＣＤ、 ９，１８，４８ … ＣＤＳ（相関二重サンプリング）
回路、 １０，１９，４９ … サンプリングパルス発生回路、 １１，２３ … ビデオ信号処理部、 ２，１５ … 外部プロセッサ装置、 １７ … 操作部、 ２０ … コネクタ部、 ２１，４７ … セットアップボード、 ４１ … 回路基板。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固体撮像素子が内蔵された電子内視鏡を
   外部プロセッサ装置に接続してなる電子内視鏡装置の信
   号処理回路において、上記固体撮像素子で得られたビデ
   オ信号をサンプルホールドするサンプルホールド回路を
   電子内視鏡側へ配設したことを特徴とする電子内視鏡装
   置の信号処理回路。
2. 【請求項２】 上記固体撮像素子を駆動する駆動回路を
   サンプルホールド回路と共に、電子内視鏡の操作部又は
   コネクタ部へ配設したことを特徴とする電子内視鏡の信
   号処理回路。