JPH05300518A - 内視鏡システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡単な構成で、異なるＣＣＤに対応できる内
視鏡システムを提供すること。 【構成】 ＣＣＤ１６の出力信号をＡ／Ｄ変換器２１で
デジタル信号に変換し、ＲＳ２３２Ｃケーブル２９を経
てパソコン７から転送されたプログラムデータを用い
て、信号処理回路のデジタル回路部分の主要部を構成す
る第１のＬＣＡ２２ないし第３のＬＣＡ２４のデジタル
回路機能を制御し、ＣＣＤ１６に対応した信号処理を行
わせるようにした後、Ｄ／Ａ変換器２５を経て映像信号
を生成する回路構成となっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はプログラム論理素子を用
いて異なる固体撮像素子に対して映像信号を生成する内
視鏡システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、内視鏡は医療分野及び工業分野で
広く用いられるようになった。又、最近はイメージガイ
ドを用いることなく、対物レンズの焦点面にＣＣＤ等の
固体撮像素子を配置した電子内視鏡も使用されるように
なった。この固体撮像素子を用いた場合には、内視鏡画
像の記録とか再生が容易にできるメリットがある。この
ため、光学式の内視鏡の場合にも接眼部にＴＶカメラを
装着して電子内視鏡と同等の機能を有するＴＶカメラ外
付け方式の電子式内視鏡にして使用される場合がある。

【０００３】上記電子内視鏡或いは電子式内視鏡の場合
には使用されている固体撮像素子に対する映像信号処理
回路（映像信号生成回路）が必要で、この映像信号処理
回路によってモニタに内視鏡画像を表示できる映像信号
に変換する処理を行う。従来、上記映像信号処理回路は
そのハードウェアは固定であり、機能をいくつも持って
いるハードウェアは、それぞれの機能を実現させる回路
をもち、それらを切り換えているのか、無理にソフトウ
ェア化しているのが普通である。

【０００４】以下、従来の映像信号処理回路の機能を備
えたカメラコントロールユニットを例にあげて説明をす
る。図６は従来の一般的なカメラコントロールユニット
（以下、ＣＣＵと記す）５１の構成を示す。ＣＣＤ駆動
部５２でＣＣＤ５３を駆動する駆動クロックを作り、こ
の駆動クロックをＣＣＤ５３に印加し、ＣＣＤ５３から
読み出された信号出力をプリプロセス部５４で平均的な
映像信号に変換し、ポストプロセス部５５で色、明るさ
等を補正し、出力部５６でＮＴＳＣ、Ｙ／Ｃ、ＲＧＢ等
の信号に変換され、モニタ５７に出力される。

【０００５】この場合、ＣＣＤ駆動部５２、プリプロセ
ス部５４は、ＣＣＤ５３の構造、色フィルタの構成によ
って回路が決まり、また、出力部５６は、出力先のモニ
タ５７などの機器によって、ＮＴＳＣ、Ｙ／Ｃ、ＲＧＢ
の場合のそれぞれに対応しなくてはならない。

【０００６】図７はＲ，Ｇ，Ｇの色透過フィルタが垂直
方向にライン状に配置されたフィルタ構成（図３に示す
ものと同じ）を持ったＣＣＤ用のプリプロセス部５４Ａ
の回路構成を示す。カウンタ６１は水平同期信号ＨＤで
リセットされ、このフィルタ構成のＣＣＤへの水平転送
クロックφをカウントして、そのカウント出力をデマル
チプレクサ６２に印加し、このデマルチプレクサ６２の
出力でＡ／Ｄ変換器６３の変換出力データをラッチする
第１ないし第３ラッチ６４ないし６６のいずれのラッチ
にデータをラッチさせるかを決める。そして、第１ない
し第３ラッチ１４ないし１６からＲ，Ｇ，Ｂの色信号デ
ータが出力される。

【０００７】図８はＲ，Ｇ，Ｇの色透過フィルタが垂直
方向にライン状に配置された上記フィルタ構成におい
て、垂直方向にＲ，Ｇ，Ｇの色透過フィルタが並ばない
ように隣接する水平ライン毎にＲ，Ｇ，Ｇの色透過フィ
ルタの配置をずらしたモザイク状のフィルタ構成（図４
に示すものと同じ）を持ったＣＣＤ用のプリプロセス部
５４Ｂの回路構成を示す。

【０００８】図３のフィルタと違い、Ｒ，Ｇ，Ｂの配列
が、水平ラインごとに変わるので、図６の回路構成の他
に、水平ラインを数える第２のカウンタ６７を設けて、
この第２のカウンタ６７のカウント出力を第１のカウン
タ６１のプリセット端子に印加し、水平同期信号ＨＤで
ロードし、第１のカウンタ６１の初期値をラインごとに
作る。尚、第２のカウンタ６７は比較器６８で水平ライ
ンを３本数える毎にリセットされる。

【０００９】

【発明が解決しようとする問題点】このような構成で、
ＣＣＵを作った場合、複数のＣＣＤに対応させるには、
複数で使えるようにするために複雑な回路または、複数
のプリプロセス部が必要になり、ＣＣＤの種類が増える
ほど、回路規模も膨大なものとなってしまう。

【００１０】また、１回の使用では、ＣＣＤは１個なの
で、色々なＣＣＤに対応させるほど、１回の使用で、使
わない回路を増やすことにもなる。さらに、まだ仕様の
はっきりしない将来にわたってのＣＣＤに対応する事は
できない。なお、例えば、特開昭６３ー３１６９２３号
にはプログラマブルロジックデバイスを用いたデジタル
装置が開示されている。

【００１１】本発明は上述した点に鑑みてなされたもの
で、簡単なハードウエア構成で、異なるＣＣＤに対応で
きるなど適応性の広い内視鏡システムを提供することを
目的とする。

【００１２】

【問題点を解決するための手段及び作用】上記問題点を
解決するために、回路の主要部分をデジタル回路で構成
し、しかもそのデジタル回路をプログラムでその回路機
能を変更できるプログラム論理素子で構成した。そし
て、プログラム論理素子の機能を規定するプログラムを
外部からの通信手段で設定することにより、接続使用さ
れる固体撮像素子に応じて映像信号処理回路を構成する
プログラム論理素子の機能を変更できるようにして、ハ
ードウェアを変えずに異なる固体撮像素子に適応できる
ようになっている。

【００１３】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を具体
的に説明する。図１ないし図４は本発明の第１実施例に
係り、図１は第１実施例の主要部の構成を示し、図２は
第１実施例の全体構成を示し、図３及び図４はＣＣＤに
取り付けられた色分離フィルタの配列構造を示す。

【００１４】図２に示すように第１実施例の内視鏡シス
テム１は撮像手段を備えた電子内視鏡２と、この電子内
視鏡２に照明光を供給する光源部３及び映像信号を生成
する映像信号処理する映像信号処理部４を内蔵したＣＣ
Ｕ５と、このＣＣＵ５で映像信号処理された映像信号を
表示するモニタ６と、このＣＣＵ５と接続されたパソコ
ン（パーソナルコンピュータ）７とから構成され、この
パソコン７はパソコン本体８とモニタ９とキーボード１
０から構成される。

【００１５】上記電子内視鏡２は、細長で例えば可撓性
の挿入部１２を備え、この挿入部１２の後端に太径の操
作部１３が連設されている。前記操作部１３からは側方
に可撓性のユニバーサルコードが延設され、このユニバ
ーサルコードの先端部にコネクタが設けられている。前
記電子内視鏡２は、前記コネクタを介して、ＣＣＵ５に
接続されるようになっている。さらに、このＣＣＵ５に
は、表示手段としてのモニタ６が接続されるようになっ
ている。

【００１６】上記電子内視鏡２の挿入部１２内には、照
明光を伝達するライトガイド１４が挿通され、このライ
トガイド１４は光源部３から供給される照明光を伝送し
て挿入部１２の先端に取り付けられた出射端面から前方
に照明光を出射できるようになっている。

【００１７】また、挿入部１２の先端部には、対物レン
ズ系１５が設けられ、この対物レンズ系１５の結像位置
に、ＣＣＤ１６が配設されている。このＣＣＤ１６の光
電変換面には各画素毎に光学的に色分離する色分離フィ
ルタ１７が取り付けてある。このＣＣＤ１６は、信号線
を介してＣＣＵ５内の映像信号処理部４を構成するＣＣ
Ｄ駆動部１８と信号処理部回路１９と接続されている。
この実施例ではＣＣＵ５におけるデジタル信号処理部分
に、プログラムによってその回路機能を変更（書換）で
きるプログラム論理素子として例えばＬＣＡ（Ｌｏｇｉ
ｃ ＣｅｌｌＡｒｒａｙ）を用いていることが特徴とな
っている。

【００１８】図１はＣＣＵ５内の信号処理回路１９の全
体構成を示す。この信号処理回路１９に入力されたＣＣ
Ｄ１６の出力信号は、Ａ／Ｄ変換器２１によりデジタル
データに変換される。Ａ／Ｄ変換器２１は、プログラム
論理素子としての第１のＬＣＡ２２により駆動させてお
り、Ａ／Ｄ変換器２１の出力は、第２のＬＣＡ２３に入
力される。

【００１９】第２のＬＣＡ２３の出力は、第３のＬＣＡ
２４に入力される。第３のＬＣＡ２４の出力は、Ｄ／Ａ
変換器２５でアナログの映像信号に変換されて、モニタ
６に入力され、モニタ６の表示面にＣＣＤ１６で撮像さ
れた内視鏡画像が表示される。

【００２０】一方、第１のＬＣＡ２２から第３のＬＣＡ
２４までのＬＣＡは、カスケード接続されており、各回
路構成を規定するプログラムデータはＳ−ＲＡＭ２６に
入っている。Ｓ−ＲＡＭ２５の内容は、ＣＰＵ２７が書
き換える事ができる。つまり、このＣＰＵ２７は、ＲＳ
２３２Ｃインターフェース２８及びＲＳ２３２Ｃケーブ
ル２９を介して、ＣＣＵ５の外部のパソコン７と通信を
行い、ＬＣＡ２２ないし２４のプログラムデータをパソ
コン７よりローディングできるようになっている。

【００２１】この実施例ではＣＣＤ１６の出力を映像信
号に変換するＣＣＵ５は、パソコン７と例えばＲＳ２３
２Ｃの通信手段により、接続されている。そして、Ｓ＿
ＲＡＭ２６から第１のＬＣＡ２２ないし第３のＬＣＡ２
４に出力されるプログラムデータを変更することによっ
て、この信号処理回路１９でのデジタル信号処理機能を
変更でき、このプログラムデータを変更することによっ
て複数種類のＣＣＤに対する映像信号生成の処理を同一
のハードウェア構成で対応できるようになっている。な
お、Ｓ−ＲＡＭ２５の記憶内容をバッテリ等でバックア
ップできるようにしても良い。

【００２２】例えば、図３に示す色フィルタ１７Ａが取
り付けられたＣＣＤ１６を内蔵した電子内視鏡２をＣＣ
Ｕ５に接続して、使用するシステム構成の場合には、図
７の回路構成を実現するプログラムデータを、パソコン
７よりローディングし、図４に示す色フィルタ１７Ｂが
取り付けられたＣＣＤ１６を内蔵した電子内視鏡２をＣ
ＣＵ５に接続して、使用するシステム構成の場合には、
図８の回路構成を実現するプログラムデータをパソコン
７からローディングすることにより、信号処理回路１９
の構成を変更することができる。

【００２３】この第１実施例によれば、同一の回路構成
の信号処理回路１９を形成する第１のＬＣＡ２２ないし
第３のＬＣＡ２４に対して、使用されるＣＣＤに応じて
通信手段を介して対応するプログラムデータをパソコン
７からローディングすることにより、モニタ６で表示で
きる映像信号を生成できる。従って、信号処理回路１９
或いはＣＣＵ５のハードウェア構成を簡単化できると共
に、このコストを下げることもできる。

【００２４】図５は本発明の第２の実施例の信号処理回
路４１を示す。この実施例は、画像メモリ４２を内蔵
し、同時式、面順次式の原理の違う撮像方式を両立させ
た例である。図１に示す信号処理回路１９において、第
２のＬＣＡ２３と第３のＬＣＡ２４との間に第４のＬＣ
Ａ４３を設け、この第４のＬＣＡ４３により画像メモリ
４２を制御する。

【００２５】又、ＣＰＵ２７はＬＡＮインタフェース４
４を介してパソコン７と接続されると共に、電気メス装
置４６、内視鏡光源装置４７、撮像装置４８等もＬＡＮ
に接続されている。又、第１のＬＣＡ２２ないし第４の
ＬＣＡ４３のＬＣＡのプログラムデータはＲＯＭ４９内
に納めてあり、ＬＡＮからコマンドで、切り換えること
ができるようになっている。

【００２６】すなわち、同時式の場合は、第４のＬＣＡ
４４により、画像メモリ４２を単なるフレームメモリと
して駆動し、面順次式の場合は、同時化メモリとして駆
動している。尚、パソコン７は、色々な機器を接続して
いるので、例えば、電気メス装置４６を使用する場合、
ＣＣＵ内の第２のＬＣＡ２３中にあるデジタルフィルタ
の時定数を延ばして、内視鏡画像に電気メスによるノイ
ズを出し難くする等の連動動作をする。

【００２７】尚、図１及び図５においては、信号処理回
路１９、４１をＬＣＡを用いて構成したことを示した
が、ＣＣＤ駆動部１８も含めた映像信号処理部４の構成
も同様に構成できる。又、プログラム論理素子はＬＣＡ
に限定されるものでなく、他のプログラム論理素子を用
いても良い。

【００２８】又、上述の実施例において、撮像手段を備
えた電子内視鏡２等（ＴＶカメラ外付けのものも含む）
がＣＣＵ５等に接続された場合、それに使用されている
固体撮像素子の種類などを判別或いは識別するを手段を
設け、この手段の出力で対応するプログラムを通信手段
を介して自動的にローディングするようにしても良い。
又、他の装置とか機能を連動して切り換えるようにして
も良い。

【００２９】例えば、接続される電子内視鏡が面順次式
のものである場合には、面順次式の照明が行われるよう
に切り換え或いは設定し、同時式のものである場合に
は、面順次式の照明が行われるように切り換え或いは設
定するようにしても良い。

【００３０】又、内視鏡システムとしてユーザが使用す
る電子内視鏡或いはＴＶカメラ外付けの電子式内視鏡が
１種類の固体撮像素子である場合には、その固体撮像素
子に対応する映像信号処理を行うプログラムデータを書
き込んだＰＲＯＭ等を設け、そのＰＲＯＭ等を用いたプ
ログラムデータ発生手段をその内視鏡システムを構成す
るＣＣＵに設けるようにしても良い（ＬＣＡの場合には
起動時に一般にＰＲＯＭのデータを読み出すシーケンス
が設定されている）。

【００３１】そして、その内視鏡システムの起動時にそ
のＲＯＭ等のプログラムデータをプログラム論理素子に
転送して映像信号処理を行うようにしても良い。この場
合にはＣＣＵはＣＣＵ外部からプログラムデータをロー
ディングするための通信手段は必ずしも必要でない。

【００３２】又、拡張できるようにするために、或いは
使用の態様に適用できるように一定の固体撮像素子に対
応するプログラムデータを発生するＲＯＭ等を用いたも
のと、通信手段を用いて外部からプログラムデータをロ
ーディングするものとを選択できるようにしても良い。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、映
像信号処理回路におけるデジタル信号処理回路の大部分
をプログラム論理素子を用いて構成し、固体撮像素子に
応じた映像信号処理を行わせるプログラムを前記プログ
ラム論理素子に供給するようにしてあるので、映像信号
処理回路部分を簡単なハードウェア構成にでき、しかも
種類の異なる固体撮像素子にも対応できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例における信号処理回路の構
成を示すブロック図。

【図２】第１実施例の全体構成図。

【図３】色分離フィルタを示す説明図。

【図４】図３とは配列が異なる色分離フィルタを示す説
明図。

【図５】本発明の第２実施例における信号処理回路の構
成を示すブロック図。

【図６】従来例のＣＣＵの構成図。

【図７】従来のプリプロセス回路の構成を示すブロック
図。

【図８】図７とは異なる従来のプリプロセス回路の構成
を示すブロック図。

【符号の説明】

１…内視鏡システム ２…電子内視鏡 ３…光源部 ４…映像信号処理部 ５…ＣＣＵ ６…モニタ ７…パソコン ８…パソコン本体 ９…モニタ １０…キーボード １２…挿入部 １３…操作部 １４…ライトガイド １５…対物レンズ １６…ＣＣＤ １７…色分離フィルタ １８…ＣＣＤ駆動回路 １９…信号処理回路 ２１…Ａ／Ｄ変換器 ２２、２３、２４…ＬＣＡ ２６…Ｓ−ＲＡＭ ２７…ＣＰＵ ２８…ＲＳ２３２Ｃインタフェース ２９…ＲＳ２３２Ｃケーブル

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固体撮像素子の出力信号を映像信号生成
   回路により表示可能な映像信号を生成する内視鏡システ
   ムにおいて、 前記固体撮像素子の出力信号が入力され、内部の回路構
   成が書き換え可能なプログラム論理素子と、 前記プログラム論理素子に対し複数種の回路構成の少な
   くとも１つの回路構成を規定する信号を発生する信号発
   生手段と、 前記信号発生手段の信号を前記プログラム論理素子に入
   力することにより前記プログラム論理素子を用いた映像
   信号生成回路から映像信号を出力させる通信手段と、 を有することを特徴とする内視鏡システム。