JPH07194530A - 電子内視鏡装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電子内視鏡装置を構成するＣＣＤ等の固体撮
像素子を過電流に因る破壊から保護することができる電
子内視鏡装置を提供することを目的とする。 【構成】 スコープ１０１先端に設けられたＣＣＤ１０
５で観察対象物を撮像し、ＣＣＤ１０５で光電変換され
た信号をスコープ１０１に接続されたプロセッサ１０３
で所要の信号処理を施こすことにより、前記観察対象物
を観察する電子内視鏡装置において、スコープ１０１と
プロセッサ１０３とで構成される回路に生じる過電流を
検知する過電流検知回路１１３と、ＣＣＤ１０５へ供給
される駆動電圧及び駆動電流を抑制するリレー１１７、
１２３とを有し、過電流検知回路１１３が前記回路に生
じた過電流を検知したときは、リレー１１７、１２３を
制御させて、前記駆動電圧及び前記駆動電流の少なくと
も一方を抑制するようにしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、体腔内等、肉眼で直
視することができない部分を観察する内視鏡装置に係わ
り、特に、内視鏡先端に設けられた固体撮像素子により
上記部分を撮像観察することができる電子内視鏡装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、生体内に挿入される内視鏡（以
下、スコープと記す）を有し、スコープ先端に設けられ
た照明窓から照明光を被写体に向けて照射し、同じく先
端に設けられた固体撮像素子である電荷結合素子（以
下、ＣＣＤと記す）により被写体像の反射光を電気信号
に変換し、スコープ外に設けられた信号処理装置により
所要の信号処理を施して、上記被写体像をモニタに表示
させて観察することができる電子内視鏡装置が普及して
いる。

【０００３】図９に示されるように、電子内視鏡装置
は、スコープ１０１とプロセッサ１０３とを有し、スコ
ープ１０１先端にはＣＣＤ１０５が配置され、スコープ
１０１周縁にはライトガイド１０７が沿設される。ま
た、プロセッサ１０３は、患者回路１１１と電源回路１
０９及び信号処理回路１２９とを有している。外部の交
流電源に接続される電源回路１０９は、患者回路１１１
用の電源９０１と信号処理回路１２９用の電源９０３と
を有し、各電源は、それぞれトランス９０５により分離
されている。

【０００４】患者回路用電源９０１は、患者回路１１１
を構成するレギュレータ１１５に供給されて所定電圧に
変換されたのち、駆動信号ドライバ１２１の電源端に接
続されるとともに、ＣＣＤ１０５の電源端に接続され
る。駆動信号ドライバ１２１は、駆動信号ジェネレータ
１１９から発生される駆動電流を増幅してＣＣＤ１０５
に供給する。

【０００５】一方、スコープ１０１に沿設されたライト
ガイド１０７は、図示しない光源装置から射出された光
をスコープ外に導出して被写体９０７を照射する。ＣＣ
Ｄ１０５は、ライトガイド１０７を介して照射された光
の反射光を受光して電気信号に変換する。該電気信号
は、患者回路１１１を構成するアンプ１２５で増幅され
たのち、患者回路１１１とを分離するアイソレーション
トランス１２７を介して信号処理回路１２９に供給され
る。信号処理回路１２９には、電源回路１０９からの電
源が供給され、入力された電気信号を所定の映像信号に
変換したのち、外部モニタに出力する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述の電子内視鏡装置
は、種々の環境下で使用されるため、スコープを構成す
るＣＣＤの入力端に外乱信号である過大なノイズ等の過
電流及び過電圧が印加される場合がある。このような状
態としては、例えば、静電気が印加された場合が挙げら
れる。この状態で、ＣＣＤを駆動し続けると、電源とグ
ランドとの間に過電流が流れ、上記外乱信号を遮断して
も、過電流が流れたままの状態となる。

【０００７】上述の状態が続くと、ウエハ内の配線が溶
断し、素子が破壊される事態を招く。スコープ先端内に
配置されたＣＣＤは、先端部の屈曲性及び防水性を備え
ているため複雑構造になっており、破壊されたＣＣＤの
修理に相当の費用及び時間を要する。

【０００８】そこで、この発明は上記事情に鑑みて成さ
れたもので、電子内視鏡装置を構成するＣＣＤ等の固体
撮像素子を過電流に因る破壊から保護することができる
電子内視鏡装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明に係わる電子内
視鏡装置は、スコープ先端に設けられた固体撮像素子で
観察対象物を撮像し、前記固体撮像素子で光電変換され
た信号を前記スコープに接続されたプロセッサで所要の
信号処理を施こすことにより、前記観察対象物を観察す
る電子内視鏡装置において、前記スコープと前記プロセ
ッサとで構成される回路に生じる過電流を検知する過電
流検知手段と、前記固体撮像素子へ供給される駆動電圧
及び駆動電流を抑制する電力制御手段とを有し、前記過
電流検知手段が前記回路に生じた過電流を検知したとき
は、前記電力制御手段を制御させて、前記駆動電圧及び
前記駆動電流の少なくとも一方を抑制するようにしたも
のである。

【００１０】

【作用】この発明に係わる上記手段によれば、電子内視
鏡装置を構成するスコープとプロセッサとで構成される
回路に生じた過電流は、過電流検知回路により検知され
る。過電流が検知されると、固体撮像素子に供給される
駆動電圧及び駆動電流の少なくとも一方が遮断若しくは
減衰されることにより抑制される。これにより、固体撮
像素子に過電流が長時間供給される事態が回避され、固
体撮像素子が過電流に因る破壊から保護される。

【００１１】過電流検知手段には、固体撮像素子に適正
な駆動電圧及び駆動電流が供給されるようにするために
所定の電流閾値が設定されている。固体撮像素子は、例
えば、画素数が異なると消費される電力も異なるため、
各固体撮像素子毎に供給される駆動電圧及び駆動電流の
適正範囲が異なる。従って、各固体撮像素子毎に対応し
て、過電流検知手段に適正な電流閾値が設定されること
が好ましい。

【００１２】そこで、電子内視鏡装置が、スコープに搭
載される固体撮像素子の種類を特定するための特定手段
を有し、搭載される固体撮像素子の種類に応じて、前記
過電流検知手段の電流閾値を設定することが好ましい。
一方、回路に生じる過電流は、回路に発生する熱によっ
ても検知される。特に、前記プロセッサには、過電流に
因り発熱する部分が存在する。そこで、電子内視鏡装置
が、前記プロセッサを構成する回路基板の温度を検出す
る温度検出手段を有し、前記回路基板の温度が所定値を
越えたときは、前記固体撮像素子に供給される駆動電圧
及び駆動電流の少なくとも一方を抑制するようして、固
体撮像素子を過電流に因る破壊から保護するようにする
ことが可能である。

【００１３】

【実施例】以下、この発明の実施例を図面を参照して説
明する。図１は、この発明の一実施例を示している。な
お、先の図９に示した電子内視鏡装置と同一部分には同
一符号を付して詳細な説明を省略する。図１に示される
ように、電子内視鏡装置１００は、スコープ１０１とプ
ロセッサ１０３とを有し、スコープ１０１先端にはＣＣ
Ｄ１０５が配置され、スコープ１０１周縁にはライトガ
イド１０７が沿設されている。

【００１４】外部の交流電源に接続される電源回路１０
９は、先の図９で述べた様に患者回路用電源と信号処理
回路用電源とを有し、各電源は、それぞれトランスによ
り分離されている。患者回路用電源の出力は、患者回路
１１１を構成する過電流検知回路１１３を介したのち、
レギュレータ１１５に供給されて所定電圧に変換され、
さらにリレー１１７を介してスコープ１０１のＣＣＤ１
０５に供給される。

【００１５】一方、患者回路１１１を構成する駆動信号
ジェネレータ１１９の出力は、レギュレータ１１５の出
力により駆動される駆動信号ドライバ１２１により、そ
の波高値が電源電圧まで増幅されたのち、リレー１２３
を介してＣＣＤ１０５に供給される。ＣＣＤ１０５は、
スコープ１０１に沿設されたライトガイド１０７を介し
て導出照明される光源装置からの光の反射光を受光して
電気信号に変換する。該電気信号は、患者回路１１１を
構成するアンプ１２５で増幅されたのち、アイソレーシ
ョントランス１２７を介して信号処理回路１２９に入力
される。

【００１６】過電流検知回路１１３は、患者回路１１１
に供給される電流が過大になったことを検知して、検知
信号を中央演算装置（以下、ＣＰＵと記す）１３１に供
給する。ＣＰＵ１３１は、該検知信号を基づいてリレー
１１７、１２３を開成制御するとともに、フォトカップ
ラ１３３を介して警告信号発生回路１３５に制御信号を
供給する。

【００１７】警告信号発生回路１３５は、該制御信号に
基づいて外部に警告するために警告音等を発する警告部
１３７を作動させる。さらに、上記制御信号は重畳回路
１３９に供給されて信号処理回路１２９の出力に重畳さ
れたのち、モニタに供給される。これにより、過電流の
発生が、モニタ上で検知される。

【００１８】以下、図２及び図３を参照して、過電流検
知回路１１３について説明する。図２は、過電流検知回
路１１３の第１の実施例を示しており、電源回路の出力
は、トランジスタＴｒ１を介して患者回路へ導出される
とともに、トランジスタＴｒ２を介してコンパレータ２
０１の非反転入力端に供給される。トランジスタＴｒ１
のコレクタは、トランジスタＴｒ１、Ｔｒ２に接続され
ている。コンパレータ２０１の非反転入力端は、さらに
抵抗Ｒを介して接地されている。一方、コンパレータ２
０１の反転入力端には、基準電圧Ｖが供給されている。

【００１９】トランジスタＴｒ１、Ｔｒ２は、カレント
ミラー回路を構成しており、トランジスタＴｒ２に流れ
る電流ｉ２は、トランジスタＴｒ１に流れる電流ｉ１と
等しい。コンパレータ２０１の非反転入力端には、ｉ２
Ｒで規定される電圧降下が生じる。従って、該電圧降下
を基準電圧Ｖと比較することにより、患者回路に供給さ
れる電流ｉ１の異常が検知される。

【００２０】図３は、過電流検知回路１１３の第２の実
施例を示しており、電源回路の出力は、トランジスタＴ
ｒ３及び抵抗Ｒ１を直列に介して接地されるとともに、
抵抗Ｒ２を介して患者回路に導出される。さらに、抵抗
Ｒ２を介した電源回路の出力は、トランジスタＴｒ３の
ベースに供給されるとともに、抵抗Ｒ３、Ｒ４、及びト
ランジスタＴｒ４を直列に介して接地される。なお、ト
ランジスタＴｒ３のコレクタとトランジスタＴｒ４のベ
ースとは、抵抗Ｒ５を介して接続されている。抵抗Ｒ
３、Ｒ４の中点の出力は、過電流検知信号として導出さ
れる。

【００２１】いま、図３に示した回路において、抵抗２
を３Ωに設定し、これにより電流ｉが２００ｍＡ以上流
れたとする。このとき、Ａ−Ｂ間の電圧降下Ｖ_ABが６０
０ｍＶ以上となり、この結果、トランジスタＴｒ３がオ
ンになり、さらに、トランジスタＴｒ４もオンになる。
従って、正常時の過電流検知信号が、電圧Ｖ１であるの
に対し、異常時には、電圧Ｖ１×Ｒ４／（Ｒ３＋Ｒ４）
なる過電流検知信号が得られる。

【００２２】上記実施例は、過電流検知回路及びリレー
がプロセッサ内に在る場合を説明したが、リレーをスコ
ープ内に配置しても良く、或いは、スコープ内に駆動信
号ジュネレータ及び駆動信号ドライバを有するスコープ
にあっては、スコープ内に過電流検知回路を配置するよ
うにしても良い。また、リレーの代わりに電流ヒューズ
を用いても良い。この場合、過電流の発生に因りヒュー
ズが溶断するため、これによりＣＣＤに供給される駆動
電圧及び駆動電流が遮断される。

【００２３】電流ヒューズは、過電流検知機能と電流遮
断機能とを有しており、このため、過電流検知回路が不
要となり、回路規模を縮小することができる。なお、電
流ヒューズは、外部制御を要しないので設置場所を選ば
ない。従って、必要に応じてスコープに設けるようにし
ても良い。以上説明した実施例によれば、回路に過電流
が生じた場合、ＣＣＤに供給される駆動電圧及び駆動電
流が遮断されるので、これにより過電流に因るＣＣＤの
破壊を回避することができる。

【００２４】以下、図４を参照してこの発明の第２の実
施例について説明する。なお、先の図１に示した部分と
同一部分には同一符号を付して詳細な説明を省略する。
先の図１に示した実施例と異なる点は、ＣＣＤ１０５に
供給される駆動電流を低域通過フィルタ（以下、ＬＰＦ
と記す）４０１に供給する点にある。ＣＣＤ１０５に供
給される駆動電流は、例えば、水平転送パルスであり、
該パルスは、ＬＰＦ４０１で積分されたのち、反転入力
端が基準電圧に接続されたコンパレータ４０３の非反転
入力端に入力される。

【００２５】ＣＣＤ１０５に過電流が供給されると、Ｃ
ＣＤ１０５の入力抵抗が低くなり、これによりＣＣＤ１
０５に供給される駆動電圧の波高値が通常よりも低くな
る。ＬＰＦ４０３は駆動電流を積分し、これにより得ら
れる直流値は、コンパレータ４０３の非反転入力端に供
給される。コンパレータ４０３の反転入力端に供給され
る基準電圧は、通常時の駆動電流を積分して得られる電
圧値であり、コンパレータ４０３は、該電圧値とＬＰＦ
４０１で得られる直流値とを比較し、比較結果はＣＰＵ
４０５に供給される。

【００２６】ＣＰＵ４０５は、比較結果に基づいて過電
流の発生を検知し、リレー１１７、１２３を開成制御
し、これにより、ＣＣＤ１０５に供給される駆動電圧及
び駆動電流が遮断される。なお、ＬＰＦ４０１をプロセ
ッサ１０３内若しくはスコープ１０１のコネクタ内に配
置するようにして回路に生じた過電流を検知するように
しても良い。

【００２７】以下、図５を参照してこの発明の第３の実
施例について説明する。なお、先の図１及び図４に示し
た部分と同一部分には同一符号を付して詳細な説明を省
略する。図５に示されるように、レギュレータ１１５に
の出力は、オペアンプ５０３、トランジスタＴｒ、及び
可変抵抗Ｒを有する定電圧源５０１及び過電流検知回路
５０９を直列に介してＣＣＤ１０５に供給される。

【００２８】さらに、定電圧源５０１の出力は、過電流
検知回路５１１を介して駆動信号ドライバ１２１の電源
端に供給される。ＣＣＤ１０５の画像信号は、プロセッ
サ１０３内に配置されたＬＰＦ４０１で積分されたの
ち、コンパレータ４０３で基準電圧と比較されてオア回
路５１３の一端に供給される。オア回路５１３の他端に
は、オア回路５１５を介して得られる過電流検知回路５
０９、５１１のオア出力が供給される。オア回路５１３
の出力は、ＣＰＵ５１７に入力され、ＣＰＵ５１７の制
御出力は、定電流源５０１を構成するデジタル制御可能
な可変抵抗Ｒの制御端に供給される。

【００２９】ＣＣＤ１０５に過電流が供給され、これに
より画像信号出力のバイアスが低くなると、ＣＰＵ５１
７は、先の第２の実施例で説明したように、コンパレー
タ４０３の比較結果に基づいて過電流の発生を検知す
る。さらに、ＣＰＵ５１７には、過電流検知回路５０
９、５１１の出力が供給されており、ＣＰＵ５１７は、
これら入力信号に基づいて可変抵抗５０７の抵抗値を制
御し、定電圧源５０１の出力を低くする。これにより、
ＣＣＤ１０５に供給される駆動電圧及び駆動電流の波高
値が減じられる。

【００３０】なお、上記実施例では、定電圧源の電圧を
減じるように制御しているが、レギュレータ１１５から
ＣＣＤ１０５及び駆動信号ドライバ１２１に供給される
電流値を減じるようにしても良い。以下、図６を参照し
てこの発明の第４の実施例について説明する。なお、先
の図１及び図５に示した部分と同一部分には同一符号を
付して詳細な説明を省略する。この実施例では、スコー
プ１０１に搭載されるＣＣＤ１０５の種類を特定するた
めのデータが記憶保持されている読出しメモリ（以下、
ＲＯＭと記す）６０１が、スコープ１０１内に配置され
ている。ＲＯＭ６０１に記憶保持されたデータはＣＰＵ
６０３に供給される。

【００３１】すなわち、スコープ１０１に搭載されるＣ
ＣＤ１０５が異なる画素数等、複数種類存在する場合、
各ＣＣＤ毎に消費電流が異なる。そこで、ＲＯＭ６０１
には、搭載される各ＣＣＤを特定するためのデータが記
憶されている。さらに、レギュレータ１１５の出力側
と、駆動信号ドライバ１２１の制御入力側には、それぞ
れ過電流検知回路６０５、６０７が設けられており、過
電流検知回路６０５、６０７の過電流検知信号は、オア
回路６０９を介してＣＰＵ６０３に供給される。

【００３２】スコープ１０１がプロセッサ１０３に接続
されると、スコープ１０１に搭載されたＣＣＤ１０５の
種類を特定するためのデータが、ＣＰＵ６０３に供給さ
れる。ＣＰＵ６０３は、ＣＣＤの種類に応じて、過電流
検知回路６０５、６０７が過電流を検知するための電流
閾値を設定する。

【００３３】所定の電流閾値が設定された過電流検知回
路６０５、６０７で得られる過電流検知信号は、ＣＰＵ
６０３に供給され、ＣＰＵ６０３は、入力される過電流
検知信号に基づいて、過電流検知回路６０５及び駆動信
号ドライバ１２１の各出力端に設けられたリレー１１
７、１２３を開閉制御する。回路に過電流が生じた場合
は、リレー１１７、１２３が開成し、これによりＣＣＤ
１０５に供給される駆動電圧及び駆動電流が遮断され
る。

【００３４】なお、リレー１１７、１２３の代わりに電
流制限回路を設け、ＲＯＭ６０１に記憶されたデータに
応じて上記電流制限回路の制限電流値を設定し、ＣＣＤ
１０５に所定以上の電流が供給されないようにしても良
い。また、図７に示されるように、ＲＯＭの代わりにス
コープ１０１とプロセッサ１０３とを接続するためのコ
ネクタ内に各ＣＣＤに対応して配置された検知ピン７０
１を設けても良い。

【００３５】スコープ１０１がプロセッサ１０３に接続
されると、検知ピン７０１の検知出力がプロセッサ１０
３内のＣＰＵ６０３に入力される。ＣＰＵ６０３には、
ＣＣＤの種類を特定するためのデータが予め記憶されて
いる。ＣＰＵ６０３は、入力された検知ピン７０１のデ
ータに基づいてＣＣＤの種類を特定し、ＣＣＤの種類に
応じて過電流検知回路の電流閾値を設定する。

【００３６】上記実施例によれば、スコープ１０１内に
搭載されるＣＣＤが複数種類存在する場合でも、各ＣＣ
Ｄの種類に応じて過電流検知回路の設定閾値を変えるこ
とができる。従って、常に最適な制御により、ＣＣＤの
破壊が回避される。また、ＣＣＤの種類毎に回路を設け
る必要がないので、回路規模の増大が回避される。以
下、図８を参照してこの発明の第５の実施例を説明す
る。なお、先の実施例に示した部分と同一部分には同一
符号を付して詳細な説明を省略する。この実施例では、
回路に生じる過電流を、レギュレータ１１５若しくは駆
動信号ドライバ１２１の発熱により検知するものであ
る。

【００３７】すなわち、レギュレータ１１５及び駆動信
号ドライバ１２１の各近傍には、それぞれサーミスタ８
０１、８０３が設けらており、サーミスタ８０１、８０
３の出力は、オア回路８０５を介してＣＰＵ８０７に供
給される。過電流の発生により、レギュレータ１１５若
しくは駆動信号ドライバ１２１が発熱すると、サーミス
タ８０１、８０３が感応する。ＣＰＵ８０７は、各サー
ミスタの出力に基づいて過電流の発生を検知して、レギ
ュレータ１１５及び駆動信号ドライバ１２１の各出力側
に設けられたリレー１１７、１２３を開成制御する。

【００３８】

【発明の効果】以上説明した発明によれば、固体撮像素
子への外乱ノイズ混入等に因る誤動作により、固体撮像
素子に過電流が供給された場合でも、該過電流の発生を
検知して固体撮像素子に供給される駆動電圧及び駆動電
流が抑制されるので、固体撮像素子を過電流に因る破壊
から保護することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示すブロック図。

【図２】図１に示した過電流検知回路の第１の実施例を
示す回路図。

【図３】図１に示した過電流検知回路の第２の実施例を
示す回路図。

【図４】この発明の第２の実施例を示すブロック図。

【図５】この発明の第３の実施例を示すブロック図。

【図６】この発明の第４の実施例を示すブロック図。

【図７】図６に示した第４の実施例の他の実施例を示す
ブロック図。

【図８】この発明の第５の実施例を示すブロック図。

【図９】従来の電子内視鏡装置を示すブロック図。

【符号の説明】

１００ 電子内視鏡装置 １０１ スコープ １０３ プロセッサ １０５ ＣＣＤ １０７ ライトガイド １０９ 電源回路 １１１ 患者回路 １１３、５０９、５１１、６０５、６０７ 過電流検知
回路 １１５ レギュレータ １１７、１２３ リレー １１９ 駆動信号ジェネレータ １２１ 駆動信号ドライバ １２５ アンプ １２７ アイソレーショントランス １２９ 信号処理回路 １３１、４０５、５１７、６０３ ＣＰＵ １３３ フォトカプラ １３５ 警告信号処理回路 １３７ 警告部 １３９ 重畳回路 ２０１、４０３ コンパレータ ４０１ ＬＰＦ ５０１ 定電圧源 ５０３ オペアンプ ５１３、５１５、６０９、８０５ オア回路 ６０１ ＲＯＭ ７０１ 検知ピン ８０１、８０３ サーミスタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 織田 朋彦 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オリ ンパス光学工業株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スコープ先端に設けられた固体撮像素子
   で観察対象物を撮像し、前記固体撮像素子で光電変換さ
   れた信号を前記スコープに接続されたプロセッサで所要
   の信号処理を施こすことにより、前記観察対象物を観察
   する電子内視鏡装置において、 前記スコープと前記プロセッサとで構成される回路に生
   じる過電流を検知する過電流検知手段と、 前記固体撮像素子へ供給される駆動電圧及び駆動電流を
   抑制する電力制御手段とを有し、 前記過電流検知手段が前記回路に生じた過電流を検知し
   たときは、前記電力制御手段を制御させて、前記駆動電
   圧及び前記駆動電流の少なくとも一方を抑制するように
   したことを特徴とする電子内視鏡装置。