JPH0757217B2

JPH0757217B2 - 電子式内視鏡システム

Info

Publication number: JPH0757217B2
Application number: JP62065006A
Authority: JP
Inventors: 久雄矢部
Original assignee: Olympus Optic Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1987-03-19
Filing date: 1987-03-19
Publication date: 1995-06-21
Anticipated expiration: 2010-06-21
Also published as: JPS63230144A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は内視鏡装置に係り、特に先端に電荷結合素子
（CCD）等の固体撮像素子を内蔵し、対象物を電子的に
撮像する電子式内視鏡システムに関するものである。

〔従来の技術〕

近年、固体撮像素子の発達に伴ない内視鏡先端にCCDお
よびMOS型CCD等の固体撮像素子を内蔵して被写体の体腔
内を電子的に撮像し、体腔内の画像をモニタ装置で表示
し、この映像を見ながら診断を行なう電子式内視鏡装置
が開発されている。通常、このような電子式内視鏡装置
では内視鏡とは別体に内視鏡制御装置を設け、固体画像
素子（以下SIDと称す）を駆動したり、SIDからの出力信
号を信号処理して標準ビデオ信号に変換したりしてい
る。

ところが、内視鏡は使用部位によってその機種及び挿入
部長が異なっている。それに応じて内視鏡制御装置に接
続されるケーブルコードのコネクタ部からSIDの内蔵さ
れている内視鏡先端までの長さも異なっている。ここ
で、駆動回路からの駆動パルスやSIDからの映像信号
は、ケーブルコード内の信号伝送用電線を介してSIDと
の間で送受信されている。

このような従来の電子式内視鏡装置が例えば特開昭61−
2120号に開示されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このように信号伝送路の長さが長くなると、信号線によ
り駆動パルスの波形が劣化してSIDが正確に駆動されな
い場合がある。また、信号線を伝送中にSIDからの映像
信号が遅延する場合がある。一般に、SIDからの映像信
号は離散的なパルス状の信号であり、内視鏡制御装置内
の映像処理回路でホールドまたはクランプされ連続的な
信号に変換される。映像信号が遅延すると、このホール
ドするタイミングが所定のタイミングからずれることに
なり、正確な連続的な信号が得られないようになる。

さらに、この信号伝送線路による波形劣化の程度や遅延
時間は線路の長さに応じて異なる問題がある。更に、内
視鏡の種類として、ファイバースコープや硬性鏡にTVカ
メラをとりつけたものや、ファイバースコープ内にCCD
を固定的に組込んだものなど多種類のものがある。従っ
て、遅延時間等に大きな差が生じてしまう。

上述した問題点を解決するためには、内視鏡の機種毎に
映像信号を補正する回路を内視鏡制御装置内に設ける等
の補正手段を設ける必要があるが、上述したように内視
鏡の機種は多いので機種毎に補正手段を設けていたので
は、システム全体が非常に複雑となり、結果的に信頼性
が低下する欠点がある。また、内視鏡側に個々に補正手
段を設けるようにすると、補正手段の種類が膨大なもの
になり、機種を充実させにくい問題がある。

しかし乍ら、このような従来の問題点を解決する方法
は、全く提案されていなかった。

従って、本発明の目的は、上述した従来の電子式内視鏡
装置における種々の欠点を除去するために、伝送手段を
介して伝送される際に固体撮像素子関連信号が特性変化
するのを補正し、システム全体の信頼性を維持した電子
式内視鏡システムを提供することである。

〔問題点を解決するための手段および作用〕

本発明の電子式内視鏡システムは、被写体像を電子的に
撮像して画像信号を発生する固体撮像素子手段と、この
固体撮像素子手段への駆動信号あるいは前記固体撮像素
子手段からの画像信号等の固体撮像素子関連信号を伝送
する信号ケーブル手段とからなる複数種類の内視鏡と、
この複数種類の内視鏡が着脱自在かつ選択的に接続さ
れ、この選択的に接続された内視鏡からの画像信号を所
望の映像信号に処理する内視鏡制御装置とを具備する電
子式内視鏡システムにおいて、前記複数種類の内視鏡の信号ケーブル手段は、前記内視
鏡の種類よりも少ない種類のグループに分類され前記グ
ループ毎に同一の長さを有し、前記複数の所定の長さの信号ケーブル手段を介して伝送
されることに起因する前記固体撮像素子関連信号の特性
変化を補正する、前記信号ケーブル手段の長さの種類数
に対応した種類数の複数の所定の信号補正特性を有する
ケーブル信号補正手段を設け、前記複数種類の内視鏡の一つと前記内視鏡制御装置とを
組み合わせ使用したとき、前記ケーブル信号補正手段
が、組み合わせ使用された前記内視鏡の前記信号ケーブ
ル手段の長さに対応した所定の信号補正を行うことを特
徴とする。

複数種類の内視鏡の信号ケーブル手段の長さを複数種類
の内視鏡の種類数よりも少ない種類数の複数の所定の長
さとし、これらの信号ケーブル手段の所定の長さの相違
によって生じる信号の遅延等の問題点を解決するケーブ
ル信号補正手段を導入することによって、システム全体
を単純化することを特徴とするものである。

〔実施例〕

以下図面を参照し乍ら本発明を詳述する。

第１実施例の構成先ず、第１図を参照し乍ら、第１実施例の電子式内視鏡
システムの構成を説明する。

内視鏡１は、内視鏡用制御装置２に着脱自在に接続され
ている。この制御装置２の映像出力をモニタ３に供給し
て、後述するようにCCD9で電子的に撮像した画像を映出
する。

この内視鏡１には、その先端部に対物レンズ８を前方に
配置したCCD（電荷結合素子）９が設けられており、こ
のCCD9にCCD関連信号を伝送する信号ケーブル手段とし
てCCD駆動用ケーブル10および信号出力用ケーブル11が
接続される。この先端部から操作部５までを挿入部４と
称し、後述するように、撮影部位に応じて多種類存在す
る。この操作部５とコネクタ部７との間をケーブルコー
ド６と称し、本例では約1.600mmの長さを有しており、
これは内視鏡の全グループで共通である（即ち、後述す
る第１図〜第３図の実施例において共通である）。

第１図から明らかなように、CCD駆動用ケーブル10およ
び信号出力用ケーブル11は、操作部５およびコネクタ部
７において、ループを形成して配置されており、更にケ
ーブルコード６内においては緩くたるませて配置されて
いる。このような構造によって、内視鏡の各グループに
おいて、挿入部４の長さが多少変化しても、これら信号
ケーブル10および11を適切に収納できるようになってい
る。本例では挿入部４とケーブルコード６とを組合せた
ものを信号伝送路と称す。

内視鏡制御装置次に、信号出力用ケーブル11から送給された画像信号の
処理と、CCD駆動用ケーブル10へ送給するタイミング信
号の発生を行なう内視鏡制御装置２の内部回路構成につ
いて説明する。

先ず、内視鏡１の先端部に設けられたCCD9をドライブす
るためのCCDドライブ回路14を設け、これからのCCDドラ
イブ信号をマッチング回路15を介してCCD駆動用ケーブ
ル10に送信する。これによってCCD9がドライブされて、
被写体（図示せず）の体腔内の画像を電写的に撮像でき
る。

このマッチング回路15は微分回路より構成されており、
ドライブパルスの立上り部分に、ケーブル伝送中の波形
の劣化に対応した微分成分を付加する機能を有してい
る。この微分成分の時定数は、後述するようにグループ
識別回路20からの識別信号に基いて各グループに対応し
た値が選択される。

一方、CCD9から得られた映像信号が信号出力用ケーブル
11を介して、この内視鏡制御装置内のクランプ回路16に
送給されて、ここで一旦、クランプされる。このクラン
プ回路16には、タイミング発生回路17からのタイミング
信号が供給され、このタイミング発生回路17はタイミン
グ切換回路18によって制御されている。このタイミング
切換回路18は、制御回路13からの基準パルスおよびグル
ープ識別回路20からの識別信号を受信して、使用する内
視鏡グループの種類に応じて、クランプしている映像信
号の伝送遅延時間に対応した遅延量の制御信号をタイミ
ング発生回路17に供給している。すなわち、このタイミ
ング発生回路17からのタイミング信号の発生タイミング
を、伝送における遅延時間に応じて制御している。ま
た、このタイミング切換回路18は遅延回路で構成されて
いる。

このようにして、クランプされた映像信号を、上述した
ように遅延量が補正された状態で読出され、ビデオプロ
セス回路19に供給され、ここでモニタ３で表示するのに
適当な信号処理が行われ、モニタ３へ送給される。

内視鏡のグループ化次に、本例で使用する内視鏡を、７種類のグループに分
類した例を表１に示す。

グループの識別手段次に、本発明の特徴である使用内視鏡のグループ識別手
段について詳述する。

第１図に示したように、コネクタ部７に、内視鏡のグル
ープ毎に異なる抵抗値を有する７種類のグループ識別用
抵抗器12を設け、これをグループ識別回路20に接続す
る。このように、極めて簡単な構成にも拘ず、その識別
性による効果は顕著なものである。

イメージガイド式内視鏡システム次に、前述したグループ識別用抵抗器12と内視鏡制御装
置２とを採用したイメージガイド式内視鏡装置について
第２図および第３図を参照し乍ら説明する。

尚、第１図の構成と同一構成のものには同一番号を付す
ものとし、構成の異なる部分についてのみ説明する。

第２図において、ファイバースコープ21を設け、これに
は周知のように対物レンズ８が先端部に、イメージガイ
ドファイバーバンドル22が全体に亘り設けられている。
この対物レンズ８に入射した体腔内の光学像が、イメー
ジガイドファイバーバンドル22を介して接眼レンズ23に
伝達される。この光学像を得るためにファイバースコー
プ用光源24が設けられている。この接眼レンズ23を介し
てCCD9に光学像が入射される。このCCD9以降の回路は、
第１図のものと全く同一であるファイバースコープ用TV
カメラ25として構成されている。尚、このケーブルコー
ド27も、同様に約1.600mmに設計されている。

このCCD9で光学像を映像信号に変換した後は、第１図の
回路と同一の信号処理を行なっている。

次に、第３図においては、イメージガイドスコープ付き
電子スコープ28内のイメージガイドバンドル22の出射口
をレンズ40に対向させ、光学像をハーフプリズム29に入
射させる。この光学像は接眼レンズ23で観察できると共
に、結像レンズ30を介してCCD9に結像される。ここで、
第２図と同様の信号変換および信号処理が行われる。

グループ化の変形例前述した表１の内視鏡のグループ化は、以下のように容
易に変更できる。内視鏡の機種は、たとえば同じ上部消
化管汎用スコープの中でも細径のもの、処置用のもの等
を多種設けることもできる。それらの挿入部長も特に統
一する必要はなく、用途に応じて若干異なっていてもよ
いものである。表１に示した第５グループは、十二指腸
スコープと大腸スコープとではその挿入部長がかなり異
なっているが、同一グループにまとめることによりグル
ープ数を減らせる効果がある。駆動用および信号出力用
ケーブル10,11の余裕長のちがいは内視鏡１の内部で吸
収している。

また、イメージガイド付き電子スコープ28は尿管スコー
プ等の極めて細い挿入部径が要求される時に効果が大き
い。更に、CCD9の大きさが大きく、挿入部４が太くなり
すぎてしまう場合は、たとえば第２グループを省略して
もよい。また、小腸スコープ（ゾンデ式）のように、極
めて特殊な用途のものはグループを別個に設定せずに、
内視鏡１内に信号補正回路を設けてもよい。このように
グループ数を減らすことはシステム単純化し、マッチン
グ回路15、タイミング切換回路18およびグループ識別回
路20の信頼性を向上させることができる。

第２図のファイバースコープ用TVカメラ25のケーブルコ
ード27及び第３図のイメージガイドファイバー付き電子
スコープ28のケーブルコード６を600mm延長すること
で、第１グループと第２グループを合併させることもで
きる。第３グループ及び第５グループのケーブルコード
６を300mm延長することで、第３グループと第４グルー
プ、第５グループと第６グループを合併することもでき
る。なお、識別手段12,20を設け、グループの種類を自
動的に判別するようにしたが、手動切換にしてもよく、
その方がグループ識別回路20を設けないだけ信頼性が向
上する。

第２実施例の構成次に、本発明電子式内視鏡システムの第２実施例を、第
４図を参照し乍ら説明する。

尚、第１図〜第３図の構成と同一のものについては同一
参照番号を付して、その説明を省略する。

第４図において、ケーブルコード６の他端のコネクタ部
７に、コネクタ接点31を７個設ける。これらコネクタ接
点31は、CCD駆動用ケーブル10および信号出力ケーブル1
1が選択的に接続されている。これらコネクタ接点31に
は、またケーブル補正用ケーブル群32が接続されてい
る。本例では、ケーブルコード６のみが信号伝送路であ
る。

このケーブル群32は、2800mm、2200mm、1800mm、1500m
m、1200mm、900mm、100mmの７種類の長さのケーブルで
あり、ケーブルの種類は駆動用ケーブル10及び信号出力
用ケーブル11と同じ種類のものである。各々第１グルー
プ〜第７グループの内視鏡１に対応して用いられる。ケ
ーブル接点31は７セット分あり、ケーブル10及び11は、
その補正用グループ接点31に接続される。しかして、信
号用ケーブル10または11と補正用ケーブル32の長さの和
は常に等しくなるので、一定の時定数及び遅延時間とな
る。即ち、画像信号の補正が行なわれることになる。本
実施例では、前述の実施例のマッチング回路15、タイミ
ング切換回路18、グループ識別回路20を必要とせず、補
正用ケーブル群32はケーブルそのものであるので信頼性
は非常に高く、かつ安価である効果がある。尚、信号用
ケーブル10及び11は表１と同じケーブル長になってい
る。

第３実施例の構成次に、本発明電子式内視鏡システムの第３実施例を第５
図に示す。

第５図から明らかなように、第１図および第４図の実施
例と、殆んど類似しているので、相違点のみ説明する。
即ち、内視鏡１のケーブルコード６に接続されたコネク
タ部７内に、マッチング回路及び遅延回路34を設けたこ
とを特徴とするものである。

信号用ケーブル10及び11は表１と同じケーブル長のもの
である。マッチング回路及び遅延回路34はグループ毎に
一定の時定数及び遅延時間を有する。そのため、それら
の回路をグループ毎の専用ICや専用RC埋込み型多層基板
にできるのでこの回路34の大きさは非常に小さくなり、
コネクタ部７や内視鏡１を大型化しない。また、信頼性
も高くなる効果がある。更に、そのICを利用する内視鏡
１の本数が多いので、専用ICを作っても価格が高くなら
ない利点もある。

変形例以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は、
これら実施例のみに限定されず種々の変更を加え得るも
のである。例えばケーブル長は表１の数値に限定される
のではもちろんない。また、ケーブルの長さのバラツキ
が許容されるレベルは使用するCCDや使用するケーブル
の種類によって異なり、もちろん、どの程度の画質を要
求するかによっても異なる。たとえばドライブパルスの
波形劣化に対して比較的寛容なCCDを用いるシステムに
おいては、ドライブ信号に関しては３グループに分け、
映像出力の遅れに関しては７グループに分けるなど、問
題となる各項目毎にグループ数を分けてもよい。更に、
ドライブパルスの波形劣化と映像出力の遅れに限らず、
ケーブル長のちがいによって生じる種々の問題点に対し
て本願は適用し得るものである。

尚、種々の問題点とは駆動信号の遅れや波形変化や減
衰、更に、映像出力信号の遅れや波形変化や減衰、及び
これに起因する感度の差などを包含するものとする。

また、共通にできる挿入部（信号ケーブル）の長さの許
容範囲は、CCDやケーブルの特性によって異なるもので
表１のように限られるものではないことは明らかであ
る。また、本発明によれば、医療用内視鏡に限らず、工
業用内視鏡でもよい。軟性鏡でも硬性鏡でもよい。

〔発明の効果〕

以上詳述したように、本発明によれば、使用する多種類
の内視鏡の種々の特性の相異を、グループ化して共通化
し、このように設定されたグループ固有の電気的特性に
対して最高の画質になるように内視鏡制御装置の調整が
できるので、システムが単純化され、信頼性が向上す
る。しかも、ケーブル長さえいづれかの信号ケーブル手
段の長さにあわせておけばよいので、用途に応じて様々
な種類の内視鏡を提供することができる効果がある。

【図面の簡単な説明】第１図〜第３図は、本発明電子式内視鏡システムの第１
実施例を示すブロック線図；第４図は、同じく第２実施例を示すブロック線図；第５図は、同じく第３実施例を示すブロック線図であ
る。１……内視鏡、２……内視鏡制御装置、３……モニタ、
４……挿入部、５……操作部、６……ケーブルコード、
７……コネクタ部、８……対物レンズ、９……CCD、10
……駆動用ケーブル、11……信号出力ケーブル、12……
グループ識別用抵抗器、13……制御回路、14……CCDド
ライブ回路、15……マッチング回路、16……クランプ回
路、17……タイミング発生回路、18……タイミング切換
回路、19……ビデオプロセス回路、20……グループ識別
回路、21……ファイバースコープ、22……イメージガイ
ドファイバーバンドル、23……接眼レンズ、24……ファ
イバースコープ用光源、25……ファイバースコープ用TV
カメラ、26……カメラヘッド部、27……ケーブルコー
ド、28……イメージガイドファイバー付電子スコープ、
29……ハーフプリズム、30……結像レンズ、31……コネ
クタ接点、32……ケーブル長補正用ケーブル群、33……
CCDドライブ回路及びクランプ回路、34……マッチング
回路及び遅延回路。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被写体像を電子的に撮像して画像信号を発
生する固体撮像素子手段と、この固体撮像素子手段への
駆動信号あるいは前記固体撮像素子手段からの画像信号
等の固体撮像素子関連信号を伝送する信号ケーブル手段
とからなる複数種類の内視鏡と、この複数種類の内視鏡
が着脱自在かつ選択的に接続され、この選択的に接続さ
れた内視鏡からの画像信号を所望の映像信号に処理する
内視鏡制御装置とを具備する電子式内視鏡システムにお
いて、前記複数種類の内視鏡の信号ケーブル手段は、前記内視
鏡の種類よりも少ない種類のグループに分類され前記グ
ループ毎に同一の長さを有し、前記複数の所定の長さの信号ケーブル手段を介して伝送
されることに起因する前記固体撮像素子関連信号の特性
変化を補正する、前記信号ケーブル手段の長さの種類数
に対応した種類数の複数の所定の信号補正特性を有する
ケーブル信号補正手段を設け、前記複数種類の内視鏡の一つと前記内視鏡制御装置とを
組み合わせ使用したとき、前記ケーブル信号補正手段
が、組み合わせ使用された前記内視鏡の前記信号ケーブ
ル手段の長さに対応した所定の信号補正を行うことを特
徴とする電子式内視鏡システム。