JPH09313434A

JPH09313434A - 電子内視鏡装置

Info

Publication number: JPH09313434A
Application number: JP8133631A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Hanawa; 隆行塙; Satoshi Yanagisawa; 聡志柳沢
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1996-05-28
Filing date: 1996-05-28
Publication date: 1997-12-09

Abstract

(57)【要約】【課題】内視鏡が装着されていない時には駆動信号を
停止させ、内視鏡に設けられた固体撮像素子の発熱を防
止し、確実に固体撮像素子の保護する。【解決手段】ＣＣＵ３の患者側回路１２は、電子内視
鏡２のＣＣＤ１０を駆動するＣＣＤドライバ３０と、Ｃ
ＣＤドライバ３０へＣＣＤ駆動タイミング信号を出力す
る、プログラム可能でありまた前記ＣＣＤ駆動タイミン
グに同期信号を重畳する重畳手段を持つプログラマブル
素子であるＦＰＧＡ３２と、ＦＰＧＡ３２をプログラム
するデータＲＯＭ３４と、ＣＣＤの種類の判別及び接続
状態を検出するＣＣＤ検出回路３６とを備えて構成され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電子内視鏡装置、更
に詳しくは固体撮像素子の駆動信号の制御部分に特徴の
ある電子内視鏡装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、体腔内に挿入部を挿入し、ライト
ガイドファイバ束等の照明光伝送手段により挿入部先端
の観察部位に照明光を照射することで、観察部位の像を
得、観察部位を観察及び処置する内視鏡装置が広く普及
している。

【０００３】この内視鏡装置の１つに、挿入部の先端に
固体撮像素子、例えばＣＣＤを配設し、観察部位の像を
対物光学系で撮像面に結像させ電気信号に変換し、この
電気信号を信号処理することで、モニタ等に観察部位の
画像を表示させたり、情報記録装置等に画像データとし
て記憶させることのできる電子内視鏡装置がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
例えば特開昭６４−７２７２４号公報の電子内視鏡装置
では、予め電源を投入したカメラコントロールユニット
（ＣＣＵ）に電子内視鏡を接続した場合、電子内視鏡の
先端に設けた固体撮像素子（ＣＣＤ）へ供給する駆動信
号と電源の接続順番が不確定であるため、ＣＣＤへ駆動
信号が電源の供給に先立ち供給されると、ＣＣＤに負荷
がかかりＣＣＤが破壊される虞があるといった問題があ
る。

【０００５】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、内視鏡が装着されていない時には駆動信号を停
止させ、内視鏡に設けられた固体撮像素子の発熱を防止
し、確実に固体撮像素子の保護することのできる電子内
視鏡装置を提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の電子内視鏡装置
は、固体撮像素子を先端に設けた内視鏡と、前記固体撮
像素子の出力信号を取り込み信号処理を行う信号処理手
段を有するカメラコントロールユニットとを備えた電子
内視鏡装置において、前記固体撮像素子を駆動する駆動
信号を発生する駆動信号発生手段と、前記内視鏡と前記
カメラコントロールユニットとの接続の有無を検出する
接続検出手段と、前記接続検出手段の検出結果に基づき
前記駆動信号発生手段の出力を停止させる駆動信号制御
手段とを備えて構成される。

【０００７】本発明の電子内視鏡装置では、前記接続検
出手段が前記内視鏡と前記カメラコントロールユニット
との接続の有無を検出し、前記駆動信号制御手段が前記
接続検出手段の検出結果に基づき前記駆動信号発生手段
の出力を停止させることで、内視鏡が装着されていない
時には駆動信号を停止させ、内視鏡に設けられた固体撮
像素子の発熱を防止し、確実に固体撮像素子の保護する
ことを可能とする。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施の形態について述べる。

【０００９】図１ないし図４は本発明の第１の実施の形
態に係わり、図１は電子内視鏡装置の構成を示すブロッ
ク図、図２は図１の患者側回路の構成を示すブロック
図、図３は図１の電子内視鏡装置の作用を説明するタイ
ミングチャートである。

【００１０】（構成）図１に示すように、第１の実施の
形態の電子内視鏡装置１は、体腔内を観察する電子内視
鏡２と、この電子内視鏡２からの信号を処理するカメラ
コントロールユニット（以下、ＣＣＵと記す）３と、体
腔内を照明するための照明光を電子内視鏡２に供給する
光源装置４と、ＣＣＵ３からの標準フォーマットのＴＶ
信号（ＲＧＢ、Ｙ／Ｃ、コンポジットビデオ）を画像表
示するためのＴＶモニタ５とを備えて構成されている。

【００１１】電子内視鏡２は、先端に固体撮像素子、例
えばＣＣＤ１０と図示しないライトガイドを有する。

【００１２】また、ＣＣＵ３は、ＣＣＤ１０を駆動する
ための患者側回路１２と、患者側回路１２の出力をアイ
ソレートするアイソレーション素子１４と、アイソレー
ション素子１４によりアイソレートされた患者側回路１
２からの信号を処理し様々な映像処理を行う２次回路１
６（信号処理手段）とから構成されている。

【００１３】２次回路１６は、アイソレーション素子１
４を介した患者側回路１２からのアナログ信号を処理す
るアナログ処理部１８と、アナログ処理部１８の出力で
あるアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換
部２０と、Ａ／Ｄ変換部２０からのデジタル信号を処理
するデジタル処理部２２と、デジタル処理部２２の出力
であるデジタル信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変
換部２４とから構成されている。

【００１４】電子内視鏡２においては、ＣＣＤ１０は、
患者側回路１２により駆動され、光源装置４から供給さ
れる照明光がライトガイド（図示せず）を通じて伝送さ
れ電子内視鏡２の先端より被写体（図示せず）に照射さ
れるようになっている。そして、電子内視鏡２は、図示
しないレンズユニットによってＣＣＤ１０上に結像され
た被写体像を電気信号に変換し、画像情報としてＣＣＵ
３に出力するようになっている。

【００１５】ＣＣＵ３では、前記ＣＣＤ１０より出力さ
れた画像情報を患者側回路１２で増幅し、アイソレーシ
ョン素子１４を介して２次回路１６に入力するようにな
っている。

【００１６】２次回路１６においては、アナログ処理部
１８は、患者側回路１２と２次回路１６の同期信号の制
御、信号の増幅、ノイズ除去などの処理を行う。アナロ
グ処理部１８で処理された画像情報は、Ａ／Ｄ変換部２
０でデジタル信号に変換され、デジタル処理部２２に入
力される。デジタル処理部２２では、ガンマ補正、信号
合成、エンハンス処理等のデジタル処理を行い、標準フ
ォーマットのＴＶ信号に変換する。そして、前記ＴＶ信
号は、Ｄ／Ａ変換部２４によってアナログ信号となり、
ＴＶモニタ５に被写体像が映像として表示される。

【００１７】なお、本実施の形態では、前記電子内視鏡
２の先端に設けられたＣＣＤ１０は、２線読み出しＣＣ
Ｄである。

【００１８】図２に示すように、患者側回路１２は、Ｃ
ＣＤ１０を駆動するＣＣＤドライバ３０（駆動信号発生
手段）と、ＣＣＤドライバ３０へＣＣＤ駆動タイミング
信号を出力する、プログラム可能でありまた前記ＣＣＤ
駆動タイミング信号に後述する同期信号を重畳する重畳
手段を持つプログラマブル素子であるＦＰＧＡ(FieldPr
ogrammable Gate Array)３２（駆動信号制御手段）と、
ＦＰＧＡ３２をプログラムするデータＲＯＭ３４と、Ｃ
ＣＤの種類の判別及び接続状態を検出するＣＣＤ検出回
路３６（接続検出手段）と、ＣＣＤ１０へＣＣＤ駆動信
号を伝送するケーブルのマッチングを補正するケーブル
マッチング回路３８と、ＦＰＧＡ１４から出力される選
択信号に基づいてＣＣＤ１０に適応したケーブルマッチ
ング回路３８を選択するケーブルマッチング切換回路４
０と、ＣＣＤ１０から読み出された電気信号を増幅する
プリアンプ部４２と、ＣＣＤ１０へ供給する電源の供給
電源を制限するＣＣＤ電源供給回路４４と、ＣＣＤ電源
供給回路４４へ電源を供給するメイン電源４６とから構
成される。

【００１９】また、ＣＣＤドライバ３０は、ＣＣＤ１０
に蓄積された電荷を転送する水平転送駆動パルス発生回
路５０及び垂直転送駆動パルス発生回路５２と、ブルー
ミングを抑制するアンチブルーミングパルス発生回路５
４から構成される。

【００２０】（作用）次に、このように構成された本実
施の形態の電子内視鏡装置１の作用について説明する。

【００２１】まず、電子内視鏡装置１において、患者側
回路１２と２次回路１６との同期を検出する方法を図３
のタイミングチャートを使用して説明する。

【００２２】ここで、図３において、映像信号読みだし
期間内におけるＣＣＤ水平転送パルスの１Ｌのタイミン
グチャートの拡大図をφＡに、このときのＣＣＤ出力の
拡大図をＴＡに示す。また、１Ｖの終わりのＣＣＤ水平
転送パルスの１Ｌのタイミングチャートの拡大図及びそ
のときのＣＣＤ出力の拡大図を、上記と同様にそれぞれ
φＢ、ＴＢに示す。なお、上記の１Ｖは１フィールド期
間（１／６０ｓ）を示し、１Ｌは約０．５Ｈ（１Ｈ＝６
３．５μｓ＝水平走査期間）を示す。

【００２３】患者側回路１２と２次回路１６との同期を
とるために、ＦＰＧＡ３２は、１Ｖの終わりに１Ｌの期
間を他の１Ｌの期間のＣＣＤ水平駆動パルスより位相を
１８０度ずらす。上記のようにすることによって他の１
Ｌの期間のＣＣＤ出力より位相が１８０度ずれたＣＣＤ
出力を発生する。

【００２４】そして、前記ＣＣＤ出力は、プリアンプ部
４２で増幅され、アイソレーション素子１４で絶縁さ
れ、２次回路１６内にあるアナログ処理部１８内に入力
され、図示していないＣＤＳ回路を含む同期信号を検出
する同期検出部によってＣＤＳ出力が検出された後に、
同期ＶＲＳＴが検出される。

【００２５】ここで、ＣＣＤ出力の位相を１８０度ずら
すと、ＣＤＳ出力で位相の１８０度ずれた期間が、図３
のＣＤＳ出力で示すように出力の極性が反転する。この
方法で、ＣＣＤ１０から読み出された電気信号に１Ｖの
終わりの１Ｌの期間のみ同期信号を重畳させている。そ
して、検出された同期ＶＲＳＴでＦＰＧＡ３２をリセッ
トことによって患者側回路１２と２次回路１６との同期
がとられる。

【００２６】また、アナログ処理部１８内には、図示は
しないが、患者側回路１２から出力した信号を位相比較
するＰＬＬ部と、２次回路１６と患者側回路１２との同
期の有無を検出する同期検出手段とが設けられており、
この同期検出手段による検出結果に基づいて、ＦＰＧＡ
３２を制御することによって、同期がとれていない時に
は、２次回路１６が同期をかけやすいように全期間位相
比較出来る信号をＣＣＤ駆動信号に重畳する。そして同
期がとれた時には、一部期間位相比較できる信号をＣＣ
Ｄ駆動信号に重畳する。

【００２７】さて、本実施の形態の電子内視鏡装置１に
おいては、ＣＣＵ３は電源投入時に、ＣＣＤ１０の種類
及びＣＣＤ１０を先端に設けた電子内視鏡２の接続状態
をＣＣＤ検出回路３６にて検出する。そして、ＣＣＤ検
出回路３６の検出結果に基づいて、データＲＯＭ３４が
プログラム可能なＦＰＧＡ３２をプログラムする。

【００２８】次に、ＣＣＤ１０の種類に基づいてプログ
ラムされたＦＰＧＡ３２は、ＣＣＤドライバ３０にＣＣ
Ｄ駆動タイミング信号を出力する。ここで、ＣＣＤ駆動
タイミング信号は、ＣＣＤ水平駆動タイミング信号Ｓ
１、Ｓ２、垂直転送駆動タイミング信号Ｓ３、アンチブ
ルーミングタイミング信号Ｓ４である。

【００２９】このＣＣＤ駆動タイミング信号が、それぞ
れ、水平転送駆動パルス発生回路５０、垂直転送駆動発
生回路５２、アンチブルーミングパルス発生回路５４に
て電圧増幅される。

【００３０】一方、ＦＰＧＡ３２から出力されるＣＣＤ
１０を選択する選択信号に基づいてケーブルマッチング
切換回路４０が、ＣＣＤ１０に適応したケーブルマッチ
ング回路３８を選択し、ケーブルマッチング回路３８で
波形整形して、それぞれＣＣＤ１０を駆動するためのＣ
ＣＤ水平転送駆動パルス、ＣＣＤ垂直転送駆動パルス、
アンチブルーミングパルスを発生する。

【００３１】ここで、ＣＣＤ１０を先端に設けた電子内
視鏡２が患者側回路１２に接続されていない時には、Ｆ
ＰＧＡ３２は、ＣＣＤ検出回路３６の検出結果に基づ
き、出力であるＣＣＤ垂直転送駆動タイミング信号Ｓ３
を停止させることによって、ＣＣＤ１０を駆動するＣＣ
Ｄ垂直転送駆動パルスを停止する。また、異なる種類の
ＣＣＤを先端に持つ電子内視鏡が接続された場合には、
ＦＰＧＡ３２は、ＣＣＤ検出回路３６に基づいてＣＣＤ
の種類に応じたＣＣＤ駆動タイミング信号を発生する。

【００３２】メイン電源４６は、ＣＣＤ電源供給回路４
４へ電源を供給する。そして、ＣＣＤ１０へ供給する前
記ＣＣＤ電源供給回路４４は可変レギュレータ（図示せ
ず）を用いて、出力電流をこの可変レギュレータにフィ
ードバックさせることにより、ＣＣＤ１０の駆動可能な
最小の電流を供給している。

【００３３】（効果）このように本実施の形態の電子内
視鏡装置１では、ＣＣＤ１０を先端に設けた電子内視鏡
２が患者側回路１２に接続されていない時には、ＦＰＧ
Ａ３２が、ＣＣＤ検出回路３６の検出結果に基づき、出
力であるＣＣＤ垂直転送駆動タイミング信号Ｓ３を停止
させることによって、ＣＣＤ１０を駆動するＣＣＤ垂直
転送駆動パルスを停止するので、電子内視鏡２を患者側
回路１２にあらためて接続した際には、ＣＣＤ１０への
電源供給に先立って、ＣＣＤ駆動信号がＣＣＤ１０に供
給されることがなく、ＣＣＤ駆動信号によるＣＣＤ１０
の発熱を防止することができ、確実にＣＣＤ１０を保護
することができる。

【００３４】なお、図２に示すように、患者側回路１２
内にあるＦＰＧＡ３２から出力されるＣＣＤ水平転送駆
動タイミング信号Ｓ１、Ｓ２において、２つの水平転送
駆動パルスを持つ場合、このタイミングを同一にする
と、患者側回路１２内のプリアンプ部４２と、アイソレ
ーション素子１４と、アナログ処理部１８、Ａ／Ｄ変換
部２０、デジタル処理部２２の一部が２系統となる。ま
た、ＣＣＤ水平転送駆動パルスを２つ以上にした場合、
同一回路が２つ以上になるが、この場合も同様である。

【００３５】また、電子内視鏡２が接続されていない時
には、ＣＣＵ３は、ＦＰＧＡ３２の出力を一部止めて、
一部のＣＣＤ駆動パルスのみ停止させてもよい。また、
ＣＣＤドライバ３０を停止させてＣＣＤ駆動パルスを停
止させてもよい。また、ＣＣＤ１０へ供給する電源の出
力を全て停止させてもよい。

【００３６】また、電子内視鏡２の接続時にＣＣＤ１０
の検知をするまで、ＦＰＧＡ３２からの出力ピンがハイ
インピーダンスになり、出力信号を停止させても良い。

【００３７】さらに、前記アンチブルーミングパルスが
不要なＣＣＤ１０については、ＣＣＤ検出回路３６に応
じてＦＰＧＡ３２がアンチブルーミングタイミング信号
Ｓ４を止めることにより、ＣＣＤ１０を駆動するアンチ
ブルーミングパルスを止めてもよい。ここで、ケーブル
マッチング回路３８は、ケーブル長が一定の長さの時に
異なるＣＣＤ１０に対しても同じ回路にしてもよい。

【００３８】また、白色光を映した際には、ＦＰＧＡ３
２の内部にて前記アンチブルーミングパルスＳ４を停止
し、かつ、２次回路１６が同期をかけやすいＣＣＤ水平
駆動パルスＳ１、Ｓ２を発生させることによって同期は
ずれを回避してもよい。

【００３９】さらに、患者側回路１２より出力される電
気信号に対して、アナログ処理部１８内のＰＬＬ部（図
示せず）が位相比較している期間において、ＣＣＤ水平
駆動パルスを２値駆動または３値駆動してもよい。

【００４０】また、アンチブルーミングパルスは、クロ
ッキングしている交流成分期間と直流成分のみの直流成
分期間がある。ここで、アンチブルーミングパルス発生
回路５４は、ＣＣＤの種類によって、前記交流期間と前
記直流成分期間はそれぞれ別個に調整していたが、交流
成分期間のみ動作するクランプ回路で構成することによ
って、調整箇所削減をしても良い。

【００４１】また、プリアンプ部４２は、差動増幅回路
にて構成されていたが、一段構成の増幅回路で構成して
もよい。

【００４２】図４及び図５は本発明の第２の実施の形態
に係わり、図４は電子内視鏡装置の要部の構成を示すブ
ロック図、図５は図４の信号合成部の作用を説明する説
明図である。

【００４３】第２の実施の形態は、第１の実施の形態と
ほとんど同じであるので、異なる点のみ説明し、同一の
構成には同じ符号をつけ説明は省略する。

【００４４】（構成）第２の実施の形態は、ＣＣＤが出
力が２つある２線読み出しＣＣＤであり、このＣＣＤを
ＣＣＤ水平転送駆動パルス発生回路から出力される同一
タイミングのパルスで駆動し、ＣＣＤからの信号を処理
する手段を同一構成の２系統の回路で行い、さらに、前
記同一２系統の回路で処理された信号をデジタルで合成
するものである。

【００４５】すなわち、第２の実施の形態の電子内視鏡
装置のＣＣＵにおいては、図４に示すように、患者側回
路１２の一部と２次回路１６は、同一２系統の回路ブロ
ックである、第１プリプロセス６０ａと第２プリプロセ
ス６０ｂと、前記２つの第１及び第２プリプロセス６０
ａ、６０ｂからのデジタル信号を合成する信号合成部６
２と、信号合成部６２で合成した信号を処理するポスト
プロセス６４とから構成される。

【００４６】第１プリプロセス６０ａは、ＣＣＤ１０
（図示せず）からの一方の信号を増幅するための第１プ
リアンプ７０ａと、患者側回路１２と２次回路１６を絶
縁するための第１アイソレーション素子７２ａと、信号
の雑音除去と増幅を行う第１差動アンプ７４ａと、相関
２重サンプリングを行う第１ＣＤＳ回路７６ａと、患者
側回路１２と２次回路１６の同期をとるための第１ＰＬ
Ｌ回路７８ａと、各種アナログ信号処理を行うための第
１アナログ信号処理部８０ａと、第１アナログ信号処理
部８０ａの出力をデジタル信号に変換する第１Ａ／Ｄ変
換部８２ａと、第１Ａ／Ｄ変換部８２ａにより変換され
たデジタル信号に対して各種デジタル信号処理を行う第
１デジタル信号処理部８４ａと、第１デジタル信号処理
部８４ａにより処理されたデジタル信号にガンマ補正を
行う第１ガンマ補正部８６ａとから構成されている。

【００４７】第２プリプロセス６０ｂは、第１プリプロ
セス６０ａと同様に構成されており、ＣＣＤ１０（図示
せず）からの他方の信号を増幅するための第２プリアン
プ７０ｂと、患者側回路１２と２次回路１６を絶縁する
ための第２アイソレーション素子７２ｂと、信号の雑音
除去と増幅を行う第２差動アンプ７４ｂと、相関２重サ
ンプリングを行う第２ＣＤＳ回路７６ｂと、患者側回路
１２と２次回路１６の同期をとるための第２ＰＬＬ回路
７８ｂと、各種アナログ信号処理を行うための第２アナ
ログ信号処理部８０ｂと、第２アナログ信号処理部８０
ｂの出力をデジタル信号に変換する第２Ａ／Ｄ変換部８
２ｂと、第２Ａ／Ｄ変換部８２ｂにより変換されたデジ
タル信号に対して各種デジタル信号処理を行う第２デジ
タル信号処理部８４ｂと、第２デジタル信号処理部８４
ｂにより処理されたデジタル信号にガンマ補正を行う第
２ガンマ補正部８６ｂとから構成されている。

【００４８】上記第１プリプロセス６０ａと第２プリプ
ロセス６０ｂからの出力は、信号合成部６２に入力され
る。そして、信号合成部６２は、図５に示すように、第
１プリプロセス６０ａからの第１の入力信号（Ａ）と第
２プリプロセス６０ｂからの第２の入力信号（Ｂ）を記
録する第１ラインメモリ８８ａと第２ラインメモリ８８
ｂで構成されている。

【００４９】信号合成部６２は、第１プリプロセス６０
ａと第２プリプロセス６０ｂからの出力の一方を、他方
より半周期遅らせて合成する。そして、信号合成部６２
で合成された信号が、ポストプロセス６４に入力され
る。

【００５０】ポストプロセス６４は、マスク演算を行
い、空間周波数の帯域強調を行うエンハンス部９０と、
エンハンス部９０を介した各種デジタル信号を処理する
後段デジタル信号処理部９２と、後段デジタル信号処理
部９２の出力をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換部２
４で構成されている。

【００５１】その他の構成は第１の実施の形態と同じで
ある。

【００５２】（作用）ここで、上記第１プリプロセス６
０ａと第２プリプロセス６０ｂのそれぞれの構成要素
は、全て同じ処理を行う。

【００５３】第１プリプロセス６０ａは、まず、ＣＣＤ
１０の第１の出力ＣＣＤＯＵＴ（Ａ）がチャンネルＡ
（以下、ＣＨＡ）より入力され、ＣＣＤＯＵＴ（Ａ）を
第１プリアンプ７０ａで増幅する。増幅された信号は、
第１アイソレーション素子７２ａを通り、第１差動アン
プ７４ａに入力される。第１差動アンプ７４ａは、信号
のノイズ低減と増幅を行う。

【００５４】第１差動アンプ７４ａで前記処理をされた
信号は、第１ＣＤＳ回路７６ａに入力され、相関２重サ
ンプリングされる。ここで、第１ＰＬＬ回路７８ａで、
ＣＣＤ出力信号に対して患者側回路１２と２次回路１６
の同期をとる。第１ＣＤＳ回路７６ａで相関２重サンプ
リングされた信号は、第１アナログ信号処理部８０ａに
入力される。

【００５５】第１アナログ信号処理部８０ａでは、ゲイ
ン調整、クリップレベルの調整、ペインティングの設
定、オートゲインコントロール（ＡＧＣ）、フィルタリ
ング、クランプ処理等を行う。

【００５６】第１アナログ信号処理部８０ａで上記の様
々な処理をされた信号は、第１Ａ／Ｄ変換部８２ａによ
り、１０ｂｉｔのデジタル信号に変換される。変換され
た１０ｂｉｔのデジタル信号は、第１デジタル信号処理
部８４ａで、クランプ処理、ホワイトバランス等の処理
をされる。

【００５７】第１デジタル信号処理部８４ａで処理され
た１０ｂｉｔのデジタル信号は、第１ガンマ補正部８６
ａに入力され、第１ガンマ補正部８６ａでは映像の補正
を行う。このとき、１０ビットの信号は８ビットの信号
に変換される。第１ガンマ補正部８６ａでは、入力が１
０ビットであるため、ガンマ補正時の暗部のビット精度
が８ｂｉｔ以上確保可能となり、ｂｉｔ精度の劣化を防
止できる。このため、入力が８ビットの場合より階調性
が向上する。また、１０ｂｉｔから８ｂｉｔに変換する
ため、ガンマ処理後の信号処理が一般的な８ｂｉｔ構成
のデータ処理となり、メモリ部品、処理ＩＣのコストが
低減される。

【００５８】ここで、第１ガンマ補正部８６ａは、４つ
のガンマ補正曲線を持っている。この４つのガンマ補正
曲線による４つの特性は、通常観察モード、高コントラ
ストモード（明るいところはより明るく、暗いところは
より暗くする。）、低コントラストモード（明るいとこ
ろは暗く、暗いところは明るくする。）、画像処理モー
ド（ガンマ＝１で出力する。）である。なお、前記４つ
のガンマ補正曲線は、操作者が操作者の使用目的に合わ
せて図示しないキーボードより選択可能である。

【００５９】第２プリプロセス６０ｂは、ＣＣＤ１０か
らの第２の出力ＣＣＤＯＵＴ（Ｂ）がチャンネルＢ（以
下、ＣＨＢ）より入力される。そして、第２プリプロセ
ス６０ｂは、前記第１プリプロセス６０ａと同じ構成で
あるので、ＣＣＤＯＵＴ（Ｂ）に対して、第１プリプロ
セス６０ａの処理と全く同じ処理をする。

【００６０】次に、図５に基づいて、第１プリプロセス
６０ａと第２プリプロセス６０ｂで処理された信号の合
成について説明する。

【００６１】第１プリプロセス６０ａと第２プリプロセ
ス６０ｂで全く同じ処理をされ、第１ガンマ補正部８６
ａ及び第２ガンマ補正部８６ｂより信号合成部６２に入
力信号（Ａ）及び入力信号（Ｂ）が入力され、合成され
る。

【００６２】前記信号処理部６２は、上述したように、
第１ラインメモリ８８ａと第２ラインメモリ８８ｂによ
って構成されている。また、図示しないタイミング制御
部からの制御により、第１ラインメモリ８８ａ及び第２
ラインメモリ８８ｂがｎＨｚ（ｎは係数）で信号の入力
を行い、２ｎＨｚ（入力の２倍の周波数）のタイミング
で、交互に信号を読みだす。このため、読み出すデータ
は、どちらか一方が半周期分遅れる。このように、第１
ラインメモリ８８ａと第２ラインメモリ８８ｂより、ど
ちらか一方を半周期分遅らせた信号を交互に読み出し、
ワイヤードオフで、入力信号（Ａ）と入力信号（Ｂ）を
合成する。前記のように信号を交互に読み出し、合成す
ることは、信号をマルチプレクスし、合成することと同
じである。

【００６３】このような信号合成部６２の作用により入
力信号（Ａ）と入力信号（Ｂ）が合成され、合成出力信
号が得られる。そして、この合成出力信号は、後段のポ
ストプロセス６４に入力される。

【００６４】図４に戻り、信号合成部６２から出力され
た図５に示した合成出力信号は、ポストプロセス６４に
入力される。そして、ポストプロセス６４では、まず、
合成出力信号に対してエンハンス処理部９０でエンハン
ス処理を行う。このエンハンス処理部９０は、接続され
る電子内視鏡のＣＣＤの画素数やノイズレベル等に応じ
て、空間フィルタのマスク演算係数を変更し、エンハン
スの強調周波数を変更、または、強調の「入り」、「切
り」を選択することが可能である。

【００６５】エンハンス処理部９０でエンハンス処理さ
れた信号は、後段デジタル信号処理部９２に入力され
る。後段デジタル信号処理部９２では、画像の拡大処
理、Ｒ、Ｇ、Ｂ各フレームの同時化、色ズレ検知、フレ
ームの遅延等の処理を行う。

【００６６】信号合成部６２から出力された合成出力信
号は、これら一連の処理が行われた後、Ｄ／Ａ変換部９
４により、アナログ映像信号に変換される。

【００６７】（効果）以上のように第２の実施の形態で
は、２線読みだしＣＣＤの信号処理を同一構成の２系統
の回路でおこなうことで、１系統の回路で切り換えなが
ら行う時より、低い周波数で駆動させることができる。
また、同一構成の回路なので、回路が簡素化でき、回路
設計も簡単になる。前記したことは、コストの低減にも
つながる。

【００６８】さらに、２系統の信号の合成はデジタルで
行っているため、アナログ信号を合成する場合に比べ、
信号の劣化が少ない。よって、回路の周波数特性が向上
し、解像度の劣化が防止できる。

【００６９】なお、第２の実施の形態では、信号合成部
６２の前段に、第１デジタル信号処理部８４ａ及び第２
デジタル信号処理部８４ｂ、第１ガンマ補正部８６ａ及
び第２ガンマ補正部８６ｂがあるが、これらを後段に配
置してもよい。

【００７０】また、第１ガンマ補正部８６ａ及び第２ガ
ンマ補正部８６ｂで１０ｂｉｔから８ｂｉｔに変換して
いるが、入力のビット数と出力のビット数が同じでも、
あるいは、入力のビット数より出力のビット数の方が、
大きくても良い。

【００７１】さらに、第２の実施の形態では、第１ガン
マ補正部８６ａ及び第２ガンマ補正部８６ｂは、４つの
ガンマ補正曲線をもっているとしたが、４つの固定され
るわけでなく、単一、あるは複数個持つこともできる。

【００７２】また、第２の実施の形態は、水平方向の偶
数番目の画素と奇数番目の画素を別々の水平レジスタを
用いて読み出している２線読み出しＣＣＤであるが、垂
直方向の偶数番目の画素と奇数番目の画素を別々のレジ
スタを用いて読み出す２線読み出しＣＣＤを用いてもよ
い。

【００７３】さらに、第２の実施の形態では、出力が２
つある２線読み出しＣＣＤで構成しているが、出力が複
数あるＣＣＤを用いて構成してもよい。

【００７４】［付記］（付記項１）固体撮像素子を先端に設けた内視鏡と、
前記固体撮像素子の出力信号を取り込み信号処理を行う
信号処理手段を有するカメラコントロールユニットとを
備えた電子内視鏡装置において、前記固体撮像素子を駆
動する駆動信号を発生する駆動信号発生手段と、前記内
視鏡と前記カメラコントロールユニットとの接続の有無
を検出する接続検出手段と、前記接続検出手段の検出結
果に基づき前記駆動信号発生手段の出力を停止させる駆
動信号制御手段とを備えたことを特徴とする電子内視鏡
装置。

【００７５】（付記項２）前記カメラコントロールユ
ニット内に、前記固体撮像素子への電源を供給する手段
に電流制限手段をもつ電源供給回路を有し、前記電源供
給回路が、一定以上の電源を流さないことを特徴とする
付記項１に記載の電子内視鏡装置。

【００７６】従来は、ＣＣＤ故障時において、ＣＣＤの
発熱を防止するために、ＣＣＤの故障状態を検出してＣ
ＣＤへ供給する電流値を制限する方法が知られている
が、故障状態を検出する方法が難しく回路複雑化する問
題がある。

【００７７】付記項２の電子内視鏡装置では、カメラコ
ントロールユニット内に固体撮像素子への電流制限手段
をもつ電源供給回路を設けるといった簡単な構成によ
り、内視鏡先端に設けた固体撮像素子が故障した際に
も、常に発熱量を一定以下にすることを可能とする。

【００７８】（付記項３）前記カメラコントロールユ
ニット内に、前記内視鏡を接続する患者側回路と、前記
患者回路と電気的に絶縁された２次回路とを設け、前記
患者側回路内に前記駆動発生手段が出力する前記駆動信
号に対して同期信号を重畳させる重畳手段を、前記２次
回路内に前記患者側回路内で重畳された前記同期信号を
検出する同期検出手段を、それぞれ備えたことを特徴と
する付記項１に記載の電子内視鏡装置。

【００７９】従来、例えば特開昭６４−７２７２４号公
報では、２次回路側にＣＣＤを駆動する固体撮像駆動タ
イミング発生器を持っていたため、２次回路側から患者
側回路側へアイソレーション素子を経由してＣＣＤ駆動
タイミング信号を送っていた。その結果、アイソレーシ
ョン素子が増えると共に、アイソレーション素子のばら
つきにより、伝送されるパルスタイミングの伝送精度が
不十分になるといった問題がある。

【００８０】付記項３の電子内視鏡装置では、カメラコ
ントロールユニットに内視鏡を接続する患者側回路と、
患者側回路と電気的に絶縁された２次回路とを設け、駆
動信号発生手段に同期信号を重畳させることにより、同
期信号がされた固体撮像素子からの電気信号を２次回路
側へ送り、２次回路側で前記電気信号から同期信号を検
出して患者側回路と２次回路の同期をとることで、固体
撮像素子から出力された電気信号がアイソレーションを
通過した場合にアイソレーション素子の特性によるバラ
ツキに影響されることなく、伝送精度を向上させること
を可能とする。

【００８１】（付記項４）前記カメラコントロールユ
ニット内に、前記内視鏡を接続する患者側回路と、前記
患者側回路と電気的に絶縁された２次回路とを設け、前
記２次回路内に前記２次回路と前記患者側回路との同期
の有無を検出する同期検出手段を、前記患者側回路内に
前記駆動信号発生手段が出力する前記駆動信号に同期信
号を重畳させる重畳手段を、それぞれ備え、前記重畳手
段が、前記同期検出手段の検出結果に基づいて、異なる
信号を前記駆動信号に重畳することを特徴とする付記項
１に記載の電子内視鏡装置。

【００８２】従来の電子内視鏡装置においては、通常、
カメラコントロールユニットの電源投入時に最初から映
像信号を読みだしていたため、２次回路側で患者側回路
との同期が取りづらいといった問題がある。

【００８３】付記項４の電子内視鏡装置では、前記重畳
手段が前記同期検出手段の検出結果に基づいて異なる信
号を前記駆動信号に重畳することで、前記２次回路内の
前記同期検出手段において、容易に同期検出を行うこと
を可能とする。

【００８４】（付記項５）複数の出力をもつ固体撮像
素子を先端に設けた内視鏡と、前記固体撮像素子の出力
を取り込み信号処理を行う信号処理手段を有するカメラ
コントロールユニットとを備えた電子内視鏡装置におい
て、前記信号処理手段は、前記固体撮像素子からの複数
の出力信号を信号処理する複数の出力信号処理手段と、
複数の出力信号処理手段で信号処理した前記複数の出力
信号をデジタルで合成する信号合成手段とを備えたこと
を特徴とする電子内視鏡装置。

【００８５】ＣＣＤの映像読み出し期間を短縮するため
に、水平方向の偶数番目の画素と奇数番目の画素を別々
の水平レジスタ（以下、ＣＨＡ、ＣＨＢ）を用いて
読み出す２線読み出しＣＣＤがある。従来技術として、
この２線読み出しＣＣＤを用いて、１画素毎に１８０度
位相の異なる水平転送パルスで読み出す電子内視鏡装置
が知られている。しかし、従来の電子内視鏡装置では、
後段の処理回路を高速なアナログ回路で構成して、アナ
ログでＣＨＡからの信号とＣＨＢからの信号を合成
しなくてはならず、アナログ回路を高速で駆動させるた
めに、周波数特性が悪くなり、解像度が劣化するという
問題がある。

【００８６】付記項５の電子内視鏡装置では、前記複数
の出力信号処理手段が前記固体撮像素子の複数の出力か
らの信号を同じタイミングで別々に処理し、信号合成手
段が前記複数の出力信号処理手段で処理された信号をデ
ジタルで合成することで、回路を高速に切り換えながら
固体撮像素子の複数の出力信号を処理することなく、か
つ、アナログで合成する必要もなく、解像度の劣化の防
止を可能とする。

【００８７】（付記項６）複数の出力をもつ固体撮像
素子を先端に設けた内視鏡と、前記固体撮像素子の出力
を取り込み信号処理を行う信号処理手段を有するカメラ
コントロールユニットとを備えた電子内視鏡装置におい
て、前記固体撮像素子を駆動するための同一タイミング
の水平転送パルスを発生する駆動信号発生手段を設けた
ことを特徴とする電子内視鏡装置。

【００８８】付記項６の電子内視鏡装置では、前記駆動
信号発生手段が前記固体撮像素子を駆動するための同一
タイミングの水平転送パルスを発生することで、前記固
体撮像素子の複数のチャンネルから同時に信号を出力す
ることを可能とする。

【００８９】（付記項７）固体撮像素子を先端に設け
た内視鏡と、前記固体撮像素子の出力信号を取り込み信
号処理を行う信号処理手段を有するカメラコントロール
ユニットとを備えた電子内視鏡装置において、前記カメ
ラコントロールユニットの前記信号処理手段は、前記固
体撮像素子の出力信号をデジタル処理するデジタル処理
手段内にガンマ補正手段を備え、前記ガンマ補正手段の
入力ビット数は、出力ビット数より多いことを特徴とす
る電子内視鏡装置。

【００９０】従来の映像の補正を行うガンマ補正部で
は、例えば入力と出力のビット数が同じであり、ガンマ
補正曲線の傾きが１でないので、見かけのビット数が少
なくなり、ビット精度が劣化し十分な階調性が保てなく
なるという問題がある。

【００９１】付記項７の電子内視鏡装置では、前記ガン
マ補正手段の入力ビット数を出力ビット数より多くする
ことで、ガンマ補正曲線の傾きが１より大きくても、ビ
ット精度の劣化が防止でき、本来の階調性を維持するこ
とを可能とする。

【００９２】

【発明の効果】以上説明したように本発明の電子内視鏡
装置によれば、接続検出手段が内視鏡とカメラコントロ
ールユニットとの接続の有無を検出し、駆動信号制御手
段が接続検出手段の検出結果に基づき駆動信号発生手段
の出力を停止させるので、内視鏡が装着されていない時
には駆動信号を停止させ、内視鏡に設けられた固体撮像
素子の発熱を防止し、確実に固体撮像素子を保護するこ
とができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る電子内視鏡装
置の構成を示すブロック図

【図２】図１の患者側回路の構成を示すブロック図

【図３】図１の電子内視鏡装置の作用を説明するタイミ
ングチャート

【図４】本発明の第２の実施の形態に係る電子内視鏡装
置の要部の構成を示すブロック図

【図５】図４の信号合成部の作用を説明する説明図

【符号の説明】

１…電子内視鏡装置２…電子内視鏡３…ＣＣＵ４…光源装置５…ＴＶモニタ１０…ＣＣＤ１２…患者側回路１４…アイソレーション素子１６…２次回路１８…アナログ処理部２０…Ａ／Ｄ変換部２２…デジタル処理部２４…Ｄ／Ａ変換部３０…ＣＣＤドライバ３２…ＦＰＧＡ３４…データＲＯＭ３６…ＣＣＤ検出回路３８…ケーブルマッチング回路４０…ケーブルマッチング切換回路４２…プリアンプ部４４…ＣＣＤ電源供給回路４６…メイン電源５０…水平転送駆動パルス発生回路５２…垂直転送駆動パルス発生回路５４…アンチブルーミングパルス発生回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】固体撮像素子を先端に設けた内視鏡と、前記固体撮像素子の出力信号を取り込み信号処理を行う
信号処理手段を有するカメラコントロールユニットとを
備えた電子内視鏡装置において、前記固体撮像素子を駆動する駆動信号を発生する駆動信
号発生手段と、前記内視鏡と前記カメラコントロールユニットとの接続
の有無を検出する接続検出手段と、前記接続検出手段の検出結果に基づき前記駆動信号発生
手段の出力を停止させる駆動信号制御手段とを備えたこ
とを特徴とする電子内視鏡装置。