JPH0277227A - 電子内視鏡装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、回転、フィルタの位置検出信号が得られなく
なったときに撮像手段と同時化メモリの動作のタイミン
グを制御する信号を発生できるようにした面順次方式の
電子内視鏡装置に関する。

［従来の技術］ 近年、体腔内に細長の挿入部を挿通することによって体
腔内臓器等を１１１２したり、必要に応じて処置具チャ
ンネル内に挿通した処置具を用いて各種治療処置のでき
る光学式内視鏡が広く用いられている。

又、電荷結合素子（ＣＯＤ）等の固体撮像素子をａｍ手
段に用いた電子内視鏡も種々提案されている。

この固体撮像素子を撮像手段に用いた電子内視鏡は、光
学繊維束（ファイババンドル）によって形成したイメー
ジガイドを用いた内視鏡におけるファイバの折損による
画質の劣化を防止できる上、画像の記録が容易になる等
の利点を有しており、集積化技術の進展に伴って益々小
形化と解像力の向上が見込まれるため、今後広く用いら
れる状況にある。

ところで、前記撮像素子は、内視鏡挿入部先端という狭
い部分に設けられるため、画素数が限られてしまう。そ
こで、全ての画素を有効に使用してカラー撮像を行う方
法として面順次方式がある。

この方式を用いた先行例の装むの１つが、特開昭６０−
７３６１３号に開示されている。この装置は、回転カラ
ーフィルタを回転させて、赤、緑、青の照明光を生成し
て被写体を照射し、この被写体から反射された光を画素
数の少ないモノクロの固体ｍ像素子によって順次ｍ’ａ
して赤、緑、青の各色成分の画像信号に変換し、これら
各色成分の画像信号を同時化メモリによって各画素毎に
合成してカラー画像信号を得るものである。又、前記回
転フィルタには、赤、緑、青の各色フィルタと遮光領域
とが設けられており、前記撮像素子からの信号の読み出
しを前記遮光領域による遮光期間中に行っている。前記
回転フィルタには、前記各色フィルタが照明光路上を通
過するタイミングを少なくとも１つ検出するためのフィ
ルタ位置検出手段も設けられており、前記撮像素子から
の信号の読み出しと前記同時化メモリへの各色信号の書
き込みのタイミングの制御をこのフィルタ位置検出手段
から出力されるフィルタ位置検出信号に基づいて行って
いる。

上記のような構成の電子内？ＪＡ鏡装置においては、モ
ータの故障又はこの七−夕を制御するサーボ回路の故障
等によって回転フィルタの回転が停止した場合には上記
フィルタ位置検出信号が得られないために、観察画像が
消失あるいはフリーズしてしまい、実時間画像（動画）
が観察できなくなるという不都合があった。

そこで、この同題点を解決するための装置が、特願昭６
２−３３１４８３号で本出願人によって提案されている
。この装置の構成を第８図に示１゜ここに示す電子内ｐ
Ａｕｉ装置１は、電子内視鏡２と、ビデオプロセッサ３
とモニタ９とから構成されている。このビデオブロセッ
勺３内の光源ランプ４から出射された光は、モータ５に
よって回転駆動される回転フィルタ６よって赤（Ｒ）、
緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各波長域に時系列的に分離された
後に、ライトガイド７の入射端に入射される。この面順
次照明光は、前記ライトガイド７により前記電子内祝１
１２の先端部に導かれて、そこから被写体に照射される
。この照明光のうち被写体から反射された光が、結像光
学系によって、前記先端部に設けられたＣＣＤＩＩ上に
結像され、そして゛画像信号に変換される。この画像信
号は、ドライバ１２からのドライブ信号によるタイミン
グで出力され、アンプ１３によって増幅され、画質色Ｉ
ｆ整回路１４によって画質と色調を調整され、更にＡ／
Ｄ変換器１５によってディジタル変換された後に、フレ
ームメモリ部１６に一時記憶される。

尚、上記各色光の照明期間（又はＣＣＤ１１の露光期間
）の終了のタイミングは、前記回転フィルタ６の周縁部
分に対向するように配置した回転位置センサ２１によっ
て検出される。この回転位置センサ２１からの出力信号
は、アンプ２２によって増幅された後に、波形整形回路
２３を介してエンコーダパルス信号として回転検出回路
２４に入力され、更に、スイッチ２５を介してタイミン
グ調整回路２６に入力される。

前記回転検出回路２４は、エンコーダパルスの入力があ
った場合には、スイッチ２５を前記波形整形回路２３側
に切り換えて、前記タイミング調整回路２６に前記回転
位置センサ２１からの信号が入力されるようにする。又
、エンコーダパルスの入力がない場合にはスイッチ２５
を疑似同期信号発生回路３１側に切り換えて、前記タイ
ミング調整回路２６にこの疑似同期信号発生回路３１か
らの疑似同期信号が入力されるようにする。このタイミ
ング調整回路２６では、前記エンコーダパルスあるいは
前記疑似同期信号に基づいてリードパルスを発生させて
、前記ドライバ１２から前記ＣＣＤ１１にドライブ信号
を出力するタイミングを決定する。これと共に、前記フ
レームメモリ部１６に対してライトイネーブル信号を出
力して、このフレームメモリ部１６の書き込み／読み出
しのタイミングを制御する。

前記フレームメモリ部１６にＲ，Ｇ、Ｂの画像信号が磨
き込まれると、書き込まれた側のＲＧＢ用フリフレーム
メモリ画像信号が同時に読み出ざれ、Ｄ／Ａ変換器３２
によりアナログ信号に変換され、更に加算器３３を経て
出力アンプ３４に入力される。そして、この出力アンプ
３４から出力される画像信号がモニタ９に表示される。

このように、この装置では、回転検出回路２４によって
回転フィルタ６の回転を検出して、この回転フィルタ６
が正常に回転しているときには回転位置センサ２１から
の位置検出信号に基づいてＣＣＤ１１とフレームメモリ
１６の制御を行い、モータ５の故障又はこのモータ５の
ドライブ回路の故障等により回転フィルタ６の回転が停
止したときには疑似同期信号発生回路３１から出力され
る疑似同期信号による制御に切り換えることによりＣＧ
Ｄｌｌとフレームメモリ１６のｆｉ１１６１１を続行し
て、実時間画像を確保するようにしている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記の装置では、回転フィルタの停止を
検出して疑似同期信号を発生する構成となっているため
、回転フィルタが正常に回転しているときであって回転
検出手段の故障又は信号線の断線等により位置を検出す
る信号が得られなくなった場合には同期信号又は疑似同
期信号が発生されないため画像の消失あるいはフリーズ
を招くということについて考慮されておらず、この点に
ついて改善する余地がある。

［発明の目的］ 本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、回転
フィルタの位置検出信号が回転フィルタの回転の停止以
外の理由で得られなくなったときにもＩＪ察部位の実時
間画像を表示することのできる面順次方式の電子内視鏡
装置を提供することを目的とする。

［１２題を解決するための手段］ 本発明の装置は、複数の色透過フィルタを右する回転フ
ィルタを回転して複数の波長域の照明光もとで得た像を
光電変換して画像信号として出力するＩＩ像手段と、前
記画像信号を順次記憶し同時化して読み出す同時化メモ
リとを具備し、前記撮像手段と前記同時化メモリの動作
のタイミングを前記回転フィルタの位置検出信号に同期
させて制御する電子内視鏡装２において、前記位置検出
信号が得られな（なったときに、前記Ｉｎ像手段からの
信号の読み出し動作と前記同時化メモリ手段への信号の
書き込み動作のタイミングを制御する信号を発生ずる手
段を設けたものである。

［作用］ 即ち、本発明の電子内視鏡装置においては、回転フィル
タの位置検出信号が得られなくなったときに、陽像手段
からの信号の読み出し動作と同時化メモリへの信号の書
き込み動作のタイミングを１ｔｉｌｌｌｌｌする信号が
発生されて、引続いて観察部位の実時間画像が表示され
る。

［実施例］ 以下、添附図面を参照しながら本発明の実施例について
述べる。

第１図ないし第５図は本発明の第１実施例に係わり、第
１図は電子内視鏡装置の構成を示すブロック図、第２図
は内視鏡装置全体の説明図、第３図は回転フィルタの正
面図、第４図は同期信号発生回路の一例を示す回路図、
第５図は第４図の同期信号発生回路の動作を示すタイミ
ングチャートである。

第２図に示すように、本実施例の電子内視鏡装置４０を
構成する電子内視鏡４１は、生体５５内に挿入される細
長で例えば可撓性の挿入部４２を有しており、この挿入
部４２の後端に大径の操作部４３が連設されている。こ
の操作部４３の後端部から、その側方に可撓性のユニバ
ーサルコード４４が延接されており、このユニバーサル
コード４４の先端部にコネクタ４５が設けられている。

前記電子内視１４１は、前記コネクタ４５を介して、光
源装置と信号処理回路とが内蔵された観察装置４６に接
続されるようになっている。この観察装置４６には、観
察用のモニタ４７や、図示しない各種信号処理装置等が
接続されるようになっている。又、前記コネクタ４５に
は、吸引チューブ５３が接続され、この吸引チューブ５
３は、吸引器５４に接続されるようになっている。

前記挿入部４２の先端側には硬性の先端部４９が設けら
れており、この先端部４９に隣接する後方側に湾曲可能
な湾曲部５０が設けられている。

又、前記操作部４３には、湾曲操作ノブ５１が設けられ
ており、この湾曲操作ノブ５１を回転操作することによ
り前記湾曲部５０を上下／左右方向に湾曲できるように
なっている。又、前記操作部４３には、前記挿入部４２
内に設けられた処置具チャンネルに連通ずる挿入口５２
が設けられている。又、この挿入口５２内には吸引チャ
ンネルが設けられており、この吸引チャンネルはｉｙｉ
＆！吸引チューブ５３に接続されるようになっている。

第１図を参照すれば、前記先端部４９には、照明レンズ
６２と対物レンズ６４とが配設されている。前記照明レ
ンズ６２の後端部には、ファイババンドルにより形成さ
れたライトガイド６１が連設されている。このライトガ
イド６１は、前記挿入部４２内と、前記操作部４３内と
、前記ユニバーサルコード４４内とを挿通されており、
前記コネクタ４５にその入射端面が設けられている。そ
して、このコネクタ４５を前記ＩＪ寮装置４６に接続す
ることによって、この観察装置４６内の光源部７０から
出射される照明光が前記ライトガイド６１の入ｇＡ端面
に入射されるようになっている。

前記光源部７０は、ランプ７２と、このランプ７２を点
灯さ仕るランプドライバ７１と、前記ランプ７２の照明
光路中に配設されている回転フィルタ７３と、前記ラン
プ７２と前記回転フィルタ７３との間に設けられていて
前記ランプ７２から出射された光を集光して前記ライト
ガイド６１の入射端面に入射させる集光レンズ７４と、
前記回転フィルタ７３を回転させるモー９７５と、前記
モータ７５の回転速度を一定に制御するサーボ回路７６
と、前記回転フィルタ７３の回転位置を検出する回転位
置センサとしてのロータリエンコーダ７７とを備えてい
る。

又、前記回転フ身ルタ７３には、第３図に示すように、
それぞれ赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（８）の各波長域の光
を透過する各色フィルタ７３Ｒ１７３Ｇ、７３Ｂが周方
向に沿って配列されている。

そして、前記ランプ７２から出射された光は、前記集光
レンズ７４を通過した後に前記回転フィルタ７３によっ
てＲ，Ｇ、Ｂの各波長域に時系列的に分離されて、前記
ライトガイド６１の入射端に入射されるようになってい
る。そして、この照明光は、前記ライトガイド６１によ
って先端部４９に導かれ、この先端部４９から出射され
て、照明レンズ６２を介して被写体に照射されるように
なっている。

一方、前記対物レンズ６４の結像位置には、撮像手段と
しての固体撮像素子６３が配設されている。そして、前
記面順次照明光によって照明された被写体像は、前記対
物レンズ６４によって前記固体Ｉ像素子６３上に結像さ
れて、次いで、この固体ｌ１ｌＩＩ素子６３によって電
気的な画像信号に変換されるようになっている。この画
像信号は、ビデオプロセッサ部８０内のｌＩｍ素子ドラ
イバ８１からの駆動信号の印加により復調回路８２に入
力されて復調されるようになっている。この復調回路８
２からの電気信号は、Ａ／Ｄ変換器８３によリディジタ
ル変換された後、１人力２出力の切換スイッチ８４の入
力端に印加されるようになっている。この切換スイッチ
８４の２つの出力端ａ１ｂのうち、出力端ａには第１の
同時化メモリ８５ａが、出力端すにはｆｆ１２の同時化
メモリ８５ｂがそれぞれ接続されている。そして、前記
第１の同時化メモリ８５ａの出力は２人力１出力の切換
スイッチ８６の２つの入力端ａ、ｂのうち入力端ａに印
加され、前記第２の同時化メモリ８５ｂの出力は前記切
換スイッチ８６の入力端すに印加されるようになってい
る。この切換スイッチ８６の出力端は信号処理回路８７
に接続されており、前記同時化メモリ８５から読み出さ
れた画像信号は、この画像信号回路８７によって画像処
理等を施された侵に、Ｄ／Ａ変換器８８によりアナログ
変換され、次いでエンコーダ回路８９によってエンコー
ドされて、第２図に示すモニタ４７に画像が表示される
ようになっている。

前記ビデオプロセッサ部８０には、このビデオプロセッ
サ部８０を構成する各回路の動作のタイミングを制御す
るためのタイミングコントローラ９１も設けられている
。このタイミングコントロ−ラ９１は、前記撮像素子ド
ライバ８１と、前記Ａ／Ｄ変換回路８３と、前記信号処
理回路８７と、前記Ｄ／Ａ変換回路８８と、前記エンコ
ーダ回路８９とに対して、これらの各回路の動作を映像
信号に同期させるための水平同期パルス、垂直同期パル
ス等の制御信号を発生するようになって（、Ｘる。

前記タイミングコントローラ９１は、更に、前記サーボ
回路７６にも垂直同期パルスを供給して、１フレーム１
１１１間、即ち垂直同期パルスを２回入力する間に前記
回転フィルタ７３が１回転するように同期させるように
なっている。この同期方法では、単に垂直同期パルスの
みからフレーム判別信号を作成した場合、このフレーム
判別信号と前記回転フィルタ７３の位相が一致する場合
と１８０度異α６場合があって、前記固体撮像素子６３
と前記同時化メモリ８５を！１１御するタイミングが確
定できない。

このため、前記回転フィルタ７３には、第３図に示すよ
うに、その１回転を検出するためのスタートパルス用マ
ーク７９が設けられている。このスタートパルス用マー
ク７９が前記ロータリエンコーダ７７により検出される
と、スタートパルスが同期信号発生回路９２に供給され
るようになっている。この同期信号発生回路９２では、
このスタートパルスと前記タイミングコントローラ９１
からの垂直同期パルスとに基づいてフレーム判別信号を
作成して、それをメモリ制御回路９３に供給するように
なっている。そして、このメモリ制御回路９３では、こ
のフレーム判別信号に基づいて前記撮像素子ドライバ８
１と前記同時化メモリ８５の動作のタイミングを制御す
るようになっている。

第４図は、前記同期信号発生回路９２をクリア入力付Ｊ
Ｋフリップ７０ツブを２つ使用して構成した例を示す図
である。ここに示す回路の１段目はフィールド判別回路
９２ａであり、ここでは、Ｊ入力端とび出力端、Ｋ入力
端とＱ出力端がそれぞれ接続されており、クロック入力
には垂直同期パルスが、クリア入力には回転フィルタの
位置を検出するスタートパルスがそれぞれ印加されるよ
うになっている。又、クリア入力は、断線時に出力を固
定しないようにプルアップされている。そして、２段目
はフレーム判別回路９２ｂであって、１段目と同様に、
Ｊ入力端とσ出力端、Ｋ入力端とＱ出力端がそれぞれ接
続されており、クロック入力には１段目のσ出りが印加
されるようになっている。又、この２段目ではクリア動
作は行なわせないようになっている。

次に、第５図を参照しながら、第４図の同期信号発生回
路９２の動作を説明する。

回転フィルタ７３が回転し、この回転フィルタ７３内に
設けられたスタートパルス用マーク７９がロータリエン
コーダ７７の前を通過すると、スタートパルスが発生さ
れ、１段目のＱ出力はハイレベルとなる。その後は、こ
の回転フィルタ７３が１回転する毎に垂直同期パルスが
２回入力されるが、このとぎ、１段目の７リツプ７０ツ
ブは、垂直同期パルスが立ち下がる毎にトグル動作を行
って、１フイ一ルド期間毎に反転するフィールド判別信
号を出力する。そして、２段目の７リツプフロツプも同
様のトグル動作を行い、１フレ一ム期間、Ｉ］ち回転フ
ィルタ７３が１回転する毎に反転するフレーム判別信号
を出力する。以上の動作により、回転フィルタ７３の位
置とフレーム判別信号との位相関係が確定される。

次に、回転フィルタ７３が正常に回転動作している状態
において、第５図のａの時点からスタートパルスが入力
されなくなった場合の前記同期信号発生回路９２の動作
を説明する。

回転フィルタ７３の停止によりスタートパルスの入力が
停止した場合は、この回転フィルタ７３内のスタートパ
ルス用マーク７９がロータリエンコーダ７７を通過する
時間が回転周期に比べて充分に短いので、この回転フィ
ルタ７３の位置を検出するスタートパルスはハイレベル
に固定されることがほとんどである。又、信号線の断線
によりスタートパルスの入力が停止した場合も、クリア
入力がプルアップされているため、“同様である。

従って、フィールド判別回路９２ａは正常な回転動作時
と同様の垂直同期パルス入力によるトグル動作を繰り返
すため、フレーム判別信号も引き続いて正常に発生され
る。即ち、前記同期信号発生回路９２は、スタートパル
スが１回でも入力されれば、以復は垂直同期パルスが入
力されている限り同期信号を発生し続ける。又、前記フ
レーム判別信号と回転フィルタ７３の位置との位相関係
は、この回転フィルタ７３を制御１１ｉｊるサーボ回路
７６によって同期が保たれている限り一定である。

従って、この第１実施例によれば、回転フィルタ７３が
正常に回転している限り、途中でスタートパルスが入力
されなくなっても、正常なカラー動画像が得られる。又
、回転フィルタ７３の停止によってスタートパルスが入
力されなくなったときも、殆どの場合画像の更新が続行
されるため、照明光の光路が確保されてさえいれば、少
なくとも動画像を得ることができる。

第６図は、本発明の第２実施例の同期信号発生回路９２
の構成を示すものである。この第２実施例は、前記第１
実施例でＪＫフリップ７０ツブを用いて構成し・た同期
信号発生回路９２（第４図参照）を別の回路（Ｄフリツ
プフロツプ）を用いて構成したものである。この第２実
施例の回路も、前記第１実施例の回路と同様に、１段目
がフィールド判別回路９２ａであり、Ｄ入力端と石出力
端とが接続されていて、クロック入力には垂直同期パル
スが、クリア入力には回転フィルタ７３の位置を検出す
るスタートパルスがそれぞれ印加されるようになってお
り、クリア入力は、断線時に出力を固定しないようにプ
ルアップされている。そして、２段目はフレーム判別回
路９２ｂになっていて、Ｄ入力端とσ出力端が接続され
ていて、１段目のζ出力をクロック入力としており、ク
リア動作は行なわないようになっている。

この第２実施例の回路も、入出力動作は、前記第１実施
例と同様に第５図で示すようなものとなる。この場合も
、回転フィルタ７３が正常に回転しているときには、ス
タートパルスが途中で入力されなくなっても正常時と全
く変らない、フレーム判別信号が出力されるため、正常
なカラー画像が得られる。又、回転フィルタ７３が停止
したときにも、照明光の光路が確保されている限り、少
なくとも動画像を得ることができる。

この第２実施例のその他の構成、作用及び効果は、前記
第１実施例と同様である。

第７図は、本発明の第３実施例のビデオプロセッサ部８
０の構成を示すものである。この第３実施例においては
、前記第１実施例における同期信号発生回路９２が設け
られずに、０−タリエンコーダ７７（第１図参照）から
出力されるスタートパルスとタイミングコントローラ９
１から出力される垂直同期パルスとに基づいて同期信号
を発生する同期信号発生回路１０１と、垂直同期パルス
のみに基づいて疑似的な同期信号を発生する疑似同期信
号発生回路１０２と、前記同期信号発生回路１０１と前
記疑似同期信号発生回路１０２との間の切り換えを行う
同期信号切換回路１０３と、この同期信号切換回路１０
３の動作を前記スタートパルスの有無を検出することに
よって制御するスタートパルス検出回路１０４とが設け
られている。

この第３実施例のその他の部分の構成は、上記第１実施
例と同様であり、同一要素には、同一の参照番号が付け
である。

上記のような構成の電子内祝Ｒ装置においては、スター
トパルスが入力されているとぎには、同期信号切換回路
１０３は同期信号発生口路１０１側へ切り換えを行って
おり、メモリ制御回路９３への同期信号はこの同期信号
発生回路１０１から供給される。又、なんらかの理由に
よりスタートパルスが停止した場合には、スタートパル
ス検出回路１０４がこのスタートパルスの停止を検出し
て、停止フラグを発生する。同期信号切換回路１０３は
これを受けて疑似同期信号発生回路１０２側に切り換え
を行って、メモリ制御回路９３への同期信号がこの疑似
同期信号発生回路１０２から供給されるようにして、固
体Ｉｉｉ像素子６３と同時化メモリ８５の１１７　Ｍｌ
を続行する。

このように、この第３実施例も上記第１実施例と同様の
作用をする。従って、上記第１実施例と同様の効果が得
られる。

尚、本発明は、上記各実施例に限定されず、体腔内臓器
をｌ！！寮するのに使用する医療用の電子内視鏡装置だ
けでなく、工業用の内視鏡にも適用することができる。

［発明の効果］ 以上述べたように、本発明によれば１面順次方式の電子
内視鏡装置において、回転フィルタの位置検出信号が得
られなくなったときに固体撮像素子からの信号読み出し
動作と同時化メモリへの信号の書き込み動作のタイミン
グを制御する信号を発生する手段を設けたので、回転フ
ィルタが正常に回転していて回転検出手段の故障又は信
号線の断線等により位置検出信号が得られなくなったと
きにも、観察部位の実時間画像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図は第１実施例に係わり、第１図は本
発明の電子内視鏡装置の構成を示すブロック図、第２図
は電子内視鏡装置全体を示す説明図、第３図は回転フィ
ルタの正面図、第４図は同明信号発生回路の構成を示す
図、第５図は第４図の回路の動作を説明するタイミング
チャートであり、第６図は本発明の第２実施例の同期信
号発生回路の構成を示１図、第７図は本発明の第３実施
例のビデオプロセッサ部の構成を示すブロック図、第８
図は関連技術の電子内視鏡装置の構成を示１ブロック図
である。 ４０・・・電子内視鏡装置　４１・・・電子内視鏡６３
・・・固体撮像素子　　７３・・・回転フィルタ７７・
・・ロータリエンコーダ ８１・・・撮像素子ドライバ ８５・・・同時化メモリ ９１・・・タイミングコントローラ ９２．１０１・・・同期信号発生回路 ９３・・・メモリ制御回路 １０２・・・疑似同期信号発生回路 １０３・・・同期信号切換回路 １０４・・・スタートパルス検出回路 第２図 第３図 ソｌａ　　　　　　　：ｊどΩ 第５図 第６図 ９らａ９ふ 第８因

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　複数の色透過フィルタを有する回転フィルタを回転し
   て複数の波長域の照明光のもとで得た像を光電変換して
   画像信号として出力する画像手段と、前記画像信号を順
   次記憶し同時化して読み出す同時化メモリとを具備し、
   前記撮像手段と前記同時化メモリの動作のタイミングを
   前記回転フィルタの位置検出信号に同期させて制御する
   電子内視鏡装置において、 前記位置検出信号が得られなくなったときに前記撮像手
   段と前記同時化メモリの動作のタイミングを制御する信
   号を発生する手段を設けたことを特徴とする電子内視鏡
   装置。