JPH05236480A - 電子内視鏡装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 映像信号処理回路の構成を簡略化して、本体
操作部に装着することによって、小型で簡単な構成によ
って高い画質の映像信号を取得することができるように
することにある。 【構成】 映像信号処理回路７は本体操作部１ａに内蔵
されてたデジタル信号処理回路８から構成され、このデ
ジタル信号処理回路８の前段にはＣＣＤ３から伝送され
るアナログ映像信号をデジタル信号に変換するためのＡ
／Ｄ変換器９が設けられている。このデジタル信号処理
回路８によりＹ／Ｃ分離を行い、Ｙ信号（輝度信号）と
Ｃ信号（色信号）とに分離されて、色補正，ガンマ補正
が行われる等、映像信号として必要な信号処理が行わ
れ、このように処理されたＹ信号及びＣ信号は、出力バ
ッファ回路１６を経て出力される際に、トランス，フォ
トダイオード等で構成されるアイソレーション素子ＩＳ
を介することによって、電気的に絶縁される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば人体その他の体
腔内や機械装置の内部等を観察するために用いられる電
子内視鏡装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】内視鏡装置は、一般に、体腔等に挿入さ
れる挿入部に本体操作部を連設し、この本体操作部をユ
ニバーサルコードを介して照明ランプを装着した光源装
置に接続する構成となっている。また、内視鏡は体腔等
の内部を照明するために、挿入部先端に臨む出射端，ユ
ニバーサルコードのコネクタ側に入射端を有する光ファ
イババンドルからなるライトガイドが配設されている。
ここで、内視鏡はその観察システムとして、光学式内視
鏡と、電子内視鏡とがあるが、電子内視鏡として構成す
る場合には、挿入部の先端の観察窓に装着した対物レン
ズの結像位置にＣＣＤその他の固体撮像素子を備えた固
体撮像手段を配設しておき、この固体撮像手段によって
被写体像に関する情報を電気信号に変換してプロセッサ
に伝送し、このプロセッサで映像信号を処理することに
よって、ＮＴＳＣその他のコンポジット映像信号とな
し、これに基づいてモニタ装置に被写体の映像が表示さ
れる。ここで、プロセッサは内視鏡とは別個の機器とし
て、光源装置，モニタ装置等と共に適宜の位置に設置さ
れるようになっており、固体撮像手段からの信号ケーブ
ルはライトガイドと共に挿入部から本体操作部を経てユ
ニバーサルコードに挿通され、このユニバーサルコード
の先端部分を分岐させて、一方は光源装置に、他方はプ
ロセッサに着脱可能に接続する構成となっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前述した如
く、内視鏡とは別個にプロセッサを設ける構成とする
と、被写体の観察システム全体の構成が複雑化すると共
に大型化するという問題点がある。また、固体撮像手段
からプロセッサに至るまでの間を信号ケーブルにより電
気的に接続して、この信号ケーブルを介して固体撮像手
段に対する駆動信号を伝送し、また固体撮像手段からの
映像信号をプロセッサに伝送するが、この信号ケーブル
の全長が長くなると、それだけ信号が劣化すると共にノ
イズの混入のおそれも高くなるといった欠点もある。と
りわけ、固体撮像手段から送り出される映像信号は微弱
なアナログ信号であることから、プロセッサまで伝送す
る間にはかなり減衰する。しかも、近年においては、患
者保護の観点から電子内視鏡を電気的に絶縁するため
に、映像信号の伝送経路の途中にトランス等からなるア
イソレーション手段が設けられるが、固体撮像手段から
の出力信号を微弱なアナログ信号のままアイソレーショ
ン手段を介すると、信号がさらに劣化し、またノイズが
発生する等といった問題点がある。さらに、通常、プロ
セッサには複数の内視鏡が接続されることになるが、各
内視鏡における固体撮像手段とプロセッサにおける映像
信号処理手段との間の画質的な特性の不一致が生じるこ
とがあり、プロセッサに接続される内視鏡によっては、
必ずしも良質な画像が得られず、また画質のばらつきが
生じることにもなる。従って、画質の点を考慮すれば、
各内視鏡に対して専用のプロセッサを設けて、その撮像
手段に合わせてプロセッサを調整しておくのが好ましい
が、このようにすると、多数のプロセッサを必要とし、
その設置スペースが極めて大きくなってしまう。

【０００４】本発明は以上のような従来技術の欠点や問
題点を解消するためになされたものであって、その目的
とするところは、小型で簡単な構成によって高い画質の
映像信号を取得することができる電子内視鏡装置を提供
することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ために、本発明は、挿入部の先端に固体撮像手段を設
け、この固体撮像手段に駆動信号を供給して信号の読み
出し制御を行う固体撮像手段駆動回路と、固体撮像手段
からの出力信号を処理する映像信号処理回路と、同期回
路とを本体操作部に設け、この映像信号処理回路を固体
撮像手段からの出力信号をデジタル信号に変換して、Ｙ
信号とＣ信号とに分けてそれぞれγ補正，アパーチャ補
正等所要の画像処理を行うデジタル信号処理回路で構成
し、このデジタル映像信号処理回路から出力されるＹ信
号とＣ信号とをデジタル信号の状態でアイソレーション
手段を介して内視鏡外に取り出す構成としたことをその
特徴とするものである。

【０００６】

【作用】電子内視鏡には、被写体の画像に関する情報を
光電変換するためのＣＣＤ等の固体撮像素子を備えた固
体撮像手段と、この撮像手段からの映像信号を処理する
映像信号処理回路及び固体撮像手段を駆動して信号の読
み出し制御を行う撮像手段駆動回路と、この映像信号処
理回路，撮像手段駆動回路等の動作制御を行うための同
期信号を生成する同期回路とを備えている。これらのう
ち、固体撮像素子は挿入部の先端に設けることは当然と
して、撮像手段駆動回路及び映像信号処理回路、さらに
は同期回路はプロセッサ側ではなく、内視鏡の本体操作
部に搭載させている。これによって、固体撮像手段に駆
動信号を伝送するための信号ケーブル及び固体撮像手段
から映像信号処理回路に映像信号を伝送するための信号
ケーブルの長さは、固体撮像手段が装着されている挿入
部の先端と本体操作部との間の距離に相当する分の長さ
だけで良いことから、ユニバーサルコードを介してプロ
セッサに接続される信号ケーブルを備えた従来の電子内
視鏡等と比較して信号ケーブルの長さを約半分乃至それ
以下とすることが可能となり、信号の劣化やノイズの混
入を最小限に抑制することができる。また、別途プロセ
ッサを設けて、それに接続する必要がないことから、観
察システム全体を小型化，コンパクト化できる。従っ
て、この観察装置を電子内視鏡として構成した場合にお
いて、省スペース化を図ることができるようになり、病
院の診療室等におけるスペース的に余裕のない場所等で
使用するのに有利である。しかも、固体撮像手段とプロ
セッサとが一体化した構成となっているので、固体撮像
手段の特性に応じてプロセッサを構成する各種の処理回
路の特性を調整しておくことによって、常に最良の画質
の映像信号を取得することができる。

【０００７】ここで、映像信号処理回路は、固体撮像素
子からの出力映像信号をデジタル信号に変換して、その
信号処理を行う。従って、まず固体撮像手段からの出力
信号はＡ／Ｄ変換された後、デジタル信号処理回路に伝
送されて、Ｙ／Ｃ分離を行ってＹ信号（即ち、輝度信号
成分）とＣ信号（即ち、色信号成分）とに分離され、こ
れらＹ信号及びＣ信号それぞれについて映像として必要
な周知の信号処理、例えばγ補正，アパーチャ補正等が
行われる。そして、このＹ信号とＣ信号とをデジタル信
号のまま内視鏡外に送り出した後にアナログ信号に変化
されて、モニタ装置に表示される。

【０００８】而して、特に医療用の内視鏡にあっては、
患者保護の観点から、内視鏡を、それに接続される機器
から電気的に絶縁する必要があり、このために映像信号
の伝送経路にはトランス，フォトカプラ等のアイソレー
ション手段を設けなければならないが、前述した如く、
映像信号をＹ信号とＣ信号とで構成し、これらをデジタ
ル信号の状態で内視鏡外に伝送しているために、アイソ
レーション手段の構成が簡単になり、かつ信号の劣化や
ノイズの発生等を防止できる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。図１において、１は本体操作部１ａ，挿入
部１ｂ及びユニバーサルコード１ｃからなる電子内視鏡
装置、２は光源部２ａ，信号処理部２ｂ及び電源部２ｃ
を有する制御装置をそれぞれ示す。内視鏡１には、その
挿入部１ｂの先端にＣＣＤ３が設けられており、このＣ
ＣＤ３によって体腔内等が撮影される。ＣＣＤ３による
撮影を可能ならしめるために、光源部２ａには、光源ラ
ンプ４が設けられ、この光源ランプ４からの照明光はラ
イトガイド５を介して被写体に照射されるようになって
る。ＣＣＤ３により光電変換されて得た被写体像の映像
信号を読み出すためには、このＣＣＤ３に転送パルス等
の駆動パルスを必要とするが、この駆動パルスを発生さ
せるＣＣＤ駆動回路６は本体操作部１ａに内蔵されてお
り、また本体操作部１ａには、ＣＣＤ３から読み出され
た信号を処理するための映像信号処理回路７が内蔵され
ている。

【００１０】本体操作部１ａに内蔵される映像信号処理
回路７としては、デジタル信号処理回路８から構成され
る。そして、このデジタル信号処理回路８による信号処
理を可能ならしめるために、デジタル信号処理回路８の
前段にはＣＣＤ３から伝送されるアナログ映像信号をデ
ジタル信号に変換するためのＡ／Ｄ変換器９が設けられ
ている。ここで、デジタル信号処理回路８は、１チップ
の集積回路素子に組み込まれた回路構成からなり、具体
的には、図２に示した構成となっている。

【００１１】同図において、１０はラインディレイ回路
を示し、このラインディレイ回路１０はラインメモリを
有し、走査線の２ライン分の信号を記憶させて、３ライ
ン目の信号が入力されたときに、予め記憶されている２
ライン分の信号を同時に出力するように構成されてい
る。ラインディレイ回路１０からの出力信号は、フィル
タ回路１１に送り込まれる。このフィルタ回路１１は、
前述した３ライン分の信号を適宜加算，減算等を行うこ
とによって、ノイズを除去した上で、Ｙ／Ｃ分離を行
い、Ｙ信号（輝度信号）とＣ信号（色信号）とに分離さ
れる。フィルタ回路１１で分離されたＹ信号は、エンハ
ンサ回路１２及びγ補正回路１３を経ることによって、
垂直，水平のアパーチャ補正及びガンマ補正等の信号処
理が行われる。また、Ｃ信号は、マトリックス回路１
４，色γ補正回路１５を経て、色補正，ガンマ補正が行
われる等、映像信号として必要な信号処理が行われる。
このように処理されたＹ信号及びＣ信号は、出力バッフ
ァ回路１６を経て出力される。また、デジタル信号処理
回路８には、さらにエンコーダ回路，電子ズーム機構，
自動光量調整回路等の一連の信号処理機能及び制御機能
等を持たせることができる。さらに、図中において、１
７はＣＣＤ駆動回路６，Ａ／Ｄ変換器９及びデジタル信
号処理回路８に同期信号を供給するための同期回路であ
り、この同期回路１７も本体操作部１ａに内蔵されてい
る。

【００１２】制御装置２における信号処理部２ｂには、
メモリ・メモリドライブ回路１８が設けられている。こ
のメモリ・メモリドライブ回路１８は内視鏡１の種類に
応じて左右反転動作を行ったり、画像のフリーズ動作を
行うために設けられるものである。また、このメモリ・
メモリドライブ回路１８の出力信号は、Ｄ／Ａ変換器１
９によりアナログ信号に変換されて、映像信号出力部２
０を経て、制御装置２に接続されたモニタ装置２１に表
示される。また、信号処理部２ｂには、同期信号発生回
路２２が設けられており、この同期信号発生回路２２に
よって、これらメモリ・メモリドライブ回路１８，Ｄ／
Ａ変換器１９等の動作が制御されると共に、内視鏡１の
本体操作部１ａに設けた同期回路１７にもその信号が伝
送されて、内視鏡１側の回路と信号処理部２ｂ側の回路
との間の同期させている。

【００１３】ここで、患者保護のために、内視鏡１側と
制御装置２側とでは電気的に絶縁しなければならない。
そこで、トランス２３を介して電源供給が行われるよう
になっており、このトランス２３の２次側に光源部２ａ
に供給される光源用電源２４，信号処理部２ｂを構成す
る各回路に電源を供給する信号処理部用電源２５，内視
鏡１に電源を供給するための内視鏡用電源２６が設けら
れている。また、内視鏡１の本体操作部１ａには内視鏡
用電源２６の電源レギュレータ２７が設けられている。
このトランス２３によって商用電源と内視鏡１との間が
電気的に絶縁されている。一方、信号伝送系について
は、内視鏡１側から制御装置２の信号処理部２ａ側への
Ｙ信号及びＣ信号の伝送ラインにおけるメモリ・メモリ
ドライブ回路１６の前段と、同期信号発生回路２２から
内視鏡１側の同期回路１７に同期信号を供給する信号ラ
インとには、アイソレーション素子ＩＳが設けられてい
る。このアイソレーション素子ＩＳは、トランス，フォ
トダイオード等で構成される。また、メモリ・メモリド
ライブ回路１８と映像信号出力部２０との間にもアイソ
レーション素子ＩＳが介装されており、これによって、
制御装置２はモニタ装置２１ともアイソレーションされ
ている。

【００１４】本実施例は以上のように構成されるもので
あり、光源部２ａから供給される照明光はライトガイド
５を介して内視鏡１の挿入部１ｂの先端部にまで導か
れ、この先端部から患者の体内等の被写体が照明され
る。そして、ＣＣＤ３に被写体像が結像されて光電変換
される。本体操作部１ａに設けたＣＣＤ駆動回路６から
駆動信号を供給すると、ＣＣＤ３で蓄積された信号電荷
が読み出されて、本体操作部１ａに設けた映像信号処理
回路７に送り込まれる。この映像信号処理回路７におい
ては、まず、Ａ／Ｄ変換器９によってデジタル信号に変
換されて、デジタル信号処理回路８において、Ｙ信号と
Ｃ信号とに分離して、映像信号として必要な処理はほぼ
全て行われる。そして、このＹ信号及びＣ信号は制御装
置２の信号処理部２ｂに伝送される。

【００１５】ここで、信号処理部２ｂに送り込まれた信
号は、まずアイソレーション素子ＩＳを介してメモリ・
メモリドライブ回路１８に記憶されて、この記憶データ
が読み出されて、Ｄ／Ａ変換器１９によりアナログ信号
に変換されて、映像信号出力部２０を介してモニタ装置
２１に出力されて、被写体の映像がモニタ装置２１に表
示される。また、静止画を表示するには、フリーズ操作
を行うことによって、メモリ・メモリドライブ回路１８
に記憶されている画像データの更新を禁止することによ
って、フリーズ操作が行われた直前の画像データがモニ
タ装置２１に表示される。

【００１６】以上のように、内視鏡１の本体操作部１ａ
に映像信号を処理するための殆ど全ての回路構成を設け
ることによって、制御装置２における信号処理部２ｂの
構成を極めて簡略化でき、制御装置２を小型化すること
ができる。なお、制御装置２として、光源部２ａと信号
処理部２ｂとを一体的に設けるように構成したが、これ
らは別個の機器として構成することもできる。しかも、
内視鏡１の本体操作部１ａには、映像信号処理回路７が
設けられているが、この映像信号処理回路７は、Ａ／Ｄ
変換器９と１チップの素子で形成したデジタル信号処理
回路８とで構成しているため、本体操作部１ａ内に十分
納まり、かつ本体操作部１ａを格別重量化することはな
い。また、ＣＣＤ３と映像信号処理回路７との間のケー
ブル長を短くできるので、第１，第２の実施例と同様、
映像信号の劣化を防止することが可能である。さらに
は、内視鏡１の本体操作部１ａと制御装置２の信号処理
部２ｂとの間での信号の授受は同期信号発生器２２から
同期回路１７に同期信号を伝送するラインと、本体操作
部１ａから信号処理部２ｂにＹ信号とＣ信号とを伝送す
るラインとであることから、両者をアイソレーションす
るのも簡単であり、またこれらの信号はデジタル信号で
あることから、アイソレーション素子ＩＳを経るときに
信号が劣化したり、ノイズが混入する等の不都合はな
く、信号伝達時の安定性が得られる。

【００１７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、内視鏡
の本体操作部に固体撮像手段に駆動信号を供給して信号
の読み出し制御を行う固体撮像手段駆動回路と、固体撮
像手段からの出力信号を処理する映像信号処理回路と、
同期回路とを設けることによって、固体撮像手段に駆動
信号を伝送する信号ケーブル及び固体撮像手段から映像
信号処理回路に映像信号を伝送する信号ケーブルの長さ
の短縮が図られて、信号の劣化やノイズの混入を最小限
に抑制することができ、かつ固体撮像手段の特性に合せ
た信号処理が可能となることから、映像の画質が向上す
るだけでなく、この映像信号処理回路を固体撮像手段か
らの出力信号をデジタル信号に変換して、Ｙ信号とＣ信
号とに分けてそれぞれγ補正，アパーチャ補正等の画像
処理を行うデジタル信号処理回路で構成し、Ｙ信号とＣ
信号とをデジタル信号の状態でアイソレーション手段を
介して内視鏡外に取り出すようにしているので、アイソ
レーション手段の構成が簡略化されると共に、このアイ
ソレーション手段を介して伝達される信号の安定化が図
られる等の諸効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す電子内視鏡装置の回路
構成図である。

【図２】デジタル信号処理回路の回路構成図である。

【符号の説明】

１ 内視鏡 １ａ 本体操作部 ２ 制御装置 ２ｂ 信号処理部 ３ ＣＣＤ ６ ＣＣＤ駆動回路 ７ 映像信号処理回路 ８ デジタル信号処理回路 ９ Ｄ／Ａ変換器 ＩＳ アイソレーション素子

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 挿入部の先端に固体撮像手段を設け、こ
   の固体撮像手段に駆動信号を供給して信号の読み出し制
   御を行う固体撮像手段駆動回路と、固体撮像手段からの
   出力信号を処理する映像信号処理回路と、同期回路とを
   本体操作部に設け、この映像信号処理回路を固体撮像手
   段からの出力信号をデジタル信号に変換して、Ｙ信号と
   Ｃ信号とに分けてそれぞれγ補正，アパーチャ補正等所
   要の画像処理を行うデジタル信号処理回路で構成し、こ
   のデジタル映像信号処理回路から出力されるＹ信号とＣ
   信号とをデジタル信号の状態でアイソレーション手段を
   介して内視鏡外に取り出す構成としたことを特徴とする
   電子内視鏡装置。