JP4426854B2

JP4426854B2 - 電子内視鏡装置

Info

Publication number: JP4426854B2
Application number: JP2004018898A
Authority: JP
Inventors: 一則阿部
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2004-01-27
Filing date: 2004-01-27
Publication date: 2010-03-03
Anticipated expiration: 2024-01-27
Also published as: JP2005211160A; US7282025B2; US20050165274A1

Description

本発明は電子内視鏡装置、特に固体撮像素子で得られた撮像信号を入力して各種の映像処理するプロセッサ装置に対し、ハイビジョン方式変換器等のアダプタユニットを着脱可能に取り付ける電子内視鏡装置の構成に関する。

電子内視鏡装置は、固体撮像素子であるＣＣＤ（Charge Coupled Device）等を電子内視鏡（電子スコープ）の先端部に搭載しており、このＣＣＤは光源装置からの光の照明に基づいて被観察体を撮像する。そして、この電子内視鏡のＣＣＤで得られた撮像信号をプロセッサ装置へ出力し、このプロセッサ装置で映像処理を施すことにより、被観察体の映像をモニタへ表示したり、静止画等を記録装置へ記録したりできるものである。

一般に、上記の被観察体映像は、標準テレビジョン方式であるＮＴＳＣ方式用モニタ（縦横比３：４）に表示されるが、例えば特開平４−２５３８３０号公報に示されるように、走査線数が約２倍となる高品位のハイビジョンテレビ（ＨＤＴＶ）方式のモニタ（縦横比９：１６）に被観察体映像を表示することも行われている。電子内視鏡装置では、ＣＣＤの出力信号から通常のＮＴＳＣ方式の信号（アナログ信号）が形成されるので、このＮＴＳＣ信号をハイビジョンテレビ信号へ変換することが行われる。

一方、電子内視鏡装置で得られた被観察体の静止画（デジタル信号）は、パーソナルコンピュータ（パソコン）等のファイリング装置で記録媒体に記録し、後にパソコン用モニタへ表示して観察することが行われており、同時にＣＣＤにおいては高解像度となる高画素数のものが用いられる傾向となっている。
特開平４−２５３８３０号公報特開２００３−３３３２２号公報

上述のように、近年では固体撮像素子であるＣＣＤが高解像度化、高画素数化されていることから、ハイビジョンテレビ方式による映像表示おいても、従来と比較すると画質が向上した被観察体映像を観察できるという利点があるが、上述のようにＮＴＳＣ信号をハイビジョンテレビ信号へ変換するのでは、ＮＴＳＣ映像信号の解像度に制限され、高画質化されたＣＣＤの解像度を十分に生かすことができないという問題がある。

また、電子内視鏡には上述のように異なる画素数のＣＣＤが搭載されており、このＣＣＤ画素数の相違や高画素数化の変遷に対応してハイビジョンテレビ信号への変換回路をプロセッサ装置内に配置し又は更新（交換）するのでは、コスト的に無駄があり、装置が高価になるという問題がある。更に、医療現場で使用される機器には、ＥＭＣ（Electro-Magnetic Compatibility）や電気安全性について厳しい規格が要求されており、ハイビジョンテレビ信号への変換のために、パソコン等の専用の大きな装置において上記の医療用の規格が満たされるようにすることも非現実的である。

そこで、本出願人は、パソコン等へ供給するためにデジタル処理した映像出力を利用し、画素数の異なる固体撮像素子を搭載する電子内視鏡を接続する場合でも、解像度を低下させることなく、ハイビジョンテレビ方式の映像を得ることができるアダプタ形式のハイビジョン方式変換器を提案している。

ところで、このようなハイビジョン方式変換器等のアダプタユニットの着脱においては、プロセッサ装置の電源を入れたままで安全に電気的接続ができれば便利であり、これによれば、電子内視鏡の使用、不使用に関係なく迅速な取付け、取外しが可能となる。また、上記のプロセッサ装置では、アダプタユニットを着脱可能にするためコネクタが配置されるが、このコネクタにおいては、アダプタが接続されていない場合には、コネクタピンがアンテナとなり、不要な電磁波ノイズを輻射するという問題がある。

本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、プロセッサ装置の電源を入れたままでも、ハイビジョン方式変換器等のアダプタユニットを容易に取付け、取外すことが可能となり、またコネクタ部からの不要な電磁波ノイズの輻射を防止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。

上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、被観察体を撮像するための固体撮像素子を搭載する電子内視鏡と、この電子内視鏡から入力した映像信号に対し各種の映像処理を施すプロセッサ装置と、このプロセッサ装置のコネクタ部に接続しかつ固定具によって固定するように構成され、所定の信号処理を実行するアダプタユニットと、このアダプタユニットが上記固定具で上記プロセッサ装置へ固定されているか否かを検出する固定状態検出手段と、上記プロセッサ装置のコネクタ部における信号線の活線／非活線を設定する活線処理回路と、上記固定状態検出手段の出力から上記アダプタユニットの固定状態が判定され、かつこのアダプタユニットのコネクタ接続の電源ラインが通電状態になっていると判定されたとき、上記活線処理回路によって上記プロセッサ装置のコネクタ部の信号線を活線化する制御回路と、からなる。
また、請求項２に係る発明は、上記固定具として固定ネジを設けると共に、上記固定状態検出手段として上記固定ネジ押圧により可動部が移動してオン、オフを制御する検出スイッチを設けたことを特徴とする。

上記の構成によれば、例えばプロセッサ装置に設けられている専用のスロットにハイビジョン方式変換器のアダプタユニットがコネクタ接続できる構成とされており、このアダプタユニットをスロットに配置し固定ネジでプロセッサ装置へ取り付けると、この固定ネジによって検出スイッチがオンされる。一方、制御部は上記検出スイッチによって固定ネジの取付けが判定されると同時に、コネクタ接続の電源ラインの通電状態が判定されたとき、信号線が活線化される。これによれば、電源ラインと信号線が同時に電気的に接続されることがないので、プロセッサ装置及びアダプタユニットを破損させることもなく、電気的安全性が保たれる。また、アダプタユニットを装着しないときは、たとえスロットを塞ぐ蓋を固定ネジで取り付けたとしても、制御部は信号線（コネクタ端子ピンを含む）を活線化しないので、コネクタ部からの電磁波ノイズの輻射が防止される。

本発明の電子内視鏡装置によれば、電源線と信号線が同時に接続されないので、プロセッサ装置の電源を入れたままでの接続でも電気的安全性が維持されることになり、ハイビジョン方式変換器等のアダプタユニットを容易に取付け、取外すことが可能となる。また、アダプタユニットを接続しないときには、コネクタ部の信号線が非活線状態となり、コネクタ端子（ピン）がアンテナとなって不要な電磁波ノイズを輻射させることが防止される。

図１乃至図４には、実施例に係る電子内視鏡装置の構成が示されており、まず図４に基づいて全体の構成を説明する。図４において、電子内視鏡（電子スコープ）１０には、その先端部に固体撮像素子であるＣＣＤ１１が設けられており、このＣＣＤ１１としては、４０万画素、８０万画素、１３１万画素等、各種のものが搭載される。また、このＣＣＤ１１から出力された撮像信号をサンプリングする相関二重サンプリング（ＣＤＳ）回路１２及び電子内視鏡１０の識別情報や映像処理情報等を格納するメモリ（ＥＥＰＲＯＭ）１３等が設けられる。なお、この電子内視鏡１０には、図示していない光源装置の光がライトガイドを介して供給されており、先端部から照明光を出力することにより被観察体が上記ＣＣＤ１１で撮像される。上述した画素数（若しくはその画素数に対応したＣＣＤの転送方式）の異なるＣＣＤ１１を搭載する各種の電子内視鏡１０は、プロセッサ装置１５に着脱自在に接続可能となっている。

このプロセッサ装置１５には、映像信号形成のための各種の信号処理をする信号処理回路１６、デジタル化された映像信号に対し更なる映像処理を施すＤＳＰ（デジタル信号プロセッサ）１７、このＤＳＰ１７でデジタル処理された映像信号をアナログ信号（Ｙ／Ｃ信号等）へ変換するアナログ信号プロセッサ１８、各種の制御を実行するマイコン１９が設けられ、上記ＤＳＰ１７の後段に、ＤＶＩ（Digital Visual Interface）回路２０が設けられる。このＤＶＩ回路２０は、パソコン（パーソナルコンピュータ）用モニタ等へ出力するための表示規格、例えば６４０×４８０（ＶＧＡ−Video Graphics Array）、１０２４×７６８（ＸＧＡ−eXtended Graphics Array）、１２８０×９６０、１２８０×１０２４（ＳＸＧＡ−Super XGA）等に対応した映像信号を形成し、その後にパラレル−シリアル変換し、このシリアル信号を差動信号としてパソコン用モニタやファイリング装置等へ出力する。なお、上記ＤＶＩは、ＤＤＷＧ（Digital Display Working Group）が設定した高速スピードのディスプレイ用インターフェースで、データフォーマットにＴＭＤＳ（Transition Minimized Differential Signaling）を採用する。

そして、上記のＤＶＩ回路２０の出力コネクタ部に接続する形で、アダプタユニットの構成となるハイビジョン方式変換器２２が設けられ、このハイビジョン方式変換器２２の出力がＨＤＴＶ用モニタやＨＤＴＶ用レコーダへ接続される。即ち、このハイビジョン方式変換器２２は、入力した映像信号を記憶するフレームメモリ等を備え、映像信号の水平同期信号（Ｈ）や垂直同期信号（Ｖ）等からその画素数を検出し、画素数に応じたメモリ読出し制御で上記フレームメモリから映像信号を読み出すことにより、ハイビジョンテレビ信号（Ｙ，Ｐｒ，Ｐｂ信号）を形成する。

図３には、上述したプロセッサ装置１５とハイビジョン方式変換器（アダプタユニット）２２の取付け接続部の構成が示されており、図示されるように、プロセッサ装置１５の背面側に、ハイビジョン方式変換器用スロット２５が設けられる。このスロット２５の前側には、ハイビジョン方式変換器２２を接続するための信号線コネクタ（例えば雄側）２６Ａと電源線コネクタ（雄側）２６Ｂが設けられ、これらのコネクタ２６Ａ，２６Ｂに信号線Ｓａ，電源線Ｓｂを介してＤＶＩ回路（ボード）２０が接続される。また、背面のネジ孔２８の一つの裏側に固定状態検出手段としての検出スイッチＳＷ_１が設けられる。

一方、ハイビジョン方式変換器２２には、プロセッサ装置１５に接続するための信号線コネクタ（例えば雌側）３０Ａと電源線コネクタ（雌側）３０Ｂが設けられ、また固定ネジ３１の挿入孔３２が設けられる。なお、このハイビジョン方式変換器２２の背面には、ハイビジョン用モニタ等へ出力するためのコネクタ３３、上記プロセッサ装置１５の背面には、パソコン用モニタ等へ出力するためのコネクタ３４が設けられる。

図１には、プロセッサ装置１５における活線処理に関する構成が示されており、上記図３のＤＶＩ回路２０内に配置される制御回路２０Ｃと上記信号線コネクタ２６Ａとの間に、活線処理回路３６が接続される。この活線処理回路３６は、例えば各信号線Ｓａにスリーステートバッファ等を接続して活線又は非活線のいずれかに設定するものであり、その他でも、機械的な切換えスイッチ等を各信号線Ｓａに接続し、これによって活線と非活線を切り換えるようにしてもよい。

実施例は以上の構成からなり、その作用を図５及び図２を参照しながら説明する。図３に示されるように、アダプタユニットとしてのハイビジョン方式変換器２２の取付けは、プロセッサ装置１５の専用スロット２５に挿入し、固定ネジ３１を挿入孔３２からネジ孔２８へ結合させることにより行われる。図５において、上述したハイビジョン方式変換器２２の挿入・ネジ止め（ステップ１０１）が行われると、ステップ１０２では、ネジ部検出スイッチＳＷ_１がオンされているか否かの判定が行われ、図２（Ｂ）のように、固定ネジ３１によって検出スイッチＳＷ_１がオンされた［Ｙ(YES)］ときは、次のステップ１０３にて、電源線コネクタ２６Ｂ，３０Ｂの結合によって電源線が通電状態になっているか否かが判定される。これは、電源線Ｓｂに例えば５ｍＡが流れる状態を検出することによって判定され、ここで、Ｙのときは、ステップ１０４にて信号線の活線化が実行され、その後に通常処理が行われる（ステップ１０５）。

即ち、図１に示されるように、ＤＶＩ回路２０の制御回路２０Ｃは検出スイッチＳＷ_１からのオン信号を受け、かつ電源線コネクタ２６Ｂにつながる電源線Ｓｂに電流が流れたことを判定したとき、制御線Ｃ_１で供給される制御信号によって活線処理回路３６を動作させ、信号線Ｓａを活線状態に設定する。一方、ハイビジョン方式変換器２２の取外しにおいては、まず図２（Ａ）に示されるように、固定ネジ３１が外されるので、検出スイッチＳＷ_１はオフ状態となり、この結果、電源線コネクタ２６Ｂ，３０Ｂが外れる前に、信号線Ｓａは活線処理回路３６によって非活線化される。このようにして、電源線Ｓｂによる電源の供給と、信号線Ｓａによる信号の伝送が時間差を持って電気的に導通状態又は非導通状態となるので、ＤＶＩ回路２０やハイビジョン方式変換器２２の内部回路に影響を与えることなく、ハイビジョン方式変換器２２の取付け・取外しが容易に行われる。

そして、ハイビジョン方式変換器２２を取り付けていないときは、専用スロット２５内は空となるので、このスロット２５の入口に別途用意した板状の蓋を固定ネジ３１で固定することが好ましいが、この場合でも、固定ネジ３１の取付けのみでは、信号線Ｓａは活線状態とはならない。従って、信号線コネクタ２６Ａのピン等がアンテナとなって不要電磁波ノイズを輻射させることも有効に防止される。

なお、このハイビジョン方式変換器２２によれば、パソコン用モニタを出力対象として形成された例えば６４０×４８０（ＶＧＡ）、１０２４×７６８（ＸＧＡ）、１２８０×９６０、１２８０×１０２４（ＳＸＧＡ）等の表示規格の映像信号をハイビジョンテレビ信号に変換し、この映像信号をハイビジョン用モニタやハイビジョン用レコーダに出力することができ、内視鏡で得られた被観察体をハイビジョン映像で観察することが可能になる。

また、実施例では、ハイビジョン方式変換器２２をプロセッサ装置１５へ接続する場合を説明したが、その他の機能を持つアダプタユニットをプロセッサ装置１５へ着脱可能に接続する場合にも適用することができる。

本発明の実施例に係る電子内視鏡装置（プロセッサ装置）の活線処理に関する構成を示す回路ブロック図である。実施例の検出スイッチと固定ネジの関係を示し、図（Ａ）は固定ネジを外したときの図、図（Ｂ）は固定ネジを付けたときの図である。実施例におけるプロセッサ装置とハイビジョン方式変換器（アダプタユニット）の取付け接続部の構成を示す斜視図である。実施例の電子内視鏡装置の全体構成を示す回路ブロック図である。実施例の動作を示すフローチャート図である。

符号の説明

１０…電子内視鏡、１５…プロセッサ装置、
１７…ＤＳＰ、１９…マイコン、
２０…ＤＶＩ回路（差動信号出力部）、
２０Ｃ…制御回路、
２２…ハイビジョン方式変換器、
２６Ａ，３０Ａ…信号線コネクタ、
２６Ｂ，３０Ｂ…電源線コネクタ、
３６…活線処理回路、
Ｓａ…信号線、Ｓｂ…電源線、
ＳＷ_１…検出スイッチ。

Claims

被観察体を撮像するための固体撮像素子を搭載する電子内視鏡と、
この電子内視鏡から入力した映像信号に対し各種の映像処理を施すプロセッサ装置と、
このプロセッサ装置のコネクタ部に接続しかつ固定具によって固定するように構成され、所定の信号処理を実行するアダプタユニットと、
このアダプタユニットが上記固定具で上記プロセッサ装置へ固定されているか否かを検出する固定状態検出手段と、
上記プロセッサ装置のコネクタ部における信号線の活線／非活線を設定する活線処理回路と、
上記固定状態検出手段の出力から上記アダプタユニットの固定状態が判定され、かつこのアダプタユニットのコネクタ接続の電源ラインが通電状態になっていると判定されたとき、上記活線処理回路によって上記プロセッサ装置のコネクタ部の信号線を活線化する制御回路と、からなる電子内視鏡装置。
上記固定具として固定ネジを設けると共に、上記固定状態検出手段として上記固定ネジの押圧により可動部が移動してオン、オフを制御する検出スイッチを設けたことを特徴とする上記請求項１記載の電子内視鏡装置。