(57)【要約】【課題】処理を簡素化することができる電子内視鏡装置を提供する。【解決手段】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。【選択図】図４
2004121856.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
　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。
【請求項２】
　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、
　前記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。
【請求項３】
　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と、
　前記駆動信号発生手段により前記固体撮像素子から同時に出力された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、
　前記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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
　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。
【背景技術】
【０００２】
　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】
　このような電子内視鏡装置において、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に水平レジスタ（以下、ＣＨ　Ａ、ＣＨ　Ｂ）を用いて読み出す２線読み出しＣＣＤを用いたものが知られている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
　しかしながら、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ため、水平転送パルスを発生する回路が２つ必要となり、処理が複雑で回路規模も大きくなってしまう。また、２線読み出しＣＣＤの信号処理を１系統の回路で切換ながら行う場合は、処理が複雑になってしまう。
【０００６】
　さらに２系統の回路でも後段の処理回路を高速なアナログ回路で構成しているため、アナログでＣＨ　Ａからの信号とＣＨ　Ｂ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し、かつ、処理が複雑になるという問題がある。
【０００７】
　本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、処理を簡素化することが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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
　本発明の第１の電子内視鏡装置は、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。
【０００９】
　また、本発明の第２の電子内視鏡装置は、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、前記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。
【００１０】
　さらに、本発明の第３の電子内視鏡装置は、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と、前記駆動信号発生手段により前記固体撮像素子から同時に出力された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、前記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。
【発明の効果】
【００１１】
　本発明によれば、駆動信号発生手段が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、固体撮像素子の複数のチャンネルから同位相の信号を出力することができ、処理が簡素化できる。
【００１２】
　また、固体撮像素子から複数の出力信号を同一構成の複数の出力信号処理手段で信号処理するので、１系統の回路で切換ながら行うものに比べて、処理が簡素化し、かつ、低い周波数での駆動が可能となる。
【００１３】
　さらに、複数の出力信号処理手段で信号処理された複数の出力信号をデジタルで合成するので、アナログ信号を合成するもの比べて、処理が簡素化し、かつ、周波数特性が向上し、解像度の劣化を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
　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。
【００１５】
　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。
【００１６】
（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。
【００１７】
　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。
【００１８】
　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１２からの信号を処理し様々な映像処理を行う２次回路１６（信号処理手段）とから構成されている。
【００１９】
　２次回路１６は、アイソレーション素子１４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。
【００２０】
　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ＣＣＵ３に出力するようになっている。
【００２１】
　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。
【００２２】
　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２０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。
【００２３】
　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ＣＣＤである。
【００２４】
　図２に示すように、患者側回路１２は、ＣＣＤ１０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(Field Programmable 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、ＣＣＤ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４０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。
【００２５】
　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５４から構成される。
【００２６】
（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。
【００２７】
　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。
【００２８】
　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＝６３．５μｓ＝水平走査期間）を示す。
【００２９】
　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１Ｌ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。
【００３０】
　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。
【００３１】
　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。
【００３２】
　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、ＦＰＧＡ３２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ＣＣＤ駆動信号に重畳する。
【００３３】
　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。
【００３４】
　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ＣＣＤ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Ｓ１、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。
【００３５】
　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。
【００３６】
　一方、ＦＰＧＡ３２から出力されるＣＣＤ１０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ＣＣＤ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。
【００３７】
　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、ＦＰＧＡ３２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ＣＣＤ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。
【００３８】
　メイン電源４６は、ＣＣＤ電源供給回路４４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。
【００３９】
（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、ＦＰＧＡ３２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。
【００４０】
　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。
【００４１】
　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。
【００４２】
　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。
【００４３】
　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。
【００４４】
　また、白色光を映した際には、ＦＰＧＡ３２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。
【００４５】
　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。
【００４６】
　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。
【００４７】
　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。
【００４８】
　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。
【００４９】
　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。
【００５０】
（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。
【００５１】
　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６０ａ、６０ｂからのデジタル信号を合成する信号合成部６２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。
【００５２】
　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１ＰＬＬ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。
【００５３】
　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８０ｂの出力をデジタル信号に変換する第２Ａ／Ｄ変換部８２ｂ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８４ｂ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。
【００５４】
　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８８ｂで構成されている。
【００５５】
　信号合成部６２は、第１プリプロセス６０ａ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。
【００５６】
　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２４で構成されている。
【００５７】
　その他の構成は第１の実施の形態と同じである。
【００５８】
（作用）
　ここで、上記第１プリプロセス６０ａ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。
【００５９】
　第１プリプロセス６０ａは、まず、ＣＣＤ１０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。
【００６０】
　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。
【００６１】
　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。
【００６２】
　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。
【００６３】
　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８６ａ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１０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。
【００６４】
　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。
【００６５】
　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。
【００６６】
　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。
【００６７】
　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８６ａ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。
【００６８】
　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。
【００６９】
　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。
【００７０】
　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。
【００７１】
　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。
【００７２】
　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９４により、アナログ映像信号に変換される。
【００７３】
（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。
【００７４】
　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。
【００７５】
　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。
【００７６】
　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。
【００７７】
　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。
【００７８】
　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。
【００７９】
　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。
【００８０】
［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。
【００８１】
（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。
【００８２】
　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ＣＣＤ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。
【００８３】
　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。
【００８４】
（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。
【００８５】
　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。
【００８６】
　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。
【００８７】
（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。
【００８８】
　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。
【００８９】
　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。
【００９０】
（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。
【００９１】
　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、ＣＨ　Ａ、ＣＨ　Ｂ）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ＣＨ　Ａからの信号とＣＨ　Ｂ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。
【００９２】
　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。
【００９３】
（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。
【００９４】
　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。
【００９５】
（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。
【００９６】
　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。
【００９７】
　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。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【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】
【００９９】
１…電子内視鏡装置
２…電子内視鏡
３…ＣＣＵ
４…光源装置
５…ＴＶモニタ
１０…ＣＣＤ
１２…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…ＦＰＧＡ
３４…データＲＯＭ
３６…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
代理人　　弁理士　　伊藤　進
【図１】
2004121856.tif 000003
【図２】
2004121856.tif 000004
【図３】
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【図４】
2004121856.tif 000006
【図５】
2004121856.tif 000007