(57)【要約】【課題】スコープ毎とプロセッサとの間の信号の整合性、またはスコープ毎の機械的または電気的なばらつきの調整をスコープの外枠を外すことなく容易に行うことができるとともに、制御部のデータを書き換える際にＤＳＰを故障させない。【解決手段】信号処理部の出力端子と前記制御部の複数の入力端子と複数の入力ポートとが論路回路に接続され、制御部のデータを書き換える時は、論理回路により複数の入力ポートと、信号処理部の出力端子とが電気的に切断される構成にした。【選択図】　　　図３
2004024606.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像素子と、
前記撮像素子の出力信号に基づき所定の映像信号を出力する信号処理部と、
前記信号処理部を制御すると共に、前記制御部のデータの書き換え信号受信用ポートと前記信号処理部からの所定の信号の読み込み用ポートとを兼ねた複数の入力端子を有する制御部と、
前記複数の入力端子に対して送信される前記制御部のデータの書き換え信号を入力するための複数の入力ポートと、を備えた電子スコープ装置において、
前記信号処理部の出力端子と前記制御部の複数の入力端子と前記複数の入力ポートとが論路回路に接続され、前記制御部のデータを書き換える時は、前記論理回路により前記複数の入力ポートと、前記信号処理部の出力端子と、が電気的に切断されること、を特徴とする電子スコープ。
【請求項２】
前記複数の入力ポートは前記制御部に所定のフォーマットのシリアルデータを入力すること、を特徴とする請求項１に記載の電子スコープ。
【請求項３】
前記複数の入力ポートは前記制御部のデータの一部または全部を書き換えること、を特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の電子スコープ。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれかに記載の電子スコープと、
前記電子スコープと接続されるプロセッサと、
前記制御部のデータの書き換えを行う治具と、を備えることを特徴とする電子内視鏡システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、カラー撮像素子と信号処理装置を備えた電子スコープおよび、該電子スコープを用いた電子内視鏡システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、挿入部先端にカラー撮像素子、例えばカラーＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ　Ｃｏｕｐｌｅｄ　Ｄｅｖｉｃｅ）を備えた電子スコープの出力映像信号をプロセッサにより処理してビデオ信号を生成し、ビデオ信号をＣＲＴ等の表示装置に表示するよう構成された電子内視鏡システムが知られている。
【０００３】
一般に、電子スコープはプロセッサに対し脱着可能な構成となっているため、その用途に応じて種々のスコープに取り替えて用いることができる。
【０００４】
このように上記電子内視鏡システムは、種々の電子スコープをプロセッサに取り付けるため、電子スコープとプロセッサとの間で信号の整合性をとる必要がある。すなわち、電子スコープからプロセッサに送られるカラー映像信号は所定の仕様を満たすような信号として出力される必要がある。このため、カラーＣＣＤを採用している電子スコープには、ＣＰＵにより制御される信号処理装置が内蔵されている。信号処理装置はＣＣＤからの出力信号に所定の処理を施して、規格化されたカラー映像信号をプロセッサに出力するようになっている。一般に、カラー映像信号とは、色差信号（Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙ）と輝度信号（Ｙ）とである。なお、Ｒは赤成分の映像信号、Ｂは青成分の映像信号である。
【０００５】
また一般に、電子スコープはスコープ毎に機械的または電気的なばらつきを含んでいる。そのため上記電子スコープは、該ばらつきを調整しなければ製品仕様を満たすことができない。該ばらつきの調整は、作業者が出荷に際して行う初期設定時または定期メンテナンス時などの工程において行われる。電子スコープが含むばらつきとは、主にＣＣＤの色分光特性やライトガイドの分光特性などのばらつきである。
【０００６】
上述の電子スコープ毎とプロセッサとの間の信号の整合性をとることや上記のばらつきを調整することは、信号処理装置において行われる画像信号のホワイトバランスの調整、ブランキング、クランプ、ガンマ補正などの、いわゆるカメラプロセス処理をスコープ毎または電子内視鏡システム毎の特性（電子スコープの機械的または電気的なばらつきや電子スコープの種類など）に合わせるということである。カメラプロセス処理は、ＣＰＵ内のデータに基づいて信号処理装置が行う処理である。そのため、ＣＰＵ内に格納されたカメラプロセス処理用のデータは、スコープ毎または電子内視鏡システム毎の特性に合うように調整されて、最適化されたデータに書き換えられる必要がある。そのためには、後述するＣＰＵのデータを書き換える構成が必要となる。
【０００７】
図１は、従来の電子スコープ内部の電気回路を表す図である。図１に示すように、信号処理装置１０Ｚは、ＣＰＵ１０１、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｓｉｇｎａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）１０２、ＣＣＤドライバ１０３、Ａ／Ｄ変換器１０４を有する。ＤＳＰ１０２は、ＣＰＵ１０１に制御され、ＣＣＤ５を駆動するための駆動用パルスを生成して、該駆動用パルスをＣＣＤドライバ１０３に送信する。ＣＣＤ５は、ＣＣＤドライバ１０３によって電荷の蓄積、転送といった撮像動作を繰り返す。ＣＣＤ５から転送される蓄積電荷は、Ａ／Ｄ変換器１０４でデジタル化されてＤＳＰ１０２に入力される。ＤＳＰ１０２は、ＣＰＵ１０１に制御され、輝度信号（Ｙ）と二つの色差信号（Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙ）を生成して、プロセッサに向けて出力する。
【０００８】
インターフェイス８ａＺは、入力ポートＰ１〜Ｐ３、送信ポートＴｘＤ、受信ポートＲｘＤから構成される。入力ポートＰ１〜Ｐ３は、ＣＰＵ１０１の１群の入力端子と接続される。また、ＣＰＵ１０１の小型化やコストダウンを図るために、ＣＰＵ１０１の１群の入力端子についてＤＳＰ１０２からの信号読み込み用ポートとしての機能とカメラプロセス処理用のデータ書き換え信号受信用ポートとしての機能の兼用化が図られており、入力ポートＰ１〜Ｐ３は、ＤＳＰ１０２からＣＰＵ１０１にカメラプロセス処理用のデータなどの読み込みを行う信号線とも接続される。この信号線は、入力ポートＰ１〜Ｐ３とＤＳＰ１０２の出力端子とを電気的に切断するための、ディップスイッチＳＷ１〜ＳＷ３を備える。ＣＰＵ１０１はＥＥＰＲＯＭ１０１ａを内蔵する。また、ＥＥＰＲＯＭ１０１ａには、カメラプロセス処理用のデータが記憶されている。作業者がＥＥＰＲＯＭ１０１ａの該データを書き換える際は、治具などの外部装置をインターフェイス８ａＺに接続させる。作業者は、書き換えたいデータを治具などに接続された端末に入力する。入力されたデータの信号は、インターフェイス８ａＺの入力ポートＰ１〜Ｐ３、ＣＰＵ１０１の入力端子を介して、ＥＥＰＲＯＭ１０１ａに送信される。上述のように、入力ポートＰ１〜Ｐ３は、ＤＳＰ１０２の出力端子と電気的に接続されている。ＤＳＰ１０２の出力端子に電圧がかからないようにするため、作業者が書き換え作業を行う際には、ディップスイッチＳＷ１〜ＳＷ３をオフにして、入力ポートＰ１〜Ｐ３とＤＳＰ１０２の出力端子とを電気的に切断する必要がある。
【０００９】
しかし、上記のディップスイッチはスコープが防水や防塵される必要があるため、電子スコープの内部に設置されている。しかしこの構成の場合、作業者がＥＥＰＲＯＭ１０１ａのデータを書き換える度に、スコープの外枠（カバー）の一部または全部を取り外して、該ディップスイッチのオン／オフ状態を切り替えなければならなかった。そのため、作業者の負担が多くなるという問題点があった。また、作業者がデータを書き換える時に、該ディップスイッチをオフにすることを忘れると、ＤＳＰ１０２の出力端子に電圧をかけてしまうので、ＤＳＰ１０２を故障させるという問題もあった。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明は上記の事情に鑑みて、電子スコープ毎とプロセッサとの間の信号の整合性、またはスコープ毎の機械的または電気的なばらつきの調整をスコープの外枠を外すことなく容易に行うことができるとともに、制御部のデータを書き換える際にＤＳＰを故障させることなく良好な画像が得られる、カラー撮像素子と信号処理装置を備えた電子スコープおよび、該電子スコープを用いた電子内視鏡システムを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を達成するため、請求項１に記載の電子スコープは、撮像素子と、撮像素子の出力信号に基づき所定の映像信号を出力する信号処理部と、信号処理部を制御すると共に、制御部のデータの書き換え信号受信用ポートと信号処理部からの所定の信号の読み込み用ポートとを兼ねた複数の入力端子を有する制御部と、複数の入力端子に対して送信される前記制御部のデータの書き換え信号を入力するための複数の入力ポートとを備えた電子スコープ装置において、信号処理部の出力端子と制御部の複数の入力端子と複数の入力ポートとが論路回路に接続され、制御部のデータを書き換える時は、論理回路により複数の入力ポートと、信号処理部の出力端子とが電気的に切断されることを特徴とする。すなわち本願発明によれば、複数の入力ポートにディップスイッチなどを用いることなく、ＤＳＰの出力端子に電圧がかからないよう論理回路を設けるため、カバーをはずすことなくＣＰＵのデータの書き換えを容易に行うことができるとともに、ＤＳＰを故障させることなく良好な画像が得られる。
【００１２】
また請求項２に記載の電子スコープによれば、複数の入力ポートは、制御部に所定のフォーマットのシリアルデータを入力することが好ましい。通信する際にシリアルデータを用いることにより、ＣＰＵの端子数を減少させられるため、装置の小型化が図ることができる。
【００１３】
また請求項３に記載の電子スコープによれば、複数の入力ポートは、制御部のデータの一部または全部を書き換えることができる。書き換えたいデータ領域のみを書き換えることにより、書き換え時間を短縮することができる。
【００１４】
また請求項４に記載の電子内視鏡システムは、請求項１〜請求項３のいずれかに記載の電子スコープと、電子スコープと接続されるプロセッサと、制御部のデータの書き換えを行う治具とを備える。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図２は、本発明の実施の形態としての電子内視鏡システム１００の構成を示すブロック図である。
【００１６】
図２に示すように電子内視鏡システム１００は、電子スコープ７、プロセッサ２１、モニタ装置２９を備えている。電子スコープ７は、可撓性の導管からなる挿入部４を有し、挿入部４の先端には撮像素子としてのＣＣＤ５とＣＣＤ５の前方に対物レンズ６が配設されている。なお、ＣＣＤ５はいわゆる単板式カラーＣＣＤで、受光面にカラーフィルタが設けられている。対物レンズ６により観察対象（撮像体）の光学像がカラーＣＣＤ５の受光面上に形成される。さらに電子スコープ７には、光ファイバ束からなるライトガイド１が挿通されている。ライトガイド１の一端（光射出端）は挿入部４の端部（図中左側端部）に配置され、配光レンズ２を介して観察対象に対して光を照射する。
【００１７】
電子スコープ７は結合部８を介してプロセッサ２１と着脱自在に結合される。スコープ７の結合部８近傍には、ＣＣＤ５からの映像信号に所定の処理を施す信号処理装置１０が内蔵されている。ライトガイド１の他端は結合部８を介してプロセッサ２１内に達し、端面がコンデンサレンズ１１に臨んだ位置で固定される。
【００１８】
ランプ用電源１６によりランプ１３が駆動される。ランプ１３から照射された照明光は、コンデンサレンズ１１により集光され、ライトガイド１の端面に入射する。ライトガイド１に入射した光はライトガイド１内を通り、挿入部４の先端側の端面から射出され、照射レンズ２を介して観察対象に向けて射出される。
【００１９】
観察対象により反射された照明光は、対物レンズ６によりカラーＣＣＤ５の受光面上に結像される。ＣＣＤ５は、受光面に形成された光学像に対応したカラー映像信号を信号処理装置１０へ伝送する。信号処理装置１０は、各種の信号処理を行い、プロセッサ２１に対して、輝度信号（Ｙ）、色差信号（Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙ）を出力する。
【００２０】
電子スコープ７からプロセッサ２１に送信された上記の信号は、プリプロセッサ２２に入力される。プリプロセッサ２２に入力された２つの色差信号（Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙ）、および輝度信号（Ｙ）は増幅等の処理を施された後Ａ／Ｄ変換器１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃにそれぞれ入力され、デジタル信号に変換された後に、図示しないタイミングジェネレータ１７により出力される同期信号に同期してフレームメモリ１９に格納される。フレームメモリ１９に格納されたデータは、Ｄ／Ａ変換器２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃでアナログ信号に変換され、信号処理回路２８により、所定のフォーマットのＲＧＢビデオ信号としてモニタ装置２９に出力される。モニタ装置２９は、受信したＲＧＢビデオ信号に基づきカラー画像を表示する。
【００２１】
以上が、電子内視鏡システム１００の撮像動作の概説である。図３は、電子スコープ７に内蔵された信号処理装置１０の本実施形態を示す電気回路図である。本実施形態の信号処理装置１０において、図１で示す従来の信号処理装置１０Ｚと同一の構成には、同一の符号を付してここでの詳細な説明は省略する。
【００２２】
図３に示すように、本実施形態の信号処理装置１０は、ＣＰＵ１０１とＤＳＰ１０２との間にＡＮＤゲート２０１を備える。ＡＮＤゲート２０１は、インターフェイス８ａのリセットポートＲＥＳＥＴとＣＰＵ１０１からの２つの入力信号を演算し、１つの出力信号としてＤＳＰ１０２のリセット端子ＲＥＳＥＴに出力する。さらに、ＣＰＵ１０１とＤＳＰ１０２との間にある別の信号線間にはＯＲゲート２０２〜２０４が備えられる。ＯＲゲート２０２〜２０４は、各々接続されているインターフェイス８ａの入力ポートＰ１〜Ｐ３とＤＳＰ１０２の出力端子からの２つの入力信号を演算し、１つの出力信号としてＣＰＵ１０１に出力する。
【００２３】
インターフェイス８ａは、入力ポートＰ１〜Ｐ３、リセットポートＲＥＳＥＴの他、送信ポートＴｘＤ、受信ポートＲｘＤ、から構成される。リセットポートＲＥＳＥＴは、プルアップ抵抗Ｒ６によりプルアップされている。そのため、リセットポートＲＥＳＥＴは、インターフェイス８ａに外部からの入力信号がない時（つまり、ＥＥＰＲＯＭ１０１ａのデータの書き換えが行われていない時）は、ＡＮＤゲート２０１に対してＨｉ信号を出力する。また、入力ポートＰ１〜Ｐ３は、プルダウン抵抗Ｒ１〜Ｒ３によりプルダウンされている。そのため、入力ポートＰ１〜Ｐ３は、インターフェイス８ａに外部からの入力信号がない時は、ＯＲゲート２０２〜２０４に対してＬｏｗ信号を出力する。そのため、ＥＥＰＲＯＭ１０１ａのデータの書き換えが行われていない状態において、ＡＮＤゲート２０１はＣＰＵ１０１の信号の状態をＤＳＰ１０２に出力することができ、ＯＲゲート２０２〜２０４はＤＳＰ１０２の信号の状態をＣＰＵ１０１に出力することができる。
【００２４】
書き換え治具３０（図２）は、ＣＰＵ１０１のデータを書き換えるための設定スイッチ３１を備える。本実施形態において設定スイッチ３１は、入力ポートＰ１〜Ｐ３に接続されるＰ１〜Ｐ３スイッチと、リセットポートに接続されるＲＥＳＥＴスイッチから構成される。各スイッチは、各ポートに対してＨｉ信号を送信する「Ｈ」とＬｏｗ信号を送信する「Ｌ」とに切り替えることができる。
【００２５】
まず、作業者が書き換え治具３０の設定スイッチ３１の操作を行う。上述したカメラプロセス処理に最適化された調整信号が生成されるような所定の調整値を入力する。該調整値は、Ｐ１〜Ｐ３スイッチの「Ｈ」と「Ｌ」との組み合わせにより決定される。設定スイッチ３１から入力された入力情報に基づいて、書き換え治具３０は、ＣＰＵ１０１内のＥＥＰＲＯＭ１０１ａのデータを書き換える。
【００２６】
なお、書き換えられるデータはシリアルデータである。そのため、ＣＰＵ１０１の端子数を減少させることができ、装置の小型化を図ることができる。また、書き換えられるデータはＥＥＰＲＯＭ１０１ａ内のデータの一部または全部でもよい。例えば、ガンマ補正のデータのみを書き換えたい場合は、全てのデータを書き換えることなく、ガンマ補正のデータのみを書き換えることができるので、データを書き換える作業時間が短縮できる。
【００２７】
図４は、書き換え治具３０によるＣＰＵ１０１のデータの書き換え手順を表すフローチャートである。書き換え治具３０および端末４０を電子内視鏡装置１００に接続する。電子内視鏡装置１００が起動されて、ＣＰＵ１０１への電源が供給される（Ｓ１）。ＥＥＰＲＯＭ１０１ａを書き換え可能な状態にするためには、リセットポートＲＥＳＥＴをＬｏｗ信号の状態、すなわち設定スイッチ３１のＲＥＳＥＴスイッチを「Ｌ」に設定する（Ｓ２）。通常状態にするためには、リセットポートＲＥＳＥＴをＨｉ信号の状態、すなわち設定スイッチ３１のＲＥＳＥＴスイッチを「Ｈ」に設定する。リセットポートＲＥＳＥＴをＬｏｗ信号の状際にした時は、図３のＡＮＤゲート２０１の出力は、ＣＰＵ１０１の出力によらずＬｏｗ信号の状態となるため、ＤＳＰ１０２の出力は全てＬｏｗ信号の状態になる。そのため、各入力ポートＰ１〜Ｐ３の信号の状態がＯＲゲート２０２〜２０４の出力に現れて、ＣＰＵ１０１に入力されるようになる。つまり、Ｐ１〜Ｐ３スイッチのＨｉ信号・Ｌｏｗ信号の状態の組み合わせにより、ＥＥＰＲＯＭ１０１ａのカメラプロセス処理用のデータを書き換えることができる（Ｓ３）。データは入力ポートＰ１〜Ｐ３を介して、ＣＰＵ１０１内のＥＥＰＲＯＭ１０１ａに送信され、ＥＥＰＲＯＭ１０１ａのデータは書き換えられる（Ｓ４）。書き換えが終了したら、入力ポートＰ１〜Ｐ３の設定を解除する。すなわち、Ｐ１〜Ｐ３スイッチを全て「Ｌ」にする（Ｓ５）。その後、ＲＥＳＥＴスイッチを「Ｈ」にして（Ｓ６）、電子内視鏡装置１００の電源を切り（Ｓ７）、書き換え作業は終了する。なお、ＥＥＰＲＯＭ１０１ａのカメラプロセス処理用のデータ書き換え動作時に、インターフェイス８ａの送信ポートＴｘＤ、受信ポートＲｘＤを介して、書き換え治具３０とＣＰＵ１０１との間の通信が行われる。
【００２８】
以上が本発明の実施形態である。上記実施形態に示したように本発明は、ＣＰＵ１０１の書き込みに使用する信号線に論理回路を設けることにより、作業効率の向上を図っている。また、作業ミスによる回路の破壊を未然に防ぐこともできる。本発明は本実施形態に限定されるものではなく、様々な形態に変形することができる。
【００２９】
上記実施形態ではスコープ毎とプロセッサとの間の信号の整合性、またはスコープ毎の機械的または電気的なばらつきの調整を行うためにＣＰＵ１０１のデータを書き換えているが、他の実施形態ではユーザー個々の要求に対応したモードに書き換えることができる。また、ＣＰＵのプログラムをヴァージョンアップさせることなども可能になり、ＣＰＵのプログラムを様々なデータに書き換えることができる。
【００３０】
また、上記実施形態ではＣＰＵ１０１内にＥＥＰＲＯＭ１０１ａを設けたが、他の実施形態ではフラッシュメモリを設けることにより、ＣＰＵが書き換えられる容量を大きくしたり、書き換え時の高速化を図ったりすることができる。
【００３１】
また、上記実施形態ではＣＣＤ１０１のデータを書き換えるための入力ポートは三つ設られた例であるが、他の実施形態ではより多くの入力ポートを設けることができる。より多くの入力ポートを設けることにより、書き換えられるデータをより高度な内容にすることができる。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、スコープ毎とプロセッサとの間の信号の整合性、またはスコープ毎の機械的または電気的なばらつきの調整をスコープの外枠を外すことなく容易に行うことができるとともに、制御部のデータを書き換える際にＩＣを短絡させることなく良好な画像が得られる、カラー撮像素子と信号処理装置を備えた電子スコープを用いた電子内視鏡システムが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のスコープ内部を示す電気回路図である。
【図２】本発明の実施形態の電子内視鏡システムの概略図である。
【図３】本発明の実施形態のスコープ内部の電気回路を示す図である。
【図４】本発明の実施形態のＣＰＵのデータを書き換える手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
５　　　ＣＣＤ
７　　　電子スコープ
８　　　インターフェイス
１０　　　信号処理装置
２１　　　プロセッサ
３０　　　書き換え治具
１００　　　電子内視鏡システム
１０１　　　ＣＰＵ
１０１ａ　　ＥＥＰＲＯＭ
１０２　　　ＤＳＰ
Ｐ１〜Ｐ３　入力ポート
ＲＥＳＥＴ　リセットポート
【図１】
2004024606.tif 000003
【図２】
2004024606.tif 000004
【図３】
2004024606.tif 000005
【図４】
2004024606.tif 000006