JP4477286B2

JP4477286B2 - 電子内視鏡システム

Info

Publication number: JP4477286B2
Application number: JP2002060856A
Authority: JP
Inventors: 真司山下; 邦彰上; 賢須藤; 和則瀬川; 正宏工藤
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2002-03-06
Filing date: 2002-03-06
Publication date: 2010-06-09
Anticipated expiration: 2022-03-06
Also published as: JP2003250758A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は固体撮像素子を用いて内視鏡検査を行う電子内視鏡システムに関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような従来の携帯型、あるいはバッテリ駆動の専用のＴＶカメラ外付け内視鏡システムでは、据え置き型に比べ、機能、性能面で劣っており、限定された用途のみの使用であった。
【０００３】
また、内視鏡の術者はそれぞれの内視鏡の操作に関して一定の習熟を必要とされるが、それぞれ個々にＴＶカメラ外付け内視鏡システムが存在する場合にはそれぞれの操作に慣れる必要があるため、使い勝手上問題があった。更に、コスト面でもより改善が望まれる状況にあった。
【０００４】
（発明の目的）
本発明は上述した点に鑑みてなされたもので、携帯型としても、より高機能の据え置き型としても兼用して使用ができる良好な操作性等を有する電子内視鏡システムを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の電子内視鏡システムは、被検体像を撮像するための固体撮像素子および被検体像に対して照射するための照明光を生成する光源を備えた電子内視鏡と、当該電子内視鏡と所定の信号を送受信するカメラコントロールユニットと、を備える電子内視鏡システムにおいて、
前記電子内視鏡は、被検体像を撮像するための固体撮像素子と、前記固体撮像素子からの撮像信号に対して少なくとも第１種の信号処理を施し所定の表示手段に表示可能な映像信号を生成する第１の信号処理回路と、前記第１の信号処理回路により信号処理が施され所定の表示手段に表示可能な信号として出力される前記映像信号を前記カメラコントロールユニットに向けて送信する第１の送信手段と、前記カメラコントロールユニットから送信される所定の制御信号を受信する第１の受信手段と、前記第１の信号処理回路から出力される前記映像信号を前記カメラコントロールユニット以外のモニタに向けて送信するモニタ出力用送信手段と、を有し、
前記カメラコントロールユニットは、前記第１の送信手段から送信される前記映像信号を受信する第２の受信手段と、前記第２の受信手段において受信した前記映像信号に対して、少なくとも前記第１の信号処理回路における前記第１種の信号処理とは異なる第２種の信号処理を施し得る第２の信号処理回路と、前記電子内視鏡に向けて前記制御信号を送信する第２の送信手段と、前記第２の信号処理回路における信号処理作用を制御し、また、前記制御信号を前記電子内視鏡に向けて送信するよう前記第２の送信手段を制御すると共に、前記電子内視鏡における前記第１の信号処理回路における信号処理作用を制御可能な制御手段と、を有し、
前記制御手段は、前記カメラコントロールユニットにおける前記第２の送信手段を制御して前記制御信号を前記電子内視鏡に向けて送信せしめ、当該電子内視鏡における前記第１の受信手段が当該制御信号を受信した際、前記第１の信号処理回路を制御し前記固体撮像素子からの撮像信号に対して前記第１種の信号処理における所定のパラメータを変更可能とすると共に、前記第２の信号処理回路が、前記第２の受信手段において受信した前記映像信号に対して前記第１種の信号処理とは異なる前記第２種の信号処理を施しめるよう当該第２の信号処理回路を制御することを特徴とする。
【０００６】
【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を説明する。
（第１の実施の形態）
図１ないし図３は本発明の第１の実施の形態に係り、図１は第１の実施の形態の電子式内視鏡システムの全体構成を示し、図２はカメラヘッドの内部構成を示し、図３はカメラコントロールユニットの内部構成を示す。
【０００７】
図１に示すように本発明の電子式内視鏡装置としての第１の実施の形態のＴＶカメラ外付け内視鏡システム１は、体腔内に挿入され、体腔内の患部等を観察する光学式内視鏡２（以下、内視鏡と略記）と、この内視鏡２の接眼部１２に着脱自在に装着され、接眼部１２に伝送された光学像を撮像する撮像手段を内蔵したカメラヘッド３とからなるＴＶカメラ外付け内視鏡（カメラヘッド装着内視鏡）４と、このカメラヘッド３を無線もしくは有線でコントロールするカメラコントロールユニット（以下、ＣＣＵと略記）５と、内視鏡２に照明光を供給する光源装置６と、カメラヘッド３もしくはＣＣＵ５からの映像信号を有線もしくは無線で写し出すモニタ７と、ＣＣＵ５のパラメータ等の設定を行うパーソナルコンピュータ（以下、パソコンと略記）８とを有し、内視鏡２のライトガイド口金１３には光源装置６からライトガイドケーブル９ａにより、もしくはカメラヘッド３に内蔵された光源部からライトガイドケーブル９ｂにより照明光が供給されるようになっている。
【０００８】
内視鏡２は体腔内に挿入される細長で例えば硬質の挿入部１１と、この挿入部１１の後端に設けられた把持部と、この把持部の後端に設けられた接眼部１２とを有し、把持部に設けたライトガイド口金１３にはライトガイドケーブル９ａ又は９ｂの一端が着脱自在に接続され、ライトガイドケーブル９ａ又は９ｂの他端が接続される光源装置６又はカメラヘッド３からの照明光が供給される。
【０００９】
本実施の形態のＴＶカメラ外付け内視鏡システム１は、携帯型のＴＶカメラ外付け内視鏡装置として使用できると共に、据え置き型のＴＶカメラ外付け内視鏡装置としても使用できるようにしている。
【００１０】
つまり、携帯型のＴＶカメラ外付け内視鏡装置として使用する場合には、短いライトガイドケーブル９ｂにより内視鏡２とカメラヘッド３とを接続することにより、内視鏡２の内部のライトガイドに照明光を供給できるようにしている。
また、据え置き型のＴＶカメラ外付け内視鏡装置としても使用する場合には、ライトガイドケーブル９ａにより内視鏡２と光源装置６とを接続することにより、内視鏡２の内部のライトガイドに照明光を供給できるようにしている。
【００１１】
そして、入射された照明光を伝送して、挿入部１１の先端部の照明窓から出射し、患部等の被写体を照明する。照明された被写体は先端部における照明窓に隣接して設けた観察窓に取り付けた対物レンズにより、被写体の光学像が結像され、その光学像は挿入部１１内に挿通されたリレーレンズ系により後方側に中継され、接眼部１２の接眼窓から接眼レンズを介して肉眼で観察可能であると共に、カメラヘッド３を装着した場合には、カメラヘッド３の撮像レンズ１５（図２参照）をさらに介して結像位置に配置した固体撮像素子としての例えば電荷結合素子（ＣＣＤと略記）１６（図２参照）に結像され、光電変換される。
【００１２】
上述のように本実施の形態では携帯型としても使用できるように、例えばカメラヘッド３は、内視鏡２の接眼部１２に装着される部分のカメラヘッド部２１と、このカメラヘッド部２１から一端が延出されたケーブル部２２と、このケーブル部２２の他端に設けられ、撮像手段（具体的にはＣＣＤ１６）に対する信号処理を行う信号処理部２３とを有し、信号処理部２３と有線もしくは無線で接続されるモニタ７により撮像した画像を表示し、術者はモニタ７上に表示された画像を観察して内視鏡検査や手術等を行うことができるようにしている。
【００１３】
また、携帯型の場合よりも、より高い機能を備えた据え置き型のＴＶカメラ外付け内視鏡装置として使用できるように、カメラヘッド２３の信号をＣＣＵ５に送り、ＣＣＵ５により信号処理してモニタ７に表示できるようにしている。以下、図２以降を参照して、その構成を説明する。
【００１４】
図２はカメラヘッド３の構成を示す。カメラヘッド部２１には撮像を行う撮像レンズ１５及びＣＣＤ１６と共に、光源部として例えば白色光を発生する白色ＬＥＤ２５及びその照明光を集光するレンズ２６とが設けてあり、照明光出力部２７に接続されるライトガイドケーブル９ｂに照明光を供給できるようにしている。
【００１５】
また、信号処理部２３に内蔵されたＣＣＤ駆動回路３１はケーブル部２２内に挿通された信号線を介してＣＣＤ１６にＣＣＤ駆動信号を印加し、ＣＣＤ１６はこのＣＣＤ駆動信号を受けて所定の撮像周期で光電変換された撮像信号を出力する。このＣＣＤ１６から出力される撮像信号は信号処理回路３２に入力され、この信号処理回路３２内部で相関二重サンプリング（ＣＤＳ）、ＡＧＣ、ホワイトバランス、エンハンス、γ補正等の処理が施されて、映像信号に変換される。
【００１６】
この信号処理回路３２の出力信号は（有線による）映像出力端３３から出力可能であると共に、無線伝送のための変調回路３４に入力され、所定の変調が施された後、無線送信を行うトランスミッタ３５に入力され、（近距離用の送信強度の小さい）無線信号に変換されて図示しないアンテナから外部に放射される。
【００１７】
従って、携帯型として使用する場合には映像出力端３３に映像ケーブルを介してモニタ７に接続したり、またモニタ７が無線対応型のモニタであれば、トランスミッタ３５による無線信号を（モニタ７の）レシーバで受信して、モニタ画面に映像信号に対応する画像を表示し、その画像を観察することができる。
【００１８】
つまり、携帯型で、近距離無線伝送を行う場合にはトランスミッタ３５を介して画像を伝送することもできる。
また、本実施の形態では遠距離の無線伝送を行うこともできるようにしている。
【００１９】
つまり、変調回路３４で変調された信号は携帯電話／ＰＨＳインタフェース３６に送り、所定の伝送フォーマット／プロトコルに変換し、外付けの携帯電話／ＰＨＳ３７に伝送し、この携帯電話／ＰＨＳ３７を介して遠距離の無線伝送を行うことができるようにしている。
【００２０】
一方、据え置き型としても使用するができるように、トランスミッタ３５等を介して信号をＣＣＵ５に伝送できるようにしている。
図３に示すようにトランスミッタ３５による無線信号はＣＣＵ５のレシーバ４１により受信され、復調回路４２に送られる。この復調回路４２により、受信された信号は復調されてベースバンドの映像信号に変換された後、信号処理回路４３に入力される。
【００２１】
この信号処理回路４３では、入力された映像信号に対して、色調整、ノイズリダクション等の信号処理の他に、Ａ／Ｄ変換してメモリに一時格納することによりフリーズした画像を表示することも可能とする信号処理を行う。
【００２２】
そして、例えばＣＣＵ５の前面等に設けた操作パネル４４のフリーズ指示スイッチ等の指示操作を行うと、その指示のコントロール信号がＣＰＵ４５を介して信号処理回路４３のメモリコントローラ等に与えられ、メモリへの書き込みを禁止してフリーズされた画像を出力する状態に設定することができるようにしている。
【００２３】
また、操作パネル４４における色調整スイッチの操作により、術者（ユーザ）は診断し易いと思う好みの色調等に設定して、内視鏡画像を表示する状態に設定することもできる。
【００２４】
つまり、操作パネル４４からの指示操作により、信号処理回路４３を制御することができるようにしている。
この信号処理回路４３からの出力信号は出力回路４６を介して出力端から映像信号として、モニタ７に出力される。
【００２５】
また、ＣＰＵ４５への指示信号は操作パネル４４から行えるのみならず、外部のパソコン８から信号をＣＣＵ５内部のＴＣＰ／ＩＰポート４７を介して入力することもできるようにしている。
【００２６】
この指示方法は、より具体的にはパソコン８にインストールされた標準のＨＴＴＰブラウザを用いて入力することができるようにしている。なお、図１或いは図３ではパソコン８とＣＣＵ５とはケーブルで接続しているが、無線で接続するようにしても良い。
【００２７】
なお、トランスミッタ３５による近距離無線信号を用いないで、カメラヘッド３の映像出力端３３とＣＣＵ５の映像入力端４８とを映像ケーブルにより接続して、信号処理回路３２の出力信号を直接、ＣＣＵ５の信号処理回路４３に入力するようにしても、同様の処理を行うようになる。この場合には、復調回路４２側の動作は不要となるので、例えばＣＰＵ４５を介して復調回路４２の復調機能を停止した待機状態とし、その待機状態にすることにより電力消費を低減できるようにしている。
【００２８】
また、本実施の形態では、据え置き型として使用する場合には、ＣＣＵ５からのコントロール信号或いは各種の信号処理パラメータを、カメラヘッド３の信号処理回路３２に送ることができるようにしている。
【００２９】
つまり、操作パネル４４等によりＣＰＵ４５に与えられた指示のコントロール信号や信号処理パラメータは変調回路４９で変調された後、トランスミッタ５０に送られ、無線信号として外部に放射される。
【００３０】
この無線信号はカメラヘッド３のレシーバ３８により受信され、復調回路３９に送られる。復調回路３９で復調された信号は信号処理回路３２に入力され、エンハンス量の映像処理パラメータの変更、ＡＧＣのＯＮ／ＯＦＦの制御やその他の設定や制御を行うことができるようにしている。
【００３１】
つまり、据え置き型として使用する場合には、ＣＣＵ５からのコントロール信号或いは各種画像処理のための信号処理パラメータを、カメラヘッド３の信号処理回路３２に送り、信号処理回路３２の内部の機能をより詳細に制御や設定して、（携帯型として使用する場合よりも）高機能化することができるようにすると共に、ＣＣＵ５側の信号処理回路４３を通すことにより、携帯型として使用する場合よりもより高機能化した信号処理を行えるようにしている。
【００３２】
この場合、カメラヘッド３の信号処理回路３２のみの場合に対して、付加されたＣＣＵ５側の信号処理回路４３による機能を詳細に制御や設定したりすることもできる。
【００３３】
次にこのような構成による本実施の形態の作用を説明する。
まず、携帯型として使用する場合には、ライトガイドケーブル９ｂを用いて内視鏡２とカメラヘッド部２１を接続する。そして、信号処理部２３に有線方式のモニタ７を接続、或いは無線対応のモニタ７でその映像信号を受信してその表示面に表示できるようにする。
【００３４】
この場合には、往診時等には携帯に適した小型軽量な状態、つまりコンパクトな状態で内視鏡検査ができる。
つまり、カメラヘッド部２１には撮像手段（より具体的には固体撮像素子としてのＣＣＤ１６）と簡易的な照明手段（光源手段）とを内蔵し、また信号処理部２３の内部にはＣＣＤ１６を駆動する機能や、ＣＣＤ１６の出力信号から映像信号を生成する信号処理機能を内蔵し、モニタ７に有線或いは無線で映像信号を出力してモニタ７の表示面に内視鏡画像を表示できるので、この内視鏡画像を観察して、往診時等における内視鏡検査を行うことができる。
【００３５】
また、信号処理部２３に携帯或いはＰＨＳ３７を接続して、病院側に内視鏡画像を伝送して、その内視鏡画像に対する診断、助言を依頼する等することもできる。
【００３６】
一方、携帯移動する必要がなく、据え置き型のＴＶカメラ外付け内視鏡装置として使用する場合には、ライトガイドケーブル９ａにより、光源装置６の照明光を内視鏡２に供給するように接続し、また信号処理部２３をＣＣＵ５から近距離に配置し、ＣＣＵ５に有線式（或いは無線式）のモニタ７を接続する。
【００３７】
この場合には、光源装置６から十分な光量の照明光が内視鏡２に供給され、内視鏡２の観察光学系で結像及び伝送された光学像はカメラヘッド部２１のＣＣＤ１６に結像され、ＣＣＤ駆動回路３１からのＣＣＤ駆動信号の印加により光電変換された撮像信号が読み出され、信号処理回路３２で信号処理され、変調回路３４で変調され、トランスミッタ３５を経て電波で放射される。
【００３８】
この電波はＣＣＵ５のレシーバ４１で受信され、さらに復調回路４２で復調されてベースバンドの映像信号に戻され、さらに信号処理回路４３により、信号処理部２３内部の信号処理回路３２の信号処理機能に付加した色調整やノイズリダクション等の信号処理機能を行う。
【００３９】
また、ＣＣＵ５の操作パネル４４を操作したり、パソコン８を操作してＣＣＵ５のＣＰＵ４５を介して信号処理部２３内部の信号処理回路３２の信号処理機能やＣＣＵ５内部の信号処理回路４３のフリーズ機能等の信号処理機能を制御やパラメータの変更設定等によりより高機能の信号処理を行うようにすることもできる。
【００４０】
そして、ＣＣＵ５の出力回路４６からモニタ７に映像信号が出力され、モニタ７には一般的には携帯型の場合よりも明るい或いはＳ／Ｎの良好な内視鏡画像を表示したり、ユーザの選択に対応した色調や、必要に応じてフリーズ画像を表示させる事などができる。
【００４１】
このように本実施の形態では、調整操作等を殆ど不要で携帯使用に適したＴＶカメラ外付け内視鏡装置として使用できると共に、ＣＣＵ５及び光源装置６を付加して据え置き型のＴＶカメラ外付け内視鏡装置としても兼用して使用できるので、別々のＴＶカメラ外付け内視鏡装置を採用した従来例の場合よりも簡単な操作方法で取り扱いことができ、使い勝手を向上できる。
また、別々のＴＶカメラ外付け内視鏡装置を採用した従来例の場合よりも、多くもカメラヘッドを必要としないので、低コスト化できる。
【００４２】
従って、本実施の形態は以下の効果を有する。
このように、据え置き型の外付けＴＶカメラシステムのカメラヘッド内部に無線通信手段を設け、同一のカメラヘッドで用途に応じて据え置き型の外付けＴＶカメラシステムのカメラヘッドとして用いたり、携帯型として、カメラヘッド本体のみでも使用可能なため、同様な操作方法で取り扱うことができ、使い勝手が向上する。また、多くのカメラヘッドを取り揃える必要がないため、コスト面でも有利になる。
【００４３】
そして、近距離伝送でよい場合には、免許不要の近距離無線を使用し、遠距離伝送が必要な場合は、携帯／ＰＨＳ３７等のインフラを利用して画像伝送を行うことができるため、コンパクトなシステムを実現できる。
更に、ＴＣＰ／ＩＰと、ＨＴＴＰを搭載し、パソコン８のブラウザを用いて各種設定が可能であるため、入力インターフェースを統一でき、使い勝手を向上させることができる。
【００４４】
（第２の実施の形態）
次に図４を参照して本発明の第２の実施の形態を説明する。図４は第２の実施の形態のＴＶカメラ外付け内視鏡システム６１を示す。このＴＶカメラ外付け内視鏡システム６１は図１のＴＶカメラ外付け内視鏡システム１において、カメラヘッド３の代わりに通常のカメラヘッド３′を採用してＴＶカメラ外付け内視鏡４′を形成し、そのカメラヘッド３′から一端が延出されたケーブル部２２′の他端のコネクタ部６２に、信号処理部２３′を着脱自在にしている。
【００４５】
この信号処理部２３′は、図２に示す信号処理部２３の構成の他にさらにカメラヘッド部２１に内蔵した白色ＬＥＤ２５及びレンズ２６を内蔵した構成にしており、この信号処理部２３′における照明光出力部６４には図１に示したライトガイドケーブル９ａを着脱自在に接続することができるようにしている。つまり、ライトガイドケーブル９ａは光源装置６に接続することもできるし、信号処理部２３′における（図２の照明光出力部２７に相当する）照明光出力部６４にも接続できるようにしている。
【００４６】
その他は第１の実施の形態と同様の構成である。本実施の形態によれば、既存のカメラヘッド３′を採用した場合にも、第１の実施形態と同様の機能を有する携帯型でも、据え置き型でも兼用して使用できるＴＶカメラ外付け内視鏡システム６１を実現できる。
【００４７】
なお、上述の各実施の形態では、ＴＶカメラ外付け内視鏡４或いは４′によるカメラヘッド３或いは３′に固体撮像素子を内蔵した電子式内視鏡の場合における電子式内視鏡システム１或いは６１で説明したが、挿入部の先端部等に固体撮像素子を内蔵した電子内視鏡を採用した電子式内視鏡システムの場合も本発明に属する。
【００４８】
［付記］
１．無線伝送のためのトランスミッタ及び無線受信のためのレシーバとして、携帯電話或いはＰＨＳと接続可能としたことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の電子式内視鏡装置。
２．近距離無線伝送に際して、伝送プロトコルをＴＣＰ／ＩＰとし、ＨＴＴＰを搭載し、パソコン等のブラウザで各種設定が可能であることを特徴とする請求項２乃至請求項３に記載の電子式内視鏡装置。
【００４９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、携帯型としても、より高機能の据え置き型の電子内視鏡システムとしても兼用して使用でき、操作性等を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態のＴＶカメラ外付け内視鏡システムの全体構成図。
【図２】カメラヘッドの内部構成を示すブロック図。
【図３】カメラコントロールユニットの内部構成を示すブロック図。
【図４】本発明の第２の実施の形態のＴＶカメラ外付け内視鏡システムの全体構成図。
【符号の説明】
１…ＴＶカメラ外付け内視鏡システム
２…（光学式）内視鏡
３…カメラヘッド
４…ＴＶカメラ外付け内視鏡
５…カメラコントロールユニット（ＣＣＵ）
６…光源装置
７…モニタ
８…パーソナルコンピュータ（パソコン）
９ａ、９ｂ…ライトガイドケーブル
１１…挿入部
１２…接眼部
１６…ＣＣＤ
２１…カメラヘッド部
２２…ケーブル部
２３…信号処理部
２５…白色ＬＥＤ
３１…ＣＣＤ駆動回路
３２、４３…信号処理回路
３４、４９…変調回路
３５、５０…トランスミッタ
３６…携帯／ＰＨＳインタフェース
３７…携帯／ＰＨＳ
３８、４１…レシーバ
３９、４２…復調回路
４５…ＣＰＵ
４７…ＴＣＰ／ＩＰポート

Claims

被検体像を撮像するための固体撮像素子および被検体像に対して照射するための照明光を生成する光源を備えた電子内視鏡と、当該電子内視鏡と所定の信号を送受信するカメラコントロールユニットと、を備える電子内視鏡システムにおいて、
前記電子内視鏡は、
被検体像を撮像するための固体撮像素子と、
前記固体撮像素子からの撮像信号に対して少なくとも第１種の信号処理を施し所定の表示手段に表示可能な映像信号を生成する第１の信号処理回路と、
前記第１の信号処理回路により信号処理が施され所定の表示手段に表示可能な信号として出力される前記映像信号を前記カメラコントロールユニットに向けて送信する第１の送信手段と、
前記カメラコントロールユニットから送信される所定の制御信号を受信する第１の受信手段と、
前記第１の信号処理回路から出力される前記映像信号を前記カメラコントロールユニット以外のモニタに向けて送信するモニタ出力用送信手段と、
を有し、
前記カメラコントロールユニットは、
前記第１の送信手段から送信される前記映像信号を受信する第２の受信手段と、
前記第２の受信手段において受信した前記映像信号に対して、少なくとも前記第１の信号処理回路における前記第１種の信号処理とは異なる第２種の信号処理を施し得る第２の信号処理回路と、
前記電子内視鏡に向けて前記制御信号を送信する第２の送信手段と、
前記第２の信号処理回路における信号処理作用を制御し、また、前記制御信号を前記電子内視鏡に向けて送信するよう前記第２の送信手段を制御すると共に、前記電子内視鏡における前記第１の信号処理回路における信号処理作用を制御可能な制御手段と、
を有し、
前記制御手段は、
前記カメラコントロールユニットにおける前記第２の送信手段を制御して前記制御信号を前記電子内視鏡に向けて送信せしめ、当該電子内視鏡における前記第１の受信手段が当該制御信号を受信した際、前記第１の信号処理回路を制御し前記固体撮像素子からの撮像信号に対して前記第１種の信号処理における所定のパラメータを変更可能とすると共に、
前記第２の信号処理回路が、前記第２の受信手段において受信した前記映像信号に対して前記第１種の信号処理とは異なる前記第２種の信号処理を施しめるよう当該第２の信号処理回路を制御する
ことを特徴とする電子内視鏡システム。
前記第２の信号処理回路における前記第２種の信号処理とは、医学的診断能を向上する機能であることを特徴とする請求項１に記載の電子内視鏡システム。