JP2003038434A - 電子内視鏡装置 - Google Patents
電子内視鏡装置Info
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- JP2003038434A JP2003038434A JP2001227594A JP2001227594A JP2003038434A JP 2003038434 A JP2003038434 A JP 2003038434A JP 2001227594 A JP2001227594 A JP 2001227594A JP 2001227594 A JP2001227594 A JP 2001227594A JP 2003038434 A JP2003038434 A JP 2003038434A
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- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
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Abstract
て動作させる事のできる電子内視鏡装置を提供する。 【解決手段】 電子内視鏡装置のスコープユニット内に
おいて、CCDのサブストレートの電圧を検出する検出
回路と、CCDのサブストレートから電荷を引き抜く電
荷引抜き回路を設置する。検出回路で検出されたサブス
トレート電圧が所定の閾値以下に低下している場合は、
電荷引抜き回路を動作させ、サブストレート電圧が所定
の閾値以下に低下していない場合には、電荷引抜き回路
を動作させないように制御する。
Description
し、より詳細には電子内視鏡装置の挿入部先端に配置さ
れる撮像素子の駆動制御に関する。
挿入される挿入部を有するスコープユニットと、スコー
プユニットを着脱自在に装着可能であってスコープユニ
ットへ照明光を供給するとともにスコープユニットから
の画像信号を受信し処理して所定規格の映像信号を生成
するプロセッサユニットとから構成される。スコープユ
ニットの挿入部先端には撮像素子(CCD;Charge Cou
pled Device)が配置されており、挿入部先端から照明
光が照射されることによってCCDで受光された被写体
像の画像信号は、スコープユニット内に配設された信号
ケーブルを介して伝送され、その後スコープユニットの
基端部及びプロセッサユニット内部で信号処理され、所
定規格の映像信号としてプロセッサユニットからモニタ
装置に出力される。
けたとき生じ得るブルーミングやスミアの発生を防ぐ為
に、VOD(縦型オーバフロードレイン)構造を有する
ものが提供されている。このようなCCDでは、通常、
サブストレートに印加される電圧(Vsub)は電源電
圧(VDD)を用いて内部発生され正の電圧に設定され
ており、電荷蓄積部が飽和する以上の強い光を受けたと
きに、余剰電荷をサブストレート(基板)内に捨てるこ
とが可能になっている。したがって、電子内視鏡装置に
おいてもこのようなVOD構造を有するCCDを用いる
事が、良好な映像を得る上で望まれることになる。
用いられる電子内視鏡装置は、患者の負担を減らす為に
挿入部の細径化が求められている。そのため、電子内視
鏡装置に用いられるCCDについては特に小型化が求め
られることになり、VOD構造を有するCCDに関して
も小型化が進められることになる。CCDが小型化され
ることによって問題となってくるのが、電荷蓄積部の過
剰電荷をサブストレートに多く蓄えられなくなることで
ある。
サブストレートに過大な電荷が捨てられることによっ
て、サブストレート電位が顕著に変化してしまうことが
ある。CCDにおいてサブストレート電位が顕著に下が
ると、電荷転送動作などに不具合を生じ、正常な画像が
得られなくなる場合がある。
ものである。すなわち本発明は、CCDの小型化が進ん
でも、CCDを安定して動作させる事のできる電子内視
鏡装置を提供することを目的とする。
の発明は、挿入部先端にCCDを有し該CCDからの出
力信号に基づいて所定の映像信号を生成する電子内視鏡
装置において、CCDのサブストレートの電圧を検出す
る検出手段と、検出手段によって検出されるサブストレ
ートの電圧が所定の閾値以下に低下したときに、サブス
トレートから電荷を引き抜くように動作する電荷引抜き
制御手段とを備える。CCDが強い光を受けることによ
って、CCDの電荷蓄積部からサブストレートに過剰に
電荷が捨てられたことを、サブストレート電位の低下か
ら検出することができる。したがって、サブストレート
電位が低下した時に、電荷引抜き制御手段がサブストレ
ートから電荷を引き抜く事で、サブストレートの電位を
正常に保ち、CCDの動作を安定化することができる。
らサブストレートの電圧を内部発生する電圧発生回路を
有するものであっても良い(請求項2)。本発明の電子
内視鏡装置は、所定の閾値を格納する為の記憶部をさら
に備えるものであっても良い(請求項3)。
ッサユニットへの接続部である基端部とを有し、挿入部
先端に配置されたCCDから被写体の画像信号を得る電
子内視鏡装置用スコープユニットにおいて、CCDのサ
ブストレートの電圧を検出する検出手段と、検出手段に
よって検出されるサブストレートの電圧が所定の閾値以
下に低下したときに、サブストレートから電荷を引き抜
くように動作する電荷引抜き制御手段とを備える。CC
Dが強い光を受けることによって、CCDの電荷蓄積部
からサブストレートに過剰に電荷が捨てられたことを、
サブストレート電位の低下から検出することができる。
したがって、サブストレート電位が低下した時に、電荷
引抜き制御手段がサブストレートから電荷を引き抜く事
で、サブストレートの電位を正常に保ち、CCDの動作
を安定化することができる。
らサブストレートの電圧を内部発生する電圧発生回路を
有するものであっても良い(請求項5)。本発明のスコ
ープユニットは、所定の閾値を格納する為の記憶部をさ
らに備えるものであっても良い(請求項6)。
の電子内視鏡装置100の制御系の全体構成を表すブロ
ック図である。電子内視鏡装置100は、体腔内へ挿入
される挿入部10a及び基端部10bを有するスコープ
ユニット10と、スコープユニット10への照明光の供
給を行うと共にスコープユニット10から得られる信号
を処理して映像信号を生成するプロセッサユニット50
とから成る。スコープユニット10は、プロセッサユニ
ット50に対して着脱自在の構成になっている。なお、
プロセッサユニット50によって生成される映像は、プ
ロセッサユニット50に接続ケーブルを介して接続され
る外部モニタ(不図示)上に表示される。
は、スコープユニット10内部に配設されているライト
ガイド7を介してスコープユニット10の挿入部10a
の先端部から被写体に向けて照射される。スコープユニ
ット10の挿入部10aの先端に設けられた対物レンズ
(不図示)によって形成される照明された被写体の光学
像は、CCD(Charge Coupled Device)2の受光面上
で受光されて電荷として蓄積され、電気信号に変換され
る。なお、CCD2は、VOD構造を有するインターラ
イン方式のカラーCCDであるものとする。
て蓄積し、蓄積された光量に対応する電気信号を出力す
る。CCD2を動作させるための電源電圧(VDD)及
びその他の駆動信号等は、CCD制御部9からCCD2
に対して供給される。CCD制御部9の制御によって、
CCD2から出力された画像信号は、CCD制御部9に
おいて増幅、ガンマ補正などの所定の処理を施された
後、プロセッサユニット50内の映像信号処理回路20
に入力される。
制御部9からの信号は、Y(輝度)成分、R−Y(赤−
輝度)成分、及びB−Y(青−輝度)成分のデジタル信
号に変換され、これら成分のデータが、それぞれに対応
した画像メモリであるYメモリ21、(R−Y)メモリ
22、及び(B−Y)メモリ23に一旦格納される。
成するタイミング信号を用いて、スコープユニット10
側とのデータ通信、画像メモリ21−23の制御、及び
不図示のキーボードからの入力の処理等を実行する。
は、マイコン30による制御の下、所定のタイミングで
読み出され、ビデオ処理回路25に入力される。ビデオ
処理回路25は、画像メモリ21−23から入力される
各成分の画像データを合成して例えばNTSC規格のコ
ンポジット映像信号26、或いはRGBセパレート信号
27等を生成する。これらの映像信号はモニタ装置に送
出される。なお、電源部45は、CCD2の電源電圧等
の電源をスコープユニット10側に供給する。
0で生成された輝度成分の信号に基づいて、映像の輝度
レベルが所望のレベルとなる様に、絞り41の開度を調
節する。
D2及びCCD制御部9の詳細構成を表すブロック図で
ある。図2を参照してCCD2制御の詳細を説明する。
なお、ここでのCCD2は、電源電圧VDDとして15
Vを必要とし、また−8V電源のような負電源をも必要
とするタイプのCCDである。
の電源部45から供給される電源(+15V、−8V)
を所定の投入タイミングでCCD2に対して供給する。
CCD垂直クロックドライバ61は、DSP(デジタル
シグナルプロセッサ)65において発生された垂直駆動
信号を受けてCCD2に対して垂直クロックを出力す
る。また、CCD水平クロックドライバ62は、DSP
65で発生された水平駆動信号を受けてCCD2に対し
て水平クロックを出力する。
イトガイド7の分光特性のばらつきを調整する為に、D
SP65において生成する画像信号のホワイトバランス
の調整等を行う。調整の為に適用されたデータはメモリ
(ROM)66に格納される。このことにより、スコー
プユニット毎の分光特性がばらつくことなく一定に保た
れる。また、マイコン67は、プロセッサユニット50
側のマイコン30とも接続されており、マイコン30と
の間でデータ通信を行う機能も持っている。
D変換器63によってデジタル信号に変換されDSP6
5に入力される。DSP65は、入力されたデジタルの
画像信号に対して、ブランキング、クランプ、ホワイト
バランス調整、ガンマ補正などのカメラプロセス処理を
施し、画像信号を、例えばY信号及びC信号の形式でプ
ロセッサユニット50側に出力する。
D構造を有するCCDの一般的な画素部の構成(断面
図)を示している。図3(a)において、Nサブストレ
ート(基板)部に印加される電圧Vsubは、電源電圧
VDD(+15V)を用いて内部発生され、正の電圧に
設定される。それによって、電荷蓄積部2aに電位井戸
が形成されるとともに、安定した動作が得られる構成と
なっている。なお、電荷蓄積部2aに蓄積された電荷
は、その後、垂直CCDレジスタ部2bに転送され、さ
らに水平CCDレジスタ部に転送され、CCD2の信号
出力端子82から出力される。
おける通常状態の電位分布を示す図である。なお、図3
(b)の縦軸は電位を表し下方向が電位の正方向であ
る。電荷蓄積部2aの電荷が過剰になると、オーバーフ
ローした電子は図の矢印XのようにNサブストレートに
捨てられる。なお、サブストレート端子81は、CCD
2内部のNサブストレートに接続されおり、サブストレ
ート端子81の電圧を検出することで、Nサブストレー
ト電位を検出することができる。
(SUB)81の電圧は電圧検出回路68によって検出
される。電圧検出回路68は、例えば、サブストレート
端子81の電圧をデジタル値に変換するA/D変換器か
ら成り、検出した電圧をデジタルデータとしてマイコン
67に送る。
辺の詳細を表す回路図である。図4に示すように電荷引
抜き回路69は、コンデンサC11,C12及びスイッ
チSW13から成り、スイッチSW13のオン/オフ
は、マイコン67からの制御信号によって行われる。C
12は、例えば100μFの大容量のコンデンサであ
り、多くの電荷をためることができる。C11は、例え
ば0.047μFの高周波特性の良いコンデンサであ
り、瞬時に電荷を引き抜くことができる。
て検出されるサブストレート端子81電圧が所定の閾値
以下となっていない場合には、スイッチSW13をオフ
に保つ。一方、サブストレート端子81電圧が所定の閾
値以下である場合には、マイコン67はスイッチSW1
3をオンし、Nサブストレートに過剰に捨てられていた
電荷をコンデンサC11、C12によって引き抜かせ
る。この所定の閾値は、メモリ(ROM)66に格納さ
れているものとする。
る、CCD2のサブストレートからの電荷引抜き動作を
表すフローチャートである。始めにマイコン67は、メ
モリ66から所定の閾値(すなわちサブストレートのD
C電位が正常であるか否かを判定する為の値)を読み込
む(S11)。次に、電圧検出回路68で検出されたサ
ブストレート電位を取得する(S12)。サブストレー
ト電位が所定の閾値より大きい場合には(S13:YE
S)、サブストレート電位は正常なのでスイッチS13
をオフのままとし、一定時間後(例えば1秒)に再びサ
ブストレート電位を測定する(S14)。
下である場合には(S13:NO)、過剰な電荷により
サブストレート電位が低下している為、スイッチSW1
3をオフ→オン→オフさせ、電荷引抜き回路69にサブ
ストレートの電荷を引き抜かせる(S15)。ステップ
S15の後、処理は再びS12に戻る。このように、サ
ブストレートに過剰な電荷がたまった場合にも電荷引き
抜きが行われるので、サブストレートは常に正常な電位
に保たれ、したがってCCD2の動作の安定性が保たれ
ることになる。
行される、メモリ66に格納すべき所定の閾値を決定す
る手順について、図6のフローチャートを参照して説明
する。なお、図6に示す手順は、サブストレート電位が
確実に正常となっている場合の電位を測定する必要があ
ることから、スコープユニット10の先端部を暗くした
状態で行うものとする。始めにステップS21におい
て、例えばプロッセユニット50に接続されたキーボー
ド(不図示)からの操作によって、サブストレート電位
測定モードに入るか否かが決定される(S21)。サブ
ストレート電位測定モードに入ると(S21:YE
S),マイコン67によって電圧検出回路68からサブ
ストレート電位が取得される(S22)。なお、このと
き得られるサブストレート電位は、CCD2内の電荷蓄
積部からの電荷のオーバーフローが生じていないときの
正常なサブストレート電位である。そして、取得された
サブストレート電位に基づく閾値電圧は、メモリ66に
格納される。この取得されたサブストレート電位よりも
例えば2V低い電圧を、図5のフローチャートで用いる
(すなわち、サブストレート電位が正常であるか否かを
判定する為の)所定の閾値とする事ができる。
正常時のサブストレート電位を測定しそれによって所定
の閾値を決定してメモリ66に格納することで、個々の
スコープユニット(CCD)毎に最適な閾値を適用する
ことが可能になる。
CDのサブストレートに電荷が過剰に捨てられた時に、
この電荷をサブストレートの外部に引き抜くことがで
き、CCDの動作を安定させることが可能となる。した
がって、ブルーミングやスミアの発生を防止し、内視鏡
装置による観察映像の品質を高めることが可能となる。
表すブロック図である。
の制御系の詳細を表すブロック図である。
れるCCDの画素部の一般的な構成を表す断面図及び電
位分布を表す図である。
びその周辺の詳細を表す回路図である。
ある。
する為の閾値を決定する手順を表すフローチャートであ
る。
Claims (6)
- 【請求項1】 挿入部先端にCCDを有し該CCDから
の出力信号に基づいて所定の映像信号を生成する電子内
視鏡装置において、 前記CCDのサブストレートの電圧を検出する検出手段
と、 前記検出手段によって検出される前記サブストレートの
電圧が所定の閾値以下に低下したときに、前記サブスト
レートから電荷を引き抜くように動作する電荷引抜き制
御手段と、 を備えることを特徴とする電子内視鏡装置。 - 【請求項2】 前記CCDは、供給される電源電圧から
前記サブストレートの電圧を内部発生する電圧発生回路
を有すること、を特徴とする請求項1に記載の電子内視
鏡装置。 - 【請求項3】 前記所定の閾値を格納する為の記憶部を
さらに備えること、を特徴とする請求項1又は請求項2
に記載の電子内視鏡装置。 - 【請求項4】 挿入部とプロセッサユニットへの接続部
である基端部とを有し、前記挿入部先端に配置されたC
CDから被写体の画像信号を得る電子内視鏡装置用スコ
ープユニットにおいて、 前記CCDのサブストレートの電圧を検出する検出手段
と、 前記検出手段によって検出される前記サブストレートの
電圧が所定の閾値以下に低下したときに、前記サブスト
レートから電荷を引き抜くように動作する電荷引抜き制
御手段と、 を備えることを特徴とするスコープユニット。 - 【請求項5】 前記CCDは、供給される電源電圧から
前記サブストレートの電圧を内部発生する電圧発生回路
を有すること、を特徴とする請求項4に記載のスコープ
ユニット。 - 【請求項6】 前記所定の閾値を格納する為の記憶部を
さらに備えること、を特徴とする請求項4又は請求項5
に記載のスコープユニット。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001227594A JP2003038434A (ja) | 2001-07-27 | 2001-07-27 | 電子内視鏡装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001227594A JP2003038434A (ja) | 2001-07-27 | 2001-07-27 | 電子内視鏡装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003038434A true JP2003038434A (ja) | 2003-02-12 |
Family
ID=19060231
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001227594A Pending JP2003038434A (ja) | 2001-07-27 | 2001-07-27 | 電子内視鏡装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2003038434A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015192696A (ja) * | 2014-03-31 | 2015-11-05 | Hoya株式会社 | 負荷電圧制御装置、電子内視鏡および電子内視鏡システム |
-
2001
- 2001-07-27 JP JP2001227594A patent/JP2003038434A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015192696A (ja) * | 2014-03-31 | 2015-11-05 | Hoya株式会社 | 負荷電圧制御装置、電子内視鏡および電子内視鏡システム |
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