JP2006026134A

JP2006026134A - 電子内視鏡及び電子内視鏡システム

Info

Publication number: JP2006026134A
Application number: JP2004209845A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Takizawa; 努滝沢
Original assignee: Pentax Corp
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 2004-07-16
Filing date: 2004-07-16
Publication date: 2006-02-02

Abstract

【課題】伝送路の断線などの不具合を検知することができ且つそのような不具合が発生した場合であっても当該伝送路の機能が失われない。
【解決手段】体腔内を撮像する撮像素子と、該撮像素子において入出力される信号を処理する為の所定の回路が実装された実装基板と、該所定の回路に入出力される複数の信号の伝送路であって、それぞれの信号に関して少なくとも２系統有した伝送路と、各信号の該伝送路においていずれかの系統に異常が発生したことを検知する異常検知手段を電子内視鏡に備える。
【選択図】図４

Description

この発明は、体腔内を撮像する撮像素子と、該撮像素子に入出力される信号を処理する為の回路が実装された実装基板と、該回路に入出力される複数の信号の伝送路とを備えた電子内視鏡、及び該電子内視鏡を備えた電子内視鏡システムに関する。

従来より、体腔内を撮像する撮像素子をその先端部に備えた電子内視鏡が広く知られ実用に供されている（例えば特許文献１）。
特開２０００−２３７１２８号公報

上記特許文献１に示されたような電子内視鏡は、撮像素子に加え、当該素子を駆動する為の回路、及び当該素子に入出力される信号の伝送路である複数の信号線を備えている。この信号線は、撮像素子とプロセッサとの間で処理される信号を伝送するものであり、電子内視鏡先端部からプロセッサとの接続部に掛けて延在している。

一般に、内視鏡には、体腔内の観察視野を変更できるようにその先端部近傍を屈曲させる機構が備えられている。先端部近傍が屈曲すると当該先端部前面（すなわち観察系が設置された面）の向きが変更される為、その観察視野も変更される。

先端部近傍を屈曲させたとき、その内部に配線された信号線も同様に屈曲する。しかしながら、内視鏡を細径化させる為にこのような信号線には極めて細いものが採用されている上に、その屈曲部分は常に同一箇所である。この為、屈曲動作を過度に行った場合、当該信号線が劣化や損傷または断線してしまうことが想定される。このように信号線に不具合が発生すると、撮像素子とプロセッサとの間において信号を伝送できなくなってしまう。

そこで、本発明は上記の事情に鑑み、伝送路の断線などの不具合を検知することができ且つそのような不具合が発生した場合であっても当該伝送路の機能が失われない電子内視鏡、及び検知された不具合を術者に報知することができる電子内視鏡システムを提供することを目的とする。

上記の課題を解決する本発明の一態様に係る電子内視鏡は、体腔内を撮像する撮像素子と、該撮像素子において入出力される信号を処理する為の所定の回路が実装された実装基板と、該所定の回路に入出力される複数の信号の伝送路であって、それぞれの信号に関して少なくとも２系統有した伝送路と、各信号の該伝送路においていずれかの系統に異常が発生したことを検知する異常検知手段を備えたものである。

なお、上記電子内視鏡において、各信号の伝送路は、上記所定の回路の中の対応する部分と導通した電極と、該電極と接続された少なくとも２本の信号線を有したものであっても良い。

また、上記電子内視鏡において、各信号の伝送路は、上記所定の回路の中の対応する部分と導通した少なくとも２つの同一電極と、該少なくとも２つの同一電極の各々に独立して接続された少なくとも２本の信号線を有したものであっても良い。

また、上記電子内視鏡は、検知された異常に関する情報を生成する異常情報生成手段と、生成された該情報を取得する異常情報取得手段と、取得された該情報を記憶する異常記憶手段をさらに備えたものであっても良い。また、この異常情報生成手段には、異常を検知した時刻情報を生成する計時手段、異常が検知された前記系統の情報を生成する系統情報生成手段、異常を検知したときの湿度情報を生成する湿度情報生成手段、異常を検知したときの温度情報を生成する温度情報生成手段のうちの少なくとも１つが含まれていることが想定される。

上記の課題を解決する本発明の一態様に係る電子内視鏡システムは、上述したいずれかに記載の電子内視鏡と、該撮像素子が生成した信号に処理を施してモニタ表示可能な映像信号に変換する信号処理手段と、該異常情報取得手段が取得した該異常に関する情報に応じたキャラクタ信号を生成するキャラクタ信号生成手段と、生成された該キャラクタ信号を該映像信号に重畳させるキャラクタ信号重畳手段とを備えたものである。

本発明の電子内視鏡は、各信号の伝送路を少なくとも２系統備えていると共にいずれかの系統で信号伝送機能が失われたときにそれを検出する手段を備えている。この為、例えば１つの系統が断線した場合にそれを検出することができる。また、断線した系統が伝送すべき信号を、当該信号を伝送する他の系統で確実に伝送することができる。また、本発明の電子内視鏡システムを採用すると、モニタに表示されるキャラクタ情報によって伝送路の不具合を把握できる為、術者は当該不具合に対して迅速に対処可能である。

図１は、本発明の実施形態の電子内視鏡システム１０を模式的に示した図である。また、図２は、本実施形態の電子内視鏡システム１０の構成を示したブロック図である。以下に、図１及び図２を参照して、本実施形態の電子内視鏡システム１０の構成及び作用について説明する。

本実施形態の電子内視鏡システム１０は、体腔内に挿入されるものであり、当該体腔内の観察対象である生体組織を撮像する電子内視鏡１００を有している。また、この電子内視鏡１００が出力した電気信号を処理してモニタ表示可能な信号に変換する信号処理部と、体腔内を照明する為の光源装置とを兼ね備えたプロセッサ２００を有している。またさらに、このプロセッサ２００が出力した信号を映像として表示するモニタ３００を有している。

本実施形態の電子内視鏡１００は、プロセッサ２００に備えられたプロセッサ側コネクタ部２１０に接続されるコネクタユニット１１０を備えている。このコネクタユニット１１０内部には、各種素子が実装されたコネクタ内基板１２０が設置されている。電子内視鏡１００は、このコネクタユニット１１０をプロセッサ側コネクタ部２１０に接続することにより、プロセッサ２００と電気的及び光学的接続を果たす。

また、電子内視鏡１００は、当該内視鏡１００を術者が操作する為の操作部１３０を備えている。コネクタユニット１１０と操作部１３０は可撓性を有したユニバーサルコード１４０によって接続されている。さらに、この電子内視鏡１００は、体腔内に挿入される部分として、可撓性を有した挿入部可撓管１５０、及びこの挿入部可撓管１５０の先端部に形成された先端部１６０を備えている。なお、電子内視鏡１００内部には、先端部１６０とコネクタユニット１１０との間に各種信号を伝送する為の複数の信号線及び観察対象に照明光を導くライトガイドが配置されている。

プロセッサ２００には、体腔内に照射される白色光の光源であるランプ２２１と、ランプ２２１の前方に設置された集光レンズ２２２と、ランプ２２１を発光制御するランプ制御回路２２３と、当該プロセッサ２００全体の処理を統括的に行う制御部２３０と、術者が各種操作を行う為の操作パネル２４０が備えられている。なお、ここでいうランプ２２１には、例えばメタルハライドランプや、キセノンランプ、ハロゲンランプ等が想定される。

操作パネル２４０に設けられたランプ２２１をオン／オフさせる点灯／消灯スイッチ（不図示）が操作されてオンされると、制御部２３０に当該スイッチオンを示した信号が入力する。制御部２３０は、この入力信号に基づいてランプ制御回路２２３に制御信号を送信する。ランプ制御回路２２３がこの制御信号に基づいてランプ２２１を発光制御すると、ランプ２２１は点灯する。ランプ２２１が照射した白色光は、集光レンズ２２２によって導光手段であるライトガイド１６２のプロセッサ側の端部近傍に集光されて当該ライトガイド１６２に入射し、その内部を先端部１６０に向かって伝送される。

図３は、電子内視鏡１００の先端部１６０近傍の断面を示した側断面図である。本実施形態の先端部１６０は、ハウジングとして、各構成要素を保持する為の樹脂製の枠体１６１を有している。この枠体１６１を形成する樹脂は硬質である為、先端部１６０は、挿入部可撓管１５０と異なり柔軟性がなく硬い。以下に、図３を参照して、本実施形態の先端部１６０の構成及び作用について説明する。

上述したライトガイド１６２は、電子内視鏡１００のユニバーサルコード１４０及び挿入部可撓管１５０に沿ってその内部に配置されており、その一端が集光レンズ２２２近傍に位置し、もう一端が先端部１６０内部に位置している。そして先端部１６０側の端部前方には、ライトガイド１６２を伝送された白色光を体腔内に照射する為の配光レンズ１６３が配置されている。なお、ライトガイド１６２の先端部１６０側の端部近傍及び配光レンズ１６３は、枠体１６１によって保持されている。

配光レンズ１６３から射出された白色光は、観察対象である生体組織を照明し、当該組織で反射される。反射された白色光は、先端部１６０が備えた対物レンズ群１６４に入射する。なお、対物レンズ群１６４はレンズ枠１６５に保持されており、このレンズ枠１６５は枠体１６１に保持されている。

対物レンズ群１６４から射出された上記反射光は、当該対物レンズ群１６４のパワーにより、固体撮像素子１７１の受光面（複数の受光素子がマトリクス状に配列された面）１７２上に、生体組織の光学像として結像される。そしてこの受光面１７２上で結像した生体組織の光学像は、各受光素子においてその光量に応じた電荷として蓄積されて当該生体組織の画像信号に変換される。なお、受光面１７２前面には、当該受光面１７２を保護するためのカバーガラス１７３が接着されている。さらに、このカバーガラス１７３の前面には、偽色やモアレの発生を低減させる赤外線カットローパスフィルタ１７４が接着されている。

また、固体撮像素子１７１は、受光面１７２と同一面上の非受光領域に図示しないパッド部を複数有している。これらのパッド部は、受光面１７２と同一の半導体プロセスで形成される電極であり、所定の間隔で配置されている。そして各パッド部には、固体撮像素子１７１において入出力される信号を伝送する信号線であるリード１７５の一端がボンディングされている。これらのリード１７５は、受光面１７２側から固体撮像素子１７１の後方に向かって引き出される。なお、リード１７５には、可撓性があり、ローインピーダンスなどの優れた電気的特性を有した金が採用されている。

固体撮像素子１７１の後方には、当該固体撮像素子１７１において入出力される信号を処理する為の複数の電気素子を含む回路を実装した実装基板１８１が設置されている。この実装基板１８１側面には、当該基板１８１上に描かれた銅箔パターンの一部である複数のランド（不図示）が備えられている。固体撮像素子１７１から引き出された複数のリード１７５の各々の他端は、これらのランドに半田付けされている。なお、これらのランドの各々は、例えば実装基板１８１上の電気素子に接続されている。

ここで、図３に示された電気素子１８２は、例えばプロセッサ２００側から固体撮像素子１７１に供給される電源電圧を昇圧する昇圧回路を成すものである。実装基板１８１の実装面と反対側の面には複数の電極が配置されており、電気素子１８２は、それぞれ独立した２つの電極１８２ａと１８２ｂと導通している。また、これらの電極の各々には、コネクタユニット１１０から先端部１６０に掛けて配置された各種信号を伝送する為の複数の信号線の各々が半田付けされている。これらの電極１８２ａ、１８２ｂは、それぞれ、電源電圧用の信号を伝送する信号線１８２Ａ、１８２Ｂと接続されている。従って、プロセッサ２００側から供給される電源電圧用の信号は、信号線１８２Ａ及び１８２Ｂの２本の信号線を伝送し、それぞれに接続された電極１８２ａ、１８２ｂを介して電気素子１８２に入力される。そして昇圧後、実装基板１８１上のパターンを伝送し、上記ランドを介してリード１７５を伝送し、上記パッド部から固体撮像素子１７１に入力される。これにより固体撮像素子１７１に電源電圧が供給される。

また、図３に示された電気素子１８３は、例えば、プロセッサ２００側の制御に従って固体撮像素子１７１を駆動させる周知の水平駆動信号及び垂直駆動信号を出力するものである。この電気素子１８３は、実装基板１８１の実装面と反対側の面に配置された電極であって、それぞれ独立した２つの電極１８３ａと１８３ｂと導通している。これらの電極１８３ａ、１８３ｂは、それぞれ、プロセッサ２００の出力信号を伝送する信号線１８３Ａ、１８３Ｂと接続されている。従って、プロセッサ２００側から供給される制御信号は、信号線１８３Ａ及び１８３Ｂの２本の信号線を伝送し、それぞれに接続された電極１８３ａ、１８３ｂを介して電気素子１８３に入力される。そして当該素子１８３によって水平駆動信号及び垂直駆動信号が出力されると、それらの信号は、実装基板１８１上のパターンを伝送し、上記ランドを介してリード１７５を伝送し、上記パッド部から固体撮像素子１７１に入力される。これにより固体撮像素子１７１の各受光素子において撮像処理が実行される。

また、電気素子１８４は、固体撮像素子１７１から出力された画像信号の前段処理を実施する為のものである（便宜上、電子内視鏡１００側で実施される処理を前段処理とし、プロセッサ２００側で実施される処理を後段処理とする）。この電気素子１８４は、実装基板１８１の実装面と反対側の面に配置された電極であって、それぞれ独立した２つの電極１８４ａと１８４ｂと導通している。これらの電極１８４ａ、１８４ｂは、それぞれ、前段処理された画像信号を伝送する信号線１８４Ａ、１８４Ｂと接続されている。従って、固体撮像素子１７１から出力される画像信号は、上記パッド部を介してリード１７５を伝送し、上記ランドを経由して実装基板１８１上のパターンを伝送し、電気素子１８４に入力される。そして前段処理された後、電極１８３ａ、１８３ｂを介して信号線１８３Ａ及び１８３Ｂの２本の信号線を伝送し、プロセッサ２００に出力される。

またさらに、実装基板１８１上には、２つの電極１８５ａ及び１８５ｂが配置されている。これらの電極１８５ａ、１８５ｂは、それぞれ、グランドに落とされた信号線１８５Ａ、１８５Ｂと接続されている。固体撮像素子１７１は、上記パッド部、リード１７５、上記ランド、及び実装基板１８１上のパターンを介してこれらの電極１８５ａ及び１８５ｂに接続されている。

以上のように、本実施形態の電子内視鏡１００は、各信号を伝送させる伝送路をそれぞれ２系統ずつ備えている。

なお、図３において、実装基板１８１上に実装された電気素子の数は３つであるが、これは説明を分かり易くする為に簡略化して図示したものであり、実際に実装される電気素子の数は、この実施形態に図示されたものに限定されることはない。また、実装されている電気素子も、上述した処理を実施するものに限らない。

上述の各電極に接続された全ての信号線は、ユニバーサルコード１４０及び挿入部可撓管１５０に沿ってその内部に配置されており、先端部１６０と挿入部可撓管１５０との境界線（図３の一点鎖線）上近傍に一端を有しコネクタユニット１１０にもう一端を有した可撓性のあるチューブ１８６に収納されている。

なお、レンズ枠１６５後端からチューブ１８６先端の間に位置した各構成要素は、薄肉状の金属の円筒１７０内に保持されている。また、円筒１７０内の空間であって、実装基板１８１上の各電極が配置された面から当該円筒１７０端部に至る空間には、硬化性樹脂１８７（例えばエポキシ系）が充填されている。この為、チューブ１８６から露出された各信号線は、上記樹脂１８７によって固定されている。また、チューブ１８６に収納された各信号線は、上記の如き樹脂などによって固定されていない為、柔軟性が維持されている。

次に、プロセッサ２００における信号処理について説明する。

固体撮像素子１７１から出力された画像信号は、上述したように上記前段処理されて信号線１８４Ａ及び１８４Ｂを有した２系統の伝送路を伝送し、プロセッサ２００が有した画像処理信号回路２５１に入力する。そして当該回路２５１に入力された画像信号は、後段処理を施され、Ｒ成分、Ｇ成分、及びＢ成分の各色成分の信号に色分離処理されてアンプ２５２に出力される。

アンプ２５２は、Ｒ成分の信号を増幅するアンプ２５２Ｒ、Ｇ成分の信号を増幅するアンプ２５２Ｇ、及びＢ成分の信号を増幅するアンプ２５２Ｂを有している。画像信号処理回路２５１から出力された各色成分の信号は、それぞれ対応するアンプに入力してその強度（信号レベル）が増幅され、メモリ２５３に出力される。

メモリ２５３は、Ｒ成分の信号を格納するメモリ２５３Ｒ、Ｇ成分の信号を格納するメモリ２５３Ｇ、及びＢ成分の信号を格納するメモリ２５３Ｂを有している。アンプ２５２から出力された各色成分の信号は、それぞれ対応するメモリに格納される。そして各メモリに格納された各色成分の信号は、制御部２３０の制御によって、メモリ２５３Ｒ、２５３Ｇ、及び２５３Ｂの各々から所定のタイミングで同時に読み出しされ、映像信号処理回路２５４に出力される。そしてこの映像信号処理回路２５４によってモニタ表示可能な映像信号（例えばコンポジットビデオ信号やＳビデオ信号或いはＲＧＢビデオ信号など）に変換される。ここで変換された映像信号が後述のキャラクタ重畳回路２５５を介してモニタ３００に出力されると、モニタ３００の画面内に現在観察中の体腔内の映像が表示される。

なお、電子内視鏡１００は、体腔内の観察視野を変更させる為に先端部１６０近傍（より正確には先端部１６０近傍に位置する挿入部可撓管１５０の一部分）を屈曲させる屈曲機構として、挿入部可撓管１５０の先端部から末端部に沿って配置されたワイヤ１９１、１９２を備えている。この屈曲機構は操作部１３０の操作に連動するものである。例えばワイヤ１９１を矢印Ｃ方向にスライドさせるように操作部１３０を操作すると、先端部１６０と挿入部可撓管１５０との境界線近傍が屈曲し、先端部１６０は、矢印ダウン方向に移動する。これにより、先端部１６０前面の向き（すなわち対物レンズ群１６４の向き）も矢印ダウン方向に変更される為、その観察視野も変更される。また、ワイヤ１９２を矢印Ｃ方向にスライドさせるように操作部１３０を操作すると、上述と同様に先端部１６０と挿入部可撓管１５０との境界線近傍が屈曲し、先端部１６０は、矢印アップ方向に移動する。これにより、先端部１６０前面の向きも矢印アップ方向に変更される為、その観察視野も変更される。なお、電子内視鏡１００は、図示しないワイヤを他に２本有している。これらのワイヤは、先端部１６０前面を、矢印アップ方向及び矢印ダウン方向を電子内視鏡中心軸１００ａ周りに９０度回転させた矢印ライト方向及び矢印レフト方向に移動させるものである。

上記屈曲機構によって先端部１６０近傍を屈曲させたとき、信号線１８２Ａや１８２Ｂ等の上記各信号線は、挿入部可撓管１５０と先端部１６０に跨って配線されている為、挿入部可撓管１５０と同様に屈曲する。ここで、各信号線は、上述したように、チューブ１８６から露出された部分が樹脂１８７によって固定されており、チューブ１８６に収納された部分が固定されていない。その上、各信号線において最も屈曲する箇所は、常にチューブ１８６端部近傍に位置する部分である。この為、屈曲動作を過度に行った場合、当該信号線が劣化や損傷または断線してしまうことが想定される。

しかしながら本実施形態の電子内視鏡１００は、例えば駆動信号用の伝送路を成す電極１８３ａ及び１８３ｂとそれぞれに接続された信号線１８３Ａ及び１８３Ｂのように、各信号を伝送する伝送路をそれぞれ２系統ずつ有している。この為、例えば過度の屈曲動作によって一方の伝送路が断線した場合であっても他方の伝送路によって信号を伝送することが可能である。

図４に、各信号を伝送する２系統の伝送路のうちの一方が断線した（または損傷などにより信号伝送ができなくなった）ことを検出する断線検出回路、及び断線したときの電子内視鏡１００の使用環境などを検出する構成を示したブロック図を示す。ここでは、水平駆動信号及び垂直駆動信号を伝送する伝送路を例に挙げて説明する。なお、図４（ａ）は２系統の伝送路が正常な状態の図であり、図４（ｂ）は一方の伝送路が断線した状態の図である。

本実施形態の電子内視鏡１００が有した断線検出機構は、それぞれの伝送路に接続された抵抗と、それぞれの伝送路の電圧値を比較する検出アンプから構成されている。図４に示した例では、コネクタユニット１１０内部に設置されたコネクタ内基板１２０上に例えば１０ｋΩの抵抗ｒ１及びｒ３が実装されている。また、先端部１６０内部に設置された実装基板１８１上に、例えば１ｋΩの軽負荷であり、固体撮像素子１７１の駆動に影響を与えない程度の抵抗ｒ２及びｒ４が実装されている。これらの抵抗ｒ２及びｒ４は、その一端がグランドに接続されている。なお、抵抗ｒ１及び抵抗ｒ２は、信号線１８３Ａを有した伝送路に配置されている。また、抵抗ｒ３及び抵抗ｒ４は、信号線１８３Ｂを有した伝送路に配置されている。またさらに、コネクタ内基板１２０上には、信号線１８３Ａを有した伝送路及び信号線１８３Ｂを有した伝送路の各々に接続された検出アンプ１２１が実装されている。この検出アンプ１２１の出力先には、内視鏡制御部１２２が配置されている。

先ず、図４（ａ）を参照して、２系統の伝送路が正常である場合について説明する。制御部２３０から電子内視鏡１００に電圧Ｖが印加されたとき、検出アンプ１２１の入力部Ｖ_１及びＶ_２で検出される電圧値Ｅ_１とＥ_２は、以下の数１で示された値となる。なお、この例では、説明を分かり易くする為に、電気素子１８３の抵抗は考慮に入れていない。また、抵抗ｒ１の抵抗値を「ｒ１」、抵抗ｒ２の抵抗値を「ｒ２」、抵抗ｒ３の抵抗値を「ｒ３」、抵抗ｒ４の抵抗値を「ｒ４」とする。

この場合、検出アンプ１２１の両入力部において同一値の電圧が検出される為、当該検出アンプ１２１は、「Ｈ」信号を内視鏡制御部１２２に出力する。入力信号が「Ｈ」信号の場合、内視鏡制御部１２２は、伝送路が断線していないと判断する。

次に、図４（ｂ）を参照して、信号線１８３Ｂが断線した場合について説明する。制御部２３０から電子内視鏡１００に向けて電圧Ｖが印加されたとき、検出アンプ１２１の入力部Ｖ_１で検出される電圧値Ｅ_１は、以下の数２で示された値となる。

また、検出アンプ１２１の入力部Ｖ_２で検出される電圧値Ｅ_２は、電圧値Ｖとなる。この場合、検出アンプ１２１の両入力部の各々において検出される電圧値が異なる為、当該検出アンプ１２１は、「Ｌ」信号を内視鏡制御部１２２に出力する。入力信号が「Ｌ」信号の場合、内視鏡制御部１２２は、伝送路が断線したと判断する。

なお、画像信号やグランド等の他の信号の伝送路にも、図４に示したような検出アンプ１２１や抵抗ｒ１〜ｒ４と同様の断線検出機構が設置されている。

内視鏡制御部１２２は、電子内視鏡１００の作動時間をカウントするカウンタ１２２ａを有している。また、コネクタユニット１１０内部に設置されたコネクタ内基板１２０上には、断線に関する情報を記憶するＥＥＰＲＯＭ１２３、温度センサ１２４、及び湿度センサ１２５が実装されている。内視鏡制御部１２２は、これらの構成要素から得られる情報を用いて以下に説明するキャラクタ情報生成処理を実行する。なお、カウンタ１２２ａでカウントされる時間は、電源オフ毎にリセットされる連続作動時間であっても良く、電源オフされても累積されていく累積作動時間であっても良い。

図５は、本実施形態の電子内視鏡１００の内視鏡制御部１２２が実行するキャラクタ情報生成処理を示したフローチャートである。以下に、図５を参照して、本実施形態で実行されるキャラクタ情報生成処理について説明する。

なお、図５のフローチャートに示したキャラクタ情報生成処理は、電子内視鏡１００の図示しない電源がオフされると終了する。

電子内視鏡１００の電源がオンされると、内視鏡制御部１２２は、検出アンプ１２１から出力される信号が「Ｌ」信号であるか否かを判定する（ステップ１、以下、ステップを「Ｓ」と略記）。検出アンプ１２１から出力される信号が「Ｈ」信号である場合（Ｓ１：ＮＯ）、伝送路が断線していない為、内視鏡制御部１２２は、本フローチャートの処理を進めずに所定のタイミング後に再びＳ１の判定処理を行う。また、検出アンプ１２１から出力される信号が「Ｌ」信号である場合（Ｓ１：ＹＥＳ）、いずれか一方の伝送路が断線した為、内視鏡制御部１２２は、Ｓ２の各種情報を取得する処理に進む。

Ｓ２の処理において、内視鏡制御部１２２は、カウンタ１２２ａがカウントした連続作動時間（または累積作動時間）を取得する。またこのとき、温度センサ１２４が検出した温度情報及び湿度センサ１２５が検出した湿度情報も取得する。またさらに、いずれの信号の伝送路が断線したかを示した情報（例えば図４（ｂ）では駆動信号を伝送する伝送路が断線したことを示した情報）を取得する。

各種情報を取得すると、内視鏡制御部１２２は、これらの情報をＥＥＰＲＯＭ１２３に記憶させる（Ｓ３）。そして取得した情報を表したキャラクタの情報を生成して（Ｓ４）プロセッサ２００のキャラクタ重畳回路２５５に出力し（Ｓ５）、再びＳ１の判定処理に戻り、上述した一連の処理を繰り返す。

プロセッサ２００に備えられたキャラクタ重畳回路２５５は、内視鏡制御部１２２からのキャラクタ情報を取得すると、映像信号処理回路２５４から出力される映像信号に、当該キャラクタ情報を重畳させてモニタ３００に出力する。これにより、体腔内の観察対象と共に伝送路の断線を示したキャラクタがモニタ３００に表示される。

次に、図６から図９を参照して、様々な実施形態の電子内視鏡１００内部の電極及び信号線の配置について説明する。

図６は、同一の信号を伝送する２系統の伝送路が隣接するように、各電極及び信号線を配置した実施形態の電子内視鏡１００の構造を示す図である。図６（ａ）は、この形態の実装基板１８１上の電極配置を示す図である。また、図６（ｂ）は、挿入部可撓管１５０の断面図であって、各信号線のみを抽出して示した断面図である。

ここで、操作部１３０を操作して先端部１６０近傍を屈曲させたときに最も負荷が掛かる信号線は、屈曲時に最も伸びる箇所に配置されたものである。また、屈曲時に最も縮む箇所に配置された信号線にも比較的高い負荷が掛かる。図６（ｂ）の電子内視鏡１００において、例えば矢印アップ方向に先端部１６０前面が向くように当該先端部１６０近傍を屈曲させた場合、電子内視鏡中心軸１００ａを基準として、当該矢印方向と反対方向に位置した信号線１８５Ａが最も伸びる。従って、信号線１８５Ａに最も高い負荷が掛かる。またこの場合、矢印アップ方向と一致する方向に位置した信号線１８３Ａが最も縮む。従って、信号線１８３Ａに比較的高い負荷が掛かる。

図６に示した形態の電子内視鏡１００では、電子内視鏡中心軸１００ａを基準とした場合、各信号を伝送する２系統の伝送路において、一方の伝送路はいずれかの屈曲方向と一致する方向に位置し、もう一方の伝送路はいずれの屈曲方向にも一致しない方向に位置している。電源電圧用の信号を伝送する２系統の伝送路の配置を例に挙げて説明すると、電極１８２ａ及び信号線１８２Ａを有した伝送路は矢印レフト方向と一致する方向に位置し、電極１８２ｂ及び信号線１８２Ｂを有した伝送路はいずれの屈曲方向にも一致しない方向に位置している。

図６に示したように各伝送路を配置すると、先端部１６０近傍を屈曲させたときに同一の信号を伝送する２系統の伝送路の各々にはそれぞれ異なった負荷が掛かる。この為、これらの伝送路が同時に断線や損傷することは実質的にはない。従って、術者は、上記断線検出機構やキャラクタ情報生成処理などにより、伝送すべき信号を各伝送路が伝送しているか否かを容易に把握することができる。これにより、例えば同一の信号を伝送する２系統の伝送路のうち一方の伝送路が断線した場合であっても、術者は迅速に対処可能である上に、信号伝送はもう一方の伝送路で確実に実施される。すなわち、手技中に、ある信号の伝送路が機能しなくなることはない。

また、図７は、同一の信号を伝送する２系統の伝送路の各々が電子内視鏡中心軸１００ａを挟んで対向するように、各電極及び信号線を配置した実施形態の電子内視鏡の構造を示す図である。図７（ａ）は、図６（ａ）と同様の図であって、この形態の実装基板１８１上の電極配置を示す図である。また、図７（ｂ）は、図６（ｂ）と同様の図であって、挿入部可撓管１５０の断面図であって、各信号線のみを抽出して示した断面図である。

図７に示した形態の電子内視鏡１００では、電子内視鏡中心軸１００ａを基準としたとき、電源電圧用の信号を伝送する２系統の伝送路（電極１８２ａ、１８２ｂ、信号線１８２Ａ、及び１８２Ｂを含む）、及び画像信号を伝送する２系統の伝送路（電極１８４ａ、１８４ｂ、信号線１８４Ａ、及び１８４Ｂを含む）は、いずれの屈曲方向にも一致しない方向に位置している。これらの伝送路は、比較的負荷の掛からない箇所に配置されている為、屈曲動作によって断線したり損傷したりし難い。

また、水平駆動信号及び垂直駆動信号を伝送する２系統の伝送路（電極１８３ａ、１８３ｂ、信号線１８３Ａ、及び１８３Ｂを含む）、及びグランドに接続された２系統の伝送路（電極１８５ａ、１８５ｂ、信号線１８５Ａ、及び１８５Ｂを含む）は、いずれかの屈曲方向に一致する方向に位置している。しかしながら、屈曲動作時において、これらの２系統の伝送路の各々にはそれぞれ異なった負荷が掛かる。この為、これらの伝送路が同時に断線や損傷することは実質的にはない。従って、図６に示した形態と同様に、手技中に、ある信号の伝送路が機能しなくなることはない。

また、図８は、同一の信号を伝送する２系統の伝送路の各々が電子内視鏡中心軸１００ａを中心として互いに９０度程度回転した位置となるように、各電極及び信号線を配置した実施形態の電子内視鏡の構造を示す図である。図８（ａ）は、図６（ａ）と同様の図であって、この形態の実装基板１８１上の電極配置を示す図である。また、図８（ｂ）は、図６（ｂ）と同様の図であって、挿入部可撓管１５０の断面図であって、各信号線のみを抽出して示した断面図である。

図８に示した形態の電子内視鏡１００では、電子内視鏡中心軸１００ａを基準としたとき、電源電圧用の信号を伝送する２系統の伝送路、及び画像信号を伝送する２系統の伝送路は、図７に示した形態と同様に、いずれの屈曲方向にも一致しない方向に位置している。これらの伝送路は、比較的負荷の掛からない箇所に配置されている為、屈曲動作によって断線したり損傷したりし難い。

また、水平駆動信号及び垂直駆動信号を伝送する２系統の伝送路、及びグランドに接続された２系統の伝送路は、図７に示した形態と同様に、いずれかの屈曲方向に一致する方向に位置している。説明を加えると、駆動信号を伝送する２系統の伝送路のうち、電極１８３ａ及び信号線１８３Ａを有した伝送路は矢印アップ方向と一致する方向に位置し、電極１８３ｂ及び信号線１８３Ｂを有した伝送路は矢印ライト方向と一致する方向に位置している。また、グランドに接続された２系統の伝送路のうち、電極１８５ａ及び信号線１８５Ａを有した伝送路は矢印ダウン方向と一致する方向に位置し、電極１８５ｂ及び信号線１８５Ｂを有した伝送路は矢印レフト方向と一致する方向に位置している。

ここで、先端部１６０近傍が矢印アップ／ダウン方向と矢印ライト／レフト方向とに屈曲される頻度は異なる。この為、駆動信号またはグランド用の２系統の伝送路の各々にはそれぞれ異なった負荷が掛かる。従って、これらの伝送路が同時に断線や損傷することは実質的にはない。この結果、図６に示した形態と同様に、手技中に、ある信号の伝送路が機能しなくなることはない。

また、図９は、電子内視鏡中心軸１００ａを基準としたときにいずれの屈曲方向にも一致しない方向に各電極及び信号線を配置した実施形態の電子内視鏡の構造を示す図である。図９（ａ）は、図６（ａ）と同様の図であって、この形態の実装基板１８１上の電極配置を示す図である。また、図９（ｂ）は、図６（ｂ）と同様の図であって、挿入部可撓管１５０の断面図であって、各信号線のみを抽出して示した断面図である。

図９に示した形態の電子内視鏡１００では、電子内視鏡中心軸１００ａから各屈曲方向に引かれた線近傍を除いた実装基板１８１上の領域に全ての伝送路を配置している。これらの伝送路は、比較的負荷の掛からない箇所に配置されている為、屈曲動作によって断線したり損傷したりし難い。

以上が本発明の実施形態である。本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく様々な範囲で変形が可能である。

なお、各信号の伝送路は、本実施形態では２つの電極とこれらの各々に接続された２本の信号線を有したものであるが、別の実施形態では１つの電極とこれに接続された２本の信号線を有したものであっても良い。

本発明の実施形態の電子内視鏡システムを模式的に示した図である。本発明の実施形態の電子内視鏡システムの構成を示したブロック図である。本発明の実施形態の電子内視鏡の先端部近傍の断面を示した側断面図である。各信号を伝送する２系統の伝送路のうち一方が断線したことを検出する断線検出回路、及び断線したときの電子内視鏡の使用環境などを検出する構成を示したブロック図である。本発明の実施形態の電子内視鏡の制御部が実行するキャラクタ情報生成処理を示したフローチャートである。各電極及び信号線を配置した電子内視鏡の一形態を示す図である。各電極及び信号線を配置した電子内視鏡の一形態を示す図である。各電極及び信号線を配置した電子内視鏡の一形態を示す図である。各電極及び信号線を配置した電子内視鏡の一形態を示す図である。

符号の説明

１０電子内視鏡システム
１００電子内視鏡
１２０コネクタ内基板
１２１検出アンプ
１２２内視鏡制御部
１２３ＥＥＰＲＯＭ
１２４温度センサ
１２５湿度センサ
１３０操作部
１５０挿入部可撓管
１６０先端部
１７１固体撮像素子
１７５リード
１８１実装基板
１８２、１８３、１８４電気素子
１８２ａ、１８２ｂ、１８３ａ、１８３ｂ、１８４ａ、１８４ｂ、１８５ａ、１８５ｂ電極
１８２Ａ、１８２Ｂ、１８３Ａ、１８３Ｂ、１８４Ａ、１８４Ｂ、１８５Ａ、１８５Ｂ信号線
１９１、１９２ワイヤ
２００プロセッサ
２３０制御部
２５５キャラクタ重畳回路
３００モニタ
ｒ１、ｒ２、ｒ３、ｒ４抵抗

Claims

体腔内を撮像する撮像素子と、
該撮像素子において入出力される信号を処理する為の所定の回路が実装された実装基板と、
該所定の回路に入出力される複数の信号の伝送路であって、それぞれの信号に関して少なくとも２系統有した伝送路と、
各信号の該伝送路においていずれかの系統に異常が発生したことを検知する異常検知手段と、を備えたこと、を特徴とする電子内視鏡。
各信号の前記伝送路は、前記所定の回路の中の対応する部分と導通した電極と、該電極と接続された少なくとも２本の信号線と、を有したこと、を特徴とする請求項１に記載の電子内視鏡。
各信号の前記伝送路は、前記所定の回路の中の対応する部分と導通した少なくとも２つの同一電極と、該少なくとも２つの同一電極の各々に独立して接続された少なくとも２本の信号線と、を有したこと、を特徴とする請求項１に記載の電子内視鏡。
検知された異常に関する情報を生成する異常情報生成手段と、
生成された該情報を取得する異常情報取得手段と、
取得された該情報を記憶する異常記憶手段と、をさらに備えたこと、を特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の電子内視鏡。
前記異常情報生成手段には、異常を検知した時刻情報を生成する計時手段、異常が検知された前記系統の情報を生成する系統情報生成手段、異常を検知したときの湿度情報を生成する湿度情報生成手段、異常を検知したときの温度情報を生成する温度情報生成手段のうちの少なくとも１つが含まれたこと、を特徴とする請求項４に記載の電子内視鏡。
請求項４または請求項５のいずれかに記載の電子内視鏡と、
前記撮像素子が生成した信号に処理を施してモニタ表示可能な映像信号に変換する信号処理手段と、
前記異常情報取得手段が取得した前記異常に関する情報に応じたキャラクタ信号を生成するキャラクタ信号生成手段と、
生成された該キャラクタ信号を該映像信号に重畳させるキャラクタ信号重畳手段と、を備えたこと、を特徴とする電子内視鏡システム。