JP2010088656A - 内視鏡用プロセッサ装置、内視鏡用プロセッサ装置の電源電圧供給方法、並びに内視鏡システム - Google Patents

Abstract

【課題】簡便な構成で、個体差によらず常に最適な状態で電子内視鏡の固体撮像素子を駆動させる。
【解決手段】プロセッサ装置１１は、ＣＰＵ４０と、電源回路４７と、デジタル／アナログ変換器（Ｄ／Ａ）４８とを備える。電源回路４７は、電子内視鏡１０のＣＣＤ２３、ＣＰＵ２９、およびタイミング／ドライバ回路３１に電源電圧を供給する。Ｄ／Ａ４８は、電源回路４７に接続され、ＣＰＵ４０から入力されるデジタル信号をアナログ信号に変換して出力する。ＣＰＵ４０は、電子内視鏡１０のＣＰＵ２９と通信し、電子内視鏡１０のＥＥＰＲＯＭ３０に記憶された電子内視鏡１０の型番のデータを受け取る。ＣＰＵ４０は、型番のデータに対応する電源電圧の適正値を、ＲＯＭ４１に格納された適正値テーブル６０から読み出す。ＣＰＵ４０は、電源電圧を適正値に調整するためのデジタル信号を決定し、Ｄ／Ａ４８に出力する。
【選択図】図３

Description

本発明は、固体撮像素子を駆動させるための電源電圧を電子内視鏡に供給する電源回路を備える内視鏡用プロセッサ装置、内視鏡用プロセッサ装置の電源電圧供給方法、並びに内視鏡システムに関する。

従来、医療分野において、電子内視鏡を利用した検査が広く普及している。電子内視鏡は、被検体内に挿入される挿入部の先端に、ＣＣＤイメージセンサ等の固体撮像素子を有する。電子内視鏡は、コードやコネクタを介して内視鏡用プロセッサ装置（以下、プロセッサ装置と略す）に接続される。プロセッサ装置は、固体撮像素子から出力された撮像信号に対して各種処理を施し、診断に供する内視鏡画像を生成する。内視鏡画像は、プロセッサ装置に接続されたモニタに表示される。

電子内視鏡とプロセッサ装置は、電子内視鏡のＩＤや使用履歴といったデータを相互に遣り取りする通信機能を有する（特許文献１〜５参照）。電子内視鏡が接続されると、プロセッサ装置は、まず、通信用の電源電圧を電子内視鏡に供給し、電子内視鏡から必要なデータを受け取る。そして、受け取ったデータに応じて、固体撮像素子を駆動させるための電源電圧を電子内視鏡に供給する。

特許文献１では、電子内視鏡から受け取ったＩＤに基づいて、電子内視鏡に搭載されている固体撮像素子を判別し、その判別結果に応じて、撮像信号から得られたクロマ信号に対する抑圧レベルを変更している。段落［００３０］、［００４２］〜［００４５］および図２、４には、固体撮像素子を駆動させるための電源電圧の値を調整する抵抗を電子内視鏡に設け、その抵抗値を適宜設定することで、各固体撮像素子に適した電源電圧を供給する旨が記載されている。
特開２００３−２０４９３２号公報 特開２００７−２０９５７０号公報 特開２００７−２２９３０５号公報 特開２００７−０５０１０８号公報 特開２００８−１４９１２５号公報

電子内視鏡に供給する電源電圧は、標準電圧値が予め定められているものの、実際には、固体撮像素子の個体差によって各固体撮像素子で最適な電圧値は異なる。従来、電子内視鏡に供給する電源電圧は標準電圧値に倣っていたため、最適な状態で固体撮像素子を駆動しているとは言い切れず、場合によっては内視鏡画像の画質劣化を引き起こす原因ともなり兼ねない。

加えて、最近は高画質、高精細なモニタを採用するユーザが増える傾向にあり、内視鏡画像の高画質化の要望と相俟って、最適な状態で固体撮像素子を駆動させる必要性が高まっている。

一方、電源電圧を供給する側であるプロセッサ装置の電源回路にも個体差があり、必ずしも設定通りの電圧値で電源電圧が供給されるとは限らない。

特許文献１に記載の発明は、電子内視鏡毎に異なる抵抗を設ける必要があり、製造や管理が煩雑且つ面倒である。また、プロセッサ装置の電源回路の個体差による電源電圧のばらつきを抑えることはできない。

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、その目的は、簡便な構成で、個体差によらず常に最適な状態で電子内視鏡の固体撮像素子を駆動させることにある。

上記目的を達成するために、本発明の内視鏡用プロセッサ装置は、固体撮像素子を駆動させるための電源電圧を電子内視鏡に供給する電源回路と、電子内視鏡の情報を取得する情報取得手段と、前記情報取得手段によって得られた情報に基づいて、電源電圧を適正値に調整するための調整値を決定するＣＰＵと、前記電源回路に接続され、前記ＣＰＵで決定した調整値をデジタル信号からアナログ信号に変換して出力するデジタル／アナログ変換器とを備えることを特徴とする。

適正値とは、内視鏡画像の画質劣化を生じさせない、あるいは軽減させるように固体撮像素子を駆動させることができる電源電圧の値である。

前記情報取得手段は、電子内視鏡のＩＤを情報として取得する。この場合、ＩＤに対応する電源電圧の適正値のデータを格納する第一データ格納手段を備えることが好ましい。前記ＣＰＵは、前記情報取得手段によって得られたＩＤに対応する電源電圧の適正値のデータを前記第一データ格納手段から読み出すことで、調整値を決定する。

また、ＩＤと電源電圧の適正値のデータを前記第一データ格納手段に登録するためのデータ入力手段を備えることが好ましい。新機種やバージョンアップに柔軟に対応することができる。

前記情報取得手段は、電源電圧の適正値を情報として取得する。前記ＣＰＵは、前記情報取得手段によって得られた電源電圧の適正値を元に、調整値を決定する。この場合は前記第一データ格納手段および前記データ入力手段は必要ない。

ある設定電圧値を出力するように前記電源回路を駆動し、そのときの出力電圧の実測値と設定電圧値とを元に得られる補正データを格納する第二データ格納手段を備えることが好ましい。この場合、前記ＣＰＵは、補正データに基づいて、設定電圧値と実測値が一致するように前記デジタル／アナログ変換器の駆動を制御する。電源回路の個体差をも吸収することができる。

タイプの異なる複数の電子内視鏡を接続するための複数口のソケットを備えることが好ましい。

本発明の内視鏡用プロセッサ装置の電源電圧供給方法は、内視鏡用プロセッサ装置の電源回路から、固体撮像素子を駆動させるための電源電圧を電子内視鏡に供給する方法であって、
電子内視鏡の情報を情報取得手段で取得する第一ステップと、前記第一ステップによって得られた情報に基づいて、電源電圧を適正値に調整するための調整値をＣＰＵで決定する第二ステップと、電源回路に接続されたデジタル／アナログ変換器に、前記第二ステップで決定した調整値を入力し、これをデジタル／アナログ変換器でデジタル信号からアナログ信号に変換して出力する第三ステップとを備えることを特徴とする。

本発明の内視鏡システムは、被検体内の被観察部位の像光を撮像する固体撮像素子を有する電子内視鏡と、固体撮像素子を駆動させるための電源電圧を前記電子内視鏡に供給する電源回路、前記電子内視鏡の情報を取得する情報取得手段、情報取得手段によって得られた情報に基づいて、電源電圧を適正値に調整するための調整値を決定するＣＰＵ、並びに、電源回路に接続され、ＣＰＵで決定した調整値をデジタル信号からアナログ信号に変換して出力するデジタル／アナログ変換器を有するプロセッサ装置とで構成されることを特徴とする。

本発明によれば、電子内視鏡の情報に基づいて、電子内視鏡に供給する電源電圧が適正値となるように、デジタル／アナログ変換器およびＣＰＵで電源電圧を調整するので、簡便な構成で、個体差によらず常に最適な状態で電子内視鏡の固体撮像素子を駆動させることができる。

図１において、内視鏡システム２は、電子内視鏡１０、プロセッサ装置１１、および光源装置１２からなる。電子内視鏡１０は、周知の如く、患者の体腔内に挿入される可撓性の挿入部１３と、挿入部１３の基端部分に連設された操作部１４と、プロセッサ装置１１および光源装置１２に接続されるコネクタ１５と、操作部１４、コネクタ１５間を繋ぐユニバーサルコード１６とを有する。

挿入部１３の先端には、観察窓２０、照明窓２１（ともに図２参照）等が設けられている。観察窓２０の奥には、対物光学系２２を介して、体腔内撮影用のＣＣＤ２３が配されている（いずれも図２参照）。照明窓２１は、ユニバーサルコード１６や挿入部１３に配設されたライトガイド３２、および照明レンズ２４（ともに図２参照）で導光される光源装置１２からの照明光を、被観察部位に照射する。

操作部１４には、挿入部１３の先端を上下左右方向に湾曲させるためのアングルノブや、挿入部１３の先端からエアー、水を噴出させるための送気・送水ボタンの他、内視鏡画像を静止画記録するためのレリーズボタン等が設けられている。

また、操作部１４の先端側には、電気メス等の処置具が挿通される鉗子口が設けられている。鉗子口は、挿入部１３内の鉗子チャンネルを通して、挿入部１３の先端に設けられた鉗子出口に連通している。

プロセッサ装置１１は、光源装置１２と電気的に接続され、内視鏡システム２の動作を統括的に制御する。プロセッサ装置１１は、ユニバーサルコード１６や挿入部１３内に挿通された伝送ケーブルを介して、電子内視鏡１０に給電を行い、ＣＣＤ２３の駆動を制御する。また、プロセッサ装置１１は、伝送ケーブルを介して、ＣＣＤ２３から出力された撮像信号を受信し、受信した撮像信号に各種処理を施して画像データを生成する。プロセッサ装置１１で生成された画像データは、プロセッサ装置１１にケーブル接続されたモニタ１７に内視鏡画像として表示される。

図２において、電子内視鏡１０は、前述の観察窓２０、照明窓２１、対物光学系２２、ＣＣＤ２３、および照明レンズ２４が挿入部１３の先端に設けられ、アナログ信号処理回路（以下、ＡＦＥと略す）２５等が操作部１４に設けられている。

ＣＣＤ２３は、例えば、インターライン転送方式のＣＣＤイメージセンサであり、観察窓２０、対物光学系２２（レンズ群およびプリズムからなる）を経由した体腔内の被観察部位の像光が、撮像面に入射するように配置されている。

ＣＣＤ２３は、受光素子（フォトダイオード）、垂直転送部、水平転送部、出力部等の周知の構成を有する。受光素子は、二次元マトリクス状にＣＣＤ２３の撮像面に配置され、光電変換により入射光に応じた信号電荷を生成して蓄積する。垂直転送部は、受光素子の垂直列毎に設けられ、受光素子から信号電荷を読み出し、読み出した信号電荷を垂直転送する。水平転送部は、各垂直転送部の出力端に共通に接続され、垂直転送部から出力された信号電荷を水平転送する。出力部は、水平転送部の出力端に接続され、水平転送部から出力された信号電荷を電圧に変換して出力する。

ＣＣＤ２３の撮像面には、複数の色セグメントからなるカラーフィルタ（例えば、ベイヤー配列の原色カラーフィルタ、図示せず）が形成されている。

ＡＦＥ２５は、相関二重サンプリング回路（以下、ＣＤＳと略す）２６、自動ゲイン制御回路（以下、ＡＧＣと略す）２７、およびアナログ／デジタル変換器（以下、Ａ／Ｄと略す）２８から構成されている。ＣＤＳ２６は、ＣＣＤ２３から出力される撮像信号に対して相関二重サンプリング処理を施し、ＣＣＤ２３で生じるリセット雑音およびアンプ雑音の除去を行う。ＡＧＣ２７は、ＣＤＳ２６によりノイズ除去が行われた撮像信号を、プロセッサ装置１１から指定されるゲイン（増幅率）で増幅する。Ａ／Ｄ２８は、ＡＧＣ２７により増幅された撮像信号を、所定のビット数のデジタル信号に変換する。Ａ／Ｄ２８でデジタル化された撮像信号は、ユニバーサルコード１６、コネクタ１５を介してプロセッサ装置１１に入力され、デジタル信号処理回路（以下、ＤＳＰと略す）４３の作業用メモリ（図示せず）に一旦格納される。

電子内視鏡１０の操作部１４には、ＡＦＥ２５の他に、ＣＰＵ２９、ＥＥＰＲＯＭ３０、およびタイミング／ドライバ回路３１が設けられている。ＣＰＵ２９は、プロセッサ装置１１のＣＰＵ４０と通信を行うとともに、ＡＦＥ２５、タイミング／ドライバ回路３１等の各部の動作を制御する。ＥＥＰＲＯＭ３０には、電子内視鏡１０の型番（ＩＤ、図５参照）がデータとして記憶されている。

タイミング／ドライバ回路３１は、タイミングジェネレータとＣＣＤ２３のドライバを兼ねる。タイミング／ドライバ回路３１は、ＣＣＤ２３を駆動するための各種駆動パルス（図３参照）とＡＦＥ２５用の同期パルスとを発生する。ＣＣＤ２３は、タイミング／ドライバ回路３１からの駆動パルスに応じて撮像動作を行い、撮像信号を出力する。ＡＦＥ２５の各部２６〜２８は、タイミング／ドライバ回路３１からの同期パルスに基づいて動作する。

ＣＰＵ２９は、電子内視鏡１０とプロセッサ装置１１とが接続された後、プロセッサ装置１１のＣＰＵ４０からの動作開始指示に応じて、タイミング／ドライバ回路３１を駆動させるとともに、ＡＧＣ２７のゲインを調整する。

ＣＰＵ４０は、プロセッサ装置１１全体の動作を統括的に制御する。ＣＰＵ４０は、図示しないデータバスやアドレスバス、制御線を介して各部と接続している。ＲＯＭ４１には、プロセッサ装置１１の動作を制御するための各種プログラム（ＯＳ、アプリケーションプログラム等）やデータ（グラフィックデータ等）が記憶されている。ＣＰＵ４０は、ＲＯＭ４１から必要なプログラムやデータを読み出して、作業用メモリであるＲＡＭ４２に展開し、読み出したプログラムを逐次処理する。また、ＣＰＵ４０は、検査日時、患者や術者の情報等の文字情報といった検査毎に変わる情報を、後述する操作部４６やＬＡＮ(Local Area Network)等のネットワークより得て、ＲＡＭ４２に記憶する。

ＤＳＰ４３は、ＡＦＥ２５からの撮像信号を作業用メモリから読み出す。ＤＳＰ４３は、読み出した撮像信号に対して、色分離、色補間、ゲイン補正、ホワイトバランス調整、ガンマ補正等の各種信号処理を施し、画像データを生成する。ＤＳＰ４３で生成された画像データは、デジタル画像処理回路（以下、ＤＩＰと略す）４４の作業用メモリ（図示せず）に入力される。

ＤＩＰ４４は、ＣＰＵ４０の制御に従って各種画像処理を実行する。ＤＩＰ４４は、ＤＳＰ４３で処理された画像データを作業用メモリから読み出す。ＤＩＰ４４は、読み出した画像データに対して、電子変倍、あるいは色強調、エッジ強調、分光特性抽出等の各種画像処理を施す。ＤＩＰ４４で各種画像処理を施された画像データは、表示制御回路４５に入力される。

表示制御回路４５は、ＤＩＰ４４からの処理済みの画像データを格納するＶＲＡＭを有する。表示制御回路４５は、ＣＰＵ４０からＲＯＭ４１およびＲＡＭ４２のグラフィックデータを受け取る。グラフィックデータには、内視鏡画像の無効画素領域を隠して有効画素領域のみを表示させる表示用マスク、検査日時、あるいは患者や術者の情報等の文字情報、グラフィカルユーザインターフェース（ＧＵＩ；Graphical User Interface）といったものがある。表示制御回路４５は、ＤＩＰ４４からの画像データに対して、表示用マスク、文字情報、ＧＵＩの重畳処理、モニタ１７の表示画面への描画処理等の各種表示制御処理を施す。

表示制御回路４５は、ＶＲＡＭから画像データを読み出し、読み出した画像データをモニタ１７の表示形式に応じたビデオ信号（コンポーネント信号、コンポジット信号等）に変換する。これにより、モニタ１７に内視鏡画像が表示される。

操作部４６は、プロセッサ装置１１の筐体に設けられる操作パネル、あるいは、マウスやキーボード等の周知の入力デバイスである。ＣＰＵ４０は、操作部４６からの操作信号に応じて、各部を動作させる。

電源回路４７は、いわゆる定電圧源であり、電子内視鏡１０のＣＣＤ２３、ＣＰＵ２９、およびタイミング／ドライバ回路３１に各種電源電圧を供給する。電源回路４７は、ＣＰＵ４０からの指示を受けて電源電圧の供給を開始する。

図３において、電源回路４７は、Ｖｄｄ１、Ｖｄｄ２、ＶＬ（Ｖｄｄ１＞Ｖｄｄ２＞０、ＶＬ＜０）の三種の電源電圧を出力する。Ｖｄｄ１とＶＬはＣＣＤ２３およびタイミング／ドライバ回路３１に、Ｖｄｄ２はＣＰＵ２９およびタイミング／ドライバ回路３１にそれぞれ供給される。

ＣＰＵ２９は、Ｖｄｄ２の供給を受けて動作を開始する。これと同時に、ＣＰＵ２９は、プロセッサ装置１１のＣＰＵ４０から型番のデータを要求する信号を受ける。ＣＰＵ２９は、プロセッサ装置１１のＣＰＵ４０からの要求に応じて、ＥＥＰＲＯＭ３０から型番のデータを読み出し、これをＣＰＵ４０に送信する。

タイミング／ドライバ回路３１は、ＣＰＵ２９からの指示で動作を開始する。タイミング／ドライバ回路３１は、各種電源電圧Ｖｄｄ１、Ｖｄｄ２、ＶＬを元に、垂直転送パルスφＶ１、φＶ２、φＶ３、φＶ４、水平転送パルスφＨ１、φＨ２、リセットパルスφＲＧ、オーバーフロードレイン（以下、ＯＦＤと略す）パルスφＳＵＢを発生させる。

具体的には、垂直転送パルスφＶ１〜φＶ４は、グランド電位を最大値、ＶＬを最小値として生成したパルスに、Ｖｄｄ１のレベルの読み出しパルスを重畳したものである。水平転送パルスφＨ１、φＨ２およびリセットパルスφＲＧは、Ｖｄｄ２を最大値、グランド電位を最小値として生成される。ＯＦＤパルスφＳＵＢは、Ｖｄｄ１を元に、後述するオフセット電圧を加算するＣＣＤ２３内の加算部（図示せず）等によって生成される。

垂直転送パルスφＶ１〜φＶ４は、ＣＣＤ２３の四個の垂直転送ゲート端子Ｖ１〜Ｖ４に入力される。ＣＣＤ２３の垂直転送部は、垂直転送パルスφＶ１〜φＶ４により四相駆動される。水平転送パルスφＨ１、φＨ２は、ＣＣＤ２３の二個の水平転送ゲート端子Ｈ１、Ｈ２に入力される。水平転送部は、水平転送パルスφＨ１、φＨ２により二相駆動される。

リセットパルスφＲＧは、ＣＣＤ２３のリセットゲート端子ＲＧに入力される。リセットパルスφＲＧは、ＣＣＤ２３の出力部を構成するリセットゲートに印加される。リセットパルスφＲＧがリセットゲートに印加されることで、水平転送部からフローティングディフュージョン（ＦＤ）部に次の画素の信号電荷が転送される前に、ＦＤ部内に蓄積された電荷電圧変換後の信号電荷がリセットドレインへ破棄される。リセットドレインには、Ｖｄｄ１に基づいた電圧が印加されている。

ＯＦＤパルスφＳＵＢは、ＣＣＤ２３のＯＦＤ端子ＳＵＢに入力される。ＯＦＤ端子ＳＵＢは、ＣＣＤ２３を構成する半導体基板（サブストレート）に導通している。ＯＦＤパルスφＳＵＢの最小電圧であるオフセット電圧がＯＦＤ端子ＳＵＢに印加されているときは、受光素子の電荷蓄積部に電荷を蓄積するための電位井戸が形成される。ＣＣＤ２３の電荷蓄積動作はこの電位状態で行われる。電荷蓄積部の信号電荷が過剰になると、オーバーフローした信号電荷は電位井戸の障壁を乗り越え、半導体基板に排出される。このオフセット電圧に応じて、電荷蓄積部の飽和蓄積電荷量、つまりＣＣＤ２３の感度が変化する。

一方、ＯＦＤ端子ＳＵＢにＯＦＤパルスφＳＵＢの最大電圧であるパルス電圧が印加された場合には、電位井戸の半導体基板側の障壁が消失し、電荷蓄積部内の全ての電荷が半導体基板に排出される。この排出動作は、電荷蓄積動作を開始する直前の、いわゆる電子シャッタ動作として行われる。

ＣＣＤ２３は、タイミング／ドライバ回路３１からの各種駆動パルスが入力されて動作を開始する。ＣＣＤ２３は、受光素子で生成された信号電荷を垂直、水平転送部で出力部に転送し、出力部にて信号電荷を電圧Ｖｏｕｔに変換して、これを撮像信号として信号出力端子ｏｕｔから出力する。なお、ＶＬは、ＣＣＤ２３の入力保護トランジスタのバイアスに用いられる。

電源回路４７には、デジタル／アナログ変換器（以下、Ｄ／Ａと略す）４８が接続されている。Ｄ／Ａ４８は、ＣＰＵ４０と同じ回路基板に実装されている。Ｄ／Ａ４８は、ＣＰＵ４０から入力されるデジタル信号をアナログ信号に変換して出力する。

図４において、Ｄ／Ａ４８には、基準電圧Ｖｒｅｆが印加されており、抵抗ＲＤ／Ａを介して電源回路４７の出力端に接続されている。Ｄ／Ａ４８には、例えば１０ｂｉｔのデジタル信号がＣＰＵ４０から入力される。例えばデジタル信号「１０２３（１０進数）」が入力されると、Ｄ／Ａ４８の出力電圧ＶＤ／Ａは最小値（０Ｖ）をとり、デジタル信号「０」が入力されると最大値をとる。

各種電源電圧Ｖｄｄ１、Ｖｄｄ２、ＶＬは、Ｄ／Ａ４８の出力電圧ＶＤ／Ａの増減に応じてその値が変化する。出力電圧ＶＤ／Ａが最小値のときには、各種電源電圧Ｖｄｄ１、Ｖｄｄ２、ＶＬは最大値をとる。逆に、出力電圧ＶＤ／Ａが最大値のときには最小値をとる。各種電源電圧Ｖｄｄ１、Ｖｄｄ２、ＶＬは、例えばデジタル信号の１ＬＳＢ毎に１ｍＶずつ増減する。

各抵抗Ｒ１、Ｒ２、ＲＤ／Ａの抵抗値は、各種電源電圧Ｖｄｄ１、Ｖｄｄ２、ＶＬの調整範囲（最大値と最小値の差）、出力電圧ＶＤ／Ａの分解能等に対して一義的に決まる。なお、電源回路４７およびＤ／Ａ４８は一台しか図示していないが、実際には、各種電源電圧Ｖｄｄ１、Ｖｄｄ２、ＶＬを出力する三つの電源回路があり、Ｄ／Ａも各電源回路に対して一つずつ用意されている。

ＣＰＵ４０は、図５に示す適正値テーブル６０に基づいて、Ｄ／Ａ４８に入力すべきデジタル信号（調整値）を決定する。適正値テーブル６０は、ＲＯＭ４１に格納されている。適正値テーブル６０は、電子内視鏡１０の型番と各種電源電圧Ｖｄｄ１、Ｖｄｄ２、ＶＬの適正値とをデータテーブル形式で記憶する。適正値テーブル６０の各データは、操作部４６を操作することで新規に登録することが可能である。

型番は、例えば「Ｓ−Ａ−００１」、「Ｓ−Ａ−００２」等であり、「Ａ」は電子内視鏡１０のタイプを表し、「００１」、「００２」はそのタイプのバージョンを表す。従って、図示例では、タイプは「Ａ」で共通であるが、それぞれバージョンが異なる。搭載しているＣＣＤ２３のロットが異なる場合等にバージョンが追加される。

適正値は、その型番の電子内視鏡１０（ＣＣＤ２３）を適正に動作させるための値である。各種電源電圧Ｖｄｄ１、Ｖｄｄ１、ＶＬの標準電圧値は、「Ａ」タイプの電子内視鏡１０の場合、例えば、Ｖｄｄ１＝１８Ｖ、Ｖｄｄ２＝５Ｖ、ＶＬ＝−７．５Ｖである。標準電圧値と適正値が一致せず、且つ各バージョンで適正値が一致しないのは、搭載しているＣＣＤ２３のロットが異なるからである。

上記段落の適正な動作とは、内視鏡画像にブルーミング、固定パターンノイズ、縦縞等の画質劣化を生じさせない、あるいは軽減させるような動作をいう。これらの画質劣化は、ＯＦＤパルスφＳＵＢのオフセット電圧、ひいてはその生成元である電源電圧Ｖｄｄ１を調整し、ＣＣＤ２３の感度を変更することにより軽減が可能である。また、垂直転送パルスφＶ１〜φＶ４の最大値、すなわちその生成元である電源電圧Ｖｄｄ１、あるいは、水平転送パルスφＨ１、φＨ２及びリセットパルスφＲＧの振幅、すなわちこれらの生成元である電源電圧Ｖｄｄ２を調整することにより軽減が可能である。

ＣＰＵ４０は、電子内視鏡１０のＣＰＵ２９から受信した、電子内視鏡１０の型番のデータに応じて、その型番に該当する適正値のデータを適正値テーブル６０から読み出す。ＣＰＵ４０は、適正値となるようなデジタル信号をＤ／Ａ４８に出力する。

ＲＯＭ４１には、適正値テーブル６０の他に、補正データが格納されている。補正データは、プロセッサ装置１１の出荷前の検査で、ある設定電圧値を出力するように電源回路４７を駆動し、そのときの電源回路４７の出力電圧の実測値と設定電圧値とのずれ量を求めることで得られる。補正データは、プロセッサ装置１１の出荷時にＲＯＭ４１に書き込まれる。ＣＰＵ４０は、この補正データを参照して、設定電圧値と実測値が一致するように補正をしたうえで、各種電源電圧Ｖｄｄ１、Ｖｄｄ２、ＶＬの微調整を行うべくＤ／Ａ４８にデジタル信号を入力する。

補正データを用いた補正により、電源回路４７からは、標準電圧値の各種電源電圧Ｖｄｄ１、Ｖｄｄ１、ＶＬが出力される。ＣＰＵ４０は、標準電圧値と適正値との差分を算出し、これに基づいてＤ／Ａ４８に入力するデジタル信号を決定する。

プロセッサ装置１１には、上記の他にも、画像データに所定の圧縮形式（例えばＪＰＥＧ形式）で画像圧縮を施す圧縮処理回路や、圧縮された画像データを、ＣＦカード、光磁気ディスク（ＭＯ）、ＣＤ−Ｒ等のリムーバブルメディアに記憶するメディアＩ／Ｆ、ＬＡＮ等のネットワークとの間で各種データの伝送制御を行うネットワークＩ／Ｆ等が設けられている。これらはデータバス等を介してＣＰＵ４０と接続されている。

図２に戻って、光源装置１２は、キセノンランプやハロゲンランプからなる光源５０を有する。光源５０は、光源ドライバ５１によって駆動される。絞り機構５２は、光源５０の光射出側に配置され、集光レンズ５３に入射される光量を増減させる。集光レンズ５３は、絞り機構５２を通過した光を集光して、ライトガイド３２の入射端に導光する。ライトガイド３２は、例えば、複数の石英製光ファイバを巻回テープ等で集束してバンドル化したものである。

ＣＰＵ５４は、プロセッサ装置１１のＣＰＵ４０と通信し、光源ドライバ５１および絞り機構５２の動作制御を行う。ライトガイド３２の出射端に導かれた照明光は、照明レンズ２４で拡散され、照明窓２１を介して体腔内の被観察部位に照射される。

次に、上記のように構成された内視鏡システム２の作用について説明する。電子内視鏡１０で患者の体腔内を観察する際、術者は、電子内視鏡１０と各装置１１、１２とを繋げ、各装置１１、１２の電源をオンする。そして、操作部４６を操作して、患者に関する情報等を入力し、検査開始を指示する。

検査開始を指示した後、術者は、挿入部１３を体腔内に挿入し、光源装置１２からの照明光で体腔内を照明しながら、ＣＣＤ２３による体腔内の内視鏡画像をモニタ１７で観察する。

ＣＣＤ２３から出力された撮像信号は、ＡＦＥ２５の各部２６〜２８で各種処理を施された後、プロセッサ装置１１のＤＳＰ４３に入力される。ＤＳＰ４３では、入力された撮像信号に対して各種信号処理が施され、画像データが生成される。ＤＳＰ４３で生成された画像データは、ＤＩＰ４４に出力される。

ＤＩＰ４４では、ＣＰＵ４０の制御の下、ＤＳＰ４３からの画像データに各種画像処理が施される。ＤＩＰ４４で処理された画像データは、表示制御回路４５に入力される。表示制御回路４５では、ＣＰＵ４０からのグラフィックデータに応じて、各種表示制御処理が実行される。これにより、画像データがモニタ１７に内視鏡画像として表示される。

図６のフローチャートに示すように、プロセッサ装置１１の電源がオンされると、ＣＰＵ４０の指示で電源回路４７から電子内視鏡１０のＣＣＤ２３、ＣＰＵ２９、およびタイミング／ドライバ回路３１への各種電源電圧Ｖｄｄ１、Ｖｄｄ２、ＶＬの供給が開始される（Ｓ（ステップ）１０）。電子内視鏡１０では、電源電圧の供給を受けて、各部が動作可能な状態になる。

電子内視鏡１０のＣＰＵ２９との通信が確立すると、プロセッサ装置１１のＣＰＵ４０は、電子内視鏡１０のＣＰＵ２９に型番のデータの要求信号を送信する。電子内視鏡１０のＣＰＵ２９は、これに応じてＥＥＰＲＯＭ３０から型番のデータを読み出して、プロセッサ装置１１のＣＰＵ４０に送信する。プロセッサ装置１１のＣＰＵ４０は、電子内視鏡１０の型番のデータを取得する（Ｓ１１）。

型番のデータを取得すると、プロセッサ装置１１のＣＰＵ４０は、ＲＯＭ４１の適正値テーブル６０から、取得した型番に対応する適正値のデータを読み出す（Ｓ１２）。そして、ＲＯＭ４１の補正データに応じた補正をしたうえで、適正値となるようなデジタル信号をＤ／Ａ４８に出力する（Ｓ１３）。こうすることで、各種電源電圧Ｖｄｄ１、Ｖｄｄ２、ＶＬが適正値となり、画質劣化が起こらない、または軽減される。

適正値に調整された各種電源電圧Ｖｄｄ１、Ｖｄｄ２、ＶＬを元に、タイミング／ドライバ回路３１で各種駆動パルスが生成され、ＣＣＤ２３に出力される。ＣＣＤ２３は、タイミング／ドライバ回路３１からの各種駆動パルスで駆動制御され、撮像信号を出力する。プロセッサ装置１１では、検査が終了して電源がオフされる（Ｓ１５でｙｅｓ）まで、前述の通り各種画像処理、表示制御処理が施される（Ｓ１４）。なお、先に型番のデータを取得して適正値を読み出したうえで、電源電圧の供給を開始してもよい。

以上説明したように、電子内視鏡毎の電源電圧の適正値を得て、適正値となるようにＣＰＵ４０およびＤ／Ａ４８で電源電圧を微調整するので、バージョン違い等の電子内視鏡の機差を吸収することができ、接続される電子内視鏡に関わらず、常に画質劣化が少ない内視鏡画像を表示させることができる。

Ｄ／Ａ４８の出力端と電源回路４７の出力端を繋げ、ＣＰＵ４０からデジタル信号を入力するという単純な構成および制御で、上記の効果を得ることができる。

電源電圧の補正データをＲＯＭ４１に書き込んでおき、電源電圧の補正を行うので、電子内視鏡の機差だけでなく、プロセッサ装置の機差をも吸収することができ、より精確な電源電圧の微調整が可能になる。

操作部４６を介して適正値テーブル６０の型番と適正値のデータを登録することができるので、新機種やバージョンアップに柔軟に対応することができる。

なお、適正値テーブルの型番と適正値のデータを登録するためのデータ入力手段は、操作部に限らない。ＬＡＮ経由で各データを入力しても可である。

また、型番ではなく、適正値そのものを電子内視鏡のＥＥＰＲＯＭに記憶しておき、これを取得してもよい。データ入力手段や適正値テーブルの格納手段を備える必要がなくなるため、装置コストを削減することができる。

さらには、型番等の情報は、術者が手入力してもよく、電子内視鏡に設けたＲＦＩＤタグから無線通信で取得してもよい。

上記実施形態では、電子内視鏡の情報として、タイプとバージョンを記号化した型番を例示したが、タイプ、バージョンのうちのいずれか一方でもよいし、これらとは別の情報であっても構わない。

上記実施形態では、コネクタ１５のソケットが一口で、単一のタイプの電子内視鏡１０の接続を受け入れるプロセッサ装置１１を例示したが、複数タイプの電子内視鏡の接続を受け付けてもよいし、図７に例示するように、ソケットが複数口あるプロセッサ装置を用いてもよい。

図７において、内視鏡システム７０のプロセッサ装置７１は、「Ａ」タイプの電子内視鏡１０ａ、「Ｂ」タイプの電子内視鏡１０ｂがそれぞれ接続される二口のソケット７２ａ、７２ｂを有する。図では、電子内視鏡１０ａがソケット７２ａに接続されている状態を示す。電子内視鏡１０ａは、上記実施形態の電子内視鏡１０と同一である。電子内視鏡１０ｂの各種電源電圧Ｖｄｄ１、Ｖｄｄ１、ＶＬの標準電圧値は、例えば、Ｖｄｄ１＝１５Ｖ、Ｖｄｄ２＝５Ｖ、ＶＬ＝−９Ｖである。

電子内視鏡１０ａ、１０ｂのコネクタ１５には、接地された導線に繋がるピン（図示せず）が配されている。一方、プロセッサ装置７１のソケット７２ａ、７２ｂには、ピンに対応する穴（図示せず）が設けられている。この穴には、抵抗を介して電圧が印加された導線が繋がっている。ＣＰＵ４０は、導線に掛かる電圧レベルをモニタする。電子内視鏡１０ａ、１０ｂのいずれかのコネクタ１５をソケット７２ａ、７２ｂに接続すると、電圧レベルがＨｉｇｈからＬｏｗに切り替わる。ＣＰＵ４０は、電圧レベルの切り替わりを検出することで、電子内視鏡１０ａ、１０ｂのいずれが接続されたかを検知する。

プロセッサ装置７１には、電子内視鏡１０ａ用の第一電源回路（上記実施形態の電源回路と同一）４７と、電子内視鏡１０ｂ用の第二電源回路７３とが設けられている。上記実施形態と同様、第二電源回路７３には、Ｄ／Ａ（図示せず）が接続されている。また、適正値テーブル６０には、電子内視鏡１０ａに加えて、電子内視鏡１０ｂの型番と適正値のデータが記憶されている。

ＣＰＵ４０は、ソケット７２ａ、７２ｂの導線の電圧レベルの検出結果を元に、接続された電子内視鏡のタイプを判別し、使用する電源回路を決定する。以下の処理手順は上記実施形態と同様である。タイプの異なる電子内視鏡の機差をも吸収することができる。

上記実施形態では、内視鏡として電子内視鏡を例示したが、超音波内視鏡であってもよい。また、ＣＣＤイメージセンサに代えて、ＣＭＯＳイメージセンサを用いてもよい。さらに、上記実施形態では、患者を被検体とする医療用の電子内視鏡を例示したが、配管等を被検体とする工業用のものでもよい。

内視鏡システムの構成を示す外観図である。 内視鏡システムの構成を示すブロック図である。 電源回路と電子内視鏡のＣＣＤ、ＣＰＵ、およびタイミング／ドライバ回路との電気的接続を示す図である。 電源回路とデジタル／アナログ変換器との電気的接続を示す図である。 適正値テーブルを示す図である。 プロセッサ装置の処理手順を示すフローチャートである。 二口のソケットをもつプロセッサ装置を有する内視鏡システムの構成を示すブロック図である。

符号の説明

２、７０ 内視鏡システム
１０、１０ａ、１０ｂ 電子内視鏡
１１、７１ プロセッサ装置
２３ ＣＣＤ
２９ ＣＰＵ
３０ ＥＥＰＲＯＭ
３１ タイミング／ドライバ回路
４０ ＣＰＵ
４１ ＲＯＭ
４６ 操作部
４７ （第一）電源回路
４８ デジタル／アナログ変換器（Ｄ／Ａ）
６０ 適正値テーブル
７２ａ、７２ｂ ソケット
７３ 第二電源回路

Claims (8)

1. 固体撮像素子を駆動させるための電源電圧を電子内視鏡に供給する電源回路と、
   電子内視鏡の情報を取得する情報取得手段と、
   前記情報取得手段によって得られた情報に基づいて、電源電圧を適正値に調整するための調整値を決定するＣＰＵと、
   前記電源回路に接続され、前記ＣＰＵで決定した調整値をデジタル信号からアナログ信号に変換して出力するデジタル／アナログ変換器とを備えることを特徴とする内視鏡用プロセッサ装置。
2. 前記情報取得手段は、電子内視鏡のＩＤを情報として取得し、
   ＩＤに対応する電源電圧の適正値のデータを格納する第一データ格納手段を備え、
   前記ＣＰＵは、前記情報取得手段によって得られたＩＤに対応する電源電圧の適正値のデータを前記第一データ格納手段から読み出すことで、調整値を決定することを特徴とする請求項１に記載の内視鏡用プロセッサ装置。
3. ＩＤと電源電圧の適正値のデータを前記第一データ格納手段に登録するためのデータ入力手段を備えることを特徴とする請求項２に記載の内視鏡用プロセッサ装置。
4. 前記情報取得手段は、電源電圧の適正値を情報として取得し、
   前記ＣＰＵは、前記情報取得手段によって得られた電源電圧の適正値を元に、調整値を決定することを特徴とする請求項１に記載の内視鏡用プロセッサ装置。
5. ある設定電圧値を出力するように前記電源回路を駆動し、そのときの出力電圧の実測値と設定電圧値とを元に得られる補正データを格納する第二データ格納手段を備え、
   前記ＣＰＵは、補正データに基づいて、設定電圧値と実測値が一致するように前記デジタル／アナログ変換器の駆動を制御することを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の内視鏡用プロセッサ装置。
6. タイプの異なる複数の電子内視鏡を接続するための複数口のソケットを備えることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の内視鏡用プロセッサ装置。
7. 内視鏡用プロセッサ装置の電源回路から、固体撮像素子を駆動させるための電源電圧を電子内視鏡に供給する方法であって、
   電子内視鏡の情報を情報取得手段で取得する第一ステップと、
   前記第一ステップによって得られた情報に基づいて、電源電圧を適正値に調整するための調整値をＣＰＵで決定する第二ステップと、
   電源回路に接続されたデジタル／アナログ変換器に、前記第二ステップで決定した調整値を入力し、これをデジタル／アナログ変換器でデジタル信号からアナログ信号に変換して出力する第三ステップとを備えることを特徴とする内視鏡用プロセッサ装置の電源電圧供給方法。
8. 被検体内の被観察部位の像光を撮像する固体撮像素子を有する電子内視鏡と、
   固体撮像素子を駆動させるための電源電圧を前記電子内視鏡に供給する電源回路、前記電子内視鏡の情報を取得する情報取得手段、情報取得手段によって得られた情報に基づいて、電源電圧を適正値に調整するための調整値を決定するＣＰＵ、並びに、電源回路に接続され、ＣＰＵで決定した調整値をデジタル信号からアナログ信号に変換して出力するデジタル／アナログ変換器を有するプロセッサ装置とで構成されることを特徴とする内視鏡システム。

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