JPH0573109B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明はテレビカメラ装置に係り、特に内視
鏡挿入部に固体撮像素子を内臓した内視鏡テレビ
カメラ装置に関する。

［従来の技術］ このような装置の従来技術としては特開昭55−
54933号に記載の内臓カメラがある。この内視鏡
カメラでは、内視鏡挿入部の先端にCCD等の固
体撮像素子が内臓され、撮像レンズで得られた光
学像がCCDにより撮像され、撮像信号が外部に
設けられた表示用モニタで表示される。

［発明が解決しようとする問題点］ このような内視鏡テレビカメラ装置では、内視
鏡先端は患者に直接触れるため、感電防止のため
に内視鏡外部に設けられた１次側の回路（電源、
ビデオプロセス回路等）と内視鏡先端部のCCD
との間に所定の絶縁を施さなければならない。現
在、電源とCCDとの間の耐圧、漏れ電流に規格
が設けられつつある。例えば、電源として
AC100Vが用いられた場合、耐圧としては4KV、
漏れ電流としては10μAが考えられている。

ここで、挿入部先端の光学像をイメージガイド
フアイバを介して接眼部に導き接眼部に装着され
たTVカメラで画像を撮像する従来方式の内視鏡
では、絶縁部材を用いてTVカメラの制御信号
機、及びその回路を人体に接する部分に対して絶
縁するだけでよかつた。しかし、内視鏡テレビカ
メラ装置では、内視鏡内部に設けられたCCD、
電子回路の規模が従来の回路規模に比べ大きく、
これらを絶縁部材で人体に接触する部分と絶縁し
ようとすると、内視鏡挿入部の細径化がはかれな
かつた。また、十分な解像度を得るには、CCD
の面素数を十分多くしなくてはならず、ますます
細径化が困難であつた。

［問題点を解決するための手段］ 本願発明は上述した問題点に対処すべくなされ
たもので、人体に直接触れる内視鏡挿入部に設け
られた電子回路、すなわちカメラ部と、内視鏡外
部に設けられたビデオプロセス部とを絶縁する手
段を設けることにより、挿入部の細径化、撮像素
子の高画素子を達成できる内視鏡テレビカメラ装
置を提供することをその目的とする。

［作用］ 本願発明によれば、内視鏡のカメラ部とそれに
接続されるビデオプロセス手段との間に電気的に
絶縁した状態で両者を接続するアイソレーシヨン
手段を介在されることにより、人体に挿入される
内視鏡をビデオプロセス部と絶縁でき、患者に電
流が流れる虞がない。これにより、挿入部の細径
化、および撮像画像の高解像化に効果がある。

［実施例］ 以下図面を参照してこの発明による内視鏡テレ
ビカメラ装置の一実施例を説明する。第１図は第
１実施例の構成を示すブロツク図である。内視鏡
１０の先端に撮像レンズ１２が内臓され、この撮
像レンズ１２により結像された被写体の光学像が
固体撮像素子（CCD）１４の撮像面に入射され
る。内視鏡１０内には外部の光源装置（図示せ
ぬ）から照射された照明光を先端まで導くライト
ガイド１６と、照明用の拡大レンズ１８も設けら
れている。CCD１４からの出力信号がプリアン
プ２０で増幅された後、信号線を介して乗算器２
２に伝送される。乗算器２２には発振器２４から
の発振信号も供給されている。乗算器２２の出力
信号がアイソリーシヨントランス２６を介して乗
算器２８に伝送される。

発振器２４の発振周波数oはCCD１４の出力
信号の映像信号の周波数帯域に比して充分高い周
波数に設定されている。乗算器２２は発振器２４
からの信号を搬送波信号としてCCD１４からの
出力信号をAM変調（搬送波抑圧変調）すること
になる。そのため、第２図に波形Ａで示すように
乗算器２２の出力信号の周波数帯域は発振器２４
の発振周波数oを中心にしたサイドバンドとな
る。なお、第２図で波形ＢはCCD１４の出力信
号であり、破線はアイソレーシヨントランス２６
の通過帯域である。乗算器２２の出力信号の比帯
域幅（＝帯域幅／中心周波数）は小さいので、ア
イソレーシヨントランス２６は乗算器２２の出力
信号を歪みなく通過させる。

アイソレーシヨントランス２６を通過した信号
は乗算器２８により、搬送波信号と同じ周波数の
発振器３０の出力信号oと掛け合わされて復調
される。そのため、乗算器２８からはCCD１４
から出力されたのと同一の信号が出力される。こ
こで、変調が通常のAM変調の場合には、復調側
の乗算器２８と発振器３０のAM検波器に取り換
えられる。発振器２４，３０は水晶発振器のよう
な正確な発振器で構成し、ビートが発生しないよ
うに両発振波長数のずれがないように構成されて
いる。

乗算器２８の出力信号（CCD１４の出力信号
と同一）がビデオプロセス回路３２でテレビ信号
に必要な処理が施され、CRTモニタ３４で表示
される。

第１実施例によれば、CCD１４からの出力信
号がその中の映像信号成分よりも周波数が充分高
い搬送波信号でAM変調されて、中心周波数が高
く、比帯域幅が小さい信号とされる。その後、こ
の信号がアイソレーシヨントトランス２６を介し
てビデオプロセス回路３２、CRTモニタ３４に
伝送される。そのため、安価なアイソレーシヨン
トランス２６により、人体に接触する可能性のあ
る内視鏡先端を確実に電源から電気的に隔離で
き、耐圧、漏れ電流値を安全な範囲内に収めるこ
とができる。

なお、安全の為のアイソレーシヨン箇所として
はビデオプロセス回路３２内でも実現は可能であ
る。しかし、その場合例えばＡ／Ｄ変換後のデジ
タル信号をアイソレーシヨンしようとすればＡ／
Ｄ変換器が8bit出力であれば８本の信号線をアイ
ソレーシヨンする必要がある。また仮にＡ／Ｄ変
換器の前のアナログ部でアイソレーシヨンする場
合でもクランプ信号及び相関二重サンプリングの
為のサンプルホールドパルス信号等をアイソレー
シヨンする必要があり、アイソレーシヨンしなけ
ればならない信号線数が増加する。また、ビデオ
プロセス回路３２内でアイソレーシヨンした場
合、人体と電気的に導通する回路規模が大きくな
る。従つて筺体外装等と空間的にアイソレーシヨ
ンすることが難しくなる。従つて人体と電気的に
導通する回路規模はできるだけ小さくしたい。

この実施例のようにCCD１４とビデオプロセ
ス回路３２の間にアイソレーシヨントランス２６
を接続することにより、回路規模を小さくするこ
とができる。

次にこの発明の他の実施例を説明する。以下の
図面で第１図と対応する部分は同一参照数字を付
し詳細な説明は省略する。第３図は第１実施例の
変形例である。第１実施例では復調用の発振器３
０を変調用の発振器２４とは別に設けたが、この
変形例では復調用の発振器は設けずに変調の際の
搬送波信号oを復調側に伝送している。発振器
２４の出力信号oがアイソレーシヨントランス
４０、増幅器４２を介して復調用の乗算器２８に
供給される。ここで、アイソレーシヨントランス
４０の通過帯域はアイソレーシヨントランス２６
のそれとは異なり、搬送波信号の周波数oその
もの、あるいはoを中心として多少の帯域があ
つてもよい。この変形例によれば復調用信号の周
波数が正確に搬送波信号の周波数に一致するの
で、復調の際のビートが生じることがない。

第４図にこの発明の第２実施例のブロツク図で
ある。プリアンプ２０の出力が加算器５０を介し
て乗算器２２に供給されている。CDD１４から
の出力信号には１ライン毎に数画素分にわたつて
信号のない期間（ダークリフアレンス期間）が設
けられている。加算器５０では入力端子４８から
このダークリフアレンス期間に同期したパルス信
号を入力することにより、CCD１４の出力信号
のダークリフアレンス期間にパルス信号が挿入さ
れる。第５図ａ，ｂに加算器５０の入力信号と出
力信号の波形を示す。乗算器２２で加算器５０の
出力に発振器５１からのバースト信号が重畳さ
れ、第５図ｃに示すような信号がアイソレーシヨ
ントランス２６を介して、ビデオプロセス回路３
２側へ伝送される。アイソレーシヨントランス２
６を通過した信号は乗算器２８に入力されるとと
もに、ゲート５２を介してPLL回路５４にも入
力される。ゲート５２は第５図ｄにその出力信号
波形を示すように、ダークリフアレンス期間のみ
の信号を通過させる。これにより、PLL回路５
４は位相比較器５６，LPF５８，VCO６０を用
いてバースト信号に位相の合つた連続信号をつく
る。この連続信号が乗算器２８へ供給され、アイ
ソレーシヨントランス２６を通過した変調信号が
復調される。

第２実施例によつても、変調用の搬送波信号が
アイソレーシヨントランス２６を介して復調側に
供給されるので、復調の際にビートが生じること
がない。さらに、変調用の搬送波信号も映像信号
と同一のアイソレーシヨントランス２６を介して
伝送されるので、上述の変形例のように搬送波伝
送用の専用アイソレーシヨントランスを設ける必
要がなく、構成が簡単である。

上述の実施例ではアイソレーシヨントランスの
通過の際に信号をAM変調していたが、これに代
えてFM変調を行なつてもよい。

なお、上述の実施例でCCD１４からの信号を
Ｓ／Ｈ回路、LPFを介して取り出してもよい。

［発明の効果］ 以上説明したようにの発明によれば、人体に接
触するカメラ部と外部の電源部とを安価で確実に
電気的に隔離でき、カメラ部と電源部との関の耐
圧、漏れ電流値を安全な範囲内に収めることがで
きる内視鏡テレビカメラ装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による内視鏡テレビカメラ装
置の第１実施例の構成を示すブロツク図、第２図
はその動作を説明するためのアイソレーシヨント
ランスの通過帯域を示す図、第３図は第１実施例
の変形例のブロツク図、第４図はこの発明の第２
実施例のブロツク図、第５図ａ〜ｄは第２実施例
の動作を説明する信号波形図、である。 １０……内視鏡、１４……CCD、２２，２８
……乗算器、２４，３０……発振器、２６……ア
イソレーシヨントランス、３２……ビデオプロセ
ス回路、３４……CRTモニタ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 内視鏡挿入部内に設けられ、内視鏡画像を撮
   像し電気信号を出力する内視鏡カメラ部と、 内視鏡外部に設けられ、前記内視鏡カメラ部か
   ら出力される映像信号を処理するビデオプロセス
   手段と、 前記内視鏡カメラ部とビデオプロセス手段との
   間に接続され、前記内視鏡カメラ部と前記ビデオ
   プロセス手段とを電気的に絶縁した状態で接続す
   るアイソレーシヨン手段とを具備し、 前記アイソレーシヨン手段は前記内視鏡カメラ
   部から出力される映像信号を該映像信号の周波数
   よりも高い周波数の搬送波信号を用いて変調する
   手段と、前記搬送波信号の周波数を中心とする所
   定の通過帯域を有し、該変調手段から出力された
   変調映像信号を通過させるアイソレーシヨントラ
   ンス部とを具備することを特徴とする内視鏡テレ
   ビカメラ装置。