JP4475778B2

JP4475778B2 - Electronic endoscope apparatus for controlling power supply to imaging device

Info

Publication number: JP4475778B2
Application number: JP2000266939A
Authority: JP
Inventors: 春彦日比; 充飯田
Original assignee: Hoya Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 2000-09-04
Filing date: 2000-09-04
Publication date: 2010-06-09
Anticipated expiration: 2020-09-04
Also published as: JP2002065601A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＣＣＤなどの撮像素子を先端部分に有するスコープと、スコープが着脱自在に接続されるとともに、スコープによる撮像によって得られる画像信号を映像信号に変換してモニタへ出力するプロセッサとを備えた電子内視鏡装置に関する。特に、本発明は、スコープがプロセッサに接続された時に撮像素子へ供給される電力の制御に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子内視鏡装置のプロセッサは、画像信号を処理するための信号処理回路や、光源から放射される光の量を調整する絞りを駆動させるモータなどを備え、また、信号処理回路の回路素子（オペアンプなど）やモータなどへ電力を供給するための電源回路も備えている。プロセッサに接続されるスコープ内の撮像素子に対しては、プロセッサ内の電源回路から電力が供給される構成となっており、スコープがプロセッサに接続されると、スコープ内の撮像素子へ電力が供給される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
スコープを交換する時、通常プロセッサの電源はＯＦＦ状態に設定されるが、大勢の被験者を検査する状況では、電源をＯＮ状態にしたままスコープが交換される事態が生じる。電源がＯＮ状態でスコープが接続されると、スコープ接続の瞬間に過電流が撮像素子に流れ、撮像素子が故障する恐れがある。そのため、従来では、撮像素子を過電流から保護する目的で、電源供給ラインにおいて保護素子であるヒューズが設けられていた。しかしながら、過電流によってヒューズが溶断されると、ヒューズ交換のために防水機構を持ったスコープを分解する必要があり、修復作業に手間がかかる。このことは、検査の作業効率を著しく低下させる。
【０００４】
近年では、保護素子として、ＰＴＣ（Positve Temperature Coefficient ）サーミスタが開発されており、電気回路の保護素子として広く利用されている。ＰＴＣサーミスタは、通常状態では導電性のある低抵抗素子であるが、過電流が流れると、一時的に高抵抗状態となって電流の流れを制限する。そして、所定時間経過すると、再び導電性が回復される。このような自己回復型ヒューズとして機能するＰＴＣサーミスタをスコープ内に設ければ、従来型の溶断するヒューズのようにスコープ内の回路の修復を行う必要がない。
【０００５】
しかしながら、スコープ接続時における撮像素子の故障は、過電流のみならず、スコープ内の各素子への電力供給の順序が不適切であった場合などにも起こり得る。このような過電流以外の原因による撮像素子の故障は、ＰＴＣサーミスタを設けても防ぐことができない。また、ＰＴＣサーミスタの動作速度は低速であるため、スコープ装着時における過電流に対して作動しない恐れがある。さらに、ＰＴＣサーミスタをスコープ内の回路に設けることによって、スコープ内の回路構成が複雑化する。
【０００６】
そこで、本発明では、回路内に保護素子を設けることなく、スコープの接続時において撮像素子を過電流から保護するとともに、撮像素子へ電力を安定して供給することができる電子内視鏡装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の電子内視鏡装置は、被写体像が形成される撮像素子を有するスコープと、スコープが着脱自在に接続されるとともに、撮像素子から読み出される被写体像に応じた画像信号を処理するプロセッサとを有する内視鏡装置である。そして、電子内視鏡装置は、撮像素子へ電力を供給する電力供給手段と、スコープがプロセッサと接続されたか否かを検出するスコープ接続検出手段と、スコープの接続が検出された場合、接続された後所定期間経過するまでは撮像素子への電力供給を待機させる電力供給待機手段とを有することを特徴とする。スコープがプロセッサに接続された直後は電力供給のための回路が不安定となり過電流が流れやすいが、スコープ接続後所定期間経過するまで電力が撮像素子に供給されない。そのため、保護素子を設けることなく、撮像素子を保護することができる。所定期間は、２００ミリ秒間〜８００ミリ秒間のいずれかの期間であることが望ましい。
【０００８】
電力供給待機手段は、スコープ内に設けられていることが望ましい。撮像素子と同じスコープ内に設けることにより、スコープ側だけで電力供給の制御を適切かつ安定して実行することができる。
【０００９】
好ましくは、スコープは、電力供給手段から撮像素子までの電力供給ラインの間に介在するとともに撮像素子へ供給される電力を調整するレギュレータと、レギュレータを制御する演算処理装置とを有する。この場合、好ましくは、電力供給待機手段は演算処理装置内に設けられている。このようにレギュレータおよびレギュレータを制御する演算処理装置をスコープ内に設けることにより、撮像素子へ安定して電力が供給されるとともに、撮像素子への電力供給の待機も適切に行うことができる。
【００１０】
スコープ内に演算処理装置が設けられている場合、電力供給手段は、レギュレータに電力を供給すると供に、スコープの接続後、始めに演算処理装置およびレギュレータに対してのみ電力を供給することが望ましい。これにより、スコープ内において最初に演算処理装置およびレギュレータが作動可能となる。そして、演算処理装置に設けられる電力供給待機手段は、演算処理装置およびレギュレータに電力が供給された後、所定期間が経過するまでは撮像素子に電力が供給されないようにレギュレータを制御することが望ましい。これにより、所定期間経過するまでは、レギュレータから撮像素子へ電力が出力されない。なお、レギュレータは、リニアレギュレータであることが望ましい。
【００１１】
好ましくは、レギュレータは、電力供給手段から送られてくる電力を撮像素子へ出力することが可能な状態と出力することが不可能な状態のどちらか一方の状態に選択的に切替可能である。この場合、電力供給待機手段は、所定期間経過するまではレギュレータを電力の出力不可能な状態に定め、所定期間が経過した後はレギュレータを電力の出力可能な状態に定めることが望ましい。
【００１２】
好ましくは、スコープは、撮像素子を駆動するための回路であってレギュレータを介して電力が供給される駆動回路と、駆動回路へパルス信号を送るタイミングジェネレータと、撮像素子から読み出される画素信号を処理する初期信号処理回路とを有し、電力供給手段は、タイミングジェネレータおよび初期信号処理回路へ電力を供給する。この場合、電力供給待機手段は、所定期間が経過するまでは駆動回路、タイミングジェネレータおよび初期信号処理回路に電力が供給されないように、駆動回路、タイミングジェネレータおよび初期信号処理回路を制御する。所定期間経過すると、電力供給によってその他の回路が撮像素子と同時に作動することから、撮像素子が適正に駆動され、安定した画素信号の読み出しが実行される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下では、図１〜図４を参照して、本発明の実施形態である電子内視鏡装置について説明する。
【００１４】
図１は、本実施形態である電子内視鏡装置のブロック図である。
【００１５】
電子内視鏡装置は、撮像素子の１つであるＣＣＤ（Charge-Copuled Device ）１２を有するビデオスコープ（スコープ）１０とプロセッサ２０とを備えており、ビデオスコープ１０は、着脱自在にプロセッサ２０に接続される。また、プロセッサ２０には、映像を映し出すモニタ３０が接続されており、ビデオスコープ１０の撮像によって得られる映像が表示される。検査や処置などが開始されると、ビデオスコープ１０は体内へ挿入される。
【００１６】
プロセッサ２０は、体腔内の所定の部位を照明するためのランプ２５を有しており、ランプ２５から放射された光は、集光レンズ（図示せず）および絞り２６を介してライトガイド１１の入射端１１ａに入射する。ただし、ライトガイド１１は、ランプ２５から放射された光をビデオスコープ１０の先端（遠位端）へ送るファイババンドルである。ライトガイド１１入射端１１ａに入射した光は、ライトガイド１１を通ってライトガイド１１の出射端１１ｂから出射する。これにより、観察部位Ｓに光が照射される。
【００１７】
観察部位Ｓで反射した光は、ビデオスコープ１０の先端に設けられた対物レンズ（図示せず）を通過し、これにより、観察部位Ｓの被写体像がＣＣＤ１２の受光面に形成される。ＣＣＤ１２では、光電変換により、被写体像に応じた１フレーム分のアナログの画素信号が発生する。
【００１８】
本実施形態では、撮像方式として同時単板式が適用されており、ＣＣＤ１２の受光面上には、イエロー（Ｙｅ）マゼンタ（Ｍｇ）、シアン（Ｃｙ）、グリーン（Ｇ）の各色がモザイク状に配列された補色カラーフィルタ（図示せず）が配置されている。そして、ＣＣＤ１２では、各補色を通過する色に応じた画素信号が発生する。ＣＣＤドライバ１４は、ＣＣＤ１２を駆動するドライバであり、ＣＣＤ１２に発生する画素信号を読み出すための駆動信号がＣＣＤ１２へ送られる。カラーテレビジョン方式がＮＴＳＣ方式であるため、１フレーム分の画素信号は、１／３０秒間隔で順次読み出され、初期信号処理回路１３へ送られる。
【００１９】
初期信号処理回路１３では、各画素毎に発生した画素信号が増幅されるとともに、リセット雑音の除去など様々な処理が施される。処理された画素信号はアナログの画像信号として出力され、画像信号ラインＳＬを通ってプロセッサ２０の信号処理回路２１へ送られる。
【００２０】
ＣＰＵ（演算処理装置）１６は、スコープ１０内の回路全体を制御しており、必要に応じてレギュレータ１７、ＣＣＤドライバ１４、タイミンジェネレータ１５、初期信号処理回路１３へ制御信号を送る。タイミングジェネレータ１５では、クロックパルスがＣＣＤ１４ドライバ、初期信号処理回路１３へ出力され、これによりＣＣＤ１２から画素信号を読み出すタイミングが調整される。レギュレータ１７は、プロセッサ２０からＣＣＤ１２へ供給される電力を一定値で維持されるように調整するドロッパ型（降圧型）の電源制御回路であり、ここでは、リニアレギュレータ（シリーズレギュレータなど）が適用されている。
【００２１】
プロセッサ２０内の信号処理回路２１では、スコープ１０から送られてきた画像信号に対して様々な処理が施され、その結果、コンポジットビデオ信号（映像信号）が生成される。１フレーム分のコンポジットビデオ信号が１／３０秒間隔で順次モニタ３０へ送られことにより、観察部位Ｓの映像がモニタ３０に表示される。
【００２２】
電源回路２８は、プロセッサ２０およびビデオスコープ１０内の回路へ電力を供給する回路である。１００Ｖの商用交流電源は、電源回路２８において直流電源に変換され、所定の電力が各回路を構成する素子などへ供給される。ビデオスコープ１０内の各回路に対しては、電源供給ラインＰＬを介して電力が供給される。なお、図１では、電源回路２８からレギュレータ１７、ＣＰＵ１６、ＣＣＤ１２およびＣＣＤドライバ１４へ送られる電力の供給ラインのみ破線で示しており、その他の電力供給ラインは図示していない。また、電源供給ラインＰＬにおいて、ＣＰＵ１６およびレギュレータ１７への供給ラインとその他の回路への供給ラインに対するそれぞれの電力供給は、後述するように個別に制御される。
【００２３】
システムコントロール回路２２内に設けられたＣＰＵ２３は、プロセッサ２０全体の動作を制御しており、揮発性メモリであるＲＡＭと不揮発性メモリであるＲＯＭ（ともに図示せず）を有している。また、システムコントロール回路２２には、ランプ制御部２４、信号処理回路２１、電源回路２８、絞り２６が接続されており、必要に応じて制御信号が各回路へ送られる。ランプ制御部２４はランプ２５を制御する回路であり、制御信号がランプ制御部２４へ送られると、ランプから放射される光量が調整される。また、絞り２６に制御信号が送られると、ライトガイド１１の入射単１１ａに入射する光の量を調整するため絞り２６が開閉する。なお、信号処理回路２１などの信号の入出力タイミングを調整するプロセッサ側のタイミングジェネレータ（図示せず）もシステムコントロール回路２２に接続されている。
【００２４】
プロセッサ２０のフロンパネルには、画像輪郭強調を実行するパネルスイッチ２７などが設けられており、パネルスイッチ２７が操作されると、スイッチ信号がシステムコントロール回路２２へ送られる。システムコントロール回路２２では、パネルスイッチ２７から送られてくる信号に基づいて、画像処理に関する制御信号が信号処理回路２１へ送られる。また、フロントパネルには、プロセッサの電源をＯＮ／ＯＦＦに設定する電源スイッチ（図示せず）が設けられている。
【００２５】
ＣＰＵ２３とビデオスコープ１０内のＣＰＵ１６は、データ信号ラインＤＬを介して接続されており、双方向にデータの転送が可能である。例えば、ビデオスコープ１０内のＥＥＰＲＯＭ（図示せず）に格納されているデータがＣＰＵ１６によって読み出され、プロセッサ２０内のＣＰＵ２３へ送られる。これにより、接続されたビデオスコープ１０の特性（ＣＣＤ１２の画素数など）に関するデータが、システムコントロール回路２２内のＲＡＭ（図示せず）に格納される。また、ＣＰＵ１６とＣＰＵ２３との間では、ビデオスコープ１０の接続検出に関するデータが相互に転送される。
【００２６】
前述したように、ビデオスコープ１０は、プロセッサ２０に着脱自在に接続可能である。また、ビデオスコープ１０に関しては、胃、大腸など異なる体腔部位に合わせて様々な種類が用意されており、検査が行われる場合、検査される部位に適したビデオスコープ１０がプロセッサ２０に接続される。
【００２７】
ビデオスコープ１０とプロセッサ２０双方には、電源供給ラインＰＬ、画像信号ラインＳＬおよびデータ信号ラインＤＬを接続するためのコネクタがそれぞれ各ライン毎に設けられており、図１では、プロセッサ２０側のコネクタ部がＰＣ１、ＰＣ２、ＰＣ３、ビデオスコープ１０側のコネクタ部がＳＣ１、ＳＣ２、ＳＣ３と表されている。ビデオスコープ１０側のコネクタ部ＳＣ１、ＳＣ２、ＳＣ３は、指し込みピンで構成され、一方、プロセッサ２０側のコネクタ部ＰＣ１、ＰＣ２、ＰＣ３は、その指し込みピンを受け入れるソケットで構成される。なお、接地ラインは図示されていない。
【００２８】
ビデオスコープ１０がプロセッサ２０に装着されてない場合、電源供給ラインＰＬが遮断されているため、ビデオスコープ１０の回路に電力は供給されない。プロセッサの電源がＯＮ状態においてビデオスコープ１０が接続されると、電源供給ラインＰＬ、画像信号ラインＳＬおよびデータ信号ラインＤＬが繋がり、ビデオスコープ１０内の回路が作動可能となる。
【００２９】
ビデオスコープ１０がプロセッサ２０に装着されたのがＣＰＵ２３によって検出されると、電力供給に関する制御信号がシステムコントロール回路２２から電源回路２８へ送られる。この制御信号に基づいて、ビデオスコープ１０内のＣＰＵ１６およびレギュレータ１７に対してのみ電源回路２８から電力が供給される。この電力供給は、ビデオスコープ１０内の他の回路への電力供給に先駆けて施される。そして、ビデオスコープ１０内のＣＰＵ１６では、ＣＣＤ１２などへの電力供給を制御するため、レギュレータ１７やタイミングジェネレータ１５などその他の回路に対する制御信号が出力される。所定期間経過後にＣＣＤ１２に電力が供給されると、初期信号処理回路１３、タイミングジェネレータ１５に対しも電源回路２８から電力が供給される。一方、ＣＣＤドライバ１４へは、レギュレータ１７を介して電力が供給されており、所定期間経過するまでＣＣＤドライバ１４へ電力が供給されないようにレギュレータ１７が制御される。なお、ＣＰＵ１６の電源電圧は５Ｖであり、ＣＣＤ１２の電源電圧は１５Ｖと−９Ｖである。
【００３０】
レギュレータ１７は、入力端子、出力端子、ＧＮＤ（接地）端子の他に、ＯＮ／ＯＦＦ端子（あるいはイネーブル端子）を有している（いずれも図示せず）。ＯＮ／ＯＦＦ端子は、レギュレータ１７からＣＣＤ１２へ出力される電圧を制御するための端子であり、レギュレータ１７は、ＣＰＵ１６から送られてくる信号に基づいて、イネーブル（enable）状態もしくはディゼーブル（disable ）状態に選択的に切り替わる。すなわち、ＣＣＤ１２への電力供給を許可するイネーブル信号がレギュレータのＯＮ／ＯＦＦ端子に送られると、レギュレータ１７はＣＣＤ１２へ電力を出力するが、ＣＣＤ１２への電力供給を禁止するディゼーブル信号がレギュレータ１７のＯＮ／ＯＦＦ端子に送られると、レギュレータ１７はＣＣＤ１２へ電力を出力しない。
【００３１】
スコープ接続後最初にＣＰＵ１６およびレギュレータ１７にだけ電力が供給されると、ＣＰＵ１６では、所定期間経過するまでＣＣＤ１２に電力を供給させないため、ディゼーブル信号がレギュレータ１７に送られる。また、ＣＣＤドライバ１４など他の回路に対しても電力供給を待機させるため、ディゼーブル信号がＣＰＵ１６からビデオスコープ１０内の各回路へ送られる。そのため、タイミングジェネレータ１５、ＣＣＤドライバ１４からパルス信号、駆動信号が出力されない。
【００３２】
そして、所定期間経過すると、今度はＣＣＤ１２へ電力を供給するため、イネーブル信号がＣＰＵ１６からレギュレータ１７へ送られる。それと同時に、タイミングジェネレータ１５など他の回路に対しても電力供給を許可するため、イネーブル信号が各回路へ出力される。これにより、ＣＣＤ１２、ＣＣＤドライバ１４などが作動開始し、ＣＣＤ１２から画素信号が読み出される。なお、所定期間経過後、ＣＣＤドライバ１４にはレギュレータ１７を介して電力が供給される。
【００３３】
図２は、プロセッサ全体の動作を示すメインルーチンである。電源がＯＮ状態になると、ルーチンが開始される。
【００３４】
ステップ１０１では、システムコントロール回路２２内のＲＯＭにあらかじめ格納されたデータに基づき、ランプ２５、絞り２６などが初期状態に設定される。
【００３５】
ステップ１０２では、ビデオスコープ１０の接続に関連した処理が施される。すなわち、プロセッサ２０およびビデオスコープ１０内の各回路へ電力が供給される。このとき、前述したように、最初にＣＰＵ１６およびレギュレータ１７にだけ電力が供給され、所定期間経過後にＣＣＤ１２などそれ以外の回路へ電力が供給される。ステップ１０３では、その他の処理、例えばキーボード操作に対する処理などが施される。ステップ１０３が実行されると、ステップ１０１に戻る。プロセッサ２０の電源がＯＦＦ状態になるまで、ステップ１０２〜１０３が繰り返し実行される。
【００３６】
図３は、図２のステップ１０２のサブルーチンであり、プロセッサ２０内のＣＰＵ２３において実行される電力供給制御動作を示した図である。
【００３７】
ステップ２０１では、ビデオスコープ１０がプロセッサ２０に接続されておらず、取り外された状態であるか否かが判定される。すなわち、新たに他の種類のビデオスコープ１０を使用するためプロセッサ２０に装着されていたビデオスコープ１０が取り外されたか、あるいはプロセッサ２０の電源をＯＮ状態にしたときにビデオスコープ１０が接続されていない状態であるか否かが判断される。ビデオスコープ１０が取り外された状態であると判断されると、ステップ２０２へ進む。一方、ビデオスコープ１０が取り外された状態ではない、すなわちプロセッサ２０の電源がＯＮ状態となった時にビデオスコープ１０が接続されており、その後も接続されたままの状態である場合、ステップ２０３に進む。なお、ビデオスコープ１０の接続状態は、プロセッサ２０のコネクタ部ＰＣ１、ＰＣ２、ＰＣ３とビデオスコープ１０のコネクタ部ＳＣ１、ＳＣ２、ＳＣ３との接触により生じるスイッチ信号に基づいて判断される。
【００３８】
ステップ２０２では、新たにビデオスコープ１０がプロセッサ２０と接続されたか否かが判定される。ビデオスコープ１０が新たに接続されたと判断された場合、ステップ２０３へ進む。一方、ビデオスコープ１０が未だプロセッサ２０に接続されていないと判断された場合、繰り返しステップ２０２が実行される。
【００３９】
ステップ２０３では、ビデオスコープ１０内のＣＰＵ１６およびレギュレータ１７に対してのみ電力が供給されるように、制御信号がＣＰＵ２３から電源回路２８へ送られる。そして、ステップ２０４では、ビデオスコープ１０内のその他の周辺回路に対しても電力が供給されるように制御信号が電源回路２８へ送られる。ステップ２０４が実行されると、サブルーチンは終了し、図２のステップ１０２へ戻る。
【００４０】
なお、ＣＰＵを有しないビデオスコープがプロセッサ２０に接続された場合、従来の方法と同じように、ＣＣＤ１２へ電力が供給される。
【００４１】
図４は、ビデオスコープ１０内のＣＰＵ１６により実行される電力供給待機動作のルーチンを示した図である。このルーチンは、図３のサブルーチンのステップ２０３の実行によりＣＰＵ１６に電力が最初に供給されると同時に開始される。
【００４２】
ステップ３０１では、ビデオスコープ１０の装着されてから所定期間経過するまでＣＣＤ１２に電力が供給されないように、レギュレータ１７がディゼーブルな状態（ＯＦＦ状態）に設定される。このとき、ディゼーブル信号がＣＰＵ１６からレギュレータ１７に送られる。また、ステップ３０１では、ビデオスコープ１０内の他の回路に対しても電力供給を待機させるために、ディゼーブル信号がＣＰＵ１６から各回路へ送られる。
【００４３】
ステップ３０２では、ＣＰＵ１６内のタイマ（図示せず）によって時間が計測される。そして、ステップ３０３では、レギュレータ１７がＯＦＦ状態になってから所定期間経過したか否かが判定される。ただし、所定期間は、３００ミリ秒間に定められている。３００ミリ秒間経過したと判断されると、ステップ３０４へ進む。一方、３００ミリ秒間経過していないと判断された場合、ステップ３０２へ戻り、３００ミリ秒間が経過するまで繰り返しステップ３０２、３０３が実行される。
【００４４】
ステップ３０４では、レギュレータ１７が電力供給可能なイネーブル状態（ＯＮ状態）となるように、イネーブル信号がＣＰＵ１６からレギュレータ１７へ送られる。これにより、電力がレギュレータ１７を介してＣＣＤ１２へ供給される。このとき、レギュレータ１７は、最初に１５Ｖの電力をＣＣＤ１２に供給し、その後−９Ｖの電力をＣＣＤ１２へ供給する。そして、ステップ３０５では、ＣＣＤドライバ１４などその他の回路に対しても電力が供給されて所定の信号が出力可能となるように、イネーブル信号が各回路へ送られる。ステップ３０５が実行されると、このルーチンは終了する。
【００４５】
以上のように本実施形態によれば、図３のサブルーチンの実行により、ビデオスコープ１０が接続されると、最初にＣＰＵ１６およびレギュレータ１７に対してのみ電力が供給される。そして、ＣＰＵ１６が作動すると、図４のルーチンの実行により、３００ミリ秒間経過するまではレギュレータ１７がディゼーブル状態となり、ＣＣＤ１２への電力供給が禁止される。そして、３００秒間経過すると、レギュレータ１７はイネーブル状態となり、電力がＣＣＤ１２へ供給される。ビデオスコープ１０の接続直後の電源回路の不安定な状態が解消されるまでＣＣＤ１２に電力が供給されないため、過電流に対してＣＣＤ１２が保護される。
【００４６】
ビデオスコープ１０内にＣＰＵ１６およびレギュレータ１７を設けることにより、電力供給の制御がすべてビデオスコープ１０側で実行される。プロセッサ２０から制御信号を送ることなく電力供給の制御が施されるため、プロセッサ２０内の回路およびＣＰＵ２２の構成をほとんど変更する必要がない。また、レギュレータ１７を用いることにより、電力供給の順序も適正に調整でき、安定した電力がＣＣＤ１２へ供給される。
【００４７】
本実施形態では、所定期間を３００ミリ秒間と定めているが、３００ミリ秒間〜５００ミリ秒間のうちのいずれかの期間であればよい。あるいは、２００ミリ秒間〜８００ミリ秒間のうちのいずれかの期間であればよい。
【００４８】
ＣＰＵを備えていないビデオスコープ１０に対してもＣＣＤ１２への電力供給の制御を行うようにするため、プロセッサ２０のＣＰＵ２３により電力制御を実行するようにしてもよい。
【００４９】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、回路内に保護素子を設けることなく、スコープの接続時において撮像素子を過電流から保護するとともに、撮像素子へ電力を安定して供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態である電子内視鏡装置のブロック図である。
【図２】プロセッサ全体の動作のメインルーチンを示した図である。
【図３】図２のステップ１０２のサブルーチンであり、プロセッサ内のＣＰＵによって実行される電力供給制御動作を示した図である。
【図４】スコープ内のＣＰＵによって実行される電力供給待機動作のルーチンを示した図である。
【符号の説明】
１０ビデオスコープ（スコープ）
１２ＣＣＤ（撮像素子）
１６ＣＰＵ（演算処理装置）
１７レギュレータ
２０プロセッサ
２３ＣＰＵ
２８電源回路
ＰＬ電源供給ラインＰＬ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention includes a scope having an imaging element such as a CCD at the tip portion, and a processor to which the scope is detachably connected and that converts an image signal obtained by imaging by the scope into a video signal and outputs it to a monitor. The present invention relates to an electronic endoscope apparatus. In particular, the present invention relates to control of power supplied to an image sensor when a scope is connected to a processor.
[0002]
[Prior art]
The processor of the electronic endoscope apparatus includes a signal processing circuit for processing an image signal, a motor for driving a diaphragm for adjusting the amount of light emitted from the light source, and the like. It also has a power supply circuit for supplying power to operational amplifiers and motors. Power is supplied to the image sensor in the scope connected to the processor from the power supply circuit in the processor. When the scope is connected to the processor, power is supplied to the image sensor in the scope. Is done.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
When the scope is exchanged, the power supply of the processor is normally set to the OFF state. However, in a situation where a large number of subjects are inspected, a situation occurs in which the scope is exchanged while the power supply is turned on. If the scope is connected while the power is on, an overcurrent flows to the image sensor at the moment of scope connection, and the image sensor may break down. For this reason, conventionally, a fuse serving as a protection element has been provided in the power supply line for the purpose of protecting the imaging element from overcurrent. However, if the fuse is blown by an overcurrent, it is necessary to disassemble the scope having a waterproof mechanism in order to replace the fuse. This significantly reduces the work efficiency of the inspection.
[0004]
In recent years, a PTC (Positve Temperature Coefficient) thermistor has been developed as a protective element, and is widely used as a protective element for electric circuits. The PTC thermistor is a conductive low resistance element in a normal state, but when an overcurrent flows, the PTC thermistor temporarily enters a high resistance state and restricts the flow of current. And when predetermined time passes, electroconductivity will be recovered | restored again. If such a PTC thermistor functioning as a self-healing fuse is provided in the scope, there is no need to repair the circuit in the scope as in the case of a conventional fusing fuse.
[0005]
However, the failure of the image sensor when the scope is connected can occur not only in overcurrent but also when the power supply sequence to each element in the scope is inappropriate. Such a failure of the image sensor due to causes other than overcurrent cannot be prevented even if a PTC thermistor is provided. Further, since the operating speed of the PTC thermistor is low, there is a possibility that the PTC thermistor does not operate against an overcurrent when the scope is attached. Furthermore, providing the PTC thermistor in the circuit in the scope complicates the circuit configuration in the scope.
[0006]
Therefore, the present invention provides an electronic endoscope apparatus that can protect an image sensor from overcurrent when a scope is connected without providing a protection element in the circuit, and can stably supply power to the image sensor. The purpose is to provide.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
An electronic endoscope apparatus according to the present invention includes a scope having an image sensor on which a subject image is formed, a processor to which the scope is detachably connected, and an image signal corresponding to the subject image read from the image sensor is processed. Is an endoscope apparatus. The electronic endoscope apparatus is connected when power connection means for supplying power to the image sensor, scope connection detection means for detecting whether or not the scope is connected to the processor, and connection of the scope are detected. And a power supply standby means for waiting for power supply to the image sensor until a predetermined period of time elapses. Immediately after the scope is connected to the processor, the power supply circuit becomes unstable and an overcurrent tends to flow, but power is not supplied to the image sensor until a predetermined period has elapsed after the scope is connected. Therefore, the image sensor can be protected without providing a protective element. The predetermined period is desirably any period of 200 milliseconds to 800 milliseconds.
[0008]
The power supply standby means is preferably provided in the scope. By providing in the same scope as the imaging device, it is possible to appropriately and stably execute power supply control only on the scope side.
[0009]
Preferably, the scope includes a regulator that is interposed between power supply lines from the power supply unit to the image sensor and adjusts the power supplied to the image sensor, and an arithmetic processing unit that controls the regulator. In this case, preferably, the power supply standby means is provided in the arithmetic processing unit. Thus, by providing the regulator and the arithmetic processing device for controlling the regulator in the scope, power can be stably supplied to the image sensor, and standby for power supply to the image sensor can be appropriately performed.
[0010]
When the arithmetic processing unit is provided in the scope, it is desirable that the power supply means supply power only to the arithmetic processing unit and the regulator first after connection of the scope, in addition to supplying power to the regulator. . Thereby, the arithmetic processing unit and the regulator can be operated first in the scope. The power supply standby unit provided in the arithmetic processing device desirably controls the regulator so that power is not supplied to the image sensor until a predetermined period has elapsed after power is supplied to the arithmetic processing device and the regulator. . Thus, power is not output from the regulator to the image sensor until a predetermined period has elapsed. The regulator is preferably a linear regulator.
[0011]
Preferably, the regulator can be selectively switched between a state in which the power sent from the power supply means can be output to the image sensor and a state in which the power cannot be output. In this case, it is desirable that the power supply standby unit sets the regulator in a state in which power cannot be output until the predetermined period elapses, and sets the regulator in a state in which power can be output after the predetermined period elapses.
[0012]
Preferably, the scope is a circuit for driving the image sensor and is supplied with power via a regulator, a timing generator for sending a pulse signal to the drive circuit, and a pixel signal read from the image sensor And an initial signal processing circuit for supplying power to the timing generator and the initial signal processing circuit. In this case, the power supply standby unit controls the drive circuit, the timing generator, and the initial signal processing circuit so that power is not supplied to the drive circuit, the timing generator, and the initial signal processing circuit until a predetermined period elapses. When a predetermined period elapses, other circuits operate simultaneously with the image sensor by supplying power, so that the image sensor is properly driven and stable pixel signal reading is executed.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Below, with reference to FIGS. 1-4, the electronic endoscope apparatus which is embodiment of this invention is demonstrated.
[0014]
FIG. 1 is a block diagram of an electronic endoscope apparatus according to this embodiment.
[0015]
The electronic endoscope apparatus includes a video scope (scope) 10 having a CCD (Charge-Copuled Device) 12 that is one of image pickup devices, and a processor 20. The video scope 10 is detachably attached to the processor 20. Connected. The processor 20 is connected to a monitor 30 that displays an image, and displays an image obtained by imaging the video scope 10. When examination or treatment is started, the video scope 10 is inserted into the body.
[0016]
The processor 20 includes a lamp 25 for illuminating a predetermined part in the body cavity, and light emitted from the lamp 25 is transmitted through the condenser lens (not shown) and the diaphragm 26 to the light guide 11. The light enters the incident end 11a. However, the light guide 11 is a fiber bundle that sends light emitted from the lamp 25 to the tip (distal end) of the video scope 10. The light incident on the light guide 11 incident end 11 a passes through the light guide 11 and is emitted from the light output end 11 b of the light guide 11. Thereby, the observation site S is irradiated with light.
[0017]
The light reflected by the observation site S passes through an objective lens (not shown) provided at the tip of the video scope 10, whereby a subject image of the observation site S is formed on the light receiving surface of the CCD 12. In the CCD 12, an analog pixel signal for one frame corresponding to the subject image is generated by photoelectric conversion.
[0018]
In this embodiment, a simultaneous single plate type is applied as an imaging method, and each color of yellow (Ye), magenta (Mg), cyan (Cy), and green (G) is arranged in a mosaic pattern on the light receiving surface of the CCD 12. A complementary color filter (not shown) is arranged. Then, the CCD 12 generates a pixel signal corresponding to the color that passes through each complementary color. The CCD driver 14 is a driver for driving the CCD 12, and a drive signal for reading a pixel signal generated in the CCD 12 is sent to the CCD 12. Since the color television system is the NTSC system, pixel signals for one frame are sequentially read out at 1/30 second intervals and sent to the initial signal processing circuit 13.
[0019]
The initial signal processing circuit 13 amplifies the pixel signal generated for each pixel and performs various processes such as removal of reset noise. The processed pixel signal is output as an analog image signal and sent to the signal processing circuit 21 of the processor 20 through the image signal line SL.
[0020]
A CPU (arithmetic processing unit) 16 controls the entire circuit in the scope 10, and sends control signals to the regulator 17, the CCD driver 14, the timing generator 15, and the initial signal processing circuit 13 as necessary. In the timing generator 15, a clock pulse is output to the CCD 14 driver and the initial signal processing circuit 13, thereby adjusting the timing for reading the pixel signal from the CCD 12. The regulator 17 is a dropper type (step-down type) power supply control circuit that adjusts the power supplied from the processor 20 to the CCD 12 to be maintained at a constant value. Here, a linear regulator (such as a series regulator) is applied. ing.
[0021]
In the signal processing circuit 21 in the processor 20, various processes are performed on the image signal sent from the scope 10, and as a result, a composite video signal (video signal) is generated. The composite video signal for one frame is sequentially sent to the monitor 30 at 1/30 second intervals, so that the image of the observation site S is displayed on the monitor 30.
[0022]
The power supply circuit 28 is a circuit that supplies power to the processor 20 and circuits in the video scope 10. The 100V commercial AC power supply is converted into a DC power supply in the power supply circuit 28, and a predetermined power is supplied to elements constituting each circuit. Electric power is supplied to each circuit in the video scope 10 via the power supply line PL. In FIG. 1, only the power supply lines sent from the power supply circuit 28 to the regulator 17, the CPU 16, the CCD 12, and the CCD driver 14 are shown by broken lines, and the other power supply lines are not shown. In the power supply line PL, power supply to the supply line to the CPU 16 and the regulator 17 and to the supply lines to other circuits is individually controlled as will be described later.
[0023]
The CPU 23 provided in the system control circuit 22 controls the operation of the entire processor 20 and includes a RAM as a volatile memory and a ROM (both not shown) as a nonvolatile memory. The system control circuit 22 is connected to a lamp control unit 24, a signal processing circuit 21, a power supply circuit 28, and a diaphragm 26, and a control signal is sent to each circuit as necessary. The lamp control unit 24 is a circuit that controls the lamp 25. When a control signal is sent to the lamp control unit 24, the amount of light emitted from the lamp is adjusted. When a control signal is sent to the diaphragm 26, the diaphragm 26 opens and closes in order to adjust the amount of light incident on the incident unit 11a of the light guide 11. A processor-side timing generator (not shown) that adjusts the input / output timing of signals such as the signal processing circuit 21 is also connected to the system control circuit 22.
[0024]
The front panel of the processor 20 is provided with a panel switch 27 and the like for executing image outline enhancement. When the panel switch 27 is operated, a switch signal is sent to the system control circuit 22. In the system control circuit 22, a control signal related to image processing is sent to the signal processing circuit 21 based on a signal sent from the panel switch 27. The front panel is provided with a power switch (not shown) for setting the processor power ON / OFF.
[0025]
The CPU 23 and the CPU 16 in the video scope 10 are connected via a data signal line DL, and data can be transferred in both directions. For example, data stored in an EEPROM (not shown) in the video scope 10 is read by the CPU 16 and sent to the CPU 23 in the processor 20. As a result, data relating to the characteristics of the connected video scope 10 (such as the number of pixels of the CCD 12) is stored in a RAM (not shown) in the system control circuit 22. Further, between the CPU 16 and the CPU 23, data related to connection detection of the video scope 10 is transferred to each other.
[0026]
As described above, the video scope 10 can be detachably connected to the processor 20. As for the video scope 10, various types are prepared for different body cavities such as stomach and large intestine. When an examination is performed, the video scope 10 suitable for the part to be examined is connected to the processor 20. .
[0027]
Both the video scope 10 and the processor 20 are provided with connectors for connecting the power supply line PL, the image signal line SL, and the data signal line DL for each line. In FIG. The parts are indicated as PC1, PC2, PC3, and the connector part on the video scope 10 side is indicated as SC1, SC2, SC3. The connector portions SC1, SC2, and SC3 on the video scope 10 side are configured with pointing pins, while the connector portions PC1, PC2, and PC3 on the processor 20 side are configured with sockets that receive the pointing pins. The ground line is not shown.
[0028]
When the video scope 10 is not attached to the processor 20, the power supply line PL is cut off, so that power is not supplied to the circuit of the video scope 10. When the video scope 10 is connected while the power of the processor is ON, the power supply line PL, the image signal line SL, and the data signal line DL are connected, and the circuit in the video scope 10 becomes operable.
[0029]
When the CPU 23 detects that the video scope 10 is attached to the processor 20, a control signal related to power supply is sent from the system control circuit 22 to the power supply circuit 28. Based on this control signal, power is supplied from the power supply circuit 28 only to the CPU 16 and the regulator 17 in the video scope 10. This power supply is performed prior to power supply to other circuits in the video scope 10. The CPU 16 in the video scope 10 outputs control signals for other circuits such as the regulator 17 and the timing generator 15 in order to control the power supply to the CCD 12 and the like. When power is supplied to the CCD 12 after a predetermined period has elapsed, power is also supplied from the power supply circuit 28 to the initial signal processing circuit 13 and the timing generator 15. On the other hand, power is supplied to the CCD driver 14 via the regulator 17, and the regulator 17 is controlled so that power is not supplied to the CCD driver 14 until a predetermined period elapses. The power supply voltage of the CPU 16 is 5V, and the power supply voltage of the CCD 12 is 15V and -9V.
[0030]
The regulator 17 has an ON / OFF terminal (or an enable terminal) in addition to an input terminal, an output terminal, and a GND (ground) terminal (all are not shown). The ON / OFF terminal is a terminal for controlling the voltage output from the regulator 17 to the CCD 12, and the regulator 17 is enabled or disabled based on a signal sent from the CPU 16. Selectively switch to. That is, when an enable signal for permitting power supply to the CCD 12 is sent to the ON / OFF terminal of the regulator, the regulator 17 outputs power to the CCD 12, but a disable signal for prohibiting power supply to the CCD 12 is turned on for the regulator 17. When sent to the / OFF terminal, the regulator 17 does not output power to the CCD 12.
[0031]
When power is supplied only to the CPU 16 and the regulator 17 for the first time after the scope connection, the CPU 16 does not supply power to the CCD 12 until a predetermined period elapses, so a disable signal is sent to the regulator 17. In addition, a disable signal is sent from the CPU 16 to each circuit in the video scope 10 in order to wait for power supply to other circuits such as the CCD driver 14. Therefore, the pulse signal and the drive signal are not output from the timing generator 15 and the CCD driver 14.
[0032]
When a predetermined period elapses, an enable signal is sent from the CPU 16 to the regulator 17 in order to supply power to the CCD 12 this time. At the same time, an enable signal is output to each circuit in order to permit power supply to other circuits such as the timing generator 15. As a result, the CCD 12, the CCD driver 14, etc. start operating, and the pixel signal is read from the CCD 12. Note that after a predetermined period of time has elapsed, power is supplied to the CCD driver 14 via the regulator 17.
[0033]
FIG. 2 is a main routine showing the operation of the entire processor. When the power is turned on, the routine is started.
[0034]
In step 101, the lamp 25, the diaphragm 26, etc. are set to the initial state based on the data stored in advance in the ROM in the system control circuit 22.
[0035]
In step 102, processing related to the connection of the video scope 10 is performed. That is, power is supplied to each circuit in the processor 20 and the video scope 10. At this time, as described above, power is first supplied only to the CPU 16 and the regulator 17, and power is supplied to other circuits such as the CCD 12 after a predetermined period. In step 103, other processing, such as processing for a keyboard operation, is performed. When step 103 is executed, the process returns to step 101. Steps 102 to 103 are repeatedly executed until the power of the processor 20 is turned off.
[0036]
FIG. 3 is a subroutine of step 102 in FIG. 2 and shows a power supply control operation executed by the CPU 23 in the processor 20.
[0037]
In step 201, it is determined whether the video scope 10 is not connected to the processor 20 and is in a detached state. That is, the video scope 10 that has been attached to the processor 20 in order to newly use another type of video scope 10 has been removed, or the video scope 10 is not connected when the power of the processor 20 is turned on. It is determined whether or not it is in a state. If it is determined that the video scope 10 has been removed, the process proceeds to step 202. On the other hand, if the video scope 10 is not removed, that is, the video scope 10 is connected when the power of the processor 20 is turned on and remains connected after that, the process proceeds to step 203. . The connection state of the video scope 10 is determined based on a switch signal generated by contact between the connector units PC1, PC2, and PC3 of the processor 20 and the connector units SC1, SC2, and SC3 of the video scope 10.
[0038]
In step 202, it is determined whether or not the video scope 10 is newly connected to the processor 20. If it is determined that the video scope 10 is newly connected, the process proceeds to step 203. On the other hand, if it is determined that the video scope 10 is not yet connected to the processor 20, step 202 is repeatedly executed.
[0039]
In step 203, a control signal is sent from the CPU 23 to the power supply circuit 28 so that power is supplied only to the CPU 16 and the regulator 17 in the video scope 10. In step 204, a control signal is sent to the power supply circuit 28 so that power is supplied also to other peripheral circuits in the video scope 10. When step 204 is executed, the subroutine ends and returns to step 102 in FIG.
[0040]
When a video scope that does not have a CPU is connected to the processor 20, power is supplied to the CCD 12 as in the conventional method.
[0041]
FIG. 4 is a diagram showing a routine of power supply standby operation executed by the CPU 16 in the video scope 10. This routine is started at the same time when power is first supplied to the CPU 16 by executing step 203 of the subroutine of FIG.
[0042]
In step 301, the regulator 17 is set to a disabled state (OFF state) so that power is not supplied to the CCD 12 until a predetermined period has elapsed since the video scope 10 was attached. At this time, a disable signal is sent from the CPU 16 to the regulator 17. In step 301, a disable signal is sent from the CPU 16 to each circuit in order to make other circuits in the video scope 10 wait for power supply.
[0043]
In step 302, the time is measured by a timer (not shown) in the CPU 16. In step 303, it is determined whether or not a predetermined period has elapsed since the regulator 17 was turned off. However, the predetermined period is set to 300 milliseconds. If it is determined that 300 milliseconds have elapsed, the process proceeds to step 304. On the other hand, if it is determined that 300 milliseconds have not elapsed, the process returns to step 302, and steps 302 and 303 are repeatedly executed until 300 milliseconds have elapsed.
[0044]
In step 304, an enable signal is sent from the CPU 16 to the regulator 17 so that the regulator 17 is in an enable state (ON state) in which power can be supplied. As a result, electric power is supplied to the CCD 12 via the regulator 17. At this time, the regulator 17 first supplies power of 15V to the CCD 12 and then supplies power of −9V to the CCD 12. In step 305, an enable signal is sent to each circuit so that power is supplied to other circuits such as the CCD driver 14 and a predetermined signal can be output. When step 305 is executed, the routine ends.
[0045]
As described above, according to the present embodiment, when the video scope 10 is connected by executing the subroutine of FIG. 3, power is first supplied only to the CPU 16 and the regulator 17. When the CPU 16 operates, the execution of the routine of FIG. 4 causes the regulator 17 to be disabled until 300 milliseconds have elapsed, and the power supply to the CCD 12 is prohibited. After 300 seconds, the regulator 17 is enabled and power is supplied to the CCD 12. Since power is not supplied to the CCD 12 until the unstable state of the power supply circuit immediately after the video scope 10 is connected, the CCD 12 is protected against overcurrent.
[0046]
By providing the CPU 16 and the regulator 17 in the video scope 10, all power supply control is executed on the video scope 10 side. Since power supply is controlled without sending a control signal from the processor 20, there is almost no need to change the circuit in the processor 20 and the configuration of the CPU 22. Further, by using the regulator 17, the order of power supply can be adjusted appropriately, and stable power is supplied to the CCD 12.
[0047]
In the present embodiment, the predetermined period is set to 300 milliseconds, but it may be any period of 300 milliseconds to 500 milliseconds. Alternatively, it may be any period of 200 milliseconds to 800 milliseconds.
[0048]
The power control may be executed by the CPU 23 of the processor 20 in order to control the power supply to the CCD 12 even for the video scope 10 having no CPU.
[0049]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to protect the imaging device from overcurrent when the scope is connected without providing a protection device in the circuit, and to stably supply power to the imaging device.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of an electronic endoscope apparatus according to an embodiment.
FIG. 2 is a diagram showing a main routine of the operation of the entire processor.
FIG. 3 is a subroutine of step 102 in FIG. 2 and shows a power supply control operation executed by a CPU in the processor.
FIG. 4 is a diagram showing a routine of power supply standby operation executed by a CPU in a scope.
[Explanation of symbols]
10 Videoscope (Scope)
12 CCD (imaging device)
16 CPU (arithmetic processing unit)
17 Regulator 20 Processor 23 CPU
28 Power supply circuit PL Power supply line PL

Claims

A scope having an image sensor on which a subject image is formed;
A processor for detachably connecting the scope and processing an image signal corresponding to a subject image read from the image sensor;
Power supply means for supplying power to the image sensor;
Scope connection detection means for detecting whether or not the scope is connected to the processor;
When the connection of the scope is detected, it is provided with a power supply standby unit that waits for power supply to the image sensor until a predetermined period elapses after being connected ,
The scope is
A regulator that is interposed between power supply lines from the power supply means to the image sensor and adjusts the power supplied to the image sensor;
An arithmetic processing unit for controlling the regulator;
The power supply standby means is provided in the arithmetic processing unit;
The power supply means supplies power to the regulator, and after connecting the scope, supplies power only to the arithmetic processing unit and the regulator,
The power supply standby unit controls the regulator so that power is not supplied to the image sensor until the predetermined period has elapsed after power is supplied to the arithmetic processing unit and the regulator. Electronic endoscope device.

The electronic endoscope apparatus according to claim 1, wherein the power supply unit is provided in the processor .

The electronic endoscope apparatus according to claim 1, wherein the power supply unit supplies power to the imaging device after supplying power to the arithmetic processing unit and the regulator .

The regulator can be selectively switched to either one of a state in which power sent from the power supply means can be output to the image sensor and a state in which output is impossible,
The power supply standby means sets the regulator in a state in which power cannot be output until the predetermined period elapses, and sets the regulator in a state in which power can be output after the predetermined period elapses. The electronic endoscope apparatus according to claim 1 .

The electronic endoscope apparatus according to claim 1 , wherein the regulator is a linear regulator.

The scope is a circuit that drives the image sensor and is supplied with power via the regulator; a timing generator that sends a pulse signal to the drive circuit; and a pixel signal read from the image sensor And an initial signal processing circuit
The power supply means supplies power to the timing generator and the initial signal processing circuit;
The power supply standby means controls the drive circuit, timing generator and initial signal processing circuit so that power is not supplied to the drive circuit, timing generator and initial signal processing circuit until the predetermined period has elapsed. The electronic endoscope apparatus according to claim 1 .

The electronic endoscope apparatus according to claim 1, wherein the predetermined period is any one of 200 milliseconds to 800 milliseconds.

A scope having an image sensor on which a subject image is formed;
A processor for detachably connecting the scope and processing an image signal corresponding to a subject image read from the image sensor;
A power supply means provided in the processor for supplying power to the image sensor;
Scope connection detection means for detecting whether or not the scope is connected to the processor;
Power supply standby means provided in the scope, and when the connection of the scope is detected, waits for power supply to the image sensor until a predetermined period has elapsed after being connected,
When the connection of the scope is detected, the power supply means first supplies power to the power supply standby means, and then supplies power toward the image sensor,
When the power supply standby unit is supplied with power from the power supply unit, the power supply standby unit waits for power supply so that power directed to the image sensor by the power supply unit is not supplied to the image sensor. Electronic endoscope device.