JPH04102437A - 電子内視鏡装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、電子ズームによって拡大観察する際に拡大表
示する領域を自動的に選択する電子内視鏡装置に関する
。

［従来の技術］ 近年、電荷結合素子（ＣＣＤ）等の小型固体撮像素子を
、挿入部の先端部に配設した電子内視鏡が種々開発され
ている。

この電子内視鏡においては先端部光学系により結像した
観察画像を固体撮像素子にて電気信号に変換し、この出
力信号を外部に設けられ、上記電子内視鏡に接続された
映像信号処理装置で映像信号処理した後、テレビモニタ
ー等に表示するよう構成されている。

その為、この種の電子内視鏡においては上記映像信号処
理装置に各種の信号処理機能を付加することにより、固
体撮像素子からの出力信号に信号処理を加えて例えばフ
リーズのように、モニターに処理画像を表示することが
できる。

いくつかある信号処理機能の中に画像拡大機能（いわゆ
る電子ズーム機能）がある、この画像拡大機能は撮像素
子により撮像された画像を電子的に拡大するもので、内
視鏡診断において、観察画像内に病変部などが存在した
場合、この病変部の微細構造を知る上で重要な役割を果
しており、画像拡大機能に関する信号処理手段としては
、例えば、特開平１−１７８２３４号公報のように拡大
画面を縮小画面と同一モニター上に表示するものや特願
平１−２７５１８３号のように拡大前の画像に拡大範囲
の指標を合成して表示でき、又、拡大範囲をキーボード
にて指定するようにしたものがある。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、従来のいわゆる電子ズームによる拡大観察に
おける拡大表示領域は、画像中央部に固定されているか
、あるいは、キーボード指定等マニュアル操作による選
択を余儀なくされていた。

従って、術者がＷｉ画面上病変部を拡大観察したい場合
は、電子内視鏡のアングル操作により関心領域を画面中
央に表示するか、キーボード操作により、拡大領域を指
示しなければならなかった。

しかし、これらの操作は術者にとり、非常に手間がかか
り、又、難しいため病変部を画面から見失ったり、ある
いは、術者が狙う最高の拡大写真撮影のチャンスをのが
したりしやすく、その結果、診断時間が長くなり、患者
に負担を強いることになる。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、拡
大表示領域を自動的に選択するようにし、術者と患者の
双方の負担を軽減することのできる電子内視鏡装置を提
供することを目的としている。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、被写体の光学像を電気信号に変換する固体撮
像素子を用いた撮像手段と、上記固体撮像素子の出力信
号を映像信号処理する映像信号処理手段とを備えた電子
内視鏡装置において、前記映像信号処理手段に、前記固
体撮像素子が撮像した被写体像中の明るさが最も適性と
なっている部分を信号処理によって拡大して表示可能と
する画像拡大手段を備えているものである。

［作用］ 本発明では、画面をいくつかに分割し、分割した画面の
中で最も調光の優れたものから順に拡大表示するように
したことにより、関心領域を拡大領域として事実上、自
動的に選択できるようにしたものである。

［実施例］ 以下、図面に基づいて本発明の詳細な説明する。

図面は本発明の一実施例を示し、第１図は電子内視鏡装
置の構成を示すブロック図、第２図（ａ）は通常観察時
の表示画像を示す説明図、第２図（ｂ）は拡大観察時の
表示画像を示す説明図、第３図は電子内視鏡装置の全体
構成を示す概略図、第４ｒＭ〜第１６図はモニタの取付
状態を態様別に示す説明図、第１７１！ｌはモニタ撮影
装置の概略図である。

電子内視鏡装置は、電子内視鏡１と、光源装置２と、映
像信号処理回路が内蔵されたビデオプロセッサ３と、こ
のビデオプロセッサ３に接続されるモニタ４とを備えて
いる。

上記電子内視鏡１は、細長で例えば可視性の挿入部５を
備え、この挿入部５の後場に大径の操作部６が連設され
ている。この操作部６から側方へ可撓性のユニバーサル
コード７が延設され、このユニバーサルコード７と上記
光源袋Ｍ２とがコネクタ部８を介して接続され、さらに
、このコネクタ部８と上記ビデオプロセッサ３とが接続
ケーブル９を介して接続されている。

また、上記挿入部５の先端部１０に、照明光学系１１と
対物光学系１２とが配設されており、この照明光学系１
１の後端にライトガイドファイバ１３の出射端が対設さ
れ、また、このライトガイドファイバ１３の入射端が上
記光源装置２に内蔵する光源１４に対設されている。

また、上記対物光学系１２の結像位置に電荷結合素子（
ＣＣＤ）などの固体撮像素子１５の撮像面が配設され、
この固体撮像素子１５と上記ビデオプロセッサ３の入力
端とが信号ケーブル１６を介して接続されている。

体腔内に挿入される電子内視鏡１の挿入部５の先端部１
０からは、光源装置２に内蔵した光源１４からの照明光
がライトガイドファイバ１３、照明光学系１１を介して
出射されており、この照明光によって照明された体腔内
の被写体像が、上記挿入部５の先端部１０に設けた対物
光学系１２により固体撮像素子１５の撮像面に結像され
て光電変換され、信号ケーブル１６を介し、コネクタ部
８に接続された接続ケーブル９を経てビデオプロセッサ
３の入力端へ出力される。

このビデオプロセッサ３の入力端に入力された上記固体
撮像素子１５からの出力信号がプロセス回路２１に入力
されて検波され、オーＩ・ゲインコントロール（ＡＧＣ
）、γ補正などの種々の信号処理が行われた後、Ａ／Ｄ
変換器２２にてデジタル信号に変換される。

次いで、このデジタル信号がメモリ回路２３を経て拡大
回路２４、縮小回路２５に入力される。

この拡大回路２４は元の画像の走査線数、画素数を補間
計算により増加する操作を行うもので、また、縮小回路
２５は元の画像の走査線数、水平画素数を間引いて減少
する操作を行うものである。

そして、上記拡大回路２４、縮小回路２５から出力され
た各出力信号が同期出力回路２６を経てＤ／Ａ変換器２
７にてＤ／Ａ変換された後、ボストプロセス回路２８に
入力され、このボストプロセス回路２８から出力される
映像信号がモニタ４に入力され、このモニタ４上に上記
固体撮像素子１５の撮像面に結像した被写体像、すなわ
ち、観察画像が表示される。

一方、上記ブリプロセス回路２１からの出力信号は分割
測光回路２つにも入力される。第２図（ａ）に示すよう
に、この分割測光回路２９では、モニタ４の画面４ａを
複数の領域に分割（図においては９分割）し、各領域ご
との光量を測定して、適正光量となっているものの順に
順位付けを行い、その情報を拡大制御回路３０へ出力す
る。

この拡大制御回路３０は上記各回路２１．２４゜２５．
２６を制御するもので、上記ビデオプロセッサ３の操作
面に設けた拡大観察画像スイッチ３１がＯＦＦのとき、
通常観察画像モードに設定され、上記拡大制御回路３０
では、上記拡大回路２４の拡大倍率を上記固体撮像素子
１５の全画素がモニタ４の画面表示枠４ａ上に所定の大
きさで表示されるように制御する。なお、このとき、上
記縮小回路２５からの出力は選択されず、モニタ４に縮
小画面が表示されることはない。

一方、上記拡大観察画像スイッチ３１をＯＮすると、拡
大ＩＩ察両画像モード選択され、上記拡大制御回路３０
では、上記拡大回路２４に対し、上記分割測光回路２９
で分割した画面中量も適正な光量の領域（例えば、第２
図（ａ）の中央の領域）を拡大表示するように命令する
。

すると、上記拡大回路２４では、上記拡大制御回路３０
で指示された領域の画像信号を予め設定した倍率に拡大
し、その信号を周期出力回路２６へ出力する。同時に、
縮小回路２５が動作し、上記固体撮像素子１５から出力
された画像信号を所定倍率で縮小し、その信号を同期出
力回路２６へ上記拡大回路２４からの出力信号に対し時
分割で出力する。

そして、上記同期出力回路２６から上記Ｄ／Ａ変換器２
７を経て上記ホストプロセス回路２８へ、上記拡大画像
信号と縮小画像信号を時分割してビデオ信号に同期して
出力し、さらに、このホストプロセス回路２８から上記
モニタ４へ出力される。

すると、“第２図（ｂ）に示すように、拡大［東京画像
モード時の上記モニタ４の画面に、通常観察画像モード
時の画面表示枠（拡大ｌ！察両画像モード時は「親画面
」と称す）４ａが表示されるとともに、余白分部に上記
親画面４ａよりも小さい表示枠（以下、「小画面」と称
す）４ｂが表示され、親画面４ａに上記拡大回路２４で
拡大した画像が表示され、また、小画面４ｂに上記縮小
回路２５で縮小した画像が表示される。

そして、上記拡大観察画像スイッチ３１をＯＮし続ける
と設定時間（例えば、１秒）経過後、上記親画面４ａに
、上記分割測光回路２９で設定した次の順位の適正光量
領域（第２図（ａ）においては上部中央領域）の画像が
拡大表示され、上記拡大観察画像スイッチ３１をＯＮＬ
続けている間、設定時間ごとに分割領域が順次表示され
る。

そして、上記拡大観察画像スイッチ３１をＯＦＦすると
、そのときの上記親画面４ａに表示された画像がフリー
ズ（画像の静止）され、モニタ４上の画像を写真撮影し
たり、静止画像を記録装置などに記録することができる
。

また、上記拡大観察画像スイッチ３１をＯＮして拡大観
察画像モードにした後、この拡大観察画像スイッチ３１
を一旦０ＦＦＩ、、次いで、設定時間（例えば１秒）以
内に再びＯＮ→ＯＦＦさせれば画面が通常観察画像モー
ドに設定される。

なお、上記分割測光回路２つにおける分割領域は９つ以
外でもよく、さらに、上記拡大観察画像スイッチ３１の
操作フオマツＩ−は、上述した以外に、例えば、このス
イッチ３１をＯＮから一旦ＯＦＦした後、設定時間（例
えば１秒）以内に再びＯＮした場合、次の順位の拡大画
像が表示されるようにしてもよい。

また、上記ビデオプロセッサ３の上記プリプロセス回路
２１では上記固体撮像素子１５から出力される画像信号
から照明光の輝度を計測し、上記光源装置２に設けた調
光回路３３に輝度信号を出力する。この調光回路３３で
は、上記輝度信号に基づき、光源１４とライトガイドフ
ァイバ１６の入射端との間に介装した絞り３２を動作さ
せて、絞り量を所定に設定する。

ところで、術者はモニタ４に表示された被写体像を観察
しながら電子内視鏡ｌを操作するため、常に患者とモニ
タ４の双方を見ていなければならない。したがって、モ
ニタ４に表示された画像を素早く認識するためには、こ
のモニタ４を見易い位置に配置する必要がある。

例えば、上記モニタ４がＣＲＴの場合、比較的重量があ
るため、第４図に示すように、ビデオプロセッサ３、光
源装置２などを収納するビデオシステムカート４１の上
面に、アーム４２の一端を水平方向へ回動自在に取付け
、このアーム４２の他端にターンテーブル４３を回転自
在に取付け、このターンテーブル４３に上記モニタ４を
載置固定し、術者が手動あるいは電動などにより上記ア
ーム４２、ターンテーブル４３を操作して上記モニタ４
を所望の位置に設定する。

また、第５図では、上記ビデオシステムカート４１の上
面にガイドレール４４を横設し、このガイドレール４４
に沿って移動自在なスライダ４５上にターンテーブル４
３を固設し、どのターンテーブル４３に載置したモニタ
４を術者の見易い位置へ容易に移動可能にしたものであ
る。

また、第６図に示すように、上記ビデオシステムカート
４１の上面−側にモニタテーブル４６の一辺を図示しな
いヒンジなどを介して連設し、通常時は、このモニタテ
ーブル４６を上記ビデオシステムカート４１の側面に傾
倒させて収納状態としておき、モニタ４を載置したい場
合は、上記モニタテーブル４６を起して、上記ビデオシ
ステムカート４１の上面と同一面に設定し、ステー４７
で固定する。

上記モニタテーブル４６を使用することで、上記ビデオ
システムカート４１のモニタ４を設置する面積が実質的
に拡大し、その分、選択度が増す。

なお、上記モニタテーブル４６をビデオシステムカート
４１の両側に設ければ選択度がより一層向上する。

また、ビデオシステムカート４１の高さが比較的高い場
合、このビデオシステムカート４１の上面にモニタ４を
ａ置すると術者はモニタ４を見」二げて観察しなければ
ならず、術者にかかる負担が大きくなる。

このような場合、第７図に示すように、上記ビデオシス
テムカート４１のラック４１ａに載置するビデオプロセ
ッサ３、あるいは、光源装置２を奥行方向を長くし、そ
の分、幅方向を狭くすることで、このラック４１ｂの片
側に空隙を形成し、この空隙部分に上記モニタ４を収納
することで、このモニタ４の設置高さを低くすることが
できる。

さらに、図に示すように、上記ビデオプロセッサ３、あ
るいは、光源装置２の底面にローラ４８を取付け、この
ビデオプロセッサ３、あるいは、光源装置を移動自在に
することで、上記モニタ４を収納する空隙部分を左右い
ずれも容易に設定することができる。

また、第８図に示すように、診察用ベツド４９の周辺が
狭くモニタ４の設置場所を確保することが困難な場合な
どは、上記ヘッド４９の底部に電動、あるいは、手動で
回動するＬ字状のアーム５０の一端を枢支し、このアー
ム５０の他端にモニタ台５１．を取付け、モニタ４を使
用しないときは上記アーム５０を下方へ回動させて上記
モニタ台５１に載置した上記モニタ４を上記診察用ベツ
ド４つの下側に収納し、また、上記モニタ４を使用する
場合、上記アーム５０を上方へ回動させて、上記モニタ
４を上記診察用ベツド４９の上方へ露呈させる。なお、
上記モニタ台５１は上記アーム５０の上下揺動に対し水
平状態が常に保持されるようになっている。

また、第９図に示すように、診察用ベツド４９の長辺側
にガイドレール５２を取付け、このガイドレール５２に
、モニタ台５３の底面四隅から下方へ延出するアーム５
４の下端に設けなローラ５５を嵌合し、上記モニタ台５
３に載置したモニタ４を上記診察用ベツド４９に沿って
長手方向へ移動自在にすれば、このモニタ４を術者の見
易い位置へ容易に移動させることができる。

また、第１０図にモニタ４を専用のモニタスタンド５６
に載置した状態を示す。

このモニタスタンド５６はキャスタ５７により移動自在
になっており、スタンドベース５８に立設されたボール
５つに、一端にモニタ台６０を固設するモニタアーム６
１の他端を回動自在に挿通し、また、このモニタアーム
６１と上記ボール５９に遊挿しなおもり６２とをワイヤ
６３を介して連設する。上記おもり６２はモニタ４を載
置する上記モニタ台６０およびモニタアーム６１とほぼ
同一の重量に設定されており、術者は上記モニタアーム
６１を上記ボール５９の任官の位置に停止させることで
上記モニタ４を見易い高さに設定することができる。

また、第１１図に示すようにモニタ４が液晶などを使用
した平板状モニタである場合、このモニタ４が比較的軽
量であるため、ビデオシステムカート４１の上面−側に
立設したボール６４にモニタアーム６５の一端を挿通し
、図示しない締結具により、任意の位置で固定できるよ
うにし、また、上記モニタアーム６５の他端に上記平板
状モニタ４をボールジヨイント６６を介して連設するこ
とができる。

術者は上記モニタアーム６５を回動および上下方向へ移
動させて配置設定し、さらに、上記平板状モニタ４の傾
斜角度を設定して見易い位置を得る。

また、第１２図〜第１４図は平板状モニタ４を診察用ベ
ツド４９に設けたものを例示しており、第１２図には診
察用ベツド４９の一側にステー６７を立設し、このステ
ー６７に平板状モニタ４を傾倒自在に支持したものが示
され、第１３図には診察用ベツド４９の一側に所定の曲
率を有して湾曲するステー６８を立設し、このステー６
８にガイド溝６８ａを形成し、このガイド溝６８ａに平
板状モニタ４を移動自在に支持したものが示されている
。

第１３国に示した平板状モニタ４は上記ガイド６８ａに
沿って移動し、かつ、所定角度に傾倒させることで、術
者に最も見易い位置を簡単に設定することができる。

また、第１４図では平板状モニタ４を６察用ベツド４９
にボールジヨイント６６を介して取付けたもので、術者
は片手で上記平板状モニタ４を最良の見易い位置に設定
することができる。

また、第１５図では、平板状モニタ４をビデオシステム
カート４１の上面に設けた枢支部材４１ａにモニタアー
ム６９を介して枢支したもので、図の実線で示すように
、非使用時の平板状モニタ４は上記ビデオシステムカー
ト４１の上面に載置しておき、また、使用時には、図の
一点鎖線で示すように、上記モニタアーム６９を上記ビ
デオシステムカート４１の一側へ移動させ、平板状モニ
タ４を術者側へ傾倒させるようにしたもので、平板状モ
ニタ４の収納性がよい。

また、第１６図ではビデオシステムカート４１の上面に
平板状モニタ４を回動アーム７０を介して支持したもの
で、この回動アーム７０を回動し、さらに、上記平板状
モニタ４を上記回動アーム７０上で回動させることで最
も見易い位置を設定することができる。

ところで、一般にモニタの表示内容を写真撮影しようと
する場合、フィルムの分光感度特性にあわせた発色性を
得るべくフィルムに応じて色フィルタを交換しなければ
ならないが、従来、この色フィルタはモニタと写真撮影
機との間に介装されていたなめ、この色フィルタの表面
に付着したゴミが同時に写されてしまいやすい。

この場合、第１７図に示すようにモニタとして透過型液
晶モニタ４ａを用い、この透過型液晶モニタ４ａの液晶
面と写真撮影機７１とをフード７２を介して密封し、ま
た、上記透過型液晶モニタ４ａの液晶面と、この液晶面
に背面から明るさを与えるための照明部７３との間に、
フィルム７４の分光感度特性に合う色フィルタ７５を着
脱自在に介装するようにすれば、この色フィルタ７５に
ゴミが付着しても、写真に写されてしまうことがなく、
取扱い性がよくなる。

［発明の効果］ 以上、説明したように本発明によれば、モニタに表示さ
れた画像の拡大表示領域を自動的に選択することができ
て、術者と患者の双方の負担を軽減することができるな
ど優れた効果が奏される。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示し、第１図は電子内視鏡装
置の構成を示すブロック図、第２図（ａ）は通常観察時
の表示画像を示す説明図、第２図（ｂ）は拡大観察時の
表示画像を示す説明図、第３図は電子内視鏡装置の全体
構成を示す概略図、第４図〜第１６図はモニタの取付状
態を態様側に示し、第４図（ａ＞は第４図（ｂ）の平面
図、第４図（ｂ）は正面図、第５図（ａ）は第５図（ｂ
）の平面図、第５図（ｂ）は正面図、第６図、第７図は
態様側の正面図、第８図（ａ）は第８図（ｂ）の平面図
、第８図（ｂ）は正面図、第９図は斜視図、第１０図（
ａ）は第１０図（ｂ）の部分平面図、第１０図（ｂ）は
正面図、第１１図は斜視図、第１２図〜第１４図は態様
側の正面図、第１５図は斜視図、第１６図は平面図、第
１７図はモニタ撮影装置の概略図である。 ４・・・モニタ、１５・・・固体撮像素子、２４・・・
拡大回路、２つ・・・分割測光回路。 第２図 第４図 （ｂ） 第６図 第７図 第５２ （ａ） 第８図 第１０図 第９ｒＩＪ 第１１図 第１５図 第１７図 第１６図 Ｃ 明細書第２０ページ第５行に［第２図（ａ）」 モ成２年１２月７日 とあるのを ［第２図はモニタに表示される表示画 像を示す説明図で第２図（ａ） 」 に補正します。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 被写体の光学像を電気信号に変換する固体撮像素子を用
   いた撮像手段と、 上記固体撮像素子の出力信号を映像信号処理する映像信
   号処理手段 とを備えた電子内視鏡装置において、 前記映像信号処理手段に、 前記固体撮像素子が撮像した被写体像中の明るさが最も
   適性となっている部分を信号処理によって拡大して表示
   可能とする画像拡大手段 を備えていることを特徴とする電子内視鏡装置。