JPH0573110B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は画面上に表示される内視鏡像の範囲
を電子的に可変できる内視鏡装置に関する。

［従来の技術］ 近年の固体撮像素子の進歩に伴ない、種々の分
野で画像処理が行なわれている。例えば、内視鏡
の分野では、従来はイメージガイドを介して体腔
内の光学像を接眼部まで伝達し、肉眼により観察
していた。ところが、近年、内視鏡先端にCCD
を内臓し、内視鏡内を介して画像信号を外部のモ
ニタ装置に伝送し、そこで表示することにより、
診察を行なうシステムが開発されている。この一
例が特開昭59−151591号公報に記載されている。
ここで、CCD等の固体撮像素子は撮像領域の周
辺部の画質が悪いので、通常、周辺部は絞り等で
マスクされた画面に表示されないようになつてい
る。ところで、単なる光学的絞りでマスクする
と、回折等により周辺部の画像に歪みが生じ、見
にくくなり、画像のマスクの効果が半減してしま
う。また、光学的絞りによる画像のマスクでは、
画像の画面内での表示装置を変更するにはマスク
そのものを変更しなくてはならず、困難である。

［発明が解決しようとする問題点］ 従来の技術においては単なる光学的絞りで画像
をマスクし画面内での表示領域を設定することに
より、画像の周辺部で歪みが避けられなかつた。
さらに、マスクされた画面の形状を自由に変更で
きず不便であつた。

この発明はこのような問題点に着目してなされ
たもので、画像の周辺部を任意の形状に正確にマ
スクして画面上に見やすい画像を表示できる内視
鏡装置を提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段および作用］ この発明による内視鏡装置は内視鏡像を撮像す
る撮像手段と、読出し信号に応じて撮像手段で撮
像された内視鏡を表示画面中の所望の領域に表示
する表示手段と、表示画面中の所定の領域を内視
鏡像の表示領域に関連してマスクするマスクデー
タを記憶するマスクデータ記憶手段と、マスクデ
ータに応じて表示画面をマスクする手段とを具備
し、表示画面においてマスクされた領域に文字デ
ータを表示するこを特徴とする。

［実施例］ 以下図面を参照してこの発明による内視鏡装置
の一実施例を説明する。第１図はこの実施例の構
成を示すブロツク図である。ここでは、イメージ
ガイドを設ける代りに内視鏡先端に固体撮像素子
を内臓して被写体を撮像し、撮像信号を内視鏡内
を介して外部のモニタに供給して表示、あるい
は、記録装置に供給して記録する内視鏡撮像装置
に応用された実施例として説明する。内視鏡本体
１０に光源ユニツト１２が接続される。光源ユニ
ツト１２は通常の光源機能の他に撮像信号を画像
処理する画像信号処理機能も有する。内視鏡本体
１０は先端に撮像レンズ２０と、固体撮像素子と
してのCCD２２とを有する。さらに、内視鏡本
体１０は被写体を照明するために光源ユニツト１
２から照射された照明光を先端まで伝達する光フ
アイバ束からなるライトガイド１８を有する。光
源ニユツト１２はランプ２４を有し、これから照
射された照明光がリレーレンズ２６，２８を介し
てライトガイド１８の一端に入射される。リレー
レンズ２６，２８の間には、赤Ｒ、緑Ｇ、青Ｂの
３色のフイルタ成分を有する回転カラーフイルタ
３０が設けられている。回転カラーフイルタ３０
はモータ３２により回転され、ライトガイド１８
へ入射される照明光がCCD２２の１フレームの
撮像期間毎に順次Ｒ，Ｇ，Ｂに着色されるように
回転制御される。

回転カラーフイルタ３０の平面図を第２図に示
す。内視鏡先端に内臓されるCCD２２は小型化
が要求されるので、受光部のみからなり、蓄積さ
れた電荷を読出すための遮光部は設けられていな
い。そのため、回転カラーフイルタ３０にはＲ，
Ｇ，Ｂの各色のフイルタ成分３４ａ，３４ｂ，３
４ｃの間に遮光部が設けられている。回転カラー
フイルタ３０とCCD２２は同期して制御され、
各色のフイルタ成分３４ａ，３４ｂ，３４ｃがラ
ンプ２４からの照明光を着色する間にCCD２２
は各色成分の被写体像を撮像する。遮光部がラン
プ２４からの照明光を遮光する間にCCD２２か
ら撮像信号が読出される。CCD２２から読出さ
れた信号が光源ユニツト１２に入力され、サンプ
ルホールドSH回路３８、ローパスフイルタLPF
４０を介してＡ／Ｄ変換器４２に入力される。
Ａ／Ｄ変換器４２の出力がCCD２２の１フレー
ム毎にマルチプレクサ４４により切換えられ、フ
レームメモリ４６ａ，４６ｂ，４６ｃのいずれか
に格納される。フレームメモリ４６ａ，４６ｂ，
４６ｃの出力がＤ／Ａ変換器４８ａ，４８ｂ，４
８ｃをそれぞれ介してカラーモニタ１４に供給さ
れ表示されるとともに、記録装置１６に供給され
記録される。Ｄ／Ａ変換器４８ａ，４８ｂ，４８
ｃはイネーブル端Ｅを有していて、イネーブル端
Ｅがhighレベルの時のみ入力デイジタル信号を
Ａ／Ｄ変換して出力する。イネーブル端Ｅがlow
レベルの時はＤ／Ａ変換器４８ａ，４８ｂ，４８
ｃからはアナログ信号が出力されない。あるい
は、出力アナログ画像信号が黒レベル（GND）
にされる。

フレームメモリ４６ａ，４６ｂ，４６ｃからの
信号読出しのためのクロツクパルスCKがカウン
タ５２に、カラーモニタ１４の水平同期パルス
HDがカウンタ５０に入力される。カウンタ５０
の出力信号がアドレス信号としてROM５４，５
６に供給される。カウンタ５２の出力信号が比較
器５８，６０の第１入力端に供給される。ROM
５４，５６の出力信号が比較器５８，６０の第２
入力端に供給される。比較器５８，６０の出力信
号がフリツプフロツプＦ／Ｆ回路６２のセツト
端、リセツト端にそれぞれ供給される。Ｆ／Ｆ回
路６２の出力がＤ／Ａ変換器４８ａ，４８ｂ，４
８ｃのイネーブル端Ｅに供給される。Ｄ／Ａ変換
器４８ａ，４８ｂ，４８ｃ、カウンタ５０，５
２、ROM５４，５６、比較器５８，６０、Ｆ／
Ｆ回路６２が画像マスク回路を構成する。

この実施例において、モータ３２により回転カ
ラーフイルタ３０が回転されると、CCD２２か
ら２フレーム毎にＲ，Ｇ，Ｂの色成分撮像信号が
順次出力される。マルチプレクサ４４は回転カラ
ーフイルタ３０の回転と同期して切換えられ、
Ｒ，Ｇ，Ｂの色成分撮像信号がフレームメモリ４
６ａ，４６ｂ，４６ｃに順次格納される。このよ
うな画像は通常は他の文字データとともに表示さ
れるので、フレームメモリ４６ａ，４６ｂ，４６
ｃからデータを読出す時は、データの1H成分を
カラーモニタ１４の1H期間全体にわたつて読出
すのではなく、画像をモニタ上に表示させたい所
望の位置に応じて読出しタイミングを制御する。
例えば、画面の右半分のみに画像を表示したい場
合は、1H期間の後半の期間のみに読出されるよ
うにタイミングが制御される。

一方、カラーモニタ１４の水平同期パルスHD
がカウンタ５０で計数され、現在何番目の水平走
査線の画像が画面上で表示されているのかが検出
される。ROM５４には各走査線は何番目の画素
からモニタ上の表示を開始するか、すなわち、何
番目の画素までマスクするかを示すマスクデータ
（左端）が格納される。ROM５６には各走査線
は何番目の画素までモニタ上で表示をするか、す
なわち、何番目の画素からマスクを再開するかを
示すマスクデータ（右端）が格納される。ROM
５４，５６からはカウンタ５０の出力に応じて指
定される走査線のマスクデータが読出される。フ
レームメモリ４６ａ，４６ｂ，４６ｃの読出しク
ロツクパルスCKがカウンタ５２で計算され、こ
れにより各水平走査線内で現在何番目の画素の画
像が表示されているのかが検出される。比較器５
８，６０はROM５４，５６から出力されるマス
クデータとカウンタ５２から出力される現在の表
示画素を表すデータを比較する。比較器５８，６
０は両入力データが一致すると検出信号を出力す
る。比較器５８，６０の出力によつてＦ／Ｆ回路
６２はそれぞれセツト、リセツトされる。すなわ
ち、Ｆ／Ｆ回路６２はカウンタ５２の出力が
ROM５４のデータと一致してからカウンタ５２
の出力がROM５６のデータと一致するまで、
highレベルの出力信号をＤ／Ａ変換器４８ａ，４
８ｂ，４８ｃのイネーブル端Ｅに供給する。

このようにＤ／Ａ変換器４８ａ，４８ｂ，４８
ｃはROM５４，５６に格納されていたマスクデ
ータに応じて画像をマスクすることができる。こ
の画像マスクは水平走査線毎に行なわれるので、
マスク画像の形状を矩形のみならず自由に設定す
ることができる。また、マスク形状はROM内の
データを変更するだけで簡単に変更できる。さら
に、マスクされた画像の周辺部が回折等により歪
むことがなく、画像をマスクする効果が増大す
る。

この実施例のモニタ表示の一例を第３図に示
す。画像は画面の右側の中央部に表示され、その
他の部分（左側、上側、下側）には種々のデータ
が表示される。このように画像を右半分とか左半
分に表示することは、１行に連続して書けるデー
タの文字数が多くでき、情報が見やすいという利
点がある。また、画面の右側に画像を表示させる
ことは、パーソナルコンピユータ等は一般に左端
から文字を入力するようになつているので、これ
に対応させているからである。上端には年月日、
時分秒が、左側には患者のIDコード、イニシヤ
ル、性別、生年月日、その他のコメントが、下端
には記録状態が表示される。この実施例では画像
信号が記録装置１６で静止画記録されるとし、そ
の記録（撮影）枚数が記録状態として下端に表示
される。静止画記録装置の例としては、光デイス
クフアイル、磁気デイスクフアイル、カラーイメ
ージレコーダ、通常のカメラがある。例えば、記
録状態の欄には「V.DISC 22331，AUX 37，H.
COPY 27」のような表示が行なわれる。

次に、文字データまたは背景の色を任意に変更
する回路例を第４図に示す。ORゲート７０ａ，
７０ｂ，７０ｃの第１入力端にＲ，Ｇ，Ｂの色選
択スイツチ７２ａ，７２ｂ，７２ｃが接続され
る。所定の電圧の背景信号が色選択スイツチ７２
ａ，７２ｂ，７２ｃを介してORゲート７０ａ，
７０ｂ，７０ｃの第１入力端に入力される。OR
ゲート７０ａ，７０ｂ，７０ｃの第２入力端には
文字データが供給される。ORゲート７０ａ，７
０ｂ，７０ｃの出力がポテンシオメータ７４ａ，
７４ｂ，７４ｃに入力される。ポテンシオメータ
７４ａ，７４ｂ，７４ｃの出力が加算器７６ａ，
７６ｂ，７６ｃに入力され、Ｒ，Ｇ，Ｂの映像信
号と加算される。

第４図の回路によれば色選択スイツチ７２ａ，
７２b.７２ｃのいずれか１つまたは複数をオンす
るこにより、背景の色を変えることができる。ま
た、ポテンシオメータ７４ａ，７４ｂ，７４ｃの
出力電圧を調整して色の比率を変えれば、文字の
色を自由に変更きる。これにより背景または文字
を部分的に異なる色で表示でき表示の態様を多様
化できる。

また、文字背景（第３図に示した画面のデータ
領域の四角内部）を文字とは異なる色に着色し、
文字を見やすくすることも可能である。この動作
を第５図ａ〜ｄを参照して説明する。第５図ａに
示すような文字データに対して、第５図ｂに示す
ような背景信号が供給される。第５図ａの文字デ
ータと第５図ｂの背景信号との排他的論理和演算
がなされ、第５図ｃに示すような文字背景の部分
のみにパルスがある信号が得られる。この第５図
ｃに示す信号に基ずいて表示が行なわれると、モ
ニタ上には第５図ｄに示すように文字背景部分が
文字部分とは異なる色で表示可能である。

第６図は画像マスク回路の変形例のブロツク図
である。TV信号が水平同期信号（Hsync）分離
回路８０、垂直同期信号（Vsync）分離回路８２
に入力される。水平同期信号はカウンタ８４のク
ロツク端CK、カウンタ８６のクリア端CLRに供
給される。垂直同期信号はカウンタ８４のクリア
端CLRに供給される。TV信号のクロツクパルス
を発生するクロツク発生器８８の出力がカウンタ
８６のクロツク端CKに入力される。カウンタ８
４，８６の出力データがそれぞれＸ，Ｙアドレス
データとしてROM９０に供給される。ROM９
０には第３図の画面の横方向をＸ方向、縦方向を
Ｙ方向とし、右側の中央部の画像表示領域のアド
レスで出力がアクテイブになるようにデータがプ
ログラムされている。この結果、ROM９０から
は第位図のＦ／Ｆ回路６２の出力と同様なブラン
キング信号が出力される。このブランキング信号
により第１図のＤ／Ａ変換器４８ａ，４８ｂ，４
８ｃのようなゲート回路を制御し、このゲート回
路を介してTV信号を出力すれば、第１図の実施
例と同様に画像をマスクすることができる。

第７図は画像信号を電子記録装置に静止画記録
するときの検索動作を容易にする変形例である。
内視鏡本体１００が光源ユニツト１０２に接続さ
れ、内視鏡本体１００内の固体撮像素子から出力
される画像信号が光源ユニツト１０２を介して、
電子記録装置１０８に記録されるとともに、
CPU１１０にも供給される。光源ユニツト１０
２にキーボード１０４、カラーモニタ１０６が接
続される。

この構成において、画像を電子記録装置１０８
に静止画記録する際に検索用のデータをCPU１
１０に供給して、CPU１１０により記録画像と
ともに検索用データを管理することにより、検索
用データにより画像を容易に高速で検索できる。
この検索データとしては、第３図に示すような年
月日、時分秒、患者のIDコード、イニシヤル、
性別、生年月日、その他のコメントが用いられ
る。

次に、第１図の記録装置１６の一例としてのカ
ラーイメージレコーダに組込まれているカメラま
たは通常のカメラの撮影時間の制御の改良につい
て説明する。ここでは、第８図に示すようなカメ
ラが前提になつている。第８図においては露出は
シヤツタ後幕の走行開始タイミングを可変するこ
とにより制御される。シヤツタ後幕走行用のソレ
ノイド１２０が電源端（3V）とトランジスタ１
２２の間に接続されている。トランジスタ１２２
のベースには比較器１２４の出力が接続されてい
る。電源端（3V）が可変抵抗１２８を介してコ
ンデンサ１３０に接続される。可変抵抗１２８と
コンデンサ１３０の接続点が比較器１２４の非反
転入力端に接続される。比較器１２４の反転入力
端には基準電源１３２が接続される。ここで、可
変抵抗１２８はマニユアルアダプタ端子１２６を
介して着脱自在にカメラ本体に接続され、これを
外せば、このカメラは自動露出制御モードのみと
なる。電源端はシヤツタ先幕が走行開始されると
3Vに設定される。

このような構成においては、コンデンサ１３０
が所定電圧まで充電されるまでの時間が露出時間
に対応する。そのため、最大で約１秒程度しか露
出制御できない。しかしながら、静止画像を写真
撮影する場合には、15秒程度の露出時間が必要で
あり、これでは露出不足になつてしまう。

ところが、このカメラに対して第９図に示すよ
うな露出制御ユニツト１３４を取付ければ、長時
間露出が可能になる。露出制御ユニツト１３４は
マニユアルアダプタ端子１２６、ワインダに設け
られているリモートレリーズ端子１３６を介して
カメラ本体に接続される。マニユアルアダプタ端
子１２６、リモートレリーズ端子１３６がそれぞ
れアダプタスイツチ１４０、リモートレリーズス
イツチ１３８に接続される。アダプタスイツチ１
４０、リモートレリーズスイツチ１３８は露出制
御回路１４４により閉成制御されるリレースイツ
チである。露出制御回路１４４にはリレーズスイ
ツチ１４２が接続されている。

第９図のようなカメラの回路図を第１０図に示
す。すなわち、この回路は第８図に示した従来例
の可変抵抗１２８の代りに電源端（3V）とコン
デンサ１３０の間にアダプタスイツチ１４０が接
続されている点が異なるのみである。

第１１図ａ〜ｄを参照して、第１０図の動作を
説明する。第１１図ａに示すようにレリーズスイ
ツチ１４２が閉成されると、露出制御回路１４４
は所定時間後に第１１図(b)に示すようにリモート
レリーズスイツチ１３８を閉成する。これによ
り、シヤツタ先幕が走行開始され、第１１図ｃに
示すようにフイルムの露出が開始される。このと
き、アダプタスイツチ１４０はまだ開放されてい
る。露出制御回路１４４はシヤツタ先幕が走行し
てシヤツタが開いてから、フイルムの露出時間よ
り所定時間だけ早い時点で第１１図ｄに示すよう
にアダプタスイツチ１４０を閉成する。この瞬間
からコンデンサの充電が開始され、第１１図ｃに
示すように、所定時間後にトランジスタ１２２、
シヤツタ後幕走行用のソレノイド１２０がオンし
フイルム露出が終了する。これによればいくらで
も長時間の露出制御が可能となる。

第１図の記録装置１６としてインスタントカメ
ラを用いることも可能であるが、この場合は、
次々に撮影していくと出来上つた写真が床に落て
しまうので、図示はしていないが、フイルム受け
のカゴを設けると良い。

この発明は上述した実施例に限定されずに種々
変更可能である。

［発明の効果］ 以上説明したようにこの発明によれば、画像の
周辺部を任意の形状に正確にマスクして画面上に
見やすい画像を表示できる内視鏡装置を提供する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による内視鏡装置の一実施例
の構成を示すブロツク図、第２図は第１図中の回
転カラーフイルタの平面図、第３図はこの実施例
における表示の一例を示す図、第４図はこの実施
例における表示の際の文字データまたは背景の色
を変更する回路の回路図、第５図ａ〜ｄは文字背
景を文字とは異なる色に着色する場合の動作を説
明するための図、第６図は画像マスク回路の変形
例のブロツク図、第７図は画像信号を電子記録装
置に静止画記録する変形例のブロツク図、第８図
はカメラの露出制御回路の従来例の回路図、第９
図は露出制御回路を改良したカメラの構成を示す
図、第１０図は第９図のカメラの回路図、第１１
図ａ〜ｄは第１０図の回路の動作を示すタイミン
グチヤートである。 １４……カラーモニタ、２２……固体撮像素
子、２４……ランプ、３０……回転カラーフイル
タ、４８ａ，４８ｂ，４８ｃ……Ｄ／Ａ変換器、
５０，５２……カウンタ、５４，５６……
ROM、５８，６０……比較器、６２……フリツ
プフロツプ回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 内視鏡像を撮像する撮像手段と、 読出し信号に応じて前記撮像手段で撮像された
   内視鏡像を表示画面中の所望の領域に表示する表
   示手段と、 前記表示画面中の所定の領域を前記内視鏡像の
   表示領域に関連してマスクするマスクデータを記
   憶するマスクデータ記憶手段と、 前記マスクデータに応じて前記表示画面をマス
   クする手段とを具備し、 前記表示画面においてマスクされた領域に文字
   データを表示することを特徴とする内視鏡装置。