JPH06315110A - ビデオ画像較正システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明の目的はビデオ入手モジュールに関し
構成情報をビデオ測定システムのビデオ処理電子装置に
自動的に与えることである。 【構成】 物体を覗くためのビデオカメラ２０を具備す
る画像システム１０において、ビデオカメラは覗かれる
物体を表示するビデオ情報とカメラの電子光学特徴を記
述する構成情報の双方を含む出力を有する。カメラはこ
れからダウンロードされる構成情報により較正設備を有
するビデオ処理電子装置１６０と接続するように適合さ
れ、ビデオカメラは異なる較正情報を有する別のビデオ
カメラと交換可能である。ビデオ及び構成情報を含む信
号は多重化され得、又はビデオ処理電子装置に別々に結
合される。ビデオカメラはボアスコープ又は内視鏡に用
いられており、さらに構成情報はボアスコープに配置さ
れているコンピュータ３０に格納され及びこれからダウ
ンロードされる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はビデオ画像システムの電
気的及び光学的較正における改良に関する。より詳細に
は本発明は内視鏡における光学的及び電気的較正情報の
格納と、較正用表示電子装置への情報伝送に対する装置
及び方法に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】近代的
なボアスコープ及び内視鏡は小型化された光学的集合体
及びその末端に散開されるCCD 画像センサを有し、さら
にユーザの便宜のために全カラービデオ表示システムを
用いる。表示電子装置、ビデオ測定システム、コンピュ
ータ、ビデオモデム、及び情報格納装置を含むシステム
に画像機の出力を供給することが可能である。ボアスコ
ープ画像機からのビデオ情報のアクセプタはここに「ビ
デオ処理電子装置」と一般的に呼ぶ。近づけない遠隔物
体を測定することに関しボアスコープ及び内視鏡を使用
するために、例えば、加えて共通の譲受人のU.S.特許N
o. 5,070,401 において教示されているように、覗きレ
ンズから物体までの距離を正確に決定することが必要で
ある。これを達成するために、ビデオ処理電子装置は特
別の光学的集合体の光学的特性を考慮しなければなら
ず、さらにCCD 画像機の電子的特徴を補償すべきである
ので、最終の表示又は類似結果は性格に補正される。こ
こに使用されるように、覗かれる物体の正確な表示を与
えるためにビデオ処理電子装置により調整、訂正、又は
補償を要求できるので、ビデオシステムのビデオ入手要
素に関して使用される用語「光学的特徴」、「電気的特
徴」及び「電子光学的特徴」は、大きさ、視界、レンズ
ひずみ、ピクセル形式、カラーバランス、信号レベル、
コントラスト、ブライトネス、等のような電子的及び光
学的パラメータにそれぞれ言及する。ここに使用される
用語「構成情報」はビデオ処理電子装置により必要とさ
れるビデオシステムのビデオ入手要素の電子的及び光学
的特徴の輪郭を意味する。

【０００３】CCD センサの出力信号を規格することは既
存の慣例であり、さらにジャンパー及びポテンショメー
タのようなアナログ装置により電気的特徴をビデオ処理
電子装置に合わせることは習慣である。このような方法
は理想的によく作動し、CCD装置の増幅ゲインは、ドリ
フト、経年変化、周波数応答の変動、ブルーミング効果
等に対して補償され得る。しかしながら、製造での各集
合体を個々に調整することは集中的、遅く、さらに高価
な労働である。

【０００４】ビデオカメラ又は画像機の構成情報をビデ
オ処理電子装置に供給する他の知られた方法は構成スイ
ッチ、ジャンパー及び短絡ピン、及びポテンショメータ
を具備する。商業的ビデオ測定ユニットは構成情報の知
られた輪郭を持つボアスコープとインタフェースするよ
うにプログラム化されている。もし異なる構成輪郭を持
つボアスコープが測定システムと交換可能に作動するよ
うに要求されるならば、ビデオ処理電子装置を変形する
ことが必要になる。これは、不便にもかかわらず、スイ
ッチ又はジャンパーを用いるハードウエアを変えること
により、又は、特別のボアスコープの構成情報を詳細に
組み込む、PROMのような、メモリ装置にとって変わるこ
とにより、なされ得る。別の解決は ソフトウエアにお
いてボアスコープ構成のライブラリー又は表にアクセス
することであり、オペレータはスクリーン上のメニュー
から適切なボアスコープを選択する。後者の接近はオペ
レータエラーの危険を冒しまた新しいボアスコープがシ
ステムに導入されるときはいつもソフトウエア維持を要
求する。

【０００５】

【課題を解決するための手段及び作用】本発明の目的は
ビデオ入手モジュール、例えばボアスコープに関し構成
情報をビデオ測定システムのビデオ処理電子装置に自動
的に与えることである。本発明の別の目的は改良された
ビデオ測定システムを提供することであり、このシステ
ムにおいて多種の構成情報の輪郭を有するビデオ入手モ
ジュールは便宜的に交換され得る。

【０００６】本発明のまだ別の目的は改良されたボアス
コープを提供することであり、これは必要な構成情報を
含むビデオ測定システムのビデオ処理電子装置に電子的
記号を与える。本発明のさらなる目的はビデオ入手モジ
ュールの構成をビデオ処理電子装置に合わせるために従
来のビデオ測定システムに要求されるハードウエア及び
ユーザ−相互ソフトウエアを省略することである。

【０００７】本発明のこれらの及び他の目的は画像シス
テムにより達成され、これは物体を覗くためのビデオカ
メラを具備する。カメラは覗かれる物体を表示するビデ
オ情報とカメラの電子的特徴及び光学的特徴の少なくと
も一つを具備する構成情報との双方を含む出力を有す
る。カメラはこれからダウンロードされる較正情報によ
る較正設備を有するビデオ処理電子装置と接続するのに
適合される。ビデオカメラは異なる較正情報を有する別
のビデオカメラと交換可能である。本発明の一つの特徴
において、マルチプレクサは較正情報とカメラのビデオ
出力とを結合するためのカメラ出力信号に結合され、マ
ルチプレクサはビデオ処理電子装置に接続可能な出力を
有する。較正情報はカメラに配置されるメモリに格納さ
れ得る。本発明の別の特徴においてビデオカメラはボア
スコープ又は内視鏡に用いられる。

【０００８】本発明の別の特徴によれば画像システムは
覗かれる物体の画像を表示する第１の出力信号を形成す
る電子光学システムを有するボアスコープを具備する。
そのボアスコープはカメラの電子的特徴及び光学的特徴
の少なくとも一つを具備する構成情報を表示する第２の
出力信号を形成する電子回路を組み込む。ビデオ処理電
子装置はボアスコープからの第１及び第２の出力信号を
受け、さらに物体に有益である第３の出力信号を形成す
る。ビデオ処理電子装置は構成情報に従って動作する較
正回路を具備する。ボアスコープは異なる構成情報を有
する別のボアスコープと交換可能である。

【０００９】本発明の別の特徴によれば第２の出力信号
を形成する回路は構成情報を含む不揮発性メモリを有す
るプログラム化されたマイクロコンピュータを具備す
る。一つの実施例において、第１の出力信号及び第２の
出力信号に結合されるマルチプレクサがあり、該マルチ
プレクサはビデオ処理電子装置に接続される出力を有す
る。

【００１０】

【実施例】本発明のこれらのまた他の目的のより理解の
ために、参照符が本発明の詳細記載になされ、これは以
下の図と結合して読まれるべきである。図１に戻り、ビ
デオ処理電子装置への較正情報を送出するためのシステ
ム１０が示されている。そのシステムはビデオカメラ２
０を有しこれは好ましい実施例でボアスコープ又は内視
鏡の挿入管の末端に配置される。これとともに共通の譲
り受け人のダナー等、U.S.特許No. 4,491,865 に開示さ
れ、さらにここに参照符により組み込まれている集合体
はカメラ２０に組み込まれうる。光学部２２は視界１２
の画像を投影するために光センサ２４に設けられ、これ
は好ましくは知られたピクセル形式を有する電荷結合装
置（CCD ）である。488 垂直ピクセル及び510 水平ピク
セルを有するCCDsはNTSCビデオ慣例に適合されまた本発
明と共に使用され得る。センサ２４は電力源（図示され
ない）にライン２６を介して、さらに要求されるバイア
ス及びライン若しくはバス２７を介しクロック信号と共
に接続される。出力信号は、一般的にアナログであり、
しかしディジタルであってもよく、センサ２４からライ
ン２８により案内される。マイクロコンピュータ３０及
び較正情報を格納するメモリ３２はリセット回路３５に
結合される。マイクロコンピュータ３０はリセット回路
によりトリガーされメモリ３２内のデータとして格納さ
れている構成情報を出力する。マルチプレクサ４０はマ
イクロコンピュータ３０の出力にさらにビデオ出力ライ
ン２８に接続される。マルチプレクサ４０により処理さ
れる信号はビデオ処理電子装置（図示しない）に出力さ
れこれはビデオ信号及び構成情報の双方を受けるように
配置される。このようなビデオ処理電子装置は技術にお
いてよく知られている。例えばサロフィーン等、U.S.特
許No. 4,546,379 、はビデオシステムでの主カラー画像
をバランスする装置を開示する。信号レベル制御のよう
な、ビデオ処理の詳細、画像大きさ、カラーバランス、
歪み訂正等はそのためさらにここで検討されないであろ
う。

【００１１】事実上メモリ３２、マイクロコンピュータ
３０、リセット回路３５、さらにマルチプレクサ４０は
単一の集積回路チップにおいて実現され得る。図２を説
明する。上記システムはより詳細に説明される。マイク
ロコンピュータ又はマイクロプロセッサ３０はMotorola
MC68HC05 CPU として実現されさらに一般的使用として
小規模のRAM ３３、及びブーティング用ROM ３４が設け
られる。メモリ３２は、格納される構成データ及びマイ
クロプロセッサ３０用の適当なプログラムを具備し、21
12ビットのメモリを有するEPROM により実現されるが、
シリアルI/0 ポート３６には通信用にライン５６、５６
を介してマルチプレクサ４０が設けられる。A/D 変換器
３９はポート４１に取り付けられ、センサ２４のアナロ
グ信号をライン２８を介してアクセスする。バス３７は
メモリ３２、ROM３３、I/O ポート３４、A/D 変換器３
９、及びCPU ３８を結ぶ。マイクコンピュータ３０用の
制御タイミングが、水晶回路４３により制御される周波
数で、発振部４４に設けられる。その発振器は周波数分
割器５８を介してコンピュータに結合される。タイマー
４５は、また発振器部４４に結合され、信号がそのコン
ピュータをリセットすると断言するが、ラインRESET ４
７は抵抗４８を介して高に保持される。さらにそのプロ
セッサの制御はインタラプトラインIRQ ４９に設けら
れ、これはビデオ処理電子装置から案内するバス２７に
接続され、これによりバイアス及びクロック信号へのア
クセスを確保する。電力源４６はコンピュータに必要と
されるDC電圧を供給する。

【００１２】動作において、電力がまずカメラに印加さ
れると、低から高への変遷がラインRESET ４７をリセッ
トする。リセット回路は、ブロック３５として示すよう
に、EPROM ３２に格納されているユーザプログラムの実
行をトリガーし、マイクロコンピュータ３０がEPROM ３
２の内容をビデオ−データマルチプレクサ４０にバス３
７、シリアルI/O ポート３６、通信ポート５９及びライ
ン５６、５６を介して移すようにしてある。マルチプレ
クサ４０はデータを、垂直又は水平ブランキング間隔の
ような、ビデオ信号の使用されていない部分に結合す
る。マルチプレクサ４０の結合出力はよく知られた技術
による多重分離のための、さらに所望されるようなディ
スプレー又格納のためのビデオ処理電子装置に有益であ
る。図２の原型は128 及び2112ビットをそれぞれ有する
相対的に小規模のRAM 及びEPROM メモリ３２、３３で実
現されたが、これらのメモリは一定の応用に対して要求
される程度に大きくなり得る。

【００１３】そのシステムは異なる固定されたセットの
光学特性（すなわち視界、大きさ、歪み、ピクセルの
数、等）を有するボアスコープに適合され得ると評価さ
れるでろう。各ボアスコープがシステム１０のコピーに
組み込まれるので、異なる電子光学的特徴を有するボア
スコープを特別のビデオ処理電子装置モジュール又はユ
ニットと交換することが実現可能となり、ビデオ処理電
子装置内の全ての必要な内部較正及び調整は新たな構成
情報がシステム１０からダウンロードされるときはいつ
も自動的に生じる。

【００１４】上記の多重化実施例の利益はいかなる付加
的信号もシステム１０又はそのビデオカメラ２０に対し
て又はこれによって与えられことが必要でなくなるとい
うことである。本発明はカメラの接続を変えることなく
既存のビデオカメラ設計で実現され得る。このシステム
を使用するためにはボアスコープ又は他の型のビデオカ
メラが選択されかつプラグコンパチブルビデオ電子装置
モジュールに接続される。そのシステムは電力が供給さ
れ、そのとき構成情報はビデオ電子装置モジュールに自
動的にダウンロードされさらに調整が回路動作条件にな
されてカメラにより覗かれる物体の忠実な再生産を保証
する。カメラは所望応用において用いられる。必要とさ
れるときはいつもカメラはビデオ電子装置から分離され
得、さらに別のカメラ又はボアスコープと交換され得
る。

【００１５】図３及び４において、同様のコンポーネン
トは同様の参照番号を有し、本発明の第１の他の実施例
が示される。本異形は多重化が所望されないときに有益
であり、そして第１の実施例に類似して動作する。しか
しながら分離ライン５２はマイクロコンピュータ３０か
らビデオ処理電子装置へ直接にデータを送出するために
設けられる。ビデオ出力ライン２８はビデオ処理電子装
置に分離して結べられる。幾つかの応用においてデータ
要求ライン５１を設けてビデオ処理電子装置への構成情
報のダウンローデイングを開始することが望ましいかも
しれない。

【００１６】図４に示すようにデータ出力ライン５２は
バス３７から１６ビット捕捉／比較タイマ３１を介して
データを送出する。データ要求ライン５１はI/O ポート
５３を介してバス３７と通信する。ビデオ処理電子装置
との分離信号接続が本異形と共に要求されるが、マルチ
プレクサ及びデマルチプレクサは省略され得る。EPROM
への構成情報の格納を制限することは意図されない。コ
ンピュータ技術について知られているメモリの任意の
形、ディスケット、固定ディスクドライブ、又は光学的
ディスクのようなものさえが使用される。

【００１７】電子記号がCCD 又は補助電子装置により生
成されるように光学的システムに構成情報を埋め込むこ
とが可能になりその情報はコンピュータにより捕捉され
さらにダウンロードされ、又はマイクロコンピュータに
よる介在なしに任意の時間にビデオ処理電子装置に送出
されさえする。図６において本発明に係るシステム１０
０の第２の他の実施例が示される。この変形においてマ
イクロコンピュータ３０はビデオ電子モジュール１６０
において、むしろシステム１００においてよりも、配設
される。構成メモリ１３２は、EPROM 等であり得、構成
情報を具備し、さらにマイクロコンピュータによりアク
セスされ得、これは前述したビデオ電子装置における補
償回路にその情報を送出する。本実施例について唯一の
マイクロコンピュータが供給されることが必要である；
しかしながらそのシステムへの特別のラインが一般的に
必要とされる。

【００１８】例 表１−４はビデオカメラ１０及びCCD センサ２４を記述
する電子光学的データの典型的な編集である。同様なデ
ータの適当な二進表示が本発明に従って構成される原型
のメモリ３２に格納された。その表は図５を参照して最
もよく理解され、上左手コーナに座標ｘ＝０，ｙ＝０を
有しかつ、Ａ及びＢとして示されるように、興味のある
二つの領域に分割される表示スクリーンの方向を説明す
る。

【００１９】

【表１】

【００２０】

【表２】

【００２１】

【表３】

【００２２】表４はビデオカメラ用のピクセル特徴を記
載する表示データを含む。

【００２３】

【表４】

【００２４】ピクセル及び光学的データはシステムと結
合してビデオ測定システムの動作において有益である。
本発明はここに開示される構造を参照して説明された
が、開示された詳細に限定されずさらに本出願は任意の
変形を保護するように意図されさらに特許請求の範囲内
に入るように変わる。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ビ
デオ入手モジュールに関し構成情報をビデオ測定システ
ムのビデオ処理電子装置に自動的に与えることが可能に
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る画像較正システムのブロックダイ
ヤグラムである。

【図２】図１に示されるシステムの部分的概略詳細であ
る。

【図３】画像較正システムの第１の他の実施例のブロッ
クダイアグラムである。

【図４】図３に示されるシステムの部分的概略詳細であ
る。

【図５】本発明の出願を理解するのに役立つ表示スクリ
ーンのダイアグラムである。

【図６】システムの第２の他の実施例のダイアグラムで
ある。

【符号の説明】

１０…システム ２０…ビデオカメラ ２２…光学部 ２４…光センサ ２６…ライン ２７…バス ３０…マイクロコンピュータ ３１…タイマー ３２…EPROM ３４…ブーティング用ROM ３５…リセット回路 ３６…シリアルI/0 ポート ３７…バス ３９…A/D 変換器 ４０…マルチプレクサ ４３…水晶回路 ４４…発振部 ４６…電力源 １００…システム １３２…構成メモリ １６０…ビデオ電子装置

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 物体を覗み前記物体の画像を表示する第
   １の出力信号を形成するビデオカメラを備え、前記カメ
   ラは電子的特徴と前記カメラの光学的特徴との少なくと
   も一つを有する構成情報を格納する手段を備え、前記カ
   メラは較正用かつ前記物体に有益な第２の出力信号の形
   成用の前記構成情報を受けるビデオ処理手段と接続する
   ように適合される画像システム。
2. 【請求項２】 前記ビデオカメラは異なる構成情報を有
   する別のビデオカメラと交換可能である、請求項１に記
   載の画像システム。
3. 【請求項３】 前記第１の出力信号にかつ前記構成情報
   を格納する前記手段に結合されるマルチプレクサをさら
   に具備し、前記マルチプレクサは前記ビデオ処理手段に
   接続可能である出力を有する、請求項１に記載の画像シ
   ステム。
4. 【請求項４】 前記ビデオカメラは前記構成情報を前記
   ビデオ処理手段にダウンロードするためのマイクロコン
   ピュータ手段をさらに具備する、請求項１に記載の画像
   システム。
5. 【請求項５】 前記ビデオカメラはボアスコープ又は内
   視鏡を具備する、請求項１に記載の画像システム。
6. 【請求項６】 遠隔で近づけない物体を覗きかつ前記物
   体の画像を表示する第１の出力信号を形成するための電
   子光学手段を有するボアスコープを備え、前記ボアスコ
   ープは前記電子光学手段の電子的特徴及び光学的特徴の
   少なくとも一つを具備する構成情報を表示する第２の出
   力信号を形成するための手段をさらに有し、 前記ボアスコープからの前記第１の出力信号と前記第２
   の出力信号とを受け、前記物体に有益である第３の出力
   信号を形成するためのビデオ処理手段を備え、 前記構成情報による前記ビデオ処理手段を調整する手段
   を備える画像システム。
7. 【請求項７】 前記ボアスコープは異なる構成情報を有
   する別のボアスコープと交換可能である、請求項６に記
   載の画像システム。
8. 【請求項８】 前記第２の出力信号を形成する前記手段
   は前記構成情報を含むメモリを有するマイクロコンピュ
   ータを具備する、請求項６に記載の画像システム。
9. 【請求項９】 前記第１の出力信号及び前記第２の出力
   信号に結合されるマルチプレクサをさらに具備し、前記
   マルチプレクサは前記ビデオ処理手段に接続される出力
   を有する、請求項６に記載の画像システム。
10. 【請求項１０】 前記ボアスコープは前記構成情報を格
    納する手段をさらに具備し、前記格納手段は前記第２の
    出力信号を形成する前記手段に近づきやすい、請求項６
    に記載の画像システム。
11. 【請求項１１】 ビデオ処理電子装置に接続可能である
    出力を有するボアスコープを備え、前記ボアスコープは
    遠隔で近づけない物体を覗きかつ前記物体の画像を表示
    する第１の出力信号を形成する電子光学手段を有し、 前記ボアスコープに配置され前記ボアスコープの電子的
    特徴と光学的特徴との少なくとも一つを具備する構成情
    報を表示する第２の出力信号を形成するためのプログラ
    ム化されたマイクロコンピュータを備え、前記マイクロ
    コンピュータは前記構成情報を格納するための手段を有
    し、 これにより前記構成情報及び戦記画像は前記ビデオ処理
    電子装置に通信される、画像入手装置。
12. 【請求項１２】 前記第１の出力信号と前記第２の出力
    信号とに接続されるマルチプレクサをさらに備える、請
    求項１１に記載の画像入手装置。
13. 【請求項１３】 前記構成情報を格納する前記手段は不
    揮発性メモリを具備する、請求項１１に記載の画像入手
    装置。
14. 【請求項１４】 前記マイクロコンピュータを活性化し
    前記第２の出力信号を形成する制御手段をさらに具備す
    る、請求項１３に記載の画像入手装置。