JPH06327627A - 電子内視鏡装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電子内視鏡の撮像方式の違いを、特別な識別
情報伝達用の端子等を設けることなく判別することがで
きる電子内視鏡装置を提供する。 【構成】 ＣＣＤ２５を撮像手段として挿入部先端部１
３に備えた電子内視鏡２と、この電子内視鏡２が接続さ
れるビデオプロセッサ３とを有する電子内視鏡装置１に
おいて、前記ビデオプロセッサ３は、前記ＣＣＤ２５の
出力信号からキャリア成分を抽出して、その大きさによ
って、前記電子内視鏡２の撮像方式が面順次式であるか
同時式であるかを判別する方式判別回路３６を備え、さ
らに前記ＣＣＤ２５から出力される信号の画像部分を検
出して計数した値によりその種類を判別するＣＣＤ判別
手段３１と、画像信号の高周波成分により画像のぶれ量
を検出してフリーズを行うフリーズ回路３３とを備えて
いる電子内視鏡装置１。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、固体撮像素子を撮像手
段として備えた電子内視鏡装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】固体撮像素子を撮像手段として備えた電
子内視鏡装置は、従来より種々のものが提案されてい
て、その一例として面順次式の電子内視鏡装置を図１１
を参照して説明する。ビデオプロセッサ１０３内には、
紫外光から赤外光に至る広帯域の光を発光するランプ１
２３が設けられていて、このランプ１２３としては、一
般的なキセノンランプやストロボランプ等を用いること
ができる。これらキセノンランプやストロボランプは、
可視光のみならず紫外光および赤外光を大量に発光する
ためである。このランプ１２３は、電源部１２２によっ
て電力が供給されるようになっている。

【０００３】前記ランプ１２３の発光方向には、モータ
１２８によって回転駆動される回転フィルタ１２９が配
設されている。この回転フィルタ１２９は、通常観察用
の赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の各波長領域の光を透
過するフィルタが、周方向に沿って配列されたものであ
る。また、前記モータ１２８は、モータドライバ１３９
によって回転が制御されて駆動されるようになってい
る。

【０００４】前記回転フィルタ１２９を透過してＲ，
Ｇ，Ｂの各波長領域の光に時系列的に分離された光は、
前記ライトガイド１２１の入射端に入射される。この照
明光を伝送するライトガイド１２１は、コネクタを介し
てビデオプロセッサ１０３に接続されているユニバーサ
ルコードから電子内視鏡１０２の挿入部１０９内を挿通
して配設され、その先端面は挿入部１０９の先端部１１
３に配置されている。そして、この先端部１１３から上
記伝送された照明光を被写体に向かって照射して観察部
位を照明するようになっている。

【０００５】この照明光による観察部位からの戻り光
は、対物レンズ系１２４によって、その結像位置に配設
された固体撮像素子１２５上に結像され、光電変換され
るようになっている。この固体撮像素子１２５は、可視
領域を含めて紫外領域から赤外領域に至る広い波長域で
感度を有するものである。

【０００６】前記固体撮像素子１２５には、前記挿入部
１０９およびユニバーサルコード内に挿通されて前記コ
ネクタに接続されている信号線１２６を介して、前記ビ
デオプロセッサ１０３内のドライバ回路１３１からの駆
動パルスが印加され、この駆動パルスによって読み出し
および転送が行われるようになっている。

【０００７】一方、この固体撮像素子１２５から読み出
された画像信号は、前記挿入部１０９およびユニバーサ
ルコード内に挿通されて前記コネクタに接続されている
信号線１２７を介して、前記ビデオプロセッサ１０３内
または電子内視鏡１０２内に設けられたプリアンプ１３
２（図１１では、ビデオプロセッサ１０３内に設けた場
合を、一例として示している。）に入力されるようにな
っている。このプリアンプ１３２で増幅された画像信号
は、プロセス回路１３３に入力されてγ補正およびホワ
イトバランス等の信号処理を施され、Ａ／Ｄコンバータ
１３４によって、デジタル信号に変換されるようになっ
ている。

【０００８】このデジタルの画像信号は、セレクト回路
１３５によって、例えば赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）
の各色にそれぞれ対応する第１メモリ１３６ａ，第２メ
モリ１３６ｂ，第３メモリ１３６ｃに選択的に記憶され
るようになっている。前記第１メモリ１３６ａ，第２メ
モリ１３６ｂ，第３メモリ１３６ｃは、同時に読み出さ
れ、Ｄ／Ａコンバータ１３７によってアナログ信号に変
換されてＲ，Ｇ，Ｂ色信号として出力されるとともに、
エンコーダ１３８に入力され、このエンコーダ１３８か
らＮＴＳＣコンポジット信号として出力され、例えばカ
ラーモニタによって観察部位がカラー表示されるように
なっている。

【０００９】また、前記ビデオプロセッサ１０３内に
は、システム全体のタイミングを作るタイミングジェネ
レータ１４２が設けられ、このタイミングジェネレータ
１４２によって、前記モータドライバ１３９とドライバ
回路１３１の回路間の同期がとられている。

【００１０】電子内視鏡装置としては上述の面順次式の
他にも、例えば、光源装置内部には回転フィルタを設け
ることなく白色光をライトガイドを通して被写体に照射
して、被写体像を撮像素子の撮像面の前面に設けたカラ
ーフィルタアレイによってカラー撮像し、ビデオプロセ
ッサにおいて色分離して処理する同時式の電子内視鏡装
置がある。

【００１１】ところで、ビデオプロセッサに接続する電
子内視鏡には種々の撮像素子を用いたものがあり、これ
らの撮像素子はそれぞれ駆動方法や画素数が異なるため
に、その撮像素子に対して最適な駆動方法や信号処理を
施さなければならない。さらに、電子内視鏡の方式が面
順次式であるか同時式であるかによっても、撮像素子の
駆動法や撮像信号の処理法を変えなければならない。

【００１２】前述のような従来の電子内視鏡装置におい
ては、この撮像素子や撮像方式の違いを判別するため
に、電子内視鏡とビデオプロセッサとの間に識別情報を
発生する手段を設けて、その識別情報によってビデオプ
ロセッサ側における駆動方法や信号処理法を制御するよ
うにしている。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の電子内視鏡装置においては、電子内視鏡とビデオプ
ロセッサとの間に判別情報を伝達する手段として端子等
が必要になるとともに、この構成では判別できる情報量
には限界があるため、より多くの撮像素子等が採用され
た場合には判別ができなくなるという問題点があった。

【００１４】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであり、電子内視鏡の撮像方式の違いを、特別な識別
情報伝達用の端子等を設けることなく判別することがで
きる電子内視鏡装置を提供することを目的としている。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明による電子内視鏡装置は、固体撮像素子を
撮像手段として備えた電子内視鏡と、この電子内視鏡が
接続される信号処理装置とを有するものにおいて、前記
信号処理装置は、前記固体撮像素子の出力信号のキャリ
ア成分の大きさによって、前記電子内視鏡の撮像方式を
判別する方式判別手段を具備している。

【００１６】

【作用】前記固体撮像素子の出力信号を、前記信号処理
装置が処理し、その際、前記方式判別手段が、該固体撮
像素子の出力信号のキャリア成分の大きさによって、前
記電子内視鏡の撮像方式を判別する。

【００１７】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図１ないし図１０は本発明の一実施例に係り、図
１は電子内視鏡装置の主要部を示すブロック図、図２は
電子内視鏡装置の構成を示す側面図、図３はＣＣＤ判別
手段の構成を示すブロック図、図４は画像部分を計測す
る際に参照する信号を示す線図、図５は方式判別回路の
一例を示すブロック図、図６は（Ａ）キャリア検波器に
入力する信号，（Ｂ）キャリア検波器から出力する信号
をそれぞれ示す線図、図７は方式判別回路の他の例を示
すブロック図、図８はフリーズ回路を示すブロック図、
図９は前記図８のフリーズ回路における動き検出回路を
示すブロック図、図１０は検波量の大きさとメモリ更新
を行うタイミングとの関係を示す線図である。

【００１８】図２に示すように、電子内視鏡装置１は、
電子内視鏡２と、この電子内視鏡２からの出力信号を処
理するビデオプロセッサ３と、このビデオプロセッサ３
からの画像信号により表示を行うモニタ４と、前記電子
内視鏡２に照明光を供給する光源装置５とでその主要部
を構成されている。

【００１９】上記電子内視鏡２は、手元側の把持部を兼
ねた太径の操作部８から、前方に向かって細長の例えば
可撓性を有する挿入部９を延設している。この挿入部９
は、先端に向かって順に、可撓管部１１，湾曲部１２，
硬性の先端部１３を連設してなる。前記操作部８には、
湾曲操作ノブ１４が設けられていて、これを回動操作す
ることによって前記湾曲部１２を左右方向あるいは上下
方向に湾曲できるようになっている。また、前記操作部
８には、前記挿入部９内に設けられた処置具チャンネル
に連通する挿入口１５が開口している。この操作部８
は、その後端部側方から可撓性を有するユニバーサルコ
ード１６を延設していて、先端部に設けたコネクタ１６
ａにより前記光源装置５に接続するようになっている。
このコネクタ１６ａは、その側部からビデオコード１７
を延設してコネクタ１７ａによりビデオプロセッサ３に
接続するようになっている。このビデオプロセッサ３
は、後述する種々の信号処理回路を内蔵していて、前記
内視鏡２から得られた撮像信号を処理してモニタ４など
に表示するようになっている。

【００２０】次に、図１を参照して、ビデオプロセッサ
３の構成を電子内視鏡装置１の動作に沿って説明する。
光源装置５から出射された照明光は、前記ユニバーサル
コード１６から内視鏡２の挿入部９に内設されたライト
ガイド２１を介して内視鏡先端部１３に伝送され、その
出射端面から被写体２２に向けて出射される。この照明
光により照明された被写体の光学像は、先端部１３に内
設された対物光学系２４により固体撮像素子たるＣＣＤ
２５上に結像される。このＣＣＤ２５は、ビデオプロセ
ッサ３に設けられた駆動回路３５によって動作するよう
になっていて、その結像された被写体像を光電変換し
て、その画像信号を該ビデオプロセッサ３内のＣＣＤ判
別手段３１に伝送するようになっている。

【００２１】このＣＣＤ判別手段３１は、その詳細を後
述するように、接続されている内視鏡２が有するＣＣＤ
２５の、例えば画素数等に基づいてその種類を判別する
ものであり、この判別信号に基づいて後述する各駆動回
路３５，プリプロセス回路３２，フリーズ回路３３，ポ
ストプロセス回路３４などの処理を制御するようになっ
ている。

【００２２】このＣＣＤ判別手段３１の出力信号は、プ
リプロセス回路３２と方式判別回路３６にそれぞれ入力
される。この方式判別回路３６は、その詳細を後述する
ように、接続された内視鏡２が面順次式か同時式かを判
別するものであり、その判別結果によって駆動回路３
５，プリプロセス回路３２，フリーズ回路３３，ポスト
プロセス回路３４などの処理を制御するようになってい
る。

【００２３】前記プリプロセス回路３２では、γ補正お
よびＡＧＣ（オートゲインコントロール）処理を行い、
さらに同時式の場合には、色分離等の処理を行う。この
プリプロセス回路３２の出力は、フリーズ回路３３に入
力され、面順次式の場合は同時化およびフリーズ制御
（色ズレ防止）が、同時式の場合は画像フリーズ（ブレ
防止）が行われる。このフリーズ回路３３からの出力信
号は、ポストプロセス回路３４に入力して輪郭補正，色
補正，エンコード等が行われた後に、モニタ４等の機器
に出力される。

【００２４】次に、ＣＣＤ判別手段３１について図３，
図４を参照して説明する。電源がオンされたことをＣＣ
Ｄ判別指示手段３１ｅが検知したら、パルス発生器３１
ｄが、十分に大きな画素数を読むことができるようにタ
イミングパルスを発生して、ＣＣＤ駆動回路３５により
ＣＣＤ２５を駆動する。そして、このＣＣＤ２５から読
み出された画像信号は、ＣＤＳ（相関２重サンプリン
グ）３１ａに入力されてリセットノイズを除去した後に
画像信号として出力される。この出力画像信号は、２つ
に分岐されて一方は前記プリプロセス回路３２へ入力し
て画像処理され、他方は映像部分計数手段３１ｂに入力
される。

【００２５】この画像部分計数手段３１ｂでは、図４に
示すように、ＣＤＳ３１ａの出力から、まず水平方向の
画像部の画素数を計数して水平の画像数を求め、ＣＣＤ
判別回路３１ｃに供給する。このＣＣＤ判別回路３１ｃ
では、求めた水平の画素数からＣＣＤ２５がどのタイプ
であるかを判別して、そのタイプに適したタイミングパ
ルスを発生するようにパルス発生器３１ｄに指示を出
す。水平の画素数だけではＣＣＤ２５がどのタイプであ
るかを判別できない場合には、その水平画素数の周期で
ＣＣＤ２５を駆動して、垂直方向の画像部の画素数を水
平方向の画像部と同様に計数して、ＣＣＤ判別回路３１
ｃでは、水平画素数および垂直画素数からＣＣＤ２５の
タイプを判別し、そのタイプに適したタイミングパルス
を発生するようにパルス発生器３１ｄに指示を出す。

【００２６】こうして正常なタイミングパルスで読み出
された画像信号は、パルス発生からのタイミングパルス
により画像処理されて画像信号として出力される。この
ように、ＣＣＤの出力から画素数を検知してＣＣＤのタ
イプを判別するようにしたので、ＣＣＤ識別用の端子な
どの部品を追加する必要がなくなるとともに、判別でき
るＣＣＤの種類に対する制限がほとんどなくなるという
利点を有する。

【００２７】次に、前記方式判別回路３６について、図
５，図６を参照して説明する。前記方式判別回路３６
は、図５にその一例を示すように、例えばキャリア検波
器４１と判別器４２によって構成されていて、ホワイト
バランス制御の際に内視鏡の撮像方式の判別を行うもの
である。

【００２８】ホワイトバランスの制御は、内視鏡２で白
色の被写体を撮像して、その色信号が所定のレベルにな
るように行う。このホワイトバランス制御の際には、ま
ずビデオプロセッサ３内部の制御回路３７により、光源
装置５内部に設けられた図示しない面順次用回転フィル
タを赤（Ｒ）とし、ライトガイド２１を介して赤色照明
光を被写体に向けて照射する。このときには、前述のよ
うに被写体は白色であるため、ＣＣＤ２５は赤色に対応
した信号を出力する。

【００２９】電子内視鏡２が同時式である場合には、Ｃ
ＣＤ２５はその撮像面に色分解フィルタを有しているた
めに、赤色被写体に対応する信号は図６（Ａ）に示すよ
うな色キャリア成分を含んだ信号となる。この色キャリ
ア成分をキャリア検波器４１によって検波することによ
り、図６（Ｂ）に示すような検波信号を得ることができ
る。

【００３０】一方、電子内視鏡２が面順次式である場合
には、ＣＣＤ２５がモノクロ用であるために、その出力
信号はホワイトバランス用白色被写体に対応する信号と
なってキャリア成分にあたる高周波分はほとんど含んで
いない。従って、このＣＣＤ出力をキャリア検波器４１
によって検波した場合には、その出力信号はほとんど零
になる。

【００３１】そして、このキャリア検波器４１から得ら
れた検波信号を、判別器４２によって判別することで、
内視鏡２が面順次式であるか、あるいは同時式であるか
を判断するようになっている。この判別の際には、上述
のように、検波信号は、電子内視鏡２が同時式である場
合にはあるレベルとなり、面順次式である場合にはほと
んど零となるので、適当にしきい値を設定して、得られ
た検波信号がそのしきい値以上の場合は同時式、そのし
きい値以下の場合は面順次式として判別すれば良い。

【００３２】この判別器４２からの判別信号に基づい
て、前記プリプロセス回路３２，フリーズ回路３３，ポ
ストプロセス回路３４などの各動作を変更する。そし
て、この方式判別および動作変更を行った後に、その方
式に合わせたホワイトバランス動作に移る。

【００３３】なお、上述では色フィルタとして赤フィル
タを挿入する場合について説明したが、緑（Ｇ）あるい
は青（Ｂ）のフィルタを挿入しても同様に動作すること
はいうまでもない。

【００３４】次に、上述のような方式判別回路の他の例
を、図７を参照して説明する。方式判別回路３６へ入力
した信号は、ゲート回路４５によって所定の部分が取り
出された後、キャリア検波器４１に入力される。このキ
ャリア検波器４１の出力は、平均化回路４６によって所
定のフィールドが平均化されてホールドされる。この平
均化したキャリアデータの大きさを、判別器４２によっ
て判別することで、内視鏡２が面順次式か同時式かを判
断する。

【００３５】この判断は、例えば体内などでは、同時式
における平均化したキャリアデータが面順次式のそれに
比べて大きなものになることでなされる。つまり、医療
用内視鏡の場合には、被写体の色は主として赤系統の色
であるため、充分明るい画面の部分を検出してゲートす
れば、電子内視鏡２が同時式の場合は色キャリアが発生
しているので、検波平均した出力はある値を持った信号
となる。逆に電子内視鏡２が面順次式の場合には、その
固体撮像素子はモノクロであって色キャリアを発生しな
いために、検波平均した出力は零に近いものとなる。こ
の検波平均値を判別器４２によって、あるしきい値を境
界にして判別することによって、電子内視鏡２の撮像方
式を決定することができる。この判別器４２の出力信号
を用いてプリプロセス回路３２，フリーズ回路３３，ポ
ストプロセス回路３４の動作を変更するのは、図５に示
した例と同様である。

【００３６】この図７に示した構成によれば、図５に示
した構成とほぼ同様の効果を有するとともに、ホワイト
バランスによることなく内視鏡の撮像方式を判別するこ
とができるという利点を有する。

【００３７】次に、前記フリーズ回路３３の動作につい
て、図８を参照して説明する。前記ＣＣＤ判別手段３１
の出力画像信号は、２つに分岐されてメモリ５１および
動き検出回路５３に入力する。

【００３８】この動き検出回路５３は、フリーズ制御信
号にともなって動作するものであり、図９に示すように
構成されている。すなわち、入力画像信号は、ハイパス
フィルタ（図中、ＨＰＦと略記する。）５５に入力し
て、その高周波成分が取り出される。この高周波成分
は、検波回路５６によって検波され、高周波成分の量に
対応した大きさの信号が得られる。ここで、画像信号の
高周波成分は、画像のブレが大きければ大きいほど小さ
くなるため、検波回路５６の出力が大きいほどブレの少
ない画像であるといえる。フリーズ制御信号が入力する
と、まず、最初のフィールドの検波信号が最大値ストア
回路５８に入力するとともに、比較器５７によりフリー
ズ信号がメモリ制御回路５２に入力する。

【００３９】メモリ制御回路５２は、前記最初の検波信
号に対応するフィールドの画像信号をフリーズするよう
にメモリ５１を制御する。そして、次のフィールドの画
像信号が入力した場合、同様にハイパスフィルタ５５お
よび検波回路５６によって動き量に対応する値が検波さ
れ、その検波値と最大値ストア回路５８にストアされて
いる最大検波値とを比較器５７によって比較する。

【００４０】ここで、ストアされている最大検波値が大
きな場合は、画像メモリ５１の更新およびストアされて
いる最大検波値の更新は行われない。逆にストアされて
いる最大検波値が小さい場合は、メモリ制御回路５２に
メモリ５１の更新が指示されるとともに、その時の動き
に対する検波値が最大値ストア回路５８の最大検波値と
して更新される。このように動作することにより、フリ
ーズ制御信号が入力してから動き検波値の大きな画像、
つまり動きの最も小さいものが次々と更新されながらフ
リーズされることとなる。

【００４１】この検波量の大きさとメモリ更新を行うタ
イミングとの関係を図１０に示す。図１０における黒丸
のタイミングにメモリ更新を行う。

【００４２】また、前述のような動作をフリーズ制御信
号が入力した後、所定の期間で終了するようにした場合
は、その所定の期間で最も動きの少ない画像をフリーズ
することが可能となる。

【００４３】なお、図９に示した動き検出回路５３の例
では、ブレを検出するためにハイパスフィルタ５５を用
いたが、代わりにバンドパスフィルタを用いても良い。
また、複数のハイパスフィルタおよびバンドパスフィル
タを用いて、画面や動きの大きさによって切り換えたり
組み合わせたりするように構成しても良い。

【００４４】上述のような動き検出回路５３は、方式が
簡単なためにアナログ回路のみでも実現でき、コストダ
ウンが図れるとともに、回路の小規模化を実現すること
ができる。

【００４５】図８ないし図１０に示したようなフリーズ
回路によれば、内視鏡が面順次式の場合には色ズレの最
も少ない画像を、同時式の場合にはブレの最も小さい画
像をそれぞれフリーズすることができる。

【００４６】このような実施例によれば、電子内視鏡の
面順次式や同時式などの撮像方式の違いを、ＣＣＤ出力
のキャリア成分の違いにより判別することで、特別な識
別情報伝達用の端子等を設ける必要のない電子内視鏡装
置とすることができる。また、ＣＣＤ判別手段を設けた
ことにより、内視鏡が有するＣＣＤの画素数などからそ
の種類を判別することができる。さらに、フリーズ回路
を設けたことにより、色ずれもしくはぶれの少ない静止
画像を得ることができる。

【００４７】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、電
子内視鏡の撮像方式の違いを、特別な識別情報伝達用の
端子等を設けることなく判別することができる電子内視
鏡装置とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１ないし図１０は本発明の一実施例に係り、
図１は電子内視鏡装置の主要部を示すブロック図。

【図２】電子内視鏡装置の構成を示す側面図。

【図３】ＣＣＤ判別手段の構成を示すブロック図。

【図４】画像部分を計測する際に参照する信号を示す線
図。

【図５】方式判別回路の一例を示すブロック図。

【図６】（Ａ）キャリア検波器に入力する信号，（Ｂ）
キャリア検波器から出力する信号をそれぞれ示す線図。

【図７】方式判別回路の他の例を示すブロック図。

【図８】フリーズ回路を示すブロック図。

【図９】前記図８のフリーズ回路における動き検出回路
を示すブロック図。

【図１０】検波量の大きさとメモリ更新を行うタイミン
グとの関係を示す線図。

【図１１】従来の電子内視鏡装置の一例を示すブロック
図。

【符号の説明】

１…電子内視鏡装置 ２…電子内視鏡 ３…ビデオプロセッサ ２５…ＣＣＤ ３１…ＣＣＤ判別手段 ３３…フリーズ回路 ３６…方式判別回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固体撮像素子を撮像手段として備えた電
   子内視鏡と、この電子内視鏡が接続される信号処理装置
   とを有する電子内視鏡装置において、 前記信号処理装置は、前記固体撮像素子の出力信号のキ
   ャリア成分の大きさによって、前記電子内視鏡の撮像方
   式を判別する方式判別手段を具備したことを特徴とする
   電子内視鏡装置。