JP2001275123A - 電子内視鏡装置およびそのシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 デジタルの映像信号を出力する場合、高画質
の画像を表示できる映像信号を出力する。 【解決手段】スコープ４０内の撮像素子４１から読み出
される被写体像に応じた画像信号を、プロセッサ１０内
のプロセス回路１１、タイミング回路１２で処理し、デ
ジタルのＲ、Ｇ、Ｂ信号に変換する。そして、ビデオプ
ロセス回路１３において、切替プッシュスイッチ１９Ｓ
に対するスイッチ操作に従い、デジタルのＲ、Ｇ、Ｂ信
号をＲ、Ｇ、Ｂデジタルコンポーネント映像信号もしく
は輝度・色差デジタルコンポーネント映像信号のどちら
か一方に変換し、外部へ出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スコープとプロセ
ッサとを備え、スコープ内に設けられた撮像素子によっ
て撮像される観察部位の画像をモニタなどに表示する電
子内視鏡装置およびそのシステムに関し、特に、デジタ
ルの映像信号をモニタへ出力するための信号処理に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】電子内視鏡装置のスコープ先端には、撮
像素子が設けられており、被写体像が撮像素子に形成さ
れると、被写体像に応じた画像信号が読み出されてプロ
セッサへ送られる。プロセッサでは、読み出された画像
信号に基づいて映像信号（ビデオ信号）が生成され、映
像信号はモニタなどの表示装置へ送られる。そして、モ
ニタでは、送り出された映像信号に基づいて、被写体像
が表示される。近年の信号のデジタル化に伴い、ＮＴＳ
Ｃのコンポジット信号を含むアナログの映像信号ととも
に、デジタルの映像信号も電子内視鏡装置において出力
可能であり、デジタルの映像信号は、シリアルもしくは
パラレル伝送方式によってモニタなどの外部機器へ出力
される。

【０００３】デジタル信号の場合、伝送中における信号
の劣化がほとんどないため、遠隔地にモニタを設置して
も、画質の良い画像が表示される。そのため、手術、検
査中においてスコープが捉える観察画像を患者の家族や
他の医師などに同時中継によって見せる場合、検査室か
ら離れた場所に設置されたモニタへ送る映像信号とし
て、デジタルの映像信号が利用される。

【０００４】デジタル映像信号に関しては、輝度および
色差信号から成るコンポーネントの映像信号が規格化さ
れており、プロセッサ内では、赤色（Ｒ）、青色
（Ｂ）、緑色（Ｇ）に応じたデジタルの画像信号に基づ
いて、デジタルの輝度、色差信号であるデジタルコンポ
ーネント映像信号が生成され、モニタへ送られる。一
方、モニタでは、デジタルコンポーネント映像信号が最
終的にアナログのＲ、Ｇ、Ｂ映像信号に変換され、これ
により、観察部位の画像がモニタに表示される。デジタ
ルのＲ、Ｇ、Ｂ信号からデジタルの輝度信号Ｙ、色差信
号Ｃｂ、Ｃｒへの変換は、以下の式で求められる。

【０００５】 Ｙ ＝０．２９９Ｒ＋０．５８７Ｇ＋０．１４４Ｂ Ｃｒ＝０．７１３（Ｒ−Ｙ） ＝０．５００Ｒ−０．４１９Ｇ−０．０８１Ｂ Ｃｂ＝０．５６４（Ｂ−Ｙ） ＝０．５００Ｂ−０．１６９Ｒ−０．３１１Ｇ

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、デジタルの
輝度信号Ｙ、色差信号Ｃｂ、Ｃｒを求める式において、
各係数（例えば、輝度信号Ｙを求める式における０．２
９９）は、有効数字３桁で表されており、小数点第４位
以下は、四捨五入されている。また、色差信号Ｃｂ、Ｃ
ｒの値の範囲を−０．５〜＋０．５に抑えるため、色差
信号Ｃｂ、Ｃｒを求める式においてそれぞれ係数（０．
７１３と０．５６４）が掛けられているが、これらの係
数も有効数字３桁で表されている。そのため、デジタル
のＲ、Ｇ、Ｂ信号をデジタルの輝度信号Ｙ、色差信号Ｃ
ｂ、Ｃｒへ変換する場合、各係数の丸め誤差により、得
られるデジタルの輝度・色差信号Ｙ、Ｃｂ、Ｃｒに劣化
が生じる。劣化したデジタルの輝度・色差信号Ｙ、Ｃ
ｂ、Ｃｒがモニタへ送られると、画質の低下した観察画
像がモニタに表示されてしまう。

【０００７】そこで、本発明は、デジタルの映像信号を
モニタへ出力する場合、より画質の優れた画像をモニタ
に表示することができる電子内視鏡装置およびそのシス
テムを得ることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の電子内視鏡装置
のプロセッサは、被写体像が形成される撮像素子を有す
るスコープと撮像素子に形成される被写体像を表示する
ための表示装置とがそれぞれ接続されるとともに、撮像
素子において生じる被写体像に応じた画像信号を映像信
号に変換し、その映像信号を表示装置へ出力する信号処
理手段を備え、信号処理手段が、撮像素子において生じ
る被写体像に応じた画像信号に基づいて、デジタルのコ
ンポーネント映像信号であって３原色である赤色
（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）に応じたＲ、Ｇ、Ｂデ
ジタルコンポーネント映像信号とデジタルのコンポーネ
ント映像信号であって輝度、色差信号である輝度・色差
デジタルコンポーネント映像信号のどちらか一方を選択
的に生成し、生成されたどちらか一方のデジタルコンポ
ーネント映像信号を表示装置へ出力する映像信号出力手
段を有することを特徴とする。Ｒ、Ｇ、Ｂのデジタルコ
ンポーネント映像信号を生成することにより、輝度、色
差のデジタルコンポーネント映像信号に比べて劣化の少
ないデジタル映像信号を表示装置へ出力することができ
る。

【０００９】表示装置へ出力されるＲ、Ｇ、Ｂデジタル
コンポーネント映像信号のサンプリング周波数と輝度・
色差デジタルコンポーネント映像信号のサンプリング周
波数とが等しいことが望ましい。これにより、デジタル
映像信号を受信する装置において、周波数変換などの設
計変更をする必要がない。

【００１０】好ましくは、信号出力手段は、撮像素子に
おいて生じる被写体像に応じた画像信号に基づいて、
Ｒ、Ｇ、Ｂ各色に応じ、分離された信号であるデジタル
のＲ、Ｇ、Ｂ信号を生成する。そして、映像信号出力手
段は、デジタルのＲ、Ｇ、Ｂ信号をデジタルの輝度、色
差信号に変換する輝度・色差変換手段と、デジタルの
Ｒ、Ｇ、Ｂ信号のサンプリング周波数を変換する周波数
変換手段と、周波数が変換されたデジタルのＲ、Ｇ、Ｂ
信号とデジタルの輝度、色差信号のどちらか一方を選択
する選択手段と、選択手段によって選択された周波数が
変換されたデジタルのＲ、Ｇ、Ｂ信号もしくはデジタル
の輝度、色差信号を多重化処理することによって、デジ
タルのＲ、Ｇ、Ｂ信号に応じたＲ、Ｇ、Ｂデジタルコン
ポーネント映像信号もしくはデジタルの輝度、色差信号
に応じた輝度・色差デジタルコンポーネント映像信号を
生成する多重化手段とを有することが望ましい。より好
ましくは、信号出力手段は、多重化手段において生成さ
れるＲ、Ｇ、Ｂデジタルコンポーネント映像信号もしく
は輝度・色差デジタルコンポーネント映像信号を、シリ
アル伝送用の映像信号に変換するシリアル変換手段をさ
らに有することが望ましい。これにより、Ｒ、Ｇ、Ｂデ
ジタルコンポーネント映像信号がシリアル伝送される。

【００１１】プロセッサには、プロセッサから出力され
るデジタルコンポーネント映像信号をＲ、Ｇ、Ｂデジタ
ルコンポーネント映像信号もしくは輝度・色差デジタル
コンポーネント映像信号どちらか一方に定める切替スイ
ッチが設けられていることが望ましく、この場合、選択
手段は、切替スイッチに対するオペレータの操作に従っ
て、サンプリング周波数が変換されたデジタルのＲ、
Ｇ、Ｂ信号とデジタルの輝度、色差信号のどちらか一方
を選択することが望ましい。これにより、オペレータの
選択するデジタルコンポーネント映像信号が出力され
る。

【００１２】好ましくは、デジタルのＲ、Ｇ、Ｂ信号そ
れぞれのサンプリング周波数が、デジタルの輝度、色差
信号における輝度信号のサンプリング周波数と等しく、
この場合、周波数変換手段は、デジタルのＲ、Ｇ、Ｂ信
号それぞれのサンプリング周波数を、輝度信号のサンプ
リング周波数の２／３倍に変換することが望ましい。こ
のようなサンプリング周波数変換により、生成される
Ｒ、Ｇ、Ｂおよび輝度・色差のデジタルコンポーネント
映像信号のサンプリング周波数が等しくなる。

【００１３】プロセッサに接続されるビデオデコーダ
は、プロセッサから出力されるＲ、Ｇ、Ｂデジタルコン
ポーネント映像信号を受信可能であり、プロセッサと表
示装置との間に介在するように、表示装置およびプロセ
ッサとそれぞれ接続され、Ｒ、Ｇ、Ｂデジタルコンポー
ネント映像信号をアナログのコンポーネント映像信号と
であるＲ、Ｇ、Ｂアナログコンポーネント映像信号に変
換して表示装置へ出力する復号手段を備えたことを特徴
とする。これにより、汎用のモニタを使用することがで
き、高画質の観察画像を遠隔地で見ることができる。

【００１４】本発明の電子内視鏡システムは、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
接続されるとともに、撮像素子において生じる被写体像
に応じた画像信号を映像信号に変換し、その映像信号を
外部へ出力する信号処理手段を備えたプロセッサであっ
て、信号処理手段が、撮像素子において生じる被写体像
に応じた画像信号に基づいて、デジタルのコンポーネン
ト映像信号であって３原色である赤色（Ｒ）、緑色
（Ｇ）、青色（Ｂ）に応じたＲ、Ｇ、Ｂデジタルコンポ
ーネント映像信号とデジタルのコンポーネント映像信号
であって輝度、色差信号である輝度・色差デジタルコン
ポーネント映像信号のどちらか一方を生成し、生成され
たどちらか一方の映像信号を外部へ出力する映像信号出
力手段を有するプロセッサと、プロセッサへ接続される
とともにプロセッサから出力されるＲ、Ｇ、Ｂデジタル
コンポーネント映像信号を受信可能であって、Ｒ、Ｇ、
Ｂデジタルコンポーネント映像信号をアナログのコンポ
ーネント映像信号であるＲ、Ｇ、Ｂアナログコンポーネ
ント映像信号に変換して外部へ出力する復号手段を有す
るビデオデコーダと、ビデオデコーダと接続されるとと
もにビデオデコーダから出力されるＲ、Ｇ、Ｂアナログ
コンポーネント映像信号を受信可能であって、撮像素子
に形成される被写体像を表示する表示装置とを備えたこ
とを特徴とする。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下では、図面を参照して、実施
形態である電子内視鏡装置およびモニタなどの外部機器
を含めた電子内視鏡システムを説明する。

【００１６】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。この電子内視鏡装置は、胃など人
体の臓器内の映像を画面に表示する装置であり、様々な
フォーマットの信号を外部機器へ出力することが可能で
ある。

【００１７】電子内視鏡装置は、電子スコープ（スコー
プ）４０とプロセッサ１０から構成されており、プロセ
ッサ１０には、電子スコープ４０とともに、ビデオデコ
ーダ２５を介してモニタ２４が、また、テレビ用モニタ
２１が接続されている。電子スコープ４０は、プロセッ
サ１０に着脱可能に接続されており、手術、検査が開始
されると、電スコープ４０の先端側は、人体内に挿入さ
れる。なお、本実施形態では、カラーテレビジョン方式
としてＮＴＳＣ方式が適用されている。

【００１８】カラー撮像方式として、ここでは面順次方
式が適用されており、プロセッサ１０内には、回転フィ
ルタ１７が設けられている。回転フィルタ１７は、円盤
状に形成されており、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色
（Ｂ）の各波長の光をそれぞれ透過する、赤色フィル
タ、緑色フィルタ、青色フィルタ（図示せず）が、それ
ぞれ扇状になって等間隔で配置されている。ただし、各
色のフィルタ間には、遮光領域が設けられている。回転
フィルタ１７は、駆動モータ１７Ａにより駆動され、１
フレームの走査時間に対応するように所定の回転数で回
転する。

【００１９】光源ランプ１６から放射された光は、回転
フィルタ１７および集光レンズ（図示せず）を介してＬ
ＣＢ（ライトガイドファイババンドル）１８の入射面１
８Ａに入射され、出射面１８Ｂから出射する。このと
き、回転フィルタ１７が回転することにより、Ｒ、Ｇ、
Ｂ各色の光が、順次観察部位Ｓに照射する。観察部位Ｓ
に照射された各色の光が反射すると、反射した光が対物
レンズ（図示せず）を通ることにより、Ｒ、Ｇ、Ｂ各色
に応じた被写体像（観察部位Ｓの画像）が、対物レンズ
の奥に設けられたＣＣＤである撮像素子４１上に順次結
像される。

【００２０】撮像素子４１上では、光電変換により、各
色に応じた被写体像の画像信号が順次発生する。このと
き、回転フィルタ１７の遮光領域により体腔Ｓに対して
光が遮られている間に、１フレーム分の各色の画像信号
がＣＣＤドライバ４２により順次読み出される。ＣＣＤ
ドライバ４２では、ＣＣＤ４１を駆動するための制御信
号がＣＣＤ４１へ送られるとともに、読み出された画像
信号が増幅される。増幅された画像信号は、順次プロセ
ッサ１０に送られる。

【００２１】プロセッサ１０内のＣＣＤプロセス回路１
１では、順次別々に送られてくるＲ、Ｇ、Ｂに応じたア
ナログの画像信号に対し、Ａ／Ｄ変換、ノイズ除去など
の信号処理が施される。デジタル化された各色の画像信
号は、タイミング回路１２へ送られる。タイミング回路
１２では、順次送られてくるＲ、Ｇ、Ｂそれぞれ１フレ
ーム分の画像信号が、１画面として再現できるように、
同期化される。また、タイミング回路１２では、ＣＣＤ
ドライバ４２における画像信号の読み出し、プロセス回
路１１におけるＡ／Ｄ変換およびタイミング回路１２に
おける同期化などの処理タイミングを調整するため、ク
ロックパルスが出力される。さらに、テレビモニタ２１
などに映像信号を送るため、複合同期信号などの同期信
号がビデオプロセス回路１３へ送られる。

【００２２】ビデオプロセス回路１３では、後述するよ
うに、タイミング回路１２から出力されたＲ、Ｇ、Ｂ各
色に応じたデジタルのＲ、Ｇ、Ｂ画像信号がデジタルの
コンポーネント信号やアナログのコンポジット信号など
の映像信号（ビデオ信号）に変換される。デジタル映像
信号は、シリアル伝送あるいはパラレル伝送方式によ
り、プロセッサ１０が配置された部屋から遠く離れた場
所に設置されたモニタ２４へケーブルＫ１を通して送ら
れる。ただし、ビデオデコーダ２５は、デジタル映像信
号をアナログの映像信号に変換してモニタ２４へ送る装
置であり、モニタ２４のそばに設置されている。

【００２３】一方、ビデオプロセス回路１３で生成され
たアナログの映像信号は、プロセッサ１０からテレビモ
ニタ２１へケーブルＫ２を通って送られる。これによ
り、観察部位Ｓの画像がテレビモニタ２１に映し出され
る。テレビモニタ２１は、プロセッサ１０のそばに設置
されており、電子内視鏡装置を使用するオペレータが利
用するモニタである。したがって、ケーブルＫ２の長さ
は、テレビモニタ２１がプロセッサ１０と同じ部屋に配
置されているため、ケーブルＫ１に比べて非常に短い。

【００２４】このように、プロセッサ１０では、スコー
プ４０内の撮像素子４１から読み出される画像信号に対
して様々な処理が施され、これにより、モニタ２４など
の外部機器へ出力される映像信号が生成される。

【００２５】システムコントロール回路１４は、演算処
理を行うＣＰＵ（図示せず）を有しており、電子内視鏡
装置全体の動作を制御し、回転フィルタ１７を回転させ
るモータ１７Ａに制御信号を送る。オペレータによるキ
ーボード２０、パネルスイッチ１９の操作に応じた操作
信号は、ペリフェラルドライバ１５を介してシステムコ
ントロール回路１４に入力される。電子スコープ４０内
に設けられたＥＥＰＲＯＭ４３には、電子スコープ４０
内の撮像素子４１の特性などのデータが記憶されてお
り、電子スコープ４０がプロセッサ１０に接続される
と、記憶されているデータがシステムコントロール回路
１４によって読み出される。

【００２６】パネルスイッチ１９の１つとして、輝度、
色差信号Ｙ、Ｃｂ、Ｃｒのデジタルコンポーネント映像
信号もしくはＲ、Ｇ、Ｂのデジタルコンポーネント映像
信号どちらか一方へ切り替えるための切替プッシュスイ
ッチ１９Ｓが設けられており、オペレータの操作によっ
て、どちらか一方のデジタルコンポーネント映像信号が
出力されるデジタルの映像信号に定められる。輝度・色
差Ｙ、Ｃｂ、Ｃｒのデジタルコンポーネント映像信号が
選択されると、ＬＥＤのランプ２２Ａが点灯される。逆
に、Ｒ、Ｇ、Ｂのデジタルコンポーネント映像信号が選
択されると、ＬＥＤのランプ２２Ｂが点灯される。

【００２７】図２は、ビデオプロセス回路１３内の信号
の流れを詳細に示したブロック図である。

【００２８】ビデオプロセス回路１３には、同期化され
たＲ、Ｇ、Ｂ各色に応じたデジタルのＲ、Ｇ、Ｂ画像信
号が順次入力され、デジタルフレームメモリ３１Ｒ、３
１Ｇ、３１Ｂにそれぞれ格納される。デジタルのＲ、
Ｇ、Ｂ信号は、タイミング回路１２（図１参照）から送
り出されるクロック信号に従って入出力される。デジタ
ルフレームメモリ３１Ｒ、３１Ｇ、３１Ｂからそれぞれ
出力されるデジタルのＲ、Ｇ、Ｂ信号は、マトリクス回
路３５、周波数変換回路３７およびＤ／Ａ変換器３２
Ｒ、３２Ｇ、３２Ｂへ送られる。

【００２９】タイミング回路１２から出力されるクロッ
クパルスは、ビデオプロセス回路１３内の各回路にそれ
ぞれ送られる。これにより、ビデオプロセス回路１３内
のデジタル処理におけるタイミング調整が施される。た
だし、デジタル処理におけるサンプリング周波数に関し
ては、１３．５ＭＨｚのサンプリング周波数ｆ_s が基準
とされている。この周波数は、規格化されたデジタルの
輝度信号のサンプリング周波数ｆ_y に対応する。演算子
ＯＰ１、ＯＰ２、ＯＰ３は、サンプリング周波数ｆ_s を
変換するための演算子であり、周波数変換回路３７、マ
ルチプレクサ３６およびパラレル／シリアル変換器３９
におけるサンプリング周波数が調整される。

【００３０】Ｄ／Ａ変換器３２Ｒ、３２Ｇ、３２Ｂで
は、デジタルのＲ、Ｇ、Ｂ信号がアナログ化され、これ
により、アナログの映像信号であるＲ、Ｇ、Ｂ映像信号
（Ｒ、Ｇ、Ｂアナログコンポーネント映像信号）が生成
される。アナログのＲ、Ｇ、Ｂ映像信号は、複合同期信
号（図示せず）とともにそのまま外部へ出力されるか、
あるいは、アナログカラーエンコーダ３３へ送られる。
アナログカラーエンコーダ３３では、アナログのＲ、
Ｇ、Ｂ映像信号が、輝度信号、色信号および複合同期信
号など複合されたアナログのコンポジット映像信号、あ
るいはＳビデオ信号といったアナログの輝度・色差コン
ポーネント映像信号に変換され、テレビモニタ２１など
の外部機器へ出力される。

【００３１】一方、マトリクス回路３５では、入力され
たデジタルのＲ、Ｇ、Ｂ信号が、デジタルの輝度信号Ｙ
および色差信号Ｃｒ（＝Ｒ−Ｙ）、Ｃｂ（＝Ｂ−Ｙ）に
変換される。輝度信号Ｙおよび色差信号Ｃｂ、Ｃｒは、
マトリクス回路３５から出力され、スイッチ回路３４へ
送られる。

【００３２】さらに、周波数変換回路３７では、デジタ
ルフレーム３１Ｒ、３１Ｇ、３１Ｂから出力されるデジ
タルのＲ、Ｇ、Ｂ信号のサンプリング周波数が変換され
る。周波数変換回路３７へ送られるクロックパルスの周
波数ｆ_s が演算子ＯＰ１において２／３倍に変換されて
いることから、デジタルのＲ、Ｇ、Ｂ信号のサンプリン
グ周波数は、それぞれ１３．５ＭＨｚからその２／３倍
である９．０ＭＨｚに変換される。サンプリング周波数
が変換されたデジタルのＲ、Ｇ、Ｂ信号は、スイッチ回
路３４へ送られる。

【００３３】スイッチ回路３４は、２つの入力信号のう
ち一方の信号のみを出力するスイッチ回路であり、ここ
では、入力されたデジタルのＲ、Ｇ、Ｂ信号とデジタル
の輝度信号Ｙおよび色差信号Ｃｂ、Ｃｒのうちどちらか
一方のみが選択される。切替プッシュスイッチ１９Ｓに
対する操作によってシステムコントロール回路１４へス
イッチ信号が入力されると、オペレータが選択したデジ
タルコンポーネント映像信号が出力されるように、スイ
ッチ回路３４が制御される。オペレータの選択に従って
Ｒ、Ｇ、Ｂのデジタルコンポーネント映像信号を出力す
る場合には、デジタルのＲ、Ｇ、Ｂ信号がスイッチ回路
３４から出力される。逆に、輝度・色差のデジタルコン
ポーネント映像信号を出力する場合には、デジタルの輝
度信号Ｙおよび色差信号Ｃｂ、Ｃｒがスイッチ回路３４
から出力される。

【００３４】スイッチ回路３４からデジタルの輝度信号
Ｙおよび色差信号Ｃｂ、Ｃｒが出力された場合、以下に
示すような処理が施される。

【００３５】デジタルの輝度信号Ｙおよび色差信号Ｃ
ｂ、Ｃｒは、マルチプレクサ３６において、後述するよ
うに、多重化処理される。サンプリング周波数ｆ_s （＝
１３．５ＭＨｚ）は演算子ＯＰ２において２倍に変換さ
れており、マルチプレクサ３６では、２７．０ＭＨｚの
サンプリング周波数に従って、多重化処理が施される。

【００３６】多重化される輝度信号Ｙおよび色差信号Ｃ
ｂ、Ｃｒに対しては、同期ワード発生回路３８から出力
されるデジタル同期信号データが付加される。すなわ
ち、多重化処理によって１系統の信号にまとめられる輝
度信号Ｙおよび色差信号Ｃｂ、Ｃｒに対し、１ライン分
の輝度・色差信号Ｙ、Ｃｂ、Ｃｒの前後（水平ブランキ
ング期間）に、複数のワードで構成されるＴＲＳ（Timi
ng Reference Signals）が付加される。

【００３７】マルチプレクサ３６から出力される輝度信
号Ｙおよび色差信号Ｃｂ、Ｃｒは、輝度、色差信号であ
るデジタルコンポーネント映像信号としてそのまま外部
へパラレル伝送されるとともに、パラレル／シリアル変
換器３９に送られる。パラレル／シリアル変換器３９で
は、輝度・色差Ｙ、Ｃｂ、Ｃｒのデジタルコンポーネン
ト映像信号をシリアル伝送するため、シリアル伝送用の
信号に変換され、外部へ出力される。パラレル／シリア
ル変換器３９におけるサンプリング周波数は、演算子Ｏ
Ｐ３において２７．０ＭＨｚのサンプリング周波数が１
０倍されることにより、２７０．０ＭＨｚとなる。

【００３８】一方、スイッチ回路３４からサンプリング
周波数が変換されたデジタルのＲ、Ｇ、Ｂ信号が出力さ
れた場合、マルチプレクサ３６では、デジタルのＲ、
Ｇ、Ｂ信号に対して多重化処理が施される。このとき、
輝度・色差Ｙ、Ｃｂ、Ｃｒのデジタルコンポーネント映
像信号と同様に、同期信号データが、多重化されたＲ、
Ｇ、Ｂ信号に付加される。

【００３９】多重化処理によって生成されたＲ、Ｇ、Ｂ
のデジタルコンポーネント映像信号は、Ｒ、Ｇ、Ｂのデ
ジタルコンポーネント映像信号として外部へパラレル伝
送されるとともに、パラレル／シリアル変換器３９へ送
られる。パラレル／シリアル変換器３９では、Ｒ、Ｇ、
Ｂのデジタルコンポーネント映像信号をシリアル伝送す
るため、デジタルコンポーネント映像信号のデータ列が
変換される。これにより、Ｒ、Ｇ、Ｂのデジタルコンポ
ーネント映像信号が外部へシリアル伝送される。なお、
パラレル／シリアル変換器３９におけるサンプリング周
波数は、輝度・色差Ｙ、Ｃｂ、Ｃｒであるデジタルコン
ポーネント映像信号と同じ２７０．０ＭＨｚである。

【００４０】このように、ビデオプロセス回路１３で
は、アナログの映像信号とともにデジタルのコンポーネ
ント映像信号が生成されており、アナログおよびデジタ
ルの映像信号が外部機器へ出力される。

【００４１】図３は、デジタルの輝度信号Ｙおよび色差
信号Ｃｂ、Ｃｒに対する多重化処理を示した図であり、
図４は、デジタルのＲ、Ｇ、Ｂ信号に対する多重化処理
を示した図である。図３、４を用いて、多重化処理につ
いて説明する。

【００４２】図３に示すように、マトリクス回路３５か
ら出力される輝度信号Ｙおよび色差信号Ｃｂ、Ｃｒのサ
ンプリング周波数の比は、それぞれ「４：２：２」とな
るように定められている。具体的には、輝度信号Ｙのサ
ンプリング周波数ｆ_y は１３．５MHz であり、色差信号
Ｃｂ、Ｃｒのサンプリング周波数ｆ_c は、その半分の
６．７５MHz である。このときのデジタルの輝度信号Ｙ
および色差信号Ｃｂ、Ｃｒの１ライン分の有効サンプル
数（画像を構成する画素数）は、それぞれ７２０個、３
６０個、３６０個であり、合計１４４０個である。な
お、サンプリング周波数の比「４：２：２」は、デジタ
ルの輝度信号Ｙおよびデジタルの色差信号Ｃｂ、Ｃｒの
伝送時における帯域幅を考慮して定められたものであ
り、デジタルＴＶの信号伝送方式において規格化された
周波数比である。

【００４３】そして、マルチプレクサ３６では、デジタ
ル輝度信号Ｙおよび色差信号Ｃｂ、Ｃｒが、「Ｃｂ１、
Ｙ１、Ｃｒ１、Ｙ２、Ｃｂ２、Ｙ３・・・・・」という
順に並べられ、１系統に多重化される。すなわち、輝度
信号Ｙおよび色差信号Ｃｂ、Ｃｒのサンプリング周波数
の比が４：２：２であるため、１つの輝度信号Ｙに対し
て色差信号Ｃｂ、Ｃｒのどちらか一方が交互に抽出され
る。このような多重化処理により生成される輝度・色差
Ｙ、Ｃｂ、Ｃｒのデジタルコンポーネント映像信号のサ
ンプリング周波数は、輝度信号Ｙのサンプリング周波数
ｆ_Y の２倍となる２７．０ＭＨｚである。

【００４４】一方、デジタルのＲ、Ｇ、Ｂ信号は、デジ
タルの輝度信号Ｙと同じサンプリング周波数（１３．５
ＭＨｚ）に従って、フレームメモリ３２Ｒ、３２Ｇ、３
２Ｂから読み出されている。Ｒ、Ｇ、Ｂ各色のサンプリ
ング周波数の比はそれぞれ「４：４：４」であり、各色
のサンプリング周波数は、規格化されている輝度信号Ｙ
のサンプリング周波数ｆ_y に対応している。このときの
Ｒ、Ｇ、Ｂ信号の１ライン分の有効サンプル数は、各色
それぞれ７２０個であることから、７２０×３＝２１６
０個となる。

【００４５】周波数変換回路３７においてサンプリング
周波数が９．０ＭＨｚに変換されることにより、デジタ
ルのＲ、Ｇ、Ｂ信号の１ライン分の有効サンプル数は、
各色それぞれ７２０個の２／３倍である４８０個とな
る。したがって、全体の有効サンプル数は、４８０×３
＝１４４０個となる。サンプリング周波数が変換される
ことにより、デジタルのＲ、Ｇ、Ｂ信号とデジタルの輝
度信号Ｙおよび色差信号Ｃｂ、Ｃｒの１ライン分の有効
サンプル数は等しい。

【００４６】そして、マルチプレクサ３６では、図４に
示すように、デジタルのＲ、Ｇ、Ｂ信号が、「Ｂ１、Ｇ
１、Ｒ１、Ｂ２、Ｇ２、Ｒ２・・・・」という順で多重
化される。すなわち、互いに対応するサンプル（画素）
が交互に並ぶように、デジタルのＲ、Ｇ、Ｂ信号が、１
系統の信号に変換される。このような多重化処理により
生成されるＲ、Ｇ、Ｂのデジタルコンポーネント映像信
号のサンプリング周波数は、２７．０ＭＨｚである。

【００４７】図５は、ビデオデコーダ２５、遠隔地に設
置されたモニタ２４およびプロセッサ１０を示したブロ
ック図であり、図６は、ビデオデコーダ２５の一部を詳
細に示したブロック図である。図５、図６を用いて、プ
ロセッサ１０からビデオデコーダ２５へのデジタル映像
信号の伝送過程を説明する。ただし、ビデオデコーダ２
５は、Ｒ、Ｇ、Ｂのデジタルコンポーネント映像信号を
出力する場合に設置される。

【００４８】マルチプレクサ３６Ｂ（図２参照）におい
て多重化されているＲ、Ｇ、Ｂのデジタルコンポーネン
ト映像信号は、それぞれ１０ビットのビット列から成
り、ビデオプロセス回路１３内において１０本のバスで
伝送されている。そして、パラレル／シリアル変換器３
９Ｂでは、Ｒ、Ｇ、Ｂのデジタルコンポーネント映像信
号がシリアル伝送用の信号に変換される。すなわち、一
本のケーブルから成る伝送路ＦＦによって１ビットずつ
Ｒ、Ｇ、Ｂのデジタルコンポーネント映像信号を外部へ
伝送するため、ビット列の最下位ビットＬＳＢ（Least
Significant Bit)からのビットデータ読み出しと最上位
ビットＭＳＢ（Most Significant Bit）から最下位ビッ
トＬＳＢに向けての右シフト演算とが交互に実行され
る。これにより、１ビット列で表されるシリアル伝送用
のＲ、Ｇ、Ｂのデジタルコンポーネント映像信号が、遠
距離に設置されたモニタ２４へ伝送される。

【００４９】パラレル／シリアル変換器３９には、演算
子ＯＰ３（図２参照）を介してサンプリング周波数ｆ_s
（＝１３．５ＭＨｚ）の２０倍のサンプリング周波数で
クロック信号が入力されており、クロック信号に従っ
て、１ビット列のＲ、Ｇ、Ｂのデジタルコンポーネント
映像信号が順次送り出される。このときのシリアル伝送
レート（ビットレート）は、２７０．０Ｍｂｉｔ／ｓと
なる。シリアル伝送されるＲ、Ｇ、Ｂのデジタルコンポ
ーネント映像信号は、ビデオデコーダ２５に入力され
る。

【００５０】一方、マルチプレクサ３６からパラレル伝
送されるＲ、Ｇ、Ｂのデジタルコンポーネント映像信号
は、パラレル伝送用の信号線ＧＧを介してそのままビデ
オデコーダ２５へ送られる。

【００５１】シリアル伝送されたＲ、Ｇ、Ｂのデジタル
コンポーネント映像信号は、ビデオデコーダ２５内のシ
リアル／パラレル変換器２６において、再び１０ビット
で表される多重化されたＲ、Ｇ、Ｂのデジタルコンポー
ネント映像信号に変換される。ただし、シリアル／パラ
レル変換器２６における処理は、プロセッサ１０内のパ
ラレル／シリアル変換器３９における処理とは逆の処理
である。シリアル／パラレル変換器２６から出力される
か、もしくはプロセッサ１０からパラレル伝送された
Ｒ、Ｇ、Ｂのデジタルコンポーネント映像信号は、デコ
ーダ２７へ送られる。

【００５２】図６は、デコーダ２７のブロック図であ
り、デコーダ２７には、デマルチプレクサ２７Ａと、Ｄ
／Ａ変換器２７Ｒ、２７Ｇ、２７Ｂとが設けられてい
る。多重化されたＲ，Ｇ、Ｂのデジタルコンポーネント
映像信号は、デマルチプレクサ２７Ａにおいて、Ｒ、
Ｇ、Ｂ各色のデジタルコンポーネント信号にそれぞれ分
離される。ただし、デマルチプレクサ２７Ａにおいて実
行される処理は、図２に示されるマルチプレクサ３６に
おいて実行される多重化処理とは逆の処理である。この
処理の時、Ｒ、Ｇ、Ｂのデジタル多重化信号に付加され
ていた同期信号データは分離される。また、デコーダ２
７内に設けられたタイミング回路（図示せず）では、プ
ロセッサ１０内のビデオプロセス回路１３におけるデジ
タル処理のサンプリング周波数に従って、デマルチプレ
クサ２７Ａ、Ｄ／Ａ変換器２７Ｒ、２７Ｇ、２７Ｂなど
に対するクロックパルスが出力されるとともに、ＮＴＳ
Ｃ規格に応じた複合同期信号が発生される。

【００５３】デコーダ２７から出力されるＲ、Ｇ、Ｂの
デジタルコンポーネント映像信号は、それぞれＤ／Ａ変
換器２７Ｒ、２７Ｇ、２７Ｂに入力され、アナログ信号
に変換される。Ｒ、Ｇ、Ｂのアナログコンポーネント映
像信号は、複合同期信号（図示せず）とともにモニタ２
４へ送られる。ただし、モニタ２４は、Ｒ、Ｇ、Ｂのア
ナログコンポーネント映像信号を受信可能である。

【００５４】なお、輝度・色差Ｙ、Ｃｂ、Ｃｒのデジタ
ルコンポーネント映像信号をプロセッサ１０からモニタ
２４へ送る場合、プロセッサ１０とモニタ２４が直接接
続される。従って、輝度・色差Ｙ、Ｃｂ、Ｃｒのデジタ
ルコンポーネント映像信号は、そのまま直接モニタ２４
へ送られる。ただし、この場合に適用されるモニタ２４
は、デジタル映像信号である輝度・色差信号Ｙ、Ｃｂ、
Ｃｒを受信可能で、そのデジタル映像信号に基づいて観
察画像を表示可能なモニタである。

【００５５】このように、本実施形態によれば、スコー
プ４０内の撮像素子４１から読み出される観察部位Ｓの
画像信号に基づいて、Ｒ、Ｇ、Ｂのデジタルコンポーネ
ント映像信号がプロセッサ１０から出力される。そし
て、出力されたＲ、Ｇ、Ｂのデジタルコンポーネント映
像信号は、デコーダ２５を介してモニタ２４へ送られ、
これにより、スコープ４０の捉える観察画像が遠隔地に
設置されたモニタ２４に表示される。デジタルのＲ、
Ｇ、Ｂ画像信号を輝度、色差信号Ｙ、Ｃｂ、Ｃｒに変換
することなく、そのままデジタルコンポーネント映像信
号として出力するため、信号に劣化が生じない。そのた
め、遠隔地に設置されたモニタ２４において、画質の優
れた観察画像が表示される。

【００５６】切替プッシュスイッチ１９Ｓおよびスイッ
チ回路３４により、撮像素子４１から読み出される画像
信号に基づいて、輝度・色差Ｙ、Ｃｂ、Ｃｒのデジタル
コンポーネント映像信号およびＲ、Ｇ、Ｂのデジタルコ
ンポーネント映像信号のどちらか一方が生成され、シリ
アル伝送およびパラレル伝送形式に従って出力される。
このようにオペレータの選択によってどちらか一方の映
像信号を出力する構成であることにより、モニタの規格
などの条件に応じてデジタルコンポーネント映像信号を
出力することができる。

【００５７】周波数変換回路３７を設けることにより、
生成される輝度・色差Ｙ、Ｃｂ、Ｃｒのデジタルコンポ
ーネント映像信号のサンプリング周波数とＲ、Ｇ、Ｂの
デジタルコンポーネント映像信号のサンプリング周波数
とが等しくなり、マルチプレクサ３６およびパラレル／
シリアル変換器３９が共有化されている。すなわち、マ
ルチプレクサ、パラレル／シリアル変換器を、Ｒ、Ｇ、
Ｂのデジタルコンポーネント映像信号と輝度・色差のデ
ジタルコンポーネント映像信号それぞれ別々に用意する
必要がなく、ビデオ回路１３内の回路構成が簡素化さ
れ、コストダウンが可能となる。

【００５８】Ｒ、Ｇ、Ｂのデジタルコンポーネント映像
信号および輝度・色差Ｙ、Ｃｂ、Ｃｒのデジタルコンポ
ーネント映像信号のどちらか一方を出力する構成となっ
ており、デジタル映像信号の出力回路が共有化されてい
る。そのため、２つの映像信号を両方出力する場合にお
けるコネクタ（出力端子）の数の増大や回路の規模の拡
大により生じる不要なノイズ放射といったものがなく、
デジタルの映像信号を劣化させることなく伝送すること
ができる。

【００５９】なお、本実施形態では、カラーテレビジョ
ン方式としてＮＴＳＣ方式が適用されているが、他の方
式（例えば、ＰＡＬ方式）であってもよい。また、カラ
ー撮像方式として、面順次方式以外の方式（例えば、単
板方式）を適用させてもよい。さらに、電子内視鏡装置
の近くに設置されたモニタに対しても、デジタルコンポ
ーネント映像信号を送るように構成してもよい。

【００６０】

【発明の効果】このように本発明によれば、デジタルの
映像信号をモニタへ出力する場合、より画質の優れた画
像をモニタに表示することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】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】ビデオプロセス回路のブロック図である。

【図３】輝度、色差信号に対する多重化処理を示した図
である。

【図４】Ｒ、Ｇ、Ｂ信号に対する多重化処理を示した図
である。

【図５】ビデオデコーダを示した図である。

【図６】デコーダのブロック図である。

【符号の説明】

１０ プロセッサ １３ ビデオプロセス回路 １９Ｓ 切替プッシュスイッチ ２１ テレビモニタ ２４ モニタ ２５ ビデオデコーダ ３４ スイッチ回路 ３５ マトリクス回路 ３６ マルチプレクサ ３７ 周波数変換回路 ３９ パラレル／シリアル変換器 ４０ スコープ ４１ 撮像素子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4C061 AA01 BB01 CC06 DD00 LL01 MM02 NN05 SS21 TT03 WW04 WW09 5C054 AA01 CA04 CC03 CE04 EA01 ED09 EE00 EF01 EF02 FA00 FB04 HA12 5C065 AA04 BB30 CC02 CC03 DD02 EE06 GG44 5C066 AA01 AA11 BA01 CA25 DA01 DA05 GA01 GA02 GA04 GA05 KM02 KM05

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被写体像が形成される撮像素子を有する
   スコープと前記撮像素子に形成される被写体像を表示す
   るための表示装置とがそれぞれ接続されるとともに、 前記撮像素子において生じる被写体像に応じた画像信号
   を映像信号に変換し、その映像信号を前記表示装置へ出
   力する信号処理手段を備え、 前記信号処理手段が、前記撮像素子において生じる被写
   体像に応じた画像信号に基づいて、デジタルのコンポー
   ネント映像信号であって３原色である赤色（Ｒ）、緑色
   （Ｇ）、青色（Ｂ）に応じたＲ、Ｇ、Ｂデジタルコンポ
   ーネント映像信号とデジタルのコンポーネント映像信号
   であって輝度、色差信号である輝度・色差デジタルコン
   ポーネント映像信号のどちらか一方を選択的に生成し、
   生成されたどちらか一方のデジタルコンポーネント映像
   信号を前記表示装置へ出力する映像信号出力手段を有す
   ることを特徴とする電子内視鏡装置のプロセッサ。
2. 【請求項２】 前記表示装置へ出力される前記Ｒ、Ｇ、
   Ｂデジタルコンポーネント映像信号のサンプリング周波
   数と前記輝度・色差デジタルコンポーネント映像信号の
   サンプリング周波数とが等しいことを特徴とする請求項
   １に記載の電子内視鏡装置のプロセッサ。
3. 【請求項３】 前記信号処理手段が、前記撮像素子にお
   いて生じる被写体像に応じた画像信号に基づいて、Ｒ、
   Ｇ、Ｂ各色に応じ、分離された信号であるデジタルの
   Ｒ、Ｇ、Ｂ信号を生成し、 前記映像信号出力手段が、 前記デジタルのＲ、Ｇ、Ｂ信号をデジタルの輝度、色差
   信号に変換する輝度・色差変換手段と、 前記デジタルのＲ、Ｇ、Ｂ信号のサンプリング周波数を
   変換する周波数変換手段と、 周波数が変換された前記デジタルのＲ、Ｇ、Ｂ信号と前
   記デジタルの輝度、色差信号のどちらか一方を選択する
   選択手段と、 前記選択手段によって選択された前記周波数が変換され
   たデジタルのＲ、Ｇ、Ｂ信号もしくは前記デジタルの輝
   度、色差信号を多重化処理することによって、前記デジ
   タルのＲ、Ｇ、Ｂ信号に応じた前記Ｒ、Ｇ、Ｂデジタル
   コンポーネント映像信号もしくは前記デジタルの輝度、
   色差信号に応じた前記輝度・色差デジタルコンポーネン
   ト映像信号を生成する多重化手段とを有することを特徴
   とする請求項１もしくは請求項２のいずれかに記載の電
   子内視鏡装置のプロセッサ。
4. 【請求項４】 前記信号出力手段が、前記多重化手段に
   おいて生成される前記Ｒ、Ｇ、Ｂデジタルコンポーネン
   ト映像信号もしくは前記輝度・色差デジタルコンポーネ
   ント映像信号を、シリアル伝送用の映像信号に変換する
   シリアル変換手段をさらに有することを特徴とする請求
   項３に記載の電子内視鏡装置のプロセッサ。
5. 【請求項５】 前記プロセッサから出力されるデジタル
   コンポーネント映像信号を前記Ｒ、Ｇ、Ｂデジタルコン
   ポーネント映像信号もしくは前記輝度・色差デジタルコ
   ンポーネント映像信号どちらか一方に定める切替スイッ
   チをさらに有し、前記選択手段が、前記切替スイッチに
   対する操作に従って、サンプリング周波数が変換された
   前記デジタルのＲ、Ｇ、Ｂ信号と前記デジタルの輝度、
   色差信号のどちらか一方を選択することを特徴とする請
   求項３に記載の電子内視鏡装置のプロセッサ。
6. 【請求項６】 前記デジタルのＲ、Ｇ、Ｂ信号それぞれ
   のサンプリング周波数が、前記デジタルの輝度、色差信
   号における輝度信号のサンプリング周波数と等しく、前
   記周波数変換手段が、前記デジタルのＲ、Ｇ、Ｂ信号そ
   れぞれのサンプリング周波数を、前記輝度信号のサンプ
   リング周波数の２／３倍に変換することを特徴とする請
   求項３に記載の電子内視鏡装置のプロセッサ。
7. 【請求項７】 請求項１に記載される電子内視鏡装置の
   プロセッサから出力される前記Ｒ、Ｇ、Ｂデジタルコン
   ポーネント映像信号を受信可能であり、前記電子内視鏡
   装置のプロセッサと前記表示装置との間に介在するよう
   に、前記表示装置およびプロセッサとそれぞれ接続さ
   れ、 前記Ｒ、Ｇ、Ｂデジタルコンポーネント映像信号をアナ
   ログのコンポーネント映像信号とであるＲ、Ｇ、Ｂアナ
   ログコンポーネント映像信号に変換して前記表示装置へ
   出力する復号手段を備えたことを特徴とするビデオデコ
   ーダ。
8. 【請求項８】 被写体像が形成される撮像素子を有する
   スコープと、 前記スコープが接続されるとともに、前記撮像素子にお
   いて生じる被写体像に応じた画像信号を映像信号に変換
   し、その映像信号を外部へ出力する信号処理手段を備え
   たプロセッサであって、前記信号処理手段が、前記撮像
   素子において生じる被写体像に応じた画像信号に基づい
   て、デジタルのコンポーネント映像信号であって３原色
   である赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）に応じた
   Ｒ、Ｇ、Ｂデジタルコンポーネント映像信号とデジタル
   のコンポーネント映像信号であって輝度、色差信号であ
   る輝度・色差デジタルコンポーネント映像信号のどちら
   か一方を生成し、生成されたどちらか一方の映像信号を
   外部へ出力する映像信号出力手段を有するプロセッサ
   と、 前記プロセッサへ接続されるとともに前記プロセッサか
   ら出力される前記Ｒ、Ｇ、Ｂデジタルコンポーネント映
   像信号を受信可能であって、前記Ｒ、Ｇ、Ｂデジタルコ
   ンポーネント映像信号をアナログのコンポーネント映像
   信号であるＲ、Ｇ、Ｂアナログコンポーネント映像信号
   に変換して外部へ出力する復号手段を有するビデオデコ
   ーダと、 前記ビデオデコーダと接続されるとともに前記ビデオデ
   コーダから出力される前記Ｒ、Ｇ、Ｂアナログコンポー
   ネント映像信号を受信可能であって、前記撮像素子に形
   成される被写体像を表示する表示装置とを備えたことを
   特徴とする電子内視鏡システム。