JP2004321244A - 電子内視鏡システム - Google Patents

Abstract

【課題】一つの内視鏡システムで、可視光観察像と特殊光観察像とを同時に表示でき、リアルタイムに両画像を観察できる内視鏡システムが求められている
。
【解決手段】被検体内に挿入されて被検体像を撮像する電子内視鏡１と、通常光と、特定波長の特殊光を所定期間毎に発光する光源装置２と、光源装置が発光した通常光により電子内視鏡で撮像した通常光映像信号と、特殊光により電子内視鏡で撮像した特殊光映像信号を記憶するメモリ部２０と、このメモリ部に記憶されている通常光映像信号と特殊光映像信号とをそれぞれ所定の処理を施して、通常光映像と特殊光映像とをそれぞれ独立、又は合成してモニタ２５に表示させる電子内視鏡システム。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、異なる波長領域の照明光の基で、同時に撮像生成された被検体像を観察可能な電子内視鏡システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、生体内に挿入して、生体内臓器を観察したり、必用に応じて処置具を用いて治療処置する内視鏡が用いられている。
【０００３】
この内視鏡において、生体内の被検体を正常部と患部とに見分ける場合に、被検体の色調の差で識別しているが、この色調の変化が微妙であると、その微妙な色調変化を見分けるために、多くの時間を要したり、また、高い習熟度と観察行為の集中度が求められる。
【０００４】
一方、被検体は、可視光領域以外の領域、例えば、赤外光の波長領域では、色調の変化が大きく視認できるものもあることに着目して、赤外光領域等の可視光領域以外の領域で生体観察することも提案されている。更に、赤外光は生体内を透過しやすく、この赤外光を用いると生体組織内部、例えば、粘膜下の血管の血流状態や微細な光像などを観察することが可能であることも知られている。
【０００５】
このように、可視光領域と可視光領域以外では、被検体の色調の変化が異なることと、可視光領域以外の赤外光領域では、血管の状態観察が可能なことから、被検体である被写体に白色光を照射し、その反射光による被写体像を観察する内視鏡装置においても、紫外光や赤外光、あるいは可視光領域でも特定の波長の特殊光を被写体に照射し、その特殊光による特殊光像を観察可能な内視鏡装置が提案されている。
【０００６】
このような白色光と特殊光の基で、被写体観察可能な内視鏡装置は、白色光ランプからの照明光を導光するライトガイドの光路途中に、白色光と波長の異なる特殊光を選択透過させるフィルターを挿入することにより、白色光とフィルターを透過した特殊光とを選択できるようになっており、通常光観察時には白色光を照射し、特殊光観察時にはフィルターを介した特殊光を照射するように照射光を切り替えて観察している。このため、例えば、被検体の同一部位を白色光による通常光観察画像と、フィルターを介した特殊光観察画像を同時にリアルタイムで比較しながら観察することができなかった。
【０００７】
この通常光観察画像と特殊光観察画像とを同時に観察するために、通常光観察用の撮像素子と、特殊光、例えば、赤外光での観察用の撮像素子とを、別々に独立させて設け、各々の撮像素子からの撮像電気信号を別々の映像信号処理装置において処理し、別々のモニターに撮像画像として表示することによって、可視光領域と赤外光領域の２つの波長領域の撮像画像を同時に観察できるようにした内視鏡装置も提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００８】
また、撮像素子の前面に、特定の波長光線を除去する為の特定波長カットフィルタを着脱自在に配置させ、その特定波長カットフィルタを配置させない通常光観察画像と、特定波長カットフィルタを配置させた特殊光観察画像を同時に観察できる内視鏡装置も提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００９】
【特許文献１】
特公平７−６３４４４号公報。
【００１０】
【特許文献２】
特開平１１−１０４０７４号公報。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献１に提案されている内視鏡装置は、白色光と赤外光それぞれに対して撮像素子から映像信号処理装置に至るまで専用の処理装置を設ける必要があり、内視鏡装置全体の構成が大型となり、コストも高騰する問題がある。
【００１２】
また、上記特許文献２に提案されている内視鏡装置は、通常光観察と特殊光観察である特定波長カットフィルタの配置有無を検出し、その特定波長カットフィルタの有無により、映像信号処理装置での色再現性が異なるために、原色信号変換の変換マトリックスの係数を通常光観察と特殊光観察で切り替えて処理しているが、モニターに標示される観察画像は、通常観察画像と特殊観察画像が個別に表示されることになり、リアルタイムに通常光と特殊光の観察画像を同時に表示できない問題がある。
【００１３】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、一つの内視鏡システムで、可視光観察像と特殊光観察像とを同時に表示でき、リアルタイムに両画像を観察できる内視鏡システムを提供することを目的としている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の内視鏡システムは、被検体内に挿入されて被検体像を撮像する撮像手段と、第１の期間に通常光を発光するとともに、前記第１の期間が経過した後の第２の期間に特定波長を有する特殊光を発光して前記被写体を照明する照明手段と、前記照明手段が前記第１の期間に発光した通常光によって前記被写体像を撮像した前記撮像手段から出力された第１の撮像信号を所定期間だけ記憶する第１の記憶手段と、前記第１の期間及び前記第２の期間とを切り替えるタイミングに関するタイミング信号を生成するタイミング生成手段と、前記照明手段が前記第２の期間に発光した特殊光によって、前記被写体像を撮像した前記撮像手段から出力された第２の撮像信号を前記第１の記憶手段と同じ所定の期間だけ記憶する第２の記憶手段と、前記第１の記憶手段に記憶された前記第１の撮像信号に所定の処理を施して第１の映像信号を得るとともに、前記タイミング生成手段によって生成された前記タイミング信号に応じて、前記第２の記憶手段に記憶されていた前記第２の撮像信号に前記第１の撮像信号とは異なる所定の処理を施して第２の映像信号を生成する映像信号生成手段と、前記第１の映像信号及び前記第２の映像信号とがそれぞれ独立して、又は合成されて伝送されることで前記被検体の通常光像と特殊光像とを表示する表示手段と、を具備することを特徴としている。
【００１５】
本発明の電子内視鏡システムは、被検体内に挿入されて被検体部位を撮像する撮像手段と、前記被検体部位に対して、可視光領域の通常照明光と、可視光領域外の特殊照明光とを交互に所定期間照射する照明手段と、前記照明手段から照射される通常照明光と特殊照明光の切り替えタイミングを制御するタイミング信号を生成するタイミング信号生成手段と、前記タイミング信号生成手段で生成されたタイミング信号の基で、前記照明手段から照射される通常照明光下で、前記撮像手段で撮像生成された被検体部位の第１の撮像信号と、前記照明手段から照射される特殊照明光下で、前記撮像手段で撮像生成された被検体部位の第２の撮像信号とを記憶する記憶手段と、前記タイミング信号生成手段で生成されたタイミング信号の基で、前記記憶手段に記憶されている第１の撮像信号と第２の撮像信号とをそれぞれ読み出し、その読み出した第１の撮像信号と第２の撮像信号を個別に拡大又は縮小等の所定の信号処理を行い、第１の映像信号と第２の映像信号をそれぞれ生成する映像信号生成手段と、前記映像信号生成手段で生成された第１の映像信号と第２の映像信号を基に、前記被検体部位の通常光映像と特殊光映像とを同時に個別表示し、又は合成表示する映像表示手段と、を具備することを特徴としている。
【００１６】
また、本発明の電子内視鏡システムの前記タイミング信号生成手段は、前記照明手段から照射される通常照明光と特殊照明光の照射期間が同一期間となるようにタイミング信号を生成することを特徴としている。
【００１７】
本発明の内視鏡システムは、同時に可視光領域の観察像と特殊光領域の観察像が同時に撮像生成表示でき、リアルタイムな被検体の状態観察が可能となった。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。本発明に係る内視鏡システムの第１の実施形態を図１乃至図９を用いて説明する。
【００１９】
図１は本発明に係る内視鏡システムの第１の実施形態の全体構成を示すブロック図、図２は本発明に係る内視鏡システムに用いる回転フィルタを示す平面図、図３は本発明に係る内視鏡システムによるモニタに表示される画像を説明する説明図、図４は本発明に係る内視鏡システムの通常光と特殊光の照射タイミングと、画像処理タイミングを説明するタイミングチャート、図５は本発明に係る内視鏡システムの前段映像信号処理手段の構成を示すブロック図、図６は本発明に係る内視鏡システムのメモリ部の構成を示すブロック図、図７は本発明に係る内視鏡システムのメモリ部に記録される画像の記録タイミングを説明するタイミングチャート、図８は本発明に係る内視鏡システムの後段映像信号処理手段の構成を示すブロック図、図９（ａ）は本発明に係る内視鏡システムの後段映像信号処理手段の拡大／縮小回路の構成を示すブロック図、図９（ｂ）は本発明に係る内視鏡システムの後段映像信号処理手段の拡大／縮小回路の動作原理を説明する説明図である。
【００２０】
本発明の内視鏡システムの第１の実施形態は、図１に示すように、体腔内である被検体内に挿入されて、被検体を撮像する固体撮像素子（図中ＣＣＤと表記、以下ＣＣＤと称する）６を有する電子内視鏡１と、この電子内視鏡１に照明光を供給する光源装置２と、前記電子内視鏡１のＣＣＤ６を駆動制御すると共に、撮像生成した撮像画像信号を基に、所定の標準的映像信号を生成処理するビデオプロセッサ３と、及びこのビデオプロセッサ３で生成された映像信号を基に撮像画像を表示するモニタ２５からなっている。
【００２１】
前記電子内視鏡１は、体腔内に挿入される細長の挿入部の先端に被検体光が入射される光学レンズ４と、この光学レンズ４に入射された被検体光の結像位置に設けられ、被検体光を光電変換して撮像画像信号を生成するＣＣＤ６と、前記光源装置２から出射された照明光を案内導光するライトガイド７と、そのライトガイド７の先端に配置された照明窓５とが設けられている。前記ライトガイド７の基端は、ユニバーサルケーブル８を介して前記光源装置２に接続されている。
【００２２】
前記光源装置２は、照明光を出射させる白色光ランプ（以下、単にランプと称する）９と、このランプ９から出射された照明光を集光して、前記ユニバーサルコード８のライトガイド７の基端に入射させる集光レンズ１２と、前記ランプ９と集光レンズ１２の間に設けられた回転フィルタ１１と、この回転フィルタ１１を回転駆動させるモータ１０からなっている。
【００２３】
つまり、前記ライト９から出射された照明光は、回転フィルタ１１を介して、集光レンズ１２で集光されて、ユニバーサルコード８のライトガイド７の基端に入射される。このユニバーサルコード８のライトガイド７の基端に入射された照明光は、ライトガイド７で導光されて電子内視鏡１の挿入部先端の照明窓５から被検体に照射される。
【００２４】
前記回転フィルタ１１は、図２に示すように、回転フィルタ枠体１００に半円板状で特定波長のみ透過させる特定波長光透過フィルタ（以下、単に特殊光フィルタと称する）１０１と、通常の可視光を透過させる可視光透過フィルタ（以下、単に通常光フィルタと称する）１０２と、この回転フィルタ枠体１００に設けられた回転基準位置を示すマーキング１０３とが設けられており、その中心はモータ１０の回転軸に取付固定されている。なお、この回転フィルタ１１は、後述するビデオプロセッサー３から供給されるタイミング信号２７と、前記マーキング１０３の検出信号２８により回転駆動制御されるようになっている。
【００２５】
前記ビデオプロセッサー３は、前記電子内視鏡１の挿入部先端に設けられているＣＣＤ６を駆動制御するＣＣＤ駆動手段１５と、このＣＣＤ駆動手段１５からのＣＣＤ駆動信号１３によりＣＣＤ６が光電変換蓄積された信号電荷を撮像画像信号１４として読み出し、その撮像画像信号１４を所望のゲインに増幅すると共に、不要なノイズ除去を行う相関二重サンプリング（ＣＤＳ）回路を含むプリプロセス回路１６と、このプリプロセス回路１６で所定の信号処理が施された撮像画像信号１４をアナログ信号からデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路１７と、このＡ／Ｄ変換回路１７で変換されたデジタル信号を基に、輝度信号成分と色差信号成分の分離と、ホワイトバランス処理、γ補正処理等を行い所定のデジタル映像信号データを生成する前段映像信号処理手段１８と、この前段映像信号処理手段１８で生成されたデジタル映像信号データを記憶するメモリ２０と、このメモリ２０へのデジタル映像信号データの記憶制御を行うメモリコントローラ２１と、前記メモリ２０に記憶されたデジタル映像信号データを読み出し、その読み出したデジタル映像信号データを基にモニタ２５に表示する映像の拡大／縮小処理や画像強調処理等を行う後段映像信号処理手段２２と、この後段映像信号処理手段２２で処理されたデジタル映像信号データを基に画像合成する画像合成部２３と、この画像合成部２３で画像合成された映像信号を所定のアナログ映像信号に変換し、モニタ２５に撮像映像として表示させるポストプロセス回路２４と、前記ＣＣＤ駆動手段１５、前段映像信号処理手段１８、メモリコントローラ２１、後段映像信号処理手段２２、及び画像合成部２３の駆動基準信号を生成するタイミング信号発生器（以下、ＳＳＧと称する）１９からなっている。
【００２６】
なお、このＳＳＧ１９は、前記光源装置２２のモータ１０に対して駆動タイミング信号２７を出力すると共に、回転フィルタ１１のマーキング１０３の検出信号２８によりモータ１０の回転駆動制御する。
【００２７】
また、前記後段映像信号処理手段２２には、デジタル映像信号の拡大／縮小処理の入力設定を行う外部設定手段２６が接続されている。
【００２８】
このような構成の内視鏡システムは、前記光源装置２のモータ１０がビデオプロセッサ３のＳＳＧ１９からの駆動タイミング信号２７により回転駆動すると、図４に示すように、この回転フィルタ１１の特殊光フィルタ１０１と通常光フィルタ１０２を透過したランプ９からの照明光がライトガイド７に入射される。つまり、電子内視鏡１の挿入部先端の照明窓５から被検体に対して、特殊光フィルタ１０１を透過した特殊光と、可視光フィルタ１０２を透過した通常光とが交互に照射される。また、前記回転フィルタ１１のマーキング１０３を図示してない検出手段で検出して、回転位置の検出信号２８による回転フィルタ１１の回転位置が検出される。
【００２９】
即ち、回転フィルタ１１の回転位置の検出信号２８による回転フィルタ１１の回転位置により通常光と特殊光との照射タイミングが検出できる。この照明光の照射タイミングに応じて、前記ＣＣＤ駆動手段１９で前記ＣＣＤ６を駆動制御して、通常光が照射されている期間に前記ＣＣＤ６で光電変換生成される通常光撮像画像信号と、特殊光が照射されている期間に前記ＣＣＤ６で光電変換生成される特殊光撮像画像信号を取り出すことができる。
【００３０】
つまり、通常光と特殊光それぞれの照射期間を１フィールドとすると、ＳＳＧ１９から奇数フィールド毎の奇数タイミング信号（ＯＤＤ信号）期間は通常光が照射されて、ＣＣＤ６で通常光の下で撮像した撮像画像信号が出力され、ＳＳＧ１９から偶数フィールド毎の偶数タイミング信号（ＥＶＥＮ信号）期間は特殊光が照射されて、ＣＣＤ６で特殊光の下で撮像した撮像画像信号が出力される。
【００３１】
なお、このＳＳＧ１９は、図示していない、基準クロック信号発振器からの基準クロック信号に基づき、前記タイミング信号が生成され、このタイミング信号により前記回転フィルタ１１の回転駆動制御、及び前記ＣＣＤ駆動手段１５、前段映像信号処理手段１８、メモリコントローラ２１、後段映像信号処理手段２２、並びに画像合成部２３の駆動が制御されるようになっている。
【００３２】
次に、前記前段映像信号処理手段１８の構成について図５を用いて説明する。この前段映像信号処理手段１８は、前記ＣＣＤ駆動手段１５からの駆動制御の基で、ＣＣＤ６で撮像生成された撮像画像信号１４を前記プリプロセス回路１６で所定の信号処理が施され、かつ、前記Ａ／Ｄ変換回路１７でアナログからデジタルに変換されたデジタル映像信号の隣接画素加算と減算処理を行い輝度信号（Ｙ）と色差信号（Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙ）に分離する輝度・色差信号分離回路（ＹＣ分離回路）１０５と、このＹＣ分離回路１０５で分離された輝度信号（Ｙ）と色差信号（Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙ）を基に、数式１の基で三原色信号（Ｒ，Ｇ，Ｂ）を生成するマトリックス（ＭＡＴＲＩＸ）回路１０６と、このマトリックス回路１０６で変換された三原色信号をγ補正処理した後、前記ＹＣ分離回路１０５で分離した輝度信号（Ｙ）と色差点順次信号（Ｒ−Ｙ／Ｂ−Ｙ）に変換生成するγ及び色差変換手段１０８と、前記マトリックス回路１０６で生成される三原色のホワイトバランスを制御するホワイトバランス（Ｗ／Ｂ）回路１０７と、前記マトリックス回路１０６の数式１の係数を前記ＳＳＧ１９からのタイミング信号の基で設定する係数設定手段１０９と、この係数設定手段１０９で設定される係数データを記憶格納している係数格納ＲＯＭ１１０からなっている。
【００３３】
【数１】

この数式１のマトリックス係数（Ｋ１〜Ｋ９）は、前記係数格納ＲＯＭ１１０に格納されており、前記ＳＳＧ１９からのタイミング信号に基づき係数設定手段１０９により係数格納ＲＯＭ１１０から所望の係数が読み出されて、マトリックス回路１０６に設定される。この時の設定タイミングは、例えば、図４に示すＯＤＤ／ＥＶＥＮ信号を用い、通常光が照射されている時と特殊光が照射されている時でマトリックス係数を切り替えるように構成されている。
【００３４】
つまり、この前段映像信号処理手段１８は、通常光と特殊光との基で、撮像生成された撮像画像信号に応じたマトリックス係数で輝度信号と色差点順次信号を生成出力する。
【００３５】
次に、前記メモリ部２０の構成と、このメモリ部２０に記憶される通常光と特殊光それぞれの輝度信号（Ｙ）と色差点順次信号（Ｒ−Ｙ／Ｂ−Ｙ）の記憶作用について、図６と図７を用いて説明する。
【００３６】
前記メモリ部２０は、図６に示すように、前記前段映像信号処理手段１８で通常光照明の下の撮像画像信号から生成された輝度信号（Ｙ）データを記憶する通常Ｙデータ用メモリ２００と色差点順次信号（Ｒ−Ｙ／Ｂ−Ｙ）データを記憶する通常Ｃデータ用メモリ２０１と、前記前段映像信号処理手段１８で特殊光照明の下の撮像画像信号から生成された輝度信号（Ｙ）データを記憶する特殊Ｙデータ用メモリ２０２と色差点順次信号（Ｒ−Ｙ／Ｂ−Ｙ）データを記憶する特殊Ｃデータ用メモリ２０３とからなっている。
【００３７】
この各メモリ２００〜２０３には、前記ＳＳＧ１９からの記憶書き込みタイミング信号がそれぞれ供給されるようになっている。更に、前記各メモリ２００〜２０３それぞれに記憶された通常光輝度信号データ、通常光色差点順次信号データ、特殊光輝度信号データ、及び特殊光色差点順次信号データは、後段映像信号処理手段２２により読み出し処理されるようになっている。
【００３８】
このメモリ部２０の各メモリ２００〜２０３には、図７に示すように、前記回転フィルタ１１の回転駆動により、通常光と特殊光が順次照射され、この照射された通常光と特殊光の下でのＣＣＤ６から１フィールド毎に通常光画像Ａｎ、特殊光画像Ｂｎ、通常光画像Ａｎ＋１、特殊光画像Ｂｎ＋１・・・の順に出力信号が得られる。
【００３９】
このＣＣＤ６で撮像生成された１フィールド毎の通常光画像Ａｎ、特殊光画像Ｂｎ、通常光画像Ａｎ＋１、特殊光画像Ｂｎ＋１・・・は、プリプロセス回路１６、Ａ／Ｄ変換回路１７、及び前段映像信号処理手段１８でそれぞれ所定の信号処理が行われて、通常光と特殊光のそれぞれの輝度信号（Ｙ）データと、色差点順次信号（Ｒ−Ｙ／Ｂ−Ｙ）データに分離される。
【００４０】
この前段映像信号処理手段１８で生成された通常光の輝度信号（Ｙ）データと色差点順次信号（Ｒ−Ｙ／Ｂ−Ｙ）データとは、それぞれ通常Ｙデータ用メモリ２００と通常Ｃデータ用メモリ２０１に記憶させ、特殊光の輝度信号（Ｙ）データと色差点順次信号（Ｒ−Ｙ／Ｂ−Ｙ）データとは、それぞれ特殊Ｙデータ用メモリ２０２と特殊Ｃデータ用メモリ２０３に記憶させる。
【００４１】
このメモリ２００〜２０３に、通常光の輝度信号（Ｙ）データと色差点順次信号（Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙ）データと、特殊光の輝度信号（Ｙ）データと色差点順次信号（Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙ）データとを記憶書込は、前記ＳＳＧ１９からのＯＤＤ／ＥＶＥＮ信号を用い、メモリコントローラー２１により、ＯＤＤ時の通常光画像に対しては、通常光用のメモリ２００、２０１を記憶書込状態とし、特殊光用のメモリ２０２、２０３は書込を停止させ、次のフィールドのＥＶＥＮ時の特殊光画像に対しては、特殊光用のメモリ２０２、２０３を記憶書込状態とし、通常光用のメモリ２００、２０１は書込停止させる。
【００４２】
このように２フィールド周期の動作を行うことにより、通常光と特殊光画像データを２フィールドに１回だけ記憶書込し、２フィールド間は同じ値を保持する構成となっている。尚、通常光と特殊光が１フレーム毎に照射されるように制御される場合は、２フレーム間同じ値を保持することも可能である。
【００４３】
このメモリ部２０に記憶書き込みされた通常光の輝度信号（Ｙ）データと色差点順次信号（Ｒ−Ｙ／Ｂ−Ｙ）データと、特殊光の輝度信号（Ｙ）データと色差点順次信号（Ｒ−Ｙ／Ｂ−Ｙ）データをそれぞれ１フィールド毎に読み出して、信号処理すると共に、モニタ２５に表示させる撮像画像を通常光画像と特殊光画像のいずれをメインに表示するか選択する後段映像信号処理手段２２の構成について図８と図９を用いて説明する。
【００４４】
前記後段映像処理手段２２は、図８に示すように、通常光画像と特殊光画像をそれぞれ拡大／縮小する為の拡大／縮小回路２０４、２０５、２０８、２０９と、通常光画像と特殊光画像のそれぞれの輝度信号（Ｙ）に画像強調を施す強調回路２０６、２１０と、通常光画像と特殊光画像のそれぞれの色差点順次信号（Ｒ−Ｙ／Ｂ−Ｙ）の遅延補償を行う遅延補償回路２０７、２１１と、それぞれの画像に対する拡大／縮小率、及び画像強調係数を設定する係数制御回路２１３と、前記拡大／縮小率、強調係数、及び補償量等のデータを格納する係数格納ＲＯＭ２１２により構成されている。
【００４５】
前記メモリ部２０からの通常光画像データである画像１と、特殊光画像データである画像２の輝度信号（Ｙ）と色差点順次信号（Ｒ−Ｙ／Ｂ−Ｙ）は、それぞれの拡大／縮小回路２０４、２０５、２０８、２０９に設定される拡大／縮小率によって読み出される。この拡大／縮小率は、前記外部設定手段２６から入力設定される画面切り替え信号による。この外部設定手段２６で入力される画面切り替え信号とは、図３に示すように、モニタ２５に表示される通常光画像１０３と特殊光画像１０４のどちらをメインとして表示するか入力設定する。この外部設定手段２６からの入力設定信号に応じてそれぞれの画像に対してそれぞれの拡大／縮小回路２０４、２０５、２０８、２０９の拡大／縮小率が設定される。
【００４６】
前記拡大／縮小回路２０４、２０５、２０８、２０９の構成について、図９（ａ）を用いて説明する。なお、各拡大／縮小回路２０４、２０５、２０８、２０９は同一であるために、通常光輝度信号（Ｙ）の拡張／縮小回路２０４を例に説明する。
【００４７】
この拡大／縮小回路２０４は、前記メモリ部２００から輝度信号（Ｙ）データを読み出し、その各データの隣接画素間及び隣接ライン間で輝度信号の補間処理を行うことにより水平方向、垂直方向の拡大処理を行う補間回路２２０と、この補間回路２２０で隣接画素間及び隣接ライン間で輝度信号データの補間処理を行った後に、間引きを行い水平方向及び垂直方向の縮小処理を行うサブメモリ２２１と、前記メモリ部２００からの通常光と特殊光の輝度信号（Ｙ）データと色差点順次信号（Ｒ−Ｙ／Ｂ−Ｙ）データの読み出し制御、補間回路２２０の拡大処理、及びサブメモリ２２１の縮小処理を制御する制御信号生成回路２２２とからなっている。
【００４８】
なお、この制御信号生成回路２２２は、前記補間回路２２０における補間係数を生成する。この補間係数は、拡大及び縮小の倍率で、前記外部設定手段２６により入力設定される。前記係数制御回路２１３は、前記外部設定手段２６から入力される設定情報を基に、係数格納ＲＯＭ２１２から適宜所望の補間係数を読み出して、前述の制御信号生成回路２２２へ供給する。
【００４９】
この拡大／縮小回路２０４の補間回路２２０の拡大と縮小の補間作用について図９（ｂ）を用いて説明する。
【００５０】
今、隣接しているデータをＡ、Ｂ、求める補間データをＣ、拡大・縮小係数をα、α２とすると、Ｃ＝αＡ＋α２Ｂとなる。α＋α２＝１により、式を変形するとＣ＝Ｂ＋α（Ａ−Ｂ）となる。
【００５１】
図９（ｂ）は、左側に拡大時（ここでは４／３倍）、右側に縮小時（ここでは３／４倍）の補間動作について示している。
【００５２】
先ず、拡大時について説明すると、４／３倍拡大時は、隣接画素の補間により、Ａ０−Ａ１、Ａ１−Ａ２、Ａ２−Ａ３に示す３画素分の映像信号からＢ０〜Ｂ１、Ｂ１〜Ｂ２、Ｂ２−Ｂ３、Ｂ３−Ｂ４に示す４画素分の情報を生成する。
【００５３】
補間後のデータは、それぞれ原画像となる映像信号の原点位置（Ａ０〜Ａ３）に対する距離を元に隣接画素の重み付けが行われて、数式２乃至数式５に示すように生成される。
【００５４】
【数２】
Ｂ０−Ｂ１（原点位置Ｂ０）＝０／４×Ａｎ＋４／４×Ａ０（＝Ａ０）
【数３】
Ｂ１−Ｂ２（原点位置Ｂ１）＝１／４×Ａ０＋３／４×Ａ１
【数４】
Ｂ２−Ｂ３（原点位置Ｂ２）＝２／４×Ａ１＋２／４×Ａ２
【数５】
Ｂ３−Ｂ４（原点位置Ｂ３）＝３／４×Ａ２＋１／４×Ａ３
次に、３／４倍縮小時について説明すると、３／４倍縮小時は、隣接画素の補間により、Ａ０−Ａ１、Ａ１−Ａ２、Ａ２−Ａ３、Ａ３−Ａ４に示す４画素分の映像信号からＢ０〜Ｂ１、Ｂ１〜Ｂ２、Ｂ２−Ｂ３に示す３画素分の情報を生成する。
【００５５】
補間後のデータは、それぞれ原画像となる映像信号の原点位置（Ａ０〜Ａ４）に対する距離を元に隣接画素の重み付けが行われ、数式６乃至数式９に示すように生成される。
【００５６】
【数６】
Ｂ０−Ｂ１（原点位置Ｂ０）＝０／３×Ａｎ＋３／３×Ａ０（＝Ａ０）
【数７】
Ｂ０−Ｂ１’＝３／３×Ａ０＋０／３×Ａ１
【数８】
Ｂ１−Ｂ２（原点位置Ｂ１）＝２／３×Ａ１＋１／３×Ａ２
【数９】
Ｂ２−Ｂ３（原点位置Ｂ２）＝１／３×Ａ２＋２／３×Ａ３
上記数式７のデータは、縮小により不要となる画像であるため、サブメモリー２２１の書き込み制御を行い間引きを行う。
【００５７】
なお、上記説明は水平方向を例にとっているが、垂直方向に関しても同様の原理で補間を行うことができる。
【００５８】
前記拡大／縮小処理が施された通常光画像と特殊光画像は、強調回路２０６、２１０にて、それぞれの輝度信号（Ｙ）のみ強調処理が施され、強調処理が施されない色差信号（Ｒ−Ｙ／Ｂ−Ｙ）信号に関しては、強調処理の遅延を補償する為、遅延補償回路２０７、２１１にて遅延補償が施され、タイミング調整が行われる。この時、通常光画像と特殊光画像への強調は、適宜最適な強調係数を選択できるように外部設定手段２６から設定入力されることも可能である。
【００５９】
このように通常光画像と特殊光画像は、後段映像処理手段２２にて、それぞれ信号処理が施された後、画像合成部２３に出力される。この画像合成部２３では、ＳＳＧ１９から送信されるタイミング信号に応じて、前記通常光画像と特殊光画像のモニタ２５の表示位置が選択され、ポストプロセス回路２４を通じて、例えば、図３に示すように、通常光画像と特殊光画像を親子画面のようにしてモニタ２５に表示される。
【００６０】
また、前記画像合成部２３において、通常光画像と特殊光画像を全く同じ位置に重ねて表示することも可能である。この時、通常光画像と特殊光画像のどちらをメインとしてモニタ２５に表示するかは、例えば外部設定手段２６からの通常光画像と特殊光画像の合成割合を入力設定して、モニタ２５に表示する。
【００６１】
本実施形態における前記外部設定手段２６は、ビデオプロセッサ３のフロントパネルやキーボード、電子内視鏡に設けたスイッチ、または、モニタ２５にメニュー画面を表示してキーボードにて選択することも可能である。
【００６２】
次に、本発明の第２の実施形態に係わる電子内視鏡システムの構成を図１０を用いて説明する。なお、図１と同一部分は、同一符号を付して詳細説明は省略する。この第２の実施形態の前記第１の実施形態と異なる点は、後段映像処理手段２２から出力される通常光画像と特殊光画像とを画像合成せず、それぞれポストプロセス部２４にて所定の映像信号に変換後、通常光映像と特殊光映像を別々のモニタ２５、２９に表示させるようにしている。
【００６３】
これにより、２つのモニタ２５，２９に通常光画像と特殊光画像を別々に同時に同一サイズの画像として表示することができる。
【００６４】
次に、本発明の第３の実施形態に係わる電子内視鏡システムに用いる光源装置を図１１を用いて説明する。なお、図１と同一部分は、同一部号を付して詳細説明は省略する。
【００６５】
この第３の実施形態の電子内視鏡システムに用いる光源装置と前述した第１の実施形態と異なる点は、前述の第１の実施形態では、光源装置２から照射する通常光と特殊光を生成するために、１つの白色光ランプ９と回転フィルタ１１を用いているが、この第３の実施形態では、図１１に示すように、白色光ランプ９０２と特殊光ランプ９０１をそれぞれ設け、ＳＳＧ１９からのタイミング信号に基づいて、前記白色光ランプ９０２と特殊光ランプ９０１を点灯制御回路６０３で点灯制御する。この白色光ランプ９０２と特殊光ランプ９０１から照射された通常光と特殊光は、ハーフミラー９００を介して、前記電子内視鏡１のライトガイド７の基端に入射されるようになっている。
【００６６】
これにより、前述の第１の実施形態に比して、回転フィルタ１１やモータ１０等が不要となる為、装置全体を簡略化することが可能となる。
【００６７】
次に、本発明の第４の実施形態に係わる電子内視鏡システムの後段映像処理手段について、図１２乃至図１４を用いて説明する。なお、図１乃至図９と同一部分は、同一部号を付して詳細説明は省略する。
【００６８】
この第４の実施形態と前述の第１の実施形態との相違点は、通常光画像と特殊光画像は、それぞれ２フィールド同じ画像が出力されているが、この第４の実施形態においては、例えばＡフィールドは、前述の第１の実施形態と同様に処理し、Ｂフィールドにおいては、Ａフィールドを用いて、フィールド内補間を行う。例えば、図１４に示すように、通常光の画像は、通常光画像Ａｎ、通常光画像Ａｎ’、通常光画像Ａｎ＋１、通常光画像Ａｎ＋１’・・・の順に信号処理が施され、特殊光画像は、特殊光画像Ｂｎ、特殊光画像Ｂｎ’、特殊光画像Ｂｎ＋１、特殊光画像Ｂｎ＋１’・・・の順に信号処理が施されて出力される構成となっている。
【００６９】
つまり、図１２に示すブロックをメモリ部２０と後段映像処理手段２２の間の各信号毎に挿入することにより実現させる。即ち、メモリ部２０からの出力信号３００を１ライン遅延（ＬＩＮＥ ＤＥＬＡＹ）回路３０２にて１ライン遅延させ、前記メモリ部２０からの出力信号３００と１ライン遅延信号３０１を加算回路３０３にて加算を行った後、１／２回路３０４にてゲインを半分にして画像選択回路３０６に出力される。この時、図１３に示す様に、Ａ１（Ａフィールドの１ライン）とＡ２（Ａフィールドの２ライン）からＢ１（Ｂフィールドの１ライン）が生成され、Ａ２とＡ３からＢ２が生成される。
【００７０】
つまり、前記画像選択回路３０６においては、前記加算回路３０３で、出力信号３００と１ライン遅延信号３０１との加算処理と、前記１／２回路３０４でゲインが減額されたことでフィールド内補間が施された信号３０５が入力される。この画像選択回路３０６において、ＯＤＤ／ＥＶＥＮ信号に応じて、ＯＤＤ信号の場合は出力信号３００を出力し、ＥＶＥＮ信号の場合は補間信号３０５を出力するように制御される。その後は、第１の実施の形態または、第２の実施の形態のように信号処理が施され、モニターに出力される。
【００７１】
［付記］
以上詳述した本発明の実施形態によれば、以下のごとき構成を得ることができる。
【００７２】
（付記１） 被検体内に挿入されて被検体像を撮像する撮像手段と、
第１の期間に通常光を発光するとともに、前記第１の期間が経過した後の第２の期間に特定波長を有する特殊光を発光して前記被写体を照明する照明手段と、前記照明手段が前記第１の期間に発光した通常光によって前記被写体像を撮像した前記撮像手段から出力された第１の撮像信号を所定期間だけ記憶する第１の記憶手段と、
前記第１の期間及び前記第２の期間とを切り替えるタイミングに関するタイミング信号を生成するタイミング生成手段と、
前記照明手段が前記第２の期間に発光した特殊光によって、前記被写体像を撮像した前記撮像手段から出力された第２の撮像信号を前記第１の記憶手段と同じ所定の期間だけ記憶する第２の記憶手段と、
前記第１の記憶手段に記憶された前記第１の撮像信号に所定の処理を施して第１の映像信号を得るとともに、前記タイミング生成手段によって生成された前記タイミング信号に応じて、前記第２の記憶手段に記憶されていた前記第２の撮像信号に前記第１の撮像信号とは異なる所定の処理を施して第２の映像信号を生成する映像信号生成手段と、
前記第１の映像信号及び前記第２の映像信号とがそれぞれ独立して、又は合成されて伝送されることで前記被検体の通常光像と特殊光像とを表示する表示手段と、
を具備することを特徴とした電子内視鏡システム。
【００７３】
（付記２） 被検体内に挿入されて被検体部位を撮像する撮像手段と、
前記被検体部位に対して、可視光領域の通常照明光と、可視光領域外の特殊照明光とを交互に所定期間照射する照明手段と、
前記照明手段から照射される通常照明光と特殊照明光の切り替えタイミングを制御するタイミング信号を生成するタイミング信号生成手段と、
前記タイミング信号生成手段で生成されたタイミング信号の基で、前記照明手段から照射される通常照明光下で、前記撮像手段で撮像生成された被検体部位の第１の撮像信号と、前記照明手段から照射される特殊照明光下で、前記撮像手段で撮像生成された被検体部位の第２の撮像信号とを記憶する記憶手段と、
前記タイミング信号生成手段で生成されたタイミング信号の基で、前記記憶手段に記憶されている第１の撮像信号と第２の撮像信号とをそれぞれ読み出し、その読み出した第１の撮像信号と第２の撮像信号を個別に拡大又は縮小等の所定の信号処理を行い、第１の映像信号と第２の映像信号をそれぞれ生成する映像信号生成手段と、
前記映像信号生成手段で生成された第１の映像信号と第２の映像信号を基に、前記被検体部位の通常光映像と特殊光映像とを同時に個別表示し、又は合成表示する映像表示手段と、
を具備することを特徴とした電子内視鏡システム。
【００７４】
（付記３） 前記タイミング信号生成手段は、前記照明手段から照射される通常照明光と特殊照明光の照射期間が同一期間となるようにタイミング信号を生成することを特徴とした付記１又は２のいずれかに記載の電子内視鏡システム。
【００７５】
（付記４） 被写体像を撮像する撮像手段を有し、観察画像をモニターに表示する電子内視鏡システムにおいて、
白色光と少なくとも一種類以上の特定波長の光を任意のタイミングで切り替えて照射できる照明手段と、
前記任意のタイミングを生成するタイミング生成手段と、
前記照明手段にて得られる、少なくとも２種類の映像信号を独立、または合成してモニターに表示する制御手段と
を有することを特徴とした電子内視鏡システム。
【００７６】
（付記５） 前記照明手段は、任意のスピードで回転する回転板に白色光と一種類以上の特定波長の光を透過するフィルタを備え、白色光と少なくとも一種類以上の特定波長の光を任意のタイミングで切り替えて照射できることを特徴とした付記４に記載の電子内視鏡システム。
【００７７】
（付記６） 前記照明手段は、白色光ランプと一つ以上の特定波長の光を出射可能なランプを備え、前記複数のランプを任意のタイミングで点灯させて同一光路で各々の照明光を切り替えて照射することができることを特徴とした付記４に記載の電子内視鏡システム。
【００７８】
（付記７） 前記タイミング生成手段は、フィールドを基準としたタイミング信号を生成し、白色光と一種類以上の特定波長の光により得られるそれぞれの画像を、フィールド単位で処理することを特徴とした付記４に記載の電子内視鏡システム。
【００７９】
（付記８） 前記タイミング生成手段は、フレームを基準としたタイミング信号を生成し、白色光と一種類以上の特定波長の光により得られるそれぞれの画像を、フレーム単位で処理することを特徴とした付記４に記載の電子内視鏡システム。
【００８０】
（付記９） 前記制御手段は、親子画面として表示することを特徴とした付記４に記載の電子内視鏡システム。
【００８１】
（付記１０） 前記制御手段は、少なくとも２種類の画像を重ねて表示することを特徴とした付記４に記載の電子内視鏡システム。
【００８２】
（付記１１） 前記制御手段は、前記撮像手段からの映像信号を格納するメモリ手段と、前記タイミング手段で生成されたタイミングに応じて得られた少なくとも２種類の映像信号に対して異なる演算を実行可能な映像信号処理手段と、を有することを特徴とした付記４に記載の電子内視鏡システム。
【００８３】
（付記１２） 前記映像信号処理手段は、前記メモリ手段の前段に設けられ、前記タイミング手段で生成されたタイミングに応じて得られた少なくとも２種類の映像信号に対して異なる演算を実行可能な前段映像信号処理手段と、前記メモリ手段の後段に設けられ、前記タイミング手段で生成されたタイミングに応じて得られた少なくとも２種類の映像信号に対して異なる演算を実行可能な後段映像信号処理手段と、を有することを特徴とした付記１１に記載の電子内視鏡システム。
【００８４】
（付記１３） 前記前段映像信号処理手段は、前記少なくとも２種類の映像信号に対して、それぞれマトリックス回路の係数を切り替えることを特徴とした付記１２に記載の電子内視鏡システム。
【００８５】
（付記１４） 前記後段映像信号処理手段は、前記少なくとも２種類の映像信号に対して、それぞれ拡大率または縮小率の係数を切り替えることを特徴とした付記１２に記載の電子内視鏡システム。
【００８６】
【発明の効果】
本発明の電子内視鏡システムは、構成が簡易で、安価に実現でき、通常光観察画像と特殊光観察画像を常時生成でき、その通常光観察画像と特殊光観察画像をリアルタイムで術者の好みの画像サイズで常時表示可能となり、電子内視鏡による生体内観察や治療の効率が向上する効果を有している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る内視鏡システムの第１の実施形態の全体構成を示すブロック図。
【図２】本発明に係る内視鏡システムに用いる回転フィルタを示す平面図。
【図３】本発明に係る内視鏡システムによるモニタに表示される画像を説明する説明図。
【図４】本発明に係る内視鏡システムの通常光と特殊光の照射タイミングと、画像処理タイミングを説明するタイミングチャート。
【図５】本発明に係る内視鏡システムの前段映像信号処理手段の構成を示すブロック図。
【図６】本発明に係る内視鏡システムのメモリ部の構成を示すブロック図。
【図７】本発明に係る内視鏡システムのメモリ部に記録される画像の記録タイミングを説明するタイミングチャート。
【図８】本発明に係る内視鏡システムの後段映像信号処理手段の構成を示すブロック図。
【図９】本発明の係る電子内視鏡システムに用いる後段映像信号手段で、図９（ａ）は本発明に係る内視鏡システムの後段映像信号処理手段の拡大／縮小回路の構成を示すブロック図、図９（ｂ）は本発明に係る内視鏡システムの後段映像信号処理手段の拡大／縮小回路の動作原理を説明する説明図。
【図１０】本発明に係る電子内視鏡システムの第２の実施形態の全体構成を示すブロック図。
【図１１】本発明に係る電子内視鏡システムの第３の実施形態に用いる光源装置の構成を示すブロック図。
【図１２】本発明に係る電子内視鏡システムの第４の実施形態に用いるフィールド加算回路構成を示すブロック図。
【図１３】本発明に係る電子内視鏡システムの第４の実施形態によるフィールド加算の原理を説明する説明図。
【図１４】本発明に係る内視鏡システムの第４の実施形態のメモリ部に記録される画像の記録タイミングを説明するタイミングチャート。
【符号の説明】
１…電子内視鏡
２…光源装置
３…ビデオプロセッサ
４…光学レンズ
５…照明窓
６…固体撮像素子（ＣＣＤ）
９…白色光ランプ
１１…回転フィルタ
１８…前段映像信号処理手段
２０…メモリ部
２２…後段映像信号処理手段
２５…モニタ

Claims (3)

1. 被検体内に挿入されて被検体像を撮像する撮像手段と、
   第１の期間に通常光を発光するとともに、前記第１の期間が経過した後の第２の期間に特定波長を有する特殊光を発光して前記被写体を照明する照明手段と、前記照明手段が前記第１の期間に発光した通常光によって前記被写体像を撮像した前記撮像手段から出力された第１の撮像信号を所定期間だけ記憶する第１の記憶手段と、
   前記第１の期間及び前記第２の期間とを切り替えるタイミングに関するタイミング信号を生成するタイミング生成手段と、
   前記照明手段が前記第２の期間に発光した特殊光によって、前記被写体像を撮像した前記撮像手段から出力された第２の撮像信号を前記第１の記憶手段と同じ所定の期間だけ記憶する第２の記憶手段と、
   前記第１の記憶手段に記憶された前記第１の撮像信号に所定の処理を施して第１の映像信号を得るとともに、前記タイミング生成手段によって生成された前記タイミング信号に応じて、前記第２の記憶手段に記憶されていた前記第２の撮像信号に前記第１の撮像信号とは異なる所定の処理を施して第２の映像信号を生成する映像信号生成手段と、
   前記第１の映像信号及び前記第２の映像信号とがそれぞれ独立して、又は合成されて伝送されることで前記被検体の通常光像と特殊光像とを表示する表示手段と、
   を具備することを特徴とした電子内視鏡システム。
2. 被検体内に挿入されて被検体部位を撮像する撮像手段と、
   前記被検体部位に対して、可視光領域の通常照明光と、可視光領域外の特殊照明光とを交互に所定期間照射する照明手段と、
   前記照明手段から照射される通常照明光と特殊照明光の切り替えタイミングを制御するタイミング信号を生成するタイミング信号生成手段と、
   前記タイミング信号生成手段で生成されたタイミング信号の基で、前記照明手段から照射される通常照明光下で、前記撮像手段で撮像生成された被検体部位の第１の撮像信号と、前記照明手段から照射される特殊照明光下で、前記撮像手段で撮像生成された被検体部位の第２の撮像信号とを記憶する記憶手段と、
   前記タイミング信号生成手段で生成されたタイミング信号の基で、前記記憶手段に記憶されている第１の撮像信号と第２の撮像信号とをそれぞれ読み出し、その読み出した第１の撮像信号と第２の撮像信号を個別に拡大又は縮小等の所定の信号処理を行い、第１の映像信号と第２の映像信号をそれぞれ生成する映像信号生成手段と、
   前記映像信号生成手段で生成された第１の映像信号と第２の映像信号を基に、前記被検体部位の通常光映像と特殊光映像とを同時に個別表示し、又は合成表示する映像表示手段と、
   を具備することを特徴とした電子内視鏡システム。
3. 前記タイミング信号生成手段は、前記照明手段から照射される通常照明光と特殊照明光の照射期間が同一期間となるようにタイミング信号を生成することを特徴とした請求項１又は２のいずれかに記載の電子内視鏡システム。

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