JP2552344B2

JP2552344B2 - 電子内視鏡装置

Info

Publication number: JP2552344B2
Application number: JP63303410A
Authority: JP
Inventors: 明伸内久保; 政夫上原; 正秀菅野; 雅彦佐々木; 克行斉藤; 潤長谷川; 真司山下; 克義笹川
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1988-02-23
Filing date: 1988-11-30
Publication date: 1996-11-13
Anticipated expiration: 2011-11-13
Also published as: JPH01297044A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、複数の内視鏡を使用可能な電子内視鏡装置
に関する。

［従来の技術と発明が解決しようとする問題点］近年、体腔内に細長の挿入部を挿入することによって
体腔内蔵器等を観察したり、必要に応じて処置具チャン
ネル内に挿通した処置具を用いて各種治療処置のできる
内視鏡が広く用いられている。

また、電荷結合素子（CCD）等の固体撮像素子を撮像
手段に用いた電子内視鏡も種々提案されている。

ところで、従来のビデオカメラでは、撮像デバイス
（固体撮像素子）の画素サイズまたは縦横の画素数（以
下、画素構成と記す。）は１種類のみであった。

しかし、近年、電子内視鏡において、その観察部位は
益々多岐にわたり、内視鏡に許される外径もまた、観察
部位によって様々である。特に気管先端部や血管等の極
めて径の細い部位を観察しようとする内視鏡に、大腸，
小腸等の下部消火器管用電子内視鏡に用いるような比較
的大きい固体撮像素子を用いたのでは充分な細径化は不
可能である。従って、従来のように１種類の固体撮像素
子だけでは様々な観察部位に充分な対応ができない。

そこで観察部位に対応して、大きさの異なる固体撮像
素子を使い分けることになるが、この場合、固体撮像素
子の画素数や感度が異なり、このため補間係数等の回路
定数の切換えが必要となったり、自動利得制御回路（以
下、AGCと略記す。）による利得の調整が複雑になる。

上記の問題に対処するために特開昭61-179129号公報
では内視鏡本体側に、その内視鏡の種類，ホワイトバラ
ンス，固体撮像素子の画素数，固体撮像素子の感度等の
諸条件情報の記憶手段を設け、内視鏡本体側のコネクタ
をビデオプロセス部側のコネクタに接続することによっ
て、ビデオプロセス部側の読取り装置で諸条件を読取
り、その諸条件を制御部に伝送して、自動的に諸条件制
御を行うようにした技術が開示されている。

ところが上記従来技術では複数の異なる内視鏡に対応
できるように多数の諸条件を記憶させ、更に、多数の諸
条件にマッチする調整を自動で行なわせるために回路規
模が大きくなり、コストも高くなってしまうという問題
があった。

［発明の目的］本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、固
体撮像素子の画素構成上の特質を２種類以上の固体撮像
素子に関して同一にすることにより固体撮像素子の異な
る電子内視鏡を用いても最小限の回路定数の切換えで済
み、回路規模を小さくでき、且つコストを安価にするこ
とができる電子内視鏡装置を提供することを目的とす
る。

［問題点を解決するための手段］本発明の電子内視鏡装置は、複数の撮像手段のうち、
少なくとも２つの撮像手段に画素構成上の特質の少なく
とも１つを同一とした固体撮像素子を備えたものであ
る。

［作用］本発明では、異なる画素数を有する固体撮像素子に互
いに画素サイズが同一な画素が設けられている。これら
の固体撮像素子から出力される電気信号は画素構成上の
特質に関する調整を行なわれて画像表示される。

［実施例］以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。

第１図ないし第６図は本発明の第１実施例に係り、第
１図は固体撮像素子の撮像面の説明図、第２図は映像処
理回路の概略図、第３図は電子内視鏡装置全体の説明
図、第４図は内視鏡装置のブロック図、第５図は画素構
成検知手段の信号発生回路の説明図、第６図は画素構成
検知手段の判別回路の説明図である。

第３図において、電子内視鏡装置１は用途の異なる内
視鏡2A,2B,2Cと、この内視鏡２（代表して2A,2B,2Cと記
す。）が接続可能で内視鏡２に照明光を供給する光源部
と内視鏡２から送出される画像信号を信号処理する信号
処理部とを有する制御装置３と、この制御装置３から出
力される映像信号を画面上に表示するモニタ４とから構
成されている。

前記各内視鏡２は細長の挿入部６と、この挿入部６の
後端側に連設された太径の操作部７と、この操作部７の
側部から延設されたライトガイドおよび信号用ケーブル
８とを備えている。

前記ライトガイドおよび信号用ケーブル８の後端に
は、ライトガイド用コネクタ15および信号用コネクタ14
が設けられており、前記制御装置３のライトガイド用コ
ネクタ受け20と信号用コネクタ受け16に接続されてい
る。

前記制御装置３は信号ケーブル17によって前記モニタ
４と接続されるようになっている。

第１図は、前記制御装置３に接続できる３種類の内視
鏡2A,2B,2Cに設けられた固体撮像素子18a,18b,18c（代
表して18と記す。）の撮像面19a,19b,19c（代表して19
と記す。）を形成する複数の画素21a,21b,21c（代表し
て21と記す。）を示す。

前記撮像面19を構成する画素21のそれぞれの大きさは
縦方向をk1,l1,n1とし、横方向をk2,l2,n2とすれば、k1
＝k2＝l1＝l2＝n1＝n2のようになっている。また、縦方
向の画素数をそれぞれKv,Lv,Nvとし、横方向の画素数を
Kh,Lh,NhとすればKv≠Lv≠NvまたはKh≠Lh≠Nhとなって
いる。

上記の固体撮像素子18によって撮像された被写体像は
第２図のように信号処理されるようになっている。

固体撮像素子18によって光電変換された電気信号は映
像処理手段22に入力される。また、画素構成検知手段23
によって固体撮像素子18の縦横の画素数比を検知するよ
うになっている。この画素構成検知手段23は縦横の画素
数比を示す制御信号を映像処理制御手段24に入力し、こ
の制御信号を入力されることによって映像処理制御手段
24は固体撮像素子18に適合した同期信号を映像処理手段
22に出力するようになっている。映像処理手段22は映像
情報を含む電気信号に対して前記同期信号によって映像
処理して映像信号を生成してモニタ４に出力するように
なっている。

次に、面順次式の映像処理回路を具体的に説明する。

第４図において、制御装置３内には光源部９が設けら
れている。この光源部９は照明光を発生する光源ランプ
11と、この光源ランプ11から出力された照明光を例えば
赤、緑、青の各色光に時系列的に分離する図示しない色
分離フィルタを有する回転フィルタ12と、この回転フィ
ルタ12を回転駆動するモータ13と、回転フィルタ12を透
過した色光を集光してライトガイド13aの入射端面に照
射する集光レンズ10とから構成されている。このライト
ガイド13aに入射した照明光は内視鏡２に伝送されて被
写体を照明する。被写体を照明した光は反射光として固
体撮像素子18に入射する。固体撮像素子18の撮像面19に
結像した被写体像は光電変換されて電気信号として映像
処理手段22に入力される。また、固体撮像素子18は画素
構成検知手段23としてのスコープ判別回路26によって縦
方向の画素数Kv,Lv,Nvと横方向の画素数Kh,Lh,Nhとを検
知されるようになっている。

画素構成検知手段23を構成するスコープ判別回路26お
よび判別のための信号を出力する回路は第５図および第
６図のように構成されている。

第５図に示すように各内視鏡２の信号用コネクタ14A,
14B,14Cにはその内視鏡２の画素数を検知するための信
号を出力する２つの端子51,51が設けてあり（他の信号
用端子は省略してある。）、制御装置３は２つの端子5
1,51間の抵抗値をスコープ判別回路26で判別してその判
別した結果を前記サンプリングパルス発生回路29に出力
するようになっている。

本実施例のように内視鏡２が３種類ある場合は、内視
鏡2Aではそのコネクタ14Aの２つの端子51,51が導線52で
短絡してあり、内視鏡2Bのコネクタ14Bでは２つの端子5
1,51は例えば220Ωの抵抗Ｒで接続され、内視鏡2Cのコ
ネクタ14Cでは２つの端子51,51間はオープン（開放）さ
れて、等価的に無限大の抵抗を接続したものにしてあ
る。

一方スコープ判別回路26は第６図に示すように信号用
コネクタ受け16の入力端53,53を有し、一方の入力端53
は＋5Vの電源端に接続され、他方の入力端53はコンパレ
ータ54,55の非反転入力端に接続されると共に、例えば2
20Ωの抵抗Ｒを介して接地されている。

一方、コンパレータ54の反転入力端には、基準電圧源
により、例えば３〜4Vの電圧V1が印加され、他方のコン
パレータ55の反転入力端には基準電圧源により、例えば
１〜2Vの電圧V2が印加されている。このように、各コン
パレータ54,55の出力端56,56から出力される２ビットの
信号が内視鏡２の画素構成に対応して出力される制御信
号になる。

この構成では例えば内視鏡2Aのコネクタ14Aが接続さ
れると、制御信号となるコンパレータ54,55の各出力は
“H",“H"になり、内視鏡2Bのコネクタ14Bが接続される
と、コンパレータ54,55の出力は“L",“H"になり、内視
鏡2Cのコネクタ14Cが接続されるとコンパレータ54,55の
出力は“L",“L"になる。

スコープ判別回路26は映像処理制御手段24内のサンプ
リングパルス発生回路29に上記のような画素数比を示す
制御信号を入力し、サンプリングパルス発生回路29はサ
ンプリングパルスを発生する。このサンプリングパルス
発生回路29は固体撮像素子18に駆動クロックを出力する
図示しないCCDドライバを制御する同期信号発生器31よ
り同期信号を入力されるようになっている。この同期信
号発生器31はスコープ判別回路26の画素数比に対応する
制御信号を入力させるメモリ制御回路32にも同期信号を
入力するようになっている。なお、スコープ判別回路26
は図示しないCCDドライバに画素数比を示す制御信号を
出力するようになっている。

映像処理手段22に入力された電気信号はプリアンプ27
によって増幅され、前記サンプリングパルス発生回路29
より入力されるサンプリングパルスによってサンプルホ
ールドするサンプルホールド回路28に入力される。

サンプルホールド後、γ補正回路33でγ補正されてA/
D変換器34でデジタル信号に変換される。そして、前記
メモリ制御回路32の信号によって切換えられるマルチプ
レクサ36を経てR,G,Bの面順次照明のもとで撮像された
信号はＲフレームメモリ37RとＧフレームメモリ37GとＢ
フレームメモリ37Bに書込まれる。これら各フレームメ
モリ37R,37G,37Bに書込まれた信号データは同時に読み
出され、それぞれD/A変換器38でアナログ色信号R,G,Bに
変換され、マトリックス回路39に出力される一方、３原
色信号RGBとしてバッファ42を介してモニタ４に出力さ
れるようになっている。また、マトリックス回路39は輝
度信号Ｙと色差信号Ｒ−Y,B−Ｙを生成してNTSCエンコ
ーダ41に入力し、NTSC方式の複合ビデオ信号をモニタ４
に出力するようになっている。

上記のように構成された電子内視鏡装置１の作用を説
明する。

固体撮像素子18a,18b,18cはスコープ判別回路26によ
って画素数比を検知され、この画素数比を示す制御信号
をサンプリングパルス発生回路29とメモリ制御回路32と
図示しないCCDドライバとに出力する。これによってCCD
ドライバは画素数に適合した数の駆動パルスを発生して
固体撮像素子18に印加し、サンプリングパルス発生回路
29は駆動パルスによって読み出された電気信号から映像
成分をサンプルホールドできるタイミングのサンプリン
グパルスを発生する。更に、メモリ制御回路32は各フレ
ームメモリ37R,37G,37Bに各色光によって照明された色
信号を書込む。

上記のように本実施例では、各固体撮像素子18の画素
21の縦横方向の大きさを同一としているので、画素の大
きさが異なることによって生じる画素の感度に対する利
得の調整を行う必要がなく、各固体撮像素子18より出力
される電気信号の信号処理は、画素数の変化に対する調
整を行うだけで信号処理を行うことができる。

更に、各固体撮像素子18の解像度を一致させることが
できる。

また、個々の固体撮像素子18について言えば、固体撮
像素子18の撮像面19を形成する画素21のサイズが正方形
であるために縦方向と横方向の画素ピッチがそれぞれ同
一となり、１画素に対する縦方向と横方向の解像力が等
しくなる。このことは、固体撮像素子18の向きがあらゆ
る方向に向けられ、被写体の鉛直方向と固体撮像素子18
の縦方向が必ずしも一致しない電子内視鏡において、い
かなる場合にも表示画像の縦と横の解像力を等しくする
ことができる。

更に、画素21が正方形であるため被写体の任意の部分
の大きさを表示画像上で測定する等の画像処理を施すに
も非常に適している。

本実施例では、固体撮像素子18の種類を３種類として
いるがこれに限定されることなく２種類であっても４種
類以上であっても良い。

第７図は本発明の第２実施例に係り、固体撮像素子の
撮像面の説明図である。

本実施例は第１実施例で述べた固体撮像素子18a,18b
を備えた内視鏡2A,2Bと新たに固体撮像素子18dを備えた
内視鏡2Dを加えたものである。この固体撮像素子18dの
撮像面19dを形成する画素21dのサイズは縦方向をm1,横
方向をm2で示し、縦方向の画素数をMh,横方向をMvで示
すとk1≠l1≠m1≠k2≠l2≠m2となっている。なお、各画
素数はKv≠Lv≠MvまたはKh≠Lh≠Mhとなっており、固体
撮像素子18dの画素数はMh＝Mvとなっている。

第２図により本実施例の映像処理回路を説明する。

前記固体撮像素子18dは、他の固体撮像素子18a,18bと
は画素21のサイズが異なるために光電変換される電気信
号の信号レベルが異なる。従って、この異なる信号レベ
ルを調整するために映像処理手段22内には自動利得制御
回路が設けられている。この自動利得制御回路は、予め
画像構成検知手段23によって検知れた固体撮像素子18d
の感度に対応した制御信号を映像信号処理制御手段24か
ら入力されて、最適利得になるようになっている。信号
レベルを調整された電気信号は第１実施例で述べた映像
処理回路によって信号処理されたモニタ４の画面上に表
示されるようになっている。

上記のように本実施例によれば固体撮像素子18dは他
の固体撮像素子18a,18bとは画素の大きさが異なるが縦
横の画素数が同一であるために表示画像の縦と横の解像
力を等しくできる。

その他の構成，作用および効果は第１実施例と同様で
ある。

なお、本実施例では固体撮像素子18を３種類とし、画
素21のサイズを同一とした固体撮像素子18を２種類をし
たが、これに限定されることなく同一の固体撮像素子18
は２種類以上でも良い。

第８図ないし第11図は本発明の第３実施例に係り、第
８図は内視鏡装置のブロック図、第９図は映像処理手段
と映像処理制御手段の内部構成のブロック図、第10図は
画像拡大部のブロック図、第11図は画像縮小部のブロッ
ク図である。

本発明は第１図（ａ），（ｂ）と第８図ないし第11図
を用いて説明する。

第１図（ａ），（ｂ）において、本実施例では固体撮
像素子18a,18bの画素数比をKv:Lv＝Kh:Lhとしたもので
あり、縦横の画素数比を同一としている。

第８図において、固体撮像素子18で変換された電気信
号はプリアンプ27によって増幅されてデジタル信号に変
換されて画像処理手段22に入力されるようになってい
る。また、固体撮像素子18の画素数は画素構成検知手段
23によって検知され、この画素数を示す制御信号を発生
して補間係数制御手段48に入力するようになっている。

前記画像処理手段22には、例えば複数のラインメモリ
から構成される画像蓄積手段46が設けられており、この
ラインメモリに１ライン毎に書込まれるようになってい
る。この画像蓄積手段46に書込まれた信号データは読み
出されて画像補間手段47に入力され、垂直および水平方
向に拡大され補間されるようになっている。この画像補
間手段47は前記補間係数制御手段48によって最適な補間
係数および拡大率を設定され、画像の拡大率および補間
の割合が制御されるようになっている。

前記画像補間手段47によって補間および拡大された映
像信号は、以下、第１実施例で述べた映像処理回路によ
って信号処理されてモニタ４の画面上に表示されるよう
になっている。

本実施例においてKh＞Lhとし、大きい固体撮像素子18
aを例えば大腸，小腸等の下部消化器観察用として、小
さい固体撮像素子18bを血管や気管支等の極めて径の細
い部位用とすると、その画素数差はかなり大きくなる可
能性がある。従って両者を同一の駆動方法で駆動すると
固体撮像素子18aに比べ固体撮像素子18bの画像表示面積
は著しく小さくなる可能性がある。そこで、一般的には
映像処理手段22内に第８図に示した画像蓄積手段46と画
像蓄積手段46からの複数のラインの画素の映像信号を補
間する画像補間手段47を設け、画像を拡大する。

電子内視鏡において細径化は最も重要な課題である
が、比較的太い径を許される下部消化器用の固体撮像素
子18であっても患者の苦痛低減のために径を細くしなけ
ればならないため必ずしも十分な多画素化が計れないの
が実状である。従って、電子内視鏡においては多かれ少
なかれ電子的に画像拡大する必要性が生じる。この際に
補間をしなければモザイク状の画像となってしまうため
前述のように補間を施すが複数の固体撮像素子18を使用
可能な電子内視鏡装置１においては各固体撮像素子18の
縦横の画素数がまちまちでは固体撮像素子18が切替わる
毎に縦横独立に拡大率および補間の度合を切換えねばな
らず非常に煩雑である。ところが本実施例によれば各固
体撮像素子18の縦横の画素数比を同一としてために画像
の拡大補間が縦横同率で行えるため回路が簡単で且つ安
価に構成することができる。

なお、本実施例では１組の固体撮像素子18の画素数比
を同一としているが、これに限定されることなく２組以
上同一としても良い。更に、１組について３種類以上の
固体撮像素子18の縦横の画素数比を同一としても良い。

更に、補間係数制御手段48および映像処理手段22を第
９図ないし第11図に示すように構成して画像の拡大だけ
でなく画像の縮小も行えるようにしてもよい。

第９図において、固体撮像素子18から得られた映像信
号は、映像処理手段22に入力される。この入力された映
像信号は分岐されて一方は第１の画像拡大部58によって
垂直または水平方向に拡大され補間される。この第１の
画像拡大部58からの映像信号は第２の画像拡大部59によ
って、前記第１の画像拡大部58によって拡大された方向
に対して垂直方向に拡大され補間される。また、他方の
映像信号は第１の画像縮小部61によって垂直または水平
方向に縮小される。この第１の画像縮小部61からの映像
信号は第２の画像縮小部62によって、前記第１の画像縮
小部61によって縮小された方向に対して垂直方向に縮小
される。

なお、第１及び第２の画像拡大部58,59と第１及び第
２の画像縮小部61,62とは映像処理手段22を構成してい
る。

第１及び第２の画像拡大部58,59と第１及び第２の画
像縮小部61,62は映像処理制御手段24としての拡大・縮
小率制御部63に設けられたマスターコントロール64よっ
て、画像の拡大率，補間の割合及び縮小率が制御される
ようになっている。マスターコントロール64は固体撮像
素子18の画素構成を検知するスコープ判別回路26からの
画素構成検知信号を入力されて画像構成に対応した拡大
・縮小率制御信号を前画像拡大部58,59及び画像縮小部6
1,62に送出するようになっている。更に、マスターコン
トロール64は表示画像拡大・縮小切換手段66より制御信
号を入力されるようになっている。この表示画像拡大・
縮小切換手段66はプッシュスイッチ等の外部入力手段に
より、表示画像の大きさを選択できるようになってい
る。そして、この表示画像拡大・縮小切換手段66からの
表示画像拡大・縮小切換信号がマスターコントロール64
に入力されるようになっている。前記マスターコントロ
ール64は前記スコープ判別回路26からの画素構成検知信
号と表示画像拡大・縮小切換手段66からの表示画像拡大
・縮小切換信号とを演算して、適切な拡大・縮小率にな
るように画像拡大部58,59に拡大率制御信号を出力し、
あるいは画像縮小部61,62に縮小率制御信号を出力する
ようになっている。

次に第１の画像拡大部58又は第２の画像拡大部59であ
る画像拡大部の一例を第10図を使って説明する。

この水平画像拡大部は、ディジタルの映像信号を入力
し、交互に書き込み動作と読み出し動作を切換えられる
２つのラインメモリ68,69と、前記ラインメモリ68,69の
出力を入力する２つのラッチ71,72と、前記ラッチ71,72
の出力を、それぞれ補間係数αij,βij（αij≦1,βij
≦1,αij＋βij＝1;i,jは整数）にて乗算するルックア
ップテーブル73,74と、このルックアップテーブル73,74
の出力を加算して出力する加算器76とを備えている。前
記ラインメモリ68,69は、１ライン毎に交互に書き込ま
れ、また、拡大・縮小率制御部63からの読み出しクロッ
ク信号に同期して読み出されるようになっている。ま
た、前記ラッチ71,72には、前記拡大・縮小率制御部63
からのラッチクロックと同期した信号のみ蓄積される。
このラッチ71,72に蓄えられた信号は、前記拡大・縮小
率制御部63から次のラッチクロックが送られるまで、保
持され続ける。前記ラッチ71,72の出力は、ルックアッ
プテーブル73,74で、補間係数αij,βijにて乗算され
る。この補間係数αij,βijは、前記拡大・縮小率制御
部63からの係数切換信号によって画素毎に切換えられる
ようになっている。

また、第１の画像縮小部61又は第２の画像縮小部62の
一例を第11図を使って説明する。

固体撮像素子18より得られた１フレーム分の映像信号
はフレームメモリ81に蓄積されて、画像縮小率に応じた
タイミングで拡大・縮小率制御部63から出力される読出
しクロックに従って必要な走査線だけ読出し、走査線の
間引きを行う。フレームメモリ81によって垂直方向に間
引かれた映像信号はラッチ82に送出される。このラッチ
82は拡大・縮小率制御部63から画像縮小率に応じて出力
されるラッチクロックに従って映像信号を画素単位で読
出し、映像信号を水平方向に間引くようになっている。
ラッチ82によって水平方向に間引かれた映像信号はタイ
ムベースコレクタ（TBC）83によって時間軸補正され、
縮小した映像信号が得られる。

第12図は本発明の第４実施例に係り、固体撮像素子の
撮像面の説明図である。

本実施例は画素の形状と面積が同じである固体撮像素
子86a,86b,86cを用いた例であって、それぞれの固体撮
像素子86a,86b,86cは互いに垂直もしくは水平方向にい
ずれか一方の画素が異なっているが、画素87の形状寸法
は共通であって、Kh≠LhあるいはKv≠Lv、Lh≠Mhあるい
はLv≠Mv、Mh≠Kh又はMv≠Kvである。

その他の構成は第１実施例と同様である。

本実施例では画素87がＬ字形となっており、周辺の画
素87と緊密な位置関係にある為に補間して得られる画像
は従来の長方形の画素に比べて、より忠実な画像が得ら
れる。また、例えばカラーモザイクフィルタを使用する
同時式の撮像装置に本実施例を適用すれば偽色を少なく
できる。

また、本実施例では画素87の形状と寸法が同じである
ためにどの固体撮像素子86においても信号処理の画素87
の感度に対する利得の調整を行う必要がなく、各固体撮
像素子86より出力される電気信号の信号処理は画素数の
変化に対する調整を行うだけで信号処理を行うことがで
きる。

なお、固体撮像素子86の画素の形状は他の形状でも良
く、円、八角形等でも良い。

第13図および第14図は本発明の第５実施例に係り、第
13図は補色系の色分離フィルタの配列を示す説明図、第
14図は内視鏡装置の構成を示すブロック図である。

本実施例は固体撮像素子91の前面に色分離フィルタ92
を配した同時式電子内視鏡93に本発明を適用したもので
ある。

上記内視鏡93は細長の挿入部94の先端側に結像用の対
物レンズ系96が設けられており、この対物レンズ系96の
焦点面にドライブ回路97によって駆動される固体撮像素
子91が配設されている。

前記挿入部94内には照明光伝送手段としての可撓性の
ファイババンドルで形成されたライトガイド98が挿通さ
れている。このライトガイド98は内視鏡93より延出され
て光源部99に接続されている。この光源部99は光源ラン
プ101の白色光をコンデンサレンズ102によって集光し、
ライトガイド98の入射端面に照射するようになってい
る。前記光源部99からの照明光はライトガイド98を経
て、このライトガイド98の出射端面から出射されて配光
レンズ系103を経て被写体を照明する。

上記被写体からの反射光は対物レンズ系96によって前
記固体撮像素子91に至り、光学像を結像するようになっ
ている。固体撮像素子91の出力信号は信号処理部104内
のプリアンプ106で増幅され、ローパスフィルタ（LPF）
107,108、バンドパスフィルタ（BPF）109に供給され
る。固体撮像素子91の読出し周波数が7.16MHzである場
合、LPF107,108の通過帯域はそれぞれ3MHz,0.5MHzであ
り、BPF109の中心周波数は3.58MHz、帯域幅は約1MHzで
ある。色分離フィルタ92の色配列は第13図のようになっ
ているので、各ライン毎に（Cy＋Ye）＋（Mg＋Ｇ）＝
（Ｂ＋Ｇ＋Ｒ＋Ｇ）＋（Ｒ＋Ｂ＋Ｇ）＝2R＋3G＋2Bの成
分の輝度信号が得られる。LPF107,108からはそれぞれ広
帯域輝度信号Y_H、狭帯域輝度信号Y_Lが得られる。LPF107
から出力された広帯域輝度信号Y_Hは、複合映像信号回路
111に入力される。また、BPF109の出力は復調回路112、
LPF113を介して加減算回路114に入力される。復調回路1
12では偶数列の出力が奇数列の出力を減算して次のよう
な色差信号を交互に出力している。ここで、色差信号と
しては第13図でｎラインと表されている一方のラインで
は（Cy＋Mg）−（Ye＋Ｇ）＝（Ｂ＋Ｇ＋Ｒ＋Ｂ）−（Ｒ
＋Ｇ＋Ｇ）＝2B−Ｇ信号が得られ、ｎ＋１ラインと表さ
れている他方のラインでは（Ye＋Mg）−（Cy＋Ｇ）＝
（Ｒ＋Ｇ＋Ｒ＋Ｂ）−（Ｂ＋Ｇ＋Ｇ）＝2R−Ｇ信号が得
られる。ここで得られる2B−Ｇ及び2R−Ｇ信号は、それ
ぞれＢ−Y,R−Ｙと等価なものである。なお、LPF108か
ら出力される狭帯域輝度信号Y_Lも加減算回路114に入力
される。複合映像信号を得るために必要な色差信号はＲ
−Y,B−Ｙ信号であるので、加減算回路114は色差信号と
狭帯域輝度信号Y_Lに適当な係数を掛けて、これらを加算
して色差信号Ｒ−Y,B−Ｙを出力する。ここで、復調回
路112は１ライン毎に色差信号2R−G,2B−Ｇを交互に出
力しているので、加減算回路114からも１ライン毎に色
差信号Ｒ−Y,B−Ｙが交互に出力される。そのため、加
減算回路114の出力信号が1H（１水平走査期間）遅延回
路116、ライン切換回路117を用いて同時化される。すな
わち、各ラインの色差信号が1H期間遅延され、次のライ
ンの色差信号とともにライン切換回路117から出力され
る。このライン切換回路117から出力される色差信号Ｒ
−Y,B−Ｙが変調回路118で変調（3.58MHz）され色副搬
送波信号が生成され、この色副搬送波信号は前記複合映
像信号回路111に供給される。複合映像信号回路111はこ
の色副搬送波信号と、LPF107から出力される広帯域輝度
信号Y_Hと、同期信号に基づいて複合映像信号を発生す
る。

前記復調回路112と加減算回路114は映像信号処理制御
手段24から内視鏡93に設けられた固体撮像素子91に適し
たタイミング信号が入力されており、複合映像信号回路
111はこの映像信号制御手段24から同期信号を入力され
ている。復調回路112ではこのタイミング信号に基づい
て減算を行って色差信号を出力し、加減算回路114で
は、このタイミング信号に基づいて色差信号と狭帯域輝
度信号Y_Lとを加算している。

また、映像信号制御手段24は第１実施例では述べたス
コープ判別回路26から内視鏡93に設けられた固体撮像素
子91の画素構成に関する情報信号を入力されて、この固
体撮像素子91の画素構成に適した前記タイミング信号と
同期信号とを出力するようになっている。更に、スコー
プ判別回路26には内視鏡93に設けられた固体撮像素子91
の画素構成を示す抵抗値である抵抗Ｒが接続され、この
抵抗値によって画素構成を判別するようになっている。

本実施例は同時式の撮像方式の内視鏡に本発明を適用
したものであり、上記のように構成することによって第
１実施例と同様の効果を得ることができる。

第15図ないし第17図は本発明の第６実施例に係り、第
15図は光学式内視鏡に外付けTVカメラを装着した内視鏡
装置の説明図、第16図は外付けTVカメラの画素構成検知
手段の説明図、第17図は他の外付けTVカメラの画素構成
検知手段の説明図である。

本実施例は光学式内視鏡に密着される外付けTVカメラ
に本発明を適用したものである。

第15図において、光学式内視鏡121の操作部122の後端
部に設けられた接眼部123には例えば第１実施例で述べ
た画素構成である固体撮像素子18aを有する外付けTVカ
メラ124が着脱自在に装着されている。この外付けTVカ
メラ124は後端部より延出した信号用ケーブル126によっ
てカメラコントロールユニット127に接続されている。
また、操作部122の側部より可撓性のユニバーサルケー
ブル128が延出して、光源装置129と接続するようになっ
ている。光源装置129より出力された照明光はユニバー
サルケーブル128内を挿通されたライトガイド131内を伝
送されて光学式内視鏡121の先端部より出射して被写体
を照明する。被写体からの戻り光はイメージガイド132
内を伝送され接眼部123に被写体像を伝送する。この被
写体像は外付けTVカメラ124内に設けられた固体撮像素
子18aの撮像面に結像レンズによって結像される。結像
した光学像は光電変換されて電気信号として信号処理回
路134に入力される。信号処理回路134によって生成され
た画像信号は信号用ケーブル126内を挿通された複数の
信号線136によってカメラコントロールユニット127に送
出される。なお、この信号用ケーブル126内にはカメラ
コントロールユニット側から外付けTVカメラ124に電源
の供給を行うことができる図示しない複数の電源線も挿
通されている。

前記カメラコントロールユニット127では画像信号を
例えばNTSC複合映像信号に変換して、このNTSC複合映像
信号はTVモニタ137に出力され、画面上に被写体像を表
示する。

ところで外付けTVカメラ124の信号用ケーブル126の端
部に設けられ、カメラコントロールユニット127に接続
自在なコネクタ138にはこの外付けTVカメラ124の固体撮
像素子18aの画素構成を示す信号を発生する抵抗R1が設
けられている。

第16図において、外付けTVカメラ124のコネクタ138に
は前記抵抗R1の両端に接続されたピン139,139が後方に
突設されている。このピン139はコネクタ138とカメラコ
ントロールユニット127が接続されると、このカメラコ
ントロールユニット127に設けられたピン受け141,141と
電気的に接続できるようになっている。ピン受け141,14
1には第１実施例で述べたスコープ判別回路26と同様の
構成であるカメラ判別回路149が接続されており、外付
けTVカメラ124に設けられた固体撮像素子18aの画素構成
を判別するようになっている。カメラ判別回路149から
出力された画素構成検出信号はカメラコントロールユニ
ット127に設けられた第１実施例で述べた映像処理制御
手段24に入力されるようになっている。映像処理制御手
段24はカメラ判別回路149からの画素構成検知信号によ
って画像拡大部58,59や画像縮小部61,62等に制御信号に
送出するようになっている。

なお、第17図のように画素構成検知手段23を構成して
もよい。

同図において、第１の外付けTVカメラ124aのコネクタ
138の後端面にはピン143が突設されている。また、第２
の外付けTVカメラ124bのコネクタ138の後端にはピン143
は設けられていない。コネクタ138が接続自在に接続さ
れるカメラコントロールユニット127にはスイッチ144を
構成するスイッチ片146がコイルばね147によってコネク
タ側に付勢されている。このスイッチ片146はコネクタ1
38がカメラコントロールユニット127に接続された場
合、ピン143に押圧され、コイルばね147の付勢力に抗し
て接点148,148を接続するようになっている。接点148,1
48はカメラ判別回路149に接続されており、このカメラ
判別回路149はスイッチ144が閉状態であることで第１の
外付けTVカメラ124aの接続を検知するようになってい
る。また、第２の外付けTVカメラ124bが接続された場合
はスイッチ片146は押圧されずに、スイッチ144は開状態
のままで、カメラ判別回路149は第２の外付けTVカメラ1
24bの接続を検知するようになっている。

カメラ判別回路149には予め第１の外付けTVカメラ124
aと第２の外付けTVカメラ124bの設けられた固体撮像素
子の画素構成が記憶されており、どの外付けTVカメラが
接続されたかによって、画素構成検知信号を出力するよ
うになっている。

なお、第17図ではピン143を１本とし、２種類の外付
けTVカメラを検知するようになっているが、ピン143を
複数設けることにより検知できる外付けTVカメラの数、
すなわち検知できる画素構成要素の数を多くするように
しても良い。

その他の構成，作用及び効果は第１実施例と同様であ
る。

［発明の効果］以上説明したように本発明によれば、固体撮像素子の
画素構成上の特質を２種類以上の固体撮像素子に関して
同一にすることにより固体撮像素子の異なる電子内視鏡
を用いて最小限の回路定数の切換えで済み、回路規模を
小さくでき、且つコストを安価にすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第６図は本発明の第１実施例に係り、第１
図は固体撮像素子の撮像面の説明図、第２図は映像処理
回路の概略図、第３図は電子内視鏡装置全体の説明図、
第４図は内視鏡装置のブロック図、第５図は画素構成検
知手段の信号発生回路の説明図、第６図は画素構成検知
手段の判別回路の説明図、第７図は本発明の第２実施例
に係り、固体撮像素子の撮像面の説明図、第８図ないし
第11図は本発明の第３実施例に係り、第８図は内視鏡装
置のブロック図、第９図は映像処理手段と映像処理制御
手段の内部構成のブロック図、第10図は画像拡大部のブ
ロック図、第11図は画像縮小部のブロック図、第12図は
本発明の第４実施例に係り、固体撮像素子の撮像面の説
明図、第13図および第14図は本発明の第５実施例に係
り、第13図は補色系の色分離フィルタの配列を示す説明
図、第14図は内視鏡装置の構成を示すブロック図、第15
図ないし第17図は本発明の第６実施例に係り、第15図は
光学式内視鏡に外付けTVカメラを装着した内視鏡装置の
説明図、第16図は外付けTVカメラの画素構成検知手段の
説明図、第17図は他の外付けTVカメラの画素構成検知手
段の説明図である。 18a,18b,18c……固体撮像素子 19a,19b,19c……撮像面 21a,21b,21c……画素

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者佐々木雅彦東京都渋谷区幡ケ谷２丁目43番２号オリンパス光学工業株式会社内 (72)発明者斉藤克行東京都渋谷区幡ケ谷２丁目43番２号オリンパス光学工業株式会社内 (72)発明者長谷川潤東京都渋谷区幡ケ谷２丁目43番２号オリンパス光学工業株式会社内 (72)発明者山下真司東京都渋谷区幡ケ谷２丁目43番２号オリンパス光学工業株式会社内 (72)発明者笹川克義東京都渋谷区幡ケ谷２丁目43番２号オリンパス光学工業株式会社内 (56)参考文献特開昭59−69055（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−211040（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−48333（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】所定の形状で所定の大きさで画素構成上の
第１の特質となる受光領域を有する画素を画素構成上の
第２の特質となる画素比で、縦方向と横方向に画素構成
上の第３の特質となる画素数だけ配置した第１の撮像素
子を有する第１の内視鏡と、前記第１の撮像素子における画素構成上の第１ないし第
３の特質のうち少なくとも一つを同じ特質とし、残る２
つの特質のうち少なくとも一つを異なる特質を有するよ
うに構成された第２の撮像素子を有する第２の内視鏡
と、前記第１の撮像素子と前記第２の撮像素子における同一
の特質に対応した信号処理を行う第１の信号処理部、前
記第２の撮像素子の特質とは異なる前記第１の撮像素子
の特質に対応した信号処理を行う第２の信号処理部およ
び前記第１の撮像素子の特質とは異なる前記第２の撮像
素子の特質に対応した信号処理を行う第３の信号処理部
を有する信号処理手段と、この信号処理手段に接続され、前記第１の内視鏡または
前記第２の内視鏡が着脱可能に接続される内視鏡の着脱
部と、この着脱部に接続された内視鏡を判別し、この判別され
た内視鏡が有する撮像素子の特質に対応して、前記信号
処理手段の前記第２の信号処理部または前記第３の信号
処理部における信号処理を選択的に切換える内視鏡判別
手段と、を備えたことを特徴とする電子内視鏡装置。