JP2723371B2 - 電子内視鏡装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、多様なテレビジョン方
式に応じた時間軸補正手段を映像信号処理手段内に設け
た電子内視鏡装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の面順次方式の電子内視鏡装置は、
接続されるモニタ装置もしくは画像記録装置のテレビジ
ョン方式（以下、ＴＶ方式と記す。）によって映像信号
のフレーム周波数が異なるため、これらのＴＶ方式に応
じて、それぞれ単一の繰り返し周期の面順次照明光を生
成する光源手段及び単一のフレーム周波数に対応する映
像信号処理手段を有する装置が開発され、使用されてい
た。また、前記ＴＶ方式は、地域によって異なっている
ため、使用する地域別に異なるタイプの光源手段及び映
像信号処理手段を備えた電子内視鏡装置が供給されてい
た。

【０００３】また、近年の映像機器の急速な進歩によ
り、従来のＴＶ方式のフリッカや線密度の粗さを補うた
め、モニタの走査線を倍にして、走査周波数を倍速にし
たいわゆる倍速スキャン方式とか、コンピュータ画像な
どの非標準ＴＶ方式の画像を表示するモニタ等が開発さ
れ、使用されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記Ｔ
Ｖ方式は、これまでは地域別に分離されて使用されてき
たが、情報化社会の進展とか国際化が進んできたことに
より、異なるＴＶ方式の装置が混在して使用される場合
も起こっている。

【０００５】また、前述のようなモニタ装置とか画像記
録装置等の多様化が進むにあたって、従来の単一ＴＶ方
式専用の電子内視鏡装置では、接続するモニタ装置等の
ＴＶ方式毎に、各方式に対応する光源手段及び映像信号
処理手段を備えた装置を用意する必要があり、多様化し
た方式に対応することが困難であるなどの問題があっ
た。

【０００６】本発明は、これらの事情に鑑みてなされた
もので、接続するモニタ装置もしくは画像記録装置のテ
レビジョン方式の多様化に容易に対応することが可能な
電子内視鏡装置を提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明による電子内視鏡
装置は、面順次方式によってカラー撮像を行う撮像手段
を備えた内視鏡と、前記内視鏡の出力信号に対して信号
処理を行う映像信号処理手段と、前記内視鏡に対しテレ
ビジョン方式によらず一定の照明周期で面順次の照明光
を供給する面順次照明手段と、前記面順次照明手段の照
明周期に依存した映像信号のフレーム周波数をテレビジ
ョン方式に対応したフレーム周波数に時間軸補正する時
間軸補正手段とを備えたことを特徴する。

【０００８】

【作用】面順次照明手段により内視鏡に照明光を供給
し、前記内視鏡の撮像手段によって面順次方式によりカ
ラー撮像を行い、映像信号処理手段は、前記撮像手段に
よって撮像された出力信号に対して信号処理を行い、時
間軸補正手段は、前記面順次照明手段の照明周期に依存
した映像信号のフレーム周波数をテレビジョン方式に対
応したフレーム周波数に時間軸補正する。

【０００９】

【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６は本発明の第１実施例に係わり、
図１は電子内視鏡装置の概略の構成を示すブロック図、
図２は映像信号処理手段の構成を示すブロック図、図３
は面順次信号同時化手段の一例を示す説明図、図４は面
順次信号同時化手段の他の例を示す説明図、図５は時間
軸補正手段の構成を示す構成説明図、図６は時間軸補正
手段の動作を示す動作説明図である。

【００１０】図１に示すように、本実施例における電子
内視鏡装置は、内視鏡制御装置１に内視鏡２が接続さ
れ、この内視鏡制御装置１で信号処理された映像信号を
表示または記録するように、モニタ装置３及び画像記録
装置４が接続されるようになっている。

【００１１】前記内視鏡２の先端部には、被写体像を結
像する対物レンズ５と、この対物レンズ５の結像位置
に、撮像手段としての例えばＣＣＤからなる固体撮像素
子６とが設けられ、この固体撮像素子６は、信号線を介
して内視鏡制御装置１内に設けられたＣＣＤ駆動手段７
に接続され、このＣＣＤ駆動手段７で生成された駆動信
号により露光／読み出し制御されるようになっている。
また、前記固体撮像素子６には、バッファ８を介して内
視鏡制御装置１内に設けられた映像信号処理手段９に接
続され、前記対物レンズ５によって固体撮像素子６の撮
像面に結像された被写体像が、固体撮像素子６によって
電気信号に変換されて読み出され、この出力信号が映像
信号処理手段９に供給されるようになっている。

【００１２】また、前記内視鏡２は、照明光を伝達する
ライトガイド１０が設けられ、このライトガイド１０の
先端面側に照明用レンズ１１が配設され、前記ライトガ
イド１０により内視鏡２内を伝達された照明光が、照明
用レンズ１１を介して被写体に照射されるようになって
いる。

【００１３】前記映像信号処理手段９は、固体撮像素子
６で読み出された出力信号の各種信号処理を行う信号処
理手段Ａ１２と、この信号処理手段Ａ１２から出力され
た面順次信号を同時化する面順次信号同時化手段１３
と、この面順次信号同時化手段１３で同時化された同時
化信号の時間軸特性を補正する時間軸補正手段１４と、
この時間軸補正手段１４の出力信号をモニタ装置３等に
出力するための各種信号処理を行う信号処理手段Ｂ１５
とから構成されており、前記固体撮像素子６で読み出さ
れた出力信号をテレビジョン信号に変換して、モニタ装
置３もしくは画像記録装置４に出力するようになってい
る。

【００１４】また、前記ＣＣＤ駆動手段７及び映像信号
処理手段９は、制御手段１６に接続され、この制御手段
１６によって制御が行われるようになっている。前記制
御手段１６は、面順次の照明光を内視鏡２に供給する面
順次照明手段２０に設けられたランプ制御手段２１及び
回転色フィルタ制御手段２２にも接続され、この回転色
フィルタ制御手段２２と同期がとられて、前記ＣＣＤ駆
動手段７及び映像信号処理手段９を制御するようになっ
ている。

【００１５】また、前記面順次照明手段２０には、ラン
プ制御手段２１に接続され点灯制御されるランプ２３
と、このランプ２３の光束を前記ライトガイド１０の後
端面に集光する集光レンズ２４と、これらのランプ２３
と集光レンズ２４との間に介挿される回転色フィルタ２
５とが設けられている。この回転色フィルタ２５は、前
記回転色フィルタ制御手段２２に接続されたモータ２６
の回転軸に回転可能に接続され、回転色フィルタ制御手
段２２の制御により所定の速度で回転することにより、
面順次照明光が前記ライトガイド１０の後端面に供給さ
れるようになっている。

【００１６】前記映像信号処理手段９は、例えば図２に
示すように構成されている。信号処理手段Ａ１２には、
前記内視鏡２から出力されたＲＧＢ面順次信号が入力さ
れるようになっている。この信号処理手段Ａ１２で、Ｃ
ＤＳ、クランプ、ガンマ補正、色バランス補正などの面
順次信号に必要な各種信号処理が行われ、出力信号がＡ
／Ｄコンバータ３１に供給され、このＡ／Ｄコンバータ
３１でＡ／Ｄ変換されたＲ、Ｇ、Ｂの画像信号が、それ
ぞれ同時化手段１３ａ，１３ｂ，１３ｃに入力されるよ
うになっている。

【００１７】前記同時化手段１３ａ，１３ｂ，１３ｃ
は、少なくとも１画像分のメモリを備え、１色毎に逐次
入力されるＲＧＢ画像信号を記憶すると共に、この記憶
された各ＲＧＢ画像信号を同時に読み出して、同時化さ
れた画像信号として出力するようになっている。前記同
時化手段１３ａ，１３ｂ，１３ｃの一例として、例えば
図３に示すように、少なくとも２画面分の画像メモリ３
３ａ，３３ｂを備えた手段で構成することができる。こ
こでは、ＲＧＢそれぞれ２つの画像メモリ３３ａ，３３
ｂが、書き込みと読み出しで交互に切り換えられて、同
時化が行われるようになっている。また、前記同時化手
段用のメモリとして、図４に示すようなデュアル（シリ
アル）ポートメモリ３５を用いることもできる。このデ
ュアルポートメモリ３５は、入力部、出力部にそれぞれ
１走査線分のシリアルアクセスメモリ３６ａ，３６ｂを
有し、このシリアルアクセスメモリ３６ａ，３６ｂと、
主メモリ領域３７との間で１走査線単位の転送を行うこ
とにより、入出力非同期のＦＩＦＯとして動作するよう
になっている。

【００１８】前記同時化手段１３ａ，１３ｂ，１３ｃの
同時化出力は、それぞれ時間軸補正手段１４に供給さ
れ、この時間軸補正手段１４によって接続される機器の
ＴＶ方式に応じたフレーム周波数に変換されるようにな
っている。この時間軸補正手段１４は、それぞれＤ／Ａ
コンバータ３２に接続され、Ｄ／Ａコンバータ３２でＤ
／Ａ変換されて信号処理手段Ｂ１５に供給されるように
なっている。この信号処理手段Ｂ１５は、前記時間軸補
正手段１４の出力信号をモニタ装置３等に出力するため
の各種信号処理を行うもので、信号処理された映像信号
を前記モニタ装置３もしくは画像記録装置４に出力する
ようになっている。

【００１９】前記時間軸補正手段１４は、ＲＧＢの可変
時間軸補正手段１４ａ，１４ｂ，１４ｃと、これらの可
変時間軸補正手段１４ａ，１４ｂ，１４ｃによって補正
を行う所定のフレーム周波数を変更する時間軸変更手段
２８と、この時間軸変更手段２８の動作特性を切り換え
る切り換えスイッチ２９とを備えている。また、前記可
変時間軸補正手段１４ａ，１４ｂ，１４ｃは、例えば図
５に示すように、少なくとも２画面分のフレームメモリ
３８を備え、入力側に接続された入力切り換え手段３９
を切り換えて入力される画像信号を１画面毎に逐次記憶
するようになっている。また、前記フレームメモリ３８
の出力側には出力切り換え手段４０が接続され、この出
力切り換え手段４０によって前記所定のフレーム周波数
でフレームメモリ３８の出力を切り換えて、記憶された
画像信号を読み出し、出力するようになっている。

【００２０】次に、前記時間軸補正手段１４の動作につ
いて説明する。ここでは、垂直走査における垂直走査周
波数に関する時間軸の補正について述べる。

【００２１】面順次信号同時化手段１３によって同時化
された画像信号は、前記面順次照明手段２０の色の繰り
返し周期により決まるフレーム周波数を有しているた
め、この周波数で入力切り換え手段３９を切り換えて、
前記画像信号をフレームメモリ３８へ１画面毎に逐次記
憶する。そして、出力側に接続されるモニタ装置３等の
機器のＴＶ方式に適合した走査周波数で出力切り換え手
段４０を切り換えて、フレームメモリ３８から画像信号
を読み出す。このとき、入力側の周波数に対して出力側
の周波数が高い場合、すなわち、１画面分毎の画像信号
がフレームメモリ３８に記憶される周期より、１画面分
毎の画像信号がフレームメモリ３８から読み出される周
期の方が早い場合は、記憶された画像信号を繰り返し読
み出すことで補間し、逆に入力側の周波数が出力側の周
波数より高い場合は、適宜画像信号を間引いて読み出
し、出力する。

【００２２】前記時間軸補正手段１４による、画像信号
の垂直走査周波数における補正の一例を図６に示す。図
中で、Ｒ，Ｇ，Ｂにそれぞれ付けられた数字は、その画
像が撮像された時刻を示し、また六角形で囲まれたＲＧ
Ｂの組は、同時に出力される画像信号の組を示してい
る。

【００２３】図６（ａ）に示すように、ＲＧＢ面順次信
号が入力されると、（ｂ）に示すように、面順次同時化
手段１３によって同時化ＲＧＢ信号が生成され、時間軸
補正手段１４に入力される。ここで、時間軸補正手段１
４に入力された画像信号の走査周波数と一致している、
第１のＴＶ方式の機器が出力側に接続された場合は、同
時化ＲＧＢ信号と同様の走査周波数の画像信号が、
（ｃ）に示すように、第１のＴＶ方式のＲＧＢ出力とし
て出力される。

【００２４】また、時間軸補正手段１４に入力された画
像信号の走査周波数と異なる走査周波数を有する、第２
のＴＶ方式の機器が出力側に接続された場合は、前記切
り換えスイッチ２９で時間軸補正手段１４の出力側の周
波数を切り換え、（ｄ）に示すように、走査周波数の異
なる第２のＴＶ方式のＲＧＢ出力が出力される。ここで
は、第２のＴＶ方式の走査周波数が同時化ＲＧＢ信号の
走査周波数より低いため、同時化ＲＧＢ信号が間引かれ
て、走査周期の長い第２のＴＶ方式のＲＧＢ出力が生成
されている。このように、接続された機器のＴＶ方式に
対応するように時間軸補正手段１４の特性を切り換え、
前記ＴＶ方式に応じた走査周波数となるように、同時化
ＲＧＢ信号の走査周波数を補正して出力することができ
る。

【００２５】以上のように本実施例によれば、モニタ装
置等の接続される機器のＴＶ方式に応じて時間軸補正手
段の特性を変更することができ、前記時間軸補正手段に
より映像信号の時間軸特性を補正し、前記ＴＶ方式によ
る映像信号を出力することができる。このため、複数の
ＴＶ方式の機器が混在する環境においても同一の電子内
視鏡装置が使用可能であり、また、同一の電子内視鏡装
置を異なるＴＶ方式を採用している地域に供給できるた
め、モニタ装置もしくは画像記録装置の方式の多様化に
容易に対応することが可能となる。また、面順次照明手
段は、ＴＶ方式によらず一定の色の繰り返し周波数を有
するものを使用することができる。

【００２６】図７は本発明の第２実施例に係わる、電子
内視鏡装置の概略の構成を示すブロック図である。

【００２７】図７に示すように、第２実施例では、映像
信号処理手段９に設けられる時間軸補正手段として、第
１の時間軸補正手段４４ａ、第２の時間軸補正手段４４
ｂが設けられ、面順次信号同時化手段１３と信号処理手
段Ｂ１５との間に、着脱可能に接続されるようになって
いる。前記第１の時間軸補正手段４４ａ及び第２の時間
軸補正手段４４ｂは、それぞれ異なる一定のＴＶ方式に
対応するように、面順次信号のフレーム周波数を補正で
きるようなもので、例えば第１実施例の図５における出
力切り換え手段４０の切り換え周波数を一定としたもの
で構成されている。これらの時間軸補正手段は、特性の
異なるものを対応させるＴＶ方式に応じて複数種類用意
することができる。

【００２８】第２実施例では、モニタ装置３もしくは画
像記録装置４のＴＶ方式に対応した時間軸補正手段を選
択して、面順次信号同時化手段１３と信号処理手段Ｂ１
５との間に接続し、前記ＴＶ方式による映像信号となる
ように面順次信号のフレーム周波数を補正して出力す
る。このように、時間軸補正手段は単一のＴＶ方式に対
応すれば良いため構成を簡略化でき、複数の時間軸補正
手段から選択して交換することだけで、接続される機器
の方式の多様化に容易に対応することが可能となる。そ
の他の構成、作用及び効果は第１実施例と同様である。

【００２９】図８は本発明の第３実施例に係わる、電子
内視鏡装置の概略の構成を示す説明図である。

【００３０】図８に示すように、第３実施例では、第１
実施例における映像信号処理手段９を含む内視鏡制御装
置５１と、面順次照明手段５０とがそれぞれ別の装置で
構成され、これらの内視鏡制御装置５１と面順次照明手
段５０とは、内視鏡２のコネクタから延設されたコネク
タケーブル５３と接続ケーブル５４とで接続されてい
る。ここでは、前記面順次照明手段５０は、ＴＶ方式に
よらず一定の色の繰り返し周波数をもった面順次照明光
を内視鏡２に供給するような構成となっており、前記内
視鏡制御装置５１は、単一のＴＶ方式に対応するように
面順次信号の時間軸特性を補正する時間軸補正手段を備
えている。なお、前記内視鏡制御装置５１は、特性の異
なる時間軸補正手段を備えた装置を対応させるＴＶ方式
に応じて複数種類用意することができる。

【００３１】第３実施例では、同一の面順次照明手段５
０を使用し、モニタ装置３もしくは画像記録装置４のＴ
Ｖ方式に応じて内視鏡制御装置５１を選択して内視鏡２
及び面順次照明手段５０に接続し、前記ＴＶ方式による
映像信号となるように面順次信号のフレーム周波数を補
正して出力する。

【００３２】このように、接続される機器のＴＶ方式に
応じた時間軸補正手段を有する内視鏡制御装置５１と、
一定の時間軸特性を有する面順次照明手段５０及び内視
鏡２とを組み合わせることにより、接続される機器の方
式の多様化に容易に対応することができるため、特にモ
ニタ装置等のＴＶ方式が固定している複数の地域に供給
する場合に、それぞれの地域のＴＶ方式に応じた内視鏡
制御装置５１を選択して供給することで、異なるＴＶ方
式に対応が可能となる。また、前記内視鏡制御装置５１
は、単一のＴＶ方式に対応するだけで良いため、装置の
構成を簡略化できる。その他の構成、作用及び効果は第
１実施例と同様である。

【００３３】なお、時間軸補正手段は、垂直走査周波数
に関する時間軸補正だけでなく、水平走査周波数に関す
る時間軸補正も同様の構成で行うことが可能である。こ
れにより、走査線を倍にし、走査周波数を倍速にした倍
速スキャン方式のモニタ装置等にも出力映像信号を対応
させることができる。

【００３４】ところで、電子内視鏡に用いられるＣＣＤ
等の固体撮像素子は、電子内視鏡の用途に合わせて、通
常のＴＶカメラに使用されているものとは異なった様々
な種類の素子が使用されている。図２５にその一例を示
す。図２５に於いて、（ａ）及び（ｃ）に示すＣＣＤ８
１，８２は、ライン転送型のＣＣＤであり、それぞれ異
なる画素数で構成されている。このライン転送型のＣＣ
Ｄ８１，８２は素子の小型化が可能なため、極細の内視
鏡などに用いられる。また（ｂ）に示すＣＣＤ８３は、
前記ＣＣＤ８１，８２と同様のライン転送型ＣＣＤであ
るが、読み出し水平レジスタ８４を２段構成として高画
素化に対応しており、解像度の要求の高い内視鏡などに
使用される。また、前記ＣＣＤ８１，８２，８３は、面
順次光源と組み合わせることによってカラー撮像が可能
となる。（ｄ）に示すＣＣＤ８５は、撮像面上に色フィ
ルタアレイ８６を配設したインターライン型ＣＣＤであ
り、通常光源との組み合わせによってカラー撮像が可能
である。

【００３５】前記のような種類の異なる固体撮像素子を
実装した電子内視鏡に対して、それぞれの固体撮像素子
に応じて特性を切り換えることによって、一つの画像処
理装置で複数種類の電子内視鏡を使用することが可能な
電子内視鏡装置が従来より提案されてきた。しかし、こ
のような電子内視鏡装置では、電子内視鏡の多様化に対
応することは可能であるが、複数の電子内視鏡を同時に
使用することはできなかった。

【００３６】複数の固体撮像素子を備えた電子内視鏡装
置としては、例えば親子スコープを用いた電子内視鏡装
置があるが、従来は親子スコープのそれぞれに画像処理
装置を設けたり、一つの画像処理装置に対して接続する
スコープを切り換えて使用したりしていたため、装置が
複雑になったり、常に一方のスコープの画像しか表示で
きないなどの問題点が生じていた。

【００３７】そこで、図９に示すように、複数の固体撮
像素子に応じた画像信号処理手段及び切り換え手段を設
けることにより、一つの画像処理装置によって複数の画
像信号を処理することができ、内視鏡検査の場面に応じ
て複数の固体撮像素子の画像を同時に、あるいは、交互
に表示することが可能となる。

【００３８】図９に示すように、複数のＣＣＤ９１ａ，
…９１ｎが設けられ、それぞれが種類に応じて設けられ
たＣＣＤ駆動手段９２ａ，…９２ｎによって各ＣＣＤの
読み出し信号が互いに交錯しないように駆動されるよう
になっている。前記複数のＣＣＤ９１ａ，…９１ｎから
の読み出し信号は、それぞれに対応して設けられた前置
処理手段９３ａ，…９３ｎに入力され、これらの前置処
理手段９３ａ，…９３ｎによって共通の信号形式に変換
されるようになっている。前記前置処理手段９３ａ，…
９３ｎの出力信号は、切り換え手段９４によって切り換
えられて時分割多重され、信号処理手段９５に入力され
るようになっている。

【００３９】このとき、切り換え手段９４は必ずしも接
続されたＣＣＤ全ての信号を多重するのではなく、時分
割多重される信号は、表示に必要なものが選択され、多
重される。また、前置処理手段９３ａ，…９３ｎは、複
数の信号間の振幅レベル、直流レベル（黒レベル）等を
整合するだけでなく、表示するために選択されたＣＣＤ
信号間の時間軸上の整合も行う。即ち、あるＣＣＤ出力
と、別なあるＣＣＤ出力との表示の位置関係に応じて、
前置処理手段９３ａ，…９３ｎはそれぞれのＣＣＤ信号
の時間軸を補正すると共に、切り換え手段９４は表示位
置、及び画像の重畳関係に応じて、切り換えのタイミン
グを制御するようになっている。

【００４０】前記信号処理手段９５は、入力された複数
のＣＣＤによる撮像信号に種々の公知の信号処理、例え
ば、γ補正、クランプ、クリップ、ブランキング、輪郭
補正等を行い、標準ＴＶ信号に則った信号にして、モニ
タ装置９６及び画像記録装置９７に出力し、これらのモ
ニタ装置９６、画像記録装置９７によって画像の表示、
記録等が行われるようになっている。なお、フリーズ画
像を得るためにフレームメモリ手段を設けても良い。ま
た、面順次撮像方式の場合は、面順次画像を同時化する
ための手段が設けられる。

【００４１】図１０は、先端に超小型のＣＣＤを実装し
たベビースコープを内視鏡の鉗子チャンネルから挿通す
る親子スコープにおいて、前記のような複数の電子内視
鏡を同時に使用可能な電子内視鏡装置を構成した例であ
る。図１０に示すように、親スコープ１０１の鉗子チャ
ンネル１０２からベビースコープ１０３が挿通され、親
スコープ１０１は被検部１０４の全景を撮像し、ベビー
スコープ１０３は被検部１０４の特定の一部分を拡大撮
像して、図１１に示すような親子画面をモニタ装置１０
５に表示するようになっている。前記親スコープ１０１
は、ユニバーサルコード１０６の端部に設けられたコネ
クタ１０７を介して、図示しない信号線が画像処理装置
１０８に接続され、照明光を先端部へ伝達するライトガ
イド１０９が主光源装置１１０に接続されるようになっ
ている。また、前記ベビースコープ１０３は、端部に設
けられたコネクタ１１１を介して、図示しない信号線が
画像処理装置１０８に接続され、照明光を先端部へ伝達
するライトガイド１１２が副光源装置１１３に接続され
るようになっている。

【００４２】前記主光源装置１１０には、図１２に示す
ように、照明光としての略白色光を発生するランプ１１
５と、その白色光をＲＧＢ３原色光に順次分光する為の
回転色フィルタ１１６と、分光されたＲＧＢ面順次光を
前記コネクタ１０７のライトガイド１０９の端部に集光
する集光レンズ１１７とが設けられている。更に、前記
照明光の光路中には、照明光を撮像に適切な光量に制御
するための絞り１１８と、画像処理装置１０８からの制
御信号に応答して光路を遮断するシャッター装置１１９
とが設けられている。前記回転色フィルタ１１６、絞り
１１８、シャッター装置１１９には、それぞれ回転色フ
ィルタ制御手段１２０、絞り制御手段１２１、シャッタ
ー制御手段１２２が接続され、これらが画像処理装置１
０８からの制御信号によって動作するようになってい
る。前記シャッター装置１１９は、ベビースコープ１０
３による観察像を精度良く得たい場合に、主光源装置１
１０の面順次照明光を一時的に遮断するために用いられ
る。この場合、多くは、ベビースコープ１０３による観
察像をフリーズして取り込む短時間のみ遮断すれば良い
ので、消灯・点灯を繰り返してランプ１１５の寿命を縮
めることの無いように、シャッターが用いられている。

【００４３】また、ベビースコープ１０３は、主光源装
置１１０とは別に設けられた副光源装置１１３からの照
明光を用いて、ベビースコープでの観察に適正な照明光
を得るようになっている。前記副光源装置１１３とし
て、主光源装置１１０の面順次照明光とは異なった特殊
観察光、例えば赤外光、紫外光などを発生するものを用
い、被検部１０４における全景の通常観察と特定部分の
特殊観察とを同時に行うこともできる。ここで、例えば
図１３に示すように、主光源装置１１０による主光源を
ＲＧＢ面順次照明とし、副光源装置１１３による副光源
を波長λ1,λ2,λ3 を有する特殊光の面順次照明とし
て、図１４に示すように主光源１３１と副光源１３２と
の照明タイミングを設定すると、図１１に示すように親
スコープ１０１の像として通常観察画像１２５が、ベビ
ースコープ１０３の像として特殊観察画像１２６がそれ
ぞれ表示される。このとき、通常観察画像１２５に於い
て、ベビースコープ１０３からの照明光が照射されてい
る部分は、特殊光とＲＧＢ面順次光との混色が生じるた
めそれ以外の部分と比べて色再現性が劣る。しかし、特
殊観察画像１２６では、ベビースコープ１０３により被
検部１０４に対して非常に近接して撮像されるため、特
殊光の照明光に混入するＲＧＢ面順次照明光の割合は非
常に小さく、特に精度を要求する場合を除き、障害とは
ならない。

【００４４】前記主光源１３１と副光源１３２との面順
次の組み合わせは、図１３及び図１４に示すように、互
いの波長が重なり合わないように設定されている。即
ち、主光源１３１がＲの時は、副光源１３２はＧの波長
帯域に属するλ1となるように、主光源１３１がＧの時
は、副光源１３２はＲの波長帯域に属するλ2 となるよ
うに、主光源１３１がＢの時は、副光源１３２は赤外の
領域のλ3 となるように設定されている。これにより、
前記通常観察画像１２５中の特殊光が照射された領域
と、それ以外の領域とでは、色再現が全く異なるので、
通常観察画像１２５中のどの領域が現在特殊観察を行っ
ている領域であるかを容易に識別可能となっている。ま
た、親スコープ読み出し信号１３３及びベビースコープ
読み出し信号１３４は、図１４の下部に示すように、そ
れぞれの面順次光において交互に読み出されるようにな
っている。

【００４５】図９に示した複数の固体撮像素子を備えた
電子内視鏡装置を、複数の電子内視鏡及び画像処理装置
で構成した第１の例を図１５に示す。図１５に示すよう
に、画像処理装置１０８には、複数のスコープ１４１
ａ，１４１ｂ，…１４１ｎがコネクタ１４２ａ，１４２
ｂ，…１４２ｎを介して接続されるようになっている。
前記スコープ１４１ａ，１４１ｂ，…１４１ｎの先端部
には、それぞれＣＣＤ１４３ａ，１４３ｂ，…１４３ｎ
が設けられ、これらのＣＣＤ１４３ａ，１４３ｂ，…１
４３ｎの読み出し信号がバッファ１４４ａ，１４４ｂ，
…１４４ｎを介して画像処理装置１０８に入力されるよ
うになっている。

【００４６】前記画像処理装置１０８は、接続される各
ＣＣＤに対応したＣＣＤ駆動手段１４５ａ，１４５ｂ，
…１４５ｎが設けられ、それぞれのＣＣＤ１４３ａ，１
４３ｂ，…１４３ｎに駆動信号を供給して駆動するよう
になっている。また、各ＣＣＤに対応した信号処理を行
って共通の信号形式に変換する前置処理手段１４６ａ，
１４６ｂ，…１４６ｎが設けられ、それぞれバッファ１
４４ａ，１４４ｂ，…１４４ｎの出力端に接続されるよ
うになっている。前記前置処理手段１４６（ａ〜ｎを代
表する）は、それぞれのＣＣＤに応じて読み出し信号の
振幅レベル、直流レベル、および時間軸上の位置関係を
整合し、切り換え手段１４７に出力するようになってい
る。この切り換え手段１４７は、各前置処理手段１４６
からの出力信号を画像の表示形態に適合するように切り
換えて、時分割多重を行い、信号処理手段１４８に出力
するようになっている。ここで、表示形態とは、例えば
スコープ1 の画像を主画像として中央に表示し、スコー
プ2 の画像を左下に、スコープ3 の画像を左上に表示す
るようなことである。信号処理手段１４８は、前述のよ
うな公知の信号処理を行い、標準ＴＶ信号に則った信号
にして、モニタ装置９６及び画像記録装置９７に出力
し、これらのモニタ装置９６、画像記録装置９７によっ
て画像の表示、記録等が行われるようになっている。

【００４７】ここで、図１６に示すような２個のＣＣＤ
1.６１、ＣＣＤ2.６２を備えた場合において、一つの信
号処理手段６６によって複数の画像信号の信号処理が可
能なように、切り換え手段６５により前記ＣＣＤ1.６
１、ＣＣＤ2.６２の出力を切り換える、時分割多重につ
いて説明する。前記切り換え手段６５を備えた電子内視
鏡装置の一例を図１７に示す。

【００４８】図１７に示すように、２個のＣＣＤ1.６
１、ＣＣＤ2.６２が設けられ、これらのＣＣＤ1.６１、
ＣＣＤ2.６２は、それぞれＣＣＤ1 駆動手段６３、ＣＣ
Ｄ2 駆動手段６４で駆動されるようになっている。前記
ＣＣＤ1.６１、ＣＣＤ2.６２の出力は、それぞれバッフ
ァ６８，６９を介して切り換え手段６５に入力されるよ
うになっている。この切り換え手段６５は、前記ＣＣＤ
1.６１、ＣＣＤ2.６２の出力信号を１画面毎に切り換え
て多重化し、信号処理手段６６に出力するようになって
いる。この信号処理手段６６で信号処理された画像信号
は、Ａ／Ｄコンバータ７０でＡ／Ｄ変換され、同時化手
段６７で同時化されて、１枚の画像として読み出される
ようになっている。この同時化手段６７の出力は、Ｄ／
Ａコンバータ７１でＤ／Ａ変換されて、映像信号として
出力されるようになっている。また、これらのＣＣＤ1
駆動手段６３、ＣＣＤ2 駆動手段６４、信号処理手段６
６、Ａ／Ｄコンバータ７０、同時化手段６７、Ｄ／Ａコ
ンバータ７１は、制御手段７２に接続され、この制御手
段７２によってタイミング等の制御が行われるようにな
っている。

【００４９】ここで、図１８に示すように、ＣＣＤ1 及
びＣＣＤ2 はそれぞれ交互に読み出され、この読み出さ
れた出力信号が切り換え手段６５で切り換えられて多重
化され、信号処理手段６６に出力される。そして、各種
信号処理が行われ、多重化された映像信号が出力され
る。なお、ＣＣＤ1 及びＣＣＤ2 の駆動は、映像信号出
力のフレーム周波数に同期して切り換えることもできる
し、それ以外の速度、例えば倍速で駆動を行うこともで
きる。ＣＣＤ出力信号の切り換えが前記フレーム周波数
と一致する場合は、１画面毎に一方のＣＣＤの画像が更
新された状態で多重化され、倍速で読み出しが行われる
場合は、１画面で両方の画像が更新された状態で多重化
される。このように、複数のＣＣＤの出力を交互に読み
出して、出力信号を切り換え手段によって切り換えるこ
とにより、一つの信号処理手段により多画面の画像信号
を生成することができる。なお、この例ではＣＣＤ1 と
ＣＣＤ2 の読み出し時間を同一にしているが、画素数の
異なるＣＣＤを用いた場合においても同様に多重化する
ことができる。

【００５０】前記ＣＣＤの読み出し動作の例２として、
面順次方式でカラー撮像する電子内視鏡装置の場合を、
図１９を参照して説明する。図１９は、ＲＧＢの各照明
光の露光、各ＣＣＤの読み出しパルス、及び各ＣＣＤの
読み出し動作を示すタイムチャートである。ここでは、
ＲＧＢの各照明光が露光された後、各色毎にＣＣＤ1及
びＣＣＤ2 がそれぞれ時系列的に読み出され、出力信号
が切り換え手段６５で切り換えられて多重化され、多画
面の画像信号として出力される。このように、面順次方
式で撮像する場合において、複数のＣＣＤの出力を各色
毎に交互に読み出して、出力信号を切り換え手段によっ
て切り換えることにより、一つの信号処理手段により多
画面の画像信号を生成することができる。

【００５１】前記ＣＣＤの読み出し動作の例３を、図２
０のタイムチャートに示す。図２０に示すように、読み
出し動作の例３は、例２の読み出しタイミングを変更し
た例である。例３では、ＣＣＤの出力信号の切り換えを
ＲＧＢ１組の読み出し毎、いわゆる１カラーフレーム毎
に行っている。例２では、ＣＣＤの読み出し周波数が同
じである場合には、ＣＣＤ１個のときと比較して１カラ
ーフレームの時間が長くなり、色ずれが増加するという
問題があるが、例３のように１カラーフレーム毎にＣＣ
Ｄの出力信号の切り換えを行うことにより、色ずれの増
加を防止することができる。

【００５２】また、読み出し動作の例４として、例３の
変形例を図２１のタイムチャートに示す。読み出し動作
の例４は、例３のＣＣＤの読み出しタイミングを変形さ
せた例であり、ＣＣＤ1 は２カラーフレーム毎、ＣＣＤ
2 は１カラーフレーム毎に読み出して、出力信号を切り
換え、画像の更新周期の比を１：２とした例である。こ
のように、例えばＣＣＤ1 の出力を主となる画面、ＣＣ
Ｄ2 の出力を副画面としたときに、主となる画面の画像
の更新周期を短くすることにより、画面の動きをなめら
かにすることができる。

【００５３】また、図２２に示すように、読み出し動作
の例５として主となる画面用のＣＣＤ1 はＲＧＢのカラ
ー撮像を行い、副画面用のＣＣＤ2 は単色成分（ここで
はＧ成分）のみを撮像するようにすることもできる。こ
のように、一方のＣＣＤの読み出しを単色成分のみとす
ることにより、主となる画面はＣＣＤ１個のときと同様
な色ずれの少ない、動きのなめらかな画面を得ることが
でき、かつ副画面を有する多画面の画像信号を生成する
ことができる。

【００５４】このように、複数のＣＣＤの出力を交互に
読み出して、出力信号を切り換え手段によって切り換え
ることにより、信号処理を時系列的に行えるため、一つ
の信号処理手段によって複数の画像信号の信号処理を行
うことができる。

【００５５】次に、図１５に示した電子内視鏡装置の作
用について説明する。複数のスコープ１４１ａ，１４１
ｂ，…１４１ｎをコネクタ１４２ａ，１４２ｂ，…１４
２ｎを介して画像処理装置１０８に接続し、スコープ１
４１ａ，１４１ｂ，…１４１ｎ内のＣＣＤ１４３ａ，１
４３ｂ，…１４３ｎで被検部の撮像を行う。このとき、
前記ＣＣＤ１４３ａ，１４３ｂ，…１４３ｎは、それぞ
れに対応したＣＣＤ駆動手段１４５ａ，１４５ｂ，…１
４５ｎによって各ＣＣＤの読み出し信号が互いに交錯し
ないように駆動される。また、前記ＣＣＤ１４３ａ，１
４３ｂ，…１４３ｎの読み出し信号は、それぞれ前置処
理手段１４６ａ，１４６ｂ，…１４６ｎによって振幅レ
ベル、直流レベル、および時間軸上の位置関係が整合さ
れ、共通の信号形式に変換されて切り換え手段１４７に
入力される。そして、切り換え手段１４７によって切り
換えられて時分割多重され、信号処理手段１４８によっ
て種々の公知の信号処理、例えば、γ補正、クランプ、
クリップ、ブランキング、輪郭補正等が行われ、標準Ｔ
Ｖ信号に則った信号に変換されて、モニタ装置９６、画
像記録装置９７によって画像の表示、記録等が行われ
る。

【００５６】以上のように、本例によれば、複数の固体
撮像素子に応じた画像信号処理手段及び切り換え手段を
設けることにより、一つの画像処理装置によって複数の
画像信号を処理することができ、内視鏡検査の場面に応
じて複数の固体撮像素子の画像を同時に、あるいは、交
互に表示することが可能となる。また、装置を複雑化さ
せることなく、一つの信号処理手段により多画面の画像
信号を生成することができるため、複数の撮像手段によ
る観察を容易に行うことが可能となる。

【００５７】図２３は複数の電子内視鏡を備えた電子内
視鏡装置の第２の例を示すブロック図である。図２３に
示すように、第２の例では、複数のスコープ１５１ａ，
１５１ｂ，…１５１ｎ内にＣＣＤ１５３ａ，１５３ｂ，
…１５３ｎを駆動するＣＣＤ駆動手段１５５ａ，１５５
ｂ，…１５５ｎが設けられると共に、前記ＣＣＤ１５３
ａ，１５３ｂ，…１５３ｎの読み出し信号を共通の信号
形式に変換する前置処理手段が前段部と後段部とに分割
されて、前段部の前置処理手段Ａ１５６ａ，１５６ｂ，
…１５６ｎが設けられている。画像処理装置１５０に
は、前記前置処理手段の後段部の前置処理手段Ｂ１５７
ａ，１５７ｂ，…１５７ｍと、前記ＣＣＤ駆動手段１５
５ａ，１５５ｂ，…１５５ｎを同期化する同期制御手段
１５８とが設けられている。

【００５８】複数のスコープ１５１ａ，１５１ｂ，…１
５１ｎをコネクタ１５２ａ，１５２ｂ，…１５２ｎを介
して画像処理装置１５０に接続し、ＣＣＤ駆動手段１５
５ａ，１５５ｂ，…１５５ｎによってそれぞれのＣＣＤ
１５３ａ，１５３ｂ，…１５３ｎを駆動して被検部の撮
像を行う。ここで、前記ＣＣＤ駆動手段１５５ａ，１５
５ｂ，…１５５ｎは、同期制御手段１５８によってそれ
ぞれ同期がとられている。前記ＣＣＤ１５３ａ，１５３
ｂ，…１５３ｎの読み出し信号は、バッファ１５４ａ，
１５４ｂ，…１５４ｎを介して前置処理手段Ａ１５６
ａ，１５６ｂ，…１５６ｎに入力され、この前置処理手
段Ａ１５６ａ，１５６ｂ，…１５６ｎで各ＣＣＤ固有の
信号の特性が補正される。これにより、例えばスコープ
1.１５１ａの出力信号とスコープ1′.１５１ｂの出力信
号とが同一の前置処理手段1 Ｂ１５７ａで信号処理する
ことができるため、一つの前置処理手段Ｂ１５７に複数
種類の前置処理手段Ａ１５６を接続することが可能とな
る。そして、前置処理手段Ｂ１５７ａ，１５７ｂ，…１
５７ｍにより共通の信号形式に変換された後、切り換え
手段１４７によって時分割多重されて、信号処理手段１
４８によって標準ＴＶ信号に則った信号に変換される。

【００５９】このように、本例によれば、一つのコネク
タに種類の異なるスコープを接続することができ、画像
処理装置に設けられるコネクタの数を削減できる。ま
た、前置処理手段Ｂ１５７及び切り換え手段１４７の回
路数を削減できるため、装置を簡略化することが可能と
なる。

【００６０】その他の構成、作用及び効果は第１の例と
同様である。

【００６１】図２４は複数の電子内視鏡を備えた電子内
視鏡装置の第３の例を示すブロック図である。図２４に
示すように、第３の例では、複数のスコープ１６１ａ，
１６１ｂ，…１６１ｎに、スコープ内に設けられたそれ
ぞれのＣＣＤ１６３ａ，１６３ｂ，…１６３ｎの種類を
判別するための判別信号を出力する判別信号発生手段１
６７ａ，１６７ｂ，…１６７ｎが設けられている。ま
た、前記判別信号発生手段１６７ａ，１６７ｂ，…１６
７ｎは、画像処理装置１６０内に設けられたＣＣＤ駆動
手段１６５ａ，１６５ｂ及び前置処理手段１６６ａ，１
６６ｂに接続されるようになっており、これらのＣＣＤ
駆動手段１６５ａ，１６５ｂ及び前置処理手段１６６
ａ，１６６ｂの特性が判別信号に応じて変更可能になっ
ている。

【００６２】スコープ1.１６１ａ，スコープ2.１６１ｂ
をコネクタ１６２ａ，１６２ｂを介して画像処理装置１
６０に接続し、ＣＣＤ1 駆動手段１６５ａ，ＣＣＤ2 駆
動手段１６５ｂによってそれぞれのＣＣＤ1.１６３ａ，
ＣＣＤ2.１６３ｂを駆動して被検部の撮像を行う。前記
ＣＣＤ1.１６３ａ，ＣＣＤ2.１６３ｂの読み出し信号
は、それぞれ前置処理手段1.１６６ａ，前置処理手段2.
１６６ｂによって共通の信号形式に変換されて切り換え
手段１４７に入力される。ここで、前記ＣＣＤ1駆動手
段１６５ａ，ＣＣＤ2 駆動手段１６５ｂ及び前置処理手
段1.１６６ａ，前置処理手段2.１６６ｂは、接続された
スコープの種類に応じて特性が変更され、種類に応じた
ＣＣＤの駆動及び信号処理が行われる。そして、切り換
え手段１４７によって切り換えられて時分割多重され、
信号処理手段１４８によって標準ＴＶ信号に則った信号
に変換されて、モニタ装置９６、画像記録装置９７によ
って画像の表示、記録等が行われる。

【００６３】このように、ＣＣＤ駆動手段及び前置処理
手段の特性をＣＣＤの種類に応じて変更可能とすること
により、一つのコネクタに複数種類のスコープを接続す
ることができ、画像処理装置に設けるコネクタの数を必
要最小限にすることが可能となる。これにより、装置の
小型化、簡略化及びコストの低減が可能となる。なお、
本例では同時に２つのスコープの画像を表示する場合に
ついて述べたが、同時に表示が必要な画像の数に応じ
て、コネクタ、ＣＣＤ駆動手段、前置処理手段、切り換
え手段の系統等の数を必要最小数に設定しても同様であ
る。

【００６４】その他の構成、作用及び効果は第１の例と
同様である。

【００６５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、時
間軸補正手段を設け、光源の照明周期に依存した映像信
号のフレーム周波数をテレビジョン方式に対応したフレ
ーム周波数に補正するようにしたので、光源装置を交換
することなく、種々のテレビジョン方式に対応が可能な
電子内視鏡装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係わる電子内視鏡装置の
概略の構成を示すブロック図

【図２】図１の内視鏡装置における映像信号処理手段の
構成を示すブロック図

【図３】面順次信号同時化手段の一例を示す説明図

【図４】面順次信号同時化手段の他の例を示す説明図

【図５】時間軸補正手段の構成を示す構成説明図

【図６】時間軸補正手段の動作を示す動作説明図

【図７】本発明の第２実施例に係わる電子内視鏡装置の
概略の構成を示すブロック図

【図８】本発明の第３実施例に係わる電子内視鏡装置の
概略の構成を示す説明図

【図９】複数の固体撮像素子を備えた電子内視鏡装置の
構成例を示すブロック図

【図１０】図９の電子内視鏡装置を親子スコープを用い
て構成した例を示す説明図

【図１１】図１０の親子スコープによる表示画面を示す
説明図

【図１２】主光源装置の構成を示す構成説明図

【図１３】主光源及び副光源のスペクトルの一例を示す
特性図

【図１４】主光源と副光源との照明タイミング及び面順
次の組み合わせを示す説明図

【図１５】複数の電子内視鏡を備えた電子内視鏡装置の
第１の例を示すブロック図

【図１６】２個の固体撮像素子を備えた場合における電
子内視鏡装置の構成を示すブロック図

【図１７】図１６の切り換え手段を備えた電子内視鏡装
置の一例を示す構成説明図

【図１８】図１７の電子内視鏡装置における読み出し動
作の例１を示すタイムチャート

【図１９】図１７の電子内視鏡装置における読み出し動
作の例２を示すタイムチャート

【図２０】図１７の電子内視鏡装置における読み出し動
作の例３を示すタイムチャート

【図２１】図１７の電子内視鏡装置における読み出し動
作の例４を示すタイムチャート

【図２２】図１７の電子内視鏡装置における読み出し動
作の例５を示すタイムチャート

【図２３】複数の電子内視鏡を備えた電子内視鏡装置の
第２の例を示すブロック図

【図２４】複数の電子内視鏡を備えた電子内視鏡装置の
第３の例を示すブロック図

【図２５】固体撮像素子の構成例を示す説明図

【符号の説明】

１…内視鏡制御装置 ２…内視鏡 ３…モニタ装置 ４…画像記録装置 ６…ＣＣＤ ９…映像信号処理手段 １４…時間軸補正手段 ２０…面順次照明手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 内久保 明伸 東京都渋谷区幡ヶ谷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 東京都渋谷区幡ヶ谷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 中川 雄大 東京都渋谷区幡ヶ谷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 宮下 章裕 東京都渋谷区幡ヶ谷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 平１−217413（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−259832（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−189122（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−146813（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 面順次方式によってカラー撮像を行う撮
   像手段を備えた内視鏡と、 前記内視鏡の出力信号に対して信号処理を行う映像信号
   処理手段と、 前記内視鏡に対し、テレビジョン方式によらず一定の照
   明周期で面順次の照明光を供給する面順次照明手段と、前記面順次照明手段の照明周期に依存した映像信号のフ
   レーム周波数を、テレビジョン方式に対応したフレーム
   周波数に時間軸補正する 時間軸補正手段と、 を備えたことを特徴する電子内視鏡装置。