JP2902691B2 - モニタ画像撮影装置 - Google Patents

モニタ画像撮影装置

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  • Instruments For Viewing The Inside Of Hollow Bodies (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、電子内視鏡とかイメージガイド等を用いた
光学内視鏡の接眼部に装着した外付けテレビカメラ等に
よって映し出されたテレビモニタ画像を写真撮影するモ
ニタ画像撮影装置に関する。
[従来の技術] 近年、体腔内に細長の挿入部を挿入することにより、
体腔内臓器等を観察したり、必要に応じて処置具チャン
ネル内に挿入した処置具を用いて各種治療のできる内視
鏡が広く利用されている。
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実現され、この電子内視鏡に
よって観察像をテレビモニタで観察できるようになり、
また、記憶や再生を簡単に行うことができるようになっ
た。
また、イメージガイドを用いた光学式の内視鏡におい
ても、接眼部に外付けテレビカメラを装着することによ
って、内視鏡画像をテレビモニタで観察でき、電子内視
鏡と同様に記憶や再生を簡単に行うことができる。
このように、内視鏡画像をテレビモニタで観察して診
断することが普及してきた。しかしながら、現在でも診
断を行う際には診断資料としてリバーサルフィルムによ
る写真を用いることが一般的であり、写真撮影のための
装置としてモニタ画像撮影装置がある。これらの例とし
て第6図に示すような内視鏡ビデオシステムがある。
第6図に於いて、内視鏡ビデオシステム1は、固体撮
像素子2を内蔵したビデオスコープ(電子内視鏡)3と
イメージガイド4を有するファイバースコープ5とこの
ファイバースコープ5の接眼部6に装着可能で、固体撮
像素子7を内蔵した外付けテレビカメラ8と、ビデオス
コープ3の総合コネクタ9又はファイバースコープ5の
ライトガイドコネクタ10と外付けテレビカメラ8の信号
用コネクタ11を接続可能とするコネクタ受け12を有し、
信号処理手段及び照明光量が任意に調節可能な光源手段
を内蔵したビデオプロセッサ13とこのビデオプロセッサ
13から出力される映像信号を表示するモニタ14を内蔵し
たモニタ画像撮影装置15とから構成される。
なお、ビデオプロセッサ13には、他のモニタ16を接続
することにより、このモニタ16に常時内視鏡画像を表示
できる。
上記ビデオスコープ3及びファイバスコープ5共に細
長の挿入部17を有し、この挿入部17内には照明光を伝送
するライトガイド18が挿通され、そのライトガイド18で
伝送した照明光は、出射端面から配光レンズ19を経て被
写体側に出射される。
上記各挿入部17の先端部20には対物レンズ21が配設さ
れ、その焦点面にはビデオスコープ3の場合には固体撮
像素子2が配置され、一方ファイバースコープ5ではイ
メージガイド4の入射端面が臨んでいる。
上記挿入部17内を挿通されたライトガイド18は、ビデ
オスコープ3の場合には操作部21から外部に延出された
ユニバーサルコード22内を挿通され、ライトガイドコネ
クタ23に至る。一方、ファイバースコープ5の場合には
操作部21からさらにライトガイドケーブル24内を通さ
れ、ライトガイドコネクタ10に至る。これらライトガイ
ドコネクタ23,10をビデオプロセッサ13のライトガイド
コネクタ受けに装着すると、ビデオプロセッサ13内の光
源装置より、照明光を供給する。
また、上記ファイバースコープ5の接眼部6に装着可
能な外付けテレビカメラ8にも信号伝送用ケーブル25が
延出され、この先端には信号用コネクタ11が取り付けて
ある。
上記ビデオスコープ3の信号用コネクタ26及び外付け
テレビカメラ8の信号用コネクタ11をビデオプロセッサ
13の信号用コネクタ受けに接続することによって、固体
撮像素子2又は、外付けテレビカメラ8に信号読み出し
用のドライブ信号を印加できると共に、読み出した信号
に対する映像信号処理を行うことができ、映像信号処理
して所定の映像信号、例えばNTSC方式の複合ビデオ信号
(コンポジット信号)やRGB信号(コンポーネント信
号)に変換し、モニタ16及びモニタ画像撮影装置15側に
その映像信号を出力できるようになっている。
上記モニタ画像撮影装置15は、モニタ14を内蔵した撮
影装置本体27にカメラアダプタ28を介して写真撮影用カ
メラ29を装着できる。
そして、モニタ画像撮影装置15による写真は、ビデオ
プロセッサ13に設けられている色調調整手段や光源の照
明光量調節手段を用いたり、実公昭55−9032号公報に示
されているようにモニタ画像撮影装置15自体に設けられ
た色調調整手段を用いることによって、使用者の好みに
応じた任意の色調の写真を得ることができる。
しかし、モニタ画像撮影装置による写真において、一
使用者の好みに応じた任意の色調の写真では、使用者間
で異なる診断結果に導いてしまう場合が起こるという問
題がある。また、色調が診断基準の一つである内視鏡画
像を用い、医師が診断を下す際、例えば、内視鏡画像を
モニタにより観察する医師や、モニタ画像撮影装置を扱
うものが別であるときや、他の使用者が撮影した写真に
より診断を下す際に、上記不具合が生じる。これを防ぐ
ために出願人は特願昭63−286382にて、任意の色調調整
機構と別途に使用者間共通の色調設定機構を設けること
によって、医師相互の診断基準の共通化を計った。
第7図は、従来のモニタ画像撮影装置の構造例を示す
説明図であり、図に於て、電子内視鏡システム1より出
力されたRGB信号(コンポーネント信号)は、基準色設
定スイッチ31の指示により使用者調整側と基準色設定側
2系統のうち1系統を選択するアナログスイッチ32a,32
b,32cに入力される。内視鏡画像を任意の色調に調整し
たい時は前記2系統の信号のうち使用者調整変を選択す
る。使用者調整側は使用者R調整用VR33、使用者G調整
用VR34、使用者B調整用VR35によって使用者の好み等に
応じて映像信号のレベルが調整され、それに加えて使用
者ブライトネス調整用VR36、使用者調整用コントラスト
VR37を調整することにより任意の調整値を映像信号補正
回路38に与えることによって、CRT14の画像の色度、輝
度を任意に調整できる。
また、医師相互の診断基準の共通化を計る際には、前
記2系統の信号のうち基準色設定側を選択する。基準色
設定側は基準色R設定用VR39、基準色G設定用VR40、基
準色B設定用VR41によって、事前に工場等にて調整した
基準色に映像信号のレベルが設定され、それに加えて基
準色ブライトネス設定用VR42、基準色コントラスト設定
用VR43の設定値を映像信号補正回路回路38に加えること
によって、CRT14の画像の色度、輝度は診断基準として
他の使用者との相関が計れる基準値に設定できる。
写真の露光量の決定は以下のようになされている。
測光レンズ44によりCRT14の露光量を測定するのに好
ましい特定点の輝度が常時フォトダイオード45に導かれ
ていて、フォトダイオード45が受光した輝度に応じた出
力、つまりCRT14管面上の輝度情報Yを測光制御部46に
入力している。測光制御部46は例えば第8図のように構
成されていて、写真撮影時にはモニタ画像撮影装置本体
に設けられているレリーズスイッチ47を押すことにより
CPU48には第9図にて示されるレリーズ信号aが入力さ
れ、CPU48からは第9図にて示される測光信号bが第8
図のFET49に入力されこのFET49をオフにする。この測光
信号bの後にCPU48からシャッタ制御部50に第9図にて
示されるHiレベルのシャッタ開閉信号eが入力される。
シャッタ制御部50はこれを受けてシャッタ51を開状態に
する。FET49がオフになるとフォトダイオード45にて発
生した電流はコンデンサ52とオペアンプ53で構成された
積分回路で積分され、第9図にて示される露光量積分信
号cとなる。露光量積分信号cはコンパレータ54により
リファレンス電圧Aと比較され、露光量積分信号cがリ
ファレンス電圧Aより高くなった場合に第9図にて示さ
れる露光終了信号dがコンパレータ54より出力される。
これを受けたCPU48からは、シャッタ制御部50にLowレベ
ルのシャッタ開閉信号eが入力される。シャッタ制御部
50はこれを受けてシャッタ51を閉状態にする。
これにより露光時間は第9図にて示されるシャッタ開
閉信号eのHiレベルの時間で決まり、内視鏡像が明るく
ても暗くても予め使用者が設定しておいた適正な露光量
を写真撮影用カメラ29の撮影レンズ56を通し、フィルム
57に与えることができた。
[発明が解決しようとする問題点] しかしながら、出願人が特願昭63−286382にて示した
医師相互の診断基準の共通化を計るために任意の色調調
整機構と別途に使用者間共通の色調設定機構を設ける方
法だけでは観察部位、観察方法、患者の種類等に応じ
て、内視鏡の種類(長さ、直径、ライトガイドの本数
等)が異なることがあるためあらかじめ設定しておいた
色再現にならない場合が起こる。
電子内視鏡の中にはビデオスコープの先端部に適当な
白い被写体を撮像させてホワイトバランスを取るもの
や、特開昭63−240826のように内視鏡種類の識別情報手
段を内視鏡自体に設けることにより、いつも適正なホワ
イトバランスを保つ機構を持つものもあるが、電子内視
鏡(ビデオスコープ)以前の光学内視鏡(ファイバース
コープ)にこのような機構を設けることは困難である。
また、決定的な点としてファイバースコープの絵は実
際よりも黄色っぽい絵になるので、モニタ画像撮影装置
の入力源をビデオスコープから外付けテレビカメラに換
えた際には、そのままの色調調整では色再現性が異なっ
てしまう。医師にとってみれば、検査装置がビデオスコ
ープであろうが、ファイバースコープであろうが、得ら
れる写真の色再現は等しい方が診断に都合よく、一般的
に使いなれたファイバースコープの色再現を好む傾向に
ある。
また、モニタ画像撮影装置自体のCRTにおいても地磁
気による電子ビームの傾向、蛍光体の温度特性、ブラウ
ン管の経時変化等が原因で、色再現性が異なる。
地磁気に対する補正としては、モニタ工場にて出荷時
に使用予定地域輝度ごとの地磁気をモニタに与えて調整
を行うことがあり、その他のばらつきに関しては、例え
ば、特開昭64−5526では、観察用モニタにテスト信号を
いれ、その際のCRT管面情報を色彩計等を用いて測定
し、そのデータをROMに収めた基本データと比較演算し
観察用モニタを適正な色再現としていた。
しかし上記のような方法では、特殊な環境試験室や、
内視鏡システム以外の信号発生器、測定機器が必要にな
ってしまう。
本発明は上述した点にかんがみてなされたもので、特
殊な外部接続機器とか測定機器を必要とすることなく、
多種多様な内視鏡に対して適用でき、基準となる色再現
性を有する写真を得ることのできるモニタ画像撮影装置
を提供することを目的とする。
[問題点を解決する手段及び作用] 内視鏡先端側に対向配置可能で、内視鏡に基準となる
画像を撮像させる基準色設定手段と、モニタ画面上の少
なくとも1点の輝度及び色度を測定する測定手段と、基
準となる輝度及び色度を記憶する基準データ記憶手段
と、前記基準色設定手段を用いて測定した輝度及び色度
を比較する比較手段と、前記測定した輝度及び色度を基
準となる輝度及び色度の値に補正する補正手段と、前記
補正手段で補正した輝度状態で写真撮影手段の露光量を
適正値を制御する制御手段とを設けることにより、種類
の異なる内視鏡の場合にも、前記基準色設定手段を用い
て得られる輝度及び色度を前記基準となる輝度及び色度
に補正して使用することにより、モニタ画面の表示状態
を一定の色調及びコントラスト状態に保持して、診断に
適した写真撮影を行えるようにしている。
[実施例] 以下、図面を参照して本発明を具体的に説明する。
第1図ないし第4図は本発明の第1実施例に係り、第
1図は第1実施例のモニタ画像撮影装置の構成を示し、
第2図は基準色比較回路による色度等の表示方法を示
し、第3図は基準色設定治具の断面を示し、第4図
(b)は、第3図の側面図及び内視鏡を外した状態での
側面図を示す。
第1図に示す第1実施例のモニタ画像撮影装置61は、
第7図に示す従来例において輝度を測定するための測定
レンズ44、フォトダイオード45の代りに次のような色
度、輝度の算出手段を設けている。
即ち、600nm付近の光、つまり赤色光を透過する赤色
フィルタを備えたR測光レンズ62R、550nm付近の光、つ
まり緑色光透過する緑色フィルタを備えたG測光レンズ
62G及び500nm付近の光、つまり青色光を透過する青色フ
ィルタを備えたB測光レンズ62Bと、各測光レンズ62R,6
2G,62Bの焦点面付近にそれぞれ配設したR,G,B受光用の
フォトダイオード(R,G,Bフォトダイオードと略記)63
R,63G,63Bと、各フォトダイオード63R,63G,63Bの出力信
号が入力され、色度を演算で求める色度演算回路64と、
各フォトダイオード63R,63G,63Bの出力信号が入力さ
れ、輝度信号を算出する加算回路65と、基準色データを
保持する基準色データROM66と、前記色度演算回路64及
び加算回路65の出力信号及び前記基準色データROM66か
らの基準色データを比較できるように表示する基準色比
較回路67とを設け、さらに内視鏡の先端部20を覆うよう
な基準色設定治具68とを設けた構成である。尚、加算回
路65の出力信号は測光制御部46に入力される。
CRT14の露光量を測定するのに適した特定点の輝度の
うち、600nm付近の光は、赤色フィルタを備えたR測光
レンズ62Rにより常時Rフォトダイオード63Rに導かれ
る。同様に550nm付近の光は、緑色フィルタを備えたG
測光レンズ62Gにより常時Gフォトダイオード63Gに導か
れ、500nm付近の光は青色フィルタを備えたB測光レン
ズ62Bにより常時Bフォトダイオード63Bに導かれるよう
にしてある。
上記R,G,Bフォトダイオード63R,63G,63Bが受光した光
量に対応した各出力信号R1,G1,B1が入力される色度演算
回路64では、これら信号R1,G1,B1の比を演算することに
より、CRT14管面上での色度値C1を算出し、基準色比較
回路67に出力する。
又、加算回路65は、上記信号R1,G1,B1を加算して、CR
T14管面上での輝度情報Y1を算出し、この輝度情報Y1を
測光制御部46と基準色比較回路67に出力する。
測光制御部46では、第7図に示した従来例と同様に、
内視鏡像が明るくても暗くても予め使用者が設定してお
いた適正な露光量を写真撮影用カメラ29の撮影レンズ56
を通し、フィルム57に与えることができるようにしてあ
る。
基準色比較回路67では、測定中のCRT14の色度値C1及
び輝度情報Y1と基準色データ設定ROM67に保持されてい
る色度値の基本データC2と、輝度情報の基本データY2と
比較できるように第2図に示すようにLED表示する。表
示方法は一般的に市販されている色彩計のように色度を
(x,y)座標で表わし、輝度を別にnt値で表わす方法
と、R,G,Bの出力レベルを表示する方法のいずれでも良
い。第2図では前者の方法を採用している。
基準色データ設定ROM66に保持されている色度値の基
本データC2と輝度情報の基本データY2は、例えば第3図
及び第4図に示すような構造の基準色設定治具68を用い
て測定したデータである。
基準色設定治具68は、片面が開口した筒形状をなし、
この筒の外周にスコープの固定ねじ69が設けてあり、こ
のねじ69の回動によりスコープ固定部材70の外周の板ば
ね71の内径を小さくして第3図又は第4図(a)に示す
ようにスコープ固定部材70によって、先端部20側を固定
できるようにしてある。尚、スコープ固定部材70の内周
面には弾性部材72が取付けてある。
この筒の内側の底面部には基準色のチャート73が取付
けてあり、内視鏡の先端部20はその撮像面又は結像面が
第3図に示すようにこのチャート73面と平行で一定の距
離で固定できるようにしてある。この状態で撮像したCR
T14に座標となる基準画像を表示できるようにしてあ
る。
しかして、この基準色設定治具68を装着した場合の最
も基本となるデータ、つまり色度値の基本データC2と輝
度情報の基本データY2は、例えば工場側で測定されて基
準色データ設定ROM66に書込まれる。
従って、使用者は、この基本色設定治具68を装着し
て、標準となる基準画像をCRT14に表示した場合の色度C
1及び輝度Y1を上記基本データC2,Y2と一致するように基
準色ブライトネス設定用VR42、基準色コントラスト設定
用VR43とか基準色R設定用VR39、基準色G設定用VR40、
基準色B設定用VR41を調整することにより、医師相互の
診断基準の共通化を実現できるようにしている。
このように構成された第1実施例の作用を以下に説明
する。
先ず、色度値の基本データC2と輝度情報の基準データ
Y2を得る方法はスコープ3又は5の先端側に第3図及び
第4図に示す基準色設定治具68を取付け、ビデオプロセ
ッサ13に設けられている図示しない光源の照明光量調整
手段を調整して、ビデオプロセッサ13のRGB信号の出力
レベルが高、中、低、例えば75%,50%,5%(100%=0.
714V)となるように照明光量を可変して、75%時と5%
時にCRT14の適正輝度を基準色ブライトネス設定用VR4
2、基準色コントラスト設定用VR43を調節して決め、50
%時には適正な色度を基準色R設定用VR39、基準色G設
定用VR40、基準色B設定用VR41を調節することによって
決めることができる。
内視鏡画像を任意の色調に調整したい時は、第7図に
示した従来例と同様にして基準色設定SW31をOFFするこ
とでアナログスイッチ32a,32b,32cが使用者調整側に切
り替わり、使用者R調整用VR33、使用者G調整用VR34、
使用者B調整用VR35によって使用者の好み等に応じて映
像信号のレベルを調整し、それに加えて使用者ブライト
ネス調整用VR36、使用者調整用コントラストVR37を調整
することにより任意の調整値を映像信号補正回路38に与
えることによって、CRT14の画像の色度、輝度は任意に
調整できる。
医師相互の診断基準の共通化を計る際には、基準色設
定SW31をONすることで、アナログスイッチ32a,32b,32c
が基準色設定側に切り替わり、基準色データ設定ROM66
のデータC2,Y2を取込んだときと同様にして、スコープ
3又は5の先端側に基準色設定治具68を取付け、ビデオ
プロセッサ13に設けられている光源の照明光量調節手段
によりビデオプロセッサ13のRGB信号の出力レベルが75
%,50%,5%となるように照明光量を可変して、75%出
力と5%出力それぞれの時の基準色ブライトネス設定用
VR42、基準色コントラスト設定用VR43を基準色比較回路
67の表示を見ながらY1とY2を合うように補正する。次に
50%出力時に基準色R設定用VR39、基準色G設定用VR4
0、基準色B設定用VR41を基準色比較回路67の表示を見
ながらC1とC2を合うように補正する。使用者によって補
正された基準色ブライトネス設定用VR42、基準色コント
ラスト設定用VR43、基準色R設定用VR39、基準色G設定
用VR40、基準色B設定用VR41、コントラスト設定用VR43
の値を映像信号補正回路38に与えることによって、CRT1
4の画像の色度、輝度は診断基準として決めておいた基
準値に設定することができる。
以上のようにして第1実施例によるモニタ画像撮影装
置61は、内視鏡の種類の違い、CRTのばらつき、使用環
境の違い等があってもCRTの色度、輝度を設定しておい
た基準値に保つことができ、フィルムの露光量を適正レ
ベルに制御できるので同機種モニタ画像撮影装置の他の
使用者との相関を計ることが必要になった時や、特定患
者の病変部の変化の具合いを知りたい時に、得られる写
真のばらつきが少ないので、医師の診断に役立てること
ができる。
また、当然のことながら600nm付近の光(赤色光)を
透過する赤色フィルタ、550nm付近の光(緑色光)を透
過する緑色フィルタ、500nm付近の光(青色光)を透過
する青色フィルタ以外にも他の波長の光を透過するフィ
ルタを用いてもCRTの色度、輝度が測定できるならば同
様の効果を得られる。
第5図は本発明の第2実施例の主要部を示す。
この第2実施例の装置81では、第1図に示す第1実施
例の3つのフォトダイオード63R,63G,63Bを用いる代り
にCCD82等の固体撮像素子を用いている。つまりCRT14の
管面上の輝度は結像レンズ83により、その焦点面に配設
したCCD82の撮像面に結像される。このCCD82の撮像面に
は色分離用フィルタが取付けてあり、例えば各画素毎に
色分離する。
しかして、CCD82はCCD駆動回路84からのドライブ信号
により読出され、映像処理回路85に入力され、映像処理
されて色信号と輝度信号とが生成され、色信号Cは色度
演算回路64に入力され、輝度信号Yは測光制御部46及び
基準色比較回路67に入力されるようにしてある。その他
は第1実施例と同様の構成である。又、その作用効果も
第1実施例とほぼ同様のものとなる。
尚、基準色データ設定ROM66の基準となるデータY2,C2
は必ずしも基準色設定治具68を用いて入力しなければな
らないものでない。
又、基準色設定治具68は、スコープ3又は5の先端側
を覆うように対向配置できるものであれば良く、動かな
いように固定する固定手段は必ずしも必要でない。
又、輝度等を測定する場合、1点でなくある程度のサ
イズ部分に対して行うようにしても良い。
又、CRT14の代りにバックライト照明手段を備えた液
晶パネルその他の表示手段でも同様に適用できる。
[発明の効果] 以上述べたように本発明によれば、特別の信号発生器
やモニタ画面の色度、輝度の測定するための外部電子機
器等を用いることなく、内視鏡の先端部を覆うだけの簡
単で、取り付けが容易な基準色設定治具を用いてモニタ
画像撮影装置のモニタ画面に標準となる信号を与えるこ
とができ、その画像を用いてモニタ画面上の色度、輝度
を測定し、基準色色度輝度記憶手段に納めた基準の色
度、輝度と測定した色度、輝度を比較しながらモニタへ
の入力を補正することにより、モニタ画面上の色度、輝
度を入力信号源の種類(電子内視鏡や外付けテレビカメ
ラ)にかかわらず一定の値に保つことができる。
更に測定した輝度を元にスチルカメラの露光量を制御
できるので、本発明のモニタ画像撮影装置によって得ら
れる写真のばらつきを減らすことができ、医師にとって
同機種のモニタ画像撮影装置使用の他者との相関を図る
ことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図ないし第4図は本発明の第1実施例に係り、第1
図は第1実施例のモニタ撮影装置の構成図、第2図は基
準色比較回路における色度及び輝度の表示例を示す説明
図、第3図及び第4図は内視鏡の先端側に着脱自在とな
る基準色設定治具の構造を示し、第3図は断面図、第4
図(a)は第3図の側面図、第4図(b)は内視鏡を外
した状態を示す側面図、第5図は本発明の第2実施例の
主要部を示す構成図、第6図は従来の内視鏡ビデオシス
テムの構成を示す全体図、第7図は従来のモニタ撮影装
置の構成図、第8図は測光制御部の具体的回路図、第9
図は従来例の動作説明図である。 3……ビデオスコープ(電子内視鏡) 5……ファイバスコープ、8……テレビカメラ 13……ビデオプロセッサ、14……CRT 29……写真撮影用カメラ 31……基準色設定スイッチ 32a,32b,32c……アナログスイッチ 39,40,41……基準色設定用VR 42……基準色ブライトネス用VR 43……基準色コントラスト用VR 46……測光制御部 61……モニタ画像撮影装置 62R,62G,62B……測光レンズ 63R,63G,63B……フォトダイオード 64……色度演算回路、65……加算回路 66……基準色データ設定ROM 67……基準色比較回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H04N 9/79 - 9/898 H04N 9/04 - 9/11 A61B 1/04

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】モニタ画面の色調を任意に調整でき、モニ
    タ画面に表示された画像を写真撮影可能とするモニタ画
    像撮影装置において、 内視鏡先端側に対向配置可能で、内視鏡に基準となる画
    像を撮像させる基準色設定手段と、モニタ画面上の少な
    くとも1点の輝度及び色度を測定する測定手段と、基準
    となる輝度及び色度を記憶する基準データ記憶手段と、
    前記基準色設定手段を用いて測定した輝度及び色度を比
    較する比較手段と、前記測定した輝度及び色度を基準と
    なる輝度及び色度の値に補正する補正手段と、前記補正
    手段で補正した輝度状態で写真撮影手段の露光量を適正
    値に制御する制御手段とを設けたことを特徴とするモニ
    タ画像撮影装置。
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