JP2933165B2

JP2933165B2 - 電子内視鏡装置

Info

Publication number: JP2933165B2
Application number: JP63206805A
Authority: JP
Inventors: 明伸内久保; 政夫上原; 正秀菅野; 克行斉藤; 潤長谷川; 真司山下; 克義笹川; 雅彦佐々木
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1988-01-08
Filing date: 1988-08-19
Publication date: 1999-08-09
Anticipated expiration: 2014-08-09
Also published as: JPH01280439A; US4894715A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、固体撮像素子を用いて被写体像を撮像する
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り、
体腔内臓器等を観察したり、必要に応じ処置具チャンネ
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、唯１種類のみで、２種類以
上の撮像デバイスを用いるものはなかった。また、前記
電子内視鏡においても、従来は、用いられる固体撮像素
子は１種類に限られていた。

ところが、近年、内視鏡医学の発展に伴い、その観察
部位も複雑多岐にわたり、内視鏡先端部の細径化がより
いっそう求められるようになった。

すなわち、大腸等の太い器官部と気管等の細い器官部
では、緩される内視鏡の径が異なる。従って、太い器官
部にマッチした画素構成の固体撮像素子では、サイズが
大きいため、細い器官用の内視鏡を構成し得ず、逆に、
細い器官部にマッチした固体撮像素子では、太い器官用
の内視鏡の径に対して小さいため、余剰スペースが生
じ、本来なら撮像面である部分を無駄にする結果とな
り、効率的ではない。従って、観察部位に対応して画素
構成を有する内視鏡が必要になってきた。

また、固体撮像素子を用いて、体腔内を観察する電子
内視鏡において、患部画像をリアルタイムに拡大する電
子ズーム機能が、患部をより詳しく観察するための方法
として注目され始めている。しかしながら、従来の電子
内視鏡では、画像の拡大率が一律であるため、異なる画
素構成を有する固体撮像素子を駆動したとき、その出力
画像は、縦または横に圧縮されたものになってしまう。

また、画素数の少ない細径電子内視鏡用の固体撮像素
子を用いた場合、表示画角が小さくなり、充分な観察効
果が得られなくなる。

また、NTSC方式の縦の走査線が525本、PAL方式の縦の
走査線が625本と、テレビジョンの放送方式によって、
縦の走査線数が異なるため、固体撮像素子を同一クロッ
クで駆動した場合、PAL方式では、NTSC方式に比べて、
縦の画面の大きさが、525/625に圧縮された形になっ
て、画角が小さくなってしまい、前述の例と同様に、充
分な観察効果が得られなくなってしまう。そのため、従
来は、NTSC方式とPAL方式とで、クロックを変えるため
に、タイミング関係のユニットを変換せざるを得なかっ
た。

尚、特開昭62−211040号公報には、内視鏡の種類を判
別して、マスク形成の有無等を自動的に設定できるよう
にしたものが開示されている。

しかしながら、この従来例においても、異なる画素構
成を有する固体撮像素子を用いた場合や、テレビジョン
放送方式が異なる場合等には、画像の大きさが変わって
しまう。

［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，被写体の画像拡大率及び縮小
率，テレビジョン放送方式等にかかわらず、所望の表示
画角にて表示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。

［問題点を解決するための手段］本発明による電子内視鏡装置は、被観察対象を撮像
し、表示手段に表示するための画像信号を生成する固体
撮像素子を備えた電子内視鏡と、前記固体撮像素子からの画像信号を入力し、該画像信
号の垂直方向および水平方向について、それぞれ独立の
拡大縮小処理を行う画像表示倍率変更手段と、前記電子内視鏡を備えられた前記固体撮像素子の画素
構成は検知または指示する検知指示手段と、前記検知指示手段にて検知または指示された前記固体
撮像素子の画素構成に基づき、表示手段に表示される被
写体像が、所望の表示画角にて表示されるよう、前記画
像表示倍率変更手段の垂直拡大縮小率を制御する垂直倍
率制御信号および水平拡大縮小率を制御する水平倍率制
御信号を出力する画像倍率制御手段と、を備えたことを特徴とする。

［作用］本発明では、検知，指示手段によって、表示画角を変
化させる要因が検知または指示され、この検知，指示手
段の出力に基づいて、画像表示倍率制御手段によって、
画像表示倍率変更手段の画像表示倍率が制御され、所望
の表示画角が得られる。

［実施例］第１図乃至第10図は本発明の第１実施例に係り、第１
図は本実施例の概念図、第２図は電子内視鏡装置の全体
を示す側面図、第３図は電子内視鏡装置の構成を示すブ
ロック図、第４図は水平画像拡大部の構成を示すブロッ
ク図、第５図は水平画像拡大部の作用を示す説明図、第
６図は水平画像拡大部の動作を示すタイミングチャート
図、第７図は補間係数の一例を示す説明図、第８図は垂
直画像拡大部の構成を示すブロック図、第９図は垂直画
像拡大部の動作を示すタイミングチャート図、第10図は
拡大率制御部の一例を示すブロック図である。

本実施例の概略を、第１図の概念図を参照して説明す
る。

固体撮像素子26から得られた映像信号は、画像表示倍
率変更手段としての第１の画像拡大部31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31からの映像信号は、画像表示倍率変更手段とし
ての第２の画像拡大部32によって、前記第１の画像拡大
部31によって拡大された方向と直角方向に、拡大され補
間される。すなわち、前記画像拡大部31,32は、一方が
垂直画像拡大部で、他方が水平画像拡大部である。前記
両画像拡大部31,32は、画像表示倍率制御手段としての
拡大率制御部34によって、画像の拡大率及び補間の割合
が制御されるようになっている。前記拡大率制御部34
は、画角を変化させる要因を検知または指示する検知，
指示手段としての検知，指示部35からの制御信号によっ
て表示画角が所望の大きさに制御される。

次に、本実施例を具体的に説明する。

第２図に示すように、本実施例の電子内視鏡装置は、
電子内視鏡１と、光源装置及び信号処理回路が内蔵さ
れ、前記電子内視鏡１が接続されるビデオプロセッサ６
と、このビデオプロセッサ６に接続されるモニタ７とを
備えている。

前記電子内視鏡１は、細長で例えば可撓性の挿入部２
を備え、この挿入部２の後端に太径の操作部３が連設さ
れている。前記操作部３からは、側方に可撓性のユニバ
ーサルコード４が延設され、このユニバーサルコード４
の先端に、前記ビデオプロセッサ６のコネクタ受け８に
接続されるコネクタ５が設けられている。

前記挿入部２の先端側には、硬性の先端部９及びこの
先端部９に隣接する後方側に湾曲可能な湾曲部10が順次
設けられている。また、前記操作部３には、湾曲操作ノ
ブ11が設けられ、この湾曲操作ノブ11を回動操作するこ
とにより、前記湾曲部10を上下／左右方向に湾曲できる
ようになっている。

第３図に示すように、前記先端部９には、配光レンズ
21と、結像光学系22とが配設されている。前記配光レン
ズ21の後端側には、ファイババンドルからなるライトガ
イド23が連設され、このライトガイド23は、前記挿入部
2,操作部3,ユニバーサルコード４内に挿通され、前記コ
ネクタ５に接続されている。そして、このコネクタ５を
前記ビデオプロセッサ６に接続することにより、このビ
デオプロセッサ６内の光源25から出射される照明光が、
前記ライトガイド23の入射端が入射されるようになって
いる。この照射光は、前記ライトガイド23によって先端
部９に導かれて先端面から出射され、配光レンズ21を通
って、被写体を照射されるようになっている。

一方、前記結像光学系22の結像位置には、固体撮像素
子26が配設されている。尚、前記固体撮像素子26の前面
に、赤（Ｒ），緑（Ｇ）,B（青）等の各色透過フィルタ
をモザイク状等に配列した図示しないカラーフィルタア
レイが設けられる。前記固体撮像素子26には、信号線27
が接続され、この信号線27は、前記挿入部２、操作部3,
ユニバーサルコード４内に挿通され、前記コネクタ５に
接続されている。そして、前記照明光によって照明され
た被検査部位の被写体像が、前記結像光学系22により結
像され、前記固体撮像素子26により電気信号に変更さ
れ、この固体撮像像素子26の出力信号は、前記信号線27
を介して、前記ビデオプロセッサ６内に設けられたプリ
プロセス回路30に入力されるようになっている。

前記固体撮像素子26の出力信号は、前記プリプロセス
回路30にて、検波され、AGC（オートゲイトコントロー
ル），γ補正等種々の信号処理が施された後、A/D変換
され、ディジタル信号として出力されるようになってい
る。このプリプロセス回路30のディジタルの出力信号
は、第１の画像拡大部31に入力され、垂直または水平方
向に拡大される補間されるようになっている。この第１
の画像拡大部31から映像信号は、第２の画像拡大部32に
入力され、前記第１の画像拡大部31によって拡大された
方向と直角方向に、拡大され補間されるようになってい
る。前述のように、前記画像拡大部31,32は、一方が垂
直画像拡大部で、他方が水平画像拡大部である。更に、
拡大率制御部34には例えばプッシュスイッチ等の外部入
力手段を有する前記検知・指示部35より電子内視鏡１の
画角に関する情報が入力され、これに対応した画像の拡
大率及び補間の割合を表す制御信号が拡大率制御部34か
ら前記両画像拡大部31,32に出力される。

前記第２の画像拡大部32からの映像信号は、ポストプ
ロセス回路33に入力され、D/A変換され、輪郭補正等の
信号処理が施された後、モニタ７に出力されるようにな
っている。そして、このモニタ７に、被写体像が表示さ
れるようになっている。

次に、前記第１の画像拡大部31または第２の画像拡大
部32である水平画像拡大部の一例を、第４図に示す。

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41,42と、前記ラインメモリ41,42の
出力を入力する２つのラッチ43,44と、前記ラッチ43,44
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45,46と、このルックアップテーブル45,46
の出力を加算して出力する加算器47とを備えている。前
記ラインメモリ41,42は、１ライン毎に交互に書き込ま
れ、また、拡大率制御部34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43,44には、前記拡大率制御部34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43,4
4に蓄えられた信号は、前記拡大率制御部34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43,44の出力は、ルックアップテーブル45,46は、補
間係数αij,βijにて乗算される。この補間係数αij,β
ijは、前記拡大率制御部34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。

次に、第５図ないし第７図を参照して、前記水平画像
拡大部の動作について説明する。

ディジタルの映像信号は、ラインメモリ41,42には、
１ライン毎に交互に書き込まれ、このラインメモリ41,4
2からは、第６図（ａ）に示すような拡大率制御部34か
らの読み出しクロックに従って、第６図（ｂ）に示すよ
うに、Q1,Q2,Q3,Q1′のデータが出力され、このデータ
は、第６図（ｃ）及び（ｄ）に示すようなラッチクロッ
クに対応して、ラッチ43,44に蓄積される。すなわち、
ラッチ43には、第６図（ｃ）に示すようなラッチクロッ
クに従って、初めにデータQ1が蓄えられ、このデータQ1
は、次のラッチクロックが送られるまで保持され、第６
図（ｅ）に示されるように、ルックアップテーブル45に
出力され続ける。また、前記ラッチ43には、次のラッチ
クロックに従って、データQ3が蓄えられ、更に次のラッ
チクロックが送られるまで、このデータQ3がルックアッ
プテーブル45に出力され続ける。一方、ラッチ44には、
第６図（ｄ）に示すようなラッチクロックに従って、初
めにデータQ2が蓄えられ、このデータQ2は、次のラッチ
クロックが送られるまで保持され、第６図（ｆ）に示す
ように、ルックアップテーブル46に出力され続ける。ま
た、前記ラッチ44には、次のラッチクロックに従って、
データQ1′が蓄えられ、更に次のラッチクロックが送ら
れるまで、このデータQ1′がルックアップテーブル45に
出力され続ける。

前記ルックアップテーブル45,46では、補間後のデー
タP1〜P1′に対応して、前記データQ1〜Q1′に、例えば
第７図（ａ）に示すような補間係数αij,βijが乗算さ
れる。尚、第７図に示のは拡大率8/3における補間の一
例である。第７図（ａ）において、左側の値がαijを示
し、右側の値がβijを示している。また、第７図におけ
る補間係数αij,βijの値は、上から順に、第５図及び
第６図におけるα00,α11,α12,α21,α22,α23,α31,
α32,β11,β12,β21,β22,β23,β31,β32が対応して
いる。この補間係数が乗算されたデータは、ルックアッ
プテーブル45,46から出力される。

そして、加算器47にて、前記ルックアップテーブル4
5,46の出力を加算することにより、第７図（ｂ）に示す
ような計算式に従って補間後のデータP1〜P1′が得ら
れ、第６図（ｉ）に示すように出力される。

第５図に、原画像のデータQ1〜Q1′と、補間後のデー
タP1〜P1′との関係を示す。この図に示すように、前記
補間係数αij,βijの値は、補間されて作成される画素
データＰが、その補間の基の画素データＱとどのような
位置関係にあるかに係っている。このとき、Pk＝αijQl
＋βijQ（ｌ＋１）と表すことができる。また、前記ル
ックアップテーブル45,46は、画角を変化させる要因に
対して、各々最適のαij,βijを用意しており、拡大率
制御部34の係数切換信号に従ってαij,βijの値を変
え、所望の画角を得るようになっている。

このような構成の水平画像拡大部によれば、拡大率制
御部34の制御信号を切換えるだけで、回路構成は変えず
に、任意の画像の水平方向の拡大，補間が可能となり、
且つ、表示画角も任意に設定自在となる。

尚、前記水平画像拡大部において、読出しアドレスは
シーケンシャルにアクセスされても良い。また、ルック
アップテーブル45,46及び加算器47を、一つの乗加算器
で構成しても良いし、ラインメモリ41,42以降をアナロ
グの処理回路にて構成しても良い。また、この水平画像
拡大部は、第３図に示す第１の画像拡大部31,第２の画
像拡大部32のどちらでも良い。

次に、前記第１の画像拡大部31または第２の画像拡大
部32である垂直画像拡大部の一例を、第８図に示す。

この垂直画像拡大部は、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つのフレームメモリ51,52を備えている。このフレー
ムメモリ51,52は、映像信号をフレーム単位で書き込
み，読み出しを交互に行っており、その読み出しアドレ
スは、拡大率制御部34からのアドレスコントロール信号
によってランダムアクセスされる。前記フレームメモリ
51または52の出力は、全データの内、第１フィールドに
必要なデータを、アドレスを間引くように読み出し、次
に、第２フィールドについても同様に読み出す。このと
き、第９図（ａ）に示すように、前記フレームメモリ5
1,52からは、１水平走査期間に、隣接する２ライン（第
ｎライン，第ｎ＋１ライン）が倍速で読み出され、ルッ
クアップテーブル53に入力されるようになっている。ま
た、この隣接する２ラインのうち、先に読み出された第
ｎラインは、第９図（ｂ），（ｃ）に示すように、ライ
ンメモリ54に入力され、このラインメモリ54によって遅
延され、後に読み出された第ｎ＋１ラインとの同時化が
行われ、ルックアップテーブル55に入力されるようにな
っている。

同時化されて前記ルックアップテーブル55,53に入力
される第ｎライン及び第ｎ＋１ラインは、前記ルックア
ップテーブル55,53によって、それぞれ、αij,βij倍
（αij≦1,βij≦1,αij＋βij＝１）され、加算器56に
よって加算され、垂直拡大画像の新しい走査線データが
得られるようになっている。尚、前記αij,βijの値
は、第５図に示すような水平拡大の場合と同様に、補間
されて作成される走査線データＰが、その補間の基の走
査線データＱとどのような位置関係にあるかに係ってい
る。このとき、Pk＝αijQl＋βijQ（ｌ＋１）と表すこ
とができる。また、前記ルックアップテーブル53,55
は、画角を変化させる要因に対して、各々最適のαij,
βijを用意しており、拡大率制御部34の係数切換信号に
従ってαij,βijの値を変え、所望の画角を得るように
なっている。

このような構成の垂直画像拡大部によれば、拡大率制
御部34の制御信号を切換えるだけで、回路構成は変えず
に、任意に画像の垂直方向の拡大，補間が可能となり、
且つ、表示画角も任意に設定自在となる。

尚、前記垂直画像拡大部において、読み出しアドレス
はシーケンシャルにアクセスされてもよい。また、ライ
ンメモリ54は、ディジタルディレイラインで置換可能で
あるし、ルックアップテーブル53,55及び加算器56を、
１つの乗加算器で構成しても良い。また、フレームメモ
リ51,52以降を、アナログの処理回路にて構成しても良
い。また、この乗直画像拡大部は、第３図に示す第１の
画像拡大部31,第２の画像拡大部32のどちらでも良い。

次に、前記拡大率制御部34の一例を、第10図に示す。

ビデオプロセッサ６内には光源25が設けられており、
この光源25より出射した照明光はモータ14に駆動される
回転フィルタ13に設けられた色透過フィルタを透過する
ことによって赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）等の各色光
に変換され、ライトガイド23の入射端面に照射される。
ライトガイド23を伝達された照明光は先端部９に設けら
れた配光レンズ21より観察部位に照射される。観察部位
からの戻り光は結像光学系22によって固体撮像素子26の
撮像面に結合する。この被写体像は光電変換されて電気
信号となり、この電気信号はビデオプロセッサ６内のプ
リプロセス回路30に出力される。プリプロセス回路30で
は所定の信号応処理が行なわれた後、デジタル信号とし
て画像拡大部31に入力される。

一方、拡大率制御部34は、固体撮像素子26の画素構成
を検知する撮像デバイス検知手段61と、この撮像デバイ
ス検知手段61らの画素構成検知信号を入力し、画素構成
に対応した拡大率制御信号を前記画像拡大部31,32に送
るマスターコントロール62とを備えている。そして、前
記撮像デバイス検知手段61で、固体撮像素子26の画素構
成を検知し、この画素構成に対応して、前記マスターコ
ントロール62によって、画像拡大部31,32の拡大率が制
御され、表示画像が所望の大きさ、例えば、固体撮像素
子26の画素構成にかかわらず一定の表示画角となるよう
に制御される。

尚、第10図のような固体撮像素子26を先端部９に備え
た電子内視鏡１においては、固体撮像素子26と内視鏡自
体が一体であるため、固体撮像素子26の種類を検知する
には、内視鏡自体の種類を検知すれば良い。従って、例
えば、電子内視鏡１のコネクタ５に、固体撮像素子26の
種類によって異なる機械的または電気的なタイプ信号発
生部36を設け、前記撮像デバイス検知手段61に、タイプ
信号発生部36からの信号を入力すれば、容易に固体撮像
素子26の画素構成を検知することが可能である。

また、本実施例における拡大率制御部34の特徴は、画
像拡大部31,32を独立に制御可能であるという点である
が、独立に制御可能であれば、第10図に示すように、拡
大率制御部34が、画像拡大部31に対するものと画像拡大
部32に対するものとが一体化されたものである必要はな
い。すなわち、画像拡大部31,32に対して、それぞれ別
個にマスターコントロール62を設けても良い。また、第
４図及び第８図における係数切換信号，読み出しクロッ
ク，ラッチクロック等の拡大率制御信号の種類毎に、マ
スターコントロール62を設けても良いし、拡大率制御信
号を幾つかに分類して、それぞれに対してマスターコン
トロール62を設けても良い。

このように、本実施例によれば、撮像デバイス検知手
段62によって固体撮像素子26の画素構成を自動検知し、
所望の表示画角となるように、垂直方向の拡大率と水平
方向の拡大率を独立に自動的に制御できるので、極めて
容易に、観察に必要な所望の表示画角が得られる。

また、異なる画像拡大率の制御を、共通の回路で対処
できるため、部品の共通化が図れ、異なる拡大率毎に別
々の回路構成で対処するのに比べて、コストを低減で
き、また、ソフトウエアだけで対応できるため、異なる
仕様に対して柔軟に対応することができる。

第11図は本発明の第２実施例の構成を示すブロック図
である。

本実施例は、第10図に示す第１実施例における拡大率
制御部34において、更に、表示画像拡大切り換え手段63
を設けたものである。前記表示画像拡大切り換え手段63
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
の表示画像拡大切り換え手段63からの表示画像拡大切り
換え信号が、マスターコントロール62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62は、撮像デ
バイス検知手段61からの画像構成検知信号と表示画像拡
大切り換え手段63からの表示画像拡大切り換え信号とを
演算し、適切な拡大率になるように、画像拡大部31,32
に拡大率制御信号を送るようになっている。

本実施例によれば、固体撮像素子26の画素構成及び画
像の拡大率を自動検知し、所望の表示画角となるように
自動的に制御できる。

その他の構成，作用及び効果は、第１実施例と同様で
ある。

第12図は本発明の第３実施例の構成を示すブロック図
である。

本実施例は、第10図に示す第１実施例で述べた拡大率
制御部34における撮像デバイス検知手段61に代えて、放
送方式切り換え手段65を設けたものである。この放送方
式切り換え手段65は、DIPスイッチ等を切り換え手段に
より、マスターコントロール62に対して拡大率を切り換
えることができるようになっている。本実施例では、NT
SC方式を基準にしてPAL方式では、縦の拡大率を625/525
倍にしている。これにより、NTSC方式もPAL方式も同じ
表示画角で見ることができる。

本実施例によれば、ハードウエアによらず、ソフトウ
エアだけで、異なる放送方式に対応できるため、コスト
を低減できる。

また、本実施例では、画像拡大率を、垂直方向と水平
方向で独立に制御できるので、現行テレビジョン放送方
式とアスペクト比の異なる高品位放送方式等の画角との
互換性もソフトウエアで対応可能となる。

尚、本実施例では、表示画角を変化させる要因を検知
または指示する手段として、放送方式切り換え手段65の
みを設けた構成であるが、第１実施例，第２実施例にお
ける撮像デバイス検知手段61や、表示画像拡大切り換え
手段63と自由に組み合わせて構成可能なことは言うまで
もない。

第13図乃至第16図は本発明の第４実施例に係り、第13
図は外付けテレビジョンカメラを備えた内視鏡装置の全
体の説明図、第14図は内視鏡検知部の説明図、第15図は
他の内視鏡検知部の説明図、第16図は内視鏡装置の構成
を説明するブロック図である。

本実施例は従来のファイバスコープ66に装着される外
付けテレビジョンカメラ73に本発明を適用したものであ
る。

第13図において、ファイバスコープ66の操作部68の後
端部に設けられた接眼部72には外付けテレビジョンカメ
ラ73が着脱自在に装着されている。この外付けテレビジ
ョンカメラ73は後端部より延出した信号用ケーブル75に
よってカメラコントロールユニット78に接続されてい
る。また、操作部68の側部より可撓性のユニバーサルケ
ーブル70が延出して、光源装置69と接続するようになっ
ている。光源装置69より出力された照明光はユニバーサ
ルケーブル70内を挿通されたライトガイド71内を伝送さ
れたファイバスコープ66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67内を
伝送され接眼部72に被写体像を伝送する。この被写体像
は外付けテレビジョンカメラ73内に設けられた固体撮像
素子74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76に入力される。信号処理回路76によって生成された
画像信号は信号用ケーブル75内を挿通された複数の伝送
線77によってカメラコントロールユニット78に送出され
る。なお、この信号用ケーブル75内にはカメラコントロ
ールユニット側から外付けテレビジョンカメラ73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78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79に出力され、画面上に被写体像を表示す
る。

第14図において、検知，指示段を説明する。ファイバ
スコープ66の接眼部72には抵抗R1の両端に接続されたピ
ン80,80が後方に突設されている。このピン80,80は接眼
部72に外付けテレビジョンカメラ73が接続されると、こ
の外付けテレビジョンカメラ73に設けられたピン受け8
1,81と接続するようになっている。ピン受け81,81には
スコープ検知回路82が接続されており、抵抗R1に定電流
を流し、抵抗R1の両端に発生する電圧を識別することに
よりスコープを識別し、スコープの種類を表すスコープ
検知信号をカメラコントロールユニット78に設けられた
第１実施例で述べたマスターコントロール62に出力する
ようになっている。マスターコントロール62はスコープ
検知回路82からのスコープ検知信号により画像拡大部3
1,32に拡大率制御信号を送出するようになっている。

ところで、ファイバスコープにおいては、従来の体腔
内の様々な部位に対応したスコープが存在するが、その
接眼部72に結像する画像の大きさもスコープの種類によ
って多種多用である。

本実施例によれば、スコープの種類を自動的に検知
し、外付けテレビジョンカメラ73によって撮影した被写
体像をモニタ７の画面上で所望の表示画角となるよに自
動的に制御できる。なお、本実施例は軟性ファイバスコ
ープの例を示したが、スコープは硬性鏡でも同様の効果
が得られることは言うまでもない。

また、第13図において、電子内視鏡のビデオプロセッ
サ６を用いる方式であっても構わない。

本実施例における検知はスコープ接眼部の結像サイズ
を検知するもので有るが、単にスコープの種類を検知す
るものも含むことは言うまでもない。

なお、第15図のように検知・指示手段を形成してもよ
い。

同図において、ファイバスコープ66aの接眼部72の後
端にはピン86が突出されている。また、ファイバスコー
プ66bの接眼部72の後端にはピン86は設けられていな
い。接眼部72の着脱自在に装着される外付けテレビジョ
ンカメラ73にはスイッチ87を構成するスイッチ片88がコ
イルばね89によって接眼部側に押圧されている。このス
イッチ片88は外付けテレビジョンカメラ73がファイバス
コープ66aに装着された場合、ピン86に押圧され、コイ
ルばね89に抗して接点91,91を接続するようになってい
る。接点91,91はスコープ検知回路82に接続されてお
り、このスコープ検知回路82はスイッチ87が閉状態であ
ることでファイバスコープ66aの接続を検知するように
なっている。また、ファイバスコープ66bに装着された
場合はスイッチ片88は押圧されずに、スイッチ87は開状
態のままで、スコープ知回路82はファイバスコープ66b
の接続を検知するようになっている。

なお、第15図ではピン86を１本とし、２種類のスコー
プを検知するようになっているが、ピン86を複数設ける
ことにより検知できるスコープの数を増加させても良
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。

第17図は本発明の第５実施例に係り、内視鏡検出部を
カメラコンオロールユニットに設けた内視鏡装置の説明
図である。

本実施例は第４実施例で外付けテレビジョンカメラ73
内に設けられているスコープ検知回路82をカメラコント
ロールユニット78に設けたものである。

外付けテレビジョンカメラ73に設けられたピン受け8
1,81は信号用テーブル75内を挿通された信号線93,93に
接続されている。この信号線93,93はカメラコントロー
ルユニット78内に設けられスコープ検知回路82に接続さ
れている。

本実施例のように構成することにより、外付けテレビ
ジョンカメラ73のコンパクト性を維持しつつ、スコープ
の検知を行うことができる。

その他の構成，作用及び効果は第４実施例と同様であ
る。

第18図及び第19図は本発明の第６実施例に係り、第18
図は外付けテレビジョンカメラを備えた内視鏡装置の全
体の説明図、第19図はコネクタ部にスコープ検知回路を
有する内視鏡装置の説明図である。

本実施例では第５実施例で述べた外付けテレビジョン
カメラの信号用ケーブルにコネクタを設けて、このコネ
クタを介してカメラコントロールユニットに接続できる
ようになっている。

本実施例のカメラコントロールユニット96には外付け
テレビジョンカメラ73の他に電子内視鏡も接続されるよ
うになっている。

このカメラコントロールユニット96には電子スコープ
の種類を検出するピン受け98,98と、ファイバスコープ
の種類を検出するピン受け99,99とが設けられており、
このピン受け98,98,99,99はスコープ検知回路82に接続
されている。

一方、外付けテレビジョンカメラ73の信号用ケーブル
の後端部に設けられたコネクタ97には前記ピン受け98,9
8,99,99に接続できるピン101,101,102,102が設けられて
いる。ピン101,101にはコネクタ97内に設けられた抵抗R
1が接続されており、スコープ検知回路82からピン受け9
8,98を介して定電流が供給されるようになっている。こ
の定電流が供給されることにより抵抗R1の両端に発生す
る電圧を検知することにより電子スコープの種類を検知
するようになっている。また、ピン102,102は信号用ケ
ーブル75内を挿通された信号線93によって外付けテレビ
ションカメラ73に設けられたピン受け81,81に接続され
ている。このピン受け81,81には第14図に示したファイ
バスコープ66が接続されるようになっており、上記と同
様にファイバスコープの種類が検知されるようになって
いる。

スコープ検知回路82はスコープの種類を検知するとス
コープ検知信号をマスターコントロールに出力し、所望
の表示画角を得ることができるようになっている。

本実施例において、第14図（ｂ）で示したようにスコ
ープ検知回路82を外付けテレビジョンカメラ73内に設け
てもよい。

その他の構成，作用及び効果は第４実施例と同様であ
る。

第20図乃至第22図は本発明の第７実施例に係り、第20
図は拡大回路と縮小回路を有する内視鏡装置のブロック
図、第21図は縮小回路を説明するブロック図、第22図は
マスターコントロールを説明するブロック図である。

本実施例の内視鏡装置は第１実施例の構成に加えて画
像縮小部を有している。

第20図において、固体撮像素子26から得られた映像信
号は、分岐されて一方は第１の拡大部31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31からの映像信号は第２の画像拡大部32によって、
前記第１の画像拡大部31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
号はは第１の画像縮小部106によって垂直または水平方
向を縮小される。この第１の画像縮小部106からの映像
信号は第２の画像縮小部107によって、前記第１の画像
縮小部106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31,32と第１及び第
２の画像縮小部106,107とは画像表示倍率変更手段を構
成している。

第１及び第２の画像拡大部31,32と第１及び第２の画
像縮小部106,107は画像表示倍率制御手段としての拡大
・縮小率制御部34aに設けられたマスターコントロール6
2aによって、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62a
は固体撮像素子26を画素構成を検知する現像デバイス検
知手段61からの画素構成検知信号を入力されて画像構成
の対応した拡大・縮小率制御信号を前画像拡大部31,32
及び画像縮小部106,107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62Aは表示画像拡大・縮小
切換手段63a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63a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63a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62a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62aは前記撮像デバイ
ス検知手段61からの画素構成検知信号と表示画像拡大・
縮小切換信号63a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31,32に拡大率制御信号を出力し、あるいは画像縮小
部106,107に縮小率制御信号を出力するようになってい
る。

画像拡大部31,32は第１実施例で述べた構成と同様で
ある。画像縮小部106,107及び拡大・縮小率制御部34aを
第21図を用いて説明する。

画像縮小回路111は概念的には、元の画像走査線数，
水平画素数をそれぞれ間引いて減らす操作行うもので、
その制御は拡大・縮小率制御部34aによってなされる。

画像縮小回路111は大きく分けて垂直画像縮小回路112
と水平画像縮小回路113とタイムベースコレクタ（以下T
BCと略記す。）114の３つの要素からなっている。

前記垂直画像縮小回路112は、２つのラインメモリ11
6,117と、入力信号を交互に前記ラインメモリ116,117の
一方に送る切換スイチ118と、前記ラインメモリ116,117
の出力をそれぞれLij倍,Kij倍するルックアップテーブ
ル119,121と、このルックアップテーブル119,121の出力
を加算して出力する加算器122とを備えている。そして
縮小倍率によって決まる複数の走査線毎の隣合う２本の
走査線データが、前記ラインメモリ116,117から読み出
され、この走査線データは、それぞれルックアップテー
ブル119,121にて縮小倍率によって決まる係数Lij,Kij
で、Lij倍,Kij倍され、加算器122で加算されて、同じく
縮小画像の新たな走査線データが求められ、後段の水平
画像縮小回路113に入力されるようになっている。

前記水平画像縮小回路113は前記垂直画像縮小回路112
の出力信号を入力する２つのラッチ123,124と、前記ラ
ッチ123,124の出力をそれぞれMij倍,Nij倍するルックア
ップテーブル126,127の出力を加算して出力する加算器1
28とを備えている。前記ラッチ123,124には新しい走査
線の縮小倍率によって決まる複数の画素毎の隣合う２つ
の画素データが保持され、この２つの画素データは、そ
れぞれ前記ルックアップテーブル126,127で同じく縮小
倍率に応じて決められた係数Mij,Nijで、Mij倍、Nij倍
され、このデータを前記加算器128で加算することによ
り縮小画像の新しい画素データが求められ、後段のTBC1
14に入力されるようになっている。

前記TBC114はフィールド毎に書込み動作と読出し動作
とを交互に切換えられる２つのメモリ129,130と、前記
水平画像縮小回路113からの信号をフィールド毎に前記
メモリ129,130の一方に送る切換スイッチ132と、フィー
ルド毎に前記メモリ129,130の一方を選択して出力する
切換スイッチ133とを備えている。この切換スイッチ133
は、前記スイッチ132が選択しない側のメモリを選択す
るようになっている。そして、第１のフィールド期間に
は、前記切換スイッチ132を介して、メモリ129,130の一
方、例えばメモリ129に演算によって求められた縮小画
像のデータが順次書込まれ、この時、他方のメモリ130
からはモニタ７の所定の位置に縮小画像が表示されるよ
うにテレビ同期信号に同期して、縮小画像のデータが読
み出されるようになっている。第２のフィールドでは、
逆にメモリ129からデータが読み出され、メモリ130の内
容が更新される。

第22図において、、拡大・縮小率制御部34aに設けら
れた前記マスターコントロール62aの一例を説明する。

マスターコントロール62aは基準クロック発生回路136
とアドレスカウンタ137とROM138とから構成されてい
る。ROM138には予め拡大及び縮小のためのデータが入力
されており、基準クロック発生回路136に同期してカウ
ント動作を行うアドレスカウンタ137のデータに対応し
て第６図（ａ），（ｃ），（ｄ）等に示した拡大・縮小
率制御信号を画像拡大部31,32及び画像縮小部106,107に
出力する。この時、ROM138内のどのデータを出力するか
は、画素構成検知信号あるいは表示画像拡大・縮小率切
換信号等のコントロール信号に対応してROM138で切換え
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26の画素
構成及び画像の拡大・縮小率を検知して所望の表示画角
となるように制御できる。

その他の構成，作用及び効果は第１実施例と同じ様で
ある。

第23図は本発明の第８実施例に係り、マスタコントロ
ールを説明するブロック図である。

本実施例は、拡大・縮小率をマニュアル可変可能とし
たマスターコントロールの一例であり、検知，指示手段
としてのアップダウンスイッチ等の拡大・縮小率可変設
定手段142により拡大あるいは縮小の倍率を初期設定値
から自在に変化させるように構成したものである。

マスターコントロール141は基準クロック発生回路136
とアドレスカウンタ137とアドレスデータ変換器143とプ
リセット値変換器144とROM138とによって構成されてい
る。

前記拡大・縮小率可変設定手段142からの入力に従い
プリセット値変換器144では拡大・縮小率ｐに対応して
アドレスのカウントを開始する。また、アドレス変換器
143は拡大・縮小率可変設定手段142の倍率変換出力を受
ける。なお、水平方向の拡大の場合、映像領域のある画
素に対して水平方向に同一の画素のデータを用いてモニ
タ７の画面上に表示するようになっているためにアドレ
スカウンタ137は水平方向に順次カウントを行い、出力
されるデータが拡大・縮小を行うアドレスデータ変換器
143に入力される。このアドレスデータ変換器143は変換
倍率ｐに対応した同一画素を読み出すようにアドレスデ
ータの変換を行う。例えば、倍率ｐが２倍の拡大の場合
はアドレスカウンタの出力1,2,3,…ｎ−1,n、アドレス
データ変換器の出力1,1,2,2,3,3,…n,nとなる。

また、垂直方向の拡大の場合は、同一走査線を変換倍
率ｐに対応してモニタ７の画面上に表示するように垂直
方向のアドレスカウンタ137の出力データをアドレスデ
ータ変換器143によって変換させればよい。

上記のように本実施例では、一度標準画角に設定され
た後、所望の画像拡大・縮小率が選択できるようになっ
ている。

なお、縮小を行う場合には、縮小前の画像データから
部分的に画像の抽出を行うことにより縮小表示できるこ
とは言うまでもない。また、アドレスデータ変換器143
はROMで構成しても良い。

その他の構成，作用及び効果は第７実施例と同様であ
る。

なお、本発明は、挿入部の先端部に固体撮像素子を有
する電子内視鏡に限らず、ファイバスコープ等の肉眼観
察が可能な内視鏡の接眼部に、外付けテレビカメラを接
続して使用する内視鏡装置にも適用することができる。

［発明の効果］以上説明したように本発明によれ、固体撮像素子の画
素構成，被写体の画像拡大率及び縮小率，テレビジョン
放送方式等にかかわらず、所望の表示画角にて表示する
ことが可能になるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第10図は本発明の第１実施例に係り、第１図
は本実施例の概念図、第２図は電子内視鏡装置の全体を
示す側面図、第３図は電子内視鏡装置の構成を示すブロ
ック図、第４図は水平画像拡大部の構成を示すブロック
図、第５図は水平画像拡大部の作用を示す説明図、第６
図は水平画像拡大部の動作を示すタイミングチャート
図、第７図は補間係数の一例を示す説明図、第８図は垂
直画像拡大部の構成を示すブロック図、第９図は垂直画
像拡大部の動作を示すタイミングチャート図、第10図は
拡大率制御部の一例を示すブロック図、第11図は本発明
の第２実施例の構成を示すブロック図、第12図は本発明
の第３実施例の構成を示すブロック図、第13図乃至第16
図は本発明の第４実施例に係り第13図は外付けテレビジ
ョンカメラを備えた内視鏡装置の全体の説明図、第14図
は内視鏡検知部の説明図、第15図は他の内視鏡検知部の
説明図、第16図は内視鏡装置の構成を説明するブロック
図、第17図は本発明の第５実施例に係り、内視鏡検出部
をカメラユニットに設けた内視鏡装置の説明図、第18図
及び第19図は本発明の第６実施例に係り、第18図は外付
けテレビジョンカメラを備えた内視鏡装置の全体の説明
図、第19図はコネクタ部にスコープ検知回路を有する内
視鏡装置の説明図、第20図乃至第22図は本発明の第７実
施例に係り、第20図は拡大回路と縮小回路を有する内視
鏡装置のブロック図、第21図は縮小回路を説明するブロ
ック図、第22図はマスターコントロールを説明するブロ
ック図、第23図は本発明の第８実施例に係り、マスタコ
ントロールを説明するブロック図である。１……電子内視鏡、26……固体撮像素子 31,32……画像拡大部 34……拡大率制御部 61……撮像デバイス検知手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 (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合議体審判長森正幸審判官高橋三成審判官新井重雄 (56)参考文献特開昭62−164433（ＪＰ，Ａ) 特開昭57−78834（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】被観察対象を撮像し、表示手段に表示する
ための画像信号を生成する固体撮像素子を備えた電子内
視鏡と、前記固体撮像素子からの画像信号を入力し、該画像信号
の垂直方向および水平方向について、それぞれ独立の拡
大縮小処理を行う画像表示倍率変更手段と、前記電子内視鏡に備えられた前記固体撮像素子の画素構
成を検知または指示する検知指示手段と、前記検知指示手段にて検知または指示された前記固体撮
像素子の画素構成に基づき、表示手段に表示される被写
体像が、所望の表示画角にて表示されるよう、前記画像
表示倍率変更手段の垂直拡大縮小率を制御する垂直倍率
制御信号および水平拡大縮小率を制御する水平倍率制御
信号を出力する画像倍率制御手段と、を備えたことを特徴とする電子内視鏡装置。