JP2979534B2 - 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】本発明は被写体を面順次方式で撮
像する電子内視鏡装置に係り、特にモニタ画面上の画像
をフリーズ指令により静止させることができる電子内視
鏡装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】医療用や工業用として用いられる電子内
視鏡は、スコープ部と、プロセッサと、モニタ装置とを
備え、スコープ部における挿入部を体腔等の内部の挿入
して、プロセッサに内蔵もしくは独立した照明装置から
被写体に向けて照明光を照射し、当該被写体からの反射
像をＣＣＤ等の固体撮像素子によって光電変換すること
により画像信号を形成し、このようにして得た画像信号
を撮像素子から読み出してプロセッサに伝送し、該プロ
セッサにおいて信号処理を行った上でモニタ装置にカラ
ー表示するようにしている。

【０００３】ここで、スコープ部の挿入部の細径化を図
るために、１枚の撮像素子を用い、しかもその解像度を
向上させるために、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）の
各色の画像をそれぞれフィールド毎に形成して、これら
を重ね合わさることによって画像を表示する、所謂面順
次方式で撮像素子を駆動するようにしたものが用いられ
ている。

【０００４】ところで、面順次方式では各色チャンネル
の色画像は１フィールドまたは１フレームづつ遅れて発
生しており、これを同時式に変換してカラー画像として
再生しているため、フリーズ指令によってモニタ画像を
静止させると、被写体と内視鏡先端部間の動きにより静
止したモニタ画像に色ずれが発生する場合があった。一
般に、モニタに表示されたカラー画像を写真カメラでフ
ィルムに記録し保管することが行われているが、上記の
ように色ずれを起こしたカラー画像の場合には、著しく
劣化した写真が撮られることになる。

【０００５】そこで、本出願人は色ずれが発生したとき
にはフリーズ指令があってもフリーズがかからないよう
にし、静止画即ち、色ずれがないときにフリーズする方
法を提案した。図３は従来の電子内視鏡装置の全体構成
を示すブロック図である。同図において、１は光源ラン
プ、２はライトガイドを示し、この光源ランプ１からラ
イトガイド２の入射端２ａに至る照明光路には、回転式
のカラーフィルタ３が介装されている。このカラーフィ
ルタ３には、Ｒ（赤）の波長領域光を透過させるＲフィ
ルタ域と、Ｇ（緑）の波長領域光を透過させるＧフィル
タ域と、Ｂ（青）の波長領域光を透過させるＢフィルタ
域とが設けられており、このカラーフィルタ３を回転さ
せることによって、Ｒ，Ｇ，Ｂの各波長光による順次照
明が行われる。このＲ，Ｇ，Ｂの順次照明光はライトガ
イド２により伝送されて、その出射端２ｂから照明用レ
ンズ４を介して被写体に向けて照射される。

【０００６】次に、５はＣＣＤを示し、前述したＲ，
Ｇ，Ｂによる順次照明が行われている被写体の像はＣＣ
Ｄ５の結像面に結像されて光電変換され、ＣＣＤ駆動回
路６からのＣＣＤ駆動パルスをＣＣＤ５に印加すること
によって、その画像信号が順次読み出される。このＲ，
Ｇ，Ｂの各色の画像信号はプロセッサ７に伝送され、こ
のプロセッサ７によって所定の信号処理を行った上でデ
ィスプレイの画面上に被写体像がカラー表示されるよう
になっている。

【０００７】次に、プロセッサ７は、ＣＣＤ５からの出
力信号を処理する第１の信号処理回路１０を有し、この
第１の信号処理回路１０の出力信号はＡ／Ｄ変換器１１
によってデジタル信号に変換されて、フィールドメモリ
１２に記憶される。ここで、フィールドメモリ１２はＲ
画像信号を記憶するＲメモリ域１２Ｒ，Ｇ画像信号を記
憶するＧメモリ域１２Ｇ，Ｂ画像信号を記憶するＢメモ
リ域１２Ｂから構成される。また、このフィールドメモ
リ１２における各メモリ域１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂの出
力側には、それぞれＤ／Ａ変換器１３Ｒ，１３Ｇ，１３
Ｂが設けられており、これらＤ／Ａ変換器１３Ｒ，１３
Ｇ，１３Ｂにおいてアナログ信号に変換された後に、第
２の信号処理回路１４によって更に信号処理が行われた
上で、３色の画像信号はカラーエンコーダ１５によって
複合映像信号に変換される。

【０００８】更に、フィールドメモリ１２における画像
信号の書き込み及び読み出し駆動を行うために、メモリ
ドライブ回路１６が設けられており、このメモリドライ
ブ回路１６にはカラーフィルタ３におけるＲ，Ｇ，Ｂの
各フィルタ域が照明光路に臨んだときに、それを検出し
てＲ，Ｇ，Ｂのイネーブル信号を発生するイネーブル信
号発生器１７に接続されるとともに、同期信号発生器１
８が接続されている。従って、これらイネーブル信号発
生器１７からの信号と、同期信号発生器１８からの信号
とに基づいてフィールドメモリ１２への画像信号の書き
込み及び読み出し制御が行われるようになっている。ま
た、同期信号発生器１８から発生する同期信号はタイミ
ングパルス発生器１９を介してＣＣＤ駆動回路６に伝送
されるようになっている。

【０００９】ここで、ディスプレイは被写体の画像を動
画の状態で表示するほか、表示モードの切替により、静
止した状態のフリーズ画像としても表示することができ
るようになっている。このために、内視鏡の本体操作部
等適宜の位置にはフリーズ操作部８が設けられており、
このフリーズ操作部８にはアナログスイッチ２０が接続
されている。従って、通常フリーズ操作部８を操作した
ときには、アナログスイッチ２０を経由してイネーブル
信号発生器１７がロックして、フィールドメモリ１２に
はその画像信号の書換え命令信号が入力されなくなり、
カラーエンコーダ１５からの出力信号は静止画を示すよ
うになる。また、これと同時にシャッタ制御回路２１が
作動して、カメラのシャッタが作動することになる。

【００１０】ところで、フリーズ画像として表示する場
合においては、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色の像がＣＣＤ５に結像
する際に時間差があることから、被写体とＣＣＤ５を装
着した内視鏡の挿入部の先端との間に相対的な動きがあ
ると、各色画像間にずれか生じる。このために、被写体
の動きを検出する動き検出回路２２が設けられている。
この動き検出回路２２は、比較回路２３と、積分回路２
４と、スイッチ駆動回路２５とから構成されている。

【００１１】比較回路２３にはカラーエンコーダ１５か
ら色差信号（Ｇ−Ｙ）が加えられている。尚、この色差
信号（Ｇ−Ｙ）は、画像信号Ｇから輝度信号Ｙを減算し
た信号であり、 Ｙ＝０．３Ｒ＋０．６Ｇ＋０．１Ｂ から、 Ｇ−Ｙ＝０．４Ｇ−０．３Ｒ−０．１Ｂ となる。従って、例えば白黒の静止したチャートを撮影
したときに得られる色差信号（Ｇ−Ｙ）は０であるが、
動きがある場合には画像信号Ｇと輝度信号Ｙとの間にず
れが生じ即ち、色割れが生じ、Ｇの大きいところ、Ｙの
大きいところが生じて色差信号（Ｇ−Ｙ）は０でなくな
り、プラスの部分、マイナスの部分が含まれるようにな
る。

【００１２】比較回路２３は色差信号（Ｇ−Ｙ）のプラ
スの部分を取り出し、これを積分回路２４に出力する。
積分回路２４は入力信号を積分し、その積分値（直流電
圧）をスイッチ駆動回路２５に出力する。ここで、被写
体に動きがある場合には、前記積分回路２４の直流電圧
はプラスになり、この直流電圧はスイッチ駆動回路２５
で増幅されたのちアナログスイッチ２０に加えられ、ア
ナログスイッチ２０を動作不能にする。逆に、被写体が
静止している場合には、前記積分回路２４の直流電圧は
０になり、前記アナログスイッチ２０は動作可能にな
る。

【００１３】従って、被写体が静止している場合のみア
ナログスイッチ２０は動作可能になり、ここでフリーズ
操作部８が操作されフリーズ指令信号がアナログスイッ
チ２０に加えられると、このフリーズ指令信号はアナロ
グスイッチ２０を介してイネーブル信号発生器１７に加
えられる。これにより、イネーブル信号発生器１７がロ
ックされフィールドメモリ１２には書換え命令信号が加
えられなくなり、ディスプレイの画像は静止する。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、被写体から
蛍光灯のような過大な光が入射し、且つ被写体に動きが
ある場合には、比較回路２３から取り出される色差信号
（Ｇ−Ｙ）のプラス側の信号は飽和するほど大きくな
り、その結果積分回路２４に充電される正電圧も大きく
なる。ここで、被写体が静止すると、積分回路２４の入
力は０になるが、積分された正電圧が放電されて０にな
るまでには長時間を要す。

【００１５】一方、肌色のような光の場合には、色差信
号（Ｇ−Ｙ）はマイナス成分が主であり、動きがあると
きのプラス成分の振幅は小さい。このため、積分回路２
４に充電される正電圧も小さいため、動画から静止画に
移ったときに積分回路２４の出力が０になるまでの放電
時間は短い。このことは、ＣＣＤ５への入射光が蛍光灯
のように過大であると、動画から静止画に移ったとき
に、フリーズ操作部８を操作しても直ちにフリーズせず
時間がかかるのに対し、ＣＣＤ５への入射光が肌色のよ
うに過大でなければ、動画から静止画に移ったときに、
フリーズ操作部８を操作すると短時間でフリーズするこ
とを意味する。

【００１６】このように、被写体が動画から静止画に移
ったのちフリーズするまでの時間は入射光の強さに大き
く依存し、操作性が不安定になるという問題がある。本
発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、被写体
が動画から静止画に移ったのちフリーズするまでの時間
を、入射光の大きさにかかわらず略一定の短時間で行う
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。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するために、内視鏡先端部から時系列に色分解したＲ，
Ｇ，Ｂの照明光を被写体に照射し、該被写体からの反射
像を内視鏡先端部に配設した固体撮像素子で受光し、該
固体撮像素子から得られるＲ，Ｇ，Ｂの面順次の画像信
号を各色別に画像メモリに順次記憶させるとともに、該
画像メモリからＲ，Ｇ，Ｂの画像信号を同時に読み出す
電子内視鏡装置において、フリーズ指令を出力するフリ
ーズ操作手段と、前記Ｒ，Ｇ，Ｂの画像信号のうちの任
意の２つの画像信号間の差又は任意の１色の画像信号と
輝度信号との差を演算する演算手段と、前記演算手段か
ら得られる差信号と色割れ検出用の所定の基準値とを比
較し、該基準値を越える信号成分を出力する比較手段
と、前記比較手段からの信号を積分する積分手段と、前
記積分手段に入力する信号レベルが過大にならないよう
に制御するレベル制御手段と、前記積分手段の積分値が
被写体の動きの有無を判定する所定値以下になり且つ前
記フリーズ操作手段からフリーズ指令を入力すると、前
記メモリ手段の記憶内容を保持させる手段と、を備えた
ことを特徴としている。

【００１８】

【作用】本発明によれば、Ｒ，Ｇ，Ｂの画像信号のうち
の任意の２つの画像信号間の差又は任意の１色の画像信
号と輝度信号との差が演算手段によって演算され、その
差信号のうち色割れ検出用の所定の基準値を越える信号
成分が積分手段に出力されて積分される。ここで、レベ
ル制御手段は前記積分手段に入力する信号レベルが過大
にならないようにレベル制御する。これにより、前記積
分手段での充電電圧が制限され、被写体が静止してから
の前記積分手段での放電時間が略一定になる。

【００１９】そして、前記積分手段の電圧値が被写体の
動きの有無を判定する所定値以下になり且つフリーズ操
作手段からフリーズ指令を入力すると、Ｒ，Ｇ，Ｂの画
像信号を記憶するメモリ手段の記憶内容を保持させるよ
うにしている。

【００２０】

【実施例】以下添付図面に従って本発明に係る電子内視
鏡装置の好ましい実施例を詳述する。図１は本発明に係
る電子内視鏡装置の要部ブロック図であり、図３に示し
た動き検出回路２２の改良例を示している。

【００２１】図１に示すように、この動き検出回路３０
は、第１の比較回路３１、第２の比較回路３２、第１の
積分回路３３、第２の積分回路３４、第１のスイッチ駆
動回路３５、第２のスイッチ駆動回路３６及びスイッチ
３７から構成されている。カラーエンコーダ１５（図
３）から取り出された色差信号（Ｇ−Ｙ）はそれぞれ比
較回路３１及び３２の正入力に加えられている。第１の
比較回路３１及び第２の比較回路３２の負入力には色割
れ検出用の所定の基準値が設定器３１Ａ及び３２Ａから
加えられている。尚、上記所定の基準値は０よりも僅か
に大きい値が望ましい。

【００２２】第１の比較回路３１及び第２の比較回路３
２はそれぞれ上記色差信号（Ｇ−Ｙ）と基準値とを比較
し、色差信号（Ｇ−Ｙ）の基準値を越える信号成分を第
１の積分回路３３及び第２の積分回路３４に出力する。
従って、被写体に動きがある場合には、色差信号（Ｇ−
Ｙ）のプラス成分及びマイナス成分が頻繁に発生し、そ
のプラス成分が後段の積分回路に出力されることになる
が、被写体からの入射光が過大である場合には上記第１
の比較回路３１及び過大入力検出用の第２の比較回路３
２で取り出される信号は飽和するほど大きくなる。

【００２３】第２の積分回路３４は過大入力検出用の第
２の比較回路３２からの入力信号を所定の時定数で充放
電し、その充電電圧を第２のスイッチ駆動回路３６に出
力する。第２のスイッチ駆動回路３６は第２の積分回路
３４の充電電圧を増幅してスイッチ３７に出力するもの
で、前記積分回路３４の充電電圧が所定レベル以上のと
き（前記比較回路３２からのプラス成分が過大のと
き）、前記スイッチ３７の可動接片３７Ｃを接点３７Ａ
から３７Ｂに切り替える。

【００２４】第１の積分回路３３は前記第１の比較回路
３１からの入力信号を所定の時定数で充放電し、その充
電電圧を第１のスイッチ駆動回路３５に出力する。ここ
で、スイッチ３７の可動接片３７Ｃが接点３７Ｂに切り
替えられているときには、入力信号は抵抗Ｒ１，Ｒ２の
分圧抵抗に対応する電圧値に制限される。即ち、前記比
較回路３１から出力されるプラス成分が過大になる場合
には、その出力レベルが制限されて第１の積分回路３３
に加えられる。尚、第２の積分回路３４の時定数は第１
の積分回路３３の時定数よりも小さい値に設定されてい
る。

【００２５】第１のスイッチ駆動回路３５は第１の積分
回路３３の充電電圧を増幅してアナログスイッチ２０
（図３）に出力するもので、前記積分回路３３の充電電
圧が所定値以下のとき（被写体の動きの有無を判定する
所定値以下のとき）、アナログスイッチ２０を動作可能
にする。即ち、第１の積分回路３３の充電電圧が所定値
を越えると、被写体に動きがあるものと見なしてアナロ
グスイッチ２０を動作不能にし、フリーズ操作部８を操
作してもフリーズしないようにする。一方、被写体の動
きが静止し、第１の積分回路３３の充電電圧が所定値以
下に放電されると、アナログスイッチ２０を動作可能に
し、ここでフリーズ操作部８が操作されているとフリー
ズされる。尚、前述したように第１の積分回路３３はそ
の入力信号のレベルが制御されるため、その充電電圧値
も制限され、その結果、被写体の動きが実際に静止して
から第１の積分回路３３の充電電圧が所定値以下になる
までの時間が略均一になる。従って、被写体からの入射
光に大きさにかかわらず、被写体の動きが静止してから
略一定の短時間でフリーズに入ることができるようにな
る。

【００２６】図２は本発明に係る電子内視鏡装置の要部
ブロック図であり、図３に示した動き検出回路２２の他
の改良例を示している。尚、図１と共通する部分に関し
ては同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。図
２に示すように、この動き検出回路４０は、第１の比較
回路３１と第１の積分回路３３との間にリミッタ回路４
１が設けられている点で、図１の動き検出回路３０と相
違する。このリミッタ回路４１は、比較回路３１から出
力されるプラス成分が過大になる場合には、その出力レ
ベルを制限して第１の積分回路３３に加えるようにして
いる。これにより、図１の動き検出回路３０と同様な効
果が得られる。

【００２７】尚、本実施例では色差信号（Ｇ−Ｙ）を動
き検出回路に入力するようにしたが、他の色差信号（Ｂ
−Ｙ），（Ｒ−Ｙ）或いはＲ，Ｇ，Ｂの画像信号のうち
の任意の２つの画像信号間の差を入力するようにしても
よい。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る電子内
視鏡装置によれば、動き判定のための積分手段に入力す
る信号レベルが過大にならないようにレベル制御するよ
うにしたため、前記積分手段での充電電圧が制限され、
被写体が静止してからの前記積分手段での放電時間が略
一定になり、被写体が動画から静止画に移ったのちフリ
ーズするまでの時間を、入射光の大きさにかかわらず略
一定の短時間で行うことができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は図３に示した動き検出回路の改良例を示
す本発明に係る電子内視鏡装置の要部ブロック図であ
る。

【図２】図２は図３に示した動き検出回路の他の改良例
を示す本発明に係る電子内視鏡装置の要部ブロック図で
ある。

【図３】図３は従来の電子内視鏡装置の全体構成を示す
ブロック図である。

【符号の説明】

３…カラーフィルタ ５…ＣＣＤ ８…フリーズ操作部 １２…フィールドメモリ １５…カラーエンコーダ １７…イネーブル信号発生器 ２０…アナログスイッチ ２１…シャッタ制御回路 ３０、４０…動き検出回路 ３１…第１の比較回路 ３２…第２の比較回路 ３３…第１の積分回路 ３４…第２の積分回路 ３５…第１のスイッチ駆動回路 ３６…第２のスイッチ駆動回路 ３７…スイッチ ４１…リミッタ回路

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内視鏡先端部から時系列に色分解した
   Ｒ，Ｇ，Ｂの照明光を被写体に照射し、該被写体からの
   反射像を内視鏡先端部に配設した固体撮像素子で受光
   し、該固体撮像素子から得られるＲ，Ｇ，Ｂの面順次の
   画像信号を各色別に画像メモリに順次記憶させるととも
   に、該画像メモリからＲ，Ｇ，Ｂの画像信号を同時に読
   み出す電子内視鏡装置において、フリーズ指令を出力す
   るフリーズ操作手段と、前記Ｒ，Ｇ，Ｂの画像信号のう
   ちの任意の２つの画像信号間の差又は任意の１色の画像
   信号と輝度信号との差を演算する演算手段と、前記演算
   手段から得られる差信号と色割れ検出用の所定の基準値
   とを比較し、該基準値を越える信号成分を出力する比較
   手段と、前記比較手段からの信号を積分する積分手段
   と、前記積分手段に入力する信号レベルが過大にならな
   いように制御するレベル制御手段と、前記積分手段の積
   分値が被写体の動きの有無を判定する所定値以下になり
   且つ前記フリーズ操作手段からフリーズ指令を入力する
   と、前記メモリ手段の記憶内容を保持させる手段と、を
   備えたことを特徴とする電子内視鏡装置。