JP3175782B2 - 内視鏡装置 - Google Patents

内視鏡装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、異なる種類の内視鏡を
識別できる内視鏡装置に関する。
【0002】
【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。
【0003】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。
【0004】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渡り、内視鏡先端部の細
径化がより一層求められるようになった。大腸等の太い
器官部と気管等の細い器官部では、許される内視鏡の径
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、
観察部位に対応した画素構成を有する内視鏡が必要にな
ってきた。
【0005】ところが、従来の電子内視鏡装置は、固体
撮像素子の駆動回路及び信号処理回路が固定化されてい
たため、同一品種の同一仕様の固体撮像素子を用いた電
子スコープしか使用できないという欠点があった。
【0006】そこで、特開平3−114433号公報に
示されるように、電子内視鏡内に内視鏡判別用の抵抗を
設け、この抵抗に電流を流し抵抗の端子電圧を測定する
ことにより内視鏡の種類を判別する内視鏡装置が提案さ
れ、また特願平1−71241号公報では内視鏡の消費
電力を測定することにより内視鏡の種類を判別する内視
鏡装置が提案されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
3−114433号公報に示される抵抗を用いた判別で
は、内視鏡を装置本体に接続するコネクタに抵抗に電流
を供給するための接続部を設ける必要があり、コネクタ
を大きくなりさらに接続部を増やすことによりコネクタ
の抜去性が悪くなるという問題があり、また接続部を増
やすことにより接点の信頼性も悪くなるという問題点が
ある。
【0008】また、特願平1−71241号公報に示さ
れる消費電流を測定する判別では、装置本体に消費電流
測定用の回路を設けなければならず、装置が複雑になる
という欠点がある。
【0009】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、内視鏡の撮像手段からの撮像信号を用い、簡単
な構成により内視鏡を判別できる内視鏡装置を提供する
ことを目的としている。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明による内視鏡装置
は、被写体像を撮像し入射された被写体光に応じた振幅
の画素信号を出力する撮像出力期間と、前記被写体光が
入射されないことにより所定振幅の画素信号を出力する
非撮像出力期間とを有する撮像信号を出力する撮像手段
と、前記撮像手段から出力される撮像信号より画素に応
じた周波数成分を除去するローパスフィルタと、前記ロ
ーパスフィルタから出力される前記周波数成分が除去さ
れた撮像信号を所定の基準値と比較し非撮像出力期間を
抽出する比較手段と、前記比較手段から抽出された前記
非撮像出力期間を算出し前記撮像手段の種類を判別する
判別手段とを備えたことを特徴とする
【0011】
【作 用】上記構成では、被写体像を撮像し入射された
被写体光に応じた振幅の画素信号を出力する撮像出力期
間と、前記被写体光が入射されないことにより所定振幅
の画素信号を出力する非撮像出力期間とを有する撮像信
号を、撮像手段から出力させ、この撮像信号より画素に
応じた周波数成分をローパスフィルタで除去し、この周
波数成分が除去された撮像信号を比較手段で所定の基準
値と比較して、非撮像出力期間を抽出し、この抽出され
た前記非撮像出力期間を算出し前記撮像手段の種類を判
別手段で判別する。
【0012】
【実施例】以下、図面を参照しながら本発明の実施例に
ついて述べる。
【0013】図1ないし図8は本発明の一実施例に係わ
り、図1は内視鏡装置の構成を示す構成図、図2は制御
装置の構成を示す構成図、図3はCCDの撮像面の構成
を示す構成図、図4はCCDからの撮像信号の状態を説
明する説明図、図5はCCD判定回路の構成を示す構成
図、図6はCCD判定回路の動作を示す波形図、図7は
判定ラインを備えたCCDの撮像面の構成を示す構成
図、図8は判定ラインを備えたCCDの撮像面の変形例
の構成を示す構成図である。
【0014】本一実施例の内視鏡装置は、図1に示すよ
うに、複数の異なる固体撮像素子、たとえば、ACCD
2aを備えた電子内視鏡4a、BCCD2bを備えた電
子内視鏡4b、…と、これら電子内視鏡4a、4b、…
(以下電子内視鏡を符号4nで代表させ、CCDを符号
2nで代表させる)が接続でき電子内視鏡4nからの撮
像信号を信号処理し内視鏡装置全体を制御する制御装置
6と、この制御装置に接続され制御装置により信号処理
された内視鏡像を表示するモニタ8と、図示しないたと
えばR,G,B光源装置とを備えて構成されている。
【0015】図2に示すように、制御装置6は、電子内
視鏡4nの種類に応じて設けられ電子内視鏡4nを駆動
する複数の駆動回路10a、10b、…(以下駆動回路
を符号10nで代表させる)と、電子内視鏡4nの種類
に応じて設けられ電子内視鏡4nからの撮像信号を信号
処理するビデオプロセス回路12a、12b、…(以下
ビデオプロセス回路を符号12nで代表させる)と、前
記電子内視鏡4nからの撮像信号から後述する方法によ
りCCD2nの種類を判定するCCD判定回路14と、
この判定回路14により前記駆動回路10nを切り換え
る切換SW16と、判定回路14により前記ビデオプロ
セス回路路12nの入力を切り換える切換SW18と、
判定回路14により前記ビデオプロセス回路路12nの
出力を切り換える切換SW20とを備えている。
【0016】CCD2n撮像面は、図3に示すように、
CCDの種類に応じた大きさを持つ黒基準となる画素領
域(以下、OB部と記す)と撮像部とから構成されてい
る。
【0017】従って、CCD2nからの撮像信号は、図
4に示すように、CCDの種類によらず、撮像面に外部
光が入射されている場合は、前記撮像部での撮像信号の
振幅に比べOB部での撮像信号の振幅は小さくなってい
る(OB部では光が入射されないので電荷が蓄積されな
い)。
【0018】このようなCCDの出力である撮像信号か
らCCDの種類を判定する判定回路14は、図5及び図
6に示すように、CCDの出力である撮像信号をLPF
21を介して、クランプ回路22にてクランプし、コン
パレータ23によりクランプ回路22の出力を所定の基
準レベルと比較し、CCD判別回路24によりコンパレ
ータ23の出力よりOB部に対応した時間であるOB期
間を算出し、これに基づいてCCD2nを判定するよう
になっている。
【0019】このように構成された内視鏡装置は、CC
Dの種類に応じた大きさを持つ黒基準となるOB部を検
出してCCDの種類を判定し、CCDに応じた駆動回路
及びビデオプロセス回路を選択しているので、通常の撮
像信号により容易に判定でき、異なる電子内視鏡が接続
されても接続された電子内視鏡に応じた最適な駆動及び
信号処理を行うことができる。
【0020】尚、判定回路14は、OB部の撮像信号の
出力によりOB期間を算出し、これに基づいてCCD2
nを判定するとしたが、図7に示すように、OB部と撮
像部の境界に電気的に電荷を蓄積することにより、判定
ラインを生成させ、この判定ラインによりOB期間を算
出するようにしても良い。この場合、図8(A)に示す
ように、CCDに電気的に電荷を蓄積させ判定ラインを
生成させる位置は前述のようにOB部と撮像部の境界位
置としてもよいし、図8(B)に示すように、あう種類
のCCDはOB部と撮像部の境界位置に、また、ある種
類のCCDはOB部内の位置に判定ラインを生成させて
も良い。すなわち、OB部と撮像部の境界位置またはO
B部内の位置に判定ラインを設けることにより、CCD
の種類に応じたOB期間が算出できるようになっていれ
ば良い。
【0021】ところで、従来の内視鏡装置では、電子内
視鏡内のCCDにより被写体像を撮像するのに、CCD
駆動用、読みだし用及び電子内視鏡の制御スイッチ用
等、複数のケーブルを用いていたが、図9または図10
に示すように1本のケーブルを共有することによりケー
ブル本数を削減できる。
【0022】図9に示すようにCCD50を駆動する駆
動回路51は、CCD50に図11(A)に示すような
電位VABのアンチブルーミング信号(以下、ΦABと記
す)をCCD50の各露光時(図11(B))に伝送
し、読み出し時(図11(B))には図11(C)及び
図11(D)に示すように、垂直転送信号ΦP及び水平
転送信号ΦSをCCD50に伝送するようになってい
る。
【0023】ケーブル52を用いてこれらの信号を駆動
回路51からCCD50に伝送するために駆動回路51
の各信号に同期して切り換えられるスイッチSW1−
1、SW1−2、SW1−3、SW2、SW3を備え、
これらスイッチSW1−1、SW1−2、SW1−3、
SW2、SW3は各信号が図11に示すような波形とな
るようなタイミングで切り換えられるようになってい
る。尚、図10は駆動回路51a内で各信号を切り換え
て出力する変形例であり、その他は図9と同じである。
【0024】また、駆動信号であるΦPと読み出し信号
VOUTと共通ケーブル54により伝送する場合は、図1
2に示すようにな構成とし、スイッチSW4及びSW5
を駆動回路51bの各信号に同期して切り換え、各信号
が図13に示すような波形となるようになっている。
尚、読み出し信号VOUTは、プリアンプ52を介して信
号処理回路53に伝送され信号処理されるようになって
いる。
【0025】このように、図9、図10または図12に
示すように構成することにより、内視鏡と制御装置間の
ケーブル本数を減らすことができ、接続を容易にすると
ともに、接続が少なくなることにより装置の信頼性が向
上するという効果がある。
【0026】また、従来、内視鏡装置は光源を変える度
にホワイトバランス(以下、WBと記す)を調整するす
る必要があり、必要な光源に変えることが容易にできな
いという問題があった。
【0027】このような問題を解決する内視鏡装置は、
図14に示すように、分光特性のばらつき情報等を持つ
ROMを有した光源装置61a、61b、…と、これら
光源装置61a、61b、…が接続され、前記ROMの
情報に基づいてホワイトバランスを自動的に行う手段を
備えたカメラコントロールユニット(以下、CCUと記
す)とを備えて構成されている。尚、分光特性のばらつ
き情報は、たとえば、光源装置61a、61b、…内に
設けられた図示しないRGB回転フィルタの分光特性の
ばらつきである。
【0028】CCU62は、図15に示すように、スコ
ープからのRGBビデオ信号をRGB回転フィルタから
の同期信号に基づいて切り換えて入力するスイッチSW
20と、スイッチSW20を介してRGBビデオ信号を
入力するバッファ65a、65b、65cと、前記RO
Mの情報をD/A変換するD/A変換器67と、図示し
ないフロントパネル等の入力装置からの指示によりA変
換器67の出力に重みをつけるCPU68と、D/A変
換器67の出力とCPUの出力を乗算する乗算器66と
を備え、前記バッファ65a、65b、65cは乗算器
66に基づいてホワイトバランスを行うようになってい
る。
【0029】このように、光源装置内に分光特性のばら
つき情報等を持つROMを設け、この情報に基づいてホ
ワイトバランスを自動的に行うようにしているので、特
別な調整を必要とせずに、必要な光源に変えることが容
易にできるという効果がある。
【0030】また、ホワイトバランスを自動的に行う他
の手段として、図16に示すように、RGB順次信号を
入力するバッファと、サンプルホールド回路72と、複
数の比較器73と、アップ/ダウンカウンタ74と、複
数のD/A変換器75と、複数の乗算器76と、これら
剰算器76の出力を切り換えるスイッチSW21とを図
示のように接続して構成しても同様な効果を得ることが
できる。
【0031】さらに、図17に示すように、RGB順次
信号を輝度信号Y及び色差信号(R−Y)、(B−Y)
に変換するマトリックス回路と、バッファ81と、マス
ク検出手段82と、複数の積分回路83と、複数の比較
器84と、アップ/ダウンカウンタ85と、複数のD/
A変換器86と、複数の乗算器87とを図示のように接
続して構成しても同様な効果を得ることができる。
【0032】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、内
視鏡の撮像手段からの撮像信号を用い、簡単な構成によ
り内視鏡を判別できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 一実施例に係る内視鏡装置の構成を示す構成
図である。
【図2】 一実施例に係る制御装置の構成を示す構成図
である。
【図3】 一実施例に係るCCDの撮像面の構成を示す
構成図である。
【図4】 一実施例に係るCCDからの撮像信号の状態
を説明する説明図である。
【図5】 一実施例に係るCCD判定回路の構成を示す
構成図である。
【図6】 一実施例に係るCCD判定回路の動作を示す
波形図である。
【図7】 一実施例に係る判定ラインを備えたCCDの
撮像面の構成を示す構成図である。
【図8】 一実施例に係る判定ラインを備えたCCDの
撮像面の変形例の構成を示す構成図である。
【図9】 複数の信号を1本のケーブルで伝送する内視
鏡装置の構成を示す構成図である。
【図10】複数の信号を1本のケーブルで伝送する内視
鏡装置の第1の変形例の構成を示す構成図である。
【図11】図9または図10に示される内視鏡装置の動
作を示す波形図である。
【図12】複数の信号を1本のケーブルで伝送する内視
鏡装置の第2の変形例の構成を示す構成図である。
【図13】図12に示される内視鏡装置の動作を示す波
形図である。
【図14】ホワイトバランスを自動的に行う内視鏡装置
の構成図である。
【図15】ホワイトバランスを自動的に行う手段の構成
を示す構成図である。
【図16】ホワイトバランスを自動的に行う手段の第1
の変形例の構成を示す構成図である。
【図17】ホワイトバランスを自動的に行う手段の第2
の変形例の構成を示す構成図である。
【符号の説明】
2n…CCD 4n…電子内視鏡 6 …制御装置 10n…駆動回路 12n…ビデオプロセス回路 14 …判定回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡田 祥宏 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 笹 宏行 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 斉藤 克行 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 山口 征治 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1−107730(JP,A) 特開 平3−178632(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) A61B 1/00 - 1/32 G02B 23/24

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被写体像を撮像し、入射された被写体光
    に応じた振幅の画素信号を出力する撮像出力期間と、前
    記被写体光が入射されないことにより所定振幅の画素信
    号を出力する非撮像出力期間とを有する撮像信号を出力
    する撮像手段と、前記撮像手段から出力される撮像信号より、画素に応じ
    た周波数成分を除去するローパスフィルタと前記ローパスフィルタから出力される前記周波数成分が
    除去された撮像信号を所定の基準値と比較し、非撮像出
    力期間を抽出する比較手段と前記比較手段から抽出された前記非撮像出力期間を算出
    し、前記 撮像手段の種類を判別する判別手段と、 を備えたことを特徴とする内視鏡装置。
JP34554291A 1991-12-26 1991-12-26 内視鏡装置 Expired - Fee Related JP3175782B2 (ja)

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JP4363888B2 (ja) * 2003-04-25 2009-11-11 オリンパス株式会社 電子内視鏡装置
JP2009077845A (ja) * 2007-09-26 2009-04-16 Fujinon Corp 電子内視鏡装置
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