JP3216653B2 - 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、垂直方向の解像度を改
善する手段を形成した電子内視鏡装置に関する。

【０００２】

【従来技術】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、挿入部先
端側に撮像手段として電荷結合素子（以下ＣＣＤと略記
する。）等の固体撮像素子を設け、画像情報を光電変換
された電気信号として取り出す方式の電子内視鏡も種々
提案されている。

【０００３】従来例の内視鏡装置は、図２５に示すよう
な電子内視鏡１を備えている。この電子内視鏡１は、細
長で例えば可撓性の挿入部２を有し、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の
後端部からは側方に可撓性のケ―ブル４が延設され、こ
のケ―ブル４の先端部にコネクタ５が設けられている。
前記電子内視鏡１は、前記コネクタ５を介して、光源装
置及び信号処理回路が内蔵されたビデオプロセッサ６に
接続されるようになっている。さらに、前記ビデオプロ
セッサ６には、モニタ７が接続されるようになってい
る。

【０００４】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に設
けられた湾曲操作ノブ１１を回動操作することによっ
て、前記湾曲部１０を左右方向あるいは上下方向に湾曲
できるようになっている。また、前記操作部３には、前
記挿入部２内に設けられた処置具チャンネルに連通する
挿入口１２が設けられている。

【０００５】従来例の内視鏡装置を構成する電子内視鏡
１の挿入部２内には、図２６に示すように照明光を伝達
するライトガイド１４が挿通されている。このライトガ
イド１４の先端面は、挿入部２の先端部９に配置され、
この先端部９から照明光を出射できるようになってい
る。また、前記ライトガイド１４の入射端側は、ユニバ
ーサルコード４内に挿通されてコネクタ５に接続されて
いる。また、前記先端部９には、対物レンズ系１５が設
けられ、この対物レンズ系１５の結像位置に、固体撮像
素子１６″が配設されている。

【０００６】この固体撮像素子１６″は、可視領域を含
め紫外領域から赤外領域に至る広い波長域で感度を有し
ている。前記固体撮像素子１６″には、信号線２６，２
７が接続され、これら信号線２６，２７は、前記挿入部
２及びユニバーサルコード４内に挿通されて前記コネク
タ５に接続されている。

【０００７】一方、ビデオプロセッサ６内には、紫外光
から赤外光に至る広帯域の光を発光するランプ２１が設
けられている。このランプ２１としては、一般的なキセ
ノンランプやストロボランプ等を用いることができる。
前記キセノンランプやストロボランプは、可視光のみな
らず紫外光及び赤外光を大量に発光する。このランプ２
１は、電源部２２によって電力が供給されるようになっ
ている。前記ランプ２１の前方には、モ―タ２３によっ
て回転駆動される回転フィルタ５０が配設されている。

【０００８】この回転フィルタ５０には、通常観察用の
赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の各波長領域の光を透過
するフィルタが、周方向に沿って配列されている。ま
た、前記モ―タ２３は、モータドライバ２５によって回
転が制御されて駆動されるようになっている。

【０００９】前記回転フィルタ５０を透過し、Ｒ，Ｇ，
Ｂの各波長領域の光に時系列的に分離された光は、更
に、前記ライトガイド１４の入射端に入射され、このラ
イトガイド１４を介して先端部９に導かれ、この先端部
９から出射されて、観察部位を照明するようになってい
る。この照明光による観察部位からの戻り光は、対物レ
ンズ系１５によって、固体撮像素子１６″上に結像さ
れ、光電変換されるようになっている。

【００１０】この固体撮像素子１６″には、前記信号線
２６を介して、前記ビデオプロセッサ６内のドライバ回
路３１からの駆動パルスが印加され、この駆動パルスに
よって読み出し，転送が行われるようになっている。こ
の固体撮像素子１６″から読み出された映像信号は、前
記信号線２７を介して、前記ビデオプロセッサ６内また
は電子内視鏡１内に設けられたプリアンプ３２に入力さ
れるようになっている。このプリアンプ３２で増幅され
た映像信号は、プロセス回路３３に入力され、γ補正及
びホワイトバランス等の信号処理を施され、Ａ／Ｄコン
バータ３４によって、デジタル信号に変換されるように
なっている。

【００１１】このデジタルの映像信号は、セレクト回路
３５によって、例えば赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の
各色に対応する３つのメモリ（１）３６ａ，メモリ
（２）３６ｂ，メモリ（３）３６ｃに選択的に記憶され
るようになっている。前記メモリ（１）３６ａ，メモリ
（２）３６ｂ，メモリ（３）３６ｃは、同時に読み出さ
れ、Ｄ／Ａコンバータ３７によって、アナログ信号に変
換され、Ｒ，Ｇ，Ｂ色信号として出力されると共に、エ
ンコーダ３８に入力され、このエンコーダ３８からＮＴ
ＳＣコンポジット信号として出力されるようになってい
る。

【００１２】そして、前記Ｒ，Ｇ，Ｂ色信号または、Ｎ
ＴＳＣコンポジット信号が、カラーモニタ７に入力さ
れ、このカラーモニタ７によって、観察部位がカラ―表
示されるようになっている。また、前記ビデオプロセッ
サ６内には、システム全体のタイミングを作るタイミン
グジェネレータ４０が設けられ、このタイミングジェネ
レータ４０によって、モータドライバ２５，ドライバ回
路３１の各回路間の同期が取られている。

【００１３】

【発明が解決しようとする問題点】前記従来例の電子内
視鏡装置では、固体撮像素子１６″から得られるＲ，
Ｇ，Ｂ信号は、ノンインターレースで読み出される。従
って、（ノンインターレースで読み出された信号を記憶
するメモリから）フィールド画像として読み出し（てモ
ニタに表示し）た場合には、水平解像度は良好なものに
できるものの、垂直解像度が劣るものになっていた。

【００１４】垂直解像度を上げるために、通常のインタ
ーレース読み出しをした場合、１情報を同じ周期（例え
ば１／６０秒）で読み出した場合は、１フレーム分の画
像を得るのに、Ｒ，Ｇ，Ｂ各奇数・偶数フィールドがあ
るため、６フィールド分の時間が必要となり、動きのあ
る被写体の場合色ズレが増加する。また、色ズレを軽減
するために、読み出し周期を上げた場合、電荷蓄積時間
が短くなるため、感度が低下してしまう。

【００１５】ここで、従来例、例えば図２６においてイ
ンターレース読みだし信号を同時化した場合を考える。
固体撮像素子１６″から、ＲODD →ＧEVEN→ＢODD →Ｒ
EVEN→ＧODD →ＢEVENの順で映像信号を読みだした場合
（ここで、ＩODD とかＩEVEN（ＩはＲ，Ｇ，Ｂを表す）
はフレーム色信号Ｉにおける奇数フィールドとか偶数フ
ィールドを表す。）、メモリに書き込まれたＲ，Ｇ，Ｂ
信号は奇数フィールド偶数フィールドが混在することに
なり、これをそのまま同時化した場合、垂直方向のフリ
ッカや偽色が発生する。

【００１６】本発明は、上述した点に鑑みてなされたも
ので、感度低下が少なく、且つ色ずれを軽減でき、さら
に垂直解像度を改善できる電子内視鏡装置を提供する事
を目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明による電子内視鏡装置は、被検体像を撮像する
撮像素子と、第１の波長域を有する第１の照明光と第２
の波長域を有する第２の照明光と第３の波長域を有する
第３の照明光とを前記被検体に順次照射する照明手段
と、前記照明光に応じて、奇数フィールドのインタレー
ス走査に応じた第１の読み出し信号と偶数フィールドの
インタレース走査に応じた第２の読み出し信号とを前記
撮像素子に順次出力する読み出し手段と、前記撮像素子
より前記読み出し信号で読み出された前記第１の照明光
に応じた色撮像信号を記憶する第１の記憶手段と、前記
撮像素子より前記読み出し信号で読み出された前記第２
の照明光に応じた色撮像信号を記憶する第２の記憶手段
と、前記撮像素子より前記読み出し信号で読み出された
前記第３の照明光に応じた色撮像信号を記憶する第３の
記憶手段と、前記それぞれの記憶手段に記憶された前記
それぞれの色撮像信号のフィールド情報に応じて、前記
撮像素子より順次読み出された前記それぞれの色撮像信
号に対して、前記各フィールドにおいて前記各色撮像信
号毎にインタレース走査の間を補間する擬似色撮像信号
を生成する補間手段と、前記補間手段より出力される前
記擬似色撮像信号と前記それぞれの色撮像信号とにより
映像信号を生成する映像信号生成手段と、を具備したこ
とを特徴とする。

【００１８】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を具体
的に説明する。図１ないし図１１は本発明の第１実施例
に係り、図１は第１実施例の電子内視鏡装置の構成を示
し、図２は第１実施例に用いられる固体撮像素子からイ
ンターレース的走査によって信号が読み出される様子を
示し、図３は図１の各部の信号を示し、図４は駆動方法
２に係る撮像装置の構成を示し、図５はＨＤＴＶの画面
の一部に固体撮像素子で撮像した文字を表示した様子を
示し、図６は駆動方法２で駆動してＨＤＴＶの画面の一
部に固体撮像素子で撮像した文字を表示した様子を示
し、図７は図６の説明図を示し、図８は駆動方法３で駆
動してＨＤＴＶの画面の一部に固体撮像素子で撮像した
文字を表示した様子を示し、図９は駆動方法３の動作説
明図であり、図１０は補間を高精度に行うためのブロッ
ク構成を示し、図１１は図１０の演算結果の１例を示
す。

【００１９】図１に示す第１実施例において、図２６に
示す構成要素と同一のものには同符号を付ける。ライト
ガイド１４によって伝送された照明光で照明された被写
体像は固体撮像素子１６に結像される。被写体像は固体
撮像素子１６によって光電変換され、ドライバ３１から
の駆動信号によって所定のタイミングで読みだされる。
このドライバ３１はタイミングジェネレータ４０によっ
て駆動信号のタイミングが制御される。

【００２０】この固体撮像素子１６の駆動方法について
説明する。 （ａ）駆動方法例１： ＮＴＳＣ規格のＴＶでは、アスペクト比３：４、５２５
本／６０フィールド、インターレース走査がなされてい
る。この駆動方式は、通常使用されているアスペクト比
３：４の固体撮像素子を用いている撮像装置の場合にお
いても、あるいは電子内視鏡のようにアスペクト比１：
１の固体撮像素子を使用している撮像装置の場合におい
ても、固体撮像素子から映像信号を読み出す周波数１水
平方向、１垂直方向ともに映像を表示する周波数と同一
にする駆動方式である。

【００２１】（ｂ）駆動方法例２： ＨＤＴＶでは、アスペクト比９：１６、１１２５本／６
０フィールド、インターレース走査の表示がなされてお
り、ＨＤＴＶにおける通常の撮像装置に使用されている
固体撮像素子は従来のＮＴＳＣ規格の撮像装置に使用さ
れている固体撮像素子に比べて水平画素、垂直画素共に
多くなる。このためＨＤＴＶにおける固体撮像素子の駆
動周波数は、従来のＮＴＳＣ規格における固体撮像素子
の駆動周波数に比べ高くなり、それを処理する後段の回
路も高速なものが要求される。この駆動方法は高速な駆
動周波数を必要とする固体撮像素子の駆動を容易にする
駆動方法である。

【００２２】図４はこの駆動方法例２に係る撮像装置の
ブロック図を示し、映像を電気信号に変換する固体撮像
素子１６′には駆動信号発生回路３１′から、この固体
撮像素子１６′を駆動させるために必要な信号が印加さ
れる。固体撮像素子１６′からの映像信号出力は、出力
アンプ３２′を介してＡ／Ｄ変換器３４′によりディジ
タル信号に変換された後、メモリ５３′に記憶される。
このメモリ５３′に蓄えられた映像信号出力は、メモリ
制御信号発生回路５３ａによりメモリ５３′より読み出
され、モニタとか処理装置に出力される。

【００２３】図５はＨＤＴＶの画面上に図５のＰａに示
す領域に“Ａ”という文字を出力するような画素数を持
った固体撮像素子を考える。駆動方法例１に示したよう
に、駆動方法例１では固体撮像素子から映像信号を読み
出す周波数は１水平方向、１垂直方向ともに映像を表示
する周波数と同一となっており、アスペクト比が異なる
固体撮像素子を用いて撮像する場合等において、図５の
Ｐｂに示すように画面上に映像が出力されない区域が存
在する。

【００２４】図７（ａ）には図５のａ付近における固体
撮像素子の映像信号出力を示したものである。図７
（ａ）において、１水平期間には固体撮像素子の映像出
力信号を読み出していない、あるいは空読みを行なって
いる無効信号部分が存在する。図５のＰｂに示される区
域は、この無効信号部分に相当する。ここで図５に示す
ように、固体撮像素子出力を水平有効期間と出力信号の
水平期間との比をｍ：Ｍとする。

【００２５】また説明を簡単にするために水平ブランキ
ング期間は無視して説明を行う。本駆動方法例２では、
図７（ｂ）に示されるように前記無効信号部分を利用し
１水平期間全体を用いて固体撮像素子の１水平方向の映
像出力信号を読み上記の駆動を行うことで、固体撮像素
子の水平方向画素の読み出し動作を駆動方法例１の読み
出し動作に要した時間のＭ／ｍ倍の時間で行うことが可
能となり、固体撮像素子の駆動周波数を駆動方法例１の
ｍ／Ｍと低くすることが可能となる。前記駆動方法例２
で読み出された信号をそのまま出力すると図６となる。

【００２６】この水平方向に延ばされた映像信号出力
を、図４におけるメモリ５３′とメモリ制御信号発生回
路５３ａにより走査変換等の処理を行い出力すること
で、もとの映像を画面上に得ることが可能となる。図５
において、１垂直期間でも固体撮像素子の映像信号出力
を読み出していない期間が存在する。同図に示すように
固体撮像素子出力の垂直有効期間と出力信号の垂直期間
との比をｎ：Ｎとする。

【００２７】上記水平方向における駆動法を垂直方向に
適用する。説明を簡単にするために垂直ブランキング期
間は無視して説明を行うことにする。水平方向の読み出
しの場合と同様に前記無効信号部分を利用し１垂直期間
全体を用いて固体撮像素子の１垂直方向の映像出力信号
を読み出すことで、固体撮像素子の垂直方向画素の読み
出し動作を従来の読み出し動作に要した時間のＮ／ｎ倍
の時間で行うことが可能となり、固体撮像素子の駆動周
波数を従来のｎ／Ｎと低くすることが可能となる。

【００２８】この垂直方向に延ばされた映像信号出力
を、図４におけるメモリ５３′とメモリ制御信号発生回
路５３ａにより走査変換等の処理を行い出力することで
もとの映像を画面上に得ることが可能となる。以上説明
した水平、垂直方向の駆動法を同時に行うことにより、
より駆動周波数を低くすることが可能となる。図５に示
す撮像エリアの固体撮像素子の場合、本実施例に示す駆
動方法例２を用いることにより駆動周波数を（ｍ×ｎ）
／（Ｍ×Ｎ）に下げることができる。以上、水平、垂直
ブランキング期間を省略して説明したが、水平、垂直ブ
ランキング期間が存在する場合も同様に説明できる。

【００２９】このように駆動方法例２によれば、固体撮
像素子の駆動周波数を通常より低くすることができる。
このことにより、映像信号出力の帯域が低くなり、出力
アンプ、Ａ／Ｄ変換器等を低速なものを使用でき、安価
に構成できる。また、固体撮像素子周辺部の発熱も抑え
ることができる。

【００３０】なお、この駆動方法例２においてはＨＤＴ
Ｖをもとに説明を行ったが、この方法２はＨＤＴＶに限
られたものではなく、通常のＮＴＳＣ規格における電子
内視鏡のように固体撮像素子の読み出し動作に休止期間
が存在する例にも適用できるものである。

【００３１】

【００３２】

【００３３】

【００３４】

【００３５】ところで、図１に示す第１実施例の固体撮
像素子１６は、フィールド蓄積２線同時読み出しインタ
ーレースモードで読み出す事とする。つまり、図２に示
すように、奇数フィールドではＡで示す２本の水平ライ
ンを加算して読み出し、偶数フィールドではＢで示す２
本の水平ラインを加算して読み出す。このインタレース
走査は、各インタレース読み出しにより固体撮像素子１
６の全画素が読み出される。

【００３６】ここで、回転フィルタ５０は、この固体撮
像素子１６の読み出しに同期し、フィールド周期で、
Ｒ，Ｇ，Ｂの順に被写体を照明するように回転し、固体
撮像素子１６は、ＲODD ，ＧEVEN，ＢODD ，ＲEVEN，Ｇ
ODD ，ＢEVENの順で各フィールド周期で撮像した（固体
撮像素子１６の１プレーン情報分を加工して形成した各
フィールド画像に相当する）映像信号を出力する。ここ
で、ODD は奇数フィールド、EVENは偶数フィールドを示
す。

【００３７】この面順次映像信号は、プリプロセス回路
３３において前処理され、Ａ／Ｄコンバータ３４によっ
て、デジタル信号に変換される。デジタル信号に変換さ
れた映像信号は、その読みだされたフィールドに従って
メモリ部４７を構成するメモリ４１〜４６に入力する。
メモリ４１、４２、４３、４４、４５、４６はそれぞれ
ＲODD ＲEVEN，ＧODD ，ＧEVEN，ＢODD ，ＢEVEN用メモ
リであり、図１では例えばＲODDを ＲEVENをＲEのように略す。

【００３８】メモリ４１〜４６の出力は、擬似信号を生
成する手段としての補間回路４８に入力されると共に、
スイッチＳＷ１〜ＳＷ３を経てポストプロセス回路４９
に同時化された信号が入力される。このポストプロセス
回路４９の出力はＤ／Ａコンンバータ３７によってアナ
ログＲ，Ｇ，Ｂ信号に変換され、図示しないカラーモニ
タなどに出力される。

【００３９】図１に示すように前記メモリ部４７におい
ては、スイッチＳＷ１の接点ａには補間回路４８の出力
が、接点ｂにはメモリ４１の出力信号が、接点ｃにはメ
モリ４２の出力信号がそれぞれ印加される。また、スイ
ッチＳＷ２の接点ａには補間回路４８の出力が、接点ｂ
にはメモリ４３の出力信号が、接点ｃにはメモリ４４の
出力信号がそれぞれ印加される。さらに、スイッチＳＷ
３の接点ａには補間回路４８の出力が、接点ｂにはメモ
リ４５の出力信号が、接点ｃにはメモリ４６の出力信号
がそれぞれ印加される。

【００４０】メモリ部４７への入力信号、各メモリ出力
信号、補間回路４８で演算される信号（補間演算入
力）、スイッチＳＷ１〜３の選択及びスイッチＳＷ１〜
３からの出力のタイミングを図３に示す。図３におい
て、固体撮像素子読み出し信号とメモリ読み出し信号が
同じであるものは、固体撮像素子出力をそのフィールド
内でメモリ読み出し信号と時間合わせをして読み出した
ものである。図３において、 はある番目の奇数フィールドに対する読み出し、Ｒ1E，
Ｇ1E、Ｂ1Eはある番目の偶数フィールドに対する読み出
しに対応し、 は の１巡前の情報である。

【００４１】ＲODD を固体撮像素子１６から読みだすフ
ィールドではメモリより、事前に記憶されていたＲEVE
N，ＧODD ，ＢEVENおよびそのフィールドで記憶された
ＲODDが読みだされる。ＲODD ，ＧODD はそのまま出力
となり、ＲEVEN，ＲODD ，ＢEVENによって、補間回路４
８によってＢのODDの擬似信号となる補間信号ＢOCが形
成され出力される。

【００４２】次のフィールドでは同様に、事前に記憶さ
れていたＲODD ，ＢEVEN，ＧODD ，およびそのフィール
ドで記憶されたＧEVENが読みだされる。ＧEVEN，ＢEVEN
はそのまま出力となり、ＲODD ，ＧODD ，ＧEVENによっ
て、ＲのEVEN補間信号ＲECが形成され出力される。後
は、ＳＷ１〜ＳＷ３によって、図３に示すとおり同様に
読み出し、出力される。補間信号においても図３に示す
とおり、メモリ４１〜４６から適時選択された信号によ
って演算される。

【００４３】ここでは、前述のＲODD を読みだした場合
の補間の方法について説明する。 （１）同じ色信号によって補間する方法： これは をＢEVENから形成する方法である。 ここでｎは走査線番号を意味する。

【００４４】 （２）ＲODD とＲEVENとの相関により補間する方法： これは、ＲODD とＲEVENとの相関に基づいてＢEVENから
ＢOCを求める方法である。 ｋ＝（ＲEVEN(n) −ＲODD(n+1)）／（ＲODD(n)−ＲODD(n+1)） とすると、 とする。

【００４５】 （３）ＲODDの３ラインの相関により補間する方法： これは、ＲODDの３ラインの相関によりＢOCを求める方
法である。 ｈ＝（ＲODD(n)−ＲODD(n+1)／（ＲODD(n-1)−ＲODD(n+1)） とすると、 とする。

【００４６】この（３）の方法の場合はＧEVENを使って
ｈを求めても良いし、ＢEVENによって求めたｈb とＧEV
ENによって求めたｈE を演算する事によりｈを求めても
良い。 例えば、ｈ＝（ｈb ＋ｈE ）／２ とする。以上３つの方法のうち、１つまたはその組み合
わせによって補間を行う。また、補間を高精度にするた
めの演算手法の１例を以下に述べる。

【００４７】従来から、画像の拡大、縮小等、補間をと
もなう画像処理回路において、補間計数はｐ／ｑ，（ｑ
−ｐ）／ｑ（ｑ，ｐは整数ｑ≠０）が用いられており入
力データｄ１，ｄ２より補間データを得るために、 ｄ１×ｐ／ｑ＋ｄ２×（ｑ−ｐ）／ｑ の演算を行なっている。

【００４８】これをブロック図で表わした例が図１０
（ａ）である。入力データｄ１，ｄ２はそれぞれ、入力
端子９１，９２を経て、演算器９３，９４に入力され
る。データｄ１は演算器９３で補間係数入力端子９６か
らの係数ｐ／ｑにより×ｐ／ｑの演算が施され、加算器
９５に出力される。同様にデータｄ２は演算器９４で補
間係数入力端子９７からの係数（ｑ−ｐ）／ｑにより×
（ｑ−ｐ）／ｑの演算が施され、加算器９５に出力され
る。加算器９５でこれらを加算して所望の値を得ること
になる。尚、演算器９３，９４としてはメモリによるル
ックアップテーブル（以下ＬＵＴと略す）がよく用いら
れている。

【００４９】しかしながら、図１０（ａ）の様な回路構
成で、コスト速度回路規模等により、データ語長が十分
長くできない場合、丸めによる演算誤差が発生してしま
う。そして、この誤差はノイズとなり画質を劣化させる
という欠点が大きくなっていた。

【００５０】このため、図１０（ｂ）に示すような構成
にすることにより、回路規模を大きくすることなく、演
算誤差を小さくできる。以下、その説明を行う。入力デ
ータｄ１，ｄ２はそれぞれ入力端子９１，９２を経て減
算器９８に入力される減算器９８では、通常に減算がな
され、ｄ１≧ｄ２のときは符号ビットが“１”となり、
ｄ１＜ｄ２のときは符号ビットが“０”となり、ｄ１，
ｄ２の結果と共にＬＵＴ９３′に入力される。このＬＵ
Ｔ９３′は係数選択端子９６′の係数選択信号でｐ／ｑ
テーブルを選択できる。

【００５１】符号ビットが“１”のときはｄ１−ｄ２の
データがそのままＬＵＴ９３′の×ｐ／ｑテーブルで演
算され加算器９５に入力される。さらに、加算器９５に
は、ｄ２のデータが時間合わせの為のＤｅｌａｙ回路９
９を経て入力され、加算されることにより所望の値を得
ることができる。

【００５２】符号ビットが“０”のときはｄ１−ｄ２の
データを補数形式で×ｐ／ｑのテーブルにより演算さ
れ、補数形式で出力される。このとき、符号ビットはＬ
ＵＴ９３′のテーブル選択に用いればよく（ｄ１−ｄ
２）及び、（ｄ１−ｄ２）×ｐ／ｑのデータに符号ビッ
トは付ける必要がない。この符号ビット無しの補数形式
のデータ（ｄ１−ｄ２）×ｐ／ｑと、Ｄｅｌａｙ回路９
９を経たｄ２が加算器９５に入力され、加算されて、所
望の値を得ることができる。

【００５３】以下に次のデータで１２／５倍の補間拡大
を行なった時の結果を、１：図１０（ａ）の従来例と
２：図１０（ｂ）の実施例及び３：データ誤長を十分長
くして演算し、最後に四捨五入をして整数とした場合に
ついて図１１に示す。ここで、元データは２５，３０，
３５，１９…である。

【００５４】以上の様に図１０（ｂ）に示す方法によれ
ばデータ誤長を十分長くして演算し、最後に四捨五入に
より、有効データ長とした結果と一致することが図１１
から分かる。つまり、回路規模を大きくすることなく、
演算誤差を小さくできる。

【００５５】図１ないし図３などで述べた読み出し処理
法では、カラー１プレーンに必要となる出力信号は、４
フィールド以内の信号により得られるので（通常のカラ
ー１プレーンに必要となる６フィールドの信号より少な
く、従って）色ズレは少なくなる。

【００５６】図１に示すスイッチＳＷ１〜ＳＷ３によっ
て切り換えられたＲ，Ｇ，Ｂ信号はポストプロセス回路
４９を通り、Ｄ／Ａコンバータ３７でアナログ信号に変
換されて出力される。

【００５７】この第１実施例において、動きの少ない、
すなわち色ズレの少ない場合は、補間信号を使わず、固
体撮像素子１６から得られ、メモリ４１ないし４６に蓄
積された信号を読み出し、フィールドに応じてそのまま
使えば、より解像度の高い映像が得られる。（この場合
は６フィールドで１フレームの画像が得られる。）その
ときのブロック図は、補間回路４８を設けないものにな
る。ユーザにより、図示しない選択スイッチなどで切り
換えられるようにしても良い。この実施例によれば、カ
ラー１プレーンに必要となる出力信号は、４フィールド
以内の信号により得られるので従来例より色ズレを少な
くできる。

【００５８】また、通常のノンインターレース読み出し
により、一旦メモリに格納し、そのメモリからインター
レース読み出しにより生成したフィールド画像では３フ
ィールドの画像情報のみを用いることになるので、垂直
解像度が低くなるのに対し、この実施例ではほぼ４フィ
ールドの信号を用いているので垂直解像度を高くでき
る。さらに、この実施例は通常のノンインターレース読
み出しにより生成した上記フィールド画像よりも色ズレ
を小さくできる。（通常のノンインターレース読み出し
により生成したフィールド画像は６フィールド期間で撮
像したものになる。これに対し、この実施例では４フィ
ールド期間で撮像したものになるためである。従来例で
もフィールド期間又はフレーム期間を短くすれば、色ズ
レを小さくできるが、その場合にはＳ／Ｎが低下す
る。）◎次に第２実施例について述べる。

【００５９】これは、固体撮像素子１６の出力のタイミ
ングとプロセッサからの映像信号出力のタイミングが近
い場合で、固体撮像素子１６から出力する信号をメモリ
を介さずに出力するラインを設け、メモリ数を減少させ
たものである。この第２実施例のブロック図を図１２に
示す。メモリ部４７の入力までのブロック構成は図１に
示す第１実施例と同様である。

【００６０】この実施例のメモリ部４７は、４つのメモ
リａ〜ｄ（５１〜５４）と直接スイッチＳＷ１〜ＳＷ３
に接続するラインからなる。また、メモリａ〜ｄ（５１
〜５４）出力及びプリプロセス回路３３出力は、補間回
路４８に入力する。

【００６１】図１３はメモリ部４７への入力信号、各メ
モリ出力信号、補間演算入力、スイッチＳＷ１〜ＳＷ３
のタイミングを示す。メモリの書き込むリードモディフ
ァイライトモードの様なものにすればよい。補間信号の
生成の仕方は、第１実施例と同じである。また、出力信
号も第１実施例と同等なものである。

【００６２】第２実施例の場合も動きの少ない場合、補
間回路４８を使用せず、第１実施例と同様に６フィール
ド分の信号を使用してより解像度の高い映像出力を得る
事が出来る。この場合の各メモリ出力、スイッチＳＷ１
〜ＳＷ３のタイミングを図１４に示す。この場合、メモ
リ部４７入力に対する各メモリＯＵＴは図１３と同じ
で、補間演算はしない。

【００６３】メモリ部４７の出力信号は第１実施例と同
様に処理される。第２実施例の場合は、図１３からもわ
かるとおり、各メモリは、ＲＧＢ各情報の専用メモリで
なく巡回するように記憶される情報が変わる。

【００６４】以上、第２実施例の説明は、固体撮像素子
１６出力のタイミングとプロセッサからの映像信号出力
のタイミングが近い場合について説明したが、図１２の
Ｑの部分に時間合わせ用のＦＩＦＯメモリを入れる事に
よって、前記タイミングが離れた場合でも対応が可能と
なる。

【００６５】

【００６６】

【００６７】

【００６８】

【００６９】次に第３実施例について説明する。第３実
施例のブロック図を図１５に示す。プリプロセス回路３
３までのブロックは第１実施例と同様である。プリプロ
セス回路３３出力映像信号はＲ，Ｇ，Ｂメモリ５６〜５
８に入力する。

【００７０】Ｒ，Ｇ，Ｂメモリ５６〜５８は入力信号
Ｒ，Ｇ，Ｂに応じて記憶し、補間回路４８およびＳＷ１
〜ＳＷ３へ適時信号を出力する。補間回路４８では第１
実施例と同様に、Ｒ，Ｇ，Ｂメモリ５６〜５８出力映像
信号より補間信号を作る。ただし、本実施例の場合、補
間方法（２）は出来ない。

【００７１】図１６にメモリ部４７入力信号、各メモリ
出力信号、スイッチ接点選択、メモリ部５８出力信号の
タイミングを示す。スイッチＳＷ１〜ＳＷ３はＲＧＢメ
モリ５６〜５８出力と補間回路４８との出力を適時選択
して出力する。メモリ部４７出力は前記実施例と同様に
処理されて出力映像信号となる。

【００７２】また固体撮像素子１６出力のタイミングと
プロセッサからの映像信号出力のタイミングが近い場合
は、ＲＧＢメモリ５６〜５８のうち１つは省略すること
ができる。この場合の構成を図１７に示す。この場合、
メモリ５９、６０は、第２実施例と同様に、ＲＧＢ各情
報の専用メモリでなく巡回するように記憶される情報が
変わる。

【００７３】メモリ５９、６０出力信号及びメモリ部４
７の入力信号は、スイッチＳＷ１〜ＳＷ３で適時切り換
えられ出力される。これらのタイミングを図１８に示
す。メモリの書き込み読み出しは、例えば、前のデータ
を読みながら新しいデータを書き込むリードモディファ
イライトモードの様なものにすればよい。ここで第３実
施例の場合、インターレースをしない場合等、補間回路
が必要ない場合は、図１９のようにスイッチＳＷ１〜Ｓ
Ｗ３を切り換えると、従来例（図２６）よりもメモリを
減らすことができる。

【００７４】以上の実施例において、走査線の補間方法
は、第１実施例で示した３つの方式だけでなく、この３
つの方式を組み合わせたものや動きを検知して補間する
方法と組み合わせたりするように、その時得られる３〜
４フィールドの情報から補間できる方法であればどうい
う方法でもよい。

【００７５】次に本発明の第４実施例について説明す
る。本実施例は、Ｇについてのみインターレース走査を
する方式である。本実施例のブロック図を図２０に示
す。ここで使用する回転フィルタ６０は、図２１に示す
ようにＧ，Ｒ，Ｂフィルタの開口比が２：１：１となっ
ている。

【００７６】固体撮像素子１６ではＧフィルタのタイミ
ングＧに対する奇数フィールドＧODD ，偶数フィールド
ＧEVENの情報を得る。Ｒ，Ｂフィルタの時はそれぞれ奇
数フィールドの情報ＲODD 、ＢODD を得る。この読み出
されたＧODD ，ＧEVEN，ＲODD ，ＢODD はプリプロセス
回路３３、Ａ／Ｄ変換器３４を通って、それぞれメモリ
ＧODD ６１，メモリＧEVEN６２，メモリＲ６３，メモリ
Ｂ６４に選択的に入力し記憶される。

【００７７】ここで、出力が奇数フィールドの時は、メ
モリＧODD ６１，メモリＲ６３，メモリＢ６４から、そ
れぞれＧODD ，ＲODD ，ＢODD の信号が読み出されてい
る。この３信号はＹマトリクス回路６５に入力し、ＹOD
D 信号が生成される。このＹODD 信号は減算器６７及び
６８に入力され、それぞれＲODD 信号とＢODD 信号から
減算され、Ｒ−ＹODD ，Ｂ−ＹODD 信号か生成される。
これら、ＹODD ，Ｒ−ＹODD ，Ｂ−ＹODD 信号は、マト
リクス回路７０によってＲＧＢ信号に変換される。

【００７８】一方、出力が偶数フィールドの時は、メモ
リＧEVEN６１，メモリＲ６３，メモリＢ６４から、それ
ぞれＧEVEN，ＲODD ，ＢODD の信号が読み出される。こ
の３信号はＹマトリクス回路６６に入力し、ＹEVEN信号
が生成される。また、これと同時に、奇数フィールド時
と同様にＹODD ，ＲODD ，ＢODD 信号よりＲ−ＹODD，
Ｂ−ＹODD 信号が生成される。このＲ−ＹODD ，Ｂ−Ｙ
ODD 信号および前記ＹEVEN信号は、補間回路６９に入力
し、Ｒ−ＹEVEN，Ｂ−ＹEVENが生成される。

【００７９】この補間方法は、例えば第１実施例で示し
た方法と同様に行えば良い。Ｙマトリクス回路６６出力
ＹEVEN信号および補間回路６９出力Ｒ−ＹEVEN，Ｂ−Ｙ
EVEN信号はマトリクス回路７０に入力しＲＧＢ信号とし
て出力される。又、ＳＷ４，５，６は奇数フィールド、
偶数フィールドに応じてマトリクス回路７０に入力する
信号を切り換えている。

【００８０】本実施例において、Ｒ−ＹおよびＢ−Ｙ信
号は、同一フィールド内のＲＧＢ信号で形成しているた
め垂直方向の偽色等が改善される。また本実施例はフィ
ルタ６０としてＲＧＢフィルタを用いて説明したが、Ｇ
フィルタの代わりに全色透過型のフィルタ（Ｗ）を用い
ても良い。このフィルタを図２２に示す。この場合は、
本実施例のＧODD ，ＧEVENの代わりに直接ＹODD ，ＹEV
ENが得られるためＹマトリクス回路６５、６６は必要な
い。その他の動作は同じである。

【００８１】次に本発明の第５実施例について説明す
る。本実施例のブロック図を図２３に示す。ここでは、
回転フィルタ６０として、図２２と同じＷ，Ｒ，Ｂのフ
ィルタを使用する。固体撮像素子１６ではＷフィルタの
タイミングでＷに対する奇数フィールドＹODD ，偶数フ
ィールドＹEVENの情報を得る。Ｒフィルタの時は奇数フ
ィールドの情報ＲODD ，Ｂフィルタの時は偶数フィール
ドの情報ＢODD を得る。

【００８２】この読み出されたＹODD ，ＹEVEN，ＲODD
，ＢEVENはプリプロセス回路３３、Ａ／Ｄコンバータ
３４を通って、それぞれメモリＹODD ７１，メモリＹEV
EN７２，メモリＲ６３，メモリＢ６４に選択的に入力し
記憶される。

【００８３】ここで、出力が奇数フィールドの時は、メ
モリＹODD ７１，メモリＲ６３，メモリＢ６４から、そ
れぞれＹODD ，ＲODD ，ＢEVENの信号が読み出される。
このＹODD 信号は減算器７５に入力され、この減算器７
５でＲODD 信号から減算され、Ｒ−ＹODD が生成され
る。一方、ＢEVEN信号はＹODD ，ＲODD信号とともにＢ
−Ｙ補間演算回路７３に入力し、Ｂ−ＹODD 信号を生成
する。これら、ＹODD ，Ｒ−ＹODD ，Ｂ−ＹODD 信号
は、マトリクス回路７０によってＲＧＢ信号に変換され
る。

【００８４】ここで、Ｂ−Ｙ補間演算回路７３での演算
は、例えば、ＹODD，ＲODD ，ＮEVEN信号で、第１実施
例に示した方法でＢODD を求めた上でＹODD を減算すれ
ば良い。一方、出力が偶数フィールドの時は、メモリＹ
EVEN７２，メモリＲ６３，メモリＢ６４から、それぞれ
ＹEVEN，ＲODD ，ＢEVENの信号が読み出される。このＹ
EVEN信号は減算器７６に入力され、この減算器７６でＢ
EVEN信号から減算され、Ｂ−ＹEVENが生成される。

【００８５】一方、ＲODD 信号はＹEVEN，ＢEVEN信号と
ともにＲ−Ｙ補間演算回路７４に入力し、Ｒ−ＹEVEN信
号を生成する。このＲ−ＹEVEN信号は、前述のＢ−ＹOD
D 信号と同様に求めれば良い。これら、ＹEVEN，Ｒ−Ｙ
EVEN，Ｂ−ＹEVEN信号は、マトリクス回路７０によって
ＲＧＢ信号に変換される。本実施例では、Ｙ信号は奇数
フィールド、偶数フィールドでインターライン信号とし
て得られ、色差信号は、Ｙ信号を利用して最適に補間さ
れるため、解像度の良い画像が得られる。

【００８６】次に本発明の第６実施例について説明す
る。第６実施例のブロック図を図２４に示す。本実施例
の回転フィルタ６０は図２１と同じものを用いる。固体
撮像素子１６ではＧフィルタのタイミングでＧに対する
奇数フィールドＧODD ，偶数フィールドＧEVENの情報を
得る。Ｒフィルタの時は奇数フィールドの情報ＲODD ，
Ｂフィルタの時は偶数フィールドのＢEVENを得る。

【００８７】この読み出されたＧODD ，ＧEVEN，ＲODD
，ＢEVENはプリプロセス回路３３、Ａ／Ｄコンバータ
３４を通って、それぞれメモリＧODD ６１，メモリＧEV
EN６２，メモリＲ６３，メモリＢ６４に選択的に入力し
記憶される。

【００８８】ここで、出力が奇数フィールドの時は、メ
モリＧODD ６１、メモリＲ６３、メモリＢ６４から、そ
れぞれＧODD ，ＲODD ，ＢEVENの信号が読み出される。
この３信号はＢ補間回路７７に入力し、ＢODD 信号か生
成される。この補間方法は、例えば第１実施例で示した
方法と同様に行えば良い。これら、ＧODD ，ＲODD ，Ｂ
ODD 信号は、ＲＧＢ信号として後処理される。

【００８９】一方、出力が偶数フィールドの時は、メモ
リＧEVEN６１、メモリＲ６３、メモリＢ６４から、それ
ぞれＧEVEN，ＲODD ，ＢEVENの信号が読み出される。こ
の３信号はＲ補間回路７８に入力し、ＲEVEN信号が生成
される。これら、ＧEVEN信号、ＲEVEN，ＢEVEN信号はＲ
ＧＢ信号として後処理される。本実施例は、ＲＧＢ信号
として処理されるので、第４実施例、第５実施例に比べ
て回路が簡易化できる。

【００９０】なお、上述した実施例では固体撮像素子１
６からインターレースモードで画像信号（映像信号）を
読み出した場合、各インターレース読み出しで水平方向
に隣合う２ラインの画素を加算して各インターレース読
み出し期間に、固体撮像素子１６の全画素を読み出すよ
うにしている。本発明はこれに限定されるものでなく、
例えば隣合う２ラインの画素を加算しない通常のノンイ
ンターレース読み出しとか通常のインターレース読み出
しで読み出した信号を一旦メモリ手段に記憶し、そのメ
モリ手段に記憶した画像信号に対して（固体撮像素子１
６からインターレースモードで読み出したのと同様
に）、加算処理などで偶数フィールドとか奇数フィール
ドの映像信号などを生成したり、補間回路処理を行うよ
うにして、同様に少ないフィールド期間（６フィールド
期間より少ない期間）の画像信号からカラー１フレーム
分の映像信号を生成するようにしても良い。次に駆動方
法例２とは異る別の駆動方法もある。この場合における
撮像装置の構成は駆動方法例２と同じである。図７は通
常の駆動方式により“Ａ”という文字を撮影し、出力し
たものである。 ここで、図８に示されるように１水平期
間をｋ分割し、その分割された１／ｋ水平期間内の映像
信号出力の読み出しを図９（ａ）（ｂ）に示されるよう
に従来の１水平期間で行う。つまり１画面全体の映像出
力信号をｋフィールドにわけて読み出すことで、固体撮
像素子の駆動周波数を従来の駆動周波数の１／ｋとする
ことができる。 また、上記の例に加えて１垂直期間内に
おいてもｈ分割を行い、その分割された１／ｈ垂直期間
内の映像出力信号の読み出しを従来の１垂直期間で行
う。つまり、１画面全体の映像出力信号を（ｈ×ｋ）フ
ィールドにわけて読み出すことで駆動周波数を従来の１
／（ｈ×ｋ）とすることができる。これら数フィールド
にわたり読み出された映像出力信号をメモリ等を用いて
合成等を行うことにより画面上にもとの画像を得ること
ができる。 このような駆動方法によれば、駆動方法例２
と同じく固体撮像素子の周波数を通常より低くすること
ができる。このことにより、映像信号出力の帯域が低く
なり、出力アンプ、Ａ／Ｄ変換器等を低速なものを使用
でき、安価に構成できる。 また、固体撮像素子周辺部の
発熱も抑えることができる。 なお、この駆動方法は静止
画像の場合に適用されるものだけではなく、フィールド
補間等の処理を行えば動画についても利用できるもので
ある。 上記駆動方法によれば固体撮像素子の映像信号出
力を少なくとも１画面分の期間で読み出した後に走査変
換等の処理を行うことにより、固体撮像素子を高速で駆
動させることなく高帯域の映像信号を得ることが可能と
なる。このことにより固体撮像素子の映像信号出力を扱
う出力アンプ３２′やＡ／Ｄ変換器３４′等には低速な
ものが使用でき、安価にして確実な動作を行う構成にす
ることが可能となる。また、固体撮像素子やこれらの回
路からの発熱を抑えることも可能となる。

【００９１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
面順次撮像において感度を落とさず、色ズレが少なく、
垂直方向の偽信号の少ないインターレース撮像をするこ
とができ、垂直解像度が向上し、高画質の画像が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の電子内視鏡装置の構成を
示すブロック図。

【図２】第１実施例に用いられる固体撮像素子からイン
ターレース走査によって信号が読み出される様子を示す
説明図。

【図３】図１の各部の信号を示す動作説明図。

【図４】駆動方法２に係る撮像装置の構成を示すブロッ
ク図。

【図５】ＨＤＴＶの画面の一部に固体撮像素子で撮像し
た文字を表示した様子を示す説明図。

【図６】駆動方法２で駆動してＨＤＴＶの画面の一部に
固体撮像素子で撮像した文字を表示した様子を示す図。

【図７】駆動方法２の説明図。

【図８】駆動方法３で駆動してＨＤＴＶの画面の一部に
固体撮像素子で撮像した文字を表示した様子を示す図。

【図９】駆動方法３の動作説明図。

【図１０】補間を高精度に行うための構成を示すブロッ
ク図。

【図１１】図１０の演算結果の１例を示す図。

【図１２】本発明の第２実施例の電子内視鏡装置の構成
を示すブロック図。

【図１３】第２実施例の各部の信号を示す動作説明図。

【図１４】第２実施例において補間回路を用いない場合
の各部の信号を示す動作説明図。

【図１５】本発明の第３実施例におけるメモリ部の構成
を示すブロック図。

【図１６】第３実施例における各部の信号を示す動作説
明図。

【図１７】第３実施例の変形例におけるメモリ部の構成
を示すブロック図。

【図１８】第３実施例の変形例における各部の信号を示
す動作説明図。

【図１９】第３実施例における補間回路を用いない場合
の動作説明図。

【図２０】本発明の第４実施例の電子内視鏡装置の構成
を示すブロック図。

【図２１】第４実施例に用いられるフィルタを示す説明
図。

【図２２】第４実施例の変形例に用いられるフィルタを
示す説明図。

【図２３】本発明の第５実施例の電子内視鏡装置の構成
を示すブロック図。

【図２４】本発明の第６実施例の電子内視鏡装置の構成
を示すブロック図。

【図２５】従来の電子内視鏡装置の側面図。

【図２６】従来例の電子内視鏡装置の構成を示すブロッ
ク図。

【符号の説明】

１４…ライトガイド １６…固体撮像素子 ２３…モータ ３１…ドライバ ３２…プリアンプ ３３…プロセス回路 ３４…Ａ／Ｄコンバータ ３７…Ｄ／Ａコンバータ ４１〜４６…メモリ ４７…メモリ部 ４８…補間回路 ４９…ポストプロセス回路 ＳＷ１〜ＳＷ３…スイッチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 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 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 後藤 正仁 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 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) A61B 1/00 - 1/32 G02B 23/24 - 23/26 H04N 7/18 H04N 9/64 - 9/76

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検体像を撮像する撮像素子と、 第１の波長域を有する第１の照明光と第２の波長域を有
   する第２の照明光と第３の波長域を有する第３の照明光
   とを前記被検体に順次照射する照明手段と、 前記照明光に応じて、奇数フィールドのインタレース走
   査に応じた第１の読み出し信号と偶数フィールドのイン
   タレース走査に応じた第２の読み出し信号とを前記撮像
   素子に順次出力する読み出し手段と、 前記撮像素子より前記読み出し信号で読み出された前記
   第１の照明光に応じた色撮像信号を記憶する第１の記憶
   手段と、 前記撮像素子より前記読み出し信号で読み出された前記
   第２の照明光に応じた色撮像信号を記憶する第２の記憶
   手段と、 前記撮像素子より前記読み出し信号で読み出された前記
   第３の照明光に応じた色撮像信号を記憶する第３の記憶
   手段と、 前記それぞれの記憶手段に記憶された前記それぞれの色
   撮像信号のフィールド情報に応じて、前記撮像素子より
   順次読み出された前記それぞれの色撮像信号に対して、
   前記各フィールドにおいて前記各色撮像信号毎にインタ
   レース走査の間を補間する擬似色撮像信号を生成する補
   間手段と、 前記補間手段より出力される前記擬似色撮像信号と前記
   それぞれの色撮像信号とにより映像信号を生成する映像
   信号生成手段と、 を具備したことを特徴とする電子内視鏡装置。