JP3382973B2 - 電子内視鏡装置 - Google Patents

電子内視鏡装置

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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、固体撮像素子の異なる
複数種の内視鏡を接続する電子内視鏡装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】内視鏡装置は周知の通り、直接目視でき
ない生体内等を観察することができ、医療分野を中心に
観察、治療に広く使用されている。そして、近年、被写
体像をＣＣＤ等の固体撮像装置によって電気信号に変換
し、モニタにて観察可能とした電子内視鏡装置が普及し
つつある。
【０００３】前記電子内視鏡装置においては、観察する
目的の部位に応じて種々の内視鏡が用いられており、こ
れらが光源装置や信号処理装置等に接続されて使用され
る。従って、内視鏡に設けられた固体撮像素子の種類に
応じて複数種の信号処理回路などが必要となる。
【０００４】そこで、複数種の内視鏡に対応可能な装置
として、特開昭６３−１８６６１８号公報には、画素数
の異なった固体撮像素子を設けた複数のスコープに対応
する電子内視鏡装置を提供する目的で、本体装置にスコ
ープの検出回路を設け、その検出信号によって固体撮像
素子のドライブパルス、及び信号処理回路を最適値に切
り換える装置が開示されている。
【０００５】また、固体撮像素子の異なるスコープに応
じた信号処理回路の切り換えを容易に且つ安価な構成で
実現するために、装置内で使用可能な複数の固体撮像素
子の内、少なくとも２つ以上の固体撮像素子においてピ
クセルサイズ等の画素構成上の特徴を同一とした電子内
視鏡装置が提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
電子内視鏡装置では、各固体撮像素子に対応した専用の
回路を設けてこれらを切り換えたりする必要があるた
め、回路構成が複雑となってしまい、装置も大型化して
しまうという不具合があった。また、画素構成が全く異
なる固体撮像素子を有する内視鏡を用いるときには、異
なる信号処理装置を切り換える必要が生じてしまう。
【０００７】本発明は、これらの事情に鑑みてなされた
もので、複数種の固体撮像素子、あるいは回路方式に応
じた専用の回路を設けることなく、回路の共通化、回路
規模の削減を実現し、異なる固体撮像素子を持つ複数種
類の内視鏡、あるいは複数の回路方式に対応可能な電子
内視鏡装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】 本発明による電子内視
鏡装置は、被写体を撮像する撮像手段が異なる複数種の
電子内視鏡を着脱自在に接続可能であり、前記撮像手段
からの撮像信号を信号処理するカメラコントロールユニ
ットにて構成される電子内視鏡装置において、前記撮像
信号をデジタル化したデジタル信号が入力され、回路デ
ータに基づいて回路を構成することが可能なプログラマ
ブル回路と、前記デジタル信号を処理して表示可能な画
像信号を得るための処理を行う信号処理回路を前記プロ
グラマブル回路で構成するための回路データを前記接続
可能な複数種の電子内視鏡に対応して複数種記憶する回
路データ記憶手段と、接続された電子内視鏡に保持され
前記複数種の回路データの中から該接続された電子内視
鏡の撮像素子に対応した回路データを選択するための情
報に基づき、前記回路データ記憶手段に記憶された前記
複数種の回路データのうち、前記撮像素子に対応する回
路データを読み出して前記プログラマブル回路手段にロ
ーディングするように制御を行う制御手段と、前記プロ
グラマブル回路の出力を映像信号として記憶する映像メ
モリ手段とを具備したことを特徴とする。また、本発明
による電子内視鏡装置は、被写体を撮像する撮像手段が
異なる複数種の電子内視鏡を着脱自在に接続可能な信号
処理部を有し、前記撮像手段からの撮像信号を信号処理
する電子内視鏡装置において、前記撮像信号が入力さ
れ、回路データに基づいて回路を構成することが可能な
プログラマブル回路と、該電子内視鏡に対応した撮像信
号の処理を行う撮像信号処理回路を構成するための回路
データを保持する回路データ保持手段を有する電子内視
鏡より、この回路データを読み出し、前記プログラマブ
ル回路手段にローディングする制御手段と、を具備した
ことを特徴とする。更に、本発明による電子内視鏡装置
は、被写体を撮像する撮像手段が異なる複数種の電子内
視鏡を着脱自在に接続可能な信号処理部を有し、前記撮
像手段からの撮像信号を信号処理する電子内視鏡装置に
おいて、前記撮像信号が入力され、回路データに基づい
て回路を構成することが可能なプログラマブル回路と、
該電子内視鏡に対応した撮像信号の処理を行う撮像信号
処理回路を構成するための回 路データを保持した着脱自
在な記憶手段より、この回路データを読み出し、前記プ
ログラマブル回路手段にローディングする制御手段と、
を具備したことを特徴とする。
【０００９】
【作用】 本発明では、接続された電子内視鏡に保持さ
れ前記複数種の回路データの中から該接続された電子内
視鏡の撮像素子に対応した回路データを読み出して前記
プログラマブル回路手段に制御手段によりローディング
し、プログラマブル回路手段は、回路データに基づいて
回路を構成する。
【００１０】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図１ないし図４は本発明の第１実施例に係り、図
１は電子内視鏡装置の概略の構成を示す構成説明図、図
２は電子内視鏡装置の構成を示すブロック図、図３は高
画素タイプの固体撮像素子を接続した場合における信号
処理回路の機能構成を示すブロック図、図４は小型の固
体撮像素子を接続した場合における信号処理回路の機能
構成を示すブロック図である。
【００１１】本実施例の電子内視鏡装置は、例えば、図
１（ａ）に示すように、固体撮像素子として画素数の多
い高画素タイプのＣＣＤ１１を先端部に設け、電子内視
鏡の外形寸法は大きいものの高解像度であるため微小な
病変が発見しやすい電子内視鏡Ａ１と、図１（ｂ）に示
すように、画素数の少ない小型タイプのＣＣＤ１２を先
端部に設け、電子内視鏡Ａ１と比較して解像度は多少落
ちるものの外形寸法が小さくなるため気管支などの細い
管腔の観察に適している電子内視鏡Ｂ２とを接続可能な
ように構成されている。
【００１２】電子内視鏡Ａ１またはＢ２は、ＣＣＤ構成
の異なる電子内視鏡Ａ１，Ｂ２をコントロールし、種類
の異なるＣＣＤにおいても観察に適する映像信号を出力
する機能を有したカメラコントロールユニット３と、観
察用の照明光を発生する光源装置４とに接続されるよう
になっている。カメラコントロールユニット３には、前
記観察用の映像信号を入力して被写体画像を表示するＴ
Ｖモニタ５が接続されており、電子内視鏡Ａ１またはＢ
２で撮像された被写体画像が表示されるようになってい
る。
【００１３】前記カメラコントロールユニット３の構成
を図２に示す。カメラコントロールユニット３には、電
子内視鏡Ａ１，Ｂ２のＣＣＤ１１，１２からの出力信号
を増幅するプリアンプ１３が設けられ、このプリアンプ
１３は増幅された画像信号をデジタル信号に変換するＡ
／Ｄコンバータ１４に接続されている。Ａ／Ｄコンバー
タ１４は、Ａ／Ｄコンバータ１４からの出力信号を記憶
する映像メモリ手段としての映像メモリ回路１５と、映
像メモリ回路１５のコントロールを行い、映像メモリ回
路１５の画像データ、及びＡ／Ｄコンバータ１４からの
画像信号を処理する信号処理手段としての信号処理回路
１６とに接続され、ＴＶモニタ５にて観察可能な映像信
号となるように信号処理が行われるようになっている。
なお、信号処理回路１６は、ＬＣＡ（Logic cell arra
y）によって構成されており、回路データに基づいてプ
ログラミング可能となっている。映像メモリ回路１５に
は、Ｄ／Ａコンバータ１７が接続されており、信号処理
回路１６によって信号処理を行い映像メモリ回路１５に
記憶されたデジタル映像信号がアナログ信号に変換さ
れ、ＴＶモニタ５へ出力されるようになっている。
【００１４】また、各種の周辺機器、及び操作用のフロ
ントパネルの制御を行う制御用ＣＰＵ１８が設けられて
おり、信号処理回路１６に接続されている。
【００１５】そして、前記電子内視鏡Ａ１，Ｂ２内に
は、内蔵された各ＣＣＤに対応した回路データが記録さ
れている回路データ記録手段としてのデータＲＯＭ１
９，２０がそれぞれ設けられている。
【００１６】次に、本実施例の作用について説明する。
図２に示したように、電子内視鏡Ａ１，Ｂ２は、その内
部に信号処理回路１６の回路データを記録したデータＲ
ＯＭ１９，２０を設けてあり、この回路データに基づき
ＬＣＡにて構成された信号処理回路１６を各電子内視鏡
毎に対応するように回路変更することで、複数種のＣＣ
Ｄに対応可能なカメラコントロールユニット３を構成し
ている。
【００１７】カメラコントロールユニット３に電子内視
鏡Ａ１を接続すると、電子内視鏡Ａ１内に設けられたデ
ータＲＯＭ１９より回路図データがＬＣＡにて構成され
た信号処理回路１６にローディングされる。
【００１８】回路図データがローディングされた信号処
理回路１６は、接続された電子内視鏡毎に最適な処理を
行う処理回路を構成する。
【００１９】そして、信号処理回路１６よりＣＣＤ１１
の駆動信号が電子内視鏡Ａ１に入力され、ＣＣＤ１１で
撮像された画像信号はプリアンプ１３にて増幅される。
プリアンプ１３によって増幅された画像信号は、Ａ／Ｄ
コンバータ１４によりデジタル信号に変換され、このデ
ジタルデータに変換された画像信号は、映像メモリ回路
１５に記憶されると共に、信号処理回路１６によって標
準ＴＶ信号に処理される。
【００２０】この標準ＴＶ信号に処理された映像信号
は、Ｄ／Ａコンバータ１７によりアナログ信号に変換さ
れＴＶモニタ５へ出力される。
【００２１】また、制御用ＣＰＵ１８は、操作用のフロ
ントパネルからの制御信号や光源装置４との通信を行
い、各周辺機器のコントロールを行う。
【００２２】ここで、図３を参照して映像メモリ回路１
５、及び信号処理回路１６の詳細な動作を説明する。
【００２３】破線内はデータＲＯＭ１９からの回路デー
タにより構成されたＬＣＡによる信号処理回路１６の機
能ブロックを示している。また、一点鎖線内は映像メモ
リ回路１５の機能ブロックである。
【００２４】電子内視鏡Ａ１に設けた高画素タイプのＣ
ＣＤ１１用の駆動信号はＣＣＤドライバＡ２１により発
生され、ＣＣＤ１１が駆動される。
【００２５】また、各同期回路に出力させれるシステム
クロック、及び各回路に必要とされるタイミング信号を
同期信号発生回路２２によって発生し、各回路に出力す
る。
【００２６】一方、ＣＣＤ１１で撮像された画像信号
は、プリアンプ１３，Ａ／Ｄコンバータ１４を介して、
２ライン加算回路２３に入力され、２ライン加算回路２
３によって２ライン同時読みだしを行った映像信号の加
算処理を行う。これは、電子内視鏡Ａ１に設けられたＣ
ＣＤ１１は高画素タイプのため、画素数が多く１フィー
ルド期間内に全データを読み出すために２ライン同時読
みだしを行っている。このため、２ラインを加算するこ
とで正規の映像信号を得ている。
【００２７】そして、２ライン加算回路２３によって加
算された信号を、ホワイトバランス回路２４にて各ＲＧ
Ｂの画像信号レベルを合わせる。ここでは、ＲＧＢ信号
のレベルをデジタル的にホールドし、ＲＧＢ各信号のレ
ベルが等しくなるようにゲインの調整を行う。ホワイト
バランスを行った映像信号は、γ補正回路２５によっ
て、ＴＶモニタ５に表示した場合に正確な階調特性とな
るように階調変換が行われる。
【００２８】γ補正処理を行った映像信号は、画像メモ
リ３１に記憶されると共に、色ズレ防止フリーズ回路２
６に入力される。色ズレ防止フリーズ回路２６では、フ
リーズが行われたとき、一定期間内におけるＲＧＢの色
ズレの量が最も少ないＲＧＢの組み合わせにてフリーズ
を行う。この場合、ＲＧＢの相関を検出し相関の最も良
いＲＧＢの組み合わせによって画像メモリ内に記録され
た映像信号を出力するように画像メモリ３１のコントロ
ールを行う。
【００２９】画像メモリ３１より出力された映像信号
は、エンハンス回路２７にて垂直、水平の強調処理を行
う。この強調処理の際には、ラインメモリ３２に映像信
号を記憶し、このラインメモリ３２に記憶された映像信
号を利用して処理を行っている。このため、エンハンス
回路２７はラインメモリ３２のコントロールも行う。
【００３０】エンハンス回路２７によって広域の改善を
行った映像信号は、画像メモリ３３に記憶され、アドレ
スカウンタ２８，動画色ズレ補正回路２９によって観察
時における色ズレの補正が行われる。ここでは、ＲＧＢ
の各色信号が変化する期間画像メモリ３３にデータを記
憶し、記憶したデータと現在のデータとを比較すること
により変化のある画素を検出する。そして、変化のある
画素の内色ズレと判別された画素を動画色ズレ補正回路
２９にて補正する。
【００３１】また、各ＲＧＢ信号の記録された画像メモ
リ３３のコントロールを、アドレスカウンタ２８が行
う。
【００３２】また、画面マスク信号発生回路３０は、Ｔ
Ｖモニタ画像に表示されるエリアの内ＣＣＤの撮像領域
以外をマスクする信号を発生してアドレスカウンタ２８
へ入力し、この画面マスク信号によってアドレスカウン
タ２８を更新する領域を決定する。
【００３３】そして、動画色ズレ補正回路２９によって
動画観察時における色ズレの補正を行った映像信号は、
Ｄ／Ａコンバータ１７によりアナログ信号に変換され、
ＴＶモニタ５へ出力される。
【００３４】なお、調光回路３４には、ホワイトバラン
スがとられた映像信号が入力され、この映像信号を基に
光源装置４の絞りをコントロールする調光用の信号が生
成される。
【００３５】次に、外形寸法の小さい電子内視鏡Ｂ２を
カメラコントロールユニット３に接続した場合における
映像メモリ回路１５、及び信号処理回路１６の詳細な動
作を説明する。
【００３６】電子内視鏡Ｂ２をカメラコントロールユニ
ット３に接続すると、電子内視鏡Ａ１と同様に電子内視
鏡Ｂ２内に設けられたデータＲＯＭ２０より回路データ
が信号処理回路１６にローディングされる。
【００３７】すると、信号処理回路１６は、図４に示す
ような機能ブロックとなる。なお、電子内視鏡Ａ１を接
続した場合と同一の構成要素には同一符号を付し、異な
る部分のみ説明する。
【００３８】プリアンプ１３で増幅され、Ａ／Ｄコンバ
ータ１４によってデジタルデータとなった画像信号は、
画素数が少ないためそのままでは画面のごく一部に観察
画像が表示されるのみであるため、補間拡大回路４３に
よって水平、垂直方向の補間処理が行われる。
【００３９】また、エンハンス回路４７では、ＣＣＤ１
２の有効画素数に応じたエンハンスを行うため、電子内
視鏡Ａ１の場合と比較して多少低周波の映像信号をエン
ハンスする。このため、エンハンス回路４７は、電子内
視鏡Ａ１用のエンハンス回路２７とは異なる設定となっ
ている。
【００４０】また、ＴＶモニタ画像の表示エリアは、補
間拡大回路４３によって高画素タイプの電子内視鏡Ａ１
とほぼ同様の表示エリアに拡大されてはいるものの、若
干表示エリアが異なるため、画面マスク信号発生回路５
０も変更されている。
【００４１】さらに、ＣＣＤドライバＢ４１は、電子内
視鏡Ａ１の場合のように２ライン同時読みだしの必要が
なく、最適な周波数にて読み出す必要があるため、専用
のドライブ回路となっている。
【００４２】また、各同期回路に必要とされるシステム
クロックも異なるため、同期信号発生回路４２も電子内
視鏡Ｂ２用の構成となっている。
【００４３】以上のように、本実施例によれば、各ＣＣ
Ｄ毎に必要とされる信号処理回路の回路データを電子内
視鏡内に設け、この回路データに基づいて接続される電
子内視鏡に応じた信号処理回路を構成することにより、
従来のように複数のＣＣＤからの信号が処理可能なよう
に予めカメラコントロールユニット内にＣＣＤ毎の専用
回路を設ける必要がなく、使用する電子内視鏡に最適な
信号処理が行えるため、回路の共通化、回路規模の削減
が可能となる。また、映像メモリも共通に使用できる。
また、将来的に３つ以上の異なるＣＣＤを使用する場合
においても対応可能であり、新規にカメラコントロール
ユニットを購入する必要がないため、システム全体のコ
スト低減となる。
【００４４】図５は本発明の第２実施例に係る電子内視
鏡装置の構成を示すブロック図である。
【００４５】第２実施例は、カメラコントロールユニッ
ト内に回路データを記録しておくデータＲＯＭを設け、
回路データのローディング方法を変更した例である。
【００４６】図５に示すように、高解像度タイプのＣＣ
Ｄ１１を備えた電子内視鏡Ａ５１、または、小型タイプ
のＣＣＤ１２を備えた電子内視鏡Ｂ５２がカメラコント
ロールユニット５３に接続され、電子内視鏡で撮像され
カメラコントロールユニット５３で信号処理された被写
体画像がＴＶモニタ５に表示されるようになっている。
なお、第１実施例と同様の構成要素には同一符号を付し
て説明を省略する。
【００４７】電子内視鏡Ａ５１，Ｂ５２内には、各内視
鏡の種類を識別可能なように抵抗アレイ５４，５５が設
けられている。
【００４８】カメラコントロールユニット５３内には、
電子内視鏡の種類を識別する制御用ＣＰＵ５６、及び内
視鏡の種類に応じた回路データを記録しておくデータＲ
ＯＭ５７が設けられており、電子内視鏡Ａ５１，Ｂ５２
がカメラコントロールユニット５３に接続されると、制
御用ＣＰＵ５６が電子内視鏡内に設けられたスコープ識
別用の抵抗アレイ５４，５５により電子内視鏡の種類
（ＣＣＤの種類）を識別する。
【００４９】識別した結果に基づいて、カメラコントロ
ールユニット５３内のデータＲＯＭ５７より内視鏡の種
類に応じた回路データをプログラミング可能なＦＰＧＡ
にて構成された信号処理回路１６に回路データのローデ
ィングを行い、接続された電子内視鏡毎に最適な処理回
路を構成する。これにより、ＣＣＤ１１，１２で撮像さ
れた画像信号は、各ＣＣＤ毎に最適な信号処理が行わ
れ、ＴＶモニタ５に出力される。
【００５０】このように、本実施例によれば、大規模な
回路データは予めカメラコントロールユニット内に設け
てあり、これを基に信号処理回路を構成するため、各電
子内視鏡に回路データを内蔵する必要がなく、電子内視
鏡を安価に構成することが可能となる。
【００５１】その他の作用及び効果は第１実施例と同様
である。
【００５２】図６は本発明の第３実施例に係る電子内視
鏡装置の構成を示すブロック図である。
【００５３】第３実施例では、回路データが記録されて
いるデータＲＯＭを電子内視鏡Ａ６１，Ｂ６２やカメラ
コントロールユニット６３内に設けず、各内視鏡用の回
路データが記録されているメモリカード６４，６５を用
いて回路データを制御用ＣＰＵ６６を介して信号処理回
路１６へローディングし、各内視鏡に応じた処理回路を
構成するようにしている。なお、第１実施例と同様の構
成要素には同一符号を付して説明を省略する。
【００５４】電子内視鏡Ａ６１，Ｂ６２をカメラコント
ロールユニット６３に接続した後、メモリカード６４，
６５をカメラコントロールユニット６３の図示しないメ
モリスロット等に装着し、メモリカード６４，６５に記
録されている回路データを制御用ＣＰＵ６６を介して信
号処理回路１６へローディングする。そして、接続され
た電子内視鏡の種類に応じた最適な処理回路を構成す
る。これにより、ＣＣＤ１１，１２で撮像された画像信
号は、各ＣＣＤ毎に最適な信号処理が行われ、ＴＶモニ
タ５に出力される。
【００５５】このように、本実施例では、電子内視鏡毎
やカメラコントロールユニット内に回路データを設けて
いないため、電子内視鏡が小型で安価に構成されると共
に各種の拡張機能をメモリカードにて供給可能となるた
め、電子内視鏡を購入した後においても各種の機能追加
が可能となりシステムの拡張性が向上する。
【００５６】その他の作用及び効果は第１実施例と同様
である。
【００５７】なお、前述した第１実施例のように、複数
種のＣＣＤに対応可能とするのみではなく、ＮＴＳＣ，
ＰＡＬなど複数のＴＶ方式に対応可能なように信号処理
回路を構成するようにしても良い。
【００５８】また、内視鏡の撮像方式として、面順次方
式内視鏡と、同時方式内視鏡のように撮像方式の異なる
電子内視鏡に対応可能とするために両方式に必要とされ
る映像メモリ、制御用のＣＰＵはそのままとし、信号処
理回路をプログラミング可能なＦＰＧＡ（フィールドプ
ログラマブルゲートアレイ、なおＬＣＡはＦＰＧＡの一
種）にて構成することで対応可能としても良い。
【００５９】このように構成した実施例を以下に示す。
【００６０】図７ないし図１１は本発明の第４実施例に
係り、図７はカメラコントロールユニットにＮＴＳＣ用
の同時方式電子内視鏡を接続した場合の機能構成を示す
ブロック図、図８は色差順次方式のモザイクフィルタを
示す説明図、図９は図８のモザイクフィルタにおける各
フィルタの分光特性を示す特性図、図１０は色差順次方
式の色分離の原理を示す説明図、図１１はカメラコント
ロールユニットにＰＡＬ用の面順次方式電子内視鏡を接
続した場合の機能構成を示すブロック図である。
【００６１】本実施例のカメラコントロールユニット７
０は、ＮＴＳＣ，ＰＡＬの双方のＴＶ方式と、同時方
式，面順次方式の両方の撮像方式とに対応すると共に、
複数種類のＣＣＤに対応可能に構成されている。
【００６２】図７は、カメラコントロールユニット７０
にＮＴＳＣのＴＶ信号用の同時方式電子内視鏡を接続し
た場合の機能構成を示したものである。カメラコントロ
ールユニット７０には、４つのフィールドプログラマブ
ルゲートアレイ（ＦＰＧＡ（１）…（４））７１，７
２，７３，７４が設けられており、それぞれ内視鏡の方
式に応じた回路データに基づいてプログラミング可能と
なっている。すなわち、接続される電子内視鏡の回路方
式に応じて回路機能構成が変更するようになっている。
【００６３】各ＦＰＧＡ７１〜７４は、ＣＰＵ７５から
出力される回路データに基づいて回路が構成されるよう
になっている。ＣＰＵ７５には、複数の回路データが格
納されたデータＲＯＭ７６が接続されており、内視鏡の
方式を判別するためのモード信号がＣＰＵ７５に入力さ
れると、モード信号に対応する回路データがデータＲＯ
Ｍ７６より読み出され、この回路データがＦＰＧＡ７１
〜７４に書き込まれるようになっている。前記モード信
号は、電子内視鏡より供給されるが、内視鏡に設けられ
たＣＣＤの種類，撮像方式，ＴＶ方式等が判別できれば
良い。
【００６４】カメラコントロールユニット７０にＮＴＳ
Ｃ用の同時方式電子内視鏡を接続すると、各ＦＰＧＡ７
１〜７４は図７に示すように回路が構成される。ＦＰＧ
Ａ（１）７１には、同期信号発生回路７７，自動調光回
路７８，及びホワイトバランス回路７９，輪郭強調回路
８０，８１が構成される。また、ＦＰＧＡ（２）７２に
は、同時方式のＣＣＤを駆動するためのＣＣＤドライバ
８２が構成される。
【００６５】同期信号発生回路７７は、各回路が必要と
する同期信号を発生するようになっている。同期信号発
生回路７７で発生された同期信号は、ＣＣＤドライバ８
２にも供給され、ＣＣＤドライバ８２は、この同期信号
に基づいて電子内視鏡先端部に設けられた図示しない同
時方式ＣＣＤを駆動する。
【００６６】本実施例で用いられる同時方式電子内視鏡
では、ＣＣＤの撮像面に例えば一般的な色差順次方式の
モザイクフィルタが設けられている。このモザイクフィ
ルタの構成を図８に示す。モザイクフィルタは、Ｃｙ，
Ｍｇ，Ｙｅ，及びＧの４色のフィルタで構成されてい
る。また、各色のフィルタの分光特性は、図９に示すよ
うになっている。このような色差順次方式の色分離の原
理を図１０に示す。
【００６７】この図１０及び図７を参照しながら色差順
次方式における信号処理について説明する。色差順次方
式では、図８に示すモザイクフィルタにおいて２つ列の
画素を加算して順次読み出すが、このとき奇数フィール
ドと偶数フィールドとで画素の列をずらして読み出すよ
うにする。その結果、奇数走査線の信号、及び偶数走査
線の信号は、図１０（ａ），（ｂ）に示すようになる。
また、これらの奇数走査線の信号，偶数走査線の信号に
おける色成分は、図１０（ｃ），（ｄ）に示すようにな
る。
【００６８】これらの画像信号は、バンドパスフィルタ
（ＢＰＦ）８３，ローパスフィルタ（ＬＰＦ）８６，８
８に入力される。前記画像信号は、バンドパスフィルタ
８３及び検波回路８４によって、３．５８ＭＨｚを中心
波長とする色信号成分が選択され、図１０（ｅ），
（ｇ）に示すように、２Ｒ−Ｇ，２Ｂ−Ｇの色信号成分
が抽出される。また、通過帯域０．６ＭＨｚのローパス
フィルタ８６によって図１０（ｆ）に示すような（３／
２）Ｇ＋Ｂ＋Ｒの色信号成分が抽出される。
【００６９】抽出された各色信号は、Ａ／Ｄコンバータ
８５，８７によってデジタルデータに変換され、ＦＰＧ
Ａ（１）７１内に設けられたホワイトバランス回路７９
に入力されて、ここで各色信号のバランスがとられる。
そして、輪郭強調回路８０で輪郭強調され、γ補正回路
９０に入力される。γ補正回路９０は、ＲＯＭテーブル
によって構成されており、ここでγ補正が行われた後、
１Ｈ遅延回路９１によって信号が１Ｈ遅延される。
【００７０】このとき、ＦＰＧＡ（３）７３には、１Ｈ
切換え回路９３，メモリコントローラ９４が構成され
る。１Ｈ切換え回路９３において、γ補正回路９０でγ
補正された信号と、これを１Ｈ遅延回路９１で１Ｈ遅延
された信号とを切換えることにより、２Ｒ−Ｇ，２Ｂ−
Ｇの色差信号を得る。
【００７１】さらに、前記画像信号は、通過帯域３ＭＨ
ｚのローパスフィルタ８８によって輝度成分が分離さ
れ、２Ｒ＋３Ｇ＋２Ｂの輝度信号が抽出される。得られ
た輝度信号は、Ａ／Ｄコンバータ８９によってデジタル
データに変換され、ＦＰＧＡ（１）７１内に設けられた
自動調光回路７８に入力される。自動調光回路７８は、
入力される輝度信号レベルに基づいて光源の照明光量を
制御するための光量制御信号を発生し、この光量制御信
号を光源装置へ送出する。また、ＦＰＧＡ（１）７１に
入力された輝度信号は、輪郭強調回路８１で輪郭強調さ
れた後、γ補正回路９２でγ補正される。
【００７２】本実施例では、画像メモリ９５は、色差フ
レームメモリ９６，９７及び輝度フレームメモリ９８
の、色差信号，輝度信号をそれぞれ格納するフレームメ
モリ群で構成されている。前記１Ｈ切換え回路９３の出
力の色差信号は色差フレームメモリ９６，９７にそれぞ
れ記録され、γ補正回路９２の出力の輝度信号は、ＦＰ
ＧＡ（３）７３をそのまま通過して輝度フレームメモリ
９８に記録される。この画像メモリ９５は、ＦＰＧＡ
（３）７３内に設けられたメモリコントローラ９４によ
って、同時方式に対応した書き込み読み出し制御が行わ
れている。また、メモリコントローラ９４によって、Ｎ
ＴＳＣ方式の周波数に適合するように画像メモリ９５の
読み出しが制御される。
【００７３】ＦＰＧＡ（４）７４には、画面マスク信号
回路９９，マトリクス回路１００が構成される。前記フ
レームメモリ９６，９７，９８に記録された輝度，色差
信号は、ＦＰＧＡ（４）７４内に設けられた画面マスク
信号回路９９によって表示エリアのマスク処理が施さ
れ、マトリクス回路１００によって輝度信号と色差信号
よりＲＧＢ映像信号に信号変換される。
【００７４】この信号変換されたＲＧＢ映像信号は、Ｄ
／Ａコンバータ１０１，１０２，１０３によってアナロ
グ映像信号に信号変換され、ＴＶモニタ等へ出力され
る。また、アナログ映像信号に変換されたＲＧＢ映像信
号は、エンコーダ１０４にも供給される。エンコーダ１
０４は、前記メモリコントローラ９４からの選択信号に
基づいてＲＧＢ映像信号をＮＴＳＣ信号に変換し、ＴＶ
モニタ等へ出力する。
【００７５】次に、カメラコントロールユニット７０に
ＰＡＬ用の面順次方式電子内視鏡を接続した場合につい
て図１１を参照しながら説明する。図１１はＰＡＬ用の
面順次方式電子内視鏡を接続したときのカメラコントロ
ールユニット７０の機能構成を示している。
【００７６】ＣＰＵ７５は、接続された電子内視鏡より
出力されるモード信号に基づき、内視鏡の種類，ＴＶ方
式等を識別し、ＦＰＧＡ７１〜７４の回路情報を変更す
る。ＰＡＬ用の面順次方式電子内視鏡が接続されると、
ＦＰＧＡ（１）７１には、同期信号発生回路１０５，自
動調光回路１０６，及びＲＧＢゲイン調整回路１０７，
輪郭強調回路１０８が構成される。また、ＦＰＧＡ
（２）７２には、面順次方式のＣＣＤを駆動するための
ＣＣＤドライバ１０９が構成される。
【００７７】同期信号発生回路１０５は、図７の場合と
同様に、各回路が必要とする同期信号を発生し、この同
期信号はＣＣＤドライバ１０９にも供給され、ＣＣＤド
ライバ１０９によって電子内視鏡先端部に設けられた図
示しない面順次方式ＣＣＤを駆動する。
【００７８】面順次方式では、時系列的にＲＧＢの画像
データをＣＣＤより得るようになっているため、ＣＣＤ
より読み出した画像信号は、ローパスフィルタ８８によ
って帯域制限され、Ａ／Ｄコンバータ８９でデジタルデ
ータに変換されてＦＰＧＡ（１）７１に入力される。な
お、Ａ／Ｄコンバータ８５，８７からの信号線は、基板
上でＦＰＧＡ（１）７１に接続されているが、ＦＰＧＡ
（１）７１内で未接続となっている。
【００７９】自動調光回路１０６は、図７の場合と同様
に、入力されるデジタル画像信号の信号レベルに基づい
て光源の照明光量を制御するための光量制御信号を発生
し、この光量制御信号を光源装置へ送出する。
【００８０】また、Ａ／Ｄコンバータ８９からのデジタ
ル画像信号は、ＲＧＢゲイン調整回路１０７に入力さ
れ、ここで時系列的に入力されたＲＧＢ画像信号のゲイ
ンを調整することによって、ホワイトバランス、及び色
調を調整する。そして、ＲＧＢゲイン調整回路１０７で
各ＲＧＢ画像信号のレベルを調整した後、輪郭強調回路
１０８によって各ＲＧＢ画像信号において個別に輪郭の
強調を行う。
【００８１】このとき、ＦＰＧＡ（３）７３には、信号
セレクタ１１０，メモリコントローラ１１１が構成され
る。輪郭強調回路１０８によって輪郭強調されたＲＧＢ
画像信号は、γ補正回路９２でγ補正された後、信号セ
レクタ１１０に入力される。図１１の場合では、画像メ
モリ９５は、Ｒフレームメモリ１１２，Ｇフレームメモ
リ１１３，Ｂフレームメモリ１１４の、ＲＧＢの各画像
信号を格納するフレームメモリ群で構成されている。前
記信号セレクタ１１０は、時系列的に入力されたＲＧＢ
画像信号を画像メモリ９５のＲＧＢ各フレームメモリ１
１２，１１３，１１４に入力する。なおここでは、γ補
正回路９０及び１Ｈ遅延回路９１は、基板上ではＦＰＧ
Ａ７１，７３に接続されているが、各ＦＰＧＡ内で未接
続となっている。
【００８２】メモリコントローラ１１１は、モード信号
に対応したＣＰＵ７５からの回路データに基づいて回路
が設定され、ＲＧＢが時系列的に入力する面順次方式の
画像信号に対して画像メモリ９５の書き込みを制御す
る。すなわち、時系列的に入力されたＲＧＢ画像信号
は、画像メモリ９５において同時化される。
【００８３】ＦＰＧＡ（４）７４には、画面マスク信号
回路１１５が構成される。同時化されたＲＧＢ画像信号
は、ＦＰＧＡ（４）７４内に設けられた画面マスク信号
回路１１５によって、面順次方式のＣＣＤ専用の画面マ
スク処理が施された後、Ｄ／Ａコンバータ１０１，１０
２，１０３によってアナログ映像信号に信号変換され、
ＴＶモニタ等へ出力される。また、アナログ映像信号に
変換されたＲＧＢ映像信号は、エンコーダ１０４にも供
給される。エンコーダ１０４は、前記メモリコントロー
ラ１１１からの選択信号に基づいてＲＧＢ映像信号をＰ
ＡＬ方式のＴＶ信号に変換し、ＴＶモニタ等へ出力す
る。
【００８４】なお、接続する電子内視鏡に設けられたＣ
ＣＤの画素数の違いによって各信号処理系を変更する場
合においても、ＣＰＵ７５によってデータＲＯＭ７６に
書き込まれた対応する回路データを読み込み、この回路
データに基づいてＦＰＧＡの回路構成を変更することで
対応可能である。
【００８５】以上のように、回路構成を変更可能なＦＰ
ＧＡによってカメラコントロールユニットを構成するこ
とにより、面順次方式と同時方式のような電子内視鏡の
撮像方式の違い、ＰＡＬ方式，ＮＴＳＣ方式のようなＴ
Ｖ方式の違い、ＣＣＤの画素数の違いなどに関らず、少
ない回路構成で複数の方式に対応可能となる。
【００８６】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、複
数種の固体撮像素子、回路方式に応じた専用の回路を設
けることなく、回路の共通化、回路規模の削減を実現で
き、異なる固体撮像素子を持つ複数種類の内視鏡や複数
種類の回路方式に対応することが可能となる効果があ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１ないし図４は本発明の第１実施例に係り、
図１は電子内視鏡装置の概略の構成を示す構成説明図
【図２】電子内視鏡装置の構成を示すブロック図
【図３】高画素タイプの固体撮像素子を接続した場合に
おける信号処理回路の機能構成を示すブロック図
【図４】小型の固体撮像素子を接続した場合における信
号処理回路の機能構成を示すブロック図
【図５】本発明の第２実施例に係る電子内視鏡装置の構
成を示すブロック図
【図６】本発明の第３実施例に係る電子内視鏡装置の構
成を示すブロック図
【図７】図７ないし図１１は本発明の第４実施例に係
り、図７はカメラコントロールユニットにＮＴＳＣ用の
同時方式電子内視鏡を接続した場合の機能構成を示すブ
ロック図
【図８】色差順次方式のモザイクフィルタを示す説明図
【図９】図８のモザイクフィルタにおける各フィルタの
分光特性を示す特性図
【図１０】色差順次方式の色分離の原理を示す説明図
【図１１】カメラコントロールユニットにＰＡＬ用の面
順次方式電子内視鏡を接続した場合の機能構成を示すブ
ロック図
【符号の説明】
１，５１，６１…電子内視鏡Ａ ２，５２，６２…電子内視鏡Ｂ ３，５３，６３…カメラコントロールユニット ４…光源装置 ５…ＴＶモニタ １１…高画素タイプＣＣＤ １２…小型タイプＣＣＤ １５…映像メモリ回路 １６…信号処理回路 １８，５６，６６…制御用ＣＰＵ １９，２０，５７…データＲＯＭ ６４，６５…メモリカード
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 矢部 久雄 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 昭63−200736（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−71234（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−234938（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−142531（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−240826（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−76366（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−280922（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−220213（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−266476（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−80216（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) A61B 1/00 - 1/32 G02B 23/24 - 23/26

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 被写体を撮像する撮像手段が異なる複数
    種の電子内視鏡を着脱自在に接続可能であり、前記撮像
    手段からの撮像信号を信号処理するカメラコントロール
    ユニットにて構成される電子内視鏡装置において、 前記撮像信号をデジタル化したデジタル信号が入力さ
    れ、回路データに基づいて回路を構成することが可能な
    プログラマブル回路と、前記デジタル信号を処理して表示可能な画像信号を得る
    ための処理を行う信号処理回路を前記プログラマブル回
    路で構成するための 回路データを前記接続可能な複数種
    の電子内視鏡に対応して複数種記憶する回路データ記憶
    手段と、接続された電子内視鏡に保持され前記複数種の回路デー
    タの中から該 接続された電子内視鏡の撮像素子に対応し
    た回路データを選択するための情報に基づき、 前記回路データ記憶手段に記憶された前記複数種の回路
    データのうち、 前記撮像素子に対応する回路データを読
    み出して前記プログラマブル回路手段にローディングす
    るように制御を行う制御手段と、前記プログラマブル回路の出力を映像信号として記憶す
    る映像メモリ手段と、 を具備したことを特徴とする電子内視鏡装置。
  2. 【請求項２】 被写体を撮像する撮像手段が異なる複数
    種の電子内視鏡を着脱自在に接続可能な信号処理部を有
    し、前記撮像手段からの撮像信号を信号処理する電子内
    視鏡装置において、 前記撮像信号が入力され、回路データに基づいて回路を
    構成することが可能なプログラマブル回路と、 該電子内視鏡に対応した撮像信号の処理を行う撮像信号
    処理回路を構成するための回路データを保持する回路デ
    ータ保持手段を有する電子内視鏡より、この回路データ
    を読み出し、前記プログラマブル回路手段にローディン
    グする制御手段と、 を具備したことを特徴とする電子内視鏡装置。
  3. 【請求項３】 被写体を撮像する撮像手段が異なる複数
    種の電子内視鏡を着脱自在に接続可能な信号処理部を有
    し、前記撮像手段からの撮像信号を信号処理する電子内
    視鏡装置において、 前記撮像信号が入力され、回路データに基づいて回路を
    構成することが可能なプログラマブル回路と、 該電子内視鏡に対応した撮像信号の処理を行う撮像信号
    処理回路を構成するための回路データを保持した着脱自
    在な記憶手段より、この回路データを読み出し、前記プ
    ログラマブル回路手段にローディングする制御手段と、 を具備したことを特徴とする電子内視鏡装置。
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