JP4027612B2 - ストロボ画像同時取り込み電子内視鏡装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子内視鏡装置に関し、詳細には、いわゆる面順次方式によるカラー映像と、ストロボ映像との同時取り込みに関する。
【０００２】
【従来の技術】
医用として用いられる内視鏡装置として、体腔内へ挿入されるスコープの先端部からの被写体像を光ファイバで伝達させ接眼部から被写体を観察可能なタイプのファイバースコープ、或いはスコープ先端部に撮像素子であるＣＣＤ（Charge Coupled Device）を設けて被写体を撮像することのできるタイプの電子内視鏡が知られている。一般に、スコープに照明光を供給する為の光源装置はスコープとは別ユニットとして構成され、内視鏡装置はスコープを光源装置に接続して使用される。
【０００３】
電子内視鏡装置に於いてカラー映像を得る為の方式として、面順次方式が知られている。面順次方式を採用する電子内視鏡装置において、スコープは、面順次光を提供する光源装置に接続される。面順次光を発光可能な光源装置は、連続光を発光する光源と回転フィルタから構成される。
【０００４】
図１０に、面順次光を発光可能な従来の光源装置に用いられる、回転フィルタ１０の構成を示す。回転フィルタ１０には、光の赤（Ｒ）成分のみ通過させるＲフィルタ部１０ａ、緑（Ｇ）成分のみ通過させるＧフィルタ部１０ｂ、及び青（Ｂ）成分のみ通過させるＢフィルタ部１０ｃが、遮光部としての平板１０ｄ上に設けられている。回転フィルタ１０は、光源からスコープへの光路中に配設され、回転軸１０ｓを中心に所定の回転速度、例えば３０Ｈｚ周期で図の矢印方向に回転駆動され、Ｒフィルタ部１０ａ、Ｇフィルタ部１０ｂ及びＢフィルタ部１０ｃが順次光路を横切るよう構成される。それにより、光源装置からはＲＧＢの面順次光が提供される。なお、回転フィルタ１０において、Ｂフィルタ部１０ｃの面積が、Ｒフィルタ部１０ａ及びＧフィルタ部１０ｂと比較して最も大きくされているのは、撮像される信号のうちのＢ成分の輝度を高め、良好な映像を生成する為である。
【０００５】
一方、声帯、及びその他の振動する被写体のストロボ観察は、ファイバースコープと、照明光を間欠的に発光することができるストロボ発光装置とを組み合わせたシステムによって行われている。図１１は、ストロボ観察の為の従来のシステム構成を示している。システムは、ファイバースコープ３０、ストロボ光源５０、アドオン（増設）カメラとしてのカメラヘッド６０、カメラコントロールユニット７０、及びモニタ８０から成る。ファイバースコープ３０の接続部３０cが、ストロボ光源装置５０に接続され、それによりストロボランプ５１からの光がライトガイド３１を介して挿入部３１ａ先端から照射される。被検者の声帯をストロボ観察する際、ファイバースコープ３０の挿入部３０ａが被検者の咽頭内に挿入され、挿入部３０ａ先端が被写体である声帯に近付けられ、ストロボ光源装置５０に接続されたマイクロフォン５４からは、被検者が発声する音声が取り込まれる。
【０００６】
ストロボ光源装置５０において、制御回路５３は、マイクロフォン５４からの音声信号に同期して、音声信号の所定の位相位置でストロボランプ５１が発光するように、電源部５２を起動制御する。音声信号に同期して、すなわち振動する声帯の振動周期に同期してストロボランプ５１が発光するので、高速に振動する声帯の動きを静止画として、或いはスローモーション画像として、ファイバースコープ３０の接眼部３０ｂから観察することが可能となる。
【０００７】
ファイバースコープ３０によって得られる被写体象を映像として表示する為に、アドオンカメラとしての、ＣＣＤ６１を有するカメラヘッド６０が、ファイバースコープ３０の接眼部３０ｂに取付けられる。カメラヘッド６０からの信号に基づいて、カメラコントロールユニット７０に設けられた映像信号処理回路７１によって、所定の映像信号、例えばNTSC信号が生成され、それによりストロボ映像がモニタ８０上に表示される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように、従来、通常観察用の光源装置とストロボ発光装置とはそれぞれ別体として構成されており、観察において通常観察とストロボ観察の両方が必要な場合には、ファイバースコープ、電子内視鏡のスコープ、通常光源、ストロボ光源等を用意した上で、装置をつなぎ換えて用いなければならないという不都合があった。
【０００９】
本発明は以上のような事情に鑑みてなされた。すなわち、本発明の目的は、通常観察とストロボ観察を両方同時に行うことができ、それにより内視鏡による診断の効率を向上させることのできる電子内視鏡装置を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
そのため請求項１に記載の発明は、挿入部先端から照明光を照射し、撮像素子で被写体の光学像を受光し、該撮像素子からの出力信号に基づいて所定の映像信号を生成する電子内視鏡装置であって、連続光を発光する第１の光源と、ストロボ光を発光する第２の光源と、第１の光源及び第２の光源からの共通の光路に配置され、該共通の光路にほぼ平行な軸の周りで回転駆動可能な、該回転の円周方向に沿ってそれぞれ色の異なる光を透過させる複数の色フィルタ部と少なくとも１つの開口部とが形成された回転フィルタとを備える。さらに、この電子内視鏡装置は、回転フィルタを所定の回転速度で回転駆動制御する回転駆動手段と、回転フィルタのそれぞれの色フィルタ部が共通の光路中にある期間に第１の光源を発光させ、且つ、回転フィルタの少なくとも１つの開口部が共通の光路中にある期間に第２の光源を発光させる制御を行う発光タイミング制御手段と、発光タイミング制御手段による制御に応じて撮像素子を読出し駆動制御する撮像素子駆動手段と、撮像素子から読み出される出力信号に基づいて所定の映像信号を生成する映像信号処理手段と、を備える。回転フィルタの各色フィルタ部が共通の光路中にあるとき、第１の光源からの連続光が被写体に照射され、それによって撮像素子から得られる出力信号から、通常のカラー映像を作ることができる。一方、回転フィルタの開口部が共通の光路中にあるとき、第２の光源からのストロボ光が被写体に照射され、それによって撮像素子から得られる出力信号から、ストロボ映像を作ることができる。回転フィルタの１回転周期毎に、カラー映像を作る為の画像データおよびストロボ映像を作る為の画像データを同時に取得することができるので、映像信号処理手段は、カラー映像とストロボ映像が混合された映像信号を作ることが可能になる。
【００１１】
電子内視鏡装置が、音声を取り込んで音声信号を生成する音声入力手段をさらに備え、発光タイミング制御手段が、少なくとも１つの開口部が共通の光路中にある期間において、音声信号の所定の位相位置で第２の光源を発光させる構成であることが好ましい（請求項２）。例えば、声帯のような振動する被写体の観察に於いて、第２の光源のストロボ光を、声帯からの音声の周期、すなわち、声帯の振動周期の所定の位相位置で発光させることができる。
【００１２】
ここで、発光タイミング制御手段が、回転フィルタの少なくとも１つの開口部が共通の光路中にある期間において、回転フィルタの回転によって少なくとも１つの開口部が共通の光路を通過することとなるタイミング毎に、音声信号の同一の位相位置で第２の光源を発光させる構成であれば、静止した状態の声帯のストロボ映像を得ることができる（請求項３）。
【００１３】
或いは、発光タイミング制御手段が、回転フィルタの少なくとも１つの開口部が共通の光路中にある期間において、回転フィルタの回転によって少なくとも１つの開口部が共通の光路を通過することとなるタイミング毎に、音声信号の、所定の増分量を増加させた位相位置で、第２の光源を発光させる構成であれば、撮像素子から、回転フィルタの回転毎に、所定の増分量づつ位相が進んだ画像データが得られることになる（請求項４）。この場合、ストロボ映像に於いて、声帯のスローモーションの映像が得られる。
【００１４】
なお、電子内視鏡装置は、撮像素子の出力信号に基づいて、第１の光源、第２の光源の少なくとも一方の光源についての発光量を調節する光量調節手段をさらに備える構成であれば、被写体によって異なってくる、撮像素子からの出力信号の輝度レベルが、適切な輝度レベルに調節される（請求項５）。
【００１５】
また、映像信号処理手段が、発光タイミング制御手段によって発光される光源が第１の光源であるか第２の光源であるかに応じて、撮像素子からの出力信号が表す被写体像の輝度を変化させて所定の映像信号を生成する構成であれば、第１の光源と第２の光源間で発光される光の光量が異なる場合であっても、生成される映像の輝度を、同じレベルにすることができる（請求項６）。
【００１６】
請求項７に記載の内視鏡装置において、映像信号処理手段は、画像データ記憶手段と、撮像素子からの出力信号のうち、複数の色フィルタ部を通過した連続光によって順次撮像素子に形成される被写体像に基づく出力信号から、カラー画像の構成成分としての複数の色成分データを生成してそれぞれ画像データ記憶手段に格納し、少なくとも１つの開口部を通過したストロボ光によって撮像素子に形成された被写体像に基づく出力信号から、モノクロの画像データを生成して画像データ記憶手段に格納する第１の信号処理手段と、画像データ記憶手段に格納されたデータを読み出して所定の映像信号を生成する第２の信号処理手段とを有する。第２の信号処理手段が、画像データ記憶部からの複数の色成分データからカラー映像をつくり、画像データ記憶部からのモノクロの画像データからストロボ映像をつくる。
【００１７】
第２の信号処理手段は、１画面内に、画像データ記憶手段に記憶された複数の色成分データに基づく通常映像の表示領域と、モノクロの画像データに基づくストロボ映像の表示領域とが同時表示されるように所定の映像信号を生成することが好ましい（請求項８）。
【００１８】
請求項９に記載の電子内視鏡装置に於いて、画像データ記憶手段は、モノクロの画像データを複数コマ分記憶する為のストロボ画像記憶部を有し、第１の信号処理手段は、複数コマ分のモノクロの画像データをストロボ画像記憶部に格納する。この場合、ストロボ画像記憶部に、常に、複数コマ分のストロボ画像を格納しておくことができる。
【００１９】
ここで、第２の信号処理手段が、１画面内に、画像データ記憶手段に記憶された複数の色成分データに基づく通常映像の表示領域と、ストロボ画像記憶部からの複数コマ分のモノクロの画像データに基づく複数コマ分のストロボ映像の表示領域とが同時表示されるように、所定の映像信号を生成する構成であれば、通常映像と、連続写真的なストロボ映像と１画面内に同時に表示することが可能である（請求項１０）。
【００２０】
請求項１１に記載の電子内視鏡装置は、生成された所定の映像信号を表示する為の表示装置と、ユーザインタフェースと、をさらに備え、第２の信号処理手段は、表示装置上に表示された複数コマ分のストロボ映像のうち少なくとも１コマをユーザインタフェースを介して選択可能とするとともに、少なくとも１コマの選択が確定された場合には、選択された少なくとも１コマが拡大表示されるように前記所定の映像信号を生成する。ユーザーは、連続写真的に表示装置の表示画面上に表示された複数コマのストロボ映像から、ユーザインタフェースを介して所望のコマを選択することができる。選択されたコマが、表示画面上に拡大表示される。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の第１の実施形態としての、内視鏡装置１００の全体構成を表すブロック図である。図１に示すように、電子スコープ１２０は、挿入部１２０ａを有し、その先端にＣＣＤ１２１が配置されている。電子スコープ１２０の取付け部１２０ｂは、プロセッサ１４０に着脱自在に装着可能である。図１のように電子スコープ１２０がプロセッサ１４０に接続された状態で、光源部１４１からの光は、電子スコープ１２０内に配設されたライトガイド１２２を介して、挿入部１２０ａの先端から被写体に向けて照射される。光源部１４１は、コントロールバス及びデータバスを含むバスライン１５１を介してシステムコントロール１４３に接続されており、システムコントロール１４３によって動作が制御される。
【００２２】
プロセッサ１４０において、タイミングコントロール１４２は、各種のタイミング信号を生成し、バスライン１５１を介して各部に供給する。システムコントロール１４３は、水平同期信号、垂直同期信号などの同期信号の生成し、これらの同期信号をもとに、ＣＣＤ１２１を読出し駆動制御する機能を有する。ＣＣＤ１２１からの出力信号１５３は、初段映像信号処理回路１４４に入力され、所定の処理を施され、画像データとして画像メモリ１４５に格納される。後段映像信号処理回路１４６は、画像メモリ１４５から画像データを読み出して、所定の映像信号、例えばNTSC信号を生成する。後段映像信号処理回路１４６からの映像信号は、プロッセ１４０に接続されたモニタ１８０に送られ、それによってモニタ１８０上に被写体の映像が表示される。
【００２３】
声帯観察において被検者の発生した音声は、マイク１８４によって拾われて音声信号に変換される。マイク１８４からの音声信号は、波形整形回路１４８に入力される。波形整形回路１４８は、例えば、入力音声信号と所定の基準値とを比較することにより、ほぼ正弦波の入力音声信号を矩形波の信号に変換して出力する。整形された矩形波の音声信号は、システムコントロール１４３に入力される。システムコントロール１４３にはキーボード１８５が接続され、キーボード１８５を介して、システムコントロール１４３に各種の設定が入力される。また、フロントパネルスイッチ１４７には、映像の調整を行う為の各種の設定スイッチが設けられ、これらの設定値は、後段映像信号処理回路１４６において生成される映像信号に反映される。電源部１４９は、各部に電源を供給する。
【００２４】
以下、各部の詳細な説明を行う。図２は、光源部１４１の詳細な構成を表すブロック図である。光源部１４１は、通常の連続光を発光する、例えばキセノンランプから成る通常観察ランプ２４１と、システムコントロール１４３からの作動信号によりストロボ光を発するストロボランプ２５１とを有する。通常観察ランプ２４１を発した光は、絞り制御回路２７２によって開度が調節される絞り２４２、及びシステムコントロール１４３によって開閉制御されるシャッタ２４３を通過してプリズム２４４に達し、さらに、プリズム２４４を直進して透過し、回転フィルタ２６０を介して、集光レンズ２７１によって集光されライトガイド口金部１２２ａの先端部からライトガイド１２２内に入る。
【００２５】
一方、ストロボランプ２５１を発した光は、絞り制御回路２７２によって開度が調節される絞り２５２、及びシステムコントロール１４３によって開閉制御されるシャッタ２５３を通過してプリズム２４４に達し、さらに、プリズム２４４の面２４４ａで反射されて回転フィルタ２６０方向に進み、回転フィルタ２６０を介して、集光レンズ２７１によって集光されライトガイド口金部１２２ａの先端部からライトガイド１２２内に入る。
【００２６】
図３は、回転フィルタ２６０を図の集光レンズ２７１の方向から見た状態の平面図を表す。回転フィルタ２６０には、光の赤成分のみ通過させるＲフィルタ部２６０ａ、緑成分のみ通過させるＧフィルタ部２６０ｂ、青成分のみ通過させるＢフィルタ部２６０ｃが、遮光部としての平板２６０ｄ上に設けられている。さらに、回転フィルタ２６０には、開口部２６０ｅが設けられている。回転フィルタ２６０は、システムコントロール１４３による制御のもと、不図示の駆動回路によって、プリズム２４４からライトガイド口金部１２２ａに至る光路２９０（図２）の光軸に平行な回転軸２６０ｓを中心に、３０Ｈｚ周期の回転速度で図の矢印方向に回転駆動される。回転フィルタ２６０は、回転フィルタ２６０が回転駆動されるとき、Ｒフィルタ部２６０ａ、Ｇフィルタ部２６０ｂ、Ｂフィルタ部２６０ｃ、開口部２６０ｅのいずれかが１つが光路２９０中に位置するように配設される。
【００２７】
以下で述べるように、システムコントロール１４３による制御のもと、それぞれの色フィルタ部２６０ａ，２６０ｂ，２６０ｃが光軸２９０中を通過するタイミングで、通常観察ランプ２４１からの光が回転フィルタ２６０に入射するように、シャッタ２４３の開閉タイミングが制御される。また、開口部２６０ｅが光軸２９０中を通過するタイミングで、ストロボランプ２５１からの光が回転フィルタ２６０に入射するように、ストロボランプ２５１の発光タイミングが制御される。
【００２８】
絞り制御回路２７２は、初段映像信号処理回路１４４においてＣＣＤ１２１からの出力信号１５３に基づいて得られる被写体の輝度レベルと所定の基準値に基づいて、最適な輝度レベルが得られるように、絞り２４２及び絞り２５２の開度を調節する。
【００２９】
図４は、システムコントロール１４３によって制御される各種のタイミングを説明する為のフローチャートである。システムコントロール１４３は、図４（ｃ）に示すように、３０Ｈｚ周期で垂直同期パルスＶＤを発生し、また、回転フィルタ２６０を３０Ｈｚ周期の回転速度で回転させる。
【００３０】
図４（ａ）は、声帯観察が行われる際に、マイク１８４によって拾われた、被検者の発声する声の音声信号を示している。図４（ａ）において、音声信号の正弦波の周期は、声帯の振動周期に対応し、また、信号の上側のピークは、声帯が最も開いた状態に、信号の下側のピークは、声帯が最も閉じた状態に対応する。図４（ｂ）は、正弦波の音声信号が、波形整形回路１４８によって矩形波に変換された状態を示している。
【００３１】
図４（ｄ）は、ＣＣＤ１１２の電荷蓄積および読出し（転送）のタイミングを表す。垂直同期パルスＶＤの立上がりのタイミングで、ストロボランプ２５１の蓄積可能期間ａが生成される。ストロボランプ２５１は、蓄積可能機関ａの期間内でのみ発光可能とされる。
【００３２】
図４（ｄ）において、蓄積可能期間ａに続く転送期間ｂでは、ストロボランプ２５１の発光によってＣＣＤ１２１に蓄積された被写体像の電荷が、初段映像信号処理回路１４４に転送される。蓄積期間ｃでは、回転フィルタ２６０のＲフィルタ部２６０ａを透過した通常観察ランプ２４１の光によって被写体が照明され、それにより被写体像の電荷がＣＣＤ１２１に蓄積される。続く転送期間ｄにおいて、ＣＣＤ１２１に蓄積された電荷、すなわち赤成分のデータが、初段映像信号処理回路１４４に転送される。蓄積期間ｅでは、回転フィルタ２６０のＧフィルタ部２６０ｂを透過した通常観察ランプ２４１の光によって被写体が照明され、それにより被写体像の電荷がＣＣＤ１２１に蓄積される。続く転送期間ｆにおいて、ＣＣＤ１２１に蓄積された電荷、すなわち緑成分のデータが、初段映像信号処理回路１４４に転送される。さらに、蓄積期間ｇでは、回転フィルタ２６０のＢフィルタ部２６０ｃを透過した通常観察ランプ２４１の光によって被写体が照明され、それにより被写体像の電荷がＣＣＤ１２１に蓄積される。続く転送期間ｅにおいて、ＣＣＤ１２１に蓄積された電荷、すなわち青成分のデータが、初段映像信号処理回路１４４に転送される。初段映像信号処理回路１４４は、ＣＣＤ１２１からの出力信号に所定の処理を施し、画像データを生成して画像メモリ１４５に格納する。
【００３３】
図４（ｅ）は、ストロボランプ２５１用のシャッタ２５３の開閉タイミングを表し、パルスのハイレベルが開の状態に、パルスのロウレベルが閉の状態に対応する。すなわち、ストロボランプ２５１用のシャッタ２５３は、ストロボランプ２５１の発光可能期間ａと転送期間ｂを合わせた期間でのみ開かれ、それ以外のタイミングでは閉じられる。これにより、ストロボランプ２５１からの光が、発光可能期間ａでのみプリズム２４４に到達可能になり、それ以外の期間では、ストロボランプ２５１の光がプリズム２４４に達することが防止される。
【００３４】
図４（ｆ）は、通常観察ランプ２４１用のシャッタ２４３の開閉タイミングを表し、パルスのハイレベルが開の状態に、パルスのロウレベルが閉の状態に対応する。図４（ｆ）のように、通常観察ランプ２４１用のシャッタ２４３の開閉のタイミングは、ストロボランプ２５１のシャッタ２５３の開閉タイミングの逆になっている。すなわち、通常観察ランプ２４１用のシャッタ２４３は、通常観察ランプ２４１の光が回転フィルタ２６０のそれぞれの色フィルタ部を通過するときは開であるが、ストロボランプ２５１の発光可能期間ａ及び転送期間ｂに対応する期間では閉じられる。これにより、通常観察ランプ２４１からの光が、ストロボランプ２５１の発光中や転送期間ｂに被写体に照射されることが防止される。
【００３５】
図５は、図１に示したプロセッサ１４０における、初段映像信号処理回路１４４、画像メモリ１４５、及び光源部１４１内の絞り制御回路２７２についての詳細を表すブロック図である。図４（ｄ）のタイミングチャートに示される転送期間ｂ，ｄ，ｆ，ｈにおいて、ＣＣＤ１２１から出力される出力信号１５３は、プリアンプ３０１で増幅された後、ビデオフィルタ３０２によって不要な周波数成分が除去され、サンプル／ホールド回路３０３によって、サンプリング及びホールドされる。サンプル／ホールド回路３０３によってサンプリングされた信号は、アンプ３０４によってさらに増幅され、γ補正回路３０５によってγ補正された後、Ａ／Ｄ変換回路３０６によってデジタル信号に変換される。
【００３６】
システムコントロール１４３からアンプ３０４には、増幅度切替信号３１１が入力される。通常観察ランプ２４１による発光量と、ストロボランプ２５１による発光量の相違を考慮して、通常観察ランプ２４１の発光によってＣＣＤ１２１から得られる画像データの輝度と、ストロボランプ２５１の発光によってＣＣＤ１２１から得られる画像データの輝度が等しくなるように、増幅度切替信号３１１によってアンプ３０４の増幅度が切り替えられる。
【００３７】
また、サンプル／ホールド回路３０３の出力信号２７５は被写体像の輝度を表しているので、絞り２４２及び２５２の開度を調節する為の絞り制御回路２７２にも入力され、それぞれの絞りの絞り開度の制御に用いられる。すなわち、絞り制御回路２７２において、サンプル／ホールド回路３０３の出力信号２７５は、アンプ３２１で増幅され、それから、増幅された信号に基づいて、モータードライバ３２２を介して絞り制御モータ３２３が駆動が行われ、絞り２４２及び２５２の開度はそれぞれ独立に適切に調節される。なお、ストロボランプ２５１用の絞り２５２の調節には、ストロボランプ２５１の発光による画像データが、通常観察ランプ２４１用の絞り２４２の調節には、通常観察ランプ２４１の発光による画像データが使用される。
【００３８】
画像メモリ１４５は、画像メモリＲ３３１、画像メモリＧ３３２、画像メモリＢ３３３、及び画像メモリＳＴ３３４から成る。Ａ／Ｄ変換回路３０６によってデジタルに変換された画像データのうち、赤成分の画像データ、すなわち転送期間ｄにおいて転送された画像データは画像メモリＲ３３１に格納され、緑成分の画像データ、すなわち転送期間ｆにおいて転送された画像データはメモリＧ３３２に格納され、青成分の画像データ、すなわち転送期間ｈにおいて転送された画像データは画像メモリＢ３３３に格納される。また、ストロボランプ２５１の発光によって得られる画像データは、画像メモリＳＴ３３４に格納される。
【００３９】
画像メモリＲ３３１、画像メモリＧ３３２、画像メモリＢ３３３、及び画像メモリＳＴ３３４は、それぞれ後段映像信号処理回路１４６に接続されている。それぞれの画像メモリ３３１−３３４に格納されている画像データは、後段映像信号処理回路１４６によって読み出される。後段映像信号処理回路１４６は、読み込んだ画像データのうち、画像メモリＲ３３１からの赤成分画像データ、画像メモリ３３２からの緑成分画像データ、及び画像メモリ３３からの青成分画像データに基づいてカラー画像（通常画像）を生成し、さらに、画像メモリＳＴ３３４からの画像データ（ストロボ画像データ）をもとにモノクロのストロボ画像を生成し、それらのカラー画像及びストロボ画像を１画面に含めた映像信号を生成する。
【００４０】
初段映像信号処理回路１４６が生成した映像信号による、通常画像と、ストロボ画像の同時表示の例を図６に示す。図６に示すように、モニタ１８０の表示画面１８１上で、通常画像部１８２の部分に被写体の動きがカラー映像として表示され、ストロボ画像部１８３の部分に被写体のストロボ画像が表示される。
【００４１】
次にシステムコントロール１４３によるストロボランプ２５１の発光タイミングの制御について説明する。システムコントロール１４３が３０Ｈｚ周期で発生する転送期間ａ毎に、常に、音声信号（図４（ａ））の同一の位相位置で、ストロボランプ２５１を発光させると、常に同じ形状の声帯に対応する画像データが得られ、ストロボ画像部１８３には声帯の静止画像が表示される。一方、図４（ｂ）は、システムコントロール１４３が、３０Ｈｚの周期で発生する転送期間ａ毎に、等しい増分量Δづつ増加させた位相位置でストロボランプ２５１を発光させる場合を示している。この場合、次第に変化して行く声帯の動きに対応する画像データが得られ、したがって、ストロボ画像表示部１８３には声帯の動きがスローモーションとして表示される。
【００４２】
例えば、Δを音声信号の１２度の位相に設定すると、すなわち、ストロボランプ２５１を１２度づつ位相をずらしたタイミングで順次発光させると、３０回の発光によって、１秒間に、声帯の１周期分の動作に対応するストロボ画像を得る。Δを６度とすれば、６０回の発光によって、２秒間の間に、声帯の１周期の動作に対応するストロボ画像、すなわち、よりゆっくりとしたスローモーションの映像を得る。このような、声帯の静止画やスローモーション画像は、声帯の診断において極めて有効な診断材料となる。
【００４３】
図７は、本発明の第２の実施形態を示している。図７の第２の実施形態は、図１にその全体構成が示された電子内視鏡装置１００のうち、画像メモリ１４５、後段映像信号処理回路１４６、およびシステムコントロール１４３についての、図１の場合とは異なる構成例に関する。したがって、第２の実施形態の電子内視鏡装置の全体構成のうち他の部分は第１の実施形態と同じである為、全体構成は図７において示さない。
【００４４】
図７に示す第２の実施形態では、画像メモリ１４５ｂに、ストロボ画像の画像データを格納する画像メモリが複数設けられている。ここでは、ストロボ画像用の画像メモリが、全部でｎ個設けられているものとする。また、後段映像信号処理回路１４６ｂは、２つの映像信号処理回路４１１及び４１２から成る。全ての画像メモリ（画像メモリＲ４３１、画像メモリＧ４３２、画像メモリＢ４３３、及び、画像メモリＳＴ１〜ＳＴｎ）は、映像信号処理部４１１に接続され。一方、映像信号処理部４１２には、画像メモリＳＴ１〜ＳＴｎが接続される。
【００４５】
初段映像信号処理回路１４４からの赤成分画像データは、画像メモリＲ４３１に格納され、緑成分画像データは画像メモリＧ４３２に格納され、青成分画像データは画像メモリＢ４３３に格納される。ストロボランプ２５１の発光によって、初段映像信号処理回路１４４から得られる画像データは、システムコントロール１４３ｂからのメモリ制御信号４２１による制御のもと、３０Ｈｚの垂直同期間隔で取得される毎に、画像メモリＳＴ１〜画像メモリＳＴｎに順に格納される。画像メモリＳＴｎまでの格納が終了すると、再び画像メモリＳＴ１からの格納が繰り返される。したがって、画像メモリＳＴ１〜ＳＴｎには、常に連続するｎコマ分のストロボ画像が格納されることになる。
【００４６】
映像信号処理回路４１１によって、画像メモリ１４５ｂ内の全ての画像メモリ（画像メモリＲ４３１、画像メモリＧ４３２、画像メモリ４３３Ｂ４３３、及び、画像メモリＳＴ１〜ＳＴｎ）の画像データが読み出される。映像信号処理回路４１１は、赤成分画像データ、緑成分画像データ、および青成分画像データをもとにカラー画像をつくり、また、画像メモリＳＴ１〜ＳＴｎから読み出した画像データからｎコマ分のストロボ画像をつくり、カラー画像及びｎコマ分のストロボ画像を１画面上に混合させた映像信号を生成する。後に述べるストロボ画像の選択が行われる場合以外は、切替回路４１３において入力端子４１３ａが選択されている為、映像信号処理回路４１１からの映像信号がモニタ１８０に対して送信される。
【００４７】
映像信号処理回路４１１が生成した映像信号による、カラー画像（通常画像）と、ストロボ画像の同時表示の例を図８（ａ）に示す。図８（ａ）に示すように、モニタ１８０の表示画面１８１上で、通常画像表示部４８１の部分に被写体の動きがカラー映像として表示され、ストロボ画像表示部４８２の部分に被写体のストロボ画像が、ｎコマ分まとめてマトリクス状に表示される。ここで、システムコントロール１４３ｂが、図４（ｂ）のように、３０Ｈｚの周期で発生する転送期間ａ毎に、等しい増分量Δづつ増加させた位相位置でストロボランプ２５１を発光させた場合には、次第に変化して行く声帯の動きの連続写真的な画像が、ストロボ画像表示部４８２に表示される。ストロボ画像表示部４８２において、各マス目に施された数字は、画像メモリＳＴ１〜ＳＴｎの番号に対応する。増分量Δおよび画像メモリＳＴ１〜ＳＴｎの個数ｎを適切に選択することにより、ストロボ画像表示部４８２に、振動する声帯の１周期に渡る動きの連続写真的な静止画を表示させることが可能であることが理解できる。
【００４８】
一方、使用者は、ユーザインタフェースを司るキーボード１８５を介して、図８（ａ）の表示画面上で、ストロボ画像表示部４８２に表示されているｎ個のストロボ画像のうち、１つ以上を選択することができる。この選択機能は、システムコントロール１４３によって提供される。図８（ａ）は、１３番目のストロボ画像の外枠が強調表示されたことによりその画像が選択された状態を示している。選択の確定が行われると、図７に示すように、システムコントロール１４３ｂからの制御信号４２１によって、１３番目のストロボ画像を提供する画像メモリＳＴ１３からの画像データのみが映像信号処理回路４１２に送られる。映像信号処理回路４１２は、受け取った画像データをもとにモノクロの映像信号を生成する。
【００４９】
なお、図８（ａ）の表示画面１８１において、いずれかのストロボ画像の選択の確定が行われると、システムコントロール１４３ｂからの切替信号４２２によって、切替回路４１３の入力端子４１３ｂ側が選択される。それによって、モニタ１８０の表示画面１８１上には、選択された１３番目のストロボ画像が拡大表示される（図８（ｂ））。
【００５０】
図９（ａ）は、ストロボ画像表示部４８２において、複数のストロボ画像（ここでは、３番目、８番目、１１番目、１３番目の４つ）が選択された状態を示している。複数のストロボ画像の選択が確定された場合、映像信号処理部４１２は、図９（ｂ）に示すように、選択されたストロボ画像を全て同時に拡大表示する。図９（ｂ）には、左上に３番目、右上に８番目、左下に１１番目、右下に及び１３番目のストロボ画像がそれぞれ拡大表示されている。
【００５１】
以上説明した本発明の実施形態に関して、各構成要素の置換や変更を行うことができることはいうまでもない。例えば、図６、図８、および図９に示す、通常画像とストロボ画像の同時表示の形式は、１つの例であって、これらの図で示した例以外に、これらの画像を同時表示する為の様々な表示形式をとることができる。また、シャッタ２４３および２５３は、一般的なシャッタの他、回転板上の一部に光を透過させるスリット部が設けられた回転シャッタを用いることも可能である。
【００５２】
また、回転フィルタ２６０の構成はほんの１例にすぎない。すなわち、カラー映像を得る為のものであれば、色フィルタの種類、大きさ等については、様々な変更が可能である。また、ストロボ光の発光期間に対応する開口部の大きさ、数などについての変更も可能である。回転フィルタに、開口部を複数設けて、１垂直同期期間内にストロボ光を２回以上発光させて、音声信号の同一位相位置におけるストロボ画像を２つ以上得てそれらを合成すれば、得られるストロボ画像の輝度を高めることも可能である。図４（ｄ）における蓄積可能期間ａ、蓄積期間ｃ，蓄積期間ｅ，蓄積期間ｇなどの各期間の長さは１つの例であり、他の長さであっても良い。
【００５３】
ストロボ画像表示部４８２におけるストロボ画像の選択は、上記の第２の実施形態では、キーボード１８５からの入力によって行われるものであったが、このような選択は、他のユーザインタフェースによる代替の構成も可能である。例えば、スコープ１２０の操作部１２０ｃに設けられた本発明の機能を司る所定の操作スイッチとシステムコントロール１４３ｂとを接続する構成とすれば、ストロボ画像の選択を操作部１２０ｃの操作スイッチによって行うことも可能である。
【００５４】
後段映像信号処理回路１４６及び１４６ｂによって生成される映像信号には、NTSC信号、PAL信号、及びその他の所定の映像信号が含まれる。
【００５５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、通常画像とストロボ画像とを、極めて適切な形式でモニタ上に同時に表示することのできる内視鏡装置が提供される。通常観察とストロボ観察が１つの内視鏡装置によって達成され、内視鏡診断の効率が飛躍的に向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態としての電子内視鏡装置の全体構成を表すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施形態としての電子内視鏡装置における、光源部の詳細な構成を表すブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施形態としての電子内視鏡装置における、回転フィルタの構成を表す平面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態としての電子内視鏡装置における、システムコントロールによる制御を表すタイミングチャートである。
【図５】本発明の第１の実施形態としての電子内視鏡装置における、初段映像信号処理回路、画像メモリ、絞り制御回路の詳細を表すブロック図である。
【図６】本発明の第１の実施形態としての電子内視鏡装置における、ストロボ画像と通常画像の同時表示の形式を表す図である。
【図７】本発明の第２の実施形態としての、画像メモリ、後段映像信号処理回路、及びシステムコントロールを詳細に示すブロック図である。
【図８】本発明の第２の実施形態における、ストロボ画像と通常画像の同時表示の形式を表す図である。
【図９】本発明の第２の実施形態における、ストロボ画像と通常画像の同時表示の状態であって、複数のストロボ画像が選択された状態を示す。
【図１０】従来技術における、回転フィルタの構成を表す平面図である。
【図１１】従来技術における、ファイバースコープとストロボ光源装置の組合せによる、ストロボ観察の為のシステムの全体構成を表すブロック図である。
【符号の説明】
１００ 電子内視鏡装置
１２０ 電子スコープ
１４０ プロセッサ
１４１ 光源部
１４３ システムコントロール
１４４ 初段映像信号処理回路
１４５ 画像メモリ
１４６ 後段映像信号処理回路
１４８ 波形整形回路
１８４ マイク
１８５ キーボード
２６０ 回転フィルタ

Claims (11)

1. 挿入部先端から照明光を照射し、撮像素子で被写体の光学像を受光し、該撮像素子からの出力信号に基づいて所定の映像信号を生成する電子内視鏡装置であって、
   連続光を発光する第１の光源と、
   ストロボ光を発光する第２の光源と、
   前記第１の光源及び前記第２の光源からの共通の光路に配置され、該共通の光路にほぼ平行な軸の周りで回転駆動可能な、該回転の円周方向に沿ってそれぞれ色の異なる光を透過させる複数の色フィルタ部と、少なくとも１つの開口部とが形成された回転フィルタと、
   前記回転フィルタを所定の回転速度で回転駆動制御する回転駆動手段と、
   前記回転フィルタの前記それぞれの色フィルタ部が前記共通の光路中にある期間に前記第１の光源を発光させ、且つ、前記回転フィルタの前記少なくとも１つの開口部が前記共通の光路中にある期間に前記第２の光源を発光させる制御を行う発光タイミング制御手段と、
   前記発光タイミング制御手段による制御に応じて前記撮像素子を読出し駆動制御する撮像素子駆動手段と、
   前記撮像素子から読み出される出力信号に基づいて前記所定の映像信号を生成する映像信号処理手段と、
   を備えることを特徴とする電子内視鏡装置。
2. 音声を取り込んで音声信号を生成する音声入力手段をさらに備え、
   前記発光タイミング制御手段は、前記少なくとも１つの開口部が前記共通の光路中にある期間において、前記音声信号の所定の位相位置で前記第２の光源を発光させること、
   を特徴とする請求項１に記載の電子内視鏡装置。
3. 前記発光タイミング制御手段は、前記回転フィルタの前記少なくとも１つの開口部が前記共通の光路中にある期間において、前記回転フィルタの回転によって前記少なくとも１つの開口部が前記共通の光路を通過することとなるタイミング毎に、前記音声信号の同一の位相位置で前記第２の光源を発光させること、を特徴とする請求項２に記載の電子内視鏡。
4. 前記発光タイミング制御手段は、前記回転フィルタの前記少なくとも１つの開口部が前記共通の光路中にある期間において、前記回転フィルタの回転によって前記少なくとも１つの開口部が前記共通の光路を通過することとなるタイミング毎に、前記音声信号の、所定の増分量を増加させた位相位置で、前記第２の光源を発光させること、を特徴とする請求項２に記載の電子内視鏡装置。
5. 前記撮像素子の出力信号に基づいて、前記第１の光源、前記第２の光源の少なくとも一方の光源についての発光量を調節する光量調節手段をさらに備えること、を特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の電子内視鏡装置。
6. 前記映像信号処理手段は、前記発光タイミング制御手段によって発光される光源が前記第１の光源であるか前記第２の光源であるかに応じて、前記撮像素子からの出力信号が表す前記被写体像の輝度を変化させて前記所定の映像信号を生成すること、を特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の電子内視鏡装置。
7. 前記映像信号処理手段は、
   画像データ記憶手段と、
   前記撮像素子からの出力信号のうち、前記複数の色フィルタ部を通過した前記連続光によって順次前記撮像素子に形成される被写体像に基づく出力信号から、カラー画像の構成成分としての複数の色成分データを生成しそれぞれ前記画像データ記憶手段に格納し、前記少なくとも１つの開口部を通過した前記ストロボ光によって前記撮像素子に形成された被写体像に基づく出力信号から、モノクロの画像データを生成し前記画像データ記憶手段に格納する第１の信号処理手段と、前記画像データ記憶手段に格納されたデータを読み出して前記所定の映像信号を生成する第２の信号処理手段と、を有すること、
   を特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の電子内視鏡装置。
8. 前記第２の信号処理手段は、１画面内に、前記画像データ記憶手段に記憶された前記複数の色成分データに基づく通常映像の表示領域と、前記モノクロの画像データに基づくストロボ映像の表示領域とが同時表示されるように前記所定の映像信号を生成すること、を特徴とする請求項７に記載の電子内視鏡装置。
9. 前記画像データ記憶手段は、前記モノクロの画像データを複数コマ分記憶する為のストロボ画像記憶部を有し、
   前記第１の信号処理手段は、複数コマ分の前記モノクロの画像データを前記ストロボ画像記憶部に格納すること、
   を特徴とする請求項８に記載の電子内視鏡装置。
10. 前記第２の信号処理手段は、１画面内に、前記画像データ記憶手段に記憶された前記複数の色成分データに基づく通常映像の表示領域と、前記ストロボ画像記憶部からの前記複数コマ分のモノクロの画像データに基づく前記複数コマ分のストロボ映像の表示領域とが同時表示されるように、前記所定の映像信号を生成すること、を特徴とする請求項９に記載の電子内視鏡装置。
11. 生成された前記所定の映像信号を表示する為の表示装置と、
    ユーザインタフェースと、をさらに備え、
    前記第２の信号処理手段は、前記表示装置上に表示された前記複数コマ分の前記ストロボ映像のうち少なくとも１コマを前記ユーザインタフェースを介して選択可能とするとともに、前記少なくとも１コマの選択が確定された場合には、選択された前記少なくとも１コマが拡大表示されるように前記所定の映像信号を生成すること、を特徴とする請求項１０に記載の電子内視鏡装置。

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