JP4272853B2 - 電子内視鏡用プロセッサ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、固体撮像素子を搭載する電子スコープと、電子スコープから入力される画像信号を処理するプロセッサとを備えた電子内視鏡装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に、体腔内を観察するための医療用電子内視鏡装置は、光源部や画像処理部等を備えるプロセッサと、体腔内を照明することにより撮像を行う固体撮像素子を可撓性管の先端に有する電子スコープとから構成される。電子内視鏡装置のプロセッサには、ＲＧＢのアナログ画像信号を出力するアナログＲＧＢ信号出力端子や、コンポジットビデオ信号、Ｓビデオ信号などを出力するビデオ信号出力端子が備えられている。各信号出力端子から出力される画像信号により、テレビモニタなどに内視鏡画像や、更に患者名などの様々なキャラクタ情報が表示可能である。
【０００３】
また近年、光ファイバなどの通信手段の発達により、動画の内視鏡画像を遠隔地に送信することが可能となってきた。内視鏡画像を遠隔地に送信できると、医学研究や医学教育などが、遠隔地からでもリアルタイムに行うことができる。また、医師が遠隔地にいる場合においても、内視鏡画像を送信することによりリアルタイムに患者に対する高度な診断が行えるようになる。この時プロセッサから出力され、送信される信号は、伝送距離が長い場合においても、画質の劣化が少ないデジタル信号が用いられる。そのため、近年の電子内視鏡装置のプロセッサには、デジタル信号出力端子が設けられている。
【０００４】
従来、このような出力形態を備えた電子内視鏡装置は、以下のようにして画像信号の出力処理を行っている。電子スコープから送信される画像信号がデジタル変換されたＲ、Ｇ、Ｂ信号は、一方では、キャラクタ処理回路などにより、各信号にキャラクタ情報が付加された後に、それぞれＤ／Ａ変換器によりアナログ信号に変換され、パラレルのアナログＲＧＢ信号として外部に出力される。また、Ｄ／Ａ変換器による変換後のパラレルのアナログＲＧＢ信号が、さらにＲＧＢエンコーダにより変換され、コンポジットビデオ信号、Ｓビデオ信号として外部に出力される。また、ＣＣＤから送信される画像信号がデジタル変換されたＲ、Ｇ、Ｂ信号は、もう一方では、デジタル映像信号として外部に出力されるため、輝度信号Ｙ、色差信号Ｃｒ（Ｒ−Ｙ）およびＣｂ（Ｂ−Ｙ）に変換される。そして、上記とは別のキャラクタ処理回路などにより、各デジタル映像信号にキャラクタ情報が付加された後に、それらの信号は、パラレルまたはマルチプレクサにより一系統に多重化されたシリアルのデジタル映像信号として外部に出力される。なお、Ｒは赤成分の映像信号、Ｂは青成分の映像信号である。
【０００５】
また、一般に電子スコープ先端に備えられる対物レンズは円形であるため、対物レンズによって固体撮像素子の受光面を含む面上に形成される円形の領域内に含まれる画素から出力される画像信号に基づいて内視鏡画像が形成される。固体撮像素子において内視鏡画像を形成する画素が存在する領域（内視鏡画像領域）以外の領域の画素からプロセッサに対して出力される画像信号は、ＣＣＤ出力における無効な画像信号となる。観察用のモニタの画面形状は一般に長方形であるため、固体撮像素子により撮像された画像信号をそのままモニタに出力すると、上記内視鏡画像領域以外の領域もモニタに表示されることになる。これを防ぐため、通常、無効な画像信号に対しては電子マスク処理が施され、モニタには内視鏡画像と、患者名などの様々なキャラクタ情報が付加された背景画像とが表示されるよう構成されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した構成の場合、内視鏡画像領域とキャラクタ情報領域以外の画像信号は、表示における無効な画像信号であるにも関わらず、マルチプレクサによる多重化等の処理の際に用いられる高速のクロック信号は、上記の無効な画像信号が出力される期間も含む全画像期間に対して動作してしまう。そのため、クロック信号による高周波ノイズが画像信号へ悪影響を及ぼしたり、無駄な電力損失や熱上昇が発生していた。
【０００７】
そこで、本発明は上記の事情に鑑み、画像信号を処理するプロセッサを備えた電子内視鏡装置において、クロック信号を無駄に動作させることなく、高周波ノイズの悪影響、電力損失や熱上昇を減少させる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。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を達成するため、請求項１に記載の電子内視鏡装置は、固体撮像素子を搭載した電子スコープと、電子スコープから入力される画像信号を処理するプロセッサとを備えた電子内視鏡装置において、プロセッサは、制御部と、外部機器に画像信号を出力する画像信号出力部とを有し、外部機器に出力される画像信号の有効画像領域は、内視鏡画像領域とキャラクタ情報領域からなり、制御部は、電子スコープから入力される有効画像領域以外の画像信号が、固定された値の信号で、画像信号出力部に入力するようプロセッサを制御することを特徴とする。このように電子内視鏡装置を構成することにより、無効画像領域において、クロック信号を無駄に動作させることなく、高周波ノイズの悪影響、電力損失や熱上昇を減少させることができる。
【０００９】
また、請求項２に記載の電子内視鏡装置は、プロセッサは、演算回路を有し、演算回路は、電子スコープから入力される画像信号を、輝度信号と複数の色差信号に変換することを特徴とする。
【００１０】
また、請求項３に記載の電子内視鏡装置は、プロセッサは、キャラクタ情報付加手段と、多重化手段とを有し、輝度信号は、キャラクタ情報付加手段によってキャラクタ情報が付加され、複数の色差信号は、多重化手段によって一系統に多重化されることを特徴とする。このように電子内視鏡装置を構成することにより、モニタ上にキャラクタ情報を表示させるためには、輝度信号のみにキャラクタ情報を付加すればよい。このため、プロセッサ内の回路基板のパターンの引き廻しが簡略化できる。
【００１１】
また、請求項４に記載の電子内視鏡装置は、制御部は、輝度信号の有効画像領域以外の画像信号と、色差信号の内視鏡画像領域以外の画像信号とを固定した値の信号にすることを特徴とする。このように電子内視鏡装置を構成することにより、無効画像領域において、クロック信号を無駄に動作させることなく、電力損失や熱上昇を減少させることができる。
【００１２】
また、請求項５に記載の電子内視鏡装置は、プロセッサは、キャラクタ情報付加手段と、多重化手段とを有し、輝度信号と複数の色差信号は、キャラクタ情報付加手段によってキャラクタ情報が付加されて、多重化手段により一系統に多重化されることを特徴とする。このように電子内視鏡装置を構成することにより、画像信号が一系統に多重化されるため、プロセッサ内の回路基板のパターンの引き廻しが簡略化できる。
【００１３】
また、請求項６に記載の電子内視鏡装置は、制御部は、多重化された信号の有効画像領域以外の画像信号を固定した値の信号にすることを特徴とする。このように電子内視鏡装置を構成することにより、無効画像領域において、クロック信号を無駄に動作させることなく、電力損失や熱上昇を減少させることができる。
【００１４】
また、請求項７に記載の電子内視鏡装置は、輝度信号と複数の色差信号は、輝度信号Ｙと、色差信号Ｃｒと、色差信号Ｃｂから構成される４：２：２の画像信号であることを特徴とする。
【００１５】
また、請求項８に記載の電子内視鏡装置は、キャラクタ情報付加手段は、前記有効画像領域以外の画像信号に対応する前記輝度信号に対する出力状態をハイインピーダンス状態にすると共に、前記多重化手段は、前記有効画像領域以外の画像信号に対応する前記色差信号に対する出力状態をハイインピーダンス状態にすることを特徴とする。このように電子内視鏡装置を構成することにより、無効画像領域において、クロック信号を無駄に動作させることなく、電力損失や熱上昇を減少させることができる。
【００１６】
また、請求項９に記載の電子内視鏡装置は、多重化手段は、有効画像領域以外の画像信号に対応する輝度信号と複数の色差信号に対する出力状態をハイインピーダンス状態にすることを特徴とする。このように電子内視鏡装置を構成することにより、無効画像領域において、クロック信号を無駄に動作させることなく、電力損失や熱上昇を減少させることができる。
【００１７】
また、請求項１０に記載の電子内視鏡装置は、プロセッサは、プルアップ抵抗と、プルダウン抵抗とを有し、プルアップ抵抗とプルダウン抵抗によって、ハイインピーダンス状態にされた信号を固定した値の信号にすることを特徴とする。このように電子内視鏡装置を構成することにより、無効画像領域において、クロック信号を無駄に動作させることなく、電力損失や熱上昇を減少させることができる。
【００１８】
また、請求項１１に記載の電子内視鏡装置は、画像信号出力部は、入力された画像信号を複数のアナログビデオ信号に変換し、外部機器に出力するデジタルエンコーダと、入力された画像信号をデジタルビデオ信号として外部機器に出力するデジタル出力回路部とを有することを特徴とする。このように電子内視鏡装置を構成することにより、Ｄ／Ａ変換器の高速クロック信号のパターンなどを引き廻す必要がなくなるため、回路の規模が縮小でき、その縮小に伴い、コストダウンができ、さらに信号同士の干渉、ノイズの放出などが抑えられて、高品質の画像が供給できるようになる。
【００１９】
また、請求項１２に記載の電子内視鏡装置は、複数のアナログビデオ信号は、アナログＲＧＢ信号と、コンポジットビデオ信号と、Ｓビデオ信号であることを特徴とする。このように電子内視鏡装置を構成することにより、様々な出力形式のアナログビデオ信号に対応することができる。
【００２０】
また、請求項１３に記載の電子内視鏡装置は、デジタル出力回路部は、パラレル／シリアル変換手段を有し、入力された画像信号をパラレル／シリアル変換手段によってシリアルに変換し、外部機器に出力することを特徴とする。このように電子内視鏡装置を構成することにより、デジタルビデオ信号をシリアルデータとして出力することができるため、信号の伝送に用いるケーブルが１本となり、光ファイバなどの通信手段を用いて遠隔地に内視鏡画像を送信することができる。
【００２１】
また、請求項１４に記載の電子内視鏡装置は、デジタル出力回路部は、拡張出力コネクタを有し、入力された画像信号を拡張出力コネクタから、外部機器に出力することを特徴とする。このように電子内視鏡装置を構成することにより、拡張性が豊富となり、より多くの外部機器との接続が可能となる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施形態の電子内視鏡装置１０の構成を示すブロック図である。電子内視鏡装置１０は、プロセッサ１００と、電子スコープ２００と、内視鏡室側テレビモニタ３００と、デジタルビデオ信号入力に対応可能な遠隔地側テレビモニタ４００と、キーボード５００から構成される。
【００２３】
図１に示すようにプロセッサ１００は、ＣＣＤプロセス１１０と、タイミング回路１２０と、ペリフェラルドライブ１３０と、システムコントロール１４０と、ＲＧＢ回転フィルタ１５０と、ＬＡＭＰ（照明光源用ランプ）１６０と、パネルスイッチ１７０と、ビデオプロセス１８０から構成される。また、電子スコープ２００は、ＣＣＤ２１０と、ＣＣＤドライブ２２０と、ＥＥＰＲＯＭ２３０と、ライトガイドファイババンドル２４０から構成される。
【００２４】
電子スコープ２００は、挿入部先端にＣＣＤ２１０を備え、プロセッサ１００との接続部近傍に、ＣＣＤ２１０からの出力信号の増幅などを行うＣＣＤドライブ２２０と、電子スコープ２００の固有のデータなどを格納する書き換え可能な不揮発性メモリであるＥＥＰＲＯＭ２３０を備える。
【００２５】
ＣＣＤ２１０は、ＣＣＤドライブ２２０によって電荷の蓄積、転送といった撮像動作を繰り返し、逐次蓄積した電荷をプロセッサ１００に出力する。ＣＣＤ２１０から出力される出力信号は、ＣＣＤドライブ２２０を介してプロセッサ１００が備えるＣＣＤプロセス１１０に入力される。
【００２６】
ＥＥＰＲＯＭ２３０は、プロセッサ１００と電子スコープ２００との間の信号の整合性をとるために設けられている。ＥＥＰＲＯＭ２３０は、プロセッサ１００が備えるペリフェラルドライブ１３０と接続されている。ペリフェラルドライブ１３０は、ＥＥＰＲＯＭ２３０からデータを読み込み、システムコントロール１４０にデータを送信する。システムコントロール１４０は、ＣＰＵ１４０ａ（不図示）を有し、そのデータに基づき、制御を行う。
【００２７】
また、ライトガイドファイババンドル２４０は、プロセッサ１００のＬＡＭＰ１６０から照射された照明光を電子スコープ２００の先端に導く。電子内視鏡装置１０は、面順次方式電子内視鏡であるため、ＬＡＭＰ１６０の照射光路中にＲＧＢ回転フィルタ１５０を備える。ＲＧＢ回転フィルタ１５０は、Ｒ、Ｇ、Ｂの三色のフィルタを備える。ＲＧＢ回転フィルタ１５０が回転することで、ＬＡＭＰ１６０の照射光は、各色のフィルタを透過し、ライトガイドファイババンドル２４０により被写体に導かれ、被写体を各色の照射光で照射させる。各色の照射光で照射された被写体をＣＣＤ２１０により順次受光して、各色の画像信号をプロセッサ１００で処理し、１つの画像にすることで、カラー画像を得ることができる。
【００２８】
電子スコープ２００から送信される被写体の画像信号は、プロセッサ１００が有するＣＣＤプロセス１１０に入力され、タイミング回路１２０を介してビデオプロセス１８０に入力される。そして、この信号はビデオプロセス１８０の処理により、内視鏡室側テレビモニタ３００に対してアナログビデオ信号として出力され、遠隔地側テレビモニタ４００に対してデジタルビデオ信号として出力される。なお、ＣＣＤプロセス１１０、タイミング回路１２０、ビデオプロセス１８０は、システムコントロール１４０が有するＣＰＵ１４０ａにより制御されている。
【００２９】
内視鏡室側テレビモニタ３００は、治療室などに配置されるテレビモニタである。このテレビモニタに映し出される内視鏡画像は、主に術者（内視鏡操作者）が観察するためのものである。術者は、このテレビモニタに映し出される内視鏡画像を観察しながら、被検者の検査等を行う。内視鏡室側テレビモニタ３００には内視鏡画像の他に、患者名などの様々なキャラクタ情報が、キーボード５００の入力などに応じて表示される。また、キャラクタ情報は、パネルスイッチ１７０に設定される条件に基づいて、プロセッサ１００の操作パネル１９０（不図示）にも表示される。
【００３０】
遠隔地側テレビモニタ４００は、電子内視鏡装置１０から遠く離れた遠隔地に配置されたテレビモニタである。このテレビモニタに映し出される内視鏡画像は、主に遠隔地にいる観察者が観察するためのものである。観察者は、この内視鏡画像を遠隔地からリアルタイムに観察することで、医学研究や医学教育などを行ったり、患者に対する高度な診断を行ったりすることができる。
【００３１】
図２は、本発明の第１の実施形態のＣＣＤプロセス１１０とビデオプロセス１８０の構成を示すブロック図である。ＣＣＤプロセス１１０は、電子スコープ２００と接続され、増幅器１１１と、Ｓ／Ｈ回路１１２と、Ａ／Ｄ変換器１１３から構成される。
【００３２】
上述したようにＣＣＤプロセス１１０には、ＣＣＤ２１０から出力される出力信号が、ＣＣＤドライブ２２０を介して入力される。入力された信号は、アナログ信号であり、増幅器１１１により増幅される。増幅された信号は、Ｓ／Ｈ回路１１２によりサンプリング、ホールドされ、Ａ／Ｄ変換器１１３によりアナログ信号からデジタル信号に変換される。
【００３３】
ＣＣＤプロセス１１０によりデジタル変換された信号は、タイミング回路１２０に入力される。タイミング回路１２０は、この信号をＣＣＤ２１０の駆動と同期させて、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色の画像信号に分けて、ビデオプロセス１８０に出力する。
【００３４】
図２に示すようにビデオプロセス１８０は、フレームメモリ１８１Ｒ、１８１Ｇ、１８１Ｂと、マトリクス回路（演算回路）１８２と、マルチプレクサ１８３と、キャラクタ処理回路１８４と、加算回路１８５と、輝度信号用の固定値出力用抵抗回路（プルアップ抵抗・プルダウン抵抗回路）１８６と、色差信号用の固定値出力用抵抗回路（プルアップ抵抗・プルダウン抵抗回路）１８７と、デジタルエンコーダ１８８と、デジタル出力回路１８９から構成される。
【００３５】
タイミング回路１２０からビデオプロセス１８０に入力されたＲ、Ｇ、Ｂの各色の画像信号は、ビデオプロセス１８０が備える各色の画像信号に対応したフレームメモリ１８１Ｒ、１８１Ｇ、１８１Ｂに順次メモリされる。そして各色の画像信号は、フレームメモリ１８１Ｒ、１８１Ｇ、１８１Ｂから同時に読み出しされて、マトリクス回路１８２に入力される。
【００３６】
マトリクス回路１８２は、フレームメモリ１８１Ｒ、１８１Ｇ、１８１Ｂから入力されたＲ、Ｇ、Ｂの各色の画像信号を、サンプリング周波数の比率が４：２：２となるように、輝度信号Ｙ、色差信号Ｃｒ（Ｒ−Ｙ）および色差信号Ｃｂ（Ｂ−Ｙ）に変換し、輝度信号Ｙを加算回路１８５に出力する。また、色差信号Ｃｒ、Ｃｂをマルチプレクサ１８３に出力する。なお、各信号は、１０ビットの信号であり、サンプリング周波数は、輝度信号Ｙが１３．５ＭＨｚ、色差信号Ｃｒ、Ｃｂが６．７５ＭＨｚとする。また、各信号の１ラインの有効映像期間のサンプル数は、輝度信号Ｙが７２０サンプルで、色差信号Ｃｒ、Ｃｂがそれぞれ３６０サンプルで、合計１４４０サンプルとする。
【００３７】
加算回路１８５は、マトリクス回路１８２とキャラクタ処理回路１８４の両方に接続されている。キャラクタ処理回路１８４は、ＣＰＵ１４０ａの制御により加算回路１８５に患者名などの様々なキャラクタ情報に関する信号を送信する。加算回路１８５は、マトリクス回路１８２から入力された輝度信号Ｙに、キャラクタ処理回路１８４から送信されるキャラクタ情報に関する信号を加算する。キャラクタ情報が加算された輝度信号Ｙは、輝度信号用の固定値出力用抵抗回路１８６を介して、一方は、デジタルエンコーダ１８８に入力され、もう一方では、デジタル出力回路１８９に入力される。
【００３８】
図３は、輝度信号用の固定値出力用抵抗回路１８６を示す図である。本発明の実施形態において輝度信号Ｙは、１０ビットのデジタル信号であるため、「０」〜「１０２３」のデジタルコードで符号化される。図３は、各信号線にプルアップ抵抗又はプルダウン抵抗のどちらか一方を接続することにより、デジタルコード「６４」を生成している。輝度信号Ｙは、デジタルコードの数値が低いほど低輝度な信号であり、デジタルコードの数値が高いほど高輝度な信号である。輝度信号用の固定値出力用抵抗回路１８６により生成される輝度信号Ｙは、「６４」であるため、黒に近い低輝度な信号となる。
【００３９】
図４は、内視鏡室側テレビモニタ３００や、遠隔地側テレビモニタ４００などの外部機器に表示される画像と、ＣＰＵ１４０ａが各信号を制御する各制御信号を示す図である。図４（ａ）に示される図は、テレビモニタなどの外部機器に表示される画像を示す図で、その画像は、ＣＣＤ２１０により撮像された内視鏡画像と、パネルスイッチ１７０や、キーボード５００の操作に基づいて表示される患者名などの様々なキャラクタ情報から構成される。また、図４（ｂ）に示される図は、ＣＰＵ１４０ａが、電子スコープ２００や、パネルスイッチ１７０や、キーボード５００などの情報に基づき、加算回路１８５に送信する輝度信号Ｙを制御する信号である。図４（ｃ）に示される図は、ＣＰＵ１４０ａが、電子スコープ２００などの情報に基づき、マルチプレクサ１８３に送信する色差信号Ｃｒ、Ｃｂを制御する信号である。
【００４０】
図４（ｂ）のＹ信号制御信号は、加算回路１８５の出力を、ハイインピーダンス状態とローインピーダンス状態とに切り替えるための信号である。また図５は、所定の１ラインの輝度信号Ｙを制御するＹ信号制御信号と、その信号によって制御された所定の１ラインの輝度信号Ｙの状態を示す図である。Ｙ信号制御信号は、輝度信号Ｙの内視鏡画像領域とキャラクタ情報領域に対応する画像期間の加算回路１８５の出力を、ローインピーダンス状態にして加算結果に対応させ、それら以外の画像期間の加算回路１８５の出力を、加算結果如何に関わらずハイインピーダンス状態に固定する。そのため、内視鏡画像領域とキャラクタ情報領域に対応する画像期間の信号は、それらの領域の輝度情報を有する信号となり、デジタルエンコーダ１８８とデジタル出力回路１８９へ入力される。そして、それら以外の画像期間の信号は、Ｙ信号制御信号によってハイインピーダンス状態にされるため、輝度信号用の固定値出力用抵抗回路１８６で固定されたデジタルコード「６４」を有する信号となり、デジタルエンコーダ１８８とデジタル出力回路１８９へ入力される。
【００４１】
上述したように輝度信号Ｙは、内視鏡画像領域とキャラクタ情報領域の画像期間が、電子スコープ２００から送信される画像信号に基づいた輝度情報を有する信号、パネルスイッチ１７０やキーボード５００の操作によるキャラクタ情報の輝度情報を有する信号として処理される。しかし、それら以外の画像期間は、輝度信号用の固定値出力用抵抗回路１８６による固定値の信号として処理される。そのため、後者の画像期間の処理中は、クロック信号を動作させることなく、信号生成の処理を行うことができる。
【００４２】
マルチプレクサ１８３は、マトリクス回路１８２から出力された色差信号Ｃｒ、Ｃｂを、Ｃｒ、Ｃｂ、Ｃｒ、Ｃｂ…の順に多重化させる。そして、多重化された信号は、一系統のパラレルデジタルビデオ信号として、マルチプレクサ１８３から出力され、色差信号用の固定値出力用抵抗回路１８７を介して、一方は、デジタルエンコーダ１８８に入力され、もう一方では、デジタル出力回路１８９に入力される。なお、この時のクロック周波数は、輝度信号Ｙのサンプリング周波数と同等の１３．５ＭＨｚとする。
【００４３】
図６は、色差信号用の固定値出力用抵抗回路１８７を示す図である。本発明の実施形態において色差信号Ｃｒ、Ｃｂは、それぞれ１０ビットのデジタル信号であるため、「０」〜「１０２３」のデジタルコードで符号化される。図６は、各信号線にプルアップ抵抗又はプルダウン抵抗のどちらか一方を接続することにより、デジタルコード「５１２」を生成している。色差信号Ｃｒ、Ｃｂは、デジタルコードの数値が中央の値に近いほど無彩色に近い色を表す信号であり、デジタルコードの数値が高い、または低いほど色合いや色の濃さが増す信号である。色差信号用の固定値出力用抵抗回路１８７により生成される色差信号Ｃｒ、Ｃｂは、「５１２」であるため、無彩色を表す信号となる。
【００４４】
図４（ｃ）のＣｒ、Ｃｂ信号制御信号は、マルチプレクサ１８３の出力を、ハイインピーダンス状態とローインピーダンス状態とに切り替えるための信号である。また図７は、所定の１ラインの色差信号Ｃｒ、Ｃｂを制御するＣｒ、Ｃｂ信号制御信号と、その信号によって制御された所定の１ラインの色差信号Ｃｒ、Ｃｂの状態を示す図である。Ｃｒ、Ｃｂ信号制御信号は、輝度信号Ｃｒ、Ｃｂの内視鏡画像領域に対応する画像期間のマルチプレクサ１８３の出力を、ローインピーダンス状態にして多重化結果に対応させ、それ以外の画像期間のマルチプレクサ１８３の出力を、ハイインピーダンス状態に固定する。そのため、内視鏡画像領域に対応する画像期間の信号は、その領域の色差情報を有する信号となり、デジタルエンコーダ１８８とデジタル出力回路１８９へ入力される。そして、それ以外の画像期間の信号は、Ｃｒ、Ｃｂ信号制御信号によってハイインピーダンス状態にされるため、色差信号用の固定値出力用抵抗回路１８７で固定されたデジタルコード「５１２」を有する信号となり、デジタルエンコーダ１８８とデジタル出力回路１８９へ入力される。
【００４５】
上述したように色差信号Ｃｒ、Ｃｂは、内視鏡画像領域の画像期間が、電子スコープ２００から送信される画像信号に基づいた色差信号を有する信号として処理される。しかし、それ以外の画像期間は、色差信号用の固定値出力用抵抗回路１８７による固定値の信号として処理される。そのため、後者の画像期間の処理中は、クロック信号を動作させることなく、信号生成の処理を行うことができる。
【００４６】
本発明の第１の実施形態の電子内視鏡装置１０においては、輝度信号Ｙのみにキャラクタ情報を付加すれば、モニタ上にキャラクタ情報が表示できる。また、内視鏡画像領域のみをマルチプレクサ１８３によって多重化させればよく、その領域以外は、多重化のためにクロックを動作させる必要がない。
【００４７】
マルチプレクサ１８３および加算回路１８５から出力されたパラレルデジタルビデオ信号は、デジタル出力回路１８９に入力される。そして、デジタル出力回路１８９で１つのパラレルデジタルビデオ信号にされ、そのままテレビモニタなどの外部機器に送信可能である。しかしその場合、データがパラレルであるため、ビット数にクロック信号用のラインを加えた信号線が必要となってしまい、伝送用のケーブルが太くなってしまう。例えばビット数が１０の場合、信号線は１１本必要となる。
【００４８】
本発明の実施形態においては、デジタルビデオ信号の出力をシリアルでも出力可能とするために、デジタル出力回路１８９にパラレル／シリアル変換器１９１（不図示）が備えられている。上記のパラレルデジタルビデオ信号は、パラレル／シリアル変換器１９１によって、シリアルデジタルビデオ信号に変換される。この信号は、伝送レートを例えばクロック周波数の１０倍の２７０ＭＨｚにして、ＬＳＢから順に１本の伝送用のケーブルでシリアルデジタルビデオ信号として、遠隔地側テレビモニタ４００などのデジタルビデオ信号入力に対応した外部機器に出力される。
【００４９】
上述した信号はシリアルデジタルビデオ信号であるため、光ファイバなどの通信手段を用いて、大容量の映像信号を遠隔地に低損失で送ることができる。そのため、遠隔地においても良好な内視鏡画像をリアルタイムで観察することが可能となる。
【００５０】
また、マルチプレクサ１８３および加算回路１８５から出力されたパラレルデジタルビデオ信号は、もう一方で、デジタルエンコーダ１８８に入力される。この信号は、デジタルエンコーダ１８８によってデジタル変調され、Ｄ／Ａ変換されて、モニタ表示可能なアナログビデオ信号として、内視鏡室側テレビモニタ３００などの外部機器に出力される。ここでいうアナログビデオ信号とは、アナログＲＧＢ信号、コンポジットビデオ信号、Ｓビデオ信号である。なお、デジタルエンコーダ１８８から出力されるアナログビデオ信号及びデジタル出力回路１８９から出力されるデジタルビデオ信号において、輝度信号Ｙがデジタルコード「６４」に、色差信号Ｃｒ、Ｃｂはデジタルコード「５１２」にそれぞれ設定されるために、テレビモニタ上では内視鏡画像領域とキャラクタ情報領域以外の領域は黒色で表示される。
【００５１】
また、本発明の実施形態の電子内視鏡装置１０には、プロセッサ１００の基板上に拡張出力コネクタ１９２（不図示）が設けられている。拡張出力コネクタ１９２は、拡張ボードが搭載できるように構成されており、外部機器にパラレルデジタルビデオ信号を供給することができる。
【００５２】
図８は、本発明の第２の実施形態のＣＣＤプロセス１１０とビデオプロセス１８０ｚの構成を示すブロック図である。なお、ビデオプロセス１８０ｚにおいて、図２で示す第１の実施形態のビデオプロセス１８０と同一の構成には、同一の符号を付してここでの詳細な説明は省略する。
【００５３】
マトリクス回路１８２は、フレームメモリ１８１Ｒ、１８１Ｇ、１８１Ｂから入力されたＲ、Ｇ、Ｂの各色の画像信号を、サンプリング周波数の比率が４：２：２となるように、輝度信号Ｙ、色差信号Ｃｒ（Ｒ−Ｙ）およびＣｂ（Ｂ−Ｙ）に変換し、各信号をマルチプレクサ１８３に出力する。
【００５４】
マルチプレクサ１８３は、マトリクス回路１８２から出力され、キャラクタ処理回路１８４によってキャラクタ信号が加算された輝度信号Ｙ、色差信号Ｃｒ、Ｃｂを、Ｃｂ、Ｙ、Ｃｒ、Ｙ、Ｃｂ、Ｙ…の順に多重化させる。そして、多重化された信号は、一系統のパラレルデジタルビデオ信号として、マルチプレクサ１８３から出力され、画像信号用の固定値出力用抵抗回路１９０を介して、一方は、デジタルエンコーダ１８８に入力され、もう一方では、デジタル出力回路１８９に入力される。なお、この時のクロック周波数は、輝度信号Ｙのサンプリング周波数の２倍にあたる２７ＭＨｚとする。
【００５５】
システムコントロール１４０が備えるＣＰＵ１４０ｂは、マルチプレクサ１８３に画像制御信号を送信する。画像制御信号は、輝度信号Ｙ、色差信号Ｃｒ、Ｃｂの内視鏡画像領域とキャラクタ情報領域に対応する画像期間のマルチプレクサ１８３の出力を、ローインピーダンス状態にして多重化結果に対応させ、それら以外の画像期間のマルチプレクサ１８３の出力を、ハイインピーダンス状態に固定する。そのため、内視鏡画像領域とキャラクタ情報領域に対応する画像期間の信号は、それらの領域の内視鏡画像情報とキャラクタ情報を有する信号となり、デジタルエンコーダ１８８とデジタル出力回路１８９へ入力される。そして、それら以外の画像期間の信号は、画像制御信号によってハイインピーダンス状態にされるため、画像信号用の固定値出力用抵抗回路１９０で固定された値となり、デジタルエンコーダ１８８とデジタル出力回路１８９へ入力される。なお、第２の実施形態における固定値出力用抵抗回路１９０は、デジタルコード「５１２」を生成するようにプルアップ抵抗及びプルダウン抵抗が構成される。従って、デジタルエンコーダ１８８から出力されるアナログビデオ信号及びデジタル出力回路１８９から出力されるデジタルビデオ信号において、輝度信号Ｙがデジタルコード「５１２」（黒と白の中間色に対応）に、色差信号Ｃｒ、Ｃｂはデジタルコード「５１２」にそれぞれ設定されるために、テレビモニタ上では内視鏡画像領域とキャラクタ情報領域以外の領域は灰色で表示される。
【００５６】
本発明の第２の実施形態の電子内視鏡装置１０ｚにおいては、輝度信号Ｙ、色差信号Ｃｒ、Ｃｂをマルチプレクサ１８３によって、一系統に多重化する。そのため、無効画像領域用の固定値出力用抵抗回路は１つ備えればよい。
【００５７】
【発明の効果】
以上のように本発明の電子内視鏡装置は、外部機器に出力される内視鏡画像領域とキャラクタ情報領域以外の画像領域の信号処理は、固定された値の信号を出力するよう構成されているため、無効画像領域において、クロック信号を無駄に動作させることなく、高周波ノイズの悪影響、電力損失や熱上昇を減少させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の電子内視鏡装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施形態のＣＣＤプロセスとビデオプロセスの構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施形態の輝度信号用の固定値出力用抵抗回路を示す図である。
【図４】本発明の実施形態のテレビモニタなどの外部機器に出力される画像と各信号に送信される制御信号を示す図である。
【図５】所定の１ラインの輝度信号Ｙを制御するＹ信号制御信号と、その信号によって制御された所定の１ラインの輝度信号Ｙの状態を示す図である。
【図６】本発明の実施形態の色差信号用の固定値出力用抵抗回路を示す図である。
【図７】所定の１ラインの色差信号Ｃｒ、Ｃｂを制御するＣｒ、Ｃｂ信号制御信号と、その信号によって制御された所定の１ラインの色差信号Ｃｒ、Ｃｂの状態を示す図である。
【図８】本発明の第２の実施形態のＣＣＤプロセスとビデオプロセスの構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０ 電子内視鏡装置
１００ プロセッサ
１１０ ＣＣＤプロセス
１８０ ビデオプロセス
１８４ キャラクタ処理回路
１８５ 加算回路
１８６ 輝度信号用の固定値出力用抵抗回路
１８７ 色差信号用の固定値出力用抵抗回路
２００ 電子スコープ
２１０ ＣＣＤ
３００ 内視鏡室側テレビモニタ
４００ 遠隔地側テレビモニタ
５００ キーボード

Claims (8)

1. 電子スコープの撮像処理により生成された画像信号を処理して表示装置に出力する電子内視鏡用プロセッサにおいて、
   前記電子スコープから入力される画像信号を一系統の輝度信号と複数系統の色差信号に変換する画像信号変換手段と、
   前記輝度信号にキャラクタ情報を加算するキャラクタ情報加算手段と、
   前記複数系統の色差信号を一系統の信号に多重化する信号多重化手段と、
   前記信号多重化手段により多重化された色差信号、前記キャラクタ情報が加算された輝度信号の各信号を処理して前記表示装置に出力する出力信号処理手段と、
   前記色差信号を多重化するためのクロック信号を前記信号多重化手段に、前記キャラクタ情報を加算するためのクロック信号を前記キャラクタ情報加算手段に、それぞれ与えるクロック信号供給手段と、
   前記電子スコープにより撮影された画像の表示領域以外の領域に対応する第一の信号処理期間、又は前記キャラクタ情報の表示領域以外の領域に対応する第二の信号処理期間に、前記信号多重化手段又は前記キャラクタ情報加算手段への前記クロック信号供給手段によるクロック信号の供給を停止するクロック信号停止手段と、
   各期間中、所定の固定値の信号を前記出力信号処理手段に出力する固定値信号出力手段であって、前記第一の信号処理期間中、前記信号多重化手段から該出力信号処理手段に対して前記色差信号に代わり第一の所定の固定値の信号を出力する手段と、該第一および前記第二の信号処理期間中、前記キャラクタ情報加算手段から該出力信号処理手段に対して前記輝度信号に代わり第二の所定の固定値の信号を出力する手段と、を別個に備えた固定値信号出力手段と、
   を有すること、を特徴とする電子内視鏡用プロセッサ。
2. 前記一系統の輝度信号と前記複数系統の色差信号は、輝度信号Ｙと、色差信号Ｃｒと、色差信号Ｃｂから構成される４：２：２の画像信号であること、を特徴とする請求項１に記載の電子内視鏡用プロセッサ。
3. 前記固定値信号出力手段は、前記第一の信号処理期間中、前記信号多重化手段の出力をハイインピーダンス状態にすると共に、該第一および前記第二の信号処理期間中、前記キャラクタ情報加算手段の出力をハイインピーダンス状態にすること、を特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の電子内視鏡用プロセッサ。
4. 前記固定値信号出力手段は、前記第一および前記第二の所定の固定値の信号を生成するためのプルアップ抵抗又はプルダウン抵抗を有すること、を特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の電子内視鏡用プロセッサ。
5. 前記出力信号処理手段は、
   前記信号多重化手段から出力される色差信号と前記キャラクタ情報加算手段から出力される輝度信号を複数形式のアナログビデオ信号に変換し、前記表示装置に出力するデジタルエンコーダと、
   前記信号多重化手段から出力される色差信号と前記キャラクタ情報加算手段から出力される輝度信号をデジタルビデオ信号として前記表示装置に出力するデジタル出力回路部と、
   を有すること、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用プロセッサ。
6. 前記複数形式のアナログビデオ信号は、アナログＲＧＢ信号と、コンポジットビデオ信号と、Ｓビデオ信号であること、を特徴とする請求項５に記載の電子内視鏡用プロセッサ。
7. 前記デジタル出力回路部は、パラレル／シリアル変換手段を有し、
   前記信号多重化手段から出力される色差信号と前記キャラクタ情報加算手段から出力される輝度信号を前記パラレル／シリアル変換手段によってシリアルに変換し、前記表示装置に出力すること、を特徴とする請求項５または請求項６のいずれかに記載の電子内視鏡用プロセッサ。
8. 前記デジタル出力回路部は、拡張出力コネクタを有し、
   前記信号多重化手段から出力される色差信号と前記キャラクタ情報加算手段から出力される輝度信号を前記拡張出力コネクタから、前記表示装置に出力すること、を特徴とする請求項５から請求項７のいずれかに記載の電子内視鏡用プロセッサ。

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