JPH01221135A - 内視鏡用ビデオプロセッサ - Google Patents

内視鏡用ビデオプロセッサ

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JPH01221135A
JPH01221135A JP62136979A JP13697987A JPH01221135A JP H01221135 A JPH01221135 A JP H01221135A JP 62136979 A JP62136979 A JP 62136979A JP 13697987 A JP13697987 A JP 13697987A JP H01221135 A JPH01221135 A JP H01221135A
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Akinobu Uchikubo
明伸 内久保
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は観察部位の任意の場所の輪郭を際立たせる輪郭
強調手段を有する内視鏡用ビデオプロセッサに関する。
[従来の技術] 近年、細長の挿入部を体腔内に挿入することによって、
切開を必要とすることなく体腔内の患部の症状を診断し
たり、必要に応じ処置を用いて治療処置のできる内視鏡
が広く用いられるようになった。
ところで、イメージガイドを用いた内視鏡では、内視鏡
画像の記録及び再生を籠単に行うことができないので、
記録及び再生が容易な映像信号を形成できるようにした
ものがあり、内視鏡から映像信号を生成する手段として
以下の2つのものがある。
a) 固体撮像素子を内視鏡先端部に配し、撮像素子の
出力から映像信号を形成する電子内視鏡。
b)内視鏡先端から接眼部まで、観察する為のファイバ
の束を通したファイバスコープの接眼部に着脱自在のカ
メラ(以後、内視鏡用外付はカメラと呼ぶ)を取り付け
、その出力信号から映像信号を形成する内視鏡用外付は
カメラ。
これらの方式に於ける輪郭強調は、例えば特願昭61−
181630号で提案されているように被写体を撮影す
る事によって得た信号から赤、緑。
青のR,G、B色信号や輝度信号等の映像信号を形成し
、その映像信号各々に対して、あらかじめ回路的に定め
た周波数帯を同一に輪郭強調を行っているものがあるが
、その強調する周波数を変更できない。
ところが、内視鏡に於ける被写体の内、特に詳しいIJ
寮を要する主なものに、種々の病変部、血管慟等がある
が、その映像信号の周波数帯域は数MH2の広さを持っ
ている。
[発明が解決しようとする問題点] 従って、観察部位により、その部位を特徴づける周波数
も異なり、強調する周波数帯の設定が、前述のように−
通りであって、変更できないものでは、任意の部位に対
して必ずしも最適な輪郭強調効果が得られず、適切な診
断効果が得られないという問題がある。
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、映像
信号の強調する周波数帯を設定自在とし、被写体の特定
の部位に適切な輪郭強調を行うことのできる内視鏡用ビ
デオプロセッサを提供する事を目的とする。
[問題点を解決する手段及び作用] 本発明による内視鏡用ビデオプロセッサは、電子内視鏡
の先端の固体搬像素子、又はファイバスコープ接眼部に
着脱自在に取り付けられた外付はカメラの出力信号から
映像信号を形成し、この映像信号に基づいて被写体の画
像表示を可能にするものであって、前記映像信号を輪郭
強調する輪郭強調回路を設けると共に、強調する周波数
帯を自在に設定可能とする輪郭強調設定回路と設定値を
t11制御する輪郭強調コントロール回路を設け、被写
体の特定の部位に適切な輪郭強調を可能にしたものであ
る。
[実施例] 以下、図面を参照して本発明を具体的に説明する。
第1図ないし第6図は本発明の第1実施例に係り、第1
図は第1実施例を備えた内視鏡装置の構成図、第2図は
輪郭強調回路の構成図、第3図は第2図の動作説明図、
第4図は強調周波数帯設定回路の具体的構成例を示す回
路図、第5図は輪郭強11回路に入力される入力信号の
周波数特性例を示す特性図、第6図は第5図に示す入力
信号に対し、輪郭強調された出力信号の周波数特性例を
示す特性図である。
第1図に示すように第1実施例を備えた内視鏡装W11
は、体腔内等に挿入できるように細長にした電子内視1
i2と、この電子内視112が接続可能で光源部3及び
信号処理部4とを備えた内視鏡用ビデオプロセッサ5と
、このビデオプロセッサ5の信号処理部から出力される
映像信号を表示する’CRTモニタ等の表示装置6とか
ら構成される。
上記電子内視#112は、細長の挿入部7の先端側に結
像用の対物レンズ8が収納され、この対物レンズ8の焦
点面にドライブ回路9によって駆動される固体搬像素子
(以下SIDと記す。)11が配設されている。
上記挿入部7内には、照明光伝送手段として、可撓性の
、ファイババンドルで形成されたライトガイド12が挿
通されている。このライトガイド12の後端は、光源部
3に着脱自在に装着できるようになっている。この光源
部3内には、光源ランプ13が配設され、この光源ラン
プ13の前方には、赤、緑、青の3原色フィルタが設け
られた回転カラーフィルタ14が配設されている。また
、この回転カラーフィルタ14は、例えばステッピング
モータ15によって駆動されるようになっている。そし
て上記光源ランプ13の照明光が前記回転力)−フィル
タ14を経て順次赤、緑、青の各波長の光にされ、集光
レンズ16で集光されて上記ライトガイド12の後端に
入射するようになっている。この照明光は、前記ライト
ガイド12を経てこのライトガイド12の先端から出明
され、配光レンズ17を経て被写体を色面順次で照射す
るようになっている。
上記被写体からの赤、緑、青の各色光に応じた反射光は
順次対物レンズ8を通して、上記S1[)11で受光さ
れる。この5ID11の各画素に対応した信号は、前記
ドライブ回路9から印加されるクロック信号によって、
iえば横方向に順次出力されるようになっている。この
画素信号は、ブリアンプ18で増幅され、サンプルホー
ルド回路19で映像信号が抽出され、ざらにγ補正回路
21でγ補正された後、A/D変換器22でディジタル
信号に変換される。この映像信号はマルチブ、レクサ2
3によって、色面順次の照明に同期して切換えられて、
順次界、緑、青の各色に対応したRフレームメモリ24
R,Gフレームメモリ24GSBフレームメモリ24B
に記憶される。上記各フレームメモリ24R,24G、
24Bは、CRTモニタ等の表示装置6の表示速度にマ
ツチン、グした速度で横方向に同時に読み出され、それ
ぞれD/A変換器25でアナログ信号に変換されて、R
,G、B色信号となる。
上記R,G、B色信号は、第1実施例の主要部となるR
輪郭強調回路26R,G輪郭強調回路26G、B輪郭強
調回路26Bによって輪郭強調処理が行われるようにな
っている。これら各輪郭強調回路26R,26G、26
Bで輪郭を強調する周波数帯は、それぞれR強調周波数
設定回路27R,G強調周波数設定回路27G、8強調
周波数設定回路27Bによって行われ、R,G、B色信
号が所望とする同一の周波数帯を輪郭強調するようにな
っている。
尚、上記輪郭強調を行う周波数帯の設定(選択)は輪郭
強調コントロール回路28によってコントロールされ、
スイッチ等の簡便な操作でこの輪郭強調コントロール回
路28に指令信号を送り、この指令信号に基づいて輪郭
強調を行う周波数帯のコントロールを行う。しかして、
これら輪郭強調回路26R,26G、26Bにより、そ
れぞれ輪郭強調されたR、G、B色信号はCRTモニタ
等の表示装置6に入力され、表示画面に被写体がカラー
表示される。
次に上記輪郭強調回路26R,26G、26Bの具体的
構成を説明する。尚、これら輪郭強調回路26R,26
G、26Bは、同一の構成であるので、その回路の1つ
を符号26で代表して表わす。
第2図に示すように、輪郭強調回路26は、入力信号を
遅延させる第1及び第2のデイレイライン(OL)31
.32と、入力信号とこれら直列接続したデイレイライ
ン31.32の出力信号とを加算する加算器33と、こ
の加算器33の出力信号を1/2にして反転する1/2
反転器34と、この1/2反転器34の出力信号と前記
第1のデイレイライン31の出力信号とを加算する加算
器35と、この加算器35の出力信号を所定の大きさに
掛算する掛算器36と、この掛算器36の出力信号と前
記第1のデイレイライン31の出力信号とを加算して出
力する加算器37とから構成される。尚、デイレイライ
ン31.32は強調周波数帯設定回路(27で代表する
。)を形成する第1及び第2強調周波数設定回路39.
40により、デイレイ時間量が可変でき、このデイレイ
最の変化により強調周波数帯を変化できる。
次に輪郭強調回路26の動作を第3図を参照して説明す
る。
例えば、第3図(a)に示すような入力信号aは、第1
及び第2のデイレイライン31.32を経て、それぞれ
同図(b)及び同図(C)に示すようにΔt。
2Δtだけ遅延される。第3図(b)に示す出力信号す
に比べて2倍避延された第2のデイレイライン32の出
力信号Cは、入力信号aと加算器33で加算され第3図
(d)に示す出力信号dとなる。
この加算器33の出力信号dは172反転834で1/
2の大きさにされると共に、反転されて第3図(e)に
示す出力信号eとなる。しかして、この出力信号eと、
上記第1のデイレイライン31の出力信号すとは加算器
35で加算され、第3図(f)に示す輪郭強調成分子が
得られる。この輪郭強調成分は、掛算器36で所定の大
きさに設定され、加算器37で前記第1のデイレイライ
ン31の出力信号すと加算され、第3図(0)に示すよ
うに輪郭強調された出力信号qが得られる。
尚、第1.第2のデイレイライン31.32の遅延時間
を数百nsに設定すれば、輪郭強調回路26は画面水平
方向の輪郭強調を行う水平輪郭強調回路となり、一般に
良(使われる1日遅延線等を用いて水平走査1本分の遅
延時間に設定すれば画面垂直方向の輪郭強調回路となる
。本実施例に於いては、輪郭強調回路26は、水平、垂
直画輪郭強調回路を直列に接続したものを考えており、
どちらの回路が先に来ても構わない。
次にタップ式デイレイラインを用いた強調周波数帯設定
回路の主要部の具体的構成を第4図に示す。(尚、第4
図は第2図の符号31及び39あるいは32及び40を
表′わしでいる。
輪郭強調するために入力される信号は、マツチング抵抗
Rを経てタップ式デイレイライン41の入力端に印加さ
れる。このタップ式デイレイライン41は、コイルL、
・・・、Lを入出力端間に直列に介装すると共に、コイ
ルL、Lの接続点をそれぞれコンデンサCを介して接地
した構成をしている。尚、入力端及び出力端は、それぞ
れコンデンサCを介して接地しである。
また、出力端はマツチング抵抗Rを介して接地されてい
る。コイルLとコンデンサCとの接続点からそれぞれタ
ップが引き出され、これらタップはアナログスイッチ4
2の接点a、b、・・・、nに接続され、このアナログ
スイッチ42の共通接点から遅延信号が出力されるよう
にしである。このアナログスイッチ42は、(第2図に
おける強調周波数帯設定入力に対応する)遅延時間制御
信号により、共通接点と専通される接点が選択される。
例えば共通接点が接点すと接続されると遅延時間は最小
単位となり、接点C1・・・、j、m、nとなるに従っ
て次第に遅延時間が大きくなる。
ところで画像は、細かい部分程その映像信号の周波数は
高くなるが、遅延時間が短いということは第3図におけ
るa、b、cの波形の時間的ずれが小さいということで
、これは短い時間間隔の間に起こった信号レベルの変化
、即ち高い周波数での輪郭をより強調するということで
ある。従って、第2図の回路に対し、第5図に示すよう
な周波数的にフラットな信号を入力した場合、タップを
1゜m、nに切換えた場合を考えるとj、m、nと遅延
時間が長くなるに連れ、第2図の回路の出りは第6図に
示したようにより低い周波数を強調するようになる。
又、第4図に於いてタップ式デイレイライン41の代わ
りに1水平ライン遅延素子とか1/2水平ライン遅延素
子等の遅延素子を用いた信号遅延回路をアナログスイッ
チ等の簡便な方法で切換えるようにすれば垂直輪郭強調
回路に於いても強調する周波数帯を自在に設定可能とな
る。又、輪郭強調コントロール回路31はマイコン等の
制御手段を用いれば容易に実現可能である。
このように本実施例では、輪郭強調する周波数帯を自在
に設定可能な為、特定の部位に着目してその部分の解像
度を高める効果が得られる。
体内では器管のひだが多い部位や細い血管が集まった部
位等、その部位を特徴づける映像信号の周波数成分は多
種多様である。本実施例では、輪郭強調する周波数帯を
任意に設定できるため、あらゆる部位に応じて解像度を
高める効果が得られるようになり、種々の病変部につい
て最適診断が容易になる。つまりスイッチ等の簡便な操
作により輪郭強調を行う周波数帯を任意に設定して、設
定周波数帯で輪郭強調を行うので、観察画像の重要とな
る部分を中心にその画像部分を適切に輪郭強調できる。
このため重要となる部分の解像度を高め、診断が容易に
なる。
尚、本実施例では映像としてR,G、B色信号を用いる
場合を示したが、色信号はシアン、マゼンタ、イエロー
の補色系でも良い。またR、G。
B色信号のそれぞれについて輪郭強調設定回路を設けず
、R,G、B色信号のうち1つあるいは2つの色信号に
ついて輪郭強調回路を設けるようにしても良い。
第7図は本発明の第2実施例を備えた内視鏡装置を示す
第1図に示す第1実施例ではフレームメモリ24R,2
4G、24BをそれぞれD/A変換器25でアナログ量
に変換した色信号R,G、Bに対し、それぞれ輪郭強調
回路26R,26G、26Bを設けた(内視鏡用)ビデ
オプロセッサ5であるのに対し、この第2実施例のビデ
オプロセッサ50では輪郭強調回路51及び輪郭強調設
定回路52をγ補正回路21とA/D変換器22との間
に挿入したものである。又、この輪郭強調回路51での
輪郭強11ffi及び強調周波数帯の設定は、輪郭強調
設定回路52で行なわれ、その設定値は輪郭強調コント
ロール回路53からの制御信号によりIII mされる
。尚、この実施例での信号処理部を符号54で示す。
本実施例では、上記輪郭強調回路51に、R2O,B色
信号が順次入力されるため、このR,G。
B色信号の切換えに同期して前記輪郭強調設定回路52
で設定される強調周波数帯を切換えることにより、R,
G、B色信号を同一の周波数帯で輪郭強調することがで
きる。
一方この回路構成では、強調周波数帯を設定変更した時
、A/D変更器に入力される輪郭強調信号のタイミング
即ち第4図のΔtも変ってしまう。
これは垂直輪郭強調も水平輪郭も同じである。従って、
本実施例の構成を取る場合は、設定可変幅の一番大きい
ものを基準にして強調周波数帯の設定変更に同期して、
輪郭強調回路の入力又は出力を遅延して整合をとりA/
D変換器に入力しなければならない。
又、本実施例によれば、輪郭強調回路51及び強調設定
回路52は1回路のみで済む。その他の作用及び効果は
第1実施例と同じである。一方、垂直輪郭強調回路、水
平輪郭強調回路の順序はどちらが先でも構わず、輪郭強
調回路はサンプルホールド回路19とγ補正回路21の
間に挿入しても良い。
第8図は本発明の第3実施例を示すものである。
本実施例では、第1実施例と第2実施例に於ける輪郭強
調回路の挿入位置に水平輪郭強調回路又は垂直輪郭強調
回路がそれぞれ1回路分だけ挿入されたビデオプロセッ
サ61にしており、輪郭強調回路62が水平輪郭強調回
路の場合、輪郭強調回路63R,63G、63Bは垂直
輪郭強調回路となる。もちろんその逆も可能である。A
/D変換器22の入力は、第2実施例に示した如く強調
周波数帯変更ごとに輪郭強調回路62の入力又は出力を
遅延して整合を取る事により常に同じタイミングで入力
されるようにしなければならない。
尚、輪郭強1lVA路62は強調周波数帯設定回路64
でその強調周波数帯を可変でき、また他方の輪郭強調回
路63R,63G、63Bは、それぞれ強調周波数帯設
定回路65R,65G、65Bによりその強調周波数帯
を可変できる。また、これら強調周波数帯設定回路64
,65R,65G。
65Bは、輪郭強調コントロール回路66により強調周
波数帯の設定値の制御信号を出力できる。
尚、この実施例での信号処理部を符@67で示している
本実施例によれば輪郭強調回路62が1回路で済み、遅
延量の整合も1回路だけで流み、第1実施例に比べ回路
数は少くできる。その他の作用及び効果は第2実施例と
同じである。
第9図は、本発明の第4実施例を示すものである。
本実施例は5ID11の前面に色分離フィルタ71を配
した単板式電子内視鏡72を用いた例で、単板式電子内
視鏡用光源部73を用いたビデオプロセッサ74にしで
ある。
5ID11の出力信号は信号処理部75内のプリアンプ
18で増幅され、O−バスフィルタ76゜77及びバン
ドパスフィルタ78に入力される。
ローパスフィルタ76.77によりプリアンプ18の出
力はそれぞれ輝度信号YH,YLに変換される。ここで
高域側の輝度信号YH及び低域側のHaF、号YLはと
もに一2R+3G+28rct58゜輝度信号YHはγ
補正回路79でγ補正され、輪郭強調回路81により輪
郭強調される。この輪郭強調の仕組みは第1実施例に準
する。
一方、バンドパスフィルタ78に入力されたプリアンプ
18の出力信号は色信号成分以外はカットされ色復調回
路82に入力される。バンドパスフィルタ78によって
得られた色成分は色復調回路82により2R−G、2B
−G信号に復調される。この色1講回路82の出力2R
−G、2B−Gとローパスフィルタ77の出力、即ちY
しは加減算回路83により下に示すようにR,B色信号
に変換される。
YL −(2B−G)+4 (2R−G)−2R+3G
+2B−28+G+8R−4G=1OR・・・・・・■ YL  −(2R−G)+4  (2B−G)−2R+
3G+2B−2R+G+8B−40−10B     
                ・・・・・・■輝度
信号YLからγ補正回路84.85をそれぞれ通したR
、B色信号を減算するのが加減算回路86.87で、こ
れら加減算回路86.87により色差信号R−Y、B−
Yが生成される。この色差信号R−Y、B−Yはカラー
エンコーダ回路88によ−リクロマ信号Cに変換され、
複合映像信号回路89に於いて上記輝度信号YHと複合
され、コンポジットビデオ信号に変換される。
尚、光源部73は、ランプ13の白色光をコンデンサレ
ンズ16によって、ライトガイド12の入射端面に照射
し、被写体を白色光で照明する。
本実施例に於いては、輝度信号YHだけに輪郭強調を行
ったが、輝度信号YLN色信号R,Bに輪郭強調しても
良い。又、輝度信号YH1色差信号R−Y、B−Yをそ
れぞれ輪郭強調することによって、輝度信号YH,色差
信号R−Y、B−Yから形成されるR、G、B色信号が
間接的に輪郭強調されるようにしても良い。更に本実施
例に於いて固体撮像素子11をファイバースコープの接
眼部に着脱自在に取り付けられた単板式の内視鏡用外付
はカメラの撮像部と考えれば、本発明は単板式の内視鏡
用外付はカメラにも適用できる。もちろん3管カメラ等
の撮像管を用いた内視鏡用外付はカメラについても第1
ないし第3実施例と同様な輪郭強調が実現されるので、
本発圓は3管カメラを用いた内視鏡用外付はカメラにも
適用できる。
一方、画像表示の方法であるがカラーに限らず白黒でも
良い。
尚、光源部3.73等はビデオプロセッサ5゜61等に
内蔵されたものに限らず別体化されたものでも良い。
尚、上述の各実施例では水平とか垂直方向に関しては強
調する周波数帯が1つであるが、輪郭強調回路を直列的
に複数設け、それぞれ異る周波数帯に対して輪郭強調を
行うようにしても良い。このようにすると、例えば注目
する部分が単一周波数の輪郭のみでなく、複数の周波数
帯にわたるような構造を持つ場合、注目する部分全域を
適切に輪郭強調できる。
[発明の効果] 以上説明したように、本発明によれば、映像信号を輪郭
強調する輪郭強調回路を設けると共に、各映像信号の強
調周波数帯を設定する輪郭強調設定回路とその設定を自
在に制御する輪郭強調コントロール回路を設けであるの
で、スイッチ等の簡便な操作で観察画像の中の重要部分
を適切に輪郭強調することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図ないし第6図は本発明の第1実施例に係り、第1
図は第1実施例を備えた内視鏡装置の構成図、第2図は
輪郭強調回路の構成図、第3図は第2図の動作説明図、
第4図は強調周波数帯設定回路の具体的構成例を示す回
路図、第5図は輪郭強調回路に入力される入力信号の周
波数特性例を示す特性図、第6図は第5図に示す入力信
号に対し、遅延量を変えることにより輪郭強調された出
力信号の周波数特性例を示す特性図、第7図は本発明の
第2実施例を示す構成図、第8図は本発明の第3実施例
を示ず構成図、 第9図は本発明の第4実施例を示す構成図である。 1・・・内視鏡装置    2・・・電子内視鏡3・・
・光源部      4・・・信号処理部5・・・内視
鏡用ビデオプロセッサ 6・・・表示装置     11・・・5ID26R,
26G、26B・・・輪郭強調回路27R,27G、2
7B・・・強調周波数帯設定回路 28・・・輪郭強調コントロール回路 第2図 第4図   12 這透ハ頂ψ1卿椹う 第3図 第5図 第6図 出力同衰t  f(Hz) 第8図 手続補正値(酸) 昭和63年1月268 1、事件の表示   昭和62年特許願第136979
号2、発明の名称   内祝鏡用ビデオプロセッサ3、
補正をする者 事件との関係  特許出願人 代表者  下  山  敏  部 5、補正命令の日付  (自 発) 明細書の第6ページの第12行目に「・・・川明・・・
」とあるのを「・・・出射・・・」に訂正します。 手続ン甫正書(自発) 昭和63年 6月288 1、事件の表示   昭和62年特許願第136979
号2、発明の名称   内視鏡用ビデオプロセッサ3、
補正をする者 事件との関係  特許出願人 代表者  下  山  敏  部 4、代理人 1、明細書中の第9ページの第1行目ないし第3行目に
[・・・入力信号・・・加算器と・・・」とあるのを「
・・・入力信号と該入力信号に直列接続したデイレイラ
イン32の出力信号とを加算する加算器33と・・・」
に訂正します。 第2図 手続?In正書(方式) %式% 1、事件の表示   昭和62年特許願第136979
号2、発明の名称   内視鏡用ビデオプロセッサ3、
補正をする者 事件との関係  特許出願人 代表者  下  山  敏  部 4、代理人 1、明細書中の第9ページの第1行目ないし第3行目に
[・・・入力信号・・・加算器33と・・・」とあるの
を「・・・入力信号と該入力信号に直列接続したデイレ
イライン32の出力信号とを加算する加痒器33と・・
・」に訂正します。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 モニタ画面に表示するための映像信号を生成する信号処
    理を行う内視鏡用ビデオプロセッサにおいて、 前記映像信号を輪郭強調する輪郭強調手段と、前記輪郭
    強調手段での輪郭強調を行う周波数帯の選択的設定手段
    と、 を設けたことを特徴とする内視鏡用ビデオプロセッサ。
JP62136979A 1987-05-29 1987-05-29 内視鏡用ビデオプロセッサ Expired - Fee Related JP2634815B2 (ja)

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JP62136979A JP2634815B2 (ja) 1987-05-29 1987-05-29 内視鏡用ビデオプロセッサ

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