JPH03123530A - 電子内視鏡 - Google Patents

電子内視鏡

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JPH03123530A
JPH03123530A JP1263194A JP26319489A JPH03123530A JP H03123530 A JPH03123530 A JP H03123530A JP 1263194 A JP1263194 A JP 1263194A JP 26319489 A JP26319489 A JP 26319489A JP H03123530 A JPH03123530 A JP H03123530A
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JP
Japan
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signal
field
video signal
video
memory
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JP1263194A
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English (en)
Inventor
Seiji Matsumoto
征二 松本
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Fujinon Corp
Original Assignee
Fuji Photo Optical Co Ltd
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Publication date
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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、赤、0.青の各色光(以下R,G。
Bと略記する)を被検体の観察対象部に順次照射して面
順次方式で固体撮像素子を駆動することによりR,G、
 Bの各色光による映像信号を読み出して、観察像をフ
レーム画像としてモニタ画面上に表示することができる
ようにした電子内視鏡に関するものである。
〔従来の技術〕
電子内視鏡は、本体操作部に連結した挿入部を患者等の
被検体内に挿入して、該被検体の観察対象部に向けて照
明光を照射することによって、当該観察対象部の像を観
察することができるようになっているが、その撮像シス
テムとしては、CCD等の固体撮像素子により光電変換
させて、プロセッサにより所定の信号処理を行った上で
、ブラウン管等のモニタ画面に観察対象部の画像を表示
させるように構成している。この電子内視鏡は、多数人
が同時に観察することができ、しかも画像処理が可能で
、記録性、保存性等に優れているために、近年広く普及
されるに至っている。
かかる電子内視鏡においては、その挿入部の細径化を図
るために、単板からなる、固体撮像素子を用い、しかも
画像の解像度を向上させるために、R,G、 Bの各色
光を被検体の観察対象部に順次照射し、1色光の1照射
期間による・映像信号を1フイルードの映像信号として
、R,G、 Bの各1フイル一ド分の映像信号を重ね合
せることによって複合映像信号を合成し、画像を表示す
る所謂面順次方式で固体撮像素子を駆動するようにした
ものを用いるのが一般的である。
このように、面順次方式での撮像を行うためには、観察
対象部に向けて照射される照明光を、フィルタを解する
ことによって、R,G、Bの3色に分解して、各色光に
よる照明光を時分割して順次照射するようにしなければ
ならない。このために、R,G、 Bの各色を透過させ
るフィルタ域を有する回転カラーフィルタを用い、この
回転カラーフィルタを光源からの照明光の光路に介在さ
せるようにした照明用光学系が用いられている。
このような光学系を用いて時分割的に得た各色光による
映像信号を記憶手段のそれぞれ異なる領域に記憶させ、
該記憶手段から読み出した映像信号を合成して複合映像
信号として再生するのである。
〔発明が解決しようとする課題〕
ところで、R,G、Bの各映像信号を、撮像素子として
用いるCCDから読み出すに当っては、フィールドのシ
フトを繰り返しながら映像信号の読み出しが行われる。
即ち、R,G、Hの順に映像信号の読み出しが行われる
としたときに、Rの映像信号の読み出しが奇数フィール
ドである場合には、次のGの映像信号を読み出す際には
フィールドシフトが行われて偶数フィールドとなり、ま
たBの映像信号は再び奇数フィールドとなる。さらに、
次回におけるRの映像信号は偶数フィールドにシフトし
、Gの映像信号は奇数フィールドとなり、Bの映像信号
は偶数フィールドとなり、順次フィールドシフトが繰り
返されて、各色光による映像信号の読み出しが行われる
ことになる。
従って、記憶手段に書き込まれたR、 G、 Bの各映
像信号は偶奇のフィールドが混在していることになり、
これを読み出して同時式のR,G、  Bの映像信号と
してそのままモニタに人力し、インクレース走査してフ
レーム画像として出力するようにした場合には、垂直ジ
ッタが生じて鮮明な画像が得られないことになる。従っ
て、従来技術による撮像システムにあっては、ノンイン
タレース走査を行うことにより、フィールド画像として
出力するようにしていた。ここで、このようにフィール
ド画像を形成する方式は、水平解像度は良好ではあるも
のの、垂直解像度が劣るために、なお鮮明な画像を形成
することができないという欠点がある。
本発明は鉄玉の点に鑑みてなされたものであって、一の
フィールドにおける映像信号がフィールドメモリに入力
されたときに、既にフィールドメモリに記録されている
前2つのフィールドの映像信号のうち、1フイールド前
の映像信号は異フィールドのもので、2フイールド前の
映像信号は同フィールドのものである点に着目して、異
フィールドの映像信号を同フィールド化することにより
、インタレース走査によるフレーム画像を形成すること
ができるようにした電子内視鏡を提供することをその目
的とするものである。
また、異フィールドの映像信号を同フィールド化するに
あたっては、該異フィールドの映像信号の記憶手段から
の読み出しを1/2水平走査期間(=1/2H)だけ遅
延させる必要が生じるが、この遅延手段として例えばガ
ラス遅延線を用いた場合には素子の形状が大形であると
ともにコストも高いという欠点を有していた。本発明は
この様な欠点を解消しガラス遅延線のような遅延素子を
用いずに電子回路的に異フィールドの映像信号を1/2
H遅延させ得る電子内視鏡を提供することを目的とする
〔課題を解決するための手段〕
本発明の電子内視鏡は、被検体の内部に挿入する挿入部
に設けた固体撮像素子と、前記被検体の観察対象部に赤
、緑、青の各色光を順次照射する照明手段と、該照明手
段の前記各色光の照射時間にそれぞれ同期した同期信号
を発生する同期信号発生手段と、前記固体撮像素子で検
出した前記観察対象部の前記各色光による映像信号をそ
れぞれ異なる領域に記憶する記憶手段と、該記憶手段に
前記映像信号を書き込み又は該記憶・手段に書き込まれ
た前記映像信号を読み出す駆動手段と、該駆動手段によ
り前記記憶手段から読み出された前記各色光に対応する
映像信号を複合映像信号に合成する合成手段とを備え、
前記同期信号発生手段は、前記映像信号を読み出す際の
1水平走査期間(=LH)を設定する水平同期信号を発
生する水平同期信号発生回路を有し、前記駆動手段は、
前記水平同期信号を1/2H間だけ遅延させる遅延回路
と、前記各色光のうち一の色光の照射時間に対応する同
期信号がアクティブ状態であるとき、該色光の直前に照
射された色光による映像信号を読み出す水平同期信号と
して前記遅延回路により1/2Hだけ遅延させた水平同
期信号を選択するとともにその他の色光による映像信号
を読み出す水平同期信号は遅延させない水平同期信号を
選択して出力する選択手段とを有していることを特徴と
するものである。
〔作用〕
前述のように構成することにより、一のフィールド映像
信号が記tα手段として用いるフィールドメモリに入力
されて、これと既にこのフィールドメモリに記録されて
いる2フイ一ルド分の映像信号を同時に読み出して、D
/A変換して、複合映像信号に合成するエンコーダに入
力する際に、その1フイールド前の映像信号が1/2H
遅延させるようにしているから、R,G、Bの各色光に
対応する映像信号のフィールドの一偶奇が擬似的に一致
するように、フレーム化信号に変換される。従って、こ
の各映像信号に基づいて合成された複合映像信号である
コンポジット信号を形成して、インクレース走査を行っ
てフレーム画像としてモニタ画面上に表示することがで
きるようになり、垂直解像度が良好となり、鮮明な画像
が得られる。
また、ガラス遅延線のような、形状が大きくかつコスト
的にも高価な遅延素子を用いずに電子回路的に映像信号
の1/2H遅延を行っているので、形状を小形化できか
つ生産コストを低くおさえることができる。
〔実施例〕
以下図面を参照しながら本発明の゛一実施例を説明する
第1図ないし第5図は本発明の一実施例を説明する図で
あり、第1図は全体構成を示すブロック図、第2図は回
転カラーフィルタの構成を示す図、第3図は第1図のメ
モリ駆動回路の詳細を説明する回路図、第4図は第3図
のメモリ駆動回路のタイムチャート、第5図は画像信号
の擬似フレーム化処理を示すもので、同図(a)はCC
Dの出力信号、同図(b)はフィールドメモリに記録さ
れる信号の性質、同図(c)はR,G、 Bの各イネイ
ブル信号のパルス、同図(d)はエンコーダに人力され
る信号の性質をそれぞれ示す説明図である。
第1図において、被検体の観察部を照明するための光源
■の前方には該光源1から放射された光を集光するコン
デンサレンズ3が設けられている。
コンデンサレンズ3と該コンデンサレンズ3で集光され
た照射光を受は入れるライトガイド4との間には、モー
タ5で回転駆動される回転カラーフィルタ2が設けられ
ている。
ここで、回転カラーフィルタ2は、第2図に示したよう
に、その外周部にRの色光を透過するフィルタ域2R,
Gの色光を透過するフィルタ域2G、 Bの色光を透過
するフィルタ域2Bの3つの区画部を有し、モータ5で
回転駆動することにより、Rフィルタ域2R,Gフィル
タ域2G、Bフィルタ域2Bを順次照明光の光路に臨ま
せることによって、R,G、  Bの各色光による順次
照明が行われる。また、各フィルタ領域2R,2G、 
 2Bの各移行部には、インデックス6が設けられてお
り、該インデックス6をフォトセンサ7で検出すること
により、R,G、Bの照明光の観察対象部への照射の開
始を識別するためのイネイブル信号を形成するようにし
ている。
このようにして、R,G、Bの照明光が順次入射するラ
イトガイド4は本電子内視鏡の挿入部の先端まで導かれ
ており、この挿入部を被検体の体腔等の内部に挿入する
ことにより、当該体腔の内部等に向けて照明光を照射す
ることができる構成となっている。
次に、10は固体撮像素子としてのCCDを示し、該C
CD10は被検体内への挿入部の先端に設けられており
、該被検体の観察対象部の像がこのCCDl0上に結像
されて、光電変換されることになる。そして、このCC
Dl0に蓄積された電荷を転送することによって画像信
号の読み出しが行われるが、このCCDl0を駆動する
ために、同期信号発生器11が設けられている。該同期
信号発生器11には、前述したフォトセンサ7からのR
,G、 Bの照射時間に同期した各イネイブル信号が人
力されて、このイネイブル信号に基づいて各色光に対応
する映像信号の読み出しの制御を行うための同期信号を
タイミングパルス発生器12に入力するようにしている
。タイミングパルス発生器12は、前記同期信号発生器
11から人力された同期信号に基づいて、CCDl0の
読み出し駆動のタイミングを設定するタイミングパルス
を発生してCCD駆動回路13に人力する。CCD駆動
回路13では該タイミングパルス発生2?r 12から
のタイミングパルスに基づいてCCDl0の読み出し駆
動を行う駆動パルス信号を該CCD10に印加する。C
CDは、この駆動パルス信号により駆動されて、R,G
、 Bの各映像信号が順次読み出されるようになる。
CCDl0からインタレース走査で順次読み出されたR
、 G、 Bの各映像信号は、ホワイトバランス調整、
T−補正やブランキング調整等を行うプロセスアンプ1
4に入力される。プロセスアンプ14の出力信号はA/
D変換器15に入力され、該A/D変換器15によりデ
ィジタル信号に変換されて出力される。一方、前記同期
信号発生器11は、ディジタル信号化されたR、G、B
の各映像信号を記憶するフィールドメモリ16を駆動す
るメモリ駆動回路17に、該フィールドメモリの書き込
み及び読み出しに必要な水平同期信号と垂直同期信号(
前記各色光を照射する1フイ一ルド期間に一致する〉を
出力する。フィールドメモリI6は、前記R,G、  
Bの各映像信号をそれぞれ記憶するメモリ域16R,1
6G、16Bを有し、前記メモリ駆動回路17からの書
き′込み信号及び読み出し信号によってその書き込み動
作と読み出し動作とが制御される。
フィールドメモリ16のメモリ域16R,16G、16
Bからそれぞれ読み出されたディジタル映像信号は、そ
れぞれD/A変換器18R,18G、18Bに人力され
、アナログ映像信号に変換されてエンコーダ19に入力
される。
エンコーダ19は、各色光の照明による映像信号を合成
して、例えばNTSC方式にのっとったカラー複合映像
信号(コンポジット信号)を出力する。
次に、第3図を参照しながら本実施例のメモリ駆動回路
の構成を説明する。
同期信号発生器11内の図示しない水平同期信号発生回
路から出力される水平同期信号HDは、モノステイブル
・マルチバイブレータ(以下モノマルチと略称する)等
により電子的に構成される1/2H遅延回路20に入力
されるとともに、マルチプレクサ2!の、前記フィール
ドメモIJ l 6の各メモリ域16R,16G、16
Bに対応する各選択回路21R,21G、21Bのそれ
ぞれの一方の入力端子に入力される。マルチプレクサ2
1の各選択回路21R,21G、21Bのそれぞれの他
方の入力端子には、前記1/2H遅延回路20で1/2
H期間だけ遅延された水平同期信号HD+1/2Hが入
力される。また、マルチプレクサ21の各選択回路21
R,21G、21Bには前述した各色光の照射時間に対
応した各イネイブル信号G p:、 B r、、 Ri
が同期信号発生器11からそれぞれ印加され、1/2H
遅延回路20を経由したHD+H/2信号と経由しない
HD信号の選択信号として作用する。
マルチプレクサ21の各選択回路21R,21G、21
Bの出力信号は前記フィールドメモリ16の各メモリ域
16R,16G、16BにIH期間を決定する信号とし
て入力されるとともに、各メモリ域16R,16G、1
6Bの読み出し開始トリガ信号となるHP倍信号発生す
る)IP発生回路22に人力される。HP発生回路22
の出ノj信号は、それぞれ各メモリ域16R,16G、
16Bにデータ読み出しトリガ信号として人力される。
なお、第3図に示したメモリ駆動回路中には、フィール
ドメモリ16に数ビットのビットパラレルの信号を順次
書き込むためのクロックパルス信号の発生回路及び同じ
く数ビットずつビットパラレルの信号を順次読み出すた
めのクロックパルス信号の発生回路はその記載を省略し
ている。
以下、本実施例の動作を説明する。
被検体内にCCDl0が挿入され、光源11回転カラー
フィルタ2.コンデンサレンズ3.ライトガイド4及び
モータ5からなる照明手段により、被検体内の観察対象
部がR,G、B光により1フイールドずつ順次照明され
る。
一方、カラーフィルタ2のインデックス6により発生す
るイネイブル信号が同期信号発生器11に人力され、こ
のイネイブル信号に基づいてタイミングパルス発生器1
2からタイミングパルスが発生される。このタイミング
パルスに基づいてCCD駆動回路13からCCDl0を
駆動して映像信号を読み出す駆動パルスがCCDl0に
印加される。
かくして、CCDl0から順次読み出されるRlG、 
Bの色光による映像信号は、プロセスアンプ14でホワ
イトバランス調整、γ−補補正ジブランキング調整の処
理を受だ後、A/D変換器15R,15G、15Bによ
りR,G、 Bの色光による映像信号ごとにディジタル
信号に変換される。
ここで、例えば、第5図(a)に示したように、CCD
l0からR,G、Bの順にフィールド映像信号が読み出
されて順次フィールドメモリ16の各メモリ域16R,
16G、16Bに取り込まれるとする。このときにおい
て、同図(b)に示したように、Rのフィールド信号が
リアルタイム信号としてフィールドメモリ16に入力さ
れたときには、メモリ域16Gには、その2フイールド
前のGフィールド信号が記録されており、メモリ域16
Bには1フイールド前のBフィールド信号が記録されて
いる。ここで、前述したリアルタイム信号であるRフィ
ールド信号が奇数フィールドである場合には、メモリ域
16Gに記・録保持されている2フイールド前のGフィ
ールド信号はRフィールド信号と同じ奇数フィールドで
、メモリ域16Bに記録されている1フイールド前のB
フィールド信号はRフィールド信号と異なる偶数フィー
ルドである。
通常のインターレース走査方式では偶数フィールドの映
像信号と奇数フィールドの映像信号では垂直同期に対し
て位相が1/2Hだけずれているため、このまま1/2
H位相のずれたBフィールド信号をRフィールド信号及
びGフィールド信号と合成して複合映像信号を作成する
と、再生画面上に垂直ジッタが生じてしまうのである。
そこで、本発明の実施例では、一の色光の照射時間」こ
対応する同期信号がアクティブ状態であるとき、該色光
の直前に照射された色光による映像信号を読み出す水平
同期信号として1/2H遅延回路により1/2H期間だ
け遅延させた水平同期信号を選択するとともにその他の
色光による映像信号を読み出す水平同期信号は遅延させ
ない水平同期信号を選択してフィールドメモリ16の読
み出しのトリガ信号として、前述した垂直ジッタの発生
を防いでいる。
例えば、第5図(c)の最初のステップに示すように、
Rイネイブル信号RRがアクティブであるとすると、第
3図のマルチプレクサ21の選択回路21Bは1/2H
遅延回路20の出力信号HD+1/2Hを選択して出力
し、他の選択回路21R,21Gは、それぞれGイネイ
ブル信号GE。
Bイネイブル信号B6により選択状態を切り換えられる
ので、同期信号発生回路11中の水平同期信号発生回路
から出力される水平同期信号HDを選択して出力する。
すなわち、選択回路21R121Gの出力信号は第4図
(1)に示す水平同期信号HDであり、選択回路21B
の出力信号は同図(2)に示す1/2H期間だけ遅延さ
れた水平同期信号HD+1/2Hである。
マルチプレクサ21の各選択回路21R,21G、21
Bの各出力信号は、そのままフィールドメモリ16の各
メモリ域16R,[c、16Bに入力し、各メモリ域1
6R,16・G、16Bの水平読み出し期間(IH)を
決定する信号として作用するとともに、HP発生回路2
’2R,22G。
22Bに入力される。各HP発生回路22R,22G、
22Bの出力信号は、人力された水平同期信号HD又は
HD信号より1/2H遅延した水平同期信号HD+1/
2Hのそれぞれの信号の立ち下がりで立ち下がり、前記
HD信号又はHD+1/2H信号の立ち上りよりδt 
(ブランキング期間)秒間だけ遅れて立ち上がる。フィ
ールドメモIJ16からの映像信号の読み出しは、HP
発生回路22の各出力信号であるHP、信号、HP、信
号、HP、信号の立ち上がりをトリガとして読み出しを
開始するので、第3図及び第4図の場合には、メモリ域
16R,16G内の映像信号は同相で読み出され、メモ
リ域16B内の映像信号は1/2Hだけ位相が遅れて読
み出される。従って、この場合には、Bフィールドの信
号だけが1/2日遅延して、第5図(d)に示したよう
に、奇数化フィールド0′に変換されて、本来的に奇数
フィールド0であるR、Gの各フィールド信号と共に、
R,G、 Bの各フィールド信号が奇数フィールドに統
一される。
次に、Gフィールドの信号がリアルタイム信号としてフ
ィールドメモリ16に取り込まれたときには、このGフ
ィールド信号は偶数フィールドEであり、該フィールド
メモリ16に記録されている1フイールド前のRフィー
ルド信号はこれとは異なる奇数フィールド0である。従
って、Gイネイブル信号に基づいて、このRフィールド
の水平同期信号HDを1/2H遅延回路20によりl/
2H遅延させることにより、偶数化フィールドE′とし
て、R,G、Bの各フィールド信号を偶数フィールドに
統一することができる。
さらに、Bフィールドの信号がリアルタイム信号として
フィールドメモリ16に取り込まれたときには、その1
フレーム前のGフィールド信号が異フィールドの偶数フ
ィールドEであるから、これを他のフィールド信号と一
致させるために、1/2H遅延させて、奇数化フィール
ド0′とする。
前述の走査を繰り返すことにより゛、同図に示したよう
に、順次1/60秒毎にR,G、 Bの疑似フレーム化
信号によるインクレース走査を行うことができるように
なり、この結果、フレーム画像としてモニタ画面上に観
察対象部の像を表示することができるようになり、フィ
ールド画像の欠点である垂直解像度の改善を図ることが
できるようになる。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によれば、一のフィールド
信号がリアルタイム信号としてフィールドメモリに取り
込まれたときに、このフィールド信号より1フイールド
前の信号と、2フイールド前の信号とをフィールドメモ
リから読み出し、これら各フィールド信号のうち1フイ
ールド前の信号を1/2H遅延して出力するようにした
ので、フィールドメモリから同時式に出力されるR、G
Bの各フィールド信号を同一フィールド化することがで
きるようになり、インクレース走査によるフレーム画像
としてモニタ画面上に表示することができるようになっ
て、垂直解像度が向上して、高画質の画像が得られる。
さらに、ガラス遅延線のように形状が大形でコストの高
い遅延素子を用いないので、装置全体の形状を小形化で
きるとともに生産コストを低くすることも可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図ないし第5図は本発明の一実施例を説明する図で
あり、第1図は全体構成を示すブロック図、第2図は回
転カラーフィルタの構成を示す図、第3図は第1図のメ
モリ駆動回路の詳細を説明する回路図、第4図は第3図
のメモリ駆動回路のタイムチャート、第5図は画像信号
の疑似フレーム化処理を示すもので、同図(a)はCC
Dの出力信号、同図(b)はフィールドメモリに記録さ
れる信号の性質、同図(c)はR,G、 Bの各イネイ
ブル信号のパルス、同図(d)はエンコーダに人力され
る信号の性質をそれぞれ示す説明図である。 1・・・光源、 2・・・回転カラーフィルタ、 2R,2G、2B・・・フィルタ域、 4・・・ライトガイド、  6・・・インデックス、7
・・・フォトセンサ、  10・・・CCD。 11・・・同期信号発生器、 12・・・タイミングパルス発生器、 13・・・CCD駆動回路、 14・・・プロセスアンプ、 15、15R,I5G、 15B・・・A/D変換器、
16・・・フィールドメモリ、 16R,16G、  16B・・・メモリ域、17・・
・メモリ駆動回路、 18R,18G、18B・・・D/A変換器、19・・
・エンコーダ、 20・・・1/2H遅延回路、 21・・・マルチプレクサ、 22.22R,22G、22B・・・HP発生回路。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、被検体の内部に挿入する挿入部に設けた固体撮像素
    子と、 前記被検体の観察対象部に赤、緑、青の各色光を順次照
    射する照明手段と、 該照明手段の前記各色光の照射時間にそれぞれ同期した
    同期信号を発生する同期信号発生手段と、前記固体撮像
    素子で検出した前記観察対象部の前記各色光による映像
    信号をそれぞれ異なる領域に記憶する記憶手段と、 該記憶手段に前記映像信号を書き込み又は該記憶手段に
    書き込まれた前記映像信号を読み出す駆動手段と、 該駆動手段により前記記憶手段から読み出された前記各
    色光に対応する映像信号を複合映像信号に合成する合成
    手段とを備え、 前記同期信号発生手段は、前記映像信号を読み出す際の
    1水平走査期間を設定する水平同期信号を発生する水平
    同期信号発生回路を有し、 前記駆動手段は、 前記水平同期信号を1/2水平走査期間だけ遅延させる
    遅延回路と、 前記各色光のうち一の色光の照射時間に対応する同期信
    号がアクティブ状態であるとき、該色光の直前に照射さ
    れた色光による映像信号を読み出す水平同期信号として
    前記遅延回路により1/2水平走査期間だけ遅延させた
    水平同期信号を選択するとともにその他の色光による映
    像信号を読み出す水平同期信号は遅延させない水平同期
    信号を選択して出力する選択手段と を有していることを特徴とする電子内視鏡。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5812187A (en) * 1993-05-21 1998-09-22 Olympus Optical Co., Ltd. Electronic endoscope apparatus
JP2008093604A (ja) * 2006-10-13 2008-04-24 Aquafairy Kk 液体定量排出装置及び液体定量排出方法

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