JPH04296191A - 電子内視鏡用ビデオ信号処理回路 - Google Patents

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子内視鏡用ビデオ信号
処理回路、特に照射光量を調整しながら一定の明るさの
被観察体内画像を形成するための回路構成に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子内視鏡装置は、被観察体内に挿入す
る電子内視鏡（電子スコープ）の先端に固体撮像素子で
ある、例えばＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ　Ｃｏｕｐｌｅｄ　
Ｄｅｖｉｃｅ）を備え、このＣＣＤで撮影された画像を
モニタ上に表示するものであり、このためのビデオ信号
処理回路は例えば図４の構成となる。図４では、装置本
体に着脱自在となる電子内視鏡１の先端にＣＣＤ２が設
けられると共に、被観察体へ本体装置から光ファイバ４
を介して供給された光が集光レンズ３から照射される。 装置本体側では、上記ＣＣＤ２に接続して増幅処理等を
行う第１のプロセス回路５が設けられると共に、光源６
、絞り（例えばアイリス絞り）７、面順次方式の場合に
必要となるカラーフィルタを有するカラーホィール８、
光量制御回路９が設けられる。この光量制御回路９は、
第１のプロセス回路５の出力を参照しながら絞り７を開
閉制御することによって、照射光の光量調整を行ってお
り、面順次方式の場合はカラーホィール８の回転によっ
てＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の各色光が順次出力さ
れる。従って、面順次方式では上記ＲＧＢの各光の順次
照射に基づいてＣＣＤ２によってビデオ信号を得ること
ができる。

【０００３】そして、上記第１のプロセス回路５には非
線形の入出力特性を改善するガンマ補正回路１０、Ａ／
Ｄ変換器１１が接続されており、ＣＣＤ２で得られたビ
デオ信号は所定のゲインで増幅された後にガンマ補正が
行われ、デジタル信号に変換される。このデジタルビデ
オ信号は、メモリに一旦記憶された後に読み出されるこ
とになり、不図示のモニタ上には電子内視鏡１で撮像さ
れた画像が表示される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の電子内視鏡用ビデオ信号処理回路では、上記絞り７
及び光量制御回路９によって調整される照射光量には限
界があり、例えば比較的広い体腔内や奥行がある体腔内
あるいは電子内視鏡１の先端が観察部位から離れた場合
では、目的とする被観察部に十分な量の光を照射するこ
とができないという問題があった。従って、この場合に
はモニタ上に暗い画像が形成され、いかなる被観察体で
も十分な状態で観察するという訳にはいかなかった。

【０００５】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、比較的広い体腔内や奥行がある体
腔内に挿入する場合あるいは電子内視鏡が被観察体から
離れた場合でも、目的とする被観察体を良好な明るさの
下に画像表示することができる電子内視鏡用ビデオ信号
処理回路を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、被観察体内への照射光の光量を調整する
光量制御回路を有し、この光量制御回路で制御された照
射光に基づいて固体撮像素子で得られたビデオ信号に対
して画像表示処理を行う電子内視鏡用ビデオ信号処理回
路において、上記ビデオ信号を増幅処理する可変利得ア
ンプと、この可変利得アンプから出力されたビデオ信号
におけるＲＧＢのいずれかの色信号のレベルを検出する
レベル検出回路と、このレベル検出回路の出力に基づい
て上記ビデオ信号レベルが一定となるように可変利得ア
ンプのゲインを変化させるゲイン制御回路と、を設けた
ことを特徴とする。

【０００７】また、上記構成において、上記可変利得ア
ンプは信号処理回路内の他の利得制御回路と独立してゲ
インの設定を行うことが好ましい。

【０００８】

【作用】上記の構成によれば、可変利得アンプから出力
されたビデオ信号はレベル検出回路に供給されて信号レ
ベルが検出されることになるが、ここではＲＧＢ中の例
えばＧ（緑）信号が抽出され、このＧ信号のレベルが検
出される。そして、上記検出値がゲイン制御回路に出力
されると、このゲイン制御回路では参照される例えば基
準電圧と上記検出値とを比較し、この基準電圧との差を
出力することになる。この差信号は可変利得アンプへ出
力され、上記検出値が基準電圧よりも低い場合は可変利
得アンプのゲインが高く設定され、検出値が基準電圧よ
りも高い場合はゲインが低く設定される。従って、従来
において例えば絞りが完全にオープンの状態になって照
射光量が不足する場合でも、ビデオ信号は一定のレベル
に維持され、良好な明るさの画像が形成されることにな
る。

【０００９】

【実施例】図１には、実施例に係る面順次式の電子内視
鏡用ビデオ信号処理回路の構成が示されており、図にお
いてプリアンプ１４はＣＣＤ（図４の２）に接続して設
けられる。このプリアンプ１４には可変利得で信号を補
正するカラーホィール補正回路１５及びスコープ補正回
路１６が設けられ、上記カラーホィール補正回路１５で
はＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の各色光を出力するカ
ラーホィール（８）の光学特性をＲＧＢ毎に補正し、ス
コープ補正回路１６では光伝送系の特性に対する補正を
行う。このスコープ補正回路１６の出力の一方は、絞り
（例えば図４の７のアイリス絞り）を制御する光量制御
回路（９）に供給され、実施例ではスコープ補正回路１
６の出力ビデオ信号のレベルを検出して上記絞りの制御
が行われる。

【００１０】そして、上記スコープ補正回路１６の後段
に可変利得アンプ（ＧＣＡ−Ｇａｉｎ　Ｃｏｎｔｒｏｌ
　Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）１７を設け、この可変利得アン
プ１７には制御ループを形成するように、切換え制御信
号ｂによって動作するスイッチ１８、ビデオ信号を検波
する検波器１９（スイッチ１８と検波器１９でレベル検
出回路を構成する）、基準電圧Ｖｒｅｆ　が設定されて
いるゲイン制御回路としての比較器２０を接続しており
、この制御ループによって自動利得制御（ＡＧＣ−Ａｕ
ｔｏｍａｔｉｃ　Ｇａｉｎ　Ｃｏｎｔｒｏｌ）回路を構
成する。上記スイッチ１８の動作信号となる切換え制御
信号ｂは、実施例ではＧ（緑）のビデオ信号を抽出する
イネーブル（Ｇ．ＥＮＥ．）信号であり、これによって
順次送られてくるＲＧＢのビデオ信号中、Ｇのビデオ信
号のみを抽出する。また、上記検波器１９はビデオ信号
の平均値、ピーク値あるいは平均値とピーク値の混合値
のいずれかを検出することにより、ビデオ信号のレベル
を検出しており、比較器２０は入力電圧と基準電圧Ｖｒ
ｅｆ　との差の電圧を可変利得アンプ１７のゲイン制御
信号として出力する。なお、上記ＡＧＣ回路の後段には
、ガンマ補正回路２１、第２のプロセス回路２２が接続
される。

【００１１】実施例は以上の構成からなり、以下に図２
を参照してその作用を説明する。まず、ＣＣＤ（２）で
得られたビデオ信号は、プリアンプ１４で所定のゲイン
で増幅され、その後にカラーホィール補正回路１５とス
コープ補正回路１６でＲＧＢ毎のビデオ信号の補正が行
われ、このスコープ補正回路１６の一方の出力はアイリ
ス絞り（７）の制御信号となる。従って、ビデオ信号の
レベルが小さい場合には絞りを開制御して光量を増加さ
せ、レベルが大きい場合には絞りを閉制御して光量を減
少させることになる。

【００１２】そして、上記スコープ補正回路１６からビ
デオ信号が可変利得アンプ１７へ出力されると、ビデオ
信号は所定のゲインで増幅されてスイッチ１８側にも供
給されることになり、ここでＧビデオ信号のみが抽出さ
れる。すなわち、可変利得アンプ１７からのビデオ信号
が図２（ａ）に示されるＲＧＢビデオ信号であるとする
と、スイッチ１８の切換え制御信号ｂは図２（ｂ）のＧ
．ＥＮＥ．信号であるから、図（ａ）のＧのビデオ信号
１００のみが抽出される。このＧのビデオ信号１００は
、検波器１９にてそのレベル（電圧）が検出され、この
ビデオ信号のレベルは比較器２０で基準電圧Ｖｒｅｆ　
と比較される。そうすると、ビデオ信号のレベルが低い
場合、すなわち画像が暗い場合は、負の制御電圧、ビデ
オ信号のレベルが高い場合、すなわち画像が明るい場合
は正の制御電圧が比較器２０から可変利得アンプ１７へ
出力されることになり、可変利得アンプ１７では上記負
の制御電圧によってゲインが上げられ、正の制御電圧に
よってゲインが下げられることになる。従って、常に均
一な輝度のビデオ信号を得ることができる。

【００１３】実施例では、上記光量制御回路（９）によ
って通常では適切な明るさの画像が得られているが、例
えばスコープが被観察体から遠ざかった場合、あるいは
被観察体内が広い場合や奥行がある場合には、アイリス
絞り（７）が完全にオープンになるので、このような場
合に上記ＡＧＣ回路が有効に働くことになる。そして、
この際に本発明ではＲＧＢのいずれかの信号によって簡
単に目的を達成することができる。すなわち、ＡＧＣ回
路の可変利得制御はＲＧＢの３つのビデオ信号について
行うことが考えられるが、各色信号のレベルには相当の
ばらつきがあり、全ての色信号のレベルを抽出しても良
好な可変利得制御が期待できないし、効率のよい制御を
行うことができない。また、例えば後段の画像メモリに
格納したＲＧＢのビデオ信号を同時化し、その後にビデ
オ信号を各色信号毎に上記可変利得制御をすることも考
えられるが、この場合には各色信号毎にＡＧＣ回路が必
要となってコスト高となるし、また各回路の動作のばら
つきによって明るさによっては色が変化したりする原因
ともなる。なお、実施例のレベル検出回路ではＧ（緑）
の色信号を検出するようにしたが、これに限らず、装置
の光学的特性によってはＲ（赤）信号、Ｂ（青）信号を
検出するようにしてもよい。

【００１４】図３には、図１の後段の回路ブロックが示
されており、図１の第２のプロセス回路２２の後段に、
図示されるようにビデオ信号をデジタル変換するＡ／Ｄ
変換器２３を介して画像メモリ２４が接続され、この画
像メモリ２４にはデジタルビデオ信号をアナログ変換す
るＤ／Ａ変換器２５を介して第３のプロセス回路２６が
接続され、この第３のプロセス回路２６にモニタが外部
接続される。従って、画像メモリ２４に格納されたビデ
オ信号をモニタの走査速度に合せて読み出すことによっ
て、被観察体内の画像がモニタ上に表示されることなる
。

【００１５】この場合、図１に示した、光量制御のため
の検出信号をスコープ補正回路１６から取り出す、すな
わち光量制御ループの外側にＡＧＣ回路が存在するタイ
プではなく、光量制御ループの内側にＡＧＣ回路が存在
するタイプに本発明を適用することもできる。すなわち
、図２のＤ／Ａ変換器２５の出力を絞り制御信号として
光量制御回路（９）に入力することにより、上記図１の
ＡＧＣ回路は光量制御ループの内側に入れることができ
る。従って、この場合は、ＡＧＣ回路が光量制御動作を
補助する形でビデオ信号の輝度、すなわち画像の明るさ
を良好に制御できることになる。

【００１６】また、上記光量制御ループの外側にＡＧＣ
回路が存在するタイプにおいて、図示２００のように第
３のプロセス回路３６の前段にＡＧＣ回路を設け、ＲＧ
Ｂビデオ信号が同時化される前に可変利得制御を行うこ
とができる。

【００１７】更に、上記ＡＧＣ回路は実施例のようにカ
ラーホィール補正回路１５及びスコープ補正回路１６と
別個に設けることが好ましく、これによって自動利得制
御の効果が十分に発揮される。なぜなら、上記自動利得
制御はカラーホィール補正回路１５及びスコープ補正回
路１６の利得制御を考慮して全体の利得制御を一括して
行うことも可能であるが、この場合の全体の利得制御は
回路構成が複雑になり、また良好な効果を得ることがで
きないからである。

【００１８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
光量制御回路で制御された照射光に基づいてビデオ信号
を形成する回路において、上記ビデオ信号を増幅処理す
る可変利得アンプと、この可変利得アンプから出力され
たビデオ信号におけるＲＧＢのいずれかの色信号のレベ
ルを検出するレベル検出回路と、このレベル検出回路の
出力に基づいて上記ビデオ信号レベルが一定となるよう
に上記可変利得アンプのゲインを変化させるゲイン制御
回路とを設けたので、電子内視鏡が被観察体から離れた
場合、あるいは広い空間を有する被観察体又は奥行のあ
る被観察体などで光量が絶対的に不足している場合でも
、良好な明るさの画像を形成することができるという利
点がある。また、本発明はＲＧＢのいずれかの色信号の
レベルを検出するので、制御がばらつくことなく、安定
した明るさの画像を得ることができ、回路構成も簡略化
される。

【００１９】更に、他の利得制御回路とは別個に専用の
ＡＧＣ回路を設けることにより、利得制御の効果を十分
に発揮させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る電子内視鏡用ビデオ信号
処理回路（面順次式）の構成を示すブロック図である。

【図２】実施例のＡＧＣ回路の動作を示す波形図である
。

【図３】図１の実施例回路の後段の回路構成を示すブロ
ック図である。

【図４】従来の電子内視鏡用ビデオ信号処理回路の構成
を示すブロック図である。

【符号の説明】

１　　…　　電子内視鏡、２　　…　　ＣＣＤ、７　　
…　　アイリス絞り、 ８　　…　　カラーホィール、 ９　　…　　光量制御回路、 １０，２１　　…　　ガンマ補正回路、１４　　…　　
プリアンプ、 １５　　…　　カラーホィール補正回路、１６　　…　
　スコープ補正回路、 １７　　…　　自動利得アンプ、 １８　　…　　スイッチ、 １９　　…　　検波器、 ２０　　…　　ゲイン制御回路としての比較器、２４　
　…　　画像メモリ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　被観察体内への照射光の光量を調整す
   る光量制御回路を有し、この光量制御回路で制御された
   照射光に基づいて固体撮像素子で得られたビデオ信号に
   対して画像表示処理を行う電子内視鏡用ビデオ信号処理
   回路において、上記ビデオ信号を増幅処理する可変利得
   アンプと、この可変利得アンプから出力されたビデオ信
   号におけるＲＧＢのいずれかの色信号のレベルを検出す
   るレベル検出回路と、このレベル検出回路の出力に基づ
   いて上記ビデオ信号レベルが一定となるように可変利得
   アンプのゲインを変化させるゲイン制御回路と、を設け
   たことを特徴とする電子内視鏡用ビデオ信号処理回路。
2. 【請求項２】　　上記可変利得アンプは信号処理回路内
   の他の利得制御回路と独立してゲインの設定を行うこと
   を特徴とする上記第１請求項記載の電子内視鏡用ビデオ
   信号処理回路。