JPH0785130B2

JPH0785130B2 - カラービデオ内視鏡装置

Info

Publication number: JPH0785130B2
Application number: JP60105683A
Authority: JP
Inventors: エイチクーパーデビツド; 誠豊田; エルハニヤデイジエイノス
Original assignee: 富士写真光機株式会社
Priority date: 1984-05-18
Filing date: 1985-05-17
Publication date: 1995-09-13
Anticipated expiration: 2010-09-13
Also published as: JPS612120A; US4667229A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は、カラービデオ内視鏡装置に関し、特に制御
ユニットを、異なるイメージセンサおよび種々のタイプ
の内視鏡に使用することができるようにした内視鏡装置
に関する。

（発明の背景）種々のタイプのビデオ内視鏡装置が、ムーアの米国特許
第4,253,447号明細書および柿沼の米国特許第4,074,306
号明細書に記載されている。これらの装置は、赤、緑お
よび青の色光のフィールドを発生する制御ユニットを有
している。光は、内視鏡本体に設けた光学繊維束からな
るライトガイドに導かれる。内視鏡本体は、制御ユニッ
トに接続され、観察すべき空洞内に挿入される観察ヘッ
ドを有している。観察ヘッドを挿入した空洞からの反射
光は、ヘッド内の固体撮像素子からなるイメージセンサ
により受光される。イメージセンサは、電気信号を制御
ユニットに伝える。この信号は、制御ユニットによっ
て、それぞれ赤、緑および青（RGB）成分に分けられ、
モニタあるいは標準のテレビ受像機に使用できる複合ビ
デオ信号に変換される。通常、このような従来のカラー
ビデオ内視鏡システムにあっては、イメージセンサをト
リガし、イメージセンサからの出力信号を適当なものに
するための特定の回路が、特定の特性を有するイメージ
センサを内視鏡とに合せて構成されている。

このようなシステムには、根本的な欠点がある。その第
１は、種々のタイプの内視鏡が用いられるときあるいは
イメージセンサが交換されるとき、制御ユニット内の回
路は、最適の性能を発揮するために再調整されねばなら
ないことである。さらに、このようなカラービデオ内視
鏡システムにあっては、色フィールドは、直ちに次のも
のにフォローされるので、イメージセンサに現われる一
つの色の像は、別の色の像にすぐフォローされることに
なる。このような連続した色フィールドのレベルを合せ
かつ必要なグレースケールのバランスを得るためには、
イメージセンサからの出力信号の変調のための複雑な回
路が、制御ユニットに必要である。

（発明の概要）この発明は、空洞内の像をモニタ表示するためのカラー
ビデオ内視鏡装置を提供しようとするものであり、いく
つかの内視鏡的に特定な特性を識別する手段を有する内
視鏡本体と、内視鏡の特性の識別に応答してイメージセ
ンサに対する入出力信号を適切なものとする手段を有す
る制御ユニットからなるものである。

内視鏡本体は、空洞内へ光を供給する光学繊維束からな
るライトガイド、空気および水の供給チャンネル、鉗子
チャンネル、固体イメージセンサ、結像光をイメージセ
ンサに与えるフォーカシングアセンブリおよびイメージ
センサと制御ユニット間の信号バッファし駆動する電気
回路を有する。

制御ユニットは、光源、内視鏡の観察ヘッドを洗浄し乾
燥させるためおよび患者の体腔内に導入するための水お
よび空気の供給チャンネル、シーケンス的に色光のフィ
ールドを発生させるための手段、イメージセンサから信
号をトリガしクロックアウトするためのクロック回路、
イメージセンサから受けた信号を変調するための回路、
色フィールドに対応した信号を記憶する回路およびモニ
タに使用できる複合ビデオ信号となるように信号を結合
する回路からなる。

この発明は、使用する内視鏡特有の一つあるいは複数の
特定のパラメータを識別する手段を設ける。内視鏡は、
電圧レベルである信号を発生し、この信号はこれらのパ
ラメータの各々を識別するものであって、種々の制御電
圧を最適なものとするために制御ユニットにおいて使用
され、イメージセンサにパルスを送り、イメージセンサ
のデータをクロックアウトし、さらにイメージセンサか
らのデータ出力の処理を最適なものとするように用いら
れる。このようにしてこの発明によれば、制御ユニット
は、種々のタイプの内視鏡および異なるイメージセンサ
に使用することができることになる。例えば、各イメー
ジセンサは、直接の、反射光でない光に応じた特定の電
圧レベルの出力を生じる。これらの電圧レベルに関する
情報は、特定の色フィールドに対するイメージセンサか
らの出力を受けたとき、制御ユニット内の増幅器を介し
てゲインの量をプリセットするのに必要となる。同様
に、大腸鏡、上部消化器鏡および12指腸鏡などのように
直径の様々に異なる色々の内視鏡が存在するので、その
各々が、イメージセンサ上に特定の大きさの円形のフォ
ーマットの像を生じる。さらに、12指腸鏡の如きある内
視鏡にあっては、中心から外れた位置にあるイメージセ
ンサ上を像を形成するものもある。従って、使用する内
視鏡の特定のタイプに関する情報は、信号の形で内視鏡
において用意され、この信号は、モニタ上の像の大きさ
および位置を変えるために制御ユニットにより使用され
る。

この発明はまた、電荷結合型デバイス（CCD）であるフ
レームトランスファタイプの二つのレジスタを有するイ
メージセンサと、三つのカラーフィルタ部分とこれらの
間に不透明あるいは透明の部分とを有するカラーホイー
ルを用いる。色フィールド間にはブランキング期間が存
在し、CCD（イメージセンサ）は、二つのレジスタを有
するので、受光したレジスタの電荷は、ブランキング期
間中に記憶レジスタに充電され、これにより連続した色
フィールドにより生じる像の「スメヤ」が防止できる。

（実施例の説明）以下、添付の図面に示す実施例に従って、この発明を詳
細に説明する。

まず第１図において、カラービデオ内視鏡装置は、内視
鏡本体10と制御ユニット12を有する。制御ユニット12
は、像の表示のためのモニタ14にビデオ出力信号を送
る。内視鏡本体10は、先端に観察ヘッド18を有する挿入
部16、使用者が内視鏡を操作するための操作部20、操作
部20と制御ユニット12間の電気的な結線部22および操作
部20と制御ユニット12間の電気／機械的な接続部24を有
する。光は、制御ユニット12内の光源から供給されて、
光学繊維束からなり、接続部24、操作部20、挿入部16お
よび観察ヘッド18を貫通するライトガイドに導かれる。
観察ヘッド18を洗浄するための水供給源（図示せず）、
観察レンズを乾燥するためあるいは患者に通気するため
の空気供給源が、接続部24、操作部20および挿入部16内
の導管を通って制御ユニット12から供給される。また電
気的な結線が設けられて、操作部20のスイッチによって
制御ユニット12に配置した吸引バルブ（図示せず）およ
び空気ポンプ（図示せず）が動作可能となる。さらにま
た、光学繊維束のライトガイドおよび水／空気の導管に
加えて、挿入部16は、その先端部から生体組織の採取を
可能とするように操作部20にアクセスを有する鉗子チャ
ンネルと、パワーポンプおよび空気ポンプならびに吸引
バルブ制御を行なうための種々の電気的な接続線を有す
ることができる。内視鏡本体10の観察ヘッド18には、イ
メージセンサと空洞からの反射光をイメージセンサに結
像するためのレンズアセンブリが設けられている。イメ
ージセンサと制御ユニット12間は、観察ヘッド18と操作
部20間の挿入部16内の電気的な結線および電気的結線22
により接続される。観察ヘッド18は、制御ユニット12か
らの電気的なパルスをバッファする回路を含み、このパ
ルスは、イメージセンサをトリガして、イメージセンサ
からデータを転送させ、イメージセンサのこの出力信号
を増幅して制御ユニット12に送るように働く。

カラービデオ内視鏡装置の上述の説明は、第２図に示す
ブロック図からも理解できることであって、この図に
は、制御ユニット12と内視鏡10の基本部材が示されてい
る。制御ユニット12は、光源30、カラーホイール40、デ
ジタルタイマ・同期信号発生器63、補助電源65、イメー
ジセンサタイミング回路44、イメージセンサからの出力
信号を受けるビデオプロセサ48、アナログ・デジタル
（A/D）変換器50、各色フィールドに対するイメージセ
ンサ出力に対応したデータを受けてこれを一時的に記憶
するメモリユニット54,56,58、色フィールドに対応した
データが同時に現われるようにRGB信号とエンコードさ
れたビデオ信号を供給する出力プロセッサ60および色フ
ィールドに対応したデータを出力プロセッサに送るスイ
ッチング回路62からなる。

内視鏡10は、空洞内に光を導くための光学繊維束よりな
るライトガイド70、操作部20、反射光をフォーカシング
するために観察ヘッド18（第１図）に設けたフォーカシ
ング用光学系（図示せず）、イメージセンサ72、イメー
ジセンサタイミング回路44とイメージセンサ72間のバッ
ファ回路74、イメージセンサ72と制御ユニット12のビデ
オプロセサ48間の出力信号駆動回路76からなる。第２図
の破線は、内視鏡10と制御ユニット12を区別するための
ものである。内視鏡10の操作部20と制御ユニット12と
は、電気的な接続22を介して接続され、特にイメージセ
ンサ制御パルス回路21とイメージセンサタイミング回路
44、イメージセンサ出力セットアップ回路23とビデオプ
ロセサ、内視鏡識別回路25と同期信号発生回路63、イメ
ージセンサ72とビデオプロセサ48、操作部20と電源65と
の間の各々の電気的接続が存在する。ライトガイド70と
水の導管（図示せず）とによって挿入部16の先端と制御
ユニット12とは機械的に接続され、この両者は、挿入部
16、操作部16および接続24を貫通している。

この発明の内視鏡装置の動作は、上述の部材の動作中の
機能を説明することによって明らかとなる。クセノンラ
ンプである光源30は、ランプ電源32からの電力供給を受
け、一組の赤外線フィルタ、レンズ36、NDフィルタホイ
ール38、カラーホイール40を介して光をライトガイド70
の入力端に入射させる。NDフィルタホイール38は、回動
可能なフィルタであって、種々の回動位置においてライ
トガイド70の総光量を制御する。第３図に示す如く、カ
ラーホイール40は、赤71、緑73および青75のカラーフィ
ルタ部分とこれらのカラーフィルタ部分間に位置する不
透明な部分83,85,87を有する。カラーホイール40は、同
期信号発生回路63によって一定速度で回転され、各カラ
ーフィルタ部分は、約1/60秒以内に光路を横切る。第２
図に示す如く、フォトダイオード80,81のような一対の
受光装置が、光路に配置され、カラーホイール40の周縁
に位置している。カラーホイール40の周縁に位置してい
るのは、不透明なパターンおよび透明部分82,84,86（第
３図）であって、これらはフォトダイオード80,81と対
向するように光路に配置される。フォトダイオード80,8
1は、どの色フィールドが付近に存在するかに応じた出
力を発生する。例えば、青フィルタ部分75に対応する透
明パターン84が、第３図に示す如く光路とフォトダイオ
ード間に位置するときは、両方のフォトダイオードが出
力を発生する。この構成によれば、各色フィールドに対
応してイメージセンサ72から信号を受けいれているビデ
オプロセサ48の動作とカラーホイール40の回転を同期さ
せて、どの色フィールドが動作中であるかを識別するこ
とが可能となる。

矢印89の方向にカラーホイール40が回転すると、種々の
色光が、順次ライトガイド70に入射し、内視鏡挿入部16
の観察ヘッド18が位置する空洞内に導かれる。空洞内で
反射された色光は、観察ヘッド18内のイメージセンサ72
にレンズアセンブリ（図示せず）によって結像される。
第２図に示す如く、レンズアセンブリは、イメージセン
サ72上にイメージサーフル90で示す像をフォーカスす
る。約1/60秒、イメージセンサ72は、赤光を受光し、セ
ンサの各セルの受けた光エネルギの量に対応して多数の
セルに電荷を発生させる。カラーホイール40が矢印89方
向に回転を続けると、ブランキング部分83が光源30の前
を横切り、このとき光は、ライトガイド70に入射せず、
従って空洞内を照射しない、このブランキング期間中、
イメージセンサ72の「Ａ」部分に記憶されたデータは、
「Ｂ」部分に転送され、「Ｂ」部分に記憶されていたデ
ータは、順次駆動回路76を介してビデオプロセサ48に読
み出される。同期信号発生器63により制御されるイメー
ジセンサタイミング回路44は、このブランキング期間中
にイメージセンサ72はパルスを供給し、イメージセンサ
72の信号をクロックアウトする。同時に、ビデオプロセ
サ48は、同期信号発生器63からの信号を受けて、A/Dコ
ンバータ50に色フィールドの一つに対応するデータを転
送し、結果的にメモリ54,56,58の一つにデータを転送し
て、またビデオプロセサ48は、次の色フィールドに対応
するイメージセンサ72からのデータを受けとる。第２図
に示す如く、メモリは三つあって、その各々が、イメー
ジセンサ72からの一つの特定の色フィールドに対する出
力信号に対応するデジタルデータ記憶するためのダイナ
ミックランダムアクセスメモリ（DRAM）であることが好
ましい。スイッチング回路62は、同様に同期信号発生器
63によって制御されて、A/Dコンバータ50から各DRAMへ
データを交互に入力させる。スイッチング回路62はま
た、A/Dコンバータ50からの各色フィールドに対応する
データを各DRAMへ入力すると同時に出力プロセッサ60に
も同じデータを直接入力させるように働く。出力プロセ
ッサ60は、従って、時間的に先行する二つの色フィール
ドからのデータを取り込み、このスイッチング回路62か
ら直接入力転送されたデータとこの二つの先行する色フ
ィールドからのデータとを結合して複合ビデオ信号とし
て出力する。出力プロセッサ60は、カラーモニタの入力
として完全に適合するRGB出力と、エンコードされたビ
デオ出力信号とを出力する（第２図）。

制御ユニット12のイメージセンサタイミング回路44に、
使用する内視鏡に特有の参照信号を供給する操作部20の
イメージセンサ制御パルス回路21を、いくつかの入出力
線を有するイメージセンサ72を示す第４図を用いて説明
する。

この発明の実施例に用いるイメージセンサ72は、フレー
ムトランスファタイプの電荷結合型デバイス（CCD）で
あって、例えばRCAのモデルSID 504を用いることができ
る。このCCDは、三つのレジスタを有し、その第一は、
観察ヘッドのレンズアセンブリからの像を撮像するＡレ
ジスタ92であり、第二がＢレジスタ94であり、第三が水
平転送レジスタ96である。レジスタの各々は、周知の如
くセルあるいはピクセル（pixel）のマトリックスであ
り、セルの各々は、光エネルギに応じた電圧レベルを生
じる。イメージセンサ72のＡレジスタ92は、244個のピ
クセルからなる垂直コラムと403個のピクセルからなる
水平の列からなる。各ピクセルの電圧レベルは、そのピ
クセルに入射する光強度に対応し、この電圧レベルは、
次の列のピクセルへ順次電荷を移すように働く一連のパ
ルスによって次の列のピクセルへ転送可能である。この
CCDからなるイメージセンサ72の特性によって、Ａレジ
スタに蓄積された電荷のＢレジスタへの一回に一列ずつ
の転送が可能となり、Ｂレジスタの電荷の水平転送レジ
スタへの一回に一列ずつの転送をも可能とし、さらにこ
の水平転送レジスタの電荷を制御ユニット12のビデオプ
ロセサ48へ読み出すことを可能にする。

次に第４図により、イメージセンサ72からのデータをイ
メージセンサタイミング回路44によってクロックアウト
する動作について説明する。イメージセンサタイミング
回路44は、この実施例では、フレームトランスファ型CC
Dであるイメージセンサ72に、入力線A1,A2,A3、入力線B
1,B2,B3および入力線H1,H2,H3により接続されている。
イメージセンサタイミング回路が、イメージセンサから
データをクロックアウトするメカニズムの理解には重要
ではないが、さらに他の接続線が、イメージセンサ72に
他の制御信号を供給するために設けられている。一つの
色フィールドの終端、例えばカラーホイール40の赤フィ
ルタ部分の終端が光路を通過したとき、Ａレジスタ92中
のピクセルは、その各々に入射した空洞内での反射光で
ある赤色光に対応した特定の電圧レベルの電荷を蓄積す
る。次の瞬間、すなわちＡレジスタ92に記憶された全て
の電荷が、クロックアウトされ、Ｂレジスタ94に転送さ
れる。このとき、Ｂレジスタ94の電荷は、０の状態にあ
る。ブランキング期間が終了すると、ピクセルの内容が
全て払い出され、その電荷の形をとる像のデータがＢレ
ジスタに転送されることになる。緑の色フィールドが始
まると、Ａレジスタは、新たなフィールドからの反射緑
色光に露光され、新たな電荷が生じる。このフィールド
は、1/60秒より僅かに短かく、前の赤フイールドの電荷
であるＢレジスタの電荷は、この期間中に水平レジスタ
96に一回に一ピクセル列だけ転送される。同時に水平レ
ジスタ96を構成するヒクセルの列中の電荷は、駆動回路
76を介してビデオプロセサ48に順次クロックアウトされ
る。この全てが、イメージセンサ（CCD）72に各位相で
三つのパルスを送ることによって実行される。線A1,A2
およびA3からのパルスは、Ａレジスタ92の水平列の電荷
をＢレジスタ94の水平列の移動させる。線B1,B2およびB
3からのパルスは、Ｂレジスタの水平列からの電荷を一
回に一列ずつ水平レジスタ96に転送する。H1,H2およびH
3のパルスは、水平レジスタ96の電荷を払い出してビデ
オプロセサ48にクロックアウトする。従って赤フィール
ドに接続するブランキング期間の終端では、先行する青
フィールドからのデータであるＢレジスタに記憶されて
いた全てのデータは、青フィールドメモリであるDRAM58
への記憶のために、一回に一列ずつビデオプロセサ48に
転送されていることになる。同時にＡレジスタ92内の全
てのデータは、転送されて、Ｂレジスタ94に記憶され、
これは先行する赤フィールドからのデータである。Ａレ
ジスタ92は、今や完全にリセットされ、フィルタ部分73
（第３図）により形成される緑フィールドである次のフ
ィールドからの反射光を受ける用意を整えている。

CCDであるイメージセンサ72の各々は、特定のピーク・
ピーク振幅およびレベルのパルスが、ピクセルの一列か
ら直下のピクセルへ電荷を適切に転送することを要求さ
れるような特定の特性を有している。各CCDは、CCDの外
へ最も適切にデータを転送するのに最適なパルスの特性
を決定するために補正されねばならない。固体撮像素子
と呼ばれるイメージセンサを用いる従来のカラービデオ
内視鏡においては、これらのパルスの特性は、制御ユニ
ット内にプリセットされている。従って、一台の制御ユ
ニットは、特定の一つのイメージセンサに対してのみ適
切に動作する。異なるイメージセンサが用いられるとき
には、例えば、欠陥のあるものが交換されたとき、ある
いは他のタイプの内視鏡、例えば大腸鏡が上部消化器鏡
に代えて用いらるときは、制御ユニットはリセットされ
るかあるいは再補正されねばならない。第４図に示す如
く、この発明においては内視鏡の操作部20は、イメージ
センサ制御パルス回路22を含み、この回路は、内視鏡10
が制御ユニット12に電気的に接続されたとき、イメージ
センサタイミング回路44に対して必要な値の参照パルス
レベルとレベルとピーク・ピーク振幅を有する参照パル
スを与える。第４図に示す如く、Ａパルス発生回路91に
は、二つのレベルの参照電圧が、Ｂパルス発生回路93に
も二つのレベルの参照電圧が、さらに水平パルス発生回
路95には三つのレベルの参照電圧がそれぞれ与えられ
る。これらの参照電圧は、ポテンショメータ97を用いて
操作部20内のイメージセンサ制御パルス回路22で設定さ
れ、内視鏡10内の特定のイメージセンサに対してイメー
ジセンサタイミング回路44から必要なクロックパルスが
与えられるようにする。例えば、大腸鏡とこの発明によ
る制御ユニット12と組合せたとき、大腸鏡は、制御ユニ
ット12に直接接続され、そのイメージセンサ制御パルス
回路により与えられた参照レベルによって、自動的に適
切なレベルとピーク・ピーク振幅のパルスが同期回路44
に与えられて、内視鏡のイメージセンサからの出力デー
タは、最適なものがクロックアウトされることになる。

イメージセンサからクロックアウトされるデータを最適
化することに加えて、それぞれのイメージセンサに特有
の他のパラメータは、赤、緑および青のゲインと、フレ
アならびに黒レベルである。イメージセンサのゲイン特
性は、内視鏡先端部の関数である。レンズアセンブリと
イメージセンサからなる先端部アセンブリは、それぞれ
特有の感度とスペクトルレスポンス特性を有している。
これは、各アセンブリが、特定の赤、緑および青の信号
レベルの組を発生させることを意味している。従来のカ
ラーテレビジョンシステムにおいては、これらの信号
は、等しいレベルとなるように処理されて、増幅されね
ばならず、プロセサのゲインは、各色フィールド毎に、
使用される内視鏡毎に変化せねばならない。パラメータ
「フレア」は、光学系の中で正しい振舞をしない光によ
って生じさせられるイメージセンサの特性である。フレ
アはまた、ベイリンググレア（veiling glare）とも呼
ばれる。これは、コントラストを低下させる原因とな
り、CCDの反射光が光学系へ戻ってしまうことが第１の
原因である。フレア特性は、CCD毎にかつ色フィールド
毎に変化する。パラメータ「黒レベル」は、光が光学系
に入射しないときに得られる信号レベルであって、主と
してイメージセンサの暗電流とリーク電流に依存する。
各色フィールドに応じてゲインは、異なるので、黒レベ
ルは、各フィールドで異なる増幅を受け、ビデオプロセ
サ48で同一レベルにクランプされねばならない。

従来のカラービデオ内視鏡システムにおいては、CCD毎
に異なる三つのパラメータすなわち各色毎のゲイン、フ
レアおよび黒レベルは、ビデオプロセサにプリセットさ
れている。別の内視鏡を同一の制御ユニットと組合せる
場合には、これらのパラメータは、最適の性能を発揮さ
せるためにビデオプロセサにリセットされねばならな
い。しかしながらこの発明では、第５図に示す如く、内
視鏡の操作部10の一部分であるイメージセンサ出力セッ
トアップ回路23は、制御ユニット12のビデオプロセサ48
に電気的に接続されていて、イメージセンサ72のゲイ
ン、フレアおよび黒レベル特性を識別する信号を発生す
る。

第５図に示す如く、線112のイメージセンサ出力信号
は、差動増幅器120に供給されるが、これがサンプルホ
ールド回路124に転送されるのに先立って特定のゲイン
がこの差動増幅器に与えられる。この発明においては、
差動増幅器120に与えられるゲインは、赤、緑および青
のどの色フィールドからのデータが、差動増幅器120に
与えられるかに応じて定まる。特定のCCDの赤、緑、青
の特性を最適化するのに必要なゲインの量は、各色フィ
ールド毎に異なる。特別な参照電圧レベルが、イメージ
センサ出力セットアップ回路23とゲインコントロール回
路122間に位置するゲート113,114,116を介して、セット
アップ回路23からゲインコントロール回路122に与えら
れる。赤、緑および青のフィールドデータが、線112か
ら増幅器120に転送されると、同期信号発生器63（第１
図）内の色識別回路からの信号が、適当なゲート113,11
4あるいは116をオンさせて、正しい色フィールドに従っ
た適切なプリセットレベルにゲインコントロール回路12
2を設定する。

フレアは、黒レベルを高め、コントラストを低くするの
で、光学系内の有害光の効果を補正してやる必要があ
る。フレアは、光学系への入射光の総量にほぼ比例する
ので、補正信号は、ガンマ補正に先立ってビデオ信号を
積分することによって打消される。黒レベルの補正のた
めに加えられる積分されたビデオ信号のパーセンテージ
は、イメージセンサ出力セットアップ回路23と色フィー
ルドゲート188,189,190からの制御電圧によって定ま
る、同様に、各色フィールドに必要な特定の黒レベル補
正は、色フィールドゲート191,192,193を介してイメー
ジセンサ出力セットアップ回路23によって与えられる制
御電圧から行なわれる。

第５図に示す如く、ビデオプロセサ48は、種々のタイプ
の内視鏡に対して機能して、使用される各内視鏡は、イ
メージセンサからの信号を処理するビデオプロセサ48の
性能を最適のものとするために、ゲイン、フレアおよび
黒レベル制御用のセットアップ信号の組を操作部20から
出力する。

内視鏡の様々のタイプの各々のユニークさによって生じ
る他のパラメータは、イメージセンサ上に形成される光
学像の大きさと位置である。イメージセンサ72上に形成
される像90（第２図）の大きさは、光学的な結像部分の
直径の関数であり、挿入部16（第１図）の直径によって
制限される。さらに、イメージセンサ上の像は、観察ヘ
ッドをコンパクトにパッケージするために中心から外れ
ることもある。これらの識別すべきパラメータの様子
は、第７図に示されており、ここでは、種々のタイプの
内視鏡によるモニタ上に形成される像の種々の大きさと
位置が示されている。線140で示される像は、Ａレジス
タの高さの92％を占める像を投映される大腸鏡のイメー
ジセンサ72の像である。線144は、十二指腸鏡によるも
ので、Ａレジスタの高さの72％を占める像を示すが、上
左方へずれている。

第６図に示すのは、第７図の如く円形パターン140,142
あるいは144のいずれかの像のみをモニタ上にディスプ
レイするために円形のブランクをモニタに出現させる制
御ユニット12の回路であって、この場合モニタの残りの
部分は黒である。第６図に示す如く、内視鏡を特定する
パラメータに対応する入力信号、例えば、電圧の有無が
電気的にスイッチ150に印加される。スイッチ150は、そ
の入力信号に応じて、コンパレータ156に参照電圧152,1
54のいずれかを入力する。従って例えば、操作部20が、
大腸鏡のものであったときは、内視鏡識別部分25からの
信号は、コンパレータ156に供給さるべきは、参照電圧1
52となる。同様に、操作部20が上部消化器鏡のものであ
ったときは、参照電圧154がコンパレータ156に接続され
ることになる。第６図に示す如く、ブロック160で示す
回路は、同期信号発生器63からの水平駆動パルスを受け
て、出力線162に放物線状の波形を出力する。ブロック1
64で示す回路は、同期信号発生器63から垂直駆動パルス
を受けて、出力線166から放物線状の波形を出力する。
出力線162,166からの二つの信号は、接続168で加算さ
れ、接続168からの出力は、コンパレータ168の入力とな
る。同期信号発生器63による各垂直走査毎に262.5回の
水平走査があるので、１垂直放物線状パルス毎に重ね合
される262.5水平放物線状パルスがあることになる。ス
イッチ150により供給される参照電圧152,154のいずれか
によってコンパレータ156の出力は、陰影部170に示すモ
ニタ14上の円形パターンを出現させる。コンパレータ15
6からの信号を反転させると、モニタ14上の像が反転
し、パターン170の外側の領域が黒となる。モニタ14上
の黒フィールドの大きさは、スイッチ150の位置によっ
て定まり、これは、内視鏡操作部20の内視鏡識別部分25
からの信号によって制御される。

（発明の効果）添付の図面に基いた上述の説明から、この発明によるカ
ラービデオ内視鏡装置は、制御ユニットに接続される内
視鏡のタイプの如何にかかわらず、制御ユニットに完全
に適合するように各種の内視鏡を接続可能とするシステ
ムを提供するものであることが明らかである。特に、内
視鏡の操作部がイメージセンサへクロックアウトパルス
を最適化するための信号、ビデオプロセサに対してフレ
ア、ゲインおよび黒レベルをセットアップするための信
号、および、イメージセンサ上の像の大きさと位置を識
別する信号の如き、内視鏡の各々に特有のパラメータに
対応する信号を発生する手段を有することによって上述
のシステムの実現が更に可能となる。なおこの発明は、
フレームトランスファタイプのCCDを用いる実施例につ
いて説明したが、記憶レジスタが像レジスタと一体化さ
れているインターライントランスファタイプのCCCかあ
るいは記憶レジスタを有しないフレームリードアウトタ
イプのCCbかの如き他のタイプのCCDを用いてもよいこと
は明らかである。なおまた、この発明は、ブランキング
フィールド期間中にイメージセンサからのデータのクロ
ックアウトを可能にするように、色フィールド間にブラ
ンキングフィールドを用いるシーケンシャルな色発生手
段を用いることにも特徴がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は制御ユニット、内視鏡およびモニタの簡単な構
成図、第２図は制御ユニット、内視鏡および両者の接続
部分のブロック図、第３図はカラーフィルタおよびカラ
ーホイールのブランキング部分を示す平面図、第４図は
イメージセンサからの出力信号のトリガを最適に行なう
ための種々の内視鏡に応じた入力の様子を示す制御ユニ
ットのビデオプロセサのブロック図、第５図はイメージ
センサからの出力信号を処理してビデオプロセサの性能
を最適に発揮させるためのビデオプロセサと、内視鏡操
作部に設けたイメージセンサ出力セットアップ回路およ
びこの回路からの参照信号の入力線を示すブロック図、
第６図は内視鏡のタイプを識別する内視鏡からの信号に
応じてモニタに円形のブランクを出現させるための制御
ユニット内の回路の図および第７図は種々のタイプの内
視鏡の像ディスプレイの様子を示す図である。 10……内視鏡（本体）、12……制御ユニット 14……モニタ、20……操作部 21……イメージセンサパルス制御回路 23……イメージセンサ出力セットアップ回路 25……内視鏡識別回路、30……光源 40……カラーホイール 44……イメージセンサタイミング回路 48……ビデオプロセサ、54,56,58……メモリ 62……スイッチング回路、63……同期信号発生器 72……イメージセンサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭59−69055（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−17327（ＪＰ，Ａ) 特開昭57−45838（ＪＰ，Ａ) 特公昭57−26127（ＪＰ，Ｂ２)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】空洞内を照明するための光を導くライトガ
イドおよびレンズアッセンブリによって結像された被写
体像を電気信号に変換するイメージセンサを挿入部先端
内に備えた内視鏡と、前記内視鏡に電気的に接続され前記イメージセンサから
の出力信号を変調するイメージセンサ出力信号変調手段
を含み、前記電気信号を信号処理してモニタに被写体画
像を表示せしめる制御ユニットとからなるカラービデオ内視鏡装置において、内視鏡独自のパラメータ値を示す信号を出力する補正情
報出力手段を内視鏡側に設けると共に、前記補正情報出
力手段からの信号に基づき前記電気信号の信号処理の補
正を行なう信号処理補正手段を制御ユニット側に設けた
ことを特徴とするカラービデオ内視鏡装置。
【請求項２】前記パラメータ値がイメージセンサのゲイ
ン特性値であり、前記信号処理補正手段は、前記イメー
ジセンサ出力信号変調手段を、前記パラメータ値に応じ
て制御するようにしたことを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載のカラービデオ内視鏡装置。
【請求項３】前記パラメータ値がイメージセンサのフレ
ア特性値であり、前記信号処理補正手段は、前記イメー
ジセンサ出力信号変調手段を、前記パラメータ値に応じ
て制御するようにしたことを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載のカラービデオ内視鏡装置。
【請求項４】前記パラメータ値がイメージセンサの黒レ
ベル特性値であり、前記信号処理補正手段は、前記イメ
ージセンサ出力信号変調手段を、前記パラメータ値に応
じて制御するようにしたことを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載のカラービデオ内視鏡装置。
【請求項５】前記パラメータ値がイメージセンサに結像
する像の大きさを示す特性値であり、前記信号処理補正
手段は、前記イメージセンサ出力信号変調手段を、前記
パラメータ値に応じて制御し、前記モニタにおけるマス
クの大きさを変えるようにしたことを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載のカラービデオ内視鏡装置。
【請求項６】前記パラメータ値がイメージセンサに結像
する像の位置を示す特性値であり、前記信号処理補正手
段は、前記イメージセンサ出力信号変調手段を、前記パ
ラメータ値に応じて制御し、前記モニタにおける像の表
示位置を変えるようにしたことを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載のカラービデオ内視鏡装置。