JPH11206705A - 電子内視鏡及び電子内視鏡システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スコープと、このスコープを着脱自在に接続
させるようになった画像信号処理装置とから成る電子内
視鏡であって、画像信号処理装置がデジタル画素信号を
外部に出力するように構成されている電子内視鏡を提供
する。 【解決手段】 電子内視鏡はスコープ１０と、このスコ
ープを着脱自在に接続させる画像信号処理装置１２とか
ら構成される。スコープは被写体像をアナログ画素信号
に変換するＣＣＤイメージセンサ１４を包含し、画素信
号処理装置はイメージセンサからアナログ画素信号を所
定の周波数のクロックパルスに従って読み出すＣＣＤド
ライバ回路４４と、アナログ画素信号をデジタル画素信
号に変換するアナログ／デジタル変換器５２と、デジタ
ル画素信号を所定の周波数のクロックパルスに従って外
部に出力するデジタル画素信号出力手段（５６、６０、
３４）とを包含する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、可撓性導管からな
るスコープと、このスコープを着脱自在に接続させるよ
うになった画像信号処理装置とから成る電子内視鏡に関
し、またそのような電子内視鏡と、そこに接続可能な画
像処理用コンピュータとを具備する電子内視鏡システム
に関する。

【０００２】

【従来の技術】上述したようなタイプの電子内視鏡にあ
っては、スコープの先端部には固体撮像素子例えばＣＣ
Ｄ（Charge Coupled Device)イメージセンサが設けら
れ、このＣＣＤイメージセンサは対物レンズ系と組み合
わされる。また、かかるスコープ内には光ファイバー束
からなる照明用光ガイドが挿通させられ、その先端部の
端面に電子内視鏡のスコープの先端に位置して照明用レ
ンズと組み合わされる。一方、スコープを着脱自在に接
続させるようになった画像信号処理装置内にも照明用光
ガイドが設けられ、画像信号処理装置とスコープとの接
続時に、双方の照明用光ガイドは互いに接続されられ
る。

【０００３】カラー映像を再現するために面順次方式を
採用する電子内視鏡にあっては、画像信号処理装置内の
照明用光ガイドは回転式三原色カラーフィルタを介して
白色光源例えばキセノンランプと接続させられる。例え
ば、回転式三原色カラーフィルタとして回転式ＲＧＢカ
ラーフィルタが用いられる場合には、画像信号処理装置
内の照明用光ガイドには赤色光、緑色光及び青色光が順
次導かれる。かくして、患者の体腔内へのスコープの挿
入時、その先端側の対物レンズ系の前方が該スコープの
照明用光ガイドの先端部端面から順次射出させられる三
原色光でもって照明され、これにより光学的被写体像は
ＣＣＤイメージセンサの受光面に結像させられてアナロ
グカラー画素信号として光電変換される。

【０００４】画像信号処理装置には、ＣＣＤイメージセ
ンサからアナログカラー画素信号を所定の周波数のクロ
ックパルスで読み出すためのＣＣＤ駆動回路と、このＣ
ＣＤ駆動回路で読み出されたアナログカラー画素信号を
デジタルカラー画素信号に変換するアナログ／デジタル
変換機と、このアナログ／デジタル変換機から得られる
デジタルカラー画素信号をそれぞれの色毎に一時的に格
納する３つのバッファメモリとが設けられる。３つのバ
ッファメモリのそれぞれに各色の一フレーム分のデジタ
ルカラー画素信号が格納されると、該バッファメモリか
らは三原色のデジタルカラー画素信号が同時に一水平走
査分ずつ読み出され、このとき水平同期信号、垂直同期
信号等の同期信号が加えられる。即ち、かかるバッファ
メモリからは三原色のデジタルカラービデオ信号が三原
色のデジタルカラービデオ信号として読み出される。

【０００５】画像信号処理装置には、更に、三原色のデ
ジタルカラービデオ信号をアナログカラービデオ信号に
変換するためのデジタル／アナログ変換器と、これらデ
ジタル／アナログ変換から得られるアナログカラービデ
オ信号から高周波ノイズを除去するローパスフィルタ
と、このローパスフィルタを経たアナログカラービデオ
信号を増幅する増幅器とが設けられる。その後、三原色
のアナログカラービデオ信号は画像信号処理装置からＴ
Ｖモニタ装置に対して出力され、そこで光学的被写体像
が三原色のアナログカラービデオ信号に基づいて所定の
映像再現方式（ＮＴＳＣ方式あるいはＰＡＬ方式）に従
ってカラー映像として再現される。

【０００６】一方、カラー映像を再現するために微細な
三原色フィルタ要素をモザイク状に配列したカラーフィ
ルタアレイをＣＣＤイメージセンサの受光面に適用した
カラー同時方式を採用する電子内視鏡にあっても、ＣＣ
Ｄイメージセンサからアナログカラー画素信号が所定の
周波数のクロックパルスで読み出された後、そのアナロ
グカラー画素信号はデジタルカラー画素信号に変換され
てバッファメモリに一時的に格納される。バッファメモ
リからは三原色のデジタルカラー画素信号が同時に一水
平走査分ずつ分離されて読み出され、このとき水平同期
信号、垂直同期信号等の同期信号が加えられる。即ち、
バッファメモリからは三原色のデジタルカラー画素信号
が三原色のデジタルカラービデオ信号として読み出され
る。その後、三原色のデジタルカラービデオ信号は上述
の面順次方式の場合と同様な態様で処理される。

【０００７】以上で述べたように、従来の電子内視鏡で
は、ＣＣＤイメージセンサで得られたアナログ画素信号
を一旦デジタル画素信号に変換し、次いでそのデジタル
画素信号に基づいてデジタルビデオ信号を作成し、その
後デジタルビデオ信号をアナログビデオ信号に変換し、
そのアナログビデオ信号じ基づいて光学的被写体像を再
現するという複雑な画像信号処理が行われる。従って、
電子内視鏡の画像信号処理装置の回路構成の規模が大き
くなり、このため電子内視鏡の製造コストが高く付き、
またその消費電力も大きなものとなる。

【０００８】ところで、電子内視鏡を用いる診療分野で
は、電子内視鏡による映像をその使用現場だけでＴＶモ
ニタ装置で再現するだけでなく、そこから遠く離れた別
室のＴＶモニタ装置での映像再現が望まれ、また再現映
像をビデオテープレコーダ、プリンタ、画像処理用コン
ピュータ等で処理することも望まれている。このような
要望に応えるためには、電子内視鏡の画像信号処理装置
から出力されるアナログビデオ信号を再びデジタルビデ
オ信号に変換することが必要となる。そこで、従来で
は、電信内視鏡の画像信号処理装置にビデオ信号処理装
置を接続し、そのビデオ信号処理装置で該画像信号処理
装置からのアナログビデオ信号をデジタルビデオ信号に
変換した後に外部に出力するという方法が提案されてい
る。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来提
案されているような方法では、アナログビデオ信号を出
力する場合及びデジタルビデオ信号を出力する場合のい
ずれにおいても、そのビデオ信号を受信する個々の機器
側の規格に応じてビデオ信号生成回路及び出力端子が必
要となり、このため電子内視鏡の回路構成が複雑化して
大型化するということが問題とされている。

【００１０】それ故、本発明の目的は、可撓性導管から
なるスコープと、このスコープを着脱自在に接続させる
ようになった画像信号処理装置とから成る電子内視鏡で
あって、その回路構成を大幅に簡略化すると共にその小
型化を図ることである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の局面によ
れば、スコープと、このスコープを着脱自在に接続させ
るようになった画像信号処理装置とから構成される電子
内視鏡であって、スコープが光学的被写体像をアナログ
画素信号に変換する光電変換撮像手段を包含し、画像信
号処理装置が光電変換撮像手段からアナログが疎信号を
所定の周波数のクロックパルスに従って読み出すアナロ
グ画素信号読出し手段と、このアナログ画素信号読出し
手段によって読み出されたアナログ画素信号をデジタル
画素信号に変換するアナログ／デジタル変換手段と、こ
のアナログ／デジタル変換手段によって変換されたデジ
タル画素信号を所定の周波数のクロックパルスに従って
外部に出力するデジタル画素信号出力手段とを包含する
電子内視鏡が得られる。

【００１２】本発明の第１の局面による電子内視鏡にあ
っては、デジタル画素信号出力手段の動作は画像処理用
コンピュータの所定の規格化インターフェース回路、例
えばＲＳ−２３２Ｃインターフェース回路あるいはＲＳ
−４２２インターフェース回路等により制御され得る。

【００１３】本発明による第２の局面によれば、スコー
プと、このスコープを着脱自在に接続させるようになっ
た画像信号処理装置とから構成される電子内視鏡であっ
て、スコープが光学的被写体像をアナログ画素信号に変
換する光電変換撮像手段を包含し、画像信号処理装置が
光電変換撮像手段からアナログ画素信号を所定の周波数
のクロックパルスに従って読み出すアナログ画素信号読
出し手段と、このアナログ画素信号読出し手段によって
読み出されたアナログ画素信号をデジタル画素信号に変
換するアナログ／デジタル変換手段と、このアナログ／
デジタル変換手段によって変換されたデジタル画素信号
をシリアルデジタル画素信号に変換するパラレル／シリ
アル変換手段と、このパラレル変換手段からシリアルデ
ジタル画素信号を所定の周波数のクロックパルスに従っ
て外部に出力するデジタル画素信号出力手段とを包含す
る電子内視鏡が得られる。

【００１４】本発明の第２の局面による電子内視鏡にあ
っては、デジタル画素信号出力手段の動作は画像処理用
コンピュータの所定の規格化インターフェース回路、例
えばＩＥＥＥ１３９４シリアルインターフェース回路等
により制御され得る。

【００１５】本発明の第３の局面によれば、スコープ
と、このスコープを着脱自在に接続させるようになった
画像信号処理装置とから構成される電子内視鏡と、この
電子内視鏡と接続可能な画像処理用コンピュータとを具
備する電子内視鏡システムであって、スコープが光学的
被写体像をアナログ画素信号に変換する光電変換撮像手
段を包含し、画像信号処理装置が光電変換撮像手段から
アナログ画素信号を所定の周波数のクロックパルスに従
って読み出すアナログ画素信号読出し手段と、このアナ
ログ画素信号読出し手段によって読み出されたアナログ
画素信号をデジタル画素信号に変換するアナログ／デジ
タル変換手段と、このアナログ／デジタル変換手段によ
って変換されたデジタル画素信号を所定の周波数のクロ
ックパルスに従って外部に出力するデジタル画素信号出
力手段とを包含し、画像処理用コンピュータがデジタル
画素信号出力手段と接続されるようになった所定の規格
化インターフェース回路を包含し、デジタル画素信号出
力手段の動作が規格化インターフェース、例えばＲＳ−
２３２Ｃインターフェース回路あるいはＲＳ−４２２イ
ンターフェース回路により制御されることを特徴とする
電子内視鏡システムが得られる。

【００１６】本発明の第４の局面によれば、スコープ
と、このスコープを着脱自在に接続させるようになった
画像信号処理装置とから構成される電子内視鏡と、この
電子内視鏡と接続可能な画像処理用コンピュータとを具
備する電子内視鏡システムであって、スコープが光学的
被写体像をアナログ画素信号に変換する光電変換撮像手
段を包含し、画像信号処理装置が光電変換撮像手段から
アナログ画素信号を所定の周波数のクロックパルスに従
って読み出すアナログ画素信号読出し手段と、このアナ
ログ画素信号読出し手段によって読み出されたアナログ
画素信号をデジタル画素信号に変換するアナログ／デジ
タル変換手段と、このアナログ／デジタル変換手段によ
って変換されたデジタル画素信号をシリアルデジタル画
素信号に変換するパラレル／シリアル変換手段と、この
パラレル変換手段からシリアルデジタル画素信号を所定
の周波数のクロックパルスに従って外部に出力するデジ
タル画素信号出力手段とを包含し、画像処理用コンピュ
ータがデジタル画素信号出力手段と接続されるようにな
った所定の規格化インターフェース回路を包含し、デジ
タル画素信号出力手段の動作が規格化インターフェース
回路、例えばＩＥＥＥ１３９４シリアルインターフェー
ス回路により制御されることを特徴とする電子内視鏡シ
ステムが得られる。

【００１７】

【発明の実施の形態】次に、本発明による電子内視鏡の
幾つかの実施形態について添付図面を参照して説明す
る。

【００１８】図１を参照すると、本発明による電子内視
鏡の第１の実施形態がブロック図として示される。電子
内視鏡は可撓性導管からなるスコープ１０を具備し、こ
のスコープ１０はプロセッサと呼ばれる画像信号処理装
置１２に着脱自在に接続されるようになっている。スコ
ープ１０の先端部即ち遠位端には固体撮像素子としてＣ
ＣＤイメージセンサ１４が設けられ、このＣＣＤイメー
ジセンサ１４は対物レンズ１６と組み合わされ、この対
物レンズ系１６によって撮られた光学的被写体像がＣＣ
Ｄイメージセンサ１４の受光面に結像させられる。

【００１９】また、スコープ１０内には光ファイバー束
からなる光ガイド１８が挿通させられ、この光ガイド１
８の遠位端はスコープ１０の遠位端まで延び、そこには
照明用レンズ２０が組み込まれる。光ガイド１８の近位
端は画像信号処理装置１２へのスコープ１０の接続時に
該画像信号処理装置１２内の光ガイド２２の外側端に接
続され、光ガイド２２の内側端はキセノンランプあるい
はハロゲンランプ等の白色光源２４に光学的に接続され
る。即ち、白色光源２４から光ガイド２２の内側端面に
到る経路は該白色光源２４から射出される射出光のため
の光路とされ、この光路を介して光ガイド２２の内側端
は白色光源２４と接続される。かかる光路には絞り２６
及び集光レンズ２８が順次配置され、絞り２６は白色光
源２４からの光量を適宜調節するために用いられ、また
集光レンズ２８は絞り２６を経た光を光ガイド２２の内
側端面に集光させるために用いられる。

【００２０】図１に示す電子内視鏡では、カラー映像を
再現するために面順次方式が採用されるので、光ガイド
２２の内側端面と集光レンズ２８との間に回転式三原色
カラーフィルタとして回転式ＲＧＢカラーフィルタ３０
が介在させられる。回転式ＲＧＢカラーフィルタ３０は
円板要素から成り、この円板要素には赤色フィルタ、緑
色フィルタ及び青色フィルタが設けられ、これら色フィ
ルタはそれぞれセクタ形状とされる。赤色フィルタ、緑
色フィルタ及び青色フィルタはそれぞれの中心がほぼ12
0 ゜の角度間隔となるように円板要素の円集方向に沿っ
て配置され、互いに隣接する色フィルタ間の領域は遮光
領域とされる。

【００２１】回転式三原色カラーフィルタ３０はサーボ
モータあるいはステップモータのような駆動モータ３２
によって回転駆動させられ、その回転周波数は適宜決め
られる。回転式ＲＧＢカラーフィルタの回転駆動中、光
ガイド１８の遠位端の端面からは赤色光、緑色光及び青
色光が上述の回転周波数に応じた所定の時間間隔で順次
射出させられて、被写体は赤色光、緑色光及び青色光で
もって順次照明され、その各色の光学的被写体像が結像
レンズ１６によってＣＣＤイメージセンサ１４の受光面
に順次結像される。ＣＣＤイメージセンサ１４はその受
光面に結像された各色の光学的被写体像を一フレーム分
のアナログ画素信号に光電変換し、その各色の一フレー
ム分のアナログ画素信号は各色の照明時間に続く次の遮
光時間に亘ってＣＣＤイメージセンサ１４から順次読み
出される。

【００２２】図１に示すように、画像信号処理装置１２
にはシステムコントローラ３４が設けられ、このシステ
ムコントローラはマイクロコンピュータから構成され
る。即ち、システムコントローラ３４は中央演算処理ユ
ニット（ＣＰＵ）、種々のルーチンを実行するためのプ
ログラム、常数等を格納する読出し専用メモリ（ＲＯ
Ｍ）、データ等を一時的に格納する書込み／読出し自在
なメモリ（ＲＡＭ）から成り、電子内視鏡の作動全般を
制御する。

【００２３】絞り２６はアイリス駆動回路３６によって
駆動され、これにより絞り２６の開度が調節させられ
る。また、白色光源２４は電源回路３８によって給電さ
れ、回転式ＲＧＢカラーフィルタ３０の駆動モータ３２
は駆動回路４０から出力される駆動パルスによって回転
駆動作せられる。アイリス駆動回路３６、電源回路３８
及び駆動回路４０は出力ポートインターフェース回路４
２を介してシステムコントローラ３４に接続され、それ
ら回路の動作はシステムコントローラ３４によって制御
される。

【００２４】スコープ１０が画像信号処理装置１２に接
続されると、図１に示すように、ＣＣＤイメージセンサ
１４は画像信号処理装置１２内のＣＣＤドライバ回路４
４及び相関二重サンプリング回路４６に接続される。Ｃ
ＣＤドライバ回路４４及び相関二重サンプリング回路４
６はタイミングジェネレータ４８から出力される所定周
波数のクロックパルスによって作動させられ、タイミン
グジェネレータ４８はコントローラ５０によって制御さ
れる。なお、コントローラ５０もシステムコントローラ
３４と同様にマイクロコンピュータから構成される。

【００２５】ＣＣＤドライバ回路４４からはＣＣＤイメ
ージセンサ１４にＣＣＤ駆動信号が出力され、これによ
りＣＣＤイメージセンサ１４からアナログ画素信号が読
み出され、その読出しアナログ画素信号は相関二重サン
プリング回路４６に対して出力され、そこでリセットノ
イズ等が低減される。次いで、アナログ画素信号はアナ
ログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換器５２に対して出力さ
れ、そこでデジタル画素信号に変換される。Ａ／Ｄ変換
器５２からのデジタル画素信号の出力はタイミングジェ
ネレータ４８から出力される所定周波数のサンプリング
クロックパルスに従って行われる。Ａ／Ｄ変換器５２か
ら出力されたデジタル画素信号はフォトカプラ５４を介
してバッファメモリ５６に対して出力されてそこに一時
的に保持される。また、バッファメモリ５６からのデジ
タル画素信号の出力を制御するために、タイミングジェ
ネレータ４８から第１の制御信号がフォトカプラ５８を
介してバッファメモリ６０に対して出力され、そこで該
第１の制御信号はバッファメモリ６０に一時的に保持さ
れる。

【００２６】バッファメモリ５６から出力されるデジタ
ル画素信号は例えば８ビット構成とされ、またバッファ
メモリ６０から出力される第１の制御信号は例えば２ビ
ット構成とされる。図２のタイミングチャートに示すよ
うに、２ビット構成の第１の制御信号のうちの一方は所
定周波数のクロックパルス（ＣＬＫ）であり、その他方
はディスネーブル／イネーブル（Ｄ／Ｅ）信号である。
クロックパルス（ＣＬＫ）の出力はディスネーブル／イ
ネーブル（Ｄ／Ｅ）信号によって制御される。即ち、デ
ィスネーブル／イネーブル（Ｄ／Ｅ）信号がローレベル
（ディスネーブル）のとき、クロックパルス（ＣＬＫ）
の出力は無効化され、ディスネーブル／イネーブル（Ｄ
／Ｅ）信号がハイレベル（イネーブル）のとき、クロッ
クパルス（ＣＬＫ）の出力が有効化される。バッファメ
モリ５６からの８ビット構成のデジタル画素信号はクロ
ックパルス（ＣＬＫ）に従って出力される。なお、バッ
ファメモリ５６及び６０からのデジタル画素信号及び第
１の制御信号の出力タイミングはシステムコントローラ
３４によって制御される。

【００２７】図１に示すように、スコープ１０には適当
な読出し専用メモリ例えば再書込み可能な読出し専用メ
モリ（ＥＰＲＯＭ）６２が設けられ、このＥＰＲＯＭ６
２にはスコープ１０についての種々の情報データが書き
込まれている。特に、本発明に関連する情報として、ス
コープ１０に用いられているＣＣＤイメージセンサ１４
のアナログ画素信号を読み出して処理する際のクロック
パルス周波数情報データ、ＣＣＤイメージセンサ１４の
画素数情報データ、三原色の各色のデジタル画素信号の
ゲイン情報データ、ガンマ補正情報データ、輪郭強調情
報データ等が挙げられる。なお、画像信号処理装置１２
に接続可能なスコープとしては、現在のところ最低でも
200 種類程知られており、これらスコープで用いられる
ＣＣＤイメージセンサには種々のタイプのものがあり、
それらタイプに応じて上述のクロックパルス周波数情報
データ及び画素数情報データ等が異なったものとなる。

【００２８】スコープ１０が画像信号処理装置１２に接
続されると、ＥＰＲＯＭ６２はコントローラ５０に接続
され、コントローラ５０はＥＰＲＯＭ６２から該スコー
プ１０に関する情報データを読み出してそのＲＡＭ内に
格納する。そこで、コントローラ５０では、かかる情報
データのうちクロックパルス周波数情報データに基づい
て、タイミングジェネレータ４８から相関二重サンプリ
ング回路４６に対して出力されるべきクロックパルスの
周波数及びタイミングジェネレータ４８からＡ／Ｄ変換
器５２に対して出力されるべきサンプリングクロックパ
ルスの周波数が決定され、またかかる情報データのうち
クロックパルス周波数情報データ及び画素数情報データ
に基づいて、タイミングジェネレータ４８からバッファ
メモリ６０に対して出力されるべき第１の制御信号が作
成される。

【００２９】コントローラ５０はフォトカプラ６４を介
してシステムコントローラ３４に接続され、コントロー
ラ５０にはシステムコントローラ３４から種々の指令信
号等が送られ、またコントローラ５０からシステムコン
トローラ３４には種々の情報データ等が送られる。コン
トローラ５０からシステムコントローラ３４に送られた
情報データは第２の制御信号としてインターフェース回
路６６を介して外部に出力される。

【００３０】本発明によれば、ＣＣＤイメージセンサ１
４で撮られた光学的被写体像を再現するために、図１に
示すように、電子内視鏡の画像信号処理装置１２には画
像処理用コンピュータ６８が接続され、かつ画像処理用
コンピュータ６８にはＴＶモニタ装置７０が接続され
る。画像処理用コンピュータ６８には中央演算処理ユニ
ット（ＣＰＵ）７２が設けられ、また図１には図示され
ないが、種々のルーチンを実行するためのプログラム、
常数等を格納する読出し専用メモリ（ＲＯＭ）、データ
等を一時的に格納する書込み／読出し自在なメモリ（Ｒ
ＡＭ）等も設けられる。画像処理用コンピュータ６８に
は、更に、回路ボード７４及びインターフェース（Ｉ／
Ｆ）コントローラ７６が設けられる。

【００３１】図１から明らかなように、回路ボード７４
にはバッファメモリ５６からのデジタル画素信号及びバ
ッファメモリ６０からの第１の制御信号（ＣＬＫ：Ｄ／
Ｅ）が入力される。また、Ｉ／Ｆコントローラ７６とイ
ンターフェース回路６６とは互いに接続され、インター
フェース回路６６から第２の制御信号がＩ／Ｆコントロ
ーラ７６に対して出力されるだけでなく、Ｉ／Ｆコント
ローラ７６から種々の指令信号等がインターフェース回
路６６に対して出力される。なお、第２の制御信号に
は、上述したようなＣＣＤイメージセンサ１４の画素数
情報データや三原色の各色のデジタル画素信号のゲイン
情報データ等が含まれる。なお、インターフェース回路
６６には例えばＲＳ−２３２Ｃインターフェースの回路
構成あるいはＲＳ−４２２インターフェースの回路構成
を与えることができる。

【００３２】なお、ＣＣＤドライバ回路４４、相関二重
サンプリング回路４６がタイミングジェネレータ４８、
コントローラ５０及びＡ／Ｄ変換器５２を含む回路がス
コープ側回路として構成され、このスコープ側回路がフ
ォトカプラ５４、５８及び６４によって画像信号処理装
置１２の他の回路から電気的に絶縁される。即ち、各フ
ォトカプラ５４、５８、６４では、そこを通る電気信号
が一旦光信号に変換された後に再び電気信号に戻される
ので、上述のスコープ側回路と画像信号処理装置１２の
他の回路とは互いに電気的に絶縁された状態となるの
で、たとえ画像信号処理装置１２のその他の回路あるい
はそこに接続された画像処理用コンピュータ６８側で漏
れ電流等が発生したとしても、その漏れ電流がスコープ
１０まで至ることはなく、患者の安全が常に確保され得
る。

【００３３】なお、図１に示す実施形態では、スコープ
側回路と画像信号処理装置１２の他の回路とを互いに電
気的に絶縁するための絶縁回路手段として、フォトカプ
ラが用いられているが、その他の絶縁回路手段として、
例えば一次側コイル及び二次側コイルから成る絶縁トラ
ンスを用いることもできる。

【００３４】図３を参照すると、上述した回路ボード７
４の回路構成がが詳細に図示され、この回路ボード７４
は画像処理用コンピュータ６８の内蔵スロットに着脱自
在に装着されるようになっている。回路ボード６８には
モニタコントローラ７８が設けられ、このモニタコント
ローラ７８はマイクロコンピュータとして構成される。
モニタコントローラ７８はバスインターフェース回路８
０を介して画像処理用コンピュータ６８の中央演算処理
ユニット（ＣＰＵ）７２に接続され、画像処理用コンピ
ュータ６８に接続されるＴＶモニタ装置７０の作動を制
御するためのものである。

【００３５】図３に示すように、回路ボード６８にはデ
ジタル信号処理回路８２が設けられ、このデジタル信号
処理回路８２には画像信号処理装置１２のバッファメモ
リ５６及び６０のそれぞれから出力されるデジタル画素
信号及び第１の制御信号（ＣＬＫ：Ｄ／Ｅ）が入力され
るようになっている。一方、インターフェース回路６６
からＩ／Ｆコントローラ７６に送られた第２の制御信号
は画像処理用コンピュータ６８のメモリ（ＲＡＭ）内に
取り込まれる。デジタル信号処理回路８２では、そこに
順次入力されて来る三原色のデジタル画素信号に対し
て、ゲイン補正処理、ガンマ補正処理、輪郭強調処理等
の画像処理が適宜施され、そのような画像処理はインタ
ーフェース回路６６からの第２の制御信号（情報デー
タ）に基づいてＣＰＵ７２によってバスインターフェー
ス回路８０を通して行われる。

【００３６】デジタル信号処理回路８２には、一フレー
ム分のデジタル画素信号を格納し得るようなメモリが３
つ設けられ、それらメモリには、上述したような画像処
理後のデジタル画素信号が三原色の各色毎に一フレーム
分ずつ書き込まれ、この書込みはデジタル信号処理回路
７４に入力される第１の制御信号（ＣＬＫ、Ｄ／Ｅ）に
従って行われる。上述した３つのメモリ三原色のデジタ
ル画素信号が書き込まれた後、それらメモリからは三原
色のデジタル画素信号がモニタコントローラ７８から該
メモリに対して出力される所定周波数のクロックパル
ス、水平同期信号及び垂直同期信号に従ってデジタルカ
ラービデオ信号Ｒ、Ｇ及びＢとして同時に読み出され
る。

【００３７】デジタルカラービデオ信号Ｒ、Ｇ及びＢは
デジタル／アナログ変換回路８４に対して出力される。
デジタル／アナログ変換回路８４には３つのデジタル／
アナログ（Ｄ／Ａ）変換器８４Ｒ、８４Ｇ及び８４Ｂが
設けられ、デジタルカラービデオ信号Ｒ、Ｇ及びＢのそ
れぞれはＤ／Ａ変換器８４Ｒ、８４Ｇ及び８４Ｂによっ
てアナログカラービデオ信号Ｒ、Ｇ及びＢに変換され
る。アナログカラービデオ信号Ｒ、Ｇ及びＢのそれぞれ
は増幅器８６Ｒ、８６Ｇ及び８６Ｂによって増幅され、
次いで画像処理用コンピュータ６８に接続されたＴＶモ
ニタ装置７０に送られ、そこでＣＣＤイメージセンサ１
４によって撮られた光学的被写体像がカラー映像として
再現される。

【００３８】図３に示すように、デジタル信号処理回路
８２から延びる信号ラインのそれぞれにはデジタル加算
器８８Ｒ、８８Ｇ及び８８Ｂが設けられ、各デジタル加
算器８８Ｒ、８８Ｇ、８８Ｂにはモニタコントローラ７
８からデジタル文字信号が適宜出力される。即ち、デジ
タル信号処理回路８２から出力されるデジタルカラービ
デオ信号Ｒ、Ｇ及びＢのそれぞれにはデジタル加算器８
８Ｒ、８８Ｇ及び８８Ｂによってデジタル文字信号が付
加され、これによりＴＶモニタ装置７０の表示画面には
再現映像と共に適当な文字情報が表示され得る。なお、
そのような文字情報としては、例えば患者についての情
報等が挙げられ、またデジタル文字信号の入力について
は画像処理用コンピュータ６８のキーボード等で行うこ
とができる。

【００３９】図４を参照すると、本発明による電子内視
鏡の第２の実施形態がブロック図として示される。第２
の実施形態では、カラー映像の再現のためにカラー同時
方式が採用され、この点を除けば、第２の実施形態は第
１の実施形態と実質的に同じ構成を持つ。なお、図４で
は、第１の実施形態で説明した構成要素と同じ構成要素
については同じ参照符号が用いられている。

【００４０】図４から明らかなように、第２の実施形態
では、カラー同時方式が採用されているので、回転式Ｒ
ＧＢカラーフィルタ及びそれに関連した構成要素は省か
れている。また、ＣＣＤイメージセンサ１４の受光面に
は微細な三原色フィルタ要素例えば赤色フィルタ要素、
緑色フィルタ要素及び青色フィルタ要素をモザイク状に
配列したカラーフィルタアレイが適用される。この場
合、ＣＣＤイメージセンサ１４から読み出される一水平
走査線分のアナログ画素信号にはアナログ赤色画素信
号、アナログ緑色画素信号及びアナログ青色画素信号が
周期的に含まれ、このためバッファメモリ５６からはデ
ジタル赤色画素信号、デジタル緑色画素信号及びデジタ
ル青色画素信号が周期的に出力される。

【００４１】従って、第１の実施形態では、回路ボード
６８のデジタル信号処理回路７４の３つのメモリのそれ
ぞれに三原色のデジタル画素信号が一フレーム毎に書き
分けられるのに対して、第２の実施形態では、デジタル
信号処理回路７４の転送されて来る三原色のデジタル画
素信号は上述の３つのメモリのそれぞれに対して画素信
号毎に書き分けられなければならない。この点を除け
ば、第２の実施形態でも第１の実施形態の場合同様な態
様でデジタルカラービデオ信号を得ることができる。

【００４２】図５を参照すると、本発明による電子内視
鏡の第３の実施形態がブロック図として示され、同図で
は、第１の実施形態で説明した構成要素と同様な構成要
素については同じ参照符号が用いられている。なお、第
３の実施形態では、第１の実施形態と同様に、カラー映
像の再現のために面順次方式が採用される。

【００４３】図５に示すように、第３の実施形態では、
画像信号処理装置１２のＡ／Ｄ変換器５２からフォトカ
プラ５４を介して出力されるデジタル画素信号並びにタ
イミングジェネレータ４８からフォトカプラ５８を介し
て出力される第１の制御信号（ＣＬＫ、Ｄ／Ｅ）はシス
テムコントローラ３４に入力され、そこでデジタル画素
信号及び制御信号（ＣＬＫ、Ｄ／Ｅ）はコントローラ５
０からフォトカプラ６４を介してシステムコントローラ
３４に対して出力される情報データ即ち第２の制御信号
と共に纏めて処理される。その後、デジタル画素信号、
第１の制御信号（ＣＬＫ、Ｄ／Ｅ）及び第２の制御信号
は適当なビット数のパラレルデジタルデータとしてシス
テムコントローラ３４からパラレル／シリアル（Ｐ／
Ｓ）変換器９０に対して出力され、そこでシリアルデジ
タルデータに順次変換される。次いで、シリアルデジタ
ルデータはＰ／Ｓ変換器９０から外部に出力される。

【００４４】第３の実施形態にあっては、電子内視鏡の
画像信号処理装置１２は近年注目されているＩＥＥＥ１
３９４シリアルインターフェース回路を搭載した画像処
理用コンピュータ９２に接続され得るように構成され
る。ＩＥＥＥ１３９４シリアルインターフェース回路で
は、データ転送速度は100Mビット／秒以上であり、非圧
縮のデジタル動画データを転送するのに十分である。ま
た、デジタル動画データの転送時にデジタル画像信号だ
けでなく種々の制御信号や情報データ等も同時に転送す
ることが可能である。なお、ＩＥＥＥ１３９４シリアル
インターフェース回路では、デジタルデータをシリアル
デジタルデータとして転送することが要求される。

【００４５】図５に示すように、画像処理用コンピュー
タ９２にはＴＶモニタ装置９４が接続され、ＣＣＤイメ
ージセンサ１４で撮られた光学的被写体像はＴＶモニタ
装置９４で再現される。画像処理用コンピュータ９２に
は中央演算処理ユニット（ＣＰＵ）９６が設けられ、ま
た図５には図示されないが、種々のルーチンを実行する
ためのプログラム、常数等を格納する読出し専用メモリ
（ＲＯＭ）、データ等を一時的に格納する書込み／読出
し自在なメモリ（ＲＡＭ）等も設けられる。画像処理用
コンピュータ９２には、更に、回路ボード９８及びイン
ターフェース（Ｉ／Ｆ）コントローラ１００が設けられ
る。

【００４６】回路ボード９８はバッファメモリ９８Ａ及
びカラーエンコーダ９８Ｂを包含し、Ｉ／Ｆコントロー
ラ１００には上述したＩＥＥＥ１３９４シリアルインタ
ーフェース回路が含まれる。バッファメモリ９８ＡはＩ
／Ｆコントローラ１００を介してＰ／Ｓ変換キーボード
９０に接続され、一方カラーエンコーダ９８Ｂを介して
ＴＶモニタ装置９４に接続される。バッファメモリ９８
Ｂ及びＩ／Ｆコントローラ１００はそれぞれＣＰＵ９６
に接続される。

【００４７】上述したように、Ｐ／Ｓ変換器８２からＩ
／Ｆコントローラに送信されてくるデジタルシリアルデ
ータにはデジタル画素信号だけでなく第１及び第２の制
御信号も含まれ、Ｉ／Ｆコントローラ１００では、一フ
レーム分の各色のデジタル画素信号は第２の制御信号
（情報データ）に基づいて順次適宜処理された後に第１
の制御信号（ＣＬＫ：Ｄ／Ｅ）に基づいてバッファメモ
リ９８Ｂに格納されて展開される。次いで、バッファメ
モリ９８Ｂから読み出されたデジタル画素信号はカラー
エンコーダ９８Ｂに対して出力され、カラーエンコーダ
９８Ｂでは、該デジタル画素信号に基づいてカラービデ
オ信号が生成される。続いて、カラービデオ信号はＴＶ
モニタ装置９４に送られ、該カラービデオ信号に基づく
映像再現が行われる。

【００４８】図６を参照すると、本発明による電子内視
鏡の第４の実施形態がブロック図として示され、同図で
は、第１の実施形態で説明した構成要素と同様な構成要
素については同じ参照符号が用いられている。なお、第
４の実施形態では、第２の実施形態と同様に、カラー映
像の再現のためにカラー同時方式が採用される。

【００４９】第３の実施形態と同様、第４の実施形態で
も、電子内視鏡の画像信号処理装置１２は第３の実施形
態で説明したような画像処理コンピュータ（９２）に接
続され、そのＩ／Ｆコントローラ（１００）にはＩＥＥ
Ｅ１３９４シリアルインターフェース回路が含まれる。
第２の実施形態の説明で述べたように、カラー同時方式
では、ＣＣＤイメージセンサ１４の受光面には微細な三
原色フィルタ要素例えば赤色フィルタ要素、緑色フィル
タ要素及び青色フィルタ要素をモザイク状に配列したカ
ラーフィルタアレイが適用される。従って、第２の実施
形態の場合と同様に、ＣＣＤイメージセンサ１４から読
み出される一水平走査線分のアナログ画素信号にはアナ
ログ赤色画素信号、アナログ緑色画素信号及びアナログ
青色画素信号が周期的に含まれ、このためＡ／Ｄ変換器
５２からはデジタル赤色画素信号、デジタル緑色画素信
号及びデジタル青色画素信号が周期的に出力され、これ
ら三原色のデジタル画素信号はシステムコントローラ３
４に入力される。

【００５０】勿論、第４の実施形態でも、第３の実施形
態と同様に、デジタル画素信号、制御信号（ＣＬＫ、Ｄ
／Ｅ）及び情報データは適当なビット数のパラレルデジ
タルデータとしてシステムコントローラ３４からパラレ
ル／シリアル（Ｐ／Ｓ）変換器９０に対して出力され、
そこでシリアルデジタルデータに順次変換される。次い
で、シリアルデジタルデータはＰ／Ｓ変換器９０から画
像処理用コンピュータ（９２）のＩ／Ｆコントローラ
（１００）に含まれるＩＥＥＥ１３９４シリアルインタ
ーフェース回路に対して転送される。

【００５１】ところで、近年の画像処理用コンピュータ
の発展に伴い、ＴＶモニタ装置での映像再現のために、
従来の再現方式例えばＮＴＳＣ方式やＰＡＬ方式が必ず
しも必要とされない。この場合、画像処理用コンピュー
タでは、その画像処理用プログラムに応じたフォーマッ
トでビデオ信号が作成され、そのビデオ信号に基づいて
ＴＶモニタ装置で映像再現が行われることになるので、
電子内視鏡の画像信号処理装置からのアナログビデオ信
号の出力を省いたとしても映像再現について特に問題と
なることはない。

【００５２】

【発明の効果】以上の記載から明らかなように、本発明
による電子内視鏡では、固体撮像素子から得られたアナ
ログ画素信号をデジタル画素信号に変換したものを外部
に出力するようになっているので、電子内視鏡の画像信
号処理装置の回路構成を簡素化し得ると共にその全体構
成の小型化を図ることができる。また、アナログ画素信
号は最も早い段階でデジタル画素信号に変換された状態
で外部に出力されるので、ノイズの少ない状態でデータ
画素信号を処理し得るという利点も得られる。更に、本
発明によれば、画像処理コンピュータの回路ボードは着
脱自在に装着されるようになっているので、映像再現に
ついてはどのような規格のインターフェース回路を用い
ても対処し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による電子内視鏡の第１の実施形態を示
す概略ブロック図である。

【図２】図１の電子内視鏡の画像信号処理装置から転送
されるデジタル画素信号とその転送を制御する制御信号
との関係を示すタイミングチャートである。

【図３】図１の電子内視鏡の画像信号処理装置に接続さ
れるようになった画像処理用コンピュータに搭載される
回路ボードの回路構成を示す概略ブロック図である。

【図４】本発明による電子内視鏡の第２の実施形態を示
す概略ブロック図である。

【図５】本発明による電子内視鏡の題３の実施形態を示
す概略ブロック図である。

【図６】本発明による電子内視鏡の第４の実施形態を示
す概略ブロック図である。

【符号の説明】

１０ スコープ １２ 画像信号処理装置 １４ ＣＣＤイメージセンサ ３０ 回転式ＲＧＢカラーフィルタ ３４ システムコントローラ ４４ ＣＣＤドライバ回路 ４６ 相関二重サンプリング回路 ４８ タイミングジェネレータ ５０ コントローラ ５２ アナログ／デジタル変換器 ５４ フォトカプラ ５６ バッファメモリ ５８ フォトカプラ ６０ バッファメモリ ６２ 再書込み可能な読出し専用メモリ（ＥＥＰＲＯ
Ｍ） ６４ フォトカプラ ６６ インターフェース回路 ６８ 画像処理用コンピュータ ７０ ＴＶモニタ装置 ７２ 中央演算処理ユニット ７４ 回路ボード ７６ Ｉ／Ｆコントローラ ７８ モニタコントローラ ８０ バスインターフェース回路 ８２ デジタル信号処理回路 ８４ デジタル／アナログ変換回路 ８４Ｒ・８４Ｇ・８４Ｂ デジタル／アナログ変換器 ８６Ｒ・８６Ｇ・８６Ｂ 増幅器 ８８Ｒ・８８Ｇ・８８Ｂ デジタル加算器 ９０ パラレル／シリアル変換器 ９２ 画像処理用コンピュータ ９４ ＴＶモニタ装置 ９６ ＣＰＵ ９８ 回路ボード ９８Ａ バッファメモリ ９８Ｂ カラーエンコーダ １００ Ｉ／Ｆコントローラ

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スコープと、このスコープを着脱自在に
   接続させるようになった画像信号処理装置とから構成さ
   れる電子内視鏡において、 前記スコープが光学的被写体像をアナログ画素信号に変
   換する光電変換撮像手段を包含し、前記画像信号処理装
   置が前記光電変換撮像手段からアナログ画素信号を所定
   の周波数のクロックパルスに従って読み出すアナログ画
   素信号読出し手段と、このアナログ画素信号読出し手段
   によって読み出されたアナログ画素信号をデジタル画素
   信号に変換するアナログ／デジタル変換手段と、このア
   ナログ／デジタル変換手段によって変換されたデジタル
   画素信号を所定の周波数のクロックパルスに従って外部
   に出力するデジタル画素信号出力手段とを包含すること
   を特徴とする電子内視鏡。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の電子内視鏡において、
   前記デジタル画素信号出力手段の動作が画像処理用コン
   ピュータの所定の規格化インターフェース回路により制
   御されることを特徴とする電子内視鏡。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の電子内視鏡において、
   前記規格化インターフェース回路がＲＳ−２３２Ｃイン
   ターフェース回路であることを特徴とする電子内視鏡。
4. 【請求項４】 請求項２に記載の電子内視鏡において、
   前記規格化インターフェース回路がＲＳ−４２２インタ
   ーフェース回路であることを特徴とする電子内視鏡。
5. 【請求項５】 スコープと、このスコープを着脱自在に
   接続させるようになった画像信号処理装置とから構成さ
   れる電子内視鏡において、 前記スコープが光学的被写体像をアナログ画素信号に変
   換する光電変換撮像手段を包含し、前記画像信号処理装
   置が前記光電変換撮像手段からアナログ画素信号を所定
   の周波数のクロックパルスに従って読み出すアナログ画
   素信号読出し手段と、このアナログ画素信号読出し手段
   によって読み出されたアナログ画素信号をデジタル画素
   信号に変換するアナログ／デジタル変換手段と、このア
   ナログ／デジタル変換手段によって変換されたデジタル
   画素信号をシリアルデジタル画素信号に変換するパラレ
   ル／シリアル変換手段と、このパラレル変換手段からシ
   リアルデジタル画素信号を所定の周波数のクロックパル
   スに従って外部に出力するデジタル画素信号出力手段と
   を包含することを特徴とする電子内視鏡。
6. 【請求項６】 請求項５に記載の電子内視鏡において、
   前記デジタル画素信号出力手段の動作が画像処理用コン
   ピュータの所定の規格化インターフェース回路により制
   御されることを特徴とする電子内視鏡。
7. 【請求項７】 請求項６に記載の電子内視鏡において、
   前記規格化インターフェース回路がＩＥＥＥ１３９４シ
   リアルインターフェース回路であることを特徴とする電
   子内視鏡。
8. 【請求項８】 スコープと、このスコープを着脱自在に
   接続させるようになった画像信号処理装置とから構成さ
   れる電子内視鏡と、この電子内視鏡と接続可能な画像処
   理用コンピュータとを具備する電子内視鏡システムであ
   って、 前記スコープが光学的被写体像をアナログ画素信号に変
   換する光電変換撮像手段を包含し、 前記画像信号処理装置が前記光電変換撮像手段からアナ
   ログ画素信号を所定の周波数のクロックパルスに従って
   読み出すアナログ画素信号読出し手段と、このアナログ
   画素信号読出し手段によって読み出されたアナログ画素
   信号をデジタル画素信号に変換するアナログ／デジタル
   変換手段と、このアナログ／デジタル変換手段によって
   変換されたデジタル画素信号を所定の周波数のクロック
   パルスに従って外部に出力するデジタル画素信号出力手
   段とを包含し、 前記画像処理用コンピュータが前記デジタル画素信号出
   力手段と接続されるようになった所定の規格化インター
   フェース回路を包含し、 前記デジタル画素信号出力手段の動作が前記規格化イン
   ターフェース回路により制御されることを特徴とする電
   子内視鏡システム。
9. 【請求項９】 請求項８に記載の電子内視鏡システムに
   おいて、前記規格化インターフェース回路がＲＳ−２３
   ２Ｃインターフェース回路であることを特徴とする電子
   内視鏡システム。
10. 【請求項１０】 請求項８に記載の電子内視鏡システム
    において、前記規格化インターフェース回路がＲＳ−４
    ２２インターフェース回路であることを特徴とする電子
    内視鏡システム。
11. 【請求項１１】 請求項８から１０までのいずれか１項
    に記載の電子内視鏡システムにおいて、前記規格化イン
    ターフェース回路が前記画像処理用コンピュータに対し
    て着脱自在となった回路基板として構成されることを特
    徴とする電子内視鏡システム。
12. 【請求項１２】 スコープと、このスコープを着脱自在
    に接続させるようになった画像信号処理装置とから構成
    される電子内視鏡と、この電子内視鏡と接続可能な画像
    処理用コンピュータとを具備する電子内視鏡システムで
    あって、 前記スコープが光学的被写体像をアナログ画素信号に変
    換する光電変換撮像手段を包含し、 前記画像信号処理装置が前記光電変換撮像手段からアナ
    ログ画素信号を所定の周波数のクロックパルスに従って
    読み出すアナログ画素信号読出し手段と、このアナログ
    画素信号読出し手段によって読み出されたアナログ画素
    信号をデジタル画素信号に変換するアナログ／デジタル
    変換手段と、このアナログ／デジタル変換手段によって
    変換されたデジタル画素信号をシリアルデジタル画素信
    号に変換するパラレル／シリアル変換手段と、このパラ
    レル変換手段からシリアルデジタル画素信号を所定の周
    波数のクロックパルスに従って外部に出力するデジタル
    画素信号出力手段とを包含し、 前記画像処理用コンピュータが前記デジタル画素信号出
    力手段と接続されるようになった所定の規格化インター
    フェース回路を包含し、 前記デジタル画素信号出力手段の動作が前記規格化イン
    ターフェース回路により制御されることを特徴とする電
    子内視鏡システム。
13. 【請求項１３】 請求項１２に記載の電子内視鏡システ
    ムにおいて、前記規格化インターフェース回路がＩＥＥ
    Ｅ１３９４シリアルインターフェース回路であることを
    特徴とする電子内視鏡システム。