JPS626212A

JPS626212A - 内視鏡装置

Info

Publication number: JPS626212A
Application number: JP60144931A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Kato; 正加藤; Yutaka Takahashi; 豊高橋; Masahide Sugano; 菅野　正秀; Masahiko Sasaki; 雅彦佐々木
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1985-07-02
Filing date: 1985-07-02
Publication date: 1987-01-13
Also published as: US4727418A; DE3622058A1; JPH0573110B2; DE3622058C2

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］この発明は画像信号−処理回路に係り、特に、画面玉に
表示される画像の範囲を電子的に制御できる画像信号処
理回路に関する。

［従来の技術１近年の固体撮像素子の進歩に伴ない、種々の分野で画像
処理が行なわれている０例えば、内視鏡の分野では、従
来はイメージガイドを介して体腔内の光学像を接眼部ま
で伝達し、肉眼により観察していた。ところが、近年、
内視鏡先端にＣＯＤを内蔵し、内視鏡内を介して画像信
号を外部のモニタ装置に伝送し、そこで表示することに
より。

診察を行なうシステムが開発されている。この−例が特
開昭５９−１５１５９１号公報に記載されている。ここ
で、ＣＣＤ等の固体撮像素子は撮像領域の周辺部の画質
が悪いので、通常、周辺部は絞り等でマスクされ画面に
表示されないようになっている。ところで、単なる光学
的絞りでマスクすると、回折等により周辺部の画像に歪
みが生じ、見にくくなり、画像のマスクの効果が半減し
てしまう、また、光学的絞りによる画像のマスクでは、
画像の画面内での表示位置を変更するにはマスクそのも
のを変更しなくてはならず、困難である。

［発明が解決しようとする間顕点］従来の技術においては単なる光学的絞りで画像をマスク
し画面内での表示領域を設定することにより１画像の周
辺部で歪みが避けられなかった。

さらに、マスクされた画面の形状を自由に変更できず不
便であった。

この発明はこのような問題点に着目してなされたもので
１画像の周辺部を任意の形状に正確にマスクして画面ヒ
に見やすい画像を表示できる画像信号処理回路を提供す
ることを目的とする。

［問題点を解決するための手段および作用］この発明に
よる画像信号処理回路は表示手段の画面に対する画像の
領域を記憶するメモリと、前記メモリのデータに従って
画像信号を制御して画像をマスクする回路を具備してい
る。

［実施例］以下図面を参照してこの発明による画像信号処理回路の
一実施例を説明する。第１図はこの実施例の構成を示す
ブロック図である。ここでは、イメージガイドを設ける
代りに内視鏡先端に固体撮像素子を内蔵して被写体を撮
像し、撮像信号を内視鏡内を介して外部のモニタに供給
して表示、あるいは、記録装置に供給して記録する内視
鏡撮像装置に応用された実施例として説明する。内視鏡
本体ｌＯに光源ユニット１２が接続される。光源ユニッ
ト１２は通常の光源機能の他に撮像信号を画像処理する
画像信号処理回路も有する。内視鏡本体１０は先端に撮
像レンズ２０と、固体撮像素子としてのＣＣＤ２２とを
有する。さらに、内視鏡本体１０は被写体を照明するた
めに光源ユニット１２から照射された照明光を先端まで
伝達する光ファイバ束からなるライトガイド１８を有す
る。光源ユニット１２はランプ２４を有し、これから照
射された照明光がリレーレンズ２６．２８を介してライ
トガイド１８の一端に入射される。

リレーレンズ２６．２８の間には、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）
、青（Ｂ）の３色のフィルタ成分を有する回転カラーフ
ィルタ３０が設けられている。回転カラーフィルタ３０
はモータ３２により回転され、ライトガイド１８へ入射
される照明光がＣＣＤ２２の１フレームの撮像期間毎に
順次Ｒ，Ｇ、Ｂに着色されるように回転制御される。

回転カラーフィルタ３０の平面図を第２図に示す、内視
鏡先端に内蔵されるＣＣＤ２２は小型化が要求されるの
で、受光部のみからなり、蓄積された電荷を読出すため
の遮光部は設けられていない、そのため１回転カラーフ
ィルタ３０にはＲｌＧ、Ｂの各色（７）　７４　Ａｔり
成分３４ａ、３４ｂ、３４ｃの間に遮光部が設けられて
いる。回転カラーフィルタ３０とＣＣＤ２２は同期して
制御され、各色（７）　７　（／Ｌ／夕成分成分３４ａ
４ｂ、３４ｃがランプ２４からの照明光を着色する間に
Ｃ０Ｄ２２は各色成分の被写体像を撮像する。遮光部が
ランプ２４からの照明光を遮光する間にＣＣＤ２２から
撮像信号が読出される。ＣＣＤ２２から読出された信号
が光源ユニツ）１２に入力され、サンプルホールド（Ｓ
Ｈ）回路３８、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）４０を介し
てＡ／Ｄ変換器４２に入力される。Ａ／Ｄ変換器４２の
出力がＣＣＤ２２の１フレーム毎にマルチプレクサ４４
により切換えられ、フレームメモリ４６ａ、４６ｂ、４
６ｃのいずれかに格納される。フレームメモリ４６ａ、
４６ｂ、４６Ｃ（７）出力がＤ／Ａ変換器４８ａ、４８
ｂ、４８ｃをそれぞれ介してカラーモニタ１４に供給さ
れ表示されるとともに、記録装置１６に供給され記録さ
れる。Ｄ／Ａ変換器４８ａ、４８ｂ、４８ｃはイネーブ
ル端Ｅを有していて、イネーブル端Ｅがｈｉｇｈレベル
の時のみ入力ディジタル信号をＤ／Ａ変換して出力する
。イネーブル端Ｅがｌａｗレベルの時はＤ／Ａ変換器４
８ａ、４８ｂ、４８ｃからはアナログ信号が出力されな
い、あるいは、出力アナログ画像信号が黒レベル（ＧＮ
Ｄ）にされる。

７　Ｌ／　−ムメ％　Ｕ　４６　ａ、４６ｂ、４６Ｃか
らの信号読出しのためのクロックパルスＣＫがカウンタ
５２に、カラーモニタ１４の水平同期パルスＨＤがカウ
ンタ５０に入力される。カウンタ５０の出力信号がアド
レス信号としてＲＯＭ５４．５６に供給される。カウン
タ５２の出力信号が比較器５８．６０の第１入力端に供
給される。ＲＯＭ５４．５６の出力信号が比較器５８．
６０の第２入力端に供給される。比較器５８．６０の出
力信号がフリップフロップ（Ｆ／Ｆ）回路６２のセット
端、リセット端にそれぞれ供給される。　Ｆ／Ｆ回路６
２の出力がＤ／Ａ変換器４８ａ、４８ｂ、４８Ｃのイネ
ーブル端Ｅに供給される。Ｄ／Ａ変換器４８ａ、４８ｂ
、４８ｃ、カウンタ５０゜５２、ＲＯＭ５４．５６．比
較器５８．６０、Ｆ／Ｆ回路６２が画像マスク回路を構
成する・この実施例において、モータ３２により回転カ
ラーフィルタ３０が回転されると、ＣＣＤ２２から１フ
レーム毎にＲ，Ｇ、Ｈの色成分撮像信号が順次出力され
る。マルチプレクサ４４は回転カラーフィルタ３０の回
転と同期して切換えられ、Ｒ，Ｇ、Ｈの色成分撮像信号
がフレームメモリ４６ａ、４６ｂ、４６ｃに順次格納さ
れる。このような画像は通常は他の文字データとともに
表示されるので、フレームメモリ４６ａ、４６ｂ、４６
ｃからデータを読出す時は、データの１）（成分をカラ
ーモニタ１４のＩＨ期間全体にわたって読出すのではな
く、画像をモニタ上に表示させたい所望の位置に応じて
読出しタイミングを制御する。例えば、画面の右半分の
みに画像を表示したい場合は、ＬＨ期間の後半の期間の
みに読出されるようにタイミングが制御される。

一方、カラーモニタ１４の水平同期パルスＨＤがカウン
タ５０で計数され、現在何番目の水平走査線の画像が画
面−ヒで表示されているのかが検出される。ＲＯＭ５４
には各走査線は何番目の画素からモニターヒの表示を開
始するか、すなわち、何番目の画素までマスクするかを
示すマスクデータ（左端）が格納される。ＲＯＭ５６に
は各走査線は何番目の画素までモニタ上で表示をするか
、すなわち、何番目の画素からマスクを再開するかを示
すマスクデータ（右端）が格納される。ＲＯＭ５４．５
６からはカウンタ５０の出力に応じて指定される走査線
のマスクデータが読出される。フレームメモリ４６ａ、
４６ｂ、４６ｃの読出しクロックパルスＧＫがカウンタ
５２で計数され、これにより各水平走査線内で現在何番
目の画素の画像が表示されているのかが検出される。比
較器５８．６０はＲＯＭ５４．５６から出力されるマス
クデータとカウンタ５２から出力される現在の表示画素
を表すデータを比較する。比較器５８゜６０は両人カデ
ータが一致すると検出信号を出力する。比較器５８．６
０の出力によってＦ／Ｆ回路６２はそれぞれセット、リ
セットされる。すなわち、Ｆ／Ｆ回路６２はカウンタ５
２の出力がＲＯＭ５４のデータと一致してからカウンタ
５２の出力がＲＯＭ５６のデータと一致するまで、ｈｉ
ｇｈレベルの出力信号をＤ／Ａ変換器４８ａ、４８ｂ、
４８ｃのイネーブル端Ｅに供給する。

このようにＤ／Ａ変換器４８ａ、４８ｂ、４８ＣはＲＯ
Ｍ５４．５６に格納されていたマスクデータに応じて画
像をマスクすることができる。

この画像マスクは水容走査線毎に行なわれるので、マス
ク画像の形状を矩形のみならず自由に設定することがで
きる。また、マスク形状はＲＯＭ内のデータを変更する
だけで簡単に変更できる。

さらに、マスクされた画像の周辺部が回折等により歪む
ことがなく、画像をマスクする効果が増大する。

この実施例のモニタ表示の一例を第３図に示す０画像は
画面の右側の中央部に表示され、その他の部分（左側、
上端、下端）には種々のデータが表示される。このよう
に画像を右半分とか左半分に表示することは、１行に連
続して書けるデータの文字数が多くでき、情報が見やす
いという利点がある。また、画面の右側に画像を表示さ
せることは、バーンナルコンピュータ等は一般に左端か
ら文字を入力するようになっているので、これに対応さ
せているからである。上端には年月日、時分秒が、左側
には患者のＩＤコード、イニシャル、性別、生年月日、
その他のコメントが、下端には記録状態が表示される。

この実施例では画像信号が記録装！ｉ１６で静止画記録
されるとし、その記録（撮影）枚数が記録状態として下
端に表示される。静止画記録装置の例としては、光デイ
スクファイル、磁気ディスクファイル、カラーイメージ
レコーダ、通常のカメラがある０例えば、記録状態の欄
にはｒＶ、ＤＩｓｃ　　２２３３１゜ＡＵＸ　　３７．
Ｈ，ｃｏｐｙ　　２７Ｊのよう＆表示が行なわれる。

次に、文字データまたは背景の色を任意に変更する回路
例°を第４図に示す、ＯＲゲート７０ａ、７０ｂ、７０
Ｃ（７）第１入力端にＲ，Ｇ、Ｈの色選択スイッチ７２
ａ、７２ｂ、７２ｃが接続される、所定の電圧の背景信
号が色選択スイッチ７２ａ、７２ｂ、７２ｃを介してＯ
Ｒゲート７０ａ、７０ｂ、７０ｃの第１入力端に入力さ
れる。ＯＲゲート７０ａ、７０ｂ、７０ｃの第２入力端
には文字データが供給される。ＯＲゲー）７０ａ、７０
ｂ、７０ｃの出力がポテンシオメータ７４ａ、７４ｂ、
７４ｃに入力される。ポテンシオメータ７４ａ、７４ｂ
、７４ｃの出力が加算器７６ａ、７６ｂ、７６Ｃに入力
され、Ｒ，Ｇ、Ｈの映像信号と加算される。

第４図の回路によれば色選択スイッチ７２ａ、７２ｂ、
７２ｃのいずれか１つまたは複数をオンすることにより
、背景の色を変えることができる。また、ポテンシオメ
ータ７４ａ、７４ｂ、７４Ｃの出力電圧を調整して色の
比率を変えれば、文字の色を自由に変更できる。これに
より背景または文字を部分的に異なる色で表示でき表示
の態様を多様化できる。

また、文字背景（第３図に示した画面のデータ領域の四
角内部）を文字とは異なる色に着色し、文字を見やすく
することも可能である。この動作を第５図（ａ）〜（ｄ
）を参照して説明する。第５図（ａ）に示すような文字
データに対して、第５図（ｂ）に示すような背景信号が
供給される。第５図（ａ）の文字データと第５図（ｂ）
の背景信号との排他的論理和演算がなされ、第５図（Ｃ
）に示すよう一文字背景の部分のみにパルスがある信号
が得られる。この第５図（ｃ）に示す信号に基ずいて表
示が行なわれると、モニタ上には第５図（ｄ）に示すよ
うに文字背景部分が文字部分とは異なる色で表示回旋で
ある。

第６図は画像マスク回路の変形例のブロック図である。

ＴＶ信号が水平同期信号（Ｈｓｙ■Ｃ）分離回路８０、
垂直同期信号（Ｖ　５ｙｎｃ）分離回路８２に入力され
る。水平同期信号はカウンタ８４のクロック端ＣＫ、カ
ウンタ８６のクリア端ＣＬＨに供給される。垂直同期信
号はカウンタ８４のクリア端ＣＬＨに供給される。ＴＶ
信号のクロックパルスを発生するクロック発生器８８の
出力がカウンタ８６のクロック端ＧＫに入力される。カ
ウンタ８４．８６の出力データがそれぞれｘ、Ｙアドレ
スデータとしてＲＯＭ９０に供給される。ＲＯＭ９０に
は第３図の画面の横方向をＸ方向、縦方向をＹ方向とし
、右側の中央部の画像表示領域のアドレスで出力がアク
ティブになるようにデータがプログラムされている。こ
の結果、ＲＯＭ９０からは第１図のＦ／Ｆ回路６２の出
力と同様なブランキング信号が出力される。このブラン
キング信号により第１図のＤ／Ａ変換器４８ａ、４８ｂ
、４８ｃのようなゲート回路を制御し、このゲート回路
を介してＴＶ信号を出力すれば、第１図の実施例と同様
に画像をマスクすることができる。

第７図は画像信号を電子記録装置に静止画記録するとき
の検索動作を容易にする変形例である。

内視鏡本体ｌＯＯが光源ユニー／　）　ｌ　０２に接続
され、内視鏡本体１００内の固体撮像素子から出力され
る画像信号が光源ユニー／　）　ｌ　０２を介して。

電子記録装置１０８に記録されるとともに、ＣＰＵ１１
０にも供給される。光源ユニットｌＯ２にキーボード１
０４、カラーモニタ１０６が接続される。

この構成において、画像を電子記録装置ｌＯ８に静止画
記録する際に検索用のデータをＣＰＵ１１０に供給して
、ＣＰＵｌｌ０により記録画像とともに検索用データを
管理することにより、検索用データにより画像を容易に
高速で検索できる。この検索データとしては、第３図に
示すような年月日１時分秒、患者のＩＤコード、イニシ
ャル、性別、生年月日、その他のコメントが用いられる
。

次に、第１図の記録装置１６の一例としてのカラーイメ
ージレコーダに組込まれているカメラまたは通常のカメ
ラの撮影時間の制御の改良について説明する。ここでは
、第８図に示すようなカメラが前提になっている。第８
図において露出ばシャッタ後幕の走行開始タイミングを
可変することにより制御される。シャッタ＃に幕走行用
のソレノイド１２０が電源端（３ｖ）とトランジスタ１
２２の間に接続されている。トランジスタ１２２のベー
スには比較器１２４の出力が接続されている。電源端（
３■）が可変抵抗１２８を介してコンデンサ１３０に接
続される。可変抵抗１２８とコンデンサ１３０の接続点
が比較器１２４の非反転入力端に接続される。比較器１
２４の反転入力端には基準電源１３２が接続される。こ
こで、可変抵抗１２８はマニュアルアダプタ端子１２６
を介して着脱自在にカメラ本体に接続され、これを外せ
ば、このカメラは自動露出制御モードのみとなる。電源
端はシャッタ先幕が走行開始されると３■に設定さ、れ
る。

このような構成においては、コンデンサ１３０が所定電
圧まで充電されるまでの時間が露出時間に対応する。そ
のため、最大で約１程度度しか露出制御できない。しか
しながら、静止画像を写真撮影する場合には、１５秒程
度の露光時間が必要であり、これでは露出不足になって
しまう。

ところが、このカメラに対して第９図に示すような露出
制御ユニット１３４を取付ければ、長時間露出が可能に
なる。露出制御ユニー／　）　１３４はマニュアルアダ
プタ端子１２６．ワインダに設けられているリモートレ
リーズ端子１３６を介してカメラ本体に接続される。マ
ニュアルアダプタ端子１２６、リモートレリーズ端子１
３６がそれぞれアダプタスイッチ１４０、リモートレリ
ーズスイッチ１３８に接続される。アダプタスイッチ１
４０、リモートレリーズスイッチ１３Ｂは露出制御回路
１４４により閉成制御されるリレースイッチである。露
出制御回路１４４にはレリーズスイッチ１４２が接続さ
れている。

第９図のようなカメラの回路図を第１Ｏ図に示す、すな
わち、この回路は第８図に示した従来例の可変抵抗１２
８の代りに電源端（３Ｖ）とコンデンサ１３０の間にア
ダプタスイッチ１４０が接続されている点が異なるのみ
である。

第１１図（ａ）〜（ｄ）を参照して、第１θ図の動作を
説明する。第１１図（ａ）に示すようにレリージスイー
２チ１４２が閉成さンすると、露出制御回路１４４は所
定時間後に第１１図（ｂ）に示すようにリモートレリー
ズスイッチ１３８を閉成する。これにより、シャッタ先
幕が走行開始され、第１１図（Ｃ）に示すようにフィル
ムの露出が開始される。このとき、アダプタスイッチ１
４０はまだ開放されている。露出制御回路１４４はシャ
ッタ先幕が走行してシャッタが開いてから、フィルムの
露出時間より所定時間だけ早い時点で第ｔｉ図（ｄ）に
示すようにアダプタスイッチ１４０を閉成する。この瞬
間からコンデンサの充電が開始され、第１１図（ｃ）に
示すように、所定時間後にトランジス１２２．シャッタ
後幕走行用のソレノイド１２０がオンレフィルム露出が
終了する。これによればいくらでも長時間の露出制御が
可能となる。

第１図の記録装置ｉ１６としてインスタントカメラを用
いることも可能であるが、この場合は、次々に撮影して
いくと出来上った写真が床に落てしまうので、図示はし
ていないが、フィルム受、けのカゴを設けると良い。

この発明は上述した実施例に限定されずに種々変更可能
であり、上述の説明は内視鏡撮像装置用の画像信号処理
回路として行なったが、これに限定されない。

［発明の効果］以上説明したようにこの発明によれば、画像の周辺部を
任意の形状に正確にマスクして画面上に見やすい画像を
表示できる画像信号処理回路を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第ｉｖ！Ｊはこの発明による画像信号処理回路の一実施
例の構成を示すブロック図、第２図は第１図中の回転カ
ラーフィルタの平面図、第３図はこの実施例における表
示の一例を示す図、第４図はこの実施例における表示の
際の文字データまたは背景の色を変更する回路の回路図
、第５図（ａ）〜（ｄ）は文字背景を文字とは異なる色
に着色する場合の動作を説明するための図、第６図は画
像マスク回路の変形例のブロック図、第７図は画像信号
を電子記録装置に静止画記録する変形例のブロック図、
第８図はカメラの露出制御回路の従来例の回路図、第９
図は露出制御回路を改良したカメラの構成を示す図、第
１θ図は第９図のカメラの回路図、第１１図（ａ）〜（
ｄ）は第１０図の回路の動作を示すタイミングチャート
である。１４・・・カラーモニタ２２・・・固体撮像素子２４・・・ランプ３０・・・回転カラーフィルタ４８ａ、４８ｂ、４８　ｃ　・−・Ｄ　／　Ａ変換器５
０．５２−・・カウンタ５４．５６・・・ＲＯＭ５８．６０・・・比較器６２・・・フリップフロップ回路出願人代理人　弁理士　坪井　淳ｓ　２　図ｊｉ３図第４図第５図第８図第９図第１０図第６図一７Ａ′ 百ｇ第７図／グ第１１図

Claims

【特許請求の範囲】

表示手段の画面に対する画像の領域を記憶するメモリと
、前記メモリのデータに従って画像信号を制御して画像
をマスクする回路を具備する画像信号処理回路。