JPS63290540A - 内視鏡装置 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、画像フリーズ機能を有する内視鏡装置に関
し、特にフリーズ画像の画質改善に関連した技術の改良
に関する。

（従来の技術） 周知のように、内視鏡装置に用いられるカラーカメラに
おいては、同時方式で得られる画像は、奇数フィールド
と偶数フィールドとから構成されるフレーム画像である
。

このフレーム画像でフリーズ画像を形成する際、通常、
第７図に模式的に示す如く、パルス状の光を奇数フィー
ルドの末尾と偶数フィールドの始まり部にまたがるよう
に被写体へ照射し、フィールド間の時間差による画像の
ずれが少なくなるようにする。

しかしながら、被写体に動きがある場合には、パルス幅
が長いと、この間の被写体の動きにより奇数フィールド
と偶数フィールドとの各画像相互にずれが生じ、このず
れが生じた状態で画像表示がなされるとフリッカ画面と
なり画像が見難くなる。

一方、パルス光のパルス幅を短くすると、被写体の動き
によるフリッカは無くなるが、パルス光を発光するタイ
ミングの【藁かなずれやパルス光の波形のみだれが両フ
ィールドＩｌ１間相互の光量の割合を変化さけることに
なり、これがフリッカの原因になるという問題があった
。

そこで、従来は、片フィールド画像のみでフリーズ像を
１９にとによって、表示画面にフリッカが発生するのを
阻止していた。

（発１！ＩＪが解決しようとする問題点）しかしながら
、従来のように片フィールド画像のみでフリーズ像を得
た場合、表示画面にフリッカが発生するのを阻止するこ
とができるものの、反面、この種の内視鏡装置が本来所
有している解像度を半減させてしまうという不具合があ
った。

この発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、
イの目的とするところは、解像度を良好に保持さけつつ
、フリッカの無いフリーズ画像を１！？ることができる
内視鏡袋δを提供することにある。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） この発明は、上記の目的を達成するため、フリーズ画像
を奇数フィールドと偶数フィールドとからなるフレーム
画像で形成する際、その奇数フィールドの末尾部と偶数
フィールドの始まり部とにまたがるように光パルス光す
るパルス光源を備えた内祝鏡装置において、前記各フィ
ールド画像を形成するために使用される各光量相互に光
量差が無くなるように電気的な補正処理を実行する演算
処理手段を具備することを特徴と１６゜（作用） このような構成であれば、パルス光のパルス幅を短くし
た際、パルス光を発光するタイミングにずれが生じたり
、パルス光の波形のみだれが生じても演１ｆｆｉ理手段
が直ちに奇数、偶数の両フィールド期間の各光母相互を
等しい条件となるように補正処理することになる。

従って、両フィールド画像を用いてフリーズ像を得たと
きに、表示画面にフリッカが発生するのを阻止すること
ができる。

（実施例） 第１図は、本発明が適用された内視鏡装置の一実施例構
成を示すブロック図である。

この−実施例の内視鏡装置は、光源用電源２の駆動によ
りパルス状の光を発生することができる照明用光源１と
、この照明用光源１から発光される光量をハーフミラ−
３ａを介して受光して、その光量を計測する例えばフォ
トダイオード等の光電変換素子３と、この光電変換素子
３の変換出力を増幅器４を介してディジタル変換するＡ
／Ｄ変換器５と、このＡ／Ｄ変換器５からのディジタル
信号を受けて画像フリーズ時の両フィールド間に被写体
へ照射される先出比を演算する演算器６とにより光源部
１０１を構成し、この光源部１０１の照明用光［１と内
視鏡プローブ１０２の先端部分との間に光導波路１７を
配設している。

また、内視鏡プローブ１０２の先端部分には、ＣＣＤＲ
像素子７を設けており、このＣＣＤＩ’Ｅ４像素子７で
得られる出力信号を信号処理本体部１０３へ送出する。

なお、プローブ本体部分にフリーズボタン１６を設けて
いる。

信号処理本体部１０３は、システム全体の制御中枢とな
るコントローラ８の他に、ＴＶ回路９゜△／Ｄ変換器１
０．ディジタルメモリ１１及び同１２、乗り器１３及び
Ｄ／Ａ変換器１４を備えている。

そして、ＴＶ回路９は、ＣＣ０ａ像素子７からの出力信
号をカラーＴＶ信号に変換し、Ａ／Ｄ変換器１０は、Ｔ
Ｖカメラ回路９からのカラーＴＶイ１＝号をディジタル
変換し、ディジタルメモリ１１は、Ａ／Ｄ変換器１０か
らのディジタル信号を受けて奇数フィールド画像を記憶
し、ディジタルメモリ１２は、同じくＡ／Ｄ変換器１０
からのディジタル信号を受けて偶数フィールド画像を記
憶する。

乗算器１３は、演算器６の出力データに基づいてディジ
タルメモリ１１の出力に適宜設定した補正値を乗のする
機能を持つ。この乗算器１３を通したディジタルメモリ
１１のディジタル画像データとディジタルメモリ１２か
らのディジタル画像データとを受けるＤ／Ａ変換器１４
は、受けたディジタル画像データをアナログ画像データ
に変換してディスプレイ装置１５に送出する。ディスプ
レイ装置１５は、Ｄ／Ａ変換器１４からのアナログ画像
データに対応する画像を表示する。

このような各部を備えた構成において、本発明の中心を
なすのが光源部１０１における光電変換素子３．増幅器
４及びＡ／Ｄ変換器５を通して光源１の照射光母値を受
ける演算器６と、信号処理本体Ｗ１０３においてディジ
タルメモリ１１の出力に演算器１３の出力を乗算する乗
禅器１３との組合Ｕである。

演算器６は、後述するように両フィールド閤の光量Ｓｏ
　、ＳＥＤ比をＫｌするため、第２図に示づようにＳＵ
Ｍ６１．ＬＡＣＨ６２，ＬＡＣＩ−１６３及び除わ機６
４を備えＩＣ構成である。

次に、上述した本発明の一実施例構成におけるその作用
を第３図のタイミングヂ１ｒ−トを参照しつつ説明する
。

第３図はシステムの動作シーケンスを示す。−「Ｖカメ
ラ回路９からは垂直同期信号ＶＤの周期で奇数フィール
ドと偶数フィールドの画像信号が出力される。通常は、
光源１からは連続点灯の照明光が出射され、被写体（図
示しない）からの反射光がｃｃｏｍ像素子７により電気
信号に変換され、さらにＴＶカメラ回路９によりカラー
Ｔ　Ｖ　（、＜号に変換され、Ａ／Ｄ変換器１０により
ディジタル化（）に変換される。この信号はディジタル
メモリ１１．１２に一旦記憶されたｔ１読み出されてＤ
／Ａ変換器１４によりアナログ信号に変換されディスプ
レイ装置１５に動画像として表示される。

いま、フリーズボタン１６が押されると、それに伴い発
生ずるフリーズ信号の立上がりのタイミングから次の奇
数フィールドの始まりを起点として光源はパルス点灯の
モードに移る。すなわら、この奇数フィールドの始まり
から光量はオフの状態になり、この奇数フィールドの終
了まぎわから次の偶数フィールドの始まり部分のわずか
の期間５丁だけ強いパルス光が出射される。その後この
偶数フィールドの終了まで光量がオフになる。それ以後
の期間は再び連続点灯が継続される。ここで１１ａ記の
奇数フィールド画像データはディジタルメモリ１１へ記
憶され、偶数フィールド画像データはディジタルメモリ
１２に記憶される。両フィールド画像間の時間差はΔＴ
で決まり、微少であるので被写体の動きによるズレは問
題にならない。

一方、各フィールド画像を形成するのに利用され１＝光
ｍ　（Ｓｏ　、　ＳＥ　）には、パルス光の波形のみだ
れや、パルス発光の同期のズレ（ジッター）等により差
が生じる場合があり、これがフリーズ像を表示した時の
フリッカ−の原因となり、画像を児ずらくする。

イこで、この−実施例にあっては、前記各フィールド期
間中に照射される光ｆｆ１ｓｏ　、ＳＥを３１測するた
めに、光源１の光束内に置設されたハーフミラ−３ａを
介して反射した光は光電変換素子３により電流に変換さ
れ、増幅器４によりＡ／Ｄ変換に５でディジタル化でき
るレベルまで増幅される。Ａ／Ｄ変換器５のサンプリン
グ期間は、第３図中下段に示したごとく、奇数フィール
ドの始まりを起点とし、Ｔ＋からＴ２の期間に実行され
る。

Ｔ１はライトパルスの立上り時間Ｔａより以前に設定さ
れ、またＴ２はライトパルスの立下り口、１間Ｔｂより
以降に設定される。Ｔｃは奇数フィールドから偶数フィ
ールドに移行する時間を示す。

この両フィールド間の光ｍｓｏ　、ＳＥの比をみ１０す
るために演算器６が設けられており、この演ｔｉ器６に
おいて、Ａ／Ｄ変換器５によりディジタル化された光電
変換索子３の出力値をＴ１からＴＣの期間側口し、結果
をＬ　Ａ　ＣＨ６２に記憶する。

続いてＴｃからＴ２の期間のディジタル信号を側口し結
果をＬＡＣＨ６３に記憶した後にＬ　Ａ　ＣＨ６２，６
３に記憶された圃の比率を除口鼎６４により計算する。

ｌことえば奇数フィールド期間の先出が、偶数フィール
ド期間の光清に比べて１．１倍大きい場合、除ζ’ＪＺ
６４の値は１．１となる。この値が乗算器１３に出力さ
れる。乗算器１３では９４の出力１Ｉｒｉの逆数、ずな
わらこの場合（１／１．１＞の値が、ディジタルメモリ
１１から読み出された奇数フィールド画像データに乗算
される。この補正された奇数フィールド画像と偶数フィ
ールド画像によりフリーズ画像がＤ／Ａ変換器１４によ
りアナログ信号に変換されてディスプレイ％Ａｆｆｉ１
５に表示される。フリーズ画像の表示期間中はディジタ
ルメモリ１１．１２への画像人力が禁止され、記憶され
た画像がくり返し読み出される。

前記したフリーズ動作にｍｉする動作はコントローラ８
により１ＩＩＪ１２ＩＩされる。

このようなことから、この一実施例によれば、極めて短
い時間幅のパルス光を被写体に照射してフレームフリー
ズ像を得る場合、演尊器６の出力を乗算器１３に加える
ことにより、信号強度のずれを補正すことができる。従
って、フリッカがなく？：＆解ａ１度のフリーズ像を生
成することが可能と＜ｉる。

第４図は、本発明が適用された内視鏡製画の信実ｆ！馴
構成を示すブロック図である。

この他実施例の内視鏡！Ａ置においても、光源部１０１
、内視鏡プローブ１０２及び信号処理本体部１０３から
装置全体が構成される。

そして、光源部１０１において、２１は照明用光源、２
２は光源用′ｔｒｉ源である。内ｉｔｉプローブ１２に
おいて、２３は光導波路、２４はＣＣＤＣＤ素像素子５
はフリーズボタンである。信号処理本体部１０３におい
て、２６はＣＣＤＣＤ素像素子の出力信号をカラー−「
■信号に変換する−［Ｖ回路、２７はＴＶ信号をディジ
タル化するためのＡ／Ｄ変換３．２８は奇数フィールド
画像を記憶するディジタルメモリ、２９は偶数フィール
ド画像を記憶するディジタルメモリ、３０はフリーズ画
像の奇数フィールドと偶数フィールドとの信号強度を比
較する演算部である。３１は乗算器であり、この乗算器
３１は演算Ｐｌｓ　３０の出力データに基づいてディジ
タルメモリ８の出力に適宜選定された値を乗算する機器
を持つ。３２はディジタル画像データをアナログデータ
に変換するＤ／Ａ変換器、３３はディスプレイ装置、３
４はシステム全体の制御中枢となるコントローラである
。

また、演０部３０は第５図に示すように平均値算出回路
４１．ＬＡＣＨ４２及び同４３．除降器４４を備えてい
る。

次に、上述した本発明の他実施例構成におけるその作用
を第６図に示すタイミングチＶ−トを参照しつつ説明す
る。

第６図はシステムの動作シーケンスを示す。ＴＶカメラ
回路２６からは垂直同期信＠ＴＤの周期で奇数フィール
ドと偶数フィールドの画像信号が出力される。通常は、
光源４からは連続点灯の照明光が出射され、被写体（図
示しない）からの反射光がＣＣＤ　Ｉｒｄ像素子２４に
より電気信号に変換され、さらにＴＶカメラ回路２６に
よりカラーＴＶ　ｆＳ号に変換され、Ａ／Ｄ変換器２７
によりディジタル信号に変換される。この信号はディジ
タルメモリ２８．２９に一旦記憶されたｅＭみ出されて
Ｄ／Ａ変換器３２によりアナログ信号に変換されディス
プレイ装置３３に動画像として表示される。

いま、フリーズボタン２５が押されると、それに伴い発
生するフリーズ信号の立上がりのタイミングから次の奇
数フィールドの始まりを起点として光源はパルス点灯の
モードに移る。すなわＩ５、この奇数フィールドの始ま
りから光間はオフの状態になり、この奇数フィールドの
終了まぎわから次の偶数フィールドの始まり部分のわず
かの期間ΔＴだけ強いパルス光が出射される。その侵こ
の偶数フィールドの終了まで光ａがオフになる。それ以
模の期間は再び連続点灯が継続される。ここで前記の奇
数フィールド画像データはディジタルメモリ８へ記憶さ
れ、偶数フィールド画像データはディジタルメモリ２９
に記憶される。両フィールドｊＩｊａ間の時間差は八Ｔ
で決まり、微少であるので被写体の動きによるズレは問
題にならない。

一方、各フィールド画像を形成するのに利用された光５
１　（Ｓｏ　、　ＳＥ　）には、パルス光の波形のみだ
れや、パルス発光の同１１のズレ（ジッター）等により
差が生じる場合があり、これがフリーズ像を表示した時
のフリッカ−の原因となり、画像を兄ずらくする。

光量の違いは両フィールド画像の強度の違いとして現わ
れるので、強度比を計樟して、その値を用いて、両フィ
ールド画像の強度比を１に直す補正を実行する。その両
フィールド画像の対応する数画素間の強度比を計算する
ために演口部３０が設けられており、この演算部３０演
算部において、フリーズされた奇数フィールド画像デー
タを（Ａ／Ｄ変換器２７から出力された）数画素分だけ
平均値口出回路４１によりナンブルして平均値を算出し
、その結果をＬ　Ａ　ＣＨ４２に一旦記憶する。

同様に１工数フイ一ルド画像データの対応する数画素分
における平均値を痒出しＬＡＣＨ４３に記憶する。たと
えば奇数フィールド期間の光量が、偶数フィールド期間
の光量に比べて１．１倍大きい場合、除口器９４の値は
１．１となる。この値が東口器１１に出力される。東口
器１１では除惇器４４の出力１＋ｒｆの逆数、すなわち
この場合＜１／１゜１）の値が、ディジタルメモリ２８
から読み出された奇数フィールド画像データに乗算され
る。この補正された奇数フィールド画像と偶数フィール
ド画像によりフリーズ画像がＤ／Ａ変換器３２によりア
ナログ信号に変換されてディスプレイ装置３３に表示さ
れる。フリーズ画像の表示期間中はディジタルメモリ２
８．２９への画像入力が禁止され、記憶された画像がく
り返し読み出される。

前記したフリーズ動作に関連する動作はコントローラ３
４により制御される。

以上、本発明の各実施例として、ＣＯＤ踊像素像素子視
鏡スコープの先端部に設けた内視鏡装置の場合を例示し
たが、例えばファイバスコープの接眼部に１Ｉｆｆｌｌ
ｆＥｌカメラを設けてなる通常の内視間装δであっても
、当然、本発明を適用することができる。

即ち、この通常の内視鏡装置であっても、フリーズ時に
奇数フィールドと偶数フィールドとの画像間のずれを認
識したとぎ、フィールド画像及びフレーム画像の何れか
を択一的に選択する画像選択手段を設けておくことによ
り、前述の本発明の各実施例同様に、被写体の動きが少
ない場合、本質的に解像度の高い画像が１ｑられ、被写
体の動きが多い場合、ブレのない良質の画像を得ること
ができる。

このようなことから、この他の実施例においても第１図
〜第３図に従って説明した一実施例同様にフリッカがな
く高解像度のフリーズ像を生成すねことが可能となる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明が適用された内視鏡￥：Ｌ
置は、奇数、偶数の両フィールドでの光量差を電気的に
補正処理するから、パルス光を発光するタイミングの僅
かなずれやパルス光の波形のみだれによる影響を無くす
ることができる。従って、この種の内ｐＡ鏡装置が本来
所有しているＷ？像度を保持しつつフリッカの無いフリ
ーズ画像を得られることになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が適用された内視鏡装置の一実施例構成
を示すブロック図、第２図は第１図の要部詳細を示すブ
ロック図、第３図は第１図構成における補正処理のタイ
ミングを模式的に示すタイミングチャート、第４図は本
発明が適用された内？５２鏡装置の他実施例構成を示す
ブロック図、第５図は第４図の要部詳＄１１１を示すブ
ロック図、第６図は第４図構成における補正処理のタイ
ミングを模式的に示すタイミングチャート、第７図はフ
レーム画像を得る様子を模式的に示ずタイミングチャー
トである。 １・・・照明用光源　　　　２・・・光源用電源３・・
・光電変換素子　　　４・・・増幅器５・・・Ａ／Ｄ変
換器　　　６・・・演算部７・・・ＣＣＤＩＩｆｉ＠素
子　　８・・・コントローラ９・・・Ｔ　Ｖカメ５回路
　１０・・・Ａ／Ｄ変換器１１．１２・・・ディジタル
メモリ １３・・・東口器　　　　　１４・・・Ｄ／Ａ変換器１
５・・・ディスプレイ装置 １６・・・フリーズボタン　１７・・・光導波路２１・
・・照明用光源　　　２２・・・光源用電源２３・・・
光導波路　　　　２４・・・ＣＣＤ踊Ｂ１索子２５・・
・フリーズボタン　２６・・・ＴＶカメラ回路２７・・
・Ａ／Ｄ変換器 ２８．２９・・・ディジタルメモリ ３０・−・演惇部　　　　　３１・・・乗算器３２・・
・Ｄ／Ａ変換器 ３３・・・ディスプレイ装置 ３４・・・コントローラ　１０１・・・光源部１０２・
・・内視鏡ブ［１−ブ １０３・・・信号処理本体部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）フリーズ画像を奇数フィールドと偶数フィールド
   とからなるフレーム画像で形成する際、その奇数フィー
   ルドの末尾部と偶数フィールドの始まり部とにまたがる
   ように光パルスを発光することができるパルス光源を備
   えた内視鏡装置において、 前記各フィールド画像を形成するために使用される各光
   量相互に光量差が無くなるように電気的な補正処理を実
   行する演算処理手段を具備することを特徴とする内視鏡
   装置。
2. （２）前記演算処理手段は、前記パルス光源の光量を検
   出する手段の検出出力に応じて前記電気的な補正処理を
   実行することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   内視鏡装置。
3. （３）前記演算処理手段は、撮像による映像信号の強度
   に応じて前記電気的な補正処理を実行することを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の内視鏡装置。