WO2003077560A1

WO2003077560A1 - Systeme d'acquisition

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Publication number: WO2003077560A1
Application number: PCT/JP2002/002400
Authority: WO
Inventors: Akihiko Mochida; Katsuyuki Saito; Makoto Tsunakawa; Noboru Kusamura; Kotaro Ogasawara; Hideki Tashiro
Original assignee: Olympus Optical Co., Ltd.
Priority date: 2000-10-10
Filing date: 2002-03-14
Publication date: 2003-09-18
Also published as: JP3884226B2; US7821529B2; EP1492350B1; EP1492350A4; US20040061776A1; JP2002112958A; EP1492350A1

Description

明細書撮像 > 技術分野

本発明は、 C C D等の固体撮像素子の駆動信号及び撮像信号の制御部分に特徴のある撮像システムに関する。背景技術

近年、体腔内等の観察部位に揷入部を挿入して、ライトガイドファイバ束等の照明光伝送手段により照明光を伝送して揷入部先端より観察部位に照射することで、観察部位の像を得て、観察部位の観察及び処置を行う内視鏡装置が広く普及している。

この内視鏡装置の一つに、揷入部の先端に固体撮像素子、例えば C C Dを配設し、観察部位の像を対物光学系で撮像面に結像させて電気信号に変換し、この電気信号を信号処理することでモニタ等に観察部位の画像を表示させたり、情報記録装置等に画像データとして記憶させることのできる電子内視鏡装置がある。また、例えば外科分野では、体腔内等の観察部位に硬性鏡の硬性な挿入部を挿入し、照明光伝送手段により照明光を伝送して挿入部先端より観察部位に照射し、揷入部先端よりリレーレンズ等の像伝送手段により接眼部に観察部位の像を伝送し、この接眼部に着脱自在に装着される外付け T Vカメラの C C Dにより観察部位の像を撮像してモニタ等に観察部位の画像を表示させて手技を行う外科用硬性鏡装置がある。

例えば、本出願人が先に出願した日本国特許出願平 1 1一 1 8 2 3 3 3号では、これら電子内視鏡装置あるいは外科用硬性鏡装置の複数種類の C C Dを駆動し撮像信号を信号処理する画像処理装置を提案している。

また、例えば日本国特許公開平 1 0— 1 1 8 0 3 2号公報には、ピクチャ i n ピクチャの主画像、副画像をモニタに表示する医療用画像表示装置が提案されてレ、る。しかしながら、上記日本国特許出願平 1 1一 1 8 2 3 3 3号は、 C C Dの駆動クロックをどの C C Dでも共通にして駆動し、信号処理回路の信号処理クロックを共通にして処理を行っているが、 C C Dによっては規定の周波数以外では駆動できないものもあり、そのような C C Dは使用できない場合があるといった問題がある。

また、上記日本国特許出願公開平 1 0— 1 1 8 0 3 2号公報では、ピクチャ i nピクチャの主画像、副画像ともにモエタ上全域に映像が表示される画像が想定されており、その場合は主画像の画像領域の一部分が副画像のために見えなくなる。しかしながら、内視鏡においては、モニタ上全域に画像が表示されない C C Dも使用しており、その場合に有効にモニタ上の領域を使用する方法が開示されていなかった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、複数種類の C C Dを使用したカメラヘッド（又は電子内視鏡）を使用しても、それぞれの C C Dを規定の周波数で駆動でき、更に信号処理回路の信号処理ク口ックを 1種類のクロックで処理することのできる撮像システムを提供することを目的とする。

本発明の他の目的は、モニタ上全領域に画像が表示されない内視鏡において、有効にピクチャ i nピクチャの画像を構成することのできる撮像システムを提供することを目的とする。発明の開示

本発明の撮像システムは、第 1の画素数の走査線を複数配列して 1つの撮像面を構成した第 1の撮像素子を内蔵する第 1の撮像ュニットと、前記第 1の画素数より多い第 2の画素数の走査線を複数配列して 1つの撮像面を構成した第 2の撮像素子を內蔵する第 2の撮像ュ-ットと、前記第 1の撮像ュ-ットまたは前記第 2の撮像ュニットを着脱自在に接続して信号処理するカメラコントロールュ-ットとを有する撮像システムにおいて、

前記第 1の撮像ュニットに設けられ、前記第 1の撮像素子の撮像面で撮像された 1画 ®分の撮像信号を各走査線毎に順次読み出し可能な第 1の周波数の第 1の駆動信号を前記第 1の撮像素子に出力する第 1の駆動信号出力手段と、前記第 1の撮像ュニットに設けられ、前記第 1の駆動信号で読み出された前記第 1の撮像素子からの 1画面分の撮像信号を走査線毎に順次書き込み可能な前記第 1の周波数の第 1の書き込み信号を発生する書き込み信号発生手段と、前記第 2の撮像ュ-ットに設けられ、前記第 2の撮像素子の撮像面で撮像された 1画面分の撮像信号を各走査線毎に順次読み出し可能な第 2の周波数の第 2の駆動信号を前記第 2の撮像素子に出力する第 2の駆動信号出力手段と、

前記第 2の撮像ュニットに設けられ、前記第 2の駆動信号で読み出された前記第 2の撮像素子からの 1画面分の撮像信号を走査線毎に順次書き込み可能な前記第 2の周波数の第 2の書き込み信号を発生する第 2の書き込み信号発生手段と、前記カメラコントロールュニットに設けられ、接続された撮像装置からの書き込み信号に基づいて前記接続された撮像装置からの撮像信号の 1走査分を順次記憶するメモリと、

前記メモリに記憶された 1走査分の撮像信号を前記第 2の周波数で読み出す読み出し手段と、

前記カメラコントロールュ-ットに設けられ、前記読み出し手段によって前記メモリから前記第 2の周波数で読み出された撮像信号を映像信号処理する映像信号処理手段と、

を具備したことを特徴とする。

また、本発明の撮像システムは、第 1の画素数を有する走査線を複数配列して 1つの撮像面を構成した撮像素子と、撮像素子の撮像面で撮像された撮像信号を前記走査線毎に順次読み出すための第 1の周波数の駆動信号を前記撮像素子に出力する駆動回路と、前記撮像素子から読み出された撮像信号の 1走査線分を記憶可能な記憶容量を有するラインメモリと、前記ラインメモリに前記第 1の周波数の書き込み信号を出力して前記撮像信号を書き込む書き込み信号発生回路と、前記ラインメモリに前記第 1の周波数より高い第 2の周波数の読み出し信号を出力して記憶された 1走査線分の撮像信号を読み出す読み出し信号発生回路と、前記ラインメモリから前記第 2の周波数で読み出された撮像信号を映像信号処理する映像信号処理回路と、を有することを特徴とする。

さらに、本発明の撮像システムは、第 1の画素数を有する走査線を複数配列して 1つの撮像面を構成した第 1の撮像素子を内蔵した第 1の撮像ュニットと、前記第 1の撮像ュニットに設けられ、前記第 1の撮像素子の撮像面で撮像された 1画面分の撮像信号を各走査線毎に順次読み出し可能な第 1の周波数の第 1の駆動信号を前記第 1の撮像素子に出力する第 1の駆動回路と、

前記第 1の駆動信号で読み出された前記第 1の撮像素子からの 1画面分の走査線毎に順次書き込み可能な前記第 1の周波数の第 1の書き込み信号を発生する第 1の書き込み信号発生回路と、

前記第 1の画素数より多い第 2の画素数を有する走査線を複数配列して 1つの撮像面が構成された第 2の撮像素子を内蔵した第 2の撮像ュニットと、

前記第 2の撮像ュ-ットに設けられ、前記第 2の撮像素子の撮像面で撮像された 1画面分の撮像信号を各走査線毎に順次読み出し可能な第 2の周波数の第 2の駆動信号を前記第 2の撮像素子に出力する第 2の駆動回路と、

前記第 2の撮像ュニットに設けられ、前記第 2の駆動信号で読み出された前記第 2の撮像素子からの 1画面分の撮像信号を走査線毎に順次書き込み可能な前記第 2の周波数の第 2の書き込み信号を発生する第 2の書き込み信号発生回路と、前記第 1の撮像装置または前記第 2の撮像装置を着脱自在なカメラコントローノレュ二、卜と、

前記カメラコントロールュ-ットに設けられ、前記カメラコントロールュニットに接続された撮像装置からの書き込み信号に基づいて前記接続された撮像装置からの撮像信号の 1走査線分を順次記憶するラインメモリと、

前記ラインメモリに前記第 2の周波数の読み出し信号を出力して記憶された 1 走査線分能撮像信号を読み出す読み出し回路と、

前記力メラコント口ールュエツトに設けられ、前記読み出し回路によつて前記ラインメモリから前記第 2の周波数で読み出された撮像信号を映像信号処理する映像信号処理回路と、

を備えたことを特徴とする。図面の簡単な説明

図 1は、本発明の第 1の実施の形態に係る内視鏡装置の構成を示す構成図である。

図 2は、図 1の内視鏡装置の変形例の構成を示す構成図である。

図 3は、図 1の前処理回路および映像処理回路の構成を示すプロック図である。図 4は、図 3の前処理回路および映像処理回路の作用を説明する第 1の図である。

図 5は、図 3の前処理回路および映像処理回路の作用を説明する第 2の図である。

図 6は、図 3の前処理回路および映像処理回路の作用を説明する第 3の図である。

図 7は、図 3の前処理回路おょぴ映像処理回路の作用を説明する第 4の図である。

図 8は、図 3の前処理回路および映像処理回路の作用を説明する第 5の図である。

図 9は、図 3の前処理回路おょぴ映像処理回路の作用を説明する第 6の図である。

図 1 0は、図 1の前処理回路おょぴ映像処理回路の変形例の構成を示すブロック図である。

図 1 1は、本発明の第 2の実施の形態に係る前処理回路おょぴ映像処理回路の構成を示すブロック図である。

図 1 2は、図 1 1の前処理回路おょぴ映像処理回路の作用を説明する第 1の図である。

図 1 3は、図 1 1の前処理回路おょぴ映像処理回路の作用を説明する第 2の図である。

図 1 4は、図 1 1の前処理回路および映像処理回路の作用を説明する第 3の図である。発明を実施するための最良の形態

以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。

(第 1の実施の形態）図 1ないし図 1 0は本発明の第 1の実施の形態に係わり、図 1は内視鏡装置の構成を示す構成図、図 2は図 1の内視鏡装置の変形例の構成を示す構成図、図 3 は図 1の前処理回路おょぴ映像処理回路の構成を示すブロック図、図 4は図 3の前処理回路おょぴ映像処理回路の作用を説明する第 1の図、図 5は図 3の前処理回路および映像処理回路の作用を説明する第 2の図、図 6は図 3の前処理回路おょぴ映像処理回路の作用を説明する第 3の図、図 7は図 3の前処理回路および映像処理回路の作用を説明する第 4の図、図 8は図 3の前処理回路おょぴ映像処理回路の作用を説明する第 5の図、図 9は図 3の前処理回路おょぴ映像処理回路の作用を説明する第 6の図、図 1 0は図 1の前処理回路および映像処理回路の変形例の構成を示すブロック図である。

(構成）

図 1に示すように、本発明の第 1の実施の形態の内視鏡装置 1は、光学式内視鏡 2に撮像手段を備えたテレビカメラ 3を装着した（内視鏡撮像装置としての）テレビカメラ外付け内視鏡 4と、光学式内視鏡 2に照明光を供給する光源装置 5 と、テレビカメラ 3に着脱自在で接続され、標準的な映像信号を生成する映像信号処理を行うカメラコントロールユエット（以下、 C C Uと略記） 6と、この C C U 6から出力される映像信号を表示するテレビモニタ 7とから構成される。光学式内視鏡 2は、例えば硬質の挿入部 1 1と、この挿入部 1 1の後端に設けられた把持部 1 2と、この把持部 1 2の後端に設けられた接眼部 1 3とを有する硬性内視鏡である。

揷入部 1 1内には、ライトガイド 1 4が挿通されている。このライトガイド 1 4は、把持部 1 2のライトガイドロ金に接続されるライトガイドケーブル 1 5を介して光源装置 5に接続されるようになっており、光源装置 5内の図示しないランプからの白色の照明光を伝送してライトガイド 1 4の先端面から出射し、患部などの被写体を照明するようになっている。

上記揷入部 1 1の先端部には、対物レンズ 1 6が設けられ、この対物レンズ 1 6により被写体の光学像が結像されるようになっている。この結像された光学像は、例えばリレーレンズ系 1 7で揷入部 1 1の後方側に伝送され、接眼部 1 3に設けた接眼レンズ 1 8により観察することができるようになっている。また、上記テレビカメラ 3は、内視鏡 2の接眼部 1 3に着脱自在で装着（外付 'け) されるカメラへッド 2 1と、該カメラへッド 2 1からその基端が延出される (信号伝送系としての) カメラケーブル 2 2と、このカメラケーブル 2 2の末端に設けたコネクタ 2 3とを有し、このコネクタ 2 3は C C U 6に着脱自在で接続されるようになつている。

上記カメラヘッド 2 1内には、内視鏡 2の接眼レンズ 1 8に対向して結像レンズ 2 4が配置されている。この結像レンズ 2 4の結像位置には、固体撮像素子としての電荷結合素子（C C Dと略記） 2 5が配置されている。なお、光電変換する C C D 2 5の前面には、モザイクフィルタ 2 5 aが配置され、被写体像を光学的に色分離して C C D 2 5の撮像面に導くようになっている。

C C D 2 5の裏面等には、例えば図示しないバッファアンプを形成する回路基板が配置され、 C C D 2 5及び回路基板にはカメラケーブル 2 2 (内の信号ケーブル 2 7 ) の一端が接続され、その他端はコネクタ 2 3の電気接点に、このコネクタ 2 3内に設けた前処理回路 2 8を介して接続されている。

上記処理回路 2 8は、上記コネクタ 2 3を C C U 6に接続することにより、 C C U 6内の映像処理回路 2 9に電気的に接続される。そして、この映像処理回路 2 9は、生成された標準的な映像信号をテレビモニタ 7に出力するものである。また、本実施の形態は、図 2に示すように、先端部に固体撮像素子を備えた電子内視鏡（ビデオスコープ）の場合でも適用できる。

図 2に示す内視鏡装置 5 5は、撮像装置を内蔵した電子内視鏡 5 6と、この電子内視鏡 5 6に照明光を供給する光源装置 5と、信号を処理して映像信号を生成する C C U 6と、この C C U 6から出力される映像信号を表示するテレビモニタ 7を備えている。

なお、図 1の構成と同等の部分は同一の番号を付してある。 .

電子内視鏡 5 6は、体腔内に挿入する揷入部 6 1と、術者がスコープを持っために設けられ、図示しないスィッチなどが搭載されている操作部 6 2と、操作部 6 2から基端が延出されるユニバーサルケーブル 6 3と、このユニバーサルケーブル 6 3の末端に設けたコネクタ部 6 4とを備えている。この電子内視鏡 5 6は、上記コネクタ部 6 4の前端側に突出するライトガイドロ金を介して光源装置装置 JP02/02400

5に着脱自在で接続される。

また、上記コネクタ部 6 4には、ケーブル部 6 6がさらに接続されており、このケーブル部 6 6の他端に設けたコネクタ 6 7を介して C C U 6に着脱自在で接続されるようになっている。

電子内視鏡 5 6の揷入部 6 1内等には、照明光を伝送するライトガイドフアイパ 7 1が挿通され、その後端のライトガイドロ金を光源装置 5に接続することにより、光源装置 5から照明光が供給され、供給された照明光を伝送して、揷入部 6 1の先端部 7 2のライトガイドファイバ 7 1の先端面からさらに照明レンズを経て患部などの被写体側に出射し、被写体側を照明するようになつている。

上記揷入部 6 1の先端部 7 2には、対物レンズ 7 3が配設されている。この対物レンズ 7 3の結像位置には、 C C D 7 4が配置されている。この C C D 7 4の撮像面には、モザイクフィルタ 7 4 aが設けてあり、光学的に色分離するようになっている。また、上記 C C D 7 4の信号出力端には、バッファアンプ 7 5が設けてある。

上記 C C D 7 4は、揷入部 6 1，操作部 6 2，ユニバーサルケーブル 6 3内の信号線 7 6と、ケーブル部 6 6内の信号線とを介して C C U 6に接続される。上記電子内視鏡 5 6の場合には、操作部 6 2に空間的な余裕があるため、前処理回路 2 8を操作部 6 2内に設けているが、図 2の 2点鎖線で示すようにコネクタ部 6 4内に符号 2 8 bで示すように設けても良いし、モニタコネクタ 6 7内に符号 2 8 cで示すように設けても良い。

次に、図 3を使用して前処理回路 2 8及び映像信号回路 2 9の詳細な構成を説明する。

前処理回路 2 8内には、 C C D出力信号を増幅させるためのプリアンプ 1 3 0 と、 C C D 2 5へ駆動信号を供給するとともに後述する C D Sおよび AZD部にサンプリング信号を供給するタイミングジェネレータ 1 3 1 (以下 T Gと略記) と、映像処理回路 2 9より供給されるクロックを分周する分周回路 1 3 2とが配設されている。

また、前処理回路 2 8内には、そのカメラへッド 2 1 (または電子内視鏡 5 6 ) が何の C C D 2 5を使用しているかを特定するためのスコープ検知用のレベルを出力するスコープ検知用レベル出力部 1 3 3を備えている。

CCU 6内の映像信号処理回路 29は、フローティング回路 1 35と 2次回路 1 36とで構成されている。両者の間は、フォトカプラ (P. C) 1 4 1， 1 5 6， 1 5 7, 1 5 8, 1 5 9, 1 60等の絶縁手段で分離されている。

フローティング回路 1 3 5には、映像信号を相関 2重サンプリングする CDS 回路 1 3 7と、その出力信号を A/D変換する A/D変換回路 1 38とが備えられている。 AZD変換出力は、ラインメモリ 1 3 9に入力され、分周回路 1 3 2 において分周された読み出しクロック (RCK) により、ラインメモリ 1 39で読み出し周波数が変換される。

また、フローティング回路 1 3 5内には、スコープ検知用レベル出力部 1 33 からのスコープ検知用アナログ信号を A/D変換する A/D変換回路 140が設けられている。

上記 2次回路 1 36は、 P. C 14 1にて伝送された映像デジタル信号を輝度信号 Yと色差信号 Cに色分離する色分離回路 142と、色分離された輝度信号を輪郭強調処理を施すェンハンス回路 1 43と、色分離された色差信号を同時化処理して R— Y信号と B— Y信号を生成する色差信号同時化回路 144とが備えられている。それらェンハンス処理された Y信号と R— Y、 Β— Υ信号は、 RGB マトリクス回路 1 45に入力され RGB信号に分離される。

分離された RGB信号は、検波回路 1 46に入力され、検波回路 1 46にて、ホワイトバランス制御用の検波信号おょぴ、光源装置 5および電子シャツタを制御するための調光信号が作成される。また、この RGB信号は、ペイント ' W/ B回路 1 4 7に入力され、映像のホワイトパランス処理および、色調補正処理が行われる。ホワイトバランス処理した RGB信号は、ガンマ回路 148 a、 14 8 b、 1 48 cでガンマ処理された後、拡大 ·縮小回路 1 49に入力される。この RGB信号は、拡大 ·縮小回路 149で画像拡大（または縮小）が行われ、画像のァスぺクト比が補正される。

ァスぺクト補正した映像信号は、マスク回路 1 50で画像部分以外にマスクを施した後、 DZA変換回路 1 5 1にてアナログ信号に変換される。この RGB出力は、テレビモニタ 7にそのまま出力され、またエンコーダ 1 52にて Y/C信 02400

号おょぴコンポジット信号を作成してテレビモニタ 7に出力する。

また、 2次回路 1 3 6には、 C PU 1 5 3が備えられており、フローティング回路 1 3 5の A/D変換回路 140より供給されるスコープ検知信号を受けて、ェンハンス、 RGBマトリクス、検波回路、ホワイトバランス、拡大 '縮小、マスクなどの処理を切り替える。

また、 S SG回路 1 54は、発振器 1 55からのクロック信号を受けて、各種同期信号を作成するとともに、水平同期信号 (HD)、垂直同期信号（VD) を P. C 1 5 7〜 1 58を介して、フローティング回路 1 3 5に供給する。

(作用）

次に、図 4から図 1 0を使用して、本実施の形態の作用について説明する。図 4に示すように、本実施の形態の C CU 6には、様々なタイプのカメラへッド 2 1および電子内視鏡 5 6が接続される。これらのカメラへッド 2 1 (電子内視鏡 5 6) は、図 5に示すように、何タイプかの CCD 25が使用されている。 C CD 202 aは高画素タイプの C CD 2 5であり、 CCD 202 bは低画素タイブのもの、 CCD 202 cは高画素でテレビモニタ 7上でフノレサイズの画像が得られないタイプ、 CCD 202 dは低画素でテレビモニタ 7上でフルサイズの画像が得られないものである。

CCD 20 2 c、CCD 202 dの CCD 25を使用したカメラへッド 2 1 (電子内視鏡 5 6) の画像は、図 6のようにテレビモニタ 7上の一部に画像が出力される。

C CD 20 2 a , C C D 20 2 bの C C D 25はそれぞれ、水平方向の画素数が異なるため、図 5の符号 20 5 a、 205 bに示すように駆動信号の周波数が異なる。本実施の形態では、これらの駆動信号を前処理回路 28にて生成する。 CCD駆動信号は TG 1 3 1および分周回路 1 3 2にて生成する。 CXO 1 55 にて作成された原発振クロック (CK) は、 P. C 1 56を介してフローテイング回路に伝達される。このクロックは図示しないコネクタを介してカメラへッド 2 1 (電子内視鏡 56) 内の前処理回路 28に伝達され、分周回路 1 32に入力される。分周回路 1 3 2では、ぞれぞれのカメラヘッド 2 1 (電子内視鏡 56) に設けられた CCDに応じた駆動ク口ックを生成する。 02400 例えば、 C C D 20 2 aの C C D 25は、駆動クロックが C X〇 1 5 5の原発振クロックの 2分周の周波数であるため、分周回路 1 32で原発振クロックを 2 分周して TG 1 3 1に供給する。また、 CCD 202 bの CCD 25は、 CXO 1 5 5の原発振ク口ックの 3分周の周波数であるため、分周回路 1 3 2で原発振ク口ックを 3分周して TG 1 3 1に供給する。

TG 1 3 1は、それぞれに応じた CCD駆動信号を作成し、 CCD 25に供給する。

CCD 25から出力された CCD信号は、プリアンプ 1 30、 CD S 1 3 7 , A/D 1 38を経て、ラインメモリ 1 3 9に入力される。ラインメモリ 1 39では、 CCD信号のクロック変換を行う。ラインメモリ 1 3 9の書き込みのクロック（WCK) は分周回路 1 32より供給され、読み出しのクロック（RCK) は CXO 1 55で発生する原発振クロックを 2分周して使用する。

次に、図 7を使用して CCD 202 bの CCD 25の場合のラインメモリ 1 3 9の書き込みと、読み出しの状態を説明する。

ラインメモリ 1 3 9は、書き込み、読み出しと共に 1水平期間毎にリセットをかける。書き込みは、原発振クロックの 3分周で行い、読み出しは原発振クロックの 2分周で行う。そのため、図 7にあるように、読み出しは 1水平期間の 2 Z 3の期間で終了し、残りの期間は空転送期間となる。

これにより、ラインメモリ 1 39以降の 2次回路の信号処理は、常に共通の原発振クロックで処理できる。

ラインメモリ 1 3 9の出力は、 P. C 14 1を介して 2次回路 1 36に入力される。 2次回路 1 3 6では、前述したような信号処理が行われる。 CPU 1 5 3 はスコープ検知レベル設定部 1 33のレベルをもとに、カメラヘッド 2 1 (電子内視鏡 56) の種類おょぴ C CD 25の種類を設定し、ェンハンス、 RGBマトリクス、ホワイトバランス等の係数を設定する。

ガンマ回路 148 a、 148 b、 148 cまでの信号処理をされた映像信号は、拡大 ·縮小回路 149に入力される。

拡大 '縮小回路 1 49では、アスペクト比の補正を行う。 CCD 20 2 aの高画素タイプの CCD 25では、 CCD駆動周波数と 2次回路 1 36での信号処理の周波数が同一であるため図 8 (a) のような圧縮されていない画像となっており、ここでのアスペクト比の補正は必要ない。そのため、拡大 '縮小回路 149 では等倍のまま出力する。

C CD 202 bの低画素タイプの C CD 25では、ラインメモリ 1 3 9にて周波数変換を行っているため、図 8 (b) のように水平方向に圧縮された画像となつている。これを、ここで補正する。本実施の形態では駆動周波数が原発振クロックの 3分周に対して、 2次回路の信号処理の周波数が原発振クロックの 2分周であるため、拡大 ·縮小回路 1 49で水平方向に 3/2倍拡大を行うことにより、ァスぺクト比の補正を行う。

次に、 CCD 20 2 c、 20 2 dの C CD 25の場合の信号処理について説明する。

C CD 202 cの C CD 25は、高画素タイプの C C Dであるため、 CCDの駆動周波数は C CD 202 aの CCD 2 5と同一であり、 CCD 20 2 dの CC D 25は低画素タイプであるため、 CCD 202 bの CCD 25と同一になる。そのため、ラインメモリ 1 3 9での周波数変換および拡大、縮小回路 1 49でのアスペクト補正の処理方法はそれぞれ、 CCD 202 a、 CCD 20 2 bと同一となる。

拡大♦縮小処理後、マスク回路 1 50にて図 6のように映像信号部分以外'をマスクして、文字情報の重畳等を行う。

なお、 CCD 202 c、 CCD 20 2 dの CCD 2 5は、標準状態の出力でテレビモニタ 7上の一部分しか映像がないため、拡大 ·縮小回路 149でァスぺクト比の補正だけではなく、更に映像の拡大を行い、図 9のように拡大した画像を標準として出力するようにしても良い。

また、図 1 0に示すように分周回路 1 3 2の、替わりに P L L回路 1 70および VCXO 1 7 1を設けて、それぞれの CCDに対応した駆動ク口ックを発生させても良い。

(効果）

本実施の形態により、従来例の CCD 25に応じて信号処理の動作周波数を複数用意しなければならなかったという欠点が改善し、 C C D駆動信号は力メラへッド 2 1 (電子内視鏡 56) 内で用意し、ラインメモリでクロック変換することによって、 C CU 6内は 1種類のクロック信号処理を行うことができ、 CCU 6 の信号処理が複雑化することを防ぐことができる。

(第 2の実施の形態）

図 1 1ないし図 1 4は、本発明の第 2の実施の形態の係わり、図 1 1は前処理回路および映像処理回路の構成を示すプロック図、図 1 2は図 1 1の前処理回路および映像処理回路の作用を説明する第 1の図、図 1 3は図 1 1の前処理回路おょぴ映像処理回路の作用を説明する第 2の図、図 14は図 1 1の前処理回路および映像処理回路の作用を説明する第 3の図である。

第 2の実施の形態は、第 1の実施の形態とほとんど同じであるので、異なる点のみ説明し、同一の構成には同じ符号を付け説明を省略する。

(構成）

本実施の形態では、外部からの映像信号を入力する端子を有する。これは超音波内視鏡などの別の映像ソースからビデオ信号を入力し、図 1 2に示すようにスコ一プ映像からなる主画面上に外部入力画像からなる副画像を表示するピクチャ i nピクチャ（以下、 P i n Pと略記）機能を実現するためのものである。

図 1 1に示すように、外部入力 1 6 1から入力されるコンポジット信号は、 Y /C分離回路 1 62にて輝度信号と色差信号に分離される。次に、 Y/C→RG Bデコーダ 1 6 3にて RGB信号に変換され、それらの信号は A/D変換回路 1 64でデジタル信号に変換された後、画像メモリ 1 6 5に記録される。

また、カメラへッド 2 1 (電子内視鏡 5 6)で撮像されたメインの映像信号も、拡大 ·縮小処理後、画像メモリ 1 6 5の別の領域に記録される。

P i n Pセレクタメモリコントロール 1 6 6は、 CPU 1 5 3と接続され、 C P U 1 5 3からの信号により、画像メモリ 1 6 5上の映像信号の選択を行う。 (作用）

図 Γ2から図 14を使用して本実施の形態の作用を説明する。

本実施の形態においても、図 4に示すように複数種類のカメラへッド 2 1およぴ電子内視鏡 5 6が接続される。例えば図 4 (a)、 (b) に示すカメラヘッド 2 1および電子内視鏡 56はテレビモニタ 7上に全画面表示が接続されるため、外部入力 1 6 1から外部映像信号が入力された場合、テレビモニタ 7上には図 1 2 (a) に示すように P i n P表示される。この副画面の位置は、カメラヘッド 2 1 (電子内視鏡 56) に設けられているプッシュスィッチからなる SW1 6 7 で設定でき、 SW1 6 7を押すことにより、図 1 2 (a) →図 1 2 (b) →図 1 2 (c) →図 1 2 (d) →図 1 2 (a) のように副画面の位置が移動する。

次に、図 4 (c)、 (d) のような電子内視鏡 5 6が接続されているときに、外部入力端子に外部映像信号が入力されている場合を説明する。この場面は、図 1 3 (a) に示すようなモニタ表示となるため右上部に P i n P画像がくるように設定されていると主画面の映像の邪魔になる。従来はこのような場合、手動で副画面の位置を移動して、主画面の邪魔にならない位置に移動していた。本実施の形態では、スコープ検知用レベル出力部 1 33から得られたスコープ検知信号をもとに、電子内視鏡 56の種類を判別し、このような場合には図 1 3 (I?) に示すように副画面の位置を自動的に移動する。

更に、図 1 3 (b) の場合でも、依然若干、主画面の邪魔となるため、図 1 3 (c) のような主画面の方も一緒に移動しても良い。

また、さらに、本実施の形態では、 SW6 7の操作等により主画面と副画面の位置を入れ替える機能を設けても良い。この場合には、図 14に示すように副画面の方に移動したスコープの映像は、マスク領域を含まずに映像信号部分のみを表示するようにしても良い。

(効果）

本実施の形態により、外部入力を P i n Pするように構成した場合でも、力メラヘッド 2 1 (電子内視鏡 5 6) の画像を邪魔することなく、自動的に適正な位置に外部入力画像を P i n P表示することができる。以上、本発明の実施の態様について説明したが、上記実施の態様に限定されるものではなく、本発明の精神を逸脱しない範囲で幾多の変化ができることは当然である。産業上の利用可能性

以上説明したように本発明によれば、従来技術の有する CCDを規定の周波数で駆動できないという問題点が解決され、 CCDを規定の周波数で駆動できる上に、 CCUの信号処理クロックは 1種類のクロックで処理できるので、回路が簡素化できる。

Claims

請求の範囲

1 . 第 1の画素数の走査線を複数配列して 1つの撮像面を構成した第 1の撮像素子を内蔵する第 1の撮像ュニットと、前記第 1の画素数より多い第 2の画素数の走査線を複数配列して 1つの撮像面を構成した第 2の撮像素子を内蔵する第 2の撮像ュ-ットと、前記第 1の撮像ュ-ットまたは前記第 2の撮像ュュットを着脱自在に接続して信号処理するカメラコントロールュニットとを有する撮像システムにおいて、

前記第 1の撮像ュニットに設けられ、前記第 1の撮像素子の撮像面で撮像された 1画面分の撮像信号を各走査線毎に順次読み出し可能な第 1の周波数の第 1の駆動信号を前記第 1の撮像素子に出力する第 1の駆動信号出力手段と、

前記第 1の撮像ュニットに設けられ、前記第 1の駆動信号で読み出された前記第 1の撮像素子からの 1画面分の撮像信号を走査線毎に順次書き込み可能な前記第 1の周波数の第 1の書き込み信号を発生する書き込み信号発生手段と、前記第 2の撮像ュニットに設けられ、前記第 2の撮像素子の撮像面で撮像された 1画面分の撮像信号を各走査線毎に順次読み出し可能な第 2の周波数の第 2の駆動信号を前記第 2の撮像素子に出力する第 2の駆動信号出力手段と、

前記カメラコントロールュニットに設けられ、前記読み出し手段によって前記メモリから前記第 2の周波数で読み出された撮像信号を映像信号処理する映像信号処理手段と、

を具備したことを特徴とする撮像，

2 . 前記映像信号処理手段は、接続された撮像ユニットに内蔵された撮像素子に応じて、水平方向の拡大または縮小を行う拡大縮小処理機能を有することを特徴とする請求項 1に記載の撮像システム。

3 . 前記映像信号処理手段で処理された撮像信号に外部から入力された画像信号を重畳する重畳手段と、

接続された撮像ュニットに内蔵された撮像素子に応じて前記重畳手段の重畳位置を制御する重畳位置制御手段と、を有することを特徴とする請求項 1または請求項 2に記載の撮像システム。

4 . 被写体を撮像する撮像システムにおいて、

第 1の画素数を有する走査線を複数配列して 1つの撮像面を構成した撮像素子と、

撮像素子の撮像面で撮像された撮像信号を前記走査線毎に順次読み出すための第 1の周波数の駆,動信号を前記撮像素子に出力する駆動回路と、

前記撮像素子から読み出された撮像信号の 1走査線分を記憶可能な記憶容量を有するラインメモリと、

前記ラインメモリに前記第 1の周波数の書き込み信号を出力して前記撮像信号を書き込む書き込み信号発生回路と、

前記ラインメモリに前記第 1の周波数より高い第 2の周波数の読み出し信号を出力して記憶された 1走査線分の撮像信号を読み出す読み出し信号発生回路と、前記ラインメモリから前記第 2の周波数で読み出された撮像信号を映像信号処理する映像信号処理回路と、

を有することを特徴とする撮像システム。

5 . 前記映像信号処理回路は、水平方向に拡大または縮小を行う拡大縮小処理機能を有することを特徴とする請求項 4に記載の撮像システム。

6 . 前記映像信号処理回路で処理された撮像信号に外部から入力された画像信号を重畳する重畳回路と、

接続された撮像ュニッ卜に内蔵された撮像素子に応じて、前記重畳回路の重畳位置を制御する重畳位置制御回路と、を有することを特徴とする請求項 5に記載の撮像 V

7 . 被写体を撮像する撮像システムにおいて、

第 1の画素数を有する走査線を複数配列して 1つの撮像面を構成した第 1の撮像素子を内蔵した第 1の撮像ュニットと、

前記第 1の撮像ュニッ卜に設けられ、前記第 1の撮像素子の撮像面で撮像された 1画面分の撮像信号を各走査線毎に順次読み出し可能な第 1の周波数の第 1の駆動信号を前記第 1の撮像素子に出力する第 1の駆動回路と、

前記第 2の撮像ュニットに設けられ、前記第 2の撮像素子の撮像面で撮像された 1画面分の撮像信号を各走査線毎に順次読み出し可能な第 2の周波数の第 2の駆動信号を前記第 2の撮像素子に出力する第 2の駆動回路と、

前記第 2の撮像ュニットに設けられ、前記第 2の駆動信号で読み出された前記第 2の撮像素子からの 1画面分の撮像信号を走査線毎に順次書き込み可能な前記第 2の周波数の第 2の書き込み信号を発生する第 2の書き込み信号発生回路と、前記第 1の撮像装置または前記第 2の撮像装置を着脱自在なカメラコントローノレュニットと、

前記カメラコントロールュニットに設けられ、前記カメラコントロールュニットに接続された撮像装置からの書き込み信号に基づいて前記接続された撮像装置からの撮像信号の 1走査線分を順次記憶するラインメモリと、

前記カメラコントロールュ-ットに設けられ、前記読み出し回路によって前記ラインメモリから前記第 2の周波数で読み出された撮像信号を映像信号処理する映像信号処理回路と、

を備えたことを特徴とする撮像-