WO2017130752A1 - 撮像装置及び処理装置 - Google Patents

Abstract

撮像装置は、観察対象を撮像して映像信号を出力する撮像素子を備え、前記映像信号に画像処理を施す処理装置に通信接続される撮像装置であって、前記撮像素子が出力した前記映像信号のフォーマットの変換を行うフォーマット変換処理部であって、前記処理装置からフォーマットを指示するフォーマット指示信号を受信しない場合には、前記映像信号のフォーマットを変換して出力するフォーマット変換処理部を備える。これにより、通信接続される処理装置に依らずに用いることができる撮像装置及び処理装置を提供する。

Description

撮像装置及び処理装置

　本発明は、撮像装置及び処理装置に関する。

　従来、医療分野においては、患者等の被検体の臓器を観察する際に内視鏡システムが用いられている。内視鏡システムは、被検体の体内に挿入され被検体内を撮像して映像信号を出力する撮像装置（内視鏡）と、撮像装置が出力した映像信号に所定の画像処理を行う処理装置（プロセッサ）と、を備える。内視鏡が出力する映像信号のフォーマットとして、例えばプログレッシブ方式やインターレース方式が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１５－２１７０８４号公報

　しかしながら、従来の内視鏡は、その内視鏡が出力する映像信号のフォーマットの画像処理ができるプロセッサのみにしか通信接続して用いることができなかった。より詳細には、新しいプロセッサには従来の内視鏡に対応した処理機能が搭載され、従来の内視鏡が使用可能となっているが、従来のプロセッサに新しいイメージャ（撮像素子）を採用した内視鏡を通信接続して使用することができず、内視鏡の効率的な運用ができなかった。

　本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、通信接続される処理装置に依らずに用いることができる撮像装置及び撮像装置に接続可能な処理装置を提供することで、撮像装置と処理装置との新旧に依らずに交互に通信接続することが可能となり、撮像装置の運用効率の向上を目的としている。

　上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一態様に係る撮像装置は、観察対象を撮像して映像信号を出力する撮像素子を備え、前記映像信号に画像処理を施す処理装置に通信接続される撮像装置であって、前記撮像素子が出力した前記映像信号のフォーマットの変換を行うフォーマット変換処理部であって、前記処理装置からフォーマットを指示するフォーマット指示信号を受信しない場合には、前記映像信号のフォーマットを変換して出力するフォーマット変換処理部を備えることを特徴とする。

　また、本発明の一態様に係る撮像装置は、前記フォーマット変換処理部は、前記処理装置から前記フォーマット指示信号を受信した場合には、前記映像信号のフォーマットの変換を行わずに出力することを特徴とする。

　また、本発明の一態様に係る撮像装置は、前記撮像素子は、プログレッシブ方式の前記映像信号を出力し、前記フォーマット変換処理部は、前記処理装置から前記フォーマット指示信号を受信しない場合には、前記撮像素子が出力した前記映像信号のフォーマットをプログレッシブ方式からインターレース方式に変換して出力することを特徴とする。

　また、本発明の一態様に係る処理装置は、上記の撮像装置に通信接続可能であり、前記映像信号に画像処理を施して画像信号を出力する処理装置であって、当該処理装置に通信接続された前記撮像装置の識別情報に応じて、前記撮像装置が出力する映像信号のフォーマットを指示するフォーマット指示信号を前記撮像装置に出力する制御部を備えることを特徴とする。

　また、本発明の一態様に係る処理装置は、前記撮像装置が撮像するタイミングを指示する同期信号を生成して出力する同期信号生成部を備え、前記制御部は、前記フォーマット指示信号を前記同期信号に同期して出力することを特徴とする。

　また、本発明の一態様に係る処理装置は、前記制御部は、前記撮像装置から識別情報を読み出した場合、前記撮像装置の識別情報に応じて、前記フォーマット指示信号を出力し、前記撮像装置から識別情報を読み出さない場合、前記フォーマット指示信号の出力を行わないことを特徴とする。

　また、本発明の一態様に係る処理装置は、前記制御部は、前記フォーマット指示信号の出力を行うか否かの判定が完了するまでは、外部機器への前記画像信号の出力制御を行わないことを特徴とする。

　本発明によれば、通信接続される処理装置に依らずに用いることができる撮像装置及び撮像装置に接続可能な処理装置を実現することができる。

図１は、実施の形態に係る内視鏡がフォーマット指示信号を出力可能なプロセッサに通信接続された場合の内視鏡システムの構成を示す模式図である。 図２は、実施の形態に係る内視鏡がフォーマット指示信号を出力しない従来のプロセッサに通信接続された場合の内視鏡システムの構成を示す模式図である。 図３は、実施の形態に係る内視鏡の動作の概要を示すフローチャートである。 図４は、実施の形態に係る内視鏡の動作するタイミングを表すタイミングチャートである。 図５は、実施の形態に係る内視鏡の動作するタイミングを表すタイミングチャートである。

　以下に、図面を参照して本発明に係る撮像装置及び処理装置の実施の形態を説明する。なお、これらの実施の形態により本発明が限定されるものではない。以下の実施の形態においては、撮像装置としての内視鏡及び処理装置としてのプロセッサからなる内視鏡システムを例示して説明するが、本発明は、観察対象を撮像して映像信号を出力する撮像装置及び撮像装置が出力した映像信号を処理する処理装置の一般に適用することができる。

　また、図面の記載において、同一又は対応する要素には適宜同一の符号を付している。また、図面は模式的なものであり、各要素の寸法の関係、各要素の比率などは、現実と異なる場合があることに留意する必要がある。図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。

（実施の形態）
　図１は、実施の形態に係る内視鏡がフォーマット指示信号を出力可能なプロセッサに通信接続された場合の内視鏡システムの構成を示す模式図である。図１に示す内視鏡システム１は、内視鏡２と、プロセッサ３と、光源部４と、表示部５と、を備える。

　〔内視鏡の構成〕
　内視鏡２は、被検体の体腔内に先端部を挿入することによって観察対象である被検体を撮像して映像信号を出力する。内視鏡２は、被検体を撮像して映像信号を出力する撮像素子２１と、プロセッサ３の制御に応じて撮像素子２１を駆動させる駆動部２２と、撮像素子２１が出力した映像信号のフォーマットの変換を行うフォーマット変換処理部２３と、内視鏡２の識別情報を記憶する記憶部２４と、を備える。

　撮像素子２１は、例えばＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ　Ｃｏｕｐｌｅｄ　Ｄｅｖｉｃｅ）イメージセンサやＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ　Ｍｅｔａｌ　Ｏｘｉｄｅ　Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）イメージセンサで構成される。撮像素子２１は、不図示の対物光学系が集光した光を受光して電気信号に光電変換して所定の信号処理を施したデジタルの映像信号をプログレッシブ方式のフォーマットで出力する。

　駆動部２２は、プロセッサ３から出力された撮像素子２１が撮像するタイミングを指示する水平同期信号及び垂直同期信号に応じて撮像素子２１を駆動させる。

　フォーマット変換処理部２３は、内視鏡２が通信接続されたプロセッサ３からフォーマットを指示するフォーマット指示信号を受信した場合には、映像信号のフォーマットの変換を行わずに、映像信号をプログレッシブ方式のフォーマットで出力する。一方、フォーマット変換処理部２３は、プロセッサ３からフォーマット指示信号を受信しない場合には、映像信号のフォーマットをプログレッシブ方式からインターレース方式に変換して出力する。

　〔フォーマット指示信号を出力可能なプロセッサの構成〕
　図１に示すプロセッサ３は、内視鏡２が出力した映像信号に所定の画像処理を施して画像信号を出力するとともに、内視鏡システム１全体の動作を統括的に制御する。プロセッサ３は、内視鏡２の撮像素子２１が撮像するタイミングを指示する同期信号生成部３１と、内視鏡２が出力した映像信号に所定の処理を施す映像信号処理部３２と、内視鏡システム１全体の動作を制御する制御部３３と、を備える。

　同期信号生成部３１は、制御部３３からの基準クロック信号に応じて水平同期信号及び垂直同期信号を生成して、内視鏡２の駆動部２２に出力する。

　映像信号処理部３２は、内視鏡２から出力されたプログレッシブ方式の映像信号に対して所定の画像処理を施し、画像信号を出力する。具体的には、映像信号処理部３２は、デジタルの映像信号に対して、同時化処理、ホワイトバランス（ＷＢ）調整処理、ゲイン調整処理、ガンマ補正処理、デジタルアナログ（Ｄ／Ａ）変換処理等の画像処理を行って画像信号に変換して出力する。

　制御部３３は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）等を用いて構成され、各構成部の駆動制御、及び各構成部に対する情報の入出力制御などを行う。

　制御部３３は、プロセッサ３に通信接続された内視鏡２から識別情報を読み出した場合、内視鏡２の識別情報に応じて、フォーマット指示信号を出力する。具体的には、制御部３３は、内視鏡２の識別情報により内視鏡２がフォーマット変換処理部２３を備えると判定した場合には、内視鏡２のフォーマット変換処理部２３にフォーマット指示信号を出力する。このとき、制御部３３は、フォーマット指示信号を垂直同期信号に同期して出力する。一方、制御部３３は、内視鏡２の識別情報により内視鏡２がフォーマット変換処理部２３を備えていないと判定した場合には、内視鏡２にフォーマット指示信号の出力を行わない。また、制御部３３は、内視鏡２から識別情報を読み出さない場合、フォーマット指示信号の出力を行わない。なお、制御部３３は、フォーマット指示信号の出力を行うか否かの判定が完了するまでは、映像マスクによって外部機器（表示部５）への画像信号の出力制御を行わない。

　〔その他の構成〕
　光源部４は、内視鏡２の先端から出射する照明光又は励起光を発生する光源である。光源部４は、制御部３３からの制御信号に応じて照明光又は励起光を出力する。光源部４は、例えば、白色照明光を出力する白色ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ　Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｄｉｏｄｅ）と、特殊観察光を出力する特殊観察光源と、を備える。

　表示部５は、映像ケーブルを介してプロセッサ３が生成した画像信号をプロセッサ３から受信して表示する機能を有する。表示部５は、液晶、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ　Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）等の表示ディスプレイを有する。

　図２は、実施の形態に係る内視鏡がフォーマット指示信号を出力しない従来のプロセッサに通信接続された場合の内視鏡システムの構成を示す模式図である。内視鏡システム１Ａの各構成要素は、プロセッサ３Ａを除いて内視鏡システム１と同様である。

　内視鏡システム１Ａにおいて、内視鏡２のフォーマット変換処理部２３は、フォーマット指示信号を受信しないため、内視鏡２は、常に映像信号のフォーマットをプログレッシブ方式からインターレース方式に変換して出力する。

　〔フォーマット指示信号を出力しないプロセッサの構成〕
　図２に示すプロセッサ３Ａは、同期信号生成部３１と、映像信号処理部３２Ａと、制御部３３Ａと、を備える。

　映像信号処理部３２Ａは、内視鏡２から出力されたインターレース方式の映像信号に対して映像信号処理部３２と同様の所定の画像処理を施して画像信号を出力する。

　制御部３３Ａは、制御部３３と同様の構成であるが、内視鏡２の識別情報を読み出す機能を有さず、フォーマット指示信号の出力を行わない。また、制御部３３Ａは、制御部３３が有するような映像マスクの機能を有しない。

　以上説明したように、内視鏡２は、通信接続されたにプロセッサに応じて、プログレッシブ方式又はインターレース方式の映像信号を出力することができる。従って、内視鏡２は、通信接続される処理装置に依らずに用いることができる内視鏡である。

　なお、内視鏡２は、プロセッサに従動して出力するフォーマットを変換する構成である。そのため、内視鏡２は、通信接続されたプロセッサを判別する手段を有する構成に比べて、簡単な構成で実現できる。

　次に、内視鏡２の動作について説明する。図３は、実施の形態に係る内視鏡の動作の概要を示すフローチャートである。図４、図５は、実施の形態に係る内視鏡の動作するタイミングを表すタイミングチャートである。図４は、フォーマット指示信号を受信する場合、すなわち、図１に対応する内視鏡２にプロセッサ３が通信接続された場合のタイミングチャートである。図５は、フォーマット指示信号を受信しない場合、すなわち、図２に対応する内視鏡２にプロセッサ３Ａが通信接続された場合のタイミングチャートである。

　はじめに、図３のフローチャート及び図４のタイミングチャートに沿って、内視鏡２にプロセッサ３が通信接続された場合の動作を説明する。まず、内視鏡２とプロセッサ３とが通信接続されると、内視鏡２は、プロセッサ３との通信を開始する（ステップＳ１０１）。また、内視鏡２とプロセッサ３とが通信接続されると、内視鏡２の駆動部２２は、撮像素子２１に映像信号の撮像を開始させる（ステップＳ１０２）。

　続いて、内視鏡２のフォーマット変換処理部２３は、フォーマット指示信号を受信したか否かを判定する（ステップＳ１０３）。フォーマット変換処理部２３は、フォーマット指示信号を受信しないと判定した場合（ステップＳ１０３：Ｎｏ）、撮像素子２１が出力したプログレッシブ方式の映像信号をインターレース方式の映像信号に変換する（ステップＳ１０４）。さらに、フォーマット変換処理部２３は、インターレース方式の映像信号をプロセッサ３に出力する（ステップＳ１０５）。プロセッサ３は、フォーマット指示信号の出力を行うか否かの判定が完了するまでは、映像マスクがＯＮ状態（図４参照）である。そのため、プロセッサ３は、表示部５への画像信号の出力を行わず、表示部５には画像が表示されない。

　その後、内視鏡２は、動作を終了する所定の制御信号を受信したか否かを判定する（ステップＳ１０６）。内視鏡２は、制御信号を受信したと判定した場合（ステップＳ１０６：Ｙｅｓ）、動作を終了する。一方、内視鏡２は、制御信号を受信しないと判定した場合（ステップＳ１０６：Ｎｏ）、ステップＳ１０３に戻る。

　ステップＳ１０３において、フォーマット変換処理部２３は、フォーマット指示信号を受信したと判定した場合（ステップＳ１０３：Ｙｅｓ、時間ｔ＝ｔ_１）、インターレース方式の映像信号の出力を停止する（ステップＳ１０７、時間ｔ＝ｔ_２）とともに、プログレッシブ方式の映像信号の出力を開始する（ステップＳ１０８、時間ｔ＝ｔ_２）。プロセッサ３は、フォーマット指示信号の出力を行うか否かの判定が完了した後に、映像マスクをＯＦＦ状態（図４の時間ｔ＝ｔ_３）にする。すると、プロセッサ３は、内視鏡２が出力したプログレッシブ方式の映像信号に所定の画像処理を施し、表示部５に画像信号を出力する。そして、表示部５は、画像信号に応じた画像を表示する。

　その後、内視鏡２は、ステップＳ１０６と同様の終了判定を行い（ステップＳ１０９）、所定の制御信号を受信したと判定した場合（ステップＳ１０９：Ｙｅｓ）、動作を終了する。一方、内視鏡２は、制御信号を受信しないと判定した場合（ステップＳ１０９：Ｎｏ）、ステップＳ１０８に戻りプログレッシブ方式の映像信号の出力を継続する。

　次に、図３のフローチャート及び図５のタイミングチャートに沿って、内視鏡２にプロセッサ３Ａが通信接続された場合の動作を説明する。まず、内視鏡２とプロセッサ３Ａとが通信接続され、内視鏡２は、プロセッサ３Ａとの通信を開始する（ステップＳ１０１）。また、内視鏡２とプロセッサ３Ａとが通信接続されると、内視鏡２の駆動部２２は、撮像素子２１に映像信号の撮像を開始させる（ステップＳ１０２）。

　続いて、内視鏡２のフォーマット変換処理部２３は、フォーマット指示信号を受信したか否かを判定する（ステップＳ１０３）。フォーマット変換処理部２３は、フォーマット指示信号を受信しないと判定した場合（ステップＳ１０３：Ｎｏ）、フォーマット変換処理部２３は、撮像素子２１が出力したプログレッシブ方式の映像信号をインターレース方式の映像信号に変換する（ステップＳ１０４）。さらに、フォーマット変換処理部２３は、インターレース方式の映像信号をプロセッサ３Ａに出力する（ステップＳ１０５）。このとき、プロセッサ３Ａは、映像マスクの機能を有しないため、インターレース方式の映像信号に順次画像処理を施して、表示部５に画像信号を出力する。そして、表示部５は、画像信号に応じた画像を表示する。

　その後、内視鏡２は、動作を終了する所定の制御信号を受信したか否かを判定する（ステップＳ１０６）。内視鏡２は、制御信号を受信したと判定した場合（ステップＳ１０６：Ｙｅｓ）、動作を終了する。一方、内視鏡２は、制御信号を受信しないと判定した場合（ステップＳ１０６：Ｎｏ）、ステップＳ１０３に戻りインターレース方式の映像信号の出力を継続する。従って、内視鏡２からプログレッシブ方式の映像信号が出力されることはない。

　なお、上述した実施の形態では、映像信号のフォーマットをプログレッシブ方式及びインターレース方式として説明したが、映像信号のフォーマットは特に限定されない。

　さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。よって、本発明のより広範な態様は、以上のように表わしかつ記述した特定の詳細及び代表的な実施形態に限定されるものではない。従って、添付のクレーム及びその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神又は範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。

　１、１Ａ　内視鏡システム
　２　内視鏡
　３、３Ａ　プロセッサ
　４　光源部
　５　表示部
　２１　撮像素子
　２２　駆動部
　２３　フォーマット変換処理部
　２４　記憶部
　３１　同期信号生成部
　３２、３２Ａ　映像信号処理部
　３３、３３Ａ　制御部

Claims (7)

1. 　観察対象を撮像して映像信号を出力する撮像素子を備え、前記映像信号に画像処理を施す処理装置に通信接続される撮像装置であって、
   　前記撮像素子が出力した前記映像信号のフォーマットの変換を行うフォーマット変換処理部であって、前記処理装置からフォーマットを指示するフォーマット指示信号を受信しない場合には、前記映像信号のフォーマットを変換して出力するフォーマット変換処理部を備えることを特徴とする撮像装置。
2. 　前記フォーマット変換処理部は、前記処理装置から前記フォーマット指示信号を受信した場合には、前記映像信号のフォーマットの変換を行わずに出力することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 　前記撮像素子は、プログレッシブ方式の前記映像信号を出力し、
   　前記フォーマット変換処理部は、前記処理装置から前記フォーマット指示信号を受信しない場合には、前記撮像素子が出力した前記映像信号のフォーマットをプログレッシブ方式からインターレース方式に変換して出力することを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。
4. 　請求項１～３のいずれか１つに記載の撮像装置に通信接続可能であり、前記映像信号に画像処理を施して画像信号を出力する処理装置であって、
   　当該処理装置に通信接続された前記撮像装置の識別情報に応じて、前記撮像装置が出力する映像信号のフォーマットを指示するフォーマット指示信号を前記撮像装置に出力する制御部を備えることを特徴とする処理装置。
5. 　前記撮像装置が撮像するタイミングを指示する同期信号を生成して出力する同期信号生成部を備え、
   　前記制御部は、前記フォーマット指示信号を前記同期信号に同期して出力することを特徴とする請求項４に記載の処理装置。
6. 　前記制御部は、前記撮像装置から識別情報を読み出した場合、前記撮像装置の識別情報に応じて、前記フォーマット指示信号を出力し、前記撮像装置から識別情報を読み出さない場合、前記フォーマット指示信号の出力を行わないことを特徴とする請求項４又は５に記載の処理装置。
7. 　前記制御部は、前記フォーマット指示信号の出力を行うか否かの判定が完了するまでは、外部機器への前記画像信号の出力制御を行わないことを特徴とする請求項４～６のいずれか１つに記載の処理装置。

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