JP2000079094A - デジタル出力可能な電子内視鏡装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 画像信号をデジタル処理機能を有する機器や
ネットワークに出力する際の信号処理の簡素化、画質低
下の防止を図るようにする。 【解決手段】 電子スコープの先端に配置された、高画
素数、例えば８０万画素のＣＣＤで得られた画像データ
に対し、所定の信号デジタル処理を施すプロセッサ装置
２において、フレームメモリ１９から読み出された画像
をアナログ画像信号として出力すると共に、フレームメ
モリ３４を介してデジタル画像データをインターフェー
ス回路３７及びデジタル入出力端子３８を介して外部へ
出力する。このデジタル出力の際には、制御用メモリ４
１のインターフェース情報に基づいて上記メモリ３４の
読出しを制御することになり、これにより接続される外
部機器又はネットワークの各条件に整合させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電子内視鏡装置、特
に固体撮像素子を用いて撮像し表示する画像の高画質化
を図るための装置構成に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子内視鏡装置は、電子スコープの先端
に配置した固体撮像素子であるＣＣＤ（Charge Coupled
Device）により、対物光学系を介して得られた被観察
体内像を撮影し、このＣＣＤの画像データを読出してモ
ニタ等に被観察体内像を表示するものである。当該電子
内視鏡装置では、従来から画像の高画質化が進められて
おり、現在では例えば約４０万画素のＣＣＤが用いられ
る。この内視鏡画像の高画質化は、ＣＣＤ製作技術の進
展に依存するが、今後も高画素数ＣＣＤの出現により更
に進むことが予想される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記電
子内視鏡装置では、画像信号をアナログ端子を介して外
部モニタ等へ出力しており、パソコン等の各種のデジタ
ル画像処理機能を有する機器やネットワークに接続する
場合は、アナログ信号をデジタル信号に変換することに
なり、処理が煩雑になるという不都合がある。即ち、電
子内視鏡における画像信号はデジタル処理することか
ら、このデジタル信号をモニタ等に出力するためにアナ
ログ信号に変換しており、このアナログ信号を更にデジ
タル信号へ変換するための処理が必要となる。しかも、
このような処理の付加により、画像信号の劣化、ひいて
は画質の低下を招くという問題も生じる。

【０００４】また、上記のパソコン等の各種のデジタル
画像処理機能を有する機器やネットワークは、それらを
構成するハードウェアーと、ＯＳ（オペレーティングシ
ステム）、アプリケーション、ドライバ等のソフトウェ
アーの相違により、入力信号の形式が異なり、一般にこ
れらの機器との接続をする場合は、別の回路部材を介し
て整合を行っている。しかし、電子内視鏡等の医療機器
ではその使用条件の制約等から、別体の回路部材を介在
させない方が好ましい。

【０００５】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、画像信号をデジタル処理機能を有
する機器やネットワークに出力する際の信号処理の簡素
化、画質低下の防止を図り、また別体の回路部材を介す
ることなくデジタル画像信号を容易に外部へ出力するこ
とができるデジタル出力可能な電子内視鏡装置を提供す
ることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に係る発明は、固体撮像素子を配置した電
子スコープと、この電子スコープを接続して入力した画
像データに対し、所定の信号デジタル処理を施すプロセ
ッサ装置とを有し、上記プロセッサ装置には、デジタル
画像データを外部へ出力するためのデジタル出力部を備
えたことを特徴とする。請求項２に係る発明は、上記プ
ロセッサ装置に、デジタル処理の外部機器又はネットワ
ークに接続するためのインターフェース機能を備えたこ
とを特徴とする。請求項３に係る発明は、上記プロセッ
サ装置に、上記外部機器又はネットワークの処理能力に
応じた出力をするための画像用メモリと、上記外部機器
又はネットワークに対応したインターフェースデータを
記憶した制御用メモリを設けたことを特徴とする。

【０００７】上記の構成によれば、例えば従来の画素数
の２倍に当たる８０万画素のＣＣＤを用いて高画素の被
観察体内画像が得られ、この画像信号はデジタル信号に
変換された後に所定の信号処理が行われる。そして、プ
ロセッサ装置においては、最終的に形成されたデジタル
画像信号がインターフェース回路を介して、例えばＩＳ
Ｏ１３９４、ＲＳ２３２Ｃ等の規格における出力形式の
信号に変換され、この画像信号がデジタル出力部からパ
ソコン等に出力される。従って、特に接続のための専用
の回路部材を使用することなく、パソコン等に内視鏡画
像を直接取り込むことが可能となる。

【０００８】また、デジタル出力するための画像用メモ
リが設けられ、この画像メモリを制御することにより、
外部機器又はネットワークの処理能力、例えば処理速
度、出力信号のデータレートに整合させることができ
る。更にこの場合には、制御用メモリ内にインターフェ
ース接続の対象となるパソコン等の機器やネットワーク
に関するデータ、例えば上記信号処理（伝送）速度、デ
ータレート、画像信号の形式等の情報を格納することに
より、接続される機器に対応した条件でデジタル画像信
号を出力することが可能となる。従って、種類の異なる
複数の外部機器を容易に接続できるという利点がある。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１及び図２には、実施形態例に
係る電子内視鏡装置の構成が示されており、図２に示さ
れる電子スコープ１ではその先端にＣＣＤ１１が配置さ
れる。このＣＣＤ１１は、例えば水平方向で１０２４、
垂直方向で７６８に分割される約８０万画素（この画素
数は任意である）からなり、ＣＣＤドライバ１２により
駆動制御される。このＣＣＤドライバ１２は、当該例で
は約１５ＭＨｚの水平クロック周波数を基準とした各制
御パルス（読み出しパルス）を形成、出力することによ
り、上記ＣＣＤ１１から１秒間に１５フレームの画像デ
ータを読み出す。

【００１０】上記ＣＣＤ１１には、画像信号（ビデオ信
号）に対しホワイトバランス、ガンマ補正等の信号処理
を施すデジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）１３が接
続されており、このＤＳＰ１３では、上記ＣＣＤ１１か
ら出力されたアナログ画像信号がデジタル信号に変換さ
れた後に上記の所定処理が行われる。このＤＳＰ１３
は、例えば電子スコープ１のコネクタ部内（回路部）に
収納されており、このコネクタ部で当該電子スコープ１
がプロセッサ装置２（図１）に接続される。

【００１１】図１に示されるプロセッサ装置２では、上
記ＤＳＰ１３の出力を入力し、画像の左右を所定の向き
に反転させるミラー回路１５、ＣＣＤ１１の出力画像信
号を輝度（Ｙ）信号、色差（Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙ）信号に変
換する信号変換回路１６、撮影に関する情報（患者情報
等）を画面内に表示するためのスーパーインポーズ回路
１７、このスーパーインポーズ回路１７に対し情報の文
字、記号等を発生させるキャラクタ発生回路１８が設け
られ、このスーパーインポーズ回路１７の後段に、フレ
ーム画像データを記憶するフレームメモリ１９が配置さ
れる。

【００１２】このフレームメモリ１９には、メモリコン
トローラ２０が接続され、またプロセッサ装置２内に
は、発振器を有し、フレームメモリ１９の書込み信号、
読出し信号を含む各種のタイミング信号を形成するタイ
ミングジェネレータ２１、装置全体を統括制御するＣＰ
Ｕ２２が設けられる。

【００１３】即ち、上記のフレームメモリ１９では、メ
モリコントローラ２０の制御に基づき、スーパーインポ
ーズ回路１７から出力された画像データを、１５フレー
ム／秒（sec）の速度で書き込む。その後、上記ＣＣＤ
１１におけるクロック周波数の４倍となる約６０ＭＨｚ
のクロック周波数で、当該フレームメモリ１９内から１
秒間に６０フレーム（６０フレーム／sec）の画像デー
タを読み出すように制御する。

【００１４】また、上記フレームメモリ１９の後段に、
上記の輝度信号（Ｙ）と色差信号（Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙ）か
らＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の各信号を形成するＲ
ＧＢマトリクス回路２５、アイソレーションデバイス２
６、Ｄ／Ａ変換器２７が設けられる。このＤ／Ａ変換器
２７から出力されるＲＧＢ信号はアナログ信号として専
用のモニタ等に出力される。更に、上記フレームメモリ
１９の後段には、Ｄ／Ａ変換器３０、カラーコーダー３
１、アイソレーションデバイス３２も配置されており、
Ｙ（輝度）／Ｃ（カラー）信号、ＮＴＳＣ信号を出力す
ることができる。なお、上記のＮＴＳＣ信号は上記メモ
リコントローラ２０でＮＴＳＣ方式の読出し制御をする
ことにより得られるが、上記ＲＧＢマトリクス回路２５
を介して形成されるＲＧＢ信号においても、ＮＴＳＣ方
式の読出し制御をすれば、この方式のＲＧＢ出力が得ら
れる。

【００１５】一方、上記スーパーインポーズ回路１７の
出力線から分岐するように、アイソレーションデバイス
３３、静止画データのみを記憶するフレームメモリ３
４、メモリコントローラ３５が接続され、このフレーム
メモリ３４に、ＩＳＯ１３９４或いはＲＳ２３２Ｃ等の
規格（その他の規格でもよい）に対応したインターフェ
ース回路３７、そしてデジタル入出力端子３８が接続さ
れる。

【００１６】即ち、当該例では、上述したＲＧＢ信号等
のアナログ信号を出力するだけでなく、輝度信号、色差
信号のデジタル画像信号をインターフェース回路３７を
介してパソコン等にデジタル出力できるようになってい
る。なお、このインターフェース回路３７はＣＰＵ２２
に接続されており、パソコン等の外部機器、ネットワー
クから外部接続情報を取得することができる。

【００１７】また、当該プロセッサ装置２には、パネル
操作部４０が設けられており、このパネル操作部４０の
操作信号、設定情報がＣＰＵ２２へ出力される。このＣ
ＰＵ２２には、デジタル入出力端子３８に接続される外
部機器のインターフェース情報を記憶した制御用メモリ
（ＥＰＲＯＭ等）４１が設けられており、このメモリ４
１の情報に基づいて各種のインターフェース規格或いは
接続機器に合致したデータの入出力を行うことができ
る。

【００１８】実施形態例は以上の構成からなり、当該例
では、図２の約８０万画素のＣＣＤ１１がＣＣＤドライ
バ１２により駆動制御され、１５フレーム（又はフィー
ルド）／ｓｅｃの低読出し速度でフレーム（又はフィー
ルド）画像が順次読み出される。この画像データは、上
述したＤＳＰ１３、信号変換回路１６、スーパーインポ
ーズ回路１７等を通って各種の信号処理が施された後
に、フレームメモリ１９に書き込まれる。その後、この
フレームメモリ１９から、メモリコントローラ２０の制
御に基づき６０フレーム／ｓｅｃの高速度で画像データ
が順次読み出されることになり、このようにして読出し
た画像データは各種の形式で出力される。

【００１９】即ち、上述のように、ＲＧＢマトリクス回
路２５を通った信号は、ＲＧＢアナログ信号としてＤ／
Ａ変換器２７を介して専用モニタへ出力され、カラーコ
ーダー３１を通ったＮＴＳＣ信号（アナログ信号）はＮ
ＴＳＣテレビモニタに出力される。なお、当該例では、
通常フレームメモリ１９を介して動画を出力している
が、電子スコープ１のフリーズスイッチ（操作部）が押
下されたときには、上記フレームメモリ１９の新たな書
込みを禁止し、その時のフレームメモリ１９の画像デー
タを出力することにより、静止画を表示する。

【００２０】また、他方の上記フレームメモリ３４にも
画像信号が供給されており、上記フリーズスイッチが押
されたときには、ＣＰＵ２２の制御に基づき、このフレ
ームメモリ３４に格納された静止画信号、即ち輝度及び
色差信号のデジタル静止画信号がインターフェース回路
３７を介してデジタル入出力端子３８からパソコン等の
外部機器又はネットワークに出力される。従って、パソ
コン等ではデジタル信号を処理することによって、被観
察体画像を各種の形式で利用することが可能となる。な
お、上記の静止画（動画も同様）デジタル信号の中に
は、患者につき本人を確認するデータ、他の検査データ
等の患者データや、場合によっては音声データ等も含ま
れる。

【００２１】更に、このようなインターフェース回路３
７を通したデジタル画像信号の出力では、制御用メモリ
４１に格納されたインターフェース情報に基づいき、専
用のフレームメモリ３４の読出し制御をすることによ
り、接続機器或いはネットワークの通信条件に適合した
信号の変換、整合が行われる。この条件としては、信号
処理（読出し）速度、画像信号の形式等があり、接続し
た機器等からの情報をＣＰＵ２２が認識して当該機器等
に適合した条件で画像信号の伝送が行われる。

【００２２】上記実施形態例では、静止画のみをデジタ
ル出力するようにしたが、メモリコントローラ３５の制
御により動画についても同様にデジタル出力することが
できる。また、フレームメモリ１９の出力をデジタル信
号として利用することもでき、ＲＧＢマトリクス回路２
５の出力をデジタル信号として出力してもよい。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
電子スコープに配置した高画素数の固体撮像素子で得ら
れた画像データにつき、所定の信号デジタル処理を施す
プロセッサ装置において、インターフェース回路及びデ
ジタル入出力部を備え、外部機器又はネットワークにデ
ジタル画像信号を出力できるようにしたので、デジタル
処理機能を有する機器やネットワークに出力する際の信
号処理の簡素化、画質低下の防止を図ることができ、ま
た別体の回路部材を介することなく、デジタル画像信号
を容易に外部へ出力することが可能となる。

【００２４】また、請求項３に係る発明によれば、上記
プロセッサ装置にインターフェースデータを記憶したメ
モリを設けたので、各種の機器やネットワークに内視鏡
装置を容易に接続することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態例に係る電子内視鏡装置のプ
ロセッサ装置内の回路構成を示すブロック図である。

【図２】実施形態例の電子スコープ内の回路構成を示す
ブロック図である。

【符号の説明】

１ … 電子スコープ、 ２ … プロセッサ装置、 １１ … ＣＣＤ、 １９，３４ … フレームメモリ、 ２０ … メモリコントローラ、 ２１ … タイミングジェネレータ、 ２２ … ＣＰＵ、 ３７ … インターフェース回路、 ３８ … デジタル入出力端子、 ４１ … 制御用メモリ。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固体撮像素子を配置した電子スコープ
   と、 この電子スコープを接続して入力した画像データに対
   し、所定の信号デジタル処理を施すプロセッサ装置とを
   有し、 上記プロセッサ装置には、デジタル画像データを外部へ
   出力するためのデジタル出力部を備えたデジタル出力可
   能な電子内視鏡装置。
2. 【請求項２】 上記プロセッサ装置に、デジタル処理の
   外部機器又はネットワークに接続するためのインターフ
   ェース機能を備えたことを特徴とする上記請求項１記載
   のデジタル出力可能な電子内視鏡装置。
3. 【請求項３】 上記プロセッサ装置に、上記外部機器又
   はネットワークの処理能力に応じた出力をするための画
   像用メモリと、上記外部機器又はネットワークに対応し
   たインターフェースデータを記憶した制御用メモリを設
   けたことを特徴とする上記請求項１又は２記載のデジタ
   ル出力可能な電子内視鏡装置。