JP2000083182A

JP2000083182A - 電子内視鏡装置

Info

Publication number: JP2000083182A
Application number: JP10267473A
Authority: JP
Inventors: Minami Amano; 南天野
Original assignee: Fuji Photo Optical Co Ltd
Current assignee: Fujinon Corp
Priority date: 1998-09-04
Filing date: 1998-09-04
Publication date: 2000-03-21

Abstract

(57)【要約】【課題】スコープ先端部の加熱をなくし、消費電力の
低減及びノイズ増加の防止を図りながら、高画質化が促
進できるようにする。【解決手段】電子スコープ１の先端に配置された、高
画素数、例えば８０万画素のＣＣＤ１１において、約１
５ＭＨｚの水平クロック周波数を用いることにより、１
秒間に１５フレーム（低読出し速度）の画像データが読
み出される。この画像データは、同一の速度でプロセッ
サ装置２内のフレームメモリ１９に一旦格納される。一
方、このフレームメモリ１９から画像データを読み出す
際には、例えば上記１５ＭＨｚの４倍の約６０ＭＨｚの
高速の水平クロック周波数信号が用いられ、これにより
１秒間に６０フレームの画像データが読み出される。こ
の結果、電子スコープ側では低いクロック周波数で動作
できることになる。

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
に高画素数の固体撮像素子を適用する場合の信号処理手
段の構成に関する。

【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Ｃ
ＣＤにおいては高画素化が進めば進む程、画像データを
速く読み出す必要があり、この読出し速度の高速化によ
り電子スコープ先端部が熱を持つ等の問題が生じる。例
えば、従来の４０万画素の２倍となる８０万画素のＣＣ
Ｄを使用した場合、４０万画素で約１４．３ＭＨｚの水
平クロック周波数が用いられるとすると、８０万画素で
は２倍の約２８．６ＭＨｚの水平クロック周波数でＣＣ
Ｄから画像信号（蓄積電荷）を読み出す必要がある。

【０００４】しかし、この２８．６ＭＨｚのように高い
クロック周波数を使用すると、ＣＣＤ及びその周辺部分
からの発熱量が多くなり、先端部が加熱されるという不
都合があり、この加熱に対する新たな対策も必要とな
る。また、クロック周波数が高いと、消費電力も多くな
ると共に、不要輻射により信号ノイズが増えるという問
題がある。

【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、スコープ先端部の加熱をなくし、
消費電力の低減及びノイズ増加の防止を図りながら、高
画質化を促進することができる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、本発明に係る電子内視鏡装置は、高画素数の固体撮
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をメモリに一旦格納し、単
位時間当りに基準画像数のデータを外部へ出力するプロ
セッサ装置と、上記固体撮像素子から、単位時間当り上
記基準画像数よりも少ない画像数が出力される低読出し
速度で画像データを読み出すＣＣＤ駆動制御回路と、上
記プロセッサ装置内に設けられ、上記の低読出し速度で
得られたデータを上記メモリに一旦格納し、その後に、
単位時間当り上記基準画像数が出力される高読出し速度
で画像データを読み出すメモリ制御回路と、を備えてな
ることを特徴とする。上記において、単位時間当りに処
理される画像は、フィールド画像、フレーム画像のいず
れでもよい。

【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を用いた場合で、１
秒間に出力する基準（設定）画像数を６０フレーム（又
はフィールド）とすると、ＣＣＤからは例えば約１５Ｍ
Ｈｚの水平クロック周波数で１秒間に１５フレームの画
像が読み出される。この低読出し速度でＣＣＤ（電子ス
コープ側）から出力された画像データは、画像メモリに
一旦書き込まれ、この後に、高読出し速度である４倍の
クロック周波数約６０ＭＨｚで上述した６０フレーム
（基準画像数）が１秒間に読み出される。

【０００８】即ち、メモリから読み出す画像数を倍増さ
せることにより、ＣＣＤ側では低いクロック周波数で動
作できるようにしている。観点を変えて、このメモリか
らのデータ読出しも上記のクロック周波数、約１５ＭＨ
ｚで行い画像表示すれば、フリッカが発生することにな
るので、このフリッカの発生が防止できることにもな
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１に示さ
れるように、電子スコープ１の先端にＣＣＤ１１が配置
される。このＣＣＤ１１は、図２に示されるように、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。なお、当該
例ではフレーム毎の全画素を順次読み出しているが、イ
ンターレース走査によりフィールド毎の画像データを順
に読み出すようにしてもよい。

【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）に収納される。このような
電子スコープ１は、上記コネクタ部によりプロセッサ装
置２に接続される。

【００１１】このプロセッサ装置２では、上記ＤＳＰ１
３の出力を入力し、画像の上下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、所定周波数を持つ発振器により、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ＣＰＵ２２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
のクロック周波数の高速で、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、ＲＳ２３２Ｃ或いはＩＳＯ１３
９４等の規格のインターフェース部２８が設けられる。
即ち、当該例では、ＲＧＢマトリクス回路２５で得られ
たＲＧＢ信号をアナログ信号としてモニタ等に出力する
だけでなく、輝度信号、色差信号のデジタル画像信号を
インターフェース部２８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。

【００１５】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３１、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（色差）信号、ＮＴＳＣ信号を出力することができ
る。

【００１６】実施形態例は以上の構成からなり、当該例
では、図２に示されるように、約８０万画素のＣＣＤ１
１に対し周波数約１５ＭＨｚの水平クロック信号を用い
た駆動制御がＣＣＤドライバ１２により行われ、１５フ
レーム／ｓｅｃの低読出し速度で１／１５秒毎に１フレ
ームの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。即ち、上記メ
モリコントローラ２０の制御により、１５フレーム／ｓ
ｅｃの速度でフレーム画像が順次書き込まれることにな
る。

【００１７】一方、このフレームメモリ１９は、メモリ
コントローラ２０により周波数約６０ＭＨｚの水平クロ
ック信号を用いた高速の読出し制御が行われ、６０フレ
ーム／ｓｅｃの速度で１／６０秒毎に１フレームの画像
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。即ち、上述の
ように、ＲＧＢマトリクス回路２５を通った信号は、Ｒ
ＧＢ信号（アナログ信号）としてＤ／Ａ変換器２７を介
してモニタへ出力され、インターフェース回路２８から
は、輝度及び色差信号のデジタル信号がパソコン等に出
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ＮＴＳＣテレビモニタに出力される。

【００１８】上記実施形態例では、水平クロック周波数
を約１５ＭＨｚとしたが、約２０ＭＨｚ等の他の周波数
でもよく、約２０ＭＨｚの周波数を利用した場合は、Ｃ
ＣＤ１１から１秒間に２０フレームの画像データを読み
出し、フレームメモリ１９では３倍の約６０ＭＨｚの周
波数信号を用いて１秒間に６０フレームの画像データを
読み出すようにすることができる。また、プロセッサ装
置２内のメモリは、フィールドメモリであってもよい。

【００１９】更に、上記ＣＣＤ１１の画素数は、１００
万画素、１３０万画素等としてもよく、クロック周波
数、フレームレート等を適宜変更することにより、他の
高画素のＣＣＤに対応することができる。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
固体撮像素子で得られた画像データをメモリに一旦格納
し、単位時間当りに基準画像数のデータを外部へ出力す
るプロセッサ装置を備え、上記固体撮像素子から、単位
時間当り上記基準画像数よりも少ない画像数が出力され
る低読出し速度で画像データを読み出し、一方上記メモ
リから、単位時間当り上記基準画像数が出力される高読
出し速度で画像データを読み出すようにしたので、電子
スコープ側では低いクロック周波数で動作させることが
できる。従って、高いクロック周波数を採用することに
よるスコープ先端部の加熱がなく、電子スコープ側にお
ける消費電力の低減及びノイズ増加の防止を図りなが
ら、高画質化を促進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全
体構成を示すブロック図である。

【図２】実施形態例においてＣＣＤからフレームメモリ
に移される画像データの処理を示す図である。

【符号の説明】

１ … 電子スコープ、２ … プロセッサ装置、１１ … ＣＣＤ、１９ … 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。

フロントページの続きＦターム(参考） 4C061 AA00 BB01 CC06 DD00 FF35 JJ11 JJ15 LL02 NN01 NN07 PP03 PP15 SS05 YY12 5C022 AA09 AB51 AC00 AC42 AC69 5C024 AA01 BA03 CA05 CA21 CA24 CA25 DA01 DA02 GA11 HA24 JA11 5C054 CC02 EB05 ED13 EJ05 EJ07 FB04 GA04 HA12

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電子スコープの先端に配置された固体撮
像素子と、この固体撮像素子から得られた画像データを一旦格納
し、単位時間当りに基準画像数のデータを外部へ出力す
るように制御されたメモリと、上記固体撮像素子から、単位時間当り上記基準画像数よ
りも少ない画像数が出力される低読出し速度で画像デー
タを読み出すＣＣＤ駆動制御回路と、上記低読出し速度で得られたデータを上記メモリに一旦
格納し、その後に、単位時間当り上記基準画像数が出力
される高読出し速度で画像データを読み出すメモリ制御
回路と、を備えてなる電子内視鏡装置。