JP2005118159A - Electronic endoscope apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は電子内視鏡装置、特に画素数の異なる[特に垂直走査線数がTV(テレビ)出力より大きな]固体撮像素子を搭載した各種の電子スコープをプロセッサ装置へ接続すると共に、撮像された被観察体映像を非TV用モニタやTV用モニタに表示することができる電子内視鏡装置の構成に関する。 The present invention relates to an electronic endoscope apparatus, in particular, various electronic scopes having different numbers of pixels (particularly, the number of vertical scanning lines is larger than that of a TV (TV) output) mounted on a processor device and imaged. The present invention relates to a configuration of an electronic endoscope apparatus that can display a subject image on a non-TV monitor or a TV monitor.
電子内視鏡装置は、CCD(Charge Coupled Device)等の固体撮像素子を電子スコープ(電子内視鏡)の先端部に搭載し、このCCDでは光源装置からの光の照明に基づいて被観察体を撮像する。このようなCCDで得られた撮像信号をプロセッサ装置へ出力し、プロセッサ装置で各種の映像処理を施すことにより、被観察体の映像をモニタ(表示器)へ表示したり、静止画等を記録装置へ記録したりすることができる。 An electronic endoscope apparatus includes a solid-state imaging device such as a CCD (Charge Coupled Device) mounted on the tip of an electronic scope (electronic endoscope). In this CCD, an object to be observed is based on illumination of light from a light source device. Image. The imaging signal obtained by such a CCD is output to the processor device, and various image processing is performed by the processor device, so that the image of the object to be observed is displayed on a monitor (display) or a still image is recorded. Can be recorded on the device.
この種の電子内視鏡装置では、TV用モニタの表示画素数(解像度:特に垂直走査線数)よりも大きい画素数のCCDを搭載し、この高画素数のCCDで撮像された被観察体映像(動画及び静止画)をTV用モニタだけでなく、PC(パソコン)用モニタにも表示できるようにすることが行われる。 In this type of electronic endoscope apparatus, a CCD having a larger number of pixels than the number of display pixels (resolution: in particular, the number of vertical scanning lines) of a TV monitor is mounted, and an object to be observed imaged by this high pixel number CCD. Video (moving images and still images) can be displayed not only on a TV monitor but also on a PC (personal computer) monitor.
図8には、異なる画素数のCCDで得られた映像をPC用モニタとTV用モニタへ表示する場合の処理が示されている。図8(A)に示されるように、TV系(テレビ表示解像度に適合する)のCCD(例えば41万画素)1aを用いる場合は、このCCD1aで得られた画像の画素数をフレームメモリが内蔵された解像度変換回路2aで増加させ、この画素数を増加した映像信号をPC用モニタへ出力すると共に、TV用モニタへは上記CCD1aからの出力信号を解像度変換せずにそのまま出力する。また、図8(B)に示されるように、PC系(テレビ表示解像度よりも高い解像度を有する)のCCD(例えば85万画素)1bを用いる場合は、このCCD1bから出力された信号を解像度変換せずに映像信号としてPC用モニタへ出力し、TVモニタへは上記CCD1bで得られた画像の画素数をフレームメモリが内蔵された解像度変換回路2bで減少させ、この画素数を減少させた映像信号をTV用モニタへ出力する。これによれば、高画素数のCCDで得られた高解像度の内視鏡映像を観察し、利用することが可能となる。
ところで、従来の固体撮像素子であるCCDの受光感度はそれ程高くなく、光電変換時間をある程度長く設定する必要があることから、上記の85万画素CCD1bでは、動画のフレームレートが1/20と低くなる。このため、解像度は向上するが画面上の画像の切り換わりが目立ち、動画性能が良好であるとはいえなかった。しかし、近年のIC技術の進化により表示解像度を高く保つ工夫がなされ、例えば65万画素(130万画素相当)のハニカムCCDのように、動画のフレームレートを高くするものが出現しており、このような高いフレームレートの動画は、PC用モニタ(フレームレート1/60)に表示させることが可能である。
By the way, the light receiving sensitivity of the CCD, which is a conventional solid-state imaging device, is not so high, and it is necessary to set the photoelectric conversion time to be long to some extent. Become. For this reason, although the resolution is improved, switching of images on the screen is conspicuous, and it cannot be said that the moving image performance is good. However, in recent years, IC technology has been devised to keep the display resolution high due to the evolution of IC technology. For example, a honeycomb CCD of 650,000 pixels (equivalent to 1.3 million pixels) has been developed to increase the frame rate of moving images. Such a high frame rate moving image can be displayed on a PC monitor (
しかしながら、フレームレートの異なる動画を形成する各種の電子内視鏡をプロセッサ装置とセットで製作するのでは無駄が多く、コスト高となる。従って、異なるフレームレートの動画を形成する各種の電子内視鏡を一つのプロセッサ装置に接続して使用することができれば、使い勝手のよい装置を得ることができる。 However, manufacturing various electronic endoscopes that form moving images with different frame rates in combination with a processor device is wasteful and expensive. Therefore, if various electronic endoscopes that form moving images with different frame rates can be connected to a single processor device, a user-friendly device can be obtained.
一方、近年のCCDの高画素数化のスピードは速く、例えば上記の130万画素に相当するハニカムCCD等のように、85万画素を超える高画素数のCCDが使用可能になっている。しかし、この高画素数化されたCCDを電子内視鏡に搭載する場合は、プロセッサ装置でも高画素数に対応した構成が必要となるので、従来のプロセッサ装置を用いることができない。即ち、図8の構成で考えると、解像度変換回路2a,2b内のフレームメモリの構成が85万画素に対応しており、これ以上の画素数の画像ではデータが溢れ、高い解像度処理をすることは不可能となる。もちろん、高画素数のCCDに対応した処理をするプロセッサ装置を併せて製作すればよいが、これでは、従来機器(資産)を有効に利用するができない。
On the other hand, in recent years, the speed of increasing the number of pixels of a CCD is fast. For example, a CCD having a high pixel number exceeding 850,000 pixels can be used, such as the honeycomb CCD corresponding to the above 1.3 million pixels. However, when the CCD with an increased number of pixels is mounted on an electronic endoscope, a configuration corresponding to the higher number of pixels is required even in the processor device, and thus a conventional processor device cannot be used. In other words, considering the configuration of FIG. 8, the configuration of the frame memory in the
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、フレームレートの異なる各種の電子内視鏡をプロセッサ装置に接続して動画性能を高めた映像を表示することができ、使い勝手のよい電子内視鏡装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to connect various electronic endoscopes having different frame rates to a processor device to display an image with improved moving image performance. It is in providing a good electronic endoscope apparatus.
上記目的を達成するために、請求項1に係る発明は、画素数の異なる固体撮像素子を搭載する各種の電子スコープと、この各種の電子スコープを着脱自在に接続し、映像信号につき表示器へ出力するための信号処理を施すプロセッサ装置と、を備え、上記プロセッサ装置に、上記固体撮像素子を駆動するためのスコープ側垂直同期信号とプロセッサ側垂直同期信号との比較により、上記電子スコープの出力映像信号のフレームレートを検出するフレームレート検出回路と、このフレームレート検出回路の出力に基づき、各種電子スコープの動画性能を維持できるフレームレートで画像信号を出力する画像出力回路と、を設け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で表示処理される最大画素数よりも大きい画素数の固体撮像素子を搭載し、かつ出力画像のフレームレートが上記プロセッサ側最大画素数の画像のフレームレートよりも高くなる電子スコープを設け、この電子スコープ内には、上記固体撮像素子から出力された画像信号の画素数(固体撮像素子の実効記録画素数)を上記プロセッサ側最大画素数の画像信号へダウンコンバートするスコープ側解像度変換回路を設けたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, there are provided various electronic scopes equipped with solid-state imaging devices having different numbers of pixels, and these various electronic scopes are detachably connected to each other to display the video signal. A processor device that performs signal processing for output, and the processor device outputs an output of the electronic scope by comparing the scope-side vertical synchronization signal and the processor-side vertical synchronization signal for driving the solid-state imaging device. A frame rate detection circuit that detects a frame rate of a video signal, and an image output circuit that outputs an image signal at a frame rate capable of maintaining the moving image performance of various electronic scopes based on the output of the frame rate detection circuit. It is characterized by.
According to a second aspect of the present invention, there is provided a solid-state imaging device having a larger number of pixels than the maximum number of pixels to be displayed and processed by the processor device, and an output image frame rate of the image having the maximum number of pixels on the processor side. An electronic scope that is higher than the above is provided, and in this electronic scope, the number of pixels of the image signal output from the solid-state imaging device (effective recording pixel number of the solid-state imaging device) is converted into an image signal having the maximum number of pixels on the processor side. A scope-side resolution conversion circuit for down-conversion is provided.
請求項3に係る発明は、TV系固体撮像素子を搭載するTV(テレビ)系電子内視鏡と非TV系[例えばPC(パソコン)系]固体撮像素子を搭載する非TV系電子スコープとを設け、上記プロセッサ装置内に、上記TV系電子内視鏡が接続された場合は非TV用画素数への変換をし、上記非TV系電子スコープが接続された場合はTV用画素数への変換をする解像度変換回路を設け、上記画像出力回路は、非TV用表示器のフレームレートで画像信号を出力することを特徴とする。上記TV系固体撮像素子としては、例えばインターライン方式対応のCCDがあり、上記非TV系固体撮像素子としては、例えばパソコン用モニタに対応したプログレッシブ方式のCCDがある。
請求項4に係る発明は、上記フレームレート検出回路では、上記電子スコープで用いられるスコープ側クロック信号とプロセッサ側クロック信号との比較及び上記スコープ側垂直同期信号とプロセッサ側垂直同期信号との比較により、接続された電子内視鏡の固体撮像素子の画素数を判定することを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a TV (television) system electronic endoscope having a TV system solid-state image sensor mounted thereon and a non-TV system electronic scope having a non-TV system [for example, PC (personal computer) system] solid-state image sensor. When the TV electronic endoscope is connected to the processor device, conversion to the number of pixels for non-TV is performed, and when the non-TV electronic scope is connected, the number of pixels for TV is converted. A resolution conversion circuit for conversion is provided, and the image output circuit outputs an image signal at a frame rate of a non-TV display device. Examples of the TV solid-state image sensor include an interline CCD, and examples of the non-TV solid-state image sensor include a progressive CCD compatible with a personal computer monitor.
According to a fourth aspect of the present invention, in the frame rate detection circuit, the scope side clock signal used in the electronic scope and the processor side clock signal are compared, and the scope side vertical synchronization signal and the processor side vertical synchronization signal are compared. The number of pixels of the solid-state imaging device of the connected electronic endoscope is determined.
上記請求項1の構成によれば、固体撮像素子を駆動するスコープ側垂直同期信号とプロセッサ側垂直同期信号[例えば非TV系であるPC用モニタの垂直同期信号]を比較することにより、電子スコープから出力される映像信号のフレームレート、例えば1/20(1秒間に20フレーム表示),1/30、1/60が検出される。そして、非TV用モニタには、フレームレート1/60で表示することができるので、フレームレートが1/20であった場合は3回、1/30であった場合は2回、1/60であった場合は1回、同じフレーム画像が重複して出力される。これにより、電子スコープ側で得られたフレームレートを低下させることなく、動画性能を高めた映像を観察することが可能となる。 According to the configuration of the first aspect, the electronic scope is obtained by comparing the scope-side vertical synchronization signal for driving the solid-state imaging device and the processor-side vertical synchronization signal [for example, the vertical synchronization signal of the non-TV PC monitor for PC]. For example, 1/20 (20 frames displayed per second), 1/30, and 1/60 are detected. Since the non-TV monitor can display at a frame rate of 1/60, when the frame rate is 1/20, it is 3 times, and when it is 1/30, it is 2 times. In the case of the same frame image, the same frame image is output once. This makes it possible to observe a video with improved moving image performance without reducing the frame rate obtained on the electronic scope side.
上記請求項2又は3の構成によれば、例えば非TV系(例えばPCモニタの表示に適したもの)の85万画素(プロセッサ側画素数)CCDに対応した画像処理を行うプロセッサ装置に、130万画素相当の65万画素ハニカムCCDを搭載する新電子スコープが接続される場合を考えると、新電子スコープの解像度変換回路では、映像信号につき、130万画素CCDに対応した画素数(1280×960のSXGA)から85万画素CCDに対応した画素数(1024×768のXGA)へのダウンコンバートが行われる。この場合、85万画素CCDの映像処理では、フレームレートが1/20になるのに対し、新電子スコープでの映像処理では、速い処理速度(クロック周波数)を使用できることによりフレームレートが1/30となるので、新電子スコープを接続したときには、動画性能の高い画像を表示することができる。 According to the configuration of the second or third aspect, for example, a processor device that performs image processing corresponding to a 850,000 pixel (number of pixels on the processor side) CCD of a non-TV system (for example, suitable for display on a PC monitor) is provided with Considering the case where a new electronic scope equipped with a 650,000-pixel honeycomb CCD equivalent to 10,000 pixels is connected, the resolution conversion circuit of the new electronic scope has a pixel number (1280 × 960) corresponding to 1.3 million pixel CCD per video signal. SXGA) to a number of pixels corresponding to 850,000 pixel CCD (1024 × 768 XGA). In this case, in the video processing of the 850,000 pixel CCD, the frame rate is 1/20, whereas in the video processing with the new electronic scope, the frame rate is 1/30 because a high processing speed (clock frequency) can be used. Therefore, when a new electronic scope is connected, an image with high moving image performance can be displayed.
上記請求項4の構成によれば、上記のスコープ側垂直同期信号とプロセッサ側垂直同期信号との比較に加え、スコープ側クロック信号とプロセッサ側クロック信号を比較することにより、接続の電子スコープが41万画素、27万画素等のTV系のCCDを搭載するか、17万画素の非TV系のCCD(動画性能を高める目的で製作されたもの)等を搭載するかが判定される。 According to the configuration of the fourth aspect, in addition to the comparison between the scope-side vertical synchronization signal and the processor-side vertical synchronization signal, the scope-side clock signal and the processor-side clock signal are compared, whereby the connected electronic scope is 41. It is determined whether a TV-type CCD having 10,000, 270,000 pixels or the like or a non-TV-type CCD (manufactured for the purpose of improving moving image performance) having 170,000 pixels is mounted.
本発明の電子内視鏡装置によれば、垂直同期信号を利用して電子スコープ側で形成される動画のフレームレートを検出するようにしたので、フレームレートの高い電子内視鏡をプロセッサ装置に接続した場合には、その動画性能を維持した良好な映像を表示して観察することができ、使い勝手のよい電子内視鏡装置が得られる。特に、本発明の垂直同期信号に基づいた検出によれば、電子スコープから取得した識別情報によらずに、直接的にフレームレートを検出することができるという利点がある。また、固体撮像素子における画素数や駆動周波数の構成の改良に応じて、電子スコープをプロセッサ装置とセットで製作することなく、従来機器の有効利用とコストの低減を図ることが可能となる。 According to the electronic endoscope apparatus of the present invention, since the frame rate of the moving image formed on the electronic scope side is detected using the vertical synchronization signal, the electronic endoscope having a high frame rate is used as the processor apparatus. When connected, it is possible to display and observe a good image maintaining its moving image performance, and to obtain an easy-to-use electronic endoscope apparatus. In particular, according to the detection based on the vertical synchronization signal of the present invention, there is an advantage that the frame rate can be detected directly without using the identification information acquired from the electronic scope. In addition, according to the improvement in the configuration of the number of pixels and the driving frequency in the solid-state imaging device, it is possible to effectively use the conventional device and reduce the cost without manufacturing the electronic scope as a set with the processor device.
図1乃至図6には、実施例に係る電子内視鏡装置の構成が示されており、この電子内視鏡装置は、図1に示されるように、電子スコープ(電子内視鏡)10、この電子スコープ10が着脱自在に接続可能となるプロセッサ装置11及び光源装置12から構成される。この光源装置12から出力される照明光は、電子スコープ10の先端部までライトガイドを介して供給され、先端部から被観察体へ照射される。上記電子スコープ10としては、85万画素、41万画素、27万画素、17万画素等のCCD(固体撮像素子)を搭載する各種のスコープの他に、図示の新電子スコープ10Aが設けられる。
1 to 6 show the configuration of an electronic endoscope apparatus according to the embodiment. As shown in FIG. 1, the electronic endoscope apparatus is an electronic scope (electronic endoscope) 10. The
この新電子スコープ10Aの先端部には、例えば65万画素ハニカムCCD(出力画素数は130万画素となる)や、通常の130万画素CCD等からなるCCD14が搭載される。このCCD14には、CCD出力信号をサンプリングするCDS(相関二重サンプリング)回路15、A/D変換器17等が接続され、このA/D変換器17の後段に、スコープ側解像度変換回路として、Y(輝度)信号とC(カラー)信号を形成出力するDSP(デジタル信号プロセッサ)18と、ラインメモリを内蔵する画像変換回路19が設けられる。このDSP18は、各種の画像処理を施すと共に画像の水平方向及び垂直方向の画素数を変換し、また画像変換回路19は、ラインメモリの書込み及び読出しの制御による画像フォーマットの変換を行うことにより、上記CCD14の画素数(例えば130万画素)をプロセッサ側最大画素数(例えば85万画素)へダウンコンバートする。
At the tip of the new
また、新電子スコープ10には、CCD14からの信号読出しや各回路での画像処理のために、クロック周波数、水平同期信号及び垂直同期信号等を形成するタイミングジェネレータ(TG)21、スコープ内の統括的な制御をするマイコン22、画素形成のための各種データ及びプログラムを記憶するEEPROM23等が配置される。
The new
図1のプロセッサ装置11には、映像信号のレベルを変換するレベル変換回路25、Y(輝度),C(カラー)の信号をR(赤),G(緑),B(青)の信号に変換する色変換回路26、この色変換回路26から出力されたインターレース信号をプログレッシブ(ノンインターレース)信号へ変換する(プログレッシブ信号は通過させる)インターレース/プログレッシブ(I/P)変換回路27、非TV用モニタ(例えばPC用モニタ)の画素数に合わせるための非TV用解像度変換回路28及びD/A変換器31が設けられる。そして、上記電子スコープ10Aのタイミングジェネレータ21の出力を入力するように、同期信号発生回路(SSG)を含むフレームレート検出回路32が設けられる。このフレームレート検出回路32や上記非TV用解像度変換回路28は、例えばFPGA(Field Programable Gate Array)で構成される。
1 includes a
上記非TV用解像度変換回路28は、85万画素に対応するXGA(Extended Graphics Array−1024×768画素)規格の1フレーム分の画像データを記憶するフレームメモリを有し、XGA用の処理を行っており、新電子スコープ10Aや85万画素CCDを搭載する電子スコープ10が接続される場合は、この解像度変換を行わないが、41万画素等のTV系のCCDやその他の画素数の電子スコープ10が接続される場合は、XGA画像の1024×768の画素数に増加させる解像度変換を行う。そして、後述するように、フレームレートを合わせるための処理を実行する。
The non-TV
また、プロセッサ装置11には、上記非TV用解像度変換回路28の出力を入力するTV用解像度変換回路35、プログレッシブ信号をインターレース信号へ変換するプログレッシブ/インターレース(P/I)変換回路36、この変換回路36から出力されたRGBの信号をアナログ信号に変換するD/A変換器37、上記プログレッシブ/インターレース変換回路36から出力されたRGB信号をY(輝度),C(カラー)信号へ変換するエンコーダ38、D/A変換器39及びプロセッサ装置11内の回路を統括制御するマイコン41等が設けられる。
Further, the
上記TV用解像度変換回路35は、VGA(Video Graphics Array−640×480画素)規格の1フレーム分の画像データを記憶するフレームメモリを有し、画素数を減らす解像度変換を行うことにより、XGA画像をVGA画像へ変換する。即ち、TV系CCDで得られた画像は上記非TV用解像度変換回路28で増加させた画素数を減少させて元へ戻し、新電子スコープ10AのCCD14を含む非TV系CCDで得られた画像についても、画素数を減少させることになる。
The TV
図2には、上記フレームレート検出回路32及び非TV用解像度変換回路28内のフレームレート処理に関する詳細な構成が示されており、フレームレート検出回路32には、スコープ側クロック信号を入力して電子スコープ10に搭載されたCCDが41万画素、27万画素、17万画素のものであるか、それ以外の85万画素、130万画素のものであるかを検出するためのクロック検出部44と、スコープ側垂直同期信号を入力して電子スコープ10で得られる画像のフレームレートを検出する垂直同期信号検出部45とが設けられる。
FIG. 2 shows a detailed configuration regarding the frame rate processing in the frame
また、周波数14.318MHzの基準クロック信号を発生させる発振器46、基準クロック周波数を逓倍する周波数逓倍器47、非TV系(PC系)85万画素CCDやTV系CCD等で得られる画像を処理するクロック周波数、水平同期信号、垂直同期信号、そして非TV用モニタへ表示するための表示系垂直同期信号等を発生する同期信号発生回路(SSG)48が設けられる。そして、上記発振器46から出力された基準クロック信号が上記クロック検出部44の参照クロック信号として用いられ、上記同期信号発生回路48から出力された表示系垂直同期信号が垂直同期信号検出部45の参照垂直同期信号として用いられる。
Also, an image obtained by an
一方、非TV用解像度変換回路28には、画像メモリ(フレームメモリ等)28aと、この画像メモリ28a内のデータの書込み及び読出しを制御するメモリコントローラ28bが設けられており、このメモリコントローラ28bによって、非TV用モニタのフレームレート1/60に合わせるためのデータ読出し制御が行われる。
On the other hand, the non-TV
図3には、上記クロック検出部44内の回路構成が示されており、このクロック検出部44には、端子aからプロセッサ側基準クロック信号[図4(A)]を端子CLKに入力するFF(フリップフロップ)回路44a、端子bからスコープ側クロック信号を端子CLKに入力し、かつ上記FF回路44aのQ出力を端子Dに入力するFF回路44b、端子bからスコープ側クロック信号を端子CLKに入力し、かつ上記FF回路44bのQ出力を端子Dに入力するするFF回路44c、上記FF回路44bのQ出力とFF回路44cのQ出力を入力する判定回路44dが設けられる。
FIG. 3 shows a circuit configuration in the
図5には、上記垂直同期信号検出部45内の回路構成が示されており、この垂直同期信号検出部45には、端子fからプロセッサ側垂直同期信号を端子CLKに入力する3つのラッチ回路であって、端子eからスコープ側垂直同期信号を端子Dへ入力するラッチ回路45a、このラッチ回路45aのQ出力を端子Dに入力するラッチ回路45b、このラッチ回路45bのQ出力を端子Dに入力するラッチ回路45cと、これらラッチ回路45a〜45cのQ出力を入力する判定回路45dが設けられる。
FIG. 5 shows a circuit configuration in the vertical synchronization
実施例は以上の構成からなり、当該例では、図2のクロック検出回路44と垂直同期信号検出回路45により、接続された電子スコープ10(10A)が、65万画素ハニカムCCD14、85万画素CCD或いは動画性能を高めた17万画素CCDを搭載する非TV系(プログレッシブ方式)のスコープ(の接続)であるか、41万画素、27万画素のCCDを搭載するTV系(インターレース方式)のスコープであるかの判定を含めて、フレームレートを検出する。上記の各CCDの各周波数の概略は、次の表1のようになっている。
The embodiment has the above-described configuration. In this example, the electronic scope 10 (10A) connected by the
まず、図3のクロック検出回路44では、図4(A)のプロセッサ側基準クロック信号[約14MHz(表1)]がFF44aの端子CLKに入力されると、図4(B)のデータ位置信号が端子Qバー(6)から端子D(2)へ供給される。また、このFF44aの端子QはFF44bの端子Dへ接続され、このFF44bの端子QはFF44cの端子Dへ接続された状態で、スコープ側クロック信号がFF44bとFF44cの端子CLKへ供給される。従って、図4(C)の85万画素CCD用のクロック信号(約20MHz)の場合は、図4(B)の立上り時に、2回の立上りが存在するので、判定回路44dからはH(High)信号が2回出力される(判定結果を2とする)。図4(D)の65万画素ハニカムCCD用のクロック信号(約24MHz)の場合も、図4(B)の立上り時に、2回の立上りがあるので、判定回路44dからはH信号が2回出力される。図4(E)の41万、27万、17万画素CCD用のクロック信号(約14MHz)の場合は、図4(B)の立上り時に、1回の立上りがあるので、H信号が1回出力される(判定結果を1とする)。
First, in the
次に、図5の垂直同期信号検出回路45では、図6(A)のプロセッサ側(表示系)垂直同期信号(60Hz)が端子fから各ラッチ回路45a〜45cの端子CLKへ供給されると共に、スコープ側垂直同期信号が端子eからラッチ回路45aに出力される。なお、ラッチ回路45aの端子Qはラッチ回路45bの端子Dへ、このラッチ回路45bの端子Qはラッチ回路45cの端子Dへ接続される。従って、図6(B)の85万画素CCD用の垂直同期信号[20Hz(表1)]の場合は、判定回路45dへ3回のH(High)信号が入力される(判定結果を3とする)。図6(C)の65万画素ハニカム、41万画素、27万画素のCCD用の垂直同期信号(30Hz)の場合は、判定回路45dへ2回のH(High)信号が入力され(判定結果を2とする)、図6(D)の17万画素CCD用の垂直同期信号(20Hz)の場合は、1回のH信号が入力される(判定結果を1とする)。
Next, in the vertical synchronization
このようにして、クロック検出の結果が2、垂直同期信号検出の結果が3であるときは、85万画素CCD(フレームレート1/20)、クロック検出の結果が2、垂直同期信号検出の結果が2であるときは、65万画素ハニカムCCD(フレームレート1/30)、クロック検出の結果が1、垂直同期信号検出の結果が1であるときは、17万画素CCD(フレームレート1/60)、クロック検出の結果が1、垂直同期信号検出の結果が2であるときは、41万画素又は27万画素CCD(TVインターレースでフレームレート1/30)であることが検出される。
In this way, when the clock detection result is 2 and the vertical synchronization signal detection result is 3, the 850,000 pixel CCD (
そして、上記フレームレートが検出されると、図2の非TV用解像度変換回路28では、フレームレート1/20のとき、フレームメモリ28aから同じ画像データを3回読み出し、フレームレート1/30のとき、フレームメモリ28aから同じ画像データを2回読み出し、フレームレート1/60のとき、フレームメモリ28aから画像データを1回読み出し、これらの画像信号を非TV用モニタへ供給する。これによって、各電子スコープ10で設定されているフレームレートを維持した動画性能の良好な被観察体の映像を観察することが可能となる。例えば、図1の新電子スコープ10Aや17万画素CCDを搭載する電子スコープ10が接続された場合は、85万画素CCDを搭載する電子スコープ10が接続された場合よりも動画性能の高い映像が表示される。
When the frame rate is detected, the non-TV
図7には、図1の新電子スコープ10Aで行われる画素数変換が示されており、このスコープ10Aでは、130万画素相当のハニカムCCD14を搭載するので、このCCD14で得られる画像の有効画素数である1280×960[図7(A)のSXGA−Super XGA]から、プロセッサ側の表示最大画素数の1024×768[図7(B)のXGA]へのダウンコンバートが行われる。即ち、DSP18では、水平ラインL1,L2…の水平画素が4/5に間引かれ(かつ隣接画素間で重付け加重平均演算等を行う)、垂直画素についても4/5ラインに間引かれる(かつ隣接上下ラインの加算等を行う)。そして、次段の画像変換回路19では、ラインメモリを用いてフォーマット変換が行われる。即ち、この新電子スコープ10Aでは、65万画ハニカムCCD14を用いるので、表1からも分かるように、上記SXGAの画像の水平ラインを高いクロック周波数f1(速い速度)でラインメモリに書き込み、このメモリからf1よりも低いクロック周波数f2(遅い速度)で読み出すことにより、XGAの画像を得ることができる。なお、上記ラインメモリはデータの速い書込みが遅い読出しを追い越さないような画素数に設定されている。
FIG. 7 shows the conversion of the number of pixels performed by the new
このようにして形成されたXGAの画像信号は、プロセッサ装置11へ供給されており、このプロセッサ装置11では、非TV用解像度変換回路28にて解像度変換を行うことなく、画像信号はD/A変換器31を介して非TV用モニタへ出力され、この非TV用モニタにプログレッシブ方式で動画像(130万画素を85万画素にダウンコンバートした画像)が表示される。また、画像信号はTV用解像度変換回路35でTV用の解像度変換を行うことにより、D/A変換器37又は39を介してTV用モニタへ出力されることになり、このTV用モニタにはインターレース方式で動画像(130万画素を41万画素にダウンコンバートした画像)が表示される。
The XGA image signal thus formed is supplied to the
上記実施例では、クロック信号の検出と垂直同期信号の検出の両方で、CCDの画素数(及びTV系CCD)を区別した上でフレームレートを検出するようにしたが、フレームレートのみを検出する場合には、垂直同期信号検出部45による検出のみで十分である。
In the above embodiment, the frame rate is detected by distinguishing the number of CCD pixels (and the TV system CCD) in both the detection of the clock signal and the detection of the vertical synchronization signal, but only the frame rate is detected. In such a case, only the detection by the vertical
また、このフレームレートの判定は、電子スコープから取得した識別情報によって行うこともできるが、本発明の垂直同期信号に基づいた検出によれば、直接的にフレームレートを検出することができるという利点がある。即ち、電子スコープには、フレームレートだけでなく、内部の構成や各種処理条件に関する多くの識別情報があり、一つの構成や条件が変わる度に、その識別情報に対応する記録内容を変えなければならず、煩雑となる。 Further, the determination of the frame rate can be performed based on the identification information acquired from the electronic scope. However, according to the detection based on the vertical synchronization signal of the present invention, the frame rate can be directly detected. There is. In other words, the electronic scope has a lot of identification information regarding not only the frame rate but also the internal configuration and various processing conditions. Every time one configuration or condition changes, the recording contents corresponding to the identification information must be changed. It becomes complicated.
10…電子スコープ、 10A…新電子スコープ、
11…プロセッサ装置、 14…CCD、
18…DSP(解像度変換回路)、
19…画像変換回路(解像度変換回路)、
21…タイミングジェネレータ、
22,41…マイコン、
28…非TV用解像度変換回路、
32…フレームレート検出回路、
35…TV用解像度変換回路、
44…クロック検出部、
45…垂直同期信号検出部。
10 ... electronic scope, 10A ... new electronic scope,
11 ... Processor device, 14 ... CCD,
18 ... DSP (resolution conversion circuit),
19: Image conversion circuit (resolution conversion circuit),
21 ... Timing generator,
22, 41 ... microcomputer,
28: Non-TV resolution conversion circuit,
32. Frame rate detection circuit,
35 ... Resolution conversion circuit for TV,
44: Clock detection unit,
45. Vertical synchronization signal detection unit.
Claims (4)
この各種の電子スコープを着脱自在に接続し、映像信号につき表示器へ出力するための信号処理を施すプロセッサ装置と、を備え、
上記プロセッサ装置に、上記固体撮像素子を駆動するためのスコープ側垂直同期信号とプロセッサ側垂直同期信号との比較により、上記電子スコープの出力映像信号のフレームレートを検出するフレームレート検出回路と、このフレームレート検出回路の出力に基づき、各種電子スコープの動画性能を維持できるフレームレートで画像信号を出力する画像出力回路と、を設けた電子内視鏡装置。 Various electronic scopes equipped with solid-state image sensors with different numbers of pixels,
A processor device that detachably connects these various electronic scopes and performs signal processing for outputting video signals to a display unit, and
A frame rate detection circuit for detecting a frame rate of the output video signal of the electronic scope by comparing the processor side vertical synchronization signal and the processor side vertical synchronization signal to the processor device; An electronic endoscope apparatus comprising: an image output circuit that outputs an image signal at a frame rate capable of maintaining moving image performance of various electronic scopes based on an output of a frame rate detection circuit.
この電子スコープ内には、上記固体撮像素子から出力された画像信号の画素数を上記プロセッサ側最大画素数の画像信号へダウンコンバートするスコープ側解像度変換回路を設けたことを特徴とする上記請求項1記載の電子内視鏡装置。 An electronic scope having a solid-state imaging device having a number of pixels larger than the maximum number of pixels to be displayed by the processor device and having a frame rate of an output image higher than that of the image having the maximum number of pixels on the processor side is provided. ,
The scope of the present invention is characterized in that a scope-side resolution conversion circuit for down-converting the number of pixels of the image signal output from the solid-state imaging device into the image signal having the maximum number of pixels on the processor side is provided in the electronic scope. The electronic endoscope apparatus according to 1.
上記プロセッサ装置内に、上記TV系電子内視鏡が接続された場合は非TV用画素数への変換をし、上記非TV系電子スコープが接続された場合はTV用画素数への変換をする解像度変換回路を設け、
上記画像出力回路は、非TV用表示器のフレームレートで画像信号を出力することを特徴とする上記請求項1又は2記載の電子内視鏡装置。 A TV system electronic endoscope having a TV system solid-state image sensor and a non-TV system electronic scope having a non-TV system solid-state image sensor are provided.
When the TV electronic endoscope is connected to the processor device, conversion to the number of pixels for non-TV is performed, and when the non-TV electronic scope is connected, conversion to the number of pixels for TV is performed. A resolution conversion circuit that
3. The electronic endoscope apparatus according to claim 1, wherein the image output circuit outputs an image signal at a frame rate of a non-TV display device.
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- 2003-10-14 JP JP2003354280A patent/JP2005118159A/en active Pending
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