JP2001215419A

JP2001215419A - 電子内視鏡装置

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Publication number: JP2001215419A
Application number: JP2000025049A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Kobayashi; 弘幸小林
Original assignee: Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 2000-02-02
Filing date: 2000-02-02
Publication date: 2001-08-10
Anticipated expiration: 2020-02-02
Also published as: JP4575537B2

Abstract

(57)【要約】【課題】モニタのカラーテレビジョン方式に応じて画
像を動画像としてモニタに表示するとともに、高解像度
の静止画像を得る。【解決手段】プロセッサ２０に対してＮＴＳＣ方式の
モニタ５０、パーソナルコンピュータ５４、画像記録装
置５５を接続し、スコープ１０内に約１００万画素以上
あるメガピクセルのＣＣＤ１２と、画素数調整回路１７
を設ける。動画像をモニタ５０に表示する場合、ＣＣＤ
１２に形成される被写体像に対して間引き処理を施し、
ＮＴＳＣ方式に応じた約４１万画素（有効画素数）で構
成される被写体像に応じた画像信号のみをＣＣＤ１２か
ら読み出す。そして、有効画素数で構成される撮像画像
をモニタ５０に表示する。撮像画像を静止画像データと
して外部へ出力する場合、ＣＣＤ１２の全画素数分の画
像信号をＣＣＤ１２から読み出し、外部にあるパーソナ
ルコンピュータ５４や画像記録装置５５へ静止画像デー
タを出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＣＣＤ（撮像素
子）を備えたスコープを人体の臓器内などに挿入し、撮
像することによって得られる画像をプロセッサを介して
モニタに表示する電子内視鏡装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の電子内視鏡装置では、撮像画像を
動画像としてモニタに表示するとともに、ビデオプリン
タを接続することによって撮像画像を静止画像として印
刷（ハードコピー）することが可能である。このような
内視鏡装置では、検査などを行っている最中にオペレー
タが専用スイッチを操作すると、撮像画像の映像信号が
ビデオプリンタへ出力され、これにより撮像画像が印刷
される。印刷された撮像画像に基づき、患部の状態が診
断される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】通常、撮像画像の解像
度は、スコープ内に設けられたＣＣＤの画素数に依存し
ており、画素数が多いほど印刷される撮像画像の解像度
は高い。ところが、スコープで撮像することによって得
られる撮像画像を動画像としてモニタに表示する場合、
映像として使用可能なＣＣＤの画素数は、モニタのカラ
ーテレビジョン方式に従って定められている。例えば、
カラーテレビジョン方式としてＮＴＳＣ方式が適用され
ている場合、使用できる有効画素数は約４１万画素であ
る。従来の電子内視鏡装置においても、ＮＴＳＣ方式に
よって撮像画像をモニタに表示する制約などの理由か
ら、スコープ内には約２０〜４１万画素までの画素数か
らなるＣＣＤが主に設けれられている。

【０００４】銀塩フィルムに記録される画像と同程度の
鮮明な画像をＣＣＤによる撮像によって得るためには、
数百万画素あるＣＣＤを使用する必要がある。したがっ
て、約４１万画素以下のＣＣＤにより撮像して得られた
撮像画像をプリンタにおいて印刷しても、解像度の低い
低画質の画像しか得られない。低画質の撮像画像に基づ
いて患部の診断を行うと、患部周辺の画像が不鮮明であ
るため、患部の状態を正確に確認できず、誤診する恐れ
がある。

【０００５】一方、１００万画素以上の画素数からなる
メガピクセルＣＣＤをスコープ内に設けた場合、画素数
がＮＴＳＣ方式で使用できる有効な画素数よりも多いた
め、撮像画像の一部のみがモニタに表示されてしまう。

【０００６】本発明は、スコープ内のＣＣＤの画素数に
関わらずモニタのカラーテレビジョン方式に従って撮像
画像を動画像としてモニタに表示するとともに、メガピ
クセルＣＣＤをスコープ内に設けた場合には高解像度の
静止画像を得ることができる電子内視鏡装置を得ること
を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の電子内視鏡装置
は、被写体像が形成される撮像素子を有するスコープ
と、スコープと被写体像を表示するためのモニタが接続
されるとともに、被写体像をモニタに表示するため撮像
素子に発生する被写体像に応じた画像信号を処理するプ
ロセッサとからなる電子内視鏡装置であって、画像信号
を静止画像データに変換し、静止画像データを受信可能
な外部の静止画像データ処理システムへ出力する信号出
力手段と、被写体像を構成する画素数を調整する画素数
調整手段とを備え、画素数調整手段は、被写体像をモニ
タに表示する場合には被写体像をモニタに応じた有効画
素数以下で構成し、静止画像データを外部へ出力する場
合には被写体像を撮像素子の全画素数で構成する。これ
により、有効画素数以下で構成される被写体像がモニタ
に表示されるとともに、全画素数で構成される被写体像
に応じた静止画像データが出力されることを特徴とす
る。さらに、電子内視鏡装置は、撮像素子の全画素数が
前記モニタに応じた有効画素数より多いか否かを判別す
る画素数判別手段を有することが望ましく、この場合、
画素数調整手段は、撮像素子の画素数が有効画素数より
多い場合、被写体像を構成する画素数を調整することが
望ましい。これにより、撮像素子の画素数が有効画素数
より多い場合、有効画素数以下で構成される被写体像が
得られるため撮像画像全体がモニタに表示されるととも
に、静止画像データを出力する場合、撮像素子の全画素
数で構成される高解像度の撮像画像が得られる静止画像
データが外部へ出力される。このように有効画素数を基
準にして画素数を調整するため、有効画素数以上の撮像
素子を有するスコープと有効画素数以下の撮像素子を有
するスコープ両方を効果的に利用することができる。有
効画素数は、例えば、モニタのカラーテレビジョン方式
に従う画素数である。なお、好ましくは、画素数調整手
段は、有効画素数で構成される被写体像をモニタに表示
する。これにより、モニタ全体に被写体像が表示され
る。

【０００８】画素数調整手段は、被写体像をモニタに表
示する場合、撮像素子の全画素数で構成される被写体像
に対して間引き処理を施すことにより、被写体像を有効
画素数で構成することが望ましい。このような間引き処
理により、モニタの解像度に従って撮像画像全体がモニ
タに表示される。間引き処理により画素数を調整する場
合、画素数調整手段は、被写体像をモニタに表示する場
合には有効画素数で構成される被写体像に応じた画像信
号を撮像素子から読み出し、静止画像データを出力する
場合には撮像素子の全画素数で構成される被写体像に応
じた画像信号を撮像素子から読み出すことが望ましい。
このように画素数調整をスコープ内で施すことにより、
プロセッサの回路構成を変更することなくメガピクセル
ＣＣＤを有するスコープに対応可能なプロセッサを容易
に得ることができる。

【０００９】画素数調整手段は、被写体像をモニタに表
示する場合、撮像素子の全画素数で構成される被写体像
に対して平均操作法を施すことにより、被写体像を有効
画素数で構成することが望ましい。このような平均操作
法により、折り返し歪みのない被写体像をモニタに表示
することができる。平均操作法により画素数を調整する
場合、画素数調整手段は、撮像素子の全画素数で構成さ
れる被写体像に応じた画像信号を撮像素子から読み出し
た後、被写体像をモニタに表示する場合には読み出され
た画像信号を有効画素数で構成される被写体像に応じた
画像信号に変換してプロセッサへ送り、静止画像データ
を出力する場合には読み出された画像信号をそのままプ
ロセッサへ送ることが望ましい。画素数調整をスコープ
内で施すことにより、プロセッサの回路構成を変更する
ことなくメガピクセルＣＣＤを有するスコープに対応可
能なプロセッサを容易に得ることができる。

【００１０】画素数調整手段は、撮像素子の画素数が有
効画素数より少ない場合、被写体像を構成する画素数を
調整しないことが望ましく、これにより、モニタに表示
する場合および静止画像データを出力する場合において
も常に撮像素子の全画素数で構成される被写体像に応じ
た画像信号が読み出される。そのため、画素数の少ない
撮像素子を有するスコープがプロセッサに接続されて
も、画素数を変換することなく全画素数で構成される被
写体像がモニタに表示されるため、最大限の解像度で画
像が表示される。

【００１１】静止画像データ処理システムは、高解像度
の画像を印刷可能なプリンタが接続されるコンピュータ
システム、静止画像データを受信して補助記憶装置に記
録可能な画像記録装置を含む処理システムであることが
望ましい。コンピュータシステムに送られた静止画像デ
ータに基づいて印刷を実行することにより、撮像素子の
全画素数で構成される高解像度の撮像画像が得られる。
また、補助記憶装置に記憶された静止画像データに基づ
いて解像度の高いモニタに撮像画像を表示することによ
り、高解像度の撮像画像を得ることができる。

【００１２】本発明の電子内視鏡装置のプロセッサは、
被写体像が形成される撮像素子を有するスコープと被写
体像を表示するためのモニタが接続されるとともに、被
写体像をモニタに表示するため撮像素子に発生する被写
体像に応じた画像信号を処理するプロセッサとからなる
電子内視鏡装置のプロセッサであって、画像信号を静止
画像データに変換し、静止画像データを受信可能な外部
の静止画像データ処理システムへ出力する信号出力手段
と、被写体像を構成する画素数を調整する画素数調整手
段とを備え、画素数調整手段は、被写体像をモニタに表
示する場合には被写体像を有効画素数以下で構成し、静
止画像データを外部へ出力する場合には被写体像を撮像
素子の全画素数で構成することによって、有効画素数以
下で構成される被写体像がモニタに表示されるととも
に、全画素数で構成される被写体像に応じた静止画像デ
ータが出力されることを特徴とする。撮像素子の画素数
が有効画素数より多い場合、有効画素数で構成される被
写体像が得られるため撮像画像全体がモニタに表示され
るとともに、静止画像データを出力する場合、撮像素子
の全画素数で構成される高解像度の撮像画像が得られる
静止画像データが外部へ出力される。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下では、図面を参照して、本発
明の実施形態である電子内視鏡装置について説明する。

【００１４】図１は、第１の実施形態である電子内視鏡
装置全体のブロック図である。電子内視鏡装置は、電子
スコープ１０とプロセッサ２０から構成されており、プ
ロセッサ２０には、画像を表示するためのテレビ用モニ
タ５０が接続されている。電子スコープ１０は、プロセ
ッサ２０に対して着脱可能に接続されており、手術や検
査などを行う場合、プロセッサ２０に接続され、人体の
臓器内などに挿入される。なお、電子内視鏡装置全体の
動作は、プロセッサ２０内のシステムコントロール回路
３４に設けられたＣＰＵ（中央演算処理装置）３６によ
り制御される。

【００１５】ハロゲンランプなどの光源２９から放射さ
れた光は、集光レンズ３１を介してライトガイド１３の
入射端１３ａに入射する。ライトガイド１３は、光源２
９から放射された光を電子スコープ１０の接続端から遠
位端へ導くためのファイババンドル（光束）である。ラ
イトガイド１３の入射端１３ａに入射した光は、ライト
ガイド１３の出射端１３ｂから出射し、配光レンズ１４
を介して電子スコープ１０の遠位端から出射する。これ
により、観察部位Ｓに光が照射される。なお、電子スコ
ープ１０の接続端は、プロセッサ２０との接続側を示
し、一方、電子スコープ１０の遠位端は、電子スコープ
１０の体腔内に挿入される先端側を示す。

【００１６】観察部位Ｓに光が照射されると、観察部位
Ｓに反射した光が電子スコープ１０内の対物レンズ１１
を通り、これによって被写体像がＣＣＤ（撮像素子）１
２に結像される。被写体像が結像されるＣＣＤ１２の受
光面には、光電変換素子であってＣＣＤ１２の画素とな
るフォトダイオード（図示せず）が配列されている。ま
た、フォトダイオードの上には、後述する補色カラーフ
ィルタが配列されている。被写体像がＣＣＤ１３の受光
面に結像されると、光電変換により、補色カラーフィル
タを通過する色に応じたアナログの画像信号（電荷）が
各画素毎に発生する。

【００１７】図１において電子スコープ１０内に設けら
れたＣＣＤ１２は、約１６０万の画素数を有する撮像素
子であり、いわゆるメガピクセルＣＣＤである。ＥＥＰ
ＲＯＭ１５には、スコープ１０の特性（ＣＣＤ１２の画
素数など）に関連するデータがあらかじめ記憶されてお
り、スコープ１０がプロセッサ２０に接続されると、電
子スコープ１０の特性に関するデータがシステムコント
ロール回路３４へ送られる。

【００１８】被写体像を動画像としてモニタ５０に表示
する場合、ＣＣＤ１２において発生した画像信号は以下
に述べるように処理される。なお、本実施形態では、カ
ラーテレビジョン方式としてＮＴＳＣ方式が適用されて
いる。したがって、モニタ５０の解像度は、ＮＴＳＣ方
式に従う。

【００１９】ＣＣＤドライバ１６は、ＣＣＤ１２を駆動
するための回路であり、ＣＣＤドライバ１６から出力さ
れる駆動信号は、画素数調整回路１７を介してＣＣＤ１
２へ送られる。画素数調整回路１７では、後述するよう
に、必要に応じて、ＣＣＤ１２の約１６０万画素のうち
ＮＴＳＣ方式に応じた約４１万画素分の画像信号のみ
が、ＣＣＤ１２から読み出される。すなわち、ＣＣＤ１
２における転送路（図示せず）が適宜画素を間引くよう
に駆動信号を制御することにより、ＮＴＳＣ方式の場合
に映像として使用可能な最大画素数である約４１万画素
から構成される１フレームの被写体像に応じた画像信号
が、画素数調整回路１７へ送られる。画素数調整回路１
７では、システムコントロール回路３４から送られてく
る制御信号に従って、ＣＣＤドライバ１６から送られて
くる駆動信号をＣＣＤ１２へ出力する。

【００２０】約４１万画素で構成される被写体像に応じ
た画像信号は、ＣＣＤ１２から読み出されて画素数調整
回路１７に入力された後、ビデオプロセッサ２０内のＣ
ＣＤプロセス回路２１に送られる。本実施形態ではＮＴ
ＳＣ方式を適用しているため、ＣＣＤ１２において発生
した画像信号は、１フレーム毎に１／３０秒間隔で読み
出される。なお、以下では、モニタ５０の解像度に対応
し、ＮＴＳＣ方式に従う約４１万の画素数を有効画素数
という。

【００２１】ＣＣＤプロセス回路２１では、ＣＣＤ１２
から読み出された有効画素数に応じた画像信号に対して
ノイズ除去などの処理が施される。さらに、１フレーム
分まとまって読み出される画像信号は、赤色、青色、緑
色の各色に応じた画像信号にそれぞれ分離される。各色
に応じた画像信号は、Ａ／Ｄ変換回路２２へ送られる
と、アナログ信号からデジタル信号に変換される。デジ
タル化された画像信号は、画像メモリ２３において一時
的に格納される。

【００２２】格納されたデジタルの画像信号は、画像メ
モリ２３から読み出され、Ｄ／Ａ変換器２５に送られ
る。Ｄ／Ａ変換器２５では、デジタルの画像信号がアナ
ログ信号に変換され、ビデオプロセス回路２６に送られ
る。ビデオプロセス回路２６では、アナログの画像信号
が、ＮＴＳＣ（コンポジットビデオ）信号、Ｙ／Ｃ分離
信号、あるいはアナログのＲＧＢコンポーネント信号な
どのビデオ信号に変換される。ビデオ信号は、ＮＴＳＣ
方式に従って順次モニタ５１へ出力され、これにより、
撮像画像が動画像としてモニタ５０に表示される。この
とき、撮像画像は、ＮＴＳＣ方式として使用可能な画素
数すべてを使用していることから、モニタ５０の画面全
体に表示される。

【００２３】一方、画像信号を静止画像データとして外
部の機器へ出力する場合には、次のような処理が施され
る。ただし、本実施形態では、パーソナルコンピュータ
５４とデジタルデータ専用の画像記録装置５５が外部機
器としてプロセッサ２０に接続されている。

【００２４】スコープ１０に設けられた記録スイッチ１
８がオペレータによって押下されると、制御信号がシス
テムコントロール回路３４から画素数調整回路１７に送
られ、画素数調整回路１７からＣＣＤ１２へ送られる駆
動信号が制御される。これにより、ＣＣＤ１２において
全画素に発生する画像信号（電荷）のすべてが、ＣＣＤ
１２から読み出される。すなわち、約１６０万の全画素
に応じた１フレーム分の画像信号が、ＣＣＤ１２から読
み出されて画素数調整回路１７へ送られる。読み出され
た画像信号は、ＣＣＤプロセス回路２１において信号処
理され、Ａ／Ｄ変換回路２２においてデジタル化された
後、画像メモリ２３へ送られる。

【００２５】画像メモリ２３に一時的に格納されたＣＣ
Ｄ１２の全画素数に応じたデジタルの画像信号は、シス
テムコントロール回路３４に送られる。システムコント
ロール回路３４では、画像信号が所定のフォーマット形
式に応じたデジタルの静止画像データに変換され、イン
ターフェイス回路（図示せず）を介して外部にあるパー
ソナルコンピュータ５４や画像記録装置５５などの静止
画像データ処理・管理システムへ出力される。なお、こ
こでは、静止画像データは、シリアル転送される。静止
画像データが出力される間、画像メモリ２３には画像信
号が格納されず、フリーズ状態（静止画像）で撮像画像
がモニタ５０に表示される。

【００２６】パーソナルコンピュータ５４には、高解像
度の画像を印刷可能なプリンタ５４Ｐが接続されてお
り、所定の操作をコンピュータにおいて施すと、送られ
てきた静止画像データに基づいて印刷用紙に高解像度の
撮像画像が印刷される。画像記録装置５５は、デジタル
の静止画像データを光磁気ディスクなどの補助記憶装置
へ記録するための装置であり、静止画像データがプロセ
ッサ２０から送られてくると、撮像画像が静止画像とし
て補助記憶装置へ記録される。さらに画像記録装置５５
には、記録された画像をモニタへ再生表示するための機
能も備えれており、画像記録装置５５に接続された高解
像度モニタ５６へ画像信号を出力することにより、高解
像度の撮像画像がモニタ５６に表示される。なお、モニ
タ５６は、パソコン用ビデオ信号のＵＸＧＡ規格に対応
するモニタであり、ＣＣＤの映像使用可能な画素数とし
て約２００万画素まで有効である。

【００２７】キーボード５１あるいはパネルスイッチ３
５がオペレータによって操作されると、操作に関連した
信号がインターフェイス回路（図示せず）を介してシス
テムコントロール回路３４へ入力される。システムコン
トロール回路３４には、ＣＰＵ３６、ＲＯＭ３７および
ＲＡＭ３８が設けられており、ＥＥＰＲＯＭ１５から読
み出されたデータは、一時的にＲＡＭ３８へ格納され
る。

【００２８】タイミングジェネレータ２８では、ＣＣＤ
ドライバ１６、ＣＣＤプロセス回路２１、Ａ／Ｄ変換回
路２２、画像メモリ２３、Ｄ／Ａ変換器２５、ビデオプ
ロセス回路２６に対して、クロックパルスや同期信号な
どが出力される。これにより、各回路における画像信号
の入出力タイミングが調整される。

【００２９】ＣＣＤプロセス回路２１では、ＣＣＤ１２
から読み出される画像信号から輝度信号が生成され、Ａ
／Ｄ変換器２２を介してシステムコントロール回路３４
へ送られる。システムコントロール回路３４では、送ら
れてきた輝度信号に基づいて、絞り３０を制御するため
の制御信号が絞り制御回路３３へ送られる。そして、モ
ータ３２を駆動するための駆動信号が絞り制御回路３３
からモータ３２へ送られると、モータ３２が回転し、モ
ータの回転に連動して絞り３０が開閉する。絞り３０
は、観察部位Ｓに照射される光量が適正になるように開
閉する。

【００３０】図２を用いて、動画像をモニタに表示する
時の間引き処理について説明する。

【００３１】図２は、画素配列の一部を模式的に示した
図である。補色カラーフィルタＣＣは、シアンＣｙ、マ
ゼンタＭｇ、イエローＹｅおよびグリーンＧの４色のフ
ィルタ要素から構成されるモザイクフィルタであり、各
色がそれぞれ要素となる画素ブロックＢが繰り返し配列
されることによって構成される。補色フィルタＣＣの配
列は、ＣＣＤ１２上に画素配列、すなわちフォトダイオ
ードの配列に対応している。なお、本実施形態では、電
荷転送方式としてインタライン転送方式が適用されてお
り、ＣＣＤ１３の垂直方向には、垂直転送部（図示せ
ず）がフォトダイオードの各列の間に設けられ、また、
垂直転送部に転送された電荷が転送される水平転送部
（図示せず）も設けられている。図２では、補色カラー
フィルタＣＣの配列が画素配列の上に設けられている状
態を示しており、画素配列の一部である８×８＝６４個
の画素配列が示されている。

【００３２】前述したように、動画像をモニタ５０に表
示する場合、被写体像を構成する画素数は、ＮＴＳＣ方
式に応じた有効画素数（約４１万画素）となる。ＣＣＤ
１２の全画素数が約１６０万画素であることから、ここ
では、隣接する４つの同色のフィルタ要素の位置に応じ
た４つの画素の中から１つの画素だけを選び出し、その
画素に蓄積される電荷のみを垂直転送路へ転送する。す
なわち、被写体像を縦横それぞれ１／４の縮小率の画像
に変換する。選ばれなかった残りの３つの画素に関して
は、蓄積される電荷を転送しない。このような４つの画
素の中から１つの画素を抽出する処理を各色毎にくり返
し実行することにより、被写体像を有効画素数で構成す
る。すなわち、被写体像に対して間引き処理（ダウンサ
ンプリング）を施す。

【００３３】図２に示す画素配列の各画素をＰ_jiと示
し、間引き処理によって選び出される各画素をＰ’_jiと
表すと、間引き処理によって選び出される画素Ｐ’
_jiは、次に示す４つの式（（１）〜（４））のいずれか
の式によって求められる。ただし、添字ｊ（０〜７）
は、画素Ｐ_ji、Ｐ’_jiの垂直方向の位置を示し、添字ｉ
（０〜７）は、画素Ｐ_ji、Ｐ’_jiの水平方向の位置を示
す。

【００３４】Ｐ’_ji＝Ｐ_ji （ｊ＜２，ｉ＜２）・・・（１）Ｐ’_ji＝Ｐ_j+2,i （ｊ≧２，ｉ＜２）・・・（２）Ｐ’_ji＝Ｐ_j,i+2 （ｊ＜２，ｉ≧２）・・・（３）Ｐ’_ji＝Ｐ_j+2,i+2 （ｊ≧２，ｉ≧２）・・・（４）

【００３５】例えば、隣接する４つの同色フィルタ要素
であるシアンＣｙ₁₁、Ｃｙ₁₂、Ｃｙ ₂₁、Ｃｙ₂₂の位置に
ある画素Ｐ₀₀、Ｐ₀₂、Ｐ₂₀、Ｐ₂₂の中から、シアンＣｙ
₁₁に応じた画素Ｐ₀₀が（１）式により画素Ｐ’₀₀として
抽出される。同じように、隣接する４つのフィルタ要素
であるイエローＹ₃₃、Ｙｅ₃₄、Ｙｅ₄₃、Ｙｅ₄₄の位置に
あるた画素Ｐ₅₄、Ｐ₅₆、Ｐ₇₄、Ｐ₇₆の中から、イエロー
Ｙｅ₃₃に応じた画素Ｐ ₅₄が（４）式により画素Ｐ’₃₂と
して抽出される。

【００３６】このような間引き処理をＣＣＤ１２に形成
される被写体像、すなわち全画素数で構成される被写体
像に対して施すことにより、約１６０万の画素数で構成
される被写体像は、約１／４である４１万の有効画素数
で構成される被写体像に変換される。すなわち、ＣＣＤ
１２上に結像される被写体像は、約１６０万の画素数に
より構成されるが、実際にＣＣＤ１２から読み出される
画像信号は、撮像画像を動画像としてモニタ５０に表示
する場合、有効画素数（約４１万画素）で構成される被
写体像に応じた画像信号となる。

【００３７】なお、図２では、メガピクセルＣＣＤとし
てＣＣＤ１２の画素数を約１６０万画素とし、間引き処
理によって被写体像を構成する画素数を約４１万画素の
有効画素数に変換しているが、様々な画素数のメガピク
セルＣＣＤを有するスコープ１０においても有効画素数
で画像を構成することが可能である。ＣＣＤ１２の画素
数がＵの場合、有効画素数をＤとしたとき、全画素で構
成される画像を縦横それぞれＤ／Ｕ倍の縮小率となる画
像になるように間引き処理を施せばよい。このとき、
（１）〜（４）式は、縮小率および補色カラーフィルタ
のフィルタ要素の配列によって変わる。なお、整数倍お
よび有利数倍の間引き処理は従来公知である。

【００３８】図３は、システムコントロール回路３４内
のＣＰＵ２２によって実行される内視鏡装置全体の動作
を示すフローチャートである。

【００３９】ステップ１０１では、電源がＯＮ状態にな
ることによって、絞り３０や光源２９などに関する設定
値がそれぞれ初期値に設定される。ステップ１０２で
は、スコープ１０に関連する処理が施される。図１に示
されたスコープ１０の画素数は約１６０万画素である
が、本実施形態では、プロセッサ２０には従来型の画素
数が有効画素数以下のＣＣＤ１２を備えたタイプのスコ
ープ１０も接続可能である。

【００４０】ステップ１０３では、キーボード５１の操
作に関する処理が施される。ステップ１０５では、その
他の処理、例えばパネルスイッチ３５の操作に対する処
理が施される。

【００４１】このような内視鏡装置全体の動作は、電源
がＯＦＦになるまで繰り返し行われ、ステップ１０２〜
１０４における各ステップでは、サブルーチンが実行さ
れる。

【００４２】図４は、図３のステップ１０２のサブルー
チンを示した図である。

【００４３】ステップ２０１では、スコープ１０の交換
がなされたか否かが判定される。すなわち、今まで接続
されていたスコープ１０が取り外されて別のスコープ１
０が新たにプロセッサ２０に接続されたか否かを判別す
る。新たにスコープ１０がプロセッサ２０に接続された
と判断されると、ステップ２０２に進む。新たにスコー
プ１０がプロセッサ２０に接続されてはいないと判断さ
れると、このサブルーチンは終了し、ステップ１０２に
戻る。なお、図３のステップ１０１が実行された後始め
てステップ２０１に進む場合（電源がＯＮ状態になって
はじめてステップ２０１に進む場合）には、ステップ２
０２に進む。ステップ２０２では、プロセッサ２０に接
続されたスコープ１０のＥＥＰＲＯＭ１５から読み出さ
れたＣＣＤ１２の画素数に関するデータに基づいて、Ｃ
ＣＤ１２の画素数が有効画素数より多いか否かが判定さ
れる。

【００４４】ステップ２０２においてＣＣＤ１２の画素
数が有効画素数よりも多いと判断された場合、ステップ
２０３に進む。ステップ２０３では、間引き処理が施さ
れる。すなわち、有効画素数によって構成される被写体
像に応じた画像信号がＣＣＤ１２から順次読み出され
る。そして、ステップ２０４では、有効画素数に応じた
ビデオ信号がモニタ５０へ順次出力され、これにより、
撮像画像が動画像としてモニタ５０に表示される。ステ
ップ２０４が実行されると、サブルーチンは終了する。

【００４５】一方、ステップ２０２においてＣＣＤ１２
の画素数が有効画素数よりも多くないと判断された場
合、ステップ２０６に進む。ステップ２０６では、ＣＣ
Ｄ１２の画素数が有効画素数以下であるため、ＣＣＤ１
２の全画素数で構成される被写体像に応じた画像信号が
順次ＣＣＤ１２から読み出される。例えば、接続された
スコープ１０内のＣＣＤ１２の画素数が約３０万画素で
あれば、全画素に発生する画像信号がＣＣＤ１２から読
み出される。ステップ２０６では、有効画素数以下であ
るＣＣＤ１２の全画素で構成される撮像画像に応じたビ
デオ信号がモニタ５０に出力され、これにより、撮像画
像が動画像としてモニタ５０に表示される。このとき、
撮像画像は、モニタ５０の画面の一部のエリアに表示さ
れる。ステップ２０６が実行されると、サブルーチンは
終了する。

【００４６】図５は、被写体像を静止画像データとして
外部に出力する静止画像出力動作を示す割り込みルーチ
ンである。この割り込みルーチンは、スコープ１０の記
録スイッチ１８（図１参照）が押下されると、図３のメ
インルーチンに割り込んで実行開始される。

【００４７】ステップ３０１では、スコープ１０内のＣ
ＣＤ１２の全画素に蓄積された電荷がＣＣＤ１２から読
み出される。ここでは、プロセッサ２０に接続されたス
コープ１０内のＣＣＤ１２の画素数に関わらず、全画素
数で構成される被写体像に応じた画像信号がＣＣＤ１２
から読み出される。

【００４８】ステップ３０２では、読み出された画像信
号が、ＣＣＤプロセス回路２１、Ａ／Ｄ変換器２２を経
てデジタル信号として画像メモリ２３に一時的に格納さ
れる。そして、画像メモリ２３からデジタルの画像信号
が読み出されると、システムコントロール回路３４にお
いて静止画像データに変換され、パーソナルコンピュー
タ５４や画像記録装置５５へ出力される。ステップ３０
２が実行されると、この割り込みルーチンは終了する。
これにより、再び撮像画像が動画像としてモニタ５０に
表示される。

【００４９】このように第１の実施形態によれば、スコ
ープ１０内のＣＣＤ１２の画素数がＮＴＳＣ方式に応じ
た有効画素数よりも多い場合、撮像画像をモニタ５０に
表示する場合には有効画素数で構成される被写体像に応
じた画像信号のみがＣＣＤ１２から読み出され、撮像画
像を静止画像データとして外部へ出力する場合、全画素
数で構成される被写体像に応じた画像信号がＣＣＤ１２
から読み出される。これにより、モニタ５０の解像度
（カラーテレビジョン方式）に従って撮像画像をモニタ
５０に表示できるとともに、全画素数で構成される被写
体像をパーソナルコンピュータ５４や画像記録装置５５
へ静止画像データとして送ることができる。パーソナル
コンピュータ５４において送られてきた画像データに基
づいて印刷を実行することにより、全画素数で構成され
る撮像画像、すなわち、高解像度の画像を得ることがで
き、また、画像記録装置５５において補助記憶装置に記
録された静止画像データに基づいて、高解像度モニタ５
６に高解像度の撮像画像を表示することができる。高解
像度の撮像画像を得ることによって、患部を正確に診断
することができる。

【００５０】画素数調整回路１７がスコープ１０内に設
けられているため、既存のプロセッサ２０内の構成を変
更することなく、メガピクセルＣＣＤを有するスコープ
１０および従来のような画素数が少ないＣＣＤを有する
スコープ１０両方に対応するプロセッサ２０を容易に製
造することが可能である。

【００５１】本実施形態では、図４のサブルーチンに示
すように、プロセッサ２０に接続されているスコープ１
０内に設けられたＣＣＤ１２の画素数が有効画素数であ
るか否かが判断される。そして、有効画素数以上の画素
数であれば、間引き処理を行って、有効画素数に基づく
被写体像がモニタ５０の画面全体に表示され、一方、Ｃ
ＣＤ１２の画素数が有効画素数以下であれば、そのまま
全画素数の画像信号がＣＣＤ１２から読み出される。こ
れにより、画素数の少ないＣＣＤ１２のスコープ１０を
使用した場合には、間引き処理が施されないため、その
ＣＣＤ１２における最大限の解像度で被写体像をモニタ
５０に表示することができる。このように、本実施形態
では、メガピクセルＣＣＤおよび従来の有効画素数以下
のＣＣＤどちらにも対応して撮像画像を最大限の解像度
で表示することができる。なお、本実施形態では、画素
数が有効画素数より多い場合、有効画素数で被写体像を
構成する、すなわち被写体像をモニタ５０の画面全体に
表示するが、モニタ５０の画面の一部のエリアに被写体
像を表示する構成にしてもよい。この場合、画素数が有
効画素数より多い場合、そのエリアに応じた有効画素数
以下の画素数で被写体像を構成する。

【００５２】本実施形態では、モニタ５０のカラーテレ
ビジョン方式としてＮＴＳＣ方式が適用されているが、
代わりに、ＰＡＬ方式やハイビジョン方式、あるいはク
リアビジョン方式のモニタを適用させてもよい。この場
合、プロセッサ２０内では、適用されるテレビジョン方
式に応じた有効画素数（例えば、ハイビジョンの場合で
は約１８０万画素）で被写体像が構成されるとともに、
有効画素数に応じたビデオ信号が生成される。また、外
部機器としてデジタル静止画像データを直接受信可能で
プリンタドライバが組み込まれた高解像度画像印刷可能
なプリンタを接続してもよい。

【００５３】画素数調整に関しては、有効画素数で構成
される被写体像に応じた画像信号のみが画素数調整回路
１７へ送る構成に限定されず、全画素分の画像信号を画
素数調整回路１７へ送り、画素数調整回路１７において
有効画素数で構成される被写体像に応じた画像信号のみ
ＣＣＤプロセス回路２１へ送る構成にしてもよい。ある
いは、図６に示すように、画素数調整回路１７をプロセ
ッサ２０内の画像メモリ２３の出力側に設け、ＣＣＤ１
２の全画素数で構成される撮像画像に応じた画像信号を
画像メモリ２３から出力させ、画素数調整回路１７にお
いて画素数を調整する構成にしてもよい。この場合、記
録スイッチ１８が押下されると、画素数調整回路１７か
ら全画素数に応じた画像信号がシステムコントロール回
路３４へ送られる。

【００５４】次に、図７、図８を用いて、第２の実施形
態である電子内視鏡装置について説明する。第２の実施
形態では、第１の実施形態と異なり、図２に示す間引き
処理（ダウンサンプリング）の代わりに平均操作法によ
って画素数を変換する。

【００５５】図７は、第２の実施形態である電子内視鏡
装置のブロック図である。第１の実施形態と同じよう
に、約１６０万画素のＣＣＤ１２を有するスコープ１０
がプロセッサ２０に接続されている。

【００５６】モニタ５０に撮像画像を表示する場合、Ｃ
ＣＤ１２において発生した全画素の画像信号がＣＣＤ１
２から読み出される。すなわち、全画素数（約１６０万
画素）で構成される被写体像に応じた画像信号が画素数
調整回路１７へ送られる。

【００５７】画素数調整回路１７では、後述するよう
に、平均操作法によって被写体像を構成するように画素
変換が施される。変換後の被写体像を構成する画素数
は、ＮＴＳＣ方式に応じた有効画素数（約４１万画素）
である。変換された画素により構成され、かつ有効画素
数で構成される被写体像に応じた画像信号がＣＣＤプロ
セス回路２１へ送られる。画素変換は、システムコント
ロール回路３４から送られてくる制御信号に基づいて実
行される。

【００５８】記録スイッチ１８が押下されると、画素数
調整回路１７に入力された画像信号は、画素変換される
ことなく、そのままＣＣＤプロセス回路２１へ送られ
る。そして、、全画素数で構成される被写体像に応じた
画像信号がシステムコントロール回路３４を介して外部
へ出力される。他の構成に関しては、第１の実施形態と
同じである。

【００５９】図８は、画素数調整回路１７において実行
される平均操作法を示した図である。図８に示した画素
配列は、図３に示した画素配列と同じであり、補色カラ
ーフィルタＣＣの配列も同じである。８×８＝６４個の
画素が配列されている。

【００６０】第２の実施形態では、約１６０万画素で構
成される被写体像を約４１万画素で構成される被写体像
にするため、隣接する４つの同色フィルタ要素に応じた
４つの画素の平均を求め、その平均の画素から被写体象
を構成する方法（平均操作法）を適用する。平均操作法
により算出される各画素をＰ’_jiとして表すと、画素
Ｐ’_jiは、次式（（５）〜（８））によって算出され
る。ただし、添字ｊ、ｉは、第１の実施形態と同じよう
に画素Ｐ_ji、Ｐ’_jiのそれぞれ垂直、水平方向の位置を
示す。

【００６１】Ｐ’_ji＝（Ｐ_j,i＋Ｐ_j,i+2＋Ｐ_j+2,i＋Ｐ_j+2,i+2）／４（ｉ＜２，ｊ＜２）・・・（５）Ｐ’_ji＝（Ｐ_j,i+2＋Ｐ_j,i+4＋Ｐ_j+2,i+2＋Ｐ_j+2,i+4）／４（ｉ≧２，ｊ＜２）・・・（６）Ｐ’_ji＝（Ｐ_j+2,i＋Ｐ_j+2,i+2＋Ｐ_j+4,i＋Ｐ_j+4,i+2）／４（ｊ≧２，ｉ＜２）・・・（７）Ｐ’_ji＝（Ｐ_j+2,i+2＋Ｐ_j+2,i+4＋Ｐ_j+4,i+2＋Ｐ_j+4,i+4）／４（ｊ≧２，ｉ≧２）・・・（８）

【００６２】例えば、画素Ｐ’₁₃は、隣接する４つの同
色フィルタ要素であるグリーンＧ₁₃、Ｇ₁₄、Ｇ₂₃、Ｇ₂₄
に応じた４つの画素Ｐ₁₅、Ｐ₁₇、Ｐ₃₅、Ｐ₃₇の平均であ
り、（６）式により求められる。あるいは、画素Ｐ’₂₂
は、隣接する４つの同色フィルタ要素であるシアンＣｙ
₃₃、Ｃｙ₃₄、Ｃｙ₄₃、Ｃｙ₄₄に応じた４つの画素Ｐ₄₄、
Ｐ₄₆、Ｐ₆₄、Ｐ₆₆の平均であり、（８）式により求めら
れる。

【００６３】このような画素変換処理をＣＣＤ１２に形
成される全画素数で構成される被写体像に対して行うこ
とにより、平均である画素により被写体像が構成される
とともに、被写体像を構成する画素数が有効画素数に変
換される。

【００６４】ここでは、第１の実施形態と同じように、
メガピクセルＣＣＤとしてＣＣＤ１２の画素数を約１６
０万画素とし、平均操作法によって被写体像を構成する
画素数を約４１万画素の有効画素数に変換しているが、
様々な画素数のメガピクセルＣＣＤを有するスコープ１
０においても有効画素数で画像を構成することが可能で
ある。ＣＣＤ１２の画素数がＵの場合、有効画素数をＤ
としたとき、従来公知であるように、全画素で構成され
る画像を縦横それぞれＤ／Ｕ倍の縮小率となる画像にな
るように平均操作法を施えばよい。このとき、（５）〜
（８）式は、縮小率および補色カラーフィルタのフィル
タ要素の配列によって変わる。

【００６５】このように第２の実施形態によれば、平均
操作法により被写体像を構成する画素数が有効画素数に
変換される。平均操作法を適用することにより、変換後
の撮像画像に折り返し歪み（エリアシング）が発生する
ことがなく、間引き処理により得られる撮像画像に比べ
て良質の撮像画像がモニタ５０にいおいて表示される。
また、モニタ５０においても全画素数で構成される高画
質の撮像画像が表示されるため、患部の状態を正確に診
断することができる。

【００６６】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、スコープ
内のＣＣＤの画素数に関わらずモニタのカラーテレビジ
ョン方式に従って撮像画像を動画像としてモニタに表示
するとともに、メガピクセルＣＣＤをスコープ内に設け
た場合には高解像度の静止画像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施形態である電子内視鏡装置のブロッ
ク図である。

【図２】間引き処理を示した図である。

【図３】電子内視鏡装置全体の動作を示すメインルーチ
ンである。

【図４】図３のステップ１０２にサブルーチンである。

【図５】撮像画像の静止画像出力動作を示す割り込みル
ーチンである。

【図６】画素数調整回路をプロセッサ２０内に設けた場
合の電子内視鏡装置のブロック図である。

【図７】第２実施形態である電子内視鏡装置のブロック
図である。

【図８】平均操作法を示した図である。

【符号の説明】

１０スコープ１２ＣＣＤ（撮像素子）１７画素数調整回路２０プロセッサ３６ＣＰＵ５０モニタ５４パーソナルコンピュータ５５画像記録装置

フロントページの続きＦターム(参考） 2H040 BA00 CA03 CA09 CA11 CA12 CA23 GA02 GA05 GA06 GA10 GA11 4C061 AA00 BB01 CC06 DD00 LL02 MM05 NN01 NN10 SS03 5C054 CC03 EH00 EH04 EH07 EJ07 HA12

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被写体像が形成される撮像素子を有する
スコープと、前記スコープと被写体像を表示するための
モニタとが接続されるとともに、被写体像を前記モニタ
に表示するため前記撮像素子に発生する被写体像に応じ
た画像信号を処理するプロセッサとからなる電子内視鏡
装置であって、前記画像信号を静止画像データに変換し、静止画像デー
タを受信可能な外部の静止画像データ処理システムへ出
力する信号出力手段と、被写体像を構成する画素数を調整する画素数調整手段と
を備え、前記画素数調整手段が、被写体像を前記モニタに表示す
る場合には被写体像を前記モニタに応じた有効画素数以
下で構成し、前記静止画像データを外部へ出力する場合
には被写体像を前記撮像素子の全画素数で構成すること
によって、有効画素数以下で構成される被写体像が前記
モニタに表示されるとともに、全画素数で構成される被
写体像に応じた静止画像データが出力されることを特徴
とする電子内視鏡装置。
【請求項２】前記撮像素子の全画素数が前記モニタに
応じた有効画素数より多いか否かを判別する画素数判別
手段をさらに有し、前記画素数調整手段が、前記撮像素
子の画素数が有効画素数より多い場合、被写体像を構成
する画素数を調整することを特徴とする請求項１に記載
の電子内視鏡装置。
【請求項３】前記有効画素数が、前記モニタのカラー
テレビジョン方式に従う画素数であることを特徴とする
請求項２に記載の電子内視鏡装置。
【請求項４】前記画素数調整手段が、被写体像を前記
モニタに表示する場合、前記撮像素子の全画素数で構成
される被写体像に対して間引き処理を施すことにより、
被写体像を有効画素数で構成することを特徴とする請求
項２に記載の電子内視鏡装置。
【請求項５】前記画素数調整手段が、被写体像を前記
モニタに表示する場合、前記撮像素子の全画素数で構成
される被写体像に対して平均操作法を施すことにより、
被写体像を有効画素数で構成することを特徴とする請求
項２に記載の電子内視鏡装置。
【請求項６】前記画素数調整手段が、被写体像を前記
モニタに表示する場合には有効画素数で構成される被写
体像に応じた画像信号を前記撮像素子から読み出し、静
止画像データを出力する場合には前記撮像素子の全画素
数で構成される被写体像に応じた画像信号を前記撮像素
子から読み出すことを特徴とする請求項２もしくは請求
項４のいずれかに記載の電子内視鏡装置。
【請求項７】前記画素数調整手段が、前記撮像素子の
全画素数で構成される被写体像に応じた画像信号を前記
撮像素子から読み出した後、被写体像を前記モニタに表
示する場合には読み出された画像信号を有効画素数で構
成される被写体像に応じた画像信号に変換して前記プロ
セッサへ送り、静止画像データを出力する場合には読み
出された画像信号をそのまま前記プロセッサへ送ること
を特徴とする請求項２もしくは請求項４もしくは請求項
５のいずれかに記載の電子内視鏡装置。
【請求項８】前記画素数調整手段が、前記撮像素子の
画素数が有効画素数より少ない場合、被写体像を構成す
る画素数を調整しないことによって、常に前記撮像素子
の全画素数で構成される被写体像に応じた画像信号が前
記撮像素子から読み出されることを特徴とする請求項２
に記載の電子内視鏡装置。
【請求項９】前記静止画像データ処理システムが、高
解像度の画像を印刷可能なプリンタが接続されるコンピ
ュータシステム、静止画像データを受信して補助記憶装
置に記録可能な画像記録装置を含む処理システムである
ことを特徴とする請求項２に記載の電子内視鏡装置。
【請求項１０】被写体像が形成される撮像素子を有す
るスコープと被写体像を表示するためのモニタとが接続
されるとともに、被写体像を前記モニタに表示するため
前記撮像素子に発生する被写体像に応じた画像信号を処
理する電子内視鏡装置のプロセッサであって、前記画像信号を静止画像データに変換し、静止画像デー
タを受信可能な外部の静止画像データ処理システムへ出
力する信号出力手段と、被写体像を構成する画素数を調整する画素数調整手段と
を備え、前記画素数調整手段が、被写体像を前記モニタに表示す
る場合には被写体像を前記モニタに応じた有効画素数以
下で構成し、前記静止画像データを外部へ出力する場合
には被写体像を前記撮像素子の全画素数で構成すること
によって、有効画素数以下で構成される被写体像が前記
モニタに表示されるとともに、全画素数で構成される被
写体像に応じた静止画像データが出力されることを特徴
とする電子内視鏡装置のプロセッサ。