(57)【要約】【課題】輝度信号に付随した同期信号レベルを固定し、デコーダから出力されるデータの映像信号レベルをどの内視鏡でも一定とすることを目的とする。【解決手段】同期信号調整回路をデコーダの入力段に配置することにより、シンクチップによるクランプを用いても、内視鏡の個体差による同期信号レベルのばらつきをなくし、デコーダ入力輝度信号の同期信号レベルを特定の値に一定に保つことができる。その結果デコーダから出力される映像信号レベルのばらつきは抑えられ、モニターに表示される映像を一定に保つことができる。  【選択図】      図４
2005304682.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像した映像を、輝度信号を含む画像信号にしてプロセッサに伝送する内視鏡と、
前記画像信号に含まれる輝度信号をシンクチップ部分でクランプすると共に前記輝度信号の同期信号レベルを所定値にする同期信号調整回路と、前記同期信号調整回路から出力された輝度信号と前記画像信号に含まれる輝度信号以外の信号を各々のデジタル信号に変換するデコーダと、デコーダから出力された各デジタル信号に所定の処理を施すデジタル処理回路と、前記デジタル処理回路から出力された信号を表示装置用の映像信号に変換するエンコーダとを有するプロセッサと、
を備えた内視鏡システム。
【請求項２】
前記同期信号調整回路は、前記輝度信号から同期信号部分を埋め込んだ信号を分離取得し、その結果の映像分離信号を出力する映像信号分離回路と、
前記映像分離信号のぺデスタル部分の電圧レベルが所定の電圧値となるように前記映像分離信号全体を電圧軸に沿って移動させ、その結果の可変後映像信号を出力する映像信号可変回路と、
前記輝度信号より同期信号を分離取得する同期信号分離回路と、
前記可変後映像信号と前記同期信号分離回路で分離取得された同期信号を再合成することにより、前記デコーダ入力用の輝度信号を生成する同期信号再合成回路と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡システム。
【請求項３】
前記同期信号再合成回路は、前記可変後映像信号のぺデスタル部分において前記同期信号分離回路で分離取得された同期信号から得られた同期信号部分に対応する部分の電圧を所定の値にすることで再合成を行う、
ことを特徴とする請求項２に記載の内視鏡システム。
【請求項４】
前記同期信号再合成回路は、トランジスタを備え、前記トランジスタのベース端子には前記同期信号分離回路で分離取得された同期信号が入力され、エミッタ端子はグランドに接地され、コレクタ端子は前記映像信号可変回路の出力に接続されることを特徴とする請求項２に記載の内視鏡システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
電子内視鏡において、撮像した画像を表示する方法に関する。  
【背景技術】
【０００２】
従来より、スコープ先端に設けられた撮像装置により患部を撮像し、撮像装置から出力される画像信号を画像処理装置により処理して、モニタに表示する電子内視鏡が知られている。  
【０００３】
図１は従来の内視鏡システム３００の概略構成図である。内視鏡システム３００は、内視鏡３０１とプロセッサ３０２及びモニター（表示装置）３０９を備える。また、内視鏡３０１は撮像装置を含む画像信号生成部３０３を備え、プロセッサ３０２は、フィルタ３０４、増幅器３０５、デコーダ３０６、デジタル処理回路３０７及びエンコーダ３０８を備える。内視鏡３０１の画像信号生成部３０３は、例えばＹ／Ｃ方式では輝度信号（Ｙ信号）と色信号（Ｃ信号）からなる画像信号を出力し、画像信号生成部３０３からプロセッサ３０２へ送られた画像信号３１０は、フィルタ３０４や増幅器３０５などを経由してアナログの画像信号３１１となり、デコーダにてデジタルの画像信号に変換された後、デジタル処理回路３０７にて所定のデジタル処理を施され、エンコーダ３０８によりモニター３０９に映像を表示させるためのモニター表示用の映像信号３１２に変換される。この時、画像信号生成部３０３はフィルタ３０４、増幅器３０５を介してデコーダ３０６に直結された形となっており、画像信号に含まれる輝度信号に付随する同期信号を加工・調整する部分はなかった。
【０００４】
上記データ取得方法では、内視鏡３０１から送られてくる画像信号３１０に含まれる輝度信号に付随した同期信号レベルには内視鏡により個体差があるため、プロセッサ内部で増幅器３０５から出力された輝度信号に対してシンクチップ部分でクランプを行ってデコーダ３０６に入力した場合、デコーダ３０６から出力されるデータの映像信号レベルが内視鏡により変化してしまうという問題点があった。
【０００５】
図２は、画像信号に含まれる輝度信号の概略図である。内視鏡システム３００では、内視鏡３０１からの映像をモニター３０９に表示させるために、画像信号３１１をデコーダ３０６、デジタル処理回路３０７及びエンコーダ３０８によりデータ処理を行ってアナログ又は、デジタルの映像信号３１２を生成している。このデコーダ３０６には、画像信号３１１に含まれる輝度信号の同期信号のシンクチップ部分３１３をクランプすることで動作能力が最適化されるものが多く存在する。デコーダ３０６に入力される輝度信号の同期信号レベル３１５が想定した一定値よりも小さい場合には、デコーダ３０６から出力される映像信号レベル３１４は、相対的に大きくなるため画面は本来の画像よりも明るく表示される。またデコーダに入力される輝度信号の同期信号レベル３１５が想定した一定値よりも大きい場合には、画面は本来の画像よりも暗く表示される。
【０００６】
以上のように、内視鏡ごとに同期信号レベルにばらつきがあると、デコーダから出力される映像信号レベルにもばらつきがでるため、映像信号レベルが内視鏡により変化してしまうという問題点が生じていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、以上のような事情に鑑みてなされたもので、輝度信号に付随した同期信号レベルを固定し、デコーダから出力されるデータの映像信号レベルをどの内視鏡でも一定とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
このため請求項１記載の内視鏡システムは、撮像した映像を、輝度信号を含む画像信号にしてプロセッサに伝送する内視鏡と、画像信号に含まれる輝度信号をシンクチップ部分でクランプすると共に輝度信号の同期信号レベルを所定値にする同期信号調整回路と、同期信号調整回路から出力された輝度信号と画像信号に含まれる輝度信号以外の信号を各々のデジタル信号に変換するデコーダと、デコーダから出力された各デジタル信号に所定の処理を施すデジタル処理回路と、デジタル処理回路から出力された信号を表示装置用の映像信号に変換するエンコーダとを有するプロセッサと、を備える、ことを特徴とする。上記構成によれば、上記目的を達成される。つまり輝度信号に付随した同期信号レベルを固定し、映像信号レベルをどの内視鏡でも一定とすることが可能となる。
【０００９】
このため請求項２記載の同期信号調整回路は、同期信号調整回路は、輝度信号から同期信号部分を埋め込んだ信号を分離取得し、その結果の映像分離信号を出力する映像信号分離回路と、映像分離信号のぺデスタル部分の電圧レベルが所定の電圧値となるように映像分離信号全体を電圧軸に沿って移動させ、その結果の可変後映像信号を出力する映像信号可変回路と、輝度信号から同期信号を分離取得する同期信号分離回路と、前記可変後映像信号と前記同期信号分離回路で分離取得された同期信号を再合成することにより、前記デコーダに入力される輝度信号を生成する同期信号再合成回路と、を備えることを特徴とする。上記構成によれば、輝度信号に付随した同期信号レベルを一定値に固定する同期信号調整回路の提供が可能となる。
【００１０】
このため請求項３記載の同期信号再合成回路は、同期信号から得られた同期信号部分に相当する可変後映像信号のぺデスタル部分の電圧を所定の値にすることで再合成を行う、ことを特徴とする。上記構成によれば、可変後映像信号に同期信号を復元することが容易にできる。
【００１１】
このため請求項４記載の同期信号再合成回路は、トランジスタを備え、トランジスタのベース端子には同期信号分離回路で分離取得された同期信号が入力され、エミッタ端子はグランドに接地され、コレクタ端子は映像信号可変回路の出力に接続されることを特徴とする。上記構成によれば、可変後映像信号に同期信号を復元することが容易にできる。
【発明の効果】
【００１２】
同期信号調整回路をデコーダの入力前に設置することで、内視鏡の個体差による同期信号レベルのばらつきをなくし、その結果シンクチップによるクランプを用いても、デコーダから出力される信号の映像信号レベルを一定に保つことができ、映像の信頼性向上が可能となった。  
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図３及び図７を用いて本発明の第１の実施形態を説明する。図３は内視鏡システム１００の概略構成図である。内視鏡システム１００は、内視鏡１とプロセッサ２及びモニター（表示装置）９とを有する。内視鏡１は画像信号生成部３が備えるCCD等の撮像素子（不図示）により、医療用では被検者の体腔内、工業用では水道管、ガス管、ダクトの内面等の映像を撮像して画像信号１１を取得し、その信号をプロセッサ２に伝送する。この時点の画像信号１１は一般にはアナログ信号となっている。
【００１４】
プロセッサ２は、フィルタ４、増幅器５、同期信号調整回路１０、デコーダ６、デジタル処理回路７及びエンコーダ８を有する。画像信号１１は、フィルタ４、増幅器５他により適度に調整される。この増幅器５から出力された画像信号の内、輝度信号が調整回路入力輝度信号１２となる。調整回路入力輝度信号１２は同期信号調整回路１０によりデコーダ６に入力される為のデコーダ入力輝度信号１３に変換される。また、増幅器５から出力された画像信号の内、輝度信号以外の信号はデコーダ６へ入力される。（不図示）そしてデコーダ入力輝度信号１３及び輝度信号以外の信号はデコーダ６により、デジタル処理を行うデジタル処理回路７に入力するための各デジタル信号に変換される。デジタル処理回路７により所定のデジタル処理を施された各デジタル信号はエンコーダ８によりモニター９に映像を表示させるためのモニター表示用の映像信号１４に変換される。この信号モニター表示用の映像信号１４は本願ではアナログの映像信号を想定しているが、デジタルの映像信号を使用することもありうる。
【００１５】
図７は、調整回路入力輝度信号１２の波形の概略図である。本明細書において記載されている信号の概略図は、縦軸を電圧値で示す電圧軸１０１とし、また横軸は時間軸１０２とする。しかしながら前記数値軸は説明をわかりやすくするためのもので、同様なパラメータを使用してもよい。
【００１６】
一般的にデコーダは、同期信号のシンクチップ部分３３でクランプされた信号の入力によって動作能力が最適化されるものと、ぺデスタル部分３２でクランプされた信号の入力によって動作能力が最適化されるものがある。ここでクランプとは信号の基準状態を固定する事を意味し、例えば基準状態量を電圧とすると特定の電圧値に固定する事を意味する。またシンクチップとは、同期信号の底部を意味し、ぺデスタルとは、同期信号の頂部を意味する。本発明はシンクチップ部分３３でクランプされた信号に対して最も効果を有するが、その他類似の信号のレベル調整に用いられてもよい。
【００１７】
図示されている信号は一つの水平走査期間１０５の信号のみ表示されているが、実際には時間軸に沿って同様の信号が連続的に並んでいる。同期信号成分９０は、シンクチップ部分３３とぺデスタル部分３２の間にある信号を示し、映像信号成分９１はぺデスタル部分３２より電圧軸１０１にそって＋方向にある信号を示す。また同期信号成分９０は、水平同期信号と図示されていない垂直同期信号の両方から構成されており、本願でいう同期信号は前記両方の信号からなる複合同期信号を意味している。またモニターの水平方向一列を走査する信号は、水平走査期間１０５で表され、時間軸１０２にそって同期信号の始点１０６から次の同期信号の始点１０８までの区間の信号である。また時間軸１０２にそって同期信号の始点１０６から同期信号の終点１０７までの区間の信号で一つの同期信号が定義されている。
【００１８】
同期信号レベル３５は、伝送されて適度に変換された調整回路入力輝度信号１２の同期信号成分９０の大きさを表し、映像信号レベル３４は、内視鏡１から伝送されて適度に変換された調整回路入力輝度信号１２の映像信号成分９１の大きさを表している。この映像信号成分９１に、内視鏡１で撮像された映像の情報が含まれている。
【００１９】
調整回路入力輝度信号１２の同期信号レベル３５をある特定の一定値に制御する同期信号調整回路１０をデコーダ６の入力前に配置することにより、同期信号レベル３５を一定値に制御できデコーダから出力される映像信号レベル３４のばらつきを抑え、内視鏡毎に、電圧レベルに関しばらつきのない映像信号１４が提供可能となる。ここで一定値は任意の値に選択可能であるものとする。
【００２０】
図４及至図７を用いて本発明を詳しく説明する。図４は同期信号調整回路１０の概略構成図である。同期信号調整回路１０は同期信号分離回路１５と映像信号分離回路１６と映像信号可変回路１７と同期信号再合成回路１８を有する。調整回路入力輝度信号１２は、同期信号分離回路１５を介する同期信号経路４６の信号と、映像信号分離回路１６と映像信号可変回路１７を介する映像信号経路４７の信号に分離され、同期信号再合成回路１８で両信号は再合成されデコーダ入力輝度信号１３を出力する。
【００２１】
ここで同期信号経路４６に沿って信号の流れをみると、調整回路入力輝度信号１２は同期信号分離回路１５により、調整回路入力輝度信号１２の同期信号成分９０のみを分離取得し同期信号４２を出力する。出力された同期信号４２は同期信号再合成回路１８に入力され映像信号経路４７の信号と再合成が行われる。
【００２２】
次に映像信号経路４７に沿って信号の流れをみると、調整回路入力輝度信号１２は映像信号分離回路１６により、調整回路入力輝度信号１２の映像信号成分９１のみを分離取得し映像分離信号４３を出力する。出力された映像分離信号４３は映像信号可変回路１７に入力され、ぺデスタル部分３２の電圧レベルをある所定の電圧値にするように映像分離信号４３全体を電圧軸１０１に沿って移動させる演算が行われ可変後映像信号４４が出力される。出力された可変後映像信号４４は、同期信号再合成回路１８に入力され同期信号経路４６の信号と再合成が行われる。
【００２３】
図５は本発明の同期信号調整回路１０の概略信号図を示したものである。図５によって各回路の機能を詳しく説明することにする。
【００２４】
まず同期信号分離回路１５について説明を行う。同期信号分離回路１５は調整回路入力輝度信号１２から同期信号４２を取り出す回路である。回路にはオペアンプを応用したコンパレータを用いて、同期信号４２を取り出している。この同期信号４２は水平同期信号と垂直同期信号からなる複合同期信号である。なお、この同期信号４２は後続の回路動作の都合上極性反転して出力している。
【００２５】
次に映像信号分離回路１６について説明を行う。図５の映像信号分離回路１６は調整回路入力輝度信号１２から映像信号成分９１を取り出す回路である。この回路の動作はブランキング期間の信号を用いて、調整回路入力輝度信号１２の同期信号部分７０を埋め込むことにより行われる。ここでいう埋め込むこととは、シンクチップ部分３３の電圧値をぺデスタル部分３２の電圧値と同じ値にすることである。このとき出力される映像分離信号４３のぺデスタル部分の信号値は調整回路入力輝度信号１２のぺデスタル部分の信号値と同じ値に保持されたままになる。
【００２６】
次に映像信号可変回路１７について説明を行う。図５の映像信号可変回路１７は映像分離信号４３のぺデスタル部分３２の電圧値があらかじめ設定された所定の電圧値になるように映像分離信号４３全体を電圧軸１０１に沿って移動させ、その結果生じた可変後映像信号４４を出力する回路である。このあらかじめ設定された所定の電圧値はデコーダで内部想定されている電圧値、或いは使用者が任意に設定する電圧値どちらでも良く、自由に設定できるものである。
【００２７】
次に同期信号再合成回路１８について説明を行う。図５の同期信号再合成回路１８は、同期信号４２と可変後映像信号４４を再合成する回路である。同期信号４２と可変後映像信号４４はもともと同じ信号から分離したものであるため、同期信号４２の同期信号部分７５の位置は、映像信号分離回路１６で埋め込まれた同期信号部分７６の位置と一致している。そこで調整回路入力輝度信号１２の同期信号のシンクチップ部分を極性反転させることにより得られた同期信号４２の頂点部分３９に相当する位置の可変後映像信号４４のぺデスタル部分３２の電圧値を基準状態の値である０Ｖにすることにより再合成し、可変後映像信号４４に演算後同期信号５０を生成している。別の言い方をすると、同期信号経路４６を通過する信号の同期信号部分７０の時間軸１０２方向の情報を採取し、その情報に元づき可変後映像信号４４の対応する箇所のぺデスタル部分３２のシンクチップ部分に相当する部分の電圧（ボトム電圧３８）の値を０Ｖにすることを行っている。
【００２８】
図６は、図４の同期信号再合成回路１８のトランジスタオープンコレクタ接続の概略構成図である。トランジスタにはｎｐｎ形トランジスタが用いられ可変後映像信号４４はコレクタ８１に接続され、グランドはエミッタ８２に接続され、同期信号４２はベース８３に接続されている。ここでベース８３に、同期信号４２の頂点部分３９の入力があると、可変後映像信号４４は電流８５の方向に伝送されグランドに接地される。そのため同期信号に相当する部分の可変後映像信号４４のぺデスタル部分３２のシンクチップ部分に相当する部分は基準状態値である０Ｖになるため、可変後映像信号４４に演算後同期信号５０が生成される。以上の回路により同期信号レベル３５が一定値となったデコーダ入力輝度信号１３が生成される。なお、同期信号再合成回路１８としてトランジスタによるオープンコレクタ接続を示したが、より高速に遅延無く合成するために電解効果トランジスタ（ＦＥＴ）を用い、トランジスタと同じ接続でオープンドレイン接続する事も考えられる。
【００２９】
以上の回路構成の同期信号調整回路をデコーダの入力前に配置することにより、シンクチップによるクランプを用いても、内視鏡の個体差による同期信号レベル３５のばらつきをなくし、デコーダ入力輝度信号１２の同期信号レベル３５を特定の値に一定に保つことができる。その結果デコーダから出力される映像信号レベル３４のばらつきは抑えられ、デコーダから出力されるデータの映像信号１４を一定に保つことができ、映像の信頼性向上が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】従来の内視鏡システム３００の概略構成図である。
【図２】画像信号に含まれる輝度信号の概略図である。
【図３】本願発明の一実施例を示す概略構成図である。
【図４】本願発明の同期信号調整回路の概略構成図である。
【図５】同期信号調整回路の概略信号図である。
【図６】本願発明の同期信号再合成回路のトランジスタオープンコレクタ接続の概略構成図である。
【図７】輝度信号の波形の概略図である。
【符号の説明】
【００３１】
１、３０１  内視鏡
２、３０２  プロセッサ
３、３０３  画像信号生成部
４、３０４  フィルタ
５、３０５  増幅器
６、３０６  デコーダ
７、３０７  デジタル処理回路
８、３０８  エンコーダ
９、３０９  モニター（表示装置）
１０  同期信号調整回路
１１、３１０  画像信号
１２  調整回路入力輝度信号
１３  デコーダ入力輝度信号
１４、３１２  映像信号
１５  同期信号分離回路
１６  映像信号分離回路
１７  映像信号可変回路
１８  同期信号再合成回路
１００、３００  内視鏡システム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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