(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像素子を有し、プロセッサに接続される電子内視鏡装置のビデオスコープであって、
前記プロセッサの機種に応じて所定のレジスタに書き込まれるレジスタ設定データが格納されるメモリと、
前記ビデオスコープに設けられるとともに、前記所定のレジスタに格納される前記レジスタ設定データに基いて前記撮像素子から読み出される画像信号を処理する信号処理回路と、
前記プロセッサの機種を検出するプロセッサ機種検出手段と、
前記プロセッサの機種に応じた前記レジスタ設定データを前記メモリから読み出して前記所定のレジスタに格納するレジスタ設定データ書き込み手段とを備え、
前記レジスタ設定データが、前記プロセッサ内に設けられたプロセッサ側の信号処理回路、前記ビデオスコープに設けられた光ファイバー束の入射端へ光を集光させる集光光学系それぞれの特性のうち少なくとも１つの特性に従って定められるデータであることを特徴とする電子内視鏡装置のビデオスコープ。
【請求項２】
撮像素子を有し、プロセッサに接続される電子内視鏡装置のビデオスコープであって、
前記ビデオスコープに設けられ、前記撮像素子から読み出される画像信号を信号処理に関わるレジスタ設定データに基いて処理する信号処理手段と、
前記プロセッサの機種を判別するプロセッサ機種判別手段とを備え、
前記信号処理手段が、判別された前記プロセッサの機種に応じたレジスタ設定データに基いて画像信号を処理し、
前記レジスタ設定データが、前記プロセッサ内に設けられたプロセッサ側の信号処理回路、前記ビデオスコープに設けられた光ファイバー束の入射端へ光を集光させる集光光学系それぞれの特性のうち少なくとも１つの特性に従って定められることを特徴とする電子内視鏡装置のビデオスコープ。
【請求項３】
前記レジスタ設定データが、さらに、前記プロセッサ内に設けられたランプの集光ミラーの特性に従って定められるデータであることを特徴とする請求項１乃至請求項２のいずれかに記載の電子内視鏡装置のビデオスコープ。
【請求項４】
前記信号処理手段が、前記集光光学系の集光度合いの特性に従って定められるＲ、Ｇ、Ｂゲイン調整用のＲ、Ｂゲイン値およびＲ、Ｇ、Ｂ信号生成用のＲ、Ｇ、Ｂマトリクス係数のレジスタ設定データに基づき、画像信号を処理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のビデオスコープ。
【請求項５】
前記レジスタ設定データが、前記プロセッサの機種とともに改良品にも応じたデータであり、
前記プロセッサ機種検出手段が前記プロセッサの機種とともに改良番号を検出し、
前記レジスタ設定データ書き込み手段が、前記プロセッサの機種とともに改良番号に応じた前記レジスタ設定データを前記メモリから読み出して前記レジスタに格納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のビデオスコープ。
【請求項６】
前記信号処理手段が、前記プロセッサ側の信号処理回路のガンマ補正、画像輪郭強調処理の有無の特性に従って定められるガンマ補正値、および画像輪郭強調値のレジスタ設定データに基づき、画像信号を処理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のビデオスコープ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、胃などの器官を検査、処置等するための電子内視鏡装置に関し、特に、電子内視鏡の先端にある撮像素子から読み出される画像信号を処理するための信号処理回路に対するデータ設定に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の電子内視鏡装置においては、電子内視鏡（以下、ビデオスコープという）の先端に備えられた撮像素子から読み出される画像信号を処理するための信号処理回路がビデオスコープに設けられており、カラー（Ｒ、Ｇ、Ｂ）信号のゲインコントロールやガンマ補正、画像輪郭強調、色差信号生成などの処理が信号処理回路において施される。ゲインコントロールにおけるゲイン値やガンマ補正時のガンマ値など、画像信号処理の演算基準値となる信号処理に関わる設定データがメモリにあらかじめ記憶されており、データ初期設定時にデータがメモリから読み出され、信号処理回路の信号処理に関わるレジスタにレジスタ設定データとして書き込まれる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ビデオスコープが接続されるプロセッサに関しては、観察部位の照明光を放射する光源ランプの特性、ビデオスコープ先端部へ光を伝達する光ファイバー束の入射端にランプの光を集光させる集光光学系の特性、あるいはビデオスコープから送られてくる画像信号を処理するプロセッサ側の信号処理回路の特性などが、プロセッサの機種によって異なる。したがって、ビデオスコープ内に設けられた信号処理回路のレジスタに設定されたレジスタ設定データがプロセッサの特性に適合しない値をもつ場合、観察画像の色再現性などが悪くなる。
【０００４】
そこで本発明では、接続するプロセッサに適した信号処理を行うことができる電子内視鏡装置のビデオスコープを得ることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の電子内視鏡装置のビデオスコープは、撮像素子を有し、プロセッサに接続される電子内視鏡装置のビデオスコープであって、プロセッサの機種に応じて所定のレジスタに書き込まれるレジスタ設定データが格納されるメモリと、ビデオスコープに設けられるとともに、所定のレジスタに格納されるレジスタ設定データに基いて撮像素子から読み出される画像信号を処理する信号処理回路とを備える。レジスタ設定データには、ＲＧＢ信号生成処理のマトリクス係数、ＲＧＢゲインコントロールのゲイン値、ガンマ補正のガンマ補正値、画像輪郭強調のエンハンサ係数、色信号生成処理のマトリクス係数などが含まれる。これらレジスタ設定データを後で調整できるようにするため、メモリは、ＥＥＰＲＯＭ（Electronic Erasable Programmable ROM）などの書き換え可能メモリを適用するのがよい。プロセッサには、光源用ランプ、光ファイバー束の入射端へランプの光を集光させる集光光学系、ビデオスコープから送られてくる画像信号を処理してモニタなどへ出力するためのプロセッサ側の信号処理回路などが設けられており、集光光学系、プロセッサ信号処理回路の特性は各プロセッサの機種によって異なる。
【０００６】
例えば、光源用ランプ周辺には反射ミラーや集光ミラーが備えられているが、反射ミラー、集光ミラーの反射特性やコーティング特性によって、光ファイバー束の入射端に入射する光の分光分布特性が異なる。また、ランプと入射端との間に設けられる集光レンズに関しても、その特性の違いによって光の集光状態が変化し、光ファイバー束の出射端から射出する光の分光分布特性が異なる。観察部位に照射される光の分光分布特性が異なることから、撮像素子から読み出される画像信号の特性がプロセッサの集光光学系の特性によって異なってくる。さらに、画像信号に対して施されるガンマ補正、画像輪郭強調（エンハンスメント）がプロセッサ側の信号処理回路で実行される場合がある。本発明では、プロセッサの機種ごとに異なる集光光学系、信号処理回路の特性を考慮したビデオスコープ内の信号処理が実行される。すなわち、本発明のビデオスコープは、プロセッサの機種を検出するプロセッサ機種検出手段と、プロセッサの機種に応じたレジスタ設定データをメモリから読み出してレジスタに格納するレジスタ設定データ書き込み手段とを備えたことを特徴とする。
【０００７】
プロセッサの機種、すなわち集光光学系の特性、プロセッサ側信号処理回路の特性を含むプロセッサの特性に適応したレジスタ設定データを用いて信号処理が施される。そのため、観察画像の色再現性などを低下させることなく、１つのビデオスコープを共有化する、すなわち様々な機種のプロセッサと組み合わせて使用することができる。
【０００８】
上述したようにプロセッサの機種によって集光光学系等の特性が異なるが、さらには、改良製品（バージョンアップした製品）によってもプロセッサの特性が異なる場合がある。そのため、プロセッサの機種とともに改良品にも応じたレジスタ設定データを用意することが望ましい。すなわち、レジスタ設定データが、プロセッサの機種とともに改良番号にも応じたデータとして定められ、プロセッサ機種検出手段がプロセッサの機種とともにプロセッサの改良番号を検出し、レジスタ設定データ書き込み手段がプロセッサの機種とともに改良番号に応じたレジスタ設定データをメモリから読み出してレジスタに格納する。
【０００９】
画像信号処理の構成については、上述した信号処理回路、メモリ以外の構成にしてもよい。本発明の他の局面における電子内視鏡装置のビデオスコープは、ビデオスコープに設けられ、撮像素子から読み出される画像信号を信号処理に関わるレジスタ設定データに基いて処理する信号処理手段と、プロセッサの機種を検出するプロセッサ機種判別手段とを備え、信号処理手段が、判別されたプロセッサの機種に応じたレジスタ設定データに基いて画像信号を処理することを特徴とする。
【００１０】
本発明のレジスタ設定データ設定プログラムは、撮像素子を有し、プロセッサに接続される電子内視鏡装置のビデオスコープであって、プロセッサの機種に応じて信号処理に関わるレジスタ設定データが格納されるメモリと、ビデオスコープに設けられるとともに、レジスタに格納されるレジスタ設定データに基いて撮像素子から読み出される画像信号を処理する信号処理回路とを備えたビデオスコープにおいてレジスタ設定データ設定処理を実行するのためのプログラムであり、プロセッサの機種を検出するプロセッサ機種検出手段と、プロセッサの機種に応じたレジスタ設定データをメモリから読み出してレジスタに格納するレジスタ設定データ書き込み手段とを機能させる。
【００１１】
【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。
【００１２】
図１は、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。ビデオスコープとプロセッサとを備えた電子内視鏡装置は、胃などの臓器に対して検査、手術などを行うための装置であり、検査等が開始されると、ビデオスコープが観察部位の撮影のため体内へ挿入される。
【００１３】
電子内視鏡装置では、撮像素子であるＣＣＤ５４を有するビデオスコープ５０と、ＣＣＤ５４から読み出される画像信号を処理するプロセッサ１０とが備えられ、被写体像を表示するモニタ３２がプロセッサ１０に接続される。ビデオスコープ５０はプロセッサ１０に着脱自在に接続され、また、プロセッサ１０には、キーボード３４が接続される。
【００１４】
ランプ点灯スイッチ（図示せず）がＯＮになると、ランプ制御部１１Ａを含むランプ電源１１からランプ１２へ電源が供給される。光源ランプ部１２は、キセノンランプなどのランプとともに赤外線カットフィルタ、集光ミラーを有する。光源ランプ部１２から放射された光は、集光レンズ１４を介してビデオスコープ５０内に設けられた光ファイバー束５１の入射端５１Ａに入射する。光ファイバー束５１は、光源ランプ部１２から放射される光を観察部位のあるビデオスコープ５０の先端側へ伝達する光ファイバーであり、光ファイバー束５１を通った光は出射端５１Ｂから出射する。これにより、拡散レンズである配光レンズ５２を介して観察部位Ｓに光が照射される。
【００１５】
観察部位Ｓにおいて反射した光は、対物レンズ５３を通ってＣＣＤ５４の受光面に到達し、これにより観察部位Ｓの被写体像がＣＣＤ５４の受光面に形成される。本実施形態では、カラー撮像方式として単板同時式が適用されており、ＣＣＤの受光面上にはイエロー（Ｙｅ）、シアン（Ｃｙ）、マゼンタ（Ｍｇ）、グリーン（Ｇ）の色要素が市松状に並べられた補色カラーフィルタ（図示せず）が受光面の各画素に対応するよう配置されている。そして、ＣＣＤ５４では、補色カラーフィルタを通る色に応じた被写体像の画像信号が光電変換により発生し、所定時間間隔ごとに１フレームもしくは１フィールド分の画像信号が、色差線順次方式に従って順次読み出される。カラーテレビジョン方式としては例えばＮＴＳＣ方式が適用されており、１／３０（１／６０）秒間隔ごとに１フレーム（１フィールド）分の画像信号が順次読み出され、ＩＣチップで構成された信号処理回路５５へ送られる。
【００１６】
信号処理回路５５には、増幅処理を行うための初期プロセス回路、輝度信号と色信号に分離するための信号分離処理回路、Ｒ，Ｇ，Ｂの原色信号を生成するＲ，Ｇ，Ｂマトリクス回路、Ｒ，Ｇ，Ｂのゲイン調整を行うＲ，Ｇ，Ｂゲイン回路、ガンマ補正を行うためのガンマ補正回路、画像輪郭の強調を行う画像輪郭強調回路、輝度信号、色差信号を生成するためのカラーマトリクス回路などが含まれている（いずれも図示せず）。信号処理回路５５に入力された画像信号に対して様々な処理が各回路において施されることにより、映像信号が生成される。また、信号処理回路５５には、ＣＣＤ５４から画像信号を読み出すためのクロック信号や、信号処理におけるタイミングを調整するためのクロック信号などを出力するタイミングジェネレータ（図示せず）が設けられている。生成された映像信号は、プロセッサ信号処理回路２８へ送られるとともに、輝度信号は調光回路２３へ送られる。また、調光回路２３へ順次送られる１フレーム分（１フィールド分）の輝度信号に合わせて、所定のタイミングの同期信号等が信号処理回路５５からタイミングコントロール回路３０へ送られる。
【００１７】
プロセッサ信号処理回路２８では、信号処理回路５５から送られてくる映像信号に対して所定の処理が施される。処理された映像信号は、ＮＴＳＣコンポジット信号、Ｙ／Ｃ分離信号（Ｓビデオ信号）、ＲＧＢ分離信号などのビデオ信号としてモニタ３２へ出力され、これにより被写体像がモニタ３２に映し出される。
【００１８】
システムコントロール回路２２内のプロセッサＣＰＵ２４は、プロセッサ１０全体を制御し、調光回路２３、ランプ制御部１１Ａ、プロセッサ信号処理回路２８などの各回路に制御信号を出力する。タイミングコントロール回路３０では、信号の処理タイミングを調整するクロックパルスがプロセッサ１０内の各回路に出力され、また、ビデオ信号に付随される同期信号がプロセッサ信号処理回路２８に送られる。
【００１９】
ライトガイド５１の入射端５１Ａと集光レンズ１４との間には被写体Ｓに照射される光の光量を調整するための絞り１６が設けられており、モータ１８の駆動によって開閉する。本実施形態では、調光回路２３によって絞り１６を通過する光、すなわち被写体Ｓへ照射される光の光量調整が行われる。信号処理回路５５から出力される輝度信号は、Ａ／Ｄ変換器（図示せず）によってデジタルの輝度信号に変換された後、調光回路２３へ入力される。この輝度信号に基き、調光回路２３からモータドライバ２０へ制御信号が送られ、モータ１８がモータドライバ２０によって駆動される。これにより、絞り１６が所定の開度まで開く。
【００２０】
ビデオスコープ５０内には、ビデオスコープ５０全体を制御するスコープＣＰＵ５６、データ書き換え可能なＥＥＰＲＯＭ５７が設けられており、スコープ制御に関するプログラムがスコープＣＰＵ５６内のＲＯＭ５８に記憶されている。また、信号処理に関する設定データ（レジスタ設定データ）が、ＥＥＰＲＯＭ５７に記憶されている。スコープＣＰＵ５６は信号処理回路５５を制御するとともに、ＥＥＰＲＯＭ５７からレジスタ設定データを読み出して信号処理回路５５のレジスタ５５Ａへ書き込む。信号処理回路５５では、書き込まれたレジスタ設定データに基いて信号処理が実行される。ビデオスコープ５０がプロセッサ１０に接続されると、スコープＣＰＵ５６とシステムコントロール回路２２との間でデータが送受信され、必要に応じてスコープＣＰＵ５６からシステムコントロール回路２２へ、あるいはシステムコントロール回路２２からスコープＣＰＵ５６へデータが送信される。
【００２１】
フロントパネル９６には、自動調光において基準となる参照輝度値の設定をするための設定スイッチ（図示せず）が設けられており、オペレータが設定スイッチを操作することによって設定された値に応じた信号がシステムコントロール回路２２へ送られる。この参照輝度値のデータは、ＲＡＭ２６へ一時的に格納されるとともに、必要に応じてシステムコントロール回路２２から調光回路２３へ送られる。また、キーボード３４において患者情報などの文字情報をモニタ３２に表示するためキー操作がなされると、キーボード３４の操作に応じた信号がシステムコントロール回路２２へ入力され、その信号に基き、プロセッサ信号処理回路２８においてキャラクタ信号が映像信号にスーパーインポーズされる。
【００２２】
図２は、スコープＣＰＵ５６において実行される、レジスタ設定データの設定処理を含むメインルーチンを示した図である。図３は、プロセッサのコード表とＥＥＰＲＯＭ５７のアドレスマップを示した図である。ビデオスコープ５０がプロセッサ１０に接続されることによってビデオスコープ５０の電源がＯＮ状態になると、メインルーチンが開始される。
【００２３】
ステップ１０１では、スコープＣＰＵ５６に対する初期設定、変数の初期設定が施される。そして、ステップ１０２では、接続しているプロセッサ１０の機種とその改良番号（以下では、バージョン番号という）が検出される。本実施形態では、プロセッサ１０の機種は、集光レンズ１４や光源ランプ部１２の集光ミラーなど集光光学系の特性、プロセッサ信号処理回路２８の特性の違いがある３つのタイプのプロセッサが用意されており、それぞれ「プロセッサＩ」、「プロセッサＩＩ」，「プロセッサＩＩＩ」と表される。さらに、各タイプのプロセッサが最初の出荷された製品を改良したものである場合、元のプロセッサと改良されたプロセッサとを区別するため改良番号が割り当てられる。「プロセッサＩ、プロセッサＩＩ、プロセッサＩＩＩ」の最初の製品に対しては、改良番号は「００」に定められており、改良されるごとに「０１」、「０２」・・・と改良番号がプロセッサに付けられる（以下では、添字で改良番号を表す）。ただし、本実施形態では、「プロセッサＩ」のみ１度改良されている。
【００２４】
プロセッサＩ00とプロセッサＩＩ00との間では、主に集光レンズ１４の特性が異なる。プロセッサＩ00には光源ランプからの光を効果的に集光する高集光型の集光レンズが設けられており、一方プロセッサＩＩ00には、高集光型の集光光学系ほど光を集光しない半集光型の集光レンズが設けられている。そのため、プロセッサＩＩ00を使用した場合には光ファイバー束５１の出射端５１Ｂから射出される光は、プロセッサＩ00を使用した場合に比べて青味がかった光となる。そのため、レジスタ設定データの中でＲ、Ｂゲイン値、Ｒ、Ｇ、Ｂのマトリクス係数などは、そのような照明光の特性に従って定められている。プロセッサＩ00とプロセッサＩＩＩ00との間では、主に信号処理回路の特性が異なる。プロセッサＩ00では、ガンマ補正処理、画像輪郭強調処理はプロセッサ信号処理回路２８において実行されないが、プロセッサＩＩＩ00ではガンマ補正処理、画像輪郭強調処理がプロセッサ信号処理回路２８において実行される。プロセッサＩＩＩ00に対応したレジスタ設定データにおいては、エンハンサ係数、ガンマ補正の値は、信号処理回路５５においてガンマ補正、画像輪郭強調処理を実行させない値に定められている。また、プロセッサＩ00とプロセッサＩ01との間では、光源ランプ部１２の集光ミラーの特性（コーティング特性）が異なる。プロセッサＩ01に応じたレジスタ設定データでは、Ｒ，Ｂゲイン値などがその特性に従った値に定められている。
【００２５】
本実施形態では、プロセッサ１０の機種、バージョン番号を示すプロセッサ特性データがあらかじめプロセッサ１０のシステムコントロール回路２２内のＲＯＭ２５に格納されており、プロセッサＩ00、プロセッサＩ01、プロセッサＩＩ00、プロセッサＩＩＩ00は１０H〜３０Hのコードで表される（図３参照）。ビデオスコープ５０がプロセッサ１０へ接続されると、コードデータがプロセッサ１０からスコープＣＰＵ５６へ送信される。このプロセッサ特性データに基いて、プロセッサ１０の機種、バージョン番号がスコープＣＰＵ５６において検出される。ステップ１０２が実行されると、ステップ１０３へ進む。
【００２６】
ＥＥＰＲＯＭ５７には、プロセッサ１０の機種、バージョン番号に応じてレジスタ設定データ５７Ａ、５７Ｂ、５７Ｃ、５７Ｄが格納されており（図３参照）、信号処理データ５７Ａ、５７Ｂ、５７Ｃ、５７Ｄは、それぞれプロセッサＩ00、プロセッサＩ01、プロセッサＩＩ00、プロセッサＩＩＩ00に対応する。ここで、レジスタ設定データ５７Ａ〜５７Ｄは、複数のレジスタデータをまとめて示しており、ここではそれぞれ３０バイト程度のデータである。ステップ１０３では、ＥＥＰＲＯＭ５７に格納されたレジスタ設定データの中から検出されたプロセッサ１０の機種、バージョン番号に対応するレジスタ設定データが読み出される。そして、読み出された信号処理データが信号処理回路５５のレジスタ５５Ａに書き込まれる。
【００２７】
ステップ１０４では、プロセッサとの通信に関するコマンド処理などを含む循環処理が施され、ビデオスコープ５０の電源がＯＦＦ状態になるまで繰り返し実行される。
【００２８】
このように本実施形態によれば、プロセッサ１０の機種およびバージョン番号に従って信号処理データがＥＥＰＲＯＭ５７に記憶されており、ビデオスコープ５０がプロセッサ１０に接続されると、プロセッサ１０の機種およびバージョン番号を検出し、対応するレジスタ設定データがＥＥＰＲＯＭ５７から読み出されてレジスタ５５Ａに書き込まれる。
【００２９】
なお、プロセッサ１０は、信号処理回路とランプが一体的に構成されているものでなくてもよく、ランプ等を備えた光源装置と信号処理回路を含む信号処理装置とが別々に構成されているプロセッサであってもよい。
【００３０】
集光光学系、プロセッサ信号処理回路以外にもプロセッサの機種によって異なる特性があれば（例えば、信号処理タイミングなど）、それを考慮して信号処理データの値を設定すればよい。
【００３１】
【発明の効果】
このように本発明のビデオスコープによれば、接続するプロセッサに適した信号処理を行うことができる。その結果、どの機種のプロセッサに対しても観察画像の色再現等が同じとなり、術者は違和感なく、診断、処置を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本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】スコープＣＰＵにおいて実行されるメインルーチンを示した図である。
【図３】プロセッサのコード表およびＥＥＰＲＯＭのアドレスマップを示した図である。
【符号の説明】
１０  プロセッサ
１２  光源ランプ部
１４  集光レンズ
２８  プロセッサ信号処理回路
５０  ビデオスコープ
５４  ＣＣＤ（撮像素子）
５５  信号処理回路
５５Ａ  レジスタ
５６  スコープＣＰＵ
５７  ＥＥＰＲＯＭ（メモリ）
【図１】
0004338406.tif 000002
【図２】
0004338406.tif 000003
【図３】
0004338406.tif 000004