(57)【要約】【課題】簡単な構成により、内視鏡毎の種類、特性に応じた適切な特性にて信号を伝送する。【解決手段】ＳＳＧ回路部１０４は、伝送路２２における撮像信号の伝送特性を補正するための補正情報を格納しているメモリ１１５と、このメモリ１１５に格納されている補正情報を読み出す読み出し回路１１４と、駆動回路１００が出力する駆動信号及びＣＤＳ回路１０２におけるサンプリングパルスを生成すると共に、増幅回路１０１での増幅率を指定するＳＳＧ１１３と、から構成される。【選択図】図２
2009106442.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体を撮像する撮像素子を有する撮像手段と、
前記撮像素子から出力される撮像信号を信号処理する信号処理手段と、
前記撮像素子からの撮像信号を前記信号処理手段に伝送する伝送路と、
前記撮像素子の特性または前記伝送路の特性に応じた補正値を記憶する記憶手段と、
前記記憶手段が記憶する前記補正値に基づき、前記信号処理手段で信号処理される前記撮像信号を電気的に補正する補正手段と
を具備したことを特徴とする撮像システム。
【請求項２】
前記信号処理手段は、前記撮像信号を増幅する増幅手段を有し、
前記補正手段は、前記記憶手段に記憶された前記補正値に基づいて前記増幅手段に対する前記撮像信号の増幅率を設定する
ことを特徴とする請求項１に記載の撮像システム。
【請求項３】
前記信号処理手段は、前記撮像信号をサンプリングするサンプリング手段を有し、
前記補正手段は、前記記憶手段に記憶された前記補正値に基づいて前記サンプリング手段で用いるサンプリングパルスの位相を設定する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の撮像システム。
【請求項４】
前記信号処理手段は、前記撮像信号をサンプリングするサンプリング手段を有し、
前記補正手段は、前記記憶手段に記憶された前記補正値に基づいて前記サンプリング手段で用いるサンプリングパルスの検出位置を設定する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の撮像システム。
【請求項５】
前記記憶手段は、前記補正値として、予め設定された前記サンプリングパルスの検出範囲を記憶し、
前記補正手段は、前記検出範囲で前記検出位置を設定する
ことを特徴とする請求項４に記載の撮像システム。
【請求項６】
前記伝送路を伝送する前記撮像信号の周波数を、前記伝送路の信号伝送特性に応じて補正する周波数補正素子をさらに有し、
前記伝送路は、前記周波数補正素子によって補正された前記撮像信号を伝送する
ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の撮像システム。
【請求項７】
前記撮像手段は、管腔内に挿入される挿入部を有する内視鏡の、前記挿入部の先端に配置される
ことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の撮像システム。
【請求項８】
被検体を撮像する撮像素子を有する撮像手段と、
前記撮像素子を駆動するための駆動信号を生成する駆動手段と、
前記駆動信号を前記撮像手段に伝送する駆動信号伝送路と、
前記撮像素子の特性または前記駆動信号伝送路の特性に応じた補正値を記憶する記憶手段と、
前記記憶手段が記憶する前記補正値に基づき、前記駆動信号を電気的に補正する補正手段と
を具備したことを特徴とする撮像システム。
【請求項９】
前記駆動信号伝送路を伝送する前記駆動信号の周波数を、前記駆動信号伝送路の信号伝送特性に応じて補正する周波数補正素子をさらに有し、
前記駆動信号伝送路は、前記周波数補正素子によって補正された前記駆動信号を伝送する
ことを特徴とする請求項８に記載の撮像システム。
【請求項１０】
前記撮像手段は、管腔内に挿入される挿入部を有する内視鏡の、前記挿入部の先端に配置される
ことを特徴とする請求項８または９に記載の撮像システム。
【請求項１１】
被検体を撮像する撮像素子を有する撮像手段と、
前記撮像素子を駆動するための駆動信号を生成する駆動手段と、
前記撮像素子から出力される撮像信号を信号処理する信号処理手段と、
前記駆動信号を前記撮像手段に伝送する駆動信号伝送路と、
前記撮像素子からの撮像信号を前記信号処理手段に伝送する撮像信号伝送路と、
前記撮像素子の特性、前記駆動信号伝送路の特性または前記撮像信号伝送路の特性に応じた補正値を記憶する記憶手段と、
前記記憶手段が記憶する前記補正値に基づき、前記駆動信号または前記撮像信号を電気的に補正する補正手段と
を具備したことを特徴とする撮像システム。
【請求項１２】
前記駆動信号伝送路を伝送する前記駆動信号または前記撮像信号伝送路を撮像信号の周波数を、前記駆動信号伝送路または前記撮像信号伝送路の信号伝送特性に応じて補正する周波数補正素子をさらに有し、
前記駆動信号伝送路または前記撮像信号伝送路は、前記周波数補正素子によって補正された前記駆動信号または前記撮像信号を伝送する
ことを特徴とする請求項１１に記載の撮像システム。
【請求項１３】
前記撮像手段は、管腔内に挿入される挿入部を有する内視鏡の、前記挿入部の先端に配置される
ことを特徴とする請求項１１または１２に記載の撮像システム。
【請求項１４】
被検体を撮像する撮像素子から出力される撮像信号を信号処理する信号処理手段と、
前記撮像素子からの撮像信号を前記信号処理手段に伝送する伝送路と、
前記撮像素子の特性または前記伝送路の特性に応じた補正値を記憶する記憶手段と、
前記記憶手段が記憶する前記補正値に基づき、前記信号処理手段で信号処理される前記撮像信号を電気的に補正する補正手段と
を具備したことを特徴とする撮像システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検体を撮像する撮像素子を駆動すると共に、撮像信号を信号処理する撮像システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電荷結合素子（ＣＣＤ）等の固体撮像素子を用いた内視鏡装置が種々提案されている。
【０００３】
例えば図１２に示すように、内視鏡装置２００は、被検体を撮像する撮像素子（ＣＣＤ）からなる撮像部２０１と、この撮像部２０１から出力される撮像信号に増幅回路２０２を介して相関二重サンプリング（ＣＤＳ）し、ＣＣＤ雑音を除去するＣＤＳ回路２０３、及びアナログの撮像信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ回路２０４を含む前段信号処理回路２０５と、ガンマ補正、ホワイトバランス処理等を行う後段信号処理回路２０６と、撮像部２０１の撮像素子を駆動するための駆動回路２０８と、撮像部２０１の撮像素子と前段信号処理回路２０５とを繋ぐ伝送路２０９と、後段信号処理回路２０６より映像信号を入力し被検体画像を表示するモニタ２０７によって構成される。
【０００４】
このような内視鏡装置２００においては、撮像部２０１の撮像素子から前段信号処理回路２０５までの撮像信号を伝送すると共に、駆動回路２０８から撮像部２０１の撮像素子までの駆動信号を伝送する伝送路２０９には製品種類によって異なる長さのケーブルが介されており、そのケーブルの長短により信号を伝送する際の減衰量に違いが出ることがわかっている（ケーブルが長ければ長い程減衰率は大きくなる）。
【０００５】
また、前段信号処理回路２０５において、図１３に示すように、ＣＤＳ回路２０３に撮像信号を入力する際には入力レンジを超えない程度にできるだけ増幅するよう増幅回路２０２のゲインを調整する必要があるが、ケーブル長の違いによる減衰率の違いによってゲインを一定に合わせることができず、またサンプリングにおいても、ケーブル長の違いによって撮像信号の位相がずれるため、製品毎に増幅回路２０２のゲインとＣＤＳ回路２０３でのサンプリングパルスＳＨＰ，ＳＨＤの位相を設定する必要がある。
【０００６】
従来では、このような問題を解決するために、例えば特開平０６−３２６９１６号公報等に示されるように、ケーブル長を判別する判別手段によりケーブルの長さを判別し、アンプ部においてケーブル長に対応した抵抗を選択することで増幅率を変更し、ゲイン調整を行う技術が開示されている。
【特許文献１】特開平０６−３２６９１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、近年の内視鏡の高画素化、細径化に伴いケーブルの太さや製品毎のばらつき等、内視鏡の各種製品毎の特性に応じた補正を行う必要がある。また、それぞれのスコープの特性に対応しようとする場合、特性計測のための回路が必要となり、コンパクト化、軽量化を阻害してしまうといった問題が生じる。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、簡単な構成により、内視鏡毎の種類、特性に応じた適切な特性にて信号を伝送することのできる撮像システムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の撮像システムは、被検体を撮像する撮像素子を有する撮像手段と、
前記撮像素子から出力される撮像信号を信号処理する信号処理手段と、
前記撮像素子からの撮像信号を前記信号処理手段に伝送する伝送路と、
前記撮像素子の特性または前記伝送路の特性に応じた補正値を記憶する記憶手段と、
前記記憶手段が記憶する前記補正値に基づき、前記信号処理手段で信号処理される前記撮像信号を電気的に補正する補正手段と
を備えて構成される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、簡単な構成により、内視鏡毎の種類、特性に応じた適切な特性にて信号を伝送することができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明は、メモリに情報を格納しておくことで撮像信号の増幅及び相関二重サンプリング処理を最適に行うものである。
【００１２】
従来では、内視鏡の製品毎に異なるケーブル長によって伝送された撮像信号に適切な増幅及びサンプリングを行う為に特性を計測する回路を搭載し、判断を行う技術が存在したが、回路規模が大きく煩雑になってしまうという問題が生じた。
【００１３】
そこで、本発明では、省スペース化を図る為に製品毎に予め計測された特性を記憶した記憶素子（メモリ）を搭載しておくことで、計測回路がなくても適切な増幅及びサンプリングを行うことができるようにした。
【００１４】
本発明により、従来の大規模な回路によって行われていた撮像信号の最適処理が、省スペース性を確保しながら実現することができる。
【００１５】
以下、図面を参照しながら本発明の実施例について述べる。
【実施例１】
【００１６】
図１ないし図７は本発明の実施例１に係わり、図１は内視鏡装置の構成を示す構成図、図２は図１のビデオプロセッサの構成を示すブロック図、図３は図２のビデオプロセッサでの処理の流れを示すフローチャート、図４は図１の内視鏡装置の変形例１の構成を示す構成図、図５は図４の周波数補正素子の特性を説明する第１の図、図６は図４の周波数補正素子の特性を説明する第２の図、図７は図１の内視鏡装置の変形例２の構成を示す構成図である。
【００１７】
（構成）
図１に示すように、本実施例の撮像システムとしての内視鏡装置１は、体腔内に挿入し被検体を撮像する撮像素子（ＣＣＤ）を有する撮像手段としての撮像部２０を備えた内視鏡２と、この内視鏡２内に挿通されているライトガイド２１に照明光を供給する光源装置３と、伝送路２２としてのケーブルを介して撮像部２０に接続され、撮像部２０を駆動すると共に撮像部２０からの撮像信号を信号処理してモニタ４に被検体の画像を表示するビデオプロセッサ５とを備えて構成される。
【００１８】
図２に示すように、ビデオプロセッサ５は、撮像部２０から出力される撮像信号に増幅回路１０１を介して相関二重サンプリング（ＣＤＳ）し、ＣＣＤ雑音を除去するＣＤＳ回路１０２、及びアナログの撮像信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ回路１０３を含む信号処理手段としての前段信号処理回路５１と、ガンマ補正、ホワイトバランス処理等を行う後段信号処理回路５２と、撮像部２０の撮像素子を駆動するための駆動回路１００と、及びＳＳＧ回路部１０４と、を具備して構成される。
【００１９】
前記ＳＳＧ回路部１０４は、伝送路２２における撮像信号の伝送特性を補正するための補正情報を格納している記憶手段としてのメモリ１１５と、このメモリ１１５に格納されている補正情報を読み出す読み出し回路１１４と、駆動回路１００が出力する駆動信号及びＣＤＳ回路１０２におけるサンプリングパルス（ＳＨＰ、ＳＨＤ、ＡＤＣＬＫ）を生成すると共に、増幅回路１０１での増幅率を指定するＳＳＧ（Ｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｇｅｎｅｒａｔｏｒｓ）１１３と、から構成される。
【００２０】
なお、本実施例においては、補正手段は、ＳＳＧ１１３及び読み出し回路１１４により構成される。
【００２１】
ＳＳＧ１１３は、読み出し回路１１４にて読み出された補正情報に基づいて、増幅回路１０１での増幅率をシリアル信号である増幅率指定信号にて指定すると共に、ＣＤＳ回路１０２でのサンプリングパルスを位相補正して生成し、ＣＤＳ回路１０２に出力する。
【００２２】
駆動回路１００は、ＳＳＧ１１３からの駆動信号を増幅する電流増幅回路１１２と、電流増幅回路１１２にて増幅された駆動信号に対して位相補正する周波数補正回路１１０と、を備えて構成される。
【００２３】
（作用）
このように構成された本実施例の内視鏡装置１の作用について説明する。なお、本実施例においては、メモリ１１５に格納されている補正情報は、増幅回路１０１での増幅率を指定するための増幅率情報及びＣＤＳ回路１０２でのサンプリングパルスの位相補正のための位相情報とからなる。
【００２４】
図３に示すように、ビデオプロセッサ５は、ステップＳ１にて読み出し回路１１４においてメモリ１１５に格納されている補正情報を読み出す。
【００２５】
そして、ビデオプロセッサ５は、ステップＳ２にて読み出し回路１１４において読み出した補正情報が増幅率情報か位相情報かのいずれであるかを判断する。
【００２６】
補正情報が位相情報と判断すると、ビデオプロセッサ５は、ステップＳ３にてＳＳＧ１１３において位相情報に基づいて位相補正したサンプリングパルスを生成してＣＤＳ回路１０２に出力する。そして、ビデオプロセッサ５は、ステップＳ４にてＣＤＳ回路１０２において、位相補正されたサンプリングパルスによりＣＤＳ処理を実行する。
【００２７】
一方、読み出し回路１１４において読み出した補正情報が増幅率情報と判断すると、ビデオプロセッサ５は、ステップＳ５にて増幅率情報に基づき増幅回路１０１での増幅率を指定するシリアル信号である増幅率指定信号を生成して増幅回路１０１に増幅率指定信号を出力する。そして、ビデオプロセッサ５は、ステップＳ６にて増幅回路１０１において、増幅率指定信号に基づく増幅率にて撮像信号を増幅する。
【００２８】
（効果）
このように本実施例では、メモリ１１５より補正情報のうちの増幅率情報（どの程度減衰するか）を増幅回路１０１に与え、撮像信号はしかるべき最適な増幅率で映像信号レベルに増幅される。また、メモリ１１５より補正情報のうちの位相情報（どの程度位相が遅れるか）をＳＳＧ１１３に与え、ＣＤＳ回路１０２に適切な位相のサンプリングパルス（ＳＨＰ、ＳＨＤ、ＡＤＣＬＫ）を与えることで最適な相関二重サンプリングが実行される。
【００２９】
したがって、本実施例によれば、従来の大規模な回路によって行われていた撮像信号の最適処理を、簡単な構成により、省スペース性を確保しながら実現することができる。
【００３０】
（変形例）
変形例１：
近年内視鏡の細径化によって伝送ケーブルの周波数損失が高くなっていることに対し、高画素化によって周波数レートは高くなっていることで伝送ケーブル通過後の撮像信号は波形形状が非常に鈍ってしまい、相関二重サンプリングの位相余裕度を非常に小さくしてしまう。
【００３１】
そこで、本実施例の変形例１として、図４に示すように、伝送する伝送路２２の入力側に周波数補正素子１２１を入れることで、図５及び図６に示すように、長さの違うケーブルの伝送ケーブル特性を、それぞれのケーブル特性に応じた周波数補正素子特性により補正して、伝送路２２の総合特性としては同一の特性にする。この周波数補正素子１２１は例えば並列した抵抗とコンデンサから構成でき、省スペースで大きな効果を得ることができる。
【００３２】
変形例２：
本実施例では、伝送路２２に応じた補正情報をメモリに予め格納するとしたが、これに限らず、図７に示すように、変形例２として、例えばビデオプロセッサ５に接続する内視鏡２のコネクタ内部に内視鏡の種別を識別するＩＤ情報を格納したＩＤ情報格納部１２２を設けると共に、メモリ１１５にはＩＤ情報に基づいた補正情報を、図示しない記録媒体を介してダウンロードするようにしてもよい。
【００３３】
この場合、ビデオプロセッサ５のメモリ１１５に使用される内視鏡２のＩＤ情報を図示しない記録媒体を介してダウンロードし、ビデオプロセッサ５に内視鏡２が接続されると、読み出し回路１１４は、ＩＤ情報格納部１２２より内視鏡２のＩＤ情報を読み出し、ＩＤ情報に基づいてメモリ１１５から補正情報を読み出す。
【００３４】
この変形例２では、メモリ１１５に内視鏡２のＩＤ情報をダウンロードし、ビデオプロセッサ５に内視鏡２が接続されると、ＩＤ情報格納部１２２より内視鏡２のＩＤ情報を読み出し、ＩＤ情報に基づいてメモリ１１５から補正情報を読み出すことができるので、内視鏡２を選択的にビデオプロセッサ５に接続しても、撮像信号の最適処理を、簡単な構成により、省スペース性を確保しながら実現することができる。
【実施例２】
【００３５】
図８ないし図１１は本発明の実施例２に係わり、図８はビデオプロセッサの構成を示すブロック図、図９は図８のビデオプロセッサの作用を説明する第１の図、図１０は図８のビデオプロセッサの作用を説明する第２の図、図１１は図８のビデオプロセッサでの処理の流れを示すフローチャートである。
【００３６】
実施例２は、実施例１とほとんど同じであるので、異なる点のみ説明し、同一の構成には同じ符号をつけ説明は省略する。
【００３７】
（構成）
本実施例のビデオプロセッサ５は、図８に示すように、ＣＤＳ回路１０２でのサンプリングパルス（ＳＨＰ、ＳＨＤ）の位相差を調整する位相情報を生成しＳＳＧ１１３に送信する自動サンプリングパルス調整回路１３０を備えて構成される。その他の構成は実施例１と同じである。なお、本実施例では、メモリ１１５には、内視鏡２の製品毎のおおよその撮像信号の波形形状である予測波形情報が格納されている。
【００３８】
従来においては、サンプリングパルスを信号全体に走らせ、ＣＤＳ回路１０２でのサンプリングパルス（ＳＨＰ、ＳＨＤ）の位相差を調整し撮像信号を検出する自動サンプリングパルス調整を利用する場合に、図９に示すように、撮像信号の検出位置と間違えてノイズを誤検知し、ノイズ位置でサンプリングを行い安定した画質が得られない可能性があった。
【００３９】
そこで、本実施例では、予めメモリ１１５に内視鏡２の製品毎のおおよその撮像信号の波形形状である、図１０に示すような予測波形情報を記憶させておき、一定の範囲でサンプリングパルスの位相調整をする。
【００４０】
（作用）
本実施例では、ビデオプロセッサ５は、図１１に示すように、ステップＳ１１にて読み出し回路１１４においてメモリ１１５から予測波形情報を読み出す。そして、ビデオプロセッサ５は、ステップＳ１２にて読み出し回路１１４においてサンプリングパルスの位相調整をする検出範囲を設定する。
【００４１】
次に、ビデオプロセッサ５はステップＳ１３で、自動サンプリングパルス調整回路１３０にて、検出範囲においてサンプリングパルスを１ステップずらす位相情報を生成してＳＳＧ１１３に送信する。そして、ビデオプロセッサ５は、ステップＳ１４にてＳＳＧ１１３より１ステップずらしたサンプリングパルスをＣＤＳ回路１０２に送信する。
【００４２】
次に、ビデオプロセッサ５はステップＳ１５で、自動サンプリングパルス調整回路１３０にてサンプリングパルスが検出範囲内かどうか判断し、サンプリングパルスが検出範囲内の場合はステップＳ１３〜ステップＳ１４の処理を繰り返し、サンプリングパルスが検出範囲を超えると処理をステップＳ１６に移行する。
【００４３】
ステップＳ１６では、ビデオプロセッサ５は、ＣＤＳ回路１０２にて位相調整された撮像信号に基づいて、最適なサンプリングパルス位相を自動サンプリングパルス調整回路１３０により検出する。
【００４４】
そして、ビデオプロセッサ５は、ステップＳ１７にて自動サンプリングパルス調整回路１３０より最適なサンプリングパルスの位相情報をＳＳＧ１１３に送信する。
【００４５】
次に、ビデオプロセッサ５は、ステップＳ１８にてＳＳＧ１１３において、最適なサンプリングパルスの位相情報に基づいて位相調整（補正）されたサンプリングパルスをＣＤＳ回路１０２に送信する。
【００４６】
その後、ビデオプロセッサ５は、ステップＳ１９にてＣＤＳ回路１０２において、位相調整（補正）されたサンプリングパルスによりＣＤＳ処理を実行する。
【００４７】
（効果）
本実施例では、実施例１の効果に加え、予測波形情報により、一定の範囲でサンプリングパルスの位相調整をするので、ノイズを誤検知し、大きくサンプリングがずれるという事態を回避することができる。
【００４８】
本発明は、上述した実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を変えない範囲において、種々の変更、改変等が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の実施例１に係る内視鏡装置の構成を示す構成図
【図２】図１のビデオプロセッサの構成を示すブロック図
【図３】図２のビデオプロセッサでの処理の流れを示すフローチャート
【図４】図１の内視鏡装置の変形例１の構成を示す構成図
【図５】図４の周波数補正素子の特性を説明する第１の図
【図６】図４の周波数補正素子の特性を説明する第２の図
【図７】図１の内視鏡装置の変形例２の構成を示す構成図
【図８】本発明の実施例２に係るビデオプロセッサの構成を示すブロック図
【図９】図８のビデオプロセッサの作用を説明する第１の図
【図１０】図８のビデオプロセッサの作用を説明する第２の図
【図１１】図８のビデオプロセッサでの処理の流れを示すフローチャート
【図１２】従来の内視鏡装置の構成を示す構成図
【図１３】図１２の前段信号処理回路での撮像信号を説明する図
【符号の説明】
【００５０】
１…内視鏡装置
２…内視鏡
３…光源装置
４…モニタ
５…ビデオプロセッサ
２０…撮像部
２１…ライトガイド
２２…伝送路
５１…前段信号処理回路
５２…後段信号処理回路
１００…駆動回路
１０１…増幅回路
１０２…ＣＤＳ回路
１０３…Ａ／Ｄ回路
１０４…ＳＳＧ回路部
１１０…周波数補正回路
１１２…電流増幅回路
１１３…ＳＳＧ
１１４…読み出し回路
１１５…メモリ
【図１】
2009106442.tif 000003
【図２】
2009106442.tif 000004
【図３】
2009106442.tif 000005
【図４】
2009106442.tif 000006
【図５】
2009106442.tif 000007
【図６】
2009106442.tif 000008
【図７】
2009106442.tif 000009
【図８】
2009106442.tif 000010
【図９】
2009106442.tif 000011
【図１０】
2009106442.tif 000012
【図１１】
2009106442.tif 000013
【図１２】
2009106442.tif 000014
【図１３】
2009106442.tif 000015