(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像素子で得られた画像信号からテレビモニタに表示するためのインターレース走査用信号を形成し、このインターレース走査用信号をテレビモニタ用出力部から出力する電子内視鏡装置において、
上記インターレース走査用の奇数及び偶数のフィールド信号を記憶する第１及び第２のフィールドメモリと、ノンインターレース走査用のフレーム信号を記憶するフレームメモリとを有し、上記第１及び第２のフィールドメモリに記憶された奇数及び偶数のフィールド信号をこれらフィールドメモリへの書込み速度の２倍の速度で読み出すと共に、同一の速度で上記フレームメモリへ交互に書き込むことにより、上記インターレース走査用信号をノンインターレース走査用信号へ変換し、かつ上記フレームメモリに記憶されたノンインターレース走査用信号の同一水平ラインをこのフレームメモリへの書込み速度の２倍の速度で２回読み出すことにより、垂直解像度を高める解像度変換回路と、
この解像度変換回路をフリーズ操作が行われたときに動作させる制御回路と、
上記テレビモニタ用出力部とは別個に配置され、上記解像度変換回路にて解像度変換が行われた静止画信号をコンピュータディスプレイ用信号として出力する出力部とを設けたことを特徴とする電子内視鏡装置。
【請求項２】
撮像素子で得られた画像信号からテレビモニタに表示するためのインターレース走査用信号を形成し、このインターレース走査用信号をテレビモニタ用出力部から出力する電子内視鏡装置において、
上記インターレース走査用の奇数及び偶数のフィールド信号を記憶する第１及び第２のフィールドメモリを有し、この第１及び第２のフィールドメモリに記憶された奇数及び偶数のフィールド信号をこれらフィールドメモリへの書込み速度の４倍の速度で交互に読み出すことにより、上記インターレース走査用信号をノンインターレース走査用信号へ変換し、かつこのノンインターレース走査用信号の同一水平ラインを２回読み出して垂直解像度を高める解像度変換回路と、
この解像度変換回路をフリーズ操作が行われたときに動作させる制御回路と、
上記テレビモニタ用出力部とは別個に配置され、上記解像度変換回路にて解像度変換が行われた静止画信号をコンピュータディスプレイ用信号として出力する出力部とを設けたことを特徴とする電子内視鏡装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電子内視鏡装置、特にテレビモニタだけでなく、コンピュータディスプレイ等の他のモニタへ画像表示するための映像信号を形成出力することが可能な電子内視鏡装置の構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、電子内視鏡（電子スコープ）の先端部に備えた固体撮像素子であるＣＣＤ（Charge Coupled Device）により、被観察体内の画像を撮像し、この画像をテレビモニタに表示する電子内視鏡装置が用いられる。この装置によれば、テレビモニタに表示された被観察体を見ながら、患部等の観察、処置或いは手術等を行うことができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年では、電子スコープで得られた画像をテレビモニタ以外の例えばパソコンモニタ（コンピュータディスプレイ）に表示することが提案されており、これにより、被観察体画像の保存や後の観察等において有効利用が可能となる。
【０００４】
しかしながら、テレビモニタへ表示するための画像信号（ビデオ信号）はインターレース走査用信号となっており、奇数フィールドと偶数フィールドのビデオ信号を重ねて１フレームの画像を表示するため、画面のちらつきが発生し易い。また、パソコンモニタでは走査線数の設定に自由度があり、この機能を利用して解像度を向上させることができれば画像の高品質化が図れることになる。
【０００５】
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、テレビモニタだけでなく、コンピュータディスプレイで内視鏡画像を利用する場合で、特に静止画において解像度を向上させ高品質化を図ることができる電子内視鏡装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、撮像素子で得られた画像信号からテレビモニタに表示するためのインターレース走査用信号を形成し、このインターレース走査用信号をテレビモニタ用出力部から出力する電子内視鏡装置において、上記インターレース走査用の奇数及び偶数のフィールド信号を記憶する第１及び第２のフィールドメモリと、ノンインターレース走査用のフレーム信号を記憶するフレームメモリとを有し、上記第１及び第２のフィールドメモリに記憶された奇数及び偶数のフィールド信号をこれらフィールドメモリへの書込み速度の２倍の速度で読み出すと共に、同一の速度で上記フレームメモリへ交互に書き込むことにより、上記インターレース走査用信号をノンインターレース走査用信号へ変換し、かつ上記フレームメモリに記憶されたノンインターレース走査用信号の同一水平ラインをこのフレームメモリへの書込み速度の２倍の速度で２回読み出すことにより、垂直解像度を高める解像度変換回路と、この解像度変換回路をフリーズ操作が行われたときに動作させる制御回路と、上記テレビモニタ用出力部とは別個に配置され、上記解像度変換回路にて解像度変換が行われた静止画信号をコンピュータディスプレイ用信号として出力する出力部とを設けたことを特徴とする。
請求項２の発明は、撮像素子で得られた画像信号からテレビモニタに表示するためのインターレース走査用信号を形成し、このインターレース走査用信号をテレビモニタ用出力部から出力する電子内視鏡装置において、上記インターレース走査用の奇数及び偶数のフィールド信号を記憶する第１及び第２のフィールドメモリを有し、この第１及び第２のフィールドメモリに記憶された奇数及び偶数のフィールド信号をこれらフィールドメモリへの書込み速度の４倍の速度で交互に読み出すことにより、上記インターレース走査用信号をノンインターレース走査用信号へ変換し、かつこのノンインターレース走査用信号の同一水平ラインを２回読み出して垂直解像度を高める解像度変換回路と、この解像度変換回路をフリーズ操作が行われたときに動作させる制御回路と、上記テレビモニタ用出力部とは別個に配置され、上記解像度変換回路にて解像度変換が行われた静止画信号をコンピュータディスプレイ用信号として出力する出力部とを設けたことを特徴とする。
【０００７】
上記の構成によれば、フリーズ釦が押されたとき解像度変換動作が実行されることになり、この解像度変換回路内のメモリに一旦格納されたインターレース走査用の奇数及び偶数のフィールドデータは、書込み速度の２倍の速度で読み出され、フレーム信号としてフレーム用メモリに記憶される。その後、このフレーム用メモリから更に２倍の速度で、同一の水平ラインデータが２回ずつ読み出される。これによれば、上記フィールド信号を得る場合と同一の垂直走査期間において、同一水平ラインが２回連続して配置されたノンインターレース走査用のフレーム信号が形成される。
【０００８】
従って、このノンインターレース走査用画像信号によりコンピュータディスプレイに静止画を表示する場合は、水平ラインが密に配置された垂直解像度の高い画像となる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１には、実施形態例に係る電子内視鏡装置の構成が示されており、この装置は電子内視鏡（電子スコープ）１０を光源装置１１及びプロセッサ装置１２に接続してなる。まず、上記電子スコープ１０には、先端部に対物光学系を介してＮＴＳＣ方式の走査線数に対応したＣＣＤ１３が配置され、このＣＣＤ１３を駆動するＣＣＤ駆動回路１４が設けられると共に、先端部から光を照射するために、ライトガイド１５が配設されており、このライトガイド１５は光源や光量絞りが配置された上記光源装置１１に接続される。
【００１０】
上記ＣＣＤ１３には、相関二重サンプリング（ＣＤＳ−Correlated Double Sampling）回路１８、Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換器１９、デジタルビデオプロセッサ（ＤＶＰ−Digital Video Processor）２０が配置される。このＤＶＰ２０では、ＣＣＤ１３から出力された画像信号（ビデオ信号）につき、デジタル処理により輝度信号（Ｙ）と色差信号（Ｃ）が形成されると共に、増幅、ホワイトバランス、ガンマ補正等の画像処理が施される。
【００１１】
また、上記の各回路を統括制御するマイコン２１が配置されると共に、当該スコープ１０での処理情報（又はＩＤ情報）等を格納するＲＯＭ（読出し専用メモリで例えばＥＥＰＲＯＭ）２２が設けられる。そして、この電子スコープ１０の操作部に、静止画を形成表示するためのフリーズ釦（撮影釦）２３が設けられており、このフリーズ操作信号は上記マイコン２１に伝達される。
【００１２】
一方、プロセッサ装置１２では、画像の左右を反転させるミラー回路２６、輪郭強調回路（エンハンサ）２７、輝度信号（Ｙ）と色差信号（Ｃ）をＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の信号に変換する色変換回路２８、詳細は後述するが、上記フリーズ釦２３の操作に基づいてコンピュータディスプレイ（パソコンモニタ）に合わせて解像度を変換する解像度変換回路２９、患者情報や撮影データ等のキャラクタを混合するキャラクタ混合回路３０、Ｄ／Ａ変換器３１Ａが設けられ、このＤ／Ａ変換器３１Ａから出力されたアナログビデオ信号はアイソレーション３２、バッファ回路３３Ａ（出力OutＡ）を介してコンピュータディスプレイ等に供給される。
【００１３】
また、当該装置では、上記のコンピュータディスプレイだけでなく、テレビモニタやＲＧＢモニタへ画像を出力することができ、上記解像度変換回路２９の後段に、ＲＧＢモニタ用として、Ｄ／Ａ変換器３１Ｂ及びバッファ回路３３Ｂ（出力OutＢ）が配置され、テレビモニタ用として、ＲＧＢ信号をＹ信号とＣ信号に変換するエンコーダ３４、Ｄ／Ａ変換器３１Ｃ及びバッファ回路３３Ｃ（出力OutＣ）が設けられ、それぞれにおいて画像出力端子を備えている。なお、このテレビモニタやＲＧＢモニタへの出力ビデオ信号については、解像度変換回路２９での解像度変換を行わないことになる。
【００１４】
更に、上記のプロセッサ装置１２内の各回路を統括制御するマイコン３５及びＲＯＭ３６が設けられ、このＲＯＭ３６には、当該プロセッサ装置１２での処理情報（又はＩＤ情報）が記憶されている。そして、このマイコン３５は、上記フリーズ釦２３が押されたとき、コンピュータディスプレイ等への出力のために、上記解像度変換回路２９の解像度変換を動作させる。
【００１５】
図２及び図３には、上記解像度変換回路２９内の二つの構成例が示されており、当該第１例では、図２の回路を採用したものとして説明する。図２に示されるように、解像度変換回路２９は、２個のフィールドメモリＭ1 ，Ｍ2 、フレームメモリＭ3 と書込み制御回路３８Ａ、読出し制御回路３９Ａから構成される。この書込み制御回路３８Ａは、上記フィールドメモリＭ1 ，Ｍ2 に対し、１画素に対応したクロック周波数の速度１４．３１８ＭＨｚ（水平走査信号は１５．７３４ｋＨｚの周波数となり、これはＮＴＳＣ方式のＣＣＤ１３を駆動するものと同様となる）でデータの書込みを実行し、上記フレームメモリＭ3 に対しては、２倍クロックの速度２８．６３６ＭＨｚ（水平走査信号は３１．４６８ｋＨｚとなる）でデータの書込みを実行する。
【００１６】
また、上記読出し制御回路３９Ａは、上記フィールドメモリＭ1 ，Ｍ2 に対し、上記２倍クロックの２８．６３６ＭＨｚの速度でデータの読出しを実行し、上記フレームメモリＭ3 に対しては４倍クロックの５７．２７２ＭＨｚ（水平走査信号は６２．９３６ｋＨｚ）の速度でデータの読出しを実行する。
【００１７】
図４には、この解像度変換回路２９での信号変換が示されており、図４（Ａ）のように、上記フィールドメモリＭ1 には、ＣＣＤ１３から出力された、水平方向７６８画素からなる２４２．５本の水平ラインデータＯ11，Ｏ12，Ｏ13…（奇数フィールド）、メモリＭ2 には同様に水平ラインデータＥ11，Ｅ12，Ｅ13…（偶数フィールド、これらはインターレース走査用信号である）が上記１５．７３４ｋＨｚの速度で書き込まれる。その後、このメモリＭ1 及びＭ2 の奇数及び偶数フィールドデータは、２倍の速度の３１．４６８ｋＨｚで読み出されると共に、図４（Ｂ）に示されるように、同一の速度でフレームメモリＭ3 に交互に書き込まれる。ここでは、４８５本の水平ラインを有する１フレームのデータ（ノンインターレース走査用信号）とされるが、２倍クロック速度で書き込むので、垂直走査期間は図（Ａ）の場合と同一の１／５９．９４Ｈｚ≒１６．７ｍｓとなる。
【００１８】
次に、図４（Ｃ）に示されるように、上記フレームメモリＭ3 のデータを更に２倍の速度、即ち６２．９３６ｋＨｚ（４倍のクロック速度）で２回ずつ読み出す。そうすると、約１６．７ｍｓ（１／５９．９４Ｈｚ）の垂直走査期間において、同一の水平ラインが２本ずつ垂直方向に並び、合計で９７０本が形成されることになり、コンピュータディスプレイ等の静止画では、奇数及び偶数フィールドの２倍のデータが水平方向において１／２に圧縮された形で表示される。
【００１９】
実施形態例は以上の構成からなり、以下にその作用を図５乃至図７と共に説明する。まず、図１の電子スコープ１０内のＣＣＤ１３では被観察体内のビデオ信号が奇数又は偶数のフィールド信号として交互に形成され、このビデオ信号が１４．３１８ＭＨｚのクロック信号（１５．７３４ｋＨｚの水平走査速度）によって読み出され、ＣＤＳ回路１８を経た後にデジタル信号としてＤＶＰ２０により各種の画像処理が施される。このＤＶＰ２０からは、Ｙ信号とＣ信号が出力され、この両信号は、プロセッサ装置１２内のミラー回路２６から輪郭強調回路２７へ供給され、左右反転、輪郭強調の処理が施される。また、Ｙ及びＣ信号は色変換回路２８にてＲＧＢの信号に変換され、その後、解像度変換回路２９へ供給される。
【００２０】
この解像度変換回路２９は、通常の動画表示時及び上記出力OutＢ，OutＣの出力については、解像度変換を行わない。即ち、当該解像度変換回路２９で解像度変換を行わずに出力されたＲＧＢ信号は、Ｄ／Ａ変換器３１Ｂ、アイソレーション３２、バッファ３３Ｂを介してＲＧＢモニタに出力され、またエンコーダ３４によって再度、Ｙ信号とＣ信号に変換された後、Ｄ／Ａ変換器３１Ｂ、アイソレーション３２、バッファ３３Ｂを介してテレビモニタに供給されることになり、各モニタには従来と同様の被観察体内画像（動画及び静止画）を表示することになる。
【００２１】
一方、この解像度変換回路２９では、フリーズ釦２３が押されたとき、マイコン３５の制御によって出力OutＡの信号につき解像度変換処理を行う。即ち、図５（Ａ），（Ｂ）に示されるように、Ｔｒ（フリーズ）が出力されたとき、メモリＭ１に奇数フィールドＯ１のデータ、メモリＭ２に偶数フィールドＥ１のデータが書き込まれ、このメモリＭ１，Ｍ２のデータは、図５（Ｃ），（Ｄ）のように、次の垂直走査期間に読み出されるが、このフィールドの水平ラインデータは２倍クロックの速度で交互に読み出される［図４（Ｂ）］。そして、このデータが、図５（Ｅ）のＯ０＋Ｅ０，Ｏ１＋Ｅ０，Ｏ１＋Ｅ１…で示されるように、メモリＭ３にノンインターレース走査用のフレーム信号として書き込まれる。このフレーム信号は、奇数又は偶数の一つのフィールドデータが順に更新されたものである。
【００２２】
図６は、上記メモリＭ1 ，Ｍ2 における書込み及び読出しを画素単位で示したものであり、図６（Ａ）の画素単位の書込みクロックは、１４．３１８ＭＨｚの周波数となり、このクロック単位で図６（Ｂ）の画素信号Ｏ111，Ｏ112，Ｏ113…（奇数フィールド）、Ｅ111，Ｅ112，Ｅ113…（偶数フィールド）が読み出される。そして、読出し信号として、図６（Ｃ）に示される周波数２８．６３６ＭＨｚの２倍クロックが用いられ、これによって、図６（Ｄ）に示すＯ111，Ｏ112，Ｏ113…の奇数（ODD）信号が１水平ライン分読み出され、次に図６（Ｆ）に示すＥ111，Ｅ112，Ｅ113…が１水平ライン分読み出される。
【００２３】
即ち、図６（Ｅ）は、奇数フィールドの読出しイネーブル信号、図６（Ｇ）は偶数フィールドの読出しイネーブル信号であり、１／（３１．４６８×１０3 ）秒の水平走査期間の読出し動作と同期間の読出し禁止を設定する各イネーブル信号によって、奇数フィールド信号と偶数フィールド信号が水平ライン毎に交互に読み出されることになる。
【００２４】
次に、上記メモリＭ3 の格納データは、図５（Ｆ）に示されるように次の垂直走査期間で読み出されるが、この読出しは、図７に示されるように４倍クロック速度で２回ずつ行われる。
図７には、この倍速読出しにおける水平ライン単位の信号処理が示されており、図７（Ａ）に示されるように、Ｏ11，Ｅ11，Ｏ12，Ｅ12，…の水平ラインデータにつき、メモリＭ3 への書込みは周波数３１．４６８ｋＨｚの速度（２倍クロック）で行われ、図７（Ｂ）に示されるように、メモリＭ3 からの読出しは周波数６２．９３６ｋＨｚの速度（４倍クロック）で、かつ２回行われる。従って、図４（Ｃ）でも説明したように、Ｏ11，Ｏ11，Ｅ11，Ｅ11，Ｏ12，Ｏ12，…というように、１垂直走査期間内に９７０本の水平ラインが順に並ぶように配置される。
【００２５】
図１において、上記の解像度変換後のビデオ信号は、キャラクタ混合回路３０でキャラクタ信号が混合された後、アナログ信号として出力OutＡからコンピュータディスプレイ等に出力される。このパソコンでは、入力ビデオ信号が水平帰線信号及び垂直帰線信号により表示処理されるので、１画面内に９７０本の水平ラインデータが高密度に圧縮表示され、高解像度の静止画が得られることになる。しかも、本数が２倍となるのに対して垂直方向が１／２に圧縮されるので、画像が縦方向に変形することもない。なお、他の出力OutＢ，OutＣにはフリーズ釦が押されたときでも、解像度変換が行われていない静止画が表示される。
【００２６】
図３には、解像度変換回路２９の他の構成例が示されており、この場合は、二つのメモリＭ1 ，Ｍ2 、書込み制御回路３８Ｂ及び読出し制御回路３９Ｂからなる。そして、上記書込み制御回路３８Ｂは、図４（Ａ）のようにメモリＭ1 ，Ｍ2 に対し１４．３１８ＭＨｚのクロック速度でフィールドデータの書込みを行うが、このメモリＭ1 ，Ｍ2 からの交互の読出しについては５７．２７２ＭＨｚの４倍クロック速度で、同一の水平ラインを２回ずつ行う。これによっても、図４（Ｃ）に示されるように、１６．７ｍｓの垂直走査期間に９７０本の水平ラインデータを密に配置した画像を表示することができる。
【００２７】
図８には、実施形態の第２例に係る電子内視鏡装置における信号変換が示されており、この第２例は奇数又は偶数フィールドのデータの何れかで静止画を形成したものである。即ち、例えば上記メモリＭ1 に格納された奇数フィールドデータのみを用いた場合は、図８（Ａ）に示されるように、メモリＭ3 にＯ11，Ｏ11，Ｏ12，Ｏ12，…というように、同一奇数ラインのデータが２倍クロック（３１．４６８ｋＨｚ）速度で２回ずつ書き込まれ、一方メモリＭ3 からの読出しが、図８（Ｂ）に示されるように４倍クロック（６２．９３６ｋＨｚ）速度で、更に２回行われる。従って、図８に示されるように、４本のＯ11，４本のＯ12…というように、１垂直走査期間内に９７０本の水平ラインが順に並ぶように配置される。
【００２８】
このような奇数又は偶数フィールドのデータのみにより、垂直解像度の高い静止画を形成することもでき、この場合は、第１例と比較すると、被観察体内等の動きがあってもその動きによるぶれを抑制した良好な画像が得られるという利点がある。
【００２９】
なお、上記の例では、ＮＴＳＣ方式の処理について説明したが、ＰＡＬ（Phase Alternation by Line）方式を採用する電子内視鏡装置にも同様に適用することが可能である。即ち、この場合は、例えば５７５本の水平走査線のデータを１１５０本のデータに解像度変換することになる。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、テレビモニタに表示するためのインターレース走査用信号を形成し、このインターレース走査用信号をテレビモニタ用出力部から出力する電子内視鏡装置で、インターレース走査用の奇数及び偶数のフィールド信号を記憶する第１及び第２のフィールドメモリと、ノンインターレース走査用のフレーム信号を記憶するフレームメモリとを有し、第１及び第２のフィールドメモリに記憶された奇数及び偶数のフィールド信号をこれらフィールドメモリへの書込み速度の２倍の速度で読み出すと共に、同一の速度で上記フレームメモリへ交互に書き込むことにより、インターレース走査用信号をノンインターレース走査用信号へ変換し、かつフレームメモリに記憶されたノンインターレース走査用信号の同一水平ラインをこのフレームメモリへの書込み速度の２倍の速度で２回読み出すことにより、垂直解像度を高める解像度変換回路、又は上記第１及び第２のフィールドメモリに記憶された奇数及び偶数のフィールド信号をこれらフィールドメモリへの書込み速度の４倍の速度で交互に読み出すことにより、インターレース走査用信号をノンインターレース走査用信号へ変換し、かつこのノンインターレース走査用信号の同一水平ラインを２回読み出して垂直解像度を高める解像度変換回路を設け、フリーズ時にこの解像度変換を実行するようにしたので、コンピュータディスプレイで画像を利用する場合に、解像度を向上させた高品質の静止画を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の第１例に係る電子内視鏡装置の構成を示すブロック図である。
【図２】第１例の解像度変換回路の構成を示すブロック図である。
【図３】実施形態例の解像度変換回路の他の構成例を示すブロック図である。
【図４】第１例の解像度変換回路における信号変換を示す説明図である。
【図５】第１例の解像度変換回路での信号処理を示すタイミング図である。
【図６】第１例の解像度変換回路での画素単位の信号処理を示すタイミング図である。
【図７】第１例の解像度変換回路での水平ライン単位の信号処理を示すタイミング図である。
【図８】実施形態の第２例における解像度変換の信号処理を示すタイミング図である。
【図９】第２例の解像度変換で得られるデータを示す説明図である。
【符号の説明】
１０  …  電子スコープ、
１２  …  プロセッサ装置、
１３  …  ＣＣＤ、
２１，３５  …  マイコン、
２３  …  フリーズ釦、
２９  …  解像度変換回路、
３８（Ａ，Ｂ）  …  書込み制御回路、
３９（Ａ，Ｂ）  …  読出し制御回路、
Ｍ1 ，Ｍ2 ，Ｍ3   …  メモリ。
【図１】
0003795267.tif 000002
【図２】
0003795267.tif 000003
【図３】
0003795267.tif 000004
【図４】
0003795267.tif 000005
【図５】
0003795267.tif 000006
【図６】
0003795267.tif 000007
【図７】
0003795267.tif 000008
【図８】
0003795267.tif 000009
【図９】
0003795267.tif 000010