JP2003000536A

JP2003000536A - 電子内視鏡装置

Info

Publication number: JP2003000536A
Application number: JP2001193308A
Authority: JP
Inventors: Satoru Ozawa; 了小澤; Mikito Kimijima; 幹人君島
Original assignee: Pentax Corp
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 2001-06-26
Filing date: 2001-06-26
Publication date: 2003-01-07
Also published as: US20030030722A1; US6967673B2

Abstract

(57)【要約】【課題】電子内視鏡装置において、１フレーム内の空
間周波数の変化に対応した擬似色素撒布処理を色画素信
号に施して最適な色コントラストを得る。【解決手段】スコープ１０の先端に撮像センサ１４を
設け、プロセッサ１００はこの撮像センサ１４から１フ
レーム分の赤色画素信号、緑色画素信号および青色画素
信号を順次読みだす。プロセッサ１００の擬似色素撒布
処理回路１３０は、特定の画素の信号レベル値が周囲画
素の平均信号レベル値より低い場合には、赤色および緑
色画素信号の信号レベル値を低減して青色成分を強調す
る。システムコントロール回路１５０は操作パネル１１
８により拡大ズーミングが行われている場合には、空間
周波数が低くなったと判断し、特定画素に対する周囲画
素の距離を離して適切なカラーバランス変更を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スコープの先端に
固体撮像素子を設け、体内器官等の被写体像に対応した
カラービデオ信号を生成し、カラービデオ信号に基づい
てモニタ装置の画面に被写体のカラー画像を再現する電
子内視鏡装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子内視鏡装置はカラー画像を再
生するものが主流であり、これに伴い、電子内視鏡装置
を用いる医療分野では、カラー画像再生に基づく新たな
医療検査法として色素内視鏡検査法等が開発されるに至
った。例えば、内視鏡診断の補助診断法として、胃内壁
や大腸内壁等に適当な色素溶液を撒布して粘膜壁上の微
妙な凹凸を強調して、その形態観察を行い易くするとい
う検査法が知られている。

【０００３】詳述すると、胃内壁や大腸内壁は全体的に
赤橙系を呈し、その微妙な凹凸の形態観察を行いにくい
ものとなっている。このような場合には、赤橙系色に対
して明瞭な色コントラストを発揮する青色系の色素溶
液、例えばインジゴカルミン溶液がスコープの鉗子孔を
通して粘膜壁に撒布されると、その色素溶液は粘膜壁の
凹部に集まる傾向にあるのに対し、粘膜壁の凸部からは
排除される傾向にあり、このため粘膜壁面の微妙な凹凸
形態が色コントラストにより非常に観察し易くなる。

【０００４】しかし、上述したような色素内視鏡検査法
では、人体に無害でかつ安価な色素を用意しなければな
らず、また色素撒布のために検査時間が長くなり患者の
苦痛が増大する、あるいは一旦色素撒布を行った直後に
はその粘膜壁を元の状態で観察することができない等の
問題点がある。最近では特開２００１−２５０２５号に
示されるように、画像処理によってあたかも色素撒布し
たかのような色コントラストでカラー画像を再現しうる
電子内視鏡装置が考えられている。

【０００５】具体的には、特定の画素の信号レベル値と
その近接周囲８画素の平均信号レベル値とを比較し、特
定画素の信号レベル値が低い場合には被写体の対応部位
は周囲から窪んでいると判断して、赤色成分および緑色
成分を低減して青色成分を強調する擬似色素撒布処理を
行う。これにより、モニタ装置に再現されるカラー画像
は、あたかも青色系色素溶液を撒布したかのような色コ
ントラストを呈する。

【０００６】しかし上記のような疑似色素撒布処理で
は、画像の空間周波数については何も考慮されていな
い。即ち、凹部に対応する画素が特定された１画素のみ
であるとは限らず、ズーミングを行った場合や、解像度
の高い即ち画素数の多い撮像素子を用いた場合には複数
画素を占めることがある。即ち、１フレーム内での空間
周波数が相対的に低い場合には、その画像に疑似色素撒
布処理を施しても最適な色コントラストを得られず、結
果として検査に時間がかかって患者に苦痛を与えるとい
う問題がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記問題点に
鑑み、擬似色素撒布処理において１フレーム内の空間周
波数が変化しても最適な色コントラストを得られる電子
内視鏡装置を得ることを課題としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に係る電子内視鏡
装置は、スコープの先端に設けた固体撮像素子から順次
読みだされる１フレーム分の複数の色画素信号に基づい
てビデオカラー信号を生成し、このビデオカラー信号に
基づいてモニタ装置の画面に再現カラー画像を表示する
電子内視鏡装置であって、１フレーム分の色画素信号の
うちの所定色画素信号における特定画素の信号レベル値
を、その特定画素の周囲画素の平均信号レベル値と比較
する比較手段と、特定画素に対する周囲画素を１フレー
ム内の空間周波数に応じて特定する周囲画素特定手段
と、比較手段によって特定画素の信号レベル値が周囲画
素の平均信号レベル値より小さいと判定された時に、特
定画素の信号レベル値を低減してビデオカラー信号のカ
ラーバランスを変更するカラーバランス変更手段とを備
えたことを最も主要な特徴とする。

【０００９】上記電子内視鏡装置において、具体的には
固体撮像素子の画素数がそれぞれ異なるスコープを複数
個適用可能であった場合には、周囲画素特定手段が画素
数に応じて周囲画素を適宜選択する。

【００１０】上記電子内視鏡装置において、再現カラー
画像の像倍率を変更するズーム機構を備えている場合に
は、周囲画素特定手段がズーミングに応じて周囲画素を
適宜選択する。さらに具体的には周囲画素特定手段が、
ズーム機構により像倍率が拡大したときには１フレーム
内での空間周波数が低くなったと判定し、特定画素から
相対的に距離の離れた画素を周囲画素として特定する。

【００１１】上記電子内視鏡装置において、スコープの
先端に供給する照明光の光量を調節する絞り機構を備え
ている場合には、周囲画素特定手段が絞り開度に応じて
適宜周囲画素を選択する。さらに具体的には周囲画素特
定手段が、絞り機構により絞り開度が拡大したときには
１フレーム内での空間周波数が低くなったと判定し、特
定画素から相対的に距離の離れた画素を周囲画素として
特定する。

【００１２】上記電子内視鏡装置において、１フレーム
分の色画素信号が、１フレーム分の赤色画素信号と、１
フレーム分の緑色画素信号と、１フレーム分の青色画素
信号とが含まれてもよく、これら色画素信号のうち２種
類の色画素信号がカラーバランス変更手段によって色信
号レベル値が低減される。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
添付図面を参照して説明する。

【００１４】図１は本発明に係る電子内視鏡装置の第１
実施形態を示すブロック図である。電子内視鏡装置は、
可撓管２０を有するスコープ（電子スコープ）１０と、
スコープ１０に着脱自在な電子内視鏡用のプロセッサ１
００と、プロセッサ１００に接続されるモニタ装置２０
０とを備える。

【００１５】スコープ１０には光ファイバ束から成る光
ガイド部材１２が可撓管先端部２０ａにまで挿通してお
り、光ガイド部材１２の基端側はスコープ１０のプロセ
ッサ１００への装着時にプロセッサ１００に設けられた
光源１０２に光学的に接続される。光源１０２は、例え
ばキセノンランプやハロゲンランプなどの白色光源ラン
プである。

【００１６】光源１０２の光射出側（図中左側）には絞
り１１２が設けられ、この絞り１１２は図示しない絞り
調整回路によりその開度が調整され、これにより光ガイ
ド部材１２に供給する照明光の光量が適宜調節される。

【００１７】本実施形態ではカラー画像を再現するため
に面順次方式が採用されるので、絞り１１２のさらに光
ガイド部材１２側には回転式のカラーフィルタ１１４が
設けられる。このカラーフィルタ１１４は円板状を呈
し、白色光に含まれる赤色光成分のみを透過する赤色フ
ィルタ、緑色光成分のみを透過する緑色フィルタおよび
青色光成分のみを透過する青色フィルタが円周方向に沿
って等間隔に配されている。各色フィルタの間は遮光領
域とされる。カラーフィルタ１１４は一定速度で回転さ
せられ、光源１０２から供給された白色照明光が、各色
フィルタを透過することによって赤色（Ｒ）照明光、緑
色（Ｇ）照明光および青色（Ｂ）照明光に順次変換され
る。

【００１８】カラーフィルタ１１４を経た赤色照明光、
緑色照明光または青色照明光は集光レンズ１１６によっ
て光ガイド部材１２の入射端面１２ａに集光させられ、
さらに光ガイド部材１２によって可撓管先端部２０ａへ
導かれる。このようにカラーフィルタ１１４が一定速度
で回転することにより、可撓管先端部２０ａからは赤色
照明光、緑色照明光および青色照明光が一定時間だけ間
欠的に射出され、その前方に位置する被写体、例えば消
化器官の内壁Ｘが各色照明光により順次照明される。

【００１９】可撓管先端部２０ａには固体撮像素子例え
ばＣＣＤから成る撮像センサ１４が設けられ、この撮像
センサ１４は対物レンズ系１６と組み合わされる。３色
照明光は被写体により反射され、対物レンズ系１６によ
って撮像センサ１４の受光面に結像される。各色照明光
により被写体が照明されている間は撮像センサ１４によ
って各色の光学的被写体像が１フレーム分のアナログ電
気信号、即ちアナログ画素信号に光電変換され、その後
に続く遮光期間においてこのアナログ画素信号が撮像セ
ンサ１４から読み出される。これにより、各色照明光に
対応したアナログ画素信号がそれぞれ１フレーム分だけ
順に読み出される。

【００２０】撮像センサ１４から読み出された３色のア
ナログ画素信号は、プロセッサ１００のＣＣＤプロセス
回路１２０に順次入力され、ここで撮像センサ１４の特
性やスコープ１０の光学特性に応じた処理、例えばクラ
ンプ処理やサンプルホールド処理、ガンマ補正処理、ホ
ワイトバランス補正処理、輪郭強調処理および増幅処理
等が施される。ＣＣＤプロセス回路１２０で処理された
３色のアナログ画素信号はＡ／Ｄ変換器１２２に送ら
れ、そこで例えば８ビットのデジタル画素信号に変換さ
れて、次いでフレームメモリ１２４に書き込まれて一時
的に格納される。従ってこのフレームメモリ１２４には
赤色デジタル画素信号、緑色デジタル画素信号および青
色画素信号がそれぞれ１フレーム分だけ格納される。

【００２１】これらの１フレーム分のデジタル画素信号
は、撮像センサ１４の受光面にマトリクス状に配された
多数個の画素のそれぞれについて例えば２５６階調で表
された信号レベル値である画素データを全画素数分だけ
集めたものであり、この信号レベル値には輝度情報と光
の３原色に関する色濃度情報とが含まれる。信号レベル
値が大きいほど輝度が高く（明るい）、色濃度が低い
（色が薄い）ことを示している。凹凸形状の被写体を撮
像した場合には、凹部は周囲より暗いため、その凹部に
相当する画素の信号レベル値は相対的に小さくなり、逆
に凸部に相当する画素の信号レベル値は相対的に大きく
なる。

【００２２】図２にはフレームメモリ１２４に格納され
た１フレーム分の赤色デジタル画素信号がｍ×ｎのマト
リクス状に配置された８ビット構成の赤色画素データａ
₁₁〜ａ_mnとして模式的に示され、各赤色画素データａ₁₁
〜ａ_mnはその該当赤色画素信号のレベル値を示す。図２
に示すように、フレームメモリ１２４からの個々の赤色
画素データの読み出しはライン読み出し方向および画素
読み出し方向に従って行われる。具体的には、第１ライ
ンに含まれる赤色画素データａ₁₁〜ａ_1nが画素読み出し
方向に沿って一画素ずつ読み出され、第１ラインの全画
素データの読み出しが終了すると、第２ラインに含まれ
る赤色画素データａ₂₁〜ａ_2nが画素読み出し方向に沿っ
て一画素ずつ読み出される。同様にして、第ｍラインま
での赤色画素データが読み出される。フレームメモリ１
２４に格納された緑色デジタル画素信号および青色画素
信号についても同様である。

【００２３】再び図１を参照すると、フレームメモリ１
２４の後段にはデマルチプレクサ１２８および擬似色素
撒布処理回路１３０を介して３つのフレームメモリ、即
ちＲ信号用メモリ１４０ｒ、Ｇ信号用メモリ１４０ｇお
よびＢ信号用メモリ１４０ｂが接続される。デマルチプ
レクサ１２８は１つの入力端子ＩＮと２つの出力端子Ｏ
ＵＴ１およびＯＵＴ２とを備え、入力端子ＩＮに入力さ
れた画素データを、システムコントロール回路１５０か
らの選択信号に基づいて第１または第２出力端子ＯＵＴ
１、ＯＵＴ２のいずれか一方に振り分けて出力するスイ
ッチ機能を有する。デマルチプレクサ１２８の第１出力
端子ＯＵＴ１は３つのメモリ１４０ｒ、１４０ｇ、１４
０ｂに直接接続され、第２出力端子ＯＵＴ２は擬似色素
撒布処理回路１３０を介して３つのメモリ１４０ｒ、１
４０ｇ、１４０ｂに間接的に接続される。

【００２４】本実施形態のプロセッサ１００において
は、あたかも青色系色素溶液を撒布したかの様に赤色、
緑色および青色のカラーバランスを変更する擬似色素撒
布モードと、そのようなカラーバランス変更を行わない
通常モードとのいずれか一方を選択可能であり、モード
選択はプロセッサ１００の表面に設けられた操作パネル
１１８の１つであるモード切替スイッチ１１８ａ（図４
および図５参照）により設定される。電源を投入した直
後の初期状態では通常モードが自動的に選択される。

【００２５】通常モードが選択されているときには、デ
マルチプレクサ１２８において実線で示すように第１出
力端子ＯＵＴ１が選択され、フレームメモリ１２４から
読み出された各色画素データはそのまま３つのメモリ１
４０ｒ、１４０ｇ、１４０ｂにそれぞれ書き込まれる。
即ち、赤色画素データはＲ信号用メモリ１４０ｒに格納
され、緑色画素データはＧ信号用メモリ１４０ｇに、青
色画素データはＢ信号用メモリ１４０ｂにそれぞれ格納
される。

【００２６】Ｒ信号用メモリ１４０ｒ、Ｇ信号用メモリ
１４０ｇおよびＢ信号用メモリ１４０ｂに格納された３
色の画素データは、これらメモリ１４０ｒ、１４０ｇ、
１４０ｂから同時に読み出され、Ｄ／Ａ変換器１４２に
よりアナログ信号に変換され、ビデオプロセス回路１４
４に送られる。ビデオプロセス回路１４４はカラーエン
コーダを備え、ここで３色アナログ画素信号から輝度信
号、色差信号、および色差信号を変調したクロマ信号が
生成され、さらに輝度信号とクロマ信号と同期信号とを
多重したＮＴＳＣ方式のコンポジットビデオ信号などの
アナログカラービデオ信号が生成される。

【００２７】アナログカラービデオ信号はプロセッサ１
００からモニタ装置２００に出力される。モニタ装置２
００ではアナログカラービデオ信号に基づいて画面上に
カラーの被写体像が再現される。ここで再現されるカラ
ー画像は、白色光で照明した被写体を肉眼で見たときの
カラーバランスに極めて近いカラーバランスを有する。

【００２８】プロセッサ１００にはキーボードやマウス
等の外部入力装置３００が接続され、この外部入力装置
３００から入力された患者名や図示しないタイマ回路か
ら得られる診察日時等の文字情報はシステムコントロー
ル回路１１６により文字パターン信号に変換されてビデ
オプロセス回路に出力され、ここで３色画素データに付
加される。これにより、モニタ装置２００の画面上には
光学的被写体像の再現カラー画像と共に文字情報が表示
される。

【００２９】一方、擬似色素撒布モードが設定されてい
るときには、デマルチプレクサ１２８において破線で示
すように第２出力端子ＯＵＴ２が選択され、擬似色素撒
布処理回路１３０においては、各画素について、その画
素とその周辺画素との間における後述の演算・比較処理
に基づいて、赤色画素データおよび緑色画素データのそ
れぞれ信号レベル値が共に低減される。その後、デマル
チプレクサ１２８において第１出力端子ＯＵＴ１が選択
され、青色画素データについては何も処理されない、即
ち信号レベル値をそのまま変更されずにＢ信号用メモリ
１４０ｂに送られる。

【００３０】このように、擬似色素撒布モードにおいて
は、凹部や窪み部について赤色および緑色成分が抑えら
れることによって青色成分が自ずと強調されることにな
り、モニタ装置２００には擬似色素撒布処理された３色
画素データに基づいて青色成分が強調されたカラー画像
が表示される。特に、擬似色素撒布処理においては信号
レベル値が周囲画素の後述の平均信号レベル値より低い
画素はいっそう信号レベル値が小さくなるため、色コン
トラストが大きくなって、胃内壁や大腸内壁などの微妙
な凹凸が強調される。従って、あたかもインジゴカルミ
ン溶液等の赤橙色系に対して明瞭な色コントラストを発
揮する青色系の色素溶液を被写体に撒布したときに得ら
れるような映像が得られ、凹凸形態が容易に観察でき
る。

【００３１】なお、擬似色素撒布モードにおいては、再
現カラー画像において擬似撒布した色素の濃度レベルを
手動で任意に調整できる。具体的には、後述する操作パ
ネル１１８により濃度レベルが設定されると、システム
コントロール回路１５０は設定された濃度レベルに応じ
て色素濃度を変更すべく、擬似色素撒布処理回路１３０
を制御する。

【００３２】システムコントロール回路１５０はプロセ
ッサ１００の全動作を制御するマイクロコンピュータで
あり、中央演算処理ユニット（ＣＰＵ）、種々のルーチ
ンを実行するためのプログラムやパラメータを格納する
読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、データ等を一時的に格
納する書き込み／読み出し自在なメモリ（ＲＡＭ）、入
出力インターフェース（Ｉ／Ｏ）を備える。

【００３３】タイミングジェネレータ１５２では、基本
クロック発生回路（不図示）から得られる基本クロック
パルス及びシステムコントロール回路１５０からの制御
信号に基づいて種々の制御クロックパルスが生成され、
これら制御クロックパルスによりスコープ１０およびプ
ロセッサ１００の各回路が動作させられる。具体的に
は、撮像センサ１４からのアナログ画素信号の読み出
し、ＣＣＤプロセス回路１２０の処理、Ａ／Ｄ変換器１
２２のサンプリング、フレームメモリ１２４に対する画
素データの書き込み／読み出し、デマルチプレクサ１２
８の切替え、擬似色素撒布処理回路１３０における擬似
色素撒布処理等を制御する。なお、図の複雑化を避ける
ため、タイミングジェネレータ１５２と、Ｄ／Ａ変換器
１４２およびビデオプロセス回路１４４との接続関係は
省略される。

【００３４】プロセッサ１００にはＣＣＤの画素数が異
なる複数のスコープ１０、１０’が装着可能である。図
１には便宜上単一のスコープ１０のみを示している。ス
コープ１０のＣＣＤ画素数をｍ×ｎ（ｍ：垂直方向の画
素数、ｎ：水平方向の画素数）とすると、スコープ１
０’のＣＣＤ画素数はＭ×Ｎ（Ｍ＞ｍ，Ｎ＞ｎ）であ
る。即ち、スコープ１０のＣＣＤ画素数は相対的に少な
く、スコープ１０’のＣＣＤ画素数は相対的に多い。ス
コープ１０にはこのＣＣＤ画素数のデータを格納するＲ
ＯＭ２２が設けられており、スコープ１０がプロセッサ
１００に接続されると、システムコントロール回路１５
０によりＲＯＭ２２内のＣＣＤ画素数データが読み出さ
れる。スコープ１０’についても同様である。従って、
プロセッサ１００では接続されたスコープ１０または１
０’のＣＣＤ画素数が常に認識され、それぞれＣＣＤ画
素数に応じた信号処理が行われる。

【００３５】また、電子内視鏡装置は電子ズーム機能を
備えており、操作パネル１１８の所定のスイッチを操作
すると、タイミングジェネレータ１５２からフレームメ
モリ１２４に対して出力される画素データの読み出しク
ロックパルスの周波数が変更され、モニタ装置２００に
表示すべき再現カラー画像の像倍率を例えば１〜４倍の
間で変更される。この電子ズーム機能については従来公
知であり、詳細な説明は省略する。

【００３６】操作パネル１１８はプロセッサ１００の筐
体の外側壁面に取付けられ、ホワイトバランスや光量、
ズーミングなどを手動で調整するスイッチや、種々のモ
ードを設定するためのスイッチを複数個備えている。ま
た、その側方には電源回路１５４のＯＮ／ＯＦＦを切替
える主電源ボタン１５６が設けられる。電源回路１５４
は図示しない商用電源に接続され、主電源スイッチ１５
６をＯＮに切替えると、プロセッサ１００の各回路や光
源１０２およびスコープ１０へ給電され、プロセッサ１
００およびスコープ１０は作動可能状態となる。

【００３７】擬似色素撒布処理回路１３０は、各画素を
中心画素と定め、該中心画素とその周辺の４８画素のそ
れぞれの信号レベル値に後述の空間周波数に基づく重み
付けを行って積和演算によって求めた値を中心画素の信
号レベル値とするいわゆる空間フィルタリング処理を行
い、各画素の信号レベル値を求める。

【００３８】図３を参照して、擬似色素撒布処理回路１
３０の構成および作用について詳述する。図３は擬似色
素撒布処理回路１３０の回路構成を詳細に示すブロック
図である。擬似色素撒布処理回路１３０は、中心画素の
信号レベル値とその周辺画素の後述の平均信号レベル値
との差ΔＲを算出する差データ算出回路１３２と、この
差データΔＲを所定のクリップ値によりクリップするク
リップ回路１３４と、クリップ回路１３４の出力に濃度
係数ｋを乗算する係数器１３６と、係数器１３６の出力
を中心画素の信号レベル値に加算する加算器１３８とが
設けられる。

【００３９】差データ算出回路１３２では、次の（１）
式に基づいて差データΔＲが算出される。即ち、図２に
て示された１フレーム分の赤色デジタル画素信号におい
て、信号レベル値がａ₄₄となる画素を中心として７×７
のマトリクスで表される４９画素の赤色画素データの信
号レベル値をそれぞれａ₁₁、ａ₁₂、ａ₁₃、・・・・、ａ
₇₅、ａ₇₆、ａ₇₇とすると、それら信号レベル値にはそれ
ぞれシステムコントロール回路１５０により決定される
重み係数Ｃ０〜Ｃ９のいずれか１つが乗算されて、総和
が算出される。このとき、中心画素の信号レベル値ａ₄₄
には常に重み係数Ｃ０＝１が乗算され、周辺画素には０
または負で絶対値が１より小さい値である平均係数であ
る重み係数Ｃ１〜Ｃ９が乗算される。これにより、中心
画素の信号レベル値ａ₄₄とその周辺画素の信号レベル値
の平均値との差データΔＲが算出される。

【００４０】

【数１】

【００４１】クリップ回路１３４のクリップ値には０が
設定されており、差データΔＲの正負が判定される。差
データΔＲがクリップ値０以上であった場合には出力値
は０となり、差データΔＲがクリップ値０より小さい、
即ち負の値であった場合には入力値である差データΔＲ
がそのまま出力される。このように、差データ算出回路
１３２およびクリップ回路１３４は、特定画素の信号レ
ベル値を周囲画素の平均信号レベル値と比較する比較手
段としての機能を有する。

【００４２】係数器１３６では、負の値である差データ
ΔＲまたは０に濃度係数ｋが乗算される。濃度係数ｋは
操作パネル１１８の入力に応じてシステムコントロール
回路１５０により値が決定される可変係数であり、例え
ば０、２０、４０および８０のいずれかの値をとる。従
って、係数器１３６の出力は、差データΔＲと濃度係数
ｋとの積または０となる。

【００４３】加算器１３８には、中心画素の信号レベル
値ａ₄₄と、係数器１３６の出力値とが入力され、両者の
和が出力される。加算器１３８からの出力、即ち擬似色
素撒布処理回路１３０から出力される信号レベル値Ａ₄₄
は以下の（２）式で表される。なお、ここでは１つの画
素について説明しているが、１フレーム分の全画素につ
いて同様の処理が施される。加算器１３８は各色信号レ
ベル値を変更するカラーバランス変更手段としての機能
を有する。

【００４４】

【数２】

【００４５】このように、擬似色素撒布モードが選択さ
れているときには、擬似色素撒布処理回路１３０におい
ては、中心画素の信号レベル値が周辺画素の画素平均値
よりも低い場合（ΔＲ＜０）には被写体の凹部に相当す
る箇所であると判断され、中心画素の信号レベル値は低
減されて出力される。一方、中心画素の信号レベル値が
周辺画素の画素平均値と同じまたは高い場合（ΔＲ≧
０）には被写体の平坦部または凸部に相当する箇所であ
ると判断され、中心画素の信号レベル値はなんら変更さ
れることなく出力される。このような擬似色素撒布処理
は、１フレーム分の赤色画素データおよび緑色画素デー
タに対して施される。

【００４６】上述したように、擬似色素撒布処理回路１
３０に青色画素データは入力されないので、赤色画素デ
ータおよび緑色画素データの信号レベルが低減され、青
色画素データはなんら処理されることはない。即ち、凹
凸のある被写体を撮像すると、凹部に相当する画素は赤
色成分および緑色成分のレベルが低減され、結果として
青色成分のレベルが相対的に高められる。従って、擬似
色素撒布モードが選択されると、その再現カラー画像に
おいてはあたかも青色系色素溶液を撒布したかのような
様相を呈する。

【００４７】特に、差データΔＲの絶対値が大きいほ
ど、即ち当該画素に対応する箇所の窪み量が大きいほど
信号レベル値から減算されるべき値’ｋ・｜ΔＲ｜’が
大きくなり、再現カラー画像における該当箇所の青色成
分がいっそう強調される。実際に青色色素溶液を撒布し
た場合には、凹部が深いほどそこに溜まる色素溶液の量
は多くなるので再現カラー画像においても青色濃度が濃
くなる。従って、本実施形態における擬似色素撒布処理
で得られる再現カラー画像は、色素溶液を実際に撒布し
た時に得られる再現カラー画像に極めて近いものとみな
せる。

【００４８】濃度係数ｋは、モード切替スイッチ１１８
ａのＯＦＦ時即ち通常モード選択時には自動的に０に設
定され、モード切替スイッチ１１８ａのＯＮ時即ち擬似
色素撒布モード選択時には操作パネル１１８により所定
の範囲内で任意の値に設定される。この濃度係数ｋを変
えるということは、実際に色素溶液を撒布する場合に置
き換えると、濃度の異なる何種類かの色素溶液を用いる
ことに相当する。即ち、操作パネル１１８を介して濃度
係数ｋを変えるという簡単な操作であたかも色素溶液の
濃度を変えて撒布したような効果が得られる。

【００４９】図４および図５を参照して、濃度係数ｋを
簡単に変更するための構成について説明する。図４はプ
ロセッサ１００の正面図であり、図５は操作パネル１１
８上の特定のスイッチとシステムコントロール回路１５
０等との関係を示すブロック図である。システムコント
ロール回路１５０は、ＣＰＵ１５０ａ、ＲＯＭ１５０
ｂ、ＲＡＭ１５０ｃおよびＩ／Ｏ１５０ｄがバス１５０
ｅにより接続される。

【００５０】操作パネル１１８の図中左方には、スコー
プ１０の光ガイド部材１２を取付けるための挿入口１５
５と、スコープ１０と電気的に接続するためのコネクタ
１５７と、主電源スイッチ１５６とが配される。

【００５１】操作パネル１１８上には、通常モードと擬
似色素撒布処理モードとを切替えるモード切替スイッチ
１１８ａと、濃度レベルを調節するためのＵＰボタンス
イッチ１１８ｂおよびＤＯＷＮボタンスイッチ１１８ｃ
とが設けられる。ＵＰボタンスイッチ１１８ｂを押下す
る度ごとにレベル増大パルス信号がシステムコントロー
ル回路１５０に対して出力され、濃度レベルが段階的に
増大させられる。また、ＤＯＷＮボタンスイッチ１１８
ｃを押下する度ごとにレベル減少パルス信号がシステム
コントロール回路１５０に対して出力され、濃度レベル
が段階的に減少させられる。

【００５２】このように、モニタ装置２００に表示され
た再現カラー画像における色素の濃度レベルはＵＰボタ
ンスイッチ１１８ｂおよびＤＯＷＮボタンスイッチ１１
８ｃの押下操作により調節される。これらスイッチ１１
８ｂおよび１１８ｃの側方には、操作者が濃度レベルが
どの段階にあるのか認識するためのインジケータ１１８
ｄが設けられる。このインジケータ１１８ｄは上下方向
に並んだ４つの半透明の表示窓を有し、各表示窓には下
から順にレベル段階’０’、’＋１’、’＋２’およ
び’＋３’の数字が隣接して付される。各表示窓の内側
には発光ダイオード１１８ｄ０、１１８ｄ１、１１８ｄ
２および１１８ｄ３が設けられ、これら発光ダイオード
はＬＥＤ電源回路１１９から給電されて、設定された濃
度レベルに対応する発光ダイオードのみが点灯させら
れ、その他の発光ダイオードは消灯させられる。ＬＥＤ
電源回路１１９はシステムコントロール回路１５０によ
り制御される。

【００５３】システムコントロール回路１５０には書き
換え可能な不揮発性メモリ、例えばＥＥＰＲＯＭ１６０
が接続されており、このＥＥＰＲＯＭ１６０には濃度レ
ベルを決定する濃度係数ｋの数値が４個、例えば０（レ
ベル０）、２０（レベル＋１）、４０（レベル＋２）、
８０（レベル＋３）という数値データが格納されてい
る。電源が投入されると、システムコントロール回路１
５０によりＥＥＰＲＯＭ１６０内のデータが読み出さ
れ、ＲＡＭ１５０ｃに一時的に格納される。そして設定
された濃度レベルに対応する濃度係数ｋのデータが係数
器１３６（図３）に出力される。これにより色素濃度即
ち色コントラストの度合いが決定される。

【００５４】なお、ＥＥＰＲＯＭ１６０に格納される数
値データは書き換え可能であり、例えば外部入力装置３
００の所定のキーを押下して書き換えモードを設定する
と、各レベルに対応する濃度係数ｋの値を任意に更新で
きる。

【００５５】図６は図３に示す差データ算出回路１３２
の構成をさらに詳細に示すブロック図である。差データ
算出回路１３２は６個の一ライン遅延回路Ｄ１、Ｄ２、
Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５およびＤ６を備え、各一ライン遅延回
路の出力端子の後段にはそれぞれ６個の一画素遅延回路
が直列に接続される。

【００５６】詳述すると、第１の一ライン遅延回路Ｄ１
には一画素遅延回路ＤＬ１０、ＤＬ１１、ＤＬ１２、Ｄ
Ｌ１３、ＤＬ１４およびＤＬ１５が順に接続される。第
２の一ライン遅延回路Ｄ２の入力端子は第１の一ライン
遅延回路Ｄ１の出力端子に接続され、その出力端子には
一画素遅延回路ＤＬ２０、ＤＬ２１、ＤＬ２２、ＤＬ２
３、ＤＬ２４およびＤＬが順次直列に接続される。以下
同様に、第３〜第６の一ライン遅延回路Ｄ３〜Ｄ６の入
力端子は、それぞれ一段前の一ライン遅延回路Ｄ２〜Ｄ
５の出力端子に接続される。第３の一ライン遅延回路Ｄ
３の出力端子には一画素遅延回路ＤＬ３０、ＤＬ３１、
ＤＬ３２、ＤＬ３３、ＤＬ３４およびＤＬ３５が順次直
列に接続され、第４の一ライン遅延回路Ｄ４には一画素
遅延回路ＤＬ４０、ＤＬ４１、ＤＬ４２、ＤＬ４３、Ｄ
Ｌ４４およびＤＬ４５が順次直列に接続され、第５の一
ライン遅延回路Ｄ５には一画素遅延回路ＤＬ５０、ＤＬ
５１、ＤＬ５２、ＤＬ５３、ＤＬ５４およびＤＬ５５が
順次直列に接続され、第６の一ライン遅延回路Ｄ６には
一画素遅延回路ＤＬ６０、ＤＬ６１、ＤＬ６２、ＤＬ６
３、ＤＬ６４およびＤＬ６５が順次直列に接続される。
また、ディマルチプレクサ１２８の第２出力端子ＯＵＴ
２には一ライン遅延回路を介さずに６個の一画素遅延回
路ＤＬ００、ＤＬ０１、ＤＬ０２、ＤＬ０３、ＤＬ０４
およびＤＬ０５が順次直列に接続される。

【００５７】赤色または緑色画素データが、各一ライン
遅延回路Ｄ１〜Ｄ６に入力されると、その信号は１ライ
ン分の画素データの転送時間に相当する時間だけ遅れて
出力される。また、赤色または緑色画素データが、各一
画素遅延回路ＤＬ００〜ＤＬ６５に入力されると、その
信号は１画素分の画素データの転送時間に相当する時間
だけ遅れて出力される。

【００５８】係数器１３１は１０個の係数器１３１０、
１３１１、１３１２、１３１３、１３１４、１３１５、
１３１６、１３１７、１３１８および１３１９から構成
され、各一画素遅延回路からの出力は決まった組み合わ
せで加算され、それぞれ係数器に入力される。これら係
数器１３１０、１３１１、１３１２、１３１３、１３１
４、１３１５、１３１６、１３１７、１３１８および１
３１９にはシステムコントロール回路１５０の信号に基
づいて値が決定される重み係数Ｃ０〜Ｃ９が設定され、
入力画素データとそれぞれの重み係数との積を算出して
加算器１３３に出力する。各係数器１３１０、１３１
１、１３１２、１３１３、１３１４、１３１５、１３１
６、１３１７、１３１８および１３１９の入力画素デー
タは一画素の転送時間毎に画素読み出し順に更新され
る。

【００５９】具体的には、一画素遅延回路ＤＬ３２の出
力が係数器１３１０に入力され、重み係数Ｃ０が掛け合
わされる。一画素遅延回路ＤＬ２２、ＤＬ３１、ＤＬ３
３およびＤＬ４２の出力が加算されて係数器１３１１に
入力され、重み係数Ｃ１が掛け合わされる。一画素遅延
回路ＤＬ２１、ＤＬ２３、ＤＬ４１およびＤＬ４３の出
力が加算されて係数器１３１２に入力され、重み係数Ｃ
２が掛け合わされる。一画素遅延回路ＤＬ１２、ＤＬ３
０、ＤＬ３４およびＤＬ５２の出力が加算されて係数器
１３１３に入力され、重み係数Ｃ３が掛け合わされる。

【００６０】一画素遅延回路ＤＬ１１、ＤＬ１３、ＤＬ
２０、ＤＬ２４、ＤＬ４０、ＤＬ４４、ＤＬ５１および
ＤＬ５３の出力が加算されて係数器１３１４に入力さ
れ、重み係数Ｃ４が掛け合わされる。一画素遅延回路Ｄ
Ｌ１０、ＤＬ１４、ＤＬ５０およびＤＬ５４の出力が加
算されて係数器１３１５に入力され、重み係数Ｃ５が掛
け合わされる。一画素遅延回路ＤＬ０２、第３の一ライ
ン遅延回路Ｄ３、一画素遅延回路ＤＬ３５およびＤＬ６
２の出力が加算されて係数器１３１６に入力され、重み
係数Ｃ６が掛け合わされる。

【００６１】一画素遅延回路ＤＬ０１およびＤＬ０３、
第２の一ライン遅延回路Ｄ２、一画素遅延回路ＤＬ２
５、第４の一ライン遅延回路Ｄ４、一画素遅延回路ＤＬ
４５、ＤＬ６１およびＤＬ６３の出力が加算されて係数
器１３１７に入力され、重み係数Ｃ７が掛け合わされ
る。一画素遅延回路ＤＬ００およびＤＬ０４、第１の一
ライン遅延回路Ｄ１、一画素遅延回路ＤＬ１５、第５の
一ライン遅延回路Ｄ５、一画素遅延回路ＤＬ５５、ＤＬ
６０およびＤＬ６４の出力が加算されて係数器１３１８
に入力され、重み係数Ｃ８が掛け合わされる。出力端子
ＯＵＴ２、一画素遅延回路ＤＬ０５、第６の一ライン遅
延回路Ｄ６および一画素遅延回路ＤＬ６５の出力が加算
されて係数器１３１９に入力され、重み係数Ｃ９が掛け
合わされる。

【００６２】加算器１３３では入力された１０個の信号
を全て加算し、クリップ回路１３４に出力する。なお、
一画素遅延回路ＤＬ３２の出力は係数器１３１０だけで
なく、加算器１３８にも入力される。

【００６３】フレームメモリ１２４から前述したような
順序で赤色画素データａ₁₁〜ａ_mn（図２参照）が読み出
されると、ディマルチプレクサ１２８の出力端子ＯＵＴ
２を介して差データ算出回路１３２に一画素ずつ入力さ
れる。例えば出力端子ＯＵＴ２から赤色画素データａ₇₇
が入力された段階では、図７に示すように、係数器１３
１０には画素データａ₄₄が入力され、係数器１３１１に
は画素データａ₃₄、ａ ₄₃、ａ₄₅およびａ₅₄の総和が、係
数器１３１２には画素データａ₃₃、ａ₃₅、ａ₅₃およびａ
₅₅の総和が、係数器１３１３には画素データａ₂₄、
ａ₄₂、ａ₄₆およびａ ₆₄の総和が、係数器１３１４には画
素データａ₂₃、ａ₂₅、ａ₃₂、ａ₃₆、ａ₅₂、ａ ₅₆、ａ₆₃お
よびａ₆₅の総和が、係数器１３１５には画素データ
ａ₂₂、ａ₂₆、ａ₆₂およびａ₆₆の総和が、係数器１３１６
には画素データａ₁₄、ａ₄₁、ａ₄₇およびａ ₇₄の総和が、
係数器１３１７には画素データａ₁₃、ａ₁₅、ａ₃₁、
ａ₃₇、ａ₅₁、ａ ₅₇、ａ₇₃およびａ₇₅の総和が、係数器１
３１８には画素データａ₁₂、ａ₁₆、ａ₂₁、ａ₂₇、ａ₆₁、
ａ₆₇、ａ₇₂およびａ₇₆の総和が、係数器１３１９には画
素データａ₁₁、ａ₁₇、ａ₇₁およびａ₇₇の総和がそれぞれ
入力されることになる。

【００６４】即ち、係数器Ｃ０〜Ｃ９にそれぞれ入力さ
れた４９個の赤色画素データは、図２に示すような７×
７のマトリクスを構成することになり、係数器Ｃ０に入
力される赤色画素データは、Ｃ１〜Ｃ９に入力された赤
色画素データに囲まれる。言い換えると、Ｃ１〜Ｃ９に
入力された赤色画素データａ₁₁〜ａ₄₃およびａ₄₅〜ａ ₇₇
は、係数器Ｃ０に入力される赤色画素データａ₄₄に対す
る周辺画素データとなりうる。

【００６５】図８は重み係数Ｃ０〜Ｃ９の設定値の一例
を示す図である。中心画素データに乗算すべき重み係数
Ｃ０は常に固定値１に設定され、周辺画素データに乗算
すべき重み係数Ｃ１〜Ｃ９は０または絶対値が１より小
さい負の値に設定される。

【００６６】本実施形態において特に注目すべき点は、
再現カラー画像の空間周波数に応じて中心画素に対して
比較されるべき周辺画素の相対距離が変更できることで
ある。本実施形態においては、ズーミングや接続された
スコープ１０（または１０’）のＣＣＤ画素数の違いに
より同じ被写体を撮像しても、再現カラー画像の１フレ
ーム内の空間周波数に違いが生じる。具体的には、拡大
ズーミングを行うと、被写体の微少な凹部は拡大される
ため、粗い画像即ち、フレーム内での相関性が高い（空
間周波数の低い）画像となる。このとき、中心画素に対
して信号レベル値の大きく異なる周辺画素も離れるた
め、従来のように周辺８画素と比較すると、結果として
凹部の境界部分だけ青色成分が強調されて凹部の中心部
分は強調されないことになり、観察し難い画像となる。
これは、ＣＣＤ画素数の相対的に多いスコープ１０’か
らＣＣＤ画素数の相対的に少ないスコープ１０に取り替
えた場合にも発生する現象である。ズーミングあるいは
スコープを取り替えただけで同一被写体であってもモニ
タ装置２００での再現カラー画像の見え方は異なってし
まい、正確に診断できなくなるという問題がある。

【００６７】そこで、本実施形態においては、空間周波
数が低くなるにつれて中心画素から離れた周辺画素を比
較するように、重み係数Ｃ０〜Ｃ９を設定している。図
８に示すように本実施形態においてはレベル１〜８まで
８段階の組み合わせが用意され、これら８組の重み係数
データＣ０〜Ｃ９はシステムコントロール回路１５０の
ＲＯＭ１５０ｂに格納される。空間周波数の最も高い画
像に適用されるレベル１の組み合わせの場合、重み係数
Ｃ０は１、重み係数Ｃ１は（−１／４）、その他の重み
係数Ｃ２〜Ｃ９は０に設定されており、相加平均される
べき周辺画素データは中心画素データａ₄₄から１ピクセ
ルだけ離れた４個の画素データａ₃₄、ａ ₄₃、ａ₄₅および
ａ₅₄である。一方、空間周波数の最も低い画像に適用さ
れるレベル８の組み合わせの場合、重み係数Ｃ０は１で
変わらないが、重み係数Ｃ９が（−１／４）、その他の
重み係数Ｃ１〜Ｃ８が０に設定され、相加平均されるべ
き周辺画素データは中心画素データａ₄₄から４．２４ピ
クセルだけ離れた４個の画素データａ₁₁、ａ₁₇、ａ₇₁お
よびａ₇₇となり、レベル１のときと比べて中心画素に対
する距離は約４倍である。

【００６８】この８つの組み合わせを、図９に示すよう
に振り分けている。まず、レベル１、３、５および７は
ＣＣＤ画素数の少ないスコープ１０を使用したときに適
用され、像倍率が１倍のときはレベル１が選択され、像
倍率２倍の時にはレベル３、像倍率３倍の時にはレベル
５、像倍率４倍の時にはレベル７が選択される。そし
て、レベル２、４、６および８はＣＣＤ画素数の多いス
コープ１０’を使用したときに適用され、像倍率が１倍
のときはレベル２が選択され、像倍率２倍の時にはレベ
ル４、像倍率３倍の時にはレベル６、像倍率４倍の時に
はレベル８が選択される。このレベル（重み係数Ｃ０〜
Ｃ９の組み合わせ）の設定はシステムコントロール回路
１５０により行われ、システムコントロール回路１５０
はＣＣＤ画素数およびズーミングに応じて周囲画素の位
置を特定する周囲画素特定手段としての機能を有する。

【００６９】図４を再び参照すると、操作パネル１１８
には像倍率を調節するためのＵＰボタンスイッチ１１８
ｅおよびＤＯＷＮボタンスイッチ１１８ｆと、現在設定
されている像倍率を操作者に報知するためのインジケー
タ１１８ｇとが設けられる。これらＵＰボタンスイッチ
１１８ｅ、ＤＯＷＮボタンスイッチ１１８ｆおよびイン
ジケータ１１８ｇの構成は、前述した濃度レベル設定の
構成（ＵＰボタンスイッチ１１８ｂ、ＤＯＷＮボタンス
イッチ１１８ｃおよびインジケータ１１８ｄ）と同様で
ある。ＵＰボタンスイッチ１１８ｅを押下する度ごとに
レベル増大パルス信号がシステムコントロール回路１５
０に対して出力され、像倍率が段階的に増大させられ
る。また、ＤＯＷＮボタンスイッチ１１８ｆを押下する
度ごとにレベル減少パルス信号がシステムコントロール
回路１５０に対して出力され、像倍率が段階的に減少さ
せられる。

【００７０】このように、モニタ装置２００に表示され
た再現カラー画像のズーミングはＵＰボタンスイッチ１
１８ｅおよびＤＯＷＮボタンスイッチ１１８ｆの押下操
作により調節され、側方に’×１’、’×２’、’×
３’および’×４’の数字が隣接して付されたインジケ
ータ１１８ｇにより像倍率が容易に視認される。なお、
外部入力装置３００の特定のキーをズーミングに使用し
てもよい。

【００７１】システムコントロール回路１５０では、接
続されたスコープ１０（または１０’）のＲＯＭ２２か
ら読み出したＣＣＤ画素数と、ＵＰボタンスイッチ１１
８ｅおよびＤＯＷＮボタンスイッチ１１８ｆにより設定
された像倍率とに基づいて、いずれのレベルを選択する
かが決定され、決定されたレベルに対応する重み係数デ
ータＣ０〜Ｃ９が差データ算出回路１３２（図３）に出
力される。従って、操作者はズーミングを行うだけで、
最適な重み係数データＣ０〜Ｃ９が自動的に選択され、
ズーム前後あるいはスコープ取替え前後で疑似色素撒布
処理の係り具合が目視において変化せず、常に凹部と凸
部との間で色コントラストが明確な再現カラー画像が得
られる。結果として、検査時間が短縮され、患者の負担
が軽減される。

【００７２】図１０はシステムコントロール回路１５０
において実行される係数設定ルーチンを示すフローチャ
ートである。この係数設定ルーチンの実行はプロセッサ
１００の主電源スイッチ１５６のＯＮにより開始され
る。

【００７３】まず、ステップＳ１０２においてモード切
替スイッチ１１８ａのＯＮにより疑似色素撒布モードが
設定されているか否かが判定され、モード切替スイッチ
１１８ａがＯＦＦである即ち通常モードが選択されてい
る場合にはステップＳ１０４において濃度係数ｋが０に
設定されてステップＳ１０２に戻る。モード切替スイッ
チ１１８ａがＯＮになって疑似色素撒布モードが設定さ
れるとステップＳ１０６に進み、ここで濃度係数ｋには
初期値例えば’２０’が設定される。

【００７４】続いて、ステップＳ１０８では接続されて
いるスコープ１０（または１０’）のＣＣＤ画素数がｍ
×ｎ画素より大きいか否かが判定され、大きければスコ
ープ１０’が接続されているとみなされてステップＳ１
１０に進み、ここで重み係数Ｃ０〜Ｃ９の値が初期値で
あるレベル２に設定される。即ち、図８に示すように重
み係数Ｃ０は１、Ｃ２は（−１／４）、その他Ｃ１およ
びＣ３〜Ｃ９は０に設定される。一方、ステップＳ１０
８においてｍ×ｎ画素より大きくない即ちスコープ１０
が接続されていると判定されると、ステップＳ１１２に
おいて重み係数Ｃ０〜Ｃ９の値が初期値であるレベル３
に設定される。即ち、重み係数Ｃ０は１、Ｃ２およびＣ
３は（−１／８）、その他Ｃ１およびＣ４〜Ｃ９は０に
設定される。

【００７５】ステップＳ１１０およびＳ１１２が終了す
ると、ステップＳ１１４が実行され、初期値として与え
られていたレベル２またはレベル３が、現在設定されて
いる像倍率に応じて更新される。例えば像倍率が４倍に
設定されていればレベル２はレベル８に更新され、レベ
ル３であればレベル７に更新される。そして係数器１３
１には更新されたレベルの重み係数Ｃ０〜Ｃ９の値が新
たに設定される。

【００７６】次のステップＳ１１６では色コントラスト
の程度を変更すべくＵＰボタンスイッチ１１８ｂまたは
ＤＯＷＮボタンスイッチ１１８ｃが押下されたか否かが
判定され、どちらか一方でも押下されればステップＳ１
１８において押されたスイッチに応じて濃度係数ｋが更
新され、両方とも押下されなければステップＳ１１８は
スキップされる。

【００７７】続いてステップＳ１２０ではズーミングを
行うべくＵＰボタンスイッチ１１８ｅまたはＤＯＷＮボ
タンスイッチ１１８ｆが押下されたか否かが判定され、
どちらか一方でも押下されればステップＳ１２２におい
て押されたスイッチに応じてレベル（重み係数Ｃ０〜Ｃ
９の組み合わせ）が更新され、両方とも押下されなけれ
ばステップＳ１２２はスキップされてステップＳ１０２
に戻る。

【００７８】以上のように、第１実施形態の電子内視鏡
装置によると、電子ズームによる像倍率の変化、即ちフ
レーム内の空間周波数成分の変化に連動して重み係数Ｃ
０〜Ｃ９の組み合わせを変えているので、常に色コント
ラストの良好な観察し易い再現カラー画像を得ることが
できる。

【００７９】図１１は本発明による電子内視鏡装置の第
２実施形態を示すブロック図である。第２実施形態の電
子内視鏡装置は、電子ズーム機能ではなく可変焦点レン
ズを設けた光学ズーム機能を有する点と、撮像方式が面
順次方式ではなく同時方式を採用している点で第１実施
形態と異なっているが、その他の構成は第１実施形態と
同様であり、同じ構成については同符号を付し、説明を
省略する。なお、図１１においては図の複雑化を避ける
ためにタイミングジェネレータは省略される。

【００８０】撮像方式が同時方式であるため、回転カラ
ーフィルタは設けられず、光源１０２から出射された白
色照明光はそのまま被写体Ｘに導かれる。撮像センサ５
１４は補色チップフィルタが受光面上に配されたＣＣＤ
を備え、撮像センサ５１４から読み出されるアナログ画
素信号は補色信号である。アナログ画素信号はＣＣＤプ
ロセス回路１２０を経てＡ／Ｄ変換器によってデジタル
画素信号に変換され、フレームメモリ１２４に順次１フ
レーム分だけ書き込まれる。フレームメモリ１２４から
読み出された補色信号であるデジタル画素信号はＲＧＢ
変換器５２５において原色の赤色デジタル画素信号、緑
色デジタル画素信号および青色デジタル画素信号に変換
され、それぞれ疑似色素撒布処理回路５２９、５３１お
よび遅延量調節器５２７に入力される。

【００８１】ここで疑似色素撒布処理回路５２９および
５３１は第１実施形態の疑似色素撒布処理回路１３０と
同様の構成を有し、赤色デジタル画素信号および緑色デ
ジタル画素信号についてそれぞれ周囲画素の信号レベル
値の平均値より信号レベル値の低い画素についてのみ信
号レベル値を低減させる。遅延量調節器５２７は入力さ
れた青色デジタル画素信号に何も処理を施さず、疑似色
素撒布処理回路５２９および５３１における疑似色素撒
布処理に必要な時間だけ出力タイミングを遅らせる。従
って、疑似色素撒布処理回路５２９、５３１および遅延
量調節器５２７からは、同一画素の赤色デジタル画素信
号、緑色デジタル画素信号および青色デジタル画素信号
が同時にＤ／Ａ変換器１４２に出力される。

【００８２】対物レンズ系５１６には光軸方向に移動可
能な可動レンズが包含され、この可動レンズを駆動する
ことにより焦点距離および像倍率が変更される。可撓管
２０に一体的な把持部５３０にはズームレバー５３２が
設けられ、このズームレバー５３２はシステムコントロ
ール回路１５０に接続される。プロセッサ５００には把
持部５３０に内蔵されたステッピングモータ５３４を駆
動制御するズーム制御回路５３６が設けられ、ステッピ
ングモータ５３４は適当な伝達機構により駆動力を可動
レンズに伝達し、これを光軸方向に沿って進退させる。
システムコントロール回路１５０はズームレバー５３２
からの信号を受けて、ステッピングモータ５３４の回転
量および回転方向を算出し、ズーム制御回路５３６に制
御信号を送り出す。ズーム制御回路５３６はシステムコ
ントロール回路１５０からの制御信号に基づいてステッ
ピングモータ５３４を駆動させる。

【００８３】即ち、システムコントロール回路１５０
は、ステッピングモータ５３４の回転量および回転方向
を把握しており、これに対応した像倍率も容易に把握で
きる。システムコントロール回路１５０は像倍率に応じ
て２つの疑似色素撒布処理回路５２９、５３１に対して
出力すべき重み係数Ｃ０〜Ｃ９の組み合わせを選択す
る。

【００８４】このように、第２実施形態の電子内視鏡装
置においても、第１実施形態と同様、光学ズームによる
像倍率の変化、即ちフレーム内の空間周波数成分の変化
に連動して重み係数Ｃ０〜Ｃ９の組み合わせを変えてい
るので、常に色コントラストの良好な観察し易い再現カ
ラー画像を得ることができる。また第２実施形態におい
ては、赤色デジタル画素信号、緑色デジタル画素信号お
よび青色デジタル画素信号が同時に処理されるため、第
１実施形態の構成に比べて処理時間が短縮できるという
利点を有する。

【００８５】図１２は本発明による電子内視鏡装置の第
３実施形態を示すブロック図である。第３実施形態の電
子内視鏡装置は、像倍率に応じて重み係数を変えるので
はなく、絞り開度に応じて重み係数を変えるという点で
第１実施形態と異なっているが、その他の構成は第１実
施形態と同様であり、同じ構成については同符号を付
し、説明を省略する。

【００８６】絞り１１２は可撓管先端部２０ａに供給す
る光量を調節するものであるから、可撓管先端部２０ａ
と被写体Ｘとが離れていれば大量の光が必要なために絞
り開度は大きくなり、可撓管先端部２０ａが被写体Ｘに
近づけば光量は少なくて済むので絞り開度は小さくなる
という傾向がある。即ち絞り開度は可撓管先端部２０ａ
から被写体Ｘまでの距離に略比例しているとみなせる。
第３実施形態ではこの点に注目し、絞り開度が小さいと
きには近景、即ち相対的に空間周波数の低い再現カラー
画像がモニタ装置２００に表示されていると判断し、中
心画素から相対的に遠い周辺画素を比較すべくレベル７
あるいは８などの重み係数データの組み合わせを使用す
る。一方、絞り開度が大きいときには相対的に空間周波
数の高い再現カラー画像がモニタ装置２００に表示され
ていると判断し、中心画素から相対的に近い周辺画素を
比較すべくレベル１あるいは２などの重み係数データＣ
０〜Ｃ９の組み合わせを使用する。

【００８７】プロセッサ６００には絞り１１２を開閉す
るステッピングモータ６０４と、このステッピングモー
タ６０４を駆動制御する絞り制御回路６０２とが設けら
れ、絞り制御回路６０２はシステムコントロール回路１
５０の制御に基づいて動作する。システムコントロール
回路１５０はＣＣＤプロセス回路１２０から出力された
画素信号に基づいて１フレーム分の平均輝度レベルを算
出し、この平均輝度レベルに基づいて絞り開度を定め、
絞り１１２を開閉させるのに必要なモータの回転量およ
び回転方向を算出する。従って、システムコントロール
回路１５０では絞り開度は常に把握されており、この絞
り開度に応じて最適な重み係数データＣ０〜Ｃ９の組み
合わせが選択される。

【００８８】このように、第３実施形態の電子内視鏡装
置においても、絞り開度の変化、即ち第１および第２実
施形態と同様にフレーム内の空間周波数成分の変化に連
動して重み係数Ｃ０〜Ｃ９の組み合わせを変えているの
で、常に色コントラストの良好な観察し易い再現カラー
画像を得ることができる。

【００８９】

【発明の効果】以上説明したように本発明の電子内視鏡
装置は、再現カラー画像における空間周波数の違いに応
じて中心画素データから比較されるべき周辺画素データ
までの距離を自動的に調整するため、色コントラストの
良好な疑似色素撒布画像が得られ、診察時間が短くなっ
て患者の負担が軽減するという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による電子内視鏡装置の第１実施形態を
示すブロック図である。

【図２】図１に示す擬似色素撒布処理回路に入力される
べき赤色デジタル画素信号をマトリクス状に配列して示
す模式図である。

【図３】図１に示すプロセッサ内の擬似色素撒布処理回
路の詳細ブロック図である。

【図４】プロセッサの正面図である。

【図５】操作パネル上の特定のスイッチとシステムコン
トロール回路等との関係を示すブロック図である。

【図６】図３に示す差データ算出回路の詳細ブロック図
である。

【図７】図６の差データ算出回路内に設けられる１０個
の係数器と、これら係数器に入力された赤色デジタル画
素信号との関係を模式的に示すブロック図である。

【図８】１０個の係数器に設定される重み係数の組み合
わせを示す一覧表である。

【図９】スコープのＣＣＤ画素数および倍率と、重み係
数の組み合わせとの関係を示す表である。

【図１０】プロセッサのシステムコントロール回路にお
いて実行される係数設定ルーチンを示すフローチャート
である。

【図１１】本発明による第２実施形態の電子内視鏡装置
を示すブロック図である。

【図１２】本発明による第３実施形態の電子内視鏡装置
を示すブロック図である。

【符号の説明】

１０スコープ１４固体撮像素子１００プロセッサ１２８デマルチプレクサ１３０疑似色素撒布処理回路１３８加算器１５０システムコントロール回路２００モニタ装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０４Ｎ 1/48 Ｈ０４Ｎ 5/225 Ｃ５Ｃ０７６ 5/225 5/335 Ｚ５Ｃ０７９ 5/335 9/04 Ｂ 9/04 Ｚ 1/46 ＡＦターム(参考） 4C061 AA01 AA04 BB02 CC06 DD03 LL02 MM03 NN01 NN05 NN09 PP12 QQ09 RR02 RR06 RR15 RR17 RR26 SS09 SS10 SS23 SS30 TT03 5B057 AA07 BA02 BA28 CA01 CA08 CA16 CB01 CB08 CB16 CE17 CH01 CH11 DA08 DB06 DB09 DC25 5C022 AA09 AB15 AB66 AC42 AC54 AC55 5C024 AX04 BX02 DX01 HX23 HX28 HX29 HX50 HX55 5C065 AA04 BB01 BB14 BB41 BB48 CC02 CC03 CC09 DD02 DD17 EE19 FF03 FF05 FF11 GG10 GG18 GG21 GG26 GG32 5C076 AA21 AA22 BB01 BB32 5C079 HB01 JA23 LA37 LB11 MA11 MA17 NA06 PA05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】スコープの先端に設けた固体撮像素子か
ら順次読みだされる１フレーム分の複数の色画素信号に
基づいてビデオカラー信号を生成し、このビデオカラー
信号に基づいてモニタ装置の画面に再現カラー画像を表
示する電子内視鏡装置であって、前記１フレーム分の複数の色画素信号のうちの所定色画
素信号における特定画素の信号レベル値を、その特定画
素の周囲画素の平均信号レベル値と比較する比較手段
と、前記特定画素に対する前記周囲画素を１フレーム内の空
間周波数に応じて特定する周囲画素特定手段と、前記比較手段によって前記特定画素の信号レベル値が前
記周囲画素の平均信号レベル値より小さいと判定された
時に、前記特定画素の信号レベル値を低減して前記ビデ
オカラー信号のカラーバランスを変更するカラーバラン
ス変更手段とを備えたことを特徴とする電子内視鏡装
置。
【請求項２】前記固体撮像素子の画素数がそれぞれ異
なるスコープを複数個適用可能であって、前記周囲画素
特定手段が前記画素数に応じて周囲画素を適宜選択する
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】前記再現カラー画像の像倍率を変更する
ズーム機構を備え、前記周囲画素特定手段がズーミング
に応じて周囲画素を適宜選択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４】前記周囲画素特定手段が、前記ズーム機
構により像倍率が拡大したときには１フレーム内での空
間周波数が低くなったと判定し、前記特定画素から相対
的に距離の離れた画素を周囲画素として特定することを
特徴とする請求項３に記載の電子内視鏡装置。
【請求項５】前記スコープの先端に供給する照明光の
光量を調節する絞り機構を備え、前記再現カラー画像の
像倍率を変更するズーム機構を備え、前記周囲画素特定
手段が絞り開度に応じて適宜周囲画素を選択することを
特徴とする請求項１に記載の電子内視鏡装置。
【請求項６】前記周囲画素特定手段が、前記絞り機構
により絞り開度が拡大したときには１フレーム内での空
間周波数が低くなったと判定し、前記特定画素から相対
的に距離の離れた画素を周囲画素として特定することを
特徴とする請求項５に記載の電子内視鏡装置。
【請求項７】前記１フレーム分の色画素信号が、１フ
レーム分の赤色画素信号と、１フレーム分の緑色画素信
号と、１フレーム分の青色画素信号とが含まれ、これら
色画素信号のうち２種類の色画素信号が前記カラーバラ
ンス変更手段によって色信号レベル値が低減されること
を特徴とする請求項１に記載の電子内視鏡装置。