JPH0795151B2

JPH0795151B2 - 内視鏡装置

Info

Publication number: JPH0795151B2
Application number: JP63207436A
Authority: JP
Inventors: 克也菊池
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1988-08-23
Filing date: 1988-08-23
Publication date: 1995-10-11
Anticipated expiration: 2010-10-11
Also published as: US5007407A; JPH0256517A

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）この発明は、画像フリーズ機能を有する内視鏡装置に関
し、特にフリーズ画像の画質改善に関連した技術の改良
に関する。

（従来の技術）周知のように、内視鏡装置に用いられるカラーカメラに
おいては、同時方式で得られる画像は、奇数フィールド
と偶数フィールドとから構成されるフレーム画像であ
る。

このフレーム画像でフリーズ画像を形成する際、通常、
パルス状の光を例えば奇数フィールドの末尾部と偶数フ
ィールドの始まり部にまたがるように被写体へ照射し、
フィールド間の時間差による画像のずれが少なくなるよ
うにする。

しかし、被写体に動きがある場合には、パルス幅が長い
と、この間の被写体の動きにより奇数フィールドと偶数
フィールドとの各画像相互にずれが生じ、このずれが生
じた状態で画像表示がなされるとフリッカ画像となり画
像が見難くなる。

一方、パルス光のパルス幅を短くすると、被写体の動き
によるフリッカは無くなるが、パルス光を発光するタイ
ミングの僅かなずれやパルス光の波形のみだれが両フィ
ールド期間相互の光量の割合を変化させることにより、
これがフリッカの原因になるという問題があった。

そこで、従来は、片フィールド画像のみでフリーズ像を
得ることによって、表示画面にフリッカが発生するのを
阻止していた。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、従来のように片フィールド画像のみでフ
リーズ像を得た場合においては、表示画面にフリッカが
発生するのを阻止することができるものの、反面、この
種の内視鏡装置が本来所有している解像度を半減させて
しまうという不具合があった。

この発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、
その目的とするところは、解像度を良好に保持させつ
つ、フリッカの無いフリーズ画像を得ることができる内
視鏡装置を提供することにある。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）上記目的を達成するため、本発明は、フリーズ画像を連
続する２つのフィールドで形成する際、その第１フィー
ルドの末尾部と第２フィールドの始まり部とにまたがる
ように光パルスを発光することができるパルス光源と、
前記パルス光源の発光量に応じた光電変換出力を生じる
光電検知手段と、この光量検知手段の検知信号を受けて
第１フィールド光量と第２フィールド光量との光量差を
演算により求める光量差検出手段と、この光量検出手段
で得られる光量差を所定の閾値と比較し、この比較結果
に応じて前記パルス光源の発光タイミングを制御する光
源制御手段と、を具備することが特徴である。

（作用）本発明による内視鏡装置であれば、画像フリーズ時にパ
ルス光源が経時的に進む劣化により光パルスの乱れや発
光タイミングのずれが生じ、これにより画像の第１フィ
ールドと第２フィールドとの各照射相互で均等状態がく
ずれた際、直ちに光量検知手段の検知状況に応答して光
量差検出手段及び光源制御手段が動作して、画像の第１
フィールドと第２フィールドとの各照射相互で均等状態
を得るための補正がパルス光源に対してなされる。

従って、上記の第１及び第２のフィールド画像を用いて
フリーズ像を得たときに、表示画面のフリッカが発生す
る事態を回避することができる。

（実施例）第１図は、本発明が適用された一実施例の内視鏡装置の
概略を示すブロック図である。

この一実施例の内視鏡装置は、パルスコントローラ１の
制御動作に応じて電源２によりパルス状の光を発生する
ことができる照明用光源３を備えている。そして、この
照明用光源３から発光される光パルスの光量をハーフミ
ラー４を介して取込むことにより照明用光源３の発光量
に応じた光電変換出力を生じるフォトダイオード等の光
電変換素子５と、この光電変換素子５の検知信号を増幅
器６を介して受けてディジタル信号に変換するA/D変換
器７とを備えている。

更に、A/D変換器７よりのディジタル信号を処理する信
号処理部８を備えており、この信号処理部８は、第２図
に示すようにSUM回路9,同10と、減算回路11と、比較回
路12と、ROM回路13と、除算回路22とを有する機能構成
のものであって、システム全体の制御中枢となるシステ
ムコントローラ14からタイミング回路15へフリーズ信号
が送出されることによりフリーズ時の処理動作が開始さ
れるものである。なお、フリーズ信号は、内視鏡スコー
プ16の手元操作部に設けたフリーズボタン17を押すこと
によりシステムコントローラ14によって生成される。

即ち、信号処理部８においては、タイミング回路15によ
りTV垂直同期信号VDに同期したタイミングで例えばSUM
回路９を奇数フィールド期間動作させ、またSUM回路10
を偶数フィールド期間動作させる。これによりSUM回路
９は奇数フィールド光量を示すディジタル信号を減算回
路11及び除算回路22へそれぞれ送出し、またSUM回路10
は偶数フィールド光量を示すディジタル信号を減算回路
11へ送出する。

そして、減算回路11により奇数フィールド光量と偶数フ
ィールド光量との光量差を演算により求め、この演算結
果を示すディジタル信号をROM回路13及び除算回路22へ
それぞれ送出する。

また、除算回路22により減算回路11のディジタル信号を
SUM回路９のディジタル信号により除算した演算結果を
示すディジタル信号を比較回路12へ送出する。

比較回路12は、上記光量差に対応する除算回路22の出力
値を所定の閾値と比較し、上記光量差が閾値以下であれ
ば、あらかじめ定めてあるタイミングで光パルスを発光
する旨を示す信号をパルスコントローラ１へ送出する。
また、上記光量差が閾値を越える場合、上記光量差の割
合に応じて光パルスの発光タイミングを補正する旨を示
す信号をパルスコントローラ１へ送出する。

ROM回路13は、上記光量差が閾値以内である場合の光パ
ルスの発光タイミングを定める遅延時間DTを記憶してお
り、上記光量差を示す信号を減算回路11から受ける毎
に、遅延時間DTをパルスコントローラ１へセット出力す
るものである。

また、比較回路12及びROM回路13の各出力信号を受ける
パルスコントローラ１は、タイミング回路15からのTV垂
直周期信号を受けて制御動作され、電源２を駆動制御す
ることになる。

なお、電源２の駆動制御で照明用光源３から発生される
光パルスは、ライトガイド18の入射端面に集束され、ラ
イトガイド18により内視鏡スコープ16のスコープ先端部
まで導かれることにより、このスコープ先端部より被写
体へ照射される。そして、こうした光パルスの照射によ
り照明下で内視鏡スコープ16のスコープ先端部に配設さ
れた固体撮像素子19により被写体を撮像し、この撮像で
得られた電気信号をテレビカメラ回路20で映像信号に変
換してディスプレイ装置21へ送出し、ディスプレイ装置
21上に撮像内容を画像表示するようになされている。

第３図は、前述した本発明の一実施例における各部の信
号状態を模式的に示すタイミングチャートであり、同図
（ａ）はTV垂直同期信号、同図（ｂ）はフリーズ信号、
同図（ｃ）は光パルス制御信号及び遅延時間DT、同図
（ｄ）は奇数フィールド及び偶数フィールドの各発光量
をそれぞれ示す。

これを詳述すると、第３図（ａ）に示すTV垂直同期信号
VDはシステムコントローラ14からテレビカメラ回路20等
へ送出されており、フリーズボタン17の操作によりフリ
ーズ指示がシステムコントローラ14へ与えられたとき、
同図（ｂ）に示す如くのフリーズ信号がシステムコント
ローラ14からタイミング回路15へ送出される。

すると、タイミング回路15は、フリーズ期間（フリーズ
信号の時間幅）において偶数フィールドの立下りのタイ
ミングから所定の遅延時間DT経過直後に同図（ｃ）に示
す如く立上る光パルス制御信号をパルスコントローラ１
へ送出する。

そのため、パルスコントローラ１により電源２がその光
パルス制御信号に同期して駆動制御され、同図（ｄ）の
如く奇数フィールドの末尾部と偶数フィールドの始まり
部とにそれぞれまたがるように光パルスが照明用光源３
にて発光されることになる。

この照明用光源３にて発光される光パルスの奇数フィー
ルドの発光量Ａとその偶数フィールドの発光量Ｂとの光
量差が大きいとフリーズ画像にフリッカが発生して見づ
らくなるという不具合が生じる（第３図（ｄ）参照）。

そこで、SUM回路9,同10と減算回路11との組み合せによ
り上記発光量Ａと上記発光量Ｂとの光量差Δを減算回路
11で求める。例えば第４図に示すような遅延時間DTと発
光量Ａ及び同Ｂとの関係にある場合、Ａ−Ｂ＝Δの値は
マイナスの量となるが、この場合DTを小さくする制御を
行なう。またＡ−Ｂ＝Δの値がプラスの量の場合、DTを
大きくする制御を行なえば良いことになる。

しかし、（Ａ−Ｂ）/A＝0.03程度以内であれば、フリー
ズ画像のフリッカは無視し得ることが実験により確認す
ることができた。

そこで、本実施例では、ROM回路13に記憶する内容を第
５図に示す如く光量差Δと遅延時間DTとの特性曲線（リ
ニア特性と考えてよい）に従ってΔ/A＝0.03以内の増減
範囲となるように定める。

そのため、減算回路11で求まる光量差がΔ/A＝0.03以内
であるか否かを比較回路12で判定し、Δ/A＝0.03以内
（Δ/A＝３％以内）であれば、光量差Δを無くすための
制御を行なわないものとし、ROM回路13に記憶されてい
るDTでパルスコントローラ１により電源２を駆動制御す
ることになる。なお、初回のフリーズ時にはROM回路13
に記憶されているDTがパルスコントローラ１にそのまま
セットされる。

また、Δ/A＝0.03を越える場合には、Δの正負を問わず
パルスコントローラ１においてDTを更新し、この更新さ
れたDTを基にパルスコントローラ１により電源２を駆動
制御することになる。

従って、本実施例によれば、画像フリーズ時に画像の奇
数フィールドと偶数フィールドとの各照射相互で均等状
態がくずれた際、直ちに光電変換素子５の検知状況に応
じて信号処理回路８にて奇数，偶数の両フィールド相互
の光量差を検出するとともに、その光量差が所定の閾値
以内に入るようにパルスコントローラ１で用いるDTを制
御することができる。その結果、フリッカがなく高解像
度のフリーズ像を生成することができる。

なお、実験によると照明用光源３のランプの点灯時間が
長くなるにつれて発光波形に変化が見られる。しかし、
その変化は極めてゆっくりしている。

この事実から考えると、発光タイミングの制御としては
一度発光のDTがアジャストされると長期そのDTの値でラ
ンプを点灯しても問題は出ないといえる。

また、本発明は前述した一実施例に限定されるものでは
なく、例えば前述した一実施例の構成に先に本願出願人
が提案した構成を組合せることもできる。なお、奇数フ
ィールドの発光量と偶数フィールドの発光量との光量差
が無くなるように映像信号に対し電気的な補正処理を実
行する構成を組み合わせることもできる。

このような組合せ構成とすることにより、上記光量差が
生じた際の補正制御の精度を向上させることもできる。

［発明の効果］以上説明したように、本発明が適用された内視鏡装置
は、第１及び第２の両フィールドでの光量差を、光パル
スの発光タイミング制御で無くす補正処理を行なうか
ら、フリッカの無い高画質のフリーズ画像を得ることが
できるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が適用された一実施例の内視鏡装置の全
体の概略を示すブロック図、第２図は信号処理部の詳細
を示す機能ブロック図、第３図は本発明の一実施例の動
作状況を模式的に示すタイミングチャート、第４図はフ
ィールド相互の光量差が生じた一例を示すタイミングチ
ャート、第５図は発光タイミングを定める遅延時間DTの
算出例を示す特性曲線図である。１……パルスコントローラ、２……電源、３……照明用
光源、４……ハーフミラー、５……光電変換素子、６…
…増幅器、７……A/D変換器、８……信号処理部、9,10
……SUM回路、11……減算回路、12……各回路、13……R
OM回路、14……システムコントローラ、15……タイミン
グ回路、16……内視鏡スコープ、17……フリーズボタ
ン、18……ライトガイド、19……固体撮像素子、20……
テレビカメラ回路、21……ディスプレイ装置、22……除
算回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】フリーズ画像を連続する２つのフィールド
で形成する際、その第１フィールドの末尾部と第２フィ
ールドの始まり部とにまたがるように光パルスを発光す
ることができるパルス光源と、前記パルス光源の発光量に応じた光電変換出力を生じる
光量検知手段と、この光量検知手段の検知信号を受けて第１フィールド光
量と第２フィールド光量との光量差を演算により求める
光量差検出手段と、この光量差検出手段で得られる光量差を所定の閾値と比
較し、この比較結果に応じて前記パルス光源の発光タイ
ミングを制御する光源制御手段と、を具備することを特
徴とする内視鏡装置。
【請求項２】前記光源制御手段は、前記光量差検出手段
で得られる光量差が所定の閾値以上のとき、前記パルス
光源の発光タイミングをその光量差に応じて変更するこ
とを特徴とする請求項１記載の内視鏡装置。