JPH11271648A - 遮光期間を設定する電子内視鏡光源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 遮光期間を設けて全画素を読み出す電子内視
鏡で、絞り開口量が相違する場合でも遮光機構の応答時
間を一定として、光量低下のバラツキをなくす。 【解決手段】 方形開口２３Ａを持つ遮光マスク２３を
設け、上下方向に移動する絞り板２２に対し、直交方向
の左右方向に遮光シャッタ２４を移動させることによ
り、遮光期間が上記遮光シャッタ２４の一定の応答時間
で設定されるので、光量低下の割合が一定となる。そし
て、例えば静止画の信号については、１回の露光でＣＣ
Ｄ１２で得られた全画素の信号が上記遮光期間を利用し
ながら読み出され、後に画素混合処理することにより、
明るさが安定した高画質の静止画が得られる。一方、動
画については、従来と同様にＣＣＤ１２からの読出し時
に画素混合信号が形成される。

Description

【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光源装
置、特に遮光期間を設定して撮像素子に蓄積された全画
素の信号を読み出す電子内視鏡で、この全画素読出しの
対象となる画像信号の露光量を調整するための構成に関
する。

【０００２】

【従来の技術】電子内視鏡装置では、例えば固体撮像素
子であるＣＣＤ（Charge Coupled Device）において、
光電変換素子により画素単位で蓄積される電荷を読み出
すことにより、画像信号（ビデオ信号）が形成される。
そして、同時式の電子内視鏡装置では、上記ＣＣＤの上
面に、画素単位で色フィルタが配置され、これによって
カラー画像が得られる。

【０００３】図７には、上記の色フィルタの配列状態が
示されており、図示されるように、ＣＣＤ１の撮像面に
は、例えば偶数ラインにＭｇ（マゼンタ）、Ｃｙ（シア
ン）の画素、奇数ラインにＧ（グリーン）、Ｙｅ（イエ
ロー）の画素が配列される。このＣＣＤ１では、これら
の色フィルタを介して画素単位の蓄積電荷（画素信号）
が得られる。

【０００４】そして、従来の混合読出し方式によれば、
ＣＣＤ１の上下ラインの画素の蓄積電荷が加算混合され
て読み出される。例えば、１回目の1/60秒の期間（垂直
同期期間）内の露光で蓄積された電荷につき、図７の左
側に示されるように、０ラインと１ラインの混合信号、
２ラインと３ラインの混合信号、…というような奇数
（Ｏｄｄ）フィールドのビデオ信号が読み出され、２回
目の1/60秒の期間内の露光で蓄積された電荷につき、図
７の右側に示されるように、１ラインと２ラインの混合
信号、３ラインと４ラインの混合信号、…というような
偶数（Ｅｖｅｎ）フィールドのビデオ信号が読み出され
る。

【０００５】従って、上記ＣＣＤ１の２ライン混合信号
がフィールド画像の１ラインの信号となり、1/60秒の期
間内の露光毎に、１ラインずらして読み出される奇数フ
ィールド信号と偶数フィールド信号が交互に出力され
る。これらの奇数及び偶数のフィールド信号は、インタ
ーレース走査されて１フレームの画像となり、この画像
がモニタ上に動画又は静止画として表示される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記同
時式の電子内視鏡装置においては、上述したように、１
フレーム画像を形成するための奇数フィールド信号と偶
数フィールド信号との間に、1/60秒の時間のずれがあ
り、この間に内視鏡自体のブレや被観察体の動き等があ
ると、特に静止画の画質（解像度、色ずれ等）が低下す
るという問題があった。

【０００７】そこで、本出願人は所定の遮光期間を設
け、この遮光期間を利用して、直前の１回の露光で得ら
れた全画素のデータを読み出す全画素読出し方式を採用
することとしたが、この遮光期間を設定する遮光シャッ
タの駆動では、機械的（ギヤ等）な応答の遅れが生じ
る。即ち、データ読出しのための遮光期間では完全な遮
光状態が必要となるので、遮光シャッタはその応答時間
を考慮して上記遮光期間の少し手前で動作させており、
この際の応答動作（完全な遮光に至るまでの動作）で直
前の露光時の光量が低下する。しかも、絞り機構によっ
て光源からの出射光量を調整している場合には、この絞
りの開口状態によって遮光シャッタの応答時間が変り、
不足する光量が変化するという問題がある。

【０００８】図８には、絞り機構の絞り部材と遮光期間
を設定する遮光シャッタとの関係が示されている。例え
ば、光源からの光束（絞り開口）１００を遮蔽できるよ
うに、絞り羽根３と遮光シャッタ４が配置され、一方の
絞り羽根３は回転軸３Ａを中心にして、他方の遮光シャ
ッタ４は回転軸４Ａを中心にして時計回転方向に回動、
回転するように取り付けられる。そして、上記絞り羽根
３は、ビデオ信号の輝度信号が一定となるように駆動さ
れ、例えば遠点では光量を増やし、近点では光量を少な
くすることにより、良好な画像が得られるようになって
いる。また、遮光シャッタ４は例えば所定の回転速度で
１回転させることにより、1/60秒の期間、光束１００を
完全に遮光する。

【０００９】しかし、このような構成では、絞り羽根３
と遮光シャッタ４が同一の方向に回転するため、絞り羽
根３の駆動位置によって遮光シャッタ４が実際の光束１
００Ｐを遮るタイミングが異なり、この光束１００Ｐを
完全遮光にするための応答時間が変化することになる。
即ち、図８において、実際の光束１００Ｐを完全に遮光
するためには、上記絞り羽根３が全開のときは回転角θ
1 、絞り羽根３が実線の位置にあるときは回転角θ2 、
二点鎖線の位置にあるときは回転角θ3 を、遮光シャッ
タ４が移動することになり、この結果、応答時間が変
る。

【００１０】図９には、上記光束１００の光量（Ｃ）と
応答時間の関係（縦軸に光量、横軸に時間をとる）が示
されており、この図は、絞り羽根３が全開で、光束１０
０の全てを遮光するときの応答時間ｔa1が２ｍＳ（se
c）のときと、絞り羽根３が絞り開口２の半分を塞ぐ位
置にあり、残りの半分の光束１００を遮光するときの応
答時間ｔa2が１ｍＳのときを比較したものである。

【００１１】ここで、絞り全開で応答時間ｔa1が２ｍＳ
となる場合は、絞り全開時の単位時間当りの光量Ｃを４
Ｖ、露光時間（ｔｂ）を1/60秒とすると、通常、ＣＣＤ
１で蓄積される電荷量は、 ｔｂ×Ｃ＝１／６０[mS]×４[V]≒６６．６７[mVS] となる。一方、遮光期間を設ける場合の電荷量は、上記
応答時間ｔa1での減衰線を直線とみなすと、 ｔｂ×Ｃ−（１／２）ｔa1×Ｃ ＝１／６０[mS]×４[V]−（１／２）・２[mS]×４[V] ≒６２．６７[mVS] となるので、遮光期間を設けたときの光量は通常の光量
の９４％（６％の光量低下）となり、画像の輝度も６％
低下する。

【００１２】一方、絞り半開時で応答時間ｔa2が１ｍＳ
となる場合は、このときの上記光量Ｃを２Ｖ、露光時間
（ｔｂ）を1/60秒とすると、通常、ＣＣＤ１で蓄積され
る電荷量は、 ｔｂ×Ｃ＝１／６０[mS]×２[V]≒３３．３３[mVS] となり、遮光期間を設ける場合の電荷量は、 ｔｂ×Ｃ−（１／２）ｔa2×Ｃ ＝１／６０[mS]×２[V]−（１／２）・１[mS]×２[V] ≒３２．３３[mVS] となるので、遮光期間を設けたときの光量は通常の光量
の９７％（３％の光量低下）となり、画像輝度も３％低
下する。

【００１３】このように、応答時間ｔa1，ｔa2が相違す
ると、撮影光量の低下の割合が異なり、この光量低下は
応答時間ｔａが長い程大きくなることになり、この結
果、画像の明るさが変化する。

【００１４】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、遮光期間を設けて全画素を読み出
す電子内視鏡で、絞り開口量が相違する場合でも遮光機
構の応答時間が一定となるようにし、光量低下のバラツ
キをなくすことができる遮光期間を設定する電子内視鏡
光源装置を提供することにある。

【００１５】

【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記載の発明に係る遮光期間を設定する電子
内視鏡光源装置は、光源光束に対し絞り部材を所定の方
向から移動させ、出射光量を調整する絞り駆動手段と、
この絞り駆動手段の上記絞り部材の移動方向に対し略直
交する方向へ移動するように遮光シャッタを配置し、こ
の遮光シャッタにより上記光源光束を完全に遮断するこ
とにより、１回の露光で撮像素子に蓄積された全画素の
信号を読み出すための所定の遮光期間を設定する遮光手
段と、を含んでなることを特徴とする。請求項２記載の
発明は、方形開口を有する遮光マスクを配置し、この方
形開口の上下又は左右の二辺に沿って上記絞り部材を移
動させ、他方の二辺に沿って上記遮光シャッタを移動さ
せるようにしたことを特徴とする。請求項３記載の発明
は、上記撮像素子に蓄積された画像信号を上下ライン間
で混合して出力し、動画を形成する撮像素子出力時画素
混合読出し方式と、１回の露光で上記撮像素子に蓄積さ
れた全画素の信号を上記遮光期間を利用して読み出し、
静止画を形成する全画素読出し方式を備えた電子内視鏡
に適用したことを特徴とする。

【００１６】上記の構成によれば、例えば開口が長方形
等とされた遮光マスクが配置され、この遮光マスク開口
の左右の二辺に沿って絞り部材が移動し、この左右辺に
直交する上下の二辺に沿って遮光シャッタが移動するこ
とになり、絞り部材が何れの絞り位置に配置されていて
も、遮光シャッタが光源光束を遮断する時間、即ち遮光
シャッタの応答時間はほぼ一定となる。この結果、この
応答（応答遅れ）時間で生じる光量不足も一定となり、
遮光期間を設定する直前の露光時での光量低下のバラツ
キが解消される。

【００１７】上記請求項３の構成によれば、上記の遮光
期間を利用した全画素読出し方式で高画質の静止画が形
成されることになる。この全画素読出し処理では、例え
ば所定（１番目とする）の1/60秒の期間（垂直同期期
間）内での露光により蓄積された電荷について、２番目
の期間（1/60秒）で撮像素子の奇数ラインが読み出さ
れ、３番目（次の露光時）の期間で残りの偶数ラインが
読み出され、これらのデータは所定のメモリに記憶され
る。そして、この偶数ラインを読み出せるようにするた
めに、上記２番目の期間が遮光期間として設定される。

【００１８】即ち、上記奇数ラインの蓄積電荷を読み出
す２番目の期間に、従来のように次の露光の電荷が蓄積
されると、残りの偶数ラインの読出しができない。その
ため、上記２番目の期間を遮光期間として、３番目の期
間で偶数ラインの蓄積電荷を読み出す。これにより、１
回の露光で得られた撮像素子の全画素分の信号を読み出
せることになる。

【００１９】次に、上記メモリに記憶された奇数ライン
及び偶数ラインのビデオ信号は、位相合せがなされた後
に、混合回路により、奇数ラインと偶数ラインとの間で
画素混合処理が行われる。即ち、この画素混合処理は、
結果としては撮像素子からの信号出力時に行われる撮像
素子出力時画素混合読出し方式と同等の信号を形成する
が、１回の露光で得られたデータに基づいて画素混合を
行うという点で、上記の撮像素子出力時画素混合読出し
方式と区別されるものとなる。

【００２０】一方、通常の動画表示時では、撮像素子出
力時画素混合読出し方式が選択されており、従来と同様
に撮像素子から出力される時に２つの水平ラインの画素
が混合されて読み出される。従って、動画の場合は、経
時的な撮像により、逆に被写体の動き等を忠実に再現し
た画像を得ることができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】図１には、実施形態例の光源装置
を適用した電子内視鏡装置の構成が示されており、この
電子内視鏡装置はスコープ（電子内視鏡）１０を、画像
処理回路を有するプロセッサ装置や光源装置に接続する
構成となる。このスコープ１０には、その先端部に図６
で説明したものと同様の色フィルタを備えたＣＣＤ１２
が設けられると共に、光源ランプ１４の光を先端部まで
導くためのライトガイド１５が配設される。また、スコ
ープ１０の操作部には、静止画表示のためのフリーズス
イッチ１６が設けられる。

【００２２】上記ＣＣＤ１２には、これを駆動するため
のＣＣＤ駆動回路１８が接続され、この駆動回路１８に
はタイミングジュネレータ１９、各種の制御をするマイ
コン（マイクロコンピュータ）２０が接続され、このマ
イコン２０には上記フリーズスイッチ１６の動作信号が
入力される。上記ＣＣＤ駆動回路１８は、マイコン２０
の制御に基づきタイミング信号を入力し、動画のための
ＣＣＤ出力時画素混合読出し方式と、静止画のための全
画素読出し方式の駆動制御をする。

【００２３】例えば、この全画素読出し方式の場合は、
１回の露光でＣＣＤ１２に蓄積された全画素分の蓄積デ
ータを、奇数ラインと偶数ラインに分け時間的にもずら
して読み出すための２種類のパルスを上記ＣＣＤ駆動回
路１８から供給し、これに基づいてＣＣＤ１２から上記
奇数ラインの信号と偶数ラインの信号を別々に順次読み
出すための制御を行う。なお、ＣＣＤ出力時画素混合読
出し方式では１種類の読出しパルスを各ラインに与え
る。

【００２４】一方、上記ライトガイド１５に光を供給す
る光源部では、上記光源ランプ１４とライトガイド１５
の入射端との間に、出射光量を調整するための絞り板２
２、遮光マスク２３及び遮光期間を設定する遮光シャッ
タ（板）２４が配置される。上記の絞り板２２には、モ
ータ２５及び絞り制御回路２６が接続され、上記遮光シ
ャッタ２４にはモータ２７及び遮光シャッタ制御回路２
８が接続される。なお、上記ランプ１４はランプ駆動回
路２９によって点灯制御される。

【００２５】そして、上記絞り制御回路２６は後述する
ＤＶＰ（３９）で得られる輝度信号に基づいて絞り板２
２を駆動し、上記ランプ１４の出射光量を調整する。ま
た、上記遮光シャッタ制御回路２８は、上記フリーズス
イッチ１６が押された後の所定のタイミングで遮光シャ
ッタ２４を駆動し、所定の1/60秒間の遮光期間につき光
を完全に遮断する。

【００２６】図２には、上記絞り板２２、遮光マスク２
３及び遮光シャッタ２４の構成が示されている。図示さ
れるように、遮光マスク２３では長方形（正方形でもよ
い）の開口２３Ａが形成されており、この長方形開口２
３Ａの左右辺に沿って上下移動可能に絞り板２２が取り
付けられ、この絞り板２２はモータ２５で上下に駆動さ
れる。また、上記開口２３Ａの上下辺に沿って左右移動
可能に遮光シャッタ２４が配置され、この遮光シャッタ
２４はモータ２７で左右に駆動される。

【００２７】このようにして、遮光シャッタ２４と絞り
板２２は、互いに直交する方向に移動することになり、
開口２３Ａを上下動する絞り板２２がどのような絞り位
置にあったとしても、実際の光束１０１を完全に遮光す
る遮光シャッタ２４は必ず開口２３Ａの左端から右端ま
で移動することになる。従って、遮光シャッタ２４の応
答時間も常に同一となる。

【００２８】図１において、上記ＣＣＤ１２の後段に
は、自動利得回路（ＡＧＣ）等からなる増幅器３１が設
けられており、この増幅器３１では、上記の遮光シャッ
タ２４による遮光期間の設定で生じる光量不足分を増幅
することもできる。この増幅器３１には、Ａ／Ｄ変換器
３２を介して全画素読出しのために上記奇数ラインの画
像データを記憶する第１メモリ３３、偶数ラインの画像
データを記憶する第２メモリ３４、上記第１メモリ３３
のデータをそのまま記憶し、読出しのタイミングを1/60
秒だけ遅らせるための位相調整用の第３メモリ３５、静
止画用混合回路３６が設けられる。

【００２９】即ち、ＣＣＤ１２で得られた全画素信号
は、奇数ラインのデータと偶数ラインのデータに分けら
れた状態で、それぞれのメモリ３３，３４に一旦格納さ
れるが、第１メモリ３３の奇数ラインデータは1/60秒遅
らせることにより、第２メモリ３４に格納された偶数ラ
インデータと同一位相となる。これにより、両方の画像
データが同時に読み出せることになり、次段の混合回路
３６では、第３メモリ３５の奇数ラインの画素データと
第２メモリ３４の偶数ラインの画素データを加算混合
（静止画用画素混合処理）することができる。従って、
静止画の場合は、この混合回路３６で従来の色差線順次
混合読出し方式と同等の画素混合信号が形成される。

【００３０】図４には、上述したＣＣＤ１２から混合回
路３６までの回路で処理される静止画データの内容が示
されている。図（Ａ）に示されるように、ＣＣＤ１２で
は、走査線数に対応して、０ラインからＮラインまで水
平ラインが設けられ、この水平ラインの画素データが転
送ラインに転送して読み出される。そして、上記ＣＣＤ
１２の奇数（ＯＤＤ）ライン（１，３，５…ライン）の
データが図（Ｂ）の第１メモリ３３（及び第３メモリ３
５）に格納され、偶数（ＥＶＥＮ）ライン（２，４，６
…ライン）のデータが図（Ｃ）の第２メモリ３４に格納
される。

【００３１】これらメモリ３５，３４のデータは、上記
混合回路３６によって、図（Ｂ）と図（Ｃ）のライン同
士で画素混合が行われ、図（Ｄ）に示されるように、０
ライン＋１ライン，２ライン＋３ライン，４ライン＋５
ライン…の加算演算データが奇数（Ｏｄｄ）フィールド
データとして出力される。また、図（Ｃ）の読出しライ
ンを下側に１ラインずらした状態で（図示Ｃ1 の位置か
ら読み出す）、図（Ｂ）とライン同士で画素混合が行わ
れ、図（Ｅ）に示されるように、１ライン＋２ライン，
３ライン＋４ライン，５ライン＋６ライン…の加算演算
データが偶数（Ｅｖｅｎ）フィールドデータとして出力
される。

【００３２】図１において、上記混合回路３６の後段に
は、動画と静止画を切り替える画像切替え回路３８が設
けられ、この画像切替え回路３８では、そのａ端子に動
画形成のために上記Ａ／Ｄ変換器３２の出力がＬライン
を介して供給され、他方のｂ端子に上記混合回路３６の
出力が与えられており、上記フリーズスイッチ１６が押
された時、ａ端子からｂ端子へ切り替えられる。この画
像切替え回路３８には、ＤＶＰ（デジタルビデオプロセ
ッサ）３９が接続されており、このＤＶＰ３９では、ガ
ンマ補正を含む各種の処理が行われ、例えば色差信号や
輝度信号が形成される。このＤＶＰ３９の後段には、奇
数フィールド及び偶数フィールドのデータを記憶するメ
モリやＤ／Ａ変換器等が設けられ、ビデオ信号はこのＤ
／Ａ変換器を介してモニタへ出力される。

【００３３】実施形態例は以上の構成からなり、その作
用を図３及び図４を参照しながら説明する。図３（Ａ）
に示されるように、フィールドＯ（Ｏｄｄ）／Ｅ（Ｅｖ
ｅｎ）信号として、従来と同様に、1/60秒で１フィール
ド画像を形成するタイミング信号が用いられる。通常状
態では動画処理、即ちＣＣＤ出力時画素混合読出し方式
を実行するように設定されており、上記図１の遮光シャ
ッタ２４は光源光束を遮断しない位置に配置され、光源
ランプ１４からの光はライトガイド１５を介して先端部
から被観察体内へ照射される。

【００３４】この光照射により、先端部のＣＣＤ１２で
は被観察体内からの像光に対応した電荷が蓄積される。
この蓄積電荷は、ＣＣＤ駆動回路１８からの駆動パルス
により上下ライン間の画素が加算されて読み出され、従
来と同様に、図７で説明した画素混合信号が出力され
る。そして、この動画信号は、Ａ／Ｄ変換器３２からス
ルーラインＬを介して画像切替え回路３８へ供給され、
この画像切替え回路３８のａ端子を介してＤＶＰ３９へ
供給される。このＤＶＰ３９から後の動作は従来と同様
であり、奇数及び偶数フィールド信号に基づいて動画が
モニタへ表示される。

【００３５】ここで、上記ＤＶＰ３９で得られた輝度信
号はマイコン２０に供給され、このマイコン２０及び上
記絞り制御回路２６の制御により絞り板２２が駆動さ
れ、これによって画像の輝度が一定に維持される。

【００３６】一方、図１のスコープ１０のフリーズスイ
ッチ１６が押されると、マイコン２０により、上記画像
切替え回路３８が端子ｂ側へ切り替えられ、画素混合読
出し方式から静止画のための全画素読出し方式に切り替
えられる。そうすると、例えば図３（Ｂ）に示されるよ
うに、Ｏ／Ｅ信号の立上り時（ｔ1 ）の少し手前から約
1/60秒間だけ、上記遮光シャッタ２４が光束１０１を塞
ぐことになり、その間、図３（Ｃ）のように、光源部か
らの出力光が遮断される。従って、全画素が読み出され
る画像データは、遮光期間より一つ前の1/60秒の期間の
光出力ＬｔによりＣＣＤ１２で蓄積された電荷となる。

【００３７】即ち、図３（Ｄ）が図４（Ｂ）で示した奇
数ラインの読出しパルスＰ1 、図３（Ｅ）が図４（Ｃ）
で示した偶数ラインの読出しパルスＰ2 であり、図示の
ようにｔ2 時のパルスをなくした読出しパルスＰ1 及び
ｔ1 時のパルスをなくした読出しパルスＰ2 により、Ｃ
ＣＤ１２から奇数（ＯＤＤ）ラインデータと偶数（ＥＶ
ＥＮ）ラインデータが順に読み出される。従って、奇数
ラインの読出しは、上記の遮光期間（ｔ1 〜ｔ2 ）に行
われ、偶数ラインの読出しは次の期間（ｔ2 〜ｔ3 ）の
間に行われる。

【００３８】そして、図３（Ｇ）には電子シャッタの動
作が示されており、ここではパルスの立上り期間の蓄積
電荷が掃き出され、立上りでない期間の蓄積電荷が読み
出される。従って、上記の静止画データ（蓄積電荷）
は、電荷が掃き出された後の、露光時間ｔｂの露光ｇ1
で得られたものであり、この全画素の電荷がＣＣＤ駆動
回路１８によって読み出される。なお、上記露光ｇ1 後
の遮光期間（ｔ1 からｔ2 ）では掃出しが省略される。

【００３９】ところで、上記の遮光期間では完全な遮光
状態としてＣＣＤ１２に不要な電荷が蓄積されないよう
にする必要があり、そのために応答時間を考慮した制御
が行われる。即ち、図３（Ｂ）の遮光シャッタ制御パル
スでは、上記遮光シャッタ２４の駆動部（ギヤ等）の機
械的な応答遅れ時間（応答時間）ｔａを考慮して、その
時間ｔａだけ早く反転するパルスを形成する。そうし
て、この遮光シャッタ２４が駆動されると、光源部から
出射される光は、図３（Ｃ）又は図９でも示したよう
に、応答時間ｔａで二次曲線的に減衰し、その後完全な
遮光状態へ移行する。従って、静止画のための光出力Ｌ
ｔでは、光量Ｌａの損失分だけ光量不足となる。

【００４０】そして、図９で説明したように、従来で
は、絞り開口量によって上記の応答時間ｔａが変化して
いたが、当該例では、遮光マスク２３に長方形開口２３
Ａを設けると共に、遮光シャッタ２４を絞り板２２の移
動方向に直交する状態で移動させるので、図２から分か
るように、絞り板２２の位置に関係なく、遮光シャッタ
２４の応答時間ｔａは同一となる。

【００４１】図５には、当該例の上記開口２３Ａを通過
する光束１０１の光量（Ｃ）と応答時間の関係が示され
ており、ここで、例えば絞り板２２が全開のときの不足
光量Ｌa1、絞り板２２がある程度駆動されたときの不足
光量Ｌa3を比較すると、絞り板２３により光量Ｃが変化
したとしても、一定の応答時間により不足光量の全体の
露光量に対する割合も一定となることが理解される。

【００４２】まず、上記絞り板２２が全開のとき、単位
時間当りの光量Ｃ＝４Ｖ、応答時間ｔａ＝ｔa1＝２ｍＳ
（sec）、露光時間（ｔｂ）＝1/60秒とすると、図９の
場合と同様に、ＣＣＤ１２で蓄積される動画の電荷量は
６６．６７[mVS]となり、遮光期間を設けた静止画の電
荷量が約６２．６７[mVS]となる。従って、静止画の光
量は動画の光量の９４％で、不足光量Ｌa1は全体の６％
となる。

【００４３】一方、絞り板２２がある程度駆動されたと
き、光量Ｃ＝１Ｖ、応答時間ｔａ＝２ｍＳ、露光時間ｔ
ｂ＝1/60秒とすると、ＣＣＤ１で蓄積される動画の電荷
量は、 ｔｂ×Ｃ＝１／６０[mS]×１[V]≒１６．６７[mVS] となり、遮光期間を設けた静止画の電荷量は、上記応答
時間ｔａの減衰線を直線とみなして、 ｔｂ×Ｃ−（１／２）ｔａ×Ｃ ＝１／６０[mS]×１[V]−（１／２）・２[mS]×１[V] ≒１５．６７[mVS] となる。従って、この場合も静止画の光量は動画の光量
の９４％で、不足光量Ｌa3は全体の６％となり、絞り開
口量の相違があっても、静止画の不足光量の割合は同一
となる。

【００４４】この結果、遮光期間を設定する際に生じて
いた光量低下のバラツキが解消され、被観察体が遠点又
は近点の何れにあっても、良好な明るさ（輝度）の静止
画信号を得ることが可能となる。なお、上述したよう
に、上記の６％の光量低下は、上記増幅器３１等で補う
ことが可能である。

【００４５】そうして、このような光量制御でＣＣＤ１
２で得られた静止画信号について、その奇数ラインデー
タが図１の第１メモリ３３へ書き込まれ、他方の偶数ラ
インデータが第２メモリ３４へ書き込まれ、上記の第１
メモリ３３の奇数ラインデータは第３メモリ３５で1/60
秒遅れて、上記第２メモリ３４の偶数ラインデータと位
相が一致することになる。

【００４６】次に、上記のメモリ３５，３４に格納され
た各データは、混合回路３６により画素混合され、この
混合回路３６からは、図４（Ｄ）に示した、０ライン＋
１ライン，２ライン＋３ライン…の加算データが奇数
（Ｏｄｄ）フィールドデータとして出力され、また図４
（Ｅ）に示した、１ライン＋２ライン，３ライン＋４ラ
イン…の加算データが偶数（Ｅｖｅｎ）フィールドデー
タとして出力される。これらのフィールドデータに基づ
き、モニタには静止画が表示されるが、この静止画は、
同一露光時に得られた全画素データで形成されるので、
高画質となる。従って、1/60秒間に内視鏡自体のブレ、
或いは被観察体に動きがあったとしても、その影響が小
さい鮮明な静止画の観察が可能となる。

【００４７】図６には、絞り機構の他の例が示されてい
る。この例は、従来の図８と同様に、円形の光束（開
口）１００を塞ぐように絞り羽根３が設けられたもの
で、この光束１００を遮蔽する遮光シャッタ４２を左右
方向に移動可能に配置し、この遮光シャッタ４２をモー
タ４３で駆動する。この場合は、上記絞り羽根３が回転
軸３Ａを中心に回動して上下方向に移動し、この移動方
向に対して、上記遮光シャッタ４２がほぼ直交する形で
左右移動することになる。

【００４８】このような構成によっても、極めて小さく
絞られた状態のときを除き、遮光シャッタ４２による応
答時間をほぼ同一に維持することができ、この応答時間
による不足光量の変化が抑制された安定した輝度の静止
画を得ることが可能となる。

【００４９】上記例では、動画につきＣＣＤ１２におけ
る出力時混合読み出し方式を採用して、逆に被写体の動
き等を忠実に再現するようにしたが、この動画において
もブレのない鮮明な画像を追及する場合は、動画形成処
理についても遮光期間を利用したた全画素読出し方式を
採用することができる。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
例えば方形開口を有する遮光マスクを配置し、絞り部材
を上下方向に移動させ、この絞り部材の移動方向に直交
する左右方向に遮光シャッタを移動させて、光源光束を
完全に遮断するようにしたので、絞り開口量が相違する
場合でも遮光シャッタの応答時間は一定となり、光量低
下のバラツキをなくすことが可能となる。従って、遮光
期間を利用して全画素読み出す方式でも、撮像距離等に
関係なく安定した明るさの画像が得られる。

【００５１】請求項３記載の発明によれば、明るさの安
定した高画質の静止画が得られ、一方動画については動
きを忠実に再現した滑らかな画像が形成できるという利
点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態例に係る光源装置を適用した
電子内視鏡装置の全体構成を示すブロック図である。

【図２】実施形態例の絞り部材、遮光板及び遮光シャッ
タの構成を示す図である。

【図３】実施形態例における静止画形成時の信号読出し
の動作を示す波形図である。

【図４】図１のＣＣＤから混合回路までの間で読み出さ
れる画像データを示す図である。

【図５】実施形態例での遮光シャッタの応答時間と不足
光量の関係を示す図である。

【図６】実施形態例における絞り機構の他の例の構成を
示す図である。

【図７】従来のＣＣＤにおける色フィルタの構成及び画
素混合読出しを説明する図である。

【図８】従来の光源装置における絞り羽根及び遮光シャ
ッタの構成を示す図である。

【図９】図８の装置での遮光シャッタの応答時間と不足
光量の関係を示す図である。

【符号の説明】

１，１２ … ＣＣＤ、 １４ … 光源ランプ、 １６ … フリーズスイッチ、 ２０ … マイコン（制御手段）、 ２２ … 絞り板、 ２３ … 遮光マスク、 ２４，４２ … 遮光シャッタ ２５，２７，４３ … モータ、 ２６ … 絞り制御回路、 ２８ … 遮光シャッタ制御回路、 ３１ … 増幅器、 ３８ … 混合回路。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源光束に対し絞り部材を所定の方向か
   ら移動させ、出射光量を調整する絞り駆動手段と、 この絞り駆動手段の上記絞り部材の移動方向に対し略直
   交する方向へ移動するように遮光シャッタを配置し、こ
   の遮光シャッタにより上記光源光束を完全に遮断するこ
   とにより、撮像素子に蓄積された全画素の信号を読み出
   すための所定の遮光期間を設定する遮光手段と、を含ん
   でなる遮光期間を設定する電子内視鏡光源装置。
2. 【請求項２】 方形開口を有する遮光マスクを配置し、
   この方形開口の上下又は左右の二辺に沿って上記絞り部
   材を移動させ、他方の二辺に沿って上記遮光シャッタを
   移動させるようにしたことを特徴とする上記請求項１記
   載の遮光期間を設定する電子内視鏡光源装置。
3. 【請求項３】 上記撮像素子に蓄積された画像信号を上
   下ライン間で混合して出力し、動画を形成する撮像素子
   出力時画素混合読出し方式と、１回の露光で上記撮像素
   子に蓄積された全画素の信号を上記遮光期間を利用して
   読み出し、静止画を形成する全画素読出し方式を備えた
   電子内視鏡に適用したことを特徴とする上記請求項１記
   載の遮光期間を設定する電子内視鏡光源装置。