JPH11281902A - 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】 Ｖ字状開口２２Ａを持つ遮光マスク２２
を設け、遮光シャッタ２４を上記開口２２ＡのＶ字交点
位置を中心としてを回動させると共に、絞り板２３をＶ
字の開口拡張側から交点へ向けて直線移動させることに
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Ｃ
ＣＤ１２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６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６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
６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７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
遮光するように動かされる。

【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７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８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、略Ｖ字状の開口により、光源光束の
通過範囲を規制する遮光マスクと、この遮光マスクの開
口のＶ字の交点位置を回転の中心位置として回動する遮
光部材を設け、この遮光部材の回動により上記Ｖ字状開
口を遮蔽する第１遮光手段と、この第１遮光手段の回動
方向に対し略直交する方向へ移動する遮光部材を設け、
この遮光部材の移動により上記Ｖ字状開口を遮蔽する第
２遮光手段とを含み、上記第１遮光手段又は第２遮光手
段のいずれか一方を絞り機構として用い、他方の遮光手
段を、撮像素子に蓄積された全画素の信号を読み出すた
めの全閉の遮光期間を設定する全閉遮光機構として用い
たことを特徴とする。請求項２記載の発明は、上記第１
遮光手段を全閉遮光機構として用い、上記第２遮光手段
を絞り機構として用い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、例えば全閉遮光機構
の扇状遮光シャッタの回転軸が遮光マスクの開口のＶ字
交点位置に配置され、この遮光シャッタは開口のＶ字の
一辺から他辺に向けて回動する。これに対し、絞り機構
の例えば絞り板がＶ字の開口拡張側（上側）から交点へ
向けて直線移動することになる。これによれば、絞り板
が何れの絞り位置に移動していても、光源光束を完全に
遮断するとき、遮光シャッタが必ずＶ字の開き角度だけ
回動することになり、光束の遮断時間、即ち遮光シャッ
タの応答時間は一定となる。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、集光レンズ２１、光束を規制するた
めの遮光マスク２２が配置され、この遮光マスク２２に
は、Ｖ字状開口２２Ａが形成される。そして、出射光量
を調整するために左右移動する絞り板２３、完全な遮光
期間を設定するために回動する遮光シャッタ（板）２４
が配置され、上記絞り板２３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２８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
３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、上記遮光マスク２２、絞り板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２２では光源光束１０１の一部
を遮る大きさのＶ字状（開き角度α）の開口２２Ａが形
成され、また遮光シャッタ２４はこのＶ字状開口を遮断
できるように扇状に形成されており、この遮光シャッタ
２４の回動軸２４Ａが上記Ｖ字状開口２２ＡのＶ字交点
位置に配置され、この回動軸２４Ａを中心として遮光シ
ャッタ２４は回動する。一方、絞り板２３は上記Ｖ字状
開口２２Ａの開口拡張側（Ｖ字上側）から交点に向け
て、即ち開き角度αを二分する線に沿って左右移動可能
に取り付けられ、この絞り板２３は上記遮光シャッタ２
４の動きに対し、ほぼ直交状態で動かされる。

【００２７】これによれば、Ｖ字状開口２２Ａを左右移
動する絞り板２３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２
４は必ず開口２２ＡのＶ字の開き角度αを回動すること
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３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。図の左側に示されるように、上記第１メモ
リ３３及び第３メモリ３５には、上記ＣＣＤ１２の奇数
ライン（１，３，５…ライン）のデータが格納され、ま
た図の右側に示されるように、第２メモリ３４には、偶
数ライン（２，４，６…ライン）のデータが格納され
る。

【００３１】これらメモリ３５，３４の両データは、例
えば混合回路３６によって実線又は点線の矢示のように
上側から順番に画素混合され、実線で示した、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、また鎖線で示した、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４を参照しながら説明する。図４（Ａ）に示され
るように、フィールドＯ（Ｏｄｄ）／Ｅ（Ｅｖｅｎ）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１
４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６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２３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４（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４（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４（Ｄ）が図３の左側の奇数ライ
ンの読出しパルスＰ1 、図４（Ｅ）が図３の右側の偶数
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、ＣＣＤ１２から
奇数ラインデータと偶数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４（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４（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４（Ｃ）又は図８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８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２２にＶ字状開口２２
Ａを設けると共に、遮光シャッタ２４を上記開口２２Ａ
のＶ字交点位置を中心として回動させるので、絞り板２
３の移動位置に関係なく、実際の光束１０１は、必ず遮
光シャッタ２４の上記Ｖ字角度αの回動により遮光され
ることになり、遮光シャッタ２４の応答時間ｔａは一定
となる。

【００４１】図５には、当該例の上記開口２２Ａ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２３が全開のときの不足
光量Ｌa1、絞り板２３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分かる。

【００４２】まず、上記絞り板２３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８の
場合と同様に、ＣＣＤ１で蓄積される動画の電荷量は６
６．６７[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２３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３に示したように、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】上記実施形態例では、遮光シャッタ２４を
有する全閉遮光機構に第１遮光手段、絞り板２３を有す
る絞り機構に第２遮光手段を用いたが、逆に絞り機構に
第１遮光手段、全閉遮光機構に第２遮光手段を用いるよ
うにしてもよい。

【００４８】また上記例では、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全画素読出し方式
を採用することができる。

【００４９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
Ｖ字状開口を有する遮光マスクを用い、例えばこの遮光
マスクの開口のＶ字交点位置を中心として遮光シャッタ
を回動させると共に、絞り板をＶ字の開口拡張側から交
点へ向けて直線移動させるようにしたので、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。

【００５０】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図である。

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

【図３】図１のメモリから混合回路までの間で処理され
る画像データを示す図である。

【図４】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】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７】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８】図７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 … 遮光マスク、 ２２Ａ … Ｖ字状開口、 ２３ … 絞り板、 ２４ … 遮光シャッタ、 ２６ … 絞り制御回路、 ２８ … 遮光シャッタ制御回路、 ３３，３４，３５ … メモリ、 ３６ … 混合回路。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 略Ｖ字状の開口により、光源光束の通過
   範囲を規制する遮光マスクと、 この遮光マスクの開口のＶ字の交点位置を回転の中心位
   置として回動する遮光部材を設け、この遮光部材の回動
   により上記Ｖ字状開口を遮蔽する第１遮光手段と、 この第１遮光手段の遮光部材の回動方向に対し略直交す
   る方向へ移動する遮光部材を設け、この遮光部材により
   上記Ｖ字状開口を遮蔽する第２遮光手段とを含み、 上記第１遮光手段又は第２遮光手段のいずれか一方を絞
   り機構として用い、他方の遮光手段を、撮像素子に蓄積
   された全画素の信号を読み出すための全閉の遮光期間を
   設定する全閉遮光機構として用いた遮光期間を設定する
   電子内視鏡光源装置。
2. 【請求項２】 上記第１遮光手段を全閉遮光機構として
   用い、上記第２遮光手段を絞り機構として用いたことを
   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。