JPH1170071A - 電子内視鏡システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構成で、観察対象の輝度が比較的低い
場合にも、画質のよい映像を取得することのできる電子
内視鏡システムを提供すること。 【解決手段】 被写体を撮像するためのＣＣＤ（５）
と、前記ＣＣＤを駆動する駆動手段（１０）と、前記Ｃ
ＣＤの出力信号に基づき所定の信号処理を行う信号処理
回路２１とを有する電子内視鏡システムにおいて、前記
ＣＣＤの出力信号に基づき前記被写体の輝度が所定値よ
り小さいか否かを判定する輝度判定手段（２０、２７）
と、前記輝度判定手段の判定結果に基づき、前記駆動手
段を制御して前記ＣＣＤの電荷蓄積時間を変更する制御
手段（２７、１０）と、を有する構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はＣＣＤ（電荷結合素
子）により得られた映像信号をメモリに格納し、メモリ
に格納されたデータに基づきビデオ信号を生成し出力す
る電子内視鏡システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、挿入部先端に固体撮像素子で
あるＣＣＤ（Charge Coupled Device）を備えたスコー
プ部から出力される映像信号をイメージプロセッサによ
り処理してビデオ信号を生成し、ビデオ信号をＣＲＴ等
の表示装置に表示するよう構成された電子内視鏡システ
ムが知られている。

【０００３】通常、イメージプロセッサには観察対象を
照射するための光を射出するための光源装置が設けられ
ており、また、スコープ部には光源から射出された光を
伝送するためのライトガイド（光ファイバ束）が設けら
れている。

【０００４】光源からライトガイドに入射した光がライ
トガイド内を通って観察対象に照射され、その反射光が
結像光学系を介してＣＣＤの受光面に結像される。イメ
ージプロセッサは、スコープ部から受け取った映像信号
をメモリに格納した後、所定のフォーマットのビデオ信
号（例えばNTSCやPAL準拠のビデオ信号）に変換し、イ
メージプロセッサに接続されたモニタ装置に対し出力す
る。

【０００５】モニタ装置に表示される画面の明るさを調
整するには、光源装置からライトガイドに入射する光の
光量の調整（調光）を行う。この調光のため、光源装置
には絞り機構が設けられており、通常は、画面に表示さ
れる観察対象の明るさがほぼ一定となるように、フィー
ドバック制御を利用した自動調光が行われる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】自動調光は、照明光が
必要な光量以上の光量を供給する場合にその光量を制限
することにより実行される。しかし、観察部位によって
は、照明光が不足し、固体撮像素子（ＣＣＤ）の映像出
力を十分に得られないことがある。そのような場合に
は、モニタ装置には暗い画面が表示されることになる。
また、通常の観察には十分な照明であっても、光学像を
観察するためのファイバースコープに、アドオンスコー
プとして知られるＴＶカメラを接続した場合、光ファイ
バーによる光量の減衰のため、結果として照明光が不足
することになり、通常の電子スコープよりも暗い画像に
なっていた。

【０００７】以上のような問題に、従来は次のようにし
て対処していた。 １）内視鏡の挿入部先端を、より患部（観察部位）に近
づけて観察及び診断を行う。 ２）装置の内蔵光源の光量を上げたり、光源部から先端
部へ光を導く光ファイバーの損失を少なくするなどの改
良を加える。 ３）撮像素子から出力された映像信号を電気的に増幅す
ることによりモニタ上で明るくする。

【０００８】しかし、上記１の場合、観察部位によって
は十分に内視鏡を近づけることができないことがある。
また、２の光量増加により対処するという方法の場合、
光量の増加に伴うランプの加熱、装置の大型化、コスト
アップといった問題が伴うことになる。また、上記３
の、電気的に信号を増幅する方法では、映像信号以外の
雑音も同時に増幅することになるため、モニタにはノイ
ズの目立つ、画質の悪い映像が表示されることになる。

【０００９】上記の事情に鑑み、本発明は、簡単な構成
で、観察対象の輝度が比較的低い場合にも、画質のよい
映像を取得することのできる電子内視鏡システムを提供
することを課題として為されたものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の課題を達成するた
め、本発明にかかる電子内視鏡システムは、被写体を撮
像するための撮像素子と、前記撮像素子を駆動する駆動
手段と、前記撮像素子の出力信号に基づき所定の信号処
理を行う信号処理回路とを有する電子内視鏡システムに
おいて、前記撮像素子の出力信号に基づき前記被写体の
輝度が所定値より小さいか否かを判定する輝度判定手段
と、前記輝度判定手段の判定結果に基づき、前記駆動手
段を制御して前記撮像素子の電荷蓄積時間を変更する制
御手段と、を有することを特徴としている（請求項
１）。

【００１１】ここで、前記撮像素子は少なくともフレー
ム蓄積モードおよび２フィールド蓄積モードのいずれで
も動作し、前記制御手段は前記撮像素子がフレーム蓄積
モードで駆動されている時に前記被写体の輝度が前記所
定値より小さいと判定された場合に、前記撮像素子が２
フィールド蓄積モードで駆動されるよう前記駆動手段を
制御する構成とすることができる（請求項２）。

【００１２】さらに、前記制御手段は、前記撮像素子が
２フィールド蓄積モードで駆動されている時に前記被写
体の輝度が前記所定値より大きい第２の所定値よりも大
きいと判定された場合に、前記撮像素子がフレーム蓄積
モードで駆動されるよう前記駆動手段を制御する構成と
することができる（請求項３）。

【００１３】前記撮像素子の出力信号をデータとして格
納する記憶手段と、前記記憶手段に格納されたデータに
基づきビデオ信号を生成する出力手段とをさらに有し、
前記出力手段は、前記撮像素子が電荷蓄積を行っている
間は前記記憶手段に格納されているデータを繰り返し読
み出して前記ビデオ信号を生成する構成とすることもで
きる（請求項４）。

【００１４】また、上記電子内視鏡システムは、光源
と、光源から射出された光を被写体に向けてガイドする
光ガイド手段と、前記光源と光ガイド手段との間に配置
され、被写体に照射される光量を調整する絞り手段とを
さらに有し、前記絞り手段が解放状態の時に前記輝度判
定手段により前記被写体の輝度が所定値より小さいと判
断されたとき、前記制御手段は前記撮像素子の電荷蓄積
時間を長くする構成とすることもできる（請求項５）。

【００１５】別の観点からは、本発明の電子内視鏡シス
テムは、被写体を撮像するための撮像素子と、前記撮像
素子の出力信号をデータとして格納する記憶手段とを有
する電子内視鏡システムにおいて、前記撮像素子を駆動
する駆動手段と、前記記憶手段に格納されたデータに基
づきビデオ信号を生成する出力手段と、を有し、前記駆
動手段は、前記撮像素子の電荷蓄積時間を変更可能であ
り、前記出力手段は、前記撮像素子が電荷蓄積を行って
いる間は前記記憶手段に格納されているデータを繰り返
し読み出して前記ビデオ信号を生成することを特徴とし
ている（請求項６）。

【００１６】なお、上記撮像素子は単板式のカラー撮像
素子により構成することができる（請求項７）。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。図１は、本発明の実施の形
態としての電子内視鏡システム１００の構成を示すブロ
ック図である。

【００１８】電子内視鏡システム１００は、スコープ部
７、イメージプロセッサ２１、モニタ装置２９を備えて
いる。スコープ部７は、可撓性の導管からなる挿入部４
を有し、挿入部４の先端には固体撮像素子としてのＣＣ
Ｄイメージセンサ５（以下、ＣＣＤと略す）、そしてＣ
ＣＤ５の前方に対物レンズ６が配設されている。なお、
ＣＣＤ５はいわゆる単板式カラーＣＣＤで、受光面に格
子状のカラーフィルタが設けられているものである。ス
コープ部７には、また、光ファイバ束からなるライトガ
イド１が挿通されている。ライトガイド１の一端（光射
出端）は挿入部４の端部（図中左側端部）に配置され、
配光レンズ２を介して観察対象に対して光を照射する。

【００１９】スコープ部７は結合部８を介してイメージ
プロセッサ２１と着脱自在に結合される。スコープ部７
内の結合部８近傍には、ＣＣＤ５からの映像信号に所定
の処理を施す信号処理回路１０が内蔵されている。ライ
トガイド１の他端は結合部８を介してイメージプロセッ
サ２１内に達し、端面がコンデンサレンズ１１に臨んだ
位置で固定される。

【００２０】ランプ用電源１６によりランプ１３が駆動
される。ランプ１３から照射された照明光は、絞り機構
１２により光量を調整された状態でコンデンサレンズ１
１によりライトガイド１の端面に入射する。ライトガイ
ド１に入射した光はライトガイド１内を通り、挿入部４
の先端側の端面から射出され、照射レンズ２を介して観
察対象に向けて射出される。

【００２１】観察対象により反射された照明光は、対物
レンズ６によりカラーＣＣＤ５の受光面上に結像され
る。ＣＣＤ５は、受光面に形成された光学像に対応した
カラー映像信号を信号処理回路１０へ伝送する。詳しく
は後述するが、信号処理回路１０は、ＣＣＤ５の駆動お
よび、各種の信号処理を行い、イメージプロセッサ２１
に対して、輝度信号（Ｙ）、色差信号（Ｒ−Ｙ、Ｂ−
Ｙ）を出力する。なお、本実施の形態においては、ＣＣ
Ｄ５は受光感度を変えるため、フレーム蓄積モード（通
常モード）または２フィールド蓄積モード（高感度モー
ド）で駆動される。

【００２２】イメージプロセッサ２１に送られた輝度信
号（Ｙ）および色差信号（Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙ）はプリプロ
セッサ２２に入力される。プリプロセッサ２２に入力さ
れた２つの色差信号（Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙ）、および輝度信
号（Ｙ）はＡ／Ｄ変換器１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃにそれ
ぞれ入力され、デジタル信号に変換された後に、タイミ
ングジェネレータ１７により出力される同期信号に同期
してメモリ１９に格納される。メモリ１９に格納された
データは、フリーズ処理、補間処理などが施された後、
タイミングジェネレータ１７より出力されるＴＶ同期信
号に同期して読み出され、Ｄ／Ａ変換器２３Ａ、２３
Ｂ、２３Ｃでアナログ信号に変換され、さらに信号処理
回路２８により、所定のフォーマットのRGBビデオ信号
に変換されてモニタ装置２９に出力される。モニタ装置
２９は、受信したRGBビデオ信号に基づきカラー画像を
表示する。

【００２３】一方、信号処理回路１０から出力された信
号のうち輝度信号Yは、調光回路２０にも入力される。
調光回路２０は、輝度信号Ｙが所定の値に保たれるよう
絞り機構１２を制御して、観察対象に投光される光量を
調節する。また、輝度信号Yのレベルが低く、所定の閾
値より小さくなる場合には、システムコントローラ２７
に輝度信号Yのレベルが低いことを示す信号を送出す
る。輝度信号Yのレベルが低い場合には、システムコン
トローラ２７は、信号処理回路１０に所定のコマンドを
送出し、ＣＣＤ５の電荷蓄積時間を変更することができ
る（詳しくは後述する）。

【００２４】図２は、図１の調光回路２０の構成を示す
ブロック図である。図２において、調光回路２０は、絞
り機構１２を駆動するための駆動回路２０１、スコープ
部７の信号処理回路１０により出力された輝度信号Ｙを
積分する積分器２０２、積分器の出力端に接続されたサ
ンプル／ホールド回路２０３、サンプル／ホールド回路
２０３の出力値と閾値とを比較する比較器２０４を有し
ている。比較記２０４の非反転入力端子には可変抵抗器
２０５が接続されている。サンプル／ホールド回路２０
３は、システムコントローラ２７からの制御信号により
動作するが、通常は積分器２０２からの出力をそのまま
出力する。サンプル／ホールド回路２０３の機能につい
ては後に詳細に説明する。可変抵抗器２０５はシステム
コントローラ２７からの制御信号により抵抗値を２段階
に切り換えることができるよう構成されている。可変抵
抗器２０５の抵抗値を変えることにより、比較器２０４
の非反転入力端子に印加される電圧（閾値電圧）が第１
の電圧Ｖｔ１と第２の電圧Ｖｔ２（なお、Ｖｔ１＜Ｖｔ
２）との間で切り換えられるようになっている。なお初
期設定では（ＣＣＤ５がフレーム蓄積モードで駆動され
る場合には）、比較器２０４の非反転入力端子には第１
の電圧Ｖｔ１が印加されるようになっている。

【００２５】比較器２０４はサンプル／ホールド回路２
０３の出力値を第１の電圧Ｖｔ１と比較する。この第１
の電圧Ｖｔ１は、ＣＣＤ５がフレーム蓄積モードで駆動
されている時モニタ２９に表示される画面が暗い場合に
ＣＣＤ５の駆動モードを切り換えて電荷蓄積時間を長く
するかどうかを判定する基準となる閾値である。第１の
電圧Ｖｔ１は、観察対象に十分な照明光が供給されてい
る場合には積分器２０２の出力（すなわちサンプル／ホ
ールド２０３の出力）が第１の電圧Ｖｔ１より大きくな
るような値に設定されている。積分器２０２の出力が閾
値Ｖｔ１より大きい場合には、比較器からはＬレベルの
信号が出力される。この時には、駆動回路２０１が積分
器２０２の出力値に基づき（すなわち積分された輝度信
号Ｙのレベルが所定値に近づくように）、絞り機構１２
を駆動制御する通常の調光動作が行われる。

【００２６】もしも絞り機構１２が解放状態になってい
る状態でも観察対象に供給される光量が十分でない場合
には（すなわちモニタ２９に表示される画面が暗くなる
ような場合には）、比較器２０４において積分器２０２
からの出力値が閾値Ｖｔ１より小さくなり、比較器２０
４からはＨレベルの信号が出力される。

【００２７】すなわち、駆動回路２０１により絞り機構
１２が絞り全開状態となっているにもかかわらず観察対
象に照射される光量が十分でない場合には、絞り制御に
よって光量を増加させることができないため、比較器２
０４からＨレベルの信号が出力される。システムコント
ローラ２７は、Ｈレベルの信号を比較器２０４から受信
すると、信号処理回路１０に対し、ＣＣＤの駆動方式を
フレーム蓄積モードから２フィールド蓄積モードに変更
するコマンドを送出する。

【００２８】図３は信号処理回路１０の構成を示すブロ
ック図である。信号処理回路１０は、タイミングジェネ
レータ１０１、ＣＣＤドライバ１０２およびプロセス回
路１０３を有する。タイミングジェネレータ１０１はＣ
ＣＤドライバ１０２に制御信号を送り、後述するフレー
ム蓄積と２フィールド蓄積との切り換えや、電荷蓄積の
タイミングを制御する。なお、ＣＣＤドライバ１０２
は、ＣＣＤ５を、垂直方向においては４相（Ｖ１〜Ｖ
４）、水平方向においては２相（Ｈ１、Ｈ２）で駆動す
る。

【００２９】通常の動作状態、即ち、比較器２０４から
Ｌレベルの信号が出力されているときには、タイミング
ジェネレータ１０１からは、フレーム蓄積を示す駆動モ
ード信号およびイネーブル信号Ｈが出力され、これによ
り、ＣＣＤドライバ１０２はＣＣＤ５をフレーム蓄積モ
ードで駆動する。この場合には、垂直同期信号に同期し
て１／６０秒毎に奇数・偶数フィールド交互に電荷の転
送を行う。なお、各フィールドにおける電荷蓄積時間は
１／３０秒となる（図４のタイミングチャートにおける
フレーム蓄積モードの部分参照）。

【００３０】被写体輝度が所定輝度よりも暗い低輝度状
態の場合には、積分器２０２の出力電圧は第１の電圧Ｖ
ｔ１より小さくなり、比較器２０４からＨレベルの信号
が出力さる。すると、システムコントローラ２７からタ
イミングジェネレータ１０１に低輝度状態を示す所定の
コマンドが送られる。タイミングジェネレータ１０１は
この時、ＣＣＤ５の駆動モードを２フィールド蓄積モー
ドとし、１／３０秒の周期で（すなわち１／６０秒毎
に）イネーブル信号のＨとＬとを切り換える（図４の蓄
積モードの部分参照）。なお、イネーブル信号がＨの時
にはＣＣＤ５の受光部から垂直転送部への電荷転送が可
能であるが、イネーブル信号がＬの時にはＣＣＤの受光
部から垂直転送部への電荷の転送が禁止される。この
時、ＣＣＤドライバ１０２はＣＣＤ５２を、電荷蓄積時
間が１／３０秒の、垂直方向に互いに隣接する画素の画
素信号を交互に足し合わせて読み出す２フィールド蓄積
モードで駆動する（図４のタイミングチャートにおける
２フィールド蓄積モード参照）。

【００３１】すなわち、ＣＣＤ５の蓄積モードの切換が
決定した直後に実行される垂直同期信号に同期した読み
出し動作の完了後は、１／６０秒毎にイネーブル信号の
ＬとＨとが切り換えられると共に、ＣＣＤ５の駆動モー
ドがフレーム蓄積モードから２フィールド蓄積モードに
切り換えられる。

【００３２】通常時（フレーム蓄積時）も低輝度時（２
フィールド蓄積時）も電荷蓄積時間は１／３０秒である
が、２フィールド蓄積時には、電荷転送時に、隣接する
垂直方向の２画素分を加算して出力するため、実質的に
ＣＣＤ５の感度が増加することになる。すなわち、フレ
ーム蓄積モードで駆動される時の電荷蓄積時間は１／３
０秒であるが、２フィールド蓄積モードで駆動される時
のＣＣＤ５の出力は実質的にはほぼ２倍（１／１５秒）
の蓄積時間の時の出力に相当すると考えることができ
る。

【００３３】なお、２フィールド蓄積を行った場合、水
平解像度は低下することになる。しかし、上述の通り感
度を向上させることができるため、アンプを用いて信号
全体を増幅する場合に比べてノイズの影響を大幅に抑え
ることができる。

【００３４】なお、ＣＣＤ５の駆動モードがフレーム蓄
積モードから２フィールド蓄積モードに変更されると同
時に、システムコントローラ２７は可変抵抗２０５の抵
抗値を切り換えて、比較器２０４の非反転入力端子２０
４に第２の電圧Ｖｔ２が印加されるようにする。もし
も、ここで比較器２０４に印加される電圧をＶｔ１のま
まにしておくと、ＣＣＤ５が２フィールド蓄積モードで
駆動されて感度が実質的にほぼ２倍になることにより、
積分器２０２の出力が大きくなるため、比較器２０４は
直ちにＬレベルの信号を出力することになる。ところ
が、比較器２０４からＬレベルの信号が出力されたこと
によりＣＣＤ５の駆動モードがフレーム蓄積モードに戻
されると、再び積分器２０２の出力は第１の電圧Ｖｔ１
を下回ることになる。このように、ＣＣＤ５の駆動モー
ドを変更したにもかかわらず、比較器２０４に印加され
る参照電圧を一定値にしておくと調光回路２０が正常に
動作しなくなってしまう。この問題を解決するため、本
実施の形態においては、ＣＣＤ５の駆動モードに応じて
異なる参照電圧（第１の電圧Ｖｔ１または第２の電圧Ｖ
ｔ２）を比較器２０４に印加するようにしている。すな
わち積分器２０２の出力値に対するＣＣＤ５の駆動モー
ドの切り換えにヒステリシス特性を持たせたことによ
り、上記不具合が起きないようにすることができる。

【００３５】２フィールド蓄積が行われると、図４に示
すように、垂直同期信号ＶＤに対し、映像信号がＣＣＤ
５から出力される期間と出力されない期間が生ずる。し
かし、映像信号がＣＣＤ５から出力されていない期間
も、モニタ装置２９に対しては垂直同期信号に同期して
ビデオ信号を送出し続ける必要がある。ＣＣＤ５をフィ
ールド蓄積駆動する場合、一般的には一方のフィールド
信号から（例えば奇数フィールドの信号から）他方のフ
ィールド信号（偶数フィールド）を生成するが、本実施
の形態においては、メモリ１９にフィールド信号が格納
されるため、これを繰り返し読み出してモニタ装置２９
に出力するようにしている。この動作について次に説明
する。

【００３６】システムコントローラ２７から低輝度状態
を示すコマンドが信号処理回路１０に送信されると、タ
イミングジェネレータ１０１は図４の２フィールド蓄積
の部分に示すような、ＨとＬが交互に切り替わるイネー
ブル信号を出力する。このイネーブル信号は、ドライバ
１０２に出力されると同時に、システムコントローラ２
７にも伝送される。システムコントローラ２７は、タイ
ミングジェネレータ２７から受け取るイネーブル信号を
タイミングジェネレータ１７に転送する。タイミングジ
ェネレータ１７は、イネーブル信号がＨの期間のみメモ
リ１９にフィールドデータを書き込むための同期信号を
出力し、イネーブル信号がＬの期間はフィールドデータ
がメモリ１９に書き込まれないようにしている。なお、
メモリ１９からのデータの読み出しのための信号はイネ
ーブル信号の状態にかかわらず通常と同様に出力する。

【００３７】さらに、タイミングジェネレータ１７は、
システムコントローラ２７から受信したイネーブル信号
に対応する信号に所定の処理を施した後、これをサンプ
ル／ホールド制御信号として用いて調光回路２０のサン
プル／ホールド回路２０３を制御する。

【００３８】図５に、２フィールド蓄積時の信号処理回
路１０から出力される信号（例えばＹ信号）の出力波形
（Ａ）、調光回路２０の積分器２０２による積分波形
（Ｂ）、サンプル／ホールド制御信号の波形（Ｃ）、そ
して、サンプル／ホールド回路２０３からの出力波形
（Ｄ）を示す。

【００３９】図５に示すように、出力波形（Ａ）は、奇
数フィールドのみ信号が出力されている。従って、積分
回路２０２の出力（Ｂ）は偶数フィールドの期間に大き
く下降することになる。そこで、本実施の形態において
は、イネーブル信号のＨとＬに対応して図５の波形
（Ｃ）に示すようにサンプル／ホールド制御信号をＨと
Ｌの間で切り換えている。サンプル／ホールド回路２０
３は、サンプル／ホールド制御信号がＨの時には入力信
号（すなわち積分器２０２の出力信号）のサンプリング
を行い、サンプル／ホールド制御信号がＬの期間は、サ
ンプリング期間にサンプルされた最後の値をホールドす
るように構成されている。すなわち、図５の波形（Ｄ）
として示すように、サンプル／ホールド回路２０３は、
サンプル／ホールド制御信号がＨの時には積分器２０２
の出力値をそのまま出力し、サンプル／ホールド制御信
号がＬの期間は、サンプルされた最終値を出力し続け
る。このような制御を行わないと、低輝度に対処してＣ
ＣＤ５をフィールド蓄積した場合に、図中破線で示すよ
うにＣＣＤ５の電荷蓄積期間中に積分器２０２の出力レ
ベルが低下して、システムコントローラ２７が誤動作す
る可能性がある。たとえば、低輝度状態を、更に細分化
して判定して、細分化された段階のうちのどの段階かを
判定するような場合に、電荷蓄積期間中に出力レベルが
低下するために、最も輝度の低い段階に達したと判断す
る可能性がある。

【００４０】ＣＣＤ５が２フィールド蓄積モードで駆動
されている間に、積分器２０２の出力が第２の電圧Ｖｔ
２を越えると、システムコントローラ２７は低輝度状態
ではなくなったと判定し、ＣＣＤ５の駆動モードを２フ
ィールド蓄積モードからフレーム蓄積モードに切り換え
る。

【００４１】以上説明したように、本発明の電子内視鏡
システムによれば、観察対象の輝度に応じてＣＣＤの電
荷蓄積期間を変更するため、常に、明るい画像をモニタ
に表示させることができ、しかもその場合にノイズによ
り画質が著しく損なわれるようなことがない。

【００４２】上記の実施の形態では、調光回路２０は、
積分器２０２の出力値を閾値Ｖｔ１と比較して、ＣＣＤ
５の制御方式を切り換えるようになっているが、図３の
調光回路２０Ａに示すように、積分器２０２の出力値を
２つの閾値Ｖｔ１およびＶｔ２と比較し、フィールド蓄
積におけるＣＣＤ５の電荷蓄積時間を複数の段階に分け
ることができる。

【００４３】図６は、第２の実施形態における調光回路
２０Ａの構成を示すブロック図である。第２の実施形態
において、調光回路２０Ａ以外の部分は第１の実施形態
と同様である。

【００４４】調光回路２０Ａにおいては、第１の実施形
態の調光回路２０の可変抵抗器２０５と比較器２０４
を、参照電圧としてＶｔ１およびＶｔ２が印加される２
つの比較器３０４および３０５に置き換えたものであ
る。この場合、ＣＣＤ５の駆動モードに応じて比較器３
０４および３０５のいずれか一方の出力を参照すればよ
い。詳しくは、ＣＣＤ５がフレーム蓄積モードで駆動さ
れている時には比較器３０４の出力がＬの時にはそのま
まフレーム蓄積モードでＣＣＤ５を駆動し、比較器３０
４の出力がＨになるとＣＣＤ５を２フィールド蓄積モー
ドで駆動すればよい。また、ＣＣＤ５が２フィールド蓄
積モードで駆動されている時には比較器３０５の出力が
Ｌならそのまま２フィールド蓄積モードでＣＣＤ５を駆
動し、比較器３０５の出力がＨになるとＣＣＤ５をフレ
ーム蓄積モードで駆動すればよい。

【００４５】図７は、第３の実施形態における調光回路
２０Ｂの構成を示すブロック図である。第３の実施形態
において、調光回路２０Ｂ以外の部分は第１の実施形態
と同様である。調光回路２０Ｂにおいては、第１の実施
形態の調光回路２０における比較器２０４の代わりにＡ
／Ｄ変換器４０４が設けられている。Ａ／Ｄ変換器４０
４により、積分器２０２の出力値がデジタルデータに変
換されるため、システムコントローラ２７は、Ａ／Ｄ変
換器４０４の出力値自体に基づいてＣＣＤ５の駆動モー
ドの切り換えを行うことができる。すなわち、第１の実
施形態の調光回路２０と同様の動作を行うことも可能で
あるし、さらには、積分器２０２の出力値に応じて３つ
以上のＣＣＤ５の駆動モードを切り換える構成とするこ
ともできる。

【００４６】例えば、Ａ／Ｄ変換器４０４の出力値をＶ
ｄｙとし、ＣＣＤ５がフレーム蓄積モードで駆動されて
いるときにＶｄｙが第１の閾値Ｖｄ１以上であればその
ままフレーム蓄積モードで駆動し、Ｖｄｙ＜Ｖｄ１なら
２フィールド蓄積モードで駆動する構成とすれば、上記
第１の実施形態と同様の動作が実現できる。さらに、Ｃ
ＣＤ５が２フィールド蓄積モードで駆動されている時
に、Ｖｄｙが第２の閾値Ｖｄ２以上（かつＶｄ１未満）
であればそのまま２フィールド蓄積モードで駆動し、Ｖ
ｄｙ＜Ｖｄ２の場合には４フィールド蓄積モードで駆動
するように構成することも可能である（図８参照）。同
様にして、さらにＶｄｙを細分化してＣＣＤ５の駆動モ
ードを制御することも可能である。なお、説明は省略す
るが、Ａ／Ｄ変換器３０４の出力値Ｖｄｙに対するＣＣ
Ｄ５の駆動モードの切り換えは、第１の実施形態の場合
と同様にヒステリシス特性を持たせてある。

【００４７】なお、第３の実施形態では、ＣＣＤ５の駆
動モードとしてフレーム蓄積モード、２フィールド蓄積
モード、４フィールド蓄積モードの３つを採用している
が、第１の実施形態において可変抵抗の切り換え可能な
抵抗値を増やすことにより、同様に３つあるいはそれ以
上の駆動モードを切り換える事ができる。同様に、第２
の実施形態においても、３つ以上の比較器を用いて、Ｃ
ＣＤ５の駆動モードに応じていずれか一つの比較器の出
力値を参照する構成とする事により、３つ以上の駆動モ
ードを切り換える構成とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の電子内視鏡システムの構
成を示すブロック図である。

【図２】調光回路の構成を示すブロック図である。

【図３】スコープ部の信号処理回路の構成を示すブロッ
ク図である。

【図４】ＣＣＤのフレーム蓄積および２フィールド蓄積
のタイミングを示すタイミングチャートである。

【図５】イネーブル信号とサンプル／ホールド回路の動
作との関係を示すタイミングチャートである。

【図６】調光回路の別の構成を示すブロック図である。

【図７】調光回路の別の構成を示すブロック図である。

【図８】ＣＣＤの２フィールド蓄積と４フィールド蓄積
のタイミングを示すタイミングチャートである。

【符号の説明】

１００ 電子内視鏡システム １ ライトガイド ２ 配光レンズ ４ 挿入部 ５ カラーＣＣＤ ６ 対物レンズ ７ スコープ部 ８ 結合部 １０ 信号処理回路 １１ コンデンサレンズ １２ 絞り機構 １３ ランプ １６ ランプ用光源 １７ タイミングジェネレータ １８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃ Ａ／Ｄ変換器 １９ メモリ ２０ 調光回路 ２２ プリプロセッサ ２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃ Ｄ／Ａ変換器 ２７ システムコントローラ ２０１ 駆動回路 ２０２ 積分器 ２０３ 比較器 ２０５ 可変抵抗 ３０４ 比較器 ３０５ 比較器 ４０４ Ａ／Ｄコンバータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 飯田 充 東京都板橋区前野町２丁目36番９号 旭光 学工業株式会社内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被写体を撮像するための撮像素子と、前
   記撮像素子を駆動する駆動手段と、前記撮像素子の出力
   信号に基づき所定の信号処理を行う信号処理回路とを有
   する電子内視鏡システムにおいて、 前記撮像素子の出力信号に基づき前記被写体の輝度が所
   定値より小さいか否かを判定する輝度判定手段と、 前記輝度判定手段の判定結果に基づき、前記駆動手段を
   制御して前記撮像素子の電荷蓄積時間を変更する制御手
   段と、を有することを特徴とする電子内視鏡システム。
2. 【請求項２】 前記撮像素子は少なくともフレーム蓄積
   モードおよび２フィールド蓄積モードのいずれでも動作
   し、前記制御手段は前記撮像素子がフレーム蓄積モード
   で駆動されている時に前記被写体の輝度が前記所定値よ
   り小さいと判定された場合に、前記撮像素子が２フィー
   ルド蓄積モードで駆動されるよう前記駆動手段を制御す
   ることを特徴とする電子内視鏡システム。
3. 【請求項３】 前記制御手段は、前記撮像素子が２フィ
   ールド蓄積モードで駆動されている時に前記被写体の輝
   度が前記所定値より大きい第２の所定値よりも大きいと
   判定された場合に、前記撮像素子がフレーム蓄積モード
   で駆動されるよう前記駆動手段を制御することを特徴と
   する請求項２に記載の電子内視鏡システム。
4. 【請求項４】 前記撮像素子の出力信号をデータとして
   格納する記憶手段と、 前記記憶手段に格納されたデー
   タに基づきビデオ信号を生成する出力手段と、をさらに
   有し、 前記出力手段は、前記撮像素子が電荷蓄積を行っている
   間は前記記憶手段に格納されているデータを繰り返し読
   み出して前記ビデオ信号を生成することを特徴とする、
   請求項１に記載の電子内視鏡システム。
5. 【請求項５】 光源と、光源から射出された光を被写体
   に向けてガイドする光ガイド手段と、前記光源と光ガイ
   ド手段との間に配置され、被写体に照射される光量を調
   整する絞り手段とをさらに有し、前記絞り手段が解放状
   態の時に前記輝度判定手段により前記被写体の輝度が所
   定値より小さいと判断されたとき、前記制御手段は前記
   撮像素子の電荷蓄積時間を長くすること、を特徴とする
   請求項１に記載の電子内視鏡システム。
6. 【請求項６】 被写体を撮像するための撮像素子と、、
   前記撮像素子の出力信号をデータとして格納する記憶手
   段とを有する電子内視鏡システムにおいて、 前記撮像素子を駆動する駆動手段と、 前記記憶手段に格納されたデータに基づきビデオ信号を
   生成する出力手段と、を有し、 前記駆動手段は、前記撮像素子の電荷蓄積時間を変更す
   ることが可能であり、 前記出力手段は、前記撮像素子が電荷蓄積を行っている
   間は前記記憶手段に格納されているデータを繰り返し読
   み出して前記ビデオ信号を生成することを特徴とする電
   子内視鏡システム。
7. 【請求項７】 前記撮像素子は単板式のカラー撮像素子
   であることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記
   載の電子内視鏡システム。