JP2001045386A - 電子内視鏡用の撮像素子および電子内視鏡 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】容易かつ確実に位置決めすることができ、か
つ、電子内視鏡の径を小さくし得る電子内視鏡用の撮像
素子および電子内視鏡を提供する。 【解決手段】電子内視鏡１は、可撓性を有する長尺物の
内視鏡本体２を具備している。内視鏡本体２の先端部２
１には、対物レンズ３３、凸レンズ３４、凹レンズ３
５、凸レンズ３６および光学ローパスフィルタ３７で構
成された撮像光学系と、ＣＣＤイメージセンサ（撮像素
子）５と、一対の配向レンズ３１、３２とが設けられて
いる。このＣＣＤイメージセンサ５の撮像領域５２１の
一対の短辺（水平走査方向の両端部に位置する辺）５３
ａ、５３ｂには、それぞれ、光学的に黒色の基準レベル
を検出するための帯状の遮光領域５２２、５２３が設け
られている。遮光領域５２２と遮光領域５２３の幅は等
しい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子内視鏡用の撮
像素子および電子内視鏡に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば医療の分野では、消化管等
の検査や診断に電子内視鏡装置が使用されている。

【０００３】この電子内視鏡装置は、内視鏡用光源装置
と、この内視鏡用光源装置に着脱自在に装着（接続）さ
れ、先端部にＣＣＤイメージセンサ（撮像素子）および
撮像光学系を備えた電子内視鏡とで構成されている。

【０００４】図８は、従来の電子内視鏡用のＣＣＤイメ
ージセンサを示す平明図である。同図に示すように、従
来の電子内視鏡用のＣＣＤイメージセンサ１００は、外
形が直方体をなすパッケージ１１０を有している。

【０００５】このパッケージ１１０内には、長方形の撮
像領域１３１を有するＣＣＤチップ１２０が収納されて
いる。このＣＣＤチップ１２０の各端子１５０は、それ
ぞれ、撮像領域１３１の短辺（水平走査方向に対して直
交する辺）１４０側に配置されている。

【０００６】また、パッケージ１１０の底面には、図示
しない複数のピンが接合されている。これらのピンは、
それぞれ、対応する接点部（ランド部）１８０に電気的
に接続されており、このランド部１８０およびリードワ
イヤー１７０を介して、対応する端子１５０に電気的に
接続されている。

【０００７】このようなＣＣＤイメージセンサ１００の
撮像領域１３１の一方の短辺１４０には、光学的に黒色
の基準レベルを検出するための帯状の遮光領域（図８中
の斜線部）１３２が設けられている。この遮光領域１３
２は、通常、「オプティカルブラック（オプティカルブ
ラック部）」と呼ばれる。

【０００８】ＣＣＤイメージセンサ１００は、そのパッ
ケージ１１０の中心１１１と、撮像領域１３１の中心１
３３とが一致するように設計される。このため、このＣ
ＣＤイメージセンサ１００の撮像領域１３１のうちの遮
光領域１３２を除く部分の中心、すなわち、有効領域１
３５の中心１３４は、パッケージ１１０の中心１１１と
一致していない。

【０００９】前記ＣＣＤイメージセンサ１００および撮
像光学系は、電子内視鏡の先端部の所定の孔部内に設置
されるが、ＣＣＤイメージセンサ１００をそのままの状
態で前記孔部内に設置すると、有効領域１３５の中心１
３４がパッケージ１１０の中心１１１からずれているの
で、前記撮像光学系の中心（撮像光学系の光軸と受光面
１３０との交点）と有効領域１３５の中心１３４とが一
致しない。

【００１０】このため、ＣＣＤイメージセンサ１００を
前記孔部に挿入して組み付ける際に、偏心調整（芯出し
調整）を行う。

【００１１】この偏心調整では、所定の治具を用いて、
スペーサ（調心機構）１９０を含むＣＣＤイメージセン
サ１００全体の中心１９１と有効領域１３５の中心１３
４とが一致するように、スペーサ１９０をパッケージ１
１０の外側に設置する。

【００１２】しかしながら、このような偏心調整作業
は、自動化が難しく、電子内視鏡の組み立てに手間と時
間がかかる。

【００１３】また、ＣＣＤイメージセンサ１００の外側
にスペーサ１９０を設置するので、そのスペーサ１９０
の分、電子内視鏡が大径化してしまうという欠点があ
る。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、容易
かつ確実に位置決めすることができ、かつ、電子内視鏡
の径を小さくし得る電子内視鏡用の撮像素子および電子
内視鏡を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】このような目的は、下記
（１）〜（９）の本発明により達成される。

【００１６】（１） 略四角形の撮像領域を有する電子
内視鏡用の撮像素子であって、前記撮像領域の対向する
一対の辺のそれぞれに、光学的に黒色の基準レベルを検
出するための帯状の遮光領域を、互いに略等しい幅にな
るように設けたことを特徴とする電子内視鏡用の撮像素
子。これにより、撮像素子の外側にスペーサ（調心機
構）を設けることなく、撮像光学系に対して撮像素子を
位置決めすることができ、このため、電子内視鏡の径を
小さくすることができる。

【００１７】（２） 前記一対の辺は、前記撮像素子に
おける水平走査方向の両端部に位置する辺である上記
（１）に記載の電子内視鏡用の撮像素子。これにより、
水平走査毎に、光学的に黒色の基準レベルを検出してそ
の基準レベルを保持するクランプ処理を行うことができ
る。

【００１８】（３） ハウジングを有し、該ハウジング
の中心と、前記撮像領域のうちの前記遮光領域を除く部
分の中心とが略一致するように構成されている上記
（１）または（２）に記載の電子内視鏡用の撮像素子。
これにより、撮像素子の外側にスペーサ（調心機構）を
設けることなく、撮像光学系に対して撮像素子を位置決
めすることができ、このため、電子内視鏡の径を小さく
することができる。

【００１９】（４） 前記撮像素子の端子を前記撮像領
域の前記遮光領域と直交する辺側に配置した上記（１）
ないし（３）のいずれかに記載の電子内視鏡用の撮像素
子。これにより、撮像素子の前面（受光面側の面）にお
ける撮像素子（ハウジング）の対角線の長さや撮像素子
の長辺の長さを比較的短くすることができるので、電子
内視鏡の径をより小さくすることができる。

【００２０】（５） 上記（１）ないし（４）のいずれ
かに記載の電子内視鏡用の撮像素子を先端部に有するこ
とを特徴とする電子内視鏡。これにより、撮像素子の外
側にスペーサ（調心機構）を設けることなく、撮像光学
系に対して撮像素子を位置決めすることができ、このた
め、電子内視鏡の径を小さくすることができる。

【００２１】（６） 先端部に、撮像領域が略四角形の
撮像素子を有する電子内視鏡であって、前記撮像領域の
水平走査方向の両端部に位置する辺のそれぞれに、光学
的に黒色の基準レベルを検出するための帯状の遮光領域
を、互いに略等しい幅になるように設けたことを特徴と
する電子内視鏡。これにより、撮像素子の外側にスペー
サ（調心機構）を設けることなく、撮像光学系に対して
撮像素子を位置決めすることができ、このため、電子内
視鏡の径を小さくすることができる。また、光学的に黒
色の基準レベルを検出してその基準レベルを保持するク
ランプ処理を水平走査毎に行うことができ、この基準レ
ベルを画像信号から差し引くことにより、適正な画像を
得ることができる。

【００２２】（７） 前記撮像素子は、ハウジングを有
し、該ハウジングの中心と、前記撮像領域のうちの前記
遮光領域を除く部分の中心とが略一致するように構成さ
れている上記（６）に記載の電子内視鏡。これにより、
撮像素子の外側にスペーサ（調心機構）を設けることな
く、撮像光学系に対して撮像素子を位置決めすることが
でき、このため、電子内視鏡の径を小さくすることがで
きる。

【００２３】（８） 撮像の際、前記光学的に黒色の基
準レベルを検出して該基準レベルを保持するクランプ処
理を行うクランプ手段を有する上記（６）または（７）
に記載の電子内視鏡。これにより、前記基準レベルを画
像信号から差し引くことによって、適正な画像を得るこ
とができる。

【００２４】（９） 前記クランプ手段は、１水平走査
において、前記撮像素子の前記２つの遮光領域に対応す
る部分の画素からの信号に基づいて、それぞれ、前記ク
ランプ処理を行うよう構成されている上記（８）に記載
の電子内視鏡。これにより、適正な基準レベルを確実に
得ることができ、その基準レベルをより安定的に保持す
ることができる。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の電子内視鏡用の撮
像素子および電子内視鏡を添付図面に示す好適実施例に
基づいて詳細に説明する。

【００２６】図１は、本発明の電子内視鏡の実施例およ
びこの電子内視鏡が装着（接続）された内視鏡用光源装
置の構成例を示すブロック図、図２は、図１に示す電子
内視鏡の信号処理回路の構成例を示すブロック図、図３
は、図１に示す内視鏡用光源装置の信号処理回路の構成
例を示すブロック図、図４は、図１に示す電子内視鏡の
先端部を示す図（底面図および断面図）である。なお、
図４の底面図では、撮像光学系は図示されていない。

【００２７】図１に示すように、電子内視鏡装置（内視
鏡装置）３００は、内視鏡用光源装置８と、この内視鏡
用光源装置８に着脱自在に装着（接続）される電子内視
鏡１とで構成されている。

【００２８】電子内視鏡１は、可撓性（柔軟性）を有す
る長尺物の内視鏡本体２を具備している。

【００２９】この内視鏡本体２は、その基端部に設けら
れた操作部２３と、複数の機能チャンネルとを有してい
る。すなわち、内視鏡本体２には、鉗子やレーザ治療具
等の処置具を挿通する鉗子チャンネル（ルーメン）４１
と、送水チャンネル４２と、送気チャンネル４３とが、
それぞれ、内視鏡本体２の長手方向に沿って形成されて
いるとともに、一対のライトガイド用光ファイバー束
（ＬＣＢ：ライトケーブルバンドル）４４、４５が、前
記長手方向に沿って設置されている。

【００３０】また、図４に示すように、内視鏡本体２の
先端には、一対の配向レンズ（照明系レンズ）３１、３
２が設置されている。これら配向レンズ３１および３２
は、それぞれ、ライトガイド用光ファイバー束４４およ
び４５の先端側に設置されている。

【００３１】また、内視鏡本体２には、孔部４６が、内
視鏡本体２の長手方向に沿って形成されている。この孔
部４６は、内視鏡本体２の中心軸（軸線）２２から偏心
した位置に配置されている。

【００３２】そして、内視鏡本体２の先端部２１の前記
孔部４６内には、対物レンズ３３、凸レンズ３４、凹レ
ンズ３５、凸レンズ３６および光学ローパスフィルタ３
７で構成された撮像光学系と、ＣＣＤイメージセンサ
（撮像素子）５とが、先端側（図４中左側）から基端側
（図４中右側）に向ってこの順番で設置されている。

【００３３】この場合、ＣＣＤイメージセンサ５は、枠
部材６１に支持され、この枠部材６１とともに前記孔部
４６内に挿入されている。この枠部材６１は、円筒状
（但し、外側の断面形状が円、内側の断面形状が四角
形）をなしており、その中空部は、中央に形成されてい
る。

【００３４】また、凸レンズ３４、３６および凹レンズ
３５は、それぞれ、枠部材６２に支持され、この枠部材
６２とともに前記孔部４６内に挿入されている。この枠
部材６２は、円筒状をなしており、その中空部は、中央
に形成されている。なお、凸レンズ３４と凹レンズ３５
の間には、間隔リング３８が設置されている。

【００３５】また、対物レンズ３３は、内視鏡本体２の
先端、すなわち、孔部４６の先端であって、この孔部４
６の中央部に設置されている。

【００３６】そして、凸レンズ３４、３６および凹レン
ズ３５がそれぞれ枠部材６２に支持された状態におい
て、これらの光軸と枠部材６２の中心軸とが一致し、さ
らに、この枠部材６２が孔部４６に挿入された状態にお
いて、対物レンズ３３の光軸と枠部材６２の中心軸とが
一致、すなわち、対物レンズ３３、凸レンズ３４、３
６、および凹レンズ３５の光軸がすべて一致するように
設計されている。

【００３７】一方、ＣＣＤイメージセンサ５が枠部材６
１に支持された状態において、ＣＣＤイメージセンサ５
の受光面５２上で、後述する有効領域５２４の中心５９
２（撮像領域５２１の中心５９１）と枠部材６１の中心
軸とが一致するように構成されている。

【００３８】従って、図４に示すように枠部材６１およ
び６２がそれぞれ孔部４６に挿入された状態において
は、枠部材６１の中心軸と枠部材６２の中心軸とが一致
し、撮像光学系の光軸Ｏは、ＣＣＤイメージセンサ５の
受光面５２上で、有効領域５２４の中心５９２を貫く。

【００３９】また、光学ローパスフィルタ３７は、ＣＣ
Ｄイメージセンサ５の後述するカバー５０ａ上であっ
て、このカバー５０ａの中央部に設置されている。

【００４０】図５は、本発明のＣＣＤイメージセンサ
（撮像素子）５の実施例を示す図（平面図および側面
図）である。

【００４１】同図に示すように、ＣＣＤイメージセンサ
５は、外形が直方体をなすパッケージ（ハウジング）５
０を有している。このパッケージ５０は、基部５０ｂ
と、この基部５０ｂに接合された透明なカバー５０ａと
で構成されている。

【００４２】このパッケージ５０内には、長方形の撮像
領域５２１を有するＣＣＤチップ５１が収納されてい
る。

【００４３】このＣＣＤチップ５１には、端子５５が複
数本設置されている。なお、図には単純化のため端子５
５（ピン５６）の数が６つのＣＣＤイメージセンサ５を
示すことにする。これらの端子５５のうちの３つは、そ
れぞれ、撮像領域５２１の一方の長辺（水平走査方向に
対して平行な辺）５４ａ側にこの長辺５４ａに沿って配
置され、残りの３つは、それぞれ、撮像領域５２１の他
方の長辺（水平走査方向に対して平行な辺）５４ｂ側に
この長辺５４ｂに沿って配置されている。

【００４４】このように、端子５５を撮像領域５２１の
長辺５４ａ、５４ｂ側（遮光領域５２２、５２３と直交
する辺側）に配置することにより、端子５５を撮像領域
５２１の短辺５３ａ、５３ｂ側に配置する場合に比べ、
パッケージ５０の前面（受光面５２側の面）におけるパ
ッケージ５０の対角線の長さやパッケージ５０の長辺の
長さが短くなり、これにより孔部４６の径を小さくする
ことができるので、内視鏡本体２の径を小さくすること
ができる。

【００４５】また、基部５０ｂの各端子５５の近傍に
は、それぞれ、接点部（ランド部）５８が設置されてい
る。各ランド部５８は、それぞれ、リードワイヤー５７
を介して対応する端子５５に電気的に接続されている。

【００４６】また、パッケージ５０の基部５０ｂの底面
には、Ｌ字状の６つのピン５６が、それぞれ接合されて
いる。これらのピン５６のうちの３つは、撮像領域５２
１の一方の長辺５４ａ側にこの長辺５４ａに沿って配置
され、残りの３つは、それぞれ、撮像領域５２１の他方
の長辺５４ｂ側にこの長辺５４ｂに沿って配置されてい
る。

【００４７】これらのピン５６の一端側は、それぞれ、
対応するランド部５８に電気的に接続されており、この
ランド部５８およびリードワイヤー５７を介して、対応
する端子５５に電気的に接続されている。

【００４８】このようなＣＣＤイメージセンサ５の撮像
領域５２１の一対の短辺（水平走査方向の両端部に位置
する辺）５３ａ、５３ｂには、それぞれ、光学的に黒色
の基準レベルを検出するための帯状の遮光領域（図５中
の斜線部）５２２、５２３が設けられている。各遮光領
域５２２および５２３は、通常、「オプティカルブラッ
ク（オプティカルブラック部）」と呼ばれる。

【００４９】遮光領域５２２および５２３の寸法は、そ
れぞれ、幅ａが短辺５３ａ方向に一定であり、幅ｂが短
辺５３ｂ方向に一定であり、かつ、幅ａと幅ｂとが互い
に等しくなるように設定される。

【００５０】これにより、撮像領域５２１のうちの遮光
領域５２２および５２３を除く部分の中心、すなわち、
有効領域５２４の中心５９２と、撮像領域５２１の中心
５９１とが一致する。

【００５１】また、遮光領域５２２の幅ａおよび遮光領
域５２３の幅ｂは、これらが互いに等しければ特に限定
されないが、安定してクランプできる幅を設定しておく
ことが好ましい。

【００５２】一方、このＣＣＤイメージセンサ５は、そ
のパッケージ５０の中心５９３と、撮像領域５２１の中
心５９１とが一致するように設計される。

【００５３】このため、パッケージ５０の中心５９３
と、有効領域５２４の中心５９２とが一致する。

【００５４】図４に示すように、このＣＣＤイメージセ
ンサ５を用いることにより、ＣＣＤイメージセンサ５の
外側、すなわち、ＣＣＤイメージセンサ５と枠部材６１
との間にスペーサ（調心機構）を設けることなく、撮像
光学系に対してＣＣＤイメージセンサ５を位置決めする
ことができる。すなわち、撮像光学系の中心（撮像光学
系の光軸Ｏと受光面５２との交点）と、有効領域５２４
の中心５９２とを一致させることができる。

【００５５】このように、スペーサを設ける必要がない
ので、部品点数を減少させることができる。

【００５６】また、スペーサを設ける必要がないので、
枠部材６１の外径、すなわち、内視鏡本体２の孔部４６
の径を小さくすることができ、これにより、内視鏡本体
２の径を小さくすることができる。

【００５７】また、偏心調整（芯出し調整）を行うこと
なく、撮像光学系の中心と、有効領域５２４の中心５９
２とを一致させることができるので、電子内視鏡１の組
み立て工数を減少させることができ、これにより生産性
が向上する。

【００５８】次に、内視鏡本体２の先端部２１における
各機能チャンネル等の配置を説明する。

【００５９】図４に示すように、ＣＣＤイメージセンサ
５は、その撮像領域５２１の中心５９１を通り、かつ撮
像領域５２１の短辺５３ａ、５３ｂと平行な直線（線
分）６５が、内視鏡本体２の中心軸２２を通るような姿
勢で、孔部４６内に設置されている。なお、前述したよ
うに、このＣＣＤイメージセンサ５の先端側には、前記
対物レンズ３３、凸レンズ３４、凹レンズ３５、凸レン
ズ３６および光学ローパスフィルタ３７が、それぞれ配
置されている。

【００６０】鉗子チャンネル４１は、前記ＣＣＤイメー
ジセンサ５の長辺５４ａ側の近傍であって、中心軸２２
から偏心した位置に配置されている。

【００６１】そして、この鉗子チャンネル４１以外の機
能チャンネル、すなわち、送水チャンネル４２、送気チ
ャンネル４３、ライトガイド用光ファイバー束４４およ
び４５は、短辺５３ａ側の近傍と、短辺５３ｂ側の近傍
とに分かれて、かつ直線６５に対して線対称になるよう
に配置されている。

【００６２】すなわち、送水チャンネル４２および送気
チャンネル４３は、それぞれ、短辺５３ａ側の近傍およ
び短辺５３ｂ側の近傍であって、かつ直線６５に対して
線対称になるように配置されている。

【００６３】また、ライトガイド用光ファイバー束４４
および４５は、それぞれ、短辺５３ａ側の近傍および短
辺５３ｂ側の近傍であって、かつ直線６５に対して線対
称になるように配置されている。なお、前述したよう
に、これらライトガイド用光ファイバー束４４および４
５の先端側には、それぞれ、配向レンズ３１および３２
が配置されている。

【００６４】前記ＣＣＤイメージセンサ５に対する各機
能チャンネルの配置をこのような配置にすることによ
り、内視鏡本体２の径をより小さくすることができる。

【００６５】図１に示すように、内視鏡本体２の基端部
には、コード状の連結管２５の一端が接続されている。

【００６６】そして、この連結管２５の他端には、コネ
クタ２７を備えた接続部２６が設けられている。このコ
ネクタ２７により、電子内視鏡１と、内視鏡用光源装置
８とが、着脱自在に、電気的および光学的に接続され
る。

【００６７】また、接続部２６には、コネクタ２７に電
気的に接続された信号処理回路７が内蔵されており、前
記ＣＣＤイメージセンサ５は、その各ピン５６および信
号線４７、４８を介して、信号処理回路７に電気的に接
続されている。

【００６８】前記ライトガイド用光ファイバー束４４お
よび４５の先端は、それぞれ、配向レンズ３１および３
２の直前に位置し、基端は、コネクタ２７の末端に位置
する。

【００６９】図２に示すように、電子内視鏡１の信号処
理回路７は、サンプルホールド・カラーセパレーション
回路７１と、ＣＣＤプロセス回路（クランプ手段）７２
と、テレビタイミングジェネレータ７３と、ＣＣＤタイ
ミングジェネレータ７４と、バッファ７５とで構成され
ている。

【００７０】図１に示すように、内視鏡用光源装置８
は、ランプ用電源８１と、光源ランプ（光源）８２と、
コンデンサレンズ８３と、絞り装置８４と、システムコ
ントロール回路（制御手段）８５と、調光回路８６と、
信号処理回路９と、これらを収納する図示しないケーシ
ングとで構成されている。

【００７１】図３に示すように、内視鏡用光源装置８の
信号処理回路９は、マトリクス回路９１と、ガンマ補正
回路９２と、アパーチャ補正回路９３と、Ａ／Ｄ変換器
９４と、タイミングジェネレータ９５と、メモリー９６
と、Ｄ／Ａ変換器９７と、バッファ９８と、マトリクス
・エンコーダ・バッファ回路９９とで構成されている。

【００７２】この内視鏡用光源装置８には、観察部位の
映像を表示するテレビモニタ（表示手段）４００が着脱
自在に接続されている。

【００７３】次に、電子内視鏡装置３００の作用を説明
する。図１に示すように、電源が投入されると、ランプ
用電源８１から光源ランプ８２に電力が供給され、光源
ランプ８２から各ライトガイド用光ファイバー束４４お
よび４５の入射端面へ向けて照明光（光束）が発せられ
る。

【００７４】その照明光は、コンデンサレンズ８３で収
束（集光）され、絞り装置８４で所定の光量に調節され
て、各ライトガイド用光ファイバー束４４および４５の
入射端面に入射する。なお、絞り装置８４の作用（制
御）は、後で述べる。

【００７５】そして、前記照明光は、各ライトガイド用
光ファイバー束４４および４５を通り、配向レンズ３１
および３２を経て観察部位（被写体）に照射される。

【００７６】観察部位からの反射光は、対物レンズ３
３、凸レンズ３４、凹レンズ３５および凸レンズ３６に
より、ＣＣＤイメージセンサ５の受光面５２上に結像す
るように導かれる（図４参照）。この際、光学ローパス
フィルタ３７により、前記反射光から高周波成分が除去
される（図４参照）。

【００７７】一方、図２に示すように、電子内視鏡１の
信号処理回路７のテレビタイミングジェネレータ７３で
は、水平同期信号（ＨＤ）および垂直同期信号（ＶＤ）
が生成され、これら水平同期信号（ＨＤ）および垂直同
期信号（ＶＤ）は、ＣＣＤプロセス回路７２と、ＣＣＤ
タイミングジェネレータ７４とに入力される。

【００７８】また、テレビタイミングジェネレータ７３
では、同期信号（Ｓｙｎｃ）が生成され、図１および図
３に示すように、この同期信号（Ｓｙｎｃ）は、内視鏡
用光源装置８の信号処理回路９のタイミングジェネレー
タ９５およびシステムコントロール回路８５に入力され
る。

【００７９】図２に示すように、ＣＣＤタイミングジェ
ネレータ７４では、前記テレビタイミングジェネレータ
７３からの水平同期信号（ＨＤ）および垂直同期信号
（ＶＤ）に基づいて、ＣＣＤイメージセンサ５を駆動す
る各駆動信号が生成され、これらの駆動信号は、バッフ
ァ７５を介して信号処理回路７から出力される。

【００８０】また、ＣＣＤタイミングジェネレータ７４
では、サンプルホールド信号（ＳＨＰ）が生成され、サ
ンプルホールド・カラーセパレーション回路７１に入力
される。

【００８１】図１に示すように、信号処理回路７から出
力された前記駆動信号は、信号線４７を経てＣＣＤイメ
ージセンサ５に入力され、この駆動信号に基づいて前記
ＣＣＤイメージセンサ５が駆動する。ＣＣＤイメージセ
ンサ５の駆動により、前記観察部位、すなわち、前記受
光面５２上に結像した観察部位の像が撮像され、そのＣ
ＣＤイメージセンサ５からＣＣＤ信号が出力される。こ
のＣＣＤ信号は、信号線４８を経て信号処理回路７に入
力される。

【００８２】図２に示すように、信号処理回路７のサン
プルホールド・カラーセパレーション回路７１では、Ｃ
ＣＤタイミングジェネレータ７４からのサンプルホール
ド信号（ＳＨＰ）により、前記ＣＣＤ信号が、Ｒ（赤
色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）の各色毎の信号に分離さ
れる。前記Ｒ、Ｇ、Ｂの各信号は、それぞれ、ＣＣＤプ
ロセス回路７２に入力される。

【００８３】また、ＣＣＤタイミングジェネレータ７４
では、図６に示すように、遮光領域５２２、５２３に対
応する部分の画素からのＲ、Ｇ、Ｂの各信号がＣＣＤプ
ロセス回路７２に入力されるタイミングに同期して、そ
れぞれ、クランプ信号（Ｃｌａｍｐ）が生成され、ＣＣ
Ｄプロセス回路７２に入力される。すなわち、１水平走
査において、離間した２つのクランプ信号（Ｃｌａｍ
ｐ）が生成され、ＣＣＤプロセス回路７２に入力され
る。

【００８４】図７に示すように、ＣＣＤプロセス回路７
２では、１水平走査において２回クランプ処理がなされ
る。

【００８５】各クランプ処理では、それぞれ、ＣＣＤタ
イミングジェネレータ７４からのクランプ信号（Ｃｌａ
ｍｐ）に同期して、Ｒ、Ｇ、Ｂの各信号がサンプリング
される。すなわち、遮光領域５２２（５２３）に対応す
る部分の画素からのＲ、Ｇ、Ｂの各信号をサンプリング
することにより、光学的に黒色の基準レベルを検出し、
この基準レベルを保持する。

【００８６】本実施例では、ＣＣＤプロセス回路７２
は、前記基準レベルを保持する保持手段として図示しな
いコンデンサを有し、このコンデンサに前記基準レベル
に対応した大きさの電荷（電圧）が蓄えられる。このコ
ンデンサの電圧値により、前記基準レベルを把握するこ
とができる。この場合、１水平走査において、前記クラ
ンプ処理を２回行うので、適正な基準レベルを確実に得
ることができ、その基準レベルをより安定的に保持する
ことができる。

【００８７】また、図２に示すように、ＣＣＤプロセス
回路７２では、有効領域５２４に対応する部分の画素か
らのＲ、Ｇ、Ｂの各信号から、前記基準レベル分が差し
引かれて、適正なＲ、Ｇ、Ｂの各信号が得られ、これら
の信号に基づいて、２つの色差信号（Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙ）
と、輝度信号（Ｙ）とが生成される。このように、前記
Ｒ、Ｇ、Ｂの各信号から前記基準レベル分を差し引くこ
とにより、これらの信号から、例えば、ＣＣＤイメージ
センサ５の暗電流成分等の不要な信号成分が除去され、
これにより適正な画像を得ることができる。

【００８８】図３に示すように、これら色差信号（Ｒ−
Ｙ）、色差信号（Ｂ−Ｙ）および輝度信号（Ｙ）は、Ｃ
ＣＤプロセス回路７２から出力され、内視鏡用光源装置
８の信号処理回路９のマトリクス回路９１に入力され
る。

【００８９】また、図１に示すように、前記輝度信号
（Ｙ）は、調光回路８６にも入力され、絞り装置８４に
おける照明光の光量調整に利用される。すなわち、シス
テムコントロール回路８５から調光回路８６には、調光
用の基準電圧（Ｖref ）が入力され、調光回路８６は、
この基準電圧（Ｖref ）と前記輝度信号（Ｙ）とに基づ
いて制御信号を生成し、この制御信号により絞り装置８
４の駆動を制御する。

【００９０】図３に示すように、マトリクス回路９１で
は、前記色差信号（Ｒ−Ｙ）、色差信号（Ｂ−Ｙ）およ
び輝度信号（Ｙ）が、Ｒ、Ｇ、Ｂの各信号に変換され
る。

【００９１】これらＲ信号、Ｇ信号およびＢ信号は、ガ
ンマ補正回路９２により補正され、さらに、アパーチャ
補正回路９３により補正されて、Ａ／Ｄ変換器９４に入
力される。

【００９２】Ａ／Ｄ変換器９４では、アナログの信号形
態で供給されたＲ信号、Ｇ信号およびＢ信号が、デジタ
ルの信号形態に変換される。

【００９３】前記Ｒ信号、Ｇ信号およびＢ信号は、メモ
リー９６に一旦書き込まれる。メモリー９６は、前記Ｒ
信号、Ｇ信号およびＢ信号について、例えば、フリーズ
等の処理を施すこともできる。

【００９４】前記メモリー９６からは、前記Ｒ信号、Ｇ
信号およびＢ信号が読み出され、Ｄ／Ａ変換器９７に入
力される。

【００９５】Ｄ／Ａ変換器９７では、デジタルの信号形
態で供給されたＲ信号、Ｇ信号およびＢ信号が、アナロ
グの信号形態に変換される。

【００９６】前記Ｒ信号、Ｇ信号およびＢ信号は、バッ
ファ９７およびマトリクス・エンコーダ・バッファ回路
９８のそれぞれに入力される。

【００９７】マトリクス・エンコーダ・バッファ回路９
８では、前記Ｄ／Ａ変換器９７からのＲ信号、Ｇ信号お
よびＢ信号と、前記タイミングジェネレータ９５からの
同期信号（Ｓｙｎｃ）とに基づいて、輝度信号（Ｙ）、
クロマ信号（Ｃ）およびコンポジット信号（Ｃｏｍｐｏ
ｓｉｔｅ）が生成され、これらは、図示しない出力端子
に出力される。

【００９８】また、前記Ｄ／Ａ変換器９７からのＲ信
号、Ｇ信号およびＢ信号と、前記タイミングジェネレー
タ９５からの同期信号（Ｓｙｎｃ）とは、バッファ９８
を介してテレビモニタ４００に入力される。

【００９９】テレビモニタ４００には、ＣＣＤイメージ
センサ５で撮像されたカラーの画像（電子画像）、すな
わち、カラーの動画の内視鏡画像が表示される。

【０１００】以上説明したように、このＣＣＤイメージ
センサ５および電子内視鏡１によれば、偏心調整（芯出
し調整）を行うことなく、撮像光学系の中心と、ＣＣＤ
イメージセンサ５の有効領域５２４の中心５９２とを一
致させることができる。このため、電子内視鏡１の組み
立て工数を減少させることができ、これにより生産性が
向上する。

【０１０１】また、イメージセンサ５の外側にスペーサ
（調心機構）を設ける必要がないので、そのスペーサを
設ける場合に比べ、孔部４６の径を小さくすることがで
き、これにより、内視鏡本体２の径を小さくすることが
できる。

【０１０２】また、スペーサを設ける必要がないので、
部品点数を減少させることができ、コストを低減するこ
とができる。

【０１０３】本発明の電子内視鏡は、例えば、医療用の
電子内視鏡や、工業用の電子内視鏡等に適用することが
でき、特に、本発明を医療用の電子内視鏡に適用した場
合には、電子内視鏡１の内視鏡本体２の細径化により患
者の負担を軽減することができる。

【０１０４】以上、本発明の電子内視鏡用の撮像素子お
よび電子内視鏡を、図示の実施例に基づいて説明した
が、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構
成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換する
ことができる。

【０１０５】例えば、本発明では、撮像素子の方式を問
わず、ＭＯＳ型イメージセンサ、ＣＰＤ等の各種方式の
イメージセンサでもよく、また、カラー撮像素子、モノ
クロ撮像素子のいずれであってもよい。

【０１０６】また、前記実施例では、撮像素子の撮像領
域の形状は長方形であるが、本発明では、撮像素子の撮
像領域の形状は、例えば、正方形であってもよい。

【０１０７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の電子内視
鏡用の撮像素子および電子内視鏡によれば、撮像素子の
外側にスペーサ（調心機構）を設ける必要がないので、
電子内視鏡の径を小さくすることができ、また、部品点
数を減少させることができる。

【０１０８】これにより、本発明を医療用の電子内視鏡
に適用した場合には、電子内視鏡の細径化により患者の
負担を軽減することができる。

【０１０９】また、電子内視鏡の組み立ての際、偏心調
整（芯出し調整）を行う必要がないので、偏心調整を行
う場合に比べ、電子内視鏡の組み立てを容易かつ迅速に
行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電子内視鏡の実施例およびこの電子内
視鏡が装着（接続）された内視鏡用光源装置の構成例を
示すブロック図である。

【図２】図１に示す電子内視鏡の信号処理回路の構成例
を示すブロック図である。

【図３】図１に示す内視鏡用光源装置の信号処理回路の
構成例を示すブロック図である。

【図４】図１に示す電子内視鏡の先端部を示す図（底面
図および断面図）である。

【図５】本発明のＣＣＤイメージセンサ（撮像素子）の
実施例を示す図（平面図および側面図）である。

【図６】本発明におけるクランプ信号（Ｃｌａｍｐ）の
生成のタイミングを示す図である。

【図７】本発明におけるクランプ処理のタイミングを示
す図である。

【図８】従来の電子内視鏡用のＣＣＤイメージセンサを
示す平面図である。

【符号の説明】

１ 電子内視鏡 ２ 内視鏡本体 ２１ 先端部 ２２ 中心軸 ２３ 操作部 ２５ 連結管 ２６ 接続部 ２７ コネクタ ３１、３２ 配向レンズ ３３ 対物レンズ ３４、３６ 凸レンズ ３５ 凹レンズ ３７ 光学ローパスフィルタ ３８ 間隔リング ４１ 鉗子チャンネル ４２ 送水チャンネル ４３ 送気チャンネル ４４、４５ ライトガイド用光ファイバー束 ４６ 孔部 ４７、４８ 信号線 ５ ＣＣＤイメージセンサ ５０ パッケージ ５０ａ カバー ５０ｂ 基部 ５１ ＣＣＤチップ ５２ 受光面 ５２１ 撮像領域 ５２２、５２３ 遮光領域（オプティカルブラック部） ５２４ 有効領域 ５３ａ、５３ｂ 短辺 ５４ａ、５４ｂ 長辺 ５５ 端子 ５６ ピン ５７ リードワイヤー ５８ 接点部（ランド部） ５９１〜５９３ 中心 ６１、６２ 枠部材 ６５ 直線 ７ 信号処理回路 ７１ サンプルホールド・カラーセパレーシ
ョン回路 ７２ ＣＣＤプロセス回路 ７３ テレビタイミングジェネレータ ７４ ＣＣＤタイミングジェネレータ ７５ バッファ ８ 内視鏡用光源装置 ８１ ランプ用電源 ８２ 光源ランプ ８３ コンデンサレンズ ８４ 絞り装置 ８５ システムコントロール回路 ８６ 調光回路 ９ 信号処理回路 ９１ マトリクス回路 ９２ ガンマ補正回路 ９３ アパーチャ補正回路 ９４ Ａ／Ｄ変換器 ９５ タイミングジェネレータ ９６ メモリー ９７ Ｄ／Ａ変換器 ９８ バッファ ９９ マトリクス・エンコーダ・バッファ回
路 １００ ＣＣＤイメージセンサ １１０ パッケージ １１１ 中心 １２０ ＣＣＤチップ １３０ 受光面 １３１ 撮像領域 １３２ 遮光領域（オプティカルブラック部） １３３、１３４ 中心 １３５ 有効領域 １４０ 短辺 １５０ 端子 １７０ リードワイヤー １８０ 接点部（ランド部） １９０ スペーサ １９１ 中心 ３００ 電子内視鏡装置 ４００ テレビモニタ Ｏ 光軸

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H040 CA22 DA12 DA18 GA03 4C061 AA01 BB02 CC06 DD03 LL02 NN01 PP01 PP08 SS01 5C024 BA03 CA33 EA04 EA08 FA01 FA11 GA11 GA52 HA03

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 略四角形の撮像領域を有する電子内視鏡
   用の撮像素子であって、 前記撮像領域の対向する一対の辺のそれぞれに、光学的
   に黒色の基準レベルを検出するための帯状の遮光領域
   を、互いに略等しい幅になるように設けたことを特徴と
   する電子内視鏡用の撮像素子。
2. 【請求項２】 前記一対の辺は、前記撮像素子における
   水平走査方向の両端部に位置する辺である請求項１に記
   載の電子内視鏡用の撮像素子。
3. 【請求項３】 ハウジングを有し、該ハウジングの中心
   と、前記撮像領域のうちの前記遮光領域を除く部分の中
   心とが略一致するように構成されている請求項１または
   ２に記載の電子内視鏡用の撮像素子。
4. 【請求項４】 前記撮像素子の端子を前記撮像領域の前
   記遮光領域と直交する辺側に配置した請求項１ないし３
   のいずれかに記載の電子内視鏡用の撮像素子。
5. 【請求項５】 請求項１ないし４のいずれかに記載の電
   子内視鏡用の撮像素子を先端部に有することを特徴とす
   る電子内視鏡。
6. 【請求項６】 先端部に、撮像領域が略四角形の撮像素
   子を有する電子内視鏡であって、 前記撮像領域の水平走査方向の両端部に位置する辺のそ
   れぞれに、光学的に黒色の基準レベルを検出するための
   帯状の遮光領域を、互いに略等しい幅になるように設け
   たことを特徴とする電子内視鏡。
7. 【請求項７】 前記撮像素子は、ハウジングを有し、該
   ハウジングの中心と、前記撮像領域のうちの前記遮光領
   域を除く部分の中心とが略一致するように構成されてい
   る請求項６に記載の電子内視鏡。
8. 【請求項８】 撮像の際、前記光学的に黒色の基準レベ
   ルを検出して該基準レベルを保持するクランプ処理を行
   うクランプ手段を有する請求項６または７に記載の電子
   内視鏡。
9. 【請求項９】 前記クランプ手段は、１水平走査におい
   て、前記撮像素子の前記２つの遮光領域に対応する部分
   の画素からの信号に基づいて、それぞれ、前記クランプ
   処理を行うよう構成されている請求項８に記載の電子内
   視鏡。