JP2003209734A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 動画撮像時と静止画撮像時との切り換えで撮
像素子の有効撮像範囲が変更されても、常に同一の大き
さの被写体像を得られる撮像装置を実現する。 【解決手段】 撮像装置としてのカメラヘッド４は、内
視鏡２の接眼部２ｃに着脱自在に装着されて内視鏡装置
に用いられる。このカメラヘッド４は、結像光学系２３
と撮像素子２４との間に回動自在な回転台５１を設け、
この回転板５１ａに開口部５２と、倍率変更手段として
変倍光学系５３を設けて構成される。回転台５１は、回
転軸５１ｂを中心に回動駆動部５４によって回動自在に
駆動される。そして、カメラヘッド４は、回動駆動部５
４により変倍光学系５３が選択的に光路上に挿入される
ことで、動画撮像時と静止画撮像時とで変更される撮像
素子２４の有効撮像範囲に連動して、結像光学系２３の
倍率を変化させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、動画及び静止画を
撮像可能な撮像装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来、撮像装置は、広く用いられてい
る。撮像装置は、被写体像を撮像素子で撮像し、この撮
像素子からの撮像信号を信号処理して被写体の動画又は
静止画を得ている。 【０００３】このような撮像装置は、例えば特公平３−
１８３９３号公報或いは特開昭５７−１７０６７４号公
報に記載されているように動画撮像と静止画撮像とを１
つの撮像素子で兼用し、これら動画撮像時と静止画撮像
時とで撮像に使用する画素数を変更して撮像を行うもの
が提案されている。 【０００４】一般に、撮像装置は、静止画撮像時に比べ
て動画撮像時に高精細な画像が要求されない傾向にあ
る。例えば、医療用、特に内視鏡装置に用いられる内視
鏡用の撮像装置は、主に手術手技の作業に必要な観察を
行う際、動画撮像を行う。この場合、撮像装置は、特に
細かな作業を行わない場合、高い解像度の画像を使用せ
ずとも良い場合が多い。また、一般に撮像装置は、動画
撮像時に３０fps.（ frame per second ）以上の撮像レ
ートを必要とする。このため、撮像装置は、動画撮像時
に１フレーム当たりで読み出すことのできる画素数がお
のずと限られたものになってしまう。 【０００５】一方、撮像装置は、静止画撮像時に動画撮
像時よりも高精細な画像が要求される傾向にある。例え
ば、上記内視鏡装置に用いられる内視鏡用撮像装置は、
体腔内における病変部の診断或いは確認、記録といった
用途を目的とする際に、静止画撮像を行う。この場合、
撮像装置は、細かい病変部の状態を知るために比較的、
高解像度の画像が要求されることとなる。尚、撮像装置
は、静止画撮像時において、例え、連続撮像を行ったと
しても、１秒間に撮像する画像の枚数がせいぜい３〜５
枚程度（３〜５fps.）である。このため、撮像装置は、
静止画撮像時において、動画撮像時ほど高い撮像レート
を必要としないので、技術的にも容易に１枚の画像の高
画素化を図ることが可能となる。このような従来の撮像
装置は、動画撮像と静止画撮像とを１つの撮像素子によ
り兼用して行う場合、動画撮像時の有効撮像画素数を、
静止画撮像時の有効撮像画素数よりも少なくなるよう設
定し、駆動及び読み出しを行うことが一般的となってい
る。この場合、従来の撮像装置は、例えば、図１０に示
すように撮像素子１００を構成される。図１０に示すよ
うに撮像装置は、撮像素子１００の撮像面１００ａ上に
形成した有効撮像範囲が、静止画撮像時（斜線部）１０
１に対して動画撮像時（格子部）１０２を小さく設定し
て駆動及び読み出しを行うことが一般的である。 【０００６】これに対し、撮像装置は、例えば撮像素子
１００の撮像面１００ａ上に設けた画素の配列におい
て、動画撮像時の有効撮像範囲１０２に１画素おきの電
荷を読み出すような駆動方法を取ることで静止画撮像時
の有効撮像範囲１０１に対する撮像画素数を減らす方法
も考えられる。しかしながら、この場合、撮像装置は、
得られる画像のアスペクト比（縦横比）を維持しつつ、
且つ画像にゆがみを生じることも無く画素数を減らす必
要がある。このため、撮像装置は、多くとも静止画撮像
時の有効撮像範囲１０１に対する動画撮像時の有効撮像
範囲１０２の画素数比を１／４以下としなくてはならな
い。従って、撮像装置は、静止画撮像に対する動画撮像
の解像度が大幅に劣化してしまう。 【０００７】更に、撮像装置は、撮像素子１００がカラ
ー撮像方式である場合、例えば、特開昭６１−９８０８
０号公報に記載されているように色モザイクフィルタを
撮像素子１００の各画素上に配置されているものが提案
されている。上記撮像素子１００がカラー撮像方式であ
る撮像装置は、正規の色再現を可能とする読み出し順序
を実現するために、上述したように撮像素子１００の撮
像面１００ａ上に形成した有効撮像範囲が、静止画撮像
時（斜線部）１０１に対して動画撮像時（格子部）１０
２を小さく設定する方式のほうがより簡易である。 【０００８】しかしながら、上記従来の撮像装置は、動
画撮像時の有効撮像範囲１０２と静止画撮像時の有効撮
像範囲１０１とで撮像素子１００の有効撮像範囲を切り
換え、撮像するような場合において、撮像範囲の差に起
因する倍率差が生じてしまう。 【０００９】例えば、上記内視鏡装置に用いられる内視
鏡用撮像装置は、静止画撮像時の有効撮像範囲１０１に
得られる内視鏡像の大きさが動画撮像時の有効撮像範囲
１０２に比べて小さいものとなってしまう。即ち、撮像
装置は、撮像素子１００上に結像する内視鏡像のマスク
が一定の大きさとなるが、撮像素子１００の撮像面１０
０ａ上に形成した有効撮像範囲が、動画撮像時（格子
部）１０２に対するマスクの占める割合と、静止画撮像
時（斜線部）１０１に対するマスクの占める割合とが異
なる。このため、撮像装置は、動画撮像時の有効撮像範
囲１０２と静止画撮像時の有効撮像範囲１０１とでモニ
タ画面上に表示されるマスクの大きさが異なってしま
う。 【００１０】上記撮像装置は、撮像素子１００の撮像方
法を電子内視鏡装置や一般のＴＶカメラ装置に適用する
場合に、同じ倍率／被写体条件下であれば静止画撮像時
の有効撮像範囲１０１のほうが動画撮像時の有効撮像範
囲１０２に比べ広角化した被写体像を得ることになる。
即ち、上記撮像装置は、広角化した分だけの被写体の画
像情報が得られるので、静止画撮像時の有効撮像範囲１
０１に、動画撮像時の有効撮像範囲１０２よりも広角化
分だけ高画素化した被写体画像を得ることになる。ここ
で、例えば、上記撮像装置は、動画撮像時の有効撮像範
囲１０２と同一の画角の静止画を得たい場合、電子内視
鏡装置或いはＴＶカメラを所望の距離だけ被写体に近づ
けて撮像を行えば良い。 【００１１】ところが、上記内視鏡用撮像装置は、静止
画撮像時の有効撮像範囲１０１において動画撮像時の有
効撮像範囲１０２よりも増加する画素の存在範囲が、マ
スクよりも外側に位置する。このため、上記内視鏡用撮
像装置は、内視鏡画像としての情報量が増加することに
ならない。従って、上記内視鏡用撮像装置は、上述した
ような静止画撮像時の有効撮像範囲１０１に撮像画素数
を増加させる方式を採用したとしても、結果的にマスク
内の内視鏡像の撮像に使用される画素数は増加せず、無
意味である。即ち、上記内視鏡用撮像装置は、得られる
内視鏡静止画像が単純に以上のような方式によっては高
画素化されることはない。 【００１２】尚、例えば、特公平５−４０２９１号公報
に記載されている撮像装置は、動画撮像時の有効撮像範
囲１０２に内視鏡像のマスク像の大きさを一定とするよ
うな手段が提案されている。しかしながら、上記特公平
５−４０２９１号公報に記載の撮像装置は、撮像素子１
００の有効撮像範囲を変更するものではなく、撮像素子
１００から出力された撮像信号を加工し、マスクの大き
さを見かけ上、所望のものに変更する手段、いわゆる電
子ズームを用いている。従って、上記特公平５−４０２
９１号公報に記載の撮像装置は、得られる内視鏡像にお
いて、やはりマスク内の画素数が向上する訳ではない。 【００１３】 【発明が解決しようとする課題】上記従来の撮像装置
は、撮像素子１００の撮像面１００ａ上に結像する内視
鏡像のマスクの大きさが、動画撮像時の有効撮像範囲１
０２と静止画撮像時の有効撮像範囲１０１とで変化し、
例えば、静止画撮像時の有効撮像範囲１０１に得られる
内視鏡像の大きさが動画撮像時の有効撮像範囲１０２に
比べて小さいものとなってしまう等撮像範囲の差に起因
する倍率差が生じてしまう。このため、上記従来の撮像
装置は、撮像素子１００での動画撮像時の有効撮像範囲
１０２の有効撮像範囲と静止画撮像時の有効撮像範囲１
０１の有効撮像範囲との大きさの比が異なり、動画撮像
時の有効撮像範囲１０２の有効撮像範囲に対するマスク
の大きさの比と、静止画撮像時の有効撮像範囲１０１の
有効撮像範囲に対するマスクの大きさの比とが異なる。
従って、上記従来の撮像装置は、得られる画像が動画撮
像時と静止画撮像時とで異なる大きさとなる。 【００１４】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、動画撮像時と静止画撮像時との切り換えで撮像素子
の有効撮像範囲が変更されても、常に同一の大きさの被
写体画像を得られる撮像装置を提供することを目的とす
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、本発明の撮像装置は、駆動方法を変更することで撮
像面上に形成される有効撮像範囲が動画撮像時と静止画
撮像時とで変更可能で、これら変更された有効撮像範囲
で被写体像を撮像し撮像信号を出力する撮像素子と、被
写体像の倍率を変化させて前記撮像素子の撮像面上に被
写体像を結像させる結像光学系と、動画撮像時と静止画
撮像時との切り換えで前記撮像素子の有効撮像範囲が変
更されても、前記撮像素子から出力される撮像信号を信
号処理して得られる被写体画像の大きさが一定となるよ
うに、前記撮像素子の有効撮像範囲の変更に連動して前
記結像光学系の倍率を変化させる倍率変更手段と、を具
備したことを特徴としている。 【００１６】この構成により、動画撮像時と静止画撮像
時との切り換えで撮像素子の有効撮像範囲が変更されて
も、常に同一の大きさの被写体像を得られる撮像装置を
実現する。 【００１７】 【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。尚、本実施の形態は、医療用、特
に内視鏡装置に用いられる撮像装置に本発明を適用す
る。 【００１８】（第１の実施の形態）図１ないし図４は本
発明の第１の実施の形態に係わり、図１は本発明の第１
の実施の形態を備えた内視鏡装置を示す全体構成図、図
２は図１の撮像素子の正面図、図３は図１のカメラヘッ
ドを示す概略構成図、図４は図３の回転台を示す斜視
図、図５は図２の撮像素子の変形例である。 【００１９】図１に示すように本発明の第１の実施の形
態を備えた内視鏡装置１は、光学視管として光学式の内
視鏡２と、内視鏡２に照明光を供給する光源装置３と、
内視鏡２に着脱自在に装着され、撮像装置として撮像素
子を内蔵したカメラヘッド４と、このカメラヘッド４の
撮像素子に対する信号処理を行うビデオプロセッサ５
と、このビデオプロセッサ５に接続されるモニタ６とで
構成されている。 【００２０】内視鏡２は、細長の挿入部２ａと、この挿
入部２ａの後端に設けられた把持部２ｂと、この把持部
２ｂの後端に設けられた接眼部２ｃとを有する。内視鏡
挿入部２ａ（内視鏡の挿入部２ａのこと）は、照明光を
伝達するライトガイド１１が挿通されている。このライ
トガイド１１は、把持部２ｂに設けられたライトガイド
口金１２に接続されるライトガイドケーブル１３を介し
て光源装置３に接続される。 【００２１】光源装置３は、商用電源に接続される電源
回路１４から電力を供給されて点灯するランプ１５を内
蔵している。このランプ１５の光は、集光光学系１６に
よって集光されてライトガイドケーブル１３に照明光と
して入射される。光源装置３からの照明光は、ライトガ
イドケーブル１３からライトガイド口金１２を経て内視
鏡２内のライトガイド１１に伝達され、挿入部２ａの先
端部の照明窓に取り付けられたライトガイド１１の先端
面から患者等の被写体を照明する。 【００２２】挿入部２ａの先端部は、照明窓に隣接して
設けられた観察窓から被写体像を取り込み、この取り込
まれた被写体像は、リレーレンズ系等の像伝達光学系１
７によりその後端面側に伝達される。そして、像伝達光
学系１７で伝達された被写体像は、接眼部２ｃに設けた
接眼光学系１８により拡大されて接眼部２ｃに配設した
接眼窓１９で観察可能になっている。 【００２３】カメラヘッド４は、先端側にマウント部２
１を有し、内視鏡接眼部２ｃに着脱自在に装着できるよ
うになっている。カメラヘッド４の先端側は、内視鏡接
眼部２ｃの接眼窓１９に対向する位置に撮像窓２２が設
けられ、この撮像窓２２の後部に結像光学系２３が配置
されている。カメラヘッド４は、結像光学系２３の結像
位置に例えばＣＣＤ（電荷結合素子）等の撮像素子２４
が配置され、この撮像面に結像される被写体像を光電変
換するようになっている。カメラヘッド４の後端は、カ
メラケーブル２５が延出している。このカメラケーブル
２５は、この後端にコネクタ２６が設けられている。こ
のコネクタ２６は、ビデオプロセッサ５に着脱自在に接
続される。撮像素子２４は、信号線２７が接続されてい
る。この信号線２７は、カメラケーブル２５に挿通され
ている。カメラケーブル２５のコネクタ２６がビデオプ
ロセッサ５に接続されると、撮像素子２４とビデオプロ
セッサ５とは、信号線２７を介して電気的に接続される
ようになっている。 【００２４】撮像素子２４は、ビデオプロセッサ５内に
設けた撮像素子駆動回路３１から駆動信号を伝達され、
駆動制御される。そして、撮像素子２４は、入力された
駆動信号に基き、結像面に結像された被写体像を光電変
換して、電荷を蓄積する。撮像素子２４で蓄積された電
荷は、撮像素子駆動回路３１にて撮像信号として読み出
され、信号線２７を介してビデオプロセッサ５内の映像
信号処理回路３２へ伝達される。尚、撮像素子駆動回路
３１及び映像信号処理回路３２は、商用電源に接続され
る電源回路３３により電力を供給されるようになってい
る。映像信号処理回路３２は、伝達された撮像信号を信
号処理し、標準的な映像信号を生成し、映像ケーブル３
４を介してモニタ６に出力する。モニタ６は、得られた
映像信号に基き、表示画面上に内視鏡画像を表示する。 【００２５】また、本実施の形態では、光源装置３は、
撮像素子２４により得られた画像情報から画像の明るさ
を算出し、これに基いて光源装置３のランプ１５から供
給される照明光量を調整する、いわゆる自動調光方式を
採用している。即ち、光源装置３は、ビデオプロセッサ
５の映像信号処理回路３２に接続する調光回路３５を備
えて構成される。この調光回路３５は、接続ケーブル３
６を介して出力される映像信号から画像の明るさを平均
化して算出し、この算出結果に基づき、ランプ１５へ供
給される電力を制御して、照明光量を調整するようにな
っている。 【００２６】ここで、使用者は、ビデオプロセッサ５上
に設けた図示しないスイッチ等の操作により、カメラヘ
ッド４による撮像条件を、動画撮像と静止画撮像との何
れかより選択し、設定する。この設定に応じてビデオプ
ロセッサ５は、撮像素子２４の駆動／読み出し方法を切
り換え、撮像素子２４の撮像面上に形成される有効撮像
範囲が切り換わり、当然、画素数も切り換わる。 【００２７】すると、カメラヘッド４は、図２に示すよ
うに撮像素子２４の撮像面２４ａ上に結像する内視鏡像
のマスク４０の大きさが、動画撮像時と静止画撮像時と
で変化し、例えば、静止画撮像時に得られる内視鏡像の
大きさが動画撮像時に比べて小さいものとなってしまう
等撮像範囲の差に起因する倍率差が生じてしまう。 【００２８】このため、カメラヘッド４は、撮像素子２
４での静止画撮像時の有効撮像範囲４１と動画撮像時の
有効撮像範囲４２との大きさの比が異なり、静止画撮像
時の有効撮像範囲４１に対するマスク４０の大きさの比
と、動画撮像時の有効撮像範囲４２に対するマスク４０
の大きさの比とが異なる。従って、カメラヘッド４は、
得られる画像が静止画撮像時と動画撮像時とで異なる大
きさとなる。 【００２９】また、撮像素子２４は、動画撮像時の有効
撮像範囲４２よりも静止画撮像時の有効撮像範囲４１の
ほうがマスク４０外に位置する（暗い）部分の面積が多
い。このため、撮像素子２４は、光源装置３の調光回路
３５での画像明るさの算出で、動画撮像時の画像よりも
静止画撮像時の画像のほうが暗い画像として認識されて
しまう。よって、光源装置３の調光回路３５は、自動調
光の結果として、静止画撮像時における照明光量のほう
が動画撮像時における照明光量よりも多く設定される。
従って、撮像素子２４は、得られる画像として動画撮像
時のほうが静止画撮像時よりも暗い画像となってしま
う。 【００３０】本実施の形態では、動画撮像時の有効撮像
範囲４２に対するマスク４０の大きさの比と、静止画撮
像時の有効撮像範囲４１に対するマスク４０の大きさの
比とを同じになるようにして、得られる内視鏡画像が動
画撮像時と静止画撮像時とで同じ大きさとなるように構
成する。更に、本実施の形態では、自動調光においても
静止画撮像時と動画撮像時とで光量或いは内視鏡像の明
るさに差を生じないように構成する。 【００３１】即ち、図３に示すようにカメラヘッド４
は、結像光学系２３と撮像素子２４との間に回動自在な
回転台５１を設け、この回転板５１ａに開口部５２と、
倍率変更手段として変倍レンズ等の変倍光学系５３を設
けて構成されている。図４に示すように回転台５１は、
回転軸５１ｂを中心にモータ等の回動駆動部５４によっ
て回動自在に駆動される。この回動駆動部５４は、電気
信号線５５に接続されている。この電気信号線５５は、
カメラケーブル２５に挿通して撮像素子駆動回路３１に
電気的に接続される。 【００３２】そして、回動駆動部５４は、撮像素子駆動
回路３１で制御されると共に、電源回路３３からの電源
を供給され、開口部５２又は変倍光学系５３の何れかが
選択的に光路上に挿入されるようになっている。このこ
とにより、カメラヘッド４は、動画撮像時と静止画撮像
時とで変更される撮像素子２４の有効撮像範囲に連動し
て、結像光学系２３の倍率を変化させることが可能であ
る。尚、図４中、説明の簡略化のため、変倍光学系５３
は、変倍レンズを単レンズとして図示しているが、光路
上を伝送される光学像を拡大する光学系であれば、複数
のレンズ群等で形成したようなものであっても構わな
い。 【００３３】このように構成されるカメラヘッド４は、
図１で説明したように内視鏡接眼部２ｃに装着されて内
視鏡装置１に用いられる。そして、内視鏡接眼部２ｃか
ら供給された内視鏡像は、カメラヘッド４内に入射し、
結像光学系２３を介して撮像素子２４の撮像面２４ａ上
に結像する。 【００３４】ここで、上述したように使用者が撮像条件
を、動画撮像と静止画撮像との何れか選択し設定する
と、ビデオプロセッサ５は、撮像素子２４の駆動／読み
出し方法を切り換え、撮像素子２４の撮像面２４ａ上に
形成される有効撮像範囲が切り換わり、画素数も切り換
わる。 【００３５】そして、動画撮像時において、回動駆動部
５４は、開口部５２を自動的に光路上に挿入するように
撮像素子駆動回路３１で制御される。従って、撮像素子
２４の撮像面２４ａ上に結像する被写体の内視鏡像は、
単に結像光学系２３のみを介した像となる。 【００３６】一方、静止画撮像時において、回動駆動部
５４は、変倍光学系５３を自動的に光路上に挿入するよ
うに撮像素子駆動回路３１で制御される。従って、撮像
素子２４の撮像面２４ａ上に結像する被写体の内視鏡像
は、結像光学系２３によって得られる像を更に変倍光学
系５３によって拡大した像となる。 【００３７】このとき、変倍光学系５３の拡大倍率は、
上述した図２に示す撮像素子２４での動画撮像時の有効
撮像範囲４２と静止画撮像時の有効撮像範囲４１との大
きさの比とが同じになるように設定されている。従っ
て、撮像素子２４は、動画撮像時の有効撮像範囲４２に
対するマスク４０の大きさの比と、静止画撮像時の有効
撮像範囲４１に対するマスク４０の大きさの比とが同じ
になる。 【００３８】この結果、本実施の形態のカメラヘッド４
は、得られる画像が動画撮像時と静止画撮像時とで同じ
大きさとなる。従って、本実施の形態のカメラヘッド４
は、静止画撮像時、動画撮像時よりも高精細な画像を得
ることができ、また、自動調光においても静止画撮像時
と動画撮像時とで光量或いは内視鏡像の明るさに差を生
じない。 【００３９】尚、本実施の形態は、ビデオプロセッサ５
の図示しないスイッチ等の操作により動画撮像時と静止
画撮像時との切り換えを行っているが、本発明はこれに
限定されず、動画撮像時と静止画撮像時との切り換えを
カメラヘッド４に設けた図示しないスイッチ等の操作に
より行っても良いし、また、結像光学系２３の動画撮像
時と静止画撮像時とでの倍率変更の切り換え（開口部５
２と変倍光学系５３との切り換え）をカメラヘッド４に
設けた図示しないスイッチ等の操作により行っても良
い。 【００４０】また、本実施の形態は、光学式の内視鏡２
を用い内視鏡装置１に本発明を適用して構成している
が、本発明はこれに限定されず、電子内視鏡を用いた内
視鏡装置に本発明を適用しても構わない。この場合、電
子内視鏡は、撮像素子２４及び結像光学系２３と、変倍
光学系５３とを設けた撮像装置を内蔵して構成される。
尚、図５に示すように撮像素子２４Ｂは、静止画撮像時
の有効撮像範囲４１ｂと動画撮像時の有効撮像範囲４２
ｂとを設定しても良い。 【００４１】（第２の実施の形態）図６は本発明の第２
の実施の形態に係るカメラヘッドを示す概略構成図であ
る。本第２の実施の形態は、開口部５２及び変倍光学系
５３を設けて回動自在な回転台５１の代わりに駆動ミラ
ー、固定ミラーを設けて構成する。それ以外の構成は、
上記第１の実施の形態と同様なので説明を省略し、同じ
構成には同じ符号を付して説明する。 【００４２】即ち、図６に示すように本第２の実施の形
態のカメラヘッド４Ｂは、回動自在な回転台５１の代わ
りに結像光学系２３と撮像素子２４との間に、駆動ミラ
ー６１ａ，６１ｂ、固定ミラー６２ａ，６２ｂを設けて
構成される。そして、カメラヘッド４Ｂは、固定ミラー
６２ａと固定ミラー６２ｂの間に変倍光学系５３を配置
している。 【００４３】また、駆動ミラー６１ａ，６１ｂは、一端
に各々回動駆動部６３ａ，６３ｂが設けられている。こ
れら駆動ミラー６１ａ，６１ｂは、回動駆動部６３ａ，
６３ｂによって、二点鎖線で描かれた位置から実線で描
かれた位置まで回動／逆回動するようになっている。回
動駆動部６３ａ，６３ｂは、上記第１の実施の形態で説
明したのと同様にカメラケーブル２５に挿通する電気信
号線６４ａ，６４ｂにそれぞれ接続され、撮像素子駆動
回路３１に電気的に接続される。そして、回動駆動部６
３ａ，６３ｂは、撮像素子駆動回路３１で制御されると
共に、電源回路３３からの電源を供給され、駆動するよ
うになっている。 【００４４】このように構成される本第２の実施の形態
のカメラヘッド４Ｂは、上記第１の実施の形態で説明し
たのと同様に、内視鏡接眼部２ｃに装着されて内視鏡装
置１に用いられる。そして、内視鏡接眼部２ｃから供給
された内視鏡像は、カメラヘッド４Ｂ内に入射し、結像
光学系２３を介して撮像素子２４の撮像面２４ａ上に結
像する。 【００４５】ここで、使用者は、上記第１の実施の形態
で説明したのと同様にビデオプロセッサ５上に設けた図
示しないスイッチ等の操作により、動画撮像と静止画撮
像との何れかより選択し、設定する。この設定に応じて
ビデオプロセッサ５は、撮像素子２４の駆動／読み出し
方法を切り換え、撮像素子２４の撮像面２４ａ上に形成
される有効撮像範囲が切り換わり、当然、画素数も切り
換わる。 【００４６】そして、動画撮像時において、駆動ミラー
６１ａ，６１ｂは、二点鎖線で描かれた位置にあり、光
路内に挿入されていない。従って、撮像素子２４の撮像
面２４ａ上に結像する被写体の内視鏡像は、単に結像光
学系２３のみを介した像となる。一方、静止画撮像時に
おいて、駆動ミラー６１ａ，６１ｂは、矢印方向に回動
して実線で描かれた位置に移動し、光路内に挿入される
ように撮像素子駆動回路３１で制御される。 【００４７】従って、被写体の内視鏡像は、結像光学系
２３から出射された後、駆動ミラー６１ａによって反射
される。そして、反射された内視鏡像は、更に固定ミラ
ー６２ａで反射され、変倍光学系５３を介して更にまた
固定ミラー６２ｂと駆動ミラー６１ｂとで反射されて撮
像素子２４の撮像面２４ａ上に結像する。 【００４８】このとき、変倍光学系５３は、駆動ミラー
６１ａ，６１ｂ及び固定ミラー６２ａ，６２ｂによって
生じる動画撮像時との光路長差を補正すると共に、結像
光学系２３によって得られる像を更に拡大するようにな
っている。尚、このときの変倍光学系５３の拡大倍率
は、上記第１の実施の形態で説明したのと同様に撮像素
子２４での動画撮像時の有効撮像範囲４２と静止画撮像
時の有効撮像範囲４１との大きさの比とが同じになるよ
うに設定されている。 【００４９】この結果、本第２の実施の形態のカメラヘ
ッド４Ｂは、上記第１の実施の形態と同様な効果を得る
上に、変倍光学系５３による倍率変更をミラーによる光
路変更によって行っているので、動画撮像から静止画撮
像への切り換えに対応する倍率変更を、素早く行うこと
が可能である。 【００５０】（第３の実施の形態）図７及び図８は本発
明の第３の実施の形態に係わり、図７は本発明の第３の
実施のカメラヘッドを示す概略構成図、図８はズーム光
学系を手動操作するカメラヘッドを示す概略外観図であ
る。本第３の実施の形態は、撮像装置としてズーム機構
を有するカメラヘッドに本発明を適用する。それ以外の
構成は、上記第１の実施の形態と同様なので説明を省略
し、同じ構成には同じ符号を付して説明する。 【００５１】即ち、図７に示すように本第３の実施の形
態のカメラヘッド４Ｃは、回動自在な回転台５１の代わ
りに結像光学系２３と撮像素子２４との間に、ズーム光
学系７０を設けて構成される。ズーム光学系７０は、ズ
ームレンズ７０ａがレンズ枠７０ｂに固定されている。
また、回動駆動部７１は、シャフト７２が設けられてい
る。このシャフト７２は、回動駆動部７１によって駆動
され回動するようになっている。 【００５２】シャフト７２は、全長に亘って雄ねじ部が
形成されている。また、シャフト７２は、レンズ枠７０
ｂを貫通している。レンズ枠７０ｂは、シャフト７２が
貫通する貫通部に図示しない雌ねじが形成され、シャフ
ト７２の雄ねじ部と螺合している。尚、レンズ枠７０ｂ
は、図示しない枠部材によって、シャフト７２の軸を中
心とした回転運動を行わないよう制限されている。従っ
て、カメラヘッド４Ｃは、回動駆動部７１の駆動によ
り、シャフト７２を回動／逆回動させると、図７中の矢
印方向にレンズ枠７０ｂが前後動するようになってい
る。 【００５３】尚、一般的なズーム光学系７０は、複数の
レンズ群をズーム時にそれぞれ独立した移動形態を取ら
せるものが主である。本実施の形態では、説明の簡略化
のため、図７中、ズーム光学系７０に用いられる変倍光
学系５３は、ズームレンズ７０ａを単レンズとして図示
しているが、複数のレンズ群等で形成したようなもので
あっても構わない。この場合、ズーム光学系７０は、操
作者がカメラヘッド４Ｃ上ないしビデオプロセッサ５上
に設けられたズーム駆動手段を手動操作することで、回
動駆動部７１を回動／逆回動駆動可能となるように構成
しても良い。 【００５４】このように構成される本第３の実施の形態
のカメラヘッド４Ｃは、上記第１の実施の形態で説明し
たのと同様に、内視鏡接眼部２ｃに装着されて内視鏡装
置１に用いられる。そして、内視鏡接眼部２ｃから供給
された内視鏡像は、カメラヘッド４Ｃ内に入射し、結像
光学系２３及びズーム光学系７０を介して撮像素子２４
の撮像面２４ａ上に結像する。 【００５５】ここで、使用者は、上記第１の実施の形態
で説明したのと同様にビデオプロセッサ５上に設けた図
示しないスイッチ等の操作により、カメラヘッド４によ
る撮像条件を、動画撮像と静止画撮像との何れかより選
択し、設定する。この設定に応じてビデオプロセッサ５
は、撮像素子２４の駆動／読み出し方法を切り換え、撮
像素子２４の撮像面２４ａ上に形成される有効撮像範囲
が切り換わり、当然、画素数も切り換わる。 【００５６】次に、使用者がズーム駆動手段を操作する
と、ズーム光学系７０は、前後動して撮像素子２４の撮
像面２４ａ上に結像する内視鏡像の倍率を変化させる。
そして、動画撮像時において、ズーム光学系７０は、例
えば駆動範囲７３Ａの範囲内で駆動されるように撮像素
子駆動回路３１で制御される。一方、静止画撮像時にお
いて、ズーム光学系７０は、例えば駆動範囲７３Ｂの範
囲内で駆動されるように撮像素子駆動回路３１で制御さ
れる。 【００５７】そして、ズーム光学系７０によるズーム倍
率範囲において、駆動範囲７３Ａは駆動範囲７３Ｂより
も低倍側に位置するようになっている。例えば、使用者
は、動画撮像時、ズーム操作を行う。すると、ズーム光
学系７０は、駆動範囲７３Ａ内に位置するズーム位置
（倍率）で動画撮像を行っているが、その状態で静止画
撮像へと切り換えた場合、回動駆動部７１はズーム光学
系７０を自動的に駆動し、駆動範囲７３Ｂ内に位置する
ズーム位置（倍率）へとズーム光学系７０を移動させ
る。 【００５８】このとき、移動前後における内視鏡像の倍
率の比は、静止画撮像時の有効撮像範囲４１の大きさと
動画撮像時の有効撮像範囲４２の大きさの比に一致する
ようになっている。尚、ズーム光学系７０は、静止画撮
像時から動画撮像時に撮像条件を切り換えた際、これと
逆の動作を行うようになっている。この結果、本第３の
実施の形態のカメラヘッド４Ｃは、ズーム光学系７０を
用いても上記第１の実施の形態と同様な効果を得る。 【００５９】尚、上記第１の実施の形態のカメラヘッド
４Ｃは、結像光学系２３をズーム光学系７０とし、これ
とは別に変倍光学系５３を設けても同様な効果を得る。
しかしながら、本第３の実施の形態のカメラヘッド４Ｃ
は、ズーム光学系７０が変倍光学系５３を兼ねているの
で、上記第１の実施の形態よりも小型化が可能である。 【００６０】また、ズーム光学系を有するカメラヘッド
は、図８に示すように手動ズームの構成が一般化してい
る。図８に示すようにカメラヘッド４Ｄは、ズーム光学
系７０を手動操作する手動機構を有している。 【００６１】このカメラヘッド４Ｄは、手動でフォーカ
スリング７４を回動操作することで結像光学系２３の位
置を調整操作すると共に、手動でズームリング７５を回
動操作することでズーム光学系７０の位置を調整操作す
るように構成されている。尚、図示しないがカメラヘッ
ド４Ｄは、結像光学系２３を前後動させる機構がフォー
カスリング７４に設けられると共に、ズーム光学系７０
のズームレンズ７０ａを前後動させる機構がズームリン
グ７５に設けられている。 【００６２】また、カメラヘッド４Ｄは、ズームリング
７５にズームリング指標７６を設けられると共に、外装
に動画撮像時ズーム目盛７７及び静止画撮像時ズーム目
盛７８を設けている。そして、カメラヘッド４Ｄは、動
画撮像時に動画撮像時ズーム目盛７７を目安とし、静止
画撮像時に静止画撮像時ズーム目盛７８を目安として手
動で倍率を設定することで、上述した図７と同様に内視
鏡像の倍率の比を静止画撮像時の有効撮像範囲４１の大
きさと動画撮像時の有効撮像範囲４２の大きさの比に一
致するよう構成可能である。 【００６３】この場合、カメラヘッド４Ｄは、撮像条件
の切り換えに伴う倍率変更を使用者自身が手動で行わな
くてはならない煩わしさがあるが、その一方で、機構の
簡略化による小型軽量化や低価格化を図れるという効果
もある。 【００６４】（第４の実施の形態）図９は本発明の第４
の実施の形態に係るカメラヘッドを示す概略構成図であ
る。本第２の実施の形態は、回動自在な回転台５１の代
わりにレバーを設けて構成する。それ以外の構成は、上
記第１の実施の形態と同様なので説明を省略し、同じ構
成には同じ符号を付して説明する。 【００６５】即ち、図９に示すように本第４の実施の形
態のカメラヘッド４Ｅは、回動自在な回転台５１の代わ
りにレバー８１を設けて構成される。このレバー８１
は、レンズ枠８２で保持された変倍光学系８３を吊り下
げて構成されている。レバー８１は、手動で図９中、矢
印方向に操作可能である。そして、このレバー８１を手
動操作することで、変倍光学系８３は、光路内に挿脱さ
れるようになっている。 【００６６】また、カメラヘッド４Ｅは、このレバー８
１の下部にスイッチ８４が設けられている。このスイッ
チ８４は、変倍光学系８３が光路内に挿入された際に、
レンズ枠８２によって押下されオンするようになってい
る。このスイッチ８４は、電気信号線８５に接続されて
いる。この電気信号線８５は、カメラケーブル２５に挿
通して撮像素子駆動回路３１に電気的に接続される。 【００６７】そして、ビデオプロセッサ５の撮像素子駆
動回路３１は、スイッチ８４がオンになったことを検知
すると、撮像素子２４の撮像条件を動画撮像から静止画
撮像に切り換えるようになっている。この逆に、使用者
がレバー８１を操作して変倍光学系８３を光路から抜い
てスイッチ８４がオフとなった場合、ビデオプロセッサ
５は撮像素子２４の撮像条件を、静止画撮像から動画撮
像へと切り換えるようになっている。 【００６８】この結果、本第４の実施の形態のカメラヘ
ッド４Ｅは、上記第１の実施の形態と同様な効果を得る
上に、結像光学系２３の動画撮像時と静止画撮像時とで
の倍率変更の切り換えと、撮像素子２４の撮像条件の切
り換え機構とを一体化して構成できるため、より安価に
構成可能である。 【００６９】また、本発明は、以上述べた実施の形態の
みに限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない
範囲で種々変形実施可能である。 【００７０】［付記］ （付記項１） 駆動方法を変更することで撮像面上に形
成される有効撮像範囲が動画撮像時と静止画撮像時とで
変更可能で、これら変更された有効撮像範囲で被写体像
を撮像し撮像信号を出力する撮像素子と、被写体像の倍
率を変化させて前記撮像素子の撮像面上に被写体像を結
像させる結像光学系と、動画撮像時と静止画撮像時との
切り換えで前記撮像素子の有効撮像範囲が変更されて
も、前記撮像素子から出力される撮像信号を信号処理し
て得られる被写体画像の大きさが一定となるように、前
記撮像素子の有効撮像範囲の変更に連動して前記結像光
学系の倍率を変化させる倍率変更手段と、を具備したこ
とを特徴とする撮像装置。 【００７１】（付記項２） 駆動方法を変更することで
撮像面上に形成される有効撮像範囲が動画撮像時と静止
画撮像時とで変更可能で、これら変更された有効撮像範
囲で内視鏡像を撮像し撮像信号を出力する撮像素子と、
内視鏡像の倍率を変化させて前記撮像素子の撮像面上に
内視鏡像を結像させる結像光学系と、動画撮像時と静止
画撮像時との切り換えで前記撮像素子の有効撮像範囲が
変更されても、前記撮像素子から出力される撮像信号を
信号処理して得られる内視鏡画像の大きさが一定となる
ように、前記撮像素子の有効撮像範囲の変更に連動して
前記結像光学系の倍率を変化させる倍率変更手段と、を
具備したことを特徴とする内視鏡用撮像装置。 【００７２】（付記項３） 前記倍率変更手段は、動画
撮像時の有効撮像範囲に対するマスクの大きさの比と、
静止画撮像時の有効撮像範囲に対するマスクの大きさの
比とを同じになるように駆動されることを特徴とする付
記項１に記載の撮像装置。 【００７３】（付記項４） 前記倍率変更手段は、前記
変倍光学系の光路内で挿脱可能であることを特徴とする
付記項１に記載の撮像装置。 （付記項５） 前記倍率変更手段は、光反射による光路
変更手段を有することを特徴とする付記項１に記載の撮
像装置。 【００７４】（付記項６） 前記倍率変更手段は、ズー
ム光学系であることを特徴とする付記項１に記載の撮像
装置。 （付記項７） 前記倍率変更手段は、前記撮像素子の有
効撮像範囲の切り換えに応じて連動することを特徴とす
る付記項１に記載の撮像装置。 【００７５】（付記項８） 前記倍率変更手段は、動画
撮像時の有効撮像範囲に対するマスクの大きさの比と、
静止画撮像時の有効撮像範囲に対するマスクの大きさの
比とを同じになるように駆動されることを特徴とする付
記項２に記載の内視鏡用撮像装置。 【００７６】（付記項９） 前記倍率変更手段は、前記
変倍光学系の光路内で挿脱可能であることを特徴とする
付記項２に記載の内視鏡用撮像装置。 （付記項１０） 前記倍率変更手段は、光反射による光
路変更手段を有することを特徴とする付記項２に記載の
内視鏡用撮像装置。 【００７７】（付記項１１） 前記倍率変更手段は、ズ
ーム光学系であることを特徴とする付記項２に記載の内
視鏡用撮像装置。 （付記項１２） 前記倍率変更手段は、前記撮像素子の
有効撮像範囲の切り換えに応じて連動することを特徴と
する付記項２に記載の内視鏡用撮像装置。 【００７８】 【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、動
画撮像時と静止画撮像時との切り換えで撮像素子の有効
撮像範囲が変更されても、常に同一の大きさの被写体像
を得られる撮像装置を実現できる。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の第１の実施の形態を備えた内視鏡装置
を示す全体構成図 【図２】図１の撮像素子の正面図 【図３】図１のカメラヘッドを示す概略構成図 【図４】図３の回転台を示す斜視図 【図５】図２の撮像素子の変形例 【図６】本発明の第２の実施の形態に係るカメラヘッド
を示す概略構成図 【図７】本発明の第３の実施の形態に係るカメラヘッド
を示す概略構成図 【図８】ズーム光学系を手動操作するカメラヘッドを示
す概略外観図 【図９】本発明の第４の実施の形態に係るカメラヘッド
を示す概略構成図 【図１０】従来の撮像素子の正面図 【符号の説明】 １…内視鏡装置 ２…内視鏡 ３…光源装置 ４…カメラヘッド（撮像装置） ５…ＣＣＵ（カメラコントロールユニット） １５…結像光学系 ２４…撮像素子 ２４ａ…撮像面 ３１…撮像素子駆動回路 ３２…映像信号処理回路 ３３…電源回路 ４０…マスク ４１…静止画撮像時の有効撮像範囲 ４２…動画撮像時の有効撮像範囲 ５１…回転台 ５２…開口部 ５３…変倍光学系（倍率変更手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｎ 5/335 Ｈ０４Ｎ 5/335 Ｚ // Ｇ０３Ｂ 17/17 Ｇ０３Ｂ 17/17

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 駆動方法を変更することで撮像面上に形
   成される有効撮像範囲が動画撮像時と静止画撮像時とで
   変更可能で、これら変更された有効撮像範囲で被写体像
   を撮像し撮像信号を出力する撮像素子と、 被写体像の倍率を変化させて前記撮像素子の撮像面上に
   被写体像を結像させる結像光学系と、 動画撮像時と静止画撮像時との切り換えで前記撮像素子
   の有効撮像範囲が変更されても、前記撮像素子から出力
   される撮像信号を信号処理して得られる被写体画像の大
   きさが一定となるように、前記撮像素子の有効撮像範囲
   の変更に連動して前記結像光学系の倍率を変化させる倍
   率変更手段と、 を具備したことを特徴とする撮像装置。