JP2010005001A - 内視鏡用光源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ロータリーシャッタの回転速度を上げずに、ロータリーシャッタを通過する光量の立ち上がり時間及び立ち下がり時間を短縮し、光通過期間の積算光量を増加させる。
【解決手段】同一形状の第１ロータリーシャッタ５１ａと第２ロータリーシャッタ５１ｂとを同軸に配置する。第１ロータリーシャッタの遮光部６１ａと第２ロータリーシャッタの遮光部６１ｂとが、光源からの照明光の光路Ｐの中心と回転軸６２ａ，６２ｂとを通る仮想線Ｌに対して常に対称となるように、第１ロータリーシャッタ５１ａと第２ロータリーシャッタ５１ｂとを互いに逆方向に回転させる。
【選択図】図６

Description

本発明は、照明光を所定期間遮光するシャッタ装置を備えた内視鏡用光源装置に関するものである。

医療分野や工業分野において、直接に観察しにくい構造物の内部を観察するために、内視鏡装置が広く用いられている。内視鏡装置は、細長い挿入部の先端から被検体内を撮像するための内視鏡（スコープ）と、被検体内を照明するための光源装置とを備える。光源装置は、光源から発した照明光を、内視鏡に入射させる。内視鏡には、複数の光ファイバを結束してなるライトガイドが設けられており、内視鏡に入射された照明光は、ライトガイドを介して挿入部の先端へ導かれ、被検体内を照明する。

内視鏡として、ＣＣＤ型固体撮像素子（以下、単にＣＣＤと称す）を内蔵した電子内視鏡が広く普及している。ＣＣＤは、２次元マトリクス状に配列された光電変換素子により、画素単位で蓄積された信号電荷を読み出すことにより、画像信号を生成する。信号電荷の読み出し方式としては、奇数行の画素（奇数フィールド）と偶数行の画素（偶数フィールド）とを交互に読み出すインターレース方式がある。しかしながら、インターレース方式では、奇数フィールドと偶数フィールドで読み出し時間が１フィールド期間（１／６０秒）だけ異なるため、この間に被検体または内視鏡に動きが生じると、奇数フィールドと偶数フィールドとの間にブレが生じ、画質が低下するといった問題がある。

かかる問題を解決するために、周方向に沿って光通過部と遮光部とが形成されたロータリーシャッタを光源装置内に設け、照明光の光路を光通過部と遮光部とが交互に通過する（横切る）ようにロータリーシャッタを回転させることにより、一度の露光によりＣＣＤに蓄積される信号電荷を、２フィールド期間に渡って読み出すことが提案されている（例えば、特許文献１参照）。具体的には、まず、ロータリーシャッタの光通過部が光路を通過する期間（光通過期間）に露光を行い、続いて遮光部が光路を通過する期間（遮光期間）に奇数フィールドの読み出しを行い、続く光通過期間に偶数フィールドの読み出しを行うとともに露光を行う。この一連の動作により、奇数フィールドと偶数フィールドとの間のブレをなくすことができる。
特許第３３７０８７１号公報

上記のようにロータリーシャッタを備えた光源装置では、ロータリーシャッタの回転とともに、光通過から遮光、遮光から光通過に移る際、ロータリーシャッタを通過する照明光の光量に、立ち上がり及び立ち下りが生じる。この立ち上がり時間及び立ち下がり時間は、ロータリーシャッタの回転速度と、光路の幅（光軸に直交する方向への照明光の広がり）との関係により決定されるため、ロータリーシャッタの回転速度が遅いと、立ち上がり時間及び立ち下がり時間が長くなり、この分だけ光通過期間の積算光量が低下する。

特許文献１記載の従来の光源装置は、図１１に示すように、円盤状部材の一部が扇形状に切り欠かれ、切り欠き部分が光通過部１０１、残りの部分が遮光部１０２とされたロータリーシャッタ１００を備える。遮光部１０２は、中心角が１８０°よりやや大きい扇形状とされている。これは、遮光期間をロータリーシャッタ１００の１回転周期の半分とするためであり、光路Ｐの幅の分だけ遮光部１０２の中心角を１８０°より大きくする必要がある。

このロータリーシャッタ１００は、光源からの照明光の光路Ｐを光通過部１０１及び遮光部１０２が通過するように、回転軸１０３を中心として回転される。ロータリーシャッタ１００を通過する照明光の光量Ｑは、同図に示すように変化する。ロータリーシャッタ１００の回転速度をｖ、光路Ｐの幅をｗとすると、光量Ｑの立ち上がり時間ｔｒ及び立ち下がり時間ｔｆは、それぞれ約ｗ／ｖとなる。立ち上がり時間ｔｒ及び立ち下がり時間ｔｆを短くするために回転速度ｖを上げることが考えられるが、回転速度ｖを大きくすると、１回転周期が短くなり、露光及び読み出しに必要な長さのフィールド期間を確保できなくなる。

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、ロータリーシャッタの回転速度を上げずに、ロータリーシャッタを通過する光量の立ち上がり時間及び立ち下がり時間を短縮し、光通過期間の積算光量を増加させることを可能とする内視鏡用光源装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の内視鏡用光源装置は、照明光を発する光源と、
前記照明光を通過させる光通過部と前記照明光を遮断する遮光部とを有し、前記照明光の光路を光通過部と遮光部とが交互に通過するように回転自在とされた第１ロータリーシャッタ及び第２ロータリーシャッタと、前記第１ロータリーシャッタの遮光部と前記第２ロータリーシャッタの遮光部とが、前記光路を両側から閉じ、前記光路を中心から開くように、前記第１ロータリーシャッタと前記第２ロータリーシャッタとを回転させる回転制御手段と、を備えることを特徴とする。これにより、光源からの照明光の光路は、第１及び第２ロータリーシャッタのそれぞれにより同時に遮断・開放が行われるため、第１及び第２ロータリーシャッタを通過する照明光の光量の立ち上がり時間及び立ち下がり時間が短縮される。

なお、前記第１及び第２ロータリーシャッタは、同一形状の光通過部及び遮光部を有するとともに、同軸に配置されており、前記回転制御手段は、前記第１ロータリーシャッタの遮光部と前記第２ロータリーシャッタの遮光部とが、前記光路の中心と回転軸とを通る仮想線に対して常に対称となるように、前記第１ロータリーシャッタと前記第２ロータリーシャッタとを互いに逆方向に回転させることが好ましい。

また、前記第１及び第２ロータリーシャッタの遮光部はほぼ半円状であって、前記回転制御手段は、前記照明光の光透過期間及び遮光期間が、内視鏡に内蔵される固体撮像素子のフィールド期間にそれぞれ同期するように、前記第１及び第２ロータリーシャッタの回転速度を制御することが好ましい。これにより、固体撮像素子をインターレース方式で駆動する場合に、奇数フィールドと偶数フィールドとの露光期間（電荷蓄積期間）を同一とすることができ、奇数フィールドと偶数フィールドとの間のブレをなくすことができる。

また、前記第１及び第２ロータリーシャッタとは異なる形状の光通過部及び遮光部を有するとともに、前記第１及び第２ロータリーシャッタと同軸に配置され、前記照明光の光路を光通過部と遮光部とが交互に通過するように回転自在とされた第３ロータリーシャッタをさらに備え、前記回転制御手段は、所定の条件に応じて、前記第１及び第２ロータリーシャッタ、または、前記第３ロータリーシャッタを選択して駆動することも好ましい。第３ロータリーシャッタを駆動する場合は、第１及び第２ロータリーシャッタを駆動する場合より露光期間の積算光量が低下するが、大きな光量を必要としない場合に、第３ロータリーシャッタを用いることで、消費電力の低下を図ることができる。

この場合、前記回転制御手段は、前記光源の種類を検知し、前記光源の照明光量が高い場合には、前記第１及び第２ロータリーシャッタを駆動し、前記光源の照明光量が低い場合には、前記第３ロータリーシャッタを駆動することが好ましい。

本発明の内視鏡用光源装置は、第１及び第２ロータリーシャッタを備え、第１ロータリーシャッタの遮光部と第２ロータリーシャッタの遮光部とが、光路を両側から閉じ、光路を中心から開くように、前記第１ロータリーシャッタと前記第２ロータリーシャッタとを回転させるので、回転速度を上げずに、照明光の光量の立ち上がり時間及び立ち下がり時間を短縮し、光通過期間の積算光量を増加させることができる。

図１において、電子内視鏡装置２は、電子内視鏡１０、プロセッサ装置１１、光源装置１２などから構成される。電子内視鏡１０は、被検体内に挿入される可撓性の挿入部１３と、挿入部１３の基端部分に連設された手元操作部１４と、プロセッサ装置１１及び光源装置１２に接続されるユニバーサルコード１５とを備えている。

挿入部１３の先端には、ＣＣＤ４０（図３参照）を内蔵した先端部１６が連設されている。先端部１６の後方には、複数の湾曲駒を連結した湾曲部１７が設けられている。湾曲部１７は、手元操作部１４に設けられたアングルノブ１８が操作されて、挿入部１３内に挿設されたワイヤが押し引きされることにより、上下左右方向に湾曲動作する。これにより、先端部１６が被検体内の所望の方向に向けられる。

ユニバーサルコード１５の基端は、コネクタ１９に連結されている。コネクタ１９は、複合タイプのものであり、コネクタ１９にはプロセッサ装置１１が接続される他、光源装置１２が接続される。

プロセッサ装置１１は、ＣＣＤ４０から出力される画像信号を受信し、受信した画像信号に各種信号処理を施す。プロセッサ装置１１で処理が施された画像信号は、ＮＴＳＣ信号等の映像信号に変換され、プロセッサ装置１１にケーブル接続されたモニタ２０に観察画像として表示される。また、プロセッサ装置１１は、光源装置１２と電気的に接続され、電子内視鏡装置２の動作を統括的に制御する。

電子内視鏡１０の手元操作部１４には、注射針や高周波メスなどが先端に配された各種処置具が挿通される鉗子口２１の他、光源装置１２に内蔵された送気送水装置（図示せず）から供給される空気や洗浄水による送気送水を行うための送気送水ボタン２２などの操作ボタンが設けられている。

図２において、先端部１６の端面１６ａには、観察窓３０、照明窓３１、鉗子出口３２、及び送気送水用ノズル３３が設けられている。観察窓３０は、端面１６ａの片側中央に配置されている。照明窓３１は、観察窓３０に関して対称な位置に２個配され、被検体内の被観察部位に光源装置１２からライトガイド５６（図３参照）を介して導かれた照明光を照射する。鉗子出口３２は、挿入部１３内に配設された鉗子チャンネル（図示せず）に接続され、鉗子口２１に連通しており、鉗子口２１から挿入された処置具の先端が露出される。送気送水用ノズル３３は、送気送水ボタン２２の操作に応じて送気送水装置から供給される洗浄水や空気を、観察窓３０に向けて噴射する。

図３において、電子内視鏡１０の先端部１６には、ＣＣＤ４０が内蔵されており、ＣＣＤ４０は、観察窓３０に対向して設けられた対物レンズ４１の結像位置に配設されている。ＣＣＤ４０は、カラー撮像方式として単板同時方式が採用されたインターライン型ＣＣＤであり、受光面には、複数の色セグメントからなるカラーフィルタ（例えば、ベイヤー配列の原色カラーフィルタ）が配置されている。

ＴＧ４２は、ＣＰＵ４３の制御に基づき、ＣＣＤ４０の駆動パルス（垂直／水平走査パルス、リセットパルス等）とアナログ信号処理回路（ＡＦＥ）４４用の同期パルスとを発生する。ＣＣＤ４０は、ＴＧ４２から入力される駆動パルスによりインターレース方式で駆動される。具体的には、ＣＣＤ４０は、対物レンズ４１を介して結像された光学像を光電変換素子により光電変換し、画像信号を奇数フィールドと偶数フィールドとに分けて出力する。奇数フィールドの画像信号、偶数フィールドの画像信号は、それぞれ１フィールド期間（１／６０秒）ごとに交互に出力される。

ＡＦＥ４４は、相関二重サンプリング（ＣＤＳ）回路、プログラマブルゲインアンプ（ＰＧＡ）、及びＡ／Ｄ変換器により構成されている。ＣＤＳ回路は、ＣＣＤ４０から出力された画像信号に対して相関二重サンプリング処理を施し、ＣＣＤ４０で生じるリセット雑音及びアンプ雑音の除去を行う。ＰＧＡは、ＣＤＳ回路によりノイズ除去が行われた画像信号を、ＣＰＵ４３から指定された所定の増幅率で増幅する。Ａ／Ｄ変換器は、ＰＧＡにより増幅された画像信号を、所定のビット数のデジタル信号に変換する。ＡＦＥ４４から出力されたデジタル形式の画像信号は、同期パルスとともに、プロセッサ装置１１内に入力される。

ＣＰＵ４３は、プロセッサ装置１１内のＣＰＵ４５と通信を行い、電子内視鏡１０内の各部の制御を行う。プロセッサ装置１１は、ＣＰＵ４５、デジタル信号処理回路（ＤＳＰ）４６、Ｄ／Ａ変換器４７を備えている。ＣＰＵ４５は、プロセッサ装置１１内の各部を制御するとともに、電子内視鏡装置２の全体を統括的に制御する。

ＤＳＰ４６は、ＣＰＵ４５の制御に基づき、電子内視鏡１０のＡＦＥ４４から入力された画像信号に対し、色補間、ホワイトバランス調整、ガンマ補正、画像強調処理等を行い、映像信号を生成する。Ｄ／Ａ変換器４７は、ＤＳＰ４６により生成された映像信号をアナログ信号に変換してモニタ２０に出力する。なお、ＤＳＰ４６は、モニタ２０に動画像を表示させる際には、映像信号を奇数フィールドと偶数フィールドとに分けたまま、ＮＴＳＣ信号としてＤ／Ａ変換器４７に入力する。また、ＤＳＰ４６は、電子内視鏡１０の手元操作部１４に設けられたフリーズボタン（図示せず）等の操作に応じて、静止画像の記録を行う際には、奇数フィールドの画像信号と偶数フィールドの画像信号とで１フレーム分の静止画像を合成して、メモリ（図示せず）に記録する。

光源装置１２は、ＣＰＵ４８、光源４９、光源ドライバ５０、第１及び第２ロータリーシャッタ５１ａ，５１ｂ、第１及び第２モータ５２ａ，５２ｂ、第１及び第２モータドライバ５３ａ，５３ｂ、第１及び第２回転検出センサ５４ａ，５４ｂ、集光レンズ５５を備えている。ＣＰＵ４８は、プロセッサ装置１１のＣＰＵ４５と通信し、光源ドライバ５０と第１及び第２モータドライバ５３ａ，５３ｂの制御を行う。光源４９は、キセノンランプやハロゲンランプなどからなり、光源ドライバ５０により発光制御が行われる。

第１及び第２ロータリーシャッタ５１ａ，５１ｂは、光源４９と集光レンズ５５との間に設けられている。集光レンズ５５は、第１及び第２ロータリーシャッタ５１ａ，５１ｂを通過した照明光を集光して、電子内視鏡１０のライトガイド５６の入射端５６ａに導く。

第１ロータリーシャッタ５１ａは、図４（Ａ）に示すように、円盤状部材の一部が回転軸６２ａを中心とした半円状に切り欠かれ、この切り欠き部分が光通過部６０ａ、残りの部分が遮光部６１ａとされている。第２ロータリーシャッタ５１ｂは、図４（Ｂ）に示すように、第１ロータリーシャッタ５１ａと同一の構成であって、回転軸６２ｂを中心として半円状に切り欠かれた部分である光通過部６０ｂと、残りの遮光部６１ｂとからなる。

第１ロータリーシャッタ５１ａは、回転軸６２ａを中心とした回転に伴い、光源４９からの照明光の光路Ｐを光通過部６０ａと遮光部６１ａとが交互に通過する（横切る）ように、回転軸６２ａが光路Ｐに平行に配置されている。同様に、第２ロータリーシャッタ５１ｂは、回転軸６２ｂを中心とした回転に伴い、光路Ｐを光通過部６０ｂと遮光部６１ｂとが交互に通過するように、回転軸６２ｂが光路Ｐに平行に配置されている。回転軸６２ａ，６２ｂは、同軸に配置され、第１及び第２モータ５２ａ，５２ｂにそれぞれ接続されている。

第１及び第２モータドライバ５３ａ，５３ｂは、ＣＰＵ４８の制御に基づき、第１及び第２モータ５２ａ，５２ｂをそれぞれ駆動する。ＣＰＵ４８は、光路Ｐの中心と回転軸６２ａ，６２ｂとを通る仮想線Ｌに対して、遮光部６１ａ，６１ｂが常に対称となるように、第１及び第２ロータリーシャッタ５１ａ，５１ｂをそれぞれ同一の回転速度で、かつ互いに逆方向に回転させる。このとき、ＣＰＵ４８は、プロセッサ装置１１のＣＰＵ４５の制御に基づき、図５に示すように、前述の１／６０秒のフィールド期間に対して、光通過期間（光通過部６０ａ，６０ｂが光路Ｐを通過する期間）と遮光期間（遮光部６１ａ，６１ｂが光路Ｐを通過する期間）が正確に同期するように、１／３０秒ごとに１回転する速度で、第１及び第２ロータリーシャッタ５１ａ，５１ｂを回転させる。

光通過期間には、光源４９から発せられた照明光が第１及び第２ロータリーシャッタ５１ａ，５１ｂの光通過部６０ａ，６０ｂを通過してライトガイド５６に入射し、電子内視鏡１０の照明窓３１から照明光が被検体に向けて射出される。図５に示す例では、この光通過期間にＣＣＤ４０に露光（電荷蓄積）が行われるとともに、ＣＣＤ４０から偶数フィールドの読み出しが行われる。一方、遮光期間には、光源４９から発せられた照明光が第１及び第２ロータリーシャッタ５１ａ，５１ｂの遮光部６１ａ，６１ｂに遮断されてライトガイド５６に入射せず、照明窓３１から照明光が射出されないため、被検体内は暗くなる。同図の例では、この遮光期間にＣＣＤ４０から奇数フィールドの読み出しが行われる。すなわち、第ｎ番目のフィールド期間（光通過期間）にＣＣＤ４０に生成された信号電荷は、第ｎ＋１番目のフィールド期間（遮光期間）に奇数フィールドが読み出され、第ｎ＋２番目のフィールド期間（光通過期間）に偶数フィールドが読み出される。

第１及び第２回転検出センサ５４ａ，５４ｂは、フォトインタラプタからなり、第１及び第２ロータリーシャッタ５１ａ，５１ｂの回転位置を検出する。ＣＰＵ４８は、第１及び第２回転検出センサ５４ａ，５４ｂの検出値に基づいて、第１及び第２モータドライバ５３ａ，５３ｂの制御を行う。

次に、以上のように構成された電子内視鏡装置２の作用を説明する。電子内視鏡装置２を用いて被検体内を観察する際には、電子内視鏡１０、プロセッサ装置１１、光源装置１２、及びモニタ２０の各電源をオンにして、電子内視鏡１０の挿入部１３を被検体内に挿入し、光源装置１２からの照明光で被検体内を照明しながら、ＣＣＤ４０により撮像される被検体内の観察画像をモニタ２０で観察する。

このとき、ＣＣＤ４０は、ＴＧ４２によりインターレース方式で駆動され、図５に示すように、１フィールド期間（１／６０秒）ごとに、奇数フィールドの画像信号と偶数フィールドの画像信号とを交互に出力する。ＣＣＤ４０から出力された各画像信号は、ＡＦＥ４４を介して同期パルスとともにプロセッサ装置１１内に入力される。プロセッサ装置１１のＣＰＵ４５は、画像信号とともに入力される同期パルスに基づいて第１及び第２ロータリーシャッタ５１ａ，５１ｂを回転駆動するように、光源装置１２のＣＰＵ４８に指示を与える。

光源装置１２のＣＰＵ４８は、光源ドライバ５０を制御して光源４９に照明光の発光を行わせるとともに、第１及び第２モータドライバ５３ａ，５３ｂを制御して第１及び第２ロータリーシャッタ５１ａ，５１ｂを回転させる。このとき、ＣＰＵ４８は、図５に示すように、第１及び第２ロータリーシャッタ５１ａ，５１ｂを通過して集光レンズ５５に入射する照明光の光量（光出力）の変化が、ＣＣＤ４０から出力される画像信号のフィールド期間に正確に同期し、遮光期間が奇数フィールドの読み出し期間に対応するように、第１及び第２ロータリーシャッタ５１ａ，５１ｂの回転制御を行う。

ＣＰＵ４８は、図６に示すように、光路Ｐの中心と回転軸６２ａ，６２ｂとを通る仮想線Ｌに対して、遮光部６１ａ，６１ｂが常に対称となるように、第１及び第２ロータリーシャッタ５１ａ，５１ｂをそれぞれ同一の回転速度で、かつ互いに逆方向に回転させる。第１ロータリーシャッタ５１ａは、正転方向（図の反時計方向）に回転され、第２ロータリーシャッタ５１ｂは、逆転方向（図の時計方向）に回転される。遮光部６１ａ，６１ｂは、それぞれ半円状であるため、遮光期間は、１回転周期（１／３０秒）の半分（１／６０秒）となる。

ここで、第１及び第２ロータリーシャッタ５１ａ，５１ｂの回転速度をｖ、光路Ｐの幅をｗとすると、集光レンズ５５に入射する照明光の光量Ｑの立ち上がり時間ｔｒ及び立ち下がり時間ｔｆは、それぞれ約ｗ／２ｖとなる。このように、本発明の光源装置１２は、第１及び第２ロータリーシャッタ５１ａ，５１ｂの遮光部６１ａ，６１ｂにより、光路Ｐを両側から閉じ、その後、光路Ｐを中心から開くため、光量Ｑの立ち上がり時間ｔｒ及び立ち下がり時間ｔｆは、図１１に示す従来例と比較して、約１／２倍となる。よって、光通過期間における積算光量（露光量）が向上し、より明るい画像が得られる。

次に、本発明の第２実施形態について説明する。図７において、第２実施形態の光源装置７０は、光路Ｐ上に、第１及び第２ロータリーシャッタ５１ａ，５１ｂに加えて、第３ロータリーシャッタ７１を備えるとともに、第３ロータリーシャッタ７１を駆動する第３モータ７２、第３モータ７２の駆動を制御する第３モータドライバ７３、及び第３回転検出センサ７４が設けられている点が第１実施形態の光源装置１２と異なる。その他の構成要素は、第１実施形態と同一であるため、第１実施形態と同一の符号を付し、詳しい説明は省略する。

第３ロータリーシャッタ７１は、背景技術で説明したロータリーシャッタ１００（図１１参照）と同一の構成であり、図８に示すように、円盤状部材の一部が回転軸７７を中心として扇形状に切り欠かれ、この切り欠き部分が光通過部７５、残りの部分が遮光部７６とされている。この第３ロータリーシャッタ７１は、回転軸７７を中心とした回転に伴い、照明光の光路Ｐを光通過部７５と遮光部７６とが交互に通過するように、回転軸７７が光路Ｐに平行に配置されている。回転軸７７を中心とした遮光部７６の中心角θは、遮光期間が１回転周期の半分となるように、光路Ｐの幅の分だけ１８０°より大きく設定されている。回転軸７７は、回転軸６２ａ，６２ｂと同軸に配置され、第３モータ７２に接続されている。

本実施形態では、ＣＰＵ４８は、使用している光源４９の種類に応じて、第１及び第２ロータリーシャッタ５１ａ，５１ｂを駆動するか、または、第３ロータリーシャッタ７１を駆動するかを選択的に切り替える。ＣＰＵ４８は、第１及び第２ロータリーシャッタ５１ａ，５１ｂを駆動する場合には、光通過部７５が光路Ｐ上に位置するように第３ロータリーシャッタ７１を停止させた状態で、上記第１実施形態と同様に、第１及び第２ロータリーシャッタ５１ａ，５１ｂを回転させる。つまり、図６に示すように、仮想線Ｌに対して、遮光部６１ａ，６１ｂが常に対称となるように、第１及び第２ロータリーシャッタ５１ａ，５１ｂをそれぞれ同一の回転速度で、かつ互いに逆方向に回転させる。一方、ＣＰＵ４８は、第３ロータリーシャッタ７１を駆動する場合には、光通過部６０ａ，６０ｂが光路Ｐ上に位置するように第１及び第２ロータリーシャッタ５１ａ，５１ｂを停止させた状態で、第３ロータリーシャッタ７１を一定の回転速度で回転させる。

第１及び第２ロータリーシャッタ５１ａ，５１ｂを駆動する場合には、第３ロータリーシャッタ７１を駆動する場合に比べて、光通過期間における積算光量が向上するため、ＣＰＵ４８は、図９のフローチャートに示すように、光源４９の種類を検知し、照明光量が高いランプ（ハロゲンランプ等）が光源４９として用いられている場合には、第１及び第２ロータリーシャッタ５１ａ，５１ｂを駆動させる。一方、ＣＰＵ４８は、照明光量が低いランプ（キセノンランプ等）が光源４９として用いられている場合には、第３ロータリーシャッタ７１を駆動させる。第３ロータリーシャッタ７１を駆動する場合は、第３モータ７２のみを作動させれば良いため、第１及び第２ロータリーシャッタ５１ａ，５１ｂを駆動する場合と比べ、消費電力の低減を図ることができる。

なお、複数種類のランプをターレットなどで切り替え可能に設け、使用するランプの切り替え操作に応じて、ＣＰＵ４８が光源４９の種類を検知し、第１及び第２ロータリーシャッタ５１ａ，５１ｂを駆動するか、または、第３ロータリーシャッタ７１を駆動するかを選択するように構成しても良い。また、光源４９の種類に限られず、被検体の輝度（被写体輝度）等の撮影条件によって、第１及び第２ロータリーシャッタ５１ａ，５１ｂを駆動するか、または、第３ロータリーシャッタ７１を駆動するかを選択するように構成しても良い。例えば、被写体輝度が低い場合には、第１及び第２ロータリーシャッタ５１ａ，５１ｂを選択し、被写体輝度が高い場合には、第３ロータリーシャッタ７１を選択する。

また、上記実施形態では、ＣＣＤ４０をインターレース方式で駆動し、奇数フィールドの出力期間を遮光期間として設定する例を示しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、プログレッシブ方式等の他の方式でＣＣＤ４０を駆動する場合においても本発明は適用可能である。プログレッシブ方式等の場合においても露光期間以外の読み出し期間（電荷転送期間）は、ノイズ防止のために遮光されていることが好ましい。この読み出し期間を遮光期間とするように、第１及び第２ロータリーシャッタ５１ａ，５１ｂを構成しても良い。この場合には、遮光期間は、必ずしも１回転周期（１フレーム周期）の半分とはならないため、１回転周期中の遮光期間の割合に応じて、遮光部６１ａ，６１ｂの中心角を決定すれば良い。

また、上記実施形態では、第１及び第２ロータリーシャッタ５１ａ，５１ｂを同軸に配置しているが、本発明はこれに限定されず、図１０に示すように、光路Ｐの中心に対して１８０°回転対称となる位置に回転軸６２ａ，６２ｂが位置するように、第１及び第２ロータリーシャッタ５１ａ，５１ｂを配置しても良い。この場合、ＣＰＵ４８は、光路Ｐの中心と回転軸６２ａ，６２ｂとを通る仮想線Ｌに対して、遮光部６１ａ，６１ｂが常に対称となるように、第１及び第２ロータリーシャッタ５１ａ，５１ｂをそれぞれ同一の回転速度で、同方向に回転させる。

電子内視鏡装置を示す外観図である。 電子内視鏡の先端部の端面を示す平面図である。 電子内視鏡装置の構成を示すブロック図である。 （Ａ）は、第１ロータリーシャッタの平面図であり、（Ｂ）は、第２ロータリーシャッタの平面図である。 第１及び第２ロータリーシャッタを通過する光量とＣＣＤの出力信号との関係を示すタイミングチャートである。 第１及び第２ロータリーシャッタの回転位置と第１及び第２ロータリーシャッタを通過する光量との関係を説明する説明図である。 本発明の第２実施形態に係る電子内視鏡装置の構成を示すブロック図である。 第３ロータリーシャッタの平面図である。 ロータリーシャッタの切り替え動作を説明するフローチャートである。 第１及び第２ロータリーシャッタの配置に関する変形例を示す平面図である。 従来のロータリーシャッタの回転位置とロータリーシャッタを通過する光量との関係を説明する説明図である。

符号の説明

２ 電子内視鏡装置
１０ 電子内視鏡
１１ プロセッサ装置
１２ 光源装置
４０ ＣＣＤ
４８ ＣＰＵ（回転制御手段）
４９ 光源
５１ａ 第１ロータリーシャッタ
５１ｂ 第２ロータリーシャッタ
５６ ライトガイド
６０ａ，６０ｂ 光通過部
６１ａ，６１ｂ 遮光部
６２ａ，６２ｂ 回転軸
７０ 光源装置
７１ 第３ロータリーシャッタ
７５ 光通過部
７６ 遮光部
７７ 回転軸

Claims (5)

1. 照明光を発する光源と、
   前記照明光を通過させる光通過部と前記照明光を遮断する遮光部とを有し、前記照明光の光路を光通過部と遮光部とが交互に通過するように回転自在とされた第１ロータリーシャッタ及び第２ロータリーシャッタと、
   前記第１ロータリーシャッタの遮光部と前記第２ロータリーシャッタの遮光部とが、前記光路を両側から閉じ、前記光路を中心から開くように、前記第１ロータリーシャッタと前記第２ロータリーシャッタとを回転させる回転制御手段と、
   を備えることを特徴とする内視鏡用光源装置。
2. 前記第１及び第２ロータリーシャッタは、同一形状の光通過部及び遮光部を有するとともに、同軸に配置されており、
   前記回転制御手段は、前記第１ロータリーシャッタの遮光部と前記第２ロータリーシャッタの遮光部とが、前記光路の中心と回転軸とを通る仮想線に対して常に対称となるように、前記第１ロータリーシャッタと前記第２ロータリーシャッタとを互いに逆方向に回転させることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡用光源装置。
3. 前記第１及び第２ロータリーシャッタの遮光部はほぼ半円状であって、
   前記回転制御手段は、前記照明光の光透過期間及び遮光期間が、内視鏡に内蔵される固体撮像素子のフィールド期間にそれぞれ同期するように、前記第１及び第２ロータリーシャッタの回転速度を制御することを特徴とする請求項２に記載の内視鏡用光源装置。
4. 前記第１及び第２ロータリーシャッタとは異なる形状の光通過部及び遮光部を有するとともに、前記第１及び第２ロータリーシャッタと同軸に配置され、前記照明光の光路を光通過部と遮光部とが交互に通過するように回転自在とされた第３ロータリーシャッタをさらに備え、
   前記回転制御手段は、所定の条件に応じて、前記第１及び第２ロータリーシャッタ、または、前記第３ロータリーシャッタを選択して駆動することを特徴とする請求項２または３に記載の内視鏡用光源装置。
5. 前記回転制御手段は、前記光源の種類を検知し、前記光源の照明光量が高い場合には、前記第１及び第２ロータリーシャッタを駆動し、前記光源の照明光量が低い場合には、前記第３ロータリーシャッタを駆動することを特徴とする請求項４に記載の内視鏡用光源装置。

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