JP2013236815A - 内視鏡装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】、同じ撮像素子の場合に対して高画質の画像と、滑らかな画像の表示を選択できる内視鏡装置を提供する。
【解決手段】モード変更スイッチ２１により、第１の駆動モードが選択された場合には制御回路２２は、スイッチＳＷ１の切替を制御して第１の水平転送クロックＣＫ１を用いてＴＧ１４が高い周波数のＣＣＤ駆動信号を生成させて、ＣＣＤ９からフレームレートの高い出力信号を出力させ、第２の駆動モードが選択された場合には制御回路２２は、スイッチＳＷ１の切替を制御して第２の水平転送クロックＣＫ２を用いてＴＧ１４が低い周波数のＣＣＤ駆動信号を生成させて、ＣＣＤ９からフレームレートが低い出力信号を出力させ、信号線１３ｂでの減衰を低減させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、撮像素子及び撮像素子に対する信号処理回路を備えた内視鏡装置に関する。
近年、撮像素子を挿入部の先端に搭載した内視鏡は、医療用分野及び工業用分野において広く用いられている。また、内視鏡に搭載される撮像素子は、その画素数を増大して高画素化される傾向にある。
このように撮像素子の画素数を増大した場合には、増大前の場合と同じフレームレートを維持するためには、撮像素子により撮像された画像情報を読み出すための撮像素子駆動信号における水平転送信号等の駆動周波数を高くする必要がある。
例えば、第１の従来例としての第３３１２７６６号特許公報においては、複数種類の撮像素子に対応して撮像素子駆動回路や信号処理回路を複数、設けた信号処理装置を備え、信号処理装置に接続された内視鏡に搭載された撮像素子に対応した撮像素子駆動回路及び信号処理回路を選択する内視鏡装置を開示している。
また、第１の従来例としての第４６０８７６６号特許公報においては、撮像素子を搭載したカメラにおいて、検知された明るさ及び照明の周波数に応じて撮像素子のフレームレートを変更する内容を開示している。
第３３１２７６６号特許公報 第４６０８７６６号特許公報
第１の従来例においては、撮像素子ごとに駆動周波数が固定されてしまう。そのため、画質を重視してフレームレートを遅く設定した場合においては、被写体に動きがあると滑らかな映像を表示することはできない。
また、第２の従来例においては、フレームレートのみを変更するため、露光時間が増えるものの駆動周波数を変化しない構成であるため、内視鏡に適用した場合、信号伝送路による信号減衰が発生してしまう。そのため、信号伝送路による信号減衰のために画質が劣化する。
このため、同じ撮像素子を用いた場合において、ユーザの選択に応じて、高画質の画像と、動きに対応した滑らかな画像との表示を選択できる利便性の高い内視鏡装置が望まれる。
本発明は上述した点に鑑みてなされたもので、同じ撮像素子の場合に対して高画質の画像と、滑らかな画像の表示を選択できる内視鏡装置を提供することを目的とする。
本発明の一態様の内視鏡装置は、被写体を撮像するために、表示に利用される有効画素領域と共に、表示に利用されない無効画素領域とを備えた撮像素子と、前記撮像素子の出力信号をサンプリングしてデジタル信号に変換する1つのアナログフロントエンド回路と、前記アナログフロントエンド回路を経て入力される前記撮像素子の出力信号に対する信号処理を行う信号処理回路と、異なる周波数の水平転送クロックを用いて前記撮像素子を駆動する第１及び第２の撮像素子駆動モードで前記撮像素子を選択的に駆動するための第１及び第２の撮像素子駆動信号を生成する1つのタイミングジェネレータと、前記タイミングジェネレータ及び前記信号処理回路の動作を制御する制御回路と、
を備え、前記制御回路は、前記第１の撮像素子駆動モードから前記第２の撮像素子駆動モードに切り替える際に、前記タイミングジェネレータが、前記撮像素子の前記有効画素領域の画素情報の転送完了後の前記無効画素領域の画素情報の転送開始から次の垂直同期信号を出力する前に前記第２の撮像素子駆動信号を生成するように前記水平転送クロックの周波数に変更した後、前記次の垂直同期信号を出力するように制御する。
本発明の他の態様の内視鏡装置は、被写体を撮像するために、表示に利用される有効画素領域と共に、表示に利用されない無効画素領域とを備えた撮像素子と、前記撮像素子の出力信号をサンプリングしてデジタル信号に変換する1つのアナログフロントエンド回路と、前記アナログフロントエンド回路を経て入力される前記撮像素子の出力信号に対する信号処理を行う信号処理回路と、異なる周波数の水平転送クロックで前記撮像素子を駆動する第１及び第２の撮像素子駆動モードで前記撮像素子を選択的に駆動するための第１及び第２の撮像素子駆動信号をそれぞれ生成する第１及び第２のタイミングジェネレータと、前記第１及び第２のタイミングジェネレータ及び前記信号処理回路の動作を制御する制御回路と、を備え、前記制御回路は、前記第１の撮像素子駆動モードから前記第２の撮像素子駆動モードに切り替える際に、前記第１のタイミングジェネレータが、前記撮像素子の前記有効画素領域の画素情報の転送完了後の前記無効画素領域の画素情報の転送開始から次の垂直同期信号を出力する前に、前記第２のタイミングジェネレータが前記第２の撮像素子駆動信号を生成するように前記水平転送クロックの周波数に変更した後、前記次の垂直同期信号を出力するように制御する。
本発明のさらに他の態様の内視鏡装置は、被写体を撮像するために、表示に利用される有効画素領域と共に、表示に利用されない無効画素領域とを備えた撮像素子と、前記撮像素子の出力信号をサンプリングしてデジタル信号に変換する第１及び第２のアナログフロントエンド回路と、前記アナログフロントエンド回路を経て入力される前記撮像素子の出力信号に対する信号処理を行う信号処理回路と、異なる周波数の水平転送クロックで前記撮像素子を駆動する第１及び第２の撮像素子駆動モードで前記撮像素子を選択的に駆動するための第１及び第２の撮像素子駆動信号をそれぞれ生成すると共に、第１及び第２のアナログフロントエンド回路にサンプリングパルスをそれぞれ出力する第１及び第２のタイミングジェネレータと、前記第１及び第２のタイミングジェネレータ及び前記信号処理回路の動作を制御する制御回路と、を備え、前記制御回路は、前記第１の撮像素子駆動モードから前記第２の撮像素子駆動モードに切り替える際に、前記第１のタイミングジェネレータが、前記撮像素子の前記有効画素領域の画素情報の転送完了後の前記無効画素領域の画素情報の転送開始から次の垂直同期信号を出力する前に前記第２の撮像素子駆動信号を生成するように前記水平転送クロックの周波数に変更した後、前記次の垂直同期信号を出力するように制御する。
本発明によれば、同じ撮像素子の場合に対して高画質の画像と、滑らかな画像の表示を選択できる内視鏡装置を提供することができる。
図１は本発明の第１の実施形態の内視鏡装置の全体構成を示す図。 図２は撮像素子の概略の構成を示す図。 図３（Ａ）は撮像素子の有効画素領域及び無効画素領域を示し、図３（Ｂ）はモード変更の指示操作に対して実際にモード変更を行う期間を示す図。 図４（Ａ）と図４（Ｂ）は第１の駆動モードのＣＣＤ駆動信号と第２の駆動モードのＣＣＤ駆動信号とで撮像素子を駆動した場合のアナログフロントエイドに入力される信号波形を示す図。 図５はモード変更（切替）の指示のタイミングでモード切替を行った場合に画像の乱れが発生することを示す図。 図６はモード変更の指示が行われた時、モード変更の指示が行われた画像のフレーム終了付近でモード変更の処理を行う動作のタイミング図。 図７は第１の実施形態におけるモード変更の指示が行われた場合の代表的な処理を示すフローチャート。 図８は本発明の第２の実施形態の内視鏡装置の全体構成を示す図。 図９は第２の実施形態におけるモード変更の指示が行われた時の動作説明のタイミング図。 図１０は第２の実施形態におけるモード変更の指示が行われた場合の代表的な処理を示すフローチャート。 図１１は本発明の第３の実施形態の内視鏡装置の全体構成を示す図。 図１２は第３の実施形態におけるモード変更の指示が行われた場合の代表的な処理を示すフローチャート。
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
（第１の実施形態）
図１に示すように本発明の第１の実施形態の内視鏡装置１は、細長の挿入部２を有する内視鏡３と、この内視鏡３の後端側が一体的又は着脱自在に接続される内視鏡装置本体部（以下、単に本体部と略記）４と、本体部４に一体的に又は着脱自在に接続されるモニタ５とを有する。
上記内視鏡３は、挿入部２の先端部６に照明光を出射する照明窓と、照明された被写体を撮像する撮像窓（観察窓）とが設けられ、照明窓には白色光を出射する発光ダイオード（ＬＥＤと略記）７が取り付けられ、撮像窓には対物レンズ８が取り付けられ、その結像位置に撮像素子としての電荷結合素子（ＣＣＤと略記）９が配置されている。
ＬＥＤ７は、挿入部２内を挿通された駆動線１１を介して本体部４内部のＬＥＤ電源１２に接続され、ＬＥＤ電源１２から出力されるＬＥＤ駆動電源により発光し、照明窓から白色光を出射し、被写体を照明する。
また、照明された被写体は、対物レンズ８により、ＣＣＤ９の撮像面に光学像を結像する。ＣＣＤ９は、挿入部２内を挿通された信号ケーブル１３における信号線１３ａを介して、本体部４内に配置されたＣＣＤ駆動信号を生成するタイミングジェネレータ（ＴＧと略記）１４に接続され、信号ケーブル１３における信号線１３ｂを介して、本体部４内に配置されたアナログフロントエンド（ＡＦＥと略記）１５に接続される。
このＡＦＥ１５は、ＣＣＤ９の出力信号からＣＣＤ９における信号成分を抽出する相関二重サンプリング回路（ＣＤＳ回路と略記、図１中ではＣＤＳ）１６と、ＣＤＳ回路１６によりサンプリングしたアナログの信号成分をデジタルの画像信号に変換するアナログデジタル変換回路（Ａ／Ｄ変換回路と略記、図１中ではＡ／Ｄ）１７とを内蔵する。
ＴＧ１４は、ＣＤＳ回路１６に対して、ＣＣＤ９の出力信号における画像信号成分を抽出するためのサンプリングパルス（ＳＰと略記）と、Ａ／Ｄ変換回路１７に対してＡ／Ｄ変換を行うＡ／Ｄ変換パルスとをＡＦＥ用パルスとして出力する。
Ａ／Ｄ変換回路１７により変換されたデジタルの画像信号は、信号処理回路１８に入力される。
信号処理回路１８は、ＡＦＥ１５から出力されるデジタルの画像信号に対して、表示手段としてのモニタ５で表示する映像信号（画像信号）に変換するための（ＣＣＤ９の出力信号に対して、色分離する色分離処理、ホワイトバランス処理、ガンマ処理、輪郭強調処理等）の信号処理を行う。
また、本実施形態においては、ＣＣＤ９を２つの異なる駆動周波数で駆動することができるように駆動モード（単にモードとも言う）を変更するモード変更スイッチ２１が設けてある。ユーザは、モード変更スイッチ２１を指示操作することにより、第１の駆動モードの場合の動作状態から第２の駆動モードで動作させるように駆動モードを変更する変更指示と、その逆に第２の駆動モードの動作状態から第１の駆動モードで動作させるようにモード変更指示を行うことができる。
モード変更スイッチ２１の操作によるモード変更信号は、本体部４の動作を制御する制御回路２２に入力される。制御回路２２は、モード変更信号が入力されると、モード変更に対応した動作を行うように本体部４内のＴＧ１４，信号処理回路１８等の動作を制御する。
また、本実施形態においては、信号処理回路１８は、ＴＧ１４が第１及び第２のＣＣＤ駆動モードに対応したＣＣＤ駆動信号を生成できるように第１及び第２出力端から第１水平転送クロックＣＫ１，第２水平転送クロックＣＫ２とを第１切替スイッチ（以下、第１スイッチと略記）ＳＷ１を介してＴＧ１４に出力する。なお、第１水平転送クロックＣＫ１は、フレームレートが高い画像を生成するためのＣＣＤ駆動信号を生成することができるように高い周波数に設定されており、これに対して第２水平転送クロックＣＫ２は画質の良い画像を生成するためのＣＣＤ駆動信号を生成することができるように低い周波数に設定されている。
ＴＧ１４は、第１スイッチＳＷ１を経て選択的に入力される第１水平転送クロックＣＫ１又は第２水平転送クロックＣＫ２を用いて第１の駆動モード、第２の駆動モードに対応したＣＣＤ駆動信号をＣＣＤ９に出力する。
なお、図１においては、信号処理回路１８が、第１水平転送クロックＣＫ１及び第２水平転送クロックＣＫ２を発生するクロック発生回路を備えた構成で示しているが、信号処理回路１８の外部にクロック発生回路を設けた構成にしても良い。
この場合も、制御回路２２は、クロック発生回路から出力される第１水平転送クロックＣＫ１及び第２水平転送クロックＣＫ２をＴＧ１４に選択的に出力する第１スイッチＳＷ１の切替を制御する。なお、制御回路２２には、信号処理回路１８から第１水平転送クロックＣＫ１及び第２水平転送クロックＣＫ２が入力され、制御回路２２は第１水平転送クロックＣＫ１又は第２水平転送クロックＣＫ２に同期して制御動作を行う。
第１スイッチＳＷ１は、通常は、図１に示すように第１水平転送クロックＣＫ１をＴＧ１４に出力するように制御回路２２により設定されている。モード変更指示の操作が行われると、制御回路２２は第２水平転送クロックＣＫ２をＴＧ１４に出力するように第１スイッチＳＷ１を切り替える。また、第２水平転送クロックＣＫ２をＴＧ１４に出力する状態に切り替えた後、さらにモード変更指示の操作が行われると、制御回路２２は第１水平転送クロックＣＫ１をＴＧ１４に出力するように第１スイッチＳＷ１を切り替える。
信号処理回路１８により信号処理された画像信号は、第２スイッチＳＷ２を経て第１フレームバッファ２３ａ又は第２フレームバッファ２３ｂに格納される。なお、第１フレームバッファ２３ａ又は第２フレームバッファ２３ｂは、フレームバッファコントローラ２４によって、フレームバッファ２３ａ，２３ｂへの書き込みと、フレームバッファ２３ａ，２３ｂからの読み出しの制御動作を行う。
また、第１フレームバッファ２３ａ又は第２フレームバッファ２３ｂに書き込まれた画像信号は、第３スイッチＳＷ３を経てＤ／Ａ変換回路２５に出力される。Ｄ／Ａ変換回路２５は、デジタルの画像信号をアナログの画像信号に変換してモニタ５に出力する。モニタ５の表示面には、ＣＣＤ９の撮像面に結像された光学像が、内視鏡画像として表示される。また、本体部４内には、本体部４内の各回路などに動作させる電源を供給する電源回路２６が設けてある。
図２はＣＣＤ９の撮像面３１及び信号出力部周辺を示す。ＣＣＤ９の撮像面３１は、水平方向及び垂直方向に規則的に（受光して）光電変換する画素を形成する受光素子３２ａを配置して受光部３２が形成されている。また、水平方向に隣接する受光素子３２ａ，３２ａとの間に垂直方向に延びる転送転送列３３ａを配置してインターラインタイプの垂直転送部３３が形成されている。なお、ここではインターラインタイプの垂直転送部３３を示しているが、フレーム転送タイプの垂直転送部３３の場合にも同様に適用できる。
また、垂直転送部３３の底部には、垂直転送部３３の底部の信号電荷が転送されて入力される水平転送部３４が形成され、水平転送部３４の出力側の端部には、この水平転送部３４からＣＣＤ９の出力信号を出力するアンプ３５が設けてある。
垂直転送部３３側には、図４で示す垂直転送パルスＶ１，…，Ｖｎが印加され、水平転送部３４には水平転送パルスＨ１，Ｈ２等が印加される。また、図６に示す読み出しパルスＰｔの印加により受光部３２で蓄積した信号電荷は、垂直転送部３３に転送される。
また、撮像面３１は図３（Ａ）に示すように、モニタ５に内視鏡画像として表示する場合に利用される（受光部３２における）有効画素領域３１ａと、この有効画素領域３１ａの外側に形成され、表示には利用されない（受光部３２における）無効画素領域３１ｂとからなる。
撮像面３１の受光部３２で撮像され、垂直転送部３３に転送された信号電荷は、ＣＣＤ駆動信号の印加によって、図３における最も下となる１番目の第１水平ラインに沿って左側から右側に順次読み出され、次に下から２番目の第２水平ラインに沿って同様に読み出され、次に第３水平ラインに沿って同様に読み出される。このようにして、最後に最も上の水平ラインに沿っての信号電荷の読み出しが行われると、１フレーム分の画像の読み出しが終了する。
本実施形態においては、後述するようにモード変更指示がされた場合には、モード変更指示が行われたフレームの画像における有効画素領域３１ａの最後の水平ライン３１Ｌの読み出しが終了したタイミング以降（つまり図３における水平ライン３１Ｌの上側の無効画素領域３１Ｒでの信号読み出しを行っている期間）で、次の垂直同期信号が出力される前に、モード変更指示に対する処理を行うようにする。
このようにモード変更指示の操作入力があった場合、無効画素領域３１ｂにおいてモード変更指示に対する実質的な処理を行うことにより、モード変更時の画像の乱れを低減して円滑にモード変更した画像を表示できるように制御する。
図３（Ａ）の下側の図３（Ｂ）に、この場合の動作のタイミング図を示す。隣接する垂直同期信号（図３ではＶＤ）間の１フレーム期間において、その下側に示すように各フレームにおけるＣＣＤ９の有効画素領域３１ａと（無効画素領域３１ｂ中における）無効画素領域３１Ｒの画素の信号の読み出しが行われる。なお、図３（Ｂ）においては無効画素領域３１Ｒ以外の無効画素領域３１ｂを省略して示している。
そして、制御回路２２は、例えばモード変更指示が時間ｔｍで行われると、そのフレームにおける有効画素領域３１ａの終了後、無効画素領域３１Ｒの開始から次の垂直同期信号が出力されるまでの間の期間Ｔｓにおいて、実際にモード変更（モード切替）の処理を開始するように制御する。このように無効画素領域３１Ｒ中においてモード切替の処理を行うことにより、モード変更の信号のために後述する図５等のように読み出す画素位置がずれたり、画像信号のレベルが急に変化したりした場合においても、表示に用いないので不都合が発生しないようにできる。
図１に示した挿入部２は、特に工業用の分野においてはかなり長いため、ＣＣＤ９の出力信号を伝送する伝送路を形成する信号線１３ｂにより伝送した場合の波形の劣化が発生する。
本実施形態においては、第１の駆動モードと、第２の駆動モードとでＣＣＤ９を駆動することができ、例えば第１の駆動モードは、動きのある被写体を滑らかな動画として表示できるようにＴＧ１４は高い駆動周波数の第１のＣＣＤ駆動信号を生成する。つまり、高い駆動周波数のＣＣＤ駆動信号でＣＣＤ９の受光部３２の信号電荷を読み出すため、高いフレームレートで動画の表示ができる。なお、フレームレートは、ＣＣＤ９の受光部３２を構成する全画素数をＣＣＤ駆動信号における１画素の読み出しに用いられる駆動周波数としての図６に示す水平転送パルスＨ１，Ｈ２で示す水平転送信号の周波数で除算した値となる。
これに対して、第２の駆動モードは、画質を重視して、高画質の画像を表示できるようにＴＧ１４は、第１の駆動モードの場合よりも低い駆動周波数（つまり、より低いフレームレート）の第２のＣＣＤ駆動信号を生成する。
図４（Ａ）と図４（Ｂ）は信号線１３ｂを用いてＣＣＤ９の出力信号を伝送した場合における出力信号の波形を第１の駆動モードの場合と第２の駆動モードの場合とで示す。なお、図４における横軸は、時間、縦軸は信号レベルを示す。
ＣＣＤ９の出力信号は、点線で示すように出力される本来の信号波形を反映した角ばった信号波形であるが、長い信号線１３ｂのために信号線１３ｂを経てＡＦＥ１５に入力される波形（ＡＦＥ入力波形）は、実線で示すように信号線１３ｂの容量成分等のために鈍った波形になってしまう。
図４（Ａ）の場合は、水平転送信号の周波数が高いため、ＡＦＥ入力波形は、ＣＣＤ９の出力波形からの減衰量Ａ１が大きいものとなる。
これに対して図４（Ｂ）の場合は、図４（Ａ）に比較して水平転送信号の周波数を低くしているため、ＡＦＥ入力波形は、ＣＣＤ９の出力波形からの減衰量Ａ２が小さくなるようにできる。図４（Ｂ）では減衰量Ａ２は殆ど０となる。
このため、第２の駆動モードにおいては、ＣＣＤ９の出力信号を伝送する信号線１３ａによる信号波形の減衰を低減でき、信号線１３ｂにノイズが混入した場合においても、第１の駆動モードの場合に比較してＳ／Ｎの良い高画質の信号を本体部４内のＡＦＥ１５に入力させることができる。
そして、ＡＦＥ１５を経て信号処理回路１８により、モニタ５に表示する映像信号を生成した場合、信号線１３ａによる信号波形の減衰を低減したことにより、モニタ５においてＳ／Ｎの良い高画質の画像を表示することができるようにできる。
本実施形態においては、通常は被写体を動画として表示するため、第１の駆動モードにより動きのある被写体に対しても滑らかに表示できるようにフレームレート、又は水平転送信号の周波数が高い第１の駆動モードでＣＣＤ９を駆動すると共に、ＣＣＤ９の出力信号に対する信号処理を行う。
ユーザが高画質で表示することを望む場合には、モード変更スイッチ２１を操作することにより、制御回路２２は、第１の駆動モードよりもフレームレート又は水平転送信号の周波数が低い第２の駆動モードでＣＣＤ９を駆動するように制御すると共に、ＣＣＤ９の出力信号に対する信号処理を行うように制御する。そして、上記のようにモニタ５に、高画質の内視鏡画像を表示させることができる。
また、モード変更指示は第１の駆動モード中における任意のタイミングで行うことができるが、モード変更時に表示される画像の乱れを低減するために、本実施形態においてはモード変更時の画像のフレーム終了付近の期間においてモード変更のためのＣＣＤ駆動信号の変更を実質的に行うようにしている。
例えば、モード変更指示のタイミングに同期してＣＣＤ駆動信号を変更すると、図５に示すように画素位置が第１の駆動モードではｎであったものが、第２の駆動モードでは１に変更されるため、画像の乱れが発生する。
なお、図５（Ａ）は、第１の駆動モードでの水平転送パルスＨ１（第１行）に対してその２倍の周期となる第２の駆動モードでの水平転送パルスＨ１（第２行）とが同期した状態において、第１の駆動モードでの水平転送パルスＨ１の波形の立ち下がりのタイミングでモード変更（モード切替）の指示がされ、その指示に同期して第１の駆動モードから第２の駆動モードに切り替えた場合の水平転送パルスＨ１（第３行）と、対応する画素位置（第４行）を示している。
なお、図５（Ｂ）は、図５（Ａ）に対して、第１の駆動モードでの水平転送パルスＨ１（第１行）と第２の駆動モードでの水平転送パルスＨ１（第２行）とが逆位相の関係の場合で画像の乱れが発生することを示している。
図５に示すような画像の乱れが発生しないように本実施形態においては図６に示すようにモード変更指示のタイミングが行われた場合、モード変更指示のタイミングの画像の１フレームの終了付近まで待った後、モード変更指示された第２の駆動モードに変更する。
なお、図６の第１，第５行までは、ＣＣＤ９を駆動するＣＣＤ駆動信号としての垂直転送パルスＶ１，…，Ｖｎと、水平転送パルスＨ１，Ｈ２と、電荷掃き捨てパルス（ＳＵＢで略記）を示し、また図６は、モード変更のために処理を切り替えるモード境界付近の期間Ｔｃを拡大してその下側に示している。
なお、図６の横軸は時間であり、縦軸は、各信号のＨ，Ｌレベルを示す。期間Ｔｃを拡大した図６の下側の拡大図においては、第１スイッチＳＷ１の切替、垂直転送パルスＶ１、水平転送パルスＨ１、Ｈ２を示している。
図６に示すように第１の駆動モードにおいては、フレーム期間Ｔ１単位でＴＧ１４は、ＣＣＤ９にＣＣＤ駆動信号を印加する。ＴＧ１４は、フレーム期間Ｔ１の始めに読み出しパルスＰｔを発生し、受光部３２の電荷を垂直転送部３３に転送させ、その直後に電荷掃き捨てパルスＳＵＢを発生し、受光部３２の電荷をリセットする（掃き捨てる）。
その後、ＴＧ１４は、垂直転送パルスＶ１，…，Ｖｎと水平転送パルスＨ１，Ｈ２とをＣＣＤ９に印加して、受光部３２で受光し、光電変換した信号電荷を水平転送部３４からアンプ３５を経てＣＣＤ９の出力信号として出力させる。
そして、図６に示す時間ｔｍにおいてモード変更指示がされると、そのフレームの最終付近まで第１の駆動モードの状態を維持し、そのフレームの最終付近まで待ち、次のフレームの最初の垂直同期信号を出力する前に、制御回路２２は、拡大図に示すように第１スイッチＳＷ１を時間ｔｂのタイミングで切り替える。
なお、図６の図示例では最後の画素の読出（転送）が終了したタイミングの時間ｔｂにおいてモード変更の処理を開始する場合で示しているが、図３（Ｂ）に示すように有効画素領域３１ａの全ての画素の読み出しが完了した後の無効画素領域３１Ｒの画素の読出の開始から次の垂直同期信号を出力するまでの期間Ｔｓの間で行うようにすれば良い。
第１スイッチＳＷ１は、図６のＬレベルの場合には図１に示すように信号処理回路１８から第１水平転送クロックＣＫ１をＴＧ１４に出力し、Ｈレベルに切り替えられると、第２水平転送クロックＣＫ２をＴＧ１４に出力する。
ＴＧ１４は、第２水平転送クロックＣＫ２が入力されると、この第２水平転送クロックＣＫ２を用いて第２の駆動モードのＣＣＤ駆動信号を生成する動作を開始する。
図６の拡大図に示すように時間ｔｂのタイミングからＴＧ起動時間Ｔｇ後の時間ｔ２においてＴＧ１４は、第２の駆動モードでのＣＣＤ駆動信号を出力可能な状態となる。そしてＴＧ１４は、この時間ｔ２において垂直同期信号と、第２の駆動モードで最初の読み出しパルスＰｔと、最初の垂直転送パルスＶ１を発生する。
この最初の垂直転送パルスＶ１を発生後に、ＴＧ１４は、第２のモードで水平転送パルスＨ１，Ｈ２も出力する。
また、制御回路２２は、第２スイッチＳＷ２を、切替前の状態から切り替え、上記最初の読み出しパルスＰｔにより受光部３２から垂直転送部３３に転送された信号電荷を第２のＣＣＤ駆動信号によりＣＣＤ９から画像信号として読み出し、読み出した画像信号を切り替えたフレームバッファに書き込む。このようにして、第２の駆動モードのＣＣＤ駆動信号により、モード変更指示がされたフレーム期間Ｔ１中において受光部３２で受光した信号電荷を、フレーム期間Ｔ２かけてＣＣＤ９から読み出す。
なお、制御回路２２は、上記第２スイッチＳＷ２の切り替えと同期して第３スイッチＳＷ３の切り替えを行い、切替前に書き込んだ画像信号をフレームバッファから読み出し、モニタ５で表示する。
そして、１フレーム期間Ｔ２の経過後に、制御回路２２は、第２スイッチＳＷ２と第３スイッチＳＷ３を切り替える。第３スイッチＳＷ３の切替により、第２のモードで最初に書き込んだフレームバッファから画像信号を読み出し、モニタ５で表示する。以後は第２の駆動モードにおいて、第１の駆動モードの場合と同様の動作（但し、フレームレートが異なると共に、フレーム周期も異なる）が繰り返される。
このような構成の内視鏡装置１は、被写体を撮像するために、表示に利用される有効画素領域３１ａと共に、表示に利用されない無効画素領域３１ｂとを備えた撮像素子としてのＣＣＤ９と、前記撮像素子の出力信号をサンプリングしてデジタル信号に変換する1つのアナログフロントエンド回路１５と、前記アナログフロントエンド回路１５を経て入力される前記撮像素子の出力信号に対する信号処理を行う信号処理回路１８と、異なる周波数の水平転送クロックを用いて前記撮像素子を駆動する第１及び第２の撮像素子駆動モードで前記撮像素子を選択的に駆動するための第１及び第２の撮像素子駆動信号を生成する1つのタイミングジェネレータ１４と、前記タイミングジェネレータ１４及び前記信号処理回路１８の動作を制御する制御回路２２と、を備え、前記制御回路２２は、前記第１の撮像素子駆動モードから前記第２の撮像素子駆動モードに切り替える際に、前記タイミングジェネレータ１４が、前記撮像素子の前記有効画素領域３１ａの画素情報の転送完了後の前記無効画素領域３１ｂの画素情報の転送開始から次の垂直同期信号を出力する前に前記第２の撮像素子駆動信号を生成するように前記水平転送クロックの周波数に変更した後、前記次の垂直同期信号を出力するように制御することを特徴とする。
次に本実施形態の動作を図７を参照して説明する。図７は本実施形態の代表的な処理を示すフローチャートを示す。
図１に示す内視鏡装置１により被検体としての検査対象物の内部を検査するために、内視鏡装置１の電源を投入して、内視鏡３の挿入部２を検査対象物の内部に挿入する。この場合、図７に示すように最初のステップ１として、例えばユーザは、第１の駆動モードに設定する指示操作を行う。
なお、内視鏡装置１のデフォルト設定により、制御回路２２が第１の駆動モードで動作させるように設定しても良い。ステップＳ２に示すように、第１の駆動モードの設定指示に対応して、制御回路２２は、第１スイッチＳＷ１を図１に示すように第１の駆動モード側に設定する。すると、信号処理回路１８は、第１スイッチＳＷ１を介して第１の水平転送クロックＣＫ１をＴＧ１４に出力する。
ステップＳ３に示すようにＴＧ１４は、第１の水平転送クロックＣＫ１により、この第１の水平転送クロックＣＫ１の周波数と同じ周波数の水平転送パルスＨ１，Ｈ２を有する第１のＣＣＤ駆動信号を生成し、ＣＣＤ９を駆動する。また、ＴＧ１４は、ＡＦＥ用パルスをＡＦＥ１５に出力してＡＦＥ１５を駆動する。ＡＦＥ１５は第１の駆動モードのＣＣＤ駆動信号で駆動されたＣＣＤ出力信号をサンプリングし、かつＡ／Ｄ変換して信号処理回路１８に出力する。
ステップＳ４に示すように信号処理回路１８は、ＡＦＥ１５から出力されるデジタルの画像信号に対する信号処理を行い、第１の駆動モードでＣＣＤ９を駆動した場合の内視鏡画像（単に画像と略記）をモニタ５で表示する。
なお、信号処理回路１８から出力される画像信号は第２スイッチＳＷ２を介して第１フレームバッファ２３ａに書き込まれる。なお、第１フレームバッファ２３ａに書き込んでいるフレームにおいては、他方の第２フレームバッファ２３ｂに１フレーム前に書き込まれた画像信号が読み出され、Ｄ／Ａ変換回路２５を介してモニタ５に出力される。そして、上記のようにモニタ５に画像が表示される。
第１の駆動モードでＣＣＤ９を駆動した場合、ＣＣＤ駆動信号のタイミング図は、図６の左側に示すような図となる。
また、この場合のＣＣＤ９の出力信号の波形は図４（Ａ）のようになり、信号線１３ｂにより、減衰の影響を受けるが、水平転送パルスＨ１，Ｈ２の周波数が高いため、動きのある被写体の場合に対しても高いフレームレートで滑らかに表示することができる応答性の良い画像をモニタに表示することができる。
また、ステップＳ６に示すように制御回路２２は、モード変更の指示操作が有りか否かをモニタ（監視）している。モード変更の指示操作が無い場合には、ステップＳ３の処理に戻り、第１の駆動モードでの動作が続行する。
ユーザは、第１の駆動モードで動きのある被写体の場合でも滑らかな画像として観察できるが、注目する部位をより詳細に観察しようとするために、高画質で観察することを望む場合には、モード変更スイッチ２１を操作すると良い。
ユーザがモード変更スイッチ２１によりモード変更の指示操作を行うと、モード変更スイッチ２１はモード変更信号を制御回路２２に出力する。図６においては時間ｔｍでモード変更の指示操作がされた場合を示している。制御回路２２は、直ちにモード変更の処理を行うのでなく、ステップＳ６に示すように次の垂直同期信号近くまで待つ。換言すると、モード変更の指示操作がされたタイミングにおいて、ＣＣＤ９から読み出している１フレーム分の画像（信号）の読み出しが終了するフレーム期間終了付近の時間までモード変更の処理を行うのを延期する。
そして、ステップＳ７に示すように制御回路２２は、モード変更の指示操作がされた後、ＣＣＤ９から読み出している画像（信号）のフレーム期間において、有効画素領域３１ａの読み出しが終了（完了）したか否かを判定する。制御回路２２は、有効画素領域３１ａの読み出し終了のタイミングを、例えば第１水平転送クロックＣＫ１のクロック数を計数する図示しないカウンタの計数値から判定する。制御回路２２は、有効画素領域３１ａの読み出しが終了（完了）するまで、ステップＳ７の処理を行う。
そして、有効画素領域３１ａの読み出しが終了（完了）すると、ステップＳ８に示すように制御回路２２は、第１スイッチＳＷ１を第２の駆動モード側（第２水平転送クロックＣＫ２側）に切り替える。
この切替のタイミングの時間を図３（Ｂ）において示している。
第１スイッチＳＷ１の切替により、ＴＧ１４は第２の駆動モードの第２水平転送クロックＣＫ２が入力され、ＴＧ１４はこの水平転送クロックＣＫ２により第２の駆動モードのＣＣＤ駆動信号を生成する動作を開始する。
そして、ステップＳ９に示すようにＴＧ１４は次の垂直同期信号を生成（発生）して出力する。また、ステップＳ１０に示すように制御回路２２は第２スイッチＳＷ２を、切替前の状態を変更するように切り替える制御を行う。
切替前の状態が、例えば図１に示す状態であると、制御回路２２は、第２スイッチＳＷ２が第２フレームバッファ２３ｂを選択するように切り替え、信号処理回路１８から出力される画像信号を第２フレームバッファ２３ｂに書き込むように制御する。
なお、制御回路２２は、第３スイッチＳＷ３に対しても、切替前の状態を変更するように切り替える制御を行う。
ステップＳ１１に示すように制御回路２２は、第２フレームバッファ２３ｂに１フレーム分の画像信号の書き込み終了まで待つ。そして、１フレーム分の画像信号の書き込みが終了すると、ステップＳ１２に示すように制御回路２２は、第３スイッチＳＷ３を切り替え、第２フレームバッファ２３ｂに書き込まれた画像信号を読み出すように制御する。そして、ステップＳ１３に示すようにモニタ５には第２の駆動モードの画像が表示される。この後は、第１の駆動モードと同様の動作が繰り返される。
このようにして図７に示したモード変更の処理が終了する。この後は、第１の駆動モードと同様の動作が繰り返される。なお、第２の駆動モード中において、さらにモード変更の指示操作が行われると、上述した動作、但し第１の駆動モードを第２の駆動モードに置き換えた内容に相当する動作を同様に行うことになる。
このような動作を行う本実施形態によれば、内視鏡３に搭載した１つの撮像素子に対してフレームレートを高くでき、動きのある被写体に対する応答性が良く滑らかな動画を生成できる第１の駆動モードと、Ｓ／Ｎを大きくして高画質の画像を得られる第２の駆動モードとで駆動できる内視鏡装置１を提供できる。従って、ユーザに対して、利便性の良い内視鏡装置を提供できる。
なお、上述の説明においては、第２の駆動モードにおいては、第１の駆動モードの場合よりも低いフレームレートの動画を得ることを想定しているが、低い方の駆動モードとしての第２の駆動モードにより静止画を生成することができるようにしても良い。例えば、図１において点線で示すように本体部４に第２の駆動モードの選択部（又は設定部）３０を設け、ユーザによる選択（又は設定の）操作により制御回路２２が低フレームレートの動画と静止画との一方を選択的に生成するように制御しても良い。
制御回路２２は、動画が選択された場合には、上述した動作を行うように制御する。これに対して、静止画が選択された場合には、動画が選択された場合の制御動作において、フレームバッファコントローラ２４に対して、モード切替を行った状態で１フレーム分の画像信号の書き込みを行ったフレームバッファを書き込み禁止状態にして、この書き込み禁止にしたフレームバッファから繰り返し同じ画像を読み出するように制御する。
そのため、表示部としてのモニタ５は、同じ画像を静止画として繰り返し表示することになる。ユーザは、静止画を選択することにより、静止した状態での高画質の画像を観察することもできる。
（第２の実施形態）
次に本発明の第２の実施形態を説明する。図８は、本発明の第２の実施形態の内視鏡装置１Ｂの構成を示す。図１に示した第１の実施形態の内視鏡装置１においては、１つのＴＧ１４を用いていたが、図８の内視鏡装置１Ｂにおいては、第１ＴＧ１４ａと、第２ＴＧ１４ｂとの２つのＴＧを設けた構成にしている。
第１の実施形態においては、１つのＴＧ１４に第１水平転送クロックＣＫ１と第２水平転送クロックＣＫ２とを選択して（又は切り替えて）入力することにより、ＴＧ１４は、第１の駆動モードのＣＣＤ駆動信号と第２の駆動モードのＣＣＤ駆動信号とを選択的に生成する構成にしていた。
これに対して、本実施形態においては、第１ＴＧ１４ａは第１の駆動モードのＣＣＤ駆動信号のみを生成し、また第２ＴＧ１４ｂは第２の駆動モードのＣＣＤ駆動信号のみを生成する構成にしている。つまり、第１水平転送クロックＣＫ１は第１ＴＧ１４ａに入力され、第１ＴＧ１４ａは第１の駆動モードのＣＣＤ駆動信号のみを生成する。また、第２水平転送クロックＣＫ２は第２ＴＧ１４ｂに入力され、第２ＴＧ１４ｂは第２の駆動モードのＣＣＤ駆動信号のみを生成する。
また、図１における信号処理回路１８とＴＧ１４との間に配置していた第１スイッチＳＷ１に相当する第１スイッチＳＷ１をＴＧ１４の出力側に配置して、第１ＴＧ１４ａのＣＣＤ駆動信号又は第２ＴＧ１４ｂのＣＣＤ駆動信号を選択してＣＣＤ９に出力する。
この第１スイッチＳＷ１は、制御回路２２からのＳＷ１切替信号により切替が制御される。例えば、ＳＷ１切替信号がＬレベル（図９参照）の場合には、第１スイッチＳＷ１は、第１ＴＧ１４ａを選択し、第１ＴＧ１４ａ出力がＣＣＤ９に出力される。
一方、ＳＷ１切替信号がＨレベル（図９参照）の場合には、第１スイッチＳＷ１は、第２ＴＧ１４ｂを選択し、第２ＴＧ１４ｂ出力がＣＣＤ９に出力される。
上記のように、信号処理回路１８は、第１水平転送クロックＣＫ１を第１ＴＧ１４ａに出力し、第２水平転送クロックＣＫ２を第２ＴＧ１４ｂに出力する。
また、第１ＴＧ１４ａが生成したＡＦＥ用パルスと、第２ＴＧ１４ｂが生成したＡＦＥ用パルスとは第４スイッチＳＷ４を介してＡＦＥ１５に印加される。制御回路２２は、第１スイッチＳＷ１に同期して第４スイッチＳＷ４の切替を制御する。
なお、第１の駆動モードに設定されている状態においては、制御回路２２は、スイッチＳＷ１―ＳＷ４を図８に示すような切替状態となるように制御する。
また、制御回路２２は、電源回路２６における第１ＴＧ１４ａ及び第２ＴＧ１４ｂへの電源供給のＯＮ，ＯＦＦを制御する停止制御回路２２ａの機能を持つ。具体的には、第１の駆動モードで動作している場合には、制御回路２２は、電源回路２６における第２ＴＧ１４ｂへの電源供給をＯＦＦにする。なお、停止制御回路２２ａを制御回路２２の外部に設けるようにしても良い。
また、第１の駆動モードの動作状態においてモード変更指示が行われると、モード変更指示のタイミングで制御回路２２は、電源回路２６における第２ＴＧ１４ｂへの電源供給をＯＦＦからＯＮにする。
また、第２ＴＧ１４ｂによる第２の駆動モードでＣＣＤ９を駆動する状態になると、制御回路２２は、電源回路２６における第１ＴＧ１４ａへの電源供給をＯＮからＯＦＦにする。
その他の構成は、第１の実施形態の図１で示した構成と同様である。
本実施形態の内視鏡装置１Ｂは、被写体を撮像するために、表示に利用される有効画素領域３１ａと共に、表示に利用されない無効画素領域３１ｂとを備えた撮像素子としてのＣＣＤ９と、前記撮像素子の出力信号をサンプリングしてデジタル信号に変換する1つのアナログフロントエンド回路１５と、前記アナログフロントエンド回路１５を経て入力される前記撮像素子の出力信号に対する信号処理を行う信号処理回路１８と、異なる周波数の水平転送クロックで前記撮像素子を駆動する第１及び第２の撮像素子駆動モードで前記撮像素子を選択的に駆動するための第１及び第２の撮像素子駆動信号をそれぞれ生成する第１及び第２のタイミングジェネレータ１４ａ，１４ｂと、前記第１及び第２のタイミングジェネレータ１４ａ，１４ｂ及び前記信号処理回路１８の動作を制御する制御回路２２と、を備え、前記制御回路２２は、前記第１の撮像素子駆動モードから前記第２の撮像素子駆動モードに切り替える際に、前記第１のタイミングジェネレータ１４ａが、前記撮像素子の前記有効画素領域３１ａの画素情報の転送完了後の前記無効画素領域３１ｂの画素情報の転送開始から次の垂直同期信号を出力する前に、前記第２のタイミングジェネレータ１４ｂが前記第２の撮像素子駆動信号を生成するように前記水平転送クロックの周波数に変更した後、前記次のフレームの最初の垂直転送信号を出力するように制御することを特徴とする。
次に本実施形態の動作を図９のタイミング図及び図１０のフローチャートを参照して説明する。
第１の実施形態の場合のステップＳ１と同様に最初のステップＳ２１においてユーザは第１の駆動モードの設定の指示操作を行う。
ステップＳ２１の指示操作に従って、次のステップＳ２２において制御回路２２は、図８に示すように第１スイッチＳＷ１と第４スイッチＳＷ４とを第１ＴＧ１４ａ側に切り替える。また、ステップＳ２３において制御回路２２は、図８に示すように第２スイッチＳＷ２と第３スイッチＳＷ３とを書き込み側のフレームバッファと読み出し側のフレームバッファとなるように切り替える設定を行う。なお、１フレーム周期で、第２スイッチＳＷ２と第３スイッチＳＷ３は交互に切り替えられる。
そして、ステップＳ２４に示すように第１ＴＧ１４ａは、第１の駆動モードでＣＣＤ９を駆動する。また、第１の駆動モードで駆動されたＣＣＤ出力信号は、信号処理回路１８により信号処理され、モニタ５に出力される。ステップＳ２５に示すようにモニタ５は第１の駆動モードで駆動し、信号処理回路１８により生成された画像を表示する。ステップＳ２６に示すように制御回路２２はモード変更の指示操作をモニタし、モード変更の指示操作が行われない場合には、ステップＳ２３の処理に戻る。図９における左側の図が第１ＴＧ１４ａのＣＣＤ駆動信号のタイミング図を示す。なお、この状態において、第２ＴＧ１４ｂはＯＦＦされた状態である。
ステップＳ２６において、制御回路２２がモード変更の指示操作によるモード変更信号を検出すると、ステップＳ２７に示すように制御回路２２は、第２ＴＧ１４ｂの電源をＯＮにする。図９において、モード変更の指示操作の時間をｔｍで示し、また第２ＴＧ１４ｂの電源がＯＦＦからＯＮにされたことを示している。
さらにステップＳ２８に示すように制御回路２２は、第２ＴＧ１４ｂが起動完了するのを待つ。そして、第２ＴＧ１４ｂが起動した後、ステップＳ２９に示すように制御回路２２は、次の垂直同期信号の発生のタイミング付近まで待つ。
次の垂直同期信号を待つ状態において、ステップＳ３０に示すように制御回路２２は有効画素領域３１ａの読み出し終了（完了）か否かを判定し、有効画素領域３１ａの読み出し終了（完了）まで待つ。
有効画素領域３１ａの読み出し終了（完了）を判定した場合には、ステップＳ３１において制御回路２２は第１スイッチＳＷ１と第４スイッチＳＷ４とを第２ＴＧ１４ｂ側に切り替えた後、ステップＳ３２において第２ＴＧ１４ｂは次の垂直同期信号を生成（発生）する。ここから第２の駆動モードの動作が開始する。また、ステップＳ３３において制御回路２２は、第２スイッチＳＷ２を切り替え、書き込み側のフレームバッファを切り替えるように制御する。
また、ステップＳ３４において制御回路２２は、第２の駆動モードの動作に対応して、第１ＴＧ１４ａの電源をＯＮからＯＦＦにする。図９におけるモード境界の右側の図に示すように第１ＴＧ１４ａの電源がＯＦＦとなることにより、第１ＴＧ１４ａは、ＣＣＤ駆動信号を発生しない状態となる。
また、ステップＳ３５に示すように制御回路２２は、第２の駆動モードの開始の時刻から１フレーム期間待つ。
そして、１フレーム期間の経過後に、ステップＳ３６に示すように制御回路２２は、第３スイッチＳＷ３を切替前の状態から切替を行う。そして、第２の駆動モードにおいてＣＣＤ９により読み出した画像を書き込んだフレームバッファからその画像を読み出してモニタ５に出力する。
ステップＳ３７に示すように第２の駆動モードにおいてＣＣＤ９から読み出した画像がモニタ５に表示される。そして、図１０に示したモード変更の処理が終了する。第１の実施形態においても説明したように第２の駆動モードにおいて、ユーザによりモード変更の指示操作がされると、再び第１の駆動モードに切り替えられる。
本実施形態によれば、第１の実施形態の場合と同様の効果を有すると共に、第１の駆動モードのＣＣＤ駆動信号と第２の駆動モードのＣＣＤ駆動信号とをそれぞれ第１ＴＧ１４ａと第２ＴＧ１４ｂとで専用に生成する構成にしているので、１つのＴＧ１４で両方のＣＣＤ駆動信号を切り替えて生成する場合よりも、モード変更の際に実際に変更されたＣＣＤ駆動信号をより短い時間で生成することができる。
このため、モード変更の指示操作から短い待ち時間で指示操作された駆動モードの画像を生成し、かつ生成した画像をモニタ５に表示できる。このため、ユーザに対する利便性を向上することができる。
また、第１ＴＧ１４ａと第２ＴＧ１４ｂとを実際に使用しない期間ではそれぞれＯＦＦにするため、省電力化することができる。
（第３の実施形態）
次に本発明の第３の実施形態を説明する。図１１は、本発明の第３の実施形態の内視鏡装置１Ｃの構成を示す。本実施形態の内視鏡装置１Ｃは、第２の実施形態の内視鏡装置１Ｂの変形例に相当する。
本実施形態の内視鏡装置１Ｃは、図８に示した内視鏡装置１Ｂにおいて、１つのＡＦＥ１５の代わりに第１ＡＦＥ１５ａと第２ＡＦＥ１５ｂを設け、かつ第４スイッチＳＷ４を設けない構成にしている。そして、第１ＴＧ１４ａは、第１水平転送クロックＣＫ１を用いて生成したＡＦＥパルスを第１ＡＦＥ１５ａに印加し、第２ＴＧ１４ｂは、第２水平転送クロックＣＫ２を用いて生成したＡＦＥパルスを第２ＡＦＥ１５ｂに印加する構成にしている。
なお、第１ＡＦＥ１５ａ、第２ＡＦＥ１５ｂは、それぞれＣＣＤ９の出力信号をサンプリングし、かつＡ／Ｄ変換して信号処理回路１８に出力する。その他の構成は、図８に示した場合と同様である。
本実施形態の内視鏡装置１Ｃは、被写体を撮像するために、表示に利用される有効画素領域３１ａと共に、表示に利用されない無効画素領域３１ｂとを備えた撮像素子としてのＣＣＤ９と、前記撮像素子の出力信号をサンプリングしてデジタル信号に変換する第１及び第２のアナログフロントエンド回路１５ａ，１５ｂと、前記アナログフロントエンド回路１５ａ又は１５ｂを経て入力される前記撮像素子の出力信号に対する信号処理を行う信号処理回路１８と、異なる周波数の水平転送クロックで前記撮像素子を駆動する第１及び第２の撮像素子駆動モードで前記撮像素子を選択的に駆動するための第１及び第２の撮像素子駆動信号をそれぞれ生成すると共に、第１及び第２のアナログフロントエンド回路１５ａ，１５ｂにサンプリングパルスをそれぞれ出力する第１及び第２のタイミングジェネレータ１４ａ，１４ｂと、前記第１及び第２のタイミングジェネレータ１４ａ，１４ｂ及び前記信号処理回路１８の動作を制御する制御回路２２と、を備え、前記制御回路２２は、前記第１の撮像素子駆動モードから前記第２の撮像素子駆動モードに切り替える際に、前記第１のタイミングジェネレータ１４ａが、前記撮像素子の前記有効画素領域３１ａの画素情報の転送完了後の前記無効画素領域３１ｂの画素情報の転送開始から次の垂直同期信号を出力する前に、前記第２のアナログフロントエンド回路１５ｂの出力信号が前記信号処理回路１８に入力されるように切り替え、かつ前記第２のタイミングジェネレータ１４ｂが前記第２の撮像素子駆動信号を生成するように、前記水平転送クロックの周波数に変更した後、前記次の垂直同期信号を出力するように制御することを特徴とする。
次に本実施形態の動作を図１２を参照して説明する。本実施形態は、第２の実施形態において、第４スイッチＳＷ４の切替を必要としないようにして第１ＡＦＥ１５ａは第１ＴＧ１４ａと共に動作し、第２ＡＦＥ１５ｂは第２ＴＧ１４ｂと共に動作する。このため、第２の実施形態においては制御回路２２は、第１ＴＧ１４ａ、第２ＴＧ１４ｂが実質的に使用しない状態の場合には、第１ＴＧ１４ａ、第２ＴＧ１４ｂへの電源供給をＯＦＦにしていたが、本実施形態においてはさらに第１ＡＦＥ１５ａ、第２ＡＦＥ１５ｂに対しても実質的に使用しない状態の場合には第１ＡＦＥ１５ａ、第２ＡＦＥ１５ｂへの電源供給をＯＦＦにする。
このため、図１０の場合と異なる部分のみ説明する。図１０の場合と同様に最初のステップＳ２１の処理を行い、次のステップＳ２２′において制御回路２２は、第１スイッチＳＷ１のみを第１ＴＧ１４ａ側に切り替える。
なお、この状態において、第１ＡＦＥはＯＮであり、第２ＡＦＥ１５ｂはＯＦＦになるように制御回路２２で制御される。次のステップＳ２３からステップＳ２６までは、図１０と同様の動作となる。ステップＳ２６においてモード変更の指示操作がされた場合に、次のステップＳ２７′において制御回路２２は、第２ＴＧ１４ｂと共に、第２ＡＦＥ１５ｂの電源をＯＮにする。また、次のステップＳ２８′において、制御回路２２は、第２ＴＧ１４ｂと第２ＡＦＥ１５ｂの起動完了まで待つ。
次のステップＳ２９とさらに次のステップＳ３０は、図１０と同様の動作となる。ステップＳ３０の次のステップＳ３１′において制御回路２２は、第１スイッチＳＷ１を第２ＴＧ１４ｂ側に切り替える。次のステップＳ３２とさらに次のステップＳ３３は、図１０と同様の動作となる。ステップＳ３３の次のステップＳ３４′において制御回路２２は、第１ＴＧ１４ａと共に、第１ＡＦＥ１５ａの電源をＯＦＦにする。その後のステップＳ３５−Ｓ３７は図１０と同様の動作となる。
本実施形態においては、第２の実施形態と同様の効果を有すると共に、さらに第２の実施形態における第４スイッチＳＷ４を介して第１ＡＦＥ１５ａと第２ＡＦＥ１５ｂの動作を切り替えていた場合の切替後から第１ＡＦＥ１５ａ又は第２ＡＦＥ１５ｂが実際に動作状態となるまでの待ち時間を短縮できる。つまり、本実施形態においては、第１ＡＦＥ１５ａ又は第２ＡＦＥ１５ｂは、切替を不必要とするようにそれぞれ第１ＡＦＥ１５ａ、第２ＡＦＥ１５ｂと連動して動作するため、切替の待ち時間を不要にできる。 なお、上述した実施形態において、第１の駆動モードが第２の駆動モードの場合よりも高い駆動周波数の場合で説明したが、逆となるように設定しても良い。
また、異なる２つの駆動周波数の場合で説明したが、３つ以上の駆動周波数でＣＣＤ９を選択的に駆動することができるように設定しても良い。また、ＣＣＤ９の画素数に応じて、異なる２つの駆動周波数、又は３つ以上の駆動周波数を可変設定することができるようにしても良い。なお、上述した実施形態を部分的に組み合わせる等して異なる実施形態を構成しても良い。
１…内視鏡装置、２…挿入部、３…内視鏡、４…本体部、５…モニタ、６…先端部、８…対物レンズ、９…ＣＣＤ、１３…信号ケーブル、１３ａ、１３ｂ…信号線、１４…ＴＧ、１５…ＡＦＥ、１６…ＣＤＳ回路、１７…Ａ／Ｄ変換回路、１８…信号処理回路、２１…モード切替スイッチ、２２…制御回路、３０…選択部、３１…撮像面、３１ａ…有効画素領域、３１ｂ，３１Ｒ…無効画素領域、３２…受光部、３３…垂直転送部、３４…水平転送部、ＳＷ１−ＳＷ４…スイッチ

Claims (5)

  1. 被写体を撮像するために、表示に利用される有効画素領域と共に、表示に利用されない無効画素領域とを備えた撮像素子と、
    前記撮像素子の出力信号をサンプリングしてデジタル信号に変換する1つのアナログフロントエンド回路と、
    前記アナログフロントエンド回路を経て入力される前記撮像素子の出力信号に対する信号処理を行う信号処理回路と、
    異なる周波数の水平転送クロックを用いて前記撮像素子を駆動する第１及び第２の撮像素子駆動モードで前記撮像素子を選択的に駆動するための第１及び第２の撮像素子駆動信号を生成する1つのタイミングジェネレータと、
    前記タイミングジェネレータ及び前記信号処理回路の動作を制御する制御回路と、
    を備え、
    前記制御回路は、前記第１の撮像素子駆動モードから前記第２の撮像素子駆動モードに切り替える際に、前記タイミングジェネレータが、前記撮像素子の前記有効画素領域の画素情報の転送完了後の前記無効画素領域の画素情報の転送開始から次の垂直同期信号を出力する前に前記第２の撮像素子駆動信号を生成するように前記水平転送クロックの周波数に変更した後、前記次の垂直同期信号を出力するように制御することを特徴とする内視鏡装置。
  2. 被写体を撮像するために、表示に利用される有効画素領域と共に、表示に利用されない無効画素領域とを備えた撮像素子と、
    前記撮像素子の出力信号をサンプリングしてデジタル信号に変換する1つのアナログフロントエンド回路と、
    前記アナログフロントエンド回路を経て入力される前記撮像素子の出力信号に対する信号処理を行う信号処理回路と、
    異なる周波数の水平転送クロックで前記撮像素子を駆動する第１及び第２の撮像素子駆動モードで前記撮像素子を選択的に駆動するための第１及び第２の撮像素子駆動信号をそれぞれ生成する第１及び第２のタイミングジェネレータと、
    前記第１及び第２のタイミングジェネレータ及び前記信号処理回路の動作を制御する制御回路と、を備え、
    前記制御回路は、前記第１の撮像素子駆動モードから前記第２の撮像素子駆動モードに切り替える際に、前記第１のタイミングジェネレータが、前記撮像素子の前記有効画素領域の画素情報の転送完了後の前記無効画素領域の画素情報の転送開始から次の垂直同期信号を出力する前に、前記第２のタイミングジェネレータが前記第２の撮像素子駆動信号を生成するように前記水平転送クロックの周波数に変更した後、前記次の垂直同期信号を出力するように制御することを特徴とする内視鏡装置。
  3. 被写体を撮像するために、表示に利用される有効画素領域と共に、表示に利用されない無効画素領域とを備えた撮像素子と、
    前記撮像素子の出力信号をサンプリングしてデジタル信号に変換する第１及び第２のアナログフロントエンド回路と、
    前記アナログフロントエンド回路を経て入力される前記撮像素子の出力信号に対する信号処理を行う信号処理回路と、
    異なる周波数の水平転送クロックで前記撮像素子を駆動する第１及び第２の撮像素子駆動モードで前記撮像素子を選択的に駆動するための第１及び第２の撮像素子駆動信号をそれぞれ生成すると共に、第１及び第２のアナログフロントエンド回路にサンプリングパルスをそれぞれ出力する第１及び第２のタイミングジェネレータと、
    前記第１及び第２のタイミングジェネレータ及び前記信号処理回路の動作を制御する制御回路と、を備え、
    前記制御回路は、前記第１の撮像素子駆動モードから前記第２の撮像素子駆動モードに切り替える際に、前記第１のタイミングジェネレータが、前記撮像素子の前記有効画素領域の画素情報の転送完了後の前記無効画素領域の画素情報の転送開始から次の垂直同期信号を出力する前に前記第２の撮像素子駆動信号を生成するように前記水平転送クロックの周波数に変更した後、前記次の垂直同期信号を出力するように制御することを特徴とする内視鏡装置。
  4. 前記第１及び第２のタイミングジェネレータの動作を停止させる停止制御回路をさらに有し、
    停止制御回路は、通常時は選択された第１の撮像素子駆動モードを生成する第１のタイミングジェネレータのみを動作状態に設定し、
    撮像素子駆動モード変更の指示がされた際には、変更に対応する第２の撮像素子駆動モードを生成する第２のタイミングジェネレータを起動した後、前記第２の撮像素子駆動モード変更を行い、
    第２の撮像素子駆動モード変更を行った後、第１のタイミングジェネレータの動作を停止することを特徴とする請求項２又は３に記載の内視鏡装置。
  5. さらに、前記第１及び第２の駆動モードにおける駆動周波数が低い方の駆動モードで前記信号処理回路の信号処理により生成された画像信号を動画と静止画とのいずれで表示するかの選択を行う選択部を有し、
    前記制御回路は、前記選択部の選択に応じて、前記駆動周波数が低い方の駆動モードで前記撮像素子を駆動した場合の出力信号を表示部で動画又は静止画として表示するように制御することを特徴とする請求項１から４のいずれか１つの請求項に記載の内視鏡装置。
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