JP4274812B2 - 電子内視鏡装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子内視鏡装置において、異なる波長域の照明光を順次出射させるための回転カラーフィルタの回転速度を、その照明光の基で撮像生成される撮像画像信号の読み出しタイミングに同期制御させる電子内視鏡装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、小型化と高画素数化された固体撮像素子を撮像手段とした電子内視鏡が広く用いられている。この固体撮像素子の撮像手段を用いた電子内視鏡で観察部位のカラー撮像画像を生成される方式として、同時撮像方式と、面順次撮像方式とがある。
【０００３】
同時撮像方式は、白色光の基で照明された観察部位光を、カラーフィルタを介して、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、赤（Ｂ）の３原色に分光して、その３原色に対応した固体撮像素子で同時にそれぞれの色画像信号を生成させ、その各色画像信号を合成してカラー画像信号を得る方式である。
【０００４】
面順次撮像方式は、回転カラーフィルタを介して、異なる波長域（赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、赤（Ｂ）の３原色）の照明光を順次観察部位に投射させ、その照明光の基で単一の固体撮像素子で撮像した各波長域毎の色画像信号を合成して、カラー画像信号を得る方式である。
【０００５】
この面順次撮像方式において、前記回転カラーフィルタは、所定間隔で配置された３原色の色フィルタと、この３原色の色フィルタ間に配置された遮光部とからなっており、前記３原色の色フィルタを介して順次投射される３原色照明光で照明された観察部位を固体撮像素子で露光光電変換させ、その固体撮像素子で光電変換された電荷を撮像画像信号として読み出す期間は、前記遮光部により照明光が遮光されるようになっている。
【０００６】
この固体撮像素子で生成された撮像画像信号の読み出し期間において、観察部位に投射される照明光を確実に遮光するためには、固体撮像素子からの撮像画像信号の読み出しと、回転カラーフィルタの回転駆動を同期させ、かつ位相を一定になるように回転制御する必要がある。
【０００７】
この固体撮像素子で撮像生成された各色の撮像画像信号の読み出しと、回転カラーフィルタの回転駆動の周期と位相を一致させるためのサーボ制御として、例えば、回転カラーフィルタを回転駆動させるモータの回転パルスの周期を基準クロックでカウントして所定の回転パルス周期となるようにモータの回転速度を制御すると共に、回転カラーフィルタは光を透過させる露出期間と、光を遮蔽する遮蔽期間とを有することから、露出期間中に固体撮像素子に露光蓄積した撮像画像電荷を、遮光期間中に読み出し撮像画像信号を生成するために、回転カラーフィルタに設けられた読み取り基準位置を示すシルクをセンサで読み取り、このセンサで読み取った基準位置信号と、前記読み出し撮像画像信号の垂直同期信号とを位相比較して、撮像画像信号の読み出しと回転カラーフィルタの位相を制御する回転カラーフィルタのモータ制御装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００８】
【特許文献１】
特開平８−１０７８７９号公報。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
従来の電子内視鏡に用いる３原色の照明光を順次投射させる回転カラーフィルタを回転駆動させるモータの駆動制御手段を内蔵した光源装置は、構成部品の特性により固体撮像素子の読み出し信号に対する回転カラーフィルタの回転駆動位相のバラツキが生じるために、工場出荷時に整合調整を行っている。
【００１０】
また、前記特許文献１に提案されているモータ制御装置は、回転カラーフィルタにより固体撮像素子の読み出し期間に確実に遮光するためには、整合調整のバラツキを考慮し、遮光期間を長くすることが必要であり、露光期間が短くなってしまう。
【００１１】
また、故障や寿命等で部品交換を行った場合には、再度整合調整を仕直す必要があった。
【００１２】
即ち、電子内視鏡装置で面順次撮像方式を採用した際に、固体撮像素子からの撮像画像信号の読み出しと、光源装置の回転カラーフィルタの回転駆動の周期と位相を一致させるための回転カラーフィルタのモータ制御装置は、構成部品のバラツキにより個々のモータ制御装置毎に回転位相差のバラツキが生じるために工場出荷時に整合調整が必要となっていた。また、整合調整のバラツキを考慮して回転カラーフィルタによる遮光期間を長くすると露光期間が短縮されてしまう。さらに、故障や寿命等で部品交換の際には、再度位相の整合調整が必要となるなどの課題がある。
【００１３】
本発明は、このような課題に鑑みなされたもので、固体撮像素子の撮像画像信号読み出しに対する回転カラーフィルタの回転速度や位相を確実にサーボ制御し、構成部品のバラツキに対する整合調整を不要とすると共に、構成部品の特性変化に対して堅牢な電子内視鏡装置を提供することを目的としている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の電子内視鏡装置は、
固体撮像素子を有する内視鏡に接続され、当該内視鏡に対して異なる波長領域の照明光を順次出射して供給する光源装置と、
前記内視鏡に接続され、前記固体撮像素子からの撮像画像信号を処理すると共に、前記光源装置に対して所定の基準信号を出力する観察装置と、
を備えた電子内視鏡装置であって、
前記光源装置は、
所定光を照射するランプと、
円板形状を呈し、周方向に複数の色フィルタと当該複数の色フィルタの各色フィルタ間に設けられた遮光部とを交互に配設した回転カラーフィルタと、
前記回転カラーフィルタを回転させるモータの回転制御を行うモータ制御手段と、
を有し、
前記観察装置は、
前記固体撮像素子を駆動制御するドライバ手段と、
前記固体撮像素子からの撮像画像信号を処理すると共に、当該固体撮像素子の光電変換電荷を読み出すタイミングに応じた前記基準信号を生成し、前記光源装置における前記モータ制御手段に対して出力する映像処理回路と、
を有し、
前記光源装置における前記モータ制御手段は、
前記回転カラーフィルタの周方向の一箇所に設けられた基準指標を検出し、一回転毎に所定の回転基準位置信号を出力する回転基準位置検出用フォトセンサと、
前記回転カラーフィルタにおける前記遮光部に対応して周方向に等角度をなして設けられた複数の同期指標を検出し、前記固体撮像素子の光電変換電荷を読み出すタイミングと前記ランプから照射される光の遮光タイミングとを同期させるための同期位置信号を出力する同期位置信号出力手段と、
前記回転カラーフィルタの周方向に等角度をなして設けられた複数の速度指標を検出し、当該回転カラーフィルタの回転速度を示す回転速度信号を出力する回転速度信号出力手段と、
前記同期位置信号の位相を調整する手段であって、当該同期位置信号の位相を予め定められた初期値ほど遅延させる機能を少なくとも有する位相調整手段と、
前記位相調整手段により位相を調整された前記同期位置信号の位相と前記観察装置からの前記基準信号の位相とを比較し、当該比較結果を第１の情報として出力する位相比較手段と、
前記回転速度信号の周期を検出すると共に所定周期と比較し、当該比較結果を第２の情報として出力する速度比較手段と、
前記回転基準位置信号の位相と前記観察装置からの前記基準信号の位相とを比較するとともに、当該比較結果に基づいて所定の目標位相を設定する位相調整制御手段と、
を具備し、
前記回転速度信号の周期が所定の安定状態に達した状態であって、かつ、前記位相調整手段により予め定められた前記初期値ほど遅延させた前記同期位置信号の位相と前記基準信号の位相とを前記位相比較手段により比較し、当該比較結果による第１の情報と、前記速度比較手段からの第２の情報とに基づいて、前記回転カラーフィルタが前記基準信号に対して同期して回転制御されている状態において、前記位相調整制御手段により、前記回転基準位置信号の位相と前記基準信号の位相とが比較され、当該比較結果に基づいて、前記位相調整手段により、前記回転基準位置信号の位相と前記基準信号の位相差が所定の目標位相差となるように、前記同期位置信号の位相が調整される
ことを特徴とする。
【００１５】
本発明の第２の電子内視鏡装置は、第１の電子内視鏡装置において、前記位相調整制御手段による前記回転基準位置信号の位相と前記基準信号の位相との比較、および、当該比較結果に基づく前記位相調整手段による前記同期位置信号の位相の調整は、前記光源装置の電源投入の後、１度のみ行われることを特徴とする。
【００１６】
本発明の第３の電子内視鏡装置は、第１、第２のの電子内視鏡装置において、前記位相調整制御手段による前記回転基準位置信号の位相と前記基準信号の位相との比較、および、当該比較結果に基づく前記位相調整手段による前記同期位置信号の位相の調整が、前記光源装置の電源投入の後、１度のみ行われた後、前記位相調整制御手段による前記回転基準位置信号の位相と前記基準信号の位相差が所定の目標位相差範囲を超えた場合は、再度、前記回転基準位置信号の位相と前記基準信号の位相差が所定の目標位相差範囲内になるように、前記位相調整手段により、前記同期位置信号の位相が調整されることを特徴とする。
【００２０】
【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詳細に説明する。最初に図１乃至図７を用いて、本発明の内視鏡光源装置の一実施形態を説明する。
【００２１】
図１は本発明に係る内視鏡光源装置を用いる電子内視鏡装置の概略構成を示す構成図、図２は本発明に係る内視鏡光源装置を用いる電子内視鏡装置の全体構成を示すブロック図、図３は本発明に係る内視鏡光源装置の一実施形態に用いる回転カラーフィルタの構成を示す平面図、図４は本発明に係る内視鏡光源装置の一実施形態に用いるモータ制御回路の構成を示すブロック図、図５は本発明の係る内視鏡光源装置の一実施形態において、検査制御部の処理動作を説明するフローチャート、図６は本発明に係る内視鏡光源装置の一実施形態において、検査制御部の処理動作タイミングを示す波形図、図７は本発明に係る内視鏡光源装置の一実施形態のモータ制御サーボの動作タイミングを説明する波形図である。
【００２２】
本発明の内視鏡光源装置を用いる電子内視鏡装置は、図１に示すように、本体１１と内視鏡挿入部１２からなる内視鏡１０と、この内視鏡１０の本体１１は、接続部１７を介して、観察装置１４と光源装置１５に接続されている。前記内視鏡挿入部１２は生体１３内へ挿入されるようになっている。前記観察装置１４には、カラーモニター１６が接続されている。
【００２３】
前記光源装置１５から生成出射された照明光は、接続部１７と内視鏡１０の本体１１と内視鏡挿入部１２に設けられている図示していないライトガイドに導光されて、内視鏡挿入部１２の先端から投射されるようになっている。
【００２４】
また、前記光源装置１５からの照明光が内視鏡挿入部１２の先端から投射された生体１３内の観察部位像は、内視鏡挿入部１２の先端に配置されている図示していない固体撮像素子（以下、ＣＣＤ＝Charge Coupled Deviceと称する）により撮像画像信号に変換される。
【００２５】
前記観察装置１４は、前記ＣＣＤを駆動制御する図示していないＣＣＤドライバと、ＣＣＤで撮像生成された撮像画像信号を処理し、例えば、ＮＴＳＣ方式等の映像信号を生成出力する機能とを有している。この観察装置１４で生成された映像信号は、カラーモニター１６に表示される。
【００２６】
このような構成の電子内視鏡装置の前記内視鏡挿入部１２、観察装置１４、及び光源装置１５の構成について図２を用いて詳述する。
【００２７】
前記光源装置１５内には、図示していないランプ点灯制御回路で点消灯制御されるランプ２０と、このランプ２０から照射される照明光を赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、赤（Ｂ）の３原色光として透過させるＲ，Ｇ，Ｂの各色フィルタと、その各色フィルタの間に設けられた遮光部が配置された回転カラーフィルタ２３と、この回転カラーフィルタ２３を回転駆動させるモーター２２と、このモーター２２を回転駆動制御するモーター制御回路２１と、前記回転カラーフィルタ２３の各色フィルタを透過した３原色の照明光を集光出力する照明レンズ２４からなっている。
【００２８】
つまり、モーター制御回路２１の駆動制御の基でモーター２２により回転カラーフィルタ２３を回転駆動させ、ランプ２０から照射され照明光は、回転カラーフィルタ２３のＲ、Ｇ、Ｂの各色フィルタを透過したそれぞれの色の照明光が照明レンズ２４から出射される。
【００２９】
この照明レンズ２４から出射されたＲ，Ｇ，Ｂの各色フィルタを透過された照明光は、接続部１７、本体１１、及び内視鏡挿入部１２に設けられたライトガイド２５に投光導光され、内視鏡挿入部１２の先端部のライトガイド２５の端部から生体１３内へ出射され、観察部位からの反射光は、内視鏡挿入部１２の先端部に設けられたＣＣＤ２６により光電変換される。
【００３０】
観察装置１４には、前記内視鏡挿入部１２の先端に設けられているＣＣＤ２６を駆動制御するＣＣＤドライバ２７と、このＣＣＤドライバ２７の駆動制御の基で前記ＣＣＤ２６で光電変換された観察部位の電荷を読み出し撮像画像信号処理する映像処理回路２８からなっている。
【００３１】
前記ＣＣＤドライバ２７は、前記回転カラーフィルタ２３のＲ，Ｇ，Ｂの各色フィルタと、その各色フィルタの間の遮光フィルタにより断続的にＲ，Ｇ，Ｂの各色の面順次光で照明された観察部位からの反射光を光電変換したＣＣＤ２６を駆動制御して、前記回転カラーフィルタ２３の遮光部で照明光が遮光されている間に、ＣＣＤ２６で光電変換されたＲ，Ｇ，Ｂの各色の撮像画像信号を映像処理回路２８へ読み出し出力制御するようになっている。
【００３２】
前記映像処理回路２８は、前記ＣＣＤ２６から順次読み出されたＲ，Ｇ，Ｂの各色の撮像画像信号を基に、例えば、ＮＴＳＣ方式の標準的な映像信号を合成生成し、その映像信号を基にカラーモニター１６に観察部位像としてカラー画面表示されるようになっている。
【００３３】
なお、観察装置１４の映像処理回路２８から光源装置１５のモーター制御回路２１に基準信号を出力するようになっている。この基準信号は、ＣＣＤ２６の光電変換電荷を読み出すタイミングと、回転カラーフィルタ２３のＲ、Ｇ、Ｂの各色の照明光の遮光のタイミングとを同期させるもので、例えば、映像処理回路２８で生成される映像信号の垂直同期信号が用いられる。
【００３４】
次に、前記回転カラーフィルタ２３の構成について、図３を用いて説明する。回転カラーフィルタ２３は、円板形状で、外周部分に赤色光を透過させるＲ色フィルタ３０ｒ、緑色光を透過させるG色フィルタ３０ｇ、青色光を透過させるＢ色フィルタ３０ｂと、この各色フィルタ３０ｒ，３０ｇ，３０ｂの間に遮光部が順次設けられている。この遮光部は、例えば、Ｒ色フィルタ３０ｒの照明光の基でＣＣＤ２６が光電変換したＲ色撮像信号を読み出す期間、ランプ２０からの照明光を照明レンズ２４への投射を遮光するように配置されている。
【００３５】
この回転カラーフィルタ２３の内周には、回転カラーフィルタ２３の回転状態を検出するための３種類の標識としてのシルクが設けられている。
【００３６】
この回転カラーフィルタ２３に設けられている３種類の標識としてのシルクは、直径の異なる３種類の同心円状に、異なる直径に設けられたシルク同士の最内径と最外径とが重ならないように配置されている。
【００３７】
この回転カラーフィルタ２３の最内周には、回転カラーフィルタ２３の基準位置を判別するために１個設けられた基準位置検出用シルク３１が配置されている。 この基準位置検出用シルク３１の外周には、観察装置１４より入力される基準信号との同期を得るために、等角度で３個設けられた同期位置検出用シルク３２−１〜３２−３が配置されている。
【００３８】
この同期位置検出用シルク３２−１〜３２−３の外周で、前記各色フィルタ３０ｒ，３０ｇ，３０ｂと遮光部の内周側には、回転カラーフィルタ２３の回転速度を判別するために、等角度で１２個設けられた速度検出用シルク３３−１〜３３−１２が配置されている。
【００３９】
次に、このような構成の回転カラーフィルタ２３を回転駆動させるモータ２２の回転制御を行う前記光源装置１５のモータ制御回路２１の構成について、図４を用いて説明する。
【００４０】
前記モータ２２で回転駆動する前記回転カラーフィルタ２３の回転状態を検出するために、前記回転カラーフィルタ２３上に設けられた３種類の同心円上のシルク３１，３２，３３を検出する３種類のフォトセンサ４０−１〜４０−３が設けられている。
【００４１】
つまり、前記回転カラーフィルタ２３の最内周に設けられている１個の基準位置検出用シルク３１を検出する基準位置検出用フォトセンサ４０−１、その基準位置検出用シルク３１の外周側に設けられている３個の同期位置検出用シルク３２−１〜３２−３を検出する同期位置検出用フォトセンサ４０−２、及びその同期位置検出用シルク３２−１〜３２−３の外周側に設けられている１２個の速度検出用シルク３３−１〜３３−１２を検出する速度検出用フォトセンサ４０−３が設けられている。
【００４２】
前記３種類のフォトセンサ４０−１〜４０−３のそれぞれの出力には、シュミットトリガ回路等の波形整形回路４１−１〜４１−３が設けられており、前記各フォトセンサ４０−１〜４０−３で前記基準位置検出用シルク３１、同期位置検出用シルク３２、及び速度検出用シルク３３をそれぞれ検出したアナログ波形をデジタルパルスに変換するようになっている。
【００４３】
前記回転カラーフィルタ２３の速度検出用シルク３３−１〜３３−１２を速度検出用フォトセンサ４０−３で検出し、波形整形回路４１−３でデジタルパルス化されたＦＧパルスは、速度比較器４２に供給出力されるようになっている。
【００４４】
この速度比較器４２は、前記ＦＧパルスの周期と、事前設定されている目標周期との時間差を求め、時間差が生じた際にその時間差をエラー電圧として、速度ループ用フィルタ４３へ出力する。
【００４５】
また、この速度比較器４２は、前記ＦＧパルスの周期が目標周期に近似し、時間差を示すエラー電圧が、エラー電圧の上限値、又は下限値以内であるかどうかを判別する機能を有している。
【００４６】
つまり、電源投入後モーター２２が回転駆動して、前記回転カラーフィルタ２３が所定の回転速度に達して、前記速度検出用シルク３３−１〜３３−１２により生成されるＦＧパルスの周期が所定周期と比較可能な速度比較可能範囲に到達したか否か判別を行うようになっており、その速度比較範囲内、又は速度比較範囲外の判定結果は、後述する位相調整制御部４４、及び位相比較器４６に出力される。
【００４７】
前記速度ループ用フィルタ４３は、前記速度比較器４２から出力された前記ＦＧパルスの周期と目標周期との時間差を示すエラー電圧のレベルと周波数特性を調整出力するものである。
【００４８】
即ち、速度検出用フォトセンサ４０−３、波形整形回路４１−３は、回転カラーフィルタ２３の回転速度を検出し、回転カラーフィルタ２３を所定速度で回転駆動させる制御信号を生成する手段である。
【００４９】
前記基準位置検出用フォトセンサ４０−１で前記回転カラーフィルタ２３の基準位置検出用シルク３１を検出し、波形整形回路４１−１でデジタルパルス化されたＳＴＡＲＴパルスは、位相調整制御部４４に出力される。
【００５０】
この位相調整制御部４４には、前記ＳＴＡＲＴパルスと共に、前記速度比較器４２でＦＧパルスの周期により回転カラーフィルタ２３の回転駆動が速度比較可能範囲内／外のいずれかの判定信号と、観察装置１４からの基準信号とが供給されるようになっている。
【００５１】
この位相調整制御部４４は、前記速度比較器４２からの前記ＦＧパルスの周期が速度比較範囲内であることを示す信号により動作し、前記観察装置１４からの基準信号を基に、前記ＳＴＡＲＴパルスが設定された数だけ入力され、基準信号に対して前記ＳＴＡＲＴパルスの同期が安定するまで待機するようになっている。
【００５２】
前記位相調整制御部４４は、入力されるＳＴＡＲＴパルスの入力数が所定の値となると、１度だけＳＴＡＲＴパルスに対する基準信号の位相を事前設定されている目標位相との位相差を測定し、この測定された位相差は、位相調整部４５へと出力されるようになっている。
【００５３】
つまり、基準位置検出用フォトセンサ４０−１、波形整形回路４１−１、位相調整制御部４４は、回転カラーフィルタ２３の回転回数を検出する手段である。
【００５４】
前記位相調整部４５は、前記回転カラーフィルタ２３の同期位置検出用シルク３２−１〜３２−３を同期位置検出用フォトセンサ４０−２で検出し、波形整形回路４１−２でデジタルパルス化されたＲＥＡＤパルスが入力されるようになっており、ＲＥＡＤパルスに対して、前記位相調整制御部４４から出力されたＳＴＡＲＴパルスと基準信号とで設定されている目標位相との位相差をキャンセルするように、ＲＥＡＤパルスの位相を遅らせたパルスを生成して位相比較器４６に出力するようになっている。
【００５５】
つまり、基準位置検出用フォトセンサ４０−１、波形整形回路４１−１、同期位置検出用フォトセンサ４０−２、波形整形回路４１−２は、回転カラーフィルタ２３の回転位置を検出する手段である。
【００５６】
この位相比較器４６は、前記速度比較器４２からＦＧパルスの周期が速度比較可能範囲内であることを示す信号により動作し、基準信号が人力されている時、基準信号と位相調整部４５から出力されるＲＥＡＤパルスの位相を遅らせたパルスとの位相を比較し、位相差をエラー電圧として位相ループ用フィルタ４７へ出力するようになっている。
【００５７】
なお、前記位相比較器４６は、前記速度比較器４２からのＦＧパルスの周期が速度比較可能範囲外であることを示す信号の場合、前記位相ループ用フィルタ４７へのエラー電圧を出力しない。
【００５８】
この位相ループ用フィルタ４７は、位相比較器４６から出力された信号のレベルと周波数特性を調整出力するようになっている。
【００５９】
また、前記位相比較器４６は、基準信号検出部４８により前記観察装置１４からの基準信号の有無により駆動制御されるようになっている。
【００６０】
前記速度ループ用フィルタ４３と、前記位相ループ用フィルタ４７のそれぞれの出力は、信号加算器４９で加算され、モータードライバ５０へ出力されるようになっている。
【００６１】
このモータードライバ５０には、モーター２２に設けられたホールセンサからの信号と、前記信号加算器４９からの出力を用いて、モーター２２を駆動制御するためのドライブ信号を生成出力するようになっている。
【００６２】
このモータ制御回路２１には、前記基準位置検出用フォトセンサ４０−１、同期位置検出用フォトセンサ４０−２、及び速度検出用フォトセンサ４０−３の良不良を検査する検査制御部５１が設けられている。
【００６３】
この検査制御部５１には、後述するフォトセンサ検査用プロセッサを有すると共に、前記基準位置検出用フォトセンサ４０−１、同期位置検出用フォトセンサ４０−２、及び速度検出用フォトセンサ４０−３の各出力をアナログ／デジタル変換器（以下、Ａ／Ｄ変換器と称する）５５−１〜５５−３でデジタル変換された信号と、前記波形整形回路４１−１〜４１−３のＳＴＡＲＴ，ＲＥＡＤ，ＦＧの各パルスが入力されると共に、後述する検査開始設定用のスライドスイッチ５２と、検査の結果を表示するためのＬＥＤ５３と、このＬＥＤ５３を点灯制御を行うためのＬＥＤ点灯制御部５４とが接続されている。
【００６４】
このようなモータ制御回路２１を有する内視鏡用光源装置１５の動作について説明する。
【００６５】
光源装置１５の図示していない電源が投入されると前記速度比較器４２は、初期値出力を行う。この初期値出力は、前記速度ループ用フィルタ４３、信号加算器４９を介して、モータードライバ５０によりモーター２２を最大回転動作させるための出力信号を生成供給する。
【００６６】
つまり、電源投入直後は、前記モーター２２を回転駆動開始させるために前記速度比較器４２から速度ループ用フィルタ４３と信号加算器４９を介して、モータードライバ５０に対して最大回転動作制御が行われる。その回転駆動開始時は、回転駆動速度検出用フォトセンサ４０−３で検出し、波形整形回路４１−３で変換されるＦＧパルスも出力されないため、ＦＧパルスの周期が所定の目標周期値よりも大幅に異なり速度比較可能範囲外となる。
【００６７】
この速度比較器４２からの速度比較可能範囲外信号により、前記位相比較器４６は不動作状態で無出力状態となる。
【００６８】
これにより、前記信号加算器４９は、前記速度ループ用フィルタ４３からのモーター２２の最大回転動作の制御信号の基でモータードライバ５０を制御して、モーター２２を回転駆動制御して前記回転カラーフィルタ２３を回転させる。
【００６９】
この電源投入直後の速度比較器４２の初期値出力により、前記モーター２２を回転駆動させて回転カラーフィルタ２３が回転すると、回転カラーフィルタ２３に設けられた速度検出用シルク３３−１〜３３−１２を速度検出用フォトセンサ４０−３で検出し、波形整形回路４１−３によりデジタル化したＦＧパルスが前記速度比較器４２へ出力される。
【００７０】
この速度比較器４２は、前記モーター２２の回転駆動により検出生成したＦＧパルスの周期が、所定の周期より遅い間は、速度ループ用フィルタ４３に対して、モータ２２を最大回転動作させる制御信号を継続出力する。
【００７１】
前記ＦＧパルス周期が所定の目標周期に近づき、速度比較可能範囲内までに前記ＦＧパルスの周期が早くなると、前記位相調整制御部４４と位相比較器４６へ、速度比較可能範囲内であることを示す信号を出力する。
【００７２】
さらに、前記速度比較器４２は、前記ＦＧパルスの周期が速度比較可能範囲内となると、前記ＦＧパルス周期と所定目標の周期とを比較して、時間差がある場合は、その時間差を示すエラー信号を生成して、前記速度ループ用フィルタ４３、及び信号加算器４９を介して、モータードライバ５０へ出力して、モーター２２の回転駆動を制御して、ＦＧパルス周期と所定目標周期、即ち、目標回転速度でモーター２２が回転駆動するようにフィードバック制御を行う。
【００７３】
一方、観察装置１４が未接続で、基準信号の入力がない場合、前記基準信号検出部４８は前記位相比較器４６の動作を停止させる制御を行う。 これにより、前記モータードライバ５０は、前記速度比較器４２から供給出力される速度比較可能範囲内での制御信号の基でモーター２２を回転駆動制御する。
【００７４】
次に、前記観察装置１４からの基準信号が前記基準信号検出部４８に入力されると、前記基準信号検出部４８は、前記位相比較器４６を駆動させる。
【００７５】
この位相比較器４６には、前記回転カラーフィルタ２３に設けられた同期位置検出用シルク３２−１〜３２−３を同期位置検出用フォトセンサ４０−２で検出し、波形整形回路４１−２でデジタル化されたＲＥＡＤパルスが位相調整部４５を介して入力されている。
【００７６】
この位相調整部４５では、前記ＲＥＡＤパルスを初期値により遅らせたパルスを生成する。この位相調整部４５で初期値より遅らせたＲＥＡＤパルスと基準信号とを前記位相比較器４６で位相比較して、その比較結果をエラー電圧として位相ループ用フィルタ４７へ出力する。
【００７７】
この位相ループ用フィルタ４７と前記速度ループ用フィルタ４３からの出力信号は、信号加算器４９で加算されてモータードライバ５０を介して、モーター２２の回転駆動を制御して、回転カラーフィルタ２３を観察装置１４からの基準信号に対して、同期をとりながら回転駆動制御される。
【００７８】
前記観察装置１４からの基準信号に対する回転カラーフィルタ２３の同期が安定し、ＦＧパルス周期も速度比較可能範囲内になった後、更に、位相調整制御部４４において、基準位置検出用フォトセンサ４０−１で回転カラーフィルタ２３に設けられた基準位置検出用シルク３１を検出した検出信号を波形整形回路４１−１でデジタル化されたＳＴＡＲＴパルスと、前記観察装置１４からの基準信号の位相関係を安定させるために、位相調整制御部４４でＳＴＡＲＴパルス数を設定された回数だけカウントした後、ＳＴＡＲＴパルスと基準信号の位相を測定する。
【００７９】
この位相調整制御部４４で測定されたＳＴＡＲＴパルスの位相と目標位相の位相差を位相調整部４５へ出力する。
【００８０】
つまり、この位相調整部４５は、前記ＲＥＡＤパルスに対して、前記位相調整制御部４４から出力されたＳＴＡＲＴパルスと基準信号の設定されている目標位相との位相差をキャンセルするようにＲＥＡＤパルスの位相を遅らせたパルスを前記位相比較器４６に出力する。
【００８１】
このように、前記位相調整制御部４４におけるＳＴＡＲＴパルスと基準信号の位相測定と、前記位相調整部４５における位相調整値の設定を電源投入後１度行うことで、観察装置１４の基準信号に対して、回転カラーフィルタ２３の回転位置を一定にして、回転させることが可能となる。
【００８２】
なお、上述した位相調整されたＳＴＡＲＴパルス、基準信号、ＲＥＡＤパルス、位相調整部４５により位相を調整されたＲＥＡＤパルス、光源装置１５からの出射光パターン、及び観察装置１４内のＣＣＤドライバ２７によるＣＣＤ読み出しパターン等の関係を図７に示している。
【００８３】
次に、前記検査制御部５１による前記基準位置検出用フォトセンサ４０−１、同期位置検出用フォトセンサ４０−２、速度検出用フォトセンサ４０−３の検査動作について、図５と図６を用いて説明する。
【００８４】
前記光源装置１５の電源が投入後、前記スライドスイッチ５２を操作して、前記検査制御部５１に対して、フォトセンサ検査開始指示入力を行う。
【００８５】
検査制御部５１は、ステップＳ１でフォトセンサ検査プロセッサを展開させ、検査を開始する。ステップＳ２で、前記基準位置検出用フォトセンサ４０−１で検出し、波形整形回路４１−１でデジタルパルス化されたＳＴＡＲＴパルスの１周期の期間中の前記速度検出用フォトセンサ４０−３で検出し、波形整形回路４１−３でデジタルパルス化されたＦＧパルス数をカウントする（図６（ａ）参照）。
【００８６】
このステップＳ２のＳＴＡＲＴパルス１周期間のＦＧパルス数のカウント結果が所定のパルス数以外、例えば、１２パルス以外の場合は、速度検出用フォトセンサ４０−３の検出不良が生じていると判断して、ステップＳ８で、検査制御部５１は、ＬＥＤ点灯制御部５４を駆動制御させてＬＥＤ５３を点滅点灯させ、ステップＳ１０のフォトセンサの検査動作を終了へと処理される。
【００８７】
前記ステップＳ２で、ＳＴＡＲＴパルス１周期間のＦＧパルス数が所定パルス数であると判断されると、ステップＳ３で、前記基準位置検出用フォトセンサ４０−１で検出し、波形整形回路４１−１でデジタルパルス化されたＳＴＡＲＴパルスの１周期の期間中の前記同期位置検出用フォトセンサ４０−２で検出し、波形整形回路４１−２でデジタルパルス化されたＲＥＡＤパルス数をカウントする（図６（ｂ）参照）。
【００８８】
このステップＳ３のＳＴＡＲＴパルス１周期間のＲＥＡＤパルス数のカウント結果が所定のパルス数、例えば、３パルス以外の場合は、同期位置検出用フォトセンサ４０−２の検出不良が生じていると判断して、前記ステップＳ８以降が実行される。
【００８９】
前記ステップＳ３で、ＳＴＡＲＴパルス１周期間のＲＥＡＤパルス数が所定パルス数であると判断されると、ステップＳ４で、前記速度検出用フォトセンサ４０−３の出力を確認する。
【００９０】
この速度検出用フォトセンサ４０−３の出力確認は、前記ＦＧパルスに同期させて、前記速度検出用フォトセンサ４０−３の出力をＡ／Ｄ変換器５５−３で変換した後サンプリングし、そのサンプリングされた速度検出用フォトセンサ４０−３の出力が前記波形整形回路４１−３でパルス化されたＦＧパルスのハイ（Ｈ）レベル又はロー（Ｌ）レベルの閾値を満足しているか否かを判定する。なお、ＦＧパルスとＡ／Ｄ変換ポイントのタイミングを図６（ａ）に示している。
【００９１】
このステップＳ４で前記速度検出用フォトセンサ４０−３の出力がＦＧパルスのＨ／Ｌレベルの閾値を満足しないと判断されると、前記ステップＳ８が実行される。
【００９２】
前記ステップＳ４で前記速度検出用フォトセンサ４０−３の出力がＦＧパルスのＨ／Ｌレベルの閾値を満足すると判断されると、ステップＳ５で同期検出用フォトセンサ４０−２の出力を確認する。
【００９３】
この同期位置検出用フォトセンサ４０−２の出力確認は、前記ＲＥＡＤパルスに同期させて、前記同期位置検出用フォトセンサ４０−２の出力をＡ／Ｄ変換器５５−２により変換した後、サンプリングし、そのサンプリングされた同期位置検出用フォトセンサ４０−２の出力が前記波形整形回路４１−２でパルス化されたＲＥＡＤパルスのハイ（Ｈ）レベル又はロー（Ｌ）レベルの閾値を満足しているか否かを判定する。なお、ＲＥＡＤパルスとＡ／Ｄ変換ポイントのタイミングを図６（ｂ）に示している。
【００９４】
このステップＳ５で前記同期位置検出用フォトセンサ４０−２の出力がＲＥＡＤパルスのＨ／Ｌレベルの閾値を満足しないと判断されると、前記ステップＳ８が実行される。
【００９５】
前記ステップＳ５で前記同期位置検出用フォトセンサ４０−２の出力がＲＥＡＤパルスのＨ／Ｌレベルの閾値を満足すると判断されると、ステップＳ６で基準位置検出用フォトセンサ４０−１の出力を確認する。
【００９６】
この基準位置検出用フォトセンサ４０−１の出力確認は、前記ＳＴＡＲＴパルスに同期させて、前記基準位置検出用フォトセンサ４０−１の出力をＡ／Ｄ変換器５５−１により変換した後、サンプリングし、そのサンプリングされた基準位置検出用フォトセンサ４０−１の出力が前記波形整形回路４１−１でパルス化されたＳＴＡＲＴパルスのハイ（Ｈ）レベル又はロー（Ｌ）レベルの閾値を満足しているか否かを判定する。なお、ＳＴＡＲＴパルスとＡ／Ｄ変換ポイントのタイミングを図６（ｃ）に示している。
【００９７】
このステップＳ６で前記基準位置検出用フォトセンサ４０−１の出力がＳＴＡＲＴパルスのＨ／Ｌレベルの閾値を満足しないと判断されると、前記ステップＳ８が実行される。
【００９８】
前記ステップＳ６で前記基準位置検出用フォトセンサ４０−１の出力がＳＴＡＲＴパルスのＨ／Ｌレベルの閾値を満足すると判断されると、ステップＳ７でモーター２２から出力されるホールセンサ信号の出力確認を行う。
【００９９】
このモーター２２のホールセンサ信号の出力確認は、モーター２２に３相モーターを使用した場合、図７（ｇ）に示すようにモーター２２の１回転の間に１２０度づつ位相のずれた３種類の信号として出力される。
【０１００】
この３種類のモーターホールセンサ出力を前記ＳＴＡＲＴパルスを基準とし、３種類の信号の位相が順番に移動しているかどうか確認する。
【０１０１】
このホールセンサの出力に問題がある場合、前記ステップＳ８が実行され、ホールセンサ出力が所定の位相順番で検出されると判断されると、ステップＳ９で検査制御部５１は、ＬＥＤ点灯制御部５４を介して、ＬＥＤ５３を連続点灯制御して、全てのフォトセンサの検査が完了して、問題ないことを表示する。
【０１０２】
上記一連の検査手順は、スライドスイッチ５２により検査制御部５１へ検査開始時の信号が入力されてから１回のみ実施する。スライドスイッチ５２により検査制御部５１へ通常モード復帰の信号が出力されると、ＬＥＤ５３を消灯し、通常モードへ復帰する。新たに、スライドスイッチ５２による検査制御部５１へ検査開始の信号が入力されるまで検査は行わない。
【０１０３】
以上説明したように、本発明の内視鏡用光源装置の一実施形態は、光源装置の電源投入後に、観察装置からの撮像画像信号の基準信号に対する回転カラーフィルタの位相調整が自動的に１回実行されるために、工場出荷時や部品交換時における調整が必要なく、固体撮像素子の信号読み出し期間において、確実に回転カラーフィルタにより、照明光を遮光することができる。
【０１０４】
また、前記回転カラーフィルタの基準位置、同期位置、回転速度を検出するフォトセンサの出力特性を簡便に検出でき、工場出荷時や部品交換時における出力検査が容易となった。
【０１０５】
次に、本発明に係る内視鏡光源装置の他の実施形態について図８乃至図１３を用いて説明する。
【０１０６】
図８は本発明に係る内視鏡装置の他の実施形態に用いる回転カラーフィルタの構成を示す平面図、図９は本発明に係る内視鏡光源装置の他の実施形態に用いるモーター制御回路の構成を示すブロック図、図１０は本発明に係る内視鏡光源装置の他の実施形態に用いるモーター制御回路の回転カラーフィルタの回転同期と位相調整動作を説明するフローチャート、図１１、図１２は本発明に係る内視鏡光源装置の他の実施形態に用いるモーター制御回路の速度及び同期位置検出兼用フォトセンサと基準位置検出用フォトセンサの検査動作を説明するフローチャート、図１３は本発明に係る内視鏡光源装置の他の実施形態に用いるモーター制御回路の回転カラーフィルタの回転同期と位相調整後の波形を説明する説明図である。
【０１０７】
なお、図８乃至図１３において、前述した図１乃至図７と同一部分は同一部号を付して詳細説明は省略する。
【０１０８】
この他の実施形態の内視鏡光源装置に用いる回転カラーフィルタ２３’は、図８に示すように、最外周には、所定間隔で色フィルタであるＲ色フィルタ３０ｒ、Ｇ色フィルタ３０ｇ、Ｂ色フィルタ３０ｂ、及び各Ｒ，Ｇ，Ｂの各色フィルタ３０ｒ，３０ｇ，３０ｂの間に遮光部が配置されている。
【０１０９】
この色フィルタと遮光部が配置された内周側には、等角度で１２個の速度及び同期位置検出兼用シルク９０−１〜９０−１２が設けられており、この速度及び同期位置検出兼用シルク９０−１〜９０−１２の内周には、回転カラーフィルタ２３’の基準位置を示す基準位置検出用シルク３１が設けられている。
【０１１０】
この回転カラーフィルタ２３’の速度及び同期位置検出兼用シルク９０−１〜９０−１２は、前述した回転カラーフィルタ２３の速度検出用シルク３３−１〜３３−１２と、同期位置検出用シルク３２−１〜３２−３とを兼用させるものである。なお、この基準位置検出用シルク３１と速度及び同期位置検出兼用シルク９０−１〜９０−１２は、直径の異なる同心円上に設けられ、かつ、それぞれの内周と外周が重ならないように配置されている。
【０１１１】
次に、この他の実施形態に用いるモーター制御回路２１’の構成について図９を用いて説明する。
【０１１２】
前記回転カラーフィルタ２３’は、モーター２２により回転駆動されるようになっている。この回転フィルタ２３’に対向して、前記基準位置検出用シルク３１を読み取るための基準位置検出用フォトセンサ４０−１と、速度及び同期位置検出兼用シルク９０−１〜９０−１２を読み取るための速度及び同期位置検出兼用フォトセンサ４０−４が設けられている。
【０１１３】
この基準位置検出用フォトセンサ４０−１と、速度及び同期位置検出兼用フォトセンサ４０−４の出力には、シュミットトリガ回路等の波形整形回路４１−１，４１−４が設けられており、それぞれ基準位置検出シルク３１と速度及び同期位置検出兼用シルク９０−１〜９０−１２を読み取り生成されたアナログ波形をデジタルパルス化するようになっている。
【０１１４】
前記速度及び同期位置検出兼用フォトセンサ４０−４で読み出され、波形整形回路４１−４でデジタルパルス化されたＦＧパルスは、分周回路６５とＦＧパルスカウンタ６０に出力されるようになっている。
【０１１５】
また、前記基準位置検出用フォトセンサ４０−１で読み出され、波形整形回路４１−１でデジタルパルス化されたＳＴＡＲＴパルスは、前記分周回路６５、ＳＴＡＲＴパルスカウンタ６２、及び位相差カウンタ６３に出力されるようになっている。
【０１１６】
前記分周回路６５は、前記波形整形回路４１−４からのＦＧパルスを前記波形整形回路４１−１からのＳＴＡＲＴパルスの基で分周して、後述する位相比較器４６で観察装置１４からの基準信号と同期を取るためのＲＥＡＤパルスを生成する。この分周回路６５で生成されたＲＥＡＤパルスは、位相調整部４５を介して、位相比較部４６へ出力されるようになっている。
【０１１７】
前記ＦＧパルスカウンタ６０は、前記速度及び同期位置検出兼用フォトセンサ４０−４で読み出し、波形整形回路４１−４で生成したＦＧパルスの周期を測定する。
【０１１８】
このＦＧパルスカウンタ６０で測定されたＦＧパルスの周期は、図示していない、演算ユニット、ＲＡＭ、プログラムが書き込まれているＲＯＭ等を有するコンピュータユニット（ＣＰＵ）に図示していないＣＰＵバスを介して出力されるようになっている。
【０１１９】
このＣＰＵは、前記ＦＧパルスカウンタ６０によるＦＧパルス周期の測定結果と、そのＦＧパルスの目標周期との時間差を演算し、その演算結果をエラー電圧として、図示していないＣＰＵバスにより接続されている速度比較結果出力部６１を介して速度ループ用フィルタ４３へ出力されるようになっている。
【０１２０】
また、前記速度比較結果出力部６１は、前記ＣＰＵで演算されたＦＧパルスの周期と、そのＦＧパルスの目標周期との時間差を示すエラー電圧が前記モーター２２が所定の回転速度に近づいて速度比較可能範囲内であるか否かを示す速度比較可能範囲内／外信号を位相比較器４６へ出力するようになっている。
【０１２１】
前記ＳＴＡＲＴパルスカウンタ６２は、前記基準位置検出用フォトセンサ４０−１で読み出し、波形整形回路４１−１で生成されたＳＴＡＲＴパルスの入力数がカウントされる。
【０１２２】
前記位相差カウンタ６３は、前記ＳＴＡＲＴパルスと、前記観察装置１４からの基準信号との位相差がカウントされる。
【０１２３】
このＳＴＡＲＴパルスカウンタ６２と、位相差カウンタ６３のカウント結果は、図示していないＣＰＵバスを介して、図示していないＣＰＵへ出力され、位相差カウンタ６３のカウント値と、目標位相との位相差を演算し、ＳＴＡＲＴパルスと、基準信号の設定されている目標位相との位相差をキャンセルする制御信号を生成して、図示していないＣＰＵバスを介して前記位相調整部４５へ出力して、前記分周回路６５で分周されたＲＥＡＤパルスの位相を遅らせる制御を行うようになっている。
【０１２４】
つまり、位相調整部４５で、ＳＴＡＲＴパルスと基準信号の位相差が目標位相となるように調整されたＲＥＡＤパルスが位相比較器４６に出力されるようになっている。
【０１２５】
また、このモーター制御回路２１’のフォトセンサ４０−１，４０−４の出力電圧レベルの検査と調整、及びモーター２２に設けられたホールセンサからの信号の検査を行う検査プロセッサを内蔵した検査制御部６６が設けられている。
【０１２６】
この検査制御部６６には、検査プロセッサによる検査の開始の設定と、検査結果の通知を検査用コネクタ６７を介して、外部のＰＣ等の冶具とＲＳ２３２Ｃ等の通信方式で通信する通信制御部６８と、前記基準位置検出用フォトセンサ４０−１と速度及び同期位置検出兼用フォトセンサ４０−４のアナログ出力電圧をデジタル信号に変換して検査制御部６６に入力させるＡ／Ｄ変換器５５−１，５５−４と、検査制御部６６で生成された前記各フォトセンサ４０−１，４０−４の出力を調整するためのデジタル調整値をアナログ電圧に変換出力するＤ／Ａ変換器５８−１，５８−２と、前記各フォトセンサ４０−１，４０−４の出力調整値を記憶するための不揮発性ＲＡＭ６９とが接続されている。
【０１２７】
また、前記Ｄ／Ａ変換器５８−１，５８−２のそれぞれの出力により、基準位置検出用フォトセンサ出力調整部５９−１と速度及び同期位置検出兼用フォトセンサ出力調整部５９−２を介して、前記基準位置検出用フォトセンサ４０−１と速度及び同期位置検出兼用フォトセンサ４０−４の出力調整が行われるようになっている。
【０１２８】
このような構成のモーター制御回路２１’を有する光源装置１５のモーター回転駆動制御動作について、図１０を用いて説明する。
【０１２９】
光源装置１５の図示されていない電源が投入されると、図示していないＣＰＵ内のＲＯＭに書き込まれている回転カラーフィルタ２３’の回転同期と位相調整用のプログラムが読み出され、そのプログラムに設定されている初期化処理がステップＳ２１で実行される。
【０１３０】
このステップＳ２１の初期化処理は、モーター２２を停止状態から回転駆動させるために、前記速度比較結果出力部６１に対して、モーター２２を最大回転駆動させるための出力が設定され、その最大回転駆動出力が速度ループ用フィルタ４３、信号加算器４９、及びモータードライバ５０に供給されて、モーター２２が回転駆動開始する。
【０１３１】
また、前記速度比較結果出力部６１から位相比較器46へは、モーター２２は回転駆動していないために速度比較可能範囲外であることを示す信号を生成し、その速度比較可能範囲外信号により前記位相比較器４６の動作を停止状態とする。
【０１３２】
これにより、モーター２２は、前記ＣＰＵからの最大回転駆動出力の基で、回転駆動開始し、回転カラーフィルタ２３’を回転させる。
【０１３３】
このステップＳ２１の初期化処理によりモーター２２が回転駆動開始すると、ＣＰＵはステップＳ２２で、回転カラーフィルタ２３’に設けられた速度及び同期位置検出兼用シルク９０−１〜９０−１２を速度及び同期位置検出兼用フォトセンサ４０−４が読み取り、波形整形回路４１−４でデジタル化したＦＧパルスの人力待ち状態となる。
【０１３４】
このステップＳ２２のＦＧパルス入力待ち状態で、前記回転カラーフィルタ２３’が回転し、速度及び同期位置検出兼用シルク９０−１〜９０−１２を速度及び同期位置検出兼用フォトセンサ４０−４が読み取り、波形整形回路４１−４でデジタル化したＦＧパルスがＦＧパルスカウンタ６０に人力されると、このＦＧパルスカウンタ６０によりＦＧパルスの周期がカウントされる。
【０１３５】
このＦＧパルスカウンタ６０でＦＧパルスの周期カウントされると、ＣＰＵはステップＳ２３で、前記ＦＧパルスカウンタ６０でカウントされたＦＧパルス周期を読み込み、ステップＳ２４で読み込んだＦＧパルス周期と、ＦＧパルスの目標周期とを比較演算して、回転カラーフィルタ２３’の回転速度比較を行う。
【０１３６】
つまり、ＦＧパルスカウンタ６０でカウントされたＦＧパルスの周期と、ＦＧパルスの目標周期との差分が小さい、又は無いと、モーター２２及び回転カラーフィルタ２３’は目標の回転速度で回転駆動していることになる。
【０１３７】
このステップＳ２４のＦＧパルスの差分演算による速度比較結果が、前記速度比較結果出力部６１へ出力され、前記ＦＧパルス周期が目標周期に近づくまでモーター２２を最大回転駆動させる制御を行い、目標周期に近づくとＦＧパルス周期に応じたモーター駆動フィードバック制御が行われる。
【０１３８】
即ち、ＣＰＵは、ＦＧパルス周期が目標周期に到達して無く、速度比較可能範囲外と判定すると速度比較結果出力部６１へとモーター２２を目標速度で駆動させる最大回転駆動制御信号を出力させると共に、速度比較可能範囲外信号を出力させる。
【０１３９】
このＦＧパルスの周期が目標周期に近づき、速度比較可能範囲内になると、ステップＳ２６で観察装置１４からの基準信号の入力の有無を判定し、基準信号が入力されていない場合は、基準信号検出部４８により、位相比較器４６の動作を停止させる。
【０１４０】
この位相比較器４６が不動作状態において、モーター２２はＦＧパルスカウンタ６０でカウントされるＦＧパルスの周期が目標値になるように、継続制御される。
【０１４１】
前記ステップＳ２６で前記観察装置１４からの基準信号の供給が前記基準信号検出部４８で確認されると、前記位相比較器４６が動作して、前記分周回路６５で前記ＳＡＴＲＴパルスで前記ＦＧパルスを分周生成したＲＥＡＤパルスを位相調整部４５の初期値で遅らせたパルスと、観察装置１４からの基準信号との位相比較を行い、その位相比較結果をエラー電圧として位相ループ用フィルタ４７に出力する。
【０１４２】
前記位相調整部４５でのＲＥＡＤパルスを遅らせる初期値は、ＣＰＵにより設定されるようになっている。
【０１４３】
前記位相ループ用フィルタ４７から出力されたエラー電圧は、信号加算器４９で前記速度ループ用フィルタ４３からの出力と加算されて、モータードライバ５０を介して、モーター２２を駆動制御し、回転カラーフィルタ２３’は、観察装置１４からの基準信号に同期して回転駆動する。
【０１４４】
前記観察装置１４からの基準信号に対する回転カラーフィルタ２３’の同期が安定し、ＦＧパルスカウンタ６０によりカウントされるＦＧパルス周期も速度比較可能範囲内になると、ステップＳ２７で、ＳＴＡＲＴパルスカウンタ６２において、ＳＴＡＲＴパルスの入力数をカウントする。
【０１４５】
このＳＴＡＲＴパルスの入力数カウントは、ＳＴＡＲＴパルスと基準信号の位相関係が安定するまで待つために、ＳＴＡＲＴパルス数を設定された回数だけカウントした後、位相差カウンタ６３において、ＳＴＡＲＴパルスと基準信号の位相測定をステップＳ２８で開始する。
【０１４６】
前記位相差カウンタ６３は、ＳＴＡＲＴパルス入力によりカウントを開始し、基準信号の入力によりカウントをステップＳ２９でリセットする。
【０１４７】
従って、位相差カウンタ６３と、図示していないＣＰＵは、ＳＴＡＲＴパルスカウンタ６２でＳＡＴＲＴパルス数が設定された回数だけカウントされた後、ステップＳ３０で位相差カウンタ６３がリセットした直前のカウント値を読み出す。
【０１４８】
このＣＰＵによる位相差カウンタ６３のカウント値の読み出しが、電源立ち上げ後であるか否かステップＳ３１で判定する。
【０１４９】
つまり、電源立ち上げ後の初回の場合、ステップＳ３２でカウント値と目標値の差分をＣＰＵにおいて演算し、その演算結果を位相調整部４５へ出力する。
【０１５０】
この位相調整部４５では、基準信号との位相比較を行うＲＥＡＤパルスに対して、図示していないＣＰＵから出力された、ＳＴＡＲＴパルスと基準信号の設定されている目標位相との位相差をキャンセルするように、ＲＥＡＤパルスの位相を遅らせたパルスを位相比較器４６に出力する。
【０１５１】
電源立ち上げ後の２回目以降のＣＰＵによる位相差カウンタ６３のカウント値の読み出し場合は、ステップＳ３３でカウント値が目標範囲内か判定し、カウント値が目標値の範囲内であれば、ステップＳ３４で位相調整部４５への出力値は更新せず、またカウント値が目標値の範囲外であれば、ステップＳ３５で位相調整部４５への出力値を更新させる。
【０１５２】
よって、回転カラーフィルタ２３’の回転が安定な状態において、位相調整部４５への出力値の更新はほとんど行われず、これにより、速度ループ、位相ループに加え、第３のループを加えたことによるループの不安定さを解消することができる。
【０１５３】
以上、説明したＳＴＡＲＴパルス、基準信号、ＲＥＡＤパルス、位相調整部４５により位相を調整されたＲＥＡＤパルス、また、光源装置１５からの出射光パターン、観察装置１４内のＣＣＤドライバ２７によるＣＣＤ読み出しパターンの関係を図１３に示している。
【０１５４】
なお、前記電源立ち上げ前の位相調整値を不揮発性ＲＡＭを用いて保存し、次回電源立ち上げ時に、その不揮発性ＲＡＭに保存された位相調整値を、初期値として使用してもよい。
【０１５５】
次に、前記光源装置１５のモーター制御回路２１’の検査制御部６６を用いたフォトセンサの検査動作について、図１１と図１２を用いて説明する。
【０１５６】
前記光源装置１５の電源立ち上げ後に、前記検査用コネクタ６７に接続された外部のＰＣ等の冶具により、ＲＳ２３２Ｃ等の通信による通信制御部６８を介して、検査制御部６６によるフォトセンサ検査動作駆動指示が行われると、検査制御部６６は、ステップＳ４１でフォトセンサ検査プロセッサが展開駆動される。
【０１５７】
次に、ステップＳ４２でＳＴＡＲＴパルスの１周期間のＦＧパルス数をカウントする。このＦＧパルスカウント数が所定パルス数、例えば、１２パルス以外の場合、ステップＳ６８で通信制御部６８を介して検査用コネクタ６７に接続されている外部のＰＣ等の冶具に対して、検査結果ＮＧであることを通知し、ステップＳ６９でフォトセンサ検査を終了させる。
【０１５８】
前記ステップＳ４２でＦＧパルスが所定パルス数である場合、ステップＳ４３でＳＴＡＲＴパルス１周期間のＲＥＡＤパルス数をカウントする。このＲＥＡＤパルスのカウント数が所定パルス数、例えば３パルス以外の場合、前記ステップＳ６８からＳ６９の処理へと移行されてフォトセンサ検査を終了させる。
【０１５９】
前記ＲＥＡＤパルスのカウント数が所定パルス数の場合、ステップＳ４４で速度及び同期位置検出兼用フォトセンサ４０−４の出力確認を行う。
【０１６０】
この速度及び同期位置検出兼用フォトセンサ４０−４の出力確認は、前記ＦＧパルスの入力と同期させて、速度及び同期位置検出兼用フォトセンサ４０−４の出力をＡ／Ｄ変換器５５−４でＡ／Ｄ変換後サンプリングし、速度及び同期位置検出兼用フォトセンサ４０−４の出力が波形整形回路４１−４のＨ／Ｌレベルの閾値を満足しているかどうか確認する。なお、前記ＦＧパルスとＡ／Ｄ変換ポイントのタイミングは、図６で説明した本発明の一実施形態と同じである。
【０１６１】
前記ステップＳ４４で、速度及び同期位置検出兼用フォトセンサ４０−４の出力がＨ／Ｌレベルの閾値を満足していないと判定されると、ステップＳ４８以降の速度及び同期位置検出兼用フォトセンサ４０−４の出力調整処理が実行される。
【０１６２】
ステップＳ４８で速度及び同期位置検出兼用フォトセンサ４０−４のＨ出力レベルが、Ｈレベル閾値に対して大きいか否か判定され、Ｈ出力レベルがＨレベル閾値よりも小さい場合は、ステップＳ５３で速度及び同期位置検出兼用フォトセンサ４０−４のＬ出力レベルが、Ｌレベル閾値に対して小さいか否か判定され、Ｌ出力レベルがＬレベル閾値よりも大きい場合は、前記速度及び同期位置検出兼用フォトセンサ４０−４の出力調整はできないために、前記ステップＳ６８とＳ６９の処理が実行される。
【０１６３】
前記ステップＳ４８の判定の結果、Ｈ出力レベルがＨレベル閾値よりも大きい場合は、現在の出力調整値がステップＳ４９でデフォルト値よりも大きいか判定される。この出力調整値がデフォルト値よりも大きいと前記ステップＳ６８以降が実行され、その出力調整値がデフォルト値よりも小さいと、ステップＳ５０でその出力調整値が調整最小値よりも大きいか判定される。この出力調整値が調整最小値よりも小さいと前記ステップＳ６８以降が実行され、その出力調整値が調整最小値よりも大きいとステップＳ５１で出力調整値を１つ下げ、ステップＳ５２でその出力調整値をＤ／Ａ変換器５８−２を介して、速度及び同期位置検出兼用フォトセンサ出力調整部５９−２から前記速度及び同期位置検出兼用フォトセンサ４０−４の出力を調整すると共に、その出力調整値を不揮発性ＲＡＭ６９に記録させて、再度ステップＳ４２から処理を繰り返す。
【０１６４】
前記ステップＳ５３で速度及び同期位置検出兼用フォトセンサ４０−４のＬ出力レベルが、Ｌレベル閾値に対して小さいと判定された場合、現在の出力調整値がステップＳ５４でデフォルト値よりも小さいか判定される。この出力調整値がデフォルト値よりも小さいと前記ステップＳ６８以降が実行され、その出力調整値がデフォルト値よりも大きいと、ステップＳ５５でその出力調整値が調整最大値よりも小さいか判定される。この出力調整値が調整最大値よりも大きいと前記ステップＳ６８以降が実行され、その出力調整値が調整最大値よりも小さいとステップＳ５６で出力調整値を１つ上げ、ステップＳ５７でその出力調整値をＤ／Ａ変換器５８−２を介して、速度及び同期位置検出兼用フォトセンサ出力調整部５９−２から前記速度及び同期位置検出兼用フォトセンサ４０−４の出力を調整すると共に、その出力調整値を不揮発性ＲＡＭ６９に記録させて、再度ステップＳ４２から処理を繰り返す。
【０１６５】
前記ステップＳ４４で、速度及び同期位置検出兼用フォトセンサ４０−４の出力がＨ／Ｌレベルの閾値を満足していると判定されると、ステップＳ４５で、基準位置検出用フォトセンサ４０−１の出力確認が実行される。
【０１６６】
この基準位置検出用フォトセンサ４０−１の出力確認は、前記ＳＴＡＲＴパルスの入力と同期させて、基準位置検出用フォトセンサ４０−１の出力をＡ／Ｄ変換器５５−１でＡ／Ｄ変換後サンプリングし、基準位置検出用フォトセンサ４０−１の出力が波形整形回路４１−１のＨ／Ｌレベルの閾値を満足しているかどうか確認する。なお、前記ＳＴＡＲＴパルスとＡ／Ｄ変換ポイントのタイミングは、図６で説明した本発明の一実施形態と同じである。
【０１６７】
前記ステップＳ４５で、基準位置検出用フォトセンサ４０−１の出力がＨ／Ｌレベルの閾値を満足していないと判定されると、ステップＳ５８以降の基準位置検出用フォトセンサ４０−１の出力調整処理が実行される。
【０１６８】
ステップＳ５８で基準位置検出用フォトセンサ４０−１のＨ出力レベルが、Ｈレベル閾値に対して大きいか否か判定され、Ｈ出力レベルがＨレベル閾値よりも小さい場合は、ステップＳ６３で基準位置検出用フォトセンサ４０−１のＬ出力レベルが、Ｌレベル閾値に対して小さいか否か判定され、Ｌ出力レベルがＬレベル閾値よりも大きい場合は、前記基準位置検出用フォトセンサ４０−１の出力調整はできないために、前記ステップＳ６８以降の処理が実行される。
【０１６９】
前記ステップＳ５８の判定の結果、Ｈ出力レベルがＨレベル閾値よりも大きい場合は、現在の出力調整値がステップＳ５９でデフォルト値よりも大きいか判定される。この出力調整値がデフォルト値よりも大きいと前記ステップＳ６８以降が実行され、その出力調整値がデフォルト値よりも小さいと、ステップＳ６０でその出力調整値が調整最小値よりも大きいか判定される。この出力調整値が調整最小値よりも小さいと前記ステップＳ６８以降が実行され、その出力調整値が調整最小値よりも大きいとステップＳ６１で出力調整値を１つ下げ、ステップＳ６２でその出力調整値をＤ／Ａ変換器５８−１を介して、基準位置検出用フォトセンサ出力調整部５９−１から前記基準位置検出用フォトセンサ４１−１の出力を調整すると共に、その出力調整値を不揮発性ＲＡＭ６９に記録させて、再度ステップＳ４２から処理を繰り返す。
【０１７０】
前記ステップＳ６３で基準位置検出用フォトセンサ４０−１のＬ出力レベルが、Ｌレベル閾値に対して小さいと判定された場合、現在の出力調整値がステップＳ６４でデフォルト値よりも小さいか判定される。この出力調整値がデフォルト値よりも小さいと前記ステップＳ６８以降が実行され、その出力調整値がデフォルト値よりも大きいと、ステップＳ６５でその出力調整値が調整最大値よりも小さいか判定される。この出力調整値が調整最大値よりも大きいと前記ステップＳ６８以降が実行され、その出力調整値が調整最大値よりも小さいとステップＳ６６で出力調整値を１つ上げ、ステップＳ６７でその出力調整値をＤ／Ａ変換器５８−１を介して、基準位置検出用フォトセンサ出力調整部５９−１から前記基準位置検出用フォトセンサ４１−１の出力を調整すると共に、その出力調整値を不揮発性ＲＡＭ６９に記録させて、再度ステップＳ４２から処理を繰り返す。
【０１７１】
前記ステップＳ４５で基準位置検出用フォトセンサ４０−１の出力がＨ／Ｌレベルの閾値を満足していると判定されると、ステップＳ４６でモーター２２からのホールセンサ信号の出力確認が行われる。
【０１７２】
このモーター２２のホールセンサ信号の出力確認は、モーター２２に３相モーターを使用した場合、図１３（ｈ）に示すようにモーター２２の１回転の間に１２０度づつ位相のずれた３種類の信号として出力される。
【０１７３】
この３種類のモーターホールセンサ出力を前記ＳＴＡＲＴパルスを基準とし、３種類の信号の位相が順番に移動しているか確認する。
【０１７４】
このホールセンサの出力に問題がある場合、前記ステップＳ６８が以降が実行され、ホールセンサの出力が所定の位相順番で検出されると、ステップＳ４７で検査制御部６６は、全ての検査で問題がなかったことを示すために、通信制御部６８を介して、検査用コネクタ６７に接続されている外部のＰＣ等の冶具に検査結果が良好であった通知を通信し、ステップＳ６９でフォトセンサの検査を終了させる。
【０１７５】
上記一連の検査手順は、検査用コネクタ６７を介し、通信制御部６８を通して、検査制御部６６へ検査開始の信号が入力されてから１回のみ実施される。検査用コネクタ６７を介し、通信制御部６８を通して、検査制御部６６へ通常モード復帰の信号が出力されると、通常モードへ復帰する。新たに、検査開始の信号が入力されるまで検査は行わない。
【０１７６】
以上説明したように、本発明の内視鏡用光源装置の他の実施形態は、光源装置の電源投入後に、観察装置からの撮像画像信号の基準信号に対する回転カラーフィルタの位相調整が自動的に実行され、回転カラーフィルタの基準位置検出用シルクで生成されるＳＴＡＲＴパルスと観察装置の基準信号の位相調整が常時実施されるために、電源立ち上げ後の基準信号の変化にも対応することができる。また、前記回転カラーフィルタの基準位置、同期位置、回転速度を検出する各種フォトセンサの出力特性を簡便に検出でき、工場出荷時や部品交換時の出力検査が容易となった。
【０１７７】
［付記］
以上詳述した本発明の実施形態によれば、以下のごとき構成を得ることができる。
【０１７８】
（付記１） 回転カラーフィルタを経て順次出射される異なる波長域の照明光で照明された観察部位を撮像する固体撮像素子を有する電子内視鏡装置において、
前記回転カラーフィルタの回転速度を検出する回転速度検出手段と、
前記回転カラーフィルタの回転位置を検出する回転位置検出手段と、
前記回転カラーフィルタの回転回数を検出する回転回数検出手段と、
前記固体撮像素子の撮像画像信号を読み出す読み出し信号と、前記回転位置検出手段で検出した前記回転カラーフィルタの回転位置信号との位相差を検出する位相差検出手段と、
前記位相差検出手段で検出した位相差を基に、前記回転カラーフィルタの回転位置検出信号を遅らせる位相遅延手段と、
前記回転カラーフィルタの回転駆動を制御する駆動制御手段と、
を備えたことを特徴とする内視鏡光源装置。
【０１７９】
（付記２） 前記位相差検出手段と前記位相遅延手段による固体撮像素子の撮像画像信号の読み出し信号と、前記回転位置検出手段で検出した前記回転カラーフィルタの回転位置信号との位相差による位相調整は、前記回転カラーフィルタの回転駆動開始時のみ行うことを特徴とする付記１記載の内視鏡光源装置。
【０１８０】
（付記３） 前記位相差検出手段と前記位相遅延手段による固体撮像素子の撮像画像信号の読み出し信号と、前記回転位置検出手段で検出した前記回転カラーフィルタの回転位置信号との位相差による位相調整は、前記回転カラーフィルタの複数回の回転駆動毎に行い、調整目標値に範囲を持たせたことを特徴とする付記１記載の内視鏡光源装置。
【０１８１】
（付記４） 前記回転カラーフィルタの回転速度と回転位置をそれぞれ検出する前記回転速度検出手段と回転位置検出手段に使用される検出器の出力値を所定値と比較する出力比較手段と、
この出力比較手段の比較結果により、良否判定表示する判定表示手段と、
を備えたことを特徴とする付記１記載の内視鏡光源装置。
【０１８２】
（付記５） 前記回転カラーフィルタの回転速度と回転位置をそれぞれ検出する前記回転速度検出手段と回転位置検出手段に使用される検出器の出力値を所定値と比較する出力比較手段と、
この出力比較手段の比較結果により、前記回転速度検出手段と回転位置検出手段に使用される検出器の出力値を調整する出力調整手段と、
を備えたことを特徴とする付記１記載の内視鏡光源装置。
【０１８３】
（付記６） 回転カラーフィルタを経て順次出射される異なる波長域の照明光で照明された観察部位を撮像する固体撮像素子を有する電子内視鏡装置において、
前記回転カラーフィルタの回転速度を検出する回転速度検出手段と、
前記回転カラーフィルタの回転位置を検出する回転位置検出手段と、
前記回転カラーフィルタの回転回数を検出する回転回数検出手段と、
前記回転速度検出手段で検出した前記回転カラーフィルタの回転速度を所定回転速度と比較し、速度比較可能範囲内又は外信号を生成する速度比較手段と、
前記速度比較手段からの速度比較可能範囲内信号により、前記固体撮像素子の撮像画像信号を読み出す読み出し信号と、前記回転位置検出手段で検出した前記回転カラーフィルタの回転位置信号との位相差を算出する位相差算出手段と、
前記位相差算出手段で検出した位相差を基に、前記回転カラーフィルタの回転位置検出信号を遅らせる位相遅延手段と、
前記回転カラーフィルタの回転駆動を制御する駆動制御手段と、
を備えたことを特徴とする内視鏡光源装置。
【０１８４】
【発明の効果】
本発明の電子内視鏡装置は、固体撮像素子の撮像画像信号読み出しに対する回転カラーフィルタの回転速度や位相を確実にサーボ制御し、構成部品のバラツキに対する整合調整を不要とすると共に、構成部品の特性変化に対して堅牢な電子内視鏡装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る内視鏡光源装置を用いる電子内視鏡装置の概略構成を示す構成図。
【図２】本発明に係る内視鏡光源装置を用いる電子内視鏡装置の全体構成を示すブロック図。
【図３】本発明に係る内視鏡光源装置の一実施形態に用いる回転カラーフィルタの構成を示す平面図。
【図４】本発明に係る内視鏡光源装置の一実施形態に用いるモータ制御回路の構成を示すブロック図。
【図５】本発明の係る内視鏡光源装置の一実施形態において、検査制御部の処理動作を説明するフローチャート。
【図６】本発明に係る内視鏡光源装置の一実施形態において、検査制御部の処理動作タイミングを示す波形図。
【図７】本発明に係る内視鏡光源装置の一実施形態のモータ制御サーボの動作タイミングを説明する波形図。
【図８】本発明に係る内視鏡装置の他の実施形態に用いる回転カラーフィルタの構成を示す平面図。
【図９】本発明に係る内視鏡光源装置の他の実施形態に用いるモーター制御回路の構成を示すブロック図。
【図１０】本発明に係る内視鏡光源装置の他の実施形態に用いるモーター制御回路の回転カラーフィルタの回転制御を説明するフローチャート。
【図１１】本発明に係る内視鏡光源装置の他の実施形態に用いるモーター制御回路の速度及び同期位置検出兼用フォトセンサと基準位置検出用フォトセンサの検査動作を説明するフローチャート。
【図１２】本発明に係る内視鏡光源装置の他の実施形態に用いるモーター制御回路の速度及び同期位置検出兼用フォトセンサと基準位置検出用フォトセンサの検査動作を説明するフローチャート。
【図１３】本発明に係る内視鏡光源装置の他の実施形態のモーター制御サーボの動作タイミングを説明する波形図。
【符号の説明】
１５…光源装置
２１…モーター制御回路
２２…モーター
２３…回転カラーフィルタ
４０…フォトセンサ
４１…波形整形回路
４２…速度比較器
４４…位相調整制御部
４５…位相調整部
４６…位相比較器
４９…信号加算器
５０…モータードライバ
５１…検査制御部
５３…ＬＥＤ
５４…ＬＥＤ点灯制御部
５５…Ａ／Ｄ変換器

Claims (3)

1. 固体撮像素子を有する内視鏡に接続され、当該内視鏡に対して異なる波長領域の照明光を順次出射して供給する光源装置と、
   前記内視鏡に接続され、前記固体撮像素子からの撮像画像信号を処理すると共に、前記光源装置に対して所定の基準信号を出力する観察装置と、
   を備えた電子内視鏡装置であって、
   前記光源装置は、
   所定光を照射するランプと、
   円板形状を呈し、周方向に複数の色フィルタと当該複数の色フィルタの各色フィルタ間に設けられた遮光部とを交互に配設した回転カラーフィルタと、
   前記回転カラーフィルタを回転させるモータの回転制御を行うモータ制御手段と、
   を有し、
   前記観察装置は、
   前記固体撮像素子を駆動制御するドライバ手段と、
   前記固体撮像素子からの撮像画像信号を処理すると共に、当該固体撮像素子の光電変換電荷を読み出すタイミングに応じた前記基準信号を生成し、前記光源装置における前記モータ制御手段に対して出力する映像処理回路と、
   を有し、
   前記光源装置における前記モータ制御手段は、
   前記回転カラーフィルタの周方向の一箇所に設けられた基準指標を検出し、一回転毎に所定の回転基準位置信号を出力する回転基準位置検出用フォトセンサと、
   前記回転カラーフィルタにおける前記遮光部に対応して周方向に等角度をなして設けられた複数の同期指標を検出し、前記固体撮像素子の光電変換電荷を読み出すタイミングと前記ランプから照射される光の遮光タイミングとを同期させるための同期位置信号を出力する同期位置信号出力手段と、
   前記回転カラーフィルタの周方向に等角度をなして設けられた複数の速度指標を検出し、当該回転カラーフィルタの回転速度を示す回転速度信号を出力する回転速度信号出力手段と、
   前記同期位置信号の位相を調整する手段であって、当該同期位置信号の位相を予め定められた初期値ほど遅延させる機能を少なくとも有する位相調整手段と、
   前記位相調整手段により位相を調整された前記同期位置信号の位相と前記観察装置からの前記基準信号の位相とを比較し、当該比較結果を第１の情報として出力する位相比較手段と、
   前記回転速度信号の周期を検出すると共に所定周期と比較し、当該比較結果を第２の情報として出力する速度比較手段と、
   前記回転基準位置信号の位相と前記観察装置からの前記基準信号の位相とを比較するとともに、当該比較結果に基づいて所定の目標位相を設定する位相調整制御手段と、
   を具備し、
   前記回転速度信号の周期が所定の安定状態に達した状態であって、かつ、前記位相調整手段により予め定められた前記初期値ほど遅延させた前記同期位置信号の位相と前記基準信号の位相とを前記位相比較手段により比較し、当該比較結果による第１の情報と、前記速度比較手段からの第２の情報とに基づいて、前記回転カラーフィルタが前記基準信号に対して同期して回転制御されている状態において、前記位相調整制御手段により、前記回転基準位置信号の位相と前記基準信号の位相とが比較され、当該比較結果に基づいて、前記位相調整手段により、前記回転基準位置信号の位相と前記基準信号の位相差が所定の目標位相差となるように、前記同期位置信号の位相が調整される
   ことを特徴とする電子内視鏡装置。
2. 前記位相調整制御手段による前記回転基準位置信号の位相と前記基準信号の位相との比較、および、当該比較結果に基づく前記位相調整手段による前記同期位置信号の位相の調整は、前記光源装置の電源投入の後、１度のみ行われる
   ことを特徴とする請求項１に記載の電子内視鏡装置。
3. 前記位相調整制御手段による前記回転基準位置信号の位相と前記基準信号の位相との比較、および、当該比較結果に基づく前記位相調整手段による前記同期位置信号の位相の調整が、前記光源装置の電源投入の後、１度のみ行われた後、前記位相調整制御手段による前記回転基準位置信号の位相と前記基準信号の位相差が所定の目標位相差範囲を超えた場合は、再度、前記回転基準位置信号の位相と前記基準信号の位相差が所定の目標位相差範囲内になるように、前記位相調整手段により、前記同期位置信号の位相が調整される
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の電子内視鏡装置。

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