JP4315748B2 - 内視鏡装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は内視鏡装置、特に面順次光を照明光として利用する場合に適した内視鏡装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、照明光を照射し、体腔内の内視鏡画像を得る内視鏡装置が広く用いられている。この種の内視鏡装置では、光源手段からの照明光を体腔内にライトガイドなどを用いて導光して被写体を照射し、その戻り光を、固体撮像素子を用いた電子内視鏡にて撮像し、プロセッサにて信号処理することにより、観察モニタに内視鏡画像を表示して生体組織を観察できるようになっている。
【０００３】
特に、面順次式の内視鏡装置の場合、光源手段で発光された可視光領域の白色光（以下、通常光）が、ＲＧＢ等の回転フィルタを介することで面順次光として複数の色に分離されて被写体に照射され、その戻り光に基づく画像信号をプロセッサで同時化して画像処理することでカラー画像を得ている。
【０００４】
画像信号の明るさ調整は、照明光絞り、電子シャッタ、プロセッサ装置の増幅回路、の少なくとも１つの手段によって行われ、撮像画像が明るすぎる場合には、固体撮像素子の撮像面に入射される光量が過剰であることから、光源手段に設けられた照明光絞りが、照明光量を制限するように動作し、それでも光量が過剰である場合には、電子シャッタにより固体撮像素子の電荷蓄積時間を短縮し、画像の明るさを調整するといった方法が採られている。
【０００５】
図２０は電子シャッタの説明図を示す。
図２０（Ａ）は面順次回転フィルタによる露光及び遮光期間を示し、電子シャッタ制御を行わない場合には、図２０（Ｂ）のように露光期間が電荷蓄積時間Ｔとなり、またその場合の照明光強度は照明光絞り位置により変動する。
【０００６】
一方、電子シャッタ制御を行う場合には、図２０（Ｃ）のようになる。電子シャッタにより電荷蓄積時間の制御を行うため、図２０（Ｂ）の斜線部の面積Ｓをｘ倍（０＜ｘ＜１）にする、すなわち、電荷蓄積時間をｘ倍にするように電子シャッタを制御することにより、図２０（Ｃ）の縦線部のように、撮像に寄与する照明光量、すなわち、画像信号の明るさをｘ倍にすることができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、面順次光を作り出すための回転フィルタは、ある程度の太さを有する照明光の光束に対して垂直に配設されており、露光期間と遮光期間とが交互に切り替わるよう回転駆動されているが、遮光期間から露光期間へ移行する場合、並びに露光期間から遮光期間へと移行する場合については、前記照明光の光束は、露光期間と遮光期間双方にまたがって存在するため、この間の照明光の強度は、時間とともに変動する。
【０００８】
具体的には、図２１（Ａ）に示すように面順次回転フィルタにおける照明光の光束の中心位置で遮光及び露光期間を示した場合、露光期間における実際の照明光強度は図２１（Ｂ）に示すように略台形状になる。
【０００９】
つまり、遮光期間では全光束が遮光されているが、遮光期間から露光期間への移行期間Ｋａでは、全光束のうち、露光期間に存在する割合が時間とともに増加しき、その後徐々に照明光強度は増加する。
そして、全光束が露光期間に入る期間Ｋｂでは照明光強度は一定値を保つ。
【００１０】
その後、露光期間から遮光期間への移行期間Ｋｃに入ると、全光束のうち、露光期間に存在する割合が時間とともに減少していくため、徐々に照明光強度は減少し、ついには、全光束が遮光される。
【００１１】
回転フィルタが、ＲＧＢの３色の面順次光を作り出すフィルタであれば、各色につき、前記のような露光が行われる。露光期間における照明光量は、光束の一部が露光期間に入ってから、光束の全てが遮光されるまでの照明光強度の積分値であるから、図２１（Ｃ）の斜線部に示す台形に近似された図形（以下、台形部分）の面積で表される。
【００１２】
この場合、電子シャッタを用いて明るさ調整を行うにあたって、（信号電荷として取り出すのに利用する）照明光量を（全照明光量の）ｘ倍（０＜ｘ＜１）にするために、電子シャッタで単純に電荷蓄積時間をｘ倍にする方法では、図２１（Ｃ）に示す斜線部の面積がｘ倍にはならないため、照明光量もｘ倍にはならない。
【００１３】
したがって、ＲＧＢ各色に対して、電子シャッタで電荷蓄積時間を一律にｘ倍に制御した場合、図２１（Ｂ）の期間Ｋｂでの高さ（照明光強度）や期間Ｋａ、Ｋｃでの照明光強度の傾きは各色で異なるため、照明光量は一律にｘ倍とはならず、しかも、電子シャッタ速度が変動すれば、各色の照明光量比が変動し、結果として撮像画像のカラーバランスも変動するといった問題があった。
【００１４】
また、光源装置に設けられている照明光絞りの位置により、照明光の光束の大きさは変動する。それに伴い、図２１（Ｂ）の期間Ｋａ、Ｋｃでの照明光強度の傾き、及び期間Ｋｂの高さ（照明光強度）も変動する。したがって、台形部分の面積、並びに、台形部分の形状も変動する。
【００１５】
しかし、従来技術における電子シャッタでの電荷蓄積時間の制御では、照明光絞りの位置変動に伴う、前記台形部分の面積変動、形状変動に対応していないため、面順次光の照明光量比が変動し、撮像画像のカラーバランスを一定に保つことができないといった問題もあった。
【００１６】
また、照明光絞りは、図２２のような形状のものを光路上に挿入して光束の太さを制限するものであるため、照明光絞りを通過した照明光の光束断面は円形にはならず、台形部分の面積、形状も変動し、照明光量比を一定に保つことができないといった問題もあった。
【００１７】
また、内視鏡は、使用される部位（上部消化管、下部消化管、気管支等）により、さまざまな仕様のものが存在する。照明光を導光するためのライトガイドの本数、長さは、内視鏡の種類により異なるが、ライトガイドは、伝達特性に波長依存性を有することから、ライトガイドへの入射光と、ライトガイドからの出射光とでは、面順次光各色の照明光量比が異なる。
【００１８】
また、照明光量は、ライトガイドの本数、長さにも依存するため、ライトガイドへの入射光の照明光量比が常に一定であっても、内視鏡の種類により、内視鏡先端部から出射される照明光の光量比は異なる。そのため、内視鏡の種類によって、内視鏡先端部からの出射光の照明光量比が異なり、固体撮像素子による撮像画像のカラーバランスが異なるといった問題もあった。
また、照明光絞り位置による光束の太さの変動と、内視鏡の種類といった、２つの要因により、撮像画像のカラーバランスが異なるといった問題もあった。
【００１９】
また、光源手段に用いられている回転フィルタやフィルタターレットの光学フィルタ、照明光絞りの位置制御精度、内視鏡の対物光学系、光学フィルタ、ライトガイド端面の不整度合いや、固体撮像素子等には、個体差が存在するため、使用する装置の組み合わせによって、撮像画像のカラーバランスが異なるといった問題もあった。
【００２０】
また、固体撮像素子として、素子内部に電荷増倍機構を有する高感度撮像素子を用いた内視鏡装置において、高感度撮像素子の増幅率は、素子への印加電圧の増加に伴い、指数関数的に増加するが、増幅率の大きい領域では、前記指数関数近似から外れて非線形な変化を示す傾向にある。
【００２１】
そのため、面順次光の複数色間で異なる増幅率となるものの、前記指数関数に基づいて、増幅率比は一定に保つ、すなわち、カラーバランスを−定に保つ内規鏡装置において、増幅率の小さい領域では、設定した増幅率比を保つことができるが、一方で、増幅率の大きい領域では、設定した増幅率比から外れる傾向にあるため、カラーバランスが変動するといった問題もあった。
【００２２】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、面順次式の内視鏡装置において、照明光量を制御した場合においても、常にカラーバランスを一定に保つことができる内視鏡装置を提供することを目的とする。
さらには、素子内部に電荷増倍機構を有する固体撮像素子を用いた場合においても、カラーバランスを一定に保つことができる内視鏡装置を提供することを目的とする。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の内視鏡装置は、体腔内に挿入され被検体を撮像するための固体撮像素子を備える内視鏡と、観察用の照明光を発生する光源装置と、前記内視鏡で撮像した画像信号に対する信号処理を行う画像処理手段と、を備える内視鏡装置において、
前記内視鏡は、
被検体を撮像するための前記固体撮像素子と、
当該内視鏡固有の情報に基づいて得られた第１の電子シャッタ速度補正係数を格納した内視鏡側電子シャッタ速度補正係数格納手段と、
を備え、
前記光源装置は、
照明光量を制限するための照明光絞りと、
前記照明光絞りの位置を検出する絞り位置検出手段と、
当該光源装置固有の情報に基づいて得られた補正係数と、前記絞り位置検出手段により検出された前記照明光絞りの位置に対応して変化する補正係数とにより設定される第２の電子シャッタ速度補正係数を格納する光源装置側電子シャッタ速度補正係数格納手段と、
を備え、
前記画像処理手段は、
前記固体撮像素子を駆動する固体撮像素子駆動回路と、
前記固体撮像素子において撮像した画像信号に対する信号処理制御を行う制御部と、
前記電子シャッタの速度を制御する電子シャッタ制御回路と、
を備え、
前記電子シャッタ制御回路は、前記制御部の制御下に前記内視鏡側電子シャッタ速度補正係数格納手段から入力した前記第１の電子シャッタ速度補正係数と、前記光源装置側電子シャッタ速度補正係数格納手段から入力した前記第２の電子シャッタ速度補正係数とに基づいて電子シャッタ速度を設定し、
前記固体撮像素子駆動回路は、前記電子シャッタ制御回路において設定された当該補正後の電子シャッタ速度に基づいて電子シャッタ制御パルスを生成する
ことを特徴とする。
本発明の第２の内視鏡装置は、上記第１の内視鏡装置において、前記内視鏡固有の情報は、電子シャッタ速度に影響を及ぼす少なくとも当該内視鏡に配設されたライトガイド固有の情報を含み、当該内視鏡の製造時に測定された情報であることを特徴とする。
本発明の第３の内視鏡装置は、上記第１または第２の内視鏡装置において、前記光源装置固有の情報は、電子シャッタ速度に影響を及ぼす少なくとも当該光源装置に配設された光学フィルタ固有の情報を含み、当該光学装置の製造時に測定された情報であることを特徴とする。
本発明の第４の内視鏡装置は、体腔内に挿入され被検体を撮像するための固体撮像素子を備える内視鏡と、観察用の照明光を発生する光源装置と、前記内視鏡で撮像した画像信号に対する信号処理を行う画像処理手段と、を備える内視鏡装置において、
前記内視鏡は、
被検体を撮像するための前記固体撮像素子と、
当該内視鏡固有の情報に基づいて得られた第１の電子シャッタ速度補正係数を格納した内視鏡側電子シャッタ速度補正係数格納手段と、
を備え、
前記光源装置は、
当該光源装置固有の情報に基づいて得られた第２の電子シャッタ速度補正係数を格納する光源装置側電子シャッタ速度補正係数格納手段と、
を備え、
前記画像処理手段は、
前記固体撮像素子を駆動する固体撮像素子駆動回路と、
前記固体撮像素子において撮像した画像信号に対する信号処理制御を行う制御部と、
前記電子シャッタの速度を制御する電子シャッタ制御回路と、
を備え、
前記電子シャッタ制御回路は、前記制御部の制御下に前記内視鏡側電子シャッタ速度補正係数格納手段から入力した前記第１の電子シャッタ速度補正係数と、前記光源装置側電子シャッタ速度補正係数格納手段から入力した前記第２の電子シャッタ速度補正係数とに基づいて電子シャッタ速度を設定し、
前記固体撮像素子駆動回路は、前記電子シャッタ制御回路において設定された当該補正後の電子シャッタ速度に基づいて電子シャッタ制御パルスを生成する
ことを特徴とする。
本発明の第５の内視鏡装置は、体腔内に挿入され被検体を撮像するための固体撮像素子を備える内視鏡と、観察用の照明光を発生する光源装置と、前記内視鏡で撮像した画像信号に対する信号処理を行う画像処理手段と、を備える内視鏡装置において、
前記内視鏡は、
被検体を撮像するための前記固体撮像素子と、
当該内視鏡固有の情報に基づいて得られた第１の電子シャッタ速度補正係数を格納した内視鏡側電子シャッタ速度補正係数格納手段と、
を備え、
前記光源装置は、
照明光量を制限するための照明光絞りと、
前記照明光絞りの位置を検出する絞り位置検出手段と、
前記絞り位置検出手段により検出された前記照明光絞りの位置に対応して変化する補正係数により設定される第２の電子シャッタ速度補正係数を格納する光源装置側電子シャッタ速度補正係数格納手段と、
を備え、
前記画像処理手段は、
前記固体撮像素子を駆動する固体撮像素子駆動回路と、
前記固体撮像素子において撮像した画像信号に対する信号処理制御を行う制御部と、
前記電子シャッタの速度を制御する電子シャッタ制御回路と、
を備え、
前記電子シャッタ制御回路は、前記制御部の制御下に前記内視鏡側電子シャッタ速度補正係数格納手段から入力した前記第１の電子シャッタ速度補正係数と、前記光源装置側電子シャッタ速度補正係数格納手段から入力した前記第２の電子シャッタ速度補正係数とに基づいて電子シャッタ速度を設定し、
前記固体撮像素子駆動回路は、前記電子シャッタ制御回路において設定された当該補正後の電子シャッタ速度に基づいて電子シャッタ制御パルスを生成する
ことを特徴とする。
本発明の第６の内視鏡装置は、体腔内に挿入され被検体を撮像するための固体撮像素子を備える内視鏡と、観察用の照明光を発生する光源装置と、前記内視鏡で撮像した画像信号に対する信号処理を行う画像処理手段と、を備える内視鏡装置において、
被検体を撮像するための前記固体撮像素子と、
前記内視鏡固有の情報に基づいて得られた第１の電子シャッタ速度補正係数を格納した第１の電子シャッタ速度補正係数格納手段と、
照明光量を制限するための照明光絞りと、
前記照明光絞りの位置を検出する絞り位置検出手段と、
前記光源装置固有の情報に基づいて得られた補正係数と、前記絞り位置検出手段により検出された前記照明光絞りの位置に対応して変化する補正係数とにより設定される第２の電子シャッタ速度補正係数を格納する第２の電子シャッタ速度補正係数格納手段と、
前記固体撮像素子を駆動する固体撮像素子駆動回路と、
前記固体撮像素子において撮像した画像信号に対する信号処理制御を行う制御部と、
前記電子シャッタの速度を制御する電子シャッタ制御回路と、
を備え、
前記電子シャッタ制御回路は、前記制御部の制御下に前記第１の電子シャッタ速度補正係数格納手段から入力した前記第１の電子シャッタ速度補正係数と、前記第２の電子シャッタ速度補正係数格納手段から入力した前記第２の電子シャッタ速度補正係数とに基づいて電子シャッタ速度を設定し、
前記固体撮像素子駆動回路は、前記電子シャッタ制御回路において設定された当該補正後の電子シャッタ速度に基づいて電子シャッタ制御パルスを生成する
ことを特徴とする。
本発明の第７の内視鏡装置は、体腔内に挿入され被検体を撮像するための固体撮像素子を備える内視鏡と、観察用の照明光を発生する光源装置と、前記内視鏡で撮像した画像信号に対する信号処理を行う画像処理手段と、を備える内視鏡装置において、
被検体を撮像するための前記固体撮像素子と、
照明光量を制限するための照明光絞りと、
前記照明光絞りの位置を検出する絞り位置検出手段と、
前記固体撮像素子を駆動する固体撮像素子駆動回路と、
前記固体撮像素子において撮像した画像信号に対する信号処理制御を行う制御部と、
電子シャッタの速度を制御する電子シャッタ制御回路と、
を備え、
前記電子シャッタ制御回路は、前記制御部の制御下に、前記内視鏡または前記光源装置における少なくとも１つの固有情報であって予め設定された光学的情報に基づいて得られた第１の補正係数と、前記絞り位置検出手段により検出された前記照明光絞りの位置に対応して変化する第２の補正係数と、に基づいて前記電子シャッタ速度を設定し、
前記固体撮像素子駆動回路は、前記電子シャッタ制御回路において設定された当該補正後の電子シャッタ速度に基づいて電子シャッタ制御パルスを生成する
ことを特徴とする。
【００２４】
【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。
（第１の実施の形態）
図１ないし図６は本発明の第１の実施の形態に係り、図１は第１の実施の形態を備えた内視鏡装置の全体構成を示し、図２は回転フィルタ板の構成を示し、図３は回転フィルタに取り付けたＲＧＢフィルタの透過特性を示し、図４は照明光絞りと照明光強度との関係を示し、図５はカラーバランス補正回路の構成を示し、図６は電子シャッタの作用の説明図を示す。
【００２５】
本実施の形態の目的は電子シャッタを用いて照明光量を所望の値に制御することにより、スコープの種類、スコープや光源装置の個体バラツキによらず、撮像画像のカラーバランスを常に一定に保つ撮像装置及び内視鏡装置を提供することを目的とする。
【００２６】
まず、本実施の形態の構成を説明する。
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、体腔内に挿入され、体腔内を撮像するための電子内視鏡（以下、スコープと略記）２と、観察用の照明光を発生する光源装置３と、スコープ２で撮像された画像信号に対する信号処理を行うプロセッサ４と、内視鏡画像を表示する観察モニタ５とより構成される。
【００２７】
スコープ２は、体腔内に挿入される細長の挿入部６と、この挿入部６の後端に設けられた操作部７とを有する。この挿入部６内には照明光を伝送するライトガイド８が挿通され、このライトガイド８の後端のライトガイドコネクタ９は光源装置３に着脱自在に接続され、光源装置３から供給される照明光を伝送し、挿入部６の先端部の照明窓に取り付けられた先端面からさらに照明レンズを経て体腔内の患部等の被写体１０側を照明する。
【００２８】
この先端部には、照明窓に隣接して観察窓が設けてあり、この観察窓には対物光学系１１が取り付けてあり、その結像位置に照明された被写体１０の光学像を結像する。この結像位置には固体撮像素子として例えばＣＣＤ１２が配置されており、結像された光学像を光電変換する。
この対物光学系１１とＣＣＤ１２との間には、赤外カットフィルタなどの光学フィルタ１３が配置されている。
【００２９】
このＣＣＤ１２は挿入部６内等に挿通された信号線を介してプロセッサ４と電気的に接続される。また、このスコープ２の操作部７等には、スコープ２の機種情報や電子シャッタ速度等が記憶されたスコープ情報記憶用素子１５が設けてある。
【００３０】
光源装置３は、光を照射するキセノンランプ等のランプ２１と、このランプ２１の照明光路上に設けられ、複数の光学フィルタをモータ２２の駆動により切替可能なフィルタターレット２３と、照明光量を制限するための照明光絞り２４と、その位置を検出する絞り位置検出センサ２５と、絞り位置毎に異なる電子シャッタ速度の補正係数を出力するための電子シャッタ速度補正係数格納メモリ２６と、照明光を面順次光にするための回転フィルタ２７と、この回転フィルタ２７を回転駆動するためのモーク２８と、スコープ２のライトガイド８の基端面（入射端面）に回転フィルタ２７を経た面順次光を集光する集光レンズ２９とを備えて構成される。
【００３１】
回転フィルタ２７は、図２に示すように円板状に構成され、中心を回転軸として、赤、緑、青の波長の光を透過するＲフィルタ３１ａ、Ｇフィルタ３１ｂ、Ｂフィルタ３１ｃが配置されている。
【００３２】
フィルタの分光特性は、図３に示すようになっており、回転フィルタ２７の各フィルタが配置されている以外の部分は、光を遮光する部材により構成されている。
【００３３】
プロセッサ４は、ＣＣＤ１２を駆動する駆動信号を発生するＣＣＤドライバ３２を有する。また、このプロセッサ４は、ＣＣＤ１２から出力された撮像信号に対する前処理を行うプリプロセス回路３３と、Ａ／Ｄ変換回路３４と、カラーバランス補正回路３５と、マルチプレクサ３６と、同時化メモリ３７ａ、３７ｂ、３７ｃと、画像処理回路３８と、Ｄ／Ａ変換回路３９ａ、３９ｂ，３９ｃとの順に画像信号が流れるように構成されている。また、このプロセッサ４には、制御動作を行うＣＰＵ４１、調光を行う調光信号を発生する調光回路４２と、電子シャッタの速度を制御する電子シャッタ制御回路４３とを備えている。
【００３４】
本実施の形態では、スコープ２にはそのスコープ２に内蔵されたＣＣＤ１２、ＣＣＤ１２に結像する光学系及びライトガイド８の固有の情報を記憶するスコープ情報記憶用素子１５を備え、ＣＰＵ４１はその情報を読み出して電子シャッタ制御を行う電子シャッタ制御回路４３に電子シャッタ速度を決定する情報として入力する。
【００３５】
また、光源装置３には電子シャッタ速度を決定する場合の電子シャッタ速度補正係数を記憶した電子シャッタ速度補正係数用メモリ２６を内蔵し、この電子シャッタ速度補正係数用メモリ２６はランプ２１の発光特性、光学フィルタ等の特性、（絞り２４の位置検出するセンサ２５により検出される）照明光量に対応した電子シャッタ速度の補正係数を記憶しており、この電子シャッタ速度補正係数用メモリ２６から光源装置３の任意の照明光量の状態において、カラーバランスをさせるのに適した電子シャッタ速度の補正係数の情報を電子シャッタ制御回路４３に入力する。
【００３６】
そして、スコープ２側及び光源装置３からそれぞれ固有の情報が入力されることにより電子シャッタ制御回路４３は、ＣＣＤドライバ３２を介してＣＣＤ１２における面順次の各色光に対する電荷蓄積時間を電子シャッタによりカラーバランスを保持できるように制御する。
【００３７】
また、ＣＣＤ１２から出力される面順次の各色光のもとで撮像されたＲ、Ｇ、Ｂの信号に対して（ＣＰＵ４１のメモリ書換信号により）カラーバランス回路３５により乗算する補正係数の値を選択制御して、常に一定のカラーバランスが保たれるように画像信号が生成されるようにする撮像装置を備えた内視鏡装置１にしている。
【００３８】
次に本実施の形態の作用を説明する。
スコープ２を光源装置３並びにプロセッサ４に接続した状態で電源を投入すると、スコープ２のスコープ情報記憶用素子１５より、スコープ２の機種情報と電子シャッタ速度とがプロセッサ４内のＣＰＵ４１に読み出され、ＣＰＵ４１のレジスタ等に記憶（格納）され、必要とされる時に読み出して使用することができる状態に設定される。
【００３９】
ここで、スコープ情報記憶用素子１５より読み出される電子シャッタ速度とは、スコープ２に搭載されたライトガイド８の本数や長さ、結像する対物光学系１１や光学フィルタ１３、固体撮像素子としてのＣＣＤ１２が、機種により異なること、また、同一機種でも個体差が存在することを考慮したうえで、スコープ２にて撮像される画像信号のカラーバランスが一定に保たれるよう、スコープ２の製造時に測定され、予め記憶された値である。
【００４０】
尚、ライトガイド８の照明光の伝送特性（透過率ともいう）が照明光の波長帯域により異なることも考慮して、面順次光の各色に対してそれぞれ異なる電子シャッタ速度が設定される。
一方、光源装置３では、ランプ２１から放射された照明光が、フィルタターレット２３に設けられた光学フィルタを通過し、照明光絞り２４によって適切な明るさとなるように照明光量が調節される。
【００４１】
照明光絞り２４と、照明光強度との関係は例えば図４のような関係になる。照明光絞り２４の位置は、常時、絞り位置検出センサ２５が検出し、検出した絞り位置情報を電子シャッタ速度補正係数格納メモリ２６に出力し、電子シャッタ速度補正係数格納メモリ２６に格納される。
【００４２】
電子シャッタ速度補正係数格納メモリ２６には、フィルタターレット２３や回転フィルタ２７に取り付けられた光学フィルタの分光特性のバラツキ、照明光絞り２４の位置制御精度の個体差等、光源装置３の構成部品に含まれる個体差を考慮した補正係数が製造段階に測定され、予め記憶されている。
【００４３】
絞り位置検出センサ２５より入力された絞り位置を基に、照明光絞り２４の位置に応じた電子シャッタ速度補正係数が電子シャッタ速度補正係数格納メモリ２６より読み出され、プロセッサ４の電子シャッタ制御回路４３に出力される。
【００４４】
照明光絞り２４を通過した照明光は、モータ２８によって回転駆動される回転フィルタ２７により、面順次光へと変換され、集光レンズ２９によって、スコープ２のライトガイド８の入射端面に集光して照射され、ライトガイド８により伝送されその先端面から被写体１０側に照射される。
【００４５】
被写体１０からの戻り光は、スコープ２の対物光学系１１、光学フィルタ１３を経てＣＣＤ１２に結像され、光電変換される。そして、プロセッサ４のＣＣＤドライバ３２からの駆動信号の印加により、ＣＣＤ１２で光電変換された撮像信号が画像信号として、プロセッサ４のプリプロセス回路３３に入力される。
【００４６】
プロセッサ４に入力された画像信号は、このプリプロセス回路３３でＣＤＳ（相関２重サンプリング）等の処理によりリセットノイズ等が除去されて画像信号成分が抽出される。
プリプロセス回路３３から出力された信号は、Ａ／Ｄ変換回路３４によりアナログ信号からデジタル信号に変換され、カラーバランス補正回路３５に入力される。
【００４７】
このカラーバランス補正回路３５は、ホワイトバランス回路と呼ばれることもある。カラーバランス補正回路３５では、図５に示すように、３つのカラーバランス補正係数をそれぞれ記憶するための不揮発性メモリであるカラーバランス補正係数記憶メモリ４５ａ、４５ｂ、４５ｃと、カラーバランス補正係数を選択するセレクタ４６と、乗算器４７とから構成されている。
【００４８】
カラーバランス補正係数記憶メモリ４５ａ、４５ｂ、４５ｃはＲフィルタ３１ａ、Ｇフィルタ３１ｂ、Ｂフィルタ３１ｃがそれぞれ光路に挿入された状態で撮像された画像信号、つまりＲ、Ｇ、Ｂの各画像信号に対応するカラーバランス補正係数が格納されている。
【００４９】
そして、ＣＰＵ４１から（同時化メモリ３７ａ〜３７ｃに書換を行う）メモリ書換信号により、カラーバランス補正係数記憶メモリ４５ａ、４５ｂ、４５ｃから格納されているカラーバランス補正係数を読み出す。なお、図５では第２の実施の形態における観察モード識別信号もカラーバランス補正係数記憶メモリ４５ａ、４５ｂ、４５ｃに入力される場合で示している（本実施の形態では観察モード識別信号は使用されない）。
【００５０】
そして、セレクタ４６は、Ｒフィルタ３１ａが光路に挿入されているタイミングではカラーバランス補正係数記憶メモリ４５ａを、Ｇフィルタ３１ｂが光路に挿入されているタイミングではカラーバランス補正係数記憶メモリ４５ｂを、Ｂフィルタ３１ｃが光路に挿入されているタイミングではカラーバランス補正係数記憶メモリ４５ｃをそれぞれ選択するようになっている。
【００５１】
乗算器４７では、入力される入力画像信号（具体的にはＲ、Ｇ、Ｂの画像信号）とセレクタ４６で選択されたカラーバランス補正係数との乗算を行い出力する。各カラーバランス補正係数記憶メモリ４５ｉ（ｉ＝ａ〜ｃ）には、ＣＰＵ４１で算出されるカラーバランス補正係数が予め書き込まれるようになっている。
【００５２】
カラーバランス補正回路３５から出力された画像信号は、マルチプレクサ３６と、同時化メモリ３７ａ、３７ｂ、３７ｃにより面順次信号の同時化が行われる。
つまり、Ｒフィルタ３１ａを通したＲの照明光の下で撮像されたＲの画像信号は同時化メモリ３７ａに書き込まれ、Ｇフィルタ３１ａを通したＧの照明光の下で撮像されたＧの画像信号は同時化メモリ３７ｂに書き込まれ、Ｂフィルタ３１ｃを通したＢの照明光の下で撮像されたＢの画像信号は同時化メモリ３７ｃに書き込まれる。そして、これらは同時に読み出されて同時化されたＲ、Ｇ、Ｂの画像信号が出力される。
【００５３】
同時化された信号は、画像処理回路３８に入力される。この画像処理回路３８では、ガンマ補正処理、構造強調処理、色処理等が行われる。
画像処理回路３８より出力された画像信号は、Ｄ／Ａ変換回路３９ａ、３９ｂ、３９ｃにより再びアナログ信号に変換され、観察モニタ５上に、ＣＣＤ１２で撮像された画像がカラーで表示される。
【００５４】
また、Ｄ／Ａ変換回路３９ａ、３９ｂ、３９ｃの出力は図示しない符号化回路で符号化され、図示しないデジタルファイリング装置に記録されたり、図示しない写真撮影装置にて写真撮影で記録される。
【００５５】
調光回路４２では、カラーバランス補正回路３５から出力された画像信号に基づき、画像が適正な明るさとなるように、光源装置３の照明光絞り２４の位置を調整するための調光信号を出力する。調光信号は、光量不足の場合、照明光絞り２４を開放する方向へ動作させ、逆に、光量過剰の場合は、照明光絞り２４を閉じる方向へ動作させる。このようにして、常時適正な照明光量に自動調光（調節）される。
【００５６】
電子シャッタ制御回路４３では、各色において、ＣＰＵ４１に記憶されたスコープ２の電子シャッタ速度と、光源装置３の電子シャッタ速度補正係数格納メモリ２６から出力された電子シャッタ速度補正係数とを乗算することにより、照明光絞り２４の位置に応じて補正された電子シャッタ速度が導出され、導出された補正後の電子シャッタ速度がＣＣＤドライバ３２に伝送される。
【００５７】
ＣＣＤドライバ３２では、ＣＣＤ１２の駆動信号を生成、出力するとともに、入力された補正後の電子シャッタ速度を基に、電子シャッタ制御パルスを生成、出力する。
【００５８】
電子シャッタは、図６に示すように、ＣＣＤ１２に蓄積された不要な電荷を掃き出しパルスＰ０により設定されたタイミングで掃き出させ、読み出しパルスＰ１によって読み出される信号電荷の電荷蓄積時間を制御するものであり、被写体１０が動きのある場合でも色ずれの発生を抑制できるメリットもある。
【００５９】
ＣＣＤドライバ３２より出力される駆動信号、並びに電子シャッタ制御パルスにより、スコープ２の機種の違い、光源装置３やスコープ２の個体バラツキ、照明光絞り２４の位置に関わらず、常に一定のカラーバランスを有した画像信号が生成される撮像装置を実現できるようにしている。
【００６０】
尚、本実施の形態では、電子シャッタ速度を絞り位置に応じて変動させるものとしたが、電子シャッタを使用する場合は、照明光絞り２４を開放位置、あるいは特定の位置に固定する形式でもよい。
また、電子シャッタは、調光回路４２と連動して、明るさを制御するために用いる機能を付加してもよい。
【００６１】
また、電子シャッタ速度の補正を、補正係数により行うのではなく、照明光絞り２４の位置全てに対応した電子シャッタ速度を記憶したルックアップテーブルや、基準とする絞り位置からの変化量と、それに対応した電子シャッタ速度を全て記憶したルックアップテーブルに基づき行うものでもよい。
【００６２】
また、スコープ情報記憶用素子１５に記憶される容量には限りがあるため、スコープ情報記憶用素子１５は、スコープ２の機種情報のみ記憶しておき、電子シャッタ速度等の情報は、プロセッサ４内に設けられた図示しない大容量メモリに記憶しておき、起動時にスコープ２の機種情報に基づいて設定値を読み出し、使用する形式でもよい。
【００６３】
また、光源装置３の絞り位置制御精度や、光学フィルタに個体差が見られないような場合には、調光回路４２から出力される調光信号を電子シャッタ制御回路３４に入力し、調光信号に基づいて電子シャッタ速度の補正を行う形式にしてもでもよい。
【００６４】
また、電子シャッタ速度補正係数格納メモリ２６は、プロセッサ４内に設けられ、光源装置３の絞り位置検出センサ２５から出力される絞り位置情報に基づき、適切な補正係数を読み出す形式でもよい。
また、光源装置３の回転フィルタ２７に設けられた光学フィルタの個体バラツキ補正に関しては、電子シャッタではなく、ランプ２１の光量を変化させるためのランプ駆動電流のデューティ比を調整することによって行う形式でもよい。
【００６５】
本実施の形態は以下の効果を有する。
電子シャッタを用いて照明光量を所望の値に制御することにより、スコープ２の種類、スコープ２や光源装置３の個体バラツキによらず、撮像画像のカラーバランスを常に一定に保つことができる。
【００６６】
（第２の実施の形態）
次に本発明の第２の実施の形態を説明する。本実施の形態の目的は、蛍光観察等のように微弱光を観察するときに、照明光絞り位置を開放、もしくは開放に近い位置に固定する場合においても、電子シャッタを用いて照明光量を所望の値に制御することにより、撮像画像のカラーバランスを常に一定に保ったまま、適切な明るさの画像を得ることができる撮像装置及び内視鏡装置を提供することである。
【００６７】
まず、本実施の形態を備えた内視鏡装置１Ｂの構成を説明する。
第２の実施の形態は、第１の実施の形態と似ているため、異なる点を中心に述べる。
図７は第２の実施の形態を備えた内視鏡装置１Ｂの全体図である。
【００６８】
この内視鏡装置１Ｂは、体腔内に挿入可能で撮像手段を内蔵したスコープ２Ｂと、このスコープ２Ｂのライトガイド８に照明光を供給する光源装置３Ｂと、スコープ２Ｂの撮像手段を駆動すると共に、撮像手段に対する信号処理を行うプロセッサ４Ｂと、撮像手段で撮像された画像をカラー表示する観察用モニタ５とから構成される。
【００６９】
本実施の形態におけるスコープ２Ｂは、第１の実施の形態におけるスコープ２における対物光学系１１、光学フィルタ１３、通常観察用のＣＣＤ１２の他にさらに対物光学系１１ｂ、光学フィルタ１３ｂ、蛍光観察用の高感度ＣＣＤ１２ｂを設けている。
【００７０】
また、このスコープ２Ｂには、通常光観察用のＣＣＤ１２、蛍光観察用の高感度ＣＣＤ１２ｂとを切り替えて駆動するリレースイッチ５１ａ、及び両ＣＣＤ１２、１２ｂによる撮像された信号を切り替えてプロセッサ４Ｂに出力させるためのリレースイッチ５１ｂとが設けてある。
さらに、このスコープ２Ｂには、通常光観察と蛍光観察の観察モードを切り替える観察モード切替スイッチ５２も設けてある。
【００７１】
従って、このスコープ２Ｂは光源装置３Ｂから供給される照明光を先端面まで伝送するライトガイド８、前記照明光に基づく被写体１０からの戻り光を受光する対物光学光学系１１、１１ｂ、光学フィルタ１３、１３ｂ、通常光観察用のＣＣＤ１２、蛍光観察用の高感度ＣＣＤ１２ｂ、ＣＣＤ１２または高感度ＣＣＤ１２ｂの駆動信号、並びに撮像後の画像信号（ＣＣＤ出力信号）を切り替えるための、それぞれ複数個から成るリレースイッチ５１ａ，５１ｂ、スコープ２Ｂの機種情報や、個体バラツキ、対応する観察モード情報等が記憶されたスコープ情報記憶用素子１５、スイッチ操作により観察モードを切り替えるための観察モード切替スイッチ５２によって構成される。
【００７２】
また本実施の形態における光源装置３Ｂは、第１の実施の形態における光源装置３における回転フィルタ２７の代わりにその内周側及び外周側にフィルタを設けた回転フィルタ２７ｂを設け、この回転フィルタ２７ｂを移動用モータ５３にて移動可能にして内周側及び外周側の一方のフィルタを光路上に選択的に配置できるようにしている。
【００７３】
また、この光源装置３Ｂでは電子シャッタ速度補正係数格納メモリ２６の代わりに電子シャッタ速度記憶用素子５５を設けた構成にしている。
より詳細に説明すると、光源装置３Ｂは、光を照射するキセノンランプ等のランプ２１、ランプ２１の照明光路上に設けられ、複数の光学フィルタをモータ２２の駆動により切替可能なフィルタターレット２３、照明光量を制限するための照明光絞り２４、照明光絞り２４の位置を検出するセンサ２５、照明光を面順次光にするための回転フィルタ２７ｂ、この回転フィルタ２７ｂを回転駆動するためのモータ２８、回転フィルタ２７ｂを照明光の光軸に対して垂直方向に移動するためのモータ５３、スコープ２Ｂのライトガイド８の入射端面に回転フィルタ２７ｂを介した面順次光を集光させる集光レンズ２９、電子シャッタ速度を記憶するための電子シャッタ速度記憶用素子５５と、を備えて構成される。
【００７４】
回転フィルタ２７ｂは、図８に示すように円板状に構成され、中心を回転軸とした２重構造となっており、外周には、通常光観察に用いられるための、赤、緑、青の波長の光を透過するＲフィルタ３１ａ、Ｇフィルタ３１ｂ、Ｂフィルタ３１ｃが配置されている。
【００７５】
内周には、蛍光観察に用いられるための、５４０〜５６０ｎｍの狭帯域光を透過するＧ’フィルタ５６ａ、３９５〜４７５ｎｍの励起光を透過する励起フィルタ５６ｂ、６００〜６２０ｎｍの狭帯域光を透過するＲ’フィルタ５６ｃが配置されている。
【００７６】
内周、外周のフィルタの分光特性は、それぞれ、図３、図９に示すようになっており、回転フィルタ２７ｂの各フィルタが配置されている以外の部分は、光を遮光する部材により構成されている、
フィルタターレット２３と回転フィルタ２７ｂとの組み合わせにより、蛍光観察時における照明波長は、励起波長３９５〜４７５ｎｍ、または３９５ｎｍ〜４４５ｎｍ、縁反射光５４０〜５６０ｎｍ、赤反射光６００〜６２０ｎｍとなる。なお、通常光観察時における照明波長の分光特性は図３と同じである。
【００７７】
また、プロセッサ４Ｂは、第１の実施の形態に加えて、高感度ＣＣＤドライバ５７、ＣＣＤセレクタ（図７では単にセレクタと略記）５８を備えた構成となっている。そして、通常光観察時には、ＣＰＵ４はＣＣＤセレクタ５８によりＣＣＤドライバ３２を、蛍光観察特には高感度ＣＣＤ５７を選択するように制御する。また、ＣＰＵ４１は観察モード切替スイッチ５２により選択された観察モードに応じて観察モード識別信号を出力し、この観察モード識別信号によりＣＣＤセレクタ５８、カラーバランス回路３５、同時化メモリ３７ａ〜３７ｃ、画像処理回路３８、調光回路４２を制御する。
【００７８】
本実施の形態は通常光観察で撮像（観察）できるようにすると共に、蛍光観察を選択して蛍光観察もできるようにすると共に、微弱な蛍光観察時には高感度ＣＣＤ１２ｂを用いて観察できるようにしている。また、蛍光観察時には、電子シャッタにより、適切な明るさの撮像画像を得ることができるようにしている。
【００７９】
次に本実施の形態の作用を説明する。
本実施の形態で用いるスコープ２Ｂは、通常光観察と蛍光観察といった２つの観察モードに対応している。
【００８０】
スコープ２Ｂを光源装置３Ｂ、並びにプロセッサ４Ｂに接続した伏態で電源を投入すると、内視鏡装置１Ｂは、通常光観察モードにて起動する。また、起動と同時に、スコープ２Ｂのスコープ情報記憶用素子１５に格納された情報が読み出される。つまり、スコープ情報記憶用素子１５から、スコープ２Ｂの機種情報や、個体バラツキ、対応する観察モード情報等が、プロセッサ４Ｂ内のＣＰＵ４１に読み出され、記憶される。
【００８１】
光源装置３Ｂでは、ランプ２１から放射された照明光が、フィルタターレット２３を通過する。フィルタターレット２３は、観察モード毎に分光特性が異なる光学フィルタを有しており、観察モード識別信号により、選択された観察モードに対応する光学フィルタが照明光の光路上に移動するように、モータ２２が回転駆動され、所定の位置でモータ２２が停止し、フィルタターレット２３が固定される。
【００８２】
フィルタターレット２３の光学フィルタを通過した照明光は、照明光絞り２４によって適切な明るさとなるように照明光量が調節され、モータ２８によって回転駆動される回転フィルタ２７ｂにより、面順次光へと変換される。
モータ２８は観察モードに応じて、回転周波数が異なり、蛍光観察では１０Ｈｚ、その他の観察モードでは２０Ｈｚで駆動する。
【００８３】
観察モード識別信号が蛍光観察であることを示す場合は、図示しない光源制御回路が回転フィルタ２７ｂの回転周波数を１０Ｈｚに同期させるように相互に通信を行い、一方、蛍光観察以外の場合は、図示しない光源制御回路が回転フィルタ２７ｂの回転周波数を２０Ｈｚに同期させるように相互に通信を行いながら動作する。
【００８４】
また、モータ５３は蛍光観察時には、図示しない光源制御回路からの信号に基づき、照明光の光路上に回転フィルタ２７ｂの内周側がくるように駆動され、通常光観察の場合には、同じく図示しない光源制御回路からの信号に基づき、照明光の光路上に回転フィルタ２７ｂの外周側が来るように駆動される。
【００８５】
図７の例ではモータ２８にラックが、モータ５３にはピニオンが取り付けられ、モータ５３を回転することにより、モータ２８と共に回転フィルタ２７ｂは図７の上下方向（実機では左右方向）に移動される。
【００８６】
回転フィルタ２７ｂを通過した照明光は、集光レンズ２９によってスコープ２Ｂのライトガイド８の入射面に集光され、ライトガイド８により伝送されてその先端面から被写体１０側に照射され、戻り光がＣＣＤ１２または高感度ＣＣＤ１２ｂによって撮像される。
【００８７】
観察モードを切り替える場合には、スコープ２Ｂに設けられた観察モード切替スイッチ５２を押すことにより、観察モードの切替を指示する信号が生成され、プロセッサ４Ｂ内のＣＰＵ４１に入力される。
【００８８】
ＣＰＵ４１内では、観察モード切替信号が入力されたことを検知すると、スコープ２Ｂが対応する観察モード情報（本実施の形態では、通常光観察と蛍光観察）と、切替操作直前の観察モード（通常光観察（蛍光観察））と、対応する観察モードの優先順位情報（１：通常光観察、２：蛍光観察）を基に、切替後の観察モード（蛍光観察（通常光観察））を示す観察モード識別信号が出力される。
【００８９】
ＣＰＵ４１より出力された観察モード識別信号は、プロセッサ４Ｂ内のＣＣＤセレクタ５８、カラーバランス補正回路３５、同時化メモリ３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、画像処理回路３８、調光回路４２、電子シャッタ制御回路４３と図示しない光源制御回路、並びに、スコープ２Ｂ内のリレースイッチ５１ａ、５１ｂ、光源装置３Ｂの電子シャッタ速度記憶用素子５５に伝送される。
【００９０】
ＣＣＤセレクタ５８では、観察モード識別信号に基づき、切替後の観察モードが蛍光観察か否かを判断する。蛍光観察では、照射した励起光に基づく被写体１０（より具体的には生体組織）からの自家蛍光を観察するが、自家蛍光は非常に微弱な光であるため、高感度ＣＣＤ１２ｂを用いる。
【００９１】
高感度ＣＣＤ１２ｂとしては、例えば、ＵＳＰ５、３３７、３４０に示されているように、素子外から制御パルスを入力することにより、素子内での信号の増幅率を制御できるＣＣＤである。そのＣＣＤでは、図１０に示すように、素子内に配置されたＣＭＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｍｕｌｔｉｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｄｅｖｉｃｅ）においてイオン化を利用した電荷の増倍が可能となっている。
【００９２】
図１０の場合には、受光することにより信号電荷の蓄積を行う受光エリア５８と、この受光エリア５８で蓄積された信号電荷が例えば奇数及び偶数の垂直転送部を経てそれぞれ接続された２列の水平転送チャンネル５９と、この２列の水平転送チャンネル５９にそれぞれ接続されたＣＭＤ付き転送チャンネル６０と、このＣＭＤ付き転送チャンネル６０を経て増倍された信号電荷が検出される電荷検出部６１とを備えて高感度ＣＣＤ１２ｂが形成されている。
【００９３】
ＣＭＤ付き転送チャンネル６０には高感度ＣＣＤドライバ５７からの駆動信号に含まれるＣＭＤ印加電圧により信号電荷が倍増される。従って、高感度ＣＣＤ１２ｂの増幅率が増大される。この高感度ＣＣＤ増幅率の情報は、高感度ＣＣＤドライバ５７から電子シャッタ制御回路４３に送られ、後述するように電子シャッタ速度の制御の際に利用される。
【００９４】
なお、ＣＭＤは画素毎に配置して画素毎に増幅をすることも可能であり、転送チャンネルに配置して転送ライン毎に増幅することも可能である。また、最近では、制御パルスではなく、電圧値によってＣＭＤを制御できるＣＣＤも提案されている。
【００９５】
ＣＭＤを用いたＣＣＤ１２ｂでは、このＣＣＤ１２ｂからの電荷の読み出し前に内部で増幅が行われるので、ＣＣＤ１２ｂ外部で増幅を行うよりも読み出しノイズの影響が少なくなり、高いＳ／Ｎの画像が得られるというメリットがある。そのため、蛍光等、微弱光の撮像に適している。一方、通常光観察では、通常のＣＣＤ１２が用いられる。
【００９６】
切替後の観察モードが蛍光観察である場合は、高感度ＣＣＤドライバ５７に対して駆動信号の生成を指示する信号が出力される、同時に、ＣＣＤドライバ３２に対しては、駆動信号の生成を停止することを指示する信号が出力される。
【００９７】
生成された駆動信号は、スコープ２Ｂのリレースイッチ５１ａを介して高感度ＣＣＤ１２ｂに送られ、駆動に用いられる。高感度ＣＣＤ１２ｂにより撮像された被写体の画像信号（ＣＣＤ出力信号）は、リレースイッチ５１ｂを介して、プロセッサ４Ｂに入力される。一方、切替後の観察モードが通常光観察である場合は、ＣＣＤドライバ３２と高感度ＣＣＤドライバ５７とが前記とは逆の動作をする。
尚、リレースイッチ５１ａ、５１ｂは、メカニカル式、電気式どちらでもよい。
【００９８】
高感度ＣＣＤ１２ｂのＣＭＤ印加電圧値と増幅率との関係は、図１１に示すように指数関数で近似され、ＣＭＤ印加電圧値の増加に伴い、増幅率も増加する。蛍光観察時には、高感度ＣＣＤ１２ｂの駆動信号に含まれるＣＭＤ印加電圧値を増減させることで、高感度ＣＣＤ１２ｂの増幅率を増減させ、画像信号の明るさを一定に保つよう調節している。
【００９９】
プロセッサ４Ｂに入力された画像信号は、プリプロセス回路３３、Ａ／Ｄ変換回路３４、カラーバランス補正回路３５を介して、マルチプレクサ３６、調光回路４２、電子シャッタ制御回路４３に入力される。マルチプレクサ３６の後段の信号処理は、第１の実施の形態と同様のため、ここでは省略する。
【０１００】
調光回路４２では、通常光観察の場合、カラーバランス補正回路３５から出力された画像信号と、ＣＰＵ４１から出力された観察モード識別信号とから、選択された観察モード下で画像が適正な明るさとなるように、光源装置３Ｂの照明光絞り２４を調整するための調光信号を出力する。
【０１０１】
調光信号は、光量不足の場合、照明光絞り２４を開放する方向へ動作させ、逆に、光量過剰の場合は、照明光絞り２４を閉じる方向へ動作させる。一方、蛍光観察の場合には、励起光強度を大きくして、生体組織からの戻り光である自家蛍光の強度を少しでも大きくするために、照明光絞り２４は、開放、もしくは開放に近い位置で固定状態となるよう指示するための調光信号を出力する。
電子シャッタ制御回路４３は、観察モード識別信号が通常光観察を表す場合は、特に動作しない。
【０１０２】
一方、観察モード識別信号が蛍光観察であることを示す場合、前記のように、照明光絞り２４は開放、もしくは開放に近い位置で固定状態となるため、自家蛍光が微弱光とはいえ、被写体に近接した場合においては、被写体からの戻り光が過剰となり、高感度ＣＣＤ１２ｂの増幅率を最低の１倍とした場合においても、画像信号にハレーションを起こす場合がある。
したがって、この場合、電子シャッタにより露光期間中の電荷蓄積時間を短縮するための、電子シャッタ制御パルスを生成する。
【０１０３】
前述したように露光期間中の照明光量は、図２１（Ｃ）の台形部分の面積で表されることから、電子シャッタにより固体撮像素子の蓄積電荷量を全露光期間中で電荷蓄積した場合のｘ倍としようとした場合、信号電荷の蓄積に寄与する（換言すると実際に撮像に用いられる）照明光量が全照明光量のｘ倍；（０＜ｘ＜１）にしても、図２０の場合とは異なり、電荷蓄積時間をｘ倍にしたとしても、その照明光量はｘ倍とはならない。
【０１０４】
この対策として、あらかじめ、面順次光各色について、図１２（Ｃ）に示すように、台形部分の面積、すなわち全照明光量に対して（信号電荷に寄与する）照明光量をｘ倍にするための電子シャッタ速度を、光源装置３Ｂの製造時に測定しておき、光源装置３Ｂに設けられた電子シャッタ速度記憶用素子５５に、色、倍率、電子シャッタ速度の３点を対応付けて記憶させておく。
【０１０５】
なお、図１２（Ａ）は面順次回転フィルタにおける照明光の光束の中心位置により遮光期間、露光期間、遮光期間を示し、図１２（Ｂ）は図１２（Ａ）における露光期間における実際の照明光強度を示し、これを図１２（Ｃ）に示すように台形で近似する。
【０１０６】
また、図１２（Ｃ）に示すように全照明光量に対してそのｘ倍となる（信号電荷に寄与する）照明光量にする電子シャッタ制御パルスのタイミングＴｘの関係のデータを予め測定するなどして求めておく。
【０１０７】
そして、例えば０．８倍の電子シャッタに制御しようと場合には、図１２（Ｄ）に示すように、図１２（Ｃ）の０．８倍のタイミングＴ８の位置で掃き出しパルスＰ０を伴う電子シャッタ制御パルスを出力させ、タイミングＴ０の位置で読み出しパルスＰ１を出力させるように制御することにより、この掃き出しパルスＰ０以前の照明光量で撮像された信号電荷を掃き出させ、残りの図１２（Ｅ）の斜線で示す照明光量の下で撮像された（つまり全照明光量の０．８倍の照明光量の下で撮像された）信号電荷を画像信号として得ることができるようになる。
【０１０８】
上記補正係数の事情を以下に補足説明する。
図７に示すようにランプ２１→フィルタターレット２３→照明光絞り２４→回転フィルタ２７ｂを介して照明光はライトガイド８に出射される。この場合
ａ．フィルタターレット２３、回転フィルタ２７ｂに用いられている光学フィルタは、分光特性に個体バラツキを有するため、ランプ２１からの出射光が一定であったとしても、光源装置３Ｂ毎に出射光の分光特性にバラツキが生じる。なお、回転フィルタ２７ｂでは、白色光をＲＧＢの３色に分けるため、各色の照明光量の比率にもバラツキが生じる。また、
ｂ．照明光絞り２４の位置も、光源装置３Ｂの個体により差が生じる。
【０１０９】
ｃ．上記ａ、ｂより、ランプ２１からの出射光は、光源装置３Ｂ個体毎に照明光量、また、ＲＧＢの比率にバラツキを持つ。
これらを補正するために、仮に照明光絞り２４の位置が１０段階で制御される場合で具体的に説明する。
【０１１０】
（１）絞り位置の各段階で光量計等の測定機材を用いて予め光量を測定しておき、
（２）各段階の目標値へと補正するための補正係数を導出し、
（３）光源装置内の記憶用素子に補正係数を記憶させておく。
【０１１１】
上記（１）〜（３）の結果を図１３（Ａ）及び図１３（Ｂ）の表に示す。図１３（Ａ）は２つの光源装置（図１３では簡単化のため光源と略記）Ａ及びＢの場合に光量計で測定した光量値を示している。
【０１１２】
上記測定結果により、図１３（Ｂ）に示すように目標値に補正するために補正係数を導出して、各光源装置内の記憶用素子５５に記憶させておく。そして、
（４）プロセッサ４Ｂ内の電子シャッタ制御回路４３に補正係数を伝送し、
（５）プロセッサ４Ｂ内の電子シャッタ制御回路４３で上記バラツキを補正する電子シャッタ速度を出力する。
この結果、各絞り位置に応じて、光源装置間のバラツキに依存せず、カラーバランスを一定に保った画像を得ることができる。
【０１１３】
なお、ここで、色毎に倍率、電子シャッタ速度を別途記憶する理由は、以下の通りである。蛍光観察時には、回転フィルタ２７ｂの回転周波数は一定（１０Ｈｚ）、照明光絞り２４は固定され、光束の大きさも一定であることから、回転フィルタ２７ｂを通過する面順次光の台形部分の面積、すなわち照明光量は時間変動しない。
【０１１４】
しかしながら、面順次光各色で比較すると、回転フィルタ２７ｂの光学フィルタの分光特性が異なるため、図２１のＫｂ部分の高さ（照明光強度）や、図２１のＫａ、Ｋｃ部分の傾きも異なり、台形部分の面積、形状は各色で異なる。
そのため、電子シャッタにて電荷蓄積時間を一律にｘ倍としたとしても、全色の（実際の撮像に用いられる）照明光量が一律にｘ倍となるわけではない。
【０１１５】
結果として、撮像画像のカラーバランスが変動してしまうため、これを防止する目的で、電子シャッタ速度記憶用素子５５には、色毎に倍率、電子シャッタ速変を別途記憶している。
そして、図１２により説明したように、面順次光各色について、台形の全照明光量に対して（信号電荷に寄与する）照明光量がそのｘ倍となるような状態での画像を得られるようにしている。
【０１１６】
電子シャッタによる照明光量制御の具体的な作用は、図１４に示すようになる。
最初のステップＳ１、続くステップＳ２及びＳ３において観察モードが蛍光観察か、高感度ＣＣＤ１２ｂの増幅率が１か、画像が目標値より明るいかの判断を行い、これら全てに該当しない場合には、電子シャッタによる照明光量制御を行わない。
【０１１７】
一方、これら全てに該当する場合には、ステップＳ４に進み、電荷蓄積時間の倍率演算を行う。そして、次のステップＳ５において、電子シャッタ制御回路４３は、電子シャッタ速度記憶用素子５５に倍率を出力し、次のステップＳ６において、電子シャッタ速度記憶用素子５５から対応する電子シャッタ速度の情報を得る。
【０１１８】
そして、次のステップＳ７において、電子シャッタ制御回路４３は各面順次の各色における電子シャッタ速度を算出して高感度ＣＣＤドライバ５７に出力する。
【０１１９】
ステップＳ８に示すように高感度ＣＣＤドライバ５７は電子シャッタ制御パルスを各面順次の各色の照射タイミングに合わせて高感度ＣＣＤ１２ｂに出力するようにしてこの処理を終了する。
【０１２０】
このように本実施の形態では観察モード識別信号が蛍光観察であり、高感度ＣＣＤ１２ｂの増幅率が１倍であり、カラーバランス補正回路３５から入力される画像信号が目標値よりも明るいと判断した場合に限り、光源装置３Ｂ内に設けられた電子シャッタ速度記憶用素子５５に、現フレームよりも低い倍率の電子シャッタ速度を出力するよう指示を出し、出力されてきた電子シャッタ速度を受け取る。
【０１２１】
なお、ここでは、全ての面順次光の電子シャッタ速度を受け取る。その後、入力された電子シャッタ速度を電子シャッタ制御パルスに変換して高感度ＣＣＤドライバ５７に伝送し、各色の電子シャッタ制御パルスを、回転フィルタ２７ｂの面順次光各色の照射タイミングにあわせて出力する。
【０１２２】
出力された電子シャッタ制御パルスは、リレースイッチ５１ａを経由して、高感度ＣＣＤ１２ｂに伝送され、電荷蓄積時間を制御するのに使用される。
尚、本実施の形態では、蛍光観察時の照明光絞り２４の位置を固定としたが、電子シャッタと連動して画像信号の明るさ調整を行う形式でもよい。
【０１２３】
また、本実施の形態では、蛍光観察と通常光観察の切替について記載したが、赤外光観察モード（中心波長が９４０ｎｍ、８０５ｎｍ、８０５ｎｍの３波長を使用）や狭帯域光観察モード（中心波長が４１５ｎｍ、５４０ｎｍ、６１０ｎｍの３波長を使用）を含むシステムにて使用するようにしてもよい。
【０１２４】
また、スコープ２Ｂは、使用する部位（下部消化管、上部消化管、気管支等）に応じてスコープに許容される径が異なることから、本実施の形態のように２個のＣＣＤ１２、１２ｂを搭載したスコープ２Ｂだけでなく、１個のＣＣＤのみ搭載したスコープでもよい。
【０１２５】
また、本実施の形態では、蛍光観察に高感度ＣＣＤ１２ｂを用いたが、他の観察モードに用いてもよい。
また、本実施の形態は高感度ＣＣＤ１２ｂの使用時に限るものではなく、ＣＣＤ１２の使用時に用いてもよい。
【０１２６】
図１５は１つのＣＣＤ１２を採用した場合における構成を示す。この内視鏡装置１Ｃは図７の内視鏡装置１Ｂにおいて、基本的に高感度ＣＣＤ１２ｂ及びその駆動信号を生成する高感度ＣＣＤドライバ５７を削除した構成にしている。また、図７では２つのＣＣＤ１２、１２ｂを切り替えるリレー５１ａ、５１ｂやＣＣＤセレクタ５８を備えているが、１つにしているので、これらを削除した構成にしている。
【０１２７】
この内視鏡装置１ＣではＣＣＤ１２を通常光観察用と蛍光観察用とに用いるようにしている。
また、図１６に示す内視鏡装置１Ｄでは図１５において、ＣＣＤ１２の代わりに高感度ＣＣＤ１２ｂを採用して、通常光観察用と蛍光観察用とに用いるようにしている。
【０１２８】
図１６の内視鏡装置１Ｄは、図１５におけるＣＣＤ１２及びＣＣＤドライバ３２の代わりに高感度ＣＣＤ１２ｂ及び高感度ＣＣＤドライバ５７を採用するようにしている。また、高感度ＣＣＤドライバ５７は図７の場合と同様に高感度ＣＣＤ１２ｂの増幅率の情報を電子シャッタ制御回路４３に出力するようにしている。
このように図１５及び図１６で示したように１つのＣＣＤのみ搭載して、使用するようにしても良い。
【０１２９】
なお、スコープ情報記憶用素子１５に記憶される容量には限りがあるため、スコープ情報記憶用素子１５は、スコープ２の機種情報のみ記憶しておき、その他のスコープ情報は、プロセッサ４内に設けられた図示しない大容量メモリに記憶しておき、起動時にスコープ２の機種情報に基づき、設定値を読み出し、使用する形式でもよい。
【０１３０】
また、観察モード切替スイッチ５２の設置場所は、前記スコープ２Ｂの操作部に限るものではなく、光源装置３Ｂやプロセッサ４Ｂの図示しないフロントパネル上に設けられたボタン、プロセッサ４Ｂに接続された図示しないフットスイッチやキーボードのキーでもよい。
【０１３１】
また、観察モード切替スイッチ５２は、２つ以上存在する形式でもよいものとする。また、光源の絞り位置制御精度や、光学フィルタに個体差が見られないような場合、すなわち、光源装置３Ｂに個体差が見られない場合には、調光回路４２から出力される調光信号を電子シャッタ制御回路４３に入力し、調光信号に基づいて電子シャッタ速度の補正を行う形式でもよい。
【０１３２】
また、通常光観察時のハレーション防止対策として本実施の形態を用いてもよいものとする。また、前記電子シャッタによる明るさ調整は、１フレームで明るさを調整できるものでもよく、フィードバック系により、数フレームを用いて目標とする明るさに近づけるものでもよい。
【０１３３】
また、目標値に近づいた場合には、倍率をより細かく変動させ、目標値に近づけていく形式でもよい。
また、目標値は、フロントパネル上のスイッチ操作等により、使用者が任意に設定可能であるものとしてもよい。
また、電子シャッタ速度は、面順次光各色で共通としてもよいし、各色で異なる値としてもよい。
【０１３４】
また、光源装置３Ｂのランプ２１は、使用時間が長くなるにつれ、光量が弱まっていくが、それに伴って、台形部分の面積、形状も変動するため、ランプ２１の照明光量の使用時間における減衰率を補正係数として有しておき、使用時間に応じて電子シャッタ速度に補正を加える手段を付加してもよい。
【０１３５】
本実施の形態は以下の効果を有する。
蛍光観察等のように微弱光を観察するときに、絞り位置を開放、もしくは開放に近い位置に固定する場合においても、電子シャッタを用いて照明光量を所望の値に制御することにより、撮像画像のカラーバランスを常に一定に保ったまま、適切な明るさの画像を得ることができる。
【０１３６】
（第３の実施の形態）
次に本発明の第３の実施の形態を説明する。本実施の形態の目的は高感度撮像素子の増幅率制御により明るさ調整を行う撮像装置或いは内視鏡装置において、常にカラーバランスを一定に保った画像を得ることができる撮像装置及び内視鏡装置を提供することにある。
【０１３７】
まず、本実施の形態の構成を説明する。
本実施の形態は、第１、第２の実施の形態と似ているため、異なる点を中心に述べる。
図１７は第３の実施の形態の内視鏡装置１Ｅの全体図を示す。
【０１３８】
この内視鏡装置１Ｅは、スコープ２Ｂと、このスコープ２Ｂのライトガイド８に照明光を供給する光源装置３Ｅと、スコープ２Ｂの撮像手段を駆動すると共に、撮像手段に対する信号処理を行うプロセッサ４Ｅと、撮像手段で撮像された画像をカラー表示する観察用モニタ５とから構成される。
【０１３９】
本実施の形態におけるスコープ２Ｂは第２の実施の形態と同じ構成である。 つまり、このスコープ２Ｂは、光源装置３Ｅから入射した照明光をスコープ２Ｂ先端まで伝送するライトガイド８、前記照明光に基づく被写体１０からの戻り光を受光する対物光学系１１、１１ｂ、光学フィルタ１３、１３ｂ、ＣＣＤ１２、高感度ＣＣＤ１２ｂ、スコープ２Ｂの機種情報や、高感度ＣＣＤ１２ｂのＣＭＤ印加電圧値−増幅率特性や、個体バラツキ、対応する観察モード情報等が記憶されたスコープ情報記憶用素子１５、観察モードの切替を行うための観察モード切替スイッチ５２等によって構成される。
【０１４０】
光源装置３Ｅは図７の光源装置３Ｂにおいて、センサ２５及び電子シャッタ速度記憶用素子５５を有しない構成である。
つまり、この光源装置３Ｅは、光を照射するキセノンランプ等のランプ２１、ランプ２１の照明光路上に設けられ、複数の光学フィルタをモータ２２の駆動により切替可能なフィルタターレット２３、照明光量を制限するための照明光絞り２４、照明光を面順次光にするための回転フィルタ２７ｂ、回転フィルタ２７ｂを回転駆動するためのモータ２８、回転フィルタ２７ｂを照明光の光軸に対して垂直方向に移動するためのモータ５３、スコープ２Ｂのライトガイド８の入射面に回転フィルタ２７ｂを介した面順次光を集光させる集光レンズ２９と、を備えて構成される。
【０１４１】
また、プロセッサ４Ｅは、図７のプロセッサ４Ｂにおいて、さらに蛍光画像明るさ調整回路６３及び増幅率比記憶用素子６４とを設けた構成にしている。
具体的には、プロセッサ４Ｅは、プリプロセス回路３３、Ａ／Ｄ変換回路３４、カラーバランス補正回路３５、マルチプレクサ３６、同時化メモリ３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、画像処理回路３８、Ｄ／Ａ変換回路３９ａ、３９ｂ、３９ｃの順に画像信号が流れるように構成されており、ＣＰＵ４１、ＣＣＤドライバ３２、高感度ＣＣＤドライバ５７、ＣＣＤセレクタ５８、調光回路４２、蛍光観察時の画像信号の明るさ調整を行うための、蛍光画像明るさ調整回路６３、面順次光各色の高感度ＣＣＤ１２ｂの増幅率比を記憶した増幅率比記憶用素子６４とを備えている。
【０１４２】
次に本実施の形態の作用を説明する。
本実施の形態で用いるスコープ２Ｂは、通常光観察と蛍光観察といった２つの観察モードに対応しているものとする。
スコープ２Ｂを光源装置３Ｅ、並びにプロセッサ４Ｅに接続した状態で電源を投入すると、内視鏡装置１Ｅは、通常光観察モードにて起動する。また、起動と同時に、スコープ２Ｂのスコープ情報記憶用素子１５より、スコープ２Ｂの機種情報や、高感度ＣＣＤ１２ｂのＣＭＤ印加電圧値−増幅率特性や、個体バラツキ、対応する観察モード情報等が、プロセッサ４Ｅ内のＣＰＵ４１に読み出され、記憶される。
【０１４３】
通常光観察モードの状態で観察モード切替スイッチ５２を押すと、第２の実施の形態と同様の動作により、蛍光観察モードに切り替わり、光源装置３Ｅの照明光絞り２４は、開放、もしくは開放に近い位置で固定される。
【０１４４】
蛍光画像明るさ調整回路６３では、観察モード識別信号が蛍光観察モードを表し、カラーバランス補正回路３５から出力された画像信号が、明るさ調整回路６４において、目標とする明るさと比較して、暗いと判断された場合には、高感度ＣＣＤドライバ５７に対し、高感度ＣＣＤ１２ｂの増幅率を増加させるために、ＣＭＤ印加電圧値を大きくするよう指示を出す。
【０１４５】
逆に、明るすぎると判断された場合には、高感度ＣＣＤドライバ５７に対し、高感度ＣＣＤ１２ｂの増幅率を減少させるために、ＣＭＤ印加電圧値を小さくするように指示を出す。このことを数フレーム繰り返すことで、画像信号は適切な明るさとなる。
【０１４６】
ここで、高感度ＣＣＤ１２ｂのＣＭＤ印加電圧値−増幅率特性は、以下の式（１）、具体的には図１８の実線で示す曲線Ｃａに示すように、指数関数によって近似される。
【０１４７】
（増幅率）＝Ａ・ｅｘｐ（Ｂ・（ＣＭＤ印加電圧値）） 式（１）
（Ａ、ＢはＣＭＤによって決まる定数）
式（１）に基づくと、回転フィルタ２７ｂにより面順次化された色１、色２、色３の増幅率比は、ＣＭＤ印加電圧値により制御することが可能であり、これは、照明光量比、すなわち、画像信号のカラーバランスを、ＣＭＤ印加電圧値により制御できることを表す。
【０１４８】
例えば、色１、色２、色３といった面順次光のカラーバランスを、常に（色１）：（色２）：（色３）＝１：２：１を保つようにするならば、増幅率比を常に（色１の増幅率）：（色２の増幅率）：（色３の増幅率）＝１：２：１とすればよく、そのためには、ＣＭＤ印加電圧値比を、常に（色１の印加電圧値）：（色２の印加電圧値）：（色３の印加電圧値）＝Ｘ：Ｘ＋Ｃ：Ｘ（Ｘは任意、Ｃ＝ｌｏｇ（ｅ／Ｂ）を満たす定数）を満たすようすればよい。
【０１４９】
しかしながら、高感度ＣＣＤ１２ｂのＣＭＤ印加電圧値−増幅率特性は、指数関数で完全に近似できるわけではなく、特に、増幅率の大きい、すなわち、ＣＭＤ印加電圧値の高い領域においては、図１８の点線で示す曲線Ｃｂに示すように、指数関数から外れた特性を示す場合もある。
【０１５０】
したがって、式（１）に基づいてＣＭＤ印加電圧値の比を調整する場合には、増幅率の大きい色（前記例では、色２）が、増幅率の低い色（前記例では、色１、色３）よりも指数関数近似から外れやすく、増幅率比、照明光量比が異なり、結果として、高感度ＣＣＤ１２ｂで撮像される画像信号のカラーバランスが変動する。
【０１５１】
この現象は、高感度ＣＣＤ１２ｂの増幅率が、全ての色において低い場合には問題ないが、増幅率が高い状態、すなわち、蛍光観察のように、暗い被写体を撮像する状況下では、顕著に現われる。これを防止するために、以下の作用が行われる。
【０１５２】
高感度ＣＣＤドライバ５７からは、現時点におけるＣＭＤ印加電圧値を表す信号がＣＰＵ４１に出力される。一方、内視鏡装置１Ｅの起動時には、前記のようにスコープ２Ｂのスコープ情報記憶用素子１５から、高感度ＣＣＤ１２ｂの実際のＣＭＤ印加電圧値−増幅率特性（図１８の曲線Ｃｂ）が読み出されて、ＣＰＵ４１に記憶されている。
【０１５３】
これは、スコープ２Ｂの製造時に、高感度ＣＣＤ１２ｂの個体バラツキを考慮して測定されたものであり、複数のＣＭＤ印加電圧値と、それに対応した増幅率とがスコープ情報記憶用素子１５にあらかじめ記憶されたものである。
【０１５４】
ＣＰＵ４１では、図１９のステップＳ１１に示すように、回転フィルタ２７による現在の照明光の色を表す色識別信号と、前記現時点のＣＭＤ印加電圧値と、前記ＣＭＤ印加電圧値−増幅率特性と、の３つのデータから、現時点における面順次光全色の増幅率を導出する。
これにより、各色の増幅率、並びに、面順次光の増幅率比（以下、増幅率比Ａ）が求まる。
【０１５５】
また、プロセッサ４Ｅの増幅率比記憶用素子６４には、あらかじめ目標とする高感度ＣＣＤ１２ｂの増幅率比（以下、増幅率比Ｂ）が記億されており、観察モード識別信号が蛍光観察を表す場合にのみ、増幅率比ＢがＣＰＵ４１へ出力される。
ＣＰＵ４１は、ステップＳ１２に示すように増幅率比Ａと増幅率比Ｂとの比較を行う。
【０１５６】
そして、増幅率比Ａと増幅率比Ｂが一致している場合には、ステップＳ１３に示すようにＣＭＤ印加電圧値による増幅率比の補正は行わず、画像明るさ調整回路６３に対しては、高感度ＣＣＤ１２ｂのＣＭＤ印加電圧値の増減による明るさ調整を行うよう指示するための信号を出力する。
【０１５７】
一方、増幅率比Ａと増幅率比Ｂとの両者が一致しない湯合には、ステップＳ１４に示すようにＣＰＵ４１は、蛍光画像明るさ調整回路６３に対し、高感度ＣＣＤ１２ｂのＣＭＤ印加電圧値の増減による明るさ調整をしない（つまり停止の）指示の信号を出力する。
【０１５８】
その後、ステップＳ１５に示すように増幅率比Ａを増幅率比Ｂに近づけるために、（実際のＣＭＤ印加電圧値−増幅率特性の）増幅比率から外れた色の増幅率を調整するための新たなＣＭＤ印加電圧値を、ＣＭＤ印加電圧値−増幅率特性から導出する。
そしてステップＳ１６に示すように、高感度ＣＣＤドライバ５７に補正後のＣＭＤ印加電圧値を出力する。
【０１５９】
高感度ＣＣＤドライバ５７は、受け取った、補正後のＣＭＤ印加電圧値を高感度ＣＣＤ１２ｂに出力し、カラーバランスの補正された画像信号が得られるようになる。その他の作用は、第２の実施の形態と同じである。
【０１６０】
尚、本実施の形態では、蛍光観察時の照明光絞り２４の位置を固定としたが、高感度ＣＣＤ１２ｂの印加電圧値の調整と連動して画像信号の明るさ調整を行う形式でもよい。
【０１６１】
また、本実施の形態では、蛍光観察と通常光観察の切替について記載したが、赤外光観察モード（中心波長が９４０ｎｍ、８０５ｎｍ、８０５ｎｍの３波長を使用）や狭帯域光観察モード（中心波長が４１５ｎｍ、５４０ｎｍ、６１０ｎｍの３波長を使用）を含むシステムに使用してもよい。
【０１６２】
また、スコープ２Ｂは、使用する部位（下部消化管、上部消化管、気管支等）に応じてスコープに許容される径が異なることから、本実施の形態のように２個のＣＣＤを搭載したスコープだけでなく、１個のＣＣＤのみ搭載したスコープでもよい。
また、本実施の形態は高感度ＣＣＤ１２ｂの使用時に限るものではなく、ＣＣＤ１２の使用時に用いてもよい。
【０１６３】
また、本実施の形態では、蛍光観察に高感度ＣＣＤ１２ｂを用いたが、他の観察モードに用いてもよいものとする。また、スコープ情報記憶用素子１５に記憶される容量には限りがあるため、スコープ情報記憶用素子１５は、スコープ２Ｂの機種情報のみ記憶しておき、その他のスコープ情報は、プロセッサ４Ｅ内に設けられた図示しない大容量メモリに記憶しておき、起動時にスコープ毎の設定を読み出し、使用する形式でもよい。
【０１６４】
また、観察モード切替スイッチ５２の設置場所は、前記スコープ２Ｂの操作部７に限るものではなく、光源装置３Ｅやプロセッサ４Ｅの図示しないフロントパネル上に設けられたボタン、プロセッサ４Ｅに接続された図示しないフットスイッチやキーボードのキーでもよい。
【０１６５】
また、観察モード切替スイッチ５２は、２つ以上存在する形式でもよい。また、前記蛍光画像明るさ調整回路６３は、１フレームで明るさを調整できるものでもよく、フィードバック系により、数フレームを用いて目標とする明るさに近づけるものでもよい。
【０１６６】
また、目標値は、フロントパネル上のスイッチ操作等により、使用者が任意に設定可能であるものとしてもよいものとする。また、増幅率比記憶用素子６４に記憶された増幅率比は、使用者が任意に設定できるものでもよく、また、あらかじめ複数パターンの目標値を記憶しておき、それを選択できる形式でもよい。
【０１６７】
また、近接した状況下では、第２の実施の形態の動作を示す機能を付加してもよい。また、増幅率比調整を、ＣＭＤ印加電圧値を補正することで行うものとはせず、第２の実施の形態のように、電子シャッタを用いて補正するものでもよい。
【０１６８】
本実施の形態は以下の効果を有する。
高感度撮像素子の増幅率制御により明るさ調整を行う内視鏡装置において、常にカラーバランスを一定に保った画像を得ることができる。
【０１６９】
［付記］
１．生体内に挿入可能な細長の挿入部を備えた内視鏡と、
被写体を照射するための面順次光を発生する光源手段と、
前記内視鏡の先端部に設けられ、被写体に照射された光に基づく光信号を受光する固体撮像素子と、
前記固体撮像素子からの出力信号を信号処理する信号処理手段と、
前記固体撮像素子の電荷蓄積時間を制御するための電子シャッタ制御手段と、前記光源手段による照明光量を所望の値に制御するための電子シャッタ速度を記憶した電子シャッタ速度記憶手段と、
を備えたことを特徴とする内視鏡装置。
【０１７０】
２．前記固体撮像素子は、素子内部に電荷増倍機構を有する高感度撮像素子であることを特徴とする付記１記載の内視鏡装置。
３．前記電子シャッタ速度記憶手段は、前記光源手段に設けられた記憶用素子であることを特徴とする付記１または２記載の内視鏡装置。
４．前記電子シャッタ速度記憶手段は、前記内視鏡に設けられたスコープ情報記憶用素子であることを特徴とする付記１ないし３のいずれかに記載の内視鏡装置。
【０１７１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、光源手段、内視鏡、固体撮像素子の少なくとも１つを起因としたカラーバランスのバラツキを補正することができる。
【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の全体構成図。
【図２】回転フィルタ板の構成図。
【図３】ＲＧＢフィルタの透過特性に関する説明図。
【図４】照明光絞りと照明光強度との関係の説明図。
【図５】カラーバランス補正回路の説明図。
【図６】電子シャッタの作用の説明図。
【図７】本発明の第２の実施の形態を備えた内視鏡装置の全体構成図。
【図８】回転フィルタの構成図。
【図９】蛍光観察用フィルタの透過特性に関する説明図。
【図１０】高感度ＣＣＤの構成の説明図。
【図１１】高感度ＣＣＤのＣＭＤ印加電圧値−増幅率特性の説明図。
【図１２】照明光量と電荷蓄積時間との関係の説明図。
【図１３】
【図１４】第２の実施の形態におけるＣＰＵの動作を表す説明図。
【図１５】第１変形例を備えた内視鏡装置の全体構成図。
【図１６】第２変形例を備えた内視鏡装置の全体構成図。
【図１７】本発明の第３の実施の形態を備えた内視鏡装置の全体構成図。
【図１８】高感度ＣＣＤのＣＭＤ印加電庄値−増幅率特性の理論値と実測値の説明図。
【図１９】ＣＰＵの動作を表す説明図。
【図２０】露光期間における照明光量と電荷蓄積時間の説明図。
【図２１】露光期間における照明光強度の変化の説明図。
【図２２】照明光絞りの構成図。
【符号の説明】
１…内視鏡装置
２…電子内視鏡（スコープ）
３…光源装置
４…プロセッサ
５…観察モニタ
６…挿入部
７…操作部
８…ライトガイド
１０…被写体
１１…対物光学系
１２…ＣＣＤ
１５…スコープ情報記憶用素子
２１…ランプ
２４…照明光絞り
２５…絞り位置センサ
２６…電子シャッタ速度補正用メモリ
２７…回転フィルタ
２９…集光レンズ
３１ａ…Ｒフィルタ
３１ｂ…Ｇフィルタ
３１ｃ…Ｂフィルタ
３２…ＣＣＤドライバ
３３…プリプロセス回路
３５…カラーバランス回路
３７ａ、３７ｂ、３７ｃ…同時化メモリ
３８…画像処理回路
４１…ＣＰＵ
４２…調光回路
４３…電子シャッタ制御回路

Claims (7)

1. 体腔内に挿入され被検体を撮像するための固体撮像素子を備える内視鏡と、観察用の照明光を発生する光源装置と、前記内視鏡で撮像した画像信号に対する信号処理を行う画像処理手段と、を備える内視鏡装置において、
   前記内視鏡は、
   被検体を撮像するための前記固体撮像素子と、
   当該内視鏡固有の情報に基づいて得られた第１の電子シャッタ速度補正係数を格納した内視鏡側電子シャッタ速度補正係数格納手段と、
   を備え、
   前記光源装置は、
   照明光量を制限するための照明光絞りと、
   前記照明光絞りの位置を検出する絞り位置検出手段と、
   当該光源装置固有の情報に基づいて得られた補正係数と、前記絞り位置検出手段により検出された前記照明光絞りの位置に対応して変化する補正係数とにより設定される第２の電子シャッタ速度補正係数を格納する光源装置側電子シャッタ速度補正係数格納手段と、
   を備え、
   前記画像処理手段は、
   前記固体撮像素子を駆動する固体撮像素子駆動回路と、
   前記固体撮像素子において撮像した画像信号に対する信号処理制御を行う制御部と、
   前記電子シャッタの速度を制御する電子シャッタ制御回路と、
   を備え、
   前記電子シャッタ制御回路は、前記制御部の制御下に前記内視鏡側電子シャッタ速度補正係数格納手段から入力した前記第１の電子シャッタ速度補正係数と、前記光源装置側電子シャッタ速度補正係数格納手段から入力した前記第２の電子シャッタ速度補正係数とに基づいて電子シャッタ速度を設定し、
   前記固体撮像素子駆動回路は、前記電子シャッタ制御回路において設定された当該補正後の電子シャッタ速度に基づいて電子シャッタ制御パルスを生成する
   ことを特徴とする内視鏡装置。
2. 前記内視鏡固有の情報は、電子シャッタ速度に影響を及ぼす少なくとも当該内視鏡に配設されたライトガイド固有の情報を含み、当該内視鏡の製造時に測定された情報であることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
3. 前記光源装置固有の情報は、電子シャッタ速度に影響を及ぼす少なくとも当該光源装置に配設された光学フィルタ固有の情報を含み、当該光学装置の製造時に測定された情報であることを特徴とする請求項１または２に記載の内視鏡装置。
4. 体腔内に挿入され被検体を撮像するための固体撮像素子を備える内視鏡と、観察用の照明光を発生する光源装置と、前記内視鏡で撮像した画像信号に対する信号処理を行う画像処理手段と、を備える内視鏡装置において、
   前記内視鏡は、
   被検体を撮像するための前記固体撮像素子と、
   当該内視鏡固有の情報に基づいて得られた第１の電子シャッタ速度補正係数を格納した内視鏡側電子シャッタ速度補正係数格納手段と、
   を備え、
   前記光源装置は、
   当該光源装置固有の情報に基づいて得られた第２の電子シャッタ速度補正係数を格納する光源装置側電子シャッタ速度補正係数格納手段と、
   を備え、
   前記画像処理手段は、
   前記固体撮像素子を駆動する固体撮像素子駆動回路と、
   前記固体撮像素子において撮像した画像信号に対する信号処理制御を行う制御部と、
   前記電子シャッタの速度を制御する電子シャッタ制御回路と、
   を備え、
   前記電子シャッタ制御回路は、前記制御部の制御下に前記内視鏡側電子シャッタ速度補正係数格納手段から入力した前記第１の電子シャッタ速度補正係数と、前記光源装置側電子シャッタ速度補正係数格納手段から入力した前記第２の電子シャッタ速度補正係数とに基づいて電子シャッタ速度を設定し、
   前記固体撮像素子駆動回路は、前記電子シャッタ制御回路において設定された当該補正後の電子シャッタ速度に基づいて電子シャッタ制御パルスを生成する
   ことを特徴とする内視鏡装置。
5. 体腔内に挿入され被検体を撮像するための固体撮像素子を備える内視鏡と、観察用の照明光を発生する光源装置と、前記内視鏡で撮像した画像信号に対する信号処理を行う画像処理手段と、を備える内視鏡装置において、
   前記内視鏡は、
   被検体を撮像するための前記固体撮像素子と、
   当該内視鏡固有の情報に基づいて得られた第１の電子シャッタ速度補正係数を格納した内視鏡側電子シャッタ速度補正係数格納手段と、
   を備え、
   前記光源装置は、
   照明光量を制限するための照明光絞りと、
   前記照明光絞りの位置を検出する絞り位置検出手段と、
   前記絞り位置検出手段により検出された前記照明光絞りの位置に対応して変化する補正係数により設定される第２の電子シャッタ速度補正係数を格納する光源装置側電子シャッタ速度補正係数格納手段と、
   を備え、
   前記画像処理手段は、
   前記固体撮像素子を駆動する固体撮像素子駆動回路と、
   前記固体撮像素子において撮像した画像信号に対する信号処理制御を行う制御部と、
   前記電子シャッタの速度を制御する電子シャッタ制御回路と、
   を備え、
   前記電子シャッタ制御回路は、前記制御部の制御下に前記内視鏡側電子シャッタ速度補正係数格納手段から入力した前記第１の電子シャッタ速度補正係数と、前記光源装置側電子シャッタ速度補正係数格納手段から入力した前記第２の電子シャッタ速度補正係数とに基づいて電子シャッタ速度を設定し、
   前記固体撮像素子駆動回路は、前記電子シャッタ制御回路において設定された当該補正後の電子シャッタ速度に基づいて電子シャッタ制御パルスを生成する
   ことを特徴とする内視鏡装置。
6. 体腔内に挿入され被検体を撮像するための固体撮像素子を備える内視鏡と、観察用の照明光を発生する光源装置と、前記内視鏡で撮像した画像信号に対する信号処理を行う画像処理手段と、を備える内視鏡装置において、
   被検体を撮像するための前記固体撮像素子と、
   前記内視鏡固有の情報に基づいて得られた第１の電子シャッタ速度補正係数を格納した第１の電子シャッタ速度補正係数格納手段と、
   照明光量を制限するための照明光絞りと、
   前記照明光絞りの位置を検出する絞り位置検出手段と、
   前記光源装置固有の情報に基づいて得られた補正係数と、前記絞り位置検出手段により検出された前記照明光絞りの位置に対応して変化する補正係数とにより設定される第２の電子シャッタ速度補正係数を格納する第２の電子シャッタ速度補正係数格納手段と、
   前記固体撮像素子を駆動する固体撮像素子駆動回路と、
   前記固体撮像素子において撮像した画像信号に対する信号処理制御を行う制御部と、
   前記電子シャッタの速度を制御する電子シャッタ制御回路と、
   を備え、
   前記電子シャッタ制御回路は、前記制御部の制御下に前記第１の電子シャッタ速度補正係数格納手段から入力した前記第１の電子シャッタ速度補正係数と、前記第２の電子シャッタ速度補正係数格納手段から入力した前記第２の電子シャッタ速度補正係数とに基づいて電子シャッタ速度を設定し、
   前記固体撮像素子駆動回路は、前記電子シャッタ制御回路において設定された当該補正後の電子シャッタ速度に基づいて電子シャッタ制御パルスを生成する
   ことを特徴とする内視鏡装置。
7. 体腔内に挿入され被検体を撮像するための固体撮像素子を備える内視鏡と、観察用の照明光を発生する光源装置と、前記内視鏡で撮像した画像信号に対する信号処理を行う画像処理手段と、を備える内視鏡装置において、
   被検体を撮像するための前記固体撮像素子と、
   照明光量を制限するための照明光絞りと、
   前記照明光絞りの位置を検出する絞り位置検出手段と、
   前記固体撮像素子を駆動する固体撮像素子駆動回路と、
   前記固体撮像素子において撮像した画像信号に対する信号処理制御を行う制御部と、
   電子シャッタの速度を制御する電子シャッタ制御回路と、
   を備え、
   前記電子シャッタ制御回路は、前記制御部の制御下に、前記内視鏡または前記光源装置における少なくとも１つの固有情報であって予め設定された光学的情報に基づいて得られた第１の補正係数と、前記絞り位置検出手段により検出された前記照明光絞りの位置に対応して変化する第２の補正係数と、に基づいて前記電子シャッタ速度を設定し、
   前記固体撮像素子駆動回路は、前記電子シャッタ制御回路において設定された当該補正後の電子シャッタ速度に基づいて電子シャッタ制御パルスを生成する
   ことを特徴とする内視鏡装置。

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