JP5186177B2 - 内視鏡システム制御ユニットおよび内視鏡システム - Google Patents

Description

本発明は、従来より簡易な制御により内視鏡を用いた動画と静止画とを撮像させる内視鏡システム制御ユニットに関する。

従来の電子内視鏡では、被写体のリアルタイムの動画と静止画を観察することが可能である（特許文献１参照）。動画の観察時には画像信号の読出しの高速化、静止画の観察時には解像度の高さが求められる。

そこで、従来の電子内視鏡では、動画の観察時に、奇数フィールドおよび偶数フィールドにおいて奇数ラインに配置された画素の画素信号と偶数ラインに配置された画素の画素信号とを画素混合して読出すことにより高速読出しを実現していた。

また、静止画の観察時にはメカシャッタを用いて、遮光、露光、遮光を順番に実行して光源装置の光を遮光して露光時期を一致させた状態でその直後の奇数フィールドにおいて奇数ラインに配置された画素の画素信号を読出し、偶数フィールドにおいて偶数ラインに配置された画素の画素信号を読出すことにより、解像度を高くしていた。

しかし、動画の撮像から静止画の撮像に移行するときに、前述のように露光の前後２度にメカシャッタを閉じて開く動作が必要となり、制御が複雑であった。また、機構部品の駆動回数が多いために、駆動部品の寿命が短縮化することが問題であった。
特開平１０−８５１７７号公報

したがって、本発明では、メカシャッタの駆動を簡潔化させるようにメカシャッタおよび撮像素子を駆動する内視鏡システム制御ユニットの提供を目的とする。

本発明の内視鏡システム制御ユニットは、発光切替えサイクル毎にライトガイドに向けた照明光の放射と放射停止とが切替わるパルス発光システムから放射される照明光を開状態において通過させ閉状態においての遮光するメカシャッタの開状態と閉状態とを切替える第１の制御部と、照明光が照射される被写体を撮像する撮像素子の受光面に第１の方向に沿って並ぶ画素に接続される転送路への転送路の一端から奇数番号に配置された画素が受光量に応じて生成する画素信号の読出を実行させる第１の転送パルスを撮像素子に送信する第１のパルス送信部と、転送路への一端から偶数番号に配置された画素が生成する画素信号の読出しを実行させる第２の転送パルスを撮像素子に送信する第２のパルス送信部と、被写体の静止画の撮像指令を受信する場合に第１の発光切替えサイクルにおける照明光の放射停止期間中に第１のパルス送信部に第１の転送パルスを送信させ第１の発光切替えサイクルにおける第１の転送パルスの送信後から第１の発光切替えサイクルの次の第２の発光切替えサイクルにおける照明光の放射開始前までの間に第２のパルス送信部に第２の転送パルスを送信させ第２の発光切替えサイクルにおける照明光の放射開始後から第２の発光切替えサイクルの次の第３の発光切替えサイクルにおける照明光の放射開始前までの間に第１の制御部に開状態から閉状態に切替え第２の発光切り替えサイクルにおける照明光の放射停止後または閉状態への切替後に第１の転送パルスを第１のパルス送信部に送信させ閉状態から開状態に切替えられる前に第２の転送パルスを第２のパルス送信部に送信させる第２の制御部とを備えることを特徴としている。

なお、第１の発光切替えサイクルにおける照明光の放射停止期間中に送信される第１の転送パルスに基づいて転送路に読出される画素信号と、第１の発光切替えサイクルにおける第１の転送パルスの送信後から第２の発光切替えサイクルにおける照明光の放射開始前までの間に送信される第２の転送パルスに基づいて転送路に読出される画素信号とを廃棄させる第３の制御部を備えることが好ましい。

また、第２の発光切替えサイクルにおける照明光の放射停止後または閉状態への切替後に送信される第１の転送パルスに基づいて転送路に読出される画素信号と、閉状態から開状態に切替えられる前に送信される第２の転送パルスに基づいて転送路に読出される画素信号とに基づいて、被写体の静止画を信号処理部に作成させる第４の制御部を備えることが好ましい。

また、第１、第２の転送パルスを同時に撮像素子に送信すると第１の方向に並ぶ互いに隣合う２つの画素が生成する画素信号が前記転送路に混合されて読出され、被写体の動画の撮像を行わせる場合に第２の制御部は照明光の放射停止から放射開始までの間に第１、第２のパルス送信部にそれぞれ第１、第２の転送パルスを同時に送信させることが好ましい。

また、第１、第２の転送パルスの送信時期は、連続する発光切替えサイクルの切替わり時期に一致することが好ましい。

また、閉状態の期間は、単一の発光切替えサイクルの開始時から終了時までの間となるように、第１の制御部が前記メカシャッタを制御することが好ましい。

本発明の内視鏡システムは、被写体を照明するための照明光を光源側端部から被写体側端部まで伝達するライトガイドと、ライトガイドに向けた照明光の放射と放射停止とが発光切替えサイクル毎に切替わるパルス発光システムと、パルス発光システムから放射される照明光を開状態において通過させ閉状態において遮光するメカシャッタと、メカシャッタの開状態と閉状態とを切替える第１の制御部と、被写体の光学像を受光して受光量に応じた画素信号を生成する画素と第１の方向に沿って並ぶ画素に接続され画素から画素信号を読出す転送路とを有する撮像素子と、転送路に接続される画素において転送路の一端から奇数番号に配置された画素が生成する画素信号を転送路に読出させる第１の転送パルスを撮像素子に送信する第１のパルス送信部と、転送路の一端から偶数番号に配置された画素が生成する画素信号を転送路に読出させる第２の転送パルスを撮像素子に送信する第２のパルス送信部と、被写体の静止画の撮像指令を受信する場合にフィールド信号の第１の発光切替えサイクルにおける照明光の放射停止期間中に第１のパルス送信部に第１の転送パルスを送信させ第１の発光切替えサイクルにおける第１の転送パルスの送信後から第１の発光切替えサイクルの次の第２の発光切替えサイクルにおける照明光の放射開始前までの間に第２のパルス送信部に第２の転送パルスを送信させ第２の発光切替えサイクルにおける照明光の放射開始後から第２の発光切替えサイクルの次の第３の発光切替えサイクルにおける照明光の放射開始前までの間に第１の制御部に開状態から閉状態に切替え第２の発光切替えサイクルにおける照明光の放射停止後または閉状態への切替後に第１の転送パルスを第１のパルス送信部に送信させ閉状態から開状態に切替えられる前に第２の転送パルスを第２のパルス送信部に送信させる第２の制御部とを備えることを特徴としている。

本発明によれば、静止画の撮像のために行うメカシャッタの開閉動作を１回に減らすことが可能になる。したがって、より簡易な制御で静止画の撮影が可能になる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態を適用した内視鏡システム制御ユニットを有する内視鏡システムの内部構成を概略的に示すブロック図である。

内視鏡システム１０は、内視鏡プロセッサ２０、電子内視鏡５０、およびモニタ１１によって構成される。内視鏡プロセッサ２０は、電子内視鏡５０、及びモニタ１１に接続される。

内視鏡プロセッサ２０から被写体に照射するための照明光が電子内視鏡５０に供給される。照明光を照射された被写体が電子内視鏡５０により撮像される。電子内視鏡５０の撮像により生成する画像信号が内視鏡プロセッサ２０に送られる。

内視鏡プロセッサ２０では、電子内視鏡５０から得られた画像信号に対して所定の信号処理が施される。所定の信号処理を施した画像信号はモニタ１１に送信され、送信された画像信号に相当する画像がモニタ１１に表示される。

内視鏡プロセッサ２０には光源ユニット３０、映像信号処理回路２１、及びシステムコントローラ（第２、第４の制御部）２２等が設けられる。後述するように、光源ユニット３０は被写体に照射する照明光をライトガイド５１の入射端に放射する。また、後述するように、映像信号処理回路２１では画像信号に対して所定の信号処理が施される。システムコントローラ２２により内視鏡システム１０全体の動作が制御される。

内視鏡プロセッサ２０と電子内視鏡５０とを接続すると、光源ユニット３０と電子内視鏡５０に設けられるライトガイド５１とが光学的に接続される。また、内視鏡プロセッサ２０と電子内視鏡５０とを接続すると、映像信号処理回路２１と電子内視鏡５０に設けられる撮像素子５２とが、内視鏡プロセッサ２０に設けられる撮像素子駆動回路（第１、第２の転送パルス送信部、第３の制御部）２３と撮像素子５２とが電気的に接続される。

図２に示すように、光源ユニット３０は、ランプ３１、ロータリーシャッタ３２、メカシャッタ３３、絞り３４、集光レンズ３５、電源回路３６、モータ３７、ロータリーシャッタ駆動回路３８、メカシャッタ駆動機構３９、メカシャッタ駆動回路（第１の制御部）４０、絞り駆動機構４１、および絞り駆動回路４２などによって構成される。

ランプ３１は、例えばキセノンランプやハロゲンランプであり、白色光を出射する。ランプ３１から出射される白色光をライトガイド５１の入射端に導くための光路中にロータリーシャッタ３２、メカシャッタ３３、絞り３４、および集光レンズ３５が設けられる。

ロータリーシャッタ３２は円板上に開口部と遮光部とが設けられる。光源ユニット３０から白色光を放射するときには、光路上に開口部が挿入される。一方、白色光の放射を停止するときには、光路上に遮光部が挿入され、遮光される。

なお、ロータリーシャッタ３２は、モータ３７を一定の回転速度で回転することにより、周期的に白色光の放射と放射停止とが切替えられる。したがって、ランプ３１とロータリーシャッタ３２により、光の周期的な放射と放射停止とが切替わるパルス発光システム４３が形成される。

なお、モータ３７によるロータリーシャッタ３２の駆動は、ロータリーシャッタ駆動回路３８により制御される。また、ロータリーシャッタ駆動回路３８によるロータリーシャッタ３２の制御は、システムコントローラ２２から送信されるフィールド信号に基づいて行なわれる。

メカシャッタ３３は開閉の切替可能なシャッタであり、メカシャッタ３３を開くことにより、パルス発光システム４３から放射される白色光をライトガイド５１に入射可能となる。一方、メカシャッタ３３を閉じることによりパルス発光システム４３から放射される白色光が遮光される。

メカシャッタ３３はメカシャッタ駆動機構３９により駆動される。メカシャッタ駆動機構３９によるメカシャッタ３３の駆動は、メカシャッタ駆動回路４０により制御される。メカシャッタ駆動回路４０は、システムコントローラ２２の指令に基づいてメカシャッタ３３の開閉を切替える。

絞り３４により、ライトガイド５１に入射する白色光の光量が制御される。なお、絞り３４は絞り駆動機構４１により駆動される。絞り駆動機構４１による絞り３４の駆動は、絞り駆動回路４２により制御される。撮像素子５２における受光量が、システムコントローラ２２を介して絞り駆動回路４２に伝達される。伝達された受光量に基づいて、絞り駆動回路４２は絞り３４の開口率を調整する。

集光レンズ３５により、パルス発光システム４３から放射される白色光が集光され、ライトガイド５１の入射端に入射する。

ランプ３１には、電源回路３６によって電力が供給される。電源回路３６からのランプ３１への電力の供給のＯＮ／ＯＦＦは、システムコントローラ２２により制御される。

次に電子内視鏡５０の構成について詳細に説明する（図１参照）。電子内視鏡５０には、ライトガイド５１、撮像素子５２、配光レンズ５３、および対物レンズ５４などが設けられる。ライトガイド５１は、内視鏡プロセッサ２０との接続部分から電子内視鏡５０の挿入管５５の先端まで延設される。

前述のように光源ユニット３０から出射される白色光がライトガイド５１の入射端に入射される。入射端に入射された光は、出射端まで伝達される。ライトガイド５１の出射端から出射する光が、配光レンズ５３を介して挿入管５５先端付近に照射される。

白色光が照射されたときの被写体の反射光による光学像が、対物レンズ５４を介して撮像素子５２の受光面に到達する。撮像素子５２には、撮像素子駆動回路２３から撮像素子駆動信号が送信される。撮像素子駆動信号に基づいて、撮像素子５２によって受光された光学像に対応する画像信号が生成される。なお、撮像素子駆動回路２３は、システムコントローラ２２により制御される。

撮像素子５２は、電荷転送型の撮像素子で、ＣＣＤ撮像素子である。図３に示すように、撮像素子５２の受光面には行列状に複数の画素５２ｐが配置される。各画素５２ｐは、Ｍｇ（マゼンタ）、Ｇ（グリーン）、Ｃｙ（シアン）、Ｙｅ（イエロー）のカラーフィルタによって覆われる。Ｍｇ、Ｇ、Ｃｙ、Ｙｅカラーフィルタは補色市松色差線順次方式によって配置される。

各画素５２ｐにおいてカラーフィルタの色成分の受光量に応じた信号電荷が画素信号として生成される。列方向（第１の方向）に並ぶ画素５２ｐは、各列に設けられる垂直ＣＣＤ（転送路）５２ｖにより読出される。垂直ＣＣＤ５２ｖに読出された画素信号は、水平ＣＣＤ５２ｈに転送される。水平ＣＣＤ５２ｈに転送された画素信号は、出力部５２ｏにおいて信号電圧の画素信号に変換されて、映像信号処理回路２１に出力される。

前述の撮像素子駆動信号には、第１〜第４の垂直ＣＣＤ駆動パルスＶφ１〜Ｖφ４が含まれる。第１〜第４の垂直ＣＣＤ駆動パルスＶφ１〜Ｖφ４は３値のパルスであり、ＨＩＧＨのときに各画素５２ｐから垂直ＣＣＤ５２ｖへの画素信号の読出しが行なわれ、ゼロとＬＯＷのパルスを用いて水平ＣＣＤ５２ｈまでの画素信号の転送が行なわれる。

なお、撮像素子駆動信号には、水平ＣＣＤ５２ｈにおける画素信号を転送するための第１、第２の水平ＣＣＤ駆動パルスや、出力部５２ｏに転送された画素信号をリセットするためのＦＤリセット・ゲート駆動パルスなどが含まれる。

なお、第１の垂直ＣＣＤ駆動パルス（第１の転送パルス）Ｖφ１がＨＩＧＨのときに、奇数行に配置された画素５２ｐによって生成される画素信号が垂直ＣＣＤ５２ｖに読出される。

また、第３の垂直ＣＣＤ駆動パルス（第２の転送パルス）Ｖφ３がＨＩＧＨのときに、偶数行に配置された画素５２ｐによって生成される画素信号が垂直ＣＣＤ５２ｖ読出される。

また、第１、第３の垂直ＣＣＤ駆動パルスＶφ１、Ｖφ３が同時にＨＩＧＨであるときに、同じ列で隣合う奇数行と偶数行の２画素の信号電荷が垂直ＣＣＤ５２ｖに読出され、画素混合が実行される。

内視鏡システム１０では、被写体のリアルタイムの動画をモニタ１１に表示中に、静止画の撮像が可能である。静止画の撮像は、電子内視鏡５０に設けられる撮影ボタン（図示せず）または内視鏡プロセッサ２０に設けられる撮影ボタン（図示せず）への入力操作により実行される。

後述するように、静止画を撮像するときの光源ユニット３０および撮像素子５２の駆動方法は、動画を撮像するときの駆動方法と異なっている。また、映像信号処理回路２１に送信された画像信号は、動画または静止画に適した信号処理が施される。

動画を表示するときには、フィールド信号の半周期（発光切替えサイクル）である１／６０秒毎に画像信号が映像信号処理回路２１に送信され、所定の信号処理を施した画像信号がモニタ１１に送信される。１／６０秒毎に表示する画像を切替えることにより、モニタ１１に動画が表示される。

静止画を表示するときには、フィールド信号の半周期中に生成される奇数行の画素５２ｐの画素信号による画像信号と、フィールド信号の別の半周期中に生成される偶数行の画素５２ｐの画素信号による画像信号とが映像信号処理回路２１に送信される。

映像信号処理回路２１は受信した２つの画像信号を用いて、モニタ１１に表示するための単一の画像信号を生成する。生成した画像信号がモニタ１１に送信され、静止画がモニタ１１に表示される。

次に、動画および静止画を撮像するときの内視鏡システム１０の各部位の駆動方法について説明する。システムコントローラ２２から３０Ｈｚの周期のフィールド信号がロータリーシャッタ駆動回路３８、メカシャッタ駆動回路４０、および撮像素子駆動回路２３に出力される。

図４に示すように、動画（区間Ａ参照）および静止画（区間Ｂ参照）のいずれを撮像する場合でも、ロータリーシャッタ駆動回路３８は、フィールド信号の半周期でロータリーシャッタ３２が１周するように、またフィールド信号のＯＤＤ／ＥＶＥＮ（ＨＩＧＨ／ＬＯＷ）の切替直後に白色光の放射を開始するように、モータ３７を駆動する。したがって、フィールド信号の半周期中に白色光の放射と放射停止とが切替えられる（パルス発光欄参照）。

動画を撮像する場合、すなわち撮影ボタンへの入力操作がされるまでは、メカシャッタ駆動回路４０は、メカシャッタ３３を開いたまま維持し続ける（メカシャッタ欄参照）。したがって、パルス発光システム４３が放射する白色光がそのまま被写体に照射される（照明光照射欄参照）。

動画を撮像する場合、撮像素子駆動回路２３は、フィールド信号のＯＤＤ／ＥＶＥＮフィールドの切替時すなわち白色光の放射開始前に、第１、第３の垂直ＣＣＤ駆動パルスＶφ１、Ｖφ３をＨＩＧＨに切替える（第１、第３の垂直ＣＣＤ駆動パルス欄参照）。したがって、画素混合をしながら、すべて画素の画素信号がＯＤＤ／ＥＶＥＮフィールド毎、すなわちフィールド信号の半周期毎に読出される。

なお、図４において第１、第３の垂直ＣＣＤ駆動パルス欄には、第１、第３の垂直ＣＣＤ駆動パルスＶφ１、Ｖφ３とともに、それぞれ奇数行および偶数行の画素５２ｐにおいて生成され、蓄積される画素信号が表示される（符号ＰＳ参照）。

静止画を撮像する場合、すなわち撮影ボタンへの入力操作がされると（静止画撮像操作入力欄参照）、次のＯＤＤまたはＥＶＥＮフィールドから静止画撮像のための撮像素子５２およびメカシャッタ３３の駆動に切替えられる。例えば、第０のＯＤＤフィールドにおいて入力操作が検出されると、次の第１のＥＶＥＮフィールド（第１の半周期）において静止画撮像の駆動が開始される。

第１のＥＶＥＮフィールドにおいて、撮像素子駆動回路２３はパルス発光システム４３の白色光の放射停止後（パルス発光欄参照）に第１の垂直ＣＣＤ駆動パルスＶφ１のみをＨＩＧＨに切替える（第１の垂直ＣＣＤ駆動パルス欄参照）。このとき、奇数行の画素５２ｐに蓄積された画素信号が垂直ＣＣＤ５２ｖに読出される（第１のＥＶＥＮフィールドにおける垂直ＣＣＤ読出し欄参照）。

また、第１のＥＶＥＮフィールドから次の第２のＯＤＤフィールド（第２の半周期）に切替わるときに、撮像素子駆動回路２３は第３の垂直ＣＣＤ駆動パルスＶφ３のみをＨＩＧＨに切替える（第３の垂直ＣＣＤ駆動パルス欄参照）。このとき、偶数行の画素５２ｐに蓄積された画素信号が垂直ＣＣＤ５２ｖに読出される（第２のＯＤＤフィールドにおける垂直ＣＣＤ読出し欄参照）。

なお、第１のＥＶＥＮフィールドおよび第２のＯＤＤフィールドにおいて垂直ＣＣＤ５２ｖに読出された画素信号は、撮像素子５２から出力されること無く、出力部５２ｏにおいて破棄される。

第２のＯＤＤフィールド切替わり時には奇数行および偶数行の各画素５２ｐから信号電荷が掃出されており、各画素５２ｐにおける電荷の蓄積は第２のＯＤＤフィールドにおいて白色光の放射開始時に開始される。

第２のＯＤＤフィールドの次の第３のＥＶＥＮフィールド（第３の半周期）に切替わるときに、撮像素子駆動回路２３は第１の垂直ＣＣＤ駆動パルスＶφ１をＨＩＧＨに切替える（第１の垂直ＣＣＤ駆動パルス欄参照）。このとき、第２のＯＤＤフィールドにおける白色光の放射期間に奇数行の画素５２ｐが受光する光量に応じた生成され蓄積された画素信号が、別々に読出され、撮像素子５２から出力される（第３のＥＶＥＮフィールドにおける垂直ＣＣＤ読出し欄参照）。

また、第２のＯＤＤフィールドから第３のＥＶＥＮフィールドに切替わるときに、メカシャッタ駆動回路４０は、メカシャッタ３３を閉じるように駆動する（第３のＥＶＥＮフィールドにおけるメカシャッタ欄参照）。なお、メカシャッタ３３は、第３のＥＶＥＮフィールドの次の第４のＯＤＤフィールドに切替わるときに開かれる。したがって、第３のＥＶＥＮフィールドにおける白色光の放射期間中はメカシャッタ３３が閉じられており、各画素５２ｐに光が到達しない（照明光照射欄参照）。したがって、この期間に各画素５２ｐに新たな電荷は蓄積されない。

第３のＥＶＥＮフィールドから第４のＯＤＤフィールドに切替わるときに、撮像素子駆動回路２３は第３の垂直ＣＣＤ駆動パルスＶφ３をＨＩＧＨに切替える（第３の垂直ＣＣＤ駆動パルス欄参照）。前述のように第３のＥＶＥＮフィールドにおいては電荷が新たに生成されることが無く、第２のＯＤＤフィールドにおける白色光の放射期間に偶数行の画素５２ｐが受光量に応じて生成した画素信号が、別々に読出され、撮像素子５２から出力される（第４のＯＤＤフィールドにおける垂直ＣＣＤ読出し欄参照）。

第３のＥＶＥＮフィールドにおいて垂直ＣＣＤ５２ｖに読出された奇数行の画素５２ｐの画素信号と、第４のＯＤＤフィールドにおいて垂直ＣＣＤ５２ｖに読出された偶数行の画素５２ｐの画素信号とが映像信号処理回路 に送信され、静止画に適した信号処理が施され、静止画が作成される。

前述のように、第３のＥＶＥＮフィールドから第４のＯＤＤフィールドに切替わるときに、メカシャッタ３３が開かれる（第４のＯＤＤフィールドにおけるメカシャッタ欄参照）。以後、再びメカシャッタ３３は開かれたままで、ＯＤＤ／ＥＶＥＮフィールドの切替時に第１、第３の垂直ＣＣＤ駆動パルスＶφ１、Ｖφ３はＨＩＧＨに切替えられ、画素混合された画素信号が出力される。

以上のように、本実施形態の内視鏡システム制御ユニットによれば、動画を撮像中に静止画を撮像するときに、メカシャッタ３３を閉じて開く一連の動作を一回に減らすことが可能となる。したがって、静止画撮像のための制御が簡潔になる。また、駆動回数が減るため、メカシャッタ３３やメカシャッタ駆動機構３９などの部位の寿命が延ばされる。

特に、パルス発光する光源を用いる内視鏡システムにおいては、構造を複雑化すること無く、上述の効果を発揮させることが可能である。

なお、本実施形態において、第１のＥＶＥＮフィールドから第２のＯＤＤフィールドに切替わるときに第３の垂直ＣＣＤ駆動パルスＶφ３がＨＩＧＨに切替えられる構成であるが、第１のＥＶＥＮフィールドにおいて第１の垂直ＣＣＤ駆動パルスＶφ１をＨＩＧＨに切替えた後から第２のＯＤＤフィールドにおける白色光の放射開始前までの間に第３の垂直ＣＣＤ駆動パルスＶφ３がＨＩＧＨに切替えられれば、本実施形態と同様の効果が得られる。

また、本実施形態において、第２のＯＤＤフィールドから第３のＥＶＥＮフィールドに切替わるときにメカシャッタ３３が閉じられる構成であるが、第２のＯＤＤフィールドにおける白色光の放射開始後から第３のＥＶＥＮフィールドにおける白色光の放射開始前までの間にメカシャッタ３３が閉じられれば、本実施形態と同様の効果が得られる。

また、本実施形態において、メカシャッタ３３が閉じられた後フィールド信号の実質的な半周期経過後に開かれる構成であるが、いつ開かれてもよい。ただし、静止画の撮像後速やかに動画の撮像を再開することが好ましく、メカシャッタ３３を閉じた後の次のフィールドにおける白色光の放射前までにメカシャッタ３３を開くことが好ましい。

また、本実施形態において、第２のＯＤＤフィールドから第３のＥＶＥＮフィールドに切替わるときに第１の垂直ＣＣＤ駆動パルスＶφ１はＨＩＧＨに切替えられる構成であるが、第２のＯＤＤフィールドにおける白色光の放射停止後またはメカシャッタ３３が閉じた後からメカシャッタ３３が開かれる前までの間に、第１の垂直ＣＣＤ駆動パルスＶφ１がＨＩＧＨに切替えられれば、本実施形態と同様の効果が得られる。

また、本実施形態において、第３のＥＶＥＮフィールドから第４のＯＤＤフィールドに切替わるときに、第３の垂直ＣＣＤ駆動パルスＶφ３はＨＩＧＨに切替えられる構成であるが、メカシャッタ３３を閉じてから再び開くまでの間に、第３の垂直ＣＣＤ駆動パルスＶφ３がＨＩＧＨに切替えられれば、本実施形態と同様の効果が得られる。

また、本実施形態において、第１のＥＶＥＮフィールドおよび第２のＯＤＤフィールドにおいて垂直ＣＣＤ５２ｖに読出された画素信号は撮像素子５２において破棄される構成であるが、撮像素子５２において破棄されなくてもよい。破棄されずに映像信号処理回路２１に送信される場合であっても、映像信号処理回路２１において第３のＥＶＥＮフィールドにおいて読出された奇数行の画素信号および第４のＯＤＤフィールドにおいて読出された偶数行の画素信号を用いて静止画を作成すれば、本実施形態と同様の効果が得られる。

また、本実施形態では、フィールド信号のＯＤＤ／ＥＶＥＮの切替え直後に白色光の放射を開始するようにモータ３７が駆動される構成であるが、フィールド信号の半周期の間に白色光の放射から放射停止および放射停止から放射が行なわれれば、本実施形態と同様の効果を得ることが可能である。

また、本実施形態では、パルス発光システム４３をランプ３１とロータリーシャッタ３２とにより形成する構成であるが、光の放射と放射停止とを周期的に切替えるいかなるパルス発光システムを用いてもよい。例えば、発光ダイオードを光源に用いてパルス発光を実行させてもよい。

本発明の一実施形態を適用した内視鏡システム制御ユニットを有する内視鏡システムの内部構成を概略的に示すブロック図である。 光源ユニットの内部構成を概略的に示すブロック図である。 撮像素子の概略構成を示すブロック図である。 動画および静止画を撮像するときの内視鏡システムの各部位の動作の制御について説明するタイミングチャートである。

符号の説明

１０ 内視鏡システム
２０ 内視鏡プロセッサ
２１ 映像信号処理回路
２２ システムコントローラ
２３ 撮像素子駆動回路
３０ 光源ユニット
３３ メカシャッタ
４０ メカシャッタ駆動回路
４３ パルス発光システム
５０ 電子内視鏡
５２ 撮像素子
５２ｐ 画素
５２ｖ 垂直ＣＣＤ
Ｖφ１〜Ｖφ４ 第１〜第４の垂直ＣＣＤ駆動パルス

Claims (6)

1. 発光切替えサイクル毎にライトガイドに向けた照明光の放射と放射停止とが切替わるパルス発光システムから放射される前記照明光を、開状態において通過させ、閉状態において遮光するメカシャッタの前記開状態と前記閉状態とを切替える第１の制御部と、
   前記照明光が照射される被写体を撮像する撮像素子の受光面に第１の方向に沿って並ぶ画素に接続される転送路への、前記転送路の一端から奇数番号に配置された前記画素が受光量に応じて生成する画素信号の読出を、実行させる第１の転送パルスを前記撮像素子に送信する第１のパルス送信部と、
   前記転送路への、前記一端から偶数番号に配置された前記画素が生成する前記画素信号の読出しを、実行させる第２の転送パルスを前記撮像素子に送信する第２のパルス送信部と、
   動画像撮影時、前記奇数番号、偶数番号に配置された画素が生成する画素信号を混合して偶奇フィールド毎に画素信号の読出しを行う動画読出し手段と、
   動画像撮影時に前記被写体の静止画の撮像指令を受信すると、続く第１フィールドにおける前記照明光の放射停止期間中に前記第１のパルス送信部に前記第１の転送パルスを送信させ、このとき読み出される画素信号を破棄するとともに、前記第１フィールドにおける前記第１の転送パルスの送信後から次の第２フィールドにおける前記照明光の放射開始前までの間に前記第２のパルス送信部に前記第２の転送パルスを送信させ、このとき読み出される画素信号を破棄し、前記第２フィールドにおける前記照明光の放射開始後から次の第３フィールドにおける前記照明光の放射開始前までの間に前記メカシャッタを前記開状態から前記閉状態に切替え、前記第２フィールドにおける前記照明光の放射停止後または前記閉状態への切替後に前記第１の転送パルスを前記第１のパルス送信部に送信させ、前記閉状態から前記開状態に切替えられる前に前記第２の転送パルスを前記第２のパルス送信部に送信させる第２の制御部とを備える
   ことを特徴とする内視鏡システム制御ユニット。
2. フィールド切替直後に前記照明光の放射が開始されることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡システム制御ユニット。
3. 前記第２フィールドにおける前記照明光の放射停止後または前記閉状態への切替後に送信される前記第１の転送パルスに基づいて前記転送路に読出される前記画素信号と、前記閉状態から前記開状態に切替えられる前に送信される前記第２の転送パルスに基づいて前記転送路に読出される前記画素信号とに基づいて、前記被写体の静止画を信号処理部に作成させる第４の制御部を備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の内視鏡システム制御ユニット。
4. 前記閉状態の期間は、単一の前記発光切替えサイクルの開始時から終了時までの間となるように、前記第１の制御部が前記メカシャッタを制御することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の内視鏡システム制御ユニット。
5. 被写体を照明するための照明光を、光源側端部から被写体側端部まで伝達するライトガイドと、
   前記ライトガイドに向けた照明光の放射と放射停止とが、発光切替えサイクル毎に切替わるパルス発光システムと、
   前記パルス発光システムから放射される前記照明光を、開状態において通過させ、閉状態において遮光するメカシャッタと、
   前記メカシャッタの前記開状態と前記閉状態とを切替える第１の制御部と、
   前記被写体の光学像を受光して受光量に応じた画素信号を生成する画素と、第１の方向に沿って並ぶ前記画素に接続され前記画素から前記画素信号を読出す転送路とを有する撮像素子と、
   前記転送路に接続される前記画素において、前記転送路の一端から奇数番号に配置された前記画素が生成する前記画素信号を前記転送路に読出させる第１の転送パルスを前記撮像素子に送信する第１のパルス送信部と、
   前記転送路の一端から偶数番号に配置された前記画素が生成する前記画素信号を前記転送路に読出させる第２の転送パルスを前記撮像素子に送信する第２のパルス送信部と、
   動画像撮影時、前記奇数番号、偶数番号に配置された画素が生成する画素信号を混合して偶奇フィールド毎に画素信号の読出しを行う動画読出し手段と、
   動画像撮影時に前記被写体の静止画の撮像指令を受信すると、続く第１フィールドにおける前記照明光の放射停止期間中に前記第１のパルス送信部に前記第１の転送パルスを送信させ、このとき読み出される画素信号を破棄するとともに、前記第１フィールドにおける前記第１の転送パルスの送信後から次の第２フィールドにおける前記照明光の放射開始前までの間に前記第２のパルス送信部に前記第２の転送パルスを送信させ、このとき読み出される画素信号を破棄し、前記第２フィールドにおける前記照明光の放射開始後から次の第３フィールドにおける前記照明光の放射開始前までの間に前記メカシャッタを前記開状態から前記閉状態に切替え、前記第２フィールドにおける前記照明光の放射停止後または前記閉状態への切替後に前記第１の転送パルスを前記第１のパルス送信部に送信させ、前記閉状態から前記開状態に切替えられる前に前記第２の転送パルスを前記第２のパルス送信部に送信させる第２の制御部とを備える
   ことを特徴とする内視鏡システム。
6. フィールド切替直後に前記照明光の放射が開始されることを特徴とする請求項５に記載の内視鏡システム。

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