JPH07275198A - 電子装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 操作性を向上させた電子装置を提供するこ
と。 【構成】 ＣＣＵ４はＡＧＣ回路２７のゲインと露光時
間の変更による画像積分レベルとを共通の感度調整手段
２５にり設定可能な信号処理系を備え、感度調整手段２
５のゲインコントロール摘み２３の操作で、ＡＧＣゲイ
ンを優先して両機能による感度増大が可能であるように
した。また、積分優先スイッチ２４の切換えにより積分
機能を優先して感度調整を行うことも可能にして、優先
機能を選択設定できるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は２つの設定手段の機能を
１つの設定手段で設定可能にした電子装置に関する。

【０００２】

【従来技術】近年、ＣＣＤ等のイメージセンサはビデオ
カメラ等の撮像機能を有する装置に広く用いられるよう
になった。イメージセンサを用いた電子装置として例え
ば、特開平１−９３２６８号公報に開示された従来例が
ある。この従来例はイメージセンサの蓄積時間を制御す
る露光積分及び電気信号のゲインの制御を被写体の明度
に応じて自動制御する感度調節方式を開示している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記特開平１−９３２
６８号の従来例では例えば、イメージセンサの蓄積時間
を通常よりも長くとり、感度を上げた場合、さほど画の
Ｓ／Ｎの劣化は生じないが、露光時間を長くした為、動
画ではぶれが生じてしまう。

【０００４】また、電気信号のゲインの制御（ＡＧＣ）
により感度を上げた場合には動画像に影響を与えない
が、画像のＳ／Ｎが劣化してしまう。

【０００５】以上のように、動画像を観察する場合は、
ＡＧＣを優先させ静止画を観察する時は、露光積分を使
うのが適当である。しかしながら、従来例では上記のよ
うに、使用目的の異なる２種の方式をそれぞれの操作子
でコントロールし、感度を上げていた為に操作が面倒に
なってしまう。

【０００６】本発明は、上述した点に鑑みてなされたも
ので、操作性を向上させた電子装置を提供することを目
的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段および作用】第１の設定値
と第２の設定値とが設定可能な電子装置において、前記
第１の設定値の可変可能な範囲と前記第２の設定値の可
変可能な範囲とを１つの設定値の可変可能な範囲に含
め、かつ１つの設定手段で設定可能にすると共に、変換
手段により１つの設定手段で設定される設定値を変換で
きる構成にすることにより、従来例では別々に操作する
ことが必要であったものを１つの操作手段の操作及び変
換手段の操作で済むようにして操作性を向上した。

【０００８】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を具体
的に説明する。図１ないし図３は本発明の第１実施例に
係り、図１は第１実施例の電子内視鏡装置の全体構成を
示し、図２はＣＣＵの外観を示し、図３はＣＣＵの構成
を示す。

【０００９】図１に示すように本発明の電子装置の第１
実施例としての電子内視鏡装置１は撮像手段を内蔵した
電子内視鏡２と、この電子内視鏡２の照明光伝送手段に
照明光を供給する光源装置３と、この電子内視鏡２の撮
像手段を駆動すると共に、撮像手段の出力信号に対する
信号処理を行うカメラコントロールユニット（以下ＣＣ
Ｕと略記）４と、ＣＣＵ４で信号処理された標準的な映
像信号を表示するカラーモニタ５とから構成される。

【００１０】上記電子内視鏡２は可撓性を有する細長の
挿入部６と、この挿入部６の後端に形成された太幅の操
作部７と、この操作部７から外部に延出されたユニバー
サルケーブル８とを有し、ユニバーサルケーブル８の末
端に設けたライトガイドコネクタ９を光源装置３に着脱
自在で接続することができる。

【００１１】このライトガイドコネクタ９には信号ケー
ブル１１が信号コネクタを介して接続され、他方の信号
コネクタ１２をＣＣＵ４のフロントパネル１３に設けた
信号コネクタ受け１４に着脱自在で接続することができ
る。

【００１２】ライトガイドコネクタ９を光源装置３に接
続することにより、光源装置３内のランプ１５で発生さ
れた白色の照明光はレンズで集光され、ライトガイド１
６に照射される。このライトガイド１６はユニバーサル
ケーブル８内及び挿入部６内を挿通され、伝送した照明
光を挿入部６の先端部に設けた照明窓に取り付けた先端
面から出射し、前方の患部等の被写体を照明する。

【００１３】照明された被写体は照明窓に隣接する観察
窓に取り付けた対物レンズ１７によってその焦点面に光
電変換面が配置された固体撮像素子としての例えばＣＣ
Ｄ１８に光学像を結ぶ。このＣＣＤ１８の光電変換面に
はモザイクフィルタ等の光学的に色分離するフィルタが
取り付けてあり、白色光のもとでカラー撮像を行うこと
ができる。

【００１４】このＣＣＤ１８は電子内視鏡２内及び信号
ケーブル１１内に挿通された信号線を介してＣＣＵ４内
の駆動回路１９と信号処理回路２０とに接続される。こ
の駆動回路１９はＣＣＤ１８を駆動する駆動信号を生成
し、この駆動信号を信号線を介してＣＣＤ１８に印加す
る。この駆動信号の印加により、ＣＣＤ１８は光電変換
した画像信号を信号線を介して信号処理回路２０に出力
する。

【００１５】また、電子内視鏡２の例えば操作部７には
フリーズスイッチ２２が設けてあり、このフリーズスイ
ッチ２２を操作することにより静止画を表示させること
ができるようにしている。

【００１６】上記信号処理回路２０は入力される画像信
号に対して信号処理して標準的な映像信号を生成し、カ
ラーモニタ５に出力する。このＣＣＵ４のフロントパネ
ル１３には図２にも示すようにゲインコントロール摘み
２３と、積分優先スイッチ２４とが設けてある。

【００１７】ゲインコントロール摘み２３は、感度調整
手段２５となる連動する可変抵抗器ＶＲ１、ＶＲ２のシ
ャフトに取り付けられ、信号増幅手段による映像信号の
ゲインと、（電荷蓄積時間（露光時間）の変更により画
像を積分する時間を変えて感度を変更する）積分手段の
積分機能による感度とを関連付けて調整するものであ
り、積分優先スイッチ２４は積分手段による積分機能を
優先させるスイッチである。

【００１８】この実施例では、従来例では独立してそれ
ぞれ設けていたＡＧＣのゲイン調整用摘みと画像積分調
整用摘みを１つのゲインコントロール摘み２３の操作で
行えるように統合し、さらに１つに統合した場合におい
ても、これら２種類の感度調整のいずれの機能を優先さ
せて調整することもできるようにするための優先機能設
定手段となる画像積分優先スイッチ２４を新たに設け
て、操作性を向上している。

【００１９】図３はＣＣＵ４内の信号処理回路２０の構
成を示す。ＣＣＤ１８の出力信号はプロセス回路２６に
入力され、プロセス回路２６内の増幅回路で増幅された
後、プロセス回路２６内の色分離回路により、例えばＲ
ＧＢの映像信号が生成される。

【００２０】この映像信号はオートゲインコントロール
回路（以下、ＡＧＣ回路と略記）２７に入力される。こ
のＡＧＣ回路２７はゲインコントロール端子（以下、Ｇ
Ｃ端子と略記）に印加される信号レベルにより増幅率
（ゲイン）を制御できる増幅回路であり、このＧＣ端子
は積分優先スイッチ２４を構成し、連動するスイッチＳ
１、Ｓ２の一方のスイッチＳ２を介して連動する可変抵
抗器ＶＲ１、ＶＲ２に接続されている。

【００２１】ＡＧＣ回路２７で増幅された映像信号は、
Ａ／Ｄコンバータ２８によってアナログ信号からデジタ
ル信号に変換された後、フレームメモリ２９に一時格納
される。フレームメモリ２９へのデジタル信号の書き込
み及び読み出しは積分コントロール回路３１内の図示し
ないメモリコントローラにより制御される。

【００２２】この積分コントロール回路３１は積分制御
端子Ｉｃに印加される積分制御電圧の大きさに応じて、
画像蓄積時間（又は露光時間）を長くするように露光時
間制御回路３０を介して駆動回路１９を制御すると共
に、露光時間を長くすることに応じてフレームメモリ２
９への書き込みタイミングを制御する。

【００２３】つまり、積分制御電圧を大きくすることに
より露光時間が長くなり、積分手段としての画像積分機
能が増大する。なお、積分制御電圧が０の場合には一定
の画像露光時間であり、結果的には例えばＮＴＳＣ方式
では１／３０ｓｅｃの周期で１フレーム分の画像をＣＣ
Ｄ１８から読み出した場合の画像読み出しと同様の動作
を行う。

【００２４】上記フレームメモリ２９から読み出された
デジタル信号はＤ／Ａコンバータ３２によってアナログ
信号に変換された後、エンコーダ３３によって例えばＮ
ＴＳＣ方式の標準的な映像信号にされてカラーモニタ５
側に出力される。

【００２５】電子内視鏡２に設けたフリーズスイッチ２
２は積分コントロール回路３１と接続され、フリーズス
イッチ２２をＯＮすると、積分コントロール回路３１の
画像静止制御機能が動作し、フレームメモリ２９への書
き込みを禁止して、フレームメモリ２９から読み出しの
みを行うようにする。

【００２６】従って、フリーズスイッチ２２を押してＯ
Ｎすると、書き込み禁止動作の直前に書き込まれた画像
が繰り返し読み出される。つまり静止画がカラーモニタ
５に表示されることになる。さらにフリーズスイッチ２
２を押すとＯＮからＯＦＦになり、書き込み禁止動作が
解除され、通常の動画を表示するモードになる。

【００２７】上記積分優先スイッチ２４は、スイッチＳ
１の共通接点ｃが積分コントロール回路３１の積分制御
端子Ｉｃに接続され、スイッチＳ２の共通接点ｃがＡＧ
Ｃ回路２７のＧＣ端子に接続されている。また、スイッ
チＳ１の接点ａはスイッチＳ２の接点ｂに接続されると
共に、可変抵抗器ＶＲ２の抵抗可変端子に接続され、ス
イッチＳ１の接点ｂはスイッチＳ２の接点ａに接続され
ると共に、可変抵抗器ＶＲ１の抵抗可変端子に接続され
ている。

【００２８】上記可変抵抗器ＶＲ１の一端はＧＮＤに接
続され、他端及びセンタタップＲｃは正の電源端＋Ｖｃ
ｃに接続されている。また、可変抵抗器ＶＲ２の一端及
びセンタタップＲｃはＧＮＤに接続され、他端は正の電
源端＋Ｖｃｃに接続されている。

【００２９】なお、図２のゲインコントロール摘み２３
をＭＩＮの位置に設定した状態が図３では抵抗可変端子
が一端に移動設定した場合に相当し、同様にゲインコン
トロール摘み２３をセンタの位置に設定した状態が図３
では抵抗可変端子がセンタタップＲｃに移動設定した場
合に相当し、ゲインコントロール摘み２３をＭＡＸの位
置に設定した状態が図３では抵抗可変端子が他端に移動
設定した場合に相当する。

【００３０】また、積分優先スイッチ２４がアクティブ
に設定されていない（積分優先スイッチ２４がＯＦＦ
の）状態では図３に示すようにスイッチＳ１、Ｓ２共
に、共通接点ｃが接点ａと接続した状態であり、この状
態で積分優先スイッチ２４が押されると、連動する２つ
のスイッチＳ１、Ｓ２は共通接点ｃが接点ｂと接続する
状態になる。

【００３１】図３の設定状態（積分優先スイッチ２４が
ＯＦＦの状態）では可変抵抗器ＶＲ１がＡＧＣ回路２７
のゲインを調整するゲイン調整手段として機能し、可変
抵抗器ＶＲ２が積分手段による積分機能を調整する積分
調整手段として機能する役割を担う。つまり、この設定
状態では（ＡＧＣ回路２７で形成される）増幅手段によ
るゲイン調整機能を（積分手段による積分機能より）優
先させるゲイン優先モードとして動作する。

【００３２】この場合、ゲインコントロール摘み２３を
ＭＩＮの位置からセンタタップＲｃの位置まで移動する
と、その設定された位置に応じたＧＣ電圧値の大きさに
よりＡＧＣ回路２７のゲインが大きくなる。センタタッ
プＲｃの位置を越えると、ＧＣ電圧値は最大値（つまり
＋Ｖｃｃ）から変化しないので、ＡＧＣ回路２７のゲイ
ンは最大の状態で変化しないが、可変抵抗器ＶＲ２の積
分制御電圧はセンタタップＲｃを越えると次第に０より
大きくなり、その積分制御電圧値に応じて積分機能が増
大する。

【００３３】図３の設定状態で、積分優先スイッチ２４
をＯＮする操作を行うことにより、可変抵抗器ＶＲ１の
設定状態で積分手段による積分機能を決定し、可変抵抗
器ＶＲ２の設定状態でＡＧＣ回路２７のゲイン調整を行
うモード、つまり積分手段による積分機能を優先させる
積分機能優先モードに設定できるようにしている。

【００３４】この実施例では第１の設定手段により設定
される第１の設定値（例えばＡＧＣゲイン）の可変範囲
と、第２の設定手段により設定される第２の設定値（例
えば積分レベル）の可変範囲とを、１つの設定値の可変
範囲（連動する可変抵抗器ＶＲ１、ＶＲ２による電圧範
囲）に含め、１つの設定手段（ゲインコントロール摘み
２３）の操作と、変換手段（積分優先スイッチ２４）の
切り変え操作でほぼカバーできるようにして、操作性を
向上している。

【００３５】この第１実施例の作用を以下に説明する。
通常モード時（積分優先スイッチ２４がＯＦＦの状態）
は、ゲインコントロール摘み２３のＭＩＮつまり低いゲ
インの所よりセンタまでがＡＧＣレベル，センタよりＭ
ＡＸゲインが積分可変領域として機能する。

【００３６】つまり、ゲインコントロール摘み２３をＭ
ＩＮから上げてゆくと、センタまでは可変抵抗器ＶＲ１
の抵抗可変端子の電圧が変化して、ＡＧＣレベルが変化
するが、他方の可変抵抗器ＶＲ２の抵抗可変端子の電圧
は接地レベルのまま変化しない。その為、ミニマム（Ｍ
ＩＮ）センタは、積分コントロール回路５のコントロー
ル信号は常に０Ｖであり、ＡＧＣ回路２７のＡＧＣレベ
ルのみが働く。

【００３７】従って、ゲインＵＰの操作ではまずＡＧＣ
回路２７のゲインで行う為、動画観察で支障をきたさな
い。そしてＡＧＣゲインがＭＡＸの状態で、更に感度を
上げる操作を行う場合に初めて積分を行う。

【００３８】つまり、センタを越えてゲインを上げると
可変抵抗器ＶＲ１の抵抗可変端子の電圧はＶｃｃから変
化しないのでＡＧＣゲインはＭＡＸゲインを維持し、可
変抵抗器ＶＲ２の抵抗可変端子の電圧は可変され、積分
コントロール回路３１の積分制御を行うようにする。

【００３９】この画像積分により単位時間（例えば１
秒）当たりの画像数が減るので、コマ送りのような映像
となるが、上記作用（ＡＧＣゲインがＭＡＸに達した後
に積分機能が開始する）により、それを最小限に抑制で
きることになる。

【００４０】これに対し、静止画又はそれに近い状態の
ものを観察する場合など画質つまりＳ／Ｎを重視したい
場合は積分優先スイッチ２４を押す。この操作によっ
て、ゲインコントロール摘み２３のＭＩＮ〜センタまで
が積分可変範囲、センタよりＭＡＸがＡＧＣゲイン可変
範囲となる。

【００４１】つまり、ゲインコントロール摘み２３がＭ
ＩＮ−センタまででは可変抵抗器ＶＲ１の抵抗可変端子
の電圧は０からＶｃｃまで変化し、この電圧の値に応じ
て積分コントロール回路３１は積分制御を行う。可変抵
抗器ＶＲ２の抵抗可変端子の電圧は０から変化しないの
でＡＧＣゲインは最低レベルのままである。

【００４２】ゲインコントロール摘み２３がセンタを越
えると、可変抵抗器ＶＲ１の抵抗可変端子の電圧はＶｃ
ｃから変化しないので積分レベルは最大の状態を維持
し、可変抵抗器ＶＲ２の抵抗可変端子の電圧は０からＶ
ｃｃまで可変できる状態となり、ＡＧＣ回路２７による
ＡＧＣゲインが働く。

【００４３】従って、積分優先スイッチ２４をＯＮする
ことにより、積分機能を優先することができ、Ｓ／Ｎ比
の高い画像が得られる。

【００４４】この第１実施例によれば、感度を増大する
２種類の機能に対し、１つの操作手段の操作で一方の機
能を優先させるようなモードで両機能を同時に設定でき
ると共に、優先機能の切換え手段の操作で両機能の設定
の優先順位を変更できるので、殆どの場合に対し、それ
ぞれを独立に操作していた機能をカバーできると共に、
通常は１つの操作手段のみの操作で設定できるので、操
作性を向上できる。

【００４５】つまり、動画の動き機能を優先したい場合
には、積分優先スイッチ２４をＯＦＦに設定した状態
で、ゲインコントロール摘み２３のみの操作で所望のゲ
イン状態に設定できるし、ＡＧＣゲインをＭＡＸにして
も明るさが不足する場合には、ＡＧＣゲインが最大の状
態で、積分機能でその不足分を補う。従って、動きを重
視した状態での感度増大を簡単な操作で行うことができ
る。

【００４６】また、静止画を観察するようなＳ／Ｎの良
い画像を重視したい場合には、積分優先スイッチ２４を
ＯＮすることにより、後はゲインコントロール摘み２３
のみの操作で所望の積分レベル状態に設定できるし、積
分レベルをＭＡＸにしても明るさが不足する場合には、
積分レベルが最大の状態で、ＡＧＣゲイン機能でその不
足分を補う。この場合には、Ｓ／Ｎを重視した状態での
感度増大を簡単な操作で行うことができる。

【００４７】従って、観察対象物に対して術者の望む感
度増大モードに設定でき、かつ簡単な操作で所望とする
感度増大状態に設定でき、操作性を向上できる。

【００４８】なお、図示しないが、第１実施例におい
て、２連動の可変抵抗器ＶＲ１、ＶＲ２を使用していた
が、ＵＰ，ＤＯＷＮの２つのスイッチ手段と電気的にレ
ベルを変える２つの電子ボリュームを代わりに用いても
よい。

【００４９】なお、一方の機能を優先して使用する環境
では、優先順位を切換える切換えスイッチ（図３スイッ
チＳ１、Ｓ２）を必要としない。この場合には一方を優
先させる接続状態にすれば良い。

【００５０】図４は本発明の第２実施例におけるＣＣＵ
４１の構成を示す。第１実施例ではＣＣＤ１８の撮像時
間を制御して積分手段が形成されていたが、この実施例
ではフレームメモリ２９に書き込まれた画像を積分コン
トロール回路４２の制御により複数枚加算することによ
り積分手段が形成されている。

【００５１】従って、この実施例では駆動回路１９は、
積分コントロール回路４２により読み出し周期が変更さ
れない。その他は図３と同様の構成であり、その説明を
省略する。

【００５２】この第２実施例は積分手段による動作が第
１実施例と異なるのみである。つまり、積分コントロー
ル回路４２はその積分制御端子Ｉｃに印加される電圧値
に応じてフレームメモリ２９で画像積分する画像枚数を
設定する（この場合、画像枚数は１枚，２枚，…となる
ので、例えば１枚と２枚の間の電圧に対してはその電圧
値に応じて２枚目の画像の加算係数を１より小さくして
も良い）。その他の作用及び効果は第１実施例とほぼ同
様である。

【００５３】なお、積分優先スイッチ２４の切換えを第
１又は第２実施例における２段階の切換えから、３段階
に設定できるようにしても良い。例えば、２段階の中間
の切換え状態として、ＡＧＣゲインと積分機能とが重複
して機能する感度増大領域を設けるようにしても良い。

【００５４】図５は本発明の第３実施例におけるＣＣＵ
５１の構成を示す。この第３実施例は第２実施例の機能
の他に、増幅手段によるゲインを優先させた状態で、フ
リーズスイッチ２２がＯＮされた場合、ゲインを小さく
して積分機能でそのゲイン低下を補い、Ｓ／Ｎの良い静
止画を得られるようにしたものである。

【００５５】図４において、Ｄ／Ａコンバータ３２の出
力信号（例えば輝度信号）は第１の積分回路５２及び切
換えスイッチＳ４を介装された第２の積分回路５３を経
て比較器５４に入力され、この比較器５４の出力は積分
コントロール回路３１′に入力される。

【００５６】なお、Ｄ／Ａコンバータ３２の出力信号が
ＲＧＢの色信号である場合には分圧用の抵抗と加算器と
の組み合わせで輝度信号を生成できる（また、ＲＧＢの
色信号を単に加算した信号をスイッチＳ４にしても良
い。以下の説明ではスイッチＳ４側に出力される信号は
輝度信号であるとして説明する）。上記第１の積分回路
５２は、例えば抵抗Ｒ１とコンデンサＣ１で構成され、
第２の積分回路５３は抵抗Ｒ２とコンデンサＣ２で構成
されている。

【００５７】上記積分コントロール回路３１′は図４の
機能の他に、積分優先スイッチ２４がＯＦＦの状態で
（この状態はスイッチＳ３の接点ａのレベルで検出）、
フリーズスイチ２２がＯＮされた場合には比較器５４の
出力が反転するまで、積分動作を行う。

【００５８】上記切換えスイッチＳ４はフリーズスイッ
チ２２の反転信号と積分優先スイッチ２４のＯＦＦ状態
を検出するスイッチＳ３の信号との論理積をとるアンド
回路５５の出力が“Ｈ”であると、共通接点ｃを接点ａ
からｂに切換える。なお、スイッチＳ３はスイッチＳ
１、Ｓ２と共に、連動して切換えられるスイッチであ
る。

【００５９】また、アンド回路５５の出力は“Ｈ”であ
ると、ＡＧＣ回路２７のＧＣ端子とスイッチＳ２の共通
接点ｃとの間に設けた切換えスイッチＳ５を接点ａから
ｂに切換え、ゲイン制御電圧を半固定抵抗Ｒ３で設定さ
れるフリーズ時用低レベルの固定値（この場合にはＡＧ
Ｃ回路２７のゲインは低い値になる）に切換える。

【００６０】その他の構成は第２実施例と同様である。
次に作用を説明する。フリーズスイッチ２２がＯＦＦの
状態では第２実施例と同様である。また、積分優先スイ
ッチ２４がＯＮされた状態でフリーズスイッチ２２がＯ
Ｎされた場合も第２実施例と同様であり、フリーズスイ
ッチ２２がＯＮされることにより書き込みが禁止される
動作の直前にフレームメモリ２９に書き込まれた画像デ
ータが繰り返し読み出されてる。つまり、静止画が表示
される。

【００６１】一方、積分優先スイッチ２４がＯＦＦの状
態で、フリーズスイッチ２２がＯＮされた場合には、ア
ンド回路５５の出力により、スイッチＳ４が接点ｂ側に
切換えられると共に、スイッチＳ５も接点ｂ側に切換え
られ、このスイッチＳ５の切変えによりＡＧＣ回路２７
のゲインは低い値に切り変わる。

【００６２】スイッチＳ４が切換えられる前は接点ａが
ＯＮしているので、積分回路５３のコンデンサＣ２に
は、可変抵抗器ＶＲ１の設定により決定されるＡＧＣ回
路２７のゲインに対応した平均の輝度信号レベルを保持
した状態で、このスイッチＳ４が接点ｂ側に切換えら
れ、コンデンサＣ２にはフリーズスイッチ２２がＯＮ時
の半固定抵抗Ｒ３で設定されるＡＧＣゲインでの輝度レ
ベルの情報が残される。

【００６３】積分コントロール回路３１′はフリーズ信
号が入力されるとフレームメモリ２９の積分制御を行
い、フレームメモリ２９の出力は抵抗Ｒ１、コンデンサ
Ｃ１による積分回路５２のコンデンサＣ１に平均輝度レ
ベルがメモリされ、比較器５４によりフリーズスイッチ
２２がＯＮ時の平均輝度レベルを保持するコンデンサＣ
２の電位とコンデンサＣ１の電位を、積分動作時に比較
し、その結果を積分コントロール回路３１′へフィード
バックする。

【００６４】このフィードバックループによりフリーズ
時用のＡＧＣゲインの輝度と、メモリされた輝度レベル
が同一になると、比較器５４の一致信号により積分コン
トローる回路３１′は積分を停止し、フレームメモリ２
９をフリーズ状態とする。

【００６５】この第３実施例によれば、映像をフリーズ
する操作を行った場合、ＡＧＣゲインが優先されている
か否かを判断し、ＡＧＣゲインが優先されていた場合に
はフリーズする直前の電気的増感機能であるＡＧＣゲイ
ンのままフリーズするのでなく、フリーズ時用のＡＧＣ
ゲインに切換え、かつその切換えに伴う増感機能の低下
を積分機能で補償し、切換え前の増感機能に一致した状
態で静止画に設定するようにしている。従って、Ｓ／Ｎ
の良い静止画を得られる。

【００６６】図６は第３実施例の変形例におけるＣＣＵ
６１の構成を示す。第３実施例にも関係するこの機能の
背景をまず説明する。従来、撮像装置において、装置の
感度向上の手段として、電気的に映像信号を増幅し感度
を向上する方法（ＡＧＣ）と、実開昭５７−１９６７６
に開示されるとおり、フレームメモリを用いて画像を累
積加算する方式（画像積分）が知られている。

【００６７】しかしながらこれら２種類の感度アップの
手段を併用して備え、更にフリーズ機能を具備した撮像
装置において映像をフリーズした場合、フリーズする直
前の電気的増感機能であるＡＧＣゲインのままフリーズ
していた、この時ＡＧＣのゲインが高い場合はＳ／Ｎが
劣化した静止画を見つづけることとなっていた。

【００６８】そこで、第３実施例の変形例は上記欠点に
鑑みて、感度アップ時のフリーズ状態においての画像の
Ｓ／Ｎを向上できる撮像装置を提供する。

【００６９】このため、フリーズスイッチを押されたこ
とを検知した時、ＡＧＣによる電気的増感を下げ、フレ
ームメモリを用いた積分を行い、目標の明るさになった
時点で積分動作を停止しフリーズ状態とするようにして
いる。以下、図６を参照してその構成を説明する。

【００７０】図６の変形例は、ＡＧＣ回路２７がＡＧＣ
スイッチ６２をＯＮした操作でＡＧＣの動作状態で、フ
リーズスイッチ２２がＯＮされた場合に、ＡＧＣ回路２
７のゲインを一定値に下げ、このゲインの低下を積分手
段で補うようにしたものである。

【００７１】フリーズスイッチ２２は積分制御メモリコ
ントローラ６３に接続され、このフリーズスイッチ２２
をＯＮすると、積分制御メモリコントローラ６３は比較
器５４からの出力信号が反転するまで、フレームメモリ
２９を用いて画像を累積する制御を行う。

【００７２】また、フリーズスイッチ２２をＯＮする
と、スイッチＳ４を接点ａがＯＦＦとなるように接点ｂ
側に切換えると共に、スイッチＳ５を接点ａから接点ｂ
に切換える。このスイッチＳ５の接点ａにはＡＧＣスイ
ッチ６２が接続され、接点ｂにはバッファを介して半固
定抵抗Ｒ３が接続されている。

【００７３】この実施例におけるＡＧＣ回路２７はＧＣ
端子への印加電圧が低い程ゲインが高く、印加電圧が高
いとゲインが低い特性のものが用いている（印加電圧に
対するゲインの特性が図５等とは逆である。いずれの特
性のものでも同様に使用できる）。

【００７４】ＡＧＣ回路２７のＧＣ端子は抵抗により正
の電源端＋Ｖｃｃにプルアップされ、この状態では最低
のゲインであり、ＡＧＣスイッチ６２をＯＮすると、最
大のゲインに変更される。

【００７５】その他の構成は図５と同様であり、その説
明を省略する。次にその作用を説明する。図６ではフリ
ーズをしていない状態である。ここで電気的増感機能で
あるＡＧＣスイッチ６２をＯＮすると、ＡＧＣが作動す
る。この時コンデンサＣ２にはＡＧＣスイッチ６２のＯ
Ｎ時の平均輝度レベルがメモリされる。

【００７６】フリーズスイッチ２２をＯＮにするとスイ
ッチＳ５が切り換わり、ＡＧＣゲインはＦＩＸ（固定）
ゲインに設定されると共に、スイッチＳ４も切り換わる
のでコンデンサＣ２にはＡＧＣゲインＯＮ時の輝度レベ
ルの情報が残される。

【００７７】積分制御メモリコントローラ６３はフリー
ズ信号が入力されるとフレームメモリ２９の積分制御を
行い、フレームメモリ２９の出力は積分回路５２を構成
するコンデンサＣ１にその平均輝度レベルが保持され
る。そして、比較器５４によりＡＧＣ、ＯＮ時の平均輝
度レベルを保持するコンデンサＣ２の電位と、コンデン
サＣ１の電位とを、積分動作時に比較し、その結果を積
分制御メモリコントローラ６３へフィードバックする。
このフィードバックループによりＡＧＣ、ＯＮ時の輝度
と、メモリされた輝度レベルが同一になるとメモリコン
トローラ６３は積分を停止し、フレームメモリ２９をフ
リーズ状態とする。

【００７８】この変形例によれば、フリーズ状態におい
て、電気的増感度をＦＩＸとし、ＡＧＣ、ＯＮ時に比べ
感度が足りない分をフレームメモリによる画像積分を行
うので、電気的増感時よりもＳ／Ｎが向上したフリーズ
画を得ることができる。

【００７９】ところで、特開昭６２−２５００８４にお
いて、イメージセンサの蓄積時間及び電気信号のゲイン
の制御を併用させ、感度を調節する方式が開示されてい
るが、例えば、イメージセンサの蓄積時間を通常よりも
長くとり、感度を上げた場合、さほど画のＳ／Ｎの劣化
は生じないが、露光時間を長くした為、動画ではぶれが
生じてしまう。

【００８０】また、１秒あたりの画像枚数が減る為、コ
マ送り映像となってしまう。しかし、ＡＧＣだけではゲ
インの制御範囲が狭くなってしまう。

【００８１】このため、動画時の観察能力を落とさない
為に積分動作（露光又はフィールドメモリを用いた画像
加算etc）を制限し出来る限り電気的ゲインの制御を行
うようにする撮像装置を提供する目的で以下の図７ない
し図９に示すような構成にしても良い。

【００８２】出来る限り電気的ゲインの制御を行うよう
にした内視鏡撮像装置は例えば図１において、ＣＣＵ４
を図７に示すＣＣＵ７１とし、電子内視鏡２におけるフ
リーズスイッチ２２の代わりに図７に示すＡＧＣスイッ
チ７２とした構成以外は図１と同様の構成である。

【００８３】従って、図７のＣＣＵ７１の構成及び動作
を以下に説明する。駆動回路７３からの駆動信号の印加
によりＣＣＤ１８から出力される画像信号はプロセス回
路７４に入力され、プロセス回路７４内の増幅回路で増
幅された後、プロセス回路７４内の色分離回路により、
例えばＲＧＢの映像信号が生成される。

【００８４】この映像信号はＡＧＣ回路７５に入力され
る。このＡＧＣ回路７５はＡＧＣ端子に印加されるレベ
ルが“Ｌ”であるか否かによりＡＧＣモードで増幅作用
をする増幅回路であり、このＡＧＣ端子にはＡＧＣスイ
ッチ７２が接続されており、ＯＮすることで、ＡＧＣモ
ードで増幅作用（入力信号の平均レベルに応じてその出
力レベルがほぼ一定になるように、ＡＧＣ回路７５のゲ
インを自動的に制御する）をする。

【００８５】なお、ＡＧＣスイッチ７２がＯＦＦの場合
には、抵抗でプルアップされているので、最低のゲイン
で動作する。ＡＧＣ回路７５で増幅された映像信号は、
Ａ／Ｄコンバータ７６によってアナログ信号からデジタ
ル信号に変換された後、フレームメモリ７７に一時、格
納される。フレームメモリ７７へのデジタル信号の書き
込み及び読み出しはメモリコントローラ７８により制御
される。

【００８６】上記フレームメモリ７７から読み出された
デジタル信号はＤ／Ａコンバータ７９によってアナログ
信号に変換された後、エンコーダ８０によって例えばＮ
ＴＳＣ方式の標準的な映像信号にされて図示しないカラ
ーモニタ側に出力される。

【００８７】フロントパネル８１に設けられている露光
時間設定ＳＷ８２により選択される端子により露光時間
制御回路８３によって対応する露光時間制御信号が生成
され、この露光時間制御信号は切換えスイッチ８５を経
て駆動回路７３、メモリコントローラ７８に出力され
る。

【００８８】この場合、切換えスイッチ８５が接点ｂが
ＯＮされていると、露光時間制御信号によって駆動回路
７３からＣＣＤ１８に印加される駆動信号のタイミング
が変更される。つまり、駆動信号が印加されないで、Ｃ
ＣＤ１８で撮像（露光）を行っている露光時間が変更さ
れる。

【００８９】また、この駆動信号のタイミングの変更に
応じて、メモリコントローラ７８はフレームメモリ７７
に映像信号を書き込むタイミニグを制御する。上記切換
えスイッチ８５はＡＧＣ回路７５のＡＧＣゲインＭＡＸ
信号によりその切換えが制御される。

【００９０】つまり、通常は接点ａがＯＮする状態に設
定され、駆動回路７３は通常の露光期間で動作し、一
方、ＡＧＣ回路７５がＡＧＣゲインで動作し、そのＡＧ
Ｃゲインが最大になると、ＡＧＣゲインＭＡＸ信号を出
力し、切換えスイッチ８５を接点ａがＯＮするように切
換える。

【００９１】上述のように接点ｂがＯＮすると、駆動回
路７３は露光時間制御信号に応じて露光期間を変更（通
常より長く）する。従って、フレームメモリ７７にはそ
の露光期間の変更に応じた画像積分データが記憶され
る。

【００９２】一方、フレームメモリ７７から読み出され
るタイミニグは、露光時間を変更した場合にも、変更さ
れないで、カラー表示される所定のフィールド期間で読
み出され、カラーモニタ側に出力される。

【００９３】つまりフレームメモリ７７によりＴＶフィ
ールド信号に直されてエンコーダ８０に入力され、ＮＴ
ＳＣコンポジット信号が出力される。

【００９４】このように構成された内視鏡撮像装置で
は、ＣＣＵ７１のＡＧＣ回路７５によるＡＧＣゲインで
増感（感度増大）を出来るだけ行い、そのＡＧＣゲイン
がＭＡＸでも足りない場合にはその明るさを露光積分で
補う。

【００９５】従って、動画観察時のような場合、ＡＧＣ
動作を優先させているので、積分動作によるコマ送り映
像になるのをできるだけ防止できることになる。

【００９６】図８は、図７の第１の変形例におけるＣＣ
Ｕ７１′の構成を示すブロック図である。この変形例は
図７におけるＡＧＣスイッチ７２の代わりにＡＧＣ目標
値を設定するＡＧＣ目標値設定手段として例えば可変抵
抗器９１が用いられ、ＡＧＣ回路７５によるＡＧＣ機能
は、この可変抵抗器９１の抵抗可変端子から出力される
出力電圧に対応したゲインを目標値として動作する。つ
まり、ＡＧＣ回路７５の出力の平均レベルをＡＧＣ目標
値設定手段でその目標値を設定する。

【００９７】また、この抵抗可変端子から出力される出
力電圧は、目標値がＭＡＸか否かを検出する目標値ＭＡ
Ｘ検出回路９２に入力され、この目標値ＭＡＸ検出回路
９２の出力信号と、ＡＧＣ回路７５のＡＧＣゲインＭＡ
Ｘ信号とはオア回路９３を経てスイッチ８５の切換えを
制御する構成にしている。

【００９８】その他は図７と同様の構成である。この第
１の変形例の動作を説明する。ＡＧＣ回路７５の出力の
平均レベルを可変抵抗器９１によって設定する。この設
定により目標値レベルが最大になったか否かが目標値Ｍ
ＡＸ検出回路９２で検知され、この目標値ＭＡＸ検出回
路９２の目標値ＭＡＸ検出信号と、ＡＧＣ回路７５のＡ
ＧＣゲインＭＡＸ信号はオア回路９３を経てスイッチ８
５の切換えを制御する。

【００９９】そして、少なくともいずれか一方が“Ｈ”
になると、スイッチ８５はＧＮＤ側の接点ａから接点ｂ
に切換えられ、露光時間制御回路８３の動作が有効とな
り、積分時間設定スイッチ８２に従った露光時間制御が
行われ、フレームメモリ７７に記憶される。

【０１００】上記フレームメモリ７７に記憶された画像
は所定のタイミングで読み出され、エンコーダ８０を経
てカラーモニタ側に出力される。

【０１０１】この変形例では、撮影状態によって例えば
全体は暗いのだが一部分だけ輝度の高い被写体などの場
合、平均輝度はある程度高くなる為、ＡＧＣの目標値を
ＭＡＸに設定しても実際のＡＧＣゲインは最大まで行か
ず、従って全体が暗いのにもかかわらず積分が効かない
のを防止する為に、ＡＧＣの目標値レベルがＭＡＸの時
も積分を効かせることができるようにしたものである。
その他は図７とほぼ同様の効果を有する。

【０１０２】図９は、図７の第２の変形例におけるＣＣ
Ｕ７１″の構成を示すブロック図である。この変形例で
は露光時間を変更するのでなく、メモリコントローラ９
５の制御のもとで、フレームメモリ７７で画像加算を行
うことにより積分手段を構成している。

【０１０３】また、フロントパネル８１には積分時間設
定手段としての可変抵抗器９６が設けてあり、この可変
抵抗器９６の抵抗可変端子の電圧は、メモリコントロー
ラ９５に積分時間設定信号として入力され、メモリコン
トローラ９５はこの信号のレベルに応じて加算する画像
枚数を決定する。

【０１０４】また、この変形例ではＡＧＣ回路７５の出
力信号は、Ａ／Ｄコンバータ７６、フレームメモリ７
７、Ｄ／Ａコンバータ７９を順次通った後、スイッチ９
７を経てエンコーダ８０に入力される信号処理系と、Ａ
ＧＣ回路７５の出力信号をスイッチ９７を経てエンコー
ダ８０に入力されるようにバイパスする信号処理系との
２つの処理系を形成し、このスイッチ９７をＡＧＣゲイ
ンＭＡＸ信号で行うような構成にしている。つまり、Ａ
ＧＣゲインＭＡＸ信号はＡＧＣゲインがＭＡＸになって
いる時のみ出力され、この信号はスイッチ９７の接点ｂ
がＯＮするように切換える。

【０１０５】その他の構成は図７と同様である。次に作
用を説明する。ＡＧＣゲインがＭＡＸに達していない時
は、スイッチ９７がフレームメモリ７７側でない接点ａ
がＯＮする方を選択するので、積分動作は無効となって
いる。

【０１０６】そして、ＡＧＣゲインがＭＡＸ時になった
時には、スイッチ９７がフレームメモリ７７側の接点ｂ
に切り換わるので、メモリコントローラ９５は時間設定
信号に従って、フレームメモリ７７で画像加算を使った
画像積分機能を実現する。

【０１０７】この変形例によれば、ＡＧＣゲインがＭＡ
Ｘにならない場合には図７と同様にＡＧＣゲインで増感
を行い、ＡＧＣゲインをＭＡＸにしても明るさがたりな
い場合には画像積分（複数枚の画像加算）機能で増感を
行うので、やはり映像がコマ送りになるのを極力防止で
きる。

【０１０８】図７ないし図９の装置によれば電気的増感
機能の最大時まで積分動作を制限する為に動画時にぶ
れ、コマ送り等の映像になるのを防ぐことができる。な
お、被写体によっては、電気的増感機能が最大にならず
に積分機能を必要とする場合があり、その場合、積分動
作を制限するしきい値を可変として使用できる。

【０１０９】なお、本発明は電子内視鏡２の代わりに光
学式の内視鏡の接眼部にＣＣＤ等の固体撮像素子を内蔵
したＴＶカメラを装着したＴＶカメラ外付け内視鏡でも
同様に適用できる。また、上述した実施例等を部分的に
組み合わせて構成される実施例も本発明に属する。

【０１１０】［付記］ （１）映像信号のゲインレベルと、固体撮像素子の長時
間露光又は画像加算により感度を調整する積分レベルと
が可変設定可能な撮像装置において前記ゲインレベルの
目標値の設定範囲と、前記積分レベルの設定可能な範囲
とを１つの設定値の設定可能な範囲に含めた撮像装置。
ゲインレベルの目標値の設定と積分レベルの設定とを１
つの設定値の設定でできる。

【０１１１】（２）映像信号のゲインレベルと、固体撮
像素子の長時間露光又は画像加算により感度を調整する
積分レベルとが可変設定可能な撮像装置において前記ゲ
インレベルの目標値の設定範囲と、前記積分レベルの設
定可能な範囲とを１つの設定値の設定可能な範囲に含
み、前記ゲインレベルの目標値と前記積分レベルとを１
つの操作手段で設定可能とした撮像装置。ゲインレベル
の目標値の設定と積分レベルの設定とを１つの設定手段
の設定でできる。

【０１１２】（３）映像信号のゲインレベルと、固体撮
像素子の長時間露光又は画像加算により感度を調整する
積分レベルとが可変設定可能な撮像装置において前記ゲ
インレベルの目標値の設定範囲と、前記積分レベルの設
定可能な範囲とを１つの設定値の設定可能な範囲に含
み、前記ゲインレベルの目標値と前記積分レベルとが設
定可能な設定手段と、前記１つの設定値の可変可能な範
囲内で、前記ゲインレベルの目標値の設定範囲と前記積
分レベルの設定範囲とを変換する変換手段と、とを具備
した撮像装置。ゲインレベルの目標値の設定と積分レベ
ルの設定とを１つの設定手段の設定でできると共に、そ
の設定値を変換手段により変換できる。

【０１１３】（４）感度向上又は可変の手段として電気
増感機能とフレームメモリを用いて、画像を複数枚加算
する積分方式との両方を具備し、更に、動画像を静止さ
せるフリーズ機能を有した撮像装置において、フリーズ
が開始されると、電気的増感機能の増感機能を下げ、フ
レームメモリを用いた積分を行い、目標の明るさになっ
た時点で積分動作を停止しフリーズ状態とする機能を有
する撮像装置。フリーズ操作を行った場合、電気的増感
機能の増感機能を下げて、積分機能でその増感機能の低
下を補償するので、Ｓ／Ｎの良い静止画が得られる。

【０１１４】（５）前記電気的増感機能はオートゲイン
コントロールより成る付記４記載の撮像装置。

【０１１５】（６）感度向上の為の手段として電気的増
感機能及び画像積分（イメージセンサの露光時間を制御
する露光積分又はフレームメモリで画像を累積加算する
時etc）の両方の方式を備えた撮像装置において、前記
電気的増感機能を優先的に機能させ電気的増感機能の可
変範囲の任意のしきい値を超えた時のみ画像積分を有効
にすることを特徴とする撮像装置。電気的増感機能を優
先させ、しきい値を越えた場合に画像積分の機能が働く
ので、コマ送りの映像になるのを極力防止できる。

【０１１６】（７）前記電気的増感機能はオートゲイン
コントロールより成る付記６記載の撮像装置。

【０１１７】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、第
１の設定手段により設定される第１の設定値の可変範囲
と、第２の設定手段により設定される第２の設定値の可
変範囲とを、１つの設定値の可変範囲に含め、１つの設
定手段の操作で第１及び第２の可変範囲内の設定を可能
にすると共に、変換手段の切換え操作で第１及び第２の
設定値の優先順位を変更できるようにしているので、観
察対象物に対して術者の望む状態での設定状態に簡単に
設定でき、操作性を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の内視鏡装置の全体構成
図。

【図２】ＣＣＵの外観を示す斜視図。

【図３】ＣＣＵの内部構成を示すブロック図。

【図４】本発明の第２実施例におけるＣＣＵの内部構成
を示すブロック図。

【図５】本発明の第３実施例におけるＣＣＵの内部構成
を示すブロック図。

【図６】第３実施例の変形例におけるＣＣＵの内部構成
を示すブロック図。

【図７】出来る限り電気的ゲインの制御を行うようにし
た内視鏡装置におけるＣＣＵの内部構成を示すブロック
図。

【図８】図７の第１の変形例におけるＣＣＵの内部構成
を示すブロック図。

【図９】図７の第２の変形例におけるＣＣＵの内部構成
を示すブロック図。

【符号の説明】

１…内視鏡装置 ２…電子内視鏡 ３…光源装置 ４…ＣＣＵ ５…カラーモニタ ６…挿入部 ７…操作部 ８…ユニバーサルケーブル １１…信号ケーブル １３…フロントパネル １４…信号コネクタ受け １７…対物レンズ １８…ＣＣＤ １９…駆動回路 ２０…信号処理回路 ２２…フリーズスイッチ ２３…ゲインコントロール摘み ２４…積分優先スイッチ ２５…感度調整手段 ２７…ＡＧＣ回路 ２９…フレームメモリ ３１…積分コントロール回路 ＶＲ１、ＶＲ２…可変抵抗器 Ｓ１、Ｓ２…スイッチ

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成６年５月２４日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００５５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００５５】図５において、Ｄ／Ａコンバータ３２の出
力信号（例えば輝度信号）は第１の積分回路５２及び切
換えスイッチＳ４を介装された第２の積分回路５３を経
て比較器５４に入力され、この比較器５４の出力は積分
コントロール回路３１′に入力される。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００５７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００５７】上記積分コントロール回路３１′は図４の
機能の他に、積分優先スイッチ２４がＯＦＦの状態で
（この状態はスイッチＳ３の接点ａのレベルで検出）、
フリーズスイッチ２２がＯＮされた場合には比較器５４
の出力が反転するまで、積分動作を行う。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の設定値と第２の設定値とが設定可
   能な電子装置において、 前記第１の設定値の可変可能な範囲と前記第２の設定値
   の可変可能な範囲とを１つの設定値の可変可能な範囲に
   含み、前記第１の設定値と前記第２の設定値とが設定可
   能な設定手段と、 前記１つの設定値の可変可能な範囲内で、前記第１の設
   定値の可変可能な範囲と前記第２の設定値の可変可能な
   範囲とを変換する変換手段と、を具備した電子装置。