JP2003190089A - 電子内視鏡装置および電子内視鏡システムおよびシャッタ部材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電子内視鏡システムにおいて、解像度が高く
ブレの少ない静止画像を得る。 【解決手段】 シャッタ部材１１０は、奇数フィールド
の撮像の終了期間とそれに続く偶数フィールドの撮像の
開始期間に、光源１０２からの照明光を光ガイド部材１
８に供給し、患部等を照明する。撮像センサ１６から読
み出された１組の奇数フィールド画像と偶数フィールド
画像から構成される１フレームの静止画像を、モニタ装
置２００の画面上に表示する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子内視鏡装置に
関するものであり、特に静止画像の撮像を行う際の露出
制御に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、開腹せずに消化器官等の観察や処
置を適切に行う方法として、固体撮像素子例えばＣＣＤ
を備えた電子内視鏡を用いる手法が普及している。この
電子内視鏡観察においては、患部等を撮像してその静止
画像に基づいて病変を観察したりまたこの静止画像を記
録したりすることがしばしば行われるので、一般に電子
内視鏡には静止画像を得るためのフリーズ機能が備わっ
ている。

【０００３】一般に、電子内視鏡の撮像およびカラー画
像の再現にはＮＴＳＣ方式が採用されており、例えばＣ
ＣＤの奇数フィールドに患部の光学像に対応した信号電
荷を蓄積してこれを読み出してモニタ画面上に再現した
後に偶数フィールドの電荷蓄積および読出しを行ってモ
ニタ画面上に再現する動作が１／３０秒周期で繰り返さ
れることにより、モニタ画面にはリアルタイムの動画像
が表示される。

【０００４】この動画像をフリーズする場合、フレーム
単位あるいはフィールド単位でフリーズすることができ
る。フレーム単位でフリーズした場合、奇数フィールド
および偶数フィールド間での露光タイミングにフィール
ド期間（１／６０秒）分の時間的ずれが生じる、即ち１
フレームの静止画像を得るときの実質的なシャッタ速度
が１／６０秒以上となるため、両フィールド画像を合成
して得られる静止画像には像ブレが生じ易い。特に食道
等の動きの早い観察部位であればこの像ブレは顕著にな
る。

【０００５】一方、フィールド単位でフリーズした場
合、静止画像は奇数フィールド画像または偶数フィール
ド画像の何れか一方に相当する。この場合ＣＣＤの電子
シャッタ機能によりシャッタ速度をフィールド期間より
短くできるので像ブレを極力抑えることができる。しか
し、静止画像が１フィールド分の垂直解像度しか持たな
いため、フレーム単位でフリーズした場合に比べて垂直
解像度が半分に低下する、いわゆる粗い画像になるとい
う問題が生じる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記問題点に
鑑みて成されたものであり、解像度が高くかつブレの少
ない静止画像を得るための電子内視鏡装置、電子内視鏡
システムおよびシャッタ部材を得ることを目的としてい
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の電子内視鏡装置
は、光源から電子内視鏡の固体撮像素子までの間の光路
を横切るように回転するシャッタ部材を備え、このシャ
ッタ部材が固体撮像素子における第１フィールドの撮像
期間のうち撮像終了に到るまでの所定の撮像終了期間に
照明光を透過させるための第１光透過領域と、固体撮像
素子における第２フィールドの撮像期間のうち撮像開始
から所定時間経過するまでの撮像開始期間に照明光を透
過させるための第２光透過領域とを備えることを最も主
要な特徴とする。これにより実質的にシャッタ速度を短
くしてブレの少なくした解像度の高い静止画像が得られ
る。

【０００８】上記電子内視鏡装置において、シャッタ部
材が、１フレームの撮像期間に同期して回転してもよ
い。またシャッタ部材が遮光性部材から形成されてもよ
く、このとき好ましくは第１および第２光透過領域がシ
ャッタ部材に形成された扇形開口部である。

【０００９】また上記電子内視鏡装置において、シャッ
タ部材の第１光透過領域と第２光透過領域との間に遮光
領域が設けられ、この遮光領域が光路を横切る期間が、
第１フィールドの撮像終了から第２フィールドの撮像開
始までに要する期間よりも長いことが好ましい。

【００１０】また本発明の電子内視鏡システムは、光源
から電子内視鏡の固体撮像素子までの間の光路を横切る
ように回転し、固体撮像素子における第１フィールドの
撮像期間のうち撮像終了に到るまでの所定の撮像終了期
間に照明光を透過させるための第１光透過領域と、固体
撮像素子における第２フィールドの撮像期間のうち撮像
開始から所定時間経過するまでの撮像開始期間に照明光
を透過させるための第２光透過領域とを備えるシャッタ
部材が設けられた電子内視鏡装置を備えることを特徴と
する。

【００１１】また本発明によるシャッタ部材は、光源か
ら電子内視鏡の固体撮像素子までの間の光路上に設けら
れ、光路を横切るように回転するシャッタ部材であっ
て、固体撮像素子における第１フィールドの撮像期間の
うち撮像終了に到るまでの所定の撮像終了期間に照明光
を透過させるための第１光透過領域と、固体撮像素子に
おける第２フィールドの撮像期間のうち撮像開始から所
定時間経過するまでの撮像開始期間に照明光を透過させ
るための第２光透過領域とを備えることを特徴とする。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
添付図面を参照して説明する。

【００１３】図１は、本発明による電子内視鏡装置の実
施形態を示す図であって、電子内視鏡システムの主要構
成を概略的に示すブロック図である。

【００１４】電子内視鏡システムは、電子内視鏡１０、
映像信号処理装置１００およびモニタ装置２００を備え
る。本実施形態では撮像方式として同時方式が採用さ
れ、またカラー画像を再現するための信号規格としてＮ
ＴＳＣ規格が採用される。

【００１５】電子内視鏡１０はコネクタを介して映像信
号処理装置１００に接続され、モニタ装置２００はビデ
オ信号用ケーブルを介して映像信号処理装置１００に接
続される。映像信号処理装置１００には、さらに周辺機
器として、キーボード等の外部入力装置２１０、ビデオ
プリンタやＶＣＲ等の記録装置２２０、パーソナルコン
ピュータ（以下、ＰＣと記載する）２３０等が接続され
る。

【００１６】電子内視鏡１０は、操作部１２と、この操
作部１２から延びた可撓性管部材である挿入部１４とを
備え、この挿入部１４の先端部１４ａには固体撮像素子
である撮像センサ１６が固設される。本実施形態ではカ
ラー画像を再現するために同時方式が採用され、撮像セ
ンサ１６は補色チップフィルタが受光面上に配されたＣ
ＣＤを備える。

【００１７】電子内視鏡１０には光ファイバ束から成る
光ガイド部材１８が先端部１４ａにまで挿通しており、
光ガイド部材１８の入射端部１８ａ側は映像信号処理装
置１００に内蔵された光源１０２へ、電子内視鏡１０の
映像信号処理装置１００への装着時に光学的に接続され
る。光源１０２としては、例えばハロゲンランプ、キセ
ノンランプ、複数のＬＥＤ素子から成るＬＥＤ光源等が
挙げられる。光源１０２は光源点灯回路１０４により制
御され、映像信号処理装置１００の電源投入時には常に
一定の光量の白色照明光を射出する。

【００１８】光源１０２と光ガイド部材１８の入射端部
１８ａとの間には、集光レンズ１０６、絞り１０８およ
びシャッタ部材１１０が設けられる。集光レンズ１０６
は光源１０２から射出された白色照明光を入射端部１８
ａに集光する。絞り１０８は調光回路１１２により駆動
されるモータ１１４によってその開度が調整され、これ
により光ガイド部材１２に供給する白色照明光の光量が
適宜調節される。

【００１９】電子内視鏡１０は通常外光の届かない部位
に挿入されて使用されるので、光ガイド部材１８を介し
て先端部１４ａから供給される照明光を用いて撮像が行
われる。本実施形態では、従来ＣＣＤが備える高速電子
シャッタ機能を使用せず、シャッタ部材１１０によって
高速シャッタ機能を実現している。シャッタ部材１１０
は例えば遮光性材料から成る円板部材であり、シャッタ
駆動回路１１６により駆動制御されるモータ１１８によ
って光路を横切るように光路に略平行な中心軸周りに回
転させられる。シャッタ部材１１０の回転周期はＣＣＤ
の駆動周期（１／３０秒）に実質的に一致させられる。
シャッタ部材１１０には第１光透過領域および第２光透
過領域が設けられ、光源１０２から供給された白色照明
光がこの第１または第２光透過領域を透過するときにの
み、入射端部１８ａに照明光が供給される。

【００２０】従って、光ガイド部材１８の射出端部１８
ｂから白色照明光が一定時間だけ間欠的に２回射出さ
れ、その前方に位置する観察部位、例えば消化器官の内
壁Ｘが白色照明光により照明され、ＣＣＤの各画素で光
学像に対応した量の信号電荷が蓄積される。ＣＣＤから
の電荷読出しは第１または第２光透過領域の後に続く遮
光領域によって光路が遮られる期間に行われる。このよ
うに、本実施形態においては円板状のシャッタ部材１１
０をＣＣＤ駆動と同期して回転させることにより露光タ
イミングおよび露光時間を定めており、連続的な高速シ
ャッタ機能を実現している。

【００２１】先端部１４ａには撮像センサ１６と組み合
わされた対物レンズ系２０が設けられており、観察部位
からの反射光は対物レンズ系２０によってＣＣＤの受光
面に結像される。撮像センサ１６では、１／６０秒周期
で観察部位の光学像が１フィールド画像分のアナログ電
気信号、即ちアナログ画素信号に光電変換されて、１フ
ィールド毎に、即ち奇数フィールドおよび偶数フィール
ドが交互に読み出される。このアナログ画素信号はＣＣ
Ｄ上の補色チップフィルタによって分離された補色信号
である。

【００２２】撮像センサ１６から読み出されたアナログ
画素信号は、映像信号処理装置１００に順次送られ、プ
リアンプ１２０によって適切な信号レベルに増幅された
後、映像信号処理回路１２２に入力される。映像信号処
理回路１２２では、アナログ画素信号が原色のＲ
（赤）、Ｇ（緑）およびＢ（青）の３色画像信号に変換
され、さらに撮像センサ１６の特性や電子内視鏡１０の
光学特性等に応じた映像信号処理が施される。

【００２３】映像信号処理回路１２２から出力されたＲ
信号、Ｇ信号およびＢ信号はビデオプロセス回路１２４
に入力され、ここでデジタル変換処理および輝度信号Ｙ
およびクロマ信号Ｃへの変換処理が施され、さらにタイ
ミングコントロール回路１２６により生成された複合同
期信号Ｃ．ＳＹＮＣが付加されて、ＮＴＳＣコンポジッ
トビデオ信号としてモニタ装置２００および記録装置２
２０に出力される。モニタ装置２００ではＮＴＳＣコン
ポジットビデオ信号に基づいて画面上に観察部位の光学
像がカラーで再現され、記録装置２２０では必要に応じ
て適宜カラー画像が記録される。

【００２４】ビデオプロセス回路１２４はまた、ＲＧＢ
の３色デジタル画像信号および複合同期信号Ｃ．ＳＹＮ
Ｃから成るコンポーネントビデオ信号を生成してＰＣ２
３０に出力し、ＰＣ２３０では必要に応じてファイリン
グ処理、即ちカラー画像に対応するコンポーネントビデ
オ信号の記録が行われる。

【００２５】モニタ装置２００ではインタレース走査方
式が採用され、奇数フィールドを走査した後その間を埋
めるように偶数フィールドを飛び越し走査することによ
り１フレームの画像を生成するという動作を１／３０秒
周期で行う。従って、ＣＣＤからのアナログ画素信号の
読出しはフィールド単位即ち１／６０秒周期で実行さ
れ、モニタ装置２００の画面に表示されるカラー画像も
フィールド（１／６０秒）毎に更新される。

【００２６】システムコントロール回路１５０は映像信
号処理装置１００の全動作を制御するマイクロコンピュ
ータであり、中央演算処理ユニット（ＣＰＵ）、種々の
ルーチンを実行するためのプログラムやパラメータを格
納する読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、データ等を一時
的に格納する書込み／読み出し自在なメモリ（ＲＡ
Ｍ）、入出力インターフェース（Ｉ／Ｏ）を備える。

【００２７】外部入力装置２１０から入力された患者名
や図示しないタイマ回路から得られる検査日時等の文字
情報はシステムコントロール回路１５０により文字パタ
ーン信号に変換されてビデオプロセス回路１２４に出力
され、ここでビデオ信号に付加される。これにより、モ
ニタ装置２００の画面上には観察部位の再現カラー画像
と共に文字情報が表示される。

【００２８】タイミングコントロール回路１２６では基
本クロック発生回路（不図示）から得られる基本クロッ
クパルス及びシステムコントロール回路１５０からの制
御信号に基づいて種々の制御クロックパルスが生成さ
れ、これら制御クロックパルスにより電子内視鏡１０お
よび映像信号処理装置１００の各回路が同期して駆動さ
せられる。具体的には、ＣＣＤ駆動回路１２８によるＣ
ＣＤの電荷蓄積および撮像センサ１６からのアナログ画
素信号の読み出し、プリアンプ１２０の増幅処理、映像
信号処理回路１２２の映像信号処理、ビデオプロセス回
路１２４によるエンコード処理等が制御される。

【００２９】操作パネル１５２は映像信号処理装置１０
０の筐体の外側壁面に取付けられ、ホワイトバランスや
光量などを手動で調整するスイッチや、種々のモードを
設定するためのスイッチを複数個備えている。また、そ
の側方には電源回路１５４のＯＮ／ＯＦＦを切替える主
電源ボタン１５６が設けられる。電源回路１５４は図示
しない商用電源に接続され、主電源スイッチ１５６をＯ
Ｎに切替えると、映像信号処理装置１００の各回路や光
源１０２および電子内視鏡１０へ給電され、映像信号処
理装置１００および電子内視鏡１０は作動可能状態とな
る。

【００３０】電子内視鏡１０の操作部１２表面には、フ
リーズ機能のＯＮ／ＯＦＦを切替えるためのフリーズボ
タン２２、ＰＣ２３０による画像の記録動作を実行する
ための記録ボタン２４、オートフォーカス機能のＯＮ／
ＯＦＦを切替えるためのフォーカスボタン２６等が設け
られる。これら各種操作ボタン２２、２４、２６はシス
テムコントロール回路１５０に電気的に接続され、これ
ら操作ボタン２２、２４および２６の手動操作に従って
各機器が操作される。

【００３１】図２は、映像信号処理回路１２２の構成を
さらに詳細に示すブロック図である。映像信号処理回路
１２２はプロセス回路１６２と、Ａ／Ｄ変換器１６４
と、３つの画像メモリ１６６ｇ、１６６ｂおよび１６６
ｒと、２つの増幅器１６８ｂおよび１６８ｒとを備え
る。

【００３２】映像信号処理回路１２２に入力されたアナ
ログ画素信号は、プロセス回路１６２において原色のＲ
ＧＢアナログ画像信号に変換され、さらに適当な映像信
号処理、例えばクランプ処理やサンプルホールド処理、
ホワイトバランス補正処理、ガンマ補正処理、輪郭強調
処理および増幅処理等が施される。続いて、Ａ／Ｄ変換
器１６４においてＧ、Ｂ、Ｒのデジタル画像信号に変換
され、各色に対応した３つの画像メモリ１６６ｇ、１６
６ｂおよび１６６ｒに選択的に書き込まれ、一時的に格
納される。画像メモリ１６６ｇ、１６６ｂおよび１６６
ｒはそれぞれ１フレーム分（１組の奇偶フィールド分）
以上の画像信号を格納できる容量を有する。システムコ
ントロール回路１５０により、画像メモリ１６６ｇ、１
６６ｂおよび１６６ｒに対するＲ、Ｇ、Ｂ信号の書込み
または読出しが許可されると、タイミングコントロール
回路１２６からの制御クロックパルスに基づいてそれぞ
れ書込みまたは読出しが実行される。

【００３３】画像メモリ１６６ｇから読み出されたＧ信
号は、ビデオプロセス回路１２４へ直接送られるが、画
像メモリ１６６ｂから読み出されたＢ信号は増幅器１６
８ｂによって、また画像メモリ１６６ｒから読み出され
たＲ信号は増幅器１６８ｒによってそれぞれゲイン調整
されてビデオプロセス回路１２４へ送られる。３色画像
信号がビデオプロセス回路１２４へ同時に入力されるよ
うに、タイミングコントロール回路１２６によりそれぞ
れ読出しタイミングが調整される。増幅器１６８ｂおよ
び１６８ｒの増幅率は、フロントパネル１５２の所定の
スイッチを手動操作することにより任意に調整される。
これにより、モニタ装置２００の画面上に表示されるカ
ラー画像について青味を強くするあるいは赤味を強くす
るように、操作者の好みに応じて色調が調整される。

【００３４】電子内視鏡１０の通常観察時には、画像メ
モリ１６６ｇ、１６６ｂおよび１６６ｒに対する画像信
号の書込みが許可されており、フィールド単位で即ち１
／６０秒毎に各画像メモリ１６６ｇ、１６６ｂおよび１
６６ｒに格納されたＲＧＢ画像信号は更新される。これ
に伴って、モニタ装置２００の画面上に表示されるカラ
ー画像も次々に新たに撮像されたものに更新される。従
って、モニタ装置２００の画面上には観察部位Ｘの光学
像がリアルタイムの動画として表示される。

【００３５】ここで、電子内視鏡１０のフリーズボタン
２２が押下されてフリーズ機能がＯＦＦからＯＮに切替
えられると、画像メモリ１６６ｇ、１６６ｂおよび１６
６ｒに対する画像信号の書込みが禁止され、これらから
はフリーズボタン２２の押下時点で格納されていた１フ
レーム分、即ち１組の奇偶フィールド分のＲＧＢ画像信
号が繰り返し読み出される。これにより、モニタ装置２
００の画面上には同じカラー画像が表示され続ける、即
ち実質的に静止画が表示されることになる。なお、フリ
ーズボタン２２が再度押下されてフリーズ機能がＯＮか
らＯＦＦに切替えられると、画像メモリ１６６ｇ、１６
６ｂおよび１６６ｒに対する画像信号の書込みが再び許
可されて、モニタ画面上では静止画から動画へ切替わ
る。

【００３６】次に図３のタイミングチャートを参照し
て、電子内視鏡システムの動作を説明する。図３（ａ）
に示すようにＣＣＤの露光タイミングは１／６０秒周期
で行われており、露光期間が終了すると、ＣＣＤ駆動回
路１２８は図示しない水平転送パルスおよび垂直転送パ
ルス（図３（ｂ）参照）を発生し、これにより蓄積され
た信号電荷が垂直ブランキング期間Ｔ_Bにおいて奇数フ
ィールドまたは偶数フィールド分だけ読み出される。

【００３７】シャッタ部材１１０が１回転するのに要す
る期間は１／３０秒であり、これはＣＣＤの１フレーム
分の撮像期間Ｔ_F、即ち奇数フィールドおよびそれに続
く偶数フィールドの電荷蓄積から読出しまでに要する期
間に一致する。シャッタ部材１１０は、奇数フィールド
の撮像期間のうち撮像終了に到るまでの所定時間（撮像
終了期間）だけ照明光を第１透過領域において透過さ
せ、また偶数フィールドの撮像期間のうち撮像開始から
所定時間経過するまでの期間（撮像開始期間）だけ第２
透過領域において照明光を透過させる。ここでは奇数フ
ィールドの撮像終了期間を第１露光期間Ｔ_E1、偶数フィ
ールドの撮像開始期間を第２露光期間Ｔ_E2と定義する。
第１露光期間Ｔ_E1と第２露光期間Ｔ_E2とは等しい期間長
さである。図３（ｃ）はシャッタ部材１１０を透過する
照明光の光量を示す。第１光透過領域と第２光透過領域
との間の遮光領域が光路を横切る遮光期間は、垂直ブラ
ンキング期間Ｔ_Bの開始タイミングの直前から終了タイ
ミングの直後に到るまでの期間に設定される、即ち垂直
ブランキング期間Ｔ_Bよりも長く設定される。これによ
り奇数フィールドの信号電荷読出し時に照明光がＣＣＤ
へ混入することが防止される。

【００３８】このように、フリーズ機能がＯＮのときに
１組の奇数フィールド画像と偶数フィールド画像から構
成される１フレームの静止画像は、第１露光期間Ｔ_E1の
開始から第２露光期間Ｔ_E2の終了までに要する期間Ｓの
シャッタ速度で撮像された静止画像に相当する。本実施
形態においてはシャッタ部材１１０によって奇偶フィー
ルドの露光タイミングのずれをフィールド期間（１／６
０秒）より短くすることにより、第１および第２露光期
間Ｔ_E1およびＴ_E2と遮光期間Ｔ_Sとの和であるシャッタ
速度Ｓを実質的に短くしており、これにより解像度が高
く像ブレの少ない静止画像を得ることができる。

【００３９】図４はシャッタ部材１１０を光源１０２側
（図１の右方）から見た平面図である。シャッタ部材１
１０は中心ＣＲ周りに回転する遮光性の円板部材であ
り、その一部に隣り合う２つの扇形の開口部１１０１、
１１０２が形成されている。２つの開口部１１０１、１
１０２の開き角はそれぞれθ１［ｒａｄ］、θ２［ｒａ
ｄ］で示される。本実施形態においては開口部１１０
１、１１０２は互いに同寸法形状を呈しており、θ１＝
θ２である。２つの開口部１１０１、１１０２は中心角
θ３［ｒａｄ］だけ離れており、この中心角θ３の領域
を遮光部１１０３と定義する。

【００４０】シャッタ部材１１０が時計回りに定速回転
する時、照明光が図中右方の第１開口部１１０１によっ
て所定時間だけ透過させられ、その後に続く遮光部１１
０３によって所定時間遮られた後、図中左方の第２開口
部１１０２によって再び所定時間だけ透過させられる、
という一連の動作が繰り返し行われる。従って、シャッ
タ部材１１０が１／３０秒で１回転する場合、第１開口
部１１０１、第２開口部１１０２および遮光部１１０３
はそれぞれ第１光透過領域、第２光透過領域および遮光
領域にそれぞれ相当し、また第１開口部１１０１が照明
光を透過する期間は第１露光期間Ｔ_E1に相当し、遮光部
１１０３が照明光を遮る期間は遮光期間Ｔ_Sに相当し、
第２開口部１１０２が照明光を透過する期間は第２露光
期間Ｔ_E2に相当する。

【００４１】照明光が第１開口部１１０１または第２開
口部１１０２を透過する期間、即ち第１露光期間Ｔ_E1お
よび第２露光期間Ｔ_E2はそれぞれフィールド期間（１／
６０秒）より短く設定され、照明光の光量即ち絞り１０
８の開度はこれら第１露光期間Ｔ_E1および第２露光期間
Ｔ_E2に応じて適宜調整される。

【００４２】このとき、シャッタ速度Ｓ［１／ｓｅｃ］
は以下の（１）式により表される。ただし、シャッタ部
材１１０の回転周波数はＦ［Ｈｚ］で示され、シャッタ
部材１１０を透過するときの照明光束（ハッチングで示
される円形領域）の半径ｒは無視できる程小さいものと
する。 Ｓ＝（θ１＋θ２＋θ３）／２πＦ ・・・（１）

【００４３】中心ＣＲから照明光束までの距離をＲ、光
束半径をｒとすると、遮光部１１０３の中心角θ３を次
の（２）式を満たす値に設定すれば、ＣＣＤ駆動と同期
してシャッタ部材１１０が回転する際に、何れか一方の
開口部１１０１または１１０２のみを透過した光束が光
ガイド部材１８に導かれるので、多重露光が防止され
る。 θ３≧ｓｉｎ^-1（ｒ／Ｒ） ・・・（２）

【００４４】図５は、シャッタ駆動機構の構成を示すブ
ロック図である。シャッタ部材１１０の近傍には位置検
出センサ１１６１が設けられており、この位置検出セン
サ１１６１はシャッタ部材１１０の遮光部１１０３が光
路上に位置している否かを検出し、遮光部１１０３が光
路上に来た時にハイレベルとなるパルス信号をシャッタ
駆動回路１１６の位相比較器１１６２に出力する。位相
比較器１１６２には位置検出センサ１１６１の出力とタ
イミングコントロール回路１２６から出力されたフレー
ムパルスとが入力され、両者の位相差が検出される。こ
の位相差に対応する直流電圧はアンプ１１６３によって
増幅された後、混合器１１６７へ送られる。フレームパ
ルスは、奇数フィールドの露光期間Ｔ_fとそれに続く偶
数フィールドの露光期間Ｔ_fとの間の垂直ブランキング
期間Ｔ_Bのときにのみハイレベルとなるパルス信号であ
る。従って、上記垂直ブランキング期間Ｔ_Bのときに光
路がシャッタ部材１１０の遮光部１１０３によって遮ら
れている時にはアンプ１１６３の出力電圧は０レベルと
なり、遮光部１１０３以外の領域が光路上に位置する場
合にはアンプ１１６３から０以外のレベルの電圧が出力
される。

【００４５】シャッタ部材１１０の近傍にはまた速度検
出センサ１１６４が設けられており、この速度検出セン
サ１１６４は、シャッタ部材１１０の回転周波数を検出
した結果をシャッタ駆動回路１１６のＦ／Ｖコンバータ
１１６５に出力する。Ｆ／Ｖコンバータ１１６５は検出
された回転周波数を電圧値に変換してアンプ１１６６に
出力する、アンプ１１６６にはＦ／Ｖコンバータ１１６
５の出力電圧と、システムコントロール回路１５０から
与えられた基準速度電圧とが入力され、ここで両者の電
圧差が増幅されて混合器１１６７に与えられる。基準速
度電圧は、本実施形態では回転周波数となるべき６０Ｈ
ｚに対応する電圧値である。シャッタ部材１１０の回転
周波数が６０Ｈｚに一致する場合にはアンプ１１６６の
出力電圧は０レベルとなり、シャッタ部材１１０の回転
周波数が６０Ｈｚより高い場合にはアンプ１１６６から
は０以外のレベルの電圧が出力される。

【００４６】混合器１１６７は２つのアンプ１１６３お
よび１１６６の出力の積に比例した検波出力を発生し、
モータドライバ１１６８へ出力する。モータドライバ１
１６８は混合器１１６７の出力が０レベルとなるよう
に、即ち上記垂直ブランキング期間のときに光路がシャ
ッタ部材１１０の遮光部１１０３によって遮られるよう
にモータ１１８を駆動制御し、シャッタ部材１１０をＣ
ＣＤ駆動に同期して回転させる。

【００４７】このように、本実施形態においては２つの
センサ１１６１および１１６４を用いてシャッタ部材１
１０の回転位置および回転速度を検出して、モータ１１
８即ちシャッタ部材１１０の回転をフィードバック制御
しており、これによりＣＣＤの露光タイミングおよび露
光時間を常に高精度にＣＣＤ駆動に同期させることがで
きる。

【００４８】このように、本実施形態の電子内視鏡装置
および電子内視鏡システムによると、フリーズボタン２
２の押下によりフリーズ機能がＯＮに切替えられると、
奇数フィールドの撮像の終了期間と、それに続く偶数フ
ィールドの撮像の開始期間にシャッタ部材１１０が照明
光を透過し、撮像センサ１６から読み出された１組の奇
数フィールド画像と偶数フィールド画像から構成される
１フレームの静止画像がモニタ装置２００の画面上に表
示される。これによりシャッタ速度Ｓをフィールド期間
（１／６０）よりも短くして高速シャッタ機能を実現す
ることができ、解像度が高く像ブレの少ない静止画像を
得ることができる。

【００４９】なお、本実施形態においては第１および第
２開口部１１０１、１１０２の中心角θ１およびθ２を
等しい値に設定しているが、何れか一方が他方より大き
い値であってもよい。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したように本発明の電子内視鏡
装置は、シャッタ部材により高速シャッタ機能を実現し
ており、解像度が高くかつブレの少ない静止画像を得る
ことができるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態である電子内視鏡システムの
回路構成を概略的に示すブロック図である。

【図２】図１に示す映像信号処理回路の構成を詳細に示
すブロック図である。

【図３】電子内視鏡システムの動作を示すタイミングチ
ャートである。

【図４】図１に示すシャッタ部材を光源側から見た平面
図である。

【図５】図１に示す電子内視鏡システムに設けられたシ
ャッタ駆動機構を示すブロック図である。

【符号の説明】

１０ 電子内視鏡 １６ 撮像センサ １００ 電子内視鏡用映像信号処理装置 １０２ 光源 １１０ シャッタ部材 １１０１ 第１開口部（第１光透過領域） １１０２ 第２開口部（第２光透過領域） １１０３ 遮光部（遮光領域）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｎ 5/225 Ｈ０４Ｎ 5/225 Ｇ 7/18 7/18 Ｍ Ｆターム(参考） 2H040 BA01 BA11 CA06 CA10 GA03 GA06 GA10 GA12 4C061 CC06 DD03 GG01 LL02 MM05 NN01 NN05 QQ09 RR03 RR15 RR18 RR26 SS05 WW01 5C022 AA09 AB15 AC53 5C054 CC07 EB05 ED07 EH07 HA12

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源から電子内視鏡の固体撮像素子まで
   の間の光路を横切るように回転するシャッタ部材を備
   え、このシャッタ部材が前記固体撮像素子における第１
   フィールドの撮像期間のうち撮像終了に到るまでの所定
   の撮像終了期間に照明光を透過させるための第１光透過
   領域と、前記固体撮像素子における第２フィールドの撮
   像期間のうち撮像開始から所定時間経過するまでの撮像
   開始期間に照明光を透過させるための第２光透過領域と
   を備えることを特徴とする電子内視鏡装置。
2. 【請求項２】 前記シャッタ部材が、１フレームの撮像
   期間に同期して回転す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. 【請求項３】 前記シャッタ部材が遮光性部材から形成
   され、前記第１および第２光透過領域が前記シャッタ部
   材に形成された扇形開口部であることを特徴とする請求
   項１に記載の電子内視鏡装置。
4. 【請求項４】 前記シャッタ部材の前記第１光透過領域
   と前記第２光透過領域との間に遮光領域が設けられ、こ
   の遮光領域が前記光路を横切る期間が、前記第１フィー
   ルドの撮像終了から前記第２フィールドの撮像開始まで
   に要する期間よりも長いことを特徴とする請求項１に記
   載の電子内視鏡装置。
5. 【請求項５】 請求項１に記載の電子内視鏡装置を備え
   ることを特徴とする電子内視鏡システム。
6. 【請求項６】 光源から電子内視鏡の固体撮像素子まで
   の間の光路上に設けられ、前記光路を横切るように回転
   するシャッタ部材であって、前記固体撮像素子における
   第１フィールドの撮像期間のうち撮像終了に到るまでの
   所定の撮像終了期間に照明光を透過させるための第１光
   透過領域と、前記固体撮像素子における第２フィールド
   の撮像期間のうち撮像開始から所定時間経過するまでの
   撮像開始期間に照明光を透過させるための第２光透過領
   域とを備えることを特徴とするシャッタ部材。