(57)【要約】  医療機器は、被検体に特殊光を照射する照明部と、前記特殊光の照射に基づき発生する戻り光を取り込む撮像部と、前記撮像部におけるフレームレートを設定するフレームレート設定部と、前記フレームレート設定部の設定値に基づき、前記撮像部において読み出す画素の選択と読み出し期間を制御する電荷読み出し制御部と、を備え、撮像画像の明るさを維持しながらフレームレートを調整可能にして、特殊光観察時において観察すべき部位の見逃しを低減させる。
2012176561.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体に特殊光を照射する照明部と、
前記特殊光の照射に基づき発生する戻り光を取り込む撮像部と、
前記撮像部におけるフレームレートを設定するフレームレート設定部と、
前記フレームレート設定部の設定値に基づき、前記撮像部において読み出す画素の選択と読み出し期間を制御する電荷読み出し制御部と、
を備えることを特徴とする医療機器。
【請求項２】
前記電荷読み出し制御部は、前記フレームレートに応じて読み出し画素を間引く処理によって前記読み出し期間の制御を行うとともに、読み出し期間の相互間のブランキング期間の長さは前記フレームレートに拘わらず一定とする
ことを特徴とする請求項１に記載の医療機器。
【請求項３】
前記電荷読み出し制御部は、前記フレームレートの設定値に基づき複数画素の情報を１画素の情報に変換して読み出すとともに、読み出し期間の相互間のブランキング期間の長さは前記フレームレートに拘わらず一定とする
ことを特徴とする請求項１に記載の医療機器。
【請求項４】
前記照明部は、前記ブランキング期間において前記特殊光を照射する
ことを特徴とする請求項２又は３に記載の医療機器。
【請求項５】
前記照明部は、前記ブランキング期間の開始から次のブランキング期間の開始までの期間において前記特殊光を照射する
ことを特徴とする請求項２又は３に記載の医療機器。
【請求項６】
前記撮像部は、ライン毎に前記戻り光に基づく電荷を一旦破棄した後露光を開始することで、各ラインにおいて同一の露光時間で露光を行う
ことを特徴とする請求項５に記載の医療機器。
【請求項７】
前記照明部は、前記特殊光として励起光を照射する
ことを特徴とする請求項４に記載の医療機器。
【請求項８】
前記照明部は、前記特殊光として励起光を照射する
ことを特徴とする請求項５に記載の医療機器。
【請求項９】
前記照明部は、前記励起光に加えて参照光を時系列的に照射する
ことを特徴とする請求項４に記載の医療機器。
【請求項１０】
前記照明部は、前記励起光に加えて参照光を時系列的に照射する
ことを特徴とする請求項５に記載の医療機器。
【請求項１１】
前記フレームレート設定部は、ユーザ操作に基づいて前記設定値を変更する
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つに記載の医療機器。
【請求項１２】
前記撮像部の近傍に加速度検知部を備え、
前記フレームレート設定部は、前記加速度検知部の検知結果に基づいて前記設定値を変更する
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つに記載の医療機器。
【請求項１３】
前記電荷読み出し部により読み出された信号から画像信号を生成する画像処理部と、
前記画像信号から特徴点を検出してフレーム間の移動距離を算出することで前記特徴点の動きを検知する動き検知部とを備え、
前記フレームレート設定部は、前記動き検知部の検知結果に基づいて前記設定値を変更する
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つに記載の医療機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蛍光観察に好適な医療機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、分子標的薬剤を用いた癌診断技術が注目されている。癌細胞において特異的に発現する生体タンパク質をターゲットとした蛍光プローブ（蛍光薬剤）を生体の対象部位へ散布または注入した後、該対象部位において発せられる蛍光に基づいて癌の有無を判別する手法である。この手法は、消化管分野の癌の早期発見において有用である。【０００３】
内視鏡装置において、この技術を利用した診断が可能である。即ち、光源装置からの励起光を内視鏡挿入部を介して被写体に照射し、挿入部に設けた撮像部において癌に集積した蛍光薬剤からの蛍光を捉えることで癌の存在診断や悪性度などの質的診断を行うのである。【０００４】
ところで、例えば大腸粘膜の診断では、内視鏡挿入部を大腸内に挿入し、挿入部を移動させながら大腸粘膜を観察して、蛍光薬剤の集積領域（マーカ集積領域）である蛍光領域を発見するようになっている。【０００５】
しかしながら、マーカ集積領域は微小であるので、内視鏡挿入部の移動速度が早い場合や、被写体の動きが激しい場合等においては、マーカ集積領域が一瞬しか撮像部の視野内に入らないことがある。このため、マーカ集積領域を見逃してしまうリスクが増大する。【０００６】
そこで、被写体と内視鏡との相対速度が早い場面では、撮像部のフレームレートを高くして動画の追従性を向上させて、見逃しリスクを低減する方法が考えられる。例えば、日本国特開２００７−３１３１７０号公報においては、フレームレートを調整可能な内視鏡システムが開示されている。【０００７】
しかしながら、フレームレートを高くすると蛍光検出するための露光時間が短くなり、撮像画像が暗くなって、蛍光領域の視認性が低下するという問題があった。なお、蛍光観察時に限らず、狭帯域観察等の特殊光観察を行う場合にも同様の問題が生じる。【０００８】
本発明は、撮像画像の明るさを維持しながらフレームレートを調整可能にして、特殊光観察時において観察すべき部位の見逃しを低減させることができる医療機器を提供することを目的とする。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様に係る医療機器は、被検体に特殊光を照射する照明部と、前記特殊光の照射に基づき発生する戻り光を取り込む撮像部と、前記撮像部におけるフレームレートを設定するフレームレート設定部と、前記フレームレート設定部の設定値に基づき、前記撮像部において読み出す画素の選択と読み出し期間を制御する電荷読み出し制御部と、を備える。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る医療機器を示すブロック図。
【図２】蛍光観察の様子を示す説明図。
【図３】図２の蛍光観察によって得られる動画像７１の各フレームを示す説明図。
【図４】撮像部からの画像信号の読み出しと照明光の照射タイミングとの関係を説明するための説明図。
【図５】撮像部から読み出す画素を説明するための説明図。
【図６】ＣＭＯＳセンサの構成を示す模式的な回路図。
【図７】本発明の第１の実施の形態の動作を説明するためのタイミングチャート。
【図８】本発明の第１の実施の形態の動作を説明するためのフローチャート。
【図９】本発明の第２の実施の形態を説明するためのタイミングチャート。
【図１０】本発明の第３の実施の形態を示すブロック図。
【図１１】本発明の第４の実施の形態を示すブロック図。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
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。【００１２】
（第１の実施の形態）
図１は本発明の第１の実施の形態に係る医療機器を示すブロック図である。  
先ず、図２乃至図６を参照して、フレームレートを変更させる本実施の形態の手法について説明する。図２は蛍光観察の様子を示す説明図である。【００１３】
大腸粘膜６１等の管腔内に内視鏡挿入部６３が挿入される。内視鏡挿入部６３には図示しない撮像部が設けられており、図２では撮像部の観察範囲を破線にて示してある。内視鏡挿入部６３を図２の矢印の方向に移動させながら、管腔内の大腸粘膜６１の蛍光観察を行う。なお、大腸粘膜６１の一部には蛍光薬剤が集積したマーカ集積領域６２が存在する。【００１４】
図３は図２の蛍光観察によって得られる動画像７１の各フレームを示す説明図である。【００１５】
内視鏡挿入部６３に設けられた撮像部は、管腔内を撮像して動画像を出力する。図３に示すように、動画像７１の各フレームには、大腸粘膜６１が撮像されると共に、マーカ集積領域６２に対応した画像部分７２，７３が撮像されている。内視鏡挿入部６３の移動速度が速い場合には、動画像７１の各フレームのうちマーカ集積領域６２が撮像されている期間が比較的短い（フレーム数が少ない）。このため、観察者がマーカ集積領域６２の画像７２，７３を見逃しやすいという欠点がある。なお、拍動等により被写体（粘膜）の動きが激しい場合にも、同様の課題が生じる。また、蛍光観察時に限らず、狭帯域観察等の特殊光観察時にも同様の課題が生じる。【００１６】
そこで、本実施の形態においては、内視鏡挿入部等に設けた撮像部と被写体との相対速度に応じて、撮像部のフレームレートを切換えることにより、撮像部と被写体との相対速度が早い場合には、フレームレートを高くすることで、動画の追従性を向上させて見逃しリスクを低減するようになっている。【００１７】
この場合において、本実施の形態においては、蛍光観察を行うための励起光及び参照光の照射タイミング及び撮像部からの読み出しを制御することにより、蛍光検出するための露光時間を短縮することなく、フレームレートを向上させるようになっている。これにより、フレームレートを高くした場合でも、撮像画像が暗くなることを防止して蛍光領域の視認性を向上させる。【００１８】
図４及び図５は本実施の形態におけるこの処理を説明するためのものである。図４は撮像部からの画像信号の読み出しと照明光の照射タイミングとの関係を説明するための説明図であり、図５は撮像部から読み出す画素を説明するための説明図である。図４（ａ）及び図５（ａ）は撮像部と被写体との相対速度が比較的遅い場合の制御を示し、図４（ｂ）及び図５（ｂ）は撮像部と被写体との相対速度が比較的早い場合の制御を示している。なお、図５は、四角の枠によって、画素領域の一部の領域の縦横６×６画素のみを示している。【００１９】
本実施の形態においては、後述するように、被写体からの蛍光画像を撮像する撮像素子としてＣＭＯＳセンサを使用する。そして、ＣＭＯＳセンサからフレームレートに応じて、間引き読み出しを行う。【００２０】
図６はＣＭＯＳセンサの構成を示す模式的な回路図である。ＣＭＯＳセンサは、マトリクス状に画素が配置されており、各画素はフォトダイオードＰＤ、増幅部Ａ及びスイッチＳによって構成される。フォトダイオードＰＤは受光した光に応じて電荷を発生する。フォトダイオードＰＤに発生した電荷による電圧変化は増幅部Ａによって増幅された後、スイッチＳを介してカラム線ＣＡに出力される。【００２１】
１列の全てのスイッチＳは共通のカラム線ＣＡに接続され、同一ラインのスイッチＳが同時にオンになることで、同一ラインの全ての画素から各カラム線ＣＡを介して信号が各ＣＤＳ回路８０に供給される。図示しない垂直走査回路によってスイッチＳがライン毎に選択的にオンとなることによって、全ての画素の信号がカラム線ＣＡを介して出力される。【００２２】
各ＣＤＳ回路８０は各カラム線ＣＡを介して入力された信号からリセットノイズを除去した後、夫々各ＡＤＣ８１に出力する。各ＡＤＣ８１は入力された信号をデジタル信号に変換した後、出力する。各ＡＤＣ８１の出力は、図示しない水平走査回路によって順次出力される。【００２３】
水平走査回路によって１ラインの画素の読み出しが終了すると、次の１ラインの画素の読み出しが行われる。なお、１ラインの画素の読み出しが終了する毎に、ライン毎に各画素がリセットされる。【００２４】
図４（ａ），（ｂ）において、各水平線は時間軸を示し、撮像部の各読み出しラインにおける処理を示している。１つの水平線は、１つの読み出しラインに対応しており、各水平線上の太線部分は、撮像素子の１ラインの画素の読み出し期間を示している。なお、図４（ａ），（ｂ）では、図面の簡略化のために、水平線の数は撮像素子の実際のライン数とは異なる。【００２５】
図４（ａ）は撮像素子から撮像素子の全ラインの画素を読み出すことを示している。図４（ａ）に示すように、太線にて示す１ラインの読み出しが終了すると、次のラインの読み出しが行われる。図４（ａ）に示す読み出し期間は、全ラインの読み出し、即ち、１画面の読み出しに要する期間である。この読み出し期間が終了して、所定のブランキング期間が経過した後、次の画面の読み出しが図４（ａ）の太線に示すようにライン毎に行われる。【００２６】
上述したように、１ラインの読み出しが終了する毎に、読み出しが終わったラインの画素がリセットされる。図４の太線と太線との間の期間が、各ラインの画素において露光が行われる露光可能期間である。図４に示すように、露光可能期間はライン毎に異なるずれたタイミングで発生する。【００２７】
内視鏡においては、撮像部は体腔内に挿入されることから、被写体に照明光を照射した期間にのみ、撮像部に照明光の戻り光が入射されて画素に電荷が蓄積される。従って、露光可能期間のうち照明光が照射された期間が実際の露光期間となる。【００２８】
ところで、蛍光観察では、蛍光を発生させるための励起光だけでなく、挿入部位の形状を取得するための参照光を、被写体に照射することがある。励起光と参照光とを時分割に照射し、励起光を照射して得た蛍光画像と参照光を照射して得た参照光画像とを合成することで、挿入部位の形状及びマーカ集積領域を同時に観察可能な合成観察画像を生成することができる。例えば、励起光と参照光とを１フレーム期間毎に切換えることで、合成観察画像が得られる。【００２９】
図４（ａ）の太線の読み出し期間において、読み出しが行われる前のラインについては、前のフレームの露光可能期間であり、読み出しが行われた後のラインについては後のフレームの露光可能期間である。従って、読み出し中に、励起光又は参照光を照射すると前後のフレームにまたがって露光されるため、励起光と参照光とが混ざって、蛍光画像及び参照光画像を得ることはできない。【００３０】
この理由から、本実施の形態においては、図４（ａ）に示すように、励起光照射期間及び参照光照射期間は、読み出し期間と読み出し期間との間のブランキング期間に設定される。フレームレートを高くするためには、読み出しの高速化の制限を考慮すると、ブランキング期間を短縮する方法が考えられる。しかしながら、励起光及び参照光等の複数種類の照明光を画面単位で切換えて照射する場合にはブランキング期間に照明光を照射する必要があるので、ブランキング期間を短縮することによって照明期間、即ち、露光期間も短縮されてしまい、撮像素子からの画像が暗くなってしまう。特に、励起光に対応した蛍光は比較的暗く、露光期間の短縮によってマーカ集積領域の視認性が著しく劣化する虞がある。【００３１】
そこで、本実施の形態においては、露光期間を短縮することなくフレームレートを高くするために、画素を間引いて読み出す。図５（ａ），（ｂ）は斜線部によって読み出しを行わない画素を示している。図５（ａ）は図４（ａ）に対応しており、全ての画素を読み出すことを示している。これに対し、高フレームレートモードでは、図５（ｂ）に示すように、間引いて画素を読み出す。例えば、図５（ｂ）の例では、１列毎で且つ１ライン毎に画素を読み出す。従って、１ラインに読み出す画素数は全画素読み出しの１／２となり、１ラインの読み出しに要する時間は、１ラインの全ての画素を読み出す時間の約１／２となる。また、１画面のライン数の１／２のライン数の画素を読み出すことになるので、１画面の全ラインの読み出しを行う時間の約１／２の時間で１画面の読み出しを行うことができる。【００３２】
図４（ｂ）はこのような間引き読み出しの例を示しており、１画面の読み出し期間は、図４（ａ）の１画面の読み出し期間の約１／４となる。これに対し、本実施の形態においては、図４（ｂ）に示すように、励起光及び参照光の照明期間は、図４（ａ）と同じである。この場合でも、１画面の読み出し期間が短縮されているので、フレームレートを高くすることができる。【００３３】
図４（ｂ）に示す読み出し制御及びこの読み出し制御に対応した照明タイミングの制御を行うことで、露光期間を短縮することなくフレームレートを高くすることができる。なお、図４及び図５の例は水平及び垂直方向に１／２ずつ画素を間引く例を示したが、間引く間隔等は適宜設定可能である。【００３４】
（回路構成）
図１において、内視鏡２は、光源装置３から供給され、ライトガイド７により伝送された光を被写体へ出射する照明光学系２１と、白色光観察用撮像部２２と、蛍光観察用撮像部２３と、内視鏡装置１の観察モードの切り替えに係る操作を行うことが可能なモード切替スイッチ２４と、フレームレートの切換えを行うためのフレームレート選択スイッチ５３と、を有して構成されている。【００３５】
白色光観察用撮像部２２は、被写体の像を結像する対物光学系２２ａと、原色フィルタを備えた撮像面が対物光学系２２ａの結像位置に合わせて配置されたＣＭＯＳセンサ２２ｂと、を有して構成されている。【００３６】
ＣＭＯＳセンサ２２ｂは、プロセッサ４内の撮像素子ドライバ４８に駆動が制御され、撮像面に結像された被写体からの戻り光に対して光電変換を施すことにより、撮像信号を生成してプロセッサ４へ出力する。【００３７】
蛍光観察用撮像部２３は、被写体の像を結像する対物光学系２３ａと、撮像面が対物光学系２３ａの結像位置に合わせて配置されたモノクロのＣＭＯＳセンサ２３ｂと、ＣＭＯＳセンサ２３ｂの前段に配置された励起光カットフィルタ２３ｃと、を有して構成されている。【００３８】
ＣＭＯＳセンサ２３ｂは、プロセッサ４の撮像素子ドライバ４８に駆動が制御されて、撮像面に結像された被写体からの戻り光に対して光電変換を施すことにより、撮像信号を生成してプロセッサ４へ出力する。ＣＭＯＳセンサ２３ｂは、画素の選択読み出し機能を有しており、画面中のいずれの画素を読み出すかを撮像素子ドライバ４８によって制御可能に構成されている。【００３９】
励起光カットフィルタ２３ｃは、後述の励起光ＬＥＤ３１ｂから発せられる励起光の波長帯域を遮断すると共に、当該励起光により励起された蛍光薬剤等の蛍光物質から発せられる蛍光の波長帯域と、後述の参照光ＬＥＤ３１ｃから発せられる参照光の波長帯域と、をそれぞれ透過させるような光学特性を具備して形成されている。【００４０】
モード切替スイッチ２４は、術者の操作に応じた操作信号をモード切替回路４１に出力する。術者は、モード切替スイッチによって、白色光観察モード、蛍光観察モードを指定することができる。【００４１】
本実施の形態においては、内視鏡２には、例えば操作部等にフレームレート選択スイッチ５３が設けられている。フレームレート選択スイッチ５３は、術者の操作に応じてフレームレートを選択するためのフレームレート選択信号を出力するようになっている。【００４２】
なお、フレームレート選択スイッチ５３を内視鏡２に設ける例を示しているが、プロセッサ４の図示しないフロントパネルやキーボード等に設けるようにしてもよい。【００４３】
光源装置３は、ＬＥＤ光源部３１と、ＬＥＤドライバ３２と、ＬＥＤ光源部３１において発せられた光を集光してライトガイド７へ供給する集光光学系３３と、を有している。ＬＥＤ光源部３１は、白色光ＬＥＤ３１ａと、励起光ＬＥＤ３１ｂと、参照光ＬＥＤ３１ｃと、ハーフミラー３１ｄと、ハーフミラー３１ｅと、ミラー３１ｆと、を有して構成されている。白色光ＬＥＤ３１ａは、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）及びＢ（青色）の各波長帯域を含む白色光（例えば、４００−６９０ｎｍの可視光）を発することができるように構成されている。【００４４】
励起光ＬＥＤ３１ｂは、蛍光薬剤等の蛍光物質を励起可能な波長帯域の励起光（例えば７００ｎｍの近赤外光）を発することができるように構成されている。参照光ＬＥＤ３１ｃは、励起光ＬＥＤ３１ｂから発せられる励起光の波長帯域に重複せず、かつ、当該励起光により励起された蛍光薬剤等の蛍光物質から発せられる蛍光の波長帯域に重複しない波長帯域の参照光（例えば、８００ｎｍの近赤外光）を発することができるように構成されている。【００４５】
ハーフミラー３１ｄは、白色光ＬＥＤ３１ａと集光光学系３３との間の光路上に配置されており、白色光ＬＥＤ３１ａから発せられた白色光を集光光学系３３側へ透過させると共に、ハーフミラー３１ｅを経て出射された励起光及び参照光を集光光学系３３側へ反射するような光学特性を具備して構成されている。【００４６】
ハーフミラー３１ｅは、ハーフミラー３１ｄとミラー３１ｆとの間の光路上に配置されており、励起光ＬＥＤ３１ｂから発せられた励起光をハーフミラー３１ｄ側へ反射すると共に、ミラー３１ｆを経て出射された参照光をハーフミラー３１ｄ側へ透過させるような光学特性を具備して構成されている。ミラー３１ｆは、参照光ＬＥＤ３１ｃから発せられた参照光をハーフミラー３１ｅ側へ反射するような光学特性を具備して構成されている。【００４７】
ＬＥＤドライバ３２は、ＬＥＤ光源部３１に設けられた各ＬＥＤを駆動させるための駆動電流を供給することができるように構成されている。そのため、例えば、ＬＥＤドライバ３２からＬＥＤ光源部３１へ供給される駆動電流の大きさが変化するに伴い、ＬＥＤ光源部３１から発せられる光（白色光、励起光及び参照光）の強度が変化する。または、照明期間中の駆動電流をパルス波形で供給し、パルス幅の調整によって光の強度を変化させてもよい。【００４８】
一方、ＬＥＤドライバ３２は、プロセッサ４の制御に応じてＬＥＤ光源部３１に設けられた各ＬＥＤを発光または消光させるように動作する。即ち、ＬＥＤドライバ３２は、観察モードに応じて、ＬＥＤ光源部３１を制御する。観察モードは、モード切替スイッチ２４によって設定可能である。【００４９】
モード切替回路４１は、モード切替スイッチ２４の操作により選択された観察モードに応じた動作を内視鏡装置１の各部に行わせるためのモード切替制御信号を生成して、調光制御回路４２、ＬＥＤドライブ３２及び撮像素子ドライバ４８に出力する。【００５０】
調光制御回路４２は、観察モードに応じた明るさの目標値等を調光回路５０に設定するようになっている。調光回路５０は、調光制御回路４２から観察モードに応じた明るさの目標値が設定され、設定された目標値と、撮像信号のレベルとに基づき、撮像信号の明るさを調整するための調光信号を生成してＬＥＤドライバ３２に出力する。【００５１】
ＬＥＤドライバ３２には、タイミングジェネレータ５１からのタイミング信号も与えられる。タイミングジェネレータ５１は、プロセッサ４の各部の動作を適切に同期させるためのタイミング信号を生成して出力する。例えば、タイミングジェネレータ５１は、内視鏡装置１が蛍光観察モードに切り替えられている場合において、励起光ＬＥＤ３１ｂが発光（または消光）している期間と、参照光ＬＥＤ３１ｃが発光（または消光）している期間と、に同期した動作をプロセッサ４の各部に行わせるためのタイミング信号を生成して出力する。【００５２】
ＬＥＤドライバ３２は、プロセッサ４のモード切替回路４１から出力されるモード切替制御信号に基づき、内視鏡装置１が白色光観察モードに切り替えられたことを検出すると、白色光ＬＥＤ３１ａを発光させると共に、励起光ＬＥＤ３１ｂ及び参照光ＬＥＤ３１ｃを消光させるように動作する。また、ＬＥＤドライバ３２は、モード切替回路４１から出力されるモード切替制御信号に基づき、内視鏡装置１が蛍光観察モードに切り替えられたことを検出すると、白色光ＬＥＤ３１ａを消光させると共に、励起光ＬＥＤ３１ｂ及び参照光ＬＥＤ３１ｃを交互に発光させるように動作する。【００５３】
プロセッサ４は、カラーバランス調整処理を行うカラーバランス調整回路４３と、信号の振り分けに関する動作を行うマルチプレクサ４４と、同時化メモリ４５ａ、４５ｂ及び４５ｃと、所定の画像処理を行う画像処理回路４６と、Ｄ／Ａ変換処理を行うＤＡＣ４７ａ、４７ｂ及び４７ｃと、を有している。【００５４】
白色光観察モードにおいてＣＭＯＳセンサ２２ｂから出力される撮像信号、及び、蛍光観察モードにおいてＣＭＯＳセンサ２３ｂから出力されるデジタルの撮像信号は、いずれもプロセッサ４に入力される。カラーバランス調整回路４３は、タイミングジェネレータ５１からのタイミング信号に基づき、デジタル撮像信号に対してカラーバランス調整処理を施してセレクタ４４に出力する。【００５５】
セレクタ４４は、タイミングジェネレータ５１からのタイミング信号に基づき、カラーバランス調整回路４３から出力される撮像信号を、モードに応じて３チャンネルの信号に分離し、分離した各信号を同時化メモリ４５ａ、４５ｂ及び４５ｃへ振り分けつつ出力する。同時化メモリ４５ａ、４５ｂ及び４５ｃは、セレクタ４４から出力される各信号を一時的に記憶することが可能な構成を有している。例えば、白色光観察モード時には、同時化メモリ４５ａ，４５，４５ｃには、夫々撮像信号から分離された各色成分の信号が記憶される。また、蛍光観察モード時には、同時化メモリ４５ａ，４５，４５ｃには、励起光露光によって得られる蛍光画像、参照光露光によって得られた参照画像に基づく信号が記憶される。【００５６】
画像処理回路４６は、タイミングジェネレータ５１からのタイミング信号に基づき、同時化メモリ４５ａ、４５ｂ及び４５ｃに記憶された各チャンネルの信号を同時に読み込んだ後、当該読み込んだ各信号に対してガンマ補正等の画像処理を施す。そして、画像処理回路４６は、ガンマ補正等の画像処理を施した各信号を、第１の色チャンネル（例えばＲ成分）、第２の色チャンネル（例えばＧ成分）及び第３の色チャンネル（例えばＢ成分）にそれぞれ割り当ててＤＡＣ４７ａ、４７ｂ及び４７ｃに出力する。【００５７】
画像処理回路４６から出力された、第１乃至第３の色チャンネルの信号は、ＤＡＣ４７ａ、４７ｂ及び４７ｃにおいてそれぞれアナログの信号に変換された後、モニタ５に出力される。これにより、モニタ５には、各観察モードに対応した観察画像が表示される。【００５８】
なお、ＤＡＣ４７ａ，４７ｂ，４７ｃの出力は符号化回路４９にも与えられる。符号化回路４９は、入力された信号を符号化処理してファイリング装置５２に出力する。ファイリング装置５２は入力された符号化データをファイリングする。【００５９】
撮像素子ドライバ４８は、タイミングジェネレータ５１からタイミング信号が供給され、ＣＭＯＳセンサ２２ｂ及びＣＭＯＳセンサ２３ｂを駆動する。例えば、撮像素子ドライバ４８は、モード切替回路４１のモード切替制御信号に基づき、内視鏡装置１が白色光観察モードに切り替えられたことを検出すると、ＣＭＯＳセンサ２２ｂを駆動させると共に、ＣＭＯＳセンサ２３ｂの駆動を停止させる。また、撮像素子ドライバ４８は、モード切替制御信号に基づき、内視鏡装置１が蛍光観察モードに切り替えられたことを検出すると、ＣＭＯＳセンサ２３ｂを駆動させると共に、ＣＭＯＳセンサ２２ｂの駆動を停止させる。【００６０】
本実施の形態においては、フレームレート選択スイッチ５３からのフレームレート選択信号によって、ＬＥＤドライバ３２、タイミングジェネレータ５１及び撮像素子ドライバ４８が制御されるようになっている。例えば、フレームレート選択信号によって通常フレームレートモードと高フレームレートモードとが指定可能であるものとする。通常フレームレートモードにおいては、例えば、図４（ａ）に示す読み出し及び照明制御が行われる。【００６１】
即ち、この場合には、タイミングジェネレータ５１は、ＣＭＯＳセンサ２３ｂの水平及び垂直画素数に対応したタイミング信号を生成し、このタイミング信号を元に、水平走査回路及び垂直走査回路を駆動する各種タイミング信号、例えば、水平同期信号、垂直同期信号、ブランキング信号を発生する。撮像素子ドライバ４８は、タイミングジェネレータ５１からの各種タイミング信号を用いて、ＣＯＭＳセンサ２３ｂを駆動して、ＣＭＯＳセンサ２３ｂの全ラインをライン毎に読み出す。撮像素子ドライバ４８は、各ラインの読み出しが終了すると、各ラインの画素をリセットした後露光可能状態とする。撮像素子ドライバ４８は、ＣＯＭＳセンサ２３ｂの全ラインの画素読み出しが終了すると、ブランキング信号に基づくブランキング期間の後、次の画面の読み出しを行う。【００６２】
また、タイミングジェネレータ５１は、ブランキング信号をＬＥＤドライバ３２にも出力する。ＬＥＤドライバ３２は、モード切替制御信号及びフレームレート選択信号に基づいて照射を制御する。蛍光観察モード時には、ＬＥＤドライバ３２は、ブランキング信号によって示されるブランキング期間内において、励起光と参照光とを交互に照射するようになっている。これにより、ＬＥＤドライバ３２は、蛍光観察モード時において通常フレームレートモードが指示されている場合には、図４（ａ）に示すタイミングで励起光及び参照光を交互に照射させる。【００６３】
一方、高フレームレートモードが指定されている場合には、例えば、図４（ｂ）に示す読み出し及び照明制御が行われる。即ち、この場合には、タイミングジェネレータ５１は、ＣＭＯＳセンサ２３ｂの水平及び垂直画素数に対応したタイミング信号を生成すると共に、このタイミング信号を元に、水平走査回路及び垂直走査回路を高速に駆動するための各種タイミング信号、例えば、水平同期信号、垂直同期信号、ブランキング信号を発生する。【００６４】
撮像素子ドライバ４８は、タイミングジェネレータ５１からの各種タイミング信号を用いて、ＣＯＭＳセンサ２３ｂを駆動して、ＣＭＯＳセンサ２３ｂから間引き読み出しを行う。例えば、撮像素子ドライバ４８は、ＣＭＯＳセンサ２３ｂから１列毎に間引き読み出しをすると共に１ライン毎に間引き読み出しをする。即ち、この場合には、全画素読み出しの場合に比べて水平周期は約１／２となり、垂直周期も約１／２となる。従って、この場合の１画面の読み出し期間は、全画素読み出し時の約１／４となる。【００６５】
撮像素子ドライバ４８は、読み出しラインの間引き読み出しが終了すると、読み出しラインの画素をリセットする。なお、撮像素子ドライバ４８は、間引いたラインについても画素のリセットを行ってもよい。撮像素子ドライバ４８は、ＣＯＭＳセンサ２３ｂの読み出しラインの画素読み出しが終了すると、ブランキング信号に基づくブランキング期間の後、次の画面の読み出しを行う。【００６６】
本実施の形態においては、タイミングジェネレータ５１は、通常フレームレートモード及び高フレームレートモードのいずれの場合にも、十分なブランキング期間を設定する。例えば、タイミングジェネレータ５１は、通常フレームレートモードと高フレームレートモードとで同一のブランキング期間を設定する。これにより、蛍光観察モード時においても、ＬＥＤドライバ３２は、十分な期間のブランキング期間において、励起光と参照光とを交互に照射することになる。こうして、ＬＥＤドライバ３２は、蛍光観察モード時において高フレームレートが指示されている場合には、例えば、図４（ｂ）に示すタイミングで励起光及び参照光を交互に照射させる。【００６７】
次に、このように構成された実施の形態の動作について図７のタイミングチャート及び図８のフローチャートを参照して説明する。図７（ａ１）〜（ｆ１）は通常フレームレートモードにおける制御を示し、図７（ａ２）〜（ｆ２）は高フレームレートモードにおける制御を示している。図７（ａ１），（ａ２）は読み出し開始信号を示し、図７（ｂ１），（ｂ２）は図４（ａ），（ｂ）に対応したものであり、図７（ｃ１），（ｃ２）は撮像画像出力を示し、図７（ｄ１），（ｄ２）はブランキング信号を示し、図７（ｅ１），（ｅ２）は励起光照射タイミングを示し、図７（ｆ１），（ｆ２）は参照光照射タイミングを示している。【００６８】
術者は、モード切替スイッチ２４を操作することにより、白色光観察モード、蛍光観察モードを指定する。モード切替回路４１は、モード切替スイッチ２４の操作に基づくモード切替制御信号を生成し、生成したモード切替制御信号を調光制御回路４２、ＬＥＤドライバ３２及び撮像素子ドライバ４８に出力する。【００６９】
いま、例えば、術者によって、白色光観察モードが指示されたものとする。この場合には、ＬＥＤドライバ３２は、モード切替制御信号に基づき、白色光ＬＥＤ３１ａを発光させると共に、励起光ＬＥＤ３１ｂ及び参照光ＬＥＤ３１ｃを消光させる。撮像素子ドライバ４８は、モード切替制御信号に基づき、ＣＭＯＳセンサ２２ｂを駆動させると共に、ＣＭＯＳセンサ２３ｂの駆動を停止させる。【００７０】
これにより、光源装置３から供給された白色光がライトガイド７及び照明光学系２１を経て被写体へ出射され、当該白色光の戻り光（反射光）がＣＭＯＳセンサ２２ｂの撮像面に結像される。そして、白色光の戻り光（反射光）を撮像して得た撮像信号がＣＭＯＳセンサ２２ｂから出力される。【００７１】
ＣＭＯＳセンサ２２ｂから出力された撮像信号は、調光回路５０に入力される。調光回路５０は、モード切替制御信号に基づき、白色光観察モードにおける明るさの目標値に、撮像信号の明るさを調整するための調光信号を生成してＬＥＤドライバ３２へ出力する。ＬＥＤドライバ３２は、調光信号に基づいて白色光ＬＥＤ３１ａに供給する駆動電流を変化させることにより、撮像信号の明るさを目標値に一致させる。【００７２】
一方、ＣＭＯＳセンサ２２ｂから出力された撮像信号は、カラーバランス調整回路４３、セレクタ４４、同時化メモリ４５ａ〜４５ｃ、画像処理回路４６、及び、ＤＡＣ４７ａ〜４７ｃの各部を順番に経た後、映像信号としてモニタ５へ出力される。こうして、白色光観察モードに対応した観察画像（カラー画像）がモニタ５に表示される。【００７３】
次に、術者は、被検体の蛍光観察を行うものとする。術者は、被検体の内部における所望の観察部位を観察する前に、当該所望の観察部位の病変組織に集積する蛍光薬剤を被検体に投与する。その後、術者は、モニタ５に表示される観察画像を見ながら内視鏡２の挿入操作を行うことにより、被検体内における所望の観察部位の近傍に内視鏡２の先端部を配置させる。そして、このような状態において、術者は、モード切替スイッチ２４を操作することにより、蛍光観察モードを選択する。【００７４】
モード切替回路４１は、モード切替スイッチ２４の操作により蛍光観察モードが選択されたことを検出すると、蛍光観察モードに対応したモード切替制御信号を生成して調光制御回路４２、ＬＥＤドライバ３２及び撮像素子ドライバ４８に出力する。【００７５】
ＬＥＤドライバ３２は、モード切替制御信号に基づいて、白色光ＬＥＤ３１ａを消光させ、励起光ＬＥＤ３１ｂを発光させるか、又は、励起光ＬＥＤ３１ｂ及び参照光ＬＥＤ３１ｃを交互に発光させる。なお、ＬＥＤドライバ３２は、タイミングジェネレータ５１からのタイミング信号に基づいて励起光ＬＥＤ３１ｂを発光及び消光させる期間、参照光ＬＥＤ３１ｃを発光及び消光させる期間を制御する。また、撮像素子ドライバ４８は、モード切替制御信号に基づいて、ＣＭＯＳセンサ２３ｂを駆動させると共に、ＣＭＯＳセンサ２２ｂの駆動を停止させる。【００７６】
いま、通常フレームレートモードが指示されているものとする。この場合には、タイミングジェネレータ５１、撮像素子ドライバ４８及びＬＥＤドライバ３２は、フレームレート選択スイッチ５３からのフレームレート選択信号に基づいて、図８のステップＳ１から処理をステップＳ２に移行し、ステップＳ２〜Ｓ５において通常フレームレートモードの設定を行う。即ち、通常フレームレートに必要な各種タイミング信号の発生、全画素読み出しの設定及び通常ブランキング期間の設定が行われる。【００７７】
即ち、タイミングジェネレータ５１は図７（ｄ１）に示すブランキング信号を発生する。このブランキング信号は、ＣＭＯＳセンサ２３ｂにおける各画面の読み出し期間の間の期間に設定される。【００７８】
ブランキング信号はＬＥＤドライバ３２に供給され、ＬＥＤドライバ３２は、ブランキング信号によって示されるブランキング期間の開始から所定の遅延時間の後、ブランキング期間の終了までの間に、励起光又は参照光をＬＥＤ光源部３１から出射させる（図７（ｅ１），（ｆ１）、図７（ｂ１）の斜線部）。これらの励起光及び参照光に照射に基づく被写体からの戻り光がＣＭＯＳセンサ２３ｂに光学像として結像され、ＣＭＯＳセンサ２３ｂの各画素に電荷が蓄積される。こうして、ＣＭＯＳセンサ２３ｂの露光可能期間のうちブランキング期間において励起光又は参照光に基づく撮像画像が得られる。【００７９】
撮像素子ドライバ４８は、タイミングジェネレータ５１からの各種タイミング信号によって、ＣＯＭＳセンサ２３ｂの読み出し開始タイミングを指示するための読み出し開始信号（図７（ａ１））を生成してＣＭＯＳセンサ２３ｂに送信する。ＣＭＯＳセンサ２３ｂは、読み出し開始信号の立ち上がりのタイミングに同期して読み出しを開始する。なお、この場合には、撮像素子ドライバ４８は、ＣＭＯＳセンサ２３ｂに全画素読み出しを指示する。こうして、励起光又は参照光の照明に基づく露光期間に蓄積された電荷に基づく信号が、図７（ｃ１）のハイレベル期間にＣＭＯＳセンサ２３ｂからライン毎に順次読み出される。ＣＭＯＳセンサ２３ｂから読み出された蛍光画像及び参照光画像は、プロセッサ４に供給されて処理され、モニタ５上に合成観察画像が表示される。【００８０】
ここで、内視鏡２と被写体との相対速度が比較的速いことから、操作者がフレームレート選択スイッチ５３を操作して高フレームレートモードを指示するものとする。この場合には、タイミングジェネレータ５１、撮像素子ドライバ４８及びＬＥＤドライバ３２は、フレームレート選択信号に基づいて、ステップＳ１から処理をステップＳ６に移行し、ステップＳ６〜Ｓ９において高速フレームレートモードの設定を行う。【００８１】
即ち、タイミングジェネレータ５１は、フレームレート選択信号に基づいて、高フレームレートモードに対応した高周波数のタイミング信号を生成する。また、撮像素子ドライバ４８は、フレームレート選択信号に基づいて、ＣＭＯＳセンサ２３ｂから間引き読み出しを行う。【００８２】
また、タイミングジェネレータ５１は、高フレームレートモード時において、図７（ｄ２）に示すブランキング信号を出力する。図７（ｄ２）に示すように、高フレームレートモード時のブランキング信号は、通常フレームレートモード時と比べて周期は短くなるが、ブランキング期間は変化しない。ＬＥＤドライバ３２は、ブランキング信号によって示されるブランキング期間の開始から所定の遅延時間の後、ブランキング期間の終了までの間に、励起光又は参照光をＬＥＤ光源部３１から出射させる（図７（ｅ２），（ｆ２）、図７（ｂ２）の斜線部）。これらの励起光及び参照光に照射に基づく被写体からの戻り光がＣＭＯＳセンサ２３ｂに光学像として結像され、ＣＭＯＳセンサ２３ｂの各画素に電荷が蓄積される。こうして、ＣＭＯＳセンサ２３ｂの露光可能期間のうちブランキング期間において励起光又は参照光に基づく撮像画像が得られる。【００８３】
一方、撮像素子ドライバ４８は、タイミングジェネレータ５１からの各種タイミング信号に基づいて、ＣＯＭＳセンサ２３ｂの読み出し開始タイミングを指示するための読み出し開始信号（図７（ａ２））を生成してＣＭＯＳセンサ２３ｂに送信する。ＣＭＯＳセンサ２３ｂは、読み出し開始信号の立ち上がりのタイミングに同期して読み出しを開始する。この場合には、撮像素子ドライバ４８は、ＣＭＯＳセンサ２３ｂに間引き読み出しを指示する。【００８４】
例えば、撮像素子ドライバ４８は、ＣＭＯＳセンサ２３ｂに、１列おきで１ラインおきの読み出しを指示する。ＣＭＯＳセンサ２３ｂは１列おき及び１ラインおきに蓄積電荷に基づく信号を図７（ｃ２）のハイレベル期間に出力する。ＣＭＯＳセンサ２３ｂから読み出された蛍光画像及び参照光画像は、プロセッサ４に供給され、モニタ５に出力される。この場合には、１画面の読み出し期間は、全画素読み出し時の読み出し期間に比べて１／４となる。【００８５】
こうして、図７（ａ２）〜（ｆ２）に示す高いフレームレートでの読み出しが行われる。この高フレームレートモード時においても、励起光及び参照光の照射時間は、通常フレームレートモード時と同じであり、撮像画像が暗くなることはない。【００８６】
このように本実施の形態においては、撮像部と被写体との相対速度が比較的高速である場合には、高いフレームレートでの読み出しを行う。これにより、撮像される動画像中にマーカ集積領域が撮像される枚数が増加し、マーカ集積領域の見逃しのリスクを低減することができる。また、高フレームレートモード時においては、ブランキング期間を短縮することなく、間引き読み出しにより読み出し期間を短縮することでレートを高くしており、高フレームレートモード時においても十分なブランキング期間を確保して、励起光及び参照光等の照射期間を長くしていることから、十分な明るさの画像を得ることができる。【００８７】
なお、上記実施の形態においては、通常フレームレートモードと高フレームレートモードの２種類のフレームレートでの動作について説明したが、３種類以上のフレームレートを設定して操作者の操作により３種類のフレームレートのうち所望のフレームレートで動作させるようにしてもよいことは明らかである。【００８８】
また、上記実施の形態においては、蛍光観察時に高いフレームレートで読み出しを行う例について説明したが、狭帯域光観察等の特殊光観察時においても、撮像部と被写体との相対速度が比較的速い場合には、上記実施の形態の手法を用いて、高いフレームレートでの読み出しを行うようにしてもよいことは明らかである。【００８９】
また、上記実施の形態においては、励起光及び参照光の２種類の照明光を照射する場合に、ブランキング期間内に照射を行う例について説明したが、励起光のみを照射して蛍光観察を行う場合等のように１種類の照明光を照射する場合においても、ブランキング期間内に照射を行うようにしてもよい。ＣＭＯＳセンサにおいては動きのある被写体の撮像画像には、ローリングシャッタによりライン毎の露光期間の相違によって歪が生じる。これに対し、本実施の形態のように、読み出し期間に照射を行わないことにより、ローリングシャッタに基づく歪の影響を無くすことができるという効果を有する。【００９０】
また、上記実施の形態では、１フレームの読み出し時間がＣＯＭＳセンサの読み出し速度に制限されることを想定し、読み出し画素の間引き処理により、１フレームあたりの読み出し速度を向上させる形態を示した。しかし、実際の内視鏡ではＣＭＯＳセンサの読み出し速度だけではなく、読み出し後の映像信号をプロセッサに伝送する際の信号伝送速度に制限されることも想定される。従って、上記実施の形態における読み出し画素の間引き処理以外に、ＣＭＯＳセンサの読み出し時に４画素の信号を加算処理して１画素の信号として読み出す、いわゆるビニング読み出しを行うものであってもよい。ビニング読み出しにより、プロセッサへ伝送する画像信号の情報量が削減されるため、前記伝送速度に制限されることなく１フレームあたりの読み出し時間を短縮することができる。【００９１】
（第２の実施の形態）
図９は本発明の第２の実施の形態を説明するためのタイミングチャートである。図９（ａ１）〜（ｆ１）及び図９（ａ２）〜（ｆ２）は、夫々図７（ａ２）〜（ｆ２）に対応したものである。【００９２】
本実施の形態のハードウェア構成は第１の実施の形態と同様であり、本実施の形態はＬＥＤドライバ３２の照明制御及び撮像素子ドライバ４８の読み出し制御が第１の実施の形態と異なるのみである。【００９３】
本実施の形態においては、図９（ａ１）〜（ｆ１），（ａ２）〜（ｆ２）に示すように、ＬＥＤドライバ３２は、１画面の読み出し期間終了後の所定の遅延時間後から、次の１画面の読み出し期間終了の所定時間前の期間において、ＬＥＤ光源３１から励起光又は参照光を出射させる。即ち、励起光及び照明光は、ＣＭＯＳセンサ２３ｂの各ラインの露光可能期間の略全期間に被写体に照射される。【００９４】
一方、撮像素子ドライバ４８は、各ラインの読み出し終了後に各ラインの画素をリセットする。リセット後において、各ラインの画素において露光が行われる。そこで、本実施の形態においては、撮像素子ドライバ４８は、１画面の読み出し終了後から所定の遅延時間後に、各ライン毎に蓄積された電荷を電子シャッタ機能を用いて一旦破棄し、改めて各ライン毎に順次露光を開始するよう制御する。【００９５】
これにより、励起光に基づく蛍光の露光及び参照光の露光は、図９（ｂ１），（ｂ２）の斜線部に示す期間に行われることになる。【００９６】
このように構成された実施の形態においては、撮像素子ドライバ４８は、タイミングジェネレータからの各種タイミング信号が与えられて、ＣＭＯＳセンサ２３ｂに読み出し開始信号（図７（ｂ１），（ｂ２））を送信する。ＣＭＯＳセンサ２３ｂは、読み出し開始信号に同期して読み出しを開始し、ライン毎に順次撮像データを出力する。【００９７】
一方、ＬＥＤドライバ３２は、ブランキング信号に基づいて、ブランキング期間の開始から所定の遅延時間後に励起光又は参照光の発光を開始させ、次の１画面読み出し終了時点までの間発光を継続させる。【００９８】
撮像素子ドライバ４８は、ＣＭＯＳセンサ２３ｂの撮像電荷を各ラインの読み出し終了によってリセットする。各ラインのリセット後において励起光又は参照光が照射されており、リセット直後に各画素において露光が開始されるが、撮像素子ドライバ４８は、１画面の読み出し期間の終了後に、それまで暫定的に蓄積された電荷を電子シャッタ機能を用いて一旦破棄し、改めて各ライン毎に順次露光を開始するよう制御する。【００９９】
これにより、図９（ｂ１），（ｂ２）に示すように、各ライン当たりの実効的な露光期間は、ブランキング期間と同等の時間となる。図９（ａ１）〜（ｆ１）の通常フレームレートモードに対して、図９（ａ２）〜（ｆ２）の高フレームレートモードでは、１画面の読み出し期間が短縮されており、フレームレートが高くなっている。これに対し、露光期間は、通常フレームレートモードと高フレームレートモードとで同一である。【０１００】
従って、本実施の形態においても、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。なお、本実施の形態においては、ＬＥＤ光源３１からの光の照射期間は、白色光観察モード時と同様であり、照明制御が容易である。【０１０１】
（第３の実施の形態）
図１０は本発明の第３の実施の形態を示すブロック図である。図１０において図１と同一の構成要素には同一符号を付して説明を省略する。【０１０２】
本実施の形態においては、フレームレート選択スイッチ５３に代えて、動き検出部９１を設けた点が上記各実施の形態と異なる。上記各実施の形態においては、操作者がフレームレート選択スイッチ５３を操作することによって、複数のフレームレートのうちのいずれかのフレームレートを選択した。これに対し、本実施の形態においては、撮像部の動きを検出して、検出した動きに基づいて複数のフレームレートのうちのいずれかのフレームレートを選択するものである。【０１０３】
内視鏡２の先端の蛍光観察用撮像部２３の近傍には、白色光観察用撮像部２２及び蛍光観察用撮像部２３の動きを検出するための動き検出部９１が配設されている。動き検出部９１は、例えば加速度センサ等によって構成されており、撮像部２２，２３の動きに応じて、フレームレートを選択するためのフレームレート選択信号を出力する。動き検出部９１は、撮像部２２，２３の動きが速い程、高いフレームレートを選択するためのフレームレート選択信号を出力する。【０１０４】
動き検出部９１は、例えば、撮像部２２，２３の加速度を検知し、一定時間内の平均加速度を求め、平均加速度がいずれの範囲にあるかによって、選択するフレームレートを決定してもよい。例えば、動き検出部９１は、平均加速度が所定の閾値以内であれば、通常フレームレートモードを指示するためのフレームレート選択信号を出力し、平均加速度が所定の閾値を超えると、高フレームレートモードを指示するためのフレームレート選択信号を出力するようにしてもよい。【０１０５】
このように構成された実施の形態においては、動き検出部９１によって、撮像部２２，２３の動きが検出される。動き検出部９１は、撮像部２２，２３の動きが速いほど、高いフレームレートを選択するためのフレームレート選択信号を出力する。【０１０６】
動き検出部９１からのフレームレート選択信号は、タイミングジェネレータ５１、撮像素子ドライバ４８及びＬＥＤ３２に与えられる。以後の動作は、上記各実施の形態と同様であり、フレームレート選択信号に基づく読み出し期間が設定される一方、励起光及び参照光の露光期間は、フレームレートに拘わらず略一定に設定される。【０１０７】
これにより、本実施の形態においても、十分な明るさを確保しながら、高フレームレートでの読み出しを行うことで、観察部位の見逃しのリスクを低減することができる。【０１０８】
また、本実施の形態においては、フレームレートの切換えが自動で行われるので、利便性に優れている。【０１０９】
（第４の実施の形態）
図１１は本発明の第４の実施の形態を示すブロック図である。図１１において図１０と同一の構成要素には同一符号を付して説明を省略する。【０１１０】
本実施の形態においては、動き検出部９１に代えて、動き検知回路９５を設けた点が第３の実施の形態と異なる。プロセッサ４内には、動き検知回路９５が設けられる。動き検知回路９５は、画像処理回路４６から画像信号が供給される。動き検知回路９５は、時系列的に入力される画像信号の前後のフレームの演算結果から撮像部と被写体との相対的な動きを検知する。【０１１１】
例えば、動き検知回路９５は、画像中の被写体のエッジ部等の特徴点を抽出し、前後フレームにおける特徴点の移動量から撮像部と被写体との相対的な速度を推定する。動き検知回路９５は、相対的な移動量がいずれの範囲にあるかを求め、求めた範囲に応じてフレームレートを設定する。即ち、動き検知回路９５は、相対的な移動量が大きい程高いフレームレートに決定する。動き検知回路９５は、決定したフレームレートを示すフレームレート選択信号をタイミングジェネレータ５１、撮像素子ドライバ４８及びＬＥＤドライバ３２に出力する。【０１１２】
なお、動き検知回路９５は、前後のフレーム間の特徴点の相対的な移動量が所定の閾値以内であれば、通常フレームレートモードを指示するためのフレームレート選択信号を出力し、相対的な移動量が所定の閾値を超えると、高フレームレートモードを指示するためのフレームレート選択信号を出力するようにしてもよい。【０１１３】
他の構成、作用及び効果は、第３の実施の形態と同様である。なお、本実施の形態においては、撮像部と被写体との相対的な動きを検知しており、撮像部と被写体との両方が動いている場合でも、有効なフレームレートの設定が可能である。【０１１４】
なお、第３及び第４の実施の形態においては、動き検出部９１又は動き検知回路９５によって、撮像部等の動きを検出し、動きに応じて自動的にフレームレートを変更する例について説明したが、動きの検出結果をモニタ上に表示し、第１及び第２の実施の形態のように、操作者の操作に従って、フレームレートを変更するようにしてもよい。【０１１５】
本出願は、２０１１年６月２１日に日本国に出願された特願２０１１−１３７７５２号を優先権主張の基礎として出願するものであり、上記の開示内容は、本願明細書、請求の範囲、図面に引用されたものとする。
【図１】
2012176561.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【手続補正書】
【提出日】平成24年12月21日(2012.12.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明の一態様に係る医療機器は、被検体に対して照射された光に基づき発生する戻り光を取り込む撮像部と、前記撮像部におけるフレームレートを設定するフレームレート設定部と、前記撮像部における画素の読み出し期間と次の読み出し期間との間にブランキング期間を設け、前記フレームレート設定部の設定値に基づき、前記撮像部において読み出す画素の選択と読み出し期間を制御する電荷読み出し制御部と、前記電荷読み出し制御部において設けられた前記ブランキング期間において前記被検体に特殊光を照射する照明部と、を備える。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体に対して照射された光に基づき発生する戻り光を取り込む撮像部と、
前記撮像部におけるフレームレートを設定するフレームレート設定部と、
前記撮像部における画素の読み出し期間と次の読み出し期間との間にブランキング期間を設け、前記フレームレート設定部の設定値に基づき、前記撮像部において読み出す画素の選択と読み出し期間を制御する電荷読み出し制御部と、
前記電荷読み出し制御部において設けられた前記ブランキング期間において前記被検体に特殊光を照射する照明部と、
を備えたことを特徴とする医療機器。
【請求項２】
前記電荷読み出し制御部は、前記フレームレートに応じて読み出し画素を間引く処理によって前記読み出し期間の制御を行うとともに、前記ブランキング期間の長さは前記フレームレートに拘わらず一定とすることを特徴とする請求項１に記載の医療機器。
【請求項３】
前記電荷読み出し制御部は、前記フレームレートの設定値に基づき複数画素の情報を１画素の情報に変換して読み出すとともに、前記ブランキング期間の長さは前記フレームレートに拘わらず一定とすることを特徴とする請求項１に記載の医療機器。
【請求項４】
前記照明部は、前記ブランキング期間の開始から次のブランキング期間の開始までの期間において前記特殊光を照射することを特徴とする請求項２に記載の医療機器。
【請求項５】
前記撮像部は、ライン毎に前記戻り光に基づく電荷を一旦破棄した後露光を開始することで、各ラインにおいて同一の露光時間で露光を行うことを特徴とする請求項４に記載の医療機器。
【請求項６】
前記照明部は、前記特殊光として励起光を照射することを特徴とする請求項１に記載の医療機器。
【請求項７】
前記照明部は、前記特殊光として励起光を照射することを特徴とする請求項４に記載の医療機器。
【請求項８】
前記照明部は、前記励起光に加えて参照光を時系列的に照射することを特徴とする請求項１に記載の医療機器。
【請求項９】
前記照明部は、前記励起光に加えて参照光を時系列的に照射することを特徴とする請求項４に記載の医療機器。
【請求項１０】
前記フレームレート設定部は、ユーザ操作に基づいて前記設定値を変更する
ことを特徴とする請求項１に記載の医療機器。
【請求項１１】
前記撮像部の近傍に加速度検知部を備え、
前記フレームレート設定部は、前記加速度検知部の検知結果に基づいて前記設定値を変更することを特徴とする請求項１に記載の医療機器。
【請求項１２】
前記電荷読み出し部により読み出された信号から画像信号を生成する画像処理部と、
前記画像信号から特徴点を検出してフレーム間の移動距離を算出することで前記特徴点の動きを検知する動き検知部とを備え、
前記フレームレート設定部は、前記動き検知部の検知結果に基づいて前記設定値を変更することを特徴とする請求項１に記載の医療機器。
【手続補正書】
【提出日】平成25年4月22日(2013.4.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明の一態様に係る医療機器は、被検体に対して照射された光に基づき発生する戻り光を取り込む撮像部と、前記撮像部におけるフレームレートを設定するフレームレート設定部と、前記フレームレート設定部の設定値に基づき、前記撮像部において読み出す画素の選択と読み出し期間の制御を行うとともに、前記撮像部における画素の読み出し期間と次の読み出し期間との間のブランキング期間の長さを前記フレームレートに拘わらず一定に設定する電荷読み出し制御部と、前記電荷読み出し制御部において設けられた前記ブランキング期間において前記被検体に特殊光を照射する照明部と、を備える。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体に対して照射された光に基づき発生する戻り光を取り込む撮像部と、
前記撮像部におけるフレームレートを設定するフレームレート設定部と、
前記フレームレート設定部の設定値に基づき、前記撮像部において読み出す画素の選択と読み出し期間の制御を行うとともに、前記撮像部における画素の読み出し期間と次の読み出し期間との間のブランキング期間の長さを前記フレームレートに拘わらず一定に設定する電荷読み出し制御部と、
前記電荷読み出し制御部において設けられた前記ブランキング期間において前記被検体に特殊光を照射する照明部と、
を備えたことを特徴とする医療機器。
【請求項２】
前記電荷読み出し制御部は、前記フレームレートの設定値に基づき読み出し画素を間引く処理によって前記読み出し期間の制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の医療機器。
【請求項３】
前記電荷読み出し制御部は、前記フレームレートの設定値に基づき複数画素の情報を１画素の情報に変換して読み出すことを特徴とする請求項１に記載の医療機器。
【請求項４】
前記照明部は、前記ブランキング期間の開始から次のブランキング期間の開始までの期間において前記特殊光を照射することを特徴とする請求項２または３に記載の医療機器。
【請求項５】
前記撮像部は、ライン毎に前記戻り光に基づく電荷を一旦破棄した後露光を開始することで、各ラインにおいて同一の露光時間で露光を行うことを特徴とする請求項４に記載の医療機器。
【請求項６】
前記照明部は、前記特殊光として励起光を照射することを特徴とする請求項１に記載の医療機器。
【請求項７】
前記照明部は、前記特殊光として励起光を照射することを特徴とする請求項４に記載の医療機器。
【請求項８】
前記照明部は、前記励起光に加えて参照光を時系列的に照射することを特徴とする請求項１に記載の医療機器。
【請求項９】
前記照明部は、前記励起光に加えて参照光を時系列的に照射することを特徴とする請求項４に記載の医療機器。
【請求項１０】
前記フレームレート設定部は、ユーザ操作に基づいて前記設定値を変更することを特徴とする請求項１−３のいずれか１項に記載の医療機器。
【請求項１１】
前記撮像部の近傍に加速度検知部を備え、
前記フレームレート設定部は、前記加速度検知部の検知結果に基づいて前記設定値を変更することを特徴とする請求項１−３のいずれか１項に記載の医療機器。
【請求項１２】
前記電荷読み出し部により読み出された信号から画像信号を生成する画像処理部と、
前記画像信号から特徴点を検出してフレーム間の移動距離を算出することで前記特徴点の動きを検知する動き検知部とを備え、
前記フレームレート設定部は、前記動き検知部の検知結果に基づいて前記設定値を変更することを特徴とする請求項１−３のいずれか１項に記載の医療機器。
【国際調査報告】
2012176561.tif 000014
2012176561.tif 000015
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