【事件の表示】
　特許第３３９８５５０号「電子シャッタ機能を備えた電子内視鏡装置」の請求項１、２に係る特許に対する特許異議の申立てについて、次のとおり決定する。
【結　論】
　訂正を認める。
　特許第３３９８５５０号の請求項１ないし２に係る特許を維持する。
【理　由】
１．手続の経緯
　本件特許第３３９８５５０号発明は、平成８年９月１７日に特許出願され、平成１５年２月１４日にその特許の設定登録がなされ、その後、藤田敬一より特許異議の申立がなされ、取消理由通知がなされ、その指定期間内である平成１７年６月７日に訂正請求がなされたものである。
　
２．訂正の適否についての判断
２．１　訂正の内容
　特許権者は訂正請求書に添付した訂正明細書のとおりに訂正することを求めており、その具体的訂正内容は『別紙』のとおりである。
　
２．２　訂正の目的の適否、新規事項の有無、及び特許請求の範囲の拡張・変更の存否
ア．訂正事項ａについて、
　訂正事項ａは、請求項１に記載中の「上記撮像素子にて同一の露光により画素毎に蓄積された画像信号につき、この露光の次のフィールド期間内の入射光を遮断しながら、最初に奇数又は偶数のいずれかのラインの画像信号を読み出し、次に残りのラインの画像信号を読み出す全画素読出し手段と」の記載を
「上記光源からの光を遮断する光チョッパ及び画像信号を記憶する全画素用メモリを有し、上記撮像素子にて同一の露光により画素毎に蓄積された画像信号につき、この露光の次のフィールド期間内の入射光を上記光チョッパを用いて遮断しながら、最初に奇数又は偶数のいずれかのラインの画像信号を読み出し、次に残りのラインの画像信号を読み出すと共に、この読出しの奇数ラインの画像信号と偶数ラインの画像信号を上記全画素用メモリに記憶し、この全画素用メモリに記憶された奇数ラインの画像信号と偶数ラインの画像信号との間の画素混合によって奇数フィールド画像信号及び偶数フィールド画像信号を形成し、この奇数及び偶数のフィールド画像信号により動画と静止画を形成する全画素読出し手段と」に、訂正することによって、「全画素読出し手段」の構成を限定したものであって、この訂正は、「光チョッパ」に関しては、特許明細書の段落【００１９】に記載され、「全画素メモリ」に関しては補正前の請求項２に記載され、かつ段落【００１３】及び図１に記載され、更に、「画素混合」に関しては図２及び段落【００１５】、【００１６】、図６及び【００２４】〜【００２８】、【００３３】、【００３４】等に記載されている。
　したがって、この訂正は、特許請求の範囲の減縮を目的とするものであって、特許明細書の記載事項の範囲内の訂正であり、、新規事項の追加に該当せず、実質上特許請求の範囲を拡張しまたは変更するものではない。
イ．訂正事項ｂについて、
　訂正事項ｂは、請求項２に記載されていた「全画素メモリ」を請求項１に記載したことによって重複することとなった「全画素メモリ」に関する記載を請求項２から削除するものであるから、明りょうでない記載の釈明を目的とするものであって、特許明細書の記載事項の範囲内の訂正であり、新規事項の追加に該当せず、実質上特許請求の範囲を拡張しまたは変更するものではない。
ウ．訂正事項ｃ及びｄについて、
　訂正事項ｃ及びｄは、訂正事項ａないしｂによって訂正された特許請求の範囲の記載に整合するように、明細書の記載を訂正するものであるから、明りょうでない記載の釈明を目的とするものであって、特許明細書の記載事項の範囲内の訂正であり、新規事項の追加に該当せず、実質上特許請求の範囲を拡張しまたは変更するものではない。
　
２．３　むすび
　以上のとおりであるから、上記訂正は、特許法第１２０条の４第２項及び同条第３項において準用する特許法第１２６条第２項から第４項までの規定に適合するので、当該訂正を認める。
　
３．特許異議の申立について
３．１　申立の理由の概要
　申立人藤田敬一は、本件特許発明に対して、証拠として
甲第１号証：特開昭６３−２７６０１８号公報
甲第２号証：“１９９４年テレビジョン学会年次大会講演予稿集”社団法人テレビジョン学会（１９９４年７月２７日発行）、表紙、第115−116頁、裏表紙
を提出し、概略以下のとおり主張している。
　本件請求項１及び２に係る特許発明は、甲第１号証および甲第２号証に記載された発明に基づいて、当業者が容易に発明することができたものであるから、特許法第２９条第２項の規定により特許を受けることができないものであり、特許法第１１３条第１項第２号の規定により取り消すべきものである。
　
３．２　本件発明
　上記のとおり訂正請求が認められたので、本件請求項１ないし２に係る発明（以下、それぞれ「本件発明１」ないし「本件発明２」という。）は、訂正明細書の請求項１ないし２に記載された事項によって特定される次のとおりのものである。
　【請求項１】　別紙「訂正事項ａ」参照
　【請求項２】　別紙「訂正事項ｂ」参照
　
３．３　引用刊行物の記載事項
　申立人が提示し、当審が通知した先の取消理由通知において引用した
刊行物１：特開昭６３−２７６０１８号公報（申立人藤田敬一の提出した甲第１号証）、および
刊行物２：嘉見博章（他５名）,“フルフレームスチルカメラの露光制御方法”,1994年テレビジョン学会年次大会講演予稿集,　社団法人テレビジョン学会,　1994年7月27日発行,　p.115−116（同　甲第２号証）には、
それぞれ次の事項が記載されている。
　
(1）刊行物１（甲第１号証）
　内視鏡等に用いられる照明手段を備えた撮像装置に関するものであって、以下の事項が記載されている。
(1a)　「このＳＩＤ１４は受光した光量に対応した荷電量の電荷として蓄積する。また、ＳＩＤ１４は素子シャッタ機能を有する素子が用いてある。つまり制御回路１５からの指令により、ＳＩＤ駆動回路１６はリセットパルスを出力し、このリセットパルスが印加されることによって、ＳＩＤ１４の各画素に蓄積されていた電荷は消失されるタイプ、つまり破壊読出し方式のＳＩＤを用いている。」（第２頁右下欄１５行〜３頁左上欄３行）
(1b）「上記ＳＩＤ駆動回路１６から出力されるＳＩＤドライブ信号によりＳＩＤ１４から出力される撮像信号は、制御装置３内のサンプルホールド回路２４でサンプルホールドされる。このサンプルホールド回路２４でサンプルホールドされた信号は、Ａ／Ｄコンバータ２５でディジタル信号に変換された後メモリ２６に記憶される。上記メモリ２６から読出されたディジタル画像信号はＤ／Ａコンバータ２７でディジタル信号からアナログ信号に変換された後、ビデオプロセス回路２８に入力される。」（第３頁左上欄１２行〜右上欄２行）
(1c）「上記ビデオプロセス回路２８の出力信号は、制御回路１５に入力され、この制御回路１５は入力される信号の輝度成分に基づいて発光量制御回路１７に調光信号を出力し、ランプ１８の発光量を制御し、また上記輝度成分に基づいて絞り駆動回路２１に絞り制御信号を出力し、絞り装置２２により通過光量を制御して調光を行う。」（第３頁右上欄６〜１２行）
(1d）「上記制御回路１５は、ＳＩＤ駆動回路１６にも制御信号を出力し、調光を行わせると共に、サンプルホールド回路２４、Ａ／Ｄコンバータ２５、メモリ２６を制御して撮像及び１／６０秒周期の映像信号を出力させる。」（第３頁右上欄１３〜１７行）
(1e）「この第１実施例は例えば１／３０秒の１フレームが第３図(f) に示すようにＡ、Ｂフィールドからなり、このＡフィールド及びＢフィールドにおける実際の有効撮像期間Ｔは、それぞれ等しくなるように制御される。」（第３頁右上欄１８行〜左下欄２行）
(1f）「ところで第３図(a）に示すように内視鏡では観察距離が２mm〜２００mm程度までの約１００倍程度変化し得るため、調光レンジは１００の２乗の１００００倍程度あることが望ましく、これを実現するため上記有効撮像期間Ｔは、第３図(d) 及び(e) に示すように観察距離に応じて可変制御される。この有効撮像期間Ｔは、最大で１／６０秒となり、最小では例えば１／３０００秒となり、１／６０〜１／３０００秒により５０倍の調光レンジを有する。」（第３頁左下欄１６行〜右下欄５行）
(1g）「一方、フレ−ムフリーズスイッチ３２を押すと、メモリ２６に対する書込みが停止され、Ａフィールドの内容はＡフィールドに、Ｂフィールドの内容はＢフィールドに出力される。従って、モニタ４上の画像はＡ，Ｂフィールドのフリーズによるフレーム静止画となる。」（第４頁左下欄１〜６行）
(1h）「（ａ）観察距離Ｄ：１４〜１００mmの場合
　絞り装置２２は全開であり、有効撮像期間Ｔは距離に応じて１／６０〜１／３０００秒の範囲で変化する。」（第４頁右下欄８〜１１行）
(1i）「（ｂ）観察距離Ｄ：１００〜２００mmの場合
　観察距離Ｄが１００mmを超えると、絞り装置２２は全開、ランプ１８は常に“Ｈ”、有効撮像期間Ｔは１／６０秒となり、」（第４頁右下欄１６〜１９行）
(1j）「（ｃ）観察距離Ｄ：２〜１４mmの場合
　観察距離Ｄが２５mm程度より近い時は、ランプ１８の“Ｈ”レベルの時間は１／４００秒に固定される。また有効撮像期間Ｔは距離Ｄが１４mm以下の時１／３０００秒となり、距離Ｄが２〜１４mmの時絞り装置２２の透過率は制御回路１５及び絞り駆動回路２１によって設定される。」（第５頁左上欄１０〜１６行）
(1k）「この第１実施例では有効撮像期間Ｔは、観察距離Ｄが１００mmの時１／４０秒、７０mmの時１／１２０秒、３０mmの時１／７５０秒、１４mm以下の時１／３０００秒となる。距離Ｄが遠い時ブレは生じにくいので、すべての距離Ｄにおいて、事実上ブレのない静止画像が得られる。」（第５頁右上欄３〜８行）
　
(2）甲第２号証
　フルフレームスチルカメラの露光制御方法に関するものであって、以下の事項が記載されている。
(2a）「通常の動画撮像用ＩＬ−ＣＣＤを用いたビデオカメラでフレームスチル画を撮像するための露光制御方法について検討した。」（第１１５頁左欄７〜１０行）
(2b）「システム構成は汎用性の点から通常の動画撮像用ビデオカメラに、静止画用フレームメモリを追加した構成とする。・・・。静止画撮像時のＣＣＤ走査の概要をFig.1に示す。フルフレーム画を得るために静止画撮像時には画素混合を行わない。垂直ＣＣＤの転送の制限から、Ｄフィールドで奇数行の信号（C　Odd）のみを読み出し、Ｅフィールドで偶数行の信号(C　Even）のみを読み出す。読み出した信号はフレームメモリに格納する。これにより、動画用ＩＬ−ＣＣＤでのフレームスチル画撮像が実現できるが、この時必須となるのは上記のようなＣＣＤの走査を行う場合、奇数行の画素と、偶数行の画素の露光を、全く同一の時刻から同一の時刻まで行わなければならないということである。そこで、静止画撮像時には適正な露光量を確保した後、絞りを閉じるようにした。」（第１１５頁右欄２行〜１１６頁左欄１１行、第１図）
(2c）「Fig.2に静止画撮像時の処理の流れを示す。縦軸はＦ値（絞り値）を、横軸は時間を表す。１（丸数字）の期間は動画撮像の期間を示している。動画撮像時には絞りや電子シャッタを使用して適正な信号量が得られるように露光制御を行っており、各フィールドでは斜線部の露光量によりＳ１の信号量が得られる。２（丸数字）の期間は静止画撮像のための露光期間である。３（丸数字）のタイミングで静止画撮像命令が出されたとすると、まず現在の絞り値Ｆａと電子シャッタスピードＳａ、及びマイコンにあらかじめ格納してある絞りの閉鎖曲線のデータテーブルから、斜線部の露光量により得られる信号量Ｓ２がＳ１のｎ倍になる露光時間を計算し、掃き出し期間ｔを決定する。前記ｎの値は、ＣＣＤのダイナミックレンジとＳ／Ｎの点から略２倍程度とした。なお、２（丸数字）のフィールドではフィールドの開始タイミングにあわせて絞りの閉鎖を開始する。（第１１６頁左欄１４行〜右欄１１行、第２図）
　
３．４　対比・判断
（１）本件発明１について
　本件発明１と刊行物１に記載の発明とを対比すると、
　刊行物１には、撮像素子で得られた画素信号の輝度信号に基づき、絞りを駆動して光源の出力光量を制御する光量制御手段と、撮像素子における画像信号の蓄積時間をシャッタ速度として制御する電子シャッタ制御回路とを有する電子シャッタ機能を備えた電子内視鏡装置が記載されている。
　本件発明１は、刊行物１に記載の発明の上記構成を基本的な構成として有すると共に、さらに、
第１に、光量制御手段の絞りが全開でないと判定したとき、シャッタ速度を高くする（撮像素子の蓄積時間を短くする）ように制御し、上記絞りが全開であると判定したとき、上記シャッタ速度を低くする（上記蓄積時間を長くする）ように制御する主制御回路を設けたこと、
第２に、上記主制御回路と共に全画素読出し手段を設け、この全画素読出し手段は、絞り装置とは別体の光チョッパと全画素用メモリを有し、この光チョッパで入射光を遮断しながら同一の露光で得られた奇数ライン及び偶数ラインの画像信号を読み出して上記全画素用メモリに記憶し、その後、奇数ラインと偶数ラインの画素を混合することによって奇数フィールド及び偶数フィールドの画像信号を形成し、これらのフィールド信号により動画と静止画を形成すること、
を特徴としているものと認められる。
　
　本件発明１の上記第１の特徴とする点に関して検討すると、
　刊行物１の記載では、有効撮像期間Ｔ（シャッタ速度）は、観察距離が１００mmの時１／４０秒、７０mmの時１／１２０秒、３０mmの時１／７５０秒（いずれも絞り全開）、１４mm以下の時　１／３０００秒（絞り全開でない）に設定され、絞りが全開であるとき、１／３０００秒よりも低いシャッタ速度１／４０秒、１／１２０秒、１／７５０秒に設定されているが、この１／４０秒、１／１２０秒、１／７５０秒は、それぞれ１００mm、７０mm、３０mmという距離に応じて設定されたもので、絞り全開を動作条件として設定されたものではない。
　一方、本件発明１は、観察距離Ｄに関係なく、輝度信号に基づいて絞りを駆動する絞り制御（明るさ制御）において絞りが全開でないと判定したとき、強制的にシャッタ速度を高くし、絞りが全開であると判定したとき、強制的に上記シャッタ速度を低くするものであるから、絞りの全開であるか否かの判定に基づいてシャッタ速度の高速・低速の制御を行うものであるが、上述のとおり、刊行物１には、絞りの開度を検出する手段については記載されておらず、よって、絞りの全開か全開でないかを判定してシャッタ速度を制御するという、本件発明１の上記第１の特徴点については記載又は示唆されているものとは認められない。
　
　また、この点に関して、申立人は異議申立書第１３頁４〜１５行において、「甲第１号証の絞り装置の開度と観察距離との対応関係は、本件特許発明における絞りの開度と観察距離との対応関係と一致し、また甲第１号証は観察距離にかかわらずブレのない画像を得るという共通の目的で露光制御されており、したがって絞り装置の開度を検出しその開度から判断された観察距離に応じて電子シャッタ速度を低速、高速化させることは当業者が適宜なし得ることである。」旨主張している。
　しかしながら、刊行物１（甲第１号証）と本件発明１において、絞り開度と観察距離との対応関係が結果として一致する場合があるとしても、本件発明１は、観察距離とは関係なく、絞りが全開か全開でないかを制御回路で判定することによって、シャッタ速度を低速化又は高速化するものであるのに対し、刊行物１のものは、観察距離に応じて、絞りの状態とシャッタ速度との組合わせが選択されるものであるから、改めて絞りの開度を検出する必要性がなく、上記のような主張は当を得ないものであって、採用することはできない。
　
　本件発明１の上記第２の特徴とする点に関して検討すると、
　刊行物２は、フルフレームスチルカメラの露光制御方法に関するもので、上記第２の特徴とする技術に対する先行文献として引用されたものであって、
「フルフレーム画を得るために静止画撮像時には画素混合を行わない。垂直ＣＣＤの転送の制限から、Ｄフィールドで奇数行の信号のみを読み出し、Ｅフィールドで偶数行の信号のみを読み出す。読み出した信号はフレームメモリに格納する。これにより、動画用のＩＬ−ＣＣＤでのフレームスチル画撮像が実現できるが、この時必須となるのは上記のようなＣＣＤの走査を行う場合、奇数行の画素と偶数行の画素の露光を、全く同一の時刻から同一の時刻まで行わなければならないということである。そこで、静止画撮像時には適正な露光量を確保した後、絞りを閉じるようにした。」（摘記事項（2b）参照）と記載されており、動画用ＩＬ−ＣＣＤを利用する場合に、絞りを閉じることにより、奇数行の画素と偶数行の画素の露光を、全く同一の時刻から同一の時刻まで行なうことが記載されているが、絞り装置とは別体の光チョッパを用いて撮像素子から奇数ライン及び偶数ラインの全画素信号を読み出し（全画素用メモリに記憶し）、またこの奇数及び偶数のラインの画素信号を混合して奇数フィールド及び偶数フィールドの画像信号を形成するという本件発明１の第２の特徴点に関しては何ら開示されていない。
　即ち、本件発明１は、奇数ラインの画像信号と偶数ラインの画像信号を読み出すために、絞り装置とは別に駆動される光チョッパを用いて光源光を遮断するようにしており、このような別配置の光チョッパによれば、動画、静止画に関係なく、静止画に限らず、動画を形成する場合にも、奇数ラインの画像信号と偶数ラインの画像信号を良好に読み出すことができる。
　これに対して、刊行物２の構成では、Fig.１に示されるように、静止画撮像時に、奇数行の信号（C　Odd）と偶数行の信号(C　Even）を得るために絞り装置を閉じており、静止画処理の後に、動画を撮像する場合には、絞り装置を閉じた状態から元の開度まで動作させなければならず、絞り装置の応答遅れによっては動画表示に影響を与える可能性も考えられる。
　また、刊行物２では、上記のように、フルフレーム画を得るために静止画撮像時には画素混合を行わないが、本件発明では、動画、静止画共に、同一露光により得られた全画素データに基づいて、奇数ラインと偶数ライン間の画素混合を行って奇数フィールドと偶数フィールドの画像信号を形成する。そして、このような本件発明のライン間の画素混合によれば、高画質の被観察体内像を観察することが可能となるという利点がある。
　
　以上のとおり、本件発明１の必須の構成要件である「光量制御手段の絞りが全開でないと判定したとき、シャッタ速度を高くするように制御し、上記絞りが全開であると判定したとき、上記シャッタ速度を低くするように制御する主制御回路」（第１の特徴）、および
「絞り装置とは別体の光チョッパと全画素用メモリを有し、この光チョッパで入射光を遮断しながら同一の露光で得られた奇数ライン及び偶数ラインの画像信号を読み出して上記全画素用メモリに記憶し、その後、奇数ラインと偶数ラインの画素を混合することによって奇数フィールド及び偶数フィールドの画像信号を生成し、これらのフィールド信号により動画と静止画を形成する全画素読出し手段」（第２の特徴）
については刊行物１及び刊行物２のいずれにも記載も示唆もされていないことから、本件発明１の上記必須の構成を備えることが当業者が容易になし得たものとすることはできない。
　そして、本件発明１は、上記構成を有することによって、その他の構成と相俟って、明細書記載の効果を奏するものと認められる。
　したがって、本件発明１が刊行物１及び２に記載の各発明に基づいて当業者が容易に発明できたものとすることはできない。
　
（２）本件発明２について
　本件発明２は、本件発明１の構成を有し、さらに主制御回路に対して、フリーズスイッチが操作されたときの制御動作を構成として追加したものであるから、上述のとおり、本件発明１が刊行物１ないし刊行物２に記載の発明から容易に発明できたものとすることができない以上、本件発明２についても、上述したと同様の理由によって刊行物１及び２に記載の各発明に基づいて容易に発明できたものとすることはできない。
　
３．５　むすび
　以上のとおりであるから、本件請求項１ないし２に係る特許発明は、特許異議申立の理由及び証拠によっては取り消すべきものとすることはできない。
　また、他に本件請求項１ないし２に係る特許発明の特許を取り消すべき理由を発見しない。
　よって、結論のとおり決定する。
【異議決定日】
平成１７年８月１７日（２００５．８．１７）
【訂正の要旨】
審決（決定）の【理由】欄参照。
（５４）【発明の名称】
電子シャッタ機能を備えた電子内視鏡装置
（５７）【特許請求の範囲】
　【請求項１】撮像素子で得られた画像信号の輝度信号に基づき、絞りを駆動して光源の出力光量を制御する光量制御手段と、
　上記撮像素子における画像信号の蓄積時間をシャッタ速度として制御する電子シャッタ制御回路と、
　上記光量制御手段の絞りが全開でないと判定したとき、上記シャッタ速度を高くするように制御し、上記絞りが全開であると判定したとき、上記シャッタ速度を低くするように制御する主制御回路と、
　上記光源からの光を遮断する光チョッパ及び画像信号を記憶する全画素用メモリを有し、上記撮像素子にて同一の露光により画素毎に蓄積された画像信号につき、この露光の次のフィールド期間内の入射光を上記光チョッパを用いて遮断しながら、最初に奇数又は偶数のいずれかのラインの画像信号を読み出し、次に残りのラインの画像信号を読み出すと共に、この読出しの奇数ラインの画像信号と偶数ラインの画像信号を上記全画素用メモリに記憶し、この全画素用メモリに記憶された奇数ラインの画像信号と偶数ラインの画像信号との間の画素混合によって奇数フィールド画像信号及び偶数フィールド画像信号を形成し、この奇数及び偶数のフィールド画像信号により動画と静止画を形成する全画素読出し手段と、を含んでなる電子シャッタ機能を備えた電子内視鏡装置。
　【請求項２】上記主制御回路は、フリーズスイッチが操作されたとき、上記全画素用メモリにおいて同一露光時の奇数ライン及び偶数ラインの画像信号を記憶した時点で書込みを禁止するように制御し、同一露光時の画像データに基づいて静止画を表示することを特徴とする上記第１請求項記載の電子シャッタ機能を備えた電子内視鏡装置。
【発明の詳細な説明】
　【０００１】
　【発明の属する技術分野】
　本発明は電子シャッタ機能を備えた電子内視鏡装置、特に絞り駆動により出力光量を制御する光量調整機能と共に、電子シャッタ機能を備えた電子内視鏡の構成に関する。
　【０００２】
　【従来の技術】
　電子内視鏡装置では、絞りによる光量調整機能として、絞りを駆動するアイリス制御回路が設けられており、この種のアイリス制御回路は、撮像素子であるＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ　Ｃｏｕｐｌｅｄ　Ｄｅｖｉｃｅ）で得られた画像の例えば輝度信号に基づき、絞り値を可変調整して出力光量を制御し、画像の明るさが一定となるように制御するものである。
　【０００３】
　また、従来から上記ＣＣＤの画像信号としての蓄積電荷を制御する電子シャッタ機能も知られている。即ち、ＣＣＤにおいては、光電変換素子により画素単位で蓄積される電荷を順次読み出すことにより、画像信号（ビデオ信号）が形成されており、上記電子シャッタ機能は、上記画素対応の電荷の蓄積時間を可変制御して、撮像時間を変化させるものである。この電子シャッタ機能によれば、画像の明るさが調整できると同時に、短い時間のシャッタ速度により画質の向上が図れるという利点がある。
　【０００４】
　【発明が解決しようとする課題】
　ところで、上述した絞りによる光量調整機能と電子シャッタ機能は、画像の明るさを調整できるという点では同じであり、従来の電子内視鏡装置では、いずれかの機能が用いられることが多い。即ち、光量調整機能を用いる場合は、蓄積時間（シャッタ速度）がある値に固定され、電子シャッタ機能を用いる場合は、絞りがある値に固定されている。
　【０００５】
　しかし、光量調整機能には光源の出力光を可変できるという利点があり、電子シャッタ機能には、高速のシャッタ速度によりシャープな映像が得られると共に、ブレや動きがある場合でも、良好な画質が得られるという利点がある。特に、静止画を形成して特定部位を詳細に観察する電子内視鏡装置では、電子内視鏡自体のブレ或いは被観察体の動きがある場合でも、良好な静止画を得ることができれば、使い勝手を更に向上させることになる。
　【０００６】
　本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、光量調整機能と電子シャッタ機能の両機能の利点を享受することができ、また全画素読出し方式を採用することにより、電子シャッタ機能の効果を更に高めることができる電子シャッタ機能を備えた電子内視鏡装置を提供することにある。
　【０００７】
　【課題を解決するための手段】
　上記目的を達成するために、本発明に係る電子内視鏡装置は、撮像素子で得られた画
像
　第２請求項記載の発明は、上記主制御回路が、フリーズスイッチが操作されたとき、上記全画素用メモリにおいて同一露光時の奇数ライン及び偶数ラインの画像信号を記憶した時点で書込みを禁止するように制御し、同一露光時の画像データに基づいて静止画を表示することを特徴とする。
　【０００８】
　上記第１請求項記載の構成によれば、絞りが全開でないとき、即ち内視鏡が被観察体部位に近接し光量が十分であるとき、シャッタ速度が速くなり、この場合はシャープな画像が得られ、ブレや動きの影響も小さくなる。一般に、静止画は近距離で撮影されることが多く、このシャッタ速度の高速化によれば、高画質の静止画像で観察が可能となる。一方、絞りが全開であるときは、シャッタ速度は遅くなり、十分な光量を得ることができる。例えば、内視鏡が奥行のある方向を向くような状態において光源光が不足する事態を回避することができる。
　【０００９】
　また、全画素読出し手段により、例えば１番目の１／６０秒の期間（垂直同期期間）内での露光により蓄積された電荷につき、２番目の１／６０秒の期間で撮像素子の奇数ラインが読み出され（転送ラインから読み出す）、３番目（次の露光期間）の１／６０秒の期間で残りの偶数ラインが読み出される。そして、この偶数ラインを読み出すために、上記２番目の期間の光源光が光遮断手段により遮断される。即ち、上記奇数ラインの読出し中となる２番目の期間に、従来のように次の露光の電荷が蓄積されると、残りの偶数ラインの読み出しができない。そこで、２番目の期間内での光出力をなくして、３番目の期間で偶数ラインの蓄積電荷を読み出せるようにしており、これによって１回の露光で得られた撮像素子の全画素分の信号を読み出すことができる。
　【００１０】
　このようにして、１／６０秒の期間内の１回（同一）の露光で得られた全画素の信号に基づいて１フレームの画像が形成されることになり、高画質の画像（例えば静止画）を得ることができる。この結果、上記電子シャッタ機能による画質向上が更に顕著となる。即ち、電子シャッタ機能により電荷蓄積時間を短くしても、従来のように２回の露光の信号で画像を形成すると、２回の露光間で動き、ブレがあれば、それが画質に影響する。しかし、この場合は１回の露光で得られたビデオ信号に基づいて静止画を形成するので、この１回の露光の中で信号蓄積時間を短くした効果が直接的に現れることになる。
　【００１１】
　【発明の実施の形態】
　図１には、実施形態の一例としての電子シャッタ機能を備えた電子（同時式）内視鏡装置の回路構成が示されており、図示されるように、電子内視鏡装置はスコープとしての電子内視鏡１０、この電子内視鏡１０のコネクタ部回路（電子内視鏡内回路）１１、プロセッサ装置１２及び光源装置１３から構成される。上記電子内視鏡１０には、その先端部に複数色モザイクの色フィルタを備えたＣＣＤ１５が設けられると共に、光源装置１３の光を先端部まで導くためのライトガイド１６が配設される。また、電子内視鏡１０の操作部には、静止画表示のためのフリーズスイッチ１７が設けられる。
　【００１２】
　上記コネクタ部回路１１内には、上記ＣＣＤ１５を駆動するＣＣＤ駆動回路１８、全画素読出しパルス発生回路１９、シャッタパルス制御回路２０が設けられる。この全画素読出しパルス発生回路１９は、１回の露光でＣＣＤ１５に蓄積された全画素分の蓄積データを、奇数ラインと偶数ラインに分けて読み出すためのパルスを発生し、上記ＣＣＤ駆動回路１８は、上記読出しパルスに基づいてＣＣＤ１５から上記奇数ラインの信号と偶数ラインの信号を別々に順次読み出すための制御を行う。また、上記シャッタパルス制御回路２０は、電子シャッタ機能におけるシャッタ速度を決めるシャッタパルスを形成しており、このシャッタパルスのタイミングを変化させることにより、例えば１／６０秒から１／４００秒までのシャッタ速度を設定することができる。
　【００１３】
　また、上記ＣＣＤ１５の出力信号を入力するＡ／Ｄ変換器２１、上記奇数ラインの画像データを記憶する第１メモリ２２（全画素用メモリ）、偶数ラインの画像データを記憶する同様の第２メモリ２３、混合回路２４、メモリ制御を含む全体の制御をするマイコン（マイクロコンピュータ）２５が設けられる。即ち、ＣＣＤ１５から出力されたビデオ信号は、マイコン２５の制御に基づき、奇数ラインのビデオ信号と偶数ラインのビデオ信号に分けられた状態で、それぞれのメモリ２２，２３に一旦格納される。その後、上記の混合回路２４は、奇数ラインのデータと偶数ラインのデータを加算混合し、従来の色差線順次混合読出し方式と同等の信号を形成する。
　【００１４】
　即ち、従来の画素混合読出しは、ＣＣＤ１５の上下の２水平ラインの画素を混合しながら順次読み出す。例えば１回目の露光時に０ラインと１ラインの混合信号、２ラインと３ラインの混合信号、…というような奇数（Ｏｄｄ）フィールドのビデオ信号が読み出され、２回目の露光時に１ラインと２ラインの混合信号、３ラインと４ラインの混合信号、…というような偶数（Ｅｖｅｎ）フィールドのビデオ信号が読み出され、このような２ラインの混合信号がフィールド画像の１ラインの信号となる。これに対し、当該例は全画素の信号を一旦メモリ２２，２３に記憶した後に混合して読み出すことにより、従来と同様の混合信号を形成する。
　【００１５】
　図２には、上述したＣＣＤ１５から混合回路２４までの回路で形成される画像データの内容が示されている。図（Ａ）に示されるように、ＣＣＤ１５では、走査線数に対応して、０ラインからＮラインまで水平ラインが設けられ、この水平ラインの画素データを転送ライン（不図示）に転送して読み出すように構成される。そして、上記ＣＣＤ１５の奇数ライン（１，３，５…ライン）のデータが図（Ｂ）の第１メモリ２２に格納され、偶数ライン（２，４，６…ライン）のデータが図（Ｃ）の第２メモリ２３に格納される。
　【００１６】
　これら全画素用メモリ２２，２３のデータは、上記混合回路２４により、図（Ｂ）と図（Ｃ）のライン同士で画素混合が行われ、図（Ｄ）に示されるように、０ライン＋１ライン，２ライン＋３ライン，４ライン＋５ライン，…の加算演算データが奇数（Ｏｄｄ）フィールドデータとして出力される。また、図（Ｃ）の読出しラインを下側に１ラインずらした状態で（図示Ｃ１の位置から読み出す）、図（Ｂ）とライン同士で画素混合が行われ、図（Ｅ）に示されるように、１ライン＋２ライン，３ライン＋４ライン，５ライン＋６ライン，…の加算演算データが偶数（Ｅｖｅｎ）フィールドデータとして出力される。なお、ＣＣＤ１５のラインの奇数をＯＤＤ、偶数をＥＶＥＮ、インターレース走査の対象となるフィールドの奇数をＯｄｄ、偶数をＥｖｅｎとして区別する。
　【００１７】
　更に、図１において、上記混合回路２４の後段に第１ＤＶＰ（デジタルビデオプロセッサ）２６が設けられ、この第１ＤＶＰ２６では、画素混合読出し（色差線順次混合読出し方式）のカラー信号処理が施され、例えば色差信号や輝度信号が形成される。
　【００１８】
　上記電子内視鏡１０が接続されるプロセッサ装置１２内には、上記第１ＤＶＰ２６に接続した第２ＤＶＰ２８が設けられ、この第２ＤＶＰ２８では、像位置の制御、拡大処理、ミラーイメージ処理等が行われる。この第２ＤＶＰ２８の後段には、奇数フィールドデータを記憶する第３メモリ２９（フィールド画像用メモリ）、偶数フィールドデータを記憶する第４メモリ３０、切替え回路３１、メモリ制御回路３２及びＤ／Ａ変換器３３が設けられる。即ち、上記の第３メモリ２９には、図２（Ｄ）のデータが色差信号等に変換された奇数フィールドデータが記憶され、第４メモリ３０には、図２（Ｅ）のデータが色差信号等に変換された偶数フィールドデータが記憶される。
　【００１９】
　また、電子内視鏡１０に配設されたライトガイド１６を接続する光源装置１３には、光源３５が設けられ、この光源３５とライトガイド１６の入射端との間に、光チョッパ３６及び絞り３７が配置される。この光チョッパ３６は、例えば半円状板を回転させる構成とされ、この光チョッパ３６を１／３０秒で１回転させるために、駆動回路３８及びサーボ回路３９が接続されている。従って、この光チョッパ３６によれば、１／６０秒毎のサイクルのフィールドＯ／Ｅ信号において、１／６０秒間だけ光を出力し、次の１／６０秒間では光を遮断することができ、このような光チョッパ３６によって、上記偶数ラインのデータの読出しが可能となる。
　【００２０】
　一方、上記絞り３７には、駆動回路４０及びアイリス制御回路４１が接続されており、この駆動回路４０及びアイリス制御回路４１はマイコン２５からの制御信号に基づいて上記絞り３７を駆動する。即ち、上記第１ＤＶＰ２６で得られる輝度信号がマイコン２５へ供給されており、このマイコン２５の制御に基づきアイリス制御回路４１から上記輝度信号が所定値となるような制御信号を駆動回路４０へ供給することにより、光源３５の出力光量が調整される。
　【００２１】
　また、上記マイコン２５は、輝度信号に基づいて制御された絞り３７の状態に応じて電子シャッタ速度を変えるための制御を上述したシャッタパルス制御回路２０に対して行う。
　【００２２】
　図３には、上記マイコン２５での電子シャッタに関する制御動作が示されており、この制御動作は、１６．６ｍｓ（ミリ秒）等の所定時間毎に行われる。まず、ステップ１０１では、絞り３７が全開であるか否かを判定し、全開でない場合は、ステップ１０２へ移行して電子シャッタを高速化する。即ち、絞り３７が全開ではないときは、内視鏡先端部が被観察体に近接し、十分な光が照射されている状態であり、上記シャッタパルス制御回路２０から高いシャッタ速度となるシャッタパルスが出力される。これにより、例えば図４に示されるように、１／６０秒のシャッタ速度で撮像していたときは、１／２００秒へ向う高いシャッタ速度へ切り替えられる。
　【００２３】
　一方、上記ステップ１０１にて絞り３７が全開であると判定されたときは、ステップ１０３へ移行して電子シャッタを低速化する。例えば、図５に示されるように、１／４００秒のシャッタ速度で撮像していたときは、１／２００秒へ向う低いシャッタ速度となるシャッタパルスがシャッタパルス制御回路２０にて形成される。なお図４及び図５のシャッタ速度は、１／６０秒、１／２００秒、１／４００秒というような大まかな設定とすることができる。
　【００２４】
　当該例は以上の構成からなり、その作用を図６を参照しながら説明する。図６（Ａ）に示されるように、フィールドＯ（Ｏｄｄ）／Ｅ（Ｅｖｅｎ）信号として、従来装置と同様に、１／６０秒で１フィールドを形成するタイミング信号が用いられる。またこれに対応して、上記の光チョッパ３６を使用状態として、１／３０秒で１回転させることにより、図６（Ｂ）のＰｎ−１，Ｐｎ，Ｐｎ＋１に示されるように、１／６０秒の光遮断状態を挟みながら１／６０秒の期間で光が繰り返し出力される。この光は、ライトガイド１６を介して先端部から被観察体内へ照射される。
　【００２５】
　この光照射により、先端部のＣＣＤ１５では被観察体内の像が捉えられ、ＣＣＤ１５には、像に対応した電荷が蓄積されることになり、この電荷の蓄積は、図６（Ｃ）で示されるように、１／６０秒以内において設定された（後述）シャッタ速度（ｔ時間）で行われる。そして、この蓄積電荷の読出しは、全画素読出しパルス発生回路１９のパルスを入力したＣＣＤ駆動回路１８の制御パルスで行われ、１回の露光で得られたＣＣＤ１５の全画素の蓄積データが読み出される。
　【００２６】
　即ち、図６（Ｄ）に示されるように、図６（Ｂ）の光出力Ｐｎ−１の露光に基づき、ＣＣＤ１５からはｎ−１の奇数（ＯＤＤ）ラインデータと偶数（ＥＶＥＮ）ラインデータが順に読み出され、この奇数ラインデータは図６（Ｆ）の書込み（ライトイネーブル）信号によって第１メモリ２２へ格納され、偶数ラインデータは図６（Ｇ）の書込み信号によって第２メモリ２３へ格納される。また、光出力Ｐｎ，Ｐｎ＋１…の順にそれぞれの奇数及び偶数ラインのデータが読み出されて各メモリ２２，２３へ格納される。
　【００２７】
　次に、この全画素用メモリ２２，２３内のデータは、混合回路２４により画素混合され、図６（Ｈ）に示されるように、例えばｎ−２（番目）同士の奇数ラインデータと偶数ラインデータの組合せで混合処理した奇数（Ｏｄｄ）フィールド信号、ｎ−２の偶数ラインデータとｎ−１の奇数ラインデータの組合せで混合処理した偶数（Ｅｖｅｎ）フィールド信号、ｎ−１同士の奇数ラインデータと偶数ラインデータの組合せで混合処理した奇数（Ｏｄｄ）フィールド信号…というように、フィールド信号が順次形成される。そして、これらのフィールド信号はカラー画像処理が施されて、第３メモリ２９及び第４メモリ３０に一旦格納されており、これらメモリ２９，３０の出力が切替え回路３１で交互にモニタへ出力され、インターレース走査により画像表示される。
　【００２８】
　従って、当該例では、動画については、次の露光時に得られた画像データの一部が混入した状態で画像表示されることになるが、このデータ量は全体の１／２であり、１／６０秒間にブレ、動きがあったとしても、その影響は小さくなる。
　【００２９】
　そうして、上記のような画像形成においては、絞り３７の状態に応じたシャッタ速度の制御が行われる。図３で説明したように、絞り３７が全開であるか否かの判定を行い、内視鏡先端部が被観察体部位に近接して光が効率よく照射されていて全開でない場合は、シャッタ速度を高速化する。即ち、シャッタパルス制御回路２０により蓄積時間が短くなるシャッタパルスを形成する。例えば、図４の１／６０秒（＝ｔ）のシャッタ速度のとき、全開でない場合は、１／２００秒のシャッタ速度とされ、このシャッタ速度においても全開でない場合は、１／４００秒のシャッタ速度とされる。
　【００３０】
　実施形態例では、１／４００秒をシャッタ速度の最高値として設定しており、この最高のシャッタ速度はその他の任意の値にすることができる。この例では、最高のシャッタ速度をやや低めの値に設定しており、これにより、例えば近距離で静止画を形成する場合に、絞り３７が全開の手前の値で最高値である１／４００秒のシャッタ速度が得られるようになっている。
　【００３１】
　一方、先端部が被観察体部位から離れて絞り３７が全開となる場合は、シャッタ速度を低速化する。例えば、図５の１／４００秒（＝ｔ）のシャッタ速度のとき、１／２００秒のシャッタ速度とされ、このシャッタ速度においても全開となる場合は、１／６０秒のシャッタ速度とされる。例えば、奥行のある方向の撮影等では、１／６０秒でも絞り３７が全開となることが多いが、観察に必要な周辺部分を撮像する場合は、この１／６０秒のシャッタ速度で十分である。
　【００３２】
　このような絞りによる光量制御と電子シャッタ制御においては、近距離での撮影（静止画等）において、速いシャッタ速度を用いることができ、シャープで高画質の画像を得ることが可能となる。また、距離が遠くなる場合においては、十分な光量を得ることができる。しかも、当該例のように、全画素読み出し方式を採用した電子内視鏡においては、１回の露光で画像を形成することができるので、１／６０秒の時間の中でシャッタ速度（蓄積時間）を短くする効果が直接的に現れ、近距離撮影ではＣＣＤ１５の短時間の蓄積により画質の向上を図ることができるという利点がある。
　【００３３】
　一方、静止画については、同一露光時のデータのみを用いて画像表示しており、図１のマイコン２５の制御により、静止画動作時には上記第１メモリ２２及び第２メモリ２３への書込み（ライトイネーブル）を禁止する制御を行う。例えば、図６（Ｄ）に示されるＱの時点で、フリーズスイッチ１７がオンされたとすると、フィールドＯ／Ｅ信号の立下がり時（Ａ１）に静止画動作に移行したことが判定され、次の立下がり時（Ａ２）から各メモリ２２，２３の書込みが禁止される［図６（Ｆ），（Ｇ）］。従って、第１メモリ２２には光出力Ｐｎで得られたｎの奇数ラインデータが書き込まれ、他方の第２メモリ２３にもｎの偶数ラインデータが書き込まれた状態で、次のデータの書込みは行われない。
　【００３４】
　この結果、図６（Ｈ）に示されるように、ｎ同士の奇数及び偶数ラインデータからなる奇数（Ｏｄｄ）フィールド信号、偶数（Ｅｖｅｎ）フィールド信号が順に読み出され、これらのフィールド信号は各種の信号処理が施された後に第３メモリ２９、第４メモリ３０へ記憶された後、インターレース走査により静止画として表示される。
　【００３５】
　このようにして、異なった時間のフィールド画像の組合せが禁止され、同一露光時の全画素のデータに基づいて静止画が表示されることになり、高画質の被観察体内像を観察することが可能となる。そして、このような静止画では、上述したように、電子シャッタ機能を用いることによって更に画質の向上を図ることができる。
　【００３６】
　【発明の効果】
　以上説明したように、第１請求項記載の発明によれば、絞りが全開でないと判定したときシャッタ速度を高くするように制御し、絞りが全開であると判定したときシャッタ速度を低くするように制御するようにしたので、ブレ、動きがあっても、高画質が得られる電子シャッタ機能と出力光自体の強度を可変できるという光量調整機能の両機能の利点を享受することが可能となる。
　【００３７】
　また、光チョッパ及び全画素用メモリを有する全画素読出し手段を用い、撮像素子で同一の露光により得られた全画素データに基づいて、奇数ラインの画像信号と偶数ラインの画像信号の画素混合を行いながら動画及び静止画を形成する新しい方式に適用したので、同一の露光の中で電子シャッタ機能を生かすことができ、高画質が得られる電子シャッタ機能の効果を更に高め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】
　本発明の実施形態例に係る同時式電子内視鏡装置の回路構成を示すブロック図である。
　【図２】
　図１のＣＣＤから混合回路までの間で読み出される画像データを示す図である。
　【図３】
　図１のマイコンにおける電子シャッタ機能の制御動作を示すフローチャートである。
　【図４】
　絞りが全開でない状態が継続したときのシャッタ速度の設定の様子を示すグラフ図である。
　【図５】
　絞りが全開となる状態が継続したときのシャッタ速度の設定の様子を示すグラフ図である。
　【図６】
　実施形態例の主要な動作を示す説明図である。
　【符号の説明】
　１，１５…ＣＣＤ（撮像素子）、
　１０…電子内視鏡、
　１１…コネクタ部回路、
　１２…プロセッサ装置、
　１３…光源装置、
　１７…フリーズスイッチ、
　１８…ＣＣＤ駆動回路、
　１９…全画素読出しパルス発生回路、
　２０…シャッタパルス制御回路、
　２２，２３…全画素用メモリ、
　２４…混合回路、
　２５…マイコン、
　３６…光チョッパ。