(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
感度制御信号に応じた増幅率で撮像信号を増幅する増幅部を内蔵する撮像素子を有する電子内視鏡に接続可能な内視鏡用信号処理装置であって、
前記撮像信号の転送路上のノイズ成分のノイズ量を算出するノイズ量算出部と、
入力される増幅率制御信号に応じて前記感度制御信号を前記撮像素子に供給するための撮像素子駆動部と、
前記撮像素子で撮像して得られた画像の明るさを検出する明るさ検出部と、
前記明るさが明るさの目標値になるように、前記明るさと前記ノイズ量算出部によって算出された前記ノイズ量とに基づいて前記増幅率制御信号を生成して前記撮像素子駆動部に供給する制御信号出力部と、
を有することを特徴とする内視鏡用信号処理装置。
【請求項２】
前記制御信号出力部は、前記ノイズ量が所定の閾値を超えないように、前記増幅率制御信号を出力することを特徴とする請求項１記載の内視鏡用信号処理装置。
【請求項３】
前記制御信号出力部は、前記撮像信号の転送路上のノイズ成分のノイズ量と、前記所定の閾値とを比較するノイズ量比較部を有し、該ノイズ量比較部による、前記ノイズ量と前記所定の閾値との比較の結果、前記ノイズ量が前記所定の閾値を超えるときは、前記増幅率制御信号の出力値を下げることを特徴とする請求項２記載の内視鏡用信号処理装置。
【請求項４】
前記制御信号出力部は、アップダウンカウンタを含み、
前記制御信号出力部は、前記明るさが前記目標値になるように、前記アップダウンカウンタのカウンタ値を増減させて、その増減させた前記カウンタ値を前記増幅率制御信号として前記撮像素子駆動部に供給することを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の内視鏡用信号処理装置。
【請求項５】
前記電子内視鏡の観察モードが特殊光観察モードのときに、前記制御信号出力部は、前記明るさと前記ノイズ量に基づく前記増幅率制御信号を出力することを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の内視鏡用信号処理装置。
【請求項６】
感度制御信号に応じた増幅率で撮像信号を増幅する増幅部を内蔵する撮像素子と、入力される増幅率制御信号に応じて前記感度制御信号を前記撮像素子に供給するための撮像素子駆動部とを有する電子内視鏡装置の作動方法であって、
前記撮像信号の転送路上のノイズ成分のノイズ量を算出するノイズ量算出ステップと、
前記撮像素子で撮像して得られた画像の明るさを検出する明るさ検出ステップと、
検出された前記明るさが明るさの目標値になるように、前記明るさと算出された前記ノイズ量とに基づいて前記増幅率制御信号を生成して前記撮像素子駆動部に供給する増幅率制御信号出力ステップと、
を有することを特徴とする電子内視鏡装置の作動方法。
【請求項７】
前記増幅率制御信号出力ステップは、前記ノイズ量が所定の閾値を超えないように、前記増幅率制御信号を出力することを特徴とする請求項６記載の電子内視鏡装置の作動方法。
【請求項８】
さらに、前記撮像信号の転送路上のノイズ成分のノイズ量と、前記所定の閾値とを比較する比較ステップを有し、
前記増幅率制御信号出力ステップは、前記ノイズ量と前記所定の閾値との比較の結果、前記ノイズ量が前記所定の閾値を超えるときは、前記増幅率制御信号の出力値を下げることを特徴とする請求項７記載の電子内視鏡装置の作動方法。
【請求項９】
前記増幅率制御信号出力ステップは、前記明るさが前記目標値になるように、アップダウンカウンタのカウンタ値を増減させて、その増減させた前記カウンタ値を前記増幅率制御信号とすることを特徴とする請求項６から８のいずれか１つに記載の電子内視鏡装置の作動方法。
【請求項１０】
前記電子内視鏡の観察モードが特殊光観察モードのときに、前記増幅率制御信号出力ステップは、前記明るさと前記ノイズ量に基づく前記増幅率制御信号を出力することを特徴とする請求項６から請求項９のいずれか１つに記載の電子内視鏡装置の作動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内視鏡用信号処理装置及び電子内視鏡装置の作動方法に関し、増幅手段を内蔵する撮像素子を有する電子内視鏡に接続可能な内視鏡用信号処理装置及び電子内視鏡装置の作動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、内視鏡の挿入部の先端部に固体撮像素子を内蔵した電子内視鏡が普及している。また、例えば特開２００１−２９３１３号公報に開示されているように、固体撮像素子の内部に増幅機能を備えた固体撮像素子を内蔵した電子内視鏡が提案されている。  
この提案に係る電子内視鏡においては、固体撮像素子の内部に増幅機能を備えた電子内視鏡に、信号処理装置から増幅率（あるいは感度）を可変に制御するための増幅率制御信号を供給することにより、固体撮像素子から出力される出力信号の信号レベルを可変に制御することができる。そのため、その提案に係る電子内視鏡には、例えば蛍光観察のように微弱な光の場合にも、ＳＮ比の良い画像を得られるメリットがある。  
このような固体撮像素子は、増幅率制御信号の信号特性に変動が生じると増幅率が変動してしまうという問題もある。そこで、増幅率制御信号の信号特性に変動が生じても、固体撮像素子が所望の感度で撮像できるようにする撮像装置が、例えば特開２００２−３３０３５２号公報に提案されている。
【０００３】
その提案に係る撮像装置は、増幅率制御信号と、その増幅率制御信号の変動に対する補正量との関係を予めルックアップテーブルに規定しておき、そのテーブルのデータを用いて出力信号を補正するものである。また、その撮像装置は、温度検出手段により固体撮像素子の温度に基づいてダークノイズレベルを推定して、出力信号からそのダークノイズレベルを減算して出力信号を補正するものである。
【特許文献１】特開２００１−２９３１３号公報
【特許文献２】特開２００２−３３０３５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、その撮像装置を利用することによって増幅率制御信号の変動に応じて補正した出力信号は得られるが、上述した固体撮像素子は、素子自体の個体差、環境温度だけでなく、経時変化等の要因により、その増幅率がばらつき、かつそのばらつきの幅が大きい場合があるという問題もある。また、そのばらつきの要因には、内視鏡挿入部内の信号ケーブル長、増幅率制御振幅調整公差等もある。
【０００５】
そのため、そのような固体撮像素子を用いた電子内視鏡では、固体撮像素子の実際の増幅率に基づいた画像処理ができないため、ＳＮ比の良い画像が得られないという問題があった。
【０００６】
そこで、本発明は、このような内部に増幅機能を備えた固体撮像素子を用いても、ＳＮ比の良い画像が得られる内視鏡用信号処理装置及び電子内視鏡装置の作動方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の内視鏡用信号処理装置は、感度制御信号に応じた増幅率で撮像信号を増幅する増幅部を内蔵する撮像素子を有する電子内視鏡に接続可能な内視鏡用信号処理装置であって、前記撮像信号の転送路上のノイズ成分のノイズ量を算出するノイズ量算出部と、入力される増幅率制御信号に応じて前記感度制御信号を前記撮像素子に供給するための撮像素子駆動部と、前記撮像素子で撮像して得られた画像の明るさを検出する明るさ検出部と、前記明るさが明るさの目標値になるように、前記明るさと前記ノイズ量算出部によって算出された前記ノイズ量とに基づいて前記増幅率制御信号を生成して前記撮像素子駆動部に供給する制御信号出力部とを有する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ＳＮ比の良い画像が得られる内視鏡用信号処理装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態を次の順番で図面を用いて説明する。  
１．全体構成  
２．内視鏡  
３．ＣＣＤ  
４．信号処理装置  
５．光源装置  
６．作用  
６．１  通常光モード  
６．２  特殊光モード  
１．全体構成  
図１は本発明の実施の形態に係る内視鏡装置の概略構成を示すブロック図である。  
図１に示すように、本実施の形態の内視鏡装置１は、電子内視鏡（以下、単に内視鏡という）２と、プロセッサ３と、モニタ６とを含んで構成される。
【００１０】
内視鏡２は、固体撮像素子である電荷結合素子（以下、ＣＣＤという）１９を内視鏡先端部１５に内蔵している。プロセッサ３には、内視鏡２が着脱自在に接続される。また、プロセッサ３は、内視鏡用信号処理装置（以下、単に信号処理装置という）４及び光源装置５を備えている。尚、光源装置５はプロセッサ３と別体に設けてもよい。モニタ６は、プロセッサ３の映像出力端に接続され、このプロセッサ３において画像処理されて生成された映像信号を表示する。
【００１１】
内視鏡装置１は、通常光観察モードと特殊光観察モードのモードを有しており、ユーザの設定によりいずれかのモードで機能する。なお、本実施の形態では、特殊光観察モードの例として、基本的には、蛍光観察モードの場合について説明する。
【００１２】
２．内視鏡  
まず、内視鏡２について詳細に説明する。内視鏡２は患者体腔内に挿入される細長の挿入部１１を有している。  
ここで挿入部１１は、消化管用、気管支用、頭頸部用（咽頭部用）や膀胱用の場合には可撓性部材により構成され、腹腔、胸腔や子宮用の場合には硬性部材により構成される。
【００１３】
挿入部１１の内部にはライトガイド１２とＣＣＤ駆動信号線１３とＣＣＤ出力信号線１４とが挿通されている。ＣＣＤ駆動信号線１３は、後述する増幅率制御信号を伝送する信号線を含む。  
挿入部１１の先端部１５には、ライトガイド１２の先端部、照明レンズ１６、対物レンズ１７、励起光カットフィルタ１８及びＣＣＤ１９が設けられている。
【００１４】
ライトガイド１２は、プロセッサ３に設けられた光源装置５からの照明光を挿入部１１の先端部１５まで導く。  
照明レンズ１６は、挿入部１１の先端部１５に搭載され、ライトガイド１２の先端面に対向するように配設されている。
【００１５】
ライトガイド１２により光源装置５から導かれてきた照明光は、ライトガイド１２の先端部の端面から、照明レンズ１６を介して被写体に照射される。  
この先端部１５には、照明窓に隣接して観察窓が設けられており、この観察窓には被写体からの光を結像する対物レンズ１７が取り付けてあり、その結像位置にはＣＣＤ１９が配置されている。対物レンズ１７は被写体からの光を結像するものである。なお、対物レンズ１７とＣＣＤ１９との間の光路中には、蛍光観察の場合に用いられる励起光をカットする励起光カットフィルタ１８が配置されている。
【００１６】
励起光カットフィルタ１８は、ＣＣＤ１９の前面に搭載され、特定の波長帯域のみを透過させる。本実施の形態において、この励起光カットフィルタ１８は、生体組織から生じる自家蛍光（概ね５００ｎｍ以上の波長）は透過させ、励起光（概ね４７０ｎｍ以下は透過しない分光特性を有する。
【００１７】
被写体からの反射光及び自家蛍光は、対物レンズ１７及び励起光カットフィルタ１８を介してＣＣＤ１９の受光面に結像される。  
ＣＣＤ１９は、挿入部１１の先端部１５に設けられ、対物レンズ１７の結像位置に配設されたイメージセンサである。ＣＣＤ１９は、図１では直視用に適合するように配設されているが、斜視用や側視用に適合するように配設することも可能である。
【００１８】
また、ＣＣＤ１９は、複数の駆動信号線１３を介してプロセッサ３内の信号処理装置４のＣＣＤ駆動回路３１に接続されている。ＣＣＤ１９は、ＣＣＤ駆動回路３１で生成された各種駆動信号により電子シャッタ制御、信号電荷の蓄積動作制御、感度制御、及び蓄積された信号電荷の読み出し動作制御を行う。
【００１９】
対物レンズ１７及び励起光カットフィルタ１８によりＣＣＤ１９の受光面に結像された被写体像は、各画素で光電変換後に転送されて、ＣＣＤ１９の出力アンプから出力される。このＣＣＤ１９からの出力信号は複数のＣＣＤ出力信号線１４を介しプロセッサ３内の信号処理手段４のアナログ処理回路３３に供給される。
【００２０】
３．ＣＣＤ  
次に、撮像素子としてのＣＣＤ１９について詳細に説明する。  
本実施の形態においてＣＣＤ１９としては、例えば、Ｕ．Ｓ．ＰＡＴ．Ｎｏ．５，３３７，３４０号”Charge  Multiplying  Detector（ＣＭＤ）suitable  for  small  pixel  ＣＣＤ  image  sensors”に記載されている衝突電離現象を用いた感度可変な固体撮像素子を用いている。
【００２１】
ＣＣＤ１９には、ＣＣＤ内の水平転送路と出力アンプの間、あるいは、画素毎に電荷増幅部が設けられ、この電荷増幅部にプロセッサから高電界のパルス信号（後述する感度制御パルス信号）を供給すなわち印加することにより、信号電荷が強電界からエネルギーを得て価電子帯の電子に衝突し、衝突電離により新たに信号電荷（２次電子）が生成される。すなわち、ＣＣＤ１９は、高電界のパルス信号に応じた増幅率で撮像信号を増幅する増幅部を内蔵している。
【００２２】
例えば、アバランシェ効果を利用した場合は、１パルスの印加で２次電子生成が連鎖反応的に生じるが、衝突電離を利用した場合はアバランシェ効果に対して比較的低電圧の１パルス印加で１組の電子−正孔ペアが生成されるのみである。
【００２３】
このＣＣＤ１９において、電荷増幅部が出力アンプ前段に設けられている場合、印加するパルスの電圧値（振幅）またはパルス数を制御することにより信号電荷数を、任意の増幅率で増幅することが可能である。  
一方、電荷増幅部が、画素毎に設けられている場合、印加するパルスの電圧値（振幅）またはパルス数を制御することにより信号電荷数を任意の増幅率で増幅することが可能である。
【００２４】
そして本実施の形態の場合、ＣＣＤ１９として、図２に示すように、増幅手段としての電荷増幅部６４を水平転送路６２と出力アンプ部６５の間に搭載したＦＦＴ（Full  Frame  Transfer）型のモノクロＣＣＤを用いている。図２はＣＣＤ１９の模式的ブロック図である。
【００２５】
ＣＣＤ１９は、受光部のイメージエリア６０、ＯＢ部（Optical  Black）６１、水平転送路６２、ダミー部６３、電荷増幅部６４及び出力アンプ部６５を有する。また、電荷増幅部６４は水平転送路６２のセル数とほぼ同じあるいは約２倍のセル数から構成されている。ＯＢエリア６１は、イメージエリア６０と同じフォトダイオードにより構成され、その感光面をメタルにより遮光して、温度や増幅率によって黒レベルが変化することを補正するために使用できるようにしている。  
また、ダミー部６３は、イメージエリア６０及びＯＢエリア６１の画素からの信号を転送する際に用いられる撮像信号の転送路である。このダミー部６３は、水平転送路６２と同様の素子で構成される。後述するように、ダミー部６３のノイズ信号の量に基づいて、感度制御回路３２が、増幅率制御信号ＡＣを、ＣＣＤ駆動回路３１に出力する。ＣＣＤ駆動回路３１は、受信した増幅率制御信号ＡＣに応じた感度制御パルス信号φＣＭＤを生成し、ＣＣＤ１９へ出力する。ＣＣＤ駆動回路３１と感度制御回路３２が、ＣＣＤ１９の制御信号出力部を構成する。
【００２６】
また、ＣＣＤ１９は、電荷蓄積部を設けたＦＴ（Frame  Transfer）型にしても良い。
【００２７】
イメージエリア６０の各画素で生成された信号電荷は、垂直転送パルスφＰ１により１水平ライン毎に水平転送路６２に転送され、水平転送パルスφＳ１、φＳ２によって水平転送路６２からダミー部６３及び電荷増幅部６４に転送される。そして、複数のセルから成る電荷増幅部６４の各セルに感度制御パルス信号φＣＭＤが印加されることにより、電荷は各セルを転送されながら１段ずつ順次増幅が行われ、順次出力アンプ部６５に転送される。出力アンプ部６５は電荷増幅部６４からの電荷を電圧に変換して出力する。
【００２８】
尚、感度制御パルス信号φＣＭＤと水平転送パルスφＳ１、φＳ２の位相は図３に示すように水平転送パルスφＳ１が立ち上がる前に感度制御パルス信号φＣＭＤが立ち上がり、水平転送パルスφＳ１が立ち下がる前に感度制御パルス信号φＣＭＤが立ち下がっている。図３はＣＣＤに印加される信号におけるφＣＭＤ、φＳ１、φＳ２のタイミングチャートである。
【００２９】
電荷増幅部６４で得られる感度増幅率は、ＣＣＤ駆動回路３１から電荷増幅部６４への感度制御パルス信号φＣＭＤの電圧値（振幅）の大きさを変化させることにより可変となっている。電荷増幅部６４では各セルにて１段ずつ増幅が行われる。電荷増幅部６４で得られる感度増幅率は、図４に示すように印加電圧に対して、ある閾値Ｖｔｈを上回ると電荷増幅が始まり感度が指数関数的に増幅する特性となる。図４はＣＣＤ感度に関する電荷増幅部印加電圧と感度増幅率の関係を示す説明図である。
【００３０】
尚、感度制御信号である感度制御パルス信号φＣＭＤが０（Ｖ）〜閾値Ｖｔｈとなる場合には、信号の電荷増幅はされずに信号電荷は電荷増幅部６４で転送されるだけである。また、電荷増幅が始まる閾値や印加電圧に対する感度増幅率の急峻度は、ＣＣＤパラメータに依存し、設計的に可変である。しかし、印加電圧に対する感度増幅率は、素子自体の個体差、環境温度、経時変化等の要因によりばらつく。ノイズレベルが高く、かつ感度増幅率が高すぎると、ＳＮ比の良い画像が得られないことになる。すなわち、ノイズ量と画像のＳＮ比とは相関関係がある。  
そこで、本実施の形態では、ＳＮ比が悪くならないように、ノイズ量に基づいて感度制御パルス信号φＣＭＤを生成して、ＣＣＤ１９に出力することによって、ＣＣＤ１９の感度増幅率を制御するようにしている。
【００３１】
また、ＣＣＤ１９には、電子シャッタ機能が設けられている。電子シャッタの動作原理は、一般のＣＣＤと同じように、例えばオーバーフロードレイン（Over  Flow  Drain）に印加するパルス信号の電圧値（振幅）によるオーバーフロー特性の変化を利用した基板排出型である。  
オーバーフロードレインに印加する電子シャッタ用のパルス信号φＯＦＤがＣＣＤ１９に入力（Ｈレベル）されている期間は、ＣＣＤ１９の画素内の信号電荷（含ノイズ電荷）は基板に排出されて、ＣＣＤ１９の画素に信号電荷は蓄積されない。  
電子シャッタパルス信号φＯＦＤがＣＣＤ１９に入力されていない期間は、ＣＣＤ１９の画素に信号電荷が蓄積される。  
また、電子シャッタパルス信号φＯＦＤのパルス信号の出力タイミング、パルス幅及びパルス数は、任意の値に設定可能なため、ＣＣＤ１９の信号電荷の蓄積時間は任意の時間に制御可能である。
【００３２】
４．信号処理装置  
本実施の形態において信号処理装置４は、ＣＰＵ３０と、ＣＣＤ駆動回路３１と、感度制御回路３２と、アナログ処理回路３３と、アナログ／デジタル変換器（以下、Ａ／Ｄ変換器と呼ぶ）３４と、デジタル処理回路３５と、測光回路３６と、ノイズ量算出回路３７と、タイミングジェネレータ（ＴＧ）３８と、セレクタ４０と、同時化メモリ４１，４２，４３と、マトリクス回路４４と、デジタル／アナログ変換器（以下、Ｄ／Ａ変換器と呼ぶ）４５，４６，４７と、７５Ωドライバ４８とを有する。さらに、キーボード３９がＣＰＵ３０に接続可能となっている。ＣＰＵ３０には、記憶装置３０ａが接続されている。そして、信号処理装置４には、電子内視鏡２が接続可能となっている。
【００３３】
ＣＰＵ３０は、デジタル処理回路３５とＣＣＤ駆動回路３１を制御する。また、後述するように、ＣＰＵ３０は、ノイズ量算出回路３７からのノイズ量に応じて、白キズの補正係数等を変更する処理を行う。
【００３４】
また、ＣＰＵ３０は、通常光モードと特殊光モード（ここでは蛍光観察モード）のそれぞれのモードに応じた制御信号、例えば蓄積時間データ等をＣＣＤ駆動回路３１に出力する。通常光モードと特殊光モードのそれぞれのモードに応じた各種制御信号のパラメータデータは、記憶装置３０ａに予め記憶されている。
【００３５】
撮像素子駆動部としてのＣＣＤ駆動回路３１は、ＣＣＤ１９を駆動するための回路である。タイミングジェネレータ（ＴＧ）３８からの各種タイミング信号に基づいて、ＣＣＤ１９へ垂直転送パルス信号、水平転送パルス信号、感度制御パルス信号φＣＭＤを供給することによって、ＣＣＤ駆動回路３１は、ＣＣＤ１９に感度制御パルス信号φＣＭＤに応じた感度増幅率の画像信号を出力させることができる。感度制御パルス信号φＣＭＤは、感度制御回路３２からの増幅率制御信号ＡＣに応じた信号である。ＣＣＤ駆動回路３１の駆動方法については後述する。
【００３６】
感度制御部としての感度制御回路３２には、測光回路３６から１画面（すわなち１フレーム）の明るさ信号（輝度信号）と、明るさ制御スイッチ５９からの明るさ目標値信号と、ノイズ量算出回路３７からのノイズ量信号と、モード切替スイッチ５８からのモード信号が入力される。
【００３７】
感度制御回路３２は、ＣＣＤ駆動回路３１に増幅率制御信号ＡＣを供給する。感度制御回路３２は、後述するように、蛍光観察時に、得られた画像のノイズ量が所定の閾値、例えば３０ｄＢを超えない範囲で、１画面の明るさ（以下、輝度ともいう）が明るさ目標値になるような増幅率制御信号ＡＣを生成して、ＣＣＤ駆動回路３１に出力する。そして、感度制御回路３２は、後述するように、ノイズ量に応じた増幅率制御信号ＡＣを生成してＣＣＤ駆動回路３１に供給する。ＣＣＤ駆動回路３１は、受信した増幅率制御信号ＡＣに応じて感度制御パルス信号φＣＭＤを生成してＣＣＤ１９に供給する。その結果、ＣＣＤ駆動回路３１から出力される感度制御パルス信号φＣＭＤの電圧値は、デジタルの増幅率制御信号ＡＣの値に応じて変化するが、結果として得られる画像のノイズ量が所定の閾値を超えないような電圧値となる。なお、本実施の形態では、増幅率制御信号ＡＣの値が大きければ感度制御パルス信号φＣＭＤの電圧値も大きくなり、増幅率制御信号ＡＣの値が小さければ感度制御パルス信号φＣＭＤの電圧値も小さくなる。
【００３８】
アナログ処理回路３３には、ＣＣＤ１９から出力信号である撮像信号を増幅するためのプリアンプ及びＣＣＤノイズを低減する為に相関２重サンプリングを行うＣＤＳ回路が設けられている。アナログ処理回路３３は、さらに、ローパスフィルタとアナログクランプ回路を有し、ＣＤＳ回路で処理された信号は、ローパスフィルタとアナログクランプ回路を介して、Ａ／Ｄ変換器３４に出力され、デジタル信号に変換される。Ａ／Ｄ変換器３４の出力はデジタル処理回路３５、測光回路３６及びノイズ量算出回路３７に出力される。
【００３９】
デジタル処理回路３５は、Ａ／Ｄ変換器３４から入力された映像信号に対して、デジタルクランプ処理、ホワイトバランス処理、色変換処理、電子ズーム処理、ガンマ変換処理及び画像強調処理等の信号処理を施した後、３波長の同時化処理を施して、セレクタ４０に出力する。
【００４０】
図５は、デジタル処理回路３５の構成を示すブロック図である。デジタル処理回路３５は、ホワイトバランス補正回路７１と、色調補正回路７２と、ガンマ補正回路７３と、白キズ補正回路７４，拡大回路７５と、輪郭強調回路７６を有する。Ａ／Ｄ変換器３４からのデジタル信号は、ホワイトバランス補正回路７１においてホワイトバランス補正される。ホワイトバランス補正されたデジタル信号は、色調補正回路７２において色調補正される。色調補正されたデジタル信号は、ガンマ補正回路７３においてガンマ補正され、白キズ補正回路７４において白キズ補正され、拡大回路７５において電子ズーム処理がされ、さらに輪郭強調回路７６において画像の強調処理がされて、セレクタ４０へ出力される。
【００４１】
デジタル処理回路３５において、ホワイトバランス処理は、モード切替スイッチ５８からのモード切替信号に応じて通常光と蛍光の観察モードで異なる値が設定可能になっている。各観察モードに対応する設定値は、図示しない記憶装置に格納されている設定値がＣＰＵ３０を経由してデジタル処理回路３５に入力される。なお、複数の特殊光のモードを有している場合は、各特殊光モードに応じた設定値が設定可能となっている。
【００４２】
図１に戻り、測光回路３６は、Ａ／Ｄ変換器３４からのデジタル信号に基づいて、撮像された画像の輝度の測定を行う。明るさ検出部としての測光回路３６は、測光結果の信号として、画像の明るさを示す輝度信号を感度制御回路３２に出力する。さらに、測光回路３６の測光結果の信号は、絞り制御回路５２へ出力される。なお、測光回路３６の測光方式は、中央重点測光、平均測光、ピーク測光などの測光方式を選択、変更することができるようにしてもよい。その場合、ノイズ量の検出範囲を測光方式に応じて変更するようにしてもよい。測光回路３６の構成については後述する。
【００４３】
ノイズ量算出部としてのノイズ算出回路３７は、映像信号に含まれるノイズ量を算出する回路である。算出されたノイズ量の信号は感度制御回路３２へ供給される。ノイズ量算出回路３７の構成については後述する。
【００４４】
セレクタ４０は、デジタル処理回路３５から出力される、通常光モードまたは特殊光モードの時系列の画像を分離して、３軸の同時化メモリ４１，４２，４３に出力する。
【００４５】
同時化メモリ４１，４２，４３は、通常光モードまたは蛍光モードの画像を記憶し、相互に同時に読み出すことで面順次画像を同時化して、マトリクス回路４４に出力する。
【００４６】
マトリクス回路４４は、モード切替スイッチ５８からのモード切替信号に応じ、通常光モードと蛍光モードでは異なる色変換処理を行う。
【００４７】
特殊光モードが複数ある場合、マトリクス回路４４は、選択された特殊光モード毎に同時化メモリ４１，４２，４３からの各画像に対して所定のマトリクス係数を乗算して合成画像を構築する。マトリクス回路４４は、構築した画像をＤ／Ａ変換器４５，４６，４７に出力する。
【００４８】
通常光モードの場合、マトリクス回路４４は、同時化メモリ４１，４２，４３からの各画像に対して色変換処理を施さず、Ｄ／Ａ変換器４５，４６，４７に出力する。
【００４９】
Ｄ／Ａ変換器４５，４６，４７はマトリクス回路４４からの各画像をアナログの映像信号に変換して出力する。
【００５０】
７５Ωドライバ４８は、Ｄ／Ａ変換器４５，４６，４７から入力される通常光モード及び蛍光モード時におけるアナログの映像信号をモニタ６及び図示しない記録装置等の周辺機器に出力する。
【００５１】
図６は、図１の測光回路３６の構成を示すブロック図である。測光回路３６は、図６に示すようにサブサンプリング回路７７と、積分回路７８と、輝度信号算出回路７９とを有している。  
サブサンプリング回路７７は、Ａ／Ｄ変換器３４から入力された各観察モードの各波長に対応する映像信号を間引いて、積分回路７８に出力する。本実施の形態では、サブサンプリング回路７７でサブサンプリングすることで、後段の積分回路７８の回路規模を縮小可能にしている。
【００５２】
積分回路７８は、サブサンプリング回路７７から入力される通常光モードまたは蛍光モードの画像を、フィールド毎に積分し、各フィールド毎の積分値を算出する。積分回路７８は、積分結果を輝度信号算出回路７９に出力する。
【００５３】
輝度信号算出回路７９は、積分回路７８で算出された各波長のフィールド毎の積分値に基づき、輝度信号を算出する。  
輝度信号算出回路７９による輝度信号の算出は、モード切替スイッチ５８のモード切替信号に基づき、観察モード毎に異なるようになっている。
【００５４】
通常光モードでは、輝度信号算出回路７９は、Ｒ、Ｇ、Ｂの各フィールドの積分値をそれぞれ０．３倍、０．５９倍、０．１１倍した後に加算することで、輝度信号を算出する。
【００５５】
蛍光モードでは、輝度信号算出回路７９は、各フィールドの積分値に所定の係数、例えば、ホワイトバランス、マトリクス、色調の係数、を乗算した後に加算し、輝度信号を算出する。  
輝度信号算出回路７９により観察モード毎に算出された輝度信号は、感度制御回路３２に出力される。
【００５６】
図７は、ノイズ量算出回路３７の構成を示すブロック図である。ノイズ量算出回路３７は、ダミー部サンプリング回路８１と、最大値検出回路８２と、最小値検出回路８３と、減算回路８４と、フィールド加算回路８５を含んで構成される。ダミー部サンプリング回路８１は、Ａ／Ｄ変換器３４からのデジタル信号を入力信号として、１ライン毎にダミー部の画素データをサンプリングし、最大値検出回路８２と最小値検出回路８３にサンプリングした画素データを出力する。
【００５７】
なお、ダミー部サンプリング回路８１は、ダミー部の全ての画素をサンプリングするのではなく、ダミー部の所定の一部の数画素（例えば、４画素等の一部の数画素）だけをサンプリングするようにしてもよい。ダミー部６３は信号の転送路であるため、信号の転送路に撮像信号がないときの信号、すなわち信号の転送路上のノイズ信号のみが、感度制御パルス信号φＣＭＤに応じて電荷増幅部６４において増幅される。
【００５８】
最大値検出回路８２は、入力された複数画素データの中から最大値のデータを検出して出力する。なお、最大値検出回路８２は、ノイズ算出結果の安定のために、最も大きい値と２番目に大きい値の平均値を最大値とする回路でもよい。最小値検出回路８３は、入力された複数画素データの中から最小値のデータを検出して出力する。なお、最小値検出回路８２は、ノイズ算出結果の安定のために、最も小さい値と２番目に小さい値の平均値を最小値とする回路でもよい。
【００５９】
減算回路８４は、最大値検出回路８２からの最大値データと、最小値検出回路８３からの最小値データとの差を演算して、差の絶対値のデータをフィールド加算回路８５に出力する。  
フィールド加算回路８５は、１ライン毎に差の絶対値データを入力して、有効ライン数分のデータを加算して和をとり、有効ライン数で除算することにより、平均値を算出して、感度制御回路３２へ出力する。
【００６０】
また、このときに算出された平均値は、ノイズ成分の量、すなわちノイズ量を意味する。上述したように、そのノイズ成分の量は、ＣＣＤ１９により得られる画像のＳＮ比と相関関係がある。
【００６１】
従って、ノイズ量とＳＮ比の相関関係があることを利用して、後述するように、ＳＮ比が悪くならないように、ノイズ量に基づいて、ＣＣＤ駆動回路３１からＣＣＤ１９に印加される印加電圧、すなわち感度制御パルス信号φＣＭＤのパルス信号の振幅値が制御される。
【００６２】
なお、ダミー部のデータを利用するのは、いわゆる白キズなどのデータを含む可能性のあるＣＣＤの画素のデータ（ＯＢ部も含めて）を利用すると、その白キズのデータにより正確にノイズ量を算出できないからである。
【００６３】
図８は図１の感度制御回路３２の構成を示すブロック図である。感度制御回路３２は、図８に示すように、明るさ比較回路９１と、ルックアップテーブル（ＬＵＴ）回路９２と、アップダウンカウンタ９３と、デコード回路９４と、ノイズ量比較回路９５と、条件判断部９６とを有している。
【００６４】
ＬＵＴ回路９２は、明るさ制御スイッチ５９にて術者により選択されたレベルを明るさの目標値データに変換し、明るさ比較回路９１に出力する。
【００６５】
明るさ比較部としての明るさ比較回路９１は、目標値ＴＨ１と、明るさ信号すなわち輝度信号との比較の結果、輝度が目標値ＴＨ１未満であれば、カウント値を増加させるカウントアップ信号（以下、ＵＰ１信号と略す）を出力し、輝度が目標値ＴＨ１を超えていれば、カウント値を減少させるカウントダウン信号（以下、ＤＯＷＮ１信号と略す）を出力する。明るさ比較回路９１が出力するＵＰ１信号及びＤＯＷＮ１信号は、それぞれ、目標値ＴＨ１との差に応じた加算値及び減算値である。さらに、明るさ比較回路９１は、輝度と目標値ＴＨ１が等しいときは、ＵＰ１信号もＤＯＷＮ１信号も出力しない。
【００６６】
ノイズ量比較回路９５は、算出されたノイズ量と、所定の基準値である閾値ＴＨ２との比較を行い、算出されたノイズ量が閾値ＴＨ２未満であれば、カウント値を増加させるカウントアップ信号（以下、ＵＰ２信号と略す）を出力し、算出されたノイズ量が閾値ＴＨ２を超えていれば、カウント値を減少させるカウントダウン信号（以下、ＤＯＷＮ２信号と略す）を出力する。ノイズ量比較回路９５が出力するＵＰ２信号及びＤＯＷＮ２信号は、それぞれ、閾値との差に応じた加算値及び減算値である。さらに、ノイズ量比較回路９５は、ノイズ量と閾値が等しいときは、ＵＰ２信号もＤＯＷＮ２信号も出力しない。
【００６７】
条件判断部９６は、明るさ比較回路９１からのＵＰ１信号及びＤＯＷＮ１信号の有無、及びノイズ量比較回路９５からのＵＰ２信号及びＤＯＷＮ２信号の有無に基づいて、所定の条件の下で、アップダウンカウンタ９３のカウント値を増減あるいはホールドするためのカウンタ制御信号ＣＣを出力する。
【００６８】
カウンタ制御信号ＣＣは、ＵＰ１，ＤＯＷＮ１，ＵＰ２，ＤＯＷＮ２の各信号の値に比例したカウント値である。例えば、閾値３０ｄＢに対しての差がキャンセルされるようなカウント値を、ＵＰ１，ＤＯＷＮ１，ＵＰ２，ＤＯＷＮ２の各信号の値に対応したテーブルデータ等として、図示しない記憶装置に予め記憶しておき、条件判断部９６は、入力されたＵＰ１，ＤＯＷＮ１，ＵＰ２，ＤＯＷＮ２の各信号の値に応じてそのテーブルデータからカウント値を読み出して、カウンタ制御信号ＣＣとしてアップダウンカウンタ９３に出力する。すなわち、条件判断部９６は、輝度と目標値ＴＨ１との差分あるいはノイズ量と閾値ＴＨ２との差分が大きい場合に、感度増幅率の応答性向上のため、カウント値の増減を大きくする機能を有している。  
従って、条件判断部９６は、１フレーム（１画面）毎に、輝度と目標値ＴＨ１ｔの差分あるいはノイズ量と閾値ＴＨ２との差分に応じて、アップダウンカウンタ９３のカウント値を生成して、増幅率制御信号ＡＣとして、ＣＣＤ駆動回路３１へ供給する。よって、ＣＣＤ１９の感度制御は、１フレーム毎に、すなわちほとんどリアルタイムで行われる。
【００６９】
条件判断部９６は、図９に示すような判断ロジックに基づいて、アップダウンカウンタ９３へカウンタ制御信号ＣＣを出力する。図９は、条件判断部９６の判断ロジックを説明するための表である。条件判断部９６は、明るさ比較回路９１からのＵＰ１信号及びＤＯＷＮ１信号の有無と、ノイズ量比較回路９５からのＵＰ２信号及びＤＯＷＮ２信号の有無に基づいて、カウンタ制御信号ＣＣとして、ＵＰ信号とＤＯＷＮ信号をアップダウンカウンタ９３へ出力する。アップダウンカウンタ９３のカウント値が、感度制御回路３２の出力値となる。
【００７０】
図９に示すように、ノイズ比較回路９５からＤＯＷＮ２信号が入力されている場合、すなわち１フレームの画面におけるノイズ量が閾値ＴＨ２を超えている場合（表の左側の列の場合）に、そのフレームの画面の輝度が目標値ＴＨ１を超えていると、条件判断部９６は、カウンタ制御信号ＣＣとしてＤＯＷＮ信号をアップダウンカウンタ９３へ出力する。その結果、ＣＣＤ駆動回路３１へは低いカウント値が供給される。
【００７１】
また、同様に、ノイズ比較回路９５からＤＯＷＮ２信号が入力されている場合、すなわち１フレームの画面におけるノイズ量が閾値ＴＨ２を超えている場合に、そのフレームの画面の輝度が目標値ＴＨ１未満であると、条件判断部９６は、カウンタ制御信号ＣＣとしてＤＯＷＮ信号をアップダウンカウンタ９３へ出力する。その結果、ＣＣＤ駆動回路３１へは低いカウント値が供給される。
【００７２】
なお、ノイズ比較回路９５からＤＯＷＮ２信号が入力されている場合、すなわち１フレームの画面におけるノイズ量が閾値ＴＨ２を超えている場合に、そのフレームの画面の輝度が目標値ＴＨ１に等しくても、条件判断部９６は、カウンタ制御信号ＣＣとしてＤＯＷＮ信号をアップダウンカウンタ９３へ出力する。その結果、ＣＣＤ駆動回路３１へは低いカウント値が供給される。
【００７３】
このように、条件判断部９６は、ノイズ量が閾値ＴＨ２を超えている場合（表の左側の列の場合）は、アップダウンカウンタ９３のカウント値を下げるようにして、ＣＣＤ１９に印加される印加電圧、すなわち感度制御パルス信号φＣＭＤのパルス信号の振幅値を小さくして、ＳＮ比を改善するようにＣＣＤ駆動回路３１を制御する。
【００７４】
また、ノイズ比較回路９５からＵＰ２信号が入力されている場合、すなわち１フレームの画面におけるノイズ量が閾値ＴＨ２未満の場合（表の中央の列の場合）に、そのフレームの画面の輝度が目標値ＴＨ１を超えていると、条件判断部９６は、カウンタ制御信号ＣＣとしてＤＯＷＮ信号をアップダウンカウンタ９３へ出力する。その結果、ＣＣＤ駆動回路３１へは低いカウント値が供給される。
【００７５】
また、同様に、ノイズ比較回路９５からＵＰ２信号が入力されている場合、すなわち１フレームの画面におけるノイズ量が閾値ＴＨ２未満の場合に、そのフレームの画面の輝度が目標値ＴＨ１未満であると、条件判断部９６は、カウンタ制御信号ＣＣとしてＵＰ信号をアップダウンカウンタ９３へ出力する。その結果、ＣＣＤ駆動回路３１へは高いカウント値が供給される。
【００７６】
なお、ノイズ比較回路９５からＵＰ２信号が入力されている場合、すなわち１フレームの画面におけるノイズ量が閾値ＴＨ２未満の場合に、そのフレームの画面の輝度が目標値ＴＨ１に等しいときは、条件判断部９６は、カウンタ制御信号ＣＣはアップダウンカウンタ９３へ出力されない。このとき、アップダウンカウンタ９３は、そのときのカウント値を保持し、出力する。
【００７７】
このように、条件判断部９６は、ノイズ量が閾値ＴＨ２未満の場合（表の中央の列の場合）に、輝度が目標値ＴＨ１を超えていれば、アップダウンカウンタ９３のカウント値を下げるようにし、さらに、輝度が目標値ＴＨ１未満であれば、ＣＣＤ駆動回路３１へカウント値を上げるように、ＣＣＤ１９に印加される印加電圧、すなわち感度制御パルス信号φＣＭＤのパルス信号の振幅値を制御して、ＳＮ比を改善するようにＣＣＤ駆動回路３１を制御する。
【００７８】
また、ノイズ比較回路９５からＵＰ２信号もＤＯＷＮ２信号も入力されていない場合、すなわち１フレームの画面におけるノイズ量が閾値ＴＨ２に等しい場合（表の右側の列の場合）に、そのフレームの画面の輝度が目標値ＴＨ１を超えていると、条件判断部９６は、カウンタ制御信号ＣＣとしてＤＯＷＮ信号をアップダウンカウンタ９３へ出力する。その結果、ＣＣＤ駆動回路３１へは低いカウント値が供給される。
【００７９】
また、同様に、ノイズ比較回路９５からＵＰ２信号もＤＯＷＮ２信号も入力されていない場合、すなわち１フレームの画面におけるノイズ量が閾値ＴＨ２に等しい場合に、そのフレームの画面の輝度が目標値ＴＨ１未満であると、条件判断部９６は、カウンタ制御信号ＣＣを、アップダウンカウンタ９３へ出力しない。その結果、ＣＣＤ駆動回路３１へはそのときに保持されているカウント値が供給される。
【００８０】
なお、ノイズ比較回路９５からＵＰ２信号もＤＯＷＮ２信号も入力されていない場合、すなわち１フレームの画面におけるノイズ量が閾値ＴＨ２に等しい場合に、そのフレームの画面の輝度が目標値ＴＨ１に等しいときは、条件判断部９６は、カウンタ制御信号ＣＣはアップダウンカウンタ９３へ出力されない。
【００８１】
このように、条件判断部９６は、ノイズ量が閾値ＴＨ２に等しい場合（表の右側の列の場合）に、輝度が目標値ＴＨ１を超えていれば、アップダウンカウンタ９３のカウント値を下げるようにし、さらに、輝度が目標値ＴＨ１未満であれば、ＣＣＤ駆動回路３１へカウント値を上げるように、ＣＣＤ１９に印加される印加電圧、すなわち感度制御パルス信号φＣＭＤのパルス信号の振幅値を制御して、ＳＮ比を改善するようにＣＣＤ駆動回路３１を制御する。
【００８２】
以上のように、条件判断部９６は、画像の輝度が目標値になるように、明るさとノイズ量とに基づいて、増幅率制御信号ＡＣを生成して、ＣＣＤ駆動回路３１に供給する。  
なお、条件判断部９６は、ロジック回路によって図９の条件判断を行うように構成してもよいし、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のゲートアレー装置を利用して構成してもよい。
【００８３】
また、ＣＰＵ３０を利用して条件判断部９６における条件判断の機能を実現してもよい。例えば、明るさ比較回路９１及びノイズ量比較回路９５からの比較結果信号（ＵＰ１，ＤＯＷＮ１、ＵＰ２、ＤＯＷＮ２の各信号）をＣＰＵ３０に入力し、ＣＰＵ３０にて図９と同様な条件判断を行い、ＣＰＵ３０から直接的に、あるいは条件判断部９６を介して、アップダウンカウンタ９３のカウント値を制御するようにしてもよい。
【００８４】
図１０は、ＣＰＵ３０を利用して、条件判断部９６の条件判断の機能を実現する場合のＣＰＵ３０における動作の流れの例を示すフローチャートである。ＣＰＵ３０は、明るさ比較回路９１及びノイズ量比較回路９５からの比較結果信号（ＵＰ１，ＤＯＷＮ１、ＵＰ２、ＤＯＷＮ２の各信号）に基づいて、以下の処理を実行する。なお、図１０の処理は、図示しないＲＯＭ等に記憶されたソフトウエアプログラムによって実行される。
【００８５】
まず、ＣＰＵ３０は、１フレームの画面の輝度が目標値ＴＨ１を超えているか否かを判断する（ステップＳ１）。輝度が目標値ＴＨ１を超えていれば、ステップＳ１でＹＥＳとなって、ＣＰＵ３０は、カウンタ制御信号ＣＣとしてＤＯＷＮ信号をアップダウンカウンタ９３へ出力する（ステップＳ２）。カウンタ制御信号ＣＣとしてのＤＯＷＮ信号は、輝度と目標値との差に応じた値である。
【００８６】
輝度が目標値ＴＨ１を超えていないときは、ステップＳ１でＮＯとなって、ＣＰＵ３０は、１フレームの画面の輝度が目標値ＴＨ１未満であるか否かを判断する（ステップＳ３）。輝度が目標値ＴＨ１未満であれば、ステップＳ３でＹＥＳとなって、ＣＰＵ３０は、さらに、ノイズ量が閾値ＴＨ２以下であるかを判断する（ステップＳ４）。ノイズ量が閾値ＴＨ２以下でないときは、ステップＳ４でＮＯとなって、ＣＰＵ３０は、カウンタ制御信号ＣＣとしてＤＯＷＮ信号をアップダウンカウンタ９３へ出力する（ステップＳ５）。カウンタ制御信号ＣＣとしてのＤＯＷＮ信号は、ノイズ量と閾値との差に応じた値である。
【００８７】
ノイズ量が閾値ＴＨ２以下のときは、ステップＳ４でＹＥＳとなって、ＣＰＵ３０は、カウンタ制御信号ＣＣとしてＵＰ信号をアップダウンカウンタ９３へ出力する（ステップＳ６）。カウンタ制御信号ＣＣとしてＵＰ信号は、輝度と目標値との差に応じた値である。
【００８８】
輝度が目標値ＴＨ１未満でないときは、ステップＳ３でＮＯとなって、ＣＰＵ３０は、さらに、ノイズ量が閾値ＴＨ２を超えているかを判断する（ステップＳ７）。ノイズ量が閾値ＴＨ２を超えているときは、ステップＳ７でＹＥＳとなって、ＣＰＵ３０は、カウンタ制御信号ＣＣとしてＤＯＷＮ信号をアップダウンカウンタ９３へ出力する（ステップＳ２）。カウンタ制御信号ＣＣとしてＤＯＷＮ信号は、ノイズ量と閾値との差に応じた値である。
【００８９】
ノイズ量が閾値ＴＨ２を超えていないときは、ステップＳ７でＮＯとなって、ＣＰＵ３０は、カウンタ制御信号ＣＣをアップダウンカウンタ９３へ出力しない。
【００９０】
以上のように、アップダウンカウンタ９３は、条件判断部９６からのカウンタ制御信号ＣＣに基づいて、カウンタ値をアップダウンさせる。カウンタ制御信号ＣＣとしてＵＰ信号及びＤＯＷＮ信号は、ノイズ量と閾値との差、あるいは輝度と目標値との差に応じた値である。そして、アップダウンカウンタ９３は、カウンタ値をＣＣＤ駆動回路３１及びデコード回路９４に出力する。
【００９１】
アップダウンカウンタ９３は、デコード回路９４から停止信号が入力された場合、カウンタ出力が停止される。また、アップダウンカウンタ９３は、モード切替スイッチ５８からのモード切替信号によってカウント動作の制御が行われる。具体的には、アップダウンカウンタ９３は、モード切替スイッチ５８からのモード切替信号が通常光モードの時は、カウンタ出力が停止される。つまり、本実施の形態では、感度制御回路３２は、蛍光モード時のみ動作することになる。
【００９２】
デコード回路９４は、アップダウンカウンタ９３から入力されたカウンタ値からオーバーフロー、アンダーフローを判別し、オーバーフロー、アンダーフローが生じた場合アップダウンカウンタ９３に停止信号を出力する。
【００９３】
また、条件判断部９６には、絞り制御回路５２からの絞りが最も開いたことを示す最大開度状態信号が入力される。そして、最大開度状態信号が入力されているとき、すなわち絞りが最も開いているときに、アップダウンカウンタ９３へのカウント値がアップダウンカウンタ９３に供給される。これは、感度制御回路３２の制御とは別個に行われる、画面の輝度に基づく絞り制御回路５２による絞り制御が優先して実行されることを意味する。すなわち、絞り制御回路５２によって、絞り５１が開ききって、最大開度になったときに、感度制御回路３２によるＣＣＤ１９の感度制御が行われる。
【００９４】
なお、以上のように、ノイズ量に応じてアップダウンカウンタ９３のカウント値を増減させることによって、感度制御パルス信号φＣＭＤの電圧値を変更しているが、ノイズ量からＣＣＤ１９の増幅率を推定するようにしてもよい。具体的には、アップダウンカウンタ９３への加算値あるいは減算値に対応する増幅率データを、図示しない記憶装置に予め記憶しておき、加算値あるいは減算値に応じてその記憶装置から増幅率を読み出すことによって、ノイズ量に応じて増幅率を推定する。
【００９５】
図１１は、ＣＣＤ駆動回路３１の構成の一部を説明するための回路図である。ＣＣＤ駆動回路３１は、増幅率制御信号ＡＣとしてのアップダウンカウンタ９３のカウンタ値を受信すると、Ｄ／Ａ変換器１１１においてアナログ信号に変換される。変換されたアナログ信号は、反転回路１１２で反転され、さらに差動増幅器１１３の一方の入力端に入力される。差動増幅器１１３の他端には、オフセット電源部１１４のいずれかのオフセット電源、すなわち通常時オフセット電源Ｖｎ又は蛍光時オフセット電圧Ｖｓが接続されるようになっている。差動増幅器１１３の出力は、電源回路１１５に供給され、駆動回路１１６を介してＣＣＤ１９へ感度制御パルス信号φＣＭＤとして出力される。よって、ＣＣＤ駆動回路３１では、通常光モードと特殊光モードに応じて、感度制御パルス信号φＣＭＤの振幅の最小値が切り替えられる。
【００９６】
オフセット電源部１１４は、切り換えスイッチ１１４ａを含み、モード切替スイッチ５８からのモード信号に応じて通常時オフセット電源Ｖｎ又は蛍光時オフセット電圧Ｖｓを差動増幅器１１３に供給するように制御される。
【００９７】
図１２は、ＣＣＤ１９に供給される感度制御パルス信号φＣＭＤのパルス信号の電圧値（駆動電圧値）と、増幅率の関係を示すグラフである。通常光モード時には、差動増幅器１１３の一方の入力端に通常時オフセット電源Ｖｎが供給される。通常光モード時は、差動増幅器１１３の他方の入力端には一定の電圧値が供給されるようにして、増幅率が１倍となるような感度制御パルス信号φＣＭＤのパルス信号が駆動回路１１６から出力される。
【００９８】
蛍光モード時には、差動増幅器１１３の一方の入力端に蛍光時オフセット電源Ｖｓが供給される。蛍光モード時は、差動増幅器１１３の他方の入力端には、増幅率制御信号ＡＣに応じた電圧値が供給されるので、数倍から所定の最大の増幅率の範囲で、駆動電圧が変化する。図１２に示すように、増幅率が数倍から所定の最大の範囲に対応した電圧範囲Ｒｖ内において、感度制御パルス信号φＣＭＤのパルス信号の駆動電圧が制御される。
【００９９】
このように、オフセット電圧を通常光モード時と蛍光モード時とで切り換えることにより、増幅率制御信号ＡＣのビット数、例えば８ビットで表す駆動電圧の範囲が、通常光モード時も含めた範囲Ｒｐよりも狭い蛍光モード時の範囲Ｒｖとなるので、急峻な範囲の増幅率を精度良く制御することができる。例えば、２５５段階の階調が狭い範囲Ｒｖにおいて表現されるので、蛍光観察において、明るさ変化が滑らかで、観察し易い画像を得ることができる。
【０１００】
さらに、蛍光モードにおいて、被写体に接近した場合には、感度制御パルス信号φＣＭＤの振幅の最小値となってもさらに輝度を低下させるような場合がある。このような場合のために、絞り制御回路５２が絞り５１を絞るように制御が行われる。すなわち、蛍光モード時にも、駆動電圧が最小値であるときに、さらに輝度を低下させるという判断されたときには、絞り５１を閉じるように、絞りの制御が行われる。
【０１０１】
また、上述したように、ノイズ量に応じて、ＣＣＤ１９の画素欠陥による白キズの補正をする処理が、ＣＰＵ３０とデジタル処理回路３５とを用いて行われる。
【０１０２】
例えば、電源投入時に、ＣＰＵ３０は、遮光した状態で、１０倍の増幅率と１倍の増幅率の２つの増幅率で撮像した画像を得て、記憶装置３０ａに記憶する。画素毎に、２つの画像の差をとり、その差が所定の閾値以上の差がある画素位置、すなわち画素のアドレスを決定する。
【０１０３】
各画素の差が閾値以上あると、その画素のアドレスが記憶装置３０ａに記憶される。記憶されたアドレスの画素について、所定のフィルタを適用することによって、白キズ補正が行われる。所定のフィルタとは、例えば、白キズとなっている注目画素の値を周辺画素の平均値で置き換える等のためのフィルタである。
【０１０４】
このように、白キズのある場所のみに、フィルタをかけることができるので、画面全体にフィルタをかけた場合のような画面全体がボケたような画像にならない。すなわち、解像度の高い画像を得ることができる。
【０１０５】
なお、所定の閾値は、ノイズ量算出回路３７からのノイズ量に応じて変更するようにしてもよい。すなわち、ノイズ量に応じた閾値データを記憶装置３０ａに予め記憶しておき、白キズの画素を判定するときに、そのノイズ量に応じた閾値が用いられる。その結果、白キズの判定を正確にすることができる。
【０１０６】
また、白キズ補正のためのフィルタの係数等をノイズ量に応じて変更するようにしてもよい。すなわち、ノイズ量に応じてフィルタ係数を記憶装置３０ａに予め記憶しておき、白キズ補正を行うときに、そのノイズ量に応じたフィルタが用いられる。その結果、白キズの補正を適切に行うことができる。
【０１０７】
５．光源装置  
次に、光源装置５について詳細に説明する。  
図１に戻り、光源装置５は、ランプ５０と、絞り５１と、絞り制御回路５２と、回転フィルタ５３と、モータ５４と、集光レンズ５５と、回転フィルタ切替機構５６と、回転フィルタ制御回路５７と、モード切替スイッチ５８と、明るさ制御スイッチ５９とを有する。
【０１０８】
光源装置５のランプ５０は、キセノンランプ、ハロゲンランプ、ＬＥＤ、ＬＤ（半導体レーザー）等からなり、照明光を発生する。  
集光レンズ５５は、ランプ５０から絞り５１と回転フィルタ５３を介して導かれる照明光の光束をライトガイド１２の後端面に集光する。
【０１０９】
絞り５１と回転フィルタ５３は、ランプ５０と集光レンズ５５との間に挿入される。回転フィルタ５３は、モータ５４の回転軸に回転可能に接続されており、回転フィルタ制御回路５７により所定の速度で回転制御される。
【０１１０】
モード切替スイッチ５８は、通常光観察または複数の特殊光観察（蛍光観察、狭帯域光観察、赤外光観察等）の中から、いずれかの観察モードを術者が任意に選択可能なスイッチである。モード切替スイッチ５８にて選択されたモード切替信号（観察モード）は、回転フィルタ切替機構５６、回転フィルタ制御回路５７、測光回路３６、ＣＣＤ駆動回路３１、デジタル処理回路３５、マトリクス回路４４、感度制御回路３２に出力される。  
尚、モード切替スイッチ５８の設置場所は、プロセッサ３、キーボード、フットスイッチ、内視鏡２、あるいは、両方でもよい。
【０１１１】
明るさ制御スイッチ５９は、モニタ画面の明るさの目標値を複数段階の中から術者が任意に選択可能なスイッチである。明るさ制御スイッチ５９の設置場所は、プロセッサ３のフロントパネルである。明るさ制御スイッチ５９の操作に基づく信号は感度制御回路３２及び絞り制御回路５２に出力される。
【０１１２】
回転フィルタ制御回路５７は、モード切替スイッチ５８からのモード切替信号により回転フィルタ５３（モータ５４）の回転速度を所定の回転速度に制御可能になっている。回転フィルタ制御回路５７は観察モードにより回転フィルタ５３回転速度を異なるようにしている。回転フィルタ制御回路５７は特殊光観察モードの場合の回転速度を通常光モードに対して１／２の回転速度に設定している。
【０１１３】
絞り制御回路５２は、測光回路３６から輝度信号が入力され、輝度信号と術者が明るさ制御スイッチ５９で選択した明るさの目標値とを比較する。絞り制御回路５２は、この比較結果から、ランプ５０と回転フィルタ５３の照明光路上に挿入されている絞り５１の開閉動作制御により、ライトガイド１２の後端面への照明光量を制御する。
【０１１４】
図１３は回転フィルタの構成の例を示す平面図である。回転フィルタ５３は、図１３に示すように内周部分と外周部分に２組のフィルタセット６６，６７が設けられた２重構造となっている。
【０１１５】
回転フィルタ切替機構５６は、ランプ５０とライトガイド１２の後端面とを結ぶ照明光軸上に回転フィルタ５３の内周側の第１のフィルタセット６６と外周側の第２のフィルタセット６７とのいずれかを選択的に移動させ、回転フィルタ５３の全体を移動する機構である。また、回転フィルタ切替機構５６は、特殊光観察の種類によって、回転フィルタ５３を移動する場合としない場合がある。
【０１１６】
通常光モード時に回転フィルタ切替機構５６は、内周側のフィルタセット６６を照明光軸上に配置する。
【０１１７】
特殊光モード時に回転フィルタ切替機構５６は、外周側のフィルタセット６７を照明光軸上に配置する。
【０１１８】
図１３に示すように、回転フィルタ５３の内周部分の第１のフィルタセット６６は、通常光モード用のＲ、Ｇ、Ｂの３枚のフィルタであり、それぞれ赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の波長帯域を透過する分光特性を有するフィルタ６６Ｒ，６６Ｇ，６６Ｂを有する。
【０１１９】
外周部分の第２のフィルタセット６７には特殊光モード（蛍光観察）用の分光特性を有するＥｘ１、Ｅｘ２、Ｅｘ３の３枚のフィルタ１０１，１０２，１０３が設けられている。
【０１２０】
例えば、本実施の形態では、Ｅｘ１のフィルタ１０１は３９０〜４７０ｎｍ領域を透過する励起光用フィルタである。
【０１２１】
Ｅｘ２のフィルタ１０２は、中心波長５５０ｎｍ付近、半値幅３０ｎｍ程度の狭帯域でかつ透過率数％程度の分光特性を有する反射光用フィルタである。
【０１２２】
Ｅｘ３のフィルタ１０３は、中心波長６００ｎｍ付近、半値幅３０ｎｍ程度の狭帯域でかつ透過率数％程度の分光特性を有する反射光用フィルタである。
【０１２３】
特殊光モードにおいて、内視鏡２の照明レンズ１６から照射される照明光は例えば図１４に示すような分光特性を有している。図１４は特殊光観察（蛍光観察）における光源装置の分光特性を示すグラフである。
【０１２４】
フィルタ６６Ｒ、６６Ｇ、６６ＢはＣＣＤ１９の露光期間に対応し、各フィルタ６６Ｒ、６６Ｇ、６６Ｂの間６８に設けられる遮光部は、ＣＣＤ１９の遮光期間（読み出し期間）に対応する。これは第２のフィルタセット６７も同様である。
【０１２５】
第２のフィルタセット６７のそれぞれの大きさは、本実施の形態では第１のフィルタセット６６の約１．５倍に設定している。また、回転フィルタ５３の回転速度は、蛍光観察モードは通常光モードの１／２に設定している。特殊光モードの露光時間（蓄積時間）は通常光モードの３倍に設定されている。自家蛍光は非常に微弱光なので露光時間を長くしている。
【０１２６】
尚、図１３では、通常光用のフィルタ６６Ｒ、６６Ｇ、６６Ｂを内周に、特殊光用のフィルタ１０１，１０２，１０３を外周に設けたが、逆の配置でも良い。  
また、第２のフィルタセット６７のフィルタ開口率を通常光と同じにしても良いし、波長毎に開口率を変えても良い。
【０１２７】
６．  作用  
上述した実施の形態の内視鏡装置１の作用について以下に説明する。  
内視鏡検査を開始するに当たり、術者は複数種類の内視鏡から観察部位や観察の種類に対応した種類の内視鏡２をプロセッサ３に接続する。プロセッサ３のＣＰＵ３０の図示しない記憶装置には内視鏡２に関する各種データが記憶されている。
【０１２８】
次に、通常光モード及び特殊光モード（蛍光観察）における作用を説明する。  
術者は、内視鏡２の挿入部１０を患者体腔内（気管支、食道、胃、大腸、頭頸部、腹腔、胸腔、膀胱、子宮等）に挿入し、通常光観察を行う。
【０１２９】
６．１  通常光観察  
通常光観察（通常光モード）を行う場合には、回転フィルタ切替機構５６は第１のフィルタセット６６を照明光路上に配置し、ＣＣＤ１９の感度増幅率は１倍（増幅なし）に設定される。この状態で、ランプ５０から照射された照明光が第１のフィルタセット６６を透過することにより、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の面順次照明光が生体組織に内視鏡２のライトガイド１２を介して照明レンズ１６から時系列的に照射される。
【０１３０】
測光回路３６ではモニタ画面に表示される輝度信号が算出され、感度制御回路３２及び絞り制御回路５２に出力される。また、上述したように、通常光モードでは感度制御回路３２からＣＣＤ駆動回路３１へのカウンタ出力は停止となっている。このため、ＣＣＤ駆動回路３１からは感度制御パルス信号φＣＭＤがＣＣＤ１９に出力されずＣＣＤ１９は感度増幅率１倍となる。
【０１３１】
絞り制御回路５２は、輝度信号と術者が明るさ制御スイッチ５９で選択した明るさの目標値とを比較し、比較結果（大小関係）に応じて絞り５１の開閉制御を行う。輝度信号が目標値よりも明るい場合は絞り５１を閉じる方向（ライトガイド１２の後端面への照射強度が小さくなる）に動作させ、一方、モニタ画面が目標値よりも暗い場合は絞り５１を開ける方向（ライトガイド１２の後端面への照射強度が大きくなる）に動作させて、生体組織への照射光の照射強度を変化させることにより、モニタ６の明るさが術者の設定値で維持されるように絞り５１の制御による自動調光動作（光源装置の絞り開閉制御による自動利得制御）が行われる。
【０１３２】
生体組織からのＲ、Ｇ、Ｂの反射光はＣＣＤ１９の受光面（イメージエリア６０）に順次入射されて、Ｒ、Ｇ、Ｂの反射光に対応するＣＣＤ１９の出力信号は信号処理装置４に入力され、アナログ処理回路３３、デジタル処理回路３５で各種信号処理が施され、セレクタ４０、同時化メモリ４１，４２，４３、マトリクス回路４４、７５Ωドライバ４８を介してモニタ６や記録装置等の周辺機器に出力される。これによりモニタ６や周辺機器に通常光画像の表示や記録が行われる。
【０１３３】
また、デジタル処理回路３５では、Ｒ、Ｇ、Ｂのホワイトバランス係数はメモリ２２に格納されている通常光モードの設定値となる。また、マトリクス回路４４において、Ｒ、Ｇ、Ｂ画像は色変換処理が施されずに出力される。
【０１３４】
図１５は通常光モードと特殊光（ここでは蛍光観察）モード時のＣＣＤ１９の駆動信号と出力信号のタイミングチャートである。  
図１５（ａ）から（ｅ）は、通常光モード時のタイミングチャートである。図１５（ａ）は通常光モード時の回転フィルタ５３の動作、図１５（ｂ）は通常光モード時の垂直転送パルスφＰ１、図１５（ｃ）は通常光モード時の水平転送パルスφＳ１，φＳ２、図１５（ｄ）は通常光モード時の感度制御パルス信号φＣＭＤ、図１５（ｅ）は通常光モード時のＣＣＤ１９からの出力信号、をそれぞれ示す。
【０１３５】
図１５に示すように、ＣＣＤ駆動回路３１は通常光モードと特殊光（蛍光観察）モードにおいてＣＣＤ１９に駆動信号として垂直転送パルスφＰ１、水平転送パルスφＳ１，φＳ２、図示しない電子シャッタパルスφＯＦＤを出力する。
【０１３６】
ＣＣＤ駆動回路３１は、通常光モードの場合にＣＣＤ１９に供給する感度制御パルス信号φＣＭＤを出力せず、特殊光（蛍光観察）モードの場合にＣＣＤ１９に感度制御パルス信号φＣＭＤを出力している。尚、通常光モード時に感度制御パルス信号φＣＭＤを出力するが、電圧値をしきい値Ｖｔｈ以下にしても良い。
【０１３７】
通常光モード時において、ＣＣＤ１９は図１５（ａ）に示すＲ、Ｇ、Ｂの露光期間中にＣＣＤ１９の受光面に被写体から入射された光を光電変換する事により信号電荷として蓄積可能になっている。
【０１３８】
図１５（ａ）に示す遮光期間において、ＣＣＤ駆動回路３１は、図１５（ｂ）に示す垂直転送パルスφＰ１、図１５（ｃ）に示す水平転送パルスφＳ１，φＳ２を出力し、これによりＣＣＤ１９の読み出しが行われＣＣＤ１９から図１５（ｅ）に示す出力信号が得られる。
【０１３９】
ここでＣＣＤ駆動回路３１は、前述のように通常光モード時に感度制御パルス信号φＣＭＤを出力しない。尚、通常光モード時に感度制御パルス信号φＣＭＤを出力するが、電圧値をしきい値Ｖｔｈ以下にしても良い。これにより通常光モード時には、電荷増幅部６４では電荷増幅は行われず、感度増幅率は１倍（増幅なし）である。
【０１４０】
６．２  特殊光モード  
蛍光観察（特殊光モード）を行う場合には、術者は、モード切替スイッチ５８の複数の観察モードの中から蛍光観察を選択する。この選択指示に伴い、回転フィルタ切替機構５６は回転フィルタ５３の第２のフィルタセット６７を照明光路上に配置する。
【０１４１】
特殊光モード時、ここでは蛍光モード時は、微弱な光をＣＣＤ１９は受光するため、ＣＣＤ駆動回路３１はＣＣＤ１９に感度制御パルス信号φＣＭＤを出力するが、上述したような条件の下で、ＣＣＤ駆動回路３１にカウント値が供給されるようにすることで、ＳＮ比の良い画像を得るようにしている。
【０１４２】
光源装置５のランプ５０から照射された照明光は回転フィルタ５３の第２のフィルタセット６７を透過することにより発生するフィルタＥｘ１の励起光である青色光、フィルタＥｘ２の緑照明光、フィルタＥｘ３の赤照明光がそれぞれ集光レンズ５５を介してライトガイド１２の後端面に入射され、内視鏡２の先端部１５に設けられている照明レンズ１６から生体組織に、例えば、上述したような図１２に示すような分光特性（スペクトル、強度）を有する照明光として時系列的に照射される。
【０１４３】
対物レンズ１７には、生体組織への励起光照射による励起光自身の反射光（戻り光）及び励起光により生体組織から発せられた概ね５２０ｎｍ付近にピークを有する微弱な自家蛍光が入射するが、励起光カットフィルタ１８により励起光自身の反射光はカットされ、ＣＣＤ１９の受光面には自家蛍光のみが入射する。また、緑及び赤の照明光の反射光は対物レンズ１７に入射し、励起光カットフィルタ１８を透過してＣＣＤ１９の受光面に入射する。これにより、ＣＣＤ１９の受光面には図１４に示すような自家蛍光と反射光の分光特性の光が入射する。図１６は特殊光観察（蛍光観察）における蛍光及び反射光の分光特性を示すグラフである。
【０１４４】
生体組織からの蛍光、緑及び赤の反射光はＣＣＤ１９に順次入射され、各波長に対応するＣＣＤ出力信号は信号処理装置４に入力され、アナログ処理回路３３、デジタル処理回路３５で所定の信号処理が施され、セレクタ４０、同時化メモリ４１，４２，４３、マトリクス回路４４、７５Ωドライバ４８を介してモニタ６や記録装置に蛍光画像が記録される。また、デジタル処理回路３５では、蛍光、緑及び赤反射光の撮像時に、ホワイトバランス係数はメモリ２２に格納されている複数の中から蛍光観察用に設定される。また、マトリクス回路４４では、例えば各波長の出力は、蛍光はＧチャンネル、赤反射光はＢチャンネル、緑反射光はＲチャンネルに出力されるように所定の色変換が施される。
【０１４５】
蛍光観察において、生体組織の観察を行う場合、生体組織の状態や生体組織と内視鏡２の先端との距離の変動などに伴いＣＣＤ１９への入射光強度が変動し、モニタ６の輝度信号は術者が明るさ制御スイッチ５９で選択した目標値（基準値）と一致しなくなる場合が生じる。その場合には、以下のような調光が行われる。
【０１４６】
測光回路３６では蛍光の波長と反射光の２波長から構築される蛍光画像の輝度信号が算出され、感度制御回路３２と絞り制御回路５２に輝度信号が出力される。感度制御回路３２は明るさ比較回路９１にて術者が明るさ制御スイッチ５９で選択した明るさの目標値と前記輝度信号とが比較し、この比較結果に対応したＵＰ１信号あるいはＤＯＷＮ１信号をアップダウンカウンタ８３に供給し、アップダウンカウンタ８３のカウント値がＣＣＤ駆動回路３１に出力される。
【０１４７】
ＣＣＤ駆動回路３１は、感度制御パルス信号φＣＭＤの電圧値を、カウンタ値に対応する電圧として電荷増幅部６４に出力する。ＣＣＤ１９の感度増幅率は感度制御パルス信号φＣＭＤの電圧値に対応して増減し、ＣＣＤ駆動回路３１は、ＣＣＤ１９への入射光強度が変動した分を補うように感度増幅率を増減させてモニタ６の画像の明るさを変化させ、輝度信号が明るさの目標値と一致するように制御を行う。
【０１４８】
また、上述したように、感度制御回路３２は、絞り制御回路５２からの開度最大値信号を受信しているときのみ、アップダウンカウンタ９３の出力をＣＣＤ駆動回路３１に供給するようになっている。逆に言うと、絞り５１が最大開度になるまでは、ＣＣＤ駆動回路３１には、感度制御パルス信号φＣＭＤの電圧値が、電荷増幅部６４の感度増幅率を１倍とするような信号を、ＣＣＤ１９に出力する。従って、絞り５１が最大開度になるまでは、画面の明るさが目標値になるように、絞り制御回路５２が絞り５１の開度制御を行う。具体的には、内視鏡装置２は、輝度信号が目標値よりも明るい場合は絞り５１を閉じる方向に動作させ、輝度信号が目標値よりも暗い場合は絞り５１を開ける方向に動作させて、生体組織への照射光の照射強度を変化させることにより、モニタ６の明るさが目標値と一致するように絞り５１の制御による自動調光動作を行う。絞り５１が最大開度になると、感度制御回路３２が、上述したような条件判断の下で、ＣＣＤ１９の感度制御を行う。
【０１４９】
図１５（ｆ）から（ｊ）は、特殊光モード時のタイミングチャートである。図１５（ｆ）は特殊光モード時の回転フィルタ５３の動作、図１５（ｇ）は特殊光モード時の垂直転送パルスφＰ１、図１５（ｈ）は特殊光モード時の水平転送パルスφＳ１，φＳ２、図１５（ｉ）は特殊光モード時の感度制御パルス信号φＣＭＤ、図１５（ｊ）は特殊光モード時のＣＣＤ１９からの出力信号をそれぞれ示している。
【０１５０】
特殊光モード時において、ＣＣＤ１９は図１５（ｆ）に示す３波長Ｅｘ１，Ｅｘ２，Ｅｘ３の露光期間中にＣＣＤ１９の受光面に被写体から入射された光を光電変換する事により信号電荷として蓄積可能になっている。
【０１５１】
図１５（ｆ）に示す遮光期間、即ちＣＣＤ１９の読み出し期間において、ＣＣＤ駆動回路３１は、図１５（ｇ）に示す垂直転送パルスφＰ１、図１５（ｈ）に示す水平転送パルスφＳ１，φＳ２、図１５（ｉ）に示す感度制御パルス信号φＣＭＤを出力し、これによりＣＣＤ１９の読み出しが行われ図１５（ｊ）に示すＣＣＤ１９から出力信号が得られる。
【０１５２】
ここでＣＣＤ駆動回路３１は、感度制御回路３２から供給されるデータに基づいて図１５（ｉ）に示す感度制御パルス信号φＣＭＤの電圧値（振幅）を可変する。そして、ＣＣＤ駆動回路３１は、図１５（ｉ）に示す感度制御パルス信号φＣＭＤを、図１５（ｈ）に示す水平転送パルスφＳ１，φＳ２に同期した位相関係でＣＣＤ１９に出力する。
【０１５３】
これにより特殊光モード時に、ＣＣＤ駆動回路３１は、電荷増幅部６４に印加する感度制御パルス信号φＣＭＤの電圧値（振幅）を変化させることにより、所望の感度増幅率が得られるようにＣＣＤ１９を制御する。
【０１５４】
図１７は、１フレーム（１画面）の露光と転送のタイミングを示すタイミングチャートである。図１７に示すように、１つの画面の画像信号を転送する期間である１フレーム（１Ｆ）期間は、露光期間ＡＡと転送期間ＴＴを含む。露光期間ＡＡ中に、電荷のクリアをするためのクリア信号ＯＦＤが所定のクリア期間Ｃだけ出力される。クリア信号ＯＦＤが出力されているクリア期間Ｃが経過すると、各画素には電荷が無い状態から、光を受けて電荷を蓄積する蓄積期間Ａとなる。蓄積期間Ａは、転送期間ＴＴの初めまで継続する。
【０１５５】
なお、クリア信号ＯＦＤの出力タイミングを制御することにより、蓄積期間Ａの時間の長さを制御することができる。
【０１５６】
また、特に、図１７に示すように、感度制御パルス信号φＣＭＤは、露光期間ＡＡ中は、出力されないように制御される。感度制御パルス信号φＣＭＤの出力タイミングは、タイミングジェネレータ（ＴＧ）３８からのタイミング信号によって決定される。図１７において、点線で示す感度制御パルス信号φＣＭＤは、出力されていないことを示す。タイミングジェネレータ（ＴＧ）３８からの制御信号により、露光期間ＡＡ中は、感度制御パルス信号φＣＭＤの出力が禁止される。  
これは、感度制御パルス信号φＣＭＤを出力するための消費電力が大きいからであり、露光期間ＡＡ中は、ＣＭＤ制御信号は、出力しないようにしている。さらに、露光期間ＡＡにおいて感度制御を行わないので、ノイズ低減の効果もある。
【０１５７】
図１８は、特殊光モード時における１画面データが読み出されるときのタイミングの例を示すタイミングチャートである。図１８には、サンプリングパルスに応じて１ラインの画像信号が読み出されたときのＡ／Ｄ変換器３４の出力信号が示されている。
【０１５８】
１画面の画像データを転送する転送期間Ｔは、複数ラインの映像信号の出力期間からなる。各ラインの出力期間Ｌは、ダミー部読み出し期間ＤＭと、ＯＢ部読み出し期間ＯＢと、映像信号読み出し期間ＶＤとを含む。
【０１５９】
ダミー部読み出し期間ＤＭは、図２のダミー部６３の信号が読み出される期間である。ＯＢ部読み出し期間ＯＢは、図２のＯＢ部６１の信号電荷を読み出す期間である。映像信号読み出し期間ＶＤは、そのラインの映像信号を読み出す期間である。  
ｎライン、例えば１９０ラインのＣＣＤの場合、ｎ本のラインで、１画面が構成される。上述したように、ノイズ量算出回路３７は、１画面について、各ラインのダミー部６３の信号の最大値と最小値の差を演算し、全ラインのその差を加算し、その加算値を感度制御回路３２へノイズ量として供給する。
【０１６０】
このように、露光期間においてＣＣＤ１９のイメージエリア６０の各画素で電荷が蓄積され、遮光期間に駆動信号がＣＣＤ１９に出力され、各画素で電荷は、１水平ライン毎に垂直転送パルスφＰ１により水平転送路６２に転送され、水平転送パルスφＳ１、φＳ２によりダミー６３、電荷増幅部６４、出力アンプ部６５に順次転送され、出力アンプ部６５で電荷電圧変換後、電圧信号として出力される。
【０１６１】
ＣＣＤ１９の露光期間は、特殊光モードの種類により異なり、本実施の形態では、上述したように、蛍光観察モードの露光時間（蓄積時間）は通常光モードの約３倍である。そして、ＣＣＤ１９は、モード切替スイッチ５８から選択された観察モード（モード切替信号）に応じて駆動及び読み出しタイミングが切り替わる。
【０１６２】
以上説明したように、ＣＣＤ１９の感度調整を、ノイズ量からアップダウンカウンタ９３のカウント値を調整することで、ノイズ量が一定値以下になるようにしている。そして、明るさの制御も、ノイズ優先、すなわち、ノイズ量が一定値である閾値以下になるように行われる。
【０１６３】
よって、本実施の形態によれば、蛍光観察等の特殊光モード時において、画面の明るさとノイズ量に基づいて、ＣＣＤ１９の感度制御を行うようにしたので、ＳＮ比のよい画像を得ることができる。特に、増幅率がばらつく固体撮像素子を用いている内視鏡において、ＳＮ比の良い画像が得られる内視鏡用信号処理装置を提供できる。
【０１６４】
なお、以上の例では、感度制御回路３２は、特殊光モード時に動作するようにしているが、通常光モード時においても、例えば、非常に暗い被写体を撮像するような場合に、感度制御回路３２を動作させてもよい。
【０１６５】
例えば、図８において、ＬＵＴ回路９２は、通常光モードと特殊光モードに対応した複数のルックアップテーブル（ＬＵＴ）を備え、モード切替スイッチ５８から選択された通常光モードまたは複数の特殊光モードのモード切替信号に応じてＬＵＴを切替え選択し、切替え選択したＬＵＴで明るさ制御スイッチ５９にて選択されたレベルを明るさ目標値に変換し、明るさ比較回路９１に出力する。
【０１６６】
明るさ比較回路９１は、測光回路３６から入力される通常光モード又は特殊光モードの輝度信号と、ＬＵＴ回路９２から入力されるモニタ明るさの目標値ＴＨ１を比較し、比較結果をアップダウンカウンタ９３に出力する。
【０１６７】
さらになお、感度制御回路３２の加算値及び減算値の調整、あるいはＣＣＤ駆動回路３１の電源回路１１５、駆動回路１１６等の調整のために、上述したキーボード３９から増幅率制御信号ＡＣを直接入力できるようにしてもよい。このようにできれば、内視鏡画像の明るさがユーザの好みなどによって違う場合にも、感度制御回路３２、ＣＣＤ駆動回路３１等の調整をすることができる。例えば、キーボード３９のＵＰキー、ＤＯＷＮキーを用いて、増幅率制御信号ＡＣを増減できるようなマニュアル調整モードを予め設定できるようにしておき、ユーザがそのマニュアル調整モードを選択すると、キーボード３９を用いて、増幅率制御信号ＡＣの増減をすることができる。
【０１６８】
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変えない範囲において、種々の変更、改変等が可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１６９】
【図１】本発明の実施の形態に係る内視鏡装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】ＣＣＤの模式的ブロック図である。
【図３】ＣＣＤに印加される信号のタイミングチャートである。
【図４】ＣＣＤ感度に関する電荷増幅部印加電圧と感度増幅率の関係を示す説明図である。
【図５】デジタル処理回路の構成の例を示すブロック図である。
【図６】測光回路の構成の例を示すブロック図である。
【図７】ノイズ量算出回路の構成の例を示すブロック図である。
【図８】感度制御回路の構成の例を示すブロック図である。
【図９】条件判断部の判断ロジックを説明するための表である。
【図１０】条件判断部の条件判断の機能を実現する場合のＣＰＵにおける動作の流れの例を示すフローチャートである。
【図１１】ＣＣＤ駆動回路の構成の一部を説明するための回路図である。
【図１２】感度制御パルス信号φＣＭＤのパルス信号の電圧値（駆動電圧値）と、増幅率の関係を示すグラフである。
【図１３】回転フィルタの構成の例を示す平面図である。
【図１４】特殊光観察（蛍光観察）における光源装置の分光特性を示すグラフである。
【図１５】通常光モードと特殊光（ここでは蛍光観察）モード時のＣＣＤの駆動信号と出力信号のタイミングチャートである。
【図１６】特殊光観察（蛍光観察）における蛍光及び反射光の分光特性を示すグラフである。
【図１７】１フレーム（１画面）の露光と転送のタイミングを示すタイミングチャートである。
【図１８】特殊光モード時における１画面データが読み出されるときのタイミングの例を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
【０１７０】
１…内視鏡装置、２…電子内視鏡、３…プロセッサ、４…信号処理装置、５…光源装置、６…モニタ、１１…挿入部、１２…ライトガイド、１６…照明レンズ、１７…対物レンズ、１８…励起光カットフィルタ、１９…ＣＣＤ、３０…ＣＰＵ、３０ａ…記憶装置、３１…ＣＣＤ駆動回路、３２…感度制御回路、３３…アナログ処理回路、３４…Ａ／Ｄ変換器（Ａ／Ｄ  ＩＣ）、３５…デジタル処理回路、３６…測光回路、５０…ランプ、５１…絞り、５２…絞り制御回路、５３…ＲＧＢ回転フィルタ、５４…モータ、５６…回転フィルタ切替機構、５８…モード切替スイッチ、６０…イメージエリア、６１…ＯＢエリア、６３…ダミー部、６４…水平転送路、６５…出力アンプ部、９２…ルックアップテーブル
【図１】
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【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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