(57)【要約】【課題】  指数関数的に変化する増幅機能を備えた固体撮像素子の増幅率（あるいは感度）を簡単かつ精度よく制御する。【解決部】  ＣＣＤ感度制御部３２は、比較部１０１、第１のアップダウンカウンタ（以下、Ｕ／Ｄカウンタと記す）１０２、スイッチ１０３、第２のＵ／Ｄカウンタ１０４、電圧／パルス選択部１０５等を備え、パルス状の駆動信号のパルス数を変更することにより電荷増倍率の比率を設定する第１の電荷増倍率設定手段と、パルス状の駆動信号のパルス電圧を変更することにより電荷増倍率の比率を設定する第２の電荷増倍率設定手段とを構築する。【選択図】  図１２
2005312551.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パルス状の駆動信号が加えられることにより電荷増幅率の変更が可能な電荷増幅機構を、素子内部に備えた固体撮像素子を有し、前記固体撮像素子により被写体を撮像する内視鏡と、
前記被写体に照射する照明光を発光する光源装置と、
前記固体撮像素子からの出力信号の測光を行う測光回路と、
前記固体撮像素子の感度を可変するために、前記測光回路からの測光信号を基に、前記パルス状の駆動信号のパルス数を変更することにより前記電荷増幅率を設定する第１の増幅率設定手段と、
前記固体撮像素子の感度を可変するために、前記測光回路からの測光信号を基に、前記パルス状の駆動信号の電圧値を変更することにより前記電荷増幅率を設定する第２の増幅率設定手段と
を具備し、
前記第１の増幅率設定手段と前記第２の増幅率設定手段とを組み合わせて、前記電荷増幅率の制御を行う
ことを特徴とする内視鏡装置。
【請求項２】
前記電荷増幅機構が水平転送部と出力段との間に設けられている
ことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
【請求項３】
パルス状の駆動信号が加えられることにより電荷増幅率の変更が可能な電荷増幅機構を、素子内部に備えた固体撮像素子からの出力信号の測光を行う測光回路と、
前記固体撮像素子の感度を可変するために、前記測光回路からの測光信号を基に、前記パルス状の駆動信号のパルス数を変更することにより前記電荷増幅率を設定する第１の増幅率設定手段と、
前記固体撮像素子の感度を可変するために、前記測光回路からの測光信号を基に、前記パルス状の駆動信号の電圧値を変更することにより前記電荷増幅率を設定する第２の増幅率設定手段と
を具備し、
前記第１の増幅率設定手段と前記第２の増幅率設定手段とを組み合わせて、前記電荷増幅率の制御を行う
ことを特徴とする固体撮像素子駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内視鏡に内蔵された撮像素子に対する信号処理を行う内視鏡装置に関する。
【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。
【０００３】
また、米国特許５，３３７，３４０号公報等には、充分な強度を持つ電界領域を作り出し伝導電子を原子と衝突させ、衝突電離により電子を増幅できる技術”Charge  Multiplying  Detector（ＣＭＤ）suitable  for  small  pixel  ＣＣＤ  image  sensors”が開示されている。
【０００４】
この従来例のように、固体撮像素子の内部に増幅機能を備えた電子内視鏡においては、信号処理装置側から増幅率（あるいは感度）を可変制御する増幅率制御信号を印加することにより、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制御できるため、例えば蛍光観察のように微弱な光の場合にも、Ｓ／Ｎの良い画像を得られるメリットがある。
【特許文献１】特開２００１−２９３１３号公報
【特許文献２】米国特許５，３３７，３４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、増幅機能を備えた固体撮像素子は、増幅率制御信号をパルス信号により印加するが、増幅率（あるいは感度）は増幅率制御信号のパルス信号の振幅の大きさに対して指数関数的に増加するために、増幅率制御信号のパルス信号の振幅が大きくなると急峻に変化ので、パルス信号の振幅で明るさの足りない像を撮像する際の増幅率（あるいは感度）を精度よく制御することが難しいといった問題がある。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、指数関数的に変化する増幅機能を備えた固体撮像素子の増幅率（あるいは感度）を簡単かつ精度よく制御することのできる内視鏡装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の内視鏡装置は、
パルス状の駆動信号が加えられることにより電荷増幅率の変更が可能な電荷増幅機構を、素子内部に備えた固体撮像素子を有し、前記固体撮像素子により被写体を撮像する内視鏡と、
前記被写体に照射する照明光を発光する光源装置と、
前記固体撮像素子からの出力信号の測光を行う測光回路と、
前記固体撮像素子の感度を可変するために、前記測光回路からの測光信号を基に、前記パルス状の駆動信号のパルス数を変更することにより前記電荷増幅率を設定する第１の増幅率設定手段と、
前記固体撮像素子の感度を可変するために、前記測光回路からの測光信号を基に、前記パルス状の駆動信号の電圧値を変更することにより前記電荷増幅率を設定する第２の増幅率設定手段と
を具備し、
前記第１の増幅率設定手段と前記第２の増幅率設定手段とを組み合わせて、前記電荷増幅率の制御を行うように構成される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、指数関数的に変化する増幅機能を備えた固体撮像素子の増幅率（あるいは感度）を簡単かつ精度よく制御することができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照しながら本発明の実施例について述べる。
【実施例１】
【００１０】
図１ないし図２２は本発明の実施例１に係わり、図１は内視鏡装置の概略構成を示すブロック図、図２は図１のＣＣＤの構成を示すブロック図、図３は図１の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、図４は図１のＣＣＤの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、図５は図１のＣＣＤのＣＣＤ感度に関する電荷増幅部印加パルスと感度増幅率の関係を示す説明図、図６は特殊光モード時の図１のＣＣＤの駆動のタイミングチャート、図７は通常光モード時の図１のＣＣＤの駆動のタイミングチャート、図８は図１のＣＣＤのＣＣＤ感度特性（モニタ出力信号）を示すグラフ、図９は図１のＣＣＤのＣＣＤ感度特性（Ｓ／Ｎ特性）を示すグラフ、図１０は図１のＲＧＢ回転フィルタの構成を示す平面図、図１１は図１０のＲＧＢ回転フィルタによる蛍光観察における光源装置の分光特性を示すグラフ、図１２は図１のＣＣＤ感度制御部及びＣＣＤ駆動部の構成を示すブロック図、図１３は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、図１４は図１２のＣＣＤ感度制御部の処理の流れを示すフローチャート、図１５は図１４の処理で生成される感度制御パルスφＣＭＤの第１のパルスパターンを示す図、図１６は図１４の処理で生成される感度制御パルスφＣＭＤの第２のパルスパターンを示す図、図１７は図１４の処理で生成される感度制御パルスφＣＭＤの第３のパルスパターンを示す図、図１８は図１４の処理で生成される感度制御パルスφＣＭＤの第４のパルスパターンを示す図、図１９は図１４の処理で生成される感度制御パルスφＣＭＤの第５のパルスパターンを示す図、図２０は図１４の処理を説明する説明図、図２１は図１４の処理の変形例のフローチャート、図２２は図２１の処理を説明する説明図である。
【００１１】
以下、本実施例を備えた内視鏡装置の構成を説明する。図１に示すように、実施例１を備えた内視鏡装置１は、患者の体腔内に挿入される医療用の電子内視鏡（以下、内視鏡と略記）２と、この内視鏡２が着脱自在に接続され、内視鏡２に照明光を供給すると共に、映像信号の処理を行うプロセッサ３と、内視鏡画像を表示するモニタ６とを備えて構成される。
【００１２】
プロセッサ３は、実施例１の内視鏡用信号処理装置（以下、単に信号処理装置と略記）４と、光源装置５ を内蔵している。なお、光源装置５をプロセッサ３とは別体に設けても良い。
【００１３】
プロセッサ３の映像出力端子もしくは映像信号出力端には、モニタ６が接続され、このモニタ６は、プロセッサ３の信号処理装置４により画像処理により生成された映像信号が入力され、この映像信号に対応する内視鏡画像を表示する。
【００１４】
内視鏡２は、患者体腔内に挿入される細長の挿入部１０を有している。ここで挿入部１０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軟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。
【００１５】
この挿入部１０の内部には、照明光を伝送するライトガイド１１が挿通されている。このライトガイド１１の後端は、プロセッサ３の光源装置５に着脱自在で接続され、このライトガイド１１の後端には光源装置５から照明光が供給される。
【００１６】
このライトガイド１１の後端に供給された照明光は、このライトガイド１１により、その先端面に伝送される。このライトガイド１１の先端面は、挿入部１０の先端部１２内に配置され、このライトガイド１１の先端面からさらに対向する照明窓に取り付けた照明レンズ１３を介して、体腔内の患部等の被写体側に照射される。
【００１７】
この先端部１２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像を結像する対物レンズ１４が取り付けてあり、その結像位置には撮像手段としての固体撮像素子であるＣＣＤ１９が配置されている。なお、対物レンズ１４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１５が配置されている。
【００１８】
ＣＣＤ１９の前面側に配置された励起光カットフィルタ１５は、特定の波長帯域のみを透過する。本実施例においては、この励起光カットフィルタ１５は、生体組織から発せられる自家蛍光（おおむね５００ｎｍ以上の波長）を透過し、励起光を透過しないでカットする分光特性を有する。
【００１９】
被写体からの反射光及び自家蛍光は、対物レンズ１４及び励起光カットフィルタ１５を介してＣＣＤ１９の受光面に結像される。
【００２０】
挿入部１０の先端部１２内に配置されたＣＣＤ１９は、挿入部１０内に挿通されたＣＣＤ駆動信号線１６と接続されると共に、ＣＣＤ１９付近に配置したプリアンプ１８を介してＣＣＤ出力信号線１７と接続されている。
【００２１】
挿入部１０の先端部１２に配置されたＣＣＤ１９は、対物レンズ１４の結像位置に配設されたイメージセンサである。図１では直視状に配設されているが、斜視や側視状に配設することも可能である。
【００２２】
また、ＣＣＤ１９は、駆動信号線１６を介してプロセッサ３内の信号処理装置４のＣＣＤ駆動部３１に接続されている。ＣＣＤ１９は、ＣＣＤ駆動部３１で生成された駆動信号により電子シャッタ制御、感度制御及び読み出しを行う。
【００２３】
対物レンズ１４及び励起光カットフィルタ１５によりＣＣＤ１９の受光面に結像された被写体像は、ＣＣＤ１９の各画素で光電変換後に、転送されて出力アンプから出力される。このＣＣＤ１９からの出力信号は、プリアンプ１８により増幅された後、挿入部１０内に挿通されたＣＣＤ出力信号線１７を経て、コネクタ部から、該コネクタ部が着脱自在に接続されるプロセッサ３内の信号処理装置４の映像信号処理回路３８を構成するアナログ処理回路３３に入力される。
【００２４】
また、内視鏡２は、挿入部１０の基端側のコネクタ部等にに記憶装置２０を搭載している。この記憶装置２０は、例えばＣＰＵ２１とメモリ２２とから構成されている。
【００２５】
メモリ２２は、例えば不揮発性のＥＥＰＲＯＭ等を用いており、データを記憶する事ができる。
【００２６】
ＣＰＵ２１は、メモリ２２へのデータ読み出し及び書き込み制御を行うとともに、プロセッサ３内のＣＰＵ３０と、データの送受（通信）を制御する。
【００２７】
メモリ２２には、通常光モード時における、Ｒ、Ｇ、Ｂの３波長の蓄積時間（電子シャッタ速度）、及び特殊光モード（蛍光観察）時におけるＥｘ１（蛍光）、Ｅｘ２（緑反射光）、Ｅｘ３（赤反射光）の３波長の蓄積時間（電子シャッタ速度）が格納されている。  また、メモリ２２には、蓄積時間の代わりに電荷クリア時間やＲ，Ｇ，ＢやＥｘ１，Ｅｘ２，Ｅｘ３の３波長の蓄積時間比を格納しても良い。
【００２８】
メモリ２２において、蛍光の波長と反射光の２波長では、蛍光の波長の蓄積時間は反射光の２波長の蓄積時間よりも長く設定されている。
【００２９】
メモリ２２に格納される通常光モードのＲ，Ｇ，Ｂの３波長の蓄積時間は、ＣＣＤ１９のような感度可変ＣＣＤでない一般的なＣＣＤが搭載されている内視鏡よりも短い時間が設定されている。
【００３０】
メモリ２２に格納される特殊光モードの３波長の蓄積時間として、複数の内視鏡の種類（気管支用、上部消化管用、下部消化管用、頭頸部用、膀胱用等）によってそれぞれ最適な蓄積時間が設定されている。これは、部位毎に得られる蛍光強度と反射光強度は異なる為であり、それらが同等レベルの強度となるように蓄積時間が部位別に３波長間で設定されている。
【００３１】
メモリ２２には、前記蓄積時間のデータ以外にも、内視鏡に関連する他のデータ等が格納されている。波長間のＣＭＤ増幅率の比率に関するデータもまたメモリ２２に格納されている。
【００３２】
この場合の格納データは、例えば内視鏡機種（種類）名、内視鏡シリアルナンバー、ホワイトバランス設定値｛通常光用、特殊光用（蛍光観察）｝、内視鏡がプロセッサに接続され電源投入された回数、内視鏡の鉗子チャンネルの情報、内視鏡の先端部外径データ、内視鏡の挿入部外径データ、ＣＣＤ１９の増幅率特性データ等からなり、これらデータがスコープＩＤとしてメモリ２２に格納されている。
【００３３】
本実施例において信号処理装置４は、ＣＰＵ３０と、ＣＣＤ駆動部３１と、ＣＣＤ感度制御部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、デジタル／アナログ変換器（以下、Ｄ／Ａ変換器と呼ぶ）３６と、測光部３７とを有する。
【００３４】
光源装置５は、ランプ４０と、絞り４１と、絞り制御部４２と、ＲＧＢ回転フィルタ４３と、モータ４４と、集光レンズ４５と、回転フィルタ切替部４６と、ＲＧＢ回転フィルタ制御部４７と、モード切替部５０とを含んで構成されている。
【００３５】
内視鏡２がプロセッサ３に接続されると、ＣＰＵ３０は、メモリ２２に格納されているスコープＩＤの各種データをＣＰＵ２１を介して読み出し制御を行う。この場合、メモリ２２に格納されているスコープＩＤの各種データはＣＰＵ２１を介してＣＰＵ３０に出力され、ＣＰＵ３０でスコープＩＤの各種データの読み出しが行われる。
【００３６】
また、ＣＰＵ３０は、メモリ２２から取得したスコープＩＤの通常光モードと特殊光モード（蛍光観察）時の３波長の蓄積時間データをＣＣＤ駆動部３１に出力する。
【００３７】
さらに、ＣＰＵ３０は、スコープＩＤの内視鏡機種名、シリアルＮｏ．やホワイトバランス設定値（通常光用、特殊光用）等をデジタル処理回路３５に出力する。
【００３８】
さらにまた、ＣＰＵ３０は、スコープＩＤのＣＣＤ１９の増幅率特性データをＣＣＤ感度制御部３２に出力する。ＣＰＵ３０は、明るさ設定スイッチ９９によりユーザが設定した明るさ設定値を入力し、明るさ設定値に基づく明るさ目標値をＣＣＤ感度制御部３２、絞り制御部４２に出力する。
【００３９】
次に、ＣＣＤ１９について詳細に説明する。
【００４０】
本実施例において、ＣＣＤ１９として、例えば、米国特許５，３３７，３４０号公報”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ＣＣＤを用いている。
【００４１】
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駆動信号（パルス）を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。
【００４２】
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比較的低電圧な１パルスの印加で１組の電子−正孔ペアが生成されるのみであり、パルスを順次印加することで２次電子を順次生成する。
【００４３】
このＣＣＤ１９においては、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に増幅することが可能である。
【００４４】
そして、本実施例の場合、ＣＣＤ１９として、図２に示すように、電荷増幅部を水平転送路と出力アンプの間に搭載したＦＦＴ（Full  Frame  Transfer）型のモノクロＣＣＤを用いている。
【００４５】
ＣＣＤ１９は、イメージエリア６０、ＯＢ（Optical  Black）エリア６１、水平転送路６２、ダミー部６３、電荷増幅部６４、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セル数あるいは約２倍のセル数から構成されている。
【００４６】
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、ΦＰ２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。
【００４７】
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。
【００４８】
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、このＯＢエリア６１の出力レベルを黒レベルに設定するために使用できるようにしている。
【００４９】
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。このダミー部６３についても、出力レベルを黒レベルに設定するために使用できるようにする。
【００５０】
なお、本実施例に用いるＣＣＤ１９においては、感度制御パルスφＣＭＤと水平転送パルスφＳ１、φＳ２の位相は、図３に示すように、感度制御パルスφＣＭＤと水平転送パルスφＳ１は逆相、感度制御パルスφＣＭＤと水平転送パルスφＳ２は同相となっている。
【００５１】
電荷増幅部６４で得られる感度増幅率は、ＣＣＤ駆動部３１から電荷増幅部６４への感度制御パルス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に示すように電荷増幅部６４への印加電圧に対して、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っている。また、電荷増幅部６４で得られる感度増幅率は、図５に示すように感度制御パルスΦＣＭＤのパルス数に対しても感度が指数関数的に増幅する特性となっている。
【００５２】
なお、感度制御パルスΦＣＭＤのパルス数に対して感度は指数関数的に増幅するが、感度制御パルスΦＣＭＤが０（Ｖ）〜閾値Ｖｔｈでは、信号電荷の増幅はされないで電荷増幅部６４において転送されるだけである。
【００５３】
また、上述したように、感度制御パルスΦＣＭＤの電圧値（振幅）の大きさにより指数関数の急峻度は変化するが、電圧を増加させれば同じＣＭＤ増倍率を得る際に更に少ないパルス数で良く、電圧を小さくすれば同じＣＭＤ増倍率を得るには多くのパルス数が必要となる。
【００５４】
さらに、感度制御パルスΦＣＭＤの電圧値（振幅）の大きさを閾値Ｖｔｈを超えた電圧値に保持した状態で、感度制御パルスΦＣＭＤのパルス数を増加させれば、保持した電圧値（振幅）の大きさで設定された感度を指数関数的に増幅させることになり、感度制御パルスΦＣＭＤのパルス数を減少させれば、保持した電圧値（振幅）の大きさで設定された感度を指数関数的に減少させることになる。
【００５５】
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形である。
【００５６】
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。
【００５７】
電子シャッタパルス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。
【００５８】
また、φＯＦＤのパルス幅やパルス数として任意の値が設定可能なため、ＣＣＤ１９の信号電荷の蓄積時間は任意の時間で制御可能である。
【００５９】
図６は特殊光モード時の３波長の内、１波長分のＣＣＤ１９の駆動信号と出力信号を示すタイミングチャートであり、図６（ａ）は特殊光モード時のＲＧＢ回転フィルタ４３の動作、図６（ｂ）は特殊光モード時の垂直転送パルスφＰ１，ΦＰ２、図６（ｃ）は特殊光モード時の感度制御パルスφＣＭＤ、図６（ｄ）は特殊光モード時の水平転送パルスΦＳ１，ΦＳ２、図６（ｅ）は特殊光モード時の電子シャッタパルスφＯＦＤ、図６（ｆ）は特殊光モード時のＣＣＤ１９の出力信号をそれぞれ示している。  
図７は通常光モード時の３波長の内、１波長分のＣＣＤ１９の駆動信号と出力信号のタイミングチャートを示し、図７（ａ）は通常光モード時のＲＧＢ回転フィルタ４３の動作、図７（ｂ）は通常光モード時の垂直転送パルスφＰ１，ΦＰ２、図７（ｃ）は通常光モード時の感度制御パルスφＣＭＤ、図７（ｄ）は通常光モード時の水平転送パルスΦＳ１，ΦＳ２、図７（ｅ）は通常光モード時の電子シャッタパルスφＯＦＤ、図７（ｆ）は通常光モード時のＣＣＤ１９の出力信号をそれぞれ示している。
【００６０】
ＣＣＤ駆動部３１は、ＣＣＤ１９に対し駆動信号として、垂直転送パルスφＰ１，ΦＰ２、感度制御パルスφＣＭＤ、水平転送パルスΦＳ１，ΦＳ２、電子シャッタパルスφＯＦＤを出力する。  
ここで、図６及び図７において、１サイクルとは、３波長の内１波長分のサイクルを示しており、ＲＧＢ回転フィルタ４３の１／３回転分の動作を示している。  
期間ＴＥ（特殊光モード）、ＴＥ’（通常光モード）は露光期間である。ＣＣＤ１９は、この露光期間中にＣＣＤ１９受光面に被写体から入射された光を光電変換により信号電荷として蓄積可能になっている。  
また、期間ＴＤ（特殊光モード）、ＴＤ’（通常光モード）は、イメージエリア６０にそれぞれ期間ＴＥ、ＴＥ’で蓄積された信号電荷を、１水平ライン毎に垂直転送パルスφＰ１，ΦＰ２により水平転送路６２に転送し、水平転送パルスΦＳ１，ΦＳ２によってダミー部６３、電荷増幅部６４、出力アンプ部６５に順次転送して、出力アンプ部６５で電荷電圧変換して出力する期間である。  
特殊光モード時において、ＲＧＢ回転フィルタ４３には、１サイクルにおいて図６（ａ）に示す露光期間ＴＥと遮光期間ＴＤが設定されている。
【００６１】
図６（ｅ）に示す電子シャッタパルスφＯＦＤは、図６（ａ）に示す露光期間ＴＥの初めにＣＣＤ１９の画素の電荷クリアを行うためのハイレベルのパルス期間ＴＣとなり、その後、ローレベルに立ち下がり、ＣＣＤ１９の画素に電荷を蓄積させる電荷蓄積期間ＴＡとなる。  
図６（ａ）に示す遮光期間ＴＤ、即ちＣＣＤ１９の読み出し期間ＴＤにおいて、ＣＣＤ駆動部３１は、図６（ｂ）に示す垂直転送パルスφＰ１，ΦＰ２、図６（ｃ）に示す感度制御パルスφＣＭＤ、図６（ｄ）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図６（ｆ）に示すＣＣＤ１９の出力信号が得られる。また、ＣＣＤ１９は、図７に示す２相駆動（ΦＰ１，ΦＰ２）だけでなく、単相駆動（図示しないΦＰ）であってもよい。また、図示しない画素毎にリセットするΦＲＳＴを持っていても良い。
【００６２】
ここでＣＣＤ駆動部３１は、図６（ｃ）に示す感度制御パルスφＣＭＤに対し、ＣＣＤ感度制御部３２から供給されるデータに基づいて電圧値（振幅）を可変している。ＣＣＤ駆動部３１は、図６（ｃ）に示す感度制御パルスφＣＭＤを、図６（ｄ）に示す水平転送パルスΦＳ１，ΦＳ２との位相関係でＣＣＤ１９に出力する。
【００６３】
これにより特殊光モード時に、ＣＣＤ駆動部３１は、電荷増幅部６４に印加する感度制御パルスΦＣＭＤの電圧値（振幅）を変化させ、所望の感度増幅率が得られるようにＣＣＤ１９を制御する。  
通常光モード時において、ＲＧＢ回転フィルタ４３は、１サイクルにおいて図７（ａ）に示す露光期間ＴＥ’と遮光期間ＴＤ’が設定されている。  
図７（ｅ）に示す電子シャッタパルスφＯＦＤは、図７（ａ）に示す露光期間ＴＥ’初めにＣＣＤ１９の画素の電荷クリアを行うためのハイレベルのパルス期間ＴＣ’となり、その後、ローレベルに立ち下がり、ＣＣＤ１９の画素に電荷を蓄積させる電荷蓄積期間ＴＡ’となる。  
図７（ａ）に示す遮光期間ＴＤ’、即ちＣＣＤ１９の読み出し期間ＴＤ’において、ＣＣＤ駆動部３１は、図７（ｂ）に示す垂直転送パルスφＰ１，ΦＰ２、図７（ｄ）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図７（ｆ）に示すＣＣＤ１９の出力信号が出力される。
【００６４】
ここでＣＣＤ駆動部３１は、通常光モード時には、図７（ｃ）に示すように感度制御パルスφＣＭＤを出力しない。または、電圧値Ｖｔｈ程度の感度制御パルスΦＣＭＤを出力するようにしてもよい。  
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倍となる。
【００６５】
なお、通常光モード時に感度増幅を実施してもよいことはいうまでもない。
【００６６】
また、ＣＣＤ１９に用いたような感度可変ＣＣＤを搭載していない内視鏡がプロセッサ３に接続された場合は、ＣＣＤ駆動部３１は、図７に示した通常光モード時の動作を行う。
【００６７】
図６（ｅ）及び図７（ｅ）に示す電子シャッタパルスφＯＦＤは、各画素で蓄積された電荷を基板に排出させるパルスであり、露光期間開始から期間時間終了（遮光期間開始）まで任意のパルス幅または複数のパルス数で出力される。
【００６８】
図６及び図７に示す期間ＴＥ，ＴＥ’はＣＣＤ１９のイメージエリア６０で被写体像の蓄積が可能な期間であるが、図６（ｅ）及び図７（ｅ）に示す電子シャッタパルスφＯＦＤが出力されている期間ＴＣ，ＴＣ’は信号電荷は蓄積されない。そして、図６（ｅ）及び図７（ｅ）に示す電子シャッタパルスφＯＦＤが出力されなくなるとＣＣＤ１９の各画素に信号電荷が蓄積開始される。蓄積開始から遮光期間が始まるまでの期間ＴＡ（＝期間ＴＥ−期間ＴＣ）（特殊光モード）、ＴＡ’（＝期間ＴＥ’−期間ＴＣ’）（通常光モード）が実質的な蓄積時間となる。  
各波長の電子シャッタパルスφＯＦＤは、ＣＰＵ３０からの各波長の蓄積時間に基づいたパルス幅またはパルス数がＣＣＤ１９に出力される。  
例えば、特殊光モード時の３波長Ｅｘ１，Ｅｘ２，Ｅｘ３とすると、メモリ２２に格納の特殊光モード時の３波長間の蓄積時間がＴＡ（Ｅｘ１）＝ＴＥ、ＴＡ（Ｅｘ２）＝０．２＊ＴＥ、ＴＡ（Ｅｘ３）＝０．１＊ＴＥの場合は、これらのデータがＣＰＵ３０を介してＣＣＤ駆動部３１に供給され、ＣＣＤ駆動部３１からＣＣＤ１９に出力される電荷クリアの電子シャッタパルスφＯＦＤのパルス幅は、ＯＦＤ（Ｅｘ１）＝０＊ＴＥ、ＯＦＤ（Ｅｘ２）＝０．８＊ＴＥ、ＯＦＤ（Ｅｘ３）＝０．９＊ＴＥとなる。
【００６９】
また、メモリ２２に格納の通常光モード時の３波長間の蓄積時間が例えばＴＡ’（Ｒ）＝０．７＊ＴＥ’、ＴＡ’（Ｇ）＝０．７＊ＴＥ’、ＴＡ’（Ｂ）＝０．７＊ＴＥ’の場合は、これらのデータがＣＰＵ３０を介してＣＣＤ駆動部３１に供給され、これらのデータに基づいてＣＣＤ駆動部３１からＣＣＤ１９に電子シャッタパルスφＯＦＤが出力される。電荷クリアを行う電子シャッタパルスφＯＦＤのパルス幅は、ＯＦＤ（Ｒ）＝ＯＦＤ（Ｇ）＝ＯＦＤ（Ｂ）＝０．３＊ＴＥ’となる。  
上述したようにＣＣＤ１９の出力信号は映像信号処理回路３８によってデジタルの映像信号が生成され、Ｄ／Ａ変換器３６によりアナログの映像信号に変換された後、モニタ６等に出力される。  
この場合、映像信号処理回路３８におけるデジタル処理回路３５において処理されるホワイトバランス処理や色変換処理は、通常光モードと特殊光モード（蛍光観察）のそれぞれの観察モードで異なり、デジタル処理回路３５は、モード切替部５０からのモード切替信号に応じて異なる処理を施している。
【００７０】
特殊光モード（蛍光観察）における色変換処理においては、蛍光の波長と反射光の２波長に対して一定のマトリックス係数が乗算され、蛍光の波長と反射光の２波長の合成画像が構築される。
【００７１】
また、ホワイトバランス処理において、メモリ２２に格納されている設定値がＣＰＵ３０経由でデジタル処理回路３５に入力されることで、通常光モードと特殊光モード（蛍光観察）で異なるホワイトバランスが設定される。
【００７２】
測光部３７には、アナログ処理回路３３からの映像信号が入力され、通常光モードと特殊光モード（蛍光観察）における３波長の明るさの画面平均値を算出する。  
ここで、測光部３７は、モード切替部５０からのモード切替信号に応じて、画面平均値の算出法が通常光モードと特殊光モード（蛍光観察）で異なる動作を行う。  
通常光モードでは、測光部３７は、Ｒ、Ｇ、Ｂの３波長に対する画面平均値から輝度信号を算出し、光源装置５の絞り制御部４２に出力する。
【００７３】
また、特殊光モード（蛍光観察）では、測光部３７は、Ｅｘ１，Ｅｘ２、Ｅｘ３の３波長に対する画面平均値を算出し、蛍光の波長と反射光の２波長からなる合成画像の画面平均値を生成し、ＣＣＤ感度制御部３２及び絞り制御部４２に出力する。
【００７４】
ＣＣＤ感度制御部３２は、特殊光モード時にＣＣＤ１９に設けられる電荷増幅部６４を制御してＡＧＣ（Auto Gain Control)を行う。ＣＣＤ感度制御部３２は、ＣＣＤ１９の受光面に入射する被写体の強度変化に対応し、ＣＣＤ１９からの出力信号レベルの平均が所望の値となるようにＣＣＤ１９の電荷増幅部６４の感度増幅率の制御を行う。
【００７５】
ＣＣＤ感度制御部３２には、測光部３７から蛍光画像と反射光の合成画像の画面平均値が入力され、その画面平均値と術者が任意に設定したモニタの明るさ設定値に基づく明るさ目標値を比較する。ＣＣＤ感度制御部３２の詳細な構成及び作用は後述する。
【００７６】
なお、術者は図示しない光源装置５または信号処理装置４に設けられた明るさ設定部からモニタ画面の任意の明るさの目標値を設定可能である。ＣＣＤ感度制御部３２は、前記画面平均値と明るさ設定値（目標値）を比較し、比較結果（大小関係）に基づき、ＣＣＤ駆動部３１からＣＣＤ１９の電荷増幅部６４に出力する感度制御パルスΦＣＭＤの電圧値（振幅）及びパルス数を算出してＣＣＤ駆動部３１に出力する。
【００７７】
ここで、ＣＣＤ感度制御部３２のＡＧＣ制御原理について以下に説明する。図４に示した電荷増幅部６４の感度制御パルスΦＣＭＤの電圧値及びパルス数と感度増幅率の関係は、下記式で近似される。
【００７８】
Ｍ（Ｖ）＝Ｃ・Ｅｘｐ｛α（Ｖ−Ｖｔｈ）｝・Ｅｘｐ（βＰ）…（１）
但し、Ｍ（Ｖ）は感度制御パルスΦＣＭＤの電圧値（振幅）がＶ（ｖ）の時の感度増幅率、Ｖｔｈは電荷増幅が開始される閾値電圧、Ｐは感度制御パルスΦＣＭＤのパルス数、Ｃ、α、β、Ｖｔｈは設計的に可変なデバイス固有の定数である。
【００７９】
ある強度の被写体をＣＣＤで撮像する場合、感度制御パルスφＣＭＤの電圧値及びパルス数の増減により画像の画面平均値が指数関数的に変化することを利用し、ＣＣＤ感度制御部３２は、被写体からの蛍光と反射光強度の変化に対し、合成された蛍光画像の画面平均値と術者が設定したモニタ明るさと目標値が一致するように感度制御パルスφＣＭＤの電圧値（振幅）の大きさ及びパルス数を変化（増減）させる。また、ＣＣＤ感度制御部３２は、感度制御パルスφＣＭＤの電圧値が閾値以下の場合に印加電圧が０（Ｖ）となるように、ＣＣＤ駆動部３１を制御する。  
図８及び図９は、電荷増幅部６４に入力される感度制御パルスφＣＭＤにより、感度増幅率を変化させた場合のモニタ６に表示される被写体強度に対する信号出力及びＳ／Ｎ特性を示している。
【００８０】
これらの図に示すように、微弱光領域（被写体強度が小さい）において、感度増幅率１倍（増幅なし）では、モニタ上での明るさは暗く、画質（Ｓ／Ｎ）は低いが、感度増幅率を大きくするに従いモニタは明るく、かつ、高画質となる特性を有する。
【００８１】
モード切替部５０は、通常光モードと特殊光モード（蛍光観察）のどちら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。
【００８２】
モード切替部５０の設置場所は、プロセッサ３、光源装置５、内視鏡２、図示しないキーボードやフットスイッチあるいはこれら全てに設けられても良い。
【００８３】
モード切替部５０からのモード切替信号は、回転フィルタ切替部４６，ＲＧＢ回転フィルタ制御部４７、測光部３７、ＣＣＤ駆動部３１、ＣＣＤ感度制御部３２、デジタル処理回路３５に出力される。
【００８４】
次に、光源装置５について詳細に説明する。ランプ４０は、キセノンランプ、ハロゲンランプ、ＬＥＤ、ＬＤ（半導体レーザ）等からなる照明光を発生する。
【００８５】
集光レンズ４５は、ランプ４０から絞り４１とＲＧＢ回転フィルタ４３を介して導かれる照明光の光束をライトガイド１１の後端面に集光する。
【００８６】
絞り４１とＲＧＢ回転フィルタ４３は、ランプ４０と集光レンズ４５との間に挿入される。ＲＧＢ回転フィルタ４３は、モータ４４の回転軸に回転可能に接続されており、ＲＧＢ回転フィルタ制御部４７により所定の速度で回転制御される。
【００８７】
ＲＧＢ回転フィルタ制御部４７は、モード切替部５０からのモード切替信号によりＲＧＢ回転フィルタ４３（モータ４４）の回転速度を所定の回転速度に制御可能になっている。ＲＧＢ回転フィルタ制御部４７は特殊光モード時の回転速度を通常光モードよりも遅くして露光時間を延長することも可能である。
【００８８】
絞り制御部４２には、測光部３７から画面平均値が入力され、その画面平均値と術者が任意に設定したモニタ明るさ目標値を比較する。なお、術者は図示しない光源装置５や信号処理装置４に設けられた明るさ設定部からモニタ画面の明るさを任意に設定可能である。
【００８９】
絞り制御部４２は、前記比較結果（大小関係）から、ランプ４０とＲＧＢ回転フィルタ４３の間に配置されている絞り４１の開閉動作を制御することにより、ライトガイド１１の後端面への光量を制御する。
【００９０】
ＲＧＢ回転フィルタ４３は、図１０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４８、４９を有する２重構造となっている。
【００９１】
図１に示すように回転フィルタ切替部４６は、ランプ４０とライトガイド１１の後端面とを結ぶ照明光の光軸上に図１０に示すＲＧＢ回転フィルタ４３の内周側の第１フィルタセット４８と外周側の第２フィルタセット４９とのいずれかを選択的に移動させ、ＲＧＢ回転フィルタ４３全体を移動して照明光路上に配置させる。
【００９２】
通常光モード時に回転フィルタ切替部４６は、ランプ４０からの照明光路上に内周側のフィルタセット４８を配置する（ランプ４０からの光ビームＰ１（図１０の実線）を内周側のフィルタセット４８に入射させる）。
【００９３】
特殊光モード時に回転フィルタ切替部４６は、ランプ４０からの照明光路上に外周側のフィルタセット４９を配置する（ランプ４０からの光ビームＰ２（図１０の破線）を外周側のフィルタセット４９に入射させる）。
【００９４】
図１０に示すように、ＲＧＢ回転フィルタ４３の内周部分の第１フィルタセット４８は、通常光モード用のＲ、Ｇ、Ｂの３枚のフィルタであり、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４８Ｒ，４８Ｇ，４８Ｂを有する。
【００９５】
外周部分の第２のフィルタセット４９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５１，５２，５３が設けられている。
【００９６】
例えば、本実施の形態では、Ｅｘ１のフィルタ５１は３９０〜４７０ｎｍ領域を透過する励起光用フィルタである。
【００９７】
Ｅｘ２のフィルタ５２は、中心波長５５０ｎｍ付近、半値幅１０ｎｍ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。
【００９８】
Ｅｘ３のフィルタ５３は、中心波長６００ｎｍ付近、半値幅１０ｎｍ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。
【００９９】
特殊光モードにおいて、内視鏡２の照明レンズ１３から照射される照明光は例えば図１１に示すような分光特性を有している。
【０１００】
フィルタ４８Ｒ、４８Ｇ、４８Ｂは、ＣＣＤ１９の露光期間に対応し、各フィルタ４８Ｒ、４８Ｇ、４８Ｂの間５４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フィルタセット４９も同様である。
【０１０１】
特殊光観察用の第２フィルタセット４９のそれぞれの大きさは、通常光観察用の第１フィルタセット４８よりも大きくしてある。これは、特殊光観察時には通常光観察時よりも露光時間を長くするためである。
【０１０２】
なお、図１０では通常光用のフィルタ４８Ｒ、４８Ｇ、４８Ｂを内周に、特殊光用のフィルタ５１，５２，５３を外周に設けたが、逆の配置でも良い。
【０１０３】
本実施例において、記憶装置２０のメモリ２２はＣＣＤ１９が電荷を蓄積する蓄積時間を複数記憶する記憶部となっている。
【０１０４】
また、ＣＣＤ駆動部３１は、この記憶部に蓄積されている蓄積時間に基づいて前記撮像素子の蓄積時間の制御を行う駆動部となっている。
【０１０５】
なお、前記複数の蓄積時間とは、通常光モードと特殊モードそれぞれにおける蓄積時間、及び通常光モードと特殊モードそれぞれにおける３波長各々の蓄積時間のことを示している。
【０１０６】
次に、本実施例のプロセッサ３のＣＣＤ感度制御部３２及びＣＣＤ駆動部３１の構成を図１２を用いて詳細に説明する。
【０１０７】
図１２に示すように、ＣＣＤ感度制御部３２は、比較部１０１、第１のアップダウンカウンタ（以下、Ｕ／Ｄカウンタと記す）１０２、スイッチ１０３、第２のＵ／Ｄカウンタ１０４、電圧／パルス選択部１０５等を備えて構成される。
【０１０８】
比較部１０１は、測光部３７からの画面平均値とＣＰＵ３７からの明るさ目標値を比較し、比較結果に基づき １画素分のＵＰ信号及びＤＯＷＮ信号を出力する。
【０１０９】
第１のＵ／Ｄカウンタ１０２は、比較部１０１からのＵＰ信号及びＤＯＷＮ信号に基づき、感度制御パルスΦＣＭＤの電圧値（振幅）ＶHを設定するカウント値であるＶH設定信号を増減させて、スイッチ１０３を介して該ＶH設定信号をＣＣＤ駆動部３１に出力する。
【０１１０】
スイッチ１０３は、電圧／パルス選択部１０５からのＶHリセット信号に基づき、第１のＵ／Ｄカウンタ１０２からのカウント値とカウント値０（ＧＮＤレベル）を切り替えてＣＣＤ駆動部３１に出力する。
【０１１１】
第２のＵ／Ｄカウンタ１０４は、比較部１０１からのＵＰ信号及びＤＯＷＮ信号に基づき、感度制御パルスΦＣＭＤのパルス数Ｐを設定するカウント値であるＰ設定信号を増減させて、該Ｐ設定信号をＣＣＤ駆動部３１に出力する。
【０１１２】
電圧／パルス選択部１０５は、ＵＰ信号及びＤＯＷＮ信号、ＶH設定信号、Ｐ設定信号を入力し、第１のＵ／Ｄカウンタ１０２でのカウント処理をカウント設定信号にて制御し、第２のＵ／Ｄカウンタ１０４でのカウント処理をカウント保持信号にて制御すると共に、スイッチ１０３にＶHリセット信号を出力する。
【０１１３】
ＣＣＤ駆動部３１は、Ｄ／Ａ変換器１１０、アンプ１１１、電源部１１２、タイミングジェネレータ（以下、Ｔ．Ｇ．と記す）１１３、ＣＣＤドライバ１１４等を備えて構成される。
【０１１４】
Ｄ／Ａ変換器１１０は、ＣＣＤ感度制御部３２からのスイッチ１０３の出力信号をアナログ信号に変換する。
【０１１５】
アンプ１１１は、Ｖminを基準としてＤ／Ａ変換器１１０からの出力信号に基づきＶH制御信号を出力する。
【０１１６】
電源部１１２は、アンプ１１１からのＶH制御信号に基づき感度制御パルスΦＣＭＤの電圧値（振幅）ＶHの電力を生成し駆動電力としてＣＣＤドライバ１１４に出力する。
【０１１７】
Ｔ．Ｇ．１１３は、ＣＣＤ感度制御部３２からのＰ設定信号に基づき感度制御パルスΦＣＭＤのパルスパターンを生成してＣＣＤドライバ１１４に出力する。
【０１１８】
ＣＣＤドライバ１１４は、Ｔ．Ｇ．１１３からのパルスパターンの上限をＶH、下限を所定のＶLとしてＣＣＤ１９に出力する。
【０１１９】
このような構成された本実施例の作用について説明する。
【０１２０】
内視鏡検査を開始するに当たり、術者は、複数種類の内視鏡の中から観察部位に対応した種類の内視鏡２をプロセッサ３に接続する。これにより、プロセッサ３のＣＰＵ３０は、内視鏡２の記憶装置２０のＣＰＵ２１を介してメモリ２２に格納されている内視鏡２に関する各種データの読み出しを行う。
【０１２１】
そして、各種データの一つである内視鏡の種類に応じた通常光モードと特殊光モード（蛍光観察）のそれぞれの３波長のＣＣＤ１９における電荷蓄積時間もメモリ２２からＣＰＵ３０に読み出される。この電荷蓄積時間データは、観察モードに応じてＣＣＤ駆動部３１に出力される。
【０１２２】
次に、通常光モード及び特殊光モード（蛍光観察）の作用を説明する。
【０１２３】
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、腹腔、胸腔、膀胱、子宮等）に挿入し、観察を行う。
【０１２４】
通常光観察（通常光モード）を行う場合には、回転フィルタ４３は第１フィルタセット４８が照明光路上に配置され、ＣＣＤ１９の感度増幅率は１倍（感度増幅なし）に設定される。ランプ４０から照射される照明光は、第１フィルタセット４８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１１を介して照明レンズ１３から時系列的に照射される。
【０１２５】
ＣＣＤ駆動部３１は、ＣＰＵ３０から入力される通常光モード時のＲ、Ｇ、Ｂの蓄積時間データに基づき、ＣＣＤ１９にＲ、Ｇ、Ｂの反射光の各露光時間に電子シャッタパルスφＯＦＤを出力し、電荷クリアされるパルス期間を制御し、所望の蓄積時間制御を行う。
【０１２６】
ＣＣＤ１９における画素の電荷の蓄積時間は、感度可変ＣＣＤを搭載していない一般的な内視鏡よりも短い。自家蛍光は微弱なため、ＣＣＤ１９の受光面への入射光量を大きくする必要があり、例えばライトガイド１１は一般的な内視鏡よりも本数を多くしたり、対物レンズ１４は、一般的な内視鏡に使用されるものよりも明るいレンズが搭載された設計となっている。
【０１２７】
そのため、通常光観察を行うと、一般的な内視鏡に比べてＣＣＤ１９の受光面への入射強度は大きくなるため、蓄積時間を短くすることにより入射量を調整するように、内視鏡の種類に応じて蓄積時間が設定されている。
【０１２８】
測光部３７はモニタ画面に表示される輝度信号を算出し、絞り制御部４２に出力する。絞り制御部４２は、輝度信号と術者が設定したモニタ明るさの基準値（目標値）との比較を行い、比較結果（大小）に応じて絞り４１の開閉制御を行う。
【０１２９】
この絞り制御部４２は、モニタ画面（輝度信号）が基準値よりも明るい場合は、絞り４１を閉じる方向（ライトガイド１１の後端面への照射強度が小さくなる）に動作させる。一方、モニタ画面が基準値よりも暗い場合は、絞り４１を開ける方向（ライトガイド１１の後端面への照射強度が大きくなる）に動作させる。このように、内視鏡装置１は、生体組織への照射強度を変化させることで、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４１の制御による自動調光動作（光源装置５の絞り開閉制御による調光）を行う。
【０１３０】
生体組織からのＲ、Ｇ、Ｂの反射光は、ＣＣＤ１９に順次入射される。ＣＣＤ１９からのＲ，Ｇ、Ｂの反射光に対応する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で各種信号処理が施され、モニタ６や記憶部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。
【０１３１】
モニタ６には、図８及び図９に示すような感度増幅率１倍に対応する出力信号及びＳ／Ｎ特性が得られる。
【０１３２】
蛍光観察（特殊光モード）を行う場合には、術者は、モード切替部５０を構成する内視鏡２やプロセッサ３に設けられているモード切替スイッチ等により、特殊光モード（蛍光観察）を選択する。この選択指示に伴い、回転フィルタ切替部４６は、ＲＧＢ回転フィルタ４３の第２フィルタセット４９を照明光路上に配置する。また、絞り制御部４２は、ＣＣＤ１９への入射光強度が小さいために絞り４１をほぼ全開の位置に保持する。
【０１３３】
内視鏡２が生体組織に近接〜拡大した場合は、ＣＣＤ１９への蛍光の入射強度が大きくなり、電荷増幅部６４の感度増幅率が１倍（増幅なし）でもモニタ画面が飽和となる場合がある。その場合は、絞り制御部４２は、絞り４１を閉じる方向に制御し、これにより被写体への照射光量を調整する制御が行われる。
【０１３４】
光源装置５のランプ４０から照射された照明光は、ＲＧＢ回転フィルタ４３の第２のフィルタセット４９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帯域、フィルタＥｘ２の緑狭帯域光、フィルタＥｘ３の赤狭帯域光が、それぞれ集光レンズ４５を介してライトガイド１１の後端面に入射され、内視鏡２の先端部１２に搭載されている照明レンズ１３から生体組織に例えば図１１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順次に照射される。
【０１３５】
ＣＣＤ駆動部３１は、ＣＰＵ３０から入力される特殊光モード（蛍光観察）時の蛍光、緑反射光、赤反射光のそれぞれの蓄積時間データに基づき、ＣＣＤ１９に蛍光の波長と反射光の２波長の撮像時に電子シャッタパルスφＯＦＤの電荷クリアするパルス幅（期間）を制御し、所望の蓄積時間となるように制御する。蛍光の波長と反射光の２波長の蓄積時間は、反射光の２波長よりも蛍光の方が長いため、電子シャッタパルスφＯＦＤのパルス幅は蛍光よりも反射光の２波長の方が長くなる。
【０１３６】
自家蛍光強度は、反射光強度に対して非常に微弱であり、また、蛍光の波長と反射光の２波長の強度比は、部位毎に異なるため、例えば図１１に示すような照射光を正常な生体組織に照射すると、ＣＣＤ１９の受光面にある部位（複数の内視鏡の種類の一種類）では例えば図１３に示すような自家蛍光の波長と反射光の２波長のスペクトルが得られる。
【０１３７】
ここで、各波長の強度比は、例えば、おおよそ  蛍光：緑反射光（緑狭帯域）：赤反射光（赤狭帯域）＝１：５：１０と仮定する。
【０１３８】
特殊光モード時の各波長の蓄積時間ＴＡは、例えば  蛍光＝ＴＥ、緑反射光は０．２＊ＴＥ、赤反射光は０．１＊ＴＥがメモリ２２に格納されており、蛍光の波長と反射光の２波長をこの蓄積時間で撮像すると各波長では同等レベルの画面平均値となる。このように蛍光は、反射光の２波長よりも長い蓄積時間で撮像される。また、他の部位で蛍光と反射光の強度比が大きく異なればＣＰＵ３０は、その強度比を考慮して蛍光の波長と反射光の２波長の蓄積時間を算出する。メモリ２２には内視鏡の種類毎に最適な蓄積時間データが格納されている。  
測光部３７は、モニタ画面の明るさに関連する蛍光と反射光の合成画像の画面平均値を算出し、この結果を、ＣＣＤ感度制御部３２と絞り制御部４２に出力する。  
ＣＣＤ感度制御部３２は、画面平均値と術者が設定したモニタ明るさの基準値（目標値）とを比較し、比較結果（大小）に応じてＣＣＤ１９の電荷増幅部６４の感度増幅率の制御を行うために、ＣＣＤ駆動部３１からＣＣＤ１９に出力される感度制御パルスφＣＭＤの電圧値（振幅）及びパルス数を後述するように制御する。
【０１３９】
ＣＣＤ感度制御部３２により、明るさが変化する被写体に対して、モニタ６の明るさを術者の設定値（目標値）に維持できるようにＣＣＤ１９の電荷増幅部６４の感度増幅率を変化させて自動利得動作（電荷増幅部６４の感度増幅率制御によるＡＧＣ）が行われる。また、ＣＣＤの温度変化により感度増幅率が変化しても、モニタ６の明るさを術者の設定値（目標値）に維持できるように、ＣＣＤ１９の電荷増幅部６４の感度増幅率を変化させる自動利得制御が行われる。
【０１４０】
対物レンズ１４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自家蛍光が入射されるが、励起光カットフィルタ１５により励起光自体はカットされ、ＣＣＤ１９の受光面には自家蛍光のみが入射する。また、緑狭帯域及び赤狭帯域の照明光に対する反射光は、対物レンズ１４に入射し、励起光カットフィルタ１５を透過してＣＣＤ１９の受光面に入射する。
【０１４１】
生体組織からの蛍光、緑反射光、赤反射光は、ＣＣＤ１９に順次入射される。ＣＣＤ１９からの各波長に対応する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で各種所定の信号処理が施され、モニタ６やパーソナルコンピュータ等の周辺機器において蛍光画像の表示や記憶が行われる。
【０１４２】
また、デジタル処理回路３５では、蛍光、緑反射光、赤反射光の撮像時にホワイトバランス係数は、メモリ２２に格納されている通常光モードとは異なる特殊光モード（蛍光観察）の設定値に切り換えられる。また、色変換処理では、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色変換が施される。
【０１４３】
これにより、モニタ６には、図８及び図９に示すような任意の感度増幅率に対応する出力信号及びＳ／Ｎ特性が得られる。特に微弱光領域において、ＣＣＤ１９の電荷増幅部６４への感度制御パルスφＣＭＤの電圧値（振幅）を変え、感度増幅率を大きくすることにより、モニタ６には、感度増幅率３倍や１０倍等に相当する出力信号及びＳ／Ｎ特性が得られる。なお、感度増幅率は、３倍、１０倍のみならず、感度制御パルスφＣＭＤの電圧値（振幅）を制御する事により任意の値に増幅可能である。
【０１４４】
蛍光観察は、例えば青色領域の励起光を粘膜に照射すると５２０ｎｍ付近にピークを有する自家蛍光が得られ、この自家蛍光の強度比は正常部位に対して病変部位は小さい特性を利用したものである。
【０１４５】
なお、励起光は青色領域の光に限らず、紫外光やレーザ光でもよい。また薬剤を用いた蛍光観察にも適用可能である。
【０１４６】
また、血液の影響、すなわちヘモグロビン吸収帯を鋭敏に捉えられる緑反射光、及び、参照光（血液の影響がない波長帯域）として赤反射光を用いることにより、観察対象部位を撮像して得られる合成画像は、炎症（血液）の影響を除外した病変の有無が鋭敏に検出可能な画像となる。例えば、蛍光観察により、炎症や過形成は正常組織と同じ色に表示され、腺腫やガンの部位は正常組織とは異なる色で表示される。これらにより、通常観察に比べて腫瘍性病変の拾い上げが容易となる。
【０１４７】
次に、本実施例のプロセッサ３のＣＣＤ感度制御部３２の作用について図１４のフローチャートを用い、図１２及び図１５〜図２２を参照して以下に説明する。
【０１４８】
図１４に示すように、ステップＳ１にて電圧／パルス制御部１０５がＶHリセット信号によりスイッチ１０３においてＶHを０にリセットすると共に、第２のＵ／Ｄカウンタ１０４によるパルス制御を開始する。
【０１４９】
そして、ステップＳ２にて第２のＵ／Ｄカウンタ１０４において測光部３７の測光結果に基づくＵＰ信号及びＤＯＷＮ信号によりＰ設定信号の値を増減させて感度制御パルスΦＣＭＤのパルス数Ｐの増減を実行する。
【０１５０】
ステップＳ３にて術者が設定した明るさ目標値に基づく比較部１０１の比較結果に基づきＰ設定信号（パルス数Ｐ）が所定のパルス値に収束したかどうか判断し、収束せずにＰ設定信号に変化がある場合にはステップＳ２に戻り、Ｐ設定信号が変化せず収束すると、ステップＳ４に進む。
【０１５１】
ステップＳ４では、電圧／パルス制御部１０５が第２のＵ／Ｄカウンタ１０４で収束した収束パルス数ＰのＰ設定信号をカウント保持信号にて保持させると共に、第１のＵ／Ｄカウンタ１０２による電圧制御を開始する。
【０１５２】
そして、ステップＳ５にて電圧／パルス制御部１０５はＵＰ信号及びＤＯＷＮ信号により画面平均値が明るさ目標値に対して暗いかどうか判断し、暗い場合にはステップＳ６にて感度制御パルスΦＣＭＤの電圧値（振幅）ＶHを設定するＶH設定信号をアップしてステップＳ９に進む。
【０１５３】
また、画面平均値が明るさ目標値に対して暗くない場合には、ステップＳ７にて画面平均値が明るさ目標値に対して明るいかどうか判断し、明るい場合にはステップＳ８にてＶH設定信号（電圧値（振幅）ＶH）をダウンしてステップＳ９に進み、明るくない場合、すなわち画面平均値が明るさ目標値になった場合には処理を終了する。
【０１５４】
そして、ステップＳ９にてＶH設定信号（電圧値（振幅）ＶH）が収束したかどうか判断し、収束せずにＶH設定信号に変化がある場合にはステップＳ５に戻り、ＶH設定信号が変化せず収束すると処理を終了する。
【０１５５】
上記の処理により収束したきＰ設定信号（パルス数Ｐ）で、かつ収束したＶH設定信号（電圧値（振幅）ＶH）のＣＣＤ駆動部３１に出力することで、ＣＣＤ駆動部３１が感度制御パルスΦＣＭＤを生成しＣＣＤ１９を駆動する。
【０１５６】
パルス数制御を先に実施するメリットは、パルス数でゲイン制御すると、パルス数により最小分解能であるステップ毎のゲイン制御となり精度が出ないが、目標ゲイン付近まではパルス数でゲイン制御を行い、その後は電圧値でゲイン制御を行うことで、目標ゲインがパルス数のステップ間に存在する場合においても、精度よくゲイン制御を行うことができる。
【０１５７】
図１５はパルス数Ｐが最大値、例えば２５６であるときの感度制御パルスΦＣＭＤのパルスパターンを示し、図１６及び図１７はパルス数Ｐが１＜Ｐ＜２５６のときの感度制御パルスΦＣＭＤのパルスパターンを示している。
【０１５８】
また、図１８及び図１９に示すように、感度制御パルスΦＣＭＤの電圧値（振幅）は、２値あるいは３値でもよい。
【０１５９】
このように本実施例では、図２０に示すように、第２のＵ／Ｄカウンタ１０４でのパルス制御の選択を行い、目標値付近までゲインが達した後、第１のＵ／Ｄカウンタ１０２での電圧制御の選択をし、感度制御パルスΦＣＭＤの電圧値（振幅）（φＣＭＤ  ＨＩＧＨ電源）の調整を行ない、ゲインの微調整を行うことので、従来のような電圧制御のみに比較し、急峻な変化を有するゲイン特性に対しても、目標値の明るさに精度良く制御することができる。
【０１６０】
また、パルス数制御とφＣＭＤ  Ｈｉｇｈ電源調整を組み合わせることによって、ＣＣＤ駆動部３１のＤ／Ａ変換器１１０のリファレンス電圧を小さくすることができたため、ピット数の小さいＤ／Ａ変換器を使用しても制御することが可能になる。
【０１６１】
なお、図２１のステップＳ２１〜Ｓ２９に示すような処理を行い、図２２に示すように、第１のＵ／Ｄカウンタ１０２での電圧制御を選択を行い、目標値付近までゲインが達した後、第２のＵ／Ｄカウンタ１０４でのパルス制御を選択をし、感度制御パルスΦＣＭＤのパルス数の調整を行ない、ゲインの微調整を行うようにしてもよい。
【実施例２】
【０１６２】
図２３及び図２４は本発明の実施例２に係わり、図２３はＣＣＤ感度制御部及びＣＣＤ駆動部の構成を示すブロック図、図２４は図２３のＣＣＤ感度制御部の作用を説明する図である。
【０１６３】
実施例２は、実施例１とほとんど同じであるので、異なる点のみ説明し、同一の構成には同じ符号をつけ説明は省略する。
【０１６４】
図２３に示すように、本実施例のＣＣＤ感度制御部３２では、 ＣＰＵ３０からのＣＣＤ１９の増幅率特性データであるスコープＩＤをデコーダ１２１にてデコードし第１のＵ／Ｄカウンタ１０２に出力する。
【０１６５】
ＣＣＤ１９は、個々に増幅率特性データが異なり、例えば図２４に示すように、第１ＣＣＤでは感度制御パルスΦＣＭＤの電圧値（振幅）を設定するＶH設定信号が２５５のとき増幅率（ゲイン）が１３０倍であって、第２ＣＣＤでは感度制御パルスΦの電圧値（振幅）を設定するＶH設定信号が２５５のとき増幅率（ゲイン）が２００倍である。
【０１６６】
このようにＣＣＤ毎に増幅率特性データが異なるために、デコーダ１２１では、増幅率（ゲイン）が例えば１００倍となる感度制御パルスΦＣＭＤの電圧値（振幅）を設定するＶH設定信号をＣＣＤ毎の上限電圧として第１のＵ／Ｄカウンタ１０２に出力する。
【０１６７】
例えば図２４においては、第１ＣＣＤの増幅率（ゲイン）が１００倍のときのＶH設定信号が１８０であって、第２ＣＣＤの増幅率（ゲイン）が１００倍のときのＶH設定信号が１５０であるので、この場合は第１ＣＣＤの上限電圧をＶH設定信号＝１８０で規定し、また第２ＣＣＤの上限電圧をＶH設定信号＝１５０で規定する。
【０１６８】
このように本実施例では、感度制御パルスΦＣＭＤの電圧値（振幅）を設定するＶH設定信号の上限を設定することで、ＣＣＤ１９の増幅率特性データにばらつきがあっても、同一の増幅率（ゲイン）幅内で電圧制御を行うことができ、実施例１の効果に加え、増幅率特性データが異なるＣＣＤに対しても、安定した感度制御パルスΦＣＭＤのゲイン調整ができる。なお、直接スコープＩＤに上限値を書き込んでデコーダ１２１を省略してもよい。
【実施例３】
【０１６９】
図２５ないし図２８は本発明の実施例３に係わり、図２５は要部の構成を示すブロック図、図２６は図２５のＬＵＴの補正値を説明する図、図２７は図２５のＬＵＴの作用を説明する第１の図、図２８は図２５のＬＵＴの作用を説明する第２の図である。
【０１７０】
実施例３は、実施例１とほとんど同じであるので、異なる点のみ説明し、同一の構成には同じ符号をつけ説明は省略する。
【０１７１】
図２５に示すように、本実施例では、ＣＣＤ感度制御部３２からのＶH設定信号を入力し、図２６に示すような補正値を出力するＬＵＴ（ルックアップテーブル）１３１と、該ＬＵＴ１３１の出力とＣＣＤ感度制御部３２からのＶH設定信号とを乗算しＣＣＤ駆動部３１に出力する乗算器１３２とを備えている。
【０１７２】
ＬＵＴ１３１が出力する補正値は、感度制御パルスΦＣＭＤの電圧値（振幅）における増幅率特性をリニア特性に変換する補正特性を有しているので、乗算器１３２にてＬＵＴ１３１の補正値とＣＣＤ感度制御部３２からのＶH設定信号とを乗算することで、図２７に示すようなリニアでＣＣＤ１９の出力を正規化した感度制御パルスΦＣＭＤの電圧値（振幅）における増幅率特性のＶH設定信号をＣＣＤ駆動部３１に出力することができ、実施例１の効果に加え、より安定して感度制御パルスΦＣＭＤのゲイン調整ができる。
【０１７３】
なお、図２８に示すように、リニア特性をＶH設定信号のレベルに応じて変化させてもよい。
【実施例４】
【０１７４】
図２９及び図３０は本発明の実施例４に係わり、図２９は要部の構成を示すブロック図、図３０は図２９のＬＵＴの補正値を説明する図である。
【０１７５】
実施例４は、実施例３とほとんど同じであるので、異なる点のみ説明し、同一の構成には同じ符号をつけ説明は省略する。
【０１７６】
図２９に示す本実施例のＬＵＴ１３１ａは、ＣＰＵ３０からのＣＣＤ１９の増幅率特性データであるスコープＩＤを入力し、図３０に示すように、感度制御パルスΦＣＭＤの電圧値（振幅）における増幅率特性をリニア特性に変換すると共に、実施例２のように感度制御パルスΦＣＭＤの電圧値（振幅）を設定するＶH設定信号のＣＣＤ毎の上限電圧をもたらす補正値を乗算器１３２に出力する。
【０１７７】
例えば図２４で説明したように第１ＣＣＤの増幅率（ゲイン）が１００倍のときのＶH設定信号が１８０であって、第２ＣＣＤの増幅率（ゲイン）が１００倍のときのＶH設定信号が１５０である場合には、図３０に示すように、ＶH設定信号＝１８０で第１ＣＣＤのパルスΦＣＭＤの上限電圧をもたらす第１補正値を規定し、またＶH設定信号＝１５０で第２ＣＣＤのパルスΦＣＭＤの上限電圧をもたらす第２補正値を規定する。
【０１７８】
このように本実施例では、実施例３の効果に加え、実施例２のように増幅率特性データが異なるＣＣＤに対しても、安定した感度制御パルスΦＣＭＤのゲイン調整ができる。
【実施例５】
【０１７９】
図３１及び図３２は本発明の実施例５に係わり、図３１はＣＣＤ感度制御部及びＣＣＤ駆動部の構成を示すブロック図、図３２は図３１のＬＵＴの補正値を説明する図である。
【０１８０】
実施例５は、実施例１とほとんど同じであるので、異なる点のみ説明し、同一の構成には同じ符号をつけ説明は省略する。
【０１８１】
図３１に示すように、本実施例のＣＣＤ感度制御部３２では、明るさ目標値に基づき比較部１０１に比較値の上限及び下限を出力するＬＵＴ１４１を備えている。
【０１８２】
ＬＵＴ１４１は、図３２に示すように、明るさ目標値を中心とした所定の上下限値を比較部１０１に出力する。比較部１０１では測光部３７の測光結果である画面平均値を明るさ目標値を中心とした所定の上下限値内に収束させるようにＵＰ信号及びＤＯＷＮ信号を出力する。
【０１８３】
すなわち、図３２では例えば、明るさ目標値を「１」とした場合、画面平均値が比較部１０１にて比較値１０±１と比較され、画面平均値が１０±１ならば設定した明るさ目標値とする。また、明るさ目標値を「５」とした場合、画面平均値が比較部１０１にて比較値２４０±４．５と比較され、画面平均値が２４０±４．５ならば設定した明るさ目標値とする。他の明るさ目標値の場合も所定の上下限値規定される値に画面平均値を収束させる。
【０１８４】
このように本実施例では、実施例１の効果に加え、画面平均値を明るさ目標値を中心とした所定の上下限値内に収束させることで、急峻なゲイン特性領域でのＣＣＤ感度制御での発振を防止することが可能となる。
【実施例６】
【０１８５】
図３３及び図３４は本発明の実施例６に係わり、図３３はＣＣＤ感度制御部及びＣＣＤ駆動部の構成を示すブロック図、図３４は図３３のＬＵＴの補正値を説明する図である。
【０１８６】
実施例６は、実施例５とほとんど同じであるので、異なる点のみ説明し、同一の構成には同じ符号をつけ説明は省略する。
【０１８７】
本実施例のＬＵＴ１４１は、図３３に示すように、第１のＵ／Ｄカウンタ１０２の出力であるＶH設定信号を入力し、ＶH設定信号の値に応じて画面平均値を収束させるための目標値の不感帯の幅を設定して比較部１０１に出力する。
【０１８８】
本実施例では、図３４に示すように、例えば第１のＵ／Ｄカウンタ１０２の出力であるＶH設定信号を４段階に分けて、
（１）ＶH設定信号＝０〜６３では不感帯の幅＝±１
（２）ＶH設定信号＝６４〜１２７では不感帯の幅＝±２
（３）ＶH設定信号＝１２８〜１９１では不感帯の幅＝±３
（４）ＶH設定信号＝１２８〜２５５では不感帯の幅＝±４
として比較部１０１に出力する。
【０１８９】
このように本実施例では、ＶH設定信号の値に応じて画面平均値を収束させるための目標値の不感帯の幅を設定するので、実施例５と同様に、急峻なゲイン特性領域でのＣＣＤ感度制御での発振を防止することが可能となる。
【実施例７】
【０１９０】
図３５ないし図３７は本発明の実施例７に係わり、図３５は内視鏡装置の概略構成を示すブロック図、図３６は図３５のＣＣＤ感度制御部及びＣＣＤ駆動部の構成を示すブロック図、図３７は図３６のＣＣＤ感度制御部の作用を説明する図である。
【０１９１】
実施例７は、実施例１とほとんど同じであるので、異なる点のみ説明し、同一の構成には同じ符号をつけ説明は省略する。
【０１９２】
図３５に示すように、本実施例では、ＣＣＤ感度制御部３２が光源装置５の絞り制御部４２を制御するようになっている。
【０１９３】
詳細には、図３６に示すように、ＣＣＤ感度制御部３２は、ＶH設定信号、ＵＰ信号、ＤＯＷＮ信号及びＣＰＵ３０からの絞り４１の絞り位置信号を入力し、スイッチ制御信号を出力するＣＣＤ／調光選択部１５１を備えている。ＣＣＤ／調光選択部１５１からのスイッチ制御信号はＯＲ回路１５２を介してスイッチ１０３を制御すると共に、インバータ１５３を介してスイッチ１５５を制御する。スイッチ１５５は、絞り４１を全開にする基準値信号を発生する基準値発生部１５４からの基準値信号と測光部３７からの測光結果である画面平均値をスイッチ制御信号により切り替えて絞り制御部４２に出力する。
【０１９４】
ＣＣＤ１９の感度制御だけでは近点観察時にハレーションが発生し、また絞り４１による調光だけでは蛍光観察時には蛍光が微弱であるために遠点観察が困難であるが、本実施例ではＣＣＤ１９の感度制御と絞り４１による調光を組み合わせることで、上記問題を解決する。
【０１９５】
具体的には、ＣＣＤ／調光選択部１５１は、例えば近点観察時において、ＶH設定信号が０で、かつＤＯＷＮ信号が発生している場合には、スイッチ１０３を制御し感度制御パルスΦＣＭＤの電圧値（振幅）をＶminに設定すると共に、スイッチ１５５を制御し絞り制御部４２に測光部３７からの測光結果である画面平均値を出力し絞り４１を絞る。
【０１９６】
一方、例えば蛍光観察時において、絞り４１が全開で、かつＵＰ信号信号が発生している場合には、スイッチ１０３を制御し感度制御パルスΦＣＭＤの電圧値（振幅）をＶH設定信号により電圧制御すると共に、スイッチ１５５を制御し絞り制御部４２に基準値発生部１５４からの基準値信号を出力し絞り４１の全開状態を保持させる。
【０１９７】
これにより図３７に示すように、近点から遠点に至まで最適な画像の明るさ制御が可能となる。
【０１９８】
なお、上記各実施例においては、例えばＲＧＢ照射による通常観察時の場合、デジタル処理回路３５においてホワイトバランス処理を行うよりも、ＣＣＤ１９の感度制御でゲインを調整することのほうがＳ／Ｎ的に有効である。
【０１９９】
そこで、ＣＰＵ３０からからＲＧＢ回転フィルタ４３のフィルタ毎のゲイン係数を読み出し、該ゲイン係数に基づき明るさ目標値をＬＵＴ等で変換して比較部１０１に出力することで、ＣＣＤ駆動部３１で色バランスを行うことができる。
【０２００】
また、ＣＣＤ１９の前面にエタロン等からなる透過波長分離素子を設けても良い。可視域〜近赤外光の励起により近赤外波長領域で蛍光を発する複数の既知の蛍光標識物質を生体にあらかじめ投与し、この蛍光標識物質が発する蛍光のピーク波長を走査するように透過波長分離素子を制御することが可能となる。これにより、生体内で癌特異的な複数のタンパク質に各々蛍光波長の異なる標識をつけ、その各蛍光波長を検出することにより細胞内の癌特異タンパク質の存在の検出が可能となる。なお、透過波長分離素子とＣＣＤは内視鏡先端や内視鏡接眼部に設けることが可能である。
【０２０１】
また、ＣＣＤ１９にペルチェ素子等の冷却手段を設けてもよく、ＣＣＤ冷却による暗電流を抑制でき、画質を改善することが可能となる。
【０２０２】
また、用いる波長について、波長数、中心波長、半値幅や透過率の選択や組み合わせは、種々可能である。また、光源装置５から照射する照明光を白色光として、ＣＣＤにカラーチップを設け、カラーチップのフィルタ特性についての波長数、中心波長、半値幅や透過率を各種組み合わせても良い。
【０２０３】
さらに、ＣＣＤのイメージエリアを複数領域に分割し、その領域毎に電荷増幅機構を設けても良い。複数の電荷増幅機構を設けることにより、各領域の読み出し速度を遅くすることが可能となり画質を改善することが可能となる。
【０２０４】
［付記］
（付記項１）電荷増倍機構を有し、被写体に照射された光に基づく光信号を受光し、該光信号を光電変換して、前記電荷増倍機構にパルス状の駆動信号が加えられることにより、電荷増倍率の変更が可能な固体撮像素子と、
前記固体撮像素子からの出力信号を処理する信号処理手段と、
前記固体撮像素子で受光する前記複数の特定波長領域の光の間の電荷増倍率の比率を設定する電荷増倍比率設定手段と、
前記電荷増倍比率設定手段での前記電荷増倍率の上限を設定する上限設定手段と
を具備したことを特徴とする内視鏡用信号処理装置。
【０２０５】
（付記項２）電荷増倍機構を有し、被写体に照射された光に基づく光信号を受光し、該光信号を光電変換して、前記電荷増倍機構にパルス状の駆動信号が加えられることにより、電荷増倍率の変更が可能な固体撮像素子と、前記固体撮像素子の電荷増倍率の上限値に関する情報を複数記憶する記憶手段とを有する内視鏡と、
前記記憶手段の前記上限値に基づいて、前記固体撮像素子の電荷増倍率の制御を行う駆動手段と、
前記固体撮像素子が撮像した前記被写体に基づく信号を信号処理する信号処理手段と
を備えたことを特徴とする内視鏡装置。
【０２０６】
本発明は、上述した実施例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】
【０２０７】
【図１】本発明の実施例１に係る内視鏡装置の概略構成を示すブロック図
【図２】図１のＣＣＤの構成を示すブロック図
【図３】図１の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
【図４】図１のＣＣＤの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
【図５】図１のＣＣＤのＣＣＤ感度に関する電荷増幅部印加パルスと感度増幅率の関係を示す説明図
【図６】特殊光モード時の図１のＣＣＤの駆動のタイミングチャート
【図７】通常光モード時の図１のＣＣＤの駆動のタイミングチャート
【図８】図１のＣＣＤのＣＣＤ感度特性（モニタ出力信号）を示すグラフ
【図９】図１のＣＣＤのＣＣＤ感度特性（Ｓ／Ｎ特性）を示すグラフ
【図１０】図１のＲＧＢ回転フィルタの構成を示す平面図
【図１１】図１０のＲＧＢ回転フィルタによる蛍光観察における光源装置の分光特性を示すグラフ
【図１２】図１のＣＣＤ感度制御部及びＣＣＤ駆動部の構成を示すブロック図
【図１３】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
【図１４】図１２のＣＣＤ感度制御部の処理の流れを示すフローチャート
【図１５】図１４の処理で生成される感度制御パルスφＣＭＤの第１のパルスパターンを示す図
【図１６】図１４の処理で生成される感度制御パルスφＣＭＤの第２のパルスパターンを示す図
【図１７】図１４の処理で生成される感度制御パルスφＣＭＤの第３のパルスパターンを示す図
【図１８】図１４の処理で生成される感度制御パルスφＣＭＤの第４のパルスパターンを示す図
【図１９】図１４の処理で生成される感度制御パルスφＣＭＤの第５のパルスパターンを示す図
【図２０】図１４の処理を説明する説明図
【図２１】図１４の処理の変形例のフローチャート
【図２２】図２１の処理を説明する説明図
【図２３】本発明の実施例２に係るＣＣＤ感度制御部及びＣＣＤ駆動部の構成を示すブロック図
【図２４】図２３のＣＣＤ感度制御部の作用を説明する図
【図２５】本発明の実施例３に係る要部の構成を示すブロック図
【図２６】図２５のＬＵＴの補正値を説明する図
【図２７】図２５のＬＵＴの作用を説明する第１の図
【図２８】図２５のＬＵＴの作用を説明する第２の図
【図２９】本発明の実施例４に係る要部の構成を示すブロック図
【図３０】図２９のＬＵＴの補正値を説明する図
【図３１】本発明の実施例５に係るＣＣＤ感度制御部及びＣＣＤ駆動部の構成を示すブロック図
【図３２】図３１のＬＵＴの補正値を説明する図
【図３３】本発明の実施例６に係るＣＣＤ感度制御部及びＣＣＤ駆動部の構成を示すブロック図
【図３４】図３３のＬＵＴの補正値を説明する図
【図３５】本発明の実施例７に係る内視鏡装置の概略構成を示すブロック図
【図３６】図３５のＣＣＤ感度制御部及びＣＣＤ駆動部の構成を示すブロック図
【図３７】図３６のＣＣＤ感度制御部の作用を説明する図
【符号の説明】
【０２０８】
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
１０…挿入部
１１…ライトガイド
１３…照明レンズ
１４…対物レンズ
１５…励起光カットフィルタ
１９…ＣＣＤ
２０…記憶装置
２１…ＣＰＵ
２２…メモリ
３０…ＣＰＵ
３１…ＣＣＤ駆動部
３２…ＣＣＤ感度制御部
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…Ｄ／Ａ変換器
３７…測光部
３８…映像信号処理回路
４０…ランプ
４１…絞り
４２…絞り制御部
４３…ＲＧＢ回転フィルタ
４４…モータ
４６…回転フィルタ切替部
５０…モード切替部
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
１０１…比較部
１０２…第１のＵ／Ｄカウンタ
１０３…スイッチ
１０４…第２のＵ／Ｄカウンタ
１０５…電圧／パルス選択部
１１０…Ｄ／Ａ変換器
１１１…アンプ
１１２…電源部
１１３…Ｔ．Ｇ．
１１４…ＣＣＤドライバ
代理人    弁理士    伊藤  進
【図１】
2005312551.tif 000003
【図２】
2005312551.tif 000004
【図３】
2005312551.tif 000005
【図４】
2005312551.tif 000006
【図５】
2005312551.tif 000007
【図６】
2005312551.tif 000008
【図７】
2005312551.tif 000009
【図８】
2005312551.tif 000010
【図９】
2005312551.tif 000011
【図１０】
2005312551.tif 000012
【図１１】
2005312551.tif 000013
【図１２】
2005312551.tif 000014
【図１３】
2005312551.tif 000015
【図１４】
2005312551.tif 000016
【図１５】
2005312551.tif 000017
【図１６】
2005312551.tif 000018
【図１７】
2005312551.tif 000019
【図１８】
2005312551.tif 000020
【図１９】
2005312551.tif 000021
【図２０】
2005312551.tif 000022
【図２１】
2005312551.tif 000023
【図２２】
2005312551.tif 000024
【図２３】
2005312551.tif 000025
【図２４】
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【図２５】
2005312551.tif 000027
【図２６】
2005312551.tif 000028
【図２７】
2005312551.tif 000029
【図２８】
2005312551.tif 000030
【図２９】
2005312551.tif 000031
【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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