(57)【要約】【課題】輝度ムラを抑制した画像を取得することができる撮像システムおよび内視鏡を提供すること。【解決手段】本発明にかかる撮像システムは、各々が受光した光を光電変換して電気信号を生成する複数の画素がマトリックス状に設けられた受光部と、複数の画素が生成した電気信号をラインごとに順次読み出す読出し部と、を有する撮像素子と、照明光を出射する光源部と、照明光の光路上に設けられ、照明光の透過率を変更可能な透過率変更手段と、少なくとも読み出し対象のすべての画素を露光することが可能な露光タイミングを検知するタイミング検知部と、タイミング検知部が検知した露光タイミングをもとに、照明光による照明タイミングの設定を行う照明タイミング設定部と、を備え、透過率変更手段は、照明タイミング設定部が設定した照明タイミングに基づき透過率を変更する。【選択図】図２
2016025509.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各々が受光した光を光電変換して電気信号を生成する複数の画素がマトリックス状に設けられた受光部と、前記複数の画素が生成した電気信号をラインごとに順次読み出す読出し部と、を有する撮像素子と、
照明光を出射する光源部と、
少なくとも読み出し対象のすべての画素を露光することが可能な露光タイミングを検知するタイミング検知部と、
前記タイミング検知部が検知した露光タイミングをもとに、前記照明光による照明タイミングの設定を行う照明タイミング設定部と、
前記照明光の光路上に設けられ、前記照明光の透過率を変更可能であり、前記照明タイミング設定部が設定した前記照明タイミングに基づき前記透過率を変更する透過率変更手段と、
を備えたことを特徴とする撮像システム。
【請求項２】
前記照明タイミングは、前記露光タイミングでのみ前記透過率変更手段が前記照明光を透過可能とする照明許可タイミングであることを特徴とする請求項１に記載の撮像システム。
【請求項３】
前記光源部による前記照明光の出射を制御する光源制御部を備え、
前記光源部は、前記光源制御部の制御のもとパルス駆動により前記照明光を出射することを特徴とする請求項１に記載の撮像システム。
【請求項４】
音声が入力される音声入力部と、
前記音声入力部に入力された音声の振動周期を検出する振動周期検出部と、
を備え、
前記光源制御部は、前記振動周期検出部によって検出された音声の振動周期に同期させて、前記光源部に前記照明光を間欠的に出射させることを特徴とする請求項３に記載の撮像システム。
【請求項５】
前記透過率変更手段は、
前記照明光の光路上に設けられ、前記照明光の透過率を変更可能な偏光素子と、
前記偏光素子を駆動して前記照明光の透過率を変更する制御を行う偏光素子制御部と、
を有することを特徴とする請求項１に記載の撮像システム。
【請求項６】
細長形状をなして生体内に挿入される挿入部を有する内視鏡において、
各々が受光した光を光電変換して電気信号を生成する複数の画素がマトリックス状に設けられた受光部と、前記複数の画素が生成した電気信号をラインごとに順次読み出す読出し部と、を有する撮像素子と、
外部で生成された照明光を前記挿入部の先端に導光する導光手段と、
少なくとも読み出し対象のすべての画素を露光することが可能な露光タイミングを検出するタイミング検知部と、
前記タイミング検知部が検出した露光タイミングをもとに、前記照明光による照明タイミングの設定を行う照明タイミング設定部と、
前記照明光の光路上に設けられ、前記照明光の透過率を変更可能であり、前記照明タイミング設定部が設定した前記照明タイミングに基づき前記透過率を変更する透過率変更手段と、
を備えたことを特徴とする内視鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像素子、および照明光を出射する光源を備えた撮像システム、ならびに撮像素子を備えた内視鏡に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、医療分野においては、被検体内部の観察のために内視鏡システムが用いられている。内視鏡システムは、一般に、患者等の被検体内に細長形状をなす可撓性の挿入部を挿入し、この挿入部先端から照明光を間欠的に照明し、この照明光の反射光を挿入部先端の撮像素子で受光することによって、体内画像を撮像する。このように撮像された生体画像は、この内視鏡システムのディスプレイに表示される。
【０００３】
撮像素子としては、例えばＣＭＯＳ（Complementary  Metal  Oxide  Semiconductor）イメージセンサが用いられる（例えば、特許文献１参照）。ＣＭＯＳイメージセンサは、水平ライン毎にタイミングをずらして読み出しを行うローリングシャッタ方式によって撮像信号を生成する。ＣＭＯＳイメージセンサは、画素に蓄えられた電荷に基づく画素情報（撮像信号）の読み出しの仕方を任意に設定することができるため、全画素を同時に読み出すＣＣＤイメージセンサよりも多様な撮像を行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２６２２２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、間欠照明のもと、ローリングシャッタ方式を用いて声帯のような動きのある被写体の観察を行う場合、１つの撮像期間において水平ラインごとに露光タイミングが異なるために、輝度ムラが生じやすかった。水平ラインごとに輝度ムラが発生すると、生体画像の画質が低下するという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、輝度ムラを抑制した画像を取得することができる撮像システムおよび内視鏡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】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる撮像システムは、各々が受光した光を光電変換して電気信号を生成する複数の画素がマトリックス状に設けられた受光部と、前記複数の画素が生成した電気信号をラインごとに順次読み出す読出し部と、を有する撮像素子と、照明光を出射する光源部と、少なくとも読み出し対象のすべての画素を露光することが可能な露光タイミングを検知するタイミング検知部と、前記タイミング検知部が検知した露光タイミングをもとに、前記照明光による照明タイミングの設定を行う照明タイミング設定部と、前記照明光の光路上に設けられ、前記照明光の透過率を変更可能であり、前記照明タイミング設定部が設定した前記照明タイミングに基づき前記透過率を変更する透過率変更手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明にかかる撮像システムは、上記発明において、前記照明タイミングは、前記露光タイミングでのみ前記透過率変更手段が前記照明光を透過可能とする照明許可タイミングであることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明にかかる撮像システムは、上記発明において、前記光源部による前記照明光の出射を制御する光源制御部を備え、前記光源部は、前記光源制御部の制御のもとパルス駆動により前記照明光を出射することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明にかかる撮像システムは、上記発明において、音声が入力される音声入力部と、前記音声入力部に入力された音声の振動周期を検出する振動周期検出部と、を備え、前記光源制御部は、前記振動周期検出部によって検出された音声の振動周期に同期させて、前記光源部に前記照明光を間欠的に出射させることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明にかかる撮像システムは、上記発明において、前記透過率変更手段は、前記照明光の光路上に設けられ、前記照明光の透過率を変更可能な偏光素子と、前記偏光素子を駆動して前記照明光の透過率を変更する制御を行う偏光素子制御部と、を有することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明にかかる内視鏡は、細長形状をなして生体内に挿入される挿入部を有する内視鏡において、各々が受光した光を光電変換して電気信号を生成する複数の画素がマトリックス状に設けられた受光部と、前記複数の画素が生成した電気信号をラインごとに順次読み出す読出し部と、を有する撮像素子と、外部で生成された照明光を前記挿入部の先端に導光する導光手段と、少なくとも読み出し対象のすべての画素を露光することが可能な露光タイミングを検出するタイミング検知部と、前記タイミング検知部が検出した露光タイミングをもとに、前記照明光による照明タイミングの設定を行う照明タイミング設定部と、前記照明光の光路上に設けられ、前記照明光の透過率を変更可能であり、前記照明タイミング設定部が設定した前記照明タイミングに基づき前記透過率を変更する透過率変更手段と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、輝度ムラを抑制した画像を取得することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本発明の実施の形態にかかる内視鏡システムの概略構成を示す図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態にかかる内視鏡システムの概略構成を示すブロック図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態にかかる内視鏡システムの制御タイミングを説明するタイミングチャートである。
【図４】図４は、本発明の実施の形態の変形例１にかかる内視鏡システムの概略構成を示すブロック図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態の変形例２にかかる内視鏡システムの概略構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明を実施するための形態（以下、「実施の形態」という）を説明する。実施の形態では、本発明にかかる撮像システムの一例として、患者等の被検体の体腔内の画像を撮像して表示する医療用の内視鏡システムについて説明する。また、この実施の形態により、この発明が限定されるものではない。さらに、図面の記載において、同一部分には同一の符号を付して説明する。
【００１６】
（実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態にかかる内視鏡システムの概略構成を示す模式図である。図１に示すように、本実施の形態にかかる内視鏡システム１は、被検体内に導入され、被検体の体内を撮像して被検体内の画像信号を生成する内視鏡２（スコープ）と、音声が入力される音声入力装置３と、内視鏡２によって撮像された撮像信号に対して所定の画像処理を行うとともに内視鏡システム１の各部を制御する処理装置４と、内視鏡２の照明光（観察光）としてパルス光を生成する光源装置５（光源部）と、処理装置４が画像処理を施して生成した画像信号に対応する画像を表示する表示装置６と、を備える。
【００１７】
内視鏡２は、被検体内に挿入される挿入部２１と、挿入部２１の基端部側であって術者が把持する操作部２２と、操作部２２より延伸する可撓性のユニバーサルコード２３と、を備える。
【００１８】
挿入部２１は、照明ファイバ（ライトガイドケーブル）および電気ケーブル等を用いて実現される。挿入部２１は、被検体内を撮像する撮像素子を内蔵した撮像部を有する先端部２１１と、複数の湾曲駒によって構成された湾曲自在な湾曲部２１２と、湾曲部２１２の基端部側に設けられた可撓性を有する可撓管部２１３と、を有する。先端部２１１には、照明レンズを介して被検体内を照明する照明部、被検体内を撮像する観察部、処理具用チャンネルを連通する開口部および送気・送水用ノズル（図示せず）が設けられている。
【００１９】
操作部２２は、湾曲部２１２を上下方向および左右方向に湾曲させる湾曲ノブ２２１と、被検体の体腔内に生体鉗子、レーザメス等の処置具が挿入される処置具挿入部２２２と、処理装置４、光源装置５、送気装置、送水装置および送ガス装置等の周辺機器の操作を行う複数のスイッチ部２２３と、を有する。処置具挿入部２２２から挿入された処置具は、内部に設けられた処置具用チャンネルを経て挿入部２１先端の開口部から表出する。
【００２０】
ユニバーサルコード２３は、照明ファイバおよび電気ケーブル等を用いて構成される。ユニバーサルコード２３は、基端で分岐しており、分岐した一方の分岐コード２３１の端部がコネクタ２３２であり、他方の基端がコネクタ２３３である。コネクタ２３２は、処理装置４に対して着脱自在であり、コネクタ２３３は、光源装置５に対して着脱自在である。ユニバーサルコード２３は、光源装置５から出射された照明光を、コネクタ２３２、操作部２２および可撓管部２１３を介して先端部２１１に伝播する。ユニバーサルコード２３は、先端部２１１に設けられた撮像部が撮像した撮像信号を処理装置４に伝送する。
【００２１】
挿入部２１およびユニバーサルコード２３には、光源装置５からの照明光を導光する照明ファイバ２１４が配設されている。照明ファイバ２１４の一端は挿入部２１の先端面に位置し、他端はユニバーサルコード２３の光源装置５との接続面に位置している。
【００２２】
音声入力装置３は、被写体が声帯である場合、声帯から発せられた音声が入力される。コード３１は、先端が音声入力装置３と接続しており、基端のコネクタ３１１は、処理装置４に対して着脱自在である。音声入力装置３は、コード３１およびコネクタ３１１を介して、入力された音声を処理装置４に出力する。
【００２３】
処理装置４は、ユニバーサルコード２３を介して入力された内視鏡２の先端部２１１における撮像部が撮像した被検体内の撮像信号に対して所定の画像処理を施す。処理装置４は、ユニバーサルコード２３を介して内視鏡２の操作部２２におけるスイッチ部２２３から送信された各種の指示信号に基づいて、内視鏡システム１の各部を制御する。
【００２４】
光源装置５（光源部）は、パルス状の白色光を照明光として発する光源や集光レンズ等を用いて構成される。光源装置５は、光源からのパルス状の照明光を、コネクタ２３２およびユニバーサルコード２３（照明ファイバ）を介して接続された内視鏡２へ、被写体である被検体内へ向けて照明（間欠照明）するための照明光として供給する。
【００２５】
表示装置６は、液晶または有機ＥＬ（Electro  Luminescence）を用いた表示ディスプレイ等を用いて構成される。表示装置６は、映像ケーブル６１を介して処理装置４によって生成された表示用の画像信号に対応する画像を含む各種情報を表示する。これにより、術者は、表示装置６が表示する画像（体内画像）を見ながら内視鏡２を操作することにより、被検体内の所望の位置の観察および性状を判定することができる。
【００２６】
つぎに、図１で説明した内視鏡２、音声入力装置３、処理装置４および光源装置５の構成について説明する。図２は、内視鏡システム１の構成を模式的に示すブロック図である。
【００２７】
内視鏡２は、先端部２１１に撮像部２４を有する。撮像部２４は、後述する受光部２４２ａの受光面側に配置された対物レンズ等の光学系２４１と、光学系２４１の結像位置に設けられ、光学系２４１が集光した光を受光して電気信号に光電変換して所定の信号処理を施す撮像素子２４２と、を備える。
【００２８】
撮像素子２４２は、ＣＭＯＳ（Complementary  Metal  Oxide  Semiconductor）イメージセンサを用いて実現される。撮像素子２４２は、受光部２４２ａと、読出し部２４２ｂと、を有する。
【００２９】
受光部２４２ａは、受光面に、光源装置５によるパルス光で照明された被写体からの光を受光し、受光した光を光電変換して電気信号を生成する。具体的には、受光部２４２ａは、光量に応じた電荷を蓄積するフォトダイオードや、フォトダイオードから転送される電荷を電圧レベルに変換するコンデンサなどをそれぞれ有する複数の画素がマトリックス状に配列され、各画素が光学系２４１からの光を光電変換して電気信号を生成する。受光部２４２ａには、二以上の画素が水平方向に沿って配置する画素行（水平ライン）が、垂直方向に複数並ぶように配置される。
【００３０】
読出し部２４２ｂは、受光部２４２ａの複数の画素のうち読み出し対象として任意に設定された画素が生成した電気信号を順次読み出して、撮像信号として出力する。読出し部２４２ｂは、受光部２４２ａにおける複数の画素に対する露光と複数の画素からの電気信号の読み出しとを行う。読出し部２４２ｂは、マトリックス状に配列された複数の画素がそれぞれ生成した電気信号を水平ライン毎に順次読み出す。読出し部２４２ｂは、露光および読み出しを行う撮像動作を先頭の水平ラインから実行し、水平ラインごとにタイミングをずらして、電荷リセット（コンデンサのリセット）、露光および読み出しを行うローリングシャッタ方式によって撮像信号を生成する。
【００３１】
したがって、撮像部２４においては、１つの撮像期間（フレーム）であっても、水平ラインごとに露光タイミングおよび読み出しタイミングがそれぞれ異なる。読出し部２４２ｂは、受光部２４２ａの複数の画素から読み出した電気信号（撮像信号）を、ケーブル（不図示）およびコネクタ２３２を介して、処理装置４に出力する。なお、撮像素子２４２から出力された撮像信号に付される垂直同期信号および水平同期信号は、後述するタイミング検出部４７にも入力される。
【００３２】
次に、処理装置４について説明する。処理装置４は、画像処理部４１と、メモリ４２と、表示制御部４３と、入力部４４と、光源制御部４５と、振動周波数検出部４６（振動周期検出部）と、タイミング検知部４７と、照明タイミング設定部４８と、制御部４９と、を備える。本実施の形態では、処理装置４に設けられる図示しないクロック生成器が生成したクロック信号に基づいて、処理装置４ならびに内視鏡２および光源装置５が動作するものとして説明する。
【００３３】
画像処理部４１は、撮像部２４の読出し部２４２ｂによって読み出された複数の画素の電気信号（撮像信号）に対し、所定の信号処理を行って画像信号を生成する。たとえば、画像処理部４１は、撮像信号に対して、少なくとも、オプティカルブラック減算処理、ホワイトバランス（ＷＢ）調整処理、撮像素子がベイヤー配列の場合には同時化処理、カラーマトリックス演算処理、ガンマ補正処理、色再現処理およびエッジ強調処理等を含む画像処理を行う。
【００３４】
メモリ４２は、揮発性メモリや不揮発性メモリを用いて実現され、処理装置４および光源装置５を動作させるための各種プログラムを記憶する。メモリ４２は、処理装置４の処理中の情報を一時的に記録する。メモリ４２は、受光部２４２ａにおける複数の画素の行列配置に対応させて、読出し部２４２ｂによって読み出された撮像信号を、フレーム単位で記憶する。メモリ４２は、画像処理部４１によって生成された画像信号をフレーム単位で記憶する。メモリ４２は、処理装置４の外部から装着されるメモリカード等を用いて構成されてもよい。
【００３５】
表示制御部４３は、表示装置６の表示周期に合わせて、画像処理部４１が生成した複数のフレームの画像信号から表示用の画像信号を選択し、該選択した画像信号を表示装置６に表示させるための画像信号として出力する。あるいは、表示制御部４３は、表示装置６の表示周期ごとに、画像処理部４１が生成した複数のフレームの画像信号を合成して、表示用画像信号を生成し、表示装置６に出力する。表示制御部４３は、表示用の画像信号を、デジタル信号からアナログ信号に変換し、変換したアナログの画像信号をハイビジョン方式等のフォーマットに変更、表示装置６へ出力する。
【００３６】
入力部４４は、マウス、キーボードおよびタッチパネル等の操作デバイスを用いて実現され、内視鏡システム１の各種指示情報の入力を受け付ける。具体的には、入力部４４は、被検体情報（たとえばＩＤ、生年月日、名前等）、内視鏡２の識別情報（たとえばＩＤや検査対応項目）および検査内容等の各種指示情報の入力を受け付ける。
【００３７】
光源制御部４５は、光源装置５の動作を制御する。具体的には、光源制御部４５は、振動周波数検出部４６によって検出された音声の周波数に同期させて、光源５１によるパルス光の照明タイミングおよび照明期間を制御する。
【００３８】
振動周波数検出部４６は、音声入力装置３に入力され、コード３１およびコネクタ３１１を介して処理装置４に入力された音声の周波数を検出する。本実施の形態において、この音声は、被写体である声帯から発せられたものである。振動周波数検出部４６は、検出した音声の周波数を制御部４９に出力する。
【００３９】
タイミング検知部４７は、撮像部２４から出力される撮像信号に付される垂直同期信号および水平同期信号をもとに、読出し部２４２ｂによる撮像信号の読み出しタイミングを水平ラインごとに検知する。タイミング検知部４７は、検知した読み出しタイミングを、照明タイミング設定部４８に出力する。なお、タイミング検知部４７が検知する読み出しタイミングは、読出し部２４２ｂが少なくとも読み出し対象のすべての画素の電気信号を読み出すタイミングであるものとする。また、本明細書において、読み出しタイミングや露光タイミング、照明タイミングにおけるタイミングとは、その動作を開始するタイミングおよび終了するタイミングを含む動作期間や処理期間を示すものとする。
【００４０】
照明タイミング設定部４８は、タイミング検知部４７が検出した読み出しタイミングをもとに、先端部２１１から出射する照明光の照明タイミング（照明許可タイミング）の設定を行う。照明タイミング設定部４８は、設定した照明許可タイミングに応じて、後述する偏光素子駆動部５４に制御信号を出力して、偏光素子５３の制御を行う。具体的には、照明タイミング設定部４８は、照明許可タイミングでは光源装置５によるパルス光を透過し、照明許可タイミング以外のタイミング（以下、照明禁止タイミングという）では光源装置５によるパルス光を遮光する旨の制御信号を生成する。
【００４１】
制御部４９は、ＣＰＵ等を用いて実現される。制御部４９は、処理装置４の各部の処理動作を制御する。制御部４９は、処理装置４の各構成に対する指示情報やデータの転送等を行うことによって、処理装置４の動作を制御する。制御部４９は、各ケーブルを介して撮像部２４および光源装置５それぞれに接続されている。なお、制御部４９は、撮像部２４の動作についても制御を行う。本実施の形態では、撮像素子２４２および光源５１は、制御部４９の制御のもと、撮像タイミングおよび照明タイミングの同期をとって駆動するものとして説明する。
【００４２】
つぎに、光源装置５について説明する。光源装置５は、光源５１と、光源ドライバ５２とを備える。
【００４３】
光源５１は、パルス状の白色光（照明光）を発する白色ＬＥＤ等の光源と、集光レンズなどの光学系と用いて構成される。光源５１は、内視鏡２に供給する照明光を発生し、照明ファイバ５１１を介して内視鏡２に照明光を導光する。
【００４４】
光源ドライバ５２は、光源制御部４５の制御のもと、光源５１に所定の電力を供給する。これにより、光源５１から発せられた光は、コネクタ２３３およびユニバーサルコード２３を介して挿入部２１の先端部２１１から被写体に照明される。
【００４５】
コネクタ２３３は、光源５１から発せられたパルス光の光路上に設けられ、選択的に該光路を遮断する偏光素子５３と、偏光素子５３を駆動して該偏光素子５３の偏光状態を制御する偏光素子駆動部５４と、を有する。偏光素子５３は、例えば二枚の偏光板を用いて構成され、一方の偏光板を他方の偏光板に対して回転させて偏光状態を変化させる。偏光素子５３は、上述した偏光板のほか、液晶などを用いて偏光状態を変化させるものなど、照明光の透過率、少なくとも透過状態と遮光状態（透過率がゼロ）とに変化させることができるものであればよい。なお、本実施の形態では、偏光素子５３および偏光素子駆動部５４により透過率変更手段を構成している。
【００４６】
続いて、内視鏡システム１における撮像タイミングおよび照明タイミングについて、図３を参照して説明する。図３は、本発明の実施の形態にかかる内視鏡システムの制御タイミング（撮像タイミングおよび発光タイミング）を説明するタイミングチャートである。なお、光源５１からの発光タイミング、および先端部２１１からの発光タイミングは、図３においてパルス信号で示され、パルスがハイ状態では照明光が出射され、パルスがロー状態では照明光が出射されないものとする。
【００４７】
撮像素子２４２は、受光部２４２ａの露光処理と、水平ライン毎にタイミングをずらして第１〜第ｎライン（１フレーム）の電気信号の読み出しを行う読出し部２４２ｂによる読み出し処理と、を交互に繰り返して、被検体の体内画像を含む撮像信号を取得する。本実施の形態では、撮像素子２４２の露光処理と該露光処理により生成された電気信号の読み出し処理とに要する期間をフィールド（フィールド１、フィールド２、フィールド３、・・・）という。換言すれば、１つのフィールドでは、例えば一つの画像を構成する１フレームの電気信号（撮像信号）を取得するための露光処理と読み出し処理とが行われる。このときの撮像素子２４２における読み出しタイミングをＴｐ１〜Ｔｐ４、露光タイミングをＴｅ１〜Ｔｅ３とすると、読み出しタイミングＴｐ１〜Ｔｐ４と露光タイミングＴｅ１〜Ｔｅ３とは、交互に現れる。
【００４８】
照明タイミング設定部４８は、タイミング検知部４７が検知したタイミングをもとに、先端部２１１から出射する照明光の照明タイミングの設定を行う。具体的には、照明タイミング設定部４８は、撮像信号に付される垂直同期信号および水平同期信号をもとに検出された読み出しタイミングに基づいて照明禁止タイミングを設定するとともに、その他の期間を照明許可タイミングとして設定する。換言すれば、照明タイミング設定部４８は、読み出しタイミングＴｐ１〜Ｔｐ４を照明禁止タイミングとして設定し、露光タイミングＴｅ１〜Ｔｅ３を照明許可タイミングとして設定する。
【００４９】
照明タイミング設定部４８は、設定した照明タイミング（照明許可タイミングおよび照明禁止タイミング）に応じた制御信号を偏光素子駆動部５４に出力する。偏光素子駆動部５４は、受信した制御信号に基づいて偏光素子５３を駆動し、偏光状態を制御する。これにより、光源装置５からパルス状に発せられる照明光に対し、照明許可タイミングでのみ先端部２１１から照明光を出射する。換言すれば、偏光素子駆動部５４は、光源装置５からパルス状に発せられる照明光に対し、照明禁止タイミングにおいて偏光素子５３を駆動して遮光状態とし、照明禁止タイミングでは先端部２１１から照明光が出射されない。
【００５０】
このように、読出し部２４２ｂによる読み出しタイミングに応じて照明禁止タイミングを設定することで、すべての水平ラインを一括で露光するとともに、該一括露光しない期間を照明禁止タイミングとして照明光の照射を行わないように制御することができる。このため、すべての水平ラインを均一に露光し、輝度ムラのない明瞭な画像を得ることができる。
【００５１】
上述した本実施の形態によれば、読出し部２４２ｂによる読み出しタイミングに応じて照明禁止タイミングおよび照明許可タイミングを設定し、該設定に応じたタイミングで偏光素子５３を駆動して先端部２１１からの照明光の出射を制御するようにしたので、輝度ムラを抑制した画像を取得することができる。
【００５２】
また、上述した本実施の形態によれば、読出し部２４２ｂによる読み出しタイミングに応じて照明禁止タイミングおよび照明許可タイミングを設定し、該設定に応じたタイミングでコネクタ２３３に設けられた偏光素子５３を駆動して先端部２１１からの照明光の出射を制御するようにしたので、処理装置４の制御下にない外部の光源装置を用いた場合であっても、設定に応じたタイミングで偏光素子５３を駆動して先端部２１１からの照明光の出射を制御可能であり、輝度ムラを抑制した画像を取得することができる。このように、本実施の形態では、内視鏡２側に偏光素子５３を設けたため、光源装置の接続先（制御態様）によらず、先端部２１１からの照明光の出射を制御することができる。
【００５３】
（実施の形態の変形例１）
次に、本発明の実施の形態の変形例１について説明する。図４は、本実施の形態の変形例１にかかる内視鏡システムの概略構成を示すブロック図である。なお、上述した構成と同一の構成には同一の符号を付して説明する。上述した実施の形態では、ユニバーサルコード２３を介して内視鏡２と光源装置５とが接続され、コネクタ２３３に偏光素子５３および偏光素子駆動部５４が設けられているものとして説明したが、本変形例１では、内視鏡２と光源装置５とがアダプタ７により接続され、該アダプタ７に偏光素子５３および偏光素子駆動部５４とが設けられる。
【００５４】
本変形例１にかかる内視鏡システム１ａは、上述した内視鏡２、音声入力装置３、処理装置４、光源装置５および表示装置６と、内視鏡２と光源装置５とを接続するアダプタ７と、を備える。
【００５５】
アダプタ７は、上述した偏光素子５３および偏光素子駆動部５４と、照明ファイバ７０１と、を有する。照明ファイバ７０１は、照明ファイバ２１４と照明ファイバ５１１とを接続し、光源５１からの照明光を内視鏡２（照明ファイバ２１４）に導光する。偏光素子５３は、照明ファイバ７０１の例えば中央部に設けられ、偏光態様により照明光を遮光または透過する。
【００５６】
上述した変形例１によれば、偏光素子５３および偏光素子駆動部５４を有するアダプタ７を介して内視鏡２と光源装置５とを接続するため、ユニバーサルコード２３に偏光素子５３および偏光素子駆動部５４が設けられていない内視鏡２を用いて照明光の制御を行うことができる。このため、従来の内視鏡を用いた場合であっても、動きのある被写体の明瞭な画像を取得することができる。
【００５７】
（実施の形態の変形例２）
次に、本発明の実施の形態の変形例２について説明する。図５は、本実施の形態の変形例２にかかる内視鏡システムの概略構成を示すブロック図である。なお、上述した構成と同一の構成には同一の符号を付して説明する。上述した実施の形態では、処理装置４にタイミング検知部４７および照明タイミング設定部４８が設けられているものとして説明したが、本変形例２では、内視鏡２側にタイミング検知部および照明タイミング設定部が設けられる。
【００５８】
本変形例２にかかる内視鏡システム１ｂは、上述した内視鏡２、音声入力装置３、処理装置４、光源装置５および表示装置６を備え、内視鏡２のコネクタ２３２には、上述したタイミング検知部４７および照明タイミング設定部４８と同一の機能を有するタイミング検知部２５、照明タイミング設定部２６および内視鏡制御部２７が設けられている。なお、本変形例２では、処理装置４にはタイミング検知部４７および照明タイミング設定部４８が設けられていないものとして説明する。内視鏡制御部２７は、ＣＰＵや各種プログラムを記録するレジスタ等を用いて構成され、制御部４９の制御のもと、撮像部２４を含む内視鏡２全体の制御を行う。内視鏡制御部２７は、内視鏡２の内部で生成されるクロック信号に基づいて、撮像素子２４２、タイミング検知部２５および照明タイミング設定部２６の制御を行う。なお、内視鏡２の照明ファイバ２１４が導光手段をなしている。
【００５９】
タイミング検知部２５は、撮像部２４から出力される撮像信号に付される垂直同期信号および水平同期信号をもとに、読出し部２４２ｂによる撮像信号の読み出しタイミングを水平ラインごとに検出する。タイミング検知部２５は、検出した読み出しタイミングを、照明タイミング設定部２６に出力する。
【００６０】
照明タイミング設定部２６は、タイミング検知部２５が検出したタイミングをもとに、先端部２１１から出射する照明光の照明タイミングの設定を行う。具体的には、照明タイミング設定部２６は、上述した照明タイミング設定部４８と同様、撮像信号に付される垂直同期信号および水平同期信号をもとに検出された読み出しタイミングに基づいて照明禁止タイミングを設定するとともに、その他の期間を照明許可タイミングとして設定する。照明タイミング設定部２６は、設定した照明タイミング（照明許可タイミングおよび照明禁止タイミング）に応じた制御信号を偏光素子駆動部５４に出力する。偏光素子駆動部５４は、受信した制御信号に基づいて偏光素子５３を駆動し、偏光状態を制御する。
【００６１】
このように、照明タイミング設定部２６が、読出し部２４２ｂによる読み出しタイミングに応じて照明禁止タイミングを設定することで、すべての水平ラインを一括で露光するとともに、該一括露光しない期間を照明禁止タイミングとして照明光の照射を行わないように制御することができる。このため、すべての水平ラインを均一に露光し、輝度ムラのない明瞭な画像を得ることができる。
【００６２】
上述した変形例２によれば、内視鏡２にタイミング検知部２５および照明タイミング設定部２６を設け、偏光素子５３の制御を行うようにしたので、処理装置４の処理負担を軽減することができる。
【００６３】
なお、上述した変形例２において、タイミング検知部２５、照明タイミング設定部２６および内視鏡制御部２７は、コネクタ部２３２のほか、操作部２２などに設けられるものであってもよい。
【００６４】
なお、上述した実施の形態において、光源５１が出射する白色光（照明光）の光路上に配置され、回転することにより、白色光のうち所定の波長帯域の光のみを透過させる複数のフィルタを有する回転フィルタを備えてもよい。回転フィルタを設けることにより、赤色光（Ｒ）、緑色光（Ｇ）および青色光（Ｂ）それぞれの波長帯域を有する光を順次透過させて出射する。これにより、光源５１が出射する白色光（Ｗ照明）のうち、狭帯域化した赤色光（Ｒ照明）、緑色光（Ｇ照明）および青色光（Ｂ照明）いずれかの光を内視鏡２に順次出射（面順次方式）することができる。また、回転フィルタのほか、各色の波長帯域の光をそれぞれ出射する光源（例えばＬＥＤ光源）を用いるものであってもよい。この場合でも、上述した撮像制御を行うことで、画像間の色ずれを低減することができる。
【００６５】
また、上述した実施の形態では、光源制御部４５による制御のもと、光源５１がパルス光を出射するものとして説明したが、光源５１が連続光を出射するものであってもよい。また、光源５１が連続光を出射する場合、偏光素子５３によってパルス光に変換するものであってもよい。この場合、照明タイミング設定部４８は、パルス光に応じたタイミングで偏光素子５３の透過率を変化させるタイミングを照明タイミング（照明許可タイミングおよび照明禁止タイミング）として設定する。
【００６６】
また、上述した実施の形態では、撮像素子２４２が制御部４９の制御のもとで動作するものとして説明したが、タイミング検知部４７および照明タイミング設定部４８を内視鏡２側に設けて、内視鏡２側で偏光素子５３の制御を行うものであってもよい。また、撮像素子２４２が処理装置４で生成されたクロック信号に基づき動作するものとして説明したが、内視鏡２にクロック生成部を設け、該クロック生成部が生成したクロック信号（内視鏡２で生成されたクロック信号）に基づき動作するものであってもよいし、外部のクロック発生器により生成されたクロック信号に基づいて動作するものであってもよい。
【００６７】
また、上述した実施の形態では、音声入力装置３により振動周波数検出部４６が音声の周波数を検出するものとして説明したが、音声のほか、高速で振動する被写体の振動周波数（振動周期）を検出するものであってもよい。
【００６８】
以上のように、本発明にかかる撮像システムおよび内視鏡は、輝度ムラを抑制した画像を取得するのに有用である。
【符号の説明】
【００６９】
１，１ａ，１ｂ  内視鏡システム
２  内視鏡
３  音声入力装置
４  処理装置
５  光源装置
６  表示装置
７  アダプタ
２１  挿入部
２２  操作部
２３  ユニバーサルコード
２４  撮像部
２５，４７  タイミング検知部
２６，４８  照明タイミング設定部
２７  内視鏡制御部
４１  画像処理部
４２  メモリ
４３  表示制御部
４４  入力部
４５  光源制御部
４６  振動周波数検出部
４９  制御部
５１  光源
５２  光源ドライバ
５３  偏光素子
５４  偏光素子駆動部
２３１  分岐コード
２３２，２３３  コネクタ
２１１  先端部
２１２  湾曲部
２１３  可撓管部
２４２  撮像素子
２４２ａ  受光部
２４２ｂ  読出し部
【図１】
2016025509.tif 000003
【図２】
2016025509.tif 000004
【図３】
2016025509.tif 000005
【図４】
2016025509.tif 000006
【図５】
2016025509.tif 000007