(57)【要約】  照明光を照射した状態で被写体を撮像する撮像システムにおける画質の低下を防ぐ。撮像システム（１）は、光源（３４）を含む照明部（３１）と、光電変換により電気信号を生成する画素が２次元状に配列された受光部（４１Ａ）と、受光部（４１Ａ）から水平ライン毎に電気信号を順次読み出す読み出し部（４１Ｂ）と、水平ラインを読み出す読み出し期間の少なくとも一部において、照明部（３１）が出射する照明光を可変制御する一方、読み出し期間以外の非読み出し期間の少なくとも一部において、照明部（３１）が出射する照明光を可変制御する照明制御部（２３）と、被写体に対する照明光量を測定する光量測定部（３３）とを備え、照明制御部（２３）は、光量測定部（３３）で測定した照明光量に基づいて、光源（３４）に印加するパルス電流におけるパルス幅及びパルスの数の少なくともいずれか一方を制御する。
2020225914.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体に照明する照明光を出射する光源を含む照明部と、
前記被写体からの光を受光して光電変換を行うことにより電気信号を生成する画素が２次元状に配列された受光部と、
前記受光部から水平ライン毎に前記電気信号を順次読み出す読み出し部と、
１フレーム又は１フィールド期間のうち前記読み出し部が前記受光部の水平ラインを読み出す読み出し期間の少なくとも一部において、前記照明部が出射する照明光を可変制御する一方、前記読み出し期間以外の非読み出し期間の少なくとも一部において、前記照明部が出射する照明光を可変制御する照明制御部と、
前記被写体に対する照明光量を測定する光量測定部と、を備え、
前記照明制御部は、前記光量測定部で測定した前記照明光量に基づいて、前記光源に印加するパルス電流におけるパルス幅及びパルスの数の少なくともいずれか一方を制御する
ことを特徴とする撮像システム。
【請求項２】
前記照明制御部は、
前記読み出し期間を含み、前記水平ラインの内の少なくとも１つの水平ラインに対する露光が行われていない非全ライン露光期間における前記照明光の出射と、前記水平ラインの全てに対する露光が行われている全ライン露光期間における前記照明光の出射とを独立して制御し、
前記全ライン露光期間に前記被写体に照射する前記照明光は、該全ライン露光期間の全体に渡って前記照明光を出射した状態を保って該照明光の光量を制御し、
前記非全ライン露光期間に前記被写体に照射する前記照明光は、複数のパルス光の点灯と消灯とを繰り返し、かつそれぞれの前記パルス光の点灯期間と点灯回数との少なくともいずれか一方を調整することで該照明光の光量を制御する
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３】
前記照明制御部は、前記照明光の光量を制御する過程において、
前記パルス光を消灯する期間がなくなった場合には、前記非全ライン露光期間に前記光源に印加する電流を大きくすることで前記照明光の光量を増加させ、
前記パルス光を点灯する期間がなくなった場合には、前記全ライン露光期間に前記光源に印加する電流を小さくすること、又は前記全ライン露光期間における前記光源に電流を印加する時間を短くすることで前記照明光の光量を減少させる
ことを特徴とする請求項２に記載の撮像システム。
【請求項４】
前記撮像システムは、前記光源を駆動する駆動部を更に含み、
前記照明制御部は、
前記非全ライン露光期間に前記駆動部が前記光源に印加する電流を、該駆動部が前記光源を駆動可能な下限電流値よりも大きい電流、又は前記光源が点灯を保証する最小の電流値よりも大きい電流で制御することにより、前記非全ライン露光期間における前記照明光の光量を制御し、
前記パルス電流における前記パルス幅が、前記駆動部が前記光源を駆動可能な下限時間である場合には前記パルス数を減少させる
ことを特徴とする請求項２に記載の撮像システム。
【請求項５】
前記照明制御部は、
前記全ライン露光期間に前記光源に印加する電流と、前記非全ライン露光期間に前記光源に印加する電流とを、電流値が同じ電流とする
ことを特徴とする請求項２に記載の撮像システム。
【請求項６】
前記照明制御部は、
前記全ライン露光期間に前記光量測定部で測定した前記照明光量に基づいて、該全ライン露光期間に後続する前記非全ライン露光期間に前記光源に印加する電流を制御する
ことを特徴とする請求項５に記載の撮像システム。
【請求項７】
前記照明制御部は、
前記全ライン露光期間のうちの該全ライン露光期間の開始時を含み、かつ該全ライン露光期間よりも短い初期期間に前記光源に印加する電流を、前記非全ライン露光期間と同じ電流値の電流にする
ことを特徴とする請求項２に記載の撮像システム。
【請求項８】
前記初期期間は、前記非全ライン露光期間における前記パルス光の点灯期間よりも長い
ことを特徴とする請求項７に記載の撮像システム。
【請求項９】
前記照明制御部は、
前記非全ライン露光期間の全体に渡って前記光源を消灯させる場合には、前記初期期間に前記光源に印加する電流を、前記非全ライン露光期間において前記複数のパルス光の点灯と消灯を繰り返す場合に前記光源に印加する電流と同じ電流値の電流にする
ことを特徴とする請求項７に記載の撮像システム。
【請求項１０】
前記照明制御部は、
前記全ライン露光期間のうちの前記初期期間が経過した後の期間に前記光源に印加する電流を、前記初期期間に印加する電流の電流値以上の電流で制御する
ことを特徴とする請求項７に記載の撮像システム。
【請求項１１】
前記照明制御部は、
前記全ライン露光期間のうちの前記初期期間が経過した後の期間に前記光源に印加する電流を、前記初期期間に前記光源に印加する電流よりも大きくする
ことを特徴とする請求項７に記載の撮像システム。
【請求項１２】
前記光量測定部は、前記全ライン露光期間のうちの前記初期期間に前記照明光量を測定し、
前記照明制御部は、前記初期期間に前記光量測定部で測定した前記照明光量に基づいて、該全ライン露光期間に後続する前記非全ライン露光期間に前記光源に印加する電流を制御する
ことを特徴とする請求項７〜１１のいずれか１項に記載の撮像システム。
【請求項１３】
前記光量測定部は、前記全ライン露光期間のうちの前記初期期間が経過した後の期間に前記照明光量を測定し、
前記照明制御部は、前記全ライン露光期間のうちの前記初期期間が経過した後の期間に測定した前記照明光量に基づいて、該全ライン露光期間に後続する前記全ライン露光期間に前記光源に印加する電流を制御する
ことを特徴とする請求項７〜１１のいずれか１項に記載の撮像システム。
【請求項１４】
前記照明制御部は、前記１フレーム又は前記１フィールド期間における前記全ライン露光期間内の前記照明光量が前記非全ライン露光期間内の前記照明光量以上となるように、前記光源に印加する電流を制御する
ことを特徴とする請求項２に記載の撮像システム。
【請求項１５】
前記非全ライン露光期間における前記パルス光の点灯回数の最大値を、前記水平ラインの数よりも１だけ少ない値にし、前記パルス光の点灯回数を前記最大値とする場合に、前記パルス光の点灯と消灯とを、前記非全ライン露光期間の全体に渡って等間隔で繰り返す、
ことを特徴とする請求項２に記載の撮像システム。
【請求項１６】
前記受光部及び前記読み出し部に対して設定された前記照明光の最大光量を示す制限情報と、前記照明部が出射可能な照明光の最大光量とに基づいて、前記光源が出射する前記照明光の最大光量を決定する最大光量補正部を更に含み、、
前記照明制御部は、設定された前記照明光の光量と対応する電流値と、前記最大光量補正部で決定した前記照明光の前記最大光量とに基づいて、前記光源に印加する電流を制御する
ことを特徴とする請求項２に記載の撮像システム。
【請求項１７】
前記制限情報は、前記受光部及び前記読み出し部の温度に関する動作特性に基づいて設定される温度範囲の上限と対応する前記照明光の前記最大光量を示す情報である
ことを特徴とする請求項１６に記載の撮像システム。
【請求項１８】
前記受光部の温度を計測する検温部と、計測した温度の情報を含む制限情報を生成する制御部と、前記制限情報に基づいて前記光源が出射する前記照明光の最大光量を補正する最大光量補正部とを更に含み、
前記照明制御部は、設定された前記照明光の光量と対応する電流値と、補正された前記照明光の最大光量と対応する電流値とに基づいて、前記光源に印加する電流を制御する
ことを特徴とする請求項２に記載の撮像システム。
【請求項１９】
前記制限情報は、計測した温度が閾値以上であるか否かを示す情報を含み、
前記最大光量補正部は、前記計測した温度が閾値以上である場合には、前記照明光の最大光量を、前記照明制御部において制御可能な最大光量よりも小さくする
ことを特徴とする請求項１８に記載の撮像システム。
【請求項２０】
被写体からの光を受光して光電変換を行うことにより電気信号を生成する画素が２次元状に配列された受光部と、前記受光部から水平ライン毎に前記電気信号を順次読み出す読み出し部とを含む内視鏡と、
前記被写体に照明する照明光を出射する光源を含む照明部と、該光源が出射した光の光量を測定する光センサとを含み、前記照明光を前記内視鏡に提供する光源装置と、
前記内視鏡から取得した前記電気信号と対応する前記被写体の画像と、前記光源装置から取得した前記光源が出射した前記光の光量とに基づいて、前記光源装置の前記照明部が出射する前記照明光の光量を制御する制御装置とを含み、
前記制御装置は、１フレーム又は１フィールド期間のうち前記読み出し部が前記受光部の水平ラインを読み出す読み出し期間の少なくとも一部において、前記照明部が出射する照明光を可変制御する一方、前記読み出し期間以外の非読み出し期間の少なくとも一部において、前記照明部が出射する照明光を可変制御する照明制御部を含み、
該照明制御部は、前記光源装置から取得した前記光の光量に基づいて、前記光源に印加するパルス電流におけるパルス幅及びパルスの数の少なくともいずれか一方を制御する
ことを特徴とする内視鏡システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明光を照射した状態で被写体を撮像する撮像システム及び内視鏡システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
人体内部等の、人が直接観察することが困難な狭い空間や閉ざされた空間の映像を撮像することが可能な撮像システムの１つとして、内視鏡システムがある。内視鏡システムは、光ファイバや導電線を含む可撓性を有した伝送路の先端に撮像部及び照明用の光学系が設けられており、光学系を通じて被写体に照明光を照射した状態で該被写体を撮影する。【０００３】
この種の撮像システムには、ＣＭＯＳイメージセンサと、該ＣＭＯＳイメージセンサから電気信号（映像データ）を読み出す読み出し部とを含む撮像部を有し、読み出し部においてローリングシャッタ方式で電気信号を読み出すものがある。ローリングシャッタ方式で電気信号を読み出す場合、ＣＭＯＳイメージセンサの受光面を複数の水平ラインに分割して水平ライン毎に電気信号を順次読み出すため、水平ライン毎に電気信号を読み出すタイミングが異なる。このため、外光のない環境下（すなわち伝送路の先端から被写体に照射される照明光のみが光源となる環境下）で被写体を撮像する場合、ＣＭＯＳイメージセンサにおける水平ライン毎に光を受光する期間（露光期間）が異なることで、映像に輝度ムラが生じ、画質が低下することがある。露光時間の差に起因する輝度ムラを低減する技術の１つとして、複数の発光素子から発せられる複数の色の光の光量に基づいて複数の色の光の色バランスを調整するとともに、色バランスが調整された複数の色の光で照明された被写体を撮像する際の露光タイミングを制御する方法がある（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５９８９２８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記の撮像システムにおいてローリングシャッタ方式で撮像素子（ＣＭＯＳイメージセンサ）から１フレーム又は１フィールド期間分の電気信号を読み出す場合、全水平ラインが露光された全ライン露光期間の前後に、少なくとも１つの水平ラインが露光されていない期間が存在する。このため、隣接する２つの水平ラインにおける露光期間の差が大きくなり、該２つの水平ラインの境界部分において顕著な輝度ムラ（縞）が発生して画質が低下することがある。【０００６】
本発明は、上記課題に鑑み、照明光を照射した状態で被写体を撮像する撮像システムにおける画質の低下を防ぐことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る撮像システムは、被写体を照明する照明光を出射する光源を含む照明部と、前記被写体からの光を受光して光電変換を行うことにより電気信号を生成する画素が２次元状に配列された受光部と、前記受光部から水平ライン毎に前記電気信号を順次読み出す読み出し部と、１フレーム又は１フィールド期間のうち前記読み出し部が前記受光部の水平ラインを読み出す読み出し期間の少なくとも一部において、前記照明部が出射する照明光を可変制御する一方、前記読み出し期間以外の非読み出し期間の少なくとも一部において、前記照明部が出射する照明光を可変制御する照明制御部と、前記被写体に対する照明光量を測定する光量測定部と、を備え、前記照明制御部は、前記光量測定部で測定した前記照明光量に基づいて、前記光源に印加するパルス電流におけるパルス幅及びパルスの数の少なくともいずれか一方を制御する撮像システムである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、照明光を照射した状態で被写体を撮像する撮像システムにおける画質の低下を防ぐことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施形態に係る撮像システムのシステム構成例を説明する図である。
【図２】第１の実施形態に係る撮像システムの機能ブロックを示す図である。
【図３】光源装置の構成例を示す図である。
【図４】ローリングシャッタ方式の映像読み出し方法を説明する図である。
【図５】第１の実施形態に係る照明光量の制御方法を説明するグラフ図である。
【図６】第１の実施形態に係る照明光量と電流の印加方法との関係を説明するグラフ図である。
【図７】第１の実施形態に係る撮像システムが行う処理の一例を説明するフローチャートである。
【図８】映像の１フレーム分のデータを読み出す際のライン毎の照明光量を説明するグラフ図である。
【図９】第２の実施形態に係る照明光量の制御方法を説明するグラフ図である。
【図１０】第２の実施形態に係る照明光量と電流の印加方法との関係を説明するグラフ図である。
【図１１】第３の実施形態に係る照明光量の制御方法を説明するグラフ図である。
【図１２】第４の実施形態に係る撮像システムの機能ブロックを示す図である。
【図１３】光源が出射する照明光の最大光量の制御方法の一例を説明するグラフ図である。
【図１４】第４の実施形態に係る撮像システムが行う処理の一例を説明するフローチャートである。
【図１５】コンピュータのハードウェア構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面に従って本発明の実施形態を説明する。
【００１１】
［第１の実施形態］
図１は、第１の実施形態に係る撮像システムのシステム構成例を説明する図である。図１には、本実施形態に係る撮像システム１の一例である、内視鏡システムのシステム構成の一例を示している。以下の説明では、撮像システム１のことを内視鏡システム１ともいう。
【００１２】
撮像システム１は、制御装置２と、光源装置３と、内視鏡スコープ４と、表示装置５とを含む。制御装置２は、撮像装置としての内視鏡スコープ４により撮像した映像や画像（以下、まとめて「映像」という）のデータを取得して表示装置５に表示させる処理、及び内視鏡スコープ４に提供する照明光の光量を制御する処理を含む、各種処理を行う装置である。制御装置２は、専用ハードウェアであってもよいし、パーソナルコンピュータ等の汎用コンピュータに後述する制御プログラムを実行させるものであってもよい。光源装置３は、撮像装置としての内視鏡スコープ４により撮像する被写体を照明する照明光を出射する装置である。光源装置３は、制御装置２からの制御信号（制御情報）に基づいて、出射する照明光の光量（照明光量）を制御する。光源装置３が出射した照明光は、内視鏡スコープ４の光ファイバ等の光伝送路を通して先端部に伝送され、該先端部から撮像範囲に向けて出光する。内視鏡スコープ４は、例えば、人体内部等の、人が直接観察することが困難な狭い空間や閉ざされた空間の映像を撮像することが可能な撮像装置である。内視鏡スコープ４は、可撓性を有する伝送路の一端（先端部）に照明部（照明系４２）及び撮像部４１が設けられている。表示装置５は、例えば、液晶ディスプレイである。
【００１３】
図２は、第１の実施形態に係る撮像システムの機能ブロックを示す図である。図３は、光源装置の構成例を示す図である。図２に示したように、撮像システム１の制御装置２は、映像取得部２１、映像処理部２２、照明制御部２３、操作部２４、及び記憶部２９を含む。また、撮像システム１の光源装置３は、照明部３１、制御部３２、及び光量測定部３３を含む。また、撮像システム１の内視鏡スコープ４は、撮像部４１、照明系４２、操作部４３、及び制御部４４を含む。
【００１４】
映像取得部２１は、内視鏡スコープ４の撮像部４１で撮像した被写体の映像を示す電気信号を取得する。内視鏡スコープ４の撮像部４１は、受光部４１Ａと、読み出し部４１Ｂとを含む。受光部４１Ａは、光を受光して光電変換を行うことにより電気信号を生成する画素が２次元状に配列された受光素子であり、本実施形態ではＣＭＯＳイメージセンサとする。読み出し部４１Ｂは、受光部４１Ａの各画素が生成した電気信号を読み出して制御装置２に送信する。読み出し部４１Ｂは、ローリングシャッタ方式で受光部４１Ａの各画素が生成した電気信号を読み出す。
【００１５】
映像処理部２２は、映像取得部２１で取得した被写体の映像を示す電気信号に対して所定の処理を行い、被写体の映像を表示装置５に表示させる。映像処理部２２は、例えば、ローリングシャッタ方式で電気信号を読み出すことに起因する歪みの補正、被写体の映像における明るさ（輝度）や色の補正等の処理を行う。また、映像処理部２２は、被写体の映像における明るさを示す情報を、照明制御部２３に渡す。
【００１６】
照明制御部２３は、利用者が操作部２４を操作することによって入力される照明光の明るさの設定値（設定光量）と、被写体に対する照明光の光量とに基づいて、光源装置３の照明部３１が出射する照明光の光量を制御する。照明部３１は、パルス発光が可能な光源（例えば、ＬＥＤ）３４と、該光源３４に駆動電流を印加する駆動部３５とを含む。被写体に対する照明光の光量は、例えば、光源装置３の光量測定部３３で測定する。本実施形態の撮像システム１における光源装置３は、例えば、図３に示したように、光源３４として、赤色ＬＥＤ ３４Ｒと、緑色ＬＥＤ ３４Ｇと、青色ＬＥＤ ３４Ｂの発光色が異なる３種類の光源を有し、これらの光源が出射した光を混色（混合）して得られる白色稿を照明光として被写体に照射する。光量測定部３３は、赤色ＬＥＤ ３４Ｒが出射した赤色光の光量、緑色ＬＥＤ ３４Ｇが出射した緑色光の光量、及び青色ＬＥＤ ３４Ｂが出射した青色光の光量のそれぞれを測定する。
【００１７】
本実施形態に係る制御装置２の照明制御部２３は、１フレーム又は１フィールド期間のうち読み出し部４１Ｂが受光部４１Ａの水平ラインを読み出す読み出し期間(以下「非全ライン露光期間」ともいう)の少なくとも一部において、照明部３１が出射する照明光を可変制御する一方、読み出し期間以外の非読み出し期間(以下「全ライン露光期間」ともいう)の少なくとも一部において、照明部３１が出射する照明光を可変制御する。また、本実施形態に係る制御装置２の照明制御部２３は、光量測定部３３で測定した照明光量に基づいて、照明部３１の光源３４（３４Ｒ，３４Ｇ，３４Ｂ）に印加するパルス電流におけるパルス幅及びパルスの数の少なくともいずれか一方を制御する。
【００１８】
操作部２４は、利用者による制御装置２に対する各種入力を受け付けるためのものであり、例えば、被写体に照明する照明光の明るさ（照明光量）を調整するスイッチを含む。記憶部２９は、制御装置２等に所定の動作をさせるためのプログラムや、各種情報を記憶する。記憶部２９は、例えば、設定光量と、光源３４（３４Ｒ，３４Ｇ，３４Ｂ）に対する駆動電流の印加方法との対応関係を示す情報を記憶する。
【００１９】
光源装置３は、上記のように、照明部３１と、制御部３２と、光量測定部３３とを含む。照明部３１は、光源３４と駆動部３５とを含む。
【００２０】
光源３４は、ＬＥＤ等のパルス発光が可能な発光デバイスであり、撮像する被写体に応じた所定の波長域の光を出射する。本実施形態では、光源３４として、図３に示したように、赤色ＬＥＤ ３４Ｒ、緑色ＬＥＤ ３４Ｇ、及び青色ＬＥＤ ３４Ｂの３種類の光源を組み合わせたものを用いる。赤色ＬＥＤ ３４Ｒが出射した光は、第１のレンズ３８１、第１のハーフミラー３８２、第２のハーフミラー３８３、及び第２のレンズ３８４を通過して内視鏡スコープ４のライトガイド４８に入射する。緑色ＬＥＤ ３４Ｇが出射した光は、第３のレンズ３８５を通過して第１のハーフミラー３８２で第２のハーフミラー３８３が配置された方向に反射した後、第２のハーフミラー３８３及び第２のレンズ３４８を通過して内視鏡スコープ４のライトガイド４８に入射する。青ＬＥＤ ３４Ｂが出射した光は、第４のレンズ３８６を通過して第２のハーフミラー３８３で第２のレンズ３８４が配置された方向に反射した後、第２のレンズ３４８を通過して内視鏡スコープ４のライトガイド４８に入射する。したがって、赤色ＬＥＤ ３４Ｒ、緑色ＬＥＤ ３４Ｇ、及び青色ＬＥＤ ３４Ｂの各光源が出射する光の光量を調整することにより、ライトガイド４８を通じて被写体に照射される照明光の色を制御することができる。なお、照明部３１の光源３４は、上記の赤色ＬＥＤ ３４Ｒ、緑色ＬＥＤ ３４Ｇ、及び青色ＬＥＤ ３４Ｂの３種類の光源の組み合わせに限らず、他の組み合わせであってもよいし、１種類であってもよい。
【００２１】
駆動部３５は、制御部３２からの制御信号（制御情報）に基づいて光源３４（３４Ｒ，３４Ｇ，３４Ｂ）に印加する駆動電流を生成し、該光源３４に印加する。制御部３２は、制御装置２の照明制御部２３からの制御信号（制御情報）に基づいて、赤色ＬＥＤ ３４Ｒ、緑色ＬＥＤ ３４Ｇ、及び青色ＬＥＤ ３４Ｂのそれぞれに印加する駆動電流の値を示す情報を含む制御信号（制御情報）を生成し、該制御信号を駆動部３５に渡す。
【００２２】
光量測定部３３は、照明部３１から出射して内視鏡スコープ４に伝送される照明光の光量を測定する。光源３４が赤色ＬＥＤ ３４Ｒ、緑色ＬＥＤ ３４Ｇ、及び青色ＬＥＤ ３４Ｂの３種類の光源を含む場合、光量測定部３３は、例えば、図３に示すように、第１の光センサ３３Ｒ、第２の光センサ３３Ｂ、及び第３の光センサ３３Ｇを含む。第１の光センサ３３Ｒ、第２の光センサ３３Ｂ、及び第３の光センサ３３Ｇは、それぞれ、例えば、電子シャッタ機能を備えた光センサであり、光の光量を検知する露光期間を制御部３２の設定に応じて変化させることができる。第１の光センサ３３Ｒは、赤色ＬＥＤ ３４Ｒが出射した赤色光の光量の測定に用いる。第２の光センサ３３Ｇは、緑色ＬＥＤ ３４Ｇが出射した緑色光の光量の測定に用いる。第３の光センサ３３Ｂは、青色ＬＥＤ３４Ｂが出射した青色光の光量の測定に用いる。光量測定部３３（第１の光センサ３３Ｒ、第２の光センサ３３Ｇ、及び第３の光センサ３３Ｒ）による照明光量の測定結果は、例えば、光源装置３の制御部３２を介して制御装置２の照明制御部２３に通知される。
【００２３】
内視鏡スコープ４は、上記のように、撮像部４１と、照明系４２と、操作部４３と、制御部４４とを含む。撮像部４１は、光を受光して光電変換を行うことにより電気信号を生成する画素が２次元状に配列された受光部４１Ａと、受光部４１Ａの各画素が生成した電気信号をローリングシャッタ方式で読み出す読み出し部４１Ｂとを含む。照明系４２は、光源装置３から出射しライトガイド４８（図３参照）等の伝送路を通って先端部に伝送された照明光を所定の撮像範囲（画角）に応じた空間領域に出光させるためのレンズ等の光学系を含む。操作部４３は、利用者による内視鏡スコープ４に対する各種入力を受け付けるためのものであり、例えば、撮像する方向や照明光の出光方向を変更するための操作レバー等を含む。制御部４４は、操作部４３から入力された操作情報等に基づいて、内視鏡スコープ４の動作を制御する。
【００２４】
上述したように、本実施形態の撮像システム１における撮像部４１は、受光部４１の各画素（センサ）が生成する電気信号をローリングシャッタ方式で読み出す。すなわち、読み出し部４１Ｂは、２次元状に配列された複数の画素から生成される電気信号を、一方向に並んだ複数の画素の組（ライン）単位で順次読み出す。
【００２５】
図４は、ローリングシャッタ方式の映像読み出し方法を説明する図である。説明を簡単にするため、図４には、映像の１フレームを４つの水平ラインＬ１〜Ｌ４に分割して電気信号を読み出す場合の各ラインＬ１〜Ｌ４に対する露光期間及び読み出し期間を示している。
【００２６】
１つのライン（例えば、図４の第１のラインＬ１）から映像における１フレーム分の電気信号を読み出すことに要する時間ＴＦは、当該１つのラインに対する露光期間ＴＥと、ライン読み出し期間ＴＲと、リセット期間ＴＧとの和（すなわちＴＦ＝ＴＥ＋ＴＲ＋ＴＧ）となる。露光期間ＴＥは、露光の対象となるライン内の画素に光を受光させ、光電変換により電気信号を生成させる期間である。ライン読み出し期間ＴＲは、露光対象のライン内の各画素が光電変換により生成した電気信号を読み出す期間である。リセット期間ＴＧは、各画素に残留する情報（例えば、残留電荷）を除去する期間である。
【００２７】
また、ローリングシャッタ方式では、映像の１フレーム分の電気信号を読み出す際に、４つのラインＬ１〜Ｌ４のそれぞれに対する露光開始時刻を、互いに異なる時刻となるようにずらしている。図４に示した例では、映像の１フレーム分の電気信号を読み出す際に、４つのラインＬ１〜Ｌ４の内の最上段のラインＬ１から露光を開始し、続けて、ラインＬ１の下方に位置しラインＬ１に近いラインから順（すなわちラインＬ２、ラインＬ３、ラインＬ４の順）に露光を開始する。このとき、ある１つのラインに対する露光開始時刻と、該１つのラインの次に露光を開始するラインに対する露光開始時刻との時間差ＴＳは、図４に示したようなライン読み出し期間ＴＲよりも長くする必要はなく、例えば、ＴＳ＝ＴＲ等であってもよい。
【００２８】
このように、ローリングシャッタ方式では、画素の情報（電気信号）を読み出す際の画素の組であるライン毎に、露光期間ＴＥの開始時刻及び終了時刻が異なる。このため、ある１つのフレームに対する第１のラインＬ１の電気信号の読み出しを開始する時刻ｔ１から、次のフレームに対する第４のラインＬ４の露光開始時刻ｔ２までの期間は、少なくとも１つのラインが露光されていない期間となる。以下の説明では、少なくとも１つのラインが露光されていない期間ＴＮＬを、非全ライン露光期間ＴＮＬという。非全ライン露光期間ＴＮＬは、図４に示したように、ある１つのフレームに対する最初のライン（第１のラインＬ１）の電気信号の読み出しを開始する時刻ｔ３から、該１つのフレームに対する最後のライン(第４のラインＬ４)の電気信号の読み出しが終了する時刻ｔ４までのフレーム読み出し期間ＴＴＲと、時刻ｔ４から次のフレームに対する最後のライン（第４のラインＬ４）の露光開始時刻ｔ５までの期間（すなわちリセット期間ＴＧ）とを含む。このため、以下の説明では、非全ライン露光期間ＴＮＬを、読み出し期間ＴＮＬともいう。
【００２９】
また、以下の説明では、時刻ｔ２から時刻ｔ３までのように全てのラインが露光されている期間ＴＡＬを、全ライン露光期間ＴＡＬという。全ライン露光期間ＴＡＬは、ライン読み出し期間ＴＲを含まない。このため、以下の説明では、全ライン露光期間ＴＡＬを、非読み出し期間ＴＡＬともいう。
【００３０】
ローリングシャッタ方式で各画素の電気信号を読み出す場合、１フレーム又は１フィールド分の電気信号を読み出すのに要する期間は、非全ライン露光期間ＴＮＬ、全ライン露光期間ＴＡＬ、及び非全ライン露光期間ＴＮＬの順になる。
【００３１】
図５は、第１の実施形態に係る照明光量の制御方法を説明するグラフ図である。
【００３２】
図５の最上段に示した電流対照明光量のグラフ図Ｇ１は、利用者又は制御装置２等により設定された照明光量の設定値（設定光量）と、光源３４に含まれる光源の１つ（例えば、赤色ＬＥＤ ３４Ｒ）に印加する電流との関係を説明する。なお、以下の説明では、光源３４に含まれる光源の１つのことを、単に「光源３４」という。グラフ図Ｇ１において、実線で示した関係ＩＴＮＬは、非全ライン露光期間（読み出し期間）ＴＮＬに光源３４に印加する駆動電流と照明光量との関係を示し、点線で示した関係ＩＴＡＬは、全ライン露光期間（非読み出し期間）ＴＡＬに光源３４に印加する駆動電流と照明光量との関係を示している。
【００３３】
グラフ図Ｇ１に示した関係ＩＴＡＬでは、設定光量が最小値となる光量０から第１の光量Ｂ１までの場合の電流値が最小電流値Ｉ４となっている。最小電流値Ｉ４は、光源３４の定格に基づいて、光源３４が発光（点灯）する電流値の範囲内で設定される。例えば、最小電流値Ｉ４は、駆動部３５が光源３４を駆動可能な下限電流値以上、又は光源３４の発光を保証する最小の電流値以上とする。また、グラフ図Ｇ１に示した関係ＩＴＡＬでは、設定光量が第１の光量Ｂ１よりも大きい第２の光量Ｂ２から、該第２の光量Ｂ２よりも更に大きい最大光量Ｂ５までの場合の電流値が、最大電流値Ｉ３となっている。最大電流値Ｉ３は、光源３４の定格に基づいて、光源３４の出射光の光量が最大となる電流値以下の所定の値に設定される。更に、グラフ図Ｇ１に示した関係ＩＴＡＬでは、設定光量が第１の光量Ｂ１から第２の光量Ｂ２までの範囲内である場合の電流値が、最小電流値Ｉ４から最大電流値Ｉ３までの範囲内で設定光量に比例する。すなわち、設定光量が第２の光量Ｂ２に近づくほど、電流値が最大電流値Ｉ３に近づく。
【００３４】
これに対し、グラフ図Ｇ１に示した関係ＩＴＮＬでは、設定光量が光量０から、第２の光量Ｂ２よりも大きくかつ最大光量Ｂ５よりも小さい第４の光量Ｂ４までの場合の電流値が最小電流値Ｉ４となっている。第４の光量Ｂ４は、第２の光量Ｂ２より大きい第３の光量Ｂ３よりも更に大きい。第３の光量Ｂ３は、非全ライン露光期間ＴＮＬにおける電流の制御を非全ライン露光期間ＴＮＬの全体に渡って一定電流値の電流を印加する制御とＰＷＭ制御のいずれで行うかを判定する閾値となる光量である。また、グラフ図Ｇ１に示した関係ＩＴＮＬでは、設定光量が第４の光量Ｂ４から最大光量Ｂ５までの範囲内である場合の電流値が、最小電流値Ｉ４から最大電流値Ｉ３までの範囲内で設定光量に比例する。すなわち、設定光量が第２の光量Ｂ２に近づくほど、電流値が最大電流値Ｉ３に近づく。
【００３５】
なお、本実施形態の撮像システム１では、グラフ図Ｇ１に示した関係ＩＴＮＬ及び関係ＩＴＡＬに基づいて光源３４に印加する電流値を決定するとともに、グラフ図Ｇ１の下方に示したＰＷＭ  Ｄｕｔｙ対照明光量のグラフ図Ｇ２に基づいて、駆動電流（パルス電流）の印加方法を決定する。
【００３６】
グラフ図Ｇ２は、設定光量と、ＰＷＭ制御におけるデューティー比（すなわち１つのパルス幅を周期で除した値の百分率）との関係を説明する。本実施形態において、ＰＷＭ制御の周期に相当する期間は、非全ライン露光期間ＴＮＬ及び全ライン露光期間ＴＡＬである。グラフ図Ｇ２に実線で示した関係ＤＴＮＬは、非全ライン露光期間（読み出し期間）ＴＮＬに光源３４に印加する駆動電流に対する設定光量とデューティー比との関係を示し、点線で示した関係ＤＴＡＬは、全ライン露光期間（非読み出し期間）ＴＡＬに光源３４に印加する駆動電流に対する設定光量とデューティー比との関係を示している。なお、デューティー比が１００％となるのは、１つのパルス幅が周期と一致する場合である。すなわち、対象となる期間（非全ライン露光期間ＴＮＬ及び全ライン露光期間ＴＡＬのいずれか一方、あるいは両方）のデューティー比が１００％の場合、グラフ図Ｇ１に基づいて決定した電流値の１つのパルス電流を、対象となる期間全体に渡って印加する。したがって、デューティー比が１００％の場合、制御装置２の照明制御部２３は、対象となる期間全体に渡って印加する電流値を制御する電流制御を行うこととなる。
【００３７】
グラフ図Ｇ２に点線で示した関係ＤＴＡＬでは、設定光量が第１の光量Ｂ１から最大光量Ｂ５までの場合のデューティー比が１００％となっている。また、グラフ図Ｇ２に示した関係ＩＴＡＬでは、設定光量が光量０から第１の光量Ｂ１までの範囲内である場合のデューティー比が、０％から１００％までの範囲内で設定光量に比例する。すなわち、設定光量が第１の光量Ｂ１に近づくほど、デューティー比の値が大きくなり、１００％に近づく。よって、設定光量が第１の光量Ｂ１から最大光量Ｂ５までの場合、照明制御部２３は、全ライン露光期間ＴＡＬに光源３４に印加する駆動電流を、全ライン露光期間ＴＡＬ全体に渡って一定の電流を印加する制御方法で制御する。言い換えると、印加する電流を、照明制御部２３は、設定光量とグラフ図Ｇ１における関係ＩＴＡＬとに基づいて決定される電流値であり、かつパルス幅が全ライン露光期間ＴＡＬと一致する１パルスのパルス電流に決定する。
【００３８】
一方、設定光量が光量０から第１の光量Ｂ１までの範囲内である場合、照明制御部２３は、全ライン露光期間ＴＡＬに光源３４に印加する駆動電流を、ＰＷＭ制御により制御する。具体的には、照明光制御部２３は、全ライン露光期間ＴＡＬに光源３４に印加する駆動電流を、最小電流値Ｉ４であり、かつ、全ライン露光期間ＴＡＬと設定光量の大きさに対応するデューティー比とにより算出される期間をパルス幅とする、１パルスのパルス電流に決定する。パルス幅は、例えば、グラフ図Ｇ２における光量０から第１の光量Ｂ１までの区間の下方に示したグラフ図Ｇ５のように、光量０の場合のパルス幅を０μｓｅｃ、第１の光量Ｂ１の場合のパルス幅を全ライン露光期間ＴＡＬとし、設定光量と比例するパルス幅に決定する。
【００３９】
これに対し、グラフ図Ｇ２に示した関係ＤＴＮＬでは、設定光量が光量０から第２の光量Ｂ２までの場合のデューティー比が０％である。したがって、設定光量が光量０から第２の光量Ｂ２までの場合、照明制御部２３は、非全ライン露光期間ＴＮＬには光源３４に駆動電流を印加しない。また、グラフ図Ｇ２に示した関係ＤＴＮＬでは、設定光量が第４の光量Ｂ４から最大光量Ｂ５までの場合のデューティー比が１００％である。したがって、設定光量が第４の光量Ｂ４から最大光量Ｂ５までの場合、照明制御部２３は、非全ライン露光期間ＴＮＬに光源３４に印加する駆動電流を、非全ライン露光期間ＴＮＬ全体に渡って一定の電流を印加する制御方法で制御する。言い換えると、照明制御部２３は、設定光量とグラフ図Ｇ１の関係ＩＴＮＬとに基づいて決定される電流値であり、かつパルス幅が非全ライン露光期間ＴＮＬと一致する１パルスのパルス電流に決定する。
【００４０】
また、グラフ図Ｇ２に示した関係ＤＴＮＬでは、設定光量が第２の光量Ｂ２から第４の光量Ｂ４までの範囲内である場合のデューティー比が、０％から１００％までの範囲内で設定光量に比例する。このため、設定光量が第２の光量Ｂ２から第４の光量Ｂ４までの範囲内である場合、照明制御部２３は、非全ライン露光期間ＴＮＬに光源３４に印加する駆動電流を、ＰＷＭ制御により制御する。具体的には、照明光制御部２３は、非全ライン露光期間ＴＮＬに光源３４に印加する駆動電流を、最小電流値Ｉ４であり、かつ、非全ライン露光期間ＴＮＬと設定光量の大きさに対応するデューティー比とにより算出される期間を複数の期間に分割し、分割した複数の期間における１つの期間をパルス幅とする複数パルスのパルス電流に決定する。非全ライン露光期間ＴＮＬに複数パルスのパルス電流を印加する場合、例えば、グラフ図Ｇ２における第２の光量Ｂ２から第４の光量Ｂ４までの区間の下方に示した２つのグラフ図Ｇ３，Ｇ４のように、１パルス当たりのパルス幅の最小値、及び印加するパルス電流におけるパルス数の最大値をあらかじめ設定しておき、これらの設定に基づいてパルス電流を生成する。１パルス当たりのパルス幅の最小値Ｗ０は、例えば、光源３４におけるパルス発光が可能なパルス幅の最小値、及び駆動部３５における電流の出力と非出力とを切り替え可能な最短時間に基づいて設定する。１パルス当たりのパルス幅の最小値は、例えば、１６．６μｓｅｃ程度に設定する。パルス数の最大値は、パルス幅の最小値Ｗ０とパルス数の最大値Ｍとの積が非全ライン露光期間ＴＮＬ以上とならない範囲内であり、かつ設定光量が第４の光量Ｂ４の近傍である場合に個々のパルス発光が連続的にならないような範囲内で設定する。
【００４１】
また、非全ライン露光期間ＴＮＬに印加する駆動電流をＰＷＭ制御する場合、図５に示したグラフ図Ｇ３，Ｇ４のように、第２の光量Ｂ２と第４の光量Ｂ４との間となる第３の光量Ｂ３を境として、パルス幅による制御とパルス数による制御とを切り替える。設定光量が第３の光量Ｂ３から第４の光量Ｂ４までの範囲内である場合、照明制御部２３は、パルス数を最大値Ｍとし、設定光量の大きさに応じてパルス幅を増減させる。設定光量が第２の光量Ｂ２から第３の光量Ｂ３までの範囲内である場合、照明制御部２３は、パルス幅を最小値Ｗ０とし、設定光量の大きさに応じてパルス数を増減させる。
【００４２】
図６は、第１の実施形態に係る照明光量と電流の印加方法との関係を説明するグラフ図である。なお、図６には、図５のグラフ図に示した設定光量ＢＳ１〜ＢＳ８のそれぞれが設定された場合に光源３４に印加する駆動電流の例を示している。ここで、設定光量ＢＳ１〜ＢＳ８は、それぞれ、撮像システム１の利用者が制御装置２の操作部２４を操作する等の方法により設定した照明光量であってもよいし、光量測定部３３により測定した照明光量又は映像処理部２２から通知された映像の明るさ（輝度）等に基づいて照明制御部２３が設定した照明光量であってもよい。
【００４３】
設定光量ＢＳ１は、最大光量Ｂ５であり、非全ライン露光期間ＴＮＬ及び全ライン露光期間ＴＡＬに印加する駆動電流に対するＰＷＭ制御のデューティー比は、いずれも１００％である。したがって、図６に示したように、設定光量ＢＳ１である場合、照明制御部２３は、非全ライン露光期間ＴＮＬ及び全ライン露光期間ＴＡＬに光源３４に印加する駆動電流を、最大電流値Ｉ３であって、各期間ＴＮＬ，ＴＡＬの全体に渡って印加される電流（パルス幅が各期間と一致する１パルスのパルス電流）に決定する。
【００４４】
設定光量ＢＳ２は、最大光量Ｂ５よりも小さく、第４の光量Ｂ４よりも大きい。このため、非全ライン露光期間ＴＮＬ及び全ライン露光期間ＴＡＬに印加する駆動電流に対するＰＷＭ制御のデューティー比は、いずれも１００％である。また、全ライン露光期間ＴＡＬに印加する駆動電流の値が最大電流値Ｉ３であるのに対し、非全ライン露光期間ＴＮＬに印加する駆動電流の値は最大電流値Ｉ３よりも小さく、最小電流値Ｉ４よりも大きい値となっている。したがって、図６に示したように、設定光量ＢＳ２である場合、照明制御部２３は、非全ライン露光期間ＴＮＬに光源３４に印加する駆動電流を、設定光量ＢＳ２と対応する電流値であって、非全ライン露光期間ＴＮＬの全体に渡って印加される電流に決定する。また、照明制御部２３は、全ライン露光期間ＴＡＬに光源３４に印加する駆動電流を、最大電流値Ｉ３であって、全ライン露光期間ＴＡＬの全体に渡って印加される電流に決定する。
【００４５】
設定光量ＢＳ３は、第４の光量Ｂ４よりも小さく、第３の光量Ｂ３よりも大きい。このため、全ライン露光期間ＴＡＬに印加する駆動電流に対するＰＷＭ制御のデューティー比が１００％であるのに対し、非全ライン露光期間ＴＮＬに印加する駆動電流に対するＰＷＭ制御のデューティー比は１００％よりも小さく閾値ＤＳよりも大きい。また、全ライン露光期間ＴＡＬに印加する駆動電流の値が最大電流値Ｉ３であるのに対し、非全ライン露光期間ＴＮＬに印加する駆動電流の値は最小電流値Ｉ４である。したがって、図６に示したように、設定光量ＢＳ３である場合、照明制御部２３は、非全ライン露光期間ＴＮＬに光源３４に印加する駆動電流を、パルス数が最大値であり、１パルス当たりのパルス幅が設定光量ＢＳ３に応じたパルス幅である複数パルスのパルス電流であって、各パルスの電流値が最小電流値Ｉ４であるパルス電流に決定する。また、照明制御部２３は、全ライン露光期間ＴＡＬに光源３４に印加する駆動電流を、最大電流値Ｉ３であって、全ライン露光期間ＴＡＬの全体に渡って印加される電流に決定する。
【００４６】
また、設定光量が設定光量ＢＳ３よりも大きく第４の光量Ｂ４よりも小さい場合に非全ライン露光期間ＴＮＬに印加されるパルス電流は、図６に示したパルス電流とパルス数が同じであり、かつ１つのパルスのパルス幅がＷよりも大きいパルス電流となる。また、設定光量が設定光量ＢＳ３よりも小さく第３の光量Ｂ３よりも大きい場合に非全ライン露光期間ＴＮＬに印加されるパルス電流は、図６に示したパルス電流とパルス数が同じであり、かつ１つのパルスのパルス幅がＷよりも小さいパルス電流となる。
【００４７】
設定光量ＢＳ４は、第３の光量Ｂ３よりも小さく、第２の光量Ｂ２よりも大きい。このため、全ライン露光期間ＴＡＬに印加する駆動電流に対するＰＷＭ制御のデューティー比が１００％であるのに対し、非全ライン露光期間ＴＮＬに印加する駆動電流に対するＰＷＭ制御のデューティー比は閾値ＤＳよりも小さく、かつ０％よりも大きい。また、全ライン露光期間ＴＡＬに印加する駆動電流の値が最大電流値Ｉ３であるのに対し、非全ライン露光期間ＴＮＬに印加する駆動電流の値は最小電流値Ｉ４である。したがって、図６に示したように、設定光量ＢＳ４である場合、照明制御部２３は、非全ライン露光期間ＴＮＬに光源３４に印加する駆動電流を、１パルス当たりのパルス幅が最小幅であり、かつパルス数が設定光量ＢＳ４に応じた数であって、各パルスの電流値が最小電流値Ｉ４であるパルス電流に決定する。また、照明制御部２３は、全ライン露光期間ＴＡＬに光源３４に印加する駆動電流を、最大電流値Ｉ３であって、全ライン露光期間ＴＡＬの全体に渡って印加される電流に決定する。
【００４８】
また、設定光量が設定光量ＢＳ４よりも大きく第３の光量ＢＳ３よりも小さい場合に非全ライン露光期間ＴＮＬに印加されるパルス電流は、図６に示したパルス電流とパルス幅が同一（最小値Ｗ０）であって、パルス数が多いパルス電流となる。また、設定光量が設定光量ＢＳ４よりも小さく第２の光量ＢＳ２よりも大きい場合に非全ライン露光期間ＴＮＬに印加されるパルス電流は、図６に示したパルス電流とパルス幅が同一（最小値Ｗ０）であって、パルス数が少ないパルス電流となる。
【００４９】
設定光量ＢＳ５は、第２の光量Ｂ２である。このため、全ライン露光期間ＴＡＬに印加する駆動電流に対するＰＷＭ制御のデューティー比が１００％であるのに対し、非全ライン露光期間ＴＮＬに印加する駆動電流に対するＰＷＭ制御のデューティー比は０％である。また、全ライン露光期間ＴＡＬに印加する駆動電流の値が最大電流値Ｉ３であるのに対し、非全ライン露光期間ＴＮＬに印加する駆動電流の値は最小電流値Ｉ４である。したがって、図６に示したように、設定光量ＢＳ５である場合、照明制御部２３は、非全ライン露光期間ＴＮＬには１パルス当たりのパルス幅が最小幅でありパルス数が０のパルス電流を光源３４に印加する、すなわち非全ライン露光期間ＴＮＬには光源３４に駆動電流を印加しないことに決定する。また、照明制御部２３は、全ライン露光期間ＴＡＬに光源３４に印加する駆動電流を、最大電流値Ｉ３であって、全ライン露光期間ＴＡＬの全体に渡って印加される電流に決定する。
【００５０】
設定光量ＢＳ６は、第２の光量Ｂ２よりも小さく、第１の光量Ｂ１よりも大きい。設定光量ＢＳ６である場合、非全ライン露光期間ＴＮＬに印加する駆動電流に対するＰＷＭ制御のデューティー比は０％である。このため、図６に示したように、設定光量ＢＳ６である場合、照明制御部２３は、非全ライン露光期間ＴＮＬには光源３４に駆動電流を印加しないことに決定する。また、設定光量ＢＳ６である場合、全ライン露光期間ＴＡＬに印加する駆動電流に対するＰＷＭ制御のデューティー比は依然として１００％であるが、対応する駆動電流の電流値は、最大電流値Ｉ３よりも小さく、最小電流値Ｉ４よりも大きな値となる。このため、図６に示したように、設定光量ＢＳ６である場合、照明制御部２３は、全ライン露光期間ＴＡＬに光源３４に印加する駆動電流を、設定光量ＢＳ６と対応する電流値（最大電流値Ｉ３よりも小さく最小電流値Ｉ４よりも大きい電流値）であって、全ライン露光期間ＴＡＬの全体に渡って印加される電流に決定する。
【００５１】
設定光量ＢＳ７は、第１の光量Ｂ１である。設定光量ＢＳ７である場合、非全ライン露光期間ＴＮＬに印加する駆動電流に対するＰＷＭ制御のデューティー比は０％である。このため、図６に示したように、設定光量ＢＳ７である場合、照明制御部２３は、非全ライン露光期間ＴＮＬには光源３４に駆動電流を印加しないことに決定する。また、設定光量ＢＳ７である場合、全ライン露光期間ＴＡＬに印加する駆動電流に対するＰＷＭ制御のデューティー比は依然として１００％であるが、対応する駆動電流の電流値は、最小電流値Ｉ４となる。このため、図６に示したように、設定光量ＢＳ７である場合、照明制御部２３は、全ライン露光期間ＴＡＬに光源３４に印加する駆動電流を、最小電流値Ｉ４であって、全ライン露光期間ＴＡＬの全体に渡って印加される電流に決定する。
【００５２】
設定光量ＢＳ８は、第１の光量Ｂ１よりも小さく、光量０よりも大きい。設定光量ＢＳ８である場合、非全ライン露光期間ＴＮＬに印加する駆動電流に対するＰＷＭ制御のデューティー比は０％である。このため、図６に示したように、設定光量ＢＳ８である場合、照明制御部２３は、非全ライン露光期間ＴＮＬには光源３４に駆動電流を印加しないことに決定する。また、設定光量ＢＳ８である場合、全ライン露光期間ＴＡＬに印加する駆動電流に対するＰＷＭ制御のデューティー比は１００％よりも小さく、０％よりも大きい。また、設定光量ＢＳ８と対応する駆動電流の電流値は、最小電流値Ｉ４となる。このため、図６に示したように、設定光量ＢＳ８である場合、照明制御部２３は、全ライン露光期間ＴＡＬに光源３４に印加する駆動電流を、１パルスのパルス電流であって、最小電流値Ｉ４であり、かつ全ライン露光期間ＴＡＬとデューティー比とに基づいて決定されるパルス幅のパルス電流に決定する。
【００５３】
このように、本実施形態の撮像システム１では、設定光量に基づいて光源３４に駆動電流を印加する際に、読み出し期間ＴＴＲを含む非全ライン露光期間ＴＮＬの少なくとも一部において、光源３４に印加する駆動電流（すなわち照明部３１が出射する照明光）を可変制御することが可能な照明制御部２３を有する。また、本実施形態の撮像システム１における照明制御部２３は、非全ライン露光期間ＴＮＬ以外の全ライン露光期間ＴＡＬの少なくとも一部において、光源３４に印加する駆動電流（すなわち照明部３１が出射する照明光）を可変制御することもできる。更に、本実施形態の撮像システム１における照明制御部２３は、例えば、光量測定部３３で測定した照明光量に基づいて、光源３４に印加するパルス電流におけるパルス幅及びパルス数を制御することができる。
【００５４】
図７は、第１の実施形態に係る撮像システムが行う処理の一例を説明するフローチャートである。図７には、本実施形態の撮像システム１が行う処理の一例として、制御装置２が行う、光源３４に印加するパルス電流におけるパルス幅及びパルス数を制御する処理を示している。
【００５５】
制御装置２は、まず、設定値に基づいて光源に印加する電流及び印加方法を制御する（ステップＳ１）。ステップＳ１の処理は、照明制御部２３が行う。照明制御部２３は、例えば、撮像システム１の利用者が設定した照明光量の設定値と、図５に示したような照明光量の制御情報とに基づいて、光源３４に印加する駆動電流の電流値、パルス幅、及びパルス数等を制御する。照明制御部２３は、電流値、パルス幅、及びパルス数等の制御情報を光源装置３の制御部３２に送信する。光源装置３の制御部３２は、受信した制御情報に基づいて照明部３１を動作させ、照明部３１から出射した照明光を内視鏡スコープ４に伝送する。なお、光源装置３における光源３４が、図３に示したように赤色ＬＥＤ ３４Ｒ、緑色ＬＥＤ ３４Ｇ、及び青色ＬＥＤ ３４Ｂを含む場合、照明制御部２３は、各ＬＥＤ ３４Ｒ，３４Ｇ，３４Ｂのそれぞれに印加する駆動電流の電流値、パルス幅、及びパルス数等を制御する。
【００５６】
次に、制御装置２は、光源装置３の光源３４が出射した照明光の光量（照明光量）を光源装置３から取得する（ステップＳ２）。ステップＳ２の処理は、例えば、照明制御部２３が行う。光源装置３は、光量測定部３３において光源３４が出射した照明光の光量を測定し、制御部３２を通じて制御装置２に送信する。
【００５７】
次に、制御装置２は、光源装置３で測定した照明光量と、制御装置２に設定された光量（設定光量）とを比較し、それらの差が閾値以下であるか否かを判定する（ステップＳ３）。照明光量と設定光量との差が閾値よりも大きい場合（ステップＳ３；ＮＯ）、制御装置２は、測定光量と設定光量との差に基づいて光源に印加する電流及び印加方法を制御する（ステップＳ４）。ステップＳ４の処理は、例えば、照明制御部２３が行う。照明制御部２３は、例えば、図５に示したような照明光量の制御情報に基づいて、測定光量が現在設定されている設定光量となるように、光源３４に印加する電流の電流値、パルス幅、及びパルス数を変更する。例えば、照明光量が設定光量よりも小さい場合、照明制御部２３は、非全ライン露光期間ＴＮＬ及び全ライン露光期間ＴＡＬのいずれかにおいて光源３４に印加する電流の電流値、パルス幅、又はパルス数を大きくする。また、例えば、照明光量が設定光量よりも小さい場合、照明制御部２３は、非全ライン露光期間ＴＮＬ及び全ライン露光期間ＴＡＬのいずれかにおいて光源３４に印加する電流の電流値、パルス幅、又はパルス数を小さくする。
【００５８】
ステップＳ４の処理を行うと、制御装置２は、次に、照明光量の設定値が変更されたか否かを判定する（ステップＳ５）。また、測定光量と設定光量との差が閾値以下である場合（ステップＳ３；ＹＥＳ）、制御装置２は、ステップＳ４の処理をスキップして、ステップＳ５の判定を行う。ステップＳ５では、例えば、利用者が制御装置２の操作部２４に対し照明光量の設定値を変更する操作をしたか否かを判定する。設定値が変更されていない場合（ステップＳ５；ＮＯ）、制御装置２は、ステップＳ２の処理に戻る。一方、設定値が変更された場合（ステップＳ５；ＹＥＳ）、制御装置２は、ステップＳ１の処理に戻る。以後、ステップＳ１〜Ｓ５の処理を繰り返しながら、制御装置２は、内視鏡スコープ４から映像を取得し、取得した映像を表示装置５に表示させる処理を繰り返す。
【００５９】
このように、本実施形態に係る撮像システム１では、図５に示したような、あらかじめ定められた制御情報に加え、光量測定部３３で測定した照明光量（測定光量）を利用して、光源３４に印加する駆動電流の電流値、パルス幅、及びパルス数等を制御する。また、本実施形態に係る撮像システム１では、照明光量を下げる際に、読み出し期間ＴＴＲを含む非全ライン露光期間ＴＮＬに光源３４に印加する電流に対し、複数パルスのパルス電流におけるパルス幅及びパルス数を変更する制御を行う。このように、非全ライン露光期間ＴＮＬに、複数パルスのパルス電流を光源３４に印加することにより、縞の発生等の画質の劣化を防ぐことができる。
【００６０】
なお、撮像システム１が行う上記の処理では、光量測定部３３（光センサ３３Ｒ，３３Ｇ，３３Ｂ）で測定した光源装置３内での照明光量と、内視鏡スコープ４から取得した映像（画像）の輝度値とに基づいて、被写体に対する照明光量を推測し、該推測結果に基づいて光源３４に印加する電流を制御してもよい。
【００６１】
図８は、映像の１フレーム分のデータを読み出す際のライン毎の照明光量を説明するグラフ図である。図８の（ａ）には、映像の１フレーム分のデータを７つのラインＬ１〜Ｌ７に分けて読み出す場合の各ラインＬ１〜Ｌ７の露光期間と、光源３４に印加される駆動電流の２つの例とを示している。駆動電流の第１の例は、図５の設定光量ＢＳ３と同様、非全ライン露光期間ＴＮＬ１，ＴＮＬ２はパルス数が最大数の複数パルスのパルス電流であって各パルスの電流値が最小電流値Ｉ４であるパルス電流を印加し、全ライン露光期間ＴＡＬは該期間全体に渡って最大電流値Ｉ３の電流を印加する例である。駆動電流の第２の例は、非全ライン露光期間ＴＮＬに印加する駆動電流を、第１の例において対応する非全ライン露光期間ＴＮＬに複数パルスのパルス電流によって印加される駆動電流を最小電流値Ｉ４の１パルスのパルス電流にした例である。
【００６２】
第１の例において、全ライン露光期間ＴＡＬよりも時間的に前となる非全ライン露光期間ＴＮＬ１に光源３４に印加される複数パルスのパルス電流は、パルス数が６個であり、各パルスのパルス幅はＷ２である。このため、第２の例における、非全ライン露光期間ＴＮＬ１に印加される１パルスのパルス電流は、その１個のパルスのパルス幅をＷ２×６としている。また、第１の例において、全ライン露光期間ＴＡＬよりも時間的に後となる非全ライン露光期間ＴＮＬ２に光源３４に印加される複数パルスのパルス電流は、パルス数が６個であり、各パルスのパルス幅はＷ３（＜Ｗ２）である。このため、第２の例における、非全ライン露光期間ＴＮＬ２に印加される１パルスのパルス電流は、その１個のパルスのパルス幅をＷ３×６としている。なお、第１の例及び第２の例の非全ライン露光期間ＴＮＬ１，ＴＮＬ２に印加されるパルス電流は、設定光量に基づいてパルス幅を変更する際に最小電流値Ｉ４の印加開始時刻を変更する制御方法に従って制御される。したがって、第２の例では、非全ライン露光期間ＴＮＬ２内において最小電流値Ｉ４が印加される相対時刻が、非全ライン露光期間ＴＮＬ１内において最小電流値Ｉ４が印加される相対時刻よりもΔＷだけ遅れる。
【００６３】
図８の（ｂ）には、図８の（ａ）に示した第１の例の駆動電流を光源３４に印加した場合の各ラインの露光光量を示すグラフ図Ｇ９と、図８の（ａ）に示した第２の例の駆動電流を光源３４に印加した場合の各ラインの露光光量を示すグラフ図Ｇ８とを示している。
【００６４】
２つのグラフ図Ｇ８，Ｇ９における各ラインＬ１〜Ｌ７の露光光量のうちの、光量０から光量Ｂ１０までの部分光量は、それぞれ、全ライン露光期間ＴＡＬの全体に渡って印加された最大電流値Ｉ３により光源３４が出射した照明光に起因する成分である。
【００６５】
図８の（ａ）に示したグラフ図では、第２の例の駆動電流を印加した場合、７つのラインＬ１〜Ｌ７のうちの露光開始時刻が１番目から４番目（言い換えると電気信号を読み出す順番が１番目から４番目）であるラインＬ１〜Ｌ４は、それぞれ、露光開始時刻が、全ライン露光期間ＴＡＬよりも時間的に前である非全ライン露光期間ＴＮＬ１において光源３４に最小電流値Ｉ４の印加を開始する時刻以前となっている。また、ラインＬ１〜Ｌ４は、それぞれ、露光終了時刻（各画素の読み出しを開始する時刻）が、全ライン露光期間ＴＡＬよりも時間的に後である非全ライン露光期間ＴＮＬ２において光源３４に最小電流値Ｉ４の印加を開始する時刻よりも前となっている。このため、第２の例の駆動電流を印加した場合、ラインＬ１〜Ｌ４は、それぞれ、非全ライン露光期間ＴＮＬ１，ＴＮＬ２のうちの非全ライン露光期間ＴＮＬ１にのみ、光源３４が出射した照明光量の総量と対応する光を受光する。よって、第２の例の駆動電流を印加した場合のラインＬ１〜Ｌ４の露光光量は、非全ライン露光期間ＴＮＬ１に光源３４が出射した照明光に起因する成分と、全ライン露光期間ＴＡＬの全体に渡って印加された最大電流値Ｉ３により光源３４が出射した照明光に起因する成分との和Ｂ１５となる。
【００６６】
また、第２の例の駆動電流を印加した場合、７つのラインＬ１〜Ｌ７のうちの露光開始時刻が５番目から７番目（言い換えると電気信号を読み出す順番が５番目から７番目）であるラインＬ５〜Ｌ７は、それぞれ、露光開始時刻が非全ライン露光期間ＴＮＬ１において光源３４に最小電流値Ｉ４の印加を開始する時刻よりも後であり、かつ露光終了時刻が非全ライン露光期間ＴＮＬ１において光源３４に最小電流値Ｉ４の印加を開始する時刻よりも後である。よって、第２の例の駆動電流を印加した場合のラインＬ５〜Ｌ７の露光光量は、非全ライン露光期間ＴＮＬ１に光源３４が出射した照明光に起因する成分と、全ライン露光期間ＴＡＬの全体に渡って印加された最大電流値Ｉ３により光源３４が出射した照明光に起因する成分と、非全ライン露光期間ＴＮＬ２に光源３４が出射した照明光に起因する成分との和となる。
【００６７】
しかしながら、上記のように、非全ライン露光期間ＴＮＬ２内における最小電流値Ｉ４の印加を開始する相対時刻は、非全ライン露光期間ＴＮＬ１内における最小電流値Ｉ４の印加を開始する相対時刻よりも遅い。このため、ラインＬ５からＬ７の各画素が、非全ライン露光期間ＴＮＬ１，ＴＮＬ２において光源３４が出射した照明光と対応する光を受光する期間は、ラインＬ１からＬ４の各画素が光を受光する期間よりも短くなる。よって、第２の例の駆動電流を印加した場合のラインＬ５〜Ｌ７の露光光量は、ラインＬ１〜Ｌ４の露光光量の和Ｂ１５よりも小さい値Ｂ１３となる。このとき、ラインＬ４の露光光量の和Ｂ１５とラインＬ５の露光光量の和Ｂ１３との差ΔＢａは、非全ライン露光期間ＴＮＬ１に印加されるパルス電流における１つのパルスのパルス幅Ｗ２×６と、非全ライン露光期間ＴＮＬ２に印加されるパルス電流における１つのパルスのパルス幅Ｗ３×６との差（Ｗ２−Ｗ３）×６と対応した値となる。
【００６８】
これに対し、第１の例の駆動電流を印加する場合（すなわち、本実施形態に係る制御方法に従って駆動電流を印加する場合）、グラフ図Ｇ９に示したように、ラインＬ１〜Ｌ７における任意の隣接する２つのラインの露光光量の差ΔＢｂは、非全ライン露光期間ＴＮＬ１に印加されるパルス電流における１つのパルスのパルス幅Ｗ２と、非全ライン露光期間ＴＮＬ２に印加されるパルス電流における１つのパルスのパルス幅Ｗ３の差（Ｗ２−Ｗ３）と対応した値となる。
【００６９】
ローリングシャッタ方式で各ラインの電気信号を読み出す場合、隣接する２つのラインにおける露光光量の差が大きいと、当該２つのラインの境界において露光光量の差に起因した画質のムラ（縞）が発生し、画質が劣化する。この種の画質の劣化は、隣接する２つのラインの露光光量の差が大きいほど顕著になり、特に、各ラインの露光光量の総量に対する露光光量の差の割合が大きいほど顕著になる。上記のように、第１の例の駆動電流を印加した場合、任意の隣接する２つのラインの露光光量の差ΔＢｂは、第２の例の駆動電流を印加した場合のラインＬ４とラインＬ５との露光光量の差ΔＢａと比べて小さくなる（約６分の１となる）。しかも、第１の例の駆動電流を印加する場合、各ラインの露光光量の総量には、全ライン露光期間ＴＡＬの全体に渡って電源３４に最大電流値Ｉ３を印加したことに起因する成分が含まれ、当該成分は、第２の例の駆動電流を印加した場合のラインＬ４とラインＬ５との露光光量の差と対応する光量と比べて非常に大きい。このため、本実施形態で説明した制御方法に従って第１の例の駆動電流を印加した場合、第２の例の駆動電流を印加した場合と比べ、ライン間の露光光量の差に起因した画質の劣化を防ぐことができる。
【００７０】
なお、非全ライン露光期間ＴＮＬに光源３４に複数パルスのパルス電流を印加する場合、パルス数の最大値は任意の値に設定することが可能であるが、図８に示したように、水平ライン数よりも１だけ少ない数にすることで、水平ライン毎のパルス光の点灯期間（すなわち露光期間）のばらつきが低減され、各水平ラインの露光光量が平均化される。
【００７１】
また、本実施形態に係る駆動電流の制御方法では、光源３４の発光（照明光の出射）を保証する最小の電流値以上となる最小電流値Ｉ４を設定する。そして、設定された照明光量が最小電流値Ｉ４と露光期間とに基づいて算出される照明光量以上である場合には、図５に示したような電流対照明光量の関係ＩＴＮＬ，ＩＴＡＬに基づいて決定した電流値の駆動電流を露光期間の全体に渡って印加する電流制御、言い換えると、パルス幅が露光期間と一致し、電流対照明光量の関係ＩＴＮＬ，ＩＴＡＬに基づいて決定した電流値である１パルスのパルス電流を印加する制御を行う。また、設定された照明光量が最小電流値Ｉ４と露光期間とに基づいて算出される照明光量よりも小さい場合には、設定された照明光量に基づいて電流値、パルス幅、及びパルス数を制御するＰＷＭ制御を行う。これにより、例えば、光源３４の発光（照明光の出射）を保証する最小の電流値に起因する不連続な出射光量の変化が生じないため、照明光量に対するより広いダイナミックレンジを確保することが可能となる。特に、本実施形態に係る駆動電流の制御方法では、上記のように、非全ライン露光期間ＴＮＬに光源３４に印加する駆動電流をＰＷＭ制御する際に、複数パルスのパルス電流におけるパルス幅を変更するＰＷＭ制御と、１つのパルスのパルス幅が最小パルス幅であるパルス電流におけるパルスの数を変更するＰＷＭ制御とを組み合わせる。これにより、ＰＷＭ制御を行う際の照明光量の大きさを多段階で連続的に変化させることができる。
【００７２】
更に、本実施形態に係る駆動電流の制御方法では、上記のように、光源３４が出射した照明光の光量を測定し、測定した照明光量と、利用者等が設定した照明光量との差に基づいて、光源３４に印加する駆動電流を制御することができる。このような制御方法では、例えば、光源３４に印加する駆動電流をＰＷＭ制御する際に、光源３４がパルス発光する照明光の光量に基づいて、駆動電流（パルス電流）におけるパルス幅及びパルス数を、設定された照明光量と対応するパルス幅及びパルス数に調整することができる。このため、光源３４に印加する駆動電流をＰＷＭ制御する際に、該光源３４の発光特性に応じて印加するパルス電流を高精度に制御することができる。
【００７３】
なお、図１及び図２に示した撮像システム１は、本実施形態に係る撮像システム１の一例に過ぎない。本実施形態に係る撮像システム１は、本実施形態の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。例えば、本実施形態に係る撮像システム１は、光源装置３の機能の一部又は全部が制御装置２に組み込まれてもよい。また、本実施形態に係る撮像システム１は、制御装置２、光源装置３、及び表示装置５が一体化されたシステムであってもよい。
【００７４】
また、本実施形態に係る撮像システム１の光源装置３は、上記のように、複数の光源を有し、該複数の光源のそれぞれが出射した光を混合（混色）し、該混合した光を照明光として内視鏡スコープ４に出光する装置であってもよい。また、光源装置３が出射した照明光を利用する撮像装置は、内視鏡スコープ４に限らず、光源装置３が出射した照明光を被写体に照射した状態で被写体を撮像することが可能な他の撮像装置であってもよい。
【００７５】
また、本実施形態の撮像システム１では、非全ライン露光期間ＴＮＬに複数パルスのパルス電流を光源３４に印加する場合のパルスの最大数は、２以上であればよく、例えば、１フレーム分の電気信号（映像データ）を取得する際のラインの数等に基づいて決定することができる。
【００７６】
［第２の実施形態］
本実施形態では、第１の実施形態で例示した撮像システム１における、照明光量の制御方法の別の例を説明する。
【００７７】
図９は、第２の実施形態に係る照明光量の制御方法を説明するグラフ図である。
【００７８】
図９の最上段に示した電流対照明光量のグラフ図Ｇ１１は、利用者又は制御装置２等により設定された照明光量の設定値（設定光量）と、光源３４に含まれる光源の１つ（例えば、図３の赤色ＬＥＤ ３４Ｒ）に印加する電流との関係を説明する。実線で示した関係ＩＴＮＬは、読み出し期間ＴＴＲを含む非全ライン露光期間ＴＮＬに光源３４に供給する駆動電流の関係を示し、点線で示した関係ＩＴＡＬは、全ライン露光期間（非読み出し期間）ＴＡＬに光源３４に供給する駆動電流の関係を示している。
【００７９】
グラフ図Ｇ１１に示した２つの関係ＩＴＮＬ及び関係ＩＴＡＬは、設定光量と駆動電流との関係が、同じ関係になっている。関係ＩＴＮＬ及び関係ＩＴＡＬは、設定光量が光量０から第３の光量Ｂ３までの場合の駆動電流の値が最小電流値Ｉ４となっている。第３の光量Ｂ３は、後述する第１の光量Ｂ１及び第２の光量Ｂ２よりも大きく、最大光量Ｂ４よりも小さい。また、関係ＩＴＮＬ及び関係ＩＴＡＬは、設定光量が第３の光量Ｂ３から最大光量Ｂ４までの範囲内である場合の駆動電流の値が、最小電流値Ｉ４から最大電流値Ｉ３までの範囲内で設定光量に比例する。すなわち、設定光量が最大光量Ｂ４に近づくほど、駆動電流の値が最大電流値Ｉ３に近づく。
【００８０】
本実施形態に係る駆動電流の制御方法は、第１の実施形態で説明した制御方法と同様、グラフ図Ｇ１１に示した関係ＩＴＮＬ及び関係ＩＴＡＬに基づいて光源３４に印加する駆動電流の値を決定するとともに、グラフ図Ｇ１１の下方に示したＰＷＭ  Ｄｕｔｙ対照明光量のグラフ図Ｇ１２に基づいて、駆動電流（パルス電流）の印加方法を決定する。
【００８１】
ＰＷＭ  Ｄｕｔｙ対照明光量のグラフ図Ｇ１２は、設定光量と、ＰＷＭ制御におけるデューティー比（すなわち１つのパルス幅を周期で除した値の百分率）との関係を説明する。実線で示した関係ＤＴＮＬは、読み出し期間ＴＴＲを含む非全ライン露光期間ＴＮＬに印加する駆動電流に対する設定光量とデューティー比との関係を示し、点線で示した関係ＤＴＡＬは、全ライン露光期間（非読み出し期間）ＴＡＬに印加する駆動電流に対する設定光量とデューティー比との関係を示している。
【００８２】
グラフ図Ｇ１２に示した関係ＤＴＡＬは、設定光量が第１の光量Ｂ１から最大光量Ｂ４までの場合のデューティー比が１００％となっている。また、グラフ図Ｇ１２に示した関係ＩＴＡＬでは、設定光量が光量０から第１の光量Ｂ１までの範囲内である場合のデューティー比が、０％から１００％までの範囲内で設定光量に比例する。すなわち、設定光量が第１の光量Ｂ１に近づくほど、デューティー比の値が大きくなり、１００％に近づく。よって、設定光量が第１の光量Ｂ１から最大光量Ｂ４までの場合、照明制御部２３は、全ライン露光期間ＴＡＬに光源３４に印加する駆動電流を、全ライン露光期間ＴＡＬ全体に渡って一定の電流を印加する制御方法で制御する。言い換えると、照明制御部２３は、全ライン露光期間ＴＡＬに光源３４に印加する駆動電流を、設定光量と関係ＩＴＡＬとに基づいて決定される電流値であり、かつパルス幅が全ライン露光期間ＴＡＬと一致する１パルスのパルス電流に決定する。
【００８３】
一方、設定光量が光量０から第１の光量Ｂ１までの範囲内である場合、照明制御部２３は、全ライン露光期間ＴＡＬに光源３４に印加する駆動電流を、ＰＷＭ制御により制御する。具体的には、照明光制御部２３は、全ライン露光期間ＴＡＬに光源３４に印加する駆動電流を、最小電流値Ｉ４であり、かつ、全ライン露光期間ＴＡＬと設定光量の大きさに対応するデューティー比とにより算出される期間をパルス幅とする、１パルスのパルス電流に決定する。パルス幅は、例えば、グラフ図Ｇ１５のように、光量０の場合のパルス幅を０μｓｅｃ、第１の光量Ｂ１の場合のパルス幅をＷ９（全ライン露光期間ＴＡＬ）とし、設定光量と比例するパルス幅に決定する。
【００８４】
これに対し、グラフ図Ｇ１２に示した関係ＤＴＮＬでは、設定光量が最小値となる光量０から第１の光量Ｂ１までの場合のデューティー比が０％である。したがって、設定光量が光量０から第１の光量Ｂ１までの場合、照明制御部２３は、非全ライン露光期間ＴＮＬには光源３４に駆動電流を印加しない。また、グラフ図Ｇ１２に示した関係ＤＴＮＬでは、設定光量が第４の光量Ｂ３から最大光量Ｂ４までの場合のデューティー比が１００％である。したがって、設定光量が第３の光量Ｂ３から最大光量Ｂ４までの場合、照明制御部２３は、非全ライン露光期間ＴＮＬに光源３４に印加する駆動電流を、非全ライン露光期間ＴＮＬ全体に渡って一定の電流を印加する制御方法で制御する。言い換えると、照明制御部２３は、設定光量と関係ＩＴＮＬとに基づいて決定される電流値であり、かつパルス幅が非全ライン露光期間ＴＮＬと一致する１パルスのパルス電流に決定する。
【００８５】
また、グラフ図Ｇ１２に示した関係ＤＴＮＬでは、設定光量が第１の光量Ｂ１から第３の光量Ｂ３までの範囲内である場合のデューティー比が、０％から１００％までの範囲内で設定光量に比例する。このため、設定光量が第１の光量Ｂ１から第３の光量Ｂ３までの範囲内である場合、照明制御部２３は、非全ライン露光期間ＴＮＬに光源３４に印加する駆動電流を、ＰＷＭ制御により制御する。具体的には、照明光制御部２３は、非全ライン露光期間ＴＮＬに光源３４に印加する駆動電流を、最小電流値Ｉ４であり、かつ、非全ライン露光期間ＴＮＬと設定光量の大きさに対応するデューティー比とにより算出される期間を複数の期間に分割し、分割した複数の期間における１つの期間をパルス幅とする複数パルスのパルス電流に決定する。非全ライン露光期間ＴＮＬに複数パルスのパルス電流を印加する場合、例えば、図９に示した２つのグラフ図Ｇ１３，Ｇ１４のように、１パルス当たりのパルス幅の最小値、及び印加するパルス電流におけるパルス数の最大値をあらかじめ設定しておき、これらの設定に基づいてパルス電流を生成する。
【００８６】
また、非全ライン露光期間ＴＮＬに印加する駆動電流をＰＷＭ制御する場合、図９に示したように、第１の光量Ｂ１と第３の光量Ｂ３との間となる第２の光量Ｂ２を境として、パルス幅による制御とパルス数による制御とを切り替える。設定光量が第２の光量Ｂ２から第３の光量Ｂ３までの範囲内である場合、照明制御部２３は、パルス数を最大値とし、設定光量の大きさに応じてパルス幅を増減させる。設定光量が第１の光量Ｂ１から第２の光量Ｂ２までの範囲内である場合、照明制御部２３は、パルス幅を最小値とし、設定光量の大きさに応じてパルス数を増減させる。
【００８７】
このように、本実施形態に係る駆動電流の制御方法では、設定光量が第３の光量Ｂ３よりも大きい場合には、非全ライン露光期間ＴＮＬ及び全ライン露光期間ＴＡＬの全体に渡って、同じ電流値の駆動電流を光源３４に印加する。また、設定光量が第１の光量Ｂ１から第３の光量Ｂ３までの場合には、非全ライン露光期間ＴＮＬに光源３４に印加する駆動電流をＰＷＭ制御により制御し、全ライン露光期間ＴＡＬに光源３４に印加する駆動電流を全ライン露光期間ＴＡＬの全体に渡って最小電流値Ｉ４を印加する制御により制御する。
【００８８】
図１０は、第２の実施形態に係る照明光量と電流の印加方法との関係を説明するグラフ図である。なお、図１０には、図９に示した設定光量ＢＳ１１〜ＢＳ１８のそれぞれが設定された場合に光源３４に印加する駆動電流の例を示している。ここで、設定光量ＢＳ１１〜ＢＳ１８は、それぞれ、撮像システム１の利用者が制御装置２の操作部２４を操作する等の方法により設定した照明光量であってもよいし、光量測定部３３により測定した照明光量又は映像処理部２２から通知された映像の明るさ（輝度）等に基づいて照明制御部２３が設定した照明光量であってもよい。
【００８９】
設定光量ＢＳ１１は、最大光量Ｂ４であり、非全ライン露光期間ＴＮＬ及び全ライン露光期間ＴＡＬに印加する駆動電流に対するＰＷＭ制御のデューティー比は、いずれも１００％である。したがって、図１０に示したように、設定光量ＢＳ１１である場合、照明制御部２３は、非全ライン露光期間ＴＮＬ及び全ライン露光期間ＴＡＬに光源３４に印加する駆動電流を、各期間ＴＮＬ，ＴＡＬの全体に渡って最大電流値Ｉ３が印加される電流（パルス幅が各期間と一致する１パルスのパルス電流）に決定する。
【００９０】
設定光量ＢＳ１２は、最大光量Ｂ４よりも小さく、第３の光量Ｂ３よりも大きい。このため、非全ライン露光期間ＴＮＬ及び全ライン露光期間ＴＡＬに印加する駆動電流に対するＰＷＭ制御のデューティー比は、いずれも１００％である。また、非全ライン露光期間ＴＮＬ及び全ライン露光期間ＴＡＬに印加する駆動電流の値は、最大電流値Ｉ３よりも小さく最小電流値Ｉ４よりも大きい、同じ値となっている。したがって、図１０に示したように、設定光量ＢＳ１２である場合、照明制御部２３は、非全ライン露光期間ＴＮＬ及び全ライン露光期間ＴＡＬに光源３４に印加する駆動電流を、各期間ＴＮＬ，ＴＡＬの全体に渡って、設定光量に基づいて決定される最大電流値Ｉ３よりも小さく最小電流値Ｉ４よりも大きい電流を光源３４に印加する駆動電流（パルス幅が各期間と一致する１パルスのパルス電流）に決定する。
【００９１】
設定光量ＢＳ１３は、第３の光量Ｂ３である。このため、非全ライン露光期間ＴＮＬ及び全ライン露光期間ＴＡＬに印加する駆動電流に対するＰＷＭ制御のデューティー比は、いずれも１００％である。また、非全ライン露光期間ＴＮＬ及び全ライン露光期間ＴＡＬに印加する駆動電流の値は、いずれも最小電流値Ｉ４となっている。したがって、図１０に示したように、設定光量ＢＳ１３である場合、照明制御部２３は、非全ライン露光期間ＴＮＬ及び全ライン露光期間ＴＡＬに光源３４に印加する駆動電流を、各期間ＴＮＬ，ＴＡＬの全体に渡って印加する最小電流値Ｉ４の電流に決定する。
【００９２】
設定光量ＢＳ１４は、第２の光量Ｂ２よりも大きく、第３の光量Ｂ３よりも小さい。このため、全ライン露光期間ＴＡＬに対するＰＷＭ制御のデューティー比が１００％であるのに対し、非全ライン露光期間ＴＮＬに対するＰＷＭ制御のデューティー比は１００％よりも小さく閾値ＤＳよりも大きい。また、非全ライン露光期間ＴＮＬ及び全ライン露光期間ＴＡＬに印加する駆動電流の値は、いずれも最小電流値Ｉ４である。したがって、図１０に示したように、設定光量ＢＳ１４である場合、照明制御部２３は、非全ライン露光期間ＴＮＬに光源３４に印加する駆動電流を、パルス数が最大値Ｎであり、１パルス当たりのパルス幅が設定光量ＢＳ１４に応じたパルス幅（最小幅Ｗ０よりも大きく最大幅Ｗ１よりも小さいパルス幅）である複数パルスのパルス電流であって、各パルスの電流値が最小電流値Ｉ４であるパルス電流に決定する。また、照明制御部２３は、全ライン露光期間ＴＡＬに光源３４に印加する駆動電流を、全ライン露光期間ＴＡＬの全体に渡って印加する最小電流値Ｉ４の電流に決定する。
【００９３】
また、設定光量が設定光量ＢＳ１４よりも大きく第３の光量Ｂ３よりも小さい場合に非全ライン露光期間ＴＮＬに印加されるパルス電流は、図１０に示したパルス電流とパルス数が同じであり、かつ１つのパルスのパルス幅がＷよりも大きいパルス電流となる。また、設定光量が設定光量ＢＳ１４よりも小さく第２の光量Ｂ２よりも大きい場合に非全ライン露光期間ＴＮＬに印加されるパルス電流は、図１０に示したパルス電流とパルス数が同じであり、かつ１つのパルスのパルス幅がＷよりも小さいパルス電流となる。
【００９４】
設定光量ＢＳ１５は、第２の光量Ｂ２よりも小さく、第１の光量Ｂ１よりも大きい。このため、全ライン露光期間ＴＡＬに対するＰＷＭ制御のデューティー比が１００％であるのに対し、非全ライン露光期間ＴＮＬに対するＰＷＭ制御のデューティー比は閾値ＤＳよりも小さく、かつ０％よりも大きい。また、非全ライン露光期間ＴＮＬ及び全ライン露光期間ＴＡＬに印加する駆動電流の値は最小電流値Ｉ４である。したがって、図１０に示したように、設定光量ＢＳ１５である場合、照明制御部２３は、非全ライン露光期間ＴＮＬに光源３４に印加する駆動電流を、１パルス当たりのパルス幅が最小幅Ｗ０であり、かつパルス数が設定光量ＢＳ１５に応じた数であって、各パルスの電流値が最小電流値Ｉ４であるパルス電流に決定する。また、照明制御部２３は、全ライン露光期間ＴＡＬに光源３４に印加する駆動電流を、全ライン露光期間ＴＡＬの全体に渡って印加される最小電流値Ｉ４の電流に決定する。
【００９５】
また、設定光量が設定光量ＢＳ１５よりも大きく第２の光量Ｂ２よりも小さい場合に非全ライン露光期間ＴＮＬに印加されるパルス電流は、図１０に示したパルス電流とパルス幅が同一（最小値Ｗ０）であって、パルス数が多いパルス電流となる。また、設定光量が設定光量ＢＳ１５よりも小さく第１の光量Ｂ１よりも大きい場合に非全ライン露光期間ＴＮＬに印加されるパルス電流は、図１０に示したパルス電流とパルス幅が同一（最小値Ｗ０）であって、パルス数が少ないパルス電流となる。
【００９６】
設定光量ＢＳ１６は、第１の光量Ｂ１である。このため、全ライン露光期間ＴＡＬに対するＰＷＭ制御のデューティー比が１００％であるのに対し、非全ライン露光期間ＴＮＬに対するＰＷＭ制御のデューティー比は０％である。また、非全ライン露光期間ＴＮＬ及び全ライン露光期間ＴＡＬに印加する駆動電流の値は最小電流値Ｉ４である。したがって、図１０に示したように、設定光量ＢＳ１６である場合、照明制御部２３は、非全ライン露光期間ＴＮＬには１パルス当たりのパルス幅が最小幅でありパルス数が０のパルス電流を光源３４に印加する、すなわち非全ライン露光期間ＴＮＬには光源３４に駆動電流を印加しないことに決定する。また、照明制御部２３は、全ライン露光期間ＴＡＬに光源３４に印加する駆動電流を、全ライン露光期間ＴＡＬの全体に渡って印加される最小電流値Ｉ４の電流に決定する。
【００９７】
設定光量ＢＳ１７は、第１の光量Ｂ１よりも小さく、光量０よりも大きい。設定光量ＢＳ１７である場合、非全ライン露光期間ＴＮＬに対するＰＷＭ制御のデューティー比は０％である。このため、図１０に示したように、設定光量ＢＳ１７である場合、照明制御部２３は、非全ライン露光期間ＴＮＬには光源３４に駆動電流を印加しないことに決定する。また、設定光量ＢＳ１７である場合、全ライン露光期間ＴＡＬに対するＰＷＭ制御のデューティー比は、１００％よりも小さく０％よりも大きい値となる。このため、図１０に示したように、設定光量ＢＳ１７である場合、照明制御部２３は、全ライン露光期間ＴＡＬに光源３４に印加する駆動電流を、１パルスのパルス電流であって、最小電流値Ｉ４であり、かつ全ライン露光期間ＴＡＬとデューティー比とに基づいて決定されるパルス幅のパルス電流に決定する。図９の設定光量ＢＳ１７と対応するデューティー比は約５０％である。このため、設定光量ＢＳ１７である場合、全ライン露光期間ＴＡＬに光源３４に印加する１パルスのパルス電流におけるパルス幅は、全ライン露光期間ＴＡＬのおよそ半分の時間に決定する。
【００９８】
また、設定光量が設定光量ＢＳ１７よりも大きく第１の光量Ｂ１よりも小さい場合、全ライン露光期間ＴＡＬに光源３４に印加する１パルスのパルス電流におけるパルス幅は、設定光量ＢＳ１７の場合のパルス幅よりも広くする。また、設定光量が設定光量ＢＳ１７よりも小さく光量０よりも大きい場合（例えば設定光量ＢＳ１８の場合）、全ライン露光期間ＴＡＬに光源３４に印加する１パルスのパルス電流におけるパルス幅は、設定光量ＢＳ１７の場合のパルス幅よりも広くする。
【００９９】
このように、本実施形態に係る駆動電流の制御方法では、設定光量に基づいて光源３４に駆動電流を印加する際に、読み出し期間ＴＴＲを含む非全ライン露光期間ＴＮＬの少なくとも一部において、光源３４に印加する駆動電流（すなわち照明部３１が出射する照明光）を可変制御する。また、本実施形態に係る駆動電流の制御方法では、非全ライン露光期間ＴＮＬ以外の全ライン露光期間ＴＡＬの少なくとも一部において、光源３４に印加する駆動電流（すなわち照明部３１が出射する照明光）を可変制御することもできる。更に、本実施形態に係る駆動電流の制御方法では、例えば、光量測定部３３で測定した照明光量に基づいて、光源３４に印加するパルス電流におけるパルス幅及びパルス数を制御することができる。
【０１００】
また、本実施形態に係る駆動電流の制御方法では、上記のように、設定光量が第３の光量Ｂ３よりも大きい場合に、非全ライン露光期間ＴＮＬに印加する駆動電流と、及び全ライン露光期間ＴＡＬに印加する駆動電流とを、同じ電流値の駆動電流に決定する。このため、第１の実施形態で説明したような制御方法と比べ、非全ライン露光期間ＴＮＬの全体及び全ライン露光期間ＴＡＬの全体に渡って所定の電流値の電流を印加する場合の制御情報（処理の内容）が簡素化される。例えば、本実施形態に係る駆動電流の制御方法では、非全ライン露光期間ＴＮＬと全ライン露光期間ＴＡＬとの境界において光源３４に印加される駆動電流の電流値が変動する（切り替わる）設定光量の範囲が、第１の実施形態で説明した制御方法における範囲よりも狭くなる。このため、本実施形態に係る駆動電流の制御方法では、光源３４に印加する駆動電流を生成する回路（駆動部３５）におけるスイッチング動作の回数を低減することができ、処理負荷を軽減することができる。
【０１０１】
更に、本実施形態に係る駆動電流の制御方法では、上記のように、非全ライン露光期間ＴＮＬに光源３４に印加する駆動電流の電流値と、全ライン露光期間ＴＡＬに光源３４に印加される駆動電流の電流値とが同じである。このため、非全ライン露光期間ＴＮＬに光源３４が出射する照明光量を、全ライン露光期間ＴＡＬに測定した照明光量から見積もることが可能となる。例えば、非全ライン露光期間ＴＮＬに光源３４に印加する駆動電流をＰＷＭ制御する場合、照明光量の測定は、光源３４が出射する照明光（パルス光）における各パルスの光量を加算（積分）して算出する。このため、光源３４が出射するパルス光における印加する電流の電流値やパルス幅が小さい場合には、測定誤差が大きくなる（測定精度が低下する）ことがある。これに対し、本実施形態に係る駆動電流の制御方法では、全ライン露光期間ＴＡＬに、非全ライン露光期間ＴＮＬのパルス幅よりも十分に長い期間連続して光源３４が出射する照明光を利用して照明光量を測定することができる。よって、本実施形態に係る駆動電流の制御方法では、非全ライン露光期間ＴＮＬに行うＰＷＭ制御におけるパルス幅及びパルス数を、より高精度に制御することが可能となる。
【０１０２】
［第３の実施形態］
本実施形態では、第１の実施形態で例示した撮像システム１における、照明光量の制御方法の更に別の例を説明する。
【０１０３】
図１１は、第３の実施形態に係る照明光量の制御方法を説明するグラフ図である。図１１に示したグラフ図は、図５に示した設定光量ＢＳ１〜ＢＳ８のそれぞれにおける電流値、パルス幅、及びパルス数の決定方法に本実施形態の制御方法を適用した場合に、光源３４に印加される駆動電流を示す。
【０１０４】
本実施形態に係る照明光量の制御方法では、図１１に示したように、全ライン露光期間ＴＡＬ内に、該期間ＴＡＬの開始時刻を含む所定の時間長の初期期間ＳＤを設定する。初期期間ＳＤは、該初期期間ＳＤを含む全ライン露光期間ＴＡＬよりも時間的に前となる非全ライン露光期間ＴＮＬに光源３４が出射する照明光の光量の測定ために設けている。
【０１０５】
全ライン露光期間ＴＡＬ内の初期期間ＳＤに光源３４に印加する電流の電流値は、該期間ＴＡＬに光源３４に印加する電流をＰＷＭ制御するか否かに依存する。全ライン露光期間ＴＡＬにＰＷＭ制御をしない場合、初期期間ＳＤに光源３４に印加する電流の電流値は、該期間ＴＡＬよりも時間的に前となる非全ライン露光期間ＴＮＬに光源３４に印加する電流の電流値の影響を受ける。非全ライン露光期間ＴＮＬに光源３４に印加する電流の制御が、ＰＷＭ制御ではなく、電流値が最小電流値Ｉ４よりも大きい電流を期間ＴＮＬの全体に渡って光源３４に印加する制御（電流制御）である場合、該期間ＴＮＬに続く初期期間ＳＤに光源３４に印加する電流は、非全ライン露光期間ＴＮＬに光源３４に印加した電流と同じ電流値の電流とする。非全ライン露光期間ＴＮＬに光源３４に印加する電流をＰＷＭ制御で制御する場合、あるいは該期間ＴＮＬの全体に渡って光源３４に電流を印加しない場合、該期間ＴＮＬに続く初期期間ＳＤに光源３４に印加する電流は、最小電流値Ｉ４の電流とする。これに対し、全ライン露光期間ＴＡＬにＰＷＭ制御をする場合、初期期間ＳＤに光源３４に印加する電流の電流値は、設定光量に基づいて決定されるパルス幅及び全ライン露光期間ＴＡＬ内におけるパルスの位置に依存する。
【０１０６】
図１１に示したＶＤ＿ＤＲ＿１、ＶＤ＿ＤＲ＿２、及びＶＤ＿ＤＲ＿３は、上記の非全ライン露光期間ＴＮＬ、全ライン露光期間ＴＡＬ、及び初期期間ＳＤの切り替えに関するトリガ信号である。トリガ信号ＶＤ＿ＤＲ＿１は、全ライン露光期間ＴＡＬから非全ライン露光期間ＴＮＬへの切り替え（すなわち非全ライン露光期間ＴＮＬの開始）タイミングを通知する信号である。トリガ信号ＶＤ＿ＤＲ＿２は、非全ライン露光期間ＴＮＬから全ライン露光期間ＴＡＬへの切り替え（すなわち初期期間ＳＤの開始）タイミングを通知する信号である。トリガ信号ＶＤ＿ＤＲ＿３は、初期期間ＳＤの終了タイミングを通知する信号である。
【０１０７】
図５に示した設定光量ＢＳ１の場合、上記のように、全ライン露光期間ＴＡＬに対するＰＷＭ制御のデューティー比は１００％である。このため、設定光量ＢＳ１の場合、全ライン露光期間ＴＡＬに光源３４に印加する電流は、ＰＷＭ制御ではなく、設定光量に応じた電流値の電流を該期間ＴＡＬの全体に渡って印加する制御によって制御する。よって、全ライン露光期間ＴＡＬ内の初期期間ＳＤに光源３４に印加する電流は、図１１に示した設定光量ＢＳ１’の場合のように、初期期間ＳＤよりも時間的に前となる非全ライン露光期間ＴＮＬに光源３４に印加した電流の電流値と同じ電流（すなわち最大電流値Ｉ３の電流）となる。また、本実施形態の制御方法では、全ライン露光期間ＴＡＬにおける初期期間ＳＤが経過した後の残りの期間、設定光量に基づいて決定される電流値とＰＷＭ制御のデューティー比とに応じた電流値の電流（すなわち最大電流値Ｉ３の電流）が光源３４に印加される。
【０１０８】
図５に示した設定光量ＢＳ２の場合、上記のように、全ライン露光期間ＴＡＬに対するＰＷＭ制御のデューティー比は１００％である。このため、設定光量ＢＳ２の場合、全ライン露光期間ＴＡＬに光源３４に印加する電流は、ＰＷＭ制御ではなく、設定光量に応じた電流値の電流を該期間ＴＡＬの全体に渡って印加する制御によって制御する。また、設定光量ＢＳ２の場合、非全ライン露光期間ＴＮＬに光源３４に印加する電流の電流値は、最大電流値Ｉ３よりも小さく最小電流値Ｉ４よりも大きい。よって、全ライン露光期間ＴＡＬ内の初期期間ＳＤに光源３４に印加する電流は、図１１に示した設定光量ＢＳ２’の場合のように、初期期間ＳＤよりも時間的に前となる非全ライン露光期間ＴＮＬに光源３４に印加した電流の電流値と同じ電流（すなわち電流値が最大電流値Ｉ３よりも小さい電流）となる。そして、全ライン露光期間ＴＡＬにおける初期期間ＳＤが経過した後の残りの期間、最大電流値Ｉ３の電流が光源３４に印加される。
【０１０９】
図５に示した設定光量ＢＳ３の場合、上記のように、全ライン露光期間ＴＡＬに対するＰＷＭ制御のデューティー比は１００％である。このため、設定光量ＢＳ３の場合、全ライン露光期間ＴＡＬに光源３４に印加する電流は、ＰＷＭ制御ではなく、設定光量に応じた電流値の電流を該期間ＴＡＬの全体に渡って印加する制御によって制御する。また、設定光量ＢＳ３の場合、非全ライン露光期間ＴＮＬに光源３４に印加する電流は、ＰＷＭ制御によって制御する。よって、全ライン露光期間ＴＡＬ内の初期期間ＳＤに光源３４に印加する電流は、図１１に示した設定光量ＢＳ３’の場合のように、初期期間ＳＤよりも時間的に前となる非全ライン露光期間ＴＮＬに光源３４に印加した電流の電流値と同じ電流（すなわち最小電流値Ｉ４の電流）となる。そして、全ライン露光期間ＴＡＬにおける初期期間ＳＤが経過した後の残りの期間、最大電流値Ｉ３の電流が光源３４に印加される。同様に、図５に示した設定光量ＢＳ４の場合に全ライン露光期間ＴＡＬ内の初期期間ＳＤに光源３４に印加する電流は、図１１に示した設定光量ＢＳ４’の場合のように、初期期間ＳＤよりも時間的に前となる非全ライン露光期間ＴＮＬに光源３４に印加した電流の電流値と同じ電流（すなわち最小電流値Ｉ４の電流）となる。そして、全ライン露光期間ＴＡＬにおける初期期間ＳＤが経過した後の残りの期間、最大電流値Ｉ３の電流が光源３４に印加される。
【０１１０】
図５に示した設定光量ＢＳ５の場合、上記のように、全ライン露光期間ＴＡＬに対するＰＷＭ制御のデューティー比は１００％である。このため、設定光量ＢＳ５の場合、全ライン露光期間ＴＡＬに光源３４に印加する電流は、ＰＷＭ制御ではなく、設定光量に応じた電流値の電流を該期間ＴＡＬの全体に渡って印加する制御によって制御する。また、設定光量ＢＳ５の場合、非全ライン露光期間ＴＮＬに光源３４に印加する電流は、ＰＷＭ制御によって制御するが、図５に示したように、設定光量ＢＳ５の場合のパルス数は０である。よって、設定光量ＢＳ５の場合、非全ライン露光期間ＴＮＬに光源３４に印加する電流は、パルス数が０のパルス電流となり、図１１に示した設定光量ＢＳ５’の場合のように、非全ライン露光期間ＴＮＬの全体に渡って電流が印加されない。しかしながら、図５に示したように、設定光量ＢＳ５と対応する電流値は０より大きい最小電流値Ｉ４となっている。このため、設定光量ＢＳ５の場合、初期期間ＳＤに光源３４に印加する電流は、最小電流値Ｉ４の電流となる。そして、全ライン露光期間ＴＡＬにおける初期期間ＳＤが経過した後の残りの期間、最大電流値Ｉ３の電流が光源３４に印加される。
【０１１１】
図５に示した設定光量ＢＳ６の場合、上記のように、全ライン露光期間ＴＡＬに対するＰＷＭ制御のデューティー比は１００％である。このため、設定光量ＢＳ６の場合、全ライン露光期間ＴＡＬに光源３４に印加する電流は、ＰＷＭ制御ではなく、設定光量に応じた電流値の電流を該期間ＴＡＬの全体に渡って印加する制御によって制御する。また、設定光量ＢＳ６の場合、非全ライン露光期間ＴＮＬに対するＰＷＭ制御のデューティー比は０％であるため、該期間ＴＮＬの全体に渡って光源３４には電流が印加されない。よって、設定光量ＢＳ６の場合、図１１に示した設定光量ＢＳ６’の場合のように、初期期間ＳＤに光源３４に印加する電流は、最小電流値Ｉ４の電流となる。また、設定光量ＢＳ６と対応する電流値は、最大電流値Ｉ３よりも小さく、最小電流値Ｉ４よりも大きい。このため、全ライン露光期間ＴＡＬにおける初期期間ＳＤが経過した後の残りの期間、電流値が最大電流値Ｉ３よりも小さく最小電流値Ｉ４よりも大きい電流が、光源３４に印加される。
【０１１２】
図５に示した設定光量ＢＳ７の場合、上記のように、全ライン露光期間ＴＡＬに対するＰＷＭ制御のデューティー比は１００％である。このため、設定光量ＢＳ７の場合、全ライン露光期間ＴＡＬに光源３４に印加する電流は、ＰＷＭ制御ではなく、設定光量に応じた電流値の電流を該期間ＴＡＬの全体に渡って印加する制御によって制御する。また、設定光量ＢＳ７の場合、非全ライン露光期間ＴＮＬに対するＰＷＭ制御のデューティー比は０％であるため、該期間ＴＮＬの全体に渡って光源３４には電流が印加されない。よって、設定光量ＢＳ７の場合、図１１に示した設定光量ＢＳ７’の場合のように、初期期間ＳＤに光源３４に印加する電流は、最小電流値Ｉ４の電流となる。また、設定光量ＢＳ７と対応する全ライン露光期間ＴＡＬの電流値は、最小電流値Ｉ４となる。このため、全ライン露光期間ＴＡＬにおける初期期間ＳＤが経過した後の残りの期間も、最小電流値Ｉ４の電流が光源３４に印加される。
【０１１３】
図５に示した設定光量ＢＳ８の場合、上記のように、全ライン露光期間ＴＡＬに対するＰＷＭ制御のデューティー比は１００％よりも小さく、０％よりも大きい。このため、設定光量ＢＳ８の場合、全ライン露光期間ＴＡＬに光源３４に印加する電流は、ＰＷＭ制御によって制御する。また、設定光量ＢＳ８の場合、非全ライン露光期間ＴＮＬに対するＰＷＭ制御のデューティー比は０％であるため、該期間ＴＮＬの全体に渡って光源３４には電流が印加されない。よって、設定光量ＢＳ８の場合、例えば、図１１に示した設定光量ＢＳ８’の場合のように、初期期間ＳＤに光源３４に印加する電流は、最小電流値Ｉ４の電流となる。なお、図１１には、全ライン露光期間ＴＡＬに光源３４に印加する電流をＰＷＭ制御する場合に、電流の印加を開始する時刻を全ライン露光期間ＴＡＬ（初期期間ＳＤ）の開始時刻に固定し、電流の印加を終了する時刻を変更することにより、印加するパルス電流のパルス幅を設定光量に応じたパルス幅に変更している。このため、全ライン露光期間ＴＡＬに印加する電流がパルス電流である場合にも、初期期間ＳＤ内で光源３４が出射する照明光の光量を測定することができる。
【０１１４】
なお、初期期間ＳＤの時間長は、例えば、非全ライン露光期間ＴＮＬに光源３４に印加する電流をＰＷＭ制御する際の１パルスのパルス幅の最大値Ｗ１以上となる任意の時間長に設定することができる。初期期間ＳＤの時間長を１パルスのパルス幅の最大値Ｗ１の数倍にすることで、非全ライン露光期間ＴＮＬに光源３４に印加されるパルス電流と対応する照明光量を精度よく検出することができる。また、全ライン露光期間ＴＡＬに対する初期期間ＳＤの割合を低く抑えることにより、非全ライン露光期間ＴＮＬに光源３４に印加する電流をＰＷＭ制御する際の、全ライン露光期間ＴＡＬに光源３４に印加する電流の総量（積分値）を多くすることができる。このため、図８を参照して説明したように、隣接する２つのライン間の露光時間の差に起因する画質の劣化を防ぐことができる。
【０１１５】
また、本実施形態に係る照明光量の制御方法のように、全ライン露光期間ＴＡＬの途中で光源３４に印加する電流の電流値が変動する場合、例えば、図１１に示したように、全ライン露光期間ＴＡＬにおける光源３４への電流の印加を終了する少し前に、光源３４が出射した照明光の光量を測定してもよい。このようにすると、全ライン露光期間ＴＡＬにおける光源３４への電流の印加を開始した直後に、非全ライン露光期間ＴＮＬにおける照明光の光量を測定し、全ライン露光期間ＴＡＬにおける光源３４への電流の印加を終了する直前に、該期間ＴＡＬにおける照明光の光量を測定することができる。このため、例えば、全ライン露光期間ＴＡＬの途中で光源３４に印加する電流の電流値を変動させることによる、変動後の照明光量と設定光量との差の増大を抑えることができる。
【０１１６】
［第４の実施形態］
図１２は、第４の実施形態に係る撮像システムの機能ブロックを示す図である。図１２に示した撮像システム１は、第１の実施形態で説明した撮像システム１（図１参照）と同様の内視鏡システムであり、制御装置２、光源装置３、内視鏡スコープ４、及び表示装置５を含む。
【０１１７】
本実施形態の撮像システム１における制御装置２は、受信部２５、映像処理部２２、照明制御部２３、操作部２４、最大光量補正部２７、及び記憶部２９を含む。また、撮像システム１の光源装置３は、照明部３１、制御部３２、及び光量測定部３３を含む。また、撮像システム１の内視鏡スコープ４は、撮像部４１、照明系４２、操作部４３、制御部４４、及び記憶部４９を含む。以下の説明では、本実施形態の撮像システム１における各機能ブロックのうち、第１の実施形態に置いて説明した機能ブロックと同等の機能を有する機能ブロックについての詳細な説明を省略する。
【０１１８】
制御装置２の受信部２５は、映像取得部２１と、制限情報取得部２６とを含む。映像取得部２１は、第１の実施形態で説明したように、内視鏡スコープ４の撮像部４１で撮像した被写体の映像を示す電気信号を取得する。制限情報取得部２６は、内視鏡スコープ４の記憶部４９に記憶させた制限情報４９Ａを取得する。制限情報４９Ａは、例えば、内視鏡スコープ４の動作時における先端部（撮像部４１及び照明系４２が配置された部分）の温度が所定の温度（許容温度）以上となる照明光量を示す情報を含む。
【０１１９】
制御装置２の最大光量補正部２７は、制限情報取得部２６により取得した制限情報と、記憶部２９に記憶させた最大光量の情報２９Ａとに基づいて、光源装置３の照明部３１の光源３４が出射する照明光の光量の最大値を補正する。最大光量の情報２９Ａは、制御装置２と組み合わせて用いる光源装置３の光源３４における最大光量を示す情報であり、例えば、撮像システム１の出荷時等に制御装置２の記憶部２９に記憶させる。最大光量補正部２７は、光源装置３から内視鏡スコープ４に提供される照明光の光量の最大値（最大光量）を、光源３４が出射可能な照明光量の最大値から、内視鏡スコープ４から取得した制限情報に基づいて定められる、該内視鏡スコープ４の先端部の温度が許容温度の範囲内となるような値に補正する。
【０１２０】
制御装置２の照明制御部２３は、利用者が操作部２４を操作することによって入力される照明光の明るさの設定値（設定光量）と、被写体に対する照明光の光量とに基づいて、光源装置３の照明部３１が出射する照明光の光量を制御する。なお、本実施形態の撮像システム１における照明制御部２３は、最大光量補正部２７により照明光の最大光量が補正された場合、該補正された最大光量に基づいて、照明光の光量を制御する。
【０１２１】
本実施形態の撮像システム１における内視鏡スコープ４は、上記のように、撮像部４１、照明系４２、操作部４３、制御部４４、及び記憶部４９を含む。本実施形態に係る内視鏡スコープ４の制御部４４は、例えば、該内視鏡スコープ４を制御装置２に接続したとき、或いは撮像システム１の動作開始時等に、記憶部４９に記憶させた制御情報４９Ａを読み出して制御装置２に送信する。
【０１２２】
内視鏡スコープ４の先端部は、動作中、照明光が照明系４２を通過することにより発熱して温度が上昇する。先端部の温度が上昇すると、撮像部４２の動作特性が変動し、読み出した電気信号（映像データ）内の被写体の色等の情報と、実際の被写体の色等との間に生じる差が大きくなることがある。また、内視鏡スコープ４における先端部の温度に対する動作特性は、内視鏡スコープ４の種類毎に異なる。このため、型番や仕様等が異なる複数種類の内視鏡スコープ４を使い分けることが可能な撮像システム１においては、制御装置２及び光源装置３と組み合わせて用いる内視鏡スコープ４の種別毎に、内視鏡スコープ４における先端部の温度に対する温度特性が異なる。したがって、動作中に内視鏡スコープ４に提供される照明光の最大光量が、光源装置３において出射可能な照明光の最大光量（例えば、図５の照明光量Ｂ５など）となっている場合、内視鏡スコープ４の先端部の温度が許容温度以上となり、画質が劣化するおそれがある。このため、本実施形態の撮像システム１では、内視鏡スコープ４の先端部の温度が該内視鏡スコープ４の動作特性に照らして許容範囲内となるような条件で、光源３４が出射する照明光の光量を制御する。
【０１２３】
図１３は、光源が出射する照明光の最大光量の制御方法の一例を説明する図である。図１３には、２種類の内視鏡スコープ４のそれぞれにおける、許容温度の上限、光源３、光源装置３が出射可能な最大光量ＢＭの照明光が提供された場合の先端部の温度、２つの温度の大小関係、動作時の照明光量の最大値ＢＸ、及び光源に印加する電流の最大値Ｉの例を示している。ここでは、説明を簡単にするため、光源装置３の光源３が所定の色（波長域）の光を出射する１つの光源であるとする。
【０１２４】
第１の種類Ａの内視鏡スコープ４は、許容温度の上限ＴＡと、光源装置３が出射可能な最大光量ＢＭの照明光が提供された場合の先端部の温度ＴＭＡとの大小関係が、ＴＡ＞ＴＭＡとなっている。このような場合、光源装置３が出射可能な最大光量ＢＭの照明光を内視鏡スコープ４に提供して動作させたときの先端部の温度は、許容温度の上限以下となる。このため、第１の種類Ａの内視鏡スコープ４を用いる場合、該内視鏡スコープ４に提供する照明光の最大光量ＢＸを光源装置３が出射可能な照明光の最大光量ＢＭとしても、温度上昇に起因する画質の劣化等は起こりにくい。よって、第１の種類Ａの内視鏡スコープ４を用いる撮像システム１では、設定光量が最大光量（例えば、図５の照明光量Ｂ５など）である場合には、光源３４に電流値Ｉ３の電流を印加する。
【０１２５】
一方、第２の種類Ｂの内視鏡スコープ４は、許容温度の上限ＴＢと、光源装置３が出射可能な最大光量ＢＭの照明光が提供された場合の先端部の温度ＴＭＢとの大小関係が、ＴＭＢ＞ＴＢとなっている。このような場合、光源装置３が出射可能な最大光量ＢＭの照明光を内視鏡スコープ４に提供して動作させたときの先端部の温度は、許容温度の上限を超えてしまう。このため、第２の種類Ｂの内視鏡スコープ４を用いる場合、該内視鏡スコープ４に提供する照明光の最大光量ＢＸを光源装置３が出射可能な照明光の最大光量ＢＭとすると、温度上昇に起因する画質の劣化等が生じるおそれがある。よって、第２の種類Ｂの内視鏡スコープ４を用いる撮像システム１では、設定光量が最大光量（例えば、図５の照明光量Ｂ５など）である場合には、該内視鏡スコープ４に提供する照明光の最大光量ＢＸと光源装置３が出射可能な照明光の最大光量ＢＭとの大小関係がＢＭ＞ＢＸとなるよう、光源３４に電流値Ｉ５（Ｉ３＞Ｉ５＞Ｉ４）の電流を印加する。これにより、第２の種類Ｂの内視鏡スコープ４を用いる撮像システム１において、該内視鏡スコープ４の先端部の温度が正常な動作が保証される上限温度を超えてしまうことを防ぐことができ、温度上昇に起因する画質の劣化等を防ぐことができる。
【０１２６】
図１４は、第４の実施形態に係る撮像システムが行う処理の一例を説明するフローチャートである。図１４には、内視鏡スコープ４の種別に基づいて最大光量を制限する処理を含む、光源３４に印加する電流を制御する処理のフローチャートを示している。
【０１２７】
撮像システム１の制御装置２は、まず、光源装置３の光源３４における最大光量ＢＭに関する情報を取得する（ステップＳ１１）とともに、内視鏡スコープ４から制限情報４９Ａを取得する（ステップＳ１２）。光源３４における最大光量ＢＭに関する情報は、例えば、制御装置２の最大光量補正部２７が、記憶部２９に記憶された最大光量の情報２９Ａを読み出して取得する。最大光量の情報２９Ａは、例えば、制御装置２と、該制御装置２と組み合わせて用いる光源装置３との組を出荷する際に、記憶部２９に記憶されている。また、制限情報４９Ａは、最大光量補正部２７が、制御情報取得部２６を介して取得する。
【０１２８】
次に、制御装置２は、取得した最大光量及び制限情報に基づいて、光源に印加する電流の最大値を決定する（ステップＳ１３）。ステップＳ１３の処理は、最大光量補正部２７が行う。最大光量補正部２７は、内視鏡スコープ４から取得した制限情報により特定される該内視鏡スコープ４における照明光の最大光量ＢＸと、光源装置３の光源３４が出射可能な照明光の最大光量ＢＭとの大小関係に基づいて、光源３４に印加する電流の最大値を決定する。ここで、内視鏡スコープ４における照明光の最大光量ＢＸは、該内視鏡スコープ４が安定して動作することが保証された許容温度範囲の上限を超えない照明光量の最大値である。最大光量の大小関係がＢＸ≧ＢＭである場合、最大光量補正部２７は、光源３４に印加する電流の最大値を、光源３４が出射可能な照明光の最大光量ＢＭと対応する電流値（例えば、図５等に示した電流値Ｉ３）に決定する。一方、最大光量の大小関係がＢＸ＜ＢＭである場合、最大光量補正部２７は、光源３４に印加する電流の最大値を、内視鏡スコープ４における照明光の最大光量ＢＸと対応する電流値（例えば、図５等に示した電流値Ｉ３及びＩ４との関係がＩ３＞Ｉ５＞Ｉ４となる電流値Ｉ５）に決定する。最大光量補正部２７は、決定した電流の最大値を、照明制御部２３に通知する。
【０１２９】
その後、制御装置２は、照明光量の設定値に応じて、決定した最大値以下の電流で光源３４を駆動する（ステップＳ１４）。ステップＳ１４の処理は、照明制御部２３が行う。例えば、最大光量補正部２７から通知された電流の最大値が、光源３４が出射可能な最大光量の照明光を出射させる場合の電流値（例えば、図５等に示した電流の最大値Ｉ３）である場合、照明制御部２３は、光源３４に印加する電流の最大値を、光源３４が出射可能な最大光量の照明光を出射させる場合の電流値として、照明光量を制御する。一方、最大光量補正部２７から通知された電流の最大値が、光源３４が出射可能な最大光量の照明光を出射させる場合の電流値よりも小さい場合、照明制御部２３は、光源３４に印加する電流の最大値を、最大光量補正部から通知された電流の最大値に補正して、照明光量を制御する。この場合、照明制御部２３は、例えば、図５に示したグラフ図Ｇ１及び図９に示したグラフ図Ｇ１１における光源３４に印加する電流の最大値をＩ３からＩ５（Ｉ３＞Ｉ５＞Ｉ４）に変更し、上述したような方法で光源３４に印加する電流を制御する。
【０１３０】
このように、本実施形態の撮像システム１は、動作時の内視鏡スコープ４の先端部の温度が許容温度範囲内となるように、光源装置３から内視鏡スコープ４に提供する照明光の最大光量を制限することができる。このため、内視鏡スコープ４の先端部の温度上昇による撮像部４１（受光部４１Ａ）の出力性能の変化等を防ぐことができ、画質の劣化等を防ぐことができる。このため、本実施形態の撮像システム１は、ローリングシャッタ方式で受光部４１から電気信号を読み出す際のライン毎の露光光量の差に起因する画質の劣化を防ぐとともに、先端部の温度上昇による動作不良等に起因する画質の劣化を防ぐことができる。
【０１３１】
また、本実施形態の撮像システム１では、内視鏡スコープ４の記憶部４９に記憶させた、内視鏡スコープ４の種別毎に設定される制限情報４９Ａに基づいて、光源装置３から内視鏡スコープ４に提供する照明光の最大光量を制限することができる。このため、制御装置２及び光源装置３の組と組み合わせて用いる内視鏡スコープ４を、撮像する被写体の種類等に応じて変更した場合にも、変更後の内視鏡スコープ４の制限情報４９に基づいて、光源装置３から内視鏡スコープ４に提供する照明光の最大光量を適切に制御（補正）することができる。
【０１３２】
また、詳細な説明は省略するが、光源３４が複数の光源（例えば、図３の赤色ＬＥＤ ３４Ｒ、緑色ＬＥＤ ３４Ｇ、及び青色ＬＥＤ ３４Ｂ）を含む場合には、内視鏡スコープ４に提供する光における各成分の光量に基づいて、被写体に照射される照明光の色（色温度）が所定の範囲内となる条件下で、光源装置３から内視鏡スコープ４に提供する照明光の最大光量及び各光源の最大光量を決定し、各光源に印加する電流を制御する。更に、複数の光源を有する光源装置３と組み合わせて用いる内視鏡スコープ４では、制限情報４９Ａとして、複数の光源のそれぞれが出射する照明光に対する最大光量の制限情報を記憶部４９に記憶させてもよい。この場合、制御装置２は、例えば、制限情報４９Ａに含まれる複数色の照明光のそれぞれに対する最大光量の制限情報のうち最大光量が最も大きい色の照明光に対する制限情報を取得し、該制限情報に基づいて、光源装置３から内視鏡スコープ４に提供する照明光の光量を制御してもよい。
【０１３３】
なお、図１２に示した制御装置２、光源装置３、及び内視鏡スコープ４の機能構成は、本実施形態の撮像システム１における各装置の機能構成の一例に過ぎない。本実施形態に係る撮像システム１の制御装置２、光源装置３、及び内視鏡スコープ４の機能構成は、本実施形態の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。また、図１４のフローチャートは、本実施形態の撮像システム１における制御装置２が行う処理の一例に過ぎない。本実施形態に係る制御装置２が行う処理は、本実施形態の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。例えば、内視鏡スコープ４の制限情報４９Ａに基づいて該内視鏡スコープ４に提供する照明光の最大光量を制限した（低くした）場合、制限した分だけ、内視鏡スコープ４から取得した画像（映像）の輝度が低下する。このため、内視鏡スコープ４に提供する照明光の最大光量を制限した場合には、該制限による照明光量の変化量に基づいて、内視鏡スコープ４から取得した画像の輝度を補正（ゲインアップ）してもよい。この場合、例えば、最大光量補正部２７は、図１４のフローチャートのステップＳ１３の処理において決定した電流の最大値を、映像処理部２２にも通知する。更に、本実施形態に係る撮像システム１は、例えば、予め内視鏡スコープ４の記憶部４９に記憶させた制限情報４９Ａに基づいて照明光の最大光量を制限する代わりに、内視鏡スコープ４の先端部に温度センサを設け、該温度センサにより検出した温度に基づいて、照明光の最大光量を動的に制御（制限）してもよい。
【０１３４】
第１の実施形態から第４の実施形態に例示した撮像システム１における制御装置２は、上記のように、専用のハードウェアに限らず、パーソナルコンピュータ等の汎用コンピュータに後述する制御プログラムを実行させるものであってもよい。
【０１３５】
図１５は、コンピュータのハードウェア構成を示す図である。制御装置２としてのコンピュータ２００は、プロセッサ２０１、ＲＡＭ（Random Access Memory）２０２、ＲＯＭ（Read Only Memory）２０３、入出力ＩＦ（Interface）２０４、表示処理部２０５、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）２０６、通信部２０７、バス２１０、表示装置５、及び入力装置６を含む。
【０１３６】
プロセッサ２０１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の演算処理装置であり、ＲＯＭ２０３から制御プログラムを読込み、読込んだ制御プログラムに従って、各種制御処理を実行する。ＲＡＭ２０２は、制御プログラムや、内視鏡スコープ４からの映像に関する電気信号（映像データ）等の各種データを一時的に記憶するワークエリアである。ＲＡＭ２０２は、例えばＤＲＡＭ(Dynamic Random Access Memory)である。ＲＯＭ２０３は、制御プログラムや各種データ等を記憶する不揮発性の記憶部である。ＲＯＭ２０３は、例えばフラッシュメモリである。
【０１３７】
入出力ＩＦ２０４は、外部機器とのデータの送受信を行う。外部機器は、例えば、キーボードやタッチパネル等の入力装置５、光源装置３、及び内視鏡スコープ４である。表示処理部２０５は、表示画像を生成して、液晶ディスプレイ等の表示装置５に出力する。ＲＯＭ２０３及びＨＤＤ２０６が、制御装置２の記憶部２９を構成する。プロセッサ２０１は、ＲＡＭ２０２、ＲＯＭ２０３等とバス２１０で接続される。
【０１３８】
通信部２０７は、インターネットやＬＡＮ（Local Area Network）等の通信ネットワーク７とコンピュータ２００とを通信可能に接続する。
【０１３９】
制御装置２の映像取得部２１、映像処理部２２、及び照明制御部２３は、プロセッサ２０１等によるソフトウェア処理により実現される。また、制御装置２の操作部２４は、例えば、入出力ＩＦ２０４により接続された入力装置５により実現される。
【０１４０】
なお、本発明は上述した実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階でのその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化することができる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成することができる。例えば、実施形態に示される全構成要素を適宜組み合わせても良い。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。このような、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変形や応用ができることはもちろんである。
【符号の説明】
【０１４１】
１  撮像システム
２  制御装置
２１  映像取得部
２２  映像処理部
２３  照明制御部
２４  操作部
２５  受信部
２６  制御情報取得部
２７  最大光量補正部
２９  記憶部
３  光源装置
３１  照明部
３２  制御部
３３  光量測定部
３３Ｒ，３３Ｇ，３３Ｂ  光センサ
３４  光源
３４Ｒ  赤色ＬＥＤ
３４Ｇ  緑色ＬＥＤ
３４Ｂ  青色ＬＥＤ
３５  駆動部
３８１，３８４，３８５，３８６  レンズ
３８２，３２３  ハーフミラー
４  内視鏡スコープ
４１  撮像部
４１Ａ  受光部
４１Ｂ  読み出し部
４２  照明系
４３  操作部
４４  制御部
４８  ライトガイド
４９  記憶部
５  表示装置
６  入力装置
７  通信ネットワーク
２００  コンピュータ
２０１  プロセッサ
２０２  ＲＡＭ
２０３  ＲＯＭ
２０４  入出力ＩＦ
２０５  表示処理部
２０６  ＨＤＤ
２０７  通信部
２１０  バス
【図１】
2020225914.tif 000003
【図２】
2020225914.tif 000004
【図３】
2020225914.tif 000005
【図４】
2020225914.tif 000006
【図５】
2020225914.tif 000007
【図６】
2020225914.tif 000008
【図７】
2020225914.tif 000009
【図８】
2020225914.tif 000010
【図９】
2020225914.tif 000011
【図１０】
2020225914.tif 000012
【図１１】
2020225914.tif 000013
【図１２】
2020225914.tif 000014
【図１３】
2020225914.tif 000015
【図１４】
2020225914.tif 000016
【図１５】
2020225914.tif 000017
【手続補正書】
【提出日】令和3年7月9日(2021.7.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体に照明する照明光を出射する光源を含む照明部と、
前記被写体からの光を受光して光電変換を行うことにより電気信号を生成する画素が２次元状に配列された受光部と、
前記受光部から水平ライン毎に前記電気信号を順次読み出す読み出し部と、
１フレーム又は１フィールド期間のうち前記読み出し部が前記受光部の水平ラインを読み出す読み出し期間の少なくとも一部において、前記照明部が出射する照明光を可変制御する一方、前記読み出し期間以外の非読み出し期間の少なくとも一部において、前記照明部が出射する照明光を可変制御する照明制御部と、
前記被写体に対する照明光量を測定する光量測定部と、を備え、
前記照明制御部は、
前記読み出し期間を含む前記水平ラインの内の少なくとも１つの水平ラインに対する露光が行われていない非全ライン露光期間における前記照明光の出射と、前記水平ラインの全てに対する露光が行われている全ライン露光期間における前記照明光の出射と、を独立して制御し、
前記全ライン露光期間に前記被写体に照射する前記照明光は、該全ライン露光期間の全体に渡って前記照明光を出射した状態を保って該照明光の光量を制御し、
前記非全ライン露光期間に前記被写体に照射する前記照明光は、複数のパルス光の点灯と消灯とを繰り返し、かつそれぞれの前記パルス光の点灯期間と点灯回数との少なくともいずれか一方を調整することで該照明光の光量を制御する
ことを特徴とする撮像システム。
【請求項２】
前記照明制御部は、前記照明光の光量を制御する過程において、
前記パルス光を消灯する期間がなくなった場合には、前記非全ライン露光期間に前記光源に印加する電流を大きくすることで前記照明光の光量を増加させ、
前記パルス光を点灯する期間がなくなった場合には、前記全ライン露光期間に前記光源に印加する電流を小さくすること、又は前記全ライン露光期間における前記光源に電流を印加する時間を短くすることで前記照明光の光量を減少させる
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】
前記撮像システムは、前記光源を駆動する駆動部を更に含み、
前記照明制御部は、
前記非全ライン露光期間に前記駆動部が前記光源に印加する電流を、該駆動部が前記光源を駆動可能な下限電流値よりも大きい電流、又は前記光源が点灯を保証する最小の電流値よりも大きい電流で制御することにより、前記非全ライン露光期間における前記照明光の光量を制御し、
前記パルス光の点灯期間が、前記駆動部が前記光源を駆動可能な下限時間である場合には前記パルス光の点灯回数を減少させる
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】
前記照明制御部は、
前記全ライン露光期間に前記光源に印加する電流と、前記非全ライン露光期間に前記光源に印加する電流とを、電流値が同じ電流とする
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５】
前記照明制御部は、
前記全ライン露光期間に前記光量測定部で測定した前記照明光量に基づいて、該全ライン露光期間に後続する前記非全ライン露光期間に前記光源に印加する電流を制御する
ことを特徴とする請求項４に記載の撮像システム。
【請求項６】
前記照明制御部は、
前記全ライン露光期間のうちの該全ライン露光期間の開始時を含み、かつ該全ライン露光期間よりも短い初期期間に前記光源に印加する電流を、前記非全ライン露光期間と同じ電流値の電流にする
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７】
前記初期期間は、前記非全ライン露光期間における前記パルス光の点灯期間よりも長い
ことを特徴とする請求項６に記載の撮像システム。
【請求項８】
前記照明制御部は、
前記非全ライン露光期間の全体に渡って前記光源を消灯させる場合には、前記初期期間に前記光源に印加する電流を、前記非全ライン露光期間において前記複数のパルス光の点灯と消灯を繰り返す場合に前記光源に印加する電流と同じ電流値の電流にする
ことを特徴とする請求項６に記載の撮像システム。
【請求項９】
前記照明制御部は、
前記全ライン露光期間のうちの前記初期期間が経過した後の期間に前記光源に印加する電流を、前記初期期間に印加する電流の電流値以上の電流で制御する
ことを特徴とする請求項６に記載の撮像システム。
【請求項１０】
前記照明制御部は、
前記全ライン露光期間のうちの前記初期期間が経過した後の期間に前記光源に印加する電流を、前記初期期間に前記光源に印加する電流よりも大きくする
ことを特徴とする請求項６に記載の撮像システム。
【請求項１１】
前記光量測定部は、前記全ライン露光期間のうちの前記初期期間に前記照明光量を測定し、
前記照明制御部は、前記初期期間に前記光量測定部で測定した前記照明光量に基づいて、該全ライン露光期間に後続する前記非全ライン露光期間に前記光源に印加する電流を制御する
ことを特徴とする請求項６〜１０のいずれか１項に記載の撮像システム。
【請求項１２】
前記光量測定部は、前記全ライン露光期間のうちの前記初期期間が経過した後の期間に前記照明光量を測定し、
前記照明制御部は、前記全ライン露光期間のうちの前記初期期間が経過した後の期間に測定した前記照明光量に基づいて、該全ライン露光期間に後続する前記全ライン露光期間に前記光源に印加する電流を制御する
ことを特徴とする請求項６〜１０のいずれか１項に記載の撮像システム。
【請求項１３】
前記照明制御部は、前記１フレーム又は前記１フィールド期間における前記全ライン露光期間内の前記照明光量が前記非全ライン露光期間内の前記照明光量以上となるように、前記光源に印加する電流を制御する
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１４】
前記非全ライン露光期間における前記パルス光の点灯回数の最大値を、前記水平ラインの数よりも１だけ少ない値にし、前記パルス光の点灯回数を前記最大値とする場合に、前記パルス光の点灯と消灯とを、前記非全ライン露光期間の全体に渡って等間隔で繰り返す、
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１５】
前記受光部及び前記読み出し部に対して設定された前記照明光の最大光量を示す制限情報と、前記照明部が出射可能な照明光の最大光量とに基づいて、前記光源が出射する前記照明光の最大光量を決定する最大光量補正部を更に含み、
前記照明制御部は、設定された前記照明光の光量と対応する電流値と、前記最大光量補正部で決定した前記照明光の前記最大光量とに基づいて、前記光源に印加する電流を制御する
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１６】
前記制限情報は、前記受光部及び前記読み出し部の温度に関する動作特性に基づいて設定される温度範囲の上限と対応する前記照明光の前記最大光量を示す情報を含む
ことを特徴とする請求項１５に記載の撮像システム。
【請求項１７】
前記受光部の温度を計測する検温部と、計測した温度の情報を含む制限情報を生成する制御部と、前記制限情報に基づいて前記光源が出射する前記照明光の最大光量を補正する最大光量補正部とを更に含み、
前記照明制御部は、設定された前記照明光の光量と対応する電流値と、補正された前記照明光の最大光量と対応する電流値とに基づいて、前記光源に印加する電流を制御する
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１８】
前記制限情報は、計測した温度が閾値以上であるか否かを示す情報を含み、
前記最大光量補正部は、前記計測した温度が閾値以上である場合には、前記照明光の最大光量を、前記照明制御部において制御可能な最大光量よりも小さくする
ことを特徴とする請求項１７に記載の撮像システム。
【請求項１９】
被写体からの光を受光して光電変換を行うことにより電気信号を生成する画素が２次元状に配列された受光部と、前記受光部から水平ライン毎に前記電気信号を順次読み出す読み出し部とを含む内視鏡と、
前記被写体に照明する照明光を出射する光源を含む照明部と、該光源が出射した光の光量を測定する光センサとを含み、前記照明光を前記内視鏡に提供する光源装置と、
前記内視鏡から取得した前記電気信号と対応する前記被写体の画像と、前記光源装置から取得した前記光源が出射した前記光の光量とに基づいて、前記光源装置の前記照明部が出射する前記照明光の光量を制御する制御装置とを含み、
前記制御装置は、１フレーム又は１フィールド期間のうち前記読み出し部が前記受光部の水平ラインを読み出す読み出し期間の少なくとも一部において、前記照明部が出射する照明光を可変制御する一方、前記読み出し期間以外の非読み出し期間の少なくとも一部において、前記照明部が出射する照明光を可変制御する照明制御部を含み、
該照明制御部は、
前記読み出し期間を含む前記水平ラインの内の少なくとも１つの水平ラインに対する露光が行われていない非全ライン露光期間における前記照明光の出射と、前記水平ラインの全てに対する露光が行われている全ライン露光期間における前記照明光の出射と、を独立して制御し、
前記全ライン露光期間に前記被写体に照射する前記照明光は、該全ライン露光期間の全体に渡って前記照明光を出射した状態を保って該照明光の光量を制御し、
前記非全ライン露光期間に前記被写体に照射する前記照明光は、複数のパルス光の点灯と消灯とを繰り返し、かつそれぞれの前記パルス光の点灯期間と点灯回数との少なくともいずれか一方を調整することで該照明光の光量を制御する
ことを特徴とする内視鏡システム。
【請求項２０】
被写体に照明する照明光を発光する光源と、
前記光源に印加する駆動電流を制御する光源制御部と、を備え、
前記光源制御部は、
前記照明光が照明された前記被写体を撮像する撮像装置における、蓄積した１フレーム分の電気信号を水平ラインごとに読み出しを行う読み出し期間と、読み出しを行わない非読み出し期間と、で前記駆動電流を独立に制御し、
前記非読み出し期間に前記駆動電流を制御する際に、１つのパルス電流を印加し、かつ前記パルス電流における電流値を一定に制御し、
前記読み出し期間に前記駆動電流を制御する際に、複数のパルス電流を印加し、かつ前記パルス電流におけるパルス幅及び前記パルス電流におけるパルスの数の少なくもいずれか一方を制御する
ことを特徴とする光源装置。
【請求項２１】
被写体に照明光を照射する光源装置の制御方法であって、
光源制御部が、
前記照明光が照明された前記被写体を撮像する撮像装置における、蓄積した１フレーム分の電気信号を水平ラインごとに読み出しを行う読み出し期間と、読み出しを行わない非読み出し期間と、で前記駆動電流を独立に制御し、
前記非読み出し期間に前記駆動電流を制御する際に、１つのパルス電流を印加し、かつ前記パルス電流における電流値を一定に制御し、
前記読み出し期間に前記駆動電流を制御する際に、複数のパルス電流を印加し、かつ前記パルス電流におけるパルス幅及び前記パルス電流におけるパルスの数の少なくもいずれか一方を制御する
ことを特徴とする制御方法。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る撮像システムは、被写体を照明する照明光を出射する光源を含む照明部と、前記被写体からの光を受光して光電変換を行うことにより電気信号を生成する画素が２次元状に配列された受光部と、前記受光部から水平ライン毎に前記電気信号を順次読み出す読み出し部と、１フレーム又は１フィールド期間のうち前記読み出し部が前記受光部の水平ラインを読み出す読み出し期間の少なくとも一部において、前記照明部が出射する照明光を可変制御する一方、前記読み出し期間以外の非読み出し期間の少なくとも一部において、前記照明部が出射する照明光を可変制御する照明制御部と、前記被写体に対する照明光量を測定する光量測定部と、を備え、前記照明制御部は、前記読み出し期間を含む前記水平ラインの内の少なくとも１つの水平ラインに対する露光が行われていない非全ライン露光期間における前記照明光の出射と、前記水平ラインの全てに対する露光が行われている全ライン露光期間における前記照明光の出射と、を独立して制御し、前記全ライン露光期間に前記被写体に照射する前記照明光は、該全ライン露光期間の全体に渡って前記照明光を出射した状態を保って該照明光の光量を制御し、前記非全ライン露光期間に前記被写体に照射する前記照明光は、複数のパルス光の点灯と消灯とを繰り返し、かつそれぞれの前記パルス光の点灯期間と点灯回数との少なくともいずれか一方を調整することで該照明光の光量を制御する、撮像システムである。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
照明制御部２３は、利用者が操作部２４を操作することによって入力される照明光の明るさの設定値（設定光量）と、被写体に対する照明光の光量とに基づいて、光源装置３の照明部３１が出射する照明光の光量を制御する。照明部３１は、パルス発光が可能な光源（例えば、ＬＥＤ）３４と、該光源３４に駆動電流を印加する駆動部３５とを含む。被写体に対する照明光の光量は、例えば、光源装置３の光量測定部３３で測定する。本実施形態の撮像システム１における光源装置３は、例えば、図３に示したように、光源３４として、赤色ＬＥＤ３４Ｒと、緑色ＬＥＤ３４Ｇと、青色ＬＥＤ３４Ｂの発光色が異なる３種類の光源を有し、これらの光源が出射した光を混色（混合）して得られる白色光を照明光として被写体に照射する。光量測定部３３は、赤色ＬＥＤ３４Ｒが出射した赤色光の光量、緑色ＬＥＤ３４Ｇが出射した緑色光の光量、及び青色ＬＥＤ３４Ｂが出射した青色光の光量のそれぞれを測定する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
光源３４は、ＬＥＤ等のパルス発光が可能な発光デバイスであり、撮像する被写体に応じた所定の波長域の光を出射する。本実施形態では、光源３４として、図３に示したように、赤色ＬＥＤ３４Ｒ、緑色ＬＥＤ３４Ｇ、及び青色ＬＥＤ３４Ｂの３種類の光源を組み合わせたものを用いる。赤色ＬＥＤ３４Ｒが出射した光は、第１のレンズ３８１、第１のハーフミラー３８２、第２のハーフミラー３８３、及び第２のレンズ３８４を通過して内視鏡スコープ４のライトガイド４８に入射する。緑色ＬＥＤ３４Ｇが出射した光は、第３のレンズ３８５を通過して第１のハーフミラー３８２で第２のハーフミラー３８３が配置された方向に反射した後、第２のハーフミラー３８３及び第２のレンズ３４８を通過して内視鏡スコープ４のライトガイド４８に入射する。青色ＬＥＤ３４Ｂが出射した光は、第４のレンズ３８６を通過して第２のハーフミラー３８３で第２のレンズ３８４が配置された方向に反射した後、第２のレンズ３４８を通過して内視鏡スコープ４のライトガイド４８に入射する。したがって、赤色ＬＥＤ３４Ｒ、緑色ＬＥＤ３４Ｇ、及び青色ＬＥＤ３４Ｂの各光源が出射する光の光量を調整することにより、ライトガイド４８を通じて被写体に照射される照明光の色を制御することができる。なお、照明部３１の光源３４は、上記の赤色ＬＥＤ３４Ｒ、緑色ＬＥＤ３４Ｇ、及び青色ＬＥＤ３４Ｂの３種類の光源の組み合わせに限らず、他の組み合わせであってもよいし、１種類であってもよい。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
光量測定部３３は、照明部３１から出射して内視鏡スコープ４に伝送される照明光の光量を測定する。光源３４が赤色ＬＥＤ３４Ｒ、緑色ＬＥＤ３４Ｇ、及び青色ＬＥＤ３４Ｂの３種類の光源を含む場合、光量測定部３３は、例えば、図３に示すように、第１の光センサ３３Ｒ、第２の光センサ３３Ｇ、及び第３の光センサ３３Ｂを含む。第１の光センサ３３Ｒ、第２の光センサ３３Ｇ、及び第３の光センサ３３Ｂは、それぞれ、例えば、電子シャッタ機能を備えた光センサであり、光の光量を検知する露光期間を制御部３２の設定に応じて変化させることができる。第１の光センサ３３Ｒは、赤色ＬＥＤ３４Ｒが出射した赤色光の光量の測定に用いる。第２の光センサ３３Ｇは、緑色ＬＥＤ３４Ｇが出射した緑色光の光量の測定に用いる。第３の光センサ３３Ｂは、青色ＬＥＤ３４Ｂが出射した青色光の光量の測定に用いる。光量測定部３３（第１の光センサ３３Ｒ、第２の光センサ３３Ｇ、及び第３の光センサ３３Ｒ）による照明光量の測定結果は、例えば、光源装置３の制御部３２を介して制御装置２の照明制御部２３に通知される。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
上述したように、本実施形態の撮像システム１における撮像部４１は、受光部４１Ａの各画素（センサ）が生成する電気信号をローリングシャッタ方式で読み出す。すなわち、読み出し部４１Ｂは、２次元状に配列された複数の画素から生成される電気信号を、一方向に並んだ複数の画素の組（ライン）単位で順次読み出す。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
これに対し、グラフ図Ｇ１に示した関係ＩＴＮＬでは、設定光量が光量０から、第２の光量Ｂ２よりも大きくかつ最大光量Ｂ５よりも小さい第４の光量Ｂ４までの場合の電流値が最小電流値Ｉ４となっている。第４の光量Ｂ４は、第２の光量Ｂ２より大きい第３の光量Ｂ３よりも更に大きい。第３の光量Ｂ３は、非全ライン露光期間ＴＮＬにおける電流の制御を非全ライン露光期間ＴＮＬの全体に渡って一定電流値の電流を印加する制御とＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御のいずれで行うかを判定する閾値となる光量である。また、グラフ図Ｇ１に示した関係ＩＴＮＬでは、設定光量が第４の光量Ｂ４から最大光量Ｂ５までの範囲内である場合の電流値が、最小電流値Ｉ４から最大電流値Ｉ３までの範囲内で設定光量に比例する。すなわち、設定光量が最大光量Ｂ５に近づくほど、電流値が最大電流値Ｉ３に近づく。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
グラフ図Ｇ２に点線で示した関係ＤＴＡＬでは、設定光量が第１の光量Ｂ１から最大光量Ｂ５までの場合のデューティー比が１００％となっている。また、グラフ図Ｇ２に示した関係ＤＴＡＬでは、設定光量が光量０から第１の光量Ｂ１までの範囲内である場合のデューティー比が、０％から１００％までの範囲内で設定光量に比例する。すなわち、設定光量が第１の光量Ｂ１に近づくほど、デューティー比の値が大きくなり、１００％に近づく。よって、設定光量が第１の光量Ｂ１から最大光量Ｂ５までの場合、照明制御部２３は、全ライン露光期間ＴＡＬに光源３４に印加する駆動電流を、全ライン露光期間ＴＡＬ全体に渡って一定の電流を印加する制御方法で制御する。言い換えると、印加する電流を、照明制御部２３は、設定光量とグラフ図Ｇ１における関係ＩＴＡＬとに基づいて決定される電流値であり、かつパルス幅が全ライン露光期間ＴＡＬと一致する１パルスのパルス電流に決定する。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８２】
グラフ図Ｇ１２に示した関係ＤＴＡＬは、設定光量が第１の光量Ｂ１から最大光量Ｂ４までの場合のデューティー比が１００％となっている。また、グラフ図Ｇ１２に示した関係ＤＴＡＬでは、設定光量が光量０から第１の光量Ｂ１までの範囲内である場合のデューティー比が、０％から１００％までの範囲内で設定光量に比例する。すなわち、設定光量が第１の光量Ｂ１に近づくほど、デューティー比の値が大きくなり、１００％に近づく。よって、設定光量が第１の光量Ｂ１から最大光量Ｂ４までの場合、照明制御部２３は、全ライン露光期間ＴＡＬに光源３４に印加する駆動電流を、全ライン露光期間ＴＡＬ全体に渡って一定の電流を印加する制御方法で制御する。言い換えると、照明制御部２３は、全ライン露光期間ＴＡＬに光源３４に印加する駆動電流を、設定光量と関係ＩＴＡＬとに基づいて決定される電流値であり、かつパルス幅が全ライン露光期間ＴＡＬと一致する１パルスのパルス電流に決定する。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９２】
設定光量ＢＳ１４は、第２の光量Ｂ２よりも大きく、第３の光量Ｂ３よりも小さい。このため、全ライン露光期間ＴＡＬに対するＰＷＭ制御のデューティー比が１００％であるのに対し、非全ライン露光期間ＴＮＬに対するＰＷＭ制御のデューティー比は１００％よりも小さく閾値ＤＳよりも大きい。また、非全ライン露光期間ＴＮＬ及び全ライン露光期間ＴＡＬに印加する駆動電流の値は、いずれも最小電流値Ｉ４である。したがって、図１０に示したように、設定光量ＢＳ１４である場合、照明制御部２３は、非全ライン露光期間ＴＮＬに光源３４に印加する駆動電流を、パルス数が最大値Ｍであり、１パルス当たりのパルス幅が設定光量ＢＳ１４に応じたパルス幅（最小幅Ｗ０よりも大きく最大幅Ｗ１よりも小さいパルス幅）である複数パルスのパルス電流であって、各パルスの電流値が最小電流値Ｉ４であるパルス電流に決定する。また、照明制御部２３は、全ライン露光期間ＴＡＬに光源３４に印加する駆動電流を、全ライン露光期間ＴＡＬの全体に渡って印加する最小電流値Ｉ４の電流に決定する。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９８】
また、設定光量が設定光量ＢＳ１７よりも大きく第１の光量Ｂ１よりも小さい場合、全ライン露光期間ＴＡＬに光源３４に印加する１パルスのパルス電流におけるパルス幅は、設定光量ＢＳ１７の場合のパルス幅よりも広くする。また、設定光量が設定光量ＢＳ１７よりも小さく光量０よりも大きい場合（例えば設定光量ＢＳ１８の場合）、全ライン露光期間ＴＡＬに光源３４に印加する１パルスのパルス電流におけるパルス幅は、設定光量ＢＳ１７の場合のパルス幅よりも狭くする。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２２】
内視鏡スコープ４の先端部は、動作中、照明光が照明系４２を通過することにより発熱して温度が上昇する。先端部の温度が上昇すると、撮像部４１の動作特性が変動し、読み出した電気信号（映像データ）内の被写体の色等の情報と、実際の被写体の色等との間に生じる差が大きくなることがある。また、内視鏡スコープ４における先端部の温度に対する動作特性は、内視鏡スコープ４の種類毎に異なる。このため、型番や仕様等が異なる複数種類の内視鏡スコープ４を使い分けることが可能な撮像システム１においては、制御装置２及び光源装置３と組み合わせて用いる内視鏡スコープ４の種別毎に、内視鏡スコープ４における先端部の温度に対する温度特性が異なる。したがって、動作中に内視鏡スコープ４に提供される照明光の最大光量が、光源装置３において出射可能な照明光の最大光量（例えば、図５の照明光量Ｂ５など）となっている場合、内視鏡スコープ４の先端部の温度が許容温度以上となり、画質が劣化するおそれがある。このため、本実施形態の撮像システム１では、内視鏡スコープ４の先端部の温度が該内視鏡スコープ４の動作特性に照らして許容範囲内となるような条件で、光源３４が出射する照明光の光量を制御する。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２３】
図１３は、光源が出射する照明光の最大光量の制御方法の一例を説明する図である。図１３には、２種類の内視鏡スコープ４のそれぞれにおける、許容温度の上限、光源３４、光源装置３が出射可能な最大光量ＢＭの照明光が提供された場合の先端部の温度、２つの温度の大小関係、動作時の照明光量の最大値ＢＸ、及び光源に印加する電流の最大値Ｉの例を示している。ここでは、説明を簡単にするため、光源装置３の光源３４が所定の色（波長域）の光を出射する１つの光源であるとする。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１２】
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【国際調査報告】
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2020225914.tif 000020
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