专利名称：内窥镜装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种采用了高分辨率的摄像元件的内窥镜装置。
背景技术：
以往，广泛使用着内窥镜，向体腔内等插入细长的内窥镜来进行被检查部位的观察、各种处置。另外，在工业领域中还广泛使用着能够对锅炉、涡轮机、引擎、化工设备等的内部的伤痕、腐蚀等进行观察、检查的工业用内窥镜。内窥镜具有细长的插入部，在插入部的前端部设置有作为摄像元件的C⑶等，该插入部具备通过近身操作能够进行弯曲操作的弯曲部。由CCD获得的图像信息被传输到与内窥镜的近身侧相连接的内窥镜主体。内窥镜主体根据所传输的图像信息生成影像信号，并将该影像信号提供给显示器装置，由此进行内窥镜图像的显示。例如，在日本特开2002-209837号中公开了一种电子内窥镜摄像系统，通过使场间CCD的电荷蓄积期间均等来防止亮度闪烁。在具备这样的内窥镜及内窥镜主体的内窥镜装置中，为了进行腔内的摄影而具备光源装置。在内窥镜主体侧具备光源装置的发光部的情况下，将来自发光部的照明光通过光导部件等进行传输而引导至内窥镜的插入部前端部，对被摄体进行照明。另外，还存在在插入部前端部具备LED等发光部的情况，在这种情况下，从内窥镜主体侧提供用于驱动发光部的电力。
发明内容
本发明的一个方式所涉及的内窥镜装置具备内窥镜主体，其具备图像处理电路，该图像处理电路用于对从设置于插入部的前端的摄像元件输出的影像信号进行处理；摄像元件驱动电路，其被设置于上述内窥镜主体，通过上述插入部向上述摄像元件提供驱动信号；以及控制部，其具有用于根据上述影像信号显示内窥镜图像的第一显示方式和用于显示像质不同于上述第一显示方式的内窥镜图像的第二显示方式，伴随在上述第一显示方式的显示中向第二显示方式进行切换的切换操作，控制上述摄像元件驱动电路使得略过上述摄像元件的以一场或一帧为单位的读出来变更电荷蓄积期间。通过以下的说明结合参考附图，可以更为清楚地理解本发明的上述及其它目的、特征和优点。
图IA是表示本发明的第一实施方式所涉及的内窥镜装置的框图。图IB是表示图IA中的摄像元件驱动电路23以及驱动部24的具体结构的框图。图2是用于说明作为图IA中的摄像单元14所采用的摄像元件的一例的CXD 50的说明图。图3是用于说明实时动作模式的实时显示时的CCD 50的读出动作的时序图。
图4是放大示出图3中的用圆包围的范围的波形图。图5是用于说明实时显示时的摄像装置整体的动作的说明图。图6是用于说明在实时动作模式的静止图像摄影时的(XD50的读出动作的时序图。图7是用于说明实时动作模式时的摄像装置整体的动作的说明图。图8A 图SC是用于说明第一实施方式的动作的说明图。图9是表示本发明的第二实施方式的框图。图IOA和图IOB是表示存储在存储器64中的这种模式表的一例的说明图。图IlA和图IlB是表示存储在存储器64中的这种模式表的一例的说明图。图12A和图12B是表示存储在存储器64中的这种模式表的一例的说明图。图13是用于说明第二实施方式的动作的流程图。图14是表示本发明的第三实施方式的框图。图15是表示存储在图14中的存储器74中的这种模式表的一例的说明图。图16是表示本发明的第四实施方式的框图。图17是用于说明第四实施方式中的预定格处理的动作的说明图。图18是用于说明第四实施方式的动作的流程图。
具体实施例方式下面参照附图详细说明本发明的实施方式。(第一实施方式)图IA是表示本发明的第一实施方式所涉及的内窥镜装置的框图。内窥镜装置包括内窥镜11以及内窥镜主体21。内窥镜11具有能够插入到管腔内等的细长的插入部12，在插入部12的前端配设有前端摄像部13。内窥镜11的插入部12的基端侧通过连接器装卸自如地与内窥镜主体21进行连接。在前端摄像部13中安装有用于拍摄管腔内等被摄体的影像的摄像单元14、光学透镜15以及照明部16。在摄像单元14中设置有摄像元件14a。照明部16例如具有LED等光源，能够被后述的照明驱动电路22驱动而向被摄体照射照明光。光学透镜15使从被摄体返回的返回光入射至摄像单元14内的摄像元件14a的摄像面。摄像元件14a对入射的被摄体光学像进行光电转换，依次输出基于所蓄积的电荷的输出。在插入部12中仅收容有需要数量的用于传输来自前端摄像部13的摄像元件14a的输出的信号线、用于驱动摄像元件14a的各种控制信号线及电源线(下面将它们仅称为信号线)、照明用的控制信号线及电源线(下面将它们仅称为照明用信号线)。来自摄像元件14a的输出经由插入部12内的信号线被提供给内窥镜主体21。来自摄像元件14a的输出被提供给内窥镜主体21的模拟处理电路25。模拟处理电路25由控制部27进行控制，在对摄像元件14a的输出实施放大处理等规定的模拟影像信号处理之后输出到图像处理电路26。图像处理电路26由控制部27进行控制，在将模拟处理电路25的输出转换为数字信号之后，实施伽马校正处理、调光处理、白平衡调整处理以及矩阵处理等各种图像信号处理。由图像处理电路26进行图像处理而得到的影像信号被提供给显示控制电路28。显示控制电路28由控制部27进行控制，将被输入的影像信号提供给显示装置41，来进行用于显示内窥镜图像的处理。由IXD等构成的显示装置41由显示控制电路28进行控制，用于显示内窥镜图像。在内窥镜主体21中设置有用于驱动摄像元件14a的摄像元件驱动电路23。摄像元件驱动电路23由控制部27进行控制，产生用于驱动摄像单元14内的摄像元件14a的各种驱动信号。由驱动部24将来自摄像元件驱动电路23的各种驱动信号放大后通过插入部12内的信号线传输到摄像单元14内的摄像元件14a。图IB是表示图IA中的摄像元件驱动电路23和驱动部24的具体结构的框图。摄像元件驱动电路23包括驱动控制部23a和读出控制部23b。驱动控制部23a由控制部27进行控制，生成用于驱动摄像元件14a的各种驱动信号。此外，在图IB中，为了简化说明，仅显示了读出脉冲、垂直同步信号、水平同步信号以及复位门信号这四个驱动信号。将这些驱动信号通过驱动部24的各驱动器24a、24b提供给摄像元件14a。 驱动器24a、24b将所输入的驱动信号放大后输出到摄像元件14a。在本实施方式中，驱动器24b由读出控制部23b进行控制，构成为能够停止(略过(through))输出读出脉冲。从控制部27对读出控制部23b提供表示定格时刻的定格信号，读出控制部23b按照定格信号以及驱动控制部23a所指示的驱动时刻来产生用于略过读出脉冲的读出略过控制信号。在内窥镜主体21中设置有用于驱动照明部16的照明驱动电路22。照明驱动电路22由控制部27进行控制，产生用于驱动前端摄像部13内的照明部16的各种驱动信号、驱动电压。来自照明驱动电路22的输出通过插入部12内的照明用信号线被提供给照明部16。在内窥镜主体21中设置有操作部29。在操作部29中设置有操作系统电路30以及各种操作开关31，根据用户针对各种操作开关31的操作，来从操作系统电路30向控制部27提供操作信号。此外，作为操作开关31，包括用于控制内窥镜主体21的各种开关、例如快门按钮、开始和结束运动图像记录的按钮等。在存储器32中存储有控制部27进行控制所需的各种信息。控制部27根据来自操作部29的操作信号，从存储器32获取进行控制所需的信息来控制各部分。例如，在由用户按下了指示静止图像摄像的操作按钮的情况下，控制部27根据来自操作系统电路30的操作信号，对图像处理电路26输出用于指示摄像控制的定格信号。同时，控制部27对模拟处理电路25和图像处理电路26指示摄像时刻，使图像处理电路26对摄像图像实施预先设定的图像处理，将所得到的内窥镜图像通过显示控制电路28输出到显示装置41。接着，参照图2的说明图，说明作为摄像单元14所采用的摄像元件14a的一例的CXD 50。图2示出通常的CXD的结构，摄像元件驱动电路23产生电源电压VDD以及各种控制信号并提供给CCD 50。作为CCD 50，例如能够采用125万像素等的高分辨率用的CCDdS是在图2的CXD 50中，为了简化附图，示出了在受光区域51内构成4X4=16像素的例子。受光区域51中的4X4个四边形框表示各像素的受光区域52。沿各列的受光区域52设置有垂直CXD 54(斜线部分)。另外，在水平方向上设置有水平CXD 55(斜线部分)。
从摄像元件驱动电路23向CXD 50提供电源电压VDD、垂直同步信号、水平同步信号、复位门信号、电子快门信号、读出脉冲以及其它的控制信号。CCD 50的各受光区域52基于读出脉冲清除不需要的电荷并以一帧为周期进行复位，从而基于来自被摄体的光产生电荷并进行蓄积。CCD 50基于读出脉冲,将蓄积在各受光区域52中的信号电荷传输到相对应的垂直CXD 54。对沿水平方向设置的各行的电极53施加从摄像元件驱动电路23提供的四相控制的垂直同步信号Vfl Vf4。通过该垂直同步信号V(pl Vf4 传输到垂直CCD 54的信号电荷被依次传输到水平CCD 55侧，传输到水平CCD 55的对应一行的信号电荷根据水平同步信号Htp 在水平方向上依次进行传输。由水平CCD 55传输的信号电荷根据复位门信号f RG而逐一像素地进行复位，同时作为影像信号输出而由驱动器56从输出端子Vout输出到内窥镜主体21的模拟处理电路25。(实时动作模式中的实时显示)图3是用于说明实时动作模式的实时显示时的CCD 50的读出动作的时序图例，图4是放大示出图3中的用圆包围的范围的波形图，图5是用于说明实时显示时的摄像装置整 体的动作的说明图。如图3所示，CCD 50将由读出脉冲规定的期间作为受光区域52的电荷蓄积期间。受光区域52的蓄积电荷量也与入射光的量相应地增加。摄像元件驱动电路23每隔一帧期间产生读出脉冲，开始读出蓄积在受光区域52中的信号电荷。从所有像素的受光区域52读出的信号电荷被传输到相对应的垂直CCD 54，并与垂直同步信号同步地依次传输到水平CCD 55。被传输到水平CCD 55的一行的信号电荷根据水平同步信号依次进行传输,并从Vout端子输出。如图4所示，在由水平同步信号规定的一个水平扫描期间中的除水平消隐期间以外的水平影像期间内进行一行的各像素的信号电荷的传输。在由读出脉冲规定的例如1/30秒的一帧期间中的除垂直消隐期间以外的影像信号输出处理期间内进行一个画面的各像素的信号电荷的传输输出。图5在水平方向上取时间并示出每一帧期间(例如1/30秒)的处理流程。在图5中网格线阴影表示电荷蓄积期间，斜线阴影表示影像信号处理期间。图5的A符号表示读出脉冲，箭头表示从内窥镜主体21输出一个画面。在各帧的电荷蓄积期间蓄积的信号电荷在下一个影像信号处理期间基于读出脉冲被读出、传输而提供给内窥镜主体21进行信号处理。此外，在影像信号输出处理期间从CCD 50依次输出的影像信号在内窥镜主体21中被依次进行影像处理，影像信号输出处理期间与影像信号处理期间大致为同一期间。然后，在影像信号处理期间进行信号处理得到的影像信号在下一帧中被提供给显示装置41进行画面显示。S卩，在实时动作模式的实时显示时，按每一帧重复进行(I)从CXD读出、(2)影像信号处理/电荷蓄积、(3)实时用画面输出。这样，通过连续地对周期性地从CCD输出的影像信号进行处理来获得实时影像。(实时动作模式中的静止图像摄影)在本实施方式中，摄像元件驱动电路23由控制部27进行控制，在实时动作模式时的静止图像摄影时，对提供给CCD 50等摄像单元14的摄像元件14a的读出脉冲进行间隔剔除。例如，通过根据来自图IB的读出控制部23b的读出略过控制信号控制驱动器24b，来略过读出脉冲向摄像元件14a的输出。图6是用于说明这种实时动作模式的静止图像摄影时的CXD 50的读出动作的时序图。另外，图7是用于说明实时动作模式时的摄像装置整体的动作的说明图。图6和图7分别采用了与图3和图5相同的标记方法。在图6的例子中，一帧期间与图3的例子相同，也是1/30秒。在图6的例子中，摄像元件驱动电路23在静止图像摄影时，每隔一个脉冲间隔剔除读出脉冲后输出。即，读出脉冲的周期为1/15秒。在这种情况下，读出脉冲也以1/15秒为周期，CXD 50的电荷蓄积期间为1/15秒。在本实施方式中，来自摄像元件驱动电路23的其它的各种控制信号与图3相同。基于来自摄像元件驱动电路23的读出脉冲，开始读出在电荷蓄积期间蓄积在受光区域52中的信号电荷。从所有像素的受光区域52读出的信号电荷被传输到相对应的垂直CCD 54，并与垂直同步信号同步地依次传输到水平CCD 55。传输到水平CCD 55的一行的信号电荷根据水平同步信号被依次传输并从Vout端子输出。 基于在图6的时刻t I产生的读出脉冲来开始电荷蓄积期间。在实时显示时，在从时刻t I起经过一帧期间之后的时刻t2产生读出脉冲(参照图3)。与此相对地，在静止图像摄影时，省略产生时刻t2的读出脉冲。但是，输入水平和垂直同步信号，当到达时刻t2时，CCD 50根据垂直同步信号和水平同步信号实施信号电荷的传输处理。在这种情况下，不进行基于读出脉冲从受光区域52读出的处理，不进行在从时刻t I起的一帧期间内蓄积的信号电荷的传输。这样，从时刻t2开始相当于影像信号输出处理期间的虚拟处理期间。在虚拟处理期间，不进行蓄积电荷的传输，内窥镜主体21中的信号处理也不是针对实际的影像信号的处理，而是针对虚拟的影像信号的虚拟处理。当到达时刻t3时，基于读出脉冲读出在时刻t 1、3的两帧的电荷蓄积期间内蓄积的电荷，由垂直CXD 54和水平CXD 55进行传输并输出。这样，在图6的例子中，每隔两帧期间输出在两帧期间的电荷蓄积期间内蓄积的信号电荷。在静止图像显示时，由于电荷蓄积期间被延长至两帧期间，因此在受光区域52中能够蓄积足够电荷量的电荷。由此，在照明光的量较少的情况等下也能够获得足够水平的影像信号，能够实现高像质化。另外，在CCD中产生的暗电流噪声与电荷蓄积期间的期间长度无关而大致保持固定，与此相对地，信号成分与电荷蓄积期间成比例地增大，因此在静止图像显示时，能够通过延长电荷蓄积期间来提高S/N。图7在水平方向上取时间并示出每一帧期间(例如1/30秒)的处理的流程。在图7中，无阴影的箭头表示实时显示中的画面输出，有阴影的箭头表示静止图像显示中的画面输出。在静止图像摄影时也与实时显示时同样地，基于读出脉冲，在各帧的电荷蓄积期间蓄积的信号电荷在下一个影像信号处理期间被读出、传输并被提供给内窥镜主体21进行信号处理。即，在这种情况下也重复进行(I)从CXD读出、(2)影像信号处理/电荷蓄积、
(3)实时用画面输出。图7示出了在时刻t4进行实时显示动作、在时刻t4'操作静止图像快门按钮的情况的例子。在图7的上部示出的现有技术的控制中，即使转变为静止图像显示动作，也重复进行与实时显示动作相同的处理。即，从时刻t5起在一帧期间内蓄积的信号电荷在从时刻t6起的影像信号处理期间被传输、输出并进行影像信号处理后，在时刻t7被输出至画面。另一方面，在图7的下部所示的本实施方式的控制中，当在实时显示动作过程中转变为静止图像显示动作时，对读出脉冲进行间隔剔除。由此，从时刻t5起的电荷蓄积期间变为两帧期间。在从时刻t6起的虚拟处理期间，对虚拟的影像信号进行传输、输出、影像信号处理后，输出虚拟的影像输出(省略图示)。在时刻t5至时刻t7的两帧期间内蓄积的信号电荷在从时刻t7起的影像信号处理期间被传输、输出并被进行影像信号处理后，在时刻t8被输出至画面。此外，图6和图7的例子表示每隔一个脉冲省略(略过)读出脉冲的例子，但是很明显能够适当地设定省略的频率。接着，参照图8A 图SC来说明像这样构成的实施方式的动作。图8A 图SC是用于说明第一实施方式的动作的说明图。在图8A 图SC中，涂黑的A符号表示所产生的读出脉冲，空心的A符号表示所省略(略过)的读出脉冲。箭头表示画面输出，涂黑的箭头表示 基于来自摄像元件14a的影像信号的画面输出，斜线阴影的箭头表示基于存储在存储器中的影像信号的画面输出。在本实施方式中，在实时动作模式时，如图5和图7所示那样在一帧期间内重复进行(I)从CCD读出、(2)影像信号处理/电荷蓄积、(3)实时用画面输出。在这种情况下，在实时显示时，如图5所示那样以一帧为周期将读出脉冲提供给摄像单元14内的摄像元件14a，与此相对地，在静止图像显示时，如图7所示那样，例如每两次中省略一次读出脉冲的产生，以两帧为周期将读出脉冲提供给摄像单元14内的摄像元件14a。由此，能够延长摄像元件14a的电荷蓄积时间，与实时显示时相比能够增加电荷蓄积量。例如，在静止图像显示时，在每两次中省略(略过)一次读出脉冲的产生的情况下，能够将电荷蓄积期间延长至实时显示时的两倍，在每三次中省略(略过)两次读出脉冲的产生而以三帧为周期将读出脉冲提供给摄像元件14a的情况下，能够将电荷蓄积期间延长至实时显示时的三倍。通过适当地设定读出脉冲的省略次数(略过次数)，能够将电荷蓄积期间设为实时显示时的整数倍。图8A是每两次中略过一次读出脉冲的例子。在实时显示时，以一帧为周期产生读出脉冲。当用户在该状态下按下快门按钮时，以两帧为周期产生读出脉冲，转变为高像质的静止图像显示。此外，在图8A的例子中，在静止图像显示中，控制部27在将来自摄像元件14a的影像信号进行图像处理之后存储到存储器32中，之后在静止图像显示模式下，从存储器32读出静止图像来进行画面输出。这样，在图8A的例子中，在静止图像显示模式下读出存储在存储器32中的静止图像并进行画面输出，也可以在仅获取一次通过实时显示时的两倍的电荷蓄积期间得到的影像信号之后，将读出脉冲的产生恢复为以一帧为周期。另外，可以在将静止图像显示持续规定期间之后自动地恢复为实时显示，或者根据用于转变为实时显示的用户的操作而从静止图像显示恢复为实时显示。图SB是每三次中略过两次读出脉冲的例子。在这种情况下，能够将电荷蓄积期间设为实时显示时的三倍。其它的作用与图8A的情况相同。另外，在图8A、图SB的例子中，即使是进行静止图像显示的情况，也在电荷蓄积期间是实时显示的两倍或三倍的状态下持续进行从摄像元件14a的读出。因而，能够使用在电荷蓄积期间延长的状态下从摄像元件14a读出的影像信号进行运动图像显示(实时高像质显示)。图SC示出该情况的例子，示出在实时显示时用户进行了用于转变为实时高像质显示的切换操作的情形。由此，在图8C的例子中，在每两次中略过一次读出脉冲而以两帧为周期产生读出脉冲，从而进行实时高像质显示下的运动图像显示。即，在实时高像质显示时，在整个两帧期间蓄积的信号电荷以两帧为周期进行传输、输出、信号处理后输出至画面。由此，虽然帧频为1/2，但是能够进行高像质的运动图像显示。此外，在图SC的例子中，示出由用户进行用于恢复为通常的实时显示的切换操作来以一帧为周期产生读出脉冲、从而恢复为通常的实时显示的例子。这样，在本实施方式中，在实时显示中进行了用于静止图像显示的用户操作的情况下，省略适当次数的用于控制从摄像元件读出的读出脉冲的产生。由此，能够将静止图像显示时的电荷蓄积期间设为实时显示时的整数倍，能够在受光区域蓄积足够量的电荷，能够提高S/N并且实现高像质化。特别是在照明装置的照明光的量比较少的情况、采用了高分辨率的摄像元件的情况等下，也能够确保获得足够像质所需要的电荷蓄积期间，能够提高像质。在例如插入部长、插入直径细那样的内窥镜中无法充分地确保照明光的量的情况下，也能够在各像素的受光区域蓄积足够的电荷量，能够提高静止图像像质以及实时像质。(第二实施方式)图9是表示本发明的第二实施方式的框图。在图9中，对与图IA相同的结构要素附加相同的附图标记并省略说明。本实施方式的内窥镜61和内窥镜主体63与图IA的内窥镜11和内窥镜主体21的不同点在于分别具备存储器62、64。在第一实施方式中，在产生了一次读出脉冲之后省略一次或者多次读出脉冲，之后产生下一个读出脉冲。在第一实施方式中预先设定了读出脉冲的省略次数(以下称为略过次数)。略过次数越多，电荷蓄积期间越长，针对入射光的量，能够在受光区域蓄积足够的电荷。由此，能够改善S/N而实现高像质化。但是，在照明光的量较大的情况等下，如果电荷蓄积期间过长，则有时在受光区域蓄积的电荷溢出。还考虑到在受光区域的大小较大的情况等下，如果电荷蓄积期间过长，则信号电荷水平变得过高。即，最佳的电荷蓄积期间根据照明光的量、受光区域的大小、被摄体等而不同。 因此，在本实施方式中，准备用于决定最佳的电荷蓄积期间的表，在实时显示模式下进行了用于静止图像显示时以及实时高像质显示时等的用户操作的情况下，通过按照该表设定略过次数，能够显示最佳的内窥镜图像。图9的例子不出了内窥镜61具有用于保持内窥镜信息的存储器62、内窥镜主体63具备存储模式表的存储器64的例子。此外，在仅存在一种内窥镜作为与内窥镜主体相连接的内窥镜的情况下，也能够省略存储器62。在存储器62中，例如将摄像元件的种类(用ID编号进行记录)、照明光的种类、照明光信号线的长度以及直径等信息与内窥镜相关联地记录为内窥镜信息。另一方面，内窥镜主体63侧的存储器64存储与图IA的存储器32的存储信息相同的信息，并且以模式表的方式与各内窥镜信息相对应地存储用于设定最佳的电荷蓄积期间的略过次数信息。例如，在存储器64中针对每个内窥镜，针对内置于内窥镜的摄像元件、与内窥镜相连接的照明种类(前端照明/主体侧照明)、照明用信号线/照明用光导部件的长度以及直径等各信息存储设定了相对应的略过次数的模式表。图IOA和图IOB 图12A和图12B是表示存储在存储器64中的这种模式表的一例的说明图。图IOA和图IOB 图12A和图12B的模式表表示针对摄像元件的分辨率存储了与照明光量的关联信息相对应的略过次数的例子。即，图IOA和图IOB 图12A和图12B分别是与分辨率等不同的三个摄像元件(ID为#1、#2、#3)相关的模式表。图10A、图IlA以及图12A示出作为照明光的种类采用了如图9所示那样在前端摄像部13中设置有LED等照明部16的前端照明的例子。另外，内窥镜也能够采用将照明光通过光导部件引导至前端摄像部的主体侧照明，图10B、图IlB以及图12B指出采用这种主体侧照明的情况下的模式表。图10A、图IlA以及图12A的例子示出针对每个摄像元件设置模式表、各模式表示出针对每个摄像元件的影像信号线长(m)设定与摄像元件的影像信号线直径零相对应的略过次数的情形。另外，图10B、图IlB以及图12B示出针对每个摄像元件设置模式表、各模式 表针对每个光导部件长(m)设定了与光导部件的直径-相应的略过次数的情形。控制部27从存储器62读出内窥镜信息，从存储在存储器64中的模式表中选择与内窥镜信息相对应的模式表，通过参照所选择的模式表来读出与内窥镜信息相对应的略过次数。控制部27将读出的略过次数设定给摄像元件驱动电路23。摄像元件驱动电路23根据由控制部27设定的略过次数来控制读出脉冲的产生，将读出脉冲的产生省略略过次数并提供给摄像单元14内的摄像元件14a。接着，参照图13说明这样构成的实施方式的动作。图13是用于说明第二实施方式的动作的流程图。内窥镜主体63构成为能够自如地安装和拆卸各种内窥镜。内窥镜主体63的控制部27监视内窥镜的连接状态(步骤SI)，当连接了内窥镜时，在能够从内窥镜内的存储器进行读出的情况下，从该存储器读出。在内窥镜主体63上连接了图9的内窥镜61的情况下，控制部27从存储器62读取内窥镜信息(步骤S2)。作为内窥镜信息，存储有照明光的种类、照明光的控制信号的信号线长度及信号线直径、传输照明光的光导部件长度及光导部件直径、摄像元件的种类(摄像元件ID)等信息。控制部27参照保存在内窥镜主体部63的存储器64中的模式表，获取与内窥镜信息相对应的略过次数(步骤S3)。例如，控制部27选择与摄像元件ID相对应的模式表，参照所选择的模式表读出与对应的信号线长度及信号线直径等相应的略过次数。控制部27将获取到的略过次数设定给摄像元件驱动电路23(步骤S4)。以后，摄像元件驱动电路23进行将读出脉冲的发送略过所设定的略过次数的处理。其它的作用与第一实施方式相同。由于读出脉冲向摄像元件的供给被略过，因此在静止图像显示时等，电荷蓄积期间为实时显示时的电荷蓄积期间的(略过次数+1)倍。略过次数对应照明光的量，在静止图像显示时等，在照明光的量较少的情况下，在各像素的受光区域也能够蓄积足够且最佳的电荷量。此外，在从存储器62读出的内窥镜信息的值与图IOA和图IOB以及图IlA和图IlB的模式表上的值不同的情况下，控制部27也可以从模式表中获取将内窥镜信息的值分配给最接近的值所得到的略过次数。这样,在本实施方式中，由于针对照明光设定了与最佳的电荷蓄积期间对应的略过次数，因此无论内窥镜的照明光的量如何，能够始终设定最佳的电荷蓄积期间，能够实现高像质化。此外，在本实施方式中，示出了基于摄像元件的种类、用于获得照明光的信号线的线长及直径或者光导部件长及传输路直径来设定略过次数的例子，但是在仅使用一种摄像元件的情况下，也可以仅根据用于获得照明光的信号线的线长及直径或者光导部件长及传输路直径来准备模式表，设定略过次数，在仅通过一种用于获得照明光的信号线的线长及直径或者一种照明光的传输路进行传输的情况下，也可以仅根据摄像元件的种类来准备模式表，设定略过次数。(第三实施方式)图14是表示本发明的第三实施方式的框图。在图14中，对与图9相同的结构要素附加相同的附图标记并省略说明。
在第二实施方式中，示出了将内窥镜信息存储到存储器中并读入到内窥镜主体的例子，但是也可以根据机械式的跳线开关等的状态将内窥镜信息保持在内窥镜中，由内窥镜主体检测开关的状态来读入内窥镜信息。本实施方式的内窥镜71和内窥镜主体73与图9的内窥镜61和内窥镜主体63的不同点在于，代替存储器62、64而分别具备开关72和存储器74。作为开关72，能够采用跳线开关、DIP开关等由多位构成的开关兀件。在开关72中存储有与存储在图9的存储器62中的内窥镜信息相同的信息，即摄像元件的种类(元件ID)、插入部的长度、直径(照明用的信号线的长度以及导体直径)、照明光的种类等内窥镜信息。例如，作为内窥镜信息，能够采用由摄像元件的种类(元件ID)、插入部的长度、直径(照明用的信号线的长度以及导体直径)、照明光的种类等的适当组合构成的内窥镜ID。在这种情况下，只要由开关72仅存储内窥镜ID即可。另一方面，在存储器74中存储有与图9的存储器64相同的模式表，即与保持在开关72中的内窥镜信息相对应的模式表。图15是表示存储在存储器74中的这种模式表的一例的说明图。图15的模式表对应在开关72中登记有内窥镜ID的情况，示出了针对每个内窥镜ID存储了略过次数的例子。例如，在图15的例子中，示出了内窥镜ID 3为采用CCDID为#2的摄像元件、照明用信号线的长度为2. 5m、直径为f 0.2的内窥镜与内窥镜主体73连接的情形，示出了在内窥镜ID 3的内窥镜与内窥镜主体73相连接的情况下，控制部27将略过次数设定为两次的情形。控制部27从开关72读出内窥镜信息，参照存储在存储器74中的模式表来获取与内窥镜信息相对应的略过次数。其它的结构以及作用效果与第二实施方式相同。这样，在本实施方式中也能够获得与第二实施方式相同的效果。(第四实施方式)图16是表示本发明的第四实施方式的框图。本实施方式适用于第一至第三实施方式的内窥镜装置具有预定格处理功能的情况。图16示出内窥镜主体的一部分结构，其它结构与第一至第三实施方式中的内窥镜装置相同。在图16中，对与图IB相同的结构要素附加相同的附图标记并省略说明。模拟处理电路80由前置放大器81、⑶S调整电路82以及ADC 83构成。前置放大器81由后述的读出控制部101来控制增益，将来自摄像元件14a的影像信号放大后输出到⑶S调整电路82。⑶S调整电路82通过⑶S (相关双采样)处理来去除噪声，从而输出改善了 S/N比的影像信号。ADC 83将⑶S调整电路82的输出转换为数字信号，之后输出到图像处理电路90。将ADC 83的输出提供给图像处理电路90的前级图像处理电路91，由该前级图像处理电路91实施规定的预处理之后输出到运动检测电路92。运动检测电路92具有未图示的存储器，例如通过针对前后帧的运算等来检测运动量，将运动检测结果输出到预定格处理电路93和读出控制部101。另外，例如，运动检测电路92也可以检测场间的亮度差来求出运动检测结果。预定格处理电路93具有未图示的存储器，能够实现预定格模式。预定格处理电路93在预定格模式开始之后，在规定期间依次记录来自前级图像处理电路91的图像。当被输入定格信号时，预定格处理电路93选择在定格时刻前后的规定期间(下面称为预定格处理期间)记录的图像中的、根据运动检测结果判断为运动最小的图像，作为通过预定格处理 得到的静止图像进行输出。来自预定格处理电路93的静止图像的影像信号被提供给后级图像处理电路94。后级图像处理电路94对被输入的影像信号实施噪声缩减、颜色调整等规定的影像信号处理，之后输出到控制部27。此外，控制部27将进行图像处理而得到的影像信号提供给显示控制电路28。由此，在显示装置41中能够进行运动图像显示以及静止图像显示。此外，控制部27也可以根据用户操作对实时显示和静止图像显示进行切换。另夕卜，控制部27也可以基于用户对快门按钮的按下操作来从实时显示转变为静止图像显示，在经过规定的时间之后自动恢复到实时显示。摄像元件驱动电路100包括驱动控制部23a以及读出控制部101。读出控制部101产生读出略过控制信号来控制驱动器24b，并且输出用于控制前置放大器81的增益的增益控制信号。在本实施方式中，读出控制部101也与读出控制部23b同样地，当从控制部27输入定格信号时，产生用于使读出脉冲的产生略过所规定的次数的读出略过控制信号。此夕卜，读出控制部101也可以在略过读出脉冲的产生的同时持续进行蓄积电荷的读出(下面称为略过读出)直到预定格处理期间(静止图像显示期间)结束为止。并且，在本实施方式中，读出控制部101在预定格模式期间根据运动检测结果产生读出略过控制信号。例如读出控制部101也能够在运动检测结果为规定的阈值以下的情况下使读出脉冲的产生略过规定次数。例如，在预定格模式期间，即使是定格信号产生之前，如果运动检测结果为规定的阈值以下，则读出控制部101也使读出脉冲的产生略过规定次数。并且，读出控制部101在预定格处理期间，不仅以定格信号的产生为触发进行读出脉冲的略过控制，也可以根据运动检测结果进行读出脉冲的略过控制。接着，参照图17和图18说明这样构成的实施方式的动作。图17是用于说明第四实施方式中的预定格处理的动作的说明图。图18是用于说明第四实施方式的动作的流程图。图17示出了画面输出、后级图像处理电路94的输出、电荷蓄积期间、读出脉冲、各电荷蓄积期间的图像的运动量。在图17中，涂黑的A符号表示所产生的读出脉冲，空心的A符号表示所省略(略过)的读出脉冲。箭头表示通过各电荷蓄积期间而获得的图像输出，空心箭头表示没有略过读出脉冲的通常读出(下面称为非略过读出)的图像输出，斜线阴影的箭头表示进行了略过读出的图像输出，涂黑的箭头表示在预定格处理中所选择的图像的输出。如图17所示，在略过读出脉冲的期间，电荷蓄积期间被延长。在图17中，示出了在略过读出时每隔一次产生读出脉冲而电荷蓄积期间变为通常时的两倍的例子。如上所述，例如根据内窥镜信息等设定读出脉冲的略过次数。在图18的步骤Sll中，控制部27判断是否指示了运动图像摄影模式。在指示了运动图像摄影模式的情况下，控制部27控制各部分使其进行通常的运动图像摄影(步骤S12)。在图18的例子中，在没有指示运动图像摄影模式的情况下，控制部27转变为预定格模式。在本实施方式中，在预定格模式时，将来自运动检测电路92的运动检测结果(运动量)提供给读出控制部101 (步骤S13)。读出控制部101判断运动检测结果(运动量) 是否为规定的阈值以下(步骤S13)。读出控制部101在判断运动量为规定的阈值以下、SP运动小的情况下，对读出脉冲进行略过控制来延长电荷蓄积期间，提高从摄像元件14a获得的影像信号的像质(步骤S14)。此外，在运动量大于阈值的情况下，读出控制部101不进行读出脉冲的略过控制，而进行非略过读出。在图17的例子中，基于表示运动量的黑圆的电平变为阈值以下的情形，读出控制部101使读出脉冲略过。在图17中，在时刻t I之前的摄像图像中，运动量大于阈值，进行了非略过读出。另外，从时刻t2起运动量小于阈值，进行了略过读出。通过进行略过读出，电荷蓄积期间延长读出脉冲的略过次数的量，实现高像质化。在步骤S 16中对快门按钮(定格按钮)进行按下操作之前重复进行步骤S 14、S 15的预定格记录。在此，设为在图17的虚线时刻t4操作静止图像快门按钮。由此，从控制部27产生定格信号。预定格处理电路93例如被构成为记录定格信号产生之前的四张静止图像，记录定格信号产生之后的六张静止图像。即，在图17的例子中，时刻t2的摄像图像以后的图像被记录到预定格处理电路93。当产生定格信号时，读出控制部101基于读出略过控制信号控制驱动器24b，进行将读出脉冲略过规定次数的控制。由此，对时刻t4之后的摄像图像进行略过读出(步骤S17)。此外，在图17的例子中，由于运动量为阈值以下，因此在定格信号产生前进行了略过读出。另外，能够适当地设定略过读出的期间，例如也可以如图17的例子所示那样，读出控制部101从定格信号的产生起至预定格处理期间结束为止进行略过读出，之后恢复为通常的非略过读出。预定格处理电路93被读出控制部101控制，当产生定格信号时，在定格时刻t4后记录六张静止图像(步骤S18)。在图17的例子中，在预定格处理期间记录总共十张静止图像。预定格处理电路93选择在预定格处理期间存储的静止图像中的运动量最小的静止图像进行输出(步骤S19)。在图17的例子中示出了时刻t3的运动量最小、选择基于在与该时刻t3对应的电荷蓄积期间内(斜线部分)蓄积的电荷的静止图像(涂黑的箭头)的情形。被选择的静止图像在预定格处理期间结束时被输出至画面。当在步骤S20中解除了定格处理时，恢复为通常的非略过读出(时刻t6)。
这样，在本实施方式中也同样地，当输入定格信号时，在定格时刻之后的规定期间，略过基于内窥镜信息等的略过次数的读出脉冲的产生。由此，能够提高拍摄的静止图像的像质。并且，在本实施方式中，在预定格模式下进行基于运动量的读出脉冲的略过控制，即使在预定格处理中获取定格信号产生前的静止图像的情况下，也能够提高所获取的静止图像的像质。此外，在根据定格信号控制读出脉冲的产生的情况下，在定格信号产生后的规定期间继续略过基于内窥镜信息等的略过次数的读出脉冲的产生，但是在定格信号产生后的规定期间运动检测结果高于规定的阈值的情况下，也可以停止读出脉冲的略过控制。例如，在图17的时刻t5以后运动量高于阈值。在这种情况下，即使在预定格处理期间，读出控制部101也可以在时刻t5以后进行非略过读出。此外，本实施方式说明了应用于预定格模式的例子，但是也可以应用于以下的定格模式在定格时刻后的规定期间内依次存储影像信号并选择所存储的静止图像中的根据运动检测结果而判断为运动最小的图像。此外，在上述各实施方式中，关于虚拟处理期间，示出为与影像信号处理期间相同的处理期间，但是在略过读出脉冲时，也能够省略一部分虚拟时间的访问，进行缩短访问时间的快速清除动作。另外，也能够将上述实时高像质显示应用于测量模式。在内窥镜中，在测量模式时，存在一边参照实时显示一边设定测量对象的情况。在这种情况下，也可以在用户为了能够正确地设定测量点而进行指定测量指针的设定模式的用户操作时，转变为实时高像质模式，在除此以外的模式下进行通常的实时显示动作。另外，存在如下情况在实时动作模式的静止图像显示时，进行拍摄多张静止图像并根据拍摄到的多张图像生成最佳静止图像的所谓的多张摄像处理。在该多张摄像处理中，对多张摄像时的每一张设定读出脉冲略过次数并重复拍摄与多张摄像相应的次数，能够生成高像质下的最佳静止图像。
在参考
了本发明的优选实施例的情况下，应该理解本发明不限于所述的精确实施例，而且本领域技术人员可以在没有背离如所附权利要求书所限定的本发明的精神或范围的情况下对其进行各种改变和修改。
权利要求
1.一种内窥镜装置，其具备 内窥镜主体，其具备图像处理电路，该图像处理电路用于对从设置于插入部的前端的摄像元件输出的影像信号进行处理； 摄像元件驱动电路，其被设置于上述内窥镜主体，通过上述插入部向上述摄像元件提供驱动信号；以及 控制部，其具有用于基于上述影像信号显示内窥镜图像的第一显示方式和用于显示像质不同于上述第一显示方式的内窥镜图像的第二显示方式，伴随在上述第一显示方式的显示中向第二显示方式进行切换的切换操作，控制上述摄像元件驱动电路使得略过上述摄像元件的以一场或一帧为单位的读出来变更电荷蓄积期间。
2.根据权利要求I所述的内窥镜装置，其特征在于，还具备 内窥镜； 第一存储器，其被设置在上述内窥镜中，存储与上述内窥镜有关的内窥镜信息；以及第二存储器，其被设置在上述内窥镜主体中，存储有用于与上述内窥镜信息相对应地决定上述电荷蓄积期间的模式表， 其中，上述控制部在变更上述电荷蓄积期间的情况下，从上述第一存储器读出上述内窥镜信息，通过参照存储在上述第二存储器中的模式表来决定上述电荷蓄积期间。
3.根据权利要求I所述的内窥镜装置，其特征在于，还具备 内窥镜； 开关，其被设置在上述内窥镜中，存储与上述内窥镜有关的内窥镜信息；以及第二存储器，其被设置在上述内窥镜主体中，存储有用于与上述内窥镜信息相对应地决定上述电荷蓄积期间的模式表， 其中，上述控制部在变更上述电荷蓄积期间的情况下，从上述开关读出上述内窥镜信息，通过参照存储在上述第二存储器中的模式表来决定上述电荷蓄积期间。
4.根据权利要求2或3所述的内窥镜装置，其特征在于， 上述内窥镜信息包含上述摄像元件的种类、对被摄体进行照明的照明光的种类、用于获得上述照明光的信号线的线长及直径、用于传输上述照明光的传输路径长度及直径这些信息中的至少一个信息。
5.根据权利要求2或3所述的内窥镜装置，其特征在于， 上述内窥镜信息是用于确定上述内窥镜的ID信息。
6.根据权利要求I至3中的任一项所述的内窥镜装置，其特征在于， 上述摄像元件驱动电路略过用于控制从上述摄像元件进行读出的读出脉冲的脉冲产生来变更上述电荷蓄积期间。
7.根据权利要求6所述的内窥镜装置，其特征在于， 上述控制部通过控制上述读出脉冲的上述脉冲产生的略过次数，来控制上述电荷蓄积期间。
8.根据权利要求2或3所述的内窥镜装置，其特征在于， 上述摄像元件驱动电路略过用于控制从上述摄像元件进行读出的读出脉冲的脉冲产生来变更上述电荷蓄积期间， 上述模式表具有基于上述内窥镜信息的略过次数的信息。
9.根据权利要求I至3中的任一项所述的内窥镜装置，其特征在于， 上述控制部响应于实时动作模式中的实时显示与静止图像显示之间的切换操作或者响应于实时动作模式中的实时显示与实时高像质显示之间的切换操作，来变更上述电荷蓄积期间。
10.根据权利要求6所述的内窥镜装置，其特征在于， 上述控制部响应于实时动作模式中的实时显示与静止图像显示之间的切换操作或者响应于实时动作模式中的实时显示与实时高像质显示之间的切换操作，来变更上述电荷蓄积期间。
11.根据权利要求I至3中的任一项所述的内窥镜装置，其特征在于， 即使是在上述第一显示方式的显示中，如果上述内窥镜图像的运动小于规定的阈值，则上述控制部也略过上述摄像元件的以一场或一帧为单位的读出。
12.根据权利要求11所述的内窥镜装置，其特征在于， 在预定格处理时上述内窥镜图像的运动小于规定的阈值的情况下，上述控制部进行控制使得略过上述摄像元件的以一场或一帧为单位的读出。
13.根据权利要求12所述的内窥镜装置，其特征在于， 即使是在上述第二显示方式的显示中，如果在预定格处理时上述内窥镜图像的运动大于规定的阈值，则上述控制部也进行控制使得不略过上述摄像元件的以一场或一帧为单位的读出。
全文摘要
一种内窥镜装置，其具备内窥镜主体，其具备图像处理电路，该图像处理电路用于对从设置于插入部的前端的摄像元件输出的影像信号进行处理；摄像元件驱动电路，其被设置于上述内窥镜主体，通过上述插入部向上述摄像元件提供驱动信号；以及控制部，其具有用于根据上述影像信号显示内窥镜图像的第一显示方式和用于显示像质不同于上述第一显示方式的内窥镜图像的第二显示方式，伴随在上述第一显示方式的显示中向第二显示方式进行切换的切换操作，控制上述摄像元件驱动电路使得略过以上述摄像元件的一场或一帧为单位的读出来变更电荷蓄积期间。
文档编号G02B23/12GK102967930SQ201210317080
公开日2013年3月13日 申请日期2012年8月30日 优先权日2011年8月30日
发明者八木幸喜 申请人:奥林巴斯株式会社