JP4618904B2 - 電子内視鏡装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はスコープ（内視鏡）と、このスコープの遠位端に設けられた撮像センサと、該スコープの近位端に接続させられた画像信号処理ユニットとから成り、撮像センサで得られた画素信号を画像信号処理ユニットで適宜処理した後にビデオ信号として出力する電子内視鏡装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように、電子内視鏡装置は臓器の内部例えば代表的には胃の内部を観察するために用いられる。従って、電子内視鏡装置のスコープの撮像センサで臓器の内部映像（所謂、内視鏡像）を得るためには該スコープの遠位端の先方即ち撮像センサの前方を照明することが必要となる。そこで、電子内視鏡装置のスコープには光ガイドケーブルが挿通させられ、その遠位端は該スコープの遠位端面に設けられた照明用レンズに光学的に接続される。一方、電子内視鏡装置の画像信号処理ユニット内には光源ユニットが設けられ、画像信号処理ユニットへのスコープの接続時に該光ガイドケーブルの近位端が光源ユニットに光学的に接続される。かくして、電子内視鏡装置のスコープが臓器内に挿入されたとき、該スコープの遠位端の前方側が照明され、これにより撮像センサによる臓器内部の観察が可能となる。
【０００３】
従来、画像信号処理ユニット内の光源ユニットには白色ランプとして例えばハロゲンランプやキセンノンランプ等が使用されるが、このようなランプの寿命は短く、例えばハロゲンランプの場合にはその寿命は80ないし120時間程度である。従って、従来の電子内視鏡装置では、煩わしいランプの交換を頻繁に行わなければならないという問題があった。また、別の問題として、かかる白色ランプの色温度分布がその寿命中に経時的に変化するので、適正な色バランスの内視鏡を得るためには電子内視鏡の使用の度毎に煩わしいホワイトバランス補正を行わなければならないという点も挙げられる。
【０００４】
そこで、電子内視鏡装置の照明用光源として、上述したような白色ランプの代わりに、発光素子例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）を利用することが提案されている。例えば、特開昭63-260526号公報には、電子内視鏡のスコープの遠位端に例えば赤色、緑色及び青色の三原色のＬＥＤを設けて白色光源として用いることが開示されている。詳述すると、一般的に、同じ作動電流の下では、赤色ＬＥＤの発光量は最も大きく、青色ＬＥＤの発光量は最も小さく、緑色ＬＥＤの発光量はその中間となる。そこで、電子内視鏡装置のスコープの遠位端に設けるべき赤色ＬＥＤの数を最も小さくし、緑色ＬＥＤの数を中間とし、青色ＬＥＤの数を最も大きくすることにより、三原色のＬＥＤによる白色光源が得られることになる。
【０００５】
勿論、各色のＬＥＤの寿命は上述したハロゲンランプやキセノンランプ等に比べると遥かに長く、電子内視鏡装置の操作者や管理者は上述したような煩わしいランプ交換作業から解放され得る。しかしながら、電子内視鏡装置のスコープの遠位端には撮像センサの他に鉗子チャンネルの開口部、送水口、送気口等が設けられるので、該スコープの遠位端に三原色のＬＥＤを設けて白色光源とする態様では、そこに設けられるべきＬＥＤの全体的な数量には制限があり、十分な照明光量が得られないという点が問題となる。
【０００６】
詳述すると、撮像センサには焦点深度の深い対物レンズが組み合わされ、このため撮像センサではそこから比較的遠方の被写体まで焦点の合った像が得られることになるが、その比較的遠方の被写体までは十分な照明光が届かず、このため比較的遠方の被写体については鮮明な再現画像が得られないということになる。要するに、上述の特許公開公報に開示されたＬＥＤによる光源ユニットでは、撮像センサの近くの被写体を鮮明に観察することはできたとしても、遠方の被写体については鮮明に観察し得ないという点が問題となる。
【０００７】
また、上述の特許公開公報では、三原色のＬＥＤのそれぞの設置数については白色光源が得られるように調節されているが、しかしたとえ白色光源が得られたとしても、スコープの撮像センサ自体はそれぞれ特有の分光感度特性を示すことになるので、色むらのない内視鏡像を得るためには、従来の場合と同様に、ホワイトバランス補正は不可欠な処理となる。要するに、三原色のＬＥＤのそれぞれの設置数を調節して白色光源とすることは色むらのない内視鏡像を得るために好ましいことと言えるが、しかし撮像センサ自体の特有の分光感度特性を勘案したとき、三原色のＬＥＤのそれぞれの設置数を調節して白色光源とすることが色むらのない内視鏡像を得るということに直ちに結び付く訳でない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的は、上述したようなタイプの電子内視鏡装置であって、その画像信号処理ユニット内の光源ユニットに少なくとも二色の発光ダイオードを用いて十分な照明光量を得られるように構成すると共にそのスコープの撮像センサの分光感度特性の偏りに拘わらずに色むらのない内視鏡像を得られるように構成した電子内視鏡装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明による電子内視鏡装置は、スコープと、このスコープの遠位端に設けられた撮像センサと、該スコープの近位端に着脱自在に接続させられる画像信号処理ユニットとを具備し、該撮像センサで順次得られる１フレーム分の画素信号を画像信号処理ユニットで適宜処理してビデオ信号として出力するように構成される。電子内視鏡は、更に、スコープの遠位端の前方を照明するための照明光を導くべく該スコープに挿通させられた光ガイドケーブルと、画像信号処理ユニット内に設けられた光源ユニットとを具備し、該画像信号処理ユニットへのスコープの接続時に該光ガイドケーブルの近位端が該光源ユニットに光学的に接続されるようになっている。本発明によれば、このような電子内視鏡装置において、光源ユニットが十分な照明光量を得るための少なくとも二色の複数の発光ダイオードから成り、各色の複数の発光ダイオードが少なくとも２つの発光ダイオード群に分けられ、各色の発光ダイオードの発光が撮像センサのそれぞれの色の分光感度特性の偏りを相殺するようにその発光ダイオード群毎に制御されることが特徴とされる。
【００１０】
好ましくは、光源ユニットは少なくとも２色の複数の発光ダイオードを配列させたＬＥＤアレイ光源と、このＬＥＤアレイ光源の各色の複数の発光ダイオードをその発光ダイオード群毎に点灯または消灯するように駆動させるＬＥＤドライバとを含み、このＬＥＤドライバの動作がタイミングジェネレータによって制御される。
【００１１】
本発明によれば、スコープとして、少なくとも２つのタイプのものが用意され、各スコープにはそのタイプを表すタイプ情報を格納するメモリ手段が設けられる。画像信号処理ユニットにはそこにスコープが接続された際に該メモリ手段からタイプ情報を読み出す読出し手段と、その読出しタイプ情報に従って前記タイミングジェネレータを設定する設定手段とが設けられ、これによりタイミングジェネレータによるＬＥＤドライバの制御態様がスコープのタイプ毎に変更される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に、本発明による電子内視鏡装置の実施形態について添付図面を参照して説明する。
【００１３】
図１を参照すると、本発明による電子内視鏡装置の第1の実施形態がブロック図として概略的に示される。電子内視鏡装置はスコープ１０と、このスコープ１０を着脱自在に接続するようになった画像信号処理ユニット（所謂、プロセッサ）１２とを具備する。本実施形態では、後述するように、スコープ１０として２つのタイプのものが用意され、これら２つのタイプのスコープ１０によって画像信号処理ユニット１２は共用される。
【００１４】
スコープ１０には固体撮像素子例えばＣＣＤ(charge-coupled device) 撮像素子から成る撮像センサ１４が設けられ、この撮像センサ１４はそのＣＣＤ撮像素子と組み合わされた対物レンズ１６を備える。また、スコープ１０内には光ファイバー束から成る照明用光ガイドケーブル１８が挿通させられ、この光ガイドケーブル１８の遠位端は照明用配光レンズ２０と組み合わされる。なお、図１では、体内の組織の一部が参照符号Ｔでもって模式的に図示されている。
【００１５】
図２及び図３を参照すると、２つのタイプのスコープ１０がそれぞれ概略的に示され、これらスコープ１０の外観は実質的に同じであるが、しかし一方のタイプのスコープ１０で使用される撮像センサ１４は他方のタイプのスコープ１０で使用される撮像センサ１４とは異なったものとなっている。なお、ここでは、図２及び図３の示すスコープ１０についてはそれぞれＡタイプ及びＢタイプととして言及することにする。図２に示すＡタイプのスコープ１０では、撮像センサ１４は所謂モノクロ（単色）ＣＣＤから構成されるものであり、図３に示すＢタイプのスコープ１０は所謂オン・チップ・カラー・フィルタを持つＣＣＤから構成されるものである。
【００１６】
いずれのタイプにしても、スコープ１０は剛性構造となった操作部１０ａと、この操作部１０ａから延在した可撓性導管即ち挿入部１０ｂとから成る。操作部１０ａには挿入部１０ｂの先端部の向きを操作するための操作稈や種々のスイッチ類等が設けられるが、図２及び図３では、それら操作稈やスイッチ類は省かれている。挿入部１０ｂの先端面即ち遠位端面には上述した対物レンズ１６及び照明用配光レンズ２０が配設される。
【００１７】
図２及び図３から明らかなように、スコープ１０は更に操作部１０ｂから延びる可撓性の接続ケーブル１０ｃを具備し、その近位端側には接続部１０ｄが設けられる。接続部１０ｄは電気コネクタ１０ｅ及び光コネクタ１０ｆを備え、電気コネクタ１０ｅの内部には所定の数のコンタクトピンが設けられ、光コネクタ１０ｆは光ガイドロッドとして構成され、その内端には光ガイドケーブル１８の近位端が光学的に接続される。
【００１８】
図４を参照すると、画像信号処理ユニット１２の外観が概略的に示され、この画像信号処理ユニット１４は方形のハウジング１２ａから成り、その一方の壁面には、電気コネクタ１０ｅと接続されるようになった電気ソケット１２ｂと、光コネクタ即ち光ガイドロッド１０ｆを受け入れるようになった光ソケット１２ｃとが設けられる。スコープ１０の接続部１０ｄを手動操作することにより電気コネクタ１０ｅ及び光ガイドロッド１０ｆは画像信号処理ユニット１２の電気ソケット１２ｂ及び光ソケット１２ｃにそれぞれ接続される。なお、図４において、参照符号１２ｄは画像信号処理ユニット１２の主電源ＯＮ／ＯＦＦスイッチを示す。
【００１９】
図１に示すように、撮像センサ１４からは入力ライン２２と出力ライン２４とが延び、これら入力ライン２２及び出力ライン２４は電気コネクタ１０ｅと電気ソケット１２ｂとの接続時に画像信号処理ユニット１２内のＣＣＤドライバ２６及びＣＣＤプロセス回路２８にそれぞれ接続される。ＣＣＤドライバ２６は撮像センサ１４から１フレーム分の画素信号を読み出すための読出しクロックパルスを出力し、この読出しクロックパルスは入力ライン２２を通して撮像センサ１４に入力される。撮像センサ１４から読み出された画素信号は出力ライン２４を通してＣＣＤプロセス回路２８に対して出力され、ＣＣＤプロセス回路２８では読出し画素信号に対して種々の画像処理が行われる。例えば、読出し画素信号はＣＣＤプロセス回路２８で一旦増幅された後にサンプリングされ、次いでガンマ補正等の適当な画像処理を受ける。
【００２０】
光ガイドケーブル１８の近位端側の部分も接続ケーブル１０ｃ内に挿通させられ、光ガイドロッド１０ｆと光ソケット１２ｃとの接続時に該光ガイドロッド１０ｆの先端面が画像信号処理ユニット１２内の光源ユニット３０に光学的に接続される。光源ユニット３０は光源として多数の発光ダイオード（ＬＥＤ）から成るＬＥＤアレイ光源３２と、このＬＥＤアレイ光源３２を動作させて発光させるＬＥＤドライバ３４と、ＬＥＤアレイ光源３２からの発光を光ガイドロッド１０ｆの先端面に集光させるための集光レンズ３６とを包含する。かくして、ＬＥＤアレイ光源３２からの発光は照明光として光ガイドケーブル１８及び照明用配光レンズ２０を介しスコープ１０の遠位端から射出させられ、その射出光により被写体Ｔは照明される。
【００２１】
図５に模式的に示すように、ＬＥＤアレイ光源３２は三原色の多数の発光ダイオード、即ち、参照符号Ｒ１、Ｒ２及びＲ３で示された赤色発光ダイオードと、参照符号Ｇ１、Ｇ２及びＧ３で示された緑色発光ダイオードと、参照符号Ｂ１、Ｂ２及びＢ３青色発光ダイオードとから成る。図５に示す例示するように、三原色の発光ダイオードは縦方向及び横方向に沿って互いに整列させられると共に各色の発光ダイオードは好ましくは規則的に配置され、これにより三原色光の発光面が形成される。ＬＥＤアレイ光源３２はその発光面の中心が光ソケット１２ｃの中心とほぼ整合するように配置され、このため該光ソケット１２ｅに光ガイドロッド１０ｆが接続されたとき、発光面からの射出光は集光レンズ３６（図１）によって光ガイドロッド１０ｆ（図２及び図３）の端面に効率的に集光させられる。
【００２２】
本実施形態では、参照符号Ｒ１、Ｒ２及びＲ３で示される赤色発光ダイオードの個数はそれぞれ9個であり、その総個数は27個となる。参照符号Ｒ１で示される９個の赤色発光ダイオードは第１の赤色発光ダイオード群を形成し、参照符号Ｒ２で示される９個の赤色発光ダイオードは第２の赤色発光ダイオード群を形成し、参照符号Ｒ３で示される９個の赤色発光ダイオードは第３の赤色発光ダイオード群を形成する。後述するように、赤色発光ダイオードの点灯及び消灯の制御については各群毎に独立して行われる。
【００２３】
同様に、参照符号Ｇ１、Ｇ２及びＧ３で示される緑色発光ダイオードの個数もそれぞれ9個とされ、その総個数は27個となる。参照符号Ｇ１で示される９個の緑色発光ダイオードは第１の緑色発光ダイオード群を形成し、参照符号Ｇ２で示される９個の緑色発光ダイオードは第２の緑色発光ダイオード群を形成し、参照符号Ｇ３で示される９個の緑色発光ダイオードは第３の緑色発光ダイオード群を形成する。後述するように、緑色発光ダイオードの点灯及び消灯の制御については各群毎に独立して行われる。
【００２４】
更に、参照符号Ｂ１、Ｂ２及びＢ３で示される青色発光ダイオードの個数もそれぞれ9個とされ、その総個数は27個となる。参照符号Ｂ１で示される９個の青色発光ダイオードは第１の青色発光ダイオード群を形成し、参照符号Ｂ２で示される９個の青色発光ダイオードは第２の青色発光ダイオード群を形成し、参照符号Ｇ３で示される９個の青色発光ダイオードは第３の青色発光ダイオード群を形成する。後述するように、青色発光ダイオードの点灯及び消灯の制御については各群毎に独立して行われる。
【００２５】
図６を参照すると、ＬＥＤアレイ光源３２の三原色発光ダイオードの別の配列例が示され、この配列例では、発光ダイオードの縦列が半ピッチずつ交互にされれ、このため図６での発光ダイオードの配列は図５に示す発光ダイオードの配列よりも一層緻密となる。また、図６に示す例では、各色の発光ダイオード群に含まれる9個の発光ダイオードが発光面全体にわたってできるだけ均等に配置されるように配慮されている。
【００２６】
図１に示すように、画像信号処理ユニット１２内にはシステコントローラ３８が設けられ、このシステムコントローラ３８は例えばマイクロコンピュータから構成される。即ち、システムコントローラ３８は中央処理ユニット（ＣＰＵ）、種々のルーチンを実行するためのプログラム、定数等を格納する読出し専用メモリ（ＲＯＭ）、データ等を一時的に格納する書込み／読出し自在なメモリ（ＲＡＭ）、入出力インターフェース（Ｉ／Ｏ）を包含し、後述するように電子内視鏡の作動全般を制御する。
【００２７】
また、画像信号処理ユニット１２内にはタイミングジェネレータ４０が設けられ、このタイミングジェネレータ４０からは種々の周波数の制御クロックパルスが出力され、これら制御クロックパルスに従って電子内視鏡の個々の動作タイミングが制御される。例えば、上述したＣＣＤドライバ２６から撮像センサ１４への読出しクロックパルスの出力タイミングやＣＣＤプロセス回路２８での読出し画素信号の処理タイミング等がタイミングジェネレータ４０からの所定の制御クロックパルスに従って制御される。また、ＬＥＤドライバ３４もタイミングジェネレータ４０から出力される制御クロックパルスに従って動作させられ、これによりＬＥＤアレイ光源３２の発光ダイオードの発光が後述するように所定の態様で制御される。
【００２８】
上述したように、Ａタイプのスコープ１０の撮像センサ１４はモノクロＣＣＤから構成され、一方Ｂタイプのスコープ１０の撮像センサ１４はオン・チップ・カラー・フィルタを持つＣＣＤから構成される。この場合、双方のタイプの撮像センサ１４で得られる１フレーム分の画素数は互いに異なり、このためＣＣＤドライバ２６からＡタイプのスコープ１０の撮像センサ１４及びＢタイプのスコープ１０の撮像センサ１４のそれぞれに出力されるべき読出しクロックパルスの周波数は互いに異なったものとなる。同様に、ＣＣＤプロセス回路２８での読出し画素信号の処理タイミングもＡタイプのスコープ１０の撮像センサ１４の場合とＢタイプのスコープ１０の撮像センサ１４の場合とでは互いに異なる。従って、Ａタイプのスコープ１０及びＢタイプのスコープ１０のいずれかが画像信号処理ユニット１２に接続されたとき、そのスコープ１０（撮像センサ１４）のタイプに応じた制御クロックパルスがシステムコントローラ３８の制御下でタイミングジェネレータ４０から出力される。
【００２９】
スコープ１０（撮像センサ１４）のタイプに応じた制御クロックパルスを出力するためには、システムコントローラ３８は画像信号処理ユニット１２に接続されたスコープ１０がＡタイプ或いはＢタイプのいずれのタイプのものであるかを知る必要がある。この目的のためにスコープ１０には不揮発性メモリとしてＥＥＰＲＯＭ(electrically erasable programmable read-only memory)４１が設けられ、Ａタイプのスコープ１０のＥＥＰＲＯＭ４１には該スコープ１０がＡタイプであることを示す情報データが格納され、またＢタイプのスコープ１０のＥＥＰＲＯＭ４１には該スコープ１０がＢタイプであることを示す情報データが格納される。図１から明らかなように、Ａタイプ及びＢタイプのいずれかのスコープ１０が画像信号処理ユニット１２に接続されると、ＥＥＰＲＯＭ４１は画像信号処理ユニット１２のシステムコントローラ３８に接続され、このとき画像信号処理ユニット１２の電源スイッチがオンされていれば、上述の情報データがＥＥＰＲＯＭ４１からシステムコントローラ３８によって取り込まれ、これにより画像信号処理ユニット１２に接続されたスコープ１０がいずれのタイプのものであるかが判別される。
【００３０】
図７を参照すると、ＬＥＤアレイ光源３２とＬＥＤドライバ３４との回路構成が示される。同図に示すように、ＬＥＤアレイ光源３２では、各色の発光ダイオード群（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３；Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３；Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３）に含まれる9個の発光ダイオードは互いに直列に接続される。一方、ＬＥＤドライバ３４には電源回路（図示されない）が設けられ、この電源回路により、各色の発光ダイオード接続列のアノード側に電源電圧ＶＣＣが印加される。また、ＬＥＤドライバ３４には9個のトランジスタＲＴr1、ＲＴr2、ＲＴr3、ＧＴr1、ＧＴr2、ＧＴr3、ＢＴr1、ＢＴr2及びＢＴr3が設けられ、これらトランジスタのコレクタのそれぞれは各色の発光ダイオード接続列のカソード側に接続され、またそれらのエミッタのそれぞれは抵抗ＲＲ1、ＲＲ2、ＲＲ3、ＧＲ1、ＧＲ2、ＧＲ3、ＢＲ1、ＢＲ2及びＢＲ3介して接地される。
【００３１】
図７から明らかなように、トランジスタＲＴr1、ＲＴr2、ＲＴr3、ＧＴr1、ＧＴr2、ＧＴr3、ＢＴr1、ＢＴr2及びＢＴr3のそれぞれのベースはタイミングジェネレータ４０に接続され、所定の周波数の制御クロックパルスがタイミングジェネレータ４０から各トランジスタ（ＲＴr1、ＲＴr2、ＲＴr3、ＧＴr1、ＧＴr2、ＧＴr3、ＢＴr1、ＢＴr2、ＢＴr3）のベースに印加される。勿論、各トランジスタのベースに制御クロックパルスが印加されると、その該当発光ダイオード接続列に含まれる発光ダイオードが通電させられて発光させられ、このとき発光ダイオードの発光時間は制御クロックパルスのパルス幅に応じた時間となり、またその発光強度は制御クロックパルスの電圧レベルと各トランジスタのエミッタ抵抗値に応じたものとなる。
【００３２】
ところで、Ａタイプのスコープ１０の撮像センサ１４は上述したようにモノクロＣＣＤから構成されるものであり、このような撮像センサ１４は例えば図８のグラフに示すように偏った分光感度特性ＡＳを示し得る。即ち、Ａタイプのスコープ１０の撮像センサ１４については、約580ないし約720nmの波長を持つ赤色光に対して最も感度が良く、次いで約480ないし約620nmの波長を持つ緑色光に対して感度が良く、約380ないし約520nmの波長を持つ青色光に対して最も感度が悪い。要するに、Ａタイプのスコープの撮像センサ１４の分光感度特性ＡＳは可視光領域の長波長側に向かって次第に高感度となるような偏りを示す。
【００３３】
従って、仮にＬＥＤアレイ光源３２が三原色のそれぞれの色の発光ダイオードが同数発光させられ、しかも個々の発光ダイオードの発光強度が同程度とされた場合、例えば第１の赤色発光ダイオード群（Ｒ１）、第１の緑色発光ダイオード群（Ｇ１）及び第１の青色発光ダイオード群（Ｂ１）が図９のグラフに示すように互いに実質的に同じ赤色発光強度分布Ｒ、青色発光強度分布Ｇ及び青色発光強度分布Ｂを示すように発光させられた場合には、撮像センサ１４の分光感度特性ＡＳ（図８）の偏りために、赤色発光強度分布Ｒ、緑色発光強度分布Ｇ及び青色発光強度分布Ｂのそれぞれは見掛け上図１０のグラフに示すようなものとなる。即ち、同グラフから明らかなように、第１の赤色発光ダイオード群（Ｒ１）の発光強度分布Ｒ（撮像センサ１４にとっての受光強度分布）は最大で、第１の緑色発光ダイオード群（Ｇ１）の発光強度分布Ｇ（撮像センサ１４にとっての受光強度分布）及び第１の青色発光ダイオード群（Ｂ１）の発光強度分布Ｂ（撮像センサ１４にとっての受光強度分布）は順次低下する。
【００３４】
しかしながら、本実施形態にあっては、Ａタイプのスコープ１０が用いられるとき、ＬＥＤアレイ光源３２の三原色のそれぞれの色の発光ダイオードを発光させる個数の比率については、約１：２：３とされ、これにより分光感度特性ＡＳの偏りが相殺されるように調節される。例えば、赤色発光については第１の赤色発光ダイオード群（Ｒ１）に含まれる9個の赤色発光ダイオードだけで行われ、緑色発光については第１及び第２の緑色発光ダイオード群（Ｇ１、Ｇ２）に含まれる18個の緑色発光ダイオードで行われ、青色発光については第１、第２及び第３の青色発光ダイオード群（Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３）に含まれる27個の青色発光ダイオードで行われ、これによりＡタイプのスコープ１０の撮像センサ１４にとっての赤色受光強度分布、緑色受光強度分布及び青色受光強度分布は均一化されることになる。
【００３５】
図１１のタイミングチャートを参照して、Ａタイプのスコープ１０が画像信号処理ユニット１２に接続されている際の画像信号処理ユニット１２の作動について説明する。
【００３６】
上述したように、Ａタイプのスコープ１０の撮像センサ１４はモノクロＣＣＤから構成され、このような撮像センサ１４でフルカラー内視鏡像を得るために面順次方式が採用され、このときＬＥＤアレイ光源３２では、第１の赤色発光ダイオード群（Ｒ１）と、第１及び第２緑色発光ダイオード群（Ｇ１、Ｇ２）と、第１、第２及び第３の青色発光ダイオード群（Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３）は所定の順序で周期的に発光させられる。
【００３７】
詳述すると、図１１のタイミングチャートに示すように、第１の赤色発光ダイオード群（Ｒ１）のトランジスタＲＴr1に対してだけ、制御クロックパルスA-CLCK-R1がタイミングジェネレータ４０から出力され、また第１及び第２の緑色発光ダイオード群（Ｇ１、Ｇ２）のトランジスタＧＴr1及びＧＴr2のそれぞれに対してだけ、制御クロックパルスA-CLCK-G1及びA-CLCK-G2がタイミングジェネレータ４０から出力され、更に第１、第２及び第３の青色発光ダイオード群（Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３）のトランジスタＢＴr1、ＢＴr2及びＢＴr3のそれぞれに対しては、制御クロックパルスA-CLCK-B1、A-CLCK-B2及びA-CLCK-B3がタイミングジェネレータ４０から出力される。これら制御クロックパルスの周波数は共に同じで、その一周期はＴＶモニタ５０で内視鏡像を再現する際の１フレーム期間に対応する。各制御クロックパルスが該当トランジスタのベースに印加されたとき、そのパルス幅に相当する時間だけその該当発光ダイオード群の含まれる９個の発光ダイオードが通電させられて発光が行われる。
【００３８】
図１１のタイミングチャートから明らかなように、制御クロックパルスA-CLCK-R1と、制御クロックパルスA-CLCK-G1及びA-CLCK-G2と、制御クロックパルスA-CLCK-B１、A-CLCK-B2及びA-CLCK-B3との位相は、１フレーム期間にわたって赤色発光（Ｒ発光）、緑色発光（Ｇ発光）及び青色発光（Ｂ発光）が順次行われるようにずらされる。即ち、制御クロックパルスA-CLCK-R1の位相に対して、制御クロックパルスA-CLCK-G1及びA-CLCK-G2の位相は６分の２周期分だけ遅らされ、制御クロックパルスA-CLCK-G1及びA-CLCK-G2の位相に対して、制御クロックパルスA-CLCK-B1、A-CLCK-B2及びA-CLCK-B3の位相は６分の２周期分だけ遅らされる。
【００３９】
赤色発光（Ｒ発光）時、Ａタイプのスコープ１０の撮像センサ１４は赤色発光で露光され（Ｒ露光）、このとき撮像センサ１４の受光面には被写体Ｔが対物レンズ１６によって赤色光学像として結像される。赤色光学像は撮像センサ１４によって１フレーム分の赤色アナログ画素信号に光電変換される。赤色発光に対する露光が終了すると、ＣＣＤドライバ２６から一連の読出しクロックパルスが撮像センサ１４に対して出力され（Ｒ読出し）、これにより１フレーム分の赤色アナログ画素信号が撮像センサ１４から読み出されてＣＣＤプロセス回路２８に送られる。
【００４０】
１フレーム分の赤色画素信号の読出しが終了すると、緑色発光（Ｇ発光）により撮像センサ１４は露光され（Ｇ露光）、このとき撮像センサ１４の受光面には被写体Ｔが対物レンズ１６によって緑色光学像として結像される。緑色光学像は撮像センサ１４によって１フレーム分の緑色アナログ画素信号に光電変換される。緑色発光に対する露光が終了すると、ＣＣＤドライバ２６から一連の読出しクロックパルスが撮像センサ１４に対して出力され（Ｇ読出し）、これにより１フレーム分の緑色アナログ画素信号が撮像センサ１４から読み出されてＣＣＤプロセス回路２８に送られる。
【００４１】
１フレーム分の緑色画素信号の読出しが終了すると、青色発光（Ｂ発光）により撮像センサ１４は露光され（Ｂ露光）、このとき撮像センサ１４の受光面には被写体Ｔが対物レンズ１６によって青色光学像として結像される。青色光学像は撮像センサ１４によって１フレーム分の青色アナログ画素信号に光電変換される。青色発光に対する露光が終了すると、ＣＣＤドライバ２６から一連の読出しクロックパルスが撮像センサ１４に対して出力され（Ｂ読出し）、これにより１フレーム分の青色アナログ画素信号が撮像センサ１４から読み出されてＣＣＤプロセス回路２８（図１）に送られる。
【００４２】
このようにして、１フレーム期間毎に各色のアナログ画素信号が撮像センサ１４から順次読み出されてＣＣＤプロセス回路２８に送られると、そこで各色のアナログ画素信号は先にも述べたように増幅処理やガンマ補正等の画像処理を受ける。なお、ＣＣＤプロセス回路２８での種々の処理については、タイミングジェネレータ４０から出力される制御クロックパルスに従って行われる。
【００４３】
図１に示すように、ＣＣＤプロセス回路２８に続いて、アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換器４２と、フレームメモリ４４Ｒ、４４Ｇ及び４４Ｂとが順次設けられる。ＣＣＤプロセス回路２８で処理された各色のアナログ画素信号はＡ／Ｄ変換器４２によってデジタル画素信号に一旦変換させられ、次いで１フレーム分のデジタル画素信号はその色に応じて３つのフレームメモリ４４Ｒ、４４Ｇ及び４４Ｂのいずれかに書き込まれる。即ち、赤色デジタル画素信号、緑色デジタル画素信号及び青色デジタル画素信号はそれぞれフレームメモリ４４Ｒ、４４Ｇ及び４４Ｂに書き込まれる。図１１のタイミングチャートから明らかなように、１フレーム期間が終了したとき、３つのフレームメモリ４４Ｒ、４４Ｇ及び４４Ｂのそれぞれには１フレーム分の赤色デジタル画素信号、緑色画素信号及び青色画素信号の書込みが完了することになる。なお、Ａ／Ｄ変換器４２でのアナログ画素信号からデジタル画素信号への変換については、タイミングジェネレータ４０から出力される制御クロックパルス（所謂サンプリング・クロックパルス）に従って行われる。
【００４４】
フレームメモリ４４Ｒ、４４Ｇ及び４４Ｂにそれぞれの色のデジタル画素信号が順次書き込まれている間、該フレームメモリ４４Ｒ、４４Ｇ及び４４Ｂからは互いに対応関係にある三原色のデジタル画素信号が所定のタイミングで同時に読み出されてデジタル・コンポーネント・ビデオ信号として出力される。フレームメモリ４４Ｒ、４４Ｇ及び４４Ｂへのデジタル画素信号の書込み及びフレームメモリ４４Ｒ、４４Ｇ及び４４Ｂからのデジタル画素信号の読出しについては、メモリコントローラ４６から出力される書込みクロックパルス及び読出しクロックパルスに従って行われ、これら書込みクロックパルス及び読出しクロックパルスの出力タイミングはタイミングジェネレータ４０から出力される制御クロックパルスによって制御される。
【００４５】
図１に示すように、フレームメモリ４４Ｒ、４４Ｇ及び４４Ｂに続いて、デジタル／アナログ（Ｄ／Ａ）変換器４８が設けられ、フレームメモリ４４Ｒ、４４Ｇ及び４４Ｂから得られたデジタル・コンポーネント・ビデオ信号はＤ／Ａ変換器４８によってアナログ・コンポーネント・ビデオ信号に変換され、このアナログ・コンポーネント・ビデオ信号はＴＶモニタ５０に出力される。一方、アナログ・コンポーネント・ビデオ信号の複合同期信号成分はタイミングタイミングジェネレータ４０で造成されてＴＶモニタ５０に対して出力される。かくして、ＴＶモニタ５０では、被写体Ｔの光学像が内視鏡像として再現表示される。
【００４６】
なお、図１から明らかなように、画像信号処理ユニット１２にはカラーエンコーダ５２も設けられ、このカラーエンコーダ５２にもアナログ・コンポーネント・ビデオ信号（複合同期信号成分を含む）が出力され、そこでアナログ・コンポーネント・ビデオ信号はコンポジットビデオ信号或いはＳビデオ信号に変換された後に外部に出力され、これらコンポジットビデオ信号或いはＳビデオ信号は例えばビデオ・テープ・レコーダ、ビデオプリンタ等（図示されない）の周辺機器で利用される。
【００４７】
Ａタイプのスコープ１０の使用時に、仮に、例えば第１の赤色発光ダイオード群、第１の緑色発光ダイオード群及び第１の青色発光ダイオード群のそれぞれに含まれる９個の発光ダイオード（Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１）だけが発光させられるような条件下で基準白色が撮像センサ１４によって撮影された場合には、図１２に模式的に示すように、Ｄ／Ａ変換器４８から出力されるアナログ・コンポーネント・ビデオ信号の赤色信号成分（Ｒ）は最も高く、その緑色信号成分（Ｇ）は次いで高く、その青色信号成分（Ｂ）は最も低くなる。勿論、これは図８に示すような撮像センサ１４の分光感度特性ＡＳの偏りに起因するものである。このような状態で被写体Ｔが撮像センサ１４で撮影されて、その光学像がＴＶモニタ５０で内視鏡像として再現表示されたとしても、その内視鏡像の色バランスは赤色側に偏り、このため適正な色バランスの内視鏡像は当然得られない。
【００４８】
しかしながら、実際には、図８に示す分光感度特性ＡＳの偏りを相殺するために、本実施形態では、赤色発光については第１の赤色発光ダイオード群に含まれる９個の赤色発光ダイオード（Ｒ１）で行われ、緑色発光については第１及び第２の緑色発光ダイオード群に含まれる18個の緑色発光ダイオード（Ｇ１、Ｇ２）で行われ、青色発光については第１、第２及び第３の青色発光ダイオード群に含まれる27個の青色発光ダイオード（Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３）によって行われることになるので、撮像センサ１４の分光感度特性ＡＳは実質的に平坦化される。かくして、このような発光条件下で基準白色が撮像センサ１４によって撮影されたとき、図１３に模式的に示すように、Ｄ／Ａ変換器４８から出力されるアナログ・コンポーネント・ビデオ信号の赤色信号成分（Ｒ）、緑色信号成分（Ｇ）及び青色信号成分（Ｂ）は互いに実質的に均一となり、適正な色バランスの内視鏡像が得られることになる。
【００４９】
一方、Ｂタイプのスコープ１０の撮像センサ１４（図３）はオン・チップ・カラー・フィルタを持つＣＣＤから構成されるものである。なお、本実施形態では、オン・チップ・カラー・フィルタは三原色の赤色、緑色及び青色の三原色のカラーフィルタをモザイク状に配置したものとされる。このようなオン・チップ・カラー・フィルタを持つ撮像センサ１４でカラー内視鏡像を得るために所謂同時撮像方式が採用され、本実施形態では、ＬＥＤアレイ光源３２の三原色のそれぞれの色の発光ダイオードは同時にしかも周期的に発光させられる。
【００５０】
ところで、Ｂタイプのスコープ１０の撮像センサ１４は例えば図１４のグラフに示すように偏った分光感度特性ＢＳを持ち得る。即ち、Ｂタイプのスコープ１０の撮像センサ１４については、約580ないし約720nmの波長を持つ赤色光と約480ないし約620nmの波長を持つ緑色光とに対して同程度の感度を持ち、約380ないし約520nmの波長を持つ青色光に対して幾分低感度となっている。要するに、Ｂタイプのスコープの撮像センサ１４の分光感度特性ＢＳは可視光領域の中間領域で高感度となっているが、その短波長側及び長波長側で低感度となるような偏りを示す。
【００５１】
従って、Ａタイプのスコープ１０の場合と同様に、仮に第１の赤色発光ダイオード群（Ｒ１）、第１の緑色発光ダイオード群（Ｇ１）及び第１の青色発光ダイオード群（Ｂ１）が図９に示すように実質的に同じ赤色発光強度分布Ｒ、青色発光強度分布Ｇ及び青色発光強度分布Ｂを示すように発光させられても、撮像センサ１４の分光感度特性ＢＳ（図１４）の偏りために、赤色発光強度分布Ｒ、緑色発光強度分布Ｇ及び青色発光強度分布Ｂのそれぞれは見掛け上図１５のグラフに示すようなものとなる。即ち、赤色発光ダイオード（Ｒ１）及び緑色発光ダイオード（Ｇ１）の発光強度分布（撮像センサ１４にとっての受光強度分布）はほぼ等しく、青色発光ダイオード（Ｂ１）の発光強度分布（撮像センサ１４にとっての受光強度分布）は多少低めとなる。
【００５２】
しかしながら、本実施形態にあっては、Ｂタイプのスコープ１０が用いられるとき、ＬＥＤアレイ光源３２の三原色のそれぞれの色の発光ダイオードを発光させる個数の比率については、約２：２：３とされ、これにより分光感度特性ＢＳの偏りが相殺されるように調節される。例えば、赤色発光については第１及び第２の赤色発光ダイオード群（Ｒ１、Ｒ２）に含まれる18個の赤色発光ダイオードで行われ、また緑色発光についても第１及び第２の緑色発光ダイオード群（Ｇ１、Ｇ２）に含まれる18個の緑色発光ダイオードで行われるが、青色発光についてだけは第１、第２及び第３の青色発光ダイオード群（Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３）に含まれる27個のすべての青色発光ダイオードで行われ、これによりＢタイプのスコープ１０の撮像センサ１４にとっての赤色受光強度分布、緑色受光強度分布及び青色受光強度分布は均一化されることになる。
【００５３】
図１６のタイミングチャートを参照して、Ｂタイプのスコープ１０が画像信号処理ユニット１２に接続されている際の画像信号処理ユニット１２の作動について説明する。
【００５４】
上述したように、Ｂタイプのスコープ１０の撮像センサ１４はオン・チップ・カラー・フィルタ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を持つＣＣＤから構成される。このようなＣＣＤはＣＣＤ感光部及びＣＣＤ転送部から成り、また所謂電子シャッタ機能を備える。Ｂタイプのスコープ１０の撮像センサ１４でカラー内視鏡像を得るためには、既に述べたように同時撮像方式が採用され、本実施形態では、ＬＥＤアレイ光源３２の三原色のそれぞれの色の発光ダイオードは周期的に同時に発光させられる。要するに、図１６のタイミングチャートに示すように、タイミングジェネレータ４０からは、制御クロックパルスB-CLCK-R1、B-CLCK-R2、B-CLCK-G1、B-CLCK-G2、B-CLCK-B1、B-CLCK-B2及びB-CLCK-B3が垂直同期信号と同期してトランジスタＲＴr1、ＲＴr2、ＧＴr1、ＧＴr2、ＢＴr1、ＢＴr2及びＢＴr3のそれぞれのベースに対して出力され、これら制御クロックパルスに従って、第１及び第２の赤色発光ダイオード群（Ｒ１、Ｒ２）に含まれる18個の赤色発光ダイオードと、第１及び第２の緑色発光ダイオード群（Ｇ１、Ｇ２）に含まれる18個の緑色発光ダイオードと、第１、第２及び第３の青色発光ダイオード群（Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３）に含まれる27個の青色発光ダイオードとが１フィールド期間毎に同時にかつ周期的に発光される。
【００５５】
このような三原色の発光ダイオードの発光期間、即ち垂直同期信号によって規定される１フィールド期間にわたって、Ｂタイプのスコープ１０の撮像センサ１４の受光面には被写体Ｔの光学像が対物レンズ１６によって結像される。即ち、三原色の発光ダイオードの発光期間が撮像センサ１４のＣＣＤ感光部に対して露光期間となる。しかしながら、その電子シャッタ機能が動作されるまでは、蓄積電荷はＣＣＤ感光部から掃き出されて棄てられる（電荷掃出し期間）。電子シャッタ機能が動作させられると、ＣＣＤ感光部は画素信号を得るべく電荷蓄積を開始し（電荷蓄積期間）、三原色の発光ダイオードの発光期間の終了時に電荷蓄積を終了して、その蓄積電荷を画素信号としてＣＣＤ転送部に転送する。
【００５６】
図１６のタイミングチャートに示すように、撮像センサ１４のＣＣＤ感光部に対する露光が完了すると、ＣＣＤドライバ２６からは一連の読出しクロックパルスが撮像センサ１４に対して出力され、これにより撮像センサ１４のＤＤＣ転送部からは１フィールド分の三原色アナログ画素信号が順次読み出され、その読出しアナログ画素信号はＣＣＤプロセス回路２８で既に述べたような処理を順次受ける。ＣＣＤプロセス回路２８で処理されたアナログ画素信号はアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換器４２（図１）によってデジタル画素信号に一旦変換させられる。Ａ／Ｄ変換器４２でのアナログ画素信号からデジタル画素信号への変換については、タイミングジェネレータ４０から出力される制御クロックパルス（所謂サンプリング・クロックパルス）に従って行われる。勿論、タイミングジェネレータ４０から出力される制御クロックパルスはＡタイプのスコープ１０の場合とは異なった周波数を持ち、撮像センサ１４からのアナログ画素信号読出し、そのアナログ画素信号の処理やＡ／Ｄ変換器４２でのデジタル画素信号のサンプリングはＡタイプのスコープ１０の場合とは異なったタイミングで行われる。
【００５７】
次いで、１フィールド分の三原色デジタル画素信号に含まれるデジタル画素信号はその色に応じて３つのフレームメモリ４４Ｒ、４４Ｇ及び４４Ｂのいずれかに書き込まれる。即ち、１フィールド分の赤色デジタル画素信号、緑色デジタル画素信号及び青色デジタル画素信号はそれぞれフレームメモリ４４Ｒ、４４Ｇ及び４４Ｂに書き込まれる。図１６のタイミングチャートから明らかなように、１フィールド期間が終了したとき、３つのフレームメモリ４４Ｒ、４４Ｇ及び４４Ｂのそれぞれへの１フィールド分の赤色デジタル画素信号、１フィールド分の緑色画素信号及び１フィールド分の青色画素信号の書込みが完了することになる。なお、ＮＴＳＣ方式が採用されている場合には、１フィールド期間は1/60秒となる。
【００５８】
一方、フレームメモリ４４Ｒ、４４Ｇ及び４４Ｂにそれぞれの色のデジタル画素信号が順次書き込まれている間、該フレームメモリ４４Ｒ、４４Ｇ及び４４Ｂからは互いに対応関係にある三原色のデジタル画素信号が所定のタイミングで同時に読み出される。即ち、Ａタイプのスコープ１０の場合と同様に、フレームメモリ４４Ｒ、４４Ｇ及び４４Ｂからはそれぞれの色のデジタル画素信号がデジタル・コンポーネント・ビデオ信号として出力される。勿論、フレームメモリ４４Ｒ、４４Ｇ及び４４Ｂにデジタル画素信号を書き込む際の書込みクロックパルス及びフレームメモリ４４Ｒ、４４Ｇ及び４４Ｂからデジタル画素信号を読み出す際の読出しクロックパルスはＢタイプのスコープ１０の撮像センサ１４に応じたものとなっている。
【００５９】
フレームメモリ４４Ｒ、４４Ｇ及び４４Ｂから得られたデジタル・コンポーネント・ビデオ信号はデジタル／アナログ（Ｄ／Ａ）変換器４８によってアナログ・コンポーネント・ビデオ信号に変換され、その後ＴＶモニタ５０で被写体Ｔの光学像が内視鏡像として再現表示されることはＡタイプのスコープ１０の場合と同様である。また、アナログ・コンポーネント・ビデオ信号はＤ／Ａ変換器４８からカラーエンコーダ５２に出力され、そこでアナログ・コンポーネント・ビデオ信号はコンポジットビデオ信号或いはＳビデオ信号に変換された後に外部に出力されることもＡタイプのスコープ１０の場合と同様である。
【００６０】
Ａタイプのスコープ１０について説明した場合と同様に、Ｂタイプのスコープ１０の使用時に、仮に、例えば第１の赤色発光ダイオード群、第１の緑色発光ダイオード群及び第１の青色発光ダイオード群のそれぞれに含まれる９個の発光ダイオード（Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１）だけが発光させられるような条件下で基準白色が撮像センサ１４によって撮影された場合には、Ｄ／Ａ変換器４８から出力されるアナログ・コンポーネント・ビデオ信号の赤色信号成分及び緑色信号成分はほぼ同程度で、その青色信号成分だけが低めとなる。勿論、これは図１４に示すような撮像センサ１４の分光感度特性ＢＳの偏りに起因するものである。このような状態で被写体Ｔが撮像センサ１４で撮影されて、その光学像がＴＶモニタ５０で内視鏡像として再現表示されたとき、その内視鏡像の色バランスはくずれて緑色と赤色が強調され、このため適正な色バランスの内視鏡像は得られない。
【００６１】
しかしながら、実際には、図１４に示す分光感度特性ＢＳの偏りを相殺すべく、赤色発光については第１及び第２の赤色発光ダイオード群に含まれる18個の赤色発光ダイオード（Ｒ１、Ｒ２）で行われ、緑色発光については第１及び第２の緑色発光ダイオード群に含まれる18個の緑色発光ダイオード（Ｇ１、Ｇ２）で行われ、青色発光については第１、第２及び第３の青色発光ダイオード群に含まれる27個の青色発光ダイオード（Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３）によって行われることになるので、撮像センサ１４の分光感度特性ＢＳは実質的に平坦化される。かくして、基準白色が撮像センサ１４によって撮影されたとき、Ｄ／Ａ変換器４８から出力されるアナログ・コンポーネント・ビデオ信号の赤色信号成分、緑色信号成分は均一となり、適正な色バランスの内視鏡像が得られることになる。
【００６２】
図１７を参照すると、システムコントローラ３８で実行されるタイミングジェネレータ設定ルーチンのフローチャートが示され、この設定ルーチンの実行により、スコープ１０のタイプに応じて、タイミングジェネレータの設定が行われる。タイミングジェネレータ設定ルーチンは所定の時間間隔例えば20ms毎に実行される時間割込みルーチンとして構成され、その実行開始は画像信号処理ユニット１２の電源ＯＮ／ＯＦＦスイッチ１２ｄ（図４）のオン後とされ、この電源ＯＮ／ＯＦＦスイッチ１２ｄがオンされている限り、20ms毎にその実行が繰り返される。
【００６３】
ステップ１７０１では、スコープ１０が画像信号処理ユニット１２に接続されたか否かが判断される。画像信号処理ユニット１２に対するスコープ１０の接続の有無については、例えば、電気コネクタ１２ｅ（図２、図３）に接続検出コンタクトピンを設け、この接続検出コンタクトピンが電気ソケット１２ｂに接続されたか否かによって判別することができる。画像信号処理ユニット１２へのスコープ１０の接続が確認されないとき、ステップ１７０２に進み、そこで設定確認フラグＦが“０”とされた後、本ルーチンは一旦終了する。その後、本ルーチンは20ms経過毎に実行されるが、画像信号処理ユニット１２へのスコープ１０の接続が確認されない限り、何等の進展もない。
【００６４】
なお、設定確認フラグＦはタイミングジェネレータ４０に対する設定が完了しているか否かを指示するフラグであり、電源ＯＮ／ＯＦＦスイッチ１２ｄのオン直後の初期状態では、Ｆ＝０とされる。
【００６５】
ステップ１７０１で画像信号処理ユニット１２へのスコープ１０の接続が確認されると、ステップ１７０３に進み、そこでフラグＦが“０”であるか否かが判断される。現段階では、Ｆ＝０であるので、ステップ１７０４に進み、そこでＥＥＰＲＯＭ４１からタイプ情報が取り込まれる。次いで、ステップ１７０５に進み、そこで画像信号処理ユニット１２に接続されたスコープ１０がＡタイプのものであるか或いはＢタイプのものであるかが判断される。勿論、そのような判断はＥＥＰＲＯＭ４１から取り込まれたタイプ情報に基づいて行われる。
【００６６】
ステップ１７０５でもしスコープ１０がＡタイプのものであることが確認されると、ステップ１７０６に進み、タイミングジェネレータ４０がＡタイプのスコープ１０に従って設定される。即ち、タイミングジェネレータ１０の設定については、撮像センサ１４に対する露光及びそこからの画素信号の読出し等が図１１のタイミングチャートに従って行われるように行われる。次いで、ステップ１７０７に進み、そこで設定確認フラグＦは“０”から“１”に書き換えられ、これによりタイミングジェネレータ４０の設定が完了したことが指示される。その後、20ms経過毎に本ルーチンは実行されるが、画像信号処理ユニット１２からスコープ１０が取り外されない限り、ステップ１７０１及び１６０３から成るルーチンだけが繰り返され、タイミングジェネレータ４０のＡタイプに従う設定は維持される。
【００６７】
一方、ステップ１７０５でもしスコープ１０がＢタイプのものであることが確認されると、ステップ１７０８に進み、タイミングジェネレータ４０がＢタイプのスコープ１０に従って設定される。即ち、タイミングジェネレータ１０の設定については、撮像センサ１４に対する露光及びそこからの画素信号の読出し等が図１６のタイミングチャートに従って行われるように行われる。次いで、ステップ１７０７に進み、そこで設定確認フラグＦは“０”から“１”に書き換えられ、これによりタイミングジェネレータ４０の設定が完了したことが指示される。その後、20ms経過毎に本ルーチンは実行されるが、画像信号処理ユニット１２からスコープ１０が取り外されない限り、ステップ１７０１及び１７０３から成るルーチンだけが繰り返され、タイミングジェネレータ４０のＢタイプに従う設定は維持される。
【００６８】
なお、スコープ１０が画像信号処理ユニット１２から取り外されると、ステップ１７０１からステップ１７０２に進み、そこで設定確認フラグＦは“０”とされ、スコープ１０が再び画像信号処理ユニット１２に接続されると、そのスコープ１０のタイプに応じてタイミングジェネレータ４０が再設定される。
【００６９】
図１８ないし図２０を参照すると、ＬＥＤアレイ光源３２の各色の27個の発光ダイオードとＬＥＤドライバ３４との別の回路構成例が示され、この回路構成例では、各色の27個の発光ダイオードが７つの群に振り分けられる。詳述すると、第１及び第２の赤色発光ダイオード群のそれぞれには、６個の赤色発光ダイオード（Ｒ１、Ｒ２）が振り分けられ、第３、第４、第５及び第６の赤色発光ダイオード群のそれぞれには、順次赤色発光ダイオードの個数が１つずつ減少するように、５個の赤色発光ダイオード（Ｒ３）、４個の赤色発光ダイオード（Ｒ４）、３個の赤色発光ダイオード（Ｒ５）、２個の赤色発光ダイオード（Ｒ２）及び１個の赤色発光ダイオード（Ｒ７）が振り分けられる（図１８）。また、第１及び第２の緑色発光ダイオード群のそれぞれには、６個の緑色発光ダイオード（Ｇ１、Ｇ２）が振り分けられ、第３、第４、第５及び第６の緑色発光ダイオード群のそれぞれには、順次緑色発光ダイオードの個数が１つずつ減少するように、５個の緑色発光ダイオード（Ｇ３）、４個の緑色発光ダイオード（Ｇ４）、３個の緑色発光ダイオード（Ｇ５）、２個の緑色発光ダイオード（Ｇ２）及び１個の緑色発光ダイオード（Ｇ７）が振り分けられる（図１９）。同様に、第１及び第２の青色発光ダイオード群のそれぞれには、６個の青色発光ダイオード（Ｂ１、Ｂ２）が振り分けられ、第３、第４、第５及び第６の青色発光ダイオード群のそれぞれには、順次青色発光ダイオードの個数が１つずつ減少するように、５個の青色発光ダイオード（Ｂ３）、４個の青色発光ダイオード（Ｂ４）、３個の青色発光ダイオード（Ｂ５）、２個の青色発光ダイオード（Ｂ２）及び１個の青色発光ダイオード（Ｂ７）が振り分けられる（図２０）。
【００７０】
一方、ＬＥＤドライバ３４には電源回路（図示されない）が設けられ、この電源回路により、各色の発光ダイオード接続列のアノード側に電源電圧Ｖccが印加される。また、ＬＥＤドライバ３４には21個のトランジスタＲＴr1、ＲＴr2、ＲＴr3、ＲＴr4、ＲＴr5、ＲＴr6、ＲＴr7、ＧＴr1、ＧＴr2、ＧＴr3、ＧＴr4、ＧＴr5、ＧＴr6、ＧＴr7、ＢＴr1、ＢＴr2、ＢＴr3、ＢＴr4、ＢＴr5、ＢＴr6及びＢＴr7が設けられ、これらトランジスタのコレクタはそれぞれ各色の該当発光ダイオード接続列のカソード側に接続され、またそれらのエミッタのそれぞれは抵抗ＲＲ1、ＲＲ2、ＲＲ3、ＲＲ4、ＲＲ5、ＲＲ6、ＲＲ7、ＧＲ1、ＧＲ2、ＧＲ3、ＧＲ4、ＧＲ5、ＧＲ6、ＧＲ7、ＢＲ1、ＢＲ2、ＢＲ3、ＢＲ4、ＢＲ5、ＢＲ6及びＢＲ7介して接地される。
【００７１】
図１８ないし図２０から明らかなように、各トランジスタ（ＲＴr1、ＲＴr2、ＲＴr3、ＲＴr4、ＲＴr5、ＲＴr6、ＲＴr7、ＧＴr1、ＧＴr2、ＧＴr3、ＧＴr4、ＧＴr5、ＧＴr6、ＧＴr7、ＢＴr1、ＢＴr2、ＢＴr3、ＢＴr4、ＢＴr5、ＢＴr6、ＢＴr7）のベースはタイミングジェネレータ４０に接続され、タイミングジェネレータ４０からは所定の周波数の制御クロックパルスが必要に応じて該トランジスタのベースに選択的に印加される。勿論、各トランジスタのベースに制御クロックパルスが印加されると、その該当発光ダイオード接続列に含まれる発光ダイオードが通電させられて発光させられ、このとき発光ダイオードの発光時間は制御クロックパルスのパルス幅に応じた時間となり、またその発光強度は制御クロックパルスの電圧レベルと各トランジスタのエミッタ抵抗値に応じたものとなる。
【００７２】
図１８ないし図２０に示すような回路構成例によれば、ＬＥＤアレイ光源３２に含まれる各色の発光ダイオードの発光個数を一個単位で制御することが可能である。例えば、赤色発光ダイオードを10個発光させる場合には、第１の赤色発光ダイオード群（Ｒ１）と第４の赤色発光ダイオード群（Ｒ４）とに含まれる10個の発光ダイオードを発光させればよく、また赤色発光ダイオードを11個発光させる場合には、第１の赤色発光ダイオード群（Ｒ１）と第３の赤色発光ダイオード群（Ｒ５）とに含まれる11個の発光ダイオードを発光させればよい。要するに、各色の発光ダイオードの27個のうちの任意の個数を発光させることが可能であり、これにより撮像センサ１４の分光感度特性の偏り（図８、図１４）を一層緻密に相殺すことができる。
【００７３】
また、図１８ないし図２０に示すような回路構成例については、同じタイプのスコープ１０の撮像センサ１４毎の分光感度特性の所謂バラツキを相殺することにも応用することができる。例えば、Ａタイプのスコープ１０に用いられる個々の撮像センサ１４が同一の製造条件で製造されたとしても、個々の撮像センサ１４毎に分光感度特性のバラツキが見られ、このような同タイプの撮像センサ１４の分光感度特性毎にバラツキについても、ＬＥＤアレイ光源３２に含まれる各色の発光ダイオードの発光個数を一個単位で制御することにより相殺することが可能である。
【００７４】
図１８ないし図２０に示すような回路構成例を採用する場合には、各スコープ１０のＥＥＰＲＯＭ４１には該スコープ１０がＡタイプであるかＢタイプであるかを示すタイプ情報データだけでなく、21個のトランジスタＲＴr1、ＲＴr2、ＲＴr3、ＲＴr4、ＲＴr5、ＲＴr6、ＲＴr7、ＧＴr1、ＧＴr2、ＧＴr3、ＧＴr4、ＧＴr5、ＧＴr6、ＧＴr7、ＢＴr1、ＢＴr2、ＢＴr3、ＢＴr4、ＢＴr5、ＢＴr6及びＢＴr7のそれぞれに対応した21個のフラグデータＲＦＤ1、ＲＦＤ2、ＲＦＤ3、ＲＦＤ4、ＲＦＤ5、ＲＦＤ6、ＲＦＤ7、ＧＦＤ1、ＧＦＤ2、ＧＦＤ3、ＧＦＤ4、ＧＦＤ5、ＧＦＤ6、ＧＦＤ7、ＢＦＤ1、ＢＦＤ2、ＢＦＤ3、ＢＦＤ4、ＢＦＤ5、ＢＦＤ6及びＢＦＤ7も格納され、これらフラグデータには“１”あるいは“０”の値が与えられる。スコープ１０が画像信号処理ユニット１２に接続されたとき、21個のフラグデータがＥＰＲＯＭ４１から取り込まれ、値“１”が与えられたフラグデータに対応するトランジスタに対してタイプ情報に応じた制御クロックパルスがタイミングジェネレータ４０によって印加されることになる。
【００７５】
例えば、上述したようにＡタイプのスコープ１０を使用して9個の赤色発光ダイオード、18個の緑色発光ダイオード及び27個の青色発光ダイオードを発光させる場合には、トランジスタＲＴr1及びＲＴr5に対応するフラグデータＲＦＤ1及びＲＦＤ5に値“１”が与えられ、トランジスタＧＴr1、ＧＴr2、ＧＴr3及びＧＴr7に対応するフラグデータＧＦＤ1、ＧＦＤ2、ＧＦＤ3及びＧＦＤ7に値“１”が与えられ、トランジスタＢＴr1、ＢＴr2、ＢＴr3、ＢＴr4、ＢＴr5、ＢＴr6及びＢＴr7に対応するフラグデータＢＦＤ1、ＢＦＤ2、ＢＦＤ3、ＢＦＤ4、ＢＦＤ5、ＢＦＤ6及びＢＦＤ7に値“１”が与えられる。即ち、トランジスタＲＴr1及びＲＴr5に対応するフラグデータＲＦＤ1及びＲＦＤ5に値“１”を与えることにより、第１及び第５の緑色発光ダイオード群（Ｒ１、Ｒ５）に含まれる９個の赤色発光ダイオードが発光させられ、トランジスタＧＴr1、ＧＴr2、ＧＴr3及びＧＴr7に対応するフラグデータＧＦＤ1、ＧＦＤ2、ＧＦＤ3及びＧＦＤ7に値“１”を与えることにより、第１、第２、第３及び第７の緑色発光ダイオード群（Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ７）に含まれる18個の緑色発光ダイオードが発光させられ、トランジスタＢＴr1、ＢＴr2、ＢＴr3、ＢＴr4、ＢＴr5、ＢＴr6及びＢＴr7に対応するフラグデータＢＦＤ1、ＢＦＤ2、ＢＦＤ3、ＢＦＤ4、ＢＦＤ5、ＢＦＤ6及びＢＦＤ7に値“１”を与えることにより、第１ないし第７の青色発光ダイオード群（Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４、Ｇ５、Ｇ６、Ｇ７）に含まれる27個の青色発光ダイオードが発光させられる。この場合には、赤色発光、緑色発光及び青色発光は図１１のタイミングチャートに示されるように１フレーム期間毎に周期的に順次行われる。
【００７６】
また、例えば、上述したようにＢタイプのスコープ１０を使用して18個の赤色発光ダイオード、18個の緑色発光ダイオード及び27個の青色発光ダイオードを発光させる場合には、トランジスタＲＴr1、ＲＴr2、ＲＴr3及びＲＴr7に対応するフラグデータＲＦＤ1、ＲＦＤ2、ＲＦＤ3及びＲＦＤ7に値“１”が与えられ、、トランジスタＧＴr1、ＧＴr2、ＧＴr3及びＧＴr7に対応するフラグデータＧＦＤ1、ＧＦＤ2、ＧＦＤ3及びＧＦＤ7に値“１”が与えられ、トランジスタＢＴr1、ＢＴr2、ＢＴr3、ＢＴr4、ＢＴr5、ＢＴr6及びＢＴr7に対応するフラグデータＢＦＤ1、ＢＦＤ2、ＢＦＤ3、ＢＦＤ4、ＢＦＤ5、ＢＦＤ6及びＢＦＤ7に値“１”が与えられる。即ち、トランジスタＲＴr1、ＲＴr2、ＲＴr3及びＲＴr7に対応するフラグデータＲＦＤ1、ＲＦＤ2、ＲＦＤ3及びＲＦＤ7に値“１”を与えることにより、第１、第２、第３及び第７の赤色発光ダイオード群（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ７）に含まれる18個の赤色発光ダイオードが発光させられ、トランジスタＧＴr1、ＧＴr2、ＧＴr3及びＧＴr7に対応するフラグデータＧＦＤ1、ＧＦＤ2、ＧＦＤ3及びＧＦＤ7に値“１”を与えることにより、第１、第２、第３及び第７の緑色発光ダイオード群（Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ７）に含まれる18個の緑色発光ダイオードが発光させられ、トランジスタＢＴr1、ＢＴr2、ＢＴr3、ＢＴr4、ＢＴr5、ＢＴr6及びＢＴr7に対応するフラグデータＢＦＤ1、ＢＦＤ2、ＢＦＤ3、ＢＦＤ4、ＢＦＤ5、ＢＦＤ6及びＢＦＤ7に値“１”を与えることにより、第１ないし第７の青色発光ダイオード群（Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４、Ｇ５、Ｇ６、Ｇ７）に含まれる27個の青色発光ダイオードが発光させられる。勿論、この場合には、赤色発光、緑色発光及び青色発光は図１６のタイミングチャートに示されるように１フィールド期間毎に周期的に同時に行われる。
【００７７】
勿論、図１８ないし図２０に示すような回路構成例においては、各色の発光ダイオードを発光させるべき個数は１個単位で制御できるので、同タイプ（ＡまたはＢ）のスコープの分光感度特性のバラツキについても相殺することが可能である。なお、図１８ないし図２０に示すような回路構成例を採用する場合には、三原色の各色の発光ダイオードについてはＬＥＤアレイ光源３２の発光面においてランダムに配置されることが好ましい。
【００７８】
上述の実施形態においては、撮像センサ１４から画素信号を読み出すためのＣＣＤドライバ２６は画像信号処理ユニット１２側に設けられているが、ＣＣＤドライバ２６を個々のスコープ１０側に設けるようにしてもよい。
【００７９】
また、上述の実施形態では、三原色の発光ダイオードの個数については全体で27個とされているが、必要に応じて、その総数を更に増大して十分な照明光量を得るようにしてもよい
【００８０】
更に、上述した実施形態においては、ＬＥＤアレイ光源には赤色発光ダイオード、緑色発光ダイオード及び青色発光ダイオードの三原色の発光ダイオードが用いられているが、三原色光のうちの2色に対してほぼ同一の分光感度特性を持つような撮像センサを備えたスコープにおいては、二色の発光ダイオードを用いて三原色光を得るようにしてもよい。例えば、赤色光及び緑色光に対してほぼ同一の分光感度特性を持つ撮像センサを備えたタイプＢのスコープについては、ＬＥＤアレイ光源にイエロー発光ダイオードと青色発光ダイオードとの二色の発光ダイオードだけを用いることが可能である。周知のように、イエロー光は赤色光及び緑色光から成るものであるから、イエロー発光ダイオードと青色発光ダイオードの発光個数を適宜変えることにより、タイプＢのスコープの撮像センサの分光特性の偏りを相違を相殺することができる。
【００８１】
更にまた、本発明は補色（４色）方式のカラーフィルタを持つ撮像センサにも適用可能であり、この場合の分光感度特性の偏りについても三原色発光ダイオードのそれぞれの色の発光ダイオードの発光個数を適宜調節することにより相殺することができる。
【００８２】
【発明の効果】
以上の記載から明らかなように、本発明による電子内視鏡装置にあっては、先に述べた特開昭63-260526号公報のようにスコープの遠位端に発光ダイオードを設けるのではなく、複数の発光ダイオードをＬＥＤアレイ光源として画像信号処理ユニット側に設けるので、その総数については実質的に制限されることはなく、このため発光ダイオードによる十分な照明光量を確保することが可能である。また、本発明によれば、三原色のそれぞれの色の発光ダイオードの発光個数を適宜調節することにより、撮像センサの分光感度特性の偏りを相殺することができるので、適正な色バランスの内視鏡像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による電子内視鏡装置の一実施形態の概略ブロック図である。
【図２】本発明による電子内視鏡装置のＡタイプのスコープの概略図である。
【図３】本発明による電子内視鏡装置のＢタイプのスコープの概略図である。
【図４】本発明による電子内視鏡装置の画像信号処理ユニットの外観を示す概略斜視図である。
【図５】ＬＥＤアレイ光源の三原色の発光ダイオードの配列例を模式的に示す模式図である。
【図６】ＬＥＤアレイ光源の三原色の発光ダイオードの別の配列例を模式的に示す模式図である。
【図７】ＬＥＤアレイ光源とＬＥＤドライバとの回路構成例を示す配線図である。
【図８】Ａタイプのスコープの撮像センサの分光感度特性の偏りを示すグラフである。
【図９】ＬＥＤアレイ光源を白色光源とする際の三原色のそれぞれの色の発光ダイオードの発光強度分布を示すグラフである。
【図１０】図９に示す三原色の発光ダイオードの発光強度分布が図８に示す分光感度特性の偏りのために変化を受けた際の三原色のそれぞれの色見掛け上の発光強度分布を示すグラフである。
【図１１】Ａタイプのスコープを用いた際の電子内視鏡の作動を説明するためのタイミングチャートである。
【図１２】Ａタイプのスコープを用い、しかもＬＥＤアレイ光源の三原色のそれぞれの色の発光ダイオードの発光強度が等しいと仮定した際に得られるべきアナログ・コンポーネント・ビデオ信号の赤色信号成分、緑色信号成分及び青色信号成分のレベルを模式的に示す説明図である。
【図１３】図１１のタイミングチャートに従って電子内視鏡を作動させた際に得られるべきアナログ・コンポーネント・ビデオ信号の赤色信号成分、緑色信号成分及び青色信号成分のそれぞれのレベルを模式的に示す説明図である。
【図１４】Ｂタイプのスコープの撮像センサの分光感度特性の偏りを示すグラフである。
【図１５】図８に示す三原色の発光ダイオードの発光強度分布が図１４に示す分光感度特性の偏りのために変化を受けた際の三原色のそれぞれの色の見掛け上の発光強度分布を示すグラフである。
【図１６】Ｂタイプのスコープを用いた際の電子内視鏡装置の作動を説明するためのタイミングチャートである。
【図１７】図１に示すシステムコントローラで時間割込みルーチンとして実行されるタイミングジェネレータ設定ルーチンのフローチャートである。
【図１８】ＬＥＤアレイ光源とＬＥＤドライバとの別の回路構成例の一部分を示す配線図である。
【図１９】図１８に示す回路構成例の他の部分を示す配線図である。
【図２０】図１８に示す回路構成例の残りの部分を示す配線図である。
【符号の説明】
１０ スコープ
１２ 画像信号処理ユニット
１４ 撮像センサ
３０ 光源ユニット
３２ ＬＥＤアレイ光源
３４ ＬＥＤドライバ
３８ システムコントローラ
４０ タイミングジェネレータ
４１ ＥＥＰＲＯＭ
４２ Ａ／Ｄ変換器
【発明の属する技術分野】
本発明はスコープ（内視鏡）と、このスコープの遠位端に設けられた撮像センサと、該スコープの近位端に接続させられた画像信号処理ユニットとから成り、撮像センサで得られた画素信号を画像信号処理ユニットで適宜処理した後にビデオ信号として出力する電子内視鏡装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように、電子内視鏡装置は臓器の内部例えば代表的には胃の内部を観察するために用いられる。従って、電子内視鏡装置のスコープの撮像センサで臓器の内部映像（所謂、内視鏡像）を得るためには該スコープの遠位端の先方即ち撮像センサの前方を照明することが必要となる。そこで、電子内視鏡装置のスコープには光ガイドケーブルが挿通させられ、その遠位端は該スコープの遠位端面に設けられた照明用レンズに光学的に接続される。一方、電子内視鏡装置の画像信号処理ユニット内には光源ユニットが設けられ、画像信号処理ユニットへのスコープの接続時に該光ガイドケーブルの近位端が光源ユニットに光学的に接続される。かくして、電子内視鏡装置のスコープが臓器内に挿入されたとき、該スコープの遠位端の前方側が照明され、これにより撮像センサによる臓器内部の観察が可能となる。
【０００３】
従来、画像信号処理ユニット内の光源ユニットには白色ランプとして例えばハロゲンランプやキセンノンランプ等が使用されるが、このようなランプの寿命は短く、例えばハロゲンランプの場合にはその寿命は80ないし120時間程度である。従って、従来の電子内視鏡装置では、煩わしいランプの交換を頻繁に行わなければならないという問題があった。また、別の問題として、かかる白色ランプの色温度分布がその寿命中に経時的に変化するので、適正な色バランスの内視鏡を得るためには電子内視鏡の使用の度毎に煩わしいホワイトバランス補正を行わなければならないという点も挙げられる。
【０００４】
そこで、電子内視鏡装置の照明用光源として、上述したような白色ランプの代わりに、発光素子例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）を利用することが提案されている。例えば、特開昭63-260526号公報には、電子内視鏡のスコープの遠位端に例えば赤色、緑色及び青色の三原色のＬＥＤを設けて白色光源として用いることが開示されている。詳述すると、一般的に、同じ作動電流の下では、赤色ＬＥＤの発光量は最も大きく、青色ＬＥＤの発光量は最も小さく、緑色ＬＥＤの発光量はその中間となる。そこで、電子内視鏡装置のスコープの遠位端に設けるべき赤色ＬＥＤの数を最も小さくし、緑色ＬＥＤの数を中間とし、青色ＬＥＤの数を最も大きくすることにより、三原色のＬＥＤによる白色光源が得られることになる。
【０００５】
勿論、各色のＬＥＤの寿命は上述したハロゲンランプやキセノンランプ等に比べると遥かに長く、電子内視鏡装置の操作者や管理者は上述したような煩わしいランプ交換作業から解放され得る。しかしながら、電子内視鏡装置のスコープの遠位端には撮像センサの他に鉗子チャンネルの開口部、送水口、送気口等が設けられるので、該スコープの遠位端に三原色のＬＥＤを設けて白色光源とする態様では、そこに設けられるべきＬＥＤの全体的な数量には制限があり、十分な照明光量が得られないという点が問題となる。
【０００６】
詳述すると、撮像センサには焦点深度の深い対物レンズが組み合わされ、このため撮像センサではそこから比較的遠方の被写体まで焦点の合った像が得られることになるが、その比較的遠方の被写体までは十分な照明光が届かず、このため比較的遠方の被写体については鮮明な再現画像が得られないということになる。要するに、上述の特許公開公報に開示されたＬＥＤによる光源ユニットでは、撮像センサの近くの被写体を鮮明に観察することはできたとしても、遠方の被写体については鮮明に観察し得ないという点が問題となる。
【０００７】
また、上述の特許公開公報では、三原色のＬＥＤのそれぞの設置数については白色光源が得られるように調節されているが、しかしたとえ白色光源が得られたとしても、スコープの撮像センサ自体はそれぞれ特有の分光感度特性を示すことになるので、色むらのない内視鏡像を得るためには、従来の場合と同様に、ホワイトバランス補正は不可欠な処理となる。要するに、三原色のＬＥＤのそれぞれの設置数を調節して白色光源とすることは色むらのない内視鏡像を得るために好ましいことと言えるが、しかし撮像センサ自体の特有の分光感度特性を勘案したとき、三原色のＬＥＤのそれぞれの設置数を調節して白色光源とすることが色むらのない内視鏡像を得るということに直ちに結び付く訳でない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的は、上述したようなタイプの電子内視鏡装置であって、その画像信号処理ユニット内の光源ユニットに少なくとも二色の発光ダイオードを用いて十分な照明光量を得られるように構成すると共にそのスコープの撮像センサの分光感度特性の偏りに拘わらずに色むらのない内視鏡像を得られるように構成した電子内視鏡装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明による電子内視鏡装置は、スコープと、このスコープの遠位端に設けられた撮像センサと、該スコープの近位端に着脱自在に接続させられる画像信号処理ユニットとを具備し、該撮像センサで順次得られる１フレーム分の画素信号を画像信号処理ユニットで適宜処理してビデオ信号として出力するように構成される。電子内視鏡は、更に、スコープの遠位端の前方を照明するための照明光を導くべく該スコープに挿通させられた光ガイドケーブルと、画像信号処理ユニット内に設けられた光源ユニットとを具備し、該画像信号処理ユニットへのスコープの接続時に該光ガイドケーブルの近位端が該光源ユニットに光学的に接続されるようになっている。本発明によれば、このような電子内視鏡装置において、光源ユニットが十分な照明光量を得るための少なくとも二色の複数の発光ダイオードから成り、各色の複数の発光ダイオードが少なくとも２つの発光ダイオード群に分けられ、各色の発光ダイオードの発光が撮像センサのそれぞれの色の分光感度特性の偏りを相殺するようにその発光ダイオード群毎に制御されることが特徴とされる。
【００１０】
好ましくは、光源ユニットは少なくとも２色の複数の発光ダイオードを配列させたＬＥＤアレイ光源と、このＬＥＤアレイ光源の各色の複数の発光ダイオードをその発光ダイオード群毎に点灯または消灯するように駆動させるＬＥＤドライバとを含み、このＬＥＤドライバの動作がタイミングジェネレータによって制御される。
【００１１】
本発明によれば、スコープとして、少なくとも２つのタイプのものが用意され、各スコープにはそのタイプを表すタイプ情報を格納するメモリ手段が設けられる。画像信号処理ユニットにはそこにスコープが接続された際に該メモリ手段からタイプ情報を読み出す読出し手段と、その読出しタイプ情報に従って前記タイミングジェネレータを設定する設定手段とが設けられ、これによりタイミングジェネレータによるＬＥＤドライバの制御態様がスコープのタイプ毎に変更される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に、本発明による電子内視鏡装置の実施形態について添付図面を参照して説明する。
【００１３】
図１を参照すると、本発明による電子内視鏡装置の第1の実施形態がブロック図として概略的に示される。電子内視鏡装置はスコープ１０と、このスコープ１０を着脱自在に接続するようになった画像信号処理ユニット（所謂、プロセッサ）１２とを具備する。本実施形態では、後述するように、スコープ１０として２つのタイプのものが用意され、これら２つのタイプのスコープ１０によって画像信号処理ユニット１２は共用される。
【００１４】
スコープ１０には固体撮像素子例えばＣＣＤ(charge-coupled device) 撮像素子から成る撮像センサ１４が設けられ、この撮像センサ１４はそのＣＣＤ撮像素子と組み合わされた対物レンズ１６を備える。また、スコープ１０内には光ファイバー束から成る照明用光ガイドケーブル１８が挿通させられ、この光ガイドケーブル１８の遠位端は照明用配光レンズ２０と組み合わされる。なお、図１では、体内の組織の一部が参照符号Ｔでもって模式的に図示されている。
【００１５】
図２及び図３を参照すると、２つのタイプのスコープ１０がそれぞれ概略的に示され、これらスコープ１０の外観は実質的に同じであるが、しかし一方のタイプのスコープ１０で使用される撮像センサ１４は他方のタイプのスコープ１０で使用される撮像センサ１４とは異なったものとなっている。なお、ここでは、図２及び図３の示すスコープ１０についてはそれぞれＡタイプ及びＢタイプととして言及することにする。図２に示すＡタイプのスコープ１０では、撮像センサ１４は所謂モノクロ（単色）ＣＣＤから構成されるものであり、図３に示すＢタイプのスコープ１０は所謂オン・チップ・カラー・フィルタを持つＣＣＤから構成されるものである。
【００１６】
いずれのタイプにしても、スコープ１０は剛性構造となった操作部１０ａと、この操作部１０ａから延在した可撓性導管即ち挿入部１０ｂとから成る。操作部１０ａには挿入部１０ｂの先端部の向きを操作するための操作稈や種々のスイッチ類等が設けられるが、図２及び図３では、それら操作稈やスイッチ類は省かれている。挿入部１０ｂの先端面即ち遠位端面には上述した対物レンズ１６及び照明用配光レンズ２０が配設される。
【００１７】
図２及び図３から明らかなように、スコープ１０は更に操作部１０ｂから延びる可撓性の接続ケーブル１０ｃを具備し、その近位端側には接続部１０ｄが設けられる。接続部１０ｄは電気コネクタ１０ｅ及び光コネクタ１０ｆを備え、電気コネクタ１０ｅの内部には所定の数のコンタクトピンが設けられ、光コネクタ１０ｆは光ガイドロッドとして構成され、その内端には光ガイドケーブル１８の近位端が光学的に接続される。
【００１８】
図４を参照すると、画像信号処理ユニット１２の外観が概略的に示され、この画像信号処理ユニット１４は方形のハウジング１２ａから成り、その一方の壁面には、電気コネクタ１０ｅと接続されるようになった電気ソケット１２ｂと、光コネクタ即ち光ガイドロッド１０ｆを受け入れるようになった光ソケット１２ｃとが設けられる。スコープ１０の接続部１０ｄを手動操作することにより電気コネクタ１０ｅ及び光ガイドロッド１０ｆは画像信号処理ユニット１２の電気ソケット１２ｂ及び光ソケット１２ｃにそれぞれ接続される。なお、図４において、参照符号１２ｄは画像信号処理ユニット１２の主電源ＯＮ／ＯＦＦスイッチを示す。
【００１９】
図１に示すように、撮像センサ１４からは入力ライン２２と出力ライン２４とが延び、これら入力ライン２２及び出力ライン２４は電気コネクタ１０ｅと電気ソケット１２ｂとの接続時に画像信号処理ユニット１２内のＣＣＤドライバ２６及びＣＣＤプロセス回路２８にそれぞれ接続される。ＣＣＤドライバ２６は撮像センサ１４から１フレーム分の画素信号を読み出すための読出しクロックパルスを出力し、この読出しクロックパルスは入力ライン２２を通して撮像センサ１４に入力される。撮像センサ１４から読み出された画素信号は出力ライン２４を通してＣＣＤプロセス回路２８に対して出力され、ＣＣＤプロセス回路２８では読出し画素信号に対して種々の画像処理が行われる。例えば、読出し画素信号はＣＣＤプロセス回路２８で一旦増幅された後にサンプリングされ、次いでガンマ補正等の適当な画像処理を受ける。
【００２０】
光ガイドケーブル１８の近位端側の部分も接続ケーブル１０ｃ内に挿通させられ、光ガイドロッド１０ｆと光ソケット１２ｃとの接続時に該光ガイドロッド１０ｆの先端面が画像信号処理ユニット１２内の光源ユニット３０に光学的に接続される。光源ユニット３０は光源として多数の発光ダイオード（ＬＥＤ）から成るＬＥＤアレイ光源３２と、このＬＥＤアレイ光源３２を動作させて発光させるＬＥＤドライバ３４と、ＬＥＤアレイ光源３２からの発光を光ガイドロッド１０ｆの先端面に集光させるための集光レンズ３６とを包含する。かくして、ＬＥＤアレイ光源３２からの発光は照明光として光ガイドケーブル１８及び照明用配光レンズ２０を介しスコープ１０の遠位端から射出させられ、その射出光により被写体Ｔは照明される。
【００２１】
図５に模式的に示すように、ＬＥＤアレイ光源３２は三原色の多数の発光ダイオード、即ち、参照符号Ｒ１、Ｒ２及びＲ３で示された赤色発光ダイオードと、参照符号Ｇ１、Ｇ２及びＧ３で示された緑色発光ダイオードと、参照符号Ｂ１、Ｂ２及びＢ３青色発光ダイオードとから成る。図５に示す例示するように、三原色の発光ダイオードは縦方向及び横方向に沿って互いに整列させられると共に各色の発光ダイオードは好ましくは規則的に配置され、これにより三原色光の発光面が形成される。ＬＥＤアレイ光源３２はその発光面の中心が光ソケット１２ｃの中心とほぼ整合するように配置され、このため該光ソケット１２ｅに光ガイドロッド１０ｆが接続されたとき、発光面からの射出光は集光レンズ３６（図１）によって光ガイドロッド１０ｆ（図２及び図３）の端面に効率的に集光させられる。
【００２２】
本実施形態では、参照符号Ｒ１、Ｒ２及びＲ３で示される赤色発光ダイオードの個数はそれぞれ9個であり、その総個数は27個となる。参照符号Ｒ１で示される９個の赤色発光ダイオードは第１の赤色発光ダイオード群を形成し、参照符号Ｒ２で示される９個の赤色発光ダイオードは第２の赤色発光ダイオード群を形成し、参照符号Ｒ３で示される９個の赤色発光ダイオードは第３の赤色発光ダイオード群を形成する。後述するように、赤色発光ダイオードの点灯及び消灯の制御については各群毎に独立して行われる。
【００２３】
同様に、参照符号Ｇ１、Ｇ２及びＧ３で示される緑色発光ダイオードの個数もそれぞれ9個とされ、その総個数は27個となる。参照符号Ｇ１で示される９個の緑色発光ダイオードは第１の緑色発光ダイオード群を形成し、参照符号Ｇ２で示される９個の緑色発光ダイオードは第２の緑色発光ダイオード群を形成し、参照符号Ｇ３で示される９個の緑色発光ダイオードは第３の緑色発光ダイオード群を形成する。後述するように、緑色発光ダイオードの点灯及び消灯の制御については各群毎に独立して行われる。
【００２４】
更に、参照符号Ｂ１、Ｂ２及びＢ３で示される青色発光ダイオードの個数もそれぞれ9個とされ、その総個数は27個となる。参照符号Ｂ１で示される９個の青色発光ダイオードは第１の青色発光ダイオード群を形成し、参照符号Ｂ２で示される９個の青色発光ダイオードは第２の青色発光ダイオード群を形成し、参照符号Ｇ３で示される９個の青色発光ダイオードは第３の青色発光ダイオード群を形成する。後述するように、青色発光ダイオードの点灯及び消灯の制御については各群毎に独立して行われる。
【００２５】
図６を参照すると、ＬＥＤアレイ光源３２の三原色発光ダイオードの別の配列例が示され、この配列例では、発光ダイオードの縦列が半ピッチずつ交互にされれ、このため図６での発光ダイオードの配列は図５に示す発光ダイオードの配列よりも一層緻密となる。また、図６に示す例では、各色の発光ダイオード群に含まれる9個の発光ダイオードが発光面全体にわたってできるだけ均等に配置されるように配慮されている。
【００２６】
図１に示すように、画像信号処理ユニット１２内にはシステコントローラ３８が設けられ、このシステムコントローラ３８は例えばマイクロコンピュータから構成される。即ち、システムコントローラ３８は中央処理ユニット（ＣＰＵ）、種々のルーチンを実行するためのプログラム、定数等を格納する読出し専用メモリ（ＲＯＭ）、データ等を一時的に格納する書込み／読出し自在なメモリ（ＲＡＭ）、入出力インターフェース（Ｉ／Ｏ）を包含し、後述するように電子内視鏡の作動全般を制御する。
【００２７】
また、画像信号処理ユニット１２内にはタイミングジェネレータ４０が設けられ、このタイミングジェネレータ４０からは種々の周波数の制御クロックパルスが出力され、これら制御クロックパルスに従って電子内視鏡の個々の動作タイミングが制御される。例えば、上述したＣＣＤドライバ２６から撮像センサ１４への読出しクロックパルスの出力タイミングやＣＣＤプロセス回路２８での読出し画素信号の処理タイミング等がタイミングジェネレータ４０からの所定の制御クロックパルスに従って制御される。また、ＬＥＤドライバ３４もタイミングジェネレータ４０から出力される制御クロックパルスに従って動作させられ、これによりＬＥＤアレイ光源３２の発光ダイオードの発光が後述するように所定の態様で制御される。
【００２８】
上述したように、Ａタイプのスコープ１０の撮像センサ１４はモノクロＣＣＤから構成され、一方Ｂタイプのスコープ１０の撮像センサ１４はオン・チップ・カラー・フィルタを持つＣＣＤから構成される。この場合、双方のタイプの撮像センサ１４で得られる１フレーム分の画素数は互いに異なり、このためＣＣＤドライバ２６からＡタイプのスコープ１０の撮像センサ１４及びＢタイプのスコープ１０の撮像センサ１４のそれぞれに出力されるべき読出しクロックパルスの周波数は互いに異なったものとなる。同様に、ＣＣＤプロセス回路２８での読出し画素信号の処理タイミングもＡタイプのスコープ１０の撮像センサ１４の場合とＢタイプのスコープ１０の撮像センサ１４の場合とでは互いに異なる。従って、Ａタイプのスコープ１０及びＢタイプのスコープ１０のいずれかが画像信号処理ユニット１２に接続されたとき、そのスコープ１０（撮像センサ１４）のタイプに応じた制御クロックパルスがシステムコントローラ３８の制御下でタイミングジェネレータ４０から出力される。
【００２９】
スコープ１０（撮像センサ１４）のタイプに応じた制御クロックパルスを出力するためには、システムコントローラ３８は画像信号処理ユニット１２に接続されたスコープ１０がＡタイプ或いはＢタイプのいずれのタイプのものであるかを知る必要がある。この目的のためにスコープ１０には不揮発性メモリとしてＥＥＰＲＯＭ(electrically erasable programmable read-only memory)４１が設けられ、Ａタイプのスコープ１０のＥＥＰＲＯＭ４１には該スコープ１０がＡタイプであることを示す情報データが格納され、またＢタイプのスコープ１０のＥＥＰＲＯＭ４１には該スコープ１０がＢタイプであることを示す情報データが格納される。図１から明らかなように、Ａタイプ及びＢタイプのいずれかのスコープ１０が画像信号処理ユニット１２に接続されると、ＥＥＰＲＯＭ４１は画像信号処理ユニット１２のシステムコントローラ３８に接続され、このとき画像信号処理ユニット１２の電源スイッチがオンされていれば、上述の情報データがＥＥＰＲＯＭ４１からシステムコントローラ３８によって取り込まれ、これにより画像信号処理ユニット１２に接続されたスコープ１０がいずれのタイプのものであるかが判別される。
【００３０】
図７を参照すると、ＬＥＤアレイ光源３２とＬＥＤドライバ３４との回路構成が示される。同図に示すように、ＬＥＤアレイ光源３２では、各色の発光ダイオード群（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３；Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３；Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３）に含まれる9個の発光ダイオードは互いに直列に接続される。一方、ＬＥＤドライバ３４には電源回路（図示されない）が設けられ、この電源回路により、各色の発光ダイオード接続列のアノード側に電源電圧ＶＣＣが印加される。また、ＬＥＤドライバ３４には9個のトランジスタＲＴr1、ＲＴr2、ＲＴr3、ＧＴr1、ＧＴr2、ＧＴr3、ＢＴr1、ＢＴr2及びＢＴr3が設けられ、これらトランジスタのコレクタのそれぞれは各色の発光ダイオード接続列のカソード側に接続され、またそれらのエミッタのそれぞれは抵抗ＲＲ1、ＲＲ2、ＲＲ3、ＧＲ1、ＧＲ2、ＧＲ3、ＢＲ1、ＢＲ2及びＢＲ3介して接地される。
【００３１】
図７から明らかなように、トランジスタＲＴr1、ＲＴr2、ＲＴr3、ＧＴr1、ＧＴr2、ＧＴr3、ＢＴr1、ＢＴr2及びＢＴr3のそれぞれのベースはタイミングジェネレータ４０に接続され、所定の周波数の制御クロックパルスがタイミングジェネレータ４０から各トランジスタ（ＲＴr1、ＲＴr2、ＲＴr3、ＧＴr1、ＧＴr2、ＧＴr3、ＢＴr1、ＢＴr2、ＢＴr3）のベースに印加される。勿論、各トランジスタのベースに制御クロックパルスが印加されると、その該当発光ダイオード接続列に含まれる発光ダイオードが通電させられて発光させられ、このとき発光ダイオードの発光時間は制御クロックパルスのパルス幅に応じた時間となり、またその発光強度は制御クロックパルスの電圧レベルと各トランジスタのエミッタ抵抗値に応じたものとなる。
【００３２】
ところで、Ａタイプのスコープ１０の撮像センサ１４は上述したようにモノクロＣＣＤから構成されるものであり、このような撮像センサ１４は例えば図８のグラフに示すように偏った分光感度特性ＡＳを示し得る。即ち、Ａタイプのスコープ１０の撮像センサ１４については、約580ないし約720nmの波長を持つ赤色光に対して最も感度が良く、次いで約480ないし約620nmの波長を持つ緑色光に対して感度が良く、約380ないし約520nmの波長を持つ青色光に対して最も感度が悪い。要するに、Ａタイプのスコープの撮像センサ１４の分光感度特性ＡＳは可視光領域の長波長側に向かって次第に高感度となるような偏りを示す。
【００３３】
従って、仮にＬＥＤアレイ光源３２が三原色のそれぞれの色の発光ダイオードが同数発光させられ、しかも個々の発光ダイオードの発光強度が同程度とされた場合、例えば第１の赤色発光ダイオード群（Ｒ１）、第１の緑色発光ダイオード群（Ｇ１）及び第１の青色発光ダイオード群（Ｂ１）が図９のグラフに示すように互いに実質的に同じ赤色発光強度分布Ｒ、青色発光強度分布Ｇ及び青色発光強度分布Ｂを示すように発光させられた場合には、撮像センサ１４の分光感度特性ＡＳ（図８）の偏りために、赤色発光強度分布Ｒ、緑色発光強度分布Ｇ及び青色発光強度分布Ｂのそれぞれは見掛け上図１０のグラフに示すようなものとなる。即ち、同グラフから明らかなように、第１の赤色発光ダイオード群（Ｒ１）の発光強度分布Ｒ（撮像センサ１４にとっての受光強度分布）は最大で、第１の緑色発光ダイオード群（Ｇ１）の発光強度分布Ｇ（撮像センサ１４にとっての受光強度分布）及び第１の青色発光ダイオード群（Ｂ１）の発光強度分布Ｂ（撮像センサ１４にとっての受光強度分布）は順次低下する。
【００３４】
しかしながら、本実施形態にあっては、Ａタイプのスコープ１０が用いられるとき、ＬＥＤアレイ光源３２の三原色のそれぞれの色の発光ダイオードを発光させる個数の比率については、約１：２：３とされ、これにより分光感度特性ＡＳの偏りが相殺されるように調節される。例えば、赤色発光については第１の赤色発光ダイオード群（Ｒ１）に含まれる9個の赤色発光ダイオードだけで行われ、緑色発光については第１及び第２の緑色発光ダイオード群（Ｇ１、Ｇ２）に含まれる18個の緑色発光ダイオードで行われ、青色発光については第１、第２及び第３の青色発光ダイオード群（Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３）に含まれる27個の青色発光ダイオードで行われ、これによりＡタイプのスコープ１０の撮像センサ１４にとっての赤色受光強度分布、緑色受光強度分布及び青色受光強度分布は均一化されることになる。
【００３５】
図１１のタイミングチャートを参照して、Ａタイプのスコープ１０が画像信号処理ユニット１２に接続されている際の画像信号処理ユニット１２の作動について説明する。
【００３６】
上述したように、Ａタイプのスコープ１０の撮像センサ１４はモノクロＣＣＤから構成され、このような撮像センサ１４でフルカラー内視鏡像を得るために面順次方式が採用され、このときＬＥＤアレイ光源３２では、第１の赤色発光ダイオード群（Ｒ１）と、第１及び第２緑色発光ダイオード群（Ｇ１、Ｇ２）と、第１、第２及び第３の青色発光ダイオード群（Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３）は所定の順序で周期的に発光させられる。
【００３７】
詳述すると、図１１のタイミングチャートに示すように、第１の赤色発光ダイオード群（Ｒ１）のトランジスタＲＴr1に対してだけ、制御クロックパルスA-CLCK-R1がタイミングジェネレータ４０から出力され、また第１及び第２の緑色発光ダイオード群（Ｇ１、Ｇ２）のトランジスタＧＴr1及びＧＴr2のそれぞれに対してだけ、制御クロックパルスA-CLCK-G1及びA-CLCK-G2がタイミングジェネレータ４０から出力され、更に第１、第２及び第３の青色発光ダイオード群（Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３）のトランジスタＢＴr1、ＢＴr2及びＢＴr3のそれぞれに対しては、制御クロックパルスA-CLCK-B1、A-CLCK-B2及びA-CLCK-B3がタイミングジェネレータ４０から出力される。これら制御クロックパルスの周波数は共に同じで、その一周期はＴＶモニタ５０で内視鏡像を再現する際の１フレーム期間に対応する。各制御クロックパルスが該当トランジスタのベースに印加されたとき、そのパルス幅に相当する時間だけその該当発光ダイオード群の含まれる９個の発光ダイオードが通電させられて発光が行われる。
【００３８】
図１１のタイミングチャートから明らかなように、制御クロックパルスA-CLCK-R1と、制御クロックパルスA-CLCK-G1及びA-CLCK-G2と、制御クロックパルスA-CLCK-B１、A-CLCK-B2及びA-CLCK-B3との位相は、１フレーム期間にわたって赤色発光（Ｒ発光）、緑色発光（Ｇ発光）及び青色発光（Ｂ発光）が順次行われるようにずらされる。即ち、制御クロックパルスA-CLCK-R1の位相に対して、制御クロックパルスA-CLCK-G1及びA-CLCK-G2の位相は６分の２周期分だけ遅らされ、制御クロックパルスA-CLCK-G1及びA-CLCK-G2の位相に対して、制御クロックパルスA-CLCK-B1、A-CLCK-B2及びA-CLCK-B3の位相は６分の２周期分だけ遅らされる。
【００３９】
赤色発光（Ｒ発光）時、Ａタイプのスコープ１０の撮像センサ１４は赤色発光で露光され（Ｒ露光）、このとき撮像センサ１４の受光面には被写体Ｔが対物レンズ１６によって赤色光学像として結像される。赤色光学像は撮像センサ１４によって１フレーム分の赤色アナログ画素信号に光電変換される。赤色発光に対する露光が終了すると、ＣＣＤドライバ２６から一連の読出しクロックパルスが撮像センサ１４に対して出力され（Ｒ読出し）、これにより１フレーム分の赤色アナログ画素信号が撮像センサ１４から読み出されてＣＣＤプロセス回路２８に送られる。
【００４０】
１フレーム分の赤色画素信号の読出しが終了すると、緑色発光（Ｇ発光）により撮像センサ１４は露光され（Ｇ露光）、このとき撮像センサ１４の受光面には被写体Ｔが対物レンズ１６によって緑色光学像として結像される。緑色光学像は撮像センサ１４によって１フレーム分の緑色アナログ画素信号に光電変換される。緑色発光に対する露光が終了すると、ＣＣＤドライバ２６から一連の読出しクロックパルスが撮像センサ１４に対して出力され（Ｇ読出し）、これにより１フレーム分の緑色アナログ画素信号が撮像センサ１４から読み出されてＣＣＤプロセス回路２８に送られる。
【００４１】
１フレーム分の緑色画素信号の読出しが終了すると、青色発光（Ｂ発光）により撮像センサ１４は露光され（Ｂ露光）、このとき撮像センサ１４の受光面には被写体Ｔが対物レンズ１６によって青色光学像として結像される。青色光学像は撮像センサ１４によって１フレーム分の青色アナログ画素信号に光電変換される。青色発光に対する露光が終了すると、ＣＣＤドライバ２６から一連の読出しクロックパルスが撮像センサ１４に対して出力され（Ｂ読出し）、これにより１フレーム分の青色アナログ画素信号が撮像センサ１４から読み出されてＣＣＤプロセス回路２８（図１）に送られる。
【００４２】
このようにして、１フレーム期間毎に各色のアナログ画素信号が撮像センサ１４から順次読み出されてＣＣＤプロセス回路２８に送られると、そこで各色のアナログ画素信号は先にも述べたように増幅処理やガンマ補正等の画像処理を受ける。なお、ＣＣＤプロセス回路２８での種々の処理については、タイミングジェネレータ４０から出力される制御クロックパルスに従って行われる。
【００４３】
図１に示すように、ＣＣＤプロセス回路２８に続いて、アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換器４２と、フレームメモリ４４Ｒ、４４Ｇ及び４４Ｂとが順次設けられる。ＣＣＤプロセス回路２８で処理された各色のアナログ画素信号はＡ／Ｄ変換器４２によってデジタル画素信号に一旦変換させられ、次いで１フレーム分のデジタル画素信号はその色に応じて３つのフレームメモリ４４Ｒ、４４Ｇ及び４４Ｂのいずれかに書き込まれる。即ち、赤色デジタル画素信号、緑色デジタル画素信号及び青色デジタル画素信号はそれぞれフレームメモリ４４Ｒ、４４Ｇ及び４４Ｂに書き込まれる。図１１のタイミングチャートから明らかなように、１フレーム期間が終了したとき、３つのフレームメモリ４４Ｒ、４４Ｇ及び４４Ｂのそれぞれには１フレーム分の赤色デジタル画素信号、緑色画素信号及び青色画素信号の書込みが完了することになる。なお、Ａ／Ｄ変換器４２でのアナログ画素信号からデジタル画素信号への変換については、タイミングジェネレータ４０から出力される制御クロックパルス（所謂サンプリング・クロックパルス）に従って行われる。
【００４４】
フレームメモリ４４Ｒ、４４Ｇ及び４４Ｂにそれぞれの色のデジタル画素信号が順次書き込まれている間、該フレームメモリ４４Ｒ、４４Ｇ及び４４Ｂからは互いに対応関係にある三原色のデジタル画素信号が所定のタイミングで同時に読み出されてデジタル・コンポーネント・ビデオ信号として出力される。フレームメモリ４４Ｒ、４４Ｇ及び４４Ｂへのデジタル画素信号の書込み及びフレームメモリ４４Ｒ、４４Ｇ及び４４Ｂからのデジタル画素信号の読出しについては、メモリコントローラ４６から出力される書込みクロックパルス及び読出しクロックパルスに従って行われ、これら書込みクロックパルス及び読出しクロックパルスの出力タイミングはタイミングジェネレータ４０から出力される制御クロックパルスによって制御される。
【００４５】
図１に示すように、フレームメモリ４４Ｒ、４４Ｇ及び４４Ｂに続いて、デジタル／アナログ（Ｄ／Ａ）変換器４８が設けられ、フレームメモリ４４Ｒ、４４Ｇ及び４４Ｂから得られたデジタル・コンポーネント・ビデオ信号はＤ／Ａ変換器４８によってアナログ・コンポーネント・ビデオ信号に変換され、このアナログ・コンポーネント・ビデオ信号はＴＶモニタ５０に出力される。一方、アナログ・コンポーネント・ビデオ信号の複合同期信号成分はタイミングタイミングジェネレータ４０で造成されてＴＶモニタ５０に対して出力される。かくして、ＴＶモニタ５０では、被写体Ｔの光学像が内視鏡像として再現表示される。
【００４６】
なお、図１から明らかなように、画像信号処理ユニット１２にはカラーエンコーダ５２も設けられ、このカラーエンコーダ５２にもアナログ・コンポーネント・ビデオ信号（複合同期信号成分を含む）が出力され、そこでアナログ・コンポーネント・ビデオ信号はコンポジットビデオ信号或いはＳビデオ信号に変換された後に外部に出力され、これらコンポジットビデオ信号或いはＳビデオ信号は例えばビデオ・テープ・レコーダ、ビデオプリンタ等（図示されない）の周辺機器で利用される。
【００４７】
Ａタイプのスコープ１０の使用時に、仮に、例えば第１の赤色発光ダイオード群、第１の緑色発光ダイオード群及び第１の青色発光ダイオード群のそれぞれに含まれる９個の発光ダイオード（Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１）だけが発光させられるような条件下で基準白色が撮像センサ１４によって撮影された場合には、図１２に模式的に示すように、Ｄ／Ａ変換器４８から出力されるアナログ・コンポーネント・ビデオ信号の赤色信号成分（Ｒ）は最も高く、その緑色信号成分（Ｇ）は次いで高く、その青色信号成分（Ｂ）は最も低くなる。勿論、これは図８に示すような撮像センサ１４の分光感度特性ＡＳの偏りに起因するものである。このような状態で被写体Ｔが撮像センサ１４で撮影されて、その光学像がＴＶモニタ５０で内視鏡像として再現表示されたとしても、その内視鏡像の色バランスは赤色側に偏り、このため適正な色バランスの内視鏡像は当然得られない。
【００４８】
しかしながら、実際には、図８に示す分光感度特性ＡＳの偏りを相殺するために、本実施形態では、赤色発光については第１の赤色発光ダイオード群に含まれる９個の赤色発光ダイオード（Ｒ１）で行われ、緑色発光については第１及び第２の緑色発光ダイオード群に含まれる18個の緑色発光ダイオード（Ｇ１、Ｇ２）で行われ、青色発光については第１、第２及び第３の青色発光ダイオード群に含まれる27個の青色発光ダイオード（Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３）によって行われることになるので、撮像センサ１４の分光感度特性ＡＳは実質的に平坦化される。かくして、このような発光条件下で基準白色が撮像センサ１４によって撮影されたとき、図１３に模式的に示すように、Ｄ／Ａ変換器４８から出力されるアナログ・コンポーネント・ビデオ信号の赤色信号成分（Ｒ）、緑色信号成分（Ｇ）及び青色信号成分（Ｂ）は互いに実質的に均一となり、適正な色バランスの内視鏡像が得られることになる。
【００４９】
一方、Ｂタイプのスコープ１０の撮像センサ１４（図３）はオン・チップ・カラー・フィルタを持つＣＣＤから構成されるものである。なお、本実施形態では、オン・チップ・カラー・フィルタは三原色の赤色、緑色及び青色の三原色のカラーフィルタをモザイク状に配置したものとされる。このようなオン・チップ・カラー・フィルタを持つ撮像センサ１４でカラー内視鏡像を得るために所謂同時撮像方式が採用され、本実施形態では、ＬＥＤアレイ光源３２の三原色のそれぞれの色の発光ダイオードは同時にしかも周期的に発光させられる。
【００５０】
ところで、Ｂタイプのスコープ１０の撮像センサ１４は例えば図１４のグラフに示すように偏った分光感度特性ＢＳを持ち得る。即ち、Ｂタイプのスコープ１０の撮像センサ１４については、約580ないし約720nmの波長を持つ赤色光と約480ないし約620nmの波長を持つ緑色光とに対して同程度の感度を持ち、約380ないし約520nmの波長を持つ青色光に対して幾分低感度となっている。要するに、Ｂタイプのスコープの撮像センサ１４の分光感度特性ＢＳは可視光領域の中間領域で高感度となっているが、その短波長側及び長波長側で低感度となるような偏りを示す。
【００５１】
従って、Ａタイプのスコープ１０の場合と同様に、仮に第１の赤色発光ダイオード群（Ｒ１）、第１の緑色発光ダイオード群（Ｇ１）及び第１の青色発光ダイオード群（Ｂ１）が図９に示すように実質的に同じ赤色発光強度分布Ｒ、青色発光強度分布Ｇ及び青色発光強度分布Ｂを示すように発光させられても、撮像センサ１４の分光感度特性ＢＳ（図１４）の偏りために、赤色発光強度分布Ｒ、緑色発光強度分布Ｇ及び青色発光強度分布Ｂのそれぞれは見掛け上図１５のグラフに示すようなものとなる。即ち、赤色発光ダイオード（Ｒ１）及び緑色発光ダイオード（Ｇ１）の発光強度分布（撮像センサ１４にとっての受光強度分布）はほぼ等しく、青色発光ダイオード（Ｂ１）の発光強度分布（撮像センサ１４にとっての受光強度分布）は多少低めとなる。
【００５２】
しかしながら、本実施形態にあっては、Ｂタイプのスコープ１０が用いられるとき、ＬＥＤアレイ光源３２の三原色のそれぞれの色の発光ダイオードを発光させる個数の比率については、約２：２：３とされ、これにより分光感度特性ＢＳの偏りが相殺されるように調節される。例えば、赤色発光については第１及び第２の赤色発光ダイオード群（Ｒ１、Ｒ２）に含まれる18個の赤色発光ダイオードで行われ、また緑色発光についても第１及び第２の緑色発光ダイオード群（Ｇ１、Ｇ２）に含まれる18個の緑色発光ダイオードで行われるが、青色発光についてだけは第１、第２及び第３の青色発光ダイオード群（Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３）に含まれる27個のすべての青色発光ダイオードで行われ、これによりＢタイプのスコープ１０の撮像センサ１４にとっての赤色受光強度分布、緑色受光強度分布及び青色受光強度分布は均一化されることになる。
【００５３】
図１６のタイミングチャートを参照して、Ｂタイプのスコープ１０が画像信号処理ユニット１２に接続されている際の画像信号処理ユニット１２の作動について説明する。
【００５４】
上述したように、Ｂタイプのスコープ１０の撮像センサ１４はオン・チップ・カラー・フィルタ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を持つＣＣＤから構成される。このようなＣＣＤはＣＣＤ感光部及びＣＣＤ転送部から成り、また所謂電子シャッタ機能を備える。Ｂタイプのスコープ１０の撮像センサ１４でカラー内視鏡像を得るためには、既に述べたように同時撮像方式が採用され、本実施形態では、ＬＥＤアレイ光源３２の三原色のそれぞれの色の発光ダイオードは周期的に同時に発光させられる。要するに、図１６のタイミングチャートに示すように、タイミングジェネレータ４０からは、制御クロックパルスB-CLCK-R1、B-CLCK-R2、B-CLCK-G1、B-CLCK-G2、B-CLCK-B1、B-CLCK-B2及びB-CLCK-B3が垂直同期信号と同期してトランジスタＲＴr1、ＲＴr2、ＧＴr1、ＧＴr2、ＢＴr1、ＢＴr2及びＢＴr3のそれぞれのベースに対して出力され、これら制御クロックパルスに従って、第１及び第２の赤色発光ダイオード群（Ｒ１、Ｒ２）に含まれる18個の赤色発光ダイオードと、第１及び第２の緑色発光ダイオード群（Ｇ１、Ｇ２）に含まれる18個の緑色発光ダイオードと、第１、第２及び第３の青色発光ダイオード群（Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３）に含まれる27個の青色発光ダイオードとが１フィールド期間毎に同時にかつ周期的に発光される。
【００５５】
このような三原色の発光ダイオードの発光期間、即ち垂直同期信号によって規定される１フィールド期間にわたって、Ｂタイプのスコープ１０の撮像センサ１４の受光面には被写体Ｔの光学像が対物レンズ１６によって結像される。即ち、三原色の発光ダイオードの発光期間が撮像センサ１４のＣＣＤ感光部に対して露光期間となる。しかしながら、その電子シャッタ機能が動作されるまでは、蓄積電荷はＣＣＤ感光部から掃き出されて棄てられる（電荷掃出し期間）。電子シャッタ機能が動作させられると、ＣＣＤ感光部は画素信号を得るべく電荷蓄積を開始し（電荷蓄積期間）、三原色の発光ダイオードの発光期間の終了時に電荷蓄積を終了して、その蓄積電荷を画素信号としてＣＣＤ転送部に転送する。
【００５６】
図１６のタイミングチャートに示すように、撮像センサ１４のＣＣＤ感光部に対する露光が完了すると、ＣＣＤドライバ２６からは一連の読出しクロックパルスが撮像センサ１４に対して出力され、これにより撮像センサ１４のＤＤＣ転送部からは１フィールド分の三原色アナログ画素信号が順次読み出され、その読出しアナログ画素信号はＣＣＤプロセス回路２８で既に述べたような処理を順次受ける。ＣＣＤプロセス回路２８で処理されたアナログ画素信号はアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換器４２（図１）によってデジタル画素信号に一旦変換させられる。Ａ／Ｄ変換器４２でのアナログ画素信号からデジタル画素信号への変換については、タイミングジェネレータ４０から出力される制御クロックパルス（所謂サンプリング・クロックパルス）に従って行われる。勿論、タイミングジェネレータ４０から出力される制御クロックパルスはＡタイプのスコープ１０の場合とは異なった周波数を持ち、撮像センサ１４からのアナログ画素信号読出し、そのアナログ画素信号の処理やＡ／Ｄ変換器４２でのデジタル画素信号のサンプリングはＡタイプのスコープ１０の場合とは異なったタイミングで行われる。
【００５７】
次いで、１フィールド分の三原色デジタル画素信号に含まれるデジタル画素信号はその色に応じて３つのフレームメモリ４４Ｒ、４４Ｇ及び４４Ｂのいずれかに書き込まれる。即ち、１フィールド分の赤色デジタル画素信号、緑色デジタル画素信号及び青色デジタル画素信号はそれぞれフレームメモリ４４Ｒ、４４Ｇ及び４４Ｂに書き込まれる。図１６のタイミングチャートから明らかなように、１フィールド期間が終了したとき、３つのフレームメモリ４４Ｒ、４４Ｇ及び４４Ｂのそれぞれへの１フィールド分の赤色デジタル画素信号、１フィールド分の緑色画素信号及び１フィールド分の青色画素信号の書込みが完了することになる。なお、ＮＴＳＣ方式が採用されている場合には、１フィールド期間は1/60秒となる。
【００５８】
一方、フレームメモリ４４Ｒ、４４Ｇ及び４４Ｂにそれぞれの色のデジタル画素信号が順次書き込まれている間、該フレームメモリ４４Ｒ、４４Ｇ及び４４Ｂからは互いに対応関係にある三原色のデジタル画素信号が所定のタイミングで同時に読み出される。即ち、Ａタイプのスコープ１０の場合と同様に、フレームメモリ４４Ｒ、４４Ｇ及び４４Ｂからはそれぞれの色のデジタル画素信号がデジタル・コンポーネント・ビデオ信号として出力される。勿論、フレームメモリ４４Ｒ、４４Ｇ及び４４Ｂにデジタル画素信号を書き込む際の書込みクロックパルス及びフレームメモリ４４Ｒ、４４Ｇ及び４４Ｂからデジタル画素信号を読み出す際の読出しクロックパルスはＢタイプのスコープ１０の撮像センサ１４に応じたものとなっている。
【００５９】
フレームメモリ４４Ｒ、４４Ｇ及び４４Ｂから得られたデジタル・コンポーネント・ビデオ信号はデジタル／アナログ（Ｄ／Ａ）変換器４８によってアナログ・コンポーネント・ビデオ信号に変換され、その後ＴＶモニタ５０で被写体Ｔの光学像が内視鏡像として再現表示されることはＡタイプのスコープ１０の場合と同様である。また、アナログ・コンポーネント・ビデオ信号はＤ／Ａ変換器４８からカラーエンコーダ５２に出力され、そこでアナログ・コンポーネント・ビデオ信号はコンポジットビデオ信号或いはＳビデオ信号に変換された後に外部に出力されることもＡタイプのスコープ１０の場合と同様である。
【００６０】
Ａタイプのスコープ１０について説明した場合と同様に、Ｂタイプのスコープ１０の使用時に、仮に、例えば第１の赤色発光ダイオード群、第１の緑色発光ダイオード群及び第１の青色発光ダイオード群のそれぞれに含まれる９個の発光ダイオード（Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１）だけが発光させられるような条件下で基準白色が撮像センサ１４によって撮影された場合には、Ｄ／Ａ変換器４８から出力されるアナログ・コンポーネント・ビデオ信号の赤色信号成分及び緑色信号成分はほぼ同程度で、その青色信号成分だけが低めとなる。勿論、これは図１４に示すような撮像センサ１４の分光感度特性ＢＳの偏りに起因するものである。このような状態で被写体Ｔが撮像センサ１４で撮影されて、その光学像がＴＶモニタ５０で内視鏡像として再現表示されたとき、その内視鏡像の色バランスはくずれて緑色と赤色が強調され、このため適正な色バランスの内視鏡像は得られない。
【００６１】
しかしながら、実際には、図１４に示す分光感度特性ＢＳの偏りを相殺すべく、赤色発光については第１及び第２の赤色発光ダイオード群に含まれる18個の赤色発光ダイオード（Ｒ１、Ｒ２）で行われ、緑色発光については第１及び第２の緑色発光ダイオード群に含まれる18個の緑色発光ダイオード（Ｇ１、Ｇ２）で行われ、青色発光については第１、第２及び第３の青色発光ダイオード群に含まれる27個の青色発光ダイオード（Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３）によって行われることになるので、撮像センサ１４の分光感度特性ＢＳは実質的に平坦化される。かくして、基準白色が撮像センサ１４によって撮影されたとき、Ｄ／Ａ変換器４８から出力されるアナログ・コンポーネント・ビデオ信号の赤色信号成分、緑色信号成分は均一となり、適正な色バランスの内視鏡像が得られることになる。
【００６２】
図１７を参照すると、システムコントローラ３８で実行されるタイミングジェネレータ設定ルーチンのフローチャートが示され、この設定ルーチンの実行により、スコープ１０のタイプに応じて、タイミングジェネレータの設定が行われる。タイミングジェネレータ設定ルーチンは所定の時間間隔例えば20ms毎に実行される時間割込みルーチンとして構成され、その実行開始は画像信号処理ユニット１２の電源ＯＮ／ＯＦＦスイッチ１２ｄ（図４）のオン後とされ、この電源ＯＮ／ＯＦＦスイッチ１２ｄがオンされている限り、20ms毎にその実行が繰り返される。
【００６３】
ステップ１７０１では、スコープ１０が画像信号処理ユニット１２に接続されたか否かが判断される。画像信号処理ユニット１２に対するスコープ１０の接続の有無については、例えば、電気コネクタ１２ｅ（図２、図３）に接続検出コンタクトピンを設け、この接続検出コンタクトピンが電気ソケット１２ｂに接続されたか否かによって判別することができる。画像信号処理ユニット１２へのスコープ１０の接続が確認されないとき、ステップ１７０２に進み、そこで設定確認フラグＦが“０”とされた後、本ルーチンは一旦終了する。その後、本ルーチンは20ms経過毎に実行されるが、画像信号処理ユニット１２へのスコープ１０の接続が確認されない限り、何等の進展もない。
【００６４】
なお、設定確認フラグＦはタイミングジェネレータ４０に対する設定が完了しているか否かを指示するフラグであり、電源ＯＮ／ＯＦＦスイッチ１２ｄのオン直後の初期状態では、Ｆ＝０とされる。
【００６５】
ステップ１７０１で画像信号処理ユニット１２へのスコープ１０の接続が確認されると、ステップ１７０３に進み、そこでフラグＦが“０”であるか否かが判断される。現段階では、Ｆ＝０であるので、ステップ１７０４に進み、そこでＥＥＰＲＯＭ４１からタイプ情報が取り込まれる。次いで、ステップ１７０５に進み、そこで画像信号処理ユニット１２に接続されたスコープ１０がＡタイプのものであるか或いはＢタイプのものであるかが判断される。勿論、そのような判断はＥＥＰＲＯＭ４１から取り込まれたタイプ情報に基づいて行われる。
【００６６】
ステップ１７０５でもしスコープ１０がＡタイプのものであることが確認されると、ステップ１７０６に進み、タイミングジェネレータ４０がＡタイプのスコープ１０に従って設定される。即ち、タイミングジェネレータ１０の設定については、撮像センサ１４に対する露光及びそこからの画素信号の読出し等が図１１のタイミングチャートに従って行われるように行われる。次いで、ステップ１７０７に進み、そこで設定確認フラグＦは“０”から“１”に書き換えられ、これによりタイミングジェネレータ４０の設定が完了したことが指示される。その後、20ms経過毎に本ルーチンは実行されるが、画像信号処理ユニット１２からスコープ１０が取り外されない限り、ステップ１７０１及び１６０３から成るルーチンだけが繰り返され、タイミングジェネレータ４０のＡタイプに従う設定は維持される。
【００６７】
一方、ステップ１７０５でもしスコープ１０がＢタイプのものであることが確認されると、ステップ１７０８に進み、タイミングジェネレータ４０がＢタイプのスコープ１０に従って設定される。即ち、タイミングジェネレータ１０の設定については、撮像センサ１４に対する露光及びそこからの画素信号の読出し等が図１６のタイミングチャートに従って行われるように行われる。次いで、ステップ１７０７に進み、そこで設定確認フラグＦは“０”から“１”に書き換えられ、これによりタイミングジェネレータ４０の設定が完了したことが指示される。その後、20ms経過毎に本ルーチンは実行されるが、画像信号処理ユニット１２からスコープ１０が取り外されない限り、ステップ１７０１及び１７０３から成るルーチンだけが繰り返され、タイミングジェネレータ４０のＢタイプに従う設定は維持される。
【００６８】
なお、スコープ１０が画像信号処理ユニット１２から取り外されると、ステップ１７０１からステップ１７０２に進み、そこで設定確認フラグＦは“０”とされ、スコープ１０が再び画像信号処理ユニット１２に接続されると、そのスコープ１０のタイプに応じてタイミングジェネレータ４０が再設定される。
【００６９】
図１８ないし図２０を参照すると、ＬＥＤアレイ光源３２の各色の27個の発光ダイオードとＬＥＤドライバ３４との別の回路構成例が示され、この回路構成例では、各色の27個の発光ダイオードが７つの群に振り分けられる。詳述すると、第１及び第２の赤色発光ダイオード群のそれぞれには、６個の赤色発光ダイオード（Ｒ１、Ｒ２）が振り分けられ、第３、第４、第５及び第６の赤色発光ダイオード群のそれぞれには、順次赤色発光ダイオードの個数が１つずつ減少するように、５個の赤色発光ダイオード（Ｒ３）、４個の赤色発光ダイオード（Ｒ４）、３個の赤色発光ダイオード（Ｒ５）、２個の赤色発光ダイオード（Ｒ２）及び１個の赤色発光ダイオード（Ｒ７）が振り分けられる（図１８）。また、第１及び第２の緑色発光ダイオード群のそれぞれには、６個の緑色発光ダイオード（Ｇ１、Ｇ２）が振り分けられ、第３、第４、第５及び第６の緑色発光ダイオード群のそれぞれには、順次緑色発光ダイオードの個数が１つずつ減少するように、５個の緑色発光ダイオード（Ｇ３）、４個の緑色発光ダイオード（Ｇ４）、３個の緑色発光ダイオード（Ｇ５）、２個の緑色発光ダイオード（Ｇ２）及び１個の緑色発光ダイオード（Ｇ７）が振り分けられる（図１９）。同様に、第１及び第２の青色発光ダイオード群のそれぞれには、６個の青色発光ダイオード（Ｂ１、Ｂ２）が振り分けられ、第３、第４、第５及び第６の青色発光ダイオード群のそれぞれには、順次青色発光ダイオードの個数が１つずつ減少するように、５個の青色発光ダイオード（Ｂ３）、４個の青色発光ダイオード（Ｂ４）、３個の青色発光ダイオード（Ｂ５）、２個の青色発光ダイオード（Ｂ２）及び１個の青色発光ダイオード（Ｂ７）が振り分けられる（図２０）。
【００７０】
一方、ＬＥＤドライバ３４には電源回路（図示されない）が設けられ、この電源回路により、各色の発光ダイオード接続列のアノード側に電源電圧Ｖccが印加される。また、ＬＥＤドライバ３４には21個のトランジスタＲＴr1、ＲＴr2、ＲＴr3、ＲＴr4、ＲＴr5、ＲＴr6、ＲＴr7、ＧＴr1、ＧＴr2、ＧＴr3、ＧＴr4、ＧＴr5、ＧＴr6、ＧＴr7、ＢＴr1、ＢＴr2、ＢＴr3、ＢＴr4、ＢＴr5、ＢＴr6及びＢＴr7が設けられ、これらトランジスタのコレクタはそれぞれ各色の該当発光ダイオード接続列のカソード側に接続され、またそれらのエミッタのそれぞれは抵抗ＲＲ1、ＲＲ2、ＲＲ3、ＲＲ4、ＲＲ5、ＲＲ6、ＲＲ7、ＧＲ1、ＧＲ2、ＧＲ3、ＧＲ4、ＧＲ5、ＧＲ6、ＧＲ7、ＢＲ1、ＢＲ2、ＢＲ3、ＢＲ4、ＢＲ5、ＢＲ6及びＢＲ7介して接地される。
【００７１】
図１８ないし図２０から明らかなように、各トランジスタ（ＲＴr1、ＲＴr2、ＲＴr3、ＲＴr4、ＲＴr5、ＲＴr6、ＲＴr7、ＧＴr1、ＧＴr2、ＧＴr3、ＧＴr4、ＧＴr5、ＧＴr6、ＧＴr7、ＢＴr1、ＢＴr2、ＢＴr3、ＢＴr4、ＢＴr5、ＢＴr6、ＢＴr7）のベースはタイミングジェネレータ４０に接続され、タイミングジェネレータ４０からは所定の周波数の制御クロックパルスが必要に応じて該トランジスタのベースに選択的に印加される。勿論、各トランジスタのベースに制御クロックパルスが印加されると、その該当発光ダイオード接続列に含まれる発光ダイオードが通電させられて発光させられ、このとき発光ダイオードの発光時間は制御クロックパルスのパルス幅に応じた時間となり、またその発光強度は制御クロックパルスの電圧レベルと各トランジスタのエミッタ抵抗値に応じたものとなる。
【００７２】
図１８ないし図２０に示すような回路構成例によれば、ＬＥＤアレイ光源３２に含まれる各色の発光ダイオードの発光個数を一個単位で制御することが可能である。例えば、赤色発光ダイオードを10個発光させる場合には、第１の赤色発光ダイオード群（Ｒ１）と第４の赤色発光ダイオード群（Ｒ４）とに含まれる10個の発光ダイオードを発光させればよく、また赤色発光ダイオードを11個発光させる場合には、第１の赤色発光ダイオード群（Ｒ１）と第３の赤色発光ダイオード群（Ｒ５）とに含まれる11個の発光ダイオードを発光させればよい。要するに、各色の発光ダイオードの27個のうちの任意の個数を発光させることが可能であり、これにより撮像センサ１４の分光感度特性の偏り（図８、図１４）を一層緻密に相殺すことができる。
【００７３】
また、図１８ないし図２０に示すような回路構成例については、同じタイプのスコープ１０の撮像センサ１４毎の分光感度特性の所謂バラツキを相殺することにも応用することができる。例えば、Ａタイプのスコープ１０に用いられる個々の撮像センサ１４が同一の製造条件で製造されたとしても、個々の撮像センサ１４毎に分光感度特性のバラツキが見られ、このような同タイプの撮像センサ１４の分光感度特性毎にバラツキについても、ＬＥＤアレイ光源３２に含まれる各色の発光ダイオードの発光個数を一個単位で制御することにより相殺することが可能である。
【００７４】
図１８ないし図２０に示すような回路構成例を採用する場合には、各スコープ１０のＥＥＰＲＯＭ４１には該スコープ１０がＡタイプであるかＢタイプであるかを示すタイプ情報データだけでなく、21個のトランジスタＲＴr1、ＲＴr2、ＲＴr3、ＲＴr4、ＲＴr5、ＲＴr6、ＲＴr7、ＧＴr1、ＧＴr2、ＧＴr3、ＧＴr4、ＧＴr5、ＧＴr6、ＧＴr7、ＢＴr1、ＢＴr2、ＢＴr3、ＢＴr4、ＢＴr5、ＢＴr6及びＢＴr7のそれぞれに対応した21個のフラグデータＲＦＤ1、ＲＦＤ2、ＲＦＤ3、ＲＦＤ4、ＲＦＤ5、ＲＦＤ6、ＲＦＤ7、ＧＦＤ1、ＧＦＤ2、ＧＦＤ3、ＧＦＤ4、ＧＦＤ5、ＧＦＤ6、ＧＦＤ7、ＢＦＤ1、ＢＦＤ2、ＢＦＤ3、ＢＦＤ4、ＢＦＤ5、ＢＦＤ6及びＢＦＤ7も格納され、これらフラグデータには“１”あるいは“０”の値が与えられる。スコープ１０が画像信号処理ユニット１２に接続されたとき、21個のフラグデータがＥＰＲＯＭ４１から取り込まれ、値“１”が与えられたフラグデータに対応するトランジスタに対してタイプ情報に応じた制御クロックパルスがタイミングジェネレータ４０によって印加されることになる。
【００７５】
例えば、上述したようにＡタイプのスコープ１０を使用して9個の赤色発光ダイオード、18個の緑色発光ダイオード及び27個の青色発光ダイオードを発光させる場合には、トランジスタＲＴr1及びＲＴr5に対応するフラグデータＲＦＤ1及びＲＦＤ5に値“１”が与えられ、トランジスタＧＴr1、ＧＴr2、ＧＴr3及びＧＴr7に対応するフラグデータＧＦＤ1、ＧＦＤ2、ＧＦＤ3及びＧＦＤ7に値“１”が与えられ、トランジスタＢＴr1、ＢＴr2、ＢＴr3、ＢＴr4、ＢＴr5、ＢＴr6及びＢＴr7に対応するフラグデータＢＦＤ1、ＢＦＤ2、ＢＦＤ3、ＢＦＤ4、ＢＦＤ5、ＢＦＤ6及びＢＦＤ7に値“１”が与えられる。即ち、トランジスタＲＴr1及びＲＴr5に対応するフラグデータＲＦＤ1及びＲＦＤ5に値“１”を与えることにより、第１及び第５の緑色発光ダイオード群（Ｒ１、Ｒ５）に含まれる９個の赤色発光ダイオードが発光させられ、トランジスタＧＴr1、ＧＴr2、ＧＴr3及びＧＴr7に対応するフラグデータＧＦＤ1、ＧＦＤ2、ＧＦＤ3及びＧＦＤ7に値“１”を与えることにより、第１、第２、第３及び第７の緑色発光ダイオード群（Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ７）に含まれる18個の緑色発光ダイオードが発光させられ、トランジスタＢＴr1、ＢＴr2、ＢＴr3、ＢＴr4、ＢＴr5、ＢＴr6及びＢＴr7に対応するフラグデータＢＦＤ1、ＢＦＤ2、ＢＦＤ3、ＢＦＤ4、ＢＦＤ5、ＢＦＤ6及びＢＦＤ7に値“１”を与えることにより、第１ないし第７の青色発光ダイオード群（Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４、Ｇ５、Ｇ６、Ｇ７）に含まれる27個の青色発光ダイオードが発光させられる。この場合には、赤色発光、緑色発光及び青色発光は図１１のタイミングチャートに示されるように１フレーム期間毎に周期的に順次行われる。
【００７６】
また、例えば、上述したようにＢタイプのスコープ１０を使用して18個の赤色発光ダイオード、18個の緑色発光ダイオード及び27個の青色発光ダイオードを発光させる場合には、トランジスタＲＴr1、ＲＴr2、ＲＴr3及びＲＴr7に対応するフラグデータＲＦＤ1、ＲＦＤ2、ＲＦＤ3及びＲＦＤ7に値“１”が与えられ、、トランジスタＧＴr1、ＧＴr2、ＧＴr3及びＧＴr7に対応するフラグデータＧＦＤ1、ＧＦＤ2、ＧＦＤ3及びＧＦＤ7に値“１”が与えられ、トランジスタＢＴr1、ＢＴr2、ＢＴr3、ＢＴr4、ＢＴr5、ＢＴr6及びＢＴr7に対応するフラグデータＢＦＤ1、ＢＦＤ2、ＢＦＤ3、ＢＦＤ4、ＢＦＤ5、ＢＦＤ6及びＢＦＤ7に値“１”が与えられる。即ち、トランジスタＲＴr1、ＲＴr2、ＲＴr3及びＲＴr7に対応するフラグデータＲＦＤ1、ＲＦＤ2、ＲＦＤ3及びＲＦＤ7に値“１”を与えることにより、第１、第２、第３及び第７の赤色発光ダイオード群（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ７）に含まれる18個の赤色発光ダイオードが発光させられ、トランジスタＧＴr1、ＧＴr2、ＧＴr3及びＧＴr7に対応するフラグデータＧＦＤ1、ＧＦＤ2、ＧＦＤ3及びＧＦＤ7に値“１”を与えることにより、第１、第２、第３及び第７の緑色発光ダイオード群（Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ７）に含まれる18個の緑色発光ダイオードが発光させられ、トランジスタＢＴr1、ＢＴr2、ＢＴr3、ＢＴr4、ＢＴr5、ＢＴr6及びＢＴr7に対応するフラグデータＢＦＤ1、ＢＦＤ2、ＢＦＤ3、ＢＦＤ4、ＢＦＤ5、ＢＦＤ6及びＢＦＤ7に値“１”を与えることにより、第１ないし第７の青色発光ダイオード群（Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４、Ｇ５、Ｇ６、Ｇ７）に含まれる27個の青色発光ダイオードが発光させられる。勿論、この場合には、赤色発光、緑色発光及び青色発光は図１６のタイミングチャートに示されるように１フィールド期間毎に周期的に同時に行われる。
【００７７】
勿論、図１８ないし図２０に示すような回路構成例においては、各色の発光ダイオードを発光させるべき個数は１個単位で制御できるので、同タイプ（ＡまたはＢ）のスコープの分光感度特性のバラツキについても相殺することが可能である。なお、図１８ないし図２０に示すような回路構成例を採用する場合には、三原色の各色の発光ダイオードについてはＬＥＤアレイ光源３２の発光面においてランダムに配置されることが好ましい。
【００７８】
上述の実施形態においては、撮像センサ１４から画素信号を読み出すためのＣＣＤドライバ２６は画像信号処理ユニット１２側に設けられているが、ＣＣＤドライバ２６を個々のスコープ１０側に設けるようにしてもよい。
【００７９】
また、上述の実施形態では、三原色の発光ダイオードの個数については全体で27個とされているが、必要に応じて、その総数を更に増大して十分な照明光量を得るようにしてもよい
【００８０】
更に、上述した実施形態においては、ＬＥＤアレイ光源には赤色発光ダイオード、緑色発光ダイオード及び青色発光ダイオードの三原色の発光ダイオードが用いられているが、三原色光のうちの2色に対してほぼ同一の分光感度特性を持つような撮像センサを備えたスコープにおいては、二色の発光ダイオードを用いて三原色光を得るようにしてもよい。例えば、赤色光及び緑色光に対してほぼ同一の分光感度特性を持つ撮像センサを備えたタイプＢのスコープについては、ＬＥＤアレイ光源にイエロー発光ダイオードと青色発光ダイオードとの二色の発光ダイオードだけを用いることが可能である。周知のように、イエロー光は赤色光及び緑色光から成るものであるから、イエロー発光ダイオードと青色発光ダイオードの発光個数を適宜変えることにより、タイプＢのスコープの撮像センサの分光特性の偏りを相違を相殺することができる。
【００８１】
更にまた、本発明は補色（４色）方式のカラーフィルタを持つ撮像センサにも適用可能であり、この場合の分光感度特性の偏りについても三原色発光ダイオードのそれぞれの色の発光ダイオードの発光個数を適宜調節することにより相殺することができる。
【００８２】
【発明の効果】
以上の記載から明らかなように、本発明による電子内視鏡装置にあっては、先に述べた特開昭63-260526号公報のようにスコープの遠位端に発光ダイオードを設けるのではなく、複数の発光ダイオードをＬＥＤアレイ光源として画像信号処理ユニット側に設けるので、その総数については実質的に制限されることはなく、このため発光ダイオードによる十分な照明光量を確保することが可能である。また、本発明によれば、三原色のそれぞれの色の発光ダイオードの発光個数を適宜調節することにより、撮像センサの分光感度特性の偏りを相殺することができるので、適正な色バランスの内視鏡像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による電子内視鏡装置の一実施形態の概略ブロック図である。
【図２】本発明による電子内視鏡装置のＡタイプのスコープの概略図である。
【図３】本発明による電子内視鏡装置のＢタイプのスコープの概略図である。
【図４】本発明による電子内視鏡装置の画像信号処理ユニットの外観を示す概略斜視図である。
【図５】ＬＥＤアレイ光源の三原色の発光ダイオードの配列例を模式的に示す模式図である。
【図６】ＬＥＤアレイ光源の三原色の発光ダイオードの別の配列例を模式的に示す模式図である。
【図７】ＬＥＤアレイ光源とＬＥＤドライバとの回路構成例を示す配線図である。
【図８】Ａタイプのスコープの撮像センサの分光感度特性の偏りを示すグラフである。
【図９】ＬＥＤアレイ光源を白色光源とする際の三原色のそれぞれの色の発光ダイオードの発光強度分布を示すグラフである。
【図１０】図９に示す三原色の発光ダイオードの発光強度分布が図８に示す分光感度特性の偏りのために変化を受けた際の三原色のそれぞれの色見掛け上の発光強度分布を示すグラフである。
【図１１】Ａタイプのスコープを用いた際の電子内視鏡の作動を説明するためのタイミングチャートである。
【図１２】Ａタイプのスコープを用い、しかもＬＥＤアレイ光源の三原色のそれぞれの色の発光ダイオードの発光強度が等しいと仮定した際に得られるべきアナログ・コンポーネント・ビデオ信号の赤色信号成分、緑色信号成分及び青色信号成分のレベルを模式的に示す説明図である。
【図１３】図１１のタイミングチャートに従って電子内視鏡を作動させた際に得られるべきアナログ・コンポーネント・ビデオ信号の赤色信号成分、緑色信号成分及び青色信号成分のそれぞれのレベルを模式的に示す説明図である。
【図１４】Ｂタイプのスコープの撮像センサの分光感度特性の偏りを示すグラフである。
【図１５】図８に示す三原色の発光ダイオードの発光強度分布が図１４に示す分光感度特性の偏りのために変化を受けた際の三原色のそれぞれの色の見掛け上の発光強度分布を示すグラフである。
【図１６】Ｂタイプのスコープを用いた際の電子内視鏡装置の作動を説明するためのタイミングチャートである。
【図１７】図１に示すシステムコントローラで時間割込みルーチンとして実行されるタイミングジェネレータ設定ルーチンのフローチャートである。
【図１８】ＬＥＤアレイ光源とＬＥＤドライバとの別の回路構成例の一部分を示す配線図である。
【図１９】図１８に示す回路構成例の他の部分を示す配線図である。
【図２０】図１８に示す回路構成例の残りの部分を示す配線図である。
【符号の説明】
１０ スコープ
１２ 画像信号処理ユニット
１４ 撮像センサ
３０ 光源ユニット
３２ ＬＥＤアレイ光源
３４ ＬＥＤドライバ
３８ システムコントローラ
４０ タイミングジェネレータ
４１ ＥＥＰＲＯＭ
４２ Ａ／Ｄ変換器
Claims (3)
- スコープと、このスコープの遠位端に設けられた撮像センサと、前記スコープの近位端に着脱自在に接続させられる画像信号処理ユニットとを具備し、前記撮像センサで順次得られる１フレーム分の画素信号を前記画像信号処理ユニットで適宜処理してビデオ信号として出力するように構成され、更に、前記スコープの遠位端の前方を照明するための照明光を導くべく該スコープに挿通させられた光ガイドケーブルと、前記画像信号処理ユニット内に設けられた光源ユニットとを具備し、前記画像信号処理ユニットへの前記スコープの接続時に該光ガイドケーブルの近位端が前記光源ユニットに光学的に接続される電子内視鏡装置において、
前記光源ユニットが十分な照明光量を得るための少なくとも二色の複数の発光ダイオードから成り、各色の複数の発光ダイオードが少なくとも２つの発光ダイオード群に分けられ、各色の発光ダイオードの発光が前記撮像センサのそれぞれの色の分光感度特性の偏りを相殺するようにその発光ダイオード群毎に点灯または消灯するように制御する制御手段を備えることを特徴とする電子内視鏡装置。 - 請求項１に記載の電子内視鏡装置において、前記光源ユニットが前記少なくとも２色の複数の発光ダイオードを配列させたＬＥＤアレイ光源と、このＬＥＤアレイ光源の各色の複数の発光ダイオードをその発光ダイオード群毎に駆動させるＬＥＤドライバとを含み、このＬＥＤドライバの動作がタイミングジェネレータによって制御されることを特徴とする電子内視鏡装置。
- 請求項２に記載の電子内視鏡装置において、前記スコープとして、少なくとも２つのタイプのものが用意され、各スコープにはそのタイプを表すタイプ情報を格納するメモリ手段が設けられ、前記画像信号処理ユニットにはそこに前記スコープが接続された際に該メモリ手段からタイプ情報を読み出す読出し手段と、その読出しタイプ情報に従って前記タイミングジェネレータを設定する設定手段とが設けられ、これにより前記タイミングジェネレータによる前記ＬＥＤドライバの制御態様が前記スコープのタイプ毎に変更されることを特徴とする電子内視鏡装置。
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