JP5635721B1

JP5635721B1 - 撮像システム

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Publication number: JP5635721B1
Application number: JP2014534697A
Authority: JP
Inventors: 俊二武井
Original assignee: Olympus Medical Systems Corp
Current assignee: Olympus Medical Systems Corp
Priority date: 2013-09-04
Filing date: 2014-04-04
Publication date: 2014-12-03
Anticipated expiration: 2034-04-04
Also published as: JPWO2015033608A1

Abstract

撮像システムは、光源部と、ローリングシャッタ方式の撮像動作を行う受光部を具備するイメージセンサ部と、受光部で同一フレーム内の最初のラインの読出が開始されるタイミング、または、受光部で同一フレーム内の最後のラインの読出が完了したタイミングのいずれか一方を示すトリガ信号を出力するトリガ信号出力部と、トリガ信号に基づき、画像をＮフレーム分加算して出力する画像加算部と、トリガ信号が入力されてから所定の遅延期間が経過した後で光源部による発光を開始させるとともに、受光部の最初のラインにおけるＮ−１フレーム目の読出が完了した後からＮフレーム目の読出が開始される前までに光源部による発光を終了させる光源制御部と、を有する。

Description

本発明は、撮像システムに関し、特に、ＣＭＯＳイメージセンサを用いて被写体の画像を取得する撮像システムに関するものである。

ＣＭＯＳイメージセンサ（以降、ＣＭＯＳ撮像素子とも称する）を用いて好適に被写体を撮像するための様々な技術が従来提案されている。

具体的には、例えば、日本国特開２００９−１３６４４７号公報には、ＣＭＯＳ撮像素子に対して供給されるフィールド信号により定められる１フィールド分の期間内における、所定の期間（非読出期間）に光源をパルス発光させる一方で、当該所定の期間以外の期間（読出期間）に当該光源の発光を停止させるように構成された内視鏡システムが開示されている。換言すると、日本国特開２００９−１３６４４７号公報には、非読出期間を有さない通常のローリングシャッタ方式とは異なる他の方式でＣＭＯＳ撮像素子を動作させつつ光源の発光状態を制御することにより、ＣＭＯＳ撮像素子により取得される画像の明るさムラを抑制するための手法が開示されている。

ところで、ＣＭＯＳ撮像素子におけるローリングシャッタ方式の撮像動作に起因して、生じる画像の明るさムラを抑制するためには、例えば、ＣＭＯＳ撮像素子における読出のタイミングに基づく適切なタイミングで照明光の照射を行うことが望ましい。

しかし、日本国特開２００９−１３６４４７号公報には、ＣＭＯＳ撮像素子におけるローリングシャッタ方式の撮像動作に起因して生じる画像の明るさムラを抑制するための具体的な手法について特に開示等されていない。

本発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであり、ＣＭＯＳ撮像素子におけるローリングシャッタ方式の撮像動作に起因して生じる画像の明るさムラを抑制することが可能な撮像システムを提供することを目的としている。

本発明の一態様の撮像システムは、被写体からの光を受光し、所定の時間周期で露光及び読出が行われるローリングシャッタ方式の撮像動作を行うイメージセンサと、前記イメージセンサから前記所定の時間周期で露光及び読出しを行うように制御するための駆動信号を生成するジェネレータと、前記イメージセンサから読み出された所定のフレームの撮像信号から、前記所定のフレームを１番目としてＮ（Ｎは２以上の整数）番目のフレームの撮像信号までを加算して出力するように構成された加算部と、前記被写体を照明するための光を発する光源と、前記イメージセンサから前記所定のフレームにおける最初のラインの読出が開始される第１のタイミング、または、前記イメージセンサから前記所定のフレームの直前のフレームにおける最後のラインの読出が完了した第２のタイミングのいずれか一方を示すトリガ信号を出力するように構成されたトリガ信号出力部と、前記トリガ信号出力部からのトリガ信号が入力されてから前記光源部による発光を開始させるとともに、前記所定のフレームを基準としてＮ−１番目のフレームにおける最初のラインの読出が完了してから、Ｎ番目のフレームにおける最初のラインの読出が開始される前までに前記光源による発光を終了させるための制御を行うように構成された光源制御部と、を有する。

第１の実施例に係る撮像システムの要部の構成を示す図。第１の実施例に係る画像加算部の具体的な構成の一例を示すブロック図。第１の実施例に係る撮像システムにおいて行われる動作を説明するための図。第１の実施例の変形例に係る画像加算部の具体的な構成の一例を示すブロック図。第１の実施例の変形例に係る撮像システムにおいて行われる動作を説明するための図。第２の実施例に係る撮像システムの要部の構成を示す図。第２の実施例に係る画像加算部の具体的な構成の一例を示すブロック図。第２の実施例に係る撮像システムにおいて行われる動作を説明するための図。第２の実施例の変形例に係る画像加算部の具体的な構成の一例を示すブロック図。第２の実施例の変形例に係る撮像システムにおいて行われる動作を説明するための図。第３の実施例に係る撮像システムの要部の構成を示す図。第３の実施例に係る画像加算部の具体的な構成の一例を示すブロック図。第３の実施例に係る撮像システムにおいて行われる動作を説明するための図。第３の実施例の変形例に係る画像加算部の具体的な構成の一例を示すブロック図。第３の実施例の変形例に係る撮像システムにおいて行われる動作を説明するための図。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ説明を行う。

（第１の実施例）
図１から図５は、本発明の第１の実施例に係るものである。図１は、第１の実施例に係る撮像システムの要部の構成を示す図である。

撮像システム１０１は、図１に示すように、被写体を撮像して画像データを取得する撮像装置としての機能を備えた内視鏡１と、当該被写体を照明するための照明光を発する光源装置２と、内視鏡１により取得された画像データに基づく映像信号を生成して出力するプロセッサ３と、プロセッサ３から出力される映像信号に応じた観察画像等を表示するモニタ４と、を有して構成されている。

内視鏡１は、例えば、体腔内に挿入可能な細長形状の挿入部を有して構成されている。また、内視鏡１は、挿入部の先端部に設けられたＣＭＯＳイメージセンサ１１と、モード切替スイッチ１２と、を有して構成されている。さらに、内視鏡１の内部には、光源装置２において発せられた照明光を伝送して被写体に照射することができるように構成されたライトガイド５が挿通配置されている。

ＣＭＯＳイメージセンサ１１は、受光部１１１と、信号処理部１１２と、タイミングジェネレータ（以降、ＴＧと略記する）１１３と、を有して構成されている。

受光部１１１は、最上段に位置する１番目のラインＬ１から最下段に位置するＮ番目のラインＬＮの各ライン毎にそれぞれ複数の画素を具備して構成されている。また、受光部１１１は、ＴＧ１１３から出力される撮像制御信号に基づき、所定の時間周期で露光及び読出が行われるローリングシャッタ方式の撮像動作を行うように構成されている。さらに、受光部１１１は、ライトガイド５を介して被写体へ出射された照明光に応じて発生する戻り光を受光し、当該受光した戻り光に応じた電気信号を生成して出力することができるように構成されている。

信号処理部１１２は、受光部１１１から出力される電気信号に対してＡ／Ｄ変換処理等の信号処理を施すことにより画像データを生成し、当該生成した画像データをプロセッサ３へ出力するように構成されている。

ＴＧ１１３は、プロセッサ３から出力される読出開始信号に基づき、後述のような撮像制御信号を生成して出力するように構成されている。

モード切替スイッチ１２は、ユーザの操作に応じ、撮像システム１０１の観察モードを白色光観察モードまたは特殊光観察モードのいずれかに設定するための指示をプロセッサ３に対して行うことができるように構成されている。

光源装置２は、光源制御部２１と、白色光用ＬＥＤ群２２１及び特殊光用ＬＥＤ群２２２を備えたＬＥＤユニット２２と、を有して構成されている。

光源制御部２１は、プロセッサ３から出力されるシステム制御信号に基づき、撮像システム１０１の観察モードが白色光観察モードに設定されたことを検出した場合においては、白色光用ＬＥＤ群２２１に属する各ＬＥＤを同時かつ連続的に発光させるとともに、特殊光用ＬＥＤ群２２２に属する各ＬＥＤを消光させるための発光制御信号を生成し、当該生成した発光制御信号をＬＥＤユニット２２へ出力するように構成されている。また、光源制御部２１は、プロセッサ３から出力されるシステム制御信号に基づき、撮像システム１０１の観察モードが特殊光観察モードに設定されたことを検出した場合においては、白色光用ＬＥＤ群２２１に属する各ＬＥＤを消光させるとともに、プロセッサ３から出力される読出開始信号に応じたタイミングで特殊光用ＬＥＤ群２２２に属する各ＬＥＤを発光及び／または消光させるための発光制御信号を生成し、当該生成した発光制御信号をＬＥＤユニット２２及びプロセッサ３へ出力するように構成されている。

白色光用ＬＥＤ群２２１は、例えば、１以上のＬＥＤを具備し、当該１以上のＬＥＤの同時発光により白色光を発するように構成されている。

特殊光用ＬＥＤ群２２２は、例えば、第１の波長帯域の光（以降、Ａ光と称する）を発する第１のＬＥＤと、当該第１の波長帯域とは異なる第２の波長帯域の光（以降、Ｂ光と称する）を発する第２のＬＥＤと、を具備し、蛍光観察または狭帯域光観察等の特殊光観察に用いられる光を発するように構成されている。

すなわち、以上に述べたような構成によれば、白色光観察モード時には、白色光用ＬＥＤ群２２１において発せられた白色光が照明光としてライトガイド５（内視鏡１）に供給される。また、以上に述べたような構成によれば、特殊光観察モード時には、特殊光用ＬＥＤ群２２２における第１及び第２のＬＥＤの発光状態に応じた光が照明光としてライトガイド５（内視鏡１）に供給される。

プロセッサ３は、セレクタ３１と、画像加算部３２と、画像処理部３３と、駆動信号生成部３４と、制御部３５と、を有して構成されている。

セレクタ３１は、制御部３５から出力されるシステム制御信号に基づき、撮像システム１０１の観察モードが白色光観察モードに設定されたことを検出した場合においては、ＣＭＯＳイメージセンサ１１から出力される画像データを画像処理部３３へ出力するように構成されている。また、セレクタ３１は、制御部３５から出力されるシステム制御信号に基づき、撮像システム１０１の観察モードが特殊光観察モードに設定されたことを検出した場合においては、ＣＭＯＳイメージセンサ１１から出力される画像データを画像加算部３２へ出力するように構成されている。

画像加算部３２は、光源制御部２１から出力される発光制御信号と、駆動信号生成部３４から出力される読出開始信号と、に基づき、特殊光観察モード時にセレクタ３１から出力される画像データを加算合成し、当該加算合成した画像データを画像処理部３３へ出力するように構成されている。図２は、第１の実施例に係る画像加算部の具体的な構成の一例を示すブロック図である。

具体的には、画像加算部３２は、例えば、図２に示すように、セレクタ３１の後段に設けられたセレクタ３２１と、セレクタ３２１の後段に並列に設けられたメモリ３２２、３２３、３２４及び３２５と、メモリ３２２〜３２５の後段に設けられたセレクタ３２７と、セレクタ３２７の後段に並列に設けられた加算回路３２８及び３２９と、を有して構成されている。

セレクタ３２１は、光源制御部２１から出力される発光制御信号と、駆動信号生成部３４から出力される読出開始信号と、に基づき、セレクタ３１を経て入力される画像データをメモリ３２２〜３２５のうちのいずれか１つへ出力するように構成されている。

メモリ３２２〜３２５は、例えば、セレクタ３２１から出力される画像データを１フレーム分格納することが可能なフレームメモリ等により構成されている。

セレクタ３２７は、光源制御部２１から出力される発光制御信号と、駆動信号生成部３４から出力される読出開始信号と、に基づき、メモリ３２２〜３２５に格納された画像データを加算回路３２８または３２９のいずれかへ同時に出力するように構成されている。

加算回路３２８及び３２９は、セレクタ３２７から同時に出力される複数フレーム分の画像データに対して加算処理を施し、当該加算処理を施した画像データを画像処理部３３へ出力するように構成されている。

画像処理部３３は、制御部３５から出力されるシステム制御信号に基づき、白色光観察モードに応じた画像処理をセレクタ３１から出力される画像データに対して施すことにより映像信号を生成し、当該生成した映像信号をモニタ４へ出力するように構成されている。また、画像処理部３３は、制御部３５から出力されるシステム制御信号に基づき、特殊光観察モードに応じた画像処理を画像加算部３２から出力される画像データに対して施すことにより映像信号を生成し、当該生成した映像信号をモニタ４へ出力するように構成されている。

駆動信号生成部３４は、受光部１１１のラインＬ１の読出を開始させるタイミングを示す読出開始信号を、画像の取得に係るフレームレートに応じた期間Ｔ毎に１回ずつ生成し、当該生成した読出開始信号をＣＭＯＳイメージセンサ１１、光源制御部２１及び画像加算部３２へ出力するように構成されている。

すなわち、本実施例の撮像システム１０１によれば、駆動信号生成部３４がトリガ信号出力部としての機能を具備しているとともに、駆動信号生成部３４から出力される読出開始信号がトリガ信号としての機能を具備している。

制御部３５は、モード切替スイッチ１２においてなされた指示に基づき、撮像システム１０１の観察モードを白色光観察モードまたは特殊光観察モードのいずれかに設定するためのシステム制御信号を生成し、当該生成したシステム制御信号を光源制御部２１、セレクタ３１及び画像処理部３３へ出力するように構成されている。

続いて、以上に述べたような構成を具備する撮像システム１０１の作用について説明する。

ユーザは、撮像システム１０１の各部の電源を投入した後、モード切替スイッチ１２を操作することにより、撮像システム１０１の観察モードを白色光観察モードに設定するための指示を行う。

制御部３５は、モード切替スイッチ１２においてなされた指示に基づき、撮像システム１０１の観察モードを白色光観察モードに設定するためのシステム制御信号を生成し、当該生成したシステム制御信号を光源制御部２１、セレクタ３１及び画像処理部３３へ出力する。

駆動信号生成部３４は、受光部１１１のラインＬ１の読出を開始させるタイミングを示す読出開始信号を、画像の取得に係るフレームレートに応じた期間Ｔ毎に１回ずつ生成し、当該生成した読出開始信号をＴＧ１１３、光源制御部２１及び画像加算部３２へ出力する。

ＴＧ１１３は、駆動信号生成部３４から期間Ｔ毎に１回ずつ出力される読出開始信号に基づき、各ラインの露光期間を当該期間Ｔに一致させるとともに、ラインＬＮの露光が開始された略直後のタイミングにおいて、ラインＬ１の露光を完了させて読出を開始させるための撮像制御信号を生成して受光部１１１へ出力する。

一方、光源制御部２１は、制御部３５から出力されるシステム制御信号に基づき、撮像システム１０１の観察モードが白色光観察モードに設定されたことを検出すると、白色光用ＬＥＤ群２２１に属する各ＬＥＤを同時かつ連続的に発光させるとともに、特殊光用ＬＥＤ群２２２に属する各ＬＥＤを消光させるための発光制御信号を生成してＬＥＤユニット２２へ出力する。そして、このような発光制御信号の出力に応じ、白色光用ＬＥＤ群２２１から発せられる白色光がライトガイド５に供給され、さらに、ライトガイド５を経て照射された白色光により被写体が照明される。

受光部１１１は、ＴＧ１１３から出力される撮像制御信号に基づいてローリングシャッタ方式で撮像動作を行うことにより、被写体に照射された白色光の戻り光を受光し、当該受光した戻り光に応じた電気信号を生成して出力する。

信号処理部１１２は、受光部１１１から出力される電気信号に対してＡ／Ｄ変換処理等の信号処理を施すことにより画像データを生成し、当該生成した画像データをセレクタ３１へ出力する。

セレクタ３１は、制御部３５から出力されるシステム制御信号に基づき、信号処理部１１２から出力される画像データを画像処理部３３へ出力するように動作する。

画像処理部３３は、制御部３５から出力されるシステム制御信号に基づき、白色光観察モードに応じた画像処理をセレクタ３１から出力される画像データに対して施すことにより映像信号を生成し、当該生成した映像信号をモニタ４へ出力する。具体的には、画像処理部３３は、セレクタ３１から出力される画像データに対し、例えば、ホワイトバランス調整及びゲイン調整等の処理を施すことにより映像信号を生成し、当該生成した映像信号をモニタ４へ出力する。

一方、ユーザは、白色光観察モードにおいてモニタ４に表示される観察画像を確認しながら内視鏡１の挿入部を操作することにより、当該挿入部の先端部を体腔内の所望の被写体を撮像可能な位置に配置する。そして、ユーザは、前述のように挿入部の先端部を配置した状態において、モード切替スイッチ１２を操作することにより、撮像システム１０１の観察モードを特殊光観察モードに設定するための指示を行う。

制御部３５は、モード切替スイッチ１２においてなされた指示に基づき、撮像システム１０１の観察モードを特殊光観察モードに設定するためのシステム制御信号を生成し、当該生成したシステム制御信号を光源制御部２１、セレクタ３１及び画像処理部３３へ出力する。

ここで、撮像システム１０１が特殊光観察モードに設定された際に行われる具体的な動作について説明する。図３は、第１の実施例に係る撮像システムにおいて行われる動作を説明するための図である。なお、以降においては、受光部１１１の最上段に位置するラインＬ１の読出が同一フレーム内で最初に行われるとともに、受光部１１１の最下段に位置するラインＬＮの読出が同一フレーム内で最後に行われるものとして説明を行う。

ＴＧ１１３は、駆動信号生成部３４から期間Ｔ毎に１回ずつ出力される読出開始信号に基づき、フレームＦ１のラインＬＮの露光が開始された略直後のタイミングに相当する時刻Ｔ１において、フレームＦ１のラインＬ１の露光を完了させて読出を開始させるための撮像制御信号を生成して受光部１１１へ出力する。

光源制御部２１は、駆動信号生成部３４からの読出開始信号が入力された時刻Ｔ１から遅延期間Δｔ１が経過した後のタイミングに相当する時刻Ｔ２において、特殊光用ＬＥＤ群２２２の第１のＬＥＤによるＡ光の発光を開始させるとともに、時刻Ｔ２から発光期間ｔ１が経過した後のタイミングに相当する時刻Ｔ３において、特殊光用ＬＥＤ群２２２の第１のＬＥＤによるＡ光の発光を終了させるための発光制御信号を生成し、当該生成した発光制御信号をＬＥＤユニット２２及び画像加算部３２へ出力する。

ここで、光源制御部２１は、前述のような発光制御信号を生成する際に、受光部１１１のラインＬ１におけるフレームＦ１の読出が完了した後からフレームＦ２の読出が開始される前までの期間に（例えばフレームＦ２の読出が開始される直前に）時刻Ｔ３を含むように発光期間ｔ１を設定する。また、光源制御部２１は、前述のような発光制御信号を生成する際に、Δｔ１＜Ｔ−ｔ１の関係を具備するように、すなわち、フレームＦ１のラインＬ１の露光期間Ｔと第１のＬＥＤの発光期間ｔ１との差よりも小さくなるように遅延期間Δｔ１を設定する。

そして、前述のような発光制御信号の出力に応じ、フレームＦ１及びＦ２の２つのフレームにまたがる発光期間ｔ１において、特殊光用ＬＥＤ群２２２（の第１のＬＥＤ）から発せられるＡ光がライトガイド５に供給され、さらに、ライトガイド５を経て照射されたＡ光により被写体が照明される。

受光部１１１は、ＴＧ１１３から出力される撮像制御信号に基づいてローリングシャッタ方式で撮像動作を行うことにより、発光期間ｔ１の間に被写体に照射されたＡ光の戻り光を受光し、当該受光した戻り光に応じた電気信号を生成して出力する。

信号処理部１１２は、受光部１１１から出力される電気信号に対してＡ／Ｄ変換処理等の信号処理を施すことにより、フレームＦ１及びＦ２の２フレーム分の画像データを順次生成し、当該生成した２フレーム分の画像データをセレクタ３１へ出力する。

セレクタ３１は、制御部３５から出力されるシステム制御信号に基づき、信号処理部１１２から出力される画像データを画像加算部３２へ出力するように動作する。

セレクタ３２１は、光源制御部２１から出力される発光制御信号と、駆動信号生成部３４から出力される読出開始信号と、に基づき、特殊光用ＬＥＤ群２２２の第１のＬＥＤによるＡ光の発光が開始された後に最初に入力される画像データをフレームＦ１の画像データであると認識し、フレームＦ１の画像データをメモリ３２２に格納させる。また、セレクタ３２１は、光源制御部２１から出力される発光制御信号と、駆動信号生成部３４から出力される読出開始信号と、に基づき、特殊光用ＬＥＤ群２２２の第１のＬＥＤによるＡ光の発光が開始された後に２番目に入力される画像データをフレームＦ２の画像データであると認識し、フレームＦ２の画像データをメモリ３２３に格納させる。

セレクタ３２７は、光源制御部２１から出力される発光制御信号と、駆動信号生成部３４から出力される読出開始信号と、に基づき、Ａ光の発光に伴って取得されたフレームＦ１の画像データがメモリ３２２に格納され、かつ、Ａ光の発光に伴って取得されたフレームＦ２の画像データがメモリ３２３に格納されたことを検出すると、フレームＦ１及びＦ２の画像データを加算回路３２８へ同時に出力する。

加算回路３２８は、セレクタ３２７から同時に出力されるフレームＦ１及びＦ２の画像データに対して加算処理を施し、当該加算処理を施した画像データを画像処理部３３へ出力する。

一方、ＴＧ１１３は、駆動信号生成部３４から期間Ｔ毎に１回ずつ出力される読出開始信号に基づき、フレームＦ３のラインＬＮの露光が開始された略直後のタイミングに相当する時刻Ｔ４において、フレームＦ３のラインＬ１の露光を完了させて読出を開始させるための撮像制御信号を生成して受光部１１１へ出力する。

光源制御部２１は、駆動信号生成部３４からの読出開始信号が入力された時刻Ｔ４から遅延期間Δｔ１が経過した後のタイミングに相当する時刻Ｔ５において、特殊光用ＬＥＤ群２２２の第２のＬＥＤによるＢ光の発光を開始させるとともに、時刻Ｔ５から発光期間ｔ１が経過した後のタイミングに相当する時刻Ｔ６において、特殊光用ＬＥＤ群２２２の第２のＬＥＤによるＢ光の発光を終了させるための発光制御信号を生成し、当該生成した発光制御信号をＬＥＤユニット２２及び画像加算部３２へ出力する。

ここで、光源制御部２１は、前述のような発光制御信号を生成する際に、受光部１１１のラインＬ１におけるフレームＦ３の読出が完了した後からフレームＦ４の読出が開始される前までの期間に（例えばフレームＦ４の読出が開始される直前に）時刻Ｔ６を含むように発光期間ｔ１を設定する。また、光源制御部２１は、前述のような発光制御信号を生成する際に、Δｔ１＜Ｔ−ｔ１の関係を具備するように、すなわち、フレームＦ３のラインＬ１の露光期間Ｔと第２のＬＥＤの発光期間ｔ１との差よりも小さくなるように遅延期間Δｔ１を設定する。

そして、前述のような発光制御信号の出力に応じ、フレームＦ３及びＦ４の２つのフレームにまたがる発光期間ｔ１において、特殊光用ＬＥＤ群２２２（の第２のＬＥＤ）から発せられるＢ光がライトガイド５に供給され、さらに、ライトガイド５を経て照射されたＢ光により被写体が照明される。

受光部１１１は、ＴＧ１１３から出力される撮像制御信号に基づいてローリングシャッタ方式で撮像動作を行うことにより、発光期間ｔ１の間に被写体に照射されたＢ光の戻り光を受光し、当該受光した戻り光に応じた電気信号を生成して出力する。

信号処理部１１２は、受光部１１１から出力される電気信号に対してＡ／Ｄ変換処理等の信号処理を施すことにより、フレームＦ３及びＦ４の２フレーム分の画像データを順次生成し、当該生成した２フレーム分の画像データをセレクタ３１へ出力する。

セレクタ３２１は、光源制御部２１から出力される発光制御信号と、駆動信号生成部３４から出力される読出開始信号と、に基づき、特殊光用ＬＥＤ群２２２の第２のＬＥＤによるＢ光の発光が開始された後に最初に入力される画像データをフレームＦ３の画像データであると認識し、フレームＦ３の画像データをメモリ３２４に格納させる。また、セレクタ３２１は、光源制御部２１から出力される発光制御信号と、駆動信号生成部３４から出力される読出開始信号と、に基づき、特殊光用ＬＥＤ群２２２の第２のＬＥＤによるＢ光の発光が開始された後に２番目に入力される画像データをフレームＦ４の画像データであると認識し、フレームＦ４の画像データをメモリ３２５に格納させる。

セレクタ３２７は、光源制御部２１から出力される発光制御信号と、駆動信号生成部３４から出力される読出開始信号と、に基づき、Ｂ光の発光に伴って取得されたフレームＦ３の画像データがメモリ３２４に格納され、かつ、Ｂ光の発光に伴って取得されたフレームＦ４の画像データがメモリ３２５に格納されたことを検出すると、フレームＦ３及びＦ４の画像データを加算回路３２９へ同時に出力する。

加算回路３２９は、セレクタ３２７から同時に出力されるフレームＦ３及びＦ４の画像データに対して加算処理を施し、当該加算処理を施した画像データを画像処理部３３へ出力する。

画像処理部３３は、制御部３５から出力されるシステム制御信号に基づき、特殊光観察モードに応じた画像処理を加算回路３２８及び３２９から出力される２つの画像データに対して施すことにより映像信号を生成し、当該生成した映像信号をモニタ４へ出力する。具体的には、画像処理部３３は、例えば、加算回路３２８及び３２９から出力される２つの画像データを合成し、当該合成した画像データに対してホワイトバランス調整及びゲイン調整等の処理を施すことにより映像信号を生成し、当該生成した映像信号をモニタ４へ出力する。

以上に述べたように、本実施例の撮像システム１０１は、特殊光観察モードにおいて、ローリングシャッタ方式の撮像動作を行いつつ、Ａ光の発光に伴って取得された２フレーム分の（フレームＦ１及びＦ２の）画像を加算合成する処理を行うとともに、Ｂ光の発光に伴って取得された２フレーム分の（フレームＦ３及びＦ４の）画像を加算合成する処理を行うように構成されている。そのため、本実施例の撮像システム１０１によれば、ＣＭＯＳイメージセンサ１１（の受光部１１１）におけるローリングシャッタ方式の撮像動作に起因して生じる画像の明るさムラを抑制することができる。

また、本実施例の撮像システム１０１によれば、例えば、ＣＭＯＳイメージセンサ１１の動作方式を観察モードの切り替えに応じて変更するような複雑な制御を行わずとも、明るさムラのない観察画像をモニタ４に表示させることができる。

また、本実施例の撮像システム１０１によれば、前述のような制御が光源制御部２１において行われることにより、明るさムラ（及び混色）のない観察画像を生成してモニタ４に表示する際に必要となる加算フレーム数を最小化するようなタイミングでＡ光及びＢ光を被写体に照射することができる。すなわち、本実施例の撮像システム１０１によれば、前述のような制御が光源制御部２１において行われることにより、明るさムラ及び混色のない観察画像を生成してモニタ４に表示する際のフレームレートを極力低下させないようにすることができる。

なお、本実施例によれば、例えば、モニタ４に表示される観察画像のカラーバランスの調整等を行うために、Ａ光の発光期間をＢ光の発光期間に比べて十分に長くする必要がある場合においては、図２に例示した画像加算部３２の代わりに、図４に例示するような画像加算部３２Ａを用いて撮像システム１０１を構成すればよい。図４は、第１の実施例の変形例に係る画像加算部の具体的な構成の一例を示すブロック図である。

画像加算部３２Ａは、図４に示すように、画像加算部３２のセレクタ３２１の後段に、メモリ３２２〜３２５と同様の機能を具備するメモリ３２６を配置したものとして構成されている。

ここで、画像加算部３２Ａを具備して構成された撮像システム１０１が特殊光観察モードに設定された際に行われる具体的な動作について説明する。図５は、第１の実施例の変形例に係る撮像システムにおいて行われる動作を説明するための図である。なお、以降においては、Ａ光の発光期間が、１フレーム分の露光期間Ｔより長く、かつ、２フレーム分の露光期間２Ｔより短い場合を例に挙げて説明する。

ＴＧ１１３は、駆動信号生成部３４から期間Ｔ毎に１回ずつ出力される読出開始信号に基づき、フレームＦ１のラインＬＮの露光が開始された略直後のタイミングに相当する時刻Ｔ１１において、フレームＦ１１のラインＬ１の露光を完了させて読出を開始させるための撮像制御信号を生成して受光部１１１へ出力する。

光源制御部２１は、駆動信号生成部３４からの読出開始信号が入力された時刻Ｔ１１から遅延期間Δｔａ１が経過した後のタイミングに相当する時刻Ｔ１２において、特殊光用ＬＥＤ群２２２の第１のＬＥＤによるＡ光の発光を開始させるとともに、時刻Ｔ１２から発光期間ｔａ１が経過した後のタイミングに相当する時刻Ｔ１３において、特殊光用ＬＥＤ群２２２の第１のＬＥＤによるＡ光の発光を終了させるための発光制御信号を生成し、当該生成した発光制御信号をＬＥＤユニット２２及び画像加算部３２へ出力する。

ここで、光源制御部２１は、前述のような発光制御信号を生成する際に、受光部１１１のラインＬ１におけるフレームＦ１２の読出が完了した後からフレームＦ１３の読出が開始される前までの期間に（例えばフレームＦ１３の読出が開始される直前に）時刻Ｔ１３を含むように発光期間ｔａ１を設定する。また、光源制御部２１は、前述のような発光制御信号を生成する際に、Δｔａ１＜２Ｔ−ｔａ１の関係を具備するように、すなわち、フレームＦ１１のラインＬ１の露光期間Ｔを２倍した期間と第１のＬＥＤの発光期間ｔａ１との差よりも小さくなるように遅延期間Δｔａ１を設定する。

そして、前述のような発光制御信号の出力に応じ、フレームＦ１１、Ｆ１２及びＦ１３の３つのフレームにまたがる発光期間ｔａ１において、特殊光用ＬＥＤ群２２２（の第１のＬＥＤ）から発せられるＡ光がライトガイド５に供給され、さらに、ライトガイド５を経て照射されたＡ光により被写体が照明される。

受光部１１１は、ＴＧ１１３から出力される撮像制御信号に基づいてローリングシャッタ方式で撮像動作を行うことにより、発光期間ｔａ１の間に被写体に照射されたＡ光の戻り光を受光し、当該受光した戻り光に応じた電気信号を生成して出力する。

信号処理部１１２は、受光部１１１から出力される電気信号に対してＡ／Ｄ変換処理等の信号処理を施すことにより、フレームＦ１１、Ｆ１２及びＦ１３の３フレーム分の画像データを順次生成し、当該生成した３フレーム分の画像データをセレクタ３１へ出力する。

セレクタ３２１は、光源制御部２１から出力される発光制御信号と、駆動信号生成部３４から出力される読出開始信号と、に基づき、特殊光用ＬＥＤ群２２２の第１のＬＥＤによるＡ光の発光が開始された後に最初に入力される画像データをフレームＦ１１の画像データであると認識し、フレームＦ１１の画像データをメモリ３２２に格納させる。また、セレクタ３２１は、光源制御部２１から出力される発光制御信号と、駆動信号生成部３４から出力される読出開始信号と、に基づき、特殊光用ＬＥＤ群２２２の第１のＬＥＤによるＡ光の発光が開始された後に２番目に入力される画像データをフレームＦ１２の画像データであると認識し、フレームＦ１２の画像データをメモリ３２３に格納させる。さらに、セレクタ３２１は、光源制御部２１から出力される発光制御信号と、駆動信号生成部３４から出力される読出開始信号と、に基づき、特殊光用ＬＥＤ群２２２の第１のＬＥＤによるＡ光の発光が開始された後に３番目に入力される画像データをフレームＦ１３の画像データであると認識し、フレームＦ１３の画像データをメモリ３２４に格納させる。

セレクタ３２７は、光源制御部２１から出力される発光制御信号と、駆動信号生成部３４から出力される読出開始信号と、に基づき、Ａ光の発光に伴って取得されたフレームＦ１１の画像データがメモリ３２２に格納され、Ａ光の発光に伴って取得されたフレームＦ１２の画像データがメモリ３２３に格納され、かつ、Ａ光の発光に伴って取得されたフレームＦ１３の画像データがメモリ３２４に格納されたことを検出すると、フレームＦ１１、Ｆ１２及びＦ１３の画像データを加算回路３２８へ同時に出力する。

加算回路３２８は、セレクタ３２７から同時に出力されるフレームＦ１１、Ｆ１２及びＦ１３の画像データに対して加算処理を施し、当該加算処理を施した画像データを画像処理部３３へ出力する。

一方、ＴＧ１１３は、駆動信号生成部３４から期間Ｔ毎に１回ずつ出力される読出開始信号に基づき、フレームＦ１４のラインＬＮの露光が開始された略直後のタイミングに相当する時刻Ｔ１４において、フレームＦ１４のラインＬ１の露光を完了させて読出を開始させるための撮像制御信号を生成して受光部１１１へ出力する。

光源制御部２１は、駆動信号生成部３４からの読出開始信号が入力された時刻Ｔ１４から遅延期間Δｔｂ１が経過した後のタイミングに相当する時刻Ｔ１５において、特殊光用ＬＥＤ群２２２の第２のＬＥＤによるＢ光の発光を開始させるとともに、時刻Ｔ１５から発光期間ｔｂ１が経過した後のタイミングに相当する時刻Ｔ１６において、特殊光用ＬＥＤ群２２２の第２のＬＥＤによるＢ光の発光を終了させるための発光制御信号を生成し、当該生成した発光制御信号をＬＥＤユニット２２及び画像加算部３２へ出力する。

ここで、光源制御部２１は、前述のような発光制御信号を生成する際に、受光部１１１のラインＬ１におけるフレームＦ１４の読出が完了した後からフレームＦ１５の読出が開始される前までの期間に（例えばフレームＦ１５の読出が開始される直前に）時刻Ｔ１６を含むように発光期間ｔｂ１を設定する。また、光源制御部２１は、前述のような発光制御信号を生成する際に、Δｔｂ１＜Ｔ−ｔｂ１の関係を具備するように、すなわち、フレームＦ１４のラインＬ１の露光期間Ｔと第２のＬＥＤの発光期間ｔｂ１との差よりも小さくなるように遅延期間Δｔｂ１を設定する。

そして、前述のような発光制御信号の出力に応じ、フレームＦ１４及びＦ１５の２つのフレームにまたがる発光期間ｔｂ１において、特殊光用ＬＥＤ群２２２（の第２のＬＥＤ）から発せられるＢ光がライトガイド５に供給され、さらに、ライトガイド５を経て照射されたＢ光により被写体が照明される。

受光部１１１は、ＴＧ１１３から出力される撮像制御信号に基づいてローリングシャッタ方式で撮像動作を行うことにより、発光期間ｔｂ１の間に被写体に照射されたＢ光の戻り光を受光し、当該受光した戻り光に応じた電気信号を生成して出力する。

信号処理部１１２は、受光部１１１から出力される電気信号に対してＡ／Ｄ変換処理等の信号処理を施すことにより、フレームＦ１４及びＦ１５の２フレーム分の画像データを順次生成し、当該生成した２フレーム分の画像データをセレクタ３１へ出力する。

セレクタ３２１は、光源制御部２１から出力される発光制御信号と、駆動信号生成部３４から出力される読出開始信号と、に基づき、特殊光用ＬＥＤ群２２２の第２のＬＥＤによるＢ光の発光が開始された後に最初に入力される画像データをフレームＦ１４の画像データであると認識し、フレームＦ１４の画像データをメモリ３２５に格納させる。また、セレクタ３２１は、光源制御部２１から出力される発光制御信号と、駆動信号生成部３４から出力される読出開始信号と、に基づき、特殊光用ＬＥＤ群２２２の第２のＬＥＤによるＢ光の発光が開始された後に２番目に入力される画像データをフレームＦ１５の画像データであると認識し、フレームＦ１５の画像データをメモリ３２６に格納させる。

セレクタ３２７は、光源制御部２１から出力される発光制御信号と、駆動信号生成部３４から出力される読出開始信号と、に基づき、Ｂ光の発光に伴って取得されたフレームＦ１４の画像データがメモリ３２５に格納され、かつ、Ｂ光の発光に伴って取得されたフレームＦ１５の画像データがメモリ３２６に格納されたことを検出すると、フレームＦ１４及びＦ１５の画像データを加算回路３２９へ同時に出力する。

加算回路３２９は、セレクタ３２７から同時に出力されるフレームＦ１４及びＦ１５の画像データに対して加算処理を施し、当該加算処理を施した画像データを画像処理部３３へ出力する。

以上に述べたように、本変形例の撮像システム１０１は、特殊光観察モードにおいて、ローリングシャッタ方式の撮像動作を行いつつ、Ａ光の発光に伴って取得された３フレーム分の（フレームＦ１１、Ｆ１２及びＦ１３の）画像を加算合成する処理を行うとともに、Ｂ光の発光に伴って取得された２フレーム分の（フレームＦ１４及びＦ１５の）画像を加算合成する処理を行うように構成されている。そのため、本変形例の撮像システム１０１によれば、ＣＭＯＳイメージセンサ１１（の受光部１１１）におけるローリングシャッタ方式の撮像動作に起因して生じる画像の明るさムラを抑制することができる。

（第２の実施例）
図６から図１０は、本発明の第２の実施例に係るものである。図６は、第２の実施例に係る撮像システムの要部の構成を示す図である。図７は、第２の実施例に係る画像加算部の具体的な構成の一例を示すブロック図である。

なお、本実施例においては、第１の実施例と同様の構成等を有する部分に関する詳細な説明を省略するとともに、第１の実施例と異なる構成等を有する部分に関して主に説明を行う。

撮像システム１０２は、図６に示すように、第１の実施例の撮像システム１０１における内視鏡１の代わりに、ＣＭＯＳイメージセンサ１１Ａ及びモード切替スイッチ１２を備えた内視鏡１Ａを有して構成されている。

ＣＭＯＳイメージセンサ１１Ａは、受光部１１１と、信号処理部１１２と、ＴＧ１１４と、を有して構成されている。

ＴＧ１１４は、第１の実施例に係るＴＧ１１３と同様の撮像制御信号を生成して出力することができるように構成されている。また、ＴＧ１１４は、図６及び図７に示すように、受光部１１１のラインＬＮの読出が完了したタイミングにおいて、１フレーム分の読出が完了したことを示す読出完了信号を生成して光源制御部２１、セレクタ３２１及びセレクタ３２７へ出力するように構成されている。

すなわち、本実施例の撮像システム１０２によれば、ＴＧ１１４がトリガ信号出力部としての機能を具備しているとともに、ＴＧ１１４から出力される読出完了信号がトリガ信号としての機能を具備している。

一方、本実施例に係る駆動信号生成部３４は、受光部１１１のラインＬ１の読出を開始させるタイミングを示す読出開始信号を、画像の取得に係るフレームレートに応じた期間Ｔに対してブランク期間τを加えた期間（Ｔ＋τ）毎に１回ずつ生成し、当該生成した読出開始信号をＴＧ１１４へ出力するように構成されている。なお、前述のブランク期間τは、例えば、ＣＭＯＳイメージセンサ１１Ａにおける受光部１１１及びＴＧ１１３の性能に応じて発生する期間であり、一のフレームにおけるラインＬＮの露光が開始されたタイミングから当該一のフレームのラインＬ１の読出が開始されるタイミングまでの期間を示すものとする。

続いて、以上に述べたような構成を具備する撮像システム１０２の作用について説明する。なお、本実施例の撮像システム１０２は、白色光観察モード時において、第１の実施例の撮像システム１０１と略同様の動作を行うように構成されている。そのため、以降においては、撮像システム１０２が白色光観察モードに設定された際に行われる具体的な動作についての説明を省略しつつ、撮像システム１０２が特殊光観察モードに設定された際に行われる具体的な動作についての説明を行うものとする。図８は、第２の実施例に係る撮像システムにおいて行われる動作を説明するための図である。

ＴＧ１１４は、フレームＦ２１のラインＬＮの読出が完了したタイミングに相当する時刻Ｔ２１において、当該タイミングを示す読出完了信号を生成して光源制御部２１、セレクタ３２１及びセレクタ３２７へ出力する。

光源制御部２１は、ＴＧ１１４からの読出完了信号が入力された時刻Ｔ２１から遅延期間Δｔ２が経過した後のタイミングに相当する時刻Ｔ２２において、特殊光用ＬＥＤ群２２２の第１のＬＥＤによるＡ光の発光を開始させるとともに、時刻Ｔ２２から発光期間ｔ２が経過した後のタイミングに相当する時刻Ｔ２３において、特殊光用ＬＥＤ群２２２の第１のＬＥＤによるＡ光の発光を終了させるための発光制御信号を生成し、当該生成した発光制御信号をＬＥＤユニット２２及び画像加算部３２へ出力する。

ここで、光源制御部２１は、前述のような発光制御信号を生成する際に、受光部１１１のラインＬ１におけるフレームＦ２２の読出が完了した後からフレームＦ２３の読出が開始される前までの期間に（例えばフレームＦ２３の読出が開始される直前に）時刻Ｔ２３を含むように発光期間ｔ２を設定する。また、光源制御部２１は、前述のような発光制御信号を生成する際に、Δｔ２＜（Ｔ＋τ）−ｔ２の関係を具備するように、すなわち、フレームＦ２１のラインＬＮの露光期間Ｔに対してブランク期間τを加えた期間（Ｔ＋τ）と第１のＬＥＤの発光期間ｔ２との差よりも小さくなるように遅延期間Δｔ２を設定する。

そして、前述のような発光制御信号の出力に応じ、フレームＦ２２及びＦ２３の２つのフレームにまたがる発光期間ｔ２において、特殊光用ＬＥＤ群２２２（の第１のＬＥＤ）から発せられるＡ光がライトガイド５に供給され、さらに、ライトガイド５を経て照射されたＡ光により被写体が照明される。

受光部１１１は、ＴＧ１１４から出力される撮像制御信号に基づいてローリングシャッタ方式で撮像動作を行うことにより、発光期間ｔ２の間に被写体に照射されたＡ光の戻り光を受光し、当該受光した戻り光に応じた電気信号を生成して出力する。

信号処理部１１２は、受光部１１１から出力される電気信号に対してＡ／Ｄ変換処理等の信号処理を施すことにより、フレームＦ２２及びＦ２３の２フレーム分の画像データを順次生成し、当該生成した２フレーム分の画像データをセレクタ３１へ出力する。

セレクタ３２１は、光源制御部２１から出力される発光制御信号と、ＴＧ１１４から出力される読出完了信号と、に基づき、特殊光用ＬＥＤ群２２２の第１のＬＥＤによるＡ光の発光が開始された後に最初に入力される画像データをフレームＦ２２の画像データであると認識し、フレームＦ２２の画像データをメモリ３２２に格納させる。また、セレクタ３２１は、光源制御部２１から出力される発光制御信号と、ＴＧ１１４から出力される読出完了信号と、に基づき、特殊光用ＬＥＤ群２２２の第１のＬＥＤによるＡ光の発光が開始された後に２番目に入力される画像データをフレームＦ２３の画像データであると認識し、フレームＦ２３の画像データをメモリ３２３に格納させる。

セレクタ３２７は、光源制御部２１から出力される発光制御信号と、ＴＧ１１４から出力される読出完了信号と、に基づき、Ａ光の発光に伴って取得されたフレームＦ２２の画像データがメモリ３２２に格納され、かつ、Ａ光の発光に伴って取得されたフレームＦ２３の画像データがメモリ３２３に格納されたことを検出すると、フレームＦ２３及びＦ２３の画像データを加算回路３２８へ同時に出力する。

加算回路３２８は、セレクタ３２７から同時に出力されるフレームＦ２２及びＦ２３の画像データに対して加算処理を施し、当該加算処理を施した画像データを画像処理部３３へ出力する。

一方、ＴＧ１１４は、フレームＦ２３のラインＬＮの読出が完了したタイミングに相当する時刻Ｔ２４において、当該タイミングを示す読出完了信号を生成して光源制御部２１、セレクタ３２１及びセレクタ３２７へ出力する。

光源制御部２１は、ＴＧ１１４からの読出完了信号が入力された時刻Ｔ２４から遅延期間Δｔ２が経過した後のタイミングに相当する時刻Ｔ２５において、特殊光用ＬＥＤ群２２２の第２のＬＥＤによるＢ光の発光を開始させるとともに、時刻Ｔ２５から発光期間ｔ２が経過した後のタイミングに相当する時刻Ｔ２６において、特殊光用ＬＥＤ群２２２の第２のＬＥＤによるＢ光の発光を終了させるための発光制御信号を生成し、当該生成した発光制御信号をＬＥＤユニット２２及び画像加算部３２へ出力する。

ここで、光源制御部２１は、前述のような発光制御信号を生成する際に、受光部１１１のラインＬ１におけるフレームＦ２４の読出が完了した後からフレームＦ２５の読出が開始される前までの期間に（例えばフレームＦ２５の読出が開始される直前に）時刻Ｔ２６を含むように発光期間ｔ２を設定する。また、光源制御部２１は、前述のような発光制御信号を生成する際に、Δｔ２＜（Ｔ＋τ）−ｔ２の関係を具備するように、すなわち、フレームＦ２３のラインＬＮの露光期間Ｔに対してブランク期間τを加えた期間（Ｔ＋τ）と第２のＬＥＤの発光期間ｔ２との差よりも小さくなるように遅延期間Δｔ２を設定する。

そして、前述のような発光制御信号の出力に応じ、フレームＦ２４及びＦ２５の２つのフレームにまたがる発光期間ｔ２において、特殊光用ＬＥＤ群２２２（の第２のＬＥＤ）から発せられるＢ光がライトガイド５に供給され、さらに、ライトガイド５を経て照射されたＢ光により被写体が照明される。

受光部１１１は、ＴＧ１１４から出力される撮像制御信号に基づいてローリングシャッタ方式で撮像動作を行うことにより、発光期間ｔ２の間に被写体に照射されたＢ光の戻り光を受光し、当該受光した戻り光に応じた電気信号を生成して出力する。

信号処理部１１２は、受光部１１１から出力される電気信号に対してＡ／Ｄ変換処理等の信号処理を施すことにより、フレームＦ２４及びＦ２５の２フレーム分の画像データを順次生成し、当該生成した２フレーム分の画像データをセレクタ３１へ出力する。

セレクタ３２１は、光源制御部２１から出力される発光制御信号と、ＴＧ１１４から出力される読出完了信号と、に基づき、特殊光用ＬＥＤ群２２２の第２のＬＥＤによるＢ光の発光が開始された後に最初に入力される画像データをフレームＦ２４の画像データであると認識し、フレームＦ２４の画像データをメモリ３２４に格納させる。また、セレクタ３２１は、光源制御部２１から出力される発光制御信号と、ＴＧ１１４から出力される読出完了信号と、に基づき、特殊光用ＬＥＤ群２２２の第２のＬＥＤによるＢ光の発光が開始された後に２番目に入力される画像データをフレームＦ２５の画像データであると認識し、フレームＦ２５の画像データをメモリ３２５に格納させる。

セレクタ３２７は、光源制御部２１から出力される発光制御信号と、ＴＧ１１４から出力される読出完了信号と、に基づき、Ｂ光の発光に伴って取得されたフレームＦ２４の画像データがメモリ３２４に格納され、かつ、Ｂ光の発光に伴って取得されたフレームＦ２５の画像データがメモリ３２５に格納されたことを検出すると、フレームＦ２４及びＦ２５の画像データを加算回路３２９へ同時に出力する。

加算回路３２９は、セレクタ３２７から同時に出力されるフレームＦ２４及びＦ２５の画像データに対して加算処理を施し、当該加算処理を施した画像データを画像処理部３３へ出力する。

以上に述べたように、本実施例の撮像システム１０２は、特殊光観察モードにおいて、ローリングシャッタ方式の撮像動作を行いつつ、Ａ光の発光に伴って取得された２フレーム分の（フレームＦ２２及びＦ２３の）画像を加算合成する処理を行うとともに、Ｂ光の発光に伴って取得された２フレーム分の（フレームＦ２４及びＦ２５の）画像を加算合成する処理を行うように構成されている。そのため、本実施例の撮像システム１０１によれば、ＣＭＯＳイメージセンサ１１（の受光部１１１）におけるローリングシャッタ方式の撮像動作に起因して生じる画像の明るさムラを抑制することができる。

また、本実施例の撮像システム１０２によれば、例えば、ＣＭＯＳイメージセンサ１１の動作方式を観察モードの切り替えに応じて変更するような複雑な制御を行わずとも、明るさムラのない観察画像をモニタ４に表示させることができる。

また、本実施例の撮像システム１０２によれば、前述のような制御が光源制御部２１において行われることにより、ブランク期間τの存在を考慮しつつ、明るさムラ（及び混色）のない観察画像を生成してモニタ４に表示する際に必要となる加算フレーム数を最小化するようなタイミングでＡ光及びＢ光を被写体に照射することができる。すなわち、本実施例の撮像システム１０２によれば、前述のような制御が光源制御部２１において行われることにより、明るさムラ及び混色のない観察画像を生成してモニタ４に表示する際のフレームレートを極力低下させないようにすることができる。

なお、本実施例によれば、例えば、モニタ４に表示される観察画像のカラーバランスの調整等を行うために、Ａ光の発光期間をＢ光の発光期間に比べて十分に長くする必要がある場合においては、図７に例示した画像加算部３２の代わりに、図９に例示するような（第１の実施例で説明したものと略同様の構成を具備する）画像加算部３２Ａを用いて撮像システム１０２を構成すればよい。図９は、第２の実施例の変形例に係る画像加算部の具体的な構成の一例を示すブロック図である。

ここで、画像加算部３２Ａを具備して構成された撮像システム１０２が特殊光観察モードに設定された際に行われる具体的な動作について説明する。図１０は、第２の実施例の変形例に係る撮像システムにおいて行われる動作を説明するための図である。なお、以降においては、Ａ光の発光期間が、１フレーム分の露光期間Ｔに対してブランク期間τを加えた期間（Ｔ＋τ）より長く、かつ、２フレーム分の露光期間２Ｔに対してブランク期間τを加えた期間（２Ｔ＋τ）より短い場合を例に挙げて説明する。

ＴＧ１１４は、フレームＦ３１のラインＬＮの読出が完了したタイミングに相当する時刻Ｔ３１において、当該タイミングを示す読出完了信号を生成して光源制御部２１、セレクタ３２１及びセレクタ３２７へ出力する。

光源制御部２１は、ＴＧ１１４からの読出完了信号が入力された時刻Ｔ３１から遅延期間Δｔａ２が経過した後のタイミングに相当する時刻Ｔ３２において、特殊光用ＬＥＤ群２２２の第１のＬＥＤによるＡ光の発光を開始させるとともに、時刻Ｔ３２から発光期間ｔａ２が経過した後のタイミングに相当する時刻Ｔ３３において、特殊光用ＬＥＤ群２２２の第１のＬＥＤによるＡ光の発光を終了させるための発光制御信号を生成し、当該生成した発光制御信号をＬＥＤユニット２２及び画像加算部３２へ出力する。

ここで、光源制御部２１は、前述のような発光制御信号を生成する際に、受光部１１１のラインＬ１におけるフレームＦ３３の読出が完了した後からフレームＦ３４の読出が開始される前までの期間に（例えばフレームＦ３４の読出が開始される直前に）時刻Ｔ３３を含むように発光期間ｔａ２を設定する。また、光源制御部２１は、前述のような発光制御信号を生成する際に、Δｔａ２＜（２Ｔ＋τ）−ｔａ２の関係を具備するように、すなわち、フレームＦ１１のラインＬ１の露光期間Ｔを２倍したものに対してブランク期間τを加えた期間（２Ｔ＋τ）と第１のＬＥＤの発光期間ｔａ２との差よりも小さくなるように遅延期間Δｔａ２を設定する。

そして、前述のような発光制御信号の出力に応じ、フレームＦ３２、Ｆ３３及びＦ３４の３つのフレームにまたがる発光期間ｔａ２において、特殊光用ＬＥＤ群２２２（の第１のＬＥＤ）から発せられるＡ光がライトガイド５に供給され、さらに、ライトガイド５を経て照射されたＡ光により被写体が照明される。

受光部１１１は、ＴＧ１１４から出力される撮像制御信号に基づいてローリングシャッタ方式で撮像動作を行うことにより、発光期間ｔａ２の間に被写体に照射されたＡ光の戻り光を受光し、当該受光した戻り光に応じた電気信号を生成して出力する。

信号処理部１１２は、受光部１１１から出力される電気信号に対してＡ／Ｄ変換処理等の信号処理を施すことにより、フレームＦ３２、Ｆ３３及びＦ３４の３フレーム分の画像データを順次生成し、当該生成した３フレーム分の画像データをセレクタ３１へ出力する。

セレクタ３２１は、光源制御部２１から出力される発光制御信号と、ＴＧ１１４から出力される読出完了信号と、に基づき、特殊光用ＬＥＤ群２２２の第１のＬＥＤによるＡ光の発光が開始された後に最初に入力される画像データをフレームＦ３２の画像データであると認識し、フレームＦ３２の画像データをメモリ３２２に格納させる。また、セレクタ３２１は、光源制御部２１から出力される発光制御信号と、ＴＧ１１４から出力される読出完了信号と、に基づき、特殊光用ＬＥＤ群２２２の第１のＬＥＤによるＡ光の発光が開始された後に２番目に入力される画像データをフレームＦ３３の画像データであると認識し、フレームＦ３３の画像データをメモリ３２３に格納させる。さらに、セレクタ３２１は、光源制御部２１から出力される発光制御信号と、ＴＧ１１４から出力される読出完了信号と、に基づき、特殊光用ＬＥＤ群２２２の第１のＬＥＤによるＡ光の発光が開始された後に３番目に入力される画像データをフレームＦ３４の画像データであると認識し、フレームＦ３４の画像データをメモリ３２４に格納させる。

セレクタ３２７は、光源制御部２１から出力される発光制御信号と、ＴＧ１１４から出力される読出完了信号と、に基づき、Ａ光の発光に伴って取得されたフレームＦ３２の画像データがメモリ３２２に格納され、Ａ光の発光に伴って取得されたフレームＦ３３の画像データがメモリ３２３に格納され、かつ、Ａ光の発光に伴って取得されたフレームＦ３４の画像データがメモリ３２４に格納されたことを検出すると、フレームＦ３２、Ｆ３３及びＦ３４の画像データを加算回路３２８へ同時に出力する。

加算回路３２８は、セレクタ３２７から同時に出力されるフレームＦ３２、Ｆ３３及びＦ３４の画像データに対して加算処理を施し、当該加算処理を施した画像データを画像処理部３３へ出力する。

一方、ＴＧ１１４は、フレームＦ３４のラインＬＮの読出が完了したタイミングに相当する時刻Ｔ３４において、当該タイミングを示す読出完了信号を生成して光源制御部２１、セレクタ３２１及びセレクタ３２７へ出力する。

光源制御部２１は、ＴＧ１１４からの読出完了信号が入力された時刻Ｔ３４から遅延期間Δｔｂ２が経過した後のタイミングに相当する時刻Ｔ３５において、特殊光用ＬＥＤ群２２２の第２のＬＥＤによるＢ光の発光を開始させるとともに、時刻Ｔ３５から発光期間ｔｂ２が経過した後のタイミングに相当する時刻Ｔ３６において、特殊光用ＬＥＤ群２２２の第２のＬＥＤによるＢ光の発光を終了させるための発光制御信号を生成し、当該生成した発光制御信号をＬＥＤユニット２２及び画像加算部３２へ出力する。

ここで、光源制御部２１は、前述のような発光制御信号を生成する際に、受光部１１１のラインＬ１におけるフレームＦ３５の読出が完了した後からフレームＦ３６の読出が開始される前までの期間に（例えばフレームＦ３６の読出が開始される直前に）時刻Ｔ３６を含むように発光期間ｔｂ２を設定する。また、光源制御部２１は、前述のような発光制御信号を生成する際に、Δｔｂ２＜（Ｔ＋τ）−ｔｂ２の関係を具備するように、すなわち、フレームＦ３４のラインＬＮの露光期間Ｔに対してブランク期間τを加えた期間（Ｔ＋τ）と第２のＬＥＤの発光期間ｔｂ２との差よりも小さくなるように遅延期間Δｔｂ２を設定する。

そして、前述のような発光制御信号の出力に応じ、フレームＦ３５及びＦ３６の２つのフレームにまたがる発光期間ｔｂ２において、特殊光用ＬＥＤ群２２２（の第２のＬＥＤ）から発せられるＢ光がライトガイド５に供給され、さらに、ライトガイド５を経て照射されたＢ光により被写体が照明される。

受光部１１１は、ＴＧ１１４から出力される撮像制御信号に基づいてローリングシャッタ方式で撮像動作を行うことにより、発光期間ｔｂ２の間に被写体に照射されたＢ光の戻り光を受光し、当該受光した戻り光に応じた電気信号を生成して出力する。

信号処理部１１２は、受光部１１１から出力される電気信号に対してＡ／Ｄ変換処理等の信号処理を施すことにより、フレームＦ３５及びＦ３６の２フレーム分の画像データを順次生成し、当該生成した２フレーム分の画像データをセレクタ３１へ出力する。

セレクタ３２１は、光源制御部２１から出力される発光制御信号と、ＴＧ１１４から出力される読出完了信号と、に基づき、特殊光用ＬＥＤ群２２２の第２のＬＥＤによるＢ光の発光が開始された後に最初に入力される画像データをフレームＦ３５の画像データであると認識し、フレームＦ３５の画像データをメモリ３２５に格納させる。また、セレクタ３２１は、光源制御部２１から出力される発光制御信号と、ＴＧ１１４から出力される読出完了信号と、に基づき、特殊光用ＬＥＤ群２２２の第２のＬＥＤによるＢ光の発光が開始された後に２番目に入力される画像データをフレームＦ３６の画像データであると認識し、フレームＦ３６の画像データをメモリ３２６に格納させる。

セレクタ３２７は、光源制御部２１から出力される発光制御信号と、ＴＧ１１４から出力される読出完了信号と、に基づき、Ｂ光の発光に伴って取得されたフレームＦ３５の画像データがメモリ３２５に格納され、かつ、Ｂ光の発光に伴って取得されたフレームＦ３６の画像データがメモリ３２６に格納されたことを検出すると、フレームＦ３５及びＦ３６の画像データを加算回路３２９へ同時に出力する。

加算回路３２９は、セレクタ３２７から同時に出力されるフレームＦ３５及びＦ３６の画像データに対して加算処理を施し、当該加算処理を施した画像データを画像処理部３３へ出力する。

以上に述べたように、本変形例の撮像システム１０２は、特殊光観察モードにおいて、ローリングシャッタ方式の撮像動作を行いつつ、Ａ光の発光に伴って取得された３フレーム分の（フレームＦ３２、Ｆ３３及びＦ３４の）画像を加算合成する処理を行うとともに、Ｂ光の発光に伴って取得された２フレーム分の（フレームＦ３５及びＦ３６の）画像を加算合成するような処理を行うように構成されている。そのため、本変形例の撮像システム１０２によれば、ＣＭＯＳイメージセンサ１１（の受光部１１１）におけるローリングシャッタ方式の撮像動作に起因して生じる画像の明るさムラを抑制することができる。

（第３の実施例）
図１１から図１５は、本発明の第３の実施例に係るものである。図１１は、第３の実施例に係る撮像システムの要部の構成を示す図である。図１２は、第３の実施例に係る画像加算部の具体的な構成の一例を示すブロック図である。

なお、本実施例においては、第１及び第２の実施例の少なくともいずれか一方と同様の構成等を有する部分に関する詳細な説明を省略するとともに、第１及び第２の実施例のいずれともと異なる構成等を有する部分に関して主に説明を行う。

撮像システム１０３は、図１１に示すように、第１の実施例の撮像システム１０１におけるプロセッサ３の代わりに、プロセッサ３Ａを有して構成されている。

プロセッサ３Ａは、セレクタ３１と、画像加算部３２と、画像処理部３３と、駆動信号生成部３４と、制御部３５と、クロック信号生成部３６と、を有して構成されている。

クロック信号生成部３６は、ＣＭＯＳイメージセンサ１１及び光源制御部２１における動作の同期をとるためのクロック信号を生成し、当該生成したクロック信号を光源制御部２１及び信号生成部３４へ出力するように構成されている。

そのため、本実施例の光源制御部２１は、図１１及び図１２に示すように、クロック信号生成部３６からのクロック信号が入力されるタイミングに基づいて発光制御信号を生成し、当該生成した発光制御信号をＬＥＤユニット２２、セレクタ３２１及びセレクタ３２７へ出力するように構成されている。

また、本実施例の駆動信号生成部３４は、図１１及び図１２に示すように、クロック信号生成部３６からのクロック信号が入力されるタイミングに基づいて読出開始信号を生成し、当該生成した読出開始信号をＴＧ１１３、セレクタ３２１及びセレクタ３２７へ出力するように構成されている。

すなわち、本実施例の撮像システム１０３によれば、駆動信号生成部３４とクロック信号生成部３６とがトリガ信号出力部としての機能を具備しているとともに、駆動信号生成部３４から出力される読出開始信号とクロック信号生成部３６から出力されるクロック信号とがトリガ信号としての機能を具備している。

続いて、以上に述べたような構成を具備する撮像システム１０３の作用について説明する。

ユーザは、撮像システム１０３の各部の電源を投入した後、モード切替スイッチ１２を操作することにより、撮像システム１０３の観察モードを白色光観察モードに設定するための指示を行う。

制御部３５は、モード切替スイッチ１２においてなされた指示に基づき、撮像システム１０３の観察モードを白色光観察モードに設定するためのシステム制御信号を生成し、当該生成したシステム制御信号を光源制御部２１、セレクタ３１及び画像処理部３３へ出力する。

一方、クロック信号生成部３６は、ＣＭＯＳイメージセンサ１１及び光源制御部２１における動作の同期をとるためのクロック信号を生成し、当該生成したクロック信号を光源制御部２１及び信号生成部３４へ出力するように構成されている。

駆動信号生成部３４は、クロック信号生成部３６からのクロック信号が入力されるタイミングに基づき、受光部１１１のラインＬ１の読出を開始させるタイミングを示す読出開始信号を、画像の取得に係るフレームレートに応じた期間Ｔ毎に１回ずつ生成し、当該生成した読出開始信号をＴＧ１１３、セレクタ３２１及びセレクタ３２７へ出力する。

一方、光源制御部２１は、制御部３５から出力されるシステム制御信号に基づき、撮像システム１０３の観察モードが白色光観察モードに設定されたことを検出すると、白色光用ＬＥＤ群２２１に属する各ＬＥＤを同時かつ連続的に発光させるとともに、特殊光用ＬＥＤ群２２２に属する各ＬＥＤを消光させるための発光制御信号を生成してＬＥＤユニット２２へ出力する。そして、このような発光制御信号の出力に応じ、白色光用ＬＥＤ群２２１から発せられる白色光がライトガイド５に供給され、さらに、ライトガイド５を経て照射された白色光により被写体が照明される。

一方、ユーザは、白色光観察モードにおいてモニタ４に表示される観察画像を確認しながら内視鏡１の挿入部を操作することにより、当該挿入部の先端部を体腔内の所望の被写体を撮像可能な位置に配置する。そして、ユーザは、前述のように挿入部の先端部を配置した状態において、モード切替スイッチ１２を操作することにより、撮像システム１０３の観察モードを特殊光観察モードに設定するための指示を行う。

制御部３５は、モード切替スイッチ１２においてなされた指示に基づき、撮像システム１０３の観察モードを特殊光観察モードに設定するためのシステム制御信号を生成し、当該生成したシステム制御信号を光源制御部２１、セレクタ３１及び画像処理部３３へ出力する。

ここで、撮像システム１０３が特殊光観察モードに設定された際に行われる具体的な動作について説明する。図１３は、第３の実施例に係る撮像システムにおいて行われる動作を説明するための図である。

ＴＧ１１３は、駆動信号生成部３４から期間Ｔ毎に１回ずつ出力される読出開始信号に基づき、フレームＦ４１のラインＬＮの露光が開始された略直後のタイミングに相当する時刻Ｔ４１において、フレームＦ４１のラインＬ１の露光を完了させて読出を開始させるための撮像制御信号を生成して受光部１１１へ出力する。

光源制御部２１は、クロック信号生成部３６からのクロック信号が入力された時刻Ｔ４１から遅延期間Δｔ３が経過した後のタイミングに相当する時刻Ｔ４２において、特殊光用ＬＥＤ群２２２の第１のＬＥＤによるＡ光の発光を開始させるとともに、時刻Ｔ４２から発光期間ｔ３が経過した後のタイミングに相当する時刻Ｔ４３において、特殊光用ＬＥＤ群２２２の第１のＬＥＤによるＡ光の発光を終了させるための発光制御信号を生成し、当該生成した発光制御信号をＬＥＤユニット２２及び画像加算部３２へ出力する。

ここで、光源制御部２１は、前述のような発光制御信号を生成する際に、受光部１１１のラインＬ１におけるフレームＦ４１の読出が完了した後からフレームＦ４２の読出が開始される前までの期間に（例えばフレームＦ４２の読出が開始される直前に）時刻Ｔ４３を含むように発光期間ｔ３を設定する。また、光源制御部２１は、前述のような発光制御信号を生成する際に、Δｔ３＜Ｔ−ｔ３の関係を具備するように、すなわち、フレームＦ４１のラインＬ１の露光期間Ｔと第１のＬＥＤの発光期間ｔ３との差よりも小さくなるように遅延期間Δｔ３を設定する。

そして、前述のような発光制御信号の出力に応じ、フレームＦ４１及びＦ４２の２つのフレームにまたがる発光期間ｔ３において、特殊光用ＬＥＤ群２２２（の第１のＬＥＤ）から発せられるＡ光がライトガイド５に供給され、さらに、ライトガイド５を経て照射されたＡ光により被写体が照明される。

受光部１１１は、ＴＧ１１３から出力される撮像制御信号に基づいてローリングシャッタ方式で撮像動作を行うことにより、発光期間ｔ３の間に被写体に照射されたＡ光の戻り光を受光し、当該受光した戻り光に応じた電気信号を生成して出力する。

信号処理部１１２は、受光部１１１から出力される電気信号に対してＡ／Ｄ変換処理等の信号処理を施すことにより、フレームＦ４１及びＦ４２の２フレーム分の画像データを順次生成し、当該生成した２フレーム分の画像データをセレクタ３１へ出力する。

セレクタ３２１は、光源制御部２１から出力される発光制御信号と、駆動信号生成部３４から出力される読出開始信号と、に基づき、特殊光用ＬＥＤ群２２２の第１のＬＥＤによるＡ光の発光が開始された後に最初に入力される画像データをフレームＦ４１の画像データであると認識し、フレームＦ４１の画像データをメモリ３２２に格納させる。また、セレクタ３２１は、光源制御部２１から出力される発光制御信号と、駆動信号生成部３４から出力される読出開始信号と、に基づき、特殊光用ＬＥＤ群２２２の第１のＬＥＤによるＡ光の発光が開始された後に２番目に入力される画像データをフレームＦ４２の画像データであると認識し、フレームＦ４２の画像データをメモリ３２３に格納させる。

セレクタ３２７は、光源制御部２１から出力される発光制御信号と、駆動信号生成部３４から出力される読出開始信号と、に基づき、Ａ光の発光に伴って取得されたフレームＦ４１の画像データがメモリ３２２に格納され、かつ、Ａ光の発光に伴って取得されたフレームＦ４２の画像データがメモリ３２３に格納されたことを検出すると、フレームＦ４１及びＦ４２の画像データを加算回路３２８へ同時に出力する。

加算回路３２８は、セレクタ３２７から同時に出力されるフレームＦ４１及びＦ４２の画像データに対して加算処理を施し、当該加算処理を施した画像データを画像処理部３３へ出力する。

一方、ＴＧ１１３は、駆動信号生成部３４から期間Ｔ毎に１回ずつ出力される読出開始信号に基づき、フレームＦ４３のラインＬＮの露光が開始された略直後のタイミングに相当する時刻Ｔ４４において、フレームＦ４３のラインＬ１の露光を完了させて読出を開始させるための撮像制御信号を生成して受光部１１１へ出力する。

光源制御部２１は、クロック信号生成部３６からのクロック信号が入力された時刻Ｔ４４から遅延期間Δｔ３が経過した後のタイミングに相当する時刻Ｔ４５において、特殊光用ＬＥＤ群２２２の第２のＬＥＤによるＢ光の発光を開始させるとともに、時刻Ｔ４５から発光期間ｔ３が経過した後のタイミングに相当する時刻Ｔ４６において、特殊光用ＬＥＤ群２２２の第２のＬＥＤによるＢ光の発光を終了させるための発光制御信号を生成し、当該生成した発光制御信号をＬＥＤユニット２２及び画像加算部３２へ出力する。

ここで、光源制御部２１は、前述のような発光制御信号を生成する際に、受光部１１１のラインＬ１におけるフレームＦ４３の読出が完了した後からフレームＦ４４の読出が開始される前までの期間に（例えばフレームＦ４４の読出が開始される直前に）時刻Ｔ４６を含むように発光期間ｔ３を設定する。また、光源制御部２１は、前述のような発光制御信号を生成する際に、Δｔ３＜Ｔ−ｔ３の関係を具備するように、すなわち、フレームＦ４３のラインＬ１の露光期間Ｔと第２のＬＥＤの発光期間ｔ３との差よりも小さくなるように遅延期間Δｔ３を設定する。

そして、前述のような発光制御信号の出力に応じ、フレームＦ４３及びＦ４４の２つのフレームにまたがる発光期間ｔ３において、特殊光用ＬＥＤ群２２２（の第２のＬＥＤ）から発せられるＢ光がライトガイド５に供給され、さらに、ライトガイド５を経て照射されたＢ光により被写体が照明される。

受光部１１１は、ＴＧ１１３から出力される撮像制御信号に基づいてローリングシャッタ方式で撮像動作を行うことにより、発光期間ｔ３の間に被写体に照射されたＢ光の戻り光を受光し、当該受光した戻り光に応じた電気信号を生成して出力する。

信号処理部１１２は、受光部１１１から出力される電気信号に対してＡ／Ｄ変換処理等の信号処理を施すことにより、フレームＦ４３及びＦ４４の２フレーム分の画像データを順次生成し、当該生成した２フレーム分の画像データをセレクタ３１へ出力する。

セレクタ３２１は、光源制御部２１から出力される発光制御信号と、駆動信号生成部３４から出力される読出開始信号と、に基づき、特殊光用ＬＥＤ群２２２の第２のＬＥＤによるＢ光の発光が開始された後に最初に入力される画像データをフレームＦ４３の画像データであると認識し、フレームＦ４３の画像データをメモリ３２４に格納させる。また、セレクタ３２１は、光源制御部２１から出力される発光制御信号と、駆動信号生成部３４から出力される読出開始信号と、に基づき、特殊光用ＬＥＤ群２２２の第２のＬＥＤによるＢ光の発光が開始された後に２番目に入力される画像データをフレームＦ４４の画像データであると認識し、フレームＦ４４の画像データをメモリ３２５に格納させる。

セレクタ３２７は、光源制御部２１から出力される発光制御信号と、駆動信号生成部３４から出力される読出開始信号と、に基づき、Ｂ光の発光に伴って取得されたフレームＦ４３の画像データがメモリ３２４に格納され、かつ、Ｂ光の発光に伴って取得されたフレームＦ４４の画像データがメモリ３２５に格納されたことを検出すると、フレームＦ４３及びＦ４４の画像データを加算回路３２９へ同時に出力する。

加算回路３２９は、セレクタ３２７から同時に出力されるフレームＦ４３及びＦ４４の画像データに対して加算処理を施し、当該加算処理を施した画像データを画像処理部３３へ出力する。

以上に述べたように、本実施例の撮像システム１０３は、特殊光観察モードにおいて、ローリングシャッタ方式の撮像動作を行いつつ、Ａ光の発光に伴って取得された２フレーム分の（フレームＦ４１及びＦ４２の）画像を加算合成する処理を行うとともに、Ｂ光の発光に伴って取得された２フレーム分の（フレームＦ４３及びＦ４４の）画像を加算合成する処理を行うように構成されている。そのため、本実施例の撮像システム１０３によれば、ＣＭＯＳイメージセンサ１１（の受光部１１１）におけるローリングシャッタ方式の撮像動作に起因して生じる画像の明るさムラを抑制することができる。

また、本実施例の撮像システム１０３によれば、例えば、ＣＭＯＳイメージセンサ１１の動作方式を観察モードの切り替えに応じて変更するような複雑な制御を行わずとも、明るさムラのない観察画像をモニタ４に表示させることができる。

また、本実施例の撮像システム１０３によれば、前述のような制御が光源制御部２１において行われることにより、明るさムラ（及び混色）のない観察画像を生成してモニタ４に表示する際に必要となる加算フレーム数を最小化するようなタイミングでＡ光及びＢ光を被写体に照射することができる。すなわち、本実施例の撮像システム１０３によれば、前述のような制御が光源制御部２１において行われることにより、明るさムラ及び混色のない観察画像を生成してモニタ４に表示する際のフレームレートを極力低下させないようにすることができる。

なお、本実施例によれば、例えば、モニタ４に表示される観察画像のカラーバランスの調整等を行うために、Ａ光の発光期間をＢ光の発光期間に比べて十分に長くする必要がある場合においては、図１２に例示した画像加算部３２の代わりに、図１４に例示するような画像加算部３２Ａを用いて撮像システム１０３を構成すればよい。図１４は、第３の実施例の変形例に係る画像加算部の具体的な構成の一例を示すブロック図である。

ここで、画像加算部３２Ａを具備して構成された撮像システム１０３が特殊光観察モードに設定された際に行われる具体的な動作について説明する。図１５は、第３の実施例の変形例に係る撮像システムにおいて行われる動作を説明するための図である。なお、以降においては、Ａ光の発光期間が、１フレーム分の露光期間Ｔより長く、かつ、２フレーム分の露光期間２Ｔより短い場合を例に挙げて説明する。

ＴＧ１１３は、駆動信号生成部３４から期間Ｔ毎に１回ずつ出力される読出開始信号に基づき、フレームＦ５１のラインＬＮの露光が開始された略直後のタイミングに相当する時刻Ｔ５１において、フレームＦ５１のラインＬ１の露光を完了させて読出を開始させるための撮像制御信号を生成して受光部１１１へ出力する。

光源制御部２１は、クロック信号生成部３６からのクロック信号が入力された時刻Ｔ５１から遅延期間Δｔａ３が経過した後のタイミングに相当する時刻Ｔ５２において、特殊光用ＬＥＤ群２２２の第１のＬＥＤによるＡ光の発光を開始させるとともに、時刻Ｔ５２から発光期間ｔａ３が経過した後のタイミングに相当する時刻Ｔ５３において、特殊光用ＬＥＤ群２２２の第１のＬＥＤによるＡ光の発光を終了させるための発光制御信号を生成し、当該生成した発光制御信号をＬＥＤユニット２２及び画像加算部３２へ出力する。

ここで、光源制御部２１は、前述のような発光制御信号を生成する際に、受光部１１１のラインＬ１におけるフレームＦ５２の読出が完了した後からフレームＦ５３の読出が開始される前までの期間に（例えばフレームＦ５３の読出が開始される直前に）時刻Ｔ５３を含むように発光期間ｔａ３を設定する。また、光源制御部２１は、前述のような発光制御信号を生成する際に、Δｔａ３＜２Ｔ−ｔａ３の関係を具備するように、すなわち、フレームＦ５１のラインＬ１の露光期間Ｔを２倍した期間と第１のＬＥＤの発光期間ｔａ３との差よりも小さくなるように遅延期間Δｔａ３を設定する。

そして、前述のような発光制御信号の出力に応じ、フレームＦ５１、Ｆ５２及びＦ５３の３つのフレームにまたがる発光期間ｔａ３において、特殊光用ＬＥＤ群２２２（の第１のＬＥＤ）から発せられるＡ光がライトガイド５に供給され、さらに、ライトガイド５を経て照射されたＡ光により被写体が照明される。

受光部１１１は、ＴＧ１１３から出力される撮像制御信号に基づいてローリングシャッタ方式で撮像動作を行うことにより、発光期間ｔａ３の間に被写体に照射されたＡ光の戻り光を受光し、当該受光した戻り光に応じた電気信号を生成して出力する。

信号処理部１１２は、受光部１１１から出力される電気信号に対してＡ／Ｄ変換処理等の信号処理を施すことにより、フレームＦ５１、Ｆ５２及びＦ５３の３フレーム分の画像データを順次生成し、当該生成した３フレーム分の画像データをセレクタ３１へ出力する。

セレクタ３２１は、光源制御部２１から出力される発光制御信号と、駆動信号生成部３４から出力される読出開始信号と、に基づき、特殊光用ＬＥＤ群２２２の第１のＬＥＤによるＡ光の発光が開始された後に最初に入力される画像データをフレームＦ５１の画像データであると認識し、フレームＦ５１の画像データをメモリ３２２に格納させる。また、セレクタ３２１は、光源制御部２１から出力される発光制御信号と、駆動信号生成部３４から出力される読出開始信号と、に基づき、特殊光用ＬＥＤ群２２２の第１のＬＥＤによるＡ光の発光が開始された後に２番目に入力される画像データをフレームＦ５２の画像データであると認識し、フレームＦ５２の画像データをメモリ３２３に格納させる。さらに、セレクタ３２１は、光源制御部２１から出力される発光制御信号と、駆動信号生成部３４から出力される読出開始信号と、に基づき、特殊光用ＬＥＤ群２２２の第１のＬＥＤによるＡ光の発光が開始された後に３番目に入力される画像データをフレームＦ５３の画像データであると認識し、フレームＦ５３の画像データをメモリ３２４に格納させる。

セレクタ３２７は、光源制御部２１から出力される発光制御信号と、駆動信号生成部３４から出力される読出開始信号と、に基づき、Ａ光の発光に伴って取得されたフレームＦ５１の画像データがメモリ３２２に格納され、Ａ光の発光に伴って取得されたフレームＦ５２の画像データがメモリ３２３に格納され、かつ、Ａ光の発光に伴って取得されたフレームＦ５３の画像データがメモリ３２４に格納されたことを検出すると、フレームＦ５１、Ｆ５２及びＦ５３の画像データを加算回路３２８へ同時に出力する。

加算回路３２８は、セレクタ３２７から同時に出力されるフレームＦ５１、Ｆ５２及びＦ５３の画像データに対して加算処理を施し、当該加算処理を施した画像データを画像処理部３３へ出力する。

一方、ＴＧ１１３は、駆動信号生成部３４から期間Ｔ毎に１回ずつ出力される読出開始信号に基づき、フレームＦ５４のラインＬＮの露光が開始された略直後のタイミングに相当する時刻Ｔ５４において、フレームＦ５４のラインＬ１の露光を完了させて読出を開始させるための撮像制御信号を生成して受光部１１１へ出力する。

光源制御部２１は、クロック信号生成部３６からのクロック信号が入力された時刻Ｔ５４から遅延期間Δｔｂ３が経過した後のタイミングに相当する時刻Ｔ５５において、特殊光用ＬＥＤ群２２２の第２のＬＥＤによるＢ光の発光を開始させるとともに、時刻Ｔ５５から発光期間ｔｂ３が経過した後のタイミングに相当する時刻Ｔ５６において、特殊光用ＬＥＤ群２２２の第２のＬＥＤによるＢ光の発光を終了させるための発光制御信号を生成し、当該生成した発光制御信号をＬＥＤユニット２２及び画像加算部３２へ出力する。

ここで、光源制御部２１は、前述のような発光制御信号を生成する際に、受光部１１１のラインＬ１におけるフレームＦ５４の読出が完了した後からフレームＦ５５の読出が開始される前までの期間に（例えばフレームＦ５５の読出が開始される直前に）時刻Ｔ５６を含むように発光期間ｔｂ３を設定する。また、光源制御部２１は、前述のような発光制御信号を生成する際に、Δｔｂ３＜Ｔ−ｔｂ３の関係を具備するように、すなわち、フレームＦ５４のラインＬ１の露光期間Ｔと第２のＬＥＤの発光期間ｔｂ３との差よりも小さくなるように遅延期間Δｔｂ３を設定する。

そして、前述のような発光制御信号の出力に応じ、フレームＦ５４及びＦ５５の２つのフレームにまたがる発光期間ｔｂ３において、特殊光用ＬＥＤ群２２２（の第２のＬＥＤ）から発せられるＢ光がライトガイド５に供給され、さらに、ライトガイド５を経て照射されたＢ光により被写体が照明される。

受光部１１１は、ＴＧ１１３から出力される撮像制御信号に基づいてローリングシャッタ方式で撮像動作を行うことにより、発光期間ｔｂ３の間に被写体に照射されたＢ光の戻り光を受光し、当該受光した戻り光に応じた電気信号を生成して出力する。

信号処理部１１２は、受光部１１１から出力される電気信号に対してＡ／Ｄ変換処理等の信号処理を施すことにより、フレームＦ５４及びＦ５５の２フレーム分の画像データを順次生成し、当該生成した２フレーム分の画像データをセレクタ３１へ出力する。

セレクタ３２１は、光源制御部２１から出力される発光制御信号と、駆動信号生成部３４から出力される読出開始信号と、に基づき、特殊光用ＬＥＤ群２２２の第２のＬＥＤによるＢ光の発光が開始された後に最初に入力される画像データをフレームＦ５４の画像データであると認識し、フレームＦ５４の画像データをメモリ３２５に格納させる。また、セレクタ３２１は、光源制御部２１から出力される発光制御信号と、駆動信号生成部３４から出力される読出開始信号と、に基づき、特殊光用ＬＥＤ群２２２の第２のＬＥＤによるＢ光の発光が開始された後に２番目に入力される画像データをフレームＦ５５の画像データであると認識し、フレームＦ５５の画像データをメモリ３２６に格納させる。

セレクタ３２７は、光源制御部２１から出力される発光制御信号と、駆動信号生成部３４から出力される読出開始信号と、に基づき、Ｂ光の発光に伴って取得されたフレームＦ５４の画像データがメモリ３２５に格納され、かつ、Ｂ光の発光に伴って取得されたフレームＦ５５の画像データがメモリ３２６に格納されたことを検出すると、フレームＦ５４及びＦ５５の画像データを加算回路３２９へ同時に出力する。

加算回路３２９は、セレクタ３２７から同時に出力されるフレームＦ５４及びＦ５５の画像データに対して加算処理を施し、当該加算処理を施した画像データを画像処理部３３へ出力する。

以上に述べたように、本変形例の撮像システム１０３は、特殊光観察モードにおいて、ローリングシャッタ方式の撮像動作を行いつつ、Ａ光の発光に伴って取得された３フレーム分の（フレームＦ５１、Ｆ５２及びＦ５３の）画像を加算合成する処理を行うとともに、Ｂ光の発光に伴って取得された２フレーム分の（フレームＦ５４及びＦ５５の）画像を加算合成する処理を行うように構成されている。そのため、本変形例の撮像システム１０３によれば、ＣＭＯＳイメージセンサ１１（の受光部１１１）におけるローリングシャッタ方式の撮像動作に起因して生じる画像の明るさムラを抑制することができる。

なお、以上に述べた各実施例によれば、特殊光観察モードの発光期間において、連続的特殊光用ＬＥＤ群２２２を発光させるための制御が行われるものに限らず、例えば、当該発光期間に適合するように発光回数及び／またはパルス幅が調整されたパルス光を特殊光用ＬＥＤ群２２２から発生させるための制御が行われるようにしてもよい。

また、以上に述べた各実施例によれば、画像加算部３２において、受光部１１１の全画素からの読出により得られた画像同士が加算されるものに限らず、例えば、受光部１１１の全画素のうちの半数の画素を備えた一の画素群からの読出により得られた（１フレーム分の）画像に対して補間処理を施した補間画像と、受光部１１１の全画素のうちの当該一の画素群には含まれない半数の画素を備えた他の画素群からの読出により得られた（１フレーム分の）画像に対して補間処理を施した補間画像と、が加算されるようにしてもよい。または、以上に述べた各実施例によれば、例えば、画像加算部３２において、受光部１１１のラインＬ１〜ＬＮのうちの各奇数ラインからなる一のライン群からの読出により得られた（１フレーム分の）画像に対して補間処理を施した補間画像と、受光部１１１のラインＬ１〜ＬＮのうちの各偶数ラインからなる他のライン群からの読出により得られた（１フレーム分の）画像に対して補間処理を施した補間画像と、が加算されるようにしてもよい。そして、このような構成に適合するように特殊光観察モードの発光期間を調整することにより、ＣＭＯＳイメージセンサ１１における画像の取得に係るフレームレートを向上させつつ、ローリングシャッタ方式の撮像動作に起因して生じる画像の明るさムラを抑制することができる。

なお、本発明は、上述した各実施例に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更や応用が可能であることは勿論である。

本出願は、２０１３年９月４日に日本国に出願された特願２０１３−１８３２８９号を優先権主張の基礎として出願するものであり、上記の開示内容は、本願明細書、請求の範囲、図面に引用されたものとする。

Claims

被写体からの光を受光し、所定の時間周期で露光及び読出が行われるローリングシャッタ方式の撮像動作を行うイメージセンサと、
前記イメージセンサから前記所定の時間周期で露光及び読出しを行うように制御するための駆動信号を生成するジェネレータと、
前記イメージセンサから読み出された所定のフレームの撮像信号から、前記所定のフレームを１番目としてＮ（Ｎは２以上の整数）番目のフレームの撮像信号までを加算して出力するように構成された加算部と、
前記被写体を照明するための光を発する光源と、
前記イメージセンサから前記所定のフレームにおける最初のラインの読出が開始される第１のタイミング、または、前記イメージセンサから前記所定のフレームの直前のフレームにおける最後のラインの読出が完了した第２のタイミングのいずれか一方を示すトリガ信号を出力するように構成されたトリガ信号出力部と、
前記トリガ信号出力部からのトリガ信号が入力されてから前記光源部による発光を開始させるとともに、前記所定のフレームを基準としてＮ−１番目のフレームにおける最初のラインの読出が完了してから、Ｎ番目のフレームにおける最初のラインの読出が開始される前までに前記光源による発光を終了させるための制御を行うように構成された光源制御部と、
を有することを特徴とする撮像システム。
前記トリガ信号出力部は、前記所定のフレームの最後のラインの露光が開始された略直後のタイミングに前記所定のフレームの最初のラインの読み出しが開始されるような動作を前記イメージセンサが行う場合において、前記第１のタイミングを示すトリガ信号を出力する
ことを特徴とする請求項１に記載の撮像システム。
前記トリガ信号出力部は、前記所定のフレームの最後のラインの露光が開始されたタイミングから所定のブランク期間を経た後で前記所定のフレームの最初のラインの読み出しが開始されるような動作を前記イメージセンサが行う場合において、前記第２のタイミングを示すトリガ信号を出力する
ことを特徴とする請求項１に記載の撮像システム。