JP2001061765A - 撮像方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 通常像の動画像と蛍光像とを同時に撮像でき
る撮像装置を、狭いスペースに実装することができるよ
うにする。 【解決手段】 光を受光し信号電荷に変換する行列状に
配列された多数の感光素子からなる１つの受光部１０に
よって、通常光と蛍光とを異なるタイミングで受光し、
通常光の受光量と蛍光の受光量とをそれぞれ信号電荷に
変換して、通常光の受光量が変換された通常光信号電荷
Ｅｔを通常光水平シフトレジスタ６０を介して高速読出
用の通常光読取回路８０へ移送し、蛍光の受光量が変換
された蛍光信号電荷Ｅｋを信号電荷を保持可能な蛍光電
荷蓄積部５０を介し蛍光水平シフトレジスタ７０を経由
して低速読出用の蛍光読取回路９０に移送する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、励起光の照射によ
り生体等の被写体から発せられる蛍光の像と、通常の照
明光により照明される前記被写体の通常の像とを撮像す
る撮像方法および撮像装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、通常光で照明された生体組織
の像および励起光の照射により前記生体組織から発せら
れる蛍光の像を同時に撮像する撮像装置が知られてい
る。このような装置においては、通常光で照明された生
体組織の通常の像（以下通常像と呼ぶ）を動画像として
撮像する受光部、および励起光の照射により生体組織か
ら発せられる蛍光の像（以下蛍光像と呼ぶ）を撮像する
受光部とをそれぞれに専用に備えており、２つの受光部
が用いられた装置となっている。

【０００３】例えば、電子内視鏡においては内視鏡先端
部に、１／６０秒周期のパルス状の通常光で照明された
生体組織の通常像を受光し動画像として読み出す通常像
用の受光部と、前記１／６０秒周期のパルス状の通常光
と異なるタイミングでパルス状の励起光を生体組織に照
射し、この励起光の照射により生体組織から発生した蛍
光像を受光して、この受光された蛍光像を前記通常像の
撮像周期より長い時間（１／６０秒より長い時間）に亘
ってゆっくり読み出すことにより微弱な蛍光像を高品質
で得る蛍光像用の受光部とを搭載し、通常像の動画像と
蛍光像とを同時に撮像する方式等が知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、通常像
と蛍光像とをそれぞれ専用の受光部で撮像すると、２つ
の受光部が必要となり、それぞれの受光部に必要な光学
系および電装系等も含めた撮像系の実装スペースが大き
くなる。特に前記電子内視鏡のように生体内の狭所にお
いて用いられる装置等の場合には、２つの受光部を備え
た実装部分が太くなるので狭所への挿入の妨げとなる。
また、実装スペースを小さくするために１つの受光部で
通常像の動画像と蛍光像とを得ようとすると、例えば１
／６０秒周期で照明される通常像を動画像として受光し
読み取る処理と、励起光の照射により発生する蛍光像を
受光し読み取る処理とを異なるタイミングで行なおうと
しても、受光される蛍光像を読み取る時間は通常像を動
画として読み取る周期より長いため、蛍光像の読み取り
処理が完了する前に次の周期の通常像を受光し読み取る
処理が始まるので蛍光像を得ることができない。

【０００５】本発明は上記事情に鑑みなされたものであ
って、通常像の動画像と蛍光像とを同時に、つまり並行
して撮像することができ、かつ狭いスペースに実装する
ことができる撮像方法および装置を提供することを目的
とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の撮像方法は、光
を受光し信号電荷に変換する行列状に配列された多数の
感光素子からなる１つの受光部によって、通常光と蛍光
とを異なるタイミングで受光し、通常光の受光量と蛍光
の受光量とをそれぞれ信号電荷に変換して、通常光の受
光量が変換された第１の信号電荷を第１の水平シフトレ
ジスタを介して高速読出用の第１の出力回路に移送し、
蛍光の受光量が変換された第２の信号電荷を、信号電荷
を保持可能な保持部を経由して第２の水平シフトレジス
タを介して低速読出用の第２の出力回路に移送すること
を特徴とするものである。

【０００７】本発明の撮像装置は、通常光と蛍光とを異
なるタイミングで受光して通常光の受光量と蛍光の受光
量とをそれぞれ信号電荷に変換する行列状に配列された
多数の感光素子からなる１つの受光部と、通常光の受光
量が変換された第１の信号電荷を高速読出用の第１の出
力回路に移送する第１の水平シフトレジスタと、蛍光の
受光量が変換された第２の信号電荷を保持する第２の信
号電荷用保持部と、この保持部の信号電荷を低速読出用
の第２の出力回路に移送する第２の水平シフトレジスタ
とを備えてなることを特徴とするものである。

【０００８】なお、前記第２の信号電荷用保持部は、第
２の信号電荷を蓄積する第２の信号電荷用蓄積部とする
ことができる。

【０００９】また、前記受光部と前記第１の水平シフト
レジスタとの間には、さらに第１の信号電荷を蓄積する
第１の信号電荷用蓄積部を備えることができる。

【００１０】また、前記受光部の各列の感光素子の片側
には、各列の感光素子で変換された第１の信号電荷を第
１の水平シフトレジスタに移送し、第２の信号電荷を第
２の信号電荷用蓄積部に移送する１つの垂直シフトレジ
スタを備えることができる。この場合、第１の信号電荷
用の蓄積部をさらに備え、前記垂直シフトレジスタが第
１の信号電荷用の蓄積部を経由して第１の信号電荷を第
１の水平シフトレジスタに移送することも含む。

【００１１】また、前記受光部の各列の感光素子の両側
には、各列の感光素子で変換された第１の信号電荷を第
１の水平シフトレジスタに移送する第１の垂直シフトレ
ジスタと、第２の信号電荷を第２の水平シフトレジスタ
に移送する第２の垂直シフトレジスタとを備え、第２の
垂直シフトレジスタが第２の信号電荷用保持部を兼用す
ることもできる。

【００１２】なお、前記低速読出とは、前記高速読出の
読出周期より長い時間に亘って信号電荷を読み出す読出
しを意味する。例えば、高速読出の読出周期を動画像の
読出周期である１／６０秒とすると、低速読出では１／
６０秒より長い時間に亘って信号電荷が読み出される。

【００１３】また、前記保持部とは、行列状に配列され
た感光素子によって変換された信号電荷をそのまま行列
状に蓄積する蓄積部のようなものでもよいし、行列状に
配列された感光素子によって変換された信号電荷を各列
単位でゆっくり移送することにより、これらの信号電荷
を一時的に蓄積する役目も果たす垂直シフトレジスタの
ようなものであってもよい。

【００１４】

【発明の効果】本発明の撮像方法および装置によれば、
通常光の受光量が変換された第１の信号電荷を第１の水
平シフトレジスタを介して高速読出用の第１の出力回路
に移送し、蛍光の受光量が変換された第２の信号電荷
を、信号電荷を保持可能な保持部を経由して第２の水平
シフトレジスタを介して低速読出用の第２の出力回路に
移送することにより、１つの受光部で通常像と蛍光像と
を撮像することができる。なぜなら、パルス照明された
通常像を受光して変換した信号電荷を受光部から全て読
み出し受光部を空にしてから次の周期にパルス照明され
る通常像を受光するまでの間に、パルス状の励起光の照
射により発生した蛍光像を受光して変換した信号電荷を
全て受光部から保持部に移送し受光部を空にすることに
より、パルス照明された通常像の次の周期以後の受光を
継続することができるからである。なお、保持部に保持
された蛍光像の信号電荷は、通常像を複数回に亘って受
光している間に保持部から長い時間に亘って第２の水平
シフトレジスタを介して低速読出用の第２の出力回路に
移送することにより徐々に読み出せばよいので、通常像
を動画像として得るための動作を妨げずに１つの受光部
によって、通常像の動画像と蛍光像とを得ることができ
る。

【００１５】従って、受光部の実装に伴い必要となる光
学系および電装系等も１組で済み小さな実装スペース内
に収めることができ、特に電子内視鏡のように実装スペ
ースが限られている装置内に実装する場合には有効であ
る。また、同一の受光部で通常光と蛍光とを受光するの
で通常像と蛍光像との画像の位置ずれが起こらず、蛍光
像の画像品質に関しても、蛍光像については通常像を動
画像として読み出す場合と異なり、微弱な蛍光の撮像に
適した読出時間をかけて信号電荷を読み出すことができ
るので品質の高い画像を得ることができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の具体的な実施の形
態について図面を参照して説明する。

【００１７】図１は本発明の撮像方法を実施する撮像装
置を電子内視鏡に適用した第１の実施の形態の概略を示
す図である。

【００１８】図１に示すように、内視鏡先端部２００に
は、受光部１０を備えた生体内の生体組織１を撮像する
撮像器１００、受光部１０に生体組織１の像を結像する
前面に励起光カットフィルタ４を備えた光学系５、生体
組織１をパルス状の通常光（白色光）で照明する通常光
射出光ファイバ２および生体組織１にパルス状の励起光
を照射する励起光射出光ファイバ３が配設されている。

【００１９】撮像器１００には、撮像器１００の受光タ
イミング等を制御するタイミング制御回路７および撮像
器１００から出力される画像信号の信号処理を行う画像
信号処理回路８が接続され、タイミング制御回路７に
は、さらにパルス状の通常光（以下通常パルス光Ｐｔと
呼ぶ）およびパルス状の励起光（以下励起パルス光Ｐｒ
と呼ぶ）を発生させるタイミングを制御し、通常光射出
光ファイバ２および励起光射出光ファイバ３に通常パル
ス光Ｐｔおよび励起パルス光Ｐｒをそれぞれ送出するパ
ルス光源制御部６が接続されている。

【００２０】また、画像信号処理回路８には表示器９が
接続されており、受光部１０上に結像され画像信号処理
回路８によって信号処理された画像は前記表示器９に表
示される。

【００２１】図２に撮像器１００の詳細構造を示す。図
２に示されるように、通常パルス光Ｐｔによって照明さ
れた生体組織１の通常像Ｚｔと励起パルス光Ｐｒの照射
により生体組織１から発生した蛍光像Ｚｋとを受光し
て、受光量に応じた信号電荷に変換しそれを蓄積する多
数の行列状の感光素子からなる受光部１０の両側には、
受光部１０が受光し変換した信号電荷の遮断もしくは開
放の（信号電荷伝達の可否の）切り替えを行う２つのト
ランスファーゲートが接続されている。

【００２２】受光部１０の一方に接続されている通常光
トランスファーゲート２０は受光部１０により変換され
た通常光の信号電荷である通常信号電荷Ｅｔの遮断ある
いは開放を切り替えるトランスファゲートで、他方に接
続されている蛍光トランスファーゲート３０は受光部１
０により変換された蛍光の信号電荷である蛍光信号電荷
Ｅｋの遮断あるいは開放を切り替えるトランスファゲー
トである。

【００２３】通常光トランスファゲート２０には該ゲー
ト２０を通過した通常信号電荷Ｅｔを一時的に蓄積する
通常光電荷蓄積部４０が接続されており、さらに通常光
電荷蓄積部４０には該蓄積部４０から順次出力される画
像１ライン分の信号電荷を受け取り、通常光読取回路８
０に移送する通常光水平シフトレジスタ６０が接続され
ている。

【００２４】蛍光トランスファゲート３０には、該ゲー
ト３０を通過した蛍光信号電荷Ｋｅを一時的に蓄積する
蛍光電荷蓄積部５０が接続されており、さらに蛍光電荷
蓄積部５０には該蓄積部５０から順次出力される１ライ
ン分の信号電荷を受け取り、蛍光読取回路９０に移送す
る蛍光水平シフトレジスタ７０が接続されている。

【００２５】上記のように撮像器１００は、通常像Ｚｔ
を撮像するときには受光部１０、通常光トランスファゲ
ート２０、通常光電荷蓄積部４０、通常光水平シフトレ
ジスタ６０および通常光読取回路８０によって構成され
るフレームトランスファー型のＣＣＤ撮像素子の形式で
撮像し、蛍光像Ｚｋを撮像するときには受光部１０、蛍
光トランスファゲート３０、蛍光電荷蓄積部５０、蛍光
水平シフトレジスタ７０および蛍光読取回路９０によっ
て構成されるフレームトランスファー型ＣＣＤ撮像素子
の形式で撮像する構成となっている。

【００２６】なお、上記受光部１０、通常光トランスフ
ァゲート２０、蛍光トランスファゲート３０、通常光電
荷蓄積部４０、蛍光電荷蓄積部５０、通常光水平シフト
レジスタ６０、蛍光水平シフトレジスタ７０、通常光読
取回路８０および蛍光読取回路９０における信号電荷の
移送等の動作のタイミングはタイミング制御回路７によ
りコントロールされる。また、上記通常光トランスファ
ゲート２０と蛍光トランスファゲート３０とは同時に開
放とされることはない。

【００２７】次に、第１の実施の形態の電子内視鏡の作
用について説明する。通常像Ｚｔを動画像として撮像す
るときには、動画像の１フレームの時間すなわち１／６
０秒の周期毎に数ミリ秒の間、通常パルス光Ｐｔによっ
て生体組織１を照明して通常像の撮像が行われ、通常パ
ルス光Ｐｔで照明された生体組織１の像は光学系５によ
って受光部１０上に結像され受光されて信号電荷（通常
光信号電荷Ｅｔ）に変換される。受光部１０で通常像Ｚ
ｔを受光しているときは２つのトランスファゲート２
０，３０は遮断されており、通常パルス光Ｐｔの照射が
終了すると通常光トランスファゲート２０のみが開放と
され、受光部１０によって変換された全ての通常光信号
電荷Ｅｔは一斉に通常光トランスファゲート２０を通過
し通常光電荷蓄積部４０に移送され、通常光信号電荷Ｅ
ｔの移送が完了すると通常光トランスファゲート２０は
遮断される。

【００２８】通常光電荷蓄積部４０に移送された通常光
信号電荷Ｅｔは、通常光電荷蓄積部４０から画像の１走
査ライン毎に順次、通常光水平シフトレジスタ６０に移
送され、さらに通常光読取回路８０によって画像信号と
して読み取られ、画像信号処理回路８によって表示可能
な標準の画像信号に変換され表示器９に動画像として表
示される。

【００２９】一方、蛍光像Ｚｋを撮像するときには、１
／６０秒周期の時間内で上記通常パルス光Ｐｔに干渉し
ないタイミングで励起パルス光Ｐｒを数ミリ秒の時間照
射し、この励起パルス光Ｐｒの照射を受けた生体組織１
から発生した蛍光は光学系５によって受光部１０に蛍光
像Ｚｋとして結像され受光されて信号電荷（蛍光信号電
荷Ｅｋ）に変換される。受光部１０で蛍光像Ｚｋを受光
しているときは２つのトランスファゲート２０、３０は
遮断されており、励起パルス光Ｐｒの照射が終了する
と、蛍光トランスファゲート３０が開放とされ、受光部
１０によって変換された全ての蛍光信号電荷Ｅｋは一斉
に蛍光トランスファゲート３０を通過し蛍光電荷蓄積部
５０に移送され、蛍光信号電荷Ｅｋの移送が完了すると
蛍光トランスファゲート３０は遮断される。

【００３０】蛍光電荷蓄積部５０に移送された蛍光信号
電荷Ｅｋは、画像の１走査ライン毎に順次、蛍光水平シ
フトレジスタ７０に移送され、さらに蛍光読取回路９０
によって画像信号として読み取られ、画像信号処理回路
８によって表示可能な標準の画像信号に変換され通常像
Ｚｔの動画像と共に同時に表示器９に表示される。

【００３１】なお、上記生体組織１の像を受光部１０に
結像させる光学系５には励起光カットフィルタ４が組み
込まれているので励起パルス光Ｐｒは受光部１０に到達
する前に遮断され生体組織１から発生した蛍光のみが受
光部１０に到達する。

【００３２】次に、上記通常像Ｚｔと蛍光像Ｚｋとの撮
像に関するタイミングの詳細について説明する。

【００３３】通常像Ｚｔの撮像は以下のように行われ
る。図３のタイミングチャートに示されるように、周期
Ｓ１における通常パルス光Ｐｔ（１）の照明は動画像の
１フレームの時間すなわち１／６０秒周期の前半に数ミ
リ秒間行われ（図３（ａ）参照）、この照明により受光
部１０上に結像された生体組織１の通常像Ｚｔ（１）は
受光部１０よって通常光信号電荷Ｅｔ（１）に変換され
る。次に、通常光トランスファゲート２０が開放され、
受光部１０の全ての通常光信号電荷Ｅｔ（１）は通常光
電荷蓄積部４０に一斉に移送され蓄積される（図３
（ｂ）参照）。受光部１０の信号電荷が空になると、通
常光トランスファゲート２０は遮断され、再び受光部１
０において受光が可能な状態となる。この時点では、次
に通常像を撮像する周期Ｓ２が始まるまでにはＴ１の期
間が残されている。通常光電荷蓄積部４０に蓄積された
通常光信号電荷Ｅｔ（１）は、画像の１走査ライン毎に
順次、通常光水平シフトレジスタ６０に移送され、通常
光水平シフトレジスタ６０からさらに通常光読取回路８
０によって画像信号として読み取られる。

【００３４】前記通常光電荷蓄積部４０から通常光信号
電荷Ｅｔを読み取る処理は、Ｔ２の期間、すなわち、周
期Ｓ１において通常光信号電荷Ｅｔ（１）の通常光電荷
蓄積部４０への移送が完了し通常光トランスファゲート
２０が遮断されてから、次の周期Ｓ２において通常光ト
ランスファゲート２０が開放とされ周期Ｓ２の期間に受
光され変換された通常光信号電荷Ｅｔ（２）の通常光電
荷蓄積部４０への移送が開始されるまでの期間に完了さ
れる（図３（Ｃ）参照）。次の周期Ｓ２における通常像
Ｚｔの１フレームの撮像は、通常光信号電荷Ｅｔ（１）
の読取りが完了する前に行われる周期Ｓ２の通常パルス
光Ｐｔ（２）の照明から始まり上記と同様の動作が繰り
返される。

【００３５】一方、蛍光像Ｚｋの撮像は以下のように行
われる。周期Ｓ１の後半のＴ１の期間は、受光部１０の
信号電荷は空となり、通常光トランスファゲート２０お
よび励起光トランスファゲート３０は遮断され、受光部
１０における受光が可能な状態となっているので、この
Ｔ１の期間に蛍光像Ｚｋが受光される。すなわち、周期
Ｓ１のＴ１の期間において、パルス励起光Ｐｒ（１）が
照射され（図３（ｄ）参照）、このパルス励起光Ｐｒ
（１）の照射により生体組織１から発生した蛍光像Ｚｋ
（１）は受光部１０によって蛍光信号電荷Ｅｋ（１）に
変換される。蛍光トランスファゲート３０が開放とされ
ると、受光部１０によって変換された全ての蛍光信号電
荷Ｅｋ（１）は通常光電荷蓄積部４０に一斉に移送され
蓄積される（図３（ｅ）参照）。受光部１０の信号電荷
が空になると、通常光トランスファゲート２０が遮断さ
れ、再び受光部１０における受光が可能な状態となる。

【００３６】そして、蛍光電荷蓄積部５０に蓄積された
蛍光信号電荷Ｅｋ（１）は、画像の１走査ライン毎に順
次、蛍光水平シフトレジスタ７０に移送され、さらに蛍
光読取回路９０によって画像信号として読み取られる。
前記蛍光信号電荷Ｅｋ（１）を蛍光電荷蓄積部５０から
読み取る処理は、Ｔ３の期間、すなわち、蛍光信号電荷
Ｅｋ（１）の蛍光電荷蓄積部５０への移送が完了し蛍光
トランスファゲート３０が遮断されてから、周期Ｓ４に
おいてパルス励起光Ｐｒ（２）の照射によって発生した
蛍光像Ｚｋ（２）が受光部１０によって蛍光信号電荷Ｅ
ｋ（２）に変換された後、蛍光トランスファゲート３０
が開放となり蛍光信号電荷Ｅｋ（２）の蛍光電荷蓄積部
５０への移送が開始されるまでの期間に完了される。
（図３（ｆ）参照）。蛍光像Ｚｋの次の１フレームの撮
像は、蛍光信号電荷Ｅｋ（１）の読取りが完了する前に
行われる周期Ｓ４における蛍光パルス光Ｐｋ（２）の照
射から始まり上記と同様の動作が繰り返される。

【００３７】上記のように、微弱な蛍光像Ｚｋを受光し
て得られた微量の信号電荷を高いＳ／Ｎ比で読み取るた
めには信号電荷の読取速度を遅くする必要があるため、
蛍光電荷蓄積部５０に蓄積された１画像分の蛍光信号電
荷Ｅｋ（１）を読み取るのに周期Ｓ１から周期Ｓ４まで
の時間（１／６０秒以上の時間）をかけている。従って
蛍光像Ｚｋは動画像としては読み取られずコマ落ちした
画像が得られる。

【００３８】１／６０秒周期で読み取られた通常像Ｚｔ
と１／６０秒以上の時間をかけて読み取られた蛍光像Ｚ
ｋとは、画像信号処理回路８によって同じ画面に表示さ
れるように画像の処理が施され表示器９によって表示さ
れる。

【００３９】なお、上記通常パルス光Ｐｔの照明、励起
パルス光Ｐｒの照射および信号電荷を移送するタイミン
グの制御等は制御回路８０によってコントロールされて
いる。

【００４０】次に、本発明の第２の実施の形態について
説明する。図４に示すように第２の実施の形態の撮像器
１００は、通常像Ｚｔを撮像するときには受光部１０、
通常光電荷蓄積部４０、通常光水平シフトレジスタ６０
および通常光読取回路８０によって構成されるフレーム
トランスファー型のＣＣＤ撮像素子の形式で撮像し、蛍
光像Ｚｋを撮像するときには受光部１０、蛍光トランス
ファゲート３０、蛍光電荷蓄積部５０、蛍光水平シフト
レジスタ７０および蛍光読取回路９０によって構成され
るフレームトランスファー型ＣＣＤ撮像素子の形式で撮
像する構成となっている。

【００４１】第２の実施の形態においては第１の実施の
形態と異なり受光部１０と蛍光電荷蓄積部５０とはトラ
ンスファーゲートを介して直接接続されてはいないの
で、受光部１０により受光され変換された蛍光信号電荷
Ｅｋは、通常光電荷蓄積部４０、通常光水平シフトレジ
スタ６０および蛍光トランスファゲート３０を縦断して
蛍光電荷蓄積部５０に移送される。その他の構成および
動作は第１の実施の形態と同様であり、蛍光信号電荷Ｅ
ｋは、蛍光電荷蓄積部５０に一旦蓄積されることにより
通常像の撮像周期より長い時間をかけて読み出すことが
できるのでノイズが少なく品質の高い蛍光像を得ること
ができる。

【００４２】次に、本発明の第３の実施の形態について
説明する。図５に示すように第３の実施の形態における
撮像器１００は、通常像Ｚｔを撮像するときには受光部
１０、通常光トランスファゲート２０、通常光水平シフ
トレジスタ６０および通常光読取回路８０によって構成
されるフルフレームトランスファー型ＣＣＤ撮像素子の
形式で撮像し、蛍光像Ｚｋを撮像するときには受光部１
０、蛍光トランスファゲート３０、蛍光電荷蓄積部５
０、蛍光水平シフトレジスタ７０および蛍光読取回路９
０によって構成されるフレームトランスファー型ＣＣＤ
撮像素子の形式で撮像する構成となっている。

【００４３】通常像Ｚｔを撮像するときには、受光部１
０によって受光され変換された通常光信号電荷Ｅｔを蓄
積する蓄積部が無いので、通常光信号電荷Ｅｔは受光部
１０から直接、通常光水平シフトレジスタ６０を経由し
て通常光読取回路８０により信号電荷として読み取られ
る。すなわち図６のタイミングチャートに示されるよう
に受光部１０の通常光信号電荷Ｅｔ（１）は、励起パル
ス光Ｐｒ（１）が照射される前に通常光読取回路８０に
より信号電荷として読み取られる（図６（ａ）、（ｃ）
参照）。その他の構成および動作は第１の実施の形態と
同様であり、蛍光信号電荷Ｅｋ（１）は、蛍光電荷蓄積
部５０に一旦蓄積されることにより通常像の撮像周期よ
り長い時間Ｔ３に亘って（図６（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）
参照）読み出すことができるのでノイズが少なく品質の
高い蛍光像を得ることができる。

【００４４】次に、本発明の第４の実施の形態について
説明する。図７に示すように第４の実施の形態における
撮像器１００は、通常像Ｚｔを撮像するときには受光部
１０、通常光水平シフトレジスタ６０および通常光読取
回路８０によって構成されるフルフレームトランスファ
ー型ＣＣＤ撮像素子の形式で撮像し、蛍光像Ｚｋを撮像
するときには受光部１０、蛍光トランスファゲート３
０、蛍光電荷蓄積部５０、蛍光水平シフトレジスタ７０
および蛍光読取回路９０によって構成されるフレームト
ランスファー型ＣＣＤ撮像素子の形式で撮像する構成と
なっている。

【００４５】第４の実施の形態においては第３の実施の
形態と異なり受光部１０と蛍光電荷蓄積部５０はトラン
スファーゲートを介して直接接続されてはいないので、
受光部１０により受光され変換された蛍光信号電荷Ｅｋ
は、通常光水平シフトレジスタ６０および蛍光トランス
ファゲート３０を縦断して蛍光電荷蓄積部５０に移送さ
れる。その他の構成および動作は第３の実施の形態と同
様であり、蛍光信号電荷Ｅｋは、蛍光電荷蓄積部５０に
一旦蓄積されることにより通常像の撮像周期より長い時
間をかけて読み出すことができるのでノイズが少なく品
質の高い蛍光像を得ることができる。

【００４６】次に、本発明の第５の実施の形態について
説明する。図８に示すように第５の実施の形態における
撮像器１００は、通常像Ｚｔを撮像するときには、行列
状に配列された感光素子１１、感光素子１１の各列の片
側に対向して配設された信号電荷の移動の遮断または開
放を切り替える垂直トランスファゲート１６および該ゲ
ート１６の各列の片側に対向して配設され各列の感光素
子１１から信号電荷を受け取り感光素子１１の列方向に
移送する垂直シフトレジスタ１７からなる受光部１０、
通常光トランスファゲート２０、通常光水平シフトレジ
スタ６０および通常光読取回路８０によって構成される
インターライントランスファー型ＣＣＤ撮像素子の形式
で撮像し、蛍光像Ｚｋを撮像するときには感光素子１
１、垂直トランスファゲート１６および垂直シフトレジ
スタ１７からなる受光部１０、蛍光トランスファゲート
３０、蛍光電荷蓄積部５０、蛍光水平シフトレジスタ７
０および蛍光読取回路９０によって構成されるフレーム
インターライントランスファー型ＣＣＤ撮像素子の形式
で撮像する構成となっている。

【００４７】第５の実施の形態においては第３の実施の
形態と受光部１０の内部構造が異なり、通常像Ｚｔを撮
像するときには行列状に配列された感光素子１１によっ
て受光され変換された通常光信号電荷Ｅｔは、垂直トラ
ンスファゲート１６を介して垂直シフトレジスタ１７に
移送され、さらに垂直シフトレジスタ１７から通常光ト
ランスファゲート２０を経由して通常光水平シフトレジ
スタ６０に画像の１走査線毎に順次移送され通常光読取
回路８０によって画像信号として読み取られる。

【００４８】蛍光像Ｚｋを撮像するときには受光され変
換された蛍光信号電荷Ｅｋは垂直トランスファゲート１
６、垂直シフトレジスタ１７および蛍光トランスファゲ
ート３０を介して一斉に蛍光電荷蓄積部５０に移送さ
れ、さらに蛍光電荷蓄積部５０から蛍光水平シフトレジ
スタ７０に画像の１走査線毎に順次移送され蛍光読取回
路９０によって画像信号として読み取られる。その他の
構成および動作は第３の実施の形態と同様であり、蛍光
信号電荷Ｅｋは、蛍光電荷蓄積部５０に一旦蓄積される
ことにより通常像の撮像周期より長い時間をかけて読み
出すことができるのでノイズが少なく品質の高い蛍光像
を得ることができる。

【００４９】次に、本発明の第６の実施の形態について
説明する。図９に示すように第６の実施の形態における
撮像器１００は、通常像Ｚｔを撮像するときには、行列
状に配列された感光素子１１、感光素子１１の各列の片
側に対向して配設された信号電荷の移動の遮断または開
放を切り替える垂直トランスファゲート１６および垂直
トランスファゲート１６の各列の片側に対向して配設さ
れ各列の感光素子１１から信号電荷を受け取り感光素子
１１の列方向に移送する垂直シフトレジスタ１７からな
る受光部１０、通常光水平シフトレジスタ６０および通
常光読取回路８０によって構成されるインターライント
ランスファー型ＣＣＤ撮像素子の形式で撮像し、蛍光像
Ｚｋを撮像するときには感光素子１１、垂直トランスフ
ァゲート１６および垂直シフトレジスタ１７からなる受
光部１０、蛍光トランスファゲート３０、蛍光電荷蓄積
部５０、蛍光水平シフトレジスタ７０および蛍光読取回
路９０によって構成されるフレームインターライントラ
ンスファー型ＣＣＤ撮像素子の形式で撮像する構成とな
っている。

【００５０】第６の実施の形態においては第５の実施の
形態と異なり受光部１０と蛍光電荷蓄積部５０はトラン
スファーゲートを介して直接接続されてはいないので、
受光部１０により受光され変換された蛍光信号電荷Ｅｋ
は、通常光水平シフトレジスタ６０および蛍光トランス
ファゲート３０を縦断して蛍光電荷蓄積部５０に移送さ
れる。その他の構成および動作は第５の実施の形態と同
様であり、蛍光信号電荷Ｅｋは、蛍光電荷蓄積部５０に
一旦蓄積されることにより通常像の撮像周期より長い時
間をかけて読み出すことができるのでノイズが少なく品
質の高い蛍光像を得ることができる。

【００５１】次に、本発明の第７の実施の形態について
説明する。図１０に示すように第７の実施の形態におけ
る撮像器１００は、通常像Ｚｔを撮像するときには、行
列状に配列された感光素子１１、感光素子１１の各列の
片側に対向して配設された信号電荷の移動の遮断または
開放を切り替える通常光垂直トランスファゲート１２お
よび該ゲート１２の各列の片側に対向して配設され各列
の感光素子１１から信号電荷を受け取り感光素子１１の
列方向に移送する通常光垂直シフトレジスタ１４からな
る受光部１０、通常光水平シフトレジスタ６０および通
常光読取回路８０によって構成されるインターライント
ランスファー型ＣＣＤ撮像素子の形式で撮像し、蛍光像
Ｚｋを撮像するときには、行列状に配列された感光素子
１１、感光素子１１の各列の片側に対向して配設された
信号電荷の移動の遮断または開放を切り替える蛍光垂直
トランスファゲート１３および該ゲート１３の各列の片
側に対向して配設され各列の感光素子１１から信号電荷
を受け取り感光素子１１の列方向に移送する蛍光垂直シ
フトレジスタ１５からなる受光部１０、蛍光水平シフト
レジスタ７０および蛍光読取回路９０によって構成され
るインターライントランスファー型ＣＣＤ撮像素子の形
式で撮像する構成となっている。

【００５２】第７の実施の形態においては第５の実施の
形態と受光部１０の内部構造が異なり、さらに蛍光信号
電荷Ｅｋを蓄積する電荷蓄積部が取り除かれている。通
常像Ｚｔを撮像するときには、行列状に配列された感光
素子１１によって受光され変換された通常光信号電荷Ｅ
ｔは通常光垂直トランスファゲート１２を介して通常光
垂直シフトレジスタ１４に移送され、該シフトレジスタ
１４から通常光水平シフトレジスタ６０に画像の１走査
線毎に順次通常信号電荷Ｅｔが移送され、通常光水平シ
フトレジスタ６０に移送された１走査線毎の通常信号電
荷Ｅｔは通常光読取回路８０によって読み取られる。

【００５３】蛍光像Ｚｋを撮像するときには感光素子１
１によって受光され変換された各蛍光信号電荷Ｅｋは蛍
光垂直トランスファゲート１３を介して蛍光垂直シフト
レジスタ１５移送され、該シフトレジスタ１５から蛍光
水平シフトレジスタ７０に画像の１走査線毎に順次蛍光
信号電荷Ｅｋが移送され、蛍光水平シフトレジスタ７０
に移送された１走査線毎の蛍光信号電荷Ｅｋは蛍光読取
回路９０によって読み取られる。

【００５４】上記構成においては蛍光信号電荷Ｅｋを一
旦蓄積する電荷蓄積部は無いが、蛍光垂直シフトレジス
タ１５に移送された蛍光信号電荷Ｅｋは、受光部１０に
よる通常像Ｚｔの受光および受光部１０によって変換さ
れた通常光信号電荷Ｅｔを通常光垂直シフトレジスタ１
４を経由して読み取る動作と干渉することなく蛍光垂直
シフトレジスタ１５から読み取ることができる。すなわ
ち、蛍光垂直シフトレジスタ１５が蛍光信号電荷を一時
的に蓄積する蓄積部の役割を果たしている。その他の構
成および動作は第５の実施の形態と同様であり、蛍光信
号電荷Ｅｋは蛍光垂直シフトレジスタ１５から通常像の
撮像周期より長い時間をかけて読み出されるので、ノイ
ズが少なく品質の高い蛍光像を得ることができる。

【００５５】次に、本発明の第８の実施の形態について
説明する。図１１に示すように第８の実施の形態におけ
る撮像器１００は、通常像Ｚｔを撮像するときには行列
状に配列された感光素子１１、感光素子１１の各列の片
側に対向して配設された信号電荷の移動の遮断または開
放を切り替える通常光垂直トランスファゲート１２、該
ゲート１２の各列の片側に対向して配設され各列の感光
素子１１から信号電荷を受け取り感光素子１１の列方向
に移送する通常光垂直シフトレジスタ１４からなる受光
部１０、通常光水平シフトレジスタ６０および通常光読
取回路８０によって構成されるインターライントランス
ファー型ＣＣＤ撮像素子の形式で撮像し、蛍光像Ｚｋを
撮像するときには行列状に配列された感光素子１１、感
光素子１１の各列の片側に対向して配設された信号電荷
の移動の遮断または開放を切り替える蛍光垂直トランス
ファゲート１３、該ゲート１３の各列の片側に対向して
配設され各列の感光素子１１から信号電荷を受け取り感
光素子１１の列方向に移送する蛍光垂直シフトレジスタ
１５からなる受光部１０、蛍光水平シフトレジスタ７０
および蛍光読取回路９０によって構成されるインターラ
イントランスファー型ＣＣＤ撮像素子の形式で撮像する
構成となっている。

【００５６】第８の実施の形態においては第７の実施の
形態とは異なり蛍光垂直シフトレジスタ１５は蛍光水平
シフトレジスタ７０に直接接続されてはいないので、蛍
光垂直シフトレジスタ１５の蛍光信号電荷Ｅｋは通常光
水平シフトレジスタ６０を縦断して蛍光水平シフトレジ
スタ７０に移送される。その他の構成および動作は第７
の実施の形態と同様であり、蛍光信号電荷Ｅｋは蛍光垂
直シフトレジスタ１５から通常像の撮像周期より長い時
間をかけて読み出されるので、ノイズが少なく品質の高
い蛍光像を得ることができる。

【００５７】以上のように本発明の撮像方法および撮像
装置は、通常像の動画像と蛍光像とを同時に撮像するこ
とができ、かつ狭いスペースに実装することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の撮像装置を蛍光内視鏡に適用した概略
構成図

【図２】フレームトランスファ／フレームトランスファ
型の撮像器の概略構成図

【図３】通常像用の蓄積部を備えている撮像器の撮像動
作のタイミングチャート図

【図４】他のフレームトランスファ／フレームトランス
ファ型の撮像器の概略構成図

【図５】フルフレームトランスファ／フレームトランス
ファ型の撮像器の概略構成図

【図６】通常像用の蓄積部を備えていない撮像器の撮像
動作のタイミングチャート図

【図７】他のフルフレームトランスファ／フレームトラ
ンスファ型の撮像器の概略構成図

【図８】インタライントランスファ／フレームインタラ
イントランスファ型の撮像器の概略構成図

【図９】他のインタライントランスファ／フレームイン
タライントランスファ型の撮像器の概略構成図

【図１０】インタライントランスファ／インタライント
ランスファ型の撮像器の概略構成図

【図１１】他のインタライントランスファ／インタライ
ントランスファ型の撮像器の概略構成図

【符号の説明】

１０ 受光部 ２０ 通常光トランスファゲート ３０ 蛍光トランスファゲート ４０ 通常光電荷蓄積部 ５０ 蛍光電荷蓄積部 ６０ 通常光水平シフトレジスタ ７０ 蛍光水平シフトレジスタ ８０ 通常光読取回路 ９０ 蛍光読取回路 １００ 撮像器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4C061 AA00 BB01 BB08 CC06 DD00 LL01 NN01 QQ02 QQ04 RR03 RR26 SS04 WW17 4M118 AA10 AB01 BA12 BA13 CA01 DA14 DB01 FA03 FA38 FA41 FA44 5C022 AA09 AB15 AB37 AC42 AC54 AC55 5C024 AA01 BA03 EA09 FA01 GA11 GA16 GA17 GA26 5C054 AA01 CA04 CC07 HA12

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光を受光し信号電荷に変換する行列状に
   配列された多数の感光素子からなる１つの受光部によっ
   て、通常光と蛍光とを異なるタイミングで受光し、前記
   通常光の受光量と前記蛍光の受光量とをそれぞれ信号電
   荷に変換して、前記通常光の受光量が変換された第１の
   信号電荷を第１の水平シフトレジスタを介して高速読出
   用の第１の出力回路に移送し、前記蛍光の受光量が変換
   された第２の信号電荷を、信号電荷を保持可能な保持部
   を経由して第２の水平シフトレジスタを介して低速読出
   用の第２の出力回路に移送することを特徴とする撮像方
   法。
2. 【請求項２】 通常光と蛍光とを異なるタイミングで
   受光して前記通常光の受光量と前記蛍光の受光量とをそ
   れぞれ信号電荷に変換する行列状に配列された多数の感
   光素子からなる１つの受光部と、前記通常光の受光量が
   変換された第１の信号電荷を高速読出用の第１の出力回
   路に移送する第１の水平シフトレジスタと、前記蛍光の
   受光量が変換された第２の信号電荷を保持する第２の信
   号電荷用保持部と、前記保持部の信号電荷を低速読出用
   の第２の出力回路に移送する第２の水平シフトレジスタ
   とを備えてなることを特徴とする撮像装置。
3. 【請求項３】 前記第２の信号電荷用保持部が前記第２
   の信号電荷を蓄積する第２の信号電荷用蓄積部であるこ
   とを特徴とする請求項２記載の撮像装置。
4. 【請求項４】 前記受光部と前記第１の水平シフトレジ
   スタとの間に、さらに前記第１の信号電荷を蓄積する第
   １の信号電荷用蓄積部を備えたことを特徴とする請求項
   ３記載の撮像装置。
5. 【請求項５】 前記受光部の各列の感光素子の片側に、
   前記各列の感光素子で変換された前記第１の信号電荷を
   前記第１の水平シフトレジスタに移送し、前記第２の信
   号電荷を前記第２の信号電荷用蓄積部に移送する１つの
   垂直シフトレジスタを備えたことを特徴とする請求項３
   記載の撮像装置。
6. 【請求項６】 前記受光部の各列の感光素子の両側に、
   前記各列の感光素子で変換された前記第１の信号電荷を
   前記第１の水平シフトレジスタに移送する第１の垂直シ
   フトレジスタと、前記第２の信号電荷を前記第２の水平
   シフトレジスタに移送する第２の垂直シフトレジスタと
   を備え、該第２の垂直シフトレジスタが前記第２の信号
   電荷用保持部を兼用していることを特徴とする請求項２
   記載の撮像装置。