JP2003298956A - Imaging apparatus - Google Patents

Imaging apparatus

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JP2003298956A
JP2003298956A JP2002094679A JP2002094679A JP2003298956A JP 2003298956 A JP2003298956 A JP 2003298956A JP 2002094679 A JP2002094679 A JP 2002094679A JP 2002094679 A JP2002094679 A JP 2002094679A JP 2003298956 A JP2003298956 A JP 2003298956A
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Japan
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light
pixels
horizontal line
image pickup
signal
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Application number
JP2002094679A
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Japanese (ja)
Inventor
Minami Amano
南 天野
Mitsuhisa Nakagawa
光久 中川
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Fujinon Corp
Original Assignee
Fuji Photo Optical Co Ltd
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a high frame rate and an image showing a smooth motion of an object to be observed even though an image sensor having many pixels is employed. <P>SOLUTION: A first shield area OB<SB>1</SB>is set to the left end and a second shield area OB<SB>2</SB>is set to the right end of the image screen of a CCD 10 by using a shield mask, and a signal is read in a timing that a pixel ahead by the number of pixels of the first shield area OB<SB>1</SB>(third area I<SB>3</SB>) when counted from the second shield area OB<SB>2</SB>of a preceding horizontal line signal (a-3) is almost coincident with the top pixel of the first shield area OB<SB>1</SB>of a succeeding horizontal line signal (b). Thus the read of the horizontal line signal is accelerated by the sum of the first shield area OB<SB>1</SB>and the second shield area OB<SB>2</SB>, thereby increasing the frame rate. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は撮像装置、特に電子
内視鏡装置等に使用され、CCD等の撮像素子に蓄積さ
れた撮像信号を読み出し、この撮像信号に基づいて被観
察体の画像をモニタ表示する撮像装置の構成に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention is used in an image pickup apparatus, particularly an electronic endoscope apparatus and the like, reads out an image pickup signal accumulated in an image pickup element such as a CCD and forms an image of an object to be observed based on the image pickup signal. The present invention relates to the configuration of an image pickup device that displays a monitor.

【0002】[0002]

【従来の技術】撮像装置は、例えば電子内視鏡装置等に
使用されるが、この電子内視鏡装置は、CCD(Charge
Coupled Device)等の固体撮像素子を搭載し、このC
CDで撮像された被観察体の信号を撮像素子駆動回路で
読み出し、この撮像信号について所定の画像処理を施す
ことにより、体腔内等の被観察体をモニタに表示するこ
とができる。
2. Description of the Related Art An image pickup device is used, for example, in an electronic endoscopic device. This electronic endoscopic device is a CCD (Charge).
A solid-state image sensor such as a Coupled Device)
By observing the signal of the object to be observed imaged by the CD by the image pickup element drive circuit and subjecting the imaged signal to predetermined image processing, the object to be observed such as inside the body cavity can be displayed on the monitor.

【0003】そして、近年では上記CCDの多画素化の
促進によって、従来の27万画素や41万画素のCCD
から、85万画素や125万画素のCCD等が製作され
ており、医療分野で用いられる電子内視鏡装置でも高画
質化が図られている。
In recent years, due to the promotion of the increase in the number of pixels of the CCD, the conventional CCD having 270,000 pixels or 410,000 pixels is used.
Have produced CCDs with 850,000 pixels and 1.25 million pixels, and have achieved high image quality even in electronic endoscope devices used in the medical field.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、多画素
化されたCCDを搭載する従来の撮像装置では、CCD
から画素信号を読み出すためのクロック周波数を高くす
ることの限界から、十分なフレームレートが得られない
という問題があった。即ち、上述した従来の41万画素
のCCDでは、14.318MHzのクロック周波数を
用いて1秒間に30フレーム(フレームレート:30フ
レーム/秒)が形成されるのに対し、85万画素のCC
Dでは、20MHzのクロック周波数を用いて1秒間に
20フレーム(フレームレート:20フレーム/秒)が
形成されることになり、多画素化した場合には、1秒間
に形成されるフレーム数が低下するという不都合があ
る。そして、このようなフレームレートの低下は、被観
察体画像の滑らかな動きを低下させる原因となる。
However, in the conventional image pickup device equipped with a CCD having a large number of pixels, the CCD
There is a problem in that a sufficient frame rate cannot be obtained due to the limit of increasing the clock frequency for reading the pixel signal from. That is, in the above-described conventional 410,000-pixel CCD, 30 frames per second (frame rate: 30 frames / second) are formed by using a clock frequency of 14.318 MHz, while in contrast, a CC of 850,000 pixels is used.
In D, 20 frames (frame rate: 20 frames / second) are formed per second using the clock frequency of 20 MHz, and when the number of pixels is increased, the number of frames formed per second is reduced. There is an inconvenience to do. Then, such a decrease in the frame rate causes a decrease in the smooth movement of the observed object image.

【0005】また、特に多画素化されたCCDでなくと
も、R(赤),G(緑),B(青)の3色光に基づいた
3枚の画像を形成する面順次式では、同時式と比較する
と、画像データが1/3に低下することから、従来から
色割れという現象が問題となっている。従って、この場
合はフレームレートを高くすることにより色割れを改善
することが可能となる。
Further, even if the CCD is not particularly composed of a large number of pixels, in the field sequential system for forming three images based on the three color lights of R (red), G (green) and B (blue), the simultaneous system is used. Compared with the above, since the image data is reduced to 1/3, the phenomenon of color breakage has been a problem from the past. Therefore, in this case, color breakup can be improved by increasing the frame rate.

【0006】更に、電子内視鏡等では、表示画像のアス
ペクト比が4:3以外に設定されることが多いため、C
CDのフルサイズを使用せず、撮像面の左右端領域が無
駄になっているが、フレームレートを高くするために、
撮像面の使用していない左右端領域をカットした専用サ
イズ(例えばアスペクト比、1:1等)のCCDを製作
することも考えられる。しかし、この場合には、汎用C
CDを使用できず、CCDの製作コストが高くなるとい
う不都合がある。
Further, in an electronic endoscope or the like, the aspect ratio of a display image is often set to a value other than 4: 3, so C
The left and right edge areas of the imaging surface are wasted without using the full size of the CD, but in order to increase the frame rate,
It is also conceivable to manufacture a CCD of a dedicated size (for example, an aspect ratio, 1: 1 etc.) in which the left and right end areas of the imaging surface which are not used are cut. However, in this case, the general-purpose C
There is an inconvenience that the CD cannot be used and the manufacturing cost of the CCD is high.

【0007】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、フレームレートを高くすることが
でき、多画素化された撮像素子では滑らかな動きの被観
察体画像が得られ、また面順次式においては色割れ現象
を低減することが可能となり、しかも専用の撮像素子を
製作せずに低コスト化を図ることができる撮像装置を提
供することにある。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to increase the frame rate and to obtain an image of an object to be observed with a smooth motion in an image pickup device having a large number of pixels. Another object of the present invention is to provide an image pickup apparatus capable of reducing the color breakup phenomenon in the frame sequential method and further reducing the cost without manufacturing a dedicated image pickup element.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1に係る発明は、被観察体像を撮像する撮像
素子と、この撮像素子の撮像面の左端における所定画素
分の第1遮光領域を遮蔽する左側遮光マスクと、上記撮
像面の右端における所定画素分の第2遮光領域を遮蔽す
る右側遮光マスクと、フレームレートを高くするため
に、先に読み出される水平ライン信号の上記第2遮光領
域から上記第1遮光領域の画素分だけ先の画素が次に読
み出される水平ライン信号の第1遮光領域の先端画素に
略一致するタイミングで各水平ライン信号を読み出す撮
像素子駆動回路とを備えたことを特徴とする。請求項2
に係る発明は、上記撮像素子の画素数に応じた標準のク
ロック周波数よりも高いクロック周波数を発生させる発
振器を設け、上記撮像素子駆動回路では、上記の高いク
ロック周波数により画素信号を読み出すことを特徴とす
る。
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is an image pickup device for picking up an image of an object to be observed, and a first pixel portion for a predetermined pixel at the left end of the image pickup surface of the image pickup device. 1 left-side light-shielding mask that shields 1 light-shielding area, right-side light-shielding mask that shields a second light-shielding area for a predetermined number of pixels at the right end of the image pickup surface, and the above-described horizontal line signal that is read first in order to increase the frame rate. An image pickup element drive circuit for reading out each horizontal line signal at a timing at which a pixel ahead of the second light-shielding area by the pixel of the first light-shielding area substantially coincides with a leading edge pixel of the first light-shielding area of the horizontal line signal to be read out next. It is characterized by having. Claim 2
According to another aspect of the invention, there is provided an oscillator that generates a clock frequency higher than a standard clock frequency according to the number of pixels of the image pickup device, and the image pickup device drive circuit reads a pixel signal at the high clock frequency. And

【0009】上記の構成によれば、先の水平ラインの全
ての画素が読み出された後に、次の水平ラインの画素が
読み出されるのではなく、従来よりも早い転送のタイミ
ングによって、連続する水平ライン信号間の第1遮光領
域及び第2遮光領域が有効画素領域に重ねられるように
して読み出される。即ち、上記第2遮光領域の手前(時
間的に先)に存在する第1遮光領域の画素分に相当する有
効画素領域を第3領域、上記第1遮光領域の後に存在す
る第2遮光領域の画素分に相当する有効画素領域を第4
領域とすると、先の水平ライン信号の第3領域と次の水
平ライン信号の第1遮光領域が重なり、また先の水平ラ
イン信号の第2遮光領域と次の水平ライン信号の第4領
域が重なる状態で各信号が読み出される。
According to the above arrangement, the pixels in the next horizontal line are not read out after all the pixels in the previous horizontal line have been read out. The first light-shielding area and the second light-shielding area between the line signals are read out so as to overlap the effective pixel area. That is, the effective pixel region corresponding to the pixels of the first light-shielding region existing before (second in time) the second light-shielding region is the third region, and the effective pixel region of the second light-shielding region existing after the first light-shielding region is The fourth effective pixel area corresponding to the number of pixels
In the case of the area, the third area of the previous horizontal line signal and the first light shielding area of the next horizontal line signal overlap, and the second light shielding area of the previous horizontal line signal and the fourth area of the next horizontal line signal overlap. Each signal is read in the state.

【0010】これによれば、水平ライン信号を第1遮光
領域と第2遮光領域を加算した画素分だけ速く読み出せ
ることになり、この結果フレームレートを高くすること
ができる。特に、画面のアスペクト比が必ずしも4:3
である必要がなく、撮像素子のフルサイズを使用しない
場合、必要なエリアだけを用いることにより、クロック
周波数を高くすることなく、フレームレートを高くする
ことが可能になる。
According to this, the horizontal line signal can be read faster by the number of pixels obtained by adding the first light-shielding region and the second light-shielding region, and as a result, the frame rate can be increased. Especially, the aspect ratio of the screen is not always 4: 3.
When it is not necessary to use the full size of the image sensor, the frame rate can be increased without increasing the clock frequency by using only the necessary area.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】図1には、実施形態例に係る撮像
装置としての電子内視鏡装置の全体の概略構成が示され
ており、この電子内視鏡装置では、スコープ先端部に固
体撮像素子であるCCD(Charge Coupled Device)1
0が対物光学系と共に設けられ、このCCD10として
は、例えば41万画素、85万画素、125万画素のも
の等が用いられる。また、スコープ先端部へ光を供給す
るライトガイド12が配置されており、このライトガイ
ド12は、スコープ内を通して光源装置14へ接続され
る。即ち、この光源装置14からライトガイド12を介
して供給された光がスコープ先端から被観察体へ照射さ
れ、これによって被観察体が上記CCD10で撮像され
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows a schematic structure of an entire electronic endoscope apparatus as an image pickup apparatus according to an embodiment. In this electronic endoscope apparatus, a solid state is provided at a distal end portion of a scope. CCD (Charge Coupled Device) 1 which is an image sensor
0 is provided together with the objective optical system, and as the CCD 10, for example, those having 410,000 pixels, 850,000 pixels, and 1.25 million pixels are used. Further, a light guide 12 that supplies light to the distal end portion of the scope is arranged, and this light guide 12 is connected to the light source device 14 through the inside of the scope. That is, the light supplied from the light source device 14 through the light guide 12 is emitted from the tip of the scope to the object to be observed, whereby the object to be observed is imaged by the CCD 10.

【0012】このCCD10には、CCD駆動回路16
とクロック周波数の発振器17が接続されており、この
発振器17としては、例えばCCD10が85万画素の
場合は20MHzのクロック周波数、41万画素の場合
は14.318MHzのクロック周波数を発生するもの
が用いられる。また、当該例にて41万画素等でクロッ
ク周波数を高くして行う場合、17.9MHz、21.
5MHz等のクロック周波数を発生するものが用いられ
る。そして、上記のCCD駆動回路16では、このよう
なクロック信号に基づいて水平転送、垂直転送のための
駆動信号等を形成し、この駆動信号によってCCD10
から撮像信号を読み出すことになる。
The CCD 10 includes a CCD drive circuit 16
Is connected to an oscillator 17 having a clock frequency. For example, when the CCD 10 has 850,000 pixels, a clock frequency of 20 MHz is used, and when the CCD 10 has 410,000 pixels, a clock frequency of 14.318 MHz is used. To be Further, in this example, when the clock frequency is increased by 410,000 pixels or the like, 17.9 MHz, 21.
A device that generates a clock frequency such as 5 MHz is used. Then, the CCD drive circuit 16 forms drive signals for horizontal transfer and vertical transfer based on such a clock signal, and the CCD 10 is driven by this drive signal.
The image pickup signal is read from.

【0013】一方、上記CCD10の後段には、CCD
出力信号を相関二重サンプリングしかつ利得制御するC
DS(Correlated Double Sampling)/AGC(Automa
ticGain Control)回路18、A/D変換器19、カラ
ー画像形成のための各種信号処理を施す信号処理回路2
0、D/A変換器21等が設けられ、このD/A変換器
21の出力がモニタへ供給される。また、電子内視鏡内
の上記回路を統括制御するマイコン22が設けられる。
On the other hand, in the subsequent stage of the CCD 10, the CCD
C for correlated double sampling and gain control of the output signal
DS (Correlated Double Sampling) / AGC (Automa
ticGain Control) circuit 18, A / D converter 19, signal processing circuit 2 for performing various signal processing for color image formation
0, a D / A converter 21, etc. are provided, and the output of this D / A converter 21 is supplied to the monitor. Further, a microcomputer 22 that integrally controls the above circuits in the electronic endoscope is provided.

【0014】図2には、上記CCD10の撮像領域の構
成が示されており、このCCD10は、例えば画素単位
で配列されたフォトダイオード25、このフォトダイオ
ード25の縦列に沿って配置され、ゲート26を介して
接続される垂直転送CCD(ライン)27、この垂直転
送CCD27から送られた水平ラインの信号を入力する
水平転送CCD(ライン)28、この水平転送CCD2
8の信号を外部へ出力するアンプ29等で構成される。
そして、本発明では、このようなCCD10の左右端の
所定範囲が遮光される。
FIG. 2 shows the structure of the image pickup area of the CCD 10. The CCD 10 is provided, for example, with photodiodes 25 arranged in pixel units, and arranged along a vertical column of the photodiodes 25, and a gate 26. A vertical transfer CCD (line) 27 connected via the horizontal transfer CCD (line) 28, a horizontal transfer CCD (line) 28 for inputting a horizontal line signal sent from the vertical transfer CCD 27, and the horizontal transfer CCD 2
It is composed of an amplifier 29 and the like for outputting the 8 signals to the outside.
Then, in the present invention, a predetermined range on the left and right ends of the CCD 10 is shielded from light.

【0015】図3には、CCD10の撮像領域での遮光
領域が示されており、85万画素の場合、例えば垂直方
向に768画素(ピクセル)、水平方向に1067画素
が形成されるとすると、従来においては、左側に3画素
の領域(オプティカルブラック領域)OB、右側に4
0画素の領域OBが遮蔽されているが、当該例では、
これに加えて、左右にそれぞれ128画素の第1遮光領
域(オプティカルブラック領域)OBと第2遮光領域
OBを遮蔽する。この遮光領域は、マスク(機械構造
的マスク)をCCD10の撮像面側に配置することによ
って設定される。従って、この場合の有効画素は768
(=1024−256)となる。
FIG. 3 shows a light-shielding area in the image pickup area of the CCD 10. In the case of 850,000 pixels, if 768 pixels (pixels) are formed in the vertical direction and 1067 pixels are formed in the horizontal direction, for example. Conventionally, a 3-pixel area (optical black area) OB 7 is provided on the left side and a 4-pixel area is provided on the right side.
Although the 0 pixel area OB 8 is shielded, in this example,
In addition to this, the first light-shielding region (optical black region) OB 1 and the second light-shielding region OB 2 each having 128 pixels are shielded on the left and right. This light shielding area is set by disposing a mask (mechanical structural mask) on the image pickup surface side of the CCD 10. Therefore, the effective pixel in this case is 768.
(= 1024-256).

【0016】図4には、上記CCD駆動回路16の制御
に基づいて上記CCD10から読み出される水平ライン
の信号が示されている。図示されるように、まずCCD
10の図2で説明した水平転送CCD(ライン)28か
らはa−1の水平ライン信号が出力され、この水平ライ
ン信号では、上述したように、第1遮光領域OBの信
号、第2遮光領域OBの信号が含まれる。このa−1
の水平ライン信号は、時間経過と共にa−2のようにア
ンプ29(図2)を介して順次読み出され、a−3の時
点で次のbの水平ラインの信号が読み出される。
FIG. 4 shows horizontal line signals read from the CCD 10 under the control of the CCD drive circuit 16. As shown, first the CCD
A horizontal line signal a-1 is output from the horizontal transfer CCD (line) 28 described in FIG. 2 of FIG. 10, and in this horizontal line signal, as described above, the signal of the first light shielding area OB 1 and the second light shielding region OB 1. The signal of the area OB 2 is included. This a-1
The horizontal line signal of (b) is sequentially read via the amplifier 29 (FIG. 2) like a-2 with the lapse of time, and the signal of the next horizontal line of b is read at the time of a-3.

【0017】即ち、水平ライン信号の第2遮光領域OB
(128画素)の手前に、第1遮光領域OBの画素
分に相当する有効画素領域を第3領域I(128画
素)として設定し、また第1遮光領域OB(128画
素)の後に、第2遮光領域OB の画素分に相当する有
効画素領域を第4領域I(128画素)として考える
と、水平ライン信号(a−3)の第2遮光領域OB
ら第3領域Iだけ先の画素pが次の水平ライン信号
(b)の第1遮光領域OBの先端画素に一致するタイ
ミングでこの水平ライン信号(b)を読み出す。
That is, the second light shielding area OB of the horizontal line signal
TwoIn front of (128 pixels), the first light shielding area OB1Pixel
To the effective pixel area corresponding to the third area IThree(128 strokes
The first light-blocking area OB1(128 strokes
After the blank), the second light-shielding area OB TwoCorresponding to the number of pixels
The effective pixel area is the fourth area I.FourThink as (128 pixels)
And the second light shielding area OB of the horizontal line signal (a-3)TwoOr
3rd area IThreeThe previous pixel p is the next horizontal line signal
(B) First light shielding area OB1Ties that match the top pixel of
This horizontal line signal (b) is read by the ming.

【0018】これによれば、先の水平ライン信号(a−
3)の第3領域Iと次の水平ライン信号(b)の第1
遮光領域OBとが重なり、かつ先の水平ライン信号
(a−3)の第2遮光領域OBと次の水平ライン信号
(b)の第4領域Iが重なり、I+OB=OB
+I=256画素であるから、水平ラインの信号が2
56画素分だけ速く読み出せることになる。
According to this, the horizontal line signal (a-
3) in the third region I 3 and the first in the next horizontal line signal (b)
The light-shielded area OB 1 overlaps, and the second light-shielded area OB 2 of the previous horizontal line signal (a-3) and the fourth area I 4 of the next horizontal line signal (b) overlap, I 3 + OB 2 = OB 1
Since + I 4 = 256 pixels, the horizontal line signal is 2
This makes it possible to read 56 pixels faster.

【0019】当該実施形態例は以上の構成からなり、次
に図6、図7の各実施例の作用について説明する。この
図6の第1実施例は、CCD10として85万画素のも
のを用い、またクロック周波数を従来の20MHzと同
じにしたもので、従来の信号と比較している。即ち、図
6(A)の水平同期信号(HD)に対し、従来では、図
6(B)のブランキング信号、図6(C)の20MHz
のクロック信号が用いられる結果、図6(D)に示され
るように有効画素が1024画素(ピクセル)となる1
水平ラインの信号(CCD出力)が得られる。即ち、従
来では、上述のように第1遮光領域OB、第2遮光領
域OBが設定されていないので、水平方向が1024
画素となる画像信号が得られる。
The embodiment has the above-mentioned structure, and the operation of each embodiment shown in FIGS. 6 and 7 will be described. In the first embodiment of FIG. 6, a CCD 10 having 850,000 pixels is used, and the clock frequency is the same as that of the conventional 20 MHz, which is compared with the conventional signal. That is, in contrast to the horizontal synchronizing signal (HD) of FIG. 6 (A), conventionally, the blanking signal of FIG. 6 (B) and 20 MHz of FIG. 6 (C) are used.
As a result of using the clock signal of 1, the effective pixel becomes 1024 pixels as shown in FIG.
A horizontal line signal (CCD output) is obtained. That is, in the related art, since the first light-shielding region OB 1 and the second light-shielding region OB 2 are not set as described above, the horizontal direction is 1024.
An image signal that becomes a pixel is obtained.

【0020】一方、第1実施例では、図6の(E)に示
される早いタイミングの水平同期信号(HD)が用いら
れるが、この水平同期信号のtのタイミングで最初の
水平ライン信号が読み出され、図6(F)のブランキン
グ信号と図6(G)のクロック信号が同様であるとする
と、図6(H)に示される水平ライン信号がCCD10
から出力される。しかし、この図6(H)のCCD出力
においては、第1遮光領域OBと第2遮光領域OB
が設定されているため、有効画素が768画素となる1
水平ラインの信号が得られる。そして、図6(E)の水
平同期信号のt のタイミングで次の水平ラインの信号
が読み出されると、図6(I)のブランキング信号、図
6(J)のクロック信号によって、CCD10からは図
6(K)の水平ライン信号が出力される。この水平ライ
ン信号も第1遮光領域OBと第2遮光領域OBの設
定によって、有効画素が768画素となる。
On the other hand, in the first embodiment, as shown in FIG.
If the horizontal sync signal (HD) with an early timing is used
The horizontal synchronization signal t1At the timing of
The horizontal line signal is read out, and the blanking line of FIG.
6G and the clock signal in FIG. 6G are similar.
And the horizontal line signal shown in FIG.
Is output from. However, this CCD output of FIG. 6 (H)
In the first light shielding area OB1And the second shaded area OBTwo
Is set, so the effective pixels are 768 pixels. 1
The signal of the horizontal line is obtained. And the water of FIG. 6 (E)
Flat sync signal t TwoSignal of the next horizontal line at the timing of
Is read out, the blanking signal of FIG.
6 (J) clock signal, CCD 10
A horizontal line signal of 6 (K) is output. This horizontal lie
Signal is also the first shaded area OB1And the second shaded area OBTwoSet up
By definition, the number of effective pixels becomes 768 pixels.

【0021】ここで、上記図6(H)と図6(K)の水
平ライン信号を比較すると、互いに有効画素を第1遮光
領域OBと第2遮光領域OBに重ねる形で、信号が
無駄なく読み出されていることが理解される。即ち、図
6(H)と図6(K)の水平ライン信号では、図4で説
明したように、第3領域(I)と第1遮光領域OB
とが重なり、また第2遮光領域OBと第4領域
(I)が重なることにより、第3領域と第4領域の画
素信号が良好に読み出される。
Here, the water shown in FIGS. 6 (H) and 6 (K) is used.
When comparing the flat line signals, the effective pixels are shielded by the first
Area OB1And the second shaded area OBTwoThe signal is
It is understood that the data is read without waste. That is, the figure
6 (H) and FIG. 6 (K), the horizontal line signal is explained in FIG.
As is clear, the third region (IThree) And the first shading area OB 1
Overlaps with each other, and the second light-shielding area OBTwoAnd the fourth area
(IFour) Are overlapped, the images of the third and fourth areas are
The elementary signal is read well.

【0022】この第1実施例によれば、図6(G)に示
されるように、1270クロックの1水平ラインにおい
て、読出しを256クロック分、速くすることができ、
フレームレートを1.25倍に高めることが可能とな
る。即ち、従来では20MHzのクロック周波数で1秒
間に20フレームが得られたのに対し、この第1実施例
では、同一の20MHzのクロック周波数で1秒間に2
5フレームが得られることになる。
According to the first embodiment, as shown in FIG. 6 (G), in one horizontal line of 1270 clocks, reading can be speeded up by 256 clocks,
It is possible to increase the frame rate by 1.25 times. That is, 20 frames per second can be obtained with a clock frequency of 20 MHz in the past, whereas in the first embodiment, 2 frames per second with the same clock frequency of 20 MHz.
Five frames will be obtained.

【0023】図7の第2実施例は、CCD10として4
1万画素のものを用い、クロック周波数を従来の14.
318MHzの1.25倍に高くしたものである。即
ち、図7(A)の水平同期信号(HD)に対し、従来で
は、図7(B)のブランキング信号、図7(C)の1
4.318MHzのクロック信号が用いられる結果、図
7(D)に示されるように有効画素が768画素(ピク
セル)となる1水平ラインの信号(CCD出力)が得ら
れる。
The second embodiment shown in FIG.
The clock frequency of the conventional 14.
This is 1.25 times higher than 318 MHz. That is, in contrast to the horizontal synchronizing signal (HD) of FIG. 7 (A), conventionally, the blanking signal of FIG. 7 (B) and 1 of FIG. 7 (C) are used.
As a result of using the clock signal of 4.318 MHz, a signal of one horizontal line (CCD output) having 768 effective pixels (pixels) is obtained as shown in FIG. 7D.

【0024】一方、第2実施例では、図7の(E)に示
される水平同期信号が用いられると共に、図7(F)の
ブランキング信号と図7(G)の17.9MHz(=1
4.318×1.25)のクロック信号が用いられる。
上記の水平同期信号において、tのタイミングで最初
の水平ライン信号が読み出されとすると、図7(H)に
示される576画素の水平ライン信号がCCD10から
出力される。即ち、当該例では、96画素分の第1遮光
領域OBと第2遮光領域OBが設定されており、有
効画素が576(=768−192)となる1水平ライ
ンの信号が得られる。
On the other hand, in the second embodiment, the horizontal synchronizing signal shown in FIG. 7 (E) is used, and the blanking signal in FIG. 7 (F) and 17.9 MHz (= 1 in FIG. 7G) are used.
A clock signal of 4.318 × 1.25) is used.
If the first horizontal line signal is read out at the timing of t 1 in the horizontal synchronizing signal, a horizontal line signal of 576 pixels shown in FIG. 7H is output from the CCD 10. That is, in this example, the first light-shielding region OB 1 and the second light-shielding region OB 2 for 96 pixels are set, and a signal of one horizontal line in which the number of effective pixels is 576 (= 768-192) is obtained.

【0025】そして、図7(E)の水平同期信号のt
のタイミングで次の水平ラインの信号が読み出される
と、図7(I)のブランキング信号、図7(J)のクロ
ック信号によって、CCD10からは図7(K)の水平
ライン信号が出力される。この水平ライン信号も第1遮
光領域OBと第2遮光領域OBの設定によって、有
効画素が576画素となる。従って、この第2実施例の
場合も、図4で説明したように、図7(H)と図7
(K)の水平ライン信号において、第3領域(I)と
第1遮光領域OBとが重なり、また第2遮光領域OB
と第4領域(I)が重なることにより、第3領域と
第4領域の画素が良好に読み出される。
Then, t 2 of the horizontal synchronizing signal of FIG.
When the signal of the next horizontal line is read at the timing of, the horizontal line signal of FIG. 7 (K) is output from the CCD 10 by the blanking signal of FIG. 7 (I) and the clock signal of FIG. 7 (J). . This horizontal line signal also has 576 effective pixels depending on the settings of the first light-shielding region OB 1 and the second light-shielding region OB 2 . Therefore, also in the case of the second embodiment, as shown in FIG.
In the horizontal line signal of (K), the third region (I 3 ) overlaps the first light-shielding region OB 1, and the second light-shielding region OB also overlaps.
By overlapping 2 and the fourth region (I 4 ), the pixels in the third region and the fourth region are read well.

【0026】この第2実施例によれば、クロック周波数
を1.25倍すると共に、728クロックの1水平ライ
ンにおいて読出しを192クロック分、速くすることが
でき、フレームレートを1.5倍に高めることが可能と
なる。即ち、従来では14.318MHzのクロック周
波数で1秒間に30フレームが得られたのに対し、この
第2実施例では、17.9MHzのクロック周波数で1
秒間に45フレームが得られることになる。
According to the second embodiment, the clock frequency can be multiplied by 1.25 and reading can be accelerated by 192 clocks in one horizontal line of 728 clocks, and the frame rate can be increased by 1.5 times. It becomes possible. That is, 30 frames per second can be obtained with a clock frequency of 14.318 MHz in the past, whereas in the second embodiment, 1 with a clock frequency of 17.9 MHz.
Forty-five frames will be obtained per second.

【0027】なお、上記第1実施例又は第2実施例にお
いて第1遮光領域OB、第2遮光領域OBで設定さ
れた有効画素数及びクロック周波数は一例であり、これ
らは要請されるフレームレートに合わせて適宜、変更設
定することができる。
The number of effective pixels and the clock frequency set in the first light-shielding region OB 1 and the second light-shielding region OB 2 in the first or second embodiment are examples, and these are the required frames. It can be changed and set as appropriate according to the rate.

【0028】図5には、第3実施例の構成が示されてお
り、この第3実施例は垂直方向にも遮光領域を設けたも
のである。即ち、例えば125万画素のCCD10を用
いた場合に、左右端双方に256画素の第1遮光領域O
と第2遮光領域OBを設けると共に、上下端双方
に96画素の上側遮光領域OBと下側遮光領域OB
をマスクによって設定する。この第3実施例によれば、
水平方向の有効画素を1280から768に減らすと共
に、垂直方向の有効画素を960から768に減らし、
またクロック周波数を調整する等によって、フレームレ
ートを向上させることができる。
FIG. 5 shows the configuration of the third embodiment.
In the third embodiment, the light shielding area is provided in the vertical direction as well.
Of. That is, for example, a CCD 10 with 1,250,000 pixels is used
If there is, the first light-shielding area O of 256 pixels is formed on both the left and right ends.
BThreeAnd the second shaded area OBFourAnd both upper and lower ends
96 pixel upper light-shielding area OB5And lower shading area OB 6
Is set by a mask. According to this third embodiment,
It is common to reduce the number of effective pixels in the horizontal direction from 1280 to 768.
And reduce the effective pixels in the vertical direction from 960 to 768,
Also, by adjusting the clock frequency, etc.
You can improve your performance.

【0029】なお、当該例では、電子内視鏡装置につい
て説明したが、本発明は他のビデオカメラ等の撮像装置
に適用することが可能である。
Although the electronic endoscope apparatus has been described in this example, the present invention can be applied to other image pickup apparatuses such as video cameras.

【0030】[0030]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
遮光マスクによって撮像素子撮像面の左右端における所
定画素分の第1遮光領域及び第2遮光領域を遮光し、先
の水平ラインの第2遮光領域から第1遮光領域の画素分
だけ先の画素が、次の水平ラインの第1遮光領域の先端
画素に略一致するタイミングで水平ライン信号を読み出
すようにしたので、水平ライン信号の読出しにおいて第
1遮光領域と第2遮光領域を加算した画素分、速くする
ことができ、これによってフレームレートを高くするこ
とが可能となる。この結果、多画素化された撮像素子で
は滑らかな動きの被観察体画像を得ることができ、また
面順次式においては色割れ現象を低減することが可能と
なる。
As described above, according to the present invention,
The light-shielding mask shields the first light-shielding region and the second light-shielding region for a predetermined number of pixels on the left and right edges of the image pickup surface of the image sensor, and the pixel ahead of the second light-shielding region of the previous horizontal line by the pixel of the first light-shielding region is Since the horizontal line signal is read at a timing substantially coincident with the leading edge pixel of the first light-shielding region of the next horizontal line, the pixel for which the first light-shielding region and the second light-shielding region are added in the reading of the horizontal line signal, It can be faster, which allows higher frame rates. As a result, it is possible to obtain an image of the object to be observed with a smooth motion in the image pickup device having a large number of pixels, and to reduce the color breakup phenomenon in the frame sequential method.

【0031】特に、画面のアスペクト比が必ずしも4:
3である必要がなく、撮像素子のフルサイズを使用しな
い場合には、必要なエリアだけを用いることにより、ク
ロック周波数を高くすることなく、フレームレートを高
くすることができるという利点がある。また、4:3以
外のアスペクト比でフレームレートを高くする場合に、
専用サイズの撮像素子を製作せずに、汎用の撮像素子を
使用できるので、低コスト化が図れる。
In particular, the aspect ratio of the screen is always 4:
3 is not necessary, and when the full size of the image sensor is not used, there is an advantage that the frame rate can be increased without increasing the clock frequency by using only the necessary area. Also, when increasing the frame rate with an aspect ratio other than 4: 3,
Since a general-purpose image sensor can be used without manufacturing an image sensor of a dedicated size, cost reduction can be achieved.

【0032】更に、請求項2の構成によれば、撮像素子
の画素数に応じた標準のクロック周波数よりも高いクロ
ック周波数で撮像素子を駆動するようにしたので、撮像
素子で本来設定されている有効画素を余り削減せずに、
フレームレートを高くすることができる。
Further, according to the second aspect of the invention, the image pickup device is driven at a clock frequency higher than the standard clock frequency according to the number of pixels of the image pickup device, so that the image pickup device is originally set. Without reducing the number of effective pixels
The frame rate can be increased.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施形態例に係る電子内視鏡装置の全
体構成を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of an electronic endoscope apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】実施形態例のCCDの撮像領域の構成を示す図
である。
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of an image pickup area of a CCD according to an embodiment.

【図3】実施形態例(第1実施例)における85万画素
CCDの撮像面での遮光領域を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a light-shielding region on an image pickup surface of an 850,000-pixel CCD in an embodiment example (first example).

【図4】実施形態例のCCDから読み出される水平ライ
ン信号の読出しタイミングを示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a read timing of a horizontal line signal read from the CCD of the embodiment.

【図5】第3実施例における125万画素CCDの撮像
面での遮光領域を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a light shielding area on an image pickup surface of a 1.25 million pixel CCD according to a third embodiment.

【図6】第1実施例の水平ライン信号の処理を従来との
比較で示す波形図である。
FIG. 6 is a waveform diagram showing the processing of the horizontal line signal of the first embodiment in comparison with the related art.

【図7】第2実施例の水平ライン信号の処理を従来との
比較で示す波形図である。
FIG. 7 is a waveform diagram showing the processing of the horizontal line signal of the second embodiment in comparison with the related art.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…CCD、 16…CCD駆動回路、 17…発振器、 25…フォトダイオード、 27…垂直転送CCD(ライン)、 28…水平転送CCD(ライン)。 10 ... CCD, 16 ... CCD drive circuit, 17 ... Oscillator, 25 ... photodiode, 27 ... Vertical transfer CCD (line), 28 ... Horizontal transfer CCD (line).

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 被観察体像を撮像する撮像素子と、 この撮像素子の撮像面の左端における所定画素分の第1
遮光領域を遮蔽する左側遮光マスクと、 上記撮像面の右端における所定画素分の第2遮光領域を
遮蔽する右側遮光マスクと、 フレームレートを高くするために、先に読み出される水
平ライン信号の上記第2遮光領域から上記第1遮光領域
の画素分だけ先の画素が次に読み出される水平ライン信
号の第1遮光領域の先端画素に略一致するタイミングで
各水平ライン信号を読み出す撮像素子駆動回路とを備え
た撮像装置。
1. An image pickup device for picking up an image of an object to be observed, and a first part for a predetermined number of pixels at a left end of an image pickup surface of the image pickup device.
A left-side light-shielding mask that shields a light-shielding area, a right-side light-shielding mask that shields a second light-shielding area for a predetermined number of pixels at the right end of the image pickup surface, and the above-mentioned first horizontal line signal read out in order to increase the frame rate. An image pickup element drive circuit for reading out each horizontal line signal at a timing at which a pixel ahead of the first light-shielding area from the second light-shielding area substantially coincides with the leading edge pixel of the first light-shielding area of the horizontal line signal to be read out next. Imager equipped.
【請求項2】 上記撮像素子の画素数に応じた標準のク
ロック周波数よりも高いクロック周波数を発生させる発
振器を設け、上記撮像素子駆動回路では、上記の高いク
ロック周波数により画素信号を読み出すことを特徴とす
る上記請求項1記載の撮像装置。
2. An oscillator for generating a clock frequency higher than a standard clock frequency according to the number of pixels of the image pickup device is provided, and the image pickup device drive circuit reads a pixel signal at the high clock frequency. The image pickup apparatus according to claim 1, wherein
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100375287C (en) * 2005-04-05 2008-03-12 中国科学院上海技术物理研究所 Method for improving face array frame transfer CCD working frame frequency

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