JP2007000273A - Imaging device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、照明用光源を有する撮像装置に関し、例えば被観察体を撮像するための電子内視鏡装置や固体撮像素子を内蔵した顕微鏡装置などの撮像装置において静止画像のぶれを少なくすると共に照明光による被観察体の発熱を抑えつつ適切な露光調整を可能にする技術に関する。 The present invention relates to an imaging apparatus having an illumination light source, and reduces blurring of still images and illumination in an imaging apparatus such as an electronic endoscope apparatus for imaging an object to be observed and a microscope apparatus incorporating a solid-state imaging element. The present invention relates to a technique that enables appropriate exposure adjustment while suppressing heat generation of an observation object due to light.
図7は、このような撮像装置の従来例としての電子内視鏡装置の基本的な構成を示す。同図の電子内視鏡装置は、カメラヘッド部を構成する内視鏡本体部(スコープ部)70と、該内視鏡本体部70から出力される映像信号を処理する信号処理部80と、この信号処理部80に接続された表示部100を有している。また、内視鏡本体部70には光源部90が光学的に結合されている。
FIG. 7 shows a basic configuration of an electronic endoscope apparatus as a conventional example of such an imaging apparatus. The electronic endoscope apparatus shown in FIG. 1 includes an endoscope main body (scope unit) 70 constituting a camera head unit, a
内視鏡本体部70には、その先端部に配置された対物レンズ71および固体撮像素子72を含む撮像系と、照明用レンズ75およびライトガイド76を含む照明系が組み込まれている。ライトガイド76は例えば光ファイバケーブルで構成され、光源部90まで延在して光学的に結合されている。
The endoscope
光源部90は、光源ランプ94、赤外カットフィルタ93、コンデンサレンズ92および絞り機構95を備えている。そして、光源ランプ94から出射した光は赤外カットフィルタ93、コンデンサレンズ92および絞り機構95を通ってライトガイド76に送られる。
The
信号処理部80は、内視鏡本体部70から出力される映像信号を表示可能な信号形式に処理するものである。また、表示部100は内視鏡本体部70の固体撮像素子72で撮像された被観察体の映像を信号処理部80からの処理された映像信号に基づき表示するものである。
The
このような電子内視鏡装置においては、固体撮像素子の露光調整を行なうために、図7の光源部90の絞り機構95によるアイリス制御や固体撮像素子の電荷掃出し時間を制御する電子シャッタの手段が利用できる。一般的には、絞り機構95は設けず電子シャッタのみによる露光制御を行なうか、あるいは絞り機構95を設けて電子シャッタと絞り制御を併用した露光制御が行なわれている。後者の場合には、例えば、被観察体の明るさが暗い場合には電子シャッタを1/60秒に設定して絞り機構で光量調整を行ない、明るくなるに応じて少しずつ電子シャッタを高速にして例えば1/500秒などに設定した上で絞り機構による光量調整を行なうなどの方法が用いられる。なお、このような露光調整に加えて、AGC(自動ゲイン調整)回路によって映像信号のレベルを一定にすることなどが併用されることもある。
In such an electronic endoscope apparatus, in order to adjust the exposure of the solid-state imaging device, the electronic shutter means for controlling the iris control by the
また、電子内視鏡装置を使用するにあたって、しばしば被観察体の映像を静止画として観察する必要が生じる。この場合、ぶれの少ない静止画を得るために被観察体への光量を大きくして固体撮像素子の電子シャッタを速い速度、例えば1/500秒、で動作するようにしている。被観察体への照明光量を大きくするためには、光源ランプ94として明るいものを使用したり、照明用ライトガイドを構成する光ファイバの数を増加するなどの対応が考えられる。しかしながら、このようにして照明光量を大きくすると、内視鏡先端部の温度が上昇し被観察体の発熱が多くなり問題となる。
Further, when using an electronic endoscope apparatus, it is often necessary to observe an image of an object to be observed as a still image. In this case, in order to obtain a still image with less blur, the amount of light to the object to be observed is increased so that the electronic shutter of the solid-state image sensor is operated at a high speed, for example, 1/500 second. In order to increase the amount of illumination light to the object to be observed, it is conceivable to use a bright
また、一般に、電子内視鏡装置の光源ランプとしては、キセノンランプかハロゲンランプが使用されている。しかしながら、キセノンランプは容易に光量を制御することはできず、またハロゲンランプは光量を制御することはできるが光量を制御すると色温度が変化してしまうという問題がある。 In general, a xenon lamp or a halogen lamp is used as a light source lamp of an electronic endoscope apparatus. However, the xenon lamp cannot easily control the amount of light, and the halogen lamp can control the amount of light, but there is a problem that the color temperature changes when the amount of light is controlled.
以上のことから、電子シャッタだけで露光調整をする場合は、被観察体の発熱の問題を考慮してあまり明るくない光源ランプを使用することになる。このため、電子シャッタの速度を早くすることができず、フリーズ時にぶれの少ない静止画を得るのが困難である。他方、電子シャッタと絞り機構(95)によるアイリス制御を併用する方法の場合には、明るい光源ランプを使用することができるので、所望の速い電子シャッタ速度、例えば、1/500秒、1/1000秒など、を得ることは容易である。しかしながら、この場合は、光量の大きい状態で長時間使用すると、内視鏡先端部の温度上昇が大きくなり被観察体の発熱が問題となるため何らかの対策が必要となる。 From the above, when exposure adjustment is performed using only the electronic shutter, a light source lamp that is not very bright is used in consideration of the problem of heat generation of the object to be observed. For this reason, the speed of the electronic shutter cannot be increased, and it is difficult to obtain a still image with little blurring during freezing. On the other hand, in the case of the method using the electronic shutter and iris control by the diaphragm mechanism (95) in combination, a bright light source lamp can be used, so that a desired fast electronic shutter speed, for example, 1/500 second, 1/1000. It is easy to get seconds and so on. However, in this case, if it is used for a long time in a state where the amount of light is large, a temperature rise at the distal end portion of the endoscope becomes large and heat generation of the object to be observed becomes a problem.
上記説明においては、撮像装置として電子内視鏡装置を例にとって種々の問題を示しているが、固体撮像素子を用いた顕微鏡装置などにおいても同様の問題が生じる。 In the above description, various problems are shown by taking an electronic endoscope apparatus as an example of the imaging apparatus. However, similar problems occur in a microscope apparatus using a solid-state imaging element.
このような問題を解決するため、特開平6−296580号に示されるように、フリーズ時は絞りを全開状態にすると共に、速い電子シャッタ速度、例えば、1/500秒、1/1000秒など、にて固体撮像素子(CCD)を駆動制御する方法が提案されている。また、特開2003−284687号に示されるように、光源ランプからの光を応答速度の速いマイクロミラーデバイスで反射させてライトガイドへ入射させるような構成とし、マイクロミラーの偏向角度を制御することで内視鏡先端部から出射される光を制御することも提案されている。
しかしながら、これまで提案されている電子内視鏡装置における露光制御技術に関しては、幾つかの解決すべき課題がある。まず、上述のフリーズ時に絞りを全開状態にして速い電子シャッタ速度にてCCDを駆動制御するものにあっては、フリーズスイッチを押してから上記必要な動作が完了して安定した静止画が得られるまでの時間遅れが発生するという問題があった。また、マイクロミラーデバイスを使用するものにあっては、応答速度が速い反面、装置構成が複雑になり信頼性が低下すると共に、装置のコストが高くなるという問題があった。 However, there are some problems to be solved regarding the exposure control technique in the electronic endoscope apparatus proposed so far. First, in the case where the CCD is driven and controlled at a high electronic shutter speed with the aperture fully opened at the time of the above-mentioned freeze, after the freeze switch is pressed, the necessary operation is completed until a stable still image is obtained. There was a problem that time delay occurred. In addition, in the case of using a micromirror device, the response speed is fast, but there is a problem that the apparatus configuration becomes complicated and the reliability is lowered, and the cost of the apparatus is increased.
本発明の目的は、上記従来技術における問題点に鑑み、光源ランプからの照明光量を高速度で制御すると共に被観察体の発熱を抑えることができる電子内視鏡装置などの撮像装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an imaging apparatus such as an electronic endoscope apparatus that can control the amount of illumination light from a light source lamp at a high speed and suppress the heat generation of an object to be observed in view of the problems in the prior art. There is.
本発明の他の目的は、光源ランプからの照明光量を高速度で制御すると共に被観察体の発熱を抑えることができ、しかも装置構成が簡単でありかつ信頼性の高い電子内視鏡装置などの撮像装置を提供することにある。 Another object of the present invention is to control the amount of illumination light from the light source lamp at a high speed and suppress the heat generation of the object to be observed, and has a simple apparatus configuration and a highly reliable electronic endoscope apparatus. An imaging apparatus is provided.
本発明の一態様によれば、被観察体を照明するための光を導くライトガイドを含む照明系と対物レンズおよび固体撮像素子を含む撮像系とを有するカメラヘッド部と、前記カメラヘッド部から出力される映像信号を処理する信号処理部と、光源ランプを含み前記ライトガイドに光を供給する光源部とを備えた撮像装置が提供され、該撮像装置は、前記光源部の光源ランプから前記ライトガイドを介して前記カメラヘッド部先端に至る光路中に液晶シャッタを設け、該液晶シャッタを透過する照明光の光量を制御して、前記被観察体の照明光量を制御することを特徴とする。 According to one aspect of the present invention, a camera head unit including an illumination system including a light guide that guides light for illuminating an object to be observed, and an imaging system including an objective lens and a solid-state imaging device; and An imaging device is provided that includes a signal processing unit that processes an output video signal, and a light source unit that includes a light source lamp and supplies light to the light guide, and the imaging device is provided from the light source lamp of the light source unit. A liquid crystal shutter is provided in an optical path leading to the tip of the camera head through a light guide, and the amount of illumination light transmitted through the liquid crystal shutter is controlled to control the amount of illumination light of the object to be observed. .
前記液晶シャッタは前記被観察体の照明光の光束の一部の光量を制御するよう構成すると好都合である。 Conveniently, the liquid crystal shutter is configured to control the amount of light of a part of the illumination light of the object to be observed.
別の観点から述べれば、前記被観察体の照明光の光束の断面領域の一部に前記液晶シャッタの透過光量制御領域が配置されるよう構成してもよい。 If it says from another viewpoint, you may comprise so that the permeation | transmission light quantity control area | region of the said liquid-crystal shutter may be arrange | positioned in a part of cross-sectional area | region of the light beam of the illumination light of the said to-be-observed body.
前記液晶シャッタを透過する光量の制御は前記固体撮像素子に供給される垂直同期信号と同期して行なうと好都合である。 It is convenient to control the amount of light transmitted through the liquid crystal shutter in synchronization with a vertical synchronization signal supplied to the solid-state imaging device.
前記光源部はさらに前記光源ランプからの赤外線を除去する赤外カットフィルタと、該赤外カットフィルタを通った光を受けて前記ライトガイドに導くコンデンサレンズを備え、前記液晶シャッタは前記コンデンサレンズと前記ライトガイドとの間に設けることができる。 The light source unit further includes an infrared cut filter that removes infrared rays from the light source lamp, and a condenser lens that receives light passing through the infrared cut filter and guides the light to the light guide, and the liquid crystal shutter includes the condenser lens and It can be provided between the light guides.
この場合、前記液晶シャッタは前記赤外カットフィルタと前記コンデンサレンズとの間に設けてもよい。 In this case, the liquid crystal shutter may be provided between the infrared cut filter and the condenser lens.
前記撮像装置は前記カメラヘッド部を構成する内視鏡本体部を備えた電子内視鏡装置であり、前記ライトガイドは前記光源部から前記内視鏡本体部内まで延在して前記被観察体の照明光を前記光源部から前記内視鏡本体部の先端に導くよう構成することができる。 The imaging apparatus is an electronic endoscope apparatus including an endoscope main body that constitutes the camera head unit, and the light guide extends from the light source unit to the inside of the endoscope main body to extend the object to be observed. The illumination light can be configured to be guided from the light source part to the distal end of the endoscope main body part.
本発明によれば、機械的な絞り機構に代えて液晶シャッタを利用することで光源ランプからの光量を高速度で制御することができると共に、被観察体の発熱も適切に抑えることが可能になる。また、機械的な絞り機構を用いないため、装置構成が簡単になり信頼性も向上する。 According to the present invention, it is possible to control the amount of light from the light source lamp at a high speed by using a liquid crystal shutter instead of the mechanical aperture mechanism, and to appropriately suppress the heat generation of the object to be observed. Become. Further, since no mechanical diaphragm mechanism is used, the apparatus configuration is simplified and the reliability is improved.
さらに、本発明によれば、垂直同期信号と同期して調光を行なうことが可能になり、電子シャッタによる露光調整と容易に組み合わせることが可能になり、照明光量の制御と電子シャッタによる露光調整とをタイミングを合わせて行なうことが可能になる。このため、フリーズ時には迅速に電子シャッタを高速に設定しかつ電子シャッタ速度に合った照明光を液晶シャッタで制御することができる。したがって、必要な時に迅速にぶれの少ない静止画像を得ることができるだけでなく、通常の撮像動作における照明光量を抑えることができ、被観察体の発熱の問題も適切に解決することが可能になる。 Furthermore, according to the present invention, it is possible to perform dimming in synchronization with the vertical synchronizing signal, and it is possible to easily combine with exposure adjustment by an electronic shutter, and control of illumination light quantity and exposure adjustment by an electronic shutter. Can be performed at the same timing. For this reason, at the time of freezing, the electronic shutter can be quickly set at high speed, and illumination light matching the electronic shutter speed can be controlled by the liquid crystal shutter. Therefore, not only can a still image with less blurring be obtained quickly when necessary, but also the amount of illumination light in a normal imaging operation can be suppressed, and the problem of heat generation of the object to be observed can be solved appropriately. .
図1は、本発明の一実施形態に係わる撮像装置としての電子内視鏡装置の概略的な構成を示す。同図の装置は、内視鏡本体部(スコープ部)10、信号処理部20、光源部30および表示部40より構成される。
FIG. 1 shows a schematic configuration of an electronic endoscope apparatus as an imaging apparatus according to an embodiment of the present invention. The apparatus shown in FIG. 1 includes an endoscope main body unit (scope unit) 10, a
内視鏡本体部10には、その先端部に配置された対物レンズ11およびCCDなどの固体撮像素子12を含む撮像系と、照明用レンズ15およびライトガイド16を含む照明系が組み込まれている。また、固体撮像素子12の出力映像信号を信号処理部20に送るためにバッファアンプ(BA)13が設けられている。
The endoscope
信号処理部20は、内視鏡本体部10の固体撮像素子12からの映像信号を受けて、相関二重サンプリングおよび自動利得制御などを行なうCDS/AGC部21と、タイミングおよび同期信号を発生するタイミング発生・同期信号発生器(TG/SSG)22と、液晶シャッタ制御信号を発生する駆動回路23と、マイクロプロセッサその他で構成される信号処理回路24とを備えている。
The
また、光源部30は、光源用ランプ34、赤外カットフィルタ33、コンデンサレンズ32の他に、本発明に従って設けられた液晶シャッタ31を備えている。
In addition to the
図1の電子内視鏡装置においては、光源部30における光源ランプ34からの光は、赤外カットフィルタ33、コンデンサレンズ32を通った後、後に説明するように液晶シャッタ31で透過光量を調整されて、ライトガイド16に入射される。ライトガイド16を通った照明光は、内視鏡本体部10先端の照明用レンズ15を介して図示しない被観察体に照射される。
In the electronic endoscope apparatus of FIG. 1, the light from the
内視鏡本体部10の、撮像レンズおよび固体撮像素子12を含む撮像系によって被観察体の映像が撮像され、得られた映像信号がバッファアンプ13を介して信号処理部20に送られる。信号処理部20においては、この映像信号にCDS/AGC部21において相関二重サンプリングおよび自動利得制御などの処理が行なわれた後信号処理回路24に入力される。信号処理回路24は、この入力された信号にさらに必要な処理、例えばガンマ補正、同期信号の付与その他、を行ない表示部40に供給して被観察体の画像を表示させる。
An image of the object to be observed is picked up by an image pickup system including an image pickup lens and a solid-state
この場合、TG/SSG部22は、内視鏡本体部10の固体撮像素子12、信号処理部20内の信号処理回路24、および駆動回路23などに必要なタイミング信号および同期信号を供給して、各部の動作タイミングを制御する。
In this case, the TG /
駆動回路23は、TG/SSG部22からの垂直同期信号と同期して信号処理ユニット24からの指令に基づき液晶シャッタ制御信号を発生し光源部30の液晶シャッタ31に供給する。したがって、この駆動信号によって、液晶シャッタ31を透過する照明光の光量を調整することができる。
The
液晶シャッタ31としては、例えば立体視用液晶シャッタ眼鏡に使用されているπ・セル(π cell)、その他の液晶ユニットを用いることができる。π・セルによって構成した液晶シャッタの応答速度は、約160Hz(6.25ms)とかなり高く、またオン・オフ時のコントラスト比も300:1程度あるので光量調整に適している。
As the
図2(A)は、光源部30の液晶シャッタ31を含む部分の詳細な構成および動作を説明するための概略図である。また、図2(B)は、液晶シャッタ31と照明光の光束Rとの位置関係を示す。
FIG. 2A is a schematic diagram for explaining a detailed configuration and operation of a portion including the
これらの図に示されるように、液晶シャッタ31は、光源ランプ34から赤外カットフィルタおよびコンデンサレンズ32を経てライトガイド16に入射する光路中に配置されている。本実施形態では、液晶シャッタ31の大きさは、照明光の光路中の全光束Rをカバーするように、照明光の光束Rの直径より大きいものが使用されている。このような構成とすることで、照明光の光束全体を高速かつ広範囲に制御することができる。すなわち、照明光量を高速かつ広範囲に制御することができる。
As shown in these drawings, the
なお、液晶シャッタ31は光源ランプ34からの熱の影響を抑えるため、図1および図2(A)に示すように赤外カットフィルタ33の後方に設けると好都合である。本実施形態では、図1および図2(A)に示すように、赤外カットフィルタ33よりさらに後方のコンデンサレンズ32の後に設けているが、液晶シャッタ31は、赤外カットフィルタ33とコンデンサレンズ32との間に設けることもできる。
The
図3は、本発明の別の実施形態として、照明用光源からの照明光の光束全部ではなく、その一部を液晶シャッタによって調光制御しようとする場合の例を示す。上述のように、液晶シャッタは高い応答速度と高いコントラストが得られる反面、光の透過時に損失が発生する。したがって、照明用光源からの光の透過率をより高くして光量制御を行なう場合には、図3(A),(B)および(C)のように照明光の光束Rの一部に液晶シャッタ31、すなわち液晶シャッタの制御領域、を配置し、残りの領域は光がそのまま透過するように構成することができる。
FIG. 3 shows an example in which dimming control is performed on a part of the light beam of the illumination light from the illumination light source by a liquid crystal shutter as another embodiment of the present invention. As described above, the liquid crystal shutter can obtain a high response speed and a high contrast, but a loss occurs when light is transmitted. Therefore, when the light transmittance is controlled by increasing the light transmittance from the illumination light source, a liquid crystal is applied to a part of the luminous flux R of the illumination light as shown in FIGS. 3 (A), (B) and (C). The
図3(A)は、照明光の光束Rの中心部、すなわち同図の斜線部、に液晶シャッタの透過光量制御領域を配置した例を示す。斜線部で示す領域の外側は、透過領域Tとし、液晶シャッタ制御を行なわず照明光をそのまま透過させる。これにより、液晶シャッタによって照明光の光量が減少し光量が十分でなくなるような場合に対処することができる。 FIG. 3A shows an example in which the transmitted light amount control region of the liquid crystal shutter is arranged at the center of the luminous flux R of the illumination light, that is, the hatched portion in the figure. The outer side of the shaded area is a transmission area T, and the illumination light is transmitted as it is without performing the liquid crystal shutter control. Accordingly, it is possible to cope with a case where the amount of illumination light is reduced by the liquid crystal shutter and the amount of light becomes insufficient.
図3(B)は、照明光の光束Rの周辺部、斜線部、に液晶シャッタ31、すなわち液晶シャッタの透過光量制御領域を配置し、照明光の光束Rの中心部は透過領域Tとする構成である。この構成でも、照明用光源からの光の減衰を抑え、照明用光源からの光を効率的に利用することが可能になる。
In FIG. 3B, the
さらに、図3(C)は、液晶シャッタ31に例えば格子状の透過光量制御領域を配置した例を示す。透過光量制御領域は格子状の他、任意のパターンとすることができる。
Further, FIG. 3C shows an example in which, for example, a lattice-shaped transmitted light amount control region is arranged on the
なお、照明光の光束の断面領域の一部に液晶シャッタの透過光量制御領域を設ける方法は、上記の例に限るものではなく、種々の形態が可能であることは明らかである。 It should be noted that the method of providing the transmitted light amount control region of the liquid crystal shutter in a part of the cross-sectional region of the illumination light beam is not limited to the above example, and it is apparent that various forms are possible.
図4は、上述のような液晶シャッタの透過光量制御を垂直同期信号に同期させて行なう場合の動作を概略的に示す。図4(A)は、垂直同期信号の一例を示し、図4(B)は液晶シャッタ31に印加される液晶シャッタ駆動信号を示し、そして図4(C)はこのような液晶シャッタ駆動信号によって駆動される液晶シャッタを透過する光の透過量の変化を示している。
FIG. 4 schematically shows the operation when the transmitted light amount control of the liquid crystal shutter is performed in synchronization with the vertical synchronization signal. 4A shows an example of the vertical synchronization signal, FIG. 4B shows a liquid crystal shutter drive signal applied to the
すなわち、図4に示す例では、TG/SSG 22(図1)で生成される垂直同期信号に同期させて液晶シャッタ駆動信号を生成している。 That is, in the example shown in FIG. 4, the liquid crystal shutter drive signal is generated in synchronization with the vertical synchronization signal generated by the TG / SSG 22 (FIG. 1).
垂直同期信号は、TG/SSG 22から内視鏡本体部10の固体撮像素子12にも供給され、固体撮像素子12の電子シャッタ動作が行なわれる。したがって、液晶シャッタ31を垂直同期信号と同期させて制御することにより、固体撮像素子12の電子シャッタの動作タイミングを考慮して露光調整を好適に行なうことができる。
The vertical synchronization signal is also supplied from the TG /
図5は、CCDなどの固体撮像素子の電子シャッタ動作を含めた撮像動作の概略を示す。固体撮像素子のある画素に光が入射した場合に蓄積される信号電荷は、同図に示されるように時間と共に直線的に増加していき、通常は1フィールド期間(NTSC方式の場合1/60秒)たった時点でC60の電荷が蓄積される。この信号電荷が垂直転送クロックによって垂直転送部に一斉に読み出されその画素の電荷がゼロになり、再び電荷蓄積を開始する。実際には、電子シャッタ動作が行なわれるため、ある期間の間蓄積した電荷を掃き出した後、ゼロから再び有効な信号電荷の蓄積が行なわれる。 FIG. 5 schematically shows an imaging operation including an electronic shutter operation of a solid-state imaging device such as a CCD. The signal charge accumulated when light is incident on a pixel of the solid-state imaging device increases linearly with time as shown in the figure, and is usually 1 field period (in the case of NTSC system, 1/60). Seconds), C 60 charge is accumulated. This signal charge is simultaneously read to the vertical transfer unit by the vertical transfer clock, the charge of the pixel becomes zero, and charge accumulation is started again. Actually, since the electronic shutter operation is performed, after the charges accumulated for a certain period are swept out, effective signal charges are accumulated again from zero.
すなわち、電子シャッタ時間をt1に設定すると、1/60−t1=ts時間経過した時点で、それまで蓄積されていた信号電荷Csが掃き出される。そして、再びゼロから信号電荷の蓄積が始まり、電子シャッタ時間t1の間蓄積された後、Ct1の信号電荷が得られる。この信号電荷Ct1は、電子シャッタ時間t1に対応する信号電荷であり、垂直転送部に転送され読み出される。 That is, by setting the electronic shutter time t1, at the time of the lapse of 1/60-t1 = t s time, so far accumulated have signal charge C s are swept out. Then, the accumulation of the signal charge starts again from zero and is accumulated for the electronic shutter time t1, and then the signal charge of C t1 is obtained. The signal charge C t1 is a signal charge corresponding to the electronic shutter time t1, and is transferred to the vertical transfer unit and read out.
図6は、このような固体撮像素子の電子シャッタ動作と、液晶シャッタにより制御される照明光量の変化の関係を示す。例えば、電子内視鏡装置において、撮像中の映像をフリーズして静止画として観察したい場合には、ぶれを少なくするため電子シャッタ速度を高速、例えば、1/500秒など、にする必要がある。電子シャッタ動作は不要電荷を除去するので、電子シャッタ速度を高速にするとその分感度低下をきたすため、照明光量を増加する必要がある。したがって、このような場合は、電子シャッタ速度の設定を高くすると共に、照明光量を大きくする必要がある。このような動作を行なう場合、図6に示すように、液晶シャッタによる照明光量の増加を垂直同期信号と同期して行なえるようにすることで、露光調整時に生じる過渡的な映像の変化をなくすことができるだけでなく、短時間に最適な露光制御を行なうことが可能になる。 FIG. 6 shows the relationship between the electronic shutter operation of such a solid-state imaging device and the change in illumination light quantity controlled by the liquid crystal shutter. For example, in an electronic endoscope apparatus, when it is desired to freeze a captured image and observe it as a still image, it is necessary to increase the electronic shutter speed, for example, 1/500 second, in order to reduce blurring. . Since the electronic shutter operation removes unnecessary charges, if the electronic shutter speed is increased, the sensitivity is reduced accordingly, and thus the amount of illumination light needs to be increased. Therefore, in such a case, it is necessary to increase the setting of the electronic shutter speed and increase the amount of illumination light. When such an operation is performed, as shown in FIG. 6, an increase in the amount of illumination by the liquid crystal shutter can be performed in synchronization with the vertical synchronization signal, thereby eliminating a transient image change that occurs during exposure adjustment. This makes it possible to perform optimal exposure control in a short time.
なお、液晶シャッタによる光量調整は、垂直同期信号と同期して行なうと共に、電子シャッタ時間t1(図5)以外の時間に行なうと好都合である。すなわち、掃出し電荷蓄積期間(ts)の間に行なえばよいが、掃出し電荷蓄積期間は電子シャッタ速度に応じて変化するから、液晶シャッタによる光量制御は、掃出し電荷蓄積期間の始めなど、電子シャッタ時間t1の電荷蓄積に影響を与えない時間に行なうと好都合である。これによって、露光調整に伴って過渡的な映像の変化を生じることがなくなり、迅速に露光制御を行なうことが可能になる。 The light amount adjustment by the liquid crystal shutter is conveniently performed in synchronization with the vertical synchronization signal and at a time other than the electronic shutter time t1 (FIG. 5). That is, it may be performed during the sweep charge accumulation period (t s ). However, since the sweep charge accumulation period changes according to the electronic shutter speed, the light amount control by the liquid crystal shutter is performed at an electronic shutter such as the beginning of the sweep charge accumulation period. It is convenient to carry out at a time that does not affect the charge accumulation at time t1. As a result, a transitional image change does not occur with exposure adjustment, and exposure control can be performed quickly.
本発明は、電子内視鏡装置、固体撮像素子内蔵の顕微鏡装置などの照明用光源を有する撮像装置に適用可能であり、ぶれの少ない静止画像を得ることができると共に照明光による被観察体の発熱を防止して的確な撮像を行なうことが可能である。 The present invention can be applied to an imaging apparatus having an illumination light source such as an electronic endoscope apparatus, a microscope apparatus with a built-in solid-state imaging device, etc. It is possible to prevent heat generation and perform accurate imaging.
10 内視鏡本体部(カメラヘッド部)
11 対物レンズ
12 固体撮像素子
13 バッファアンプ
14 固体撮像素子の駆動信号供給ライン
15 照明用レンズ
16 ライトガイド
20 信号処理部
21 相関二重サンプリング/自動利得制御部
22 タイミング発生/同期信号発生回路
23 液晶シャッタ駆動回路
24 カメラ用信号処理回路
30 光源部
31 液晶シャッタ
32 コンデンサレンズ
33 赤外カットフィルタ
34 光源ランプ
40 表示部
95 絞り機構
10 Endoscope body (camera head)
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記光源部の光源ランプから前記ライトガイドを介して前記カメラヘッド部先端に至る光路中に液晶シャッタを設け、該液晶シャッタを透過する照明光の光量を制御して、前記被観察体の照明光量を制御することを特徴とする撮像装置。 A camera head unit having an illumination system including a light guide for guiding light for illuminating an object to be observed, an imaging system including an objective lens and a solid-state imaging device, and a signal for processing a video signal output from the camera head unit In an imaging apparatus including a processing unit and a light source unit that includes a light source lamp and supplies light to the light guide,
A liquid crystal shutter is provided in an optical path from the light source lamp of the light source unit through the light guide to the tip of the camera head unit, and the amount of illumination light transmitted through the liquid crystal shutter is controlled to control the illumination light amount of the object to be observed. An imaging device characterized by controlling the above.
The imaging apparatus is an electronic endoscope apparatus including an endoscope main body that constitutes the camera head unit, and the light guide extends from the light source unit to the inside of the endoscope main body to extend the object to be observed. The imaging apparatus according to claim 1, wherein the illumination light is guided from the light source unit to a distal end of the endoscope main body unit.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005182286A JP2007000273A (en) | 2005-06-22 | 2005-06-22 | Imaging device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005182286A JP2007000273A (en) | 2005-06-22 | 2005-06-22 | Imaging device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2007000273A true JP2007000273A (en) | 2007-01-11 |
Family
ID=37686417
Family Applications (1)
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Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2007000273A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013109067A (en) * | 2011-11-18 | 2013-06-06 | Kiyohara Optics Inc | Imaging device, lens thereof, telescope, and video camera |
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2005
- 2005-06-22 JP JP2005182286A patent/JP2007000273A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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