JP2011087826A - Imaging apparatus and electronic endoscope apparatus - Google Patents

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JP2011087826A JP2009244833A JP2009244833A JP2011087826A JP 2011087826 A JP2011087826 A JP 2011087826A JP 2009244833 A JP2009244833 A JP 2009244833A JP 2009244833 A JP2009244833 A JP 2009244833A JP 2011087826 A JP2011087826 A JP 2011087826A
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Junji Nishio
潤二 西尾
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an imaging apparatus and an electronic endoscope apparatus, capable of surely executing dark current correction. <P>SOLUTION: The electronic endoscope apparatus 1 includes a video scope 5 provided with a flexible tube and a CCD image sensor 3 installed at the distal end part of the flexible tube, and a processor 4 which processes respective signals such as pixel signals read from the CCD image sensor 3 and in which a light source unit is integrally provided. When a freeze button 57 is pressurized, the still image of an observation part is displayed on a monitor 6. In this case, the entire pixel signals for one frame obtained by one exposure are read from the CCD image sensor 3. That is, the pixel signals before the correction of odd-numbered rows, the pixel signals before the correction of even-numbered rows, correction signals to be used when correcting (dark current correcting) the pixel signals of the odd-numbered rows and correction signals to be used when correcting the pixel signals of the even-numbered rows are successively read. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、撮像装置および電子内視鏡装置に関するものである。   The present invention relates to an imaging apparatus and an electronic endoscope apparatus.

撮像装置を備える電子内視鏡装置では、電子内視鏡の先端部に、イエロー(Ye)、シアン(Cy)、マゼンタ(Mg)およびグリーン(G)の各色要素(着色部)が市松状に並べられた補色カラーフィルタが撮像面上に設けられたインターライン型のCCDイメージセンサ(補色CCDイメージセンサ)が設置されている。CCDイメージセンサは、撮像面上の画素を構成し、行列状に配置された(垂直方向および水平方向に並ぶ)複数のフォトダイオードを有しており、補色カラーフィルタは、各色要素が、それぞれ、そのフォトダイオードに対応するよう配置されている。   In an electronic endoscope apparatus including an imaging device, yellow (Ye), cyan (Cy), magenta (Mg), and green (G) color elements (colored portions) are checkered at the tip of the electronic endoscope. An interline type CCD image sensor (complementary color CCD image sensor) in which complementary color filters arranged side by side are provided on the imaging surface is provided. The CCD image sensor includes a plurality of photodiodes that constitute pixels on the imaging surface and are arranged in a matrix (aligned in the vertical direction and the horizontal direction), and the complementary color filter includes each color element, It arrange | positions corresponding to the photodiode.

電子内視鏡装置で補色CCDイメージセンサが用いられる理由は、補色CCDイメージセンサは、原色カラーフィルタが撮像面上に設けられたCCDイメージセンサ(原色CCDイメージセンサ)に比べ、感度を高くできる等、電子内視鏡装置において有利な点を多く有するためである。   The reason why the complementary color CCD image sensor is used in the electronic endoscope apparatus is that the complementary color CCD image sensor can have higher sensitivity than a CCD image sensor (primary color CCD image sensor) in which a primary color filter is provided on the imaging surface. This is because the electronic endoscope apparatus has many advantages.

このような電子内視鏡装置では、観察部位(被写体)の動画像(動画の電子画像)をモニタに表示するとともに、1回の露光による1フレーム分の静止画像(静止画の電子画像)を表示、記憶(記録)することもできる。   In such an electronic endoscope apparatus, a moving image (electronic image of a moving image) of an observation site (subject) is displayed on a monitor, and a still image (an electronic image of a still image) for one frame by one exposure is displayed. It can also be displayed and stored (recorded).

動画像を表示する場合は、補色CCDイメージセンサから画素信号を読み出す際、垂直方向に隣接する2つのフォトダイオードから読み出した画素信号が加算される。すなわち、露光後、1行目の画素信号と2行目の画素信号の混合信号、3行目の画素信号と4行目の画素信号の混合信号、・・・が、第1(奇数)フィールドの画素信号として読み出され、この間に、次の露光がなされ、その後、2行目の画素信号と3行目の画素信号の混合信号、4行目の画素信号と5行目の画素信号の混合信号、・・・が、第2(偶数)フィールドの画素信号として読み出される。   In the case of displaying a moving image, when reading out pixel signals from the complementary color CCD image sensor, pixel signals read out from two photodiodes adjacent in the vertical direction are added. That is, after exposure, a mixed signal of the pixel signal of the first row and the pixel signal of the second row, a mixed signal of the pixel signal of the third row and the pixel signal of the fourth row,... In the meantime, the next exposure is performed, and then the mixed signal of the pixel signal of the second row and the pixel signal of the third row, the pixel signal of the fourth row, and the pixel signal of the fifth row The mixed signal,... Is read out as the pixel signal of the second (even) field.

一方、静止画像を表示、記憶する場合は、補色CCDイメージセンサから1回の露光による1フレーム分の全画素信号を出力させるが、その際は、奇数行の画素信号、偶数行の画素信号がそれぞれ1フィールド期間(例えば1/60秒の期間)ごとに読み出される(例えば、特許文献1参照)。   On the other hand, when displaying and storing still images, the complementary color CCD image sensor outputs all pixel signals for one frame by one exposure. In this case, pixel signals for odd rows and pixel signals for even rows are output. Each is read out every field period (for example, 1/60 second period) (see, for example, Patent Document 1).

すなわち、まず、1/60秒の期間内での露光により画素信号が得られ、次の1/60秒の期間内に奇数行の画素信号が読み出され、更に、次の1/60秒の期間内に偶数行の画素信号が読み出される。但し、奇数行の画素信号を読み出している間の露光を防止するため、露光完了後、偶数行の画素信号の読み出しを開始するまでの期間、光源から出射した光をシャッタで遮断する。   That is, first, a pixel signal is obtained by exposure within a period of 1/60 seconds, pixel signals of odd-numbered rows are read out within the next period of 1/60 seconds, and further, the next 1/60 seconds. Pixel signals in even rows are read out during the period. However, in order to prevent exposure while reading out the pixel signals in the odd rows, the light emitted from the light source is blocked by the shutter until the start of reading out the pixel signals in the even rows after the exposure is completed.

なお、補色CCDイメージセンサは、その構成上、各行の画素信号を、1行目の画素信号、2行目の画素信号、3行目の画素信号のように、順番に読み出すことはできない。   Note that the complementary color CCD image sensor cannot read out the pixel signals of each row in order like the pixel signal of the first row, the pixel signal of the second row, and the pixel signal of the third row due to its configuration.

得られた奇数行の画素信号および偶数行の画素信号は、所定の信号処理がなされ、これにより、1フレームの映像データ(画像データ)が作成される。このようにして、1/60秒の期間内の1回の露光によって得られる画素信号から1フレームの映像データが作成され、また、異なる2色の色要素を透過して得られる画素信号を混合しないので、画質の向上が図れ、高解像度のブレのない静止画像が得られる。   The obtained odd row pixel signals and even row pixel signals are subjected to predetermined signal processing, whereby one frame of video data (image data) is created. In this way, one frame of video data is created from the pixel signal obtained by one exposure within a period of 1/60 seconds, and the pixel signals obtained by transmitting two different color elements are mixed. Therefore, the image quality can be improved, and a high-resolution still image without blur can be obtained.

しかしながら、前記従来の電子内視鏡装置では、各画素に対応する暗電流によるノイズ成分を検出して補正信号を取得し、その補正信号を用いた暗電流補正はなされてなかった。その理由は、用いる補色CCDイメージセンサの構成上、前記各画素に対応する暗電流補正を行うことは困難であったからである。   However, in the conventional electronic endoscope apparatus, a noise component due to dark current corresponding to each pixel is detected to obtain a correction signal, and dark current correction using the correction signal has not been performed. This is because it is difficult to perform dark current correction corresponding to each pixel due to the configuration of the complementary color CCD image sensor to be used.

また、奇数行の画素信号には、約1/60秒の期間分の暗電流によるノイズ成分が含まれるが、その奇数行の画素信号を読み出している間に、偶数行の画素信号には、さらに、暗電流によるノイズ成分が蓄積されてゆくので、偶数行の画素信号には、前記奇数行の画素信号の場合の2倍である約1/30秒の期間分の暗電流によるノイズ成分が含まれることとなる。   Further, the pixel signal of the odd row includes a noise component due to the dark current for a period of about 1/60 seconds. While the pixel signal of the odd row is being read, Further, since noise components due to dark current are accumulated, the noise components due to dark current for a period of about 1/30 second, which is twice that of the pixel signals of odd rows, are included in the pixel signals of even rows. Will be included.

このように、従来の電子内視鏡装置では、暗電流補正はなされておらず、しかも、奇数行の画素信号に含まれる暗電流によるノイズ成分と、偶数行の画素信号に含まれる暗電流によるノイズ成分とは、約2倍異なるので、静止画像の品質、特に、色が劣化してしまうという問題がある。   As described above, in the conventional electronic endoscope apparatus, dark current correction is not performed, and furthermore, due to the noise component due to the dark current included in the pixel signal in the odd-numbered row and the dark current included in the pixel signal in the even-numbered row. Since it differs from the noise component by about twice, there is a problem that the quality of the still image, particularly, the color is deteriorated.

また、電子内視鏡装置は、その電子内視鏡の先端部を体内に挿入して使用するものであるが、体内の温度は、体外の温度よりも高く、暗電流は、温度が高いほど大きくなるので、その暗電流による影響は、非常に大きい。   The electronic endoscope apparatus is used by inserting the tip of the electronic endoscope into the body. However, the temperature inside the body is higher than the temperature outside the body, and the dark current is higher as the temperature is higher. Since it becomes large, the influence by the dark current is very large.

なお、奇数行の画素信号に含まれる暗電流によるノイズ成分と、偶数行の画素信号に含まれる暗電流によるノイズ成分とは、生成される期間が2倍違うので、それぞれの暗電流によるノイズ成分を除去(補正)するのは、困難であった。   It should be noted that the noise component due to dark current contained in the odd-numbered pixel signals and the noise component caused by dark current contained in the even-numbered pixel signals have twice different generation periods. It was difficult to remove (correct).

特許第3298772号公報Japanese Patent No. 32988772

本発明の目的は、暗電流補正を確実に行うことができる撮像装置および電子内視鏡装置を提供することにある。   An object of the present invention is to provide an imaging apparatus and an electronic endoscope apparatus that can reliably perform dark current correction.

このような目的は、下記(1)〜(7)の本発明により達成される。
(1) 垂直方向および水平方向に並び撮像面上の画素を構成する複数の光電変換素子を有する固体撮像素子と、
垂直方向に隣接する2つの前記光電変換素子で受光して得られる信号を加算して出力する場合と、奇数行の前記光電変換素子で受光して得られる信号と偶数行の前記光電変換素子で受光して得られる信号との一方を出力する場合とを選択可能で、前記固体撮像素子から信号を出力させる画素信号生成手段と、
前記固体撮像素子から出力された信号を補正する補正手段と、
光が前記固体撮像素子の撮像面に入射することを阻止する遮光手段とを備え、
前記固体撮像素子から1回の露光により得られる全画素信号を出力させる際、第1の期間において、前記固体撮像素子の撮像面に対して露光を行い、
前記第1の期間の後で該第1の期間と同一の長さの第2の期間において、前記遮光手段の作動により前記固体撮像素子の撮像面に光が入射しない状態で、前記画素信号生成手段により、前記固体撮像素子の奇数行の前記各光電変換素子と偶数行の前記各光電変換素子との一方から信号を第1の補正前画素信号として読み出して取得し、
前記第2の期間の後で該第2の期間と同一の長さの第3の期間において、前記遮光手段の作動により前記固体撮像素子の撮像面に光が入射しない状態で、前記画素信号生成手段により、前記固体撮像素子の前記各光電変換素子から信号を読み出し、垂直方向に隣接する2つの前記光電変換素子から読み出した前記信号を加算し、第2の補正前画素信号を取得し、
前記第3の期間の後で該第3の期間と同一の長さの第4の期間において、前記遮光手段の作動により前記固体撮像素子の撮像面に光が入射しない状態で、前記画素信号生成手段により、前記固体撮像素子の奇数行の前記各光電変換素子と偶数行の前記各光電変換素子とのうち、前記第1の補正前画素信号の読み出し元と同じ行の前記各光電変換素子から信号を第1の補正信号として読み出して取得し、
前記第4の期間の後で該第4の期間と同一の長さの第5の期間において、前記画素信号生成手段により、前記固体撮像素子の前記各光電変換素子から信号を読み出し、前記第2の補正前画素信号を取得する場合と加算される前記信号の読み出し元の前記光電変換素子が同じになるようにして、垂直方向に隣接する2つの前記光電変換素子から読み出した前記信号を加算し、第2の補正信号を取得し、
前記補正手段は、前記第1の補正信号を用いて前記第1の補正前画素信号を補正し、奇数行の画素信号と偶数行の画素信号との一方を得、前記第2の補正信号を用いて前記第2の補正前画素信号を補正し、前記奇数行の画素信号と前記偶数行の画素信号との他方を得るよう構成されていることを特徴とする撮像装置。
Such an object is achieved by the present inventions (1) to (7) below.
(1) a solid-state imaging device having a plurality of photoelectric conversion elements that constitute pixels on the imaging surface arranged in the vertical direction and the horizontal direction;
When signals obtained by receiving light by two photoelectric conversion elements adjacent in the vertical direction are added and output, and signals obtained by receiving light by odd-numbered photoelectric conversion elements and by even-numbered photoelectric conversion elements A pixel signal generating means for selecting one of the signals obtained by receiving light and outputting the signal from the solid-state imaging device; and
Correction means for correcting a signal output from the solid-state imaging device;
Light shielding means for preventing light from entering the imaging surface of the solid-state imaging device,
When outputting all pixel signals obtained by one exposure from the solid-state imaging device, in the first period, the imaging surface of the solid-state imaging device is exposed,
In the second period having the same length as the first period after the first period, the pixel signal generation is performed in a state where light is not incident on the imaging surface of the solid-state imaging device by the operation of the light shielding unit. Means for reading out and obtaining a signal as a first pre-correction pixel signal from one of the photoelectric conversion elements in the odd-numbered rows and the photoelectric conversion elements in the even-numbered rows of the solid-state imaging device;
In the third period having the same length as the second period after the second period, the pixel signal generation is performed in a state where light is not incident on the imaging surface of the solid-state imaging device by the operation of the light shielding unit. Means for reading a signal from each photoelectric conversion element of the solid-state imaging device, adding the signals read from two photoelectric conversion elements adjacent in the vertical direction, and obtaining a second pre-correction pixel signal;
In the fourth period having the same length as the third period after the third period, the pixel signal generation is performed in a state where light is not incident on the imaging surface of the solid-state imaging device by the operation of the light shielding unit. By means of each of the photoelectric conversion elements in the odd-numbered rows of the solid-state imaging device and the photoelectric conversion elements in the even-numbered rows, from the photoelectric conversion elements in the same row as the reading source of the first pre-correction pixel signal. Reading out and acquiring the signal as the first correction signal;
After the fourth period, in the fifth period having the same length as the fourth period, the pixel signal generation unit reads a signal from each photoelectric conversion element of the solid-state imaging element, and the second period The signals read from the two photoelectric conversion elements adjacent in the vertical direction are added so that the photoelectric conversion elements from which the signals to be added are read are the same as when the pre-correction pixel signal is acquired. , Obtain a second correction signal,
The correction means corrects the first pre-correction pixel signal using the first correction signal, obtains one of an odd-numbered pixel signal and an even-numbered pixel signal, and outputs the second correction signal. The imaging apparatus is configured to correct the second pre-correction pixel signal to obtain the other of the odd row pixel signal and the even row pixel signal.

これにより、補色カラーフィルタが撮像面上に設けられたCCDイメージセンサ(補色CCDイメージセンサ)や、補色CCDイメージセンサと同様の動作をする固体撮像素子から1回の露光により得られる全画素信号を読み出す場合、奇数行の画素信号および偶数行の画素信号のそれぞれについて、確実に暗電流補正を行うことができる。これによって、静止画像の場合、奇数行の画素信号および偶数行の画素信号のそれぞれから暗電流によるノイズ成分を確実に除去することができ、良好な静止画像を得ることができる。   As a result, all pixel signals obtained by one exposure from a CCD image sensor (complementary color CCD image sensor) in which a complementary color filter is provided on the imaging surface or a solid-state image sensor that operates in the same manner as the complementary color CCD image sensor are obtained. When reading, dark current correction can be reliably performed for each of the odd-numbered pixel signals and the even-numbered pixel signals. Thus, in the case of a still image, noise components due to dark current can be reliably removed from each of the odd-numbered pixel signals and the even-numbered pixel signals, and a good still image can be obtained.

また、動画像の場合、原色カラーフィルタが撮像面上に設けられたCCDイメージセンサ(原色CCDイメージセンサ)を用いる場合に比べ、感度を高くすることができ、また、固体撮像素子から画素信号を読み出す際の読み出し時間を短くすることができる。   In the case of a moving image, the sensitivity can be increased compared to the case of using a CCD image sensor (primary color CCD image sensor) in which a primary color filter is provided on the imaging surface, and a pixel signal is obtained from a solid-state imaging device. The reading time for reading can be shortened.

(2) 動画像用の補正信号を作成する補正信号作成手段を有し、
前記固体撮像素子から1回の露光により得られる全画素信号を出力させる際、前記第5の期間においては、前記遮光手段の作動により前記固体撮像素子の撮像面に光が入射しない状態とし、
前記第5の期間の後で該第5の期間と同一の長さの第6の期間において、前記画素信号生成手段により、前記固体撮像素子の奇数行の前記各光電変換素子と偶数行の前記各光電変換素子とのうち、前記第1の補正前画素信号の読み出し元と異なる行の前記各光電変換素子から信号を第3の補正信号として読み出して取得し、
前記補正信号作成手段は、前記第1の補正信号と前記第3の補正信号とに基づいて、動画像用の補正信号を作成するよう構成されている上記(1)に記載の撮像装置。
(2) having correction signal generation means for generating a correction signal for a moving image;
When outputting all the pixel signals obtained by one exposure from the solid-state imaging device, in the fifth period, the light shielding means is operated so that light does not enter the imaging surface of the solid-state imaging device,
After the fifth period, in the sixth period having the same length as the fifth period, the pixel signal generation means causes the photoelectric conversion elements in the odd-numbered rows of the solid-state imaging elements and the photoelectric conversion elements in the even-numbered rows to Among each photoelectric conversion element, a signal is read and acquired as a third correction signal from each photoelectric conversion element in a row different from the read source of the first pre-correction pixel signal,
The imaging apparatus according to (1), wherein the correction signal generation unit is configured to generate a correction signal for a moving image based on the first correction signal and the third correction signal.

これにより、動画像の場合、画素信号について、確実に暗電流補正を行うことができる。すなわち、画素信号から暗電流によるノイズ成分を確実に除去することができ、良好な動画像を得ることができる。   Accordingly, in the case of a moving image, dark current correction can be reliably performed on the pixel signal. That is, the noise component due to the dark current can be surely removed from the pixel signal, and a good moving image can be obtained.

(3) 前記固体撮像素子から1回の露光により得られる全画素信号を出力させる際、前記第5の期間および前記第5の期間の後で該第5の期間と同一の長さの第6の期間においては、前記遮光手段の作動により前記固体撮像素子の撮像面に光が入射しない状態とし、
前記第6の期間と前記第6の期間の後で該第6の期間と同一の長さの第7の期間との一方において、前記画素信号生成手段により、前記固体撮像素子の前記各光電変換素子から信号を読み出し、前記第2の補正前画素信号を取得する場合と加算される前記信号の読み出し元の前記光電変換素子が同じになるようにして、垂直方向に隣接する2つの前記光電変換素子から読み出した前記信号を加算し、第3の補正信号を取得し、
前記第6の期間と前記第7の期間との他方において、前記画素信号生成手段により、前記固体撮像素子の前記各光電変換素子から信号を読み出し、前記第2の補正前画素信号を取得する場合に対して加算される前記信号の読み出し元の前記光電変換素子が1行ずつずれるようにして、垂直方向に隣接する2つの前記光電変換素子から読み出した前記信号を加算し、第4の補正信号を取得し、
前記第3の補正信号および前記第4の補正信号を動画像用の補正信号とするよう構成されている上記(1)に記載の撮像装置。
(3) When outputting all pixel signals obtained by one exposure from the solid-state imaging device, the sixth period having the same length as the fifth period after the fifth period and the fifth period In this period, the light is not incident on the imaging surface of the solid-state imaging device by the operation of the light shielding means,
In one of the sixth period and the seventh period having the same length as the sixth period after the sixth period, each photoelectric conversion of the solid-state imaging device is performed by the pixel signal generation unit. Two photoelectric conversions adjacent in the vertical direction so that the signal from which the signal is read out and the second pre-correction pixel signal is acquired are the same as the photoelectric conversion element from which the signal is added. Adding the signals read from the elements to obtain a third correction signal;
In the other of the sixth period and the seventh period, the pixel signal generation unit reads out signals from the photoelectric conversion elements of the solid-state image sensor and acquires the second pre-correction pixel signal. The signals read from the two photoelectric conversion elements adjacent in the vertical direction are added so that the photoelectric conversion elements from which the signals to be added are shifted one row at a time, and a fourth correction signal is added. Get
The imaging apparatus according to (1), configured to use the third correction signal and the fourth correction signal as correction signals for moving images.

これにより、動画像の場合、画素信号について、確実に暗電流補正を行うことができる。すなわち、画素信号から暗電流によるノイズ成分を確実に除去することができ、良好な動画像を得ることができる。   Accordingly, in the case of a moving image, dark current correction can be reliably performed on the pixel signal. That is, the noise component due to the dark current can be surely removed from the pixel signal, and a good moving image can be obtained.

(4) 前記第1の補正前画素信号の補正は、該第1の補正前画素信号から前記第1の補正信号を減算することであり、前記第2の補正前画素信号の補正は、該第2の補正前画素信号から前記第2の補正信号を減算することである上記(1)ないし(3)のいずれかに記載の撮像装置。   (4) The correction of the first pre-correction pixel signal is to subtract the first correction signal from the first pre-correction pixel signal, and the correction of the second pre-correction pixel signal is The imaging apparatus according to any one of (1) to (3), wherein the second correction signal is subtracted from a second pre-correction pixel signal.

これにより、奇数行の画素信号および偶数行の画素信号のそれぞれから暗電流によるノイズ成分を確実に除去することができ、良好な静止画像を得ることができる。   Thereby, the noise component due to the dark current can be surely removed from each of the odd-numbered pixel signals and the even-numbered pixel signals, and a good still image can be obtained.

(5) 前記固体撮像素子は、イエローの色要素、シアンの色要素、マゼンタの色要素およびグリーンの色要素が市松状に並べられた補色カラーフィルタが前記撮像面上に設けられたCCDイメージセンサである上記(1)ないし(4)のいずれかに記載の撮像装置。   (5) The solid-state imaging device includes a CCD image sensor in which a complementary color filter in which yellow color elements, cyan color elements, magenta color elements, and green color elements are arranged in a checkered pattern is provided on the imaging surface. The imaging device according to any one of (1) to (4) above.

これにより、動画像の場合、原色CCDイメージセンサを用いる場合に比べ、感度を高くすることができ、また、補色CCDイメージセンサから画素信号を読み出す際の読み出し時間を短くすることができる。   As a result, in the case of a moving image, the sensitivity can be increased as compared with the case where a primary color CCD image sensor is used, and the readout time when the pixel signal is read out from the complementary color CCD image sensor can be shortened.

(6) 前記遮光手段は、前記固体撮像素子の撮像面に入射する光を遮断する遮光部材、または、光源から出射した光を遮断する遮光部材を有する上記(1)ないし(5)のいずれかに記載の撮像装置。   (6) Any of the above (1) to (5), wherein the light shielding means includes a light shielding member that blocks light incident on an imaging surface of the solid-state imaging device or a light shielding member that blocks light emitted from a light source. The imaging device described in 1.

これにより、簡易な構成で、光が固体撮像素子の撮像面に入射することを阻止することができる。   Thereby, it can block | prevent that light injects into the imaging surface of a solid-state image sensor with a simple structure.

(7) 上記(1)ないし(6)のいずれかに記載の撮像装置と、
被写体を照明する照明光を射出する光源とを備えることを特徴とする電子内視鏡装置。
(7) The imaging device according to any one of (1) to (6),
An electronic endoscope apparatus comprising: a light source that emits illumination light that illuminates a subject.

これにより、奇数行の画素信号および偶数行の画素信号のそれぞれから暗電流によるノイズ成分を確実に除去することができ、良好な静止画像を得ることができる電子内視鏡装置を提供することができる。   Thus, it is possible to provide an electronic endoscope apparatus that can reliably remove a noise component due to dark current from each of an odd-numbered pixel signal and an even-numbered pixel signal and can obtain a good still image. it can.

本発明によれば、補色カラーフィルタが撮像面上に設けられたCCDイメージセンサ(補色CCDイメージセンサ)や、補色CCDイメージセンサと同様の動作をする固体撮像素子から1回の露光により得られる全画素信号を読み出す場合、奇数行の画素信号および偶数行の画素信号のそれぞれについて、確実に暗電流補正を行うことができる。これにより、静止画像の場合、奇数行の画素信号および偶数行の画素信号のそれぞれから暗電流によるノイズ成分を確実に除去することができ、良好な静止画像を得ることができる。   According to the present invention, a CCD image sensor (complementary color CCD image sensor) in which a complementary color filter is provided on the imaging surface or a solid-state imaging device that operates in the same manner as the complementary color CCD image sensor can be obtained by one exposure. When reading out pixel signals, dark current correction can be reliably performed for each of odd-numbered pixel signals and even-numbered pixel signals. Thereby, in the case of a still image, the noise component due to the dark current can be reliably removed from each of the odd-numbered pixel signals and the even-numbered pixel signals, and a good still image can be obtained.

また、動画像の場合、原色カラーフィルタが撮像面上に設けられたCCDイメージセンサ(原色CCDイメージセンサ)を用いる場合に比べ、感度を高くすることができ、また、固体撮像素子から画素信号を読み出す際の読み出し時間を短くすることができる。   In the case of a moving image, the sensitivity can be increased compared to the case of using a CCD image sensor (primary color CCD image sensor) in which a primary color filter is provided on the imaging surface, and a pixel signal is obtained from a solid-state imaging device. The reading time for reading can be shortened.

本発明の電子内視鏡装置の第1実施形態における主要部を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the principal part in 1st Embodiment of the electronic endoscope apparatus of this invention. 図1に示す電子内視鏡装置のロータリシャッタの平面図である。It is a top view of the rotary shutter of the electronic endoscope apparatus shown in FIG. 図1に示す電子内視鏡装置のチョッパの平面図である。It is a top view of the chopper of the electronic endoscope apparatus shown in FIG. 図1に示す電子内視鏡装置のCCDイメージセンサに設けられた補色カラーフィルタを模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the complementary color filter provided in the CCD image sensor of the electronic endoscope apparatus shown in FIG. 図1に示す電子内視鏡装置のCCDイメージセンサを模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the CCD image sensor of the electronic endoscope apparatus shown in FIG. 図1に示す電子内視鏡装置のCCDイメージセンサからの信号の読み出しを説明するためのそのCCDイメージセンサを模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the CCD image sensor for demonstrating reading of the signal from the CCD image sensor of the electronic endoscope apparatus shown in FIG. 図1に示す電子内視鏡装置のCCDイメージセンサからの信号の読み出しを説明するためのそのCCDイメージセンサを模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the CCD image sensor for demonstrating reading of the signal from the CCD image sensor of the electronic endoscope apparatus shown in FIG. 図1に示す電子内視鏡装置のCCDイメージセンサからの信号の読み出しを説明するための図である。It is a figure for demonstrating reading of the signal from the CCD image sensor of the electronic endoscope apparatus shown in FIG. 図1に示す電子内視鏡装置のCCDイメージセンサからの信号の読み出しを説明するためのそのCCDイメージセンサを模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the CCD image sensor for demonstrating reading of the signal from the CCD image sensor of the electronic endoscope apparatus shown in FIG. 本発明の電子内視鏡装置の第2実施形態におけるCCDイメージセンサからの信号の読み出しを説明するための図である。It is a figure for demonstrating reading of the signal from the CCD image sensor in 2nd Embodiment of the electronic endoscope apparatus of this invention. 本発明の電子内視鏡装置の第2実施形態におけるCCDイメージセンサからの信号の読み出しを説明するためのそのCCDイメージセンサを模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the CCD image sensor for demonstrating reading of the signal from the CCD image sensor in 2nd Embodiment of the electronic endoscope apparatus of this invention. 本発明の電子内視鏡装置の第3実施形態におけるCCDイメージセンサからの信号の読み出しを説明するための図である。It is a figure for demonstrating reading of the signal from the CCD image sensor in 3rd Embodiment of the electronic endoscope apparatus of this invention. 本発明の電子内視鏡装置の第4実施形態における制御動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control action in 4th Embodiment of the electronic endoscope apparatus of this invention.

以下、本発明の撮像装置およびその撮像装置を備える本発明の電子内視鏡装置を添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。   Hereinafter, an imaging device of the present invention and an electronic endoscope device of the present invention including the imaging device will be described in detail based on preferred embodiments shown in the accompanying drawings.

<第1実施形態>
図1は、本発明の電子内視鏡装置の第1実施形態における主要部を示すブロック図、図2は、図1に示す電子内視鏡装置のロータリシャッタの平面図、図3は、図1に示す電子内視鏡装置のチョッパの平面図、図4は、図1に示す電子内視鏡装置のCCDイメージセンサに設けられた補色カラーフィルタを模式的に示す図、図5は、図1に示す電子内視鏡装置のCCDイメージセンサを模式的に示す図、図6および図7は、図1に示す電子内視鏡装置のCCDイメージセンサからの信号の読み出しを説明するためのそのCCDイメージセンサを模式的に示す図、図8は、図1に示す電子内視鏡装置のCCDイメージセンサからの信号の読み出しを説明するための図、図9は、図1に示す電子内視鏡装置のCCDイメージセンサからの信号の読み出しを説明するためのそのCCDイメージセンサを模式的に示す図である。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a block diagram showing the main part of the electronic endoscope apparatus according to the first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a plan view of a rotary shutter of the electronic endoscope apparatus shown in FIG. 1, and FIG. 1 is a plan view of a chopper of the electronic endoscope apparatus shown in FIG. 1, FIG. 4 is a diagram schematically showing a complementary color filter provided in the CCD image sensor of the electronic endoscope apparatus shown in FIG. 1, and FIG. 1 schematically shows a CCD image sensor of the electronic endoscope apparatus shown in FIG. 1, and FIGS. 6 and 7 are diagrams for explaining reading of signals from the CCD image sensor of the electronic endoscope apparatus shown in FIG. FIG. 8 is a diagram schematically showing a CCD image sensor, FIG. 8 is a diagram for explaining reading of signals from the CCD image sensor of the electronic endoscope apparatus shown in FIG. 1, and FIG. 9 is an electronic endoscope shown in FIG. Reading signals from the CCD image sensor of the mirror device The CCD image sensor to explain the issue is a diagram schematically illustrating.

なお、以下では、図4および図5中の上下方向を「垂直方向(上下方向)」、左右方向を「水平方向(左右方向)」、上側を「上」、下側を「下」、左側を「左」、右側を「右」として説明を行う。   In the following, the vertical direction in FIGS. 4 and 5 is “vertical direction (vertical direction)”, the horizontal direction is “horizontal direction (horizontal direction)”, the upper side is “up”, the lower side is “lower”, and the left side Is described as “left” and the right side is “right”.

また、図6、図7および図9では、代表的に、1列分でかつ6行分のフォトダイオードが示されている(図11も同様)。   6, FIG. 7, and FIG. 9 typically show photodiodes for one column and six rows (the same applies to FIG. 11).

図1に示すように、電子内視鏡装置1は、可撓管およびその可撓管の先端部に設置されたCCDイメージセンサ(固体撮像素子)3を有するビデオスコープ(内視鏡)5と、CCDイメージセンサ3から読み出される画素信号等の各信号を処理するとともに光源ユニットが一体的に設けられたプロセッサ(光源装置)4とを備えている。ビデオスコープ5は、プロセッサ4に着脱自在に接続され、また、そのプロセッサ4には、観察部位(被写体)の画像(電子画像)等の表示を行うモニタ(表示手段)6が着脱自在に接続されるように構成されている。   As shown in FIG. 1, an electronic endoscope apparatus 1 includes a videoscope (endoscope) 5 having a flexible tube and a CCD image sensor (solid-state imaging device) 3 installed at the distal end of the flexible tube. And a processor (light source device) 4 that processes each signal such as a pixel signal read from the CCD image sensor 3 and is provided with a light source unit integrally. The video scope 5 is detachably connected to the processor 4, and the processor 4 is detachably connected to a monitor (display means) 6 for displaying an image (electronic image) of an observation site (subject). It is comprised so that.

プロセッサ4は、システムコントロール回路(制御手段)41、フレームメモリ(記憶部)等を有するプロセッサ側信号処理回路42、ランプ制御部(光源制御部)43、観察部位(被写体)を照明する照明光(光)を出射するランプ(光源)44、ロータリシャッタ45、集光レンズ46、モータドライバ47、PWM駆動回路(駆動部制御手段)48およびチョッパ49等を備えている。なお、PWM駆動回路48およびチョッパ49により、光がCCDイメージセンサ3の撮像面に入射することを阻止する遮光手段の主要部が構成される。   The processor 4 includes a system control circuit (control means) 41, a processor-side signal processing circuit 42 having a frame memory (storage unit), a lamp control unit (light source control unit) 43, and illumination light that illuminates an observation site (subject). A lamp (light source) 44 that emits light), a rotary shutter 45, a condenser lens 46, a motor driver 47, a PWM drive circuit (drive unit control means) 48, a chopper 49, and the like. The PWM drive circuit 48 and the chopper 49 constitute a main part of light shielding means for preventing light from entering the imaging surface of the CCD image sensor 3.

ビデオスコープ5は、前記CCDイメージセンサ3の他に、ライトガイド51、スコープコントローラ(制御手段)52、タイミングコントロール回路53、CCDドライバ54、増幅回路55、フレームメモリ(記憶部)等を有する初期信号処理回路56およびフリーズボタン57等を備えている。   In addition to the CCD image sensor 3, the video scope 5 includes an initial signal including a light guide 51, a scope controller (control means) 52, a timing control circuit 53, a CCD driver 54, an amplification circuit 55, a frame memory (storage unit), and the like. A processing circuit 56 and a freeze button 57 are provided.

この電子内視鏡装置1では、プロセッサ4のランプ点灯スイッチ(図示せず)がオンになると、ランプ制御部43からランプ44へ電力(電源)が供給されてランプ44が点灯する。ランプ44から出射した光は、ロータリシャッタ45、集光レンズ46を介してビデオスコープ5内に設けられたライトガイド51の入射端51Aに入射する。ライトガイド51は、ランプ44から出射した光をビデオスコープ5の先端側へ伝達する光ファイバー束であり、そのライトガイド51により先端側に導かれた光は、出射端51Bから出射し、拡散レンズである配光レンズ(図示せず)を介して観察部位(被写体)に照射される。   In the electronic endoscope apparatus 1, when a lamp lighting switch (not shown) of the processor 4 is turned on, power (power) is supplied from the lamp control unit 43 to the lamp 44 and the lamp 44 is lit. The light emitted from the lamp 44 enters the incident end 51 </ b> A of the light guide 51 provided in the video scope 5 through the rotary shutter 45 and the condenser lens 46. The light guide 51 is an optical fiber bundle that transmits the light emitted from the lamp 44 to the distal end side of the video scope 5, and the light guided to the distal end side by the light guide 51 is emitted from the emission end 51B and is diffused by a diffusion lens. An observation site (subject) is irradiated through a certain light distribution lens (not shown).

観察部位において反射した光は、対物レンズ(図示せず)を介してCCDイメージセンサ3に到達し、観察部位の像がCCDイメージセンサ3の撮像面(受光面)に形成される。   The light reflected at the observation site reaches the CCD image sensor 3 through an objective lens (not shown), and an image of the observation site is formed on the imaging surface (light receiving surface) of the CCD image sensor 3.

本実施形態では、カラー撮像方式として単板同時式が採用されている。また、CCDイメージセンサ3としては、インターライン型の補色CCDイメージセンサが用いられている。すなわち、CCDイメージセンサ3の撮像面上には、図4に示すイエロー(Ye)フィルタ領域、シアン(Cy)フィルタ領域、マゼンタ(Mg)フィルタ領域およびグリーン(G)フィルタ領域の各色要素(着色部)が市松状に並べられた補色カラーフィルタ35が設けられている。また、補色カラーフィルタ35は、各色要素が、それぞれ、CCDイメージセンサ3の撮像面上の各画素(フォトダイオード31)に対応するよう配置されている。このCCDイメージセンサ3では、補色カラーフィルタ35を透過する光の色および量に応じた画素信号等の各信号が光電変換により生成される。   In the present embodiment, the single plate simultaneous type is adopted as the color imaging method. As the CCD image sensor 3, an interline complementary color CCD image sensor is used. That is, on the imaging surface of the CCD image sensor 3, each color element (colored portion) of the yellow (Ye) filter region, cyan (Cy) filter region, magenta (Mg) filter region, and green (G) filter region shown in FIG. ) Are arranged in a checkered pattern. The complementary color filter 35 is arranged so that each color element corresponds to each pixel (photodiode 31) on the imaging surface of the CCD image sensor 3. In the CCD image sensor 3, each signal such as a pixel signal corresponding to the color and amount of light transmitted through the complementary color filter 35 is generated by photoelectric conversion.

CCDイメージセンサ3の構成をさらに説明すると、図5に示すように、CCDイメージセンサ3は、撮像面上の画素を構成し、行列状に配置された(垂直方向および水平方向に並ぶ)複数のフォトダイオード(光電変換素子)31と、複数の垂直転送CCDレジスタ(垂直転送レジスタ)32と、水平転送CCDレジスタ(水平転送レジスタ)33と、電荷/電圧変換部(出力アンプ)34とを有している。   The configuration of the CCD image sensor 3 will be further described. As shown in FIG. 5, the CCD image sensor 3 constitutes pixels on the imaging surface, and is arranged in a matrix (a plurality of rows arranged in the vertical and horizontal directions). A photodiode (photoelectric conversion element) 31, a plurality of vertical transfer CCD registers (vertical transfer registers) 32, a horizontal transfer CCD register (horizontal transfer register) 33, and a charge / voltage conversion unit (output amplifier) 34 ing.

各垂直転送CCDレジスタ32は、それぞれ、垂直方向(列方向)に沿って並設された複数の垂直転送用のCCD(Charge Coupled Device)321で構成されている。また、各垂直転送CCDレジスタ32は、水平方向(行方向)に沿って並設されている。   Each vertical transfer CCD register 32 includes a plurality of vertical transfer CCDs (Charge Coupled Devices) 321 arranged in parallel along the vertical direction (column direction). The vertical transfer CCD registers 32 are arranged in parallel along the horizontal direction (row direction).

また、水平転送CCDレジスタ33は、水平方向に沿って並設された複数の水平転送用のCCD(図示せず)で構成されている。また、水平転送CCDレジスタ33は、各垂直転送CCDレジスタ32の下方に配置されている。   The horizontal transfer CCD register 33 includes a plurality of horizontal transfer CCDs (not shown) arranged in parallel along the horizontal direction. The horizontal transfer CCD register 33 is disposed below each vertical transfer CCD register 32.

このCCDイメージセンサ3、すなわち、電子シャッタ、各垂直転送CCDレジスタ32および水平転送CCDレジスタ33等は、それぞれ、CCDドライバ54から出力される駆動信号等により作動する。また、垂直方向に隣接する2つのフォトダイオード31で受光して得られる信号を加算して出力する場合と、奇数行のフォトダイオード31で受光して得られる信号と偶数行のフォトダイオード31で受光して得られる信号との一方を出力する場合とが選択されるように構成されている。   The CCD image sensor 3, that is, the electronic shutter, the vertical transfer CCD registers 32, the horizontal transfer CCD registers 33, and the like are operated by drive signals output from the CCD driver 54. In addition, a signal obtained by receiving light received by two photodiodes 31 adjacent in the vertical direction is added and output, and a signal obtained by receiving light by odd-numbered photodiodes 31 and received by even-numbered photodiodes 31. The case where one of the signals obtained in this way is output is selected.

撮像の際は、電子シャッタの作動により、観察部位からの入射光が、所定時間、CCDイメージセンサ3の各フォトダイオード31でそれぞれ受光され、光電変換される。これにより、例えば、画素信号(信号電荷)が生成され、その画素信号が、対応する垂直転送CCDレジスタ32に転送される。そして、画素信号は、各垂直転送CCDレジスタ32の作動により、各垂直転送CCDレジスタ32から水平転送CCDレジスタ33に転送され、水平転送CCDレジスタ33の作動により、電荷/電圧変換部34を介してCCDイメージセンサ3から出力される。電荷/電圧変換部34では、画素信号は、電荷(電流)から電圧、すなわち、電荷(電流)信号から電圧信号に変換される。なお、動画像の場合は、撮像動作、すなわち電子シャッタの作動は、所定の周期で連続的に行われ、また、後述する加算読み出しがなされる。   At the time of imaging, incident light from the observation site is received by each photodiode 31 of the CCD image sensor 3 for a predetermined time and photoelectrically converted by the operation of the electronic shutter. Thereby, for example, a pixel signal (signal charge) is generated, and the pixel signal is transferred to the corresponding vertical transfer CCD register 32. The pixel signal is transferred from each vertical transfer CCD register 32 to the horizontal transfer CCD register 33 by the operation of each vertical transfer CCD register 32, and is passed through the charge / voltage converter 34 by the operation of the horizontal transfer CCD register 33. Output from the CCD image sensor 3. In the charge / voltage conversion unit 34, the pixel signal is converted from a charge (current) to a voltage, that is, from a charge (current) signal to a voltage signal. In the case of a moving image, the imaging operation, that is, the operation of the electronic shutter is continuously performed at a predetermined cycle, and addition reading described later is performed.

なお、CCDドライバ54、タイミングコントロール回路53およびスコープコントローラ52により、画素信号生成手段の主要部が構成される。   The CCD driver 54, the timing control circuit 53, and the scope controller 52 constitute the main part of the pixel signal generation means.

また、本実施形態では、カラーテレビジョン方式として、例えばNTSC方式が採用されており、動画像をモニタ6に表示する場合、CCDイメージセンサ3から画素信号を出力する際、フィールド読み出し(通常読み出し)が行われる。すなわち、CCDドライバ54から送られてくる駆動信号に従って、1/60秒の期間(1フィールド期間)ごとに、垂直方向に隣接する2つのフォトダイオード31で受光して得られる画素信号を加算してなる奇数フィールドの画素信号(ODD)と、偶数フィールドの画素信号(EVEN)とが順次読み出され、増幅回路55へ送出される。なお、静止画像を表示、記憶する場合については、後で詳述する。また、前記1フィールド期間は、装置により異なり、1/60秒には限らず、例えば、1/30秒、1/20秒、1/15秒等の場合もあり得る。   In the present embodiment, for example, the NTSC system is adopted as the color television system. When a moving image is displayed on the monitor 6, when a pixel signal is output from the CCD image sensor 3, field readout (normal readout) is performed. Is done. That is, in accordance with the drive signal sent from the CCD driver 54, pixel signals obtained by receiving light by two photodiodes 31 adjacent in the vertical direction are added every 1/60 second period (one field period). The odd-field pixel signal (ODD) and the even-field pixel signal (EVEN) are sequentially read out and sent to the amplifier circuit 55. The case where a still image is displayed and stored will be described in detail later. Further, the one field period differs depending on the apparatus, and is not limited to 1/60 seconds, but may be, for example, 1/30 seconds, 1/20 seconds, 1/15 seconds, or the like.

具体的には、まず、図6に示すように、1/60秒の期間内でCCDイメージセンサ3の撮像面に対する露光が行われ、画素信号a、b、c、d、e、fが得られ、次の1/60秒の期間内に、1行目の画素信号aと2行目の画素信号bとを加算してなる画素信号a+b、3行目の画素信号cと4行目の画素信号dとを加算してなる画素信号c+d、5行目の画素信号eと6行目の画素信号fとを加算してなる画素信号e+fが、奇数フィールドの画素信号として読み出される。   Specifically, first, as shown in FIG. 6, the imaging surface of the CCD image sensor 3 is exposed within a period of 1/60 seconds, and pixel signals a, b, c, d, e, and f are obtained. In the next 1/60 second period, the pixel signal a + b obtained by adding the pixel signal a of the first row and the pixel signal b of the second row, and the pixel signal c of the third row and the fourth row A pixel signal c + d obtained by adding the pixel signal d of the eye and a pixel signal e + f obtained by adding the pixel signal e of the fifth row and the pixel signal f of the sixth row are pixel signals of the odd field. Is read as

また、図7に示すように、奇数フィールドの画素信号が読み出されている間に、次の露光が行われ、画素信号a、b、c、d、e、fが得られ、次の1/60秒の期間内に、2行目の画素信号bと3行目の画素信号cとを加算してなる画素信号b+c、4行目の画素信号dと5行目の画素信号eとを加算してなる画素信号d+eが、偶数フィールドの画素信号として読み出される。偶数フィールドにおける1行目の画素信号aは、使用されない。このように、偶数フィールドの画素信号の読み出しでは、前記奇数フィールドの画素信号の読み出しに対して、加算される画素信号の読み出し元のフォトダイオード31が1行ずつずれる。   Further, as shown in FIG. 7, the next exposure is performed while the pixel signal of the odd field is being read, and the pixel signals a, b, c, d, e, and f are obtained. / Pixel signal b + c obtained by adding the pixel signal b of the second row and the pixel signal c of the third row within a period of / 60 seconds, the pixel signal d of the fourth row, and the pixel signal e of the fifth row Is read out as a pixel signal in an even field. The pixel signal a in the first row in the even field is not used. As described above, in reading out the pixel signals in the even field, the photodiodes 31 from which the pixel signals to be added are read out one row at a time with respect to reading out the pixel signals in the odd field.

なお、ここでは、代表的に1列分でかつ6行分の画素信号について説明したが、他の画素信号についても同様である。また、このことは、図9および図11でも同様である。   Here, the pixel signals for one column and six rows have been described here as a representative, but the same applies to other pixel signals. This also applies to FIGS. 9 and 11.

CCDイメージセンサ3から出力された画素信号は、増幅回路55で増幅処理等が施され、初期信号処理回路56で、所定の信号処理が施され、プロセッサ4のプロセッサ側信号処理回路42へ送出される。   The pixel signal output from the CCD image sensor 3 is subjected to amplification processing or the like by the amplification circuit 55, subjected to predetermined signal processing by the initial signal processing circuit 56, and sent to the processor side signal processing circuit 42 of the processor 4. The

プロセッサ側信号処理回路42では、初期信号処理回路56から出力された画素信号に対し、ホワイトバランス調整、ガンマ補正など様々な信号処理が施され、電子画像を表示するための映像データ(画像データ)が作成される。この映像データは、モニタ6へ出力され、観察部位の動画像としてモニタ6に表示される。   The processor-side signal processing circuit 42 performs various signal processing such as white balance adjustment and gamma correction on the pixel signal output from the initial signal processing circuit 56, and displays video data (image data) for displaying an electronic image. Is created. This video data is output to the monitor 6 and displayed on the monitor 6 as a moving image of the observation site.

フリーズボタン57が押圧されると、観察部位の静止画像がモニタ6に表示される。この場合は、後述する動作により、CCDイメージセンサ3から、1回の露光により得られる1フレーム分の全画素信号が読み出される。この読み出しの際は、後述するように、奇数行の補正前の画素信号(補正前画素信号)、偶数行の補正前の画素信号、奇数行の画素信号を補正(暗電流補正)する際に用いる補正信号および偶数行の画素信号を補正する際に用いる補正信号が順次読み出され、増幅回路55へ送出される。   When the freeze button 57 is pressed, a still image of the observation site is displayed on the monitor 6. In this case, all the pixel signals for one frame obtained by one exposure are read from the CCD image sensor 3 by the operation described later. At the time of reading, as described later, when correcting pixel signals before correction of odd rows (pre-correction pixel signals), pixel signals before correction of even rows, and pixel signals of odd rows (dark current correction). The correction signal to be used and the correction signal to be used when correcting the pixel signals in the even rows are sequentially read out and sent to the amplifier circuit 55.

CCDイメージセンサ3から出力された前記各信号は、増幅回路55で増幅処理等が施され、初期信号処理回路56で、所定の信号処理が施され、プロセッサ4のプロセッサ側信号処理回路42へ送出される。   Each signal output from the CCD image sensor 3 is subjected to amplification processing and the like by the amplification circuit 55, subjected to predetermined signal processing by the initial signal processing circuit 56, and sent to the processor side signal processing circuit 42 of the processor 4. Is done.

プロセッサ側信号処理回路42では、初期信号処理回路56から出力された奇数行の補正前の画素信号および偶数行の補正前の画素信号に対し、それぞれ、対応する補正信号を用いた補正、さらには、ホワイトバランス調整、ガンマ補正など様々な信号処理が施される。これにより、静止画像を表示するための映像データ(画像データ)が作成される。この映像データは、モニタ6へ出力され、観察部位の静止画像としてモニタ6に表示される。   The processor-side signal processing circuit 42 corrects the pixel signals before correction of the odd rows and the pixel signals before correction of the even rows output from the initial signal processing circuit 56 using the corresponding correction signals, respectively. Various signal processing such as white balance adjustment and gamma correction are performed. Thereby, video data (image data) for displaying a still image is created. This video data is output to the monitor 6 and displayed on the monitor 6 as a still image of the observation site.

なお、前記暗電流補正は、プロセッサ側信号処理回路42に限らず、例えば、初期信号処理回路56等で行ってもよい。   The dark current correction is not limited to the processor-side signal processing circuit 42, and may be performed by the initial signal processing circuit 56, for example.

また、前記静止画像の映像データは、例えば、プロセッサ4に着脱自在に接続される図示しない記憶手段により、記憶媒体(記録媒体)に記憶(記録)することもできる。   Further, the video data of the still image can be stored (recorded) in a storage medium (recording medium) by a storage unit (not shown) that is detachably connected to the processor 4, for example.

なお、プロセッサ側信号処理回路41およびシステムコントロール回路42により、補正手段および画像データ作成手段の主要部が構成される。   The processor side signal processing circuit 41 and the system control circuit 42 constitute the main parts of the correction means and the image data creation means.

システムコントロール回路41は、CPUやマイクロコンピュータ等を有しており、プロセッサ4のプロセッサ側信号処理回路42、ランプ制御部43、モータドライバ47、PWM駆動回路48など、所定の各回路に制御信号を出力し、プロセッサ4の全体の作動(駆動)を制御する。プロセッサ4側のタイミングコントロール回路(図示せず)では、信号の処理タイミングを調整するクロックパルス信号がプロセッサ4内の所定の各回路に出力され、また、映像データ(ビデオ信号)に付随される同期信号がプロセッサ側信号処理回路42へ送出される。   The system control circuit 41 includes a CPU, a microcomputer, and the like, and sends control signals to predetermined circuits such as the processor-side signal processing circuit 42, the lamp control unit 43, the motor driver 47, and the PWM drive circuit 48 of the processor 4. Output and control the overall operation (drive) of the processor 4. In a timing control circuit (not shown) on the processor 4 side, a clock pulse signal for adjusting the processing timing of the signal is output to each predetermined circuit in the processor 4, and the synchronization associated with the video data (video signal). The signal is sent to the processor side signal processing circuit 42.

スコープコントローラ52は、CPUやマイクロコンピュータ等を有しており、タイミングコントロール回路53、増幅回路55、初期信号処理回路56など、ビデオスコープ5の所定の各回路(各部)に制御信号を出力し、ビデオスコープ5の全体の作動(駆動)を制御する。   The scope controller 52 includes a CPU, a microcomputer, etc., and outputs a control signal to each predetermined circuit (each unit) of the video scope 5 such as a timing control circuit 53, an amplification circuit 55, and an initial signal processing circuit 56. The overall operation (drive) of the video scope 5 is controlled.

タイミングコントロール回路53は、スコープコントローラ52から送出される制御信号に基づいてCCDドライバ54に駆動信号を出力し、そのCCDドライバ54を介してCCDイメージセンサ3から画素信号等の各信号を読み出す信号読み出し処理を制御する。ビデオスコープ5がプロセッサ4に接続されると、スコープコントローラ52とシステムコントロール回路41との間で、互いに信号(データ)の送受信を行うことができるようになる。   The timing control circuit 53 outputs a drive signal to the CCD driver 54 based on the control signal sent from the scope controller 52, and reads out signals such as pixel signals from the CCD image sensor 3 via the CCD driver 54. Control processing. When the video scope 5 is connected to the processor 4, signals (data) can be transmitted and received between the scope controller 52 and the system control circuit 41.

ロータリシャッタ45は、モータ(図示せず)の回転軸に取り付けられており、モータドライバ47から送出される駆動信号に基づいて一定速度で回転する。このロータリシャッタ45と集光レンズ46との間には、遮光用のチョッパ49が設けられている。チョッパ49は、PWM駆動回路48から送出される一連のパルス信号に基づいて作動する。   The rotary shutter 45 is attached to a rotation shaft of a motor (not shown), and rotates at a constant speed based on a drive signal sent from the motor driver 47. A light shielding chopper 49 is provided between the rotary shutter 45 and the condenser lens 46. The chopper 49 operates based on a series of pulse signals sent from the PWM drive circuit 48.

図2に示すように、ロータリシャッタ45では、その半円部45Pが1フィールド期間(1フィールド読み出し期間)(NTSC方式では1/60秒)に対応している。各半円部45Pは、照明光を透過する開口部45Aと照明光を遮断する遮光部45Bとで構成されている。   As shown in FIG. 2, in the rotary shutter 45, the semicircular portion 45P corresponds to one field period (one field readout period) (1/60 seconds in the NTSC system). Each semicircular portion 45P includes an opening 45A that transmits illumination light and a light shielding portion 45B that blocks illumination light.

ロータリシャッタ45は、1フレーム期間(1フレーム読み出し期間)(NTSC方式では1/30秒)で1回転し、そのロータリシャッタ45の回転により、ランプ44から出射する照明光の光路上を開口部45A、遮光部45Bが順番に通過する。その結果、照明光を遮断する遮光状態と照明光を通過させる非遮光状態とが1フレーム期間において2回繰り返される。すなわち、1フィールド期間の間に露光期間と遮光期間とを設けることができ、これによって電子シャッタと同様に観察部位の画像の明るさを調整することができる。   The rotary shutter 45 makes one rotation in one frame period (one frame readout period) (1/30 seconds in the NTSC system), and the rotation of the rotary shutter 45 causes an opening 45A on the optical path of the illumination light emitted from the lamp 44. , The light shielding part 45B passes in order. As a result, the light blocking state for blocking the illumination light and the non-light blocking state for allowing the illumination light to pass are repeated twice in one frame period. That is, an exposure period and a light shielding period can be provided in one field period, and thereby the brightness of the image of the observation region can be adjusted in the same manner as the electronic shutter.

ここで、静止画像を表示、記憶する場合、CCDイメージセンサ3から、一方の開口部45Aを通過した照明光により得られる(1回の露光により得られる)1フレーム分の全画素信号が読み出されるが、ロータリシャッタ45は1フィールド期間(NTSC方式では1/60秒)で半周する。そのため、照明光の光路上に他方の開口部45Aが移動してきたときや、照明光の光路上に前記一方の開口部45Aが移動してきたときには、その開口部45Aを遮蔽して照明光を遮断する必要がある。チョッパ49は、開口部45Aを開閉する機構、すなわち、光がCCDイメージセンサ3の撮像面に入射することを阻止する遮光手段である。チョッパ49は、ランプ44から出射した照明光を遮断する遮光部材49Bを有し、その照明光を遮断する際は、遮光部材49Bにより開口部45Aを覆うように作動する。図3では、照明光の光路上から退避した(照明光を通過させる)退避位置に位置しているときの遮光部材49Bを実線で示し、開口部45Aを覆う(照明光を遮断する)遮光位置に位置しているときの遮光部材49Bを二点鎖線で示す。   Here, when a still image is displayed and stored, all pixel signals for one frame (obtained by one exposure) obtained from the illumination light that has passed through one opening 45A are read from the CCD image sensor 3. However, the rotary shutter 45 makes a half turn in one field period (1/60 seconds in the NTSC system). Therefore, when the other opening 45A moves on the optical path of the illumination light, or when the one opening 45A moves on the optical path of the illumination light, the opening 45A is blocked to block the illumination light. There is a need to. The chopper 49 is a mechanism that opens and closes the opening 45 </ b> A, that is, a light shielding unit that prevents light from entering the imaging surface of the CCD image sensor 3. The chopper 49 has a light blocking member 49B that blocks the illumination light emitted from the lamp 44. When blocking the illumination light, the chopper 49 operates so as to cover the opening 45A by the light blocking member 49B. In FIG. 3, the light shielding member 49 </ b> B is shown by a solid line when it is located at the retracted position where the illumination light is retracted (allows the illumination light to pass) and covers the opening 45 </ b> A (the illumination light is blocked). The light shielding member 49B when it is located at is indicated by a two-dot chain line.

チョッパ49は、DCソレノイド(駆動部)49Aを備え、その可動部であるプレート状の遮光部材49Bが軸49Cを中心として回転するピボット型DCソレノイドである。チョッパ49が遮光のため動作した場合は、遮光部材49Bの先端部49Dによってロータリシャッタ45の開口部が覆われる。PWM駆動回路48は、DCソレノイド49A(チョッパ49)を駆動する駆動回路であり、パルス信号をDCソレノイド49Aに出力する。また、PWM駆動回路48は、フルブリッジ型ドライバであり、遮光部材49Bを正逆両方向に断続的に回転(断続的に往復運動)させるため、2種類の一連のパルス信号を出力する。   The chopper 49 is a pivot type DC solenoid that includes a DC solenoid (drive unit) 49A, and a plate-shaped light shielding member 49B that is a movable unit rotates about a shaft 49C. When the chopper 49 operates to block light, the opening of the rotary shutter 45 is covered with the tip 49D of the light blocking member 49B. The PWM drive circuit 48 is a drive circuit that drives a DC solenoid 49A (chopper 49), and outputs a pulse signal to the DC solenoid 49A. The PWM drive circuit 48 is a full-bridge driver, and outputs a series of two types of pulse signals to intermittently rotate (intermittently reciprocate) the light shielding member 49B in both forward and reverse directions.

すなわち、PWM駆動回路48からDCソレノイド49Aに一方のパルス信号が送出されると、そのDCソレノイド49Aの作動により、遮光部材49Bが遮光位置に移動し、その遮光位置に保持される。これにより、開口部45Aが照明光の光路上に位置していたとしても、遮光部材49Bにより開口部45Aが覆われて照明光が遮断される。   That is, when one pulse signal is sent from the PWM drive circuit 48 to the DC solenoid 49A, the operation of the DC solenoid 49A causes the light shielding member 49B to move to the light shielding position and be held at the light shielding position. Thereby, even if the opening 45A is located on the optical path of the illumination light, the opening 45A is covered by the light shielding member 49B and the illumination light is blocked.

また、PWM駆動回路48からDCソレノイド49Aに他方のパルス信号が送出されると、そのDCソレノイド49Aの作動により、遮光部材49Bが退避位置に移動し、その退避位置に保持される。これにより、開口部45Aが照明光の光路上に位置しているときは、照明光は、遮断されずに、観察部位に照射される。   When the other pulse signal is sent from the PWM drive circuit 48 to the DC solenoid 49A, the operation of the DC solenoid 49A causes the light shielding member 49B to move to the retracted position and be held at the retracted position. Thereby, when the opening 45A is positioned on the optical path of the illumination light, the illumination light is irradiated to the observation site without being blocked.

次に、静止画像を表示、記憶する場合について説明する。
この電子内視鏡装置1では、例えば、動画像がモニタ6に表示されている最中にフリーズボタン57が押圧されると、CCDイメージセンサ3から1回の露光により得られる1フレーム分の全画素信号が出力される。
Next, a case where a still image is displayed and stored will be described.
In the electronic endoscope apparatus 1, for example, when the freeze button 57 is pressed while a moving image is displayed on the monitor 6, all the frames for one frame obtained by one exposure from the CCD image sensor 3 are displayed. A pixel signal is output.

この際、図8に示すように、まずは、前記動画像における最後の奇数フィールドの画素信号が読み出されている間の期間(第1の期間)Aにおいて、CCDイメージセンサ3の撮像面に対して露光が行われ、CCDイメージセンサ3の各フォトダイオード31において画素信号(信号)が生成される。なお、期間Aと、後述する期間B、C、DおよびEとは、すべて同一期間、すなわち1フィールド期間である。   At this time, as shown in FIG. 8, first, in the period (first period) A during which the pixel signal of the last odd field in the moving image is read, the imaging surface of the CCD image sensor 3 is scanned. Then, exposure is performed, and a pixel signal (signal) is generated in each photodiode 31 of the CCD image sensor 3. Note that the period A and the periods B, C, D, and E described later are all the same period, that is, one field period.

続いて、CCDイメージセンサ3から前記1回の露光により得られた1フレーム分の全画素信号が読み出される(全画素読み出しが行われる)。すなわち、下記のようにして、CCDイメージセンサ3から第1の補正前画素信号、第2の補正前画素信号、第1の補正信号および第2の補正信号が順次読み出される。   Subsequently, all pixel signals for one frame obtained by the one-time exposure are read from the CCD image sensor 3 (all pixel reading is performed). That is, as described below, the first pre-correction pixel signal, the second pre-correction pixel signal, the first correction signal, and the second correction signal are sequentially read from the CCD image sensor 3.

まずは、期間(第2の期間)Bにおいて、チョッパ49の作動により照明光が遮断された状態(CCDイメージセンサ3の撮像面に光が入射しない状態)とし、この状態(以下、「遮光状態」とも言う)で、CCDイメージセンサ3の奇数行の各フォトダイオード31と偶数行の各フォトダイオード31との一方(本実施形態では、奇数行の各フォトダイオード31)から信号を第1の補正前画素信号(DATA_a)として読み出し、その第1の補正前画素信号を取得する。   First, in a period (second period) B, the illumination light is blocked by the operation of the chopper 49 (a state where no light is incident on the imaging surface of the CCD image sensor 3). In other words, the signals from the photodiodes 31 in the odd-numbered rows and the photodiodes 31 in the even-numbered rows of the CCD image sensor 3 (in this embodiment, the photodiodes 31 in the odd-numbered rows) before the first correction. It reads out as a pixel signal (DATA_a), and obtains the first pre-correction pixel signal.

具体的には、図9に示すように、露光により得られた画素信号a、b、c、d、e、fのうち、1行目の画素信号a、3行目の画素信号c、5行目の画素信号eが、第1の補正前画素信号として読み出される。   Specifically, as shown in FIG. 9, among the pixel signals a, b, c, d, e, and f obtained by exposure, the pixel signal a in the first row a, the pixel signals c, 5 in the third row, The pixel signal e in the row is read as the first pre-correction pixel signal.

この第1の補正前画素信号は、期間Aにおいて蓄積された奇数行の画素信号と、期間Aにおいて蓄積された奇数行の暗電流によるノイズ成分とで構成される。   This first pre-correction pixel signal is composed of the odd-numbered pixel signals accumulated in the period A and the noise component due to the odd-numbered dark current accumulated in the period A.

次に、期間(第3の期間)Cにおいて、遮光状態で、前述した動画像の場合と同様の読み出し処理を実行する。すなわち、CCDイメージセンサ3の各フォトダイオード31から信号を読み出し、垂直方向に隣接する2つのフォトダイオード31から読み出した信号を加算し、第2の補正前画素信号(DATA_b)を取得する。   Next, in the period (third period) C, a reading process similar to that of the above-described moving image is performed in a light-shielded state. That is, a signal is read from each photodiode 31 of the CCD image sensor 3, and signals read from two photodiodes 31 adjacent in the vertical direction are added to obtain a second pre-correction pixel signal (DATA_b).

具体的には、図6に示すように、1行目の画素信号aと2行目の画素信号bとを加算してなる画素信号a+b、3行目の画素信号cと4行目の画素信号dとを加算してなる画素信号c+d、5行目の画素信号eと6行目の画素信号fとを加算してなる画素信号e+fが、第2の補正前画素信号として読み出される。   Specifically, as shown in FIG. 6, the pixel signal a + b obtained by adding the pixel signal a in the first row and the pixel signal b in the second row, the pixel signal c in the third row, and the fourth row A pixel signal c + d obtained by adding the pixel signal d of the second pixel, and a pixel signal e + f obtained by adding the pixel signal e of the fifth row and the pixel signal f of the sixth row is a second uncorrected pixel. Read out as a signal.

ここで、期間Aにおいて蓄積された奇数行の画素信号および期間Aにおいて蓄積された奇数行の暗電流によるノイズ成分は、前記期間Bにおいて既に読み出されている。そのため、この第2の補正前画素信号は、期間Aにおいて蓄積された偶数行の画素信号と、期間Aにおいて蓄積された偶数行の暗電流によるノイズ成分と、期間Bにおいて蓄積された全画素の暗電流によるノイズ成分とで構成される。   Here, the odd-numbered pixel signals accumulated in the period A and the noise components due to the dark currents accumulated in the period A have already been read out in the period B. Therefore, the second pre-correction pixel signal includes the even-row pixel signal accumulated in the period A, the noise component due to the dark current accumulated in the period A, and all the pixels accumulated in the period B. It consists of noise components due to dark current.

なお、この期間Cにおける信号の読み出し処理では、図7に示すように、2行目の画素信号bと3行目の画素信号cとを加算してなる画素信号b+c、4行目の画素信号dと5行目の画素信号eとを加算してなる画素信号d+eを第2の補正前画素信号として読み出してもよい。   In the signal reading process in the period C, as shown in FIG. 7, the pixel signal b + c obtained by adding the pixel signal b in the second row and the pixel signal c in the third row, and the fourth row A pixel signal d + e obtained by adding the pixel signal d and the pixel signal e in the fifth row may be read out as the second pre-correction pixel signal.

次に、期間(第4の期間)Dにおいて、遮光状態で、CCDイメージセンサ3の奇数行の各フォトダイオード31と偶数行の各フォトダイオード31とのうち、前記第1の補正前画素信号の読み出し元と同じ行(本実施形態では、奇数行)の各フォトダイオード31から信号を第1の補正信号(DATA_c)として読み出し、その第1の補正信号を取得する。   Next, in the period (fourth period) D, the first pre-correction pixel signal of the odd-numbered photodiodes 31 and the even-numbered photodiodes 31 of the CCD image sensor 3 is shielded in the light-shielded state. A signal is read as a first correction signal (DATA_c) from each photodiode 31 in the same row as the reading source (in this embodiment, an odd row), and the first correction signal is acquired.

具体的には、図9に示すように、1行目の画素信号a、3行目の画素信号c、5行目の画素信号eが、第1の補正信号として読み出される。   Specifically, as shown in FIG. 9, the pixel signal a in the first row, the pixel signal c in the third row, and the pixel signal e in the fifth row are read out as the first correction signal.

この第1の補正信号は、期間Cにおいて蓄積された奇数行の暗電流によるノイズ成分で構成される。暗電流によるノイズ成分の大きさは、時間および温度に依存するので、この期間Cにおいて蓄積された奇数行の暗電流によるノイズ成分は、前記第1の補正前画素信号に含まれる期間Aにおいて蓄積された奇数行の暗電流によるノイズ成分と等しい。   This first correction signal is constituted by a noise component due to the dark current in the odd-numbered rows accumulated in the period C. Since the magnitude of the noise component due to the dark current depends on time and temperature, the noise component due to the dark current in the odd-numbered rows accumulated in this period C accumulates in the period A included in the first pre-correction pixel signal. It is equal to the noise component caused by the dark current in the odd-numbered rows.

次に、期間(第5の期間)Eにおいて、チョッパ49の作動により照明光が遮断されない状態(CCDイメージセンサ3の撮像面に光が入射する状態)とし、この状態(以下、「非遮光状態」とも言う)で、CCDイメージセンサ3の各フォトダイオード31から信号を読み出し、前記第2の補正前画素信号を取得する場合と加算される信号の読み出し元のフォトダイオード31が同じになるようにして、垂直方向に隣接する2つのフォトダイオード31から読み出した信号を加算し、第2の補正信号(DATA_d)を取得する。   Next, in a period (fifth period) E, the illumination light is not blocked by the operation of the chopper 49 (a state in which light is incident on the imaging surface of the CCD image sensor 3). In other words, a signal is read out from each photodiode 31 of the CCD image sensor 3 so that the readout source photodiode 31 of the signal to be added is the same as the case where the second pre-correction pixel signal is acquired. Then, the signals read from the two photodiodes 31 adjacent in the vertical direction are added to obtain a second correction signal (DATA_d).

具体的には、図6に示すように、1行目の画素信号aと2行目の画素信号bとを加算してなる画素信号a+b、3行目の画素信号cと4行目の画素信号dとを加算してなる画素信号c+d、5行目の画素信号eと6行目の画素信号fとを加算してなる画素信号e+fが、第2の補正信号として読み出される。   Specifically, as shown in FIG. 6, the pixel signal a + b obtained by adding the pixel signal a in the first row and the pixel signal b in the second row, the pixel signal c in the third row, and the fourth row A pixel signal c + d obtained by adding the pixel signal d of the second row, and a pixel signal e + f obtained by adding the pixel signal e of the fifth row and the pixel signal f of the sixth row as the second correction signal. Read out.

この第2の補正信号は、期間Cにおいて蓄積された偶数行の暗電流によるノイズ成分と、期間Dにおいて蓄積された全画素(奇数行および偶数行)の暗電流によるノイズ成分とで構成される。この期間Cにおいて蓄積された偶数行の暗電流によるノイズ成分は、前記第2の補正前画素信号に含まれる期間Aにおいて蓄積された偶数行の暗電流によるノイズ成分と等しく、また、期間Dにおいて蓄積された全画素の暗電流によるノイズ成分は、前記第2の補正前画素信号に含まれる期間Bにおいて蓄積された全画素の暗電流によるノイズ成分と等しい。   The second correction signal is composed of a noise component due to the even-numbered dark current accumulated in the period C and a noise component due to the dark current accumulated in all the pixels (odd and even-numbered rows) accumulated in the period D. . The noise component due to the dark current in the even-numbered row accumulated in the period C is equal to the noise component due to the dark current in the even-numbered row accumulated in the period A included in the second pre-correction pixel signal. The accumulated noise component due to the dark current of all pixels is equal to the noise component due to the dark current of all pixels accumulated in the period B included in the second pre-correction pixel signal.

なお、前記期間Cにおける信号の読み出し処理で、図7に示す読み出しを行った場合は、この期間Cにおける信号の読み出し処理でも、同様に、図7に示す読み出しを行う。   Note that when the signal reading process in the period C is performed as shown in FIG. 7, the signal reading process in the period C is similarly performed as shown in FIG.

また、期間Eでは、以降の動画像の表示のため、CCDイメージセンサ3の撮像面に対して露光が行われ、静止画像の表示の後、自動的または手動操作により、動画像表示に切り替わる。   In the period E, the imaging surface of the CCD image sensor 3 is exposed to display subsequent moving images, and after displaying a still image, switching to moving image display is performed automatically or manually.

前記第1の補正前画素信号、第2の補正前画素信号、第1の補正信号および第2の補正信号は、前述したように、増幅回路55および初期信号処理回路56を経て、プロセッサ側信号処理回路42へ送出される。   As described above, the first pre-correction pixel signal, the second pre-correction pixel signal, the first correction signal, and the second correction signal are passed through the amplifier circuit 55 and the initial signal processing circuit 56, and then the processor side signal. It is sent to the processing circuit 42.

プロセッサ側信号処理回路42は、初期信号処理回路56から出力された第1の補正前画素信号に対し、第1の補正信号を用いて補正(暗電流補正)を施す。これにより、奇数行の画素信号が得られる。また、第2の補正前画素信号に対し、第2の補正信号を用いて補正を施す。これにより、偶数行の画素信号が得られる。   The processor-side signal processing circuit 42 performs correction (dark current correction) on the first pre-correction pixel signal output from the initial signal processing circuit 56 using the first correction signal. Thereby, pixel signals in odd rows are obtained. Further, the second pre-correction pixel signal is corrected using the second correction signal. As a result, even row pixel signals are obtained.

すなわち、第1の補正前画素信号の補正では、その第1の補正前画素信号から第1の補正信号を減算することにより、奇数行の画素信号を得る。また、第2の補正前画素信号の補正では、その第2の補正前画素信号から第2の補正信号を減算することにより、偶数行の画素信号を得る。このようにして、奇数行の画素信号および偶数行の画素信号のそれぞれに含まれる暗電流によるノイズ成分が除去される。   That is, in the correction of the first pre-correction pixel signal, the pixel signal in the odd-numbered row is obtained by subtracting the first correction signal from the first pre-correction pixel signal. Further, in the correction of the second pre-correction pixel signal, the pixel signal of even rows is obtained by subtracting the second correction signal from the second pre-correction pixel signal. In this way, the noise component due to the dark current contained in each of the odd row pixel signals and the even row pixel signals is removed.

なお、第1の補正信号および第2の補正信号は、それぞれ、今回の静止画像に限らず、次回以降の各静止画像における第1の補正前画素信号の補正および第2の補正前画素信号の補正にも使用することができる。これにより、次回以降の各静止画像における1回の露光により得られた1フレーム分の全画素信号の読み出し期間、すなわち、遮光状態の期間を短縮することができる。この場合は、図8に示す期間Bにおいて第1の補正前画素信号(DATA_a)を読み出し、期間Cにおいて第2の補正前画素信号(DATA_b)を読み出し、以降の期間DおよびEにおける第1の補正信号および第2の補正信号の読み出しを省略する。但し、期間Cにおいて非遮光状態とする。   Note that the first correction signal and the second correction signal are not limited to the current still image, and the first correction pixel signal and the second correction pixel signal are corrected in each still image after the next time. It can also be used for correction. Thereby, it is possible to shorten the reading period of all the pixel signals for one frame obtained by one exposure in each still image after the next time, that is, the period of the light shielding state. In this case, the first pre-correction pixel signal (DATA_a) is read out in the period B shown in FIG. 8, the second pre-correction pixel signal (DATA_b) is read out in the period C, and the first pre-correction pixels in the subsequent periods D and E are read. Reading of the correction signal and the second correction signal is omitted. However, in the period C, the light is not blocked.

以上説明したように、この電子内視鏡装置1によれば、補色CCDイメージセンサであるCCDイメージセンサ3から1回の露光により得られる1フレーム分の全画素信号を読み出す場合、奇数行の画素信号および偶数行の画素信号のそれぞれについて、確実に暗電流補正を行うことができる。これにより、観察部位の静止画像を表示、記憶する場合、奇数行の画素信号および偶数行の画素信号のそれぞれから暗電流によるノイズ成分を確実に除去することができ、良好な静止画像を得ることができる。   As described above, according to the electronic endoscope apparatus 1, when all the pixel signals for one frame obtained by one exposure are read out from the CCD image sensor 3 which is a complementary color CCD image sensor, the pixels in odd rows are read out. The dark current correction can be reliably performed for each of the signal and the pixel signal in the even-numbered row. As a result, when displaying and storing a still image of the observation site, noise components due to dark current can be reliably removed from each of the odd-numbered pixel signal and the even-numbered pixel signal, thereby obtaining a good still image. Can do.

また、観察部位の動画像を表示する場合、いわゆる原色CCDイメージセンサを用いる場合に比べ、感度を高くすることができ、また、CCDイメージセンサ3から画素信号を読み出す際の読み出し時間を短くすることができる。   Further, when displaying a moving image of an observation site, sensitivity can be increased as compared with the case where a so-called primary color CCD image sensor is used, and the readout time when reading out a pixel signal from the CCD image sensor 3 can be shortened. Can do.

<第2実施形態>
図10は、本発明の電子内視鏡装置の第2実施形態におけるCCDイメージセンサからの信号の読み出しを説明するための図、図11は、本発明の電子内視鏡装置の第2実施形態におけるCCDイメージセンサからの信号の読み出しを説明するためのそのCCDイメージセンサを模式的に示す図である。
Second Embodiment
FIG. 10 is a diagram for explaining reading of signals from the CCD image sensor in the second embodiment of the electronic endoscope apparatus of the present invention, and FIG. 11 is a second embodiment of the electronic endoscope apparatus of the present invention. It is a figure which shows typically the CCD image sensor for demonstrating reading of the signal from the CCD image sensor.

以下、第2実施形態について、前述した第1実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。   Hereinafter, the second embodiment will be described with a focus on the differences from the first embodiment described above, and the description of the same matters will be omitted.

第2実施形態の電子内視鏡装置1では、期間(第4の期間)Dまでは、第1実施形態と同様である。期間(第5の期間)Eにおいて、遮光状態で、第2の補正前画素信号を取得する場合と同様にして、第2の補正信号(DATA_d)を取得する点が異なる。   In the electronic endoscope apparatus 1 according to the second embodiment, the period up to the period (fourth period) D is the same as in the first embodiment. In the period (fifth period) E, the second correction signal (DATA_d) is acquired in the same manner as when the second pre-correction pixel signal is acquired in a light-shielded state.

そして、次に、期間(第6の期間)Fにおいて、非遮光状態で、CCDイメージセンサ3の奇数行の各フォトダイオード31と偶数行の各フォトダイオード31とのうち、前記第1の補正前画素信号(第1の補正信号)の読み出し元と異なる行(本実施形態では、偶数行)の各フォトダイオード31から信号を第3の補正信号(DATA_c)として読み出し、その第3の補正信号を取得する。期間Fは、前記各期間A、B、C、DおよびEと同一期間、すなわち1フィールド期間である。   Then, in the period (sixth period) F, in the non-light-shielding state, the odd-numbered photodiodes 31 and the even-numbered photodiodes 31 of the CCD image sensor 3 before the first correction. A signal is read out as a third correction signal (DATA_c) from each photodiode 31 in a row different from the pixel signal (first correction signal) from which the pixel signal (first correction signal) is read out, and the third correction signal is obtained. get. The period F is the same period as each of the periods A, B, C, D and E, that is, one field period.

具体的には、図11に示すように、2行目の画素信号b、4行目の画素信号d、6行目の画素信号fが、第3の補正信号として読み出される。   Specifically, as shown in FIG. 11, the pixel signal b on the second row, the pixel signal d on the fourth row, and the pixel signal f on the sixth row are read out as the third correction signal.

この第3の補正信号は、期間Eにおいて蓄積された偶数行の暗電流によるノイズ成分で構成される。   This third correction signal is composed of noise components due to the dark current in the even-numbered rows accumulated in the period E.

第1の補正前画素信号、第2の補正前画素信号、第1の補正信号、第2の補正信号および第3の補正信号は、前述したように、増幅回路55および初期信号処理回路56を経て、プロセッサ側信号処理回路42へ送出される。   As described above, the first pre-correction pixel signal, the second pre-correction pixel signal, the first correction signal, the second correction signal, and the third correction signal are supplied to the amplifier circuit 55 and the initial signal processing circuit 56, respectively. Then, it is sent to the signal processing circuit 42 on the processor side.

プロセッサ側信号処理回路42では、初期信号処理回路56から出力された第1の補正信号と第3の補正信号とに基づいて、動画像用の補正信号が作成される。したがって、プロセッサ側信号処理回路42により、動画像用の補正信号を作成する補正信号作成手段の主要部が構成される。   In the processor side signal processing circuit 42, a correction signal for a moving image is created based on the first correction signal and the third correction signal output from the initial signal processing circuit 56. Therefore, the processor-side signal processing circuit 42 constitutes a main part of correction signal generation means for generating a correction signal for moving images.

奇数フィールドの画素信号を補正する際に用いる動画像用の補正信号(奇数フィールド用の補正信号)は、1行目の暗電流によるノイズ成分と2行目の暗電流によるノイズ成分とを加算し、3行目の暗電流によるノイズ成分と4行目の暗電流によるノイズ成分とを加算し、5行目の暗電流によるノイズ成分と6行目の暗電流によるノイズ成分とを加算するといった加算処理を、以下の各行に対しても行なうことにより作成される。   The moving image correction signal (odd field correction signal) used when correcting the pixel signal in the odd field adds the noise component due to the dark current in the first row and the noise component due to the dark current in the second row. Addition of adding noise component due to dark current in line 3 and noise component due to dark current in line 4 and adding noise component due to dark current in line 5 and noise component due to dark current in line 6 It is created by processing the following lines.

また、偶数フィールドの画素信号を補正する際に用いる動画像用の補正信号(偶数フィールド用の補正信号)は、2行目の暗電流によるノイズ成分と3行目の暗電流によるノイズ成分とを加算し、4行目の暗電流によるノイズ成分と5行目の暗電流によるノイズ成分とを加算し、6行目の暗電流によるノイズ成分と7行目の暗電流によるノイズ成分とを加算するといった加算処理を、以下の各行に対しても行なうことにより作成される。   The correction signal for moving image (correction signal for even field) used when correcting the pixel signal in the even field includes a noise component due to the dark current in the second row and a noise component due to the dark current in the third row. Add the noise component due to the dark current in the fourth row and the noise component due to the dark current in the fifth row, and add the noise component due to the dark current in the sixth row and the noise component due to the dark current in the seventh row. Such addition processing is also performed for the following lines.

そして、プロセッサ側信号処理回路42は、初期信号処理回路56から出力された奇数フィールドの補正前の画素信号に対し、奇数フィールド用の補正信号を用いて暗電流補正を施すことにより、奇数フィールドの画素信号を生成する。同様に、プロセッサ側信号処理回路42は、偶数フィールドの補正前の画素信号に対し、偶数フィールド用の補正信号を用いて暗電流補正を施すことにより、偶数フィールドの画素信号を生成する。   Then, the processor-side signal processing circuit 42 performs dark current correction on the pixel signal before correction of the odd field output from the initial signal processing circuit 56 using the correction signal for the odd field, so that the odd field is corrected. A pixel signal is generated. Similarly, the processor-side signal processing circuit 42 performs dark current correction on the pixel signal before the even-field correction using the even-field correction signal, thereby generating an even-field pixel signal.

すなわち、奇数フィールドの補正前の画素信号の補正では、その画素信号から奇数フィールド用の補正信号を減算することにより、奇数フィールドの画素信号を得る。また、偶数フィールドの補正前の画素信号の補正では、その画素信号から偶数フィールド用の補正信号を減算することにより、偶数フィールドの画素信号を得る。このようにして、奇数フィールドの画素信号および偶数フィールドの画素信号のそれぞれに含まれる暗電流によるノイズ成分が除去される。   That is, in the correction of the pixel signal before correction of the odd field, the pixel signal of the odd field is obtained by subtracting the correction signal for the odd field from the pixel signal. In the correction of the pixel signal before correction of the even field, the pixel signal of the even field is obtained by subtracting the correction signal for the even field from the pixel signal. In this way, noise components due to dark current contained in each of the odd-field pixel signal and the even-field pixel signal are removed.

なお、第1実施形態と同様に、第1の補正信号および第2の補正信号は、それぞれ、各静止画像における第1の補正前画素信号の補正および第2の補正前画素信号の補正に使用される。また、奇数フィールド用の補正信号および偶数フィールド用の補正信号は、それぞれ、各動画像における奇数フィールドの補正前の画素信号の補正および偶数フィールドの補正前の画素信号の補正に使用される。   As in the first embodiment, the first correction signal and the second correction signal are respectively used for correcting the first pre-correction pixel signal and the second pre-correction pixel signal in each still image. Is done. Further, the correction signal for the odd field and the correction signal for the even field are used for correcting the pixel signal before correction of the odd field and the correction of the pixel signal before correction of the even field, respectively, in each moving image.

この電子内視鏡装置1によれば、前述した第1実施形態と同様の効果が得られる。
そして、この電子内視鏡装置1では、観察部位の動画像を表示する場合、奇数フィールドの画素信号および偶数フィールドの画素信号のそれぞれから暗電流によるノイズ成分を確実に除去することができ、良好な動画像を得ることができる。
According to the electronic endoscope apparatus 1, the same effects as those of the first embodiment described above can be obtained.
In the electronic endoscope apparatus 1, when a moving image of an observation site is displayed, noise components due to dark current can be reliably removed from each of the odd-field pixel signal and the even-field pixel signal. Can be obtained.

<第3実施形態>
図12は、本発明の電子内視鏡装置の第3実施形態におけるCCDイメージセンサからの信号の読み出しを説明するための図である。
<Third Embodiment>
FIG. 12 is a view for explaining reading of signals from the CCD image sensor in the third embodiment of the electronic endoscope apparatus of the present invention.

以下、第3実施形態について、前述した第1実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。   Hereinafter, the third embodiment will be described with a focus on the differences from the first embodiment described above, and description of similar matters will be omitted.

第3実施形態の電子内視鏡装置1では、期間(第4の期間)Dまでは、第1実施形態と同様である。期間(第5の期間)Eにおいて、遮光状態で、第2の補正前画素信号を取得する場合と同様にして、第2の補正信号(DATA_d)を取得する点が異なる。   In the electronic endoscope apparatus 1 of the third embodiment, the period up to the period (fourth period) D is the same as that of the first embodiment. In the period (fifth period) E, the second correction signal (DATA_d) is acquired in the same manner as when the second pre-correction pixel signal is acquired in a light-shielded state.

そして、次に、期間(第6の期間)Fにおいて、遮光状態で、CCDイメージセンサ3の各フォトダイオード31から信号を読み出し、前記第2の補正前画素信号を取得する場合と加算される信号の読み出し元のフォトダイオード31が同じになるようにして、垂直方向に隣接する2つのフォトダイオード31から読み出した信号を加算し、第3の補正信号(DATA_e)を取得する。期間Fおよび後述する期間Gは、前記各期間A、B、C、DおよびEと同一期間、すなわち1フィールド期間である。   Then, in a period (sixth period) F, a signal that is added to a case where a signal is read from each photodiode 31 of the CCD image sensor 3 in a light-shielded state and the second pre-correction pixel signal is acquired. The signals read from the two photodiodes 31 adjacent in the vertical direction are added to obtain the third correction signal (DATA_e). A period F and a period G described later are the same period as each of the periods A, B, C, D, and E, that is, one field period.

具体的には、図6に示すように、1行目の画素信号aと2行目の画素信号bとを加算してなる画素信号a+b、3行目の画素信号cと4行目の画素信号dとを加算してなる画素信号c+d、5行目の画素信号eと6行目の画素信号fとを加算してなる画素信号e+fが、第3の補正信号として読み出される。   Specifically, as shown in FIG. 6, the pixel signal a + b obtained by adding the pixel signal a in the first row and the pixel signal b in the second row, the pixel signal c in the third row, and the fourth row A pixel signal c + d obtained by adding the pixel signal d of the second pixel, and a pixel signal e + f obtained by adding the pixel signal e of the fifth row and the pixel signal f of the sixth row as a third correction signal. Read out.

この第3の補正信号は、奇数フィールドの画素信号に対応する期間Eにおいて蓄積された暗電流によるノイズ成分で構成される。   The third correction signal is composed of a noise component due to dark current accumulated in the period E corresponding to the pixel signal in the odd field.

次に、期間(第7の期間)Gにおいて、非遮光状態で、CCDイメージセンサ3の各フォトダイオード31から信号を読み出し、前記第2の補正前画素信号(第3の補正信号)を取得する場合に対して加算される信号の読み出し元のフォトダイオード31が1行ずつずれるようにして、垂直方向に隣接する2つのフォトダイオード31から読み出した信号を加算し、第4の補正信号(DATA_f)を取得する。   Next, in a period (seventh period) G, a signal is read from each photodiode 31 of the CCD image sensor 3 in a non-light-shielding state, and the second pre-correction pixel signal (third correction signal) is acquired. The signals read from the two adjacent photodiodes 31 in the vertical direction are added so that the readout source photodiodes 31 of the signals to be added are shifted one row at a time, and a fourth correction signal (DATA_f) is added. To get.

具体的には、図7に示すように、2行目の画素信号bと3行目の画素信号cとを加算してなる画素信号b+c、4行目の画素信号dと5行目の画素信号eとを加算してなる画素信号d+eが、第4の補正信号として読み出される。   Specifically, as shown in FIG. 7, the pixel signal b + c obtained by adding the pixel signal b in the second row and the pixel signal c in the third row, the pixel signal d in the fourth row, and the fifth row. A pixel signal d + e obtained by adding the pixel signal e is read out as a fourth correction signal.

この第4の補正信号は、偶数フィールドの画素信号に対応する期間Fにおいて蓄積された暗電流によるノイズ成分で構成される。   The fourth correction signal is composed of a noise component due to dark current accumulated in the period F corresponding to the pixel signal in the even field.

第1の補正前画素信号、第2の補正前画素信号、第1の補正信号、第2の補正信号、第3の補正信号および第4の補正信号は、前述したように、増幅回路55および初期信号処理回路56を経て、プロセッサ側信号処理回路42へ送出される。   As described above, the first pre-correction pixel signal, the second pre-correction pixel signal, the first correction signal, the second correction signal, the third correction signal, and the fourth correction signal are the amplification circuit 55 and The signal is sent to the processor side signal processing circuit 42 via the initial signal processing circuit 56.

プロセッサ側信号処理回路42では、初期信号処理回路56から出力された第3の補正信号および第4の補正信号が、動画像用の補正信号として用いられる。第3の補正信号は、奇数フィールドの画素信号を補正する際に用いられ、また、第4の補正信号は、偶数フィールドの画素信号を補正する際に用いられる。   In the processor-side signal processing circuit 42, the third correction signal and the fourth correction signal output from the initial signal processing circuit 56 are used as correction signals for moving images. The third correction signal is used when correcting pixel signals in the odd field, and the fourth correction signal is used when correcting pixel signals in the even field.

すなわち、プロセッサ側信号処理回路42では、初期信号処理回路56から出力された奇数フィールドの補正前の画素信号に対し、第3の補正信号を用いて補正(暗電流補正)が施され、奇数フィールドの画素信号が得られる。また、偶数フィールドの補正前の画素信号に対し、第4の補正信号を用いて補正が施され、偶数フィールドの画素信号が得られる。   That is, the processor-side signal processing circuit 42 performs correction (dark current correction) on the pixel signal before correction of the odd field output from the initial signal processing circuit 56 by using the third correction signal, and the odd field. The pixel signal is obtained. Further, the pixel signal before correction of the even field is corrected using the fourth correction signal, and the pixel signal of the even field is obtained.

より詳細に説明すると、奇数フィールドの補正前の画素信号の補正では、その画素信号から第3の補正信号を減算することにより、奇数フィールドの画素信号を得る。また、偶数フィールドの補正前の画素信号の補正では、その画素信号から第4の補正信号を減算することにより、偶数フィールドの画素信号を得る。このようにして、奇数フィールドの画素信号および偶数フィールドの画素信号のそれぞれに含まれる暗電流によるノイズ成分が除去される。   More specifically, in the correction of the pixel signal before correction of the odd field, the pixel signal of the odd field is obtained by subtracting the third correction signal from the pixel signal. In the correction of the pixel signal before correction of the even field, the pixel signal of the even field is obtained by subtracting the fourth correction signal from the pixel signal. In this way, the noise component due to the dark current contained in each of the odd-field pixel signal and the even-field pixel signal is removed.

なお、第1実施形態と同様に、第1の補正信号および第2の補正信号は、それぞれ、各静止画像における第1の補正前画素信号の補正および第2の補正前画素信号の補正に使用される。また、第3の補正信号および第4の補正信号は、それぞれ、各動画像における奇数フィールドの補正前の画素信号の補正および偶数フィールドの補正前の画素信号の補正に使用される。   As in the first embodiment, the first correction signal and the second correction signal are used for correcting the first pre-correction pixel signal and the second pre-correction pixel signal in each still image, respectively. Is done. The third correction signal and the fourth correction signal are used for correcting the pixel signal before correction of the odd field and the correction of the pixel signal before correction of the even field in each moving image, respectively.

この電子内視鏡装置1によれば、前述した第1実施形態と同様の効果が得られる。
そして、この電子内視鏡装置1では、観察部位の動画像を表示する場合、奇数フィールドの画素信号および偶数フィールドの画素信号のそれぞれから暗電流によるノイズ成分を確実に除去することができ、良好な動画像を得ることができる。
According to the electronic endoscope apparatus 1, the same effects as those of the first embodiment described above can be obtained.
In the electronic endoscope apparatus 1, when a moving image of an observation site is displayed, noise components due to dark current can be reliably removed from each of the odd-field pixel signal and the even-field pixel signal. Can be obtained.

なお、本発明では、期間Fにおいて、第2の補正前画素信号を取得する場合に対して加算される信号の読み出し元のフォトダイオード31が1行ずつずれるようにして、第4の補正信号(DATA_f)を取得し、次に、期間Gにおいて、第2の補正前画素信号を取得する場合と加算される信号の読み出し元のフォトダイオード31が同じになるようにして、第3の補正信号(DATA_e)を取得してもよい。   In the present invention, in the period F, the fourth correction signal ((4) is set so that the photodiodes 31 from which the signals to be added are shifted one row at a time with respect to the case where the second pre-correction pixel signal is acquired. DATA_f), and then in the period G, the third correction signal (in the period G is set so that the readout source photodiode 31 of the signal to be added is the same as in the case of acquiring the second pre-correction pixel signal. DATA_e) may be acquired.

<第4実施形態>
図13は、本発明の電子内視鏡装置の第4実施形態における制御動作を示すフローチャートである。
<Fourth embodiment>
FIG. 13 is a flowchart showing a control operation in the fourth embodiment of the electronic endoscope apparatus of the present invention.

以下、第4実施形態について、前述した第1実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。   Hereinafter, the fourth embodiment will be described focusing on the differences from the first embodiment described above, and description of similar matters will be omitted.

第4実施形態の電子内視鏡装置1では、フリーズボタン57が押圧されると、適正な暗電流補正を行うことが否かを推定(判別)する処理がなされ、適正な暗電流補正を行うことができる場合のみ、暗電流補正を行う。   In the electronic endoscope device 1 according to the fourth embodiment, when the freeze button 57 is pressed, a process for estimating (discriminating) whether or not to perform appropriate dark current correction is performed, and appropriate dark current correction is performed. Only when it is possible to perform dark current correction.

その理由は、以下の通りである。すなわち、ビデオスコープ5の先端部(CCDイメージセンサ3)を体内に挿入せずに、体外で、照明光を遮断して全画素読み出しを行った場合、外光(室内照明等)がCCDイメージセンサ3の撮像面に入射し、完全な遮光状態にはならないからである。   The reason is as follows. That is, when all the pixels are read out by blocking the illumination light outside the body without inserting the distal end portion (CCD image sensor 3) of the video scope 5 into the body, the external light (indoor illumination etc.) is emitted from the CCD image sensor. This is because the light enters the image pickup surface 3 and is not completely shielded from light.

そこで、この電子内視鏡装置1では、照明光を遮断した状態で、CCDイメージセンサ3の撮像面に対して露光を行い、そのCCDイメージセンサ3から画素信号を取得し、その画素信号の大きさに基づいて、適正な補正信号を得ることができるか否かを判別する。   In view of this, in the electronic endoscope apparatus 1, with the illumination light blocked, the imaging surface of the CCD image sensor 3 is exposed, a pixel signal is obtained from the CCD image sensor 3, and the magnitude of the pixel signal is obtained. Based on this, it is determined whether or not an appropriate correction signal can be obtained.

次に、電子内視鏡装置1の作用について、図13に基づき、その制御動作を説明する。
フリーズボタン57が押圧されると、図13に示すプログラムが実行される。まずは、CCDイメージセンサ3から画素信号を排出するとともに、チョッパ49を作動させて照明光が遮断された状態とする(ステップS101)。
Next, the operation of the electronic endoscope apparatus 1 will be described based on FIG.
When the freeze button 57 is pressed, the program shown in FIG. 13 is executed. First, the pixel signal is discharged from the CCD image sensor 3, and the chopper 49 is operated to turn off the illumination light (step S101).

次いで、露光時間と同じ時間経過したとき、CCDイメージセンサ3から第1の補正信号(DATA_c)を読み出し、取得する(ステップS102)。なお、このステップS102では、第2の補正信号(DATA_d)を読み出して取得してもよい。   Next, when the same time as the exposure time elapses, the first correction signal (DATA_c) is read from the CCD image sensor 3 and acquired (step S102). In step S102, the second correction signal (DATA_d) may be read and acquired.

次いで、第1の補正信号(DATA_c)が担持するデータ値が、所定の閾値α以下であるか否かを判断する(ステップS103)。この閾値αは、例えば、暗電流のレベルとして考えられる最大の値、例えば、信号レベルの95〜105%程度の範囲内の値に設定することが好ましく、99〜101%程度の範囲内の値に設定することがより好ましい。暗電流の値はセンサ固有の性能として知ることができる。   Next, it is determined whether or not the data value carried by the first correction signal (DATA_c) is equal to or less than a predetermined threshold value α (step S103). The threshold value α is preferably set to a maximum value that can be considered as a dark current level, for example, a value within a range of about 95 to 105% of the signal level, and a value within a range of about 99 to 101%. It is more preferable to set to. The value of the dark current can be known as the performance unique to the sensor.

第1の補正信号(DATA_c)が担持するデータ値が閾値α以下の場合は、暗電流補正を行う(ステップS104)。   When the data value carried by the first correction signal (DATA_c) is equal to or less than the threshold value α, dark current correction is performed (step S104).

一方、第1の補正信号(DATA_c)が担持するデータ値が閾値αを超える場合は、暗電流補正を行わない(ステップS105)。   On the other hand, when the data value carried by the first correction signal (DATA_c) exceeds the threshold value α, dark current correction is not performed (step S105).

この電子内視鏡装置1によれば、前述した第1実施形態と同様の効果が得られる。
そして、この電子内視鏡装置1では、不適正な補正信号を用いて暗電流補正を行うことにより画像の品質を劣化させてしまうことを防止することができる。
According to the electronic endoscope apparatus 1, the same effects as those of the first embodiment described above can be obtained.
And in this electronic endoscope apparatus 1, it can prevent degrading the quality of an image by performing dark current amendment using an improper amendment signal.

なお、この第4実施形態は、前記第2実施形態および第3実施形態にも適用することができる。   The fourth embodiment can also be applied to the second and third embodiments.

以上、本発明の撮像装置および電子内視鏡装置を、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に、他の任意の構成物が付加されていてもよい。   As described above, the imaging apparatus and the electronic endoscope apparatus according to the present invention have been described based on the illustrated embodiment. However, the present invention is not limited to this, and the configuration of each unit is an arbitrary function having the same function. It can be replaced with that of the configuration. In addition, any other component may be added to the present invention.

また、本発明は、前記各実施形態のうちの、任意の2以上の構成(特徴)を組み合わせたものであってもよい。   Further, the present invention may be a combination of any two or more configurations (features) of the above embodiments.

また、前記実施形態では、遮光手段として、光源から出射した光を遮断する遮光部材を有する機構を用いているが、本発明では、これに限らず、例えば、固体撮像素子の撮像面に入射する光を遮断する遮光部材を有する機構を用いてもよい。   In the above-described embodiment, a mechanism having a light blocking member that blocks light emitted from the light source is used as the light blocking unit. However, the present invention is not limited to this, and, for example, enters the imaging surface of the solid-state image sensor. A mechanism having a light blocking member that blocks light may be used.

また、前記実施形態では、固体撮像素子として補色CCDイメージセンサを用いる場合について説明したが、本発明では、これに限らず、補色CCDイメージセンサと同様の動作をする他の固体撮像素子を用いてもよい。   In the embodiment, the case where the complementary color CCD image sensor is used as the solid-state image sensor has been described. However, the present invention is not limited to this, and other solid-state image sensors that operate in the same manner as the complementary color CCD image sensor are used. Also good.

また、前記実施形態では、本発明の撮像装置を電子内視鏡装置に適用した場合について説明したが、本発明の撮像装置の用途は、特に限定されず、電子内視鏡装置の他、例えば、ビデオカメラやデジタルカメラ、携帯電話等、固体撮像素子を備える各種の機器に適用することができる。   In the above-described embodiment, the case where the imaging apparatus of the present invention is applied to an electronic endoscope apparatus has been described. However, the use of the imaging apparatus of the present invention is not particularly limited. The present invention can be applied to various devices including a solid-state imaging device such as a video camera, a digital camera, and a mobile phone.

1 電子内視鏡装置
3 CCDイメージセンサ
31 フォトダイオード
32 垂直転送CCDレジスタ
321 CCD
33 水平転送CCDレジスタ
34 電荷/電圧変換部
35 補色カラーフィルタ
4 プロセッサ
41 システムコントロール回路
42 プロセッサ側信号処理回路
43 ランプ制御部
44 ランプ
45 ロータリシャッタ
45A 開口部
45B 遮光部
45P 半円部
46 集光レンズ
47 モータドライバ
48 PWM駆動回路
49 チョッパ
49A DCソレノイド
49B 遮光部材
49C 軸
49D 先端部
5 ビデオスコープ
51A 入射端
51B 出射端
51 ライトガイド
52 スコープコントローラ
53 タイミングコントロール回路
54 CCDドライバ
55 増幅回路
56 初期信号処理回路
57 フリーズボタン
6 モニタ
S101〜S105 ステップ
1 Electronic Endoscope 3 CCD Image Sensor 31 Photodiode 32 Vertical Transfer CCD Register 321 CCD
33 Horizontal transfer CCD register 34 Charge / voltage conversion unit 35 Complementary color filter 4 Processor 41 System control circuit 42 Processor side signal processing circuit 43 Lamp control unit 44 Lamp 45 Rotary shutter 45A Aperture 45B Light shielding unit 45P Semicircular unit 46 Condensing lens 47 motor driver 48 PWM drive circuit 49 chopper 49A DC solenoid 49B light shielding member 49C shaft 49D tip 5 video scope 51A incident end 51B emission end 51 light guide 52 scope controller 53 timing control circuit 54 CCD driver 55 amplification circuit 56 initial signal processing circuit 57 Freeze Button 6 Monitor S101-S105 Step

Claims (7)

垂直方向および水平方向に並び撮像面上の画素を構成する複数の光電変換素子を有する固体撮像素子と、
垂直方向に隣接する2つの前記光電変換素子で受光して得られる信号を加算して出力する場合と、奇数行の前記光電変換素子で受光して得られる信号と偶数行の前記光電変換素子で受光して得られる信号との一方を出力する場合とを選択可能で、前記固体撮像素子から信号を出力させる画素信号生成手段と、
前記固体撮像素子から出力された信号を補正する補正手段と、
光が前記固体撮像素子の撮像面に入射することを阻止する遮光手段とを備え、
前記固体撮像素子から1回の露光により得られる全画素信号を出力させる際、第1の期間において、前記固体撮像素子の撮像面に対して露光を行い、
前記第1の期間の後で該第1の期間と同一の長さの第2の期間において、前記遮光手段の作動により前記固体撮像素子の撮像面に光が入射しない状態で、前記画素信号生成手段により、前記固体撮像素子の奇数行の前記各光電変換素子と偶数行の前記各光電変換素子との一方から信号を第1の補正前画素信号として読み出して取得し、
前記第2の期間の後で該第2の期間と同一の長さの第3の期間において、前記遮光手段の作動により前記固体撮像素子の撮像面に光が入射しない状態で、前記画素信号生成手段により、前記固体撮像素子の前記各光電変換素子から信号を読み出し、垂直方向に隣接する2つの前記光電変換素子から読み出した前記信号を加算し、第2の補正前画素信号を取得し、
前記第3の期間の後で該第3の期間と同一の長さの第4の期間において、前記遮光手段の作動により前記固体撮像素子の撮像面に光が入射しない状態で、前記画素信号生成手段により、前記固体撮像素子の奇数行の前記各光電変換素子と偶数行の前記各光電変換素子とのうち、前記第1の補正前画素信号の読み出し元と同じ行の前記各光電変換素子から信号を第1の補正信号として読み出して取得し、
前記第4の期間の後で該第4の期間と同一の長さの第5の期間において、前記画素信号生成手段により、前記固体撮像素子の前記各光電変換素子から信号を読み出し、前記第2の補正前画素信号を取得する場合と加算される前記信号の読み出し元の前記光電変換素子が同じになるようにして、垂直方向に隣接する2つの前記光電変換素子から読み出した前記信号を加算し、第2の補正信号を取得し、
前記補正手段は、前記第1の補正信号を用いて前記第1の補正前画素信号を補正し、奇数行の画素信号と偶数行の画素信号との一方を得、前記第2の補正信号を用いて前記第2の補正前画素信号を補正し、前記奇数行の画素信号と前記偶数行の画素信号との他方を得るよう構成されていることを特徴とする撮像装置。
A solid-state imaging device having a plurality of photoelectric conversion elements that constitute pixels on the imaging surface aligned in the vertical direction and the horizontal direction;
When signals obtained by receiving light by two photoelectric conversion elements adjacent in the vertical direction are added and output, and signals obtained by receiving light by odd-numbered photoelectric conversion elements and by even-numbered photoelectric conversion elements A pixel signal generating means for selecting one of the signals obtained by receiving light and outputting the signal from the solid-state imaging device; and
Correction means for correcting a signal output from the solid-state imaging device;
Light shielding means for preventing light from entering the imaging surface of the solid-state imaging device,
When outputting all pixel signals obtained by one exposure from the solid-state imaging device, in the first period, the imaging surface of the solid-state imaging device is exposed,
In the second period having the same length as the first period after the first period, the pixel signal generation is performed in a state where light is not incident on the imaging surface of the solid-state imaging device by the operation of the light shielding unit. Means for reading out and obtaining a signal as a first pre-correction pixel signal from one of the photoelectric conversion elements in the odd-numbered rows and the photoelectric conversion elements in the even-numbered rows of the solid-state imaging device;
In the third period having the same length as the second period after the second period, the pixel signal generation is performed in a state where light is not incident on the imaging surface of the solid-state imaging device by the operation of the light shielding unit. Means for reading a signal from each photoelectric conversion element of the solid-state imaging device, adding the signals read from two photoelectric conversion elements adjacent in the vertical direction, and obtaining a second pre-correction pixel signal;
In the fourth period having the same length as the third period after the third period, the pixel signal generation is performed in a state where light is not incident on the imaging surface of the solid-state imaging device by the operation of the light shielding unit. By means of each of the photoelectric conversion elements in the odd-numbered rows and the photoelectric conversion elements in the even-numbered rows of the solid-state imaging device, the photoelectric conversion elements in the same row as the reading source of the first pre-correction pixel signal Reading out and acquiring the signal as the first correction signal;
After the fourth period, in the fifth period having the same length as the fourth period, the pixel signal generation unit reads a signal from each photoelectric conversion element of the solid-state imaging element, and the second period The signal read from the two photoelectric conversion elements adjacent in the vertical direction is added so that the photoelectric conversion element from which the signal to be added is read is the same as when the pre-correction pixel signal is acquired. , Obtain a second correction signal,
The correction means corrects the first pre-correction pixel signal using the first correction signal, obtains one of an odd-numbered pixel signal and an even-numbered pixel signal, and outputs the second correction signal. The imaging apparatus is configured to correct the second pre-correction pixel signal to obtain the other of the odd row pixel signal and the even row pixel signal.
動画像用の補正信号を作成する補正信号作成手段を有し、
前記固体撮像素子から1回の露光により得られる全画素信号を出力させる際、前記第5の期間においては、前記遮光手段の作動により前記固体撮像素子の撮像面に光が入射しない状態とし、
前記第5の期間の後で該第5の期間と同一の長さの第6の期間において、前記画素信号生成手段により、前記固体撮像素子の奇数行の前記各光電変換素子と偶数行の前記各光電変換素子とのうち、前記第1の補正前画素信号の読み出し元と異なる行の前記各光電変換素子から信号を第3の補正信号として読み出して取得し、
前記補正信号作成手段は、前記第1の補正信号と前記第3の補正信号とに基づいて、動画像用の補正信号を作成するよう構成されている請求項1に記載の撮像装置。
A correction signal creating means for creating a correction signal for a moving image;
When outputting all the pixel signals obtained by one exposure from the solid-state imaging device, in the fifth period, the light shielding means is operated so that light does not enter the imaging surface of the solid-state imaging device,
After the fifth period, in the sixth period having the same length as the fifth period, the pixel signal generation means causes the photoelectric conversion elements in the odd-numbered rows of the solid-state imaging elements and the photoelectric conversion elements in the even-numbered rows to Among each photoelectric conversion element, a signal is read and acquired as a third correction signal from each photoelectric conversion element in a row different from the read source of the first pre-correction pixel signal,
The imaging apparatus according to claim 1, wherein the correction signal generating unit is configured to generate a correction signal for a moving image based on the first correction signal and the third correction signal.
前記固体撮像素子から1回の露光により得られる全画素信号を出力させる際、前記第5の期間および前記第5の期間の後で該第5の期間と同一の長さの第6の期間においては、前記遮光手段の作動により前記固体撮像素子の撮像面に光が入射しない状態とし、
前記第6の期間と前記第6の期間の後で該第6の期間と同一の長さの第7の期間との一方において、前記画素信号生成手段により、前記固体撮像素子の前記各光電変換素子から信号を読み出し、前記第2の補正前画素信号を取得する場合と加算される前記信号の読み出し元の前記光電変換素子が同じになるようにして、垂直方向に隣接する2つの前記光電変換素子から読み出した前記信号を加算し、第3の補正信号を取得し、
前記第6の期間と前記第7の期間との他方において、前記画素信号生成手段により、前記固体撮像素子の前記各光電変換素子から信号を読み出し、前記第2の補正前画素信号を取得する場合に対して加算される前記信号の読み出し元の前記光電変換素子が1行ずつずれるようにして、垂直方向に隣接する2つの前記光電変換素子から読み出した前記信号を加算し、第4の補正信号を取得し、
前記第3の補正信号および前記第4の補正信号を動画像用の補正信号とするよう構成されている請求項1に記載の撮像装置。
When outputting all pixel signals obtained by one exposure from the solid-state imaging device, in the sixth period having the same length as the fifth period after the fifth period and the fifth period. Is in a state in which light does not enter the imaging surface of the solid-state imaging device by the operation of the light shielding means,
In one of the sixth period and the seventh period having the same length as the sixth period after the sixth period, each photoelectric conversion of the solid-state imaging device is performed by the pixel signal generation unit. Two photoelectric conversions adjacent in the vertical direction so that the signal from which the signal is read out and the second pre-correction pixel signal is acquired are the same as the photoelectric conversion element from which the signal is added. Adding the signals read from the elements to obtain a third correction signal;
In the other of the sixth period and the seventh period, the pixel signal generation unit reads out signals from the photoelectric conversion elements of the solid-state image sensor and acquires the second pre-correction pixel signal. The signals read from the two photoelectric conversion elements adjacent in the vertical direction are added so that the photoelectric conversion elements from which the signals to be added are shifted one row at a time, and a fourth correction signal is added. Get
The imaging apparatus according to claim 1, wherein the third correction signal and the fourth correction signal are used as a correction signal for a moving image.
前記第1の補正前画素信号の補正は、該第1の補正前画素信号から前記第1の補正信号を減算することであり、前記第2の補正前画素信号の補正は、該第2の補正前画素信号から前記第2の補正信号を減算することである請求項1ないし3のいずれかに記載の撮像装置。   The correction of the first pre-correction pixel signal is to subtract the first correction signal from the first pre-correction pixel signal, and the correction of the second pre-correction pixel signal is the second correction The imaging apparatus according to claim 1, wherein the second correction signal is subtracted from a pre-correction pixel signal. 前記固体撮像素子は、イエローの色要素、シアンの色要素、マゼンタの色要素およびグリーンの色要素が市松状に並べられた補色カラーフィルタが前記撮像面上に設けられたCCDイメージセンサである請求項1ないし4のいずれかに記載の撮像装置。   The solid-state imaging device is a CCD image sensor in which a complementary color filter in which a yellow color element, a cyan color element, a magenta color element, and a green color element are arranged in a checkered pattern is provided on the imaging surface. Item 5. The imaging device according to any one of Items 1 to 4. 前記遮光手段は、前記固体撮像素子の撮像面に入射する光を遮断する遮光部材、または、光源から出射した光を遮断する遮光部材を有する請求項1ないし5のいずれかに記載の撮像装置。   The imaging apparatus according to claim 1, wherein the light shielding unit includes a light shielding member that blocks light incident on an imaging surface of the solid-state imaging device or a light shielding member that blocks light emitted from a light source. 請求項1ないし6のいずれかに記載の撮像装置と、
被写体を照明する照明光を射出する光源とを備えることを特徴とする電子内視鏡装置。
An imaging device according to any one of claims 1 to 6;
An electronic endoscope apparatus comprising: a light source that emits illumination light that illuminates a subject.
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