JP2013085191A - Imaging device and imaging element driving method - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To highly precisely detect a dark current with a simple structure during an imaging operation.SOLUTION: In reading of a first screen in CCD 15, a charge of a photodiode 30 is transferred to a vertical CCD 31 (Fig 3(a)), a charge signal of an upper vertical optical black region shown by a black circle is left and vertical transfer is stopped (Fig 3(c)). A second screen is imaged and the charge of the photodiode 30 is transferred to the vertical CCD 31. Thus, a charge signal of a lower vertical optical black region shown by the black circle is added to the charge signal of the upper vertical optical black region which is left in the reading of the first screen and shown by a shaded circle (Fig 3(d)). The dark current of the CCD 15 is detected from the added charge signal.

Description

本発明は、撮像素子に発生する暗電流を計測するための装置およびその方法に関する。   The present invention relates to an apparatus and a method for measuring a dark current generated in an image sensor.

電子内視鏡装置において、挿入部先端に設けられたCCDのオプティカルブラック領域の画素信号レベルとダミー領域の画素信号レベルを検出し、これらの差から挿入部先端の温度を推定する構成が知られている(特許文献1)。   In an electronic endoscope apparatus, a configuration is known in which the pixel signal level of a CCD optical black region and the pixel signal level of a dummy region provided at the distal end of the insertion portion are detected, and the temperature at the distal end of the insertion portion is estimated from the difference therebetween. (Patent Document 1).

特開平3−151929号公報JP-A-3-151929

しかし、オプティカルブラック領域の信号レベルは極めて低いため暗電流のレベルを高い精度で検出することは困難である。   However, since the signal level in the optical black region is extremely low, it is difficult to detect the dark current level with high accuracy.

本発明は、撮影動作中に暗電流を簡略な構成で高精度に検出することを課題としている。   An object of the present invention is to detect a dark current with high accuracy with a simple configuration during a photographing operation.

本発明の撮像装置は、CCDの1画面の読み出しにおいて、垂直オプティカルブラック領域に対応する水平ラインの1ライン以上を残して垂直転送を停止し、順時次画面の読み出しを行うことを特徴としている。   The image pickup apparatus of the present invention is characterized in that, in reading out one screen of the CCD, the vertical transfer is stopped while leaving one or more horizontal lines corresponding to the vertical optical black area, and the next screen is read out sequentially. .

また撮像装置は、前画面の読み出しにおいて読み出しが行われず、次画面の読み出しにおいて読み出された水平ラインの電荷信号に基づいてCCDの暗電流の値を検出する。また撮像装置は、前画面の読み出しにおいて読み出しが行われず、次画面の読み出しにおいて読み出された水平ラインの電荷信号に基づいてCCDの温度を推定してもよい。   Further, the image pickup apparatus detects the value of the dark current of the CCD based on the charge signal of the horizontal line read in the reading of the next screen, without performing the reading in the reading of the previous screen. The imaging apparatus may estimate the temperature of the CCD based on the charge signal of the horizontal line read in the reading of the next screen without reading in the reading of the previous screen.

本発明の電子内視鏡装置は、上記撮像装置を搭載した電子内視鏡装置であって、温度が所定値よりも高いときにライトガイドに供給される光量を低減することを特徴とする。   An electronic endoscope apparatus according to the present invention is an electronic endoscope apparatus in which the imaging apparatus is mounted, and is characterized in that the amount of light supplied to the light guide is reduced when the temperature is higher than a predetermined value.

また、別の本発明の電子内視鏡装置は、上記撮像装置を搭載した電子内視鏡装置であって、温度が所定値よりも高いときに警告を行う警告手段を備えることを特徴とする。   Further, another electronic endoscope apparatus according to the present invention is an electronic endoscope apparatus equipped with the above-described imaging device, characterized by comprising warning means for giving a warning when the temperature is higher than a predetermined value. .

本発明の撮像素子駆動方法は、CCDの1画面の読み出しにおいて、垂直オプティカルブラック領域に対応する水平ラインの1ライン以上を残して垂直転送を停止し、順時次画面の読み出しを行うことを特徴としている。   The image sensor driving method of the present invention is characterized in that, in reading out one screen of a CCD, the vertical transfer is stopped while leaving one or more horizontal lines corresponding to the vertical optical black area, and the next screen is read out sequentially. It is said.

本発明によれば、撮影動作中に暗電流を簡略な構成で高精度に検出することができる。   According to the present invention, dark current can be detected with high accuracy with a simple configuration during a photographing operation.

本実施形態の撮像装置の電気的な構成を概略的に示すブロック図である。It is a block diagram which shows roughly the electrical structure of the imaging device of this embodiment. 図1の撮像装置で用いられるCCDの構成を示す平面図である。It is a top view which shows the structure of CCD used with the imaging device of FIG. 本実施形態のCCDの電荷読み出し動作の原理を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the principle of the electric charge read-out operation | movement of CCD of this embodiment. 従来のCCD電荷読み出し動作と、本実施形態のCCD電荷読み出し動作における垂直駆動信号とCCD出力の関係を示すタイミングチャートである。6 is a timing chart showing a relationship between a vertical drive signal and a CCD output in a conventional CCD charge reading operation and a CCD charge reading operation of the present embodiment. 従来および本実施形態でのCCD出力で得られる暗電流と温度の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the dark current obtained by the CCD output in the past and this embodiment, and temperature. 本実施形態のCCD電荷読み出し動作を電子内視鏡挿入部先端の温度推定に応用した処理のフローチャートである。It is a flowchart of the process which applied the CCD charge read-out operation | movement of this embodiment to the temperature estimation of the electronic endoscope insertion part front-end | tip.

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。図1は、本発明の一実施形態である撮像装置の構成を示すブロック図である。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an imaging apparatus according to an embodiment of the present invention.

撮像装置10は例えば電子内視鏡装置であり、可撓管からなる挿入部11を備えるスコープ12と、スコープ12が着脱自在に接続されるプロセッサ装置13と、プロセッサ装置13に着脱自在に接続されるモニタ14から主に構成される。   The imaging device 10 is, for example, an electronic endoscope device, and includes a scope 12 having an insertion portion 11 made of a flexible tube, a processor device 13 to which the scope 12 is detachably connected, and a processor device 13 that is detachably connected. The monitor 14 is mainly configured.

挿入部11の先端にはCCD15が設けられ、その駆動は例えばプロセッサ装置13内に設けられた駆動回路16によって制御される。また、CCD15で生成されたアナログの画像信号は、アンプを介してプロセッサ装置13に設けられたアナログ信号処理回路17へと送られ、所定のアナログ画像処理が施される。その後、画像信号は前段信号処理回路18においてA/D変換され、所定のデジタル画像処理が施された後、1フレーム毎に画像メモリ19に一時的に保存される。   A CCD 15 is provided at the distal end of the insertion portion 11, and its driving is controlled by a drive circuit 16 provided in the processor device 13, for example. The analog image signal generated by the CCD 15 is sent to an analog signal processing circuit 17 provided in the processor device 13 through an amplifier, and subjected to predetermined analog image processing. Thereafter, the image signal is A / D converted by the pre-stage signal processing circuit 18, subjected to predetermined digital image processing, and temporarily stored in the image memory 19 for each frame.

画像メモリ19に保存された画像データは、フレーム毎に所定のタイミングで後段信号処理回路20に出力され、例えば所定の規格の映像信号に変換されモニタ14やプリンタ(図示せず)などの外部装置や記録装置に出力される。なお、駆動回路16、アナログ信号処理回路17、前段信号処理回路18、画像メモリ19、後段信号処理回路20の駆動タイミングは、タイミングコントローラ21によって制御される。   The image data stored in the image memory 19 is output to the subsequent signal processing circuit 20 at a predetermined timing for each frame, and converted into a video signal of a predetermined standard, for example, an external device such as a monitor 14 or a printer (not shown). Or output to a recording device. Note that the drive timing of the drive circuit 16, analog signal processing circuit 17, pre-stage signal processing circuit 18, image memory 19, and post-stage signal processing circuit 20 is controlled by a timing controller 21.

また、前段信号処理回路18は、CCD15のオプティカルブラック(OB)領域の画像信号を温度処理回路35に出力する。温度処理回路35では、入力された画像信号に基づいて撮像素子15、すなわち挿入部11の先端の温度が推定され、その結果はシステムコントローラ22へと送られる。   The pre-stage signal processing circuit 18 outputs an image signal in the optical black (OB) area of the CCD 15 to the temperature processing circuit 35. In the temperature processing circuit 35, the temperature of the imaging element 15, that is, the tip of the insertion portion 11 is estimated based on the input image signal, and the result is sent to the system controller 22.

システムコントローラ22は、光源電源23やモータドライバ24を制御し、モータドライバ24は、調光絞り25を動かすモータ26の駆動を制御する。また、システムコントローラ22には、各種操作キーや表示部を備えたフロントパネル36も接続される。   The system controller 22 controls the light source power source 23 and the motor driver 24, and the motor driver 24 controls the driving of the motor 26 that moves the dimming diaphragm 25. The system controller 22 is also connected with a front panel 36 having various operation keys and a display unit.

光源電源23は、光源27に電力を供給し、光源27からの光は集光レンズ28によりスコープ12に設けられたライトガイド29の入射端に集光され入射される。光源27からライトガイド29の入射端に至る光路上には、調光絞り25が配置され、その駆動によりライトガイド29へ入射される光量が制御される。ライトガイド29へ入射された光は、ライトガイド29内を伝送され、挿入部11の先端に配置された出射端から照明光として照射される。   The light source power supply 23 supplies power to the light source 27, and the light from the light source 27 is collected and incident on the incident end of the light guide 29 provided in the scope 12 by the condenser lens 28. On the optical path from the light source 27 to the incident end of the light guide 29, a dimming diaphragm 25 is disposed, and the amount of light incident on the light guide 29 is controlled by driving thereof. The light incident on the light guide 29 is transmitted through the light guide 29 and is emitted as illumination light from the emission end disposed at the tip of the insertion portion 11.

図2は、CCD15の一般的な構成を模式的に示す平面図である。図2において格子状の領域として示される矩形領域15Aは、撮像に用いられる有効画素領域であり、その周囲には金属膜等で遮光されるオプティカルブラック(OB)領域が設けられる。有効画素領域15Aの垂直ライン方向上側には、上部垂直オプティカルブラック領域15B、下側には下部垂直オプティカルブラック領域15Cが設けられる。また、有効画素領域15Aの水平ライン方向右側にはペデスタルレベルの決定に用いられる後段水平オプティカルブラック領域15Dが設けられる。   FIG. 2 is a plan view schematically showing a general configuration of the CCD 15. A rectangular area 15A shown as a grid-like area in FIG. 2 is an effective pixel area used for imaging, and an optical black (OB) area that is shielded by a metal film or the like is provided around it. An upper vertical optical black region 15B is provided above the effective pixel region 15A in the vertical line direction, and a lower vertical optical black region 15C is provided below the effective pixel region 15A. Further, a subsequent horizontal optical black area 15D used for determining the pedestal level is provided on the right side of the effective pixel area 15A in the horizontal line direction.

次に図3を参照して、本実施形態のCCD読み出し処理の原理について説明する。図3(a)〜(d)には、フォトダイオード30と、垂直方向に整列されるフォトダイオード30の各列に隣接して配置される垂直CCD31、および各垂直CCD31の下端部に沿って水平ライン方向に配置される水平CCD32の配置が模式的に示される。   Next, the principle of the CCD readout process of this embodiment will be described with reference to FIG. 3A to 3D, the photodiodes 30, the vertical CCDs 31 arranged adjacent to the columns of the photodiodes 30 aligned in the vertical direction, and the lower ends of the vertical CCDs 31 are horizontal. An arrangement of the horizontal CCDs 32 arranged in the line direction is schematically shown.

図3(a)は、各フォトダイオード30に蓄積された電荷が垂直CCD31に転送される様子を示すもので、最上段(n行目)のフォトダイオード30は、上部垂直オプティカルブラック領域15Bの画素を代表し、最下段(1行目)のフォトダイオード30は、下部垂直オプティカルブラック領域15Cの画素を代表する。また、図中黒丸はオプティカルブラック領域15B、15Cに蓄積された電荷、すなわち暗電流に対応する電荷を示し、白丸は有効画素領域15Aに蓄積された電荷、すなわち画像データに対応する電荷を示す。   FIG. 3A shows how charges accumulated in each photodiode 30 are transferred to the vertical CCD 31. The uppermost (n-th row) photodiode 30 is a pixel in the upper vertical optical black region 15B. The photodiode 30 in the lowermost stage (first row) represents a pixel in the lower vertical optical black region 15C. In the figure, black circles indicate charges accumulated in the optical black areas 15B and 15C, that is, charges corresponding to dark current, and white circles indicate charges accumulated in the effective pixel area 15A, that is, charges corresponding to image data.

図3(b)は、垂直CCD31に転送された電荷が、垂直CCD31の垂直転送により順次水平CCD32へと転送され、水平CCD32の水平転送により順次CCD15の外へと出力される様子を示す。図3(c)は、最上段にあった上部垂直オプティカルブラック領域15Bの電荷が、下部垂直オプティカルブラック領域15Cに対応する垂直CCD31の最下段(1行目)まで転送された状態を示す。   FIG. 3B shows a state in which the charges transferred to the vertical CCD 31 are sequentially transferred to the horizontal CCD 32 by the vertical transfer of the vertical CCD 31 and are sequentially output to the outside of the CCD 15 by the horizontal transfer of the horizontal CCD 32. FIG. 3C shows a state in which the charge in the upper vertical optical black region 15B, which was at the uppermost level, has been transferred to the lowermost level (first row) of the vertical CCD 31 corresponding to the lower vertical optical black region 15C.

従来の各フレームの読み出しでは、全水平ラインの電荷がCCD15から出力されるので、図3(c)に示される最下段(1行目目)の電荷も他の電荷とともに出力されていた。しかし、本実施形態では、上部垂直オプティカルブラック領域31で検出された電荷(最上段の電荷)が、下部垂直オプティカルブラック領域32の垂直CCD31(最下段)まで転送された状態で、そのフレームの読み出しを終了する。   In the conventional readout of each frame, the charges of all the horizontal lines are output from the CCD 15, so that the lowermost stage charge (first row) shown in FIG. 3C is also output together with other charges. However, in the present embodiment, reading of the frame is performed in a state where the charge (uppermost charge) detected in the upper vertical optical black area 31 is transferred to the vertical CCD 31 (lowermost stage) in the lower vertical optical black area 32. Exit.

図3(d)は、次フレームの撮像が終了し、各フォトダイオード30に蓄積された電荷が垂直CCD31へ転送される様子を示す。このとき、最下段の垂直CCD31には、前フレームの最上段の電荷(上部垂直オプティカルブラック領域15Bの電荷)が残されている。すなわち、図3(d)において斜線でハッチングされた白丸は、前フレームの最上段の電荷である。各フォトダイオード30の電荷が垂直CCD31に転送されると、下部垂直オプティカルブラック領域15Cに対応する最下段のフォトダイオード30に蓄積された電荷は、前フレームの上部垂直オプティカルブラック領域15Bで検出された電荷に加算にされ、最下段の垂直CCD31の電荷量は略倍となる。   FIG. 3D shows a state in which the imaging of the next frame is finished and the electric charge accumulated in each photodiode 30 is transferred to the vertical CCD 31. At this time, the uppermost charge of the previous frame (charge of the upper vertical optical black region 15B) remains in the lowermost vertical CCD 31. That is, the white circle hatched with diagonal lines in FIG. 3D is the uppermost charge of the previous frame. When the charge of each photodiode 30 is transferred to the vertical CCD 31, the charge accumulated in the lowermost photodiode 30 corresponding to the lower vertical optical black region 15C is detected in the upper vertical optical black region 15B of the previous frame. The amount of charge is added to the charge, and the amount of charge of the lowermost vertical CCD 31 is approximately doubled.

図4(a)、図4(b)は、それぞれ従来のCCD読み出し処理と、図3を参照して説明した本実施形態のCCD読み出し処理における垂直駆動信号とCCD出力の関係を示すタイミングチャートである。   FIGS. 4A and 4B are timing charts showing the relationship between the vertical drive signal and the CCD output in the conventional CCD readout process and the CCD readout process of the present embodiment described with reference to FIG. is there.

上下の垂直オプティカルブラック領域15B、15Cを含めた水平ラインの数が図3のように例えばn行のとき、図4(a)の従来のCCD読み出し処理では、1フレーム(1画面)の画像出力において、駆動回路16(図1)からCCD15(図1)には、n個の垂直駆動信号が出力され、最下段(1行目)の電荷OB11から最上段(n行目)の電荷OB1nまでが全て出力される。 When the number of horizontal lines including the upper and lower vertical optical black regions 15B and 15C is, for example, n rows as shown in FIG. 3, the conventional CCD readout process of FIG. 4A outputs an image of one frame (one screen). 1, n vertical drive signals are output from the drive circuit 16 (FIG. 1) to the CCD 15 (FIG. 1), and the charge OB 11 at the lowest level (first row) to the charge OB at the highest level (nth row). All up to 1n are output.

一方、本実施形態のCCD読み出し処理では、例えばn行目の垂直駆動信号が出力されない。すなわち、1フレームの画像出力において、駆動回路16からCCD15には、(n−1)個の垂直駆動信号のみが出力される。これにより、1フレーム(1画面)のCCD出力信号には、最上段(n行目)の画素信号(電荷)が含まれず、図3(c)に示されたように、垂直CCD31の最下段(1行目)に保持されたまま、次フレームの撮像が行われる。   On the other hand, in the CCD readout process of the present embodiment, for example, the vertical drive signal of the nth row is not output. That is, only one (n−1) vertical drive signals are output from the drive circuit 16 to the CCD 15 in outputting one frame of image. Thereby, the CCD output signal of one frame (one screen) does not include the pixel signal (charge) in the uppermost stage (n-th row), and as shown in FIG. 3C, the lowermost stage of the vertical CCD 31. The next frame is imaged while being held in (first row).

次フレームの電荷蓄積後、各フォトダイオード30の電荷が垂直CCD31へと転送されると、最下段(1行目)のフォトダイオード30の電荷OB21は、最下段(1行目)の垂直CCD31に保持された電荷OB1nに加算される。そして、次フレーム(次画面)の画像出力のため垂直駆動信号が駆動回路16からCCD15に出力されると、電荷OB1nと電荷OB21が加算された電荷が、次フレームの最下段(1行目)の画素信号として出力される。そして、次々フレーム以降も同様に、最下段(1行目)の画素信号は加算されて出力される。なお、加算された電荷信号(電荷OB1n、OB21)は、出力後、ダミー領域の画素信号との差が取られ、そのレベルが決定される。 When the charge of each photodiode 30 is transferred to the vertical CCD 31 after the charge accumulation in the next frame, the charge OB 21 of the lowermost (first row) photodiode 30 is changed to the lowermost (first row) vertical CCD 31. Is added to the electric charge OB 1n held in. When a vertical drive signal is output from the drive circuit 16 to the CCD 15 for image output of the next frame (next screen), the charge obtained by adding the charge OB 1n and the charge OB 21 is the lowermost stage (one row) of the next frame. Eye) as a pixel signal. Similarly, the pixel signals in the lowermost stage (first row) are added and output in the subsequent frames. The added charge signals (charges OB 1n , OB 21 ) are output, and the difference from the pixel signal in the dummy area is taken to determine the level.

なお、図4において、オプティカルブラック領域15B、15Cのフォトダイオードで蓄積された電荷は黒塗りの矩形領域として示され、有効画素領域15Aのフォトダイオードで蓄積された電荷は白抜きの矩形領域として示される。また、前フレーム(前画面)のオプティカルブラック領域のフォトダイオードで蓄積された電荷は、斜線でハッチングされた矩形領域として示される。   In FIG. 4, charges accumulated in the photodiodes of the optical black regions 15B and 15C are shown as black rectangular regions, and charges accumulated in the photodiodes of the effective pixel region 15A are shown as white rectangular regions. It is. Further, the electric charge accumulated by the photodiode in the optical black area of the previous frame (previous screen) is shown as a rectangular area hatched with diagonal lines.

前述したように、遮光されたオプティカルブラック領域15B、15Cで蓄積される電荷は、CCD15の暗電流に対応するが、露光期間中各フォトダイオードで蓄積される電荷量は極めて小さい。そのため、従来のCCD読み出し処理を用いた暗電流の検出では十分な精度が得られなかった。   As described above, the charge accumulated in the light-shielded optical black regions 15B and 15C corresponds to the dark current of the CCD 15, but the amount of charge accumulated in each photodiode during the exposure period is extremely small. Therefore, sufficient accuracy cannot be obtained by detecting the dark current using the conventional CCD readout process.

しかし、本実施形態のCCD読み出し処理によれば、例えば最下段(1行目)の垂直CCD31で加算される電荷をモニタすることにより、従来の略2倍の信号電荷を用いて暗電流をモニタすることが可能となる。これにより撮影動作中にも、暗電流を高い精度で検出できる。   However, according to the CCD readout process of the present embodiment, the dark current is monitored using approximately twice the signal charge of the prior art, for example, by monitoring the charge added by the vertical CCD 31 in the lowermost stage (first row). It becomes possible to do. Thereby, the dark current can be detected with high accuracy even during the photographing operation.

図5は、温度と暗電流(電圧レベル)の関係を示すグラフである。また、図5には、本実施形態のCCD読み出し処理を用いた場合と、従来のCCD読み出し処理を用いた場合の温度と暗電流(電圧)の関係が対比されている。図示されるように、暗電流(電圧)レベルは、CCD15の温度の上昇とともに増大し、本実施形態では、暗電流に起因する画素信号のレベルが従来の略2倍となるので、高い精度で温度を推定することができる。   FIG. 5 is a graph showing the relationship between temperature and dark current (voltage level). FIG. 5 compares the relationship between the temperature and dark current (voltage) when the CCD readout process of the present embodiment is used and when the conventional CCD readout process is used. As shown in the figure, the dark current (voltage) level increases as the temperature of the CCD 15 rises. In this embodiment, the level of the pixel signal caused by the dark current is approximately twice that of the conventional one, so that the accuracy is high. The temperature can be estimated.

図6のフローチャートは、本実施形態のCCD読み出し処理を電子内鏡挿入部先端の温度推定に応用するときの一例である。本処理は例えば電子内視鏡装置10において内視鏡観察のための撮影を行っている最中に実行される。以下図1、図6を参照して本処理について説明する。   The flowchart of FIG. 6 is an example when the CCD reading process of the present embodiment is applied to the temperature estimation of the tip of the electronic endoscope insertion portion. This process is executed, for example, while the electronic endoscope apparatus 10 is performing photographing for endoscope observation. Hereinafter, this processing will be described with reference to FIGS.

ステップS100では、本実施形態のCCD読み出し処理が駆動回路16により実行され、前段信号処理回路18へCCD15からの出力が入力される。またこのとき、最下段(1行目)の画素信号が温度処理回路35へと出力される。なお、温度処理回路35へ出力される信号は、例えば最下段(1行目)の画素信号の平均値などである。   In step S <b> 100, the CCD readout process of the present embodiment is executed by the drive circuit 16, and the output from the CCD 15 is input to the previous stage signal processing circuit 18. At this time, the pixel signal in the lowermost stage (first row) is output to the temperature processing circuit 35. Note that the signal output to the temperature processing circuit 35 is, for example, an average value of pixel signals in the lowest stage (first row).

ステップS102では、温度処理回路35において例えば図5の関係を利用して温度推定処理が実行され、現在の暗電流レベルに対応する温度が求められる。そしてこの温度情報は、システムコントローラ22へと送られる。   In step S102, the temperature processing circuit 35 performs a temperature estimation process using the relationship shown in FIG. 5, for example, and obtains a temperature corresponding to the current dark current level. This temperature information is sent to the system controller 22.

ステップS104では、推定された温度が所定値よりも高いか否か判定される。高くないと判定されると処理はステップS100に戻り同様の処理が繰り返される。一方、推定温度が所定値よりも高いと判断されると、ステップS106において照明光の減光処理が実行される。すなわち、システムコントローラ22はモータドライバ24を通して調光絞り25の駆動を制御し、ライトガイド29に入射される光量を例えば所定値まで低減する。   In step S104, it is determined whether or not the estimated temperature is higher than a predetermined value. If it is determined that the value is not high, the process returns to step S100 and the same process is repeated. On the other hand, if it is determined that the estimated temperature is higher than the predetermined value, illumination light dimming processing is executed in step S106. That is, the system controller 22 controls the driving of the light control diaphragm 25 through the motor driver 24 to reduce the amount of light incident on the light guide 29 to a predetermined value, for example.

また、ステップS108では、挿入部11の先端の温度が高いことをユーザに告知する警告処理が実行される。警告処理は、例えばモニタ14あるいはフロントパネル36の表示部に警告メッセージを表示してもよいし、警告ランプの点灯、あるいは警告音を発生させるなどしてもよい。警告処理が実行されると、処理はステップS100に戻り、同様の処理、すなわち次のフレームの読み出し処理が開始される。   In step S108, a warning process for notifying the user that the temperature at the tip of the insertion portion 11 is high is executed. In the warning process, for example, a warning message may be displayed on the display unit of the monitor 14 or the front panel 36, a warning lamp may be turned on, or a warning sound may be generated. When the warning process is executed, the process returns to step S100, and the same process, that is, the process of reading the next frame is started.

以上のように、本実施形態によれば、新たな構成を加えることなく撮影動作中に暗電流を高精度に検出することができる。また、これにより撮影動作中のCCDの温度、すなわち内視鏡などの挿入部先端の温度を高い精度で推定することができる。   As described above, according to the present embodiment, the dark current can be detected with high accuracy during the photographing operation without adding a new configuration. In addition, this makes it possible to estimate the temperature of the CCD during the photographing operation, that is, the temperature of the distal end of the insertion portion such as an endoscope with high accuracy.

更に、本実施形態の電子内視鏡装置によれば、推定温度が所定値よりも高いときに、ライトガイドに供給される光量を制限し、挿入部先端の温度上昇を抑えることができ、かつ挿入部先端での温度上昇を警告することができる。   Furthermore, according to the electronic endoscope apparatus of the present embodiment, when the estimated temperature is higher than a predetermined value, the amount of light supplied to the light guide can be limited, and the temperature rise at the distal end of the insertion portion can be suppressed, and It is possible to warn of a temperature rise at the distal end of the insertion portion.

なお、本実施形態では、垂直オプティカルブラック領域の1水平ラインの電荷を加算する場合を例に説明したが、例えば垂直オプティカルブラック領域の複数の水平ライン(例えば1〜5ライン分)を残して読み出しを停止することで複数の水平ラインに対して2フレーム分の電荷を加算し、これに基づき暗電流の検出、温度の推定を行ってもよい。   In the present embodiment, the case where the charges of one horizontal line in the vertical optical black region are added has been described as an example. However, for example, reading is performed while leaving a plurality of horizontal lines (for example, 1 to 5 lines) in the vertical optical black region. May be added to two frames for a plurality of horizontal lines, and dark current detection and temperature estimation may be performed based on this.

例えば、上下垂直オプティカルブラック領域にそれぞれn水平ライン含まれる場合、第1のフレームの読み出しにおいてn行分の水平ラインの読み出しを行わないことによりn行分の電荷を2倍にし、これらの平均値を暗電流の検出、温度の推定に用いることができる。すなわち、上下垂直オプティカルブラック領域のうち水平ラインの数が少ない方のライン数まで本実施形態の電荷加算を適用することができる。   For example, when n horizontal lines are included in each of the vertical vertical optical black areas, the charges for n rows are doubled by not reading the horizontal lines for n rows in the reading of the first frame, and the average value thereof Can be used for dark current detection and temperature estimation. That is, the charge addition of the present embodiment can be applied to the number of lines with the smaller number of horizontal lines in the upper and lower vertical optical black regions.

なお、本実施形態ではフレーム毎の読み出しを例に説明を行ったが、フィールド毎の読み出しにこれを応用することもできる。また、本実施形態では、温度処理回路を独立した回路として説明したが、温度の算出はシステムコントローラ内で行ってもよい。   In the present embodiment, the reading for each frame has been described as an example, but this can also be applied to the reading for each field. In the present embodiment, the temperature processing circuit is described as an independent circuit, but the temperature may be calculated in the system controller.

10 撮像装置
11 挿入部
12 スコープ
15 CCD
15A 有効画素領域
15B 上部垂直オプティカルブラック領域
15C 下部垂直オプティカルブラック領域
16 駆動回路
18 前段信号処理回路
22 システムコントローラ
24 モータドライバ 24
25 調光絞り
26 モータ
27 光源
29 ライトガイド
35 温度処理回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Imaging device 11 Insertion part 12 Scope 15 CCD
15A Effective pixel area 15B Upper vertical optical black area 15C Lower vertical optical black area 16 Drive circuit 18 Pre-stage signal processing circuit 22 System controller 24 Motor driver 24
25 Light control diaphragm 26 Motor 27 Light source 29 Light guide 35 Temperature processing circuit

Claims (6)

CCDの1画面の読み出しにおいて、垂直オプティカルブラック領域に対応する水平ラインの1ライン以上を残して垂直転送を停止し、順時次画面の読み出しを行うことを特徴とする撮像装置。   An image pickup apparatus for reading one screen of a CCD by stopping vertical transfer while leaving one or more horizontal lines corresponding to a vertical optical black area in reading one screen of a CCD. 前画面の読み出しにおいて読み出しが行われず、次画面の読み出しにおいて読み出された水平ラインの電荷信号に基づいて前記CCDの暗電流の値を検出することを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。   2. The imaging device according to claim 1, wherein no reading is performed in the reading of the previous screen, and the dark current value of the CCD is detected based on the charge signal of the horizontal line read in the reading of the next screen. . 前画面の読み出しにおいて読み出しが行われず、次画面の読み出しにおいて読み出された水平ラインの電荷信号に基づいて前記CCDの温度を推定することを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。   2. The image pickup apparatus according to claim 1, wherein no reading is performed in the reading of the previous screen, and the temperature of the CCD is estimated based on the charge signal of the horizontal line read in the reading of the next screen. 請求項3に記載の撮像装置を搭載した電子内視鏡装置であって、前記温度が所定値よりも高いときにライトガイドに供給される光量を低減することを特徴とする電子内視鏡装置。   4. An electronic endoscope apparatus equipped with the imaging apparatus according to claim 3, wherein the amount of light supplied to the light guide is reduced when the temperature is higher than a predetermined value. . 請求項3に記載の撮像装置を搭載した電子内視鏡装置であって、前記温度が所定値よりも高いときに警告を行う警告手段を備えることを特徴とする電子内視鏡装置。   4. An electronic endoscope apparatus comprising the imaging apparatus according to claim 3, further comprising a warning unit that issues a warning when the temperature is higher than a predetermined value. CCDの1画面の読み出しにおいて、垂直オプティカルブラック領域に対応する水平ラインの1ライン以上を残して垂直転送を停止し、順時次画面の読み出しを行うことを特徴とする撮像素子駆動方法。   A method for driving an image sensor, comprising: reading out a next screen in a sequential manner by stopping vertical transfer while leaving one or more horizontal lines corresponding to a vertical optical black area in reading out one screen of a CCD.
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