JP3538303B2 - Automatic light control device for electronic endoscope system - Google Patents

Automatic light control device for electronic endoscope system

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JP3538303B2
JP3538303B2 JP35630797A JP35630797A JP3538303B2 JP 3538303 B2 JP3538303 B2 JP 3538303B2 JP 35630797 A JP35630797 A JP 35630797A JP 35630797 A JP35630797 A JP 35630797A JP 3538303 B2 JP3538303 B2 JP 3538303B2
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output
video signal
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endoscope system
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兼一 入山
秀夫 杉本
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ペンタックス株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は電子内視鏡システム
において観察対象を照明する光の光量を調節するため
の、電子内視鏡システムの自動調光装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an automatic light control device for an electronic endoscope system for adjusting the amount of light for illuminating an observation object in the electronic endoscope system.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、挿入部先端にCCD(Charge
Coupled Device)を備えたスコープ部から出力される
映像信号をイメージプロセッサにより処理してビデオ信
号を生成し、生成されたビデオ信号をCRT等のモニタ
装置に表示するよう構成された電子内視鏡システムが知
られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a CCD (Charge
An electronic endoscope system configured to generate a video signal by processing a video signal output from a scope unit having a Coupled Device by an image processor, and to display the generated video signal on a monitor device such as a CRT. It has been known.

【0003】通常、イメージプロセッサには、観察対象
を照明するための光を射出するための光源装置が設けら
れており、また、スコープ部には光源から射出された光
を観察対象へ向けて伝送するためのライトガイド(光フ
ァイバ束)が設けられている。
Normally, an image processor is provided with a light source device for emitting light for illuminating an object to be observed, and a scope section transmits light emitted from the light source to the object to be observed. A light guide (optical fiber bundle) is provided.

【0004】光源からライトガイドに入射した光はライ
トガイド内を通って観察対象に照射され、観察対象から
の反射光が結像光学系を介してCCDの受光面に結像さ
れる。イメージプロセッサは、スコープ部から受け取っ
た映像信号をメモリに格納した後、所定のフォーマット
のビデオ信号(例えばNTSCやPAL準拠のビデオ信号)に
変換し、該ビデオ信号をイメージプロセッサに接続され
たモニタ装置に出力する。
[0004] Light incident on the light guide from the light source passes through the light guide and irradiates the observation target, and the reflected light from the observation target is imaged on the light receiving surface of the CCD via an imaging optical system. The image processor stores the video signal received from the scope unit in a memory, converts the video signal into a video signal of a predetermined format (for example, an NTSC or PAL compliant video signal), and converts the video signal to a monitor device connected to the image processor. Output to

【0005】モニタ装置に表示される画面の明るさを調
整するため、光源装置からライトガイドに入射する光の
光量が調整される(調光が行われる)。調光を行うた
め、光源装置とライトガイドとの間には絞り機構が設け
られており、通常は、モニタ装置の画面に表示される観
察対象の明るさがほぼ一定となるように、フィードバッ
ク制御を利用した自動調光が行われている。
In order to adjust the brightness of the screen displayed on the monitor device, the amount of light incident on the light guide from the light source device is adjusted (light adjustment is performed). An aperture mechanism is provided between the light source device and the light guide for dimming, and feedback control is usually performed so that the brightness of the observation target displayed on the screen of the monitor device is substantially constant. Automatic dimming using is performed.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】自動調光は、観察対象
の輝度に関する情報を示す信号としてCCDから出力さ
れる映像信号を利用している。すなわち、映像信号の強
度をモニタしながら光源装置からライトガイドへ入射す
る光量を調整している。しかし、映像信号には一般に輝
度情報信号を含まない期間がある。輝度情報が含まれな
い期間における自動調光動作は、実質的に閉ループ制御
の途切れた不安定な動作となる。これは映像信号中の間
欠期間(輝度情報を含まない期間)の占める割合が多い
ほど顕著であり、そのような状況での自動調光は不安定
な制御とならざるを得なかった。
In the automatic light control, a video signal output from a CCD is used as a signal indicating information relating to the luminance of an observation target. That is, the amount of light incident on the light guide from the light source device is adjusted while monitoring the intensity of the video signal. However, the video signal generally has a period that does not include the luminance information signal. The automatic dimming operation in a period in which the luminance information is not included is an unstable operation in which the closed-loop control is substantially interrupted. This is more remarkable as the ratio of the intermittent period (period not including the luminance information) in the video signal is larger, and the automatic dimming in such a situation has to be unstable control.

【0007】上記の事情に鑑み、本発明は、簡単な構成
で、撮像素子から出力される信号に輝度情報が含まれな
い期間が存在しても、安定した自動調光を行うことが可
能な電子内視鏡システムの自動調光装置を提供すること
を課題としている。
In view of the above circumstances, the present invention can perform stable automatic light control with a simple configuration even when a signal output from an image sensor includes a period in which luminance information is not included. It is an object to provide an automatic light control device for an electronic endoscope system.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記の課題を達成するた
め、本発明にかかる電子内視鏡システムの自動調光装置
は、被写体の光学像を受光し、前記光学像に対応した映
像信号を出力する撮像素子と、前記被写体に光を照射す
る光照射手段と、前記光照射手段の照射光量を調整する
絞り機構と、前記絞り機構の開口状態を検出する絞りセ
ンサと、前記映像信号が前記撮像素子から出力されてい
る期間中、前記映像信号に基づいて前記絞り機構を駆動
する第1の制御手段と、前記撮像素子が前記映像信号を
出力していない期間中、前記絞りセンサの出力に基づい
て、直前の前記映像信号が出力されている期間中の最後
の前記絞り機構の状態を目標として該絞り機構の状態を
閉ループ制御により一定状態に維持する第2の制御手段
と、を有することを特徴とする。すなわち、撮像素子か
ら出力された映像信号に基づいて、被写体の輝度を一定
にするための自動調光モードと、撮像素子から映像信号
が出力されない期間中、絞り位置を固定するモードとで
動作するよう構成されている。また、単に絞りを駆動す
るモータ等を停止するのではなく、絞り位置を維持する
よう閉ループ制御するため、絞り位置がずれることが無
く、また絞り機構の動作が安定する(請求項1)。
In order to achieve the above-mentioned object, an automatic light control device of an electronic endoscope system according to the present invention receives an optical image of a subject and generates a video signal corresponding to the optical image. an imaging element that outputs a light irradiating means for irradiating light to the subject, a diaphragm mechanism for adjusting the radiation light amount of the light irradiation unit, diaphragm cell for detecting the opening state of the throttle mechanism
A first control unit that drives the aperture mechanism based on the video signal during a period in which the video signal is output from the image sensor; and a period in which the image sensor does not output the video signal. Medium, based on the output of the aperture sensor
At the end of the period during which the immediately preceding video signal is being output.
The state of the diaphragm mechanism in the state the diaphragm as a target mechanism
And second control means for maintaining a constant state by closed loop control . That is, it operates in an automatic dimming mode for keeping the brightness of a subject constant based on a video signal output from the image sensor, and a mode for fixing the aperture position during a period in which no video signal is output from the image sensor. It is configured as follows . Also simply drive the aperture
Maintain aperture position instead of stopping motors, etc.
The aperture position does not shift due to closed loop control
In addition, the operation of the aperture mechanism is stabilized (claim 1).

【0009】また、無信号期間において、直前の映像信
号期間中の絞り位置を維持するため、次の映像信号期間
に於ける自動調光処理の絞りの初期位置が目標位置から
大きくは外れないため、自動調光処理が高速に行われ
る。
In addition, since the aperture position during the immediately preceding video signal period is maintained during the non-signal period, the initial aperture position of the automatic light control processing in the next video signal period does not deviate significantly from the target position. In addition, automatic light control processing is performed at high speed.

【0010】前記電子内視鏡システムの自動調光装置
は、さらに前記撮像素子を駆動する撮像素子駆動手段を
有している。
An automatic light control device for the electronic endoscope system.
Further includes an image sensor driving unit for driving the image sensor.
Have.

【0011】上述した電子内視鏡システムの自動調光装
置は、撮像素子駆動手段の駆動信号に同期して前記第1
の制御手段または前記第2の制御手段が選択的に用いら
れる(請求項2)。
[0011] The automatic light control device of the electronic endoscope system described above.
The first position is synchronized with the driving signal of the image pickup device driving means,
Or the second control means is selectively used (claim 2).

【0012】なお、前記撮像素子として単板式のカラー
撮像素子を用いることができる(請求項3)。
The image pickup device is a single-plate type color.
An image sensor can be used (claim 3).

【0013】さらに、上記電子内視鏡システムは、前記
撮像素子が出力する映像信号に基づいてY信号、R−Y
信号、およびB−Y信号を生成する信号生成回路と、前
記Y信号、R−Y信号、およびB−Y信号に所定の信号
処理を施す信号処理回路を有し、前記第1の制御手段
は、前記信号生成回路により出力されたY信号を、前記
絞り機構駆動の際に参照する輝度情報信号YIRISとして
利用する構成とすることができる(請求項)。
Further, the electronic endoscope system may further comprise a Y signal, an R-Y signal based on a video signal output from the image sensor.
A signal generation circuit that generates a signal and a BY signal; and a signal processing circuit that performs predetermined signal processing on the Y signal, the RY signal, and the BY signal. the Y signal output by said signal generating circuit, can be configured to be used as the luminance information signal YIRIS referenced during the diaphragm mechanism drive (claim 4).

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。図1は、本発明の実施の形
態としての電子内視鏡システム100の構成を示すブロ
ック図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an electronic endoscope system 100 according to an embodiment of the present invention.

【0015】電子内視鏡システム100は、スコープ部
7、イメージプロセッサ21、モニタ装置29を備えて
いる。スコープ部7は、可撓性の導管からなる挿入部4
を有し、挿入部4の先端には固体撮像素子としてのCC
Dイメージセンサ5(以下、CCDと略す)とCCD5
の前方(図中左側)に対物レンズ6が配設されている。
なお、CCD5はいわゆる単板式カラーCCDで、受光
面にカラーフィルタが設けられている。対物レンズ6に
より観察対象(撮像体)の光学像がカラーCCD5の受
光面上に形成される。スコープ部7には、また、光ファ
イバ束からなるライトガイド1が挿通されている。ライ
トガイド1の一端(光射出端)は挿入部4の前端部(図
中左側端部)に配置され、配光レンズ2を介して観察対
象に対して光を照射する。
The electronic endoscope system 100 includes a scope section 7, an image processor 21, and a monitor device 29. The scope section 7 includes an insertion section 4 made of a flexible conduit.
And a CC as a solid-state imaging device
D image sensor 5 (hereinafter abbreviated as CCD) and CCD 5
The objective lens 6 is disposed in front of (left side in the figure).
The CCD 5 is a so-called single-plate type color CCD, and a color filter is provided on the light receiving surface. An optical image of the observation target (imaging body) is formed on the light receiving surface of the color CCD 5 by the objective lens 6. The light guide 1 made of an optical fiber bundle is inserted through the scope section 7. One end (light emitting end) of the light guide 1 is arranged at the front end (left end in the figure) of the insertion section 4 and irradiates the observation target with light through the light distribution lens 2.

【0016】スコープ部7は結合部8を介してイメージ
プロセッサ21と着脱自在に結合される。スコープ部7
内の結合部8近傍には、CCD5からの映像信号に所定
の信号処理を施す信号処理装置10が内蔵されている。
ライトガイド1の他端は結合部8を介してイメージプロ
セッサ21内に達し、ライトガイド1の端面がコンデン
サレンズ11に臨んだ位置で固定される。
The scope section 7 is detachably connected to the image processor 21 via a connection section 8. Scope section 7
A signal processing device 10 for subjecting the video signal from the CCD 5 to a predetermined signal processing is built in the vicinity of the coupling section 8.
The other end of the light guide 1 reaches the inside of the image processor 21 via the coupling section 8, and is fixed at a position where the end face of the light guide 1 faces the condenser lens 11.

【0017】ランプ用電源16によりランプ13が駆動
される。ランプ13から照射された照明光は、光量調整
手段である絞り機構12により光量が調整された状態で
コンデンサレンズ11により集光され、ライトガイド1
の端面に入射する。ライトガイド1に入射した光はライ
トガイド1内を通り、挿入部4の先端側の端面から射出
され、照射レンズ2を介して観察対象に向けて射出され
る。
The lamp 13 is driven by the lamp power supply 16. The illumination light emitted from the lamp 13 is condensed by the condenser lens 11 in a state where the light amount is adjusted by the aperture mechanism 12 which is a light amount adjusting unit, and the light guide 1
Incident on the end face. The light that has entered the light guide 1 passes through the light guide 1, is emitted from the end surface on the distal end side of the insertion section 4, and is emitted toward the observation target via the irradiation lens 2.

【0018】観察対象により反射された照明光は、対物
レンズ6によりカラーCCD5の受光面上に結像され
る。CCD5は、受光面に形成された光学像に対応した
カラー映像信号を信号処理装置10へ伝送する。詳しく
は後述するが、信号処理装置10は、CCD5の駆動お
よび、各種の信号処理を行い、イメージプロセッサ21
に対して、輝度信号(Y)、色差信号(R−Y、B−
Y)を出力する。
The illumination light reflected by the observation target forms an image on the light receiving surface of the color CCD 5 by the objective lens 6. The CCD 5 transmits a color video signal corresponding to the optical image formed on the light receiving surface to the signal processing device 10. As will be described in detail later, the signal processing device 10 drives the CCD 5 and performs various kinds of signal processing.
With respect to the luminance signal (Y) and the color difference signals (RY, B-
Y) is output.

【0019】イメージプロセッサ21に送られた上記の
信号はプリプロセッサ22に入力される。プリプロセッ
サ22に入力された2つの色差信号(R−Y、B−
Y)、および輝度信号(Y)はA/D変換器18A、1
8B、18Cにそれぞれ入力され、デジタル信号に変換
された後に、タイミング発生回路17が出力する同期信
号に同期してメモリ19に格納される。メモリ19に格
納されたデータは、フリーズ処理、補間処理など所定の
画像処理が施された後、タイミング発生回路17より出
力されるTV同期信号に同期して読み出され、D/A変
換器23A、23B、23Cでアナログ信号に変換さ
れ、信号処理回路28により処理されて、RGBビデオ信
号としてモニタ装置29に出力される。モニタ装置29
は、信号処理回路28から送られてきたRGBビデオ信号
に基づきカラー画像を表示する。
The above signal sent to the image processor 21 is input to the preprocessor 22. The two color difference signals (RY, B-
Y) and the luminance signal (Y) are A / D converters 18A, 1
After being input to 8B and 18C, respectively, and converted into digital signals, they are stored in the memory 19 in synchronization with the synchronization signal output from the timing generation circuit 17. After the data stored in the memory 19 is subjected to predetermined image processing such as freeze processing and interpolation processing, the data is read out in synchronization with a TV synchronization signal output from the timing generation circuit 17, and the D / A converter 23A , 23B, and 23C, are converted into analog signals, processed by the signal processing circuit 28, and output to the monitor device 29 as RGB video signals. Monitor device 29
Displays a color image based on the RGB video signal sent from the signal processing circuit 28.

【0020】一方、CCD5から出力された映像信号に
基づいて上記輝度信号Yに相当する輝度情報信号YIRIS
が信号処理装置10において生成され出力される。輝度
信号Yは、信号処理装置において各種の信号処理が行わ
れた後の信号である。これに対し、輝度情報信号YIRIS
はCCD5から出力された映像信号を、他の処理を施す
前に、輝度信号に相当する信号に変換したもので、より
も観察対象の輝度に近い値を有する。以下に、起動情報
信号YIRISについて図2を参照して詳細に説明する。
On the other hand, based on the video signal output from the CCD 5, a luminance information signal YIRIS corresponding to the luminance signal Y is provided.
Are generated and output in the signal processing device 10. The luminance signal Y is a signal after various signal processing has been performed in the signal processing device. On the other hand, the luminance information signal YIRIS
Is a signal obtained by converting a video signal output from the CCD 5 into a signal corresponding to a luminance signal before performing other processing, and has a value closer to the luminance of the observation target. Hereinafter, the activation information signal YIRIS will be described in detail with reference to FIG.

【0021】図2は、スコープ部7に内蔵された信号処
理装置10の構成を示すブロック図である。信号処理装
置10は、ドライバ102、タイミング発生器101、
マトリクス回路103、信号処理回路104を有する。
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of the signal processing device 10 built in the scope section 7. As shown in FIG. The signal processing device 10 includes a driver 102, a timing generator 101,
A matrix circuit 103 and a signal processing circuit 104 are provided.

【0022】タイミング発生器101はCCD駆動用パ
ルスを生成しドライバ102に出力する。CCD5は、
CCD駆動用パルスに同期して、蓄積した電荷を信号処
理装置10に向けて出力する。CCD5から出力された
映像信号はタイミング発生器101により生成されたタ
イミングパルスに同期して、マトリクス回路103によ
り、サンプリングされ、色分離処理されて、色差信号R
−Y、B−Y、および輝度信号Yとして出力される。マ
トリクス回路103により出力される信号の強度とマト
リクス回路に入力される映像信号の強度とは線形の関係
がある。すなわち、マトリクス回路103の出力信号と
CCD5の受光レベルとは比例関係にある。ここでY信
号は輝度信号であるが、自動調光をY信号の値に基づい
て行うと、次のような不都合が生ずる場合がある。
The timing generator 101 generates a CCD driving pulse and outputs it to the driver 102. CCD5
The accumulated electric charge is output to the signal processing device 10 in synchronization with the CCD driving pulse. The video signal output from the CCD 5 is sampled and color-separated by the matrix circuit 103 in synchronization with the timing pulse generated by the timing generator 101, and the color difference signal R
−Y, BY, and a luminance signal Y are output. There is a linear relationship between the intensity of the signal output by the matrix circuit 103 and the intensity of the video signal input to the matrix circuit. That is, the output signal of the matrix circuit 103 and the light receiving level of the CCD 5 are in a proportional relationship. Here, the Y signal is a luminance signal. However, if automatic dimming is performed based on the value of the Y signal, the following inconvenience may occur.

【0023】映像信号としては、CCD5の受光量に対
するCCD5電圧出力が所定のレンジに入る部分を使用
するため、次段の信号処理回路104により、クリッピ
ング処理を行って、ダイナミックレンジを狭めている。
このため、例えばCCD5が高照度で露光されている場
合、CCD5自体の出力信号は飽和していないにもかか
わらず、映像情報は所定のレベルで飽和した状態を示す
場合がある。
As a video signal, a portion where the voltage output of the CCD 5 with respect to the amount of light received by the CCD 5 falls within a predetermined range is used. Therefore, a clipping process is performed by the signal processing circuit 104 at the next stage to narrow the dynamic range.
Therefore, for example, when the CCD 5 is exposed with high illuminance, the video information may show a state of being saturated at a predetermined level even though the output signal of the CCD 5 itself is not saturated.

【0024】例えば、図3の様な三角波を信号処理回路
10のY信号入力とした場合、信号処理回路10のY信
号出力は図4の用に所定レベルで飽和した波形となり、
輝度情報が一部失われる。
For example, when a triangular wave as shown in FIG. 3 is used as the Y signal input of the signal processing circuit 10, the Y signal output of the signal processing circuit 10 becomes a waveform saturated at a predetermined level as shown in FIG.
Some luminance information is lost.

【0025】図4のように輝度情報が一部失われた信号
を自動調光用の信号として用いると、信号が飽和状態を
示している部分に対する調光を行う際に、フィードバッ
クがうまく機能せず、結果的に自動調光の絞り動作を極
端に遅くする原因となることが知られている。
As shown in FIG. 4, when a signal in which luminance information is partially lost is used as a signal for automatic dimming, the feedback works well when dimming a portion where the signal indicates a saturated state. It is known that the result is that the aperture operation of automatic light control is extremely slowed down as a result.

【0026】上記のクリッピングに加えて、信号処理回
路104が画像の用途に応じてγ補正、輪郭強調など各
種の信号処理が施される場合がある。たとえば、図3に
示す入力波形に対し、γ補正が施された波形は図5に示
すように輝度信号レベルに応じて増幅度の異なる波形と
なる。図6は、クリッピングとγ補正の双方の処理が施
された信号波形の例である。
In addition to the above-described clipping, the signal processing circuit 104 may perform various kinds of signal processing such as γ correction and contour enhancement depending on the use of the image. For example, a waveform obtained by subjecting the input waveform shown in FIG. 3 to γ correction has a different amplification degree depending on the luminance signal level as shown in FIG. FIG. 6 is an example of a signal waveform that has undergone both clipping and gamma correction.

【0027】このように、信号処理回路104から出力
された輝度信号Yを調光用の信号として用いると、自動
調光のフィードバックループのゲインが被写体の輝度に
ダイレクトに対応しない輝度信号レベルに応じて変化す
ることになり、理想的な制御ができなくなる場合があ
る。たとえば、γ補正された輝度信号に応じて自動調光
すると、自動調光自体がγ特性を持つことになる。ま
た、調光の応答が一定でなくなり、調光動作の遅い場
合、速い場合が動作中に混在する結果となり、安定した
調光状態を得ることができなくなる。
As described above, when the luminance signal Y output from the signal processing circuit 104 is used as a signal for dimming, the gain of the feedback loop of automatic dimming depends on the luminance signal level which does not directly correspond to the luminance of the subject. And ideal control may not be possible. For example, when automatic light adjustment is performed in accordance with the luminance signal subjected to the γ correction, the automatic light adjustment itself has a γ characteristic. In addition, the response of dimming becomes inconsistent, and when the dimming operation is slow, the case where the dimming operation is fast is mixed during operation, and a stable dimming state cannot be obtained.

【0028】上記の問題は、例えば、イメージプロセッ
サ21内部に逆γ補正回路を追加することにより対処は
可能である。しかしイメージプロセッサ21内部にその
ような回路を組み込むと、回路構成が複雑になり、また
回路規模も大きくなるため、装置のコストアップ、大型
化に繋がる。
The above problem can be dealt with, for example, by adding an inverse γ correction circuit inside the image processor 21. However, incorporating such a circuit inside the image processor 21 complicates the circuit configuration and increases the circuit scale, which leads to an increase in the cost and size of the apparatus.

【0029】なお、信号処理回路104をスコープ部7
側に設ける必要があるのは、前述のように、用途に応じ
てイメージプロセッサ21に結合されるスコープ部を種
々のスコープ部に交換する必要があるためである。すな
わち、CCDの種類や撮像方式が異なるスコープ部を用
いた場合でも、ある規格あるいは仕様を満たした信号を
スコープ部が出力するようにすることにより、種々のス
コープ部とイメージプロセッサの互換性を保つことがで
きる。
The signal processing circuit 104 is connected to the scope unit 7
The reason why it is necessary to provide it on the side is that it is necessary to replace the scope unit coupled to the image processor 21 with various scope units depending on the application as described above. That is, even when a scope unit having a different CCD type or imaging method is used, the scope unit outputs a signal satisfying a certain standard or specification, thereby maintaining compatibility between various scope units and an image processor. be able to.

【0030】前述のように、マトリクス回路103から
出力されるY信号は、CCD5の受光光量を忠実に反映
している。このため、本実施の形態においては、スコー
プ部7のマトリクス回路103から出力され、信号処理
回路104に入力される前の輝度信号Yを別途取り出し
て、自動調光用の輝度情報信号YIRISとして、他の映像
信号(信号処理回路から出力される輝度信号Yおよび色
差信号R−Y、B−Y)と分離して出力するように構成
した。
As described above, the Y signal output from the matrix circuit 103 faithfully reflects the amount of light received by the CCD 5. For this reason, in the present embodiment, the luminance signal Y output from the matrix circuit 103 of the scope unit 7 and before being input to the signal processing circuit 104 is separately taken out, and as a luminance information signal YIRIS for automatic dimming, It is configured to output separately from other video signals (the luminance signal Y and the color difference signals RY and BY output from the signal processing circuit).

【0031】YIRIS信号はCCD5の受光光量を忠実に
反映しているため、輝度情報信号YIRISに基づいて光量
調整することにより、調光の誤差を大幅に減らすことが
できる。しかも、輝度情報信号YIRISはクリップ処理が
施されていない信号であるため、フィードバックループ
の線形制御可能な範囲を拡大することができ、従って高
速な自動調光を行うことができる。
Since the YIRIS signal faithfully reflects the amount of light received by the CCD 5, by adjusting the amount of light based on the luminance information signal YIRIS, the dimming error can be greatly reduced. In addition, since the luminance information signal YIRIS is a signal that has not been subjected to clip processing, the range in which the feedback loop can be linearly controlled can be expanded, and high-speed automatic light control can be performed.

【0032】この輝度情報信号YIRISは図1に示すよう
に調光回路20に入力される。調光回路20は、輝度情
報信号YIRISが所定の値になるよう絞り機構12を制御
することにより、観察対象に照射される光量を調節す
る。即ち、輝度情報信号YIRISの値が所定値より小さい
場合(輝度が低い場合)には光量が増加するように、ま
た輝度情報信号YIRISの値が所定値より大きい場合(輝
度が高い場合)には光量が減少するように、絞り機構1
2を制御駆動することにより、常にほぼ一定の輝度が得
られるようにしている。
The luminance information signal YIRIS is input to the dimming circuit 20 as shown in FIG. The dimming circuit 20 adjusts the amount of light applied to the observation target by controlling the diaphragm mechanism 12 so that the luminance information signal YIRIS has a predetermined value. That is, when the value of the luminance information signal YIRIS is smaller than a predetermined value (when the luminance is low), the light amount is increased, and when the value of the luminance information signal YIRIS is larger than the predetermined value (when the luminance is high). Aperture mechanism 1 so that the light amount decreases.
By controlling and driving the pixel 2, an almost constant luminance is always obtained.

【0033】さらに、輝度情報信号YIRISのレベルが低
く、輝度情報信号YIRISの示す値が所定の閾値より小さ
くなる場合には、システムコントローラ27に輝度情報
信号YIRISのレベルが低いことを示す信号を送出する。
輝度情報信号YIRISのレベルが低い場合に、システムコ
ントローラ27は、信号処理装置10に所定のコマンド
を送出し、CCD5の電荷蓄積時間を変更することがで
きる。本実施の形態においては、観察対象の輝度が比較
的高いときには、フレーム蓄積駆動モードでCCD5が
駆動され、観察対象の輝度が比較的低い場合には低シャ
ッターモードである4フィールド蓄積駆動モードでCC
D5が駆動されるようになっている。フレーム蓄積駆動
および4フィールド蓄積駆動については後に説明する。
なお、信号処理装置10はCCD5の駆動信号に同期し
たサンプル/ホールド制御信号をシステムコントローラ
27に出力する。
Further, when the level of the luminance information signal YIRIS is low and the value indicated by the luminance information signal YIRIS is smaller than a predetermined threshold, a signal indicating that the level of the luminance information signal YIRIS is low is sent to the system controller 27. I do.
When the level of the luminance information signal YIRIS is low, the system controller 27 can send a predetermined command to the signal processing device 10 to change the charge accumulation time of the CCD 5. In the present embodiment, when the luminance of the observation target is relatively high, the CCD 5 is driven in the frame accumulation driving mode, and when the luminance of the observation target is relatively low, the CCD 5 is driven in the four-field accumulation driving mode which is the low shutter mode.
D5 is driven. The frame accumulation driving and the four-field accumulation driving will be described later.
The signal processing device 10 outputs a sample / hold control signal synchronized with the drive signal of the CCD 5 to the system controller 27.

【0034】図8は、自動調光を行うための制御系を示
すブロック図である。絞り機構12は、図8に示すよう
に、絞り123、絞り123を駆動するための駆動モー
タ122、そして絞り123の状態(絞り値)を検出す
るための絞りセンサ121とを有している。絞りセンサ
121は、絞り123により規定される開口の大きさに
対応した電圧値を出力するセンサである。ランプ13か
ら射出された光は絞り123の開口を介してコンデンサ
レンズ11に入射し、ライトガイド1に入射する。
FIG. 8 is a block diagram showing a control system for performing automatic light control. As shown in FIG. 8, the aperture mechanism 12 has an aperture 123, a drive motor 122 for driving the aperture 123, and an aperture sensor 121 for detecting the state (aperture value) of the aperture 123. The aperture sensor 121 is a sensor that outputs a voltage value corresponding to the size of the aperture defined by the aperture 123. The light emitted from the lamp 13 enters the condenser lens 11 via the aperture of the stop 123 and enters the light guide 1.

【0035】調光回路20は、スコープ部7の信号処理
装置10により出力された輝度情報信号YIRISを積分す
る第1の積分器201を有する。第1の積分器201の
出力は第1のスイッチSWaの端子1に印加される。ま
た、絞りセンサ121の出力電圧が第1のスイッチSW
aの端子2に印加されている。絞りセンサ121の出力
電圧はまた、第2の積分器202にも入力される。第2
の積分器202の出力端にはサンプル/ホールド回路2
03が接続されている。サンプル/ホールド回路203
の出力値は第2のスイッチSWbの端子2に印加されて
いる。第2スイッチSWbの端子1には信号処理回路2
8から出力される所定の電圧(目標電圧)が印加されて
いる。
The dimming circuit 20 has a first integrator 201 for integrating the luminance information signal YIRIS output by the signal processing device 10 of the scope section 7. The output of the first integrator 201 is applied to the terminal 1 of the first switch SWa. Further, the output voltage of the aperture sensor 121 is changed to the first switch SW.
a is applied to terminal 2. The output voltage of the aperture sensor 121 is also input to the second integrator 202. Second
The sample / hold circuit 2 is connected to the output terminal of the integrator 202 of FIG.
03 is connected. Sample / hold circuit 203
Is applied to the terminal 2 of the second switch SWb. The signal processing circuit 2 is connected to the terminal 1 of the second switch SWb.
A predetermined voltage (target voltage) output from the reference numeral 8 is applied.

【0036】第1および第2スイッチSWa、SWbの
端子の切換えは、サンプル/ホールド回路203の動作
を制御するサンプル/ホールド制御信号により、連動し
て行われる。即ち、第1スイッチSWaにおいて端子1
がスイッチの出力端子と接続されている場合には、第2
スイッチSWbの端子1が第2スイッチの出力端子と導
通状態となっている。図8にはこの状態が示されてい
る。サンプル/ホールド制御信号の状態が変わると、第
1および第2のスイッチSWa、SWbの端子1がそれ
ぞれ、各スイッチの出力端子と導通状態になる。
The switching of the terminals of the first and second switches SWa and SWb is performed in conjunction with a sample / hold control signal for controlling the operation of the sample / hold circuit 203. That is, in the first switch SWa, the terminal 1
Is connected to the output terminal of the switch, the second
The terminal 1 of the switch SWb is conductive with the output terminal of the second switch. FIG. 8 shows this state. When the state of the sample / hold control signal changes, the terminal 1 of each of the first and second switches SWa and SWb becomes conductive with the output terminal of each switch.

【0037】すなわち、スイッチSWaおよびSWbが
共に端子1側にセットされている場合には、電圧比較器
204の負端子にはYIRISの積分値が、正端子にはシス
テムコントローラ27からの目標電圧値が入力される。
また、スイッチSWaおよびSWbが共に端子2側にセ
ットされている場合には、電圧比較器204の負端子に
は絞りセンサ121の出力電圧が、正端子にはサンプル
/ホールド回路203の出力値が、それぞれ入力され
る。
That is, when both the switches SWa and SWb are set to the terminal 1 side, the negative terminal of the voltage comparator 204 has the integrated value of YIRIS, and the positive terminal has the target voltage value from the system controller 27. Is entered.
When the switches SWa and SWb are both set to the terminal 2 side, the output voltage of the aperture sensor 121 is applied to the negative terminal of the voltage comparator 204, and the output value of the sample / hold circuit 203 is applied to the positive terminal. , Respectively.

【0038】なお、サンプル/ホールド制御信号は、ス
コープ部7の信号処理回路10より出力される制御信号
に同期して生成され、タイミング発生回路17より出力
される。この動作について次に説明する。
The sample / hold control signal is generated in synchronization with the control signal output from the signal processing circuit 10 of the scope section 7, and is output from the timing generation circuit 17. This operation will be described below.

【0039】図2において、タイミング発生器101は
ドライバ102に制御信号を送り、フレーム蓄積とフィ
ールド蓄積とを切り換えたり、電荷蓄積のタイミングを
制御する。CCDドライバ102は、CCD5を、垂直
方向においては4相(V1〜V4)、水平方向において
は2相(H1、H2)で駆動する。
In FIG. 2, a timing generator 101 sends a control signal to a driver 102 to switch between frame accumulation and field accumulation and to control the timing of charge accumulation. The CCD driver 102 drives the CCD 5 in four phases (V1 to V4) in the vertical direction and two phases (H1, H2) in the horizontal direction.

【0040】通常の動作状態(フレーム駆動)では、比
較器204からLレベルの信号が出力されている。この
時、タイミング発生器101からは、フレーム蓄積駆動
モードで駆動することを示す駆動モード信号およびイネ
ーブル信号Hが出力され、これにより、ドライバ102
はフレーム蓄積駆動モードで垂直同期信号に同期してC
CD5を駆動する。CCD5の駆動は、偶数・奇数の各
フィールド毎に1/30秒の電荷蓄積が行われ、信号の
転送は偶数・奇数フィールド交互に1/60秒毎に行わ
れる(図7のタイミングチャートにおけるフレーム蓄積
モードの部分参照)。すなわち、通常の動作状態では、
シャッター速度が1/30秒であり、映像信号の出力は
1/60秒毎に行われる。
In a normal operation state (frame driving), an L-level signal is output from the comparator 204. At this time, the timing generator 101 outputs a driving mode signal indicating that the driving is performed in the frame accumulation driving mode and an enable signal H, and thereby the driver 102
Is the frame accumulation driving mode and C is synchronized with the vertical synchronizing signal.
Drive CD5. In driving the CCD 5, charge is accumulated for 1/30 seconds for each of the even-numbered and odd-numbered fields, and signal transfer is performed every 1/60 second for the even-numbered and odd-numbered fields (see the frame in the timing chart of FIG. 7). See the accumulation mode section). That is, in a normal operating state,
The shutter speed is 1/30 second, and the output of the video signal is performed every 1/60 second.

【0041】比較器204からHレベルの信号が出力さ
れ、システムコントローラ27が、被写体輝度が所定値
よりも暗い低輝度状態と判断した場合には、システムコ
ントローラ27からタイミング発生器101に所定のコ
マンドが送られる。タイミング発生器101はこの時、
CCD5の駆動モードを2フィールド蓄積駆動モードと
し、1/60秒の周期でイネーブル信号のHとLとを切
り換える(図7の4フィールド蓄積モードの部分参
照)。
When an H level signal is output from the comparator 204 and the system controller 27 determines that the subject brightness is lower than a predetermined value, the system controller 27 sends a predetermined command to the timing generator 101. Is sent. At this time, the timing generator 101
The driving mode of the CCD 5 is set to a two-field accumulation driving mode, and the enable signal H and L are switched at a period of 1/60 seconds (see the four-field accumulation mode in FIG. 7).

【0042】なお、イネーブル信号がHのときにはCC
D5の受光部から垂直転送部への電荷転送が可能である
が、イネーブル信号がLの時にはCCDの受光部から垂
直転送部への電荷の転送が禁止される。また、このと
き、駆動モードが、電荷蓄積時間が1/15秒の、垂直
方向に互いに隣接する画素の画素信号を交互に足し合わ
せて読み出す4フィールド蓄積駆動に切り換えられる
(図7の4フィールド蓄積モード)。4フィールド蓄積
駆動の場合には、n番目の画素とn+1番目の画素の画
素信号の和、n−1番目の画素とn番目の画素の画素信
号の和が、1/15秒ごとに交互に偶数フィールド・奇
数フィールド信号(実際には偶数・奇数画素の画素信号
の和であるが)として出力される。
Note that when the enable signal is H, CC
Although charge transfer from the light receiving section of D5 to the vertical transfer section is possible, transfer of charge from the light receiving section of the CCD to the vertical transfer section is prohibited when the enable signal is L. At this time, the driving mode is switched to the four-field accumulation driving in which the charge accumulation time is 1/15 second and the pixel signals of the vertically adjacent pixels are alternately added and read (the four-field accumulation driving in FIG. 7). mode). In the case of four-field accumulation driving, the sum of the pixel signals of the n-th pixel and the (n + 1) -th pixel and the sum of the pixel signals of the (n-1) -th pixel and the n-th pixel alternately every 1/15 second. It is output as an even field / odd field signal (although it is actually the sum of the pixel signals of the even and odd pixels).

【0043】フレーム蓄積時は、1/30秒のシャッタ
ースピードで、奇数・偶数フィールドの信号が1/60
秒毎に出力されるが、4フィールド蓄積時には、隣接す
る垂直方向の画素2ピクセルを電荷転送時に加算して出
力するため、実質上の感度はフレーム蓄積の場合の約4
倍となる。
At the time of frame accumulation, signals of odd / even fields are divided by 1/60 at a shutter speed of 1/30 second.
It is output every second, but when four fields are accumulated, two adjacent pixels in the vertical direction are added and outputted at the time of charge transfer, so that the practical sensitivity is about 4 times that in the case of frame accumulation.
Double.

【0044】なお、4フィールド蓄積を行った場合、水
平解像度は低下することになる。しかし、上述の通り感
度を大幅に向上させることができるため、フレーム蓄積
で駆動された場合のCCD5の出力を単にアンプを用い
て増幅する場合に比べてノイズの混入などを抑制するこ
とができる。
When four fields are accumulated, the horizontal resolution is reduced. However, as described above, since the sensitivity can be greatly improved, noise mixing and the like can be suppressed as compared with a case where the output of the CCD 5 when driven by frame accumulation is simply amplified using an amplifier.

【0045】4フィールド蓄積が行われると、図7に示
すように、垂直同期信号VDに対し、映像信号がCCD
5から出力される期間と出力されない期間が生ずる。し
かし、映像信号がCCD5から出力されていない期間
も、モニタ装置29に対しては垂直同期信号に同期して
ビデオ信号を送出し続ける必要がある。本実施の形態に
おいては、CCD5が4フィールド駆動されている間
は、メモリ19にフィールド信号が格納されるため、こ
れを繰り返し読み出してモニタ装置29に出力するよう
にしている。この動作について次に説明する。
When the four-field accumulation is performed, as shown in FIG.
5 and a non-output period occur. However, it is necessary to keep sending the video signal to the monitor device 29 in synchronization with the vertical synchronizing signal even during the period when the video signal is not output from the CCD 5. In the present embodiment, while the CCD 5 is driven for four fields, a field signal is stored in the memory 19, and is read out repeatedly and output to the monitor device 29. This operation will be described below.

【0046】システムコントローラ27から低輝度状態
を示すコマンドが信号処理装置10に送信されると、タ
イミング発生器101は図7に示すような、HとLが交
互に切り替わるイネーブル信号を出力する。
When a command indicating a low-luminance state is transmitted from the system controller 27 to the signal processing device 10, the timing generator 101 outputs an enable signal that alternately switches between H and L as shown in FIG.

【0047】このイネーブル信号は、ドライバ102に
出力されると同時に、システムコントローラ27にも送
られる。システムコントローラ27は、タイミングジェ
ネレータ27から受け取るイネーブル信号をタイミング
発生回路17に転送する。タイミング発生回路17は、
イネーブル信号がHの期間のみメモリ19にフィールド
データを書き込むための同期信号を出力し、イネーブル
信号がLの期間はフィールドデータがメモリ19に書き
込まれないようにしている。なお、メモリ19からのデ
ータの読み出しのための信号はイネーブル信号の状態に
かかわらず通常と同様に出力する。
This enable signal is output to the driver 102 and also to the system controller 27 at the same time. The system controller 27 transfers the enable signal received from the timing generator 27 to the timing generation circuit 17. The timing generation circuit 17
A synchronization signal for writing field data to the memory 19 is output only during the period when the enable signal is H, and the field data is not written to the memory 19 when the enable signal is L. Note that a signal for reading data from the memory 19 is output as usual regardless of the state of the enable signal.

【0048】さらに、タイミング発生回路17は、シス
テムコントローラ27から受信したイネーブル信号に対
応する信号に所定の処理を施した後、これをサンプル/
ホールド制御信号として調光回路20のサンプル/ホー
ルド回路203を制御する。即ち、信号処理回路10
は、CCD5が映像信号を出力している間のみサンプル
/ホールド制御信号をH(ハイレベル)とし、CCD5
から映像信号が出力されていない期間はサンプル/ホー
ルド制御信号をL(ローレベル)とする。
Further, the timing generation circuit 17 performs a predetermined process on a signal corresponding to the enable signal received from the system controller 27, and then performs a sampling /
The sample / hold circuit 203 of the dimming circuit 20 is controlled as a hold control signal. That is, the signal processing circuit 10
Indicates that the sample / hold control signal is set to H (high level) only while the CCD 5 is outputting a video signal,
The sample / hold control signal is set to L (low level) during a period in which no video signal is output from.

【0049】上記第1および第2のスイッチSWa、S
Wbは、サンプル/ホールド制御信号がHの時には端子
1をそれぞれ選択し、サンプル/ホールド制御信号がL
の時には端子2を選択するよう構成されている。
The first and second switches SWa, S
Wb selects the terminal 1 when the sample / hold control signal is H, and selects the terminal 1 when the sample / hold control signal is L
In such a case, the terminal 2 is selected.

【0050】図8に示されている第1および第2のスイ
ッチSWa、SWbの状態は、輝度情報信号YIRISに基
づいて絞り123を駆動する、通常の自動調光動作が行
われる時の状態である。この時サンプル/ホールド制御
信号はHとなっている。図2において、輝度情報信号YI
RISは積分器201により積分され、第1のスイッチS
Waを介して比較器の負端子に印加される。一方、比較
器204の正端子には、システムコントローラ27から
の目標電圧が印加される。駆動回路205は、比較器2
04からの出力に基づいて、YIRISの積分値が目標電圧
に近づくように駆動モータ122を駆動して絞り123
の絞り量を調整する(調光する)。
The state of the first and second switches SWa and SWb shown in FIG. 8 is a state when a normal automatic dimming operation for driving the diaphragm 123 based on the luminance information signal YIRIS is performed. is there. At this time, the sample / hold control signal is at H level. In FIG. 2, the luminance information signal YI
RIS is integrated by the integrator 201 and the first switch S
It is applied to the negative terminal of the comparator via Wa. On the other hand, a target voltage from the system controller 27 is applied to a positive terminal of the comparator 204. The driving circuit 205 includes the comparator 2
The drive motor 122 is driven so that the integrated value of YIRIS approaches the target voltage based on the output from the
Adjust the aperture of the lens (dimming).

【0051】例えば、観察対象が暗い場合にはYIRISの
積分値は比較的小さい値となる。すると、比較器204
からの出力は正となる。この時、駆動回路205は絞り
123が開く方向に駆動モータ122を駆動する。モー
タ122の駆動量(すなわち絞り123の開口部の変化
量)は輝度情報信号YIRISと目標電圧との差の大きさに
基づいて決定される。
For example, when the observation target is dark, the integrated value of YIRIS is a relatively small value. Then, the comparator 204
The output from is positive. At this time, the drive circuit 205 drives the drive motor 122 in the direction in which the aperture 123 opens. The driving amount of the motor 122 (that is, the amount of change in the opening of the diaphragm 123) is determined based on the difference between the luminance information signal YIRIS and the target voltage.

【0052】図9(a)に、通常(フレーム蓄積モード
時)の自動調光時の輝度情報信号YIRISを、図9(b)
にこの時の第1の積分器201の出力波形を示す。CC
D5からは1/60秒毎に奇数・偶数フィールドの映像
信号が交互に出力され、従って、輝度情報信号YIRISに
基づいて連続的に調光を行うことができる。すなわち、
輝度情報信号YIRISとシステムコントローラ27から出
力される目標値が比較器204において比較され、比較
結果に基づいて駆動回路205が駆動モータ122を制
御して絞り123の開口の大きさを調整する。
FIG. 9A shows a luminance information signal YIRIS in normal (in frame accumulation mode) automatic light control, and FIG.
Shows the output waveform of the first integrator 201 at this time. CC
D5 alternately outputs odd-numbered / even-numbered field video signals every 1/60 second, so that continuous dimming can be performed based on the luminance information signal YIRIS. That is,
The luminance information signal YIRIS and a target value output from the system controller 27 are compared in the comparator 204, and based on the comparison result, the drive circuit 205 controls the drive motor 122 to adjust the size of the aperture of the diaphragm 123.

【0053】なお、各フレームに対応する輝度情報信号
YIRISの間には図においてホールド期間TAとして示し
たような輝度情報信号が出力されない期間TAが存在す
る。この期間TAは、絞り123を駆動しても輝度情報
に変化が無いため、従来の調光装置においてはフィード
バック系が作用せず、絞り123の状態が不安定となり
やすい期間であった。ただし、CCD5がフレーム蓄積
駆動されている場合には、この輝度情報が出力されない
期間は極めて短いため、絞り123の駆動制御に著しい
影響を与えることは無い。
The luminance information signal corresponding to each frame
There is a period TA during which no luminance information signal is output as shown as a hold period TA in the figure between YIRIS. This period TA is a period during which the luminance information does not change even when the diaphragm 123 is driven, so that the feedback system does not work in the conventional light control device, and the state of the diaphragm 123 is likely to be unstable. However, when the CCD 5 is driven for frame accumulation, the period during which the luminance information is not output is extremely short, so that the driving control of the aperture 123 is not significantly affected.

【0054】本実施の形態においては、上記ホールド期
間TAの期間中はサンプル/ホールド制御信号がLとな
るため、第1及び第2のスイッチSWa、SWbにおい
て共に端子2が選択される。また、同時にサンプル/ホ
ールド回路203もサンプル/ホールド制御信号により
制御されて、積分器202の値をサンプルしホールドす
る。従って、サンプル/ホールド制御信号がHからLに
変わる直前の絞りの位置を示す絞りセンサ121の出力
電圧が第2スイッチSWbを介して比較器204の正端
子に印加される。また、絞りセンサ121の出力電圧は
リアルタイムで第1スイッチSWaを介して比較器の負
端子に印加される。このため、サンプル/ホールド制御
信号がHからLに変わる直前の絞り123の位置を目標
位置とするフィードバック系が構成される。
In this embodiment, since the sample / hold control signal becomes L during the hold period TA, the terminal 2 is selected in both the first and second switches SWa and SWb. At the same time, the sample / hold circuit 203 is also controlled by the sample / hold control signal to sample and hold the value of the integrator 202. Therefore, the output voltage of the aperture sensor 121 indicating the aperture position immediately before the sample / hold control signal changes from H to L is applied to the positive terminal of the comparator 204 via the second switch SWb. The output voltage of the aperture sensor 121 is applied to the negative terminal of the comparator via the first switch SWa in real time. For this reason, a feedback system is configured in which the target position is the position of the diaphragm 123 immediately before the sample / hold control signal changes from H to L.

【0055】観察対象の輝度が所定の輝度より低い場合
には、CCD5は4フィールド蓄積駆動モード(低速シ
ャッターモード)で駆動される。
When the luminance of the observation target is lower than the predetermined luminance, the CCD 5 is driven in a four-field accumulation driving mode (low-speed shutter mode).

【0056】図9(c)に低速シャッターモード(4フ
ィールド蓄積駆動モード)で駆動された場合に信号処理
回路10から出力される輝度情報信号YIRISの一例を示
す。図9(c)に示す例においては、CCD5は、連続
する4つのフィールドに対応する期間(1/15秒)、
電荷の蓄積を行い、その直後の垂直転送クロックに同期
して電荷を転送するよう制御されている。なお、図9
(c)に示す映像信号に同期して、信号処理回路10か
らサンプル/ホールド制御信号が図9(e)に示すよう
に出力される。
FIG. 9C shows an example of the luminance information signal YIRIS output from the signal processing circuit 10 when driven in the low-speed shutter mode (four-field accumulation driving mode). In the example shown in FIG. 9C, the CCD 5 operates for a period (1/15 second) corresponding to four continuous fields,
The charge is accumulated, and the charge is transferred in synchronization with the vertical transfer clock immediately thereafter. Note that FIG.
The sample / hold control signal is output from the signal processing circuit 10 as shown in FIG. 9E in synchronization with the video signal shown in FIG.

【0057】低速シャッター(4フィールド蓄積モー
ド)で駆動されている場合、CCD5から映像信号が出
力されている間は、通常の自動調光動作(すなわち、輝
度情報信号YIRISに基づくフィードバック制御)が行わ
れる。一方、無信号期間(即ち起動情報信号YIRISが出
力されない期間)TBは、サンプル/ホールド制御信号
がLレベルに設定され、これに対応して、第1のスイッ
チSWaおよび第2のスイッチSWbは共に端子2に切
り換えられる。この時、サンプル/ホールド回路203
が駆動され、映像信号の出力期間の最後(すなわち、第
1及び第2のスイッチSWa、SWbが端子2に切り換
えられる直前)の絞り位置センサ121の出力電圧をサ
ンプルホールドする。このサンプル・ホールドされた電
圧を比較器204の正端子に目標電圧として印加し、絞
りセンサ121の現在の電圧値を比較に204の負端子
に印可することにより、絞り123を、映像信号出力期
間の最後の段階での状態に維持するサーボ系に切り換え
ることになる。
When driven by a low-speed shutter (four-field accumulation mode), while a video signal is being output from the CCD 5, a normal automatic dimming operation (that is, feedback control based on the luminance information signal YIRIS) is performed. Be done. On the other hand, during the non-signal period (that is, the period during which the start information signal YIRIS is not output) TB, the sample / hold control signal is set to L level, and accordingly, both the first switch SWa and the second switch SWb Switch to terminal 2. At this time, the sample / hold circuit 203
Is driven to sample and hold the output voltage of the diaphragm position sensor 121 at the end of the video signal output period (that is, immediately before the first and second switches SWa and SWb are switched to the terminal 2). The sampled and held voltage is applied as a target voltage to the positive terminal of the comparator 204, and the current voltage value of the aperture sensor 121 is applied to the negative terminal of the comparator 204 for comparison. Is switched to the servo system which maintains the state at the last stage of the above.

【0058】以上のような構成により、無信号期間中の
絞り123は映像信号出力期間の最後の調光状態で安定
する。すなわち、無信号期間中は、調光回路は映像信号
の変化に関係なく絞り固定制御モードとして動作する。
従って、映像信号が出力されていないことにより絞り1
23が開放されるような誤動作を防ぐことができる。し
かも、映像信号期間の最後における絞りセンサ121の
出力値に現在の絞りセンサ121の出力値を一致させる
よう駆動モータ122を制御するサーボ系を構成するた
め、単に駆動モータ122を停止状態とする場合より
も、絞り123の位置が安定する。
With the above configuration, the aperture 123 during the no-signal period is stabilized in the last dimming state during the video signal output period. That is, during the non-signal period, the dimming circuit operates in the fixed aperture control mode regardless of the change in the video signal.
Therefore, the stop 1
It is possible to prevent an erroneous operation in which the opening 23 is opened. Moreover, in order to configure a servo system that controls the drive motor 122 so that the current output value of the aperture sensor 121 matches the output value of the aperture sensor 121 at the end of the video signal period, the drive motor 122 is simply stopped. Thus, the position of the stop 123 is more stable.

【0059】なお、上述のように、CCD5がフレーム
蓄積駆動されている場合においても、輝度情報信号が出
力されない期間TAは、絞り値のサンプル/ホールドに
よる絞り制御を行っているが、フレーム蓄積駆動時の無
輝度情報信号期間は前述のようにきわめて短いため、こ
の間はサーボ制御を行わないようにすることも可能であ
る。
As described above, even when the CCD 5 is driven for frame accumulation, during the period TA during which no luminance information signal is output, aperture control is performed by sampling / holding the aperture value. Since the non-luminance information signal period at the time is extremely short as described above, it is also possible not to perform servo control during this period.

【0060】以上のように、本発明によれば、映像信号
期間だけでなく無信号期間も常に閉ループ制御により絞
り123の位置を制御しているため、低速シャッターモ
ード(4フィールド蓄積駆動)など、映像信号が出力さ
れない期間が比較的長くなる動作モードであっても、正
確にかつ安定した状態で絞り位置を制御することができ
る。しかも、無信号期間においては直前の映像信号期間
中の絞り位置を維持するよう閉ループ制御しているた
め、次の映像信号期間に於ける自動調光処理の絞りの初
期位置が目標位置から大きくは外れないため、自動調光
処理が高速に行われることになる。
As described above, according to the present invention, the position of the diaphragm 123 is always controlled by the closed loop control not only in the video signal period but also in the non-signal period. Even in an operation mode in which the period during which no video signal is output is relatively long, the aperture position can be controlled accurately and stably. In addition, since the closed loop control is performed so as to maintain the aperture position during the immediately preceding video signal period during the no-signal period, the initial aperture position of the automatic light control processing in the next video signal period is not significantly larger than the target position. Since it does not deviate, the automatic light control processing is performed at high speed.

【0061】なお、上記実施の形態では4フィールド蓄
積駆動の場合について説明したが、他の駆動モード、た
とえば2フィールド蓄積駆動など、映像信号の出力され
ない期間が存在する場合に、本発明を適用することによ
り安定した、そして高速な自動調光処理が可能となる。
In the above embodiment, the case of four-field storage drive has been described. However, the present invention is applied to a case where there is a period during which no video signal is output, such as another drive mode, for example, two-field storage drive. This enables stable and high-speed automatic light control processing.

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

【図1】本発明の実施の形態の電子内視鏡システムの構
成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an electronic endoscope system according to an embodiment of the present invention.

【図2】スコープユニットに内蔵される信号処理装置の
構成を示すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of a signal processing device built in the scope unit.

【図3】スコープユニット内蔵の信号処理装置おいて、
信号処理回路に入力される波形の例である。
FIG. 3 shows a signal processing device with a built-in scope unit.
5 is an example of a waveform input to a signal processing circuit.

【図4】スコープユニット内蔵の信号処理装置おいて、
図3の波形が信号処理回路に入力された場合の同回路の
出力波形の例である。
FIG. 4 shows a signal processing device with a built-in scope unit.
4 is an example of an output waveform of the signal processing circuit when the waveform of FIG. 3 is input to the signal processing circuit.

【図5】スコープユニット内蔵の信号処理装置おいて、
図3の波形が信号処理回路に入力された場合の同回路の
出力波形の例である。
FIG. 5 shows a signal processing device with a built-in scope unit.
4 is an example of an output waveform of the signal processing circuit when the waveform of FIG. 3 is input to the signal processing circuit.

【図6】スコープユニット内蔵の信号処理装置おいて、
図3の波形が信号処理回路に入力された場合の同回路の
出力波形の例である。
FIG. 6 shows a signal processing device with a built-in scope unit.
4 is an example of an output waveform of the signal processing circuit when the waveform of FIG. 3 is input to the signal processing circuit.

【図7】CCDのフレーム蓄積およびフィールド蓄積の
タイミングを示すタイミングチャートである。
FIG. 7 is a timing chart showing timings of frame accumulation and field accumulation of the CCD.

【図8】自動調光回路の構成を示すブロック図である。FIG. 8 is a block diagram illustrating a configuration of an automatic dimming circuit.

【図9】CCDの駆動タイミングと絞り位置センサの出
力の積分信号を示すタイミングチャートである。
FIG. 9 is a timing chart showing an integration signal of a CCD drive timing and an output of an aperture position sensor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100 電子内視鏡システム 1 ライトガイド 2 配光レンズ 4 挿入部 5 カラーCCD 6 対物レンズ 7 スコープ部 8 結合部 10 信号処理装置 11 コンデンサレンズ 12 絞り機構 13 ランプ 16 ランプ用光源 17 タイミングジェネレータ 18A、18B、18C A/D変換器 20 調光回路 23A、23B、23C D/A変換器 27 システムコントローラ 100 Electronic endoscope system 1 Light guide 2 Light distribution lens 4 Insertion part 5 color CCD 6 Objective lens 7 Scope section 8 Joint 10 Signal processing device 11 Condenser lens 12 Aperture mechanism 13 lamp 16 Light source for lamp 17 Timing Generator 18A, 18B, 18C A / D converter 20 dimming circuit 23A, 23B, 23C D / A converter 27 System Controller

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平9−84758(JP,A) 特開 平9−90238(JP,A) 特開 平5−168590(JP,A) 特開 平9−37236(JP,A) 特公 平5−75234(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) A61B 1/00 - 1/32 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-9-84758 (JP, A) JP-A-9-90238 (JP, A) JP-A-5-168590 (JP, A) JP-A 9-84 37236 (JP, A) JP 5-75234 (JP, B2) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) A61B 1/00-1/32

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】被写体の光学像を受光し、前記光学像に対
応した映像信号を出力する撮像素子と、 前記被写体に光を照射する光照射手段と、 前記光照射手段の照射光量を調整する絞り機構と、前記絞り機構の開口状態を検出する絞りセンサと、 前記映像信号が前記撮像素子から出力されている期間
中、前記映像信号に基づいて前記絞り機構を駆動する第
1の制御手段と、 前記撮像素子が前記映像信号を出力していない期間中、
前記絞りセンサの出力に基づいて、直前の前記映像信号
が出力されている期間中の最後の前記絞り機構の状態を
目標として該絞り機構の状態を閉ループ制御により一定
状態に維持する第2の制御手段と、を有することを特徴
とする電子内視鏡システムの自動調光装置。
An image pickup device for receiving an optical image of a subject and outputting a video signal corresponding to the optical image; a light irradiating unit for irradiating the subject with light; and adjusting an irradiation light amount of the light irradiating unit. A diaphragm mechanism, a diaphragm sensor for detecting an opening state of the diaphragm mechanism, and first control means for driving the diaphragm mechanism based on the video signal during a period in which the video signal is output from the image sensor. While the image sensor is not outputting the video signal,
The video signal immediately before based on the output of the aperture sensor
The state of the last aperture mechanism during the period when
An automatic light control device for an electronic endoscope system, comprising: a second control means for maintaining a state of the aperture mechanism at a constant state by closed loop control as a target .
【請求項2】前記電子内視鏡システムの自動調光装置
は、さらに前記撮像素子を駆動する撮像素子駆動手段を
有し、前記撮像素子駆動手段の駆動信号に同期して前記
第1の制御手段または前記第2の制御手段が選択的に用
いられることを特徴とする、請求項1に記載の電子内視
鏡システムの自動調光装置。
2. The automatic light control device of the electronic endoscope system further comprises an image pickup device driving means for driving the image pickup device, wherein the first control is synchronized with a drive signal of the image pickup device driving means. The automatic light control device of the electronic endoscope system according to claim 1, wherein the control unit or the second control unit is selectively used.
【請求項3】前記撮像素子は単板式のカラー撮像素子で
あることを特徴とする請求項1または2のいずれかに記
載の電子内視鏡システムの自動調光装置。
3. An automatic light control device for an electronic endoscope system according to claim 1, wherein said image pickup device is a single-plate type color image pickup device.
【請求項4】前記撮像素子が出力する映像信号に基づい
てY信号、R−Y信号、およびB−Y信号を生成する信
号生成回路と、前記Y信号、R−Y信号、およびB−Y
信号に所定の信号処理を施す信号処理回路を有し、 前記第1の制御手段は、前記信号生成回路により出力さ
れたY信号を、前記絞り機構駆動の際に参照する輝度情
報信号YIRISとして利用することを特徴とする、請求項
3に記載の電子内視鏡システムの自動調光装置。
4. A signal generation circuit for generating a Y signal, an RY signal, and a BY signal based on a video signal output from the image sensor, and a Y signal, an RY signal, and a BY signal.
A signal processing circuit that performs predetermined signal processing on the signal, wherein the first control unit uses the Y signal output by the signal generation circuit as a luminance information signal YIRIS referenced when the diaphragm mechanism is driven The automatic light control device of the electronic endoscope system according to claim 3, wherein the automatic light control device is used.
【請求項5】前記信号処理は、γ補正を含むことを特徴
とする、請求項4に記載の電子内視鏡システムの自動調
光装置。
5. The automatic light control device for an electronic endoscope system according to claim 4, wherein said signal processing includes gamma correction.
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