JP3836593B2 - Electronic endoscope device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は電子内視鏡装置、特に撮像素子に蓄積される全画素を読み出す全画素読出し方式を利用して静止画を形成する電子内視鏡装置の構成に関する。
【0002】
【従来の技術】
電子内視鏡装置では、固体撮像素子として例えばCCD(Charge Coupled Device)が用いられており、このCCDにおいては光電変換素子により画素単位で蓄積される電荷を読み出すことにより、画像信号(ビデオ信号)が得られるように構成される。そして、例えば同時式の電子内視鏡装置では、上記CCDの上面に、画素単位で色フィルタが配置され、これによってカラー画像が得られる。
【0003】
図5には、上記の色フィルタの配列状態が示されており、図示されるように、CCD1の撮像面には、例えば偶数ラインにMg(マゼンタ)、Cy(シアン)の画素、奇数ラインにG(グリーン)、Ye(イエロー)の画素が配列される。このCCD1では、これらの色フィルタを介して画素単位の蓄積電荷(画素信号)が得られることになる。
【0004】
そして、従来の色差線順次混合読出し方式によれば、上下ラインの画素の蓄積電荷が加算混合されて読み出される。例えば、1回目の露光時に0ラインと1ラインの混合信号、2ラインと3ラインの混合信号、…というような奇数(Odd)フィールドのビデオ信号が読み出され、2回目の露光時に1ラインと2ラインの混合信号、3ラインと4ラインの混合信号、…というような偶数(Even)フィールドのビデオ信号が読み出される。従って、CCD1の2ラインの混合信号がフィールド画像の1ラインの信号となり、1回の露光で奇数又は偶数の1フィールドのデータが得られることになる。
【0005】
図6には、上記CCD1から読み出される信号の動作が示されており、電子内視鏡装置では、図(A)に示されるように、1/60秒(垂直同期期間)毎のO(Odd)/E(Even)信号(フィールド信号)に基づいて奇数フィールドと偶数フィールドを形成している。このため、図(B)に示されるように、上記1/60秒の期間中の電子シャッタの蓄積(露光)時間Tにより信号蓄積が行われ、次の1/60秒の期間で蓄積混合信号の読出しが行われる。この結果、図(C)に示されるように、奇数(Odd)フィールド信号、偶数(Even)フィールド信号が得られることになり、例えばn−1番目の奇数フィールド信号は、図5の左側に示した(0+1)ライン,(2+3)ライン,(4+5)ライン…の混合信号となり、n番目の偶数フィールド信号は、図5の右側に示した(1+2)ライン,(3+4)ライン…の混合信号となる。
【0006】
そして、これらの奇数フィールド信号と偶数フィールド信号は、インターレース走査されて1フレームの画像として形成され、この画像がモニタ上に動画として表示される。また、内視鏡装置では、操作部にフリーズスイッチが配置されており、このフリーズスイッチが押されたときには、そのときの静止画が形成、表示される。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記同時式の電子内視鏡装置においては、上記図6(C)で示されるように、1フレーム画像を形成するための奇数フィールド画像と偶数フィールド画像との間に、1/60秒の時間のずれがあり、この間に内視鏡自体のブレや被観察体の動き等があると、静止画を表示する場合は画質(解像度、色ずれ等)が低下するという問題があった。即ち、動画の場合は、上述したCCD1における混合読み出し方式により、逆に被写体の動き等を忠実に再現する方がよいことが多いが、静止画の場合は解像度が低下してしまう。
【0008】
また、電子内視鏡装置では、信号の蓄積時間を変える電子シャッタ機能が多く採用されており、これによれば、近距離で明るい場所等において蓄積時間を短くすれば画質の向上を図ることができる。しかし、図6で示したように、1フレーム画像を形成するための2回の蓄積(露光)の間には、1/60秒のタイムラグがあり、静止画においては、蓄積時間を短くした効果が十分に享受できないという不都合もある。
【0009】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、1回の露光により撮像素子で得られた全画素を読み出して高画質の静止画を形成し、動画については動きを忠実に再現することができる電子内視鏡装置を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項1に係る発明は、複数の色フィルタが画素単位で配置された撮像素子と、フリーズスイッチが操作されたとき上記撮像素子へ所定期間の画素信号が蓄積されないように照明光を遮断する遮光手段と、上記撮像素子に蓄積された画素信号を上下ライン間で混合して出力する撮像素子出力時画素混合読出し方式、及び1回の露光で上記撮像素子に蓄積された全画素の信号を上記遮光手段で設定された遮光期間と次のフィールド期間を利用し奇数ラインと偶数ラインに分けて順次読み出す全画素読出し方式の両方式の駆動制御を実行し、この撮像素子出力時画素混合読出し方式で動画を形成し、他方の全画素読出し方式で静止画を形成する制御回路と、上記全画素読出し方式の実行時に、撮像素子から得られた上記奇数ラインの画像信号及び上記偶数ラインの画像信号を記憶するメモリと、上記全画素読出し方式の実行時に、上記メモリ内に先に記憶された奇数又は偶数ラインの一方の画像信号を1フィールド期間だけ遅らせて他方のラインの画像信号と同一位相に揃えるための位相調整メモリと、上記の各メモリから同一位相で読み出された同一露光時の上記奇数ラインと上記偶数ラインの画素信号同士を加算混合して奇数及び偶数フィールドの静止画信号を形成する混合回路と、上記撮像素子から出力された画素混合読出し方式の動画信号を直接入力し、この動画信号と上記混合回路から出力された静止画信号をフリーズスイッチの動作に基づいて切り替える画像切替え回路と、を備えてなることを特徴とする。
請求項2に係る発明は、上記制御回路は、露光量調整のために上記撮像素子の電荷蓄積時間を制御する電子シャッタ機能を実行することを特徴とする。
【0011】
上記の構成によれば、例えば通常時では撮像素子出力時画素混合読出し方式が選択されており、従来と同様に撮像素子から読み出された画素混合信号は直接、画像切替え回路へ供給され、この画像切替え回路を介して出力された画素混合信号は、動画についての信号処理が施される。そして、フリーズスイッチが押されたときに、全画素読出し方式に切り替えられ、これによって静止画が形成される。
【0012】
例えば、所定(1番目とする)の1/60秒の期間(垂直同期期間)内での露光(露光時間は任意)により蓄積された電荷は、2番目の期間(1/60秒)で撮像素子(CCD)の奇数ラインが読み出されて(転送ラインから読み出す)所定のメモリに記憶され、3番目(次の露光時)の期間で残りの偶数ラインが読み出され、これも所定メモリに記憶される。そして、この偶数ラインを読み出せるようにするために、上記2番目の期間の光源光が遮光手段により遮蔽される。
【0013】
即ち、上記奇数ラインの蓄積電荷を順次読み出す2番目の期間に、従来のように次の露光の電荷が蓄積されると、残りの偶数ラインの読み出しができない。そのため、本発明では、2番目の期間内での光出力をなくして、3番目の期間で偶数ラインの蓄積電荷を読み出す。これにより、1回の露光で得られた撮像素子の全画素分の信号を読み出すことができる。
【0014】
次に、上記のメモリに最初に記憶された例えば奇数ラインのビデオ信号は、更に位相調整メモリに格納されて、1/60秒だけ遅延され、その後に、混合回路により、奇数ラインと偶数ラインのデータとの間で画素混合処理が行われる。即ち、この画素混合処理は、結果としては撮像素子からの信号出力時に行われる撮像素子出力時画素混合読出し方式と同等の信号を形成するが、1回の露光で得られた情報に基づいて画素混合を行うという点で、撮像素子出力時画素混合読出し方式と区別されるものである。
【0015】
そして、この画素混合信号により奇数フィールドと偶数フィールドのビデオ信号が形成され、これらのビデオ信号に基づいて静止画が表示される。従って、静止画は1回の露光で得られた全画素の信号に基づいて形成されることになり、高画質の画像となる。
【0016】
【発明の実施の形態】
図1には、実施形態の一例としての電子内視鏡装置の回路構成が示されており、この電子内視鏡装置はスコープ(電子内視鏡)10を、画像処理回路を有するプロセッサ装置や光源を備えた光源装置(又はこれらの装置を一体化した装置)に接続する構成となる。このスコープ10には、その先端部に図5で説明したものと同様の色フィルタを備えたCCD12が設けられると共に、光源14の光を先端部まで導くためのライトガイド15が配設される。また、スコープ10の操作部には、静止画表示のためのフリーズスイッチ16が設けられる。
【0017】
上記CCD12には、これを駆動するためのCCD駆動回路18が接続され、この駆動回路18にはタイミングジュネレータ19、マイコン(マイクロコンピュータ)20が接続され、このマイコン20には上記フリーズスイッチ16の動作信号が入力される。上記CCD駆動回路18は、マイコン20の制御に基づきタイミング信号を入力し、動画のためのCCD出力時画素混合読出し方式と、静止画のための全画素読出し方式の駆動制御をする。
【0018】
例えば、この全画素読出し方式の場合は、1回の露光でCCD12に蓄積された全画素分の蓄積データを、奇数ラインと偶数ラインに分けて(時間的にもずらして)読み出すための2種類のパルスを上記CCD駆動回路18から供給し、これに基づいてCCD12から上記奇数ラインの信号と偶数ラインの信号を別々に順次読み出すための制御を行う。なお、CCD出力時画素混合読出し方式では1種類の読出しパルスを各ラインに与えている。
【0019】
また、上記CCD12の出力信号を入力するA/D変換器22が設けられ、このA/D変換器22の後段には、全画素読出しのために、上記奇数ラインの画像データを記憶する第1メモリ23、偶数ラインの画像データを記憶する第2メモリ24、上記第1メモリ23のデータをそのまま記憶し、読出しのタイミングを1/60秒だけ遅らせるための位相調整用の第3メモリ25、静止画用混合回路26が設けられる。即ち、CCD12で得られた全画素信号は、奇数ラインのデータ(ビデオ信号)と偶数ラインのデータに分けられた状態で、それぞれのメモリ23,24に一旦格納されるが、第1メモリ23の奇数ラインデータは1/60秒遅らせることにより、第2メモリ24に格納された偶数ラインデータと同一位相とする。
【0020】
これにより、両方の画像データが同時に読み出せることになり、次段の混合回路26では、第3メモリ25の奇数ラインの画素データと第2メモリ24の偶数ラインの画素データを加算混合(静止画用画素混合処理)することができる。従って、静止画の場合は、この混合回路26で従来の色差線順次混合読出し方式と同等の画素混合信号が形成される。
【0021】
図2には、上述したCCD12から混合回路26までの回路で形成される静止画データの内容が示されている。図(A)に示されるように、CCD12では、走査線数に対応して、0ラインからNラインまで水平ラインが設けられ、この水平ラインの画素データを転送ラインに転送して読み出すように構成される。そして、上記CCD12の奇数ライン(1,3,5…ライン)のデータが図(B)の第1メモリ23(及び第3メモリ25)に格納され、偶数ライン(2,4,6…ライン)のデータが図(C)の第2メモリ24に格納される。
【0022】
これらメモリ25,24のデータは、上述したように混合回路26によって、図(B)と図(C)のライン同士で画素混合が行われ、図(D)に示されるように、0ライン+1ライン,2ライン+3ライン,4ライン+5ライン…の加算演算データが奇数(Odd)フィールドデータとして出力される。また、図(C)の読出しラインを下側に1ラインずらした状態で(図示C1 の位置から読み出す)、図(B)とライン同士で画素混合が行われ、図(E)に示されるように、1ライン+2ライン,3ライン+4ライン,5ライン+6ライン…の加算演算データが偶数(Even)フィールドデータとして出力される。なお、当該例ではCCD12のラインの奇数をODD、偶数をEVEN、インターレース走査の対象となるフィールドの奇数をOdd、偶数をEvenとして区別する。
【0023】
図1において、上記混合回路26の後段には、動画と静止画を切替える画像切替え回路27が設けられ、この画像切替え回路27は、上記フリーズスイッチ16が押された時、マイコン20の制御によりa端子からb端子へ切り替える。この画像切替え回路27には、DVP(デジタルビデオプロセッサ)29が接続されており、このDVP29では、従来と同様の画素混合読出し方式でのカラー信号処理が施され、例えば色差信号や輝度信号が形成され、像位置の制御、拡大処理等も行われる。なお、図示していないが、その他にも自動利得制御やガンマ処理回路等が適当な位置に配置される。
【0024】
このDVP29の後段には、奇数フィールドデータを記憶する第4メモリ30、偶数フィールドデータを記憶する第5メモリ31、切替え回路32及びD/A変換器33が設けられる。即ち、上記の第4メモリ30には、図2(D)のデータが色差信号等に変換された奇数(Odd)フィールドデータが記憶され、第5メモリ31には、図2(E)のデータが色差信号等に変換された偶数(Even)フィールドデータが記憶される。
【0025】
一方、上記スコープ10に配設されたライトガイド15に光を供給する光源部(又は光源装置)には、上記光源14とライトガイド15の入射端との間に、絞り35及び遮光板36が配置される。この遮光板36は、例えば半円状板を回転させる構成とされ、この遮光板36の回転駆動のために、駆動回路38が接続されている。当該例では、この遮光板36は、1/60秒毎のサイクルのフィールドO/E信号において、上記フリーズスイッチ16が押された後の所定の1/60秒間だけ光を遮断する。
【0026】
また、上記絞り35には絞り制御回路39、上記ランプ14にはランプ駆動回路40が接続されており、この絞り制御回路39は上記DVP29で得られる輝度信号に基づいて絞り35を駆動し、光源14の出力光量を調整するようになっている。
【0027】
当該例は以上の構成からなり、その作用を図3及び図4(各図はQ点で時間的に一致する)を参照しながら説明する。図3(B)に示されるように、フィールドO(Odd)/E(Even)信号として、従来と同様に、1/60秒で1フィールド画像を形成するタイミング信号が用いられる。まず、通常状態では動画処理、即ちCCD出力時画素混合読出し方式を実行するように設定されており、上記図1の遮光板36は光を遮断しない位置に配置され、光源14からの光はライトガイド15を介して先端部から被観察体内へ照射される。
【0028】
この光照射により、先端部のCCD12では被観察体内の像が捉えられ、CCD12には、像光に対応した電荷が蓄積される。この蓄積電荷は、CCD駆動回路18からの駆動パルスにより水平ライン間の画素が加算されて読み出され、図5で説明した画素混合信号が出力される。そして、このCCD12の出力信号は、A/D変換器22からスルーラインLを介して画像切替え回路27へ供給される。このとき、画像切替え回路27はマイコン20により端子a側へ切り替えられており、CCD出力信号はDVP29へ供給される。このDVP29の後の動作は、従来と同様であり、第4メモリ30に格納された奇数フィールド信号と第5メモリ31に格納された偶数フィールド信号に基づいて動画がモニタに表示される。
【0029】
一方、スコープ10のフリーズスイッチ16が押し操作されたときは、マイコン20により、上記画素混合読出し方式から静止画のための全画素読出し方式に切り替えられる。例えば、図3(A)に示されるように、フリーズスイッチ16によるトリガーTr1(又はTr2)が与えられたとすると、図3(C)に示されるように、次のO/E信号の立上がり時(t1 )から1/60秒間だけ、上記遮光板36が光路を塞ぐことになり、その間、光が遮断される[図3(D)]。従って、全画素が読み出される画像データは、遮光された期間より一つ前の1/60秒の期間の露光LでCCD12で蓄積された電荷となる。この電荷は、図3(G)の電子シャッタパルスg1 で得られたものであり、この全画素の電荷(データ)がCCD駆動回路18によって読み出される。
【0030】
即ち、図3(E)が図2(B)で示した奇数ラインの読出しパルスP1 、図3(F)が図2(C)で示した偶数ラインの読出しパルスP2 であり、図示のようにt2 時のパルスをなくした読出しパルスP1 及びt1 時のパルスをなくした読出しパルスP2 により、CCD12から奇数(ODD)ラインデータと偶数(EVEN)ラインデータが順に読み出される。従って、奇数ラインの読出しは、上記の遮光期間(t1 〜t2 )に行われ、偶数ラインの読出しは次の期間(t2 〜t3 )の間に行われる。なお、図3(G)に示されるように、電子シャッタパルスにおいても上記t1 からt2 の間には存在しない。
【0031】
そして、上記奇数ラインデータはマイコン20の制御に基づき、図4(B)のように第1メモリ23へ書き込まれ、偶数ラインデータは図4(C)のように第2メモリ24へ書き込まれる。次に、図4(D),(E)に示されるように、第1メモリ23の奇数ラインデータ及び第2メモリ24の偶数ラインデータが2回ずつ読み出され、奇数ラインデータについては、1/60秒の位相調整をするために第3メモリ25へ格納される。従って、図4の(E)と(F)から理解されるように、奇数ラインと偶数ラインのデータは同一位相(タイミング)に揃うことになる。
【0032】
このようにして上記メモリ25,24から読み出された各データは、混合回路26により画素混合されるが、当該例ではこれを可能とするために、図4(G)のように、第1メモリ23と第2メモリ24を書込み禁止とする。そして、これと同一期間に画素混合変換が行われ[図4(H)]、まず図2(D)に示した、0ライン+1ライン,2ライン+3ライン,4ライン+5ライン…の加算データが出力され、これが奇数(Odd)フィールドデータとして第4メモリ30に記憶される[図4(I)]。次に、図2(E)に示した、1ライン+2ライン,3ライン+4ライン,5ライン+6ライン…の加算データが出力され、これが偶数(Even)フィールドデータとして第5メモリ31に記憶される。
【0033】
そうして、これらの奇数フィールドデータと偶数フィールドデータが読み出されると同時に、切替え回路32は図4(K),(L)のように、各フィールドデータが交互に出力されるように第4メモリ30と第5メモリ31を選択する。これらフィールドデータは、D/A変換器33を介してモニタへ出力され、このモニタにインターレース走査により画像表示される。この結果、静止画については、同一露光時に得られた全画素データに基づいて画像表示されることになり、高画質の画像が得られることになる。従って、1/60秒間に内視鏡自体のブレ、或いは被観察体に動きがあったとしても、その影響が小さい鮮明な静止画の観察が可能となる。
【0034】
ところで、上記実施形態例では、上述したように、被観察体内の明るさに応じて電子シャッタ機能を用いることが可能であるが、本発明によれば、この電子シャッタ機能の効果を更に高めることになる。即ち、従来の方式では、2回の露光で得られたビデオ信号に基づいて画像が形成されるので、2回の露光間において動き、ブレがあると、それが画質に影響する。しかし、本発明では、1回の露光で得られたビデオ信号に基づいて静止画を形成するので、この1回の露光時間の中で信号蓄積時間を短くした効果が直接的に現れ、画質向上が顕著に現れるという利点がある。
【0035】
また、当該例では、静止画を形成する全画素読出しのための期間を1フレーム形成期間(1/30秒であるが、これは数フレームの期間としてもよい)とし、その後迅速に上記画像切替え回路27によって動画信号の方へ切り替える構成となっているので、画面の明るさを一定にする絞り制御が良好に働くという利点がある。即ち、上記の絞り制御回路39では、DVP29で形成された輝度信号に基づいて光量調整をしており、長い期間の静止画動作の後に動画に戻した場合は、遠い過去のデータに基づいて光量制御を行うことになり、ハレーションが生じたり、逆に暗い画面となったりする。しかし、当該例では、1フレームの期間の後、速やかに動画信号へ切り替えることから、上記のような問題がなくなり、安定した明るさの画像を得ることができるという利点がある。
【0036】
更に、本発明は、上記CCD12の構造やクロック周波数を変えることなく、全画素を読み出すという利点もある。即ち、従来においては、2倍の転送周波数を用いて、1/60秒の期間内に全画素を順次(奇数ライン、偶数ラインの区別なく)読み出すことも提案されている。しかし、この場合は上記CCD1の転送ライン(垂直CCD)の構造を倍の密度で形成しなければならないため構成が複雑となり、しかもクロック周波数が倍となる等の不都合がある。本発明では、このような構成を採ることなく、全画素を読み出せるという利点がある。
【0037】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、撮像素子に蓄積された画素信号を上下ライン間で混合して出力する撮像素子出力時画素混合読出し方式により動画を形成し、所定の期間だけ照明光を遮断する遮光手段を用いながら、1回の露光で上記撮像素子に蓄積された全画素の信号を奇数ラインと偶数ラインに分けて順次読み出す全画素読出し方式により静止画を形成し、かつ位相調整メモリと混合回路によって、同一露光時の奇数ラインと偶数ラインの画素信号同士を加算混合して1フィールドの静止画信号を形成するようにしたので、動画については動きを忠実に再現した滑らかな画像、一方静止画についてはブレのない高画質の画像を得ることができる。
【0038】
また、静止画においては、電子シャッタにより蓄積時間を短くした効果を得ることが可能となり、更にはCCDの構造やクロック周波数を変えることなく、全画素読出しを行うことができるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態例に係る電子内視鏡装置の回路構成を示すブロック図である。
【図2】図1のCCDから混合回路までの間で読み出される画像データを示す図である。
【図3】実施形態例における静止画形成動作を示す説明図である。
【図4】実施形態例における静止画形成動作を示し、図3の続きを示す説明図である。
【図5】従来のCCDにおける色フィルタの構成及び画素混合読出しを説明する図である。
【図6】従来のCCDでの動作を示す説明図である。
【符号の説明】
1,12 … CCD、
10 … スコープ、
16 … フリーズスイッチ、
18 … CCD駆動回路、
20 … マイコン、
23 … 第1メモリ、 24 … 第2メモリ、
25 … 位相調整(第3)メモリ、
26 … 混合回路、
27 … 画像切替え回路、
30,31 … メモリ、
36 … 遮光板、
38 … 遮光板駆動回路。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electronic endoscope apparatus, and more particularly to a configuration of an electronic endoscope apparatus that forms a still image by using an all-pixel reading method that reads all pixels accumulated in an image sensor.
[0002]
[Prior art]
In an electronic endoscope device, for example, a CCD (Charge Coupled Device) is used as a solid-state imaging device. In this CCD, an image signal (video signal) is read out by reading out charges accumulated in units of pixels by a photoelectric conversion device. Is configured to be obtained. For example, in a simultaneous electronic endoscope apparatus, a color filter is arranged on a pixel unit on the upper surface of the CCD, thereby obtaining a color image.
[0003]
FIG. 5 shows an arrangement state of the above-described color filters. As shown in the figure, on the imaging surface of the
[0004]
Then, according to the conventional color difference line sequential mixed readout method, the accumulated charges of the pixels on the upper and lower lines are added and mixed and read out. For example, an odd field video signal such as a mixed signal of 0 line and 1 line at the first exposure, a mixed signal of 2 lines and 3 lines,... An even field video signal such as a mixed signal of 2 lines, a mixed signal of 3 lines and 4 lines,... Is read out. Therefore, the mixed signal of the two lines of the
[0005]
FIG. 6 shows the operation of the signal read from the
[0006]
The odd field signal and the even field signal are interlaced and formed as an image of one frame, and this image is displayed on the monitor as a moving image. In the endoscope apparatus, a freeze switch is arranged in the operation unit. When the freeze switch is pressed, a still image at that time is formed and displayed.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described simultaneous electronic endoscope apparatus, as shown in FIG. 6C, 1/60 seconds are provided between the odd field image and the even field image for forming one frame image. There is a problem that the image quality (resolution, color misalignment, etc.) is reduced when displaying a still image if the endoscope itself shakes or the object moves during this time. That is, in the case of a moving image, it is often better to faithfully reproduce the subject's movement or the like by the above-described mixed readout method in the
[0008]
In addition, electronic endoscope apparatuses often employ an electronic shutter function that changes the signal accumulation time. According to this, the image quality can be improved by shortening the accumulation time in a bright place at a short distance. it can. However, as shown in FIG. 6, there is a time lag of 1/60 seconds between the two accumulations (exposure) for forming a one-frame image, and the effect of shortening the accumulation time in a still image. However, there is an inconvenience that cannot be fully enjoyed.
[0009]
The present invention has been made in view of the above problems, and its purpose is to read out all the pixels obtained by the imaging device by one exposure to form a high-quality still image, and to faithfully move the moving image. It is an object of the present invention to provide an electronic endoscope apparatus that can be reproduced.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, an image sensor in which a plurality of color filters are arranged in units of pixels, and a pixel signal for a predetermined period is not accumulated in the image sensor when a freeze switch is operated. In this way, the light shielding means for blocking the illumination light, the pixel mixture at the time of image sensor output that outputs the pixel signals accumulated in the image sensor mixed between the upper and lower lines, and the image sensor accumulated in one exposure This image pickup is performed by performing both-type drive control of the all-pixel readout method in which the signals of all the pixels that have been read are sequentially read into the odd-numbered lines and the even-numbered lines using the light-shielding period set by the light-shielding means and the next field period. A control circuit that forms a moving image by the pixel mixed readout method at the time of element output and forms a still image by the other all-pixel readout method, and an image obtained from the image sensor at the time of executing the above-mentioned all-pixel readout method. A memory for storing an image signal and an image signal of the even lines of the odd lines, during the execution of the all-pixel reading mode, only one field period one image signal of the odd or even lines previously stored in the memory delaying and adding the phase adjustment memory for aligning the image signal and the same phase of the other lines, the pixel signals to each other in the odd lines and the even lines at the same exposure read out in the same phase from each memory of the A mixing circuit that forms a still image signal of odd and even fields by mixing and a moving image signal of a pixel mixed readout method output from the image sensor is directly input, and the moving image signal and the still image output from the mixing circuit And an image switching circuit for switching a signal based on an operation of a freeze switch.
The invention according to
[0011]
According to the above configuration, for example, the pixel mixture readout method at the time of output of the image sensor is normally selected, and the pixel mixture signal read from the image sensor is supplied directly to the image switching circuit as in the conventional case. The pixel mixture signal output through the image switching circuit is subjected to signal processing for a moving image. Then, when the freeze switch is pressed, the mode is switched to the all-pixel readout method, thereby forming a still image.
[0012]
For example, the charge accumulated by exposure (exposure time is arbitrary) within a predetermined (first) 1/60 second period (vertical synchronization period) is imaged in the second period (1/60 second). The odd lines of the element (CCD) are read out (read from the transfer line) and stored in a predetermined memory, and the remaining even lines are read out during the third period (at the time of the next exposure). Remembered. The light source light in the second period is shielded by the light shielding means so that the even lines can be read.
[0013]
That is, if the charges for the next exposure are accumulated in the second period for sequentially reading out the accumulated charges of the odd lines, the remaining even lines cannot be read. Therefore, in the present invention, the light output in the second period is eliminated, and the accumulated charges in the even lines are read out in the third period. Thereby, the signal for all the pixels of the image sensor obtained by one exposure can be read out.
[0014]
Next, for example, the odd line video signal first stored in the above memory is further stored in the phase adjustment memory and delayed by 1/60 second, and then the odd line and even line are mixed by the mixing circuit. Pixel mixing processing is performed with the data. That is, as a result, this pixel mixing process forms a signal equivalent to the pixel mixing readout method at the time of image sensor output performed at the time of signal output from the image sensor, but the pixel based on the information obtained by one exposure. This is distinguished from the pixel mixture readout method at the time of image sensor output in that mixing is performed.
[0015]
Then, odd-numbered field and even-numbered field video signals are formed by this pixel mixed signal, and a still image is displayed based on these video signals. Therefore, the still image is formed based on the signals of all the pixels obtained by one exposure, resulting in a high quality image.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 shows a circuit configuration of an electronic endoscope apparatus as an example of the embodiment. This electronic endoscope apparatus includes a scope (electronic endoscope) 10 and a processor apparatus having an image processing circuit. It becomes the structure connected to the light source device (or device which integrated these devices) provided with the light source. The
[0017]
A
[0018]
For example, in the case of this all-pixel reading method, two types for reading out the accumulated data for all the pixels accumulated in the
[0019]
Further, an A /
[0020]
As a result, both image data can be read simultaneously, and the mixing
[0021]
FIG. 2 shows the contents of still image data formed by the circuits from the
[0022]
As described above, the data in the
[0023]
In FIG. 1, an
[0024]
In the subsequent stage of the
[0025]
On the other hand, in a light source unit (or a light source device) that supplies light to the
[0026]
A
[0027]
This example has the above-described configuration, and its operation will be described with reference to FIGS. 3 and 4 (each figure coincides with time at the point Q). As shown in FIG. 3B, as the field O (Odd) / E (Even) signal, a timing signal for forming one field image in 1/60 seconds is used as in the conventional case. First, in a normal state, it is set to execute a moving image processing, that is, a pixel mixed readout method at the time of CCD output. The
[0028]
Due to this light irradiation, the
[0029]
On the other hand, when the
[0030]
That is, FIG. 3E shows the odd-line read pulse P1 shown in FIG. 2B, and FIG. 3F shows the even-line read pulse P2 shown in FIG. 2C. Odd (ODD) line data and even (EVEN) line data are sequentially read out from the
[0031]
The odd line data is written into the
[0032]
In this way, each data read from the
[0033]
Then, at the same time when these odd-numbered field data and even-numbered field data are read, the switching
[0034]
By the way, in the above embodiment, as described above, the electronic shutter function can be used according to the brightness in the observed body. However, according to the present invention, the effect of the electronic shutter function is further enhanced. become. That is, in the conventional method, an image is formed based on the video signal obtained by the two exposures. Therefore, if there is movement and blurring between the two exposures, it affects the image quality. However, in the present invention, since a still image is formed based on the video signal obtained by one exposure, the effect of shortening the signal accumulation time directly appears in this one exposure time, and the image quality is improved. There is an advantage that appears prominently.
[0035]
In this example, the period for reading out all pixels for forming a still image is set to one frame formation period (1/30 seconds, but this may be a period of several frames), and then the above-described image switching is performed quickly. Since it is configured to switch to the moving image signal by the
[0036]
Further, the present invention has an advantage that all pixels are read out without changing the structure of the
[0037]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a moving image is formed by an image sensor output pixel mixed readout method in which pixel signals accumulated in an image sensor are mixed and output between upper and lower lines, and illumination light is emitted for a predetermined period. While using a light-shielding means that shuts off the image, a still image is formed by an all-pixel readout method that sequentially reads out the signals of all pixels accumulated in the imaging device in one exposure divided into odd lines and even lines , and phase adjustment By adding and mixing the pixel signals of the odd and even lines at the same exposure by the memory and the mixing circuit to form a still image signal of one field, a smooth image that faithfully reproduces the motion of the moving image On the other hand, a high-quality image without blur can be obtained for a still image.
[0038]
In addition, in a still image, it is possible to obtain an effect of shortening the accumulation time by the electronic shutter, and further, there is an advantage that all pixel readout can be performed without changing the structure of the CCD and the clock frequency.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a circuit configuration of an electronic endoscope apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating image data read between the CCD and the mixing circuit in FIG. 1;
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a still image forming operation in the embodiment.
FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating a still image forming operation in the embodiment and a continuation of FIG. 3;
FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration of a color filter and pixel mixture reading in a conventional CCD.
FIG. 6 is an explanatory diagram showing the operation of a conventional CCD.
[Explanation of symbols]
1,12 ... CCD,
10… Scope,
16 ... Freeze switch,
18 ... CCD drive circuit,
20 ... microcomputer,
23 ... 1st memory, 24 ... 2nd memory,
25 ... Phase adjustment (third) memory,
26 ... mixing circuit,
27 ... Image switching circuit,
30, 31 ... memory,
36 ... light shielding plate,
38: A light shielding plate driving circuit.
Claims (2)
フリーズスイッチが操作されたとき上記撮像素子へ所定期間の画素信号が蓄積されないように照明光を遮断する遮光手段と、
上記撮像素子に蓄積された画素信号を上下ライン間で混合して出力する撮像素子出力時画素混合読出し方式、及び1回の露光で上記撮像素子に蓄積された全画素の信号を上記遮光手段で設定された遮光期間と次のフィールド期間を利用し奇数ラインと偶数ラインに分けて順次読み出す全画素読出し方式の両方式の駆動制御を実行し、この撮像素子出力時画素混合読出し方式で動画を形成し、他方の全画素読出し方式で静止画を形成する制御回路と、
上記全画素読出し方式の実行時に、撮像素子から得られた上記奇数ラインの画像信号及び上記偶数ラインの画像信号を記憶するメモリと、
上記全画素読出し方式の実行時に、上記メモリ内に先に記憶された奇数又は偶数ラインの一方の画像信号を1フィールド期間だけ遅らせて他方のラインの画像信号と同一位相に揃えるための位相調整メモリと、
上記の各メモリから同一位相で読み出された同一露光時の上記奇数ラインと上記偶数ラインの画素信号同士を加算混合して奇数及び偶数フィールドの静止画信号を形成する混合回路と、
上記撮像素子から出力された画素混合読出し方式の動画信号を直接入力し、この動画信号と上記混合回路から出力された静止画信号をフリーズスイッチの動作に基づいて切り替える画像切替え回路と、を備えてなる電子内視鏡装置。An image sensor in which a plurality of color filters are arranged in units of pixels;
A light blocking means for blocking illumination light so that pixel signals for a predetermined period are not accumulated in the image sensor when a freeze switch is operated ;
An image sensor output pixel mixture readout method that mixes and outputs pixel signals accumulated in the image sensor between upper and lower lines, and signals of all pixels accumulated in the image sensor in one exposure by the light shielding means. Using the set light-shielding period and the next field period , drive control of both types of all-pixel readout method that reads sequentially into odd lines and even lines, and forms moving images with this pixel mixed readout method at the time of image sensor output A control circuit for forming a still image by the other all-pixel readout method;
A memory for storing the odd-numbered line image signal and the even-numbered line image signal obtained from the image sensor at the time of executing the all-pixel reading method;
During execution of the all-pixel reading mode, the phase adjustment for aligning the image signal and the same phase of the other line is delayed by one field period one image signal of the odd or even lines previously stored in the memory Memory,
A mixing circuit that adds and mixes the pixel signals of the odd-numbered line and the even-numbered line at the same exposure read out in the same phase from the respective memories to form still image signals of the odd-numbered and even-numbered fields;
An image switching circuit that directly inputs a moving image signal of a pixel mixed readout method output from the image sensor and switches the moving image signal and a still image signal output from the mixing circuit based on an operation of a freeze switch; An electronic endoscope apparatus.
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