JPH06261326A - Image pickup device using solid-state image pickup element - Google Patents

Image pickup device using solid-state image pickup element

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Publication number
JPH06261326A
JPH06261326A JP5069440A JP6944093A JPH06261326A JP H06261326 A JPH06261326 A JP H06261326A JP 5069440 A JP5069440 A JP 5069440A JP 6944093 A JP6944093 A JP 6944093A JP H06261326 A JPH06261326 A JP H06261326A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
circuit
image pickup
electronic shutter
solid
color temperature
Prior art date
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Pending
Application number
JP5069440A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shigeru Nishimura
茂 西村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujinon Corp
Original Assignee
Fuji Photo Optical Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Photo Optical Co Ltd filed Critical Fuji Photo Optical Co Ltd
Priority to JP5069440A priority Critical patent/JPH06261326A/en
Publication of JPH06261326A publication Critical patent/JPH06261326A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To obtain the image of high quality by satisfactorily forming an image signal even under various conditions such as in the case when movement exists and the case when a color temperature changes. CONSTITUTION:A movement detection circuit 24 detecting the moving state of a subject, a color temperature setting circuit 28 setting the color temperature and a white balance adjustment circuit 25 are provided. A function selection switch 30 selectively changes over the circuits and the charge accumulation time of CCD 14 is driven/controlled based on the selected circuit. Thus, electronic shutter control corresponding to respective functions is satisfactorily executed. Furthermore, a video amplitude detection circuit is added and an electronic shutter operation is executed by making it correspond to an exchanged electronic endoscope.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は固体撮像素子を用いた撮
像装置、特に電子内視鏡、各種カメラ等に適用される撮
像装置の電子シャッタ制御の内容に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image pickup apparatus using a solid-state image pickup element, and more particularly to the contents of electronic shutter control of the image pickup apparatus applied to an electronic endoscope, various cameras and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、イメージセンサとしての固体
撮像素子、即ちCCD(Charge Coupled Device )を用
いた電子内視鏡や狭所観察用テレビカメラ等の各種カメ
ラが周知であり、これらの撮像装置では、CCDで得ら
れたカラー画像信号を処理してモニタ等に画像表示する
ことが行われる。この撮像処理方法としては、同時式、
点順次式、面順次式があり、同時式の場合は、例えばビ
ームスプリッタ等を用いてR(赤),G(緑),B
(青)の各光を分離し、3個のCCDによってRGBの
画像信号を同時に得るものであり、点順次式の場合は、
例えば所定色がモザイク状に配列された色フィルタがC
CDに形成され、このCCDで所定色の画像信号を同時
に得るものである。また、面順次式の場合は、順次照射
されるRGB光に基づいて、1つのCCDでRGBの画
像信号を順に得るものであり、この面順次式は1個のC
CDでコンパクトに収納できることから、挿入先端部の
細形化が必要な電子内視鏡装置等に適している。
2. Description of the Related Art Conventionally, various cameras such as an electronic endoscope using a solid-state image pickup device as an image sensor, that is, a CCD (Charge Coupled Device) and a television camera for observing a narrow place are well known. Then, a color image signal obtained by the CCD is processed and an image is displayed on a monitor or the like. This imaging processing method is a simultaneous method,
There are dot-sequential type and field-sequential type, and in the case of simultaneous type, for example, R (red), G (green), B using a beam splitter or the like.
(Blue) light is separated, and RGB image signals are simultaneously obtained by three CCDs. In the case of the dot-sequential type,
For example, a color filter in which a predetermined color is arranged in a mosaic pattern is C
It is formed on a CD and the CCD simultaneously obtains image signals of a predetermined color. Further, in the case of the frame-sequential system, RGB image signals are sequentially obtained by one CCD on the basis of RGB light that is sequentially irradiated.
Since it can be compactly stored in a CD, it is suitable for an electronic endoscope device or the like that requires a thin insertion tip.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
CCDを用いた撮像装置では、被写体の動きの状態、外
光、照明等の条件、CCDや光学系の条件等によって、
良好な画像信号が得られないという問題がある。例え
ば、被写体に動きがあったときは、残像効果によって解
像度が低下する。即ち、CCDでは画素毎に光電変換さ
れた電荷を所定期間だけ蓄積し、この蓄積電荷を画像信
号として取り出すようになっており、被写体に動きがあ
るときには、蓄積期間中に画像信号が変化することがあ
り、この場合には解像度が劣化する。この解像度の劣化
は被写体の動きが速ければ速い程、大きくなり、特に上
記面順次式の撮像装置においては、RGB画像信号を順
次形成することとなるから、他の装置に比べて動きによ
る影響が大きくなる。
By the way, in the above-mentioned conventional image pickup device using a CCD, depending on the condition of the movement of the subject, the conditions of external light, illumination, etc., the conditions of the CCD and the optical system, etc.
There is a problem that a good image signal cannot be obtained. For example, when a subject moves, the resolution is reduced due to the afterimage effect. That is, the CCD accumulates the photoelectrically converted charges for each pixel for a predetermined period and takes out the accumulated charges as an image signal. When the subject moves, the image signal may change during the accumulation period. However, in this case, the resolution is degraded. The faster the movement of the subject, the greater the deterioration of the resolution. Particularly, in the above-mentioned frame sequential image pickup apparatus, RGB image signals are sequentially formed. Therefore, the influence of the movement is greater than that of other apparatuses. growing.

【0004】また、撮影が昼間か夜間か或いは天気等に
よって、また光源装置を有する場合は光源の種類によっ
て色温度が変化することになり、これによってホワイト
バランスが崩れるという問題がある。更には、電子内視
鏡装置ではスコープ(電子内視鏡)自体を交換して用い
る場合があり、この場合にはCCDや光学系部材の光学
特性によってホワイトバランスが悪くなる。また更に、
面順次式の装置では、カラーディスクを用いてR
(赤),G(緑),B(青)の各色光を照射し、この照
射毎にRGBの画像信号を得るので、色に対する感度特
性の相違からRGBの画像信号間にレベル差が生じる。
従って、この場合はR(赤)信号の飽和による白つぶれ
現象が起きたり、忠実な色再現が行えない状態が発生す
る。このことは、ビームスプリッタでRGB光を分離す
る場合も同様である。
Further, the color temperature changes depending on whether the photographing is performed in the daytime or nighttime, the weather, or the type of the light source when the light source device is provided, which causes a problem that the white balance is lost. Further, in the electronic endoscope apparatus, the scope (electronic endoscope) itself may be replaced and used, and in this case, the white balance is deteriorated due to the optical characteristics of the CCD and the optical system member. Furthermore,
In a frame-sequential device, a color disc is used for R
Each color light of (red), G (green), and B (blue) is irradiated, and an RGB image signal is obtained for each irradiation. Therefore, a difference in level occurs between the RGB image signals due to the difference in sensitivity characteristic with respect to color.
Therefore, in this case, a white crushing phenomenon occurs due to saturation of the R (red) signal, or a state in which faithful color reproduction cannot be performed occurs. This is the same when the RGB light is separated by the beam splitter.

【0005】上記のホワイトバランスは、CCDから得
られた画像信号に対して後に行う画像処理の際に、ホワ
イトバランス処理をすることによってある程度解消する
ことができるが、これでは不十分となる場合も多い。
The above white balance can be canceled to some extent by performing white balance processing in the image processing to be performed later on the image signal obtained from the CCD, but this may not be sufficient. Many.

【0006】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、動きがあるとき、色温度が変る場
合等、各種の条件の下でも、画像信号を良好に形成し、
高画質の画像を得ることができる固体撮像素子を用いた
撮像装置を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to form an image signal well even under various conditions such as when there is motion and when the color temperature changes.
An object of the present invention is to provide an image pickup apparatus using a solid-state image pickup element capable of obtaining a high quality image.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第1請求項記載の発明は、固体撮像素子に蓄積され
る電荷量を制御する電子シャッタ機能が設けられた固体
撮像素子を用いた撮像装置において、被写体の動き状態
を検出する動き検出回路と、被写体照明の色温度差を補
正する色温度補正回路と、これらの回路からの制御信号
によって固体撮像素子の電荷蓄積時間を駆動制御する電
子シャッタ駆動回路と、上記動き検出に対応した電子シ
ャッタ機能、色温度設定に対応した電子シャッタ機能を
選択する機能切換え回路とを設け、複数の機能に対応さ
せて電子シャッタを可変制御するようにしたことを特徴
とする。
In order to achieve the above object, the invention according to the first aspect uses a solid-state image pickup device provided with an electronic shutter function for controlling the amount of charges accumulated in the solid-state image pickup device. In the conventional imaging device, a motion detection circuit that detects a motion state of a subject, a color temperature correction circuit that corrects a color temperature difference of subject illumination, and a control signal from these circuits drive and control the charge accumulation time of the solid-state imaging device. And an electronic shutter drive circuit for selecting the electronic shutter function corresponding to the above-described motion detection and an electronic shutter function corresponding to the color temperature setting are provided to variably control the electronic shutter corresponding to a plurality of functions. It is characterized by having done.

【0008】また、第2請求項記載の発明は、上記動き
検出回路に対応した電子シャッタ機能、色温度補正回路
に対応した電子シャッタ機能に加えて、ホワイトバラン
ス調整回路に対応した電子シャッタ機能を選択できるよ
うにしたことを特徴とする。更に、第3請求項記載の発
明は、上記動き検出回路に対応した電子シャッタ機能、
色温度補正回路に対応した電子シャッタ機能に加えて、
信号振幅検出回路に対応した電子シャッタ機能を選択で
きるようにしたことを特徴とする。この場合、ホワイト
バランス調整回路に対応した電子シャッタ機能を加える
ことができる。
According to the second aspect of the invention, in addition to the electronic shutter function corresponding to the motion detection circuit and the electronic shutter function corresponding to the color temperature correction circuit, an electronic shutter function corresponding to the white balance adjustment circuit is provided. The feature is that it can be selected. Further, the invention according to claim 3 is an electronic shutter function corresponding to the motion detection circuit,
In addition to the electronic shutter function corresponding to the color temperature correction circuit,
The electronic shutter function corresponding to the signal amplitude detection circuit can be selected. In this case, an electronic shutter function corresponding to the white balance adjustment circuit can be added.

【0009】[0009]

【作用】上記の構成によれば、動き検出回路は例えばG
信号から動きのある状態を検出し、この際にはCCDに
おける電荷の蓄積時間が短くなるようにシャッタ制御さ
れる。また、色温度補正回路の場合は、被写体照明の色
温度に応じて電荷蓄積時間が制御され、ホワイトバラン
ス調整回路の場合は、白の被写体を撮影した際に画像信
号が一定レベルとなるように蓄積時間が制御され、信号
振幅検出回路の場合は、異なる電子内視鏡が装着された
場合等において画像信号が一定レベルとなるように蓄積
時間が制御される。そして、これらの制御は、選択的に
切り換えることができ、選択された回路により被写体撮
像条件に応じて電子シャッタ機能を働かせることが可能
となる。
According to the above construction, the motion detecting circuit is, for example, G
A moving state is detected from the signal, and at this time, shutter control is performed so that the charge accumulation time in the CCD is shortened. In the case of the color temperature correction circuit, the charge accumulation time is controlled according to the color temperature of the subject illumination, and in the case of the white balance adjustment circuit, the image signal is kept at a constant level when a white subject is photographed. The accumulation time is controlled, and in the case of the signal amplitude detection circuit, the accumulation time is controlled so that the image signal has a constant level when a different electronic endoscope is attached. These controls can be selectively switched, and the electronic shutter function can be activated by the selected circuit according to the subject imaging conditions.

【0010】[0010]

【実施例】図1には、第1実施例に係る固体撮像素子を
用いた撮像装置の構成が示されており、この実施例は3
個の固体撮像素子(CCD)を用いた同時式のカメラ装
置である。図において、色分解光学系10内にレンズ系
11、絞り12が設けられ、この絞り12には絞り駆動
回路(ALC回路を構成する)13が接続される。この
絞り12の後段に、3個のCCD14A(G信号用),
14B(B信号用),14C(R信号用)が配置され、
これらのCCD14A,14B,14Cには不図示のビ
ームスプリッタによって分離されたRGB光が導かれて
いる。
1 shows the structure of an image pickup apparatus using a solid-state image pickup device according to the first embodiment.
This is a simultaneous camera device using a single solid-state image sensor (CCD). In the figure, a lens system 11 and a diaphragm 12 are provided in a color separation optical system 10, and a diaphragm driving circuit (which constitutes an ALC circuit) 13 is connected to the diaphragm 12. In the subsequent stage of this diaphragm 12, three CCDs 14A (for G signal),
14B (for B signal) and 14C (for R signal) are arranged,
RGB light separated by a beam splitter (not shown) is guided to these CCDs 14A, 14B, 14C.

【0011】このCCD14A,14B,14Cの後段
には、増幅器16A,16B,16C,17を介して画
像処理回路18が接続されており、この画像処理回路1
8はホワイトバランス、ガンマ補正等の画像処理を行っ
ている。この画像処理回路18にはエンコーダ19を介
してモニタ20が接続され、このモニタ20へCCD1
4A,14B,14Cで捉えられた画像が表示される。
また、上記増幅器17には自動利得制御(AGC)回路
22が接続され、このAGC回路22は増幅器17から
の入力信号に基づいて増幅器17のゲインを制御するこ
とによって、ビデオ信号のレベルが一定値になるように
している。
An image processing circuit 18 is connected to the subsequent stage of the CCDs 14A, 14B and 14C via amplifiers 16A, 16B, 16C and 17 and the image processing circuit 1 is connected.
Reference numeral 8 performs image processing such as white balance and gamma correction. A monitor 20 is connected to the image processing circuit 18 via an encoder 19, and the CCD 1 is connected to the monitor 20.
The images captured by 4A, 14B, and 14C are displayed.
An automatic gain control (AGC) circuit 22 is connected to the amplifier 17, and the AGC circuit 22 controls the gain of the amplifier 17 based on the input signal from the amplifier 17 so that the level of the video signal is a constant value. I am trying to become.

【0012】更に、上記CCD14A,14B,14C
を駆動する電子シャッタ駆動回路23が設けられてお
り、この電子シャッタ駆動回路23は、掃出しパルス、
読出しパルスをCCD14A,14B,14Cへ与える
ことによって、制御された期間の蓄積電荷を読み出すこ
とができる。そして、上記増幅器16の出力を入力する
ように、動き検出回路24、ホワイトバランス調整回路
25が接続されている。また、色温度補正回路28が設
けられ、これらの回路は機能選択スイッチ30を介して
電子シャッタ駆動回路23へ接続されており、この機能
選択スイッチ30は操作部等の選択釦等で切り換えられ
る。
Further, the CCD 14A, 14B, 14C
Is provided with an electronic shutter drive circuit 23. The electronic shutter drive circuit 23 drives the sweep pulse,
By applying the read pulse to the CCDs 14A, 14B, 14C, the accumulated charge in the controlled period can be read. The motion detection circuit 24 and the white balance adjustment circuit 25 are connected so that the output of the amplifier 16 is input. Further, a color temperature correction circuit 28 is provided, and these circuits are connected to the electronic shutter drive circuit 23 via a function selection switch 30. The function selection switch 30 can be switched by a selection button or the like of an operation unit or the like.

【0013】即ち、上記動き検出回路24は、第1実施
例ではCCD14Aから出力されたG(緑)信号を選択
し、このG信号から動き状態を検出する。この動き検出
は、所定のフィールド間のG信号のレベル(平均値等)
を比較することによって行われ、動き検出回路24によ
って、動き状態であるときに蓄積時間を短くするよう
に、電子シャッタが制御される。上記ホワイトバランス
調整回路25は、例えば白ボードを撮影した際にRGB
のビデオ信号が均一となるように電子シャッタを制御す
るものである(特開平2−182094号を参照するこ
とができる)。
That is, the motion detecting circuit 24 selects the G (green) signal output from the CCD 14A in the first embodiment, and detects the motion state from this G signal. This motion detection is performed by measuring the G signal level (average value, etc.) between predetermined fields.
The motion detection circuit 24 controls the electronic shutter so as to shorten the accumulation time in the motion state. The white balance adjustment circuit 25 is used for, for example, RGB when a white board is photographed.
The electronic shutter is controlled so that the video signal of (1) can be made uniform (see JP-A-2-182094).

【0014】上記色温度補正回路28は、昼、夕方、夜
等の時間帯の相違或いは天気による相違による色温度差
を補正するものであり、操作部の機能選択釦等によって
設定され、色温度の相違によるビデオ信号のレベルの不
均一を是正するように、電子シャッタを制御するもので
ある。そして、機能選択スイッチ30は、操作部の選択
釦等の操作に基づいて、動き検出回路24の出力A、ホ
ワイトバランス調整回路25の出力B、色温度補正回路
28の出力Dのいずれかを選択することになり、選択し
た回路からの制御信号を電子シャッタ駆動回路23へ供
給する。
The color temperature correction circuit 28 corrects a color temperature difference due to a difference in time zone such as daytime, evening, nighttime, or a difference due to weather, and is set by a function selection button or the like of the operation unit. The electronic shutter is controlled so as to correct the nonuniformity of the level of the video signal due to the difference. Then, the function selection switch 30 selects one of the output A of the motion detection circuit 24, the output B of the white balance adjustment circuit 25, and the output D of the color temperature correction circuit 28 based on the operation of the selection button or the like of the operation unit. The control signal from the selected circuit is supplied to the electronic shutter drive circuit 23.

【0015】また、上記増幅器16A(16B,16C
でもよい)から出力された画像信号を入力すると共に、
上記AGC回路22からの出力を入力する切換え器31
が接続され、この切換え器31は上記機能選択スイッチ
30の切換えに連動して、出力信号を選択するように切
り換える。即ち、この切換え器31はAGC回路22か
らの信号を増幅器17へ戻すためのラインE、絞り駆動
回路13へのラインFを有しており、上記機能選択に応
じて選択された信号が各回路へ供給される。従って、上
述したように、AGC回路22ではゲイン制御が行わ
れ、絞り駆動回路13では、入力信号から画像信号の明
るさのレベルを検出し、最適な明るさが得られるよう
に、絞り12が自動的に制御されることになる。
The amplifier 16A (16B, 16C)
(Although it may be) input the image signal output from
A switch 31 for inputting the output from the AGC circuit 22
Is connected, and the switching device 31 switches so as to select an output signal in conjunction with the switching of the function selection switch 30. That is, the switch 31 has a line E for returning the signal from the AGC circuit 22 to the amplifier 17 and a line F for the diaphragm drive circuit 13, and the signal selected according to the above-mentioned function selection is in each circuit. Is supplied to. Therefore, as described above, the gain control is performed in the AGC circuit 22, and the aperture drive circuit 13 detects the brightness level of the image signal from the input signal and adjusts the aperture 12 to obtain the optimum brightness. It will be automatically controlled.

【0016】第1実施例は以上の構成からなり、図1の
レンズ系11で捉えられた被写体は、絞り12を介して
各CCD14A,14B,14Cへ結像することにな
り、このCCD14A,14B,14Cは、電子シャッ
タ駆動回路23で駆動制御され、図2(A)に示され
る、例えば1/60秒毎の垂直同期(VD)パルスにて
1フィールドの画像情報が得られる。第1実施例では、
3個のCCD14A,14B,14Cによって、G
(緑),B(青),R(赤)の画像信号が得られてお
り、これらの画像信号は、増幅器17へ供給されると同
時に、動き検出回路24へ供給される。
The first embodiment is configured as described above, and the subject captured by the lens system 11 of FIG. 1 is focused on each of the CCDs 14A, 14B and 14C through the diaphragm 12, and the CCDs 14A and 14B are formed. , 14C are driven and controlled by the electronic shutter drive circuit 23, and image information of one field can be obtained by a vertical synchronization (VD) pulse shown in FIG. In the first embodiment,
G by three CCDs 14A, 14B, 14C
Image signals of (green), B (blue), and R (red) are obtained. These image signals are supplied to the amplifier 17 and the motion detection circuit 24 at the same time.

【0017】図2及び図3には、動き検出動作が示され
ており、機能選択スイッチ30で動き検出回路24が選
択されると、この動き検出回路24では、図2(B)の
G信号が選択され、更に図(C)に示されるサンプリン
グパルスによって、所定フィールド(4フィールド)毎
のG信号が抽出されることになり、このG信号のレベル
が互に比較される。そして、G信号に所定の変化があれ
ば、動き状態と判断され、この動き状態か静止状態かの
信号は電子シャッタ駆動回路23へ供給される。
2 and 3 show the motion detecting operation. When the motion detecting circuit 24 is selected by the function selection switch 30, the motion detecting circuit 24 causes the G signal shown in FIG. Is selected, and the G signal for each predetermined field (4 fields) is extracted by the sampling pulse shown in FIG. 7C, and the levels of this G signal are compared with each other. If there is a predetermined change in the G signal, it is determined that the G signal is in the moving state, and the signal indicating the moving state or the stationary state is supplied to the electronic shutter drive circuit 23.

【0018】図3には、CCD14の制御動作が示され
ており、動きがない状態では図3(A)の垂直同期パル
ス毎に、図3(B)に示される掃出しパルスPa1、読出
しパルスPb がCCD14へ供給される。従って、図3
(C)に示されるように、掃出しパルスPa1にて一旦蓄
積された電荷は掃き出され、その後蓄積された蓄積電荷
C1 ,C2 ,C3 …が読出しパルスPb にて画素信号と
して読み出される。一方、動き状態と判定されたとき
は、図3(D)に示される掃出しパルスPa2、読出しパ
ルスPb が出力されることになり、これによれば、図3
(E)に示されるように、掃出しパルスPa2で掃き出さ
れた後に、蓄積された電荷C11,C12,C13…が読み出
される。従って、動きのないときと比較すると、短い時
間で画素信号電荷が読み出されることになり、動きの影
響を低減することができる。
FIG. 3 shows the control operation of the CCD 14, and when there is no movement, the sweep pulse Pa1 and the read pulse Pb shown in FIG. 3B for each vertical synchronizing pulse of FIG. 3A. Are supplied to the CCD 14. Therefore, FIG.
As shown in (C), the charge once accumulated by the sweep pulse Pa1 is swept out, and the accumulated charges C1, C2, C3, etc. accumulated thereafter are read out as pixel signals by the read pulse Pb. On the other hand, when it is determined that the moving state is reached, the sweep pulse Pa2 and the read pulse Pb shown in FIG. 3D are output.
As shown in (E), the accumulated charges C11, C12, C13 ... Are read after being swept by the sweep pulse Pa2. Therefore, the pixel signal charges are read in a shorter time than when there is no motion, and the influence of motion can be reduced.

【0019】この動き検出動作機能が選択されたとき、
切換え器31によってE,Fのラインが入力状態とな
り、まず上記増幅器17からAGC回路22に供給され
た画像信号は、増幅器17へ戻され、RGB信号のレベ
ルが同一となるようにゲイン制御される。即ち、光学的
要素の光学特性によってRGB信号にレベルの不均一が
生じるので、ここで調整できるようになっている。
When this motion detecting operation function is selected,
The E and F lines are brought into the input state by the switcher 31. First, the image signal supplied from the amplifier 17 to the AGC circuit 22 is returned to the amplifier 17 and gain controlled so that the RGB signal levels become the same. . In other words, since the RGB signals have non-uniform levels due to the optical characteristics of the optical elements, the RGB signals can be adjusted here.

【0020】また、この増幅器16Aの出力がラインF
により絞り駆動回路13へ供給されることになり、この
絞り駆動回路13では、G信号から明るさを検出し、画
像信号の全体的なレベルを所定値とする制御(ALC制
御)が行われる。これによれば、上記動き状態のとき、
CCD14での蓄積時間を短くしたことによる電荷(光
量)不足が解消され、この電荷不足によるS/N比の劣
化を防止することが可能となる。
The output of the amplifier 16A is line F
Is supplied to the diaphragm driving circuit 13, and the diaphragm driving circuit 13 detects the brightness from the G signal and controls the overall level of the image signal to a predetermined value (ALC control). According to this, in the above movement state,
The shortage of the electric charge (light amount) due to the shortening of the accumulation time in the CCD 14 is resolved, and the deterioration of the S / N ratio due to the shortage of the electric charge can be prevented.

【0021】一方、白ボードを撮影しながらホワイトバ
ランス調整回路25が選択されると、R信号=G信号=
B信号に近い状態とするための制御信号が電子シャッタ
駆動回路23へ供給される。従って、この電子シャッタ
駆動回路23では、白ボード撮影時の上記RGBの各信
号レベルが均一となるように、CCD14A,14B,
14Cのそれぞれの掃出しパルスと読出しパルスが形成
される。即ち、一般にR→G→Bの順に感度が低下する
ので、この順に電荷蓄積時間が多くなるように、掃出し
パルスと読出しパルスが形成され、これによって均一な
RGB信号が得られる。
On the other hand, when the white balance adjusting circuit 25 is selected while photographing the white board, R signal = G signal =
A control signal for bringing the state closer to the B signal is supplied to the electronic shutter drive circuit 23. Therefore, in this electronic shutter drive circuit 23, the CCDs 14A, 14B, and
Each sweep and read pulse of 14C is formed. That is, since the sensitivity generally decreases in the order of R → G → B, the sweep pulse and the read pulse are formed so as to increase the charge accumulation time in this order, whereby a uniform RGB signal is obtained.

【0022】また、色温度補正回路28によって被写体
照明に合った色温度(補正係数)が選択されると、色温
度毎に設定されている所定の割合でRGB信号の電荷蓄
積時間が補正制御される。例えば、昼間で天気が良い場
合はRGBの各信号にレベル差が生じないので、ほぼ同
一の電荷蓄積時間となるが、夕方ではR→G→Bの順に
感度がやや低下するので、これに相応して蓄積時間を増
加させるように制御される。なお、この場合の切換え回
路31は、ラインE,Fが選択される。これによれば、
時間帯、天気が相違する場合の撮影、夜間における照明
下での撮影でも良好な映像を得ることが可能となる。
When a color temperature (correction coefficient) suitable for the object illumination is selected by the color temperature correction circuit 28, the charge accumulation time of RGB signals is corrected and controlled at a predetermined ratio set for each color temperature. It For example, when the weather is good in the daytime, there is no level difference between the RGB signals, so the charge accumulation times are almost the same, but in the evening, the sensitivity decreases slightly in the order of R → G → B. Then, it is controlled so as to increase the accumulation time. The lines E and F are selected by the switching circuit 31 in this case. According to this
It is possible to obtain a good image even when shooting is performed when the time zone and weather are different, or when shooting is performed under illumination at night.

【0023】このようにして、CCD14A,14B,
14Cから出力され、増幅器17から出力された画像信
号は、画像信号処理回路18で所定の処理が実行される
ことになり、処理が終了した画像信号はエンコーダ19
を介してモニタ20へ供給され、このモニタ20には被
写体の画像(映像)が表示される。
In this way, the CCDs 14A, 14B,
The image signal output from the amplifier 14C and output from the amplifier 17 is subjected to predetermined processing in the image signal processing circuit 18, and the processed image signal is processed by the encoder 19
It is supplied to the monitor 20 via the monitor 20 and an image (video) of the subject is displayed on the monitor 20.

【0024】図4には、本発明の第2実施例の構成が示
され、この第2実施例は電子内視鏡に用いられる面順次
式装置である。図4において、電子内視鏡装置では光源
装置40が設けられ、また先端部までライトガイド41
が配設されている。この光源装置40内には、光源電源
部42、ランプ43、絞り44、絞り駆動回路45が設
けられ、更にはR(赤),G(緑),B(青)のカラー
ディスク46が設けられており、面順次式の装置ではこ
のカラーディスク46を所定速度で回転させることによ
り、RGBの各色光を被観察体内へ順次送ることができ
る。
FIG. 4 shows the configuration of the second embodiment of the present invention. This second embodiment is a frame sequential device used in an electronic endoscope. In FIG. 4, a light source device 40 is provided in the electronic endoscope device, and a light guide 41 is provided up to the tip.
Is provided. In the light source device 40, a light source power source section 42, a lamp 43, a diaphragm 44, a diaphragm driving circuit 45 are provided, and further, R (red), G (green), B (blue) color disks 46 are provided. Therefore, in the field-sequential device, by rotating the color disk 46 at a predetermined speed, it is possible to sequentially send the RGB color lights into the body to be observed.

【0025】一方、レンズ系48の後方の焦点面にCC
D49が配置され、このCCD49には第1実施例の場
合と同様に、増幅器50、増幅器51、AGC回路5
2、画像処理回路53、エンコーダ54、モニタ55が
設けられている。そして、上記CCD49に電子シャッ
タ駆動回路56が設けられると共に、上記増幅器50か
らの出力を入力するように、動き検出回路57、ホワイ
トバランス調整回路58、ビデオ振幅検出回路59が接
続されている。また、色温度補正回路60が設けられ、
これらの回路は機能選択スイッチ64を介して電子シャ
ッタ駆動回路56へ接続されており、この機能選択スイ
ッチ64は操作部等の選択釦等で切り換えられる。しか
し、色温度補正回路60については、光源装置40内の
ランプ43の種類によって選択される。
On the other hand, CC is formed on the focal plane behind the lens system 48.
A D49 is arranged, and the CCD 49 has an amplifier 50, an amplifier 51, and an AGC circuit 5 as in the first embodiment.
2, an image processing circuit 53, an encoder 54, and a monitor 55 are provided. An electronic shutter drive circuit 56 is provided in the CCD 49, and a motion detection circuit 57, a white balance adjustment circuit 58, and a video amplitude detection circuit 59 are connected so as to input the output from the amplifier 50. Further, a color temperature correction circuit 60 is provided,
These circuits are connected to the electronic shutter drive circuit 56 via the function selection switch 64, and the function selection switch 64 can be switched by a selection button or the like on the operation unit or the like. However, the color temperature correction circuit 60 is selected depending on the type of the lamp 43 in the light source device 40.

【0026】即ち、図5には2種類光源の色温度差によ
る総合撮像特性が示されており、例えばキセノンランプ
等の色温度5000°Kでは、鎖線グラフI-5000 のよ
うにRGB信号のレベルは略一定となるが、ハロゲンラ
ンプ等の色温度3200°Kでは、実線グラフI-3200
のようにRGB信号がB→G→Rの順に大きくなる。こ
のため、光源が変ることによりホワイトバランスが崩れ
てしまう。従って、第2実施例では、電子シャッタの制
御によって、光源の相違に対応するようにしたものであ
る。
That is, FIG. 5 shows the total image pickup characteristic by the color temperature difference between the two types of light sources. For example, when the color temperature is 5000 ° K for a xenon lamp or the like, the RGB signal levels are as shown by the chain line graph I-5000. Is almost constant, but when the color temperature of the halogen lamp is 3200 ° K, the solid line graph I-3200
As described above, the RGB signal increases in the order of B → G → R. Therefore, the white balance is lost due to the change of the light source. Therefore, in the second embodiment, the difference in the light source is dealt with by controlling the electronic shutter.

【0027】更に、上記機能選択スイッチ64に連動す
る切換え回路65が接続され、この切換え回路65は第
1実施例と同様のラインE,Fを備えると共に、光源装
置40の光源電源部42へのラインGを有している。即
ち、この光源電源部42はランプ43の電源電圧を変え
ることができ、これによってランプ43の明るさが変え
られるようになっている。
Further, a changeover circuit 65 interlocking with the function selection switch 64 is connected. The changeover circuit 65 has lines E and F similar to those of the first embodiment, and is connected to the light source power source section 42 of the light source device 40. It has a line G. That is, the light source power supply unit 42 can change the power supply voltage of the lamp 43, and thereby the brightness of the lamp 43 can be changed.

【0028】以上の第2実施例の構成によれば、例えば
1/60秒毎の垂直同期信号に同期して、RGBの画像
情報が順にフィールド毎に得られる。ここで、動き検出
動作機能が選択されると、動き検出回路57では例えば
所定フィールド間のG(緑)信号が抽出され、これによ
って動き状態が検出される。そして、上記図3と同様
に、動きがあるときは動きがないときよりも遅延された
掃出しパルスPa2が形成されることになり、図3(E)
に示されるように、掃出しパルスPa2と読出しパルスP
b の間の短い時間で蓄積された電荷が読み出されること
になる。
According to the configuration of the second embodiment described above, RGB image information is sequentially obtained for each field in synchronization with the vertical synchronizing signal every 1/60 seconds. Here, when the motion detection operation function is selected, the motion detection circuit 57 extracts, for example, a G (green) signal between predetermined fields, thereby detecting a motion state. Then, as in the case of FIG. 3, the sweep pulse Pa2 that is delayed when there is motion is formed as compared with when there is no motion, and FIG.
As shown in, the sweep pulse Pa2 and the read pulse P
The accumulated charge will be read out in a short time between b.

【0029】このとき、切換え回路65ではラインE,
F,Gが選択されており、上記と同様に、AGC回路5
2によって信号処理され、絞り駆動回路45によって光
量が調整される。そして、動き状態の電子シャッタ動作
では、電荷蓄積時間の短縮によりS/N比が多少劣化す
るので、第2実施例では絞り駆動回路45だけに頼ら
ず、ラインGを選択し、上記電荷(光量)不足を光源電
源部42の制御より解消している。即ち、上記画像信号
を光源電源部42へ供給し、この画像信号のレベルに応
じてランプ43の電源電圧を変化させる。そうすると、
電源電圧の上昇によりランプ43の出力が増加し、蓄積
電荷が増すことになり、これによってS/N比の向上を
図ることができる。この場合、動き検出回路57の出力
を光源電源部42へ供給することによって、動き状態に
応じて光源電圧を制御するようにしてもよい。
At this time, in the switching circuit 65, the lines E,
F and G are selected, and like the above, the AGC circuit 5
2 performs signal processing, and the diaphragm drive circuit 45 adjusts the light amount. In the electronic shutter operation in the moving state, the S / N ratio is slightly deteriorated due to the shortening of the charge storage time. Therefore, in the second embodiment, the line G is selected without relying only on the diaphragm drive circuit 45, and the charge ) The shortage is solved by the control of the light source power supply unit 42. That is, the image signal is supplied to the light source power supply unit 42, and the power supply voltage of the lamp 43 is changed according to the level of the image signal. Then,
As the power supply voltage rises, the output of the lamp 43 increases and the accumulated charges increase, which can improve the S / N ratio. In this case, the light source voltage may be controlled according to the motion state by supplying the output of the motion detection circuit 57 to the light source power supply unit 42.

【0030】また、色温度補正回路60によって、キセ
ノンランプ等の色温度5000°Kが選択されると、図
5に示されるように、RGBの各信号にレベル差がない
ので、ほぼ同一の電荷蓄積時間とされる。一方、ハロゲ
ンランプ等の色温度3200°Kが選択されると、R→
G→Bの順に感度がやや低下するので、これに相応して
蓄積時間を増加させるように制御される。なお、ホワイ
トバランス調整回路58については上記第1実施例と同
様となる。
When the color temperature correction circuit 60 selects a color temperature of 5000 ° K for a xenon lamp or the like, there is no level difference between the RGB signals as shown in FIG. Accumulated time. On the other hand, if a color temperature of 3200 ° K for a halogen lamp or the like is selected, R →
Since the sensitivity decreases slightly in the order of G → B, it is controlled to increase the accumulation time accordingly. The white balance adjusting circuit 58 is the same as in the first embodiment.

【0031】更に、電子内視鏡(スコープ)自体を交換
する際等でビデオ振幅検出回路59が選択される(他の
機能は選択されない)と、入力されたRGB信号から信
号振幅が検出され、この検出信号が電子シャッタ駆動回
路56へ供給される。従って、電子シャッタ駆動回路5
6では、上記RGB信号の振幅レベルが一定となるよう
に電子シャッタが制御される。このとき、切換え回路6
5ではラインE,Fが選択される。なお、上記の場合電
子シャッタの制御信号をメモリへ記憶し、異なる電子内
視鏡に応じた制御情報を設定することも可能である。
Furthermore, when the video amplitude detection circuit 59 is selected (other functions are not selected) when the electronic endoscope (scope) itself is replaced, the signal amplitude is detected from the input RGB signal, This detection signal is supplied to the electronic shutter drive circuit 56. Therefore, the electronic shutter drive circuit 5
In 6, the electronic shutter is controlled so that the amplitude level of the RGB signal becomes constant. At this time, the switching circuit 6
In line 5, lines E and F are selected. In the above case, it is possible to store the control signal of the electronic shutter in the memory and set the control information according to different electronic endoscopes.

【0032】上記撮像装置以外で、固体撮像素子を用い
たものとしては、一つのCCDを用いた点順次式(同時
式)の装置があるが、この装置にも同様にして適用する
ことができる。また、上記実施例では、動き検出回路2
4,57がG(緑)信号に基づいて動き検出をする例を
示したが、これは他の信号でもよく、色差信号と輝度信
号を形成する場合は、輝度信号に基づいて検出すること
ができる。
In addition to the above-mentioned image pickup device, there is a dot-sequential (simultaneous type) device using one CCD as a device using a solid-state image pickup element, but this device can be similarly applied. . In the above embodiment, the motion detection circuit 2
4 and 57 have shown the example in which the motion detection is performed based on the G (green) signal, but this may be another signal, and when the color difference signal and the luminance signal are formed, the detection may be performed based on the luminance signal. it can.

【0033】[0033]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
被写体の動き状態を検出する動き検出回路、色温度を設
定する色温度補正回路、ホワイトバランス調整回路を設
け、これらの回路を選択的に切換え可能とし、選択され
た回路に基づい固体撮像素子の電荷蓄積時間を駆動制御
するようにしたので、動きがあるとき、色温度が変る場
合、ホワイトバランスを調整する場合に相応して、電子
シャッタ機能が活用され、高画質の画像を得ることが可
能となる。
As described above, according to the present invention,
A motion detection circuit that detects the motion state of the subject, a color temperature correction circuit that sets the color temperature, and a white balance adjustment circuit are provided so that these circuits can be selectively switched, and the charge of the solid-state image sensor is based on the selected circuit. Since the storage time is drive-controlled, the electronic shutter function can be used to obtain high-quality images when there is movement, the color temperature changes, or the white balance is adjusted. Become.

【0034】また、ビデオ振幅検出回路を加え、交換さ
れる電子内視鏡に対応させた電子シャッタ動作も行える
ようにしたので、各種の機能に対応させた電子シャッタ
動作によって良好な画像が得られるという利点がある。
Further, since a video amplitude detection circuit is added to enable the electronic shutter operation corresponding to the exchanged electronic endoscope, a good image can be obtained by the electronic shutter operation corresponding to various functions. There is an advantage.

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

【図1】本発明の第1実施例に係る固体撮像素子を用い
た撮像装置の構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an image pickup apparatus using a solid-state image pickup element according to a first embodiment of the present invention.

【図2】実施例における動き検出機能に関する処理を示
す波形図である。
FIG. 2 is a waveform chart showing processing relating to a motion detection function in the embodiment.

【図3】上記動き検出機能に関する電子シャッタ動作を
示す波形図である。
FIG. 3 is a waveform diagram showing an electronic shutter operation relating to the motion detection function.

【図4】第2実施例の構成を示すブロック図である。FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a second embodiment.

【図5】光源の相違による色温度特性の相違を示すグラ
フ図である。
FIG. 5 is a graph showing differences in color temperature characteristics due to differences in light sources.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

12,44 … 絞り、 13,45 … 入力光自動制御(ALC)回路、 14A,14B,14C,49 … CCD、 18,53 … 画像処理回路、 22,52 … 自動利得制御(AGC)回路、 23,56 … 電子シャッタ駆動回路、 24,57 … 動き検出回路、 25,58 … ホワイトバランス調整回路、 28,62 … 色温度補正回路、 30,64 … 機能選択スイッチ、 31,65 … 切換えスイッチ、 42 … 光源電源部、 59 … ビデオ振幅検出回路。 12, 44 ... Aperture, 13, 45 ... Input light automatic control (ALC) circuit, 14A, 14B, 14C, 49 ... CCD, 18, 53 ... Image processing circuit, 22, 52 ... Automatic gain control (AGC) circuit, 23 , 56 ... Electronic shutter drive circuit, 24, 57 ... Motion detection circuit, 25, 58 ... White balance adjustment circuit, 28, 62 ... Color temperature correction circuit, 30, 64 ... Function selection switch, 31, 65 ... Changeover switch, 42 ... light source power supply section, 59 ... video amplitude detection circuit.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 固体撮像素子に蓄積される電荷量を制御
する電子シャッタ機能が設けられた固体撮像素子を用い
た撮像装置において、被写体の動き状態を検出する動き
検出回路と、色温度差を補正する色温度補正回路と、こ
れらの回路からの制御信号によって固体撮像素子の電荷
蓄積時間を駆動制御する電子シャッタ駆動回路と、上記
動き検出に対応した電子シャッタ機能、色温度設定に対
応した電子シャッタ機能を選択する機能切換え回路とを
設け、複数の機能に対応させて電子シャッタを可変制御
するようにしたことを特徴とする固体撮像素子を用いた
撮像装置。
1. An image pickup apparatus using a solid-state image pickup device provided with an electronic shutter function for controlling the amount of electric charge accumulated in the solid-state image pickup device, and a motion detection circuit for detecting a motion state of a subject and a color temperature difference. A color temperature correction circuit for correction, an electronic shutter drive circuit for driving and controlling the charge accumulation time of the solid-state image sensor by control signals from these circuits, an electronic shutter function corresponding to the motion detection, and an electronic corresponding to color temperature setting. An image pickup apparatus using a solid-state image pickup device, wherein a function switching circuit for selecting a shutter function is provided, and an electronic shutter is variably controlled corresponding to a plurality of functions.
【請求項2】 上記固体撮像素子から出力された画像信
号を入力して、ホワイトバランスが保たれるように上記
電子シャッタを制御するためのホワイトバランス調整回
路を設け、かつ機能切換え回路では上記動き検出回路に
対応した機能、色温度補正回路に対応した機能に加えて
ホワイトバランス調整回路に対応した電子シャッタ機能
を選択できるようにしたことを特徴とする上記第1請求
項記載の固体撮像素子を用いた撮像装置。
2. A white balance adjusting circuit for controlling the electronic shutter so as to maintain a white balance by inputting an image signal output from the solid-state image pickup device, and the function switching circuit performs the movement. The solid-state image pickup device according to claim 1, wherein an electronic shutter function corresponding to a white balance adjustment circuit is selectable in addition to a function corresponding to a detection circuit and a function corresponding to a color temperature correction circuit. The imaging device used.
【請求項3】 上記固体撮像素子から出力された画像信
号の振幅を検出し、異なる固体撮像素子の光学特性の影
響を改善するように上記電子シャッタを制御するための
信号振幅検出回路を設け、かつ機能切換え回路では上記
動き検出回路に対応した機能、色温度補正回路に対応し
た機能に加えて信号振幅検出回路に対応した電子シャッ
タ機能を選択できるようにしたことを特徴とする上記第
1請求項又は第2請求項記載の固体撮像素子を用いた撮
像装置。
3. A signal amplitude detection circuit for detecting the amplitude of an image signal output from the solid-state image sensor and controlling the electronic shutter so as to improve the influence of the optical characteristics of different solid-state image sensors. Further, in the function switching circuit, in addition to the function corresponding to the motion detecting circuit and the function corresponding to the color temperature correcting circuit, an electronic shutter function corresponding to the signal amplitude detecting circuit can be selected. An image pickup device using the solid-state image pickup device according to claim 2.
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