JPH0686138A - 画像撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡単な構成によって、ケーブルの長さの差に
よる信号の遅れ時間の変動に基づく画像信号の劣化を防
止できる画像撮像装置を得る。 【構成】 検波信号９は、ゲート回路１７に入力され、
駆動信号発生回路８からのゲート信号１８により駆動信
号７の位相調整信号部の期間、ゲート回路１７を開きこ
の期間の検波信号９を基準リセット発生回路１９に出力
するようになっている。基準リセット発生回路１９は入
力された位相調整信号部の期間の検波信号９に基づいて
基準リセット信号２０を生成し、この基準リセット信号
２０及び基本クロック信号１３は、撮像信号３を信号処
理する図示しない撮像信号処理回路で用いられる各種タ
イミングパルスを生成するタイミングパルス発生回路２
１に入力されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、固体撮像素子により被
写体を撮像し画像信号を生成する画像撮像装置に関し、
特にケーブル等での撮像信号の遅延時間誤差に補正する
画像撮像装置関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、撮像手段としてのカメラヘッ
ド部と、画像処理手段としてのカメラ制御ユニットとが
分離されたいわゆる分離型の画像撮像装置では、カメラ
ヘッド部からの撮像信号を伝送するカメラケーブルの長
さを変えると、撮像信号の伝搬遅延時間に誤差が生じ、
その度にこの伝搬遅延時間誤差が補正されるように、回
路を調整しなければならなかった。このため画像撮像装
置の運用が繁雑になるばかりでなく、伝搬遅延時間誤差
の調整が精度良く行うことができないという欠点があっ
た。特に、高品位テレビジョンのごとく映像信号にオプ
ティカルブラッククランプ等の信号処理を精度良く行わ
なければならない場合には大きな問題となっていた。

【０００３】このような不具合を解消するために、特開
昭６２−８２７８２号公報には、ＣＣＤの駆動信号を伝
送するケーブルおよびＣＣＤから読出した映像信号を伝
送するケーブルの外に、制御信号を伝送する第３のケー
ブルを追加し、カメラ部からビデオプロセッサ部へこの
第３のケーブルを介してＣＣＤを読出すのに用いられる
駆動パルスを伝送し、この駆動パルスを利用してＣＣＤ
から読出された映像信号をサンプリングするようにした
テレビカメラ装置が開示されている。

【０００４】さらに、特開昭６１−１８７４７０号公報
には、カメラ部からビデオプロセッサ部へ供給されるＣ
ＣＤ出力信号に含まれるリセットパルスを抽出し、この
リセットパルスの位相に同記したサンスリングパルスを
フェーズ・ロックド・オッシレータにより作成し、この
サンプリングパルスによってＣＣＤ出力信号をサンプル
ホールドして映像信号を取出すようにしたテレビカメラ
装置が開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
特開昭６２−８２７８２号公報のテレビカメラ装置では
ケーブル長を検出するために、ＣＣＤを駆動するための
駆動信号を伝送するケーブルおよびＣＣＤから読出した
映像信号をビデオプロセッサ部へ伝送するケーブルの他
に制御用のケーブルを追加して配設する必要があり、構
成がそれだけ複雑となる欠点がある。特にビデオエンド
スコープの場合には挿入部の径を細くする必要があるた
め追加にケーブルを配設することは著しく困難である。

【０００６】また、特開昭６１−１８７４７０号公報の
テレビカメラ装置では、ＣＣＤから送られて来る映像信
号期間を含んだりリセット信号によって、サンプリング
パルスを作っているため映像信号の振幅によるリセット
信号への影響を受け、安定で正確なサンプリングパルス
を作ることは困難である。又、画像信号に１画素以上の
遅延が生じた場合１画素毎のサンプリングパルスについ
ては追従するが、モザイク状カラーフィルタを有する単
板カラーチップカメラの色復調の様に２画素以上毎のサ
ンプリングパルスを正確に発生することは困難である。

【０００７】さらに、本出願人は特開平１−１３２２８
０において、映像信号の無効映像領域のみのリセット信
号を抽出してサンプリングパルスを再生するテレビカメ
ラ装置を開示したが、この場合もケーブルによる２画素
以上の遅延に対する対策は施されていない。

【０００８】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、簡単な構成によって、ケーブルの長さの差によ
る信号の遅れ時間の変動に基づく画像信号の劣化を防止
できる画像撮像装置を提供することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の画像撮像装置
は、光学像を受けて光情報を電気信号に変換する固体撮
像素子を有する撮像手段と、前記固体撮像素子を駆動
し、該固体撮像素子から発生される出力信号を処理して
画像信号を出力する画像処理手段とを備えた画像撮像装
置において、前記画像処理手段は、前記固体撮像素子を
駆動する駆動信号を発生する駆動信号発生手段と、前記
駆動信号に対応して前記固体撮像素子から出力される出
力信号を受けて、基準信号を発生する基準信号発生手段
と、前記基準信号に基づいて、前記出力信号を処理して
画像信号を生成するためのパルス信号を発生するパルス
信号発生手段とを備えている。

【００１０】

【作 用】基準信号発生手段により、駆動信号発生手段
からの前記駆動信号に対応して前記固体撮像素子から出
力される出力信号を受けて前記基準信号を発生し、この
基準信号に基づいて、前記パルス信号発生手段が前記出
力信号を処理して画像信号を生成するためのパルス信号
を発生する。

【００１１】

【実施例】以下、図面を参照しながら本発明の実施例に
ついて述べる。

【００１２】図１ないし図３は本発明の第１実施例に係
わり、図１は画像撮像装置の要部の構成を示すブロック
図、図２は画像撮装置の各信号の作用を示すタイミング
チャート、図３はゲート回路及び基準リセット信号発生
回路の一例の構成を示すブロック図である。

【００１３】図１に示すように、第１実施例の画像撮像
装置１は、被写体を撮像する撮像手段としてのカメラ部
２と、前記カメラ部２からの撮像信号３を信号処理する
図示しない撮像信号処理回路及び該撮像信号３よりタイ
ミングパルスを生成するプロセッサ部４からなる画像処
理手段とを備えて構成され、前記カメラ部２と前記プロ
セッサ部４とは、カメラケーブル５により着脱自在に接
続されるようになっている。前記カメラ部２は、被写体
の光学像を図示しない光学レンズ系を介して光電変換し
撮像信号を生成する固体撮像素子、例えば、ＣＣＤ６を
備えている。

【００１４】前記プロセッサ部４は、前記ＣＣＤ４を駆
動する駆動信号７を生成する駆動信号発生回路８と、前
記撮像信号３を検波し検波信号９を生成する検波回路１
０とを備えている。

【００１５】前記検波信号９は、位相比較回路１１及び
ローパスフィルタ（以下、ＬＰＦ）１２を介して基本ク
ロック１３を生成する電圧制御発信器（以下、ＶＯＣ）
１４に入力され、前記位相比較回路１１で、前記駆動信
号発生回路８からの比較制御信号１５がアクティブであ
る所定期間、前記検波信号９の位相と前記基本クロック
１３を分周する分周回路１６の出力の位相とを比較する
ことにより、前記ＶＯＣ１４の出力である基本クロック
１３が前記ＣＣＤ６の前記撮像信号３と同期されるよう
になっている。

【００１６】また、前記検波信号９は、ゲート回路１７
に入力され、前記駆動信号発生回路８からのゲート信号
１８により前記駆動信号７の後述する位相調整信号部の
期間、前記ゲート回路１７を開きこの期間の前記検波信
号９を基準リセット発生回路１９に出力するようになっ
ている。この基準リセット発生回路１９は入力された位
相調整信号部の期間の前記検波信号９に基づいて基準リ
セット信号２０を生成し、この基準リセット信号２０及
び前記基本クロック信号１３は、前記撮像信号３を信号
処理する図示しない撮像信号処理回路で用いられる各種
タイミングパルスを生成するタイミングパルス発生回路
２１に入力されている。

【００１７】このように構成された画像撮像装置１の作
用について説明する。

【００１８】駆動信号発生回路８により駆動信号７であ
る各種パルスがＣＣＤ６に送られる。ここで、駆動信号
発生回路８よりＣＣＤ６に送られるパルスのうちリセッ
トパルスは図２（Ａ）に示すように、ＣＣＤ６の映像信
号部の読み出し期間には通常のデューティ比（約２５
％）で、信号読み出し期間外（以下、位相調整信号部）
にはデューティ比５０％となっている。ここで図２はＨ
レート（水平同期）で示している。このリセットパルス
の映像信号部のパルスと位相調整信号パルスとの間には
所定の長さの無信号期間を置く。尚、この無信号期間
は、ゲート信号１８によって映像信号部期間のリセット
信号と位相調整信号部期間のリセット信号とを分離し易
くするもので、タイミングを考えれば無くても良い。

【００１９】駆動信号７によって駆動されたＣＣＤ６の
撮像信号３は、図２（Ｂ）に示すものとなる。この撮像
信号３を検波回路１０で検波してリセット部のみを取り
出すと図２（Ｃ）に示す波形の検波信号９が得られる。
この検波信号９の波形は図２（Ａ）に示す波形と同様な
波形であるが、プロセッサ部４とカメラ部２とを結ぶカ
メラケーブル５による遅れを含んでいる。つまり、図２
中のτが、カメラケーブル５の長さに伴って変化する。

【００２０】この検波信号９は位相比較回路１１に入力
する。この位相比較回路１１では、図２（Ｄ）に示され
るような駆動信号発生回路８からの比較制御信号１５よ
って選択された映像信号部期間外の期間（ａ）、検波信
号９の位相とＶＣＯ１４の出力である基準クロック１３
を分周器１６によって分周した信号の位相とが比較さ
れ、位相が一致するようにＬＰＦ１２を通してＶＣＯ１
４が制御される。以上によりタイミングパルス発生回路
２１の入力基本クロック１３はＣＣＤ６の撮像信号３の
タイミングに一致したものとなる。

【００２１】一方、検波信号９は、ゲート回路１７で、
駆動信号発生回路１０から出力されるゲート信号１８
（図２（Ｅ））により位相調整信号部のみ取り出される
（図２（Ｆ））。このゲート信号１８は、図２（Ｅ）に
示すように、図２（Ｃ）における検波信号９の映像信号
部と位相調整信号部のとの間より始まるため、ゲート回
路１７の出力は、位相調整信号部の第一番目のパルスよ
り得ることが出来る。

【００２２】このゲート回路１７によって得られた位相
調整信号部は、基準リセット信号発生回路１９に入力
し、タイミングパルス発生回路２１用の基準リセット信
号２０（図２（Ｇ））が発生される。

【００２３】ここで、ゲート回路１７及び基準リセット
信号発生回路１９の１例を図３に示す。ゲート回路１７
である初段のＡＮＤ素子１７ａに検波信号９及びゲート
信号１８が入力し、位相調整信号部のみ取り出される。
この得られた位相調整信号部は、基準リセット信号発生
回路１９である後段のＲＳフリップフロップ１９ａのセ
ット端子Ｓに入力する。また、ＲＳフリップフロップ１
９ａのリセット端子Ｒには駆動信号発生回路８から出力
される水平同期信号ＨＤ（図２（Ｈ））を入力する。す
ると、ＲＳフリップフロップ出力は、図２（Ｇ）で示す
ような基準リセット信号２０になる。

【００２４】基準リセットの動作は、タイミング信号発
生回路２１の内部で、例えば、基準リセット信号２０の
立ち上がり部を検出し、Ｈ方向（水平方向）のカウンタ
をリセットすることによって行われる。ここでは、リセ
ット動作は、Ｈレートとして説明したが、リセット用位
相調整信号のゲートをＶレート（垂直同期）とし、基準
リセット信号をＶ周期で発生させ、Ｖレートでリセット
を行っても良い。

【００２５】タイミングパルス発生回路２１は、ＶＣＯ
１４の出力である基本クロック１３で駆動され、基準リ
セット信号２０によってリセットされるため、カメラケ
ーブル５を伝送されてきたＣＣＤ６の撮像信号３の絶対
位相と同一のタイミングパルス信号を発生する。

【００２６】従って、第１実施例の画像撮像装置１で
は、タイミングパルス発生回路２１の基準リセット信号
２０は、ＣＣＤ６より伝送されてきた撮像信号３の遅れ
に完全に追従するため、タイミング信号発生回路２１の
出力である各種タイミングパルスの位相は撮像信号３と
所定のタイミングとなり、例えば、１画素おきのＣＤＳ
（相関二重サンプリング回路用のサンプリングパルスや
２画素おきの色復調パルスも撮像信号３の遅れに正確に
追従することができる。

【００２７】また、第１実施例は、伝送経路長が変わっ
ても、複数の位相調整信号によってタイミングパルス発
生回路２１に入力する基準クロック信号２０をＰＬＬ制
御するため、正確な位相制御が可能となり、さらに得ら
れたタイミングパルス発生回路２１用の基準リセット信
号２０は、ＣＣＤ６の特定画素からの相対時間は常に一
定となるため、複数画素おきの処理についても正確な位
相で処理が可能となる。

【００２８】さらに、各位相調整用の信号は映像信号期
間外に挿入されているため、映像信号のレベルに影響さ
れないため、正確な位相調整が可能となる。

【００２９】尚、位相調整信号部は、デューティ比５０
％として説明したが、上記目的が果たされれば、この限
りではない。

【００３０】図４ないし図７は本発明の第２実施例に係
わり、図４は画像撮像装置の要部の構成を示すブロック
図、図５は画像撮装置の各信号の作用を示すタイミング
チャート、図６は絶対位相検波回路の構成を示すブロッ
ク図、図７は撮像信号以外の位相情報信号を示す波形図
である。

【００３１】図４に示すように、第２実施例の画像撮像
装置１ａは、第１実施例とほとんど同じであり、ゲート
回路１７の代わりに絶対位相検波回路２２により検波信
号９の位相調整信号部を検波するように構成したもので
あり、第１実施例と同一の部分は、同一符号を付け説明
は省略する。

【００３２】絶対位相検波回路２２は、図６に示すよう
に、検波信号９を位相調整信号部の信号の１／２周期だ
け遅らせた信号を生成する１／２周期遅延回路２３と、
この１／２周期遅延回路２３の出力と検波信号９とをＡ
ＮＤ演算するＡＮＤ回路２４とから構成されている。

【００３３】その他の画像撮像装置１ａの構成は、第１
実施例と同じである。

【００３４】このように構成された画像撮像装置１ａの
作用について説明する。

【００３５】駆動信号発生器８により駆動信号７である
各種パルスがＣＣＤ６に送られる。ここで、駆動信号発
生器８よりＣＣＤ６に送られるパルスのうちリセットパ
ルスは図５（Ａ）に示すように、映像信号部の読み出し
期間には通常のデューティ比（約２５％）で、信号読み
出し期間外にはデューティ比７５％（以下、位相調整信
号部）となっている。ここで図５はＨレートで示してい
る。

【００３６】この駆動信号７によって駆動されたＣＣＤ
６の撮像信号は、図５（Ｂ）に示すものとなる。この信
号を検波してリセットパルス部分のみを取り出すと図５
（Ｃ）に示す波形が得られる。この波形も第１実施例と
同様にプロセッサ部４とカメラ部２とを結ぶカメラケー
ブル５による遅れを含んでいる。つまり、図５中のτ
が、カメラケーブル５の長さに伴って変化する。

【００３７】この検波信号９は位相比較回路１１に入力
する。この位相比較回路１１では、図５（Ｄ）に示され
るような駆動信号発生回路８からの比較制御信号１５よ
って選択された映像信号部期間外の期間（ａ）、検波信
号９の位相とＶＣＯ１４の出力である基準クロック１３
を分周器１６によって分周した信号の位相とが比較さ
れ、位相が一致するようにＬＰＦ１２を通してＶＣＯ１
４が制御される。以上によりタイミングパルス発生回路
２１の入力基本クロック１３はＣＣＤ６の撮像信号３の
タイミングに一致したものとなる。

【００３８】一方、検波信号９は絶対位相検波回路２２
に入力する。この絶対位相検波回路２２では、検波信号
９と１／２周期遅延回路２３の出力（図５（Ｅ））とを
ＡＮＤ回路２４でＡＮＤ演算する（図５（Ｆ）））。こ
のＡＮＤ回路２４の出力信号は図５（Ｆ）に示すとお
り、ちょうど検波信号９のデューティ比が変わるところ
から出力が始まる。この信号を第１実施例と同様に、例
えば、ＲＳフリップフロップ１９ａによる基準リセット
信号発生回路１９に入力することによって、タイミング
パルス発生回路２１用の基準リセット信号２０（図５
（Ｇ））が発生される。タイミングパルス発生回路２１
のリセット動作は第１実施例と同様にすることができ
る。

【００３９】この第２実施例の場合も、基準リセット信
号２０は伝送されてきた撮像信号３の位相の遅れを示す
ものなので、第１実施例と同様にタイミングパルス発生
回路２１は、伝送されてきたＣＣＤ６の撮像信号３の絶
対位相と同一のタイミングパルス信号を発生する。

【００４０】第２実施例の効果は、第１実施例と同様で
ある。ただし、上記よりもわかるように、第１実施例の
場合にはゲート信号が必要であったが、第２実施例の場
合ゲート信号は必要ない。

【００４１】尚、第２実施例においても、リセット動作
はＨレートとして説明したが、デューティ比を変えてリ
セット用位相調整信号とする部分をＶレートとし、基準
リセット信号をＶ周期で発生させ、Ｖレートでリセット
を行っても良い。また、図７に示すように撮像信号以外
の位相情報信号の途中からデューティ比を変えてリセッ
ト用位相調整信号としても良い。

【００４２】次に第３実施例について説明する。

【００４３】図８ないし図１７は本発明の第３実施例に
係わり、図８は画像撮像装置の要部の構成を示すブロッ
ク図、図９は図８の駆動信号発生回路の構成を示す構成
図、図１０は図８の駆動信号発生回路の作用を示すタイ
ミングチャート、図１１は画像撮装置の各信号の作用を
示すタイミングチャート、図１２はカラーフィルタアレ
イの構成を示す構成図、図１３は図１２のカラーフィル
タアレイによる撮像信号のサンプリングを説明するタイ
ミングチャート、図１４は図１３のサンプリングパルス
の生成を説明するタイミングチャート、図１５は図１３
のサンプリングパルスの生成の変形例を説明するタイミ
ングチャート、図１６はリセットパルスの変形例による
各信号の作用を示すタイミングチャート、図１７は画像
撮像装置を採用した電子内視鏡装置の構成を示す構成図
である。

【００４４】図８に示すように、第３実施例の画像撮像
装置１ｂの構成において、第１実施例と同一構成につい
ては、同一符号で示し説明を省略する。

【００４５】第３実施例では、撮像信号３はＣＤＳ（相
間二重サンプリング）回路３０に入力するようになって
いる。このＣＤＳ回路３０に入力した撮像信号は、タイ
ミングパルス発生回路２１から出力されたクランプパル
ス及びサンプリングパルスによって、撮像信号のフィー
ドスルー部でクランプされた後、映像信号部をサンプリ
ングするようになっている。

【００４６】第３実施例の駆動信号発生回路８’は、図
９に示すように、基本駆動信号を発生する基本駆動信号
発生回路８ａと、位相識別信号を発生する位相識別信号
発生回路８ｂと、基本駆動信号に位相識別信号を重畳す
る重畳回路８ｃとから構成されている。

【００４７】基本駆動信号発生回路８ａは、図１０
（ａ）に示すような基本駆動信号のリセットパルスを出
力する。一方、位相識別信号発生回路８ｂは、図１０
（ｂ）に示すような位相識別信号を出力する。これらの
信号を重畳回路８ｃで合成することにより、図１０
（ｃ）に示すように、位相識別信号のタイミングで基本
駆動信号のリセットパルスが変形され合成された信号と
なる。この信号の識別信号が重畳された部分が絶対位相
検出部となる。この位相識別信号が重畳された駆動信号
がＣＣＤ６へ伝送される。

【００４８】その他の構成は第１実施例と同じである。

【００４９】このように構成された画像撮像装置１ｂの
作用について説明する。

【００５０】駆動信号発生回路８’により駆動信号７で
ある各種パルスがＣＣＤ６に送られる。ここで、駆動信
号発生回路８よりＣＣＤ６に送られるパルスのうちリセ
ットパルスは、図１１（Ａ）に示すように（図１０
（ｃ）に対応）、映像信号読み出し期間には通常のデュ
ーティ比（約２５％）で、信号読み出し期間外にはデュ
ーティ比２５％の位相調整信号部とデューティ比７５％
の絶対位相検出部とからなっている。これら各信号の立
ち下がりは同一タイミングとする。ここで図９はＨレー
トで示している。

【００５１】この駆動信号７によって駆動されたＣＣＤ
６の撮像信号は図１１（Ｂ）に示すものとなる。この信
号を検波してリセット部のみを取り出すと図１１（Ｅ）
に示す波形が得られる。この波形も第１実施例と同様に
プロセッサ部４とカメラ部２とを結ぶカメラケーブル５
による遅れを含んでいる。つまり、図１１中のτが、カ
メラケーブル５の長さに伴って変化する。

【００５２】この検波信号９は位相比較回路１１に入力
する。この位相比較回路１１では、図１１（Ｆ）に示さ
れるような比較制御信号よって選択された映像信号部期
間外の期間（ａ）に、検波信号９の位相とＶＣＯ１４の
出力である基準クロック１３を分周器１６によって分周
した信号の位相とが比較され、位相が一致するようにＬ
ＰＦ１２を通してＶＣＯ１４が制御される。以上により
タイミングパルス発生回路２１の入力基本クロック１３
はＣＣＤ６の撮像信号３のタイミングに一致したものと
なる。

【００５３】一方、撮像信号３はＣＤＳ回路３０に入力
する。ＣＤＳ回路３０に入力した撮像信号３は、タイミ
ングパルス発生回路２１から出力されたクランプパルス
（図１１（Ｃ））及びサンプリングパルス（図１１
（Ｄ））によって、映像信号のフィードスルー部でクラ
ンプされた後、映像信号部をサンプリングされる。これ
によって、撮像信号３を抽出することが出来る。また、
同時に位相調整信号及び絶対位相検出部も、同じタイミ
ングでクランプ及びサンプリングを行われる。すると、
ＣＤＳ回路３０の出力信号は図１１（Ｇ）のようにな
る。この信号は、絶対位相検出部が、映像信号と逆の極
性で出力されることとなる。この逆極性で出力された信
号を基準リセット信号検波回路１９によって分離し、タ
イミングパルス発生回路２１に基準リセット信号２０
（図１１（Ｈ））として入力される。タイミングパルス
発生回路２１のリセット動作は第１実施例と同様にする
ことができる。

【００５４】この第３実施例の場合も、基準リセット信
号２０は伝送されてきた撮像信号の位相の遅れを示すも
のなので、第１実施例と同様にタイミングパルス発生回
路２１は、伝送されてきたＣＣＤ６の撮像信号の絶対位
相と同一のタイミングパルス信号を発生する。

【００５５】例えばＣＣＤ６は、撮像面前面に図１２に
示すような構成のカラーフィルタアレイ（以下、ＣＦ
Ａ）６ａを有しているとする。即ち、ＣＣＤ６の前面に
は各画素にＭｇ，Ｇ，Ｃｙ，Ｙｅの４種類のフィルタか
らなるＣＦＡ６ａが配置されている。このＣＦＡ６ａの
場合、ＣＣＤ６では縦方向の２つの画素を合成して読み
出す。ここで、Ｍｇ＋ＣｙをＣａ、Ｇ＋ＹｅをＣｂとす
ると、ＣＣＤ６の出力は、図１３（ａ）のＣＣＤｏｕｔ
に示すように、Ｃａ，Ｃｂが順次的に出力される。

【００５６】このＣａおよびＣｂ信号を分離するために
（図８を参照）、タイミングパルス発生回路２１は、図
１３（ｂ），（ｃ）に示すようなサンプルパルスａ及び
ｂを生成し、このサンプルパルスａ及びｂのタイミング
でＣＤＳ３０は、Ｃａ，Ｃｂをサンプルホールドし、図
１３（ｄ），（ｅ）に示すＣＡおよびＣＢに分離する。

【００５７】ここで、撮像素子駆動回路８’及びＣＤＳ
３０とＣＣＤ６とが離れているので、駆動信号とＣＤＳ
３０に伝送されてきた撮像信号とに遅延が生じている。
よって、撮像素子駆動回路８で発生した信号を基準に、
前記サンプルパルスａ及びｂを発生すると適切なタイミ
ングでサンプルホールドが出来なくなる。しかし、本実
施例では、駆動信号には識別信号が重畳されており、そ
の駆動信号を基にＣＣＤ６から伝送されてきた撮像信号
から識別信号を分離し、その分離された識別信号を基準
にサンプリングパルスａ及びｂを発生する。

【００５８】図１４を用いて動作を説明する。駆動信号
発生回路８’からは図１４（ａ）に示すような識別信号
が含まれた駆動信号がＣＣＤ６に送られる。ＣＣＤ６か
らは、撮像信号と共に識別信号が伝送されてくる。ＣＣ
Ｄ６からの信号は、識別信号と撮像信号が共にτだけ遅
れている（図１４（ｂ），（ｃ））。

【００５９】この信号から識別信号（図１４（ｃ））を
分離し、この識別信号の位相を基準にしてサンプリング
パルスを発生する（図１４（ｄ），（ｅ））。

【００６０】以上により、ケープル長が変化しても撮像
信号と識別別信号が同じ量だけ遅延しているため、識別
信号を基準としてタイミングパルスを発生する事によっ
て、常に適切なタイミングでサンプリングでき映像信号
が得られる。

【００６１】尚、ここで識別信号による、タイミングパ
ルスの発生の別の例について説明する。ＣＣＤ６とＣＤ
Ｓ３０が離れていない場合、図１５（ｂ）に示す同期信
号に対して、撮像信号が図１５（ａ）のタイミングで出
力されるとする。しかし、ＣＣＤ６とＣＤＳ３０が離れ
ている場合、駆動信号及び撮像信号を伝送するケーブル
による遅延により、ＣＤＳ３０に入力する撮像信号のタ
イミングは図１５（ｄ）に示すように時間τだけ遅れが
生じる。これを基本とする同期信号（図１５（ｂ））タ
イミングで処理すると、画面が移動してしまったり、画
像上の適切な部分の処理が出来なくなる。そこで、ＣＣ
Ｄ駆動信号に識別信号（図１５（ｃ））を重畳して出力
しＣＣＤ６から撮像信号と共に伝送されてくる識別信号
を分離し（図１５（ｅ））、その分離された識別信号を
基準に新たな同期信号（図１５（ｆ））を発生する。こ
の同期信号のタイミングで撮像信号を処理する事によっ
て、適切なタイミングの処理が可能となる。

【００６２】第３実施例の効果は、第１実施例と同様で
ある。ただし、上記よりわかるように、第３実施例の場
合には、第２実施例の場合と同様にゲート信号は必要な
い。さらに、第３実施例の場合、基準リセット信号２０
は、ＣＤＳ回路３０を通すだけで、任意の幅のものが撮
像信号と逆極性で得られ、分離も容易である。ここで
も、リセット動作はＨレートとして説明したが、絶対位
相検出部とする部分をＶレートとし、基準リセット信号
をＶ周期で発生させ、Ｖレートでリセットを行っても良
い。また、この実施例では映像信号期間のリセット信号
と位相調整信号、絶対位相検出部の立ち下がりを一致さ
せるとして説明したが、ＣＤＳ回路３０によって、絶対
位相検出部が、他の期間と逆極性になるような位相でＣ
ＣＤ６にリセットパルスとして出力されれば良い。

【００６３】例えば、図１６（Ａ）に示すような位相で
リセットパルスを出力した場合を考える。この場合は、
位相調整信号と絶対位相検出部とが逆位相となってい
る。ここで、ＣＣＤ１から伝送されてきた撮像信号３
は、図１６（Ｂ）となり、この撮像信号３より、位相調
整信号の部分（図１６（Ｂ）の（ａ）の部分）のみでＶ
ＣＯ１４の位相調整が行われ、タイミングパルス発生回
路２１用のクロックが発生される。一方、ＣＣＤ６から
伝送されてきた撮像信号３は、クランプパルス（図１６
（Ｃ））およびサンプリングパルス（図１６（Ｄ））で
ＣＤＳ回路３０によって、図１６（Ｅ）のようになる。
この場合も、上記第３実施例と同様に絶対位相検出部よ
り、基準リセット信号が他の期間と逆極性として出力さ
れ、基準リセット信号２０は検波され、タイミングパル
ス発生回路２１に入力する。このようにデューティ比５
０％のパルスを使うと伝送による信号の歪にも強くな
る。

【００６４】図１７に第３実施例を電子内視鏡装置５０
に応用した例を示す。

【００６５】図１７に示すように、電子内視鏡５１内に
は、照明光を伝達するライトガイド５２が挿通されてい
る。このライトガイド５２の先端面は、先端部５３に配
置され、この先端部５３から照明光を出射できるように
なっている。また、前記ライトガイド５２の入射端側
は、コネクタ５４に接続されている。また、前記先端部
５３には、対物レンズ系５５が設けられ、この対物レン
ズ系５５の結像位置に、固体撮像素子５６が配設されて
いる。この固体撮像素子５６は、可視領域を含め紫外領
域から赤外領域に至る広い波長域で感度を有している。
前記固体撮像素子５６には、信号線５７，５８が接続さ
れ、これら信号線５７，５８は、前記電子内視鏡５１内
に挿通されて前記コネクタ５４に接続されている。

【００６６】一方、ビデオプロセッサ６０内には、紫外
光から赤外光に至る広帯域の光を発光するランプ６１が
設けられている。このランプ６１としては、一般的なキ
セノンランプやストロボランプ等を用いることができ
る。前記キセノンランプやストロボランプは、可視光の
みならず紫外光及び赤外光を大量に発光する。ランプ６
１より発光された光は前記ライトガイド５２の入射端に
入射され、このライトガイド５２を介して先端部５３に
導かれ、この先端部５３から出射されて、観察部位を照
明するようになっている。

【００６７】この照明光による観察部位からの戻り光
は、対物レンズ系５５によって、固体撮像素子５６上に
結像され、光電変換されるようになっている。この固体
撮像素子５６には、前記信号線５８を介して、前記ビデ
オプロセッサ６１内の駆動信号発生回路６２からの駆動
パルスが印加され、この駆動パルスによって読み出し、
転送が行われるようになっている。この固体撮像素子５
６から読み出された映像信号は、前記信号線５７を介し
てコネクタ５４を通して、前記ビデオプロセッサ６０内
に入力する。

【００６８】駆動信号発生回路６２からは、第３実施例
と同様なリセットパルスが発生される。この時、固体撮
像素子５６より伝送され、ビデオプロセッサ６０に入力
する映像信号は、第３実施例と同じ位相調整信号か重畳
されて来る。この信号を用いて、第３実施例と同様にタ
イミングパルス発生回路２１によってビデオプロセッサ
６０の入力映像信号にタイミングの合った各種タイミン
グパルスが発生される。ＣＤＳ回路３０の出力映像信号
は、映像信号処理回路６２によって所定の信号処理を施
され、出力され、観察モニター６３で映像情報として観
察される。

【００６９】電子内視鏡装置５０の場合、観察部位によ
って様々な電子内視鏡５１が用いられる。したがって、
電子内視鏡５１内部の信号線５７，５８はその種類によ
って様々な長さとなる。

【００７０】本第３実施例を採用した電子内視鏡装置５
０では、信号線の長さによらず、常に最適位相のタイミ
ングパルスを発生することができるため、このように本
第３実施例を電子内視鏡装置に応用することによって様
々な電子内視鏡を使用しても自動的に最適なタイミング
で信号処理をすることが可能となる。

【００７１】また、電子内視鏡装置への応用は第３実施
例だけでなく、同様に第１実施例、第２実施例において
も可能である。

【００７２】尚、この応用例は、ランプ６１から発光さ
れた光は、そのままライトガイド５２に入射している
が、面順次式電子内視鏡装置の様にランプ６１とライト
ガイド５２の間に回転フィルタを挿入することもでき
る。

【００７３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の画像撮像
装置は、簡単な構成で、あらゆるタイミングパルスの正
確なタイミング補正が可能となり、従って、伝送ケーブ
ルの長さを変えた場合においても無調整でタイミング補
正ができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例に係る画像撮像装置の要部の構成を
示すブロック図である。

【図２】第１実施例に係る画像撮装置の各信号の作用を
示すタイミングチャートである。

【図３】第１実施例に係るゲート回路及び基準リセット
信号発生回路の一例の構成を示すブロック図である。

【図４】第２実施例に係る画像撮像装置の要部の構成を
示すブロック図である。

【図５】第２実施例に係る画像撮装置の各信号の作用を
示すタイミングチャートである。

【図６】第２実施例に係る絶対位相検波回路の構成を示
すブロック図である。

【図７】第２実施例に係る撮像信号以外の位相情報信号
を示す波形図である。

【図８】第３実施例に係る画像撮像装置の要部の構成を
示すブロック図である。

【図９】第３実施例に係る図８の駆動信号発生回路の構
成を示す構成図である。

【図１０】第３実施例に係る図８の駆動信号発生回路の
作用を示すタイミングチャートである。

【図１１】第３実施例に係る画像撮装置の各信号の作用
を示すタイミングチャートである。

【図１２】第３実施例に係るカラーフィルタアレイの構
成を示す構成図である。

【図１３】第３実施例に係る図１２のカラーフィルタア
レイによる撮像信号のサンプリングを説明するタイミン
グチャートである。

【図１４】第３実施例に係る図１３のサンプリングパル
スの生成を説明するタイミングチャートである。

【図１５】第３実施例に係る図１３のサンプリングパル
スの生成の変形例を説明するタイミングチャートであ
る。

【図１６】第３実施例に係るリセットパルスの変形例に
よる各信号の作用を示すタイミングチャートである。

【図１７】第３実施例に係る画像撮像装置を採用した電
子内視鏡装置の構成を示す構成図である。

【符号の説明】 １…画像撮像装置 ２…カメラ部 ４…プロセッサ部 ６…ＣＣＤ ８…駆動信号発生回路 １０…検波回路 １１…位相比較回路 １７…ゲート回路 １９…基準リセット発生回路 ２１…タイミングパルス発生回路

【手続補正書】

【提出日】平成５年９月２日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００１

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、固体撮像素子により被
写体を撮像し画像信号を生成する画像撮像装置に関し、
特にケーブル等での撮像信号の遅延時間誤差を補正する
画像撮像装置関する。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１５】前記検波信号９は、位相比較回路１１及び
ローパスフィルタ（以下、ＬＰＦ）１２を介して基本ク
ロック１３を生成する電圧制御発信器（以下、ＶＣＯ）
１４に入力され、前記位相比較回路１１で、前記駆動信
号発生回路８からの比較制御信号１５がアクティブであ
る所定期間、前記検波信号９の位相と前記基本クロック
１３を分周する分周回路１６の出力の位相とを比較する
ことにより、前記ＶＯＣ１４の出力である基本クロック
１３が前記ＣＣＤ６の前記撮像信号３と同期されるよう
になっている。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｎ 5/14 Ｚ 5/335 Ｚ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光学像を受けて光情報を電気信号に変換
   する固体撮像素子を有する撮像手段と、 前記固体撮像素子を駆動し、該固体撮像素子から発生さ
   れる出力信号を処理して画像信号を出力する画像処理手
   段とを備えた画像撮像装置において、 前記画像処理手段は、 前記固体撮像素子を駆動する駆動信号を発生する駆動信
   号発生手段と、 前記駆動信号に対応して前記固体撮像素子から出力され
   る出力信号を受けて、 基準信号を発生する基準信号発生手段と、 前記基準信号に基づいて、前記出力信号を処理して画像
   信号を生成するためのパルス信号を発生するパルス信号
   発生手段とを備えたことを特徴とする画像撮像装置。