JPH11346327A - 撮像装置 - Google Patents

撮像装置

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JPH11346327A
JPH11346327A JP10370491A JP37049198A JPH11346327A JP H11346327 A JPH11346327 A JP H11346327A JP 10370491 A JP10370491 A JP 10370491A JP 37049198 A JP37049198 A JP 37049198A JP H11346327 A JPH11346327 A JP H11346327A
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image
field
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image pickup
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    • H04N23/00Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/70Circuitry for compensating brightness variation in the scene
    • H04N23/73Circuitry for compensating brightness variation in the scene by influencing the exposure time
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    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04N23/00Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/50Constructional details
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 長時間露光モード撮像において明るさを連続
的に可変し、違和感のない自然な画像を得る。 【解決手段】 CCU5には、色分離回路21からのR
GBデジタル信号から画像の明るさを検波する検波回路
30が設けられており、この検波回路30の検波出力は
CPU31に出力され、CPU31により画像の明るさ
が所定値以上かどうかを判断し、画像の明るさの値に基
づいて周辺I/F32を制御し、周辺I/F32が設定
信号及び制御信号を露光制御回路24及びCCDドライ
バ13に出力する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は撮像装置、更に詳し
くは長時間露光モードの撮像信号処理部分に特徴のある
撮像装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、被写体像を光電変換し電気信
号として出力する撮像素子を備えた撮像装置がTVカメ
ラ、電子内視鏡等の分野で広く用いられている。このよ
うな撮像装置においては、撮像素子で電荷蓄積、転送を
行うことにより被写体像を光電変換し、撮像を行うよう
になっている。
【0003】前記撮像装置において、被写体像が暗い場
合などに露光期間を変化させて感度を向上させ、良好な
被写体像を得ることができるようにした感度向上手段を
設けた装置が種々提案されている。
【0004】例えば特開平6−326917号公報で
は、撮像素子駆動手段によって撮像素子の電荷蓄積期間
を複数のフィールド期間に設定し、撮像素子から複数の
フィールド期間毎に映像信号を読み出す際には、映像信
号演算制御手段によって撮像素子から出力された映像信
号及び映像信号記憶手段に記憶された映像信号を基に所
定の演算を施して複数のフィールド期間より短い期間毎
に出力することで、S/Nの劣化が少なく容易に感度を
向上させることが可能で、感度を向上させた際にも動き
のある被写体において映像信号における動きの不自然さ
のない良好な被写体画像を得ることが可能な撮像装置が
提案されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開平6−326917号公報の撮像装置においては、被
写体が暗くなった場合、ある明るさ画像になると通常露
光モードから長時間露光モードになり、露光時間を1/
60secから1/30secにして撮像するが、この
ように露光時間を1/60secから1/30secに
2倍に変化させるため、得られる画像の明るさが急峻に
変化し、不自然な画像となるといった問題がある。
【0006】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、長時間露光モード撮像において明るさを連続的
に可変し、違和感のない自然な画像を得ることのできる
撮像装置を提供することを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の撮像装置は、被
写体像を光電変換し1フィールド期間毎に撮像信号とし
て出力する撮像素子と、露光時間を制御し前記撮像素子
の電荷蓄積期間を変更可能に駆動し撮像信号を得る撮像
素子駆動手段とを具備した撮像装置において、前記撮像
素子からの前記撮像信号を1フィールド遅延させるフィ
ールド遅延手段と、前記撮像素子からの1フィールドの
撮像信号と前記フィールド遅延回路からの1フィールド
遅延された撮像信号とから所定の明るさを有する映像信
号を生成する映像信号生成手段とを備えて構成される。
【0008】本発明の撮像装置では、前記フィールド遅
延手段が前記撮像素子からの前記撮像信号を1フィール
ド遅延させ、前記映像信号生成手段が前記撮像素子から
の1フィールドの撮像信号と前記フィールド遅延回路か
らの1フィールド遅延された撮像信号とから所定の明る
さを有する映像信号を生成することで、長時間露光モー
ド撮像において明るさを連続的に可変し、違和感のない
自然な画像を得ることを可能とする。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施の形態について述べる。
【0010】図1ないし図5は本発明の第1の実施の形
態に係わり、図1は内視鏡撮像装置の構成を示す構成
図、図2は図1のCCUの構成を示す構成図、図3は図
2の露光制御回路の構成を示す構成図、図4は図2のC
CUの作用を説明するフローチャート、図5は図2のC
CUの作用を説明するタイミング図である。
【0011】(構成)図1に示すように、本実施の形態
の内視鏡撮像装置1は、撮像手段を内蔵したカメラヘッ
ド2と、このカメラヘッド2が着脱自在に接続されるス
コープ3と、このスコープ3に照明光を供給する光源装
置4と、カメラヘッド2内に配設された撮像手段に対す
る信号処理を行うプロセッサ本体としてのカメラコント
ロールユニット(以下、CCUと略記する)5と、この
CCU5により信号処理された標準的な映像信号を表示
するTVモニタ6とを有して構成される。
【0012】スコープ3は、例えば細長で可撓性を有し
内視鏡像を伝送するイメージガイドファイバ(図示せ
ず)を内挿する挿入部7を備えた光学式内視鏡であっ
て、この挿入部7の基端に設けられた操作部8の接眼部
にアダプタ2aを介してカメラヘッド2を着脱自在に接
続することで、イメージガイドファイバ(図示せず)に
より操作部8の接眼部まで伝送されてきた内視鏡像をカ
メラヘッド2で撮像できるようになっている。
【0013】また、スコープ3の操作部8からはライト
ガイドケーブル9が延出しており、ライトガイドケーブ
ル9の先端を光源装置4に接続することにより、光源装
置4から供給される照明光がライトガイドケーブル9及
び挿入部7内を挿通するライトガイド(図示せず)によ
りスコープ3の先端から被写体(図示せず)に照射され
るようになっている。
【0014】つまり、内視鏡撮像装置1の使用時には、
光源装置4にスコープ3のライトガイドケーブル9を装
着することにより、図示はしないが、光源装置4内のラ
ンプの照明光が絞りを通り、レンズにより集光されて対
向するライトガイドの端面に入射される。この照明光は
ライトガイドによってスコープ3へ伝送され、スコープ
3内部を通りスコープ3先端から前方に出射され、患者
の体腔内などの被写体を照明するようになっている。
【0015】そして、照明光により照明された被写体の
反射光がスコープ3により結像され、被写体像がスコー
プ3を通してカメラヘッド2内の撮像手段によって撮像
されるようになっている。
【0016】一方、カメラヘッド2内には、撮像レンズ
の焦点面に撮像手段としてのCCD11が配置されてお
り(図2参照)、CCD11の撮像面に被写体像が結像
して光電変換される。このCCD11は、CCD駆動信
号伝送線及びCCD出力信号伝送線が内部に挿通された
カメラヘッド2から延出したカメラケーブル12を介し
てCCU5に接続されており、CCD11の出力信号が
CCU5に送られて各種信号処理が行われるようになっ
ている。CCU5から出力される映像信号はTVモニタ
6に送られ、TVモニタ6上に被写体の観察画像が表示
されるようになっている。
【0017】図2に示すように、CCU5内には、CC
D11を駆動制御するCCDドライバ13が設けられて
おり、CCDドライバ13よりCCD駆動信号がカメラ
ケーブル12内のCCD駆動信号伝送線を介してCCD
11に供給され、CCD11に蓄積された信号電荷がC
CD出力信号として読み出される。
【0018】また、CCD11より読み出されたCCD
出力信号は、プリアンプ14により増幅されて、カメラ
ケーブル12内のCCD出力信号伝送線を介してCCU
5に伝送され、CCU5内のプリプロセス回路15に入
力される。
【0019】プリプロセス回路15の後段にはA/D変
換回路16、アイソレーション回路(以下、I.Lと略
記)17及びY/C分離回路18が設けられており、プ
リプロセス回路15に入力されたCCD出力信号はCD
S(相関二重サンプリング)やS/H(サンプルホール
ド)等の前処理が行われた後、A/D変換回路16に入
力されてデジタル信号に変換された後、I.L17によ
り電気的絶縁がなされてY/C分離回路18に入力され
る。
【0020】Y/C分離回路18の後段には色差LPF
(ロー・パス・フィルタ)19、線順次同時化回路20
及びRGBマトリックスからなる色分離回路21が設け
られており、Y/C分離回路18に入力されたデジタル
信号は輝度信号Yとクロマ信号Cに分離され、クロマ信
号Cは色差LPF19により疑色等が除去された後、線
順次同時化回路20により線順次化されて、色分離回路
21にY・CR ・CB の3系統のデジタル信号が入力さ
れ、色分離回路21によりRGBデジタル信号に変換さ
れる。
【0021】色分離回路21の後段にはAGC&ペイン
ティング回路22、露光制御回路24及びknee&γ
補正回路23が設けられており、色分離回路21からの
RGBデジタル信号は、AGC&ペインティング回路2
2によりゲイン調整及びペインティング処理が施された
後、露光制御回路24により後述する露光制御処理がな
され、knee&γ補正回路23により高輝度部の情報
の圧縮を行うknee処理及び非線形のγ補正処理が行
われる。
【0022】このknee&γ補正回路23におけるk
nee処理及びγ補正処理により、例えば11ビットの
データからなる前段のデジタル信号(入力)が8ビット
のデジタル信号(出力)となる。
【0023】knee&γ補正回路23の後段には、エ
ンコーダ25が設けられており、エンコーダ25により
標準的なTV信号、例えばNTSCに変換されて、75
Ωドライバ26によりインピーダンス整合がとられてT
Vモニタ6に出力されるようになっている。
【0024】また、CCU5には、基準信号発生回路
(以下、SSGと略記)27が設けられており、I.L
28を介して電気的絶縁がなされたSSG27から発生
した基準クロック信号に基づきタイミング信号発生回路
(以下、TGと略記)29が上記各種回路への各種タイ
ミング信号を発生するようになっている。
【0025】さらに、CCU5には、色分離回路21か
らのRGBデジタル信号から画像の明るさを検波する検
波回路30が設けられており、この検波回路30の検波
出力はCPU31に出力され、CPU31により画像の
明るさが所定値以上かどうかを判断し、画像の明るさの
値に基づいて周辺インターフェイス(以下、周辺I/
F)32を制御し、周辺I/F32が設定信号及び制御
信号を露光制御回路24及びCCDドライバ13に出力
するようになっている。ここで、CCDドライバ13へ
の周辺I/F32からの制御信号はI.L33により電
気的絶縁がなされている。
【0026】なお、I.L17、28、33は、内視鏡
撮像装置1が医療用機器であることから、スコープ3側
とCCU5側との電気的絶縁をはかることで、安全性を
確保するために設けられている。
【0027】露光制御回路24は、図3に示すように、
TG29からのフィールド信号(H:Aフィード、L:
Bフィールド)及びCPU31により制御された周辺I
/F32からの設定信号とを入力し、フィールド信号の
エッジにより1フィールド期間を判別して各1フィール
ド期間に同期して周辺I/F32からの設定信号に対応
した以下の表1に示す係数信号を出力する第1係数レジ
スタ41及び第2係数レジスタ42と、AGC&ペイン
ティング回路22を介した11ビットのRGBデジタル
信号に対して第1係数レジスタ41からの係数信号を乗
算する第1乗算器43と、AGC&ペインティング回路
22を介したRGBデジタル信号を1フィールド期間遅
延させるフィールドメモリからなる遅延回路44と、遅
延回路44により1フィールド期間遅延されたRGBデ
ジタル信号に対して第2係数レジスタ42からの係数信
号を乗算する第2乗算器45とを備えて構成される。
【0028】
【表1】 さらに露光制御回路24は、第1乗算器43の出力と第
2乗算器45の出力とを加算する加算器46と、加算器
46の出力を1フィールド期間遅延させる遅延回路47
と、遅延回路47の出力に対して補間処理を行う補間処
理回路48とを備えている。
【0029】(作用)つぎに、このように構成された本
実施の形態の作用について説明する。本実施の形態で
は、説明を簡略化するために、明るさが線形的に変化す
る例について説明する。
【0030】スコープ3の挿入部7を体腔内に挿入し、
光源装置4からスコープ3に照明光を供給して、接眼部
に伝送された内視鏡像をカメラヘッド2のCCD11に
て撮像する。CCU5は、この撮像信号を信号処理する
と共に、検波回路30にて画像の明るさを検知する。
【0031】図4に示すように、ステップS1でCPU
31は検波回路30が検波した明るさ信号を入力し、ス
テップS2で明るさ信号が所定値より小さいかどうか判
断し、等しいまたは大きい場合はステップS3の通常露
光モードで撮像するために明るさ信号に応じて周辺I/
F32に対してトリガ信号を出力して制御し、小さい場
合はステップS4の長時間露光モードで撮像するために
周辺I/F32を制御し、これらの処理を繰り返す。
【0032】ステップS3の通常露光モードでの撮像で
は、図5に示すように、周辺I/F32は、露光制御回
路24の第1係数レジスタ41及び第2係数レジスタ4
2に対して、第1係数レジスタ41には「0」を、第2
係数レジスタ42には「1」を設定信号として出力する
と共に、明るさ信号に応じて例えば1/60secの露
光時間で露光して電荷蓄積した撮像信号を1/60se
c周期で読み出すようにCCDドライバ13に制御信号
を出力する。
【0033】この場合の1フィールド期間の露光制御回
路24の出力は、第1係数レジスタ41が係数信号
「0」を第1乗算器43に出力し、第2係数レジスタ4
2が係数信号「1」を第2乗算器45に出力するので
(表1参照)、1/60secの露光時間で露光して電
荷蓄積した(遅延回路44により遅延された)撮像信号
となる。
【0034】また、明るさ信号が所定値より小さくなっ
た際の通常露光モードから長時間露光モードへの切り替
え時の直後の1フィールド期間においては、CPU31
のトリガ信号の出力により周辺I/F32は、上記と同
様な設定信号(第1係数レジスタ41には「0」を、第
2係数レジスタ42には「1」)を露光制御回路24の
第1係数レジスタ41及び第2係数レジスタ42に出力
すると共に、1フィールド期間に高速シャッタ撮像であ
る1/118secの露光時間で露光して電荷蓄積した
撮像信号を1/60sec周期で読み出すようにCCD
ドライバ13に制御信号を出力する。
【0035】この場合の1フィールド期間の露光制御回
路24の出力も、第1係数レジスタ41が係数信号
「0」を第1乗算器43に出力し、第2係数レジスタ4
2が係数信号「1」を第2乗算器45に出力するので
(表1参照)、1/60secの露光時間で露光して電
荷蓄積した(遅延回路44により遅延された)撮像信号
となる。
【0036】通常露光モードから長時間露光モードへの
切り替え後のステップS4の長時間露光モードでの撮像
では、周辺I/F32は、露光制御回路24の第1係数
レジスタ41及び第2係数レジスタ42に対してそれぞ
れ「1」を設定信号として出力すると共に、このときの
1フィールド期間に高速シャッタ撮像である1/118
secの露光時間で露光して電荷蓄積した撮像信号を1
/60sec周期で読み出すようにCCDドライバ13
に制御信号を出力する。
【0037】この結果、この時の1フィールド期間の露
光制御回路24からの出力は、第1係数レジスタ41が
係数信号「1」を第1乗算器43に出力し、第2係数レ
ジスタ42が係数信号「1」を第2乗算器45に出力す
るので(表1参照)、このとき読み込んだ1/118s
ecの露光時間で露光して電荷蓄積した撮像信号と、遅
延回路44で1フィールド期間遅延させた1/118s
ecの露光時間で露光して電荷蓄積した前フィールドの
撮像信号とを加算器46で加算した、1/59secの
露光時間で露光した明るさに相当する撮像信号となる。
【0038】このステップS4の長時間露光モードでの
撮像で、例えば明るさ信号が線形的に小さくなる場合に
は、周辺I/F32は、露光制御回路24の第1係数レ
ジスタ41及び第2係数レジスタ42に対してそれぞれ
「1」を設定信号として維持し出力する。
【0039】この結果、第1係数レジスタ41が係数信
号「1」を第1乗算器43に出力し、第2係数レジスタ
42が係数信号「1」を第2乗算器45に出力する(表
1参照)と共に、図5に示すように、2フィールド期間
(すなわち、1フレーム期間)毎に1/118secか
ら露光時間を順次長くするようにCCDドライバ13に
制御信号を出力し、露光制御回路24からの出力が1/
59secの露光時間で露光した明るさを有する撮像信
号から1/30secの露光時間で露光した明るさを有
する撮像信号に順次変化するように制御する。
【0040】すなわち、CPU31の制御により周辺I
/F32は、1/118secの露光時間で露光して電
荷蓄積した後の2フィールド期間(すなわち、1フレー
ム期間)では、1/118secより長い1/116s
ecの露光時間で露光して電荷蓄積した撮像信号を1/
60sec周期で読み出すようにCCDドライバ13に
制御信号を出力し、露光制御回路24からの出力をこの
時の1フレーム期間の最初の1フィールド期間では1/
59secの露光時間で露光した明るさに相当する撮像
信号、次の1フィールド期間では1/58secの露光
時間で露光した明るさに相当する撮像信号にする。
【0041】また、CPU31の制御により周辺I/F
32は、次の2フィールド期間(すなわち、1フレーム
期間)では1/114secの露光時間で露光して電荷
蓄積した撮像信号を1/60sec周期で読み出すよう
にCCDドライバ13に制御信号を出力し、露光制御回
路24からの出力をこの時の1フレーム期間の最初の1
フィールド期間の1/58secの露光時間で露光した
明るさに相当する撮像信号、次の1フィールド期間では
1/57secの露光時間で露光した明るさに相当する
撮像信号にする。
【0042】そして、最終的には、2フィールド期間
(すなわち、1フレーム期間)において1/60sec
の露光時間で露光して電荷蓄積した撮像信号を1/60
sec周期で読み出すようにCCDドライバ13に制御
信号を出力し、露光制御回路24からの出力をこの時の
1フレーム期間の最初の1フィールド期間の1/31s
ecの露光時間で露光した明るさを有する撮像信号、次
の1フィールド期間では1/30secの最長露光時間
で露光した明るさに相当する撮像信号にする。
【0043】また、例えば最も暗い状態から明るさ信号
が線形的に大きくなり所定の明るさになるまでの間は、
上記とは逆に、周辺I/F32は、2フィールド期間
(すなわち、1フレーム期間)毎に高速シャッタ撮像の
露光時間を順次短くするようにCCDドライバ13に制
御信号を出力し、露光制御回路24からの出力が1/3
0secの露光時間で露光した明るさに相当する撮像信
号から1/59secの露光時間で露光した明るさに相
当する撮像信号に順次変化するように制御する。
【0044】そして、明るさ信号が所定値になった際の
長時間露光モードから通常露光モードへの切り替え時の
直後の1フィールド期間においては、CPU31のトリ
ガ信号の出力により周辺I/F32は、第1係数レジス
タ41には「1」を、第2係数レジスタ42には「0」
とした設定信号を露光制御回路24の第1係数レジスタ
41及び第2係数レジスタ42に出力すると共に、1フ
ィールド期間に1/60secの露光時間で露光して電
荷蓄積した撮像信号を1/60sec周期で読み出すよ
うにCCDドライバ13に制御信号を出力する。
【0045】この場合の1フィールド期間の露光制御回
路24の出力は、第1係数レジスタ41が係数信号
「1」を第1乗算器43に出力し、第2係数レジスタ4
2が係数信号「0」を第2乗算器45に出力するので
(表1参照)、このときの1/60secの露光時間で
露光して電荷蓄積した撮像信号となる。
【0046】長時間露光モードから通常露光モードへの
切り替え後の通常露光モードでの撮像において、周辺I
/F32は、露光制御回路24の第1係数レジスタ41
及び第2係数レジスタ42に対して、第1係数レジスタ
41には「0」を、第2係数レジスタ42には「1」を
設定信号として出力すると共に、明るさ信号が所定値以
上に変化した場合は、周辺I/F32は、2フィールド
期間に1/61secの露光時間で露光して電荷蓄積し
た撮像信号を1/60sec周期で読み出すようにCC
Dドライバ13に制御信号を出力する。
【0047】この結果、次の1フィールド期間の露光制
御回路24からの出力は、第1係数レジスタ41が係数
信号「0」を第1乗算器43に出力し、第2係数レジス
タ42が係数信号「1」を第2乗算器45に出力するの
で(表1参照)、遅延回路44で1フィールド期間遅延
させた1/61secの露光時間で露光して電荷蓄積し
た撮像信号となる。
【0048】また、明るさ信号が、例えば線形的に順次
大きくなる場合は、次の2フィールド期間での露光時間
を1/62secへと短くし、さらに露光時間を順次短
くすることで、露光時間が連続可変の高速シャッタ撮像
がなされ、所定の明るさの撮像信号を得る。
【0049】なお、上記の説明においては、説明を簡略
化するために、明るさ信号が線形的に変化する場合を例
に説明したが、実際には常に連続的に所定の明るさの撮
像信号が得られるように(検波回路30が検波した明る
さ信号が所定値になるように)、周辺I/F32での露
光制御回路24の第1係数レジスタ41及び第2係数レ
ジスタ42の設定信号及びCCDドライバ13の制御信
号の出力をCPU31が制御している。
【0050】(効果)このように本実施の形態によれ
ば、長時間露光モードにおいて、高速シャッタ撮像にお
ける露光時間で露光して電荷蓄積した撮像信号を用い、
1フィールド遅延させた第1の高速シャッタ撮像におけ
る露光時間の撮像信号と、次の1フィールドの第2の高
速シャッタ撮像における露光時間の撮像信号とを加算す
ることにより、例えば1/60secよりも長い露光時
間に相当する明るさの撮像信号を生成するので、明るさ
が可変する被写体に対して連続的に撮像信号を所定の明
るさレベルに可変することができ、違和感のない自然な
画像を得ることできる。
【0051】なお、本実施の形態では、スコープ3をイ
メージガイドファイバを内蔵する挿入部7を備えた光学
式内視鏡としたが、これに限らず、リレーレンズ等を像
伝送手段とした硬性内視鏡や、また、カメラヘッド2を
用いる必要のない挿入部先端部内に固体撮像素子を備え
た電子内視鏡でもよく、同様な作用・効果が得られるこ
とは言うまでもない。
【0052】また、本実施の形態では、露光制御回路2
4を非線形処理を行うknee&γ補正回路23の直前
に配置するとしたが、これに限らず、非線形処理を行う
knee&γ補正回路23の前段であれば、どこに配置
してもよい。
【0053】図6ないし図8は本発明の第2の実施の形
態に係わり、図6はCCUの構成を示す構成図、図7は
図6のknee&γ補正回路の作用を説明する説明図、
図8は図6のknee&γ補正回路を構成するLUTの
メモリ空間構造を説明する説明図である。
【0054】第2の実施の形態は、第1の実施の形態と
ほとんど同じであるので、異なる点のみ説明し、同一の
構成には同じ符号をつけ説明は省略する。
【0055】(構成・作用)図6に示すように、本実施
の形態では、非線形処理を行うknee&γ補正回路2
3の後段に露光制御回路24を配置した構成となってい
る。第1の実施の形態でも述べたように、knee&γ
補正回路23でのknee処理及びγ補正処理を行う
と、高輝度部の情報圧縮処理により例えば11ビットの
データからなる前段のデジタル信号(入力)が8ビット
のデジタル信号(出力)となる。
【0056】つまり、第1の実施の形態のようにkne
e&γ補正回路23の前段に露光制御回路24を配置す
ると、露光制御回路24では、2つの乗算器と加算器を
用いるので、乗算及び加算処理でのビット数が多くなり
回路規模が大きくなるが、本実施の形態のようにkne
e&γ補正回路23の後段に露光制御回路24を配置す
ることで、乗算及び加算処理が11ビットから8ビット
の演算となるため、第1の実施の形態と比較して露光制
御回路24の回路規模を小さくできる。
【0057】一般的に、knee&γ補正回路23は、
非線形の処理でもあるためLUT(ルックアップテーブ
ルROM)を用いており、図7に示すように、入力xに
対してLUTにより出力yとしてknee&γ補正処理
関数f(x)を出力する。
【0058】本実施の形態のようにknee&γ補正回
路23の後段に露光制御回路24を配置すると、このま
までは、露光制御回路24は、長時間露光モードでもk
nee&γ補正処理関数、すなわち非線形型ガンマ補正
関数f(x)に対して加算処理を実行するため、出力y
は y=f(x)+f(x)=2f(x) となる。
【0059】しかし、本来得たい長時間露光モードでの
出力yは、第1の実施の形態のように、knee&γ補
正回路23の前に露光制御回路24で加算した入力に対
する出力であり、 y=f(x+x)=f(2x) なる出力yである。
【0060】そこで本実施の形態では、長時間露光モー
ドでのknee&γ補正回路23における非線形型ガン
マ補正関数をg(x)とした場合、 g(x)=f(2x)/2 となるようなデータをLUTに格納する。
【0061】これにより長時間露光モードでの露光制御
回路24の出力yは、 y=g(x)+g(x)==f(2x)/2+f(2
x)/2=f(2x) となり、本来得たい長時間露光モードでの出力yを得る
ことができる。
【0062】具体的には、本実施の形態のknee&γ
補正回路23は、11ビットの入力xに対して、図8に
示すように、下位メモリ空間51上に通常露光モードで
の非線形型ガンマ補正関数f(x)を格納し、上位メモ
リ空間52上に長時間露光モードでの非線形型ガンマ補
正関数g(x)を格納したLUT53より構成される。
【0063】このknee&γ補正回路23の下位メモ
リ空間51または上位メモリ空間52からの読み出し切
り換えは、例えば露光制御回路24において第1係数レ
ジスタ41の出力と第1係数レジスタ41の出力(表1
参照)とをAND論理演算し、そのAND論理演算結果
を空間切換信号としてknee&γ補正回路23に出力
することで、knee&γ補正回路23において、この
空間切換信号をLUT53に対する最上位アドレスビッ
トとして入力し、下位メモリ空間51または上位メモリ
空間52へのアクセス切り換えを行えばよい。
【0064】なお、knee&γ補正回路23の下位メ
モリ空間51または上位メモリ空間52からの読み出し
切り換えは、上記に限らず、CPU31や周辺I/F3
2から制御信号をknee&γ補正回路23に出力し、
切り換えるようにしてもよい。
【0065】そして、長時間露光モードでは、露光制御
回路24によりknee&γ補正回路23から読み出さ
れた8ビットの非線形型ガンマ補正関数g(x)を遅延
回路44により1フィールド遅延すると共に、表1に従
ってこの1フィールド遅延させた8ビットの非線形型ガ
ンマ補正関数g(x)と次段の1フィールドの8ビット
の非線形型ガンマ補正関数g(x)を乗算及び加算する
ことで、長時間露光モードでの露光制御を行う。詳細に
ついては、第1の実施の形態と同じであるので、説明は
省略する。
【0066】(効果)このように本実施の形態では、第
1の実施の形態の効果に加え、knee&γ補正回路2
3の後段に露光制御回路24を配置したので、乗算及び
加算処理が例えば11ビットから8ビットの演算となる
ため、第1の実施の形態と比較して回路規模を小さくで
きる。
【0067】[付記] (付記項1) 被写体像を光電変換し1フィールド期間
毎に撮像信号として出力する撮像素子と、露光時間を制
御し前記撮像素子の電荷蓄積期間を変更可能に駆動し撮
像信号を得る撮像素子駆動手段とを具備した撮像装置に
おいて、前記撮像素子からの前記撮像信号を1フィール
ド遅延させるフィールド遅延手段と、前記撮像素子から
の1フィールドの撮像信号と前記フィールド遅延回路か
らの1フィールド遅延された撮像信号とから所定の明る
さを有する映像信号を生成する映像信号生成手段とを備
えたことを特徴とする撮像装置。
【0068】(付記項2) 被写体像を光電変換し1フ
ィールド期間毎に撮像信号として出力する撮像素子と、
露光時間を制御し前記撮像素子の電荷蓄積期間を変更可
能に駆動し撮像信号を得る撮像素子駆動手段とを具備し
た撮像装置において、前記撮像素子からの前記撮像信号
を1フィールド遅延させるフィールド遅延手段と、前記
撮像素子からの1フィールドの撮像信号と前記フィール
ド遅延回路からの1フィールド遅延された撮像信号とか
ら所定の明るさを有する映像信号を生成する映像信号生
成手段と、前記撮像素子からの1フィールドの撮像信号
の明るさレベルを検知する明るさ検知手段と、前記検知
手段の検出結果に基づいて前記映像信号生成手段及び前
記撮像素子駆動手段とを制御する制御手段とを備え、前
記制御手段は、少なくとも、前記検知手段が検知した明
るさが前記所定の明るさより小さいと判断した場合は長
時間露光モードとして、前記検知手段が検知した明るさ
に基づき前記撮像素子駆動手段の前記電荷蓄積期間を制
御する制御信号を出力するとを特徴とする撮像装置。
【0069】(付記項3) 前記映像信号生成手段は、
前記撮像素子からの1フィールドの撮像信号に対して所
定の非線形処理を行う非線形処理手段を有することを特
徴とする付記項2に記載の撮像装置。
【0070】(付記項4) 前記1フィールド期間は、
1/60secであるとを特徴とする付記項2に記載の
撮像装置。
【0071】(付記項5) 前記制御手段は、前記長時
間露光モードを検知した場合は、前記検知手段が検知し
た明るさに基づき前記映像信号生成手段を制御し、前記
映像信号生成手段は、前記長時間露光モードにおいては
1フィールド期間の前記撮像素子の第1の電荷蓄積期間
における前記フィールド遅延回路で遅延させた撮像信号
と、次段のフィールド期間の前記撮像素子の第2の電荷
蓄積期間における撮像信号とを加算する加算手段を備
え、前記非線形処理手段は、前記長時間露光モードにお
いては前記加算手段により加算して得られた加算撮像信
号に対して、前記所定の非線形処理を行うことを特徴と
する付記項3に記載の撮像装置。
【0072】(付記項6) 前記第1の電荷蓄積期間及
び前記第2の電荷蓄積期間は、高速シャッタ時における
電荷蓄積期間であることを特徴とする付記項5に記載の
撮像装置。
【0073】(付記項7) 前記非線形処理手段は、ル
ックアップテーブルROMであることを特徴とする付記
項5に記載の撮像装置。
【0074】(付記項8) 前記非線形処理手段は、少
なくとも異なる2つの非線形関数により非線形処理を行
い、前記制御手段は、前記長時間露光モードを検知した
場合は、前記検知手段が検知した明るさに基づき前記映
像信号生成手段を制御し、前記映像信号生成手段は、前
記非線形処理手段において、前記長時間露光モードでは
前記2つの非線形関数のうちの第1の非線形関数により
非線形処理を行い、前記長時間露光モード以外では前記
2つの非線形関数のうちの第2の非線形関数により非線
形処理を行い、前記フィールド遅延回路は、前記非線形
処理手段を介した1フィールド期間の前記撮像素子の第
1の電荷蓄積期間における撮像信号の非線形処理信号を
遅延し、前記長時間露光モードにおいては前記非線形処
理手段を介した1フィールド期間の前記撮像素子の第1
の電荷蓄積期間における前記フィールド遅延回路で遅延
させた撮像信号の非線形処理信号と、前記非線形処理手
段を介した次段の1フィールド期間の前記撮像素子の第
2の電荷蓄積期間における撮像信号の非線形処理信号と
を加算する加算手段を備えたことを特徴とする付記項3
に記載の撮像装置。
【0075】(付記項9) 前記第1の電荷蓄積期間及
び前記第2の電荷蓄積期間は、高速シャッタ時における
電荷蓄積期間であることを特徴とする付記項8に記載の
撮像装置。
【0076】(付記項10) 前記非線形処理手段は、
ルックアップテーブルROMであることを特徴とする付
記項8に記載の撮像装置。
【0077】(付記項11) 入力信号xに対する前記
第2の非線形関数をf(x)とした場合、前記第1の非
線形関するg(x)は g(x)=f(2x)/2 であることを特徴とする付記項8に記載の撮像装置。
【0078】
【発明の効果】以上説明したように本発明の撮像装置に
よれば、フィールド遅延手段が撮像素子からの前記撮像
信号を1フィールド遅延させ、映像信号生成手段が撮像
素子からの1フィールドの撮像信号とフィールド遅延回
路からの1フィールド遅延された撮像信号とから所定の
明るさを有する映像信号を生成するので、長時間露光モ
ード撮像において明るさを連続的に可変し、違和感のな
い自然な画像を得るできるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係る内視鏡撮像装
置の構成を示す構成図
【図2】図1のCCUの構成を示す構成図
【図3】図2の露光制御回路の構成を示す構成図
【図4】図2のCCUの作用を説明するフローチャート
【図5】図2のCCUの作用を説明するタイミング図
【図6】本発明の第2の実施の形態に係るCCUの構成
を示す構成図
【図7】図6のknee&γ補正回路の作用を説明する
説明図
【図8】図6のknee&γ補正回路を構成するLUT
のメモリ空間構造を説明する説明図
【符号の説明】
1…内視鏡撮像装置 2…カメラヘッド 2a…アダプタ 3…スコープ 4…光源装置 5…CCU 6…TVモニタ 7…挿入部 8…操作部 9…ライトガイドケーブル 11…CCD 12…カメラケーブル 13…CCDドライバ 14…プリアンプ 15…プリプロセス回路 16…A/D変換回路 17、28、33…I.L 18…Y/C分離回路 19…色差LPF 20…線順次同時化回路 21…色分離回路 22…AGC&ペインティング回路 23…knee&γ補正回路 24…露光制御回路 25…エンコーダ 26…75Ωドライバ 27…SSG 29…TG 30…検波回路 31…CPU 32…周辺I/F 41…第1係数レジスタ 42…第2係数レジスタ 43…第1乗算器 44、47…遅延回路 45…第2乗算器 46…加算器 48…補間処理回路

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被写体像を光電変換し1フィールド期間
    毎に撮像信号として出力する撮像素子と、露光時間を制
    御し前記撮像素子の電荷蓄積期間を変更可能に駆動し撮
    像信号を得る撮像素子駆動手段とを具備した撮像装置に
    おいて、 前記撮像素子からの前記撮像信号を1フィールド遅延さ
    せるフィールド遅延手段と、 前記撮像素子からの1フィールドの撮像信号と前記フィ
    ールド遅延回路からの1フィールド遅延された撮像信号
    とから所定の明るさを有する映像信号を生成する映像信
    号生成手段とを備えたことを特徴とする撮像装置。
  2. 【請求項2】 被写体像を光電変換し1フィールド期間
    毎に撮像信号として出力する撮像素子と、露光時間を制
    御し前記撮像素子の電荷蓄積期間を変更可能に駆動し撮
    像信号を得る撮像素子駆動手段とを具備した撮像装置に
    おいて、 前記撮像素子からの前記撮像信号を1フィールド遅延さ
    せるフィールド遅延手段と、 前記撮像素子からの1フィールドの撮像信号と前記フィ
    ールド遅延回路からの1フィールド遅延された撮像信号
    とから所定の明るさを有する映像信号を生成する映像信
    号生成手段と、 前記撮像素子からの1フィールドの撮像信号の明るさレ
    ベルを検知する検知手段と、 前記検知手段の検出結果に基づいて前記映像信号生成手
    段及び前記撮像素子駆動手段とを制御する制御手段とを
    備え、 前記制御手段は、少なくとも、前記検知手段が検知した
    明るさが前記所定の明るさより小さいと判断した場合は
    長時間露光モードとして、前記検知手段が検知した明る
    さに基づき前記撮像素子駆動手段の前記露光時間を制御
    する制御信号を出力することを特徴とする撮像装置。
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