JPS61269481A - Color image pickup device - Google Patents

Color image pickup device

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Publication number
JPS61269481A
JPS61269481A JP60109297A JP10929785A JPS61269481A JP S61269481 A JPS61269481 A JP S61269481A JP 60109297 A JP60109297 A JP 60109297A JP 10929785 A JP10929785 A JP 10929785A JP S61269481 A JPS61269481 A JP S61269481A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
image
color
subject
primary color
Prior art date
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Pending
Application number
JP60109297A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroaki Kotaki
小滝 弘昭
Teruo Ninomiya
二宮 輝雄
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.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP60109297A priority Critical patent/JPS61269481A/en
Publication of JPS61269481A publication Critical patent/JPS61269481A/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/10Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof for generating image signals from different wavelengths

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
  • Color Television Image Signal Generators (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain superior color reproducibility without deteriorating the SN ratios of chrominance signals by allotting the photodetection time or the quantity of light irradiation of an object image for every primary color according to spectral sensitivity characteristics of an image pickup element. CONSTITUTION:Illumination light irradiated by a xenon discharge tube 8 controlled with pulses from a pulse generator 9 is color-separated to illuminate an object through a light guide 2 and a lens 3 for illumination. The rotational frequency of a rotary disk 7 is provided with an offset one-third as large as (n+1/3)ff. The object is irradiated with only blue light twice continuously and a blue light image is photodetected by an stored in a CCD image pickup element 5 twice continuously, so levels of blue signals G, R, and B obtained in surface sequence are equalized without any deterioration in SN ratio, thereby obtaining an image of good quality having superior color reproducibility.

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の技術分野1 本発明は、内視鏡装置等を構成するに好適イr面順次型
固体カラー踊像装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention 1] The present invention relates to a surface-sequential solid-state color imaging device suitable for constructing an endoscope device or the like.

[発明の技術的背景] 内視鏡装置等で採用されている3原色信号を面順次で得
るカラー撮像装置は同時型カラーカメラに化して構成か
単純で製造し易いという利点がある。この面順次に被写
体像の3原色信号を得る為には、被写体を照射する光源
を順次色分解する方式か、又は白色光源で照射された被
写体像を3原色フィルタにより色分解する方式がとられ
ている。
[Technical Background of the Invention] A color imaging device that obtains three primary color signals in a frame-sequential manner, which is used in an endoscope or the like, has the advantage that it can be converted into a simultaneous color camera and is simple in structure and easy to manufacture. In order to obtain the three primary color signals of the object image sequentially, a method is used in which the light source that illuminates the object is sequentially separated into colors, or a method in which the object image illuminated by a white light source is color separated using three primary color filters. ing.

「背景技術の問題点] ところで、上記のにうな面順次型カラー岡像装置には以
下に述べるJ:うな問題点かある。第6図は撮像素子の
1種である固体1Iiii像素子、例えば電荷結合搬像
素子(1ス下COD距像素子という)の分光特性を示し
た・bのである。この図から分るようにCOD昭像素像
素子対感度は波長か短かくなる程低下する特性を有して
いる為、青色(以下Bという)の感度は、緑色(以下G
という)や赤色(以下Rという)の感度よりも低くイ【
す、白色被写体を撮像した時に面順次で1■られる3原
色信号のうちB信号だ(づG、R信号よりもレベルが低
くなってしまう。そこで正確な色再現性を得る為にB信
号のレベルを増幅器で調整して白バランスをとるが、こ
の分B信号のS、/Nが劣下し画質に悪影響を及ぼずと
いう問題点があった。特に、上記内祝鏡装置では体内の
マセンタ(以下+(C1という)色の微妙な色再現にB
信号が大きく影響を与え、上記欠点は診断の精度を制限
する犬ぎな要因となっていた。
"Problems in the background art" By the way, the above-mentioned surface sequential type color Oka imaging device has the following problems. Figure 6 shows a solid-state 1Iiii image element, which is a type of image sensor, for example. This figure shows the spectral characteristics of a charge-coupled image element (referred to as a 1-segment COD range image element).As can be seen from this figure, the sensitivity of the COD image element decreases as the wavelength becomes shorter. Therefore, the sensitivity of blue (hereinafter referred to as B) is higher than that of green (hereinafter referred to as G).
) and red (hereinafter referred to as R).
This is the B signal among the three primary color signals that are sent frame-by-frame when imaging a white subject (the level is lower than the G and R signals. Therefore, in order to obtain accurate color reproducibility, the B signal is The white balance is achieved by adjusting the level with an amplifier, but there is a problem in that the S and /N of the B signal deteriorates and the image quality is not adversely affected. B for subtle color reproduction of the following + (referred to as C1) colors
The signal has a large influence, and the above-mentioned drawbacks have been a significant factor limiting diagnostic accuracy.

[発明の目的] 本発明の目的は、上記の欠点に鑑み、色信号のS/Nを
劣下ざVす゛に優れた色再現′1ノ1を得ろことかでき
るカラー撮像′!A1こiを提供りることにある、。
[Object of the Invention] In view of the above-mentioned drawbacks, the object of the present invention is to provide color imaging that can obtain excellent color reproduction '1-in-1' without degrading the S/N of the color signal! Our aim is to provide A1 Koi.

「発明のIW要」 本発明は、撮像索子の分光感度時・1(1に応じて、各
原色毎に前記撮像素子への被写体像の受光時間あるいは
光照削最を適切に配分して、前記撮像索子から得られる
3原色信号の)ノベルを略同等とすることにより、上記
目的を達成覆るものである。
"IW Essentials of the Invention" The present invention appropriately allocates the light reception time or light exposure time of the subject image to the image sensor for each primary color according to the spectral sensitivity of the imaging element. The above object is achieved by making the signals of the three primary color signals obtained from the imaging probe substantially equal.

「発明の実施例」 以下本発明の一実施例を図面を参照して説明リ−る。第
1図は本発明のカラー歴像装圃を適用した直視型の内視
鏡装置の一実施例を示したブロック図である。ケース1
の内部にはライ1〜ガイド2が挿入されてa3す、この
ライ1〜カイト2の先端に対向するケース1の部分には
照明用レンズ3が取イ」けである。ケース1のレンズ3
に近接した部分には撮像レンズ4が取イ」シづてあり、
このレンズ゛4に対向するケース1の内部には撮像素子
5が配設されている。この撮像素子5に接続されている
信号線はデユープ6によって外部に導出されている。
``Embodiment of the Invention'' An embodiment of the present invention will be explained below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a direct-viewing endoscope apparatus to which the color history imaging device of the present invention is applied. Case 1
A lie 1 to a guide 2 are inserted into the inside of the case 1, and an illumination lens 3 is placed in the portion of the case 1 facing the tip of the lie 1 to the kite 2. Lens 3 in case 1
An imaging lens 4 is located in the vicinity of the
An image sensor 5 is disposed inside the case 1 facing the lens 4. A signal line connected to the image sensor 5 is led out to the outside through a duplex 6.

一方うイトノjイド2の露出端に対向する位置には3原
色回転板7が配設され、この回転板7の背後には閃光光
源であるキセノン放電管8が設けられている。キレノン
放電管8はパルス発生器9が出力するパルスによって点
灯される。また、このパルス発生器9の出力パルスは回
転板7の駆動モータ及び上記撮像素子5を駆動する駆動
回路10に供給されている。駆動回路10はCCDWL
像素子5全素子5る駆動信号群100を供給する。一方
、餓像素子5の出力信号200は信号線を介して前置増
幅器11に入力される。増幅器11で所定レベルまで増
幅された面順次(フィールド順次)の原色信号はスイッ
チ回路12を介して各3原色信号G、R,Bに対応した
プロセス回路13G、14R115Bに入力される。プ
ロセス回路13G、14R,15Bによって各種処理か
行なわれたそれぞれの原色信号は、A/D (アナログ
デジタル)変換器16G、17R118Bに人力されて
デジタル信号に変換される。
On the other hand, a three-primary color rotary plate 7 is provided at a position facing the exposed end of the itonoid 2, and behind this rotary plate 7 is provided a xenon discharge tube 8 which is a flash light source. The Kirenon discharge tube 8 is lit by a pulse output from a pulse generator 9. Further, the output pulses of the pulse generator 9 are supplied to a drive motor for the rotary plate 7 and a drive circuit 10 that drives the image pickup device 5. The drive circuit 10 is a CCDWL
A drive signal group 100 is supplied to all image elements 5. On the other hand, the output signal 200 of the image element 5 is input to the preamplifier 11 via a signal line. The field sequential (field sequential) primary color signals amplified to a predetermined level by the amplifier 11 are inputted via the switch circuit 12 to process circuits 13G and 14R 115B corresponding to each of the three primary color signals G, R, and B. The respective primary color signals subjected to various processing by the process circuits 13G, 14R, and 15B are manually converted into digital signals by A/D (analog-digital) converters 16G, 17R, and 118B.

A/D変換器16Gの出力デジタル信号はスイッチ回路
19Gににってフィールドメモリ22Q又は23Gのど
ちらかに入力される。A/D変換器17Rの出力デジタ
ル信号はスイッチ回路2ORによってフィールドメモリ
24R又は25Rのどちらかに人力される。A/D変換
器183の出力デジタル信号はスイッチ回路211’3
ににリフィールトメモリ26B又は27Bのどちらかに
入力される。フィールドメモリ22G又は23Gから読
み出されたデジタル緑色信号はスイッチ回路28Gを介
してD/△(デジタルアナログ)変換器31Gに入力さ
れる。フィールドメモリ24R又は25Rから読み出さ
れたデジタル赤色信号はスイッチ回路29Rを介してD
/A変換器32Rに入力される。フィールドメモリ26
B又は27Bから読み出されるデジタル青色信号はスイ
ッチ回路303を介してデジタル/アナログ変換器33
3に人力される。D/△変換器31G、32R,33B
によってアナログ信号化された緑色信号G、赤色信号R
1青色信号Bはカラーエンコーダ34に入力され、ここ
でエンコードされた後最終的なカラー映像信号300が
取り出される。なお、スイッチ回路12.19G、20
R121B、28G、29R,30Bにはパルス発生器
9からのパルス信号が供給され、このパルス信号(こL
(づいて、イれぞれのスイッチ回路が所定のタイミング
で切り換わるようになっている。
The output digital signal of A/D converter 16G is input to either field memory 22Q or 23G via switch circuit 19G. The output digital signal of the A/D converter 17R is input to either the field memory 24R or 25R by the switch circuit 2OR. The output digital signal of the A/D converter 183 is sent to the switch circuit 211'3.
The data is then input to either refield memory 26B or 27B. The digital green signal read from the field memory 22G or 23G is input to the D/Δ (digital-analog) converter 31G via the switch circuit 28G. The digital red signal read from the field memory 24R or 25R is sent to D via the switch circuit 29R.
/A converter 32R. field memory 26
The digital blue signal read from B or 27B is sent to the digital/analog converter 33 via the switch circuit 303.
3 will be done manually. D/Δ converter 31G, 32R, 33B
Green signal G and red signal R converted into analog signals by
1 blue signal B is input to the color encoder 34, where it is encoded and then the final color video signal 300 is extracted. In addition, switch circuits 12.19G, 20
A pulse signal from the pulse generator 9 is supplied to R121B, 28G, 29R, and 30B.
(Then, each switch circuit is switched at a predetermined timing.

次に本実施例の動作について説明する。先ず、パルス発
生器9からのパルス制御によりキレノン放電管8から照
射された照明光は3原色回転板7によって色分解され、
ライ1ヘガイド2及び照明用のレンズ3を経て被写体に
照射される。被写体からの反射光は照像レンズ4を介し
てCCD@像素子5上に光学像を結、Sζ、CCDCD
素像素子5動回路10から供給される駆動信号群10(
)により0i■記光学像を光電変換してフィールド順次
の原色信号200を出ツノする。
Next, the operation of this embodiment will be explained. First, the illumination light emitted from the chilenon discharge tube 8 is color-separated by the three primary color rotary plate 7 under pulse control from the pulse generator 9.
Light 1 is irradiated onto the subject through a guide 2 and an illumination lens 3. The reflected light from the object forms an optical image on the CCD @ image element 5 via the imaging lens 4,
Drive signal group 10 (
) photoelectrically converts the optical image written in Oi2 and outputs a field-sequential primary color signal 200.

ここでCCDIfa像素子5は型素子5250画素、水
平方向、100画素が配列され、第2図に示す如く1つ
の単位画素51は1つの受光素子52と1段の垂直転送
CCD53から構成されている。垂直ブランキング期間
に受光素子52から垂直転送CCD53に読み出された
信号電荷は、駆動回路10がらの4相パルスか電極54
にtanえられることにより、水平ブランキング期間を
利用して垂直方向に次々と転送されていく。こうして水
平転送CCD5Bに送られた信号電荷は、駆動回路10
から電)へ55に加えられる2相パルスにより高速で水
平転送され、出力部57の端子58から3原色信号20
()として取り出される。
Here, the CCDIfa image element 5 has a type element of 5250 pixels and 100 pixels arranged in the horizontal direction, and as shown in FIG. 2, one unit pixel 51 is composed of one light receiving element 52 and one stage of vertical transfer CCD 53. . The signal charge read out from the light receiving element 52 to the vertical transfer CCD 53 during the vertical blanking period is either a four-phase pulse from the drive circuit 10 or the electrode 54.
By tanning the data, the data are sequentially transferred in the vertical direction using the horizontal blanking period. The signal charge thus sent to the horizontal transfer CCD 5B is transferred to the drive circuit 10.
The three primary color signals 20 are transferred horizontally at high speed by two-phase pulses applied to the terminal 55 from
().

このにうにして得られたフィールド順次の原色信号20
0は前置増幅器11で所定のレベルまでI曽幅された後
、フィールド毎(こ切り換わるスイッチ回路12によっ
てG、R,B信号かそれぞれプロセス回路13G、14
R,153に入力される。各プロレス回路13G、14
R,158はG、R,B信号に対してクランプ、ガンマ
補正、白バランス調整等の処理を行い、プロセス処理さ
れた原色信号はそれぞれA/D変換器16G、17R1
18Bに入力され、デジタル原色信号に変換される3、
なお、これらのA/D変換器16G、17R,18Bの
変換ピッ1〜数は例えば8ピツl〜である。このように
デジタル化された各原色信号は、スイッチ回路19Q、
20R1213によって1対のフィールドメモリ22G
、23G及び24R125R及び263.27Bに順次
書き込まれる。即ち、フィールドメモリ22G、23G
にはG信号が、24R,25RにはR信号か、26B、
27BにはB信号がそれぞれ出き込まれる。次に、フィ
ールドメモリ22G、23G、24R,25R及び26
B、27Bから読み出されたそれぞれのG、R,B信号
′はスイッチ回路28G、29R1303が適切なタイ
ミングで切り換わることにより同時化される。この同時
化されたデジタル原色信号GD、RD、BDはそれぞれ
D/へ変換器31G、32R,33Bによってアナログ
原色値SG、R,Bに戻された後、カラーエンコーダ3
4にパノJされて処理され、最終的なカラー映像信号3
00がカラーエンコーダ34から取り出される。
The field sequential primary color signal 20 obtained in this way
After 0 is I-widthed to a predetermined level by the preamplifier 11, it is output to the G, R, and B signals by the switch circuit 12 for each field (process circuits 13G and 14, respectively).
R,153. Each wrestling circuit 13G, 14
R and 158 perform processing such as clamping, gamma correction, and white balance adjustment on the G, R, and B signals, and the processed primary color signals are sent to A/D converters 16G and 17R1, respectively.
3, which is input to 18B and converted into a digital primary color signal.
The conversion pitch number of these A/D converters 16G, 17R, and 18B is, for example, 8 pitches. Each of the primary color signals digitized in this way is sent to a switch circuit 19Q,
A pair of field memories 22G by 20R1213
, 23G and 24R, 125R and 263.27B. That is, field memories 22G, 23G
is the G signal, 24R, 25R is the R signal, 26B,
B signals are respectively inputted and outputted to 27B. Next, field memories 22G, 23G, 24R, 25R and 26
The respective G, R, and B signals read from B and 27B are synchronized by switching the switch circuits 28G and 29R1303 at appropriate timings. The synchronized digital primary color signals GD, RD, and BD are converted back to analog primary color values SG, R, and B by D/converters 31G, 32R, and 33B, respectively, and then converted to analog primary color values SG, R, and B by the color encoder 3.
4 and processed, the final color video signal 3
00 is retrieved from color encoder 34.

次に下記フィールド;順次の3原色信号の特にB信号の
S/N改善動作について詳細に説明する。
Next, the S/N improvement operation of the sequential three primary color signals, especially the B signal, will be described in detail in the following field.

第3図に示す如く第1図に示した3原色回転板7は等面
積の3つの領域、即ら緑色領域71、赤色領域72、青
色領域73に分割されており、それぞれの領域は緑色、
赤色、青色に対応する波長帯域の光のみを通過させるに
うになっている。このような構成の回転板7は、テレビ
ジョンのフィールド周波数−rt (=59.941−
(7)の(n+1/3 )倍(nは整数)の周波数、例
えば1.22に+−17(n=20>で、電源投入時に
最初のりセラ1〜がかかることを除りば駆動モータによ
って連続回転している。従って回転板7が1回転する時
間は820μ秒となる。
As shown in FIG. 3, the three primary color rotary plate 7 shown in FIG. 1 is divided into three areas of equal area, namely a green area 71, a red area 72, and a blue area 73.
It is designed to only allow light in wavelength bands corresponding to red and blue to pass through. The rotary plate 7 having such a configuration has a field frequency of -rt (=59.941-
(7) (n+1/3) times (n is an integer) frequency, e.g. 1.22 to +-17 (n=20>), and the drive motor is Therefore, the time for one revolution of the rotary plate 7 is 820 μsec.

第4図は上記の如く回転板7が回転している時にキセノ
ン放電管8を点灯するタイミングを示したチャー1〜で
ある。この第4図では(A>が垂直ブランキングパルス
を、(B)がCCDfi像素子5の垂直転送端子54に
加えられる垂直はき出しパルスを、(C)がCCDCD
素像素子5光素子52から垂直転送CCD53に電荷を
転送するためのフィールドシフl−パルスを、(D>が
閃光光源でおるキセノン放電管8を点灯さμるためのパ
ルスをそれぞれ表わしている。先ず、時刻1.1におい
て第4図(C)に示ず如くフィールドシフ1〜パルスが
hnえられると、暗電流により受光素子52に蓄積され
た不要電荷が垂直転送CCD53に送り込まれる。
FIG. 4 shows charts 1 to 4 showing the timing of lighting the xenon discharge tube 8 while the rotating plate 7 is rotating as described above. In this FIG.
(D> represents a field shift l-pulse for transferring charge from the optical element 52 of the image element 5 to the vertical transfer CCD 53, and a pulse for lighting the xenon discharge tube 8 emitted by the flash light source, respectively. First, at time 1.1, as shown in FIG. 4(C), when field shift 1 to pulses are obtained, unnecessary charges accumulated in the light receiving element 52 due to dark current are sent to the vertical transfer CCD 53.

その後時刻1Th2からt3にかりて垂直転送CCD5
3を高速例えば1M+−17で駆動J−ると不要電荷が
外部にはき出される。垂直転送CCD53か250段あ
り、口つはき出し周波数が1MH7の場合、このはぎ出
し期間(13−12>は250μ秒となる。
After that, from time 1Th2 to t3, the vertical transfer CCD5
3 is driven at a high speed, for example, 1M+-17, unnecessary charges are discharged to the outside. When there are 250 stages of vertical transfer CCDs 53 and the opening frequency is 1 MH7, this opening period (13-12>) is 250 μsec.

次に時刻1:4でキセノン放電管8を瞬時点灯させる。Next, at time 1:4, the xenon discharge tube 8 is turned on momentarily.

この時、回転板8の回転周波数か1.22に+−17の
場合、混色を生じさせないように、点灯時間を820÷
3辷273μ秒としである。回転板7の緑色領域71か
キセノン放電管8の前にある場合、ライトカイト2を通
して被写体に照射される色光は緑色と4する。その復時
4.rl t 5で再度フィールドシフ1〜パルスが加
えられ、緑色の信号電荷が受光素子52から読み出され
、順次垂直及び水平転送されて端子58からG信号とし
て外部に出力される。次のフィールドでも時刻1X6に
フィールドシフトパルスが加えられて上記と同様の動作
が繰り返される。
At this time, if the rotation frequency of the rotary plate 8 is 1.22 or +-17, the lighting time should be set to 820 ÷ to prevent color mixture.
It takes 273 microseconds for three strokes. When the green area 71 of the rotary plate 7 is in front of the xenon discharge tube 8, the colored light irradiated onto the subject through the light kite 2 is green. When it returns 4. At rl t 5, the field shift 1 pulse is applied again, and the green signal charge is read out from the light receiving element 52, sequentially transferred vertically and horizontally, and outputted from the terminal 58 as a G signal to the outside. In the next field, a field shift pulse is applied at time 1X6 and the same operation as above is repeated.

但し、回転板70回転周波数が(n+1/3 > ff
と]/3のA−フセッ;へl)鳴るIこめ、11)刻1
]7でA−セノン放電管8か点灯した+tl■光源の前
面にある回転板7の領域(j、赤色領域と4′f、す、
CCD 1frj像素了5からはR信号が出力される。
However, the rotation frequency of the rotating plate 70 is (n+1/3 > ff
]/3 A-fuse; to l) Ringing I Kome, 11) Time 1
] At 7, the A-senon discharge tube 8 was lit +tl ■ The area of the rotary plate 7 in front of the light source (j, red area and 4'f,
An R signal is output from the CCD 1frj image sensor 5.

次に第3番目のフィールドでも時刻1−8〜110て゛
不要電荷か(、l、き出されるまでは上記2フイ〜ルト
の動作と同様である。その後時刻↑11てキセノン放電
管ε3が瞬時点灯した時、この放電管8の前面には回転
板7の青色領1或73がきている。1ついでIll鴇”
 ” 11から82(111秒後の時刻し、2に再びキ
レノン放電管8が点灯されると820μ秒は回転板7の
1周期分に相当するため、放電管8の前面には再び回転
板7の青色領1或かきていることになる。即ら、この第
3M目のフィールドでは、820μ秒間隔で2度青色光
がライ1〜カイト2を通って被写体に照射されることに
なる。そして最後に時刻t13でフィールドシフ1〜パ
ルスか加えられ、CCDfffl像素子5からB信号が
出力される。結局、青色光による被写体像を2回COD
賊像素子5に受光、蓄積させることにより、COD旅像
素像素子5色感度の不足を補正し−l′I  − でいる。以下、十−記3つのフィールド動作が繰り返さ
れる。
Next, in the third field, at times 1-8 to 110, the operation is the same as that of the above two fields until the unnecessary charge is discharged.Then, at time ↑11, the xenon discharge tube ε3 is instantaneously activated. When the light is turned on, the blue area 1 or 73 of the rotating plate 7 is in front of the discharge tube 8.
” From 11 to 82 (time 111 seconds later, when the Kirenon discharge tube 8 is turned on again at 2, 820 microseconds corresponds to one period of the rotary plate 7, so the rotary plate 7 is again turned on in front of the discharge tube 8. In other words, in this 3Mth field, blue light passes through the lights 1 to 2 and illuminates the subject twice at an interval of 820 μs. Finally, at time t13, field shift 1~pulse is applied, and a B signal is output from the CCDfffl image element 5.In the end, the object image using blue light is COD twice.
By receiving and accumulating light in the optical image element 5, the lack of color sensitivity of the COD image element 5 is corrected by -l'I-. Thereafter, three field operations are repeated.

次に一]二記撮像素子5からフィールド順次で取り出さ
れた各原色信号の同時化について第5図に示したタイミ
ングチャートに従って説明する。画像信号はG1、R1
、B1、G2、R2、B2・・・というようにCCDt
ffi像素子5から得られる。そこで、スイッチ12は
プロセス回路13G側、14R側、15B側、13G側
・・・というふうに切り換わり、それぞれのプロセス回
路に各原色信号が送り込まれる。
Next, the synchronization of each primary color signal taken out in field sequence from the image sensor 5 will be described with reference to the timing chart shown in FIG. Image signals are G1 and R1
, B1, G2, R2, B2... and so on.
obtained from the ffi image element 5. Therefore, the switch 12 is switched to the process circuit 13G side, 14R side, 15B side, 13G side, etc., and each primary color signal is sent to each process circuit.

一方、フィールドメモリの入力側のスイッチ回路19G
、20R121Bは第5図に示すにうに完全に同期して
ff/3の周波数で切り換わる。即ち、例えばスイッチ
回路19Gは最初の3フイ一ルド間フィールドメモリ2
2G側に切り換わり、次の3フイ一ルド間フィールドメ
モリ23G側に切り換わる。
On the other hand, the switch circuit 19G on the input side of the field memory
, 20R121B are switched completely synchronously at a frequency of ff/3 as shown in FIG. That is, for example, the switch circuit 19G connects the field memory 2 between the first three fields.
It switches to the 2G side, and then switches to the field memory 23G side for the next three fields.

伯のスイッチ回路についても同様である。一方、フィー
ルドメモリの出力側のスイッチ回路28G、29R13
0[3は同じくff/3の周波数で切り換わるが、互い
にこの切り換わるタイミングの位相がずれている。従っ
てフィールトメ−しり22G、23G、24R,25R
126B、27Bには第5図に示すタイミングで各原色
信号の書き込み及び読み出しが行なわれる。即ら、1つ
のフィールドメモリに注目すると、]フィールド時間書
き込み、これに続く3フィールド時間読み出し、それに
続く2フイ一ルド時間休止というようなタイミングで原
色信号の書き込み及び読み出しが繰り返されている。そ
こで、第5図の4フイールド目を着目するとフィールド
メモリ22G、2/lR126Bが同時に読み出しとな
っているため、画像値@G 1、R1、B1が同時に読
み出される。他も同様で、同時化された各原色信号は(
G1、R1,81)、(G2、R1、B1)、(G2、
R2、Bl)というような具合に読み出され、アナログ
信δ化されてカラーエンコーダ34に人力される。
The same is true for the switch circuit of 1. On the other hand, switch circuits 28G and 29R13 on the output side of the field memory
0[3 similarly switches at a frequency of ff/3, but the switching timings are out of phase with each other. Therefore, field meter 22G, 23G, 24R, 25R
Each primary color signal is written into and read out from 126B and 27B at the timing shown in FIG. That is, when focusing on one field memory, writing and reading of primary color signals are repeated at the following timings: ] field time write, followed by 3 field time read, followed by 2 field time pause. Therefore, focusing on the fourth field in FIG. 5, since the field memories 22G and 2/1R 126B are read out at the same time, the image values @G1, R1, and B1 are read out at the same time. The same goes for the others, and each of the synchronized primary color signals is (
G1, R1, 81), (G2, R1, B1), (G2,
R2, Bl), converted into an analog signal δ, and manually inputted to the color encoder 34.

本実施例によれば、青色光のみを2度続()で被写体に
照射し、青色光像をCCDm像素子5(52度続けて受
光、蓄積させているため、面順次で1qられる青色値@
G、R,BのレベルをS/Nの劣化なしに同等とするこ
とができ、tΩれた色再現1イ[を持った良質な画像を
得ることができる。従って、内視鏡装置等に用いた場合
は、体内のマピンク色の微妙な色再現かできるため、診
断の精度を向上させることかできる。又、面順次型であ
るため、画質の解像度及びモアレの観点から固体比重素
子の限られた画素数を最大限利用でき、静止画又はこれ
に近い画像を取り扱う場合に画質の向上が顕著である。
According to this embodiment, only blue light is irradiated onto the subject twice in succession (), and the blue light image is received and accumulated in the CCDm image element 5 (52 degrees consecutively), so that the blue value is 1q in the field sequential manner. @
The levels of G, R, and B can be made equal without deterioration of the S/N ratio, and a high-quality image with color reproduction of t[Omega] can be obtained. Therefore, when used in an endoscope or the like, it is possible to reproduce the delicate pink color inside the body, thereby improving the accuracy of diagnosis. In addition, since it is a field sequential type, it is possible to make maximum use of the limited number of pixels of the solid-state gravity element from the viewpoint of image quality resolution and moiré, and the improvement in image quality is noticeable when handling still images or images close to this. .

なお、上記実施例にてキセノン放電管8の閃光回数をB
色、赤色に関してそれぞれ1回、青色に関して2回行う
方式について説明したが、これに限定されることはなく
、CCDII像素子50分光感度に応じて適切な閃光回
数を採ることができる。
In the above embodiment, the number of flashes of the xenon discharge tube 8 is set to B.
Although a method has been described in which flashing is performed once for each red color and twice for blue, the method is not limited to this, and an appropriate number of flashes can be adopted depending on the spectral sensitivity of the CCD II image element 50.

しかし、この場合、回転板7の周波数1.J1閃光回数
の変更に応じて変化させる必要がある。また、上記実施
例では回転板7を連続回転する方式について説明したが
、パルスモータによって間欠的に回転させても良い。ま
た、キセノン放電管8を閃光光源として説明してきたが
、これを連続発光光源とし回転板7の領域71.72.
73の面積比を変えることによって、搬像素子5への受
光時間あるいは光照射吊を調節する方式を採っても良い
。更に、上記実施例では固体撮像素子5として第2図に
示したインターライン転送形CCD K像素子を用いた
が、この他にMO3形撮像比重や眼像管等の他の照像素
子を用いても良い。また、固体1最像素子の画素数は垂
直250、水平400に限定されるものではなく、例え
ば垂直画素数を500にして照像素子5からデータを読
み出す際にインタレースさせることにより、再生画像の
垂直ff’i’像度を増加させることができる。更に、
各原色信号を面順次で1qる基本の繰り返し単位時間は
1フイ一ルド時間、即ち1/60秒に限定されるもので
なく、より高速、例えば3倍の速さで市る1、/180
秒にしても良い。
However, in this case, the frequency of the rotating plate 7 is 1. It is necessary to change it according to the change in the number of J1 flashes. Further, in the above embodiment, a method of continuously rotating the rotary plate 7 has been described, but it may also be rotated intermittently by a pulse motor. In addition, although the xenon discharge tube 8 has been described as a flash light source, it is also assumed that the xenon discharge tube 8 is used as a continuous light source in areas 71, 72, .
A method may be adopted in which the light receiving time or the light irradiation period to the image carrier element 5 is adjusted by changing the area ratio of the image carrier 73. Furthermore, in the above embodiment, the interline transfer type CCD K image element shown in FIG. 2 was used as the solid-state image sensor 5, but in addition to this, other imaging elements such as an MO3 type imaging specific gravity or an eye tube may be used. It's okay. Furthermore, the number of pixels of the solid-state 1 most imaging element is not limited to 250 vertically and 400 horizontally. It is possible to increase the vertical ff'i' image quality. Furthermore,
The basic repetition unit time for processing 1q of each primary color signal in a field-sequential manner is not limited to 1 field time, that is, 1/60 second, but may be faster, for example, 1/180 seconds, which is three times faster.
You can also set it to seconds.

この場合、3原色信号が1つに合成される繰り返し時間
は1フイ一ルド時間となり、残像、動解像度の面で画質
が大幅に向上される。更に、本発明のカラー踊像装置は
上記内視鏡装置の他に、電子スチルカメラ等、特に静止
画を取り扱う装置に適用しても同様の効果を得ることが
できる。。
In this case, the repetition time for combining the three primary color signals into one is one field time, and the image quality is greatly improved in terms of afterimages and dynamic resolution. Further, the color dance image device of the present invention can be applied to devices that handle still images, such as electronic still cameras, in addition to the above-mentioned endoscope devices, and similar effects can be obtained. .

「発明の効果] 以−ト記述した如く本発明のカラー撮像装置によれば、
撮像素子の分光感度特性に応じて、各原色毎に前記搬像
素子への被写体像の受光時間あるいは光照躬量を適切に
配分して、前記搬像素子から得られる3原色信号のレベ
ルを略同等とすることにより、色信号のS/Nを劣化さ
せずに優れた色再現性が得られる効果がある。
"Effects of the Invention" As described above, according to the color imaging device of the present invention,
According to the spectral sensitivity characteristics of the image sensor, the light reception time or the amount of light illumination of the subject image to the image carrier is appropriately distributed for each primary color, and the level of the three primary color signals obtained from the image carrier is roughly calculated. By making them equal, there is an effect that excellent color reproducibility can be obtained without deteriorating the S/N of the color signal.

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

第1図は本発明のカラー眼像装置を適用した内視鏡装置
の一実施例を示したブロック図、第2図は第1図に示し
たCCDR像素子の詳細構成例を示したブロック図、第
3図は第1図に示した3原色回転板の詳細例を示した図
、第4図は第1図に示したキセノン放電管の点灯及びC
CDHti像素子の駆動素子ミングを示したタイミング
チャート、第5図は第1図に示した搬像素子5から面順
次で得られる3原色信号を同時化するタイミングを示し
たタイミングチャート、第6図は一般的なCCV)搬像
素子の分光特性例を示した図である。 2・・・ライl−ガイド   3・・・照明用レンズ4
・・・比重レンズ    5・・・照像素子6・・・チ
ューブ     7・・・3原色回転板8・・・キセノ
ン放電管  ?・・・パルス発生器10・・・駆動回路 12.19G、20R,21B、28G、29R,30
B・・・スイッヂ回路 22G、23G、24R,25R,26B、27B・・
・フィールドメモリ 代理人 弁理士  則 近 憲 佑(ほか1名)第6図 展長(ヮ7)
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of an endoscope apparatus to which the color eye imaging device of the present invention is applied, and FIG. 2 is a block diagram showing a detailed configuration example of the CCDR image element shown in FIG. 1. , Fig. 3 is a diagram showing a detailed example of the three primary color rotary plate shown in Fig. 1, and Fig. 4 is a diagram showing the lighting and C of the xenon discharge tube shown in Fig. 1.
FIG. 5 is a timing chart showing the driving element timing of the CDHti image element. FIG. 5 is a timing chart showing the timing of synchronizing the three primary color signals obtained from the image carrier 5 in a field-sequential manner as shown in FIG. 1. FIG. 1 is a diagram showing an example of spectral characteristics of a general CCV) image carrier element. 2... Light guide 3... Illumination lens 4
...Specific gravity lens 5...Imaging element 6...Tube 7...3 primary color rotating plate 8...Xenon discharge tube? ...Pulse generator 10...Drive circuit 12.19G, 20R, 21B, 28G, 29R, 30
B...Switch circuit 22G, 23G, 24R, 25R, 26B, 27B...
・Field memory agent Patent attorney Kensuke Chika (and 1 other person) Figure 6 Exhibitor (ヮ7)

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1)、被写体を光照射する投光手段と、前記投光手段か
ら照射された光又は被写体からの反射光を順次色分解す
る色分解手段と、被写体の光学像を電気信号に変換する
撮像素子と、前記投光手段の光照射タイミングを制御す
る制御手段とを備え、前記被写体の3原色像を前記撮像
素子に順次受光させ、この撮像素子から面順次で3原色
信号を得るカラー撮像装置において、各原色毎における
前記撮像素子の受光時間又は前記被写体に対する光照射
量の配分を調整する被写体への光照射時間又は被写体へ
の光照射を調整する手段を設けたことを特徴とするカラ
ー撮像装置。 2)、前記被写体への光照射時間又は被写体への光照射
を調整する手段は、3原色毎に前記被写体に対する前記
照射回数を変更する動作を行うことを特徴とする特許請
求の範囲第1項記載のカラー撮像装置。 3)、前記撮像素子から得られた面順次の3原色信号を
蓄積する蓄積手段を具備し、得られた3原色信号を一旦
前記蓄積手段に書き込んでから読み出すことにより同時
化して出力することを特徴とする特許請求の範囲第1項
又は第2項記載のカラー撮像装置。
[Scope of Claims] 1) A light projecting means for irradiating a subject with light, a color separation means for successively color-separating the light irradiated from the light projecting means or light reflected from the subject, and an electrical system for generating an optical image of the subject. The image sensor includes an image sensor that converts into a signal, and a control means that controls the timing of light irradiation of the light projecting means, and the image sensor sequentially receives the three primary color images of the object, and generates the three primary color signals from the image sensor in a field sequential manner. In a color imaging device for obtaining a color image, a means is provided for adjusting the light irradiation time to the subject or the light irradiation to the subject, which adjusts the light reception time of the image sensor for each primary color or the distribution of the light irradiation amount to the subject. Characteristic color imaging device. 2) The means for adjusting the light irradiation time on the subject or the light irradiation on the subject performs an operation of changing the number of times the subject is irradiated for each of the three primary colors. The color imaging device described. 3), comprising a storage means for storing field-sequential three primary color signals obtained from the image pickup device, and by once writing the obtained three primary color signals in the storage means and then reading them out, the three primary color signals are synchronized and output. A color imaging device according to claim 1 or 2.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016184948A (en) * 2016-05-26 2016-10-20 パイオニア株式会社 Imaging apparatus, endoscope apparatus, and imaging apparatus control method
JP2021521478A (en) * 2018-04-12 2021-08-26 ライフ テクノロジーズ コーポレーション Devices, systems, and methods for producing color video with monochrome sensors

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