JP3370861B2 - All-pixel readout electronic endoscope - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は全画素読出し式電子
内視鏡装置、特に撮像素子で蓄積される画像の全画素を
読み出す装置で、被観察体への照射光量を適切な値に調
整することができる電子内視鏡装置の構成に関する。 【０００２】 【従来の技術】電子内視鏡の撮像素子であるＣＣＤ（Ch
arge Coupled Device）においては、光電変換素子によ
り画素単位で蓄積される電荷を読み出すことにより、画
像信号（ビデオ信号）が得られる。そして、同時式の電
子内視鏡では、上記ＣＣＤの上面に、画素単位で色フィ
ルタが配置され、これによりカラー画像が得られる。 【０００３】図５（Ａ）には、上記色フィルタの配列状
態が示されており、図示されるように、ＣＣＤ１の撮像
面には例えばＭｇ（マゼンタ）、Ｇ（グリーン）、Ｃｙ
（シアン）、Ｙｅ（イエロー）が画素単位で配列され
る。従って、これらの色フィルタを透過した光により、
ＣＣＤ１では蓄積電荷が得られることになる。 【０００４】図５（Ｂ）には、従来の色差線順次混合読
出し方式による読出し状態が示されており、この方式で
は、上下ラインの画素の蓄積電荷が混合されて読み出さ
れる。例えば、１回目の露光時に０ラインと１ラインの
混合信号、２ラインと３ラインの混合信号、…というよ
うな奇数（Ｏｄｄ）フィールドのビデオ信号が読み出さ
れ、２回目の露光時に１ラインと２ラインの混合信号、
３ラインと４ラインの混合信号、…というような偶数
（Ｅｖｅｎ）フィールドのビデオ信号が読み出される。
従って、ＣＣＤ１の２ラインの混合信号が、フィールド
画像の１ラインの信号となる。 【０００５】図６には、上記ＣＣＤ１における信号の読
出し動作が示されており、図（Ａ）のフィールドのＯ／
Ｅ信号で示されるように、１／６０秒（垂直同期期間）
毎に奇数フィールドと偶数フィールドが形成される。こ
のため、上記の１／６０秒の期間において、例えば図
（Ｂ）に示される電子シャッタの蓄積（露光）時間ｔに
より信号蓄積が行われ、次の１／６０秒の期間で蓄積混
合信号の読出しが行われる。 【０００６】この結果、図（Ｃ）に示されるように、ｎ
−１（番号）の奇数（Ｏｄｄ）フィールド信号、ｎの偶
数（Ｅｖｅｎ）フィールド信号が得られることになり、
このｎ−１の奇数フィールド信号は、図５（Ｂ）の左側
に示した（０＋１）ライン，（２＋３）ライン，（４＋
５）ライン…の混合信号からなり、ｎの偶数フィールド
信号は、図５（Ｂ）の右側に示した（１＋２）ライン，
（３＋４）ライン…の混合信号から構成される。そし
て、この奇数フィールド信号と偶数フィールド信号は、
インターレース走査されて１フレームの画像として形成
され、この画像がモニタ上に表示される。 【０００７】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記同
時式の電子内視鏡装置においては、上記図６（Ｃ）で示
されるように、１フレーム画像を形成するための奇数フ
ィールド画像と偶数フィールド画像との間に、１／６０
秒の時間のずれがあり、この間に内視鏡自体のブレや被
観察体の動き等があると、画質が低下するという問題が
ある。特に、内視鏡では、フリーズスイッチの操作によ
り静止画が表示され、これによって特定の観察部位を詳
細に観察できるようになっているが、この静止画でも画
質が低下することになる。 【０００８】また、電子内視鏡の電子シャッタ機能によ
れば、明るい場所において蓄積時間を短くし、画質の向
上を図ることができる。しかし、図６（Ｂ）で示したよ
うに、１フレーム画像を形成するための２回の蓄積（露
光）の間には、１／６０秒のタイムラグがあり、蓄積時
間を短くした効果が必ずしも享受できないという不都合
もある。 【０００９】更に、電子内視鏡装置の光源装置において
は、出射光量を適切な値に制御するアイリス制御回路が
設けられているが、静止画を形成し表示する際には、こ
のアイリス制御回路が一時的に機能しなくなるという不
都合がある。即ち、上記のアイリス制御回路では、一般
にビデオ信号から形成した輝度信号を入力し、この輝度
信号が一定の値となるように、光量絞りを調整してお
り、静止画動作ではこの静止画のビデオ信号の輝度信号
に基づいて光量制御を実行することになる。 【００１０】このため、静止画表示中にはフリーズスイ
ッチを動作させた時点の過去のデータに基づいて光量制
御することになり、光量制御が現在の状態に追従してい
ない状態となる。従って、静止画動作中に内視鏡先端部
が動いて被観察体との距離が変化した場合には、動画へ
切り替えたとき、ハレーションが生じたり、逆に暗い画
面となったりするという問題がある。また、不必要に出
射光量が強くなる場合、被観察体内部位に火傷（長時間
のとき）等の負担をかけることにもなる。 【００１１】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、全画素読出しにより画質の向上を
図ると共に、静止画形成により追従不可能となる光量制
御を早期に回復することができる全画素読出し式電子内
視鏡装置を提供することにある。 【００１２】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る全画素読出し式電子内視鏡装置は、撮
像素子で１回の露光により画素毎に蓄積された画像信号
につき、この露光の次のフィールド期間内の入射光を遮
断しながら、最初に奇数又は偶数のいずれかのラインの
画像信号を読み出し、次に残りのラインの画像信号を読
み出す全画素読出し手段と、上記撮像素子から得られた
上記奇数ラインの画像信号及び上記偶数ラインの画像信
号を記憶する全画素用メモリと、この全画素用メモリか
ら読み出された上記奇数ラインと偶数ラインの画素信号
を混合する混合回路と、この混合回路から出力された画
素混合信号を処理した信号に基づいて照射光量を制御す
る光量制御回路と、上記画素混合信号に基づいて形成さ
れた奇数及び偶数のフィールド画像信号を記憶するフィ
ールド画像用メモリと、静止画を形成するためのフリー
ズスイッチと、このフリーズスイッチが操作されたと
き、上記全画素用メモリにおいて同一露光時の奇数ライ
ン及び偶数ラインの画像信号を記憶した時点で書込みを
禁止し、これらの画像信号によりフィールド画像信号を
形成して静止画を形成すると共に、同一露光時の上記奇
数及び偶数のフィールド画像信号が上記フィールド画像
用メモリに記憶されたとき、当該フィールド画像用メモ
リの書込みを禁止し、かつ上記全画素用メモリの書込み
禁止を解除し、フリーズ動作により実質的に機能しない
上記光量制御回路を早期に回復させるように制御する制
御回路と、を含んでなることを特徴とする。 【００１３】まず、上記の全画素読出し手段によれば、
例えば１番目の１／６０秒の期間（垂直同期期間）内で
の露光（露光時間は任意）により蓄積された電荷は、２
番目の１／６０秒の期間で撮像素子の奇数ラインが読み
出され（転送ラインから読み出す）、３番目（次の露光
期間）の１／６０秒の期間で残りの偶数ラインが読み出
される。そして、この偶数ラインを読み出すために、上
記２番目の期間の光源光が光遮断手段により遮断され
る。即ち、上記奇数ラインの読出し中となる２番目の期
間に、従来のように次の露光の電荷が蓄積されると、残
りの偶数ラインの読み出しができない。そこで、本発明
では、２番目の期間内での光出力をなくして、３番目の
期間で偶数ラインの蓄積電荷を読み出せるようにしてお
り、これによって１回の露光で得られた撮像素子の全画
素分の信号を読み出すことができる。 【００１４】次に、上記奇数ライン及び偶数ラインのビ
デオ信号は、それぞれが全画素用メモリに記憶された
後、各ラインが同時に読み出され、混合回路で画素混合
される。即ち、上記の色差線順次混合読出し方式と同じ
手法で画素混合信号が形成され、奇数フィールドデータ
と偶数フィールドデータのビデオ信号が形成される。こ
のビデオ信号に対しては、従来と同様の処理が施されて
フィールド画像用メモリに記憶され、最終的にはモニタ
等へ出力される。このようにして、１／６０秒の期間内
の１回の露光で得られた全画素の信号に基づいて１フレ
ームの画像が形成されることになり、高画質の画像を得
ることができる。 【００１５】そして、静止画形成時では、フリーズスイ
ッチによりオン動作されたとき、同一露光時に得られた
奇数ライン及び偶数ラインの画像信号が上記全画素用メ
モリ内に記憶された時点で、メモリへの書込みが禁止さ
れるが、この全画素用メモリ内のデータに基づいて形成
された奇数及び偶数のフィールド画像信号がフィールド
画像用メモリに記憶された時点で、今度はフィールド画
像用メモリが書込み禁止となって、上記全画素用メモリ
の書込み禁止が解除される。 【００１６】従って、静止画では必ず１／６０秒の期間
内の同一露光で得られたビデオ信号により高画質の画像
が形成される。また、フリーズスイッチによりオフ動作
（静止画動作解除）される時よりも前の時点で、全画素
用メモリに新たな露光により得られた画像信号が記憶さ
れる。この結果、光量制御回路は最新の画像信号の輝度
信号等により光量制御することができ、現在の状況に追
従した明るさの制御が早期に回復する。 【００１７】 【発明の実施の形態】図１には、実施形態の一例として
の全画素読出し式電子内視鏡装置の回路構成が示されて
おり、図示されるように、電子内視鏡装置はスコープと
しての電子内視鏡１０、この電子内視鏡１０のコネクタ
部回路（電子内視鏡内回路）１１、プロセッサ装置１２
及び光源装置１３から構成される。上記電子内視鏡１０
には、その先端部に図５で説明したものと同様の色フィ
ルタを備えたＣＣＤ１５が設けられると共に、光源装置
１３の光を先端部まで導くためのライトガイド１６が配
設される。また、電子内視鏡１０の操作部には、静止画
表示のためのフリーズスイッチ１７が設けられる。 【００１８】上記コネクタ部回路１１内には、上記ＣＣ
Ｄ１５を駆動するＣＣＤ駆動回路１８、全画素読出しパ
ルス発生回路１９、タイミングジュネレータ２０が設け
られる。この全画素読出しパルス発生回路１９は、タイ
ミングジェネレータ２０の信号に基づき、１回の露光で
ＣＣＤ１５に蓄積された全画素分の蓄積データを、奇数
ラインと偶数ラインに分けて読み出すためのパルスを発
生し、上記ＣＣＤ駆動回路１８は、上記読出しパルスに
基づいてＣＣＤ１５から上記奇数ラインの信号と偶数ラ
インの信号を別々に順次読み出すための制御を行うこと
になる。 【００１９】また、上記ＣＣＤ１５の出力信号を入力す
るＡ／Ｄ変換器２１、例えば上記奇数ラインの画像デー
タを記憶する第１メモリ２２（全画素用メモリ）、偶数
ラインの画像データを記憶する第２メモリ２３（全画素
用メモリ）、混合回路２４、メモリ制御を含む全体の制
御をするＣＰＵ２５が設けられる。即ち、ＣＣＤ１５か
ら出力されたビデオ信号は、従来のように２ライン混合
で出力されるのではなく、ＣＰＵ２５の制御に基づき、
奇数ラインのビデオ信号と偶数ラインのビデオ信号に分
けられた状態で、それぞれのメモリ２２，２３に一旦格
納される。その後、上記の混合回路２４は、奇数ライン
のデータと偶数ラインのデータを加算混合し、従来の色
差線順次混合読出し方式と同等の信号を形成する。 【００２０】図２には、上述したＣＣＤ１５から混合回
路２４までの回路で形成される画像データの内容が示さ
れている。図（Ａ）に示されるように、ＣＣＤ１５で
は、走査線数に対応して、０ラインからＮラインまで水
平ラインが設けられ、この水平ラインの画素データを転
送ライン（不図示）に転送して読み出すように構成され
る。そして、上記ＣＣＤ１５の奇数ライン（１，３，５
…ライン）のデータが図（Ｂ）の第１メモリ２２に格納
され、偶数ライン（２，４，６…ライン）のデータが図
（Ｃ）の第２メモリ２３に格納される。 【００２１】これら全画素用メモリ２２，２３のデータ
は、上記混合回路２４により、図（Ｂ）と図（Ｃ）のラ
イン同士で画素混合が行われ、図（Ｄ）に示されるよう
に、０ライン＋１ライン，２ライン＋３ライン，４ライ
ン＋５ライン，…の加算演算データが奇数（Ｏｄｄ）フ
ィールドデータとして出力される。また、図（Ｃ）の読
出しラインを下側に１ラインずらした状態で（図示Ｃ1
の位置から読み出す）、図（Ｂ）とライン同士で画素混
合が行われ、図（Ｅ）に示されるように、１ライン＋２
ライン，３ライン＋４ライン，５ライン＋６ライン，…
の加算演算データが偶数（Ｅｖｅｎ）フィールドデータ
として出力される。なお、ＣＣＤ１５のラインの奇数を
ＯＤＤ、偶数をＥＶＥＮ、インターレース走査の対象と
なるフィールドの奇数をＯｄｄ、偶数をＥｖｅｎとして
区別する。 【００２２】更に、図１において、上記混合回路２４の
後段に第１ＤＶＰ（デジタルビデオプロセッサ）２６が
設けられ、この第１ＤＶＰ２６では、画素混合読出し
（色差線順次混合読出し方式）のカラー信号処理が施さ
れ、例えば色差信号や輝度信号が形成される。 【００２３】上記電子内視鏡１０が接続されるプロセッ
サ装置１２内には、上記第１ＤＶＰ２６に接続した第２
ＤＶＰ２８が設けられ、この第２ＤＶＰ２８では、像位
置の制御、拡大処理、ミラーイメージ処理等が行われ
る。この第２ＤＶＰ２８の後段には、奇数フィールドデ
ータを記憶する第３メモリ２９（フィールド画像用メモ
リ）、偶数フィールドデータを記憶する第４メモリ３０
（フィールド画像用メモリ）、切替え回路３１、メモリ
制御回路３２及びＤ／Ａ変換器３３が設けられる。即
ち、上記の第３メモリ２９には、図２（Ｄ）のデータが
色差信号等に変換された奇数フィールドデータが記憶さ
れ、第４メモリ３０には、図２（Ｅ）のデータが色差信
号等に変換された偶数フィールドデータが記憶される。 【００２４】上記メモリ制御回路３２と上記ＣＰＵ２５
は、静止画動作時では次のような制御を行う。即ち、上
記フリーズスイッチ１７がオン動作されたとき、上記全
画素用メモリ２２，２３では、同一露光時の奇数ライン
及び偶数ラインの画像信号を記憶した時点で書込み（ラ
イトイネーブル）を禁止し、これらのビデオ信号により
形成された奇数及び偶数のフィールド画像信号を上記フ
ィールド画像用メモリ２９，３０に格納する。そして、
このメモリ２９，３０においては、同一露光時の上記ビ
デオ信号が記憶された時点で書込みを禁止し、同時に上
記全画素用メモリ２２，２３の書込み禁止状態を解除す
る。従って、フリーズスイッチ１７がオフ動作されたか
否かに拘らず、全画素用メモリ２２，２３へはＣＣＤ１
５で得られた新しい画像情報が格納されることになる。 【００２５】また、電子内視鏡１０に配設されたライト
ガイド１６を接続する光源装置１３には、光源３５が設
けられ、この光源３５とライトガイド１６の入射端との
間に、光チョッパ３６及び絞り３７が配置される。この
光チョッパ３６は、例えば半円状板を回転させる構成と
され、この光チョッパ３６を１／３０秒で１回転させる
ために、駆動回路３８及びサーボ回路３９が接続されて
いる。従って、この光チョッパ３６によれば、１／６０
秒毎のサイクルのフィールドＯ／Ｅ信号において、１／
６０秒間だけ光を出力し、次の１／６０秒間では光を遮
断することができ、このような光チョッパ３６によっ
て、上記偶数ラインのデータの読出しが可能となる。 【００２６】一方、上記絞り３７には、駆動回路４０及
びアイリス制御回路４１が接続されており、この駆動回
路４０及びアイリス制御回路４１は上記第１ＤＶＰ２６
で得られる輝度信号に基づいて絞り３７を駆動し、光源
３５の出力光量を調整することができる。そして、静止
画動作時では、上述のように第１メモリ２２及び第２メ
モリ２３の書込み禁止がフリーズスイッチ１７のオフ動
作によらずに解除されるので、上記アイリス制御回路４
１では、静止画動作中でも現在のビデオ信号から得られ
た輝度信号に基づいて出力光量の制御が行われる。 【００２７】当該例は以上の構成からなり、その作用を
図３及び図４を参照しながら説明する。図４（Ａ）に示
されるように、フィールドＯ（Ｏｄｄ）／Ｅ（Ｅｖｅ
ｎ）信号として、従来装置と同様に、１／６０秒で１フ
ィールドを形成するタイミング信号が用いられる。また
これに対応して、上記の光チョッパ３６を使用状態とし
て、１／３０秒で１回転させることにより、図４（Ｂ）
のＰn-1 ，Ｐn ，Ｐn+1に示されるように、１／６０秒
の光遮断状態を挟みながら１／６０秒の期間で光が繰り
返し出力される。この光は、ライトガイド１６を介して
先端部から被観察体内へ照射される。 【００２８】この光照射により、先端部のＣＣＤ１５で
は被観察体内の像が捉えられ、ＣＣＤ１５には、像に対
応した電荷が蓄積される。そして、この蓄積電荷の読出
しは、全画素読出しパルス発生回路１９のパルスを入力
したＣＣＤ駆動回路１８の制御パルスで行われ、１回の
露光で得られたＣＣＤ１５の全画素の蓄積データが読み
出される。 【００２９】即ち、図４（Ｃ）に示されるように、図４
（Ｂ）の光出力Ｐn-1 の露光に基づき、ＣＣＤ１５から
はｎ−１の奇数（ＯＤＤ）ラインデータと偶数（ＥＶＥ
Ｎ）ラインデータが順に読み出され、この奇数ラインデ
ータは図４（Ｅ）の書込み（ライトイネーブル）信号に
よって第１メモリ２２へ格納され、偶数ラインデータは
図４（Ｆ）の書込み信号によって第２メモリ２３へ格納
される。また、光出力Ｐn ，Ｐn+1 …の順にそれぞれの
奇数及び偶数ラインのデータが読み出されて各メモリ２
２，２３へ格納される。 【００３０】次に、この全画素用メモリ２２，２３内の
データは、混合回路２４により画素混合され、図４
（Ｇ）に示されるように、例えばｎ−２（番目）同士の
奇数ラインデータと偶数ラインデータの組合せで混合処
理した奇数（Ｏｄｄ）フィールド信号、ｎ−２の偶数ラ
インデータとｎ−１の奇数ラインデータの組合せで混合
処理した偶数（Ｅｖｅｎ）フィールド信号、ｎ−１同士
の奇数ラインデータと偶数ラインデータの組合せで混合
処理した奇数（Ｏｄｄ）フィールド信号…というよう
に、フィールド信号が順次形成される。そして、これら
のフィールド信号はカラー画像処理が施されて、第３メ
モリ２９及び第４メモリ３０に一旦格納されており、こ
れらメモリ２９，３０の出力が切替え回路３１で交互に
モニタへ出力され、インターレース走査により画像表示
される。 【００３１】従って、当該例では、動画については、次
の露光時に得られた画像データの一部が混入した状態で
画像表示されることになるが、このデータ量は全体の１
／２であり、１／６０秒間にブレ、動きがあったとして
も、その影響は小さくなる。また、電子シャッタ機能に
おいても、１回の露光で画像を形成するので、１／６０
秒の時間の中でシャッタ速度（蓄積時間）を短くする効
果が直接的に現れ、明るい状態等ではＣＣＤ１５の短時
間の蓄積により画質の向上を図ることができる。 【００３２】図３には、静止画形成での各メモリに対す
る制御動作が示されており、静止画については、同一露
光時のデータのみを用いて画像表示すると共に、現在の
状況に適合した光量制御へ早期に移行する制御が、図１
のＣＰＵ２５及びメモリ制御回路３２で行われる。即
ち、この制御は、図４（Ａ）のＯ／Ｅ信号の立下がり時
に各動作を実行するように設定され、まずステップ１０
１（図３）にて、上記第１メモリ２２、第２メモリ２３
が書込み禁止となっているか否かを検出し、ステップ１
０２では、フリーズスイッチ１７が押された（オン）か
否かを判定し、オン状態のときは、ステップ１０３で第
３メモリ２９、第４メモリ３０が書込み禁止となってい
ないかを判定した後、ステップ１０４へ移行する。 【００３３】このステップ１０４では、第１メモリ２
２、第２メモリ２３の書込み（ライトイネーブル）を禁
止する。例えば、図４（Ｄ）に示されるＱの時点で、フ
リーズスイッチ１７がオンされたとすると、このとき、
フィールドＯ／Ｅ信号は立下がり時（Ａ1 ）となるか
ら、次の立下がり時（Ａ2 ）に各メモリ２２，２３の書
込みが禁止される［図４（Ｅ），（Ｆ）］。従って、第
１メモリ２２には光出力Ｐn で得られたｎの奇数ライン
データが書き込まれ、他方の第２メモリ２３にもｎの偶
数ラインデータが書き込まれた状態で、次のデータの書
込みは行われない。 【００３４】この結果、図４（Ｇ）に示されるように、
ｎ同士の奇数及び偶数ラインデータからなる奇数（Ｏｄ
ｄ）フィールド信号、偶数（Ｅｖｅｎ）フィールド信号
が順に読み出され、これらのフィールド信号は各種の信
号処理が施された後に第３メモリ２９、第４メモリ３０
へ記憶されることになる。 【００３５】このとき、上記ステップ１０１では、上記
立下がり時（Ａ2 ）において、上記第１メモリ２２、第
２メモリ２３が書込み禁止であることを判定するので、
ステップ１０５へ移行し、第３メモリ２９、第４メモリ
３０への書込み（ライトイネーブル）が禁止される［図
４（Ｈ），（Ｉ）］と共に、ステップ１０６にて第１メ
モリ２２、第２メモリ２３の書込み禁止状態が解除され
る。これら動作は、次の立下がり時（Ａ3 ）から実行さ
れる。 【００３６】これによれば、図４（Ｊ）に示されるよう
に、第３メモリ２９、第４メモリ３０から読み出された
ｎ同士の奇数（Ｏｄｄ）フィールド信号、偶数（Ｅｖｅ
ｎ）フィールド信号がモニタへ出力され、インターレー
ス走査により静止画が表示される。従って、同一露光時
の全画素のデータに基づいて静止画が表示されることに
なり、高画質の被観察体内像を観察することが可能とな
る。 【００３７】一方、この静止画表示中であっても、上述
のように第１メモリ２２、第２メモリ２３においては書
込み禁止状態が解除され、ＣＣＤ１５で新たに得られた
ビデオ信号が記憶される。従って、第１ＤＶＰ２６から
は現在の輝度信号がアイリス制御回路４１へ供給され、
アイリス制御回路４１では絞り３７を制御することによ
り、現在の状況に応じた最適な光が出力されることにな
る。この結果、フリーズスイッチ１７により静止画動作
を解除（オフ動作）したときに、ハレーションを起こし
たり、画面が暗過ぎたりすることが防止され、また患部
に対して負担をかけることもない。 【００３８】なお、フリーズスイッチ１７の操作でオフ
動作したときには、図３のステップ１０２からステップ
１０７へ移行して、第３メモリ２９、第４メモリ３０の
書込み禁止状態を解除することになり、これによって動
画への切替えが行われる。 【００３９】 【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
光遮断手段を用いながら、１回の露光で得られた撮像素
子の画像信号の全画素を全画素用メモリに記憶し、この
全画素用メモリを書込み禁止として同一露光時の画像デ
ータで静止画を形成する。その後、この静止画のデータ
を記憶したフィールド画像用メモリを書込み禁止とする
と共に、上記全画素用メモリの書込み禁止を解除するよ
うにしたので、全画素読出しにより画質の向上が図られ
ると共に、静止画動作がオフされる前に、現在の画像デ
ータから光量制御のための正確な情報が得られる。従っ
て、静止画形成により追従不可能となる光量制御を早期
に回復でき、適正光量の動画が得られると共に、患部へ
の負担をも軽減できるという利点がある。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an all-pixel readout type electronic endoscope apparatus, and more particularly to an apparatus for reading out all pixels of an image stored in an image sensor. The present invention relates to a configuration of an electronic endoscope apparatus capable of adjusting an irradiation light amount to an appropriate value. 2. Description of the Related Art A CCD (Ch) as an image pickup device of an electronic endoscope
In an arge coupled device, an image signal (video signal) is obtained by reading out the electric charge accumulated in pixel units by the photoelectric conversion element. In the simultaneous electronic endoscope, a color filter is arranged in pixel units on the upper surface of the CCD, thereby obtaining a color image. FIG. 5A shows an arrangement state of the color filters. As shown, for example, Mg (magenta), G (green), and Cy are provided on the imaging surface of the CCD 1.
(Cyan) and Ye (yellow) are arranged in pixel units. Therefore, by the light transmitted through these color filters,
In the CCD 1, accumulated charges are obtained. FIG. 5B shows a read state by a conventional color difference line sequential mixed read method. In this method, accumulated charges of pixels in upper and lower lines are mixed and read. For example, at the first exposure, a mixed signal of 0 line and 1 line, a mixed signal of 2 lines and 3 lines,..., And a video signal of an odd field (Odd) are read out. 2 lines mixed signal,
A video signal of an even field (Even) such as a mixed signal of three lines and four lines,... Is read out.
Therefore, a mixed signal of two lines of the CCD 1 becomes a signal of one line of the field image. FIG. 6 shows a signal reading operation in the CCD 1, and the O / O of the field shown in FIG.
1/60 second (vertical synchronization period) as indicated by E signal
Each time an odd field and an even field are formed. Therefore, during the above 1/60 second period, signal accumulation is performed, for example, according to the accumulation (exposure) time t of the electronic shutter shown in FIG. Reading is performed. As a result, as shown in FIG.
As a result, an odd (Odd) field signal of -1 (number) and an even (Even) field signal of n are obtained.
The (n-1) odd field signals are (0 + 1) line, (2 + 3) line, (4+
5) It is composed of a mixed signal of lines..., And the even field signal of n is the (1 + 2) line shown on the right side of FIG.
It is composed of mixed signals of (3 + 4) lines. Then, the odd field signal and the even field signal are
Interlaced scanning is performed to form an image of one frame, and this image is displayed on a monitor. [0007] However, in the simultaneous electronic endoscope apparatus, as shown in FIG. 6C, an odd field image for forming one frame image and an odd field image for forming one frame image are used. 1/60 between even field image
If there is a time lag of seconds and the endoscope itself shakes or the object moves during this time, there is a problem that the image quality deteriorates. In particular, in the endoscope, a still image is displayed by operating a freeze switch, whereby a specific observation site can be observed in detail. However, even with this still image, the image quality is deteriorated. Further, according to the electronic shutter function of the electronic endoscope, the accumulation time can be shortened in a bright place, and the image quality can be improved. However, as shown in FIG. 6B, there is a time lag of 1/60 second between two accumulations (exposure) for forming one frame image, and the effect of shortening the accumulation time is not necessarily required. There is also a disadvantage that it cannot be enjoyed. Further, in the light source device of the electronic endoscope device, an iris control circuit for controlling the amount of emitted light to an appropriate value is provided. When forming and displaying a still image, the iris control circuit is used. Has the disadvantage that it temporarily stops functioning. That is, in the iris control circuit described above, generally, a luminance signal formed from a video signal is input, and the light amount aperture is adjusted so that the luminance signal has a constant value. The light amount control is executed based on the luminance signal of the signal. Therefore, during the display of a still image, the light amount is controlled based on the past data at the time when the freeze switch is operated, and the light amount control does not follow the current state. Therefore, when the endoscope moves during the still image operation and the distance to the object to be observed changes, when switching to the moving image, there is a problem that halation occurs or a dark screen appears. is there. In addition, when the amount of emitted light is unnecessarily increased, a load such as a burn (for a long time) may be applied to the body part to be observed. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in consideration of the above problems, and has as its object to improve image quality by reading all pixels and to quickly recover light amount control that cannot be followed by forming a still image. An object of the present invention is to provide an all-pixel read-out type electronic endoscope apparatus which can perform the above-mentioned. [0012] In order to achieve the above object, an all-pixel readout electronic endoscope apparatus according to the present invention provides an image pickup device in which an image is stored for each pixel by a single exposure. All-pixel reading means for first reading out an image signal of either an odd or even line, and then reading out image signals of the remaining lines, while blocking incident light in a field period next to this exposure for the signal. A memory for all pixels that stores the image signal of the odd line and the image signal of the even line obtained from the image sensor, and a pixel signal of the odd line and the even line read from the memory for all pixels. A mixing circuit for mixing, a light amount control circuit for controlling an irradiation light amount based on a signal obtained by processing a pixel mixing signal output from the mixing circuit, and a light amount control circuit formed based on the pixel mixing signal. A field image memory for storing odd and even field image signals, a freeze switch for forming a still image, and when the freeze switch is operated, the odd line and the even Writing is inhibited at the time when the image signal of the line is stored, and a field image signal is formed by these image signals to form a still image, and the odd and even field image signals at the same exposure are used for the field image. When stored in the memory, the writing of the field image memory is prohibited, and the writing prohibition of the memory for all pixels is released, so that the light amount control circuit, which does not substantially function due to the freeze operation, is quickly recovered. And a control circuit for controlling. First, according to the above all-pixel reading means,
For example, the charge accumulated by the exposure (exposure time is arbitrary) within the first 1/60 second period (vertical synchronization period) is 2
The odd-numbered lines of the image sensor are read out in the first 1/60 second period (read from the transfer line), and the remaining even-numbered lines are read out in the third (next exposure period) of 1/60 second. Then, in order to read the even lines, the light source light in the second period is blocked by the light blocking unit. In other words, if charges for the next exposure are accumulated during the second period during which the reading of the odd lines is being performed, the reading of the remaining even lines cannot be performed. Therefore, in the present invention, the light output in the second period is eliminated, and the accumulated charges of the even lines are read out in the third period, whereby the imaging device obtained by one exposure is obtained. Signals for all pixels can be read. Next, the video signals of the odd-numbered lines and the even-numbered lines are stored in the memory for all pixels, and then the respective lines are simultaneously read out and mixed by the mixing circuit. That is, a pixel mixed signal is formed by the same method as the above color difference line sequential mixed reading method, and a video signal of odd field data and even field data is formed. This video signal is subjected to the same processing as before, stored in the field image memory, and finally output to a monitor or the like. In this way, an image of one frame is formed based on signals of all pixels obtained by one exposure within a period of 1/60 second, and a high-quality image can be obtained. At the time of forming a still image, when the freeze switch is turned on, when the image signals of the odd and even lines obtained at the same exposure are stored in the memory for all pixels, the image is transferred to the memory. At the time when the odd and even field image signals formed based on the data in the all-pixel memory are stored in the field image memory, the field image memory is write-inhibited. As a result, the write prohibition of the memory for all pixels is released. Therefore, in the case of a still image, a high-quality image is always formed by a video signal obtained by the same exposure within a period of 1/60 second. Further, at a point before the OFF operation (still image operation is canceled) by the freeze switch, the image signal obtained by the new exposure is stored in the memory for all pixels. As a result, the light amount control circuit can control the light amount based on the latest luminance signal of the image signal, etc., and the control of the brightness following the current situation is recovered at an early stage. FIG. 1 shows a circuit configuration of an all-pixel readout type electronic endoscope apparatus as an example of an embodiment. As shown in FIG. Denotes an electronic endoscope 10 as a scope, a connector circuit (electronic endoscope internal circuit) 11 of the electronic endoscope 10, and a processor device 12.
And a light source device 13. The electronic endoscope 10
Is provided with a CCD 15 having a color filter similar to that described with reference to FIG. 5 and a light guide 16 for guiding the light of the light source device 13 to the distal end. Further, a freeze switch 17 for displaying a still image is provided on the operation unit of the electronic endoscope 10. The connector section circuit 11 includes the CC
A CCD driving circuit 18 for driving D15, an all-pixel reading pulse generating circuit 19, and a timing generator 20 are provided. The all-pixel read pulse generating circuit 19 generates a pulse for reading the accumulated data of all the pixels accumulated in the CCD 15 by one exposure into odd lines and even lines based on the signal of the timing generator 20. Then, the CCD drive circuit 18 performs control for separately and sequentially reading the odd-line signal and the even-line signal from the CCD 15 based on the read pulse. An A / D converter 21 for inputting the output signal of the CCD 15, for example, a first memory 22 (memory for all pixels) for storing the image data of the odd lines, and a second memory 22 for storing the image data of the even lines. A two-memory 23 (memory for all pixels), a mixing circuit 24, and a CPU 25 that performs overall control including memory control are provided. That is, the video signal output from the CCD 15 is not output by mixing two lines as in the related art, but is controlled based on the control of the CPU 25.
The video signals of the odd lines and the video signals of the even lines are temporarily stored in the memories 22 and 23 respectively. Thereafter, the mixing circuit 24 adds and mixes the data of the odd-numbered lines and the data of the even-numbered lines to form a signal equivalent to that of the conventional color difference line sequential mixing readout system. FIG. 2 shows the contents of image data formed by the circuits from the CCD 15 to the mixing circuit 24 described above. As shown in FIG. 1A, the CCD 15 is provided with horizontal lines from 0 to N in correspondence with the number of scanning lines, and transfers the pixel data of this horizontal line to a transfer line (not shown). It is configured to read. The odd lines (1, 3, 5) of the CCD 15
.. (Line) are stored in the first memory 22 of FIG. (B), and the data of even lines (2, 4, 6,...) Are stored in the second memory 23 of FIG. The data in the memories 22 and 23 for all pixels are subjected to pixel mixing between the lines in FIGS. 2B and 2C by the mixing circuit 24, and as shown in FIG. The addition operation data of 0 line + 1 line, 2 line + 3 line, 4 line + 5 line,... Is output as odd-number (Odd) field data. Further, in the state where the read line in FIG.
), Pixel mixing is performed between the lines in FIG. (B) and FIG. (E), and as shown in FIG.
Line, 3 line + 4 line, 5 line + 6 line, ...
Is output as even field data. The odd number of the lines of the CCD 15 is distinguished as ODD, the even number is identified as EVEN, the odd number of the field to be interlaced is Odd, and the even number is identified as Even. Further, in FIG. 1, a first DVP (digital video processor) 26 is provided at a stage subsequent to the mixing circuit 24. The first DVP 26 performs color signal processing of pixel mixed reading (color difference line sequential mixed reading method). Then, for example, a color difference signal and a luminance signal are formed. In the processor device 12 to which the electronic endoscope 10 is connected, a second device connected to the first DVP 26 is provided.
A DVP 28 is provided. In the second DVP 28, control of an image position, enlargement processing, mirror image processing, and the like are performed. Behind the second DVP 28, a third memory 29 (field image memory) for storing odd field data, and a fourth memory 30 for storing even field data are stored.
(Field image memory), a switching circuit 31, a memory control circuit 32, and a D / A converter 33. That is, the third memory 29 stores the odd field data obtained by converting the data of FIG. 2D into a color difference signal or the like, and the fourth memory 30 stores the data of FIG. Is stored. The memory control circuit 32 and the CPU 25
Performs the following control during the still image operation. That is, when the freeze switch 17 is turned on, the memories 22 and 23 for all pixels prohibit writing (write enable) at the time when the image signals of the odd line and the even line during the same exposure are stored. The odd and even field image signals formed by the video signals are stored in the field image memories 29 and 30. And
In the memories 29 and 30, writing is inhibited at the time when the video signal at the same exposure is stored, and at the same time, the writing inhibition state of the memories 22 and 23 for all pixels is released. Therefore, regardless of whether the freeze switch 17 is turned off or not, the CCD 1 is stored in the memories 22 and 23 for all pixels.
The new image information obtained in step 5 will be stored. A light source 35 for connecting the light guide 16 provided to the electronic endoscope 10 is provided with a light source 35, and a light chopper is provided between the light source 35 and an incident end of the light guide 16. 36 and a stop 37 are arranged. The optical chopper 36 is configured to rotate, for example, a semicircular plate, and a drive circuit 38 and a servo circuit 39 are connected to rotate the optical chopper 36 once every 1/30 second. Therefore, according to the optical chopper 36, 1/60
In a field O / E signal in a cycle every second, 1 /
Light can be output for only 60 seconds, and the light can be cut off for the next 1/60 second. With such an optical chopper 36, data can be read from the even-numbered line. On the other hand, a drive circuit 40 and an iris control circuit 41 are connected to the diaphragm 37, and the drive circuit 40 and the iris control circuit 41 are connected to the first DVP 26.
By driving the aperture 37 based on the luminance signal obtained in the step (1), the output light amount of the light source 35 can be adjusted. At the time of the still image operation, the write inhibition of the first memory 22 and the second memory 23 is released without depending on the OFF operation of the freeze switch 17 as described above.
In 1, the output light amount is controlled based on the luminance signal obtained from the current video signal even during the still image operation. This example has the above configuration, and its operation will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 4A, the field O (Odd) / E (Eve)
n) As a signal, a timing signal for forming one field in 1/60 second is used as in the conventional device. In response to this, the optical chopper 36 is rotated once in 1/30 second with the optical chopper 36 in a use state, as shown in FIG.
As shown in Pn-1, Pn, and Pn + 1, light is repeatedly output in a period of 1/60 seconds while sandwiching a light blocking state of 1/60 seconds. This light is emitted from the distal end portion through the light guide 16 into the body to be observed. By this light irradiation, an image of the inside of the body to be observed is captured by the CCD 15 at the distal end, and charges corresponding to the image are accumulated in the CCD 15. The reading of the stored charge is performed by the control pulse of the CCD driving circuit 18 to which the pulse of the all-pixel reading pulse generating circuit 19 is input, and the stored data of all the pixels of the CCD 15 obtained by one exposure is read. . That is, as shown in FIG.
Based on the exposure of the light output Pn-1 shown in FIG. 3B, the CCD 15 outputs n-1 odd (ODD) line data and even (EVE)
N) The line data is sequentially read, and the odd line data is stored in the first memory 22 by the write (write enable) signal of FIG. 4E, and the even line data is stored by the write signal of FIG. 2 stored in the memory 23. Also, the data of the odd and even lines are read out in the order of the optical outputs Pn, Pn + 1.
2 and 23 are stored. Next, the data in the memories 22 and 23 for all pixels are pixel-mixed by the mixing circuit 24,
As shown in (G), for example, an odd (Odd) field signal mixed with a combination of odd-numbered line data and even-numbered line data of n-2 (th), even-numbered line data of n-2 and n-1 Field signals are sequentially formed such as an even (Even) field signal mixed with an odd line data combination, an odd (Odd) field signal mixed with a combination of n-1 odd line data and even line data, and so on. Is done. These field signals are subjected to color image processing and temporarily stored in a third memory 29 and a fourth memory 30. Outputs of these memories 29 and 30 are alternately output to a monitor by a switching circuit 31, and An image is displayed by interlaced scanning. Therefore, in this example, a moving image is displayed with a part of the image data obtained at the next exposure mixed therein, but this data amount is one whole.
/ 2, and even if there is blurring or movement during 1/60 seconds, the effect is small. Also, in the electronic shutter function, since an image is formed by one exposure, it is 1/60.
The effect of shortening the shutter speed (accumulation time) within the time of second directly appears, and in a bright state or the like, the image quality can be improved by accumulating the CCD 15 for a short time. FIG. 3 shows a control operation for each memory in forming a still image. For a still image, an image is displayed using only data at the same exposure, and a light amount suitable for the current situation is displayed. The control that shifts to control early is shown in FIG.
Is performed by the CPU 25 and the memory control circuit 32. That is, this control is set so that each operation is executed when the O / E signal in FIG.
1 (FIG. 3), the first memory 22 and the second memory 23
Detects whether or not is write-protected.
At 02, it is determined whether or not the freeze switch 17 has been pressed (ON). If the freeze switch 17 is ON, it is determined at step 103 whether the third memory 29 and the fourth memory 30 are write-protected. , To step 104. In step 104, the first memory 2
2. The writing (write enable) of the second memory 23 is prohibited. For example, if the freeze switch 17 is turned on at the time point Q shown in FIG.
Since the field O / E signal is at the fall (A1), the writing to the memories 22, 23 is prohibited at the next fall (A2) [FIGS. 4 (E) and (F)]. Therefore, in the state where the n odd line data obtained by the optical output Pn is written in the first memory 22 and the n even line data is written in the other second memory 23, the next data is written. Not done. As a result, as shown in FIG.
The odd number (Od) consisting of the odd and even line data of n
d) Field signals and even (Even) field signals are sequentially read out, and these field signals are subjected to various kinds of signal processing, and then subjected to the third memory 29 and the fourth memory 30.
Will be stored. At this time, in step 101, it is determined that the first memory 22 and the second memory 23 are write-protected at the time of the fall (A2).
The process proceeds to step 105, and the writing (write enable) to the third memory 29 and the fourth memory 30 is prohibited [FIGS. 4 (H) and 4 (I)]. The write inhibit state of the memory 23 is released. These operations are executed from the next fall (A3). According to this, as shown in FIG. 4 (J), n odd-numbered (Odd) field signals read from the third memory 29 and the fourth memory 30 and even-numbered (Eve)
n) A field signal is output to a monitor, and a still image is displayed by interlaced scanning. Therefore, a still image is displayed based on the data of all pixels at the same exposure, and a high-quality in-vivo image can be observed. On the other hand, even during the still image display, the write-protection state is released in the first memory 22 and the second memory 23 as described above, and the video signal newly obtained by the CCD 15 is stored. . Accordingly, the current luminance signal is supplied from the first DVP 26 to the iris control circuit 41,
By controlling the aperture 37 in the iris control circuit 41, optimal light according to the current situation is output. As a result, when the still image operation is canceled (off operation) by the freeze switch 17, the occurrence of halation or the screen being too dark is prevented, and no burden is applied to the affected part. When the freeze switch 17 is turned off by the operation of the freeze switch 17, the process proceeds from step 102 to step 107 in FIG. 3 to release the write-protected state of the third memory 29 and the fourth memory 30. Is switched to a moving image. As described above, according to the present invention,
While using the light blocking means, all pixels of the image signal of the image sensor obtained by one exposure are stored in the memory for all pixels, and the memory for all pixels is write-protected, and a still image is formed with image data of the same exposure. To form Thereafter, the field image memory storing the data of the still image is write-protected and the write-protection of the all-pixel memory is released, so that the image quality is improved by reading all the pixels, Before the image operation is turned off, accurate information for light quantity control can be obtained from the current image data. Therefore, there is an advantage that the light amount control that cannot be followed due to the formation of a still image can be recovered at an early stage, a moving image with an appropriate light amount can be obtained, and the burden on the affected part can be reduced.

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の実施形態例に係る全画素読出し式電子
内視鏡装置の回路構成を示すブロック図である。 【図２】図１のＣＣＤから混合回路までの間で読み出さ
れる画像データを示す図である。 【図３】実施形態例の全画素用メモリ及びフィールド画
像用メモリにおける制御動作を示すフローチャートであ
る。 【図４】実施形態例の主要な動作を示す説明図である。 【図５】従来のＣＣＤの構成を示し、図（Ａ）は色フィ
ルタの構成図、図（Ｂ）はＣＣＤからの混合読出しの説
明図である。 【図６】従来のＣＣＤでの動作を示す説明図である。 【符号の説明】 １，１５ … ＣＣＤ（撮像素子）、 １０ … 電子内視鏡、 １１ … コネクタ部回路、 １２ … プロセッサ装置、 １３ … 光源装置、 １７ … フリーズスイッチ、 １８ … ＣＣＤ駆動回路、 １９ … 全画素読出しパルス発生回路、 ２２，２３ … 全画素用メモリ、 ２４ … 混合回路、 ２５ … ＣＰＵ、 ２９，３０ … フィールド画像用メモリ、 ３２ … メモリ制御回路、 ３６ … 光チョッパ。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram showing a circuit configuration of an all-pixel readout electronic endoscope apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram showing image data read from the CCD of FIG. 1 to a mixing circuit. FIG. 3 is a flowchart illustrating a control operation in a memory for all pixels and a memory for a field image according to the embodiment. FIG. 4 is an explanatory diagram showing main operations of the embodiment. 5A and 5B show a configuration of a conventional CCD, FIG. 5A is a configuration diagram of a color filter, and FIG. 5B is an explanatory diagram of mixed reading from the CCD. FIG. 6 is an explanatory diagram showing an operation in a conventional CCD. [Description of Signs] 1,15: CCD (image pickup device), 10: electronic endoscope, 11: connector circuit, 12: processor device, 13: light source device, 17: freeze switch, 18: CCD drive circuit, 19 ... all-pixel readout pulse generation circuit, 22, 23 ... memory for all pixels, 24 ... mixing circuit, 25 ... CPU, 29, 30 ... memory for field images, 32 ... memory control circuit, 36 ... optical chopper.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−341231（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−66481（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−99474（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−161339（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) A61B 1/00 - 1/32 H04N 5/335 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-4-341231 (JP, A) JP-A-61-66481 (JP, A) JP-A-61-99474 (JP, A) JP-A-62 161339 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. ⁷ , DB name) A61B 1/00-1/32 H04N 5/335

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 撮像素子で１回の露光により画素毎に蓄
積された画像信号につき、この露光の次のフィールド期
間内の入射光を遮断しながら、最初に奇数又は偶数のい
ずれかのラインの画像信号を読み出し、次に残りのライ
ンの画像信号を読み出す全画素読出し手段と、 上記撮像素子から得られた上記奇数ラインの画像信号及
び上記偶数ラインの画像信号を記憶する全画素用メモリ
と、 この全画素用メモリから読み出された上記奇数ラインと
偶数ラインの画素信号を混合する混合回路と、 この混合回路から出力された画素混合信号を処理した信
号に基づいて照射光量を制御する光量制御回路と、 上記画素混合信号に基づいて形成された奇数及び偶数の
フィールド画像信号を記憶するフィールド画像用メモリ
と、 静止画を形成するためのフリーズスイッチと、 このフリーズスイッチが操作されたとき、上記全画素用
メモリにおいて同一露光時の奇数ライン及び偶数ライン
の画像信号を記憶した時点で書込みを禁止し、これらの
画像信号によりフィールド画像信号を形成して静止画を
形成すると共に、同一露光時の上記奇数及び偶数のフィ
ールド画像信号が上記フィールド画像用メモリに記憶さ
れたとき、当該フィールド画像用メモリの書込みを禁止
し、かつ上記全画素用メモリの書込み禁止を解除し、フ
リーズ動作により実質的に機能しない上記光量制御回路
を早期に回復させるように制御する制御回路と、を含ん
でなる全画素読出し式電子内視鏡装置。(57) [Claim 1] For an image signal accumulated for each pixel by one exposure in an image sensor, the next field period of this exposure
While blocking incident light in between, first reads the image signals of the odd or even one of the lines, then the all-pixel read means for reading out image signals of the remaining lines, obtained from the image pickup device described above An all-pixel memory for storing the odd-line image signal and the even-line image signal; a mixing circuit for mixing the odd-line and even-line pixel signals read from the all-pixel memory; A light amount control circuit that controls the irradiation light amount based on a signal obtained by processing the pixel mixture signal output from the memory, a field image memory that stores odd and even field image signals formed based on the pixel mixture signal, A freeze switch for forming a still image; and, when the freeze switch is operated, an odd number line at the same exposure in the memory for all pixels. At the time when the image signals of the normal and even lines are stored, writing is prohibited, and a field image signal is formed by these image signals to form a still image. When stored in the field image memory, the writing of the field image memory is prohibited, and the writing prohibition of the memory for all pixels is released, and the light amount control circuit that does not substantially function due to the freeze operation is quickly recovered. And a control circuit for controlling the operation of the electronic endoscope.