JP3425511B2 - 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１回の露光により撮像素子で蓄積され
る画像の全画素を読み出し、高画質の画像を形成する内
視鏡装置のための構成に関する。 【０００２】 【従来の技術】電子内視鏡装置では、撮像素子として例
えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）が用いられてお
り、このＣＣＤ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装
置において、上記ＣＣＤの上面に、画素単位で色フィル
タが配置され、これによってカラー画像が得られるよう
になっている。 【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得られる。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。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。 【０００６】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。もちろん、上記処理の途中では、各種の信号処理が
施され、上記の混合信号からは、色差信号と輝度信号が
形成されており、これらの信号に基づいてモニタ上に被
観察体内の画像が表示される。 【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、表示器に表示される動画或い
は静止画の画質（色ずれを含む）が低下するという問題
があった。 【０００８】また、電子内視鏡装置では、信号の蓄積時
間を変える電子シャッタ機能が採用される場合もあり、
これによれば、明るい場所において蓄積時間を短くする
ことにより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、従来においては、１／６０秒の期間
内に全画素を順次読み出すことも提案されている。しか
し、この場合は上記ＣＣＤ１の転送ライン（垂直ＣＣ
Ｄ）の構造を倍の密度で形成しなければならないため構
成が複雑となり、しかもクロック周波数が倍となる等の
不都合がある。 【００１０】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、１回の露光により撮像素子で得ら
れた全画素をクロック周波数を高くすることもなく読み
出し、動画及び静止画において画質の向上を図ることが
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。 【００１１】 【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、複
数の色フィルタが画素単位で配置された撮像素子と、こ
の撮像素子で１回の露光により画素毎に蓄積された画像
信号につき、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
み出すように制御する撮像素子駆動回路と、この撮像素
子駆動回路で画像信号を読み出す際の所定の時間に、上
記撮像素子へ画素信号が蓄積されないように照明光を遮
断する光遮断手段と、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
憶するメモリと、上記メモリ内に先に記憶された上記偶
数又は奇数のラインの画像信号を１フィールド期間だけ
遅らせるための遅延用メモリと、上記の各メモリから読
み出された同一露光時の上記奇数ラインと上記偶数ライ
ンの画素信号を混合して画像信号を形成する混合回路
と、を含み、この混合回路から出力された画素混合信号
に基づいてフィールド画像を形成することを特徴とす
る。 【００１２】上記の構成によれば、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番目の期間（１／６
０秒）で撮像素子（ＣＣＤ）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（次の露光時）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蔽される。即ち、上記奇数ライ
ンの蓄積電荷を順次読み出す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。 【００１３】次に、上記奇数ライン及び偶数ラインのビ
デオ信号は、それぞれがメモリに記憶されるが、最初に
記憶された例えば奇数ラインのビデオ信号は、更に遅延
用メモリに記憶され、１／６０秒の１フィールド期間だ
け遅延される。これにより、同一露光時に得られた両ラ
インの全ての信号を各メモリから同時に読み出せること
になる。そして、各ラインのデータは同時に読み出され
た後、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、このビデオ信号に基づいて画像表
示される。従って、１回の露光で得られた全画素の信号
に基づいて１フレーム画像が形成され、高画質の画像を
表示することができる。 【００１４】 【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。 【００１５】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、ＣＣＤ駆動回路１８へ供給する。この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。 【００１６】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２２−１、偶数ラインの画像デ
ータを記憶する第２メモリ２３、混合回路２４、メモリ
コントロール回路２５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、メモリコントロール回路２
５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。 【００１７】そうして、上記第１メモリ２２−１の後段
には、この第１メモリ２２−１の画像信号をそのまま記
憶し、読出しのタイミングを１／６０秒だけ遅らせるた
めの遅延用メモリ２２−２が設けられる。この遅延用メ
モリ２２−２によれば、詳細は後述するが、メモリ２３
と共に、同一露光時に得られた奇数及び偶数ラインのデ
ータを２フィールド分のデータを読み出すための同一期
間、記憶させておくことができ、これによって同一露光
時の全画素データに基づく動画等の表示が可能となるも
のである。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。 【００１８】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２２−１（遅延用
メモリ２２−２）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。 【００１９】これらメモリ２２−２，２３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。 【００２０】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。なお、図
示していないが、その他にも自動利得制御やガンマ処理
回路等が適当な位置に配置される。 【００２１】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、偶数フィールドデータ
を記憶する第４メモリ３０、切替え回路３１、メモリコ
ントロール回路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。 【００２２】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
断することができる。 【００２３】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。 【００２４】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３（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
ィールド画像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１／３０
秒で１回転させることにより、図３（Ｂ）のＰn-1 ，Ｐ
n ，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。 【００２５】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。この蓄積電荷の読出しは、Ｃ
ＣＤ駆動回路１８からの制御パルスで行われるが、電子
シャッタ機能を用いる場合は、蓄積或いは読出しのタイ
ミングを制御パルスで変えればよく、これによって電荷
蓄積時間を変化させ、露光量を調整することができる。 【００２６】その後、実施形態例では、全画素読出しパ
ルス発生回路１９の制御により、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。即
ち、図３（Ｃ）に示されるように、図３（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（ＥＶＥＮ）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３
（Ｄ）の書込み（ライトイネーブル）信号によって第１
メモリ２２−１へ格納され、偶数ラインデータは図３
（Ｆ）の書込み信号によって第２メモリ２３へ格納され
る。 【００２７】そして、上記第１メモリ２２−１の奇数ラ
インデータについては、図（Ｅ）に示されるように、図
（Ｄ）の信号よりも１／６０秒遅れた図（Ｆ）と同じ書
込み信号によって遅延用メモリ２２−２へ記憶される。
このようにして、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
２２−１，２２−２，２３へ書き込まれ、このような書
込み／読出し制御は、図１のメモリコントロール回路２
５により行われる。 【００２８】次に、上記メモリ２２−２，２３内のデー
タは、混合回路２４により画素混合され、図３（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）フィールド信号及び偶数（Ｅｖｅｎ）フィ
ールド信号、同様にｎ−１同士のラインデータで混合処
理したＯｄｄフィールド信号及びＥｖｅｎフィールド信
号というように、同一露光時に得られた画像データに基
づいて奇数及び偶数のフィールド信号が得られる。 【００２９】ここで、上記遅延用メモリ２２−２を用い
ない場合を考えると、図３（Ｇ）の下側に示されるよう
に、混合回路２４からは、上記ｎ−２（番目）同士の奇
数及び偶数ラインデータで混合処理したＯｄｄフィール
ド信号の次には、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Ｅｖｅｎフィ
ールド信号、ｎ−１同士の奇数及び偶数ラインデータで
混合処理したＯｄｄフィールド信号の次には、ｎ−１の
偶数ラインデータとｎの奇数ラインデータの組合せで混
合処理したＥｖｅｎフィールド信号…というように、異
なる露光時のデータが混在した信号が出力される。従っ
て、本発明の遅延用メモリ２２−２は、フィールド画像
或いはフレーム画像において、上記のような異なる露光
時のデータが混在する状態をなくすことになる。 【００３０】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３
０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。従って、当該例で
は、同一露光時に得られた全画素データ（奇数及び偶数
フィールドデータ）に基づいて動画がモニタへ表示され
ることになり、高画質の画像を得ることができる。従っ
て、１／６０秒間に内視鏡自体のブレ、或いは被観察体
に動きがあったとしても、その影響が小さい鮮明な画像
の観察が可能となる。 【００３１】図４には、静止画形成のためのフリーズ動
作が示されており、図１のメモリコントロール回路２５
（ＣＰＵ等でもよい）では、図４（Ａ）に示されるＯ／
Ｅ信号の立下がり時に制御動作を実行するように設定さ
れる。例えば、図４（Ｂ）に示されるＱの時点で、フリ
ーズスイッチ１７によりフリーズ動作がオンされたとす
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 ）に遅延用
メモリ２２−２（第１メモリでもよい）と第２メモリ２
３の書込みが禁止される［図４（Ｃ），（Ｄ）］。 【００３２】そうすると、遅延用メモリ２２−２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。この結果、図４（Ｅ）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（Ｏｄｄ）フィ
ールド信号、偶数（Ｅｖｅｎ）フィールド信号のみが継
続して読み出され、これらのフィールド信号がインター
レース走査により静止画として表示される。従って、静
止画の場合も、同一露光時に得られた全画素データに基
づいて鮮明な画像を得ることができる。 【００３３】ところで、上記実施形態例では、上述した
ように、被観察体内の明るさに応じて電子シャッタ機能
を用いることが可能であるが、本発明によれば、この電
子シャッタ機能の効果を更に高めるという利点がある。
即ち、患部に先端部が近づく場合等には、画面が明るく
なるので、電子シャッタ機能によりＣＣＤ１５における
蓄積時間を短くして画質の向上を図ることができるが、
従来の方式では、２回の露光で得られたビデオ信号に基
づいて画像が形成されるので、２回の露光間で動き、ブ
レがあると、それが画質に影響する。しかし、本発明で
は、１回の露光で得られたビデオ信号に基づいて静止画
を形成するので、この１回の露光時間、即ち信号蓄積時
間を短くした効果が直接的に現れ、露光時間を短くする
ことによる画質向上が顕著に現れるという利点がある。 【００３４】また、内視鏡では、患部の火傷等を考慮す
ると、内視鏡先端部から強い照明光を長時間、患部に与
えることは好ましくなく、照明光の強度もある程度、制
限を受けることになる。しかし、本発明では、光の出力
が従来に比べると半分となるので、照明光強度も高くす
ることが可能となり、更に見やすい画像が形成できると
いう利点がある。 【００３５】 【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回の露光で撮像素子におい
て得られた画像信号につき、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）と共に、この奇
数ライン及び偶数ラインデータについては、遅延用メモ
リを用いながら、同じタイミングでメモリに記憶される
ように制御し、この後に、画素混合して読み出すように
したので、クロック周波数を高くすることもなく、同一
露光時に得られた全画素を読み出すことができ、この全
画素データに基づいて動画及び静止画が形成でき、鮮明
な高画質の画像を観察することが可能となる。 【００３６】また、電子シャッタ機能の効果を十分に発
揮できると共に、照明光強度を高くしてさらなる画質の
向上を図ることも可能とな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 a method for reading out all pixels of an image stored in an image pickup device by one exposure. The present invention relates to a configuration for an endoscope apparatus that forms an image of high quality. 2. Description of the Related Art In an electronic endoscope apparatus, for example, a CCD (Charge Coupled Device) is used as an image pickup device. In this CCD, a charge stored in a pixel unit by a photoelectric conversion element is read out. , An image signal (video signal) is obtained. In the simultaneous electronic endoscope device, a color filter is arranged in pixel units on the upper surface of the CCD so that a color image can be obtained. 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
An odd field and an even field are obtained every time. 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. 7C, n-1 (number) odd (Odd) field signals and n even (Even) field signals are obtained, and the (n-1) odd field signals are obtained. Are (0 + 1) lines and (2 + 3) shown on the left side of FIG.
, A mixed signal of (4 + 5) lines..., And the even field signal of n is (1) shown on the right side of FIG.
+2) lines, (3 + 4) lines... [0006] The odd field signal and the even field signal are interlaced and formed as an image of one frame, and the image is displayed on a monitor. Of course, in the middle of the above processing, various signal processings are performed, and a color difference signal and a luminance signal are formed from the mixed signal, and an image of the inside of the object to be observed is displayed on a monitor based on these signals. Is done. [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, the quality of the moving image or still image displayed on the display (including the color shift) will be reduced. was there. In some cases, the electronic endoscope apparatus employs an electronic shutter function for changing a signal accumulation time.
According to this, the image quality can be improved by shortening the accumulation time in a bright place. 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, conventionally, it has been proposed to sequentially read out all pixels within a period of 1/60 second. However, in this case, the transfer line of the CCD 1 (vertical CC)
Since the structure of D) must be formed at twice the density, the structure becomes complicated and the clock frequency is doubled. The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to read all pixels obtained by an image pickup device by one exposure without increasing the clock frequency. Another object of the present invention is to provide an all-pixel readout type electronic endoscope apparatus capable of improving the image quality of moving images and still images. In order to achieve the above object, an all-pixel readout type electronic endoscope apparatus according to the present invention comprises: an image pickup device in which a plurality of color filters are arranged in pixel units; With respect to the image signal accumulated for each pixel by one exposure with this image sensor, an image signal of an odd-numbered or even-numbered line is read out first, and then the image signals of the remaining lines are read out. An element driving circuit, light blocking means for blocking illumination light so that pixel signals are not accumulated in the image sensor at a predetermined time when an image signal is read out by the image sensor driving circuit, and a light blocking means obtained from the image sensor. A memory for storing the odd-numbered line image signal and the even-numbered line image signal; and delaying the even-numbered or odd-numbered line image signal previously stored in the memory by one field period . And a mixing circuit for mixing the pixel signals of the odd-numbered lines and the even-numbered lines read from each of the memories at the same exposure time to form an image signal. A field image is formed on the basis of the pixel mixture signal output from. According to the above configuration, for example, the first 1 /
The charge accumulated by exposure (exposure time is arbitrary) within a period of 60 seconds (vertical synchronization period) is equal to the charge accumulated in the second period (1/6
At 0 seconds), the odd lines of the image sensor (CCD) are read (read from the transfer line), and the remaining even lines are read during the third (at the next exposure) period. Then, in order to read out this even line, the light source light in the second period is blocked by the light blocking means. That is, if the charges of the next exposure are accumulated during the second period in which the accumulated charges of the odd lines are sequentially read out, the remaining even lines cannot be read. 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 odd-numbered line and even-numbered line video signals are respectively stored in the memory. The first stored video signal, for example, the odd-numbered line video signal is further stored in the delay memory, and Delayed by one field period of seconds. As a result, all the signals of both lines obtained at the same exposure can be read from each memory at the same time. Then, after the data of each line is read simultaneously, the pixels are 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, a video signal of odd field data and an even field data is formed, and an image is displayed based on the video signal. Therefore, one frame image is formed based on signals of all pixels obtained by one exposure, and a high-quality image can be displayed. FIG. 1 shows a circuit configuration of an all-pixel readout type electronic endoscope apparatus as an example of an embodiment. As shown, the electronic endoscope apparatus is 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, it is supplied to the CCD drive circuit 18. The CCD drive circuit 18 performs control for sequentially and sequentially reading the odd-line signal and the even-line signal from the CCD 15 based on the read pulse. Also, an A / D converter 21 for inputting the output signal of the CCD 15, for example, a first memory 22-1 for storing the odd line image data, a second memory 23 for storing the even line image data, A mixing circuit 24 and a memory control circuit 25 are provided. That is, the CCD 15
The video signal output from the memory control circuit 2 is not output by mixing two lines as in the related art.
Based on the control of 5, the video signals of the odd lines and the video signals of the even lines are temporarily stored in the respective memories 22 and 23. In the subsequent stage of the first memory 22-1, the delay memory 22 for storing the image signal of the first memory 22-1 as it is and delaying the readout timing by 1/60 second. -2 is provided. According to the delay memory 22-2, although the details will be described later, the memory 23
At the same time, the data of the odd and even lines obtained at the same exposure can be stored for the same period for reading out the data of two fields, thereby displaying a moving image or the like based on all pixel data at the same exposure. Is possible. 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 corresponding to the number of scanning lines, and the pixel data of the horizontal lines is transferred to a transfer line and read. Is done. The data of the odd lines (1, 3, 5,...) Of the CCD 15 are stored in the first memory 22-1 (delay memory 22-2) of FIG.
.. (Line) are stored in the second memory 23 of FIG. The data in these memories 22-2 and 23 are
By the mixing circuit 24, pixel mixing is performed between the lines in FIG. 2B and FIG. 2C, and as shown in FIG.
0 line + 1 line, 2 line + 3 line, 4 line +
.. Are output as odd-number (Odd) field data. Further, with the readout line in FIG. 9C shifted downward by one line (reading from the position of C1 in FIG. 9), pixel mixing is performed between the lines in FIG. 10B and as shown in FIG. 10E. 1 line + 2 lines, 3 lines + 4 lines, 5 lines + 6 lines ...
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, and the first DVP 26 performs color signal processing of pixel mixed reading (color difference line sequential mixing reading system). Then, for example, a color difference signal and a luminance signal are formed. Although not shown, other circuits such as an automatic gain control circuit and a gamma processing circuit are arranged at appropriate positions. In the processor device 12 to which the electronic endoscope 10 is connected, a second DVP 26 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. In the subsequent stage of the second DVP 28, a third memory 29 for storing odd field data, a fourth memory 30 for storing even field data, a switching circuit 31, a memory control circuit 32, and a D / A converter 33 are provided. 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. A light source 35 is provided in the light source device 13 for connecting the light guide 16 provided in the electronic endoscope 10, 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 /
The light is output for only 60 seconds, and the light can be blocked for the next 1/60 seconds. 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. This example is configured as described above, and its operation will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 3A, the field O (Odd) / E (Eve)
n) As the signal, a timing signal for forming a one-field image in 1/60 second as in the conventional apparatus is used.
Correspondingly, the optical chopper 36 is set to 1/30
By making one rotation per second, Pn-1 and Pn-1 in FIG.
As shown by n and Pn + 1, light is repeatedly output for 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 the CCD 15 accumulates charges corresponding to the image. The reading of the stored charge is performed by C
The control is performed by a control pulse from the CD drive circuit 18. However, when the electronic shutter function is used, the timing of accumulation or readout may be changed by the control pulse, thereby changing the charge accumulation time and adjusting the exposure amount. it can. After that, in the embodiment, under the control of the all-pixel reading pulse generating circuit 19, the accumulated data of all the pixels of the CCD 15 obtained by one exposure is read. That is, as shown in FIG. 3C, based on the exposure of the light output Pn-1 of FIG. 3B, n-1 odd (ODD) line data and even (EVEN) line data are output from the CCD 15. The odd line data is read out in order.
The first (D) write (write enable) signal causes the first
The even line data stored in the memory 22-1 is shown in FIG.
The data is stored in the second memory 23 by the write signal (F). The odd line data in the first memory 22-1 is written in the same manner as in FIG. (F), which is delayed by 1/60 second from the signal in FIG. (D), as shown in FIG. The signal is stored in the delay memory 22-2.
Thus, the data of the odd and even lines are read out in the order of the optical outputs Pn, Pn + 1,... And written into the memories 22-1, 22-2, and 23, and such write / read control is performed. Is the memory control circuit 2 of FIG.
5 is performed. Next, the data in the memories 22-2 and 23 are pixel-mixed by the mixing circuit 24, and as shown in FIG. At the same exposure time, an odd (Odd) field signal and an even (Even) field signal mixed and processed with a combination of even-numbered line data, and similarly an Odd field signal and an Even field signal mixed and processed with n-1 pieces of line data. Odd and even field signals are obtained based on the obtained image data. Considering the case where the delay memory 22-2 is not used, as shown in the lower part of FIG. 3G, the mixing circuit 24 outputs the n-2 (th) After the odd field signal mixed with the odd and even line data, the even field signal mixed with the combination of the n-2 even line data and the n-1 odd line data, and the odd and even n-1 Next to the Odd field signal mixed with the line data, an even field signal mixed with a combination of n-1 even line data and n odd line data, etc. Is output. Therefore, the delay memory 22-2 of the present invention eliminates the state where the data from different exposures are mixed in the field image or the frame image as described above. Then, these field signals are subjected to color image processing, and the third memory 29 and the fourth memory 3 are processed.
0, and the outputs of these memories 29 and 30 are alternately output to the monitor by the switching circuit 31 and displayed as images by interlaced scanning. Therefore, in this example, a moving image is displayed on the monitor based on all pixel data (odd and even field data) obtained at the same exposure, and a high-quality image can be obtained. Therefore, even if the endoscope itself shakes or the subject moves for 1/60 second, it is possible to observe a clear image with a small influence. FIG. 4 shows a freeze operation for forming a still image, and the memory control circuit 25 shown in FIG.
(It may be a CPU or the like).
The control operation is set to be executed when the E signal falls. For example, if the freeze operation is turned on by the freeze switch 17 at the time Q shown in FIG. 4B, the field O / E signal is at the falling time (A1) at this time. At the time (A2), the delay memory 22-2 (may be the first memory) and the second memory 2
3 is prohibited [FIGS. 4C and 4D]. Then, the n odd line data obtained by the optical output Pn is written in the delay memory 22-2, and the n even line data is also written in the other second memory 23. Is not written. As a result, as shown in FIG. 4 (E), only the odd (Odd) field signal and the even (Even) field signal comprising the odd and even line data of n are continuously read out, and these field signals are read out. Are displayed as still images by interlaced scanning. Therefore, even in the case of a still image, a clear image can be obtained based on all pixel data obtained at the same exposure. In the above embodiment, as described above, the electronic shutter function can be used in accordance with the brightness of the object to be observed. According to the present invention, the effect of the electronic shutter function can be reduced. There is an advantage of further increasing.
That is, the screen becomes brighter when the leading end approaches the affected part, and the like, so that the accumulation time in the CCD 15 can be shortened by the electronic shutter function to improve the image quality.
In the conventional method, an image is formed based on a video signal obtained by two exposures. Therefore, if there is movement between two exposures and there is a blur, the image quality is affected. However, in the present invention, since a still image is formed based on a video signal obtained by one exposure, the effect of shortening this one exposure time, that is, the signal accumulation time, directly appears, and the exposure time is reduced. There is an advantage that the image quality is significantly improved by shortening the length. Further, in consideration of burns of the affected part, it is not preferable to apply strong illumination light from the distal end of the endoscope to the affected part for a long time, and the intensity of the illumination light is limited to some extent. become. However, according to the present invention, the light output is reduced by half compared with the conventional case, so that the illumination light intensity can be increased, and there is an advantage that a more easily viewable image can be formed. As described above, according to the present invention,
With the use of the light blocking means, for the image signal obtained by the image sensor in one exposure, first, the image signal of either the odd or even line is read out, and then the image signals of the remaining lines are read out (total At the same time as the pixel reading, the odd line data and the even line data are controlled so as to be stored in the memory at the same timing while using the delay memory, and thereafter the pixels are read out in a mixed state. without increasing the can read all pixels obtained during the same exposure, the all pixels moving and still images can be formed on the basis of the data, it is possible to observe the image of the clear high-quality . Further, there is an advantage that the effect of the electronic shutter function can be sufficiently exhibited, and the image quality can be further improved by increasing the intensity of the illumination light.

【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】実施形態例の主要な画像形成動作を示す説明図
である。 【図４】実施形態例における静止画形成動作を示す説明
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、 ２２−１，２３，２９，３０ … メモリ、 ２２−２ … 遅延用メモリ、 ２４ … 混合回路、 ２５，３２ … メモリコントロール回路、 ３５ … 光源、 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 an explanatory diagram showing a main image forming operation of the embodiment. FIG. 4 is an explanatory diagram showing a still image forming operation in 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, 22-1, 23, 29, 30 ... memory, 22-2 ... delay memory, 24 ... mixing circuit, 25, 32 ... memory control circuit, 35 ... light source, 36 ... optical chopper.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−259833（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−125871（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−88026（ＪＰ，Ａ) 特許3115216（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) A61B 1/00 - 1/32 G02B 23/24 - 23/26 H04N 7/18 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-1-259833 (JP, A) JP-A-6-125871 (JP, A) JP-A-2-88026 (JP, A) Patent 3115216 (JP, A) B2) (58) Field surveyed (Int. Cl. ⁷ , DB name) A61B 1/00-1/32 G02B 23/24-23/26 H04N 7/18

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 複数の色フィルタが画素単位で配置され
た撮像素子と、 この撮像素子で１回の露光により画素毎に蓄積された画
像信号につき、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
読み出すように制御する撮像素子駆動回路と、 この撮像素子駆動回路で画像信号を読み出す際の所定の
時間に、上記撮像素子へ画素信号が蓄積されないように
照明光を遮断する光遮断手段と、 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メモリと、 上記メモリ内に先に記憶された上記偶数又は奇数のライ
ンの画像信号を１フィールド期間だけ遅らせるための遅
延用メモリと、 上記の各メモリから読み出された同一露光時の上記奇数
ラインと上記偶数ラインの画素信号を混合して画像信号
を形成する混合回路と、を含み、 この混合回路から出力された画素混合信号に基づいてフ
ィールド画像を形成するようにした全画素読出し式電子
内視鏡装置。(57) [Claims 1] First, an image sensor in which a plurality of color filters are arranged in pixel units and an image signal accumulated for each pixel by one exposure with this image sensor are first described. An image sensor driving circuit that reads out an image signal of either an odd or an even line, and then controls to read image signals of the remaining lines; and at a predetermined time when the image signal is read out by the image sensor driving circuit. Light blocking means for blocking illumination light so that pixel signals are not accumulated in the imaging device; memory for storing the odd-line image signal and the even-line image signal obtained from the imaging device; and the memory a delay memory for delaying by one field period an image signal of the previous said even or odd stored in the line within the above time the same exposure read out from the memory of the A mixing circuit for forming an image signal by mixing pixel signals of several lines and the even lines, and an all-pixel read-out type for forming a field image based on a pixel mixed signal output from the mixing circuit Electronic endoscope device.