JP3678911B2

JP3678911B2 - Electronic endoscope device

Info

Publication number: JP3678911B2
Application number: JP09678498A
Authority: JP
Inventors: 充樋口; 一浩山中
Original assignee: Fujinon Corp
Current assignee: Fujinon Corp
Priority date: 1998-03-25
Filing date: 1998-03-25
Publication date: 2005-08-03
Anticipated expiration: 2018-03-25
Also published as: JPH11271647A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電子内視鏡装置、特に遮光期間を設定して撮像素子に蓄積された全画素を読み出す電子内視鏡で、この全画素読出しの対象となる画像信号の露光量を調整するための構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子内視鏡装置では、例えば固体撮像素子であるＣＣＤ（Charge Coupled Device）において、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）が形成される。そして、同時式の電子内視鏡装置では、上記ＣＣＤの上面に、画素単位で色フィルタが配置され、これによってカラー画像が得られる。
【０００３】
図６には、上記の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、例えば偶数ラインにＭｇ（マゼンタ）、Ｃｙ（シアン）の画素、奇数ラインにＧ（グリーン）、Ｙｅ（イエロー）の画素が配列される。このＣＣＤ１では、これらの色フィルタを介して画素単位の蓄積電荷（画素信号）が得られる。
【０００４】
そして、従来の混合読出し方式によれば、上下ラインの画素の蓄積電荷が加算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ライン混合信号がフィールド画像の１ラインの信号となり、１回の露光で奇数又は偶数の１フィールドのデータが得られることになる。
【０００５】
図７には、上記ＣＣＤ１から読み出される信号の動作が示されており、電子内視鏡装置では、図（Ａ）に示されるように、1/60秒（垂直同期期間）毎のＯ（Ｏｄｄ）／Ｅ（Ｅｖｅｎ）信号に基づいて奇数フィールドと偶数フィールドを形成している。このため、図（Ｂ）に示されるように、上記1/60秒の期間中の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、奇数フィールド信号、偶数フィールド信号が得られることになり、例えばｎ−１番目の奇数フィールド信号は、図６の左側に示した（０＋１）ライン，（２＋３）ライン，（４＋５）ライン…の混合信号となり、ｎ番目の偶数フィールド信号は、図６の右側に示した（１＋２）ライン，（３＋４）ライン…の混合信号となる。
【０００６】
そして、これらの奇数及び偶数のフィールド信号は、インターレース走査されて１フレームの画像となり、この画像がモニタ上に動画又は静止画として表示される。なお、内視鏡装置では、操作部にフリーズスイッチが配置されており、このフリーズスイッチが押されたとき、そのときの静止画が形成、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７（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、特に静止画の画質（解像度、色ずれ等）が低下するという問題があった。
【０００８】
そこで、本出願人は所定の遮光期間を設け、この遮光期間を利用して１回の露光で得られた全画素のデータを読み出す全画素読出し方式を採用することとしたが、この遮光期間を設定する例えば遮光板の機械的（ギヤ等）な応答の遅れにより全画素読出しの対象となる期間の露光量が不足するという問題がある。即ち、データ読出しのための遮光期間では完全な遮光状態が必要となるので、遮光板はその応答時間を考慮して上記遮光期間の少し手前で動作させており、この際の応答動作（完全な遮光に至るまでの動作）で光量不足が生じる。
【０００９】
特に、電子シャッタ機能によって上記ＣＣＤ１での電荷蓄積時間を可変制御する場合は、露光時間が変化するため、上記の光量不足が明るさに与える影響もバラバラとなり、暗くなるだけでなく、明るさも一定でない画像が表示されることになる。
【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、遮光期間を設けて高画質の画像を形成し、かつ電子シャッタ機能を有する電子内視鏡で、遮光機構の応答遅れによる光量不足を良好に補うことができる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、本発明は、撮像素子に蓄積された画像信号を上下ライン間で混合して出力し、動画を形成する撮像素子出力時画素混合読出し方式と、１回の露光で上記撮像素子に蓄積された全画素の信号を読み出し、静止画を形成する全画素読出し方式を備えた電子内視鏡装置であって、上記全画素読出し方式の選択時に全画素信号を読み出すために、露光期間の次の期間を遮光期間として遮光し、かつこの遮光動作の応答遅れ時間を考慮して上記遮光期間の手前から動作させる遮光手段と、上記撮像素子に蓄積される電荷の蓄積時間をシャッタ時間として制御する電子シャッタ回路と、上記撮像素子から出力された画像信号につき、上記遮光手段による上記露光期間末の一部遮光に伴う不足光量を、上記電子シャッタ回路により設定されたシャッタ時間に応じたゲインで増幅する増幅器とを設けたことを特徴とする。
【００１２】
次に、上記の全画素読出し方式を静止画形成にのみ実行する場合の作用を説明する。この静止画処理は、フリーズスイッチの操作により開始され、例えば所定（１番目とする）の1/60秒の期間（垂直同期期間）内での露光（露光時間は電子シャッタ機能で設定）により蓄積された電荷は、２番目の期間（1/60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、これらのデータは所定のメモリに記憶される。そして、この偶数ラインを読み出せるようにするために、上記２番目の期間の光源光が遮光手段により遮蔽される。
【００１３】
即ち、上記奇数ラインの蓄積電荷を読み出す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出しができない。そのため、上記２番目の期間を遮光期間として、３番目の期間で偶数ラインの蓄積電荷を読み出す。これにより、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、上記メモリに記憶された奇数ライン及び偶数ラインのビデオ信号は、位相合せがなされた後に、混合回路により、奇数ラインと偶数ラインとの間で画素混合処理が行われる。即ち、この画素混合処理は、結果としては撮像素子からの信号出力時に行われる撮像素子出力時画素混合読出し方式と同等の信号を形成するが、１回の露光で得られたデータに基づいて画素混合を行うという点で、上記の撮像素子出力時画素混合読出し方式と区別されるものである。
【００１５】
そして、この画素混合信号により奇数及び偶数のフィールド信号が形成され、これらのビデオ信号に基づいて静止画が表示される。従って、静止画は１回の露光で得られた全画素の信号に基づいた画像となり、高画質となる。
一方、フリーズスイッチが押されない通常時では、撮像素子出力時画素混合読出し方式が選択されており、従来と同様に撮像素子から出力される時に２つの水平ラインの画素が混合されて読み出される。従って、動画の場合は、経時的に撮像して、逆に被写体の動き等を忠実に再現した画像を得ることができる。
【００１６】
しかし、上記の静止画のための遮光動作においては、上述したように、例えば遮光板の機械的な応答遅れにより静止画形成の露光期間で光量不足が生じ、また電子シャッタ機能を働かせる場合には、シャッタ時間が短くなればなる程、上記光量不足が大きな影響を与え、明るさが不安定な静止画が形成される。
【００１７】
そこで、本発明では、増幅器を用い上記撮像素子から出力された画像信号につき上記光量不足に対応する量を増幅しており、上記シャッタ時間に応じたゲイン、即ちシャッタ時間が短くなる程、大きなゲインで信号増幅を行う。これによれば、適正光量が確保され、安定した明るさの静止画が表示される。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１には、実施形態例の電子内視鏡装置の構成が示されており、この電子内視鏡装置はスコープ（電子内視鏡）１０を、画像処理回路を有するプロセッサ装置や光源装置に接続する構成となる。このスコープ１０には、その先端部に図６で説明したものと同様の色フィルタを備えたＣＣＤ１２が設けられると共に、光源ランプ１４の光を先端部まで導くためのライトガイド１５が配設される。また、スコープ１０の操作部には、静止画表示のためのフリーズスイッチ１６が設けられる。
【００１９】
上記ＣＣＤ１２には、これを駆動すると共に、シャッタ速度で露光時間を制御するための電子シャッタ機能を有するＣＣＤ駆動回路１８が接続され、この駆動回路１８にはタイミングジュネレータ１９、各種の制御をするマイコン（マイクロコンピュータ）２０が接続され、このマイコン２０には上記フリーズスイッチ１６の動作信号が入力される。上記ＣＣＤ駆動回路１８は、マイコン２０の制御に基づきタイミング信号を入力し、動画のためのＣＣＤ出力時画素混合読出し方式と、静止画のための全画素読出し方式の駆動制御をする。
【００２０】
例えば、この全画素読出し方式の場合は、１回の露光でＣＣＤ１２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時間的にもずらして読み出すための２種類のパルスを上記ＣＣＤ駆動回路１８から供給し、これに基づいてＣＣＤ１２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。なお、ＣＣＤ出力時画素混合読出し方式では１種類の読出しパルスを各ラインに与える。
【００２１】
そして、このＣＣＤ駆動回路１８では、上記の露光時間を電子シャッタ時間として制御する。当該例では、幾つかのシャッタ時間を選択（この選択できるシャッタ時間の数は任意である）できるようになっており、シャッタ時間を変化させることにより、動き等の状況に応じて被観察体内を撮像することができる。
【００２２】
上記ＣＣＤ１２の後段には、静止画選択時における光量不足を補うために画像信号（ビデオ信号）を増幅する増幅器２１が設けられており、この増幅器２１としては、通常設けられている自動利得回路（ＡＧＣ）等を利用することができる。この増幅器２１では、上記フリーズスイッチ１６が押されたとき、上記のマイコン２０の制御に基づき、例えば２フィールド期間（垂直同期期間）において、電子シャッタ時間（速度）に応じた増幅率（ゲイン）Ｙで静止画信号（電圧）を増幅することになる。
【００２３】
即ち、当該例では、上記の電子シャッタ時間に対応した上記ゲインＹのデータをＲＯＭ１７に格納しており、マイコン２０が現在設定のシャッタ時間を判断し、それに応じたゲインをＲＯＭ１７から読み出して、上記増幅器２１での増幅率を制御する。詳細は後述するが、上記ＣＣＤ駆動回路１８で設定されたシャッタ時間が、例えば1/100秒のときはＹ＝１．１１倍（光量不足分のみを考えた場合）、1/200秒のときはＹ＝１．２５倍等のゲインによって、ビデオ信号を増幅する。これにより、次の遮光期間のための遮光板３６の応答遅れで生じる光量不足、即ち遮光期間直前の静止画のための露光量の不足を解消することができる。
【００２４】
また、上記増幅器２１には、Ａ／Ｄ変換器２２を介して全画素読出しのために上記奇数ラインの画像データを記憶する第１メモリ２３、偶数ラインの画像データを記憶する第２メモリ２４、上記第１メモリ２３のデータをそのまま記憶し、読出しのタイミングを1/60秒だけ遅らせるための位相調整用の第３メモリ２５、静止画用混合回路２６が設けられる。即ち、ＣＣＤ１２で得られた全画素信号は、奇数ラインのデータと偶数ラインのデータに分けられた状態で、それぞれのメモリ２３，２４に一旦格納されるが、第１メモリ２３の奇数ラインデータは1/60秒遅らせることにより、第２メモリ２４に格納された偶数ラインデータと同一位相となる。
【００２５】
これにより、両方の画像データが同時に読み出せることになり、次段の混合回路２６では、第３メモリ２５の奇数ラインの画素データと第２メモリ２４の偶数ラインの画素データを加算混合（静止画用画素混合処理）することができる。従って、静止画の場合は、この混合回路２６で従来の色差線順次混合読出し方式と同等の画素混合信号が形成される。
【００２６】
図２には、上述したＣＣＤ１２から混合回路２６までの回路で形成される静止画データの内容が示されている。図（Ａ）に示されるように、ＣＣＤ１２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ＣＣＤ１２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２３（及び第３メモリ２５）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２４に格納される。
【００２７】
これらメモリ２５，２４のデータは、上記混合回路２６によって、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、当該例ではＣＣＤ１２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。
【００２８】
図１において、上記混合回路２６の後段には、動画と静止画を切り替える画像切替え回路２８が設けられ、この画像切替え回路２８では、そのａ端子に動画形成のために上記Ａ／Ｄ変換器２２の出力がＬラインを介して供給され、他方のｂ端子に上記混合回路２６の出力が与えられており、上記フリーズスイッチ１６が押された時、マイコン２０の制御によりａ端子からｂ端子へ切り替えられる。この画像切替え回路２８には、ＤＶＰ（デジタルビデオプロセッサ）２９が接続されており、このＤＶＰ２９では、従来と同様の画素混合読出し方式でのカラー信号処理が施され、ガンマ補正を含む各種の処理が行われ、例えば色差信号や輝度信号が形成される。
【００２９】
このＤＶＰ２９の後段には、奇数フィールド及び偶数フィールドのデータを記憶する第４メモリ３０及び第５メモリ３１、この第４メモリ３０側端子と第５メモリ３１側端子を切り替える切替え回路３２、Ｄ／Ａ変換器３３が設けられる。例えば、静止画では上記の第４メモリ３０に、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５メモリ３１に、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。
【００３０】
一方、上記スコープ１０に配設されたライトガイド１５に光を供給する光源部では、上記光源ランプ１４とライトガイド１５の入射端との間に、出射光量を調整する絞り３５及び遮光板（遮光手段）３６が配置される。この遮光板３６は、例えば半円状板を回転させる構成とされ、この遮光板３６の回転駆動のために、駆動回路３８が接続されている。当該例の遮光板３６は、フィールドＯ／Ｅ信号（1/60秒毎）に基づき、上記フリーズスイッチ１６が押された後の所定の1/60秒間だけ光を遮断する。
【００３１】
また、上記絞り３５には絞り制御回路３９、上記ランプ１４にはランプ駆動回路４０が接続されており、この絞り制御回路３９は上記ＤＶＰ２９で得られる輝度信号に基づいて絞り３５を駆動し、上記ランプ１４の出射光量を調整する。なお、この絞り制御回路３９の光量調整を上記ＣＣＤ駆動回路１８の電子シャッタ機能で行うこともでき、この場合は、絞り制御回路３９は不要となる。
【００３２】
第１例は以上の構成からなり、その作用を図３乃至図５を参照しながら説明する。図３（Ｂ）に示されるように、フィールドＯ（Ｏｄｄ）／Ｅ（Ｅｖｅｎ）信号として、従来と同様に、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。通常状態では動画処理、即ちＣＣＤ出力時画素混合読出し方式を実行するように設定されており、上記図１の遮光板３６は光を遮断しない位置に配置され、光源ランプ１４からの光はライトガイド１５を介して先端部から被観察体内へ照射される。
【００３３】
この光照射により、先端部のＣＣＤ１２では被観察体内からの像光に対応した電荷が蓄積される。この蓄積電荷は、ＣＣＤ駆動回路１８からの駆動パルスにより上下ライン間の画素が加算されて読み出され、従来と同様に、図６で説明した画素混合信号が出力される。そして、この動画信号は、Ａ／Ｄ変換器２２からスルーラインＬを介して画像切替え回路２８へ供給され、この画像切替え回路２８のａ端子を介して、動画信号がＤＶＰ２９へ供給される。このＤＶＰ２９から後の動作は従来と同様であり、第４及び第５メモリ３０，３１に格納された奇数及び偶数フィールド信号に基づいて動画がモニタへ表示される。
【００３４】
一方、図１のスコープ１０のフリーズスイッチ１６が押されると、マイコン２０により、上記画像切替え回路２８が端子ｂ側へ切り替えられ、画素混合読出し方式から静止画のための全画素読出し方式に切り替えられる。例えば、図３（Ａ）に示されるように、上記フリーズスイッチ１６によるトリガーＴr1（又はＴr2）が与えられたとすると、次のＯ／Ｅ信号の立上がり（ｔ1 ）時の手前（詳細は後述）から約1/60秒間だけ、上記遮光板３６が光路を塞ぐことになり［図３（Ｃ）］、その間、図３（Ｄ）のように、光源部からの出力光が遮断される。従って、全画素が読み出される画像データは、遮光された期間より一つ前の1/60秒の期間の光出力ＬｔによりＣＣＤ１２で蓄積された電荷となる。
【００３５】
即ち、図３（Ｅ）が図２（Ｂ）で示した奇数ラインの読出しパルスＰ1 、図３（Ｆ）が図２（Ｃ）で示した偶数ラインの読出しパルスＰ2 であり、図示のようにｔ2 時のパルスをなくした読出しパルスＰ1 及びｔ1 時のパルスをなくした読出しパルスＰ2 により、ＣＣＤ１２から奇数（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る。従って、奇数ラインの読出しは、上記の遮光期間（ｔ1 〜ｔ2 ）に行われ、偶数ラインの読出しは次の期間（ｔ2 〜ｔ3 ）の間に行われる。
【００３６】
そして、図３（Ｇ）には電子シャッタの動作が示されており、ここではパルスの立上り期間の蓄積電荷が掃き出され、立上がりでない期間の蓄積電荷が読み出され、この期間が電子シャッタ時間となる。従って、上記の静止画データ（蓄積電荷）は、電荷が掃き出された後の、例えば1/100秒のシャッタ時間の露光ｇ1 で得られたものであり、この全画素の電荷がＣＣＤ駆動回路１８によって読み出される。また、上記露光ｇ1 後の遮光期間（ｔ1 からｔ2 ）では掃出しが省略される。
【００３７】
ところで、上記の遮光期間では完全な遮光状態としてＣＣＤ１２に不要な電荷が蓄積されないようにする必要があり、そのために図４に示す遮光板の制御が行われる。図４は、図３の一部（Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｇについて）の拡大図であり、図（Ｃ）の遮光板制御パルスでは、上記遮光板３６の駆動部（ギヤ等）の機械的な応答遅れ時間ｔａを考慮して、その時間ｔａだけ早く反転するパルスを形成する。そうして、この遮光板３６が駆動されると、光源部から出射される光は、図（Ｄ）に示されるように、応答期間ｔａで二次曲線的に減衰し、その後完全な遮光状態へ移行することになる。従って、静止画のための光出力Ｌｔでは、光量Ｌａの損失が生じ、図（Ｇ）に示されるように、実際のシャッタ時間（電荷蓄積時間）ｔｂで得られるｇ1 部分の露光においても、動画の場合と比較すると、上記光量Ｌａの分だけ光量不足となる。
【００３８】
そして、この光量不足は、電子シャッタ時間によってその割合が異なることになる。例えば、シャッタ時間ｔｂを1/60秒、単位時間当りの光量、即ち図４（Ｄ）の信号の高さＣを４Ｖ、上記の応答遅れ時間ｔａを２ｍＳ（sec）とすると、動画データのＣＣＤ１２での電荷量は、
ｔｂ×Ｃ＝１／６０[mS]×４[V]≒６６．６７[mVS]
となり、静止画データの電荷量は、応答期間ｔａの減衰曲線を直線とみなすと、

となるので、静止画の輝度は動画の輝度の９４％［６％の不足（低下）］となる。
【００３９】
また、シャッタ時間ｔｂを1/100秒とした場合の動画データの電荷量は、
ｔｂ×Ｃ＝１／１００[mS]×４[V]＝４０[mVS]
となり、静止画データの電荷量は、

となるので、静止画の輝度は動画の輝度の９０％（１０％の不足）となる。
同様に、シャッタ時間ｔｂを1/100秒とした場合の動画データの電荷量は、２０[mVS]、静止画データの電荷量は１６[mVS]となり、静止画の輝度は動画の輝度の８０％（２０％の不足）となり、シャッタ時間が短くなる程、輝度の低下量が大きくなる。
【００４０】
そこで、当該例では、上記マイコン２０が現在の電子シャッタ時間を判断し、このシャッタ時間に応じたゲインＹをＲＯＭ１７から読み出して、上述した増幅器２１により上記不足光量に対応する信号増幅を行う。この状態が図５に示されており、この図５（Ｄ）は、図３（Ｇ）と同様に、１／１００秒のシャッタ時間（露光ｇ1 ）の動作であり、この場合は上記増幅器２１により、図５（Ｅ）に示されるように、動画時と比較してＹ＝１．１１倍のゲインで静止画信号（電圧）を増幅する。この結果、上述した１０％の不足分、即ち図４（Ｄ）で不足していた光量Ｌａを補うことが可能となる。
【００４１】
図５（Ｆ）は、1/200秒のシャッタ時間で露光ｇ2 の撮像をする場合の動作であり、この場合は、図５（Ｇ）に示されるように、動画時と比較してＹ＝１．２５倍のゲインで静止画信号（電圧）を増幅する。この結果、上述した２０％のする不足分を増やして上記光量Ｌａを補うことが可能となる。
【００４２】
そうして、このような露光制御でＣＣＤ１２から得られた上記奇数ラインデータはマイコン２０の制御に基づき、図５（Ｈ）のように第１メモリ２３へ書き込まれ、偶数ラインデータは図５（Ｉ）のように第２メモリ２４へ書き込まれる。次に、図５（Ｊ），（Ｋ）に示されるように、第１メモリ２３の奇数ラインデータ及び第２メモリ２４の偶数ラインデータが２回ずつ読み出され、奇数ラインデータについては、1/60秒の位相調整をするために第３メモリ２５へ格納される。従って、図５（Ｋ）と（Ｌ）から理解されるように、奇数ラインと偶数ラインのデータは同一位相（タイミング）に揃うことになる。
【００４３】
このようにして上記メモリ２５，２４から読み出された各データは、混合回路２６により画素混合されるが、当該例ではこれを可能とするために、図５（Ｍ）のように、第１メモリ２３と第２メモリ２４を書込み禁止とする。そして、これと同一期間に画素混合変換が行われ［図５（Ｎ）］、まず図２（Ｄ）に示した、０ライン＋１ライン，２ライン＋３ライン…の加算データが出力され、これが奇数（Ｏｄｄ）フィールドデータとして第４メモリ３０に記憶される［図５（Ｏ）］。次に、図２（Ｅ）に示した、１ライン＋２ライン，３ライン＋４ライン…の加算データが出力され、これが偶数（Ｅｖｅｎ）フィールドデータとして第５メモリ３１に記憶される［図５（Ｐ）］。
【００４４】
そうして、これらの奇数フィールドと偶数フィールドのデータが読み出されると同時に、切替え回路３２は、各フィールドデータが交互に出力されるように第４メモリ３０と第５メモリ３１を選択する。これらフィールドデータは、Ｄ／Ａ変換器３３を介してモニタへ出力され、このモニタにインターレース走査により画像が表示される。この結果、静止画については、同一露光時に得られた全画素データに基づいて画像表示され、高画質で明るさも最適な画像が得られる。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静止画の観察が可能となる。
【００４５】
上記例では、動画につきＣＣＤ１２における出力時混合読み出し方式を採用して、逆に被写体の動き等を忠実に再現するようにしたが、この動画においてもブレのない鮮明な画像を追及する場合は、動画形成処理についても遮光期間を利用した全画素読出し方式を採用することができる。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、撮像素子出力時画素混合読出し方式で動画を形成し、かつ遮光手段を利用した全画素読出し方式で静止画を形成すると共に、撮像素子に蓄積される電荷の蓄積時間を電子シャッタ機能により制御する電子内視鏡で、上記遮光手段による遮光動作の応答遅れに伴う光量不足に対応する量を、電子シャッタ時間に応じて増幅するようにしたので、全画素読出し方式で高画質の画像を形成する内視鏡で、上記遮光動作で生じる光量不足を良好に補うことができ、安定した明るさの画像が形成できるという利点がある。
【００４７】
また、明るさの安定した高画質の静止画が得られ、一方動画については動きを忠実に再現した滑らかな画像が形成できるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態例に係る電子内視鏡装置の全体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】実施形態例において静止画形成時の遮光から信号読出しまでの動作を示す波形図である。
【図４】図３の動作の一部を拡大した波形図である。
【図５】実施形態例の静止画形成動作を示す説明図である。
【図６】従来のＣＣＤにおける色フィルタの構成及び画素混合読出しを説明する図である。
【図７】従来のＣＣＤでの動作を示す説明図である。
【符号の説明】
１，１２ … ＣＣＤ、
１０ … スコープ、
１４ … 光源ランプ、
１６ … フリーズスイッチ、
１７ … ＲＯＭ、
１８ … ＣＣＤ駆動回路（電子シャッタ回路を含む）、
２０ … マイコン（制御手段）、
２１ … 増幅器、
２３，２４，２５，３０，３１ … メモリ、
２６ … 混合回路、
２９ … ＤＶＰ、
３６ … 遮光板。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention is an electronic endoscope apparatus , and more particularly, an electronic endoscope that reads out all pixels accumulated in an image sensor by setting a light shielding period, and for adjusting the exposure amount of an image signal to be read out of all pixels. Concerning configuration.
[0002]
[Prior art]
In an electronic endoscope apparatus, for example, in a CCD (Charge Coupled Device) which is a solid-state imaging device, an image signal (video signal) is formed by reading out charges accumulated in units of pixels by a photoelectric conversion device. In the simultaneous electronic endoscope apparatus, a color filter is disposed on the upper surface of the CCD in units of pixels, thereby obtaining a color image.
[0003]
FIG. 6 shows an arrangement state of the above-described color filters. As shown in the drawing, on the imaging surface of the CCD 1, for example, Mg (magenta), Cy (cyan) pixels on even lines, and odd lines on odd lines. G (green) and Ye (yellow) pixels are arranged. In the CCD 1, accumulated charges (pixel signals) in pixel units are obtained through these color filters.
[0004]
According to the conventional mixed readout method, the accumulated charges of the pixels on the upper and lower lines are added and mixed and read out. For example, an odd field video signal such as a mixed signal of 0 line and 1 line at the first exposure, a mixed signal of 2 lines and 3 lines,... An even field video signal such as a mixed signal of 2 lines, a mixed signal of 3 lines and 4 lines,... Is read out. Therefore, the two-line mixed signal of the CCD 1 becomes a signal of one line of the field image, and odd or even one field data can be obtained by one exposure.
[0005]
FIG. 7 shows the operation of the signal read from the CCD 1. In the electronic endoscope apparatus, as shown in FIG. 7A, O (Odd) every 1/60 seconds (vertical synchronization period). ) / E (Even) signals are used to form odd and even fields. For this reason, as shown in FIG. 2B, signal accumulation is performed by the accumulation (exposure) time T of the electronic shutter during the 1/60 second period, and the accumulated mixed signal is obtained during the next 1/60 second period Is read out. As a result, an odd field signal and an even field signal are obtained as shown in FIG. (C). For example, the (n−1) th odd field signal is the (0 + 1) line shown on the left side of FIG. The (2 + 3) line, (4 + 5) line, etc. are mixed signals, and the n-th even field signal is the mixed signal of the (1 + 2) line, (3 + 4) line,... Shown on the right side of FIG.
[0006]
These odd-numbered and even-numbered field signals are interlaced scanned to form an image of one frame, and this image is displayed on the monitor as a moving image or a still image. In the endoscope apparatus, a freeze switch is arranged in the operation unit, and when the freeze switch is pressed, a still image at that time is formed and displayed.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described simultaneous electronic endoscope apparatus, as shown in FIG. 7C, 1/60 second is generated between the odd field image and the even field image for forming one frame image. There is a problem that the image quality (resolution, color misalignment, etc.) of a still image is deteriorated particularly when there is a shake of the endoscope itself or a movement of the object to be observed during this time.
[0008]
Therefore, the applicant has set a predetermined light shielding period, and has adopted an all pixel reading method that reads data of all pixels obtained by one exposure using this light shielding period. For example, there is a problem that the exposure amount during a period for which all pixels are read out is insufficient due to a delay in mechanical (gear, etc.) response of the light shielding plate to be set. That is, since a complete light-shielding state is required in the light-shielding period for data reading, the light-shielding plate is operated slightly before the light-shielding period in consideration of the response time. Insufficient light quantity occurs during the operation until light shielding.
[0009]
In particular, when the charge accumulation time in the CCD 1 is variably controlled by the electronic shutter function, since the exposure time changes, the influence of the insufficient light quantity on the brightness also varies and not only darkens but also the brightness remains constant. A non-image will be displayed.
[0010]
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a light-shielding period to form a high-quality image and to have an electronic shutter function. An object of the present invention is to provide an electronic endoscope apparatus that can satisfactorily compensate for the shortage of light.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides an image pickup device output pixel mixed readout method in which image signals accumulated in an image pickup device are mixed and output between upper and lower lines to form a moving image, and a single exposure. reading the signals of all pixels stored in the image pickup device, an electronic endoscope apparatus having a reading all pixels which form a still image, to read all the pixel signals when selecting the all-pixel reading scheme A light shielding means for performing light shielding with a period next to the exposure period as a light shielding period, and taking into account a response delay time of the light shielding operation, and an accumulation time of charges accumulated in the image sensor. An electronic shutter circuit that is controlled as a shutter time, and an insufficient light amount due to partial light shielding at the end of the exposure period by the light shielding means for the image signal output from the image pickup device by the electronic shutter circuit. And an amplifier for amplifying with a gain corresponding to the set shutter time.
[0012]
Next, the operation when the above-described all-pixel readout method is executed only for still image formation will be described. This still image processing is started by operating the freeze switch, for example, accumulated by exposure (exposure time is set by the electronic shutter function) within a predetermined (first) 1/60 second period (vertical synchronization period). In the second period (1/60 sec), the odd lines of the image sensor (CCD) are read (read from the transfer line), and the remaining even lines in the third period (during the next exposure). Are read and these data are stored in a predetermined memory. The light source light in the second period is shielded by the light shielding means so that the even lines can be read.
[0013]
That is, if the charge of the next exposure is accumulated as in the prior art in the second period for reading out the accumulated charges in the odd lines, the remaining even lines cannot be read out. Therefore, the accumulated charge of the even lines is read out in the third period, with the second period as the light shielding period. Thereby, the signal for all the pixels of the image sensor obtained by one exposure can be read out.
[0014]
Next, the odd line and even line video signals stored in the memory are phase-matched, and then a pixel mixing process is performed between the odd line and the even line by the mixing circuit. That is, as a result, this pixel mixing process forms a signal equivalent to the pixel mixing readout method at the time of image sensor output performed at the time of signal output from the image sensor, but the pixel based on the data obtained by one exposure. This is different from the above-described pixel mixture readout method at the time of image sensor output in that mixing is performed.
[0015]
Then, odd and even field signals are formed by this pixel mixed signal, and a still image is displayed based on these video signals. Therefore, the still image becomes an image based on the signals of all the pixels obtained by one exposure and has high image quality.
On the other hand, at the normal time when the freeze switch is not pressed, the pixel mixture readout method at the time of image pickup device output is selected, and when output from the image pickup device as in the conventional case, the pixels of the two horizontal lines are mixed and read out. Therefore, in the case of a moving image, it is possible to obtain an image obtained by capturing images over time and reproducing the movement of the subject faithfully.
[0016]
However, in the above-described light shielding operation for still images, as described above, for example, when the light shielding is insufficient due to the mechanical response delay of the light shielding plate, and the electronic shutter function is activated. As the shutter time becomes shorter, the shortage of light has a greater effect, and a still image with unstable brightness is formed.
[0017]
Therefore, in the present invention, the amount corresponding to the shortage of light amount is amplified for the image signal output from the image sensor using an amplifier, and the gain corresponding to the shutter time, that is, the gain increases as the shutter time decreases. Amplify the signal. According to this, an appropriate amount of light is ensured, and a still image with stable brightness is displayed.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG 1, there is shown a configuration of the daughter endoscope apparatus electrodeposition example embodiments, the electronic endoscope apparatus scope (electronic endoscope) 10, a processor device and light source device having an image processing circuit It becomes the composition which connects to. The scope 10 is provided with a CCD 12 having a color filter similar to that described with reference to FIG. 6 at the tip thereof, and a light guide 15 for guiding the light from the light source lamp 14 to the tip. . The operation unit of the scope 10 is provided with a freeze switch 16 for displaying a still image.
[0019]
The CCD 12 is connected to a CCD drive circuit 18 that drives the CCD 12 and has an electronic shutter function for controlling the exposure time at the shutter speed. The drive circuit 18 controls the timing generator 19 and performs various controls. A microcomputer (microcomputer) 20 is connected to which an operation signal of the freeze switch 16 is input. The CCD drive circuit 18 receives a timing signal based on the control of the microcomputer 20 and performs drive control of a CCD mixed pixel reading method for moving images and an all pixel reading method for still images.
[0020]
For example, in the case of this all-pixel readout method, two types of pulses for reading out the accumulated data for all the pixels accumulated in the CCD 12 in one exposure into an odd line and an even line are also shifted in time. Based on the signal supplied from the CCD drive circuit 18, the control for reading out the odd line signal and the even line signal separately and sequentially from the CCD 12 is performed. In the pixel mixed readout method at the time of CCD output, one kind of readout pulse is given to each line.
[0021]
The CCD driving circuit 18 controls the exposure time as an electronic shutter time. In this example, several shutter times can be selected (the number of shutter times that can be selected is arbitrary), and by changing the shutter time, the inside of the observed body can be changed according to the situation such as movement. An image can be taken.
[0022]
An amplifier 21 for amplifying an image signal (video signal) is provided at the subsequent stage of the CCD 12 in order to compensate for a shortage of light quantity when a still image is selected. As the amplifier 21, an automatic gain circuit (which is normally provided) AGC) or the like can be used. In the amplifier 21, when the freeze switch 16 is pressed, an amplification factor (gain) Y corresponding to the electronic shutter time (speed) in, for example, two field periods (vertical synchronization periods) based on the control of the microcomputer 20. This amplifies the still image signal (voltage).
[0023]
That is, in this example, the gain Y data corresponding to the electronic shutter time is stored in the ROM 17, the microcomputer 20 determines the currently set shutter time, reads the corresponding gain from the ROM 17, and The amplification factor in the amplifier 21 is controlled. Although details will be described later, for example, when the shutter time set by the CCD drive circuit 18 is 1/100 seconds, Y = 1.11 times (when considering only insufficient light amount), and when the shutter time is 1/200 seconds Amplifies the video signal with a gain such as Y = 1.25 times. Thereby, it is possible to solve the shortage of light amount caused by the response delay of the light shielding plate 36 for the next light shielding period, that is, the shortage of the exposure amount for the still image immediately before the light shielding period.
[0024]
The amplifier 21 includes a first memory 23 for storing the odd-numbered line image data for reading out all pixels via the A / D converter 22, and a second memory 24 for storing the even-numbered line image data. A third memory 25 for phase adjustment and a still image mixing circuit 26 are provided for storing the data in the first memory 23 as it is and delaying the read timing by 1/60 second. That is, all pixel signals obtained by the CCD 12 are temporarily stored in the

memories

23 and 24 in a state of being divided into odd line data and even line data, but the odd line data in the first memory 23 is By delaying 1/60 second, the phase becomes the same as that of the even line data stored in the second memory 24.
[0025]
As a result, both image data can be read simultaneously, and the mixing circuit 26 in the next stage adds and mixes the pixel data of the odd lines in the third memory 25 and the pixel data of the even lines in the second memory 24 (still image). Pixel mixing processing). Accordingly, in the case of a still image, the mixing circuit 26 forms a pixel mixed signal equivalent to the conventional color difference line sequential mixed readout method.
[0026]
FIG. 2 shows the contents of still image data formed by the circuits from the CCD 12 to the mixing circuit 26 described above. As shown in FIG. 1A, the CCD 12 is configured so that horizontal lines from 0 to N lines are provided corresponding to the number of scanning lines, and pixel data of the horizontal lines are transferred to a transfer line and read out. Is done. The data of odd lines (1, 3, 5,...) Of the CCD 12 is stored in the first memory 23 (and the third memory 25) of FIG. Is stored in the second memory 24 of FIG.
[0027]
The data in these

memories

25 and 24 is pixel-mixed between the lines of FIG. (B) and FIG. (C) by the mixing circuit 26, and as shown in FIG. (D), 0 line + 1 line, 2 The addition operation data of line +3 line, 4 line +5 line,... Is output as odd (Odd) field data. Also, with the readout line of FIG. (C) shifted downward by one line (reading from the position of C1 in the figure), pixel mixing is performed between the lines of FIG. (B) and as shown in FIG. (E). In addition, the addition operation data of 1 line + 2 lines, 3 lines + 4 lines, 5 lines + 6 lines,... Is output as even field data. In this example, the odd lines of the CCD 12 are distinguished as ODD, even numbers as EVEN, odd numbers of fields subject to interlace scanning as Odd, and even numbers as Even.
[0028]
In FIG. 1, an image switching circuit 28 for switching between a moving image and a still image is provided at the subsequent stage of the mixing circuit 26. In the image switching circuit 28, the A / D converter 22 is formed at the a terminal for forming a moving image. Is supplied via the L line, and the output of the mixing circuit 26 is given to the other b terminal. When the freeze switch 16 is pressed, the microcomputer 20 switches from the a terminal to the b terminal. It is done. A DVP (digital video processor) 29 is connected to the image switching circuit 28. The DVP 29 performs color signal processing in the same pixel mixture readout method as the conventional one, and performs various processes including gamma correction. For example, a color difference signal or a luminance signal is formed.
[0029]
In the subsequent stage of the DVP 29, a fourth memory 30 and a fifth memory 31 for storing data of odd fields and even fields, a switching circuit 32 for switching the terminals of the fourth memory 30 and the terminals of the fifth memory 31, D / A A converter 33 is provided. For example, in the still image, odd field data obtained by converting the data of FIG. 2D into a color difference signal or the like is stored in the fourth memory 30, and the data of FIG. Even field data converted into a signal or the like is stored.
[0030]
On the other hand, in the light source unit that supplies light to the light guide 15 disposed in the scope 10, a diaphragm 35 and a light shielding plate (light shielding) for adjusting the amount of emitted light between the light source lamp 14 and the incident end of the light guide 15. Means) 36 is arranged. The light shielding plate 36 is configured to rotate, for example, a semicircular plate, and a drive circuit 38 is connected to rotationally drive the light shielding plate 36. The light shielding plate 36 of the example blocks light for a predetermined 1/60 second after the freeze switch 16 is pressed based on the field O / E signal (every 1/60 second).
[0031]
A diaphragm control circuit 39 is connected to the diaphragm 35, and a lamp driving circuit 40 is connected to the lamp 14. The diaphragm control circuit 39 drives the diaphragm 35 based on the luminance signal obtained by the DVP 29, and The amount of light emitted from the lamp 14 is adjusted. The light amount adjustment of the aperture control circuit 39 can also be performed by the electronic shutter function of the CCD drive circuit 18, and in this case, the aperture control circuit 39 is unnecessary.
[0032]
The first example has the above configuration, and its operation will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 3B, as the field O (Odd) / E (Even) signal, a timing signal for forming one field image in 1/60 seconds is used as in the conventional case. In the normal state, it is set to execute the moving image processing, that is, the pixel mixture readout method at the time of CCD output, the light shielding plate 36 in FIG. 1 is arranged at a position not blocking light, and the light from the light source lamp 14 is light guide 15 is irradiated from the tip portion into the body to be observed.
[0033]
By this light irradiation, the charge corresponding to the image light from the observed body is accumulated in the CCD 12 at the tip. This accumulated charge is read by adding pixels between the upper and lower lines by a drive pulse from the CCD drive circuit 18, and the pixel mixture signal described with reference to FIG. The moving image signal is supplied from the A / D converter 22 to the image switching circuit 28 via the through line L, and the moving image signal is supplied to the DVP 29 via the a terminal of the image switching circuit 28. The operation after this DVP 29 is the same as the conventional one, and a moving image is displayed on the monitor based on the odd and even field signals stored in the fourth and

fifth memories

30 and 31.
[0034]
On the other hand, when the freeze switch 16 of the scope 10 in FIG. 1 is pressed, the image switching circuit 28 is switched to the terminal b side by the microcomputer 20 to switch from the pixel mixture readout method to the all pixel readout method for still images. . For example, as shown in FIG. 3A, assuming that the trigger Tr1 (or Tr2) by the freeze switch 16 is given, from the time before the next rise (t1) of the O / E signal (details will be described later). The light shielding plate 36 blocks the optical path for about 1/60 second [FIG. 3 (C)], while the output light from the light source section is blocked as shown in FIG. 3 (D). Therefore, the image data from which all the pixels are read out is the electric charge accumulated in the CCD 12 by the light output Lt in the 1/60 second period immediately before the light-shielded period.
[0035]
That is, FIG. 3E shows the odd-line read pulse P1 shown in FIG. 2B, and FIG. 3F shows the even-line read pulse P2 shown in FIG. 2C. Odd (ODD) line data and even (EVEN) line data are sequentially read out from the CCD 12 by a read pulse P1 in which the pulse at t2 is eliminated and a read pulse P2 in which the pulse at t1 is eliminated. Therefore, reading of odd lines is performed during the above-described light shielding period (t1 to t2), and reading of even lines is performed during the next period (t2 to t3).
[0036]
FIG. 3G shows the operation of the electronic shutter. Here, the accumulated charge in the rising period of the pulse is swept out, and the accumulated charge in the non-rising period is read, and this period is the electronic shutter time. It becomes. Therefore, the above-mentioned still image data (accumulated charge) is obtained by exposure g1 with a shutter time of, for example, 1/100 second after the charge is swept out. 18 is read. Further, sweeping is omitted in the light shielding period (t1 to t2) after the exposure g1.
[0037]
By the way, it is necessary to prevent unnecessary charges from being accumulated in the CCD 12 as a complete light shielding state during the above light shielding period, and for this purpose, the light shielding plate shown in FIG. 4 is controlled. FIG. 4 is an enlarged view of a part (about B, C, D, and G) of FIG. 3, and in the light shielding plate control pulse of FIG. In consideration of the response delay time ta, a pulse that reverses earlier by the time ta is formed. Then, when the light shielding plate 36 is driven, the light emitted from the light source unit attenuates in a quadratic curve in the response period ta as shown in FIG. Will be transferred to. Therefore, in the light output Lt for the still image, a loss of the light amount La occurs, and as shown in FIG. (G), even in the exposure of the g1 portion obtained in the actual shutter time (charge accumulation time) tb As compared with the case of, the light amount is insufficient by the amount of the light amount La.
[0038]
The ratio of the shortage of light amount varies depending on the electronic shutter time. For example, assuming that the shutter time tb is 1/60 seconds, the amount of light per unit time, that is, the signal height C in FIG. 4D is 4 V, and the response delay time ta is 2 mS (sec), the moving image data CCD 12 The amount of charge at
tb × C = 1/60 [mS] × 4 [V] ≈66.67 [mVS]
The charge amount of the still image data is obtained by regarding the decay curve of the response period ta as a straight line.

Therefore, the luminance of the still image is 94% [6% deficiency (decrease)] of the luminance of the moving image.
[0039]
In addition, when the shutter time tb is 1/100 second, the charge amount of the moving image data is
tb × C = 1/100 [mS] × 4 [V] = 40 [mVS]
The charge amount of still image data is

Therefore, the brightness of the still image is 90% (10% shortage) of the brightness of the moving image.
Similarly, when the shutter time tb is 1/100 second, the charge amount of moving image data is 20 [mVS], the charge amount of still image data is 16 [mVS], and the luminance of the still image is 80 of the luminance of the moving image. % (20% shortage), and the shorter the shutter time, the greater the amount of decrease in luminance.
[0040]
Therefore, in this example, the microcomputer 20 determines the current electronic shutter time, reads the gain Y corresponding to the shutter time from the ROM 17, and performs signal amplification corresponding to the insufficient light amount by the amplifier 21 described above. This state is shown in FIG. 5, and FIG. 5D shows an operation with a shutter time (exposure g1) of 1/100 second, as in FIG. 3G. Thus, as shown in FIG. 5E, the still image signal (voltage) is amplified with a gain of Y = 1.11 times that of the moving image. As a result, the above-mentioned 10% deficiency, that is, the light quantity La deficient in FIG. 4D can be compensated.
[0041]
FIG. 5F shows an operation when the exposure g2 is imaged with a shutter time of 1/200 sec. In this case, as shown in FIG. 5G, Y = 1. Amplify a still image signal (voltage) with a gain of 25 times. As a result, it becomes possible to compensate for the light amount La by increasing the shortage of 20% described above.
[0042]
Then, the odd line data obtained from the CCD 12 by such exposure control is written into the first memory 23 as shown in FIG. 5 (H) based on the control of the microcomputer 20, and the even line data is shown in FIG. It is written into the second memory 24 as in (I). Next, as shown in FIGS. 5J and 5K, the odd line data of the first memory 23 and the even line data of the second memory 24 are read twice, and the odd line data is 1 Stored in the third memory 25 for phase adjustment of / 60 seconds. Therefore, as understood from FIGS. 5K and 5L, the data of the odd lines and the even lines are aligned in the same phase (timing).
[0043]
In this way, each data read from the

memories

25 and 24 is pixel-mixed by the mixing circuit 26. In this example, in order to enable this, as shown in FIG. Writing to the memory 23 and the second memory 24 is prohibited. Then, pixel mixture conversion is performed in the same period [FIG. 5 (N)]. First, the addition data of 0 line + 1 line, 2 lines + 3 lines,... Shown in FIG. (Odd) is stored in the fourth memory 30 as field data [FIG. 5 (O)]. Next, the addition data of 1 line + 2 lines, 3 lines + 4 lines,... Shown in FIG. 2 (E) is output and stored in the fifth memory 31 as even field data [FIG. ]].
[0044]
Then, at the same time when the data of the odd field and the even field are read, the switching circuit 32 selects the fourth memory 30 and the fifth memory 31 so that the field data are alternately output. These field data are output to the monitor via the D / A converter 33, and an image is displayed on the monitor by interlace scanning. As a result, a still image is displayed based on all pixel data obtained during the same exposure, and an image with high image quality and optimal brightness can be obtained. Therefore, even if the endoscope itself is shaken or the object to be observed moves in 1/60 second, it is possible to observe a clear still image with little influence.
[0045]
In the above example, the mixed reading method at the time of output in the CCD 12 is adopted for the moving image, and the movement of the subject is faithfully reproduced. However, in the case of pursuing a clear image without blur in this moving image, For the moving image forming process, an all-pixel reading method using a light shielding period can be adopted.
[0046]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention , a moving image is formed by the pixel mixture readout method at the time of image sensor output, and a still image is formed by the all pixel readout method using the light shielding means , and is stored in the image sensor. In the electronic endoscope that controls the accumulation time of the electric charge by the electronic shutter function, the amount corresponding to the light quantity shortage accompanying the response delay of the light shielding operation by the light shielding means is amplified according to the electronic shutter time. An endoscope that forms a high-quality image by the all-pixel readout method has an advantage that an insufficient light amount caused by the light-shielding operation can be compensated well, and an image with stable brightness can be formed.
[0047]
Further, to obtain a stable high-quality still image Brightness of, whereas for moving the advantage that smooth images faithfully reproduce the movements can be formed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an overall configuration of an electronic endoscope apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating image data read between the CCD and the mixing circuit in FIG. 1;
FIG. 3 is a waveform diagram showing an operation from light shielding to signal readout at the time of still image formation in the embodiment.
4 is a waveform diagram enlarging a part of the operation of FIG. 3; FIG.
FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating a still image forming operation according to the exemplary embodiment.
FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of a color filter and pixel mixture reading in a conventional CCD.
FIG. 7 is an explanatory diagram showing the operation of a conventional CCD.
[Explanation of symbols]
1,12 ... CCD,
10… Scope,
14 ... light source lamp,
16 ... Freeze switch,
17… ROM,
18: CCD drive circuit (including electronic shutter circuit),
20: Microcomputer (control means),
21… amplifier,
23, 24, 25, 30, 31 ... memory,
26 ... mixing circuit,
29 ... DVP,
36: Light shielding plate.

Claims

撮像素子に蓄積された画像信号を上下ライン間で混合して出力し、動画を形成する撮像素子出力時画素混合読出し方式と、１回の露光で上記撮像素子に蓄積された全画素の信号を読み出し、静止画を形成する全画素読出し方式を備えた電子内視鏡装置であって、
上記全画素読出し方式の選択時に全画素信号を読み出すために、露光期間の次の期間を遮光期間として遮光し、かつこの遮光動作の応答遅れ時間を考慮して上記遮光期間の手前から動作させる遮光手段と、
上記撮像素子に蓄積される電荷の蓄積時間をシャッタ時間として制御する電子シャッタ回路と、
上記撮像素子から出力された画像信号につき、上記遮光手段による上記露光期間末の一部遮光に伴う不足光量を、上記電子シャッタ回路により設定されたシャッタ時間に応じたゲインで増幅する増幅器とを設けた電子内視鏡装置。 And outputs the mixed image signal accumulated in the image pickup device between the upper and lower lines, and the imaging device pixel mix reading system at the output for forming a moving image, the signals of all pixels stored in the image pickup device in a single exposure An electronic endoscope apparatus having an all-pixel readout method for reading and forming a still image ,
In order to read out all pixel signals when the all-pixel readout method is selected, light shielding is performed with the next period after the exposure period as a light-shielding period, and the operation is performed before the light-shielding period in consideration of the response delay time of the light-shielding operation. Means ,
An electronic shutter circuit that controls the accumulation time of charges accumulated in the image sensor as a shutter time;
An amplifier is provided for amplifying the insufficient light amount due to partial light shielding at the end of the exposure period by the light shielding means with a gain corresponding to the shutter time set by the electronic shutter circuit for the image signal output from the image sensor. Electronic endoscope device .