JP6125159B2 - Endoscope device - Google Patents

Description

本発明は、器官内壁などの被写体を撮像する内視鏡装置に関し、特に、撮像時における露光時間の調整に関する。   The present invention relates to an endoscope apparatus that images a subject such as an inner wall of an organ, and more particularly to adjustment of an exposure time during imaging.

電子内視鏡装置では、ビデオスコープの先端部にイメージセンサ（撮像素子）を備え、イメージセンサから読み出される画素信号に基づいて、カラー画像信号を生成する。このとき、イメージセンサとしてＣＭＯＳセンサを使用する場合、ラスタ走査に従って画素信号が水平ラインごとに読み出される。   In an electronic endoscope apparatus, an image sensor (imaging device) is provided at the distal end portion of a video scope, and a color image signal is generated based on pixel signals read from the image sensor. At this time, when a CMOS sensor is used as the image sensor, the pixel signal is read for each horizontal line in accordance with raster scanning.

内視鏡観察する場合、観察対象が管腔内であるため、画像内での輝度差が大きい。輝度差が非常に大きいと、画像処理もしくは絞りなどによる光量調整を行っても、ハレーション発生や黒つぶれなどが生じ、ノイズがなく患部を的確に捉えた画像を表示させることが難しい。   In the case of endoscopic observation, since the observation target is in the lumen, the luminance difference in the image is large. If the luminance difference is very large, halation or blackout will occur even if the amount of light is adjusted by image processing or aperture, and it is difficult to display an image that accurately captures the affected area without noise.

低輝度と高輝度の混在する画像において暗い部分を捉えるため、ラインごとに露光時間を調整する露光制御方法が知られている（特許文献１参照）。そこでは、リセットタイミングあるいは画素信号読み出しタイミングをラインごとに調整し、輝度の低い画像領域に対して露光期間を相対的に長く設定する。   An exposure control method is known in which an exposure time is adjusted for each line in order to capture a dark portion in an image in which low luminance and high luminance are mixed (see Patent Document 1). In this case, the reset timing or pixel signal readout timing is adjusted for each line, and the exposure period is set to be relatively long for an image area with low luminance.

このような露光時間調整により、画面上下方向に関して輝度差のある画像に対しても、ハレーション発生、黒つぶれなどなく、明部、暗部ともにクリアな画像を表示することができる。   By adjusting the exposure time as described above, clear images can be displayed in both bright and dark areas without occurrence of halation or blackout even for images having a luminance difference in the vertical direction of the screen.

特開２０１１−２４４９５１号公報JP 2011-244951 A

ラインの露光時間を個別に調整する場合、専用の制御回路を撮像部に設ける必要がある。特に、ＣＭＯＳセンサの場合、センサ内部に駆動回路等を実装させるため、センサの大型化を招く。これは、スペースに制限のある内視鏡先端部にイメージセンサを配置することを困難にする。また、制御回路の動作が、読み出される画素信号にノイズを生じさせる可能性がある。   When individually adjusting the exposure time of the line, it is necessary to provide a dedicated control circuit in the imaging unit. In particular, in the case of a CMOS sensor, since a drive circuit or the like is mounted inside the sensor, the size of the sensor is increased. This makes it difficult to place the image sensor at the distal end of the endoscope where space is limited. In addition, the operation of the control circuit may cause noise in the read pixel signal.

したがって、センサに専用の制御回路を設けることなく、各ラインの露光時間を調整することが必要とされる。   Therefore, it is necessary to adjust the exposure time of each line without providing a dedicated control circuit for the sensor.

本発明の内視鏡装置は、Ｘ−Ｙ独立型の撮像素子と、撮像素子の画素全体に対するリセット処理を所定時間間隔で行うリセット部と、画素信号の読み出しタイミングを制御するとともに、被写体像の各ラインの輝度に応じて、画素信号を読み出すときのライン（水平ライン）の順番を設定する読み出し順調整部と、リセット処理後、撮像素子から１フレーム／フィールド分の画素信号を、設定されたライン順で読み出す撮像素子駆動部と、通常のラスタ走査時の画素信号配列となるように、読み出された１フレーム／フィールド分の画素信号を整列させる画素信号整列部とを備える。   An endoscope apparatus according to the present invention controls an XY-independent image sensor, a reset unit that performs reset processing on the entire pixels of the image sensor at predetermined time intervals, a pixel signal read timing, and a subject image. In accordance with the luminance of each line, a reading order adjustment unit that sets the order of lines (horizontal lines) when reading out pixel signals, and after reset processing, pixel signals for one frame / field are set from the image sensor. An image sensor driving unit that reads in line order and a pixel signal alignment unit that aligns the read pixel signals for one frame / field so as to obtain a pixel signal array during normal raster scanning.

そして読み出し順調整部は、相対的に輝度の低いライン上の画素信号よりも輝度の高いライン上の画素信号を先に読み出す。例えば、読み出し順調整部が、輝度値の高いラインの順番を読み出すときのライン順として定めることができる。   Then, the reading order adjustment unit reads the pixel signal on the line with higher luminance first than the pixel signal on the line with lower luminance. For example, the reading order adjustment unit can determine the line order when reading the order of lines with high luminance values.

例えば、被写体に対して連続的に光を照射する第１光源部を備えることが可能である。あるいは、光路上に配置される遮光部材を有し、光の透過、遮光を交互に行うことによって被写体に対し間欠光を照射する第２光源部を設けることが可能である。   For example, it is possible to include a first light source unit that continuously irradiates light on the subject. Alternatively, it is possible to provide a second light source unit that has a light blocking member disposed on the optical path and that irradiates the subject with intermittent light by alternately transmitting and blocking light.

第２光源部を設けた場合、さらに、画素信号の読み出しタイミングを調整するタイミング調整部を設けることができる。タイミング調整部は、遮光期間開始タイミングに対して画素信号の読み出しタイミングをシフトさせるように構成すれば、ラインごとに露光時間を変更させることができる。   When the second light source unit is provided, a timing adjusting unit that adjusts the readout timing of the pixel signal can be further provided. If the timing adjustment unit is configured to shift the readout timing of the pixel signal with respect to the light shielding period start timing, it is possible to change the exposure time for each line.

あるいは、遮光部材を駆動制御して、透過期間開始タイミングを調整するタイミング調整部を設けることも可能である。この場合、タイミング調整部は、画素信号の読み出し開始タイミングに対して透過期間開始タイミングをシフトさせることができる。   Alternatively, it is also possible to provide a timing adjustment unit that drives and controls the light shielding member to adjust the transmission period start timing. In this case, the timing adjustment unit can shift the transmission period start timing with respect to the pixel signal readout start timing.

例えば、画素配列に応じたライン順で読み出された１フレーム／フィールドの画素信号から、各ラインの輝度値を検出する輝度検出部を設けることが可能である。   For example, it is possible to provide a luminance detection unit that detects the luminance value of each line from the pixel signal of one frame / field read in the line order according to the pixel arrangement.

このように本発明によれば、簡易、汎用的な回路構成によっても、ラインごとに露光時間を調整することができる。   Thus, according to the present invention, the exposure time can be adjusted for each line even with a simple and general-purpose circuit configuration.

第１の実施形態である電子内視鏡装置のブロック図である。It is a block diagram of the electronic endoscope apparatus which is 1st Embodiment. 露光時間調整処理のタイミングチャートを示した図である。It is the figure which showed the timing chart of exposure time adjustment processing. 輝度差のある観察画像を示した図である。It is the figure which showed the observation image with a luminance difference. 観察画像の輝度分布のグラフを示した図である。It is the figure which showed the graph of the luminance distribution of an observation image. スコープコントローラによって露光時間調整処理のフローチャートを示した図である。It is the figure which showed the flowchart of the exposure time adjustment process by a scope controller. 光量調整部材を示した図である。It is the figure which showed the light quantity adjustment member. 第２の実施形態における露光時間調整処理を示したタイミングチャートである。It is a timing chart which showed the exposure time adjustment process in 2nd Embodiment. 第２の実施形態における露光時間調整処理のフローチャートを示した図である。It is the figure which showed the flowchart of the exposure time adjustment process in 2nd Embodiment. 第３の実施形態における露光時間調整処理のタイミングチャートを示した図である。It is the figure which showed the timing chart of the exposure time adjustment process in 3rd Embodiment. 第４の実施形態である電子内視鏡装置のブロック図である。It is a block diagram of the electronic endoscope apparatus which is 4th Embodiment. エリア間で大きな輝度差のある観察画像を示した図である。It is the figure which showed the observation image with a big luminance difference between areas. エリア間で大きな輝度差のある観察画像を示した図である。It is the figure which showed the observation image with a big luminance difference between areas. 第４の実施形態における露光時間処理のタイミングチャートを示した図である。It is the figure which showed the timing chart of the exposure time process in 4th Embodiment. 画素信号の読み出し順を示した図である。It is the figure which showed the reading order of a pixel signal. 第４の実施形態における露光時間調整処理のフローチャートを示した図である。It is the figure which showed the flowchart of the exposure time adjustment process in 4th Embodiment. 第５の実施形態における露光時間処理のタイミングチャートを示した図である。It is the figure which showed the timing chart of the exposure time process in 5th Embodiment. 第５の実施形態における露光時間調整処理のフローチャートを示した図である。It is the figure which showed the flowchart of the exposure time adjustment process in 5th Embodiment. 第６の実施形態における露光時間処理のタイミングチャートを示した図である。It is the figure which showed the timing chart of the exposure time process in 6th Embodiment.

以下では、図面を参照して本実施形態である電子内視鏡装置について説明する。   Hereinafter, the electronic endoscope apparatus according to the present embodiment will be described with reference to the drawings.

図１は、本実施形態である電子内視鏡装置のブロック図である。   FIG. 1 is a block diagram of an electronic endoscope apparatus according to this embodiment.

電子内視鏡装置は、その挿入部分が体内へ挿入されるビデオスコープ１０と、プロセッサ３０とを備え、ビデオスコープ１０はプロセッサ３０に着脱自在に接続される。プロセッサ３０には、モニタ（図示せず）が接続されている。   The electronic endoscope apparatus includes a video scope 10 whose insertion portion is inserted into the body, and a processor 30, and the video scope 10 is detachably connected to the processor 30. A monitor (not shown) is connected to the processor 30.

プロセッサ３０は、白色光を放射するランプ３２を備え、ランプから放射された光は、絞り３４を介して、ビデオスコープ１０内に設けられたライトガイド１２に入射する。ライトガイド１２に入射した光は、配光レンズ（図示せず）を介してスコープ先端部１０Ｔから射出し、被写体（観察部位）に照射される。 The processor 30 includes a lamp 32 that emits white light, and the light emitted from the lamp enters the light guide 12 provided in the video scope 10 through the diaphragm 34. The light incident on the light guide 12 exits from the scope distal end 10T via a light distribution lens (not shown) and is irradiated onto the subject (observation site).

スコープ先端部１０Ｔには、イメージセンサ１４を備えた撮像モジュール１３が実装されている。被写体で反射した光は、スコープ先端部１０Ｔに配置された対物レンズ（図示せず）によって結像し、イメージセンサ１４の受光面に被写体像が形成される。   An imaging module 13 including an image sensor 14 is mounted on the scope distal end portion 10T. The light reflected by the subject is imaged by an objective lens (not shown) disposed at the scope tip 10T, and a subject image is formed on the light receiving surface of the image sensor 14.

イメージセンサ１４は、画素ごとに画素信号を読み出し可能なＸ−Ｙ独立型イメージセンサであり、ここではＣＭＯＳイメージセンサが適用されている。イメージセンサ１４の受光面上には、Ｃｙ、Ｙｅ、Ｇ、Ｍｇ、あるいはＲ、Ｇ、Ｂから成る色フィルタ要素をモザイク状に配列させた色フィルタ（図示せず）が配設されている。   The image sensor 14 is an XY independent image sensor that can read out a pixel signal for each pixel, and a CMOS image sensor is applied here. On the light receiving surface of the image sensor 14, a color filter (not shown) is arranged in which color filter elements made of Cy, Ye, G, Mg, or R, G, B are arranged in a mosaic pattern.

撮像モジュール１３には、読み出し制御部１６、駆動回路１８が実装されている。イメージセンサ１４では、駆動回路１８から送られてくる駆動信号に従い、１フィールド、もしくは１フレーム分の画像信号が所定の時間間隔（例えばＮＴＳＣ方式の場合１／６０秒間隔、ＰＡＬ方式の場合１／５０秒間隔）で読み出される。読み出されたアナログ画素信号は、ビデオスコープ１０のプロセッサ側に設けられた初期信号処理回路２４へ送られる。なお、デジタル画素信号としてシリアル伝送してもよい。   The imaging module 13 is provided with a read control unit 16 and a drive circuit 18. In the image sensor 14, according to the drive signal sent from the drive circuit 18, the image signal for one field or one frame is a predetermined time interval (for example, 1/60 second interval in the NTSC system, 1 / in the PAL system). Read at intervals of 50 seconds). The read analog pixel signal is sent to an initial signal processing circuit 24 provided on the processor side of the video scope 10. Note that serial transmission may be performed as a digital pixel signal.

初期信号処理回路２４では、増幅処理などの初期処理がアナログ画素信号に対し施され、デジタル化される。デジタル化された１フィールド／フレーム分の画素信号は、ソート回路２６を経てプロセッサ３０へ順次送られる。また、初期信号処理回路２４は、各ラインの輝度値を算出し、スコープコントローラ２０へ送信する。   In the initial signal processing circuit 24, initial processing such as amplification processing is performed on the analog pixel signal and digitized. The digitized pixel signals for one field / frame are sequentially sent to the processor 30 via the sort circuit 26. The initial signal processing circuit 24 calculates the luminance value of each line and transmits it to the scope controller 20.

画像信号処理回路３６では、画素信号に対してガンマ処理、ホワイトバランス処理、色変換処理等などが実行され、画像信号が生成される。生成された画像信号は、画像メモリ３８に一時的に格納された後、後段処理回路４２を経てモニタに出力される。これにより、観察画像がモニタに表示される。   The image signal processing circuit 36 performs gamma processing, white balance processing, color conversion processing, and the like on the pixel signal to generate an image signal. The generated image signal is temporarily stored in the image memory 38, and then output to the monitor via the post-processing circuit 42. Thereby, the observation image is displayed on the monitor.

システムコントロール回路４０は、絞り３４、タイミングジェネレータ４４等へ制御信号を出力し、プロセッサ全体の動作を制御する。タイミングジェネレータ４４は、各回路へクロックパルス信号を出力し、信号入出力タイミング、画素信号読み出しタイミング等を調整する。   The system control circuit 40 outputs a control signal to the aperture 34, the timing generator 44, etc., and controls the operation of the entire processor. The timing generator 44 outputs a clock pulse signal to each circuit, and adjusts signal input / output timing, pixel signal readout timing, and the like.

一方、ビデオスコープ１０に設けられたスコープコントローラ２０は、読み出し制御部１６、タイミングジェネレータ２２、ソート回路２６などへ制御信号を出力し、ビデオスコープ１０全体の動作を制御する。スコープコントローラ２０は、システムコントロール回路４０との間でデータを相互通信可能である。   On the other hand, the scope controller 20 provided in the video scope 10 outputs control signals to the read control unit 16, the timing generator 22, the sort circuit 26, and the like, and controls the operation of the entire video scope 10. The scope controller 20 can communicate data with the system control circuit 40.

本実施形態では、プロセッサ３０に接続されたキーボード（図示せず）に対する入力操作によって、通常観察モード、露光時間調整モードとの間でモード切り替え可能である。通常観察モードの場合、１フレーム／フィールド分の画素信号は、従来通りラスタ走査に従って読み出される。   In the present embodiment, the mode can be switched between the normal observation mode and the exposure time adjustment mode by an input operation on a keyboard (not shown) connected to the processor 30. In the normal observation mode, pixel signals for one frame / field are read out according to raster scanning as usual.

一方、露光時間調整モードの場合、システムコントロール回路４０がスコープコントローラ２０へモード切替情報を送信すると、スコープコントローラ２０は、初期信号処理回路２４から送られてくる各ラインの輝度値に基き、画素信号を読み出す際のラインの順番を設定／決定し、読み出し制御部１６へ制御信号を出力する。   On the other hand, in the exposure time adjustment mode, when the system control circuit 40 transmits mode switching information to the scope controller 20, the scope controller 20 performs pixel signal based on the luminance value of each line sent from the initial signal processing circuit 24. Is set / determined, and a control signal is output to the read control unit 16.

読み出し制御部１６は、設定されたライン順に従って画素信号がラインごとに読み出されるように、イメージセンサ１４を制御する。また、スコープコントローラ２０からの制御信号により、タイミングジェネレータ２２は、駆動回路１８へタイミング調整信号などを出力する。駆動回路１８では、リセット信号、画素信号読み出し開始信号などを含む駆動信号が、イメージセンサ１４へ出力される。   The read control unit 16 controls the image sensor 14 so that pixel signals are read for each line according to the set line order. Further, the timing generator 22 outputs a timing adjustment signal or the like to the drive circuit 18 in accordance with a control signal from the scope controller 20. In the drive circuit 18, a drive signal including a reset signal, a pixel signal readout start signal, and the like is output to the image sensor 14.

一方、ソート回路２６は、スコープコントローラ２０から送られてくるラインの読み出し順に関するデータに基づき、イメージセンサ１４の画素配列に従った元の画素信号の並び順に戻すため、画素信号に対してソート処理を行う。   On the other hand, the sort circuit 26 returns the original pixel signal arrangement order according to the pixel arrangement of the image sensor 14 based on the data related to the line readout order sent from the scope controller 20, and therefore sort processing is performed on the pixel signals. I do.

以下では、図２〜５を用いて、露光時間調整処理について説明する。   Below, an exposure time adjustment process is demonstrated using FIGS.

図２は、露光時間調整処理のタイミングチャートを示した図である。図３は、輝度差のある観察画像を示した図である。   FIG. 2 is a timing chart of the exposure time adjustment process. FIG. 3 is a diagram showing an observation image having a luminance difference.

通常観察モードの場合、ＣＭＯＳ型イメージセンサ１４では、通常のラスタ走査によって画素信号が読み出される。すなわち、センサエリアにおける最上位のライン（行）から最下位のラインに向けて１ラインずつ画素信号が順に読み出される（ここでは、イメージセンサ１４の有効ライン数をＮとする）。   In the normal observation mode, the CMOS image sensor 14 reads out pixel signals by normal raster scanning. That is, pixel signals are sequentially read out line by line from the highest line (row) in the sensor area toward the lowest line (here, the number of effective lines of the image sensor 14 is N).

第１ライン〜第Ｎラインまで画素信号が読み出される期間Ｗが経過すると、所定の期間Ｑをおいて再び第１ライン〜第Ｎラインの画素信号が読み出される。各ラインでは、ライン全ての画素信号読み出し終了と同時にリセット信号が出力され（図２（Ａ）では図示せず）、その直後からラインごとの露光が再び開始される。   When a period W during which pixel signals are read from the first line to the Nth line elapses, the pixel signals of the first line to the Nth line are read again after a predetermined period Q. In each line, a reset signal is output simultaneously with the completion of pixel signal readout for all lines (not shown in FIG. 2A), and exposure for each line is started again immediately thereafter.

このようなラスタ走査による画素信号の読み出し、およびラインごとのリセット信号出力が行われる場合、画素信号読み出し期間はいずれのラインも同じであることから、各ラインの露光時間Ｔ０は等しい。露光時間Ｔ０は、所定期間Ｑおよび全ラインの画素信号読み出し期間Ｗに依存する。全ラインの画素信号読み出し期間Ｗは、ＣＭＯＳ型イメージセンサ１４の動作特性などに依存する。   When pixel signals are read by raster scanning and a reset signal is output for each line, the pixel signal reading period is the same for all lines, and therefore the exposure time T0 for each line is the same. The exposure time T0 depends on the predetermined period Q and the pixel signal readout period W for all lines. The pixel signal readout period W for all lines depends on the operating characteristics of the CMOS image sensor 14 and the like.

一方、表示エリア内で輝度差の大きい観察画像を表示するような場合、ユーザによって露光時間調整モードが設定される。内視鏡観察では、スコープ先端部が近接する観察部位に照明光が強く当たり、逆にその周囲が極端に暗く映し出されることが多い。図３には、画面上下に沿って輝度差が大きい観察画像Ｚ１を示している。観察画像Ｚ１の中心部付近が非常に明るく、周辺部が非常に暗い。   On the other hand, when an observation image with a large luminance difference is displayed in the display area, the exposure time adjustment mode is set by the user. In endoscopic observation, illumination light is strongly applied to an observation site close to the scope tip, and conversely, the surroundings are often displayed extremely dark. FIG. 3 shows an observation image Z1 having a large luminance difference along the top and bottom of the screen. The vicinity of the central portion of the observation image Z1 is very bright and the peripheral portion is very dark.

このような観察画像をそのまま表示すると、高輝度エリアでハレーション（白色画像）が発生しやすくなる一方、低輝度エリアでは黒つぶれが生じやすい。本実施形態では、観察画像内における極端な輝度差を抑え、適切な輝度レンジでコントラストをもちながら低輝度エリア、高輝度エリアを高解像度、高画質で表示すべく、画素信号を読み出すラインの順番を変える。   If such an observation image is displayed as it is, halation (white image) is likely to occur in a high-luminance area, while blackout tends to occur in a low-luminance area. In this embodiment, the order of lines from which pixel signals are read out in order to suppress extreme luminance differences in the observed image and display low luminance areas and high luminance areas with high resolution and high image quality while maintaining contrast in an appropriate luminance range. change.

図３に示す観察画像Ｚ１の場合、中心付近（Ｎ／２ライン）で最も輝度が高く、中心エリアから上下両方向に離れるほど輝度が低下し、最上位ライン、最下位ライン（１、Ｎライン）付近で最も輝度が低い。ただし、ここでは観察画像Ｚ１の水平ライン数が撮像素子の水平ライン数と実質等しいとする。   In the case of the observation image Z1 shown in FIG. 3, the luminance is highest near the center (N / 2 line), and the luminance decreases as the distance from the central area in both the upper and lower directions is the highest line, the lowest line (1, N lines). The brightness is lowest in the vicinity. However, here, it is assumed that the number of horizontal lines of the observation image Z1 is substantially equal to the number of horizontal lines of the image sensor.

そこで、画素全体に対する露光開始タイミングを一致させる一方で、輝度の高い画素信号をもつラインの順番を、読み出しラインの順番として設定する。具体的には、イメージセンサ１４の全画素に対しリセット信号を出力し、蓄積電荷すべてを全画素から掃き出す（図２参照）。これによって、露光開始タイミングはいずれのラインも等しくなる。   Therefore, while matching the exposure start timing for the entire pixels, the order of lines having pixel signals with high luminance is set as the order of readout lines. Specifically, a reset signal is output to all the pixels of the image sensor 14, and all accumulated charges are swept out from all the pixels (see FIG. 2). As a result, the exposure start timing is equal for all lines.

そして、輝度の高いライン順に従い、１フレーム／フィールド分の画素信号が読み出される。始めに読み出されるラインは、輝度が最も高いラインであり、輝度が低くなるラインほど読み出される順番が後ろになる。図３に示す観察画像Ｚ１の場合、Ｎ／２、Ｎ／２＋１、Ｎ／２−１、・・・・・、２、Ｎ−１、１、Ｎのライン順で画素信号が読み出される。   Then, pixel signals for one frame / field are read out in the order of high luminance lines. The line that is read out first is the line with the highest luminance, and the order in which the lines are read out becomes lower in the line with lower luminance. In the case of the observation image Z1 shown in FIG. 3, pixel signals are read out in the order of N / 2, N / 2 + 1, N / 2-1,..., 2, N-1, 1, and N lines.

各ラインの画素信号読み出し期間は、通常観察モードと同様に等しい。そのため、先に読み出されたライン上にある画素ほど露光期間が短く、読み出し開始が遅いライン上にある画素ほど露光時間が長い。図２では、露光時間Ｔ１、Ｔ２が表されている。   The pixel signal readout period for each line is the same as in the normal observation mode. For this reason, the exposure period is shorter for the pixels on the line read out earlier, and the exposure time is longer for the pixels on the line for which readout starts later. In FIG. 2, exposure times T1 and T2 are shown.

読み出しラインの順番を変更すると、読み出された画素信号の配列は、イメージセンサ１４の画素配列にマッチしていない。このまま画像を表示すると、被写体と観察画像が対応しなくなってしまう。そのため、通常観察モードで得られる画素信号の並び順を再現するように、ソート処理が実行される。   When the order of the readout lines is changed, the arrangement of the read pixel signals does not match the pixel arrangement of the image sensor 14. If the image is displayed as it is, the subject and the observation image will not correspond. Therefore, the sort process is executed so as to reproduce the arrangement order of the pixel signals obtained in the normal observation mode.

図４は、観察画像の輝度分布のグラフを示した図である。グラフの横軸は、図３に示す観察画像におけるライン番号を表し、縦軸は輝度を現す。露光時間調整していない場合の輝度分布をＹ０、露光時間調整した場合の輝度分布をＹで示している。図４に示すように、露光時間調整によって輝度レンジ幅が相対的に狭まり、適度に輝度差を抑えた観察画像が得られる。   FIG. 4 is a diagram showing a graph of the luminance distribution of the observation image. The horizontal axis of the graph represents the line number in the observation image shown in FIG. 3, and the vertical axis represents the luminance. The luminance distribution when the exposure time is not adjusted is indicated by Y0, and the luminance distribution when the exposure time is adjusted is indicated by Y. As shown in FIG. 4, the brightness range width is relatively narrowed by adjusting the exposure time, and an observation image in which the brightness difference is appropriately suppressed is obtained.

この輝度補正の程度、すなわち輝度レンジの調整は、全ラインの画素信号読み出し期間Ｗを変更することによって調整可能である。全ライン読み出し期間Ｗを長くするほど、最初のラインと最後のラインとの間で露光時間差が小さくなり、輝度差がより大きく解消される。   The degree of luminance correction, that is, adjustment of the luminance range can be adjusted by changing the pixel signal readout period W for all lines. The longer the all-line readout period W, the smaller the exposure time difference between the first line and the last line, and the larger the luminance difference is resolved.

図５は、スコープコントローラによって露光時間調整処理のフローチャートを示した図である。露光時間調整モードが設定されると、プロセッサから信号を受けることで処理が所定時間間隔で行われる。例えば、メインルーチンに対する割り込み処理として実行される。   FIG. 5 is a flowchart of the exposure time adjustment process performed by the scope controller. When the exposure time adjustment mode is set, processing is performed at predetermined time intervals by receiving a signal from the processor. For example, it is executed as an interrupt process for the main routine.

ステップＳ１０１では、初期信号処理回路２４から送られてくるラインごとの輝度値を検知する。ここでは、ラインの輝度値として、画素信号の輝度平均値を算出する。しかしながら、それ以外の算出方法（サンプル画素抽出など）によってラインの代表的な輝度値を求めることも可能である。また、特定の色成分（Ｒ、Ｇ、Ｂなど）の画素信号あるいは全ての色成分の画素信号について輝度値を求めることも可能である。   In step S101, the luminance value for each line sent from the initial signal processing circuit 24 is detected. Here, the average luminance value of the pixel signal is calculated as the luminance value of the line. However, the representative luminance value of the line can be obtained by other calculation methods (sample pixel extraction or the like). It is also possible to obtain the luminance value for pixel signals of specific color components (R, G, B, etc.) or pixel signals of all color components.

ステップＳ１０２では、ラインの輝度値に基き、輝度が高いラインほど早く読み出すように、画素信号読み出しラインの順番を決定する。露光時間調整モードの設定直後は、通常観察モードと同じ読み出し順で画素信号が読み出される。これにより、露光時間を調整していない状態で観察画像の輝度分布が検出され、それに基くライン順が設定される。   In step S102, the order of the pixel signal readout lines is determined so that the lines with higher luminance are read out earlier based on the luminance values of the lines. Immediately after setting the exposure time adjustment mode, pixel signals are read in the same reading order as in the normal observation mode. Thereby, the luminance distribution of the observation image is detected in a state where the exposure time is not adjusted, and the line order based on the luminance distribution is set.

そして、画素全体に対するリセット信号が駆動回路１８から所定時間間隔で出力される一方、読み出し制御部１６からの走査制御信号に基き、最も大きい輝度値をもつラインから画素信号の読み出しが開始され、そして輝度の高いライン順に画素信号が読み出される（Ｓ１０３）。   A reset signal for the entire pixel is output from the driving circuit 18 at predetermined time intervals, while reading of the pixel signal is started from the line having the largest luminance value based on the scanning control signal from the reading control unit 16; and Pixel signals are read in order of lines with higher luminance (S103).

ステップＳ１０２で決定された読み出しラインの順番に関するデータは、ソート回路２６へ送信される（Ｓ１０４）。ソート回路２６は、このデータに基づき、ソート回路２６に入力されるデジタル画素信号の並びを変更し、元のライン順、すなわちＣＭＯＳ型イメージセンサ１４の画素配列に従ってラスタ走査したときのライン順（第１〜第Ｎ）に従った画素信号配列となるように、画素信号を整列させる。   Data relating to the order of the read lines determined in step S102 is transmitted to the sort circuit 26 (S104). The sort circuit 26 changes the arrangement of the digital pixel signals input to the sort circuit 26 based on this data, and changes the original line order, that is, the line order when raster scanning is performed according to the pixel array of the CMOS image sensor 14 (first order). The pixel signals are aligned so as to obtain a pixel signal array according to 1 to Nth).

このように本実施形態によれば、ＣＭＯＳ型イメージセンサ１４を先端部に設けたビデオスコープ１０を備える電子内視鏡装置において、全画素に対するリセット信号を出力するとともに、輝度値の高いライン順で画素信号を読み出す。読み出された画素信号は、読み出しラインを変更する前の画素信号配列と同じ配列になるように整列させられる。   As described above, according to the present embodiment, in the electronic endoscope apparatus including the video scope 10 provided with the CMOS image sensor 14 at the distal end portion, the reset signal for all the pixels is output, and the luminance value is arranged in the order of the lines. Read the pixel signal. The read pixel signals are aligned so as to have the same array as the pixel signal array before the read line is changed.

これによって、専用の読み出し制御回路を撮像モジュールに実装させることなく、ラインごとに露光時間の異なる観察画像を得ることができる。特に、輝度値の高いライン順を読み出しライン順としているため、滑らかな輝度分布を維持しながら輝度差を抑えた観察画像を得ることができる。   This makes it possible to obtain observation images with different exposure times for each line without mounting a dedicated readout control circuit on the imaging module. In particular, since the line order with the highest luminance value is the readout line order, it is possible to obtain an observation image with a reduced luminance difference while maintaining a smooth luminance distribution.

露光時間調整処理については、ライン読み出し順をしばらく維持するために所定時間間隔で実行しているが、続けて実行してもよい。この場合、ライン順を変更した状態で各ラインの輝度値を求める構成にすることもできる。   The exposure time adjustment processing is executed at predetermined time intervals in order to maintain the line reading order for a while, but may be executed continuously. In this case, the luminance value of each line can be obtained with the line order changed.

次に、図６〜９を用いて、第２の実施形態である電子内視鏡装置について説明する。第２の実施形態では、連続的に照明光を被写体へ照射する代わりに、ロータリーシャッタを使って間欠光を照射する。電子内視鏡装置の構成は、図１に示した電子内視鏡装置と実質的に同じであり、同等のブロック図で表することができる。ただし、図１に示す絞り３４が、ロータリーシャッタと絞りを備えた光量調整部材に置き換えられる。   Next, the electronic endoscope apparatus according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. In the second embodiment, intermittent light is irradiated using a rotary shutter instead of continuously irradiating the subject with illumination light. The configuration of the electronic endoscope apparatus is substantially the same as that of the electronic endoscope apparatus shown in FIG. 1, and can be represented by an equivalent block diagram. However, the diaphragm 34 shown in FIG. 1 is replaced with a light amount adjusting member having a rotary shutter and a diaphragm.

図６は、光量調整部材６０を示した図である。光量調整部材６０は、ロータリーシャッタ７０と絞り８０とを備え、ロータリーシャッタ７０は軸Ｃ周りに一定速度で回転する。絞り８０は、軸Ｇを中心としてピボット回転可能である。   FIG. 6 is a view showing the light amount adjusting member 60. The light amount adjusting member 60 includes a rotary shutter 70 and a diaphragm 80, and the rotary shutter 70 rotates around the axis C at a constant speed. The aperture 80 is pivotable about the axis G.

ロータリーシャッタ７０は、その周縁部に弧状の開口部７２を有し、略半周分に渡って形成されている。開口部７２以外の部分７４は遮光部として構成される。ランプ３２から照射される照明光の光束ＬＳは、ロータリーシャッタ７０の周縁付近と交差する。そのため、ロータリーシャッタ７０が回転している間、照明光の透過、遮光が交互に繰り返される。絞り８０は、テーパー状の開口部８２を有する。絞り８０が軸回転すると、開口部８２の形状に従って通過する光量が変化する。これにより、明るさを調整することが可能である。   The rotary shutter 70 has an arcuate opening 72 at the peripheral edge thereof, and is formed over a substantially half circumference. The portion 74 other than the opening 72 is configured as a light shielding portion. The luminous flux LS of illumination light emitted from the lamp 32 intersects with the vicinity of the periphery of the rotary shutter 70. For this reason, while the rotary shutter 70 is rotating, transmission and shading of illumination light are repeated alternately. The diaphragm 80 has a tapered opening 82. When the aperture 80 rotates, the amount of light passing therethrough changes according to the shape of the opening 82. Thereby, the brightness can be adjusted.

図７は、第２の実施形態における露光時間調整処理を示したタイミングチャートである。   FIG. 7 is a timing chart showing exposure time adjustment processing in the second embodiment.

ロータリーシャッタ７０は、透過期間、遮光期間が等しくなるように一定速度で回転する。通常観察モードの場合、画素信号の読み出し開始信号は、ロータリーシャッタの透過期間と遮光期間の切り替えタイミングと同期している。   The rotary shutter 70 rotates at a constant speed so that the transmission period and the light shielding period are equal. In the normal observation mode, the pixel signal readout start signal is synchronized with the switching timing of the transmission period and the light shielding period of the rotary shutter.

画素信号の読み出し開始信号が遮光期間においてＯＮ状態となることにより、全ライン分の画素信号が遮光期間中に読み出される。したがって、露光時間Ｔ０は、いずれのラインにおいても等しく、透過期間に相当する。   When the pixel signal readout start signal is turned on during the light shielding period, the pixel signals for all lines are read during the light shielding period. Therefore, the exposure time T0 is the same for all lines and corresponds to the transmission period.

一方、露光時間調整モードの場合、画素信号の読み出し開始タイミングを全体的にシフトさせる。図７では、１番目のラインの画素信号読み出し開始タイミングが、遮光期間の開始時刻よりも期間Ｋだけ早まるようにシフトされている。   On the other hand, in the exposure time adjustment mode, the pixel signal readout start timing is shifted overall. In FIG. 7, the pixel signal readout start timing of the first line is shifted so as to be advanced by a period K from the start time of the light shielding period.

これによって、照明光の透過期間中であっても、画素信号が初めに読み出されるラインの露光時間Ｔ１は、後に画素信号が読み出されるラインの露光時間Ｔ２よりも短くなる。ただし、図７では、一部のラインの輝度値が互いに等しい露光時間調整を示している。輝度値の高いライン順に画素信号を読み出すことにより、第１の実施形態と同様、輝度差の抑えられた観察画像が表示される。   As a result, even during the illumination light transmission period, the exposure time T1 of the line from which the pixel signal is read first becomes shorter than the exposure time T2 of the line from which the pixel signal is read later. However, FIG. 7 shows exposure time adjustment in which the luminance values of some lines are equal to each other. By reading out pixel signals in order of lines with higher luminance values, an observation image in which the luminance difference is suppressed is displayed as in the first embodiment.

図８は、第２の実施形態における露光時間調整処理のフローチャートを示した図である。   FIG. 8 is a view showing a flowchart of exposure time adjustment processing in the second embodiment.

第１の実施形態と同様に、ライン毎に検出される輝度値に基づき、読み出しライン順を決定する（Ｓ２０１、Ｓ２０２）。そして、全画素に対するリセット信号を出力するとともに、タイミングジェネレータ２２は、読み出し開始信号を駆動回路１８へ出力する。駆動回路１８は、読み出し制御部１６からの読み出しライン制御に従い、また、シフトされた読み出し開始タイミングに合わせて画素信号を読み出す（Ｓ２０３）。読み出しライン順のデータは、ソート回路２６へ出力される（Ｓ２０４）。   As in the first embodiment, the read line order is determined based on the luminance value detected for each line (S201, S202). Then, the reset signal for all the pixels is output, and the timing generator 22 outputs a read start signal to the drive circuit 18. The drive circuit 18 reads the pixel signal in accordance with the read line control from the read control unit 16 and in accordance with the shifted read start timing (S203). The read line order data is output to the sort circuit 26 (S204).

このように第２の実施形態によれば、間欠的に照明光を被写体に照射する構成においても、ラインごとに露光時間を調整することができる。   Thus, according to the second embodiment, the exposure time can be adjusted for each line even in the configuration in which the subject is intermittently irradiated with the illumination light.

次に、第３の実施形態である電子内視鏡装置について説明する。第３の実施形態では、画素信号読み出し開始タイミングをシフトさせる代わりに、ロータリーシャッタの位相がシフトされる。それ以外の構成については、実質的に第２の実施形態と同じである。   Next, an electronic endoscope apparatus according to a third embodiment will be described. In the third embodiment, the phase of the rotary shutter is shifted instead of shifting the pixel signal readout start timing. Other configurations are substantially the same as those in the second embodiment.

図９は、第３の実施形態における露光時間調整処理のタイミングチャートを示した図である。   FIG. 9 is a timing chart of the exposure time adjustment process in the third embodiment.

第３の実施形態では、ライン全体の読み出し開始タイミングは、通常観察モード、露光時間調整モードいずれも同じである一方、ロータリーシャッタ７０の回転位相がシフトされる。ロータリーシャッタ７０は、制御信号に基き、位相をシフトするように回転する。その結果、透過期間の開始時刻がシフトし、期間Ｐだけ遅延する。   In the third embodiment, the read start timing of the entire line is the same in both the normal observation mode and the exposure time adjustment mode, while the rotational phase of the rotary shutter 70 is shifted. The rotary shutter 70 rotates so as to shift the phase based on the control signal. As a result, the start time of the transmission period is shifted and delayed by the period P.

その結果、第２実施形態と同様、先に画素信号が読み出されるラインの露光時間Ｔ１は、後に画素信号が読み出されるラインの露光時間Ｔ２よりも短くなる。露光時間調整処理についても、第２の実施形態と同様のフローチャート（図示せず）で表すことができる。   As a result, as in the second embodiment, the exposure time T1 of the line from which the pixel signal is read first is shorter than the exposure time T2 of the line from which the pixel signal is read later. The exposure time adjustment process can also be represented by the same flowchart (not shown) as in the second embodiment.

ただしこの場合、読み出し開始タイミングをシフトさせる（図８のステップＳ２０３）代わりに、ロータリーシャッタ７０の位相シフト処理が実行される。これは、タイミングジェネレータ２２からプロセッサ側のタイミングジェネレータ４４へ制御信号を送ることにより実現される。   However, in this case, instead of shifting the read start timing (step S203 in FIG. 8), the phase shift process of the rotary shutter 70 is executed. This is realized by sending a control signal from the timing generator 22 to the timing generator 44 on the processor side.

第２、第３の実施形態では、ロータリーシャッタを用いて間欠光を照射しているが、それ以外の構成を適用することも可能である。   In the second and third embodiments, intermittent light is irradiated using a rotary shutter, but other configurations can also be applied.

次に、図１０〜１４を用いて、第４の実施形態について説明する。第４の実施形態では、ライン単位で読み出し順を決定するのではなく、画素単位で読み出し順を決定する。それ以外の構成については、実質的に第１の実施形態と同じである。   Next, a fourth embodiment will be described with reference to FIGS. In the fourth embodiment, the reading order is not determined for each line, but is determined for each pixel. Other configurations are substantially the same as those in the first embodiment.

図１０は、第４の実施形態である電子内視鏡装置のブロック図である。   FIG. 10 is a block diagram of an electronic endoscope apparatus according to the fourth embodiment.

初期信号処理回路１２４は、入力される１フレーム・フィールド分の画素信号各々の輝度値を算出する。そして、スコープコントローラ２０は、輝度の高い画素信号ほど早く読み出すように、読み出す画素信号の順番を設定する。２次元ソート回路２６０は、画素信号読み出し順のデータを受けると、イメージセンサ１４を通常のラスタ走査したときの画素配列となるように、入力した画素信号を並び変えるソート処理を行う。   The initial signal processing circuit 124 calculates the luminance value of each pixel signal for one frame field input. Then, the scope controller 20 sets the order of the pixel signals to be read so that the pixel signals with higher luminance are read out earlier. When the two-dimensional sorting circuit 260 receives the pixel signal readout order data, the two-dimensional sorting circuit 260 performs a sorting process for rearranging the input pixel signals so as to obtain a pixel array when the image sensor 14 is subjected to normal raster scanning.

図１１Ａ、図１１Ｂは、エリア間で大きな輝度差のある観察画像を示した図である。   FIG. 11A and FIG. 11B are diagrams showing observation images having a large luminance difference between areas.

図１１Ａに示した観察画像Ｚ２では、左側エリアで輝度が低く、右側エリアで輝度が高い。また、図１１Ｂに示した観察画像Ｚ３では、中央エリアおよび右下隅エリアで輝度が高く、それ以外で輝度が低い。   In the observation image Z2 shown in FIG. 11A, the luminance is low in the left area and high in the right area. In the observation image Z3 shown in FIG. 11B, the luminance is high in the central area and the lower right corner area, and the luminance is low in other areas.

このような左右方向に輝度差がある観察画像、またランダムに輝度差のある観察画像の場合、第１〜第３の実施形態のように読み出しライン順を変更しても、輝度差が上下方向に現れていないために効果がない。そこで本実施形態では、画素単位で読み出し順を調整する。   In the case of such an observation image having a luminance difference in the left-right direction or an observation image having a random luminance difference, even if the readout line order is changed as in the first to third embodiments, the luminance difference is in the vertical direction. It is not effective because it does not appear in Therefore, in this embodiment, the reading order is adjusted in units of pixels.

図１２は、第４の実施形態における露光時間処理のタイミングチャートを示した図である。図１３は、画素信号の読み出し順を示した図である。   FIG. 12 is a timing chart of exposure time processing in the fourth embodiment. FIG. 13 is a diagram showing the readout order of pixel signals.

露光時間調整モードの場合、まず１フィールド／フレーム分の画素信号をラスタ走査によってそのまま読み出し、各画素信号の輝度値を算出する。図１３には、観察画像の一部エリアとして３×３の画素（Ｐ１〜Ｐ９）から成るブロックを示している。輝度の明るい順に画素信号を並べると、ここではＰ５、Ｐ４、・・・、Ｐ１、Ｐ２となる。   In the exposure time adjustment mode, first, pixel signals for one field / frame are read as they are by raster scanning, and the luminance value of each pixel signal is calculated. FIG. 13 shows a block composed of 3 × 3 pixels (P1 to P9) as a partial area of the observation image. When pixel signals are arranged in order of increasing luminance, P5, P4,..., P1, P2 are obtained here.

このような並びを観察画像全体で行い、輝度の高い順に画素信号を並べたときの順番が読み出し順として定められる。画素信号の並び全体を１ライン分の画素数で分けると、Ｎ個の画素信号グループを規定することができる。以下では、通常の水平ライン数と区別するため、１〜Ｍ（＝Ｎ）のライン／グループを規定する。   Such an arrangement is performed on the entire observation image, and an order when pixel signals are arranged in descending order of brightness is determined as a reading order. When the entire arrangement of pixel signals is divided by the number of pixels for one line, N pixel signal groups can be defined. In the following, in order to distinguish from the normal number of horizontal lines, 1 to M (= N) lines / groups are defined.

画素信号を読み出すとき、第１のグループで輝度値の高い画素から順に画素信号を読み出す。そして、第２、・・・、第Ｍグループについても同様、輝度の高い順に画素信号を読み出す（図１２参照）。その結果、輝度値の高い画素信号ほど露光時間が短くなる一方で、同じグループ内では、輝度差があっても露光時間は等しい。   When reading out the pixel signals, the pixel signals are read in order from the pixel having the highest luminance value in the first group. Similarly, for the second,..., Mth groups, pixel signals are read out in order of increasing luminance (see FIG. 12). As a result, the pixel signal with a higher luminance value has a shorter exposure time, while within the same group, the exposure time is equal even if there is a luminance difference.

図１４は、第４の実施形態における露光時間調整処理のフローチャートを示した図である。   FIG. 14 is a view showing a flowchart of exposure time adjustment processing in the fourth embodiment.

通常のラスタ走査によって各画素信号の輝度値を検出し、読み出す画素信号の順番を輝度の大きさ順に設定する（Ｓ３０１、Ｓ３０２）。決定された画素信号の読み出し順に従って駆動回路１８がイメージセンサ１４から画素信号を読み出すとともに、画素信号の順番に関するデータが２次元ソート回路２６０に送信される（Ｓ３０４）。２次元ソート回路２６０では、イメージセンサ１４の画素配列にマッチするようにソート処理が行われる。   The luminance value of each pixel signal is detected by normal raster scanning, and the order of pixel signals to be read out is set in the order of luminance magnitude (S301, S302). The drive circuit 18 reads out the pixel signals from the image sensor 14 in accordance with the determined readout order of the pixel signals, and data related to the order of the pixel signals is transmitted to the two-dimensional sort circuit 260 (S304). In the two-dimensional sort circuit 260, a sort process is performed so as to match the pixel arrangement of the image sensor 14.

このように第４の実施形態によれば、ＣＭＯＳイメージセンサ１４を先端部に設けたビデオスコープ１０を備える電子内視鏡装置において、全画素に対するリセット信号を出力するとともに、輝度値の高い画素順で画素信号を読み出す。読み出された画素信号は、読み出し順変更前の画素信号配列と同じ配列となるように整列させられる。   As described above, according to the fourth embodiment, in the electronic endoscope apparatus including the video scope 10 provided with the CMOS image sensor 14 at the distal end portion, the reset signal for all the pixels is output, and the pixel order in which the luminance value is high is set. To read out the pixel signal. The read pixel signals are aligned so as to have the same array as the pixel signal array before the read order is changed.

これにより、左右方向に輝度差のある観察画像、輝度差がランダムに存在する観察画像においても、露光時間を調整して輝度差を抑え解像度の優れた観察画像を得ることができる。特に、輝度値の高い画素ほど早く読み出すようにするため、輝度分布の滑らかさを維持しながら過度な輝度差を適度に解消することができる。   Thereby, even in an observation image having a luminance difference in the left-right direction and an observation image having a luminance difference randomly, an observation image with excellent resolution can be obtained by adjusting the exposure time to suppress the luminance difference. In particular, since pixels with higher luminance values are read out earlier, excessive luminance differences can be appropriately eliminated while maintaining the smoothness of the luminance distribution.

次に、図１５、１６を用いて、第５の実施形態である電子内視鏡装置について説明する。第５の実施形態では、第２の実施形態と同じように、間欠的な照明に基く露光時間調整処理が行われる。それ以外の構成については、実質的に第４の実施形態と同じである。   Next, an electronic endoscope apparatus according to a fifth embodiment will be described with reference to FIGS. In the fifth embodiment, an exposure time adjustment process based on intermittent illumination is performed as in the second embodiment. About another structure, it is substantially the same as 4th Embodiment.

図１５は、第５の実施形態における露光時間処理のタイミングチャートを示した図である。図１６は、第５の実施形態における露光時間調整処理のフローチャートを示した図である。   FIG. 15 is a view showing a timing chart of exposure time processing in the fifth embodiment. FIG. 16 is a view showing a flowchart of exposure time adjustment processing in the fifth embodiment.

第２の実施形態と同様、読み出し開始信号がシフトされることにより、先に読み出される画素信号の露光時間が短くなる。読み出す画素信号の順番は、第４の実施形態と同様、輝度の高い順に読み出される。図１６に示すステップＳ４０１〜Ｓ４０４は、第２の実施形態および第４の実施形態を組み合わせた処理の実行となる。   As in the second embodiment, the exposure start time of the pixel signal read out earlier is shortened by shifting the readout start signal. As in the fourth embodiment, the order of pixel signals to be read is read in descending order of luminance. Steps S401 to S404 shown in FIG. 16 are executed by combining the second embodiment and the fourth embodiment.

次に、図１７を用いて、第６の実施形態である電子内視鏡装置について説明する。第６の実施形態では、第３の実施形態と同様に、ロータリーシャッタを位相シフトさせる。それ以外の構成については、実質的に第５の実施形態と同じである。   Next, the electronic endoscope apparatus according to the sixth embodiment will be described with reference to FIG. In the sixth embodiment, as in the third embodiment, the rotary shutter is phase-shifted. About another structure, it is substantially the same as 5th Embodiment.

図１７は、第６の実施形態における露光時間処理のタイミングチャートを示した図である。第３の実施形態と同様、遮光期間の位相をシフトし、透過期間の途中で画素信号読み出しが開始される。これにより、先に読み出される画素信号の露光時間が短くなる。   FIG. 17 is a view showing a timing chart of exposure time processing in the sixth embodiment. As in the third embodiment, the phase of the light shielding period is shifted, and pixel signal readout is started in the middle of the transmission period. This shortens the exposure time of the pixel signal read out first.

第１〜第３の実施形態における読み出しライン順、第４〜第６の実施形態における画素信号読み出し順については、輝度値の大きさ順に設定する以外の順番にすることも可能であり、相対的に輝度の高いライン、画素が、相対的に輝度の低いライン、画素よりも先に読み出される構成であってもよい。また、ＣＭＯＳセンサ以外のＸ−Ｙ独立型イメージセンサを使用することも可能である。   The readout line order in the first to third embodiments and the pixel signal readout order in the fourth to sixth embodiments can be set in an order other than setting in order of the magnitude of the luminance values. Alternatively, the configuration may be such that lines and pixels with high luminance are read out before lines and pixels with relatively low luminance. It is also possible to use an XY independent image sensor other than the CMOS sensor.

１０ ビデオスコープ
１４ イメージセンサ（撮像素子）
１６ 読み出し制御部（読み出し順調整部）
１８ 駆動回路（撮像素子駆動部、リセット部）
２０ スコープコントローラ（輝度検出部、読み出し順調整部）
２２ タイミングジェネレータ（タイミング調整部）
２４ 初期信号処理回路（輝度検出部）
２６ ソート回路（画素信号整列部）
３２ ランプ（第１光源部、第２光源部）
４０ システムコントロール回路
４４ タイミングジェネレータ（タイミング調整部）
６０ 光量調整部材
７０ ロータリーシャッタ（遮光部材、第１光源部、第２光源部）
１２４ 初期信号処理回路（輝度検出部）
２６０ ２次元ソート回路（画素信号整列部） 10 Videoscope 14 Image sensor (imaging device)
16 Reading control unit (reading order adjustment unit)
18 Drive circuit (image sensor drive unit, reset unit)
20 Scope controller (luminance detection unit, readout order adjustment unit)
22 Timing generator (timing adjustment unit)
24 Initial signal processing circuit (luminance detector)
26 Sort circuit (pixel signal alignment unit)
32 lamps (first light source part, second light source part)
40 System Control Circuit 44 Timing Generator (Timing Adjustment Unit)
60 Light quantity adjusting member 70 Rotary shutter (light shielding member, first light source unit, second light source unit)
124 Initial signal processing circuit (luminance detection unit)
260 Two-dimensional sorting circuit (pixel signal alignment unit)

Claims (8)

Ｘ−Ｙ独立型の撮像素子と、
撮像素子の画素全体に対するリセット処理を所定時間間隔で行うリセット部と、
画素信号の読み出しタイミングを制御するとともに、算出された各画素信号の輝度の高さに応じて、画素信号を読み出すときの順番を画素単位で設定する読み出し順調整部と、
リセット処理後、撮像素子から１フレーム／フィールド分の画素信号を、前記読み出し順調整部によって設定された読み出し順で読み出す撮像素子駆動部と、
ラスタ走査時の画素信号配列となるように、読み出された画素信号を整列させる画素信号整列部とを備え、
上記算出された各画素信号の輝度の高さは、１フレーム／フィールド分の画素信号を画素配列に応じた画素順で読み出したときに算出された輝度の高さであり、
前記読み出し順調整部が、相対的に輝度の低い画素信号よりも輝度の高い画素信号を先に読み出すように、画素信号の読み出し順を設定することを特徴とする内視鏡装置。 An XY stand-alone image sensor;
A reset unit that performs reset processing on the entire pixels of the image sensor at predetermined time intervals;
A readout order adjusting unit that controls the readout timing of the pixel signals and sets the order of readout of the pixel signals in units of pixels according to the calculated luminance level of each pixel signal;
After the reset processing, an image sensor driving unit that reads out a pixel signal for one frame / field from the image sensor in a readout order set by the readout order adjustment unit;
A pixel signal alignment unit that aligns the read pixel signals so as to obtain a pixel signal array during raster scanning ;
The calculated brightness level of each pixel signal is the brightness level calculated when the pixel signal for one frame / field is read out in the pixel order corresponding to the pixel arrangement,
An endoscope apparatus, wherein the reading order adjustment unit sets a reading order of pixel signals so that a pixel signal having a higher luminance than a pixel signal having a relatively lower luminance is read first . 前記読み出し順調整部が、輝度の高い順に画素信号を並べたときの順番を、画素信号の読み出し順として定めることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。 The endoscope apparatus according to claim 1, wherein the readout order adjustment unit determines an order in which pixel signals are arranged in descending order of brightness as a readout order of pixel signals . 被写体に対して連続的に光を照射する第１光源部をさらに有することを特徴とする請求項１乃至２のいずれかに記載の内視鏡装置。   The endoscope apparatus according to claim 1, further comprising a first light source unit that continuously emits light to the subject. Ｘ−Ｙ独立型の撮像素子と、
撮像素子の画素全体に対するリセット処理を所定時間間隔で行うリセット部と、
画素信号の読み出しタイミングを制御するとともに、算出された各画素信号の輝度の高さに応じて、画素信号を読み出すときの順番を画素単位で設定する読み出し順調整部と、
リセット処理後、撮像素子から１フレーム／フィールド分の画素信号を、前記読み出し順調整部によって設定された読み出し順で読み出す撮像素子駆動部と、
ラスタ走査時の画素信号配列となるように、読み出された画素信号を整列させる画素信号整列部と、
光路上に配置される遮光部材を有し、光の透過、遮光を交互に行うことによって被写体に対し間欠光を照射する第２光源部と、
画素信号の読み出しタイミングを調整するタイミング調整部とを備え、
前記タイミング調整部が、遮光期間開始タイミングに対して画素信号の読み出しタイミングをシフトさせることを特徴とする内視鏡装置。 An XY stand-alone image sensor;
A reset unit that performs reset processing on the entire pixels of the image sensor at predetermined time intervals;
A readout order adjusting unit that controls the readout timing of the pixel signals and sets the order of readout of the pixel signals in units of pixels according to the calculated luminance level of each pixel signal;
After the reset processing, an image sensor driving unit that reads out a pixel signal for one frame / field from the image sensor in a readout order set by the readout order adjustment unit;
A pixel signal alignment unit that aligns the read pixel signals so as to obtain a pixel signal array during raster scanning ;
A second light source unit that has a light shielding member disposed on the optical path and irradiates the subject with intermittent light by alternately performing light transmission and light shielding;
And a timing adjuster for adjusting the timing of reading pixel signals,
Wherein the timing adjusting unit, the endoscope apparatus you characterized by shifting the timing of reading pixel signals to the shading period start timing. Ｘ−Ｙ独立型の撮像素子と、
撮像素子の画素全体に対するリセット処理を所定時間間隔で行うリセット部と、
画素信号の読み出しタイミングを制御するとともに、算出された各画素信号の輝度の高さに応じて、画素信号を読み出すときの順番を画素単位で設定する読み出し順調整部と、
リセット処理後、撮像素子から１フレーム／フィールド分の画素信号を、前記読み出し順調整部によって設定された読み出し順で読み出す撮像素子駆動部と、
ラスタ走査時の画素信号配列となるように、読み出された画素信号を整列させる画素信号整列部と、
光路上に配置される遮光部材を有し、光の透過、遮光を交互に行うことによって被写体に対し間欠光を照射する第２光源部と、
前記遮光部材を駆動制御して、透過期間開始タイミングを調整するタイミング調整部とを備え、
前記タイミング調整部が、画素信号の読み出し開始タイミングに対して透過期間開始タイミングをシフトさせることを特徴とする内視鏡装置。 An XY stand-alone image sensor;
A reset unit that performs reset processing on the entire pixels of the image sensor at predetermined time intervals;
A readout order adjusting unit that controls the readout timing of the pixel signals and sets the order of readout of the pixel signals in units of pixels according to the calculated luminance level of each pixel signal;
After the reset processing, an image sensor driving unit that reads out a pixel signal for one frame / field from the image sensor in a readout order set by the readout order adjustment unit;
A pixel signal alignment unit that aligns the read pixel signals so as to obtain a pixel signal array during raster scanning ;
A second light source unit that has a light shielding member disposed on the optical path and irradiates the subject with intermittent light by alternately performing light transmission and light shielding;
Wherein the light shielding member and the drive control, and a timing adjustment unit for adjusting the transmission period start timing,
Wherein the timing adjusting unit, the endoscope apparatus you characterized by shifting the transmission period start timing to the read start timing of the pixel signals. 画素配列に応じた画素順で読み出された１フレーム／フィールドの画素信号から、各画素信号の輝度値を検出する輝度検出部をさらに有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の内視鏡装置。   6. The apparatus according to claim 1, further comprising a luminance detection unit that detects a luminance value of each pixel signal from one frame / field pixel signal read in pixel order according to the pixel arrangement. The endoscope apparatus described. 被写体である体内を撮像するビデオスコープを備えたことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の内視鏡装置。   The endoscope apparatus according to any one of claims 1 to 6, further comprising a video scope that captures an image of the inside of the body as a subject. Ｘ−Ｙ独立型の撮像素子と、
撮像素子の画素全体に対するリセット処理を所定時間間隔で行うリセット部と、
画素信号の読み出しタイミングを制御するとともに、被写体像の各ラインの輝度に応じて、画素信号を読み出すときのラインの順番を設定する読み出し順調整部と、
リセット処理後、撮像素子から１フレーム／フィールド分の画素信号を、設定されたライン順で読み出す撮像素子駆動部と、
ラスタ走査時の画素信号配列となるように、読み出された１フレーム／フィールド分の画素信号を整列させる画素信号整列部とを備え、
前記読み出し順調整部が、相対的に輝度の低いライン上の画素信号よりも輝度の高いライン上の画素信号を先に読み出すように、読み出し順を設定し、
光路上に配置される遮光部材を有し、光の透過、遮光を交互に行うことによって被写体に対し間欠光を照射する第２光源部と、
前記遮光部材を駆動制御して、透過期間開始タイミングを調整するタイミング調整部とをさらに有し、
前記タイミング調整部が、画素信号の読み出し開始タイミングに対して透過期間開始タイミングをシフトさせることを特徴とする内視鏡装置。 An XY stand-alone image sensor;
A reset unit that performs reset processing on the entire pixels of the image sensor at predetermined time intervals;
A readout order adjusting unit that controls the readout timing of the pixel signal and sets the order of the lines when the pixel signal is read out according to the luminance of each line of the subject image;
After the reset process, an image sensor driving unit that reads out pixel signals for one frame / field from the image sensor in a set line order;
A pixel signal alignment unit that aligns the read pixel signals for one frame / field so as to obtain a pixel signal array during raster scanning;
The readout order adjustment unit sets the readout order so that the pixel signal on the line with higher luminance is read out first than the pixel signal on the line with relatively lower luminance,
A second light source unit that has a light shielding member disposed on the optical path and irradiates the subject with intermittent light by alternately performing light transmission and light shielding;
A timing adjustment unit that drives and controls the light shielding member to adjust the transmission period start timing;
The endoscope apparatus, wherein the timing adjustment unit shifts a transmission period start timing with respect to a pixel signal readout start timing.

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