JP3403588B2 - All-pixel readout electronic endoscope - Google Patents
All-pixel readout electronic endoscopeInfo
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- JP3403588B2 JP3403588B2 JP26347596A JP26347596A JP3403588B2 JP 3403588 B2 JP3403588 B2 JP 3403588B2 JP 26347596 A JP26347596 A JP 26347596A JP 26347596 A JP26347596 A JP 26347596A JP 3403588 B2 JP3403588 B2 JP 3403588B2
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Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は電子内視鏡装置、特
に同時式の撮像素子で蓄積される画像の全画素を読み出
し、高画質の静止画等を形成する内視鏡装置のための信
号処理に関する。
【0002】
【従来の技術】電子内視鏡装置では、撮像素子として例
えばCCD(Charge Coupled Device)が用いられてお
り、このCCDにおいては光電変換素子により画素単位
で蓄積される電荷を読み出すことにより、画像信号(ビ
デオ信号)が得られる。そして、同時式の電子内視鏡装
置において、上記CCDの上面に、画素単位で色フィル
タが配置され、これによってカラー画像が得られるよう
になっている。
【0003】図5(A)には、上記色フィルタの配列状
態が示されており、図示されるように、CCD1の撮像
面には例えばMg(マゼンタ)、G(グリーン)、Cy
(シアン)、Ye(イエロー)が画素単位で配列され
る。従って、これらの色フィルタを透過した光により、
CCD1では蓄積電荷が得られることになる。
【0004】図5(B)には、従来の色差線順次混合読
出し方式による読出し状態が示されており、この方式で
は、上下ラインの画素の蓄積電荷が混合されて読み出さ
れる。例えば、1回目の露光時に0ラインと1ラインの
混合信号、2ラインと3ラインの混合信号、…というよ
うな奇数(Odd)フィールドのビデオ信号が読み出さ
れ、2回目の露光時に1ラインと2ラインの混合信号、
3ラインと4ラインの混合信号、…というような偶数
(Even)フィールドのビデオ信号が読み出される。
従って、CCD1の2ラインの混合信号がフィールド画
像の1ラインの信号となる。
【0005】図6には、上記CCD1における信号の読
出し動作が示されており、図(A)のフィールドのO/
E信号で示されるように、1/60秒(垂直同期期間)
毎に奇数フィールドと偶数フィールドが得られる。この
ため、上記の1/60秒の期間において、例えば図
(B)に示される電子シャッタの蓄積(露光)時間tに
より信号蓄積が行われ、次の1/60秒の期間で蓄積混
合信号の読出しが行われる。この結果、図(C)に示さ
れるように、n−1(番号)の奇数(Odd)フィール
ド信号、nの偶数(Even)フィールド信号が得られ
ることになり、このn−1の奇数フィールド信号は、図
5(B)の左側に示した(0+1)ライン,(2+3)
ライン,(4+5)ライン…の混合信号からなり、nの
偶数フィールド信号は、図5(B)の右側に示した(1
+2)ライン,(3+4)ライン…の混合信号から構成
される。
【0006】そして、この奇数フィールド信号と偶数フ
ィールド信号は、インターレース走査されて1フレーム
の画像として形成され、この画像がモニタ上に表示され
る。もちろん、上記処理の途中では、各種の信号処理が
施され、上記の混合信号からは、色差信号と輝度信号が
形成されており、これらの信号に基づいてモニタ上に被
観察体内の画像が表示される。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記同
時式の電子内視鏡装置においては、上記図6(C)で示
されるように、1フレーム画像を形成するための奇数フ
ィールド画像と偶数フィールド画像との間に、1/60
秒の時間のずれがあり、この間に内視鏡自体のブレや被
観察体の動き等があると、画質が低下するという問題が
ある。特に、内視鏡では、フリーズスイッチの操作によ
り静止画が表示され、これによって特定の観察部位を詳
細に観察できるようになっている。この静止画でも、上
記の奇数フィールド情報と偶数フィールド情報に基づき
1フレームの画像が表示されており、両者間の情報にず
れ(ブレ、動き)があれば、画質が低下(色ずれを含
む)することになる。
【0008】また、電子内視鏡装置では、信号の蓄積時
間を変える電子シャッタ機能が採用される場合もあり、
これによれば、明るい場所において蓄積時間を短くする
ことにより画質の向上を図ることができる。しかし、図
6(B)で示したように、1フレーム画像を形成するた
めの2回の蓄積(露光)の間には、1/60秒のタイム
ラグがあり、蓄積時間を短くした効果が必ずしも享受で
きないという不都合もある。
【0009】また、従来においては、1/60秒の期間
内に全画素を順次読み出すことも提案されている。しか
し、この場合は上記CCD1の転送ライン(垂直CC
D)の構造を倍の密度で形成しなければならないため構
成が複雑となり、しかもクロック周波数が倍となる等の
不都合がある。
【0010】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、1回の露光により撮像素子で得ら
れた全画素をクロック周波数を高くせずに読み出し、画
質の向上を図ることができる全画素読出し式電子内視鏡
装置を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第1請求項記載の発明に係る全画素読出し式内視鏡
装置は、複数の色フィルタが画素単位で配置された撮像
素子と、動画及び静止画を形成するために、上記撮像素
子で1回の露光により画素毎に蓄積された画像信号につ
き、最初に奇数又は偶数のいずれかのラインの画像信号
を読み出し、次に残りのラインの画像信号を読み出すよ
うに制御する撮像素子駆動回路と、この撮像素子駆動回
路で画像信号を読み出す際の所定の時間に、上記撮像素
子へ画素信号が蓄積されないように照明光を遮断する光
遮断手段と、上記撮像素子から得られた上記奇数ライン
の画像信号及び上記偶数ラインの画像信号を記憶するメ
モリと、このメモリの書込み及び読出しを制御し、静止
画を形成する際には同一露光時に得られた奇数ライン及
び偶数ラインの画像信号のみが記憶されるように書込み
を禁止制御するメモリコントロール回路と、このメモリ
から読み出された上記奇数ラインと偶数ラインの画素信
号を混合して同時式の画像信号を形成する混合回路と、
を含み、この混合回路から出力された画素混合信号に基
づいて動画及び静止画のフィールド画像を形成し、かつ
この静止画については同一露光時の画像信号によりフレ
ーム画像を形成することを特徴とする。
【0012】上記第1請求項記載の構成によれば、例え
ば1番目の1/60秒の期間(垂直同期期間)内での露
光(露光時間は任意)により蓄積された電荷は、2番目
の1/60秒の期間で撮像素子(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1/60秒の期間で残りの偶数ラインが読
み出される。そして、この偶数ラインを読み出すため
に、上記2番目の期間の光源光が光遮断手段により遮蔽
される。即ち、上記奇数ラインの蓄積電荷を順次読み出
す2番目の期間に、従来のように次の露光の電荷が蓄積
されると、残りの偶数ラインの読み出しができない。そ
こで、本発明では、2番目の期間内での光出力をなくし
て、3番目の期間で偶数ラインの蓄積電荷を読み出せる
ようにしており、これによって1回の露光で得られた撮
像素子の全画素分の信号を読み出すことができる。
【0013】次に、上記奇数ライン及び偶数ラインのビ
デオ信号は、それぞれがメモリに記憶された後、各ライ
ンが同時に読み出され、混合回路で画素混合される。即
ち、上記の色差線順次混合読出し方式と同じ手法で画素
混合信号が形成され、奇数フィールドデータと偶数フィ
ールドデータのビデオ信号が形成される。このビデオ信
号に対しては、従来と同様の処理が施され、その後にモ
ニタ等へ出力される。このようにして、1/60秒の期
間内の1回の露光で得られた全画素の信号に基づいて1
フレームの画像が形成されることになり、高画質の画像
を得ることができる。
【0014】また、フリーズスイッチが押されたときに
は、同一露光時に得られた奇数ライン及び偶数ラインの
画像信号を上記メモリ内に記憶した時点で、メモリへの
書込みが禁止される。従って、静止画は必ず1/60秒
の期間内の同一露光で得られたビデオ信号により表示さ
れ、高画質の静止画を観察することが可能となる。
【0015】
【発明の実施の形態】図1には、実施形態の一例として
の全画素読出し式電子内視鏡装置の回路構成が示されて
おり、図示されるように、電子内視鏡装置はスコープと
しての電子内視鏡10、この電子内視鏡10のコネクタ
部回路(電子内視鏡内回路)11、プロセッサ装置12
及び光源装置13から構成される。上記電子内視鏡10
には、その先端部に図5で説明したものと同様の色フィ
ルタを備えたCCD15が設けられると共に、光源装置
13の光を先端部まで導くためのライトガイド16が配
設される。また、電子内視鏡10の操作部には、静止画
表示のためのフリーズスイッチ17が設けられる。
【0016】上記コネクタ部回路11内には、上記CC
D15を駆動するCCD駆動回路18、全画素読出しパ
ルス発生回路19、タイミングジュネレータ20が設け
られる。この全画素読出しパルス発生回路19は、タイ
ミングジェネレータ20の信号に基づき、1回の露光で
CCD15に蓄積された全画素分の蓄積データを、奇数
ラインと偶数ラインに分けて読み出すためのパルスを発
生し、CCD駆動回路18へ供給する。このCCD駆動
回路18は、上記読出しパルスに基づいてCCD15か
ら上記奇数ラインの信号と偶数ラインの信号を別々に順
次読み出すための制御を行うことになる。
【0017】また、上記CCD15の出力信号を入力す
るA/D変換器21、例えば上記奇数ラインの画像デー
タを記憶する第1メモリ22、偶数ラインの画像データ
を記憶する第2メモリ23、混合回路24、メモリコン
トロール回路25が設けられる。即ち、CCD15から
出力されたビデオ信号は、従来のように2ライン混合で
出力されるのではなく、メモリコントロール回路25の
制御に基づき、奇数ラインのビデオ信号と偶数ラインの
ビデオ信号に分けられた状態で、それぞれのメモリ2
2,23に一旦格納される。その後、上記の混合回路2
4は、奇数ラインのデータと偶数ラインのデータを加算
混合し、従来の色差線順次混合読出し方式と同等の信号
を形成する。
【0018】図2には、上述したCCD15から混合回
路24までの回路で形成される画像データの内容が示さ
れている。図(A)に示されるように、CCD15で
は、走査線数に対応して、0ラインからNラインまで水
平ラインが設けられ、この水平ラインの画素データを転
送ラインに転送して読み出すように構成される。そし
て、上記CCD15の奇数ライン(1,3,5…ライ
ン)のデータが図(B)の第1メモリ22に格納され、
偶数ライン(2,4,6…ライン)のデータが図(C)
の第2メモリ23に格納される。
【0019】これらメモリ22,23のデータは、上記
混合回路24により、図(B)と図(C)のライン同士
で画素混合が行われ、図(D)に示されるように、0ラ
イン+1ライン,2ライン+3ライン,4ライン+5ラ
イン … の加算演算データが奇数(Odd)フィール
ドデータとして出力される。また、図(C)の読出しラ
インを下側に1ラインずらした状態で(図示C1 の位置
から読み出す)、図(B)とライン同士で画素混合が行
われ、図(E)に示されるように、1ライン+2ライ
ン,3ライン+4ライン,5ライン+6ライン … の
加算演算データが偶数(Even)フィールドデータと
して出力される。なお、CCD15のラインの奇数をO
DD、偶数をEVEN、インターレース走査の対象とな
るフィールドの奇数をOdd、偶数をEvenとして区
別する。
【0020】更に、図1において、上記混合回路24の
後段に第1DVP(デジタルビデオプロセッサ)26が
設けられ、この第1DVP26では、画素混合読出し
(色差線順次混合読出し方式)のカラー信号処理が施さ
れ、例えば色差信号や輝度信号が形成される。なお、図
示していないが、その他にも自動利得制御やガンマ処理
回路等が適当な位置に配置される。
【0021】上記電子内視鏡10が接続されるプロセッ
サ装置12内には、上記第1DVP26に接続した第2
DVP28が設けられ、この第2DVP28では、像位
置の制御、拡大処理、ミラーイメージ処理等が行われ
る。この第2DVP28の後段には、奇数フィールドデ
ータを記憶する第3メモリ29、偶数フィールドデータ
を記憶する第4メモリ30、切替え回路31、メモリコ
ントロール回路32及びD/A変換器33が設けられ
る。即ち、上記の第3メモリ29には、図2(D)のデ
ータが色差信号等に変換された奇数フィールドデータが
記憶され、第4メモリ30には、図2(E)のデータが
色差信号等に変換された偶数フィールドデータが記憶さ
れる。
【0022】また、電子内視鏡10に配設されたライト
ガイド16を接続する光源装置13には、光源35が設
けられ、この光源35とライトガイド16の入射端との
間に、光チョッパ36及び絞り37が配置される。この
光チョッパ36は、例えば半円状板を回転させる構成と
され、この光チョッパ36を1/30秒で1回転させる
ために、駆動回路38及びサーボ回路39が接続されて
いる。従って、この光チョッパ36によれば、1/60
秒毎のサイクルのフィールドO/E信号において、1/
60秒間だけ光を出力し、次の1/60秒間では光を遮
断することができる。
【0023】一方、上記絞り37には、駆動回路40及
びアイリス制御回路41が接続されており、この駆動回
路40及びアイリス制御回路41は上記第1DVP26
で得られる輝度信号に基づいて絞り37を駆動し、光源
35の出力光量を調整することができる。
【0024】当該例は以上の構成からなり、その作用を
図3及び図4を参照しながら説明する。図4(A)に示
されるように、フィールドO(Odd)/E(Eve
n)信号として、従来装置と同様に、1/60秒で1フ
ィールドを形成するタイミング信号が用いられる。また
これに対応して、上記の光チョッパ36を1/30秒で
1回転させることにより、図4(B)のPn-1 ,Pn ,
Pn+1 に示されるように、1/60秒の光遮断状態を挟
みながら1/60秒の期間で光が繰り返し出力される。
この光は、ライトガイド16を介して先端部から被観察
体内へ照射される。
【0025】この光照射により、先端部のCCD15で
は被観察体内の像が捉えられ、CCD15には、像に対
応した電荷が蓄積される。この蓄積電荷の読出しは、C
CD駆動回路18からの制御パルスで行われるが、電子
シャッタ機能を用いる場合は、蓄積或いは読出しのタイ
ミングを制御パルスで変えればよく、これによって電荷
蓄積時間を変化させ、露光量を調整することができる。
【0026】そうして、実施形態例では、全画素読出し
パルス発生回路19の制御により、1回の露光で得られ
たCCD15の全画素の蓄積データが読み出される。即
ち、図4(C)に示されるように、図4(B)の光出力
Pn-1 の露光に基づき、CCD15からはn−1の奇数
(ODD)ラインデータと偶数(EVEN)ラインデー
タが順に読み出され、この奇数ラインデータは図4
(E)の書込み(ライトイネーブル)信号によって第1
メモリ22へ格納され、偶数ラインデータは図4(F)
の書込み信号によって第2メモリ23へ格納される。ま
た、光出力Pn ,Pn+1 …の順にそれぞれの奇数及び偶
数ラインのデータが読み出されて各メモリ22,23へ
格納される。
【0027】次に、このメモリ22,23内のデータ
は、混合回路24により画素混合され、図(G)に示さ
れるように、例えばn−2(番目)同士の奇数ラインデ
ータと偶数ラインデータの組合せで混合処理した奇数
(Odd)フィールド信号、n−2の偶数ラインデータ
とn−1の奇数ラインデータの組合せで混合処理した偶
数(Even)フィールド信号、n−1同士の奇数ライ
ンデータと偶数ラインデータの組合せで混合処理した奇
数(Odd)フィールド信号…というように、フィール
ド信号が順次形成される。そして、これらのフィールド
信号はカラー画像処理が施されて、第3メモリ29及び
第4メモリ30に一旦格納されており、これらメモリ2
9,30の出力が切替え回路31で交互にモニタへ出力
され、インターレース走査により画像表示される。
【0028】従って、当該例では、動画については、次
の露光時に得られた画像データの一部が混入した状態で
画像表示されることになるが、このデータ量は全体の1
/2であり、1/60秒間にブレ、動きがあったとして
も、その影響は小さくなる。
【0029】一方、静止画については、同一露光時のデ
ータのみを用いて画像表示しており、図1のメモリコン
トロール回路25(不図示のCPU等でもよい)では、
図3の制御動作を実行する。即ち、この制御は、図4
(A)のO/E信号の立下がり時に各動作を実行するよ
うに設定され、ステップ101にてフリーズスイッチ1
7が押された(オン)か否かを判定し、押された場合
に、ステップ102にて第1メモリ22及び第2メモリ
23のライトイネーブルを禁止する。
【0030】例えば、図4(D)に示されるQの時点
で、フリーズスイッチ17がオンされたとすると、この
とき、フィールドO/E信号は立下がり時(A1 )とな
るから、次の立下がり時(A2 )に各メモリ22,23
の書込みが禁止される[図4(E),(F)]。従っ
て、第1メモリ22には光出力Pn で得られたnの奇数
ラインデータが書き込まれ、他方の第2メモリ23にも
nの偶数ラインデータが書き込まれた状態で、次のデー
タの書込みは行われない。この結果、図4(G)に示さ
れるように、n同士の奇数及び偶数ラインデータからな
る奇数(Odd)フィールド信号、偶数(Even)フ
ィールド信号が順に読み出され、これらのフィールド信
号がインターレース走査により静止画として表示され
る。
【0031】このようにして、異なった時間のフィール
ド画像の組合せが禁止され、同一露光時の全画素のデー
タに基づいて静止画が表示されることになり、高画質の
被観察体内像を観察することが可能となる。なお、上記
フリーズスイッチ17が他の時点で押された場合でも、
必ず同一の番号(n−1,n+1等)の奇数ラインデー
タと偶数ラインデータが書き込まれた後に、次の書込み
が禁止される。
【0032】上記実施形態例では、上述したように、被
観察体内の明るさに応じて電子シャッタ機能を用いるこ
とが可能であるが、本発明によれば、この電子シャッタ
機能の効果を更に高めるという利点もある。即ち、患部
に先端部が近づく場合等には、画面が明るくなるので、
電子シャッタ機能によりCCD15における蓄積時間を
短くして画質の向上を図ることができるが、従来の方式
では、2回の露光で得られたビデオ信号に基づいて画像
が形成されるので、2回の露光間で動き、ブレがある
と、それが画質に影響する。しかし、本発明では、1回
の露光で得られたビデオ信号に基づいて静止画を形成す
るので、この1回の露光時間、即ち信号蓄積時間を短く
した効果が直接的に現れ、露光時間を短くすることによ
る画質向上が顕著になるという利点がある。
【0033】また、内視鏡では、患部の火傷等を考慮す
ると、内視鏡先端部から強い照明光を長時間、患部に与
えることは好ましくなく、照明光の強度もある程度、制
限を受けることになる。しかし、本発明では、光の出力
が従来に比べると半分となるので、照明光強度も高くす
ることが可能となり、更に見やすい画像が形成できると
いう利点がある。
【0034】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
光遮断手段を用いながら、1回の露光で撮像素子におい
て得られた画像信号につき、最初に奇数又は偶数のいず
れかのラインの画像信号を読み出し、次に残りのライン
の画像信号を読み出すように制御し、この奇数ライン及
び偶数ラインデータをメモリに一旦格納した後に、画素
混合して読み出し、これにより動画を形成すると共に、
静止画を形成する場合は、上記メモリ内に同一露光時に
得られた奇数ライン及び偶数ラインの画像信号のみを記
憶するようにしたので、クロック周波数を高くすること
なく、1回の露光により撮像素子で得られた全画素を読
み出すことができ、特に静止画において画質の向上を図
ることが可能となる。また、電子シャッタ機能の効果を
十分に発揮できると共に、照明光強度を高くしてさらな
る画質の向上を図ることも可能となるという利点があ
る。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electronic endoscope apparatus, and more particularly, to reading out all pixels of an image stored by a simultaneous type image pickup device and producing a high quality still image or the like. The present invention relates to signal processing for an endoscope device to be formed. 2. Description of the Related Art In an electronic endoscope apparatus, for example, a CCD (Charge Coupled Device) is used as an image pickup device. In this CCD, a charge stored in a pixel unit by a photoelectric conversion element is read out. , An image signal (video signal) is obtained. In the simultaneous electronic endoscope device, a color filter is arranged in pixel units on the upper surface of the CCD so that a color image can be obtained. FIG. 5A shows an arrangement state of the color filters. As shown, for example, Mg (magenta), G (green), and Cy are provided on the imaging surface of the CCD 1.
(Cyan) and Ye (yellow) are arranged in pixel units. Therefore, by the light transmitted through these color filters,
In the CCD 1, accumulated charges are obtained. FIG. 5B shows a read state by a conventional color difference line sequential mixed read method. In this method, accumulated charges of pixels in upper and lower lines are mixed and read. For example, at the first exposure, a mixed signal of 0 line and 1 line, a mixed signal of 2 lines and 3 lines,..., And a video signal of an odd field (Odd) are read out. 2 lines mixed signal,
A video signal of an even field (Even) such as a mixed signal of three lines and four lines,... Is read out.
Therefore, a mixed signal of two lines of the CCD 1 becomes a signal of one line of the field image. FIG. 6 shows a signal reading operation in the CCD 1, and the O / O of the field shown in FIG.
1/60 second (vertical synchronization period) as indicated by E signal
An odd field and an even field are obtained every time. Therefore, during the above 1/60 second period, signal accumulation is performed, for example, according to the accumulation (exposure) time t of the electronic shutter shown in FIG. Reading is performed. As a result, as shown in FIG. 7C, n-1 (number) odd (Odd) field signals and n even (Even) field signals are obtained, and the (n-1) odd field signals are obtained. Are (0 + 1) lines and (2 + 3) shown on the left side of FIG.
, A mixed signal of (4 + 5) lines..., And the even field signal of n is (1) shown on the right side of FIG.
+2) lines, (3 + 4) lines... [0006] The odd field signal and the even field signal are interlaced and formed as an image of one frame, and the image is displayed on a monitor. Of course, in the middle of the above processing, various signal processings are performed, and a color difference signal and a luminance signal are formed from the mixed signal, and an image of the inside of the object to be observed is displayed on a monitor based on these signals. Is done. [0007] However, in the simultaneous electronic endoscope apparatus, as shown in FIG. 6C, an odd field image for forming one frame image and an odd field image for forming one frame image are used. 1/60 between even field image
If there is a time lag of seconds and the endoscope itself shakes or the object moves during this time, there is a problem that the image quality deteriorates. In particular, in the endoscope, a still image is displayed by operating a freeze switch, and thereby a specific observation site can be observed in detail. In this still image, an image of one frame is displayed based on the odd field information and the even field information. If there is a shift (blurring, movement) between the two, the image quality deteriorates (including color shift). Will do. In some cases, the electronic endoscope apparatus employs an electronic shutter function for changing a signal accumulation time.
According to this, the image quality can be improved by shortening the accumulation time in a bright place. However, as shown in FIG. 6B, there is a time lag of 1/60 second between two accumulations (exposure) for forming one frame image, and the effect of shortening the accumulation time is not necessarily required. There is also a disadvantage that it cannot be enjoyed. Conventionally, it has also been proposed to sequentially read out all pixels within a period of 1/60 second. However, in this case, the transfer line of the CCD 1 (vertical CC)
Since the structure of D) must be formed at twice the density, the structure becomes complicated and the clock frequency is doubled. The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to read out all pixels obtained by an image pickup device by one exposure without increasing the clock frequency, and to perform image reading . It is an object of the present invention to provide an all-pixel readout type electronic endoscope apparatus capable of improving quality. According to a first aspect of the present invention, there is provided an all-pixel read-out type endoscope apparatus in which a plurality of color filters are arranged in pixel units. In order to form an image sensor and a moving image and a still image, an image signal of either an odd or even line is first read out from an image signal accumulated for each pixel by one exposure with the image sensor, and An image sensor driving circuit that controls to read image signals of the remaining lines, and illuminating light so that pixel signals are not accumulated in the image sensor at a predetermined time when the image signal is read by the image sensor driving circuit. A light blocking means for blocking, a memory for storing the odd-numbered line image signal and the even-numbered line image signal obtained from the image pickup device, and a memory for controlling writing and reading of the memory;
When forming an image, the odd lines and lines obtained during the same exposure
And write so that only the image signals of even lines are stored
A memory control circuit for prohibiting control, a mixing circuit for forming an image signal of the simultaneous method by mixing the pixel signals of the odd lines and even lines read from the memory,
And forming a field image of a moving image and a still image based on the pixel mixing signal output from the mixing circuit , and
This still image is framed by the image signal of the same exposure.
Forming an image . According to the configuration of the first aspect, for example, the electric charge accumulated by the exposure (exposure time is optional) within the first 1/60 second period (vertical synchronization period) is reduced to the second charge. The odd lines of the image sensor (CCD) are read out during 1/60 second (read from the transfer line), and the remaining even lines are read out during the third (at the next exposure) 1/60 second. Then, in order to read out this even line, the light source light in the second period is blocked by the light blocking means. That is, if the charges of the next exposure are accumulated during the second period in which the accumulated charges of the odd lines are sequentially read out, the remaining even lines cannot be read. Therefore, in the present invention, the light output in the second period is eliminated, and the accumulated charges of the even lines are read out in the third period, whereby the imaging device obtained by one exposure is obtained. Signals for all pixels can be read. Next, the video signals of the odd-numbered lines and the even-numbered lines are respectively stored in a memory, and then the respective lines are simultaneously read out and mixed by a mixing circuit. That is, a pixel mixed signal is formed by the same method as the above color difference line sequential mixed reading method, and a video signal of odd field data and even field data is formed. This video signal is subjected to the same processing as before, and then output to a monitor or the like. In this manner, 1 based on the signals of all the pixels obtained by one exposure within the period of 1/60 second.
A frame image is formed, and a high-quality image can be obtained. Further, when the freeze switch has been pressed, the odd lines and the image signal of the even lines obtained at the time the same exposure when stored in said memory, writing to the memory is inhibited. Therefore, a still image is always displayed by a video signal obtained by the same exposure within a period of 1/60 second, and a high-quality still image can be observed. FIG. 1 shows a circuit configuration of an all-pixel readout type electronic endoscope apparatus as an example of an embodiment. As shown in FIG. Denotes an electronic endoscope 10 as a scope, a connector circuit (electronic endoscope internal circuit) 11 of the electronic endoscope 10, and a processor device 12.
And a light source device 13. The electronic endoscope 10
Is provided with a CCD 15 having a color filter similar to that described with reference to FIG. 5 and a light guide 16 for guiding the light of the light source device 13 to the distal end. Further, a freeze switch 17 for displaying a still image is provided on the operation unit of the electronic endoscope 10. In the connector section circuit 11, the CC
A CCD driving circuit 18 for driving D15, an all-pixel reading pulse generating circuit 19, and a timing generator 20 are provided. The all-pixel read pulse generating circuit 19 generates a pulse for reading the accumulated data of all the pixels accumulated in the CCD 15 by one exposure into odd lines and even lines based on the signal of the timing generator 20. Then, it is supplied to the CCD drive circuit 18. The CCD drive circuit 18 performs control for sequentially and sequentially reading the odd-line signal and the even-line signal from the CCD 15 based on the read pulse. An A / D converter 21 for inputting the output signal of the CCD 15, for example, a first memory 22 for storing the odd-line image data, a second memory 23 for storing the even-line image data, a mixing circuit 24, a memory control circuit 25 is provided. That is, the video signal output from the CCD 15 is not output by mixing two lines as in the related art, but is divided into an odd-line video signal and an even-line video signal under the control of the memory control circuit 25. In the state, each memory 2
2 and 23 once. Then, the above-mentioned mixing circuit 2
No. 4 adds and mixes the data of the odd-numbered lines and the data of the even-numbered lines to form a signal equivalent to that of the conventional color difference line sequential mixed reading method. FIG. 2 shows the contents of image data formed by the circuits from the CCD 15 to the mixing circuit 24 described above. As shown in FIG. 1A, the CCD 15 is provided with horizontal lines from 0 to N corresponding to the number of scanning lines, and the pixel data of the horizontal lines is transferred to a transfer line and read. Is done. Then, data of odd lines (1, 3, 5,...) Of the CCD 15 are stored in the first memory 22 shown in FIG.
The data of the even lines (2,4,6 ... line) is shown in Fig. (C)
Is stored in the second memory 23. The data in the memories 22 and 23 are subjected to pixel mixing between the lines shown in FIGS. 2B and 2C by the mixing circuit 24, and as shown in FIG. The addition operation data of the line, 2 lines + 3 lines, 4 lines + 5 lines,... Is output as odd-number (Odd) field data. Further, with the readout line in FIG. 9C shifted downward by one line (reading from the position of C1 in FIG. 9), pixel mixing is performed between the lines in FIG. 10B and as shown in FIG. 10E. , 1 line + 2 lines, 3 lines + 4 lines, 5 lines + 6 lines,..., Are output as even field data. The odd number of lines of the CCD 15 is represented by O.
DD, an even number is distinguished as EVEN, an odd number of a field to be interlaced is identified as Odd, and an even number is identified as Even. Further, in FIG. 1, a first DVP (digital video processor) 26 is provided at a stage subsequent to the mixing circuit 24, and the first DVP 26 performs color signal processing of pixel mixed reading (color difference line sequential mixing reading system). Then, for example, a color difference signal and a luminance signal are formed. Although not shown, other circuits such as an automatic gain control circuit and a gamma processing circuit are arranged at appropriate positions. In the processor device 12 to which the electronic endoscope 10 is connected, a second DVP 26 connected to the first DVP 26 is provided.
A DVP 28 is provided. In the second DVP 28, control of an image position, enlargement processing, mirror image processing, and the like are performed. In the subsequent stage of the second DVP 28, a third memory 29 for storing odd field data, a fourth memory 30 for storing even field data, a switching circuit 31, a memory control circuit 32, and a D / A converter 33 are provided. That is, the third memory 29 stores the odd field data obtained by converting the data of FIG. 2D into a color difference signal or the like, and the fourth memory 30 stores the data of FIG. Is stored. A light source 35 is provided in the light source device 13 for connecting the light guide 16 provided in the electronic endoscope 10, and a light chopper is provided between the light source 35 and an incident end of the light guide 16. 36 and a stop 37 are arranged. The optical chopper 36 is configured to rotate, for example, a semicircular plate, and a drive circuit 38 and a servo circuit 39 are connected to rotate the optical chopper 36 once every 1/30 second. Therefore, according to the optical chopper 36, 1/60
In a field O / E signal in a cycle every second, 1 /
The light is output for only 60 seconds, and the light can be blocked for the next 1/60 seconds. On the other hand, a drive circuit 40 and an iris control circuit 41 are connected to the diaphragm 37, and the drive circuit 40 and the iris control circuit 41 are connected to the first DVP 26.
By driving the aperture 37 based on the luminance signal obtained in the step (1), the output light amount of the light source 35 can be adjusted. This example is configured as described above, and its operation will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 4A, the field O (Odd) / E (Eve)
n) As a signal, a timing signal for forming one field in 1/60 second is used as in the conventional device. In response to this, the optical chopper 36 is rotated once every 1/30 second, so that Pn-1, Pn, and Pn-1 in FIG.
As indicated by Pn + 1, light is repeatedly output for a period of 1/60 second while interposing a light blocking state of 1/60 second.
This light is emitted from the distal end portion through the light guide 16 into the body to be observed. By this light irradiation, an image of the inside of the body to be observed is captured by the CCD 15 at the distal end, and the CCD 15 accumulates charges corresponding to the image. The reading of the stored charge is performed by C
The control is performed by a control pulse from the CD drive circuit 18. However, when the electronic shutter function is used, the timing of accumulation or readout may be changed by the control pulse, thereby changing the charge accumulation time and adjusting the exposure amount. it can. Thus, in the embodiment, under the control of the all-pixel reading pulse generating circuit 19, the accumulated data of all the pixels of the CCD 15 obtained by one exposure is read. That is, as shown in FIG. 4C, based on the exposure of the light output Pn-1 in FIG. 4B, n-1 odd (ODD) line data and even (EVEN) line data are output from the CCD 15. The odd line data is read out in order.
The (E) write (write enable) signal causes the first
The even line data stored in the memory 22 is shown in FIG.
Is stored in the second memory 23 by the write signal. Also, the data of the odd and even lines are read out in the order of the optical outputs Pn, Pn + 1... And stored in the memories 22 and 23. Next, the data in the memories 22 and 23 are pixel-mixed by the mixing circuit 24, and as shown in FIG. , Odd-numbered field data mixed with a combination of n-2 even-numbered line data and n-1 odd-numbered line data, and odd-numbered line data between n-1 Field signals are sequentially formed, such as odd (Odd) field signals mixed by the combination of even line data. These field signals are subjected to color image processing and temporarily stored in the third memory 29 and the fourth memory 30.
The outputs 9 and 30 are alternately output to the monitor by the switching circuit 31 and displayed by interlaced scanning. Therefore, in this example, a moving image is displayed as an image in which a part of the image data obtained at the next exposure is mixed.
/ 2, and even if there is blurring or movement during 1/60 seconds, the effect is small. On the other hand, for a still image, an image is displayed using only the data at the same exposure, and the memory control circuit 25 (a CPU or the like (not shown)) shown in FIG.
The control operation of FIG. 3 is performed. That is, this control is performed as shown in FIG.
Each operation is set to be executed when the O / E signal of (A) falls.
It is determined whether or not 7 is pressed (ON). If it is pressed, the write enable of the first memory 22 and the second memory 23 is prohibited in step 102. For example, if the freeze switch 17 is turned on at the time point Q shown in FIG. 4D, the field O / E signal is at the falling time (A1) at this time. At the time (A2), the memories 22, 23
Is prohibited [FIGS. 4E and 4F]. Therefore, in the state where the n odd line data obtained by the optical output Pn is written in the first memory 22 and the n even line data is written in the other second memory 23, the next data is written. Not done. As a result, as shown in FIG. 4 (G), an odd (Odd) field signal and an even (Even) field signal composed of odd-numbered and even-numbered n line data are sequentially read out, and these field signals are interlaced. Is displayed as a still image. In this manner, the combination of the field images at different times is prohibited, and a still image is displayed based on the data of all the pixels at the same exposure. It is possible to do. Even if the freeze switch 17 is pressed at another time,
After the odd line data and the even line data of the same number (n-1, n + 1, etc.) are always written, the next write is prohibited. In the above embodiment, as described above, the electronic shutter function can be used according to the brightness of the inside of the object to be observed. According to the present invention, the effect of this electronic shutter function is further enhanced. There is also an advantage. In other words, the screen becomes brighter when the tip approaches the affected part, etc.
Although the image quality can be improved by shortening the accumulation time in the CCD 15 by the electronic shutter function, the conventional method forms an image based on a video signal obtained by two exposures. Movement between exposures and blurring will affect image quality. However, in the present invention, since a still image is formed based on a video signal obtained by one exposure, the effect of shortening this one exposure time, that is, the signal accumulation time, directly appears, and the exposure time is reduced. There is an advantage that image quality improvement by shortening becomes remarkable. Also, in consideration of burns and the like of the affected part, it is not preferable to apply strong illumination light from the distal end of the endoscope to the affected part for a long time, and the intensity of the illumination light is limited to some extent. become. However, according to the present invention, the light output is reduced by half compared with the conventional case, so that the illumination light intensity can be increased, and there is an advantage that a more easily viewable image can be formed. As described above, according to the present invention,
While using the light blocking means, for the image signal obtained by the image sensor in one exposure, the image signal of either the odd or even line is read first, and then the image signals of the remaining lines are read. Control and temporarily store the odd-line data and the even-line data in the memory, and then read by mixing the pixels, thereby forming a moving image.
When a still image is formed, only the odd-line and even-line image signals obtained at the same exposure are stored in the memory, so that the image pickup device can be formed by one exposure without increasing the clock frequency. Can be read out, and the image quality can be improved particularly in a still image. Further, there is an advantage that the effect of the electronic shutter function can be sufficiently exerted, and the image quality can be further improved by increasing the illumination light intensity.
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態例に係る全画素読出し式電子
内視鏡装置の回路構成を示すブロック図である。
【図2】図1のCCDから混合回路までの間で読み出さ
れる画像データを示す図である。
【図3】図1の第1メモリ及び第2メモリにおけるメモ
リ制御動作を示すフローチャートである。
【図4】実施形態例の主要な動作を示す説明図である。
【図5】従来のCCDの構成を示し、図(A)は色フィ
ルタの構成図、図(B)はCCDからの混合読出しの説
明図である。
【図6】従来のCCDでの動作を示す説明図である。
【符号の説明】
1,15 … CCD(撮像素子)、
10 … 電子内視鏡、
11 … コネクタ部回路、
12 … プロセッサ装置、
13 … 光源装置、
17 … フリーズスイッチ、
18 … CCD駆動回路、
19 … 全画素読出しパルス発生回路、
22,23,29,30 … メモリ、
24 … 混合回路、
25,32 … メモリコントロール回路、
35 … 光源、
36 … 光チョッパ。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram showing a circuit configuration of an all-pixel readout electronic endoscope apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram showing image data read from the CCD of FIG. 1 to a mixing circuit. FIG. 3 is a flowchart illustrating a memory control operation in a first memory and a second memory of FIG. 1; FIG. 4 is an explanatory diagram showing main operations of the embodiment. 5A and 5B show a configuration of a conventional CCD, FIG. 5A is a configuration diagram of a color filter, and FIG. 5B is an explanatory diagram of mixed reading from the CCD. FIG. 6 is an explanatory diagram showing an operation in a conventional CCD. [Description of Signs] 1,15: CCD (image pickup device), 10: electronic endoscope, 11: connector circuit, 12: processor device, 13: light source device, 17: freeze switch, 18: CCD drive circuit, 19 ... all-pixel readout pulse generation circuit, 22, 23, 29, 30 ... memory, 24 ... mixing circuit, 25, 32 ... memory control circuit, 35 ... light source, 36 ... optical chopper.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平1−191822(JP,A) 特開 平8−79791(JP,A) 特開 昭58−121873(JP,A) 特開 昭58−117776(JP,A) 特開 平9−90244(JP,A) 特開 平9−93495(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) A61B 1/00 - 1/32 G02B 23/24 - 23/26 H04N 7/18 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (56) References JP-A-1-191822 (JP, A) JP-A-8-79791 (JP, A) JP-A-58-121873 (JP, A) JP-A-58-19783 117776 (JP, A) JP-A-9-90244 (JP, A) JP-A-9-93495 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) A61B 1/00-1 / 32 G02B 23/24-23/26 H04N 7/18
Claims (1)
た撮像素子と、動画及び静止画を形成するために、上記 撮像素子で1回
の露光により画素毎に蓄積された画像信号につき、最初
に奇数又は偶数のいずれかのラインの画像信号を読み出
し、次に残りのラインの画像信号を読み出すように制御
する撮像素子駆動回路と、 この撮像素子駆動回路で画像信号を読み出す際の所定の
時間に、上記撮像素子へ画素信号が蓄積されないように
照明光を遮断する光遮断手段と、 上記撮像素子から得られた上記奇数ラインの画像信号及
び上記偶数ラインの画像信号を記憶するメモリと、このメモリの書込み及び読出しを制御し、静止画を形成
する際には同一露光時に得られた奇数ライン及び偶数ラ
インの画像信号のみが記憶されるように書込みを禁止制
御するメモリコントロール回路と、 このメモリから読み出された上記奇数ラインと偶数ライ
ンの画素信号を混合して同時式の画像信号を形成する混
合回路と、を含み、 この混合回路から出力された画素混合信号に基づいて動
画及び静止画のフィールド画像を形成し、かつこの静止
画については同一露光時の画像信号によりフレーム画像
を形成するようにした全画素読出し式電子内視鏡装置。(57) [Claims] 1. A plurality of color filters are arranged in pixel units.
An image sensor,To form moving images and still images, Once with the image sensor
Of the image signal accumulated for each pixel by the exposure of
To read the image signal of either the odd or even line
And then control to read the image signal of the remaining lines
An image sensor driving circuit, When the image signal is read out by the image sensor driving circuit, a predetermined
So that pixel signals are not accumulated in the image sensor at the time
Light blocking means for blocking illumination light; The image signal of the odd line obtained from the image sensor and
A memory for storing image signals of the even lines andControls writing and reading of this memory to form a still image
The odd lines and even lines obtained during the same exposure.
Writing is prohibited so that only the image signal
A memory control circuit that controls The odd and even lines read from this memory
Image signals are mixed to form a simultaneous image signal.
And a combined circuit, Based on the pixel mixing signal output from this mixing circuitMovement
Image and still imageForm a field imageAnd this still
As for the image, the frame image is
FormAll-pixel readout type electronic endoscope apparatus.
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