JP3038838B2 - Endoscope video signal processing method - Google Patents
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- Endoscopes (AREA)
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- Color Television Image Signal Generators (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は電子内視鏡に装着した固体撮像素子により得
られる映像信号を処理する映像信号処理方式に関するも
のである。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a video signal processing method for processing a video signal obtained by a solid-state imaging device mounted on an electronic endoscope.
[従来の技術] 電子内視鏡においては、体内等に挿入される挿入部の
先端にCCD等からなる固体撮像素子を設け、この固体撮
像素子によって観察を行うべき部位を撮像して、モニタ
装置にカラー映像として表示することができるようにし
たものである。[Prior Art] In an electronic endoscope, a solid-state imaging device made of a CCD or the like is provided at the tip of an insertion portion to be inserted into a body or the like, and an image of a part to be observed is taken by the solid-state imaging device. It can be displayed as a color image.
ここで、この内視鏡は体内等のように暗所に挿入され
る関係から、観察,診断等を行う際には、その観察部位
を照明する必要がある。このために、内視鏡は光源装置
に接続され、この光源装置からの照明光は、内視鏡に内
蔵されているライトガイドを介して挿入部の先端部分に
まで伝送されて、該挿入部先端に設けた照明窓から照明
光を照射するようにしている。Here, since the endoscope is inserted into a dark place such as a body or the like, it is necessary to illuminate the observation site when performing observation, diagnosis, and the like. For this purpose, the endoscope is connected to a light source device, and illumination light from this light source device is transmitted to a distal end portion of the insertion portion via a light guide built into the endoscope, and the insertion portion is connected to the light source device. Illumination light is emitted from an illumination window provided at the tip.
このように光源装置からの照明下において、観察対象
部の像を固体撮像素子に結像させることにより該固体撮
像素子を構成する各画素に信号電荷を蓄積させて、この
信号電荷を読み出すようにしたもので、固体撮像素子に
よる撮像方式としては、内視鏡の挿入部の細径化を図る
必要から、通常、単板の素子を用い、この固体撮像素子
を面順次方式で駆動して、赤(R),緑(G),青
(B)の各色のフィールド画像を取得し、これら3つの
フィールド画像により画像データを生成して、モニタ装
置上にカラー映像として表示するようにしたものが一般
に用いられている。As described above, under the illumination from the light source device, the image of the observation target portion is formed on the solid-state imaging device to accumulate signal charges in each pixel constituting the solid-state imaging device, and the signal charges are read out. In the imaging method using the solid-state imaging device, since it is necessary to reduce the diameter of the insertion portion of the endoscope, usually, a single-plate device is used, and the solid-state imaging device is driven by a plane sequential method. A field image of each color of red (R), green (G), and blue (B) is obtained, image data is generated from these three field images, and displayed as a color image on a monitor device. It is commonly used.
而して、内視鏡装置は第4図に示したように、内視鏡
Sと制御装置C及びモニタ装置Mとから大略構成され
る。内視鏡Sは体腔等の内部に挿入される挿入部1と、
該挿入部1の基端部に連設された本体操作部2と、一端
がこの本体操作部2に連結され、他端が制御装置Cに着
脱可能に接続されるユニバーサルコード3とを備える構
成となっている。また、制御装置Cは映像信号処理装置
Pと光源装置Lとから構成されている。As shown in FIG. 4, the endoscope apparatus generally includes an endoscope S, a control device C, and a monitor device M. The endoscope S includes an insertion portion 1 inserted into a body cavity or the like,
A structure including a main body operating portion 2 connected to a base end portion of the insertion portion 1 and a universal cord 3 having one end connected to the main body operating portion 2 and the other end detachably connected to the control device C. It has become. Further, the control device C includes a video signal processing device P and a light source device L.
内視鏡Sにおける挿入部1の先端部分には照明窓及び
観察窓が設けられており、照明窓には照明光を伝送する
ためのライトガイドの出射端が臨み、また観察窓に設け
た対物レンズの結像位置にはCCD等からなる固体撮像素
子が設けられているが、これらの構成は周知であるか
ら、その図示及び具体的な説明は省略する。An illumination window and an observation window are provided at a distal end portion of the insertion section 1 of the endoscope S, an emission end of a light guide for transmitting illumination light faces the illumination window, and an objective provided in the observation window. A solid-state image pickup device such as a CCD is provided at the image forming position of the lens. However, since these structures are well known, their illustration and specific description are omitted.
ライトガイド及び固体撮像素子に接続されるケーブル
は内視鏡Sの挿入部1から本体操作部2を介してユニバ
ーサルコード3に挿通されており、該ユニバーサルコー
ド3には、ケーブルを制御装置Cにおける映像信号処理
装置Pと着脱可能に接続するための電気コネクタ部3a
と、ライトガイドを制御装置Cの光源装置Lに接続する
ための光源コネクタ部3bとに分岐している。また、制御
装置C側にはこれら電気コネクタ部3aを接続するための
ソケット4aと、光源コネクタ部3bを接続するためのソケ
ット4bとが設けられている。A cable connected to the light guide and the solid-state imaging device is inserted from the insertion section 1 of the endoscope S through the main body operation section 2 to the universal cord 3. Electric connector 3a for detachably connecting to video signal processing device P
And a light source connector 3b for connecting the light guide to the light source device L of the control device C. On the control device C side, a socket 4a for connecting the electric connector 3a and a socket 4b for connecting the light source connector 3b are provided.
次に、制御装置Cに内蔵される光源装置Lは、第5図
から明らかなように、光源ランプ10を有し、該光源ラン
プ10からの照明光をライトガイド11に集光させるため
に、集光レンズ12が照明光の光路に臨むように設けられ
ている。そして、観察対象部の位置等によって光源光量
を制御するために、光源ランプ10と集光レンズ12との間
には光量絞り部材13が介装されている。また、集光レン
ズ12とライトガイド11の入射端11aとの間には回転カラ
ーフィルタ装置20が装着されている。Next, as is apparent from FIG. 5, the light source device L incorporated in the control device C has a light source lamp 10, and in order to collect illumination light from the light source lamp 10 to the light guide 11, The condenser lens 12 is provided so as to face the optical path of the illumination light. In order to control the light source light amount according to the position of the observation target portion and the like, a light amount stop member 13 is interposed between the light source lamp 10 and the condenser lens 12. Further, a rotating color filter device 20 is mounted between the condenser lens 12 and the incident end 11a of the light guide 11.
回転カラーフィルタ装置20は、光源ランプ10から照射
される白色光を濾波してライトガイド11に入射するため
のものであって、第6図から明らかなように、複数のフ
ィルタ域を円弧状に形成してなるフィルタトラックを有
するカラーホイール21を備え、該カラーホイール21に
は、R,G,Bの各波長光を選択的に透過させるフィルタ域2
1R,21G,21Bが形成され、またこれら相隣接するフィルタ
域間には遮光域21BLが形成されている。そして、このカ
ラーホイール21は回転軸22に装着され、該カラーホイー
ル21をモータ23を用いて回転駆動することによって、R,
G,Bの各波長光による順次照明を行うようにしている。The rotary color filter device 20 is for filtering white light emitted from the light source lamp 10 and entering the light guide 11, and as is apparent from FIG. 6, a plurality of filter areas are formed in an arc shape. A color wheel 21 having a filter track formed thereon. The color wheel 21 has a filter area 2 for selectively transmitting light of each wavelength of R, G, and B.
1R, 21G, and 21B are formed, and a light shielding area 21BL is formed between these adjacent filter areas. The color wheel 21 is mounted on a rotating shaft 22, and the color wheel 21 is rotationally driven by using a motor 23, so that R,
Illumination is sequentially performed with light of each wavelength of G and B.
次に、第7図に映像信号処理装置Pの回路構成を示
す。Next, FIG. 7 shows a circuit configuration of the video signal processing device P.
固体撮像素子としてのCCD30は、内視鏡Sの挿入部1
の先端部分に装着されており、このCCD30からの信号は
挿入部1,本体操作部2及びユニバーサルコード3を順次
介して電源コネクタ3aから制御装置Cにおける映像信号
処理装置Pに伝送されるようになっている。The CCD 30 as a solid-state image pickup device has an insertion section 1 for the endoscope S.
The signal from the CCD 30 is transmitted from the power supply connector 3a to the video signal processing device P in the control device C via the insertion portion 1, the main body operation portion 2 and the universal cord 3 sequentially. Has become.
CCD30により被写体を撮像する場合には、光源装置L
からは、第8図(a)に示したように、R,G,Bの各色の
波長領域光による照明光を例えば16.6ms毎に順次照射し
て、この間にCCD30を露光させる。そして、遮光域21BL
が照明光路に臨む際に、該CCD30から信号電荷の読み出
しが行われる。このようにして読み出された信号は、ビ
デオプロセッサ31に伝送されて、該ビデオプロセッサ31
において、クランプ,ブランキング、ガンマ補正,輪郭
補正,ホワイトバランス等の処理が行われた上で、第8
図(b)に示したように、R,G,Bの各色の画像信号が順
次出力される。そして、このビデオプロセッサ31からの
出力信号は、A/D変換器32を介することによってデジタ
ル信号に変換されて、フィールドメモリ33を構成するR
メモリ領域33R,Gメモリ領域33G,Bメモリ領域33Bに順次
書き込まれる。そして、1フィールド分の各色のカラー
データが書き込まれると、D/A変換器34R,34G,34Bを介し
てこれらのデータが同時に読み出されて、カラーエンコ
ーダ35において混合されて、NTSC等のコンポジット映像
信号として出力される。When imaging an object with the CCD 30, the light source device L
Thereafter, as shown in FIG. 8 (a), the illumination light of the wavelength region light of each color of R, G, B is sequentially irradiated, for example, every 16.6 ms, and the CCD 30 is exposed during this time. And the light-blocking area 21BL
Is read from the CCD 30 when the light beam approaches the illumination light path. The signal read in this way is transmitted to the video processor 31 and the video processor 31
, After processing such as clamping, blanking, gamma correction, contour correction, and white balance is performed,
As shown in FIG. 7B, image signals of each color of R, G, B are sequentially output. The output signal from the video processor 31 is converted into a digital signal through an A / D converter 32, and is converted into a digital signal.
The data is sequentially written to the memory area 33R, the G memory area 33G, and the B memory area 33B. When the color data of each color for one field is written, these data are simultaneously read out via the D / A converters 34R, 34G, and 34B, mixed in the color encoder 35, and mixed with a composite such as NTSC. It is output as a video signal.
ここで、第8図(c)から明らかなように、フィール
ドメモリ33においては、R,G,Bの各色の画像データが入
力されたときに、この色のデータだけが更新され、これ
とフィールドメモリ33に記録されている前フィールドに
おける他の2色のデータが同時に読み出される。また、
カラーエンコーダ35から出力されるコンポジット映像信
号は、第8図(d)に示したように、奇数フィールド
(O)の信号と偶数フィールド(E)の信号とからな
る。Here, as is apparent from FIG. 8 (c), when image data of each color of R, G, and B is input to the field memory 33, only the data of this color is updated. The data of the other two colors in the previous field recorded in the memory 33 are simultaneously read. Also,
The composite video signal output from the color encoder 35 includes an odd field (O) signal and an even field (E) signal, as shown in FIG. 8 (d).
[発明が解決しようとする課題] ところで、内視鏡に用いられる固体撮像素子として
は、一般に、受光エリアに対して、垂直方向にほぼ半分
程度の画素数を有する蓄積エリアを備えている。このた
めに、1色のカラーデータを得る際においては、垂直方
向における2画素を加算した2画素混合読み出しを行っ
ている。[Problems to be Solved by the Invention] By the way, a solid-state imaging device used for an endoscope generally has a storage area having approximately half the number of pixels in a vertical direction with respect to a light receiving area. For this reason, when obtaining color data of one color, a two-pixel mixed read in which two pixels in the vertical direction are added is performed.
一般に、インターレース動作を行わせて、垂直方向に
おける2画素分を混合するに当っては、走査線上のある
1つのラインについて、その前のラインを加算するか、
その次のラインを加算するかによって、奇数のフィール
ド信号と偶数フィールド信号とを取得することができ、
この2種類のフィールド信号に基づいてインターレース
表示を行うようにしている。ただし、内視鏡において
は、通常、これら2種類のフィールド信号のうち、片側
のフィールド信号、例えば奇数フィールド信号だけを読
み出すようにしている。Generally, when two pixels in the vertical direction are mixed by performing an interlace operation, one line on a scanning line is added with a line before the line, or
Depending on whether the next line is added, an odd field signal and an even field signal can be obtained,
Interlaced display is performed based on these two types of field signals. However, in the endoscope, usually, only one field signal, for example, an odd field signal is read out of these two types of field signals.
ところで、内視鏡は、体内等に挿入される関係から、
狭窄な部位を円滑に通過させるために、また、患者の苦
痛軽減等をも考慮して、挿入部1の外径は可及的に細く
しなければならない。撮像手段を構成するCCD等の固体
撮像素子は挿入部1の先端部分に内蔵されることから、
この固体撮像素子の小型化に対する要請は著しく大き
い。かかる固体撮像素子の小型化の要請に対処するに
は、画素数を少なくするか、または素子を構成する単位
画素の面積を小さくすることが考えられる。しかしなが
ら、素子の画素数を少なくすると、解像度が著しく低下
するという問題点があり、また単位画素の面積を小さく
すると、感度が低下すると共に、ダイナミックレンジも
大幅に低下する等の欠点があるために、この単位画素の
面積を小さくするのには限界がある。By the way, since the endoscope is inserted into the body or the like,
The outer diameter of the insertion section 1 must be made as small as possible in order to smoothly pass through a stenotic site and in consideration of alleviation of pain of the patient. Since the solid-state imaging device such as a CCD constituting the imaging means is built in the distal end portion of the insertion section 1,
The demand for miniaturization of this solid-state imaging device is extremely large. In order to cope with such a demand for downsizing the solid-state imaging device, it is conceivable to reduce the number of pixels or reduce the area of a unit pixel constituting the device. However, when the number of pixels of the element is reduced, there is a problem that the resolution is remarkably reduced, and when the area of the unit pixel is reduced, there is a disadvantage that the sensitivity is reduced and the dynamic range is significantly reduced. There is a limit in reducing the area of the unit pixel.
本発明は叙上の点に鑑みてなされたものであって、そ
の目的とするところは、高い解像度を有し、しかも小型
の固体撮像素子を用いることができるようにした映像信
号処理方式を提供することにある。The present invention has been made in view of the above points, and has as its object to provide a video signal processing method having a high resolution and capable of using a small solid-state imaging device. Is to do.
[課題を解決するための手段 前述した目的を達成するために、本発明は、受光部に
対して垂直方向の画素数が概略半分の蓄積部からなる固
体撮像素子と、R,G,Bそれぞれ間に遮光期間を置いて被
写体に順次照明する照明手段と、ビデオプロセッサとを
備え、各々の照明期間で前記受光部に露光させ、それに
続く遮光期間にこの受光部から前記蓄積部を介して信号
電荷を読み出して、前記ビデオプロセッサで画像信号を
生成してフィールドメモリに書き込み、このフィールド
メモリからの画像信号を読み出してモニタ装置に被写体
の映像を表示するようにしたものであって、1回毎の遮
光期間に前記固体撮像素子からフレームインタライン転
送により2回の信号電荷の読み出しを行うようになし、
そのうちの1回は前記受光部の水平ラインにおける奇数
ラインに蓄積した信号電荷を読み出し、もう1回は偶数
ラインの信号信号を読み出して、それぞれ奇数ライン信
号及び偶数ライン信号として前記フィールドメモリに書
き込んで、このフィールドメモリからはこれら奇数ライ
ン信号と偶数ライン信号とを1ライン毎に交互に読み出
すようにしたことをその特徴とするものである。[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above-described object, the present invention provides a solid-state imaging device including a storage unit in which the number of pixels in a direction perpendicular to a light-receiving unit is approximately half, and each of R, G, and B An illumination means for sequentially illuminating the subject with a light-blocking period in between, and a video processor, and exposing the light-receiving unit in each lighting period, and a signal from the light-receiving unit via the storage unit in the subsequent light-blocking period. The electric charge is read out, an image signal is generated by the video processor and written in a field memory, and the image signal from the field memory is read out to display an image of a subject on a monitor device. The signal charge is read twice from the solid-state imaging device by frame interline transfer during the light shielding period,
One of them reads the signal charges accumulated in the odd lines in the horizontal line of the light receiving section, and the other reads the signal signals of the even lines, and writes them to the field memory as odd line signals and even line signals, respectively. The odd-line signal and the even-line signal are alternately read from the field memory line by line.
[作用] 近年においては、高感度の固体撮像素子が開発され、
従来のCCDと比較して、約2倍の感度を有し、しかもダ
イナミックレンジも優れ、さらにR,G,Bの分光感度比が
良好になったものが用いられるようになってきている。
従って、このような高感度の素子で、従来のCCDと比較
して、垂直方向における画素数を略半分の数となし、水
平方向においてはほぼ同じ数の画素を有するものを用い
る。この素子を高速で駆動すれば、表示系における1フ
ィールド期間内に撮像系においては2つのフィールドデ
ータを得ることができる。そこで、この間に走査線にお
ける奇数ラインを読み出すことによって奇数フィールド
信号を取得し、次のフィールドデータとしては、偶数ラ
インを読み出して偶数フィールド信号を取得する。[Operation] In recent years, high-sensitivity solid-state imaging devices have been developed,
Compared to conventional CCDs, those having approximately twice the sensitivity, excellent dynamic range, and a good spectral sensitivity ratio of R, G, and B have come to be used.
Accordingly, such a high-sensitivity element having a pixel number in the vertical direction that is approximately half the number of pixels in the conventional CCD and having substantially the same number of pixels in the horizontal direction is used. If this element is driven at high speed, two field data can be obtained in the imaging system within one field period in the display system. Therefore, an odd-numbered field signal is obtained by reading out an odd-numbered line in the scanning line, and an even-numbered field signal is obtained as the next field data by reading out an even-numbered line.
このようにして得た2つのフィールド信号はそれぞれ
各フィールドメモリに記憶させ、該フィールドメモリか
らは、1ライン毎に交互に読み出す。これによって、表
示系における1フィールド期間内に固体撮像素子におけ
る奇数フィールド及び偶数フィールドの2つのフィール
ド信号からなる1フレーム分の画像データを取得するこ
とができる。The two field signals thus obtained are stored in respective field memories, and are alternately read from the field memories line by line. This makes it possible to acquire one frame of image data composed of two field signals of the odd field and the even field in the solid-state imaging device within one field period in the display system.
従って、このようにして得た1フレーム分の画像デー
タに基づいて表示系における奇数フィールド及び偶数フ
ィールドのフィールドデータをモニタ装置に伝送して、
該モニタ装置に表示する。これによって、前述した従来
のCCDを用い、垂直方向に2ラインを加算した2画素混
合読み出しを行い、しかも片側のフィールド信号だけを
読み出す内視鏡における従来方式のものと比較して、垂
直方向の解像度が向上する。しかも、このように固体撮
像素子における画素数を少なくすることができるように
なるので、固体撮像素子の小型化が可能となる。また、
単位画素の面積も大きくすることができることからも、
ダイナミックレンジを低下させることはない。Therefore, based on the image data for one frame obtained in this way, the field data of the odd field and the even field in the display system are transmitted to the monitor device,
The information is displayed on the monitor device. As a result, compared with the conventional endoscope in which the conventional CCD described above is used to perform two-pixel mixed readout by adding two lines in the vertical direction and read out only one field signal, the endoscope in the vertical direction is used. Resolution is improved. In addition, since the number of pixels in the solid-state imaging device can be reduced as described above, the size of the solid-state imaging device can be reduced. Also,
Because the area of the unit pixel can be increased,
It does not reduce the dynamic range.
[実施例] 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
まず、第1図に本発明に係る映像信号処理方式を実施
するめの装置構成を示す。First, FIG. 1 shows a device configuration for implementing a video signal processing method according to the present invention.
図中において、40はCCD,41は該CCD40によって得られ
る映像の信号を処理するビデオプロセッサ、42はD/A変
換器、43はD/A変換器42からの信号を格納するフィール
ドメモリ、44R,44G,44BはD/A変換器、45はカラーエンコ
ーダをそれぞれ示す。In the figure, 40 is a CCD, 41 is a video processor for processing a video signal obtained by the CCD 40, 42 is a D / A converter, 43 is a field memory for storing a signal from the D / A converter 42, 44R , 44G, and 44B indicate D / A converters, and 45 indicates a color encoder.
ここで、撮像手段を構成するCCD40としては、所謂フ
レームインターライントランスファ方式(FIT)のもの
を用いる。即ち、第2図から明らかなように、受光部P
と垂直転送路VCCDとを交互に設け、かつ垂直転送路VCCD
に連なるように水平転送路HCCDを設けるようにしたもの
で、しかも、このCCD40は、従来技術において説明したC
CD30と比較して、ほぼ2倍の感度を有するものを用い、
しかもその受光部Pにおける画素数は垂直方向において
は略半分となっている。また、水平転送路HCCDは垂直転
送路VCCDの半分となっている。ただし、水平方向におけ
る解像度を良好に保つために、この水平方向における画
素数はCCD30とあまり変らないようにする。Here, a so-called frame interline transfer method (FIT) is used as the CCD 40 constituting the imaging means. That is, as is apparent from FIG.
And the vertical transfer path VCCD are alternately provided.
The CCD 40 is provided with a horizontal transfer path HCCD so as to be connected to the CCD.
Compared to CD30, use one with almost twice the sensitivity,
In addition, the number of pixels in the light receiving portion P is substantially halved in the vertical direction. The horizontal transfer path HCCD is half the vertical transfer path VCCD. However, in order to maintain good resolution in the horizontal direction, the number of pixels in the horizontal direction is not so different from that of the CCD 30.
而して、このように小型で高感度のCCD40を用いた場
合には、CCD30とは異なる方式で信号処理を行わなけれ
ばならない。Thus, when such a small and highly sensitive CCD 40 is used, signal processing must be performed by a method different from that of the CCD 30.
即ち、光源装置からは、第3図(a)に示したよう
に、R,G,Bの各色の波長領域光による照明光を例えば16.
6ms毎に順次照射して、この間にCCD40を露光させる。そ
して、例えばRフィルタ域による照明が行われることに
よって受光部Pで信号電荷が蓄積されるが、遮光期間に
入ると、第3図(b)及び(c)に示したように、まず
奇数ラインにおける画素信号が垂直転送路VCCDに移動
し、次いでこの垂直転送路VCCDから蓄積部Sへの転送
(ROVT)を開始する。この蓄積部Sへの転送が終了する
と、水平転送パルスによって1ラインずつ水平転送路HC
CDに転送(ROHT)して、この信号電荷が読み出されて、
ビデオプロセッサ41に伝送される。また、この奇数ライ
ンにおける信号が水平転送路HCCDに転送された直後に、
偶数ラインにおける画素信号を空の状態となっている垂
直転送路VCCDに移動させ、さらに蓄積部Sに転送(REV
T)し、奇数ライン信号が読み出された後の水平転送路H
CCDに1ラインずつ転送(REHT)して、該水平転送路HCC
Dからの信号の読み出しが行われる。つまり、1回の遮
光期間の間には、CCD40からは2回の信号電荷の読み出
しが行われ、そのうちの1回は受光部Pにおける水平ラ
インのうちの奇数ラインにおける信号電荷が読み出さ
れ、またもう1回は偶数ラインの信号電荷が読み出され
る。このようにして、Rフィールドにおいて、CCD40か
らの2回の信号電荷の読み出しが終了すると、奇数ライ
ンと偶数ラインとの2つのフィールドから構成されるR
フィールドの画像データが生成される。That is, as shown in FIG. 3 (a), the illumination light from the wavelength region light of each color of R, G, B is emitted from the light source device, for example, as shown in FIG.
Irradiation is performed every 6 ms, and the CCD 40 is exposed during this time. Then, for example, signal charges are accumulated in the light receiving portion P by performing illumination by the R filter area. When the light receiving section P enters a light shielding period, first, as shown in FIGS. Move to the vertical transfer path VCCD, and then start transfer (ROVT) from the vertical transfer path VCCD to the storage unit S. When the transfer to the storage section S is completed, the horizontal transfer pulse HC is transferred line by line by the horizontal transfer pulse.
Transfer (ROHT) to CD, this signal charge is read out,
The data is transmitted to the video processor 41. Immediately after the signals on the odd lines are transferred to the horizontal transfer path HCCD,
The pixel signal in the even line is moved to the empty vertical transfer path VCCD, and further transferred to the accumulation unit S (REV
T) and the horizontal transfer path H after the odd line signal is read out
The horizontal transfer path HCC is transferred (REHT) line by line to the CCD.
A signal is read from D. That is, two signal charges are read from the CCD 40 during one light-shielding period, and one of them reads the signal charges in the odd-numbered horizontal lines of the light-receiving unit P, Another time, the signal charges of the even lines are read. In this manner, in the R field, when the reading of the signal charges from the CCD 40 is completed twice, the R field composed of the two fields of the odd line and the even line is obtained.
Field image data is generated.
以下、Gフィルタ域,Bフィルタ域が順次繰り返し照明
光路に臨み、これらGフィールド、Rフィールドの各画
像データが取得される。Hereinafter, the G filter area and the B filter area sequentially and repeatedly face the illumination light path, and the image data of these G fields and R fields are acquired.
ここで、CCD40における各フィールドの画像データを
取得するに当っては、少なくとも奇数ラインの画素信号
が垂直転送路VCCDに移動して、該垂直転送路VCCDから蓄
積部Sへの転送開始後、偶数ラインの画素信号が蓄積部
Sへの転送が終了するまでは、遮光していなければなら
ない。ところが、感度向上の見地からは、遮光期間は可
及的に短縮しなければならない。このために、垂直転送
路VCCDから蓄積部Sへの転送パルス,蓄積部Sから水平
転送路HCCDへの転送パルス及び水平転送路HCCDからの読
み出しパルスのパルス間隔を短くする。このように高速
転送を行うことによって、遮光期間を短縮することがで
きるようになる。Here, in obtaining the image data of each field in the CCD 40, at least the pixel signals of the odd lines move to the vertical transfer path VCCD, and after the transfer from the vertical transfer path VCCD to the storage unit S starts, Until the transfer of the pixel signal of the line to the storage unit S is completed, the light must be shielded. However, from the standpoint of improving sensitivity, the light-shielding period must be reduced as much as possible. For this purpose, the pulse intervals of the transfer pulse from the vertical transfer path VCCD to the storage section S, the transfer pulse from the storage section S to the horizontal transfer path HCCD, and the read pulse from the horizontal transfer path HCCD are shortened. By performing the high-speed transfer in this manner, the light-shielding period can be shortened.
前述したようにCCD40を駆動することによって、ビデ
オプロセッサ41からの出力信号は、CCD30の1フィール
ド分に相当する間にR,G,Bのそれぞれの色について奇数
ラインのデータと偶数ラインのデータとが順次時系列的
に得られる。そして、このデータをA/D変換器42により
デジタル信号に変換して、フィールドメモリ43における
R,G,Bの各メモリ領域43R,43G,43Bに書き込まれる。ここ
で、メモリ領域43R,43G,43Bは、それぞれ奇数メモリ域4
3RO,43GO,43BO及び偶数メモリ域43RE,43GE,43GEに分け
ることができる。ただし、実際上は、この奇数メモリ
域,偶数メモリ域はメモリ領域におけるアドレス上の処
理で行われるもので、メモリ領域を2つに区分するもの
ではない。なお、これら各メモリ領域43R,43G,43Bにお
けるデータの書き換えは、奇数,偶数の2つのデータを
含む各色の1フレーム分のデータ毎に行われることにな
る。By driving the CCD 40 as described above, the output signal from the video processor 41 can output the odd-line data and the even-line data for each color of R, G, and B during one field of the CCD 30. Are sequentially obtained in time series. Then, this data is converted into a digital signal by the A / D converter 42, and
The data is written to the R, G, and B memory areas 43R, 43G, and 43B. Here, the memory areas 43R, 43G, and 43B are respectively odd-numbered memory areas 4
3RO, 43GO, 43BO and even memory areas 43RE, 43GE, 43GE. However, in practice, the odd-numbered memory area and the even-numbered memory area are performed by processing on addresses in the memory area, and do not divide the memory area into two. Rewriting of data in each of the memory areas 43R, 43G, and 43B is performed for each frame of data of each color including two data of odd and even numbers.
このようにしてフィールドメモリ43に書き込まれた各
色のデータはD/A変換器44R,44G,44Bを介してカラーエン
コーダ45に読み出す際においては、奇数メモリ域と偶数
メモリ域とから1ライン毎に交互に読み出す。これによ
って、カラーエンコーダ45には、第3図(d)に示した
ように、それぞれD/A変換器44R,44G,44Bを介して各色の
データが同時に読み出されて、これらによって、第3図
(e)に示したように、奇数フィールド及び偶数フィー
ルドのコンポジット映像信号が得られ、この信号がモニ
タ画面に表示されることになる。When the data of each color written in the field memory 43 in this manner is read out to the color encoder 45 via the D / A converters 44R, 44G, and 44B, the data is read line by line from the odd memory area and the even memory area. Read alternately. As a result, as shown in FIG. 3 (d), the data of each color is simultaneously read out via the D / A converters 44R, 44G, and 44B to the color encoder 45. As shown in FIG. 7E, a composite video signal of the odd field and the even field is obtained, and this signal is displayed on the monitor screen.
このように構成することによって、垂直方向における
解像度が極めて良好となり、しかも、ダイナミックレン
ジ,R,G,Bの分光感度比も高い水準に保持することができ
る。ここで、内視鏡においては、その挿入部の外径寸法
の縮径は極く僅かであったとしても、著しい効果を発揮
することができるので、この程度の小型化であっても、
極めて有利である。With this configuration, the resolution in the vertical direction becomes extremely good, and the dynamic range and the spectral sensitivity ratio of R, G, and B can be maintained at a high level. Here, in the endoscope, even if the diameter of the outer diameter of the insertion portion is extremely small, a remarkable effect can be exhibited.
It is very advantageous.
[発明の効果] 以上説明したように、本発明は、順次照明が行われる
間の遮光期間において、固体撮像素子を構成する受光部
の水平ラインにおいて、1回は奇数ライン、もう1回は
偶数ラインというように、2回の信号電荷の読み出しを
行って、それぞれ奇数ライン信号と偶数ライン信号とし
てフィールドメモリに書き込み、このフィールドメモリ
からは、奇数ラインと偶数ラインとの信号を交互に読み
出すようにしているので、受光部に対して蓄積部の垂直
方向の画素数を半分にした固体撮像素子を用いて体内の
映像を取得するに当って、垂直方向における2画素を混
合する必要がなくなり、垂直方向における解像度を高く
して、なおかつ固体撮像素子における垂直方向の画素数
を概略半分にすることができ、もって小型でコンパクト
な固体撮像素子を用いることができるようになり、その
結果、全体として内視鏡の挿入部の外径寸法の縮径化が
可能となる。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, in the light-shielding period during which illumination is sequentially performed, one horizontal line and one even number of horizontal lines of the light receiving unit constituting the solid-state imaging device are used. A signal charge is read twice, such as a line, and written into a field memory as an odd line signal and an even line signal, respectively. From this field memory, an odd line signal and an even line signal are alternately read. Therefore, it is not necessary to mix two pixels in the vertical direction when acquiring an in-vivo image using a solid-state imaging device in which the number of pixels in the vertical direction of the storage unit is halved with respect to the light receiving unit. Resolution in the vertical direction, and the number of pixels in the vertical direction of the solid-state imaging device can be reduced to approximately half, so that a compact and compact The body imaging element can be used, and as a result, the outer diameter of the insertion portion of the endoscope can be reduced as a whole.
第1図乃至第3図は本発明の一実施例を示すものであっ
て、第1図は信号処理装置の回路構成図、第2図はCCD
の作動説明図、第3図(a)は照明光の照射期間を、同
図(b)は受光部から蓄積部への転送タイミングを、同
図(c)はHCCDからの読み出しタイミングを、同図
(d)はメモリからの出力信号を、同図(e)はカラー
エンコーダの出力信号をそれぞれ示す特性線図、第4図
乃至第8図は従来技術を示すものであって、第4図は内
視鏡装置の全体構成図、第5図は光源装置の構成説明
図、第6図はカラーホイールの構成説明図、第7図は信
号処理装置の回路構成図、第8図(a)は照明光の照射
期間を、同図(b)はその時のビデオプロセッサの出力
信号を、同図(c)はメモリからの出力信号を、同図
(d)はカラーエンコーダの出力信号をそれぞれ示す特
性線図である。 1:挿入部、2:本体操作部、3:ユニバーサルコード、3a:
電気コネクタ部、3b:光源コネクタ部、10:光源ランプ、
11:ライトガイド、30:CCD、40:CCD、41:ビデオプロセッ
サ、44:フィールドメモリ、46:カラーエンコーダ。1 to 3 show an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a circuit diagram of a signal processing device, and FIG. 2 is a CCD.
FIG. 3 (a) shows the irradiation period of the illumination light, FIG. 3 (b) shows the transfer timing from the light receiving section to the storage section, and FIG. 3 (c) shows the readout timing from the HCCD. 4D is a characteristic diagram showing the output signal from the memory, FIG. 4E is a characteristic diagram showing the output signal of the color encoder, and FIGS. 4 to 8 show the prior art. FIG. 5 is an overall configuration diagram of an endoscope device, FIG. 5 is a configuration explanatory diagram of a light source device, FIG. 6 is a configuration explanatory diagram of a color wheel, FIG. 7 is a circuit configuration diagram of a signal processing device, and FIG. FIG. 3B shows the output signal of the video processor at that time, FIG. 3C shows the output signal from the memory, and FIG. 3D shows the output signal of the color encoder. FIG. 6 is a characteristic diagram. 1: Insertion section, 2: Main body operation section, 3: Universal cord, 3a:
Electrical connector part, 3b: light source connector part, 10: light source lamp,
11: Light guide, 30: CCD, 40: CCD, 41: Video processor, 44: Field memory, 46: Color encoder.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI H04N 9/07 H04N 9/07 A 11/08 11/08 11/24 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04N 7/18 M H04N 9/07 A H04N 9/04 Z H04N 11/08 A61B 1/04 372 G02B 23/26 B G02B 23/26 D ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 identification symbol FI H04N 9/07 H04N 9/07 A 11/08 11/08 11/24 (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB Name) H04N 7/18 M H04N 9/07 A H04N 9/04 Z H04N 11/08 A61B 1/04 372 G02B 23/26 B G02B 23/26 D
Claims (1)
分の蓄積部からなる固体撮像素子と、R,G,Bそれぞれ間
に遮光期間を置いて被写体に順次照明する照明手段と、
ビデオプロセッサとを備え、前記照明手段による各々の
照明期間で前記受光部に露光させ、それに続く遮光期間
にこの受光部から前記蓄積部を介して信号電荷を読み出
して、前記デオプロセッサで画像信号を生成してフィー
ルドメモリに書き込み、このフィールドメモリからの画
像信号を読み出してモニタ装置に被写体の映像を表示す
るようにした内視鏡において、1回毎の遮光期間に前記
固体撮像素子からフレームインタライン転送により2回
の信号電荷の読み出しを行うようになし、そのうちの1
回は前記受光部の水平ラインにおける奇数ラインに蓄積
した信号電荷を読み出し、もう1回は偶数ラインの信号
信号を読み出して、それぞれ奇数ライン信号及び偶数ラ
イン信号として前記フィールドメモリに書き込んで、こ
のフィールドメモリからはこれら奇数ライン信号と偶数
ライン信号とを1ライン毎に交互に読み出すようにした
ことを特徴とする内視鏡の映像信号処理方式。1. A solid-state image pickup device comprising a storage unit having approximately half the number of pixels in a vertical direction with respect to a light-receiving unit, and an illuminating unit for sequentially illuminating a subject with a light-blocking period between R, G, and B,
A video processor, and exposes the light receiving section during each illumination period by the illumination means, reads out signal charges from the light receiving section via the storage section during the subsequent light shielding period, and converts the image signal with the deprocessor. In an endoscope which is generated and written in a field memory, an image signal from the field memory is read out, and an image of a subject is displayed on a monitor device, a frame interline is output from the solid-state imaging device in each light shielding period. The signal charges are read twice by the transfer, and one of them is read.
One time, the signal charges stored in the odd lines of the horizontal line of the light receiving section are read, and the other time, the signal signals of the even lines are read and written as the odd line signals and the even line signals in the field memory, respectively. A video signal processing method for an endoscope, wherein the odd line signal and the even line signal are alternately read from a memory for each line.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2221226A JP3038838B2 (en) | 1990-08-24 | 1990-08-24 | Endoscope video signal processing method |
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| JPH04104686A JPH04104686A (en) | 1992-04-07 |
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|---|---|---|---|---|
| JP2552399B2 (en) * | 1991-02-13 | 1996-11-13 | オリンパス光学工業株式会社 | Electronic endoscopic device |
-
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| JPH04104686A (en) | 1992-04-07 |
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