JP3775758B2 - Electronic endoscope device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内視鏡スコープ、ケーブルによって異なる撮像信号の伝搬遅延時間を補正する電子内視鏡装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、内視鏡スコープの被検体側先端部にCCD,CMOS等の固体撮像素子を備えた電子内視鏡装置が種々提案されている。このような電子内視鏡装置を図7に示す。
【0003】
図7に示すように電子内視鏡装置100は、被検体内に挿入される挿入部102と、この挿入部102の被検体側先端に設けられ、CCD等の固体撮像素子を備えた撮像部103、及び挿入部102を操作する操作部104を有する内視鏡スコープ101と、撮像部103の動作を制御する制御ユニット105aを内蔵した内視鏡装置本体105とから成る。
【0004】
図7に示すような電子内視鏡装置100では、撮像部103が制御ユニット105aから分離され、挿入部102の先端に設けられている。このため、電子内視鏡装置100では、内視鏡スコープ101の種類、ケーブル長を換える等により撮像部103から制御ユニット105aまでの距離が変わので、ケーブルを伝搬する撮像信号の伝搬遅延時間が変化し、伝搬遅延時間の変化を補正しなければならない。
【0005】
前記伝搬遅延時間を補正する第1の方法として、内視鏡スコープ101毎に伝搬遅延時間補正回路を設けてそれを調整するものがある。第2の方法として、制御ユニット105aから撮像部103へ送られた撮像部用駆動パルスを、撮像部103から制御ユニット105aへ送り返し、この送り返されたパルスを基準として前記固体撮像素子の出力信号を処理して補正するものがある。第3の方法として、前記固体撮像素子に含まれるリセットパルスをリセットパルス検出回路で抽出し、これを基準として出力信号処理回路の駆動パルスを発生させるようにしたものも提案されている(特開昭61-187470 号公報)。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、第1の方法では、内視鏡スコープ101毎に補正回路が必要であるため、回路構成がその分増加する。また、内視鏡スコープ101組立て時に前記伝搬遅延時間補正回路の調整を行わなくてはならないため、内視鏡スコープ101の組立てに時間が掛かる。
【0007】
第2の方法では、撮像部103の固体撮像素子から制御ユニット105aにパルスを送り返すためのケーブルが必要であるため、内視鏡スコープ101の径が太くなり、臨床上の使い勝手が悪くなる。
【0008】
第3の方法では、リセットパルス検出回路の具体的な検出方法が示されていない。また、この方式を電子内視鏡装置に適用した場合、次の問題点がある。一般に、医療用電子内視鏡装置では、被検体や診断部位が変わった場合、内視鏡スコープも交換するが、内視鏡スコープが変わると、使用しているCCDも変わるため、基準となる映像信号の直流バイアス電圧が変化する。また、映像信号の大小(高輝度時と低輝度時)によっても直流バイアス電圧は変化する。したがって、内視鏡スコープを変えた場合や映像信号が高輝度と低輝度に変化する場合、基準となる映像信号の直流バイアス電圧が動くことになるので、リセットパルス検出回路は、この問題を解決したものでなくてはならない。
【0009】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、固体撮像素子から制御ユニットまでの距離に拘らず、撮像信号の伝搬遅延時間の補正を適切に行うことができる電子内視鏡装置を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため請求項1記載の発明は、ケーブルを介して駆動パルスを供給することにより固体撮像素子を駆動する駆動手段と、前記駆動パルスに応じた前記固体撮像素子からの出力信号と予め設定された基準信号とを比較し、前記出力信号のうち前記基準信号を超えた範囲をリセットパルスとして抽出する比較手段と、前記抽出されたリセットパルスを直流信号に変換する変換手段と、その直流信号を所定の時間積分する積分手段と、前記積分値を前記比較手段における基準信号として入力する入力手段と、を備えることを特徴とするものである。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る実施の形態を図面を参照して説明する。図1は本発明に係る電子内視鏡装置の第1実施形態の構成を示したブロック図である。尚、図7で示した従来の電子内視鏡装置100と外観構成は同一であるため、図示及び説明は省略する。
【0015】
第1実施形態の電子内視鏡装置1は、CCD3駆動する駆動パルスのうちリセットパルスの反射波を抽出し、この反射波に基づいて撮像信号の伝搬遅延時間を補正するものである。
図1に示すように、電子内視鏡装置1は、内視鏡スコープ101内に設けられたCCD3とケーブル5と、制御ユニット105a内に設けられたCCD駆動パルス発生部7と反射波抽出部9とPLL(Phase Locked Loop )回路11とクロック発生部13とを有している。
【0016】
CCD3は、図示しない照明手段によって照明された被写体を撮像する。
ケーブル5は、一端がCCD3に接続され、他端が終端抵抗5a、及び終端抵抗5aと直列に接続されたCCD駆動パルス電流出力強化回路(例えばインバータ)5bとを介してCCD駆動パルス発生部7とに接続される。そしてケーブル5は、CCD駆動パルス発生部7から発生されたCCD駆動パルスのうち、例えばリセットパルスをCCD3に伝搬するとともに、CCD3からのリセットパルスの反射波を反射波抽出部9側に伝搬する。
【0017】
CCD駆動パルス発生部7は、ケーブル5を介してCCD3を駆動させるためのCCD駆動パルスをCCD3に供給する。
反射波抽出部9は、コンパレータ15a,15bと、ANDゲート17とを有する。そして反射波抽出部9は、CCD駆動パルス発生部7により発生されたリセットパルス、ケーブル5に伝搬されたリセットパルス、及びリセットパルスの反射波を検出し、その中からリセットパルスの反射波のみを抽出する。
【0018】
また、コンパレータ15aの入力側「−」端子は、終端抵抗5aのCCD駆動パルス電流出力強化回路5b側に接続され、入力側「+」端子は、リセットパルスのハイレベルをVH としたとき、VH /2の値が基準値Vth1 として入力される。また、コンパレータ15bの入力側「−」端子は、VH /4の値が基準値Vth2 として入力され、入力側「+」端子は、終端抵抗5aのCCD駆動パルス電流出力強化回路5b側に接続される。尚、前記基準値はノイズマージンを最大にするためにVth1 =VH /2,Vth2 =VH /4としているが、リセットパルスの反射波のみを抽出できればこの値に限られたものではない。
【0019】
また、コンパレータ15a,15bの出力側は、ANDゲート17の入力側と接続されている。また、ANDゲート17の出力側は、PLL回路11に接続されている。尚、CCD駆動パルスは水平駆動パルスと垂直駆動パルスから成るが、反射波抽出部9は、このうち水平駆動パルスのリセットパルスの反射波を抽出する。
【0020】
PLL回路11は、図2に示すようにANDゲート17から供給されるリセットパルスの反射波の位相と後記する分周器から供給されるパルスとを比較してその位相差に応じたパルス列を出力する位相比較器19と、位相比較器19から出力されるパルス列をDC電位に変換するローパスフィルタ21と、ローパスフィルタ21により変換されたDC電位に応じた周波数でパルス信号を発生する発振器23と、発振器23により発振されたパルス信号をリセットパルスの反射波の周波数と一致する周波数に分周する分周器25とから成り、反射波抽出部9により抽出されたリセットパルスの反射波と位相を一致させたパルス信号をクロック発生部13に出力する。
【0021】
クロック発生部13は、PLL回路11からのパルス信号を基に、CDS(相関二重サンプリング)用のサンプルホールドパルス(S/Hパルス)、アナログ/ディジタル変換のクロック(A/D変換用クロック)等を発生させる。
【0022】
次に、第1実施形態の電子内視鏡装置1の動作を説明する。
まず、電子内視鏡装置1の電源が投入されると、CCD駆動パルス発生部7は、CCD3を駆動させるためのCCD駆動パルスを発生し、ケーブル5を介してCCD3に前記CCD駆動パルスを供給する。
【0023】
ここで、前記CCD駆動パルスのうち、リセットパルスを直列終端によりケーブル伝送する場合(但し、終端抵抗5aの抵抗値はケーブル5の特性インピーダンスZ0 に等しい)、CCD3のリセットパルス端子は等価的にコンデンサであるが、容量が小さい(5〜8pF)ので殆ど開放と等価となる。このため、反射係数1で電圧反射が起きることとなる。
【0024】
したがって、図1に示す点A(終端抵抗5aのCCD駆動パルス電流出力強化回路5b側の点)で図3(a)に示すようなリセットパルスが得られたとすると、点B(終端抵抗5aのケーブル5側の点)では、図3(b)に示すように進行波とその反射波が得られる(リセットパルスのデューティー比は通常25%)。
【0025】
このとき、反射波抽出部9のコンパレータ15aの入力側「−」端子から図3(a)に示すリセットパルスが入力されるとともに、入力側「+」端子から図3(a)に示すリセットパルスのハイレベルをVH としたとき、VH /2の値が基準値Vth1 として入力され、また、コンパレータ15bの入力側「−」端子から、図3(b)に示すVH /4の値が基準値Vth2 として入力され、入力側「+」端子から図3(b)に示す進行波と反射波が入力されたとする。
【0026】
ここで、コンパレータ15aの出力は、時刻t1 から時刻t2 までがローレベル、時刻t2 から時刻t5 までがハイレベル、時刻t5 から時刻t6 までがローレベルとなる(以後同様に継続される)。
【0027】
また、コンパレータ15bの出力は、時刻t1 から時刻t2 までがハイレベル、時刻t2 から時刻t3 までがローレベル、時刻t3 から時刻t4 までがハイレベル、時刻t4 から時刻t5 までがローレベル、時刻t5 から時刻t6 までがハイレベル、時刻t6 から時刻t7 までがローレベル、時刻t7 から時刻t8 までがハイレベルとなる(以後同様に継続される)。
【0028】
また、ANDゲート17の出力は、コンパレータ15aの出力がハイレベルかつコンパレータ15bの出力がハイレベルのときのみハイレベルとなる。したがって、ANDゲート17の出力は、リセットパルスの反射波の部分のみハイレベルとなってPLL回路11の位相比較器19に出力される。これにより、リセットパルスの反射波のみが抽出されたこととなる。
【0029】
次いで、位相比較器19は、リセットパルスの反射波の位相と分周器25から供給されるパルスとを比較してその位相差に応じたパルス列をローパスフィルタ21に出力する。ローパスフィルタ21は、位相比較器19から出力されるパルス列をDC電位に変換して発振器23に供給する。発振器23は、ローパスフィルタ21により変換されたDC電位に応じた周波数でパルス信号を発生する。このとき分周器25は、発振器23により発振されたパルス信号をリセットパルスの反射波の周波数と一致する周波数に分周して位相比較器19に供給する。
【0030】
PLL回路11は、この位相比較器19からローパスフィルタ21と発振器23と分周器25とを通って位相比較器19に戻るループにより、反射波抽出部9により抽出されたリセットパルスの反射波と位相を一致させたパルス信号を発生する。
【0031】
クロック発生部13は、PLL回路11によりリセットパルスの反射波と位相を一致させたパルス信号が発生されると、このパルス信号を基に、CDS(相関二重サンプリング)用のサンプルホールドパルス(S/Hパルス)、アナログ/ディジタル変換のクロック(A/D変換用クロック)等を発生させる。これらS/Hパルス、A/D変換用クロックを基に、制御ユニット109aは撮像信号を処理して映像を得る。
【0032】
このように、第1実施形態の電子内視鏡装置1は、CCD駆動パルス発生部7から発生されるリセットパルスの反射波を反射波抽出部9により抽出し、この抽出された反射波と同期させ、CDS用のサンプルホールドパルス(S/Hパルス)、アナログ/ディジタル変換のクロック(A/D変換用クロック)等を発生させるようにしている。ここで、CCD3から制御ユニット105aまでの距離に因らず、CCD3により撮像された撮像信号の伝搬時間と反射波とを同期しているので、制御ユニット109aは、前記S/Hパルス、A/D変換用クロック等を基に、撮像信号を処理することにより、ケーブル5を伝搬する撮像信号の伝搬遅延時間の補正を適切に行うことができる。さらに、撮像信号の伝搬遅延時間を補正するための調整動作を特に行う必要が無く、また、伝搬遅延時間補正用のケーブルを新たに設ける必要が無いので、内視鏡スコープ107の構成の簡略化、及び、組立て、調整時間の短縮が可能となる。
【0033】
図4は本発明に係る電子内視鏡装置の第2実施形態の構成を示したブロック図である。尚、図1で示した第1実施形態の電子内視鏡装置1と同一のものは同一の記号を付して詳細な説明を省略する。また、図7で示した従来の電子内視鏡装置100と外観構成は同一であるため、図示及び説明は省略する。
【0034】
第2実施形態の電子内視鏡装置は、CCD出力信号に含まれるリセットパルスを抽出し、これを基準としてCDS用のS/Hパルス、A/D変換用クロック等を発生させることにより、CCD出力信号に含まれるリセットパルスを抽出する際に、抽出するリセットパルスのパルス幅が、CCD出力信号の直流バイアス電圧変化の影響を受けないようにしたものであり、具体的には、比較器33にCCD出力信号を入力し、基準信号と比較することにより、リセットパルスを抽出するが、CCD出力信号の直流バイアス電圧が変化しても抽出されるリセットパルスのパルス幅が変化しないように、抽出されるリセットパルスをローパスフィルタ35に通し、直流電圧に変換し、その直流電圧の積分値を基準信号として比較器33に入力するようにしている。
【0035】
図4に示すように、第2実施形態の電子内視鏡装置30は、内視鏡スコープ107内に設けられたCCD3とケーブル5と、制御ユニット109a内に設けられたCCD駆動パルス発生部7と、リセットパルス抽出部31と、CDS用サンプルホールドパルス発生部(CDS用S/Hパルス発生部)51と、CDS53と、バッファ55とを有する。
【0036】
リセットパルス抽出部31は、比較器33と、ローパスフィルタ35と、積分器37と、基準信号設定用電圧印加部39と、抵抗41と、コンデンサ43とを有し、CCD出力信号に含まれるリセットパルスを抽出する。
【0037】
比較器33は、CCD3から出力されるCCD出力信号と基準信号とを比較し、前記CCD出力信号のうち、前記基準信号を越えた範囲をリセットパルスとして抽出する。この比較器33は、CCD出力信号と基準信号とを比較してリセットパルスを抽出する電圧比較器33aと、電圧比較器33aの「+」側端子とCCD出力信号を伝搬する出力ケーブル5cの出力側端部との間にバッファ33bを介して接続され、CCD出力信号の直流バイアス電圧を除去するコンデンサ33cとから成る。
【0038】
ローパスフィルタ35は、比較器33により抽出されたリセットパルスを直流信号に変換する。このローパスフィルタ35は、演算増幅器35aと、演算増幅器35aの入力側「−」端子と演算増幅器35aの出力側端子との間に並列接続されたコンデンサ35b及び抵抗35cと、比較器33の出力側と演算増幅器35aの入力側「−」端子との間に設けられた抵抗35dとから成る。
【0039】
積分器37は、ローパスフィルタ35により変換された直流信号を所定の時間積分する。この積分器37は、演算増幅器37aと、演算増幅器37aの入力側「−」端子と演算増幅器37aの出力側端子との間に接続されたコンデンサ37bと、ローパスフィルタ35の出力側と演算増幅器37aの入力側「−」端子との間に設けられた抵抗37cとから成る。また、積分器37の入力側「+」端子には、基準信号設定用電圧を印加する基準信号設定用電圧印加部39が接続されている。
【0040】
尚、ケーブル5cにより伝送されたCCD出力信号は、抵抗41及びコンデンサ43によりAC終端されている。
【0041】
PLL回路11は、電圧比較器33aにより抽出されたリセットパルスと位相を一致させたパルス信号を生成する。このPLL回路11の入力側は、電圧比較器33aの出力側に接続され、PLL回路11の出力側は、CDS用S/Hパルス発生部51に接続されている。
【0042】
CDS用S/Hパルス発生部51は、PLL回路11により生成されたパルス信号を基に、CDS用S/Hパルス(CDS用サンプルホールドパルス)を生成する。
【0043】
CDS53は、CDS用S/Hパルス発生部51により生成されたパルス信号を基に、CCD出力信号をサンプリングする。尚、CDS53の入力側には、CDS53の動作を安定させるためにバッファ55が設けられているが、バッファ55を設けなくてもCDS53が安定動作する場合、バッファ55は不要となる。
【0044】
尚、ケーブル5は、図1に示した第1実施形態の電子内視鏡装置1のケーブル5と同一であが、図4には図1に示していないCCD出力信号伝搬用の出力ケーブル5cも示している。
【0045】
次に、第2実施形態の電子内視鏡装置30の動作を図4、図5及び図6を参照して説明する。
【0046】
予め、リセットパルス抽出のための基準信号設定用電圧を基準信号設定用電圧印加部39に設定しておく。この基準信号設定用電圧の設定は、例えば電圧設定つまみを回すことにより基準信号設定用電圧が基準信号設定用電圧印加部39に設定ができるように予め構成しておく。
【0047】
この状態で電子内視鏡装置30の動作が開始されると、CCD駆動パルス発生部7は、CCD3を駆動させるためのCCD駆動パルスを発生し、ケーブル5を介してCCD3に前記CCD駆動パルスを供給する。
【0048】
CCD駆動パルスが供給されると、CCD3は、この供給されたCCD駆動パルスに対応させてCCD出力信号を出力する。この出力されたCCD出力信号は、出力ケーブル5cを介して比較器33に供給される。
【0049】
CCD出力信号が供給されると比較器33は、この供給されたCCD出力信号と基準信号とを比較し、前記CCD出力信号のうち、前記基準信号を越えた範囲をリセットパルスとして抽出する。
【0050】
比較器33によりリセットパルスが抽出されるとローパスフィルタ35は、この抽出されたリセットパルスを直流信号に変換する。
【0051】
ローパスフィルタ35によりリセットパルスが直流信号に変換されると、積分器37は、この変換された直流信号を所定の時間積分する。この積分値は、基準信号として比較器33に入力される。以後、これらの動作を繰り返し、所定のパルス幅のリセットパルスを抽出する。
【0052】
リセットパルスが抽出されると、PLL回路11は、この抽出されたリセットパルスと位相を一致させたパルス信号を生成し、CDS用S/Hパルス発生部51は、PLL回路11により生成されたパルス信号を基に、CDS用S/Hパルスを生成する。そして、CDS53は、CDS用S/Hパルス発生部51により生成されたパルス信号を基に、CCD出力信号をサンプリングする。
【0053】
ここで例えば、図4に示す点d(電圧比較器33aの「−」端子側の点)では図5に示す電圧比較器の基準信号(積分器出力信号)が得られ、図4に示す点a(電圧比較器33aの「+」端子側の点)では図5に示すCCD出力信号が得られ、図4に示す点b(電圧比較器33aの出力側の点)では図5に示す電圧比較器出力信号が得られるように、電子内視鏡30を構成したとする。
【0054】
この時、CCD出力信号のレベルが図5に示すCCD出力信号のレベルより小さくなり(暗くなり)、図4に示す点aでは図6に示すCCD出力信号が得られるようになった場合、図4に示す点bでは図6に示す電圧比較器出力信号が得られるようになる。この時、図6に示す場合の電圧比較器出力信号のパルス幅は、図5に示す場合の電圧比較器出力信号のパルス幅に比べ狭くなる。その結果、図4に示す点cで得られるローパスフィルタ出力信号(LPF出力信号)は、図6に示すように、図5に示す場合のローパスフィルタ出力信号に比べて小さくなる。このため、図4に示す点dで得られる電圧比較器の基準信号(積分器出力信号)のレベルも図6の矢印で示すように、図5に示す場合の電圧比較器の基準信号(積分器出力信号)のレベルに比べ小さくなる方向へ動き、その結果、電圧比較器33aにより抽出されるリセットパルスのパルス幅は広くなり、図5に示す電圧比較器出力信号と同一となって安定する。
【0055】
また、CCD出力信号のレベルが大きくなった場合は、上記の場合と逆の動きをし、結果として図5に示す電圧比較器出力信号と同一となって安定する。
【0056】
これらにより、CCD出力信号の直流バイアス電圧が変化、即ち、内視鏡スコープを変えた場合や同一スコープでCCD出力信号のレベルが大小変化する場合でも、一定のパルス幅でリセットパルスを抽出することができる。
【0057】
このように、第2実施形態の電子内視鏡装置30では、CCD出力信号から抽出されるリセットパルスをローパスフィルタ35に通し、直流電圧に変換し、その直流電圧の積分値を基準信号として電圧比較器33に入力するようにしているので、CCD出力信号の直流バイアス電圧が変化しても抽出されるリセットパルスのパルス幅は変化しない。したがって、抽出されたリセットパルスを基準にしてCDS用S/Hパルスを生成するようにすれば、CCD3から内視鏡装置本体105までの距離に因らず、撮像信号の伝搬遅延時間の補正を適切に行うことができる。さらに、撮像信号の伝搬遅延時間を補正するための調整動作を特に行う必要が無く、また、伝搬遅延時間補正用のケーブルを新たに設ける必要が無いので、内視鏡スコープ107の構成の簡略化、及び、組立て、調整時間の短縮が可能となる。
【0058】
さらに、CCD出力信号から、CCD出力信号を処理する基準となるリセットパルスを抽出し、このリセットパルスに基づいてCCD出力信号の伝搬遅延時間を補正することにより、遅延時間補正の精度が良くすることができ、ひいては、CDS(相関2重サンプリング)を最適なパルスタイミングで行えるようになり、その結果、撮像信号のS/N比が向上し、ノイズの少ない鮮明な内視鏡画像を提供することができる。
【0059】
尚、第1実施形態及び第2実施形態では、固体撮像素子としてCCD3に適用した場合を例にとって説明したが、本発明はこれに限定されること無く、例えばMOS(Metal Oxide Semiconductor )形撮像デバイスに適用することができる。
【0060】
また、第2実施形態では、CCD出力信号からリセットパルスを抽出しているが、撮像信号の伝搬遅延時間の補正基準となるものであればリセットパルスに限られること無く、CCD出力信号から抽出可能な他のパルス列を適用しても良い。
【0061】
【発明の効果】
以上説明したように請求項1記載の発明によれば、固体撮像素子の出力信号からリセットパルスを抽出し、このリセットパルスに基づいて固体撮像素子の出力信号の伝搬遅延時間を補正することにより、遅延時間補正の精度を良くすることができ、ひいては、撮像信号のS/Nを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る電子内視鏡装置の第1実施形態のブロック図である。
【図2】PLL回路の構成を示すブロック図である。
【図3】図1に示す点Aでのリセットパルスの波形(a)と、点Bでのリセットパルスの進行波及び反射波の波形(b)とを示した説明図である。
【図4】本発明に係る電子内視鏡装置の第2実施形態のブロック図である。
【図5】電圧比較器の基準信号及び電圧比較器の出力信号、LPF出力信号を示す図である。
【図6】CCD出力信号のレベルが小さくなったときの電圧比較器の基準信号及び出力信号、LPF出力信号を示した図である。
【図7】従来の電子内視鏡装置の外観構成を示す概観図である。
【符号の説明】
1 電子内視鏡装置
3 CCD
5 ケーブル
5a 終端抵抗
5b CCD駆動パルス電流出力強化回路
7 CCD駆動パルス発生部
9 反射波抽出部
11 PLL回路
13 クロック発生部
15a,15b コンパレータ
17 ANDゲート
19 位相比較器
21 ローパスフィルタ
23 発振器
25 分周器
30 電子内視鏡装置
31 リセットパルス抽出部
33 比較器
35 ローパスフィルタ
37 積分器
39 基準信号設定用電圧印加部
41 抵抗
43 コンデンサ
51 CDS用S/Hパルス発生部
53 CDS
55 バッファ
101 内視鏡スコープ
105a 制御ユニット[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electronic endoscope apparatus that corrects a propagation delay time of an imaging signal that varies depending on an endoscope scope and a cable.
[0002]
[Prior art]
In recent years, various electronic endoscope apparatuses having a solid-state image sensor such as a CCD or a CMOS at the subject-side tip of an endoscope scope have been proposed. Such an electronic endoscope apparatus is shown in FIG.
[0003]
As shown in FIG. 7, an
[0004]
In the
[0005]
As a first method for correcting the propagation delay time, there is a method in which a propagation delay time correction circuit is provided for each
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the first method, since a correction circuit is required for each
[0007]
In the second method, a cable for sending a pulse back from the solid-state imaging device of the
[0008]
In the third method, a specific detection method of the reset pulse detection circuit is not shown. Further, when this method is applied to an electronic endoscope apparatus, there are the following problems. In general, in a medical electronic endoscope apparatus, if the subject or the diagnostic site changes, the endoscope scope is also replaced. However, if the endoscope scope changes, the CCD used also changes, which becomes a reference. The DC bias voltage of the video signal changes. In addition, the DC bias voltage changes depending on the size of the video signal (high and low luminance). Therefore, when the endoscope scope is changed or when the video signal changes between high and low brightness, the DC bias voltage of the reference video signal moves, so the reset pulse detection circuit solves this problem. It must have been.
[0009]
The present invention has been made in view of the above problems, and provides an electronic endoscope apparatus capable of appropriately correcting the propagation delay time of an imaging signal regardless of the distance from a solid-state imaging device to a control unit. For the purpose.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is a driving means for driving a solid-state imaging device by supplying a driving pulse via a cable, and an output signal from the solid-state imaging device in response to the driving pulse. Comparing means for comparing a preset reference signal, extracting a range of the output signal that exceeds the reference signal as a reset pulse, conversion means for converting the extracted reset pulse into a DC signal, and An integration unit that integrates a DC signal for a predetermined time and an input unit that inputs the integration value as a reference signal in the comparison unit are provided.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a first embodiment of an electronic endoscope apparatus according to the present invention. Since the external configuration is the same as that of the conventional
[0015]
The electronic endoscope apparatus 1 according to the first embodiment extracts a reflected wave of a reset pulse from drive pulses for driving the
As shown in FIG. 1, the electronic endoscope apparatus 1 includes a
[0016]
The
The cable 5 has one end connected to the
[0017]
The CCD
The reflected
[0018]
Further, the input side “−” terminal of the
[0019]
The output sides of the
[0020]
As shown in FIG. 2, the
[0021]
Based on the pulse signal from the
[0022]
Next, the operation of the electronic endoscope apparatus 1 according to the first embodiment will be described.
First, when the power of the electronic endoscope apparatus 1 is turned on, the CCD
[0023]
Here, among the CCD driving pulses, when the reset pulse is transmitted through a cable by series termination (however, the resistance value of the
[0024]
Therefore, assuming that a reset pulse as shown in FIG. 3A is obtained at a point A shown in FIG. 1 (a point on the CCD drive pulse current
[0025]
At this time, the reset pulse shown in FIG. 3A is inputted from the input side “−” terminal of the
[0026]
Here, the output of the
[0027]
The output of the
[0028]
The output of the AND
[0029]
Next, the
[0030]
The
[0031]
When the
[0032]
As described above, in the electronic endoscope apparatus 1 of the first embodiment, the reflected wave of the reset pulse generated from the CCD drive
[0033]
FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the second embodiment of the electronic endoscope apparatus according to the present invention. The same parts as those in the electronic endoscope apparatus 1 according to the first embodiment shown in FIG. Further, since the external configuration is the same as that of the conventional
[0034]
The electronic endoscope apparatus according to the second embodiment extracts a reset pulse included in a CCD output signal, generates an S / H pulse for CDS, an A / D conversion clock, and the like on the basis of this, thereby generating a CCD. When extracting the reset pulse included in the output signal, the pulse width of the reset pulse to be extracted is not influenced by the change in the DC bias voltage of the CCD output signal. The reset pulse is extracted by inputting the CCD output signal and comparing it with the reference signal. However, the pulse width of the extracted reset pulse does not change even if the DC bias voltage of the CCD output signal changes. The reset pulse is passed through the low-
[0035]
As shown in FIG. 4, the
[0036]
The reset
[0037]
The
[0038]
The
[0039]
The integrator 37 integrates the DC signal converted by the low-
[0040]
The CCD output signal transmitted by the cable 5 c is AC-terminated by a resistor 41 and a capacitor 43.
[0041]
The
[0042]
The CDS S /
[0043]
The
[0044]
The cable 5 is the same as the cable 5 of the electronic endoscope apparatus 1 of the first embodiment shown in FIG. 1, but the output cable 5c for CCD output signal propagation not shown in FIG. 1 is shown in FIG. It also shows.
[0045]
Next, the operation of the
[0046]
A reference signal setting voltage for extracting a reset pulse is set in the reference signal setting
[0047]
When the operation of the
[0048]
When the CCD driving pulse is supplied, the
[0049]
When the CCD output signal is supplied, the
[0050]
When the reset pulse is extracted by the
[0051]
When the reset pulse is converted into a DC signal by the low-
[0052]
When the reset pulse is extracted, the
[0053]
Here, for example, a reference signal (integrator output signal) of the voltage comparator shown in FIG. 5 is obtained at a point d shown in FIG. 4 (a point on the “−” terminal side of the
[0054]
At this time, when the level of the CCD output signal becomes smaller (darker) than the level of the CCD output signal shown in FIG. 5 and the CCD output signal shown in FIG. 6 is obtained at the point a shown in FIG. At point b shown in FIG. 4, the voltage comparator output signal shown in FIG. 6 is obtained. At this time, the pulse width of the voltage comparator output signal in the case shown in FIG. 6 is narrower than the pulse width of the voltage comparator output signal in the case shown in FIG. As a result, the low-pass filter output signal (LPF output signal) obtained at point c shown in FIG. 4 is smaller than the low-pass filter output signal in the case shown in FIG. 5, as shown in FIG. Therefore, the level of the reference signal (integrator output signal) of the voltage comparator obtained at the point d shown in FIG. 4 is also indicated by the arrow in FIG. As a result, the pulse width of the reset pulse extracted by the
[0055]
Further, when the level of the CCD output signal is increased, the movement is the reverse of the above case, and as a result, it becomes the same as the voltage comparator output signal shown in FIG.
[0056]
As a result, the reset pulse is extracted with a constant pulse width even when the DC bias voltage of the CCD output signal changes, that is, when the endoscope scope is changed or the level of the CCD output signal changes in the same scope. Can do.
[0057]
As described above, in the
[0058]
Furthermore, by extracting a reset pulse as a reference for processing the CCD output signal from the CCD output signal and correcting the propagation delay time of the CCD output signal based on the reset pulse, the accuracy of the delay time correction is improved. As a result, CDS (correlated double sampling) can be performed at an optimal pulse timing. As a result, the S / N ratio of the imaging signal is improved, and a clear endoscopic image with less noise is provided. Can do.
[0059]
In the first embodiment and the second embodiment, the case where the solid-state imaging device is applied to the
[0060]
In the second embodiment, the reset pulse is extracted from the CCD output signal. However, the reset pulse can be extracted from the CCD output signal without being limited to the reset pulse as long as it is a reference for correcting the propagation delay time of the imaging signal. Other pulse trains may be applied.
[0061]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, by extracting the reset pulse from the output signal of the solid-state image sensor and correcting the propagation delay time of the output signal of the solid-state image sensor based on the reset pulse, The accuracy of the delay time correction can be improved, and as a result, the S / N of the imaging signal can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of a first embodiment of an electronic endoscope apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a PLL circuit.
3 is an explanatory diagram showing a waveform (a) of a reset pulse at a point A shown in FIG. 1 and waveforms (b) of a traveling wave and a reflected wave of the reset pulse at a point B. FIG.
FIG. 4 is a block diagram of a second embodiment of the electronic endoscope apparatus according to the present invention.
FIG. 5 is a diagram illustrating a reference signal of a voltage comparator, an output signal of the voltage comparator, and an LPF output signal.
FIG. 6 is a diagram showing a reference signal, an output signal, and an LPF output signal of a voltage comparator when the level of a CCD output signal becomes small.
FIG. 7 is a schematic view showing an external configuration of a conventional electronic endoscope apparatus.
[Explanation of symbols]
1
5
55
Claims (2)
前記駆動パルスに応じた前記固体撮像素子からの出力信号と予め設定された基準信号とを比較し、前記出力信号のうち前記基準信号を超えた範囲をリセットパルスとして抽出する比較手段と、
前記抽出されたリセットパルスを直流信号に変換する変換手段と、
その直流信号を所定の時間積分する積分手段と、
前記積分値を前記比較手段における基準信号として入力する入力手段と、を備えることを特徴とする電子内視鏡装置。Driving means for driving the solid-state imaging device by supplying a driving pulse via a cable;
Comparing means for comparing an output signal from the solid-state imaging device according to the drive pulse and a preset reference signal, and extracting a range of the output signal that exceeds the reference signal as a reset pulse;
Conversion means for converting the extracted reset pulse into a DC signal;
Integrating means for integrating the DC signal for a predetermined time;
An electronic endoscope apparatus comprising: input means for inputting the integral value as a reference signal in the comparison means.
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