JP3298699B2 - 電子シャッタ駆動装置 - Google Patents

電子シャッタ駆動装置

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JP3298699B2 JP11385193A JP11385193A JP3298699B2 JP 3298699 B2 JP3298699 B2 JP 3298699B2 JP 11385193 A JP11385193 A JP 11385193A JP 11385193 A JP11385193 A JP 11385193A JP 3298699 B2 JP3298699 B2 JP 3298699B2
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茂 西村
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富士写真光機株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は電子シャッタ駆動装置、
特に電子内視鏡、各種カメラ等の固体撮像素子を用いた
撮像装置の電子シャッタ制御に関する。
【0002】
【従来の技術】電子シャッタ駆動装置は、電子内視鏡や
狭所観察用テレビカメラ等の各種カメラに用いられ、イ
メージセンサとしての固体撮像素子、即ちCCD(Char
ge Coupled Device )について電子シャッタ制御するも
のである。即ち、CCDでは画素毎に蓄積された電荷を
読み出すことにより、画像信号が形成されており、この
画素信号を構成する電荷の蓄積時間を制御して、電子シ
ャッタが実行される。
【0003】この電子シャッタ機能は、例えば動きの状
態に応じて動作させることができ、動きがある場合は電
子シャッタ速度を速く制御すると、動きによる残像効果
の影響(画像ぼけ)を避けた鮮明な画像が得られること
になる。また、その他にもホワイトバランスを維持する
ため、色温度調整のため、好みの表示色に設定するため
等に電子シャッタ機能を用いることができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の電子シャッタ駆動装置では、電子シャッタの駆動が
必ずCCDの撮像領域の全域で行われており、不必要な
部分(領域)についても電子シャッタが実行されるとい
う問題がある。例えば、動きに応じて電子シャッタ機能
を用いる場合で考えると、動きのある部分は電子シャッ
タ動作により見やすい画像となるが、動きのない部分は
逆に不連続な画像となり、画像に落着きがなくなる。ま
た、電子シャッタ動作をすると信号のS/N比が悪くな
るので、画質が低下するという問題もある。従って、電
子シャッタ機能を必要な部分に限定できれば、使い勝手
のよい装置が得られることになる。
【0005】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、電子シャッタ動作を撮像領域の一
部に限定することができ、電子シャッタ機能が有効に用
いられる電子シャッタ駆動装置を提供することにある。
【0006】
【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請求項記載の発明は、固体撮像素子の電子シャ
ッタを駆動する電子シャッタ駆動装置において、上記固
体撮像素子の撮像領域を分割し、この分割領域から選択
された領域のみに電子シャッタ動作を実行するようにし
たことを特徴とする。
【0007】また、第2請求項記載の発明は、上記分割
領域毎に電子シャッタ動作を実行するか否かの検出を行
う検出回路を設け、この検出回路の出力に基づいて上記
電子シャッタ動作を実行することを特徴とする。更に、
第3請求項記載の発明は、上記検出回路により複数の領
域に所定の検出があった場合は、全領域又は中心領域の
いずれかについて電子シャッタ動作を実行するようにし
たことを特徴とする。
【0008】
【作用】上記の構成によれば、固体撮像素子の撮像領域
が、例えば上下に3分割、或いは中心部と外周部に2分
割、或いはマトリクス状に多分割される。そして、この
分割領域の一つ、又は複数(全域の場合も含む)につい
て、電子シャッタ動作が実行される。この電子シャッタ
動作の実行は、予め領域を指定しておくこともできる
が、検出回路にて判断することが好ましい。例えば、動
きを検出する場合は、領域毎に動き状態が検出され、動
きがある領域について電子シャッタ動作が実行される。
このとき、動きのある領域が複数検出された場合は全領
域又は中心領域のいずれかについて電子シャッタ動作を
実行することができ、これによれば制御効率が向上し、
またすっきりした見やすい画像が形成される。
【0009】
【実施例】図1には、実施例に係る電子シャッタ駆動装
置を用いた撮像装置の構成が示されており、この装置は
電子内視鏡等に適用することができる。図において、固
体撮像素子であるCCD10は光学系部材を介して配置
され、このCCD10にはアンプ11を介して画像処理
回路12が接続される。この画像処理回路12では、ガ
ンマ補正、ホワイトバランス処理等が行われ、電子内視
鏡においてはビデオ信号がメモリに記憶される。この画
像処理回路12に、TVモニタ(或いは表示器)13が
接続され、このTVモニタ13に被観察体(被写体)画
像が表示される。
【0010】図2には、上記CCD10の内部構成が示
されており、このCCD10はフォトダイオード等から
なる画素セル15の列と転送ライン16が交互に配置さ
れた撮像部17と、上記画素セル15で検出された電荷
を蓄積する蓄積部18からなっている。また、上記撮像
部17の上部に掃出しパルスにて電荷を掃き出すドレイ
ン部19、撮像部17と蓄積部18との間に転送ゲート
20、蓄積部18の下部に読出しレジスタ21が配置さ
れている。そして、このような撮像部17が、実施例で
は3つの領域D1 ,D2 ,D3 に分割されており、この
領域D1 ,D2,D3 に対して別個に電子シャッタ駆動
をすることになる。即ち、分割領域D1,D2 ,D3 に
対して、電子シャッタ駆動をする場合は電子シャッタ動
作のための制御電圧パルス(掃出しパルス、読出しパル
ス等)が与えられ、電子シャッタ駆動をしない場合は所
定の制御電圧パルスが与えられる。
【0011】図1において、上記アンプ11の後段に、
上記分割領域D1 ,D2 ,D3 におけるビデオ信号を抽
出する領域指定ゲート回路22が接続され、この領域指
定ゲート回路22に、実施例では動き検出回路23A,
23B,23Cが接続される。従って、この動き検出回
路23A,23B,23Cでは、上記分割領域D1 ,D
2 ,D3 毎に動き状態を検出することになり、例えば輝
度信号等の変化を検出することによって複数段の動き状
態が検出される。そして、この動き検出回路23A,2
3B,23Cに、電子シャッタ指令回路24が接続され
ると共に、CCD10を電子シャッタ駆動するCCD駆
動回路25が接続され、上記電子シャッタ指令回路24
から領域指定信号がCCD駆動回路25へ出力される。
また、タイミングパルス発生回路26が設けられ、この
タイミングパルス発生回路26から上記画像処理回路1
2、領域指定ゲート回路22、CCD駆動回路25等に
必要なタイミングパルスが供給される。
【0012】即ち、上記電子シャッタ指令回路24は、
上記動き検出回路23A,23B,23Cからの検出出
力に基づいて電子シャッタ動作を実行する領域を指定
し、かつ電子シャッタの制御信号を形成する。そうし
て、上記CCD駆動回路25では指定された領域につい
て電子シャッタのための制御信号を与え、それ以外の領
域には通常の制御信号を与える。この制御信号として
は、掃出しパルス、読出しパルスがあり、上記CCD1
0の分割領域D1 ,D2 ,D3 毎に異なるDC電圧を与
え、制御パルスの位相を変えることによって電子シャッ
タを実行することができる。従って、後述するように、
電子シャッタ動作はCCD10で蓄積される電荷を掃出
しパルスにて制御された時期に掃出し、その後に蓄積さ
れた電荷を読み出すことによって達成される。
【0013】実施例は以上の構成からなり、以下にその
作用を図3を参照しながら説明する。電源がオン動作さ
れると、例えば電子内視鏡では不図示のライトガイドを
介して観察光が照射され、この観察光により捉えられた
被観察体内がCCD10の撮像面に結像される。これに
よって、上記CCD10では、例えば図3(A)に示さ
れる1/60秒の垂直同期(VD)信号毎に1フィール
ドのビデオ信号が形成され、このビデオ信号はアンプ1
1を介して画像処理回路12へ供給される。この画像処
理回路12にてガンマ補正等の必要な処理が施されたビ
デオ信号は、TVモニタ13へ出力され、このTVモニ
タ13に被観察体内の画像が表示される。
【0014】このような画像処理中に、CCD10から
のビデオ信号が領域指定ゲート回路22によって、分割
された領域D1 ,D2 ,D3 毎に動き検出回路23A,
23B,23Cへ供給され、ここで被観察体(被写体)
の動き状態が検出される。そして、動き状態が検出され
ると、動きの程度を含む検出信号が電子シャッタ指令回
路24へ供給されることになり、上記電子シャッタ指令
回路24にて分割領域D1 ,D2 ,D3 の中から動きの
ある領域が指定される。例えば、上記領域D1,D3 に
動きがなく、領域D2 に動きがある場合は、この領域D
2 を指定する信号をCCD駆動回路25へ供給する。
【0015】そうすると、CCD駆動回路25では、上
記領域D1 ,D3 については、図3(B)に示される制
御電圧パルスPaがCCD10の図2に示される領域D
1 ,D3 へ与えられ、これによって図3(C)に示され
るように、上記制御電圧パルスPaの後に蓄積された電
荷C11,C12,C13…が(読出しパルスにより読出しレ
ジスタ21から)読み出される。同時に、上記領域D2
については、図3(D)に示される制御電圧パルス(掃
出しパルス)PbがCCD10の図2に示される領域D
2 に与えられ、これによって図3(E)に示されるよう
に、上記制御電圧パルスPbの後に蓄積された電荷C2
1,C22,C23…が読み出される。図示のように、この
電荷C21,C22,C23…は、制御電圧パルスPbにて蓄
積時間が制御されており、このような制御電圧パルスP
bによる蓄積時間の制御によって電子シャッタ動作が実
行されたことになる。
【0016】上記のようにして、実施例では領域D2 に
ついてのみ電子シャッタ動作が実行された画像がTVモ
ニタ13へ表示され、他の領域D1 ,D3 については電
子シャッタ動作がされない画像が表示されることにな
る。従って、領域D2 については動きによる残像効果
(画像ぼけ)が解消された画像が表示され、領域D1 ,
D3 については、落着きのある画像で、かつS/N比の
低下のない良好な画像が表示される。
【0017】この実施例において、複数の領域で動きが
検出された場合、例えば領域D1 と領域D2 の両者で動
きが検出された場合は、全ての領域D1 ,D2 ,D3 に
ついて電子シャッタ動作を実行するようにしてもよく、
これにより見やすい画像が提供できることになる。ま
た、上記実施例では、動き状態について検出する場合を
説明したが、これに限らず、例えば設定された好みのカ
ラー表示色に合せるための検出をし、この検出値に基づ
いて電子シャッタ動作を実行するようにしてもよい。
【0018】図4には、上記CCD10での他の分割例
が示されており、例えば図4(A)に示されるように、
円形中心領域D4 と外周領域D5 に分割してもよいし、
図4(B)に示されるように、四角形中心領域D6 と外
周領域D7 に分割してもよいし、更には図4(C)の領
域E1 〜E9 のように、マトリクス状に分割することも
できる。これらの場合、電子シャッタ動作のための検出
をするときは、同一の領域について実行することにな
る。特に、図4(C)の場合に、複数の領域の検出があ
るときは、全領域E1 〜E9 又は中心領域E5 のみにつ
いて電子シャッタ動作を実行することが好ましい。例え
ば、中心領域E5 と領域E3 について動きが検出された
場合は、重要性の高い中心領域E5 についてのみ電子シ
ャッタ動作を行うことができ、これにより効率のよい制
御が可能となり、かつ見やすい画面が得られることにな
る。
【0019】更に、このような分割領域における電子シ
ャッタ動作の領域指定は、検出回路の出力によらず、予
め設定した条件により、或いはスイッチ等の切換え操作
によって選択指定することも可能である。
【0020】
【発明の効果】以上説明したように、第1請求項記載の
発明によれば、電子シャッタ駆動装置で、固体撮像素子
の撮像領域を分割し、この分割領域から選択された領域
のみに電子シャッタ動作を実行するようにしたので、電
子シャッタ動作を撮像領域中の必要な一部に限定できる
と共に、電子シャッタ動作をしない領域については画質
の劣化が防止されるので、電子シャッタ機能が有効に用
いられるという利点がある。
【0021】また、第2請求項、第3請求項記載の発明
によれば、上記分割領域毎に電子シャッタ動作を実行す
るか否かの検出を行う検出回路を設け、この検出回路の
出力に基づいて上記電子シャッタ動作を実行するように
したので、例えば動き状態に応じて必要な領域に限定し
て電子シャッタ動作を実行することができる。このと
き、複数の領域について所定の検出があった場合は全体
領域又は中心領域のいずれかについて電子シャッタ動作
を実行すれば、電子シャッタ制御が効率よくでき、かつ
見やすい画像が得られることになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係る電子シャッタ駆動装置を
用いた撮像装置の構成を示すブロック図である。
【図2】実施例におけるCCDの構造を示す波形図であ
る。
【図3】実施例の動作を示す波形図である。
【図4】図(A)〜図(C)はCCDにおける領域分割
の他の例を示す図である。
【符号の説明】
10 … CCD、 22 … 領域指定ゲート回路、 23A,23B,23C … 動き検出回路、 24 … 電子シャッタ指令回路、 25 … CCD駆動回路、 D1 ,D2 ,D3 … 分割領域。

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 固体撮像素子の電子シャッタを駆動する
    電子シャッタ駆動装置において、上記固体撮像素子の撮
    像領域を分割し、この分割領域から選択された領域のみ
    に電子シャッタ動作を実行するようにしたことを特徴と
    する電子シャッタ駆動装置。
  2. 【請求項2】 上記分割領域毎に電子シャッタ動作を実
    行するか否かの検出を行う検出回路を設け、この検出回
    路の出力に基づいて上記電子シャッタ動作を実行するこ
    とを特徴とする上記第1請求項記載の電子シャッタ駆動
    装置。
  3. 【請求項3】 上記検出回路により複数の領域に所定の
    検出があった場合は、全領域又は中心領域のいずれかに
    ついて電子シャッタ動作を実行するようにしたことを特
    徴とする上記第1請求項記載の電子シャッタ駆動装置。
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