JPH06261326A - 固体撮像素子を用いた撮像装置 - Google Patents
固体撮像素子を用いた撮像装置Info
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- JPH06261326A JPH06261326A JP5069440A JP6944093A JPH06261326A JP H06261326 A JPH06261326 A JP H06261326A JP 5069440 A JP5069440 A JP 5069440A JP 6944093 A JP6944093 A JP 6944093A JP H06261326 A JPH06261326 A JP H06261326A
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- circuit
- image pickup
- electronic shutter
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- Endoscopes (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 動きがあるとき、色温度が変る場合等、各種
の条件の下でも、画像信号を良好に形成し、高画質の画
像が得られるようにする。 【構成】 被写体の動き状態を検出する動き検出回路２
４、色温度を設定する色温度設定回路２８、ホワイトバ
ランス調整回路２５を設け、これらの回路を機能選択ス
イッチ３０により選択的に切換え可能とし、選択された
回路に基づいＣＣＤ１４の電荷蓄積時間を駆動制御す
る。これにより、各機能に対応した電子シャッタ制御が
良好に行われる。更に、ビデオ振幅検出回路を加え、交
換される電子内視鏡に対応させて電子シャッタ動作を行
うようにすることができる。
の条件の下でも、画像信号を良好に形成し、高画質の画
像が得られるようにする。 【構成】 被写体の動き状態を検出する動き検出回路２
４、色温度を設定する色温度設定回路２８、ホワイトバ
ランス調整回路２５を設け、これらの回路を機能選択ス
イッチ３０により選択的に切換え可能とし、選択された
回路に基づいＣＣＤ１４の電荷蓄積時間を駆動制御す
る。これにより、各機能に対応した電子シャッタ制御が
良好に行われる。更に、ビデオ振幅検出回路を加え、交
換される電子内視鏡に対応させて電子シャッタ動作を行
うようにすることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は固体撮像素子を用いた撮
像装置、特に電子内視鏡、各種カメラ等に適用される撮
像装置の電子シャッタ制御の内容に関する。
像装置、特に電子内視鏡、各種カメラ等に適用される撮
像装置の電子シャッタ制御の内容に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、イメージセンサとしての固体
撮像素子、即ちＣＣＤ（Charge Coupled Device ）を用
いた電子内視鏡や狭所観察用テレビカメラ等の各種カメ
ラが周知であり、これらの撮像装置では、ＣＣＤで得ら
れたカラー画像信号を処理してモニタ等に画像表示する
ことが行われる。この撮像処理方法としては、同時式、
点順次式、面順次式があり、同時式の場合は、例えばビ
ームスプリッタ等を用いてＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ
（青）の各光を分離し、３個のＣＣＤによってＲＧＢの
画像信号を同時に得るものであり、点順次式の場合は、
例えば所定色がモザイク状に配列された色フィルタがＣ
ＣＤに形成され、このＣＣＤで所定色の画像信号を同時
に得るものである。また、面順次式の場合は、順次照射
されるＲＧＢ光に基づいて、１つのＣＣＤでＲＧＢの画
像信号を順に得るものであり、この面順次式は１個のＣ
ＣＤでコンパクトに収納できることから、挿入先端部の
細形化が必要な電子内視鏡装置等に適している。
撮像素子、即ちＣＣＤ（Charge Coupled Device ）を用
いた電子内視鏡や狭所観察用テレビカメラ等の各種カメ
ラが周知であり、これらの撮像装置では、ＣＣＤで得ら
れたカラー画像信号を処理してモニタ等に画像表示する
ことが行われる。この撮像処理方法としては、同時式、
点順次式、面順次式があり、同時式の場合は、例えばビ
ームスプリッタ等を用いてＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ
（青）の各光を分離し、３個のＣＣＤによってＲＧＢの
画像信号を同時に得るものであり、点順次式の場合は、
例えば所定色がモザイク状に配列された色フィルタがＣ
ＣＤに形成され、このＣＣＤで所定色の画像信号を同時
に得るものである。また、面順次式の場合は、順次照射
されるＲＧＢ光に基づいて、１つのＣＣＤでＲＧＢの画
像信号を順に得るものであり、この面順次式は１個のＣ
ＣＤでコンパクトに収納できることから、挿入先端部の
細形化が必要な電子内視鏡装置等に適している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
ＣＣＤを用いた撮像装置では、被写体の動きの状態、外
光、照明等の条件、ＣＣＤや光学系の条件等によって、
良好な画像信号が得られないという問題がある。例え
ば、被写体に動きがあったときは、残像効果によって解
像度が低下する。即ち、ＣＣＤでは画素毎に光電変換さ
れた電荷を所定期間だけ蓄積し、この蓄積電荷を画像信
号として取り出すようになっており、被写体に動きがあ
るときには、蓄積期間中に画像信号が変化することがあ
り、この場合には解像度が劣化する。この解像度の劣化
は被写体の動きが速ければ速い程、大きくなり、特に上
記面順次式の撮像装置においては、ＲＧＢ画像信号を順
次形成することとなるから、他の装置に比べて動きによ
る影響が大きくなる。
ＣＣＤを用いた撮像装置では、被写体の動きの状態、外
光、照明等の条件、ＣＣＤや光学系の条件等によって、
良好な画像信号が得られないという問題がある。例え
ば、被写体に動きがあったときは、残像効果によって解
像度が低下する。即ち、ＣＣＤでは画素毎に光電変換さ
れた電荷を所定期間だけ蓄積し、この蓄積電荷を画像信
号として取り出すようになっており、被写体に動きがあ
るときには、蓄積期間中に画像信号が変化することがあ
り、この場合には解像度が劣化する。この解像度の劣化
は被写体の動きが速ければ速い程、大きくなり、特に上
記面順次式の撮像装置においては、ＲＧＢ画像信号を順
次形成することとなるから、他の装置に比べて動きによ
る影響が大きくなる。
【０００４】また、撮影が昼間か夜間か或いは天気等に
よって、また光源装置を有する場合は光源の種類によっ
て色温度が変化することになり、これによってホワイト
バランスが崩れるという問題がある。更には、電子内視
鏡装置ではスコープ（電子内視鏡）自体を交換して用い
る場合があり、この場合にはＣＣＤや光学系部材の光学
特性によってホワイトバランスが悪くなる。また更に、
面順次式の装置では、カラーディスクを用いてＲ
（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の各色光を照射し、この照
射毎にＲＧＢの画像信号を得るので、色に対する感度特
性の相違からＲＧＢの画像信号間にレベル差が生じる。
従って、この場合はＲ（赤）信号の飽和による白つぶれ
現象が起きたり、忠実な色再現が行えない状態が発生す
る。このことは、ビームスプリッタでＲＧＢ光を分離す
る場合も同様である。
よって、また光源装置を有する場合は光源の種類によっ
て色温度が変化することになり、これによってホワイト
バランスが崩れるという問題がある。更には、電子内視
鏡装置ではスコープ（電子内視鏡）自体を交換して用い
る場合があり、この場合にはＣＣＤや光学系部材の光学
特性によってホワイトバランスが悪くなる。また更に、
面順次式の装置では、カラーディスクを用いてＲ
（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の各色光を照射し、この照
射毎にＲＧＢの画像信号を得るので、色に対する感度特
性の相違からＲＧＢの画像信号間にレベル差が生じる。
従って、この場合はＲ（赤）信号の飽和による白つぶれ
現象が起きたり、忠実な色再現が行えない状態が発生す
る。このことは、ビームスプリッタでＲＧＢ光を分離す
る場合も同様である。
【０００５】上記のホワイトバランスは、ＣＣＤから得
られた画像信号に対して後に行う画像処理の際に、ホワ
イトバランス処理をすることによってある程度解消する
ことができるが、これでは不十分となる場合も多い。
られた画像信号に対して後に行う画像処理の際に、ホワ
イトバランス処理をすることによってある程度解消する
ことができるが、これでは不十分となる場合も多い。
【０００６】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、動きがあるとき、色温度が変る場
合等、各種の条件の下でも、画像信号を良好に形成し、
高画質の画像を得ることができる固体撮像素子を用いた
撮像装置を提供することにある。
であり、その目的は、動きがあるとき、色温度が変る場
合等、各種の条件の下でも、画像信号を良好に形成し、
高画質の画像を得ることができる固体撮像素子を用いた
撮像装置を提供することにある。
【０００７】
【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、固体撮像素子に蓄積され
る電荷量を制御する電子シャッタ機能が設けられた固体
撮像素子を用いた撮像装置において、被写体の動き状態
を検出する動き検出回路と、被写体照明の色温度差を補
正する色温度補正回路と、これらの回路からの制御信号
によって固体撮像素子の電荷蓄積時間を駆動制御する電
子シャッタ駆動回路と、上記動き検出に対応した電子シ
ャッタ機能、色温度設定に対応した電子シャッタ機能を
選択する機能切換え回路とを設け、複数の機能に対応さ
せて電子シャッタを可変制御するようにしたことを特徴
とする。
に、第１請求項記載の発明は、固体撮像素子に蓄積され
る電荷量を制御する電子シャッタ機能が設けられた固体
撮像素子を用いた撮像装置において、被写体の動き状態
を検出する動き検出回路と、被写体照明の色温度差を補
正する色温度補正回路と、これらの回路からの制御信号
によって固体撮像素子の電荷蓄積時間を駆動制御する電
子シャッタ駆動回路と、上記動き検出に対応した電子シ
ャッタ機能、色温度設定に対応した電子シャッタ機能を
選択する機能切換え回路とを設け、複数の機能に対応さ
せて電子シャッタを可変制御するようにしたことを特徴
とする。
【０００８】また、第２請求項記載の発明は、上記動き
検出回路に対応した電子シャッタ機能、色温度補正回路
に対応した電子シャッタ機能に加えて、ホワイトバラン
ス調整回路に対応した電子シャッタ機能を選択できるよ
うにしたことを特徴とする。更に、第３請求項記載の発
明は、上記動き検出回路に対応した電子シャッタ機能、
色温度補正回路に対応した電子シャッタ機能に加えて、
信号振幅検出回路に対応した電子シャッタ機能を選択で
きるようにしたことを特徴とする。この場合、ホワイト
バランス調整回路に対応した電子シャッタ機能を加える
ことができる。
検出回路に対応した電子シャッタ機能、色温度補正回路
に対応した電子シャッタ機能に加えて、ホワイトバラン
ス調整回路に対応した電子シャッタ機能を選択できるよ
うにしたことを特徴とする。更に、第３請求項記載の発
明は、上記動き検出回路に対応した電子シャッタ機能、
色温度補正回路に対応した電子シャッタ機能に加えて、
信号振幅検出回路に対応した電子シャッタ機能を選択で
きるようにしたことを特徴とする。この場合、ホワイト
バランス調整回路に対応した電子シャッタ機能を加える
ことができる。
【０００９】
【作用】上記の構成によれば、動き検出回路は例えばＧ
信号から動きのある状態を検出し、この際にはＣＣＤに
おける電荷の蓄積時間が短くなるようにシャッタ制御さ
れる。また、色温度補正回路の場合は、被写体照明の色
温度に応じて電荷蓄積時間が制御され、ホワイトバラン
ス調整回路の場合は、白の被写体を撮影した際に画像信
号が一定レベルとなるように蓄積時間が制御され、信号
振幅検出回路の場合は、異なる電子内視鏡が装着された
場合等において画像信号が一定レベルとなるように蓄積
時間が制御される。そして、これらの制御は、選択的に
切り換えることができ、選択された回路により被写体撮
像条件に応じて電子シャッタ機能を働かせることが可能
となる。
信号から動きのある状態を検出し、この際にはＣＣＤに
おける電荷の蓄積時間が短くなるようにシャッタ制御さ
れる。また、色温度補正回路の場合は、被写体照明の色
温度に応じて電荷蓄積時間が制御され、ホワイトバラン
ス調整回路の場合は、白の被写体を撮影した際に画像信
号が一定レベルとなるように蓄積時間が制御され、信号
振幅検出回路の場合は、異なる電子内視鏡が装着された
場合等において画像信号が一定レベルとなるように蓄積
時間が制御される。そして、これらの制御は、選択的に
切り換えることができ、選択された回路により被写体撮
像条件に応じて電子シャッタ機能を働かせることが可能
となる。
【００１０】
【実施例】図１には、第１実施例に係る固体撮像素子を
用いた撮像装置の構成が示されており、この実施例は３
個の固体撮像素子（ＣＣＤ）を用いた同時式のカメラ装
置である。図において、色分解光学系１０内にレンズ系
１１、絞り１２が設けられ、この絞り１２には絞り駆動
回路（ＡＬＣ回路を構成する）１３が接続される。この
絞り１２の後段に、３個のＣＣＤ１４Ａ（Ｇ信号用），
１４Ｂ（Ｂ信号用），１４Ｃ（Ｒ信号用）が配置され、
これらのＣＣＤ１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃには不図示のビ
ームスプリッタによって分離されたＲＧＢ光が導かれて
いる。
用いた撮像装置の構成が示されており、この実施例は３
個の固体撮像素子（ＣＣＤ）を用いた同時式のカメラ装
置である。図において、色分解光学系１０内にレンズ系
１１、絞り１２が設けられ、この絞り１２には絞り駆動
回路（ＡＬＣ回路を構成する）１３が接続される。この
絞り１２の後段に、３個のＣＣＤ１４Ａ（Ｇ信号用），
１４Ｂ（Ｂ信号用），１４Ｃ（Ｒ信号用）が配置され、
これらのＣＣＤ１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃには不図示のビ
ームスプリッタによって分離されたＲＧＢ光が導かれて
いる。
【００１１】このＣＣＤ１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃの後段
には、増幅器１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ，１７を介して画
像処理回路１８が接続されており、この画像処理回路１
８はホワイトバランス、ガンマ補正等の画像処理を行っ
ている。この画像処理回路１８にはエンコーダ１９を介
してモニタ２０が接続され、このモニタ２０へＣＣＤ１
４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃで捉えられた画像が表示される。
また、上記増幅器１７には自動利得制御（ＡＧＣ）回路
２２が接続され、このＡＧＣ回路２２は増幅器１７から
の入力信号に基づいて増幅器１７のゲインを制御するこ
とによって、ビデオ信号のレベルが一定値になるように
している。
には、増幅器１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ，１７を介して画
像処理回路１８が接続されており、この画像処理回路１
８はホワイトバランス、ガンマ補正等の画像処理を行っ
ている。この画像処理回路１８にはエンコーダ１９を介
してモニタ２０が接続され、このモニタ２０へＣＣＤ１
４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃで捉えられた画像が表示される。
また、上記増幅器１７には自動利得制御（ＡＧＣ）回路
２２が接続され、このＡＧＣ回路２２は増幅器１７から
の入力信号に基づいて増幅器１７のゲインを制御するこ
とによって、ビデオ信号のレベルが一定値になるように
している。
【００１２】更に、上記ＣＣＤ１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ
を駆動する電子シャッタ駆動回路２３が設けられてお
り、この電子シャッタ駆動回路２３は、掃出しパルス、
読出しパルスをＣＣＤ１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃへ与える
ことによって、制御された期間の蓄積電荷を読み出すこ
とができる。そして、上記増幅器１６の出力を入力する
ように、動き検出回路２４、ホワイトバランス調整回路
２５が接続されている。また、色温度補正回路２８が設
けられ、これらの回路は機能選択スイッチ３０を介して
電子シャッタ駆動回路２３へ接続されており、この機能
選択スイッチ３０は操作部等の選択釦等で切り換えられ
る。
を駆動する電子シャッタ駆動回路２３が設けられてお
り、この電子シャッタ駆動回路２３は、掃出しパルス、
読出しパルスをＣＣＤ１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃへ与える
ことによって、制御された期間の蓄積電荷を読み出すこ
とができる。そして、上記増幅器１６の出力を入力する
ように、動き検出回路２４、ホワイトバランス調整回路
２５が接続されている。また、色温度補正回路２８が設
けられ、これらの回路は機能選択スイッチ３０を介して
電子シャッタ駆動回路２３へ接続されており、この機能
選択スイッチ３０は操作部等の選択釦等で切り換えられ
る。
【００１３】即ち、上記動き検出回路２４は、第１実施
例ではＣＣＤ１４Ａから出力されたＧ（緑）信号を選択
し、このＧ信号から動き状態を検出する。この動き検出
は、所定のフィールド間のＧ信号のレベル（平均値等）
を比較することによって行われ、動き検出回路２４によ
って、動き状態であるときに蓄積時間を短くするよう
に、電子シャッタが制御される。上記ホワイトバランス
調整回路２５は、例えば白ボードを撮影した際にＲＧＢ
のビデオ信号が均一となるように電子シャッタを制御す
るものである（特開平２−１８２０９４号を参照するこ
とができる）。
例ではＣＣＤ１４Ａから出力されたＧ（緑）信号を選択
し、このＧ信号から動き状態を検出する。この動き検出
は、所定のフィールド間のＧ信号のレベル（平均値等）
を比較することによって行われ、動き検出回路２４によ
って、動き状態であるときに蓄積時間を短くするよう
に、電子シャッタが制御される。上記ホワイトバランス
調整回路２５は、例えば白ボードを撮影した際にＲＧＢ
のビデオ信号が均一となるように電子シャッタを制御す
るものである（特開平２−１８２０９４号を参照するこ
とができる）。
【００１４】上記色温度補正回路２８は、昼、夕方、夜
等の時間帯の相違或いは天気による相違による色温度差
を補正するものであり、操作部の機能選択釦等によって
設定され、色温度の相違によるビデオ信号のレベルの不
均一を是正するように、電子シャッタを制御するもので
ある。そして、機能選択スイッチ３０は、操作部の選択
釦等の操作に基づいて、動き検出回路２４の出力Ａ、ホ
ワイトバランス調整回路２５の出力Ｂ、色温度補正回路
２８の出力Ｄのいずれかを選択することになり、選択し
た回路からの制御信号を電子シャッタ駆動回路２３へ供
給する。
等の時間帯の相違或いは天気による相違による色温度差
を補正するものであり、操作部の機能選択釦等によって
設定され、色温度の相違によるビデオ信号のレベルの不
均一を是正するように、電子シャッタを制御するもので
ある。そして、機能選択スイッチ３０は、操作部の選択
釦等の操作に基づいて、動き検出回路２４の出力Ａ、ホ
ワイトバランス調整回路２５の出力Ｂ、色温度補正回路
２８の出力Ｄのいずれかを選択することになり、選択し
た回路からの制御信号を電子シャッタ駆動回路２３へ供
給する。
【００１５】また、上記増幅器１６Ａ（１６Ｂ，１６Ｃ
でもよい）から出力された画像信号を入力すると共に、
上記ＡＧＣ回路２２からの出力を入力する切換え器３１
が接続され、この切換え器３１は上記機能選択スイッチ
３０の切換えに連動して、出力信号を選択するように切
り換える。即ち、この切換え器３１はＡＧＣ回路２２か
らの信号を増幅器１７へ戻すためのラインＥ、絞り駆動
回路１３へのラインＦを有しており、上記機能選択に応
じて選択された信号が各回路へ供給される。従って、上
述したように、ＡＧＣ回路２２ではゲイン制御が行わ
れ、絞り駆動回路１３では、入力信号から画像信号の明
るさのレベルを検出し、最適な明るさが得られるよう
に、絞り１２が自動的に制御されることになる。
でもよい）から出力された画像信号を入力すると共に、
上記ＡＧＣ回路２２からの出力を入力する切換え器３１
が接続され、この切換え器３１は上記機能選択スイッチ
３０の切換えに連動して、出力信号を選択するように切
り換える。即ち、この切換え器３１はＡＧＣ回路２２か
らの信号を増幅器１７へ戻すためのラインＥ、絞り駆動
回路１３へのラインＦを有しており、上記機能選択に応
じて選択された信号が各回路へ供給される。従って、上
述したように、ＡＧＣ回路２２ではゲイン制御が行わ
れ、絞り駆動回路１３では、入力信号から画像信号の明
るさのレベルを検出し、最適な明るさが得られるよう
に、絞り１２が自動的に制御されることになる。
【００１６】第１実施例は以上の構成からなり、図１の
レンズ系１１で捉えられた被写体は、絞り１２を介して
各ＣＣＤ１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃへ結像することにな
り、このＣＣＤ１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃは、電子シャッ
タ駆動回路２３で駆動制御され、図２（Ａ）に示され
る、例えば１／６０秒毎の垂直同期（ＶＤ）パルスにて
１フィールドの画像情報が得られる。第１実施例では、
３個のＣＣＤ１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃによって、Ｇ
（緑），Ｂ（青），Ｒ（赤）の画像信号が得られてお
り、これらの画像信号は、増幅器１７へ供給されると同
時に、動き検出回路２４へ供給される。
レンズ系１１で捉えられた被写体は、絞り１２を介して
各ＣＣＤ１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃへ結像することにな
り、このＣＣＤ１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃは、電子シャッ
タ駆動回路２３で駆動制御され、図２（Ａ）に示され
る、例えば１／６０秒毎の垂直同期（ＶＤ）パルスにて
１フィールドの画像情報が得られる。第１実施例では、
３個のＣＣＤ１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃによって、Ｇ
（緑），Ｂ（青），Ｒ（赤）の画像信号が得られてお
り、これらの画像信号は、増幅器１７へ供給されると同
時に、動き検出回路２４へ供給される。
【００１７】図２及び図３には、動き検出動作が示され
ており、機能選択スイッチ３０で動き検出回路２４が選
択されると、この動き検出回路２４では、図２（Ｂ）の
Ｇ信号が選択され、更に図（Ｃ）に示されるサンプリン
グパルスによって、所定フィールド（４フィールド）毎
のＧ信号が抽出されることになり、このＧ信号のレベル
が互に比較される。そして、Ｇ信号に所定の変化があれ
ば、動き状態と判断され、この動き状態か静止状態かの
信号は電子シャッタ駆動回路２３へ供給される。
ており、機能選択スイッチ３０で動き検出回路２４が選
択されると、この動き検出回路２４では、図２（Ｂ）の
Ｇ信号が選択され、更に図（Ｃ）に示されるサンプリン
グパルスによって、所定フィールド（４フィールド）毎
のＧ信号が抽出されることになり、このＧ信号のレベル
が互に比較される。そして、Ｇ信号に所定の変化があれ
ば、動き状態と判断され、この動き状態か静止状態かの
信号は電子シャッタ駆動回路２３へ供給される。
【００１８】図３には、ＣＣＤ１４の制御動作が示され
ており、動きがない状態では図３（Ａ）の垂直同期パル
ス毎に、図３（Ｂ）に示される掃出しパルスＰa1、読出
しパルスＰb がＣＣＤ１４へ供給される。従って、図３
（Ｃ）に示されるように、掃出しパルスＰa1にて一旦蓄
積された電荷は掃き出され、その後蓄積された蓄積電荷
Ｃ1 ，Ｃ2 ，Ｃ3 …が読出しパルスＰb にて画素信号と
して読み出される。一方、動き状態と判定されたとき
は、図３（Ｄ）に示される掃出しパルスＰa2、読出しパ
ルスＰb が出力されることになり、これによれば、図３
（Ｅ）に示されるように、掃出しパルスＰa2で掃き出さ
れた後に、蓄積された電荷Ｃ11，Ｃ12，Ｃ13…が読み出
される。従って、動きのないときと比較すると、短い時
間で画素信号電荷が読み出されることになり、動きの影
響を低減することができる。
ており、動きがない状態では図３（Ａ）の垂直同期パル
ス毎に、図３（Ｂ）に示される掃出しパルスＰa1、読出
しパルスＰb がＣＣＤ１４へ供給される。従って、図３
（Ｃ）に示されるように、掃出しパルスＰa1にて一旦蓄
積された電荷は掃き出され、その後蓄積された蓄積電荷
Ｃ1 ，Ｃ2 ，Ｃ3 …が読出しパルスＰb にて画素信号と
して読み出される。一方、動き状態と判定されたとき
は、図３（Ｄ）に示される掃出しパルスＰa2、読出しパ
ルスＰb が出力されることになり、これによれば、図３
（Ｅ）に示されるように、掃出しパルスＰa2で掃き出さ
れた後に、蓄積された電荷Ｃ11，Ｃ12，Ｃ13…が読み出
される。従って、動きのないときと比較すると、短い時
間で画素信号電荷が読み出されることになり、動きの影
響を低減することができる。
【００１９】この動き検出動作機能が選択されたとき、
切換え器３１によってＥ，Ｆのラインが入力状態とな
り、まず上記増幅器１７からＡＧＣ回路２２に供給され
た画像信号は、増幅器１７へ戻され、ＲＧＢ信号のレベ
ルが同一となるようにゲイン制御される。即ち、光学的
要素の光学特性によってＲＧＢ信号にレベルの不均一が
生じるので、ここで調整できるようになっている。
切換え器３１によってＥ，Ｆのラインが入力状態とな
り、まず上記増幅器１７からＡＧＣ回路２２に供給され
た画像信号は、増幅器１７へ戻され、ＲＧＢ信号のレベ
ルが同一となるようにゲイン制御される。即ち、光学的
要素の光学特性によってＲＧＢ信号にレベルの不均一が
生じるので、ここで調整できるようになっている。
【００２０】また、この増幅器１６Ａの出力がラインＦ
により絞り駆動回路１３へ供給されることになり、この
絞り駆動回路１３では、Ｇ信号から明るさを検出し、画
像信号の全体的なレベルを所定値とする制御（ＡＬＣ制
御）が行われる。これによれば、上記動き状態のとき、
ＣＣＤ１４での蓄積時間を短くしたことによる電荷（光
量）不足が解消され、この電荷不足によるＳ／Ｎ比の劣
化を防止することが可能となる。
により絞り駆動回路１３へ供給されることになり、この
絞り駆動回路１３では、Ｇ信号から明るさを検出し、画
像信号の全体的なレベルを所定値とする制御（ＡＬＣ制
御）が行われる。これによれば、上記動き状態のとき、
ＣＣＤ１４での蓄積時間を短くしたことによる電荷（光
量）不足が解消され、この電荷不足によるＳ／Ｎ比の劣
化を防止することが可能となる。
【００２１】一方、白ボードを撮影しながらホワイトバ
ランス調整回路２５が選択されると、Ｒ信号＝Ｇ信号＝
Ｂ信号に近い状態とするための制御信号が電子シャッタ
駆動回路２３へ供給される。従って、この電子シャッタ
駆動回路２３では、白ボード撮影時の上記ＲＧＢの各信
号レベルが均一となるように、ＣＣＤ１４Ａ，１４Ｂ，
１４Ｃのそれぞれの掃出しパルスと読出しパルスが形成
される。即ち、一般にＲ→Ｇ→Ｂの順に感度が低下する
ので、この順に電荷蓄積時間が多くなるように、掃出し
パルスと読出しパルスが形成され、これによって均一な
ＲＧＢ信号が得られる。
ランス調整回路２５が選択されると、Ｒ信号＝Ｇ信号＝
Ｂ信号に近い状態とするための制御信号が電子シャッタ
駆動回路２３へ供給される。従って、この電子シャッタ
駆動回路２３では、白ボード撮影時の上記ＲＧＢの各信
号レベルが均一となるように、ＣＣＤ１４Ａ，１４Ｂ，
１４Ｃのそれぞれの掃出しパルスと読出しパルスが形成
される。即ち、一般にＲ→Ｇ→Ｂの順に感度が低下する
ので、この順に電荷蓄積時間が多くなるように、掃出し
パルスと読出しパルスが形成され、これによって均一な
ＲＧＢ信号が得られる。
【００２２】また、色温度補正回路２８によって被写体
照明に合った色温度（補正係数）が選択されると、色温
度毎に設定されている所定の割合でＲＧＢ信号の電荷蓄
積時間が補正制御される。例えば、昼間で天気が良い場
合はＲＧＢの各信号にレベル差が生じないので、ほぼ同
一の電荷蓄積時間となるが、夕方ではＲ→Ｇ→Ｂの順に
感度がやや低下するので、これに相応して蓄積時間を増
加させるように制御される。なお、この場合の切換え回
路３１は、ラインＥ，Ｆが選択される。これによれば、
時間帯、天気が相違する場合の撮影、夜間における照明
下での撮影でも良好な映像を得ることが可能となる。
照明に合った色温度（補正係数）が選択されると、色温
度毎に設定されている所定の割合でＲＧＢ信号の電荷蓄
積時間が補正制御される。例えば、昼間で天気が良い場
合はＲＧＢの各信号にレベル差が生じないので、ほぼ同
一の電荷蓄積時間となるが、夕方ではＲ→Ｇ→Ｂの順に
感度がやや低下するので、これに相応して蓄積時間を増
加させるように制御される。なお、この場合の切換え回
路３１は、ラインＥ，Ｆが選択される。これによれば、
時間帯、天気が相違する場合の撮影、夜間における照明
下での撮影でも良好な映像を得ることが可能となる。
【００２３】このようにして、ＣＣＤ１４Ａ，１４Ｂ，
１４Ｃから出力され、増幅器１７から出力された画像信
号は、画像信号処理回路１８で所定の処理が実行される
ことになり、処理が終了した画像信号はエンコーダ１９
を介してモニタ２０へ供給され、このモニタ２０には被
写体の画像（映像）が表示される。
１４Ｃから出力され、増幅器１７から出力された画像信
号は、画像信号処理回路１８で所定の処理が実行される
ことになり、処理が終了した画像信号はエンコーダ１９
を介してモニタ２０へ供給され、このモニタ２０には被
写体の画像（映像）が表示される。
【００２４】図４には、本発明の第２実施例の構成が示
され、この第２実施例は電子内視鏡に用いられる面順次
式装置である。図４において、電子内視鏡装置では光源
装置４０が設けられ、また先端部までライトガイド４１
が配設されている。この光源装置４０内には、光源電源
部４２、ランプ４３、絞り４４、絞り駆動回路４５が設
けられ、更にはＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）のカラー
ディスク４６が設けられており、面順次式の装置ではこ
のカラーディスク４６を所定速度で回転させることによ
り、ＲＧＢの各色光を被観察体内へ順次送ることができ
る。
され、この第２実施例は電子内視鏡に用いられる面順次
式装置である。図４において、電子内視鏡装置では光源
装置４０が設けられ、また先端部までライトガイド４１
が配設されている。この光源装置４０内には、光源電源
部４２、ランプ４３、絞り４４、絞り駆動回路４５が設
けられ、更にはＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）のカラー
ディスク４６が設けられており、面順次式の装置ではこ
のカラーディスク４６を所定速度で回転させることによ
り、ＲＧＢの各色光を被観察体内へ順次送ることができ
る。
【００２５】一方、レンズ系４８の後方の焦点面にＣＣ
Ｄ４９が配置され、このＣＣＤ４９には第１実施例の場
合と同様に、増幅器５０、増幅器５１、ＡＧＣ回路５
２、画像処理回路５３、エンコーダ５４、モニタ５５が
設けられている。そして、上記ＣＣＤ４９に電子シャッ
タ駆動回路５６が設けられると共に、上記増幅器５０か
らの出力を入力するように、動き検出回路５７、ホワイ
トバランス調整回路５８、ビデオ振幅検出回路５９が接
続されている。また、色温度補正回路６０が設けられ、
これらの回路は機能選択スイッチ６４を介して電子シャ
ッタ駆動回路５６へ接続されており、この機能選択スイ
ッチ６４は操作部等の選択釦等で切り換えられる。しか
し、色温度補正回路６０については、光源装置４０内の
ランプ４３の種類によって選択される。
Ｄ４９が配置され、このＣＣＤ４９には第１実施例の場
合と同様に、増幅器５０、増幅器５１、ＡＧＣ回路５
２、画像処理回路５３、エンコーダ５４、モニタ５５が
設けられている。そして、上記ＣＣＤ４９に電子シャッ
タ駆動回路５６が設けられると共に、上記増幅器５０か
らの出力を入力するように、動き検出回路５７、ホワイ
トバランス調整回路５８、ビデオ振幅検出回路５９が接
続されている。また、色温度補正回路６０が設けられ、
これらの回路は機能選択スイッチ６４を介して電子シャ
ッタ駆動回路５６へ接続されており、この機能選択スイ
ッチ６４は操作部等の選択釦等で切り換えられる。しか
し、色温度補正回路６０については、光源装置４０内の
ランプ４３の種類によって選択される。
【００２６】即ち、図５には２種類光源の色温度差によ
る総合撮像特性が示されており、例えばキセノンランプ
等の色温度５０００°Ｋでは、鎖線グラフＩ-5000 のよ
うにＲＧＢ信号のレベルは略一定となるが、ハロゲンラ
ンプ等の色温度３２００°Ｋでは、実線グラフＩ-3200
のようにＲＧＢ信号がＢ→Ｇ→Ｒの順に大きくなる。こ
のため、光源が変ることによりホワイトバランスが崩れ
てしまう。従って、第２実施例では、電子シャッタの制
御によって、光源の相違に対応するようにしたものであ
る。
る総合撮像特性が示されており、例えばキセノンランプ
等の色温度５０００°Ｋでは、鎖線グラフＩ-5000 のよ
うにＲＧＢ信号のレベルは略一定となるが、ハロゲンラ
ンプ等の色温度３２００°Ｋでは、実線グラフＩ-3200
のようにＲＧＢ信号がＢ→Ｇ→Ｒの順に大きくなる。こ
のため、光源が変ることによりホワイトバランスが崩れ
てしまう。従って、第２実施例では、電子シャッタの制
御によって、光源の相違に対応するようにしたものであ
る。
【００２７】更に、上記機能選択スイッチ６４に連動す
る切換え回路６５が接続され、この切換え回路６５は第
１実施例と同様のラインＥ，Ｆを備えると共に、光源装
置４０の光源電源部４２へのラインＧを有している。即
ち、この光源電源部４２はランプ４３の電源電圧を変え
ることができ、これによってランプ４３の明るさが変え
られるようになっている。
る切換え回路６５が接続され、この切換え回路６５は第
１実施例と同様のラインＥ，Ｆを備えると共に、光源装
置４０の光源電源部４２へのラインＧを有している。即
ち、この光源電源部４２はランプ４３の電源電圧を変え
ることができ、これによってランプ４３の明るさが変え
られるようになっている。
【００２８】以上の第２実施例の構成によれば、例えば
１／６０秒毎の垂直同期信号に同期して、ＲＧＢの画像
情報が順にフィールド毎に得られる。ここで、動き検出
動作機能が選択されると、動き検出回路５７では例えば
所定フィールド間のＧ（緑）信号が抽出され、これによ
って動き状態が検出される。そして、上記図３と同様
に、動きがあるときは動きがないときよりも遅延された
掃出しパルスＰa2が形成されることになり、図３（Ｅ）
に示されるように、掃出しパルスＰa2と読出しパルスＰ
b の間の短い時間で蓄積された電荷が読み出されること
になる。
１／６０秒毎の垂直同期信号に同期して、ＲＧＢの画像
情報が順にフィールド毎に得られる。ここで、動き検出
動作機能が選択されると、動き検出回路５７では例えば
所定フィールド間のＧ（緑）信号が抽出され、これによ
って動き状態が検出される。そして、上記図３と同様
に、動きがあるときは動きがないときよりも遅延された
掃出しパルスＰa2が形成されることになり、図３（Ｅ）
に示されるように、掃出しパルスＰa2と読出しパルスＰ
b の間の短い時間で蓄積された電荷が読み出されること
になる。
【００２９】このとき、切換え回路６５ではラインＥ，
Ｆ，Ｇが選択されており、上記と同様に、ＡＧＣ回路５
２によって信号処理され、絞り駆動回路４５によって光
量が調整される。そして、動き状態の電子シャッタ動作
では、電荷蓄積時間の短縮によりＳ／Ｎ比が多少劣化す
るので、第２実施例では絞り駆動回路４５だけに頼ら
ず、ラインＧを選択し、上記電荷（光量）不足を光源電
源部４２の制御より解消している。即ち、上記画像信号
を光源電源部４２へ供給し、この画像信号のレベルに応
じてランプ４３の電源電圧を変化させる。そうすると、
電源電圧の上昇によりランプ４３の出力が増加し、蓄積
電荷が増すことになり、これによってＳ／Ｎ比の向上を
図ることができる。この場合、動き検出回路５７の出力
を光源電源部４２へ供給することによって、動き状態に
応じて光源電圧を制御するようにしてもよい。
Ｆ，Ｇが選択されており、上記と同様に、ＡＧＣ回路５
２によって信号処理され、絞り駆動回路４５によって光
量が調整される。そして、動き状態の電子シャッタ動作
では、電荷蓄積時間の短縮によりＳ／Ｎ比が多少劣化す
るので、第２実施例では絞り駆動回路４５だけに頼ら
ず、ラインＧを選択し、上記電荷（光量）不足を光源電
源部４２の制御より解消している。即ち、上記画像信号
を光源電源部４２へ供給し、この画像信号のレベルに応
じてランプ４３の電源電圧を変化させる。そうすると、
電源電圧の上昇によりランプ４３の出力が増加し、蓄積
電荷が増すことになり、これによってＳ／Ｎ比の向上を
図ることができる。この場合、動き検出回路５７の出力
を光源電源部４２へ供給することによって、動き状態に
応じて光源電圧を制御するようにしてもよい。
【００３０】また、色温度補正回路６０によって、キセ
ノンランプ等の色温度５０００°Ｋが選択されると、図
５に示されるように、ＲＧＢの各信号にレベル差がない
ので、ほぼ同一の電荷蓄積時間とされる。一方、ハロゲ
ンランプ等の色温度３２００°Ｋが選択されると、Ｒ→
Ｇ→Ｂの順に感度がやや低下するので、これに相応して
蓄積時間を増加させるように制御される。なお、ホワイ
トバランス調整回路５８については上記第１実施例と同
様となる。
ノンランプ等の色温度５０００°Ｋが選択されると、図
５に示されるように、ＲＧＢの各信号にレベル差がない
ので、ほぼ同一の電荷蓄積時間とされる。一方、ハロゲ
ンランプ等の色温度３２００°Ｋが選択されると、Ｒ→
Ｇ→Ｂの順に感度がやや低下するので、これに相応して
蓄積時間を増加させるように制御される。なお、ホワイ
トバランス調整回路５８については上記第１実施例と同
様となる。
【００３１】更に、電子内視鏡（スコープ）自体を交換
する際等でビデオ振幅検出回路５９が選択される（他の
機能は選択されない）と、入力されたＲＧＢ信号から信
号振幅が検出され、この検出信号が電子シャッタ駆動回
路５６へ供給される。従って、電子シャッタ駆動回路５
６では、上記ＲＧＢ信号の振幅レベルが一定となるよう
に電子シャッタが制御される。このとき、切換え回路６
５ではラインＥ，Ｆが選択される。なお、上記の場合電
子シャッタの制御信号をメモリへ記憶し、異なる電子内
視鏡に応じた制御情報を設定することも可能である。
する際等でビデオ振幅検出回路５９が選択される（他の
機能は選択されない）と、入力されたＲＧＢ信号から信
号振幅が検出され、この検出信号が電子シャッタ駆動回
路５６へ供給される。従って、電子シャッタ駆動回路５
６では、上記ＲＧＢ信号の振幅レベルが一定となるよう
に電子シャッタが制御される。このとき、切換え回路６
５ではラインＥ，Ｆが選択される。なお、上記の場合電
子シャッタの制御信号をメモリへ記憶し、異なる電子内
視鏡に応じた制御情報を設定することも可能である。
【００３２】上記撮像装置以外で、固体撮像素子を用い
たものとしては、一つのＣＣＤを用いた点順次式（同時
式）の装置があるが、この装置にも同様にして適用する
ことができる。また、上記実施例では、動き検出回路２
４，５７がＧ（緑）信号に基づいて動き検出をする例を
示したが、これは他の信号でもよく、色差信号と輝度信
号を形成する場合は、輝度信号に基づいて検出すること
ができる。
たものとしては、一つのＣＣＤを用いた点順次式（同時
式）の装置があるが、この装置にも同様にして適用する
ことができる。また、上記実施例では、動き検出回路２
４，５７がＧ（緑）信号に基づいて動き検出をする例を
示したが、これは他の信号でもよく、色差信号と輝度信
号を形成する場合は、輝度信号に基づいて検出すること
ができる。
【００３３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
被写体の動き状態を検出する動き検出回路、色温度を設
定する色温度補正回路、ホワイトバランス調整回路を設
け、これらの回路を選択的に切換え可能とし、選択され
た回路に基づい固体撮像素子の電荷蓄積時間を駆動制御
するようにしたので、動きがあるとき、色温度が変る場
合、ホワイトバランスを調整する場合に相応して、電子
シャッタ機能が活用され、高画質の画像を得ることが可
能となる。
被写体の動き状態を検出する動き検出回路、色温度を設
定する色温度補正回路、ホワイトバランス調整回路を設
け、これらの回路を選択的に切換え可能とし、選択され
た回路に基づい固体撮像素子の電荷蓄積時間を駆動制御
するようにしたので、動きがあるとき、色温度が変る場
合、ホワイトバランスを調整する場合に相応して、電子
シャッタ機能が活用され、高画質の画像を得ることが可
能となる。
【００３４】また、ビデオ振幅検出回路を加え、交換さ
れる電子内視鏡に対応させた電子シャッタ動作も行える
ようにしたので、各種の機能に対応させた電子シャッタ
動作によって良好な画像が得られるという利点がある。
れる電子内視鏡に対応させた電子シャッタ動作も行える
ようにしたので、各種の機能に対応させた電子シャッタ
動作によって良好な画像が得られるという利点がある。
【図１】本発明の第１実施例に係る固体撮像素子を用い
た撮像装置の構成を示すブロック図である。
た撮像装置の構成を示すブロック図である。
【図２】実施例における動き検出機能に関する処理を示
す波形図である。
す波形図である。
【図３】上記動き検出機能に関する電子シャッタ動作を
示す波形図である。
示す波形図である。
【図４】第２実施例の構成を示すブロック図である。
【図５】光源の相違による色温度特性の相違を示すグラ
フ図である。
フ図である。
１２，４４ … 絞り、 １３，４５ … 入力光自動制御（ＡＬＣ）回路、 １４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ，４９ … ＣＣＤ、 １８，５３ … 画像処理回路、 ２２，５２ … 自動利得制御（ＡＧＣ）回路、 ２３，５６ … 電子シャッタ駆動回路、 ２４，５７ … 動き検出回路、 ２５，５８ … ホワイトバランス調整回路、 ２８，６２ … 色温度補正回路、 ３０，６４ … 機能選択スイッチ、 ３１，６５ … 切換えスイッチ、 ４２ … 光源電源部、 ５９ … ビデオ振幅検出回路。
Claims (3)
- 【請求項１】 固体撮像素子に蓄積される電荷量を制御
する電子シャッタ機能が設けられた固体撮像素子を用い
た撮像装置において、被写体の動き状態を検出する動き
検出回路と、色温度差を補正する色温度補正回路と、こ
れらの回路からの制御信号によって固体撮像素子の電荷
蓄積時間を駆動制御する電子シャッタ駆動回路と、上記
動き検出に対応した電子シャッタ機能、色温度設定に対
応した電子シャッタ機能を選択する機能切換え回路とを
設け、複数の機能に対応させて電子シャッタを可変制御
するようにしたことを特徴とする固体撮像素子を用いた
撮像装置。 - 【請求項２】 上記固体撮像素子から出力された画像信
号を入力して、ホワイトバランスが保たれるように上記
電子シャッタを制御するためのホワイトバランス調整回
路を設け、かつ機能切換え回路では上記動き検出回路に
対応した機能、色温度補正回路に対応した機能に加えて
ホワイトバランス調整回路に対応した電子シャッタ機能
を選択できるようにしたことを特徴とする上記第１請求
項記載の固体撮像素子を用いた撮像装置。 - 【請求項３】 上記固体撮像素子から出力された画像信
号の振幅を検出し、異なる固体撮像素子の光学特性の影
響を改善するように上記電子シャッタを制御するための
信号振幅検出回路を設け、かつ機能切換え回路では上記
動き検出回路に対応した機能、色温度補正回路に対応し
た機能に加えて信号振幅検出回路に対応した電子シャッ
タ機能を選択できるようにしたことを特徴とする上記第
１請求項又は第２請求項記載の固体撮像素子を用いた撮
像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5069440A JPH06261326A (ja) | 1993-03-04 | 1993-03-04 | 固体撮像素子を用いた撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5069440A JPH06261326A (ja) | 1993-03-04 | 1993-03-04 | 固体撮像素子を用いた撮像装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06261326A true JPH06261326A (ja) | 1994-09-16 |
Family
ID=13402703
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5069440A Pending JPH06261326A (ja) | 1993-03-04 | 1993-03-04 | 固体撮像素子を用いた撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06261326A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4034278A1 (de) * | 1989-10-27 | 1991-05-02 | Fuji Heavy Ind Ltd | Presswerkzeug mit einer abfallschneideinrichtung |
| US7012635B2 (en) | 1997-01-31 | 2006-03-14 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Solid state image sensor and video system using the same |
| KR100754661B1 (ko) * | 2006-07-24 | 2007-09-03 | 삼성전자주식회사 | 디지털 촬영 장치에서의 컬러 보간 방법 및 그 장치 |
| JP2009034224A (ja) * | 2007-07-31 | 2009-02-19 | Olympus Medical Systems Corp | 医療装置 |
| WO2017056784A1 (ja) * | 2015-09-30 | 2017-04-06 | オリンパス株式会社 | 撮像装置、内視鏡および内視鏡システム |
-
1993
- 1993-03-04 JP JP5069440A patent/JPH06261326A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4034278A1 (de) * | 1989-10-27 | 1991-05-02 | Fuji Heavy Ind Ltd | Presswerkzeug mit einer abfallschneideinrichtung |
| US7012635B2 (en) | 1997-01-31 | 2006-03-14 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Solid state image sensor and video system using the same |
| KR100754661B1 (ko) * | 2006-07-24 | 2007-09-03 | 삼성전자주식회사 | 디지털 촬영 장치에서의 컬러 보간 방법 및 그 장치 |
| JP2009034224A (ja) * | 2007-07-31 | 2009-02-19 | Olympus Medical Systems Corp | 医療装置 |
| US8231526B2 (en) | 2007-07-31 | 2012-07-31 | Olympus Medical Systems Corp. | Medical apparatus |
| WO2017056784A1 (ja) * | 2015-09-30 | 2017-04-06 | オリンパス株式会社 | 撮像装置、内視鏡および内視鏡システム |
| JPWO2017056784A1 (ja) * | 2015-09-30 | 2018-02-01 | オリンパス株式会社 | 撮像装置、内視鏡および内視鏡システム |
| CN108135454A (zh) * | 2015-09-30 | 2018-06-08 | 奥林巴斯株式会社 | 摄像装置、内窥镜以及内窥镜系统 |
| US10441149B2 (en) | 2015-09-30 | 2019-10-15 | Olympus Corporation | Imaging device, endoscope, and endoscope system |
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