攝像系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及攝像系統(tǒng)，尤其涉及使用CMOS圖像傳感器取得被攝體的圖像的攝像系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]以往提出了用于使用CMOS圖像傳感器(此后也稱作CMOS攝像元件)適當(dāng)?shù)貙?duì)被攝體攝像的各種技術(shù)。
[0003]具體而言，例如，在日本特開(kāi)2009-136447號(hào)公報(bào)中公開(kāi)了如下的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，其構(gòu)成為在通過(guò)供給給CMOS攝像元件的場(chǎng)信號(hào)而確定的I場(chǎng)的期間內(nèi)的規(guī)定的期間(非讀出期間)內(nèi)使光源進(jìn)行脈沖發(fā)光，另一方面，在該規(guī)定的期間以外的期間(讀出期間)內(nèi)停止該光源的發(fā)光。換言之，在日本特開(kāi)2009-136447號(hào)公報(bào)公開(kāi)了如下的手法，該手法用于以與不具有非讀出期間的通常的卷簾快門方式不同的其他方式使CMOS攝像元件進(jìn)行動(dòng)作并控制光源的發(fā)光狀態(tài)，從而抑制由CMOS攝像元件取得的圖像的明亮度不均。
[0004]另一方面，為了抑制由于CMOS攝像元件的卷簾快門方式的攝像動(dòng)作而產(chǎn)生的圖像的明亮度不均，優(yōu)選例如在基于CMOS攝像元件的讀出定時(shí)的適當(dāng)定時(shí)進(jìn)行照明光的照射。
[0005]然而，在日本特開(kāi)2009-136447號(hào)公報(bào)中未特別公開(kāi)用于抑制由于CMOS攝像元件的卷簾快門方式的攝像動(dòng)作而產(chǎn)生的圖像的明亮度不均的具體手法。
[0006]本發(fā)明就是鑒于上述情況而完成的，其目的在于提供一種能夠抑制由于CMOS攝像元件的卷簾快門方式的攝像動(dòng)作而產(chǎn)生的圖像的明亮度不均的攝像系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]用于解決課題的手段
[0008]本發(fā)明的一個(gè)方面的攝像系統(tǒng)具有:光源部，其發(fā)出用于對(duì)被攝體進(jìn)行照明的光；圖像傳感器部，其具有以規(guī)定的時(shí)間周期進(jìn)行曝光和讀出的進(jìn)行卷簾快門方式的攝像動(dòng)作的受光部，并構(gòu)成為取得與所述受光部的攝像動(dòng)作對(duì)應(yīng)的圖像；觸發(fā)信號(hào)輸出部，其構(gòu)成為輸出表示如下的第I定時(shí)或第2定時(shí)中的任意一方的觸發(fā)信號(hào)，其中，在所述第I定時(shí)，在所述受光部中開(kāi)始同一幀內(nèi)的最初行的讀出，在所述第2定時(shí)，在所述受光部中完成了同一幀內(nèi)的最后行的讀出；圖像加法部，其構(gòu)成為根據(jù)從所述觸發(fā)信號(hào)輸出部輸出的觸發(fā)信號(hào)，將由所述圖像傳感器部取得的圖像中的N(N為2以上的整數(shù))幀圖像相加并輸出；以及光源控制部，其構(gòu)成為進(jìn)行如下控制，即，在從輸入來(lái)自所述觸發(fā)信號(hào)輸出部的觸發(fā)信號(hào)起經(jīng)過(guò)了規(guī)定的延遲期間之后的定時(shí)使所述光源部開(kāi)始發(fā)光，并且在從所述受光部的最初行的第N-1幀的讀出完成之后到開(kāi)始第N幀的讀出之前的期間內(nèi)，結(jié)束所述光源部的發(fā)光。
【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1是表示第I實(shí)施例的攝像系統(tǒng)的要部的結(jié)構(gòu)的圖。
[0010]圖2是表示第I實(shí)施例的圖像加法部的具體結(jié)構(gòu)的一例的框圖。
[0011]圖3是用于說(shuō)明在第I實(shí)施例的攝像系統(tǒng)中進(jìn)行的動(dòng)作的圖。
[0012]圖4是表示第I實(shí)施例的變形例的圖像加法部的具體結(jié)構(gòu)的一例的框圖。
[0013]圖5是用于說(shuō)明在第I實(shí)施例的變形例的攝像系統(tǒng)中進(jìn)行的動(dòng)作的圖。
[0014]圖6是表示第2實(shí)施例的攝像系統(tǒng)的要部的結(jié)構(gòu)的圖。
[0015]圖7是表示第2實(shí)施例的圖像加法部的具體結(jié)構(gòu)的一例的框圖。
[0016]圖8是用于說(shuō)明在第2實(shí)施例的攝像系統(tǒng)中進(jìn)行的動(dòng)作的圖。
[0017]圖9是表示第2實(shí)施例的變形例的圖像加法部的具體結(jié)構(gòu)的一例的框圖。
[0018]圖10是用于說(shuō)明在第2實(shí)施例的變形例的攝像系統(tǒng)中進(jìn)行的動(dòng)作的圖。
[0019]圖11是表示第3實(shí)施例的攝像系統(tǒng)的要部的結(jié)構(gòu)的圖。
[0020]圖12是表示第3實(shí)施例的圖像加法部的具體結(jié)構(gòu)的一例的框圖。
[0021]圖13是用于說(shuō)明在第3實(shí)施例的攝像系統(tǒng)中進(jìn)行的動(dòng)作的圖。
[0022]圖14是表示第3實(shí)施例的變形例的圖像加法部的具體結(jié)構(gòu)的一例的框圖。
[0023]圖15是用于說(shuō)明在第3實(shí)施例的變形例的攝像系統(tǒng)中進(jìn)行的動(dòng)作的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。
[0025](第I實(shí)施例)
[0026]圖1至圖5涉及本發(fā)明的第I實(shí)施例。圖1是表示第I實(shí)施例的攝像系統(tǒng)的要部的結(jié)構(gòu)的圖。
[0027]攝像系統(tǒng)101如圖1所示，構(gòu)成為具有:內(nèi)窺鏡1，其具有對(duì)被攝體攝像并取得圖像數(shù)據(jù)的作為攝像裝置的功能；光源裝置2，其發(fā)出用于照明該被攝體的照明光；處理器3，其生成基于由內(nèi)窺鏡I取得的圖像數(shù)據(jù)的影像信號(hào)并輸出；以及監(jiān)視器4，其顯示對(duì)應(yīng)于從處理器3輸出的影像信號(hào)的觀察圖像等。
[0028]內(nèi)窺鏡I例如構(gòu)成為具有能夠插入體腔內(nèi)的細(xì)長(zhǎng)形狀的插入部。此外，內(nèi)窺鏡I構(gòu)成為具有設(shè)置于插入部的前端部上的CMOS圖像傳感器11、模式切換開(kāi)關(guān)12。進(jìn)而，在內(nèi)窺鏡I的內(nèi)部貫穿插入地配置光導(dǎo)5，該光導(dǎo)5構(gòu)成為能夠傳輸光源裝置2發(fā)出的照明光并向被攝體照射。
[0029]CMOS圖像傳感器11構(gòu)成為具有受光部111、信號(hào)處理部112、定時(shí)發(fā)生器(此后簡(jiǎn)稱為 TG) 113。
[0030]受光部111構(gòu)成為在從位于最上段的第I行LI到位于最下段的第N行LN的各行上分別具有多個(gè)像素。此外，受光部111構(gòu)成為根據(jù)從TG113輸出的攝像控制信號(hào)，進(jìn)行以規(guī)定的時(shí)間周期進(jìn)行曝光和讀出的卷簾快門方式的攝像動(dòng)作。進(jìn)而，受光部111構(gòu)成為能夠接收基于經(jīng)由光導(dǎo)5向被攝體射出的照明光而產(chǎn)生的返回光，生成對(duì)應(yīng)于該接收的返回光的電信號(hào)并輸出。
[0031]信號(hào)處理部112構(gòu)成為對(duì)從受光部111輸出的電信號(hào)實(shí)施Α/D轉(zhuǎn)換處理等信號(hào)處理從而生成圖像數(shù)據(jù)，并將該生成的圖像數(shù)據(jù)輸出給處理器3。
[0032]TG113構(gòu)成為根據(jù)從處理器3輸出的讀出開(kāi)始信號(hào)，生成后述的攝像控制信號(hào)并輸出。
[0033]模式切換開(kāi)關(guān)12構(gòu)成為，能夠按照用戶的操作，對(duì)處理器3進(jìn)行用于將攝像系統(tǒng)101的觀察模式設(shè)定為白色光觀察模式或特殊光觀察模式中的某個(gè)的指示。
[0034]光源裝置2構(gòu)成為具有光源控制部21、具有白色光用LED組221和特殊光用LED組222的LED單元22。
[0035]光源控制部21構(gòu)成為根據(jù)從處理器3輸出的系統(tǒng)控制信號(hào)，在檢測(cè)到攝像系統(tǒng)101的觀察模式被設(shè)定為白色光觀察模式的情況下，生成用于使屬于白色光用LED組221的各LED同時(shí)且連續(xù)地發(fā)光、并使屬于特殊光用LED組222的各LED熄滅的發(fā)光控制信號(hào)，并將該生成的發(fā)光控制信號(hào)輸出給LED單元22。此外，光源控制部21構(gòu)成為根據(jù)從處理器3輸出的系統(tǒng)控制信號(hào)，在檢測(cè)到攝像系統(tǒng)101的觀察模式被設(shè)定為特殊光觀察模式的情況下，生成用于使屬于白色光用LED組221的各LED熄滅、并在對(duì)應(yīng)于從處理器3輸出的讀出開(kāi)始信號(hào)的定時(shí)使屬于特殊光用LED組222的各LED發(fā)光和/或熄滅的發(fā)光控制信號(hào)，并將該生成的發(fā)光控制信號(hào)輸出給LED單元22和處理器3。
[0036]白色光用LED組221構(gòu)成為例如具有I個(gè)以上的LED，通過(guò)該I個(gè)以上的LED的同時(shí)發(fā)光而發(fā)出白色光。
[0037]特殊光用LED組222例如具有發(fā)出第I波長(zhǎng)頻帶的光(此后稱作A光)的第ILED和發(fā)出不同與該第I波長(zhǎng)頻帶的第2波長(zhǎng)頻帶的光(此后稱作B光)的第2LED，構(gòu)成為發(fā)出用于熒光觀察或狹頻帶光觀察等特殊光觀察的光。
[0038]即，根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，在白色光觀察模式時(shí)，將在白色光用LED組221發(fā)出的白色光作為照明光供給給光導(dǎo)5 (內(nèi)窺鏡I)。此外，根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，在特殊光觀察模式時(shí)，將對(duì)應(yīng)于特殊光用LED組222的第ILED和第2LED的發(fā)光狀態(tài)的光作為照明光供給給光導(dǎo)5 (內(nèi)窺鏡I)。
[0039]處理器3構(gòu)成為具有選擇器31、圖像加法部32、圖像處理部33、驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成部34、控制部35。
[0040]選擇器31構(gòu)成為從控制部35輸出的系統(tǒng)控制信號(hào)，在檢測(cè)到攝像系統(tǒng)101的觀察模式被設(shè)定為白色光觀察模式的情況下，將從CMOS圖像傳感器11輸出的圖像數(shù)據(jù)輸出給圖像處理部33。此外，選擇器31構(gòu)成為根據(jù)從控制部35輸出的系統(tǒng)控制信號(hào)，在檢測(cè)到攝像系統(tǒng)101的觀察模式被設(shè)定為特殊光觀察模式的情況下，將從CMOS圖像傳感器11輸出的圖像數(shù)據(jù)輸出給圖像加法部32。
[0041]圖像加法部32構(gòu)成為根據(jù)從光源控制部21輸出的發(fā)光控制信號(hào)和從驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成部34輸出的讀出開(kāi)始信號(hào)，對(duì)在特殊光觀察模式時(shí)從選擇器31輸出的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行加法合成，并將該加法合成后得到的圖像數(shù)據(jù)輸出給圖像處理部33。圖2是表示第I實(shí)施例的圖像加法部的具體結(jié)構(gòu)的一例的框圖。
[0042]具體而言，圖像加法部32例如圖2所示，構(gòu)成為具有設(shè)置于選擇器31的后級(jí)的選擇器321、并排設(shè)置于選擇器321的后級(jí)上的存儲(chǔ)器322、323、324和325、設(shè)置于存儲(chǔ)器322?325的后級(jí)上的選擇器327、并排設(shè)置于選擇器327的后級(jí)上的加法電路328和329。
[0043]選擇器321構(gòu)成為根據(jù)從光源控制部21輸出的發(fā)光控制信號(hào)和從驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成部34輸出的讀出開(kāi)始信號(hào)，將經(jīng)由選擇器31輸入的圖像數(shù)據(jù)輸出給存儲(chǔ)器322?325中的某個(gè)。
[0044]存儲(chǔ)器322?325例如由能夠儲(chǔ)存I幀的從選擇器321輸出的圖像數(shù)據(jù)的幀存儲(chǔ)器等構(gòu)成。
[0045]選擇器327構(gòu)成為根據(jù)從光源控制部21輸出的發(fā)光控制信號(hào)和從驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成部34輸出的讀出開(kāi)始信號(hào)，將儲(chǔ)存于存儲(chǔ)器322?325中的圖像數(shù)據(jù)同時(shí)輸出給加法電路328或329中的某個(gè)。
[0046]加法電路328和329構(gòu)成為對(duì)從選擇器327同時(shí)輸出的多幀圖像數(shù)據(jù)實(shí)施加法處理，并將實(shí)施了該加法處理的圖像數(shù)據(jù)輸出給圖像處理部33。
[0047]圖像處理部33構(gòu)成為根據(jù)從控制部35輸出的系統(tǒng)控制信號(hào)，對(duì)從選擇器31輸出的圖像數(shù)據(jù)實(shí)施對(duì)應(yīng)于白色光觀察模式的圖像處理，從而生成影像信號(hào)，并將該生成的影像信號(hào)輸出給監(jiān)視器4。此外，圖像處理部33構(gòu)成為根據(jù)從控制部35輸出的系統(tǒng)控制信號(hào)，對(duì)從圖像加法部32輸出的圖像數(shù)據(jù)實(shí)施對(duì)應(yīng)于特殊光觀察模式的圖像處理，從而生成影像信號(hào)，并將該生成的影像信號(hào)輸出給監(jiān)視器4。
[0048]驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成部34構(gòu)成為在與圖像的取得的幀率對(duì)應(yīng)的每個(gè)期間T逐次生成表示開(kāi)始受光部111的行LI的讀出的定時(shí)的讀出開(kāi)始信號(hào)，并將該生成的讀出開(kāi)始信號(hào)輸出給CMOS圖像傳感器11、光源控制部21和圖像加法部32。
[0049]S卩，根據(jù)本實(shí)施例的攝像系統(tǒng)101，驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成部34具有作為觸發(fā)信號(hào)輸出部的功能，并且從驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成部34輸出的讀出開(kāi)始信號(hào)具有作為觸發(fā)信號(hào)的功能。
[0050]控制部35構(gòu)成為根據(jù)由模式切換開(kāi)關(guān)12做出的指示，生成用于將攝像系統(tǒng)101的觀察模式設(shè)定為白色光觀察模式或特殊光觀察模式中的某個(gè)觀察模式的系統(tǒng)控制信號(hào)，并將該生成的系統(tǒng)控制信號(hào)輸出給光源控制部21、選擇器31和圖像處理部33。
[0051]接著，說(shuō)明具備上述結(jié)構(gòu)的攝像系統(tǒng)101的作用。
[0052]用戶在接通了攝像系統(tǒng)101的各部分的電源后，對(duì)模式切換開(kāi)關(guān)12進(jìn)行操作，從而進(jìn)行用于將攝像系統(tǒng)101的觀察模式設(shè)定為白色光觀察模式的指示。
[0053]控制部35根據(jù)由模式切換開(kāi)關(guān)12做出的指示，生成用于將攝像系統(tǒng)101的觀察模式設(shè)定為白色光觀察模式的系統(tǒng)控制信號(hào)，并將該生成的系統(tǒng)控制信號(hào)輸出給光源控制部21、選擇器31和圖像處理部33。
[0054]驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成部34在與圖像的取得的幀率對(duì)應(yīng)的每個(gè)期間T逐次生成表示開(kāi)始受光部111的行LI的讀出的定時(shí)的讀出開(kāi)始信號(hào)，并將該生成的讀出開(kāi)始信號(hào)輸出給TG113、光源控制部21和圖像加法部32。
[0055]TG113根據(jù)從驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成部34按照每個(gè)期間T逐次輸出的讀出開(kāi)始信號(hào)，使各行的曝光期間與該期間T 一致，并且在大至剛剛開(kāi)始了行LN的曝光后的定時(shí)，生成用于使行LI的曝光完成而開(kāi)始讀出的攝像控制信號(hào)，并將其輸出給受光部111。
[0056]另一方面，光源控制部21根據(jù)從控制部35輸出的系統(tǒng)控制信號(hào)，在檢測(cè)到攝像系統(tǒng)101的觀察模式被設(shè)定為白色光觀察模式時(shí)，生成用于使屬于白色光用LED組221的各LED同時(shí)且連續(xù)地發(fā)光、并使屬于特殊光用LED組222的各LED熄滅的發(fā)光控制信號(hào)，并將其輸出給LED單元22。然后，隨著這種發(fā)光控制信號(hào)的輸出，從白色光用LED組221發(fā)出的白色光被供給給光導(dǎo)5，進(jìn)而通過(guò)經(jīng)過(guò)光導(dǎo)5照射的白色光對(duì)被攝體進(jìn)行照明。
[0057]受光部111根據(jù)從TG113輸出的攝像控制信號(hào)以卷簾快門方式進(jìn)行攝像動(dòng)作，從而接收照射在被攝體上的白色光的返回光，生成對(duì)應(yīng)于該接收到的返回光的電信號(hào)并輸出。
[0058]信號(hào)處理部112對(duì)從受光部