JP6138406B1 - 撮像装置、内視鏡および内視鏡システム - Google Patents
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Abstract
Description
〔内視鏡システムの構成〕
図1は、本発明の実施の形態1に係る内視鏡システムの全体構成を模式的に示す概略図である。図1に示す内視鏡システム1は、内視鏡2と、伝送ケーブル3と、コネクタ部5と、プロセッサ6(画像処理装置)と、表示装置7と、光源装置8と、を備える。
まず、内視鏡2の構成について説明する。図2に示す内視鏡2は、撮像部20と、伝送ケーブル3と、コネクタ部5と、を備える。
次に、プロセッサ6の構成について説明する。
プロセッサ6は、内視鏡システム1の全体を統括的に制御する制御装置である。プロセッサ6は、電源部61と、画像信号処理部62と、クロック生成部63と、記録部64と、入力部65と、プロセッサ制御部66と、を備える。
次に、上述した第1チップ21の詳細な構成について説明する。
図3は、第1チップ21の詳細な構成を示すブロック図である。図4は、第1チップ21の構成を示す回路図である。
次に、タイミング生成部25による水平同期信号の検出動作について説明する。図6は、タイミング生成部25による水平同期信号の検出時の動作を示すタイミングチャートである。図6において、最上段から順に、基準クロック信号、パルス信号、デコードされた水平同期信号、デコードされた垂直同期信号(フレームシンク信号)を示す。
次に、タイミング生成部25による垂直同期信号の検出動作について説明する。図7は、タイミング生成部25による垂直同期信号の検出時の動作を示すタイミングチャートである。図7において、最上段から順に、基準クロック信号、パルス信号、デコードされた水平同期信号およびデコードされた垂直同期信号を示す。
次に、本発明の実施の形態1の変形例について説明する。本実施の形態1の変形例では、負電圧に対して、パルス信号を負側(−側)に重畳する。このため、上述した実施の形態1の撮像部20の構成のみ異なる。以下においては、本実施の形態1の変形例に係る撮像部の構成について説明する。なお、上述した実施の形態1と同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
次に、本発明の実施の形態2について説明する。本実施の形態2に係る内視鏡システムは、上述した実施の形態1に係る内視鏡システム1の第1チップ21と構成が異なるうえ、タイミング生成部25の動作が異なる。以下においては、本実施の形態2に係る内視鏡システムの第1チップの構成を説明後、タイミング生成部の動作を説明する。なお、上述した実施の形態1と同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
図9は、本発明の実施の形態2に係る第1チップの構成を示す回路図である。図9に示す第1チップ21bは、上述した実施の形態1に係る第1チップ21のタイミング生成部25に換えて、タイミング生成部25bを備える。
次に、タイミング生成部25bによるシャッター同期信号の検出動作について説明する。図10は、タイミング生成部25bによるシャッター同期信号の検出時の動作を示すタイミングチャートである。図11は、タイミング生成部25bの制御のもと、読み出し部24が受光部23の各単位画素230から撮像信号を読み出すタイミングを模式的に示す図である。図10において、最上段から基準クロック信号、パルス信号およびシャッター同期信号を示す。
次に、本発明の実施の形態3について説明する。本実施の形態3に係る内視鏡システムは、上述した実施の形態2に係る第1チップ21bと構成が異なるうえ、タイミング生成部25bの動作が異なる。以下においては、本実施の形態3に係る内視鏡システムの第1チップの構成を説明後、タイミング生成部の動作を説明する。なお、上述した実施の形態1と同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
図12は、本発明の実施の形態3に係る第1チップの構成を示す回路図である。図12に示す第1チップ21cは、上述した実施の形態1に係る第1チップ21のタイミング生成部25に換えて、タイミング生成部25cを備える。
次に、タイミング生成部25cによるシャッター同期信号の検出動作について説明する。図13は、タイミング生成部25cによるシャッター同期信号の検出時の動作を示すタイミングチャートである。図14は、タイミング生成部25cの制御のもと、読み出し部24が受光部23の各単位画素230から撮像信号を読み出すタイミングを模式的に示す図である。図13において、最上段から基準クロック信号、パルス信号およびシャッター同期信号を示す。
次に、本発明の実施の形態4について説明する。本実施の形態4に係る内視鏡システムは、上述した実施の形態1に係る第1チップ21と構成が異なる。具体的には、負電圧に重畳するパルス信号を拡張し、任意の制御を行うシリアルコマンドによって受光部23を駆動させる。以下においては、本実施の形態4に係るタイミング生成部の構成について説明する。なお、上述した実施の形態1に係る内視鏡システム1と同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
図15は、本発明の実施の形態4に係る第1チップの構成を示す回路図である。図15に示す第1チップ21dは、上述した実施の形態1に係る第1チップ21のタイミング生成部25に換えて、タイミング生成部25dを備える。
2 内視鏡
3 伝送ケーブル
4 操作部
5 コネクタ部
6 プロセッサ
7 表示装置
8 光源装置
20,20a 撮像部
21,21b,21c,21d 第1チップ
22 第2チップ
23 受光部
24 読み出し部
25,25b,25c,25d タイミング生成部
26 分離部
27,27a パルス信号検出部
28 バッファ
29 同期信号生成部
30,30b カウンタ制御部
31 出力部
32 列カウンタ
33 行カウンタ
34 制御信号生成部
41,41d 信号検出部
42 シャッターカウンタ
43,43c シャッター信号生成部
51 AFE部
52 A/D変換部
53 撮像信号処理部
54 パルス信号生成部
55 電源電圧生成部
56 パルス信号重畳部
61 電源部
62 画像信号処理部
63 クロック生成部
64 記録部
65 入力部
66 プロセッサ制御部
100 挿入部
101 先端
102 基端
230 単位画素
231 光電変換素子
233 電荷電圧変換部
234 転送トランジスタ
236 電荷電圧変換部リセット部
237 画素出力トランジスタ
239 垂直転送線
241 垂直走査部
242 定電流源
243 ノイズ除去部
245 水平走査部
246 基準電圧生成部
251 サンプル容量
252 転送容量
253 クランプスイッチ
254 列選択スイッチ
256 水平リセットトランジスタ
258 水平転送線
261,272,274,291,292,R10 抵抗
262,271,562 コンデンサ
273,561 増幅アンプ
293 マルチプレクサ
C1 コンデンサ
Claims (7)
- 二次元マトリクス状に配置され、外部から光を受光し、受光量に応じた撮像信号を生成する複数の画素を有する撮像素子と、
前記撮像素子に電力を伝送する伝送ケーブルと、
前記伝送ケーブルの基端側に設けられ、前記撮像素子に電圧を供給する電源と、
前記伝送ケーブルの基端側に設けられ、パルス信号を前記電圧に重畳するパルス信号重畳部と、
前記撮像素子と前記伝送ケーブルとの間に接続され、前記伝送ケーブルから伝送された前記電圧から直流成分と交流成分とを分離し、該直流成分を前記撮像素子に出力する分離部と、
前記伝送ケーブルの先端側であり、前記分離部と前記伝送ケーブルとの間に設けられ、前記伝送ケーブルに重畳された前記パルス信号を検出するパルス信号検出部と、
前記パルス信号検出部が検出した前記パルス信号に基づいて、前記撮像素子を駆動するための駆動信号を生成するタイミング生成部と、
を備えたことを特徴とする撮像装置。 - 前記タイミング生成部は、前記パルス信号検出部が検出した前記パルス信号と外部から入力される基準クロック信号とに基づいて、前記駆動信号として前記撮像素子を駆動するための同期信号を生成する同期信号生成部を有することを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
- 前記タイミング生成部は、
前記パルス信号検出部が検出した前記パルス信号と外部から入力される基準クロック信号とに基づいて、前記撮像素子の水平同期信号、垂直同期信号およびシャッター同期信号を生成する信号検出部と、
前記信号検出部が生成した前記シャッター同期信号に基づいて、前記駆動信号を生成する駆動信号生成部と、
を有することを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。 - 前記タイミング生成部は、
前記パルス信号検出部が検出した前記パルス信号と外部から入力される基準クロック信号とに基づいて、外部から入力されたシリアルコマンドをデコードするシリアルコマンドデコーダーとデコードした結果とに基づき、前記撮像素子を駆動するための駆動信号を生成する駆動信号生成部と、
を有することを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。 - 前記画素は、光電変換部と、電荷電圧変換部と、前記光電変換部から前記電荷電圧変換部へ電荷転送する電荷転送部と、前記電荷電圧変換部をリセットする電荷電圧変換部リセット部と、前記電荷電圧変換部によって電圧変換された信号を出力する出力部と、を有し、
前記電源は、前記伝送ケーブルを介して前記電荷転送部および前記電荷電圧変換部リセット部の少なくとも一方に前記電圧を供給することを特徴とする請求項1〜4のいずれか一つに記載の撮像装置。 - 請求項1〜5のいずれか一つに記載の撮像装置と、
被検体内に挿入可能な挿入部と、
前記撮像信号に対して画像処理を施す画像処理装置に対して、着脱自在なコネクタ部と、
を備え、
前記撮像素子、前記分離部、前記パルス信号検出部および前記タイミング生成部は、前記挿入部の先端側に設けられ、
前記電源および前記パルス信号重畳部は、前記コネクタ部に設けられたことを特徴とする内視鏡。 - 請求項6に記載の内視鏡と、
前記撮像信号に対して画像処理を施す画像処理装置と、
を備えたことを特徴とする内視鏡システム。
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