JP6226546B2 - 内視鏡装置 - Google Patents
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Description
内視鏡装置は、さまざまな温度環境で使用されるため、様々な温度の使用環境において、検査機器として安定した画質が必要とされる。
(第1の実施の形態)
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る内視鏡装置の構成図である。
CCD11は、光源である照明部14により照明された対象からの光に応じた電荷を読み出して、映像信号である出力信号CCDoutを出力する。
波形整形回路24は、AFE22から出力される、水平同期信号等の各種駆動信号の波形を整形する回路である。
グラフィック重畳部26は、CPU21で生成されたメニュー画面等のグラフィック画像を、内視鏡画像上に重畳するための回路である。
入力部28は、各種ボタンを有する操作部及び表示部25に設けられたタッチパネル等の入力装置であり、入力された信号、データなどをCPU21へ出力する。
水平・垂直ドライバ42は、TG41からのタイミング信号に基づいて、水平同期信号及び垂直同期信号を出力する。ここでは、水平同期信号としてのリセットゲート信号RG及び水平転送信号Hは、波形整形回路24に出力される。垂直同期信号は、CCD11へ出力される。すなわち、水平・垂直ドライバ42は、撮像素子であるCCD11を駆動する駆動信号を出力する駆動回路を構成する。
OBクランプ回路43は、CCD11のOB(オプティカルブラック)領域の電荷をクランプし、黒レベルの信号を再生する回路である。
ADC回路46は、AGC回路45から入力されたアナログ信号をデジタル信号に変換する回路である。
テーブルTBL1は、温度に応じたリセットゲート信号RGのパルス幅値のデータが設定されたデータテーブルである。ここでは、温度検出素子15により検出された温度が、100度以上の場合、50度以上100度未満の場合、20度以上50度未満の場合、20度未満の場合の4つの場合に応じて、それぞれリセットゲート信号RGのパルス幅を、10nsec(ナノ秒)、8nsec、5nsec、2nsecとするデータが、テーブルTBL1に登録されている。
図4は、水平同期信号と、CCD11の出力信号CCDoutと、SHP信号と、SHD信号との関係を示す波形図である。
そこで、本実施の形態では、CPU21がテーブルTBL1のデータを利用して、温度に応じて、リセットゲート信号RGのパルス幅を調整することによって、フィードスルー期間FTが短くならないように、リセットゲート信号RGの波形を変更する。
CPU21は、ADC回路30を介して温度検出素子15により検出されたCCD11の温度データを取得する(S1)。温度検出素子15は、CCD11近傍の温度を検出するためにCCD11近傍に設けられているので、S1において取得された温度データは、略CCD11の温度データである。なお、上述したように、温度検出素子31の場合は、温度検出素子31が本体部3の温度を検出するために本体部3に設けられているので、S1において取得された温度データは、本体部3の温度データである。
なお、初回は、前回取得した温度データは存在しないので、温度変化ありと判定される。
そして、CPU21は、その変更データを用いて、リセットゲート信号RGの波形を変更する(S4)。リセットゲート信号RGの波形の変更は、CPU21が、TG41へリセットゲート信号RGのパルス幅の変更データを与え、TG41がそのパルス幅の変更データに基づいてリセットゲート信号RGを生成することにより、行われる。S4の後、処理は、S1に戻る。
例えば、図6に示すように、リセットゲート信号RGのパルス幅が短くなると、貫通パルスPPの幅が狭くなる。その結果、フィードスルー期間FTは、常温時のフィードスルー期間FT1と同じになる。
(第2の実施の形態)
第1の実施の形態では、温度に応じて、リセットゲート信号RGのパルス幅が調整されているが、第2の実施の形態では、温度に応じて、リセットゲート信号RGの波高値が調整される。
テーブルTBL2は、温度に応じたリセットゲート信号RGの波高値のデータが設定されたデータテーブルである。ここでは、温度検出素子15により検出された温度が、100度以上の場合、50度以上100度未満の場合、20度以上50度未満の場合、20度未満の場合の4つの場合に応じて、それぞれリセットゲート信号RGの波高値を、3.6V(ボルト)、3.4V、3.2V、3.0Vとするデータが、テーブルTBL2に登録されている。
例えば、図8に示すように、リセットゲート信号RGの波高値が、点線で示す常温時の波高値よりも低くなると、貫通パルスPPの波高値は低下し、アンダーシュートも減少する。その結果、フィードスルー期間FTは、常温時のフィードスルー期間FT1と同じになる。
(第3の実施の形態)
第1の実施の形態では、温度に応じて、リセットゲート信号RGのパルス幅が調整され、第2の実施の形態では、温度に応じて、リセットゲート信号RGの波高値が調整されているが、本実施の形態では、温度に応じて、リセットゲート信号RGのパルス幅と波高値の両方が調整される。
テーブルTBL3は、温度に応じたリセットゲート信号RGのパルス幅と波高値のデータが設定されたデータテーブルである。ここでは、温度検出素子15により検出された温度が、100度以上の場合、50度以上100度未満の場合、20度以上50度未満の場合、20度未満の場合の4つの場合に応じて、リセットゲート信号RGのパルス幅と波高値を、それぞれ9nsecと3.5V、7nsecと3.3V、4nsecと3.1V、1nsecと2.9Vとするデータが、テーブルTBL3に登録されている。
(第4の実施の形態)
上述した第1〜第3の実施の形態では、内視鏡装置における撮像素子近傍の温度あるいは本体部の温度を、サーミスタなどの温度検出器を用いて検出しているが、第4の実施の形態では、撮像素子の温度を、サーミスタなどを用いないで検出する。
図12は、CDS回路51において実行される相関二重サンプリングを説明するための、CCD11の出力信号CCDoutと、SHP信号と、SHD信号との関係を示す波形図である。
よって、第2のSHP信号と第2のSHD信号により、図12において、点線で示す電位差ΔVが得られ、その電位差ΔVが、ADC回路52に入力される。
(変形例)
本変形例は、第4の実施の形態における第2のCDS回路51においてクランプされた貫通パルス信号PPの波高値に基づいて、リセットゲート信号RGの波高値を、所定の値以上ならないように、制限するようにしたものである。本変形例は、上述した第1〜第4の実施の形態に、追加的に適用可能である。
CPU21は、第2のCDS51によりクランプされた出力信号CCDoutの貫通パルスの波高値を取得する(S11)。
なお、取得した波高値が所定の閾値TH以上でなければ(S12:NO)、処理は、何もしない。
Claims (15)
- 先端部に撮像素子を有する挿入部と、本体部とを有する内視鏡装置であって、
前記撮像素子を駆動する駆動信号を出力する駆動回路と、
前記撮像素子から出力される信号のフィードスルー期間が、常温時に前記撮像素子から出力される信号のフィードスルー期間と同じになるように、前記撮像素子近傍又は前記本体部の温度に応じて、前記駆動信号に含まれるリセットゲート信号のパルス幅及び波高値の少なくとも1つを変更する変更部と、
を有することを特徴とする内視鏡装置。 - 前記リセットゲート信号は、前記撮像素子の水平同期信号であることを特徴とする請求項1に記載の内視鏡装置。
- 前記リセットゲート信号は、前記撮像素子の出力信号に重畳して出力される信号であることを特徴とする請求項2に記載の内視鏡装置。
- 前記撮像素子は、電荷結合素子であることを特徴とする請求項1から3のいずれか1つに記載の内視鏡装置。
- 前記温度に対応する、前記少なくとも1つを変更するための変更値あるいは補正値が記憶された記憶部を有し、
前記変更部は、前記記憶部を参照して、前記温度に対応する前記変更値あるいは前記補正値を読み出し、その読み出した前記変更値あるいは前記補正値に基づいて、前記少なくとも1つを変更することを特徴とする請求項1に記載の内視鏡装置。 - 前記温度は、温度センサにより検出されることを特徴とする請求項1から3のいずれか1つに記載の内視鏡装置。
- 前記温度センサは、前記撮像素子近傍の温度を検出するために前記撮像素子近傍に設けられた、又は前記本体部の温度を検出するために前記本体部に設けられていることを特徴とする請求項6に記載の内視鏡装置。
- 前記温度は、前記撮像素子の出力信号における、前記リセットゲート信号が重畳した貫通パルス部の波高値の電位と、基準電位との差に基づいて決定されることを特徴とする請求項1から3のいずれか1つに記載の内視鏡装置。
- 前記撮像素子の出力信号の貫通パルスの波高値が、所定の閾値以上になると、前記リセットゲート信号の波高値を、所定量だけ下げ、その下げた波高値以上にならないように制限する波高値制限部を、さらに有することを特徴とする請求項1から3のいずれか1つに記載の内視鏡装置。
- 第1の温度範囲に応じた第1のパルス幅変更データと、前記第1の温度範囲よりも温度が低い第2の温度範囲に応じた第2のパルス幅変更データと、が記憶された記憶部と、
前記温度を検出する温度センサと、
をさらに有し、
前記変更部は、前記温度センサによって検出された温度に基づいて、前記記憶部から前記検出された温度に対応するパルス幅変更データを読み出し、その読み出したパルス幅変更データに基づいて、前記リセットゲート信号の前記パルス幅を変更することを特徴とする請求項1に記載の内視鏡装置。 - 前記第2のパルス幅変更データは、前記第1のパルス幅変更データよりもパルス幅が狭く設定されていることを特徴とする請求項10に記載の内視鏡装置。
- 前記変更部は、前記温度が低い場合のリセットゲート信号のパルス幅が、前記温度が高い場合のリセットゲート信号のパルス幅に比べて狭くなるように、前記リセットゲート信号の前記パルス幅を変更することを特徴とする請求項1に記載の内視鏡装置。
- 第1の温度範囲に応じた第1の波高値変更データと、前記第1の温度範囲よりも温度が低い第2の温度範囲に応じた第2の波高値変更データと、が記憶された記憶部と、
前記温度を検出する温度センサと、
をさらに有し、
前記変更部は、前記温度センサによって検出された温度に基づいて、前記記憶部から前記検出された温度に対応する波高値変更データを読み出し、その読み出した波高値変更データに基づいて、前記リセットゲート信号の前記波高値を変更することを特徴とする請求項1に記載の内視鏡装置。 - 前記第2の波高値変更データは、前記第1の波高値変更データよりも波高値が低く設定されていることを特徴とする請求項13に記載の内視鏡装置。
- 前記変更部は、前記温度が低い場合のリセットゲート信号の波高値が、前記温度が高い場合のリセットゲート信号の波高値に比べて低くなるように、前記リセットゲート信号の前記波高値を変更することを特徴とする請求項1に記載の内視鏡装置。
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