JP2002369081A - 電荷増倍型固体電子撮像装置およびその制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電荷増倍型の固体電子撮像素子において，増
倍率の変動による影響を映像信号から１画素単位でで除
去する。 【構成】 受光領域２のフォトダイオードに蓄積された
信号電荷を水平方向に転送する第１の水平転送路６と平
行に第２の水平転送路８を設ける。第１の水平転送路６
を転送した信号電荷は，第１の電荷増倍段15において増
倍されて，映像信号として出力端子18から出力する。第
２の水平転送路８に，第１の水平転送路６に転送された
フォトダイオードの蓄積電荷に対応して信号電荷を蓄積
するための電荷注入部12を１水平走査ライン分のフォト
ダイオードに対応した数だけ設け，第２の水平転送路６
に信号電荷を注入する。注入された信号電荷は，第２の
電荷増倍段16に与えられ，増倍されながら，補償信号と
して，出力端子20から出力される。出力端子20から出力
した映像信号を，出力端子20から出力した補償信号を用
いて画素単位で補正する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】この発明は，電荷増倍型固体電子撮像装置
およびその制御方法ならびにそのような固体電子撮像装
置を用いた内視鏡装置および検査装置に関する。

【０００２】

【発明の背景】電荷増倍型固体電子撮像装置は，電荷増
倍段を有しており，この電荷増倍段によりフォトダイオ
ードに蓄積された信号電荷を増倍して出力できるもので
ある。この電荷増倍型固体電子撮像装置は，信号電荷を
増倍しているからフォトダイオードの受光面積を大きく
することなく，微弱な光を検出できる。

【０００３】電荷増倍段は与えられる駆動パルスにした
がって動作する。この駆動パルスにノイズが混入すると
増倍率が変動するため，あたかも映像信号にノイズ成分
が重畳したかのように電荷増倍段の出力も変動してしま
う。

【０００４】

【発明の開示】この発明は，増倍率の変動の影響を１画
素単位で排除することを目的とする。

【０００５】この発明による電荷増倍型固体電子撮像装
置は，画素に対応して多数配列された光電変換素子，第
１の水平転送電極に水平転送パルスが与えられることに
応じて上記光電変換素子に蓄積された信号電荷を１ライ
ンごとに水平方向に転送する第１の水平転送路，所定の
段数を有し，上記第１の水平転送路を水平方向に転送さ
れた画素ごとの信号電荷を，与えられる増倍率によって
その段ごとに増倍しながらさらに転送して映像信号とし
て出力する第１の電荷増倍段，および上記第１の電荷増
倍段と同じ段数を有し，画素ごとの基準信号電荷を上記
第１の電荷増倍段に与えられる増倍率と同じ増倍率によ
ってその段ごとに増倍しながら転送し，補償信号として
出力する第２の電荷増倍段を備えていることを特徴とす
る。

【０００６】この発明は，上記電荷増倍型固体電子撮像
装置に適した制御方法も提供している。すなわち，この
方法は，画素に対応して多数配列された光電変換素子，
第１の水平転送電極に水平転送パルスが与えられること
に応じて上記光電変換素子に蓄積された信号電荷を１ラ
インごとに水平方向に転送する第１の水平転送路および
所定の段数を有し，上記第１の水平転送路を水平方向に
転送された画素ごとの信号電荷を，与えられる増倍率に
よってその段ごとに増倍しながらさらに転送して映像信
号として出力する第１の電荷増倍段を備えた電荷増倍型
固体電子撮像装置において，上記第１の電荷増倍段と同
じ段数を有する第２の電荷増倍段を設け，画素ごとの基
準信号電荷を上記第１の電荷増倍段に与えられる増倍率
と同じ増倍率によってその段ごとに上記第２の電荷増倍
段において増倍しながら転送し，補償信号として出力す
るものである。

【０００７】光電変換素子は一方向に一列配列されてい
るものでもよいし（リニア・イメージ・センサ），水平
方向および垂直方向に配列されているものでもよい（エ
リア・イメージ・センサ）。リニア・イメージ・センサ
の場合には，上記光電変換素子と上記第１の水平転送路
とが共通のものであってもよいし，異なるものであって
もよい。エリア・イメージ・センサの場合には，上記光
電変換素子に蓄積された信号電荷を垂直方向に転送し，
上記第１の水平転送路に与える垂直転送路が設けられる
こともあろう。

【０００８】この発明によると，上記第１の電荷増倍段
と同じ段数を有する上記第２の電荷増倍段が設けられて
いる。この第２の電荷増倍段によって，画素ごとの基準
信号電荷が上記第１の電荷増倍段に与えられる増倍率
（理論上の増倍率）と同じ増倍率によってその段ごとに
増倍されながら転送させられ，補償信号として出力す
る。

【０００９】上記第２の電荷増倍段から出力される補償
信号と上記基準信号電荷とを比較すると，上記第２の電
荷増倍段の実質増倍率が１画素単位でわかる。第２の電
荷増倍段と第１の電荷増倍段とは同じ段数を有し，与え
られる増倍率も同じであるから実質増倍率も同じ筈であ
る。第２の電荷増倍段の実質増倍率（すなわち第１の電
荷増倍段の実質増倍率）と上記第１の電荷増倍段に与え
られる理論上の増倍率とを比較することにより，理論上
の増倍率と実質的な増倍率との相異が１画素単位でわか
る。理論上の増倍率と実質的な増倍率との相異の程度か
ら，上記第１の電荷増倍段から出力される映像信号をど
の程度補正すれば良いかが１画素単位でわかる。１画素
単位で増倍率の変動の影響を排除した映像信号を得るこ
とができる。

【００１０】上記第１の電荷増倍段と上記第２の電荷増
倍段とは同一の駆動パルスによって駆動されることが好
ましい。増倍率の補正の精度が向上することとなる。

【００１１】上記第１の水平転送路の第１の水平転送電
極に対応した第２の水平転送電極が形成されており，上
記第２の水平転送電極に上記水平転送パルスが与えられ
ることにより，上記基準信号電荷を水平方向に転送し，
上記第２の電荷増倍段に与える第２の水平転送路，およ
び上記第２の水平転送電極に対応して設けられており，
上記基準信号電荷を生成し，生成された基準信号電荷
を，対応する上記第２の水平転送電極下に形成される電
位井戸に注入する信号電荷注入回路をさらに備えてもよ
い。

【００１２】上記第１の水平転送路を転送される画素ご
との信号電荷に対応する基準信号電荷を，上記第２の水
平転送路に注入することができるようになる。

【００１３】上記増倍率，上記基準信号電荷量および上
記第２の電荷増倍段から出力される補償信号を用いて，
上記第１の電荷増倍段から出力される映像信号を上記画
素単位で補正する補正手段をさらに備えることが好まし
い。

【００１４】上述したように，上記第１の電荷増倍段か
ら出力される映像信号を１画像単位で補正することがで
きるようになる。

【００１５】上記補正手段は，上記第２の電荷増倍段か
ら出力される補償信号レベルと上記基準信号電荷の電荷
量とから上記第２の電荷増倍段の実質増倍率を算出する
増倍率算出手段，上記第１の電荷増倍段に与えられる増
倍率と，上記増倍率算出手段によって算出された実質増
倍率との相異を示す補正係数を算出する補正係数算出手
段，および上記補正係数算出手段によって算出された補
正係数を用いて上記第１の電荷増倍段から出力される映
像信号を補正する映像信号補正手段から構成することが
できる。

【００１６】光源によって照らされた体内組織を撮像
し，体内組織画像を表す映像信号を出力する固体電子撮
像装置を備えた内視鏡装置に用いられる上記固体電子撮
像装置に上記電荷増倍型固体電子撮像装置を用いること
ができる。

【００１７】また，被検査物に励起光を照射し，上記励
起光の照射により上記被検査物から発生する蛍光によっ
て表される被検査物画像を表す画像データを出力する固
体電子撮像装置を備え，上記被検査物画像データにもと
づいて上記被検査物を検査する検査装置に，上記電荷増
倍型固体電子撮像装置を用いることもできる。

【００１８】蛍光は，微弱であるためノイズの影響を受
けやすい。検査装置に上記電荷増倍型固体電子撮像装置
を用いているので，倍増率の変動を画素単位で除去した
映像信号が得られる。比較的正確な検査を実行できる。

【００１９】

【実施例の説明】図１は，電荷増倍型固体電子撮像装置
１の構成を示している。

【００２０】電荷増倍型固体電子撮像装置１は，受光領
域１とフレーム転送領域５とを備えている。受光領域１
には，水平方向および垂直方向に多数のフォトダイオー
ド（１つのフォトダイオードが１画素に対応する）２Ａ
が配置されている。受光領域２のほぼ全部の領域が入射
する光を有効に受光する有効受光領域３となっている。
受光領域２の左側の一部および下側の一部は遮光するオ
プティカル・ブラック領域４となっている。フレーム転
送領域５は，遮光されており，受光領域２のフォトダイ
オードに蓄積された信号電荷を垂直方向に転送する（垂
直転送路）。

【００２１】フレーム転送領域５の下（出力側）には，
第１の水平転送路（ＨＣＣＤ）６が設けられている。第
１の水平転送路６の上面には，受光領域２に形成されて
いる水平方向のフォトダイオード２Ａに対応して水平転
送電極７が形成されている。入力端子10に水平転送パル
スが与えられることにより，水平転送電極７下に電位井
戸が形成され，フレーム転送領域５から転送された信号
電荷が水平方向に転送されていく。

【００２２】第１の水平転送路６の出力側には，第１の
電荷増倍段15が接続されている。第１の電荷増倍段15に
は，入力端子21から増倍段駆動パルスが与えられてい
る。第１の電荷増倍段15に入力した信号電荷は，増倍段
駆動パルスにより増倍されながら転送されていく。第１
の電荷増倍段15から出力した信号電荷は，ＦＤＡ（フロ
ーティング・ディフュージョン・アンプリファイア）17
を介して第１の出力端子18から映像信号として出力され
る。

【００２３】この実施例による電荷増倍型固体電子撮像
装置１には，第１の水平転送路６と平行して，第２の水
平転送路８が設けられている。第２の水平転送路８に
も，受光領域２に設けられている水平方向のフォトダイ
オード２Ａに対応して，水平転送電極９が形成されてい
る。この水平転送電極９に，入力端子10から入力する水
平転送パルスが与えられ，信号電荷が水平方向に転送さ
れていく。第１の水平転送路６および第２の水平転送路
８には同じ水平転送パルスが与えられることとなる。

【００２４】第２の転送路８に平行して電荷注入装置11
が形成されている。電荷注入装置11には，第２の水平転
送路８の水平転送電極９に対応した多数の電荷注入部12
が形成されている。したがって，水平転送電極９の下に
形成される電位井戸に対応して電荷注入部12が設けられ
ていることとなる。電荷注入装置11のそれぞれの電荷注
入部12に，電荷蓄積パルスを与えるための入力端子13お
よび電荷注入するための電荷注入駆動パルスを与えるた
めの入力端子14が接続されている。

【００２５】詳しくは後述するように，入力端子13に電
荷蓄積パルスが与えられることにより，電荷注入部12に
信号電荷の蓄積が開始する。入力端子14に電荷注入駆動
パルスが与えられることにより，電荷注入部12に蓄積さ
れている信号電荷が対応する水平転送電極９の下の電位
井戸に注入される。第２の水平転送路８の水平転送電極
９に水平転送パルスが与えられることにより，電荷注入
部12から注入された信号電荷が水平方向に転送されてい
く。

【００２６】第２の水平転送路８を水平方向に転送され
た信号電荷は，第１の電荷増倍段15と同じ増倍段数をも
ち，かつ同じ増倍率をもつ第２の電荷増倍段16に与えら
れる。第２の電荷増倍段16にも第１の電荷増倍段15と同
じ増倍段駆動パルスが与えられる。信号電荷は，第２の
電荷増倍段16において増倍されながら転送されていく。
第２の電荷増倍段16から出力された信号電荷は，ＦＤＡ
19を介して出力端子20から補償信号として出力される。

【００２７】後述するように，出力端子18から出力され
た映像信号が，出力端子20から出力された補償信号を用
いて画素単位で補正される。

【００２８】図２は，電荷注入部12の詳細を示す回路図
である。

【００２９】電荷注入部12には，２つのスイッチング素
子Ｓ１およびＳ２が含まれている。第１のスイッチング
素子Ｓ１の制御端子13が上述した電荷蓄積パルスの入力
端子13に対応し，第２のスイッチング素子Ｓ２の制御端
子14が上述した電荷注入駆動パルスの入力端子14に対応
する。

【００３０】第１のスイッチング素子Ｓ１の入力端子Ｔ
１には，抵抗Ｒを介して電源（図示略）が接続されてお
り，出力端子Ｔ２には，キャパシタＣが接続されてい
る。また，第２のスイッチング素子Ｓ２の入力端子Ｔ３
はキャパシタＣが接続されており，出力端子Ｔ４は，上
述した第２の水平転送路８に接続されている。

【００３１】第１のスイッチング素子Ｓ１の制御端子13
に電荷蓄積パルスが与えられるとキャパシタＣに電荷が
蓄積される。第２のスイッチング素子Ｓ２の制御端子14
に電荷注入パルスが与えられると，キャパシタＣに蓄積
された信号電荷が第２の水平転送路11に与えられること
となる。

【００３２】図３は，電荷増倍型固体電子撮像装置１に
流れる信号等のタイム・チャートを示している。このタ
イム・チャートに含まれる映像信号は，図１においてラ
インＬ１のフォトダイオードに蓄積された信号電荷によ
って表されるものである。

【００３３】電荷注入部12のキャパシタＣにはすでに信
号電荷が蓄積されているものとする。

【００３４】時刻ｔ11において１水平走査期間が開始
し，時刻ｔ12において，電荷注入駆動パルスが電荷注入
装置11のすべての電荷注入部12に与えられる。すると，
時刻ｔ13までの間に，第２の水平転送路８の対応する水
平転送電極９の下にそれぞれ形成される電位井戸に，キ
ャパシタＣに蓄積された信号電荷がそれぞれ注入され
る。

【００３５】時刻ｔ14となると，上述したように，第１
の水平転送路６および第２の水平転送路８に水平転送パ
ルスが与えられる。すると，受光領域２のフォトダイオ
ード２Ａに蓄積された信号電荷が第１の水平転送路６を
水平方向に転送され，第１の電荷増倍段15およびＦＤＡ
17を介して出力端子18から，映像信号として出力され
る。上述したように，受光領域２には，有効受光領域３
とオプティカル・ブラック領域４とがあるから，時刻ｔ
14からｔ15までの間はオプティカル・ブラック領域のフ
ォトダイオードに蓄積された信号電荷にもとづくオプテ
ィカル・ブラック領域信号（暗電流）が出力され，時刻
ｔ15からｔ16までの間は有効受光領域２Ａのフォトダイ
オード３に蓄積された信号電荷にもとづく有効受光領域
信号が映像信号として出力されることとなる。

【００３６】時刻ｔ14からｔ16までの間は，電荷注入部
12から注入された信号電荷が第２の水平転送路８を水平
転送され，第２の電荷増倍段16およびＦＤＡ19を介して
出力端子20から出力されることとなる。時刻ｔ17からｔ
18までの間に電荷注入部12の電荷蓄積パルスが与えら
れ，新たに信号電荷が蓄積される。時刻ｔ19となると，
１水平走査期間が終了する。

【００３７】図４は，図３に示す一部の期間Δｔ１の映
像信号と補償信号とを詳細に示すタイム・チャートであ
る。

【００３８】画像信号は，１画素単位で周期的に変化し
ている。フィード・スルー・レベルと映像信号レベルと
の差（たとえばａ１で示されている）が受光領域３のフ
ォトダイオード２Ａに蓄積された信号電荷の量に対応し
ている。

【００３９】また，補償信号も１画素単位（水平電極９
の単位）で周期的に変化している。フィード・スルー・
レベルと補償信号レベルとの差（たとえばｒ１で示され
ている）が電荷注入部12により注入された信号電荷の量
に対応している。

【００４０】出力端子18から出力される映像信号および
出力端子20から出力される補償信号のいずれも同じ特性
をもち，かつ同じ駆動パルスによって駆動される電荷増
倍段15および16において増倍される信号電荷にもとづい
て得られる。駆動パルスにノイズが重畳されている場合
には基準信号電荷と補償信号出力とから実際の増倍率と
がわかり，この実際の増倍率と，理論上の増倍率とから
増倍率の変動の割合（補正係数）が１画素単位でわか
る。増倍率の変動の割合がわかることにより映像信号を
１画素単位で補正できる。

【００４１】ノイズが無いと仮定した場合の１画素分の
映像信号レベルをａ，出力端子18から出力した１画素分
の映像信号レベルをａ１し，補正係数をＫとすると，式
１が成立する。

【００４２】ａ＝Ｋ×ａ１・・・式１

【００４３】補正係数Ｋは，第１の電荷増倍段15の実質
的な増倍率をＧｓ，与えられる理論上の増倍率（第１の
電荷増倍段15の設計値から分かる）をＧｍとすると，式
２から得られる。

【００４４】Ｋ＝Ｇｓ／Ｇｍ・・・式２

【００４５】ここで，実質的な増倍率Ｇｓは，電荷注入
部12から第２の水平転送路８に注入した信号電荷によっ
て表されるレベルをｒ０，その信号電荷が第２の電荷増
倍段16を介して出力端子20から出力した対応する補償信
号のレベルをｒ１とすると，式３によって表される。

【００４６】Ｇｍ＝ｒ１／ｒ０・・・式３

【００４７】式１から式３を参照すると，補正係数Ｋ
は，式４により表される。

【００４８】Ｋ＝Ｇｓ／（ｒ１／ｒ０）・・・式４

【００４９】式４により表される補正係数を，出力端子
18から出力される映像信号に１画素単位で計算して，か
つ乗じることにより映像信号が補正され（式１参照），
画素単位で増倍率の変動による影響が除去された映像信
号が得られることとなる。

【００５０】図５は，上述した電荷増倍型固体電子撮像
素子１を用いた内視鏡装置の電気的構成を示すブロック
図である。

【００５１】内視鏡装置は，２次回路30，患者回路50お
よび細長く自在に曲がるファイバ・スコープ60から構成
されている。２次回路30には，表示装置（図示略）が接
続されている。２次回路30および患者回路50は，テーブ
ルなどの上に置かれ，医者によって操作される。患者が
ベッドに横になると，たとえば，体内組織として胃壁を
撮像する場合には，医者がファイバ・スコープ60を患者
の口から挿入する。スコープ30は食道を通り，スコープ
30の先端部が胃内部に到達する。スコープ30の先端部
に，上述した電荷増倍型固体電子撮像素子１が設けられ
ている。電荷増倍型固体電子撮像素子１により体内組織
として胃壁が撮像される。

【００５２】２次回路30の動作は，制御回路38によって
統括される。

【００５３】２次回路30には，体内組織を照明するため
の照明光源32が設けられている。この照明光源32は，光
源駆動回路31により発光が制御される。照明光源32から
の出射光は，集光レンズ33によって集光される。

【００５４】集光レンズ33によって集光された光は，患
者回路50およびファイバ・スコープ60内に配置されてい
るライト・ガイド34の後端面（２次回路30側の面）に導
かれる。照明光は，ライト・ガイド34内を伝搬し，ライ
ト・ガイド34の前端面から出射される。ライト・ガイド
34の前端面の前方には対物レンズ61が配置されている。
ライト・ガイド34からの出射光が照明レンズ61によって
体内組織（図示略）を照明することとなる。

【００５５】２次回路30には，タイミング・ジェネレー
タ37が含まれており，このタイミング・ジェネレータ37
からクロック・パルスが出力される。タイミング・ジェ
ネレータ37から出力されたクロック・パルスは，絶縁素
子43を介して患者回路50の駆動回路53に入力する。駆動
回路53において駆動パルスが生成され，電荷増倍型固体
電子撮像素子１に与えられる。

【００５６】体内組織からの反射光は，対物レンズ62に
よって集光される。これにより，体内組織を表す画像が
上述したように電荷増倍型固体電子撮像素子１の受光領
域２上に結像する。電荷増倍型固体電子撮像素子１の受
光領域２上にはカラー・フィルタが配置されており，上
述したように体内組織の画像を表すカラー映像信号が出
力される。カラー映像信号は，増幅回路63により増幅さ
れ，患者回路50に含まれているアナログ／ディジタル変
換回路51においてディジタル画像データに変換される。

【００５７】また，上述したように電荷増倍型固体電子
撮像素子１からは補償信号も出力され，増幅回路64にお
いて増幅されてアナログ／ディジタル変換回路52に与え
られる。アナログ／ディジタル変換回路52において，デ
ィジタル補償データに変換される。

【００５８】アナログ／ディジタル変換回路51から出力
したディジタル画像データおよびアナログ／ディジタル
変換回路52から出力したディジタル補償データは，それ
ぞれ相関二重サンプリング回路（図示略）により相関二
重サンプリングが行われる。ディジタル画像データは，
絶縁素子41を介して２次回路30の補正回路35に入力し，
ディジタル補償データは，絶縁素子42を介して２次回路
30の補正係数算出回路36に入力する。

【００５９】補正係数算出回路36において１画素ごと
に，上述した補正係数Ｋが算出される。算出された補正
係数Ｋは，増倍率補正回路35に与えられ，ディジタル画
像データに１画素単位で乗じられる。増倍率補正回路35
から補正されたディジタル画像データが出力される。出
力されたディジタル画像データは，画像処理回路39にお
いて，ＮＴＳＣ（national television system committ
ee）映像信号の生成処理などの所定の画像処理が行われ
る。画像処理回路39から出力される映像信号が表示装置
に与えられることにより，表示装置の表示画面上に撮像
した体内組織の画像が表示されることとなる。

【００６０】表示された体内組織の画像は，１画素単位
でノイズ成分が除去されているので高精細なものとな
る。表示された体内組織の画像を見ることにより比較的
正確な検査ができるようになる。

【００６１】図１に示す電荷増倍型固体電子撮像素子１
は，第１の水平転送路６に平行して第２の水平転送路８
が設けられており，第２の水平転送路８に形成されてい
る水平転送電極９に対応して電荷注入部12が設けられて
いるが，電荷注入部12を１つにすることもできる。

【００６２】図６は，電荷注入部12を１つにした場合の
電荷増倍型固体電子撮像素子１Ａの構成を示している。
この図において図１に示すものと同一物には同一符号を
付して説明を省略する。

【００６３】電荷増倍型固体電子撮像素子１Ａには，１
つの電荷注入部12が設けられている。この電荷注入部12
は，上述したように図２に示す構成をもつものである。
この電荷注入部12の入力端子13に電荷蓄積パルスが与え
られ，入力端子14に電荷注入駆動パルスが与えられるの
は上述したのと同様である。

【００６４】また，電荷増倍型固体電子撮像素子１Ａに
は，第２の水平転送路８は設けられていない代わりに，
電荷注入部12から注入される信号電荷を蓄積する信号電
荷蓄積部23が設けられている。この信号電荷蓄積部23上
には電極が形成されており，この電極に入力端子10から
水平転送パルスが与えられる。すると，信号電荷蓄積部
23に蓄積された信号電荷が第２の電荷増倍段16に転送さ
せられる。

【００６５】図７（Ａ）は，図６に示す電荷増倍型固体
電子撮像素子１Ａを流れる各種信号を示すタイム・チャ
ート，（Ｂ）は，（Ａ）の一部（Δｔ２の部分）を拡大
して示している。

【００６６】図１に示す電荷増倍型固体電子撮像素子１
においては，受光領域２の水平方向のフォトダイオード
の数に対応した数の電荷注入部12をもつ電荷注入装置11
が設けられていたので，１水平走査期間の最初の時刻ｔ
12からｔ13の間に信号電荷を第２の水平転送路８に注入
すると，１ライン分の補償信号を生成するための信号電
荷を第２の電荷増倍段16に転送させることができる。こ
れに対して，図６に示す電荷増倍型固体電子撮像素子１
Ａでは，電荷注入部12は１つであるために第１の水平転
送路６から１画素分の信号電荷が転送されるごとに信号
電荷蓄積部23への信号電荷の注入（ｔ41〜ｔ42）と第２
の電荷増倍段16への信号電荷転送とが繰り返される。ま
た，電荷注入部12への信号電荷の蓄積も１画素ごとに繰
り返される（ｔ43〜ｔ44）のはいうまでもない。

【００６７】図８は，他の実施例を示すもので，上述し
た電荷増倍型固体電子撮像素子１（または１Ａ）を用い
た蛍光検査装置の電気的構成を示すブロック図である。

【００６８】この蛍光検査装置は，塗料などが塗布され
た被検査物ＯＢ１からＯＢ３などの塗布状況を検査する
ものである。被検査物ＯＢ１からＯＢ３などは，ベルト
90によって順次移動する。

【００６９】制御装置71によってレーザ電源72が制御さ
れ，このレーザ電源72によってレーザ光源73からの励起
光の出射が制御される。励起光は，ベルト90上に配置さ
れている被検査物ＯＢ１からＯＢ３を照射する。

【００７０】被検査物ＯＢ１からＯＢ３から蛍光が放射
され，撮像装置74に入射する。

【００７１】撮像装置74には，撮像レンズ，上述した電
荷増倍型固体電子撮像素子１，増幅回路およびアナログ
／ディジタル変換回路が含まれている。撮像装置74か
ら，被測定物の画像を表す画像データおよび上述したよ
うに補償データが出力される。

【００７２】撮像装置74から出力した画像データおよび
補償データは画像処理装置75に与えられ，画像処理装置
75において上述した画像データの補正処理が実行され
る。補正された画像データは，モニタ装置77に与えら
れ，撮像した被検査物の画像が表示される。上述したよ
うに画素単位で増倍率の変動の影響が除去された画像が
得られる。

【００７３】また，画像処理装置75は，被検査物の画像
を表す画像データから被検査物の塗料の塗布状態の合否
を判定するためのパラメータも出力する。パラメータが
合否判定装置76に与えられ，被検査物の合否が判定され
る。不合格と判定されると，その結果が合否判定装置76
から制御装置71に与えられ，ベルト90が一時停止させら
れる。不合格と判定された被検査物が取り出されること
となろう。

【００７４】図９は，画像処理装置75の電気的構成を示
すブロック図である。

【００７５】撮像装置74から出力した撮像画像データ
は，補正回路82に入力する。また，補償データは，補正
係数算出回路81に入力する。入力した補償データから上
述した補正係数Ｋが１画素単位で算出される。算出され
た補正係数Ｋが補正回路82に与えられ，撮像画像データ
に１画素単位で乗じられる。

【００７６】補正回路82から出力した画像データは画像
出力回路83においてＮＴＳＣ映像信号の生成などの所定
の画像処理が行われる。画像処理回路83から出力された
映像信号が上述のようにモニタ装置77に与えられ，被検
査物の画像が表示されることとなる。

【００７７】補正回路82から出力された画像データは，
制御回路80にも入力する。制御回路80において，入力し
た画像データにもとづいて合否判定パラメータが生成さ
れる。制せされた合否判定パラメータが上述のように合
否判定装置76に入力する。

【００７８】このように，この実施例による電荷増倍型
固体電子撮像素子（エリア・イメージ・センサだけでな
くリニア・イメージ・センサであってもよい）を内視鏡
装置のみならず，蛍光検査装置にも使用することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】電荷増倍型固体電子撮像素子の構成を示してい
る。

【図２】電荷注入部の構成を示している。

【図３】電荷増倍型固体電子撮像素子に流れる信号のタ
イム・チャートを示している。

【図４】電荷増倍型固体電子撮像素子から出力される画
像信号と補償信号との詳細を示している。

【図５】内視鏡装置の電気的構成を示すブロック図であ
る。

【図６】電荷増倍型固体電子撮像素子の構成を示してい
る。

【図７】（Ａ）は，電荷増倍型固体電子撮像素子に流れ
る信号のタイム・チャートを示し，（Ｂ）は，その一部
を拡大して示している。

【図８】蛍光検査装置の電気的構成を示すブロック図で
ある。

【図９】画像処理装置の電気的構成を示すブロック図で
ある。

【符号の説明】

１，１Ａ 電荷増倍型固体電子撮像素子 ２ 受光領域 ６ 第１の水平転送路 ７，９ 水平転送電極 ８ 第２の水平転送電極 11 電荷注入装置 12 電荷注入部 15 第１の電荷増倍段 16 第２の電荷増倍段 23 信号電荷蓄積部 30 ２次回路 50 患者回路 60 ライト・ガイド 71 制御装置 73 レーザ光源 74 撮像装置 75 画像処理装置 76 合否判定装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０３Ｂ 17/48 Ｇ０３Ｂ 17/48 ５Ｃ０２４ Ｈ０１Ｌ 27/148 Ｈ０１Ｌ 27/14 Ｂ ５Ｆ０８８ 31/02 31/02 Ａ Ｆターム(参考） 2G051 AA32 AB12 BA10 CA03 CB10 DA06 DA13 EA25 EB01 ED07 2H040 GA02 GA06 2H104 AA04 4C061 CC06 LL02 MM05 NN01 SS05 4M118 AA05 AB01 BA12 CA03 DC01 FA06 FA38 FA44 FA50 GB09 5C024 BX02 CX03 GX03 GZ42 HX17 HX30 HX40 HX51 5F088 AA01 BA01 BB03 EA03 EA04 JA14 KA02

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画素に対応して多数配列された光電変換
   素子，第１の水平転送電極に水平転送パルスが与えられ
   ることに応じて上記光電変換素子に蓄積された信号電荷
   を１ラインごとに水平方向に転送する第１の水平転送
   路，所定の段数を有し，上記第１の水平転送路を水平方
   向に転送された画素ごとの信号電荷を，与えられる増倍
   率によってその段ごとに増倍しながらさらに転送して映
   像信号として出力する第１の電荷増倍段，および上記第
   １の電荷増倍段と同じ段数を有し，画素ごとの基準信号
   電荷を上記第１の電荷増倍段に与えられる増倍率と同じ
   増倍率によってその段ごとに増倍しながら転送し，補償
   信号として出力する第２の電荷増倍段，を備えた電荷増
   倍型固体電子撮像装置。
2. 【請求項２】 上記第１の電荷増倍段と上記第２の電荷
   増倍段とが同一の駆動パルスによって駆動されるもので
   ある，請求項１に記載の電荷増倍型固体電子撮像装置。
3. 【請求項３】 上記第１の水平転送路の第１の水平転送
   電極に対応した第２の水平転送電極が形成されており，
   上記第２の水平転送電極に上記水平転送パルスが与えら
   れることにより，上記基準信号電荷を水平方向に転送
   し，上記第２の電荷増倍段に与える第２の水平転送路，
   および上記第２の水平転送電極に対応して設けられてお
   り，上記基準信号電荷を生成し，生成された基準信号電
   荷を，対応する上記第２の水平転送電極下に形成される
   電位井戸に注入する信号電荷注入回路，をさらに備えた
   請求項１に記載の電荷増倍型固体電子撮像装置。
4. 【請求項４】 上記増倍率，上記基準信号電荷の電荷量
   および上記第２の電荷増倍段から出力される補償信号を
   用いて，上記第１の電荷増倍段から出力される映像信号
   を上記画素単位で補正する補正手段をさらに備えた請求
   項１に記載の電荷増倍型固体電子撮像装置。
5. 【請求項５】 上記補正手段が，上記第２の電荷増倍段
   から出力される補償信号レベルと上記基準信号電荷の電
   荷量とから上記第２の電荷増倍段の実質増倍率を算出す
   る増倍率算出手段，上記第１の電荷増倍段に与えられる
   増倍率と，上記増倍率算出手段によって算出された実質
   増倍率との相異を示す補正係数を算出する補正係数算出
   手段，および上記補正係数算出手段によって算出された
   補正係数を用いて上記第１の電荷増倍段から出力される
   映像信号を補正する映像信号補正手段を備えている，請
   求項４に記載の電荷増倍型固体電子撮像装置。
6. 【請求項６】 光源によって照らされた体内組織を撮像
   し，体内組織画像を表す映像信号を出力する固体電子撮
   像装置を備えた内視鏡装置において，上記固体電子撮像
   装置に請求項１に記載の上記電荷増倍型固体電子撮像装
   置を用いたことを特徴とする，内視鏡装置。
7. 【請求項７】 被検査物に励起光を照射し，上記励起光
   の照射により上記被検査物から発生する蛍光によって表
   される被検査物画像を表す画像データを出力する固体電
   子撮像装置を備え，上記被検査物画像データにもとづい
   て上記被検査物を検査する検査装置において，上記固体
   電子撮像装置に，請求項１に記載の上記電荷増倍型固体
   電子撮像装置を用いたことを特徴とする，検査装置。
8. 【請求項８】 画素に対応して多数配列された光電変換
   素子，第１の水平転送電極に水平転送パルスが与えられ
   ることに応じて上記光電変換素子に蓄積された信号電荷
   を１ラインごとに水平方向に転送する第１の水平転送路
   および所定の段数を有し，上記第１の水平転送路を水平
   方向に転送された画素ごとの信号電荷を，与えられる増
   倍率によってその段ごとに増倍しながらさらに転送して
   映像信号として出力する第１の電荷増倍段を備えた電荷
   増倍型固体電子撮像装置において，上記第１の電荷増倍
   段と同じ段数を有する第２の電荷増倍段を設け，画素ご
   との基準信号電荷を上記第１の電荷増倍段に与えられる
   増倍率と同じ増倍率によってその段ごとに上記第２の電
   荷増倍段において増倍しながら転送し，補償信号として
   出力する，電荷増倍型固体電子撮像装置の制御方法。