JP4327944B2 - Electronic endoscope device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、固体撮像素子の出力信号に対して信号処理し、非読み出し期間における電力消費を低減化するとともに、電力消費によって変動したDCバイアスを補正する電子内視鏡装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、電荷結像素子(CCD)等の固体撮像素子を用いた電子内視鏡装置について種々の提案がある。この電子内視鏡装置は、細長の挿入部内に被写体を撮像する固体撮像素子を設けた内視鏡と、前記固体撮像素子に駆動信号を供給すると共に、前記固体撮像素子からの撮像信号をケーブルを介して取り込み、映像信号を処理するビデオプロセッサ部とを備え、このビデオプロセッサ部からの映像信号をカラーモニターで表示させるようにしたものである。
【0003】
このような電子内視鏡装置において、内視鏡の挿入部先端(挿入部硬質長)の小型化の為に、固体撮像素子にバッファ回路を内蔵したものが、特開平10−262919号公報(特願平9−71632)で提案されている。この特開平10−262919号公報では、固体撮像素子の発熱防止の為に固体撮像素子に内蔵された発熱源である出力アンプのソースフォロワのソース抵抗の切換えによってソースフォロワの電力消費を低減したものである。
【0004】
更に、本件の出願人が先に特許出願した特願平10−184819号では、固体撮像素子に内蔵された出力アンプのソースフォロワのソース抵抗の切換えによって生じる直流的なレベル差を小さくする手段を持つ電子内視鏡装置について提案されている。
【0005】
前記特開平10−262919号公報と特願平10−184819号に提案されている電子内視鏡装置と同様な従来の電子内視鏡装置を図6乃至図8を用いて説明する。
【0006】
図6に示す電子内視鏡装置1’は、固体撮像素子(CCD)10を備えた電子内視鏡2と、被写体に照射する照明光を供給する光源装置3と、前記CCD10へ駆動信号を供給すると共に、伝送ケーブル18を介して撮像信号を取り込み処理するビデオプロセッサ4’と、前記ビデオプロセッサ4’で生成される映像信号を表示するカラーモニター5’とからなっている。
【0007】
前記電子内視鏡2は、細径の挿入部6を有し、この挿入部6の後端には太幅の操作部8が形成されている。挿入部6内には照明光を伝送するライトガイド7が挿通されており、このライトガイド7の後端は、光源装置3に着脱自在で接続され、ランプ13からの照明光がコンデンサレンズ12を介して前記ライトガイド7の後端面に供給される。この照明光はライトガイド7を介して伝送され、先端部31に取り付けられた先端面から更に、照明レンズ14を介して体腔内の患部等の被写体に照射される。
【0008】
挿入部6の先端部31には、対物レンズ9が設けられ、被写体像をその焦点面に結ぶ。この焦点面にはCCD10が配置されている。尚、被写体はCCD10のCCDチップ全面の色フィルタにより光学的に色分離される。
【0009】
このCCD10によって光電変換されて、光学的に色分離された被写体像に応じた電荷として蓄積される。このCCD10は、ビデオプロセッサ4’内に設けたCCDドライバ16からのCCDドライブ信号がケーブル17を介して印加されることにより蓄積電荷が読み出される。
【0010】
この読み出された信号(撮像信号ともいう)は、CCD10の内部に設けられたインピーダンス低減手段である出力アンプ33(図7(a)参照)により増幅された後、挿入部6及び操作部8内に配線された伝送ケーブル18を介して、その伝送ケーブル18の終端に接続されたビデオプロセッサ4’に入力される。
【0011】
前記ビデオプロセッサ4’の前記伝送ケーブル18の終端は、前記電子内視鏡2の先端部31に配置されたCCD10に内蔵された出力アンプ33の電力消費低減の為に、抵抗R1とスイッチSの直列接続と定数の大きな抵抗R2を介して接地された終端回路に接続されている。前記スイッチSは、前記CCD10から出力される撮像信号の読み出し期間のみオンする。
【0012】
この終端回路の出力は、アナログスイッチ52及びサンプルホールド回路51に供給され、アナログスイッチ52は、読み出し期間は終端回路からの出力を選択し、非読み出し期間はサンプルホールド回路51からの出力を選択してプリアンプ20に供給する。
【0013】
このプリアンプ20は、伝送ケーブル18におけるレベル低下を補償する為に設けられており、所定の信号レベルに増幅される。このプリアンプ20で増幅された撮像信号は、CDS回路(相関二重サンプリング回路)23に入力される。このCDS回路23で前記撮像信号に含まれるCCD10のリセットノイズを除去した後、A/Dコンバータ24に供給する。A/Dコンバータ24は、前記撮像信号をデジタルデータに変換され、デジタル映像処理部25にてデジタル映像信号を生成し、D/Aコンバータ26でアナログ映像信号に変換されカラーモニター5’に供給して映し出される。
【0014】
なお、前記CCDドライバ16、スイッチS、サンプルホールド回路51、アナログスイッチ52、CDS回路23、A/Dコンバータ24、デジタル映像処理部25、及びD/Aコンバータ26は、制御回路21からの制御信号で、各々の動作と信号処理が制御されるようになっている。
【0015】
前記電子内視鏡2の挿入部6に設けられたCCD10には、ビデオプロセッサ4’の内部電源回路(図示せず)から発生するCCD電源Vccがケーブル22を介して供給されている。
【0016】
この電子内視鏡2に採用されているCCD10を図7を用いて詳述する。図7に示すCCD10は、インターライン転送方式を採用したものであり、受光部40は、マトリクス状に配置されたフォトダイオードで構成されている。符号41は読み出しゲートであり、この読み出しゲート41に垂直転送CCD42が設けられている。また、垂直転送CCD42は、水平転送CCD43上に設けられている。水平転送CCD43の一端には、出力ゲート44が形成されている。前記読み出しゲート41には、読み出しゲート端子LGが接続されている。
【0017】
前記垂直転送CCD42は、4相駆動であり、φV1〜φV4が前記プロツセッサ4’のCCDドライバ16で生成され、ケーブル17を介して供給されている。前記水平転送CCD43は、2相駆動であり、同じくφH1〜φH2がCCDドライバ16で生成され、ケーブル17を介して供給されている。更に、出力ゲート44には、φRがCCDドライバ16で生成されケーブル17を介して供給されている。
【0018】
前記出力ゲート44は、出力アンプ33の入力端子に接続されると共に、出力ゲート端子OGを介して電源電圧が印加されている。なお、最近のCCD10は、ゲート端子OGに印加される電源電圧は、内部発生させるものや、外部で抵抗をブリーダして与えるものがある。
【0019】
前記出力アンプ33は、電界効果トランジスタを用いて構成されており、増幅用トランジスタQ1と、前記トランジスタQ1のソース電極とアースラインとの間に接続された電流源となるトランジスタQ2と、リセットトランジスタQ3と、増幅用トランジスタQ4と、前記トランジスタQ4のソース電極とアースラインとの間に接続された電流源となるトランジスタQ5と、出力段となる低インピーダンス変換用のトランジスタQ6とから構成されている。
【0020】
前記出力ゲート44は、トランジスタQ1のゲート電極とリセットトランジスタQ3のソース電極に接続されている。トランジスタQ1、Q4のドレイン電極は、電源端子Vccに接続されており、リセットトランジスタQ3のドレイン電極も端子RDを介して電源端子Vccに接続されている。電源端子Vccには、約15Vの電源電圧が印加されている。
【0021】
リセットトランジスタQ3のゲート電極には、リセットパルスφRが印加される。トランジスタQ2は、ゲート電極とソース電極を共通接続してアースラインに接続し、ドレイン電極をトランジスタQ1のソース電極に接続している。トランジスタQ1のソース電極は、トランジスタQ4のゲート電極に接続されている。
【0022】
トランジスタQ4のソース電極は、トランジスタQ5のドレイン電極に接続されている。トランジスタQ5のソース電極とゲート電極は、共通接続されてアースラインに接続されている。トランジスタQ4のソース電極は、トランジスタQ6のゲート電極に接続されており、トランジスタQ6のドレイン電極は、電源端子VDDに接続されている。電源端子VDDは、電源端子Vccに接続されている。
【0023】
トランジスタQ6のソース電極は、出力端子Voutに接続されている。また、アースラインは、端子GNDを介してビデオプロセッサ4’のア―スラインに接続されている。
【0024】
前記トランジスタQ1、Q2により第1段目のソースフォロワが構成され、トランジスタQ4、Q5により第2段目のソースフォロワが構成され、トランジスタQ6で出カソースフォロワが構成されている。
【0025】
前記受光部40にマトリクス上に配列された各列のフォトダイオードで発生する電荷は、読み出しゲート41を介して垂直転送CCD42に転送される。読み出しゲート41には、読み出しゲート端子LGを介して電源電圧が印加されて、フォトダイオードに生じた電荷を1フィールド又は1フレーム期間毎に読み出される。なお、このゲート端子LGも前記OG端子と同様にVDDを抵抗でブリーダして生成するものや、CCD内部で発生させるもの等がある。
【0026】
前記受光部40のフォトダイオードに生じた電荷は、前記垂直転送CCD42に入力されるφV1〜φV4の転送パルスによって、所定のタイミングで垂直転送CCD42に読み出し転送される。前記垂直転送CCD42に転送された電荷は、1水平走査線毎に水平CCD43に供給される。水平転送CCD43は、垂直転送CCD42から転送された電荷を1画素づつ送り出している。水平転送CCD43からの電荷送り出しは、φH1〜φH2の転送パルスによって、出力ゲート44に転送される。この出力ゲート44に転送された電荷は、トランジスタQ1のゲート電極に供給される。このトランジスタQ1のゲート電極には、リセットトランジスタQ3のソース電極が接続され、このリセットトランジスタQ3のゲート電極に供給されているリセットパルスφRのタイミングで前記トランジスタQ1のゲート電極をリセットしている。つまり、リセットトランジスタQ3は、リセットパルスφRによりオン/オフし、このリセットトランジスタQ3のリセットパルスφRに同期して、前記出力ゲート44からトランジスタQ1のゲート電極に供給される電荷をリセットさせ、次にリセットする間に前記出力ゲート44から1画素の電荷が転送されてトランジスタQ1のゲートに供給される。
【0027】
前記出力ゲート44から前記リセットトランジスタQ3のリセット動作で制御されて前記トランジスタQ1のゲート電極に供給された撮像信号は、トランジスタQ1とトランジスタQ2からなる第1段目のソースフォロワで電流増幅され、トランジスタQ4とトランジスタQ5からなる第2段目のソースフォロワで更に電流増幅されてトランジスタQ6のゲート電極に供給される。
【0028】
このトランジスタQ6は、出力ソースフォロワで、前記第2段目のソースフォロワのトランジスタQ4からの出力を低インピーダンスに変換して、Vout端子から前記伝送ケーブル18を介してビデオプロセッサ4’の終端回路部に供給される。
【0029】
前記ビデオプロセッサ4’の終端回路部は、抵抗R1とスイッチSの直列回路と、抵抗R2からなる電力低減化手段が構成されている。この電力消費低減化手段の抵抗R1,R2は、R1<<R2に設定されている。
【0030】
この電力消費低減化手段の動作は、図7(b)を用いて説明する。前記伝送ケーブル18を介して供給された映像信号の読み出し期間は、前記制御回路21からの制御信号の基で、前記スイッチSをオンさせて、前記出力アンプ33のトランジスタQ6のソース抵抗が小さくなり(R1//R2)、非読み出し期間は、前記スイッチSをオフにして、トランジスタQ6のソース抵抗が非常に大きくなる(R2)ようにしている。これによって、トランジスタQ6のドレイン電流を制御することができ、電力消費を低減することができる。
【0031】
しかし、前記トランジスタQ6のドレイン電流を制御するとDCバイアスが変動する。電界効果トランジスタ(MOSFET)の相互アドミタンスgmは、△ID/△VGSで表され、VGSの変化分は、ドレイン電流に比例するため、読み出し期間はドレイン電流が増加するとVGSも大きくなり、その結果DCバイアスが低下する。一方、非読み出し期間はドレイン電流が減少し、その結果DCバイアスが上昇する。つまり、このビデオプロセツサ4’の終端回路の映像信号は、図7(b)に示すように、読み出し期間と非読み出し期間でVdcの幅のDCバイアス変動が生じる。
【0032】
このVdcは、本来のCCD10の出力信号に対して振れ幅が比較的大きいので、次段の回路では、Vdcも考慮してダイナミックレンジを広く取る必要がある。
【0033】
このVdcを除去する為にサンプルホールド回路51でオプティカルブラツク期間(OB期間)の電位を保持し、スイッチ52でOB期間からVdcバイアスが変動している非読み出し期間は、前記サンプルホールド回路51に保持されたOB電位に置き換えることによって、次段のダイナミックレンジを狭くするようにしたものである。
【0034】
このVdcのバイアス変動の抑制について、図8を用いて説明する。図8はビデオプロセッサ4’の信号入力段の回路を示した図で、前記スイッチSは、トランジスタ53、コンデンサC1、抵抗R3,R4で構成されたスイツチング回路で形成され、このトランジスタ53は、前記制御回路21からの制御信号によってオン/オフする。次段のコンデンサC2及び抵抗R5は、前記伝送ケーブル18を交流的に終端する為のもので、抵抗R5の定数は、伝送ケーブル18の特性インピーダンスと等しくなるように選ばれている。
【0035】
交流終端された図中a点の信号は、スイッチ52の固定接点aとサンプルホールド回路51に供給されている。サンプルホールド回路51は、前記制御回路21からのサンプルホールドパルスに従い、OB期間の電位を保持するものである。スイッチ52は、制御信号によって、読み出し期間は交流終端後の信号を、非読み出し期間はサンプルホールド回路51の出力を選択する。これによって、スイッチ52の出力側の図中b点の信号は、Vdcのバイアス変動が小さくなった信号となる。
【0036】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前述した従来のCCD10の電力消費低減化手段による読み出し期間と非読み出し期間のバイアス変動是正において、明るい被写体を撮像した場合と暗い被写体を撮像した場合とで、CCD10の出力信号の振幅が変わる為に、交流終端後の撮像信号のAPL(平均映像レベル)が変動をしてしまう。このAPL変動によって、サンプルホールド回路及びプリアンプのダイナミックレンジをAPL変動に対応して広く取る必要があった。
【0037】
更に、交流終端する際にコンデンサC2で直流成分が除去されている為に、サグが発生する。通常このサグは、CDS回路23で除去されるが、交流終端後の信号はDCバイアスが変動している為に、ザグ成分が非常に大きくなってしまい、シェーデイングが発生する恐れがある。
【0038】
本発明は、上述の事情に鑑みてなされたもので、CCDで撮像した被写体の明暗よる映像信号の振幅変動によるAPL変動に対して、ダイナミックレンジを拡大することなく対応可能で、かつ、サグに対しても確実に除去可能な電子内視鏡装置を提供することを目的とする。
【0039】
【課題を解決するための手段】
本発明の電子内視鏡装置は、所定の抵抗値を有する第1の抵抗と、前記第1の抵抗と直列に接続されたスイッチと、直列に接続された前記第1の抵抗及び前記スイッチと並列に設けられかつ前記第1の抵抗の抵抗値より大きい抵抗値を有する第2の抵抗とを有し、固体撮像部からの撮像信号を読み出さない非読み出し期間に前記スイッチをオフにすることにより、前記固体撮像部の出力部の消費電力を低減させるための消費電力低減化手段と、前記消費電力低減化手段からの撮像信号を所定のクランプ期間だけクランプし、クランプして得られた前記撮像信号の電位をコンデンサにチャージするチャージ手段と、前記所定のクランプ期間、前記チャージ手段により前記コンデンサにチャージされた電位とクランプ電位とを入力して、前記コンデンサにチャージされた電位とクランプ電位とが等しくなるようにする演算増幅手段と、前記撮像信号を読み出す読み出し期間は、前記演算増幅手段から出力される前記クランプ電位を選択し、前記非読み出し期間は、前記クランプして得られた前記撮像信号を選択する選択手段と、前記消費電力低減化手段、前記選択手段及びチャージ手段に必要なタイミングパルスを発生させる制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【0040】
本発明の電子内視鏡装置の前記チャージ手段は、前記タイミングパルスにより前記非読み出し期間外でクランプすることを特徴とする。
【0041】
また、本発明の電子内視鏡装置の前記チャージ手段は、さらに前記演算増幅手段の出力の電位をチャージする第2のコンデンサを有し、前記第2のコンデンサにチャージされた電位に基づいて、前記撮像信号を所定のクランプ期間だけクランプすることを特徴とする。
また、本発明の電子内視鏡装置の前記必要なタイミングパルスは、前記チャージ手段に前記クランプ期間を指定する信号のタイミングパルス、並びに、前記消費電力低減化手段及び前記選択手段に前記読み出し期間あるいは前記非読み出し期間を指定する信号のタイミングパルスを含むことを特徴とする。
【0042】
これにより、被写体の明暗による撮像信号のAPL変動が生じても、一定のレベルの映像信号とすることにより、CDS回路等のダイナミックレンジの拡大を要せず、かつ、サグの除去も確実に行われる電子内視鏡装置が提供できる。
【0043】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。図1〜図4は、本発明の一実施の形態に係り、図1は一実施形態の電子内視鏡装置の全体構成を示すブロック図で、図2は電子内視鏡装置のビデオプロセッサの信号入力部の回路構成を示す回路接続図で、図3は動作説明用の波形図で、図4はプリアンプの構成を示す回路接続図である。
【0044】
図1に示す本発明の一実施の形態の電子内視鏡装置1は、図6に示した従来の電子内視鏡装置1’との同一部分は同一部号を付しており、相違点は、ビデオプロセッサ4’のプリアンプ20の入力側のサンプルホールド回路51とアナログスイッチ52に代えて、クランプ回路50を設け、前記制御回路21からクランプ回路50には、クランプパルスを印加し、さらに、スイッチSをオン/オフする制御信号でプリアンプ20の−入力端子(反転入力端子)への入力信号の切換えを行うようにして直流的レベル差を解消する手段を設けたビデオプロセッサ4にあります。
【0045】
本発明の一実施形態の電子内視鏡装置1は、図1に示すように、固体撮像素子としてCCD10を備えた電子内視鏡2と、被写体に照射する照明光を供給する光原装置3と、前記CCD10への駆動信号を供給するケーブル17と、前記CCD10からの撮像信号を伝送ケーブル18を介して取り込み該撮像信号を処理するビデオプロセッサ4と、このビデオプロセッサ4から出力される映像信号を表示するカラーモニター5とを備えている。
【0046】
前記電子内視鏡2は、細径の挿入部6を有し、この挿入部6の後端には、太幅の操作部8が形成されている。挿入部6内には照明光を伝送するライトガイド7が挿通されており、このライトガイド7の後端には光源装置3に着脱自在で接続され、ランプ13からの照明光がコンデンサレンズ12を介して前記ライトガイド7の後端面に供給される。この照明光はライトガイド7を介して伝送され、先端部31に取り付けられた照明レンズ14を介して体腔内の患部等の被写体に照射される。
【0047】
挿入部6の先端部31には、対物レンズ9が設けられ、被写体像を結ぶ焦点面にはCCD10が配置されている。尚、被写体はCCD10のCCDチップ前面の色フイルタにより光学的に色分離される。
【0048】
このCCD10によって光電変換されて、光学的に色分離された被写体像に応じた電荷が蓄積される。このCCD10は、ビデオプロセッサ4内に設けたCCDドライバ16からのCCDドライブ信号がケーブル17を介して印加されることにより蓄積電荷が読み出される。
【0049】
この読み出された蓄積電荷(以下、撮像信号という)は、CCD10の内部に設けられたインピーダンス低減手段である出力アンプ33(図7a参照)により増幅された後、挿入部6及び操作部8内に配線された伝送ケープル18を介して伝送ケーブル18の終端回路部分に接続されたビデオプロセッサ4内部のクランプ回路50を経てプリアンプ20に供給される。
【0050】
プリアンプ20の出力は、相関2重サンプリング(以下、CDS回路という)23でリセットノイズが除去されて、A/Dコンバータ24でデジタル信号に変換される。このA/Dコンバータ24で変換されたデジタル信号は、デジタル映像処理25でビデオ信号に変換され、且つ不必要な領域(カラーモニター5のマスク5A以外)がマスクされる。該マスクされたビデオ信号は、D/Aコンバータ26でアナログ信号に変換されてビデオプロセッサの出カコネクタからカラーモ二夕―5へ出力され、術者は、カラーモ二夕一5を観察しながら電子内視鏡2の操作を行う。
【0051】
次に、ビデオプロセッサ4に配置された前記CCD10が伝送ケーブル18で接続された終端回路部の抵抗R1とスイッチSおよび抵抗R2で構成される消費電流低減化手段とクランプ回路50及びプリアンプ20の構成と動作について説明する。
【0052】
前記抵抗R1とスイッチSおよび抵抗R2からなる消費電流低減化手段は、図2に示すように、抵抗R1、R2と、スイッチSを構成する抵抗R3、R4、コンデンサC1、及びトランジスタ53からなっている。ここで抵抗R1及びR2の設定は、R1<<R2と設定する。コンデンサC1及び抵抗R4に入力される制御信号は、必要信号が存在する期間(読み出し期間)はHレベル、不必要な信号が存在する期間(非読み出し期間)はLレベルとなる制御信号が供給される(図3A参照)。
【0053】
この制御信号がHレベル時は、トランジスタ53がオンし、CCD10に内蔵されている出力アンプ33(図7a参照)のソース抵抗は、(伝送ケーブル18の直流抵抗分)+R1//R2で決定される。
【0054】
一方、制御信号がLレベル時は、トランジスタ53がオフし、前記出力アンプ33のソース抵抗は、(伝送ケーブル18の直流抵抗分)+R2となる。
【0055】
一般的に、伝送ケーブル18の直流抵抗は数Ωであるため、ここでは無視できる。よって、抵抗R1とR2の関係がR1<<R2であるからトランジスタ53のオン時は抵抗R1、トランジスタ53がオフ時は抵抗R2と近似できる。即ち、Hレベルの読み出し期間は、前記出力アンプ33のソース抵抗が下がり、ドレイン電流が増加する。その結果ゲート・ソース間電圧が増加しバイアス値Vdcは下がる。一方、Lレベルの非読み出し期間は、ソース抵抗が上がり、ドレイン電流が低下し、その結果ゲート・ソース間電圧が低下し、バイアス値Vdcは上がる(図3B参照)。
【0056】
前記消費電流低減化手段で処理された前記出力アンプ33の出力である映像信号は、コンデンサC2で直流分除去され、抵抗R5で伝送ケーブル18を交流的に終端されて、クランプ回路50に供給される。
【0057】
前記クランプ回路50は、第1のバッファAM1と、コンデンサC3及び第2のバッファAM2の直列回路を介してプリアンプ20の正転入力端子(以下、+入力端子という)に接続され、前記コンデンサC3と第2のバッファAM2との接続点は、第1のスイッチSW1とコンデンサC4の直列回路を介して接地され、前記第2のバッファAM2と前記プリアンプ20の+入力端子との接続点は、第2のスイッチSW2とコンデンサC5の直列回路を介して接地されると共に、第3のスイッチSW3の一方の固定接点が接続され、前記第1のスイッチSW1とコンデンサC4の接続点は、前記第3のスイッチSW3の他方の固定接点に接続され、前記第2のスイッチSW2と前記コンデンサC5との接続点は、ローパスフィルタLPFを介して、オペアンプOP1の反転入力端子(以下、−入力端子という)に接続され、このオペアンプOP1の正転入力端子(以下、+入力端子という)には、基準電源VREFが接続され、出力端子は、前記第3のスイッチSW3の他方の固定接点に接続され、前記第3のスイッチSW3の可動接点は前記プリアンプ20の反転入力端子(以下、−入力端子という)に接続され、更に、前記第1と第2のスイッチSW1,SW2の可動接点は、オン/オフ動作させるクランプ信号が供給され、前記第3のスイッチSW3の可動接点は、前記制御回路21からの制御信号の基でいずれかの固定接点への接続切替を行う構成となっている。
【0058】
このクランプ回路50の動作は、前記伝送ケーブル18の終端回路であるコンデンサC2と抵抗R5で直流分除去され、交流的に終端された図中a点に図3(B)の映像信号が供給される。この映像信号は、第1のバッファAM1でバッファされた後、コンデンサC3で直流成分を除去され、第1のスイッチSW1が図3(C)に示すクランプ信号のHレベル期間オンされ、コンデンサC4の電位にクランプされる。このコンデンサC4でクランプされた映像信号は、第2のバッファAM2で再度バツファされてプリアンプ20に供給されると共に、第2のスイッチSW2を介して前記クランプ信号のHレベル期間にコンデンサC5に映像信号の平均レベル電位としてチャージされる。このコンデンサC5に平均レベル電位としてチャージされた映像信号は、ローパスフィルタLPFを介して、オペアンプOP1に供給される。このオペアンプOP1は、クランプ電位VREF とコンデンサC5の平均レベル電位を比較して、誤差をコンデンサC4に帰還する。これにより、コンデンサC5にチャージされる平均レベル電位がクランプ電位VREFと等しくなるように直流再生され、図中b点に図3(D)に示す映像信号が生成される。
【0059】
つまり、前記第3のスイッチSW3の出力は、前記制御回路21からの制御信号のHレベルで前記トランジスタ53がオンした読み出し期間には、クランプ電位VREFが、制御信号のLレベルで前記トランジスタ53がオフした非読み出し期間にはクランプ電位VREFでクランプされた映像信号が出力される。この第3のスイッチSW3の出力信号として、図中c点に図3(E)に示す信号が前記プリアンプ20の−入力端子に供給される。
【0060】
つまり、被写体の明暗により前記CCD10で撮像生成した撮像信号の平均映像レベルに差異があった場合、前記クランプ回路50で平均映像レベルをVREFでクランプされた映像信号として、前記第3のスイッチSW3を介して前記プリアンプ20に供給可能となる。
【0061】
前記プリアンプ20は、図4に示すような差動増幅器で構成されている。このプリアンプ20は、一対のトランジスタQ100とQ101が差動形式に接続され、両トランジスタQ100,Q101のエミッタ電極間は、抵抗R100で接続されると共に、抵抗R102,R103を介して負電源−Vssに接続され、前記トランジスタQ100のコレクタ電極は、電源+Vccに、トランジスタQ101のコレクタ電極は抵抗R101を介して電源+Vccに接続されている。トランジスタQ100のベース電極が+入力端子(正転入力端子)、Q101のベース電極が−入力端子(反転入力端子)となっている。
【0062】
前記−入力端子には、前記第3のスイッチSW3が接続されている。この第3のスイッチSW3は2入力・1出力のスイッチであり、2つの入力の一方には、プリアンプ20の+入力端子に入力されているクランプ後の信号が、他方の入力には、クランプ電位VREFが供給されている。前記トランジスタQ101のコレクタ電極からは、出力信号が前記CDS回路23へ供給される。なお、前記第3のスイッチSW3のスイッチ切換え信号には、前記消費電力低減化回路に用いられた前記制御回路21からの制御信号と同一の信号を用いている。
【0063】
これによって、DCバイアスが変動している非読み出し期間は、前記第3のスイッチSW3は、前記バッフェアンプAM2からの出力が供給されるように選択される。この時、前記第1と第2のスイッチSW1,SW2は、クランプ信号でオンして、非読み出し期間をVREFにホールドした映像信号をトランジスタQ100の+入力端子とトランジスタQ101−入力端子に供給されることになり、この同一VREFレベルにクランプされた同一信号はトランジスタQ100,Q101で相殺されて、コレクタ電極から出力されない。
【0064】
一方、DCバイアスが変動しない読み出し期間は、前記第3のスイッチSW3は、クランプ電位VREFを選択してトランジスタQ101の−入力端子に供給すると共に、前記トランジスタQ100の+入力端子には、入力された前記第2のバッファアンプAM2から読み出し期間の映像信号が供給され、前記エミッタ抵抗R100とトランジスタQ101のコレクタ抵抗R101の比で増幅されて、図中c点に図3(F)の信号が生成されて、次段のCDS回路23に供給する。
【0065】
これによって、前記CCD10が撮像生成した映像信号の内、前記トランジスタQ100の+入力端子に供給される被写体の明暗により生じる平均映像レベルが変動しても、前記クランプ回路50でVREFにクランプされた映像信号となり、前記エミッタ抵抗R100と抵抗R101の比で増幅されてCDS回路23に供給される為に、このCDS回路23の入力ダイナミックレンジを広く取る必要がないばかりでなく、交流終端によって発生するサグも低減できる。
【0066】
次の本発明の他の実施形態について、図5を用いて説明する。なお、図5は、図図1〜図4と同じ部分は同一符号を付して詳細説明は省略する。
【0067】
従来の電子内視鏡装置では、前記CCD10で撮像生成した映像信号は、コンデンサC2で直流成分を除去して終端抵抗R5で終端しているために、映像信号にサグが発生しやすい。
【0068】
このために、この他の実施形態では、前記CCD10で生成された撮像信号を伝送ケーブル18で伝送され、前記消費電流低減化手段で制御回路21からの制御信号の基で、前記スイッチSを構成するトランジスタ53をオン/オフさせて、消費電力の低減化が図られ、前記コンデンサC2で直流成分が除去され、抵抗R5で伝送ケーブル18の交流終端がなされた信号をトランジスタQ54のソースフォロワでバツファし、プリアンプの+入力端子に入力させる。一方、前記第1のスイッチSW1でクランプ信号がHレベルの読み出し期間に、前記トランジスタQ54からの出力信号の平均電位をコンデンサC5にチャージする。コンデンサC5にチャージされた平均電位の映像信号は、次段のアクティブフィルタに供給される。
【0069】
このアクティブフィルタは、オペアンプOP1とこのオペアンプOP1の+入力端子と出力端子との間に配置された抵抗10と、抵抗R11とコンデンサC10の直列接続を並列に配置し、このオペアンプOP1の出力端子は、前記抵抗R5とコンデンサC4の接続点に接続され、かつ、前記オペアンプOP1の−入力端子にVREF電位を配置すると共に、このVREF電位は、前記第3のスイッチSW3の他方の固定接点に入力される構成になっている。
【0070】
前記第1のスイッチSW1がクランプ信号でオンされている期間にコンデンサC5にチャージされた平均電位は、オペアンプOP1でVREFと比較されると共に、抵抗R10,R11とコンデンサC10からなるアクティブフィルタで帯域制限される。このオペアンプOP1での比較の結果、誤差が生じた際には、コンデンサC4に帰還させて、前記映像信号をコンデンサC4にVREFとコンデンサC5の誤差成分をホールドさせると共に、終端抵抗R5でコンデンサC4の電位で交流終端されている。
【0071】
前記プリアンプ20に入力されるトランジスタQ54のバッファ出力は、第3のスイッチSW3の一方の固定接点に入力され、前記制御回路21からの制御信号の基で、可動接点を切換え制御させ、映像信号のDCレベルに変動がある非読み出し期間は、トランジスタQ54のバッファ出力を選択し、DCレベルの変動がない読み出し期間は、VREFを選択する。この第3のスイッチSW3の出力は、前記プリアンプ20の−入力端子に供給される。
【0072】
これにより、プリアンブ20出力は、DCレベル変動がある非読み出し期間は、前記第1のスイッチSW1がオンされて、コンデンサC4のクランプ電位をVREFにホールドした同相の映像信号が+入力端子と−入力端子に供給されるため、この+と−入力端子に供給された同相信号により相互にサグが除去され、DCレベル変動がない読み出し期間は、CCD10の出力映像信とVREFとにより映像信号を増幅されて出力される。
【0073】
よって、被写体の明暗による映像信号の輝度変化による平均映像レベル変動が生じることもなく、前記プリアンプ20の出力側に配置されるCDS回路23のダイナミックレンジを拡大する必要がなく、回路規模を縮小できる。また、交流終端によるサグも低減出来る。
【0074】
[付記]
以上詳述したように、本発明の実施形態によれば、以下のような構成を得ることが出来る。
(1) 固体撮像部と、
前記固体撮像部の出力信号が入力される入力手段と、
前記固体撮像部から前記入力手段に至る経路中に設けられ、前記固体撮像部の非読み出し期間に、前記固体撮像部の出力部の消費電力を低減させるための消費電力低減化手段と、
前記入力手段の出力信号をクランプするクランプ手段と、
前記消費電力低減化手段及びクランプ手段に必要なタイミングパルスを発生させる制御手段と、
を備えたことを特徴とする電子内視鏡装置。
【0075】
(2)前記クランプ手段は、前記タイミングパルスにより前記非読み出し期間外でクランプすることを特徴とする付記1記載の電子内視鏡装置。
【0076】
(3)固体撮像部と、
前記固体撮像部の出力信号が入力される入力手段と、
前記固体撮像部から前記入力手段に至る経路中に設けられ、前記固体撮像部の非読み出し期間に、前記固体撮像部の消費電力を低減させるための消費電力低減化手段と、
前記入力手段の出力信号をクランプするクランプ手段と、
前記非読み出し期間に前記クランプ手段の出力信号を抑制する不要信号抑制手段と、
前記消費電力低減化手段とクランプ手段及び不要信号抑制手段に必要なタイミングパルスを発生させる制御手段と、
を備えたことを特徴とする電子内視鏡装置。
【0077】
(4) 前記クランプ手段は、前記タイミングパルスにより前記非読み出し期間外でクランプすることを特徴とする付記3記載の電子内視鏡装置。
【0078】
(5) 前記消費電力低減化手段は、前記入力手段の直前に設けられたことを特徴とする付記1,2又は3記載の電子内視鏡装置。
【0079】
(6) 前記消費電力低減化手段は、前記読み出し期間は所定のインピーダンスに、非読み出し期間は高インピーダンス又は信号を遮断することを特徴とする付記1乃至5記載の電子内視鏡装置。
【0080】
(7) 細長の挿入部内に被写体を撮像する固体撮像素子を設けた内視鏡と、前記固体撮像素子への駆動信号を供給すると共に、前記固体撮像素子から出力される出力信号に対する信号処理を行うビデオプロセッサとがケーブルを介して接続された電子内視鏡において、
前記固体撮像素子からの出力信号を電流増幅し、かつ、低インピーダンスに変換して前記ケーブルを介して前記ビデオプロセッサに供給するインピーダンス低減手段と、
前記ケーブルを介して供給された前記固体撮像素子からの出力信号が読み出される信号読み出し期間に対して、前記出力信号が読み出されない非読み出し期間で、前記インピーダンス低減手段の電力消費を低減化する電力消費低減化手段と、
前記読み出し期間内で、前記出力信号をクランプするクランプ手段と、
前記クランプ手段の出力信号が入力されるスイッチ手段と、
前記クランプ手段の出力信号を供給される正転入力端子と、前記スイッチ手段の出力信号が供給される反転入力手段とを有した差動増幅手段と、
を備え、前記スイッチ手段は、前記電力消費低減化手段の読み出し期間に同期して、前記クランプ手段のクランプ電位を選択し、非読み出し期間に同期して前記クランプ手段の出力信号を選択することを特徴とする電子内視鏡装置。
【0081】
【発明の効果】
消費電流低減化手段によるDCバイアスの変動を補正し、且つ、伝送ケーブルの交流終端によって発生するサグを低減できるために、良好が画像が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態に係る電子内視鏡装置の全体構成を示すブロック図。
【図2】本発明に係る電子内視鏡装置のビデオプロセッサの回路構成を示す回路接続図。
【図3】本発明に係る電子内視鏡装置の動作説明用の波形図。
【図4】本発明に係る電子内視鏡装置のビデオプロセッサに用いるプリアンプの回路構成を示す回路接続図。
【図5】本発明の他の実施形態に係る電子内視鏡装置のビデオプロセッサの回路構成を示す回路接続図。
【図6】従来の電子内視鏡装置の全体構成を示すブロック図。
【図7】従来の電子内視鏡装置に用いるCCDを示し、図7(a)は回路接続図、図7(b)は動作説明用の波形図。
【図8】従来の電子内視鏡装置に用いる電力消費低減化手段の回路構成を示す回路接続図。
【符号の説明】
1…電子内視鏡装置
2…電子内視鏡
3…光源装置
4…ビデオプロセッサ
5…モニター
6…挿入部
10…CCD
16…CCDドライバ
17…ケーブル
18…伝送ケーブル
20…プリアンプ
21…制御回路
23…CDS回路
24…A/Dコンバータ
25…デジタル映像処理部
26…D/Aコンバータ
50…クランプ回路
R1,R2…抵抗
S…アナログスイッチ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electronic endoscope apparatus that performs signal processing on an output signal of a solid-state imaging device, reduces power consumption in a non-reading period, and corrects a DC bias that varies due to power consumption.
[0002]
[Prior art]
In recent years, there have been various proposals for an electronic endoscope apparatus using a solid-state imaging device such as a charge imaging device (CCD). The electronic endoscope apparatus includes an endoscope provided with a solid-state image pickup device that picks up an image of a subject in an elongated insertion portion, a drive signal to the solid-state image pickup device, and an image pickup signal from the solid-state image pickup device. And a video processor for processing the video signal, and the video signal from the video processor is displayed on a color monitor.
[0003]
In such an electronic endoscope apparatus, in order to reduce the size of the insertion portion distal end (insertion portion rigid length) of the endoscope, a solid-state imaging device with a built-in buffer circuit is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-262919 ( This is proposed in Japanese Patent Application No. 9-71632). In Japanese Patent Laid-Open No. 10-262919, the power consumption of the source follower is reduced by switching the source resistance of the source follower of the output amplifier, which is a heat source built in the solid-state image pickup device, to prevent heat generation of the solid-state image pickup device. It is.
[0004]
Further, in Japanese Patent Application No. 10-184819 filed earlier by the applicant of the present application, there is provided means for reducing the DC level difference caused by switching the source resistance of the source follower of the output amplifier built in the solid-state image sensor. An electronic endoscope apparatus having the same has been proposed.
[0005]
A conventional electronic endoscope apparatus similar to the electronic endoscope apparatus proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-262919 and Japanese Patent Application No. 10-184819 will be described with reference to FIGS.
[0006]
An electronic endoscope apparatus 1 ′ shown in FIG. 6 includes an
[0007]
The
[0008]
An
[0009]
It is photoelectrically converted by the
[0010]
The read signal (also referred to as an imaging signal) is amplified by an output amplifier 33 (see FIG. 7A) that is an impedance reduction unit provided in the
[0011]
The terminal of the
[0012]
The output of this termination circuit is supplied to the
[0013]
The
[0014]
The
[0015]
A CCD power supply Vcc generated from an internal power supply circuit (not shown) of the video processor 4 ′ is supplied via a
[0016]
The
[0017]
The
[0018]
The output gate 44 is connected to the input terminal of the
[0019]
The
[0020]
The output gate 44 is connected to the gate electrode of the transistor Q1 and the source electrode of the reset transistor Q3. The drain electrodes of the transistors Q1 and Q4 are connected to the power supply terminal Vcc, and the drain electrode of the reset transistor Q3 is also connected to the power supply terminal Vcc via the terminal RD. A power supply voltage of about 15 V is applied to the power supply terminal Vcc.
[0021]
A reset pulse φR is applied to the gate electrode of the reset transistor Q3. The transistor Q2 has a gate electrode and a source electrode connected in common and connected to the ground line, and a drain electrode connected to the source electrode of the transistor Q1. The source electrode of the transistor Q1 is connected to the gate electrode of the transistor Q4.
[0022]
The source electrode of the transistor Q4 is connected to the drain electrode of the transistor Q5. The source electrode and gate electrode of the transistor Q5 are connected in common and connected to the earth line. The source electrode of the transistor Q4 is connected to the gate electrode of the transistor Q6, and the drain electrode of the transistor Q6 is connected to the power supply terminal VDD. The power supply terminal VDD is connected to the power supply terminal Vcc.
[0023]
The source electrode of the transistor Q6 is connected to the output terminal Vout. The ground line is connected to the ground line of the video processor 4 'via the terminal GND.
[0024]
The transistors Q1 and Q2 constitute a first-stage source follower, the transistors Q4 and Q5 constitute a second-stage source follower, and the transistor Q6 constitutes an output source follower.
[0025]
Charges generated by the photodiodes in each column arranged on the
[0026]
The charges generated in the photodiode of the
[0027]
An imaging signal controlled by the reset operation of the reset transistor Q3 from the output gate 44 and supplied to the gate electrode of the transistor Q1 is current-amplified by a first-stage source follower including the transistors Q1 and Q2, and the transistor The current is further amplified by a second-stage source follower composed of Q4 and transistor Q5, and supplied to the gate electrode of transistor Q6.
[0028]
This transistor Q6 is an output source follower, converts the output from the transistor Q4 of the second-stage source follower into a low impedance, and terminates the video processor 4 ′ from the Vout terminal via the
[0029]
The termination circuit section of the video processor 4 ′ includes a power reduction means comprising a series circuit of a resistor R 1 and a switch S and a
[0030]
The operation of the power consumption reducing means will be described with reference to FIG. During the readout period of the video signal supplied via the
[0031]
However, when the drain current of the transistor Q6 is controlled, the DC bias varies. The mutual admittance gm of the field effect transistor (MOSFET) is expressed by ΔID / ΔVGS, and the change in VGS is proportional to the drain current. Therefore, as the drain current increases during the read period, VGS increases, and as a result, DC Bias decreases. On the other hand, the drain current decreases during the non-read period, and as a result, the DC bias increases. That is, as shown in FIG. 7B, the video signal of the termination circuit of the video processor 4 'undergoes a DC bias fluctuation with a width of Vdc during the reading period and the non-reading period.
[0032]
Since this Vdc has a relatively large amplitude with respect to the original output signal of the
[0033]
In order to remove this Vdc, the
[0034]
The suppression of the Vdc bias fluctuation will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a diagram showing a circuit of a signal input stage of the video processor 4 ′. The switch S is formed by a switching circuit including a
[0035]
The signal at the point a in FIG. 5 that is AC terminated is supplied to the fixed contact a of the
[0036]
[Problems to be solved by the invention]
However, the amplitude of the output signal of the
[0037]
Furthermore, a sag is generated because the DC component is removed by the capacitor C2 when the AC termination is performed. Usually, this sag is removed by the
[0038]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and can cope with APL fluctuations due to fluctuations in the amplitude of a video signal due to the brightness of a subject imaged by a CCD without expanding the dynamic range. An object of the present invention is to provide an electronic endoscope apparatus that can be reliably removed.
[0039]
[Means for Solving the Problems]
The electronic endoscope apparatus of the present invention isA first resistor having a predetermined resistance value; a switch connected in series with the first resistor; the first resistor connected in series; and the first resistor provided in parallel with the switch. A second resistor having a resistance value greater than the resistance value ofFrom the solid-state imaging unitDoes not read the image signalDuring non-read periodBy turning off the switchThe power consumption reducing means for reducing the power consumption of the output unit of the solid-state imaging unit; andFrom means to reduce power consumptionofImagingSignalOnly for a predetermined clamping periodClampAnd charge the capacitor with the potential of the imaging signal obtained by clampingDochargeMeans,An operational amplifier for inputting the potential charged to the capacitor by the charging unit and the clamp potential during the predetermined clamping period so that the potential charged to the capacitor and the clamp potential are equal; and the imaging In the readout period for reading out the signal, the clamp potential output from the operational amplification means is selected, and in the non-readout period, the selection means for selecting the imaging signal obtained by the clamping;Said power consumption reducing meansThe selection meansas well aschargeAnd control means for generating timing pulses necessary for the means.
[0040]
The electronic endoscope apparatus of the present inventionchargeThe means is characterized by clamping outside the non-read period by the timing pulse.
[0041]
Also, the electronic endoscope apparatus of the present inventionThe charging means further includes a second capacitor for charging the output potential of the operational amplifier means, and clamps the imaging signal for a predetermined clamping period based on the potential charged in the second capacitor. DoIt is characterized by that.
The necessary timing pulse of the electronic endoscope apparatus according to the present invention includes a timing pulse of a signal designating the clamp period to the charging unit, and a reading period or a period of the power consumption reducing unit and the selecting unit. It includes a timing pulse of a signal designating the non-reading period.
[0042]
As a result, even if the APL fluctuation of the image pickup signal due to the brightness of the subject occurs, the video signal of a certain level is used, so that the dynamic range of the CDS circuit or the like does not need to be expanded and the sag is reliably removed. An electronic endoscope apparatus can be provided.
[0043]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. 1 to 4 relate to an embodiment of the present invention, FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of the electronic endoscope apparatus of the embodiment, and FIG. 2 is a diagram of a video processor of the electronic endoscope apparatus. FIG. 3 is a waveform diagram for explaining the operation, and FIG. 4 is a circuit connection diagram showing the configuration of the preamplifier.
[0044]
The electronic endoscope apparatus 1 according to the embodiment of the present invention shown in FIG. 1 has the same parts as those of the conventional electronic endoscope apparatus 1 ′ shown in FIG. Is provided with a
[0045]
As shown in FIG. 1, an electronic endoscope apparatus 1 according to an embodiment of the present invention includes an
[0046]
The
[0047]
The
[0048]
Charges corresponding to the subject image optically color-separated by photoelectric conversion by the
[0049]
The read accumulated charge (hereinafter referred to as an imaging signal) is amplified by an output amplifier 33 (see FIG. 7 a) that is an impedance reduction means provided inside the
[0050]
The output of the
[0051]
Next, the current consumption reducing means comprising the resistor R1, the switch S, and the resistor R2 of the termination circuit unit to which the
[0052]
As shown in FIG. 2, the current consumption reducing means comprising the resistor R1, the switch S and the resistor R2 comprises resistors R1 and R2, resistors R3 and R4 constituting the switch S, a capacitor C1, and a
[0053]
When this control signal is at the H level, the
[0054]
On the other hand, when the control signal is at the L level, the
[0055]
Generally, the direct current resistance of the
[0056]
The video signal, which is the output of the
[0057]
The
[0058]
The operation of the
[0059]
That is, the output of the third switch SW3 is such that the clamp potential VREF is at the H level of the control signal from the
[0060]
In other words, if there is a difference in the average video level of the imaging signal generated by the
[0061]
The
[0062]
The third switch SW3 is connected to the negative input terminal. The third switch SW3 is a two-input / one-output switch. One of the two inputs has a clamped signal input to the + input terminal of the
[0063]
As a result, during the non-reading period in which the DC bias varies, the third switch SW3 is selected such that the output from the buffer amplifier AM2 is supplied. At this time, the first and second switches SW1 and SW2 are turned on by a clamp signal, and a video signal in which the non-reading period is held at VREF is supplied to the + input terminal and the transistor Q101− input terminal of the transistor Q100. Thus, the same signal clamped to the same VREF level is canceled by the transistors Q100 and Q101 and is not output from the collector electrode.
[0064]
On the other hand, during the readout period in which the DC bias does not vary, the third switch SW3 selects the clamp potential VREF and supplies it to the -input terminal of the transistor Q101, and is input to the + input terminal of the transistor Q100. A video signal in the readout period is supplied from the second buffer amplifier AM2, amplified by the ratio of the emitter resistance R100 and the collector resistance R101 of the transistor Q101, and the signal shown in FIG. To the next
[0065]
As a result, the image clamped to VREF by the
[0066]
Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 5, the same parts as those in FIGS. 1 to 4 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
[0067]
In the conventional electronic endoscope apparatus, since the video signal imaged and generated by the
[0068]
For this reason, in this other embodiment, the switch S is configured based on the control signal from the
[0069]
This active filter has an operational amplifier OP1, a
[0070]
The average potential charged in the capacitor C5 during the period when the first switch SW1 is turned on by the clamp signal is compared with VREF by the operational amplifier OP1 and band-limited by an active filter comprising resistors R10, R11 and a capacitor C10. Is done. When an error occurs as a result of the comparison by the operational amplifier OP1, the video signal is fed back to the capacitor C4 so that the error signal component of VREF and the capacitor C5 is held in the capacitor C4. AC terminated with electric potential.
[0071]
The buffer output of the transistor Q54 input to the
[0072]
As a result, during the non-reading period in which the DC level fluctuates, the output of the
[0073]
Therefore, the average video level fluctuation due to the luminance change of the video signal due to the brightness of the subject does not occur, it is not necessary to expand the dynamic range of the
[0074]
[Appendix]
As described above in detail, according to the embodiment of the present invention, the following configuration can be obtained.
(1) a solid-state imaging unit;
Input means for inputting an output signal of the solid-state imaging unit;
Provided in a path from the solid-state imaging unit to the input unit, and in a non-reading period of the solid-state imaging unit, a power consumption reduction unit for reducing the power consumption of the output unit of the solid-state imaging unit;
Clamping means for clamping the output signal of the input means;
Control means for generating timing pulses necessary for the power consumption reduction means and the clamping means;
An electronic endoscope apparatus comprising:
[0075]
(2) The electronic endoscope apparatus according to appendix 1, wherein the clamping means clamps outside the non-reading period by the timing pulse.
[0076]
(3) a solid-state imaging unit;
Input means for inputting an output signal of the solid-state imaging unit;
Provided in a path from the solid-state imaging unit to the input unit, and a power consumption reduction unit for reducing the power consumption of the solid-state imaging unit during a non-reading period of the solid-state imaging unit;
Clamping means for clamping the output signal of the input means;
Unnecessary signal suppression means for suppressing the output signal of the clamping means during the non-reading period;
Control means for generating timing pulses necessary for the power consumption reducing means, clamping means and unnecessary signal suppressing means;
An electronic endoscope apparatus comprising:
[0077]
(4) The electronic endoscope apparatus according to appendix 3, wherein the clamping means clamps outside the non-reading period by the timing pulse.
[0078]
(5) The electronic endoscope apparatus according to
[0079]
(6) The electronic endoscope apparatus according to any one of appendices 1 to 5, wherein the power consumption reduction unit cuts off a high impedance or a signal during a non-reading period during a reading period with a predetermined impedance.
[0080]
(7) An endoscope provided with a solid-state imaging device for imaging a subject in an elongated insertion portion, a drive signal to the solid-state imaging device, and signal processing for an output signal output from the solid-state imaging device In an electronic endoscope connected with a video processor via a cable,
Impedance reduction means for amplifying the output signal from the solid-state imaging device and converting the output signal to a low impedance and supplying it to the video processor via the cable;
Electric power for reducing the power consumption of the impedance reducing means in a non-reading period in which the output signal is not read with respect to a signal reading period in which the output signal from the solid-state imaging device supplied via the cable is read Means for reducing consumption;
Clamping means for clamping the output signal within the readout period;
Switch means to which an output signal of the clamp means is input;
A differential amplification means having a normal rotation input terminal to which an output signal of the clamp means is supplied; and an inverting input means to which an output signal of the switch means is supplied;
The switch means selects a clamp potential of the clamp means in synchronization with a readout period of the power consumption reduction means, and selects an output signal of the clamp means in synchronization with a non-read period. An electronic endoscope apparatus that is characterized.
[0081]
【The invention's effect】
Since the fluctuation of the DC bias due to the current consumption reducing means can be corrected and the sag generated by the AC terminal of the transmission cable can be reduced, a good image can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an overall configuration of an electronic endoscope apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a circuit connection diagram showing a circuit configuration of a video processor of the electronic endoscope apparatus according to the present invention.
FIG. 3 is a waveform diagram for explaining the operation of the electronic endoscope apparatus according to the present invention.
FIG. 4 is a circuit connection diagram showing a circuit configuration of a preamplifier used in a video processor of an electronic endoscope apparatus according to the present invention.
FIG. 5 is a circuit connection diagram showing a circuit configuration of a video processor of an electronic endoscope apparatus according to another embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a block diagram showing an overall configuration of a conventional electronic endoscope apparatus.
7A and 7B show a CCD used in a conventional electronic endoscope apparatus, FIG. 7A is a circuit connection diagram, and FIG. 7B is a waveform diagram for explaining operations;
FIG. 8 is a circuit connection diagram showing a circuit configuration of power consumption reducing means used in a conventional electronic endoscope apparatus.
[Explanation of symbols]
1. Electronic endoscope device
2 ... Electronic endoscope
3. Light source device
4 ... Video processor
5 ... Monitor
6 ... Insertion section
10 ... CCD
16 ... CCD driver
17 ... Cable
18 ... Transmission cable
20 ... Preamplifier
21 ... Control circuit
23 ... CDS circuit
24 ... A / D converter
25. Digital image processing unit
26 ... D / A converter
50 ... Clamp circuit
R1, R2 ... resistance
S ... Analog switch
Claims (4)
前記消費電力低減化手段からの撮像信号を所定のクランプ期間だけクランプし、クランプして得られた前記撮像信号の電位をコンデンサにチャージするチャージ手段と、
前記所定のクランプ期間、前記チャージ手段により前記コンデンサにチャージされた電位とクランプ電位とを入力して、前記コンデンサにチャージされた電位とクランプ電位とが等しくなるようにする演算増幅手段と、
前記撮像信号を読み出す読み出し期間は、前記演算増幅手段から出力される前記クランプ電位を選択し、前記非読み出し期間は、前記クランプして得られた前記撮像信号を選択する選択手段と、
前記消費電力低減化手段、前記選択手段及びチャージ手段に必要なタイミングパルスを発生させる制御手段と、
を備えたことを特徴とする電子内視鏡装置。 A first resistor having a predetermined resistance value; a switch connected in series with the first resistor; the first resistor connected in series; and the first resistor provided in parallel with the switch. A second resistor having a resistance value greater than a resistance value of the solid-state imaging unit, and turning off the switch during a non-reading period in which the imaging signal from the solid-state imaging unit is not read , thereby consuming the output unit of the solid-state imaging unit Means for reducing power consumption to reduce power;
Clamping the imaging signal from the power consumption reduction unit for a predetermined clamping period , and charging means for charging the capacitor with the potential of the imaging signal obtained by clamping ,
An operational amplification means for inputting the potential charged to the capacitor by the charging means and the clamp potential during the predetermined clamping period so that the potential charged to the capacitor and the clamp potential become equal;
In the readout period for reading out the imaging signal, the clamp potential output from the operational amplification means is selected, and in the non-readout period, the selection means for selecting the imaging signal obtained by the clamping;
Control means for generating timing pulses necessary for the power consumption reduction means , the selection means and the charging means;
An electronic endoscope apparatus comprising:
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