JP6253551B2 - Imaging device, imaging device, endoscope, and endoscope system - Google Patents

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Description

本発明は、被写体を撮像して該被写体の画像データを生成する撮像素子、撮像装置、内視鏡および内視鏡システムに関する。   The present invention relates to an imaging device, an imaging device, an endoscope, and an endoscope system that capture an image of a subject and generate image data of the subject.

従来、CCD(Charge Coupled Device)やCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)等の撮像素子において、トランジスタの出力端にインピーダンスマッチング用の抵抗を直列に接続したバッファ回路によって撮像素子の信号電圧を増幅して外部へ出力する技術が知られている(特許文献1参照)。   Conventionally, in an image sensor such as a CCD (Charge Coupled Device) or CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor), the signal voltage of the image sensor is amplified by a buffer circuit in which an impedance matching resistor is connected in series to the output terminal of the transistor. Is known (see Patent Document 1).

特開平6−141201号公報JP-A-6-141201

しかしながら、上述した特許文献1では、インピーダンスマッチング用の抵抗の抵抗値が製造毎にばらつくことによって、トランジスタの出力インピーダンスが変動するという問題点があった。   However, in Patent Document 1 described above, there is a problem in that the output impedance of the transistor fluctuates because the resistance value of the impedance matching resistor varies for each manufacturing.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、トランジスタの出力インピーダンスを安定化することができる撮像素子、撮像装置、内視鏡および内視鏡システムを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above, and an object thereof is to provide an imaging device, an imaging device, an endoscope, and an endoscope system that can stabilize the output impedance of a transistor.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る撮像素子は、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して出力する複数の画素の各々から出力される前記撮像信号を外部へ転送するバッファチップを有する撮像素子において、前記撮像信号が入力されるゲートを有する第1トランジスタと、一端側が前記第1トランジスタの出力端に接続された第1抵抗と、前記第1抵抗の他端側と直列に接続され、前記第1抵抗の抵抗値の変動を補償して前記撮像信号を外部へ出力する補償部と、を備えたことを特徴とする。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, the imaging device according to the present invention is arranged in a two-dimensional matrix, receives light from the outside, and generates and outputs an imaging signal corresponding to the amount of received light. In an imaging device having a buffer chip for transferring the imaging signal output from each of a plurality of pixels to the outside, a first transistor having a gate to which the imaging signal is input, and one end side being an output end of the first transistor A first resistor connected; and a compensation unit connected in series with the other end of the first resistor and compensating for variations in the resistance value of the first resistor and outputting the imaging signal to the outside. It is characterized by that.

また、本発明に係る撮像素子は、上記発明において、前記補償部は、前記第1抵抗の他端側が直列に接続された入力端と、前記撮像信号を外部へ伝播する伝送ケーブルが接続された出力端と、を有する第2トランジスタと、電源電圧が接続された入力端と、前記第2トランジスタのゲートが接続された出力端と、を有する第3トランジスタと、グランドと前記第3トランジスタの出力端との間に接続された第2抵抗と、電源電圧とグランドとの間に直列に接続された第3抵抗および第4抵抗を有し、分圧された出力電圧を前記第3トランジスタのゲートに印加する分圧回路と、を有することを特徴とする。   In the imaging device according to the present invention, in the above invention, the compensation unit is connected to an input end in which the other end of the first resistor is connected in series and a transmission cable that propagates the imaging signal to the outside. A third transistor having a second transistor having an output terminal; an input terminal connected to a power supply voltage; and an output terminal connected to a gate of the second transistor; a ground; and an output of the third transistor And a third resistor and a fourth resistor connected in series between the power supply voltage and the ground, and the divided output voltage is supplied to the gate of the third transistor. And a voltage dividing circuit to be applied to the circuit.

また、本発明に係る撮像素子は、上記発明において、前記第1抵抗および前記第2抵抗は、前記バッファチップ上に形成されていることを特徴とする。   In the image pickup device according to the present invention as set forth in the invention described above, the first resistor and the second resistor are formed on the buffer chip.

また、本発明に係る撮像素子は、上記発明において、前記第1抵抗および前記第2抵抗は、同じ半導体プロセスによって形成されていることを特徴とする。   In the image pickup device according to the present invention as set forth in the invention described above, the first resistor and the second resistor are formed by the same semiconductor process.

また、本発明に係る撮像素子は、上記発明において、前記第1抵抗および前記第2抵抗は、前記第1抵抗および前記第2トランジスタの前記チャンネル抵抗からなるインピーダンス抵抗の変動を補償することを特徴とする。   In the image pickup device according to the present invention as set forth in the invention described above, the first resistor and the second resistor compensate for a variation in impedance resistance composed of the channel resistance of the first resistor and the second transistor. And

また、本発明に係る撮像装置は、上記の撮像素子を備えたことを特徴とする。   In addition, an imaging apparatus according to the present invention includes the above-described imaging element.

また、本発明に係る内視鏡は、上記の撮像装置を、挿入部の先端側に備えることを特徴とする。   In addition, an endoscope according to the present invention includes the above-described imaging device on the distal end side of the insertion portion.

また、本発明に係る内視鏡システムは、上記の内視鏡と、前記撮像信号を画像信号に変換する処理装置と、を備えたことを特徴とする。   In addition, an endoscope system according to the present invention includes the endoscope described above and a processing device that converts the imaging signal into an image signal.

本発明によれば、インピーダンスマッチング抵抗の抵抗値のばらつきを補償することができるという効果を奏する。   According to the present invention, it is possible to compensate for variations in the resistance value of the impedance matching resistor.

図1は、本発明の一実施の形態に係る内視鏡システムの全体構成を模式的に示す図である。FIG. 1 is a diagram schematically showing an overall configuration of an endoscope system according to an embodiment of the present invention. 図2は、本発明の一実施の形態に係る内視鏡システムの要部の機能を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing functions of main parts of the endoscope system according to the embodiment of the present invention. 図3は、図2に示す第2チップの詳細な構成およびコネクタ部の要部の構成を示す回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram showing a detailed configuration of the second chip shown in FIG. 2 and a configuration of a main part of the connector unit. 図4は、図3に示す第1抵抗の配置を示す平面図である。FIG. 4 is a plan view showing the arrangement of the first resistors shown in FIG. 図5は、図3に示す第2抵抗の配置を示す平面図である。FIG. 5 is a plan view showing the arrangement of the second resistors shown in FIG. 図6は、図3に示す第2トランジスタの配置を示す平面図である。FIG. 6 is a plan view showing the arrangement of the second transistors shown in FIG. 図7は、図3に示す第3トランジスタの配置を示す平面図である。FIG. 7 is a plan view showing the arrangement of the third transistors shown in FIG.

以下、本発明を実施するための形態(以下、「実施の形態」という)として、撮像素子を備えた内視鏡システムについて説明する。また、この実施の形態により、本発明が限定されるものではない。さらに、図面の記載において、同一の部分には同一の符号を付している。さらにまた、図面は、模式的なものであり、各部材の厚みと幅との関係、各部材の比率等は、現実と異なることに留意する必要がある。また、図面の相互間においても、互いの寸法や比率が異なる部分が含まれている。   Hereinafter, as an embodiment for carrying out the present invention (hereinafter referred to as “embodiment”), an endoscope system including an image sensor will be described. Further, the present invention is not limited by this embodiment. Furthermore, the same code | symbol is attached | subjected to the same part in description of drawing. Furthermore, the drawings are schematic, and it should be noted that the relationship between the thickness and width of each member, the ratio of each member, and the like are different from the actual ones. Moreover, the part from which a mutual dimension and ratio differ also in between drawings.

〔内視鏡システムの構成〕
図1は、本発明の一実施の形態に係る内視鏡システムの全体構成を模式的に示す図である。図1に示す内視鏡システム1は、内視鏡2(撮像装置)と、伝送ケーブル3と、コネクタ部5と、プロセッサ6(処理装置)と、表示装置7と、光源装置8と、入力部9と、を備える。
[Configuration of endoscope system]
FIG. 1 is a diagram schematically showing an overall configuration of an endoscope system according to an embodiment of the present invention. An endoscope system 1 shown in FIG. 1 includes an endoscope 2 (imaging device), a transmission cable 3, a connector unit 5, a processor 6 (processing device), a display device 7, a light source device 8, and an input. Part 9.

内視鏡2は、伝送ケーブル3の一部である挿入部100を被検体の体腔内に挿入することによって被検体の体内画像を撮像して撮像信号(画像データ)をプロセッサ6へ出力する。また、内視鏡2は、伝送ケーブル3の一端側であり、被検体の体腔内に挿入される挿入部100の先端101側に、体内画像の撮像を行う撮像部20(撮像装置)が設けられ、挿入部100の基端102側に、内視鏡2に対する各種操作を受け付ける操作部4が接続される。撮像部20は、伝送ケーブル3により、操作部4を介してコネクタ部5に接続される。撮像部20が撮像した画像の撮像信号は、例えば、数mの長さを有する伝送ケーブル3を通り、コネクタ部5に出力される。なお、本実施の形態では、内視鏡2が撮像装置として機能する。   The endoscope 2 captures an in-vivo image of the subject by inserting the insertion unit 100 that is a part of the transmission cable 3 into the body cavity of the subject, and outputs an imaging signal (image data) to the processor 6. In addition, the endoscope 2 is provided on one end side of the transmission cable 3 and on the distal end 101 side of the insertion unit 100 that is inserted into the body cavity of the subject, an imaging unit 20 (imaging device) that captures in-vivo images. The operation unit 4 that receives various operations on the endoscope 2 is connected to the proximal end 102 side of the insertion unit 100. The imaging unit 20 is connected to the connector unit 5 via the operation unit 4 by the transmission cable 3. The imaging signal of the image captured by the imaging unit 20 is output to the connector unit 5 through the transmission cable 3 having a length of several meters, for example. In the present embodiment, the endoscope 2 functions as an imaging device.

伝送ケーブル3は、内視鏡2とコネクタ部5とを接続するとともに、内視鏡2と光源装置8とを接続する。また、伝送ケーブル3は、撮像部20が生成した撮像信号をコネクタ部5に伝播する。   The transmission cable 3 connects the endoscope 2 and the connector unit 5, and connects the endoscope 2 and the light source device 8. In addition, the transmission cable 3 propagates the imaging signal generated by the imaging unit 20 to the connector unit 5.

コネクタ部5は、内視鏡2、プロセッサ6および光源装置8に接続され、接続された内視鏡2が出力する撮像信号に所定の信号処理を施すとともに、撮像信号をアナログデジタル変換(A/D変換)して画像信号としてプロセッサ6へ出力する。   The connector unit 5 is connected to the endoscope 2, the processor 6, and the light source device 8, performs predetermined signal processing on the imaging signal output from the connected endoscope 2, and converts the imaging signal into an analog-digital conversion (A / D-converted) and output to the processor 6 as an image signal.

プロセッサ6は、コネクタ部5から出力される画像信号に所定の画像処理を施すとともに、内視鏡システム1全体を統括的に制御する。なお、本実施の形態1では、プロセッサ6が処理装置として機能する。   The processor 6 performs predetermined image processing on the image signal output from the connector unit 5 and comprehensively controls the entire endoscope system 1. In the first embodiment, the processor 6 functions as a processing device.

表示装置7は、プロセッサ6が画像処理を施した画像信号に対応する画像を表示する。また、表示装置7は、内視鏡システム1に関する各種情報を表示する。表示装置7は、液晶や有機EL(Electro Luminescence)等の表示パネル等を用いて構成される。   The display device 7 displays an image corresponding to the image signal subjected to image processing by the processor 6. The display device 7 displays various information related to the endoscope system 1. The display device 7 is configured using a display panel such as liquid crystal or organic EL (Electro Luminescence).

光源装置8は、例えばハロゲンランプや白色LED(Light Emitting Diode)等を用いて構成され、コネクタ部5、伝送ケーブル3を経由して内視鏡2の挿入部100の先端側から被写体へ向けて照明光を照射する。   The light source device 8 is configured using, for example, a halogen lamp, a white LED (Light Emitting Diode), or the like, and is directed from the distal end side of the insertion portion 100 of the endoscope 2 to the subject via the connector portion 5 and the transmission cable 3. Irradiate with illumination light.

入力部9は、例えばキーボードやマウス等を用いて構成され、内視鏡システム1の各種の操作の情報の入力を受け付ける。例えば、入力部9は、内視鏡2が撮像する撮像信号の増幅(ゲインアップ)や光源装置8の光量を指示する指示信号の入力を受け付ける。   The input unit 9 is configured using, for example, a keyboard, a mouse, and the like, and receives input of information on various operations of the endoscope system 1. For example, the input unit 9 receives input of an instruction signal for instructing amplification (gain increase) of an imaging signal captured by the endoscope 2 and a light amount of the light source device 8.

図2は、内視鏡システム1の要部の機能を示すブロック図である。図2を参照して、内視鏡システム1の各部構成の詳細および内視鏡システム1内の電気信号の経路について説明する。図2に示すように、撮像部20は、第1チップ21(撮像素子)と、第2チップ22と、を有する。   FIG. 2 is a block diagram illustrating functions of a main part of the endoscope system 1. With reference to FIG. 2, the detail of each part structure of the endoscope system 1 and the path | route of the electric signal in the endoscope system 1 are demonstrated. As illustrated in FIG. 2, the imaging unit 20 includes a first chip 21 (imaging element) and a second chip 22.

第1チップ21は、二次元マトリクス状に配置され、受光量に応じた撮像信号を生成して出力する複数の画素を有する受光部23と、受光部23で光電変換された撮像信号を読み出す読み出し部24と、コネクタ部5から入力される基準クロック信号および同期信号に基づきタイミング信号を生成して読み出し部24に出力するタイミング生成部25と、読み出し部24が受光部23から読み出した撮像信号を一時的に保持するバッファ26と、を有する。   The first chip 21 is arranged in a two-dimensional matrix, and has a light receiving unit 23 that has a plurality of pixels that generate and output an imaging signal corresponding to the amount of received light, and reads out the imaging signal photoelectrically converted by the light receiving unit 23 A timing generation unit 25 that generates a timing signal based on the reference clock signal and the synchronization signal input from the connector unit 5 and outputs the timing signal to the reading unit 24; and an imaging signal read out from the light receiving unit 23 by the reading unit 24 And a buffer 26 for temporarily holding.

第2チップ22は、第1チップ21から出力される複数の画素の各々から出力される撮像信号を外部へ転送するバッファ27を備える。バッファ27は、第1チップ21からの撮像信号がゲートに入力される第1トランジスタ28と、一端側が第1トランジスタ28の出力端に直列に接続され、伝送ケーブル3に対するインピーダンス整合用の第1抵抗29と、第1抵抗29の他端側に直列に接続され、第1抵抗29の抵抗値のばらつきを補償して撮像信号を外部へ出力する補償部30と、を有する。なお、第2チップ22のより詳細な構成について、図3を参照して後述する。   The second chip 22 includes a buffer 27 that transfers an imaging signal output from each of the plurality of pixels output from the first chip 21 to the outside. The buffer 27 is connected in series to the first transistor 28 to which the imaging signal from the first chip 21 is input to the gate, and one end side to the output terminal of the first transistor 28, and a first resistor for impedance matching with respect to the transmission cable 3. 29 and a compensator 30 connected in series to the other end of the first resistor 29 and compensating for variations in the resistance value of the first resistor 29 and outputting an imaging signal to the outside. A more detailed configuration of the second chip 22 will be described later with reference to FIG.

また、撮像部20は、伝送ケーブル3を介してプロセッサ6内の電源部61で生成された電源電圧VDDをグランド(GND)とともに受け取る。撮像部20に供給される電源電圧VDDとグランド(GND)との間には、電源安定用のコンデンサC100が設けられている。   Further, the imaging unit 20 receives the power supply voltage VDD generated by the power supply unit 61 in the processor 6 through the transmission cable 3 together with the ground (GND). A power supply stabilization capacitor C100 is provided between the power supply voltage VDD supplied to the imaging unit 20 and the ground (GND).

コネクタ部5は、内視鏡2(撮像部20)とプロセッサ6とを電気的に接続し、電気信号を中継する中継処理部として機能する。コネクタ部5と撮像部20は、伝送ケーブル3で接続され、コネクタ部5とプロセッサ6とは、コイルケーブルにより撮像される。また、コネクタ部5は、光源装置8にも接続されている。コネクタ部5は、終端抵抗51と、アナログ・フロント・エンド部52(以下、「AFE部52」という)と、撮像信号処理部53と、駆動信号生成部54と、制御部55と、を有する。   The connector unit 5 functions as a relay processing unit that electrically connects the endoscope 2 (imaging unit 20) and the processor 6 and relays an electrical signal. The connector part 5 and the imaging part 20 are connected by the transmission cable 3, and the connector part 5 and the processor 6 are imaged by a coil cable. The connector unit 5 is also connected to the light source device 8. The connector unit 5 includes a termination resistor 51, an analog front end unit 52 (hereinafter referred to as “AFE unit 52”), an imaging signal processing unit 53, a drive signal generation unit 54, and a control unit 55. .

終端抵抗51は、伝送ケーブル3の終端に設けられる。なお、終端抵抗51のより詳細な構成について、図3を参照して後述する。   The termination resistor 51 is provided at the termination of the transmission cable 3. A more detailed configuration of the termination resistor 51 will be described later with reference to FIG.

AFE部52は、撮像部20から伝送された撮像信号を受信し、抵抗などの受動素子でインピーダンスマッチングを行った後、コンデンサで交流成分をとりだし、分圧回路で動作点を決定する。AFE部52は、撮像部20から伝送されたアナログの撮像信号をA/D変換を行ってデジタルの撮像信号として撮像信号処理部53へ出力する。   The AFE unit 52 receives the imaging signal transmitted from the imaging unit 20, performs impedance matching with a passive element such as a resistor, extracts an AC component with a capacitor, and determines an operating point with a voltage dividing circuit. The AFE unit 52 performs A / D conversion on the analog imaging signal transmitted from the imaging unit 20 and outputs the analog imaging signal to the imaging signal processing unit 53 as a digital imaging signal.

撮像信号処理部53は、AFE部52から入力されるデジタルの撮像信号に対して、縦ライン除去やノイズ除去等の所定の信号処理を行ってプロセッサ6へ出力する。撮像信号処理部53は、例えばFPGA(Field Programmable Gate Array)を用いて構成される。   The imaging signal processing unit 53 performs predetermined signal processing such as vertical line removal and noise removal on the digital imaging signal input from the AFE unit 52 and outputs the result to the processor 6. The imaging signal processing unit 53 is configured using, for example, an FPGA (Field Programmable Gate Array).

駆動信号生成部54は、プロセッサ6から供給され、内視鏡2の各構成部の動作の基準となる基準クロック信号(例えば、27MHzのクロック信号)に基づいて、各フレームのスタート位置を表す同期信号を生成して、基準クロック信号とともに、伝送ケーブル3を介して撮像部20のタイミング生成部25へ出力する。ここで、駆動信号生成部54が生成する同期信号は、水平同期信号と垂直同期信号とを含む。   The drive signal generation unit 54 is supplied from the processor 6 and is a synchronization that represents the start position of each frame based on a reference clock signal (for example, a 27 MHz clock signal) that serves as a reference for the operation of each component of the endoscope 2. A signal is generated and output to the timing generation unit 25 of the imaging unit 20 via the transmission cable 3 together with the reference clock signal. Here, the synchronization signal generated by the drive signal generation unit 54 includes a horizontal synchronization signal and a vertical synchronization signal.

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、を備える。   The processor 6 is a control device that comprehensively controls the entire endoscope system 1. The processor 6 includes a power supply unit 61, an image signal processing unit 62, and a clock generation unit 63.

電源部61は、電源電圧VDDを生成し、この生成した電源電圧VDDをグランド(GND)とともに、コネクタ部5および伝送ケーブル3を介して、撮像部20に供給する。   The power supply unit 61 generates a power supply voltage VDD, and supplies the generated power supply voltage VDD together with the ground (GND) to the imaging unit 20 via the connector unit 5 and the transmission cable 3.

画像信号処理部62は、撮像信号処理部53で信号処理が施されたデジタルの撮像信号に対して、同時化処理、ホワイトバランス(WB)調整処理、ゲイン調整処理、ガンマ補正処理、デジタルアナログ(D/A)変換処理、フォーマット変換処理等の画像処理を行って画像信号に変換し、この画像信号を表示装置7へ出力する。   The image signal processing unit 62 performs a synchronization process, a white balance (WB) adjustment process, a gain adjustment process, a gamma correction process, a digital analog (for a digital image signal that has been subjected to signal processing by the image signal processing unit 53. D / A) Image processing such as conversion processing and format conversion processing is performed to convert it into an image signal, and this image signal is output to the display device 7.

クロック生成部63は、内視鏡システム1の各構成部の動作の基準となる基準クロックを生成し、この基準クロック信号をAFE部52、撮像信号処理部53、駆動信号生成部54へ出力する。   The clock generation unit 63 generates a reference clock serving as a reference for the operation of each component of the endoscope system 1, and outputs this reference clock signal to the AFE unit 52, the imaging signal processing unit 53, and the drive signal generation unit 54. .

〔第2チップおよび終端抵抗の構成〕
次に、上述した第2チップ22の詳細な構成およびコネクタ部5の要部の詳細な構成について説明する。図3は、図2に示す第2チップ22の詳細な構成およびコネクタ部5の要部の構成を示す回路図である。
[Configuration of second chip and termination resistor]
Next, the detailed configuration of the second chip 22 and the detailed configuration of the main part of the connector unit 5 will be described. FIG. 3 is a circuit diagram showing the detailed configuration of the second chip 22 shown in FIG. 2 and the configuration of the main part of the connector unit 5.

図3に示すように、第2チップ22は、バッファ27を備える。バッファ27は、第1トランジスタ28と、第1抵抗29と、補償部30と、を有する。   As shown in FIG. 3, the second chip 22 includes a buffer 27. The buffer 27 includes a first transistor 28, a first resistor 29, and a compensation unit 30.

第1トランジスタ28は、NMOSを用いて構成され、電源電圧VDDが接続された入力端と、第1抵抗29の一端側が直列に接続された出力端と、第1チップから入力される撮像信号(Vin)を供給する信号線が接続されたゲートと、を有する。具体的には、第1トランジスタ28は、入力端(ドレイン側)に電源電圧VDDが接続され、出力端(ソース側)に第1抵抗29の一端側が直列に接続され、ゲートには第1チップ21から入力される撮像信号(Vin)を供給する信号線が接続される。   The first transistor 28 is configured using NMOS, and has an input terminal to which the power supply voltage VDD is connected, an output terminal to which one end side of the first resistor 29 is connected in series, and an imaging signal (from the first chip). And a gate to which a signal line for supplying Vin) is connected. Specifically, the power supply voltage VDD is connected to the input terminal (drain side) of the first transistor 28, one end side of the first resistor 29 is connected in series to the output terminal (source side), and the first chip is connected to the gate. A signal line for supplying an imaging signal (Vin) input from 21 is connected.

第1抵抗29は、一端側が第1トランジスタ28の出力端(ソース側)に直列に接続され、他端側が後述する補償部30の第2トランジスタ303の入力端(ドレイン側)に直列に接続される。具体的には、第1抵抗29は、第1トランジスタ28の出力端(ソース側)と第2トランジスタ303の入力端(ドレイン側)との間に直列に接続される。また、第1抵抗29は、図4に示すように、複数の抵抗体291が並列に接続された状態で、第1トランジスタ28の出力端(ソース側)と第2トランジスタ303の入力端(ドレイン側)との間に直列に接続される。   One end of the first resistor 29 is connected in series to the output end (source side) of the first transistor 28, and the other end is connected in series to the input end (drain side) of the second transistor 303 of the compensation unit 30 described later. The Specifically, the first resistor 29 is connected in series between the output end (source side) of the first transistor 28 and the input end (drain side) of the second transistor 303. As shown in FIG. 4, the first resistor 29 has an output terminal (source side) of the first transistor 28 and an input terminal (drain) of the second transistor 303 in a state where a plurality of resistors 291 are connected in parallel. Connected in series.

補償部30は、第1抵抗29の他端側と直列に接続され、第1抵抗29の抵抗値の変動を補償して伝送ケーブル3へ出力する。補償部30は、第2抵抗301と、分圧回路302と、第2トランジスタ303と、第3トランジスタ304と、を有する。   The compensation unit 30 is connected in series with the other end side of the first resistor 29, compensates for variations in the resistance value of the first resistor 29, and outputs the compensated value to the transmission cable 3. The compensation unit 30 includes a second resistor 301, a voltage dividing circuit 302, a second transistor 303, and a third transistor 304.

第2抵抗301は、第2トランジスタ303のゲートと第3トランジスタ304の出力端との間に一端側が接続され、他端側がグランドに接続される。具体的には、第2抵抗301は、図5に示すように、抵抗体301aが第2トランジスタ303のゲートと第3トランジスタ304の出力端との間に一端側が接続され、他端側がグランドに接続される。第2抵抗301および第1抵抗29は、少なくとも同じ半導体プロセスおよび同じサイズによって形成される。ここで、同じ半導体プロセスとは、同じ工程、例えば素子分離形成、抵抗素子形成、配線形成および製造タイミングが同じ条件で形成されたものである。例えば、第2抵抗301および第1抵抗29は、同じ半導体プロセスによって形成されることにより、同じ抵抗特性を有する。また、第2抵抗301および第1抵抗29は、同じバッファ27上(バッファチップ上)に形成される。なお、第1抵抗29と第2抵抗301それぞれの抵抗体の数は、適宜変更することができる。   The second resistor 301 has one end connected between the gate of the second transistor 303 and the output terminal of the third transistor 304, and the other end connected to the ground. Specifically, as shown in FIG. 5, the second resistor 301 includes a resistor 301 a having one end connected between the gate of the second transistor 303 and the output end of the third transistor 304 and the other end connected to the ground. Connected. The second resistor 301 and the first resistor 29 are formed by at least the same semiconductor process and the same size. Here, the same semiconductor process is formed by the same process, for example, element isolation formation, resistance element formation, wiring formation, and manufacturing timing. For example, the second resistor 301 and the first resistor 29 are formed by the same semiconductor process, and thus have the same resistance characteristics. The second resistor 301 and the first resistor 29 are formed on the same buffer 27 (on the buffer chip). In addition, the number of each resistor of the 1st resistance 29 and the 2nd resistance 301 can be changed suitably.

分圧回路302は、電源電圧VDDとグランドとの間に直列に接続された第3抵抗302aおよび第4抵抗302bを有し、分圧された出力電圧Vbias2を第3トランジスタ304のゲートに印加する。具体的には、分圧回路302は、分圧された出力電圧Vbias2を伝播する信号線(接続部)が第3トランジスタ304のゲートに接続される。また、第3抵抗302aおよび第4抵抗302bは、第2抵抗301および第1抵抗29と同様に、同じ半導体プロセスおよび同じサイズによって形成されてもよい。   The voltage dividing circuit 302 has a third resistor 302a and a fourth resistor 302b connected in series between the power supply voltage VDD and the ground, and applies the divided output voltage Vbias2 to the gate of the third transistor 304. . Specifically, in the voltage dividing circuit 302, a signal line (connection portion) that propagates the divided output voltage Vbias2 is connected to the gate of the third transistor 304. The third resistor 302 a and the fourth resistor 302 b may be formed by the same semiconductor process and the same size as the second resistor 301 and the first resistor 29.

第2トランジスタ303は、複数のNMOSを用いて構成され、第1抵抗29の他端側が直列に接続された入力端と、撮像信号を外部へ伝播する伝送ケーブル3が接続された出力端と、を有する。具体的には、第2トランジスタ303は、入力端(ドレイン側)に第1抵抗29の他端側が直列に接続され、出力端(ソース側)に撮像信号Voutを外部へ伝播する伝送ケーブル3が接続され、ゲートには第3トランジスタ304から入力される出力電圧Vbias1を伝播する信号線が接続される。具体的には、図6に示すように、第2トランジスタ303は、複数のNMOS303aを用いて構成され、入力端303bに第1抵抗29を介して入力される電圧Vdを伝播する信号線が接続され、出力端303cに撮像信号Voutを外部へ伝播する伝送ケーブル3が接続され、ゲート303dには第3トランジスタ304から入力される出力電圧Vbias1を伝播する信号線が接続される。また、第2トランジスタ303は、ゲート電位の変化によってチャンネル抵抗が変化する。   The second transistor 303 is configured by using a plurality of NMOSs, and has an input end connected in series to the other end of the first resistor 29, an output end connected to the transmission cable 3 that propagates an imaging signal to the outside, Have Specifically, the second transistor 303 has an input end (drain side) connected to the other end of the first resistor 29 in series, and an output end (source side) having a transmission cable 3 that propagates the imaging signal Vout to the outside. A signal line that propagates the output voltage Vbias1 input from the third transistor 304 is connected to the gate. Specifically, as shown in FIG. 6, the second transistor 303 is configured by using a plurality of NMOS 303a, and a signal line that propagates the voltage Vd input through the first resistor 29 is connected to the input terminal 303b. Then, the transmission cable 3 that propagates the imaging signal Vout to the outside is connected to the output terminal 303c, and the signal line that propagates the output voltage Vbias1 input from the third transistor 304 is connected to the gate 303d. Further, the channel resistance of the second transistor 303 is changed by the change of the gate potential.

第3トランジスタ304は、NMOSトランジスタを用いて構成され、入力端(ドレイン側)に電源電圧VDDが接続され、出力側に第2トランジスタ303のゲートが接続され、第2トランジスタ303のゲート電位を制御する。また、第3トランジスタ304は、図7に示すように、1つのNMOSトランジスタ304aを用いて構成され、入力端304bが電源電圧VDDに接続され、出力端304cが第2トランジスタ303のゲートおよび第2抵抗301に接続され、ゲート304dには分圧回路302から分圧された出力電圧Vbias2を伝播する信号線が接続される。また、第3トランジスタ304および第2トランジスタ303は、同じ半導体プロセスによって形成される。   The third transistor 304 is configured using an NMOS transistor, the power supply voltage VDD is connected to the input end (drain side), the gate of the second transistor 303 is connected to the output side, and the gate potential of the second transistor 303 is controlled. To do. As shown in FIG. 7, the third transistor 304 is configured by using one NMOS transistor 304a, the input terminal 304b is connected to the power supply voltage VDD, the output terminal 304c is the gate of the second transistor 303, and the second transistor 304c. A signal line that propagates the output voltage Vbias2 divided from the voltage dividing circuit 302 is connected to the resistor 301 and to the gate 304d. The third transistor 304 and the second transistor 303 are formed by the same semiconductor process.

コネクタ部5は、少なくとも、交流終端抵抗501と、直流終端抵抗502と、直流カットコンデンサ503と、を有する。   The connector unit 5 includes at least an AC termination resistor 501, a DC termination resistor 502, and a DC cut capacitor 503.

このように構成された第2チップ22は、第1抵抗29の抵抗値が通常より小さい場合、第2抵抗301の抵抗値も小さくなるため、第2トランジスタ303のゲートに入力される出力電圧Vbias1が小さくなり、第2トランジスタ303のチャンネル抵抗が大きくなる。これにより、第1抵抗29と第2トランジスタ303とで構成されるマッチング抵抗は、互いにキャンセルするので、第1抵抗29の変動を補償することができる。   In the second chip 22 configured in this way, when the resistance value of the first resistor 29 is smaller than normal, the resistance value of the second resistor 301 is also small, and thus the output voltage Vbias1 input to the gate of the second transistor 303. Decreases, and the channel resistance of the second transistor 303 increases. As a result, the matching resistor formed by the first resistor 29 and the second transistor 303 cancels each other, so that the variation of the first resistor 29 can be compensated.

これに対して、第1抵抗29の抵抗値が通常より大きい場合、第2抵抗301の抵抗値も大きくなるため、第2トランジスタ303のゲートに入力される出力電圧Vbias1も大きくなり、第2トランジスタ303のチャンネル抵抗が小さくなる。これにより、第1抵抗29と第2トランジスタ303とで構成されるマッチング抵抗は、互いにキャンセルするので、第1抵抗29の変動を補償することができる。   On the other hand, when the resistance value of the first resistor 29 is larger than normal, the resistance value of the second resistor 301 also increases, so that the output voltage Vbias1 input to the gate of the second transistor 303 also increases, and the second transistor The channel resistance of 303 is reduced. As a result, the matching resistor formed by the first resistor 29 and the second transistor 303 cancels each other, so that the variation of the first resistor 29 can be compensated.

以上説明した本実施の一形態によれば、補償部30が第1抵抗29の抵抗値に基づいて、第1抵抗29のばらつきを補償するので、第1トランジスタ28の出力インピーダンスを安定化することができる。   According to the embodiment described above, the compensation unit 30 compensates for variations in the first resistor 29 based on the resistance value of the first resistor 29, so that the output impedance of the first transistor 28 is stabilized. Can do.

また、本実施の一形態によれば、第2抵抗301、分圧回路302、第2トランジスタ303および第3トランジスタ304を設け、第1抵抗29の抵抗値に基づいて、第2トランジスタ303のチャンネル抵抗を変更することによって、第1抵抗29と第2トランジスタ303とで構成されるインピーダンスマッチング抵抗が互いにキャンセルするので、半導体形成プロセス(抵抗素子形成プロセス)における第1抵抗29の個体差のばらつきを補償することができる。   In addition, according to the present embodiment, the second resistor 301, the voltage dividing circuit 302, the second transistor 303, and the third transistor 304 are provided, and the channel of the second transistor 303 is determined based on the resistance value of the first resistor 29. By changing the resistance, the impedance matching resistance composed of the first resistance 29 and the second transistor 303 cancel each other, so that the variation in individual differences of the first resistance 29 in the semiconductor formation process (resistance element formation process) can be reduced. Can be compensated.

また、本実施の一形態によれば、第1抵抗29および第2抵抗301を同じバッファ27上に形成することによって、別個のディスクリートの抵抗チップを撮像部20内に設けなくてよいので、撮像部20(撮像素子)の小型化を行うことができる。   Further, according to the present embodiment, since the first resistor 29 and the second resistor 301 are formed on the same buffer 27, it is not necessary to provide separate discrete resistor chips in the imaging unit 20. The unit 20 (imaging device) can be downsized.

また、本実施の一形態によれば、第1抵抗29および第2抵抗301を同じ半導体プロセス(抵抗素子形成プロセス)によって形成することによって、同じ抵抗特性を有するので、第2抵抗301によって第1抵抗29のばらつきを補償することができる。   Further, according to the present embodiment, the first resistor 29 and the second resistor 301 are formed by the same semiconductor process (resistive element forming process), and thus have the same resistance characteristics. Variations in the resistance 29 can be compensated.

また、本実施の一形態によれば、第1抵抗29および第2抵抗301は、第1抵抗29および第2トランジスタ303のチャンネル抵抗からなるインピーダンス抵抗の変動を補償するので、出力インピーダンスを安定化することができる。   Further, according to the present embodiment, the first resistor 29 and the second resistor 301 compensate for the fluctuation of the impedance resistance composed of the channel resistance of the first resistor 29 and the second transistor 303, so that the output impedance is stabilized. can do.

また、本実施の一形態によれば、撮像部20の温度上昇に伴って、第1抵抗29の抵抗値が変動した場合であっても、第2抵抗301も第1抵抗29と同様に抵抗値が変化することによって、第2トランジスタ303のチャンネル抵抗を変更するので、トランジスタの出力インピーダンスを安定化することができる。   In addition, according to the present embodiment, even when the resistance value of the first resistor 29 varies as the temperature of the imaging unit 20 rises, the second resistor 301 has the same resistance as the first resistor 29. Since the channel resistance of the second transistor 303 is changed by changing the value, the output impedance of the transistor can be stabilized.

(その他の実施の形態)
上述した本実施の形態では、各トランジスタをNMOSで構成していたが、例えばPMOSを用いて構成してもよい。
(Other embodiments)
In the present embodiment described above, each transistor is configured by NMOS, but may be configured by using, for example, PMOS.

このように、本発明は、ここでは記載していない様々な実施の形態を含みうるものであり、特許請求の範囲によって特定される技術的思想の範囲内で種々の設計変更等を行うことが可能である。   As described above, the present invention can include various embodiments not described herein, and various design changes and the like can be made within the scope of the technical idea specified by the claims. Is possible.

1 内視鏡システム
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
9 入力部
20 撮像部
21 第1チップ
22 第2チップ
23 受光部
24 読み出し部
25 タイミング生成部
26,27 バッファ
28 第1トランジスタ
29 第1抵抗
30 補償部
51 終端抵抗
52 AFE部
53 撮像信号処理部
54 駆動信号生成部
61 電源部
62 画像信号処理部
63 クロック生成部
301 第2抵抗
302 分圧回路
302a 第3抵抗
302b 第4抵抗
303 第2トランジスタ
304 第3トランジスタ
501 交流終端抵抗
502 直流終端抵抗
503 直流カットコンデンサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Endoscope system 2 Endoscope 3 Transmission cable 4 Operation part 5 Connector part 6 Processor 7 Display apparatus 8 Light source device 9 Input part 20 Imaging part 21 1st chip 22 2nd chip 23 Light-receiving part 24 Reading part 25 Timing generation part 26, 27 Buffer 28 First transistor 29 First resistor 30 Compensator 51 Termination resistor 52 AFE unit 53 Imaging signal processor 54 Drive signal generator 61 Power supply unit 62 Image signal processor 63 Clock generator 301 Second resistor 302 Voltage division Circuit 302a Third resistor 302b Fourth resistor 303 Second transistor 304 Third transistor 501 AC termination resistor 502 DC termination resistor 503 DC cut capacitor

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して出力する複数の画素の各々から出力される前記撮像信号を一時的に保持して外部へ転送するバッファチップを有する撮像素子において、
前記撮像信号が入力されるゲートを有する第1トランジスタと、
一端側が前記第1トランジスタの出力端に接続された第1抵抗と、
前記第1抵抗の他端側と直列に接続され、前記第1抵抗の抵抗値の変動を補償して前記撮像信号を外部へ出力する補償部と、
を備えたことを特徴とする撮像素子。
Arranged in a two-dimensional matrix, receives the light from the outside, generates an imaging signal according to the amount of received light, and outputs it, temporarily holding the imaging signal output from each of the plurality of pixels and transferring it to the outside In an imaging device having a buffer chip to
A first transistor having a gate to which the imaging signal is input;
A first resistor having one end connected to the output end of the first transistor;
A compensation unit connected in series with the other end side of the first resistor, compensating for a variation in the resistance value of the first resistor, and outputting the imaging signal to the outside;
An image pickup device comprising:
前記補償部は、
前記第1抵抗の他端側が直列に接続された入端部と、前記撮像信号を外部へ伝播する伝送ケーブルが接続された出力端と、を有する第2トランジスタと、
電源電圧が接続された入力端と、前記第2トランジスタのゲートが接続された出力端と、を有する第3トランジスタと、
グランドと前記第3トランジスタの出力端との間に接続された第2抵抗と、
電源電圧とグランドとの間に直列に接続された第3抵抗および第4抵抗を有し、分圧された出力電圧を前記第3トランジスタのゲートに印加する分圧回路と、
を有することを特徴とする請求項1に記載の撮像素子。
The compensation unit
A second transistor having an input end connected in series to the other end of the first resistor, and an output connected to a transmission cable for propagating the imaging signal to the outside;
A third transistor having an input terminal to which a power supply voltage is connected and an output terminal to which the gate of the second transistor is connected;
A second resistor connected between the ground and the output terminal of the third transistor;
A voltage dividing circuit having a third resistor and a fourth resistor connected in series between a power supply voltage and the ground, and applying the divided output voltage to the gate of the third transistor;
The image pickup device according to claim 1, comprising:
前記第1抵抗および前記第2抵抗は、前記バッファチップ上に形成されていることを特徴とする請求項2に記載の撮像素子。   The imaging device according to claim 2, wherein the first resistor and the second resistor are formed on the buffer chip. 前記第1抵抗および前記第2抵抗は、同じ半導体プロセスによって形成されていることを特徴とする請求項2または3に記載の撮像素子。   The image sensor according to claim 2, wherein the first resistor and the second resistor are formed by the same semiconductor process. 請求項1〜4のいずれか一つに記載の撮像素子を備えたことを特徴とする撮像装置。   An imaging device comprising the imaging device according to claim 1. 請求項5に記載の撮像装置を、挿入部の先端側に備えることを特徴とする内視鏡。   An endoscope comprising the imaging device according to claim 5 on a distal end side of an insertion portion. 請求項6に記載の内視鏡と、
前記撮像信号を画像信号に変換する処理装置と、
を備えたことを特徴とする内視鏡システム。
An endoscope according to claim 6;
A processing device for converting the imaging signal into an image signal;
An endoscope system comprising:
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