JPH01198876A

JPH01198876A - 撮像装置

Info

Publication number: JPH01198876A
Application number: JP63002241A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Tsuji; 辻　潔
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1987-04-03
Filing date: 1988-01-08
Publication date: 1989-08-10
Anticipated expiration: 2009-09-07
Also published as: US4868646A; DE3810295A1; JPH0671324B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、固体撮像素子を有する撮像装置、詳しくは固
体撮像素子の駆動電圧を適切に調整することができる撮
像装置に関するものである。

［従来の技術］通常、ＣＯＤ等の固体撮像素子を有する撮像装置として
は、テレビジョンカメラやビデオカメラが一般的である
が、内視鏡の先端部に観察用および撮影用の固体撮像素
子を配設した、電子スコープと呼ばれる電子内視鏡も既
に周知である。また、カメラヘッドを小さくするために
固体撮像素子を有する撮像ユニットと信号処理部をそれ
ぞれ別体として、それらの間を電線ケーブルで接続する
ようにした撮像装置も知られている。特に、電子内視鏡
の場合は、内視鏡挿入部の先端部に固体撮像素子を配設
し、制御装置は別体として構成し、電子内視鏡とはコネ
クタで着脱自在に接続するようになっている。

ところが、固体撮像素子の各種駆動信号電圧の中には、
素子毎に調整をしないと適切な画像信号を得られないも
のがある。このために、制御装置側で固体撮像素子の要
求する信号電圧に調整するものが考えられるが、内視鏡
を交換する度に調整しなければならない。この問題に対
して、電子内視鏡のコネクタ、または操作部に調整抵抗
を入れて予じめ調整済にしているものが知られている（
米国特許第４５３９５８６号、特開昭６０−２４４１６
１号）。

［発明が解決しようとする問題点コしかしながら、固体撮像素子の駆動信号電圧は多くの種
類のものが必要であり、操作部から先端部までは多数の
信号線が挿通されている。一方、内視鏡ではできる限り
細径にしようとする要望があり、信号線を一本でも減ら
すことが必要となる。

このためには、駆動信号電圧発生回路を固体撮像素子の
近傍に配置し、必要な信号電圧を先端部で発生させ、制
御装置から先端部までの信号線の数を減らすことが考え
られる。しかし、この場合でも固体撮像素子のバラツキ
により駆動電圧を調整することが必要となるが、そのた
めに、従来のように調整抵抗を先端部近傍に配置するの
では先端部が大型化してしまうという不具合を生じる。

本発明は、上述した不具合に着目してなされたもので、
途中の信号線を少なくすると共に、固体撮像素子毎の調
整を大型化することなく行ない、適切な画像を得ること
ができる撮像装置を提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］本発明による撮像装置は、撮像ユニットとして固体撮像
素子と駆動電圧発生回路を有し、駆動電圧発生回路は、
固体撮像素子を適切に駆動するために必要な駆動電圧の
大きさを調整する手段を有しており、撮像ユニットは電
線ケーブルにより信号処理部と接続されている。

［作　用］撮像ユニットには信号処理部より各種電圧や信号が供給
され、駆動電圧発生回路で必要な駆動信号電圧に変換さ
れて固体撮像素子を駆動するが、このとき、調整手段に
より個々の固体撮像素子に適切な電圧となるように調整
される。

［実　施　例］以下、図面に基づいて本発明の一実施例を説明する。第
１図は本発明の適用された撮像装置を有する電子内視鏡
システム全体の構成を示したものである。電子内視鏡１
の挿入部３の先端部２内には撮像ユニット２０（第２図
参照）が配設されており、可撓性挿入部３の基端部は操
作部４に接続されている。操作部４から延び出したライ
トガイドコード５はコネクタ７により光源部８に接続さ
れ、また、操作部４から延び出した信号線コード６はコ
ネクタ９により信号処理部１０に接続されている。上記
先端部２には照明用光学繊維束１１の先端が配置され、
照明用光学繊維束１１は上記可撓性挿入部３および上記
ライトガイドコード５内を挿通されて、上記コネクタ７
によって光源部８に接続されていて、同光源部８内の光
源からの光が照明光として入射する。上記先端部２には
対物レンズ１２が配設され、対物レンズ１２の結像面に
は固体撮像素子１３が配設されている。そして、この固
体撮像素子１３の近傍には駆動電圧発生回路の設けられ
た回路基板１４が設けられている。この回路基板１４と
コネクタ９とは、可撓性挿入部３．操作部４および信号
線コード６内を引き通された複数本の信号線１５で接続
されており、この信号線１５には信号処理部１０内の駆
動回路１６．１７から各種電圧、信号が供給されると共
に、固体撮像素子１３からの出力信号が信号処理部１０
内のプロセス回路１８に供給されている。

このプロセス回路１８は固体撮像素子１３からの出力信
号を映像ビデオ信号に変換し、信号処理部１０に接続さ
れたモニタ用デイスプレィ１９に供給する。

第２図は、上記固体撮像素子１３と駆動電圧発生回路基
板１４とから成る撮像ユニット２０を示している。固体
撮像素子１３には各種の電圧および信号の入出力端子が
設けられているが、駆動電圧として調整の必要なものと
しては、例えばサブ・ストレート電圧がある。このサブ
・ストレート電圧として固体撮像素子１３のＶｓＵ！＋
端子に加える電圧は、素子の製造上のバラツキにより電
圧４Ｖ〜１４Ｖの範囲で調整が必要である。この調整に
必要な精度としては、０．５　Ｖ位の粗さでステップ状
に行なっても実用上の性能としては問題がない。そこで
、本実施例においてはサブ・ストレート電圧発生回路２
１が調整手段と共に駆動電圧発生回路基板１４上に設け
られている。サブ・ストレート電圧発生回路２１はＩＣ
化されているが、トランジスタ２２とエミッタ抵抗２３
によってエミッタホロワ回路を形成し、トランジスタ２
２のベース電圧がエミッタ出力として低インピーダンス
変換され、サブ・ストレート電圧として供給されるよう
になっている。トランジスタ２２のベースは電源の正電
圧ｖＤＤに抵抗２４によりプルアップされ、接地電位側
に複数個の抵抗２５，２６゜２７．２８が接続されてい
る。この複数個の抵抗２５〜２８のＩＣ側端子は基板１
４上のパターン電極２９に接続される。第３図は、この
パターン電極２９の一例を示したものであって、同パタ
ーン電極２９は一部が離間しており、抵抗側電極と接地
電極とで形成されている。

サブ・ストレート電圧の調整は、抵抗２５〜２８のうち
の幾つかを接地させ、残りの抵抗を開放（非導通状態）
またはプルアップすることの組合わせにより複数の電圧
が選択できる。第３図のパターン電極２９の場合には、
接点ａｗｄを初期状態にて全開放にしておき、選択する
接点のみを半田付け、または導電性材料の塗布などの手
段により導通状態とする。第１実施例の場合は、抵抗を
４個組合わせているので、１６通りの電圧を得ることが
できる。調整電圧のステップ数を増加するには抵抗を増
やせばよく、抵抗の個数ｎに対し、２°の電圧を得るこ
とができる。

第４図は、パターン電極の他の例を示したちのである。

このパターン電極３０は初期状態にて全接点ａ　−ｄが
導通状態とされており、接地されている。電圧調整に際
しては、選択する抵抗以外の接点を断線して開放状態と
することにより行なう。

第５図は、駆動電圧発生回路基板１４上に設けられたサ
ブ・ストレート電圧発生回路２１の電圧調整手段の別の
例を示したものであって、ボンディングワイヤーを用い
て電圧調整を行なうものである。なお、本例におけるサ
ブ・ストレート電圧発生回路２１は前記第２図の回路と
同様に構成されているので、同じ構成部品には同じ符号
を付し、その説明は省略する。

ＩＣチップで構成されたサブ・ストレート電圧発生回路
２１を基板１４上に固定し、この回路２１に対して電源
や信号線を接続するには通常、ボンディングによる。即
ち電源電圧ｖＤＤの供給ラインとトランジスタ２２のコ
レクタとがボンディングワイヤー５０によって接続され
て電源電圧Ｖ（、（、を供給するようにし、サブ・スト
レート電圧を供給するｖ　ｓｕＢ端子とトランジスタ２
２のエミッタとがボンディングワイヤー５１により接続
され、更に抵抗２３と接地ラインとがボンディングワイ
ヤー５６で接続される。

このようにＩＣチップで構成された回路に対してはボン
ディングワイヤーで電源や信号線を接続するようにして
いるので、本例ではこれを利用して複数個の抵抗２５〜
２８の各一端と選択接点ａ〜ｄとをそれぞれボンディン
グワイヤー５２〜５５で接続し、この各ボンディングワ
イヤー５２〜５５を適宜、導通または非導通状態にして
選択接点ａ−ｄを開放制御すれば、サブ・ストレート電
圧を調整することができる。本例によれば基板の、より
小型化が可能になる。

またＩＣチップの接続には、このボンディングワイヤー
のほかにも、フリップチップ等の手法があるが、ＩＣチ
ップと基板との接続点をもって選択接点とすることに関
して、これらの手法も同等であることは言うまでもない
。

なお、回路基板１４上の調整電圧発生回路としてサブ・
ストレート電圧について説明したが、その他の駆動電圧
として調整の必要なものとしては、出力ゲート電圧ｖ０
゜が挙げられる。この出力ゲート電圧についてもサブ・
ストレート電圧と同様に出力ゲート電圧発生回路６１（
第２図参照）と抵抗選択用パターン６２とにより電圧調
整をすることができる。それ以外で駆動電圧の調整の必
要な信号についても同様にして行なうことができる。

更に、この回路基板１４内には、図示してないが固体撮
像素子１３が必要とするその他の駆動電圧を発生するた
めのバイアス発生機能、１個の駆動信号を複数の駆動信
号に分割する機能、および出力信号に対するバッファ機
能も含んでいる。これらの機能は全てＩＣ化されており
、基板１４の配置上のスペース的問題はほとんどない。

また、これらはスペース的問題がないので、ディスクリ
ート部品、チップ部品、印刷部品等によって実現するこ
とも可能である。

上記第１実施例によれば、信号線数を少なくすると共に
、撮像ユニットを大型化することなく、適切な駆動電圧
で固体撮像素子を駆動できる。

第６図はサブφストレート電圧に対しての発生回路の別
の回路例を示したものである。トランジスタ２２とエミ
ッタ抵抗２３とによるエミッタホロワ回路は、前記第２
，５図に示した第１実施例と同様であり、トランジスタ
２２のベースは抵抗３３により電源の正電圧ＶＤＤにプ
ルアップされ、更に複数個の直列に接続された抵抗３４
〜３９が接地電位側に接続され、抵抗３９で接地されて
いる。そして、各抵抗３４〜３９の各接続点から選択接
点ａ　−ｅの電極に接続されており、複数のサブ・スト
レート電圧を得るために接点ａ　−ｅのうちの１つを選
択して接地する。この発生回路２ＬＡでは必要な電圧数
と同数の選択抵抗が必要となるが、選択して接地する抵
抗は１つであり、しかも接点ａから接点ｅの方向で順に
選択していくに従って、サブ・ストレート発生電圧が下
がっていくという規則性を持っている。従って、スライ
ドスイッチ等のように接触子の位置を移動するなどの機
構を用いて発生電圧を変化させる場合に有効である。

第７図は、サブ・ストレート電圧発生回路の更に別の回
路例を示したものである。この発生回路２１Ｂはトラン
ジスタ２２とエミッタ抵抗２３とによるエミッタホロワ
回路のベースに与えるステップ電圧を電流加算によって
発生させるようにしたものである。

トランジスタ４２〜４５のベース電位は、抵抗４０．４
１の分圧比により与えられるため、トランジスタ４２〜
４５のエミッタ電位は全て等しくなっている。ここで、
選択接点ａ　−ｄの任意の点を選択して設置すると、接
点ａ　−ｄに対応した抵抗４６〜４９の値に反比例した
電流が、対応したトランジスタ４２〜４５のコレクター
エミッタ間に流れるので、抵抗２４には、トランジスタ
４２〜４５のコレクターエミッタ間に流れる電流の総和
が流れ、従って、トランジスタ２２のベース電圧はステ
ップ状に可変することができる。抵抗４６〜４９の値を
Ｒ，２Ｒ，４Ｒ，８Ｒのような倍数にしておけば、エミ
ッタホロワ回路の出力は、接点数４に対して２４通りの
電圧が均等分されて発生することになる。

上述した各回路例ではトランジスタとしてｎｐｎ型を用
い、各抵抗は接地側に配置されているが、トランジスタ
をｐｎｐ型として各抵抗をプルアップ側に配置すること
もできる。

因に、第１図では光源部８と信号処理部１０とを別体に
したが、両者を一体として一つの筐体内に収納すること
もできる。なお、本発明は電子内視鏡ではない各種の撮
像装置にも適用することができることは言うまでもない
。

［発明の効果］本発明では、固体撮像素子の近傍に調整手段を有する駆
動電圧発生回路を配置して撮像ユニットを構成したので
、少ない信号線で、且つ大型化することなく、適切な駆
動電圧を固体撮像素子に供給することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示す撮像装置を有する電
子内視鏡システム全体の構成図、第２図は、上記第１図
中の撮像ユニットを構成する固体撮像素子と駆動電圧発
生回路の一例を示す電気回路線図、第３図は、上記第２図中の駆動電圧発生回路の電圧調整
手段の一例を示す部分回路線図、第４図は、上記第２図
中の駆動電圧発生回路の電圧調整手段の他の例を示す部
分回路線図、第５図は、駆動電圧発生回路の電圧調整手
段の別の例を示す電気回路図、第６図は、駆動電圧発生回路の他の例を示す電気回路図
、第７図は、駆動電圧発生回路の更に他の例を示す電気回
路図である。１０・・・・・・・・・信号処理部１３・・・・・・・・・固体撮像素子１４・・・・・・・・・駆動電圧発生回路基板１５・・
・・・・・・・信号線２０・・・・旧・・撮像ユニット

Claims

【特許請求の範囲】

（１）撮像ユニットと信号処理部がケーブルを介して接
続されている撮像装置において、上記撮像ユニットは固体撮像素子と、上記固体撮像素子
を適切に駆動するために必要な駆動電圧の大きさを調整
する手段を有する駆動電圧発生回路とを具備することを
特徴とする撮像装置。
（２）上記調整手段はステップ状に電圧を調整すること
ができることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
撮像装置。
（３）上記駆動電圧は上記固体撮像素子が要求するサブ
・ストレート電圧であることを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載の撮像装置。
（４）上記駆動電圧は上記固体撮像素子が要求するアウ
トプット・ゲート電圧であることを特徴とする特許請求
の範囲、第１項記載の撮像装置。
（５）上記駆動電圧は複数個の抵抗器により分圧された
電圧が電流増幅された電圧であることを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載の撮像装置。
（６）上記駆動電圧を調整する手段は、複数個の抵抗器
のうち少なくとも１個以上の定数を変更することを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の撮像装置。
（７）上記駆動電圧を調整する手段は、１個の抵抗器と
並列接続された複数個の抵抗器との分圧を上記複数個の
抵抗器の接続数を選択することで行なうことを特徴とす
る特許請求の範囲第６項記載の撮像装置。
（８）上記駆動電圧を調整する手段は、１個の抵抗器と
直列接続された複数個の抵抗器との分圧を上記複数個の
抵抗器の接続位置を選択することで行なうことを特徴と
する特許請求の範囲第６項記載の撮像装置。
（９）上記複数の抵抗器の選択は、上記抵抗器電極と接
地電極とを離間対向して配置し、両者間を必要に応じて
導通させることで行なうことを特徴とする特許請求の範
囲第７項又は第８項記載の撮像装置。
（１０）上記複数の抵抗器の選択は、上記抵抗器電極と
接地電極とを初期状態で導通状態とし、必要部位以外の
接続を断線させることにより行なうことを特徴とする特
許請求の範囲第７項又は第８項記載の撮像装置。