JPS631260A - Solid-state image pickup device - Google Patents
Solid-state image pickup deviceInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は電荷結合素子(CCD)等の固体撮像素子を
用いる固体撮像装置に係り、特に、固体撮像素子を内蔵
するカメラヘッドと固体撮像素子へ電源電圧を供給する
とともに固体撮像素子からの信号を処理するビデオプロ
セッサ部とが別体の固体撮像装置に関する。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a solid-state imaging device using a solid-state imaging device such as a charge-coupled device (CCD), and particularly relates to a camera head incorporating a solid-state imaging device and a solid-state imaging device. The present invention relates to a solid-state imaging device in which a video processor unit that supplies power supply voltage to a solid-state imaging device and processes signals from a solid-state imaging device is separate.
インターライン転送方式の電荷結合素子(COD)を利
用する固体撮像素子の従来例を第3図に示す。固体撮像
素子IOの受光部はマトリクス状に配列されたフォトダ
イオード1Bからなる。FIG. 3 shows a conventional example of a solid-state imaging device using an interline transfer type charge-coupled device (COD). The light receiving section of the solid-state image sensor IO consists of photodiodes 1B arranged in a matrix.
各列(垂直列)のフォトダイオード1Bで発生される電
荷は読出しゲート18を介して垂直転送CCD12に供
給される。読出しゲート18には読出しゲート端子LG
を介して+3Vの電源電圧(直流電圧)が印加され、フ
ォトダイオード1Bに生じた電荷が1フレーム、または
1フイ一ルド期間毎に読出される。垂直転送CCD12
の駆動は垂直駆動パルスφv1、φv2、φv3、φv
4の4相りロック信号が印加されることにより行われ、
フォトダイオード16に生じた電荷が所定のタイミング
で読出され転送される。垂直転送CCD12内を転送さ
れた電荷は1走査線毎に水平転送CCD 14に供給さ
れる。Charges generated in the photodiodes 1B in each column (vertical column) are supplied to the vertical transfer CCD 12 via the readout gate 18. The read gate 18 has a read gate terminal LG.
A +3V power supply voltage (DC voltage) is applied through the photodiode 1B, and the charge generated in the photodiode 1B is read out every frame or every field period. Vertical transfer CCD12
are driven by vertical drive pulses φv1, φv2, φv3, φv
This is done by applying a 4-phase lock signal of 4,
The charges generated in the photodiode 16 are read out and transferred at a predetermined timing. The charges transferred within the vertical transfer CCD 12 are supplied to the horizontal transfer CCD 14 for each scanning line.
水平転送CCD14は垂直転送CCD12から供給され
る電荷を1走査線ずつ送り出してい′る。水平転送CC
D 14の駆動は水平駆動パルスφh1、φh2、φh
3、φh4の4相りロック信号が印加されることにより
行われる。The horizontal transfer CCD 14 sends out the charges supplied from the vertical transfer CCD 12 one scanning line at a time. Horizontal transfer CC
D14 is driven by horizontal drive pulses φh1, φh2, φh
This is performed by applying a four-phase lock signal of 3 and φh4.
水平転送CCD 14の出力端子には出力ゲート20が
形成され、出力ゲート端子OGを介して+7vの電源電
圧が印加されている。この出力ゲート20を介して出力
された信号電荷は電界効果トラジスタ(FET)からな
る出力トランジスタ22のゲートに供給され、出力トラ
ンジスタ22のソース、信号出力端子v outを介し
て各フォトダイオードからの信号電荷に対応した撮像信
号が出力される。An output gate 20 is formed at the output terminal of the horizontal transfer CCD 14, and a +7v power supply voltage is applied via the output gate terminal OG. The signal charge outputted through this output gate 20 is supplied to the gate of an output transistor 22 made of a field effect transistor (FET), and the signal from each photodiode is transmitted through the source of the output transistor 22 and the signal output terminal v out. An imaging signal corresponding to the charge is output.
出力トランジスタ22のドレインには出力ドレイン端子
ODを介して+16Vのドレイン電圧が印加されている
。A drain voltage of +16V is applied to the drain of the output transistor 22 via the output drain terminal OD.
出力トランジスタ22のゲートにはFETからなるリセ
ットトランジスタ24のソースも接続され、各フォトダ
イオードの撮像信号が出力された後、出力トランジスタ
22のゲートに印加されていた電荷がリセットパルスφ
Rによる所定のタイミングでリセットトランジスタ24
のドレインを介して、リセットドレイン端子RDより逃
がされる。リセットドレイン端子RDにも+18Vの電
源電圧が印加されている。The source of a reset transistor 24 consisting of an FET is also connected to the gate of the output transistor 22, and after the imaging signal of each photodiode is output, the charge applied to the gate of the output transistor 22 is converted into a reset pulse φ.
The reset transistor 24 is activated at a predetermined timing by R.
It is released from the reset drain terminal RD via the drain of the reset drain terminal RD. A power supply voltage of +18V is also applied to the reset drain terminal RD.
また、固体撮像素子lOのPウェル端子PWにはOvの
電源電圧が印加され、基板バイアス端子SUBには+8
vの電源電圧が印加されている。Further, a power supply voltage of Ov is applied to the P well terminal PW of the solid-state image sensor lO, and +8 to the substrate bias terminal SUB.
A power supply voltage of v is applied.
このように、この固体撮像索子10は計4種類の電源電
圧を必要とし、4種類の電i電圧は第4図に示すように
ビデオプロセッサ42から供給される単一の+16Vの
電源電圧を分圧して求めている。In this way, this solid-state imaging probe 10 requires a total of four types of power supply voltages, and the four types of voltages are connected to a single +16V power supply voltage supplied from the video processor 42 as shown in FIG. It is calculated by dividing the pressure.
固体撮像素子10はカメラヘッド40に内蔵され、電源
回路、映像信号処理回路等を有するビデオプロセッサ4
2とはケーブル線を介して接続される。The solid-state image sensor 10 is built into a camera head 40, and is connected to a video processor 4 having a power supply circuit, a video signal processing circuit, etc.
2 is connected via a cable line.
固体撮像素子10の信号出力端子v outは出力バッ
ファトランジスタQ1のベースに接続され、撮像信号が
増幅されエミッタから出力される。トランジスタQlの
エミッタ出力は同軸ケーブル4Bの内側導体を介してビ
デオプロセッサ42内の映像信号処理回路(図示せず)
へ伝送される。ビデオプロセッサ42で処理された信号
はCRTモニタ44に供給され、表示される。The signal output terminal v out of the solid-state image sensor 10 is connected to the base of the output buffer transistor Q1, and the image signal is amplified and output from the emitter. The emitter output of the transistor Ql is connected to the video signal processing circuit (not shown) in the video processor 42 via the inner conductor of the coaxial cable 4B.
transmitted to. The signal processed by the video processor 42 is supplied to a CRT monitor 44 and displayed.
同軸ケーブル46の外側導体はビデオプロセッサ42内
で接地される。The outer conductor of coaxial cable 46 is grounded within video processor 42 .
ケーブル線を介してビデオプロセッサ42から+16V
の電源電圧が出力バッファトランジスタQ1のコレクタ
に印加されている。トランジスタQ1のコレクタと同軸
ケーブル46の外側導体(接地)の間には分圧抵抗R1
、R2、R3、R4が直列に接続される。分圧抵抗RI
SR2、R3、R4の抵抗値の比は各分圧点の電位が
それぞれ+8V、+7V、+3Vになるように設定され
ている。+16V from video processor 42 via cable line
A power supply voltage of is applied to the collector of output buffer transistor Q1. A voltage dividing resistor R1 is connected between the collector of the transistor Q1 and the outer conductor (ground) of the coaxial cable 46.
, R2, R3, and R4 are connected in series. Voltage dividing resistor RI
The ratio of the resistance values of SR2, R3, and R4 is set so that the potentials at each voltage dividing point are +8V, +7V, and +3V, respectively.
+16vの電圧端子(出力バッファトランジスタQlの
コレクタ)が固体撮像素子10のリセットドレイン端子
RD、出カドレイン端子ODに接続される。+8vの電
圧端子(抵抗R1とR2の接続点)が固体撮像素子10
の基板バイアス端子SUBに接続される。+7■の電圧
端子(抵抗R2とR3の接続点)が固体撮像素子1oの
出力ゲート端子OGに接続される。+3vの電圧端子(
抵抗R3とR4の接続点)が固体撮像素子1oの読出し
ゲート端子LGに接続される。接地端子(同軸ケーブル
4Bの外側導体)が固体撮像素子IOのPウェル端子p
wに接続される。A +16v voltage terminal (collector of output buffer transistor Ql) is connected to reset drain terminal RD and output drain terminal OD of solid-state image sensor 10. +8v voltage terminal (connection point of resistors R1 and R2) is the solid-state image sensor 10
is connected to the substrate bias terminal SUB. The +7■ voltage terminal (the connection point between resistors R2 and R3) is connected to the output gate terminal OG of the solid-state image sensor 1o. +3v voltage terminal (
The connection point between resistors R3 and R4) is connected to the readout gate terminal LG of the solid-state image sensor 1o. The ground terminal (outer conductor of the coaxial cable 4B) is the P-well terminal p of the solid-state image sensor IO.
connected to w.
なお、+18V、+8V、+7V、+3Vf17)各電
圧端子はそれぞれバイパス用のコンデンサCI。In addition, +18V, +8V, +7V, +3Vf17) Each voltage terminal has a bypass capacitor CI.
C2、C3、C4を介して接地(同軸ケーブル4Bの外
側導体に接続)されている。これらのコンデンサClS
C2、C3、C4は各電圧端子の交流インピーダンスを
低くするためであり、固体撮像素子10の近傍に配置す
る必要がある。It is grounded (connected to the outer conductor of the coaxial cable 4B) via C2, C3, and C4. These capacitors ClS
C2, C3, and C4 are for lowering the AC impedance of each voltage terminal, and need to be placed near the solid-state image sensor 10.
このように従来例によれば、固体撮像索子1oの近傍に
出力バッファトランジスタQl、抵抗R1、R2、R3
、R4、コンデンサCI、C2、C3、C4が配設され
ている。そのため、これらを全てチップ形式の部品で構
成したとしてもその個数は合計で9個にもなり、たとえ
プリント基板上に配置する等の工夫をしても、カメラヘ
ッドの小形化の妨げになっていた。In this way, according to the conventional example, the output buffer transistor Ql and the resistors R1, R2, R3 are provided near the solid-state imaging probe 1o.
, R4, and capacitors CI, C2, C3, and C4. Therefore, even if all of these components were constructed using chip-type components, the total number would be nine, and even if measures such as arranging them on a printed circuit board were taken, this would be an impediment to miniaturizing the camera head. Ta.
この発明は上述した事情に対処すべくなされたもので、
その目的は固体撮像素子を内蔵するカメラヘッドと、固
体撮像素子へ電源電圧を供給するビデオプロセッサ部と
が別体の固体撮像装置において、カメラヘッドを小形化
することである。This invention was made to deal with the above-mentioned circumstances,
The purpose is to miniaturize the camera head in a solid-state imaging device in which a camera head incorporating a solid-state imaging device and a video processor unit that supplies a power supply voltage to the solid-state imaging device are separate bodies.
この発明による固体撮像装置は固体撮像素子10を有す
るカメラヘッド40と、固体撮像素子10へ電源電圧を
供給するとともに固体撮像素子10からの信号を処理す
るビデオプロセッサ部42とからなり、カメラヘッド4
0はビデオプロセッサ部42から供給された電源電圧か
ら複数の電源電圧を生成する分圧抵抗R1、R2、R3
、R4と、エミッタフォロワトランジスタQ2、Q3、
Q4を具備する。The solid-state imaging device according to the present invention includes a camera head 40 having a solid-state imaging device 10, and a video processor unit 42 that supplies a power supply voltage to the solid-state imaging device 10 and processes signals from the solid-state imaging device 10.
0 are voltage dividing resistors R1, R2, and R3 that generate a plurality of power supply voltages from the power supply voltage supplied from the video processor section 42.
, R4 and emitter follower transistors Q2, Q3,
Equipped with Q4.
この発明による固体撮像装置によれば、カメラヘッド内
で単一の電源電圧を分圧して得られた複数の電源電圧が
エミッタフォロワトランジスタを介して固体撮像素子に
印加されているので、各電源電圧端子の交流インピーダ
ンスを低くするためのバイパス用のコンデンサが不要に
なり、カメラヘッドの小形化が計れる。According to the solid-state imaging device according to the present invention, a plurality of power supply voltages obtained by dividing a single power supply voltage within the camera head are applied to the solid-state imaging device via the emitter follower transistor, so that each power supply voltage This eliminates the need for a bypass capacitor to lower the AC impedance of the terminals, allowing for a more compact camera head.
以下、図面を参照してこの発明による固体撮像装置の一
実施例を説明する。この実施例は第1図に示すような集
積回路U1とコンデンサc1がカメラヘッド40内に設
けられ、第2図に示すように固体撮像素子10に接続さ
れる。固体撮像素子1oは第3図に示したインターライ
ン転送方式の電荷結合素子(CCD)を利用するもので
ある。Hereinafter, one embodiment of a solid-state imaging device according to the present invention will be described with reference to the drawings. In this embodiment, an integrated circuit U1 and a capacitor c1 as shown in FIG. 1 are provided in a camera head 40, and are connected to a solid-state image sensor 10 as shown in FIG. The solid-state image sensor 1o utilizes an interline transfer type charge-coupled device (CCD) shown in FIG.
集積回路U1はエミッタフォロワ動作するトランジスタ
QL 、Q2 、Q3 、Q4と、分圧抵抗R1、R2
、R3、R4からなる。トランジスタQlは第4図の従
来例における出力バッファトランジスタQ1である。The integrated circuit U1 includes transistors QL, Q2, Q3, and Q4 that operate as emitter followers, and voltage dividing resistors R1 and R2.
, R3, and R4. Transistor Ql is the output buffer transistor Q1 in the conventional example shown in FIG.
トランジスタQl 、Q2 、Q3 、Q4のコレクタ
が+18V In端子となり、ビデオプロセッサ42か
ら+16vの電源電圧が印加されている。トランジスタ
Q1のベースがV1n端子となり、固体撮像素子10の
信号出力端子V outに接続される。トランジスタQ
1のエミッタがV out端子であり、同軸ケーブル4
6の内側導体に接続される。+18V In端子は外付
けのバイパス用のコンデンサC1を介して接地(同軸ケ
ーブル4Bの外側導体に接続)される。The collectors of the transistors Ql, Q2, Q3, and Q4 serve as +18V In terminals, and a power supply voltage of +16V is applied from the video processor 42. The base of the transistor Q1 becomes a V1n terminal, which is connected to the signal output terminal V out of the solid-state image sensor 10. transistor Q
The emitter of 1 is the V out terminal, and the coaxial cable 4
Connected to the inner conductor of 6. The +18V In terminal is grounded (connected to the outer conductor of the coaxial cable 4B) via an external bypass capacitor C1.
分圧抵抗RL 、R2、R3、R4は+18V In端
子とGND端子の間に直列に接続される。ここで、分圧
抵抗の抵抗値の比は、従来例とは異なり、各分圧点の電
圧がベースに印加されるエミッタフォロワトランジスタ
のエミッタ電圧が +3V。Voltage dividing resistors RL, R2, R3, and R4 are connected in series between the +18V In terminal and the GND terminal. Here, the ratio of the resistance values of the voltage dividing resistors differs from the conventional example in that the emitter voltage of the emitter follower transistor to which the voltage at each voltage dividing point is applied to the base is +3V.
+7V、+3Vになるように設定されている。It is set to be +7V and +3V.
抵抗R1とR2の接続点がトランジスタQ2のベースに
接続される。トランジスタQ2のエミッタが+13Vo
ut端子となり、固体撮像素子10の基板バイアス端子
SUBに接続される。抵抗R2とR3の接続点がトラン
ジスタQ3のベースに接続される。トランジスタQ3の
エミッタが+7■out端子となり、固体撮像素子10
の出力ゲート端子OGに接続される。抵抗R3とR4の
接続点がトランジスタQ4のベースに接続される。トラ
ンジスタQ4のエミッタが+3Vout端子となり、固
体撮像素子IOの読出しゲート端子LGに接続される。A connection point between resistors R1 and R2 is connected to the base of transistor Q2. The emitter of transistor Q2 is +13Vo
It becomes the ut terminal and is connected to the substrate bias terminal SUB of the solid-state image sensor 10. A connection point between resistors R2 and R3 is connected to the base of transistor Q3. The emitter of the transistor Q3 becomes the +7■out terminal, and the solid-state image sensor 10
is connected to the output gate terminal OG of. A connection point between resistors R3 and R4 is connected to the base of transistor Q4. The emitter of the transistor Q4 becomes a +3Vout terminal, which is connected to the readout gate terminal LG of the solid-state image sensor IO.
GND端子は固体撮像素子10のPウェル端子PWに接
続されるとともに、同軸ケーブル46の外側導体を介し
てビデオプロセッサ42内で接地される。The GND terminal is connected to the P-well terminal PW of the solid-state imaging device 10 and is also grounded within the video processor 42 via the outer conductor of the coaxial cable 46 .
この実施例によれば、+ 18V In端子が外付けの
バイパス用コンデンサCIを介して接地されているので
、この+18V In端子の電圧を分圧して、エミッタ
フォロワトランジスタQ2 、Q3 、Q4を介して出
力した+8Vout#A子、+7Vout端子、+3V
out端子の出力インピーダンスは充分低いので、従来
のようにバイパスコンデンサC2、C3、C4は不要に
なる。このため、固体撮像索子IOの近傍には集積回路
U1とコンデンサC1のみを設ければよい。従って、固
体撮像素子10以外の部品は2個であり、従来例の9個
に比べて大幅に削減でき、カメラヘッドを小形化できる
。According to this embodiment, since the +18V In terminal is grounded via the external bypass capacitor CI, the voltage at the +18V In terminal is divided and sent via the emitter follower transistors Q2, Q3, and Q4. Output +8Vout#A, +7Vout terminal, +3V
Since the output impedance of the out terminal is sufficiently low, conventional bypass capacitors C2, C3, and C4 are not required. Therefore, it is sufficient to provide only the integrated circuit U1 and the capacitor C1 in the vicinity of the solid-state imaging probe IO. Therefore, the number of parts other than the solid-state image sensor 10 is two, which can be significantly reduced compared to nine in the conventional example, and the camera head can be made smaller.
この発明は先端に固体撮像素子を内蔵した電子式内視鏡
に適応した場合、その効果はさらに増大する。When this invention is applied to an electronic endoscope with a built-in solid-state image sensor at its tip, its effects will be further enhanced.
なお、この発明は上述した実施例に限定されずに種々変
更可能であり、固体撮像素子の種類や、必要とされる基
準電圧の数等は任意に設定できる。Note that the present invention is not limited to the embodiments described above, and can be modified in various ways, and the type of solid-state imaging device, the number of required reference voltages, etc. can be arbitrarily set.
以上説明したようにこの発明によれば、エミッタフォロ
ワトランジスタを用いることによりバイパスコンデンサ
を不要とし、カメラヘッドを小形化できる固体撮像装置
を提供できる。As described above, according to the present invention, by using an emitter follower transistor, it is possible to provide a solid-state imaging device that eliminates the need for a bypass capacitor and can downsize the camera head.
第1図はこの発明による固体撮像装置の一実施例のカメ
ラヘッド内に設けられる集積回路の回路図、第2図は固
体撮像装置の一実施例のカメラヘッドのブロック図、第
3図はインターライン転送方式の電荷結合素子を利用し
た固体撮像素子の構成を示す図、第4図は固体撮像装置
の従来例のブロック図である。
10・・・固体撮像素子
Ql 、Q2 、Q3 、Q4・・・エミッタフォロワ
トランジスタ
R1、R2、R3、R4・・・分圧抵抗CI・・・バイ
パスコンデンサ
40・・・カメラヘッド
42・・・ビデオプロセッサ
出願人代理人 弁理士 坪井 淳
ND
第1図
第2v!JFIG. 1 is a circuit diagram of an integrated circuit provided in a camera head of an embodiment of a solid-state imaging device according to the present invention, FIG. 2 is a block diagram of a camera head of an embodiment of a solid-state imaging device, and FIG. FIG. 4 is a block diagram of a conventional example of a solid-state imaging device. 10...Solid-state image sensor Ql, Q2, Q3, Q4...Emitter follower transistor R1, R2, R3, R4...Voltage dividing resistor CI...Bypass capacitor 40...Camera head 42...Video Processor applicant representative Patent attorney Atsushi Tsuboi ND Figure 1, Figure 2v! J
Claims (2)
撮像素子へ電源電圧を供給するとともに前記固体撮像素
子からの信号を処理するビデオプロセッサ部とが別体の
固体撮像装置において、前記カメラヘッドは前記ビデオ
プロセッサ部から供給された電源電圧から複数の電源電
圧を生成する手段と、エミッタフォロワトランジスタを
具備し、前記複数の電源電圧を前記エミッタフォロワト
ランジスタを介して前記固体撮像素子へ供給することを
特徴とする固体撮像装置。(1) In a solid-state imaging device in which a camera head having a solid-state imaging device and a video processor unit that supplies a power supply voltage to the solid-state imaging device and processes signals from the solid-state imaging device are separate units, the camera head is A means for generating a plurality of power supply voltages from a power supply voltage supplied from the video processor unit, and an emitter follower transistor, and supplying the plurality of power supply voltages to the solid-state image sensor via the emitter follower transistor. Characteristic solid-state imaging device.
られることを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の
固体撮像装置。(2) The solid-state imaging device according to claim 1, wherein the camera head is provided at a distal end of an insertion section of an endoscope.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61144514A JPS631260A (en) | 1986-06-20 | 1986-06-20 | Solid-state image pickup device |
US07/062,098 US4803562A (en) | 1986-06-20 | 1987-06-11 | Image sensing apparatus |
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Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61144514A JPS631260A (en) | 1986-06-20 | 1986-06-20 | Solid-state image pickup device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPS631260A true JPS631260A (en) | 1988-01-06 |
JPH0513426B2 JPH0513426B2 (en) | 1993-02-22 |
Family
ID=15364119
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61144514A Granted JPS631260A (en) | 1986-06-20 | 1986-06-20 | Solid-state image pickup device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS631260A (en) |
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JPS61131973A (en) * | 1984-11-30 | 1986-06-19 | Nec Home Electronics Ltd | Video camera |
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JPH0513426B2 (en) | 1993-02-22 |
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Legal Events
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EXPY | Cancellation because of completion of term |