JPWO2014115390A1 - 撮像装置、内視鏡システム及びノイズ除去方法 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、本発明の実施の形態1による内視鏡システムの全体構成を模式的に示す図である。同図に示す内視鏡システム1は、内視鏡2と、伝送ケーブル3と、コネクタ部5と、プロセッサ(制御装置)6と、表示装置7と、光源装置8と、を備える。内視鏡2は、被検体の体腔内に先端部を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を出力する。伝送ケーブル3は、内視鏡2とコネクタ部5を接続する。コネクタ部5は、内視鏡2、プロセッサ6及び光源装置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出力する。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全体を制御する。表示装置7は、プロセッサ6が処理を施した画像信号を表示する。光源装置8は、例えば、白色LEDを用いて構成される。光源装置8が点灯するパルス状の白色光は、コネクタ部5、伝送ケーブル3を経由して内視鏡2の挿入部の先端部へ達し、その先端部から被写体へ向けて照射する照明光となる。
図7は、実施の形態1の変形例による内視鏡システムの第1チップの構成を示す回路図である。この実施の形態1の変形例による内視鏡システム1の説明においては、実施の形態1による内視鏡システム1と同一の構成要素については同一の符号を付して、その詳細な説明は省略する。
図10は、実施の形態2による内視鏡システムの機能を表すブロック図である。この実施の形態2による内視鏡システムの説明においては、実施の形態1による内視鏡システムと同一の構成要素については同一の符号を付して、その詳細な説明は省略する。
表示装置7は、画像信号に基づき画像を表示する。
図13は、実施の形態3による内視鏡システムの機能を表すブロック図である。この実施の形態3による内視鏡システムの説明においては、実施の形態1又は実施の形態2による内視鏡システムと同一の構成要素については同一の符号を付して、その詳細な説明は省略する。
撮像信号を出力する撮像装置と、撮像信号を処理して画像信号を生成する画像信号処理装置とが接続される内視鏡システムにおいて、
前記撮像装置は、
被写体を撮像する撮像部と、
前記撮像部の基準信号と、撮像信号と前記基準信号とが加算された和信号とを出力するように前記撮像部を制御する撮像制御部と、
前記画像信号処理装置へ前記基準信号と前記和信号とを送信する撮像装置通信部と、を備え、
前記画像信号処理装置は、
前記撮像装置から前記基準信号と前記和信号とを受信する画像処理装置通信部と、
前記画像処理装置通信部が受信した前記基準信号と前記和信号との信号強度を測定する測定部と、
前記測定部が測定した信号強度に基づき、信号増幅率を設定する増幅率設定部と、
前記設定した信号増幅率に基づき、前記基準信号と前記和信号とを演算し、撮像信号を出力する撮像信号演算部と、
前記撮像信号演算部が出力する撮像信号に基づき、画像信号を生成する画像信号処理部と、を備えることを特徴とする内視鏡システム。
前記画像信号処理装置は、さらに、
前記撮像装置へ電源電圧を供給する電源供給部を備え、
前記撮像装置は、さらに、
前記電源供給部から供給される電源電圧に基づく電源電圧参照信号を生成する電源電圧参照信号生成部と、
前記電源電圧参照信号を前記基準信号として送信する電源電圧参照信号送信部とを備えることを特徴とする付記1記載の内視鏡システム。
2 内視鏡
3 伝送ケーブル
4 操作部
5,205,305 コネクタ部
6 プロセッサ
7 表示装置
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 マルチプレクサ
27 バッファ
28 ヒステリシス回路
31 出力部
51,150 AFE部
52,160,360 撮像信号処理部
61 電源部
62 画像信号処理部
102 撮像素子
151 受信部
152 信号強度測定部
153 増幅率設定部
154 信号成分抽出部
155 信号増幅・ADC部
156 DC成分抽出部
157 DC増幅・ADC部
161 残留ノイズ演算部
162 残留ノイズ除去部
230 単位画素
231,232 光電変換素子
233 電荷変換部
234,235 転送トランジスタ
236 電荷変換部リセット部
237 画素ソースフォロアトランジスタ
238 画素出力スイッチ
239,339 垂直転送線
241 垂直走査部
242,257 定電流源
243 ノイズ除去部
244 列ソースフォロアトランジスタ
245 水平走査部
246 基準電圧生成部
252 転送容量
253 クランプスイッチ
254,354 列選択スイッチ
255 サンプルホールド部
256 水平リセットトランジスタ
258 水平転送線
261 バッファ
262 サンプルホールドスイッチ
263 サンプル容量
264 オペアンプ
291,292 抵抗
336 リセット部
337 ソースフォロアトランジスタ
338 出力スイッチ
356 基準電圧生成部
Claims (8)
- 受光量に応じて光電変換を行い、電荷を蓄積する光電変換素子と、
前記蓄積される電荷を転送する第1の転送部と、
前記転送される電荷を電圧または電流信号へ変換する電荷変換部と、
前記電荷変換部を第1の電圧にリセットする電荷変換部リセット部と、
前記変換された信号を出力する信号出力部と、
前記信号出力部と接続される第1の転送線と、
前記第1の転送線と接続される転送容量と、
前記転送容量を介して前記第1の転送線と接続され、前記転送容量の容量による結合により、前記第1の転送線から信号が出力される第2の転送部と、
前記転送容量を第2の電圧にリセットする転送容量リセット部と、
前記第2の転送部からの信号が出力される第2の転送線と、
前記第1の転送部をオフ状態にして、前記電荷変換部リセット部により前記電荷変換部をリセットした後、前記信号出力部を介して前記電荷変換部の信号を前記第1の転送線へ出力するときに、前記転送容量リセット部により前記転送容量をリセットするノイズ信号読み出し動作と、前記転送容量リセット部をオフ状態にして、前記第1の転送部をオン状態にして前記光電変換素子が蓄積する電荷を転送した後、前記信号出力部を介して、前記電荷変換部の信号を前記第1の転送線へ出力する光ノイズ和信号読み出し動作と、により前記第1の転送線から前記第2の転送部を介して信号を出力させる駆動部と、
を備えることを特徴とする撮像装置。 - さらに、前記第2の電圧と同相の揺らぎ成分を持つ基準電圧を生成する基準電圧生成部と、
前記第2の転送線と、前記基準電圧生成部とに接続され、前記第2の転送線から入力される信号と、前記基準電圧生成部から入力される前記基準電圧とを、選択して出力する出力選択部と、
を備えることを特徴とする請求項1記載の撮像装置。 - さらに、前記第2の転送線を第3の電圧にリセットする第2の転送線リセット部と、
前記第2の転送線と前記出力選択部との間に設けられるサンプルホールド部とを備え、
前記光ノイズ和信号読み出し動作は、
前記第1の転送線の信号を前記第2の転送線へ出力した時に、前記サンプルホールド部により前記第1の転送線から出力される信号をサンプルした後に、前記第2の転送線をリセットすること
を繰り返すことにより、前記第1の転送線から出力される信号のみを前記出力選択部に入力することを特徴とする請求項2記載の撮像装置。 - さらに、前記第1の電圧に基づく基準電圧を生成する基準電圧生成部を備え、
前記基準電圧生成部は、
当該基準電圧生成部の電圧を前記第1の電圧にリセットする基準電圧生成部リセット部と、
前記基準電圧生成部リセット部の信号を出力する基準電圧生成部信号出力部と、
前記基準電圧生成部信号出力部からの信号を、前記基準電圧として前記第2の転送線へ出力する第3の転送部と、を備え、
前記駆動部は、前記第1の転送線から出力される信号と前記基準電圧とが交互に前記第2の転送線へ出力されるように、前記第2の転送部及び前記第3の転送部を駆動することを特徴とする請求項1記載の撮像装置。 - 請求項2〜4のいずれか1項に記載の撮像装置と、
前記撮像装置の出力する前記第1の転送線から出力される信号と前記基準電圧とを送信する送信部と、
前記送信部が送信する信号を受信する受信部と、
前記受信部が受信する信号を演算する演算部と、
を備えることを特徴とする内視鏡システム。 - 前記演算部は、
前記受信部が受信する信号の信号強度を測定する信号強度測定部と、
前記測定した信号強度に基づき、前記受信部が受信する信号の増幅率を設定する増幅率設定部と、
前記増幅率と、前記基準電圧とに基づき、前記第1の転送線から出力される信号と前記基準電圧とを演算し、前記第1の転送線から出力される信号から伝送時の同相ノイズ成分を差し引いた撮像信号を出力する撮像信号演算部と、
を備えることを特徴とする請求項5記載の内視鏡システム。 - 前記撮像信号演算部は、
前記基準電圧の直流成分を抽出する直流成分抽出部と、
前記増幅率と、前記直流成分とに基づき、前記第1の転送線から出力される信号に含まれる伝送時の同相ノイズ成分を除去するノイズ成分除去部とを備えることを特徴とする請求項6記載の内視鏡システム。 - 受光量に応じて光電変換を行い、電荷を蓄積する光電変換素子と、前記蓄積される電荷を転送する第1の転送部と、前記転送される電荷を電圧または電流信号へ変換する電荷変換部と、前記電荷変換部を第1の電圧にリセットする電荷変換部リセット部と、前記変換された信号を出力する信号出力部と、前記信号出力部と接続される第1の転送線と、前記第1の転送線と接続される転送容量と、前記転送容量を介して前記第1の転送線と接続され、前記転送容量の容量による結合により、前記第1の転送線から信号が出力される第2の転送部と、前記転送容量を第2の電圧にリセットする転送容量リセット部と、前記第2の転送部からの信号が出力される第2の転送線と、を備える撮像装置におけるノイズ除去方法であって、
前記第1の転送部をオフ状態にして、前記電荷変換部リセット部により前記電荷変換部をリセットする工程と、
前記信号出力部を介して前記電荷変換部の信号を前記第1の転送線へ出力するときに、前記転送容量リセット部により前記転送容量をリセットする工程と、
前記転送容量リセット部をオフ状態にして、前記第1の転送部をオン状態にして前記光電変換素子が蓄積する電荷を転送する工程と、
前記信号出力部を介して、前記電荷変換部の信号を前記第1の転送線へ出力する工程と、
前記第1の転送線から前記第2の転送部を介して信号を出力させる工程と
を備えることを特徴とするノイズ除去方法。
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