摄像装置、内窥镜系统以及噪声去除方法制造方法及图纸

摄像装置具备光电转换元件、第一传送部、电荷转换部、电荷转换部复位部、信号输出部、第一传送线、传送电容、第二传送部、传送电容复位部、第二传送线以及驱动部，通过噪声信号读出动作和光噪声和信号读出动作从上述第一传送线经由上述第二传送部输出信号，其中，关于该噪声信号读出动作，在上述第一传送部为截止状态并将上述电荷转换部复位之后，向上述第一传送线输出上述电荷转换部的信号时，将上述传送电容复位，关于该光噪声和信号读出动作，在上述传送电容复位部为截止状态、上述第一传送部为导通状态且传送了由上述光电转换元件存储的电荷之后，向上述第一传送线输出上述电荷转换部的信号。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及摄像装置、具备摄像装置的内窥镜系统以及具备摄像装置的噪声去除方法。
技术介绍
以往，已知如下一种技术:在具有CMOS (Complementary Metal-OxideSemiconductor:互补金属氧化物半导体)图像传感器的摄像装置中，为了去除由每个像素列的晶体管的偏差引起的固定模式噪声和单位像素内的电荷电压转换部的复位噪声，按每个像素列设置噪声去除部(例如，参照专利文献1)。 图15是表示以往的摄像装置的结构的电路图。在该例中说明摄像装置500具有CMOS图像传感器的情况。 摄像装置500例如配置于内窥镜的前端部，包括受光部和读出部。受光部由涵盖多行多列地配置为二维矩阵状的多个单位像素530和传送从各单位像素530输出的信号的垂直传送线539构成。读出部由垂直扫描部(行选择电路)541、按每个像素列设置的噪声去除部543以及水平扫描部(列选择电路)558构成。 各单位像素530具备:光电二极管,其存储与入射光量相应的信号电荷；电荷转换部，其对从光电二极管传送的信号电荷进行电压转换；传送晶体管，其从光电二极管向电荷转换部传送信号电荷；复位晶体管，其使传送到电荷转换部的信号电荷复位；行选择晶体管；以及输出晶体管，当行选择晶体管为导通状态时，该输出晶体管将电压转换得到的信号电荷的电压电平的变化作为摄像信号输出到在源极跟随器中对应的垂直传送线539。 读出部由垂直扫描部(行选择电路)541使任意行的行选择晶体管为导通状态并将摄像信号读出到垂直传送线539。所读出的摄像信号被输入到噪声去除部543来去除噪声分量。之后，通过水平扫描部558输出到外部来作为图像信息。 图16是表示图15所示的摄像装置的噪声去除部的结构的电路图。噪声去除部543具备:采样保持用的晶体管544，其一端侧连接于垂直传送线539 ;耦合电容器(AC耦合电容)CC，其一端侧连接于晶体管544的另一端侧；电荷存储用电容器(采样电容)CS，其连接于AC耦合电容CC的另一端侧与地之间；以及电位钳位用晶体管545，其连接于AC耦合电容CC与采样电容CS的连接节点SN。此外，连接节点SN连接于水平扫描部558。 关于噪声去除部543，首先，在像素复位时使采样保持用的晶体管544变为导通状态，从而利用AC耦合电容CC传递由垂直传送线539传送来的噪声信号，使电位钳位用晶体管545在规定期间内为导通状态，并在采样电容CS处对噪声信号电平进行采样。之后，当读出摄像信号时，再次由AC耦合电容CC传递包含噪声信号的摄像信号(光噪声和信号)。由于传递像素复位后的摄像信号的电压变化量，因此作为结果，能够取出从光噪声和信号中减去噪声信号而得到的摄像信号。 专利文献1:日本特开2000-59691号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题 图16所示的噪声去除部543在每个像素列中需要AC耦合电容CC和采样电容CS这两个电容器。当像素数增加时，电容器的大小成为制约，摄像装置难以小型化。并且，当对信号电平进行米样时，由于AC稱合电容CC和米样电容CS的电容分割使增益降低，从而S/N比(信噪比)恶化。为了抑制该情况，需要增大AC耦合电容CC，但这样做会使小型化更加困难。 另外，内窥镜在前端部设置摄像装置，并经由数米的传送线缆将前端部的摄像装置与处理器等的控制装置进行连接。因此，在内窥镜中使用摄像装置的情况下，必须经由传送线缆远距离传送摄像信号，在传送途中混入噪声的可能性非常高。然而，如果从摄像元件仅传送摄像信号，则难以去除在传送途中混入的噪声。 本专利技术是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供在实现小型化的同时不会降低图像质量的。 用于解决问题的方案 为解决上述的课题，达到目的，本专利技术所涉及的摄像装置的特征在于，具备:光电转换元件，其与受光量相应地进行光电转换并存储电荷；第一传送部，其传送所存储的上述电荷；电荷转换部，其将所传送的上述电荷转换为电压信号或者电流信号；电荷转换部复位部，其将上述电荷转换部复位为第一电压；信号输出部，其输出进行上述转换而得到的信号；第一传送线，其与上述信号输出部连接；传送电容，其与上述第一传送线连接；第二传送部，其经由上述传送电容与上述第一传送线连接，通过利用上述传送电容的电容耦合来从上述第一传送线向该第二传送部输出信号；传送电容复位部，其将上述传送电容复位为第二电压；第二传送线，其输出来自上述第二传送部的信号；以及驱动部，其通过噪声信号读出动作和光噪声和信号读出动作而从上述第一传送线经由上述第二传送部输出信号，其中，该噪声信号读出动作为:在上述第一传送部为截止状态并由上述电荷转换部复位部将上述电荷转换部复位之后经由上述信号输出部向上述第一传送线输出上述电荷转换部的信号时由上述传送电容复位部将上述传送电容复位，该光噪声和信号读出动作为:在上述传送电容复位部为截止状态并将上述第一传送部为导通状态而传送了由上述光电转换元件存储的电荷之后经由上述信号输出部向上述第一传送线输出上述电荷转换部的信号。 本专利技术所涉及的摄像装置的特征在于，在上述专利技术中，还具备:基准电压生成部，其生成具有与上述第二电压同相的波动分量的基准电压；以及输出选择部，其与上述第二传送线和上述基准电压生成部相连接，对从上述第二传送线输入的信号和从上述基准电压生成部输入的上述基准电压进行选择输出。 本专利技术所涉及的摄像装置的特征在于，在上述专利技术中，还具备第二传送线复位部，其将上述第二传送线复位为第三电压；以及采样保持部，其设置于上述第二传送线与上述输出选择部之间，关于上述光噪声和信号读出动作，通过反复进行当向上述第二传送线输出了上述第一传送线的信号时在由上述采样保持部对从上述第一传送线输出的信号进行采样之后将上述第二传送线复位，来仅将从上述第一传送线输出的信号输入到上述输出选择部。 本专利技术所涉及的摄像装置的特征在于，在上述专利技术中，还具备基准电压生成部，该基准电压生成部生成基于上述第一电压的基准电压，上述基准电压生成部具备:基准电压生成部复位部，其将该基准电压生成部的电压复位为上述第一电压；基准电压生成部信号输出部，其输出上述基准电压生成部复位部的信号；以及第三传送部，其将来自上述基准电压生成部信号输出部的信号作为上述基准电压向上述第二传送线输出，上述驱动部驱动上述第二传送部和上述第三传送部，使得向上述第二传送线交替地输出从上述第一传送线输出的信号和上述基准电压。 本专利技术所涉及的内窥镜系统的特征在于，具备:上述专利技术中的摄像装置；发送部，其发送由上述摄像装置输出的、从上述第一传送线输出的信号和上述基准电压；接收部，其接收由上述发送部发送的信号；以及运算部，其对由上述接收部接收的信号进行运算。 本专利技术所涉及的内窥镜系统的特征在于，在上述专利技术中，上述运算部具备:信号强度测量部，其测量由上述接收部接收的信号的信号强度；放大率设定部，其基于测量出的上述信号强度来设定由上述接收部接收的信号的放大率；以及摄像信号运算部，其基于上述放大率和上述基准电压来运算从上述第一传送线输出的信号和上述基准电压，并输出将从上述第一传送线输出的信号减去传送时的共模噪声分量而得到的摄像信号。 本专利技术所涉及的内窥镜系统，其特征在于，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种摄像装置，其特征在于，具备：光电转换元件，其与受光量相应地进行光电转换并存储电荷；第一传送部，其传送所存储的上述电荷；电荷转换部，其将所传送的上述电荷转换为电压信号或者电流信号；电荷转换部复位部，其将上述电荷转换部复位为第一电压；信号输出部，其输出进行上述转换而得到的信号；第一传送线，其与上述信号输出部连接；传送电容，其与上述第一传送线连接；第二传送部，其经由上述传送电容与上述第一传送线连接，通过利用上述传送电容的电容耦合来从上述第一传送线向该第二传送部输出信号；传送电容复位部，其将上述传送电容复位为第二电压；第二传送线，其输出来自上述第二传送部的信号；以及驱动部，其通过噪声信号读出动作以及光噪声和信号读出动作来从上述第一传送线经由上述第二传送部输出信号，其中，该噪声信号读出动作为：在将上述第一传送部设为截止状态并由上述电荷转换部复位部将上述电荷转换部复位之后，经由上述信号输出部向上述第一传送线输出上述电荷转换部的信号时由上述传送电容复位部将上述传送电容复位，该光噪声和信号读出动作为：在将上述传送电容复位部设为截止状态并将上述第一传送部设为导通状态而传送了由上述光电转换元件存储的电荷之后，经由上述信号输出部向上述第一传送线输出上述电荷转换部的信号。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.01.23 JP 2013-0105401.一种摄像装置，其特征在于，具备: 光电转换元件，其与受光量相应地进行光电转换并存储电荷； 第一传送部，其传送所存储的上述电荷； 电荷转换部，其将所传送的上述电荷转换为电压信号或者电流信号； 电荷转换部复位部，其将上述电荷转换部复位为第一电压； 信号输出部，其输出进行上述转换而得到的信号； 第一传送线，其与上述信号输出部连接； 传送电容，其与上述第一传送线连接； 第二传送部，其经由上述传送电容与上述第一传送线连接，通过利用上述传送电容的电容耦合来从上述第一传送线向该第二传送部输出信号； 传送电容复位部，其将上述传送电容复位为第二电压； 第二传送线，其输出来自上述第二传送部的信号；以及 驱动部，其通过噪声信号读出动作以及光噪声和信号读出动作来从上述第一传送线经由上述第二传送部输出信号，其中，该噪声信号读出动作为:在将上述第一传送部设为截止状态并由上述电荷转换部复位部将上述电荷转换部复位之后，经由上述信号输出部向上述第一传送线输出上述电荷转换部的信号时由上述传送电容复位部将上述传送电容复位，该光噪声和信号读出动作为:在将上述传送电容复位部设为截止状态并将上述第一传送部设为导通状态而传送了由上述光电转换元件存储的电荷之后，经由上述信号输出部向上述第一传送线输出上述电荷转换部的信号。2.根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，还具备: 基准电压生成部，其生成具有与上述第二电压同相的波动分量的基准电压；以及输出选择部，其与上述第二传送线和上述基准电压生成部相连接，对从上述第二传送线输入的信号和从上述基准电压生成部输入的上述基准电压进行选择输出。3.根据权利要求2所述的摄像装置，其特征在于，还具备: 第二传送线复位部，其将上述第二传送线复位为第三电压；以及 采样保持部，其设置于上述第二传送线与上述输出选择部之间， 关于上述光噪声和信号读出动作，通过反复进行当向上述第二传送线输出了上述第一传送线的信号时由上述采样保持部对从上述第一传送线输出的信号进行采样之后将上述第二传送线复位，来仅将从上述第一传送线输出的信号输入到上述输出选择部。4.根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于， 还具备基准电压生成部，该基准电压生成部生成基于上述第一电压的基准电压， 上述基准电压生成部具备: 基准电压生成部复位部，其将该基准电压生成部的电压复位为上述第一电压； 基准电压生成部信号输出部，其输出上述基准电压生成部复位...

【专利技术属性】
技术研发人员：赤羽奈奈，小野诚，西胁隆浩，足立理，
申请(专利权)人：奥林巴斯医疗株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP