内窥镜用信号处理装置制造方法及图纸

内窥镜中搭载了固体摄像元件，该固体摄像元件具有进行光电转换的图像区域以及光学黑体区域、并内置有放大率可变的功能，对于从该固体摄像元件输出的模拟的输出信号，第一信号钳位电路以不受光学黑体区域的缺陷像素影响的模拟的基准信号进行钳位，以适于模拟信号处理电路的输入范围。该钳位后的信号由模拟信号处理电路进行通过图像区域进行了光电转换的信号成分的提取处理。该模拟信号处理电路的输出信号由第二信号钳位电路、使用比光学黑体区域中的至少水平方向的像素数大的像素数的输出信号，对所述光学黑体区域的信号进行钳位。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及进行对于内窥镜中内置的摄像元件的信号处理的内窥镜用信号处理装置。
技术介绍
近年来，在内窥镜的插入部的前端部内置了固体摄像元件的电子内窥镜正在普及。此外，例如日本特开2001-29313号公报中公开的那样，提出了内置了在固体摄像元件的内部具有放大功能的固体摄像元件的电子内窥镜。如该先前的例子这样，在固体摄像元件的内部具有放大功能的电子内窥镜中，从信号处理装置侧施加对放大率(或灵敏度)进行可变控制的放大率控制信号，从而可以对从固体摄像元件输出的输出信号的信号电平进行可变控制，因此具有如下优点例如在荧光观察这样微弱的光的情况下，也可以得到S/N好的图像。在将这样的通过放大率控制信号的施加可以改变放大率的固体摄像元件容纳于电子内窥镜的前端部的情况下，与通常的固体摄像元件同样，希望尽可能地减小尺寸来容纳。因此，作为内置于现有的电子内窥镜中的可改变放大率的电荷耦合元件(略记作CCD(Charge Coupled Device，电荷耦合装置))97，如图15(a)所示，采用与(与内置于内窥镜的情况相比，将尺寸小型化的必要性小的)CCD 98(参照图15(b))相比，减少了光学黑体区域(略记作OB区域)的水平方向的宽度(像素数)的元件。使用这样的CCD 97，经由水平传输路径读出积蓄在图像区域中的信号电荷时，例如成为图15(c)这样。如图15(c)所示，有时在所读出的输出信号中存在从正常的光电转换电平向大的一方大幅脱离的像素、即缺陷像素。该缺陷像素通常被称作亮点。该亮点由光电二极管形成时的杂质引发，而且表示取决于温度的特性，温度越高则亮点的影响越大。具体来说，如图15(d)所示，亮点的强度(输出电平)与温度大致成正比地增大。此外，亮点在增大放大率或积蓄时间时其强度增大，更具体来说，如图15(e)所示，其强度与放大率大致成正比地增大。为了表示这样的特性，在插入体内来进行内窥镜检查的医疗用的电子内窥镜中，处于在高于常温的温度下使用的状态，因此希望减轻亮点的影响。另外，也考虑了利用珀尔贴(Peltier)元件来进行冷却的方法，但若使用帕尔贴元件则导致电子内窥镜的插入部的前端部变粗。使用这样的CCD 97进行信号处理而得到内窥镜图像的情况下，CCD输出信号被输入到进行相关双采样(Correlated double sampling，略记作CDS)的CDS电路中，但需要在其前级进行模拟钳位(analog clamp)以适于该CDS电路的输入范围。在先前例子中，在输入CDS电路等模拟信号处理电路的情况下，由于在CCD 97的光学黑体(略记作OB)区域中进行钳位，所以若OB区域中存在亮点，则被钳位到比原来要钳位的电位电平高的电位电平，因此图像区域的输出电平相对降低，图像内发生出现黑线这样的画质的恶化(如后所述，在图6B中也进行说明)。此外，这样在元件本身内可改变放大率的CCD 97的情况下，可以将放大率设定得较大来使用，所以与不能改变放大率的通常的CCD相比，亮点的影响变得显著。此外，如上所述，在内窥镜用的CCD 97中，很大程度上需要减小芯片尺寸，OB区域的、特别是水平方向的像素数少，因此具有存在亮点时画质劣化的缺点。本专利技术鉴于上述方面而完成，其目的在于提供可以防止OB区域中的亮点等缺陷像素引起的画质的劣化的内窥镜用信号处理装置。
技术实现思路
本专利技术的特征在于，包括模拟信号处理单元，其对于从搭载于内窥镜中的固体摄像元件输出的模拟的输出信号，进行由图像区域进行了光电转换的信号成分的提取处理，该固体摄像元件具有进行光电转换的所述图像区域以及光学黑体区域、内置放大率可变的功能；第一信号钳位单元，其对不受所述光学黑体区域的缺陷像素的影响的模拟的基准信号进行钳位，以适合于所述模拟信号处理单元的输入范围，输入到所述模拟信号处理单元；以及第二信号钳位单元，其对于所述模拟信号处理单元的输出信号，使用比所述光学黑体区域中的至少水平方向的像素数大的像素数的输出信号，对所述光学黑体区域的信号进行钳位。通过上述结构，不对有存在缺陷像素的可能性的光学黑体区域的信号进行钳位，而以不受虚拟部等缺陷像素影响的信号为基准信号进行钳位。进而，通过以大于光学黑体区域中的水平方向的像素数的像素数的输出信号进行钳位，可以防止光学黑体区域中的亮点等缺陷像素引起的画质的劣化。附图说明图1是表示具有本专利技术的实施例1的内窥镜装置的概略结构的方框图。图2是表示实施例1的电荷耦合元件型固体摄像元件的结构的方框图。图3是实施例1的各种脉冲ΦCMD、ΦS1、ΦS2的时序图。图4是表示实施例1的CMD施加电压和CMD放大率的关系的说明图。图5A是表示构成实施例1的视频信号处理电路的结构的方框图。图5B是表示图5A中的模拟钳位电路的结构的方框图。图5C是表示图5A中的数字钳位电路的结构的方框图。图6A是表示模拟钳位电路中的动作内容的时序图。图6B是表示先前例子中的模拟钳位电路中的动作内容的时序图。图7是实施例1的特殊光模式时的CCD的驱动的时序图。图8是实施例1的普通光模式时的CCD的驱动的时序图。图9是表示实施例1的CCD灵敏度特性(监视器输出信号)的曲线图。图10是表示实施例1的CCD灵敏度特性(S/N)的曲线图。图11是表示实施例1的RGB旋转滤波器的结构的平面图。图12是表示实施例1的荧光观察中的光源装置的分光特性的曲线图。图13是表示实施例1的荧光观察中的荧光以及反射光的分光特性的曲线图。图14A是表示本专利技术的实施例2中的视频信号处理电路的结构的方框图。图14B是对于有亮点的像素、用其周围的像素进行数字图像校正的说明图。图14C是表示亮点校正电路的结构的图。图14D是表示变形例中的视频信号处理电路的结构的方框图。图15是表示先前例子中的电荷耦合元件型固体摄像元件的结构等的图。具体实施例方式以下，参照附图说明本专利技术的实施例。(实施例1)参照图1至图13说明本专利技术的实施例1。首先，说明具有本实施例的内窥镜装置的结构。如图1所示，具有实施例1的内窥镜装置1构成为包括被插入患者的体腔内的医疗用的电子内窥镜(以下，略记作内窥镜)2；自由装卸地连接了该内窥镜2，并对内窥镜2供给照明光，同时进行对于摄像单元的信号处理的处理器3；以及显示内窥镜图像的监视器6。处理器3内置有实施例1的内窥镜用信号处理装置(以下，简单地略记作信号处理装置)4和光源装置5。另外，也可以将光源装置5与处理器3分开设置。在处理器3的视频输出端连接监视器6，在该监视器6中，输入通过由处理器3的信号处理装置4进行图像处理生成的视频信号，显示与该视频信号对应的内窥镜图像。内窥镜2具有被插入患者体腔内的细长的插入部10。这里，插入部10在消化管用、支气管用、头颈部用(咽头部用)或膀胱用的情况下，由软性材料构成，在腹腔、胸腔或子宫用的情况下，由硬性材料构成。在该插入部10的内部插入了传输照明光的光导管(lightguide)11。该光导管11的后端自由装卸地与处理器3的光源装置5连接，从光源装置5对该光导管11的后端供给照明光。对该光导管11的后端供给的照明光通过该光导管11被传输到其前端面。该导光管11的前端面被配置在插入部10的前端部12内，从该光导管11的前端面再经由安装在相对的照明窗上的照明透镜本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种内窥镜用信号处理装置，其特征在于，包括：模拟信号处理单元，其对于从搭载于内窥镜中的固体摄像元件输出的模拟的输出信号，进行信号成分的提取处理，该固体摄像元件具有进行光电转换的图像区域以及光学黑体区域、并内置有放大率可变的功能，该信 号成分是由所述图像区域进行光电转换而得到的；第一信号钳位单元，其对不受所述光学黑体区域的缺陷像素的影响的模拟的基准信号进行钳位，以适合于所述模拟信号处理单元的输入范围，输入到所述模拟信号处理单元；以及第二信号钳位单元，其对于 所述模拟信号处理单元的输出信号，使用比所述光学黑体区域中的至少水平方向的像素数大的像素数的输出信号，对所述光学黑体区域的信号进行钳位。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：石原英明，塙隆行，道口信行，大河文行，
申请(专利权)人：奥林巴斯株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]