[發明專利]攝像裝置和攝像系統

有效

• 申請號: 201380023910.5
• 申請日: 2013-06-07
• 公開（公告）號: CN104271027B
• 公開（公告）日: 2017-06-23
• 發明（設計）人: 大河文行;田中靖洋;松井泰憲
• 申請（專利權）人: 奧林巴斯株式會社
• 主分類號: A61B1/04
• 分類號: A61B1/04;H04N5/367;H04N7/18;G02B23/24
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司11127
• 代理人: 李輝,于靖帥

技術領域

本發明涉及例如能夠從攝像用的多個像素中的被任意指定為讀出對象的像素輸出光電轉換后的電信號作為圖像信息的攝像裝置和攝像系統。

背景技術

以往，在醫療領域中，在對患者等被檢體的臟器進行觀察時使用內窺鏡系統。內窺鏡系統具有：插入部，其例如具有撓性且呈細長形狀，被插入到被檢體的體腔內；攝像元件(攝像裝置)，其設置在插入部的前端，對體內圖像進行攝像；以及顯示部，其能夠顯示由攝像元件進行攝像而得到的體內圖像。在使用內窺鏡系統取得體內圖像時，在將插入部插入到被檢體的體腔內后，從該插入部的前端對體腔內的活體組織照射白色光等照明光，攝像元件對體內圖像進行攝像。醫師等用戶根據顯示部顯示的體內圖像進行被檢體的臟器的觀察。

圖14是示出現有的攝像元件的結構的電路圖。另外，下面對攝像元件具有CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor：互補金屬氧化物半導體)圖像傳感器的情況進行說明。攝像元件具有：受光部，其對來自光學系統的光進行光電轉換并輸出電信號作為圖像信息，分別具有蓄積與光量對應的電荷的光電二極管和對光電二極管蓄積的電荷進行放大的放大器的多個像素P 100被配設成二維矩陣狀；以及讀出部(垂直掃描電路VC 100(行選擇電路)和水平掃描電路HC 100(列選擇電路))，其讀出受光部的多個像素中的被任意地設定為讀出對象的像素生成的電信號作為圖像信息。垂直掃描電路VC 100和水平掃描電路HC 100分別與各像素P 100連接，是用于選擇讀出對象像素的電路。

圖15是示出現有的受光部的單位像素的結構的電路圖。圖16是示意性地示出現有的攝像元件中的信號傳送的時序圖。如圖15、16所示，現有的單位像素具有：光電二極管PD 100，其將入射光光電轉換為與其光量對應的信號電荷量并進行蓄積；電容器FD 100，其將從光電二極管PD 100轉送的信號電荷轉換為電壓電平；轉送晶體管T-TR 100，其在導通期間內將光電二極管PD 100中蓄積的信號電荷轉送到電容器FD 100；復位晶體管RS-TR 100，其釋放電容器FD 100中蓄積的信號電荷并進行復位；行選擇晶體管S-TR 100，其在選擇該單位像素包含的水平行作為讀出對象行(line)的情況下進行導通控制；以及輸出晶體管SF-TR 100，其利用源極跟隨器將基于行選擇晶體管S-TR 100為導通狀態時轉送到電容器FD 100的信號電荷的電壓電平的變化輸出到規定的信號線。另外，各像素P 100與電源Vdd連接。

在上述結構的像素P 100中，當復位脈沖成為高電平(上升)時，復位晶體管RS-TR 100進行導通控制，電容器FD 100復位。然后，在光電二極管PD 100中依次蓄積與入射光量對應的信號電荷。這里，在受光部中的讀出對象單位像素P 100中，當轉送晶體管T-TR 100進行導通控制時(電荷轉送脈沖上升時)，開始從光電二極管PD 100向電容器FD 100轉送信號電荷。并且，通過來自垂直掃描電路VC 100(行選擇電路)的行選擇脈沖將行選擇晶體管S-TR 100控制成導通狀態，由此，按照讀出順序，各行的像素信息(光電二極管PD 100的信號電荷)作為像素信號輸出到讀出部。并且，根據該像素信號的輸出，像素輸出電壓Vpout從復位電平變化成影像電平。

這樣，在對來自各像素P 100的圖像信號進行了例如使用了相關雙采樣(Correlated Double Sampling)法的噪聲降低等信號處理后，圖像信號作為輸出電壓Vcout輸出到外部。此時，進行信號處理的信號處理部以最大(max)和最小(min)之間的電壓電平輸出影像信號(參照圖16)。

圖17是示意性地示出現有的受光部中的各行的信號傳送的時序圖。受光部根據來自垂直掃描電路VC 100(行選擇電路)的行選擇脈沖來選擇行(m)，關于選擇出的行的像素，按照列(n)的編號依次輸出像素信號。例如，如圖17(a)所示，選擇m＝1作為行，按照列(n)的編號順序使各列的像素輸出像素信號。然后，如圖17(b)所示，關于選擇出的行(m＝2、…、m)，從各列的像素輸出像素信號。

但是，在具有上述攝像元件的內窺鏡系統中，在產生了不良情況的情況下，需要確定故障部位。這里，在所顯示的圖像中產生異常的情況下，在確定上述插入部、攝像裝置和顯示部中的哪個部位產生故障方面，各部(插入部、攝像裝置和顯示部)之間的故障的判定，能夠通過分別更換為其他部件來確定。