[發(fā)明專利]攝像元件、攝像裝置、內(nèi)窺鏡、內(nèi)窺鏡系統(tǒng)以及攝像元件的驅(qū)動方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201480009473.6
• 申請日: 2014-03-28
• 公開（公告）號: CN105075242B
• 公開（公告）日: 2018-01-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 田邊讓;細(xì)貝克己;足立理
• 申請（專利權(quán)）人: 奧林巴斯株式會社
• 主分類號: H04N5/341
• 分類號: H04N5/341;A61B1/04;G02B23/24;H04N5/374
• 代理公司: 北京林達(dá)劉知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11277
• 代理人: 劉新宇,張會華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種攝像元件、攝像裝置、內(nèi)窺鏡、內(nèi)窺鏡系統(tǒng)以及攝像元件的驅(qū)動方法。

背景技術(shù)

以往，在具有CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor：互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)攝像元件的攝像裝置中，一般來說，各單位像素具備至少一個光電轉(zhuǎn)換元件(光電二極管)、電荷轉(zhuǎn)換部、傳送晶體管、電荷轉(zhuǎn)換部復(fù)位晶體管、像素源極跟隨晶體管以及像素輸出開關(guān)晶體管。

光電轉(zhuǎn)換元件中所蓄積的電荷通過傳送晶體管被讀出，通過電荷轉(zhuǎn)換部被進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換，經(jīng)由像素源極跟隨晶體管和像素輸出開關(guān)晶體管被輸出到垂直傳送線。在這樣的攝像裝置中，通過控制像素輸出開關(guān)晶體管的驅(qū)動來進(jìn)行像素選擇。

近年來，為了實現(xiàn)攝像元件的小型化而進(jìn)行了各種努力。作為其中之一，提出了省略構(gòu)成各單位像素的像素輸出開關(guān)晶體管來實現(xiàn)像素結(jié)構(gòu)的簡化(例如參照專利文獻(xiàn)1)。

專利文獻(xiàn)1：日本特開2004-172950號公報

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明要解決的問題

以往，在省略了像素輸出開關(guān)晶體管的攝像元件中，在接受來自外部的同步信號來進(jìn)行像素的選擇動作的情況下，當(dāng)接收到該來自外部的同步信號時，進(jìn)行像素的選擇動作，在所選擇的該像素的讀出結(jié)束后，進(jìn)行了所選擇的該像素的非選擇動作。因此，當(dāng)在本應(yīng)輸入同步信號的定時以外的定時輸入同步信號時，不會正常地進(jìn)行正被讀出的像素的非選擇動作，而成為在輸入該同步信號時被選擇了的像素仍被選擇的狀態(tài)，可能與接受該同步信號而新選擇出的像素重疊地被選擇。由此，至少一幀的攝像信號發(fā)生了重疊，有可能在多個幀中發(fā)生掉幀。

在將這樣的攝像元件用于內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的情況下，此時發(fā)生掉幀可能會妨礙觀察被攝體。

另外，在內(nèi)窺鏡系統(tǒng)中，很多情況下與電手術(shù)刀等產(chǎn)生噪聲的設(shè)備一并使用，電手術(shù)刀等所產(chǎn)生的噪聲有時會被攝像元件誤識別為來自外部的同步信號。例如，在攝像元件被設(shè)置于內(nèi)窺鏡的插入部的前端并且同步信號經(jīng)由插入部被傳輸?shù)綌z像元件的情況下，由于長條的插入部而容易受到電手術(shù)刀等產(chǎn)生的噪聲的影響，由于因該外部干擾導(dǎo)致的同步信號的誤識別，也可能會產(chǎn)生如上述那樣的掉幀。

本發(fā)明是鑒于上述的情況而完成的，其目的在于提供一種能夠防止因在本應(yīng)該輸入同步信號的定時以外的定時輸入的同步信號而導(dǎo)致掉幀的攝像元件、攝像裝置、內(nèi)窺鏡、內(nèi)窺鏡系統(tǒng)以及攝像元件的驅(qū)動方法。

用于解決問題的方案

為了解決上述問題而達(dá)成目的，本發(fā)明的攝像元件的特征在于，具備：多個像素，該多個像素被配置成二維矩陣狀，從外部接收光，生成與受光量相應(yīng)的攝像信號并輸出該攝像信號；第一傳送線，其與上述像素連接，該第一傳送線用于傳送上述攝像信號；像素選擇單元，其進(jìn)行選擇動作和非選擇動作，該選擇動作是為了將上述攝像信號讀出至上述第一傳送線而從上述多個像素中選擇出選擇對象像素的動作，該非選擇動作是用于解除所選擇的上述像素的選擇的動作；以及控制單元，其控制上述像素選擇單元，使得在根據(jù)來自外部的同步信號進(jìn)行上述非選擇動作之后進(jìn)行新的選擇對象像素的選擇動作。

本發(fā)明所涉及的攝像元件的特征在于，在上述發(fā)明的基礎(chǔ)上，還具備基準(zhǔn)電壓生成部，該基準(zhǔn)電壓生成部生成第一電壓和比上述第一電壓低的第二電壓，上述像素具備：光電轉(zhuǎn)換元件，其根據(jù)受光量來進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，并蓄積電荷；第一傳送部，其傳送所蓄積的上述電荷；電荷轉(zhuǎn)換部，其將所傳送的上述電荷轉(zhuǎn)換為攝像信號；像素復(fù)位部，其與上述基準(zhǔn)電壓生成部及上述電荷轉(zhuǎn)換部連接，該像素復(fù)位部通過提供由上述基準(zhǔn)電壓生成部生成的上述第一電壓來將上述電荷轉(zhuǎn)換部復(fù)位為上述第一電壓；以及像素放大晶體管，其具有與上述電荷轉(zhuǎn)換部連接的柵極，并與上述基準(zhǔn)電壓生成部及上述第一傳送線連接，當(dāng)對上述柵極施加上述第一電壓時，該像素放大晶體管成為導(dǎo)通狀態(tài)，當(dāng)對上述柵極施加上述第二電壓時，該像素放大晶體管成為截止?fàn)顟B(tài)，上述像素選擇單元通過使上述選擇對象像素的上述像素放大晶體管成為導(dǎo)通狀態(tài)來進(jìn)行上述選擇動作，通過使所選擇的上述像素的上述像素放大晶體管成為截止?fàn)顟B(tài)來進(jìn)行用于解除所選擇的上述像素的選擇的非選擇動作。

本發(fā)明所涉及的攝像裝置的特征在于，具備上述發(fā)明的攝像元件。

本發(fā)明所涉及的內(nèi)窺鏡的特征在于，在插入部的前端側(cè)具備上述發(fā)明的攝像裝置。

本發(fā)明所涉及的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的特征在于，具備上述發(fā)明的內(nèi)窺鏡以及將上述攝像信號轉(zhuǎn)換為圖像信號的處理單元。