[發明專利]攝像元件、攝像裝置以及內窺鏡系統

有效

• 申請號: 201480013446.6
• 申請日: 2014-03-31
• 公開（公告）號: CN105009569B
• 公開（公告）日: 2018-09-11
• 發明（設計）人: 小野誠;赤羽奈奈;齋藤匡史;萩原義雄;山崎晉
• 申請（專利權）人: 奧林巴斯株式會社
• 主分類號: H04N5/357
• 分類號: H04N5/357;A61B1/04;H01L27/146;H04N5/374
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇

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；第二傳送線，其輸出由上述第一傳送線傳送的攝像信號；列選擇開關，其從上述二維矩陣中選擇一個像素列，以將由上述第一傳送線傳送的攝像信號輸出到上述第二傳送線；列源極跟隨器，其具有被輸入由上述第一傳送線傳送的攝像信號的柵極，該列源極跟隨器的漏極端與電源電壓連接，源極端與上述列選擇開關連接；以及電位設定單元，其將上述列源極跟隨器的上述源極端側電位設定為規定電位。

技術領域

本發明涉及一種攝像元件、攝像裝置以及內窺鏡系統。

背景技術

以往，已知在具有CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor：互補金屬氧化物半導體)圖像傳感器的攝像裝置中，為了去除因每個像素的晶體管的偏差導致的固定模式噪聲和單位像素內的電荷電壓轉換部的復位噪聲，而對每個像素列設置噪聲去除部(例如參照專利文獻1和專利文獻2)。

圖12是表示以往的攝像裝置的結構的電路圖。在該例中，對攝像裝置500具有CMOS圖像傳感器的情況進行說明。

攝像裝置500例如配置于內窺鏡的前端部，包括受光部和讀出部。受光部包括：多個單位像素530，該多個單位像素530以跨越多行多列的方式被配置為二維矩陣狀；以及多個垂直傳送線539，對二維矩陣的各列分別設置垂直傳送線539，該多個垂直傳送線539用于傳送從各單位像素530輸出的信號。讀出部包括：垂直掃描部(行選擇電路)541；像素驅動線549，其將來自垂直掃描部541的驅動信號提供到各單位像素530；對每個像素列設置的噪聲去除部543；以及水平掃描部(列選擇電路)558。

各單位像素530具備：光電轉換元件，其蓄積與入射光量相應的信號電荷；電荷轉換部，其對從光電轉換元件傳送來的信號電荷進行電壓轉換；傳送晶體管，其將信號電荷從光電轉換元件傳送到電荷轉換部；復位晶體管，其對被傳送到電荷轉換部的信號電荷進行復位；行選擇晶體管；以及輸出晶體管，其將攝像信號輸出到垂直傳送線539。

讀出部通過垂直掃描部(行選擇電路)541使任意的行的行選擇晶體管成為導通狀態，來將攝像信號讀出到垂直傳送線539。所讀出的攝像信號被輸出到噪聲去除部543來去除噪聲成分。之后，通過水平掃描部558被作為圖像信息輸出到外部。

圖13是表示圖12所示的攝像裝置的噪聲去除部的結構的電路圖。噪聲去除部543具備：一端側與垂直傳送線539連接的采樣保持用晶體管544、一端側與晶體管544的另一端側連接的耦合電容器(AC耦合電容)CC、連接在AC耦合電容CC的另一端側與地面之間的電荷蓄積用電容器(采樣電容)CS、以及同AC耦合電容CC與采樣電容CS之間的連接節點SN連接的電位箝位晶體管545。此外，連接節點SN與包括列選擇晶體管的水平掃描部558連接。

噪聲去除部543首先在進行像素復位時使采樣保持用晶體管544成為導通狀態來通過AC耦合電容CC傳遞由垂直傳送線539傳送來的噪聲信號，使電位箝位晶體管545成為規定期間導通狀態來將噪聲信號水平采樣到電容CS中。之后，在讀出攝像信號時，再次通過AC耦合電容CC傳遞包含噪聲信號的攝像信號(光噪聲和信號)。進行像素復位后的攝像信號的與電壓變化相應的部分被傳遞，因此，結果是，能夠取出從光噪聲和信號中減去噪聲信號得到的攝像信號。

專利文獻1：日本特開2000-059691號公報

專利文獻1：日本特開2006-121652號公報

發明內容

發明要解決的問題