JP4097787B2 - Electronic endoscope device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は固体撮像素子の出力信号に対して信号処理すると共に、非信号読み出し期間における電力消費を低減化した電子内視鏡装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、電荷結合素子(CCD)等の固体撮像素子を用いた電子内視鏡装置が種々提案されている。この電子内視鏡装置は、細長の挿入部内に被写体を撮像する固体撮像素子を設けた内視鏡と、前記固定撮像素子へ駆動信号を供給するとともに、前記固体撮像素子からの撮像信号をケーブルを介して取込み当該撮像信号を処理するビデオプロセッサ部とを備え、このビデオプロセッサ部からの映像信号をモニタにて表示させるようにしたものとして知られている。
【0003】
このようにCCDを備えた電子内視鏡装置において、固体撮像素子周辺の実装及び撮像信号の出力回路や伝送方式に関して種々の提案がなされている。例えば、本出願人により、特願平9−71632号では図11に示すものに類似した電子内視鏡装置が提案されている。
【0004】
図11に示す電子内視鏡装置1′は、固体撮像素子としてCCD10を備えた電子内視鏡(スコープとも記す)2と、被写体に照射する照明光を供給する光源装置3と、前記CCD10へ駆動信号を供給するとともに、前記CCD10からの撮像信号を伝送ケーブル18を介して取込み当該撮像信号を処理するビデオプロセッサ4′と、前記ビデオプロセッサ4′から出力される映像信号を表示するカラーモニタ5とを備えている。
【0005】
上記電子内視鏡2は、細長の挿入部6を有し、この挿入部6の後端には太幅のの操作部8が形成されている。挿入部6内には照明光を伝送するライトガイド7が挿通されており、このライトガイド7の後端は光源装置3に着脱自在で接続され、ランプ13からの照明光がコンデンサレンズ12を介してこのライトガイド7の後端面に供給される。この照明光は伝送され、先端部31に取り付けられた先端面からさらに、照明レンズ14を介して被写体に照射される。
【0006】
挿入部6の先端部31には、対物レンズ9が設けられ、被写体像をその焦点面に結ぶ。この焦点面にはCCD10が配置されている。なお、被写体像は、CCD10のCCDチップ前面の色フィルタにより光学的に色分離される。
【0007】
このCCD10によって光電変換されて、光学的に色分離された被写体像に応じた電荷として蓄積される。このCCD10は、ビデオプロセッサ4′内に設けたCCDドライバ16からのCCDドライブ信号がケーブル17を介して印加されることにより蓄積電荷が読み出される。
【0008】
この読み出された信号(撮像信号ともいう)は、このCCD10の内部に設けたインピーダンス低減手段である出力アンプ33(図12参照)により増幅された後、操作部8及び挿入部6内に配線された同軸ケーブル18を介してその終端に接続されたビデオプロセッサ4′の内部のプリアンプ20に入力される。
【0009】
このプリアンプ20の入力端、つまり同軸ケーブル18の終端は消費電力低減化手段を構成する終端回路となる抵抗R1 及びスイッチSを介して接地されると共に、抵抗R2を介して接地されている。このスイッチSは制御回路22によりON/OFFが制御される。
【0010】
前記電子内視鏡2の挿入部6に設けられたCCD10の電源端子には、ビデオプロセッサ4′の内部の電源回路(図示せず)から発生する約15〔V〕のCCD電源Vccがケーブル22を介して供給されている。
【0011】
前記CCD10の内部には、既に説明したが、前記インピーダンス低減手段である出力アンプ33が設けられている。この出力アンプ33の出力段の電源端子VDDには、前記ビデオプロセッサ4′の内部の電源Vccがケーブル22を介して供給される。
【0012】
プリアンプ20の出力信号はCDS回路23により、リセットノイズ等が除去されたベースバンドの信号成分が抽出され、A/Dコンバータ24でデジタル信号に変換される。このデジタル信号はデジタル映像処理回路25で映像処理された後、D/Aコンバータ26を経てアナログ映像信号に変換され、カラーモニタ5に出力され、内視鏡画像表示エリア5Aに内視鏡画像を表示する。制御回路21はCDS回路23、A/Dコンバータ24、デジタル映像処理回路25、D/Aコンバータ26の動作を制御する。
【0013】
この電子内視鏡2に採用されているCCD10を図12に示す。図12に示すCCD10は、インターライン転送方式を採用したものであり、受光部40はマトリクス上に配列されたフォトダイオードで構成されている。符号41は読出ゲートであり、この読出ゲート41に垂直転送CCD42が設けられている。また垂直転送CCD42は、水平転送CCD43上に設けられている。
【0014】
水平転送CCD43の一端には、出力ゲート44が形成されている。前記読出ゲート41には、読出ゲート端子LGが接続されている。また、垂直転送CCD42には、垂直駆動パルスφV1 、φV2 、φV3 、φV4 が供給できるようになっている。水平転送CCD43には、水平駆動パルスφH1 、φH2 が供給できるようになっている。
【0015】
前記出力ゲート44は、出力アンプ33の入力端子に接続されている。出力ゲート44には、出力ゲート端子OGを介して約7〔V〕の電源電圧が印加されている。
【0016】
前記出力アンプ33は、電界効果トランジスタ(FET)からなる増幅用トランジスタQ1 と、前記トランジスタQ1 のソース電極とアースラインとの間に接続された電流源となるトランジスタQ2 と、リセットトランジスタQ3と、増幅用トランジスタQ4 と、前記トランジスタQ1 のソース電極とアースラインとの間に接続された電流源となるトランジスタQ5 と、出力段となる低インピーダス変換用のトランジスタQ6 とから構成されている。
【0017】
出力ゲート44はトランジスタQ1 のゲート電極とリセットトランジスタQ3 のソース電極に接続されている。トランジスタQ1 、Q4 のドレイン電極は電源Vccに接続されており、リセットトランジスタQ3 のドレイン電極も端子RDを介して電源端子Vccに接続されている。電源端子Vccには、約15〔V〕の電源電圧が印加されている。
【0018】
リセットトランジスタQ3 のゲート電極にはリセットパルスφRが印加されるようになっている。トランジスタQ2 は、ゲート電極とソース電極を共通接続してアースラインに接続し、ドレイン電極をトランジスタQ1 のソース電極に接続している。トランジスタQ1 のソース電極はトランジスタQ4 のゲート電極に接続されている。
【0019】
トランジスタQ4 のソース電極はトランジスタQ5 のドレイン電極に接続されている。トランジスタQ5 のソース電極とゲート電極は共通接続されてアースラインに接続されている。トランジスタQ4 のソース電極はトランジスタQ6 のゲート電極に接続されており、トランジスタQ6 のドレイン電極は電源端子VDDに接続されている。電源端子VDDは電源端子Vccに接続されている。
トランジスタQ6 のソース電極は出力端子Vout に接続されている。なお、アースラインは端子GND を介してビデオプロセッサ4′のアースラインに接続されている。
【0020】
そして、トランジスタQ1 、Q2 により第1段目のソースフォロワが構成され、トランジスタQ4 、Q5 により第2段目のソースフォロワが構成され、トランジスタQ6で出力ソースフォロワが構成されている。
各列のフォトダイオードで発生する電荷は、読出ゲート41を介して垂直転送CCD42に供給される。読出ゲート41には読み出しゲート端子LGを介して約3〔V〕の電源電圧が印加されており、フォトダイオードに生じた電荷が1フレームまたは1フィールド期間毎に読み出される。
【0021】
垂直転送CCD42の駆動は、垂直駆動パルス端子φV1 、φV2 、φV3 、φV4 を介して垂直駆動パルスφV1 、φV2 、φV3 、φV4 の4組のクロック信号が印加されることにより行われ、フォトダイオードに生じた電荷が所定のタイミングで読み出され転送されることになる。
垂直転送CCD42内を転送された電荷は、1走査線毎に水平転送CCD43に供給される。水平転送CCD43は、垂直転送CCD42から供給される電荷を1走査線づつ送り出している。水平転送CCD43は、水平駆動パルス端子φH1 、φH2 の2相クロック信号が印加されることにより行われる。水平転送CCD43の出力ゲート44を介して出力された信号電荷はトランジスタQ1 のゲート電極に入力される。
【0022】
リセットトランジスタQ3 は、リセットパルスφRが所定のタイミングで入力されることにより、受光部40のフォトダイオードの撮像信号が出力された後、トランジスタQ1 のゲート電極に印加されていた電荷がドレイン電極を介してリセットドレイン端子RDに向けて逃がされる。
【0023】
CCD10のPウエル端子GNDを介して0〔V〕の電源電圧が印加されている。出力ゲート44から出力された撮像信号は、トランジスタQ1 、Q2 からなる第1段目のソースフォロワで増幅し、さらにこの第1の段目のソースフォロワの出力信号をトランジスタQ3 、Q4 からなる第2段目のソースフォロワで増幅し、その第2段目のソースフォロワからの出力信号をトランジスタQ6 で構成した出力ソースフォロワで低インピーダンスに変換して、出力端子Vout 、前記同軸ケーブル18を介してビデオプロセッサ4の終端回路に供給される。
このようにMOS型の電界効果トランジスタを使用してCCD10の内部に出力アンプ33を構成している。
【0024】
この従来例ではCCD10に低インピーダンスに変換する出力アンプ33を内蔵し、しかもそれを内蔵したことによるCCD10での発熱を抑圧或いは低減化するために信号を読み出さない期間には同軸ケーブル18の終端部分に設けたスイッチSをOFFにして消費電力を抑える消費電力低減化手段を形成している。このように構成された従来例の電子内視鏡装置1による消費電力低減化の動作を説明する。図13(a)はモニタ画面を示し、図13(b)は水平同期信号を、図13(c)は水平期間における信号読み出し期間を、図13(d)は水平期間における制御信号の出力期間を示している。
【0025】
また、図13(b′)は垂直同期信号を、図13(c′)は垂直期間における信号読み出し期間を、図13(d′)は垂直期間における制御信号の出力期間を示す。
図13から分かるように制御回路21から出力される制御信号は内視鏡画像表示エリア5Aの期間に出力され、それ以外では出力されない。より具体的には、水平期間では水平同期信号から時間t1が経過した時刻から水平同期信号から時間t2までの期間に“H”となる制御信号が出力される。
【0026】
また、垂直期間では垂直同期信号から時間T1が経過した時刻から垂直同期信号から時間T2までの期間に“H”となる制御信号が出力される。
つまり、制御回路21は、前記スイッチSを、CCD10からの撮像信号を出力させる信号読出し期間(図13参照)に示す“H”となる制御信号でONとし、当該撮像信号を出力させない非信号読み出し期間では“L”となりオフとする。
【0027】
これにより、終端回路での電力消費を少なくする省電力化が可能となる。
つまり、図11において、制御信号が“H”の場合にはCCD10からみた直流的な終端抵抗Ron は
Ron = R1・R2/(R1+R2)
となる。
【0028】
一方、制御信号が“L”の場合にはCCD10からみた直流的な終端抵抗Roffは
Roff = R2
となる。
従って、Roff > Ron
となり、この従来例以前のように終端回路をRonで連続的に駆動していた場合よりも、消費電力を低減できる。
【0029】
【発明が解決しようとする課題】
この場合におけるCCD出力信号は図14ののようになり、信号読出し期間と非信号読出し期間とで大きな直流的なレベル差Vdcが発生する。
この大きな直流的レベル差Vdcが発生すると、プリアンプ20に入力されるCCD出力信号の振幅が見かけ上、大きくなり、このプリアンプ20及びその後段の信号処理系のダイナミックレンジを通常の場合よりも大きくしなければならなくなってしまう。
【0030】
このダイナミックレンジを大きくするためには、信号処理系の電源電圧を大きくしたり、回路構成をより複雑なものに変更する等が必要となり、回路規模が大きくなってしまうとか、コストが上昇する欠点が発生する。
【0031】
本発明は、上述した点に鑑みてなされたもので、電力消費低減を行っても、それに起因する直流的なレベル差をダイナミックレンジの拡大を必要としない程度に小さくすることができる電子内視鏡装置を提供することを目的としている。
【0032】
【課題を解決するための手段】
本発明の電子内視鏡装置は、
被写体を撮像する固体撮像素子を有する内視鏡と、前記固体撮像素子へ駆動信号を供給すると共に、前記固体撮像素子から出力される出力信号に対する信号処理を行う信号処理部と、がケーブルを介して接続された電子内視鏡装置において、
前記固体撮像素子は、当該固体撮像素子からの出力信号を電流増幅して前記ケーブルに送り出すインピーダンス低減手段を有し、
前記信号処理部は、
前記インピーダンス低減手段からの出力信号が入力されるとともに、当該出力信号のレベルを保持する信号レベル保持手段と、
前記インピーダンス低減手段からの出力信号及び前記信号レベル保持手段からの出力信号が入力されるとともに、当該入力を切り換えて出力を行う信号切り換え手段と、
前記固体撮像素子から信号読み出しを行う読み出し期間において、前記信号切り換え手段に対して前記インピーダンス低減手段からの出力信号を導通させて出力を行うとともに、前記固体撮像素子から信号読み出しを行わない非読み出し期間において、前記信号レベル保持手段からの出力信号を導通させて出力を行う制御手段と、
を有することを特徴とする。
【0033】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
(第1の実施の形態)
図1ないし図3は本発明の第1の実施の形態に係り、図1は第1の実施の形態の電子内視鏡装置の全体構成を示し、図2はビデオプロセッサの信号入力部付近の回路構成を示し、図3は動作説明図を示す。
【0034】
図1に示すように本発明の第1の実施の形態の電子内視鏡装置1は図11の電子内視鏡装置1′のビデオプロセッサ4′において、プリアンプ20の入力端にサンプルホールド回路(図1ではS/H)51と、切換スイッチ52とを設け、制御回路21からサンプルホールド回路51にはサンプルホールドパルスを印加し、また、スイッチSをON/OFFする制御信号で切換スイッチ52を切り換える制御を行うようにして直流的レベル差を解消ないしは小さくする手段を設けたビデオプロセサ4にしている。
【0035】
より詳細に説明すると、本発明の第1の実施の形態の電子内視鏡装置1は、固体撮像素子としてCCD10を備えた電子内視鏡(スコープとも記す)2と、被写体に照射する照明光を供給する光源装置3と、前記CCD10へ駆動信号を供給するとともに、前記CCD10からの撮像信号を伝送ケーブル18を介して取込み当該撮像信号を処理するビデオプロセッサ4と、このビデオプロセッサ4から出力される映像信号を表示するカラーモニタ5とを備えている。
【0036】
上記電子内視鏡2は、細長の挿入部6を有し、この挿入部6の後端には太幅のの操作部8が形成されている。挿入部6内には照明光を伝送するライトガイド7が挿通されており、このライトガイド7の後端は光源装置3に着脱自在で接続され、ランプ13からの照明光がコンデンサレンズ12を介してこのライトガイド7の後端面に供給される。この照明光は伝送され、先端部31に取り付けられた先端面からさらに、照明レンズ14を介して体腔内の患部等の被写体に照射される。
【0037】
挿入部6の先端部31には、対物レンズ9が設けられ、被写体像をその焦点面に結ぶ。この焦点面にはCCD10が配置されている。なお、被写体像は、CCD10のCCDチップ前面の色フィルタにより光学的に色分離される。
【0038】
このCCD10によって光電変換されて、光学的に色分離された被写体像に応じた電荷として蓄積される。このCCD10は、ビデオプロセッサ4内に設けたCCDドライバ16からのCCDドライブ信号がケーブル17を介して印加されることにより蓄積電荷が読み出される。
【0039】
この読み出された信号(撮像信号ともいう)は、このCCD10の内部に設けたインピーダンス低減手段である出力アンプ33(図12参照)により増幅された後、操作部8及び挿入部6内に配線された同軸ケーブル18を介してこの同軸ケーブル18の終端回路部分に接続されたビデオプロセッサ4内部のサンプルホールド回路51及び切換スイッチ52を経てプリアンプ20に入力される。
【0040】
このプリアンプ20の入力端、つまり、同軸ケーブル18の終端回路部分には消費電力低減化手段を構成する抵抗R1 及びスイッチSを介して接地されると共に、抵抗R2を介して接地されている。このスイッチSは制御回路21からの制御信号によりON/OFFされる。また、この制御信号は切換スイッチ52の切換を制御する。
【0041】
また、サンプルホールド回路51には制御回路21からサンプルホールドパルスが印加され、このサンプルホールドパルスの印加によりサンプリングした信号値をホールドし、非信号期間ではこのホールドした値を切換スイッチ52を介してプリアンプ20に入力させるようにして上述した直流的レベル差Vdcを解消するようにしている。
【0042】
本実施の形態における同軸ケーブル18の終端回路部分のより詳細な構成を図2に示す。
【0043】
同軸ケーブル18の終端は抵抗R1及びスイッチSを構成するスイッチング用トランジスタ53のコレクタ−エミッタを介して接地されると共に、抵抗R2を介して接地されている。
【0044】
このトランジスタ53のベースは抵抗R3を介して接地されると共に、抵抗R4及びコンデンサC1を介して制御信号が印加される制御信号入力端に接続されている。
【0045】
また、同軸ケーブル18の終端は直流阻止用コンデンサC2を介して切換スイッチ52の接点a及びサンプルホールド回路51の入力端に接続されている。このサンプルホールド回路51の入力端は抵抗R5を介して接地され、このサンプルホールド回路51の出力端は切換スイッチ52の接点bに接続されている。
【0046】
また、切換スイッチ52の切換制御端は制御信号入力端と接続され、サンプルホールド回路51のサンプルホールド制御端には制御回路21からサンプルホールドパルスが印加されるようになっている。
【0047】
このサンプルホールドパルスは図3に示すように読み出し期間におけるOB部のOB部読出し期間に出力され、このOB部のレベルをサンプルホールド回路51は保持し、非読み出し期間には切換スイッチ52の接点bがONするように切り換えてこのレベルの信号をプリアンプ20に入力するようにしている。
【0048】
なお、同軸ケーブル18の終端に接続された抵抗R1、R2、R5等のインピーダンスは同軸ケーブル18の終端のインピーダンスと等しくして、伝送された信号が殆ど反射することなく、終端部分のプリアンプ20に入力されるようにしている。
【0049】
また、図1に示す電子内視鏡2の挿入部6に設けられたCCD10の電源端子には、ビデオプロセッサ4内部の電源回路(図示せず)から発生する約15〔V〕のCCD電源Vccがケーブル22を介して供給されている。
【0050】
前記CCD10の内部には、既に説明したが、前記インピーダンス低減手段である出力アンプ33(図12参照)が設けられている。この出力アンプ33の出力段の電源端子VDDには、前記ビデオプロセッサ4A内部の電源Vccがケーブル22を介して供給される。
プリアンプ20の出力信号はCDS回路23により、リセットノイズ等が除去されたベースバンドの信号成分が抽出され、A/Dコンバータ24でデジタル信号に変換される。このデジタル信号はデジタル映像処理回路25で映像処理された後、D/Aコンバータ26を経てアナログ映像信号に変換され、モニタ5に出力され、内視鏡画像表示エリア5Aに内視鏡画像を表示する。制御回路21はCDS回路23、A/Dコンバータ24、デジタル映像処理回路25、D/Aコンバータ26の動作を制御する。
【0051】
次に本実施の形態の動作を説明する。
光源装置3のランプ13から発生した照明光は、コンデンサレンズ12により、ライトガイド7の後端面に集光される。前記照明光は、ライトガイド7で伝送され、ライトガイド7の他端となる先端面から、さらに照明レンズ14を介して被写体に照射される。
【0052】
被写体からの反射光は対物レンズ9によって、CCD10に被写体像が結像される。この結像された被写体像は、CCD10によって光電変換されて、被写体像に応じた電荷として蓄積される。
【0053】
このCCD10は、ビデオプロセッサ4内に設けたCCDドライバ16からのCCDドライブ信号がケーブル17を介して印加されることにより、蓄積電荷が水平転送CCD43、出力ゲート44を介して出力アンプ33のトランジスタQ1 のゲート電極に供給される。
【0054】
このトランジスタQ1 のゲート電極に供給された信号は、トランジスタQ1 、Q4 により増幅され、トランジスタQ6 により低インピーダンス化されて、伝送ケーブル18を介してビデオプロセッサ4の内部の抵抗R1及びスイッチS(より具体的にはスイッチングされるトランジスタ53)、抵抗R2、コンデンサC2、抵抗R5等からなる終端回路に伝送され、この終端回路に伝送された撮像信号は、サンプルホールド回路51と切換52を経てプリプロセス20に入力される。
【0055】
制御回路21はCCD10から信号読出しを行う期間、つまり信号読出し期間(図3等では単に読出し期間と略記)には、図3(A)に示すように制御信号を“H”してトランジスタ53を導通状態にすると共に、切換スイッチ52の接点aがONするように設定する。
【0056】
従って、CCD出力信号は切換スイッチ52を経てプリアンプ20に入力され、増幅された後、CDS回路23に入力される。
【0057】
一方、CCD10から信号読出しを行わない期間、つまり非信号読出し期間(図3等では単に非読出し期間と略記)には、図3(A)に示すように(制御回路21は)制御信号を“L”にし、トランジスタ53を非導通状態にして電力消費を低減化すると共に、切換スイッチ52の接点bがONするように切換え、プリアンプ20にはサンプルホールド回路51でホールドされた信号が入力されるようにする。
【0058】
信号読出し期間ではトランジスタ53を導通状態にし、非信号読出し期間ではトランジスタ53を非導通状態にすることにより、サンプルホールド回路51の入力端或いは図2のa点でのCCD出力信号の波形は図3(B)に示すように映像部とOB部(オプティカルブラック部)を含む波形となり、信号読出し期間と非信号読出し期間とで段差状に直流レベル差Vdcが発生する。この波形は図14のa点の波形と同じである。
【0059】
サンプルホールド回路51には、図3(C)に示すように信号読出し期間における終端側でのOB部の信号読出し期間に印加されるサンプルホールドパルスにより、このOB部でのCCD出力信号をサンプリングしてその値をホールドしているので、非信号読出し期間にはサンプルホールド回路51でホールドされたOB部のCCD出力信号の値がプリアンプ20に入力される。
【0060】
つまり、プリアンプ20には、信号読出し期間では図3(B)のa点の波形のCCD出力信号が入力され、非信号読出し期間ではOB部のCCD出力信号の値が入力されることになる。
【0061】
従って、プリアンプ20の入力端(つまり図2のb点)には、図3(D)に示すように図3(B)における直流レベル差Vdcが解消された信号が入力される。
【0062】
このため、プリアンプ20及びその後段側でのダイナミックレンジの拡大を必要としないで、電力消費を低減化した内視鏡装置1を実現できる。
【0063】
従って本実施の形態によれば、OB部をサンプルホールドして信号読出し期間外の部分を置き換えるので、置き換えられたレベルが信号読出し期間内の黒レベルと同一となり、レベル差をなくすことができる。
【0064】
(第2の実施の形態)
次に本発明の第2の実施の形態を図4及び図5を参照して説明する。図4は第2の実施の形態におけるビデオプロセッサの信号入力部付近の回路構成を示し、図5は動作説明図を示す。
【0065】
図4に示すように本実施の形態は第1の実施の形態におけるサンプルホールド回路51の代わりにCCD出力信号を積分する積分回路56を設け、制御信号により非信号読出し期間にはこの積分した信号で置き換えるようにしたものである。
【0066】
つまり、コンデンサC2と抵抗R5との接続点(a点)は積分回路56を構成する抵抗R6の一端と接続され、この抵抗R6の他端はコンデンサC3を介して接地されると共に、切換スイッチ52の接点bに接続されている。
その他の構成は第1の実施の形態と同様である。
【0067】
次に本実施の形態の動作を説明する。
第1の実施の形態で説明したのと同様に制御回路21は信号読出し期間では図5(A)に示す制御信号を“H”にしてトランジスタ53を導通状態にすると共に、切換スイッチ52の接点aがONするように設定する。
【0068】
従って、CCD出力信号は切換スイッチ52を経てプリアンプ20に入力され、増幅された後、CDS回路23に入力される。
【0069】
一方、非信号読出し期間には、制御信号を“L”にし、トランジスタ53を非導通状態にして電力消費を低減化すると共に、切換スイッチ52の接点bがONするように切換え、プリアンプ20には積分回路56で積分された積分信号が入力されるようにする。
【0070】
信号読出し期間ではトランジスタ53を導通状態にし、非信号読出し期間ではトランジスタ53を非導通状態にすることにより、図4のa点でのCCD出力信号の波形は図5(B)に示すように映像部とOB部を含む波形となり、信号読出し期間と非信号読出し期間とで段差状に直流レベル差Vdcが発生する。この波形は図14のa点の波形と同じである。
【0071】
積分回路56では図5(B)に示す信号を積分した積分信号を出力するので、プリアンプ20に入力される信号は図5(C)に示すように図5(B)の直流レベル差Vdcを小さくした波形となる。
【0072】
積分した積分信号は映像部の明るさのレベルにより変動するが、CCD出力信号に対する積分した信号の許容レベル(つまり、ダイナミックレンジの拡大を必要としないようなレベル)の範囲内にあるため、やはりプリアンプ20等のダイナミックレンジを拡大することを実質的に必要としない。
【0073】
本実施の形態によれば、第1の実施の形態のサンプルホールド回路51の代わりに積分回路56で置き換えることにより、サンプルホールドパルスを必要としないで、低コストでほぼ同様の効果が得られる。また、積分した信号に対する許容レベルは図5(C)で概略を示すものとなり、積分信号はこの許容レベル内に十分あるため、実現的に実施できる。
【0074】
(第3の実施の形態)
次に本発明の第3の実施の形態を図6及び図7を参照して説明する。図6は第3の実施の形態におけるビデオプロセッサの信号入力部付近の回路構成を示し、図7は動作説明図を示す。
【0075】
図6に示すように本実施の形態は第1の実施の形態におけるサンプルホールド回路51の代わりに直流レベルを発生する直流電源を設け、制御信号により切換スイッチ52を切り換えて非信号読出し期間にはこの直流レベルで置き換えるようにしたものである。
【0076】
例えば可変抵抗R7の一端及び他端は電源Vcc及びグランドにそれぞれ接続され、可変端子は切換スイッチ52の接点bに接続され、可変抵抗R7により電源Vccを抵抗分割してその抵抗分割した電圧を切換スイッチ52の接点bに印加している。
【0077】
この接点bには許容される直流レベルの範囲内のある直流レベルの電圧が印加されるようにしている。その他の構成は第1の実施の形態と同様である。
次に本実施の形態の動作を説明する。
【0078】
第1の実施の形態で説明したのと同様に制御回路21は信号読出し期間では図7(A)に示す制御信号を“H”にしてトランジスタ53を導通状態にすると共に、切換スイッチ52の接点aがONするように設定する。
【0079】
従って、CCD出力信号は切換スイッチ52を経てプリアンプ20に入力され、増幅された後、CDS回路23に入力される。
【0080】
一方、非信号読出し期間には、制御信号を“L”にし、トランジスタ53を非導通状態にして電力消費を低減化すると共に、切換スイッチ52の接点bがONするように切換え、プリアンプ20には直流電源から設定された直流レベルが入力されるようになる。
【0081】
信号読出し期間ではトランジスタ53を導通状態にし、非信号読出し期間ではトランジスタ53を非導通状態にすることにより、図6のa点でのCCD出力信号の波形は図7(B)に示すように映像部とOB部を含む波形となり、信号読出し期間と非信号読出し期間とで段差状に直流レベル差Vdcが発生する。この波形は図14のa点の波形と同じである。
【0082】
非信号読出し期間にはプリアンプ20には直流電源から設定された直流レベルが入力されるようになるので、プリアンプ20に入力される信号は図7(C)に示すように図7(B)の直流レベル差Vdcを小さくした波形となる。
【0083】
本実施の形態では可変抵抗R7によりプリアンプ20に印加される直流レベルを許容レベルの範囲内に設定することにより、やはりプリアンプ20等のダイナミックレンジを拡大することを実質的に必要としない。
【0084】
本実施の形態によれば、第1の実施の形態のサンプルホールド回路51の代わりに直流レベルの印加手段で置き換えることにより、第2の実施の形態と同様にサンプルホールドパルスを必要としないで、低コストでほぼ同様の効果が得られる。また、直流レベルはダイナミックレンジの拡大を必要としない許容レベルの範囲内に設定できるので、低コストで実施し易い。
【0085】
なお、抵抗分割等による切換スイッチ52の接点bに印加する直流レベルは例えば上述したOB部と同等な直流レベルに設定しても良い。また、OB部の直流レベルのバラツキの中心値(中央値)に設定しても良い。
【0086】
ところで、図8に外部からの複合同期信号に同期させるPLL回路60のブロック図を示す。以下、その構成を説明する。
外部機器からの複合同期信号が水平同期分離回路61に入力されている。水平同期信号分離回路61と分周回路62の各々の出力が位相比較回路63に入力されている。この出力J、Kがフィルタ回路64に入力されている。この出力LがVCO65の制御電圧として入力されている。そして、VCO65の出力は分周回路62のクロック入力としてフィードバックされている。
【0087】
図9に位相比較回路63の内部ブロック図の一部とフィルタ回路64の内部ブロック図を示す。
図9において、VDD,VCCは、各々の5Vの電源電圧を示す。また、Q11,Q12は、MOS FETであり、Q13,Q14,Q15は、NPNトランジスタである。また、R11,R12,R13,R14は、抵抗であり、C11は、コンデンサである。
【0088】
次に、動作を説明する。
図8で、水平同期分離回路61の出力と分周回路62の出力の位相が、位相比較回路63により比較される。
【0089】
2つの位相の内、水平同期分離回路61の出力の位相が進んでいる場合では、図9のMOS FET Q12のみONとなり、Kの右から左に電流が流れる。
また分周回路62の出力の位相が進んでいる場合では、MOS FET Q11のみONとなり、Jの左から右に電流が流れる。なお、位相が一致するとMOSFET Q11、Q12共、常にOFFとなり電流は流れない。
【0090】
これらの電流はフィルタ回路64でフィルタリングされ、この出力Lが、VCO65に入力されている。そして、この出力が分周回路62に入力され、負帰還のループを形成している。
【0091】
図9で、一般にNPNトランジスタのベース・エミッタ間の電圧は、約0.6Vであるため、トランジスタQ15のベースPの電位は、0.6V,トランジスタQ14のベースNは1.2V,トランジスタQ13のベースMは1.8Vである。このため、MOSFET Q11,Q12のON時の内部抵抗を無視すると、MOSFET Q11がON時に抵抗R11に流れる電流は、
5−1.8/R11
また、MOSFET Q12がON時に抵抗R12に流れる電流は、
1.8/R12
このため、例えばR1=3.2KΩ、R2=1.8KΩとすることにより、各々の電流値を同じ(1mA)とすることができる。
【0092】
また、図10に示す変形例ではフィルタ回路64の構成は、図9と同様である。以下、詳細部分について図9と相違する部分のみ説明する。
【0093】
図10に位相比較器63の内部ブロック図の一部とフィルタ回路64の内部ブロック図を示す。
【0094】
位相比較器63では図9のMOSFET Q11,Q12の代わりに、CMOSのデジタルバッファA1,A2が追加されている。これらの電源端は、電源電圧VDD,GNDに接続されて、ハイもしくはローを出力するものである。この出力はVDDもしくはGND電位まで振られるものとする。また、シリコンダイオードD1,D2が新たに追加されている。
【0095】
次に、動作を説明する。
図8で、水平同期分離回路61の出力と分周回路62の出力の位相が、位相比較回路63により比較される。
2つの位相の内、水平同期分離回路61の出力の位相が進んでいる場合では、図10のデジタルバッファA1,A2共ロー出力となり、Kの右から左に電流が流れる。また分周回路62の出力の位相が進んでいる場合では、デジタルバッファA1,A2共ハイ出力となり、Jの左から右に電流が流れる。なお、位相が一致するとデジタルバッファA1はロー、デジタルバッファA2はハイ出力となり電流は流れない。
【0096】
これらの電流はフィルタ回路64でフィルタリングされ、この出力Lが、VCO65に入力されている。そして、この出力が分周回路62に入力され、負帰還のループを形成している。
【0097】
シリコンダイオードD1,D2は、それぞれデジタルバッファA1がロー出力、デジタルバッファA2がハイ出力状態でフィルタ回路64に電流が流れ込むのを防止する機能をはたしている。
【0098】
次に、作用を簡単に説明をする。
一般にシリコンダイオードの順方向の電圧降下は、約0.6Vである。このため、デジタルバッファA1,A2の内部抵抗を無視すると、デジタルバッファA1がハイ出力時に抵抗R11に流れる電流は、
5−1.8−0.6/R11
となる。
【0099】
また、デジタルバッファA2がロー出力時に抵抗R12に流れる電流は
1.8−0.6/R12
このため、例えば、R11=2.6KΩ、R12=1.2KΩとすることにより、各々の電流値を同じ(1mA)とすることができる。
【0100】
以上のように、図9或いは図10で説明したように抵抗R11,R12の抵抗値を異なる値に設定することにより、より理想的な特性のPLL回路60が得られる。
なお、MOSFET Q11,Q12はリーク電流の少ないスリーステートバッファで実現してもよい。
【0101】
以上のように、抵抗R11,R12の抵抗値を異なる値に設定することにより、より理想的な特性のPLL回路が得られる。
【0102】
また、リーク電流の少ない特殊なスリーステートバッファではなく、通常のバッファの出力を利用して、PLL回路を組むことができる。このため、位相比較回路を、通常のバッファ出力を持つ5V電源のFPGA等に、取り込むこともできる。また、フィルタ回路内のアンプはオペアンプではなくトランジスタからなるため回路規模が小さくてすむ。
【0103】
[付記]
1.細長の挿入部内に被写体を撮像する固体撮像素子を設けた内視鏡と、前記固体撮像素子へ駆動信号を供給すると共に、前記固体撮像素子から出力される出力信号に対する信号処理を行うビデオプロセッサ部とがケーブルを介して分離された電子内視鏡装置において、
前記固体撮像素子は、その出力信号を電流増幅し低インピーダンスに変換して前記ケーブルに送り出すインピーダンス低減手段を有し、
前記ビデオプロセッサ部は、前記固体撮像素子から光電変換された出力信号が読み出される信号読み出し期間に対し、出力信号が読み出されない非信号読み出し期間で前記インピーダンス低減手段の電力消費を低減化する電力消費低減化手段と、
前記電力消費低減化手段により生じる。前記出力信号の読み出し期間と非読み出し期間の直流的なレベル差を小さくする手段とを有することを特徴とする電子内視鏡装置。
【0104】
2.付記1において、直流的なレベル差を小さくする手段は、前記読み出し期間のOB部をサンプルホールドして、非読み出し期間に置換して出力するようにしたことを特徴とする。
3.付記1において、直流的なレベル差を小さくする手段は、前記出力信号全体を積分して、非読み出し期間に置換して出力したことを特徴とする。
【0105】
4.付記1において、直流的なレベル差を小さくする手段は、前記読み出し期間のOB部と同等な直流レベルを抵抗分割で、作成し非読み出し期間に置換して出力するようにしたことを特徴とする。
5.付記4において、OB部と同等な直流レベル値は、OB部の直流レベルのバラツキの中心にしたことを特徴とする。
【0106】
6.引き込み電流出力と掃き出し電流出力の2種類の専用出力信号を持つ位相比較回路と、前記2種類の専用出力信号の内、一方が第1の抵抗を経由し、他方が第2の抵抗を経由して信号入力されるフィルタ回路と、前記フィルタ回路出力信号により周波数が制御されかつ出力が直接もしくは分周されて前記位相比較回路に入力される電圧制御発振器からなり、前記、第1と第2の抵抗に電流が流れる時の各々の電流値が等しくなるように、前記、第1の抵抗と第2の抵抗の抵抗値を異なる値に設定したことを特徴とするPLL回路。
7.付記6において、フィルタ回路内のアンプ回路が、N(Nは自然数)段のトランジスタ回路からなるもの。
【0107】
(付記6、7の背景)
本発明は、病院内で使用される内視鏡画像圧縮伸長装置の信号回路に関するものである。
(従来の技術)
近年、病院内で内視鏡の映像信号を内視鏡画像圧縮伸長装置で取り込み、画像を電子ファイリングすることが行われつつある。これは、後に画像を観察する際、フィルム等を扱う手作業を必要とせず、極めて有用な方法となっている。
【0108】
このような映像信号を受ける機器は、内部の電圧制御発振器(以下VCOと記す)で生成したクロック信号を、外部から入力される映像同期信号に同期させるPLL回路が必要である。
【0109】
このPLL回路内のフィルタ回路の入力部は、特開平1−296812の中の図2、図4では、コンデンサへの互いに向きの異なる充電・放電電流を、同一抵抗値の別々の抵抗に通過させる実施例が開示されている。
また、特開平6−177755の中の図2では、同様にフィルタ入力端子電圧を電源電圧の半分とした場合について、従来技術として、各々の抵抗に流れる充電・放電電流を同一値にすること、及びその計算式が開示されている。
【0110】
しかし、以上の先行技術の回路ではフィルタ回路内のアンプとして、オペアンプを使用しており、単にトランジスタを後段組み合わせたでけのアンプのように入力端子電圧が一律に決定してしまい、電源電圧の半分にならない場合について、何も触れられていなかった。
【0111】
(付記6、7の目的)PLL回路内のフィルタ入力端子電圧が電源電圧の半分ではない場合でも、各々の抵抗に流れる充電・放電電流を同一にし、理想的な特性のPLL回路により、外部から映像同期信号を受け付けることができる機器の提供を目的とする。
【0112】
(課題を解決するための手段および作用)
内視鏡画像の電子ファイリング装置等に使用されるPLL回路内のフィルタ回路において、位相比較回路からの引き込み電流出力と掃き出し電流出力を、個別の抵抗を経由し、フィルタ回路に入力した。
各々の抵抗に流れる電流が等しくなるように、電源電圧とフィルタ入力端子電圧に合わせて、各々の抵抗値を異なる値に設定したことを特徴とする。
このため、フィルタ回路のいかなる入力端子電圧に対しても、常に理想的な特性のPLL回路の動作が可能となった。
【0113】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、細長の挿入部内に被写体を撮像する固体撮像素子を設けた内視鏡と、前記固体撮像素子へ駆動信号を供給すると共に、前記固体撮像素子から出力される出力信号に対する信号処理を行うビデオプロセッサ部とがケーブルを介して分離された電子内視鏡装置において、
前記固体撮像素子は、その出力信号を電流増幅し低インピーダンスに変換して前記ケーブルに送り出すインピーダンス低減手段を有し、
前記ビデオプロセッサ部は、前記固体撮像素子から光電変換された出力信号が読み出される信号読み出し期間に対し、出力信号が読み出されない非信号読み出し期間で前記インピーダンス低減手段の電力消費を低減化する電力消費低減化手段と、
前記電力消費低減化手段により生じる。前記出力信号の読み出し期間と非読み出し期間の直流的なレベル差を小さくする手段とを具備しているので、電力消費低減を行っても、それに起因する直流的なレベル差をダイナミックレンジの拡大を必要としない程度に小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態の電子内視鏡装置の全体構成図。
【図2】ビデオプロセッサの信号入力部付近の回路構成を示す図。
【図3】信号読出し期間及び非信号読出し期間における動作の説明図。
【図4】本発明の第2の実施の形態におけるビデオプロセッサの信号入力部付近の回路構成を示す図。
【図5】信号読出し期間及び非信号読出し期間における動作の説明図。
【図6】本発明の第3の実施の形態におけるビデオプロセッサの信号入力部付近の回路構成を示す図。
【図7】信号読出し期間及び非信号読出し期間における動作の説明図。
【図8】複合同期信号に同期させるPLL回路のブロック図。
【図9】図8の位相比較回路の一部とフィルタ回路の内部構成を示す回路図。
【図10】図9の変形例の回路図。
【図11】従来例の電子内視鏡装置の全体構成図。
【図12】CCDの内部構成を示す図。
【図13】従来例の動作説明図。
【図14】従来例におけるビデオプロセッサに入力されるCCD出力波形等を示す図。
【符号の説明】
1…電子内視鏡装置
2…電子内視鏡
3…光源装置
4…ビデオプロセッサ
5…カラーモニタ
10…CCD
16…CCDドライバ
18…同軸ケーブル
20…プリアンプ
21…制御回路
23…CDS回路
51…サンプルホールド回路
52…切換スイッチ
53…トランジスタ
R1〜R5…抵抗
C1,C2…コンデンサ
S…スイッチ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electronic endoscope apparatus that performs signal processing on an output signal of a solid-state imaging device and reduces power consumption in a non-signal readout period.
[0002]
[Prior art]
In recent years, various electronic endoscope apparatuses using a solid-state imaging device such as a charge coupled device (CCD) have been proposed. The electronic endoscope apparatus includes an endoscope provided with a solid-state image pickup device that picks up an image of a subject in an elongated insertion portion, and supplies a drive signal to the fixed image pickup device and also connects an image pickup signal from the solid-state image pickup device to a cable. And a video processor for processing the imaged signal, and a video signal from the video processor is displayed on a monitor.
[0003]
As described above, various proposals have been made regarding the mounting around the solid-state imaging device, the output circuit of the imaging signal, and the transmission system in the electronic endoscope apparatus including the CCD. For example, the present applicant has proposed an electronic endoscope apparatus similar to that shown in FIG. 11 in Japanese Patent Application No. 9-71632.
[0004]
An
[0005]
The
[0006]
An
[0007]
It is photoelectrically converted by the
[0008]
The read signal (also referred to as an imaging signal) is amplified by an output amplifier 33 (see FIG. 12) which is an impedance reduction means provided inside the
[0009]
The input terminal of the
[0010]
The power supply terminal of the
[0011]
As described above, the
[0012]
The output signal of the
[0013]
A
[0014]
An output gate 44 is formed at one end of the
[0015]
The output gate 44 is connected to the input terminal of the
[0016]
The
[0017]
The output gate 44 is connected to the gate electrode of the transistor Q1 and the source electrode of the reset transistor Q3. The drain electrodes of the transistors Q1 and Q4 are connected to the power supply Vcc, and the drain electrode of the reset transistor Q3 is also connected to the power supply terminal Vcc via the terminal RD. A power supply voltage of about 15 [V] is applied to the power supply terminal Vcc.
[0018]
A reset pulse φR is applied to the gate electrode of the reset transistor Q3. In the transistor Q2, the gate electrode and the source electrode are connected in common and connected to the ground line, and the drain electrode is connected to the source electrode of the transistor Q1. The source electrode of transistor Q1 is connected to the gate electrode of transistor Q4.
[0019]
The source electrode of transistor Q4 is connected to the drain electrode of transistor Q5. The source electrode and gate electrode of the transistor Q5 are connected in common and connected to the earth line. The source electrode of the transistor Q4 is connected to the gate electrode of the transistor Q6, and the drain electrode of the transistor Q6 is connected to the power supply terminal VDD. The power supply terminal VDD is connected to the power supply terminal Vcc.
The source electrode of the transistor Q6 is connected to the output terminal Vout. The ground line is connected to the ground line of the video processor 4 'via a terminal GND.
[0020]
The transistors Q1 and Q2 constitute a first-stage source follower, the transistors Q4 and Q5 constitute a second-stage source follower, and the transistor Q6 constitutes an output source follower.
Charges generated by the photodiodes in each column are supplied to the
[0021]
The
The charges transferred in the
[0022]
In the reset transistor Q3, after the reset pulse φR is input at a predetermined timing, the image pickup signal of the photodiode of the
[0023]
A power supply voltage of 0 [V] is applied through the P well terminal GND of the
Thus, the
[0024]
In this conventional example, an
[0025]
FIG. 13 (b ′) shows a vertical synchronization signal, FIG. 13 (c ′) shows a signal readout period in the vertical period, and FIG. 13 (d ′) shows a control signal output period in the vertical period.
As can be seen from FIG. 13, the control signal output from the
[0026]
In the vertical period, a control signal that is “H” is output in a period from the time when the time T1 has elapsed from the vertical synchronization signal to the time T2 from the vertical synchronization signal.
That is, the
[0027]
Thereby, it is possible to save power by reducing power consumption in the termination circuit.
That is, in FIG. 11, when the control signal is “H”, the DC termination resistance Ron viewed from the
Ron = R1 / R2 / (R1 + R2)
It becomes.
[0028]
On the other hand, when the control signal is “L”, the DC termination resistance Roff viewed from the
Roff = R2
It becomes.
Therefore, Roff> Ron
Thus, the power consumption can be reduced as compared with the case where the termination circuit is continuously driven with Ron as in the prior art.
[0029]
[Problems to be solved by the invention]
The CCD output signal in this case is as shown in FIG. 14, and a large DC level difference Vdc occurs between the signal readout period and the non-signal readout period.
When this large DC level difference Vdc occurs, the amplitude of the CCD output signal input to the
[0030]
In order to increase this dynamic range, it is necessary to increase the power supply voltage of the signal processing system, change the circuit configuration to a more complicated one, etc., which increases the circuit scale or increases costs. Will occur.
[0031]
The present invention has been made in view of the above-described points, and even if power consumption is reduced, an electronic endoscope that can reduce the DC level difference caused by the reduction to such an extent that the dynamic range does not need to be expanded. The object is to provide a mirror device.
[0032]
[Means for Solving the Problems]
The electronic endoscope apparatus of the present invention is
Endoscope having a solid-state image sensor for imaging a subjectAnd supplying a drive signal to the solid-state image sensor and performing signal processing on an output signal output from the solid-state image sensorThe signal processor,Through the cableConnectedIn an electronic endoscope device,
The solid-state imaging device isAmplifying the output signal from the solid-state image sensorHaving impedance reduction means for sending out to the cable;
The signal processing unit
An output signal from the impedance reduction unit is input, and a signal level holding unit that holds the level of the output signal;
An output signal from the impedance reduction unit and an output signal from the signal level holding unit are input, and a signal switching unit that performs output by switching the input, and
In a readout period in which signal readout from the solid-state imaging device is performed, a non-readout period in which the output signal from the impedance reduction unit is conducted to the signal switching unit and output is performed, and no signal readout is performed from the solid-state imaging device And a control means for conducting the output signal from the signal level holding means and outputting it,
It is characterized by having.
[0033]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(First embodiment)
1 to 3 relate to the first embodiment of the present invention, FIG. 1 shows the overall configuration of the electronic endoscope apparatus of the first embodiment, and FIG. 2 shows the vicinity of the signal input section of the video processor. FIG. 3 shows an operation explanatory diagram.
[0034]
As shown in FIG. 1, the
[0035]
More specifically, the
[0036]
The
[0037]
An
[0038]
It is photoelectrically converted by the
[0039]
The read signal (also referred to as an imaging signal) is amplified by an output amplifier 33 (see FIG. 12) which is an impedance reduction means provided inside the
[0040]
The input terminal of the
[0041]
A sample hold pulse is applied from the
[0042]
FIG. 2 shows a more detailed configuration of the termination circuit portion of the
[0043]
The end of the
[0044]
The base of the
[0045]
The end of the
[0046]
The changeover control terminal of the
[0047]
As shown in FIG. 3, this sample hold pulse is output during the OB portion reading period of the OB portion in the reading period, the
[0048]
The impedances of the resistors R1, R2, R5, etc. connected to the terminal end of the
[0049]
Further, the power supply terminal of the
[0050]
As described above, the output amplifier 33 (see FIG. 12), which is the impedance reduction means, is provided inside the
The output signal of the
[0051]
Next, the operation of the present embodiment will be described.
The illumination light generated from the
[0052]
Reflected light from the subject forms a subject image on the
[0053]
The
[0054]
The signal supplied to the gate electrode of the transistor Q1 is amplified by the transistors Q1 and Q4, reduced in impedance by the transistor Q6, and connected to the internal resistor R1 and switch S (more specifically, via the transmission cable 18). Specifically, the image signal is transmitted to a termination circuit including a transistor 53) to be switched, a resistor R2, a capacitor C2, a resistor R5, and the like, and the image signal transmitted to the termination circuit is passed through a
[0055]
In the period in which the
[0056]
Accordingly, the CCD output signal is input to the
[0057]
On the other hand, during a period in which no signal is read from the
[0058]
The
[0059]
In the sample and hold
[0060]
That is, the
[0061]
Therefore, a signal from which the DC level difference Vdc in FIG. 3B has been eliminated as shown in FIG. 3D is input to the input terminal of the preamplifier 20 (that is, the point b in FIG. 2).
[0062]
For this reason, the
[0063]
Therefore, according to the present embodiment, the OB portion is sampled and held and the portion outside the signal readout period is replaced. Therefore, the replaced level becomes the same as the black level within the signal readout period, and the level difference can be eliminated.
[0064]
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 4 shows a circuit configuration in the vicinity of the signal input section of the video processor according to the second embodiment, and FIG. 5 shows an operation explanatory diagram.
[0065]
As shown in FIG. 4, in this embodiment, an
[0066]
That is, the connection point (point a) between the capacitor C2 and the resistor R5 is connected to one end of the resistor R6 that constitutes the integrating
Other configurations are the same as those of the first embodiment.
[0067]
Next, the operation of the present embodiment will be described.
As described in the first embodiment, the
[0068]
Accordingly, the CCD output signal is input to the
[0069]
On the other hand, during the non-signal reading period, the control signal is set to “L”, the
[0070]
The
[0071]
Since the integrating
[0072]
The integrated signal that is integrated varies depending on the brightness level of the video portion, but is still within the allowable level of the integrated signal relative to the CCD output signal (that is, a level that does not require expansion of the dynamic range). It is substantially unnecessary to expand the dynamic range of the
[0073]
According to the present embodiment, by replacing the sample and hold
[0074]
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 6 shows a circuit configuration in the vicinity of the signal input unit of the video processor according to the third embodiment, and FIG. 7 shows an operation explanatory diagram.
[0075]
As shown in FIG. 6, in the present embodiment, a DC power source for generating a DC level is provided in place of the sample and hold
[0076]
For example, one end and the other end of the variable resistor R7 are connected to the power supply Vcc and the ground, respectively, and the variable terminal is connected to the contact b of the
[0077]
A voltage having a certain DC level within the allowable DC level range is applied to the contact b. Other configurations are the same as those of the first embodiment.
Next, the operation of the present embodiment will be described.
[0078]
As described in the first embodiment, in the signal readout period, the
[0079]
Accordingly, the CCD output signal is input to the
[0080]
On the other hand, during the non-signal reading period, the control signal is set to “L”, the
[0081]
In the signal readout period, the
[0082]
Since the DC level set from the DC power supply is input to the
[0083]
In the present embodiment, it is substantially unnecessary to expand the dynamic range of the
[0084]
According to the present embodiment, by replacing with a DC level application means instead of the
[0085]
Note that the DC level applied to the contact b of the
[0086]
FIG. 8 is a block diagram of the
A composite synchronization signal from an external device is input to the horizontal
[0087]
FIG. 9 shows a part of an internal block diagram of the
In FIG. 9, VDD and VCC indicate the respective power supply voltages of 5V. Q11 and Q12 are MOS FETs, and Q13, Q14, and Q15 are NPN transistors. R11, R12, R13, and R14 are resistors, and C11 is a capacitor.
[0088]
Next, the operation will be described.
In FIG. 8, the phase of the output of the
[0089]
In the case where the output phase of the horizontal
When the phase of the output of the
[0090]
These currents are filtered by the
[0091]
In FIG. 9, since the base-emitter voltage of the NPN transistor is generally about 0.6V, the base P potential of the transistor Q15 is 0.6V, the base N of the transistor Q14 is 1.2V, and the transistor Q13 Base M is 1.8V. For this reason, if the internal resistance when the MOSFETs Q11 and Q12 are ON is ignored, the current flowing through the resistor R11 when the MOSFET Q11 is ON is
5-1.8 / R11
In addition, the current flowing through the resistor R12 when the MOSFET Q12 is ON is
1.8 / R12
Therefore, for example, by setting R1 = 3.2 KΩ and R2 = 1.8 KΩ, each current value can be made the same (1 mA).
[0092]
In the modification shown in FIG. 10, the configuration of the
[0093]
FIG. 10 shows a part of an internal block diagram of the
[0094]
In the
[0095]
Next, the operation will be described.
In FIG. 8, the phase of the output of the
In the case where the phase of the output of the horizontal
[0096]
These currents are filtered by the
[0097]
The silicon diodes D1 and D2 function to prevent current from flowing into the
[0098]
Next, the operation will be briefly described.
Generally, the forward voltage drop of a silicon diode is about 0.6V. For this reason, if the internal resistances of the digital buffers A1 and A2 are ignored, the current flowing through the resistor R11 when the digital buffer A1 is high output is
5-1.8-0.6 / R11
It becomes.
[0099]
In addition, when the digital buffer A2 outputs low, the current flowing through the resistor R12 is
1.8-0.6 / R12
Therefore, for example, by setting R11 = 2.6 KΩ and R12 = 1.2 KΩ, each current value can be made the same (1 mA).
[0100]
As described above, the
The MOSFETs Q11 and Q12 may be realized by a three-state buffer with a small leakage current.
[0101]
As described above, a PLL circuit having more ideal characteristics can be obtained by setting the resistance values of the resistors R11 and R12 to different values.
[0102]
In addition, a PLL circuit can be assembled using the output of a normal buffer instead of a special three-state buffer with little leakage current. For this reason, the phase comparison circuit can be incorporated into a 5V power supply FPGA having a normal buffer output. Further, since the amplifier in the filter circuit is not an operational amplifier but a transistor, the circuit scale can be reduced.
[0103]
[Appendix]
1. An endoscope provided with a solid-state imaging device for imaging a subject in an elongated insertion unit, and a video processor unit for supplying a drive signal to the solid-state imaging device and performing signal processing on an output signal output from the solid-state imaging device In an electronic endoscope apparatus in which and are separated via a cable,
The solid-state imaging device has an impedance reduction unit that amplifies the output signal and converts it to a low impedance and sends it to the cable.
The video processor unit reduces power consumption of the impedance reduction unit in a non-signal readout period in which an output signal is not read out with respect to a signal readout period in which an output signal photoelectrically converted from the solid-state imaging device is read out. Reduction means,
It is generated by the power consumption reducing means. An electronic endoscope apparatus comprising: means for reducing a direct current level difference between a read period and a non-read period of the output signal.
[0104]
2. In the
3. In the
[0105]
4). In the
5.
[0106]
6). A phase comparison circuit having two types of dedicated output signals, ie, a draw-in current output and a sweep-out current output, and one of the two types of dedicated output signals passes through the first resistor and the other passes through the second resistor. And a voltage-controlled oscillator whose frequency is controlled by the filter circuit output signal and whose output is directly or divided and input to the phase comparison circuit, the first and second A PLL circuit characterized in that the resistance values of the first resistor and the second resistor are set to different values so that respective current values when current flows through the resistors are equal.
7. In Appendix 6, the amplifier circuit in the filter circuit is composed of N (N is a natural number) stages of transistor circuits.
[0107]
(Background to appendices 6 and 7)
The present invention relates to a signal circuit of an endoscope image compression / decompression apparatus used in a hospital.
(Conventional technology)
2. Description of the Related Art In recent years, endoscope video signals are captured by an endoscope image compression / decompression apparatus and electronic filing is performed in hospitals. This is an extremely useful method without requiring manual work for handling a film or the like when an image is observed later.
[0108]
A device that receives such a video signal needs a PLL circuit that synchronizes a clock signal generated by an internal voltage controlled oscillator (hereinafter referred to as VCO) with a video synchronization signal input from the outside.
[0109]
In FIG. 2 and FIG. 4 in JP-A-1-296812, the input part of the filter circuit in this PLL circuit passes the charge / discharge currents having different directions to the capacitors to different resistors having the same resistance value. Examples have been disclosed.
Further, in FIG. 2 in Japanese Patent Laid-Open No. 6-177755, similarly, in the case where the filter input terminal voltage is half of the power supply voltage, as a conventional technique, the charge / discharge current flowing through each resistor is set to the same value. And its calculation formula is disclosed.
[0110]
However, in the above prior art circuits, an operational amplifier is used as an amplifier in the filter circuit, and the input terminal voltage is uniformly determined as in an amplifier simply by combining transistors at the subsequent stage. Nothing was said about the case where it was not halved.
[0111]
(Purpose of Supplementary Notes 6 and 7) Even when the filter input terminal voltage in the PLL circuit is not half of the power supply voltage, the charge / discharge current flowing through each resistor is made the same, and the PLL circuit with ideal characteristics can be used from the outside. An object is to provide a device capable of receiving a video synchronization signal.
[0112]
(Means and actions for solving the problems)
In a filter circuit in a PLL circuit used in an electronic filing device for an endoscopic image or the like, an incoming current output and a swept current output from a phase comparison circuit are input to the filter circuit via individual resistors.
The resistance values are set to different values in accordance with the power supply voltage and the filter input terminal voltage so that the currents flowing through the resistors become equal.
Therefore, it is possible to always operate the PLL circuit having ideal characteristics for any input terminal voltage of the filter circuit.
[0113]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, an endoscope provided with a solid-state imaging device that images a subject in an elongated insertion portion, a drive signal is supplied to the solid-state imaging device, and output from the solid-state imaging device. In an electronic endoscope apparatus in which a video processor unit that performs signal processing on an output signal is separated via a cable,
The solid-state imaging device has an impedance reduction unit that amplifies the output signal and converts it to a low impedance and sends it to the cable.
The video processor unit reduces power consumption of the impedance reduction unit in a non-signal readout period in which an output signal is not read out with respect to a signal readout period in which an output signal photoelectrically converted from the solid-state imaging device is read out. Reduction means,
It is generated by the power consumption reducing means. Means for reducing the direct current level difference between the readout period and the non-readout period of the output signal is provided, so that even if power consumption is reduced, the dynamic level can be expanded by reducing the direct current level difference. It can be made as small as it is not necessary.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall configuration diagram of an electronic endoscope apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a circuit configuration in the vicinity of a signal input unit of a video processor.
FIG. 3 is an explanatory diagram of operations in a signal readout period and a non-signal readout period.
FIG. 4 is a diagram showing a circuit configuration near a signal input unit of a video processor according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is an explanatory diagram of operations in a signal reading period and a non-signal reading period.
FIG. 6 is a diagram showing a circuit configuration in the vicinity of a signal input unit of a video processor according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 7 is an explanatory diagram of operations in a signal reading period and a non-signal reading period.
FIG. 8 is a block diagram of a PLL circuit that synchronizes with a composite synchronization signal.
9 is a circuit diagram showing a part of the phase comparison circuit of FIG. 8 and an internal configuration of a filter circuit.
10 is a circuit diagram of a modification of FIG.
FIG. 11 is an overall configuration diagram of a conventional electronic endoscope apparatus.
FIG. 12 is a diagram showing an internal configuration of a CCD.
FIG. 13 is an operation explanatory diagram of a conventional example.
FIG. 14 is a diagram showing a CCD output waveform and the like input to a video processor in a conventional example.
[Explanation of symbols]
1. Electronic endoscope device
2 ... Electronic endoscope
3. Light source device
4 ... Video processor
5. Color monitor
10 ... CCD
16 ... CCD driver
18 ... Coaxial cable
20 ... Preamplifier
21 ... Control circuit
23 ... CDS circuit
51. Sample hold circuit
52 ... changeover switch
53 ... Transistor
R1-R5 ... resistance
C1, C2 ... Capacitors
S ... Switch
Claims (3)
前記固体撮像素子は、当該固体撮像素子からの出力信号を電流増幅して前記ケーブルに送り出すインピーダンス低減手段を有し、
前記信号処理部は、
前記インピーダンス低減手段からの出力信号が入力されるとともに、当該出力信号のレベルを保持する信号レベル保持手段と、
前記インピーダンス低減手段からの出力信号及び前記信号レベル保持手段からの出力信号が入力されるとともに、当該入力を切り換えて出力を行う信号切り換え手段と、
前記固体撮像素子から信号読み出しを行う読み出し期間において、前記信号切り換え手段に対して前記インピーダンス低減手段からの出力信号を導通させて出力を行うとともに、前記固体撮像素子から信号読み出しを行わない非読み出し期間において、前記信号レベル保持手段からの出力信号を導通させて出力を行う制御手段と、
を有することを特徴とする電子内視鏡装置。 An endoscope having a solid-state imaging device that images a subject, and a signal processing unit that supplies a drive signal to the solid-state imaging device and performs signal processing on an output signal output from the solid-state imaging device via a cable. In the connected electronic endoscope device,
The solid-state image sensor has an impedance reduction means for amplifying an output signal from the solid-state image sensor and sending it to the cable,
The signal processing unit
An output signal from the impedance reduction unit is input, and a signal level holding unit that holds the level of the output signal;
An output signal from the impedance reduction unit and an output signal from the signal level holding unit are input, and a signal switching unit that performs output by switching the input, and
In a readout period in which signal readout from the solid-state imaging device is performed, a non-readout period in which the output signal from the impedance reduction unit is conducted to the signal switching unit and output is performed, and no signal readout is performed from the solid-state imaging device And a control means for conducting the output signal from the signal level holding means and outputting it,
An electronic endoscope apparatus comprising:
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