Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP4137690B2 - Imaging device - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP4137690B2 - Imaging device - Google Patents

Imaging device Download PDF

Info

Publication number
JP4137690B2
JP4137690B2 JP2003122832A JP2003122832A JP4137690B2 JP 4137690 B2 JP4137690 B2 JP 4137690B2 JP 2003122832 A JP2003122832 A JP 2003122832A JP 2003122832 A JP2003122832 A JP 2003122832A JP 4137690 B2 JP4137690 B2 JP 4137690B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
circuit
cable
resistor
pulse
capacitor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2003122832A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2004328543A (en
JP2004328543A5 (en
Inventor
和正 高橋
豊 藤澤
忻 劉
力 平井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Olympus Corp filed Critical Olympus Corp
Priority to JP2003122832A priority Critical patent/JP4137690B2/en
Publication of JP2004328543A publication Critical patent/JP2004328543A/en
Publication of JP2004328543A5 publication Critical patent/JP2004328543A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4137690B2 publication Critical patent/JP4137690B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
  • Studio Devices (AREA)
  • Instruments For Viewing The Inside Of Hollow Bodies (AREA)
  • Endoscopes (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子内視鏡のように、特に撮像素子とカメラコントロールユニットとが別体に構成されたものに好適な撮像装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、固体撮像素子として例えば電荷結合素子(CCD)を用いた撮像装置が普及している。CCDは、マトリクス状に配置された各光電変換素子の各ライン毎に電荷を垂直方向に転送して水平レジスタに供給し、更に、水平方向に順次電荷を転送して出力映像信号を得ている。これらの信号の転送のために、CCDには比較的高い周波数のクロックが供給される。特に、水平方向の転送を制御するための水平転送パルスφH1,φH2及びリセットパルスφRは、画素数に応じた極めて高いクロック周波数に設定される。
【0003】
一般的な撮像装置においては、撮像素子と撮像素子を制御するカメラコントロールユニットとは一体化されて構成されている。これに対し、体腔内にスコープを挿入することにより、体腔内臓器等を観察する医療用の電子内視鏡等においては、CCD等の電子撮像デバイスを体腔内に挿通する細長の挿入部先端に配置する必要があることから、撮像素子とカメラコントロールユニットとを別体に構成する。この場合には、撮像素子とカメラコントロールユニットとは同軸ケーブル等によって接続される。
【0004】
ところが、内視鏡においては、ケーブルを細径化する必要があることから、その高域損失は極めて高い。このような高域損失が大きいケーブルを用いて、高速クロックの転送を行うと、高域成分の減衰が大きいことから、CCDに入力されるパルス波形は、理想矩形波に対して著しく歪んだものとなってしまう。
【0005】
CCDの駆動に用いられる高速転送クロックの波形が歪んだ場合には、CCDの出力波形に影響を与え、CCDによって得られる画像の画質が劣化してしまう。例えば、φH1,φH2,φR等のクロック波形が歪むと、CCD出力の波形も変化し、相関2重サンプリングによる映像信号のベースバンド変換において、そのサンプリング位相が変化してしまう。そうすると、画像特性、例えば色再現性の劣化、S/Nの悪化等が生じる。また、CCDの信号電荷の転送プロセスにおいて、駆動波形の劣化に起因する転送効率の低下を招く。
【0006】
この問題を解決するために、特開昭61−287383号公報(特許文献1)においては、駆動側にて高速クロックの高域成分を補償する回路を設けた技術が開示されている。この提案においては、CCDの等価入力容量を含めた伝送系の周波数特性の補正のために、高域損失を送信側にて近似して、伝送時に補償を行っている。
【0007】
【特許文献1】
特開昭61−287383号公報
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献1においては、R,C(抵抗及び容量)によるフィルタを用いて、転送クロック等の高周波領域を高域強調することで、ケーブルの高周波領域における挿入損失を補償している。即ち、ケーブル単体の高域減衰という1次遅れ要素を、1次要素であるR,Cの組み合わせによって補正していた。
【0009】
この場合でも、撮像素子とカメラコントロークユニットとが一体化されている撮像装置、あるいは解像度が比較的小さい撮像装置においては、特には問題は生じない。しかしながら、近年の高解像度化の要求によって、CCDは高画素化されてきており、転送クロックとしては極めて高いクロック周波数が要求されるようになってきた。更に高画素化に伴い、CCDの等価入力容量は増加傾向にある。そうすると、撮像素子とカメラコントロークユニットとが別体で構成されている撮像装置においては、ケーブルの特性インピーダンスと、CCDの負荷容量(等価入力容量)による1次遅れ特性が無視できなくなり、先のケーブル減衰要素も含めて2次遅れ要素を補正する必要が生じる。
【0010】
そこで、駆動側においてR,Cによるフィルタを2段直列に接続することで、2次遅れ要素を補正する方法が考えられる。しかしながら、同軸ケーブルによって撮像素子と駆動側であるカメラコントロークユニットとを接続した場合には、終端の不整合による反射の影響を考慮する必要がある。一般的にはコスト面からハードウェアによる終端整合は行われていない。この場合でも、低解像度のCCDを駆動する場合には特には問題はないが、高周波数になると反射の影響が大きくなり、特に、終端が不整合となるR,Cフィルタを2段直列に接続すると、その悪影響は増大するという問題がある。しかも、内視鏡システムでは、一般的に、同一システムにおいてケーブル長が異なる複数種類のケーブルが用いられており、ケーブル毎に出力映像信号の特性が著しく変化してしまうという問題もあった。
【0011】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、CCD等のイメージャに供給するパルスを生成する回路に線形回路を用いることによって、高解像度のイメージャに供給するパルスの波形歪を抑制し、高画質の画像を得ることができる撮像装置を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る撮像装置は、イメージャを駆動するための駆動信号を伝送するケーブルに接続されて、前記駆動信号を前記ケーブルに送出する駆動手段を具備した撮像装置であって、前記駆動手段は、前記イメージャを駆動するための駆動パルスが与えられ、抵抗及びコンデンサによって構成されるフィルタによって前記駆動パルスをフィルタリングして、前記ケーブルの高域減衰特性を補償する第1の補償手段と、前記第1の補償手段によってフィルタリングされた前記駆動パルスが一方入力端に与えられる演算増幅器と、前記演算増幅器の他方入力端に接続される第1の容量と、前記第1の容量の容量値との積が前記ケーブルの特性インピーダンスと前記イメージャの等価入力容量との積に基づいて設定される抵抗値を有する前記演算増幅器の帰還抵抗とによって構成されて、前記ケーブルの特性インピーダンスと前記イメージャの等価入力容量とによる1次遅れ特性を補償した駆動パルスを前記駆動信号として前記ケーブルに送出するピーキング回路と、を具備したことを特徴とする。
【0013】
本発明において、イメージャを駆動するための駆動信号は伝送路を介して伝送される。線形駆動手段は、駆動信号を線形処理によって生成して伝送路に送出している。線形処理によって、例えば、生成する駆動信号の波形歪を2次遅れ特性で補償し、また、伝送路との終端整合をとっている。
【0014】
【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について詳細に説明する。図1は本発明の一実施の形態に係る撮像装置を示す説明図である。
【0015】
本実施の形態は撮像素子とカメラコントロールユニットとを同軸ケーブルによって接続する撮像装置に適用したものであり、カメラコントロールユニット(駆動側)の出力段において、CCD等のイメージャの等価入力容量及びケーブルの特性インピーダンスにより定まる1次遅れ要素を考慮した2次遅れ要素の補償回路を備える。
【0016】
この場合において、本実施の形態においては、ケーブルの反射の影響を考慮するようになっている。例えば、基本波が14MHz程度であって、パルスTr/Tf(立上げ/立下げ)が10ナノ秒程度であれば、不整合伝送路における反射の影響は比較的小さい。ところが、基本波が28〜36MHzに増加し、パルスのTr/Tfを5ナノ秒以下にしなければならなくなると、ケーブル長の変化幅、駆動周波数、容量負荷を考慮すると、不整合伝送路では波形管理やブランキング期間のセトリング特性に弊害が生じてしまう。例えば、R,Cを用いたフィルタを2段直列に接続して補償回路を構成すると、R,Cが大きな時定数を有することから、ブランキング期間の前後のセトリング特性が悪化し、転送不良を生じることがある。
【0017】
なお、この点を考慮して、補正回路として、2次遅れ要素を定抵抗回路により管理し、それのインピーダンスをケーブルの特性インピーダンスと等しくすることで、同軸ケーブルの反射の影響を低減する方法を採用することも考えられる。しかし、この場合には、補正回路の挿入損失が著しく増大し、例えば、ピーク電圧3.3Vppを得るために、駆動段での出力はピーク電圧20Vpp程度のパルスが要求される。このような高いピーク電圧を得るために必要な実装面積及びコスト等の観点からこの方法は現実的ではない。
【0018】
以上の点を考慮して、本実施の形態においては、一般的に採用される飽和型のスイッチング回路のみによって駆動パルスを生成するのではなく、駆動パルスの生成に線形回路を用い、2次遅れを補償しながら駆動パルスを生成するようになっている。
【0019】
図1において、カメラヘッド10内には撮像レンズ11及びCCD12が設けられている。CCD12を駆動するためのドライバ回路13は、カメラコントロールユニット14内に設けられている。ドライバ回路13はCCD12を駆動するための各種駆動パルスを出力する。カメラコントロールユニット14とカメラヘッド10とは同軸ケーブル15によって接続されており、ドライバ回路13からの駆動パルスは同軸ケーブル15を介してCCD12に供給される。
【0020】
撮影レンズ11は被写体の反射光をCCD12の撮像面に結像させる。CCD12は駆動パルスが与えられて、被写体からの光学像を光電変換し、CCD12から出力された映像信号を同軸ケーブル15を介してカメラコントロールユニット14内の映像信号処理回路16に供給するようになっている。なお、CCD12の電源電圧及びカメラコントロールユニット14内の各部の電源電圧は、電源回路17によって供給されるようになっている。
【0021】
ドライバ回路13は、タイミングコントローラ21、パルス発生部22、線形駆動部23及び出力部24によって構成されている。タイミングコントローラ21は、CCD12を駆動する各種駆動パルスの元となる複数のタイミング信号を発生する。パルス発生部22はタイミングコントローラ21からのタイミング信号のタイミングで所定レベルのパルスを発生して線形駆動部23に出力する。線形駆動部23は、ケーブル15の挿入損失並びにケーブル15の特性インピーダンス及びCCD12の等価入力容量に基づく1次遅れ要素を考慮し、これらの2次遅れ要素を補償するために、パルス発生部22からのパルスに2次進み要素を付加して出力する。出力回路24は、ケーブル15の反射を抑制するための終端回路を構成し、2次進み要素が付加された駆動パルスをケーブル15を介して出力するようになっている。
【0022】
次に、このように構成された実施の形態の作用について説明する。
【0023】
タイミングコントローラ21は、例えば振幅が3.3Vのタイミング信号を発生する。このタイミング信号はパルス発生部22に供給されて、高速転送クロックφR,φH1,φH2の元となるパルスを発生する。線形駆動部23は、パルス発生部22からのパルスに対して、ケーブル15の高域の挿入損失及びケーブル15の特性インピーダンスとCCD12の等価入力容量とによる1次遅れ要素を補償する2次進み要素を付加する線形処理を実施する。
【0024】
線形駆動部23によって線形処理されたパルスは出力部24に供給される。出力部24は、ケーブル15の特性インピーダンスに設定されており、線形駆動部23からのパルスをケーブル15を介してCCD12に送出する。
【0025】
このように、本実施の形態においては、ケーブルの単体での挿入損失だけでなく、ケーブルの特性インピーダンスとCCDの等価入力容量による1次遅れ要素についても補償する2次進み要素を付加する線形処理を実施しており、波形歪のない高速転送パルスを生成することができる。しかも、線形処理を行っていることから、出力部において終端整合をとることができ、反射による悪影響を回避することができる。
【0026】
なお、本実施の形態においては、線形回路を使用していることから、最も高い周波数成分を有するパルスに合わせて特性を設定することにより、それ以下の周波数のパルスについては、歪なく伝送することか可能である。
【0027】
図2は本発明の第2の実施の形態に採用されるドライバ回路を示すブロック図である。図2は図1中のドライバ回路13内の回路について具体的な構成を示すものである。なお、図2ではCCD12の高速転送クロックである水平転送パルスφH1,φH2及びリセットパルスφRを出力するための回路のみを示している。
【0028】
図2のレベル変換回路31-a乃至31-c(以下、代表して符号31)は図1のパルス発生部22に相当し、プリプロセス回路32-a乃至32-c(以下、代表して符号32)は線形駆動部23に相当し、出力バッファ33-a乃至33-c(以下、代表して符号33)及び終端回路34-a乃至34-c(以下代表して符号34)は出力部24に相当する。
【0029】
タイミングコントローラ21は、水平転送パルスφH1,φH2及びリセットパルスφRの元となるパルスφH10,φH20及びリセットパルスφR0を発生して、夫々レベル変換回路31-a乃至31-cに出力する。レベル変換回路31-a乃至31-cは、入力されたパルスを必要となる信号レベルまで増幅して、夫々プリプロセス回路32-a乃至32-cに出力する。
【0030】
図3は図2中のプリプロセス回路32-a乃至32-cの具体的な構成を示す回路図である。また、図4は横軸に周波数をとり縦軸に利得をとり、図3中のピーキング回路42の補償特性を説明するためのグラフである。
【0031】
プリプロセス回路32-a乃至32-cは、相互に同一構成であり、夫々破線で囲った第1の補償手段としての補償器41及びピーキング回路42によって構成されている。
【0032】
レベル変換回路31の出力は補償器41を構成する抵抗RC1の一端から取込まれる。抵抗RC1の他端は容量CC1と抵抗RC2との並列回路の一端に接続されると共に、容量CC2を介して基準電位点に接続される。容量CC1と抵抗RC2との並列回路の他端は、抵抗RC3を介して基準電位点に接続される。抵抗RC3の他端はピーキング回路42を構成するオペアンプ43の正極性入力端に接続される。
【0033】
オペアンプ43の負極性入力端は、抵抗RFを介してオペアンプ43の出力端に接続されると共に、抵抗RG及び容量CPの直列回路を介して基準電位点に接続される。
【0034】
補償器41は、ケーブル15の挿入損失である1次遅れ要素の高域補正を行うものである。補償器41内の抵抗RC2、容量CC1及び抵抗RC3の値を適宜設定することによって、1次遅れ要素を補償するための1次進み要素を近似することができる。補償器41によって、ケーブル15単体での高域での損失を補償することができる。
【0035】
ピーキング回路42は、ケーブル15の特性インピーダンスZOとCCD12の等価入力容量Cinによる1次遅れ要素をキャンセルする逆特性を実現するものである。図4の特性Cは、ケーブル15の特性インピーダンスZOとCCD12の等価入力容量Cinによる1次遅れ要素を示している。1次遅れが始まる周波数ω0 は、ω0 =1/ZO ・Cinで与えられる。
【0036】
ピーキング回路42の利得Gは、G=1+RF・CP/(1+RG・CP)で与えられる。
【0037】
そして、RF・CP=ZO・Cinにすることで、ピーキング回路42の特性を図4の特性Cの逆特性である特性Aにすることができる。特性Aは非線形領域を含むので、抵抗RGの値を適宜設定することによって、有効帯域範囲を図4に示す範囲に設定する。これにより、ピーキング回路42からは、特性C,Aが合成された総合特性Bの波形が得られる。即ち、有効帯域範囲内では、ケーブル15の特性インピーダンスZOとCCD12の等価入力容量Cinによる1次遅れ要素がキャンセルされている。
【0038】
なお、補償器41において、抵抗RC1及び容量CC2は、オペアンプ43のスルーレートリミットを考慮した値に設定される。一般的に、オペアンプは、スルーレートリミット[V/μ秒]を越える入力が印加されると、回路が飽和し非線形領域で動作してしまう。そこで、抵抗RC1及び容量CC2の値を適宜設定することによって、補償器41からの出力波形の高域を減衰させ、次段オペアンプ43のスルーレートリミットの影響による非線形領域での動作を回避させるようになっている。これにより、オペアンプ43の熱暴走及び熱破壊を回避して、信号品質の確保を図っている。
【0039】
図5は本発明の第3の実施の形態に採用されるドライバ回路を示すブロック図である。
【0040】
本実施の形態を内視鏡装置に適用した場合には、撮像素子とカメラコントロールユニットとは、種々のケーブル長のケーブルによって接続されることが考えられる。ケーブル長に応じて、また、内視鏡の種別に応じて、伝送するパルスは異なる損失で減衰する。そこで、本実施の形態においては、発生する駆動パルスの振幅レベルを種々変更することができるようになっている。
【0041】
本実施の形態はレベル変換回路31-a乃至31-cに夫々代えて、出力するパルスの振幅レベルを変更可能なレベル変換回路37-a乃至37-cを採用した点が図2のドライバ回路と異なる。レベル変換回路37-a乃至37-cは相互に同一構成である。
【0042】
レベル変換回路37-a乃至37-cは、スイッチS0乃至SN を介して、高画素電圧指示信号、イメージャ1乃至N指示信号が入力され、これらの指示信号によって指示された電圧を発生するようになっている。なお、イメージャ1乃至N指示信号は予め登録されているイメージャ1乃至Nについて最適な電圧を指示するための信号であり、高画素電圧指示信号は所定の高画素のイメージャに対応して最適な電圧を指示するための信号である。
【0043】
図6は図5中のレベル変換回路37-a乃至37-cの具体的な構成を示す回路図である。レベル変換回路37-a乃至37-cは相互に同一構成である。
【0044】
バッファ35にはタイミングコントローラ21の出力パルスが供給される。バッファ35の出力端はコンデンサC1 を介してダイオードD1 のアノードに接続される。ダイオードD1 のカソードは電源ラインに接続されると共に、抵抗R1 とコンデンサC3 の並列回路を介してトランジスタT1 のベースに接続される。トランジスタT1 のエミッタは電源ラインに接続される。
【0045】
また、バッファ35の出力端はコンデンサC2 を介してダイオードD2 のカソードにも接続される。ダイオードD2 のアノードは基準電位点に接続されると共に、抵抗R2 とコンデンサC4 の並列回路を介してトランジスタT2 のベースに接続される。トランジスタT2 のエミッタは基準電位点に接続され、コレクタはトランジスタT1 のコレクタに接続される。
【0046】
出力振幅設定電源36には、スイッチS0〜SNを介して、電圧を指示する指示信号が入力される。出力振幅設定電源36は、指示電圧に従って直流電圧を発生して電源ラインに供給するようになっている。出力振幅設定電源36は、例えば、3端子レギュレータによって構成することかできる。
【0047】
コンデンサC1 ,C2 は直流分の伝送を阻止すると共に、ダイオードD1 ,D2 と共に、ダイオードD1 のアノード及びダイオードD2 のカソードの電位を定電位化する。抵抗R1 ,R2 はトランジスタT1 ,T2 のベースに流れる電流を制限するためのものであり、コンデンサC3 ,C4 はトランジスタT1 ,T2 に高い周波数のパルスを印加するためのものである。入力パルスの極性に応じて、トランジスタT1 又はトランジスタT2 がオンとなり、トランジスタT1 ,T2 のコレクタには、電源ラインの電圧に応じた振幅レベルのパルスが現れる。
【0048】
なお、図6の電源ラインに一定電圧のみを供給したものが、図2のレベル変換回路31に相当する。
【0049】
図7は本発明の第4の実施の形態に採用されるドライバ回路中のプリプロセス回路を示すブロック図である。本実施の形態においては、ドライバ回路の他の構成は図2又は図5と同様である。
【0050】
本実施の形態は反転動作を可能にしたものである。
【0051】
レベル変換回路31(図2参照)の出力は補償器41′を構成する抵抗RC1の一端から取込まれる。抵抗RC1の他端は容量CC2を介して基準電位点に接続されている。抵抗RC1及び容量CC2によって、オペアンプのスルーレートリミットを考慮した高域制限回路が構成される。抵抗RC1と容量CC2との接続点は抵抗RC2とコンデンサCC1との並列回路及び抵抗RC3を介してピーキング回路42′を構成するオペアンプ43の負極性入力端に入力される。
【0052】
補償器41′内の抵抗RC2、容量CC1及び抵抗RC3の値を適宜設定することによって、ケーブル15の1次遅れ要素を補償するための1次進み要素を近似することができる。これにより、補償器41′は、ケーブル15単体での高域での損失を補償することができる。
【0053】
オペアンプ43の正極性入力端は基準電位点に接続され、負極性入力端と出力端との間には抵抗RFが接続され、抵抗RFには、並列に抵抗RG及びコンデンサCPの直列回路が接続される。
【0054】
ピーキング回路42′においても、RF・CP=ZO・Cinに設定することによって、ケーブル15の特性インピーダンスZOとCCD12の等価入力容量Cinによる1次遅れ要素をキャンセルする逆特性を実現することができる。また、ピーキング回路42′は、入力パルスを反転させたパルスを出力する。
【0055】
こうして、図7のプリプロセス回路においても、図3の回路と同様に、ケーブル15の挿入損失である1次遅れ要素を補償すると共に、ケーブル15の特性インピーダンスZOとCCD12の等価入力容量Cinによる1次遅れ要素をキャンセルすることができる。
【0056】
図8は本発明の第5の実施の形態に採用されるドライバ回路中のプリプロセス回路を示すブロック図である。本実施の形態においては、ドライバ回路の他の構成は図2又は図5と同様である。図8において図3と同一の構成要素には同一符号を付して説明を省略する。
【0057】
撮像装置を内視鏡に用いた場合には、撮像素子とカメラコントロールユニットとの間を接続するケーブルとして細径化されたものを使用する必要がある。この場合には、ケーブルの直流抵抗値は比較的高い。イメージャの高速転送クロックφH1、φH2、φRの各入力端子は直流的には高い入力抵抗値であるため直流電流消費は発生しない。それに対して、交流的にはイメージャの等価入力容量を充放電するためのドライブ電流が必要である。この電流は前記の細径化された同軸ケーブルを通過することとなり無視できない電力損失を発生する。つまり、この場合には、カメラコントロールユニットの出力端の電圧は、ケーブル15の比較的高い直流抵抗値によって大きく減衰してイメージャの入力端に印加されることになる。
【0058】
ところで、高速転送クロックであるφH1,φH2には休止期間がある。この休止期間においては、等価入力容量に対する充放電が行われず、ケーブル15には電流が流れないため、先の理由により、イメージャ入力端における電圧レベルが、駆動パルス供給期間に比べて、極めて大きくなる。即ち、駆動パルスの供給期間に対して駆動パルスの停止期間のイメージャ印加電圧が大きいことから、イメージャが壊れる虞がある。
【0059】
そこで、本実施の形態においては、ピーキング回路42の出力端に第2の補償手段としての補償回路51を設けて、駆動パルス供給期間と休止期間とで、イメージャ印加電圧の差を抑制するようにしている。
【0060】
補正電圧供給回路52にはタイミングコントローラ21から駆動パルスの休止期間を示すタイミング信号が供給される。補正電圧供給回路52は駆動パルスの休止期間には、所定レベルの電圧をオペアンプ53の正極性入力端に供給するようになっている。オペアンプ53の負極性入力端は抵抗R11を介してピーキング回路42の出力端に接続され、負極性入力端と出力端との間には抵抗R12が接続される。オペアンプ53及び抵抗R12によって、減算回路が構成される。
【0061】
このように構成された補償回路51においては、休止期間以外の期間には、補正電圧供給回路52から例えば電圧0Vが出力される。この場合には、オペアンプ53の出力端には、ピーキング回路42の反転出力がそのまま現れる。
【0062】
一方、休止期間になると、補正電圧供給回路52から所定の電圧が出力される。そうすると、オペアンプ53の出力端は、ピーキング回路42の出力から補正電圧供給回路52の出力を減算した電圧レベルとなる。
【0063】
こうして、休止期間とそれ以外の期間とで、イメージャの入力端に印加される電圧の差を抑制して、イメージャの破壊を防止するようになっている。
【0064】
図9は本発明の第6の実施の形態に採用されるドライバ回路中のプリプロセス回路を示すブロック図である。本実施の形態においては、ドライバ回路の他の構成は図2又は図5と同様である。図9において図7と同一の構成要素には同一符号を付して説明を省略する。
【0065】
本実施の形態は第5の実施の形態と同様に、高速転送クロックの休止期間とそれ以外の期間とで、イメージャの入力端に印加される電圧差を抑制するものであって、反転動作を可能にしたものである。
【0066】
図9の回路は、図7のプリプロセス回路に補償回路51′を機能的に付加したものである。補正電圧供給回路52′にはタイミングコントローラ21から駆動パルスの休止期間を示すタイミング信号が供給される。補正電圧供給回路52′は駆動パルスの休止期間には、所定レベルの電圧をオペアンプ43の正極性入力端に供給するようになっている。オペアンプ43の出力は、補正電圧供給回路52′からの電圧分だけ加算され、振幅レベルが補正電圧供給回路52′からの電圧分だけ低下した出力が得られる。
【0067】
こうして、本実施の形態においても、高速転送クロックの休止期間とそれ以外の期間とのイメージャ入力端の電圧差を小さくして、イメージャが破壊されることを防止することができる。
【0068】
図10乃至図12は第5及び第6の実施の形態の補正電圧供給回路52,52′の具体的な構成を示す回路図である。補正電圧供給回路52,52′は、出力の極性が異なる点を除くと相互に同一構成のものを使用することができる。
【0069】
図10に示す補正電圧供給回路は抵抗R21,R22及びコンデンサC21によって構成されている。抵抗R21の一端にタイミング信号が供給され、抵抗R21の他端は抵抗R22とコンデンサC21との並列回路を介して基準電位点に接続される。抵抗R21,R22及びコンデンサC21によって、休止期間を示すタイミング信号の電圧レベルが制御され、抵抗21の他端は休止期間に所定の電圧レベルとなる。抵抗R21の他端の電圧が図8のオペアンプ53に供給される。
【0070】
図11に示す補正電圧供給回路は、撮像素子を内視鏡装置等に採用する場合において、ケーブル長又は内視鏡等の種別に応じて補正電圧のレベルを切換え可能にしたものである。
【0071】
抵抗R21の他端には、複数のスイッチS0 〜SNの一端が接続され、スイッチS0〜SNの他端は夫々抵抗R0〜RNを介して基準電位点に接続される。スイッチS0〜SNは電圧を指示する各種信号が入力される。なお、イメージャ1乃至N指示信号は予め登録されているイメージャ1乃至Nについて最適な電圧を指示するための信号であり、高画素電圧指示信号は所定の高画素のイメージャに対応して最適な電圧を指示するための信号である。
【0072】
スイッチS0〜SNは、イメージャ1乃至N指示信号及び高画素電圧指示信号によって、1つのスイッチが選択的にオンになって抵抗R31〜R3Nのいずれか1つを抵抗R21の他端と基準電位点との間に接続する。これにより、抵抗R21の他端の電圧は、スイッチS0〜SNのオン,オフに基づいて制御される。抵抗R31〜R3Nの抵抗値を適宜設定することによって、各イメージャに適した補正電圧を図8のオペアンプ53に供給することができる。
【0073】
図12は図9の補正電圧供給回路52′に対応させたものである。図9の補正電圧供給回路52′は、負極性の電圧をオペアンプ43に供給する必要がある。この場合に、補正電圧供給回路52′に入力されるタイミング信号の極性が反転しないものとすると、図10又は図11の補正電圧供給回路の出力を反転させる回路が必要である。図12は反転回路であり、図10又は図11の抵抗R21の他端を抵抗R41を介してオペアンプ55の負極性入力端に接続するようになっている。オペアンプ55の正極性入力端は基準電位点に接続され、負極性入力端と出力端との間には抵抗R42が接続される。この構成によって、オペアンプ55の出力端からは、反転出力が得られる。オペアンプ55の出力端を図9のオペアンプ43に接続することによって、補正電圧を供給することができる。
【0074】
図13は本発明の第7の実施の形態に採用されるドライバ回路中のプリプロセス回路を示すブロック図である。本実施の形態においては、ドライバ回路の他の構成は図2又は図5と同様である。
【0075】
図3又は図7の補償器41,41′は、ケーブル単体での高域での損失を補償する。本実施の形態においては、撮像素子を内視鏡装置に採用する場合等において、高域損失を補償するための1次進み要素の近似を、ケーブル長又は内視鏡等の種別に応じて切換え可能にしたものである。
【0076】
レベル変換回路からのパルスは補償器61-0〜61-Nに与えられる。補償器61-0〜61-Nは、例えば、図3の補償器41又は図7の補償器41′と同様の構成であり、抵抗値及び容量値が異なるのみである。補償器61-1〜61-Nは、図示しないイメージャ1乃至Nの高域損失を補償するために夫々最適な設定値が設定されて、入力されたパルスの高域を補償するようになっている。また、補償器61-0は、所定の高画素イメージャの高域損失を補償するために最適な設定値が設定されて、入力されたパルスの高域を補償するようになっている。
【0077】
本実施の形態においては、補償器61-0〜61-Nの出力の切換えにダイオードスイッチを用いるようになっている。即ち、各補償器61-0〜61-Nの出力端は、夫々、コンデンサC51、ダイオードD51,D52及びコンデンサC52の直列回路、コンデンサC53、ダイオードD53,D54及びコンデンサC54の直列回路、………、又はコンデンサC55、ダイオードD55,D56及びコンデンサC56の直列回路を介してバッファ62の入力端に接続される。
【0078】
ダイオードD51,D53〜D55のアノードには、夫々抵抗R51,R53〜R55を介して正極性切換信号SD0,SD1〜SDNが供給され、ダイオードD51,D53〜D55のカソードには、夫々抵抗R52,R54〜R56を介して負極性切換信号/SD0,/SD1〜/SDN(/は反転信号を示す)が供給される。例えば、正極性切換信号SD0,SD1〜SDNとして+Vを入力し、負極性切換信号/SD0,/SD1〜/SDNとして−Vを入力することで、各ダイオードスイッチを夫々選択的にオンにすることができる。
【0079】
バッファ62の入力端は抵抗R57を介して基準電位点に接続されており、バッファ62の出力端はピーキング回路63の入力端に接続される。なお、バッファ62は図3又は図7では図示を省略されているが、特に図7ではピーキング回路42′の入力端においてバッファ62を設けた方がよい。また、ピーキング回路63としては、図3又は図7の補償器42,42′等を採用することができる。
【0080】
このように構成された実施の形態においては、使用するイメージャ又はケーブルに応じて、正極性切換信号SD0,SD1〜SDN及び負極性切換信号/SD0,/SD1〜/SDNのいずれかに+V,−Vを供給する。例えば、イメージャ1を使用する場合には、正極性切換信号SD1に+V、負極性切換信号/SD1に−Vを印加して、ダイオードD53,D54をオンにする。これにより、イメージャ1の高域損失に対応した1次進み要素が補償器61-1によって付与された後、補償器61-1の出力はコンデンサC53,C54を介して出力される。
【0081】
バッファ62は、ピーキング回路63の入力インピーダンスを変換して、補償器61-1の出力をピーキング回路63に与える。これにより、ピーキング回路63によって、更にケーブルの特性インピーダンスと等価入力容量とによる1次遅れ要素が補正される。
【0082】
伝送するパルスの周波数が高い場合には、寄生容量及び浮遊容量の影響が大きく、駆動パルスの切換えのために一般的なアナログスイッチを採用することはできない。このため従来、伝送する駆動パルスの切換には、リレーが使用されており、消費電力の点及びコストの点から不利である。
【0083】
しかし本実施の形態においては、寄生容量及び浮遊容量の影響を受けにくいダイオードスイッチを用いている。これにより、本実施の形態においては、波形歪を生じさせることなく、低消費電力の切換を可能にしている。
【0084】
図14及び図15は本発明の第8の実施の形態に採用されるドライバ回路中の出力バッファを示すブロック図である。本実施の形態においては、ドライバ回路の他の構成は図2又は図5と同様である。
【0085】
ケーブルの特性インピーダンスを考慮すると、ドライバ回路としては、比較的大きな電流をケーブルに流す必要がある。これに対し、ピーキング回路32(図2又は図5参照)の出力許容電流レベルは比較的小さいことから、プリプロセス回路32と終端回路34との間に電流バッファとしての出力バッファを設ける。
【0086】
図14は正極性入力、正極性出力の正転プッシュプル出力バッファを示している。ダイオードD61,D62同士の接続点にはプリプロセス回路32の出力が供給される。トランジスタT61,T62は、コレクタが夫々正負電源VDDに接続され、エミッタに夫々接続された抵抗R65,R66の接続点から出力が得られる。
【0087】
しかし、単に縦列接続されたトランジスタT61,T62を用いただけでは、VBE電圧ドロップによって、±VBEの間は出力が不定となってしまう。そこで、本実施の形態においては、入力端にダイオードD61,D62を接続することでバイアスを発生させ、全領域において線形動作を可能にする。
【0088】
なお、コンデンサC61,C62は高周波信号に対する信号路の低インピーダンス化を行うためのものであり、抵抗R61,R62はダイオードD61,D62、トランジスタT61,T62のバイアス電流を設定するためのものであり、抵抗R63,R64は発振防止のためのものである。
【0089】
図14の回路は回路構成が簡単であるという利点を有する。
【0090】
図15は反転出力の電流バッファを示している。プリプロセス回路32の出力はトランジスタT71,T73のベースに供給される。トランジスタT71,T72のエミッタは抵抗R71,R72を介して接続されており、抵抗R71,R72の接続点は電流源71を介して電源端−VDDに接続されている。トランジスタT71のコレクタは電源端+VDDに接続され、トランジスタT72のコレクタは抵抗R75を介して電源端+VDDに接続される。トランジスタT72のベースは基準電位点に接続される。
【0091】
また、トランジスタT73,T74のエミッタは抵抗R73,R74を介して接続されており、抵抗R73,R74の接続点は電流源72を介して電源端+VDDに接続されている。トランジスタT73のコレクタは電源端−VDDに接続され、トランジスタT74のコレクタは抵抗R76を介して電源端−VDDに接続される。トランジスタT74のベースは基準電位点に接続される。
【0092】
トランジスタT75は、エミッタが抵抗R77を介して電源端+VDDに接続され、ベースがトランジスタT72のコレクタに接続される。トランジスタT76は、エミッタが抵抗R78を介して電源端−VDDに接続され、ベースはトランジスタT74のコレクタに接続される。トランジスタT75,T76のコレクタは出力端として共通接続される。
【0093】
トランジスタT75,T76は夫々電流源として機能する。トランジスタT75,T76によって夫々構成される電流源は、トランジスタT71,T72及び電流源71等によって構成される回路並びにトランジスタT73,T74及び電流源72等によって構成される回路によって制御される。
【0094】
この構成によって、トランジスタT71,T73のベースに供給された信号のレベルに応じた電流出力がトランジスタT75,T76のコレクタから得られる。
【0095】
図15の回路は耐圧の低い素子を使用して構成することができるという利点を有する。
【0096】
図16は本発明の第9の実施の形態に採用されるドライバ回路中の終端回路を示す説明図である。本実施の形態においては、ドライバ回路の他の構成は図2又は図5と同様である。図16において、符号33は例えば図14に示す正転出力の出力バッファを示し、符号81は例えば図15に示す反転出力の出力バッファを示している。
【0097】
図16(a)は終端回路として抵抗R81を採用した例を示している。抵抗R81の抵抗値は、ケーブルの特性インピーダンスZ0 に設定する。抵抗R81によって終端の整合が図られ、反射の発生を防止することができる。
【0098】
図16(b)は終端抵抗R82にコンデンサC0 を並列接続した終端回路を示している。コンデンサC0 は補償器41と同様にケーブルの高域損失を補償するためのものである。コンデンサC0 としては、コンデンサC0 を接続することによって生じる反射の影響が比較的小さい範囲内の容量値に設定する。これにより、反射の発生を略防止することができると共に、高域損失のある程度の補償も可能である。
【0099】
図16(c)は反転出力のバッファ81に対応した終端回路を示し、抵抗R83のみによって構成した例を示している。抵抗R83の抵抗値は、ケーブルの特性インピーダンスZ0 に設定する。抵抗R83によって終端の整合が図られ、反射の発生を防止することができる。
【0100】
図16(d)も反転出力のバッファ81に対応した終端回路を示し、抵抗R84及びコイルL0 によって構成した例を示している。コイルL0は、補償器41と同様にケーブルの高域損失を補償するためのものである。コイルL0 としては、コイルL0 を接続することによって生じる反射の影響が比較的小さい範囲内のインダクタンスに設定する。これにより、反射の発生を略防止することができると共に、高域損失のある程度の補償も可能である。
【0101】
図16(e)は正転出力の出力バッファ33に対応した終端回路を示している。出力バッファ33の出力は抵抗R85の一端に供給される。抵抗R85の他端はコンデンサC0 を介して出力端に接続される。この出力端と基準電位点との間には、抵抗R86及びコンデンサC81の直列回路が接続される。コンデンサC81には可変抵抗VR81が並列接続される。抵抗R85の抵抗値はケーブルの特性インピーダンスZ0 に設定する。これにより、終端の整合が図られ、反射の発生を防止することができる。
【0102】
また、出力端は抵抗R86及び可変抵抗VR81を介して基準電位点に接続されており、出力端の直流電圧値は可変抵抗VR81によって調整可能である。こうして、図16(e)の回路は、終端の整合が得られると共に、イメージャ入力端における直流バイアスを設定することができる。
【0103】
図16(f)は反転出力の出力バッファ81に対応した終端回路を示している。出力バッファ81の出力は抵抗R87の一端に接続される。抵抗R87の他端は基準電位点に接続される。抵抗R87の一端はコンデンサC0 を介して出力端に接続される。この出力端と基準電位点との間には、抵抗R88及びコンデンサC82の直列回路が接続される。コンデンサC82には可変抵抗VR82が並列接続される。抵抗R87の抵抗値はケーブルの特性インピーダンスZ0 に設定する。これにより、終端の整合が図られ、反射の発生を防止することができる。
【0104】
また、出力端は抵抗R88及び可変抵抗VR82を介して基準電位点に接続されており、出力端の直流電圧値は可変抵抗VR82によって調整可能である。こうして、図16(f)の回路は、終端の整合が得られると共に、イメージャ入力端における直流バイアスを設定することができる。
【0105】
このように、上記各実施の形態においては、線形回路によって駆動パルスを生成していることから、駆動周波数の向上、駆動可能な等価入力容量の向上、低電圧化、省回路化が実現できる。そして、直流から高域カットオフ周波数まで、ゲイン、グループディレイが平坦な特性であるため、許容帯域内で実現可能な駆動周波数まで、回路変更無しに広い範囲での駆動が可能である。また、映像期間とブランキング期間のような、周波数変化点でのセトリング特性を改善することができる。また、回路の簡略化が可能である。また、環境条件の変化や、使用部品のばらつきに対して、安定した駆動が可能である。また、異なる画素数、駆動周波数のイメージャに対して、簡便な条件切り替えのみで適用させることができる。更に、異なる等価入力容量を有するイメージャに対して、駆動周波数を除くその他の駆動回路の変更なしに、ケーブルの特性インピーダンスや、減衰定数を変更するだけで適用可能である。
【0106】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、CCD等のイメージャに供給するパルスを生成する回路に線形回路を用いることによって、高解像度のイメージャに供給するパルスの波形歪を抑制し、高画質の画像を得ることができるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態に係る撮像装置を示す説明図。
【図2】図1中のドライバ回路13内の回路について具体的な構成を示すブロック図。
【図3】図2中のプリプロセス回路32-a乃至32-cの具体的な構成を示す回路図。
【図4】横軸に周波数をとり縦軸に利得をとり、図3中のピーキング回路42の補償特性を説明するためのグラフ。
【図5】本発明の第2の実施の形態に採用されるドライバ回路を示すブロック図。
【図6】図5中のレベル変換回路37-a乃至37-cの具体的な構成を示す回路図。
【図7】本発明の第3の実施の形態に採用されるドライバ回路中のプリプロセス回路を示すブロック図。
【図8】本発明の第4の実施の形態に採用されるドライバ回路中のプリプロセス回路を示すブロック図。
【図9】本発明の第5の実施の形態に採用されるドライバ回路中のプリプロセス回路を示すブロック図。
【図10】第4及び第5の実施の形態の補正電圧供給回路52,52′の具体的な構成を示す回路図。
【図11】第4及び第5の実施の形態の補正電圧供給回路52,52′の具体的な構成を示す回路図。
【図12】第4及び第5の実施の形態の補正電圧供給回路52,52′の具体的な構成を示す回路図。
【図13】本発明の第6の実施の形態に採用されるドライバ回路中のプリプロセス回路を示すブロック図。
【図14】本発明の第7の実施の形態に採用されるドライバ回路中の出力バッファを示すブロック図。
【図15】本発明の第7の実施の形態に採用されるドライバ回路中の出力バッファを示すブロック図。
【図16】本発明の第8の実施の形態に採用されるドライバ回路中の終端回路を示す説明図。
【符号の説明】
12…CCD、13…ドライバ回路、14…カメラコントロールユニット、15…同軸ケーブル、21…タイミングコントローラ、22…パルス発生部、23…線形駆動部、24…出力部。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an imaging apparatus suitable for an electronic endoscope in which an imaging element and a camera control unit are separately configured.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, imaging devices using, for example, a charge coupled device (CCD) as a solid-state imaging device have become widespread. The CCD transfers charges in the vertical direction for each line of each photoelectric conversion element arranged in a matrix and supplies it to a horizontal register. Further, the CCD sequentially transfers charges in the horizontal direction to obtain an output video signal. . For transferring these signals, a relatively high frequency clock is supplied to the CCD. In particular, the horizontal transfer pulses φH1 and φH2 and the reset pulse φR for controlling the horizontal transfer are set to an extremely high clock frequency according to the number of pixels.
[0003]
In a general imaging apparatus, an imaging device and a camera control unit that controls the imaging device are integrated. On the other hand, by inserting a scope into a body cavity, a medical electronic endoscope or the like for observing an organ in a body cavity or the like is attached to the distal end of an elongated insertion section through which an electronic imaging device such as a CCD is inserted into the body cavity. Since it is necessary to arrange them, the image sensor and the camera control unit are configured separately. In this case, the image sensor and the camera control unit are connected by a coaxial cable or the like.
[0004]
However, in an endoscope, since it is necessary to reduce the diameter of the cable, the high-frequency loss is extremely high. When high-speed clock transfer is performed using such a cable with a large high-frequency loss, the attenuation of the high-frequency component is large, so the pulse waveform input to the CCD is significantly distorted with respect to the ideal rectangular wave. End up.
[0005]
When the waveform of the high-speed transfer clock used for driving the CCD is distorted, the output waveform of the CCD is affected, and the image quality of the image obtained by the CCD is deteriorated. For example, if the clock waveforms such as φH1, φH2, and φR are distorted, the waveform of the CCD output also changes, and the sampling phase changes in the baseband conversion of the video signal by correlated double sampling. As a result, image characteristics such as color reproducibility deterioration, S / N deterioration, and the like occur. In addition, in the signal charge transfer process of the CCD, the transfer efficiency is reduced due to the deterioration of the drive waveform.
[0006]
In order to solve this problem, Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-287383 (Patent Document 1) discloses a technique in which a circuit for compensating a high frequency component of a high-speed clock is provided on the driving side. In this proposal, in order to correct the frequency characteristics of the transmission system including the equivalent input capacitance of the CCD, the high-frequency loss is approximated on the transmission side, and compensation is performed during transmission.
[0007]
[Patent Document 1]
JP 61-287383 A
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
In Patent Document 1, the insertion loss in the high frequency region of the cable is compensated by using a filter based on R and C (resistance and capacitance) to emphasize the high frequency region such as the transfer clock. That is, the primary delay element of high-frequency attenuation of the single cable is corrected by the combination of R and C which are the primary elements.
[0009]
Even in this case, there is no particular problem in an imaging apparatus in which an imaging element and a camera control unit are integrated or an imaging apparatus having a relatively small resolution. However, with the recent demand for higher resolution, the CCD has been increased in pixel count, and an extremely high clock frequency has been required as a transfer clock. As the number of pixels increases, the equivalent input capacity of the CCD tends to increase. Then, in the imaging device in which the imaging device and the camera control unit are configured separately, the first-order lag characteristic due to the cable characteristic impedance and the CCD load capacitance (equivalent input capacitance) cannot be ignored. It is necessary to correct the second order lag element including the cable attenuation element.
[0010]
Therefore, a method of correcting the second-order lag element by connecting two stages of R and C filters in series on the drive side can be considered. However, when the image sensor and the camera control unit on the driving side are connected by a coaxial cable, it is necessary to consider the influence of reflection due to mismatch of the termination. Generally, termination matching by hardware is not performed because of cost. Even in this case, there is no particular problem when driving a low-resolution CCD, but the influence of reflection increases at higher frequencies, and in particular, two stages of R and C filters whose terminations are mismatched are connected in series. Then, the adverse effect increases. In addition, in the endoscope system, a plurality of types of cables having different cable lengths are generally used in the same system, and there is a problem that the characteristics of the output video signal are remarkably changed for each cable.
[0011]
The present invention has been made in view of such problems, and suppresses waveform distortion of a pulse to be supplied to a high-resolution imager by using a linear circuit as a circuit for generating a pulse to be supplied to an imager such as a CCD. An object of the present invention is to provide an imaging device capable of obtaining a high-quality image.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
An imaging apparatus according to the present invention transmits a drive signal for driving an imager. cable Connected to the drive signal An imaging apparatus including a driving unit for sending to the cable, wherein the driving unit is given a driving pulse for driving the imager, and filters the driving pulse by a filter including a resistor and a capacitor. A first compensation means for compensating the high-frequency attenuation characteristic of the cable, an operational amplifier to which the drive pulse filtered by the first compensation means is applied to one input terminal, and a second input terminal of the operational amplifier. The operational amplifier having a resistance value in which a product of a first capacitor to be connected and a capacitance value of the first capacitor is set based on a product of a characteristic impedance of the cable and an equivalent input capacitance of the imager. A feedback resistor, depending on the characteristic impedance of the cable and the equivalent input capacitance of the imager A peaking circuit for sending a driving pulse has been compensated for following delay characteristics to said cable as said drive signal It is characterized by comprising.
[0013]
In the present invention, a drive signal for driving the imager is transmitted through a transmission line. The linear drive means generates a drive signal by linear processing and sends it to the transmission line. By linear processing, for example, the waveform distortion of the drive signal to be generated is compensated by the second-order lag characteristic, and termination matching with the transmission path is taken.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is an explanatory diagram showing an imaging apparatus according to an embodiment of the present invention.
[0015]
This embodiment is applied to an image pickup apparatus in which an image pickup device and a camera control unit are connected by a coaxial cable. At the output stage of the camera control unit (drive side), the equivalent input capacity of an imager such as a CCD and the cable A secondary delay element compensation circuit is provided in consideration of the primary delay element determined by the characteristic impedance.
[0016]
In this case, in the present embodiment, the influence of cable reflection is taken into consideration. For example, if the fundamental wave is about 14 MHz and the pulse Tr / Tf (rise / fall) is about 10 nanoseconds, the influence of reflection on the mismatched transmission path is relatively small. However, when the fundamental wave increases to 28 to 36 MHz and the Tr / Tf of the pulse has to be 5 nanoseconds or less, the waveform in the mismatched transmission line is considered in consideration of the change width of the cable length, the driving frequency, and the capacitive load. This will adversely affect the settling characteristics of the management and blanking periods. For example, when two stages of filters using R and C are connected in series to form a compensation circuit, since R and C have a large time constant, the settling characteristics before and after the blanking period are deteriorated, resulting in poor transfer. May occur.
[0017]
In consideration of this point, a method of reducing the influence of the reflection of the coaxial cable by managing the second-order lag element by a constant resistance circuit as the correction circuit and making the impedance equal to the characteristic impedance of the cable. It is possible to adopt it. However, in this case, the insertion loss of the correction circuit is remarkably increased. For example, in order to obtain a peak voltage of 3.3 Vpp, a pulse having a peak voltage of about 20 Vpp is required for output at the drive stage. This method is not practical from the viewpoint of mounting area and cost necessary for obtaining such a high peak voltage.
[0018]
In consideration of the above points, in this embodiment, a drive pulse is not generated only by a commonly used saturation type switching circuit, but a linear circuit is used to generate the drive pulse, and a secondary delay is generated. A drive pulse is generated while compensating for the above.
[0019]
In FIG. 1, an imaging lens 11 and a CCD 12 are provided in the camera head 10. A driver circuit 13 for driving the CCD 12 is provided in the camera control unit 14. The driver circuit 13 outputs various drive pulses for driving the CCD 12. The camera control unit 14 and the camera head 10 are connected by a coaxial cable 15, and drive pulses from the driver circuit 13 are supplied to the CCD 12 through the coaxial cable 15.
[0020]
The photographing lens 11 forms an image of the reflected light of the subject on the imaging surface of the CCD 12. The CCD 12 receives a drive pulse, photoelectrically converts an optical image from the subject, and supplies the video signal output from the CCD 12 to the video signal processing circuit 16 in the camera control unit 14 via the coaxial cable 15. ing. The power supply voltage of the CCD 12 and the power supply voltage of each part in the camera control unit 14 are supplied by the power supply circuit 17.
[0021]
The driver circuit 13 includes a timing controller 21, a pulse generator 22, a linear driver 23, and an output unit 24. The timing controller 21 generates a plurality of timing signals that are sources of various driving pulses for driving the CCD 12. The pulse generator 22 generates a predetermined level pulse at the timing of the timing signal from the timing controller 21 and outputs the pulse to the linear driver 23. The linear drive unit 23 considers the insertion loss of the cable 15 and the first order lag element based on the characteristic impedance of the cable 15 and the equivalent input capacity of the CCD 12, and in order to compensate for these second order lag elements, the pulse generator 22 A secondary advance element is added to the pulse and output. The output circuit 24 constitutes a termination circuit for suppressing reflection of the cable 15, and outputs a drive pulse to which a secondary advance element is added via the cable 15.
[0022]
Next, the operation of the embodiment configured as described above will be described.
[0023]
The timing controller 21 generates a timing signal having an amplitude of 3.3V, for example. This timing signal is supplied to the pulse generator 22 to generate a pulse that is the basis of the high-speed transfer clocks φR, φH1, and φH2. The linear drive unit 23 compensates for a pulse from the pulse generation unit 22 with a first-order lag element that compensates for a high-frequency insertion loss of the cable 15, a characteristic impedance of the cable 15, and an equivalent input capacitance of the CCD 12. A linear process for adding is performed.
[0024]
The pulse linearly processed by the linear drive unit 23 is supplied to the output unit 24. The output unit 24 is set to the characteristic impedance of the cable 15, and sends a pulse from the linear drive unit 23 to the CCD 12 via the cable 15.
[0025]
As described above, in the present embodiment, not only the insertion loss of a single cable but also a linear process for adding a secondary advance element that compensates for a primary delay element due to the characteristic impedance of the cable and the equivalent input capacitance of the CCD. The high-speed transfer pulse without waveform distortion can be generated. In addition, since linear processing is performed, termination matching can be achieved in the output unit, and adverse effects due to reflection can be avoided.
[0026]
In this embodiment, since a linear circuit is used, by setting the characteristics according to the pulse having the highest frequency component, a pulse having a lower frequency can be transmitted without distortion. Is possible.
[0027]
FIG. 2 is a block diagram showing a driver circuit employed in the second embodiment of the present invention. FIG. 2 shows a specific configuration of the circuit in the driver circuit 13 in FIG. FIG. 2 shows only a circuit for outputting horizontal transfer pulses φH1 and φH2 and a reset pulse φR, which are high-speed transfer clocks of the CCD 12.
[0028]
Level conversion circuits 31-a to 31-c (referred to as reference 31 hereinafter) in FIG. 2 correspond to the pulse generator 22 in FIG. 1, and preprocess circuits 32-a to 32-c (referred to as representative hereinafter). Reference numeral 32) corresponds to the linear drive unit 23, and output buffers 33-a through 33-c (hereinafter, representatively represented by reference numeral 33) and termination circuits 34-a through 34-c (hereinafter, representatively represented by reference numeral 34) are output. It corresponds to the section 24.
[0029]
The timing controller 21 generates horizontal transfer pulses φH1 and φH2 and pulses φH10 and φH20 and a reset pulse φR0 which are sources of the reset pulse φR, and outputs them to the level conversion circuits 31-a to 31-c, respectively. The level conversion circuits 31-a to 31-c amplify the input pulses to the required signal levels and output them to the preprocess circuits 32-a to 32-c, respectively.
[0030]
FIG. 3 is a circuit diagram showing a specific configuration of the preprocess circuits 32-a to 32-c in FIG. FIG. 4 is a graph for explaining the compensation characteristics of the peaking circuit 42 in FIG. 3, with the frequency on the horizontal axis and the gain on the vertical axis.
[0031]
The preprocess circuits 32-a to 32-c have the same configuration, and are constituted by a compensator 41 and a peaking circuit 42 as first compensation means surrounded by a broken line.
[0032]
The output of the level conversion circuit 31 is taken in from one end of the resistor RC1 constituting the compensator 41. The other end of the resistor RC1 is connected to one end of a parallel circuit of the capacitor CC1 and the resistor RC2, and is connected to a reference potential point via the capacitor CC2. The other end of the parallel circuit of the capacitor CC1 and the resistor RC2 is the resistor RC. Three To the reference potential point. Resistance RC Three Is connected to the positive input terminal of the operational amplifier 43 constituting the peaking circuit 42.
[0033]
The negative input terminal of the operational amplifier 43 is connected to the output terminal of the operational amplifier 43 through a resistor RF and is connected to a reference potential point through a series circuit of a resistor RG and a capacitor CP.
[0034]
The compensator 41 performs high-frequency correction of a first-order lag element that is an insertion loss of the cable 15. By appropriately setting the values of the resistor RC2, the capacitor CC1, and the resistor RC3 in the compensator 41, it is possible to approximate a primary advance element for compensating the primary delay element. The compensator 41 can compensate for a loss in the high band of the cable 15 alone.
[0035]
The peaking circuit 42 realizes a reverse characteristic that cancels the first-order lag element due to the characteristic impedance ZO of the cable 15 and the equivalent input capacitance Cin of the CCD 12. A characteristic C in FIG. 4 shows a first-order lag element due to the characteristic impedance ZO of the cable 15 and the equivalent input capacitance Cin of the CCD 12. The frequency .omega.0 at which the first-order lag starts is given by .omega.0 = 1 / ZO.Cin.
[0036]
The gain G of the peaking circuit 42 is given by G = 1 + RF · CP / (1 + RG · CP).
[0037]
By setting RF · CP = ZO · Cin, the characteristic of the peaking circuit 42 can be changed to the characteristic A which is the reverse of the characteristic C shown in FIG. Since the characteristic A includes a non-linear region, the effective band range is set to the range shown in FIG. 4 by appropriately setting the value of the resistance RG. As a result, the peaking circuit 42 obtains a waveform of the overall characteristic B in which the characteristics C and A are combined. That is, in the effective band range, the first-order lag element due to the characteristic impedance ZO of the cable 15 and the equivalent input capacitance Cin of the CCD 12 is canceled.
[0038]
In the compensator 41, the resistor RC1 and the capacitor CC2 are set to values that consider the slew rate limit of the operational amplifier 43. Generally, when an input exceeding the slew rate limit [V / μsec] is applied to the operational amplifier, the circuit is saturated and operates in a non-linear region. Therefore, by appropriately setting the values of the resistor RC1 and the capacitor CC2, the high region of the output waveform from the compensator 41 is attenuated, and the operation in the nonlinear region due to the influence of the slew rate limit of the next-stage operational amplifier 43 is avoided. It has become. This avoids thermal runaway and thermal destruction of the operational amplifier 43 and ensures signal quality.
[0039]
FIG. 5 is a block diagram showing a driver circuit employed in the third embodiment of the present invention.
[0040]
When this embodiment is applied to an endoscope apparatus, it is conceivable that the image sensor and the camera control unit are connected by cables having various cable lengths. Depending on the cable length and the type of endoscope, the transmitted pulses are attenuated with different losses. Therefore, in the present embodiment, the amplitude level of the generated drive pulse can be variously changed.
[0041]
The present embodiment employs level conversion circuits 37-a to 37-c that can change the amplitude level of the output pulses instead of the level conversion circuits 31-a to 31-c, respectively. And different. The level conversion circuits 37-a to 37-c have the same configuration.
[0042]
The level conversion circuits 37-a to 37-c receive high pixel voltage instruction signals and imager 1 to N instruction signals via the switches S0 to SN, and generate voltages instructed by these instruction signals. It has become. The imager 1 to N instruction signal is a signal for instructing an optimum voltage for the imagers 1 to N registered in advance, and the high pixel voltage instruction signal is an optimum voltage corresponding to a predetermined high pixel imager. Is a signal for instructing.
[0043]
FIG. 6 is a circuit diagram showing a specific configuration of the level conversion circuits 37-a to 37-c in FIG. The level conversion circuits 37-a to 37-c have the same configuration.
[0044]
An output pulse of the timing controller 21 is supplied to the buffer 35. The output terminal of the buffer 35 is connected to the anode of the diode D1 through the capacitor C1. The cathode of the diode D1 is connected to the power supply line, and is connected to the base of the transistor T1 through a parallel circuit of a resistor R1 and a capacitor C3. The emitter of the transistor T1 is connected to the power supply line.
[0045]
The output terminal of the buffer 35 is also connected to the cathode of the diode D2 via the capacitor C2. The anode of the diode D2 is connected to the reference potential point, and is connected to the base of the transistor T2 through a parallel circuit of a resistor R2 and a capacitor C4. The emitter of the transistor T2 is connected to the reference potential point, and the collector is connected to the collector of the transistor T1.
[0046]
The output amplitude setting power source 36 receives an instruction signal for instructing a voltage via the switches S0 to SN. The output amplitude setting power supply 36 generates a DC voltage according to the instruction voltage and supplies it to the power supply line. The output amplitude setting power source 36 can be constituted by, for example, a three-terminal regulator.
[0047]
Capacitors C1 and C2 block the transmission of the DC component, and together with the diodes D1 and D2, make the potentials of the anode of the diode D1 and the cathode of the diode D2 constant. The resistors R1 and R2 are for limiting the current flowing through the bases of the transistors T1 and T2, and the capacitors C3 and C4 are for applying a high frequency pulse to the transistors T1 and T2. Depending on the polarity of the input pulse, the transistor T1 or the transistor T2 is turned on, and a pulse having an amplitude level corresponding to the voltage of the power supply line appears at the collectors of the transistors T1 and T2.
[0048]
6 corresponds to the level conversion circuit 31 in FIG. 2 in which only a constant voltage is supplied to the power supply line in FIG.
[0049]
FIG. 7 is a block diagram showing a preprocess circuit in a driver circuit employed in the fourth embodiment of the present invention. In this embodiment, other configurations of the driver circuit are the same as those in FIG.
[0050]
In this embodiment, an inversion operation is possible.
[0051]
The output of the level conversion circuit 31 (see FIG. 2) is taken from one end of the resistor RC1 constituting the compensator 41 '. The other end of the resistor RC1 is connected to a reference potential point via a capacitor CC2. The resistor RC1 and the capacitor CC2 constitute a high-frequency limiting circuit that takes into account the slew rate limit of the operational amplifier. A connection point between the resistor RC1 and the capacitor CC2 is input to the negative input terminal of the operational amplifier 43 constituting the peaking circuit 42 'through the parallel circuit of the resistor RC2 and the capacitor CC1 and the resistor RC3.
[0052]
By appropriately setting the values of the resistor RC2, the capacitor CC1, and the resistor RC3 in the compensator 41 ', the primary advance element for compensating the primary delay element of the cable 15 can be approximated. As a result, the compensator 41 ′ can compensate for the loss in the high band of the cable 15 alone.
[0053]
The positive input terminal of the operational amplifier 43 is connected to a reference potential point, a resistor RF is connected between the negative input terminal and the output terminal, and a series circuit of a resistor RG and a capacitor CP is connected in parallel to the resistor RF. Is done.
[0054]
Also in the peaking circuit 42 ′, by setting RF · CP = ZO · Cin, it is possible to realize an inverse characteristic that cancels the primary delay element due to the characteristic impedance ZO of the cable 15 and the equivalent input capacitance Cin of the CCD 12. The peaking circuit 42 'outputs a pulse obtained by inverting the input pulse.
[0055]
Thus, in the preprocess circuit of FIG. 7 as well, as in the circuit of FIG. 3, the first-order lag element that is the insertion loss of the cable 15 is compensated, and the characteristic impedance ZO of the cable 15 and the equivalent input capacitance Cin of the CCD 12 The next delay element can be canceled.
[0056]
FIG. 8 is a block diagram showing a preprocess circuit in a driver circuit employed in the fifth embodiment of the present invention. In this embodiment, other configurations of the driver circuit are the same as those in FIG. In FIG. 8, the same components as those in FIG.
[0057]
When the imaging apparatus is used for an endoscope, it is necessary to use a cable having a reduced diameter as a cable for connecting the imaging element and the camera control unit. In this case, the DC resistance value of the cable is relatively high. Since the input terminals of the high-speed transfer clocks φH1, φH2, and φR of the imager have a high input resistance value in terms of DC, no DC current is consumed. On the other hand, in terms of AC, a drive current for charging / discharging the equivalent input capacity of the imager is required. This current passes through the coaxial cable having a reduced diameter, and generates a power loss that cannot be ignored. In other words, in this case, the voltage at the output terminal of the camera control unit is greatly attenuated by the relatively high DC resistance value of the cable 15 and applied to the input terminal of the imager.
[0058]
Incidentally, φH1 and φH2 which are high-speed transfer clocks have a pause period. During this idle period, charging / discharging for the equivalent input capacitance is not performed, and no current flows through the cable 15, so that the voltage level at the imager input end is extremely higher than the drive pulse supply period for the above reason. . In other words, the imager applied voltage during the drive pulse stop period is larger than the drive pulse supply period, so that the imager may be damaged.
[0059]
Therefore, in the present embodiment, the compensation circuit 51 as the second compensation means is provided at the output terminal of the peaking circuit 42 so as to suppress the difference in the imager applied voltage between the drive pulse supply period and the pause period. ing.
[0060]
The correction voltage supply circuit 52 is supplied with a timing signal indicating the drive pulse pause period from the timing controller 21. The correction voltage supply circuit 52 supplies a voltage of a predetermined level to the positive input terminal of the operational amplifier 53 during the drive pulse pause period. The negative input terminal of the operational amplifier 53 is connected to the output terminal of the peaking circuit 42 via the resistor R11, and the resistor R12 is connected between the negative input terminal and the output terminal. The operational amplifier 53 and the resistor R12 constitute a subtraction circuit.
[0061]
In the compensation circuit 51 configured as described above, for example, a voltage of 0 V is output from the correction voltage supply circuit 52 during a period other than the pause period. In this case, the inverted output of the peaking circuit 42 appears as it is at the output terminal of the operational amplifier 53.
[0062]
On the other hand, when the idle period is reached, a predetermined voltage is output from the correction voltage supply circuit 52. Then, the output terminal of the operational amplifier 53 has a voltage level obtained by subtracting the output of the correction voltage supply circuit 52 from the output of the peaking circuit 42.
[0063]
In this way, the difference in voltage applied to the input terminal of the imager is suppressed between the rest period and the other periods, thereby preventing the imager from being destroyed.
[0064]
FIG. 9 is a block diagram showing a preprocess circuit in a driver circuit employed in the sixth embodiment of the present invention. In this embodiment, other configurations of the driver circuit are the same as those in FIG. In FIG. 9, the same components as those of FIG.
[0065]
As in the fifth embodiment, the present embodiment suppresses the voltage difference applied to the input terminal of the imager between the pause period of the high-speed transfer clock and the other periods, and performs an inverting operation. It is possible.
[0066]
The circuit of FIG. 9 is obtained by functionally adding a compensation circuit 51 ′ to the preprocess circuit of FIG. The correction voltage supply circuit 52 ′ is supplied with a timing signal indicating a driving pulse pause period from the timing controller 21. The correction voltage supply circuit 52 ′ supplies a predetermined level of voltage to the positive input terminal of the operational amplifier 43 during the drive pulse pause period. The output of the operational amplifier 43 is added by the amount corresponding to the voltage from the correction voltage supply circuit 52 ', and an output whose amplitude level is reduced by the amount corresponding to the voltage from the correction voltage supply circuit 52' is obtained.
[0067]
Thus, also in this embodiment, the imager can be prevented from being destroyed by reducing the voltage difference at the input end of the imager between the pause period of the high-speed transfer clock and the other period.
[0068]
10 to 12 are circuit diagrams showing specific configurations of the correction voltage supply circuits 52 and 52 'according to the fifth and sixth embodiments. The correction voltage supply circuits 52 and 52 'can have the same configuration except that the output polarities are different.
[0069]
The correction voltage supply circuit shown in FIG. 10 includes resistors R21 and R22 and a capacitor C21. A timing signal is supplied to one end of the resistor R21, and the other end of the resistor R21 is connected to a reference potential point via a parallel circuit of the resistor R22 and the capacitor C21. The resistors R21 and R22 and the capacitor C21 control the voltage level of the timing signal indicating the pause period, and the other end of the resistor 21 becomes a predetermined voltage level during the pause period. The voltage at the other end of the resistor R21 is supplied to the operational amplifier 53 in FIG.
[0070]
The correction voltage supply circuit shown in FIG. 11 can switch the level of the correction voltage in accordance with the type of cable length or endoscope when the imaging device is employed in an endoscope apparatus or the like.
[0071]
One end of a plurality of switches S0 to SN is connected to the other end of the resistor R21, and the other ends of the switches S0 to SN are connected to a reference potential point via the resistors R0 to RN, respectively. Various signals indicating voltages are input to the switches S0 to SN. The imager 1 to N instruction signal is a signal for instructing an optimum voltage for the imagers 1 to N registered in advance, and the high pixel voltage instruction signal is an optimum voltage corresponding to a predetermined high pixel imager. Is a signal for instructing.
[0072]
The switches S0 to SN are selectively turned on by the imager 1 to N instruction signal and the high pixel voltage instruction signal, and one of the resistors R31 to R3N is connected to the other end of the resistor R21 and the reference potential point. Connect between. As a result, the voltage at the other end of the resistor R21 is controlled based on whether the switches S0 to SN are on or off. By appropriately setting the resistance values of the resistors R31 to R3N, a correction voltage suitable for each imager can be supplied to the operational amplifier 53 of FIG.
[0073]
FIG. 12 corresponds to the correction voltage supply circuit 52 ′ of FIG. The correction voltage supply circuit 52 ′ in FIG. 9 needs to supply a negative voltage to the operational amplifier 43. In this case, if the polarity of the timing signal input to the correction voltage supply circuit 52 ′ is not inverted, a circuit for inverting the output of the correction voltage supply circuit of FIG. 10 or FIG. 11 is required. FIG. 12 shows an inverting circuit, and the other end of the resistor R21 shown in FIG. 10 or 11 is connected to the negative input terminal of the operational amplifier 55 via the resistor R41. A positive input terminal of the operational amplifier 55 is connected to a reference potential point, and a resistor R42 is connected between the negative input terminal and the output terminal. With this configuration, an inverted output can be obtained from the output terminal of the operational amplifier 55. A correction voltage can be supplied by connecting the output terminal of the operational amplifier 55 to the operational amplifier 43 shown in FIG.
[0074]
FIG. 13 is a block diagram showing a preprocess circuit in a driver circuit employed in the seventh embodiment of the present invention. In this embodiment, other configurations of the driver circuit are the same as those in FIG.
[0075]
The compensators 41 and 41 ′ shown in FIG. 3 or FIG. 7 compensate for the loss in the high band of the single cable. In this embodiment, when an imaging device is employed in an endoscope apparatus, the approximation of the primary advance element for compensating for high-frequency loss is switched according to the type of cable length or endoscope, etc. It is possible.
[0076]
The pulses from the level conversion circuit are given to the compensators 61-0 to 61-N. The compensators 61-0 to 61-N have the same configuration as the compensator 41 in FIG. 3 or the compensator 41 ′ in FIG. 7, for example, and only differ in resistance value and capacitance value. The compensators 61-1 to 61-N are set with optimum setting values to compensate for the high-frequency loss of the imagers 1 to N (not shown) so as to compensate the high frequency of the input pulse. Yes. The compensator 61-0 is set with an optimum setting value to compensate for the high-frequency loss of a predetermined high-pixel imager, and compensates for the high frequency of the input pulse.
[0077]
In the present embodiment, a diode switch is used for switching the outputs of the compensators 61-0 to 61-N. That is, the output terminals of the compensators 61-0 to 61-N are respectively a capacitor C51, a series circuit of diodes D51, D52 and a capacitor C52, a capacitor C53, a series circuit of diodes D53, D54 and a capacitor C54,. Or connected to the input terminal of the buffer 62 through a series circuit of a capacitor C55, diodes D55 and D56, and a capacitor C56.
[0078]
Positive polarity switching signals SD0 and SD1 to SDN are supplied to the anodes of the diodes D51 and D53 to D55 via the resistors R51 and R53 to R55, respectively, and the resistors R52 and R54 are respectively connected to the cathodes of the diodes D51 and D53 to D55. Negative polarity switching signals / SD0, / SD1 to / SDN (/ indicates an inverted signal) are supplied through .about.R56. For example, each diode switch is selectively turned on by inputting + V as the positive polarity switching signals SD0 and SD1 to SDN and inputting -V as the negative polarity switching signals / SD0 and / SD1 to / SDN. Can do.
[0079]
The input terminal of the buffer 62 is connected to the reference potential point via the resistor R57, and the output terminal of the buffer 62 is connected to the input terminal of the peaking circuit 63. Although the buffer 62 is not shown in FIG. 3 or FIG. 7, it is better to provide the buffer 62 at the input end of the peaking circuit 42 ′ in FIG. Further, as the peaking circuit 63, the compensators 42 and 42 'shown in FIG. 3 or 7 can be employed.
[0080]
In the embodiment configured as described above, any one of the positive polarity switching signals SD0, SD1 to SDN and the negative polarity switching signals / SD0, / SD1 to / SDN is + V, − depending on the imager or cable to be used. V is supplied. For example, when the imager 1 is used, + V is applied to the positive polarity switching signal SD1 and −V is applied to the negative polarity switching signal / SD1, thereby turning on the diodes D53 and D54. Thus, after the primary advance element corresponding to the high-frequency loss of the imager 1 is given by the compensator 61-1, the output of the compensator 61-1 is output through the capacitors C53 and C54.
[0081]
The buffer 62 converts the input impedance of the peaking circuit 63 and provides the output of the compensator 61-1 to the peaking circuit 63. Thereby, the peaking circuit 63 further corrects the first-order lag element due to the characteristic impedance of the cable and the equivalent input capacitance.
[0082]
When the frequency of the transmitted pulse is high, the influence of parasitic capacitance and stray capacitance is large, and a general analog switch cannot be used for switching the drive pulse. For this reason, conventionally, a relay is used for switching the drive pulse to be transmitted, which is disadvantageous in terms of power consumption and cost.
[0083]
However, in this embodiment, a diode switch that is not easily affected by parasitic capacitance and stray capacitance is used. Thereby, in this Embodiment, switching of low power consumption is enabled, without producing waveform distortion.
[0084]
14 and 15 are block diagrams showing an output buffer in the driver circuit employed in the eighth embodiment of the present invention. In this embodiment, other configurations of the driver circuit are the same as those in FIG.
[0085]
Considering the characteristic impedance of the cable, it is necessary for the driver circuit to pass a relatively large current through the cable. On the other hand, the output permission of the peaking circuit 32 (see FIG. 2 or 5) Current Since the level is relatively small, an output buffer as a current buffer is provided between the preprocess circuit 32 and the termination circuit 34.
[0086]
FIG. 14 shows a forward push-pull output buffer having a positive input and a positive output. The output of the preprocess circuit 32 is supplied to the connection point between the diodes D61 and D62. Transistors T61 and T62 have collectors connected to positive and negative power supply VDD, respectively, and outputs are obtained from the connection points of resistors R65 and R66 connected to the emitters, respectively.
[0087]
However, if only the transistors T61 and T62 connected in series are used, the output becomes unstable during ± VBE due to the drop in the VBE voltage. Therefore, in the present embodiment, a bias is generated by connecting the diodes D61 and D62 to the input terminal, thereby enabling linear operation in the entire region.
[0088]
Capacitors C61 and C62 are for reducing the impedance of the signal path for high-frequency signals, and resistors R61 and R62 are for setting the bias currents of the diodes D61 and D62 and the transistors T61 and T62. Resistors R63 and R64 are for preventing oscillation.
[0089]
The circuit of FIG. 14 has an advantage that the circuit configuration is simple.
[0090]
FIG. 15 shows an inverted output current buffer. The output of the preprocess circuit 32 is supplied to the bases of the transistors T71 and T73. The emitters of the transistors T71 and T72 are connected through resistors R71 and R72, and the connection point of the resistors R71 and R72 is connected through the current source 71 to the power supply terminal -VDD. The collector of the transistor T71 is connected to the power supply terminal + VDD, and the collector of the transistor T72 is connected to the power supply terminal + VDD through the resistor R75. The base of the transistor T72 is connected to the reference potential point.
[0091]
The emitters of the transistors T73 and T74 are connected via resistors R73 and R74, and the connection point of the resistors R73 and R74 is connected to the power supply terminal + VDD via a current source 72. The collector of the transistor T73 is connected to the power supply terminal -VDD, and the collector of the transistor T74 is connected to the power supply terminal -VDD through the resistor R76. The base of the transistor T74 is connected to the reference potential point.
[0092]
The emitter of the transistor T75 is connected to the power supply terminal + VDD via the resistor R77, and the base is connected to the collector of the transistor T72. The transistor T76 has an emitter connected to the power supply terminal -VDD through a resistor R78, and a base connected to the collector of the transistor T74. The collectors of the transistors T75 and T76 are commonly connected as an output terminal.
[0093]
Transistors T75 and T76 each function as a current source. The current sources configured by the transistors T75 and T76 are controlled by a circuit configured by the transistors T71 and T72 and the current source 71, and a circuit configured by the transistors T73 and T74 and the current source 72 and the like.
[0094]
With this configuration, a current output corresponding to the level of the signal supplied to the bases of the transistors T71 and T73 is obtained from the collectors of the transistors T75 and T76.
[0095]
The circuit of FIG. 15 has an advantage that it can be configured using an element having a low withstand voltage.
[0096]
FIG. 16 is an explanatory diagram showing a termination circuit in the driver circuit employed in the ninth embodiment of the present invention. In this embodiment, other configurations of the driver circuit are the same as those in FIG. In FIG. 16, reference numeral 33 denotes, for example, an output buffer for normal output shown in FIG. 14, and reference numeral 81 denotes, for example, an output buffer for inverted output shown in FIG.
[0097]
FIG. 16A shows an example in which a resistor R81 is employed as a termination circuit. The resistance value of the resistor R81 is set to the characteristic impedance Z0 of the cable. The resistor R81 matches the termination, and can prevent reflection.
[0098]
FIG. 16B shows a termination circuit in which a capacitor C0 is connected in parallel to a termination resistor R82. The capacitor C0 is for compensating for the high-frequency loss of the cable in the same manner as the compensator 41. The capacitor C0 is set to a capacitance value within a range where the influence of reflection caused by connecting the capacitor C0 is relatively small. As a result, the occurrence of reflection can be substantially prevented, and a certain amount of high-frequency loss can be compensated.
[0099]
FIG. 16C shows a termination circuit corresponding to the inverted output buffer 81, and shows an example in which it is constituted only by the resistor R83. The resistance value of the resistor R83 is set to the characteristic impedance Z0 of the cable. Resistor R83 matches the termination and can prevent reflection.
[0100]
FIG. 16 (d) also shows a termination circuit corresponding to the inverted output buffer 81, and shows an example constituted by a resistor R84 and a coil L0. The coil L0 is for compensating for the high-frequency loss of the cable, like the compensator 41. The coil L0 is set to an inductance within a range in which the influence of reflection caused by connecting the coil L0 is relatively small. As a result, the occurrence of reflection can be substantially prevented, and a certain amount of high-frequency loss can be compensated.
[0101]
FIG. 16E shows a termination circuit corresponding to the output buffer 33 for normal output. The output of the output buffer 33 is supplied to one end of the resistor R85. The other end of the resistor R85 is connected to the output end via a capacitor C0. A series circuit of a resistor R86 and a capacitor C81 is connected between the output terminal and the reference potential point. A variable resistor VR81 is connected in parallel to the capacitor C81. The resistance value of the resistor R85 is set to the characteristic impedance Z0 of the cable. As a result, the terminations are matched and the occurrence of reflection can be prevented.
[0102]
The output terminal is connected to the reference potential point via the resistor R86 and the variable resistor VR81, and the DC voltage value at the output terminal can be adjusted by the variable resistor VR81. In this way, the circuit of FIG. 16 (e) can obtain matching of termination and set a DC bias at the imager input terminal.
[0103]
FIG. 16F shows a termination circuit corresponding to the output buffer 81 for inverted output. The output of the output buffer 81 is connected to one end of a resistor R87. The other end of the resistor R87 is connected to a reference potential point. One end of the resistor R87 is connected to the output end via a capacitor C0. A series circuit of a resistor R88 and a capacitor C82 is connected between the output terminal and the reference potential point. A variable resistor VR82 is connected in parallel to the capacitor C82. The resistance value of the resistor R87 is set to the characteristic impedance Z0 of the cable. As a result, the terminations are matched and the occurrence of reflection can be prevented.
[0104]
The output terminal is connected to a reference potential point via a resistor R88 and a variable resistor VR82, and the DC voltage value at the output terminal can be adjusted by the variable resistor VR82. In this way, the circuit of FIG. 16F can obtain the matching of the termination and set the DC bias at the imager input terminal.
[0105]
As described above, in each of the above embodiments, since the drive pulse is generated by the linear circuit, the drive frequency can be improved, the driveable equivalent input capacity can be improved, the voltage can be reduced, and the circuit can be saved. Since the gain and group delay are flat from the direct current to the high frequency cut-off frequency, it is possible to drive over a wide range without changing the circuit up to the drive frequency that can be realized within the allowable band. In addition, the settling characteristics at the frequency change point such as the video period and the blanking period can be improved. Further, the circuit can be simplified. In addition, stable driving is possible against changes in environmental conditions and variations in parts used. Further, it can be applied to imagers having different numbers of pixels and driving frequencies only by simple condition switching. Furthermore, the present invention can be applied to imagers having different equivalent input capacities by simply changing the characteristic impedance and attenuation constant of the cable without changing other drive circuits except for the drive frequency.
[0106]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, by using a linear circuit as a circuit for generating a pulse to be supplied to an imager such as a CCD, waveform distortion of a pulse to be supplied to a high resolution imager is suppressed, and a high quality image is obtained. Can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing an imaging apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing a specific configuration of a circuit in the driver circuit 13 in FIG.
3 is a circuit diagram showing a specific configuration of preprocess circuits 32-a to 32-c in FIG. 2;
4 is a graph for explaining the compensation characteristics of the peaking circuit 42 in FIG. 3, with the horizontal axis representing frequency and the vertical axis representing gain.
FIG. 5 is a block diagram showing a driver circuit employed in the second embodiment of the present invention.
6 is a circuit diagram showing a specific configuration of level conversion circuits 37-a to 37-c in FIG. 5;
FIG. 7 is a block diagram showing a preprocess circuit in a driver circuit employed in the third embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a block diagram showing a preprocess circuit in a driver circuit employed in the fourth embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a block diagram showing a preprocess circuit in a driver circuit employed in a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a circuit diagram showing a specific configuration of correction voltage supply circuits 52 and 52 ′ according to the fourth and fifth embodiments.
FIG. 11 is a circuit diagram showing a specific configuration of correction voltage supply circuits 52 and 52 ′ according to the fourth and fifth embodiments.
FIG. 12 is a circuit diagram showing a specific configuration of correction voltage supply circuits 52 and 52 ′ according to the fourth and fifth embodiments.
FIG. 13 is a block diagram showing a preprocess circuit in a driver circuit employed in the sixth embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a block diagram showing an output buffer in a driver circuit employed in a seventh embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a block diagram showing an output buffer in a driver circuit employed in a seventh embodiment of the present invention.
FIG. 16 is an explanatory diagram showing a termination circuit in a driver circuit employed in an eighth embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 12 ... CCD, 13 ... Driver circuit, 14 ... Camera control unit, 15 ... Coaxial cable, 21 ... Timing controller, 22 ... Pulse generation part, 23 ... Linear drive part, 24 ... Output part.

Claims (4)

イメージャを駆動するための駆動信号を伝送するケーブルに接続されて、前記駆動信号を前記ケーブルに送出する駆動手段を具備した撮像装置であって、
前記駆動手段は、前記イメージャを駆動するための駆動パルスが与えられ、抵抗及びコンデンサによって構成されるフィルタによって前記駆動パルスをフィルタリングして、前記ケーブルの高域減衰特性を補償する第1の補償手段と、
前記第1の補償手段によってフィルタリングされた前記駆動パルスが一方入力端に与えられる演算増幅器と、前記演算増幅器の他方入力端に接続される第1の容量と、前記第1の容量の容量値との積が前記ケーブルの特性インピーダンスと前記イメージャの等価入力容量との積に基づいて設定される抵抗値を有する前記演算増幅器の帰還抵抗とによって構成されて、前記ケーブルの特性インピーダンスと前記イメージャの等価入力容量とによる1次遅れ特性を補償した駆動パルスを前記駆動信号として前記ケーブルに送出するピーキング回路と
を具備したことを特徴とする撮像装置。
An imaging apparatus comprising a driving means connected to a cable for transmitting a driving signal for driving an imager and sending the driving signal to the cable,
The driving means is provided with a driving pulse for driving the imager, and the driving pulse is filtered by a filter composed of a resistor and a capacitor to compensate for a high-frequency attenuation characteristic of the cable. When,
An operational amplifier to which the drive pulse filtered by the first compensation means is applied to one input terminal; a first capacitor connected to the other input terminal of the operational amplifier; and a capacitance value of the first capacitor; Is formed by a feedback resistor of the operational amplifier having a resistance value set based on the product of the characteristic impedance of the cable and the equivalent input capacitance of the imager, and the characteristic impedance of the cable and the equivalent of the imager A peaking circuit for sending a drive pulse compensated for a first-order lag characteristic due to an input capacitance to the cable as the drive signal ;
An imaging apparatus comprising:
前記ピーキング回路は、前記第1の容量に直列接続されて有効帯域範囲を決定する第1の抵抗を具備したことを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。The imaging device according to claim 1, wherein the peaking circuit includes a first resistor that is connected in series to the first capacitor and determines an effective band range. 前記駆動手段は、前記駆動パルスの休止期間に、前記ピーキング回路からの駆動信号の電圧レベルを所定の電圧だけ低下させる減算回路により構成される第2の補償手段を有することを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。The drive means includes second compensation means configured by a subtracting circuit that reduces a voltage level of a drive signal from the peaking circuit by a predetermined voltage during a pause period of the drive pulse. The imaging apparatus according to 1. 前記駆動手段は、前記演算増幅器のスルーレートリミットに起因する歪を回避するための高域制限手段有することを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。It said drive means, the imaging apparatus according to claim 1, characterized in that it comprises a high-frequency limiting means to avoid distortion resulting from the slew rate limit of the operational amplifier.
JP2003122832A 2003-04-25 2003-04-25 Imaging device Expired - Fee Related JP4137690B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003122832A JP4137690B2 (en) 2003-04-25 2003-04-25 Imaging device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003122832A JP4137690B2 (en) 2003-04-25 2003-04-25 Imaging device

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2004328543A JP2004328543A (en) 2004-11-18
JP2004328543A5 JP2004328543A5 (en) 2005-09-29
JP4137690B2 true JP4137690B2 (en) 2008-08-20

Family

ID=33500922

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003122832A Expired - Fee Related JP4137690B2 (en) 2003-04-25 2003-04-25 Imaging device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4137690B2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
JP2004328543A (en) 2004-11-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10070103B2 (en) Solid-state imaging device, driving method, and electronic device
US9433338B2 (en) Imaging element, imaging device, endoscope, endoscope system, and method of driving imaging element
KR101455400B1 (en) Solid-state imaging device, imaging apparatus, and electronic apparatus
US8274416B2 (en) DA converter, solid-state imaging device, and camera system
US7948533B2 (en) Solid state image sensor device having signal noise reduction circuitry
US7106915B2 (en) Methods and devices for reading out an image sensor with reduced delay time between lines
US20100214463A1 (en) Solid state imaging apparatus and method of driving the same
JP2010093641A (en) Solid-state imaging device and camera system
US9621776B2 (en) Imaging element, imaging device and endoscope system
JP2017092998A (en) Solid-state image pickup device and imaging device having the same
WO2010137244A1 (en) Solid-state image pickup device and camera
US20130119235A1 (en) Solid-state imaging apparatus and method for driving solid-state imaging apparatus
JP4137690B2 (en) Imaging device
CN102821257B (en) Imaging device and imaging system
US8130307B2 (en) Drive circuit and driving method for charge transfer unit and charge transfer system
JP2000287137A (en) Solid-state imaging device
US8310579B2 (en) Solid-state imaging apparatus with plural reset units each resetting a corresponding one of plural block wirings
JP4020872B2 (en) Imaging device
US7414654B2 (en) Analog circuit for processing output signal of image sensor and imaging apparatus using the same
JP4182672B2 (en) Video signal processing apparatus and method, and camera control unit
JP4097787B2 (en) Electronic endoscope device
JP4363888B2 (en) Electronic endoscope device
JPH0832877A (en) Solid-state imaging device and method for driving solid-state imaging device
JP2002262184A (en) Timing signal generator and image pickup device
JPH071927B2 (en) Solid-state imaging device

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20050421

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20050421

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20080206

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080219

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080421

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20080527

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20080604

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 4137690

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110613

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120613

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120613

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130613

Year of fee payment: 5

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees