摄像元件、摄像装置、内窥镜、内窥镜系统以及摄像元件的驱动方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种摄像元件、摄像装置、内窥镜、内窥镜系统以及摄像元件的驱动方法。
【背景技术】
[0002]在具有CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor:互补金属氧化半导体)摄像元件的摄像装置中，在消隐期间和摄像信号期间，消耗电力是不同的。因此，在摄像信号期间的初期，由于消耗电力的变动而发生电源电压的变动，从而产生图像失真。
[0003]为了抑制这样的消耗电力的变动，提出了设置用于在消耗电力下降的期间使电流流通的电路的方法(例如参照专利文献I)。在专利文献I所记载的技术中，在水平传送电路的负载电流减少到规定的阈值以下的消隐期间，通过与水平传送电路所共用的电源进行动作的负载电路提供用于抵消该负载电流的减少量的负载电流。
[0004]专利文献1:日本特开2008-117304号公报
【发明内容】
_5]发明要解决的问题
[0006]在专利文献I所记载的技术中，通过设置负载电路来在摄像元件的消耗电力下降的期间使电流流通，因此芯片的发热增大，导致暗时的图像质量劣化。因此，设置负载电路的以往技术不适用于散热困难的内窥镜。
[0007]本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种能够实现电源电压的稳定化并且能够抑制图像质量的劣化的摄像元件、摄像装置、内窥镜、内窥镜系统以及摄像元件的驱动方法。
_8] 用于解决问题的方案
[0009]为了解决上述问题并达成目的，本发明的摄像元件的特征在于，具备:多个像素，该多个像素被配置成二维矩阵状，从外部接收光，生成与受光量相应的摄像信号并输出该摄像信号；基准电压生成部，其生成基准电压；以及相位调整用信号生成部，在上述像素未输出摄像信号的期间，该相位调整用信号生成部根据上述基准电压来输出用于相位调整的相位调整用信号。
[0010]本发明所涉及的摄像元件的特征在于，在上述发明的基础上，还具备基准信号生成部，该基准信号生成部根据上述规定电压来生成用于上述摄像信号的校正处理的基准信号并输出该基准信号。
[0011]本发明所涉及的摄像元件的特征在于，在上述发明的基础上，在上述多个像素的配置中的每一列具备上述基准信号生成部。
[0012]本发明所涉及的摄像元件的特征在于，在上述发明的基础上，与上述多个像素的配置中的列相独立地设置仅具有上述基准信号生成部的列，生成规定次数上述基准信号并向上述多个像素的配置中的每一行输出上述基准信号。
[0013]本发明所涉及的摄像装置的特征在于，具备上述发明的摄像元件。
[0014]本发明所涉及的内窥镜的特征在于，在插入部的前端侧具备上述发明的摄像装置。
[0015]本发明所涉及的内窥镜系统的特征在于，具备上述发明的内窥镜以及将上述摄像信号转换为图像信号的处理单元。
[0016]本发明所涉及的摄像元件的驱动方法是生成与受光量相应的摄像信号并输出该摄像信号的摄像元件的驱动方法，该摄像元件的驱动方法的特征在于，具备以下步骤:相位调整用信号生成步骤，根据规定电压来输出用于相位调整的相位调整用信号；以及摄像信号输出步骤，在上述相位调整用信号生成步骤之后，生成与受光量相应的摄像信号并输出该摄像信号。
_7] 发明的效果
[0018]根据本发明，能够提供一种能够实现电源电压的稳定化并抑制图像质量的劣化的摄像元件、摄像装置、内窥镜、内窥镜系统以及摄像元件的驱动方法。
【附图说明】
[0019]图1是示意性地表示本发明的实施方式的内窥镜系统的整体结构的图。
[0020]图2是表示本发明的实施方式的内窥镜系统的主要部分的功能的框图。
[0021]图3是表示图2所示的第一芯片的详细结构的框图。
[0022]图4是表示本发明的实施方式的内窥镜系统的第一芯片的结构的电路图。
[0023]图5A是表示本发明的实施方式的内窥镜系统的受光部的基准电压生成部的结构的电路图。
[0024]图5B是表不本发明的实施方式的内窥镜系统的受光部的基准电压生成部的结构的电路图。
[0025]图5C是表示本发明的实施方式的内窥镜系统的受光部的基准电压生成部的结构的电路图。
[0026]图6是表示本发明的实施方式的摄像装置的驱动定时的时序图。
[0027]图7是表示本发明的实施方式的信号输出格式的示意图。
【具体实施方式】
[0028]在以下的说明中，作为用于实施本发明的方式(以下称为“实施方式”)，对具备摄像装置的内窥镜系统进行说明。另外，本发明并不限定于该实施方式。并且，在附图的记载中，对相同部分标注相同的附图标记。另外，需要留意的是，附图是示意性的，各构件的厚度与宽度的关系、各构件的比率等与实际不同。另外，在附图彼此之间也包含尺寸、比率互不相同的部分。
[0029](实施方式)
[0030]图1是示意性地表示本发明的实施方式I的内窥镜系统的整体结构的图。该图所示的内窥镜系统I具备内窥镜2、传输线缆3、连接器部5、处理器(控制装置)6、显示装置7以及光源装置8。内窥镜2通过将作为传输线缆3的一部分的插入部插入到被检体的体腔内来拍摄被检体的体内图像并输出摄像信号。传输线缆3将内窥镜2与连接器部5连接。连接器部5与内窥镜2、处理器6以及光源装置8连接，对由所连接的内窥镜2输出的摄像信号实施规定的信号处理，并且对摄像信号进行模拟/数字转换(A/D转换)后将其作为图像信号输出。处理器6对从连接器部5输出的图像信号实施规定的图像处理，并且控制内窥镜系统I整体。显示装置7显示由处理器6实施了处理的图像信号。光源装置8例如使用白色LED构成。光源装置8点亮时的脉冲状的白色光成为经由连接器部5、传输线缆3从内窥镜2的插入部的前端侧朝向被摄体照射的照明光。
[0031 ]内窥镜2在作为传输线缆3的一端侧的被插入到被检体的体腔内的插入部的前端侧设置有进行体内图像的摄像的摄像部(摄像装置)20，在插入部的基端侧连接有接受针对内窥镜2的各种操作的操作部4。摄像部20通过传输线缆3并经由操作部4而与连接器部5连接。由摄像部20拍摄到的图像的摄像信号例如通过具有几米长度的传输线缆3被输出到连接器部5。
[0032]图2是表示本发明的实施方式I的内窥镜系统的主要部分的功能的框图。参照图2来说明内窥镜系统I的各结构的详细内容和内窥镜系统I内的电信号的路径。
[0033]摄像部20包括具有受光部23的第一芯片(摄像元件)21和具有缓冲器27的第二芯片22。第一芯片21和第二芯片22以相对的方式粘贴，芯片之间通过配置于芯片周缘部的焊盘或贯穿芯片之间的通孔等连接。此外，第一芯片21和第二芯片22不限于以双方的主面平行的方式配置，也可以根据周围的构造而以在横向上排列的方式配置、或者以另一个芯片的主面相对于一个芯片的主面垂直的方式配置。
[0034]摄像部20的第一芯片21包括多个单位像素沿行列方向被配置成二维矩阵状的受光部23、读出由受光部23进行了光电转换的摄像信号的读出部24、根据从连接器部5输出的基准时钟信号和同步信号来生成定时信号并提供到读出部24的定时生成部25以及将摄像信号输出到第二芯片22的缓冲器(多路转换器)26。此外，在后文中参照图3来详细记述第一芯片21的更详细的结构。
[0035]摄像部20的第二芯片22包括作为发送部发挥功能的缓冲器27，该缓冲器27仅将从第一芯片21输出的摄像信号的交流成分经由传输线缆3及连接器部5发送到处理器6。此外，能够根据设计上的便利性适当变更搭载于第一芯片21和第二芯片22的电路的组合。
[0036]另外，摄像部20经由传输线缆3接受由处理器6内的电源部61生成的电源电压(VDD)并且接受接地电压(GND)。在向摄像部20提供的电源电压(VDD)与接地电压(GND)之间设置有电源稳定用的电容器Cl。
[0037]摄像部20将相位调整用信号、黑色基准信号以及摄像信号经由传输线缆3传输到连接器部5。
[0038]连接器部5包括模拟前端(AFE)部51、摄像信号处理部52、驱动信号生成部53、门54以及PLL电路55。连接器部5将内窥镜2 (摄像部20)与处理器6电连接，作为对电信号进行中继的中继处理部发挥功能。连接器部5与摄像部20通过传输线缆3连接，连接器部5与处理器6例如通过线圈线缆连接。另外，连接器部5还与光源装置8连接。
[0039]AFE部51接收从摄像部20传输来的摄像信号，在通过电阻等无源元件进行了阻抗匹配之后，通过电容器取出交流成分，通过分压电阻确定动作点。之后，AFE部51对模拟摄像信号进行模拟/数字(A/D)转换，将该模拟摄像信号作为数字摄像信号输出到摄像信号处理部52。
[0040]摄像信号处理部52例如包括FPGA (Field Programmable Gate Array:现场可编程门阵列)，对从AFE部51输入的数字摄像信号进行纵线去除、噪声去除、同相噪声去除等规定的信号处理。
[0041]驱动信号生成部53根据从处理器6提供并成为内窥镜2的各结构部的动作的基准的基准时钟信号(例如27MHz的时钟)，生成表示各帧的起始位置的同步信号，并将该同步信号与基准时钟信号一起经由传输线缆3、即经由作为传输线缆3的一部分的插入部输出到摄像部20的定时生成部25。在此生成的同步信号包含水平同步信号和垂直同步信号。
[0042]门54在从摄像部20传输相位调整用信号的期间被打开，使相位调整用信号被输入