拍摄装置的制作方法

文档序号:11595009阅读:254来源:国知局

本实用新型涉及一种拍摄装置。



背景技术:

在各种各样类型的拍摄装置中,广泛使用CCD(电荷耦合器件)图像传感器作为拍摄元件。通常,为了得到对于使用者来说容易看清的拍摄图像,这种拍摄装置以对图像信号实施噪声降低处理和色彩转换处理等图像处理的方式构成。

例如在专利文献1中公开了一种拍摄装置,对图像信号实施去除拍摄元件的固定图案噪声的噪声降低处理。固定图案噪声为例如由于在拍摄元件的基板或者拍摄元件以外的信号处理电路中产生的暗电流与图像信号重叠而产生的噪声。

在专利文献1中所记载的拍摄装置中,拍摄元件具有光电二极管、垂直CCD移位寄存器、水平CCD移位寄存器。蓄积在光电二极管中的电荷通过垂直CCD移位寄存器和水平CCD移位寄存器被传送,基于被传送的电荷而生成图像信号。另外,就专利文献1的拍摄装置而言,停止垂直CCD移位寄存器,并且仅驱动水平CCD移位寄存器,从而生成用于修正固定图案噪声的修正信号。由于在生成修正信号期间停止了垂直CCD移位寄存器,因此,蓄积在光电二极管中的电荷不会与修正信号重叠。因此,修正信号中仅包含有在基板和信号处理电路等产生的固定图案噪声的成分,通过取得图像信号和修正信号的差分,能够从拍摄图像去除固定图案噪声。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2011-91508号公报



技术实现要素:

(实用新型要解决的技术问题)

在专利文献1所记载的拍摄装置中,通过停止垂直CCD移位寄存器,蓄积在光电二极管中的电荷不会与修正信号重叠。但是,即使在如专利文献1构成拍摄装置的情况下,例如在拍摄到高亮度物体的情况下,存在在拍摄图像上出现漏光等噪声成分的情况。对此,进行如下分析:也就是说,在生成修正信号时,如果比较大的光量的外光射入拍摄元件的话,则在光电二极管上产生大量的电荷,并且向垂直CCD移位寄存器漏出。在这种情况下,如果漏出至垂直CCD移位寄存器的电荷的量多的话,则即使停止垂直CCD移位寄存器,漏出的电荷也会在垂直CCD移位寄存器内传播,并且漏出至水平CCD移位寄存器。这时,由外光产生的电荷与修正信号重叠(也就是说,无法得到仅包含固定图案噪声成分的修正信号),无法适当地修正图像信号。

本实用新型鉴于以上的问题而完成,其目的在于提供一种拍摄装置,即使在强烈的外光射入拍摄元件的情况下,也能够适当地取得用于去除固定图案噪声的修正信号。

(解决技术问题的技术方案)

本实用新型的一实施方式所涉及的拍摄装置具备:至少一个光电转换部,配置在基板上,蓄积与射入的光的光量对应的电荷;至少一个垂直传送部,沿着基板上的垂直方向传送蓄积在光电转换部中的电荷;水平传送部,沿着基板上的与垂直方向正交的水平方向传送通过垂直传送部被传送的电荷;图像信号生成单元,驱动垂直传送部以及水平传送部,基于蓄积在光电转换部中并且通过垂直传送部以及水平传送部被传送的电荷生成被摄体的图像信号;修正信号生成单元,不驱动垂直传送部而驱动水平传送部,并且基于通过水平传送部被传送的电荷生成修正信号;图像信号处理单元,使用修正信号修正图像信号;基板侧电位变更单元,变更基板和光电转换部之间的电位障壁的高度。在该构成中,在修正信号生成单元生成修正信号期间,基板侧电位变更单元将基板和光电转换部之间的电位障壁设定得比光电转换部蓄积电荷时低。

根据本实用新型的一实施方式,在生成修正信号期间,将基板和光电转换部之间的电位障壁设定得较低。因此,由于外光射入而在光电转换部上产生的电荷越过电位障壁而被排出至基板。由此,能够抑制在光电转换部上产生的电荷与修正信号重叠,并且能够得到仅包含固定图案噪声成分的修正信号。

另外,在本实用新型的一实施方式中,在图像信号生成单元生成图像信号时,基板侧电位变更单元例如执行如下处理:电荷排出处理,将基板和光电转换部之间的电位障壁设定得比光电转换部蓄积电荷时低,并且使蓄积在光电转换部中的电荷在基板上移动;电位障壁复原处理,在执行电荷排出处理之后,使基板和光电转换部之间的电位障壁的高度恢复至执行电荷排出处理之前的高度。

另外,在本实用新型的一实施方式中,拍摄装置进一步具备例如垂直传送部侧电位变更单元,变更垂直传送部和光电转换部之间的电位障壁的高度。在这种情况下,在修正信号生成单元生成修正信号期间,垂直传送部侧电位变更单元将垂直传送部和光电转换部之间的电位障壁的高度设定为光电转换部蓄积电荷时的高度以上。

另外,在本实用新型的一实施方式中,例如在图像信号生成单元生成图像信号时,垂直传送部侧电位变更单元将垂直传送部和光电转换部之间的电位障壁设定得比光电转换部蓄积电荷时低,并且使蓄积在光电转换部中的电荷向该垂直传送部移动。

另外,在本实用新型的一实施方式中,修正信号生成单元例如在生成修正信号之前执行如下垂直水平空传送处理:驱动垂直传送部以及水平传送部,并且排出垂直传送部以及水平传送部中包含的电荷。另外,在修正信号生成单元执行垂直水平空传送处理期间,垂直传送部侧电位变更单元将垂直传送部和光电转换部之间的电位障壁的高度设定为光电转换部蓄积电荷时的高度以上。

另外,在本实用新型的一实施方式中,例如在修正信号生成单元执行垂直水平空传送处理期间,基板侧电位变更单元将基板和光电转换部之间的电位障壁设定得比光电转换部蓄积电荷时低。

另外,在本实用新型的一实施方式中,修正信号生成单元例如在生成修正信号之前执行如下水平空传送处理:不驱动垂直传送部而驱动水平传送部,并且排出水平传送部中包含的电荷。

另外,在本实用新型的一实施方式中,例如在修正信号生成单元执行水平空传送处理期间,基板侧电位变更单元例如将基板和光电转换部之间的电位障壁设定得比光电转换部蓄积电荷时低。

另外,在本实用新型的一实施方式中,拍摄装置具备:光电转换部,配置在基板上,蓄积与射入的光的光量对应的电荷;垂直传送部,沿着基板上的垂直方向传送蓄积在光电转换部中的电荷;水平传送部,沿着基板上的与垂直方向正交的水平方向传送通过垂直传送部被传送的电荷;图像信号生成单元,驱动垂直传送部以及水平传送部,基于蓄积在光电转换部中并且通过垂直传送部以及水平传送部被传送的电荷生成被摄体的图像信号;修正信号生成单元,不驱动垂直传送部而驱动水平传送部,并且基于通过水平传送部被传送的电荷生成修正信号;垂直传送部侧电位变更单元,变更垂直传送部和光电转换部之间的电位障壁。在该构成中,在修正信号生成单元生成修正信号期间,垂直传送部侧电位变更单元将垂直传送部和光电转换部之间的电位障壁设定得比光电转换部蓄积电荷时高。

根据本实用新型的一实施方式,在生成修正信号期间,将基板和垂直传送部之间的电位障壁设定得较高。因此,能够抑制由于外光射入而在光电转换部上产生的电荷越过电位障壁而向垂直传送部漏出。由此,能够抑制在光电转换部产生的电荷与修正信号重叠,并且能够得到仅包含固定图像噪声成分的修正信号。

(实用新型的效果)

根据本实用新型的一实施方式,提供一种拍摄装置,适合取得用于去除固定图案噪声的修正信号。

附图说明

图1是示出本实用新型的实施方式所涉及的电子内窥镜系统的构成的框图。

图2是本实用新型的实施方式所涉及的拍摄元件的受光部的示意图。

图3是本实用新型的实施方式所涉及的拍摄元件的截面图。

图4是示出本实用新型的实施方式所涉及的拍摄元件的水平方向的电位障壁的高度以及电位的曲线图。

图5是示出本实用新型的实施方式所涉及的拍摄元件的上下方向的电位障壁的高度以及电位的曲线图。

图6是与本实用新型的实施方式所涉及的图像信号的生成方法有关的动作流程图。

符号说明

1 电子内窥镜系统

20 基板

21 光电二极管

22 传送栅

23 垂直CCD移位寄存器

24 水平CCD移位寄存器

25 放大器

30 N型基片

31 N阱

32 P阱

32a 区域

32b 区域

33 N阱

34 P型层

36 遮光膜

100 电子镜

102 LCB

104 配光透镜

106 物镜

108 拍摄元件

110 驱动器信号处理电路

112 存储器

200 处理器

202 系统控制器

204 时刻控制器

206 灯电源点火器

208 灯

210 聚光透镜

212 存储器

214 操作面板

220 前段信号处理电路

222 存储器

230 后段信号处理电路。

具体实施方式

以下,参照附图对本实用新型的一实施方式的拍摄装置进行说明。在以下的说明中,作为本实用新型的一实施方式,对内窥镜系统进行说明。此外,拍摄装置并不限于内窥镜系统,例如也可以调换为数码相机、摄像机、便携终端设备等具有拍摄功能的其他种类的装置。

图1是示出本实施方式的电子内窥镜系统1的构成的框图。如图1所示,电子内窥镜系统1包括电子镜100、处理器200以及监视器300。电子镜100可装卸地连接于处理器200。

处理器200包括系统控制器202以及时刻控制器204。系统控制器202执行存储在存储器212中的各种程序,并且统一控制电子内窥镜系统1整体。另外,系统控制器202连接于操作面板214。系统控制器202根据由操作面板214输入的来自手术者的指示而变更电子内窥镜系统1的各动作以及用于各动作的参数。时刻控制器204将调整各部分的动作的时刻的时钟脉冲输出至电子内窥镜系统1内的各电路。

灯208在利用灯电源点火器206开始动作后射出照射光L。灯208例如为氙灯、卤素灯、汞灯、金属卤化物灯等高亮度灯或者LED(发光二极管)。照射光L主要为具有从可见光区域扩展至不可见的红外光区域的光谱的光(或者至少包含可见光区域的白色光)。

从灯208射出的照明光L通过聚光透镜210会聚在LCB(光导束)102的射入端面,并且射入LCB102内。

射入LCB102内的照射光L在LCB102内传播,并从配置于电子镜100的前端的LCB102的射出端面射出,经由配光透镜104而照射至被摄体。来自被照射光L照射的被摄体的返回光经由物镜106在拍摄元件108的受光面上形成光学图像。

拍摄元件108为例如具有补色市松型像素配置(補色市松型画素配置)的单板式彩色CCD(电荷耦合器件)图像传感器。拍摄元件108将由受光面上的各像素成像的光学图像作为对应于光量的电荷蓄积,生成黄色Ye、青色Cy、绿色G、品红色Mg的图像信号,将所生成的在垂直方向上邻接的两个像素的图像信号相加并混合而输出。拍摄元件108还可以搭载原色系滤光器(拜耳阵列滤光器)。

在电子镜100的连接部内具有驱动器信号处理电路110。以半帧周期通过拍摄元件108向驱动器信号处理电路110输入图像信号。此外,在以后的说明中,“半帧”也可以调换为“帧”。在本实施方式中,半帧周期、帧周期分别为1/60秒、1/30秒。驱动器信号处理电路110对于由拍摄元件108输入的图像信号实施规定的处理并向处理器200的前段信号处理电路220输出。

驱动器信号处理电路110还访问存储器112并读取电子镜100的固有信息。存储器112中所记录的电子镜100的固有信息包括例如拍摄元件108的像素数或敏感度、可动作的半帧速率、型号等。当将电子镜100连接于处理器200时,驱动器信号处理电路110将从存储器112读取的固有信息输出至系统控制器202。

系统控制器202基于电子镜100的固有信息进行各种运算,并生成控制信号。系统控制器202使用所生成的控制信号控制处理器200内的各种电路的动作和时刻,从而进行适合与处理器200连接的电子镜100的处理。

时刻控制器204根据系统控制器202的时刻控制向驱动器信号处理电路110供应时钟脉冲。驱动器信号处理电路110根据从时刻控制器204供应的时钟脉冲,在与在处理器200侧处理的影像的半帧速率同步的时刻驱动控制拍摄元件108。

前段信号处理电路220对通过驱动器信号处理电路110以1半帧周期输入的图像信号实施噪声去除、色彩补间、矩阵运算、Y/C分离等规定的信号处理,并且向后段信号处理电路230输出。

后段信号处理电路230对由前段信号处理电路220输入的图像信号进行处理并生成监视器显示用的画面数据,并且将所生成的监视器显示用的画面数据转换为规定的视频格式信号。被转换的视频格式信号被输出至监视器300。由此,被摄体的彩色图像显示在监视器300的显示画面上。

图2是示意性示出拍摄元件108的受光部的图。拍摄元件108具有基板20、多个光电二极管21以及传送栅22、多个垂直CCD移位寄存器23、水平CCD移位寄存器24、放大器25。在图2中,为了简化图面而省略了一部分部件的图示。并且,为了使图简化,在图2中,仅对一部分光电二极管、传送栅、垂直CCD移位寄存器赋予符号。光电二极管21在基板20上的彼此正交的垂直方向以及水平方向上行列状排列配置。垂直CCD移位寄存器23在垂直方向上延伸形成,在水平方向上排列配置。各垂直CCD移位寄存器23与在垂直方向上排列的光电二极管21的各列邻接配置。各传送栅22配置在对应的光电二极管21和垂直CCD移位寄存器23之间。水平CCD移位寄存器24与多个垂直CCD移位寄存器23连接。放大器25与水平CCD移位寄存器24连接。光电二极管21进行对应射入的光的强度而产生电荷的光电转换。蓄积在光电二极管21中的电荷通过对应的传送栅22向垂直CCD移位寄存器23移动。垂直CCD移位寄存器23将电荷朝向水平CCD移位寄存器24沿水平方向传送。水平CCD移位寄存器24将从垂直CCD移位寄存器23接收的电荷朝向放大器25沿水平方向传送。放大器25将从水平CCD移位寄存器24接收的电荷增幅并作为图像信号输出。

图3是拍摄元件108的截面图。图3的纸面上的左右方向对应于水平方向。拍摄元件108通过在N型半导体的基板(N型基片)30上形成N型半导体的区域(N阱31、33)和P型半导体的区域(P阱32、P型层34)而构成。在图3中,将拍摄元件108的配置有N型基片30的一侧定义为下侧,将与配置有N型基片30的一侧相对的形成有N阱31、33和P阱32、P型层34的一侧定义为上侧。来自被摄体的物体光从上侧射入拍摄元件108。

N阱31对应于光电二极管21,N阱33对应于垂直CCD移位寄存器23。被P阱32的N阱31和N阱33夹着的区域32a对应于传送栅22。N阱31的上方的P型层34为了抑制在拍摄元件108的上面产生的暗电流而形成。在拍摄元件108的上面形成有遮光膜36,所述遮光膜36在N阱31(P型层34)上设置有开口。通过该遮光膜36,外光射入N阱31(光电二极管21)以外的场所,防止噪声产生。对P阱32的区域32a印加栅极电压。相对于N阱31和N阱33之间的电荷的电位障壁根据该栅极电压发生变化。对N型基片30印加基板电压。由于该基板电压,相对于N阱31和N阱30之间的电荷的电位障壁发生变化。

图4是示出拍摄元件108的水平方向的电位障壁的高度以及电位的曲线图。图4的横轴示出拍摄元件108的水平方向的位置。图4的左侧的纵轴示出相对于电荷的电位障壁的高度,右侧的纵轴示出电位。由于外光而在N阱31(光电二极管21)上产生的电荷具有负极性,因此,电位越低,相对于电荷的电位障壁越高。N阱31的电位被固定地保持为Vs,P阱32的电位被固定地保持为低于Vs的Vp。但是,对与P阱32的传送栅22相对应的区域32a印加可变更大小的栅极电压。对与垂直CCD移位寄存器23相对应的N阱33印加将被印加于区域32a的栅极电压和固定的偏置电压Vb相加的电压。因此,如果变更栅极电压的话,则传送栅22的电位和垂直CCD移位寄存器23的两方的电位发生变化。当驱动拍摄元件108时,在初始状态下,栅极电压被设定为低于Vs的Vg1。因此,在初始状态下,蓄积在光电二极管21中的电荷由于电位障壁而不能在水平方向上移动。如果将传送栅22的栅极电压从Vg1变更为高于Vs的Vg2的话,则传送栅22的电位障壁变低,蓄积在光电二极管21中的电荷向垂直CCD移位寄存器23移动。移动至垂直CCD移位寄存器23的电荷朝向水平CCD移位寄存器24传送。

图5是示出图3的上下方向(以下仅记为上下方向)的电位障壁的高度以及电位的曲线图。图5的横轴示出拍摄元件108的上下方向的位置。图5的左侧的纵轴示出相对于电荷的电位障壁的高度,右侧的纵轴示出电位。如上所述,对N阱31(光电二极管21)印加固定的电压Vs。对P型层34印加低于N阱31的电压Vs的Vp’。另外,对N型基片30印加高于Vs的可变更的基板电压。在初始状态下,基板电压被设定为Vsub1。P阱32中被N阱31和N型基片30夹着的区域32b的电位依存于电压Vs以及基板电压。详细而言,在基板电压低的情况下(Vsub1),区域32b的电位的一部分低于光电二极管21的电位Vs,并且相对于光电二极管21所蓄积的电荷形成电位障壁。因此,在初始状态下,蓄积在光电二极管21中的电荷由于电位障壁而不能在上下方向上移动。另一方面,如果提高基板电压的话(Vsub2),则区域32b的电位变高,并且相对于电荷的电位障壁变低。在这种情况下,蓄积在光电二极管21中的电荷越过区域32b的电位障壁而向N型基片排出。

使用图4以及图5对利用拍摄元件108生成被摄体的图像信号的电子快门处理进行说明。在生成被摄体的图像信号时,首先,在将栅极电压设定为Vg1的状态下,将基板电压设定为Vsub2。由此,全部的被蓄积在光电二极管21中的电荷被排出至N型基片30,重新设定拍摄元件108。接着,基板电压恢复至Vsub1。由此,各光电二极管21具有在水平方向以及上下方向上被电位障壁包围的方阱势(井戸型ポテンシャル)。在该状态下,外光射入光电二极管21时,与外光的强度相对应的电荷被蓄积在各光电二极管21中的方阱势内。当在规定时间向光电二极管21蓄积电荷时,将传送栅22的栅极电压从Vg1变更为Vg2。由此,蓄积在光电二极管21中的电荷移动至垂直CCD移位寄存器23。自基板电压从Vsub2恢复到Vsub1开始至栅极电压从Vg1变更为Vg2为止的时间,相当于电子快门处理的曝光时间(快门速度)。移动至垂直CCD移位寄存器23的电荷被垂直CCD移位寄存器23以及水平CCD移位寄存器24传送。接着,电荷在放大器25被增幅,并且作为图像信号从拍摄元件108输出。从拍摄元件108输出的图像信号通过驱动器信号处理电路110实施了规定的信号处理,并被输入至前段信号处理电路220。

接着,对利用前段信号处理电路220进行的噪声去除处理进行详细说明。在噪声去除处理中,对于通过电子快门处理生成的图像信号进行去除固定图案噪声的处理。固定图案噪声与图像信号重叠。固定图案噪声中包含由在多个光电二极管21和垂直CCD移位寄存器23、水平CCD移位寄存器24上产生的暗电流而引起的噪声和从拍摄元件108外的信号处理电路产生的噪声等。

对从拍摄元件108外的信号处理电路产生的噪声进行说明。在拍摄元件108中,向行列状排列的多个光电二极管21中的水平方向的每一行输出图像信号。接着,对于图像信号,在水平方向的每一行进行增幅处理和AD转换处理。与从时钟脉冲生成的时刻信号相配合,执行上述增幅处理和AD转换处理。因此,在由时刻信号引起的噪声与图像信号重叠的情况下,噪声在每一行变成相同的图案。该在每一行上相同的图案的噪声在拍摄图像上作为垂直方向的线条而显现。在噪声去除处理中,生成用于去除作为垂直方向的线条而显现的固定图案噪声的修正信号。修正信号为表示固定图案噪声的信号。因此,通过从图像信号减去修正信号,能够从图像信号去除固定图案噪声,从而能够修正图像信号。

图6示出与本实施方式的去除了固定图案噪声的图像信号的生成方法有关的动作流程图。本流程的处理通过接入电子内窥镜系统1的电源而开始。

在处理步骤S101中,使处理器200以及电子镜100内的各种电路通电。并且,通过灯电源点火器206点亮灯208。

在处理步骤S102中,进行FPGA(现场可编程门阵列)的初始化。处理步骤S102在对时刻控制器204、前段信号处理电路220、后段信号处理电路230等使用FPGA的情况下执行,因电路构成而并不一定必须执行。FPGA的初始化包含FPGA的配置和寄存器设定。在配置中,通过系统控制器202读取预先存储于存储器212的电路信号,并且写入FPGA。在寄存器设定中,进行将拍摄元件108所包含的多个光电二极管21中的哪一个光电二极管21用于图像信号的生成的设定。垂直CCD移位寄存器23以及水平CCD移位寄存器24基于该寄存器设定而被驱动。

另外,在处理步骤S102中,在FPGA初始化之后,对拍摄元件108内的各电极(未图示)印加规定的电压。由此,例如,对N型基片30印加基板电压Vsub1,对传送栅22(区域32a)印加栅极电压Vg1。

在处理步骤S103中,进行垂直CCD移位寄存器23以及水平CCD移位寄存器24的空传送处理(空転送処理)。空传送处理为不降低传送栅22的电位障壁(在将栅极电压维持在Vg1的状态下)而驱动垂直CCD移位寄存器23和水平CCD移位寄存器24的处理。在执行处理步骤S103之前的期间,有可能在垂直CCD移位寄存器23以及水平CCD移位寄存器24上残留由于暗电流或者外光、来自被摄体的物体光而产生的电荷。如果在残留该电荷的状态下生成图像信号的话,则会在图像信号上重叠与残留的电荷相对应的噪声。因此,在生成图像信号之前,以与至少取得1帧份的图像信号的情况相同的方式驱动垂直CCD移位寄存器23以及水平CCD移位寄存器24,并且排出被传送的电荷,由此,能够防止由于残留的电荷而引起的噪声的产生。

此外,在处理步骤S103中,在驱动垂直CCD移位寄存器23以及水平CCD移位寄存器24期间,使传送栅22的栅极电压维持为Vg1。因此,光电二极管21和垂直CCD移位寄存器23之间的电位障壁被维持为比较高的状态,从而抑制了电荷从光电二极管21向垂直CCD移位寄存器23的移动。由此,能够有效地排出残留于垂直CCD移位寄存器23的电荷。

另外,在处理步骤S103中,在驱动垂直CCD移位寄存器23以及水平CCD移位寄存器24期间,可以将N型基片30的基板电压从Vsub1变更为Vsub2。在这种情况下,残留并蓄积在光电二极管21中的电荷被排出至N型基片30,因此,能够更加可靠地防止残留的电荷所导致的噪声的产生。

在处理步骤S104中,将N型基片30的基板电压从Vsub1变更为Vsub2。并且,使传送栅22的栅极电压维持为Vg1。或者,将栅极电压变更为低于Vg1的值。由此,各光电二极管21和N型基片30之间的电位障壁降低,残留于光电二极管21的电荷被排出至N型基片30。另外,除了残留的电荷之外,即使由于暗电流和外光、来自被写体的物体光而在光电二极管21上产生新的电荷,也能够将这些电荷排出至N型基片30。进一步,由于光电二极管21和垂直CCD移位寄存器23之间的电位障壁被维持在高状态,因此,即使在外光和物体光的强度大并且光电二极管21上产生的电荷的量比较多的情况下,也能够抑制该电荷向垂直CCD移位寄存器23漏出。

在处理步骤S105中,在使N型基片30的基板电压维持为Vsub2、使传送栅22的栅极电压维持为Vg1的状态下,停止垂直CCD移位寄存器23的驱动,驱动水平CCD移位寄存器24。通过水平CCD移位寄存器24被传送的相当于1行份的电荷在放大器25被增幅,并且作为图像信号从拍摄元件108输出。从拍摄元件108输出的图像信号通过驱动器信号处理电路110实施规定的处理并被输入至前段信号处理电路220。前段信号处理电路220将被输入的图像信号作为修正信号而暂时保存于存储器222。

在执行处理步骤S105期间,由于使基板电压维持为Vsub2,因此,由于暗电流和外光、物体光而在光电二极管21上产生的电荷被排出至N型基片30。另外,由于使栅极电压维持为Vg1,因此,即使在外光和物体光的强度强并且在光电二极管21上产生的电荷多的情况下,也能够抑制该电荷从光电二极管21向垂直CCD移位寄存器23漏出。进一步,由于停止了垂直CCD移位寄存器23的驱动,所以,即使电荷从光电二极管21向垂直CCD移位寄存器23漏出,也能够防止该电荷被传送至水平CCD移位寄存器24。由此,能够防止在通过水平CCD移位寄存器24被传送的电荷上重叠由于外光和物体光而在光电二极管21上产生的电荷。

在处理步骤S106中,判定从处理步骤S105输出的图像信号(修正信号)是否达到规定行数份。规定行数例如被设定为100行以上。在判定为修正信号的行数未达到规定数的情况下(S106:否),返回至处理步骤S105。另一方面,在判定为修正信号的行数为规定数以上的情况下(S106:是),进入处理步骤S107。

在处理步骤S107中,进行被暂时保存于存储器222的规定行数份的修正信号的平均化处理。由此,修正信号的时间性的摇动被平滑化。前段信号处理电路220将平均化的修正信号保存于存储器222。

在处理步骤S108中,在使栅极电压维持为Vg1的状态下,使基板电压从Vsub2恢复至Vsub1。由此,在各光电二极管21上形成方阱势,在该方阱势内蓄积电荷。

在处理步骤S109中,驱动垂直CCD移位寄存器23以及水平CCD移位寄存器24,开始生成被摄体的图像信号。在处理步骤S109中,在基于电子快门处理的曝光时间的规定的时刻变更基板电压以及栅极电压,蓄积在各光电二极管21中的电荷通过垂直CCD移位寄存器23以及水平CCD移位寄存器24被传送。被传送的电荷在放大器25被增幅,并且作为图像信号从拍摄元件108被输出。从拍摄元件108输出的图像信号通过驱动器信号处理电路110实施规定的处理并且被输入至前段信号处理电路220。

前段信号处理电路220从存储器222读取平均化了的修正信号,并且从被输入的图像信号减去修正信号。由此,从图像信号去除修正信号中包含的固定图案噪声的成分,修正图像信号。接着,前段信号处理电路220对图像信号实施规定的信号处理并且输出至后段信号处理电路230。

后段信号处理电路230基于由前段信号处理电路220输入的图像信号生成画面数据,并且转换为规定的视频格式信号。被转换的视频格式信号被输出至监视器300。

在处理步骤S110中,判定是否进行了切断电子内窥镜系统1的电源的操作。在判定为未进行切断电源的操作的情况下(S110:否),返回至处理步骤S109。在判定为进行了切断电源的操作的情况下(S110:是),切断电子内窥镜系统1的电源,本动作流程结束。

这样,在本实施方式中,通过从图像信号减去修正信号,能够去除图像信号中包含的固定图案噪声。

另外,当生成修成信号时,将基板电压从Vsub1提升至Vsub2,降低区域32b中的电位障壁。假如,当生成修正信号时,在将基板电压维持为Vsub1的情况下,如果外光和物体光的强度大的话,则在光电二极管21上产生的电荷可能会向垂直CCD移位寄存器23漏出。另外,如果向垂直CCD移位寄存器23漏出的电荷多的话,则即使停止垂直CCD移位寄存器23的驱动,电荷也会在垂直CCD移位寄存器23内传播,并且进入水平CCD移位寄存器24,有可能无法得到正确的修正信号。与之相对,在本实施方式中,由于将基板电压提升至Vsub2,因此,由于外光和物体光而在光电二极管21上产生的电荷被排出至N型基片30,从而能够防止与修正信号的重叠。另外,即使在外光和物体光的强度大的情况下,由于在光电二极管21上产生的电荷被排出至N型基片30,因此,能够防止产生的电荷向垂直CCD移位寄存器23漏出。

另外,在本实施方式中,当生成修正信号时,使栅极电压维持为Vg1。由此,光电二极管21和垂直CCD移位寄存器23之间的电位障壁被维持在比较高的状态,因此,能够进一步抑制电荷从光电二极管21向垂直CCD移位寄存器23漏出。

以上是本实用新型的例示性的实施方式的说明。本实用新型的实施方式并不限于上述说明的方式,在本实用新型的技术思想的范围内能够进行各种各样的变更。例如在说明书中适当组合例示性明示的实施方式等或者显而易见的实施方式等得到的内容也包含于本实用新型的实施方式中。

例如,虽然在图6所示的处理步骤S103的空传送处理中,驱动垂直CCD移位寄存器23以及水平CCD移位寄存器24双方,排出至少1帧份的图像信号,但是,本实施方式并不限定于此。例如,在空传送处理中,也可以不驱动垂直CCD移位寄存器23而仅驱动水平CCD移位寄存器24。在这种情况下,以与至少取得1帧份的图像信号的情况相同的方式驱动水平CCD移位寄存器24,并且排出被传送的电荷。另外,在处理步骤S103中,也可以在仅驱动水平CCD移位寄存器24期间,将N型基片30的基板电压从Vsub1变更为Vsub2。在这种情况下,由于残留并蓄积在光电二极管21中的电荷被排出至N型基片30,因此,能够更加可靠地防止残留的电荷所导致的噪声的产生。

在执行空传送处理(S103)之后,执行修正信号的生成处理(S105~S107)。在该修正信号的生成处理中,不驱动垂直CCD移位寄存器23而仅驱动水平CCD移位寄存器24。因此,假如,即使在垂直CCD移位寄存器23上残留由于暗电流等而产生的电荷,也不会在仅驱动水平CCD移位寄存器24而生成的修正信号上重叠残留的电荷。但是,在这种情况下,优选的是,在执行图像信号的生成处理(S109)之前,执行驱动了垂直CCD移位寄存器23和水平CCD移位寄存器24双方的空传送处理。由此,能够防止残留的电荷发生重叠。

另外,在本实施方式的图6中所示的处理步骤S104中,将N型基片30的基板电压从Vsub1变更为Vsub2,将传送栅22的栅极电压设定为Vg1以下,但是,本实施方式并不限定于此。例如,在处理步骤S104中,也可以使基板电压维持为Vsub1。但是,在这种情况下,传送栅22的栅极电压低于光电二极管21的电压Vs,并且光电二极管21和垂直CCD移位寄存器23之间的电位障壁的高度以高于光电二极管21和N型基片30之间的电位障壁的方式设定。由此,在执行修正信号的生成性处理(S105~S107)期间,在光电二极管21上由于暗电流和外光、物体光而产生大量的电荷的情况下,该电荷向电位障壁更低的N型基片30侧漏出。因此,能够抑制电荷从光电二极管21向垂直CCD移位寄存器23漏出,并且能够抑制在光电二极管21上产生的电荷与修正信号重叠。

当前第1页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1