(57)【要約】【課題】信号ケーブルの長さ、使用される固体撮像素子の種類等が異なる場合においても、所望のデューティ比の駆動パルスを生成して固体撮像素子に印加することができる撮像装置を提供する。【解決手段】駆動パルス信号発生回路３３から出力されるＣＣＤの駆動パルス信号をＣＲローパスフィルタ（基準電圧生成回路５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃ）により平滑して基準電圧Ｖｒｅｆ１，２，３を生成する。この基準電圧Ｖｒｅｆ１，２，３を波形整形回路２４内の各コンパレータ４１，４２，４３に基準電圧信号として供給する。コンパレータ４１，４２，４３では、信号ケーブル２５を通して伝送される水平転送信号φＨ１，φＨ２とリセットゲート信号φＲＧのそれぞれを、基準電圧Ｖｒｅｆ１，２，３と比較して、波形整形された水平転送信号φＨ１´，φＨ２´とリセットゲート信号φＲＧ´を生成してＣＣＤ２３に印加する。【選択図】図２
2010167201.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体撮像素子が配設される撮像部と、
前記撮像部と離隔した位置に配置され前記撮像部と信号ケーブルにより接続されると共に、前記固体撮像素子の駆動パルス信号を生成する駆動パルス信号発生回路を有する撮像素子駆動部と、
前記撮像部内に配置され、前記駆動パルス信号発生回路から前記信号ケーブルを通して前記固体撮像素子へ伝送される駆動パルス信号を入力とし、該駆動パルス信号の電圧レベルと基準電圧とを比較することにより、波形整形されたパルス信号を生成して前記固体撮像素子に印加する波形整形回路と、
前記信号ケーブルを通して前記波形整形回路に入力される前記駆動パルス信号を基に前記基準電圧を生成して出力する基準電圧生成回路と、
を備えた撮像装置。
【請求項２】
前記基準電圧生成回路は、前記駆動パルス信号を入力とし、該駆動パルス信号の平均値に相当する電圧レベルの信号を前記基準電圧として出力すること
を特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記基準電圧生成回路は、前記駆動パルス信号を入力とし、該駆動パルス信号のピーク値及びボトム値の中央に相当する電圧レベルの信号を前記基準電圧として出力すること
を特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記基準電圧生成回路は、前記駆動パルス信号発生回路と共に前記撮像素子駆動部内に配置されていること
を特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項５】
前記基準電圧生成回路は、前記波形整形回路と共に前記撮像部内に配置されていること
を特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項６】
前記基準電圧生成回路は抵抗ＲとコンデンサＣとで構成されるＣＲローパスフィルタであること
を特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記固体撮像素子はＣＣＤ撮像素子であり、前記駆動パルス信号は、ＣＣＤ撮像素子の水平転送信号とリセットゲート信号のいずれか、または両方であること
を特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項８】
前記固体撮像素子はＣＭＯＳ撮像素子であって、前記駆動パルス信号は、ロウアドレアスデコーダに入力される信号とカラムアドレスデコーダに入力される信号のいずれか、または両方であること
を特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項９】
固体撮像素子を用いた撮像部が先端部に配設される細長の挿入部と、
前記挿入部の後端部に配置されるとともに、前記固体撮像素子に信号ケーブルを通して駆動パルス信号を印加する駆動パルス発生回路を有する固体撮像素子駆動部と、
前記撮像部に配置され、前記信号ケーブルにより伝送される前記駆動パルス信号を入力とし、該駆動パルス信号の電圧レベルを基準電圧と比較することにより波形整形されたパルス信号を生成して前記固体撮像素子に印加する波形整形回路と、
前記信号ケーブルを通して前記波形整形回路に入力される前記駆動パルス信号を基に前記基準電圧を生成して出力する基準電圧生成回路と、
を備えた撮像装置。
【請求項１０】
固体撮像素子が配設される撮像部と、
前記撮像部と離隔した位置に配置され前記撮像部と信号ケーブルにより接続されると共に、前記固体撮像素子の駆動パルス信号を生成する駆動パルス信号発生回路を有する撮像素子駆動部と、
前記撮像部内に配置され、前記駆動パルス信号発生回路から前記信号ケーブルを通して伝送される駆動パルス信号を入力とし、該駆動パルス信号の電圧レベルを基準電圧と比較することにより波形整形されたパルス信号を生成して前記固体撮像素子に印加する波形整形回路と、
前記撮像部内に配置され、前記波形整形回路から出力されるパルス信号のデューティ比を検出しデューティ比検出信号として出力するデューティ比検出回路と、
前記撮像素子駆動部内に配置され、前記デューティ比検出回路から出力されるデューティ比検出信号を基に、前記波形整形回路から出力されるパルス信号が所望のデューティ比となるように、前記基準電圧の電圧レベルを調整して出力する可変電圧発生回路と、
を備えた撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電荷結合素子（ＣＣＤと略記）等の固体撮像素子を用いた撮像装置が広く用いられるようになっている。このＣＣＤを使用した撮像装置として、例えば、医療用分野及び工業用分野で用いられる内視鏡がある。この内視鏡には、対物レンズにより結像される位置にＣＣＤ等の固体撮像素子を配置し、このＣＣＤで撮像した画像信号を信号処理してモニタに表示するようにした電子内視鏡がある。
【０００３】
ここで、当該電子内視鏡に、波形整形回路２４を設けて、波形整形されたパルス信号をＣＣＤ２３に印加する。この波形整形回路２４はコンパレータ４１、４２、４３で構成されており、コンパレータ４１，４２，４３の一方の入力端子（Ｓｉｇ：＋入力端子）には、信号ケーブル２５を伝送された水平転送信号φＨ１，φＨ２とリセットゲート信号φＲＧがそれぞれ印加され、他方の入力端子（Ｒｅｆ：−入力端子）には、電圧発生回路３４Ａ，３４Ｂ，３４Ｃから出力される基準電圧Ｖｒｅｆ１，Ｖｒｅｆ２，Ｖｒｅｆ３（直流電圧）が印加されるように構成されている。
【０００４】
例えば、図１１に示すように、波形整形回路２４には、水平転送信号φＨ１を信号ケーブル２５を通して伝送した信号Ｄ１が入力される。この信号Ｄ１は水平転送信号φＨ１のパルス波形が変形された信号（矩形波がなまった形状の信号）となる。この信号Ｄ１がコンパレータ４１に入力されると、コンパレータ４１において、信号Ｄ１の電圧レベルと、基準電圧Ｖｒｅｆ１とが比較される。
そして、信号Ｄ１が基準電圧Ｖｒｅｆ１以上となる部分が検出され、波形整形された出力信号φＨ１´が出力される。この波形整形された信号φＨ１´をＣＣＤ２３に印加する（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２１０２５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した内視鏡装置では、駆動パルス信号発生回路３３からコンパレータ４１，４２，４３に入力される水平転送信号φＨ１，φＨ２、又はリセットゲート信号φＲＧの波形が変化する。それゆえ、電圧発生回路３４Ａ，３４Ｂ，３４Ｃから出力される基準電圧Ｖｒｅｆ１，Ｖｒｅｆ２，Ｖｒｅｆ３が各々一定であるとすると、コンパレータ４１，４２，４３から出力されるパルス信号の波形（デューティ比）が変化し、所望のパルス信号（例えば、デューティ比５０％のパルス信号）が得られず、ＣＣＤ２３における信号の転送不良が生じるおそれがあった。
【０００７】
そこで、信号ケーブルの長さ、使用される固体撮像素子の種類、および駆動パルス信号の電圧レベルが種々異なる場合であっても、所望のデューティ比の駆動パルス信号を安定に生成して固体撮像素子に印加することができる撮像装置が望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本実施態様にかかる撮像装置は、固体撮像素子が配設される撮像部と、前記撮像部と離隔した位置に配置され前記撮像部と信号ケーブルにより接続されると共に、前記固体撮像素子の駆動パルス信号を生成する駆動パルス信号発生回路を有する撮像素子駆動部と、前記撮像部内に配置され、前記駆動パルス信号発生回路から前記信号ケーブルを通して前記固体撮像素子へ伝送される駆動パルス信号を入力とし、該駆動パルス信号の電圧レベルと基準電圧とを比較することにより、波形整形されたパルス信号を生成して前記固体撮像素子に印加する波形整形回路と、前記信号ケーブルを通して前記波形整形回路に入力される前記駆動パルス信号を基に、前記基準電圧を生成して出力する基準電圧生成回路と、を備えた。
また、前記基準電圧生成回路は、前記駆動パルス信号を入力とし、該駆動パルス信号の平均値に相当する電圧レベルの信号を前記基準電圧として出力することが好ましい。
また、前記基準電圧生成回路は、前記駆動パルス信号を入力とし、該駆動パルス信号のピーク値、及びボトム値の中央に相当する電圧レベルの信号を前記基準電圧として出力することが好ましい。
また、前記基準電圧生成回路は、前記駆動パルス信号発生回路と共に前記撮像素子駆動部内に配置されていることが好ましい。
また、前記基準電圧生成回路は、前記波形整形回路と共に前記撮像部内に配置されていることが好ましい。
また、前記基準電圧生成回路は抵抗ＲとコンデンサＣとで構成されるＣＲローパスフィルタであることが好ましい。
また、前記固体撮像素子はＣＣＤ撮像素子であり、前記駆動パルス信号は、ＣＣＤ撮像素子の水平転送信号とリセットゲート信号のいずれか、または両方であることが好ましい。
また、前記固体撮像素子はＣＭＯＳ撮像素子であって、前記駆動パルス信号は、ロウアドレアスデコーダに入力される信号とカラムアドレスデコーダに入力される信号のいずれか、または両方であることが好ましい。
【０００９】
また、本実施形態にかかる撮像装置は、固体撮像素子を用いた撮像部が先端部に配設される細長の挿入部と、前記挿入部の後端部に配置されるとともに、前記固体撮像素子に信号ケーブルを通して駆動パルス信号を印加する駆動パルス発生回路を有する固体撮像素子駆動部と、前記撮像部に配置され、前記信号ケーブルにより伝送される前記駆動パルス信号を入力とし、該駆動パルス信号の電圧レベルを基準電圧と比較することにより波形整形されたパルス信号を生成して前記固体撮像素子に印加する波形整形回路と、前記信号ケーブルを通して前記波形整形回路に入力される前記駆動パルス信号を基に前記基準電圧を生成して出力する基準電圧生成回路と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
また、本実施形態にかかる撮像装置は、固体撮像素子が配設される撮像部と、前記撮像部と離隔した位置に配置され前記撮像部と信号ケーブルにより接続されると共に、前記固体撮像素子の駆動パルス信号を生成する駆動パルス信号発生回路を有する撮像素子駆動部と、前記撮像部内に配置され、前記駆動パルス信号発生回路から前記信号ケーブルを通して伝送される駆動パルス信号を入力とし、該駆動パルス信号の電圧レベルを基準電圧と比較することにより波形整形されたパルス信号を生成して前記固体撮像素子に印加する波形整形回路と、前記撮像部内に配置され、前記波形整形回路から出力されるパルス信号のデューティ比を検出しデューティ比検出信号として出力するデューティ比検出回路と、前記撮像素子駆動部内に配置され、前記デューティ比検出回路から出力されるデューティ比検出信号を基に、前記波形整形回路から出力されるパルス信号が所望のデューティ比となるように、前記基準電圧の電圧レベルを調整して出力する可変電圧発生回路と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本実施形態にかかる撮像装置によれば、信号ケーブルの長さ、使用される固体撮像素子の種類、および駆動パルス信号の電圧レベル等が種々異なる場合においても、所望のデューティ比の駆動パルス信号を安定に生成して固体撮像素子に印加することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の撮像装置（内視鏡装置）の全体構成を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態におけるＣＣＤ駆動系の構成を示す図である。
【図３】図２に示すＣＣＤ駆動系における各信号の電圧波形の例を示す図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態におけるＣＣＤ駆動系の構成を示す図である。
【図５】水平転送信号φＨ１，φＨ２とリセットゲート信号φＲＧと垂直転送信号φＶを示す図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態におけるＣＣＤ駆動系の構成を示す図である。
【図７】本発明の第４の実施の形態におけるＣＣＤ駆動系の構成を示す図である。
【図８】ＣＭＯＳ撮像素子の構成を示す図である。
【図９】内視鏡装置の構成例を示す図である。
【図１０】従来のＣＣＤ駆動系を示す図である。
【図１１】従来のＣＣＤ駆動系における動作波形を示す図である。
【図１２】リセットゲート信号φＲＧについて説明するための図である。
【図１３】デューティ比検出回路（平均値検出回路）の出力電圧ＶＡについて説明するための図である。
【図１４】デューティ比とデューティ比検出回路（平均値検出回路）の出力電圧ＶＡとの関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照して説明する。
【００１４】
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る撮像装置の構成を示す図である。図１に示す例は、本発明の撮像装置の一実施の形態としての内視鏡装置の例を示すものである。
図１に示す本発明の内視鏡装置１と、図９に示す従来の内視鏡装置１Ａとの相違点は、主に、図９に示す制御回路部３０Ａ内の撮像素子駆動部３２Ａを、図１に示す制御回路部３０内の撮像素子駆動部３２に置き換えた点である。
【００１５】
より具体的には、図１０に示す撮像素子駆動部３２Ａ内の電圧発生回路３４Ａ，３４Ｂ，３４Ｃを、図２に示す撮像素子駆動部３２内の基準電圧生成回路５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃに置き換えた点である。その他の構成については、図１に示す内視鏡装置１と図９に示す内視鏡装置１Ａと類似することから、同一の構成部分には同一の符号を付し、重複した説明は省略する。
【００１６】
図２は、図１に示す内視鏡装置１におけるＣＣＤ駆動系５の構成を示しており、ＣＣＤ駆動パルス信号において周波数の高い（例えば、１０ＭＨｚ〜２０ＭＨｚ程度）信号である、水平転送信号φＨ１，φＨ２とリセットゲート信号φＲＧに関係する部分を示したものである。
【００１７】
図２に示すＣＣＤ駆動系５では、前述したように、図１０に示す従来の制御回路部３０Ａ内の電圧発生回路３４Ａ，３４Ｂ，３４Ｃを、制御回路部３０内の基準電圧生成回路５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃに置き換えて構成されている。この例では、基準電圧生成回路５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃを抵抗ＲとコンデンサＣとで形成されるＣＲローパスフィルタ（低域フィルタ）で構成した例を示している。すなわち、基準電圧生成回路５１Ａでは、ＣＲローパスフィルタにより水平転送信号φＨ１の信号電圧の平均値の電圧を基準電圧Ｖｒｅｆ１として生成するように構成されている。他の基準電圧Ｖｒｅｆ２，Ｖｒｅｆ３についても同様にＣＲローパスフィルタにより生成される。
【００１８】
図２に示すＣＣＤ駆動系５において、撮像素子駆動部３２内の駆動パルス信号発生回路３３から出力される水平転送信号φＨ１，φＨ２とリセットゲート信号φＲＧは、それぞれ信号ケーブル２５を通して、波形整形回路２４内のコンパレータ４１，４２，４３の一方の端子（Ｓｉｇ：＋入力端子）に入力される。
【００１９】
また、駆動パルス信号発生回路３３から出力される水平転送信号φＨ１は基準電圧生成回路５１Ａ内の抵抗Ｒを通してコンデンサＣに入力される。このため水平転送信号φＨ１は、抵抗ＲとコンデンサＣにより平滑され、抵抗ＲとコンデンサＣの接続点には、水平転送信号φＨ１の出力電圧を平滑した直流電圧（基準電圧Ｖｒｅｆ１）が得られる。この基準電圧Ｖｒｅｆ１は、水平転送信号φＨ１の電圧波形を平均化した電圧（平均値の電圧）となる。なお、水平転送信号φＨ１が１０ＭＨｚ程度の場合には、例えば、抵抗Ｒの抵抗値を２ｋΩ程度、コンデンサＣの静電容量値を数μＦ程度に選定することができる。
【００２０】
この基準電圧Ｖｒｅｆ１は、信号ケーブル２５を通してコンパレータ４１の他方の入力端子（Ｒｅｆ：−入力端子）に入力される。コンパレータ４１では、信号ケーブル２５により伝送された水平転送信号φＨ１の信号Ｄ１と、同じく信号ケーブル２５を通して伝送される基準電圧Ｖｒｅｆ１とを比較して、波形整形された水平転送信号φＨ１´を生成する。この水平転送信号φＨ１´がＣＣＤ２３に印加される。
【００２１】
コンパレータ４２および４３についても同様であり、コンパレータ４２，４３により波形整形された水平転送信号φＨ２´およびリセットゲート信号φＲＧ´がＣＣＤ２３に印加される。
【００２２】
図３は、図２に示すＣＣＤ駆動系５における各部の信号の電圧波形を示す図である。図３に示す例は、水平転送信号φＨ１を例にして示したものであり、水平転送信号φＨ１のデューティ比が５０％の場合の例である。
【００２３】
図３（Ａ）において、波形φＨ１は、駆動パルス信号発生回路３３から出力される水平転送信号φＨ１の電圧波形を示している。波形Ｄ１は、水平転送信号φＨ１が信号ケーブル２５を通してコンパレータ４１に伝送された際の信号波形であり、コンパレータ４１の入力端子Ｓｉｇに入力される信号Ｄ１の電圧波形である。また、波形φＨ１´は、コンパレータ４１から出力される波形整形された水平転送信号φＨ１´の電圧波形を示している。
【００２４】
図３（Ａ）の信号波形Ｄ１に示されるように、信号Ｄ１の瞬時値は、水平転送信号φＨ１のパルス信号が、信号ケーブル２５の抵抗、インダクタンス、および静電容量成の影響により変形した（矩形波がなまった）波形となる。すなわち、信号Ｄ１に示すようにピーク値ＶＨとボトム値ＶＬを有する信号波形となる。
【００２５】
そして、水平転送信号φＨ１のデューティ比が５０％の場合は、ピーク値ＶＨとボトム値ＶＬとの中央値Ｖｃ「Ｖｃ＝（ＶＨ−ＶＬ）／２」と、水平転送信号φＨ１の平均値の電圧が同じになる。すなわち、信号Ｄ１の矩形波からのなまりの程度に係らず、信号Ｄ１の中央値Ｖｃと、水平転送信号φＨ１の平均値の電圧が同じになる。従って、中央値Ｖｃの電圧が、ＣＲローパスフィルタで構成される基準電圧生成回路５１Ａから出力される基準電圧Ｖｒｅｆ１（水平転送信号φＨ１の平均値）と一致することになる。
【００２６】
従って、信号波形Ｄ１の電圧と基準電圧Ｖｒｅｆ１とをコンパレータ４１により比較することにより、信号波形Ｄ１が基準電圧Ｖｒｅｆ１を超える部分を検出し、波形整形された５０％デューティ比を有する水平転送信号φＨ１´を生成することができる。
【００２７】
このように、信号Ｄ１における中央値Ｖｃは、信号ケーブル２５の長さが種々異なって、Ｄ１の波形が種々異なっても、水平転送信号φＨ１の平均値の電圧と同じとなり、基準電圧生成回路５１Ａから出力される基準電圧Ｖｒｅｆ１と一致する。このため、信号ケーブル２５の長さがどのような場合においても、信号波形Ｄ１の電圧と基準電圧Ｖｒｅｆ１とをコンパレータ４１により比較することにより、波形整形された５０％デューティ比を有する水平転送信号φＨ１´を安定して生成することができる。この関係は、ＣＣＤ２３の種類が異なる場合でも同様である。
【００２８】
また、図３（Ｂ）に示す信号波形は、図３（Ａ）に示す水平転送信号φＨ１の電圧レベルＶ１を、電圧レベルＶ２に低下させた例を示している。すなわち、駆動パルス信号発生回路３３から出力される水平転送信号φＨ１の電圧レベルが低下した場合の例を示している。これは、駆動パルス信号発生回路３３から出力される水平転送信号φＨ１の電圧レベルは、信号ケーブル２５の長さ、および種類により負荷が変化し、駆動パルス信号発生回路３３から出力される水平転送信号φＨ１の電圧レベルも変化するためである。また、駆動パルス信号発生回路３３を構成する部品の特性のバラツキによっても変化する。
【００２９】
この図３（Ｂ）に示す場合においても、水平転送信号φＨ１のデューティ比が５０％の場合は、信号Ｄ１のピーク値ＶＨとボトム値ＶＬとの中央値Ｖｃ「Ｖｃ＝（ＶＨ−ＶＬ）／２」は、水平転送信号φＨ１の平均値の電圧レベルとなる。このため、信号Ｄ１の中央値Ｖｃと基準電圧Ｖｒｅｆ１（平均値）とが一致し、コンパレータ４１により、波形整形された５０％のデューティ比を有する水平転送信号φＨ１´を生成することができる。
【００３０】
なお、図３においては、水平転送信号φＨ１を例にして説明したが、水平転送信号φＨ２についても同様である。
【００３１】
リセットゲート信号φＲＧは、一般的には図１２に示すような、デューティ比２５％程度の信号である。コンパレータ４３の入力端子Ｓｉｇに入力される信号Ｄ３は図１２に示すような波形となる。一方、ＣＲローパスフィルタで構成される基準電圧生成回路５１Ｃから出力される基準電圧Ｖｒｅｆ３は、信号Ｄ３の平均値であるから、信号Ｄ３のピーク値ＶＨとボトム値ＶＬとの中央値よりはＶＬ側に近い値となる。信号波形Ｄ３の電圧と基準電圧Ｖｒｅｆ３とをコンパレータ４３により比較することにより、信号波形Ｄ３が基準電圧Ｖｒｅｆ３を超える部分を検出し、波形整形されたリセットゲート信号φＲＧ´を生成することができる。リセットゲート信号φＲＧ´のデューティ比はもとのφＲＧ信号とほぼ同様となる。
【００３２】
また、図２および図３に示す例では、基準電圧生成回路５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃとして抵抗ＲとコンデンサＣとで構成されるＬ型の低域フィルタ（ＣＲローパスフィルタ）を使用して平均値の電圧（基準電圧Ｖｒｅｆ１，Ｖｒｅｆ２，Ｖｒｅｆ３）を生成する例を示した。これは、ＣＲローパスフィルタは構成が簡単であり、また抵抗を使用するため駆動パルス信号発生回路３３に与える影響が少ないためである。しかしながら、これに限定されず、例えば、インダクタンスＬとコンデンサＣを用いたＬＣフィルタや、さらには、Ｌ型、π型フィルタ等の種々の低域フィルタを使用することができる。すなわち、高域周波数を大きく減衰させる低域フィルタを選択することにより、基準電圧に含まれるリップル成分を減衰させることができ、より安定した基準電圧を生成することができる。
【００３３】
以上説明したように、本発明の第１の実施の形態においては、固体撮像素子（ＣＣＤ）の駆動パルス信号（水平転送信号φＨ１等）がデューティ比５０％の駆動パルス信号である場合は、駆動パルス信号の平均値の電圧レベルを波形整形回路の基準電圧とすることにより、信号ケーブルの長さ、固体撮像素子の種類、および駆動パルス信号の電圧レベルが各々種々異なる場合においても、波形整形回路において５０％のデューティ比の駆動パルス信号（水平転送信号φＨ１´等）を安定して生成することができる。
【００３４】
なお、第１の実施の形態では、撮像装置として内視鏡装置の例について説明したが、本発明は内視鏡装置に限らず、固体撮像素子と撮像素子駆動部（駆動パルス信号発生回路）とが離れた位置に配置されると共に、駆動パルス信号発生回路から信号ケーブルを通して伝送された駆動パルス信号を基準電圧と比較し波形整形して固体撮像素子に印加する波形整形回路を有する撮像装置のすべてに対して効果的に適用できるものである。
【００３５】
［第２の実施の形態］
図１乃至図３に示した第１の実施の形態においては、基準電圧生成回路５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃを撮像素子駆動部３２内に設けた例について説明したが、本発明の第２の実施の形態では、基準電圧生成回路５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃを撮像部２１側、すなわち波形整形回路（コンパレータ４１等）の近傍に配置した例について説明する。
【００３６】
図４は、本発明の第２の実施の形態に係る撮像装置の例を示す図であり、内視鏡装置におけるＣＣＤ駆動系６の構成例を示す図である。図４に示すように、ＣＣＤ駆動系６では、撮像部２１内に抵抗ＲとコンデンサＣで形成されるＣＲローパスフィルタを基準電圧生成回路５１Ａとして設ける。そして、コンパレータ４１のＳｉｇ端子に入力される信号Ｄ１を、抵抗ＲとコンデンサＣにより構成されるＣＲローパスフィルタにより平滑し、信号Ｄ１の平均値の電圧を基準電圧Ｖｒｅｆ１として生成する。この基準電圧Ｖｒｅｆ１をコンパレータ４１のＲｅｆ端子に入力する。
【００３７】
なお、図４に示す例では、水平転送信号φＨ２とリセットゲート信号φＲＧについては、省略して示しているが、水平転送信号φＨ２とリセットゲート信号φＲＧについても、水平転送信号φＨ１と同様に、それぞれに対して、基準電圧生成回路５１Ｂ，５１Ｃを設ける。
【００３８】
上記構成により、第１の実施の形態と同様に、水平転送信号φＨ１のデューティ比が５０％の場合は、基準電圧生成回路５１Ａで生成される基準電圧Ｖｒｅｆ１が、信号Ｄ１のピーク値ＶＨとボトム値ＶＬとの中央値Ｖｃ「Ｖｃ＝（ＶＨ−ＶＬ）／２」と同じ程度なる。すなわち、基準電圧Ｖｒｅｆ１と中央値Ｖｃが同じ程度になる。このため、コンパレータ４１により、波形整形された５０％デューティ比を有する水平転送信号φＨ１´を生成することができる。他の信号、水平転送信号φＨ２とリセットゲート信号φＲＧについても、第１の実施の形態と同様にφＨ２´，φＲＧ´を生成できる。
【００３９】
この第２の実施の形態では、撮像部２１内に基準電圧生成回路５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃを設ける必要があり、撮像部２１内に基準電圧生成回路５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃを収納するための容積を確保する必要はあるが、信号ケーブル２５の本数を減少させることができる効果がある。
【００４０】
［第３の実施の形態］
ところで、ＣＣＤ２３の駆動パルス信号としては、図５（Ａ）に示すように、水平転送信号φＨ１，φＨ２とリセットゲート信号φＲＧのほかに、垂直転送信号φＶ１〜φＶ４がある。この垂直転送信号φＶ１〜φＶ４は水平転送信号に比較して周波数が低く、波形整形を行わない場合が多い。しかしながら、垂直転送信号φＶ１〜φＶ４は水平転送信号に比較して負荷が重く、また、ハイビジョン等において、画素数が増大すると駆動周波数が増加するため、垂直転送信号φＶ１〜φＶ４についても波形整形回路を使用することが好ましい。
【００４１】
しかしながら、この垂直転送信号φＶ１〜φＶ４は、図５（Ｂ）に示すように、水平転送信号φＨ１等に比較して、パルス間隔が長い（デューティ比が低い）。このため、垂直転送信号φＶ１〜φＶ４に波形整形回路を使用する場合は、第１の実施の形態および第２の実施の形態で示した抵抗ＲとコンデンサＣとで構成されるＣＲローパスフィルタによる基準電圧生成回路５１Ａ等では、平均値のレベルが著しく低下し、平均値を基準電圧Ｖｒｅｆ１等として使用することができなくなる。
【００４２】
そこで、本発明の第３の実施の形態では、垂直転送信号φＶ１について、信号Ｄ１の中央値を検出して波形整形された垂直転送信号φＶ１´を生成する回路の例について説明する。
【００４３】
図６は、本発明の第３の実施の形態におけるＣＣＤ駆動系７の構成を示す図であり、垂直転送信号φＶを波形整形する例を示したものである。以下、図６に示すＣＣＤ駆動系７の構成と動作を図５に示す信号波形図を参照して説明する。
【００４４】
図６に示すＣＣＤ駆動系７において、信号ケーブル２５を通して伝送される垂直転送信号φＶ１は、コンパレータ４４の一方の端子Ｓｉｇに信号Ｄ１として入力される。信号Ｄ１は、垂直転送信号φＶ１のパルス周期（または所定の周期）ごとに信号Ｄ１のピーク値を検出するピーク値検出回路５２と、ボトム値を検出するボトム値検出回路５３に入力される。
【００４５】
中央値生成回路５４では、図５に示すピーク値検出回路５２により検出されたピーク値ＶＨと、ボトム値検出回路５３により検出されたボトム値ＶＬを基にして、ピーク値ＶＨとボトム値ＶＬの中間の電圧（中央値）を基準電圧Ｖｒｅｆとして生成する。この基準電圧Ｖｒｅｆがコンパレータ４４の他方の入力端子（Ｒｅｆ）に入力される。
【００４６】
この構成により、垂直転送信号φＶ１についても、所望の波形の垂直転送信号φＶ１´を得ることができる。
【００４７】
なお、図６に示すＣＣＤ駆動系７においては、垂直転送信号φＶ１のみについて説明したが、他の垂直転送信号φＶ２，φＶ３，φＶ４についても同様である。各垂直転送信号φＶ１，φＶ２，φＶ３，φＶ４に対応して複数のコンパレータが波形整形回路として用意される。
【００４８】
そして、ピーク値検出回路５２、ボトム値検出回路５３、および中央値生成回路５４につては、各垂直転送信号φＶ１．φＶ２，φＶ３，φＶ４ごとに設けてもよいし、また、１つの中央値生成回路５４で生成された基準電圧Ｖｒｅｆを複数のコンパレータにおいて共通に使用することもできる。
【００４９】
［第４の実施の形態］
第１の実施の形態、第２の実施の形態、および第３の実施の形態においては、撮像素子駆動部３２内において、図１０に示す従来の電圧発生回路３４Ａ等を使用することなく、波形整形されたＣＣＤ駆動パルス信号を生成する例について説明した。本発明の第４の実施の形態では、基準電圧Ｖｒｅｆを生成する可変電圧発生回路を使用するが、この可変電圧発生回路の出力電圧のレベルを自動で調整する構成例について説明する。
【００５０】
図７は、本発明の第４の実施の形態におけるＣＣＤ駆動系８の構成を示す図である。この例では、撮像部２１内に、コンパレータ４１から出力される水平転送信号φＨ１´のデューティ比を検出するデューティ比検出回路６１を設けている。このデューティ比検出回路６１には、例えば、図２に示す基準電圧生成回路５１Ａと同様に、抵抗ＲとコンデンサＣとで構成されたＣＲローパスフィルタ（平均値検出回路）を使用することもできる。
【００５１】
この平均値検出回路（デューティ比検出回路６１）の出力電圧をＶＡとする。図１３（Ａ）に示すようにφＨ１´のデューティ比が５０％のときは、電圧ＶＡは「ＶＡ＝（ＶＨ＋ＶＬ）／２」となる。ここでＶＨは、φＨ１´信号のＨレベル電圧、ＶＬはＬレベル電圧である。図１３（Ｂ）に示すように、φＨ１´のデューティ比が５０％より小さいときは、平均値は低くなり、「ＶＡ＜（ＶＨ＋ＶＬ）／２」となる。逆に図１３（Ｃ）に示すようにφＨ１´のデューティ比が５０％より大きいときは、平均値は高くなり、「ＶＡ＞（ＶＨ＋ＶＬ）／２」となる。すなわち、φＨ１´のデューティ比と平均値検出回路の出力電圧ＶＡは図１４に示すような関係となる。この平均値検出回路の出力電圧ＶＡが図７に示すデューティ比検出信号となる。
【００５２】
このデューティ比検出回路６１により検出されたデューティ比検出信号は、フィードバック信号として撮像素子駆動部３２内の可変電圧発生回路３５に送られる。可変電圧発生回路３５では、デューティ比検出回路６１からフィードバックされるデューティ比検出信号（信号電圧ＶＡ）を基にして、コンパレータ４１から出力される水平転送信号φＨ１´のデューティ比が所望の値（例えば、５０％）になるように、出力電圧（基準電圧Ｖｒｅｆ）のレベルを調整して出力する。
【００５３】
すなわち、ＣＣＤ２６に供給すべきφＨ１´信号のＨレベル電圧ＶＨ、Ｌレベル電圧ＶＬは既知の値であるから、その中央値「（ＶＨ＋ＶＬ）／２」も既知の値である。可変電圧発生回路３５はデューティ比検出信号（信号電圧ＶＡ）を中央値「（ＶＨ＋ＶＬ）／２」と比較し、「ＶＡ＜（ＶＨ＋ＶＬ）／２」であれば出力電圧（基準電圧Ｖｒｅｆ１）を下げるように制御する。そうするとコンパレータ４１の出力であるφＨ１´のデューティ比は増加する。反対に、「ＶＡ＞（ＶＨ＋ＶＬ）／２」であれば出力電圧（基準電圧Ｖｒｅｆ１）を上げるように制御する。そうするとコンパレータ４１の出力であるφＨ１´のデューティ比は減少する。したがってφＨ１´のデューティ比が常に５０％となるように出力電圧（基準電圧Ｖｒｅｆ１）が制御される。
【００５４】
この第４の実施の形態においては、ＣＣＤ２３に入力される水平転送信号φＨ１´のデューティ比を直接に検出して、このデューティ比を所望の値、例えば５０％に自動調整することができる。このため、所望のデューティ比の水平転送信号φＨ１´を容易に生成することができる。
【００５５】
なお、図７に示す例では、水平転送信号φＨ１の例について説明したが、他の水平転送信号φＨ２、およびリセットゲート信号φＲＧ等についても同様な構成を用いることができる。
【００５６】
なお、第１乃至第４の実施の形態においては、ＣＣＤ撮像素子を対象とした例について説明したが、本発明はＣＭＯＳ撮像素子にも適用できるものである。すなわち、図８示すように画素となる受光素子ＰＤ（およびセンスアンプＳＡ）がマトリック状に配列されたＣＭＯＳ撮像素子に入力される信号をコンパレータを用いて波形整形する場合にも使用できる。
【００５７】
例えば、ロウアドレスを選択するためにロウデコーダ７１に入力されるクロック信号ＣＬＫｒ、およびカラムアドレスを選択するためにカラムデコーダ７２に入力されるクロック信号ＣＬＫｃ等のパルス信号をコンパレータを用いて波形整形する場合に使用できるものである。
【００５８】
以上、説明したように、本発明の撮像装置においては、信号ケーブルの長さ、使用される固体撮像素子の種類、および駆動パルス信号発生回路から出力される駆動パルスの電圧レベルが各々種々異なる場合においても、波形整形回路で使用される基準電圧の調整を行うことなく、所望のデューティ比の駆動パルス信号（例えば、デューティ比５０％の駆動パルス）を安定に生成して固体撮像素子に印加することができる。このため、従来、信号ケーブル等の長さを変えたときのような場合に必要であった調整作業を省略でき、検査工程の省力化が図れる。
【００５９】
また、上述した実施の形態では、撮像装置としての内視鏡装置の例について説明したが、本発明は内視鏡装置に限らず、固体撮像素子と撮像素子駆動部（駆動パルス信号発生回路）とが離れた位置に配置されると共に、撮像素子駆動部から信号ケーブルを通して伝送される駆動パルス信号を基準電圧と比較して波形整形して固体撮像素子に印加する波形整形回路を有する撮像装置のすべてに対して効果的に適用できるものである。
【００６０】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明の撮像装置は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【符号の説明】
【００６１】
１，１Ａ・・・内視鏡装置、２・・・内視鏡、３・・・光源装置、４・・・液晶表示モニタ、５，５Ａ，６，７，８・・・ＣＣＤ駆動系、１１・・・挿入部、１２・・・操作部、１３・・・ユニバーサルケーブル、１４・・・コネクタ、１５・・・ライトガイド、１６・・・映像端子、２１・・・撮像部、２２・・・対物レンズ、２３・・・ＣＣＤ（固体撮像素子）、２４・・・波形整形回路、２５・・・信号ケーブル、３０，３０Ａ・・・制御回路部、３１・・・映像信号処理部、３２，３２Ａ・・・撮像素子駆動部、３３・・・駆動パルス信号発生回路、３４Ａ，３４Ｂ，３４Ｃ・・・電圧発生回路、３５・・・可変電圧発生回路、４１，４２，４３，４４・・・コンパレータ、５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃ・・・基準電圧生成回路、５２・・・ピーク値検出回路、５３・・・ボトム値検出回路、５４・・・中央値生成回路、６１・・・デューティ比検出回路、７１・・・ロウデコーダ、７２・・・カラムデコーダ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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