(57)【要約】【課題】駆動電流を停止させる非動作モードに移行することができ、かつ駆動周波数に応じて駆動能力を変更することができる出力回路を備える固体撮像装置を提供する。【解決手段】本発明に係る固体撮像装置は、行列状に配置され、光を信号電荷に変換する複数の光電変換素子１３６と、変換された信号電荷を転送する水平読み出し回路１３３と、水平読み出し回路１３３により転送された信号電荷を増幅し、増幅された信号を外部に出力する出力回路１３４とを備え、出力回路１３４は、水平読み出し回路１３３により転送された信号電荷を増幅する駆動トランジスタＴＮ２１と、第１駆動電流及び第２駆動電流を生成する電流源２２１と、第１駆動電流を駆動トランジスタＴＮ２１に供給する状態と、第２駆動電流を駆動トランジスタＴＮ２１に供給する状態と、駆動電流を駆動トランジスタＴＮ２１に供給しない状態とを切り替える切り替え部２２２とを備える。【選択図】図３
2008187266.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
行列状に配置され、光を信号電荷に変換する複数の光電変換素子と、
前記複数の光電変換素子により変換された信号電荷を転送する転送手段と、
前記転送手段により転送された信号電荷を増幅し、増幅された信号を外部に出力する出力手段とを備え、
前記出力手段は、
前記転送手段により転送された信号電荷を増幅する第１駆動部と、
第１駆動電流、及び前記第１駆動電流より小さい第２駆動電流を生成する第１電流源と、
前記第１電流源により生成された前記第１駆動電流を前記第１駆動部に供給する第１状態と、前記第１電流源により生成された前記第２駆動電流を前記第１駆動部に供給する第２状態と、駆動電流を前記第１駆動部に供給しない第３状態とを切り替える第１切り替え手段とを備える
ことを特徴とする固体撮像装置。
【請求項２】
前記第１切り替え手段は、前記出力手段が第１駆動周波数で動作する場合に前記第１状態にし、前記出力手段が前記第１駆動周波数より低い第２駆動周波数で動作する場合に、前記第２状態にする
ことを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置。
【請求項３】
前記第１電流源は、
ゲートに第１基準電圧が印加され、前記第１駆動電流を生成する第１負荷トランジスタと、
ゲートに前記第１基準電圧が印加され、前記第２駆動電流、又は、前記第１駆動電流と前記第２駆動電流との差分に等しい駆動電流を生成する第２負荷トランジスタとを備え、
前記第１切り替え手段は、
前記第１負荷トランジスタのソース又はドレインと直列に接続される第１スイッチと、
前記第２負荷トランジスタのソース又はドレインと直列に接続される第２スイッチとを備え、
直列に接続された前記第１負荷トランジスタ及び前記第１スイッチと、直列に接続された前記第２負荷トランジスタ及び前記第２スイッチとは並列に接続される
ことを特徴とする請求項１又は２記載の固体撮像装置。
【請求項４】
前記第１負荷トランジスタの駆動能力は、前記第２負荷トランジスタの駆動能力より大きく、
前記第２負荷トランジスタは、前記第２駆動電流を生成し、
前記第１状態は、前記第１スイッチがオンし、前記第２スイッチがオフした状態であり、
前記第２状態は、前記第１スイッチがオフし、前記第２スイッチがオンした状態であり、
前記第３状態は、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチをオフした状態である
ことを特徴とする請求項３記載の固体撮像装置。
【請求項５】
前記出力手段は、さらに、
前記第１駆動部によりに増幅された信号を駆動し、外部に出力する第２駆動部と、
第３駆動電流、及び前記第３駆動電流より小さい第４駆動電流を生成する第２電流源と、
前記第２駆動部に前記第２電流源により生成された前記第３駆動電流を供給する第４状態と、前記第２電流源により生成された前記第４駆動電流を前記第２駆動部に供給する第５状態と、駆動電流を前記第２駆動部に供給しない第６状態とを切り替える第２切り替え手段とを備える
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
【請求項６】
前記第２電流源は、
ゲートに第１基準電圧、又は第２基準電圧が印加され、前記第３駆動電流を生成する第３負荷トランジスタと、
ゲートに前記第２基準電圧が印加され、前記第４駆動電流、又は、前記第３駆動電流と前記第４駆動電流との差分に等しい駆動電流を生成する第４負荷トランジスタとを備え、
前記第２切り替え手段は、
前記第３負荷トランジスタのソース又はドレインと直列に接続される第３スイッチと、
前記第４負荷トランジスタのソース又はドレインと直列に接続される第４スイッチとを備え、
直列に接続された前記第３負荷トランジスタ及び前記第３スイッチと、直列に接続された前記第４負荷トランジスタ及び前記第４スイッチとは並列に接続される
ことを特徴とする請求項５記載の固体撮像装置。
【請求項７】
前記第２駆動部は、
前記第１駆動部によりに増幅された信号がゲートに入力される第１駆動トランジスタ及び第２駆動トランジスタと、
前記第１駆動トランジスタのソース又はドレインと直列に接続される第５スイッチと、
前記第２駆動トランジスタのソース又はドレインと直列に接続される第６スイッチとを備え、
直列に接続された前記第１駆動トランジスタ及び前記第５スイッチと、直列に接続された前記第２駆動トランジスタ及び前記第６スイッチとは並列に接続される
ことを特徴とする請求項５又は６記載の固体撮像装置。
【請求項８】
前記第１駆動トランジスタは、前記第２駆動トランジスタより駆動能力が大きく、
前記第４状態の場合に、前記第５スイッチがオンされ、かつ前記第６スイッチがオフされ、前記前記第５場合に、前記第５スイッチがオフされ、かつ前記第６スイッチがオンされる
ことを特徴とする請求項７記載の固体撮像装置。
【請求項９】
前記出力手段は、さらに、
前記第６状態の場合に、外部にＧＮＤレベル又は電源電圧を出力する第１トランジスタを備える
ことを特徴とする請求項５〜８のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
【請求項１０】
前記出力手段は、さらに、
前記第３状態の場合に、前記第２駆動部の入力をＧＮＤレベル又は電源電圧にする第２トランジスタを備える
ことを特徴とする請求項５〜９記載の固体撮像装置。
【請求項１１】
前記出力手段は、さらに、
前記第３状態の場合に、前記第１駆動部の入力をＧＮＤレベル又は電源電圧にする第３トランジスタを備える
ことを特徴とする請求項１〜１０記載の固体撮像装置。
【請求項１２】
光を照射する光源と、
前記光源により照射され対象物に反射した光を集光する集光手段と、
前記集光手段により集光された光を電気信号に変換する請求項１〜１１のいずれか１項に記載の固体撮像装置と、
前記光源及び前記固体撮像装置を駆動する駆動手段と、
前記固体撮像装置により変換された電気信号を信号処理する信号処理手段とを備える
ことを特徴とするカメラ。
【請求項１３】
被検査者に飲み込まれた後、前記被検査者の体内を撮像するカプセル型内視鏡カメラであって、
光を照射する光源と、
前記光源により照射され被写体に反射した光を集光する集光手段と、
前記集光手段により集光された光を電気信号に変換する請求項１〜１１のいずれか１項に記載の固体撮像装置と、
前記光源及び前記固体撮像装置を駆動する駆動手段と、
前記固体撮像装置により変換された電気信号を信号処理する信号処理手段と、
前記信号処理手段により信号処理された電気信号を無線送信する送信手段と、
前記光源、前記固体撮像装置、前記駆動手段、前記信号処理手段及び前記送信手段に電力を供給する電力供給手段とを備える
ことを特徴とするカプセル型内視鏡カメラ。
【請求項１４】
前記光源により光が照射されている間、前記第１切り替え手段は前記第３状態にし、
前記第１状態又は前記第２状態の間、前記光源は光を照射しない
ことを特徴とする請求項１３記載のカプセル型内視鏡カメラ。
【請求項１５】
被検査者に飲み込まれた後、前記被検査者の体内を撮像するカプセル型内視鏡カメラであって、
光を照射する第１光源と、
前記第１光源と異なる方向に光を照射する第２光源と、
前記第１光源により照射され被写体に反射した光を集光する第１集光手段と、
前記第２光源により照射され被写体に反射した光を集光する第２集光手段と、
前記第１集光手段により集光された光を電気信号に変換する請求項５〜８のいずれか１項に記載の固体撮像装置である第１固体撮像装置と、
前記第２集光手段により集光された光を電気信号に変換する請求項５〜８のいずれか１項に記載の固体撮像装置である第２固体撮像装置と、
前記第１光源、前記第２光源、前記第１固体撮像装置及び前記第２固体撮像装置を駆動する駆動手段と、
前記第１固体撮像装置及び前記第２固体撮像装置により変換された電気信号を信号処理する信号処理手段と、
前記信号処理手段により信号処理された電気信号を無線送信する送信手段と、
前記第１光源、前記第２光源、前記第１固体撮像装置、前記第２固体撮像装置、前記駆動手段、前記信号処理手段及び前記送信手段に電力を供給する電力供給手段とを備える
ことを特徴とするカプセル型内視鏡カメラ。
【請求項１６】
前記第２光源により光が照射されている間、及び、前記第２固体撮像装置の前記出力手段が前記第１状態又は前記第２状態の間は、前記第１光源は光を照射せず、かつ前記第１固体撮像装置の前記第１切り替え手段は前記第３状態にし、
前記第１光源により光が照射されている間、及び、前記第１固体撮像装置の前記出力手段が前記第１状態又は前記第２状態の間は、前記第２光源は光を照射せず、かつ前記第２固体撮像装置の前記第１切り替え手段は前記第３状態にする
ことを特徴とする請求項１５記載のカプセル型内視鏡カメラ。
【請求項１７】
前記第１固体撮像装置の前記出力手段は、前記第１固体撮像装置の出力手段が前記第６状態の場合に、前記信号処理手段への出力をハイインピーダンス状態にし、
前記第２固体撮像装置の前記出力手段は、前記第２固体撮像装置の出力手段が前記第６状態の場合に、前記信号処理手段への出力をハイインピーダンス状態にする
ことを特徴とする請求項１６記載のカプセル型内視鏡カメラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体撮像装置、カメラ、及びカプセル型内視鏡カメラに関し、特に、光電変換された信号を外部に出力する出力回路を備える固体撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＭＯＳイメージセンサ及びＣＣＤイメージセンサなどの固体撮像装置を用いた内視鏡カメラが知られている。
【０００３】
内視鏡カメラは、人間の目が届かないところを観察するために、用いられる。例えば、内視鏡カメラは、人体の消化器等の内部表面の観察といった医療用途に用いられる。一般的な内視鏡カメラは、管状の挿入部が観察対象部に挿入される。挿入部の先端にはイメージセンサ（固体撮像装置）が配置され、固体撮像装置には、光ファイバが接続される。イメージセンサで撮像された画像は、光ファイバを介して操作者側に伝達させる。また、観察対象は人体の内部等の暗部内に存在するので、挿入部の先端には観察対象を照らすための光源が設けられる。
【０００４】
また、近年では、人体の消化器等の観察用途にカプセル型の内視鏡カメラが開発され使用されている。カプセル型内視鏡カメラは、小型のカプセル内に固体撮像装置、光源、駆動回路及びバッテリ等を内蔵したものである。被検査者は、このカプセル型内視鏡カメラを飲み込む。飲み込まれたカプセル型内視鏡カメラは、消化器系内を移動しつつ、撮影した画像を体外へ無線送信する。このようなカプセル型内視鏡は、挿入部を必要とせず、挿入部の挿入による被検査者の苦痛を軽減できる。
【０００５】
以下、従来の固体撮像装置について説明する。
図１５は、従来の固体撮像装置の構成を示す図である。図１５に示す従来の固体撮像装置５３０は、画素部５３１と、垂直シフトレジスタ５３２と、水平読み出し回路５３３と、出力回路５３４と、タイミング発生回路５３５とを備える。
【０００６】
画素部５３１は、複数の光電変換素子５３６が行列状に配置される。複数の光電変換素子５３６は、光を信号電荷に変換する。垂直シフトレジスタ５３２は、画素部５３１の複数の光電変換素子５３６の行を選択する。水平読み出し回路５３３は、複数の光電変換素子５３６により変換された信号電荷を水平方向に転送する。出力回路５３４は、水平読み出し回路５３３により転送された信号電荷を増幅し外部に出力する。タイミング発生回路５３５は、垂直シフトレジスタ５３２及び水平読み出し回路５３３を駆動するパルスを発生する。
【０００７】
一方、カプセル型内視鏡カメラにおいては、カプセルが消化器内を移動する数時間の間、内蔵したバッテリにより固体撮像装置及び光源等を駆動する必要がある。よって、カプセル型内視鏡カメラに用いられる固体撮像装置には低消費電力化が望まれる。
【０００８】
この課題に対して、出力回路５３４の消費電力を減らす方法が知られている。低消費電力を実現する固体撮像装置５３０の出力回路として、例えば、特許文献１に記載の出力回路が知られている。
【０００９】
図１６は、特許文献１に記載の出力回路の構成を示す図である。図１６に示す出力回路５３４は、端子に入力された信号を所定のゲインで増幅し、ＶＯＵＴ端子に出力する。出力回路５３４は、ソースフォロア回路５４１と、差動回路５４２と、ボルテージフォロア回路５４３と、バイアス回路５４４及び５４５と、スイッチ５４６、５４７及び５４８とを備える。
【００１０】
バイアス回路５４４及び５４５は所定の電圧レベルの基準電圧を生成する。バイアス回路５４４が出力する基準電圧は、スイッチ５４６を介して、ソースフォロア回路５４１及びボルテージフォロア回路５４３に印加される。バイアス回路５４５が出力する基準電圧は、スイッチ５４７を介してボルテージフォロア回路５４３に印加される。外部からＶｒｅｆ端子に入力される基準電圧は、スイッチ５４８を介して差動回路５４２に印加される。
【００１１】
以上の構成により、従来の出力回路５３４は、スイッチ５４６、５４７及び５４８を制御することにより、ソースフォロア回路５４１、差動回路５４２及びボルテージフォロア回路５４３の駆動電流を停止させ、非動作モードに移行することができる。これにより、消費電力の低減を実現することができる。
【００１２】
ここで、カプセル型内視鏡カメラは、検査する臓器によって撮像の周期、及び、撮像する時間の長さが異なる。例えば、胃の検査では、被検査者がカプセル型内視鏡を飲み込んでから、カプセルが胃に到達するまでの時間が短く撮像する時間は短い。しかしながら、胃の中でのカプセルの動きが比較的早いので、早い周期で画像を撮像する必要がある。よって、胃の検査では、カプセル型内視鏡カメラの駆動周波数を増加させ撮像の周期を早くする必要がある。
【００１３】
一方、腸の検査では、腸の中でのカプセルの動きが比較的遅いので、遅い周期で画像を撮像してもよい。しかしながら、被検査者がカプセル型内視鏡カメラを飲み込んでから、カプセルが腸に到達するまでの時間が長く撮像する時間が長い。よって、腸の検査では、駆動周波数を減少させることで消費電流を減少させる必要がある。このように、カプセル型内視鏡においては、検査する臓器に応じて、最適な駆動周波数が異なる。
【特許文献１】特開平９−２００６３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、従来の出力回路は、駆動周波数に応じた最適な駆動能力を実現することができない。よって、駆動周波数が高い場合に、出力回路の駆動能力を最適化すると、駆動周波数が低い場合には、余分な電力を消費してしまう。
【００１５】
そこで、本発明は、駆動電流を停止させる非動作モードに移行することができ、かつ駆動周波数に応じて駆動能力を変更することができる出力回路を備える固体撮像装置、カメラ及びカプセル型内視鏡カメラを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を達成するために、本発明に係る固体撮像装置は、行列状に配置され、光を信号電荷に変換する複数の光電変換素子と、前記複数の光電変換素子により変換された信号電荷を転送する転送手段と、前記転送手段により転送された信号電荷を増幅し、増幅された信号を外部に出力する出力手段とを備え、前記出力手段は、前記転送手段により転送された信号電荷を増幅する第１駆動部と、第１駆動電流、及び前記第１駆動電流より小さい第２駆動電流を生成する第１電流源と、前記第１電流源により生成された前記第１駆動電流を前記第１駆動部に供給する第１状態と、前記第１電流源により生成された前記第２駆動電流を前記第１駆動部に供給する第２状態と、駆動電流を前記第１駆動部に供給しない第３状態とを切り替える第１切り替え手段とを備える。
【００１７】
この構成によれば、第１切り替え手段は、第１駆動部に第１駆動電流と第２駆動電流とを選択的に供給することができる。よって、本発明に係る固体撮像装置の出力手段は、駆動周波数に応じて駆動電流を変更することができる。これにより、出力手段を駆動周波数に応じて最適な駆動電流で動作させることにより、固体撮像装置の消費電力を低減することができる。
【００１８】
また、第１切り替え手段は、第１駆動部に駆動電流を供給しない状態を有する。これにより、本発明に係る固体撮像装置は、外部に信号を出力しない間は、出力手段に駆動電流を供給せず、停止させることができる。よって、固体撮像装置の消費電力を低減することができる。
【００１９】
また、前記第１切り替え手段は、前記出力手段が第１駆動周波数で動作する場合に前記第１状態にし、前記出力手段が前記第１駆動周波数より低い第２駆動周波数で動作する場合に、前記第２状態にしてもよい。
【００２０】
この構成によれば、第１切り替え手段は、駆動周波数に応じて最適な駆動電流を出力手段に供給することができる。
【００２１】
また、前記第１電流源は、ゲートに第１基準電圧が印加され、前記第１駆動電流を生成する第１負荷トランジスタと、ゲートに前記第１基準電圧が印加され、前記第２駆動電流、又は、前記第１駆動電流と前記第２駆動電流との差分に等しい駆動電流を生成する第２負荷トランジスタとを備え、前記第１切り替え手段は、前記第１負荷トランジスタのソース又はドレインと直列に接続される第１スイッチと、前記第２負荷トランジスタのソース又はドレインと直列に接続される第２スイッチとを備え、直列に接続された前記第１負荷トランジスタ及び前記第１スイッチと、直列に接続された前記第２負荷トランジスタ及び前記第２スイッチとは並列に接続されてもよい。
【００２２】
この構成によれば、第１負荷トランジスタと第１スイッチとが直列に接続され、第２負荷トランジスタと第２スイッチとが直列に接続される。すなわち、第１負荷トランジスタ及び第２負荷トランジスタのゲートと、第１基準電圧を生成するバイアス回路との間にスイッチを形成しない。これにより、第１負荷トランジスタ及び第２負荷トランジスタのゲートと、バイアス回路との間にスイッチを形成し、第１負荷トランジスタ及び第２負荷トランジスタのゲートに印加される電圧を制御する場合に比べ、第１負荷トランジスタ及び第２負荷トランジスタのゲートと、バイアス回路との間の抵抗を低減することができる。よって、本発明に係る固体撮像装置の出力手段は、第１基準電圧の変動によるノイズに対する耐性を向上させることができる。
【００２３】
また、前記第１負荷トランジスタの駆動能力は、前記第２負荷トランジスタの駆動能力より大きく、前記第２負荷トランジスタは、前記第２駆動電流を生成し、前記第１状態は、前記第１スイッチがオンし、前記第２スイッチがオフした状態であり、前記第２状態は、前記第１スイッチがオフし、前記第２スイッチがオンした状態であり、前記第３状態は、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチをオフした状態であってもよい。
【００２４】
この構成によれば、第１切り替え手段は、第１スイッチ及び第２スイッチを選択的にオンすることで、第１駆動電流及び第２駆動電流を選択的に供給することができる。
【００２５】
また、前記出力手段は、さらに、前記第１駆動部によりに増幅された信号を駆動し、外部に出力する第２駆動部と、第３駆動電流、及び前記第３駆動電流より小さい第４駆動電流を生成する第２電流源と、前記第２駆動部に前記第２電流源により生成された前記第３駆動電流を供給する第４状態と、前記第２電流源により生成された前記第４駆動電流を前記第２駆動部に供給する第５状態と、駆動電流を前記第２駆動部に供給しない第６状態とを切り替える第２切り替え手段とを備えてもよい。
【００２６】
この構成によれば、第２切り替え手段は、第２駆動部に第３駆動電流と第４駆動電流とを選択的に供給することができる。よって、本発明に係る固体撮像装置の出力手段は、駆動周波数に応じて駆動電流を変更することができる。これにより、出力手段を駆動周波数に応じて最適な駆動電流で動作させることにより、消費電力を低減することができる。
【００２７】
また、第２切り替え手段は、第２駆動部に駆動電流を供給しない状態を有する。これにより、本発明に係る固体撮像装置は、外部に信号を出力しない間は、出力手段に駆動電流を供給せず、停止させることができる。よって、消費電力を低減することができる。
【００２８】
また、前記第２電流源は、ゲートに第１基準電圧、又は第２基準電圧が印加され、前記第３駆動電流を生成する第３負荷トランジスタと、ゲートに前記第２基準電圧が印加され、前記第４駆動電流、又は、前記第３駆動電流と前記第４駆動電流との差分に等しい駆動電流を生成する第４負荷トランジスタとを備え、前記第２切り替え手段は、前記第３負荷トランジスタのソース又はドレインと直列に接続される第３スイッチと、前記第４負荷トランジスタのソース又はドレインと直列に接続される第４スイッチとを備え、直列に接続された前記第３負荷トランジスタ及び前記第３スイッチと、直列に接続された前記第４負荷トランジスタ及び前記第４スイッチとは並列に接続されてもよい。
【００２９】
この構成によれば、第３負荷トランジスタと第３スイッチとが直列に接続され、第４負荷トランジスタと第４スイッチとが直列に接続される。すなわち、第３負荷トランジスタ及び第４負荷トランジスタのゲートと、第２基準電圧を生成するバイアス回路との間にスイッチを形成しない。これにより、第３負荷トランジスタ及び第４負荷トランジスタのゲートと、バイアス回路との間にスイッチを形成し、第３負荷トランジスタ及び第４負荷トランジスタのゲートに印加される電圧を制御する場合に比べ、第３負荷トランジスタ及び第４負荷トランジスタのゲートと、バイアス回路との間の抵抗を低減することができる。よって、本発明に係る固体撮像装置の出力手段は、第２基準電圧の変動によるノイズに対する耐性を向上させることができる。
【００３０】
また、前記第２駆動部は、前記第１駆動部によりに増幅された信号がゲートに入力される第１駆動トランジスタ及び第２駆動トランジスタと、前記第１駆動トランジスタのソース又はドレインと直列に接続される第５スイッチと、前記第２駆動トランジスタのソース又はドレインと直列に接続される第６スイッチとを備え、直列に接続された前記第１駆動トランジスタ及び前記第５スイッチと、直列に接続された前記第２駆動トランジスタ及び前記第６スイッチとは並列に接続されてもよい。
【００３１】
この構成によれば、第１駆動トランジスタと第５スイッチとが直列に接続され、第２駆動トランジスタと第６スイッチとが直列に接続される。これにより、第２電流源から供給される駆動電流に応じて、第２駆動部の駆動能力を変更することができる。よって、駆動モードを変更した場合でも外部に出力される信号の電圧レベルを一定に保つことができる。これにより、本発明に係る出力手段は、駆動モードを変更しても出力される電圧レベルは一定なので、後段に電圧レベルを変更するための回路を形成する必要がなく、回路面積の増加を抑制することができる。
【００３２】
また、前記第１駆動トランジスタは、前記第２駆動トランジスタより駆動能力が大きく、前記第４状態の場合に、前記第５スイッチがオンされ、かつ前記第６スイッチがオフされ、前記前記第５場合に、前記第５スイッチがオフされ、かつ前記第６スイッチがオンされてもよい。
【００３３】
この構成によれば、第２駆動部は、第５スイッチ及び第６スイッチを選択的にオンすることで、駆動能力を変更できる。
【００３４】
また、前記出力手段は、さらに、前記第６状態の場合に、外部にＧＮＤレベル又は電源電圧を出力する第１トランジスタを備えてもよい。
【００３５】
この構成によれば、出力手段が停止している間は、出力をＧＮＤレベル又は電源電圧に固定することができる。これにより、後段の回路（信号処理回路の入力段のバッファ等）の動作を停止させることができる。
【００３６】
また、前記出力手段は、さらに、前記第３状態の場合に、前記第２駆動部の入力をＧＮＤレベル又は電源電圧にする第２トランジスタを備えてもよい。
【００３７】
この構成によれば、出力手段が停止している間は、フローティングノードを所定の電圧レベルに固定することができる。これにより、予期せぬ不具合の発生を低減することができる。
【００３８】
また、前記出力手段は、さらに、前記第３状態の場合に、前記第１駆動部の入力をＧＮＤレベル又は電源電圧にする第３トランジスタを備えてもよい。
【００３９】
この構成によれば、出力手段が停止している間は、フローティングノードを所定の電圧レベルに固定することができる。これにより、予期せぬ不具合の発生を低減することができる。
【００４０】
また、本発明に係るカメラは、光を照射する光源と、前記光源により照射され対象物に反射した光を集光する集光手段と、前記集光手段により集光された光を電気信号に変換する前記固体撮像装置と、前記光源及び前記固体撮像装置を駆動する駆動手段と、前記固体撮像装置により変換された電気信号を信号処理する信号処理手段とを備える。
【００４１】
この構成によれば、第１切り替え手段は、第１駆動部に第１駆動電流と第２駆動電流とを選択的に供給することができる。よって、本発明に係るカメラの出力手段は、駆動周波数に応じて駆動電流を変更することができる。これにより、出力手段を駆動周波数に応じて最適な駆動電流で動作させることにより、カメラの消費電力を低減することができる。
【００４２】
また、切り替え手段は、第１駆動部に駆動電流を供給しない状態を有する。これにより、本発明に係るカメラは、固体撮像装置が信号を出力しない間は、出力手段に駆動電流を供給せず、停止させることができる。よって、カメラの消費電力を低減することができる。
【００４３】
また、本発明に係るカプセル型内視鏡カメラは、被検査者に飲み込まれた後、前記被検査者の体内を撮像するカプセル型内視鏡カメラであって、光を照射する光源と、前記光源により照射され被写体に反射した光を集光する集光手段と、前記集光手段により集光された光を電気信号に変換する前記固体撮像装置と、前記光源及び前記固体撮像装置を駆動する駆動手段と、前記固体撮像装置により変換された電気信号を信号処理する信号処理手段と、前記信号処理手段により信号処理された電気信号を無線送信する送信手段と、前記光源、前記固体撮像装置、前記駆動手段、前記信号処理手段及び前記送信手段に電力を供給する電力供給手段とを備える。
【００４４】
この構成によれば、第１切り替え手段は、第１駆動部に第１駆動電流と第２駆動電流とを選択的に供給することができる。よって、本発明に係るカプセル型内視鏡カメラの出力手段は、駆動周波数に応じて駆動電流を変更することができる。これにより、出力手段を駆動周波数に応じて最適な駆動電流で動作させることにより、カプセル型内視鏡カメラの消費電力を低減することができる。
【００４５】
また、第１切り替え手段は、第１駆動部に駆動電流を供給しない状態を有する。これにより、本発明に係るカプセル型内視鏡カメラは、固体撮像装置が信号を出力しない間は、出力手段に駆動電流を供給せず、停止させることができる。よって、カプセル型内視鏡カメラの消費電力を低減することができる。
【００４６】
また、前記光源により光が照射されている間、前記第１切り替え手段は前記第３状態にし、前記第１状態又は前記第２状態の間、前記光源は光を照射しなくてもよい。
【００４７】
この構成によれば、光源による光の照射により、固体撮像装置の全ての光電変換素子（画素）の露光時間が決まるため、全ての画素を同時に露光することができる。これにより、従来のＭＯＳ型撮像素子（ＣＭＯＳイメージセンサ）における被写体の動きに伴い画像がゆがむ問題を低減することができる。
【００４８】
また、光源の発光中は、出力手段の駆動電流を停止させる。これにより、カプセル型内視鏡カメラの消費電流を低減することができる。さらに、消費電流が定常的に流れないので、発熱を抑えることができる。よって、熱雑音を低減することができる。
【００４９】
また、本発明に係るカプセル型内視鏡カメラは、被検査者に飲み込まれた後、前記被検査者の体内を撮像するカプセル型内視鏡カメラであって、光を照射する第１光源と、前記第１光源と異なる方向に光を照射する第２光源と、前記第１光源により照射され被写体に反射した光を集光する第１集光手段と、前記第２光源により照射され被写体に反射した光を集光する第２集光手段と、前記第１集光手段により集光された光を電気信号に変換する前記固体撮像装置である第１固体撮像装置と、前記第２集光手段により集光された光を電気信号に変換する前記固体撮像装置である第２固体撮像装置と、前記第１光源、前記第２光源、前記第１固体撮像装置及び前記第２固体撮像装置を駆動する駆動手段と、前記第１固体撮像装置及び前記第２固体撮像装置により変換された電気信号を信号処理する信号処理手段と、前記信号処理手段により信号処理された電気信号を無線送信する送信手段と、前記第１光源、前記第２光源、前記第１固体撮像装置、前記第２固体撮像装置、前記駆動手段、前記信号処理手段及び前記送信手段に電力を供給する電力供給手段とを備える。
【００５０】
この構成によれば、本発明に係るカプセル型内視鏡カメラは、カプセル型内視鏡カメラの二方向にそれぞれ光源及び集光手段を配置することで、多方向の映像を撮像することができる。これにより、カプセル型内視鏡カメラの方向の制御が困難な被験者の体内において、被検査者の消化器系内を見落としなく撮像し、検査することができる。
【００５１】
また、前記第２光源により光が照射されている間、及び、前記第２固体撮像装置の前記出力手段が前記第１状態又は前記第２状態の間は、前記第１光源は光を照射せず、かつ前記第１固体撮像装置の前記第１切り替え手段は前記第３状態にし、前記第１光源により光が照射されている間、及び、前記第１固体撮像装置の前記出力手段が前記第１状態又は前記第２状態の間は、前記第２光源は光を照射せず、かつ前記第２固体撮像装置の前記第１切り替え手段は前記第３状態にしてもよい。
【００５２】
この構成によれば、第１固体撮像装置及び第２固体撮像装置の一方が動作している間は、他方は停止する。これにより、カプセル型内視鏡カメラの消費電流の増加を抑制することができる。
【００５３】
また、前記第１固体撮像装置の前記出力手段は、前記第１固体撮像装置の出力手段が前記第６状態の場合に、前記信号処理手段への出力をハイインピーダンス状態にし、前記第２固体撮像装置の前記出力手段は、前記第２固体撮像装置の出力手段が前記第６状態の場合に、前記信号処理手段への出力をＨｉ−Ｚ状態にしてもよい。
【００５４】
この構成によれば、出力手段が停止している間は、出力手段の出力はＨｉ−Ｚ（ハイインピーダンス）状態となる。これにより、第１固体撮像装置及び第２固体撮像装置の一方が信号を出力している間は、他方はＨｉ−Ｚ出力となるので、データの衝突を回避することができる。また、セレクタ等を設け、一方が出力する信号を選択する場合に比べ、回路面積を縮小することができる。
【発明の効果】
【００５５】
本発明は、駆動電流を停止させる非動作モードに移行することができ、かつ駆動周波数に応じて駆動能力を変更することができる出力回路を備える固体撮像装置、カメラ及びカプセル型内視鏡カメラを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５６】
以下、本発明に係る固体撮像装置の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００５７】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１に係る固体撮像装置は、外部からの信号により出力回路の駆動電流を変更する。これにより、異なる駆動周波数に対して最適な駆動電流で動作することができる。よって、余剰な消費電流を削減することができる。
【００５８】
まず、本発明の実施の形態１に係る固体撮像装置を備えるカプセル型内視鏡カメラの構成を説明する。
【００５９】
図１は、本発明の実施の形態１に係るカプセル型内視鏡カメラの構成を示す図である。
図１に示すカプセル型内視鏡カメラ１００は、被検査者の消化器等を観察するための内視鏡カメラである。被検査者は、カプセル型内視鏡カメラ１００を飲み込む。カプセル型内視鏡カメラ１００は、被検査者に飲み込まれた後、被検査者の消化器系内を移動しつつ、被検査者の体内を撮像する。カプセル型内視鏡カメラ１００は、撮影した画像を被検査者の体外へ無線送信する。カプセル型内視鏡カメラ１００は、ＬＥＤ１１０と、レンズ１２０と、固体撮像装置１３０と、信号処理回路１４０と、駆動回路１５０と、送信回路１６０と、バッテリ１７０とを備える。
【００６０】
ＬＥＤ１１０は、被写体へ光を照射する。
レンズ１２０は、ＬＥＤ１１０により照射され被写体に反射した光を固体撮像装置１３０に集光する。
【００６１】
固体撮像装置１３０は、レンズ１２０により集光された光を電気信号に変換する。
信号処理回路１４０は、固体撮像装置１３０により変換された電気信号を信号処理する。具体的には、信号処理回路１４０は、固体撮像装置１３０により変換された電気信号（アナログ信号）に対して相関二重サンプリング（Ｃｏｒｒｅｌｌａｔｅｄ  Ｄｏｕｂｌｅ  Ｓａｍｐｌｉｎｇ：ＣＤＳ）、自動ゲイン制御（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｇａｉｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ：ＡＧＣ）及びＡ／Ｄ変換等の処理を行う。また、信号処理回路１４０は、Ａ／Ｄ変換されたデジタル信号に画像処理等を行い映像信号を出力する。
【００６２】
駆動回路１５０は、ＬＥＤ１１０及び固体撮像装置１３０を駆動する信号を生成する。
送信回路１６０は、信号処理回路１４０により信号処理された映像信号を無線送信する。
【００６３】
バッテリ１７０は、ＬＥＤ１１０、固体撮像装置１３０、信号処理回路１４０、駆動回路１５０及び送信回路１６０に電力を供給する。
【００６４】
図２は、本発明の実施の形態１に係る固体撮像装置１３０の構成を示す図である。
図２に示す固体撮像装置１３０は、ＣＭＯＳイメージセンサである。固体撮像装置１３０は、画素部１３１と、垂直シフトレジスタ１３２と、水平読み出し回路１３３と、出力回路１３４と、タイミング発生回路１３５とを備える。
【００６５】
画素部１３１は、複数の光電変換素子１３６が行列状に配置される。複数の光電変換素子１３６は、光を信号電荷に変換する。
【００６６】
垂直シフトレジスタ１３２は、画素部１３１の複数の光電変換素子１３６の行を選択する。
【００６７】
水平読み出し回路１３３は、画素部１３１の複数の光電変換素子１３６が変換した信号電荷を水平方向に転送する。
【００６８】
出力回路１３４は、水平読み出し回路１３３により転送された信号電荷を増幅し、増幅された信号を信号処理回路１４０に出力する。
【００６９】
タイミング発生回路１３５は、垂直シフトレジスタ１３２及び水平読み出し回路１３３を駆動する信号を生成する。また、タイミング発生回路１３５は、出力回路１３４の駆動を制御する信号を生成する。具体的には、タイミング発生回路は、駆動回路１５０が出力する停止選択パルス１８１及び駆動モード信号１８２に応じて、出力回路１３４の駆動を制御する信号を生成する。
【００７０】
図３は、本発明の実施の形態１に係る出力回路１３４の構成を示すである。図３に示す出力回路１３４は、ＶＩＮ端子に入力された信号を所定のゲインで増幅し、ＶＯＵＴ端子に出力する。また、出力回路１３４は、ＶＣＨ１端子及びＶＣＨ２端子に入力される信号に応じて、動作状態における駆動電流を変更する。また、出力回路１３４は、ＶＳＥＬ＿Ｎ端子、ＶＣＨ１端子及びＶＣＨ２端子に入力される信号に応じて、動作状態と、非動作状態（停止状態）とが切替えられる。出力回路１３４は、入力部２１０と、増幅部２２０と、出力部２３０と、バイアス回路２４０及び２５０と、トランジスタＴＮ０１と、容量Ｃ０１及びＣ０２とを備える。
【００７１】
入力部２１０は、ＶＩＮ端子に印加される信号を所定のゲインで増幅しノードＶａに出力するソースフォロア回路である。入力部２１０は、駆動トランジスタＴＮ１１と、駆動電流供給部２１１と、切り替え部２１２とを備える。
【００７２】
駆動トランジスタＴＮ１１は、ＶＩＮ端子の電圧を増幅し、ノードＶａに出力する。
駆動電流供給部２１１は、第１駆動電流、及び第１駆動電流より小さい第２駆動電流を生成する。駆動電流供給部２１１は、負荷トランジスタＴＮ１４及びＴＮ１５を備える。
【００７３】
切り替え部２１２は、駆動電流供給部２１１により生成された第１駆動電流を駆動トランジスタＴＮ１１に供給する状態と、駆動電流供給部２１１により生成された第２駆動電流を駆動トランジスタＴＮ１１に供給する状態と、駆動電流を駆動トランジスタＴＮ１１に供給しない状態とを切り替える。切り替え部２１２は、出力回路１３４が第１駆動周波数で動作する場合に駆動電流供給部２１１により生成された第１駆動電流を駆動トランジスタＴＮ１１に供給する状態にする。切り替え部２１２は、出力回路１３４が第１駆動周波数より低い第２駆動周波数で動作する場合に、駆動電流供給部２１１により生成された第２駆動電流を駆動トランジスタＴＮ１１に供給する状態にする。切り替え部２１２は、スイッチングトランジスタＴＮ１２及びＴＮ１３を備える。
【００７４】
負荷トランジスタＴＮ１４は、駆動トランジスタＴＮ１１を駆動する第１駆動電流を生成する。負荷トランジスタＴＮ１５は、駆動トランジスタＴＮ１１を駆動する第２駆動電流を生成する。スイッチングトランジスタＴＮ１２は、負荷トランジスタＴＮ１４からの第１駆動電流を駆動トランジスタＴＮ１１に供給又は遮断するためのスイッチである。スイッチングトランジスタＴＮ１３は、負荷トランジスタＴＮ１５からの第２駆動電流を駆動トランジスタＴＮ１１に供給又は遮断するためのスイッチである。
【００７５】
負荷トランジスタＴＮ１４及びＴＮ１５は、ゲートにバイアス回路２４０により生成された基準電圧が印加される。負荷トランジスタＴＮ１４とスイッチングトランジスタＴＮ１２とは直列に接続される。負荷トランジスタＴＮ１５とスイッチングトランジスタＴＮ１３とは直列に接続される。直列に接続された負荷トランジスタＴＮ１４及びスイッチングトランジスタＴＮ１２と、直列に接続された負荷トランジスタＴＮ１５及びスイッチングトランジスタＴＮ１３とは並列に接続される。駆動トランジスタＴＮ１１、スイッチングトランジスタＴＮ１２、ＴＮ１３、負荷トランジスタＴＮ１４及びＴＮ１５は、例えば、ＮＭＯＳＦＥＴである。
【００７６】
また、負荷トランジスタＴＮ１４の駆動能力は、負荷トランジスタＴＮ１５の駆動能力より大きい。例えば、負荷トランジスタＴＮ１４のゲート幅は、負荷トランジスタＴＮ１５のゲート幅より大きい。
【００７７】
具体的には、駆動トランジスタＴＮ１１のゲートはＶＩＮ端子に接続され、ドレインは電源ＶＤＤに接続され、ソースはノードＶａに接続される。スイッチングトランジスタＴＮ１２のゲートはＶＣＨ１端子に接続され、ドレインはノードＶａに接続され、ソースは負荷トランジスタＴＮ１４のドレインに接続される。スイッチングトランジスタＴＮ１３のゲートはＶＣＨ２端子に接続され、ドレインはノードＶａに接続され、ソースは負荷トランジスタＴＮ１５のドレインに接続される。負荷トランジスタＴＮ１４のゲートはノードＶｇｇ１に接続され、ドレインはスイッチングトランジスタＴＮ１２のソースに接続され、ソースはＧＮＤに接続される。負荷トランジスタＴＮ１５のゲートはノードＶｇｇ１に接続され、ドレインはスイッチングトランジスタＴＮ１３のソースに接続され、ソースはＧＮＤに接続される。
【００７８】
以上の構成により、ＶＣＨ１端子がＨレベル、かつＶＣＨ２端子がＬレベルの場合、スイッチングトランジスタＴＮ１２がオンし、スイッチングトランジスタＴＮ１３がオフする。これにより、切り替え部２１２は、駆動トランジスタＴＮ１１に負荷トランジスタＴＮ１４からの駆動電流を供給する。また、ＶＣＨ１端子がＬレベル、かつＶＣＨ２端子がＨレベルの場合、スイッチングトランジスタＴＮ１２がオフし、スイッチングトランジスタＴＮ１３がオンする。これにより、切り替え部２１２は、駆動トランジスタＴＮ１１に負荷トランジスタＴＮ１５からの駆動電流を供給する。ここで、負荷トランジスタＴＮ１４の駆動能力は、負荷トランジスタＴＮ１５の駆動能力より大きい。よって、ＶＣＨ１端子がＨレベル、かつＶＣＨ２端子がＬレベルの場合には、切り替え部２１２は、駆動トランジスタＴＮ１１に第１駆動電流を供給し、ＶＣＨ１端子がＬレベル、かつＶＣＨ２端子がＨレベルの場合には、駆動トランジスタＴＮ１１に第１駆動電流より小さい第２駆動電流を供給する。すなわち、入力部２１０は、ＶＣＨ１端子及びＶＣＨ２端子の信号に応じて、駆動電流を変更することができる。
【００７９】
また、ＶＣＨ１端子及びＶＣＨ２端子が共にＬレベルの場合には、スイッチングトランジスタＴＮ１２及びＴＮ１３が共にオフするので、切り替え部２１２は、駆動トランジスタＴＮ１１に駆動電流を供給しない。
【００８０】
増幅部２２０は、ノードＶａの電圧を反転増幅しノードＶｃに出力する反転増幅回路である。増幅部２２０は、駆動トランジスタＴＮ２１と、トランジスタＴＮ２２及びＴＮ２５と、駆動電流供給部２２１と、切り替え部２２２と、容量Ｃ２１及びＣ２２とを備える。
【００８１】
容量Ｃ２１は、ノードＶａの信号のＡＣ成分をノードＶｂに伝達する。
駆動トランジスタＴＮ２１は、ノードＶｂの電圧を反転増幅し、ノードＶｃに出力する。
【００８２】
駆動電流供給部２２１は、第３駆動電流、及び第３駆動電流より小さい第４駆動電流を生成する。駆動電流供給部２２１は、負荷トランジスタＴＰ２１及びＴＰ２２を備える。
【００８３】
切り替え部２２２は、駆動電流供給部２２１により生成された第３駆動電流を駆動トランジスタＴＮ２１に供給する状態と、駆動電流供給部２２１により生成された第４駆動電流を駆動トランジスタＴＮ２１に供給する状態と、駆動電流を駆動トランジスタＴＮ２１に供給しない状態とを切り替える。切り替え部２２２は、出力回路１３４が第１駆動周波数で動作する場合に駆動電流供給部２２１により生成された第３駆動電流を駆動トランジスタＴＮ２１に供給する状態にする。切り替え部２２２は、出力回路１３４が第１駆動周波数より低い第２駆動周波数で動作する場合に、駆動電流供給部２２１により生成された第４駆動電流を駆動トランジスタＴＮ２１に供給する状態にする。切り替え部２２２は、スイッチングトランジスタＴＮ２３及びＴＮ２４を備える。
【００８４】
負荷トランジスタＴＰ２１、駆動トランジスタＴＮ２１を駆動する第３駆動電流を生成する。負荷トランジスタＴＰ２２、駆動トランジスタＴＮ２１を駆動する第４駆動電流を生成する。スイッチングトランジスタＴＮ２３は、負荷トランジスタＴＰ２１からの第３駆動電流を駆動トランジスタＴＮ２１に供給又は遮断するためのスイッチである。スイッチングトランジスタＴＮ２４は、負荷トランジスタＴＰ２２からの第４駆動電流を駆動トランジスタＴＮ２１に供給又は遮断するためのスイッチである。
【００８５】
負荷トランジスタＴＰ２１及びＴＰ２２は、ゲートにバイアス回路２５０により生成された基準電圧が印加される。負荷トランジスタＴＰ２１とスイッチングトランジスタＴＮ２３とは直列に接続される。負荷トランジスタＴＰ２２とスイッチングトランジスタＴＮ２４とは直列に接続される。直列に接続された負荷トランジスタＴＰ２１及びスイッチングトランジスタＴＮ２３と、直列に接続された負荷トランジスタＴＰ２２及びスイッチングトランジスタＴＮ２４とは並列に接続される。
【００８６】
また、負荷トランジスタＴＰ２１の駆動能力は、負荷トランジスタＴＰ２２の駆動能力より大きい。例えば、負荷トランジスタＴＰ２１のゲート幅は、負荷トランジスタＴＰ２２のゲート幅より大きい。
【００８７】
トランジスタＴＮ２２は、リセット状態において、ノードＶｂとノードＶｃとの電圧を等しくするためのスイッチである。トランジスタＴＮ２５は、非動作状態において、ノードＶｃの電圧をＧＮＤレベルにするためのトランジスタである。すなわち、トランジスタＴＮ２５は、駆動電流供給部２２１が駆動トランジスタＴＮ２１に駆動電流を供給しない場合に、出力部２３０の入力をＧＮＤレベルにする。
【００８８】
駆動トランジスタＴＮ２１、トランジスタＴＮ２２、スイッチングトランジスタＴＮ２３、ＴＮ２４及びトランジスタＴＮ２５は、例えば、ＮＭＯＳＦＥＴであり、負荷トランジスタＴＰ２１及びＴＰ２２はＰＭＯＳＦＥＴである。
【００８９】
具体的には、駆動トランジスタＴＮ２１のゲートはノードＶｂに接続され、ドレインはノードＶｃに接続され、ソースはＧＮＤに接続される。トランジスタＴＮ２２のゲートはＳＩＧＲＳ２端子に接続され、ドレイン／ソースの一方はノードＶｂに接続され、ドレイン／ソースの他方はノードＶｃに接続される。スイッチングトランジスタＴＮ２３のゲートはＶＣＨ１端子に接続され、ドレインは負荷トランジスタＴＰ２１のドレインに接続され、ソースはノードＶｃに接続される。スイッチングトランジスタＴＮ２４のゲートはＶＣＨ２端子に接続され、ドレインは負荷トランジスタＴＰ２２のドレインに接続され、ソースはノードＶｃに接続される。トランジスタＴＮ２５のゲートはＶＳＥＬ＿Ｎ端子に接続され、ドレインはノードＶｃに接続され、ソースはＧＮＤに接続される。負荷トランジスタＴＰ２１のゲートはノードＶｇｇ２に接続され、ドレインはスイッチングトランジスタＴＮ２３のドレインに接続され、ソースは電源ＶＤＤに接続される。負荷トランジスタＴＰ２２のゲートはノードＶｇｇ２に接続され、ドレインはスイッチングトランジスタＴＮ２４のドレインに接続され、ソースは電源ＶＤＤに接続される。容量Ｃ２１は、ノードＶａとノードＶｂとの間に接続される。容量Ｃ２２はノードＶｂとノードＶｃとの間に接続される。
【００９０】
以上の構成により、ＶＣＨ１端子がＨレベル、かつＶＣＨ２端子がＬレベルの場合、スイッチングトランジスタＴＮ２３がオンし、スイッチングトランジスタＴＮ２４がオフする。これにより、切り替え部２２２は、駆動トランジスタＴＮ２１に負荷トランジスタＴＰ２１からの駆動電流を供給する。また、ＶＣＨ１端子がＬレベル、かつＶＣＨ２端子がＨレベルの場合、スイッチングトランジスタＴＮ２３がオフし、スイッチングトランジスタＴＮ２４がオンする。これにより、切り替え部２２２は、駆動トランジスタＴＮ２１に負荷トランジスタＴＰ２２からの駆動電流を供給する。ここで、負荷トランジスタＴＰ２１の駆動能力は、負荷トランジスタＴＰ２２の駆動能力より大きい。よって、ＶＣＨ１端子がＨレベル、かつＶＣＨ２端子がＬレベルの場合には、切り替え部２２２は、駆動トランジスタＴＮ２１に第３駆動電流を供給し、ＶＣＨ１端子がＬレベル、かつＶＣＨ２端子がＨレベルの場合には、切り替え部２２２は、駆動トランジスタＴＮ２１に第３駆動電流より小さい第４駆動電流を供給する。すなわち、増幅部２２０は、ＶＣＨ１端子及びＶＣＨ２端子の信号に応じて、駆動電流を変更することができる。
【００９１】
また、ＶＣＨ１端子及びＶＣＨ２端子が共にＬレベルの場合には、スイッチングトランジスタＴＮ２３及びＴＮ２４が共にオフするので、切り替え部２２２は、駆動トランジスタＴＮ２１に駆動電流を供給しない。
【００９２】
出力部２３０は、ノードＶｃの信号を増幅しＶＯＵＴ端子に出力するソースフォロア回路である。出力部２３０は、駆動電流供給部２３１と、切り替え部２３２と、駆動部２３３と、トランジスタＴＮ３７とを備える。
【００９３】
駆動電流供給部２３１は、第５駆動電流、及び第５駆動電流より小さい第６駆動電流を生成する。駆動電流供給部２３１は、負荷トランジスタＴＮ３５及びＴＮ３６を備える。
【００９４】
切り替え部２３２は、駆動電流供給部２３１により生成された第５駆動電流を駆動部２３３に供給する状態と、駆動電流供給部２３１により生成された第６駆動電流を駆動部２３３に供給する状態と、駆動電流を駆動部２３３に供給しない状態とを切り替える。切り替え部２３２は、出力回路１３４が第１駆動周波数で動作する場合に駆動電流供給部２３１により生成された第５駆動電流を駆動部２３３に供給する状態にする。切り替え部２３２は、出力回路１３４が第１駆動周波数より低い第２駆動周波数で動作する場合に、駆動電流供給部２３１により生成された第６駆動電流を駆動部２３３に供給する状態にする。切り替え部２３２は、スイッチングトランジスタＴＮ３３及びＴＮ３４を備える。
【００９５】
負荷トランジスタＴＮ３５は、駆動トランジスタＴＮ３１及びＴＮ３２を駆動する第５駆動電流を生成する。負荷トランジスタＴＮ３６は、駆動トランジスタＴＮ３１及びＴＮ３２を駆動する第６駆動電流を生成する。スイッチングトランジスタＴＮ３３は、負荷トランジスタＴＮ３５からの第５駆動電流を駆動部２３３に供給又は遮断するためのスイッチである。スイッチングトランジスタＴＮ３４は、負荷トランジスタＴＮ３６からの第６駆動電流を駆動部２３３に供給又は遮断するためのスイッチである。
【００９６】
負荷トランジスタＴＮ３５及びＴＮ３６は、ゲートにバイアス回路２４０により生成された基準電圧が印加される。負荷トランジスタＴＮ３５とスイッチングトランジスタＴＮ３３とは直列に接続される。負荷トランジスタＴＮ３６とスイッチングトランジスタＴＮ３４とは直列に接続される。直列に接続された負荷トランジスタＴＮ３５及びスイッチングトランジスタＴＮ３３と、直列に接続された負荷トランジスタＴＮ３６及びスイッチングトランジスタＴＮ３４とは並列に接続される。
【００９７】
また、負荷トランジスタＴＮ３５の駆動能力は、負荷トランジスタＴＮ３６の駆動能力より大きい。例えば、負荷トランジスタＴＮ３５のゲート幅は、負荷トランジスタＴＮ３６のゲート幅より大きい。
【００９８】
駆動部２３３は、増幅部２２０により増幅されたノードＶｃの信号を駆動し、ＶＯＵＴ端子に出力する。駆動部２３３は、駆動トランジスタＴＮ３１及びＴＮ３２と、スイッチングトランジスタＴＰ３１及びＴＰ３２とを備える。
【００９９】
駆動トランジスタＴＮ３１及びＴＮ３２は、ノードＶｃの電圧を増幅する。駆動トランジスタＴＮ３１及びＴＮ３２は、増幅部２２０によりに増幅された信号がゲートに入力される。
【０１００】
スイッチングトランジスタＴＰ３１は、駆動トランジスタＴＮ３１を駆動させるか否かを選択するためのスイッチである。スイッチングトランジスタＴＰ３２は、駆動トランジスタＴＮ３２を駆動させるか否かを選択するためのスイッチである。
【０１０１】
駆動トランジスタＴＮ３１とスイッチングトランジスタＴＰ３１とは直列に接続される。駆動トランジスタＴＮ３２とスイッチングトランジスタＴＰ３２とは直列に接続される。直列に接続された駆動トランジスタＴＮ３１及びスイッチングトランジスタＴＰ３１と、直列に接続された駆動トランジスタＴＮ３２及びスイッチングトランジスタＴＰ３２とは並列に接続される。
【０１０２】
トランジスタＴＮ３７は、非動作状態において、ＶＯＵＴ端子をＧＮＤレベルにする。トランジスタＴＮ３７は、駆動電流供給部２３１が駆動部２３３に駆動電流を供給しない場合に、ＶＯＵＴ端子にＧＮＤレベルを出力する。
【０１０３】
また、駆動トランジスタＴＮ３１の駆動能力は駆動トランジスタＴＮ３２の駆動能力より大きい。例えば、駆動トランジスタＴＮ３１のゲート幅は、駆動トランジスタＴＮ３２のゲート幅より大きい。
【０１０４】
駆動トランジスタＴＮ３１、ＴＮ３２、スイッチングトランジスタＴＮ３３、ＴＮ３４、負荷トランジスタＴＮ３５、ＴＮ３６及びトランジスタＴＮ３７は、例えば、ＮＭＯＳＦＥＴであり、スイッチングトランジスタＴＰ３１及びＴＰ３２は、ＰＭＯＳＦＥＴである。
【０１０５】
具体的には、スイッチングトランジスタＴＰ３１のゲートはＶＣＨ２端子に接続され、ドレインは駆動トランジスタＴＮ３１のドレインと接続され、ソースは電源ＶＤＤと接続される。スイッチングトランジスタＴＰ３２のゲートはＶＣＨ１端子に接続され、ドレインは駆動トランジスタＴＮ３２のドレインと接続され、ソースは電源ＶＤＤと接続される。駆動トランジスタＴＮ３１のゲートはノードＶｃに接続され、ドレインはスイッチングトランジスタＴＰ３１のドレインに接続され、ソースはＶＯＵＴ端子に接続される。駆動トランジスタＴＮ３２のゲートはノードＶｃに接続され、ドレインはスイッチングトランジスタＴＰ３２のドレインに接続され、ソースはＶＯＵＴ端子に接続される。スイッチングトランジスタＴＮ３３のゲートはＶＣＨ１端子に接続され、ドレインはＶＯＵＴ端子に接続され、ソースは負荷トランジスタＴＮ３５のドレインに接続される。スイッチングトランジスタＴＮ３４のゲートはＶＣＨ２端子に接続され、ドレインはＶＯＵＴ端子に接続され、ソースは負荷トランジスタＴＮ３６のドレインに接続される。負荷トランジスタＴＮ３５のゲートはノードＶｇｇ１に接続され、ドレインはスイッチングトランジスタＴＮ３３のソースに接続され、ソースはＧＮＤに接続される。負荷トランジスタＴＮ３６のゲートはノードＶｇｇ１に接続され、ドレインはスイッチングトランジスタＴＮ３４のソースに接続され、ソースはＧＮＤに接続される。トランジスタＴＮ３７のゲートはＶＳＬＥ＿Ｎ端子に接続され、ドレインはＶＯＵＴ端子に接続され、ソースはＧＮＤに接続される。
【０１０６】
以上の構成により、ＶＣＨ１端子がＨレベル、かつＶＣＨ２端子がＬレベルの場合、スイッチングトランジスタＴＮ３３がオンし、スイッチングトランジスタＴＮ３４がオフする。これにより、切り替え部２３２は、駆動部２３３に負荷トランジスタＴＮ３５からの駆動電流を供給する。また、ＶＣＨ１端子がＬレベル、かつＶＣＨ２端子がＨレベルの場合、スイッチングトランジスタＴＮ３３がオフし、スイッチングトランジスタＴＮ３４がオンする。これにより、切り替え部２３２は、駆動部２３３に負荷トランジスタＴＮ３６からの駆動電流を供給する。ここで、負荷トランジスタＴＮ３５の駆動能力は、負荷トランジスタＴＮ３６の駆動能力より大きい。よって、ＶＣＨ１端子がＨレベル、かつＶＣＨ２端子がＬレベルの場合には、切り替え部２３２は、駆動部２３３に第５駆動電流を供給し、ＶＣＨ１端子がＬレベル、かつＶＣＨ２端子がＨレベルの場合には、切り替え部２３２は、駆動部２３３に第５駆動電流より小さい第６駆動電流を供給する。すなわち、出力部２３０は、ＶＣＨ１端子及びＶＣＨ２端子の信号に応じて、駆動電流を変更することができる。
【０１０７】
また、ＶＣＨ１端子及びＶＣＨ２端子が共にＬレベルの場合には、スイッチングトランジスタＴＮ３３及びＴＮ３４が共にオフするので、切り替え部２３２は、駆動部２３３に駆動電流を供給しない。
【０１０８】
また、ＶＣＨ１端子がＨレベル、かつＶＣＨ２端子がＬレベルの場合、スイッチングトランジスタＴＰ３１がオンし、かつスイッチングトランジスタＴＰ３２がオフすることで、駆動トランジスタＴＮ３１により、ノードＶｃの信号がＶＯＵＴ端子に駆動される。また、ＶＣＨ１端子がＬレベル、かつＶＣＨ２端子がＨレベルの場合、スイッチングトランジスタＴＰ３１がオフし、かつスイッチングトランジスタＴＰ３２がオンすることで、駆動トランジスタＴＮ３２により、ノードＶｃの信号がＶＯＵＴ端子に駆動される。ここで、駆動トランジスタＴＮ３１の駆動能力は、駆動トランジスタＴＮ３２の駆動能力より大きい。よって、切り替え部２３２が第５駆動電流を供給する場合には、駆動能力の大きい駆動トランジスタＴＮ３１により駆動が行われ、切り替え部２３２が第５駆動電流より小さい第６駆動電流を供給する場合には、駆動能力の小さい駆動トランジスタＴＮ３１により駆動が行われる。これにより、駆動電流供給部２３１からの駆動電流が変更された場合でも、ＶＯＵＴ端子に出力する信号の電圧レベルを等しくすることができる。
【０１０９】
バイアス回路２４０は、ノードＶｇｇ１に所定の電圧レベルの基準電圧を供給する。バイアス回路２４０は、トランジスタＴＮ４１及びＴＮ４２を備える。例えば、トランジスタＴＮ４１及びＴＮ４２は、ＮＭＯＳＦＥＴである。トランジスタＴＮ４１のゲート及びドレインは電源ＶＤＤに接続され、ソースはノードＶｇｇ１に接続される。トランジスタＴＮ４２のゲート及びドレインはノードＶｇｇ１に接続され、ソースはＧＮＤに接続される。
【０１１０】
バイアス回路２５０は、ノードＶｇｇ２に所定の電圧レベルの基準電圧を供給する。バイアス回路２５０は、トランジスタＴＰ５１及びＴＰ５２を備える。例えば、トランジスタＴＰ５１及びＴＰ５２は、ＰＭＯＳＦＥＴである。トランジスタＴＰ５１のゲート及びドレインはノードＶｇｇ２に接続され、ソースは電源ＶＤＤに接続される。トランジスタＴＰ５２のゲート及びドレインはＧＮＤに接続され、ソースはノードＶｇｇ２に接続される。
【０１１１】
トランジスタＴＮ０１は、リセット状態において、ＶＩＮ端子をＶＲＥＦ端子に印加される基準電圧にする。トランジスタＴＮ０１のゲートはＳＩＧＲＳ１端子に接続され、ドレインはＶＲＥＦ端子に接続され、ソースはＶＩＮ端子に接続される。
【０１１２】
容量Ｃ０１は、ノードＶｇｇ１とＧＮＤとの間に接続される。容量Ｃ０２は、ノードＶｇｇ２とＧＮＤとの間に接続される。
【０１１３】
次に、本発明の実施の形態１に係る固体撮像装置１３０の動作を説明する。
駆動回路１５０は、停止選択パルス１８１及び駆動モード信号１８２を生成し、固体撮像装置１３０のタイミング発生回路１３５に供給する。停止選択パルス１８１は、出力回路１３４の動作状態と非動作状態とを決定するための信号である。駆動モード信号１８２は、出力回路１３４の駆動電流を切替えるための信号である。例えば、駆動回路１５０は、出荷時に設定されカプセル型内視鏡の内部に記憶された論理に基づき、駆動モード信号１８２を生成する。例えば、基板に配置する抵抗の接続の有無により、駆動モード信号１８２を決定するための論理が設定される。
【０１１４】
図４は、出力回路１３４の動作状態におけるＶＩＮ端子及びＶＯＵＴ端子の信号のタイミングチャートである。図４に示す期間Ｔ０１において、画素部１３１で撮像された１画素分の画像信号がＶＩＮ端子に入力され、ＶＯＵＴ端子から出力される。
【０１１５】
また、期間Ｔ０１は、画像信号（信号電荷）が入力される処理期間Ｔ０２と、リセット状態であるリセット期間Ｔ０３とを含む。
【０１１６】
タイミング発生回路１３５は、出力回路１３４をリセットするための信号を生成し、ＳＩＧＲＳ１端子及びＳＩＧＲＳ２端子に印加する。処理期間Ｔ０２において、ＳＩＧＲＳ１端子及びＳＩＧＲＳ２端子はＬレベルとなり、リセット期間Ｔ０３においてＨレベルとなる。よって、リセット期間Ｔ０３において、ＶＩＮ端子の電圧は、ＶＲＥＦ端子に印加される電圧ＶＲＥＦとなる。また、処理期間Ｔ０２において、ＶＩＮ端子の電圧は、水平読み出し回路１３３により転送された画像信号が印加される。また、リセット期間Ｔ０３において、トランジスタＴＮ２２がオンすることにより、ノードＶｂとノードＶｃとの電圧が等しくなる。また、処理期間Ｔ０２において、トランジスタＴＮ２２がオフすることにより、ノードＶｂとノードＶｃとは遮断され、駆動トランジスタＴＮ２１によりノードＶｂの電圧が増幅され、ノードＶｃに出力される。以上により、出力回路１３４は、期間Ｔ０２において、期間Ｔ０３のリセット状態の電圧ＶＲＥＦと、期間Ｔ０２のＶＩＮ端子に入力された画像信号の電圧レベルとの差分をＶＯＵＴ端子に出力する。
【０１１７】
また、タイミング発生回路１３５は、駆動モード信号１８２に応じて、ＶＣＨ１端子及びＶＣＨ２端子の一方をＬレベルに固定する。例えば、駆動モード信号１８２がＨレベルの場合は、ＶＣＨ２端子をＬレベルに固定し、駆動モード信号１８２がＬレベルの場合には、ＶＣＨ１端子をＬレベルに固定する。
【０１１８】
図５は、出力回路１３４の動作状態及び非動作状態における制御信号のタイミングチャートである。
【０１１９】
図５に示す期間Ｔ１１は、出力回路１３４の駆動期間（動作状態）であり、期間Ｔ１２は、出力回路１３４の停止期間（非動作状態）である。
【０１２０】
駆動回路１５０が生成する停止選択パルス１８１は、駆動期間Ｔ１１ではＨレベルであり、停止期間Ｔ１２ではＬレベルである。また、図５において駆動モード信号１８２はＨレベルである。
【０１２１】
タイミング発生回路１３５は、駆動期間Ｔ１１においてＶＳＥＬ＿Ｎ端子にＬレベルを供給し、停止期間Ｔ１２においてＶＳＥＬ＿Ｎ端子にＨレベルを供給する。また、タイミング発生回路１３５は、駆動モード信号１８２がＨレベルなので、駆動期間Ｔ１１においてＶＣＨ１端子にＨレベルを供給し、停止期間Ｔ１２においてＶＣＨ１端子にＬレベルを供給する。また、タイミング発生回路１３５は、ＶＣＨ２端子をＬレベルに固定する。
【０１２２】
これにより、駆動期間Ｔ１１において、入力部２１０のスイッチングトランジスタＴＮ１２がオンし、スイッチングトランジスタＴＮ１３がオフし、増幅部２２０のスイッチングトランジスタＴＮ２３がオンし、スイッチングトランジスタＴＮ２４がオフし、出力部２３０のスイッチングトランジスタＴＰ３１及びＴＮ３３がオンし、スイッチングトランジスタＴＰ３２及びＴＮ３４がオフする。よって、入力部２１０は負荷トランジスタＴＮ１４から供給される駆動電流により駆動され、増幅部２２０は負荷トランジスタＴＰ２１から供給される駆動電流により駆動され、出力部２３０は負荷トランジスタＴＮ３５により供給される駆動電流により駆動される。
【０１２３】
一方、図示していないが、駆動モード信号１８２がＬレベルの場合には、タイミング発生回路１３５は、駆動期間Ｔ１１においてＶＣＨ２端子にＨレベルを供給し、停止期間Ｔ１２においてＶＣＨ２端子にＬレベルを供給する。また、タイミング発生回路１３５は、ＶＣＨ１端子をＬレベルに固定する。
【０１２４】
これにより、駆動期間Ｔ１２において、入力部２１０のスイッチングトランジスタＴＮ１３がオンし、スイッチングトランジスタＴＮ１２がオフし、増幅部２２０のスイッチングトランジスタＴＮ２４がオンし、スイッチングトランジスタＴＮ２３がオフし、出力部２３０のスイッチングトランジスタＴＰ３２及びＴＮ３４がオンし、スイッチングトランジスタＴＰ３１及びＴＮ３３がオフする。よって、入力部２１０は負荷トランジスタＴＮ１５から供給される駆動電流により駆動され、増幅部２２０は負荷トランジスタＴＰ２２から供給される駆動電流により駆動され、出力部２３０は負荷トランジスタＴＮ３６により供給される駆動電流により駆動される。
【０１２５】
このように、本発明の実施の形態１に係る出力回路１３４は、ＶＣＨ１端子及びＶＣＨ２端子に印加される信号に応じて、異なる負荷トランジスタにより、駆動電流を供給する。ここで、負荷トランジスタＴＮ１４と負荷トランジスタＴＮ１５とは駆動能力が異なり、負荷トランジスタＴＰ２１と負荷トランジスタＴＰ２２とは駆動能力が異なり、負荷トランジスタＴＮ３５と負荷トランジスタＴＮ３６とは駆動能力が異なる。すなわち、本発明の実施の形態１に係る出力回路１３４は、ＶＣＨ１端子及びＶＣＨ２端子に印加させる信号に応じて、異なる駆動電流で動作することができる。
【０１２６】
また、本発明の実施の形態１に係る出力回路１３４は、負荷トランジスタ（ＴＮ１４、ＴＮ１５、ＴＰ２１、ＴＰ２２、ＴＮ３５及びＴＮ３６）とスイッチングトランジスタ（ＴＮ１２、ＴＮ１３、ＴＮ２３、ＴＮ２４、ＴＮ３３及びＴＮ３４）とを直列に接続することで、駆動電流を変更する。なお、以下に述べる２つの構成を用いることで、駆動電流を変更することもできる。
【０１２７】
第１の構成は、図３に示すスイッチングトランジスタを設けずに、バイアス回路２４０（又は２５０）と各負荷トランジスタのゲートとの間にスイッチを設ける構成である。第１の構成では、異なる駆動電流を供給する負荷トランジスタのうち一方の負荷トランジスタを選択的にオンさせることで、異なる駆動電流を供給することができる。
【０１２８】
第２の構成は、図３に示すスイッチングトランジスタを設けずに、２つのバイアス回路と、各バイアス回路と負荷トランジスタのゲートとの間にそれぞれスイッチを設ける構成である。第２の構成では、２つのスイッチの一方をオンすることで、負荷トランジスタのゲートに印加される電圧を変更することができる。これにより、負荷トランジスタは、異なる駆動電流を供給することができる。
【０１２９】
ここで、第１の構成及び第２の構成では、バイアス回路と負荷トランジスタのゲートとの間にスイッチを形成される。これにより、バイアス回路と負荷トランジスタのゲートとの間の抵抗成分が増加するので、ノイズ耐性等が低下してしまう。一方、図３に示す出力回路１３４では、バイアス回路２４０（又は２５０）と負荷トランジスタのゲートとの間にスイッチを形成しないので、ノイズ耐性の低下を防止することができる。
【０１３０】
また、本発明の実施の形態１に係る出力回路１３４は、出力部２３０の駆動トランジスタ（ＴＮ３１及びＴＮ３２）とスイッチングトランジスタ（ＴＰ３１及びＴＰ３２）とを直列に接続する。これにより、ＶＣＨ１端子及びＶＣＨ２端子の電圧レベルに応じて、駆動トランジスタの駆動能力を変更することができる。例えば、駆動トランジスタＴＮ３１の駆動能力と駆動トランジスタＴＮ３２の駆動能力との比率を、負荷トランジスタＴＮ３５の駆動能力と負荷トランジスタＴＮ３６の駆動能力との比率に等しくすることで、駆動モードを変更した場合でもＶＯＵＴ端子に出力される信号の電圧レベルを一定に保つことができる。駆動モードを変更することでＶＯＵＴ端子に出力される信号の電圧レベルが変化した場合には、電圧レベルを変更するための回路を後段に形成する必要がある。一方、本発明の実施の形態１に係る出力回路１３４は、駆動モードを変更しても出力される電圧レベルは一定なので、後段に回路を形成する必要がなく、回路面積の増加を抑制することができる。
【０１３１】
また、停止期間Ｔ１２では、ＶＣＨ１端子及びＶＣＨ２端子がＬレベルとなるので、電源とＧＮＤとの経路を遮断することができる。これにより、停止時の貫通電流の発生を防止することができる。
【０１３２】
また、停止期間Ｔ１２では、ＳＩＧＲＳ１端子がＨレベルとなるのでＶＩＮ端子にＶＲＥＦ端子に印加される基準電圧が印加される。これにより、ノードＶａを所定の電圧に固定することができる。また、停止期間Ｔ１２では、ＶＳＥＬ＿Ｎ端子及びＳＩＧＲＳ２端子がＨレベルとなるので、ノードＶｂ及びＶｃをＧＮＤレベルに固定することができる。このように、停止期間Ｔ１２においてフローティングノードを所定の電圧レベルに固定することで、予期せぬ不具合の発生を低減することができる。
【０１３３】
また、停止期間Ｔ１２では、ＶＳＥＬ＿Ｎ端子がＨレベルとなるのでＶＯＵＴ端子をＬレベルに固定することができる。これにより、後段の回路（信号処理回路１４０の入力段のバッファ等）の動作を停止させることができる。
【０１３４】
次に、本発明の実施の形態１に係るカプセル型内視鏡カメラ１００の動作を説明する。
図６は、本発明の実施の形態１に係るカプセル型内視鏡カメラ１００の動作の流れを示すフローチャートである。
【０１３５】
図７は、本発明の実施の形態１のカプセル型内視鏡カメラにおける制御信号のタイミングチャートである。なお、図７は、駆動周波数が高い駆動モード（駆動モード信号がＨレベル）におけるカプセル型内視鏡カメラ１００における制御信号のタイミングチャートである。
【０１３６】
まず、カプセル型内視鏡カメラ１００に撮影を開始させるメインスイッチ信号が外部から入力されることにより、カプセル型内視鏡カメラ１００は、動作を開始する。例えば、カプセル型内視鏡カメラ１００の表面に形成されたスイッチをユーザが操作することで、メインスイッチ信号がアクティブになる。ここで、メインスイッチ信号が入力される前の停止状態では、ＬＥＤ１１０は停止しているとする。
【０１３７】
メインスイッチが外部から入力されると、タイミングＴ２１において、ブランキング期間が開始される。駆動回路１５０は、垂直ブランキング期間の間（Ｔ２１〜Ｔ２６）にＬＥＤ１１０の発光を開始する（Ｓ１０１）。例えば、駆動回路１５０は、垂直ブランキング期間の開始（Ｔ２１）の後、タイミングＴ２２でＬＥＤ１１０の発光を開始する。ここで、垂直ブランキング期間とは１フレーム毎に、信号処理回路１４０が読み出された各画素の画像信号を処理するための期間である。また、垂直ブランキング期間において、画像信号の読み出し動作は行われない。
【０１３８】
ＬＥＤ１１０が発光している期間（Ｔ２２〜Ｔ２５）の間に、駆動回路１５０は、固体撮像装置１３０のオールリセット動作を行い、全ての単位画素セルに蓄積している輝度情報を同時にリセットする（Ｓ１０２）。例えば、タイミングＴ２３〜Ｔ２４の間に、オールリセット動作が行われる。このオールリセット動作が終了した時点（Ｔ２４）で、全単位画素セルに対して同時に露光が開始される。
【０１３９】
また、駆動回路１５０は、ＬＥＤ１１０が発光している期間（Ｔ２２〜Ｔ２５）の間は、停止選択パルス１８１をＬレベルにし、出力回路１３４を停止させる。
【０１４０】
駆動回路１５０は、所望の露光時間に合わせ、ＬＥＤ１１０の発光を停止させる（Ｓ１０３）。例えば、駆動回路１５０は、タイミングＴ２５でＬＥＤ１１０の発光を停止させる。オールリセット動作の終了（Ｔ２４）から、ＬＥＤ１１０の発光が停止する（Ｔ２５）までの期間が露光期間となる。
【０１４１】
また、駆動回路１５０は、ＬＥＤ１１０の発光の停止するタイミングＴ２５で、停止選択パルス１８１をＨレベルにし、出力回路１３４を動作させる。
【０１４２】
ＬＥＤ１１０の発光が終了した後、駆動回路１５０は、画像信号読み出し用スタートパルスを出力する。これにより、固体撮像装置１３０は、単位画素に対応する画像データを順次出力し、前画素の画像データである静止画データを出力する（Ｓ１０４）。
【０１４３】
静止画データが出力されたら、再度、駆動回路１５０は、ＬＥＤ１１０の発光を開始し（Ｓ１０１）、画像撮影の動作を繰り返す。
【０１４４】
このように、本発明の実施の形態１に係るカプセル型内視鏡カメラ１００は、オールリセット動作とＬＥＤ照射により、全画素の露光時間が決まるため、全ての画素を同時に露光することができる。これにより、従来のＭＯＳ型撮像素子における被写体の動きに伴い画像がゆがむ問題を低減することができる。なお、カプセル型内視鏡カメラでは、撮影環境が被検査者の消化器系の内部であるため、ＬＥＤ１１０以外に光を発する光源がない。よって、オールリセット動作の終了時間とＬＥＤ１１０の照射時間とにより、露光時間の調節を行うことができる。
【０１４５】
また、本発明の実施の形態１に係るカプセル型内視鏡カメラ１００は、出力回路１３４を動作させない垂直ブランキング期間に、停止選択パルス１８１により、出力回路１３４内の電流を停止させる。これにより、出力回路１３４の消費電流を低減することができる。さらに、消費電流が定常的に流れないので、発熱を抑えることができる。よって、熱雑音を低減することができる。
【０１４６】
図８は、駆動周波数が低い駆動モード（駆動モード信号がＬレベル）におけるカプセル型内視鏡カメラ１００における制御信号のタイミングチャートである。図８に示すように、駆動周波数が低い駆動モードでは、図７に示す駆動周波数が高い駆動モードと比べ、１フレームの長さが長くなる。また、駆動モード信号がＬレベルであり、上述したように出力回路１３４で使用される駆動電流が減少する。これにより、消費電流を低減することができるので、カプセル型内視鏡カメラ１００は長時間の撮像を行うことができる。
【０１４７】
以上より、本発明の実施の形態１に係る出力回路１３４は、ＶＣＨ１端子及びＶＣＨ２端子に印加させる信号に応じて、異なる負荷トランジスタにより、駆動電流を供給する。これにより、本発明の実施の形態１に係る出力回路１３４は、ＶＣＨ１端子及びＶＣＨ２端子に印加させる信号に応じて、異なる駆動電流で動作することができる。よって、駆動周波数に応じて駆動電流を変更することができる。
【０１４８】
さらに、本発明の実施の形態１に係る出力回路１３４は、負荷トランジスタ（ＴＮ１４、ＴＮ１５、ＴＰ２１、ＴＰ２２、ＴＮ３５及びＴＮ３６）とスイッチングトランジスタ（ＴＮ１２、ＴＮ１３、ＴＮ２３、ＴＮ２４、ＴＮ３３及びＴＮ３４）とを直列に接続する。これにより、本発明の実施の形態１に係る出力回路１３４は、バイアス回路２４０（又は２５０）と負荷トランジスタのゲートとの間にスイッチを形成しないので、ノイズ耐性の低下を防止することができる。
【０１４９】
さらに、本発明の実施の形態１に係る出力回路１３４は、出力部２３０の駆動トランジスタ（ＴＮ３１及びＴＮ３２）とスイッチングトランジスタ（ＴＰ３１及びＴＰ３２）とを直列に接続する。これにより、ＶＣＨ１端子及びＶＣＨ２端子の電圧レベルに応じて、駆動トランジスタの駆動能力を変更することができる。よって、駆動モードを変更した場合でもＶＯＵＴ端子に出力される信号の電圧レベルを一定に保つことができる。これにより、本発明の実施の形態１に係る出力回路１３４は、駆動モードを変更しても出力される電圧レベルは一定なので、後段に電圧レベルを変更するための回路を形成する必要がなく、回路面積の増加を抑制することができる。
【０１５０】
また、本発明の実施の形態１に係る出力回路１３４は、停止期間Ｔ１２では、ＶＣＨ１端子及びＶＣＨ２端子がＬレベルとなるので、電源とＧＮＤとの経路を遮断することができる。これにより、停止時の貫通電流の発生を防止することができる。
【０１５１】
また、本発明の実施の形態１に係る出力回路１３４は、停止期間Ｔ１２においてフローティングノードを所定の電圧レベルに固定する。これにより、予期せぬ不具合の発生を低減することができる。
【０１５２】
また、本発明の実施の形態１に係る出力回路１３４は、停止期間Ｔ１２では、ＶＳＥＬ＿Ｎ端子がＨレベルとなるのでＶＯＵＴ端子をＬレベルに固定することができる。これにより、後段の回路（信号処理回路１４０の入力段のバッファ等）の動作を停止させることができる。
【０１５３】
また、本発明の実施の形態１に係るカプセル型内視鏡カメラ１００は、オールリセット動作とＬＥＤ照射により、全画素の露光時間が決まるため、全ての画素を同時に露光することができる。これにより、従来のＭＯＳ型撮像素子における被写体の動きに伴い画像がゆがむ問題を低減することができる。
【０１５４】
また、本発明の実施の形態１に係るカプセル型内視鏡カメラ１００は、出力回路１３４を動作させない垂直ブランキング期間に、停止選択パルス１８１により、出力回路１３４内の電流を停止させる。これにより、消費電流を低減することができる。さらに、消費電流が定常的に流れないので、発熱を抑えることができる。よって、熱雑音を低減することができる。
【０１５５】
以上、本発明の実施の形態１に係るカプセル型内視鏡カメラ１００について説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。
【０１５６】
例えば、上記説明では、駆動モード信号１８２は、駆動回路１５０が生成するとしたが、出荷時に設定された論理が直接タイミング発生回路１３５に入力されてもよい。また、カプセル型内視鏡カメラ１００はスイッチを有し、出荷後にユーザがスイッチを切り替えることで駆動モードの切り替えを行ってもよい。さらに、カプセル型内視鏡カメラ１００は、記憶部を備え出荷時又は出荷後に外部から設定された駆動モードを記憶してもよい。
【０１５７】
また、カプセル型内視鏡カメラ１００は、外部からの制御信号を無線により受信する受信回路を有し、被検査者がカプセル型内視鏡カメラ１００を飲み込んだ後に、無線により駆動モードを切り替えてもよい。
【０１５８】
また、上記説明において、２つの負荷トランジスタの一方を導通させることで、駆動電流を制御しているが、駆動電流の制御方法はこれに限定されるものではない。例えば、駆動モードに応じて、導通させる駆動トランジスタの個数を変更してもよい。具体的には、駆動電流が小さい（駆動周波数が低い）駆動モードでは、負荷トランジスタの一方を導通させ、駆動電流が大きい（駆動周波数が高い）駆動モードでは、２つの負荷トランジスタを導通させてもよい。
【０１５９】
具体的には、駆動モード信号１８２がＨレベルの場合（駆動周波数が高い駆動モードの場合）、タイミング発生回路１３５は、ＶＣＨ１端子及びＶＣＨ２端子を共にアクティブにする。例えば、図５に示すＶＣＨ１端子の信号と同様の信号が、ＶＣＨ１端子及びＶＣＨ２端子に印加される。これにより、出力回路１３４は、２つの負荷トランジスタからの駆動電流により動作する。また、駆動モード信号１８２がＬレベルの場合（駆動周波数が低い駆動モードの場合）、タイミング発生回路１３５は、ＶＣＨ１端子及びＶＣＨ２端子の一方をアクティブにする。これにより、出力回路１３４は、１つの負荷トランジスタからの駆動電流により動作する。言い換えると、駆動周波数が高いモードにおいて供給される駆動電流を第１駆動電流とし、駆動周波数が低いモードにおいて供給される駆動電流を第２駆動電流とすると、２つの負荷トランジスタの一方は、第２駆動電流を生成し、他方は、第２駆動電流と第１駆動電流の差分に等しい駆動電流を生成する。なお、駆動モードに応じて、導通させる駆動トランジスタの個数を変更させる場合には、２つの負荷トランジスタの駆動能力は等しくてもよい。
【０１６０】
また、上記説明において、２つの駆動モードを切替える例について説明したが、３つ以上の駆動モードを切替えてもよい。
【０１６１】
また、上記説明において、垂直ブランキング期間において出力回路１３４の駆動電流を停止させたが、駆動電流を第１駆動電流から第２駆動電流に切り替えてもよい。これにより、信号を出力する駆動期間と停止期間とにおいて、センサ出力レベル（ＶＯＵＴ端子に出力される信号の電圧レベル）を一定に保ちながら、消費電流を低減することができる。
【０１６２】
また、上記説明において、図７に示すように、ＬＥＤ１１０の発光開始（Ｔ２２）と同時に停止選択パルス１８１をＬレベルにするとしたが、垂直ブランキング期間開始（Ｔ２１）後の任意のタイミングで、停止選択パルス１８１をＬレベルにしてもよい。例えば、垂直ブランキング期間開始からＬＥＤ１１０の発光開始までの間（Ｔ２１〜Ｔ２２）に出力回路１３４を停止させてもよいし、ＬＥＤ１１０の発光（Ｔ２２）後に出力回路１３４を停止させてもよい。
【０１６３】
また、上記説明において、図７に示すように、ＬＥＤ１１０の発光開始（Ｔ２２）の後のタイミングＴ２３においてオールリセット動作を開始するとしたが、オールリセット動作の終了後から垂直ブランキング期間の停止までの間（Ｔ２４〜Ｔ２６）に、ＬＥＤ１１０の発光を開始してもよい。例えば、タイミングＴ２４でＬＥＤ１１０の発光を開始し、タイミングＴ２５でＬＥＤ１１０の発光を停止すると、露光期間はＴ２４〜Ｔ２５の期間となる。
【０１６４】
また、上記説明において、図７に示すように、ＬＥＤ１１０の発光停止（Ｔ２３）と同時に停止選択パルス１８１をＨレベルにするとしたが、画素読み出しの開始（Ｔ２６）の前の任意のタイミングで、停止選択パルス１８１をＨレベルにしてもよい。例えば、ＬＥＤ１１０の発光停止から垂直ブランキング期間停止までの間（Ｔ２５〜Ｔ２６）に出力回路１３４の動作を開始させてもよいし、ＬＥＤ１１０の停止（Ｔ２３）前に出力回路１３４の動作を開始させてもよい。なお、画素読み出し開始（Ｔ２６）の時点で、出力回路１３４が安定して動作できるタイミングで、停止選択パルス１８１をＨレベルにすることが望ましい。
【０１６５】
また、上記説明において、出力回路１３４の構成として図３に示す構成を示したが、出力回路１３４の構成は、これに限定されるのもではない。
【０１６６】
例えば、上記説明において、スイッチングトランジスタＴＮ１２、ＴＮ１３、ＴＮ２３、ＴＮ２４、ＴＮ３３、ＴＮ３４としてＮＭＯＳＦＥＴを用いているが、ＰＭＯＳＦＥＴ又はＣＭＯＳスイッチ用いてもよい。また、スイッチングトランジスタＴＰ３１及びＴＰ３２としてＰＭＯＳＦＥＴを用いているが、ＮＭＯＳＦＥＴ又はＣＭＯＳスイッチを用いてもよい。
【０１６７】
また、負荷トランジスタＴＮ１４、ＴＮ１５、ＴＰ２１、ＴＰ２２、ＴＮ３５及びＴＮ３６とスイッチングトランジスタＴＮ１２、ＴＮ１３、ＴＮ２３、ＴＮ２４、ＴＮ３３及びＴＮ３４とは直列に接続されていればよい。例えば、スイッチングトランジスタＴＮ１２のソースはＧＮＤと接続され、スイッチングトランジスタＴＮ１２のドレインは負荷トランジスタＴＮ１４のソースに接続され、負荷トランジスタＴＮ１４のドレインはノードＶａに接続されてもよい。また、同様に、駆動トランジスタＴＮ３１及びＴＮ３２とスイッチングトランジスタＴＰ３１及びＴＰ３２とは直列に接続されていればよい。
【０１６８】
また、上記説明において、増幅部２２０は、フィードバック容量Ｃ２２を備えているが、フィードバック容量Ｃ２２を備えない構成であってもよい。
【０１６９】
また、上記説明において、スイッチングトランジスタＴＰ３１のゲートはＶＣＨ２端子に接続され、スイッチングトランジスタＴＰ３２のゲートはＶＣＨ１端子に接続されているが、スイッチングトランジスタＴＰ３１のゲートにＶＣＨ１端子に印加される信号の反転信号が印加され、スイッチングトランジスタＴＰ３２のゲートにＶＣＨ２端子に印加される信号の反転信号が印加されてもよい。
【０１７０】
また、上記説明において、図８に示すように駆動周波数を下げることで、フレームレートを減少させるとしたが、駆動周波数を変更せずに間引き期間を設けることで、フレームレートを減少させてもよい。
【０１７１】
図９は、間引き期間を設けた場合の制御信号のタイミングチャートである。図９に示す１フレームは、撮像期間と間引き期間とを含む。なお、撮像期間における動作は、図７と同様である。図９に示すように読み出し動作終了（Ｔ４１）後、駆動回路１５０は、タイミングＴ４２で停止選択パルス１８１をＬレベルにし、出力回路１３４の動作を停止させる。また、間引き期間（Ｔ４１〜Ｔ４３）においては、ＬＥＤ１１０の発光及び固体撮像装置１３０の撮像動作は行われない。これにより、間引き期間（Ｔ４１〜Ｔ４３）の消費電力を低減することができる。
【０１７２】
このように、間引き期間を設けることにより、駆動周波数を変更することなくフレームレートを低下させ、消費電力を低減することができる。
【０１７３】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２では、上述した実施の形態１に係る出力回路の変形例について説明する。
【０１７４】
まず、本発明の実施の形態２に係る出力回路の構成を説明する。
図１０は、本発明の実施の形態２に係る出力回路の構成を示す図である。なお、図３と同様の要素には同一の符号を付しており、詳細な説明は省略する。
【０１７５】
図１０に示す出力回路１３４は、端子ＶＩＮに入力された信号を所定のゲインで増幅し、ＶＯＵＴ端子に出力する。また、出力回路１３４は、ＶＣＨ１端子及びＶＣＨ２端子に入力される信号に応じて、動作状態における駆動電流を変更する。また、出力回路１３４は、ＶＳＥＬ端子、ＶＳＥＬ＿Ｎ端子、ＶＣＨ１端子及びＶＣＨ２端子に入力される信号に応じて、動作状態と、非動作状態（停止状態）とが切替えられる。出力回路１３４は、入力部２１０と、増幅部２６０と、出力部２３０と、バイアス回路２４０と、トランジスタＴＮ０１と、容量Ｃ０１及びＣ０２とを備える。
【０１７６】
図１０に示す出力回路１３４は、図３に示す実施の形態１に係る出力回路１３４に対して増幅部２６０の構成と、バイアス回路２５０を備えない点とが異なる。
【０１７７】
増幅部２６０は、ノードＶａの電圧を反転増幅しノードＶｃに出力する反転増幅回路である。増幅部２６０は、駆動トランジスタＴＰ６２と、駆動電流供給部２６１と、切り替え部２６２と、トランジスタＴＮ２５、ＴＮ６１及びＴＰ６１と、容量Ｃ２１及びＣ２２とを備える。
【０１７８】
容量Ｃ２１は、ノードＶａの信号のＡＣ成分をノードＶｂに伝達する。
駆動トランジスタＴＰ６２は、ノードＶｂの電圧を反転増幅し、ノードＶｃに出力する。
【０１７９】
駆動電流供給部２６１は、第７駆動電流、及び第７駆動電流より小さい第８駆動電流を生成する。駆動電流供給部２６１は、負荷トランジスタＴＮ６４及びＴＮ６５を備える。
【０１８０】
切り替え部２６２は、駆動電流供給部２６１により生成された第７駆動電流を駆動トランジスタＴＰ６２に供給する状態と、駆動電流供給部２６１により生成された第８駆動電流を駆動トランジスタＴＰ６２に供給する状態と、駆動電流を駆動トランジスタＴＰ６２に供給しない状態とを切り替える。切り替え部２６２は、出力回路１３４が第１駆動周波数で動作する場合に駆動電流供給部２６１により生成された第７駆動電流を駆動トランジスタＴＰ６２に供給する状態にする。切り替え部２６２は、出力回路１３４が第１駆動周波数より低い第２駆動周波数で動作する場合に、駆動電流供給部２６１により生成された第８駆動電流を駆動トランジスタＴＰ６２に供給する状態にする。切り替え部２６２は、スイッチングトランジスタＴＮ６２及びＴＮ６３を備える。
【０１８１】
負荷トランジスタＴＮ６４は、駆動トランジスタＴＰ６２を駆動する第７駆動電流を生成する。負荷トランジスタＴＮ６５は、駆動トランジスタＴＰ６２を駆動する第８駆動電流を生成する。スイッチングトランジスタＴＮ６２は、負荷トランジスタＴＮ６４からの第７駆動電流を駆動トランジスタＴＰ６２に供給又は遮断するためのスイッチである。スイッチングトランジスタＴＮ６３は、負荷トランジスタＴＮ６５からの第８駆動電流を駆動トランジスタＴＰ６２に供給又は遮断するためのスイッチである。
【０１８２】
負荷トランジスタＴＮ６４及びＴＮ６５は、ゲートにバイアス回路２４０により生成された基準電圧が印加される。負荷トランジスタＴＮ６４とスイッチングトランジスタＴＮ６２とは直列に接続される。負荷トランジスタＴＮ６５とスイッチングトランジスタＴＮ６３とは直列に接続される。直列に接続された負荷トランジスタＴＮ６４及びスイッチングトランジスタＴＮ６２と、直列に接続された負荷トランジスタＴＮ６５及びスイッチングトランジスタＴＮ６３とは並列に接続される。
【０１８３】
また、負荷トランジスタＴＮ６４の駆動能力は、負荷トランジスタＴＮ６５の駆動能力より大きい。例えば、負荷トランジスタＴＮ６４のゲート幅は、負荷トランジスタＴＮ６５のゲート幅より大きい。
【０１８４】
トランジスタＴＮ６１は、リセット状態において、ノードＶｂとノードＶｃとの電圧を等しくするためのスイッチである。トランジスタＴＮ２５は、非動作状態において、ノードＶｃの電圧をＧＮＤレベルにするためのトランジスタである。トランジスタＴＰ６１は、非動作状態において、ノードＶｂの電圧をＶＤＤにするためのトランジスタである。トランジスタＴＰ６１は、駆動電流供給部２６１が駆動トランジスタＴＰ６２に駆動電流を供給しない場合に、駆動トランジスタＴＰ６２の入力を電源電圧にする。
【０１８５】
トランジスタＴＮ２５、ＴＮ６１、スイッチングトランジスタＴＮ６２、ＴＮ６３、負荷トランジスタＴＮ６４及びＴＮ６５は、例えば、ＮＭＯＳＦＥＴであり、トランジスタＴＰ６１及び駆動トランジスタＴＰ６２はＰＭＯＳＦＥＴである。
【０１８６】
具体的には、トランジスタＴＰ６１のゲートはＶＳＥＬ端子に接続され、ドレインはノードＶｂに接続され、ソースは電源ＶＤＤに接続される。駆動トランジスタＴＰ６２のゲートはノードＶｂに接続され、ドレインはノードＶｃに接続され、ソースは電源ＶＤＤに接続される。トランジスタＴＮ６１のゲートはＳＩＧＲＳ２端子に接続され、ドレイン／ソースの一方はノードＶｂに接続され、ドレイン／ソースの他方はノードＶｃに接続される。スイッチングトランジスタＴＮ６２のゲートはＶＣＨ１端子に接続され、ソースは負荷トランジスタＴＮ６４のドレインに接続され、ドレインはノードＶｃに接続される。スイッチングトランジスタＴＮ６３のゲートはＶＣＨ２端子に接続され、ソースは負荷トランジスタＴＮ６５のドレインに接続され、ドレインはノードＶｃに接続される。負荷トランジスタＴＮ６４のゲートはノードＶｇｇ１に接続され、ドレインはスイッチングトランジスタＴＮ６３のソースに接続され、ソースはＧＮＤに接続される。負荷トランジスタＴＮ６５のゲートはノードＶｇｇ１に接続され、ドレインはスイッチングトランジスタＴＮ６２のソースに接続され、ソースはＧＮＤに接続される。トランジスタＴＮ２５のゲートはＶＳＥＬ＿Ｎ端子に接続され、ドレインはノードＶｃに接続され、ソースはＧＮＤに接続される。容量Ｃ２１は、ノードＶａとノードＶｂとの間に接続される。容量Ｃ２２はノードＶｂとノードＶｃとの間に接続される。
【０１８７】
次に、本発明の実施の形態２に係る出力回路１３４の動作を説明する。
図１１は、出力回路１３４の動作状態及び非動作状態における制御信号のタイミングチャートである。
【０１８８】
図１１に示す期間Ｔ１１は、出力回路１３４の駆動期間（動作状態）であり、期間Ｔ１２は、出力回路１３４の停止期間（非動作状態）である。
【０１８９】
駆動回路１５０が生成する停止選択パルス１８１は、駆動期間Ｔ１１ではＨレベルであり、停止期間Ｔ１２ではＬレベルである。また、図１１において駆動モード信号１８２はＨレベルである。
【０１９０】
タイミング発生回路１３５は、駆動期間Ｔ１１においてＶＳＥＬ端子にＨレベルを供給し、停止期間Ｔ１２においてＶＳＥＬ端子にＬレベルを供給する。また、タイミング発生回路１３５は、駆動期間Ｔ１１においてＶＳＥＬ＿Ｎ端子にＬレベルを供給し、停止期間Ｔ１２においてＶＳＥＬ＿Ｎ端子にＨレベルを供給する。また、タイミング発生回路１３５は、駆動モード信号１８２がＨレベルなので、駆動期間Ｔ１１においてＶＣＨ１端子にＨレベルを供給し、停止期間Ｔ１２においてＶＣＨ１端子にＬレベルを供給する。また、タイミング発生回路１３５は、ＶＣＨ２端子をＬレベルに固定する。
【０１９１】
これにより、駆動期間Ｔ１１において、増幅部２６０のスイッチングトランジスタＴＮ６２がオンし、スイッチングトランジスタＴＮ６３がオフする。よって、増幅部２６０は負荷トランジスタＴＮ６４から供給される駆動電流により駆動される。
【０１９２】
一方、図示していないが、駆動モード信号１８２がＬレベルの場合には、駆動期間Ｔ１１においてＶＣＨ２端子にＨレベルを供給し、停止期間Ｔ１２においてＶＣＨ２端子にＬレベルを供給する。また、タイミング発生回路１３５は、ＶＣＨ１端子をＬレベルに固定する。
【０１９３】
これにより、駆動期間Ｔ１２において、増幅部２６０のスイッチングトランジスタＴＮ６３がオンし、スイッチングトランジスタＴＮ６２がオフする。よって、増幅部２６０は負荷トランジスタＴＮ６５から供給される駆動電流により駆動される。
【０１９４】
このように、本発明の実施の形態２に係る出力回路１３４は、ＶＣＨ１端子及びＶＣＨ２端子に印加される信号に応じて、異なる負荷トランジスタにより、駆動電流を供給する。すなわち、本発明の実施の形態２に係る出力回路１３４は、ＶＣＨ１端子及びＶＣＨ２端子に印加される信号に応じて、異なる駆動電流で動作することができる。
【０１９５】
また、上述した実施の形態１に係る増幅部２２０では、ＶＳＥＬ＿Ｎ端子がＨレベルになるタイミングが、ＶＣＨ１端子がＬレベルになるタイミングより早いと、貫通電流が流れてしまう。一方、本発明の実施の形態２に係る増幅部２６０では、ＶＣＨ１端子（又はＶＣＨ２端子）に印加される信号と、ＶＳＥＬ＿Ｎ端子に印加される信号との位相関係を考慮しなくてもよいので、制御が容易である。
【０１９６】
また、本発明の実施の形態２に係る出力回路１３４は、バイアス回路２５０を備えなくともよいので、回路面積を縮小することができる。
【０１９７】
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３に係るカプセル型内視鏡カメラは、２つの固体撮像装置を備えることで、他方向の映像を撮像することができる。
【０１９８】
まず、本発明の実施の形態３に係るカプセル型内視鏡カメラの構成を説明する。
図１２は、本発明の実施の形態３に係るカプセル型内視鏡カメラの構成を示す図である。
【０１９９】
図１２に示すカプセル型内視鏡カメラ３００は、被検査者の消化器等を観察するための内視鏡である。被検査者は、カプセル型内視鏡カメラ３００を飲み込む。カプセル型内視鏡カメラ３００は、被検査者に飲み込まれた後、被検査者の消化器系内を移動しつつ、被検査者の体内を撮像する。カプセル型内視鏡カメラ１００は、撮影した画像を被検査者の体外へ無線送信する。カプセル型内視鏡カメラ３００は、ＬＥＤ３１０及び３１１と、レンズ３２０及び３２１と、固体撮像装置３３０及び３３１と、信号処理回路３４０と、駆動回路３５０と、送信回路３６０と、バッテリ３７０とを備える。
【０２００】
ＬＥＤ３１０は、被写体へ光を照射する。ＬＥＤ３１１は、ＬＥＤ３１０が光を照射する方向と異なる方向に光を照射する。
【０２０１】
レンズ３２０は、ＬＥＤ３１０により照射され被写体に反射した光を固体撮像装置３３０に集光する。レンズ３２１は、ＬＥＤ３１１により照射され被写体に反射した光を固体撮像装置３３１に集光する。例えば、レンズ３２０はカプセル型内視鏡カメラ３００の前方（図１２における左側）に配置され、レンズ３２１はカプセル型内視鏡カメラ３００の後方（図１２における右側）に配置される。
【０２０２】
固体撮像装置３３０は、レンズ３２０により集光された光を電気信号に変換する。固体撮像装置３３１は、レンズ３２１により集光された光を電気信号に変換する。
【０２０３】
信号処理回路３４０は、固体撮像装置３３０及び３３１により変換された電気信号を信号処理する。具体的には、信号処理回路３４０は、固体撮像装置３３０及び３３１により変換された電気信号（アナログ信号）に対して相関二重サンプリング、自動ゲイン制御及びＡ／Ｄ変換等の処理を行う。また、信号処理回路３４０は、Ａ／Ｄ変換されたデジタル信号に画像処理等を行い映像信号を出力する。
【０２０４】
駆動回路３５０は、ＬＥＤ３１０、３１１、固体撮像装置３３０及び３３１を駆動する信号を生成する。
【０２０５】
送信回路３６０は、信号処理回路３４０により信号処理された映像信号を無線送信する。
【０２０６】
バッテリ３７０は、ＬＥＤ３１０、３３１、固体撮像装置３３０、３３１、信号処理回路３４０、駆動回路３５０及び送信回路３６０に電力を供給する。
【０２０７】
固体撮像装置３３０及び３３１の構成は、図２と同様である。なお、駆動回路３５０は、固体撮像装置３３０に停止選択パルス１８１ａを供給し、固体撮像装置３３１に停止選択パルス１８１ｂを供給する。また、本発明の第３実施の形態に係る固体撮像装置３３０及び３３１は、出力回路１３４の構成が上述した実施の形態１及び実施の形態２と異なる。
【０２０８】
図１３は、本発明の実施の形態３に係る出力回路１３４の構成を示す図である。なお、図１０と同様の要素には同一の符号を付しており、詳細な説明は省略する。
【０２０９】
図１３に示す出力回路１３４は、図１０に示す出力回路１３４に対して、非動作状態においてＶＯＵＴ端子をＧＮＤレベルにするトランジスタＴＮ３７を備えない点が異なる。
【０２１０】
非動作状態において、ＶＣＨ１端子及びＶＣＨ２端子がＬレベルなので、スイッチングトランジスタＴＮ３３及びＴＮ３４はオフし、ノードＶｃがＬレベルなので、駆動トランジスタＴＮ３１及びＴＮ３２はオフする。これにより、図１３に示す出力回路１３４では、非動作状態において、ＶＯＵＴ端子はＨｉ−Ｚ（ハイインピーダンス）状態となる。
【０２１１】
次に、本発明の実施の形態３に係るカプセル型内視鏡カメラ３００の動作を説明する。
図１４は、本発明の実施の形態３に係るカプセル型内視鏡カメラ３００における制御信号のタイミングチャートである。図１４（ａ）は、固体撮像装置３３０の制御信号のタイミングチャートである。図１４（ｂ）は、固体撮像装置３３１の制御信号のタイミングチャートである。
【０２１２】
停止選択パルス１８１ａ及び１８１ｂにより、固体撮像装置３３０と固体撮像装置３３１とは、１フレーム毎に交互に動作する。例えば、図１４に示すように期間Ｔ５１において、固体撮像装置３３０が撮像動作を行い、固体撮像装置３３１は停止する。期間Ｔ５２において、固体撮像装置３３１が撮像動作を行い、固体撮像装置３３０は停止する。
【０２１３】
まず、タイミングＴ６１において、ブランキング期間が開始される。駆動回路３５０は、垂直ブランキング期間の間（Ｔ６１〜Ｔ６４）にＬＥＤ３１０の発光を開始する。例えば、駆動回路３５０は、垂直ブランキング期間の開始（Ｔ６１）の後、タイミングＴ６２でＬＥＤ３１０の発光を開始する。
【０２１４】
ＬＥＤ３１０が発光している期間（Ｔ６２〜Ｔ６３）の間に、駆動回路３５０は、固体撮像装置３３０のオールリセット動作を行い、全ての単位画素セルに蓄積している輝度情報を同時にリセットする。オールリセット動作が終了した時点で、固体撮像装置３３０の全単位画素セルに対して同時に露光が開始される。
【０２１５】
駆動回路３５０は、所望の露光時間に合わせ、ＬＥＤ３１０の発光を停止させる。例えば、駆動回路３５０は、タイミングＴ６３でＬＥＤ３１０の発光を停止させる。オールリセット動作の終了から、ＬＥＤ３１０の発光が停止するまでの期間が固体撮像装置３３０の露光期間となる。
【０２１６】
また、ＬＥＤ３１０により光が照射されている間は、ＬＥＤ３１１は光を照射せず、かつ固体撮像装置３３０及び３３１の出力回路１３４は停止している。また、駆動回路３５０は、ＬＥＤ３１０の発光を停止するタイミングＴ６３で、停止選択パルス１８１ａをＨレベルにし、固体撮像装置３３０の出力回路１３４を動作させる。
【０２１７】
ＬＥＤ３１０の発光が終了した後、駆動回路３５０は、画像信号読み出し用スタートパルスを出力する。これにより、固体撮像装置３３０は、順次、画像データを出力する。また、固体撮像装置３３０が画像データを出力している間は、ＬＥＤ３１０及び３１１は光を照射せず、かつ固体撮像装置３３１の出力回路１３４は停止している。
【０２１８】
画像データが出力された後、駆動回路３５０は、タイミングＴ６５で停止選択パルス１８１ａをＬレベルにし、固体撮像装置３３０の出力回路１３４を停止させる。
【０２１９】
また、期間Ｔ５１のタイミングＴ６２〜Ｔ６５に間は、停止選択パルス１８１ｂはＬレベルであり、固体撮像装置３３１の出力回路１３４は停止している。また、期間Ｔ５１の間は、ＬＥＤ３１１は停止しており固体撮像装置３３１は撮像動作を行わない。
【０２２０】
次に、タイミングＴ６５において、ブランキング期間が開始される。駆動回路３５０は、垂直ブランキング期間の間（Ｔ６５〜Ｔ６８）にＬＥＤ３１１の発光を開始する。例えば、駆動回路３５０は、垂直ブランキング期間の開始（Ｔ６５）の後、タイミングＴ６６でＬＥＤ３１１の発光を開始する。
【０２２１】
ＬＥＤ３１１が発光している期間（Ｔ６６〜Ｔ６７）の間に、駆動回路３５０は、固体撮像装置３３１のオールリセット動作を行い、全ての単位画素セルに蓄積している輝度情報を同時にリセットする。オールリセット動作が終了した時点で、固体撮像装置３３１の全単位画素セルに対して同時に露光が開始される。
【０２２２】
駆動回路３５０は、所望の露光時間に合わせ、ＬＥＤ３１１の発光を停止させる。例えば、駆動回路３５０は、タイミングＴ６７でＬＥＤ３１１の発光を停止させる。オールリセット動作の終了から、ＬＥＤ３１１の発光が停止するまでの期間が固体撮像装置３３１の露光期間となる。
【０２２３】
また、ＬＥＤ３１１により光が照射されている間は、ＬＥＤ３１０は光を照射せず、かつ固体撮像装置３３０及び３３１の出力回路１３４は停止している。また、駆動回路３５０は、ＬＥＤ３１１の発光を停止するタイミングＴ６７で、停止選択パルス１８１ｂをＨレベルにし、固体撮像装置３３１の出力回路１３４を動作させる。
【０２２４】
ＬＥＤ３１１の発光が終了した後、駆動回路３５０は、画像信号読み出し用スタートパルスを出力する。これにより、固体撮像装置３３１は、順次、画像データを出力する。また、固体撮像装置３３１が画像データを出力している間は、ＬＥＤ３１０及び３１１は光を照射せず、かつ固体撮像装置３３０の出力回路１３４は停止している。
【０２２５】
画像データが出力された後、駆動回路３５０は、タイミングＴ７０で停止選択パルス１８１ｂをＬレベルにし、固体撮像装置３３１の出力回路１３４を停止させる。
【０２２６】
また、期間Ｔ５２のタイミングＴ６６〜Ｔ６９に間は、停止選択パルス１８１ａはＬレベルであり、固体撮像装置３３０の出力回路１３４は停止している。また、期間Ｔ５２の間は、ＬＥＤ３１０は停止しており固体撮像装置３３０は撮像動作を行わない。
【０２２７】
固体撮像装置３３１により画像データが出力された後、再度、駆動回路３５０は、ＬＥＤ３１０の発光を開始し、固体撮像装置３３０は撮像動作を行う。以後、期間Ｔ５１及び期間Ｔ５２と同様に、固体撮像装置３３０と固体撮像装置３３１とが１フレーム毎に交互に撮像動作を行う。
【０２２８】
以上より、本発明の実施の形態３に係るカプセル型内視鏡カメラ３００は、カプセル型内視鏡カメラの前方と後方とに配置された固体撮像装置３３０及び３３１により、交互に撮像を行う。カプセル型内視鏡カメラが被検査者の体内を移動する間は、カプセル型内視鏡カメラの方向を制御することが困難である。本発明の実施の形態３に係るカプセル型内視鏡カメラ３００は、カプセル型内視鏡カメラの前方と後方とにＬＥＤ及びレンズを配置することで、カプセル型内視鏡カメラに対する全方向の映像を撮像することができる。これにより、被検査者の消化器系内を見落としなく撮像し、検査することができる。
【０２２９】
また、本発明の実施の形態３に係るカプセル型内視鏡カメラ３００は、２つの固体撮像装置３３０及び３３１の一方が動作している間は、他方は停止する。これにより、消費電流の増加を抑制することができる。
【０２３０】
また、本発明の実施の形態３に係る出力回路１３４は、非動作状態においてＶＯＵＴ端子をＨｉ−Ｚ状態にする。すなわち、固体撮像装置３３０の出力回路１３４は、停止選択パルス１８１ａがＬレベルの場合に、信号処理回路３４０への出力をＨｉ−Ｚ状態にする。固体撮像装置３３１の出力回路１３４は、停止選択パルス１８１ｂがＬレベルの場合に、信号処理回路３４０への出力をＨｉ−Ｚ状態にする。これにより、固体撮像装置３３０及び３３１の一方が画像データを出力している間は、他方はＨｉ−Ｚ出力を行っており、データの衝突を回避することができる。また、セレクタ等を設け、一方が出力する画像データを選択する場合に比べ、回路面積を縮小することができる。
【０２３１】
なお、上記説明において、固体撮像装置３３０と固体撮像装置３３１とは１フレーム毎に交互に撮像を行うとしたが、複数フレーム毎に交互に撮像を行ってもよい。
【産業上の利用可能性】
【０２３２】
本発明は、固体撮像装置に適用でき、特に、カプセル型内視鏡カメラに用いられる固体撮像装置に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【０２３３】
【図１】本発明の実施の形態１に係るカプセル型内視鏡カメラの構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る固体撮像装置の構成を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る出力回路の構成を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る出力回路の動作状態における制御信号のタイミングチャートである。
【図５】本発明の実施の形態１に係る出力回路の制御信号のタイミングチャートである。
【図６】本発明の実施の形態１に係るカプセル型内視鏡カメラの動作の流れを示すフローチャートである。
【図７】本発明の実施の形態１のカプセル型内視鏡カメラの制御信号のタイミングチャートである。
【図８】本発明の実施の形態１のカプセル型内視鏡カメラの制御信号のタイミングチャートである。
【図９】本発明の実施の形態１の変形例におけるカプセル型内視鏡カメラの制御信号のタイミングチャートである。
【図１０】本発明の実施の形態２に係る出力回路の構成を示す図である。
【図１１】本発明の実施の形態２に係る出力回路の制御信号のタイミングチャートである。
【図１２】本発明の実施の形態３に係るカプセル型内視鏡カメラの構成を示す図である。
【図１３】本発明の実施の形態３に係る出力回路の構成を示す図である。
【図１４】本発明の実施の形態３に係るカプセル型内視鏡カメラの制御信号のタイミングチャートである。
【図１５】従来の固体撮像装置の構成を示す図である。
【図１６】従来の出力回路の構成を示す図である。
【符号の説明】
【０２３４】
１００、３００  カプセル型内視鏡カメラ
１１０、３１０、３１１  ＬＥＤ
１２０、３２０、３２１  レンズ
１３０、３３０、３３１、５３０  固体撮像装置
１３１、５３１  画素部
１３２、５３２  垂直シフトレジスタ
１３３、５３３  水平読み出し回路
１３４、５３４  出力回路
１３５、５３５  タイミング発生回路
１３６、５３６  光電変換素子
１４０、３４０  信号処理回路
１５０、３５０  駆動回路
１６０、３６０  送信回路
１７０、３７０  バッテリ
１８１、１８１ａ、１８１ｂ  停止選択パルス
１８２  駆動モード信号
２１０  入力部
２１１、２２１、２３１、２６１  駆動電流供給部
２１２、２２２、２３２、２６２  切り替え部
２２０、２６０  増幅部
２３０  出力部
２３３  駆動部
２４０、２５０  バイアス回路
５４１  ソースフォロア回路
５４２  差動回路
５４３  ボルテージフォロア回路
５４４、５４５  バイアス回路
５４６、５４７、５４８  スイッチ
Ｃ０１、Ｃ０２、Ｃ２１、Ｃ２２  容量
ＴＮ０１、ＴＮ２２、ＴＮ２５、ＴＮ３７、ＴＮ４１、ＴＮ４２、ＴＮ６１、ＴＰ５１、ＴＰ５２、ＴＰ６１  トランジスタ
ＴＮ１１、ＴＮ２１、ＴＮ３１、ＴＮ３２、ＴＰ６２  駆動トランジスタ
ＴＮ１２、ＴＮ１３、ＴＮ２３、ＴＮ２４、ＴＮ３３、ＴＮ３４、ＴＮ６２、ＴＮ６３、ＴＰ３１、ＴＰ３２  スイッチングトランジスタ
ＴＮ１４、ＴＮ１５、ＴＮ３５、ＴＮ３６、ＴＮ６４、ＴＮ６５、ＴＰ２１、ＴＰ２２  負荷トランジスタ
【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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【図１５】
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【図１６】
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