[发明专利]摄像装置、内窥镜以及内窥镜系统

说明书

摄像装置具备：摄像元件(21)，其配置有高感光度像素群(22a)和通常感光度像素群(22b)；控制部(31)，其仅读出高感光度像素群(22a)来形成第一帧信号，读出包括高感光度像素群(22a)和通常感光度像素群(22b)的全部像素来形成第二帧信号，并交替地输出第一帧信号、第二帧信号；驱动控制电路(32)；定时生成电路(23)；以及帧相加电路(35)，其将第一帧信号、第二帧信号进行帧相加处理后作为一个图像信号进行输出。

技术领域

本发明涉及一种摄像装置、内窥镜以及内窥镜系统，特别是涉及一种具备设置有片上滤色器的固体摄像元件的摄像装置。

背景技术

在医疗领域和工业领域等领域中，广泛地使用具备对被检体内部的被摄体进行拍摄的内窥镜、生成被内窥镜拍摄到的被摄体的观察图像的图像处理装置等的内窥镜系统。

另外，关于这种内窥镜系统的内窥镜，以往已知一种例如采用CMOS图像传感器(Complementary Metal Oxide Semiconductor Image Sensor：互补金属氧化物半导体图像传感器)来作为射入被摄体像并输出规定的图像信号的固体摄像元件的例子。

另外，近年来，作为如上述那样的CMOS图像传感器，如日本特开2009-176777号公报所示那样设置有所谓的片上滤色器的图像传感器也是众所周知的。

该片上滤色器是在摄像元件(例如上述的CMOS图像传感器)中的各像素的传感器上部形成的颜色选择用滤波器。通常，例如摄像元件中的CMOS图像传感器等传感器部针对射入的光仅输出黑白的明暗信息，但是通过在该传感器部配置片上滤色器，能够借助该片上滤色器使传感器部中的各像素具有“颜色信息”。

另外，一般来说，片上滤色器由RGB各颜色的原色滤波器构成的例子是众所周知的，但是近年来提出有通过将片上滤色器的一部分设为透明层(所谓的白像素化)来提高作为摄像元件的感光度的技术。并且，还提出有采用青色、品红色、黄色等的所谓补色滤波器作为片上滤色器来提高感光度的技术。

然而，若经由片上滤色器而感光度高的像素和感光度低的像素混合存在于同一像素阵列上，则感光度高的像素先达到饱和，因此存在动态范围变窄的问题。

为了解决这个问题，在日本专利第5526673号说明书中示出了以下一种技术：预先配置感光度不同的两种像素(其中一种为白像素)，在其中的感光度高的像素达到饱和的情况下使用感光度低的像素的信号。

另一方面，在日本专利第5256917号说明书、日本专利第4618342号说明书中示出了以下例子：对像素设计本身进行变更，以使对感光度高的像素使用的光电转换部的饱和电荷数提高来抑制饱和。

然而，在上述的日本专利第5526673号说明书所记载的技术中，有意地抑制了感光度，因此无法将特意入射的光子有效地转换为信号电荷，存在在低照度区域内清晰感降低等问题。

另外，在日本专利第5256917号说明书、日本专利第4618342号说明书所记载的技术中，提高了饱和电荷数，因此已使特定的光源最优化，但是存在以下问题：如果是在动态地改变光源来进行拍摄的内窥镜中采用的摄像元件，则未必能保证在最佳的条件下进行动作。并且，由于需要改变像素设计本身，因此也存在在变更了滤色器或光源的情况下无法进行灵活性的应对的问题。

本发明是鉴于上述的状况而完成的，其目的在于提供一种摄像装置、内窥镜以及内窥镜系统，该摄像装置具备具有滤色器的阵列的固体摄像元件，该固体摄像元件的一部分包含通过提高滤色器的透过率而提高了感光度的高感光度像素，其中，该摄像装置能够有效地使用高感光度像素信号，根据光源来选择性地读出存在饱和的风险的像素，因此实现始终不浪费信号电荷的摄像。

发明内容

用于解决问题的方案