(57)【要約】【課題】内視鏡挿入部の先端に内視鏡画像を撮影するためのＣＭＯＳ撮像素子を備えた内視鏡装置において、挿入部の長さ（電源供給線での電圧降下）にかかわらずＣＭＯＳ撮像素子に規定の動作電圧の電源を供給することができるようにする。【解決手段】内視鏡挿入部の先端に配置されるＣＭＯＳ撮像素子５４の近傍にレギュレータ１２２が配置されて、ＣＭＯＳ撮像素子には規定の動作電圧の電源が安定して供給される。一方、内視鏡挿入部の先端から離れた位置にレギュレータ１２０が配置される。このレギュレータ１２０は、挿入部の長さにかかわらず、レギュレータ１２２にＣＭＯＳ撮像素子の規定の動作電圧と略同じ電圧の電源を供給し、レギュレータ１２２での発熱を防止する。【選択図】図５
2011206333.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
挿入部の先端に内視鏡画像を撮影するためのＣＭＯＳ撮像素子を備えた内視鏡装置におけるＣＭＯＳ撮像素子の電源装置において、
前記ＣＭＯＳ撮像素子の近傍に配置され、前記ＣＭＯＳ撮像素子の電源入力端子に対して第１の電源供給線を介して電源出力端子が接続された近距離定電圧回路であって、前記ＣＭＯＳ撮像素子の電源入力端子に規定の動作電圧の電源を前記第１の電源供給線を通じて供給する近距離定電圧回路と、
少なくとも前記挿入部以外の位置に配置され、前記近距離定電圧回路の電源入力端子に対して第２の電源供給線を介して電源出力端子が接続された遠距離定電圧回路であって、前記近距離定電圧回路の電源入力端子近傍における前記第２の電源供給線上の電圧検出点に電圧検出線を接続して、該電圧検出線により前記電圧検出点の電圧を検出すると共に、前記電圧検出点の電圧が前記ＣＭＯＳ撮像素子の規定の動作電圧に略一致する値となるように前記近距離定電圧回路に前記第２の電源供給線を通じて電源を供給する遠距離定電圧回路と、
を備えたことを特徴とする内視鏡装置におけるＣＭＯＳ撮像素子の電源装置。
【請求項２】
挿入部の先端に内視鏡画像を撮影するためのＣＭＯＳ撮像素子を備えた内視鏡装置におけるＣＭＯＳ撮像素子の電源装置において、
少なくとも前記挿入部以外の位置に配置され、前記ＣＭＯＳ撮像素子の電源入力端子に対して電源供給線を介して電源出力端子が接続された遠距離定電圧回路であって、前記ＣＭＯＳ撮像素子の電源入力端子近傍における前記電源供給線上の電圧検出点に電圧検出線を接続して、該電圧検出線により前記電圧検出点の電圧を検出すると共に、前記電圧検出点の電圧が前記ＣＭＯＳ撮像素子の規定の動作電圧となるように前記ＣＭＯＳ撮像素子に前記電源供給線を通じて電源を供給する遠距離定電圧回路を備えたことを特徴とする内視鏡装置におけるＣＭＯＳ撮像素子の電源装置。
【請求項３】
挿入部の先端に内視鏡画像を撮影するためのＣＭＯＳ撮像素子を備えた内視鏡装置におけるＣＭＯＳ撮像素子の電源装置において、
前記ＣＭＯＳ撮像素子の近傍に配置され、前記ＣＭＯＳ撮像素子の電源入力端子に対して第１の電源供給線を介して電源出力端子が接続された近距離定電圧回路であって、前記ＣＭＯＳ撮像素子の電源入力端子に規定の動作電圧の電源を前記第１の電源供給線を通じて供給する近距離定電圧回路と、
少なくとも前記挿入部以外の位置に配置され、前記近距離定電圧回路の電源入力端子に対して第２の電源供給線を介して電源出力端子が接続された遠距離定電圧回路であって、前記近距離定電圧回路の電源入力端子近傍における前記第２の電源供給線上の第１電圧検出点と、前記遠距離定電圧回路の電源出力端子近傍における前記第２の電源供給線上の第２電圧検出点との間での電位差を検出すると共に、前記遠距離定電圧回路の電源出力端子からの出力電圧に対して前記電位差分の電圧を引いたときの電圧が前記ＣＭＯＳ撮像素子の規定の動作電圧に略一致する値となるように前記近距離定電圧回路に前記第２の電源供給線を通じて電源を供給する遠距離定電圧回路と、
を備えたことを特徴とする内視鏡装置におけるＣＭＯＳ撮像素子の電源装置。
【請求項４】
挿入部の先端に内視鏡画像を撮影するためのＣＭＯＳ撮像素子を備えた内視鏡装置におけるＣＭＯＳ撮像素子の電源装置において、
少なくとも前記挿入部以外の位置に配置され、前記ＣＭＯＳ撮像素子の電源入力端子に対して電源供給線を介して電源出力端子が接続された遠距離定電圧回路であって、前記ＣＭＯＳ撮像素子の電源入力端子近傍における前記電源供給線上の第１電圧検出点と、前記遠距離定電圧回路の電源出力端子近傍における前記電源供給線上の第２電圧検出点との間での電位差を検出すると共に、前記遠距離定電圧回路の電源出力端子からの出力電圧に対して前記電位差分の電圧を引いたときの電圧が前記ＣＭＯＳ撮像素子の規定の動作電圧となるように前記ＣＭＯＳ撮像素子に前記電源供給線を通じて電源を供給する遠距離定電圧回路を備えたことを特徴とする内視鏡装置におけるＣＭＯＳ撮像素子の電源装置。
【請求項５】
前記電圧検出線には直列に抵抗が接続されており、該抵抗により前記電圧検出線に流れる電流が微小な電流に制限されると共に前記電圧検出線における電圧降下が防止されることにより、前記抵抗において生じる電圧によって前記電圧検出点での電圧が間接的に検出されることを特徴とする請求項１、又は、２の内視鏡装置におけるＣＭＯＳ撮像素子の電源装置。
【請求項６】
前記遠距離定電圧回路は、内視鏡装置の操作部、ユニバーサルコードのコネクタ、又は、内視鏡装置とユニバーサルコードで接続されるプロセッサ装置に配置されることを特徴とする請求項１、２、３、４、又は、５の内視鏡装置におけるＣＭＯＳ撮像素子の電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内視鏡装置におけるＣＭＯＳ撮像素子の電源装置に係り、特に内視鏡挿入部の先端に配置された内視鏡画像を撮影するためのＣＭＯＳ撮像素子に電源を供給する電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、医療分野において、内視鏡装置、例えば電子内視鏡を利用した検査が広く普及している。電子内視鏡には、被検体内に挿入される内視鏡挿入部（以下、挿入部と称す）の先端にイメージセンサが搭載され、コードやコネクタを介してプロセッサ装置（信号処理装置）に接続される。プロセッサ装置は、イメージセンサから得られた撮像信号に対して各種処理を施し、診断に供する内視鏡画像を生成する。内視鏡画像は、プロセッサ装置に接続されたモニタに表示される。
【０００３】
挿入部の先端に配置されるイメージセンサとして従来ではＣＣＤセンサが一般的に使用されていたが、近年ではＣＭＯＳセンサを使用することが検討されてきている。ＣＭＯＳセンサはＣＣＤセンサとは異なり、一般的なＣＭＯＳ製造プロセスにより、ＣＭＯＳ撮像素子として同一チップ上に、信号処理回路、タイミングジェネレータ、Ａ／Ｄコンバータ、通信インターフェースなどの周辺回路もＣＭＯＳセンサと共に形成することが可能であり、そのＣＭＯＳセンサと周辺回路とが１チップ化されたＣＭＯＳ撮像素子を挿入部の先端に配置することが可能である。
【０００４】
ところで、イメージセンサに電源を供給する電源装置は、プロセッサ装置、ユニバーサルコードのコネクタ部分、又は、内視鏡の操作部のようにイメージセンサに対して挿入部の長さよりも離れた位置に設置される。例えば、イメージセンサが設置される内視鏡挿入部の先端から操作部までは数ｍになる場合がある。また、挿入部の径をできるだけ小さくするため電源を供給するための電源供給線（電源ケーブル）も細い。一方、イメージセンサとしてＣＭＯＳ撮像素子を使用する場合には、ＣＣＤセンサの場合と比較して消費電力が大きく、供給電流も大きくなる。そのため、ＣＭＯＳ撮像素子を使用する場合には電源装置からＣＭＯＳ撮像素子までの間の電源供給線での電圧降下が大きく、ＣＭＯＳ撮像素子に対して規定の電圧の電源を供給するためには電源供給線の長さに応じた電圧降下を考慮して電源装置の出力電圧を設定する必要がある。また、電源供給線の長さを考慮して挿入部の長さは用途などによって異なるため、挿入部の長さが異なれば電源装置の出力電圧も変更する必要がある。この問題を解決するために、内視鏡の種類（挿入部の長さ）ごとに出力電圧の異なる電源装置を使用することが考えられるが、内視鏡の種類ごとに電源装置の回路を変更するのは生産上好ましくない。
【０００５】
従来、信号伝送線路の長さによる信号の減衰を考慮してそれを補正する技術として、特許文献１、２のような提案が行われている。
【０００６】
特許文献１は、内視鏡の挿入部の先端に配置された撮像素子への駆動パルスと撮像素子からの映像信号に関して、挿入部を伝送する間での波形劣化等を防止するものであり、挿入部の長さに応じた大きさ（抵抗値）の抵抗を内視鏡に設けておき、その抵抗値を検出することによって挿入部の長さを認識して信号伝送線路で生じる信号劣化等を補った信号を出力することを提案している。
【０００７】
特許文献２は、撮像素子が配置されたカメラヘッド部と、カメラヘッド部を駆動する駆動回路が配置されたビデオプロセッサがケーブルで接続される場合に、ケーブルの長さに応じた信号の遅延量や減衰量を補正するものであり、ケーブルの長さを駆動回路の消費電流によって検出することを提案している。
【０００８】
また、特許文献３には、内視鏡挿入部の先端に配置された撮像素子と基板部に配置された駆動回路との間の信号ケーブルの断線等によって撮像素子に過電流が流れることを防止するために電源ラインに設けられたノイズ除去部を利用してその電圧降下を監視することが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開昭６２−８４７３５号公報
【特許文献２】特開平６−３２６９１６号公報
【特許文献３】特開２００８−１６１４２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、内視鏡挿入部の先端のＣＭＯＳ撮像素子に規定の電圧の電源を供給する方法として、上記特許文献１、２の方法を採用した場合には、次のような問題がある。即ち、上記特許文献１、２の方法は、挿入部の長さやケーブルの長さを検出して、その長さに応じた補正を信号に施すものであるが、挿入部の長さやケーブルの長さから決定した補正量は経験的な値であり、実際に必要な補正量とは誤差がある。例えば、電源装置から所定の長さの電源供給線を介してＣＭＯＳ撮像素子に規定の電圧の電源を印加する場合において、電源供給線の長さを測定して、その長さから予測される電源供給線での電圧降下を決定したとしても実測した値ではないため誤差があり、その電圧降下分をＣＭＯＳ撮像素子に印加する規定の電圧に加算して得られる電圧を電源装置から出力したとしてもＣＭＯＳ撮像素子に印加される電圧は規定の電圧と異なる。従って、特許文献１、２のように電源供給線の長さを検出することによって電源装置の出力電圧を調整する方法では不十分である。
【００１１】
また、特許文献３は、電源ラインの一部の電圧降下を測定するものであり、電源供給線全体での電圧降下を測定するものではなく、また、仮に電源供給線全体での電圧降下を測定したとしても、その電圧降下分を電源装置の出力電圧に反映させる構成が特許文献３には示されておらず、電源装置の出力電圧をマニュアル等で設定したとしても手間を要するため適切ではない。
【００１２】
更に、ＣＭＯＳ撮像素子に規定の電圧の電源を供給する方法として、ＣＭＯＳ撮像素子と共に挿入部の先端に電源装置の一部としてレギュレータ（定電圧回路）を設置してレギュレータを介してＣＭＯＳ撮像素子に規定の電圧を印加すると共に、そのレギュレータまでの電源供給線での電圧降下を考慮して十分に大きな出力電圧を挿入部の先端に対して挿入部の基端よりも離れた位置の電源装置から供給することが考えられる。しかしながら、レギュレータの入力電圧が高すぎると、レギュレータ内での電圧降下によって熱が発生するため好ましくない。挿入部の長さ（レギュレータへの電源供給線の長さ）に応じてレギュレータへの出力電圧を調整する場合には、レギュレータを使用しない場合と同様の問題が生じる。
【００１３】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、内視鏡挿入部の先端に内視鏡画像を撮影するためのＣＭＯＳ撮像素子を備えた内視鏡装置において、挿入部の長さ（電源供給線での電圧降下）にかかわらずＣＭＯＳ撮像素子に規定の動作電圧の電源を供給することができる内視鏡装置におけるＣＭＯＳ撮像素子の電源装置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】
【００１４】
前記目的を達成するために、請求項１に係る内視鏡装置におけるＣＭＯＳ撮像素子の電源装置は、挿入部の先端に内視鏡画像を撮影するためのＣＭＯＳ撮像素子を備えた内視鏡装置におけるＣＭＯＳ撮像素子の電源装置において、前記ＣＭＯＳ撮像素子の近傍に配置され、前記ＣＭＯＳ撮像素子の電源入力端子に対して第１の電源供給線を介して電源出力端子が接続された近距離定電圧回路であって、前記ＣＭＯＳ撮像素子の電源入力端子に規定の動作電圧の電源を前記第１の電源供給線を通じて供給する近距離定電圧回路と、少なくとも前記挿入部以外の位置に配置され、前記近距離定電圧回路の電源入力端子に対して第２の電源供給線を介して電源出力端子が接続された遠距離定電圧回路であって、前記近距離定電圧回路の電源入力端子近傍における前記第２の電源供給線上の電圧検出点に電圧検出線を接続して、該電圧検出線により前記電圧検出点の電圧を検出すると共に、前記電圧検出点の電圧が前記ＣＭＯＳ撮像素子の規定の動作電圧に略一致する値となるように前記近距離定電圧回路に前記第２の電源供給線を通じて電源を供給する遠距離定電圧回路と、を備えたことを特徴としている。
【００１５】
本発明によれば、近距離定電圧回路によって内視鏡挿入部の長さ（電源供給線での電圧降下）にかかわらず、ＣＭＯＳ撮像素子に対して規定の動作電圧の電源を安定して供給することができると共に、遠距離定電圧回路によって近距離定電圧回路における電圧降下を少なくして近距離定電圧回路における発熱を防止することができる。
【００１６】
請求項２に係る内視鏡装置におけるＣＭＯＳ撮像素子の電源装置は、挿入部の先端に内視鏡画像を撮影するためのＣＭＯＳ撮像素子を備えた内視鏡装置におけるＣＭＯＳ撮像素子の電源装置において、少なくとも前記挿入部以外の位置に配置され、前記ＣＭＯＳ撮像素子の電源入力端子に対して電源供給線を介して電源出力端子が接続された遠距離定電圧回路であって、前記ＣＭＯＳ撮像素子の電源入力端子近傍における前記電源供給線上の電圧検出点に電圧検出線を接続して、該電圧検出線により前記電圧検出点の電圧を検出すると共に、前記電圧検出点の電圧が前記ＣＭＯＳ撮像素子の規定の動作電圧となるように前記ＣＭＯＳ撮像素子に前記電源供給線を通じて電源を供給する遠距離定電圧回路を備えたことを特徴としている。
【００１７】
本発明によれば、遠距離定電圧回路によって内視鏡挿入部の長さ（電源供給線での電圧降下）にかかわらずＣＭＯＳ撮像素子に対して規定の動作電圧の電源を安定して供給することができる。
【００１８】
請求項３に係る内視鏡装置におけるＣＭＯＳ撮像素子の電源装置は、挿入部の先端に内視鏡画像を撮影するためのＣＭＯＳ撮像素子を備えた内視鏡装置におけるＣＭＯＳ撮像素子の電源装置において、前記ＣＭＯＳ撮像素子の近傍に配置され、前記ＣＭＯＳ撮像素子の電源入力端子に対して第１の電源供給線を介して電源出力端子が接続された近距離定電圧回路であって、前記ＣＭＯＳ撮像素子の電源入力端子に規定の動作電圧の電源を前記第１の電源供給線を通じて供給する近距離定電圧回路と、少なくとも前記挿入部以外の位置に配置され、前記近距離定電圧回路の電源入力端子に対して第２の電源供給線を介して電源出力端子が接続された遠距離定電圧回路であって、前記近距離定電圧回路の電源入力端子近傍における前記第２の電源供給線上の第１電圧検出点と、前記遠距離定電圧回路の電源出力端子近傍における前記第２の電源供給線上の第２電圧検出点との間での電位差を検出すると共に、前記遠距離定電圧回路の電源出力端子からの出力電圧に対して前記電位差分の電圧を引いたときの電圧が前記ＣＭＯＳ撮像素子の規定の動作電圧に略一致する値となるように前記近距離定電圧回路に前記第２の電源供給線を通じて電源を供給する遠距離定電圧回路と、を備えたことを特徴としている。
【００１９】
本発明によれば、近距離定電圧回路によって内視鏡挿入部の長さ（電源供給線での電圧降下）にかかわらず、ＣＭＯＳ撮像素子に対して規定の動作電圧の電源を安定して供給することができると共に、遠距離定電圧回路によって近距離定電圧回路における電圧降下を少なくして近距離定電圧回路における発熱を防止することができる。
【００２０】
請求項４に係る内視鏡装置におけるＣＭＯＳ撮像素子の電源装置は、挿入部の先端に内視鏡画像を撮影するためのＣＭＯＳ撮像素子を備えた内視鏡装置におけるＣＭＯＳ撮像素子の電源装置において、少なくとも前記挿入部以外の位置に配置され、前記ＣＭＯＳ撮像素子の電源入力端子に対して電源供給線を介して電源出力端子が接続された遠距離定電圧回路であって、前記ＣＭＯＳ撮像素子の電源入力端子近傍における前記電源供給線上の第１電圧検出点と、前記遠距離定電圧回路の電源出力端子近傍における前記電源供給線上の第２電圧検出点との間での電位差を検出すると共に、前記遠距離定電圧回路の電源出力端子からの出力電圧に対して前記電位差分の電圧を引いたときの電圧が前記ＣＭＯＳ撮像素子の規定の動作電圧となるように前記ＣＭＯＳ撮像素子に前記電源供給線を通じて電源を供給する遠距離定電圧回路を備えたことを特徴としている。
【００２１】
本発明によれば、遠距離定電圧回路によって内視鏡挿入部の長さ（電源供給線での電圧降下）にかかわらずＣＭＯＳ撮像素子に対して規定の動作電圧の電源を安定して供給することができる。
【００２２】
請求項５に係る内視鏡装置におけるＣＭＯＳ撮像素子の電源装置は、請求項１、又は、２に記載の発明において、前記電圧検出線には直列に抵抗が接続されており、該抵抗により前記電圧検出線に流れる電流が微小な電流に制限されると共に前記電圧検出線における電圧降下が防止されることにより、前記抵抗において生じる電圧によって前記電圧検出点での電圧が間接的に検出されることを特徴としている。
【００２３】
本発明は、遠距離定電圧回路において電源出力端子から離れた位置の電圧を電圧検出線により適切に検出するための位置手段である。
【００２４】
請求項６に係る内視鏡装置におけるＣＭＯＳ撮像素子の電源装置は、請求項１、２、３、４、又は、５に記載の発明において、前記遠距離定電圧回路は、内視鏡装置の操作部、ユニバーサルコードのコネクタ、又は、内視鏡装置とユニバーサルコードで接続されるプロセッサ装置に配置されることを特徴としている。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、内視鏡挿入部の先端に内視鏡画像を撮影するためのＣＭＯＳ撮像素子を備えた内視鏡装置において、挿入部の長さ（電源供給線での電圧降下）にかかわらずＣＭＯＳ撮像素子に規定の動作電圧の電源を供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】内視鏡システムの概略構成を示した全体構成図
【図２】電子内視鏡の先端部を示した正面図
【図３】電子内視鏡の先端部を示した側面断面図
【図４】内視鏡装置プロセッサ装置とからなる内視鏡システムの制御系の構成を示したブロック図
【図５】図５は、図４における内視鏡内のＣＭＯＳ撮像素子、レギュレータを抽出して一部詳細な回路を示した電源装置の構成図
【図６】ＣＭＯＳ撮像素子の電源装置の他の実施の形態を示した構成図
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、添付図面に従って本発明に係る内視鏡装置におけるＣＭＯＳ撮像素子の電源装置
の好ましい実施の形態について詳説する。
【００２８】
図１は本発明の一実施形態に係る内視鏡システムの概略構成を示した全体構成図である。図１に示すように、本実施形態の内視鏡システム１０は、内視鏡装置（電子内視鏡、以下、内視鏡という。）１２、プロセッサ装置１４、光源装置１６などから構成される。内視鏡１２は、患者（被検体）の体腔内に挿入される可撓性の挿入部２０と、挿入部２０の基端部分に連設された操作部２２と、プロセッサ装置１４及び光源装置１６に接続されるユニバーサルコード２４とを備えている。
【００２９】
挿入部２０の先端には、体腔内撮影用のＣＭＯＳ撮像素子（撮像チップ）５４（図３参照）などが内蔵された先端部２６が連設されている。先端部２６の後方には、複数の湾曲駒を連結した湾曲部２８が設けられている。湾曲部２８は、操作部２２に設けられたアングルノブ３０が操作されて、挿入部２０内に挿設されたワイヤが押し引きされることにより、上下左右方向に湾曲動作する。これにより、先端部２６が体腔内の所望の方向に向けられる。
【００３０】
ユニバーサルコード２４の基端は、コネクタ３６に連結されている。コネクタ３６は、複合タイプのものであり、コネクタ３６にはプロセッサ装置１４が接続される他、光源装置１６が接続される。
【００３１】
プロセッサ装置１４は、ユニバーサルコード２４内に挿通されたケーブル６８（図３参照）を介して電子内視鏡１２に給電を行い、ＣＭＯＳ撮像素子５４の駆動を制御するとともに、ＣＭＯＳ撮像素子５４からケーブル６８を介して伝送された撮像信号を受信し、受信した撮像信号に各種信号処理を施して画像データに変換する。プロセッサ装置１４で変換された画像データは、プロセッサ装置１４にケーブル接続されたモニタ３８に内視鏡画像として表示される。また、プロセッサ装置１４は、コネクタ３６を介して光源装置１６と電気的に接続され、内視鏡システム１０の動作を統括的に制御する。
【００３２】
図２は電子内視鏡１２の先端部２６を示した正面図である。図２に示すように、先端部２６の先端面２６ａには、観察窓４０、照明窓４２、鉗子出口４４、及び送気・送水用ノズル４６が設けられている。観察窓４０は、先端部２６の片側中央に配置されている。照明窓４２は、観察窓４０に関して対称な位置に２個配され、体腔内の被観察部位に光源装置１６からの照明光を照射する。鉗子出口４４は、挿入部２０内に配設された鉗子チャンネル７０（図３参照）に接続され、操作部２２に設けられた鉗子口３４（図１参照）に連通している。鉗子口３４には、注射針や高周波メスなどが先端に配された各種処置具が挿通され、各種処置具の先端が鉗子出口４４から露呈される。送気・送水用ノズル４６は、操作部２２に設けられた送気・送水ボタン３２（図１参照）の操作に応じて、光源装置１６に内蔵された送気・送水装置から供給される洗浄水や空気を、観察窓４０や体腔内に向けて噴射する。
【００３３】
図３は内視鏡１２の先端部２６を示した側面断面図である。図３に示すように、観察窓４０の奥には、体腔内の被観察部位の像光を取り込むための対物光学系５０を保持する鏡筒５２が配設されている。鏡筒５２は、挿入部２０の中心軸に対物光学系５０の光軸が平行となるように取り付けられている。鏡筒５２の後端には、対物光学系５０を経由した被観察部位の像光を、略直角に曲げて撮像チップ５４に向けて導光するプリズム５６が接続されている。
【００３４】
ＣＭＯＳ撮像素子５４は、ＣＭＯＳセンサ５８と、ＣＭＯＳセンサ５８の駆動及び信号の入出力を行う周辺回路とが一体形成されたモノリシック半導体（いわゆるＣＭＯＳセンサチップ）であり、支持基板６２上に実装されている。ＣＭＯＳセンサ５８の撮像面５８ａは、プリズム５６の出射面と対向するように配置されている。撮像面５８ａ上には、矩形枠状のスペーサ６３を介して矩形板状のカバーガラス６４が取り付けられている。ＣＭＯＳセンサ５８、スペーサ６３、及びカバーガラス６４は、接着剤を介して組み付けられている。これにより、塵埃などの侵入から撮像面５８ａが保護されている。
【００３５】
挿入部２０の後端に向けて延設された支持基板６２の後端部には、複数の入出力端子６２ａが支持基板６２の幅方向に並べて設けられている。入出力端子６２ａには、ユニバーサルコード２４を介してプロセッサ装置１４との各種信号の遣り取りを媒介するための信号線６６が接合されており、入出力端子６２ａは、支持基板６２に形成された配線やボンディングパッド等（図示せず）を介してＣＭＯＳ撮像素子５４内の周辺回路６０と電気的に接続されている。信号線６６は、可撓性の管状のケーブル６８内にまとめて挿通されている。ケーブル６８は、挿入部２０、操作部２２、及びユニバーサルコード２４の各内部を挿通し、コネクタ３６に接続されている。
【００３６】
また、図示は省略したが、照明窓４２の奥には、照明部が設けられている。照明部には、光源装置１６からの照明光を導くライトガイドの出射端が配されている。ライトガイドは、ケーブル６８と同様に、挿入部２０、操作部２２、及びユニバーサルコード２４の各内部を挿通し、コネクタ３６に入射端が接続されている。
【００３７】
図４は上記内視鏡システム１０における内視鏡１２及びプロセッサ装置１４の構成を示したブロック図である。
【００３８】
同図に示すよう内視鏡１２（挿入部２０）の先端部２６には、ＣＭＯＳセンサ５８と周辺回路とが同一チップに形成されたＣＭＯＳ撮像素子５４が内蔵されており、周辺回路として、アナログ信号処理回路（ＡＦＥ）１００、フォーマット変換回路１０２、レジスタ１０６、タイミングジェネレータ（ＴＧ）１０４、インターフェース回路１０８等を備えている。
【００３９】
ＣＭＯＳセンサ５８は、マトリクス状に配置される各画素ごとに形成されるフォトダイオードとフォトダイオードにより蓄積された信号電荷を電圧信号に変換する電圧変換回路と、電圧変換回路から電圧信号を読み出す画素のアドレス（位置）を指定する走査回路（垂直走査回路及び水平走査回路）と、走査回路によって読み出された画素の電圧信号を順に出力する出力回路とを備えている。
【００４０】
ＡＦＥ１００は、相関二重サンプリング回路（ＣＤＳ）、自動ゲイン回路（ＡＧＣ）、及びアナログ／デジタル変換器（Ａ／Ｄ）から構成されている。ＣＤＳは、ＣＭＯＳセンサ５８の各画素から順次読み出された画素信号からなる撮像信号に対して相関二重サンプリング処理を施し、ＣＭＯＳセンサ５８で生じるリセット雑音およびアンプ雑音の除去を行う。ＡＧＣは、ＣＤＳによりノイズ除去が行われた撮像信号を、プロセッサ装置１４から指定されるゲイン（増幅率）で増幅する。Ａ／Ｄは、ＡＧＣにより増幅された撮像信号を、所定のビット数のデジタル信号に変換して出力する。Ａ／Ｄでデジタル化されて出力された撮像信号（デジタル撮像信号）は、フォーマット変換回路１０２によりプロセッサ装置１４との間で決められた所定フォーマットの信号に変換され、プロセッサ装置１４に送信される。
【００４１】
タイミングジェネレータ（ＴＧ）１０４は、ＣＭＯＳセンサ５８から画素信号を読み出すための駆動パルスやＡＦＥ１００等の各部の同期パルスを発生させる。
【００４２】
レジスタ１０６は、ＣＭＯＳ撮像素子５４における各部の処理内容を決定するパラメータを記憶するメモリであり、このパラメータに従って各部の処理が実行される。
【００４３】
インターフェース回路１０８は、ＣＭＯＳ撮像素子５４の外部からのＣＭＯＳ撮像素子５４の各部の処理内容を設定する制御信号（コマンド）や基本クロック等を入力し、レジスタ１０６で設定されているパラ-メータの情報等を外部に出力する。インターフェース回路１０８にコマンドが入力されると、そのコマンドに従って上記レジスタ１０６にパラメータが設定される。基本クロックは上記ＴＧ１０４に与えられ、これを基準に各部に供給するパルスが生成される。
【００４４】
また、内視鏡１２には、ＣＭＯＳ撮像素子５４に電源を供給するためのレギュレータ（定電圧回路）１２０、１２２が配置されている。レギュレータ１２０は、内視鏡１２の操作部２２、又は、ユニバーサルコード２４の基端のコネクタ３６に配置され、その入力端子がプロセッサ装置１４内の電源回路２１２の出力端子に接続されている。レギュレータ１２２は先端部２６におけるＣＭＯＳ撮像素子５４の近傍に配置されており、その出力端子が電源ケーブル１３４を介してＣＭＯＳ撮像素子５４の電源入力端子に接続されている。そして、レギュレータ１２０の出力端子とレギュレータ１２２の入力端子が電源ケーブル１３０で接続されている。また、レギュレータ１２０には、レギュレータ１２２の入力端子の近傍に接続されたフィードバックケーブル１３２が接続されている。尚、これらのレギュレータ１２０、１２２についての詳細は後述する。
【００４５】
プロセッサ装置１４は、ＣＰＵ２００、画像処理回路２０８、表示制御回路２１０等を備えている。ＣＰＵ２００は、プロセッサ装置１４内の各部の動作を統括制御し、また、上記のように内視鏡１２との間で各種信号のやり取りを行う。例えば、ＣＭＯＳ撮像素子５４に対して制御信号や基本クロック等を与え、ＣＭＯＳ撮像素子５４から制御情報を取得する。
【００４６】
画像処理回路２０８は、内視鏡１２のＣＭＯＳ撮像素子５４から得られた撮像信号に対して色分離、色補間、ゲイン補正、ホワイトバランス調整、ガンマ補正、輪郭強調処理、明度の調整処理などのプロセッサ装置１４において行われる画像処理に関する回路を簡略化して１つの回路で示したものである。画像処理回路２０８に入力した撮像信号に対して画像処理が施されて得られた画像データは後段の表示制御回路１２８に入力される。
【００４７】
表示制御回路２１０は、画像処理回路２０８から入力された画像データからモニタ３８の表示形式に応じた映像信号を生成し、モニタ３８に出力する。これにより、モニタ３８にはＣＭＯＳ撮像素子５４により撮影された内視鏡画像が表示される。
【００４８】
電源回路２１２は、プロセッサ装置１４の各部、内視鏡１２のレギュレータ１２０に必要な電圧の電源を供給する回路である。
【００４９】
上記のごとく構成された内視鏡システム１０の内視鏡１２におけるＣＭＯＳ撮像素子５４の電源装置に関して説明する。
【００５０】
図５は、図４における内視鏡１２内のＣＭＯＳ撮像素子５４、レギュレータ１２０、１２２を抽出して一部詳細な回路を示した電源装置の構成図である。
【００５１】
同図に示すＣＭＯＳ撮像素子５４とレギュレータ１２２は内視鏡１２（挿入部２０）の先端部２６において近傍に配置されている。ＣＭＯＳ撮像素子５４はチップ端子として電源が入力される電源入力端子５４Ａを有している。
【００５２】
レギュレータ１２２は周知の三端子レギュレータであり、入力端子１２２Ａ、出力端子１２２Ｂ、共通端子（グラウンド）１２２Ｃと有し、出力端子１２２Ｂはほとんど電圧降下が生じない程度の短い電源ケーブル（電源供給線）１３４によりＣＭＯＳ撮像素子５４の電源入力端子５４Ａに接続されている。共通端子１２２Ｃはグラウンドに接続されている。
【００５３】
レギュレータ１２０は、内視鏡１２の操作部２２又はユニバーサルコード２４のコネクタ３６等の挿入部２０以外の部分に配置されている。このレギュレータ１２０は、周知の三端子レギュレータと同様の入力端子１２０Ａ、出力端子１２０Ｂ、共通端子（グラウンド）１２０Ｃを有している。また、これらの端子以外にフィードバック電圧が入力されるフィードバック端子１２０Ｄを有している。
【００５４】
出力端子１２０Ｂは、挿入部２０等の内視鏡１２内部を挿通する電源ケーブル（電源供給線）１３０を介してレギュレータ１２２の入力端子１２２Ａに接続されている。フィードバック端子１２０Ｄは、フィードバックケーブル(フィードバック線)１３２の一端が接続され、そのフィードバックケーブル１３２の他端が電源ケーブル１３０にレギュレータ１２２の近傍位置Ｐ（ＦＢ電圧検出位置Ｐ）で接続されている。入力端子１２０Ａは、等価電圧源として示したプロセッサ装置１４の電源回路２１２（電圧Ｖ２）の正電圧側端子に接続され、共通端子１２０Ｃが電源回路２１２の負電圧側端子に接続されると共にグラウンドに接続されている。
【００５５】
このような構成において、レギュレータ１２２は、ＣＭＯＳ撮像素子５４の電源入力端子５４Ａに接続されている出力端子１２２ＢからＣＭＯＳ撮像素子５４の規定の動作電圧Ｖｃが出力されるように設定されている。これにより、ＣＭＯＳ撮像素子５４には規定の動作電圧Ｖｃの電源が安定して供給されるようになっている。
【００５６】
レギュレータ１２０は、レギュレータ１２２の入力端子１２２ＡにＣＭＯＳ撮像素子５４の規定の動作電圧Ｖｃに略等しく、動作電圧Ｖｃよりもわずかに高い電圧Ｖｄの電源を安定して供給するために設けられている。レギュレータ１２２の入力端子１２２Ａに動作電圧Ｖｃよりもわずかに高い電圧Ｖｄの電源を供給するのは、レギュレータ１２２の入力端子１２２Ａと出力端子１２２Ｂの間の電圧降下を少なくして、レギュレータ１２２での発熱を抑え、被検体内に挿入される挿入部２０の先端における発熱を防止するためである。
【００５７】
一方、レギュレータ１２０の出力端子１２０Ｂからレギュレータ１２２の入力端子１２２Ａまでは、少なくとも挿入部２０の長さ以上に離れており、それらの端子間の電源ケーブル１３０における電圧降下は無視することはできない。特に、ＣＭＯＳ撮像素子５４は、内視鏡のイメージセンサとして従来から一般的に使用されているＣＣＤセンサと比較して消費電力が大きく電源ケーブル１３０を流れる電流も大きいため電源ケーブル１３０での電圧降下も大きい。そこで、レギュレータ１２２の入力端子１２２Ａの近傍位置Ｐ（ＦＢ電圧検出位置Ｐ）における電圧をフィードバックケーブル１３２によりレギュレータ１２０のフィードバック端子１２０Ｄにフィードバックし、電源ケーブル１３０により電圧降下が生じた後のＦＢ電圧検出位置Ｐの電圧が目的の電圧Ｖｄ（動作電圧Ｖｃよりもわずかに高い電圧Ｖｄ）となるように出力端子１２０Ｂから出力する電圧を可変している。即ち、正確には、レギュレータ１２０は、ＦＢ電圧検出位置Ｐを出力端子とする定電圧回路となっている。
【００５８】
レギュレータ１２０の具体的な回路例が図示されており、簡単に説明すると、電源回路２１２が接続されるレギュレータ１２０の入力端子１２０Ａと、出力端子１２０Ｂの間には直列に制御用トランジスタ（ＮＰＮ型）Ｑ１が接続され、そのベースに差動増幅回路Ｕ１の出力端子が接続されている。
【００５９】
一方、差動増幅回路Ｕ１の反転入力端子（−）には、内部で生成した基準電圧Ｖｒｅｆ（Ｖｒｅｆは電圧値も示す）が印加されている。
【００６０】
また、フィードバック端子１２０Ｄと共通端子１２０Ｃの間には抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２（Ｒ１とＲ２は抵抗値も示す）が直列に接続され、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２の接続点が差動増幅回路Ｕ１の非反転入力端子（＋）に接続されている。
【００６１】
ここで、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２の抵抗値の和（Ｒ１＋Ｒ２）は、ＦＢ電圧検出位置Ｐからフィードバック端子１２０Ｄまでの間の抵抗値と比べて十分に大きな値であり、且つ、フィードバックケーブル１３２を流れる電流が微少となるような抵抗値となっている。これによって、フィードバックケーブル１３２での電圧降下が生じず、差動増幅回路Ｕ２の非反転入力端子（＋）には、ＦＢ電圧検出位置Ｐでの電圧（仮にＶｄ′とする）を抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２で分圧した電圧、即ち、Ｖｄ′×Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２）により求められる電圧が印加される。
【００６２】
このとき、差動増幅回路Ｕ１は、差動増幅回路Ｕ１の反転入力端子（−）の印加電圧Ｖｒｅｆと、非反転入力端子（＋）の印加電圧Ｖｄ′×Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２）が等しくなるように出力端子の電圧を変化させて制御用トランジスタＱ１のベース電位を変化させるため、ＦＢ電圧検出位置Ｐでの電圧Ｖｄ′はＶｒｅｆ・（Ｒ１＋Ｒ２）／Ｒ２となる。従って、ＦＢ電圧検出位置Ｐの電圧Ｖｄ′は一定電圧で安定した状態になる。
【００６３】
また、ＦＢ電圧検出位置Ｐでの電圧Ｖｄ′は基準電圧Ｖｒｅｆの値によって所望の値に設定可能であり、上記のようにＦＢ電圧検出位置Ｐでの電圧Ｖｄ′を、ＣＭＯＳ撮像素子５４の規定の動作電圧Ｖｃよりもわずかに高い電圧Ｖｄに設定するために、基準電圧ＶｒｅｆをＶｄ×Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２）に設定している。
【００６４】
レギュレータ１２０の作用により、電源ケーブル１３０での電圧降下にかかわらず、レギュレータ１２２の入力端子１２２Ａの近傍位置Ｐでの電圧をＣＭＯＳ撮像素子５４の規定の動作電圧Ｖｃよりもわずかに高い電圧Ｖｄに設定することができ、レギュレータ１２２での発熱を確実に防止することができる。また、上記の説明からも分かるようにＦＢ電圧検出位置Ｐでの電圧Ｖｄは基準電圧Ｖｒｅｆと抵抗値Ｒ１、Ｒ２によって決まり、電源ケーブル１３０やフィードバックケーブル１３２の長さとは関係がないため、挿入部の長さ（電源ケーブル）が異なる任意の内視鏡においても図５の電源装置（同一の電源装置）を使用することができる。
【００６５】
尚、ＦＢ電圧検出位置Ｐでの電圧Ｖｄが電圧Ｖｒｅｆ・（Ｒ１＋Ｒ２）／Ｒ２となることからも分かるようにＦＢ電圧検出位置Ｐでの電圧Ｖｄを一定に保つためにはフィードバックケーブル１３２に流れる電流を小さくすること（抵抗値Ｒ１、Ｒ２を大きくすること）が重要である。
【００６６】
以上、上記実施の形態では、ＣＭＯＳ撮像素子５４の近傍にレギュレータ１２２を配置したが、レギュレータ１２２を使用せずにレギュレータ１２０の出力端子１２０Ｂからの供給電源を直接、ＣＭＯＳ撮像素子５４の電源入力端子５４Ａに入力してもよい。ただし、ＣＭＯＳ撮像素子５４への供給電源の電圧の安定性は低減する。この場合、レギュレータ１２０の出力端子１２０ＢとＣＭＯＳ撮像素子５４の電源入力端子５４Ａとを電源ケーブルで接続し、電源入力端子５４Ａの近傍位置をＦＢ電圧検出位置とする。そして、そのＦＢ電圧検出位置での電圧がＣＭＯＳ撮像素子５４の規定の動作電圧Ｖｃとなるように基準電圧Ｖｒｅｆを設定すればよい。
【００６７】
また、上記実施の形態では、レギュレータ１２０を内視鏡１２の内部に配置したがプロセッサ装置１４内に配置してもよく、プロセッサ装置１４の電源回路２１２の内部に組み込んでもよい。
【００６８】
また、上記実施の形態では、電源ケーブルでの電圧降下後の電圧（ＦＢ電圧検出位置での電圧）をレギュレータ１２０にフィードバックすることにより、その電圧を一定に保つようにしたが、これに限らず、電源ケーブルでの電圧降下（降下した電圧）を検出し、その電圧を電源装置にフィードバックして電圧降下分を電源装置からの出力電圧の上昇分によって補うようにしてもよい。図６は、この場合の構成を簡易に示したブロック図である。同図において電源装置３００は、図５におけるレギュレータ１２０に相当する電力供給源（設置位置等もレギュレータ１２０と同様）であり、電源装置３００の出力端子に接続された電源ケーブル１３０に接続先の回路部は、上記ＣＭＯＳ撮像素子５４又はその近傍に配置される上記レギュレータ１２２を示す。このとき、電源装置３００の出力端子の近傍における電圧検出位置Ｐ２と、ＣＭＯＳ撮像素子５４又はレギュレータ１２２の入力端子の近傍における電圧検出位置Ｐ１との間に電圧検出回路３１０を接続する。そして、この電圧検出回路３１０により、電圧検出位置Ｐ２から電圧検出位置Ｐ２までの間の電圧降下（電圧検出位置Ｐ２とＰ１の電位差）Ｖ２−Ｖ１を検出し、その電圧Ｖ２−Ｖ１を電源装置３００に与える。電源装置３００では、電圧検出位置Ｐ１において一定に保ちたい電圧Ｖｄに対して電圧検出回路３１０から与えられた電圧Ｖ２−Ｖ１分を加算した電圧を出力電圧として出力する。
【符号の説明】
【００６９】
１０…内視鏡システム、１２…内視鏡装置（内視鏡）、１４…プロセッサ装置、１６…光源装置、２０…挿入部、２２…操作部、２６…先端部、２８…湾曲部、３６…コネクタ、３８…モニタ、５４…ＣＭＯＳ撮像素子、５８…ＣＭＯＳセンサ、１００、３００…ＡＦＥ、１０２、３０２…フォーマット変換回路１０４、３０４…タイミングジェネレータ、１０６…レジスタ、１０８…インターフェース回路、１２０、１２２…レギュレータ、１３０、１３４…電源ケーブル、１３２…フィードバックケーブル、２００…ＣＰＵ、２０８…画像処理回路、２１０…表示制御回路、２１２…電源回路
【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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