(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次元マトリクス状に配置され、外部から光を受光し、受光量に応じた撮像信号を生成して出力する複数の画素を有する撮像素子と、
前記撮像素子に接続され、前記撮像信号を伝播する伝送ケーブルと、
前記伝送ケーブルの終端に設けられ、抵抗値を変更可能な交流終端抵抗と抵抗値を変更可能な直流終端抵抗とを有し、前記直流終端抵抗と前記交流終端抵抗との合成抵抗値が一定な終端抵抗と、
前記撮像素子が前記撮像信号を出力していないブランキング期間における前記直流終端抵抗の抵抗値を、前記撮像素子が前記撮像信号を出力する通常動作期間における抵抗値より高くする制御を行う制御部と、
を備えたことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記制御部は、外部から前記撮像信号の増幅を指示する指示信号が入力された場合、前記直流終端抵抗の抵抗値を、前記通常動作期間における抵抗値より高くする制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記制御部は、
前記指示信号が入力された場合における前記直流終端抵抗の抵抗値より前記ブランキング期間における前記直流終端抵抗の抵抗値を高くする制御を行うことを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
請求項１に記載の撮像装置を備えることを特徴とする内視鏡。
【請求項５】
請求項４に記載の内視鏡と、
前記撮像信号を画像信号に変換する処理装置と、
を備えたことを特徴とする内視鏡システム。
【請求項６】
二次元マトリクス状に配置され、外部から光を受光し、受光量に応じた撮像信号を生成して出力する複数の画素を有する撮像素子と、前記撮像素子に接続され、前記撮像信号を伝播する伝送ケーブルと、前記伝送ケーブルの終端に、抵抗値を変更可能な交流終端抵抗と抵抗値を変更可能な直流終端抵抗とがそれぞれ並列に設けられ、前記直流終端抵抗と前記交流終端抵抗との合成抵抗値が一定な終端抵抗と、を備えた撮像装置の駆動方法であって、
前記撮像素子が前記撮像信号を出力していないブランキング期間における前記直流終端抵抗の抵抗値を、前記撮像素子が前記撮像信号を出力する通常動作期間における抵抗値より高くする制御を行うことを特徴とする撮像装置の駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被写体を撮像して該被写体の画像データを生成する撮像装置、内視鏡、内視鏡システムおよび撮像装置の駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＣＣＤ（Charge  Coupled  Device）やＣＭＯＳ（Complementary  Metal  Oxide  Semiconductor）等の撮像素子を備えた内視鏡において、撮像素子からプロセッサへ信号伝送する伝送ケーブルのインピーダンスのマッチングを行うことによって、伝送ケーブルのばらつきを補償する技術が知られている（特許文献１参照）。この技術では、撮像素子の信号電圧をソースフォロワ回路等の増幅回路を介して外部へ出力するとともに、撮像素子の信号を伝送する伝送ケーブルの終端に可変抵抗を設け、この可変抵抗の抵抗値を変化させながら伝送ケーブルのインピーダンスをマッチングさせる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１２／０２０７０９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した特許文献１では、ソースフォロワ回路によって伝送ケーブルの終端抵抗の負荷を駆動しているので、撮像信号を伝送しないブランキング期間であっても、伝送ケーブルに電流が流れてしまい、消費電力が大きくなるという問題点があった。【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、消費電力を抑制することができる撮像装置、内視鏡、内視鏡システムおよび撮像装置の駆動方法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】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る撮像装置は、二次元マトリクス状に配置され、外部から光を受光し、受光量に応じた撮像信号を生成して出力する複数の画素を有する撮像素子と、前記撮像素子に接続され、前記撮像信号を伝播する伝送ケーブルと、前記伝送ケーブルの終端に設けられ、抵抗値を変更可能な交流終端抵抗と抵抗値を変更可能な直流終端抵抗とを有し、前記直流終端抵抗と前記交流終端抵抗との合成抵抗値が一定な終端抵抗と、前記撮像素子が前記撮像信号を出力していないブランキング期間における前記直流終端抵抗の抵抗値を、前記撮像素子が前記撮像信号を出力する通常動作期間における抵抗値より高くする制御を行う制御部と、を備えたことを特徴とする。【０００７】
また、本発明に係る撮像装置は、上記発明において、前記制御部は、外部から前記撮像信号の増幅を指示する指示信号が入力された場合、前記直流終端抵抗の抵抗値を、前記通常動作期間における抵抗値より高くする制御を行うことを特徴とする。【０００８】
また、本発明に係る撮像装置は、上記発明において、前記制御部は、前記指示信号が入力された場合における前記直流終端抵抗の抵抗値より前記ブランキング期間における前記交流終端抵抗の抵抗値を高くする制御を行うことを特徴とする。【０００９】
また、本発明に係る内視鏡は、上記の撮像装置を備えることを特徴とする。【００１０】
また、本発明に係る内視鏡システムは、上記の内視鏡と、前記撮像信号を画像信号に変換する処理装置と、を備えたことを特徴とする。【００１１】
また、本発明に係る撮像装置の駆動方法は、二次元マトリクス状に配置され、外部から光を受光し、受光量に応じた撮像信号を生成して出力する複数の画素を有する撮像素子と、前記撮像素子に接続され、前記撮像信号を伝播する伝送ケーブルと、前記伝送ケーブルの終端に、抵抗値を変更可能な交流終端抵抗と抵抗値を変更可能な直流終端抵抗とがそれぞれ並列に設けられ、前記直流終端抵抗と前記交流終端抵抗との合成抵抗値が一定な終端抵抗と、を備えた撮像装置の駆動方法であって、前記撮像素子が前記撮像信号を出力していないブランキング期間における前記直流終端抵抗の抵抗値を、前記撮像素子が前記撮像信号を出力する通常動作期間における抵抗値より高くする制御を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、消費電力を抑制することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１に係る内視鏡システムの全体構成を模式的に示す図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態１に係る内視鏡システムの要部の機能を示すブロック図である。
【図３】図３は、図２に示す第２チップの詳細な構成およびコネクタ部の要部の構成を示す回路図である。
【図４】図４は、図３に示すＤＣ終端抵抗の第１スイッチとＡＣ終端抵抗の第２スイッチそれぞれの駆動タイミングおよびＤＣ終端抵抗とＡＣ終端抵抗それぞれの合成抵抗値に関するテーブルを示す図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態１に係る内視鏡が実行する処理の概要を示すフローチャートである。
【図６】図６は、本発明の実施の形態２に係る内視鏡の第２チップの詳細な構成およびコネクタ部の要部の構成を示す回路図である。
【図７】図７は、図６に示すＤＣ終端抵抗の第１スイッチ、第３スイッチとＡＣ終端抵抗の第２スイッチ、第４スイッチそれぞれの駆動タイミングおよびＤＣ終端抵抗とＡＣ終端抵抗それぞれの合成抵抗値に関するテーブルを示す図である。
【図８】図８は、本発明の実施の形態２に係る内視鏡が実行する処理の概要を示すフローチャートである。
【図９】図９は、本発明の実施の形態３に係る内視鏡の第２チップの詳細な構成およびコネクタ部の要部の構成を示す回路図である。
【図１０】図１０は、本発明の実施の形態１〜３の変形例に係る内視鏡システムの要部の機能を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための形態（以下、「実施の形態」という）として、撮像装置を備えた内視鏡システムについて説明する。また、この実施の形態により、本発明が限定されるものではない。さらに、図面の記載において、同一の部分には同一の符号を付している。さらにまた、図面は、模式的なものであり、各部材の厚みと幅との関係、各部材の比率等は、現実と異なることに留意する必要がある。また、図面の相互間においても、互いの寸法や比率が異なる部分が含まれている。
【００１５】
（実施の形態１）
〔内視鏡システムの構成〕
図１は、本発明の実施の形態１に係る内視鏡システムの全体構成を模式的に示す図である。図１に示す内視鏡システム１は、内視鏡２（撮像装置）と、伝送ケーブル３と、コネクタ部５と、プロセッサ６（処理装置）と、表示装置７と、光源装置８と、入力部９と、を備える。
【００１６】
内視鏡２は、伝送ケーブル３の一部である挿入部１００を被検体の体腔内に挿入することによって被検体の体内画像を撮像して撮像信号（画像データ）をプロセッサ６へ出力する。また、内視鏡２は、伝送ケーブル３の一端側であり、被検体の体腔内に挿入される挿入部１００の先端１０１側に、体内画像の撮像を行う撮像部２０（撮像装置）が設けられ、挿入部１００の基端１０２側に、内視鏡２に対する各種操作を受け付ける操作部４が接続される。撮像部２０は、伝送ケーブル３により、操作部４を介してコネクタ部５に接続される。撮像部２０が撮像した画像の撮像信号は、例えば、数ｍの長さを有する伝送ケーブル３を通り、コネクタ部５に出力される。なお、本実施の形態では、内視鏡２が撮像装置として機能する。
【００１７】
伝送ケーブル３は、内視鏡２とコネクタ部５とを接続するとともに、内視鏡２と光源装置８とを接続する。また、伝送ケーブル３は、撮像部２０が生成した撮像信号をコネクタ部５に伝播する。
【００１８】
コネクタ部５は、内視鏡２、プロセッサ６および光源装置８に接続され、接続された内視鏡２が出力する撮像信号に所定の信号処理を施すとともに、撮像信号をアナログデジタル変換（Ａ／Ｄ変換）して画像信号としてプロセッサ６へ出力する。
【００１９】
プロセッサ６は、コネクタ部５から出力される画像信号に所定の画像処理を施すとともに、内視鏡システム１全体を統括的に制御する。なお、本実施の形態１では、プロセッサ６が処理装置として機能する。
【００２０】
表示装置７は、プロセッサ６が画像処理を施した画像信号に対応する画像を表示する。また、表示装置７は、内視鏡システム１に関する各種情報を表示する。表示装置７は、液晶や有機ＥＬ（Electro  Luminescence）等の表示パネル等を用いて構成される。
【００２１】
光源装置８は、例えばハロゲンランプや白色ＬＥＤ（Light  Emitting  Diode）等を用いて構成され、コネクタ部５、伝送ケーブル３を経由して内視鏡２の挿入部１００の先端側から被写体へ向けて照明光を照射する。
【００２２】
入力部９は、例えばキーボードやマウス等を用いて構成され、内視鏡システム１の各種の操作の情報の入力を受け付ける。例えば、入力部９は、内視鏡２が撮像する撮像信号の増幅（ゲインアップ）や光源装置８の光量を指示する指示信号の入力を受け付ける。
【００２３】
図２は、内視鏡システム１の要部の機能を示すブロック図である。図２を参照して、内視鏡システム１の各部構成の詳細および内視鏡システム１内の電気信号の経路について説明する。図２に示すように、撮像部２０は、第１チップ２１（撮像素子）と、第２チップ２２と、を有する。
【００２４】
第１チップ２１（撮像素子）は、二次元マトリクス状に配置され、受光量に応じた撮像信号を生成して出力する複数の画素を有する受光部２３と、受光部２３で光電変換された撮像信号を読み出す読み出し部２４と、コネクタ部５から入力される基準クロック信号および同期信号に基づきタイミング信号を生成して読み出し部２４に出力するタイミング生成部２５と、読み出し部２４が受光部２３から読み出した撮像信号を一時的に保持するバッファ２６と、を有する。
【００２５】
第２チップ２２は、第１チップ２１から出力される複数の画素の各々から出力される撮像信号を出力するバッファ２７を有する。なお、第２チップ２２のより詳細な構成について、図３を参照して後述する。
【００２６】
また、撮像部２０は、伝送ケーブル３を介してプロセッサ６内の電源部６１で生成された電源電圧（ＶＤＤ）をグランド（ＧＮＤ）とともに受け取る。撮像部２０に供給される電源電圧（ＶＤＤ）とグランド（ＧＮＤ）との間には、電源安定用のコンデンサＣ１００が設けられている。
【００２７】
コネクタ部５は、内視鏡２（撮像部２０）とプロセッサ６とを電気的に接続し、電気信号を中継する中継処理部として機能する。コネクタ部５と撮像部２０は、伝送ケーブル３で接続され、コネクタ部５とプロセッサ６とは、コイルケーブルにより接続される。また、コネクタ部５は、光源装置８にも接続されている。コネクタ部５は、終端抵抗５１と、アナログ・フロント・エンド部５２（以下、「ＡＦＥ部５２」という）と、撮像信号処理部５３と、駆動信号生成部５４と、制御部５５と、を有する。
【００２８】
終端抵抗５１は、伝送ケーブル３の終端に設けられ、複数の抵抗を有する。終端抵抗５１は、制御部５５の制御のもと、抵抗値が変更される。なお、終端抵抗５１のより詳細な構成について、図３を参照して後述する。
【００２９】
ＡＦＥ部５２は、撮像部２０から伝送された撮像信号を受信し、抵抗などの受動素子でインピーダンスマッチングを行った後、コンデンサで交流成分をとりだし、分圧抵抗で動作点を決定する。ＡＦＥ部５２は、撮像部２０から伝送されたアナログの撮像信号をＡ／Ｄ変換を行ってデジタルの撮像信号として撮像信号処理部５３へ出力する。
【００３０】
撮像信号処理部５３は、ＡＦＥ部５２から入力されるデジタルの撮像信号に対して、縦ライン除去やノイズ除去等の所定の信号処理を行ってプロセッサ６へ出力する。撮像信号処理部５３は、例えばＦＰＧＡ（Field  Programmable  Gate  Array）を用いて構成される。
【００３１】
駆動信号生成部５４は、プロセッサ６から供給され、内視鏡２の各構成部の動作の基準となる基準クロック信号（例えば、２７ＭＨｚのクロック信号）に基づいて、各フレームのスタート位置を表す同期信号を生成して、基準クロック信号とともに、伝送ケーブル３を介して撮像部２０のタイミング生成部２５へ出力する。ここで、駆動信号生成部５４が生成する同期信号は、水平同期信号と垂直同期信号とを含む。
【００３２】
制御部５５は、例えばＦＰＧＡを用いて構成される。プロセッサ６から供給され、内視鏡２の各構成部の動作の基準となる基準クロック信号に基づいて、撮像部２０のブランキング期間に、内視鏡２の電流を抑制するように終端抵抗５１の抵抗値を変更する制御を行う。具体的には、制御部５５は、撮像部２０（撮像素子）が撮像信号を出力していないブランキング期間に、撮像部２０が出力する電流を抑制するように終端抵抗５１における直流終端抵抗の抵抗値を、撮像部２０（撮像素子）が撮像信号を出力する通常動作期間（以下、単に「通常動作期間」という）における抵抗値より高くする制御を行う。
【００３３】
プロセッサ６は、内視鏡システム１の全体を統括的に制御する制御装置である。プロセッサ６は、電源部６１と、画像信号処理部６２と、クロック生成部６３と、を備える。
【００３４】
電源部６１は、電源電圧（ＶＤＤ）を生成し、この生成した電源電圧をグランド（ＧＮＤ）とともに、コネクタ部５および伝送ケーブル３を介して、撮像部２０に供給する。
【００３５】
画像信号処理部６２は、撮像信号処理部５３で信号処理が施されたデジタルの撮像信号に対して、同時化処理、ホワイトバランス（ＷＢ）調整処理、ゲイン調整処理、ガンマ補正処理、デジタルアナログ（Ｄ／Ａ）変換処理、フォーマット変換処理等の画像処理を行って画像信号に変換し、この画像信号を表示装置７へ出力する。
【００３６】
クロック生成部６３は、内視鏡システム１の各構成部の動作の基準となる基準クロック信号を生成し、この基準クロック信号をＡＦＥ部５２、撮像信号処理部５３、駆動信号生成部５４および制御部５５へ出力する。
【００３７】
〔第２チップおよび終端抵抗の構成〕
次に、上述した第２チップ２２の詳細な構成およびコネクタ部５の要部の詳細な構成について説明する。図３は、図２に示す第２チップ２２の詳細な構成およびコネクタ部５の要部の構成を示す回路図である。また、以下においては、伝送ケーブル３の特性インピーダンスを５０Ωとして説明するが、適宜変更可能である。
【００３８】
第２チップ２２のバッファ２７は、ＮＭＯＳを用いて構成され、一端側（ドレイン側）が電源電圧ＶＤＤに接続され、他端側（ソース側）が伝送ケーブル３に接続され、ゲートには第１チップ２１から入力される撮像信号（Ｖｉｎ）を供給する信号線が接続される。バッファ２７は、第１チップ２１から入力される撮像信号（Ｖｉｎ）を増幅して伝送ケーブル３へ出力（Ｖｏｕｔ）する。
【００３９】
コネクタ部５の終端抵抗５１は、伝送ケーブル３の終端に設けられ、抵抗値を変更可能な直流終端抵抗５０１（以下、「ＤＣ終端抵抗５０１」という）と、抵抗値を変更可能な交流終端抵抗５０２（以下、「ＡＣ終端抵抗５０２」という）と、直流成分をカットする直流カットコンデンサ５０３と、を有する。終端抵抗５１は、ＤＣ終端抵抗５０１とＡＣ終端抵抗５０２との合成抵抗値（５０Ω）が一定である。
【００４０】
ＤＣ終端抵抗５０１は、伝送ケーブル３に対して並列に接続された第１抵抗５１１および第２抵抗５１２と、第２抵抗５１２に直列に接続された第１スイッチ５１３と、を有する。
【００４１】
第１抵抗５１１は、一端側が伝送ケーブル３に接続され、他端側がグランドに接続されている。第１抵抗５１１の抵抗値は、２００Ωである。
【００４２】
第２抵抗５１２は、一端側が第１スイッチ５１３に接続され、他端側がグランドに接続されている。第２抵抗５１２の抵抗値は、２００Ωである。
【００４３】
第１スイッチ５１３は、ＮＭＯＳを用いて構成され、一端側（ドレイン側）が伝送ケーブル３に接続され、他端側（ソース側）が第２抵抗５１２に接続され、ゲートには制御部５５から入力される信号を供給する信号線が接続される。第１スイッチ５１３は、制御部５５からの制御のもと、ＤＣ終端抵抗５０１の抵抗値を切り替える。具体的には、第１スイッチ５１３は、制御部５５からオン信号が入力された場合（電圧が印加された場合）、第１抵抗５１１と第２抵抗５１２とが並列になるように接続する。
【００４４】
ＡＣ終端抵抗５０２は、伝送ケーブル３に対して並列に接続された第３抵抗５２１および第４抵抗５２２と、第４抵抗５２２に直列に接続された第２スイッチ５２３と、を有する。
【００４５】
第３抵抗５２１は、一端側が伝送ケーブル３に接続され、他端側がグランドに接続されている。第３抵抗５２１の抵抗値は、１００Ωである。
【００４６】
第４抵抗５２２は、一端側が第２スイッチ５２３に接続され、他端側がグランドに接続されている。第４抵抗５２２の抵抗値は、２００Ωである。
【００４７】
第２スイッチ５２３は、ＮＭＯＳを用いて構成され、一端側（ドレイン側）が伝送ケーブル３に接続され、他端側（ソース側）が第４抵抗５２２に接続され、ゲートには制御部５５から入力される信号を供給する信号線が接続される。第２スイッチ５２３は、制御部５５からの制御のもと、ＡＣ終端抵抗５０２の抵抗値を切り替える。具体的には、第２スイッチ５２３は、制御部５５からオン信号が入力された場合（電圧が印加された場合）、第３抵抗５２１と第４抵抗５２２とが並列になるように接続する。
【００４８】
このように構成された終端抵抗５１は、制御部５５の制御のもと、撮像部２０のブランキング期間におけるＤＣ終端抵抗５０１の抵抗値を、通常動作期間における抵抗値より高くする制御を行う。
【００４９】
図４は、図３に示すＤＣ終端抵抗５０１の第１スイッチ５１３とＡＣ終端抵抗５０２の第２スイッチ５２３それぞれの駆動タイミングおよびＤＣ終端抵抗５０１とＡＣ終端抵抗５０２それぞれの合成抵抗値に関するテーブルＴ１を示す図である。
【００５０】
図４に示すように、終端抵抗５１は、制御部５５の制御のもと、撮像部２０のブランキング期間において、第１スイッチ５１３がＯＦＦ状態となるとともに、第２スイッチ５２３がＯＮ状態となる。これにより、終端抵抗５１は、撮像部２０のブランキング期間において、ＤＣ終端抵抗５０１が第１抵抗５１１のみの抵抗値（２００Ω）になるとともに、ＡＣ終端抵抗５０２の第３抵抗５２１と第４抵抗５２２とが並列になることによって、ＡＣ終端抵抗５０２の第３抵抗５２１と第４抵抗５２２との合成抵抗（６７Ω）になる。より具体的には、終端抵抗５１は、制御部５５の制御のもと、撮像部２０のブランキング期間におけるＤＣ終端抵抗５０１の抵抗値が通常動作期間の抵抗値より高くなるとともに、ＡＣ終端抵抗５０２の抵抗値よりも高くなる。この結果、撮像部２０の消費電量を低減することができる。
【００５１】
〔内視鏡の処理〕
次に、内視鏡２が実行する処理について説明する。図５は、内視鏡２が実行する処理の概要を示すフローチャートである。
【００５２】
図５に示すように、制御部５５は、クロック生成部６３から入力される基準クロック信号に基づいて、撮像部２０の動作が通常動作期間であるか否かを判断する（ステップＳ１０１）。制御部５５が撮像部２０の動作が通常動作期間であると判断した場合（ステップＳ１０１：Ｙｅｓ）、内視鏡２は、ステップＳ１０２へ移行する。
【００５３】
続いて、制御部５５は、第１スイッチ５１３に電圧を印加することによって、ＤＣ終端抵抗５０１の抵抗値を変更する（ステップＳ１０２）。具体的には、制御部５５は、ＤＣ終端抵抗５０１の抵抗値を１００Ωにする。
【００５４】
その後、制御部５５は、クロック生成部６３から入力される基準クロック信号に基づいて、撮像部２０の動作がブランキング期間であるか否かを判断する（ステップＳ１０３）。制御部５５が撮像部２０の動作がブランキング期間であると判断した場合（ステップＳ１０３：Ｙｅｓ）、内視鏡２は、ステップＳ１０４へ移行する。
【００５５】
続いて、制御部５５は、第２スイッチ５２３に電圧を印加することによって、ＡＣ終端抵抗５０２の抵抗値を変更する（ステップＳ１０４）。具体的には、制御部５５は、ＡＣ終端抵抗５０２の抵抗値を６７Ωにする。これにより、内視鏡２は、撮像信号を伝送しないブランキング期間において、終端抵抗５１におけるＤＣ終端抵抗５０１の抵抗値をＡＣ終端抵抗５０２の抵抗値より高くすることで、電流消費を低減することができる。
【００５６】
その後、入力部９から内視鏡２の駆動を終了する終了信号が入力された場合（ステップＳ１０５：Ｙｅｓ）、内視鏡２は、本処理を終了する。これに対して、入力部９から内視鏡２の駆動を終了する終了信号が入力されていない場合（ステップＳ１０５：Ｎｏ）、内視鏡２は、ステップＳ１０１へ戻る。
【００５７】
ステップＳ１０１において、制御部５５が撮像部２０の動作が通常動作期間でないと判断した場合（ステップＳ１０１：Ｎｏ）、内視鏡２は、ステップＳ１０３へ移行する。
【００５８】
ステップＳ１０３において、制御部５５が撮像部２０の動作がブランキング期間でないと判断した場合（ステップＳ１０３：Ｎｏ）、内視鏡２は、ステップＳ１０５へ移行する。
【００５９】
以上説明した本実施の形態１によれば、制御部５５が撮像部２０のブランキング期間に終端抵抗５１におけるＤＣ終端抵抗５０１の抵抗値を通常動作期間の終端抵抗５１の抵抗値より高くする。これにより、撮像部２０の消費電量を低減することができる。
【００６０】
また、本実施の形態１によれば、撮像部２０の消費電量を低減することができるので、撮像部２０による消費電力による発熱を抑制することができる。
【００６１】
また、本実施の形態１によれば、撮像部２０の発熱を抑制することができるので、暗時画像の画質を向上させることができる。
【００６２】
また、本実施の形態１によれば、撮像部２０の発熱を抑制することができるので、飽和信号量が低下することを防止することができる。この結果、高画質の画像を得ることができる。
【００６３】
また、本実施の形態１によれば、内視鏡２の先端側に電流を抑制する機構を設けなくてもよいので、内視鏡２の小型化を図ることができる。
【００６４】
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２について説明する。本実施の形態２に係る内視鏡システムは、上述した実施の形態１に係る内視鏡システム１と同様の構成を有し、コネクタ部における終端抵抗の構成および内視鏡の処理が異なる。このため、以下においては、本実施の形態２に係るコネクタ部における終端抵抗の構成および内視鏡の処理について説明する。なお、上述した実施の形態１に係る内視鏡システム１と同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
【００６５】
〔終端抵抗の構成〕
図６は、第２チップ２２の詳細な構成およびコネクタ部５ａの要部の構成を示す回路図である。図６に示すように、コネクタ部５ａは、終端抵抗５１ａと、ＡＦＥ部５２と、撮像信号処理部５３と、を有する。
【００６６】
終端抵抗５１ａは、ＤＣ終端抵抗５０１ａと、ＡＣ終端抵抗５０２ａと、直流カットコンデンサ５０３と、を有する。終端抵抗５１ａは、ＤＣ終端抵抗５０１ａとＡＣ終端抵抗５０２ａとの合成抵抗値（５０Ω）が一定である。
【００６７】
ＤＣ終端抵抗５０１ａは、上述したＤＣ終端抵抗５０１の構成に加えて、伝送ケーブル３に対して並列に接続された第５抵抗５１４と、第５抵抗５１４に直列に接続された第３スイッチ５１５と、を有する。
【００６８】
第５抵抗５１４は、一端側が第３スイッチ５１５に接続され、他端側がグランドに接続されている。第５抵抗５１４の抵抗値は、６００Ωである。
【００６９】
第３スイッチ５１５は、ＮＭＯＳを用いて構成され、一端側（ドレイン側）が伝送ケーブル３に接続され、他端側（ソース側）が第５抵抗５１４に接続され、ゲートには制御部５５から入力される信号を供給する信号線が接続される。
【００７０】
ＡＣ終端抵抗５０２ａは、上述したＡＣ終端抵抗５０２の構成に加えて、伝送ケーブル３に並列に接続された第６抵抗５２４と、第６抵抗５２４に直列に接続された第４スイッチ５２５と、を有する。
【００７１】
第６抵抗５２４は、一端側が第４スイッチ５２５に接続され、他端側がグランドに接続されている。第６抵抗５２４の抵抗値は、３００Ωである。
【００７２】
第４スイッチ５２５は、ＮＭＯＳを用いて構成され、一端側（ドレイン側）が伝送ケーブル３に接続され、他端側（ソース側）が第６抵抗５２４に接続され、ゲートには制御部５５から入力される信号を供給する信号線が接続される。
【００７３】
このように構成された終端抵抗５１ａは、制御部５５の制御のもと、撮像部２０のブランキング期間および入力部９からゲインを高くするゲイン信号が入力された場合における高ゲイン動作期間におけるＤＣ終端抵抗５０１ａの抵抗値を、通常動作期間における抵抗値より高くする制御を行う。さらに、終端抵抗５１ａは、制御部５５の制御のもと、ブランキング期間および高ゲイン動作期間において、ＤＣ終端抵抗５０１ａの抵抗値をＡＣ終端抵抗５０２ａの抵抗値より高くする。
【００７４】
図７は、図６に示すＤＣ終端抵抗５０１ａの第１スイッチ５１３、第３スイッチ５１５とＡＣ終端抵抗５０２ａの第２スイッチ５２３、第４スイッチ５２５それぞれの駆動タイミングおよびＤＣ終端抵抗５０１ａとＡＣ終端抵抗５０２ａそれぞれの合成抵抗値に関するテーブルＴ２を示す図である。
【００７５】
図７に示すように、終端抵抗５１ａは、制御部５５の制御のもと、高ゲイン動作期間において、第１スイッチ５１３および第２スイッチ５２３がＯＦＦ状態となるとともに、第３スイッチ５１５および第４スイッチ５２５がＯＮ状態となる。これにより、終端抵抗５１ａは、ＤＣ終端抵抗５０１ａの抵抗値とＡＣ終端抵抗５０２ａの抵抗値との比率が変化するとともに、ＤＣ終端抵抗５０１ａの抵抗値（１５０Ω）がＡＣ終端抵抗５０２ａの抵抗値（７５Ω）よりも高くなる。さらに、終端抵抗５１ａは、ＤＣ終端抵抗５０１ａの抵抗値をブランキング期間の抵抗値よりも高ゲイン動作期間の抵抗値より低くする。この結果、飽和レベルを使用しない高ゲイン期間において、電流消費を低減することができるので、撮像部２０（先端部）の温度を抑制することができ、かつ、高ゲイン下での画質を向上させることができる。さらに、終端抵抗５１ａは、上述した実施の形態１と同様に、ブランキング期間において、撮像部２０の消費電量を低減することができる。
【００７６】
〔内視鏡の処理〕
次に、内視鏡２が実行する処理について説明する。図８は、内視鏡２が実行する処理の概要を示すフローチャートである。
【００７７】
図８において、ステップＳ２０１〜ステップＳ２０４は、上述した図５のステップＳ１０１〜ステップＳ１０４にそれぞれ対応する。
【００７８】
ステップＳ２０５において、入力部９からゲインを高くするゲイン信号が入力された場合（ステップＳ２０５：Ｙｅｓ）、制御部５５は、ＤＣ終端抵抗５０１ａの第３スイッチ５１５およびＡＣ終端抵抗５０２ａの第４スイッチ５２５に電圧を印加することによって、ＤＣ終端抵抗５０１ａおよびＡＣ終端抵抗５０２ａそれぞれの抵抗値を変更することで、ＤＣ終端抵抗５０１ａの抵抗値とＡＣ終端抵抗５０２の抵抗値の比率を変更する制御を行う（ステップＳ２０６）。具体的には、制御部５５は、ＤＣ終端抵抗５０１ａの抵抗値を１５０Ωに変更し、ＡＣ終端抵抗５０２ａの抵抗値を７５Ωに変更する。これにより、内視鏡２は、飽和レベルを使用しない高ゲイン動作期間（例えば輝度が低い領域や暗部を撮影する期間）において、ＤＣ終端抵抗５０１ａの抵抗値をＡＣ終端抵抗５０２ａの抵抗値より高くすることで、電流消費を低減することができる。ステップＳ２０６の後、内視鏡２は、ステップＳ２０７へ移行する。ステップＳ２０７は、上述した図５のステップＳ１０５に対応する。
【００７９】
ステップＳ２０５において、入力部９からゲインを高くするゲイン信号が入力されていない場合（ステップＳ２０５：Ｎｏ）、内視鏡２は、ステップＳ２０７へ移行する。
【００８０】
以上説明した本実施の形態２によれば、上述した実施の形態１と同様の効果に加えて、入力部９からゲインを高くするゲイン信号が入力された場合、制御部５５がＤＣ終端抵抗５０１ａの第３スイッチ５１５およびＡＣ終端抵抗５０２ａの第４スイッチ５２５に電圧を印加することによって、ＤＣ終端抵抗５０１ａおよびＡＣ終端抵抗５０２ａそれぞれの抵抗値を変更することで、ＤＣ終端抵抗５０１ａの抵抗値とＡＣ終端抵抗５０２ａの抵抗値の比率を変更する制御を行う。これにより、通常、撮像部２０が出力する撮像信号の飽和近傍にて出力電圧が下がるため、Ｖｇｓ（例えばソースフォロアバッファの場合）またはＶＢＥ（例えばエミッタフォロアの場合）を十分に確保できなくなり、線形性が劣化する問題があるが、高ゲイン期間においてＡＦＥ部５２の入力レンジにより線形性の劣化が行う領域の信号が制限を受けるため、高負荷動作であっても問題が発生しない。この結果、飽和レベルを使用しない高ゲイン動作期間において、電流消費を低減することができるので、撮像部２０（先端部）の温度を抑制することができ、かつ、高ゲイン下での画質を向上させることができる。
【００８１】
（実施の形態３）
次に、本発明の実施の形態３について説明する。本実施の形態３に係る内視鏡システムは、上述した実施の形態２に係る内視鏡システム１と第２チップおよび終端抵抗それぞれの構成が異なる。このため、以下においては、本実施の形態３に係る第２チップおよび終端抵抗それぞれの構成について説明する。なお、上述した実施の形態１に係る内視鏡システム１と同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
【００８２】
〔第２チップおよび終端抵抗の構成〕
図９は、第２チップ２２ａの詳細な構成およびコネクタ部５ｂの要部の構成を示す回路図である。図９に示すように、第２チップ２２ａは、第１チップ２１から出力される撮像信号を出力するバッファ２７ａを有する。
【００８３】
バッファ２７ａは、ＮＭＯＳを用いて構成され、一端側が伝送ケーブル３に接続され、他端側がグランドに接続され、ゲートには第１チップ２１から入力される撮像信号（Ｖｉｎ）を供給する信号線が接続される。
【００８４】
コネクタ部５ｂは、終端抵抗５１ｂと、ＡＦＥ部５２と、撮像信号処理部５３と、を有する。
【００８５】
終端抵抗５１ｂは、ＤＣ終端抵抗５０１ｂと、ＡＣ終端抵抗５０２ｂと、直流カットコンデンサ５０３と、を有する。終端抵抗５１ｂは、ＤＣ終端抵抗５０１ｂとＡＣ終端抵抗５０２ｂとの合成抵抗値（５０Ω）が一定である。
【００８６】
ＤＣ終端抵抗５０１ｂは、第１抵抗５１１と、第２抵抗５１２と、第１スイッチ５１３と、第５抵抗５１４と、第３スイッチ５１５と、を有する。第１抵抗５１１、第２抵抗５１２および第５抵抗５１４は、伝送ケーブル３に対して並列に接続される。
【００８７】
第１抵抗５１１は、一端側が電源電圧ＶＤＤに接続され、他端側が伝送ケーブル３に接続されている。
【００８８】
第２抵抗５１２は、一端側が電源電圧ＶＤＤに接続され、他端側が第１スイッチ５１３に直列に接続されている。
【００８９】
第１スイッチ５１３は、一端側（ドレイン側）が第２抵抗５１２に接続され、他端側（ソース側）が伝送ケーブル３に接続され、ゲートには制御部５５から入力される信号を供給する信号線が接続される。
【００９０】
第５抵抗５１４は、一端側が電源電圧ＶＤＤに接続され、他端側が第３スイッチ５１５に直列に接続されている。
【００９１】
第３スイッチ５１５は、一端側（ドレイン側）が第５抵抗５１４に接続され、他端側（ソース側）が伝送ケーブル３に接続され、ゲートには制御部５５から入力される信号を供給する信号線が接続される。
【００９２】
ＡＣ終端抵抗５０２ｂは、第３抵抗５２１と、第４抵抗５２２と、第２スイッチ５２３と、第６抵抗５２４と、第４スイッチ５２５と、を有する。第３抵抗５２１、第４抵抗５２２および第６抵抗５２４は、伝送ケーブル３に対して並列に接続される。
【００９３】
第３抵抗５２１は、一端側が電源電圧ＶＤＤに接続され、他端側が伝送ケーブル３に接続される。
【００９４】
第４抵抗５２２は、一端側が電源電圧ＶＤＤに接続され、他端側が第２スイッチ５２３に直列に接続される。
【００９５】
第２スイッチ５２３は、一端側（ドレイン側）が第４抵抗５２２に接続され、他端側（ソース側）が伝送ケーブル３に接続され、他ゲートには制御部５５から入力される信号を供給する信号線が接続される。
【００９６】
第６抵抗５２４は、一端側が電源電圧ＶＤＤに接続され、他端側が第４スイッチ５２５に直列に接続されている。
【００９７】
第４スイッチ５２５は、一端側（ドレイン側）が第６抵抗５２４に接続され、他端側（ソース側）が伝送ケーブル３に接続され、ゲートには制御部５５から入力される信号を供給する信号線が接続される。
【００９８】
このように構成された第２チップ２２ａおよびコネクタ部５ｂは、上述した実施の形態２と同様に、制御部５５が撮像部２０のブランキング期間に、第２スイッチ５２３に電圧を印加することによって、ＤＣ終端抵抗５０１ｂの抵抗値を変更する。さらに、制御部５５は、高ゲイン動作期間において、ＤＣ終端抵抗５０１ｂの抵抗値を１５０Ωに変更し、ＡＣ終端抵抗５０２ｂの抵抗を７５Ωに変更する。これにより、内視鏡２は、飽和レベルを使用しない高ゲイン動作期間において、ＤＣ終端抵抗５０１ｂの抵抗値を高くすることで、電流消費を低減することができる。
【００９９】
以上説明した本実施の形態３によれば、上述した実施の形態２と同様の効果を奏する。
【０１００】
（変形例）
上述した実施の形態１〜３では、コネクタ部に制御部を設け、終端抵抗の抵抗値を変更する制御を行っていたが、例えば制御部をプロセッサに設けてもよい。図１０は、本実施の形態１〜３の変形例に係る内視鏡システムの機能構成を示すブロック図である。
【０１０１】
図１０に示すように、コネクタ部５ｃは、上述した実施の形態１〜３に係るコネクタ部５〜５ｂの構成から制御部５５の構成を削除し、プロセッサ６ａは、上述した実施の形態１〜３に係るプロセッサ６の構成に加えて、制御部６４を備える。
【０１０２】
制御部６４は、クロック生成部６３から入力される内視鏡システム１ａの各構成部の動作の基準となる基準クロック信号に基づいて、撮像部２０のブランキング期間に、内視鏡２の電流を抑制するように終端抵抗５１ａのＤＣ終端抵抗５０１ａの抵抗値を変更する制御を行う。さらに、制御部６４は、入力部９からゲインを高くするゲイン信号が入力された場合、制御部６４は、ＤＣ終端抵抗５０１ａの第３スイッチ５１５およびＡＣ終端抵抗５０２ａの第４スイッチ５２５に電圧を印加することによって、ＤＣ終端抵抗５０１ａおよびＡＣ終端抵抗５０２ａそれぞれの抵抗値を高くする変更を行う。制御部６４は、例えばＣＰＵ（Central  Processing  Unit）等を用いて構成される。
【０１０３】
以上説明した本実施の形態１〜３の変形例によれば、上述した実施の形態１〜３と同様の効果を奏する。
【０１０４】
（その他の実施の形態）
上述した本実施の形態では、バッファをＮＭＯＳで構成していたが、例えばＰＭＯＳを用いて構成してもよい。
【０１０５】
このように、本発明は、ここでは記載していない様々な実施の形態を含みうるものであり、特許請求の範囲によって特定される技術的思想の範囲内で種々の設計変更等を行うことが可能である。
【符号の説明】
【０１０６】
１，１ａ  内視鏡システム
２  内視鏡
３  伝送ケーブル
４  操作部
５，５ａ，５ｂ  コネクタ部
６，６ａ  プロセッサ
７  表示装置
８  光源装置
９  入力部
２０  撮像部
２１  第１チップ
２２，２２ａ  第２チップ
２３  受光部
２４  読み出し部
２５  タイミング生成部
２６，２７，２７ａ  バッファ
５１，５１ａ，５１ｂ  終端抵抗
５２  ＡＦＥ部
５３  撮像信号処理部
５４  駆動信号生成部
５５，６４  制御部
６１  電源部
６２  画像信号処理部
６３  クロック生成部
５０１，５０１ａ，５０１ｂ  ＤＣ終端抵抗
５０２，５０２ａ，５０２ｂ  ＡＣ終端抵抗
５０３  直流カットコンデンサ
【要約】
消費電力を抑制することができる撮像装置、内視鏡、内視鏡システムおよび撮像装置の駆動方法を提供する。撮像装置は、撮像信号を生成して出力する複数の画素を有する第１チップ２１と、第１チップ２１に接続され、撮像信号を伝播する伝送ケーブル３と、伝送ケーブル３の終端に設けられ、抵抗値を変更可能な交流終端抵抗５０２と抵抗値を変更可能な直流終端抵抗５０１とを有し、直流終端抵抗５０１と交流終端抵抗５０２との合成抵抗値が一定な終端抵抗５１と、第１チップ２１が撮像信号を出力していないブランキング期間に、第１チップ２１が出力する電流を抑制するように直流終端抵抗５０１の抵抗値を、第１チップ２１が撮像信号を出力する通常動作期間より高くする制御を行う制御部５５と、を備える。【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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