(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する複数の画素を有する受光部と、
前記受光部に電力を伝送する伝送ケーブルと、
前記伝送ケーブルを介して前記受光部に電圧を供給する電源と、
第１のパルス信号を生成するパルス信号生成部と、
前記パルス信号生成部が生成した前記第１のパルス信号を前記電圧に重畳するパルス信号重畳部と、
前記受光部と前記伝送ケーブルとの間に設けられ、前記伝送ケーブルから伝送された前記電圧から直流成分と交流成分とを分離し、該直流成分を前記受光部に出力する分離部と、
前記伝送ケーブルに重畳された前記第１のパルス信号を検出するパルス信号検出部と、
前記パルス信号検出部が検出した前記第１のパルス信号の周波数を、前記受光部を駆動する同期信号を生成するために用いられる第２のパルス信号の周波数に変換するパルス信号変換部と、
前記パルス信号変換部が変換した前記第２のパルス信号に基づいて、前記同期信号を生成するタイミング生成部と、
を備えたことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記パルス信号変換部は、前記第１のパルス信号の周波数を１より大きい整数分の一に下げることによって、前記第２のパルス信号に変換する分周回路を有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】
前記パルス信号変換部は、前記第１のパルス信号のパルス幅を１より大きい整数倍に伸張することによって、前記第２のパルス信号に変換する伸張回路を有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】
前記電源および前記パルス信号重畳部は、前記伝送ケーブルの基端側に位置し、
前記分離部、前記パルス信号検出部、前記パルス信号変換部および前記タイミング生成部は、前記伝送ケーブルの先端側に位置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５】
請求項１に記載の撮像装置と、
被検体内に挿入可能な挿入部と、
前記撮像信号に対して画像処理を施す画像処理装置に対して、着脱自在なコネクタ部と、
を備え、
前記受光部、前記分離部、前記パルス信号検出部、前記パルス信号変換部および前記タイミング生成部は、前記挿入部の先端側に位置し、
前記コネクタ部は、前記電源および前記パルス信号重畳部を有することを特徴とする内視鏡。
【請求項６】
請求項５に記載の内視鏡と、
前記撮像信号に対して画像処理を施す画像処理装置と、
を備えたことを特徴とする内視鏡システム。
【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、内視鏡および内視鏡システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内視鏡は、先端に撮像装置が設けられた細長形状をなす可撓性の挿入部を患者等の被検体内に挿入することによって、被検体内の体内画像を取得する。このような内視鏡において使用される撮像ユニットは、撮像素子が形成された半導体チップと、この半導体チップの背面側に隣接して配置された回路基板と、を備える（特許文献１，２を参照）。この回路基板には、プロセッサから出力された撮像素子を駆動するための同期信号を検出するために、抵抗およびコンデンサによって構成されたローパスフィルタおよびハイパスフィルタ等が実装されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４５７５６９８号公報
【特許文献２】特許第４４４１３０５号公報
【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１，２では、ローパスフィルタおよびハイパスフィルタの時定数が大きいため、ローパスフィルタおよびハイパスフィルタを構成する抵抗およびコンデンサの値が大きくなることで、回路基板が大きくなってしまい、撮像素子の小型化の妨げとなっていた。【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、さらなる小型化を実現することができる撮像装置、内視鏡および内視鏡システム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する複数の画素を有する受光部と、前記受光部に電力を伝送する伝送ケーブルと、前記伝送ケーブルを介して前記受光部に電圧を供給する電源と、第１のパルス信号を生成するパルス信号生成部と、前記パルス信号生成部が生成した前記第１のパルス信号を前記電圧に重畳するパルス信号重畳部と、前記受光部と前記伝送ケーブルとの間に設けられ、前記伝送ケーブルから伝送された前記電圧から直流成分と交流成分とを分離し、該直流成分を前記受光部に出力する分離部と、前記伝送ケーブルに重畳された前記第１のパルス信号を検出するパルス信号検出部と、前記パルス信号検出部が検出した前記第１のパルス信号の周波数を、前記受光部を駆動する同期信号を生成するために用いられる第２のパルス信号の周波数に変換するパルス信号変換部と、前記パルス信号変換部が変換した前記第２のパルス信号に基づいて、前記同期信号を生成するタイミング生成部と、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、前記パルス信号変換部は、前記第１のパルス信号の周波数を１より大きい整数分の一に下げることによって、前記第２のパルス信号に変換する分周回路を有することを特徴とする。【０００８】
また、本発明に係る撮像装置は、上記発明において、前記パルス信号変換部は、前記第１のパルス信号のパルス幅を１より大きい整数倍に伸張することによって、前記第２のパルス信号に変換する伸張回路を有することを特徴とする。【０００９】
また、本発明に係る撮像装置は、上記発明において、前記電源および前記パルス信号重畳部は、前記伝送ケーブルの基端側に位置し、前記分離部、前記パルス信号検出部、前記パルス信号変換部および前記タイミング生成部は、前記伝送ケーブルの先端側に位置することを特徴とする。【００１０】
また、本発明に係る内視鏡は、上記発明の撮像装置と、被検体内に挿入可能な挿入部と、前記撮像信号に対して画像処理を施す画像処理装置に対して、着脱自在なコネクタ部と、を備え、前記受光部、前記分離部、前記パルス信号検出部、前記パルス信号変換部および前記タイミング生成部は、前記挿入部の先端側に位置し、前記コネクタ部は、前記電源および前記パルス信号重畳部を有することを特徴とする。【００１１】
また、本発明に係る内視鏡システムは、上記発明の内視鏡と、前記撮像信号に対して画像処理を施す画像処理装置と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、さらなる小型化を実現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概略図である。
【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、本発明の実施の形態１に係る内視鏡における各信号のタイミングを示すタイミングチャートである。
【図４】図４は、本発明の実施の形態１に係るパルス信号検出部のフィルタ特性と第１のパルス信号の周波数成分との関係を示す図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態２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６】図６は、本発明の実施の形態２に係る内視鏡における各信号のタイミングを示すタイミングチャートである。
【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、撮像素子を被検体に挿入される挿入部の先端に設けた内視鏡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説明する。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概略図である。図１に示す内視鏡システム１は、内視鏡２と、伝送ケーブル３と、コネクタ部５と、プロセッサ６と、表示装置７と、光源装置８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を撮像して撮像信号をプロセッサ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（撮像素子）が設けられており、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が設けられている。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。
【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へ伝搬する。伝送ケーブル３は、ケーブルや光ファイバ等を用いて構成される。
【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、アナログの撮像信号をデジタルの撮像信号に変換（Ａ／Ｄ変換）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から入力される撮像信号に所定の画像処理を施して表示装置７へ出力する。また、プロセッサ６は、内視鏡システム１全体を統括的に制御する。例えば、プロセッサ６は、光源装置８が出射する照明光を切り替えたり、内視鏡２の撮像モードを切り替えたりする制御を行う。なお、本実施の形態１では、プロセッサ６が画像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撮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、コネクタ部５および伝送ケーブル３を経由して内視鏡２の挿入部１００の先端１０１側から被写体へ向けて照明光を照射する。光源装置８は、白色光を発する白色ＬＥＤ（Light  Emitting  Diode）および白色光の波長帯域より狭い波長帯域を有する狭帯域光の特殊光を発するＬＥＤ等を用いて構成される。光源装置８は、プロセッサ６の制御のもと、内視鏡２を介して白色光または狭帯域光を被写体に向けて照射する。
【００２２】
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。
【００２３】
〔内視鏡の構成〕
まず、内視鏡２の構成について説明する。図２に示す内視鏡２は、撮像部２０と、伝送ケーブル３と、コネクタ部５と、を備える。
【００２４】
撮像部２０は、第１チップ２１（撮像基板）と、第２チップ２２（回路基板）と、分離部２６（ＡＣ成分除去部）と、パルス信号検出部２７と、パルス信号変換部２８と、を備える。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Ｃ１が設けられている。
【００２５】
第１チップ２１は、二次元マトリクス状に配置されてなり、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単位画素２３０が配置されてなる受光部２３と、受光部２３における複数の単位画素２３０の各々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後述するパルス信号検出部２７およびパルス信号変換部２８を介して入力される第２のパルス信号に基づいて、受光部２３を駆動するための受光部駆動信号および読み出し部２４を駆動するための読み出し部駆動信号を含む同期信号を生成して受光部２３および読み出し部２４へ出力するタイミング生成部２５と、を有する。
【００２６】
第２チップ２２は、第１チップ２１における複数の単位画素２３０の各々から出力された撮像信号を増幅して伝送ケーブル３へ出力するバッファ２９を有する。
【００２７】
分離部２６は、第１チップ２１と伝送ケーブル３との間に接続され、伝送ケーブル３から伝送された負電圧から直流成分と交流成分とを分離し、分離した直流成分を第１チップ２１へ出力する。分離部２６は、後述する負電圧が伝送される伝送ケーブル３（信号線）に直列に接続された抵抗２６１（例えば１００Ω）と、後述する電源電圧生成部５５とグランドＧＮＤとの間に接続されたコンデンサ２６２と、を有し、ＲＣ回路（ローパスフィルタ回路）を形成する。これにより、後述するコネクタ部５から入力された負電圧に重畳された交流成分のパルス信号がカットされて直流成分が単位画素２３０に出力される。
【００２８】
パルス信号検出部２７は、分離部２６と後述するコネクタ部５のパルス信号重畳部５６との間にＡＣ結合によって接続され、負電圧に重畳された第１のパルス信号（交流成分）を検出し、検出した第１のパルス信号をパルス信号変換部２８へ出力する。具体的には、パルス信号検出部２７は、伝送ケーブル３の先端側であり、分離部２６の抵抗２６１の基端側に接続される。パルス信号検出部２７は、負電圧が伝送される伝送ケーブル３（信号線）に接続されたコンデンサ２７１と、一端側がコンデンサ２７１に接続され、他端側がグランドＧＮＤに接続された抵抗２７２と、コンデンサ２７１および抵抗２７２によって抽出されたパルス信号を増幅する増幅アンプ２７３と、を有する。コンデンサ２７１および抵抗２７２がＲＣ回路（ハイパスフィルタ）を形成する。
【００２９】
パルス信号変換部２８は、パルス信号検出部２７が検出した第１のパルス信号の周波数を、受光部２３を駆動する同期信号を生成するために用いられる第２のパルス信号の周波数に変換してタイミング生成部２５へ出力する。パルス信号変換部２８は、第１のパルス信号の周波数を１より大きい整数分の一に下げて第２のパルス信号を変換（分周）する分周回路２８１を有する。具体的には、分周回路２８１は、第１のパルス信号の周波数を１／２倍に下げることによって、第２のパルス信号に変換する。
【００３０】
伝送ケーブル３は、少なくとも、電源電圧生成部５５によって生成された電源電圧を撮像部２０に伝送する信号線、電源電圧生成部５５によって生成された負電圧を撮像部２０に伝送する信号線、パルス信号生成部５４によって生成された基準クロック信号を撮像部２０に伝送する信号線、撮像部２０によって生成された撮像信号をコネクタ部５に伝送する信号線、および撮像部２０にグランドＧＮＤを伝送する信号線の５本を用いて構成される。
【００３１】
コネクタ部５は、アナログ・フロント・エンド部５１（以下、「ＡＦＥ部５１」という）と、Ａ／Ｄ変換部５２と、撮像信号処理部５３と、パルス信号生成部５４と、電源電圧生成部５５と、パルス信号重畳部５６と、を有する。
【００３２】
ＡＦＥ部５１は、撮像部２０から伝搬される撮像信号を受信し、抵抗等の受動素子を用いてインピーダンスマッチングを行った後、コンデンサを用いて交流成分を取り出し、分圧抵抗によって動作点を決定する。その後、ＡＦＥ部５１は、撮像信号（アナログ信号）を増幅してＡ／Ｄ変換部５２へ出力する。
【００３３】
Ａ／Ｄ変換部５２は、ＡＦＥ部５１から入力されたアナログの撮像信号をデジタルの撮像信号に変換して撮像信号処理部５３へ出力する。
【００３４】
撮像信号処理部５３は、例えばＦＰＧＡ（Field  Programmable  Gate  Array）により構成され、Ａ／Ｄ変換部５２から入力されるデジタルの撮像信号に対して、ノイズ除去およびフォーマット変換処理等の処理を行ってプロセッサ６へ出力する。
【００３５】
パルス信号生成部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クロック信号（例えば、２７ＭＨｚのクロック信号）に基づいて、撮像部２０の各構成部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、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。また、パルス信号生成部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クロック信号に基づいて、撮像部２０の駆動信号（同期信号）を生成するためのパルス信号のパルス幅より短い第１のパルス信号を生成してパルス信号重畳部５６へ出力する。具体的には、パルス信号生成部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クロック信号に基づいて、周波数が高い第１のパルス信号を生成してパルス信号重畳部５６へ出力する。
【００３６】
電源電圧生成部５５は、伝送ケーブル３の基端側に設けられ、プロセッサ６から供給される電源から、第１チップ２１と第２チップ２２を駆動するのに必要な電源電圧を生成して第１チップ２１および第２チップ２２へ出力する。さらに、電源電圧生成部５５は、プロセッサ６から供給される電源から、第１チップ２１の単位画素２３０を駆動するのに必要な負電圧を生成し、伝送ケーブル３を介して負電圧を第１チップ２１へ出力する。電源電圧生成部５５は、レギュレーターなどを用いて第１チップ２１と第２チップ２２を駆動するのに必要な電源電圧および負電圧を生成する。なお、本実施の形態１では、電源電圧生成部５５が電源（負電源）として機能する。
【００３７】
パルス信号重畳部５６は、伝送ケーブル３の基端側に設けられ、パルス信号生成部５４から供給される第１のパルス信号（例えばプラス側に０．５Ｖ）を増幅し、この第１のパルス信号を、抵抗Ｒ１０を介して負電圧を伝送する伝送ケーブル３に重畳して撮像部２０へ出力する。パルス信号重畳部５６は、パルス信号生成部５４から供給される第１のパルス信号を増幅する増幅アンプ５６１と、負電圧に第１のパルス信号を重畳するコンデンサ５６２と、を有する。
【００３８】
〔プロセッサの構成〕
次に、プロセッサ６の構成について説明する。
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、記録部６４と、入力部６５と、プロセッサ制御部６６と、を備える。
【００３９】
電源部６１は、電源電圧を生成し、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の電源電圧生成部５５へ供給する。
【００４０】
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。
【００４１】
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クロック信号を生成し、このクロック信号をパルス信号生成部５４へ出力する。
【００４２】
記録部６４は、内視鏡システム１に関する各種情報や処理中のデータ等を記録する。記録部６４は、ＦｌａｓｈメモリやＲＡＭ（Random  Access  Memory）の記録媒体を用いて構成される。
【００４３】
入力部６５は、内視鏡システム１に関する各種操作の入力を受け付ける。例えば、入力部６５は、光源装置８が出射する照明光の種別を切り替える指示信号の入力を受け付ける。入力部６５は、例えば十字スイッチやプッシュボタン等を用いて構成される。
【００４４】
プロセッサ制御部６６は、内視鏡システム１を構成する各部を統括的に制御する。プロセッサ制御部６６は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）等を用いて構成される。プロセッサ制御部６６は、入力部６５から入力された指示信号に応じて、光源装置８が出射する照明光を切り替える。
【００４５】
このように撮像部２０を構成することで、電源電圧生成部５５から供給される負電圧は、単位画素２３０の駆動に用いられ、必要とされる電流が少ないため、短時間であれば分離部２６のコンデンサ２６２からの電圧供給が可能となる。分離部２６は、コンデンサ２６２と抵抗２６１とを用いて、ＲＣ回路（ローパスフィルタ回路）を形成することによって、パルス信号が単位画素２３０へ十分に低減されて伝送される。さらに、パルス信号検出部２７は、ＡＣ結合により負電圧に重畳されたパルス信号を検出してタイミング生成部２５へ出力する。
【００４６】
〔内視鏡の動作〕
次に、内視鏡２における各信号のタイミングについて説明する。図３は、内視鏡２における各信号のタイミングを示すタイミングチャートである。図３において、最上段から順に、（ａ）がパルス信号生成部５４によって生成される基準クロック信号のタイミングを示し、（ｂ）がパルス信号重畳部５６によって負電圧に重畳される負電圧の第１のパルス信号のタイミングを示し、（ｃ）がパルス信号検出部２７によって検出される検出信号（第１のパルス信号）のタイミングを示し、（ｄ）がパルス信号変換部２８によって変換される第２のパルス信号のタイミングを示し、（ｅ）がタイミング生成部２５によって検出される水平同期信号のタイミングを示し、（ｆ）がタイミング生成部２５によって検出される垂直同期信号のタイミングを示す。
【００４７】
図３に示すように、パルス信号生成部５４は、負電圧パルス信号が立ち上がる期間（Ｈｉｇｈとなる期間）の周波数と、負電圧の第１のパルス信号が立ち上がる回数（Ｈｉｇｈとなる回数）とを２倍にしてパルス信号重畳部５６に出力している。即ち、パルス信号生成部５４は、第１のパルス信号の周波数を、撮像部２０の同期信号の周波数に対して１よりも大きい整数倍、具体的には２倍に上げてパルス信号重畳部５６に出力する。このため、パルス信号変換部２８は、第１のパルス信号の周波数を１よりも大きい整数分の一、具体的には１／２倍に下げた第２のパルス信号に変換する。これにより、タイミング生成部２５は、タイミングＴ１において、水平同期信号を生成することができる。
【００４８】
〔パルス信号検出部のフィルタ特性と周波数成分との関係〕
次に、パルス信号検出部２７のフィルタ特性と第１のパルス信号の周波数成分との関係について説明する。図４は、パルス信号検出部２７のフィルタ特性と第１のパルス信号の周波数成分との関係を示す図である。図４において、縦軸がパルス信号検出部２７の出力（減衰）を示し、横軸が周波数を示す。また、図４において、折れ線Ｌ１がパルス信号検出部２７のみのフィルタ特性と周波数成分との関係を示し、折れ線Ｌ２がパルス信号変換部２８を後段に設けた際のパルス信号検出部２７のフィルタ特性と周波数成分との関係を示す。
【００４９】
図４に示すように、パルス信号検出部２７のフィルタ特性と第１のパルス信号の周波数成分との関係は、折れ線Ｌ１に示すパルス信号検出部２７のみのフィルタ特性に比べて、折れ線Ｌ２に示すパルス信号変換部２８を後段に設けた際のパルス信号検出部２７のフィルタ特性のカットオフ周波数を高くすることができる。具体的には、折れ線Ｌ１に示すパルス信号検出部２７のみのフィルタ特性は、周波数Ｆ１で減衰率である出力が１．０となる一方、折れ線Ｌ２に示すパルス信号変換部２８を後段に設けた際のパルス信号検出部２７のフィルタ特性は、周波数Ｆ２（Ｆ１＜Ｆ２）で減衰率である出力が１．０となる。これにより、パルス信号検出部２７のカットオフ周波数（ｆｃ＝１／２πＲＣ）をより高周波側へ設定することができるので、分離部２６およびパルス信号検出部２７の各々を構成する抵抗２６１，２７２の抵抗値およびコンデンサ２６２，２７１の容量を小さくすることができる。この結果、第１チップ２１または第２チップ２２に集積した場合、撮像部２０の面積の増加を抑制することができる。
【００５０】
以上説明した本発明の実施の形態１によれば、パルス信号検出部２７のカットオフ周波数をより高周波側へ設定することができるので、分離部２６およびパルス信号検出部２７の各々を構成する抵抗２６１，２７２の抵抗値およびコンデンサ２６２，２７１の容量を小さくすることができる。この結果、第１チップ２１または第２チップ２２に集積した場合、撮像部２０の面積の増加を抑制することができる。
【００５１】
また、本発明の実施の形態１によれば、パルス信号重畳部５６が撮像部２０を駆動するための同期信号を生成するためのパルス信号を負電圧が伝送される伝送ケーブル３に重畳して撮像部２０に出力するので、撮像部２０とコネクタ部５とを接続する伝送ケーブル３の数を削減することができる。
【００５２】
また、本発明の実施の形態１によれば、先端１０１側の撮像部２０に設けたタイミング生成部２５がパルス信号変換部２８によって変換された第２のパルス信号および基準クロック信号に基づいて、水平同期信号および垂直同期信号を生成して第１チップ２１へ送信するので、同期信号を伝送する信号線を削減することができる。
【００５３】
また、本発明の実施の形態１では、分離部２６、パルス信号検出部２７およびパルス信号変換部２８を第２チップ２２に集積してもよい。これにより、撮像部２０をさらに小型化することができる。
【００５４】
（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と構成が異なる。以下においては、本実施の形態２に係る内視鏡システムの構成を説明する。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。
【００５５】
〔内視鏡システムの構成〕
図５は、本発明の実施の形態２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５に示す内視鏡システム１ａは、上述した実施の形態１に係る内視鏡２に換えて、内視鏡２ａを備える。また、内視鏡２ａは、上述した実施の形態１に係る撮像部２０に換えて、撮像部２０ａを備える。また、撮像部２０ａは、パルス信号変換部２８に換えて、パルス信号変換部２８ａを備える。
【００５６】
パルス信号変換部２８ａは、パルス信号検出部２７が検出した第１のパルス信号の周波数を、受光部２３を駆動する同期信号を生成するために用いられる第２のパルス信号の周波数に変換してタイミング生成部２５へ出力する。パルス信号変換部２８ａは、パルス信号検出部２７が検出した第１のパルス信号（検出信号）のパルス幅を、１より大きい整数倍に伸張することによって、第２のパルス信号に変換する伸張回路２８１ａを有する。具体的には、伸張回路２８１ａは、第１のパルス信号のパルス幅を２倍に伸張することによって第２のパルス信号に変換する。
【００５７】
〔内視鏡の動作〕
次に、内視鏡２ａにおける各信号のタイミングについて説明する。図６は、内視鏡２ａにおける各信号のタイミングを示すタイミングチャートである。図６において、最上段から順に、（ａ）がパルス信号生成部５４によって生成される基準クロック信号のタイミングを示し、（ｂ）がパルス信号重畳部５６によって負電圧に重畳される負電圧の第１のパルス信号のタイミングを示し、（ｃ）がパルス信号検出部２７によって検出される検出信号（第１のパルス信号）のタイミングを示し、（ｄ）がパルス信号変換部２８ａによって変換される第２のパルス信号のタイミングを示し、（ｅ）がタイミング生成部２５によって検出される水平同期信号のタイミングを示し、（ｆ）がタイミング生成部２５によって検出される垂直同期信号のタイミングを示す。
【００５８】
図６に示すように、パルス信号生成部５４は、負電圧第１のパルス信号の立ち上がりのパルス幅（Ｈｉｇｈとなる期間）を１／２倍にしてパルス信号重畳部５６に出力している。即ち、パルス信号生成部５４は、第１のパルス信号のパルス幅を、撮像部２０の同期信号の周波数に対して１より大きい整数分の一、具体的には１／２に下げた第１のパルス信号を生成してパルス信号重畳部５６に出力する。このため、パルス信号変換部２８ａは、第１のパルス信号のパルス幅を１よりも大きい整数倍、具体的には２倍にパルス幅（図６のＦ１０を参照）を伸張して第２のパルス信号を変換する。これにより、タイミング生成部２５は、タイミングＴ１において、水平同期信号を生成することができる。
【００５９】
このように、パルス信号検出部２７のカットオフ周波数（ｆｃ＝１／２πＲＣ）をより高周波側へ設定することができるので、分離部２６およびパルス信号検出部２７の各々を構成する抵抗２６１，２７２の抵抗値およびコンデンサ２６２，２７１の容量を小さくすることができる。この結果、第１チップ２１または第２チップ２２に集積した場合、撮像部２０ａの面積の増加を抑制することができる。
【００６０】
以上説明した本発明の実施の形態２によれば、上述した実施の形態１と同様の効果を奏するとともに、パルス信号検出部２７のカットオフ周波数をより高周波側へ設定することができるので、分離部２６およびパルス信号検出部２７の各々を構成する抵抗２６１，２７２の抵抗値およびコンデンサ２６２，２７１の容量を小さくすることができる。この結果、第１チップ２１または第２チップ２２に集積した場合、撮像部２０ａの面積の増加を抑制することができる。
【００６１】
また、本発明の実施の形態２では、分離部２６、パルス信号検出部２７およびパルス信号変換部２８ａを第２チップ２２に集積してもよい。これにより、撮像部２０ａをさらに小型化することができる。
【００６２】
（その他の実施の形態）
また、本発明の実施の形態では、プロセッサと光源装置とが別体であったがこれに限定されることなく、例えばプロセッサと光源装置とが一体的に形成されてもよい。
【００６３】
また、本発明の実施の形態では、分離部、パルス信号検出部およびパルス信号変換部の各々が挿入部の先端側に設けられていたが、第２チップに分離部、パルス信号検出部およびパルス信号変換部の各々を積層してもよい。具体的には、撮像素子（撮像部）は、複数の画素を有する受光部が積層された第１チップと、第１チップに積層された第２チップと、を備え、第２チップは、第１チップを駆動するための電力（電源電圧）を伝送する伝送ケーブルを介して第１のパルス信号が重畳された電圧から直流成分と交流成分とを分離し、該直流成分を前記第１チップに出力する分離部と、伝送ケーブルに重畳された第１のパルス信号を検出するパルス信号検出部と、パルス信号検出部が検出した第１のパルス信号の周波数を、第１チップを駆動する同期信号を生成するために用いられる第２のパルス信号の周波数に変換するパルス信号変換部と、パルス信号変換部が変換した第２のパルス信号に基づいて、同期信号を生成するタイミング生成部と、を有するようにしてもよい。
【００６４】
また、本発明の実施の形態では、パルス信号重畳部が負電圧に対してパルス信号を負側（−側）に重畳してもよいし、正側（＋側）に重畳してもよい。
【００６５】
また、本発明の実施の形態では、電源電圧生成部が伝送ケーブルを介して負電圧を伝送していたが、これに限定されることなく、正電圧を伝送してもよい。
【００６６】
また、本発明の実施の形態では、分離部、パルス信号検出部およびパルス信号変換部の各々が挿入部の先端側に設けられていたが、内視鏡の操作部に分離部、パルス信号検出部およびパルス信号変換部を設けてもよい。
【００６７】
また、本発明の実施の形態では、同時方式の内視鏡を例に説明したが、面順次方式の内視鏡であっても適用することができる。
【００６８】
また、本発明の実施の形態では、軟性内視鏡（上下内視鏡スコープ）以外にも、硬性内視鏡、副鼻腔内視鏡および電気メスや検査プローブ等の内視鏡システムであっても適用することができる。
【００６９】
また、本明細書におけるタイミングチャートの説明では、「まず」、「その後」、「続いて」等の表現を用いて各間の処理の前後関係を明示していたが、本発明を実施するために必要な処理の順序は、それらの表現によって一意的に定められるわけではない。即ち、本明細書で記載したタイミングチャートにおける処理の順序は、矛盾のない範囲で変更することができる。
【００７０】
また、本発明は、上述した実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階では、発明の要旨を逸脱しない範囲内で構成要素を変形して具体化することができる。また、上述した実施の形態に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることによって、種々の発明を形成することができる。例えば、上述した実施の形態に記載した全構成要素からいくつかの構成要素を削除してもよい。さらに、各実施の形態および変形例で説明した構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【００７１】
また、明細書または図面において、少なくとも一度、より広義または同義な異なる用語とともに記載された用語は、明細書または図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。このように、発明の主旨を逸脱しない範囲内において種々の変形や応用が可能である。
【符号の説明】
【００７２】
１，１ａ  内視鏡システム
２，２ａ  内視鏡
３  伝送ケーブル
４  操作部
５  コネクタ部
６  プロセッサ
７  表示装置
８  光源装置
２０，２０ａ  撮像部
２１  第１チップ
２２  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  分離部
２７  パルス信号検出部
２８，２８ａ  パルス信号変換部
２９  バッファ
５１  ＡＦＥ部
５２  Ａ／Ｄ変換部
５３  撮像信号処理部
５４  パルス信号生成部
５５  電源電圧生成部
５６  パルス信号重畳部
６１  電源部
６２  画像信号処理部
６３  クロック生成部
６４  記録部
６５  入力部
６６  プロセッサ制御部
１００  挿入部
１０１  先端
１０２  基端
２３０  単位画素
２６１，２７２，Ｒ１０  抵抗
２６２，２７１，５６２，Ｃ１  コンデンサ
２７３，５６１  増幅アンプ
２８１  分周回路
２８１ａ  伸張回路
【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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