(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
デジタルビデオデータの連続した流れを処理するためのカメラ制御ユニット、該デジタルビデオデータの流れを該カメラ制御ユニットに送るため該カメラ制御ユニットに接続されたケーブル、および該デジタルビデオデータの流れを供給するための該ケーブルに接続されたカメラヘッドからなり、該カメラヘッドが、
アナログビデオデータの流れを発生させるためのイメージャと、
該カメラヘッドに対するタイミング信号を生成し、このタイミング信号が該イメージャを作動させると共に、該タイミング信号を該カメラ制御ユニットに送るように構成したタイミング発生器と、
該アナログビデオデータの流れを該デジタルビデオデータの流れに変換するための変換器と、
該ケーブルを介して伝送するために、該デジタルビデオデータの流れをシリアル化するためのシリアライザと、
少なくとも一つのデジタル・シリアル・ドライバとからなり、
該カメラ制御ユニットが、少なくとも一つのデジタル・シリアル・レシーバを有し、該カメラヘッドに対するタイミング信号に基づき、少なくとも部分的に制御されることを特徴とするビデオ画像システム。
【請求項２】
カメラヘッドがさらに、該デジタルビデオデータおよび制御信号を含む多重信号を発生するためのマルチプレクサを有することを特徴とする請求項１記載のビデオ画像システム。
【請求項３】
カメラヘッドがさらにプロセッサを有することを特徴とする請求項１記載のビデオ画像システム。
【請求項４】
カメラヘッドがさらに、該プロセッサによってアクセス可能でカメラヘッド情報を含むメモリ素子を有することを特徴とする請求項３記載のビデオ画像システム。
【請求項５】
入力データがカメラ制御ユニットをフォーマットすることを特徴とする請求項１記載のビデオ画像システム。
【請求項６】
該入力データがカメラヘッドからくることを特徴とする請求項５記載のビデオ画像システム。
【請求項７】
カメラヘッドが少なくとも１つのデジタル・シリアル・レシーバを用いることを特徴とする請求項１記載のビデオ画像システム。
【請求項８】
少なくとも１つのデジタル・シリアル・ドライバが低電圧差動信号を用いることを特徴とする請求項１記載のカメラヘッド。
【請求項９】
少なくとも１つのデジタル・シリアル・レシーバが低電圧差動信号を用いることを特徴とする請求項１記載のカメラヘッド。
【請求項１０】
カメラ制御ユニットが少なくとも１つのデジタル・シリアル・ドライバを用いることを特徴とする請求項１記載のビデオ画像システム。
【請求項１１】
デジタルビデオデータの連続した流れを処理するためのカメラ制御ユニット、該デジタルビデオデータの流れを該カメラ制御ユニットに送るため該カメラ制御ユニットに接続されたケーブル、および該デジタルビデオデータの流れを供給するための該ケーブルに接続されたカメラヘッドからなり、該カメラヘッドが、
アナログビデオデータの流れを発生させるためのイメージャと、
該カメラヘッドに対するタイミング信号を生成し、このタイミング信号が該イメージャを作動させると共に、該タイミング信号を該カメラ制御ユニットに送るように構成したタイミング発生器と、
少なくとも一つのデジタル・シリアル・ドライバとからなり、
該カメラ制御ユニットが、少なくとも一つのデジタル・シリアル・レシーバを有し、該カメラヘッドに対するタイミング信号に基づき、少なくとも部分的に制御され、
異なるタイミング信号の複数のカメラヘッドが、該カメラ制御ユニットに接続可能であることを特徴とするビデオ画像システム。
【請求項１２】
カメラヘッドがさらに、該アナログビデオデータを該デジタルビデオデータに変換するための変換器を有することを特徴とする請求項１１記載のビデオ画像システム。
【請求項１３】
カメラヘッドがさらに、該ビデオデータおよび制御信号を含む多重信号を発生するためのマルチプレクサを有することを特徴とする請求項１１記載のビデオ画像システム。
【請求項１４】
カメラヘッドがさらに、該デジタルビデオデータをシリアル化するためのシリアライザを有することを特徴とする請求項１１記載のビデオ画像システム。
【請求項１５】
カメラヘッドがさらにプロセッサを有することを特徴とする請求項１１記載のビデオ画像システム。
【請求項１６】
カメラヘッドがさらに、該プロセッサによってアクセス可能でカメラヘッド情報を含むメモリ素子を有することを特徴とする請求項１５記載のビデオ画像システム。
【請求項１７】
入力データがカメラ制御ユニットをフォーマットすることを特徴とする請求項１１記載のビデオ画像システム。
【請求項１８】
該入力データがカメラヘッドからくることを特徴とする請求項１７記載のビデオ画像システム。
【請求項１９】
カメラヘッドが低電圧差動信号を用いる少なくとも１つのデジタル・シリアル・ドライバを用いることを特徴とする請求項１１記載のビデオ画像システム。
【請求項２０】
カメラ制御ユニットが低電圧差動信号を用いる少なくとも１つのデジタル・シリアル・レシーバを用いることを特徴とする請求項１１記載のビデオ画像システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、種々のカメラ制御ユニットをもつ相互変換可能な用途を許容するコンポーネントを有するカメラヘッドに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
本発明が主として関係するビデオ内視鏡検査の分野は、わずかな体内侵入の外科処置を用いて、体腔内を観察するための内視鏡を利用する医学診断および治療訓練を含む。イメージ再生のため、ビデオ撮影カメラ（固体イメージ素子を含む）を内視鏡に結合することが、この分野で標準になっている。内視鏡ビデオカメラ（以下「カメラヘッド」という）は医療スタッフに容易に使われるように小型軽量で、一般に１個ないし複数個の固体イメージ素子を含む。ある特殊目的の内視鏡は内蔵固体イメージ素子を有し、この素子は付属ビデオシステムとディスプレーなしには、体腔内部を直接観察することができない。所定の寸法と重量にするため、カメラヘッドおよび／または内蔵内視鏡カメラアセンブリーは、高精細カラー画像の処理と出力に必要な回路の大多数から、一般に物理的に離されている。
【０００３】
一般に、内視鏡カメラヘッドは外科処置の間、「無菌領域」に入るので、各使用に先立って殺菌される。ビデオ画像処理に必要な回路の大多数を含むカメラ制御ユニット（ＣＣＵ）は一般に殺菌されず、カート上やカート内に置かれ、あるいは永久的に壁に装着される。公知のビデオ撮影システムにおいて、ケーブルによって相互接続されるが、通常ケーブルの一端はカメラヘッドに永久的に固定され、他端はコネクターによってＣＣＵに着脱可能に接続される。カメラヘッドそれ自体に似て、ケーブルも小径軽量であるが、くり返し殺菌や偶発的な台車付き担架の「ランオーバー」等に耐えるには十分頑丈であるのが利点である。
【０００４】
公知のビデオ撮影システムは一般に、少なくとも１つの固定ケーブル付きカメラヘッドを有し、およびしばしば種々の入力接続を有するＣＣＵあるいは各カメラタイプ毎に異なるＣＣＵのいずれかを含む。ＣＣＵの入力接続は、特殊カメラヘッドが種々の入力の特定の１つにのみ、あるいは特定のカメラヘッド仕様に相当する特定のＣＣＵにのみ接続されるように合わせられる。調時信号、ビデオシステム機能命令信号およびカメラヘッド供給電圧は、すべてＣＣＵ内で発生して、カメラヘッドに送られる。このカメラヘッド配列に対する利点は、小型・軽量で扱い易いことにある。難点は、ＣＣＵ調時発生器に合った調時信号を必要とするカメラヘッドのみがこの配列を利用できることである。したがって、異なる調時信号を用いる新しいあるいは異なるカメラヘッドは利用できない。
【０００５】
公知のビデオ画像システムの他の難点は、種々のカメラヘッドがそのパラメータに基づいて、異なるケーブル構造をもつことである。各カメラヘッドは一般に、それ自身の特殊な構造のケーブルに合う。
【０００６】
カメラヘッドとＣＣＵの間の現行相互接続は、より多量のデータ伝送のため一般に専用並列ワイヤからなる。各特定信号がカメラヘッドとＣＣＵの間で、電源および制御信号に対して単一な、あるいは画像データに対してシールドされて同軸な個々のワイヤによって送られることを「専用並列ワイヤ」という。しかし、専用並列ワイヤを供給することの難点は、たいていの信号線が専用接続ピンを必要としつつ、カメラヘッドからの画像データを制御し、活性化し、受信するため一般に２０〜３０本の別々の線が必要なことである。各ケーブル径と寸法が大きくなり、ケーブル束の対応重量が大きくなるほど、必要な線の数がふえる。ケーブル束が大きくなればなるほど、医療スタッフがビデオ画像システムを使用するのに障害となりやすい。さらに、専用並列ワイヤタイプのケーブルを使うことは、付加的な機能が必要でカメラヘッドかＣＣＵのいずれかに付加されるとき、望ましくない。この新しい機能を受け入れるため、付加的配線をケーブル束に内蔵しなければならず、設備の再設計を必要とし、それに伴う購入費用がかかる。また、ビデオ画像システムが発達すると、ＣＣＵが種々のカメラヘッドと適合するようにプログラム可能になり、新しい制御特性を増し、異なるタイプのビデオ信号を処理する。
【０００７】
ビデオ画像システムの他の面は、漂游電磁信号がケーブル束のワイヤ上に誘導され（電磁干渉「ＥＭＩ」という）、ケーブルそれ自身の内訳にある信号の「クロストーク」によって、望ましくない画像の「ノイズ」が発生し得ることである。公知のビデオ画像システムは、カメラヘッドおよびＣＣＵとビデオ信号および他の信号を送受信するためアナログ信号を用いる。これらのアナログ信号は、特に画像データは、外科電気メス設備等からのＥＭＩに非常に感じやすい。ＥＭＩシールドを用いることは、コストが嵩み、ケーブル寸法と重量が増すので、禁止される。さらに、所定の内視鏡カメラヘッドケーブル長それ自身（一般に１０フィート以上）によって、アナログ信号がケーブル長にわたって伝えられるとき、ノイズを誘導しやすい。
【０００８】
さらに、高解像度の固体イメージ素子が入手できるようになり、ビデオ画像システムに使われやすくなってきた。イメージ素子が高度化するにつれ、より多量の画像データがカメラヘッドとＣＣＵの間の相互接続ケーブルによって送られなければならない。そして、より高速のデータ伝達部材が使われなければならない。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、ＣＣＵ内に発生する調時信号に適合するカメラヘッドにのみカメラヘッドの相互接続が限定されないビデオ画像システムを供給することが望ましい。むしろ、ＣＣＵに画像データを処理させ、それぞれ異なる調時信号要求をもつ多くのタイプのカメラヘッドから制御信号を受信させ、そのようなカメラヘッドへ命令信号を発生させるビデオ画像システムが望ましい。
【００１０】
さらに、厳格なシールドを用いる必要のない、内部および外部のＥＭＩに耐えられるビデオ画像システムを提供することが望ましい。これにより、小径・軽量のケーブルを使うことができる。
【００１１】
さらに、カメラヘッドおよびＣＣＵに、システムの再設計や交換なしに新しい特徴と機能を利用させるビデオ画像システムを提供することが望ましい。このような配列により、ＣＣＵへの初期投資をムダにさせることなく、現在の技術的限界が克服されるような将来のビデオカメラシステムの改良と応用を受け入れる能力が与えられよう。
【００１２】
さらに、カメラヘッドおよびカメラ制御ユニットに対し、制御命令および画像データの伝送をするためのただ一対のワイヤを使用するビデオ画像システムを提供することが好ましい。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
これらおよび他の本発明の目的は、デジタル画像信号を処理するためのカメラ制御ユニット、デジタル画像信号をカメラ制御ユニットに送るため該カメラ制御ユニットに接続されたケーブル、およびデジタル画像信号を供給するためケーブルに接続されたカメラヘッドからなり、該カメラヘッドが、アナログ画像信号を発生するためのイメージャ、該イメージャを作動させるための調時発生器、アナログ画像信号をデジタル画像信号に変換するためのコンバータ、およびケーブルにわたって送るためデジタル画像信号をシリアル化させるためのシリアライザからなるビデオ画像システムを提供することによって、一つの有利な実施態様において達成される。
【００１４】
他の有利な実施態様において、画像信号を処理するためのカメラ制御ユニット、画像信号をカメラ制御ユニットに送るためカメラ制御ユニットに接続されたケーブル、画像信号を供給するためケーブルに接続されたカメラヘッドからなり、該カメラヘッドが、画像信号を発生するためのイメージャ、およびイメージャを作動するための調時発生器からなるビデオ画像システムが提供される。
【００１５】
さらに他の有利な実施態様において、画像信号を処理するためのカメラ制御ユニット、画像信号をカメラ制御ユニットに送るためカメラ制御ユニットに接続されたケーブル、画像信号を供給するためケーブルに接続されたカメラヘッドからなり、該カメラヘッドが、アナログ画像信号を発生するためのイメージャ、およびアナログ画像信号をデジタル画像信号に変換するためのコンバータからなるビデオ画像システムが提供される。
【００１６】
さらに他の有利な実施態様において、画像信号を処理するためのカメラ制御ユニット、画像信号をカメラ制御ユニットに送るためカメラ制御ユニットに接続されたケーブル、画像信号を供給するためケーブルに接続されたカメラヘッドからなり、該カメラヘッドが、画像信号を発生するためのイメージャ、およびケーブルにわたって送るため画像信号をシリアル化させるためのシリアライザからなるビデオ画像システムが提供される。
【００１７】
さらに他の有利な実施態様において、画像信号を処理するためのカメラ制御ユニット、画像信号をカメラ制御ユニットに送るためカメラ制御ユニットに接続されたケーブル、画像信号を供給するためケーブルに接続されたカメラヘッドからなり、該カメラヘッドが、画像信号を発生するためのイメージャ、およびプロセッサからなるビデオ画像システムが提供される。
【００１８】
さらに他の有利な実施態様において、低電差動信号（ＬＶＤＳ）を用いる小径・軽量な自在（万能）ケーブル配列をもつビデオ画像システムが提供される。他の種々の信号法も使い得るが、低電力消費、高速データ伝送速度、２ワイヤ単方向接続性、および内部（クロストーク）・外部ＥＭＩに対する高耐性のため、ＬＶＤＳに基づく構造が好ましい。このケーブル構造は、異なるカメラヘッドの異なる技術要件を受け入れるとともに、異なるカメラヘッドからＣＣＵへデータを信頼性高く送受信するように設計されている。
【００１９】
このケーブルもプログラマブルＣＣＵの使用を受け入れるために提供されてきた。たとえば、カメラヘッドが自在ケーブルによってプログラマブルＣＣＵに接続される。プログラマブルＣＣＵ上に実行されるソフトウエアにより、カメラヘッドへの接続が検証され、特にそのカメラヘッドに関するカメラヘッド情報がもたらされる。カメラヘッド情報は、ソフトウエアプログラム、操作情報、調時信号データ、カメラヘッド固定情報、カメラ使用情報等からなる命令・制御データを含む。制御信号は、調時発生器によって発生する調時信号およびプロセッサによって発生する信号のような、画像データを除くカメラヘッドから送られるどんな信号も含む。命令信号は、カメラ制御ユニットからカメラヘッドに送られるどんな信号も含む。
【００２０】
この自在ケーブルの構造も、種々のＣＣＵと種々のカメラヘッドの間のケーブル接続のデータ伝送容量を大いに増す。これに対するニーズは、単一ケーブルの所定の小径および重量をそのまま維持しながら、データ多重送信によって達成される。「データ多重送信」とは、時分割に基づいて多重データを送信するため、どんな単一信号路も利用できることをいう。この新規なケーブル構造により、データ伝送容量を下げることなく、また信号ノイズ誘導をひき起こすこともなく、ケーブル長を延長できる。
【００２１】
さらに他の有利な実施態様において、ビデオ画像システムが提供され、ここでデジタルカメラヘッドが少なくとも１つの処理デバイスからなり、該処理デバイスは並列デジタルビデオデータを受信し、少なくとも１つのデジタル・シリアル・ドライバによって受信されるデジタル・シリアル・データに該ビデオデータを圧縮し、かつ、少なくとも１つのデジタル・シリアル・レシーバからデジタル・シリアル・データを受信するために用いられる。少なくとも１つの処理デバイス（フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ、プログラマブル論理素子、デジタル信号プロセッサ、マイクロプロセッサ等だが、これらに限定されない）を使って実現されるプログラミングの柔軟性により、内視鏡ビデオカメラ応用に対する必要な速度、精度および所定の適合性が得られる。さらに、カメラヘッド寸法、製造コスト、および電力消費量が、個別の多重送信デバイスを使う代わりにプロセッサに基づくビデオデータ圧縮および変換配列を用いることにより、さらに軽減される。その上、イメージャ技術が向上するにつれ、プログラミングの改訂によって本発明が容易にそれらの向上をさらに推進するように適用され得る。
【００２２】
本発明およびその特徴と効果は、添付図面を参照して行う以下の詳細な説明からさらに明らかになるであろう。
【００２３】
【発明の実施の形態】
図１にビデオ画像システム１００の有利な１実施態様を示す。観察対象（図示せず）を映した光エネルギー１１０を受けるためのイメージャ１１５をもつカメラヘッド１０５が提供されている。この受けられた光エネルギー１１０に対応する出力アナログ画像データを現像（ｄｅｖｅｌｏｐ）するため、イメージャ１１５は調時発生器（タイミング信号発生器）１２５で発生する調時信号（タイミング信号）を用いる。イメージャ１１５によって光エネルギー１１０が出力アナログ画像データに変換され、Ａ／Ｄ（アナログ−デジタル）変換器１２０に送られる。Ａ／Ｄ変換器１２０によってアナログ画像データがデジタル画像データに変換される。次にデジタル画像データはマルチプレクサ１３０に送られる。また、調時発生器１２５からも出力が発生し、マルチプレクサ１３０に送られる。カメラヘッド１０５内に、メモリ素子１４０へのアクセスをもつプロセッサ１３５も含まれている。メモリ素子１４０内にストアされているカメラ情報が、プロセッサ１３５からマルチプレクサ１３０に送られる。マルチプレクサ１３０は種々の入力信号を多重化し、多重デジタル信号を発生する。マルチプレクサ１３０の出力は、これもカメラヘッド１０５内にあるシリアライザ１４５に送られ、さらにその先のデジタル・シリアル・ドライバ１５０に送られる。このドライバ１５０の出力は、結合素子１５５を経てカメラ制御ユニット１６０に送られる。カメラ制御ユニット１６０はその信号をプロセッサ１６５によって処理する。プロセッサ１６５は調時信号を用いて画像データを処理し、ビデオ出力１７０を発生する。
【００２４】
図２にビデオ画像システム２００の有利な１実施態様を示す。観察対象（図示せず）を映した光エネルギー２１０を受けるためのイメージャ２１５をもつカメラヘッド２０５が供給されている。イメージャ２１５は調時発生器２２０で発生する調時信号を用いて、受けた光エネルギー２１０に対応する出力画像データを現像する。
【００２５】
イメージャ２１５の出力は結合素子２２５を介して、カメラ制御ユニット２４０内のプロセッサ２４５に送られる。また、調時発生器２２０の出力も結合素子２３０を介して、プロセッサ２４５に送られる。プロセッサ２４５は調時信号を用いて画像データを処理し、ビデオ出力２５０を発生する。
【００２６】
図３にビデオ画像システム３００の有利な１実施態様を示す。観察対象（図示せず）を映した光エネルギー３１０を受けるためのイメージャ３１５をもつカメラヘッド３０５が供給されている。イメージャ３１５は光エネルギー３１０に対応する出力アナログ画像データを現像する。すなわち、光エネルギー３１０を出力アナログ画像データに変換し、Ａ／Ｄ変換器３２０に送る。Ａ／Ｄ変換器３２０はそのアナログ画像データをデジタル画像データに変換する。次に、その出力が結合素子３２５を介して、カメラ制御ユニット３３０に送られる。カメラ制御ユニット３３０はデジタル画像データを処理して、ビデオ出力３３５を発生する。
【００２７】
図４にビデオ画像システム４００の有利な１実施態様を示す。観察対象（図示せず）を映した光エネルギー４１０を受けるためのイメージャ４１５をもつカメラヘッド４０５が供給される。イメージャ４１５は光エネルギー４１０に対応する出力画像データを現像する。すなわち、光エネルギー４１０を画像データに変換し、マルチプレクサ４２０に送る。また、メモリ素子４２５もマルチプレクサ４２０に接続されている。マルチプレクサ４２０は種々の入力信号を多重化して、多重信号を発生する。マルチプレクサ４２０の出力は結合素子４３０を介してカメラ制御ユニット４３５に送られる。カメラ制御ユニット４３５はその信号を処理してビデオ出力４４０を発生する。
【００２８】
図５にビデオ画像システム５００の有利な１実施態様を示す。観察対象（図示せず）を映した光エネルギー５１０を受けるためのイメージャ５１５をもつカメラヘッド５０５が供給されている。イメージャ５１５は光エネルギー５１０に対応する出力画像データを現像する。すなわち、光エネルギー５１０を出力画像データに変換し、シリアライザ５２０に送る。シリアライザ５２０の出力は結合素子５２５を介してカメラ制御ユニット５３０に送られる。カメラ制御ユニット５３０はその信号を処理し、ビデオ出力５３５を発生する。
【００２９】
図６に、単一の固体イメージャ・カメラヘッド６０５およびカメラ制御ユニット６１０が自在（万能）ケーブルでつながれたビデオ画像システム６００を示す。固体イメージャ６２０が観察対象（図示せず）を映した光エネルギー６２５を受ける。電荷結合素子（ＣＣＤ）、電荷注入素子（ＣＩＤ）、相補型金属酸化物半導体（ＣＭＯＳ）等からなるイメージャ６２０は、光エネルギー６２５を対応する値をもつアナログ電圧に変換し、その出力を較正ダブルサンプラー（ＣＤＳ）６３０に送る。ＣＤＳ６３０のアナログ出力が増幅器６３５に送られる。増幅器６３５の出力は、そのゲイン値設定に応じてイメージャ６２０の出力に従って変化するアナログ画像データである。この出力はＡ／Ｄ変換器６４０に送られ、「変化する」アナログ画像データに対応する一群のデジタル画像データ（複数の並列線による）を出力する。ＣＤＳ６３０・増幅器６３５・Ａ／Ｄ変換器６４０はそれぞれ個別の素子でもよいが、単一の素子に集積されることが好ましく、Ｅｘａｒ社の画像デジタイザ（部品番号ＸＲＤ９８Ｌ５９）やＮａｔｉｏｎａｌ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ社のカメラ信号プロセッサ（部品番号ＬＭ９８５０１、ＬＭ９８５０３）のような素子（しかし、これらに限定されない）を用いることがさらに好ましい。このような集積素子を使うことはビデオカメラヘッド分野ではよく知られている。
【００３０】
プロセッサ６４５はＡ／Ｄ変換器６４０からの並列デジタル画像データ出力を受け、それを圧縮し、デジタル・シリアルデータに変換して、デジタル・シリアル・ドライバ６５０に送る。プロセッサ６４５はフィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ、プログラマブル論理素子、デジタル信号プロセッサ、およびマイクロプロセッサのようなタイプのプロセッサであるが、これらに限定されない。種々の他のデジタル・シリアル・ドライバを使い得るが、低電圧差動信号ドライバが好ましく、Ｔｅｘａｓ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社の高速差動ドライバ（部品番号ＳＮ６５ＬＶＤＳ１）のような素子を用いることがさらに好ましいが、これに限定されない。ドライバ６５０の出力は第１コネクタ６５５に送られる。
【００３１】
自在ケーブル６１５は、第２端で第２コネクタ６６０に接続されている。自在ケーブル６１５を介してカメラヘッド６０５とカメラ制御ユニット６１０を相互接続するため、第２コネクタ６６０が第１コネクタ６５５に固定されている。さらに、第３コネクタ６６５が第４コネクタ６７０に固定されるために設けられている。デジタル・シリアル・レシーバ６７５への入力が第４コネクタ６７０に接続されている。種々の他のデジタル・シリアル・レシーバを使い得るが（デジタル・シリアル・ドライバ６５０と互換性のあることが必要）、低電圧差動信号レシーバが好ましく、Ｔｅｘａｓ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社の高速差動レシーバ（部品番号ＳＮ６５ＬＶＤＳ２）のような素子を使うことがさらに好ましいが、これに限定されない。レシーバ６７５の出力はプロセッサ（画像処理回路）６８０に送られ、そこで処理されて、最終出力である画像データ６８５となる。ビデオモニタや他のビデオ機器（図示せず）上に表示するための画像データ６８５は、当分野においてよく知られている。
【００３２】
この実施態様で与えられるもう１つの機能は、プロセッサ６４５を介してカメラヘッド６０５に制御および／または命令信号を送り、書込情報を送ることができることである。デジタル・シリアル・ドライバ６９０への入力はプロセッサ６８０に接続され、ドライバ６９０の出力は第４コネクタ６７０に接続されている。このようにして、自在ケーブル６１５を介し、情報とデータがカメラヘッド６０５に送られる。カメラヘッド６０５内で、デジタル・シリアル・レシーバ６９５への入力は第１コネクタ６５５に接続され、ドライバ６９０からの情報とデータを受ける。また、レシーバ６９５の出力はプロセッサ６４５に接続され、制御・命令信号が処理され、データが貯えられる。
【００３３】
図７に、自在ケーブル７１５を介して接続される多重固体イメージャ・カメラヘッド７０５とカメラ制御ユニット７１０からなるビデオ画像システム７００を示す。当分野ではよく知られているように、多重イメージャはプリズム・アセンブリ（図示せず）に固定され、該プリズム・アセンブリは受けた光エネルギー７２５ａ〜ｃを３つの離れた波長帯（可視光カメラシステムの場合、赤・青・緑）に分け、固体イメージャ７２０ａ〜ｃによって検出される。この多重配列により、単一イメージャ配列よりも高精細な画像が得られる。固体イメージャ７２０ａ〜７２０ｃは、プリズム・アセンブリから光エネルギー７２５ａ〜７２５ｃをそれぞれ受ける。ＣＣＤ、ＣＩＤ、ＣＭＯＳ等の素子であるイメージャ７２０ａ〜７２０ｃは、光エネルギー７２５ａ〜７２５ｃをそれぞれ対応する値のアナログ電圧に変換し、それらをＣＤＳ７３０ａ〜７３０ｃに送る。ＣＤＳ７３０ａ〜７３０ｃのアナログ出力が増幅器７３５ａ〜７３５ｃに送られる。増幅器７３５ａ〜７３５ｃの出力アナログ画像データは、各増幅器のゲイン値設定に応じて、各イメージャ７２０ａ〜７２０ｃの出力に従って変化する。増幅器７３５ａ〜７３５ｃの出力はＡ／Ｄ変換器７４０ａ〜７４０ｃによって、それぞれ「変化する」アナログデータに応じて一群のデジタル画像データ（複数の並列線による）に変換される。ＣＤＳ７３０ａ・増幅器７３５ａ・Ａ／Ｄ変換器７４０ａ（ｂ，ｃの場合も同様）はそれぞれ個別の素子でもいいが、単一素子に集積されることが好ましく、Ｅｘａｒ社の画像デジタイザ（部品番号ＸＲＤ９８Ｌ５９）やＮａｔｉｏｎａｌ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ社のカメラ信号プロセッサ（部品番号ＬＭ９８５０１、ＬＭ９８５０３）のような素子（しかし、これらに限定されない）を用いることがさらに好ましい。このような集積素子を使うことはビデオカメラヘッド分野ではよく知られている。
【００３４】
プロセッサ７４５は並列のデジタル画像データを受信し、これらのデータを一群のデジタル・シリアル・データに変換して、デジタル・シリアル・ドライバ７５０ａ〜７５０ｃに送る。プロセッサ７４５はフィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ、プログラマブル論理素子、デジタル信号プロセッサ、およびマイクロプロセッサのようなタイプのプロセッサであるが、これらに限定されない。プロセッサ７４５はデジタル・シリアル・ドライバー７５０ａ〜７５０ｃに画像データを送る。種々の他のデジタル・シリアル・ドライバを使い得るが、低電圧差動信号ドライバが好ましく、Ｔｅｘａｓ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社の高速差動ドライバ（部品番号ＳＮ６５ＬＶＤＳ１）のような素子を用いることがさらに好ましいが、これに限定されない。ドライバ７５０ａ〜７５０ｃの出力は第１コネクタ７５５に送られる。
【００３５】
自在ケーブル７１５は第１端で第２コネクタ７６０に接続されている。自在ケーブル７１５を介して、カメラヘッド７０５とカメラ制御ユニット７１０を相互接続するため、第２コネクタ７６０が第１コネクタ７５５に固定され、ケーブル７１５の第２端にある第３コネクタ７６５が第４コネクタ７７０に固定されている。デジタル・シリアル・レシーバ７７５ａ〜７７５ｃの入力が第４コネクタ７７０に接続されている。種々の他のデジタル・シリアル・レシーバを使い得るが（デジタル・シリアル・ドライバ７５０ａ〜７５０ｃと互換性のあることが必要）、低電圧差動信号レシーバが好ましく、Ｔｅｘａｓ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社の高速差動レシーバ（部品番号ＳＮ６５ＬＶＤＳ２）のような素子を使うことがさらに好ましいが、これに限定されない。レシーバ７７５ａ〜７７５ｃの出力はプロセッサ（ビデオ処理回路）７８０に送られ、最終出力としてビデオ信号７８５を発生する。ビデオ信号７８５はビデオモニタや他のビデオ機器（図示せず）に表示されるが、これは当分野でよく知られている。
【００３６】
この実施態様で与えられるもう１つの機能は、プロセッサ７４５を介してカメラヘッド７０５に制御および／または命令信号を送り、書込情報を送ることができることである。デジタル・シリアル・ドライバ７９０ａ〜７９０ｃへの入力はプロセッサ７８０に接続され、ドライバ７９０ａ〜７９０ｃの出力は第４コネクタ７７０に接続されている。このようにして自在ケーブル７１５を介し、情報とデータがカメラヘッド７０５に送られる。カメラヘッド７０５内で、デジタル・シリアル・レシーバ７９５ａ〜７９５ｃへの入力は第１コネクタ７５５に接続され、ドライバ７９０ａ〜７９０ｃからの情報とデータを受ける。また、レシーバ７９５ａ〜７９５ｃの出力はプロセッサ７４５に接続され、制御・命令信号が処理され、データが貯えられる。
【００３７】
図６・７のビデオ画像システム６００・７００は、予期される将来のデータ伝送要件を受け入れるように設計された。内視鏡システムはさらにフレキシブルになり続けるであろう。たとえば、ＣＣＵは種々のタイプのカメラとの互換性のためプログラマブルになり、新たな制御特性を加え、種々の画像信号を処理している。
【００３８】
この点に鑑み、ビデオ画像システム６００・７００はプログラマブルにＣＣＵを利用するように、種々のカメラヘッドとＣＣＵの間にデータを有効に送るように設計された。図６・７に示したように、デジタル・シリアル・ドライバ６５０（７５０ａ〜７５０ｃ）およびデジタル・シリアル・ドライバ６７５（７７５ａ〜７７５ｃ）はこのデータ伝送能力を与える。種々のデジタル・シリアル・ドライバとレシーバを使い得るが、低電圧差動信号ドライバとレシーバが好ましく、Ｔｅｘａｓ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社の高速差動ドライバ（部品番号ＳＮ６５ＬＶＤＳ１）および高速差動レシーバ（同ＳＮ６５ＬＶＤＳ２）のような素子を使うことがさらに好ましいが、これらに限定されない。
【００３９】
図７に示したように、デジタル・シリアル・ドライバ７５０ａ〜７５０ｃ・７９０ａ〜７９０ｃおよびデジタル・シリアル・レシーバ７７５ａ〜７７５ｃ・７９５ａ〜７９５ｃは、将来、ビデオ画像システムが改良されるとき、拡張されたデータ・制御能力を与える。
【００４０】
図６・７に示したように、各カメラヘッド配列に対して種々のタイプのケーブルを用いなくていいように、自在ケーブル６１５・７１５が種々のカメラヘッドと互換になるように設計されている。一般に自在ケーブル６１５・７１５は多数および単一のイメージ・センサ・カメラ６０５・７０５に対して使われる。これは図７のような多重イメージャ・デジタル・カメラを受け入れるのに十分なデータ伝送容量を備えた自在ケーブル７１５（６１５）を供給することにより達成される。図６のように単一のイメージャ・デジタル・カメラに対して、上記自在ケーブルを使う場合には、使われていない残りの信号路はカメラに接続されない。したがって、種々のビデオ画像システムに対して特定のケーブルを用意しておくことなく、１本の自在ケーブル６１５・７１５を種々のカメラヘッドに対して使い得る。
【００４１】
以上、本発明を特定の部材や特徴の配列を参照して説明してきたが、これらは特徴のすべての可能な配列を網羅したものではなく、当業者には多くの他の変形や変更をなし得るであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１実施態様よりなるビデオ画像システムのブロック図。
【図２】本発明の１実施態様よりなるビデオ画像システムのブロック図。
【図３】本発明の１実施態様よりなるビデオ画像システムのブロック図。
【図４】本発明の１実施態様よりなるビデオ画像システムのブロック図。
【図５】本発明の１実施態様よりなるビデオ画像システムのブロック図。
【図６】単一のイメージャ・カメラヘッドとカメラ制御ユニットを自在ケーブルで接続した、本発明の１実施態様よりなるビデオ画像システムのブロック図。
【図７】複数のイメージャ・カメラヘッドとカメラ制御ユニットを自在ケーブルで接続した、本発明の１実施態様よりなるビデオ画像システムのブロック図。
【符号の説明】
１００・２００・３００・４００・５００・６００・７００：ビデオ画像システム
１０５・２０５・３０５・４０５・５０５・６０５・７０５：カメラヘッド
１１０・２１０・３１０・４１０・５１０・６２５・７２５ａ〜７２５ｃ：光エネルギー
１１５・２１５・３１５・４１５・５１５・６２０・７２０ａ〜７２０ｃ：イメージャ
１３５・１６５・２４５・６４５・６８０・７４５・７８０：プロセッサ
１６０・２４０・３３０・４３５・５３０・６１０・７１０：カメラ制御ユニット（ＣＣＵ）
１７０・２５０・３３５・４４０・５３５・６８５・７８５：ビデオ出力
６１５・７１５：自在ケーブル
【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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