(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
カメラヘッド部と信号処理部とが複数のケーブルを介して接続される撮像装置において、
前記カメラヘッド部は固体撮像素子と前記固体撮像素子の駆動に必要なタイミング信号を発生するタイミング発生手段と、前記タイミング発生手段に第１の同期信号を供給する第１の同期信号発生手段とを具備し、
前記信号処理部は前記複数の内の同軸線である第１のケーブルを介して入力される前記固体撮像素子の出力信号を信号処理する信号処理手段と、前記信号処理手段に第２の同期信号を供給する第２の同期信号発生手段とを具備し、
前記カメラヘッド部から前記複数のケーブルの内の同軸線である第２のケーブルを介して前記第２の同期信号発生手段に供給されるクロック信号の基準タイミングと前記第１の同期信号発生手段から前記第１及び第２のケーブルとは異なり、前記第１及び第２のケーブルよりノイズの影響を受け易い電線からなる第３のケーブルを介して前記信号処理部に入力される前記第１の同期信号に係る信号の基準タイミングとを比較し、この比較結果に応じて前記第１の同期信号に係る信号或いは前記第１の同期信号に係る信号を遅延させた信号の何れか一方の信号を前記第２の同期信号発生手段に供給することにより前記第２の同期信号発生手段が出力する前記第２の同期信号の遅延量を制御することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
カメラヘッド部と信号処理部とが複数のケーブルを介して接続される撮像装置において、
前記カメラヘッド部は固体撮像素子と前記固体撮像素子の駆動に必要なタイミング信号を発生するタイミング発生手段とを具備し、
前記信号処理部は前記複数の内の同軸線である第１のケーブルを介して入力される前記固体撮像素子の出力信号を信号処理する信号処理手段と、前記タイミング発生手段から前記複数のケーブルの内の同軸線である第２のケーブルを介して第１のクロック信号が供給される前記信号処理手段に同期信号を供給する同期信号発生手段とを具備し、
前記タイミング発生手段からの第２のクロック信号の基準タイミングと前記同期信号発生手段から前記第１及び第２のケーブルとは異なり、前記第１及び第２のケーブルよりノイズの影響を受け易い電線からなる第３のケーブルを介してカメラヘッド部に入力される前記同期信号に係る信号の基準タイミングとを比較し、この比較結果に応じて前記同期信号に係る信号或いは前記同期信号に係る信号を遅延させた信号の何れか一方の信号を前記タイミング発生手段に供給することにより前記タイミング発生手段が出力する前記タイミング信号の遅延量を制御することを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カメラヘッド部と信号処理部とがケーブルを介して接続される特に内視鏡用又は監視用に好適な分離型撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
内視鏡像撮像用や顕微鏡像撮影用の撮像装置、また監視用撮像装置として、カメラヘッド部を可能な限り小型、軽量にし、そして、カメラケーブルで接続した信号処理部をカメラヘッド部とは離れた場所に設置するいわゆる分離型撮像装置がある。
【０００３】
図４はこのようなカメラヘッド部と信号処理部とがカメラケーブルにて接続される従来の撮像装置の一例を説明するためのブロック図である。
まず、カメラヘッド部における１は所定のクロックの信号を発振する発振器（ＯＳＣ）であり、タイミングジェネレータ（ＴＧ）２は発振器（ＯＳＣ）１からのクロック信号ＣＫ１と同一又はクロック信号ＣＫ１を分周したクロック信号ＣＫ２を出力する。
【０００４】
３は第１のシンクシグナルジェネレータ（ＳＳＧ１）であり、クロック信号ＣＫ２を基準クロックとして水平同期パルスＨＤ１及び垂直同期パルスＶＤ１を生成し、タイミングジェネレータ（ＴＧ）２は、水平同期パルスＨＤ１及び垂直同期パルスＶＤ１に基づき各種のタイミングパルスをドライブ回路４に出力すると共に、クロック信号ＣＫ１と同一又はクロック信号ＣＫ１を分周したクロック信号ＣＫ３を出力する。そして、固体撮像素子（ＣＣＤ）５はドライブ回路４からのドライブ信号に基づき入射光を電気信号に変換し、ＣＣＤ信号として出力する。
【０００５】
また、第１のシンクシグナルジェネレータ（ＳＳＧ１）３は、水平同期パルスＨＤ１及び垂直同期パルスＶＤ１と同一又は極性が反転、或いは所定時間タイミングがずれた水平同期パルスＨＤ２及び垂直同期パルスＶＤ２を出力する。
【０００６】
なお、ここでは、タイミングジェネレータ（ＴＧ）２がクロック信号ＣＫ２及びＣＫ３を生成する例を示したが、クロック信号ＣＫ１とクロック信号ＣＫ２又はクロック信号ＣＫ３が同一の信号である場合には、発振器（ＯＳＣ）１からのクロック信号ＣＫ１を第１のシンクシグナルジェネレータ（ＳＳＧ１）３又は後述する第２のシンクシグナルジェネレータ（ＳＳＧ２）７にそのまま入力しても良く、また、クロック信号ＣＫ２又はクロック信号ＣＫ３がクロック信号ＣＫ１を分周した信号である場合には、発振器（ＯＳＣ）１からのクロック信号ＣＫ１を他の分周手段にて分周し、第１のシンクシグナルジェネレータ（ＳＳＧ１）３又は第２のシンクシグナルジェネレータ（ＳＳＧ２）７に入力しても構わない。
【０００７】
このようにして、カメラヘッド部からは、固体撮像素子（ＣＣＤ）５によるＣＣＤ信号、タイミングジェネレータ（ＴＧ）２によるクロック信号ＣＫ３、第１のシンクシグナルジェネレータ（ＳＳＧ１）３による水平同期パルスＨＤ２及び垂直同期パルスＶＤ２が夫々出力される。
そして、カメラヘッド部と信号処理部とを接続するカメラケーブルは、同軸線構造となっており、カメラヘッド部からの夫々の信号を信号処理部に伝達する。
【０００８】
一方、信号処理部における第２のシンクシグナルジェネレータ（ＳＳＧ２）６には、基準クロックとしてのクロック信号ＣＫ３、水平同期パルスＨＤ２及び垂直同期パルスＶＤ２が入力され、これらの信号に基づき複号同期信号、ＯＢ（オプチカルブラック）クランプパルス、ブランキングパルス等を発生する。
【０００９】
そして、信号処理回路７では、第２のシンクシグナルジェネレータ（ＳＳＧ２）６から出力される夫々の信号に基づきＣＣＤ信号に対してγ補正、アパーチャー補正及び複号同期信号付加等の信号処理を施し、図示しない表示装置等に映像信号を出力する。
【００１０】
なお、ここでは図示しないが、信号処理部からカメラヘッド部には各種電圧の電源や固体撮像素子（ＣＣＤ）５の電子シャッタスピードを制御するための信号等がカメラケーブルを通じて供給されている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
以上の如く従来の撮像装置では、カメラケーブルを通じてカメラヘッド部から信号処理部にＣＣＤ信号、クロック信号ＣＫ３、水平同期パルスＨＤ２及び垂直同期パルスＶＤ２が供給されるが、いずれの信号も同軸線により接続されているためカメラケーブル全体が太くなってしまい、特に内視鏡像撮像装置の場合には、カメラヘッド部の操作がしづらくなってしまうという問題があった。
また、同軸線は通常の電線と比べて高価であるためカメラケーブルの価格自体も高くなっていた。
【００１２】
そこで、カメラケーブル全体を細くするために、高周波信号であるＣＣＤ信号及びクロック信号ＣＫ３を伝送する電線にのみ同軸線を用いて、高周波信号ではない水平同期パルスＨＤ２及び垂直同期パルスＶＤ２を伝送する電線には通常の電線を用いる場合を考える。
【００１３】
カメラケーブル内で異なる電線を用いる場合には、カメラヘッド部から信号処理部に供給される各信号間の遅延時間にずれが生じる。そして、この各信号間の遅延時間のずれは、カメラケーブルの長さによって大きく変化するが、ノイズの影響によっても微妙に変化する。
【００１４】
図５は、クロック信号ＣＫ３を同軸線により伝送し、水平同期パルスＨＤ２を通常の電線により伝送した時に第２のシンクシグナルジェネレータ（ＳＳＧ２）６に入力される水平同期パルスＨＤ２とクロック信号ＣＫ３との位相関係を示す図である。
【００１５】
同図（ａ）は水平同期パルスＨＤ２であり、また、同図（ｂ）はクロック信号ＣＫ３である。なお、水平同期パルスＨＤ２は基準タイミングを立ち下がりエッジとし、また、クロック信号ＣＫ３は基準タイミングを立ち上がりエッジとするものとし、ここでは、水平同期パルスＨＤ２の基準タイミングとクロック信号ＣＫ３の基準タイミングとがほぼ一致している。
【００１６】
このように水平同期パルスＨＤ２の基準タイミングとクロック信号ＣＫ３の基準タイミングとがほぼ一致している場合には、ノイズの影響によりお互いの信号の位相が前後することがあり、これらの信号を第２のシンクシグナルジェネレータ（ＳＳＧ２）６にそのまま入力するとクロック信号ＣＫ３を基準クロックとして動作する第２のシンクシグナルジェネレータ（ＳＳＧ２）６の内部で用いられる実際の水平同期パルスは、同図（ｃ）に示すタイミングの信号となったり、また同図（ｄ）に示すタイミングの信号となったり、ノイズの影響により変化することになる。
【００１７】
従って、カメラケーブル内で異なる電線を用いる場合には、信号処理回路７にて信号処理された映像信号にジッタが現れる可能性があった。
【００１８】
このようなジッタを発生させないために、信号処理部に可変遅延回路を設けて水平同期パルスＨＤ２の基準タイミングとクロック信号ＣＫ３の基準タイミングとを強制的にずらすことも可能である。
ところが、このように可変遅延回路を設けた場合には、映像信号にジッタが生じる恐れはないが、各信号間の遅延時間のずれはカメラケーブルの長さやカメラケーブルに用いる電線の種類により異なるため、調整を行ったカメラケーブル以外のカメラケーブルは使用できなくなるという問題が生じた。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
以上のような課題を解決するために、本発明に係る撮像装置は、
カメラヘッド部と信号処理部とが複数のケーブルを介して接続される撮像装置において、
前記カメラヘッド部は固体撮像素子と前記固体撮像素子の駆動に必要なタイミング信号を発生するタイミング発生手段と、前記タイミング発生手段に第１の同期信号を供給する第１の同期信号発生手段とを具備し、
前記信号処理部は前記複数の内の同軸線である第１のケーブルを介して入力される前記固体撮像素子の出力信号を信号処理する信号処理手段と、前記信号処理手段に第２の同期信号を供給する第２の同期信号発生手段とを具備し、
前記カメラヘッド部から前記複数のケーブルの内の同軸線である第２のケーブルを介して前記第２の同期信号発生手段に供給されるクロック信号の基準タイミングと前記第１の同期信号発生手段から前記第１及び第２のケーブルとは異なり、前記第１及び第２のケーブルよりノイズの影響を受け易い電線からなる第３のケーブルを介して前記信号処理部に入力される前記第１の同期信号に係る信号の基準タイミングとを比較し、この比較結果に応じて前記第１の同期信号に係る信号或いは前記第１の同期信号に係る信号を遅延させた信号の何れか一方の信号を前記第２の同期信号発生手段に供給することにより前記第２の同期信号発生手段が出力する前記第２の同期信号の遅延量を制御することを特徴とするものである。
【００２０】
また、本発明に係る撮像装置は、カメラヘッド部と信号処理部とが複数のケーブルを介して接続される撮像装置において、
前記カメラヘッド部は固体撮像素子と前記固体撮像素子の駆動に必要なタイミング信号を発生するタイミング発生手段とを具備し、
前記信号処理部は前記複数の内の同軸線である第１のケーブルを介して入力される前記固体撮像素子の出力信号を信号処理する信号処理手段と、前記タイミング発生手段から前記複数のケーブルの内の同軸線である第２のケーブルを介して第１のクロック信号が供給される前記信号処理手段に同期信号を供給する同期信号発生手段とを具備し、
前記タイミング発生手段からの第２のクロック信号の基準タイミングと前記同期信号発生手段から前記第１及び第２のケーブルとは異なり、前記第１及び第２のケーブルよりノイズの影響を受け易い電線からなる第３のケーブルを介してカメラヘッド部に入力される前記同期信号に係る信号の基準タイミングとを比較し、この比較結果に応じて前記同期信号に係る信号或いは前記同期信号に係る信号を遅延させた信号の何れか一方の信号を前記タイミング発生手段に供給することにより前記タイミング発生手段が出力する前記タイミング信号の遅延量を制御することを特徴とするものである。
【００２１】
【実施例】
図１は、本発明の第１の実施例に係る撮像装置であり、従来の撮像装置と同一の構成に関しては、同一符号を用い、その説明を一部省略する。
まず、カメラヘッド部における発振器（ＯＳＣ）１、タイミングジェネレータ（ＴＧ）２、第１のシンクシグナルジェネレータ（ＳＳＧ１）３、ドライブ回路４及び固体撮像素子（ＣＣＤ）５は、従来の撮像装置と同一構成である。
【００２２】
そして、カメラヘッド部からは、固体撮像素子（ＣＣＤ）５によるＣＣＤ信号、タイミングジェネレータ（ＴＧ）２によるクロック信号ＣＫ３、第１のシンクシグナルジェネレータ（ＳＳＧ１）３による水平同期パルスＨＤ２及び垂直同期パルスＶＤ２がカメラケーブルを通じて信号処理部に夫々出力されるが、高周波信号であるＣＣＤ信号及びクロック信号ＣＫ３を伝送する電線にのみ同軸線が用いられ、高周波信号ではない水平同期パルスＨＤ２及び垂直同期パルスＶＤ２を伝送する電線には通常の電線が用いられている。
【００２３】
次に信号処理部において、８は位相比較器であり、同軸線により伝送されるカメラヘッド部からのクロック信号ＣＫ３と通常の電線により伝送される第１のシンクシグナルジェネレータ（ＳＳＧ１）３からの水平同期パルスＨＤ２との位相比較を行い、その比較結果に応じて後述の如く制御信号を出力する。
【００２４】
また、９及び１０は遅延素子であり、第１のシンクシグナルジェネレータ（ＳＳＧ１）３から出力された水平同期パルスＨＤ２及び垂直同期パルスＶＤ２を例えばクロック信号ＣＫ３の１／２周期分夫々遅延させて出力する。
【００２５】
そして、ＳＷ１はその一方の入力に水平同期パルスＨＤ２が入力されると共に他方の入力に遅延素子９にて遅延された水平同期パルスＨＤ３が入力され、位相比較器８からの制御信号に基づきいずれか一方の信号を選択的に出力する第１のスイッチである。
【００２６】
また、ＳＷ２はその一方の入力に垂直同期パルスＶＤ２が入力されると共に他方の入力に遅延素子１０にて遅延された垂直同期パルスＶＤ３が入力され、位相比較器８からの制御信号に基づきいずれか一方の信号を選択的に出力する第２のスイッチである。
【００２７】
第２のシンクシグナルジェネレータ（ＳＳＧ２）６は、基準クロックとしてのクロック信号ＣＫ３、第１のスイッチＳＷ１により選択された水平同期パルス及び第２のスイッチＳＷ２により選択された垂直同期パルスに基づき複号同期信号、ＯＢ（オプチカルブラック）クランプパルス、ブランキングパルス等を発生し、信号処理回路７は、シンクシグナルジェネレータ（ＳＳＧ２）６から出力される夫々の信号が入力され、ＣＣＤ信号にγ補正、アパーチャー補正及び複号同期信号付加等の信号処理を行う。
【００２８】
図２は、位相比較器８に入力される水平同期パルスＨＤ２とクロック信号ＣＫ３との位相関係に基づく水平同期パルスの切替え制御を説明するための図である。
同図（ａ）は水平同期パルスＨＤ２であり、また、同図（ｂ）はクロック信号ＣＫ３である。なお、従来の撮像装置にて説明したように水平同期パルスＨＤ２は基準タイミングを立ち下がりエッジとし、また、クロック信号ＣＫ３は基準タイミングを立ち上がりエッジとしている。
【００２９】
位相比較器８は、水平同期パルスＨＤ２の基準タイミングとクロック信号ＣＫ３の基準タイミングとを比較して、夫々の基準タイミングのずれｄＴを演算する。そして、クロック信号ＣＫ３のクロック周期をＴＣＫとして、ＴＣＫ／４≦ｄＴ≦ＴＣＫ（３／４）である場合には、位相比較器８は第１のスイッチＳＷ１及び第２のスイッチＳＷ２に対して遅延素子９を介さない水平同期パルスＨＤ２及び遅延素子１０を介さない垂直同期パルスＶＤ２を選択するよう制御信号を出力する。
【００３０】
また、水平同期パルスＨＤ２の基準タイミングとクロック信号ＣＫ３の基準タイミングとを比較して、ｄＴ＜ＴＣＫ／４又はｄＴ＞ＴＣＫ（３／４）である場合には、位相比較器８は第１のスイッチＳＷ１及び第２のスイッチＳＷ２に対して、遅延素子９を介した水平同期パルスＨＤ３及び遅延素子１０を介した垂直同期パルスＶＤ３を選択するよう制御信号を出力する。
【００３１】
なお、位相比較器８にはヒステリシス特性をもたせることにより、ノイズの影響によりｄＴの値がＴＣＫ／４又はＴＣＫ（３／４）の付近で細かく変化する場合であっても、それに伴い第１のスイッチＳＷ１及び第２のスイッチＳＷ２に出力する制御信号が変化しないよう設計されている。
【００３２】
以上のような切替え動作により、図２（ａ）及び（ｂ）に示すタイミングで水平同期パルスＨＤ２とクロック信号ＣＫ３とが入力された場合には、第２のシンクシグナルジェネレータ（ＳＳＧ２）６の内部で用いられる実際の水平同期パルスは、同図（ｃ）に示すタイミングの信号となる。
【００３３】
また、水平同期パルスＨＤ２が同図（ｄ）、クロック信号ＣＫ３が同図（ｅ）の如くタイミングの場合には、第１のスイッチＳＷ１は遅延素子９から出力される（ｆ）で示す水平同期パルスＨＤ３を選択出力し、第２のシンクシグナルジェネレータ（ＳＳＧ２）６の内部で用いられる実際の水平同期パルスは、同図（ｇ）に示すタイミングの信号となる。
【００３４】
このように、第２のシンクシグナルジェネレータ（ＳＳＧ２）６の内部で実際に用いられる水平同期パルスは、水平同期パルスＨＤ２より位相が遅れた信号となるが、ノイズの影響によりｄＴの値が多少変化しても、その変化に伴い実際に用いられる水平同期パルスの基準タイミングが変化することはないので、ジッタが発生することはない。
【００３５】
図３は、本発明の第２の実施例に係る撮像装置であり、信号処理部にのみシンクシグナルジェネレータを設けると共に、位相比較をカメラヘッド部にて行っている。
同図において、カメラヘッド部の発振器（ＯＳＣ）１、タイミングジェネレータ（ＴＧ）２及び固体撮像素子（ＣＣＤ）５、そして信号処理部の信号処理回路７は従来の撮像装置と同一構成である。
【００３６】
タイミングジェネレータ（ＴＧ）２には、発振器（ＯＳＣ）１からクロック信号ＣＫ１が入力されており、タイミングジェネレータ（ＴＧ）２は、発振器（ＯＳＣ）１からクロック信号ＣＫ１と同一又はクロック信号ＣＫ１を分周したクロック信号ＣＫ２及びＣＫ３を出力する。
【００３７】
一方、信号処理部における第３のシンクシグナルジェネレータ（ＳＳＧ３）１１は、カメラヘッド部からのクロック信号ＣＫ３を基準クロックとして水平同期パルスＨＤ４及び垂直同期パルスＶＤ４を出力し、これらの信号がカメラケーブルを通じてカメラヘッド部側に供給される。
【００３８】
位相比較器１２は、タイミングジェネレータ（ＴＧ）２からのクロック信号ＣＫ２と第３のシンクシグナルジェネレータ（ＳＳＧ３）１１からの水平同期パルスＨＤ４との位相比較を行い、図２を用いて説明した第１の実施例に係る撮像装置と同様の方法にて第３のスイッチＳＷ３及び第４のスイッチＳＷ４に制御信号を出力する。
【００３９】
また、遅延素子１３及び１４は、第３のシンクシグナルジェネレータ（ＳＳＧ３）１１からの水平同期パルスＨＤ４及び垂直同期パルスＶＤ４を例えばクロック信号ＣＫ３の１／２周期分夫々遅延させて出力する。
【００４０】
そして、位相比較器１２は、水平同期パルスＨＤ４の基準タイミングとクロック信号ＣＫ２の基準タイミングとを比較して、夫々の基準タイミングのずれｄＴがＴＣＫ／４≦ｄＴ≦ＴＣＫ（３／４）である場合には、遅延素子１３を介さない水平同期パルスＨＤ４及び遅延素子１４を介さない垂直同期パルスＶＤ４が出力されるよう第３のスイッチＳＷ３及び第４のスイッチＳＷ４を制御し、ｄＴ＜ＴＣＫ／４又はｄＴ＞ＴＣＫ（３／４）である場合には、遅延素子１３を介した水平同期パルスＨＤ５及び遅延素子１４を介した垂直同期パルスＶＤ５が出力されるよう第３のスイッチＳＷ３及び第４のスイッチＳＷ４を制御する。
【００４１】
タイミングジェネレータ（ＴＧ）２は、第３のスイッチＳＷ３から出力される水平同期パルス及び第４のスイッチＳＷ４から出力される垂直同期パルスに基づき各種のタイミングパルスをドライブ回路４に出力する。
【００４２】
このように、水平同期パルスＨＤ４の基準タイミングとクロック信号ＣＫ２の基準タイミングとの時間差を演算させ、この時間差に応じて水平同期パルスＨＤ４又はこれを所定時間遅延させた水平同期パルスＨＤ５、並びに垂直同期パルスＶＤ４又はこれを所定時間遅延させた垂直同期パルスＶＤ５を選択的に用いて、固体撮像素子（ＣＣＤ）５からＣＣＤ信号が出力されることになるため、映像信号にジッタが発生することはなくなる。
【００４３】
【発明の効果】
本発明に係る撮像装置によると、カメラヘッド部と信号処理部とを接続するカメラケーブルをより細く、取り扱い易いものに出来、しかも安価に製造可能となる。
また、製造時に調整したカメラケーブルのみでなく、長さや種類のことなるカメラケーブルを用いることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例に係る撮像装置を説明するためのブロック図である。
【図２】水平同期パルスＨＤ２とクロック信号ＣＫ３との位相関係に基づく水平同期パルスの切替え制御を説明するための図である。
【図３】本発明の第２の実施例に係る撮像装置を説明するためのブロック図である。
【図４】従来の撮像装置を説明するためのブロック図である。
【図５】水平同期パルスＨＤ２とクロック信号ＣＫ３との位相関係を説明するための図である。
【符号の説明】
１…発振器（ＯＳＣ）
２…タイミングジェネレータ（ＴＧ）
３、６、１１…シンクシグナルジェネレータ（ＳＳＧ１、２、３）
４…ドライブ回路
５…固体撮像素子（ＣＣＤ）
７…信号処理回路
８、１２…位相比較器
９、１０、１３、１４…遅延素子
ＳＷ１〜４…第１〜第４のスイッチ
【図１】
0003876530.tif 000002
【図２】
0003876530.tif 000003
【図３】
0003876530.tif 000004
【図４】
0003876530.tif 000005
【図５】
0003876530.tif 000006