(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の抵抗値を有する第１の抵抗と、前記第１の抵抗と直列に接続されたスイッチと、直列に接続された前記第１の抵抗及び前記スイッチと並列に設けられかつ前記第１の抵抗の抵抗値より大きい抵抗値を有する第２の抵抗とを有し、固体撮像部からの撮像信号を読み出さない非読み出し期間に前記スイッチをオフにすることにより、前記固体撮像部の出力部の消費電力を低減させるための消費電力低減化手段と、
前記消費電力低減化手段からの撮像信号を所定のクランプ期間だけクランプし、クランプして得られた前記撮像信号の電位をコンデンサにチャージするチャージ手段と、
前記所定のクランプ期間、前記チャージ手段により前記コンデンサにチャージされた電位とクランプ電位とを入力して、前記コンデンサにチャージされた電位とクランプ電位とが等しくなるようにする演算増幅手段と、
前記撮像信号を読み出す読み出し期間は、前記演算増幅手段から出力される前記クランプ電位を選択し、前記非読み出し期間は、前記クランプして得られた前記撮像信号を選択する選択手段と、
前記消費電力低減化手段、前記選択手段及びチャージ手段に必要なタイミングパルスを発生させる制御手段と、
を備えたことを特徴とする電子内視鏡装置。
【請求項２】
前記チャージ手段は、前記タイミングパルスにより前記非読み出し期間外でクランプすることを特徴とする請求項１記載の電子内視鏡装置。
【請求項３】
前記チャージ手段は、さらに前記演算増幅手段の出力の電位をチャージする第２のコンデンサを有し、前記第２のコンデンサにチャージされた電位に基づいて、前記撮像信号を所定のクランプ期間だけクランプすることを特徴とする請求項１に記載の電子内視鏡装置。
【請求項４】
前記必要なタイミングパルスは、前記チャージ手段に前記クランプ期間を指定する信号のタイミングパルス、並びに、前記消費電力低減化手段及び前記選択手段に前記読み出し期間あるいは前記非読み出し期間を指定する信号のタイミングパルスを含むことを特徴とする請求項１に記載の電子内視鏡装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、固体撮像素子の出力信号に対して信号処理し、非読み出し期間における電力消費を低減化するとともに、電力消費によって変動したＤＣバイアスを補正する電子内視鏡装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電荷結像素子（ＣＣＤ）等の固体撮像素子を用いた電子内視鏡装置について種々の提案がある。この電子内視鏡装置は、細長の挿入部内に被写体を撮像する固体撮像素子を設けた内視鏡と、前記固体撮像素子に駆動信号を供給すると共に、前記固体撮像素子からの撮像信号をケーブルを介して取り込み、映像信号を処理するビデオプロセッサ部とを備え、このビデオプロセッサ部からの映像信号をカラーモニターで表示させるようにしたものである。
【０００３】
このような電子内視鏡装置において、内視鏡の挿入部先端（挿入部硬質長）の小型化の為に、固体撮像素子にバッファ回路を内蔵したものが、特開平１０−２６２９１９号公報（特願平９−７１６３２）で提案されている。この特開平１０−２６２９１９号公報では、固体撮像素子の発熱防止の為に固体撮像素子に内蔵された発熱源である出力アンプのソースフォロワのソース抵抗の切換えによってソースフォロワの電力消費を低減したものである。
【０００４】
更に、本件の出願人が先に特許出願した特願平１０−１８４８１９号では、固体撮像素子に内蔵された出力アンプのソースフォロワのソース抵抗の切換えによって生じる直流的なレベル差を小さくする手段を持つ電子内視鏡装置について提案されている。
【０００５】
前記特開平１０−２６２９１９号公報と特願平１０−１８４８１９号に提案されている電子内視鏡装置と同様な従来の電子内視鏡装置を図６乃至図８を用いて説明する。
【０００６】
図６に示す電子内視鏡装置１’は、固体撮像素子（ＣＣＤ）１０を備えた電子内視鏡２と、被写体に照射する照明光を供給する光源装置３と、前記ＣＣＤ１０へ駆動信号を供給すると共に、伝送ケーブル１８を介して撮像信号を取り込み処理するビデオプロセッサ４’と、前記ビデオプロセッサ４’で生成される映像信号を表示するカラーモニター５’とからなっている。
【０００７】
前記電子内視鏡２は、細径の挿入部６を有し、この挿入部６の後端には太幅の操作部８が形成されている。挿入部６内には照明光を伝送するライトガイド７が挿通されており、このライトガイド７の後端は、光源装置３に着脱自在で接続され、ランプ１３からの照明光がコンデンサレンズ１２を介して前記ライトガイド７の後端面に供給される。この照明光はライトガイド７を介して伝送され、先端部３１に取り付けられた先端面から更に、照明レンズ１４を介して体腔内の患部等の被写体に照射される。
【０００８】
挿入部６の先端部３１には、対物レンズ９が設けられ、被写体像をその焦点面に結ぶ。この焦点面にはＣＣＤ１０が配置されている。尚、被写体はＣＣＤ１０のＣＣＤチップ全面の色フィルタにより光学的に色分離される。
【０００９】
このＣＣＤ１０によって光電変換されて、光学的に色分離された被写体像に応じた電荷として蓄積される。このＣＣＤ１０は、ビデオプロセッサ４’内に設けたＣＣＤドライバ１６からのＣＣＤドライブ信号がケーブル１７を介して印加されることにより蓄積電荷が読み出される。
【００１０】
この読み出された信号（撮像信号ともいう）は、ＣＣＤ１０の内部に設けられたインピーダンス低減手段である出力アンプ３３（図７（ａ）参照）により増幅された後、挿入部６及び操作部８内に配線された伝送ケーブル１８を介して、その伝送ケーブル１８の終端に接続されたビデオプロセッサ４’に入力される。
【００１１】
前記ビデオプロセッサ４’の前記伝送ケーブル１８の終端は、前記電子内視鏡２の先端部３１に配置されたＣＣＤ１０に内蔵された出力アンプ３３の電力消費低減の為に、抵抗Ｒ１とスイッチＳの直列接続と定数の大きな抵抗Ｒ２を介して接地された終端回路に接続されている。前記スイッチＳは、前記ＣＣＤ１０から出力される撮像信号の読み出し期間のみオンする。
【００１２】
この終端回路の出力は、アナログスイッチ５２及びサンプルホールド回路５１に供給され、アナログスイッチ５２は、読み出し期間は終端回路からの出力を選択し、非読み出し期間はサンプルホールド回路５１からの出力を選択してプリアンプ２０に供給する。
【００１３】
このプリアンプ２０は、伝送ケーブル１８におけるレベル低下を補償する為に設けられており、所定の信号レベルに増幅される。このプリアンプ２０で増幅された撮像信号は、ＣＤＳ回路（相関二重サンプリング回路）２３に入力される。このＣＤＳ回路２３で前記撮像信号に含まれるＣＣＤ１０のリセットノイズを除去した後、Ａ／Ｄコンバータ２４に供給する。Ａ／Ｄコンバータ２４は、前記撮像信号をデジタルデータに変換され、デジタル映像処理部２５にてデジタル映像信号を生成し、Ｄ／Ａコンバータ２６でアナログ映像信号に変換されカラーモニター５’に供給して映し出される。
【００１４】
なお、前記ＣＣＤドライバ１６、スイッチＳ、サンプルホールド回路５１、アナログスイッチ５２、ＣＤＳ回路２３、Ａ／Ｄコンバータ２４、デジタル映像処理部２５、及びＤ／Ａコンバータ２６は、制御回路２１からの制御信号で、各々の動作と信号処理が制御されるようになっている。
【００１５】
前記電子内視鏡２の挿入部６に設けられたＣＣＤ１０には、ビデオプロセッサ４’の内部電源回路（図示せず）から発生するＣＣＤ電源Ｖｃｃがケーブル２２を介して供給されている。
【００１６】
この電子内視鏡２に採用されているＣＣＤ１０を図７を用いて詳述する。図７に示すＣＣＤ１０は、インターライン転送方式を採用したものであり、受光部４０は、マトリクス状に配置されたフォトダイオードで構成されている。符号４１は読み出しゲートであり、この読み出しゲート４１に垂直転送ＣＣＤ４２が設けられている。また、垂直転送ＣＣＤ４２は、水平転送ＣＣＤ４３上に設けられている。水平転送ＣＣＤ４３の一端には、出力ゲート４４が形成されている。前記読み出しゲート４１には、読み出しゲート端子ＬＧが接続されている。
【００１７】
前記垂直転送ＣＣＤ４２は、４相駆動であり、φＶ１〜φＶ４が前記プロツセッサ４’のＣＣＤドライバ１６で生成され、ケーブル１７を介して供給されている。前記水平転送ＣＣＤ４３は、２相駆動であり、同じくφＨ１〜φＨ２がＣＣＤドライバ１６で生成され、ケーブル１７を介して供給されている。更に、出力ゲート４４には、φＲがＣＣＤドライバ１６で生成されケーブル１７を介して供給されている。
【００１８】
前記出力ゲート４４は、出力アンプ３３の入力端子に接続されると共に、出力ゲート端子ＯＧを介して電源電圧が印加されている。なお、最近のＣＣＤ１０は、ゲート端子ＯＧに印加される電源電圧は、内部発生させるものや、外部で抵抗をブリーダして与えるものがある。
【００１９】
前記出力アンプ３３は、電界効果トランジスタを用いて構成されており、増幅用トランジスタＱ１と、前記トランジスタＱ１のソース電極とアースラインとの間に接続された電流源となるトランジスタＱ２と、リセットトランジスタＱ３と、増幅用トランジスタＱ４と、前記トランジスタＱ４のソース電極とアースラインとの間に接続された電流源となるトランジスタＱ５と、出力段となる低インピーダンス変換用のトランジスタＱ６とから構成されている。
【００２０】
前記出力ゲート４４は、トランジスタＱ１のゲート電極とリセットトランジスタＱ３のソース電極に接続されている。トランジスタＱ１、Ｑ４のドレイン電極は、電源端子Ｖｃｃに接続されており、リセットトランジスタＱ３のドレイン電極も端子ＲＤを介して電源端子Ｖｃｃに接続されている。電源端子Ｖｃｃには、約１５Ｖの電源電圧が印加されている。
【００２１】
リセットトランジスタＱ３のゲート電極には、リセットパルスφＲが印加される。トランジスタＱ２は、ゲート電極とソース電極を共通接続してアースラインに接続し、ドレイン電極をトランジスタＱ１のソース電極に接続している。トランジスタＱ１のソース電極は、トランジスタＱ４のゲート電極に接続されている。
【００２２】
トランジスタＱ４のソース電極は、トランジスタＱ５のドレイン電極に接続されている。トランジスタＱ５のソース電極とゲート電極は、共通接続されてアースラインに接続されている。トランジスタＱ４のソース電極は、トランジスタＱ６のゲート電極に接続されており、トランジスタＱ６のドレイン電極は、電源端子ＶＤＤに接続されている。電源端子ＶＤＤは、電源端子Ｖｃｃに接続されている。
【００２３】
トランジスタＱ６のソース電極は、出力端子Ｖｏｕｔに接続されている。また、アースラインは、端子ＧＮＤを介してビデオプロセッサ４’のア―スラインに接続されている。
【００２４】
前記トランジスタＱ１、Ｑ２により第１段目のソースフォロワが構成され、トランジスタＱ４、Ｑ５により第２段目のソースフォロワが構成され、トランジスタＱ６で出カソースフォロワが構成されている。
【００２５】
前記受光部４０にマトリクス上に配列された各列のフォトダイオードで発生する電荷は、読み出しゲート４１を介して垂直転送ＣＣＤ４２に転送される。読み出しゲート４１には、読み出しゲート端子ＬＧを介して電源電圧が印加されて、フォトダイオードに生じた電荷を１フィールド又は１フレーム期間毎に読み出される。なお、このゲート端子ＬＧも前記ＯＧ端子と同様にＶＤＤを抵抗でブリーダして生成するものや、ＣＣＤ内部で発生させるもの等がある。
【００２６】
前記受光部４０のフォトダイオードに生じた電荷は、前記垂直転送ＣＣＤ４２に入力されるφＶ１〜φＶ４の転送パルスによって、所定のタイミングで垂直転送ＣＣＤ４２に読み出し転送される。前記垂直転送ＣＣＤ４２に転送された電荷は、１水平走査線毎に水平ＣＣＤ４３に供給される。水平転送ＣＣＤ４３は、垂直転送ＣＣＤ４２から転送された電荷を１画素づつ送り出している。水平転送ＣＣＤ４３からの電荷送り出しは、φＨ１〜φＨ２の転送パルスによって、出力ゲート４４に転送される。この出力ゲート４４に転送された電荷は、トランジスタＱ１のゲート電極に供給される。このトランジスタＱ１のゲート電極には、リセットトランジスタＱ３のソース電極が接続され、このリセットトランジスタＱ３のゲート電極に供給されているリセットパルスφＲのタイミングで前記トランジスタＱ１のゲート電極をリセットしている。つまり、リセットトランジスタＱ３は、リセットパルスφＲによりオン／オフし、このリセットトランジスタＱ３のリセットパルスφＲに同期して、前記出力ゲート４４からトランジスタＱ１のゲート電極に供給される電荷をリセットさせ、次にリセットする間に前記出力ゲート４４から１画素の電荷が転送されてトランジスタＱ１のゲートに供給される。
【００２７】
前記出力ゲート４４から前記リセットトランジスタＱ３のリセット動作で制御されて前記トランジスタＱ１のゲート電極に供給された撮像信号は、トランジスタＱ１とトランジスタＱ２からなる第１段目のソースフォロワで電流増幅され、トランジスタＱ４とトランジスタＱ５からなる第２段目のソースフォロワで更に電流増幅されてトランジスタＱ６のゲート電極に供給される。
【００２８】
このトランジスタＱ６は、出力ソースフォロワで、前記第２段目のソースフォロワのトランジスタＱ４からの出力を低インピーダンスに変換して、Ｖｏｕｔ端子から前記伝送ケーブル１８を介してビデオプロセッサ４’の終端回路部に供給される。
【００２９】
前記ビデオプロセッサ４’の終端回路部は、抵抗Ｒ１とスイッチＳの直列回路と、抵抗Ｒ２からなる電力低減化手段が構成されている。この電力消費低減化手段の抵抗Ｒ１，Ｒ２は、Ｒ１＜＜Ｒ２に設定されている。
【００３０】
この電力消費低減化手段の動作は、図７（ｂ）を用いて説明する。前記伝送ケーブル１８を介して供給された映像信号の読み出し期間は、前記制御回路２１からの制御信号の基で、前記スイッチＳをオンさせて、前記出力アンプ３３のトランジスタＱ６のソース抵抗が小さくなり（Ｒ１//Ｒ２）、非読み出し期間は、前記スイッチＳをオフにして、トランジスタＱ６のソース抵抗が非常に大きくなる（Ｒ２）ようにしている。これによって、トランジスタＱ６のドレイン電流を制御することができ、電力消費を低減することができる。
【００３１】
しかし、前記トランジスタＱ６のドレイン電流を制御するとＤＣバイアスが変動する。電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）の相互アドミタンスｇｍは、△ＩＤ／△ＶＧＳで表され、ＶＧＳの変化分は、ドレイン電流に比例するため、読み出し期間はドレイン電流が増加するとＶＧＳも大きくなり、その結果ＤＣバイアスが低下する。一方、非読み出し期間はドレイン電流が減少し、その結果ＤＣバイアスが上昇する。つまり、このビデオプロセツサ４’の終端回路の映像信号は、図７（ｂ）に示すように、読み出し期間と非読み出し期間でＶｄｃの幅のＤＣバイアス変動が生じる。
【００３２】
このＶｄｃは、本来のＣＣＤ１０の出力信号に対して振れ幅が比較的大きいので、次段の回路では、Ｖｄｃも考慮してダイナミックレンジを広く取る必要がある。
【００３３】
このＶｄｃを除去する為にサンプルホールド回路５１でオプティカルブラツク期間（ＯＢ期間）の電位を保持し、スイッチ５２でＯＢ期間からＶｄｃバイアスが変動している非読み出し期間は、前記サンプルホールド回路５１に保持されたＯＢ電位に置き換えることによって、次段のダイナミックレンジを狭くするようにしたものである。
【００３４】
このＶｄｃのバイアス変動の抑制について、図８を用いて説明する。図８はビデオプロセッサ４’の信号入力段の回路を示した図で、前記スイッチＳは、トランジスタ５３、コンデンサＣ1、抵抗Ｒ３，Ｒ４で構成されたスイツチング回路で形成され、このトランジスタ５３は、前記制御回路２１からの制御信号によってオン/オフする。次段のコンデンサＣ２及び抵抗Ｒ５は、前記伝送ケーブル１８を交流的に終端する為のもので、抵抗Ｒ５の定数は、伝送ケーブル１８の特性インピーダンスと等しくなるように選ばれている。
【００３５】
交流終端された図中ａ点の信号は、スイッチ５２の固定接点ａとサンプルホールド回路５１に供給されている。サンプルホールド回路５１は、前記制御回路２１からのサンプルホールドパルスに従い、ＯＢ期間の電位を保持するものである。スイッチ５２は、制御信号によって、読み出し期間は交流終端後の信号を、非読み出し期間はサンプルホールド回路５１の出力を選択する。これによって、スイッチ５２の出力側の図中ｂ点の信号は、Ｖｄｃのバイアス変動が小さくなった信号となる。
【００３６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前述した従来のＣＣＤ１０の電力消費低減化手段による読み出し期間と非読み出し期間のバイアス変動是正において、明るい被写体を撮像した場合と暗い被写体を撮像した場合とで、ＣＣＤ１０の出力信号の振幅が変わる為に、交流終端後の撮像信号のＡＰＬ（平均映像レベル）が変動をしてしまう。このＡＰＬ変動によって、サンプルホールド回路及びプリアンプのダイナミックレンジをＡＰＬ変動に対応して広く取る必要があった。
【００３７】
更に、交流終端する際にコンデンサＣ２で直流成分が除去されている為に、サグが発生する。通常このサグは、ＣＤＳ回路２３で除去されるが、交流終端後の信号はＤＣバイアスが変動している為に、ザグ成分が非常に大きくなってしまい、シェーデイングが発生する恐れがある。
【００３８】
本発明は、上述の事情に鑑みてなされたもので、ＣＣＤで撮像した被写体の明暗よる映像信号の振幅変動によるＡＰＬ変動に対して、ダイナミックレンジを拡大することなく対応可能で、かつ、サグに対しても確実に除去可能な電子内視鏡装置を提供することを目的とする。
【００３９】
【課題を解決するための手段】
本発明の電子内視鏡装置は、所定の抵抗値を有する第１の抵抗と、前記第１の抵抗と直列に接続されたスイッチと、直列に接続された前記第１の抵抗及び前記スイッチと並列に設けられかつ前記第１の抵抗の抵抗値より大きい抵抗値を有する第２の抵抗とを有し、固体撮像部からの撮像信号を読み出さない非読み出し期間に前記スイッチをオフにすることにより、前記固体撮像部の出力部の消費電力を低減させるための消費電力低減化手段と、前記消費電力低減化手段からの撮像信号を所定のクランプ期間だけクランプし、クランプして得られた前記撮像信号の電位をコンデンサにチャージするチャージ手段と、前記所定のクランプ期間、前記チャージ手段により前記コンデンサにチャージされた電位とクランプ電位とを入力して、前記コンデンサにチャージされた電位とクランプ電位とが等しくなるようにする演算増幅手段と、前記撮像信号を読み出す読み出し期間は、前記演算増幅手段から出力される前記クランプ電位を選択し、前記非読み出し期間は、前記クランプして得られた前記撮像信号を選択する選択手段と、前記消費電力低減化手段、前記選択手段及びチャージ手段に必要なタイミングパルスを発生させる制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【００４０】
本発明の電子内視鏡装置の前記チャージ手段は、前記タイミングパルスにより前記非読み出し期間外でクランプすることを特徴とする。
【００４１】
また、本発明の電子内視鏡装置の前記チャージ手段は、さらに前記演算増幅手段の出力の電位をチャージする第２のコンデンサを有し、前記第２のコンデンサにチャージされた電位に基づいて、前記撮像信号を所定のクランプ期間だけクランプすることを特徴とする。
また、本発明の電子内視鏡装置の前記必要なタイミングパルスは、前記チャージ手段に前記クランプ期間を指定する信号のタイミングパルス、並びに、前記消費電力低減化手段及び前記選択手段に前記読み出し期間あるいは前記非読み出し期間を指定する信号のタイミングパルスを含むことを特徴とする。
【００４２】
これにより、被写体の明暗による撮像信号のＡＰＬ変動が生じても、一定のレベルの映像信号とすることにより、ＣＤＳ回路等のダイナミックレンジの拡大を要せず、かつ、サグの除去も確実に行われる電子内視鏡装置が提供できる。
【００４３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。図１〜図４は、本発明の一実施の形態に係り、図１は一実施形態の電子内視鏡装置の全体構成を示すブロック図で、図２は電子内視鏡装置のビデオプロセッサの信号入力部の回路構成を示す回路接続図で、図３は動作説明用の波形図で、図４はプリアンプの構成を示す回路接続図である。
【００４４】
図１に示す本発明の一実施の形態の電子内視鏡装置１は、図６に示した従来の電子内視鏡装置１’との同一部分は同一部号を付しており、相違点は、ビデオプロセッサ４’のプリアンプ２０の入力側のサンプルホールド回路５１とアナログスイッチ５２に代えて、クランプ回路５０を設け、前記制御回路２１からクランプ回路５０には、クランプパルスを印加し、さらに、スイッチＳをオン／オフする制御信号でプリアンプ２０の−入力端子（反転入力端子）への入力信号の切換えを行うようにして直流的レベル差を解消する手段を設けたビデオプロセッサ４にあります。
【００４５】
本発明の一実施形態の電子内視鏡装置１は、図１に示すように、固体撮像素子としてＣＣＤ１０を備えた電子内視鏡２と、被写体に照射する照明光を供給する光原装置３と、前記ＣＣＤ１０への駆動信号を供給するケーブル１７と、前記ＣＣＤ１０からの撮像信号を伝送ケーブル１８を介して取り込み該撮像信号を処理するビデオプロセッサ４と、このビデオプロセッサ４から出力される映像信号を表示するカラーモニター５とを備えている。
【００４６】
前記電子内視鏡２は、細径の挿入部６を有し、この挿入部６の後端には、太幅の操作部８が形成されている。挿入部６内には照明光を伝送するライトガイド７が挿通されており、このライトガイド７の後端には光源装置３に着脱自在で接続され、ランプ１３からの照明光がコンデンサレンズ１２を介して前記ライトガイド７の後端面に供給される。この照明光はライトガイド７を介して伝送され、先端部３１に取り付けられた照明レンズ１４を介して体腔内の患部等の被写体に照射される。
【００４７】
挿入部６の先端部３１には、対物レンズ９が設けられ、被写体像を結ぶ焦点面にはＣＣＤ１０が配置されている。尚、被写体はＣＣＤ１０のＣＣＤチップ前面の色フイルタにより光学的に色分離される。
【００４８】
このＣＣＤ１０によって光電変換されて、光学的に色分離された被写体像に応じた電荷が蓄積される。このＣＣＤ1０は、ビデオプロセッサ４内に設けたＣＣＤドライバ１６からのＣＣＤドライブ信号がケーブル１７を介して印加されることにより蓄積電荷が読み出される。
【００４９】
この読み出された蓄積電荷（以下、撮像信号という）は、ＣＣＤ１０の内部に設けられたインピーダンス低減手段である出力アンプ３３（図７ａ参照）により増幅された後、挿入部６及び操作部８内に配線された伝送ケープル１８を介して伝送ケーブル１８の終端回路部分に接続されたビデオプロセッサ４内部のクランプ回路５０を経てプリアンプ２０に供給される。
【００５０】
プリアンプ２０の出力は、相関２重サンプリング（以下、ＣＤＳ回路という）２３でリセットノイズが除去されて、Ａ／Ｄコンバータ２４でデジタル信号に変換される。このＡ／Ｄコンバータ２４で変換されたデジタル信号は、デジタル映像処理２５でビデオ信号に変換され、且つ不必要な領域（カラーモニター５のマスク５Ａ以外）がマスクされる。該マスクされたビデオ信号は、Ｄ／Ａコンバータ２６でアナログ信号に変換されてビデオプロセッサの出カコネクタからカラーモ二夕―５へ出力され、術者は、カラーモ二夕一５を観察しながら電子内視鏡２の操作を行う。
【００５１】
次に、ビデオプロセッサ４に配置された前記ＣＣＤ１０が伝送ケーブル１８で接続された終端回路部の抵抗Ｒ１とスイッチＳおよび抵抗Ｒ２で構成される消費電流低減化手段とクランプ回路５０及びプリアンプ２０の構成と動作について説明する。
【００５２】
前記抵抗Ｒ１とスイッチＳおよび抵抗Ｒ２からなる消費電流低減化手段は、図２に示すように、抵抗Ｒ１、Ｒ２と、スイッチＳを構成する抵抗Ｒ３、Ｒ４、コンデンサＣ１、及びトランジスタ５３からなっている。ここで抵抗Ｒ１及びＲ２の設定は、Ｒ１＜＜Ｒ２と設定する。コンデンサＣ１及び抵抗Ｒ４に入力される制御信号は、必要信号が存在する期間（読み出し期間）はＨレベル、不必要な信号が存在する期間（非読み出し期間）はＬレベルとなる制御信号が供給される（図３Ａ参照）。
【００５３】
この制御信号がＨレベル時は、トランジスタ５３がオンし、ＣＣＤ１０に内蔵されている出力アンプ３３（図７ａ参照）のソース抵抗は、（伝送ケーブル１８の直流抵抗分）＋Ｒ１／／Ｒ２で決定される。
【００５４】
一方、制御信号がＬレベル時は、トランジスタ５３がオフし、前記出力アンプ３３のソース抵抗は、（伝送ケーブル１８の直流抵抗分）＋Ｒ２となる。
【００５５】
一般的に、伝送ケーブル１８の直流抵抗は数Ωであるため、ここでは無視できる。よって、抵抗Ｒ１とＲ２の関係がＲ１＜＜Ｒ２であるからトランジスタ５３のオン時は抵抗Ｒ１、トランジスタ５３がオフ時は抵抗Ｒ２と近似できる。即ち、Ｈレベルの読み出し期間は、前記出力アンプ３３のソース抵抗が下がり、ドレイン電流が増加する。その結果ゲート・ソース間電圧が増加しバイアス値Ｖｄｃは下がる。一方、Ｌレベルの非読み出し期間は、ソース抵抗が上がり、ドレイン電流が低下し、その結果ゲート・ソース間電圧が低下し、バイアス値Ｖｄｃは上がる（図３Ｂ参照）。
【００５６】
前記消費電流低減化手段で処理された前記出力アンプ３３の出力である映像信号は、コンデンサＣ２で直流分除去され、抵抗Ｒ５で伝送ケーブル１８を交流的に終端されて、クランプ回路５０に供給される。
【００５７】
前記クランプ回路５０は、第１のバッファＡＭ１と、コンデンサＣ３及び第２のバッファＡＭ２の直列回路を介してプリアンプ２０の正転入力端子（以下、＋入力端子という）に接続され、前記コンデンサＣ３と第２のバッファＡＭ２との接続点は、第１のスイッチＳＷ１とコンデンサＣ４の直列回路を介して接地され、前記第２のバッファＡＭ２と前記プリアンプ２０の＋入力端子との接続点は、第２のスイッチＳＷ２とコンデンサＣ５の直列回路を介して接地されると共に、第３のスイッチＳＷ３の一方の固定接点が接続され、前記第１のスイッチＳＷ１とコンデンサＣ４の接続点は、前記第３のスイッチＳＷ３の他方の固定接点に接続され、前記第２のスイッチＳＷ２と前記コンデンサＣ５との接続点は、ローパスフィルタＬＰＦを介して、オペアンプＯＰ１の反転入力端子（以下、−入力端子という）に接続され、このオペアンプＯＰ１の正転入力端子（以下、＋入力端子という）には、基準電源ＶＲＥＦが接続され、出力端子は、前記第３のスイッチＳＷ３の他方の固定接点に接続され、前記第３のスイッチＳＷ３の可動接点は前記プリアンプ２０の反転入力端子（以下、−入力端子という）に接続され、更に、前記第１と第２のスイッチＳＷ１，ＳＷ２の可動接点は、オン／オフ動作させるクランプ信号が供給され、前記第３のスイッチＳＷ３の可動接点は、前記制御回路２１からの制御信号の基でいずれかの固定接点への接続切替を行う構成となっている。
【００５８】
このクランプ回路５０の動作は、前記伝送ケーブル１８の終端回路であるコンデンサＣ２と抵抗Ｒ５で直流分除去され、交流的に終端された図中ａ点に図３（Ｂ）の映像信号が供給される。この映像信号は、第１のバッファＡＭ１でバッファされた後、コンデンサＣ３で直流成分を除去され、第１のスイッチＳＷ１が図３（Ｃ）に示すクランプ信号のＨレベル期間オンされ、コンデンサＣ４の電位にクランプされる。このコンデンサＣ４でクランプされた映像信号は、第２のバッファＡＭ２で再度バツファされてプリアンプ２０に供給されると共に、第２のスイッチＳＷ２を介して前記クランプ信号のＨレベル期間にコンデンサＣ５に映像信号の平均レベル電位としてチャージされる。このコンデンサＣ５に平均レベル電位としてチャージされた映像信号は、ローパスフィルタＬＰＦを介して、オペアンプＯＰ１に供給される。このオペアンプＯＰ１は、クランプ電位ＶＲＥＦ とコンデンサＣ５の平均レベル電位を比較して、誤差をコンデンサＣ４に帰還する。これにより、コンデンサＣ５にチャージされる平均レベル電位がクランプ電位ＶＲＥＦと等しくなるように直流再生され、図中ｂ点に図３（Ｄ）に示す映像信号が生成される。
【００５９】
つまり、前記第３のスイッチＳＷ３の出力は、前記制御回路２１からの制御信号のＨレベルで前記トランジスタ５３がオンした読み出し期間には、クランプ電位ＶＲＥＦが、制御信号のＬレベルで前記トランジスタ５３がオフした非読み出し期間にはクランプ電位ＶＲＥＦでクランプされた映像信号が出力される。この第３のスイッチＳＷ３の出力信号として、図中ｃ点に図３（Ｅ）に示す信号が前記プリアンプ２０の−入力端子に供給される。
【００６０】
つまり、被写体の明暗により前記ＣＣＤ１０で撮像生成した撮像信号の平均映像レベルに差異があった場合、前記クランプ回路５０で平均映像レベルをＶＲＥＦでクランプされた映像信号として、前記第３のスイッチＳＷ３を介して前記プリアンプ２０に供給可能となる。
【００６１】
前記プリアンプ２０は、図４に示すような差動増幅器で構成されている。このプリアンプ２０は、一対のトランジスタＱ１００とＱ１０１が差動形式に接続され、両トランジスタＱ１００，Ｑ１０１のエミッタ電極間は、抵抗Ｒ１００で接続されると共に、抵抗Ｒ１０２，Ｒ１０３を介して負電源−Ｖｓｓに接続され、前記トランジスタＱ１００のコレクタ電極は、電源＋Ｖｃｃに、トランジスタＱ１０１のコレクタ電極は抵抗Ｒ１０１を介して電源＋Ｖｃｃに接続されている。トランジスタＱ１００のベース電極が＋入力端子（正転入力端子）、Ｑ１０１のベース電極が−入力端子（反転入力端子）となっている。
【００６２】
前記−入力端子には、前記第３のスイッチＳＷ３が接続されている。この第３のスイッチＳＷ３は２入力・１出力のスイッチであり、２つの入力の一方には、プリアンプ２０の＋入力端子に入力されているクランプ後の信号が、他方の入力には、クランプ電位ＶＲＥＦが供給されている。前記トランジスタＱ１０１のコレクタ電極からは、出力信号が前記ＣＤＳ回路２３へ供給される。なお、前記第３のスイッチＳＷ３のスイッチ切換え信号には、前記消費電力低減化回路に用いられた前記制御回路２１からの制御信号と同一の信号を用いている。
【００６３】
これによって、ＤＣバイアスが変動している非読み出し期間は、前記第３のスイッチＳＷ３は、前記バッフェアンプＡＭ２からの出力が供給されるように選択される。この時、前記第１と第２のスイッチＳＷ１，ＳＷ２は、クランプ信号でオンして、非読み出し期間をＶＲＥＦにホールドした映像信号をトランジスタＱ１００の＋入力端子とトランジスタＱ１０１−入力端子に供給されることになり、この同一ＶＲＥＦレベルにクランプされた同一信号はトランジスタＱ１００，Ｑ１０１で相殺されて、コレクタ電極から出力されない。
【００６４】
一方、ＤＣバイアスが変動しない読み出し期間は、前記第３のスイッチＳＷ３は、クランプ電位ＶＲＥＦを選択してトランジスタＱ１０１の−入力端子に供給すると共に、前記トランジスタＱ１００の＋入力端子には、入力された前記第２のバッファアンプＡＭ２から読み出し期間の映像信号が供給され、前記エミッタ抵抗Ｒ１００とトランジスタＱ１０１のコレクタ抵抗Ｒ１０１の比で増幅されて、図中ｃ点に図３（Ｆ）の信号が生成されて、次段のＣＤＳ回路２３に供給する。
【００６５】
これによって、前記ＣＣＤ１０が撮像生成した映像信号の内、前記トランジスタＱ１００の＋入力端子に供給される被写体の明暗により生じる平均映像レベルが変動しても、前記クランプ回路５０でＶＲＥＦにクランプされた映像信号となり、前記エミッタ抵抗Ｒ１００と抵抗Ｒ１０１の比で増幅されてＣＤＳ回路２３に供給される為に、このＣＤＳ回路２３の入力ダイナミックレンジを広く取る必要がないばかりでなく、交流終端によって発生するサグも低減できる。
【００６６】
次の本発明の他の実施形態について、図５を用いて説明する。なお、図５は、図図１〜図４と同じ部分は同一符号を付して詳細説明は省略する。
【００６７】
従来の電子内視鏡装置では、前記ＣＣＤ１０で撮像生成した映像信号は、コンデンサＣ２で直流成分を除去して終端抵抗Ｒ５で終端しているために、映像信号にサグが発生しやすい。
【００６８】
このために、この他の実施形態では、前記ＣＣＤ１０で生成された撮像信号を伝送ケーブル１８で伝送され、前記消費電流低減化手段で制御回路２１からの制御信号の基で、前記スイッチＳを構成するトランジスタ５３をオン/オフさせて、消費電力の低減化が図られ、前記コンデンサＣ２で直流成分が除去され、抵抗Ｒ５で伝送ケーブル１８の交流終端がなされた信号をトランジスタＱ５４のソースフォロワでバツファし、プリアンプの＋入力端子に入力させる。一方、前記第１のスイッチＳＷ１でクランプ信号がＨレベルの読み出し期間に、前記トランジスタＱ５４からの出力信号の平均電位をコンデンサＣ５にチャージする。コンデンサＣ５にチャージされた平均電位の映像信号は、次段のアクティブフィルタに供給される。
【００６９】
このアクティブフィルタは、オペアンプＯＰ１とこのオペアンプＯＰ１の＋入力端子と出力端子との間に配置された抵抗１０と、抵抗Ｒ１１とコンデンサＣ１０の直列接続を並列に配置し、このオペアンプＯＰ１の出力端子は、前記抵抗Ｒ５とコンデンサＣ４の接続点に接続され、かつ、前記オペアンプＯＰ１の−入力端子にＶＲＥＦ電位を配置すると共に、このＶＲＥＦ電位は、前記第３のスイッチＳＷ３の他方の固定接点に入力される構成になっている。
【００７０】
前記第１のスイッチＳＷ１がクランプ信号でオンされている期間にコンデンサＣ５にチャージされた平均電位は、オペアンプＯＰ１でＶＲＥＦと比較されると共に、抵抗Ｒ１０，Ｒ１１とコンデンサＣ１０からなるアクティブフィルタで帯域制限される。このオペアンプＯＰ１での比較の結果、誤差が生じた際には、コンデンサＣ４に帰還させて、前記映像信号をコンデンサＣ４にＶＲＥＦとコンデンサＣ５の誤差成分をホールドさせると共に、終端抵抗Ｒ５でコンデンサＣ4の電位で交流終端されている。
【００７１】
前記プリアンプ２０に入力されるトランジスタＱ５４のバッファ出力は、第３のスイッチＳＷ３の一方の固定接点に入力され、前記制御回路２１からの制御信号の基で、可動接点を切換え制御させ、映像信号のＤＣレベルに変動がある非読み出し期間は、トランジスタＱ５４のバッファ出力を選択し、ＤＣレベルの変動がない読み出し期間は、ＶＲＥＦを選択する。この第３のスイッチＳＷ３の出力は、前記プリアンプ２０の−入力端子に供給される。
【００７２】
これにより、プリアンブ２０出力は、ＤＣレベル変動がある非読み出し期間は、前記第１のスイッチＳＷ１がオンされて、コンデンサＣ４のクランプ電位をＶＲＥＦにホールドした同相の映像信号が＋入力端子と−入力端子に供給されるため、この＋と−入力端子に供給された同相信号により相互にサグが除去され、ＤＣレベル変動がない読み出し期間は、ＣＣＤ１０の出力映像信とＶＲＥＦとにより映像信号を増幅されて出力される。
【００７３】
よって、被写体の明暗による映像信号の輝度変化による平均映像レベル変動が生じることもなく、前記プリアンプ２０の出力側に配置されるＣＤＳ回路２３のダイナミックレンジを拡大する必要がなく、回路規模を縮小できる。また、交流終端によるサグも低減出来る。
【００７４】
［付記］
以上詳述したように、本発明の実施形態によれば、以下のような構成を得ることが出来る。
（１）  固体撮像部と、
前記固体撮像部の出力信号が入力される入力手段と、
前記固体撮像部から前記入力手段に至る経路中に設けられ、前記固体撮像部の非読み出し期間に、前記固体撮像部の出力部の消費電力を低減させるための消費電力低減化手段と、
前記入力手段の出力信号をクランプするクランプ手段と、
前記消費電力低減化手段及びクランプ手段に必要なタイミングパルスを発生させる制御手段と、
を備えたことを特徴とする電子内視鏡装置。
【００７５】
（２）前記クランプ手段は、前記タイミングパルスにより前記非読み出し期間外でクランプすることを特徴とする付記１記載の電子内視鏡装置。
【００７６】
（３）固体撮像部と、
前記固体撮像部の出力信号が入力される入力手段と、
前記固体撮像部から前記入力手段に至る経路中に設けられ、前記固体撮像部の非読み出し期間に、前記固体撮像部の消費電力を低減させるための消費電力低減化手段と、
前記入力手段の出力信号をクランプするクランプ手段と、
前記非読み出し期間に前記クランプ手段の出力信号を抑制する不要信号抑制手段と、
前記消費電力低減化手段とクランプ手段及び不要信号抑制手段に必要なタイミングパルスを発生させる制御手段と、
を備えたことを特徴とする電子内視鏡装置。
【００７７】
（４）  前記クランプ手段は、前記タイミングパルスにより前記非読み出し期間外でクランプすることを特徴とする付記３記載の電子内視鏡装置。
【００７８】
（５）  前記消費電力低減化手段は、前記入力手段の直前に設けられたことを特徴とする付記１，２又は３記載の電子内視鏡装置。
【００７９】
（６）  前記消費電力低減化手段は、前記読み出し期間は所定のインピーダンスに、非読み出し期間は高インピーダンス又は信号を遮断することを特徴とする付記１乃至５記載の電子内視鏡装置。
【００８０】
（７）  細長の挿入部内に被写体を撮像する固体撮像素子を設けた内視鏡と、前記固体撮像素子への駆動信号を供給すると共に、前記固体撮像素子から出力される出力信号に対する信号処理を行うビデオプロセッサとがケーブルを介して接続された電子内視鏡において、
前記固体撮像素子からの出力信号を電流増幅し、かつ、低インピーダンスに変換して前記ケーブルを介して前記ビデオプロセッサに供給するインピーダンス低減手段と、
前記ケーブルを介して供給された前記固体撮像素子からの出力信号が読み出される信号読み出し期間に対して、前記出力信号が読み出されない非読み出し期間で、前記インピーダンス低減手段の電力消費を低減化する電力消費低減化手段と、
前記読み出し期間内で、前記出力信号をクランプするクランプ手段と、
前記クランプ手段の出力信号が入力されるスイッチ手段と、
前記クランプ手段の出力信号を供給される正転入力端子と、前記スイッチ手段の出力信号が供給される反転入力手段とを有した差動増幅手段と、
を備え、前記スイッチ手段は、前記電力消費低減化手段の読み出し期間に同期して、前記クランプ手段のクランプ電位を選択し、非読み出し期間に同期して前記クランプ手段の出力信号を選択することを特徴とする電子内視鏡装置。
【００８１】
【発明の効果】
消費電流低減化手段によるＤＣバイアスの変動を補正し、且つ、伝送ケーブルの交流終端によって発生するサグを低減できるために、良好が画像が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る電子内視鏡装置の全体構成を示すブロック図。
【図２】本発明に係る電子内視鏡装置のビデオプロセッサの回路構成を示す回路接続図。
【図３】本発明に係る電子内視鏡装置の動作説明用の波形図。
【図４】本発明に係る電子内視鏡装置のビデオプロセッサに用いるプリアンプの回路構成を示す回路接続図。
【図５】本発明の他の実施形態に係る電子内視鏡装置のビデオプロセッサの回路構成を示す回路接続図。
【図６】従来の電子内視鏡装置の全体構成を示すブロック図。
【図７】従来の電子内視鏡装置に用いるＣＣＤを示し、図７（ａ）は回路接続図、図７（ｂ）は動作説明用の波形図。
【図８】従来の電子内視鏡装置に用いる電力消費低減化手段の回路構成を示す回路接続図。
【符号の説明】
１…電子内視鏡装置
２…電子内視鏡
３…光源装置
４…ビデオプロセッサ
５…モニター
６…挿入部
１０…ＣＣＤ
１６…ＣＣＤドライバ
１７…ケーブル
１８…伝送ケーブル
２０…プリアンプ
２１…制御回路
２３…ＣＤＳ回路
２４…Ａ／Ｄコンバータ
２５…デジタル映像処理部
２６…Ｄ／Ａコンバータ
５０…クランプ回路
Ｒ１，Ｒ２…抵抗
Ｓ…アナログスイッチ
【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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