(57)【要約】  実施形態の撮像システムは、カメラユニットと情報処理ユニットとが差動信号伝送線で接続された撮像システムにおいて、前記カメラユニットは、電源電圧によって動作し、撮像データを生成する固体撮像素子と、撮像データの差動信号を前記差動信号伝送線に出力する出力ドライバを有し、前記情報処理ユニットは、基板電圧と、前記基板電圧よりも高く前記電源電圧よりも低い参照電圧によって、前記差動信号の振幅を制御するデエンファシス回路と、前記参照電圧を生成する電圧生成器とを有する、ことを特徴とする。
2020144755.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カメラユニットと情報処理ユニットとが差動信号伝送線で接続された撮像システムにおいて、
前記カメラユニットは、
電源電圧によって動作し、撮像データを生成する固体撮像素子と、
撮像データの差動信号を前記差動信号伝送線に出力する出力ドライバを有し、
前記情報処理ユニットは、
基板電圧と、前記基板電圧よりも高く前記電源電圧よりも低い参照電圧によって、前記差動信号の振幅を制御するデエンファシス回路と、
前記参照電圧を生成する電圧生成器とを有する、
ことを特徴とする撮像システム。
【請求項２】
前記カメラユニットは、
テストデータを出力するテストデータ生成回路を有し、
出力ドライバを介して前記撮像データに加えて前記テストデータを前記差動信号伝送線に出力し、
前記情報処理ユニットは、
前記テストデータ生成回路が出力する前記テストデータのエラーを判定するエラー判定部を有し、
エラーの判定結果に応じて前記電圧生成器が生成する前記参照電圧を変化させることを特徴とする請求項１に記載の撮像システム。
【請求項３】
前記情報処理ユニットの前記エラー判定部は、エラーレートが所定の値より高い場合に、前記電圧生成器が生成する前記参照電圧を高く設定することを特徴とする請求項２に記載の撮像システム。
【請求項４】
前記情報処理ユニットの前記エラー判定部は、前記固体撮像素子が送信する撮像データについて所定の条件でエラー判定をした場合に、参照電圧を所定値より低い値に降下させ、
前記カメラユニットは、前記参照電圧が所定値より低い値に降下したことを検出してリセット動作またはエラーリカバリ動作を実行することを特徴とする請求項２に記載の撮像システム。
【請求項５】
前記カメラユニットは、
前記差動信号伝送線の中間電圧を測定する中間電圧測定回路を有し、
中間電圧が前記所定値に対応する第１の所定値を下回ったときにリセット動作またはエラーリカバリ動作を実行することを特徴とする請求項４に記載の撮像システム。
【請求項６】
前記カメラユニットは、中間電圧が前記所定値に対応する第１の所定値を下回った所定時間に応じて、リセット動作またはエラーリカバリ動作の内容を決定することを特徴とする請求項５に記載の撮像システム。
【請求項７】
前記情報処理ユニットは、
下り通信モードにおいて、前記電圧生成器が生成する前記参照電圧を第１の値に設定し、
上り通信モードにおいて、前記電圧生成器が生成する前記参照電圧を第２の値に設定し、
前記第１の値と前記第２の値は異なる値に設定されることを特徴とする請求項１〜６いずれか一項に記載の撮像システム。
【請求項８】
前記情報処理ユニットは、外部治療デバイスと接続または通信可能であり、
外部治療デバイスが動作しているとき、前記電圧生成器が生成する前記参照電圧を外部治療デバイスが動作していないときよりも高く設定することを特徴とする請求項１〜７いずれか一項に記載の撮像システム。
【請求項９】
前記カメラユニットは、前記カメラユニットの温度を測定して、前記情報処理ユニットに送信する温度センサをさらに有し、
前記情報処理ユニットは、測定温度が所定の温度より高くなった場合に、参照電圧を低く設定することを特徴とする請求項１〜８いずれか一項に記載の撮像システム。
【請求項１０】
前記カメラユニットは、前記情報処理ユニットから差動信号伝送線によってデータを受信する受信ドライバをさらに有し、
撮像システムは、前記出力ドライバから前記情報処理ユニットへデータが送信される下り通信モードと、前記情報処理ユニットから受信ドライバへデータが送信される上り通信モードとが切替え可能であり、
前記出力ドライバは、第１スイッチ、第２スイッチ、第３スイッチ、第４スイッチを有し、
下り通信モードにおいて、前記第１スイッチと前記第３スイッチ、前記第２スイッチと前記第４スイッチをそれぞれ同時にＯＮ／ＯＦＦして撮像データを差動信号として出力し、
上り通信モードにおいて、前記第１スイッチ、前記第２スイッチをＯＮ、前記第３スイッチ、前記第４スイッチをＯＦＦして、差動信号の伝送路を形成して、前記第１スイッチ、前記第２スイッチが上り通信モードにおけるターミネーション抵抗の一部となることを特徴とする請求項１〜９いずれか一項に記載の撮像システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
カメラユニット（撮像素子）−情報処理ユニット間の通信を、デエンファシス回路を有する差動信号伝送線によって実行する撮像システム（内視鏡システム）が検討されている。例えば、特許文献１には、デエンファシス回路に相当するフィルタを情報処理ユニット側に設けた撮像システムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】日本国特開２０１８−０９４２３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のデエンファシス回路に相当するフィルタに対して、参照電圧ＶＣＭとしてイメージャ（撮像素子）駆動用の電源電圧ＶＤＤを適用すると、イメージャ（撮像素子）駆動用の電源電圧ＶＤＤにはダイナミックレンジ確保等のために比較的高い電圧が供給されるため、デエンファシス回路の消費電力も増大し、差動信号伝送線での発熱が大きくなるという課題がある。
デエンファシス回路に相当するフィルタ専用に、画素駆動用の電源電圧よりも低い参照電圧ＶＣＭを供給することにより発熱の問題は解決できるが、参照電圧ＶＣＭを供給するための専用線を追加することは、内視鏡の伝送線路のケーブル径を太くすることになるため、内視鏡挿入時の患者に対する負担を増大させるおそれがある。【０００５】
本発明は、上記事情を考慮してなされたものであり、その目的は、スコープの省線化を実現するとともに、省電力化を実現する撮像システム（内視鏡システム）を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の態様に係る撮像システムは、カメラユニットと情報処理ユニットとが差動信号伝送線で接続された撮像システムにおいて、前記カメラユニットは、電源電圧によって動作し、撮像データを生成する固体撮像素子と、撮像データの差動信号を前記差動信号伝送線に出力する出力ドライバを有し、前記情報処理ユニットは、基板電圧と、前記基板電圧よりも高く前記電源電圧よりも低い参照電圧によって、前記差動信号の振幅を制御するデエンファシス回路と、前記参照電圧を生成する電圧生成器とを有する、ことを特徴とする。【０００７】
本発明の第２の態様に係る撮像システムは、上記第１の態様において、前記カメラユニットは、テストデータを出力するテストデータ生成回路を有し、出力ドライバを介して前記撮像データに加えて前記テストデータを前記差動信号伝送線に出力し、前記情報処理ユニットは、前記テストデータ生成回路が出力する前記テストデータのエラーを判定するエラー判定部を有し、エラーの判定結果に応じて前記電圧生成器が生成する前記参照電圧を変化させることを特徴とする。【０００８】
本発明の第３の態様に係る撮像システムは、上記第２の態様において、前記情報処理ユニットの前記エラー判定部は、エラーレートが所定の値より高い場合に、前記電圧生成器が生成する前記参照電圧を高く設定することを特徴とする。【０００９】
本発明の第４の態様に係る撮像システムは、上記第２の態様において、前記情報処理ユニットの前記エラー判定部は、前記固体撮像素子が送信する撮像データについて所定の条件でエラー判定をした場合に、参照電圧を所定値より低い値に降下させ、前記カメラユニットは、前記参照電圧が所定値より低い値に降下したことを検出してリセット動作またはエラーリカバリ動作を実行することを特徴とする。【００１０】
本発明の第５の態様に係る撮像システムは、上記第４の態様において、前記カメラユニットは、前記差動信号伝送線の中間電圧を測定する中間電圧測定回路を有し、中間電圧が前記所定値に対応する第１の所定値を下回ったときにリセット動作またはエラーリカバリ動作を実行することを特徴とする。【００１１】
本発明の第６の態様に係る撮像システムは、上記第５の態様において、前記カメラユニットは、中間電圧が前記所定値に対応する第１の所定値を下回った所定時間に応じて、リセット動作またはエラーリカバリ動作の内容を決定することを特徴とする。【００１２】
本発明の第７の態様に係る撮像システムは、上記第１の態様〜第６の態様において、前記情報処理ユニットは、下り通信モードにおいて、前記電圧生成器が生成する前記参照電圧を第１の値に設定し、上り通信モードにおいて、前記電圧生成器が生成する前記参照電圧を第２の値に設定し、前記第１の値と前記第２の値は異なる値に設定されることを特徴とする。【００１３】
本発明の第８の態様に係る撮像システムは、上記第１の態様〜第７の態様において、前記情報処理ユニットは、外部治療デバイスと接続または通信可能であり、外部治療デバイスが動作しているとき、前記電圧生成器が生成する前記参照電圧を外部治療デバイスが動作していないときよりも高く設定することを特徴とする。【００１４】
本発明の第９の態様に係る撮像システムは、上記第１の態様〜第８の態様において、前記カメラユニットは、前記カメラユニットの温度を測定して、前記情報処理ユニットに送信する温度センサをさらに有し、前記情報処理ユニットは、測定温度が所定の温度より高くなった場合に、参照電圧を低く設定することを特徴とする。【００１５】
本発明の第１０の態様に係る撮像システムは、上記第１の態様〜第９の態様において、前記カメラユニットは、前記情報処理ユニットから差動信号伝送線によってデータを受信する受信ドライバをさらに有し、撮像システムは、前記出力ドライバから前記情報処理ユニットへデータが送信される下り通信モードと、前記情報処理ユニットから受信ドライバへデータが送信される上り通信モードとが切替え可能であり、前記出力ドライバは、第１スイッチ、第２スイッチ、第３スイッチ、第４スイッチを有し、下り通信モードにおいて、第１スイッチと第３スイッチ、第２スイッチと第４スイッチをそれぞれ同時にＯＮ／ＯＦＦして撮像データを差動信号として出力し、上り通信モードにおいて、前記第１スイッチ、前記第２スイッチをＯＮ、前記第３スイッチ、前記第４スイッチをＯＦＦして、差動信号の伝送路を形成して、前記第１スイッチ、前記第２スイッチが上り通信モードにおけるターミネーション抵抗の一部となることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の各態様によれば、スコープの省線化を実現するとともに、省電力化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態に係る内視鏡を含む内視鏡システムの概略の構成を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る撮像システムの構成例を示すブロック図である。
【図３】本発明の第３の実施形態に係る撮像システムの構成例を示すブロック図である。
【図４】本発明の第３の実施形態に係る撮像システムの動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図５】図３に記載されたイメージャクロック生成部ＩＭＧ＿ＣＬＫの構成を示す図である。
【図６】図３に記載されたイメージャクロック生成部ＩＭＧ＿ＣＬＫの主要ノードの論理状態を示すためのタイミングチャートである。
【図７】本発明の撮像システムの構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る内視鏡を含む内視鏡システムの概略の構成を示す図である。図１に示す内視鏡システム（撮像システム１）は、スコープ１０と、コントローラ２０と、モニタ３０とを有している。スコープ１０は、被検体の体内の撮像データをコントローラ２０の画像プロセッサ２２に伝送する。画像プロセッサ２２は、スコープ１０から伝送された撮像データを処理する。モニタ３０は、コントローラ２０で処理された撮像データに基づいて映像を表示する。
【００１９】
本実施形態における内視鏡として機能するスコープ１０は、挿入部１１と、操作部１４と、ケーブル１５と、コネクタ１６と、コネクタ１７とを有している。
【００２０】
挿入部１１は、被検体の体内に挿入される部分である。挿入部１１の先端の内部には、撮像素子１２（後述するカメラユニット２）が設けられている。撮像素子１２は、ＣＭＯＳセンサ又はＣＣＤセンサであり、被検体の体内を撮像して被検体に係る撮像データを生成する。カメラユニット２については後で詳しく説明する。また、挿入部１１は、先端から照明光を射出可能に構成されている。
【００２１】
また、挿入部１１は、医師等の操作者による操作部１４の操作ノブの操作を受けて湾曲するという目的で構成された部分と、操作部１４の操作によらずに外力によって受動的に湾曲するような部分とを有するという目的で構成されている。
【００２２】
操作部１４は、挿入部１１とケーブル１５とを接続している。操作部１４は、挿入部１１を右左方向に湾曲させる操作を実行するためのＲＬノブと、挿入部１１を上下方向に湾曲させる操作を実行するためのＵＤノブとを操作ノブとして有している。また、操作部１４は、各種のスイッチを有している。
【００２３】
挿入部１１、操作部１４及びケーブル１５の内部には、ライトガイドが形成されている。このライトガイドは、ケーブル１５の基端に設けられたコネクタ１６によってコントローラ２０の光源装置２１に接続されている。また、挿入部１１、操作部１４及びケーブル１５の内部には、撮像データを伝送するための伝送線路としての映像信号線等の各種の信号線が形成されている。この信号線（後述する差動信号伝送線を含む信号線）は、コネクタ１６に接続されるコネクタ１７によってコントローラ２０の画像プロセッサ２２に接続されている。さらに、操作部１４から挿入部１１を通るという目的で、チャンネルが設けられている。チャンネルは、超音波メス等の超音波凝固切開装置や電気メス等の高周波電流発生装置といった各種の処置具を挿入部１１の先端まで通すために設けられている。このようなチャネルが設けられていることにより、内視鏡を用いた観察と処置具による処置とが一体的に行われ得る。
【００２４】
なお、本実施形態の情報処理ユニット３（詳細については後述する）は、それを構成するＤＳＰ３０３など全ての構成要素は画像プロセッサ２２に含まれてもよい。もっとも、情報処理ユニット３を構成する一部の構成要素、例えばデエンファシス回路３０１、参照電圧生成器３０４などの構成要素は、画像プロセッサ２２とは異なる部分、例えばコネクタ１６、コネクタ１７などに含まれてもよい。
【００２５】
光源装置２１は、白色ＬＥＤ等の光源を有しており、照明光を射出する。光源装置２１から射出された照明光は、ライトガイドによって挿入部１１の先端まで伝達され、挿入部１１の先端から射出される。これにより、被検体内は照明される。
【００２６】
撮像素子１２（後述するカメラユニット２）の外部の信号処理装置としての情報処理ユニット３は、挿入部１１の撮像素子１２で得られた撮像データを処理する。この処理は、階調補正処理等の処理後の撮像データをモニタ３０で表示可能な形式に変換する処理を含む。
【００２７】
モニタ３０は、例えば液晶モニタである。モニタ３０は、情報処理ユニット３で処理された撮像データに基づく映像や各種の情報を表示する。
【００２８】
＜第１の実施形態＞
図２は、本発明の第１の実施形態に係る撮像システムの構成例を示すブロック図である。
撮像システム１は、カメラユニット２（イメージセンサ）と情報処理ユニット３とが差動信号伝送線（ケーブルＣＡＢＬＥＰとケーブルＣＡＢＬＥＭ）、ケーブルＣＡＢＬＥ＿ＶＤＤおよびケーブルＣＡＢＬＥ＿ＶＳＳで接続されている。
＜カメラユニット２の構成について＞
図２に示すカメラユニット２は、固体撮像素子２０１と、クロック生成器２０２と、出力ドライバ２０３（Ｔｘ１で示す。以下、出力ドライバＴｘ１と呼ぶ。）とで構成されている。
固体撮像素子２０１は、ＰＩＸ部２０１ａ（ＰＩＸ）と、信号処理回路２０１ｂ（ＣＯＬ＿ＡＤＣ）とで構成されている。
【００２９】
ＰＩＸ部２０１ａは、複数個（ｍ×ｎ個；例えば図２に示すｍ＝４、ｎ＝８）のピクセルＰからなる。すなわち、図２において、光電変換素子を含む単位画素（以下、単に「ピクセル」と記す）Ｐは、行列状（マトリックス状）にｍ×ｎ個、２次元配置されることにより複数の画素アレーからなるＰＩＸ部２０１ａを構成している。
【００３０】
信号処理回路２０１ｂは、ＰＩＸ部２０１ａのピクセルＰを列毎に並列処理するＡ−Ｄ（アナログ−デジタル）変換回路により、ピクセルＰから出力されるアナログ信号を、画素の固定パターンノイズを抑圧しながらデジタル信号に変換して出力する、いわゆるカラムＡＤＣ（Ａｎａｌｏｇ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）方式のものである。この信号処理回路２０１ｂが生成、出力するデジタル信号を、図１においては撮像データＰＩＸ＿ＤＡＴＡと表している。撮像データＰＩＸ＿ＤＡＴＡは、例えばピクセルＰ毎にｐビットの撮像データとして表される。
【００３１】
クロック生成器２０２は、撮像データＰＩＸ＿ＤＡＴＡと撮像データを含んだテストデータＰＩＸ＿ＤＡＴＡ（ＴＥＳＴ＿ＤＡＴＡ）（以下テストデータＴＥＳＴ＿ＤＡＴＡと呼ぶ）とが入力され、ｐビットのデータをシリアルにＣＫ＜３＞およびＣＫ＜４＞として出力する。ＣＫ＜３＞とＣＫ＜４＞とは、互いに排他的な関係にある信号であり、例えばＣＫ＜３＞が「１０１０１０１０」(ｐ＝８ビットの場合)であれば、ＣＫ＜４＞は「０１０１０１０１」となるデジタル信号（差動形式のシリアル信号とも言うことができる）である。
【００３２】
出力ドライバＴｘ１は、入力信号ＣＫ＜３＞が入力されるスイッチＳＷ３と、入力信号ＣＫ＜４＞が入力されるスイッチＳＷ４とで構成される。出力ドライバＴｘ１は、この２つの入力信号を一対の差動信号にして、パッドＰ１およびパッドＭ１から一対の差動信号伝送線（２本のケーブルＣＡＢＬＥＰ、ＣＡＢＬＥＭ）へ出力する。そして、一対の差動信号は、差動信号伝送線によって接続される情報処理ユニット３のパッドＰ２およびパッドＭ２を通じて、情報処理ユニット３のデエンファシス回路３０１へ出力される。
【００３３】
ここで、スイッチＳＷ３は、基板電圧ＶＳＳとパッドＰ１との間に設けられており、ＣＫ＜３＞が「１」のとき基板電圧ＶＳＳとパッドＰ１とを導通し、ＣＫ＜３＞が「０」のとき基板電圧ＶＳＳとパッドＰ１とを非導通とする。また、スイッチＳＷ４は、基板電圧ＶＳＳとパッドＭ１との間に設けられており、ＣＫ＜４＞が「１」のとき基板電圧ＶＳＳとパッドＭ１とを導通し、ＣＫ＜４＞が「０」のとき基板電圧ＶＳＳとパッドＭ１とを非導通とする。
【００３４】
例えば、後述する出力ドライバＴｘ１への電力供給源としてのデエンファシス回路３０１（ＤＥＥＭＰＨ）が、出力ドライバＴｘ１に対する参照電圧ＶＣＭとして１Ｖの電圧を供給するときを考える。このとき、ＣＫ＜３＞が「０」、ＣＫ＜４＞が「１」の場合、パッドＰ１の電圧は１Ｖ、パッドＭ１の電圧は０Ｖとなる。一方、ＣＫ＜３＞が「１」、ＣＫ＜４＞が「０」の場合、パッドＰ１の電圧は０Ｖ、パッドＭ１の電圧は１Ｖとなる。すなわち、出力ドライバＴｘ１が出力するシングルエンド表記の差動信号の振幅は１Ｖ、（差動表記の場合は２Ｖ）となる（詳細な動作については、デエンファシス回路３０１についての説明の後に詳述する）。
【００３５】
＜情報処理ユニット３の構成について＞
情報処理ユニット３は、デエンファシス回路（ＤＥＥＭＰＨ）３０１と、レシーバ３０２（Ｒｘ１で示す。以下、レシーバＲｘ１と呼ぶ。）と、ＤＳＰ３０３（エラー判定部）と、参照電圧生成器３０４（電圧生成器）と、ＬＤＯ（Ｌｏｗ  Ｄｒｏｐ  Ｏｕｔ）３０５とから構成される。
【００３６】
ＬＤＯ３０５は、所定の直流電圧を降圧して、降圧後の直流電圧ＶＤＤ（ＶＤＤ＿ＡＮＡ）を、パッドＶ２、ケーブルＣＡＢＬＥ＿ＶＤＤ、パッドＶ１の経路を通して、カメラユニット２の固体撮像素子２０１に対して電源電圧ＶＤＤを供給する。なお、基板電圧ＶＳＳは、パッドＳ２、ケーブルＣＡＢＬＥ＿ＶＳＳ、パッドＳ１の経路を通して、カメラユニット２の基板電圧ＶＳＳとなっている。
【００３７】
参照電圧生成器３０４（電圧生成器）は、ＬＤＯ３０５が降圧した電源電圧ＶＤＤを、ＤＳＰ３０３の指示により降圧し、参照電圧ＶＣＭを生成し、生成した参照電圧ＶＣＭをデエンファシス回路３０１に対して供給する。
【００３８】
レシーバＲｘ１は、パッドＰ２およびパッドＭ２で差動増幅信号として受信した撮像データＰＩＸ＿ＤＡＴＡおよび撮像データを含んだＰＩＸ＿ＤＡＴＡ（ＴＥＳＴ＿ＤＡＴＡ）を二値化するための回路である。
【００３９】
ＤＳＰ３０３は、二値化された撮像データＰＩＸ＿ＤＡＴＡを処理する。この処理は、階調補正処理等の処理後の撮像データＰＩＸ＿ＤＡＴＡをモニタ３０（図１で図示したが図２では不図示である）で表示可能な形式に変換する処理を含む。
なお、二値化されたテストデータＴＥＳＴ＿ＤＡＴＡの処理については、第２の実施形態において詳述する。
【００４０】
デエンファシス回路３０１は、容量素子ＣＥＱＰと、抵抗素子ＲＥＱＰ２と、抵抗素子ＲＥＱＰ１と、抵抗素子ＲＥＱＰ３と、コイルＬＥＱＰと、容量素子ＣＥＱＭと、抵抗素子ＲＥＱＭ２と、抵抗素子ＲＥＱＭ１と、抵抗素子ＲＥＱＭ３と、コイルＬＥＱＭとから構成される。
容量素子ＣＥＱＰは、パッドＰ２を一端とし、レシーバＲＸ１の非反転入力端子を他端とする。
抵抗素子ＲＥＱＰ２は、容量素子ＣＥＱＰと同じくパッドＰ２を一端とし、レシーバＲＸ１の非反転入力端子を他端とする。
抵抗素子ＲＥＱＰ１は、抵抗素子ＲＥＱＰ２の一端を一端とし、コイルＬＥＱＰの他端を他端とする。
抵抗素子ＲＥＱＰ３は、抵抗素子ＲＥＱＰ２の他端を一端とし、コイルＬＥＱＰの他端を他端とする。
コイルＬＥＱＰの一端には、参照電圧ＶＣＭが入力される。
【００４１】
また、容量素子ＣＥＱＭは、パッドＭ２を一端とし、レシーバＲＸ１の反転入力端子を他端とする。
抵抗素子ＲＥＱＭ２は、容量素子ＣＥＱＭと同じくパッドＭ２を一端とし、レシーバＲＸ１の反転入力端子を他端とする。
抵抗素子ＲＥＱＭ１は、抵抗素子ＲＥＱＭ２の一端を一端とし、コイルＬＥＱＭの他端を他端とする。
抵抗素子ＲＥＱＭ３は、抵抗素子ＲＥＱＭ２の他端を一端とし、コイルＬＥＱＭの他端を他端とする。
コイルＬＥＱＭの一端には、参照電圧ＶＣＭが入力される。
【００４２】
以上の構成により、デエンファシス回路３０１は、特許文献１に開示されたイコライザとしての働きに加え、基板電圧ＶＳＳと、基板電圧ＶＳＳよりも高く電源電圧ＶＤＤよりも低い参照電圧ＶＣＭによって、出力ドライバ２０３が出力する差動信号の振幅を制御する、振幅制御器としての働きも行う。
【００４３】
すなわち、図２に示す情報処理ユニット３のデエンファシス回路３０１は、カメラユニット２の出力ドライバＴｘ１の出力する一対の差動信号生成に必要なエネルギーの一部または全部を、デエンファシス回路３０１に接続されたデジタル信号線（差動信号伝送線（ケーブルＣＡＢＬＥＰとケーブルＣＡＢＬＥＭ））から出力ドライバＴｘ１へ供給できる。つまり、出力ドライバＴｘ１を搭載したカメラユニット２を供給することにより、専用の電源線を追加することなく電源電圧ＶＤＤよりも低い参照電圧ＶＣＭを出力ドライバＴｘ１に供給できるため、信号品質を確保しつつ、出力ドライバＴｘ１の消費電力を削減できる。
図２に示す第１の実施形態では、デエンファシス回路（ＤＥＥＭＰＨ）３０１の入力端子（コイルＬＥＱＰおよびコイルＬＥＱＭの一端）から参照電圧ＶＣＭが入力できる構成になっており、この電圧が、出力ドライバＴｘ１の電力供給源となっている。
【００４４】
ここで、出力ドライバＴｘ１の出力する振幅は、ＶＣＭと、（ＶＣＭ−ＶＳＳ）×（ＲＯＮ／（ＲＯＮ＋ＲＣＡＢＬＥ＋ＺＥＱＰ，Ｍ））との差電圧で与えられるため、ＶＳＳ＝０とした場合、実際の差電圧（振幅）は、ＶＣＭ×｛１−（ＲＯＮ／（ＲＯＮ＋ＲＣＡＢＬＥ＋ＺＥＱＰ，Ｍ））｝となる。
なお、上記式において、ＲＯＮはＳＷ３およびＳＷ４のオン抵抗（ＣＫ＜３＞またはＣＫ＜４＞が「１」の場合にＳＷ３およびＳＷ４が導通するときのオン抵抗）を示している。また、ＲＣＡＢＬＥは差動信号伝送線（ケーブルＣＡＢＬＥＰとケーブルＣＡＢＬＥＭ）の抵抗を示している。また、ＺＥＱＰ，Ｍはデエンファシス回路３０１のインピーダンスを示している。
【００４５】
したがって、ＲＯＮ＝ＲＣＡＢＬＥ＋ＺＥＱＰ，Ｍ＝５０Ωとした場合、ＶＣＭ＝７００ｍＶであれば、従来技術における「ＬＶＤＳドライバ」と同じ信号振幅が得られる。ＬＶＤＳは規格で回路電流３．５ｍＡと決まっているので、１００Ω終端時（５０Ω終端が正側と負側で直列に接続されている場合）にシングルエンド表記で３５０ｍＶ、差動表記で７００ｍＶの信号振幅が得られる。
【００４６】
この動作に必要なカメラユニット２内の消費電力は、スイッチＳＷ３またはスイッチＳＷ４で生じる電圧降下分の損失のみであり、以下の式で与えられ、回路電流３．５ｍＡのＬＶＤＳドライバにおける試算に比べて大きく消費電力を低減できることがわかる。
Ｐ＝Ｖ２／ＲＯＮ＝（０．７／２）２／５０Ｗ＝２．４５ｍＷ
ここで、上記式において、ＶはＶＣＭ／２で算出される電圧値であり、Ｖ＝｛ＲＯＮ／（ＲＯＮ＋ＲＣＡＢＬＥ＋ＺＥＱＰ，Ｍ）｝×ＶＣＭ＝ＶＣＭ／２より導かれる。
【００４７】
また、回路電流３．５ｍＡ（＝Ｉとする）のＬＶＤＳドライバにおける試算とは、画素部（ＰＩＸ部２０１ａ）の撮像性能を確保するために必要とされるＶＤＤ＝３．３Ｖ程度の電圧を参照電圧ＶＣＭとして供給した場合、カメラユニット２のＬＶＤＳドライバ（出力ドライバＴＸ１に対応する出力ドライバ）の出力電流を供給するカメラユニット２側の発熱量がＰ＝Ｉ×Ｖ＝３．５ｍＡ×３．３Ｖ＝１１．５５ｍＷに達するという試算である。
【００４８】
従って、カメラユニット２の出力ドライバＴｘ１の出力する一対の差動信号生成に必要なエネルギーを、情報処理ユニット３のデエンファシス回路３０１に接続されたデジタル信号線（差動信号伝送線（ケーブルＣＡＢＬＥＰとケーブルＣＡＢＬＥＭ））から供給することにより、電源電圧ＶＤＤよりも低い参照電圧ＶＣＭを出力ドライバＴｘ１に供給するための電源線を追加することなく、信号品質を確保しつつ、出力ドライバＴｘ１の消費電力を削減できる。
すなわち、本実施形態の撮像システム１は、スコープ１０の省線化と、省電力化を両立することができる。
【００４９】
＜第２の実施形態＞
次に、第２の実施形態について、引き続き図１を参照しつつ説明する。
第２の実施形態においては、情報処理ユニット３が、外部治療デバイスと接続または通信可能であり、外部治療デバイスが動作しているとき（以下、第２の動作モードとする）、参照電圧生成器３０４が生成する参照電圧ＶＣＭを外部治療デバイスが動作していないとき（以下、第１の動作モードとする）よりも高く設定する。
【００５０】
ここで、「外部治療デバイス」とは、超音波メス等の超音波凝固切開装置や電気メス等の高周波電流発生装置といった各種の処置具のことである。また、図１に示す、操作部１４から挿入部１１を通るという目的で設けられたチャンネルであって、当該チャンネルが「外部治療デバイス」を挿入部１１の先端まで通すために設けられている。このようなチャネルが設けられていることにより、内視鏡（カメラユニット２）を用いた観察と処置具による処置とが一体的に行われ得る。
また、「第１の動作モード」とは、「外部治療デバイス」が動作していない、カメラユニット２を用いた撮影モード動作時を言う。また、「第２の動作モード」とは、「外部治療デバイス」が動作している、治療モード動作時を言う。
【００５１】
そして、カメラユニット２は、予め定められたデータパターンを有するテストデータを出力するテストデータ生成回路２０８を有する。カメラユニット２は、撮像データＰＩＸ＿ＤＡＴＡを出力する第３の動作モードと、予め定められたテストデータＴＥＳＴ＿ＤＡＴＡとを出力する第２の動作モードとで動作可能である。また、情報処理ユニット３におけるＤＳＰ３０３は、レシーバＲｘ１により２値化されたテストデータＴＥＳＴ＿ＤＡＴＡのエラーレートに応じて、参照電圧生成器３０４の出力電圧ＶＣＭを制御するための指示信号を参照電圧生成器３０４に出力する。
なお、第３の動作モードと、第２の動作モードとは所定の周期で交互に切り替わり、第２の動作モード期間中にレシーバＲｘ１が受信したテストデータＴＥＳＴ＿ＤＡＴＡのエラーレートが、所定の値よりも高い場合に、ＤＳＰ３０３は参照電圧生成器３０４の出力電圧ＶＣＭが高くなるような制御信号（指示信号）を参照電圧生成器３０４に出力する。また、参照電圧生成器３０４は、第３の動作モードにおいては、第１の電圧値ＶＣＭ１を有し、第２の動作モードにおいては、第１の電圧値ＶＣＭ１より高い第２の電圧値ＶＣＭ２を有している。
【００５２】
すなわち、情報処理ユニット３は、テストデータ生成回路２０８が送信するテストデータＴＥＳＴ＿ＤＡＴＡのエラーを判定するＤＳＰ３０３（エラー判定部）を有し、エラーの判定結果に応じて参照電圧生成器３０４が生成する参照電圧ＶＣＭを変化させる。また、情報処理ユニット３のＤＳＰ３０３（エラー判定部）は、エラーレートが所定の値より高い場合に、参照電圧生成器３０４（電圧生成器）が生成する参照電圧ＶＣＭを高く設定する。
【００５３】
これにより、本実施形態における撮像システム１では、外乱雑音が大きくなる治療モード動作時（第２の動作モード）に、参照電圧ＶＣＭとして第２の電圧値ＶＣＭ２を印加することにより、一時的に撮像データの振幅を大きく出来る。したがって、イメージセンサで生じる発熱量の増加を最小限に抑えつつ、伝送エラーを抑えたデータ転送が可能にすることができる。
【００５４】
＜第３の実施形態＞
次に、第３の実施形態について、図３および図４を参照しつつ説明する。
図３は、本発明の第３の実施形態に係る撮像システムの構成例を示すブロック図である。また、図４は、本発明の第３の実施形態に係る撮像システムの動作を説明するためのタイミングチャートである。
図３は、双方向差動通信回路のブロック図を示している。ここで、「双方向差動通信」とは、図３に示すカメラユニット２における出力ドライバ２０３が送信する差動信号を情報処理ユニット３におけるレシーバＲｘ１が受信する下り通信モードと、情報処理ユニット３における出力ドライバ３０６が送信する差動信号をカメラユニット２におけるレシーバ２０４が受信する上り通信モードとの双方向通信において、差動信号を用いて通信することを言う。なお、出力ドライバ２０３は、図３においてＴｘ１’で示す。以下、出力ドライバＴｘ１’と呼ぶ。また、出力ドライバ３０６は、図３においてＴｘ２で示す。以下、出力ドライバＴｘ２と呼ぶ。また、レシーバ２０４は、図３においてＲｘ２で示す。以下、レシーバＲｘ２と呼ぶ。
【００５５】
また、図４は、双方向通信の過渡応答シミュレーション結果を示している。なお、図４に示すＶＯＵＴＰ、ＶＯＵＴＭとは、それぞれカメラユニット２におけるパッドＰ１およびパッドＭ１に表れる差動信号を示している。
また、図３において図１に示す構成と同一あるいは対応する構成には同一の数字の符号または同一の数字に英字を付加した符号を付けて説明を適宜省略する。
【００５６】
図４に示すとおり、下り通信モード期間中、出力ドライバＴｘ１’を構成するスイッチＳＷ１〜ＳＷ４は、クロックＣＫ＜１＞〜ＣＫ＜４＞により断続的にスイッチングされる。
また、上り通信モード期間中、スイッチＳＷ３、ＳＷ４はオフするのに対し、スイッチＳＷ１、ＳＷ２はオンし続けてレシーバＲｘ２のターミネーション抵抗となる。また、同時に、スイッチＳＷ１、ＳＷ２は夫々約５０Ωの抵抗値を有しており、レシーバＲｘ１の入力端に接続されたＲＴＥＲＭＰ、ＲＴＥＲＭＮと同じ働きをして、出力ドライバＴｘ２に対するリターン電流パスを形成する。
また、図４に示す上り通信モードから下り通信モードへの切り替えが時刻ｔ１に行われると、ＶＯＵＴＰ、ＶＯＵＴＭのスイッチングが停止する。ここで、図４では簡略な説明のためＤＩＲにより、通信方向の制御が行われているが、実際は、上り信号、下り信号、の終わりに、データ送信の終了を知らせるためのデータが含まれており、それを情報処理ユニット３／カメラユニット２が受信することにより、実際の通信方向が変化する。
また、同時刻（時刻ｔ１）に出力ドライバＴｘ２からの信号送信は開始されているが、この信号がレシーバＲｘ２に到達する時刻ｔ２までの期間、このノードの信号は静定している。時刻ｔ２に出力ドライバＴｘ２からの信号がレシーバＲｘ２に到達すると、ＶＯＵＴＰ、ＶＯＵＴＭ端子（それぞれ図３においてパッドＰ１、パッドＭ１で示す）にスイッチング波形が再び現れる。
【００５７】
図３に示す撮像システム１では、振幅調整が可能な出力ドライバＴｘ１の出力する信号振幅を、十分な振幅で動作する「通常動作モード」と、通常動作モードにおける振幅より低い（振幅ゼロを含んだ）振幅で動作する「エラー通知モード」の両方のモードで動作できるような参照電圧（ＶＣＭあるいはＶＣＭ’）をデエンファシス回路３０１に供給できるような参照電圧生成器３０４を有する撮像システム１を供給することにより、電源を切断することなく、自由度の高いカメラユニット２のリセットが可能となる。
ここで、参照電圧ＶＣＭとは、第１、第２の実施形態において説明した第１の電圧値ＶＣＭ１（所定値）である。また、参照電圧ＶＣＭ’とは、電圧値ＶＣＭ１より低い電圧値であって、撮像システム１において、詳細は後述するが、「下り通信モード」においては、デエンファシス回路ＤＥＥＭＰＨがエラー通知を表す信号を出力し、ＤＳＰ３０３が参照電圧生成器３０４の出力をＶＣＭ’に設定する、また、「上り通信モード」においては、ＶＣＭ’に設定されることによりカメラユニット２のリセットが可能になる、すなわち、かかる双方向通信が可能となる電圧値である。これは、後述するコモンモード検出器２０５（Ｒｘ３で示す。以下、コモンモード検出器Ｒｘ３と呼ぶ）が比較に用いるスライス電圧ＶＳＬが、下記式を満たすことにより比較が可能となるためである。
参照電圧ＶＣＭ’＝スライス電圧ＶＳＬ×２＜電圧値ＶＣＭ１
この比較処理の詳細については後述する。
【００５８】
以上説明した動作を可能とするために、クロック生成器２０２、出力ドライバＴｘ１’、コモンモード検出器Ｒｘ３は、以下のような構成を有する。
クロック生成器２０２は、「通常動作モード」と「エラー通知モード」における「下り通信モード」において動作する。クロック生成器２０２は、撮像データＰＩＸ＿ＤＡＴＡ、撮像データを含んだテストデータＰＩＸ＿ＤＡＴＡ（ＴＥＳＴ＿ＤＡＴＡ）、通信方向制御信号ＤＩＲが入力され、ｐビットのデータをシリアルにＣＫ＜１＞〜ＣＫ＜４＞として出力する。ＣＫ＜３＞およびＣＫ＜１＞とＣＫ＜４＞およびＣＫ＜２＞とは、互いに排他的な関係にある信号であり、例えばＣＫ＜３＞およびＣＫ＜１＞が「１０１０１０１０」(ｐ＝８ビットの場合)であれば、ＣＫ＜４＞およびＣＫ＜２＞は「０１０１０１０１」となるデジタル信号（差動形式のシリアル信号とも言うことができる）である。
【００５９】
なお、通信方向制御信号ＤＩＲは、上述の通り、上り信号、下り信号、の終わりに、データ送信の終了を知らせるためのデータが含まれており、それを情報処理ユニット３／カメラユニット２が受信することにより、実際の通信方向が変化するとあるが、本実施形態においては、クロック生成器２０２が図４に示す通信方向制御信号ＤＩＲを出力し、上り或いは下りの通信方向を情報処理ユニット３に対して送信するものとする。
【００６０】
図３に示す出力ドライバＴｘ１’は、電圧ＶＤＤＩＦに接続されたテール電流源ＩＴＡＩＬと、入力信号ＣＫ＜１＞が入力されるスイッチＳＷ１と、入力信号ＣＫ＜２＞が入力されるスイッチＳＷ２と、入力信号ＣＫ＜３＞が入力されるスイッチＳＷ３と、入力信号ＣＫ＜４＞が入力されるスイッチＳＷ４と、で構成される。
【００６１】
出力ドライバＴｘ１’は、「通常動作モード」と「エラー通知モード」における「下り通信モード」および「上り通信モード」において動作する。
このうち、「下り通信モード」において、出力ドライバＴｘ１は、第１の実施形態において述べたのと同様に、クロック生成器２０２が出力する４つの入力信号を、一対の差動信号にして、パッドＰ１およびパッドＭ１から一対の差動信号伝送線（２本のケーブルＣＡＢＬＥＰ、ＣＡＢＬＥＭ）へ出力する。そして、一対の差動信号は、差動信号伝送線によって接続される情報処理ユニット３のパッドＰ２およびパッドＭ２を通じて、情報処理ユニット３のデエンファシス回路３０１へ出力される。
【００６２】
一方、「上り通信モード」において、出力ドライバＴｘ１’は、第１の実施形態において述べたのと同様に、スイッチＳＷ３、スイッチＳＷ４がオフした状態で、スイッチＳＷ１、スイッチＳＷ２がオンするために、スイッチＳＷ１、スイッチＳＷ２が出力ドライバＴｘ２からの信号を受信するためのターミネーション抵抗となると同時に、出力ドライバＴｘ２に対するリターン電流の経路を確保するための素子として機能するために、出力ドライバＴｘ２から出力された一対の差動信号は、レシーバＲｘ２で正しく受信され、イメージャクロック生成部２０６へ出力される。なお、レシーバＲｘ２の出力信号ＳＹＳＤＡＴＡ（カメラユニット２の受信データ）については後に詳述する。
【００６３】
コモンモード検出器Ｒｘ３は、図３に示す抵抗素子Ｒ１と抵抗素子Ｒ２とともに、「下り通信モード」において、情報処理ユニット３のデエンファシス回路ＤＥＥＭＰＨが出力する信号が、エラー通知を表す信号であるか否かを判定する回路であり、判定結果に応じて、エラー検出フラグＥＲＲ＿ＤＥＴＥＣＴをタイミングジェネレータＴＧに出力する。
なお、デエンファシス回路ＤＥＥＭＰＨがエラー通知を表す信号を出力するのは、ＤＳＰ３０３における、モニタ３０で表示可能な形式に変換された処理後の撮像データをモニタ３０で表示可能な形式に変換する処理において、撮像データＰＩＸ＿ＤＡＴＡにおいて、諧調が全て暗い、あるいは明るいといった撮像の不具合が発生している場合である。このような場合に、ＤＳＰ３０３からの指示により、参照電圧生成器３０４の出力をＶＣＭ１（所定値）から、ＶＣＭ１より低い値であるＶＣＭ’（０Ｖを含んだ値）に設定する。
【００６４】
抵抗素子Ｒ１は、一端がパッドＰ１に接続され、他端が抵抗素子Ｒ２の他端に接続される。抵抗素子Ｒ２は、一端がパッドＭ１に接続され、他端が抵抗素子Ｒ１の他端に接続される。すなわち、抵抗素子Ｒ１および抵抗素子Ｒ２は、両抵抗の接続点（抵抗素子Ｒ１および抵抗素子Ｒ２の他端）から、パッドＰ１とパッドＭ１の電圧（一対の差動信号の電圧）の中間電圧ＶＭＩＤをコモンモード検出器Ｒｘ３の第１入力端子（反転入力端子）に出力する。
【００６５】
すなわち、抵抗素子Ｒ１および抵抗素子Ｒ１で構成され、中間電圧ＶＭＩＤをコモンモード検出器Ｒｘ３へ出力する回路を中間電圧測定回路と呼ぶ。
また、コモンモード検出器Ｒｘ３は、その第２入力端子（非反転入力端子）に、スライス電圧ＶＳＬが入力され、中間電圧ＶＭＩＤとスライス電圧ＶＳＬとの比較・判定を行って、エラー検出フラグＥＲＲ＿ＤＥＴＥＣＴを出力するコンパレータ回路である。
【００６６】
ここで、コモンモード検出器Ｒｘ３の動作について説明する。
コモンモード検出器Ｒｘ３は、ＶＳＳ＝０よりも高く、０．５×ＶＣＭ１よりも小さな値に設定されたスライス電圧ＶＳＬと、中間電圧ＶＭＩＤとを比較し、ＶＳＬ＞ＶＭＩＤとなった場合にエラー検出フラグＥＲＲ＿ＤＥＴＥＣＴが「Ｌ」から「Ｈ」に遷移するという目的で設計されている。
したがって、ＶＣＭ＝ＶＣＭ１が設定される「通常動作モード」動作時にはＶＭＩＤ＝０．５×ＶＣＭ１であるから、ＥＲＲ＿ＤＥＴＥＣＴ＝「Ｌ」である。これに対し、ＶＣＭ＝０に設定される「エラー通知モード」動作時には、ＶＭＩＤ＝０となり、ＥＲＲ＿ＤＥＴＥＣＴ＝「Ｈ」に遷移する。
【００６７】
また、上記説明は「０＜ＶＳＬ＜０．５×ＶＣＭ１」の範囲にスライス電圧ＶＳＬが設定されていれば、任意のＲＯＮの値について成立し、前述した作用および効果を得ることができる。すなわち、上記式は、０＜参照電圧ＶＣＭ’＝スライス電圧ＶＳＬ×２＜電圧値ＶＣＭ１で表されるので、「カメラユニット２が、参照電圧ＶＣＭが所定値ＶＣＭ１より低い値ＶＣＭ’に降下したことを検出する」こと、「コモンモード検出器Ｒｘ３が、中間電圧ＶＭＩＤが所定値ＶＣＭ１に対応する第１の所定値０．５×ＶＣＭ１を下回り、スライス電圧ＶＳＬ＝参照電圧ＶＣＭ’ｘ０．５となったことを判定する」ことは、可能である。
【００６８】
すなわち、通常の通信を実行する場合には参照電圧生成器３０４の出力をＶＣＭ１（所定値）に設定し、エラー通知によるカメラユニット２の動作変更（後述するリセット動作またはエラーリカバリ動作への変更）が必要な場合には参照電圧生成器３０４の出力をＶＣＭ１より低い値であるＶＣＭ’（０Ｖを含んだ値）に設定することにより、自由度の高いカメラユニット２のリセットが可能となる。
【００６９】
続いて、図３に記載されたカメラユニット２を構成するイメージャクロック生成部２０６のより詳細な構成および動作について、図５および図６を援用して説明する。
図５は、図３に記載されたイメージャクロック生成部ＩＭＧ＿ＣＬＫの構成を示す図である。また、図６は、図３に記載されたイメージャクロック生成部ＩＭＧ＿ＣＬＫの主要ノードの論理状態を示すためのタイミングチャートである。
イメージャクロック生成部２０６は、クロックデータリカバリ部２０６ａと、レジスタ部２０６ｂと、デジタル−アナログ変換器２０６ｃと、電圧制御発振器２０６ｄ（以下、電圧制御発振器ＶＣＯ＿ＩＭＣＬＫと呼ぶ）より構成されている。
なお、イメージャクロック生成部２０６は、図５においてＩＭＧ＿ＣＬＫで示す。以下、イメージャクロック生成部ＩＭＧ＿ＣＬＫと呼ぶ。また、クロックデータリカバリ部２０６ａは、図５においてＣＤＲで示す。以下、クロックデータリカバリ部ＣＤＲと呼ぶ。また、レジスタ部２０６ｂは、図５においてレジスタ部ＲＥＧで示す。以下、レジスタ部ＲＥＧと呼ぶ。また、デジタル−アナログ変換器２０６ｃは、図５においてＤＡＣで示す。以下、デジタル−アナログ変換器ＤＡＣと呼ぶ。
【００７０】
電圧制御発振器ＶＣＯ＿ＩＭＣＬＫは、入力された制御電圧ＶＣＴＲＬに応じた周波数で発振するイメージャクロックＩＭＣＬＫをタイミングジェネレータＴＧ（図３において、ＴＧ２０７で示している）に出力する。即ち、カメラユニット２は、イメージャクロックＩＭＣＬＫに同期した動作を実行する。
デジタル−アナログ変換器ＤＡＣは、入力されたレジスタ値ＲＥＧ＿ＶＡＬ（デジタル信号）に応じた制御電圧ＶＣＴＲＬ（アナログ信号）を出力する。
レジスタ部ＲＥＧには、クロックデータリカバリ部ＣＤＲから入力されたＣＤＲクロックＣＤＲＣＬＫに同期して入力されるレジスタデータＲＥ＿ＤＡＴＡが入力され、レジスタデータＲＥ＿ＤＡＴＡの値がレジスタ部ＲＥＧに保持される。
【００７１】
イメージャクロック生成部ＩＭＧ＿ＣＬＫには、データの遷移タイミングを検出するためのクロックエッジを有するクロックリカバリシンボルを所定の周期で有する受信データＳＹＳＤＡＴＡ（一般に８ｂ/１０ｂ、マンチェスタ符号化信号等が知られている。）が入力される。
クロックデータリカバリ部ＣＤＲは、受信データＳＹＳＤＡＴＡと、ＣＤＲクロックＣＤＲＣＬＫの立ち下がりクロックの位相を同じにするという目的で位相調整を実行する（図６において、時刻ｔ２、ｔ６の線を参照）。
【００７２】
位相・周波数比較器ＰＤは、ＣＤＲクロックＣＤＲＣＬＫの立ち上がりエッジタイミング（図６において、時刻ｔ２、ｔ３、ｔ４、ｔ５の線を参照）で受信データＳＹＳＤＡＴＡの値をサンプリングし、ＣＤＲクロックＣＤＲＣＬＫと同期したリタイミングデータＲＥ＿ＤＡＴＡとして、レジスタ部ＲＥＧに出力する。
レジスタ部ＲＥＧに保持されたデータは、カメラユニット２内部の動作モード等の設定に用いられる。
【００７３】
ここで、通信方向の切替動作について説明する。
情報処理ユニット３側からシステムライン終了コマンド（例えば１０１１）が送信され、リタイミングデータＲＥ＿ＤＡＴＡとしてこの値が検出されると、下り通信モード（図４の時刻０〜ｔ１で示す）に移行し、カメラユニット２は、デジタル映像信号（撮像データＰＩＸ＿ＤＡＴＡ）を情報処理ユニット３側に出力する。
下り通信モードが開始すると、図５に示すスイッチＳＷがオフし、ループフィルタＬＦの電圧が保持されるため、下り通信モード期間中に電圧制御発振器ＶＣＯ＿ＣＤＲに対する供給電圧が一定となり、この期間中のＣＤＲクロックＣＤＲＣＬＫの周波数は一定に保たれる。
カメラユニット２は、１ライン分のデジタル映像信号（撮像データＰＩＸ＿ＤＡＴＡ）を情報処理ユニット３側に出力した後に、イメージャライン終了コマンド（例えば「０１００」）をシステム側に出力し終えると、再び上り通信モードに再移行する。
上り通信モードではスイッチＳＷが再び短絡され、ＳＹＳＤＡＴＡに基づくＣＤＲＣＬＫの周波数ロック（再調整）動作と、ＳＹＳＤＡＴＡの抽出動作が実行される。
【００７４】
図３に戻って、ＴＧ２０７（タイミングジェネレータＴＧ）は、例えば、次に例示した、リセット動作またはエラーリカバリ動作を実行する。すなわち、ＴＧ２０７は、コモンモード検出器Ｒｘ３が出力するエラー検出フラグＥＲＲ＿ＤＥＴＥＣＴが出力されている時間を、イメージャクロック生成部２０６が出力するＩＭＧＣＬＫに基づいて計測する。これにより、ＴＧ２０７は、下記（１）〜（４）に記したＥＲＲ＿ＤＥＴＥＣＴ＝「Ｈ」の期間に応じて異なるリセット動作またはエラーリカバリ動作を実行する。
（１）ＥＲＲ＿ＤＥＴＥＣＴ＝「Ｈ」の期間が１ライン分の読み出し期間（１ライン分のＩＭＧＣＬＫのクロック数）に相当する場合には、２ライン分のスキップ読み出しを行ってもよい。
（２）ＥＲＲ＿ＤＥＴＥＣＴ＝「Ｈ」の期間が２ライン分の読み出し期間に相当する場合には、ＴＧ（ＴＧ２０７）内の所定のカウンタの値を初期化してもよい。
（３）ＥＲＲ＿ＤＥＴＥＣＴ＝「Ｈ」の期間が３ライン分の読み出し期間に相当する場合には、オンチップレジスタＲＥＧ（レジスタ部２０６ｂ）の値を初期化してもよい。
（４）ＥＲＲ＿ＤＥＴＥＣＴ＝「Ｈ」の期間が４ライン分の読み出し期間に相当する場合には、通信トレーニングフェーズに移行してもよい。
【００７５】
すなわち、情報処理ユニット３のエラー判定部（ＤＳＰ３０３）は、固体撮像素子２０１が送信する撮像データ（ＰＩＸ＿ＤＡＴＡ）について所定の条件でエラー判定をした場合に、参照電圧ＶＣＭを所定値（ＶＣＭ１）より低い値（ＶＣＭ’）に降下させる。これに伴って、カメラユニット２は、参照電圧ＶＣＭが所定値（ＶＣＭ１）より低い値に降下したことを検出してリセット動作またはエラーリカバリ動作を実行する。また、カメラユニット２は、差動信号伝送線の中間電圧ＶＭＩＤを測定する中間電圧測定回路（抵抗素子Ｒ１および抵抗素子Ｒ２）を有し、中間電圧ＶＭＩＤが所定値（ＶＣＭ１）に対応する第１の所定値（０．５×ＶＣＭ１）を下回ったときにリセット動作またはエラーリカバリ動作を実行する。また、カメラユニット２（におけるＴＧ２０７）は、中間電圧ＶＭＩＤが所定値（ＶＣＭ１）に対応する第１の所定値（０．５×ＶＣＭ１）を下回った所定時間（ＥＲＲ＿ＤＥＴＥＣＴ＝「Ｈ」の期間）に応じて、リセット動作またはエラーリカバリ動作の内容を決定する。
【００７６】
これにより、本実施形態における撮像システム１では、スコープの省線化を実現し、省電力化を実現するとともに、電源を切断することなく、自由度の高いカメラユニット２のリセット（リセット動作またはエラーリカバリ動作）が可能となる。
【００７７】
＜第４の実施形態＞
次に、第４の実施形態について、図７を参照しつつ説明する。
図７は、本発明の撮像システムの構成例を示すブロック図である。
図７に示す撮像システム１は、図３に示す撮像システム１を簡略化して記載した図であり、構成する各部には同一の符号を付しており、その説明については適宜省略しながら説明する。
情報処理ユニット３は、下り通信モードにおいて、参照電圧生成器３０４（電圧生成器）が生成する参照電圧ＶＣＭを第１の値（所定値：ＶＣＭ１）に設定し、上り通信モードにおいて、参照電圧生成器３０４が生成する参照電圧ＶＣＭを第２の値（ＶＣＭ２あるいはＶＣＭ’）に設定し、第１の値と第２の値は異なる値に設定される。
【００７８】
これにより、上り通信フェーズにおける参照電圧ＶＣＭをレシーバ２０４（受信器Ｒｘ２）の性能が最も高くなるような動作電圧に設定できるため、高速な上り信号に対しても、Ｒｘ２は確実に動作する。即ち、従来よりも外乱雑音に対して堅牢な内視鏡システム（撮像システム）を供給できる。
【００７９】
＜第５の実施形態＞
次に、第５の実施形態について、図７を参照しつつ説明する。
図７に示す情報処理ユニット３は、図１を用いて、第２の実施形態において説明した情報処理ユニット３と同様に、外部治療デバイスと接続または通信可能であり、外部治療デバイスが動作しているとき（第２の動作モードのとき）、参照電圧生成器３０４が生成する参照電圧ＶＣＭを外部治療デバイスが動作していないとき（第３の動作モードのとき）の電圧値ＶＣＭ１よりも高く電圧値ＶＣＭ２に設定する。
【００８０】
これにより、外乱雑音が大きくなる治療モード動作時に、参照電圧ＶＣＭとして電圧値ＶＣＭ２（第２の電圧値）を印加することにより、一時的に撮像データの振幅を大きく出来る。したがって、カメラユニット２（イメージセンサ）で生じる発熱量の増加を最小限に抑えつつ、伝送エラーを抑えたデータ転送が可能になる。
【００８１】
＜第６の実施形態＞
次に、第６の実施形態について、図７を参照しつつ説明する。
カメラユニット２は、カメラユニット２の温度を測定して、情報処理ユニット３に送信する温度センサ（図７においては不図示）をさらに有している。
情報処理ユニット３は、測定温度が所定の温度より高くなった場合に、参照電圧ＶＣＭをＶＣＭ１より低い値ＶＣＭ１’（＜ＶＣＭ１）に低く設定する。カメラユニット２の温度は、デエンファシス回路の参照電圧ＶＣＭに影響される。参照電圧ＶＣＭが高くなると、カメラユニット２の温度も上昇し、人体やチップ性能に与える悪影響を与えるおそれがある。本実施形態では、カメラユニット２（イメージセンサ）の温度が人体やチップ性能に影響を与える所定の温度より高くなった場合に、参照電圧ＶＣＭをＶＣＭ１より低い値ＶＣＭ１’（＜ＶＣＭ１）に低く設定する。
【００８２】
これにより、カメラユニット２（イメージセンサ）の温度が人体やチップ性能に与える悪影響を許容できる範囲内で、下り通信フェーズに送信する信号振幅を大きく出来るため、従来よりも外乱雑音に対して堅牢な内視鏡システムを供給できる。
【００８３】
＜第７の実施形態＞
次に、第７の実施形態について、図７を参照しつつ説明する。
図７に示すカメラユニット２は、図３を用いて、第３の実施形態において説明したカメラユニット２と同様に、情報処理ユニット３から差動信号伝送線によってデータを受信するレシーバ２０４（受信ドライバ）をさらに有している。また、撮像システム１は、出力ドライバ２０３（Ｔｘ１’）から情報処理ユニット３へデータが送信される下り通信モードと、情報処理ユニット３からレシーバ２０４へデータが送信される上り通信モードとが切替え可能である。
出力ドライバＴｘ１’は、ＳＷ１（第１スイッチ）、ＳＷ２（第２スイッチ）、ＳＷ３（第３スイッチ）、ＳＷ４（第４スイッチ）を有している。
出力ドライバＴｘ１’は、下り通信モードにおいて、ＳＷ１とＳＷ３、ＳＷ２とＳＷ４をそれぞれ同時にＯＮ／ＯＦＦして撮像データを差動信号として出力する。すなわち、出力ドライバＴｘ１’は、ＳＷ１とＳＷ３とをオン（ＯＮ）させるとき、ＳＷ２とＳＷ４とをＯＦＦ（オフ）させ、ＳＷ１とＳＷ３とをＯＦＦさせるとき、ＳＷ２とＳＷ４とをＯＮさせる。また、出力ドライバＴｘ１’は、上り通信モードにおいて、ＳＷ１、ＳＷ２をＯＮ、ＳＷ３、ＳＷ４をＯＦＦして、差動信号の伝送路を形成して、ＳＷ１、ＳＷ２が上り通信モードにおけるターミネーション抵抗の一部となる。
【００８４】
これにより、上り通信モードにおいてＳＷ１、ＳＷ２がターミネーション抵抗を構成することで、カメラユニット２内にターミネーション抵抗を別途設ける必要が無くなり、カメラユニット２が小型化された撮像システム（内視鏡システム）を提供することができる。
【００８５】
以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明はこれら実施形態およびその変形例に限定されることはない。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。また、本発明は前述した説明によって限定されることはなく、添付のクレームの範囲によってのみ限定される。
【産業上の利用可能性】
【００８６】
上記各態様の撮像システムによれば、スコープの省線化を実現するとともに、省電力化を実現することができる。
【符号の説明】
【００８７】
１  撮像システム
２  カメラユニット
３  情報処理ユニット
２０１  固体撮像素子
２０２  クロック生成器
２０３，３０６  出力ドライバ
２０４，３０２  レシーバ
２０５  コモンモード検出器
２０６  イメージャクロック生成部
２０７  ＴＧ
２０８  テストデータ生成回路
３０１  デエンファシス回路
３０３  ＤＳＰ
３０４  参照電圧生成器
３０５  ＬＤＯ
【図１】
2020144755.tif 000003
【図２】
2020144755.tif 000004
【図３】
2020144755.tif 000005
【図４】
2020144755.tif 000006
【図５】
2020144755.tif 000007
【図６】
2020144755.tif 000008
【図７】
2020144755.tif 000009
【国際調査報告】
2020144755.tif 000010
2020144755.tif 000011