(57)【要約】  撮像システムにおいて、画像送信回路は、第１のモードにおいて画像データを信号線に出力する。信号受信回路は、第２のモードにおいて、カメラクロックの周波数を調整するためのクロック制御信号を画像受信ユニットから受信する。信号出力回路は、第１の電位および前記クロック制御信号を前記信号線に出力する。前記第１の電位は、前記信号線に出力された前記画像データの信号レベルの範囲に含まれないレベルに対応する。通信制御回路が前記第１のモードにおいて前記第１の電位を検出したとき、前記通信制御回路は、通信モードを前記第１のモードから前記第２のモードに切り替える。
2020144770.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カメラユニットおよび画像受信ユニットを有し、
前記カメラユニットは、
カメラクロックに基づいて画像データを生成するイメージャと、
信号線の電位を検出し、かつ検出された前記電位に基づいて、通信モードを第１のモードと第２のモードとの間で切り替える通信制御回路と、
前記第１のモードにおいて前記画像データを前記信号線に出力する画像送信回路と、
前記信号線に電気的に接続され、かつ前記第２のモードにおいて、前記カメラクロックの周波数を調整するためのクロック制御信号を前記画像受信ユニットから受信する信号受信回路と、
前記クロック制御信号に基づいて前記カメラクロックの前記周波数を調整するクロック調整回路と、
を有し、
前記画像受信ユニットは、
前記信号線に電気的に接続され、かつ前記画像データを受信する画像受信回路と、
第１の電位および前記クロック制御信号を前記信号線に出力し、前記第１の電位は、前記信号線に出力された前記画像データの信号レベルの範囲に含まれないレベルに対応する信号出力回路と、
を有し、
前記通信制御回路が前記第１のモードにおいて前記第１の電位を検出したとき、前記通信制御回路は、前記通信モードを前記第１のモードから前記第２のモードに切り替える
撮像システム。
【請求項２】
前記信号出力回路が前記第１の電位を前記信号線に出力した後、前記信号出力回路は、前記通信モードを前記第２のモードから前記第１のモードに切り替える指示を示す通信制御信号を前記信号線に出力し、
前記通信制御回路が前記第２のモードにおいて前記通信制御信号を検出したとき、前記通信制御回路は、前記通信モードを前記第２のモードから前記第１のモードに切り替える
請求項１に記載の撮像システム。
【請求項３】
前記クロック制御信号は、前記画像受信ユニットのシステムクロックを示すパルス信号であり、
前記パルス信号のパターンは、前記通信制御信号のデータに対応する
請求項２に記載の撮像システム。
【請求項４】
前記信号出力回路が前記第１の電位を前記信号線に出力した後、前記信号出力回路は、前記画像データの前記信号レベルの前記範囲に含まれるレベルに対応する第２の電位を前記信号線に出力し、
前記通信制御回路が前記第２のモードにおいて前記第２の電位を検出したとき、前記通信制御回路は、前記通信モードを前記第２のモードから前記第１のモードに切り替える
請求項１に記載の撮像システム。
【請求項５】
前記カメラユニットおよび前記画像受信ユニットは、前記信号線、第１の電源線、および第２の電源線によって互いに接続され、
前記第１の電源線は、前記イメージャに供給される電源電圧を前記画像受信ユニットから前記カメラユニットに伝送し、
前記第２の電源線は、前記イメージャに供給される基板電圧を前記画像受信ユニットから前記カメラユニットに伝送し、前記基板電圧は前記電源電圧よりも低く、
前記カメラユニットは、
前記信号線に電気的に接続された第１のパッドと、
前記第１の電源線に電気的に接続された第２のパッドと、
前記第２の電源線に電気的に接続された第３のパッドと、
をさらに有し、
前記カメラユニットは、前記第１のパッド、前記第２のパッド、および前記第３のパッドのみを経由して前記画像受信ユニットに電気的に接続されている
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の撮像システム。
【請求項６】
前記画像送信回路は、トランジスタを持つソースフォロア回路を有し、
前記トランジスタは、
前記画像データまたは前記基板電圧が入力される第１の端子と、
前記電源電圧が入力される第２の端子と、
第３の端子と、
を有し、
前記第１のモードにおいて前記画像データが前記第１の端子に入力され、
前記第３の端子は、前記第１のモードにおいて、前記画像データの信号レベルに対応する第３の電位を前記信号線に出力し、
前記第３の電位の最大値は、前記電源電圧よりも前記トランジスタの閾値電圧だけ低い電圧以下であり、
前記第３の電位の最小値は、前記基板電圧以上であり、
前記通信制御回路が前記第１のモードにおいて前記最大値よりも高い前記第１の電位を検出したとき、前記通信制御回路は、前記第１の端子への前記画像データの入力を停止させ、かつ前記第１の端子への前記基板電圧の入力を開始させることにより前記通信モードを前記第１のモードから前記第２のモードに切り替える
請求項５に記載の撮像システム。
【請求項７】
前記画像送信回路は、トランジスタを持つソースフォロア回路を有し、
前記トランジスタは、
前記画像データまたは前記電源電圧が入力される第１の端子と、
前記基板電圧が入力される第２の端子と、
第３の端子と、
を有し、
前記第１のモードにおいて前記画像データが前記第１の端子に入力され、
前記第３の端子は、前記第１のモードにおいて、前記画像データの信号レベルに対応する第３の電位を前記信号線に出力し、
前記第３の電位の最大値は、前記電源電圧以下であり、
前記第３の電位の最小値は、前記基板電圧よりも前記トランジスタの閾値電圧だけ高い電圧以上であり、
前記通信制御回路が前記第１のモードにおいて前記最小値よりも低い前記第１の電位を検出したとき、前記通信制御回路は、前記第１の端子への前記画像データの入力を停止させ、かつ前記第１の端子への前記電源電圧の入力を開始させることにより前記通信モードを前記第１のモードから前記第２のモードに切り替える
請求項５に記載の撮像システム。
【請求項８】
第１のスイッチをさらに有し、
前記画像受信回路は、前記画像データが受信されるときに動作する直流終端抵抗を有し、
前記画像受信回路が前記画像データを受信するとき、前記第１のスイッチは、前記信号線と前記直流終端抵抗とを電気的に接続し、
前記信号出力回路が前記第１の電位を前記信号線に出力するとき、前記第１のスイッチは、前記信号線と前記直流終端抵抗とを電気的に切り離す
請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の撮像システム。
【請求項９】
第２のスイッチをさらに有し、
前記画像受信回路は、
交流終端抵抗と、
前記信号線および前記交流終端抵抗に接続され、かつ前記画像データが受信されるときに前記信号線の電位の直流成分をカットする直流カットコンデンサと、
を有し、
前記画像受信回路が前記画像データを受信するとき、前記第２のスイッチは、前記信号線と前記交流終端抵抗とを電気的に接続し、かつ前記信号線と前記直流カットコンデンサとを電気的に接続し、
前記信号出力回路が前記第１の電位を前記信号線に出力するとき、前記第２のスイッチは、前記信号線と前記交流終端抵抗とを電気的に切り離し、かつ前記信号線と前記直流カットコンデンサとを電気的に切り離す
請求項８に記載の撮像システム。
【請求項１０】
前記信号出力回路は、前記イメージャのブランキング期間に前記クロック制御信号を前記信号線に出力する
請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の撮像システム。
【請求項１１】
前記信号出力回路はさらに、前記画像データの前記信号レベルの前記範囲に含まれない負電圧を前記信号線に出力し、
前記カメラユニットは、前記信号線に電気的に接続され、かつ前記第２のモードにおいて前記負電圧を前記イメージャに供給する電圧供給回路をさらに有する
請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の撮像システム。
【請求項１２】
前記信号出力回路は、前記イメージャの水平ブランキング期間に前記負電圧を前記信号線に出力し、かつ前記イメージャの垂直ブランキング期間に前記クロック制御信号を前記信号線に出力する
請求項１１に記載の撮像システム。
【請求項１３】
前記クロック制御信号は、前記画像受信ユニットのシステムクロックの１周期の整数倍の周期を持つパルス信号であり、
前記クロック調整回路は、前記カメラクロックを前記パルス信号に同期させる
請求項１から請求項１２のいずれか一項に記載の撮像システム。
【請求項１４】
前記クロック制御信号は、前記画像受信ユニットのシステムクロックの周波数に対応する電圧を持つアナログ信号であり、
前記クロック調整回路は、前記クロック制御信号が持つ電圧に対応する周波数を持つ前記カメラクロックを生成するＶＣＯ（Ｖｏｌｔａｇｅ−ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）を有する
請求項１から請求項１２のいずれか一項に記載の撮像システム。
【請求項１５】
前記クロック制御信号は、前記画像受信ユニットのシステムクロックの周波数に対応する値を示すデジタル信号であり、
前記クロック調整回路は、
前記クロック制御信号が示す前記値に対応する電圧を持つアナログ信号を生成するＤＡＣ（Ｄｉｇｉｔａｌ  ｔｏ  Ａｎａｌｏｇ  Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）回路と、
前記アナログ信号の前記電圧に対応する周波数を持つ前記カメラクロックを生成するＶＣＯ（Ｖｏｌｔａｇｅ−ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）と、
を有する
請求項１から請求項１２の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】
２つのユニットを有する撮像システムが特許文献１に開示されている。この撮像システムは、イメージャを有する第１のユニットと、第１のユニットから送信された画像データを受信する第２のユニットとを有する。２つのユニットは、画像データを伝送するための信号線によって接続されている。第１のユニットは、画像信号期間において画像データを第２のユニットに送信する。第２のユニットは、イメージャのブランキング期間において制御信号を第１のユニットに送信する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】日本国特開２００８−０６８０２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の技術において、２つの通信モードのいずれか一方で通信が実行される。通信モードを切り替える方法として、通信モードの切り替えを指示する制御信号を第１のユニットから第２のユニットへ送信する方法が使用できる。しかしながら、その方法では、イメージャの誤動作が通信モードの切り替えに影響を与える可能性がある。例えば、内視鏡システムにおいて、イメージャが、電気メスを駆動するためのパルスの影響を受け、イメージャの動作が不安定になり、第１のユニットが制御信号を正しく送信できない可能性がある。【０００５】
本発明は、通信モードを切り替える動作の正確性を向上させることができる撮像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】
本発明の第１の態様によれば、撮像システムは、カメラユニットおよび画像受信ユニットを有する。前記カメラユニットは、イメージャ、通信制御回路、画像送信回路、信号受信回路、およびクロック調整回路を有する。前記イメージャは、カメラクロックに基づいて画像データを生成する。前記通信制御回路は、信号線の電位を検出し、かつ検出された前記電位に基づいて、通信モードを第１のモードと第２のモードとの間で切り替える。前記画像送信回路は、前記第１のモードにおいて前記画像データを前記信号線に出力する。前記信号受信回路は、前記信号線に電気的に接続され、かつ前記第２のモードにおいて、前記カメラクロックの周波数を調整するためのクロック制御信号を前記画像受信ユニットから受信する。前記クロック調整回路は、前記クロック制御信号に基づいて前記カメラクロックの前記周波数を調整する。前記画像受信ユニットは、画像受信回路および信号出力回路を有する。前記画像受信回路は、前記信号線に電気的に接続され、かつ前記画像データを受信する。前記信号出力回路は、第１の電位および前記クロック制御信号を前記信号線に出力する。前記第１の電位は、前記信号線に出力された前記画像データの信号レベルの範囲に含まれないレベルに対応する。前記通信制御回路が前記第１のモードにおいて前記第１の電位を検出したとき、前記通信制御回路は、前記通信モードを前記第１のモードから前記第２のモードに切り替える。【０００７】
本発明の第２の態様によれば、第１の態様において、前記信号出力回路が前記第１の電位を前記信号線に出力した後、前記信号出力回路は、前記通信モードを前記第２のモードから前記第１のモードに切り替える指示を示す通信制御信号を前記信号線に出力してもよい。前記通信制御回路が前記第２のモードにおいて前記通信制御信号を検出したとき、前記通信制御回路は、前記通信モードを前記第２のモードから前記第１のモードに切り替えてもよい。【０００８】
本発明の第３の態様によれば、第２の態様において、前記クロック制御信号は、前記画像受信ユニットのシステムクロックを示すパルス信号であってもよい。前記パルス信号のパターンは、前記通信制御信号のデータに対応してもよい。【０００９】
本発明の第４の態様によれば、第１の態様において、前記信号出力回路が前記第１の電位を前記信号線に出力した後、前記信号出力回路は、前記画像データの前記信号レベルの前記範囲に含まれるレベルに対応する第２の電位を前記信号線に出力してもよい。前記通信制御回路が前記第２のモードにおいて前記第２の電位を検出したとき、前記通信制御回路は、前記通信モードを前記第２のモードから前記第１のモードに切り替えてもよい。【００１０】
本発明の第５の態様によれば、第１から第４の態様のいずれか１つにおいて、前記カメラユニットおよび前記画像受信ユニットは、前記信号線、第１の電源線、および第２の電源線によって互いに接続されてもよい。前記第１の電源線は、前記イメージャに供給される電源電圧を前記画像受信ユニットから前記カメラユニットに伝送してもよい。前記第２の電源線は、前記イメージャに供給される基板電圧を前記画像受信ユニットから前記カメラユニットに伝送し、前記基板電圧は前記電源電圧よりも低くてもよい。前記カメラユニットは、前記信号線に電気的に接続された第１のパッドと、前記第１の電源線に電気的に接続された第２のパッドと、前記第２の電源線に電気的に接続された第３のパッドとをさらに有してもよい。前記カメラユニットは、前記第１のパッド、前記第２のパッド、および前記第３のパッドのみを経由して前記画像受信ユニットに電気的に接続されてもよい。【００１１】
本発明の第６の態様によれば、第５の態様において、前記画像送信回路は、トランジスタを持つソースフォロア回路を有してもよい。前記トランジスタは、前記画像データまたは前記基板電圧が入力される第１の端子と、前記電源電圧が入力される第２の端子と、第３の端子とを有してもよい。前記第１のモードにおいて前記画像データが前記第１の端子に入力されてもよい。前記第３の端子は、前記第１のモードにおいて、前記画像データの信号レベルに対応する第３の電位を前記信号線に出力してもよい。前記第３の電位の最大値は、前記電源電圧よりも前記トランジスタの閾値電圧だけ低い電圧以下であってもよい。前記第３の電位の最小値は、前記基板電圧以上であってもよい。前記通信制御回路が前記第１のモードにおいて前記最大値よりも高い前記第１の電位を検出したとき、前記通信制御回路は、前記第１の端子への前記画像データの入力を停止させ、かつ前記第１の端子への前記基板電圧の入力を開始させることにより前記通信モードを前記第１のモードから前記第２のモードに切り替えてもよい。【００１２】
本発明の第７の態様によれば、第５の態様において、前記画像送信回路は、トランジスタを持つソースフォロア回路を有してもよい。前記トランジスタは、前記画像データまたは前記電源電圧が入力される第１の端子と、前記基板電圧が入力される第２の端子と、第３の端子とを有してもよい。前記第１のモードにおいて前記画像データが前記第１の端子に入力されてもよい。前記第３の端子は、前記第１のモードにおいて、前記画像データの信号レベルに対応する第３の電位を前記信号線に出力してもよい。前記第３の電位の最大値は、前記電源電圧以下であってもよい。前記第３の電位の最小値は、前記基板電圧よりも前記トランジスタの閾値電圧だけ高い電圧以上であってもよい。前記通信制御回路が前記第１のモードにおいて前記最小値よりも低い前記第１の電位を検出したとき、前記通信制御回路は、前記第１の端子への前記画像データの入力を停止させ、かつ前記第１の端子への前記電源電圧の入力を開始させることにより前記通信モードを前記第１のモードから前記第２のモードに切り替えてもよい。【００１３】
本発明の第８の態様によれば、第１から第７の態様のいずれか１つにおいて、前記撮像システムは、第１のスイッチをさらに有してもよい。前記画像受信回路は、前記画像データが受信されるときに動作する直流終端抵抗を有してもよい。前記画像受信回路が前記画像データを受信するとき、前記第１のスイッチは、前記信号線と前記直流終端抵抗とを電気的に接続してもよい。前記信号出力回路が前記第１の電位を前記信号線に出力するとき、前記第１のスイッチは、前記信号線と前記直流終端抵抗とを電気的に切り離してもよい。【００１４】
本発明の第９の態様によれば、第８の態様において、前記撮像システムは、第２のスイッチをさらに有してもよい。前記画像受信回路は、交流終端抵抗および直流カットコンデンサを有してもよい。前記直流カットコンデンサは、前記信号線および前記交流終端抵抗に接続され、かつ前記画像データが受信されるときに前記信号線の電位の直流成分をカットしてもよい。前記画像受信回路が前記画像データを受信するとき、前記第２のスイッチは、前記信号線と前記交流終端抵抗とを電気的に接続し、かつ前記信号線と前記直流カットコンデンサとを電気的に接続してもよい。前記信号出力回路が前記第１の電位を前記信号線に出力するとき、前記第２のスイッチは、前記信号線と前記交流終端抵抗とを電気的に切り離し、かつ前記信号線と前記直流カットコンデンサとを電気的に切り離してもよい。【００１５】
本発明の第１０の態様によれば、第１から第９の態様のいずれか１つにおいて、前記信号出力回路は、前記イメージャのブランキング期間に前記クロック制御信号を前記信号線に出力してもよい。【００１６】
本発明の第１１の態様によれば、第１から第１０の態様のいずれか１つにおいて、前記信号出力回路はさらに、前記画像データの前記信号レベルの前記範囲に含まれない負電圧を前記信号線に出力してもよい。前記カメラユニットは、前記信号線に電気的に接続され、かつ前記負電圧を前記イメージャに供給する電圧供給回路をさらに有してもよい。【００１７】
本発明の第１２の態様によれば、第１１の態様において、前記信号出力回路は、前記イメージャの水平ブランキング期間に前記負電圧を前記信号線に出力し、かつ前記イメージャの垂直ブランキング期間に前記クロック制御信号を前記信号線に出力してもよい。【００１８】
本発明の第１３の態様によれば、第１から第１２の態様のいずれか１つにおいて、前記クロック制御信号は、前記画像受信ユニットのシステムクロックの１周期の整数倍の周期を持つパルス信号であってもよい。前記クロック調整回路は、前記カメラクロックを前記パルス信号に同期させてもよい。【００１９】
本発明の第１４の態様によれば、第１から第１２の態様のいずれか１つにおいて、前記クロック制御信号は、前記画像受信ユニットのシステムクロックの周波数に対応する電圧を持つアナログ信号であってもよい。前記クロック調整回路は、前記クロック制御信号が持つ電圧に対応する周波数を持つ前記カメラクロックを生成するＶＣＯ（Ｖｏｌｔａｇｅ−ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）を有してもよい。【００２０】
本発明の第１５の態様によれば、第１から第１２の態様のいずれか１つにおいて、前記クロック制御信号は、前記画像受信ユニットのシステムクロックの周波数に対応する値を示すデジタル信号であってもよい。前記クロック調整回路は、ＤＡＣ（Ｄｉｇｉｔａｌ  ｔｏ  Ａｎａｌｏｇ  Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）回路およびＶＣＯ（Ｖｏｌｔａｇｅ−ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）を有してもよい。前記ＤＡＣ回路は、前記クロック制御信号が示す前記値に対応する電圧を持つアナログ信号を生成してもよい。前記ＶＣＯは、前記アナログ信号の前記電圧に対応する周波数を持つ前記カメラクロックを生成してもよい。
【発明の効果】
【００２１】
上記の各態様によれば、撮像システムは、通信モードを切り替える動作の正確性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１の実施形態の内視鏡システムの構成を示す模式図である。
【図２】本発明の第１の実施形態の内視鏡システムの構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施形態の内視鏡システムにおける通信のタイミングチャートである。
【図４】本発明の第１の実施形態の内視鏡システムにおける通信のタイミングチャートである。
【図５】本発明の第２の実施形態の内視鏡システムの構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の第２の実施形態の内視鏡システムにおける通信のタイミングチャートである。
【図７】本発明の第３の実施形態の内視鏡システムの構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の第３の実施形態の内視鏡システムが有するＣＤＲ回路の構成を示すブロック図である。
【図９】本発明の第３の実施形態における通信モードの切り替えに関する信号の波形を示すタイミングチャートである。
【図１０】本発明の第４の実施形態の内視鏡システムの構成を示すブロック図である。
【図１１】本発明の第４の実施形態の内視鏡システムが有するＣＤＲ回路の構成を示すブロック図である。
【図１２】本発明の第４の実施形態の内視鏡システムが有するＣＤＲ回路の動作を示すタイミングチャートである。
【図１３】本発明の第４の実施形態の内視鏡システムにおける通信のタイミングチャートである。
【図１４】本発明の第４の実施形態の変形例の内視鏡システムの構成を示すブロック図である。
【図１５】本発明の第５の実施形態の内視鏡システムが有する画像受信回路の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
図面を参照し、本発明の実施形態を説明する。撮像システムの例として、内視鏡システムを用いて各実施形態を詳細に説明する。
【００２４】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態の内視鏡システム１の構成を示す。図１に示す内視鏡システム１は、内視鏡挿入部２、伝送ケーブル３、操作部４、コネクタ部５、プロセッサ６、および表示装置７を有する。内視鏡挿入部２、伝送ケーブル３、操作部４、コネクタ部５によって内視鏡スコープが構成される。
【００２５】
内視鏡挿入部２は、挿入部２ａを有する。挿入部２ａは、伝送ケーブル３の一部である。挿入部２ａは、被検体の内部に挿入される。内視鏡挿入部２は、被検体の内部を撮像することにより画像データを生成する。内視鏡挿入部２は、生成された画像データをプロセッサ６に出力する。図２に示す挿入部２ａの先端２ｂにカメラユニット１０が配置されている。挿入部２ａにおいて、先端２ｂと反対側の端部に、操作部４が接続される。操作部４は、内視鏡挿入部２に対する各種操作をユーザーから受け付ける。
【００２６】
伝送ケーブル３は、カメラユニット１０と、コネクタ部５とを接続する。カメラユニット１０によって生成された画像データは、伝送ケーブル３を経由してコネクタ部５に出力される。
【００２７】
コネクタ部５は、内視鏡挿入部２とプロセッサ６とに接続されている。コネクタ部５は、内視鏡挿入部２から出力された画像データに所定の処理を施す。コネクタ部５は、画像データをプロセッサ６に出力する。
【００２８】
プロセッサ６は、コネクタ部５から出力された画像データに画像処理を施す。さらに、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。
【００２９】
表示装置７は、プロセッサ６によって処理された画像データに基づいて画像を表示する。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。
【００３０】
内視鏡システム１は、被検体に照射される照明光を生成する光源装置を有する。図１では、光源装置は省略されている。
【００３１】
図２は、内視鏡システム１の内部の構成を示す。図２に示す内視鏡システム１は、カメラユニット１０およびプロセッサ６を有する。図２において、操作部４、コネクタ部５、および表示装置７は省略されている。
【００３２】
プロセッサ６は、画像受信ユニットである。カメラユニット１０およびプロセッサ６は、信号線ＬＳ、電源線ＬＶ、およびグランド線ＬＧで互いに接続されている。信号線ＬＳ、電源線ＬＶ、およびグランド線ＬＧは、伝送ケーブル３を通る。
【００３３】
内視鏡システム１の概略構成について説明する。カメラユニット１０は、イメージャ１１、通信制御回路１０３、バッファ１０１（画像送信回路）、スイッチＳＷ３（信号受信回路）、およびＶＣＯ（Ｖｏｌｔａｇｅ−ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）１０５（クロック調整回路）を有する。イメージャ１１は、カメラユニット１０内で生成されるクロックであるカメラクロックに基づいて画像データを生成する。通信制御回路１０３は、信号線ＬＳの電位を検出する。通信制御回路１０３は、検出された電位に基づいて、通信モードを第１のモードと第２のモードとの間で切り替える。バッファ１０１は、第１のモードにおいて画像データを信号線ＬＳに出力する。スイッチＳＷ３は、信号線ＬＳに電気的に接続されている。スイッチＳＷ３は、第２のモードにおいてオン（短絡）し、カメラクロックの周波数を調整するためのクロック制御信号をプロセッサ６から受信して、ＶＣＯ１０５に導く。ＶＣＯ１０５は、クロック制御信号に基づいてカメラクロックの周波数を調整する。
【００３４】
プロセッサ６は、画像受信回路６０および信号出力回路６１を有する。画像受信回路６０および信号出力回路６１は、それぞれ信号線ＬＳに電気的に接続されている。画像受信回路６０は、画像データを受信する。信号出力回路６１は、第１の電位およびクロック制御信号を信号線ＬＳに出力する。第１の電位は、信号線ＬＳに出力された画像データの信号レベルの範囲に含まれないレベルに対応する。通信制御回路１０３が第１のモードにおいて第１の電位を検出したとき、通信制御回路１０３は、通信モードを第１のモードから第２のモードに切り替える。画像受信回路６０および信号出力回路６１の全部または一部は、操作部４またはコネクタ部５に配置されてもよい。
【００３５】
第１のモードは、画像データをカメラユニット１０からプロセッサ６に送信するための通信モードである。第２のモードは、クロック制御信号および負電圧をプロセッサ６からカメラユニット１０に送信するための通信モードである。第１の実施形態におけるクロック制御信号は、プロセッサ６のシステムクロックの周波数に対応する電圧を持つアナログ信号である。クロック制御信号は、信号線ＬＳに出力された画像データの信号レベルの範囲に含まれないレベルに対応する第１の電位を持つ。負電圧は、信号線ＬＳに出力された画像データの信号レベルの範囲に含まれない。負電圧は、イメージャ１１に供給される。通信制御回路１０３が第１のモードにおいて負電圧を検出したとき、通信制御回路１０３は、通信モードを第１のモードから第２のモードに切り替える。
【００３６】
内視鏡システム１の詳細な構成について説明する。カメラユニット１０は、イメージャ１１および制御部１２を有する。イメージャ１１は撮像素子（イメージセンサ）である。イメージャ１１は、画素部１００およびバッファ１０１を有する。
【００３７】
画素部１００は、複数の画素を有する。画素部１００は、画素部１００に入射した光に基づく画素信号を生成する。イメージャ１１は、図２に示されていない回路を使用することにより、ノイズ抑圧および信号増幅などを画素信号に施し、画像データを生成する。バッファ１０１は、入力された画像データの駆動能力を高めて外部（制御部１２）に出力するために用いられる。通信モードが第１のモードであるとき、バッファ１０１は画像データを制御部１２に出力する。バッファ１０１は、制御部１２を経由して信号線ＬＳに画像データを出力する。
【００３８】
イメージャ１１は、画素部１００およびバッファ１０１に加えて、パッドＶＤＤ１、パッドＧＮＤ１、パッドＣＩＳＯＵＴ、パッドＶＬＯ１、パッドＳＹＮＣ１、およびパッドＣＬＫ１を有する。パッドＶＤＤ１は、電源線ＬＶに接続されている。電源線ＬＶは、電源電圧をプロセッサ６からカメラユニット１０に伝送する。電源電圧は、パッドＶＤＤ１に入力される。パッドＧＮＤ１は、グランド線ＬＧに接続されている。グランド線ＬＧは、グランド電圧をプロセッサ６からカメラユニット１０に伝送する。グランド電圧は、パッドＧＮＤ１に入力される。
【００３９】
イメージャ１１の画素部１００で発生する暗電流を抑制するための負電圧がパッドＶＬＯ１に入力される。なお、この負電圧は、制御部１２側では、通信制御回路１０３が通信モード状態を制御するために用いられる。イメージャ１１における画素信号の読み出しを制御するための制御信号がパッドＳＹＮＣ１に入力される。カメラクロックがパッドＣＬＫ１に入力される。イメージャ１１の各パッドに入力された信号は、イメージャ１１内の回路に供給される。イメージャ１１は、カメラクロックに同期して動作する。
【００４０】
パッドＣＩＳＯＵＴは、バッファ１０１に接続されている。バッファ１０１から出力された画像データは、パッドＣＩＳＯＵＴを経由して制御部１２に伝送される。
【００４１】
制御部１２は、バッファ１０２、通信制御回路１０３、タイミングジェネレータ１０４、ＶＣＯ１０５、スイッチＳＷ１、スイッチＳＷ２、およびスイッチＳＷ３を有する。容量素子Ｃ１がイメージャ１１および制御部１２に接続されている。
【００４２】
バッファ１０２は、イメージャ１１に接続されている。イメージャ１１から出力された画像データは、バッファ１０２に入力される。通信モードが第１のモードであるとき、スイッチＳＷ１はオン（短絡）状態にあり、バッファ１０２は画像データを、スイッチＳＷ１を経由して信号線ＬＳに出力する。
【００４３】
スイッチＳＷ１、スイッチＳＷ２、およびスイッチＳＷ３の各々は、第１の端子および第２の端子を有する。スイッチＳＷ１、スイッチＳＷ２、およびスイッチＳＷ３の各々の状態は、オン（短絡）状態およびオフ（開放）状態のいずれか１つになる。各スイッチの状態がオン（短絡）状態であるとき、第１の端子と第２の端子とが電気的に接続される。各スイッチの状態がオフ（開放）状態であるとき、第１の端子と第２の端子とが電気的に絶縁される。
【００４４】
スイッチＳＷ１の第１の端子はバッファ１０２に接続され、かつスイッチＳＷ１の第２の端子は信号線ＬＳに接続されている。通信モードが第１のモードであるとき、スイッチＳＷ１の状態はオン状態になる。このとき、画像データがバッファ１０２から信号線ＬＳに出力される。通信モードが第２のモードであるとき、スイッチＳＷ１の状態はオフ状態になる。このとき、画像データはバッファ１０２から信号線ＬＳに出力されない。
【００４５】
スイッチＳＷ２の第１の端子は信号線ＬＳに接続され、かつスイッチＳＷ２の第２の端子は容量素子Ｃ１に接続されている。通信モードが第２のモードであるとき、スイッチＳＷ２の状態はオン状態になる。このとき、負電圧が信号線ＬＳから容量素子Ｃ１に出力される。スイッチＳＷ２は、負電圧をプロセッサ６から受信する。通信モードが第１のモードであるとき、スイッチＳＷ２の状態はオフ状態になる。
【００４６】
スイッチＳＷ３の第１の端子は信号線ＬＳに接続され、かつスイッチＳＷ３の第２の端子はタイミングジェネレータ１０４およびＶＣＯ１０５に接続されている。通信モードが第２のモードであるとき、スイッチＳＷ３の状態はオン状態になる。このとき、クロック制御信号が信号線ＬＳからタイミングジェネレータ１０４およびＶＣＯ１０５に出力される。スイッチＳＷ３は、クロック制御信号をプロセッサ６から受信する。通信モードが第１のモードであるとき、スイッチＳＷ３の状態はオフ状態になる。
【００４７】
通信制御回路１０３は、コントローラＣＴＬ、比較器ＣＭＰ１、比較器ＣＭＰ２、抵抗器Ｒ１、抵抗器Ｒ２、および抵抗器Ｒ３を有する。抵抗器Ｒ１、抵抗器Ｒ２、および抵抗器Ｒ３の各々は、第１の端子および第２の端子を有する。抵抗器Ｒ１の第１の端子は、電源線ＬＶに接続されている。電源電圧が抵抗器Ｒ１の第１の端子に入力される。抵抗器Ｒ２の第１の端子は、抵抗器Ｒ１の第２の端子に接続されている。抵抗器Ｒ３の第１の端子は、抵抗器Ｒ２の第２の端子に接続されている。グランド電圧が抵抗器Ｒ３の第２の端子に入力される。抵抗器Ｒ１、抵抗器Ｒ２、および抵抗器Ｒ３は、電源電圧、グランド電圧、および各抵抗器の抵抗値に基づく電圧を生成する。
【００４８】
比較器ＣＭＰ１および比較器ＣＭＰ２の各々は、第１の入力端子、第２の入力端子、および出力端子を有する。比較器ＣＭＰ１の第１の入力端子は、信号線ＬＳに接続されている。比較器ＣＭＰ１の第２の入力端子は、抵抗器Ｒ１の第２の端子に接続されている。比較器ＣＭＰ１の出力端子は、コントローラＣＴＬに接続されている。比較器ＣＭＰ２の第１の入力端子は、信号線ＬＳに接続されている。比較器ＣＭＰ２の第２の入力端子は、抵抗器Ｒ２の第２の端子に接続されている。比較器ＣＭＰ２の出力端子は、コントローラＣＴＬに接続されている。
【００４９】
比較器ＣＭＰ１および比較器ＣＭＰ２の各々は、第１の入力端子に入力された電圧と、第２の入力端子に入力された電圧とを比較する。つまり、比較器ＣＭＰ１および比較器ＣＭＰ２の各々は、信号線ＬＳの電位と所定の電位とを比較する。比較器ＣＭＰ１および比較器ＣＭＰ２の各々は、比較結果を示す信号をコントローラＣＴＬに出力する。
【００５０】
コントローラＣＴＬは、比較器ＣＭＰ１および比較器ＣＭＰ２の各々から出力された信号に基づいて、信号線ＬＳの電位を検出する。コントローラＣＴＬは、検出された電位に基づいて、スイッチＳＷ１、スイッチＳＷ２、およびスイッチＳＷ３の各々の状態を制御するための制御信号を生成する。コントローラＣＴＬは、生成された制御信号をスイッチＳＷ１、スイッチＳＷ２、およびスイッチＳＷ３の各々に出力する。コントローラＣＴＬは、カメラユニット１０の通信モードを第１のモードと第２のモードとの間で切り替える。
【００５１】
タイミングジェネレータ１０４は、スイッチＳＷ２の第２の端子、スイッチＳＷ３の第２の端子、およびＶＣＯ１０５に接続されている。通信モードが第２のモードであるとき、負電圧がスイッチＳＷ２を経由してタイミングジェネレータ１０４に入力される。あるいは、通信モードが第２のモードであるとき、クロック制御信号がスイッチＳＷ２を経由してタイミングジェネレータ１０４に入力される。ＶＣＯ１０５からは常時カメラクロックがタイミングジェネレータ１０４に入力されている。
【００５２】
タイミングジェネレータ１０４は、カウンタを有する。負電圧またはクロック制御信号がタイミングジェネレータ１０４に入力されたタイミングを基点として、タイミングジェネレータ１０４はカメラクロックのクロック計数の実行を開始する。タイミングジェネレータ１０４は、計数された値に基づいて、イメージャ１１における画素信号の読み出しを制御するための制御信号をイメージャ１１に出力する。また、所定の数が計数されたとき、タイミングジェネレータ１０４は、通信モードを第２のモードから第１のモードに切り替えるための制御信号をコントローラＣＴＬに出力する。
【００５３】
ＶＣＯ１０５は、スイッチＳＷ３の第２の端子に接続されている。通信モードが第２のモードであるとき、クロック制御信号がスイッチＳＷ２を経由してＶＣＯ１０５に入力される。ＶＣＯ１０５は、クロック制御信号が持つ電圧に対応する周波数を持つカメラクロックを生成する。ＶＣＯ１０５は、生成されたカメラクロックをイメージャ１１に出力する。通信モードが第２のモードであるとき、ＶＣＯ１０５はカメラクロックの周波数を調整する。通信モードが第１のモードであるとき、ＶＣＯ１０５は、第２のモードにおいて設定された周波数を持つカメラクロックを生成する。
【００５４】
制御部１２は、バッファ１０２等に加えて、パッドＶＤＤ２、パッドＧＮＤ２、パッドＣＩＳＩＮ、パッドＶＯＵＴ、パッドＶＬＯ２、パッドＳＹＮＣ２、およびパッドＣＬＫ２を有する。パッドＶＤＤ２は、電源線ＬＶに接続されている。電源電圧がパッドＶＤＤ２に入力される。パッドＧＮＤ２は、グランド線ＬＧに接続されている。グランド電圧がパッドＧＮＤ２に入力される。
【００５５】
パッドＣＩＳＩＮは、パッドＣＩＳＯＵＴおよびバッファ１０２に接続されている。画像データがパッドＣＩＳＯＵＴから出力され、かつパッドＣＩＳＩＮに入力される。画像データは、パッドＣＩＳＩＮを経由してバッファ１０２に出力される。
【００５６】
パッドＶＯＵＴは、スイッチＳＷ１の第２の端子、スイッチＳＷ２の第１の端子、スイッチＳＷ３の第１の端子、比較器ＣＭＰ１の第１の入力端子、および比較器ＣＭＰ２の第１の入力端子に接続されている。また、パッドＶＯＵＴは、信号線ＬＳに接続されている。通信モードが第１のモードであるとき、画像データがスイッチＳＷ１から出力され、かつパッドＶＯＵＴに入力される。画像データは、パッドＶＯＵＴを経由して信号線ＬＳに出力される。通信モードが第２のモードであるとき、クロック制御信号または負電圧が信号線ＬＳからパッドＶＯＵＴに入力される。負電圧は、パッドＶＯＵＴおよびスイッチＳＷ２を経由してタイミングジェネレータ１０４およびパッドＶＬＯ２に出力される。クロック制御信号は、パッドＶＯＵＴおよびスイッチＳＷ３を経由してタイミングジェネレータ１０４およびＶＣＯ１０５に出力される。
【００５７】
パッドＶＬＯ２は、スイッチＳＷ２の第２の端子と容量素子Ｃ１とに接続されている。通信モードが第２のモードであり、かつスイッチＳＷ２がオン状態であるとき、負電圧がパッドＶＬＯ２に入力される。負電圧は、パッドＶＬＯ２を経由して容量素子Ｃ１に出力される。容量素子Ｃ１（電圧供給回路）は、パッドＶＬＯ１およびパッドＶＬＯ２に接続されている。通信モードが第２のモードであるとき、容量素子Ｃ１は、信号線ＬＳに電気的に接続される。容量素子Ｃ１は、負電圧を保持し、かつ負電圧をイメージャ１１に供給する。
【００５８】
パッドＳＹＮＣ２は、タイミングジェネレータ１０４およびパッドＳＹＮＣ１に接続されている。通信モードが第２のモードであるとき、タイミングジェネレータ１０４によって生成された制御信号がパッドＳＹＮＣ１に入力される。制御信号は、パッドＳＹＮＣ２を経由してイメージャ１１に出力される。
【００５９】
パッドＣＬＫ２は、ＶＣＯ１０５およびパッドＣＬＫ１に接続されている。ＶＣＯ１０５によって生成されたカメラクロックは通信モードに関わらず、パッドＣＬＫ２およびタイミングジェネレータ１０４に入力される。カメラクロックは、パッドＣＬＫ２を経由してイメージャ１１に出力される。
【００６０】
カメラユニット１０およびプロセッサ６は、信号線ＬＳ、電源線ＬＶ（第１の電源線）、およびグランド線ＬＧ（第２の電源線）によって互いに接続されている。電源線ＬＶは、イメージャ１１に供給される電源電圧をプロセッサ６からカメラユニット１０に伝送する。グランド線ＬＧは、イメージャ１１に供給されるグランド電圧をプロセッサ６からカメラユニット１０に伝送する。グランド線ＬＧによって伝送される電圧は、電源電圧よりも低く、かつ前述した負電圧よりも高い基板電圧でありさえすればよい。
【００６１】
カメラユニット１０は、３種類のパッドを有する。カメラユニット１０の第１のパッド（パッドＶＯＵＴ）は、信号線ＬＳに電気的に接続されている。カメラユニット１０の第２のパッド（パッドＶＤＤ１およびパッドＶＤＤ２）は、電源線ＬＶに電気的に接続されている。カメラユニット１０の第３のパッド（パッドＧＮＤ１およびパッドＧＮＤ２）は、グランド線ＬＧに電気的に接続されている。カメラユニット１０は、第１のパッド、第２のパッド、および第３のパッドのみを経由してプロセッサ６に電気的に接続されている。上記の３種類のパッド以外に、カメラユニット１０とプロセッサ６とを電気的に接続するパッドはカメラユニット１０に配置されていない。
【００６２】
通信モードが第１のモードであるとき、画像受信回路６０は、カメラユニット１０によって送信された画像データを受信する。通信モードが第２のモードであるとき、信号出力回路６１は、クロック制御信号または負電圧を信号線ＬＳに出力する。画像受信回路６０および信号出力回路６１は、プロセッサ６のシステムクロックに基づいて動作する。
【００６３】
図３および図４は、内視鏡システム１における通信のタイミングを示す。図３および図４において右方向に時間が進む。図３および図４において、イメージャ１１の動作モード、信号線ＬＳの電位（ＶＳＩＧ）、スイッチＳＷ１の状態、スイッチＳＷ２の状態、およびスイッチＳＷ３の状態が示されている。
【００６４】
画像出力期間（ＳＩＧ−ＯＵＴ）における動作を説明する。画像出力期間において、通信モードは第１のモードである。画像出力期間が開始されたとき、コントローラＣＴＬは、スイッチＳＷ１の状態をオン状態に設定し、スイッチＳＷ２およびスイッチＳＷ３の各々の状態をオフ状態に設定する。バッファ１０２は信号線ＬＳに電気的に接続される。イメージャ１１によって生成された画像データは、バッファ１０１、バッファ１０２、およびスイッチＳＷ１を経由して信号線ＬＳに出力される。画像受信回路６０は、画像データを受信する。
【００６５】
信号線ＬＳに出力された画像データの信号レベルの最大値はＶＯＢである。信号線ＬＳに出力された画像データの信号レベルの最小値はＶＳＡＴである。信号線ＬＳに出力された画像データの信号レベルの範囲は、ＶＳＡＴ以上かつＶＯＢ以下である。
【００６６】
電位ＶＲＥＦ１および電位ＶＲＥＦ２が示されている。電位ＶＲＥＦ１は、比較器ＣＭＰ１の第２の入力端子に入力される電位である。電位ＶＲＥＦ２は、比較器ＣＭＰ２の第２の入力端子に入力される電位である。電位ＶＲＥＦ１は、電位ＶＳＡＴよりも低い。電位ＶＲＥＦ２は、電位ＶＲＥＦ１よりも低い。信号線ＬＳが画像データを伝送しているとき、信号線ＬＳの電位は電位ＶＲＥＦ１よりも高く、かつ電位ＶＲＥＦ２よりも高い。そのため、コントローラＣＴＬは、画像データを伝送するために、スイッチＳＷ１の状態の状態をオン状態に維持し、スイッチＳＷ２およびスイッチＳＷ３の各々の状態をオフ状態に維持する。
【００６７】
ダミー出力期間（ＤＭＹ−ＯＵＴ）における動作を説明する。ダミー出力期間において、通信モードは第１のモードである。イメージャ１１は、ダミー出力期間においてダミーデータを出力する。ダミーデータは、バッファ１０１、バッファ１０２、およびスイッチＳＷ１を経由して信号線ＬＳに出力される。画像受信回路６０は、ダミーデータを受信する。ダミーデータは、プロセッサ６において、プロセッサ６のシステムクロックを調整するために使用される。
【００６８】
信号線ＬＳに出力されたダミーデータの信号レベルの最大値はＶＯＢである。信号線ＬＳに出力されたダミーデータの信号レベルの最小値はＶＤＭＹである。電位ＶＤＭＹは、電位ＶＳＡＴ以上である。信号線ＬＳに出力されたダミーデータの信号レベルの範囲は、ＶＤＭＹ以上かつＶＯＢ以下である。
【００６９】
信号線ＬＳがダミーデータを伝送しているとき、信号線ＬＳの電位は電位ＶＲＥＦ１よりも高く、かつ電位ＶＲＥＦ２よりも高い。そのため、コントローラＣＴＬは、ダミーデータを伝送するために、スイッチＳＷ１の状態をオン状態に維持し、スイッチＳＷ２およびスイッチＳＷ３の各々の状態をオフ状態に維持する。
【００７０】
イメージャ１１は、ブランキング期間において、画像データおよびダミーデータの出力を停止する。イメージャ１１の複数のブランキング期間は、垂直ブランキング期間および水平ブランキング期間を含む。垂直ブランキング期間は、１フレームの画像データの読み出しが終了するタイミングと、次の１フレームの画像データの読み出しが開始されるタイミングとの間に配置される。水平ブランキング期間は、１フレーム内の１行の画像データの読み出しが終了するタイミングと、その１フレーム内の次の１行の画像データの読み出しが開始されるタイミングとの間に配置される。１フレームの画像データは、複数行の画像データを含む。図３に示す動作が実行された後、図４に示す動作が実行される。
【００７１】
垂直ブランキング期間（Ｖ−ＢＬＡＮＫ）における動作を説明する。信号出力回路６１は、ダミー出力期間内の所定のタイミングで所定の電位（ＶＶＣＯ）を持つクロック制御信号を信号線ＬＳに出力する。信号線ＬＳがクロック制御信号を伝送しているとき、信号線ＬＳの電位は電位ＶＲＥＦ２よりも高く、かつ電位ＶＲＥＦ１よりも低い。そのため、コントローラＣＴＬは、信号線ＬＳがクロック制御信号を伝送していると判断する。コントローラＣＴＬは、スイッチＳＷ１の状態をオフ状態に設定し、スイッチＳＷ３の状態をオン状態に設定する。コントローラＣＴＬは、スイッチＳＷ２の状態をオフ状態に維持する。このとき、通信モードは第１のモードから第２のモードに切り替わり、かつ垂直ブランキング期間が開始される。
【００７２】
スイッチＳＷ１の状態がオフ状態に変化するため、信号線ＬＳへのダミーデータの出力は停止される。スイッチＳＷ３の状態がオン状態に変化するため、信号線ＬＳによって伝送されたクロック制御信号は、タイミングジェネレータ１０４およびＶＣＯ１０５に入力される。
【００７３】
タイミングジェネレータ１０４は、クロック制御信号に基づいて計数の実行を開始する。ＶＣＯ１０５は、カメラクロックの周波数を、クロック制御信号が持つ電圧に対応する周波数に同調させる。したがって、第１の実施形態では、信号出力回路６１は、画像データの信号レベルの範囲に含まれないレベルの電位（ＶＶＣＯ）を持つクロック制御信号を信号線ＬＳに送信することによって、第１のモードから第２のモードへの切り替えを行うとともに、クロック制御信号に基づくカメラクロックの周波数の同調動作を行うことができる。
【００７４】
所定のクロック数が計数されたとき、タイミングジェネレータ１０４は、イメージャ１１における画素信号の読み出し（フレーム読み出し）を開始するための制御信号をイメージャ１１に出力する。そのとき、タイミングジェネレータ１０４は、通信モードを切り替えるための制御信号をコントローラＣＴＬに出力する。コントローラＣＴＬは、タイミングジェネレータ１０４から出力された制御信号に基づいて、スイッチＳＷ１の状態をオン状態に設定し、スイッチＳＷ３の状態をオフ状態に設定する。コントローラＣＴＬは、スイッチＳＷ２の状態をオフ状態に維持する。このとき、通信モードは第２のモードから第１のモードに切り替わり、かつ画像出力期間が開始される。画像出力期間において、前述した動作が実行される。
【００７５】
水平ブランキング期間（Ｈ−ＢＬＡＮＫ）における動作を説明する。信号出力回路６１は、ダミー出力期間内の所定のタイミングで負電圧ＶＬＯを信号線ＬＳに出力する。例えば、負電圧ＶＬＯは、−０．９Ｖである。信号線ＬＳが負電圧ＶＬＯを伝送しているとき、信号線ＬＳの電位は電位ＶＲＥＦ２よりも低い。そのため、コントローラＣＴＬは、信号線ＬＳが負電圧ＶＬＯを伝送していると判断する。コントローラＣＴＬは、スイッチＳＷ１の状態をオフ状態に設定し、スイッチＳＷ２の状態をオン状態に設定する。コントローラＣＴＬは、スイッチＳＷ３の状態をオフ状態に維持する。このとき、通信モードは第１のモードから第２のモードに切り替わり、かつ水平ブランキング期間が開始される。
【００７６】
スイッチＳＷ１の状態がオフ状態に変化するため、信号線ＬＳへのダミーデータの出力は停止される。スイッチＳＷ２の状態がオン状態に変化するため、信号線ＬＳによって伝送された負電圧ＶＬＯは、タイミングジェネレータ１０４および容量素子Ｃ１に入力される。
【００７７】
タイミングジェネレータ１０４は、負電圧ＶＬＯに基づいてクロック計数の実行を開始する。容量素子Ｃ１は、負電圧ＶＬＯをイメージャ１１に出力する。
【００７８】
４トランジスタ型ＣＭＯＳイメージャにおいて、トランスファーゲート（ＴＧ）を信号蓄積期間中に負電位にバイアスすることにより、暗電流を抑圧できる。負電圧ＶＬＯは、イメージャ１１内のトランスファーゲートに供給される。
【００７９】
所定のクロック数が計数されたとき、タイミングジェネレータ１０４は、イメージャ１１における画素信号の水平読み出しを開始するための制御信号をイメージャ１１に出力する。そのとき、タイミングジェネレータ１０４は、通信モードを切り替えるための制御信号をコントローラＣＴＬに出力する。コントローラＣＴＬは、タイミングジェネレータ１０４から出力された制御信号に基づいて、スイッチＳＷ１の状態をオン状態に設定し、スイッチＳＷ２の状態をオフ状態に設定する。コントローラＣＴＬは、スイッチＳＷ３の状態をオフ状態に維持する。このとき、通信モードは第２のモードから第１のモードに切り替わり、かつ画像出力期間が開始される。画像出力期間において、前述した動作が実行される。
【００８０】
上記の説明では、タイミングジェネレータ１０４は、通信モードを第２のモードから第１のモードに切り替えるための制御信号をコントローラＣＴＬに出力する。通信モードが第２のモードから第１のモードに切り替わるタイミングにおいて、タイミングジェネレータ１０４は、各スイッチの状態を制御するための制御信号を各スイッチに出力してもよい。
【００８１】
第１の実施形態において、信号出力回路６１は、信号線ＬＳに出力された画像データの信号レベルの範囲に含まれないレベルに対応する第１の電位（ＶＶＣＯ）を信号線ＬＳに出力する。コントローラＣＴＬが第１のモードにおいて第１の電位を検出したとき、コントローラＣＴＬは、通信モードを第１のモードから第２のモードに切り替える。プロセッサ６から出力された信号に基づいて通信モードの切り替えが制御されるため、内視鏡システム１は、通信モードを切り替える動作の正確性を向上させることができる。
【００８２】
カメラユニット１０は、第１のパッド、第２のパッド、および第３のパッドのみを経由してプロセッサ６に電気的に接続されている。そのため、伝送ケーブル３を細くすることができる。
【００８３】
信号出力回路６１は、イメージャ１１の水平ブランキング期間に負電圧ＶＬＯを信号線ＬＳに出力し、かつイメージャ１１の垂直ブランキング期間にクロック制御信号を信号線ＬＳに出力する。そのため、画素部１００における各行の画素の信号蓄積期間において暗電流を抑圧することができる。プロセッサ６から負電圧ＶＬＯが供給されるため、カメラユニット１０は、負電圧ＶＬＯを生成する電圧生成回路を有する必要がない。そのため、カメラユニット１０を小型にすることができる。
【００８４】
（第１の実施形態の変形例）
本発明の第１の実施形態の変形例を説明する。通信モードを第２のモードから第１のモードに切り替える方法が、第１の実施形態で説明した方法と異なる。
【００８５】
信号出力回路６１が第１の電位を信号線ＬＳに出力した後、信号出力回路６１は、信号線ＬＳに出力された画像データの信号レベルの範囲に含まれるレベルに対応する第２の電位を信号線ＬＳに出力する。コントローラＣＴＬが第２のモードにおいて第２の電位を検出したとき、コントローラＣＴＬは、通信モードを第２のモードから第１のモードに切り替える。
【００８６】
第２の電位が画像データの信号レベルの最小値から画像データの信号レベルの最大値までの範囲に入る限り、第２の電位はどのような電位であってもよい。
【００８７】
（第２の実施形態）
図５は、本発明の第２の実施形態の内視鏡システム１ａの内部の構成を示す。図２に示す部分と同じ部分の説明を省略する。
【００８８】
内視鏡システム１ａは、カメラユニット１０ａおよびプロセッサ６を有する。カメラユニット１０ａは、イメージャ１１および制御部１２ａを有する。制御部１２ａは、バッファ１０２、通信制御回路１０３ａ、タイミングジェネレータ１０４、ＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ  Ｌｏｃｋｅｄ  Ｌｏｏｐ）１１０（クロック調整回路）、電圧生成回路１１１、スイッチＳＷ１、およびスイッチＳＷ４を有する。
【００８９】
通信制御回路１０３ａは、比較器ＣＭＰ１、抵抗器Ｒ１、および抵抗器Ｒ２を有する。抵抗器Ｒ１、抵抗器Ｒ２の各々は、第１の端子および第２の端子を有する。抵抗器Ｒ１の第１の端子は、電源線ＬＶに接続されている。電源電圧が抵抗器Ｒ１の第１の端子に入力される。抵抗器Ｒ２の第１の端子は、抵抗器Ｒ１の第２の端子に接続されている。グランド電圧が抵抗器Ｒ２の第２の端子に入力される。抵抗器Ｒ１、抵抗器Ｒ２は、電源電圧、グランド電圧、および各抵抗器の抵抗値に基づく所定の電位を生成する。
【００９０】
比較器ＣＭＰ１は、第１の入力端子、第２の入力端子、および出力端子を有する。比較器ＣＭＰ１の第１の入力端子は、信号線ＬＳに接続されている。比較器ＣＭＰ１の第２の入力端子は、抵抗器Ｒ１の第２の端子に接続されている。比較器ＣＭＰ１の出力端子は、コントローラＣＴＬと、ＰＬＬ１１０と、スイッチＳＷ１と、スイッチＳＷ４と、タイミングジェネレータ１０４とに接続されている。
【００９１】
比較器ＣＭＰ１は、信号線ＬＳの電位と所定の電位とを比較する。比較器ＣＭＰ１は、比較結果を示す信号をスイッチＳＷ１、スイッチＳＷ４、ＰＬＬ１１０、およびタイミングジェネレータ１０４に出力する。比較器ＣＭＰ１からスイッチＳＷ１およびスイッチＳＷ４の各々に出力された信号に基づいて、スイッチＳＷ１およびスイッチＳＷ４の各々の状態が制御される。比較器ＣＭＰ１は、カメラユニット１０ａの通信モードを第１のモードと第２のモードとの間で切り替える。
【００９２】
バッファ１０１が、ＮＭＯＳトランジスタを含むソースフォロア回路である場合、比較器ＣＭＰ１は、信号線ＬＳに出力された画像データの信号レベルの最大値よりも高い電位を検出する。バッファ１０１が、ＰＭＯＳトランジスタを含むソースフォロア回路である場合、比較器ＣＭＰ１は、信号線ＬＳに出力された画像データの信号レベルの最小値よりも低い電位を検出する。
【００９３】
スイッチＳＷ４は、第１の端子および第２の端子を有する。スイッチＳＷ４の状態は、オン状態およびオフ状態のいずれか１つになる。スイッチＳＷ４の状態がオン状態であるとき、第１の端子と第２の端子とが電気的に接続される。スイッチＳＷ４の状態がオフ状態であるとき、第１の端子と第２の端子とが電気的に絶縁される。
【００９４】
スイッチＳＷ４の第１の端子は信号線ＬＳに接続され、かつスイッチＳＷ４の第２の端子はＰＬＬ１１０に接続されている。通信モードが第２のモードであるとき、スイッチＳＷ４の状態はオン状態になる。このとき、クロック制御信号が信号線ＬＳからＰＬＬ１１０に出力される。スイッチＳＷ４は、クロック制御信号をプロセッサ６から受信する。通信モードが第１のモードであるとき、スイッチＳＷ４の状態はオフ状態になる。
【００９５】
ＰＬＬ１１０は、ＶＣＯ１０５およびクロック制御回路１１２を有する。クロック制御回路１１２は、位相比較器、チャージポンプ、およびループフィルタを有する。ＰＬＬ１１０は、比較器ＣＭＰ１から出力された信号に基づいて動作を切り替える。比較器ＣＭＰ１から出力された信号は、通信モードを示す。通信モードが第２のモードであるとき、ＰＬＬ１１０は、カメラクロックをプロセッサ６のシステムクロックに同期させるための動作を実行する。通信モードが第１のモードであるとき、ＰＬＬ１１０は、カメラクロックをプロセッサ６のシステムクロックに同期させるための動作を停止し、通信モードが第２のモードから第１のモードに遷移した瞬間のクロック周波数を維持したまま、クロックを出力し続ける。
【００９６】
クロック制御回路１１２は、スイッチＳＷ４の第２の端子に接続されている。通信モードが第２のモードであるとき、クロック制御信号がクロック制御回路１１２に入力される。第２の実施形態におけるクロック制御信号は、プロセッサ６のシステムクロックの１周期の整数倍の周期を持つパルス信号である。クロック制御回路１１２は、その周波数に対応する電圧をＶＣＯ１０５に出力する。クロック制御信号は、信号線ＬＳに出力された画像データの信号レベルの範囲に含まれないレベルに対応する第１の電位を持つ。
【００９７】
ＶＣＯ１０５は、クロック制御回路１１２から出力された電圧に対応する周波数を持つカメラクロックを生成する。これにより、ＶＣＯ１０５は、カメラクロックをパルス信号（クロック制御信号）に同期させる。ＶＣＯ１０５は、生成されたカメラクロックをタイミングジェネレータ１０４およびイメージャ１１に出力する。通信モードが第２のモードであるとき、ＶＣＯ１０５はカメラクロックの周波数を調整する。通信モードが第１のモードであるとき、ＶＣＯ１０５は、第２のモードにおいて設定された周波数を持つカメラクロックを生成する。
【００９８】
第２の通信モードを示す信号が比較器ＣＭＰ１から出力され、かつタイミングジェネレータ１０４に入力されたとき、タイミングジェネレータ１０４はクロック計数の実行を開始する。タイミングジェネレータ１０４は、ＶＣＯ１０５から出力されたカメラクロックに基づいて計数を実行する。タイミングジェネレータ１０４は、計数された値に基づいて、イメージャ１１における画素信号の読み出しを制御するための制御信号をイメージャ１１に出力する。また、所定の数が計数されたとき、タイミングジェネレータ１０４は、通信モードを第２のモードから第１のモードに切り替えるための制御信号をスイッチＳＷ１およびスイッチＳＷ４に出力する。また、通信モードが第２の通信モードであるとき、タイミングジェネレータ１０４は、負電圧を電圧生成回路１１１に生成させるための制御信号を電圧生成回路１１１に出力する。
【００９９】
電圧生成回路１１１は、パッドＶＬＯ２に接続されている。電圧生成回路１１１は、水平ブランキング期間に負電圧を生成し、かつその負電圧を容量素子Ｃ１に出力する。容量素子Ｃ１は、負電圧をイメージャ１１に出力する。
【０１００】
図６は、内視鏡システム１ａにおける通信のタイミングを示す。図６において右方向に時間が進む。図６において、イメージャ１１の動作モード、信号線ＬＳの電位（ＶＳＩＧ）、スイッチＳＷ１の状態、およびスイッチＳＷ４の状態が示されている。以下では、バッファ１０１が、ＮＭＯＳトランジスタを含むソースフォロア回路である場合の動作を説明する。
【０１０１】
画像出力期間（ＳＩＧ−ＯＵＴ）における動作を説明する。画像出力期間において、通信モードは第１のモードである。画像出力期間が開始されたとき、スイッチＳＷ１の状態はオン状態になり、スイッチＳＷ４の状態はオフ状態になる。バッファ１０２は信号線ＬＳに電気的に接続される。イメージャ１１によって生成された画像データは、バッファ１０１、バッファ１０２、およびスイッチＳＷ１を経由して信号線ＬＳに出力される。画像受信回路６０は、画像データを受信する。
【０１０２】
信号線ＬＳに出力された画像データの信号レベルの最大値はＶＯＢである。信号線ＬＳに出力された画像データの信号レベルの最小値はＶＳＡＴである。信号線ＬＳに出力された画像データの信号レベルの範囲は、ＶＳＡＴ以上かつＶＯＢ以下である。
【０１０３】
抵抗器Ｒ１の第２の端子の電位すなわち比較器ＣＭＰ１の第２の入力端子の電位は電位ＶＯＢよりも高い。信号線ＬＳが画像データを伝送しているとき、信号線ＬＳの電位は電位ＶＯＢ以下である。比較器ＣＭＰ１は、比較結果を示す信号をスイッチＳＷ１およびスイッチＳＷ４に出力する。スイッチＳＷ１の状態はオン状態に維持され、かつスイッチＳＷ４の状態はオフ状態に維持される。
【０１０４】
ダミー出力期間（ＤＭＹ−ＯＵＴ）における動作を説明する。ダミー出力期間において、通信モードは第１のモードである。イメージャ１１は、ダミー出力期間においてダミーデータを出力する。ダミーデータは、バッファ１０１、バッファ１０２、およびスイッチＳＷ１を経由して信号線ＬＳに出力される。画像受信回路６０は、ダミーデータを受信する。
【０１０５】
信号線ＬＳに出力されたダミーデータの信号レベルの最大値はＶＯＢである。信号線ＬＳに出力されたダミーデータの信号レベルの最小値はＶＤＭＹである。電位ＶＤＭＹは、電位ＶＳＡＴよりも高い。信号線ＬＳに出力されたダミーデータの信号レベルの範囲は、ＶＤＭＹ以上かつＶＯＢ以下である。
【０１０６】
信号線ＬＳがダミーデータを伝送しているとき、信号線ＬＳの電位は電位ＶＯＢ以下かつ電位ＶＳＡＴ以上である。比較器ＣＭＰ１は、比較結果を示す信号をスイッチＳＷ１およびスイッチＳＷ４に出力する。スイッチＳＷ１の状態はオン状態に維持され、かつスイッチＳＷ４の状態はオフ状態に維持される。
【０１０７】
水平ブランキング期間（Ｈ−ＢＬＡＮＫ）における動作を説明する。信号出力回路６１は、ダミー出力期間内の所定のタイミングでクロック制御信号を信号線ＬＳに出力する。信号線ＬＳに出力されたクロック制御信号のレベルの最大値は、電源電圧ＶＤＤである。電源電圧ＶＤＤは、電位ＶＯＢよりも高い。信号線ＬＳに出力されたクロック制御信号のレベルの最小値は、グランド電圧ＧＮＤである。グランド電圧ＧＮＤは、電位ＶＳＡＴよりも低い。
【０１０８】
クロック制御信号が信号線ＬＳに出力されたとき、信号線ＬＳの電位は電位ＶＯＢよりも高い。比較器ＣＭＰ１は、比較結果を示す信号をスイッチＳＷ１およびスイッチＳＷ４に出力する。スイッチＳＷ１の状態はオフ状態に設定され、かつスイッチＳＷ４の状態はオン状態に設定される。このとき、通信モードは第１のモードから第２のモードに切り替わり、かつ水平ブランキング期間が開始される。
【０１０９】
スイッチＳＷ１の状態がオフ状態に変化するため、信号線ＬＳへのダミーデータの出力は停止される。スイッチＳＷ４の状態がオン状態に変化するため、信号線ＬＳによって伝送されたクロック制御信号は、ＰＬＬ１１０に入力される。ＰＬＬ１１０のクロック制御回路１１２は、クロック制御信号の周波数に対応する電圧をＶＣＯ１０５に出力する。
【０１１０】
ＶＣＯ１０５は、クロック制御回路１１２から出力された電圧に対応する周波数を持つカメラクロックを生成する。ＶＣＯ１０５は、生成されたカメラクロックをタイミングジェネレータ１０４およびイメージャ１１に出力する。
【０１１１】
水平ブランキング期間が開始されたとき、タイミングジェネレータ１０４は、負電圧を電圧生成回路１１１に生成させるための制御信号を電圧生成回路１１１に出力する。電圧生成回路１１１は、負電圧を生成し、かつその負電圧を容量素子Ｃ１に出力する。容量素子Ｃ１は、負電圧をイメージャ１１に出力する。
【０１１２】
水平ブランキング期間が開始されたとき、タイミングジェネレータ１０４は計数の実行を開始する。所定の数が計数されたとき、タイミングジェネレータ１０４は、イメージャ１１における画素信号の読み出しを開始するための制御信号をイメージャ１１に出力する。そのとき、タイミングジェネレータ１０４は、通信モードを切り替えるための制御信号をスイッチＳＷ１およびスイッチＳＷ４に出力する。スイッチＳＷ１の状態はオン状態に設定され、かつスイッチＳＷ４の状態はオフ状態に設定される。このとき、通信モードは第２のモードから第１のモードに切り替わり、かつ画像出力期間が開始される。画像出力期間において、前述した動作が実行される。
【０１１３】
垂直ブランキング期間における動作は、水平ブランキング期間における動作と同様である。
【０１１４】
上記の動作では、比較器ＣＭＰ１は、ダミー出力期間において、電位ＶＯＢよりも高い信号線ＬＳの電位を検出し、かつ通信モードを第１のモードから第２のモードに切り替える。バッファ１０１が、ＰＭＯＳトランジスタを含むソースフォロア回路である場合、比較器ＣＭＰ１は、ダミー出力期間において、電位ＶＳＡＴよりも低い信号線ＬＳの電位を検出し、かつ通信モードを第１のモードから第２のモードに切り替える。
【０１１５】
第２の実施形態において、信号出力回路６１は、信号線ＬＳに出力された画像データの信号レベルの範囲に含まれないレベルに対応する第１の電位（ＶＤＤ）を信号線ＬＳに出力する。比較器ＣＭＰ１が第１のモードにおいて第１の電位を検出したとき、比較器ＣＭＰ１は、通信モードを第１のモードから第２のモードに切り替える。プロセッサ６から出力された信号に基づいて通信モードの切り替えが制御されるため、内視鏡システム１ａは、通信モードを切り替える動作の正確性を向上させることができる。
【０１１６】
第１の実施形態において、ＶＣＯ１０５を制御するためのアナログ電圧がクロック制御信号として伝送ケーブル３を経由してカメラユニット１０に伝送される。第２の実施形態の内視鏡システム１ａは、第１の実施形態の内視鏡システム１と比較して、電気メス等の駆動によって発生するノイズの影響を受けにくい。
【０１１７】
（第３の実施形態）
図７は、本発明の第３の実施形態の内視鏡システム１ｂの内部の構成を示す。図５に示す部分と同じ部分の説明を省略する。
【０１１８】
内視鏡システム１ｂは、カメラユニット１０ｂおよびプロセッサ６を有する。カメラユニット１０ｂは、イメージャ１１および制御部１２ｂを有する。制御部１２ｂは、バッファ１０２、通信制御回路１０３ａ、タイミングジェネレータ１０４、ＶＣＯ１０５、電圧生成回路１１１、ＣＤＲ（Ｃｌｏｃｋ  Ｄａｔａ  Ｒｅｃｏｖｅｒｙ）回路１２０、レジスタ回路１２１、ＤＡＣ（Ｄｉｇｉｔａｌ  ｔｏ  Ａｎａｌｏｇ  Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）回路１２２、およびスイッチＳＷ１を有する。
【０１１９】
第３の実施形態におけるクロック制御信号は、プロセッサ６のシステムクロックの周波数に対応する値を示すデジタル信号である。クロック制御信号は、周波数の値を示すデータ（制御データ）を含む。クロック制御信号は、信号線ＬＳに出力された画像データの信号レベルの範囲に含まれないレベルに対応する第１の電位を持つ。ＣＤＲ回路１２０は、制御データをクロック制御信号から抽出する。レジスタ回路１２１は、制御データを保持する。ＤＡＣ回路１２２およびＶＣＯ１０５は、クロック調整回路である。ＤＡＣ回路１２２は、制御データに対応する電圧を持つアナログ信号を生成する。ＶＣＯ１０５は、アナログ信号の電圧に対応する周波数を持つカメラクロックを生成する。
【０１２０】
図８は、ＣＤＲ回路１２０の構成を示す。図８に示すＣＤＲ回路１２０は、位相周波数比較器１２３、チャージポンプ１２４、ループフィルタ１２５、ＶＣＯ１２６、通信制御回路１２７、およびスイッチＳＷ５を有する。
【０１２１】
ＣＤＲ回路１２０は、パッドＶＯＵＴに接続されている。信号出力回路６１から出力されたクロック制御信号ＳＹＳと、ＶＣＯ１２６によって生成されたＣＤＲクロックＣＤＲＣＬＫとが位相周波数比較器１２３に入力される。クロック制御信号ＳＹＳは、所定の周期毎にクロックリカバリシンボルを有する。クロックリカバリシンボルは、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。このクロックリカバリシンボルを含むデータとして、例えば８ｂ（ｂｉｔ）／１０ｂ（ｂｉｔ）変換やマンチェスタ符号化等のデータ形式が使用されていてもよい。データ１ビットの周期（入力されるクロックの最短周期）をＴと定義した場合、８ｂ／１０ｂ変換では５Ｔに少なくとも１回のクロックリカバリシンボル（クロック遷移）が含まれ、マンチェスタ符号化では２Ｔに少なくとも１回のクロックリカバリシンボル（クロック遷移）が含まれる。
【０１２２】
通信モードが第２のモードであるとき、ＣＤＲ回路１２０はカメラクロックＩＭＣＬＫの周波数を調整する。通信モードが第１のモードであるとき、ＣＤＲ回路１２０は、第２のモードにおいて設定された周波数を持つカメラクロックＩＭＣＬＫを生成する。ＣＤＲ回路１２０は、クロック制御信号ＳＹＳの立ち下がりのタイミングと、ＣＤＲクロックＣＤＲＣＬＫの立ち下がりのタイミングとが同じになるようにＣＤＲクロックＣＤＲＣＬＫの位相および周波数を調整する。
【０１２３】
位相周波数比較器１２３は、ＣＤＲクロックＣＤＲＣＬＫの立ち上がりエッジのタイミングでクロック制御信号ＳＹＳの値をサンプリングする。位相周波数比較器１２３は、カメラクロックＩＭＣＬＫと同期した制御データＲＥＤＡＴＡをレジスタ回路１２１に出力する。また、位相周波数比較器１２３は、クロック制御信号ＳＹＳとＣＤＲクロックＣＤＲＣＬＫとの間の位相のずれおよび周波数のずれに応じた信号をチャージポンプ１２４に出力する。チャージポンプ１２４は、位相周波数比較器１２３から出力された信号に基づいて、ＣＤＲクロックＣＤＲＣＬＫの周波数を調整するためのアナログ信号を生成する。
【０１２４】
チャージポンプ１２４とループフィルタ１２５との間にスイッチＳＷ５が配置されている。通信モードが第１のモードから第２のモードに切り替わったとき、スイッチＳＷ５の状態は、通信制御回路１２７から出力された信号に基づいてオン状態になる。ループフィルタ１２５は、チャージポンプ１２４から出力されたアナログ信号に基づく制御電圧ＶＣＴＬ１をＶＣＯ１２６に出力する。ＶＣＯ１２６は、制御電圧ＶＣＴＬ１に対応する周波数を持つＣＤＲクロックＣＤＲＣＬＫを生成する。ＶＣＯ１２６は、ＣＤＲクロックＣＤＲＣＬＫをレジスタ回路１２１および位相周波数比較器１２３に出力する。通信モードが第２のモードから第１のモードに切り替わったとき、スイッチＳＷ５の状態は、通信制御回路１２７から出力された信号に基づいてオフ状態になる。ループフィルタ１２５が出力する制御電圧ＶＣＴＬ１として、通信モードが第２のモードから第１のモードに切り替わった瞬間の電圧が維持される。ＶＣＯ１２６の発振周波数は、通信モードが第１のモードである期間中、一定に保たれる。
【０１２５】
位相周波数比較器１２３から出力された制御データＲＥＤＡＴＡは、ＣＤＲクロックＣＤＲＣＬＫに同期してレジスタ回路１２１に入力される。制御データＲＥＤＡＴＡのデジタル値はレジスタ回路１２１に記憶される。
【０１２６】
制御データＲＥＤＡＴＡのデジタル値ＲＥＧは、レジスタ回路１２１から読み出され、かつＤＡＣ回路１２２に出力される。ＤＡＣ回路１２２は、デジタル値ＲＥＧに対応する制御電圧ＶＣＴＬ２を生成し、かつ制御電圧ＶＣＴＬ２をＶＣＯ１０５に出力する。ＶＣＯ１０５は、制御電圧ＶＣＴＬ２に対応する周波数を持つカメラクロックＩＭＣＬＫを生成する。ＶＣＯ１０５は、生成されたカメラクロックＩＭＣＬＫをタイミングジェネレータ１０４およびイメージャ１１に出力する。
【０１２７】
通信制御回路１２７は、レジスタ回路１２１に記憶された制御データＲＥＤＡＴＡのデジタル値から所定の値を検出する。所定の値が検出されたとき、通信制御回路１２７は、通信モードを第２のモードから第１のモードに切り替える。
【０１２８】
内視鏡システム１ｂの動作を説明する。通信モードの切り替えに関する動作を除いて、内視鏡システム１ｂの動作は第２の実施形態の内視鏡システム１ａの動作と同様である。以下の説明では、図６に示す電位を適宜参照する。
【０１２９】
画像出力期間（ＳＩＧ−ＯＵＴ）およびダミー出力期間（ＤＭＹ−ＯＵＴ）における動作に関して、第２の実施形態における動作と異なる部分を説明する。通信モードが第１のモードであるとき、スイッチＳＷ５の状態はオフ状態である。ループフィルタ１２５は、一定の制御電圧ＶＣＴＬ１をＶＣＯ１２６に出力する。ＣＤＲクロックＣＤＲＣＬＫの周波数は一定の値に保たれる。プロセッサ６の図示していない回路は、ダミー出力期間において、画像データの遷移タイミングに基づいてカメラユニット１０のカメラクロックＩＭＣＬＫの周波数を検出する。
【０１３０】
水平ブランキング期間（Ｈ−ＢＬＡＮＫ）における動作に関して、第２の実施形態における動作と異なる部分を説明する。信号出力回路６１は、ダミー出力期間内の所定のタイミングでクロック制御信号を信号線ＬＳに出力する。クロック制御信号は、ダミー出力期間において検出されたカメラクロックＩＭＣＬＫの周波数を調整するための制御データを含む。クロック制御信号が信号線ＬＳに出力されたとき、信号線ＬＳの電位は電位ＶＯＢよりも高い。比較器ＣＭＰ１は、比較結果を示す信号をスイッチＳＷ１およびＣＤＲ回路１２０に出力する。スイッチＳＷ１の状態はオフ状態に設定される。このとき、通信モードは第１のモードから第２のモードに切り替わり、かつ水平ブランキング期間が開始される。
【０１３１】
スイッチＳＷ１の状態がオフ状態に変化するため、信号線ＬＳへのダミーデータの出力は停止される。スイッチＳＷ５の状態は、比較器ＣＭＰ１から出力された信号に基づいてオン状態になる。ループフィルタ１２５は、チャージポンプ１２４から出力されたアナログ信号に基づく制御電圧ＶＣＴＬ１をＶＣＯ１２６に出力する。ＶＣＯ１２６は、制御電圧ＶＣＴＬ１に対応する周波数を持つＣＤＲクロックＣＤＲＣＬＫを生成する。
【０１３２】
制御データＲＥＤＡＴＡが位相周波数比較器１２３から出力され、かつレジスタ回路１２１に記憶される。ＤＡＣ回路１２２は、制御データＲＥＤＡＴＡのデジタル値ＲＥＧに対応する制御電圧ＶＣＴＬ２を生成し、かつ制御電圧ＶＣＴＬ２をＶＣＯ１０５に出力する。ＶＣＯ１０５は、制御電圧ＶＣＴＬ２に対応する周波数を持つカメラクロックＩＭＣＬＫを生成する。
【０１３３】
信号出力回路６１が第１の電位を信号線ＬＳに出力した後、信号出力回路６１は、通信モードを第２のモードから第１のモードに切り替える指示を示す通信制御信号を信号線ＬＳに出力する。具体的には、信号出力回路６１は、水平ブランキング期間内の所定のタイミングで、所定のデジタル値を持つクロック制御信号を信号線ＬＳに出力する。そのデジタル値は、通信モードの切り替えを示す。例えば、そのデジタル値は、１０１１である。そのデジタル値を持つクロック制御信号は、通信制御信号に対応する。
【０１３４】
第３の実施形態におけるクロック制御信号は、プロセッサ６のシステムクロックを示すパルス信号である。パルス信号は、ハイレベルおよびローレベルのパターンを含む。パルス信号のパターンは、通信制御信号のデータに対応する。
【０１３５】
図９は、通信モードの切り替えに関する信号の波形を示す。図９において右方向に時間が進む。図９において、クロック制御信号ＳＹＳ、ＣＤＲクロックＣＤＲＣＬＫ、および制御データＲＥＤＡＴＡが示されている。
【０１３６】
位相周波数比較器１２３は、ＣＤＲクロックＣＤＲＣＬＫの立ち上がりエッジのタイミングでクロック制御信号ＳＹＳの値をサンプリングする。位相周波数比較器１２３は、サンプリングされた値を制御データＲＥＤＡＴＡとしてレジスタ回路１２１に順次出力する。制御データＲＥＤＡＴＡは、レジスタ回路１２１に記憶される。
【０１３７】
通信制御回路１２７が第２のモードにおいて通信制御信号を検出したとき、通信制御回路１２７は、通信モードを第２のモードから第１のモードに切り替える。具体的には、レジスタ回路１２１に記憶された制御データＲＥＤＡＴＡのデジタル値が１０１１であることが検出されたとき、通信制御回路１２７は、スイッチＳＷ５、スイッチＳＷ１、およびタイミングジェネレータ１０４に制御信号を出力する。このとき、通信モードは第２のモードから第１のモードに切り替わり、かつ画像出力期間が開始される。スイッチＳＷ１の状態はオン状態に設定され、かつスイッチＳＷ５の状態はオフ状態に設定される。タイミングジェネレータ１０４は、イメージャ１１における画素信号の読み出しを開始するための制御信号をイメージャ１１に出力する。
【０１３８】
第３の実施形態において、信号出力回路６１は、信号線ＬＳに出力された画像データの信号レベルの範囲に含まれないレベルに対応する第１の電位（ＶＤＤ）を信号線ＬＳに出力する。比較器ＣＭＰ１が第１のモードにおいて第１の電位を検出したとき、比較器ＣＭＰ１は、通信モードを第１のモードから第２のモードに切り替える。プロセッサ６から出力された信号に基づいて通信モードの切り替えが制御されるため、内視鏡システム１ｂは、通信モードを切り替える動作の正確性を向上させることができる。
【０１３９】
第１の実施形態において、ＶＣＯ１０５を制御するためのアナログ電圧がクロック制御信号として伝送ケーブル３を経由してカメラユニット１０に伝送される。第３の実施形態の内視鏡システム１ｂは、第１の実施形態の内視鏡システム１と比較して、電気メス等の駆動によって発生するノイズの影響を受けにくい。
【０１４０】
（第４の実施形態）
図１０は、本発明の第４の実施形態の内視鏡システム１ｃの内部の構成を示す。図２に示す部分と同じ部分の説明を省略する。
【０１４１】
内視鏡システム１ｃは、カメラユニット１０ｃおよびプロセッサ６ｃを有する。カメラユニット１０ｃは、イメージャ１１、バッファ１０１ｃ、通信制御回路１０３ｃ、タイミングジェネレータ１０４、ＣＤＲ回路１２０ｃ、マルチプレクサ１３０、およびインバータ１３１を有する。
【０１４２】
マルチプレクサ１３０は、第１の入力端子、第２の入力端子、および出力端子を有する。マルチプレクサ１３０の第１の入力端子はイメージャ１１に接続されている。画像データがマルチプレクサ１３０の第１の入力端子に入力される。グランド電圧がマルチプレクサ１３０の第２の入力端子に入力される。マルチプレクサ１３０は、画像データとグランド電圧とのいずれか一方をバッファ１０１ｃに出力する。
【０１４３】
マルチプレクサ１３０の状態は、第１の状態および第２の状態のいずれか一方に設定される。通信モードが第１のモードであるとき、マルチプレクサ１３０の状態は、第１の状態に設定される。マルチプレクサ１３０は画像データをバッファ１０１ｃに出力する。通信モードが第２のモードであるとき、マルチプレクサ１３０の状態は、第２の状態に設定される。マルチプレクサ１３０はグランド電圧をバッファ１０１ｃに出力する。
【０１４４】
バッファ１０１ｃは、トランジスタＴ１および抵抗器Ｒ４を有する。バッファ１０１ｃは、ソースフォロア回路である。
【０１４５】
トランジスタＴ１は、ゲート端子Ｇ１（第１の端子）、ドレイン端子Ｄ１（第２の端子）、およびソース端子Ｓ１（第３の端子）を有する。ゲート端子Ｇ１は、マルチプレクサ１３０の出力端子に接続されている。画像データまたはグランド電圧（基板電圧）がゲート端子Ｇ１に入力される。電源電圧ＶＤＤがドレイン端子Ｄ１に入力される。
【０１４６】
通信モードが第１のモードであるとき、画像データがゲート端子Ｇ１に入力される。ソース端子Ｓ１は、画像データの信号レベルに対応する第３の電位を、抵抗器Ｒ４を経由して信号線ＬＳに出力する。第３の電位の最大値は、電源電圧ＶＤＤよりもトランジスタＴ１の閾値電圧だけ低い電圧以下である。第３の電位の最小値は、グランド電圧（基板電圧）以上である。
【０１４７】
通信モードが第２のモードであるとき、グランド電圧がゲート端子Ｇ１に入力される。トランジスタＴ１の状態は、オフ状態になる。そのため、信号線ＬＳへの画像データの出力は停止される。
【０１４８】
抵抗器Ｒ４は、第１の端子および第２の端子を有する。抵抗器Ｒ４の第１の端子は、トランジスタＴ１のソース端子Ｓ１に接続されている。抵抗器Ｒ４の第２の端子は、パッドＶＯＵＴに接続されている。
【０１４９】
インバータ１３１は、入力端子および出力端子を有する。インバータ１３１の入力端子は、パッドＶＯＵＴに接続されている。インバータ１３１の出力端子は、ＣＤＲ回路１２０ｃに接続されている。
【０１５０】
プロセッサ６ｃから出力されたクロック制御信号がＣＤＲ回路１２０ｃに入力される。第４の実施形態におけるクロック制御信号は、プロセッサ６ｃのシステムクロックの１周期の整数倍の周期を持つパルス信号である。クロック制御信号は、信号線ＬＳに出力された画像データの信号レベルの範囲に含まれないレベルに対応する第１の電位を持つ。ＣＤＲ回路１２０ｃは、カメラクロックをパルス信号に同期させることにより、カメラクロックの周波数を調整する。パルス信号のパターンが所定のパターンであるとき、ＣＤＲ回路１２０ｃは、通信モードを第２のモードから第１のモードに切り替えるためのデータを通信制御回路１０３ｃに出力する。
【０１５１】
通信制御回路１０３ｃは、パッドＶＯＵＴに接続されている。通信制御回路１０３ｃは、信号線ＬＳの電位を検出する。通信制御回路１０３ｃは、信号線ＬＳの電位に基づいて、マルチプレクサ１３０を制御する。通信制御回路１０３ｃは、ＣＤＲ回路１２０ｃに通信モードを設定するためのモード設定信号をＣＤＲ回路１２０ｃに出力する。
【０１５２】
通信制御回路１０３ｃが第１のモードにおいて第３の電位の最大値よりも高い第１の電位を検出したとき、通信制御回路１０３ｃは、トランジスタＴ１のゲート端子Ｇ１への画像データの入力を停止させ、かつトランジスタＴ１のゲート端子Ｇ１へのグランド電圧（基板電圧）の入力を開始させる。具体的には、通信制御回路１０３ｃは、マルチプレクサ１３０の状態を第２の状態に設定する。これにより、通信制御回路１０３ｃは、通信モードを第１のモードから第２のモードに切り替える。
【０１５３】
通信制御回路１０３ｃは、ＣＤＲ回路１２０ｃからの所定のデータの出力に基づいて、トランジスタＴ１のゲート端子Ｇ１へのグランド電圧（基板電圧）の入力を停止させ、かつトランジスタＴ１のゲート端子Ｇ１への画像データの入力を開始させる。具体的には、所定のデータがＣＤＲ回路１２０ｃから出力されたとき、通信制御回路１０３ｃは、カメラクロックの計数を開始する。所定の数が計数されたとき、通信制御回路１０３ｃは、マルチプレクサ１３０の状態を第１の状態に設定する。これにより、通信制御回路１０３ｃは、通信モードを第２のモードから第１のモードに切り替える。
【０１５４】
カメラユニット１０ｃは、イメージャ１１等に加えて、パッドＶＤＤ３、パッドＧＮＤ３、およびパッドＶＯＵＴを有する。パッドＶＤＤ３は、電源線ＬＶに接続されている。電源電圧がパッドＶＤＤ３に入力される。パッドＧＮＤ３は、グランド線ＬＧに接続されている。グランド電圧がパッドＧＮＤ３に入力される。
【０１５５】
パッドＶＯＵＴは、抵抗器Ｒ４の第２の端子、インバータ１３１の入力端子、および通信制御回路１０３ｃに接続されている。また、パッドＶＯＵＴは、信号線ＬＳに接続されている。通信モードが第１のモードであるとき、画像データが抵抗器Ｒ４から出力され、かつパッドＶＯＵＴに入力される。画像データは、パッドＶＯＵＴを経由して信号線ＬＳに出力される。通信モードが第２のモードであるとき、クロック制御信号が信号線ＬＳからパッドＶＯＵＴに入力される。クロック制御信号は、パッドＶＯＵＴおよびインバータ１３１を経由してＣＤＲ回路１２０ｃに出力される。また、クロック制御信号は、パッドＶＯＵＴを経由して通信制御回路１０３ｃに出力される。
【０１５６】
カメラユニット１０ｃは、パッドＶＯＵＴ、パッドＶＤＤ３、およびパッドＧＮＤ３のみを経由してプロセッサ６ｃに電気的に接続されている。これらの３つのパッド以外に、カメラユニット１０ｃとプロセッサ６ｃとを電気的に接続するパッドはカメラユニット１０ｃに配置されていない。
【０１５７】
プロセッサ６ｃは、画像受信回路６０ｃおよび電源回路６２を有する。通信モードが第１のモードであるとき、画像受信回路６０ｃは、カメラユニット１０ｃによって送信された画像データを受信する。受信された画像データは、ＡＦＥ（Ａｎａｌｏｇ  Ｆｒｏｎｔ  Ｅｎｄ）等の後段回路に出力される。通信モードが第２のモードであるとき、信号出力回路６１ｃは、クロック制御信号を信号線ＬＳに出力する。画像受信回路６０ｃおよび信号出力回路６１ｃは、プロセッサ６ｃのシステムクロックに基づいて動作する。
【０１５８】
画像受信回路６０ｃは、信号出力回路６１ｃ、スイッチ６００（第１のスイッチ）、および抵抗器ＲＴ１を有する。信号出力回路６１ｃは、スイッチ６１０およびインバータ６１１を有する。
【０１５９】
インバータ６１１は、入力端子および出力端子を有する。クロック制御信号ＣＳがインバータ６１１の入力端子に入力される。インバータ６１１の出力端子は、スイッチ６１０に接続されている。クロック制御信号ＣＳは、インバータ６１１を経由してスイッチ６１０に入力される。
【０１６０】
スイッチ６１０は、第１の端子および第２の端子を有する。クロック制御信号がスイッチ６１０の第１の端子に入力される。スイッチ６１０の第２の端子は信号線ＬＳに接続されている。通信モードが第２のモードであるとき、スイッチ６１０の状態はオン状態になる。このとき、クロック制御信号が信号線ＬＳに出力される。通信モードが第１のモードであるとき、スイッチ６１０の状態はオフ状態になる。このとき、クロック制御信号は信号線ＬＳに出力されない。スイッチ６１０の状態は、スイッチ制御信号ＳＷＣＴＬの反転信号に基づいて制御される。
【０１６１】
抵抗器ＲＴ１は、画像データが受信されるときに動作する直流終端抵抗である。画像受信回路６０ｃが画像データを受信するとき、スイッチ６００は、信号線ＬＳと抵抗器ＲＴ１とを電気的に接続する。信号出力回路６１ｃが第１の電位を信号線ＬＳに出力するとき、スイッチ６００は、信号線ＬＳと抵抗器ＲＴ１とを電気的に切り離す。
【０１６２】
スイッチ６００は、第１の端子および第２の端子を有する。スイッチ６００の第１の端子は信号線ＬＳに接続され、かつスイッチ６００の第２の端子は抵抗器ＲＴ１に接続されている。通信モードが第１のモードであるとき、スイッチ６００の状態はオン状態になる。このとき、抵抗器ＲＴ１が信号線ＬＳに電気的に接続され、かつ直流終端抵抗として動作する。通信モードが第２のモードであるとき、スイッチ６００の状態はオフ状態になる。このとき、抵抗器ＲＴ１は信号線ＬＳから電気的に切り離される。スイッチ６００の状態は、スイッチ制御信号ＳＷＣＴＬに基づいて制御される。
【０１６３】
スイッチ６００の状態がオン状態であるとき、スイッチ６１０の状態はオフ状態である。スイッチ６００の状態がオフ状態であるとき、スイッチ６１０の状態はオン状態である。
【０１６４】
抵抗器ＲＴ１は、第１の端子および第２の端子を有する。抵抗器ＲＴ１の第１の端子は、スイッチ６００の第２の端子に接続されている。グランド電圧が抵抗器ＲＴ１の第２の端子に入力される。
【０１６５】
信号出力回路６１ｃが第１の電位を信号線ＬＳに出力した後、信号出力回路６１ｃは、通信モードを第２のモードから第１のモードに切り替える指示を示す通信制御信号を信号線ＬＳに出力する。具体的には、信号出力回路６１ｃは、水平ブランキング期間内の所定のタイミングで、所定のデジタル値を持つクロック制御信号を信号線ＬＳに出力する。そのデジタル値は、通信モードの切り替えを示す。そのデジタル値を持つクロック制御信号は、通信制御信号に対応する。クロック制御信号は、ハイレベルおよびローレベルのパターンを含む。クロック制御信号のパターンは、通信制御信号のデータに対応する。
【０１６６】
図１１は、ＣＤＲ回路１２０ｃの構成を示す。図８に示す部分と同じ部分の説明を省略する。図１１に示すＣＤＲ回路１２０ｃは、位相比較器１２３ｃ、チャージポンプ１２４、ループフィルタ１２５、ＶＣＯ１２６、遅延回路１２８、論理回路１２９ａ、および論理回路１２９ｂを有する。
【０１６７】
論理回路１２９ｂは、ＯＲ回路である。クロック制御信号およびモード設定信号が論理回路１２９ｂに入力される。クロック制御信号は信号線ＬＳからインバータ１３１を経由して出力される。モード設定信号は通信制御回路１０３ｃから出力される。通信モードが第２のモードであるとき、モード設定信号はローレベルに設定される。このとき、論理回路１２９ｂはクロック制御信号を出力する。通信モードが第１のモードであるとき、モード設定信号はハイレベルに設定される。このとき、論理回路１２９ｂは、ハイレベルを持つ信号を出力する。
【０１６８】
論理回路１２９ｂから出力された信号と、ＶＣＯ１２６から出力されたカメラクロックとが位相比較器１２３ｃに入力される。通信モードが第２のモードであるとき、クロック制御信号が論理回路１２９ｂから位相比較器１２３ｃに出力される。位相比較器１２３ｃは、クロック制御信号とカメラクロックとの間の位相のずれおよび周波数のずれに応じた信号をチャージポンプ１２４に出力する。ＶＣＯ１２６は、ループフィルタ１２５から出力された制御電圧に対応する周波数を持つカメラクロックを生成する。
【０１６９】
通信モードが第１のモードであるとき、ハイレベルを持つ信号が論理回路１２９ｂから位相比較器１２３ｃに出力される。位相比較器１２３ｃは、クロック制御信号とカメラクロックとの位相の比較を停止する。そのため、ＶＣＯ１２６から出力されるカメラクロックの周波数は変化しない。
【０１７０】
遅延回路１２８は、ＶＣＯ１２６から出力されたカメラクロックを遅延させる。遅延回路１２８は、遅延したカメラクロックを論理回路１２９ａに出力する。
【０１７１】
論理回路１２９ａは、Ｄフリップフロップである。論理回路１２９ａは、遅延したカメラクロックの立ち上がりエッジでクロック制御信号を取り込み、かつデータを示すデジタル信号を出力する。クロック制御信号がハイレベルにある場合、論理回路１２９ａはハイレベルを出力する。クロック制御信号がローレベルにある場合、論理回路１２９ａはローレベルを出力する。
【０１７２】
図１２は、データの生成に関するＣＤＲ回路１２０ｃの動作を示す。図１２において右方向に時間が進む。図１２において、クロック制御信号、カメラクロック、遅延したカメラクロック、およびデータが示されている。
【０１７３】
遅延したカメラクロックは、タイミングＴ１１で立ち上がる。論理回路１２９ａは、タイミングＴ１１でクロック制御信号を取り込む。クロック制御信号のレベルは、タイミングＴ１１においてハイレベルである。論理回路１２９ａは、タイミングＴ１１でハイレベルを出力する。
【０１７４】
遅延したカメラクロックは、タイミングＴ１２で立ち上がる。論理回路１２９ａは、タイミングＴ１２でクロック制御信号を取り込む。クロック制御信号のレベルは、タイミングＴ１２においてローレベルである。論理回路１２９ａは、タイミングＴ１１でローレベルを出力する。
【０１７５】
ＣＤＲ回路１２０ｃは、上記の動作を実行することにより、クロック制御信号のパルスのパターンに基づいてデータを生成する。
【０１７６】
クロック制御信号のパルスのパターンに基づいてデータを生成する方法は、上記の方法に限らない。例えば、カメラクロックの周波数の２倍の周波数を持つ信号を生成し、かつその信号の立ち下がりエッジでクロック制御信号を取り込んでもよい。
【０１７７】
図１３は、内視鏡システム１ｃにおける通信のタイミングを示す。図１３において右方向に時間が進む。図１３において、イメージャ１１の動作モード、スイッチ制御信号ＳＷＣＴＬ、クロック制御信号ＣＳ、信号線ＬＳの電位（ＶＳＩＧ）、通信方向、およびカメラクロックが示されている。図１３に示すクロック制御信号ＣＳのレベルは、インバータ６１１の入力端子に入力される信号のレベルである。
【０１７８】
イメージャ１１は、信号出力期間（ＳＯ）における動作と、水平ブランキング期間（ＨＢ）における動作とを繰り返す。図１３において、拡大された水平ブランキング期間（ＨＢ）における各信号が示されている。
【０１７９】
信号出力期間（ＳＯ）において、スイッチ制御信号ＳＷＣＴＬはハイレベルにある。このとき、スイッチ６００の状態はオン状態であり、かつスイッチ６１０の状態はオフ状態である。通信モードは第１のモードである。
【０１８０】
水平ブランキング期間（ＨＢ）が開始されたとき、スイッチ制御信号ＳＷＣＴＬのレベルがハイレベルからローレベルに変化する。このとき、スイッチ６００の状態はオフ状態になり、かつスイッチ６１０の状態はオン状態になる。水平ブランキング期間（ＨＢ）が開始されたとき、クロック制御信号ＣＳのレベルはローレベルである。そのため、信号出力回路６１ｃは、ハイレベルのクロック制御信号を信号線ＬＳに出力する。
【０１８１】
クロック制御信号が信号線ＬＳに出力されたとき、信号線ＬＳの電位は第１の電位にプルアップされる。例えば、第１の電位は電源電圧である。通信制御回路１０３ｃは、タイミングＴ２１において、第１の電位を検出し、かつマルチプレクサ１３０の状態を第２の状態に設定する。これにより、通信制御回路１０３ｃは、通信モードを第１のモードから第２のモードに切り替える。グランド電圧がバッファ１０１ｃのトランジスタＴ１のゲート端子Ｇ１に入力される。
【０１８２】
タイミングＴ２２から、所定のパターンを持つパルス信号がクロック制御信号ＣＳとしてインバータ６１１の入力端子に入力される。所定のパターンは、ハイレベルおよびローレベルの組み合わせで構成される。図１３に示す例では、所定のパターンは、“ＨＬＨＬＨＬＨＬ”である。信号出力回路６１ｃは、クロック制御信号ＣＳを反転したクロック制御信号を信号線ＬＳに出力する。ＣＤＲ回路１２０ｃは、クロック制御信号ＣＳのパターンに対応するデータを生成し、かつそのデータを通信制御回路１０３ｃに出力する。
【０１８３】
所定のパターンを持つパルス信号が出力された後、プロセッサ６ｃのシステムクロックの１周期の整数倍の周期を持つパルス信号がクロック制御信号ＣＳとしてインバータ６１１の入力端子に入力される。信号出力回路６１ｃは、クロック制御信号ＣＳを反転したクロック制御信号を信号線ＬＳに出力する。ＣＤＲ回路１２０ｃのＶＣＯ１２６は、クロック制御信号の周波数を持つカメラクロックを生成する。
【０１８４】
通信制御回路１０３ｃは、タイミングＴ２３において、クロック制御信号の所定のパターンに対応するデータを検出し、かつ計数を開始する。所定の数が計数されたとき、通信制御回路１０３ｃは、タイミングＴ２４において、マルチプレクサ１３０の状態を第１の状態に設定する。これにより、通信制御回路１０３ｃは、通信モードを第２のモードから第１のモードに切り替える。画像データがトランジスタＴ１のゲート端子Ｇ１に入力される。タイミングＴ２４において、水平ブランキング期間（ＨＢ）が終了し、かつ信号出力期間（ＳＯ）が開始される。
【０１８５】
バッファ１０１ｃが抵抗器Ｒ４を有さず、トランジスタＴ１のソース端子Ｓ１がパッドＶＯＵＴに接続されてもよい。この場合、画像データの信号レベルに対応する第３の電位の最大値は、電源電圧よりもトランジスタＴ１の閾値電圧だけ低い。図１０に示す例では、抵抗器Ｒ４がトランジスタＴ１のソース端子Ｓ１に接続されているため、抵抗器Ｒ４における電圧降下が発生する。そのため、第３の電位の最大値と、第１の電位（電源電圧）との差が大きくなる。その結果、通信制御回路１０３ｃが第１の電位を検出しやすい。
【０１８６】
第４の実施形態において、信号出力回路６１ｃは、信号線ＬＳに出力された画像データの信号レベルの範囲に含まれないレベルに対応する第１の電位（電源電圧）を信号線ＬＳに出力する。通信制御回路１０３ｃが第１のモードにおいて第１の電位を検出したとき、通信制御回路１０３ｃは、通信モードを第１のモードから第２のモードに切り替える。プロセッサ６ｃから出力された信号に基づいて通信モードの切り替えが制御されるため、内視鏡システム１ｃは、通信モードを切り替える動作の正確性を向上させることができる。
【０１８７】
信号出力回路６１ｃが第１の電位を信号線ＬＳに出力するとき、抵抗器ＲＴ１は信号線ＬＳから電気的に切り離されている。そのため、通信制御回路１０３ｃは、不要な電流増加を引き起こすことなく通信モードを切り替えることができる。
【０１８８】
（第４の実施形態の変形例）
図１４は、本発明の第４の実施形態の変形例の内視鏡システム１ｄの内部の構成を示す。図１０に示す部分と同じ部分の説明を省略する。
【０１８９】
内視鏡システム１ｄは、カメラユニット１０ｄおよびプロセッサ６ｃを有する。カメラユニット１０ｄは、イメージャ１１、バッファ１０１ｄ、通信制御回路１０３ｃ、タイミングジェネレータ１０４、ＣＤＲ回路１２０ｃ、マルチプレクサ１３０、およびインバータ１３１を有する。
【０１９０】
バッファ１０１ｄは、トランジスタＴ２および抵抗器Ｒ４を有する。バッファ１０１ｄは、ソースフォロア回路である。
【０１９１】
トランジスタＴ２は、ゲート端子Ｇ２（第１の端子）、ドレイン端子Ｄ２（第２の端子）、およびソース端子Ｓ２（第３の端子）を有する。ゲート端子Ｇ２は、マルチプレクサ１３０の出力端子に接続されている。画像データまたは電源電圧がゲート端子Ｇ２に入力される。グランド電圧ＧＮＤ（基板電圧）がドレイン端子Ｄ２に入力される。抵抗器Ｒ４の第１の端子は、トランジスタＴ２のソース端子Ｓ２に接続されている。
【０１９２】
通信モードが第１のモードであるとき、画像データがゲート端子Ｇ２に入力される。ソース端子Ｓ２は、画像データの信号レベルに対応する第３の電位を、抵抗器Ｒ４を経由して信号線ＬＳに出力する。第３の電位の最大値は、電源電圧以下である。第３の電位の最小値は、グランド電圧ＧＮＤ（基板電圧）よりもトランジスタＴ２の閾値電圧だけ高い電圧以上である。
【０１９３】
通信モードが第２のモードであるとき、電源電圧がゲート端子Ｇ２に入力される。トランジスタＴ２の状態は、オフ状態になる。そのため、信号線ＬＳへの画像データの出力は停止される。
【０１９４】
通信制御回路１０３ｃが第１のモードにおいて第３の電位の最小値よりも低い第１の電位を検出したとき、通信制御回路１０３ｃは、トランジスタＴ２のゲート端子Ｇ２への画像データの入力を停止させ、かつトランジスタＴ２のゲート端子Ｇ２への電源電圧の入力を開始させる。具体的には、通信制御回路１０３ｃは、マルチプレクサ１３０の状態を第２の状態に設定する。これにより、通信制御回路１０３ｃは、通信モードを第１のモードから第２のモードに切り替える。
【０１９５】
通信制御回路１０３ｃは、ＣＤＲ回路１２０ｃからの所定のデータの出力に基づいて、トランジスタＴ２のゲート端子Ｇ２への電源電圧の入力を停止させ、かつトランジスタＴ２のゲート端子Ｇ２への画像データの入力を開始させる。具体的には、所定のデータがＣＤＲ回路１２０ｃから出力されたとき、通信制御回路１０３ｃは、カメラクロックの計数を開始する。所定の数が計数されたとき、通信制御回路１０３ｃは、マルチプレクサ１３０の状態を第１の状態に設定する。これにより、通信制御回路１０３ｃは、通信モードを第２のモードから第１のモードに切り替える。
【０１９６】
電源電圧ＶＤＤが抵抗器ＲＴ１の第２の端子に入力される。この点を除いて、図１４に示すプロセッサ６ｃは、図１０に示すプロセッサ６ｃと同じである。
【０１９７】
水平ブランキング期間（ＨＢ）が開始され、かつクロック制御信号が信号線ＬＳに出力されたとき、信号線ＬＳの電位は第１の電位にプルダウンされる。例えば、第１の電位はグランド電圧ＧＮＤである。通信制御回路１０３ｃは、第１の電位を検出し、かつ通信モードを第１のモードから第２のモードに切り替える。
【０１９８】
（第５の実施形態）
図１５は、本発明の第５の実施形態の内視鏡システムが有する画像受信回路６０ｅの構成を示す。図１０に示す部分と同じ部分の説明を省略する。
【０１９９】
図１５に示す画像受信回路６０ｅは、信号出力回路６１ｃ、スイッチ６００（第１のスイッチ）、スイッチ６２０（第２のスイッチ）、抵抗器ＲＴ１、抵抗器ＲＴ２、および容量素子Ｃ２（直流カットコンデンサ）を有する。
【０２００】
抵抗器ＲＴ２は、画像データが受信されるときに動作する交流終端抵抗である。容量素子Ｃ２は、信号線ＬＳおよび抵抗器ＲＴ２に接続されている。画像データが受信されるとき、容量素子Ｃ２は信号線ＬＳの電位の直流成分をカットする。画像受信回路６０ｅが画像データを受信するとき、スイッチ６２０は、信号線ＬＳと抵抗器ＲＴ２とを電気的に接続し、かつ信号線ＬＳと容量素子Ｃ２とを電気的に接続する。信号出力回路６１ｃが第１の電位を信号線ＬＳに出力するとき、スイッチ６２０は、信号線ＬＳと抵抗器ＲＴ２とを電気的に切り離し、かつ信号線ＬＳと容量素子Ｃ２とを電気的に切り離す。
【０２０１】
スイッチ６２０は、第１の端子および第２の端子を有する。スイッチ６２０の第１の端子は信号線ＬＳに接続され、かつスイッチ６２０の第２の端子は容量素子Ｃ２に接続されている。通信モードが第１のモードであるとき、スイッチ６２０の状態はオン状態になる。このとき、抵抗器ＲＴ２および容量素子Ｃ２が信号線ＬＳに電気的に接続される。抵抗器ＲＴ２が交流終端抵抗として動作し、かつ容量素子Ｃ２が直流カットコンデンサとして動作する。通信モードが第２のモードであるとき、スイッチ６２０の状態はオフ状態になる。このとき、抵抗器ＲＴ２および容量素子Ｃ２は信号線ＬＳから電気的に切り離される。スイッチ６２０の状態は、スイッチ制御信号ＳＷＣＴＬに基づいて制御される。
【０２０２】
スイッチ６００およびスイッチ６２０の各々の状態がオン状態であるとき、スイッチ６１０の状態はオフ状態である。スイッチ６００およびスイッチ６２０の各々の状態がオフ状態であるとき、スイッチ６１０の状態はオン状態である。
【０２０３】
容量素子Ｃ２は、第１の端子および第２の端子を有する。容量素子Ｃ２の第１の端子は、スイッチ６２０の第２の端子に接続されている。容量素子Ｃ２の第２の端子は、抵抗器ＲＴ２に接続されている。
【０２０４】
抵抗器ＲＴ２は、第１の端子および第２の端子を有する。抵抗器ＲＴ２の第１の端子は、容量素子Ｃ２の第２の端子に接続されている。グランド電圧が抵抗器ＲＴ２の第２の端子に入力される。
【０２０５】
通信モードが第１のモードであるとき、容量素子Ｃ２の２つの端子間の直流電圧に基づく電荷が容量素子Ｃ２に蓄積される。容量素子Ｃ２が信号線ＬＳに常に接続されるように画像受信回路が構成されている場合、容量素子Ｃ２の２つの端子間の直流電圧は第１のモードと第２のモードとで異なる。容量素子Ｃ２が信号線ＬＳに接続されている状態で通信モードが切り替わったとき、容量素子Ｃ２の２つの端子間の直流電圧が安定するまで時間を要する。
【０２０６】
図１５に示す画像受信回路６０ｅにおいて、通信モードが第２のモードであるとき、容量素子Ｃ２は信号線ＬＳから電気的に切り離される。第１のモードにおいて容量素子Ｃ２に蓄積された電荷は、第２のモードにおいて容量素子Ｃ２に保持される。通信モードが第２のモードから第１のモードに切り替わったとき、容量素子Ｃ２は信号線ＬＳに電気的に接続される。このとき、容量素子Ｃ２の２つの端子間の直流電圧がすぐに安定しやすい。そのため、内視鏡システムは、画像データの安定した通信を早く開始することができる。
【０２０７】
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】
【０２０８】
本発明の各実施形態によれば、撮像システムは、通信モードを切り替える動作の正確性を向上させることができる。
【符号の説明】
【０２０９】
１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ  内視鏡システム
２  内視鏡挿入部
２ａ  挿入部
２ｂ  先端
３  伝送ケーブル
４  操作部
５  コネクタ部
６，６ｃ  プロセッサ
７  表示装置
１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ  カメラユニット
１１  イメージャ
１２，１２ａ，１２ｂ  制御部
６０，６０ｃ，６０ｅ  画像受信回路
６１，６１ｃ  信号出力回路
６２  電源回路
１００  画素部
１０１，１０１ｃ，１０１ｄ，１０２  バッファ
１０３，１０３ａ，１０３ｃ，１２７  通信制御回路
１０４  タイミングジェネレータ
１０５，１２６  ＶＣＯ
１１０  ＰＬＬ
１１１  電圧生成回路
１１２  クロック制御回路
１２０，１２０ｃ  ＣＤＲ回路
１２１  レジスタ回路
１２２  ＤＡＣ回路
１２３  位相周波数比較器
１２３ｃ  位相比較器
１２４  チャージポンプ
１２５  ループフィルタ
１２８  遅延回路
１２９ａ，１２９ｂ  論理回路
１３０  マルチプレクサ
１３１，６１１  インバータ
６００，６１０，６２０  スイッチ
【図１】
2020144770.tif 000003
【図２】
2020144770.tif 000004
【図３】
2020144770.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2020144770.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
2020144770.tif 000012
【図１１】
2020144770.tif 000013
【図１２】
2020144770.tif 000014
【図１３】
2020144770.tif 000015
【図１４】
2020144770.tif 000016
【図１５】
2020144770.tif 000017
【国際調査報告】
2020144770.tif 000018
2020144770.tif 000019