電子内視鏡装置
【課題】内視鏡の挿入部の先端部が種々の温度範囲で使用された場合であっても、相関二重サンプリング処理が適切にできる電子内視鏡装置を提供する。
【解決手段】電子内視鏡装置１は、ＣＣＤ２２と、先端部１１ａの温度を検出する温度センサ２４と、本体部１２に設けられ、ＣＣＤ２２から出力される画像信号から信号成分を取り出すための相関二重サンプリング部５１と、相関二重サンプリング部５１を動作させるためのサンプルホールド信号及びＣＣＤ２２を駆動するための駆動パルス信号を発生するタイミングジェネレータ５５と、温度センサ２４により検出された温度に基づいて、タイミングジェネレータ５５が発生するサンプルホールド信号あるいは駆動パルス信号のタイミングを調整するCPU４４と、を有する。
【解決手段】電子内視鏡装置１は、ＣＣＤ２２と、先端部１１ａの温度を検出する温度センサ２４と、本体部１２に設けられ、ＣＣＤ２２から出力される画像信号から信号成分を取り出すための相関二重サンプリング部５１と、相関二重サンプリング部５１を動作させるためのサンプルホールド信号及びＣＣＤ２２を駆動するための駆動パルス信号を発生するタイミングジェネレータ５５と、温度センサ２４により検出された温度に基づいて、タイミングジェネレータ５５が発生するサンプルホールド信号あるいは駆動パルス信号のタイミングを調整するCPU４４と、を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子内視鏡装置に関し、挿入部の先端部の使用環境の温度に応じて、相関二重サンプリング処理が適切に行える電子内視鏡装置にする。
【背景技術】
【０００２】
従来より、内視鏡装置が医療分野及び工業分野において各種検査のために広く使用されている。内視鏡装置は、細長の挿入部と、本体部と、本体部に設けられあるいは接続されたモニタとを含んで構成されている。
工業分野では、内視鏡装置は、例えば、氷点下の屋外の建造物の検査、１００℃を超えるジェットエンジン内部の検査、等々、種々の温度環境で使用される場合がある。
【０００３】
検査者であるユーザは、細長の挿入部を、検査対象の内部に挿入し、挿入部の先端に設けられたCCD等の撮像素子により撮像された検査部位の画像を、モニタに表示あるいは記憶装置に記憶させることによって、検査を行う。
【０００４】
挿入部の先端に設けられた撮像素子は、本体部内の駆動回路により駆動され、撮像素子から出力される画像信号は、本体部内の画像信号処理部において、ノイズ除去等のために、相関二重サンプリング回路において相関二重サンプリング処理が施される。
【０００５】
ところで、半導体装置を含む電子部品は、使用環境の温度に応じてその動作タイミングが変化する。そのため、撮像素子からの画像信号を適切に処理できるようにするために、デジタルカメラの温度に応じて、撮像素子の駆動回路の動作タイミングを遅延させる技術も提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−５４０２７公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上述した提案は、一般的なデジタルカメラを想定しているため、内視鏡装置のような使用環境、及び先端部の撮像素子と本体部とが長い信号線で接続され信号波形が鈍り易いことに起因する動作タイミングの変化を考慮していない。
【０００８】
内視鏡装置は、長い挿入部が幅広い温度環境で使用されるため、先端部の温度は、大きく変化する。例えば、検査対象の一つであるジェットエンジン内部の温度が１００℃であっても、内視鏡装置の本体部の温度は、先端部のような大きな変化はない。さらに、内視鏡装置の挿入部の長さは、長いものでは、１０ｍ以上のものもある。そのため、撮像素子からの画像信号は、長い信号線により波形が鈍り易い。内視鏡装置は、このように一般的なデジタルカメラとは使用感環境が異なるため、上述した提案に係る技術は、内視鏡装置にそのまま利用することができない。
【０００９】
そこで、本発明は、細長い挿入部を有する電子内視鏡装置において、内視鏡の挿入部の先端部が種々の温度範囲で使用された場合であっても、相関二重サンプリング処理が適切にできる電子内視鏡装置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】
【００１０】
本発明の一態様によれば、内視鏡挿入部の先端部に設けられた撮像素子と、前記先端部の第１の温度を検出する第１の温度検出部と、前記内視鏡挿入部の基端が接続される本体部に設けられ、前記撮像素子から出力される画像信号から信号成分を取り出すための相関二重サンプリング部と、前記先端部と前記本体部の間で電気信号を伝送するケーブルと、前記本体部に設けられ、前記相関二重サンプリング部を動作させるためのサンプルホールド信号及び前記撮像素子を駆動するための駆動パルス信号を発生するタイミング発生部と、前記第１の温度検出部により検出された前記第１の温度に基づいて、前記タイミング発生部が発生する前記サンプルホールド信号あるいは前記駆動パルス信号のタイミングを調整するタイミング調整部と、を有する電子内視鏡装置を提供することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、細長い挿入部を有する電子内視鏡装置において、内視鏡の挿入部の先端部が種々の温度範囲で使用された場合であっても、相関二重サンプリング処理が適切にできる電子内視鏡装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係わる内視鏡装置の構成を示す構成図である。。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係わる、CCD２２へ供給される駆動パルス信号（RG,H1,H2）の波形を整形する回路２３ａの回路図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係わる、EPROM４５に格納されるCDSタイミングの補正値テーブルの例を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係わる、クロック信号CKに対して、CCD２２に入力される駆動パルス信号と、画像信号と、サンプルホールド信号のタイミングチャートである。
【図５】本発明の第１の実施の形態に係わる、CPU４４のタイミング信号の補正処理の流れの例を示すフローチャートである。
【図６】本発明の第１の実施の形態に係わる、EPROM４５に格納される駆動パルス信号（RG,H1,H2）のタイミングの補正値テーブルの例を示す図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態の変形例１に係る、CPU４４のタイミング信号の補正処理の流れの例を示すフローチャートである。
【図８】本発明の第１の実施の形態の変形例２に係る駆動パルス信号（RG,H1,H2）を供給する回路２３ｂの回路図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態に係わる内視鏡装置の構成を示す構成図である。
【図１０】本発明の第２の実施の形態に係わる、EPROM４５に格納されるCDSタイミングの補正値テーブルの例を示す図である。
【図１１】本発明の第２の実施の形態に係わる、EPROM４５に格納される駆動パルス信号（RG,H1,H2）のタイミングの補正値テーブルの例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
（第１の実施の形態）
図１は、本実施の形態に係わる内視鏡装置の構成を示す構成図である。内視鏡装置１は、細長の挿入部１１と、挿入部１１の基端が接続された本体部１２と、本体部１２に接続された表示部である液晶表示装置（以下、LCDという）１３とを含んで構成される電子内視鏡装置である。検査者であるユーザは、挿入部１１の先端部を検査対象装置の中へ挿入し、検査部位の内視鏡画像をLCD１３に表示させて、検査することができる。また、内視鏡画像は、本体部１２に着脱可能な記録媒体１４に記録することもできる。
なお、図１において一点鎖線で示すように、挿入部１１は、本体部１２に着脱可能なように、本体部１２のコネクタ１５によりコネクタ接続されるものであってもよい。
さらになお、このコネクタ１５の接続部は、本実施の形態では、後述するプリアンプ４１やタイミング発生回路５５の先で挿入部１１と分離するようにしているが、そうではなくデジタル信号の部分で着脱できるようにしても良い。例えば、挿入部１１側に、後述するアナログフロントエンド部２やタイミング発生回路５５（フィールドプログラマブルゲートアレイ４３の一部）を入れてしまうような構成でもよい。このように構成によれば、タイミングズレが発生する要素をすべて挿入部１１側に集約させることが出来るので、着脱システムを実現した場合、挿入部１１側と本体部１２側の組み合わせ調整を削減することができる。
【００１４】
挿入部１１の先端部１１ａには、照明部としての発光ダイオード（以下、LEDという）２１が複数個（図１では２つ）設けられている。LED２１は、図示しない観察窓の周囲に配置されている。観察窓の内側には、図示しない対物光学系が配置され、対物光学系の焦点位置に撮像素子であるCCD２２が配置されている。すなわち、CCD２２は、挿入部１１の先端部１１ａに設けられた撮像素子である。
【００１５】
CCD２２は、波形整形回路２３を介して、本体部１２と接続されている。波形整形回路２３は、CCD２２へ、駆動パルス信号（RG,H1,H2）を波形整形して供給する回路と、CCD２２からの画像信号をインピーダンス変換するバッファ回路を含む。
【００１６】
図２は、CCD２２へ供給される駆動パルス信号（RG,H1,H2）の波形を整形する回路２３ａの回路図である。本体部１２からの駆動パルス信号（RG,H1,H2）は、それぞれ所定の閾値と比較するコンパレータCMを介して増幅器AMPに入力されることによって、波形整形された各駆動パルスがCCD２２へ供給される。
【００１７】
さらに、挿入部１１の先端部１１ａには、先端部１１ａの温度を検出するための温度センサ２４が、CCD２２の近傍に設けられている。温度検出部としての温度センサ２４は、例えばサーミスタである。温度センサ１４は、取り付け及び固定の容易性の観点から、例えば、波形整形回路２３を搭載する回路基板上に実装される。
【００１８】
本体部１２は、カメラコントロールユニット（以下、CCUという）３１と、記録再生部３２と、LEDドライブ回路３３と、LCDドライバ回路３４と、操作部３５と、画像信号出力端子３６を含む。
CCU３１は、プリアンプ４１、アナログフロントエンド部（以下、AFEという）４２、フィールドプログラマブルゲートアレイ（以下、FPGAという）４３、中央処理装置（以下、CPUという）４４、及び書き換え可能な不揮発性メモリであるEPROM４５を有する。
【００１９】
プリアンプ４１は、波形整形回路２３のバッファ回路を介して受信したCCD２２からの画像信号を増幅する回路である。
AFE４２は、相関二重サンプリング回路（以下、CDS部という）５１と、オートゲイン調整回路（以下、AGC部という）５２と、アナログデジタル変換回路（以下、A/D部という）５３を含む。CDS部５１は、プリアンプ４１からの画像信号を入力して、サンプルホールド信号（SH1,SH2）に基づいて、ノイズ除去のための相関二重サンプリング処理を行い、AGC部５２へ出力する。すなわち、CDS部５１は、挿入部１１の基端が接続される本体部１２に設けられ、CCD２２から出力される画像信号から信号成分を取り出すための相関二重サンプリング部である。
【００２０】
AGC部５２は、CDS部５１からの画像信号のゲインを調整し、A/D部５３へ出力する。A/D部５３は、アナログ信号である画像信号をデジタル信号に変換して、FPGA４３へ供給する。
【００２１】
FPGA４３は、映像信号処理部５４とタイミング発生回路（以下、TG部という）５５を含む。映像信号処理部５４は、CPU４４からの制御信号に基づき、AFE４２からの画像信号を処理して、LCDドライバ回路３４と記録再生部３２へ出力する。映像信号処理部５４は、CCD２２からのライブの画像信号をLCDドライバ回路３４へ供給する。また、映像信号処理部５４は、CCD２２からの画像信号を、汎用の形式の画像信号に変換して記録再生部３２へ出力する。
【００２２】
TG部５５は、CPU４４の制御の下、各種タイミングパルス信号を生成して、出力する。具体的には、TG部５５は、CCD２２への各種駆動信号（RG,H1,H2,V1〜V6）を生成して出力する。さらに、TG部５５は、CDS部５１及びA/D部５３へのタイミングパルス信号（SH1,SH2,ADCK）も生成し、出力する。CDS部５１は、２種類のサンプルホールドパルス信号であるSH1、SH2により駆動される。また、TG部５５は、FPGA４３内の各種タイミングパルス信号TPも生成して出力する。すなわち、TG部５５は、本体部１２に設けられ、CDS部５１を動作させるためのサンプルホールド信号及びCCD２２を駆動するための駆動パルス信号を発生するタイミング発生部を構成する。
【００２３】
また、TG部５５は、上述したような複数のタイミングパルス信号を生成するが、後述するように、CPU４４からの補正指示に応じて、各タイミングパルス信号のタイミングを調整することができるように構成されている。
【００２４】
CPU４４は、本体部１２に設けられ、ユーザが操作するスイッチ等を含む操作部３５からの指示に基づいて、CCU１及び記録再生部３２内の各種回路の制御を行う。また、ここでは、CPU４４は、A/D部５６を含んでいる。A/D部５６は、先端部１１ａの温度センサ２４からのアナログの電圧信号をデジタル信号に変換して、先端部１１ａの温度についてのデジタルデータを、CPU４４に供給する。CPU４４は、温度センサ２４からのデジタルデータから、温度を算出する。
【００２５】
記録再生部３２は、画像処理LSI５８を有する。画像処理LSI５８は、CPU４４からの制御信号に基づいて、映像信号処理部５４からの画像信号を符号化して、コネクタ５９を介して記録媒体１４に記録し、かつ記録媒体１４に記録されている内視鏡画像を読み出して復号化して再生し、LCDドライバ回路３４を介してLCD１３に出力する回路である。また、画像処理LSI５８は、画像信号出力端子３６を介して、画像信号を出力可能となっている。画像処理LSI５８は、画像サイズを変換するスケーリング処理を含み、アナログVGA形式、SDI形式、VBS（コンポジットビデオ）、Sビデオ信号、DVI形式等の各種画像信号を、画像信号出力端子３６を介して出力可能となっている。
【００２６】
なお、上述した温度センサ２４に代えて、特開２００７−１２５１１１号公報に開示されているような、インピーダンス変換素子のDC成分から先端部１１ａの温度を検出する温度検出部を用いてもよい。
【００２７】
EPROM４５は、後述する補正値データを記憶する補正値テーブルを記憶するメモリである。補正値テーブルには、温度センサ２４の温度データに対応する、TG部５５が発生する各種パルスの位相調整時間あるいはパルス幅調整情報が格納されている。CPU４４は、EPROM４５の補正値テーブルを参照して、温度センサ２４の温度データから、位相調整値あるいはパルス幅調整値をEPROM４５から読み出し、TG部５５に補正値データとして出力する。すなわち、CPU４４とTG部５５は、タイミングを補正する補正値を記憶するテーブルを参照して、そのテーブルから読み出された温度に対応する補正値を用いて、サンプルホールド信号あるいは駆動パルス信号のタイミングを調整するタイミング調整部を構成する。
【００２８】
また、CPU４４は、温度センサ２４の温度データを、LCD１３の画面上に温度情報として表示したり、その温度データに応じて表示される映像の明るさ、色の濃さ、ランダムノイズなどの低減を行うために、FPGA４３内の映像信号処理部５４や、より後段の画像処理LSI５８にも温度データを通信で送ることができるようになっている。よって、CPU４４とLCD１３は、先端部１１ａの温度を表示する温度表示部を構成する。
【００２９】
図３は、EPROM４５に格納されるCDSタイミングの補正値テーブルの例を示す図である。補正値テーブルTBL1は、先端部１１ａの温度T1に対応して、CDS部５１及びA/D部５３へのタイミングパルス信号SH1,SH2,ADCKの各補正値を格納している。
【００３０】
図４は、クロック信号CKに対して、CCD２２に入力される駆動パルス信号と、画像信号と、サンプルホールド信号のタイミングチャートである。具体的には、図４は、クロック信号CKに対して、CCD２２に入力される駆動パルス信号（RG,H1,H2）と、CCD２２の出力（CCD-OUT）と理想的なサンプルホールド信号（SH1_0,SH2_0）と、実際にAFE部４２に入力される画像信号（AFE-IN）と適切なサンプルホールド信号（SH1,SH2）とを示す図である。
【００３１】
CCD２２へ供給される駆動パルス信号は、リセットゲートパルス信号（以下、RG信号という）、水平転送パルスH,H2の３種類から成り、基本クロックCKから生成される。
【００３２】
図４において、CCD２２に入力される駆動パルス信号（RG,H1,H2）の波形は、波形整形回路２３の出力直後の出力波形である。
３種類の駆動パルス信号（RG,H1,H2）がCCD２２に供給されることにより、出力（CCD-OUT）のような波形がCCD２２から出力される。出力（CCD-OUT）は、波形のひずみや遅延が非常に少ない理想的な波形を有している。図４において、理想的なサンプルホールド信号（SH1_0,SH2_0）は、CCD２２の出力端の画像信号の出力（CCD-OUT）のフィードスルー期間Z1と信号電荷期間Z2において、適切なタイミングで出力されている。また、出力（CCD-OUT）の波形はRG信号のパルス波形に対応し、光に反応する信号電荷期間Z2は、これらの３つのパルス信号（RG,H1,H2）のタイミングによって決定される。
【００３３】
内視鏡装置の場合は、本体部１２のTG部５５で発生させた駆動パルス信号（RG,H1,H2）が先端部１１ａのCCD２２に送られ、CCD２２から画像信号が出力されて、本体部１１へ戻ってくる。先端部１１ａと本体部１２は、電気信号を伝送するためのケーブルにより接続されている。
【００３４】
細長い挿入部１１の中にある細い信号線のケーブルを通ってAFE４２に入力される画像信号（AFE-IN）の波形は、鈍るため、フィードスルー期間Z1と信号電荷期間Z2は、共に短くなる。さらに、細く長い信号線を伝播するため、出力（CCD-OUT）と画像信号（AFE-IN）では数十nsec以上の電気的遅延が発生する上に、CCD２２の周囲温度によりCCD２２からの画像信号の伝播遅延時間が変化するため、CDS部５１まで戻ってくる時間に数nsec程度の変動が生じる。
【００３５】
例えば、CCD２２が２５万画素の場合は1画素期間Z0が約１００nsec（ナノ秒）であり、CDS部５１でサンプルホールドするフィードスルー期間Z1や信号電荷期間Z2の安定期間は５〜１０nsec程度あるため、数nsecの時間ずれ（すなわち位相ずれ）が生じても大きな問題は生じない。しかし、例えば、１００万画素の場合、1画素期間Z0が約２５nsec程度しかなく、CDS部５１でサンプルホールドするフィードスルー期間Z1や信号電荷期間Z2の安定期間は２〜４nsecしか確保できなくなる。
【００３６】
従って、CCD２２の画像信号が数nsecも遅れるとCDS部５１で適切にサンプルホールド処理ができなくなり、正常な映像信号がCDS部５１において得られなくなってしまい、最悪の場合、内視鏡画像が表示できなくなる。内視鏡装置１の場合、先端部１１ａの温度により、図４に示すように、サンプルホールド信号（SH1,SH2）のタイミングは、上述したCCD２２の出力直後の出力（CCD-OUT）に対する理想的なサンプルホールド信号（SH1_0,SH2_0）のタイミングとは異なっている。
そこで、本実施の形態では、先端部１１ａの温度に応じて、サンプルホールド信号（SH1,SH2）のタイミングあるいはパルス幅を補正する。
【００３７】
図３の補正値テーブルTBL1は、サンプルホールド信号（SH1,SH2）と、A/D部５３への変換タイミング信号ADCKのタイミング（すなわち位相）の補正値を含んでいる。ここでは、先端部１１ａの温度T1は、−１０℃〜１９℃と、２０℃〜３９℃、４０℃〜５９℃、６０℃〜７９℃、８０℃〜９９℃、１００℃〜１１０℃の６つの範囲に分類している。従って、ここでは６個のパターンの補正値データが、補正値テーブルTBL1に記憶されている。例えば、先端部１１ａの温度T1の変化に応じて、タイミングパルス信号SH1,SH2,ADCKの補正値が異なっている。各補正値は、先端部１１ａの温度T1に応じて、各タイミングパルス信号（SH1,SH2,ADCK）が適切なタイミングでフィードスルー期間Z1等において出力されるようにするための補正値である。
【００３８】
図３では、先端部１１ａの温度T1が高くなると、AFE部４２に入力される画像信号の波形は遅れてくるので、各補正値が大きくなっている。図４に示すように、先端部１１ａの温度T1が高くなると、画像信号におけるフィードスルー期間Z1や信号電荷期間Z2は、遅れるので、サンプルホールド信号（SH1,SH2）のタイミングを、点線で示す方向A1にずらしている。なお、図４では、A/D部５３への変換タイミング信号ADCKは示していない。図４において、＋で示す方向が、画像信号の波形が遅れる方向を示し、−で示す方向が、波形が速まる方向を示す。
従って、CPU４４は、先端部１１ａの温度T1に基づいて、サンプルホールド信号（SH1,SH2）とA/D部５３への変換タイミング信号ADCKのタイミングを調整する。
【００３９】
図５は、CPU４４のタイミング信号の補正処理の流れの例を示すフローチャートである。CPU４４は、先端部１１ａの温度T1すなわち温度センサ２４の温度情報を入力する（S1）。そして、EPROM４５の補正値テーブルTBL1のデータを参照し（S2）、入力された温度情報に対応するサンプルホールド信号（SH1,SH2）と、A/D部５３への変換タイミング信号ADCKの各補正値を読み出す（S3）。
【００４０】
そして、CPU４４は、読み出した各補正値を、TG部５５へ出力する（S4）。TG部５５は、入力された各補正値に基づいて補正した各タイミング信号（SH1,SH2,ADCK）を出力する。具体的には、CPU４４は、各タイミング信号（SH1,SH2,ADCK）のタイミングを、各タイミング信号（SH1,SH2,ADCK）の位相を変更することによって、調整する。その結果、先端部１１ａの温度T1が変化しても、その温度T1に対応する適切なタイミングで、各種タイミング信号がCDS部５１及びA/D部５３へ供給される。
【００４１】
CPU４４は、所定時間、例えば５秒、が経過したか否かを判定し（S5）、所定時間が経過しなければ（S5;NO）、処理は何もせず、所定時間が経過したときは（S5;YES）、処理はS1に戻り、上述した処理を繰り返す。
従って、CCD２２には温度T1に対応して、各タイミング信号（SH1,SH2,ADCK）が適切なタイミングで供給されるので、相関二重サンプリング処理とA/D変換処理は適切に行われる。
【００４２】
なお、図３は、各タイミング信号（SH1,SH2,ADCK）のタイミングを補正するための補正値であるが、各タイミング信号（SH1,SH2,ADCK）のパルス幅を補正する補正値でも同様の効果を得ることができる。すなわち、タイミング調整部であるCPU４４とTG５５は、各タイミング信号（SH1,SH2,ADCK）のタイミングを、サンプルホールド信号（SH1,SH2）と、A/D部５３への変換タイミング信号ADCKのパルス幅を変更することによって調整する。
例えば、図４において、サンプルホールド信号（SH1,SH2）のパルス幅W1,W2のそれぞれの立ち上がりエッジのタイミングを、点線の矢印Aaで示す方向に、広げるようにして、パルス幅は変更される。
【００４３】
さらになお、各タイミング信号（SH1,SH2,ADCK）が適切なタイミングで供給されるように、各タイミング信号（SH1,SH2,ADCK）のタイミング（すなわち位相）とパルス幅の両方を同時に補正するようにしてもよい。CCD２２には温度T1に対応して、各タイミング信号（SH1,SH2,ADCK）のタイミングとパルス幅の両方を補正しても、各タイミング信号（SH1,SH2,ADCK）が適切なタイミングで供給されるので、相関二重サンプリング処理とA/D変換処理は適切に行われる。
【００４４】
また、上述した例は、サンプルホールド信号（SH1,SH2）と、A/D部５３への変換タイミング信号ADCKのタイミングあるいはパルス幅を補正する例であるが、駆動パルス信号（RG,H1,H2）のタイミング（すなわち位相）を補正するようにしてもよい。
【００４５】
図６は、EPROM４５に格納される駆動パルス信号（RG,H1,H2）のタイミングの補正値テーブルの例を示す図である。補正値テーブルTBL2は、CCD２２へ供給される駆動パルス信号（RG,H1,H2）の各補正値を格納している。
【００４６】
図６では、先端部１１ａの温度T1が高くなると、AFE部４２に入力される画像信号の波形は遅れてくるので、各補正値が大きくなっている。図４に示すように、先端部１１ａの温度T1が高くなると、画像信号におけるフィードスルー期間T1や信号電荷期間T2は、遅れるので、駆動パルス信号（RG,H1,H2）のタイミングを、点線で示す方向A2にずらしている。
【００４７】
CPU４４は、図６に示す補正値テーブルTBL2を用いて、駆動パルス信号（RG,H1,H2）の補正値を、TG５５へ出力することによっても、フィードスルー期間Z1と信号電荷期間Z2にサンプルホールド信号（SH1,SH2）のタイミングを合わせることができるので、CDS部５１において相関二重サンプリング処理は適切に行われる。この場合のCPU４４の処理は、図５の処理と同様であり、参照されるテーブルが駆動パルス信号（RG,H1,H2）のタイミングの補正値テーブルTBL2であり、CPU４４が出力するのが、駆動パルス信号（RG,H1,H2）のタイミングの補正値であることが異なるだけである。
さらになお、サンプルホールド信号（SH1,SH2）のタイミング（すなわち位相）又はパルス幅（あるいは位相とパルス幅の両方）と共に、駆動パルス信号（RG,H1,H2）のタイミング（すなわち位相）も併せて調整するようにしてもよい。すなわち、相関二重サンプリング処理が適切に行われるように、サンプルホールド信号（SH1,SH2）と駆動パルス信号（RG,H1,H2）の両方のタイミングを調整するようにしてもよい。
【００４８】
以上のように、上述した実施の形態に係る電子内視鏡装置によれば、細長い挿入部を有する電子内視鏡装置において、内視鏡の挿入部の先端部が種々の温度範囲で使用された場合であっても、相関二重サンプリング処理が適切に行われる。
（変形例１）
上述した内視鏡装置１では、CPU４４が、先端部１１ａの温度T1に対応して、EPROM４５の補正値デーブルを参照してTG５５へ補正値を供給しているが、TG５５がメモリから補正値を読み出すようにしてもよい。
【００４９】
図１において点線で示すように、RAM７１を設け、そのRAM７１に補正値テーブル（TBL1あるいはTBL2）をEPROM４５から転送し、TG５５がその補正値テーブルを参照して読み出せるように構成してもよい。
【００５０】
この場合、CPU４４が先端部１１ａの温度に応じて補正値テーブルのどの補正値データを使用するかを、TG５５に通知することによって、TG５５が、補正値を読み出して、タイミング信号（駆動パルス信号（RG,H1,H2）及びサンプルホールド信号（SH1,SH2））のタイミングあるいはパルス幅を補正して出力する。
さらに、図１の例では、TG５５がFPGA４３内に取り込まれているが、そうではなくTG５５はAFE部４２内に取り込まれていてもよい。近年はCCD駆動周波数が画素数の増加に伴い上昇しており、より安定的に相関二重サンプリング処理をさせるためにTG５５をAFE部４３内に取り込む形態の場合も多いからである。従って、本実施の形態は、このような形態にも適用可能である。
【００５１】
図７は、本変形例に係る、CPU４４のタイミング信号の補正処理の流れの例を示すフローチャートである。なお、ここでは、補正値テーブルTBL1の例で説明するが、補正値テーブルTBL2の場合も同様である。
【００５２】
CPU４４は、まず、EPROM４５から補正値テーブルTBL1のデータを読み出して、RAM７１へ書き込む（S11）。CPU４４は、先端部１１ａの温度T1すなわち温度センサ２４の温度情報を入力する（S12）。そして、EPROM４５の補正値テーブルTBL1のデータを参照し（S2）、入力された温度情報に対応するサンプルホールド信号（SH1,SH2）と、A/D部５３への変換タイミング信号ADCKの各補正値に対応する補正値番号を決定する（S13）。た例えば、図３において、先端部１１ａの温度T1が４５℃であれば、CPU４４は、補正値番号は「３」と決定する。
【００５３】
そして、CPU４４は、決定した補正値番号を、TG部５５へ出力する（S14）。TG部５５は、入力された補正値番号に対応する各補正値を、RAM７１から読み出して、補正したタイミングで各タイミング信号（SH1,SH2,ADCK）を出力する。その結果、先端部１１ａの温度T1が変化しても、その温度T1に対応する適切なタイミングで、各種タイミング信号がCDS部５１及びA/D部５３へ供給される。
【００５４】
CPU４４は、所定時間、例えば５秒、が経過したか否かを判定し（S15）、所定時間が経過しなければ（S15;NO）、処理は何もせず、所定時間が経過したときは（S15;YES）、処理はS1に戻り、上述した処理を繰り返す。
従って、本変形例においても、先端部１１ａの温度T1に対応して、サンプルホールド信号（SH1,SH2）が適切なタイミングで供給されるので、適切な相関二重サンプリング処理が行われる。
（変形例２）
波形整形回路２３の変形例を説明する。
上述した内視鏡装置１では、細長い挿入部１１を挿通する信号線を通して先端部１１ａのCCD２２が駆動されるが、CCD２２へ入力される駆動パルス信号（RG,H1,H2）の波形は、先端部１１ａまで到達すると信号線のRLC成分で鈍ったり、各種信号間のクロストークなどが原因で歪も発生する。これらの歪み等は、挿入部長が長くなるほど大きくなる傾向がある。そのため、特に、水平転送パルスH1,H2は、波形整形手段を用いてエッジの鋭い波形に修正して、CCD２２を駆動するようにしている。これは、水平転送パルスH1,H2のクロックは波形のエッジが鋭くないと、CCD２２の水平転送効率が落ちてしまい画質が劣化する原因となるためである。
【００５５】
上述したように、近年、撮像素子の高画素化により1画素期間Z0が短くなっており、例えば２５万画素では１画素期間が約１００nsec（ナノ秒）あったの対し、１００万画素では１画素期間が約２５nsecと約１／４に原理的になってしまう。こうなると、RG信号のパルス信号のエッジも急峻にしないと画質劣化の元になるので、波形整形が必要となる。そこで波形整形はH1だけでなくRGも必要になってきている。
【００５６】
波形のなまり、ひずみは、信号線の仕様や長さ、挿入部状況により微妙に変化するため、波形整形回路で波形整形できた場合でも、今度は水平転送パルスH1とH2の間で微妙な位相差が発生する。水平転送パルスH1とH2は、互いに逆相の関係になることで、効率良く撮像素子の電荷を水平転送することが可能となる。これがなんらかの原因で、水平転送パルスH1とH2に微妙な位相差が発生すると、水平転送パルスH1、H2のクロススイッチング特性が悪くなり、撮像素子の電荷転送が効率的にできなくなるなど、画質に支障をきたす。そこで水平転送パルスH1とH2は完全に逆相の関係にあり、位相差が極力発生しないようにすることが重要となる。
【００５７】
また、撮像素子の画素数が大きくなると駆動パルス信号（RG,H1,H2）の周波数もより高くなるため、挿入部１１を通る長い信号線の伝送ロスや歪がより大きくなる。そのため画素数の大きい撮像素子を用いる場合ほど、信号線を太くする必要があり、今度は挿入部の直径の中に入らないなど設計を難しくする要因になっていた。
【００５８】
そこで水平転送パルスH1とH2パルスが逆相になっている点に着眼し、本変形例では挿入部１１を通る水平転送パルスH1またはH2の一方のみを伝送し、波形整形回路で位相反転した他方の水平転送パルスH2またはH1を生成するようにした。
【００５９】
図８は、本変形例に係る駆動パルス信号（RG,H1,H2）を供給する回路２３ｂの回路図である。本体部１２からの各駆動パルスは、RG信号と水平転送パルスH1であり、水平転送パルスH2は、水平転送パルスH1を入力して、所定の閾値との比較結果を出力するコンパレータCMの出力を、位相反転して増幅する増幅器AMPａに入力することによって、生成されている。
【００６０】
よって、本変形例によれば、水平転送パルスH1とH2間に位相差が発生せず、水平転送パルスH1、H2のクロススイッチング特性が良くなり、撮像素子の電荷転送効率を高くすることができる。
さらに、図２や図８の場合は、波形整形回路２３のコンパレータCMの片側の電位をDC固定として波形整形しているが、このDC電圧を固定せず、信号線を介して本体部１２からDC電圧を送り波形整形をするようにしてもよい。このDC電圧が変化すると、波形整形の動作点が変わるため、コンパレータCM の出力波形のパルス幅を変化させることができる。例えばCPU５７からのデジタル出力値を補正値テーブルTBL2に連動するようして、図示しないD/A変換器を通してアナログ電圧値を得て、このアナログ電圧を上記DC電圧として波形整形回路２３のDC電圧として送るようにしても良い。すなわち、波形整形回路２３内のコンパレータCM の動作点を可変することで、駆動パルス信号（RG,H1,H2）の位相調整を行うようにしても良い。
ところで、前記サンプルホールド信号あるいは前記駆動パルス信号のタイミング調整を行うとCDS部５１を内蔵したAFE部４２によっては、タイミング調整時にAFE部４２の出力画像にノイズが重畳する場合がある。この画像ノイズは画像品質を落とす。これを回避するためには、駆動パルス信号のタイミング調整をCCD２２の出画期間外で行うと効果的に除去することができる。具体的には、前記サンプルホールド信号（SH1,SH2）あるいは前記駆動パルス信号（RG,H1,H2）のタイミング調整は映像のブランキング期間に行うようにする。
また、タイミング調整を行うことは、CDS部５１でのサンプルホールド動作が微妙に変わることを意味し、画像ノイズだけでなく、明るさが微妙に変わることも意味する。頻繁にタイミング調整を行うと明るさも微小ではあるが頻繁に変化することとなり、画像がちらつき、画像の安定性が失われる原因になりうる。これを回避するためには、補正値テーブルTBL1,TBL2の表で制御対象の番号が頻繁に変わらないようにすればよい。具体的には例えば１９℃と２０℃の間に仕切りがあるが、仕切り毎に不感帯を設けたり、温度が変化してこの仕切りをまたぐときにヒステリシス特性を持たせるなどして頻繁には制御対象となる番号が変わらないように制御する。
（第２の実施の形態）
第１の実施の形態は、挿入部１１の先端部１１ａの温度に基づいて、各種タイミング信号のタイミングあるいはパルス幅あるいはそれら両方を補正するものであるが、本実施の形態では、先端部１１ａの温度T1だけでなく、本体部１２の温度T2も考慮して、各種タイミング信号のタイミングあるいはパルス幅あるいはそれら両方を補正するものである。
【００６１】
本体部１２の温度も、ユーザの使用環境によっては、大きく変化する場合がある。例えば、人間が検査を行える氷点下２０℃の極寒の環境から４５℃の酷暑の環境までであり、内視鏡装置の使用される温度環境の幅は広い。
【００６２】
そこで、本実施の形態では、先端部１１ａの温度T1と本体部１２の温度T2の両方を考慮した補正値テーブルを用いて、各種タイミング信号のタイミングあるいはパルス幅あるいはそれら両方を補正する。
【００６３】
図９は、本実施の形態に係る内視鏡装置の構成を示す構成図である。図９において図１の構成要素と同じ構成要素については、同じ符号を付し説明は省略して、異なる構成について説明する。
【００６４】
図９に示すように、内視鏡装置１AのCCU３１には、本体部１２の温度を検出するための温度センサ４６が設けられている。さらに、CPU４４は、A/D部５７を含んでいる。A/D部５７は、本体部１２の温度センサ４６からのアナログ信号をデジタル信号に変換して、本体部１２の温度データを、CPU４４に供給する。CPU４４は、温度センサ２４と４６からの電圧信号を選択的に受信し、その電圧信号のデジタルデータから、それぞれの温度情報を算出する。
温度センサ４６は、例えばサーミスタである。CCU３１の各種回路は、半導体装置により構成されているため、その半導体装置の近傍に設けることによって、温度センサ４６は、本体部１２の温度を検出することができる。
【００６５】
また、上述した温度センサ４６に代えて、特開２００７−１２５１１１号公報に開示の技術を用いて、インピーダンス変換素子のDC成分から温度を検出する温度検出部を用いてもよい。
【００６６】
EPROM４５は、２つの温度センサ２４，４６の温度情報と、TG部５５が発生する各種パルスの位相調整時間あるいはパルス幅調整情報をもったテーブルを格納する。CPU４４は、EPROM４５のデータを参照して、２つの温度情報からそのテーブルを参照して、位相調整値あるいはパルス幅調整値をEPROM４５から読み出し、TG部５５に出力する。
【００６７】
また、CPU４４は、温度センサ２４，４６の温度情報を、LCD１３の画面上に温度情報として表示したり、その温度情報に応じて表示される映像の明るさ、色の濃さ、ランダムノイズなどの低減を行うために、FPGA４３内の映像信号処理部５４や、より後段の画像処理LSI５８にも温度情報を通信で送ることができるようになっている。
【００６８】
図１０は、EPROM４５に格納されるCDSタイミングの補正値テーブルの例を示す図である。補正値の単位は、例えば、nsec（ナノ秒）である。補正値テーブルTBL3は、先端部１１ａの温度T1と本体部１２の温度T2の組合せに対応して、CDS部５１及びA/D部５３への各タイミング信号（SH1,SH2,ADCK）の各補正値を格納している。
【００６９】
ここでは、先端部１１ａの温度T1は、−１０℃〜１９℃と、２０℃〜３９℃、４０℃〜５９℃、６０℃〜７９℃、８０℃〜９９℃、１００℃〜１１０℃の６つの範囲に分類し、本体部１２の温度T2は、−１０℃〜１９℃、２０℃〜３９℃、４０℃〜４０℃の３つの範囲に分類している。そして、これらの分類の組合せの数、ここでは１８個のパターンの補正値データが、補正値テーブルTBL3に記憶されている。各補正値は、先端部１１ａの温度D1と本体部１２の温度D2に応じて、各タイミング信号（SH1,SH2,ADCK）が適切なタイミングでフィードスルー期間T1等において出力されるようにするための補正値である。
【００７０】
例えば、先端部１１ａの温度T1に対して、本体部１２の温度T2が高くなると、AFE部４２に入力される画像信号の波形は遅れてくるので、各補正値が小さくなっている。
本実施の形態におけるCPU４４の処理は、第１の実施の形態の図５及び図７に示す処理と同様である。図５と図７において、温度センサの温度情報の入力処理では（S1，S12）、２つの温度センサ２４と４６の温度情報が入力され、CPU４４は、その温度の組合せに対応する補正値をEPROM４５から読み出して、TG５５へ出力する。
【００７１】
従って、タイミング調整部であるCPU４４は、先端部１１ａの温度T1と本体部１２の温度T2に基づいて、TG部５５が発生するサンプルホールド信号（SH1,SH2）と、A/D部５３への変換タイミング信号ADCKのタイミングを調整する。
【００７２】
なお、本実施の形態においても、各タイミング信号（SH1,SH2,ADCK）の位相に代えて、各タイミング信号（SH1,SH2,ADCK）のパルス幅を補正する補正値を用いて、各タイミング信号（SH1,SH2,ADCK）のタイミングを調整するようにしてもよい。
【００７３】
さらになお、本実施の形態においても、各タイミング信号（SH1,SH2,ADCK）のタイミング（すなわち位相）と共に、各タイミング信号（SH1,SH2,ADCK）のパルス幅も併せて補正する補正値を用いて、各タイミング信号（SH1,SH2,ADCK）のタイミングを調整するようにしてもよい。
【００７４】
さらになお、上述した例は、タイミングパルス信号SH1,SH2,ADCKの補正をする例であるが、第１の実施の形態と同様に、駆動パルス信号（RG,H1,H2）のタイミング（すなわち位相）の補正をするようにしてもよい。
【００７５】
図１１は、EPROM４５に格納される駆動パルス信号（RG,H1,H2）のタイミングの補正値テーブルの例を示す図である。補正値テーブルTBL4は、CCD２２へ供給される駆動パルス信号（RG,H1,H2）の各補正値を格納している。
【００７６】
図１１の補正値テーブルを用いた場合も、第１の実施の形態で説明した処理と同様の処理により、内視鏡装置１Aは、適切な相関二重サンプリング処理を行うことができる。
【００７７】
さらに、本実施の形態においても、サンプルホールド信号（SH1,SH2）のタイミング（すなわち位相）又はパルス幅（あるいは位相とパルス幅の両方）と共に、駆動パルス信号（RG,H1,H2）のタイミング（すなわち位相）も併せて調整するようにしてもよい。すなわち、相関二重サンプリング処理が適切に行われるように、サンプルホールド信号（SH1,SH2）と駆動パルス信号（RG,H1,H2）の両方のタイミングを調整するようにしてもよい。
【００７８】
従って、本実施の形態によれば、先端部１１ａと本体部１２が離れており、それぞれが異なる温度環境下に置かれて使用されても、CDS部５１において相関二重サンプリング処理が適切に行われる内視鏡装置を提供することができる。
【００７９】
さらに、第１の実施の形態で説明した変形例１と変形例２の内容は、本実施の形態にも適用可能である。
【００８０】
上述した各実施の形態及び各変形例によれば、細長い挿入部を有する電子内視鏡装置において、内視鏡の挿入部の先端部が種々の温度範囲で使用された場合であっても、相関二重サンプリング処理が適切にできる電子内視鏡装置を実現することができる。
【００８１】
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変えない範囲において、種々の変更、改変等が可能である。
【符号の説明】
【００８２】
１、１A 内視鏡装置、１１ 挿入部、１１ａ 先端部、１２ 本体部、１３ LCD、１４ 記録媒体、２１ LED、２２ CCD、２３ 波形整形回路、２４、４６ 温度センサ、３１ カメラコントロールユニット、３２ 記録再生部、３３ LEDドライブ回路、３４ LCDドライバ回路、３５ 操作部、４１ プリアンプ、４２ アナログフロントエンド部、４３ FPGA、４４ CPU、４５ EPROM、５１ CDS部、５２ AGC部、５３、５６，５７ A/D部、５４ 映像処理部、５５ タイミングジェネレータ、５８ 画像処理LSI、５９ コネクタ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子内視鏡装置に関し、挿入部の先端部の使用環境の温度に応じて、相関二重サンプリング処理が適切に行える電子内視鏡装置にする。
【背景技術】
【０００２】
従来より、内視鏡装置が医療分野及び工業分野において各種検査のために広く使用されている。内視鏡装置は、細長の挿入部と、本体部と、本体部に設けられあるいは接続されたモニタとを含んで構成されている。
工業分野では、内視鏡装置は、例えば、氷点下の屋外の建造物の検査、１００℃を超えるジェットエンジン内部の検査、等々、種々の温度環境で使用される場合がある。
【０００３】
検査者であるユーザは、細長の挿入部を、検査対象の内部に挿入し、挿入部の先端に設けられたCCD等の撮像素子により撮像された検査部位の画像を、モニタに表示あるいは記憶装置に記憶させることによって、検査を行う。
【０００４】
挿入部の先端に設けられた撮像素子は、本体部内の駆動回路により駆動され、撮像素子から出力される画像信号は、本体部内の画像信号処理部において、ノイズ除去等のために、相関二重サンプリング回路において相関二重サンプリング処理が施される。
【０００５】
ところで、半導体装置を含む電子部品は、使用環境の温度に応じてその動作タイミングが変化する。そのため、撮像素子からの画像信号を適切に処理できるようにするために、デジタルカメラの温度に応じて、撮像素子の駆動回路の動作タイミングを遅延させる技術も提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−５４０２７公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上述した提案は、一般的なデジタルカメラを想定しているため、内視鏡装置のような使用環境、及び先端部の撮像素子と本体部とが長い信号線で接続され信号波形が鈍り易いことに起因する動作タイミングの変化を考慮していない。
【０００８】
内視鏡装置は、長い挿入部が幅広い温度環境で使用されるため、先端部の温度は、大きく変化する。例えば、検査対象の一つであるジェットエンジン内部の温度が１００℃であっても、内視鏡装置の本体部の温度は、先端部のような大きな変化はない。さらに、内視鏡装置の挿入部の長さは、長いものでは、１０ｍ以上のものもある。そのため、撮像素子からの画像信号は、長い信号線により波形が鈍り易い。内視鏡装置は、このように一般的なデジタルカメラとは使用感環境が異なるため、上述した提案に係る技術は、内視鏡装置にそのまま利用することができない。
【０００９】
そこで、本発明は、細長い挿入部を有する電子内視鏡装置において、内視鏡の挿入部の先端部が種々の温度範囲で使用された場合であっても、相関二重サンプリング処理が適切にできる電子内視鏡装置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】
【００１０】
本発明の一態様によれば、内視鏡挿入部の先端部に設けられた撮像素子と、前記先端部の第１の温度を検出する第１の温度検出部と、前記内視鏡挿入部の基端が接続される本体部に設けられ、前記撮像素子から出力される画像信号から信号成分を取り出すための相関二重サンプリング部と、前記先端部と前記本体部の間で電気信号を伝送するケーブルと、前記本体部に設けられ、前記相関二重サンプリング部を動作させるためのサンプルホールド信号及び前記撮像素子を駆動するための駆動パルス信号を発生するタイミング発生部と、前記第１の温度検出部により検出された前記第１の温度に基づいて、前記タイミング発生部が発生する前記サンプルホールド信号あるいは前記駆動パルス信号のタイミングを調整するタイミング調整部と、を有する電子内視鏡装置を提供することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、細長い挿入部を有する電子内視鏡装置において、内視鏡の挿入部の先端部が種々の温度範囲で使用された場合であっても、相関二重サンプリング処理が適切にできる電子内視鏡装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係わる内視鏡装置の構成を示す構成図である。。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係わる、CCD２２へ供給される駆動パルス信号（RG,H1,H2）の波形を整形する回路２３ａの回路図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係わる、EPROM４５に格納されるCDSタイミングの補正値テーブルの例を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係わる、クロック信号CKに対して、CCD２２に入力される駆動パルス信号と、画像信号と、サンプルホールド信号のタイミングチャートである。
【図５】本発明の第１の実施の形態に係わる、CPU４４のタイミング信号の補正処理の流れの例を示すフローチャートである。
【図６】本発明の第１の実施の形態に係わる、EPROM４５に格納される駆動パルス信号（RG,H1,H2）のタイミングの補正値テーブルの例を示す図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態の変形例１に係る、CPU４４のタイミング信号の補正処理の流れの例を示すフローチャートである。
【図８】本発明の第１の実施の形態の変形例２に係る駆動パルス信号（RG,H1,H2）を供給する回路２３ｂの回路図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態に係わる内視鏡装置の構成を示す構成図である。
【図１０】本発明の第２の実施の形態に係わる、EPROM４５に格納されるCDSタイミングの補正値テーブルの例を示す図である。
【図１１】本発明の第２の実施の形態に係わる、EPROM４５に格納される駆動パルス信号（RG,H1,H2）のタイミングの補正値テーブルの例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
（第１の実施の形態）
図１は、本実施の形態に係わる内視鏡装置の構成を示す構成図である。内視鏡装置１は、細長の挿入部１１と、挿入部１１の基端が接続された本体部１２と、本体部１２に接続された表示部である液晶表示装置（以下、LCDという）１３とを含んで構成される電子内視鏡装置である。検査者であるユーザは、挿入部１１の先端部を検査対象装置の中へ挿入し、検査部位の内視鏡画像をLCD１３に表示させて、検査することができる。また、内視鏡画像は、本体部１２に着脱可能な記録媒体１４に記録することもできる。
なお、図１において一点鎖線で示すように、挿入部１１は、本体部１２に着脱可能なように、本体部１２のコネクタ１５によりコネクタ接続されるものであってもよい。
さらになお、このコネクタ１５の接続部は、本実施の形態では、後述するプリアンプ４１やタイミング発生回路５５の先で挿入部１１と分離するようにしているが、そうではなくデジタル信号の部分で着脱できるようにしても良い。例えば、挿入部１１側に、後述するアナログフロントエンド部２やタイミング発生回路５５（フィールドプログラマブルゲートアレイ４３の一部）を入れてしまうような構成でもよい。このように構成によれば、タイミングズレが発生する要素をすべて挿入部１１側に集約させることが出来るので、着脱システムを実現した場合、挿入部１１側と本体部１２側の組み合わせ調整を削減することができる。
【００１４】
挿入部１１の先端部１１ａには、照明部としての発光ダイオード（以下、LEDという）２１が複数個（図１では２つ）設けられている。LED２１は、図示しない観察窓の周囲に配置されている。観察窓の内側には、図示しない対物光学系が配置され、対物光学系の焦点位置に撮像素子であるCCD２２が配置されている。すなわち、CCD２２は、挿入部１１の先端部１１ａに設けられた撮像素子である。
【００１５】
CCD２２は、波形整形回路２３を介して、本体部１２と接続されている。波形整形回路２３は、CCD２２へ、駆動パルス信号（RG,H1,H2）を波形整形して供給する回路と、CCD２２からの画像信号をインピーダンス変換するバッファ回路を含む。
【００１６】
図２は、CCD２２へ供給される駆動パルス信号（RG,H1,H2）の波形を整形する回路２３ａの回路図である。本体部１２からの駆動パルス信号（RG,H1,H2）は、それぞれ所定の閾値と比較するコンパレータCMを介して増幅器AMPに入力されることによって、波形整形された各駆動パルスがCCD２２へ供給される。
【００１７】
さらに、挿入部１１の先端部１１ａには、先端部１１ａの温度を検出するための温度センサ２４が、CCD２２の近傍に設けられている。温度検出部としての温度センサ２４は、例えばサーミスタである。温度センサ１４は、取り付け及び固定の容易性の観点から、例えば、波形整形回路２３を搭載する回路基板上に実装される。
【００１８】
本体部１２は、カメラコントロールユニット（以下、CCUという）３１と、記録再生部３２と、LEDドライブ回路３３と、LCDドライバ回路３４と、操作部３５と、画像信号出力端子３６を含む。
CCU３１は、プリアンプ４１、アナログフロントエンド部（以下、AFEという）４２、フィールドプログラマブルゲートアレイ（以下、FPGAという）４３、中央処理装置（以下、CPUという）４４、及び書き換え可能な不揮発性メモリであるEPROM４５を有する。
【００１９】
プリアンプ４１は、波形整形回路２３のバッファ回路を介して受信したCCD２２からの画像信号を増幅する回路である。
AFE４２は、相関二重サンプリング回路（以下、CDS部という）５１と、オートゲイン調整回路（以下、AGC部という）５２と、アナログデジタル変換回路（以下、A/D部という）５３を含む。CDS部５１は、プリアンプ４１からの画像信号を入力して、サンプルホールド信号（SH1,SH2）に基づいて、ノイズ除去のための相関二重サンプリング処理を行い、AGC部５２へ出力する。すなわち、CDS部５１は、挿入部１１の基端が接続される本体部１２に設けられ、CCD２２から出力される画像信号から信号成分を取り出すための相関二重サンプリング部である。
【００２０】
AGC部５２は、CDS部５１からの画像信号のゲインを調整し、A/D部５３へ出力する。A/D部５３は、アナログ信号である画像信号をデジタル信号に変換して、FPGA４３へ供給する。
【００２１】
FPGA４３は、映像信号処理部５４とタイミング発生回路（以下、TG部という）５５を含む。映像信号処理部５４は、CPU４４からの制御信号に基づき、AFE４２からの画像信号を処理して、LCDドライバ回路３４と記録再生部３２へ出力する。映像信号処理部５４は、CCD２２からのライブの画像信号をLCDドライバ回路３４へ供給する。また、映像信号処理部５４は、CCD２２からの画像信号を、汎用の形式の画像信号に変換して記録再生部３２へ出力する。
【００２２】
TG部５５は、CPU４４の制御の下、各種タイミングパルス信号を生成して、出力する。具体的には、TG部５５は、CCD２２への各種駆動信号（RG,H1,H2,V1〜V6）を生成して出力する。さらに、TG部５５は、CDS部５１及びA/D部５３へのタイミングパルス信号（SH1,SH2,ADCK）も生成し、出力する。CDS部５１は、２種類のサンプルホールドパルス信号であるSH1、SH2により駆動される。また、TG部５５は、FPGA４３内の各種タイミングパルス信号TPも生成して出力する。すなわち、TG部５５は、本体部１２に設けられ、CDS部５１を動作させるためのサンプルホールド信号及びCCD２２を駆動するための駆動パルス信号を発生するタイミング発生部を構成する。
【００２３】
また、TG部５５は、上述したような複数のタイミングパルス信号を生成するが、後述するように、CPU４４からの補正指示に応じて、各タイミングパルス信号のタイミングを調整することができるように構成されている。
【００２４】
CPU４４は、本体部１２に設けられ、ユーザが操作するスイッチ等を含む操作部３５からの指示に基づいて、CCU１及び記録再生部３２内の各種回路の制御を行う。また、ここでは、CPU４４は、A/D部５６を含んでいる。A/D部５６は、先端部１１ａの温度センサ２４からのアナログの電圧信号をデジタル信号に変換して、先端部１１ａの温度についてのデジタルデータを、CPU４４に供給する。CPU４４は、温度センサ２４からのデジタルデータから、温度を算出する。
【００２５】
記録再生部３２は、画像処理LSI５８を有する。画像処理LSI５８は、CPU４４からの制御信号に基づいて、映像信号処理部５４からの画像信号を符号化して、コネクタ５９を介して記録媒体１４に記録し、かつ記録媒体１４に記録されている内視鏡画像を読み出して復号化して再生し、LCDドライバ回路３４を介してLCD１３に出力する回路である。また、画像処理LSI５８は、画像信号出力端子３６を介して、画像信号を出力可能となっている。画像処理LSI５８は、画像サイズを変換するスケーリング処理を含み、アナログVGA形式、SDI形式、VBS（コンポジットビデオ）、Sビデオ信号、DVI形式等の各種画像信号を、画像信号出力端子３６を介して出力可能となっている。
【００２６】
なお、上述した温度センサ２４に代えて、特開２００７−１２５１１１号公報に開示されているような、インピーダンス変換素子のDC成分から先端部１１ａの温度を検出する温度検出部を用いてもよい。
【００２７】
EPROM４５は、後述する補正値データを記憶する補正値テーブルを記憶するメモリである。補正値テーブルには、温度センサ２４の温度データに対応する、TG部５５が発生する各種パルスの位相調整時間あるいはパルス幅調整情報が格納されている。CPU４４は、EPROM４５の補正値テーブルを参照して、温度センサ２４の温度データから、位相調整値あるいはパルス幅調整値をEPROM４５から読み出し、TG部５５に補正値データとして出力する。すなわち、CPU４４とTG部５５は、タイミングを補正する補正値を記憶するテーブルを参照して、そのテーブルから読み出された温度に対応する補正値を用いて、サンプルホールド信号あるいは駆動パルス信号のタイミングを調整するタイミング調整部を構成する。
【００２８】
また、CPU４４は、温度センサ２４の温度データを、LCD１３の画面上に温度情報として表示したり、その温度データに応じて表示される映像の明るさ、色の濃さ、ランダムノイズなどの低減を行うために、FPGA４３内の映像信号処理部５４や、より後段の画像処理LSI５８にも温度データを通信で送ることができるようになっている。よって、CPU４４とLCD１３は、先端部１１ａの温度を表示する温度表示部を構成する。
【００２９】
図３は、EPROM４５に格納されるCDSタイミングの補正値テーブルの例を示す図である。補正値テーブルTBL1は、先端部１１ａの温度T1に対応して、CDS部５１及びA/D部５３へのタイミングパルス信号SH1,SH2,ADCKの各補正値を格納している。
【００３０】
図４は、クロック信号CKに対して、CCD２２に入力される駆動パルス信号と、画像信号と、サンプルホールド信号のタイミングチャートである。具体的には、図４は、クロック信号CKに対して、CCD２２に入力される駆動パルス信号（RG,H1,H2）と、CCD２２の出力（CCD-OUT）と理想的なサンプルホールド信号（SH1_0,SH2_0）と、実際にAFE部４２に入力される画像信号（AFE-IN）と適切なサンプルホールド信号（SH1,SH2）とを示す図である。
【００３１】
CCD２２へ供給される駆動パルス信号は、リセットゲートパルス信号（以下、RG信号という）、水平転送パルスH,H2の３種類から成り、基本クロックCKから生成される。
【００３２】
図４において、CCD２２に入力される駆動パルス信号（RG,H1,H2）の波形は、波形整形回路２３の出力直後の出力波形である。
３種類の駆動パルス信号（RG,H1,H2）がCCD２２に供給されることにより、出力（CCD-OUT）のような波形がCCD２２から出力される。出力（CCD-OUT）は、波形のひずみや遅延が非常に少ない理想的な波形を有している。図４において、理想的なサンプルホールド信号（SH1_0,SH2_0）は、CCD２２の出力端の画像信号の出力（CCD-OUT）のフィードスルー期間Z1と信号電荷期間Z2において、適切なタイミングで出力されている。また、出力（CCD-OUT）の波形はRG信号のパルス波形に対応し、光に反応する信号電荷期間Z2は、これらの３つのパルス信号（RG,H1,H2）のタイミングによって決定される。
【００３３】
内視鏡装置の場合は、本体部１２のTG部５５で発生させた駆動パルス信号（RG,H1,H2）が先端部１１ａのCCD２２に送られ、CCD２２から画像信号が出力されて、本体部１１へ戻ってくる。先端部１１ａと本体部１２は、電気信号を伝送するためのケーブルにより接続されている。
【００３４】
細長い挿入部１１の中にある細い信号線のケーブルを通ってAFE４２に入力される画像信号（AFE-IN）の波形は、鈍るため、フィードスルー期間Z1と信号電荷期間Z2は、共に短くなる。さらに、細く長い信号線を伝播するため、出力（CCD-OUT）と画像信号（AFE-IN）では数十nsec以上の電気的遅延が発生する上に、CCD２２の周囲温度によりCCD２２からの画像信号の伝播遅延時間が変化するため、CDS部５１まで戻ってくる時間に数nsec程度の変動が生じる。
【００３５】
例えば、CCD２２が２５万画素の場合は1画素期間Z0が約１００nsec（ナノ秒）であり、CDS部５１でサンプルホールドするフィードスルー期間Z1や信号電荷期間Z2の安定期間は５〜１０nsec程度あるため、数nsecの時間ずれ（すなわち位相ずれ）が生じても大きな問題は生じない。しかし、例えば、１００万画素の場合、1画素期間Z0が約２５nsec程度しかなく、CDS部５１でサンプルホールドするフィードスルー期間Z1や信号電荷期間Z2の安定期間は２〜４nsecしか確保できなくなる。
【００３６】
従って、CCD２２の画像信号が数nsecも遅れるとCDS部５１で適切にサンプルホールド処理ができなくなり、正常な映像信号がCDS部５１において得られなくなってしまい、最悪の場合、内視鏡画像が表示できなくなる。内視鏡装置１の場合、先端部１１ａの温度により、図４に示すように、サンプルホールド信号（SH1,SH2）のタイミングは、上述したCCD２２の出力直後の出力（CCD-OUT）に対する理想的なサンプルホールド信号（SH1_0,SH2_0）のタイミングとは異なっている。
そこで、本実施の形態では、先端部１１ａの温度に応じて、サンプルホールド信号（SH1,SH2）のタイミングあるいはパルス幅を補正する。
【００３７】
図３の補正値テーブルTBL1は、サンプルホールド信号（SH1,SH2）と、A/D部５３への変換タイミング信号ADCKのタイミング（すなわち位相）の補正値を含んでいる。ここでは、先端部１１ａの温度T1は、−１０℃〜１９℃と、２０℃〜３９℃、４０℃〜５９℃、６０℃〜７９℃、８０℃〜９９℃、１００℃〜１１０℃の６つの範囲に分類している。従って、ここでは６個のパターンの補正値データが、補正値テーブルTBL1に記憶されている。例えば、先端部１１ａの温度T1の変化に応じて、タイミングパルス信号SH1,SH2,ADCKの補正値が異なっている。各補正値は、先端部１１ａの温度T1に応じて、各タイミングパルス信号（SH1,SH2,ADCK）が適切なタイミングでフィードスルー期間Z1等において出力されるようにするための補正値である。
【００３８】
図３では、先端部１１ａの温度T1が高くなると、AFE部４２に入力される画像信号の波形は遅れてくるので、各補正値が大きくなっている。図４に示すように、先端部１１ａの温度T1が高くなると、画像信号におけるフィードスルー期間Z1や信号電荷期間Z2は、遅れるので、サンプルホールド信号（SH1,SH2）のタイミングを、点線で示す方向A1にずらしている。なお、図４では、A/D部５３への変換タイミング信号ADCKは示していない。図４において、＋で示す方向が、画像信号の波形が遅れる方向を示し、−で示す方向が、波形が速まる方向を示す。
従って、CPU４４は、先端部１１ａの温度T1に基づいて、サンプルホールド信号（SH1,SH2）とA/D部５３への変換タイミング信号ADCKのタイミングを調整する。
【００３９】
図５は、CPU４４のタイミング信号の補正処理の流れの例を示すフローチャートである。CPU４４は、先端部１１ａの温度T1すなわち温度センサ２４の温度情報を入力する（S1）。そして、EPROM４５の補正値テーブルTBL1のデータを参照し（S2）、入力された温度情報に対応するサンプルホールド信号（SH1,SH2）と、A/D部５３への変換タイミング信号ADCKの各補正値を読み出す（S3）。
【００４０】
そして、CPU４４は、読み出した各補正値を、TG部５５へ出力する（S4）。TG部５５は、入力された各補正値に基づいて補正した各タイミング信号（SH1,SH2,ADCK）を出力する。具体的には、CPU４４は、各タイミング信号（SH1,SH2,ADCK）のタイミングを、各タイミング信号（SH1,SH2,ADCK）の位相を変更することによって、調整する。その結果、先端部１１ａの温度T1が変化しても、その温度T1に対応する適切なタイミングで、各種タイミング信号がCDS部５１及びA/D部５３へ供給される。
【００４１】
CPU４４は、所定時間、例えば５秒、が経過したか否かを判定し（S5）、所定時間が経過しなければ（S5;NO）、処理は何もせず、所定時間が経過したときは（S5;YES）、処理はS1に戻り、上述した処理を繰り返す。
従って、CCD２２には温度T1に対応して、各タイミング信号（SH1,SH2,ADCK）が適切なタイミングで供給されるので、相関二重サンプリング処理とA/D変換処理は適切に行われる。
【００４２】
なお、図３は、各タイミング信号（SH1,SH2,ADCK）のタイミングを補正するための補正値であるが、各タイミング信号（SH1,SH2,ADCK）のパルス幅を補正する補正値でも同様の効果を得ることができる。すなわち、タイミング調整部であるCPU４４とTG５５は、各タイミング信号（SH1,SH2,ADCK）のタイミングを、サンプルホールド信号（SH1,SH2）と、A/D部５３への変換タイミング信号ADCKのパルス幅を変更することによって調整する。
例えば、図４において、サンプルホールド信号（SH1,SH2）のパルス幅W1,W2のそれぞれの立ち上がりエッジのタイミングを、点線の矢印Aaで示す方向に、広げるようにして、パルス幅は変更される。
【００４３】
さらになお、各タイミング信号（SH1,SH2,ADCK）が適切なタイミングで供給されるように、各タイミング信号（SH1,SH2,ADCK）のタイミング（すなわち位相）とパルス幅の両方を同時に補正するようにしてもよい。CCD２２には温度T1に対応して、各タイミング信号（SH1,SH2,ADCK）のタイミングとパルス幅の両方を補正しても、各タイミング信号（SH1,SH2,ADCK）が適切なタイミングで供給されるので、相関二重サンプリング処理とA/D変換処理は適切に行われる。
【００４４】
また、上述した例は、サンプルホールド信号（SH1,SH2）と、A/D部５３への変換タイミング信号ADCKのタイミングあるいはパルス幅を補正する例であるが、駆動パルス信号（RG,H1,H2）のタイミング（すなわち位相）を補正するようにしてもよい。
【００４５】
図６は、EPROM４５に格納される駆動パルス信号（RG,H1,H2）のタイミングの補正値テーブルの例を示す図である。補正値テーブルTBL2は、CCD２２へ供給される駆動パルス信号（RG,H1,H2）の各補正値を格納している。
【００４６】
図６では、先端部１１ａの温度T1が高くなると、AFE部４２に入力される画像信号の波形は遅れてくるので、各補正値が大きくなっている。図４に示すように、先端部１１ａの温度T1が高くなると、画像信号におけるフィードスルー期間T1や信号電荷期間T2は、遅れるので、駆動パルス信号（RG,H1,H2）のタイミングを、点線で示す方向A2にずらしている。
【００４７】
CPU４４は、図６に示す補正値テーブルTBL2を用いて、駆動パルス信号（RG,H1,H2）の補正値を、TG５５へ出力することによっても、フィードスルー期間Z1と信号電荷期間Z2にサンプルホールド信号（SH1,SH2）のタイミングを合わせることができるので、CDS部５１において相関二重サンプリング処理は適切に行われる。この場合のCPU４４の処理は、図５の処理と同様であり、参照されるテーブルが駆動パルス信号（RG,H1,H2）のタイミングの補正値テーブルTBL2であり、CPU４４が出力するのが、駆動パルス信号（RG,H1,H2）のタイミングの補正値であることが異なるだけである。
さらになお、サンプルホールド信号（SH1,SH2）のタイミング（すなわち位相）又はパルス幅（あるいは位相とパルス幅の両方）と共に、駆動パルス信号（RG,H1,H2）のタイミング（すなわち位相）も併せて調整するようにしてもよい。すなわち、相関二重サンプリング処理が適切に行われるように、サンプルホールド信号（SH1,SH2）と駆動パルス信号（RG,H1,H2）の両方のタイミングを調整するようにしてもよい。
【００４８】
以上のように、上述した実施の形態に係る電子内視鏡装置によれば、細長い挿入部を有する電子内視鏡装置において、内視鏡の挿入部の先端部が種々の温度範囲で使用された場合であっても、相関二重サンプリング処理が適切に行われる。
（変形例１）
上述した内視鏡装置１では、CPU４４が、先端部１１ａの温度T1に対応して、EPROM４５の補正値デーブルを参照してTG５５へ補正値を供給しているが、TG５５がメモリから補正値を読み出すようにしてもよい。
【００４９】
図１において点線で示すように、RAM７１を設け、そのRAM７１に補正値テーブル（TBL1あるいはTBL2）をEPROM４５から転送し、TG５５がその補正値テーブルを参照して読み出せるように構成してもよい。
【００５０】
この場合、CPU４４が先端部１１ａの温度に応じて補正値テーブルのどの補正値データを使用するかを、TG５５に通知することによって、TG５５が、補正値を読み出して、タイミング信号（駆動パルス信号（RG,H1,H2）及びサンプルホールド信号（SH1,SH2））のタイミングあるいはパルス幅を補正して出力する。
さらに、図１の例では、TG５５がFPGA４３内に取り込まれているが、そうではなくTG５５はAFE部４２内に取り込まれていてもよい。近年はCCD駆動周波数が画素数の増加に伴い上昇しており、より安定的に相関二重サンプリング処理をさせるためにTG５５をAFE部４３内に取り込む形態の場合も多いからである。従って、本実施の形態は、このような形態にも適用可能である。
【００５１】
図７は、本変形例に係る、CPU４４のタイミング信号の補正処理の流れの例を示すフローチャートである。なお、ここでは、補正値テーブルTBL1の例で説明するが、補正値テーブルTBL2の場合も同様である。
【００５２】
CPU４４は、まず、EPROM４５から補正値テーブルTBL1のデータを読み出して、RAM７１へ書き込む（S11）。CPU４４は、先端部１１ａの温度T1すなわち温度センサ２４の温度情報を入力する（S12）。そして、EPROM４５の補正値テーブルTBL1のデータを参照し（S2）、入力された温度情報に対応するサンプルホールド信号（SH1,SH2）と、A/D部５３への変換タイミング信号ADCKの各補正値に対応する補正値番号を決定する（S13）。た例えば、図３において、先端部１１ａの温度T1が４５℃であれば、CPU４４は、補正値番号は「３」と決定する。
【００５３】
そして、CPU４４は、決定した補正値番号を、TG部５５へ出力する（S14）。TG部５５は、入力された補正値番号に対応する各補正値を、RAM７１から読み出して、補正したタイミングで各タイミング信号（SH1,SH2,ADCK）を出力する。その結果、先端部１１ａの温度T1が変化しても、その温度T1に対応する適切なタイミングで、各種タイミング信号がCDS部５１及びA/D部５３へ供給される。
【００５４】
CPU４４は、所定時間、例えば５秒、が経過したか否かを判定し（S15）、所定時間が経過しなければ（S15;NO）、処理は何もせず、所定時間が経過したときは（S15;YES）、処理はS1に戻り、上述した処理を繰り返す。
従って、本変形例においても、先端部１１ａの温度T1に対応して、サンプルホールド信号（SH1,SH2）が適切なタイミングで供給されるので、適切な相関二重サンプリング処理が行われる。
（変形例２）
波形整形回路２３の変形例を説明する。
上述した内視鏡装置１では、細長い挿入部１１を挿通する信号線を通して先端部１１ａのCCD２２が駆動されるが、CCD２２へ入力される駆動パルス信号（RG,H1,H2）の波形は、先端部１１ａまで到達すると信号線のRLC成分で鈍ったり、各種信号間のクロストークなどが原因で歪も発生する。これらの歪み等は、挿入部長が長くなるほど大きくなる傾向がある。そのため、特に、水平転送パルスH1,H2は、波形整形手段を用いてエッジの鋭い波形に修正して、CCD２２を駆動するようにしている。これは、水平転送パルスH1,H2のクロックは波形のエッジが鋭くないと、CCD２２の水平転送効率が落ちてしまい画質が劣化する原因となるためである。
【００５５】
上述したように、近年、撮像素子の高画素化により1画素期間Z0が短くなっており、例えば２５万画素では１画素期間が約１００nsec（ナノ秒）あったの対し、１００万画素では１画素期間が約２５nsecと約１／４に原理的になってしまう。こうなると、RG信号のパルス信号のエッジも急峻にしないと画質劣化の元になるので、波形整形が必要となる。そこで波形整形はH1だけでなくRGも必要になってきている。
【００５６】
波形のなまり、ひずみは、信号線の仕様や長さ、挿入部状況により微妙に変化するため、波形整形回路で波形整形できた場合でも、今度は水平転送パルスH1とH2の間で微妙な位相差が発生する。水平転送パルスH1とH2は、互いに逆相の関係になることで、効率良く撮像素子の電荷を水平転送することが可能となる。これがなんらかの原因で、水平転送パルスH1とH2に微妙な位相差が発生すると、水平転送パルスH1、H2のクロススイッチング特性が悪くなり、撮像素子の電荷転送が効率的にできなくなるなど、画質に支障をきたす。そこで水平転送パルスH1とH2は完全に逆相の関係にあり、位相差が極力発生しないようにすることが重要となる。
【００５７】
また、撮像素子の画素数が大きくなると駆動パルス信号（RG,H1,H2）の周波数もより高くなるため、挿入部１１を通る長い信号線の伝送ロスや歪がより大きくなる。そのため画素数の大きい撮像素子を用いる場合ほど、信号線を太くする必要があり、今度は挿入部の直径の中に入らないなど設計を難しくする要因になっていた。
【００５８】
そこで水平転送パルスH1とH2パルスが逆相になっている点に着眼し、本変形例では挿入部１１を通る水平転送パルスH1またはH2の一方のみを伝送し、波形整形回路で位相反転した他方の水平転送パルスH2またはH1を生成するようにした。
【００５９】
図８は、本変形例に係る駆動パルス信号（RG,H1,H2）を供給する回路２３ｂの回路図である。本体部１２からの各駆動パルスは、RG信号と水平転送パルスH1であり、水平転送パルスH2は、水平転送パルスH1を入力して、所定の閾値との比較結果を出力するコンパレータCMの出力を、位相反転して増幅する増幅器AMPａに入力することによって、生成されている。
【００６０】
よって、本変形例によれば、水平転送パルスH1とH2間に位相差が発生せず、水平転送パルスH1、H2のクロススイッチング特性が良くなり、撮像素子の電荷転送効率を高くすることができる。
さらに、図２や図８の場合は、波形整形回路２３のコンパレータCMの片側の電位をDC固定として波形整形しているが、このDC電圧を固定せず、信号線を介して本体部１２からDC電圧を送り波形整形をするようにしてもよい。このDC電圧が変化すると、波形整形の動作点が変わるため、コンパレータCM の出力波形のパルス幅を変化させることができる。例えばCPU５７からのデジタル出力値を補正値テーブルTBL2に連動するようして、図示しないD/A変換器を通してアナログ電圧値を得て、このアナログ電圧を上記DC電圧として波形整形回路２３のDC電圧として送るようにしても良い。すなわち、波形整形回路２３内のコンパレータCM の動作点を可変することで、駆動パルス信号（RG,H1,H2）の位相調整を行うようにしても良い。
ところで、前記サンプルホールド信号あるいは前記駆動パルス信号のタイミング調整を行うとCDS部５１を内蔵したAFE部４２によっては、タイミング調整時にAFE部４２の出力画像にノイズが重畳する場合がある。この画像ノイズは画像品質を落とす。これを回避するためには、駆動パルス信号のタイミング調整をCCD２２の出画期間外で行うと効果的に除去することができる。具体的には、前記サンプルホールド信号（SH1,SH2）あるいは前記駆動パルス信号（RG,H1,H2）のタイミング調整は映像のブランキング期間に行うようにする。
また、タイミング調整を行うことは、CDS部５１でのサンプルホールド動作が微妙に変わることを意味し、画像ノイズだけでなく、明るさが微妙に変わることも意味する。頻繁にタイミング調整を行うと明るさも微小ではあるが頻繁に変化することとなり、画像がちらつき、画像の安定性が失われる原因になりうる。これを回避するためには、補正値テーブルTBL1,TBL2の表で制御対象の番号が頻繁に変わらないようにすればよい。具体的には例えば１９℃と２０℃の間に仕切りがあるが、仕切り毎に不感帯を設けたり、温度が変化してこの仕切りをまたぐときにヒステリシス特性を持たせるなどして頻繁には制御対象となる番号が変わらないように制御する。
（第２の実施の形態）
第１の実施の形態は、挿入部１１の先端部１１ａの温度に基づいて、各種タイミング信号のタイミングあるいはパルス幅あるいはそれら両方を補正するものであるが、本実施の形態では、先端部１１ａの温度T1だけでなく、本体部１２の温度T2も考慮して、各種タイミング信号のタイミングあるいはパルス幅あるいはそれら両方を補正するものである。
【００６１】
本体部１２の温度も、ユーザの使用環境によっては、大きく変化する場合がある。例えば、人間が検査を行える氷点下２０℃の極寒の環境から４５℃の酷暑の環境までであり、内視鏡装置の使用される温度環境の幅は広い。
【００６２】
そこで、本実施の形態では、先端部１１ａの温度T1と本体部１２の温度T2の両方を考慮した補正値テーブルを用いて、各種タイミング信号のタイミングあるいはパルス幅あるいはそれら両方を補正する。
【００６３】
図９は、本実施の形態に係る内視鏡装置の構成を示す構成図である。図９において図１の構成要素と同じ構成要素については、同じ符号を付し説明は省略して、異なる構成について説明する。
【００６４】
図９に示すように、内視鏡装置１AのCCU３１には、本体部１２の温度を検出するための温度センサ４６が設けられている。さらに、CPU４４は、A/D部５７を含んでいる。A/D部５７は、本体部１２の温度センサ４６からのアナログ信号をデジタル信号に変換して、本体部１２の温度データを、CPU４４に供給する。CPU４４は、温度センサ２４と４６からの電圧信号を選択的に受信し、その電圧信号のデジタルデータから、それぞれの温度情報を算出する。
温度センサ４６は、例えばサーミスタである。CCU３１の各種回路は、半導体装置により構成されているため、その半導体装置の近傍に設けることによって、温度センサ４６は、本体部１２の温度を検出することができる。
【００６５】
また、上述した温度センサ４６に代えて、特開２００７−１２５１１１号公報に開示の技術を用いて、インピーダンス変換素子のDC成分から温度を検出する温度検出部を用いてもよい。
【００６６】
EPROM４５は、２つの温度センサ２４，４６の温度情報と、TG部５５が発生する各種パルスの位相調整時間あるいはパルス幅調整情報をもったテーブルを格納する。CPU４４は、EPROM４５のデータを参照して、２つの温度情報からそのテーブルを参照して、位相調整値あるいはパルス幅調整値をEPROM４５から読み出し、TG部５５に出力する。
【００６７】
また、CPU４４は、温度センサ２４，４６の温度情報を、LCD１３の画面上に温度情報として表示したり、その温度情報に応じて表示される映像の明るさ、色の濃さ、ランダムノイズなどの低減を行うために、FPGA４３内の映像信号処理部５４や、より後段の画像処理LSI５８にも温度情報を通信で送ることができるようになっている。
【００６８】
図１０は、EPROM４５に格納されるCDSタイミングの補正値テーブルの例を示す図である。補正値の単位は、例えば、nsec（ナノ秒）である。補正値テーブルTBL3は、先端部１１ａの温度T1と本体部１２の温度T2の組合せに対応して、CDS部５１及びA/D部５３への各タイミング信号（SH1,SH2,ADCK）の各補正値を格納している。
【００６９】
ここでは、先端部１１ａの温度T1は、−１０℃〜１９℃と、２０℃〜３９℃、４０℃〜５９℃、６０℃〜７９℃、８０℃〜９９℃、１００℃〜１１０℃の６つの範囲に分類し、本体部１２の温度T2は、−１０℃〜１９℃、２０℃〜３９℃、４０℃〜４０℃の３つの範囲に分類している。そして、これらの分類の組合せの数、ここでは１８個のパターンの補正値データが、補正値テーブルTBL3に記憶されている。各補正値は、先端部１１ａの温度D1と本体部１２の温度D2に応じて、各タイミング信号（SH1,SH2,ADCK）が適切なタイミングでフィードスルー期間T1等において出力されるようにするための補正値である。
【００７０】
例えば、先端部１１ａの温度T1に対して、本体部１２の温度T2が高くなると、AFE部４２に入力される画像信号の波形は遅れてくるので、各補正値が小さくなっている。
本実施の形態におけるCPU４４の処理は、第１の実施の形態の図５及び図７に示す処理と同様である。図５と図７において、温度センサの温度情報の入力処理では（S1，S12）、２つの温度センサ２４と４６の温度情報が入力され、CPU４４は、その温度の組合せに対応する補正値をEPROM４５から読み出して、TG５５へ出力する。
【００７１】
従って、タイミング調整部であるCPU４４は、先端部１１ａの温度T1と本体部１２の温度T2に基づいて、TG部５５が発生するサンプルホールド信号（SH1,SH2）と、A/D部５３への変換タイミング信号ADCKのタイミングを調整する。
【００７２】
なお、本実施の形態においても、各タイミング信号（SH1,SH2,ADCK）の位相に代えて、各タイミング信号（SH1,SH2,ADCK）のパルス幅を補正する補正値を用いて、各タイミング信号（SH1,SH2,ADCK）のタイミングを調整するようにしてもよい。
【００７３】
さらになお、本実施の形態においても、各タイミング信号（SH1,SH2,ADCK）のタイミング（すなわち位相）と共に、各タイミング信号（SH1,SH2,ADCK）のパルス幅も併せて補正する補正値を用いて、各タイミング信号（SH1,SH2,ADCK）のタイミングを調整するようにしてもよい。
【００７４】
さらになお、上述した例は、タイミングパルス信号SH1,SH2,ADCKの補正をする例であるが、第１の実施の形態と同様に、駆動パルス信号（RG,H1,H2）のタイミング（すなわち位相）の補正をするようにしてもよい。
【００７５】
図１１は、EPROM４５に格納される駆動パルス信号（RG,H1,H2）のタイミングの補正値テーブルの例を示す図である。補正値テーブルTBL4は、CCD２２へ供給される駆動パルス信号（RG,H1,H2）の各補正値を格納している。
【００７６】
図１１の補正値テーブルを用いた場合も、第１の実施の形態で説明した処理と同様の処理により、内視鏡装置１Aは、適切な相関二重サンプリング処理を行うことができる。
【００７７】
さらに、本実施の形態においても、サンプルホールド信号（SH1,SH2）のタイミング（すなわち位相）又はパルス幅（あるいは位相とパルス幅の両方）と共に、駆動パルス信号（RG,H1,H2）のタイミング（すなわち位相）も併せて調整するようにしてもよい。すなわち、相関二重サンプリング処理が適切に行われるように、サンプルホールド信号（SH1,SH2）と駆動パルス信号（RG,H1,H2）の両方のタイミングを調整するようにしてもよい。
【００７８】
従って、本実施の形態によれば、先端部１１ａと本体部１２が離れており、それぞれが異なる温度環境下に置かれて使用されても、CDS部５１において相関二重サンプリング処理が適切に行われる内視鏡装置を提供することができる。
【００７９】
さらに、第１の実施の形態で説明した変形例１と変形例２の内容は、本実施の形態にも適用可能である。
【００８０】
上述した各実施の形態及び各変形例によれば、細長い挿入部を有する電子内視鏡装置において、内視鏡の挿入部の先端部が種々の温度範囲で使用された場合であっても、相関二重サンプリング処理が適切にできる電子内視鏡装置を実現することができる。
【００８１】
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変えない範囲において、種々の変更、改変等が可能である。
【符号の説明】
【００８２】
１、１A 内視鏡装置、１１ 挿入部、１１ａ 先端部、１２ 本体部、１３ LCD、１４ 記録媒体、２１ LED、２２ CCD、２３ 波形整形回路、２４、４６ 温度センサ、３１ カメラコントロールユニット、３２ 記録再生部、３３ LEDドライブ回路、３４ LCDドライバ回路、３５ 操作部、４１ プリアンプ、４２ アナログフロントエンド部、４３ FPGA、４４ CPU、４５ EPROM、５１ CDS部、５２ AGC部、５３、５６，５７ A/D部、５４ 映像処理部、５５ タイミングジェネレータ、５８ 画像処理LSI、５９ コネクタ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内視鏡挿入部の先端部に設けられた撮像素子と、
前記先端部の第１の温度を検出する第１の温度検出部と、
前記内視鏡挿入部の基端が接続される本体部に設けられ、前記撮像素子から出力される画像信号から信号成分を取り出すための相関二重サンプリング部と、
前記先端部と前記本体部の間で電気信号を伝送するケーブルと、
前記本体部に設けられ、前記相関二重サンプリング部を動作させるためのサンプルホールド信号及び前記撮像素子を駆動するための駆動パルス信号を発生するタイミング発生部と、
前記第１の温度検出部により検出された前記第１の温度に基づいて、前記タイミング発生部が発生する前記サンプルホールド信号あるいは前記駆動パルス信号のタイミングを調整するタイミング調整部と、
を有することを特徴とする電子内視鏡装置。
【請求項２】
前記本体部の第２の温度を検出する第２の温度検出部を有し、
前記タイミング調整部は、前記第１及び前記第２の温度に基づいて、前記タイミング発生部が発生する前記サンプルホールド信号あるいは前記駆動パルス信号のタイミングを調整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３】
前記タイミング調整部は、前記サンプルホールド信号のタイミングを、前記サンプルホールド信号の位相又はパルス幅を変更することによって調整することを特徴とする請求項１又は２に記載の電子内視鏡装置。
【請求項４】
前記タイミング調整部は、前記駆動パルス信号のタイミングを、前記駆動パルス信号の位相を変更することによって調整することを特徴とする請求項１又は２に記載の電子内視鏡装置。
【請求項５】
前記タイミング調整部は、前記サンプルホールド信号のタイミングを、前記サンプルホールド信号の位相又はパルス幅を変更することによって調整し、かつ前記駆動パルス信号のタイミングを、前記駆動パルス信号の位相を変更することによって調整することを特徴とする請求項１又は２に記載の電子内視鏡装置。
【請求項６】
前記相関二重サンプリング部から出力されるアナログ信号の前記画像信号をデジタル信号に変換するアナログデジタル変換部を有し、
前記タイミング調整部は、前記アナログデジタル変換部へ入力される変換タイミング信号のタイミングも調整することを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載の電子内視鏡装置。
【請求項７】
前記タイミング調整部は、前記タイミングを補正する補正値を記憶するテーブルを参照して、前記テーブルから読み出された前記第１の温度に対応する補正値を用いて、前記サンプルホールド信号あるいは前記駆動パルス信号のタイミングを調整することを特徴とする請求項１から６のいずれか１つに記載の電子内視鏡装置。
【請求項８】
前記タイミング調整部は、前記タイミングを補正する補正値を記憶するテーブルを参照して、前記テーブルから読み出された前記第１の温度と前記第２の温度の組合せに対応する補正値を用いて、前記サンプルホールド信号あるいは前記駆動パルス信号のタイミングを調整することを特徴とする請求項２に記載の電子内視鏡装置。
【請求項９】
前記第１の温度を表示する温度表示部を有することを特徴とする請求１から８のいずれか１つに記載の電子内視鏡装置。
【請求項１０】
前記先端部に設けられ、前記撮像素子へ供給される前記駆動パルス信号の波形を整形する波形整形回路を有することを特徴とする請求項１から９のいずれか１つに記載の電子内視鏡装置。
【請求項１１】
前記サンプルホールド信号あるいは前記駆動パルス信号のタイミング調整は映像のブランキング期間に行うことを特徴とする請求項１から１０のいずれか１つに記載の電子内視鏡装置。
【請求項１】
内視鏡挿入部の先端部に設けられた撮像素子と、
前記先端部の第１の温度を検出する第１の温度検出部と、
前記内視鏡挿入部の基端が接続される本体部に設けられ、前記撮像素子から出力される画像信号から信号成分を取り出すための相関二重サンプリング部と、
前記先端部と前記本体部の間で電気信号を伝送するケーブルと、
前記本体部に設けられ、前記相関二重サンプリング部を動作させるためのサンプルホールド信号及び前記撮像素子を駆動するための駆動パルス信号を発生するタイミング発生部と、
前記第１の温度検出部により検出された前記第１の温度に基づいて、前記タイミング発生部が発生する前記サンプルホールド信号あるいは前記駆動パルス信号のタイミングを調整するタイミング調整部と、
を有することを特徴とする電子内視鏡装置。
【請求項２】
前記本体部の第２の温度を検出する第２の温度検出部を有し、
前記タイミング調整部は、前記第１及び前記第２の温度に基づいて、前記タイミング発生部が発生する前記サンプルホールド信号あるいは前記駆動パルス信号のタイミングを調整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３】
前記タイミング調整部は、前記サンプルホールド信号のタイミングを、前記サンプルホールド信号の位相又はパルス幅を変更することによって調整することを特徴とする請求項１又は２に記載の電子内視鏡装置。
【請求項４】
前記タイミング調整部は、前記駆動パルス信号のタイミングを、前記駆動パルス信号の位相を変更することによって調整することを特徴とする請求項１又は２に記載の電子内視鏡装置。
【請求項５】
前記タイミング調整部は、前記サンプルホールド信号のタイミングを、前記サンプルホールド信号の位相又はパルス幅を変更することによって調整し、かつ前記駆動パルス信号のタイミングを、前記駆動パルス信号の位相を変更することによって調整することを特徴とする請求項１又は２に記載の電子内視鏡装置。
【請求項６】
前記相関二重サンプリング部から出力されるアナログ信号の前記画像信号をデジタル信号に変換するアナログデジタル変換部を有し、
前記タイミング調整部は、前記アナログデジタル変換部へ入力される変換タイミング信号のタイミングも調整することを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載の電子内視鏡装置。
【請求項７】
前記タイミング調整部は、前記タイミングを補正する補正値を記憶するテーブルを参照して、前記テーブルから読み出された前記第１の温度に対応する補正値を用いて、前記サンプルホールド信号あるいは前記駆動パルス信号のタイミングを調整することを特徴とする請求項１から６のいずれか１つに記載の電子内視鏡装置。
【請求項８】
前記タイミング調整部は、前記タイミングを補正する補正値を記憶するテーブルを参照して、前記テーブルから読み出された前記第１の温度と前記第２の温度の組合せに対応する補正値を用いて、前記サンプルホールド信号あるいは前記駆動パルス信号のタイミングを調整することを特徴とする請求項２に記載の電子内視鏡装置。
【請求項９】
前記第１の温度を表示する温度表示部を有することを特徴とする請求１から８のいずれか１つに記載の電子内視鏡装置。
【請求項１０】
前記先端部に設けられ、前記撮像素子へ供給される前記駆動パルス信号の波形を整形する波形整形回路を有することを特徴とする請求項１から９のいずれか１つに記載の電子内視鏡装置。
【請求項１１】
前記サンプルホールド信号あるいは前記駆動パルス信号のタイミング調整は映像のブランキング期間に行うことを特徴とする請求項１から１０のいずれか１つに記載の電子内視鏡装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−２２８４５１（Ｐ２０１２−２２８４５１Ａ）
【公開日】平成２４年１１月２２日（２０１２．１１．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−９９８５１（Ｐ２０１１−９９８５１）
【出願日】平成２３年４月２７日（２０１１．４．２７）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月２２日（２０１２．１１．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月２７日（２０１１．４．２７）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
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