電子内視鏡
【課題】電子内視鏡装置において、撮像素子駆動信号の劣化を抑制する。
【解決手段】内視鏡挿入部の先端部１１Ａに撮像素子２３を設ける。内視鏡操作部に、中継部２６を設ける。操作部に設けられた中継部２６に、撮像素子駆動回路２７を設ける。内視鏡基部１３に設けられたシステムクロックジェネレータ１７のクロック信号に基づいてドライバ２１から撮像素子２３の駆動信号に対応する小振幅信号を出力する。センサクロック伝送経路３０を介して伝送される小振幅信号を中継部２６に設けられたレシーバ２８で受信する。撮像素子駆動回路２７において、小振幅信号に基づいて、撮像素子２３に直接印加される駆動信号を生成し、センサクロック伝送経路３１を介して撮像素子２３へ出力する。
【解決手段】内視鏡挿入部の先端部１１Ａに撮像素子２３を設ける。内視鏡操作部に、中継部２６を設ける。操作部に設けられた中継部２６に、撮像素子駆動回路２７を設ける。内視鏡基部１３に設けられたシステムクロックジェネレータ１７のクロック信号に基づいてドライバ２１から撮像素子２３の駆動信号に対応する小振幅信号を出力する。センサクロック伝送経路３０を介して伝送される小振幅信号を中継部２６に設けられたレシーバ２８で受信する。撮像素子駆動回路２７において、小振幅信号に基づいて、撮像素子２３に直接印加される駆動信号を生成し、センサクロック伝送経路３１を介して撮像素子２３へ出力する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スコープ本体と主要な映像信号処理を行うプロセッサ装置とが分離・離間して設けられる電子内視鏡装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子内視鏡では、挿入部先端に設けられた撮像素子からの映像信号をスコープ基端部に接続されるカメラコントロールユニット（プロセッサ装置）へと送り、所定の映像信号処理を施した後、モニタに表示する。挿入部先端は極めてスペースが限られるため、撮像素子を駆動するための駆動回路や映像信号を処理のための主なデバイスは、プロセッサ装置やスコープ基端部側の適当な場所（プロセッサ装置への接続を行うコネクタを備える内視鏡基部など）に配置される。このため、駆動信号は挿入部先端とプロセッサ装置とを結ぶ信号ケーブルを通して撮像素子へと送られ、得られた映像アナログ信号も、信号ケーブルを介してプロセッサ装置やスコープ基端部に配置されたアナログフロントエンド回路等へと送られる（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−３４２５３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
例えば医療用の電子内視鏡では、信号ケーブルの長さが数メートルにおよぶため、撮像素子から信号ケーブルを介して伝送されるアナログ映像信号や、スコープ基端部側から信号ケーブルを介して伝送される撮像素子駆動信号に劣化が生じる。また、伝送路が長いことから伝送路がアンテナとなり電磁的な干渉の問題、例えばアナログ映像信号と撮像素子駆動信号との間におけるクロストークの問題などが発生する。
【０００５】
本発明は、電子内視鏡装置において、撮像素子駆動信号の劣化を抑制することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の電子内視鏡は、先端部に撮像素子が設けられる挿入部と、挿入部の基端部に設けられる操作部と、プロセッサ装置に連結されるコネクタを備える内視鏡基部と、操作部と内視鏡基部とを連絡するユニバーサルコードとを備えた電子内視鏡であって、内視鏡基部側から第１伝送路を介してセンサクロック信号を受信し、撮像素子の駆動信号を生成する撮像素子駆動回路を備える中継部と、中継部から撮像素子へと駆動信号を伝送する第２伝送経路とを備え、中継部が、挿入部よりも基端部より、かつ内視鏡基部よりも先端部よりに配置されることを特徴としている。
【０００７】
中継部は、操作部に設けられることが好ましい。第１伝送経路は、例えば差動伝送または光伝送を含む。また、第１伝送経路を介した通信は双方向通信であり、これにより伝送路の数を低減し、ユニバーサルコードを細径化できる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、電子内視鏡装置において、撮像素子駆動信号の劣化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態である電子内視鏡（スコープ本体）の構成を示す模式的な外観図である。
【図２】第１実施形態のスコープ本体の電気的な構成を模式的に示すブロック図である。
【図３】第２実施形態のスコープ本体の電気的な構成を模式的に示すブロック図である。
【図４】双方向通信の第１の例の構成を示すブロック図である。
【図５】第１の例の双方向通信におけるタイミングチャートである。
【図６】双方向通信の第２の例の構成を示すブロック図である。
【図７】第２の例の双方向通信におけるタイミングチャートである。
【図８】混合信号Ｃ／Ｄの周波数スペクトル分布と、フィルタの帯域特性を示すグラフである。
【図９】双方向通信の第３の例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】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。図１は、本発明の第１実施形態である電子内視鏡の構成を示す模式的な外観図である。
【００１１】
電子内視鏡システムは、スコープ本体（電子内視鏡）１０と、スコープ本体１０が接続され、各種画像処理を行うとともに、スコープ本体１０に照明光を供給するプロセッサ装置（図示せず）と、プロセッサ装置に接続され、スコープ本体１０で撮影された映像を表示するモニタ装置（図示せず）などから一般に構成される。図１には、スコープ本体（電子内視鏡）１０の外観が示される。
【００１２】
スコープ本体１０は、体内や管孔内に挿入される可撓性を有する管状の挿入部１１と、挿入部１１の基端部に設けられ、ユーザによって保持され、操作される操作部１２と、スコープ本体１０をプロセッサ装置（図示せず）に連結するためのコネクタを備える内視鏡基部１３と、操作部１２と内視鏡基部１３の間を連絡するユニバーサルコード１４とから構成される。従来周知のように、挿入部１１の先端部１１Ａには撮像素子（図２参照）が設けられ、先端部１１Ａから照射される照明光により、被写体の映像が撮像素子により撮影される。なお、照明光は通常スコープ本体１０内に配設されたライトガイドを通してプロセッサ装置から供給される。
【００１３】
図２は、図１に示されたスコープ本体１０の電気的な構成を模式的に示すブロック図である。なお、図示されないが、照明光に係る光学的構成は、例えばライトガイドを用いた従来周知のものであり、本実施形態の場合、プロセッサ装置内に設けられた光源からライトガイドを介して挿入部１１の先端部１１Ａにまで光が伝送される。しかし、プロセッサ装置外に別体の光源装置を設ける構成とすることも、また、ＬＥＤ等の光源を先端部１１Ａに設け、照明光を直接照射する構成とすることもできる。
【００１４】
本実施形態の内視鏡基部１３には、例えばＩ／Ｏポート１５、制御回路１６、システムクロックジェネレータ１７、信号処理回路（ＤＳＰ）１８、電源回路１９、システムクロック伝送用のドライバ２１、アナログフロントエンド２２などが設けられる。内視鏡基部１３は、コネクタを含むＩ／Ｏポート１５を介してプロセッサ装置（図示せず）に電気的に接続される。Ｉ／Ｏポート１５には、制御回路１６、システムクロックジェネレータ１７、信号処理回路（ＤＳＰ）１８、電源回路１９等が接続される。
【００１５】
制御回路１６はスコープ本体１０全般の制御を行うもので、各デバイスとの間において、必要に応じてデータの遣り取りを行う。また、システムクロックジェネレータ１７は、スコープ本体１０内で必要とされる様々なクロック信号の生成を行う。例えば、システムクロックジェネレータ１７からは、センサクロック伝送用のドライバ２１や信号処理回路（ＤＳＰ）１８に、必要とされる信号が出力される。
【００１６】
挿入部１１（図１参照）の先端部１１Ａには、ＣＣＤやＣＭＯＳなどの撮像素子２３が設けられる。被写体像は、撮像レンズ２４を介して撮像素子２３において撮像される。撮像素子２３は、挿入部１１、操作部１２、ユニバーサルコード１４を通して配線される信号ケーブル（映像信号伝送経路）２５を介して内視鏡基部１３に設けられたアナログフロントエンド（ＡＦＥ）２２に接続され、撮像素子２３からのアナログ映像信号は、アナログフロントエンド２２を介して信号処理回路１８へと送られ、所定の画像処理を施された後、Ｉ／Ｏポート１５を介してプロセッサ装置へと送出される。
【００１７】
なお、アナログフロントエンド２２は、例えば初段増幅回路、相関二重サンプリング回路、ＡＤコンバータを備え、映像信号伝送経路２５からのアナログ映像信号は、初段増幅回路で所定のゲインで増幅された後、相関二重サンプリング回路においてサンプリングされ、ＡＤコンバータにおいてデジタル映像信号に変換されて、信号処理回路１８へと送られる。
【００１８】
また、第１実施形態のスコープ本体１０は、先端部１１Ａと内視鏡基部１３の間、例えば操作部１２（図１参照）に、中継部２６を備える。中継部２６には撮像素子駆動回路２７、レシーバ２８、電源回路２９などが設けられ、レシーバ２８は、ユニバーサルコード１４（図１参照）内に配設されたセンサクロック伝送経路３０を介して、内視鏡基部１３のドライバ２１からセンサクロック信号を受信する。センサクロック伝送経路３０は、例えばＬＶＤＳ(Low Voltage Differential Signaling)を用いた差動伝送路であり、小振幅の信号が伝送される。小振幅の信号は、例えば実際に撮像素子を駆動する信号の振幅を相対的に低減した信号である。なお、センサクロック伝送経路３０は、例えば光伝送路であってもよい。
【００１９】
レシーバ２８で受信された小振幅の信号は、撮像素子駆動回路２７へと送られ、これに基づいて、撮像素子２３に直接印加される駆動信号が生成される（例えば電圧の異なる大振幅の駆動信号）。撮像素子駆動回路２７において生成された駆動信号は、センサクロック伝送経路３１を介して先端部１１Ａに設けられた撮像素子２３へと伝送され印加される。
【００２０】
なお、撮像素子駆動回路２７には、中継部２６に設けられた電源回路２９から電力が供給され、電源回路２９には、内視鏡基部１３の電源回路１９から電力が供給される。また、電源回路２９は、先端部１１Ａの撮像素子２３にも電力を供給する。
【００２１】
以上のように、本発明の第１実施形態の構成によれば、挿入部と内視鏡基部の間に中継部を設け、中継部までは相対的に小さい振幅で信号を伝送し、中継部において相対的に大きい振幅の撮像素子駆動信号を生成することで、大振幅の信号伝送距離を大幅に短くすることができる。これにより、撮像素子駆動信号による映像信号などとの間のクロストークの影響等も低減でき、ＥＭＣが向上する。
【００２２】
なお、本実施形態では、中継部をスコープ本体の操作部に設けたが、中継部の設置場所としては、例えば体内には実際に挿入されない位置（挿入部よりも基端部よりの位置）の中で、内視鏡基部よりもより先端部に近い場所が選ばれる。
【００２３】
図３は、第２実施形態の電子内視鏡の構成を示すブロック図であり、図３を参照して、本発明の第２実施形態について説明する。
【００２４】
第１実施形態では、図示、説明を省略したが、一般に、電子内視鏡の操作部には、静止画撮影用の操作ボタンなど、使用者により操作される操作スイッチが幾つか設けられている。操作スイッチを操作した情報は、制御信号として操作部から内視鏡基部やプロセッサ装置側へと伝送される。第１実施形態において、制御信号は、専用の制御信号伝送経路を通して、中継部から内視鏡基部へと伝送される。これに対して、第２実施形態では、センサクロック伝送経路に双方向通信を用い、センサクロック伝送経路を通して制御信号の伝送を行う。なお、それ以外の構成については、第１実施形態と同様であり、同様の構成については第１実施形態と同じ参照符号を用い、その説明を省略する。
【００２５】
第２実施形態では、第１実施形態の内視鏡基部１３に設けられたドライバ２１、中継部２６に設けられたレシーバ２８に替えてトランシーバ３２、３３が用いられる。第２実施形態の内視鏡基部１３Ａに設けられたトランシーバ３２からは、第１実施形態のドライバ２１と同様に、撮像素子を駆動するための小振幅の信号が出力される。出力された信号は、センサクロック伝送経路３０を通して中継部２６Ａに設けられたトランシーバ３３で受信され、撮像素子駆動回路２７へと出力される。撮像素子駆動回路２７では、第１実施形態と同様に撮像素子２３に印加される撮像素子駆動信号が生成され、センサクロック伝送経路３１を通して撮像素子２３へと出力される。
【００２６】
また、中継部２６Ａに設けられたトランシーバ３３には、操作スイッチ（不図示）等が設けられた操作回路３４が接続され、各操作スイッチの操作情報が制御信号としてトランシーバ３３に入力される。トランシーバ３３に入力された制御信号は、センサクロック伝送経路３０を通して、内視鏡基部１３Ａに設けられたトランシーバ３２へと伝送され、例えば制御回路１６に入力される。制御信号が、例えば静止画撮影用のスイッチ操作に対応するときには、制御回路１６は、信号処理回路１８、あるいはＩ／Ｏポート１５を介してプロセッサ装置（不図示）へ静止画像を取得する指令を出力する。
【００２７】
また、双方向通信の例としては、トランシーバ３２から出力される周期的なクロック信号の振幅を拡大するとともに、トランシーバ３３において拡大されたクロック信号に制御信号を重畳することが考えられる（第１の例）。また、双方向通信の別の例としては、トランシーバ３２から出力されるクロック信号の周波数とトランシーバ３３から出力される制御信号の周波数を大きく異なる周波数に設定することによって、各信号を周波数で分離出来るようにし、双方向通信を行う事が考えられる（第２の例）。更に、トランシーバ３２、３３、センサクロック伝送経路３０で構成される通信路が光伝送の場合は、波長多重等によって双方向化を実現できる（第３の例）。
【００２８】
以下、図４、図５を参照して第１の例の双方向通信について、図６〜図８を参照して第２の例の双方向通信について、図９を参照して、第３の例による双方向通信について説明する。
【００２９】
図４は、第１の例の双方向通信における構成を示すブロック図であり、図４に示される第１の例では、トランシーバ３２、３３は、トランシーバ３２Ａ、３３Ａと表記する。
【００３０】
図４に示されるように、第１の例において、内視鏡基部１３Ａ側のトランシーバ３２Ａは、例えばスイッチ素子（例えばトランジスタ）Ｑ１、タイミング回路３５、ＤＦＦ回路３６をからなる。システムクロックジェネレータ１７から出力されるクロック信号ＣＬＫ１は、スイッチ素子Ｑ１に入力され、そのオン／オフを制御するとともに、タイミング回路３５に入力される。タイミング回路３５ではクロック信号ＣＬＫ１に基づき、ＤＦＦ回路３６のクロック端子ＣＬＫに入力されるサンプル／ホールド信号Ｓ／Ｈが生成される。
【００３１】
第１の例においてセンサクロック伝送径路３０は、特性インピーダンスＺｏの同軸ケーブル３０Ａであり、スイッチ素子Ｑ１がオン状態のとき（ＣＬＫ１がローのとき）、同軸ケーブル３０Ａにはスイッチ素子Ｑ１を通して電圧Ｖｓｓが印加される。また、同軸ケーブル３０ＡはＤＦＦ回路３６の端子Ｄに接続されており、その電圧は図５を参照して後述するように、サンプルホールド信号Ｓ／Ｈに基づいて電圧Ｖｔｈ２を閾値として（Ｖｔｈ２以上の電圧のとき）検出され、端子Ｑから操作情報ＤＡＴＡ２として制御回路１６に出力される。
【００３２】
一方、操作部２６Ａのトランシーバ３３Ａは、操作回路３４からの操作情報Ｄ＿ＤＡＴＡにしたがって切換を行うスイッチＳＷ１と、同軸ケーブル３０Ａに接続され、システムクロックジェネレータ１７からのクロック信号を撮像素子駆動回路２７へ伝送するバッファ３７と、スイッチＳＷ１と同軸ケーブル３０Ａの間に設けられたマッチング抵抗Ｒ（＝Ｚｏ）とから構成される。なおスイッチＳＷ１は、操作情報Ｄ＿ＤＡＴＡのハイ／ローに基づいて、マッチング抵抗Ｒを介した同軸ケーブル３０ＡをグラウンドＧＮＤ、電圧Ｖｄｄの何れか一方に択一的に接続する。また、バッファ３７は、電圧Ｖｔｈ１を閾値として（Ｖｔｈ１以上の電圧のとき）撮像素子駆動回路２７に出力を行う。
【００３３】
図５のタイミングチャートに、図４の回路構成によって行われる双方向通信の一例を示す。図５（ａ）には、システムクロックジェネレータ１７から出力されるクロック信号ＣＬＫ１が示され、図５（ｂ）には操作部２６Ａの操作回路３４から出力される操作情報（操作信号）Ｄ＿ＤＡＴＡの一例が示される。また、図５（ｃ）に、上記構成により、クロック信号ＣＬＫと操作情報Ｄ＿ＤＡＴＡが重畳された信号ＣＬＫ１＿Ｄ（同軸ケーブル３０Ａの電圧）が示される。
【００３４】
前述したように、クロック信号ＣＬＫ１がローのときには、スイッチ素子Ｑ１がオン状態となり、同軸ケーブル３０Ａは電圧Ｖｓｓとなる。一方、クロック信号ＣＬＫ１がハイのときには、スイッチ素子Ｑ１がオフ状態となり、信号ＣＬＫ１＿Ｄのレベル（同軸ケーブル３０Ａの電圧）は、スイッチＳＷ１により選択されているＧＮＤまたはＶｄｄとなる。すなわち図５に示されるように、操作情報（操作信号）Ｄ＿ＤＡＴＡがローの間は、ＣＬＫ１＿ＤはＶｓｓまたはＶｄｄとなり、操作情報（操作信号）Ｄ＿ＤＡＴＡがハイの間は、ＶｓｓまたはＧＮＤとなる。
【００３５】
サンプル／ホールド信号Ｓ／Ｈは、図５（ｄ）に示されるように、クロック信号ＣＬＫ１に対してπ／２位相が遅れた信号であり、ＤＦＦ回路３６は、Ｓ／Ｈ信号の立ち上がりのタイミングで電圧Ｖｔｈ２を閾値として信号ＣＬＫ１＿Ｄを検出する。すなわち、Ｖｔｈ２は、Ｖｄｄよりも高くＧＮＤ電圧よりも低く設定され、ＤＦＦ回路３６の端子Ｑは、図５（ｅ）のように、信号ＣＬＫ１＿Ｄにおいて電圧Ｖｔｈ２よりも高いＧＮＤ電圧が検出されてから次に電圧Ｖｄｄが検出されるまでの間、ハイの状態に維持される。また、次にＧＮＤ電圧が検出されるまでの間は、ローの状態に維持される。したがって、図５（ｅ）に示される操作情報（操作信号）ＤＡＴＡ２は、Ｄ＿ＤＡＴＡ信号の位相がπ／２遅れたものとなる。
【００３６】
また、図５（ｃ）に示されるように、Ｖｔｈ１はＧＮＤ電圧よりも高く、Ｖｓｓよりも低い電圧に設定される。したがって、バッファ３７は、ＣＬＫ１＿Ｄ信号がＶｓｓのときのみ信号を撮像素子駆動回路２７に出力し、これは図５（ａ）のクロック信号ＣＬＫ１に対応する。
【００３７】
以上のように、伝送経路３０Ａには、クロック信号と制御信号とが重畳された信号電圧が印加され、トランシーバ３３Ａではクロック信号が抽出され、トランシーバ３２Ａでは制御信号が抽出される。
【００３８】
図６は、第２の例の双方向通信における構成を示すブロック図であり、図６に示される第２の例では、トランシーバ３２、３３は、トランシーバ３２Ｂ、３３Ｂと表記する。
【００３９】
上述したように第２の例の双方向通信では、トランシーバ３２Ｂから出力されるクロック信号ＣＬＫの周波数とトランシーバ３３Ｂから出力される制御信号（操作情報）ＤＡＴＡの周波数を大きく異なる周波数に設定することによって、各信号を周波数で分離出来るようにし、双方向通信を行う。
【００４０】
図６に示されるように、内視鏡基部１３Ａのトランシーバ３２Ｂは、バッファ回路３８、３９とフィルタ回路４０を備えるとともに終端回路を含み、バッファの入力インピーダンスが高く、出力インピーダンスが低く構成される。すなわち、同軸ケーブル３０Ａ（特性インピーダンス：Ｚｏ）は、マッチング回路Ｒ（＝Ｚｏ）、クロック信号出力バッファ３８を介してシステムクロックジェネレータ１７に接続されるとともに、制御信号バッファ３９、ローパスフィルタ４０を介して制御回路１６に接続される。
【００４１】
システムクロックジェネレータ１７からは、クロック出力信号バッファ３８、マッチング回路Ｒを介してクロック信号ＣＬＫが同軸ケーブル３０Ａへと出力される。また、同軸ケーブル３０Ａの信号は、制御信号バッファ３９、ローパスフィルタ４０を介して制御回路１６へと出力される。
【００４２】
一方、操作部２６Ａのトランシーバ３３Ｂは、バッファ回路４１、４２とフィルタ回路４３を備えるとともに終端回路を含み、トランシーバ３２Ｂと同様バッファの入力インピーダンスが高く、出力インピーダンスが低く構成される。すなわち、同軸ケーブル３０Ａはクロック信号バッファ４１、ハイパスフィルタ４３を介して撮像素子駆動回路２７に接続されるとともに、マッチング回路Ｒ（＝Ｚｏ）、制御信号出力バッファ４２を介して操作回路３４に接続される。
【００４３】
次に図７（ａ）に、クロック信号出力バッファ３８を介してシステムクロックジェネレータ１７から出力されるクロック信号ＣＬＫのタイミングチャート、図７（ｂ）に制御信号出力バッファ４２を介して操作回路３４から出力される操作情報（制御信号）ＤＡＴＡのタイミングチャートを示すとともに、図７（ｃ）に同軸ケーブル３０Ａにおいて図７（ａ）のクロック信号ＣＬＫと図７（ｂ）の操作情報ＤＡＴＡが混合された合成信号Ｃ／Ｄのタイミングチャートを示す。
【００４４】
また、図７（ｄ）には、図７（ｃ）の混合信号Ｃ／Ｄからハイパスフィルタ４３を通して抽出される図７（ａ）のクロック信号ＣＬＫに対応するクロック信号ＣＬＫ−ＯＵＴが示され、図７（ｅ）には図７（ｃ）の混合信号Ｃ／Ｄからローパスフィルタ４０を通して抽出される図７（ｂ）の操作情報ＤＡＴＡに対応する制御信号ＤＡＴＡ−ＯＵＴが示される。
【００４５】
なお、フィルタ４０、４３の帯域特性の一例を図８に示す。図８には、混合信号Ｃ／Ｄの周波数スペクトルの分布と、フィルタ４０、４３が透過する帯域特性が示され、ｆ−ＤＡＴＡは、操作情報ＤＡＴＡの成分、ｆ−ＣＬＫはクロック信号ＣＬＫの成分を表す。また、図８には各信号の高調波成分も示されている。図８に示されるように、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）、ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）の特性を設定することにより、各トランシーバ３２Ｂ、３３Ｂにおいて、混合信号Ｃ／Ｄから、操作情報ＤＡＴＡおよびクロック信号ＣＬＫを分離できる。なお、高周波側を利用するクロック信号については、特に基本波に対する狭帯域フィルタを用いることが好ましい。
【００４６】
図９は、第３の例の双方向通信における構成を示すブロック図であり、図９に示される第３の例では、トランシーバ３２、３３を、トランシーバ３２Ｃ、３３Ｃと表記する。なお、第３の例の双方向通信は、上述したように、トランシーバ３２Ｃ、３３Ｃが光伝送を用いる場合であり、センサクロック伝送経路３０は、光ファイバなどの光伝送路３０Ｂとして構成される。
【００４７】
内視鏡基部１３Ａのトランシーバ３２Ｃは、例えば発光素子（例えばＬＤ）、発光素子ＬＤ１の発光を制御する駆動回路（ＬＤ駆動回路）４４、受光素子（例えばＰＤ）、受光素子ＰＤ１の信号を増幅する増幅器４５と、発光素子ＬＤ１からの光を光伝送路３０Ｂに入射させ、光伝送路３０Ｂからの光を受光素子ＰＤ１へと導く光学系とから構成される。
【００４８】
この光学系は、例えばビームスプリッタ４６と集光レンズ系４７から構成され、発光素子ＬＤ１からは、例えば８５０ｎｍ（相対的に長波長）の波長の光が照射され、ビームスプリッタ４６および集光レンズ系４７を介して光伝送路３０Ｂに入射される。また、発光素子ＬＤ１の発光は、システムクロックジェネレータ１７からのクロック信号に基づきＬＤ駆動回路４４により制御される。
【００４９】
また、ビームスプリッタ４６は、光伝送路３０Ｂから射出される光のうち、上記８５０ｎｍの光よりも相対的に短波長の光（発光素子ＬＤ２の光、例えば波長６５０ｎｍ）を発光素子ＬＤ１とは異なる方向に偏向するもので、偏向された光は、受光素子ＰＤ１へと導かれ電気信号に変換されて増幅器４５を介して制御回路１６へと出力される。
【００５０】
一方、操作部２６Ａのトランシーバ３３Ｃは、発光素子（例えばＬＤ）、発光素子ＬＤ２を駆動する駆動回路（ＬＤ駆動回路）４８、受光素子（例えばＰＤ）、受光素子ＰＤ２の信号を増幅する増幅器４９と、発光素子ＬＤ２からの光を光伝送路３０Ｂに入射させ、光伝送路３０Ｂからの光を受光素子ＰＤ２へと導く光学系とから構成される。
【００５１】
この光学系は、例えばビームスプリッタ５０と集光レンズ系５１から構成され、発光素子ＬＤ２からは、上述した６５０ｎｍの波長（相対的に短波長）の光が照射され、ビームスプリッタ５０および集光レンズ系５１を介して光伝送路３０Ｂに入射される。また、発光素子ＬＤ２の発光は、操作回路３４からの操作情報（制御信号）に基づきＬＤ駆動回路４８により制御される。
【００５２】
ビームスプリッタ５０は、ビームスプリッタ４６と略同じもので、発光素子ＬＤ２からの光を偏向し、集光レンズ系５１を通して光伝送路３０Ｂに入射される。なお、光伝送路３０Ｂから照射される発光素子ＬＤ１の光（波長８５０ｎｍ）は、ビームスプリッタ５０を直進し、受光素子ＰＤ２へと導かれ電気信号に変換されて増幅器４９を介して撮像素子駆動回路２７へと出力される。
【００５３】
以上のように、第２実施形態においても、第１実施形態と同様の効果を得ることができるとともに、センサクロック伝送経路をセンサクロック信号と制御信号で兼用することで（双方向通信に用いることで）、伝送路の数を低減することができる。
【００５４】
なお、第２実施形態では、双方向通信される信号として、操作スイッチの操作に基づく制御信号を例に説明を行ったが、センサ信号など、その他の様々な情報を伝達するのに適用することも可能である。
【符号の説明】
【００５５】
１０ スコープ本体（電子内視鏡）
１１ 挿入部
１１Ａ 先端部
１２ 操作部
１３、１３Ａ 内視鏡基部
１４ ユニバーサルコード
２１ ドライバ
２２ アナログフロントエンド（ＡＦＥ）
２３ 撮像素子
２６、２６Ａ 中継部
２８ レシーバ
２９ 電源回路
３０ センサクロック伝送経路（第１伝送路）
３１ センサクロック伝送経路（第２伝送路）
３２、３３ トランシーバ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スコープ本体と主要な映像信号処理を行うプロセッサ装置とが分離・離間して設けられる電子内視鏡装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子内視鏡では、挿入部先端に設けられた撮像素子からの映像信号をスコープ基端部に接続されるカメラコントロールユニット（プロセッサ装置）へと送り、所定の映像信号処理を施した後、モニタに表示する。挿入部先端は極めてスペースが限られるため、撮像素子を駆動するための駆動回路や映像信号を処理のための主なデバイスは、プロセッサ装置やスコープ基端部側の適当な場所（プロセッサ装置への接続を行うコネクタを備える内視鏡基部など）に配置される。このため、駆動信号は挿入部先端とプロセッサ装置とを結ぶ信号ケーブルを通して撮像素子へと送られ、得られた映像アナログ信号も、信号ケーブルを介してプロセッサ装置やスコープ基端部に配置されたアナログフロントエンド回路等へと送られる（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−３４２５３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
例えば医療用の電子内視鏡では、信号ケーブルの長さが数メートルにおよぶため、撮像素子から信号ケーブルを介して伝送されるアナログ映像信号や、スコープ基端部側から信号ケーブルを介して伝送される撮像素子駆動信号に劣化が生じる。また、伝送路が長いことから伝送路がアンテナとなり電磁的な干渉の問題、例えばアナログ映像信号と撮像素子駆動信号との間におけるクロストークの問題などが発生する。
【０００５】
本発明は、電子内視鏡装置において、撮像素子駆動信号の劣化を抑制することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の電子内視鏡は、先端部に撮像素子が設けられる挿入部と、挿入部の基端部に設けられる操作部と、プロセッサ装置に連結されるコネクタを備える内視鏡基部と、操作部と内視鏡基部とを連絡するユニバーサルコードとを備えた電子内視鏡であって、内視鏡基部側から第１伝送路を介してセンサクロック信号を受信し、撮像素子の駆動信号を生成する撮像素子駆動回路を備える中継部と、中継部から撮像素子へと駆動信号を伝送する第２伝送経路とを備え、中継部が、挿入部よりも基端部より、かつ内視鏡基部よりも先端部よりに配置されることを特徴としている。
【０００７】
中継部は、操作部に設けられることが好ましい。第１伝送経路は、例えば差動伝送または光伝送を含む。また、第１伝送経路を介した通信は双方向通信であり、これにより伝送路の数を低減し、ユニバーサルコードを細径化できる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、電子内視鏡装置において、撮像素子駆動信号の劣化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態である電子内視鏡（スコープ本体）の構成を示す模式的な外観図である。
【図２】第１実施形態のスコープ本体の電気的な構成を模式的に示すブロック図である。
【図３】第２実施形態のスコープ本体の電気的な構成を模式的に示すブロック図である。
【図４】双方向通信の第１の例の構成を示すブロック図である。
【図５】第１の例の双方向通信におけるタイミングチャートである。
【図６】双方向通信の第２の例の構成を示すブロック図である。
【図７】第２の例の双方向通信におけるタイミングチャートである。
【図８】混合信号Ｃ／Ｄの周波数スペクトル分布と、フィルタの帯域特性を示すグラフである。
【図９】双方向通信の第３の例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】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。図１は、本発明の第１実施形態である電子内視鏡の構成を示す模式的な外観図である。
【００１１】
電子内視鏡システムは、スコープ本体（電子内視鏡）１０と、スコープ本体１０が接続され、各種画像処理を行うとともに、スコープ本体１０に照明光を供給するプロセッサ装置（図示せず）と、プロセッサ装置に接続され、スコープ本体１０で撮影された映像を表示するモニタ装置（図示せず）などから一般に構成される。図１には、スコープ本体（電子内視鏡）１０の外観が示される。
【００１２】
スコープ本体１０は、体内や管孔内に挿入される可撓性を有する管状の挿入部１１と、挿入部１１の基端部に設けられ、ユーザによって保持され、操作される操作部１２と、スコープ本体１０をプロセッサ装置（図示せず）に連結するためのコネクタを備える内視鏡基部１３と、操作部１２と内視鏡基部１３の間を連絡するユニバーサルコード１４とから構成される。従来周知のように、挿入部１１の先端部１１Ａには撮像素子（図２参照）が設けられ、先端部１１Ａから照射される照明光により、被写体の映像が撮像素子により撮影される。なお、照明光は通常スコープ本体１０内に配設されたライトガイドを通してプロセッサ装置から供給される。
【００１３】
図２は、図１に示されたスコープ本体１０の電気的な構成を模式的に示すブロック図である。なお、図示されないが、照明光に係る光学的構成は、例えばライトガイドを用いた従来周知のものであり、本実施形態の場合、プロセッサ装置内に設けられた光源からライトガイドを介して挿入部１１の先端部１１Ａにまで光が伝送される。しかし、プロセッサ装置外に別体の光源装置を設ける構成とすることも、また、ＬＥＤ等の光源を先端部１１Ａに設け、照明光を直接照射する構成とすることもできる。
【００１４】
本実施形態の内視鏡基部１３には、例えばＩ／Ｏポート１５、制御回路１６、システムクロックジェネレータ１７、信号処理回路（ＤＳＰ）１８、電源回路１９、システムクロック伝送用のドライバ２１、アナログフロントエンド２２などが設けられる。内視鏡基部１３は、コネクタを含むＩ／Ｏポート１５を介してプロセッサ装置（図示せず）に電気的に接続される。Ｉ／Ｏポート１５には、制御回路１６、システムクロックジェネレータ１７、信号処理回路（ＤＳＰ）１８、電源回路１９等が接続される。
【００１５】
制御回路１６はスコープ本体１０全般の制御を行うもので、各デバイスとの間において、必要に応じてデータの遣り取りを行う。また、システムクロックジェネレータ１７は、スコープ本体１０内で必要とされる様々なクロック信号の生成を行う。例えば、システムクロックジェネレータ１７からは、センサクロック伝送用のドライバ２１や信号処理回路（ＤＳＰ）１８に、必要とされる信号が出力される。
【００１６】
挿入部１１（図１参照）の先端部１１Ａには、ＣＣＤやＣＭＯＳなどの撮像素子２３が設けられる。被写体像は、撮像レンズ２４を介して撮像素子２３において撮像される。撮像素子２３は、挿入部１１、操作部１２、ユニバーサルコード１４を通して配線される信号ケーブル（映像信号伝送経路）２５を介して内視鏡基部１３に設けられたアナログフロントエンド（ＡＦＥ）２２に接続され、撮像素子２３からのアナログ映像信号は、アナログフロントエンド２２を介して信号処理回路１８へと送られ、所定の画像処理を施された後、Ｉ／Ｏポート１５を介してプロセッサ装置へと送出される。
【００１７】
なお、アナログフロントエンド２２は、例えば初段増幅回路、相関二重サンプリング回路、ＡＤコンバータを備え、映像信号伝送経路２５からのアナログ映像信号は、初段増幅回路で所定のゲインで増幅された後、相関二重サンプリング回路においてサンプリングされ、ＡＤコンバータにおいてデジタル映像信号に変換されて、信号処理回路１８へと送られる。
【００１８】
また、第１実施形態のスコープ本体１０は、先端部１１Ａと内視鏡基部１３の間、例えば操作部１２（図１参照）に、中継部２６を備える。中継部２６には撮像素子駆動回路２７、レシーバ２８、電源回路２９などが設けられ、レシーバ２８は、ユニバーサルコード１４（図１参照）内に配設されたセンサクロック伝送経路３０を介して、内視鏡基部１３のドライバ２１からセンサクロック信号を受信する。センサクロック伝送経路３０は、例えばＬＶＤＳ(Low Voltage Differential Signaling)を用いた差動伝送路であり、小振幅の信号が伝送される。小振幅の信号は、例えば実際に撮像素子を駆動する信号の振幅を相対的に低減した信号である。なお、センサクロック伝送経路３０は、例えば光伝送路であってもよい。
【００１９】
レシーバ２８で受信された小振幅の信号は、撮像素子駆動回路２７へと送られ、これに基づいて、撮像素子２３に直接印加される駆動信号が生成される（例えば電圧の異なる大振幅の駆動信号）。撮像素子駆動回路２７において生成された駆動信号は、センサクロック伝送経路３１を介して先端部１１Ａに設けられた撮像素子２３へと伝送され印加される。
【００２０】
なお、撮像素子駆動回路２７には、中継部２６に設けられた電源回路２９から電力が供給され、電源回路２９には、内視鏡基部１３の電源回路１９から電力が供給される。また、電源回路２９は、先端部１１Ａの撮像素子２３にも電力を供給する。
【００２１】
以上のように、本発明の第１実施形態の構成によれば、挿入部と内視鏡基部の間に中継部を設け、中継部までは相対的に小さい振幅で信号を伝送し、中継部において相対的に大きい振幅の撮像素子駆動信号を生成することで、大振幅の信号伝送距離を大幅に短くすることができる。これにより、撮像素子駆動信号による映像信号などとの間のクロストークの影響等も低減でき、ＥＭＣが向上する。
【００２２】
なお、本実施形態では、中継部をスコープ本体の操作部に設けたが、中継部の設置場所としては、例えば体内には実際に挿入されない位置（挿入部よりも基端部よりの位置）の中で、内視鏡基部よりもより先端部に近い場所が選ばれる。
【００２３】
図３は、第２実施形態の電子内視鏡の構成を示すブロック図であり、図３を参照して、本発明の第２実施形態について説明する。
【００２４】
第１実施形態では、図示、説明を省略したが、一般に、電子内視鏡の操作部には、静止画撮影用の操作ボタンなど、使用者により操作される操作スイッチが幾つか設けられている。操作スイッチを操作した情報は、制御信号として操作部から内視鏡基部やプロセッサ装置側へと伝送される。第１実施形態において、制御信号は、専用の制御信号伝送経路を通して、中継部から内視鏡基部へと伝送される。これに対して、第２実施形態では、センサクロック伝送経路に双方向通信を用い、センサクロック伝送経路を通して制御信号の伝送を行う。なお、それ以外の構成については、第１実施形態と同様であり、同様の構成については第１実施形態と同じ参照符号を用い、その説明を省略する。
【００２５】
第２実施形態では、第１実施形態の内視鏡基部１３に設けられたドライバ２１、中継部２６に設けられたレシーバ２８に替えてトランシーバ３２、３３が用いられる。第２実施形態の内視鏡基部１３Ａに設けられたトランシーバ３２からは、第１実施形態のドライバ２１と同様に、撮像素子を駆動するための小振幅の信号が出力される。出力された信号は、センサクロック伝送経路３０を通して中継部２６Ａに設けられたトランシーバ３３で受信され、撮像素子駆動回路２７へと出力される。撮像素子駆動回路２７では、第１実施形態と同様に撮像素子２３に印加される撮像素子駆動信号が生成され、センサクロック伝送経路３１を通して撮像素子２３へと出力される。
【００２６】
また、中継部２６Ａに設けられたトランシーバ３３には、操作スイッチ（不図示）等が設けられた操作回路３４が接続され、各操作スイッチの操作情報が制御信号としてトランシーバ３３に入力される。トランシーバ３３に入力された制御信号は、センサクロック伝送経路３０を通して、内視鏡基部１３Ａに設けられたトランシーバ３２へと伝送され、例えば制御回路１６に入力される。制御信号が、例えば静止画撮影用のスイッチ操作に対応するときには、制御回路１６は、信号処理回路１８、あるいはＩ／Ｏポート１５を介してプロセッサ装置（不図示）へ静止画像を取得する指令を出力する。
【００２７】
また、双方向通信の例としては、トランシーバ３２から出力される周期的なクロック信号の振幅を拡大するとともに、トランシーバ３３において拡大されたクロック信号に制御信号を重畳することが考えられる（第１の例）。また、双方向通信の別の例としては、トランシーバ３２から出力されるクロック信号の周波数とトランシーバ３３から出力される制御信号の周波数を大きく異なる周波数に設定することによって、各信号を周波数で分離出来るようにし、双方向通信を行う事が考えられる（第２の例）。更に、トランシーバ３２、３３、センサクロック伝送経路３０で構成される通信路が光伝送の場合は、波長多重等によって双方向化を実現できる（第３の例）。
【００２８】
以下、図４、図５を参照して第１の例の双方向通信について、図６〜図８を参照して第２の例の双方向通信について、図９を参照して、第３の例による双方向通信について説明する。
【００２９】
図４は、第１の例の双方向通信における構成を示すブロック図であり、図４に示される第１の例では、トランシーバ３２、３３は、トランシーバ３２Ａ、３３Ａと表記する。
【００３０】
図４に示されるように、第１の例において、内視鏡基部１３Ａ側のトランシーバ３２Ａは、例えばスイッチ素子（例えばトランジスタ）Ｑ１、タイミング回路３５、ＤＦＦ回路３６をからなる。システムクロックジェネレータ１７から出力されるクロック信号ＣＬＫ１は、スイッチ素子Ｑ１に入力され、そのオン／オフを制御するとともに、タイミング回路３５に入力される。タイミング回路３５ではクロック信号ＣＬＫ１に基づき、ＤＦＦ回路３６のクロック端子ＣＬＫに入力されるサンプル／ホールド信号Ｓ／Ｈが生成される。
【００３１】
第１の例においてセンサクロック伝送径路３０は、特性インピーダンスＺｏの同軸ケーブル３０Ａであり、スイッチ素子Ｑ１がオン状態のとき（ＣＬＫ１がローのとき）、同軸ケーブル３０Ａにはスイッチ素子Ｑ１を通して電圧Ｖｓｓが印加される。また、同軸ケーブル３０ＡはＤＦＦ回路３６の端子Ｄに接続されており、その電圧は図５を参照して後述するように、サンプルホールド信号Ｓ／Ｈに基づいて電圧Ｖｔｈ２を閾値として（Ｖｔｈ２以上の電圧のとき）検出され、端子Ｑから操作情報ＤＡＴＡ２として制御回路１６に出力される。
【００３２】
一方、操作部２６Ａのトランシーバ３３Ａは、操作回路３４からの操作情報Ｄ＿ＤＡＴＡにしたがって切換を行うスイッチＳＷ１と、同軸ケーブル３０Ａに接続され、システムクロックジェネレータ１７からのクロック信号を撮像素子駆動回路２７へ伝送するバッファ３７と、スイッチＳＷ１と同軸ケーブル３０Ａの間に設けられたマッチング抵抗Ｒ（＝Ｚｏ）とから構成される。なおスイッチＳＷ１は、操作情報Ｄ＿ＤＡＴＡのハイ／ローに基づいて、マッチング抵抗Ｒを介した同軸ケーブル３０ＡをグラウンドＧＮＤ、電圧Ｖｄｄの何れか一方に択一的に接続する。また、バッファ３７は、電圧Ｖｔｈ１を閾値として（Ｖｔｈ１以上の電圧のとき）撮像素子駆動回路２７に出力を行う。
【００３３】
図５のタイミングチャートに、図４の回路構成によって行われる双方向通信の一例を示す。図５（ａ）には、システムクロックジェネレータ１７から出力されるクロック信号ＣＬＫ１が示され、図５（ｂ）には操作部２６Ａの操作回路３４から出力される操作情報（操作信号）Ｄ＿ＤＡＴＡの一例が示される。また、図５（ｃ）に、上記構成により、クロック信号ＣＬＫと操作情報Ｄ＿ＤＡＴＡが重畳された信号ＣＬＫ１＿Ｄ（同軸ケーブル３０Ａの電圧）が示される。
【００３４】
前述したように、クロック信号ＣＬＫ１がローのときには、スイッチ素子Ｑ１がオン状態となり、同軸ケーブル３０Ａは電圧Ｖｓｓとなる。一方、クロック信号ＣＬＫ１がハイのときには、スイッチ素子Ｑ１がオフ状態となり、信号ＣＬＫ１＿Ｄのレベル（同軸ケーブル３０Ａの電圧）は、スイッチＳＷ１により選択されているＧＮＤまたはＶｄｄとなる。すなわち図５に示されるように、操作情報（操作信号）Ｄ＿ＤＡＴＡがローの間は、ＣＬＫ１＿ＤはＶｓｓまたはＶｄｄとなり、操作情報（操作信号）Ｄ＿ＤＡＴＡがハイの間は、ＶｓｓまたはＧＮＤとなる。
【００３５】
サンプル／ホールド信号Ｓ／Ｈは、図５（ｄ）に示されるように、クロック信号ＣＬＫ１に対してπ／２位相が遅れた信号であり、ＤＦＦ回路３６は、Ｓ／Ｈ信号の立ち上がりのタイミングで電圧Ｖｔｈ２を閾値として信号ＣＬＫ１＿Ｄを検出する。すなわち、Ｖｔｈ２は、Ｖｄｄよりも高くＧＮＤ電圧よりも低く設定され、ＤＦＦ回路３６の端子Ｑは、図５（ｅ）のように、信号ＣＬＫ１＿Ｄにおいて電圧Ｖｔｈ２よりも高いＧＮＤ電圧が検出されてから次に電圧Ｖｄｄが検出されるまでの間、ハイの状態に維持される。また、次にＧＮＤ電圧が検出されるまでの間は、ローの状態に維持される。したがって、図５（ｅ）に示される操作情報（操作信号）ＤＡＴＡ２は、Ｄ＿ＤＡＴＡ信号の位相がπ／２遅れたものとなる。
【００３６】
また、図５（ｃ）に示されるように、Ｖｔｈ１はＧＮＤ電圧よりも高く、Ｖｓｓよりも低い電圧に設定される。したがって、バッファ３７は、ＣＬＫ１＿Ｄ信号がＶｓｓのときのみ信号を撮像素子駆動回路２７に出力し、これは図５（ａ）のクロック信号ＣＬＫ１に対応する。
【００３７】
以上のように、伝送経路３０Ａには、クロック信号と制御信号とが重畳された信号電圧が印加され、トランシーバ３３Ａではクロック信号が抽出され、トランシーバ３２Ａでは制御信号が抽出される。
【００３８】
図６は、第２の例の双方向通信における構成を示すブロック図であり、図６に示される第２の例では、トランシーバ３２、３３は、トランシーバ３２Ｂ、３３Ｂと表記する。
【００３９】
上述したように第２の例の双方向通信では、トランシーバ３２Ｂから出力されるクロック信号ＣＬＫの周波数とトランシーバ３３Ｂから出力される制御信号（操作情報）ＤＡＴＡの周波数を大きく異なる周波数に設定することによって、各信号を周波数で分離出来るようにし、双方向通信を行う。
【００４０】
図６に示されるように、内視鏡基部１３Ａのトランシーバ３２Ｂは、バッファ回路３８、３９とフィルタ回路４０を備えるとともに終端回路を含み、バッファの入力インピーダンスが高く、出力インピーダンスが低く構成される。すなわち、同軸ケーブル３０Ａ（特性インピーダンス：Ｚｏ）は、マッチング回路Ｒ（＝Ｚｏ）、クロック信号出力バッファ３８を介してシステムクロックジェネレータ１７に接続されるとともに、制御信号バッファ３９、ローパスフィルタ４０を介して制御回路１６に接続される。
【００４１】
システムクロックジェネレータ１７からは、クロック出力信号バッファ３８、マッチング回路Ｒを介してクロック信号ＣＬＫが同軸ケーブル３０Ａへと出力される。また、同軸ケーブル３０Ａの信号は、制御信号バッファ３９、ローパスフィルタ４０を介して制御回路１６へと出力される。
【００４２】
一方、操作部２６Ａのトランシーバ３３Ｂは、バッファ回路４１、４２とフィルタ回路４３を備えるとともに終端回路を含み、トランシーバ３２Ｂと同様バッファの入力インピーダンスが高く、出力インピーダンスが低く構成される。すなわち、同軸ケーブル３０Ａはクロック信号バッファ４１、ハイパスフィルタ４３を介して撮像素子駆動回路２７に接続されるとともに、マッチング回路Ｒ（＝Ｚｏ）、制御信号出力バッファ４２を介して操作回路３４に接続される。
【００４３】
次に図７（ａ）に、クロック信号出力バッファ３８を介してシステムクロックジェネレータ１７から出力されるクロック信号ＣＬＫのタイミングチャート、図７（ｂ）に制御信号出力バッファ４２を介して操作回路３４から出力される操作情報（制御信号）ＤＡＴＡのタイミングチャートを示すとともに、図７（ｃ）に同軸ケーブル３０Ａにおいて図７（ａ）のクロック信号ＣＬＫと図７（ｂ）の操作情報ＤＡＴＡが混合された合成信号Ｃ／Ｄのタイミングチャートを示す。
【００４４】
また、図７（ｄ）には、図７（ｃ）の混合信号Ｃ／Ｄからハイパスフィルタ４３を通して抽出される図７（ａ）のクロック信号ＣＬＫに対応するクロック信号ＣＬＫ−ＯＵＴが示され、図７（ｅ）には図７（ｃ）の混合信号Ｃ／Ｄからローパスフィルタ４０を通して抽出される図７（ｂ）の操作情報ＤＡＴＡに対応する制御信号ＤＡＴＡ−ＯＵＴが示される。
【００４５】
なお、フィルタ４０、４３の帯域特性の一例を図８に示す。図８には、混合信号Ｃ／Ｄの周波数スペクトルの分布と、フィルタ４０、４３が透過する帯域特性が示され、ｆ−ＤＡＴＡは、操作情報ＤＡＴＡの成分、ｆ−ＣＬＫはクロック信号ＣＬＫの成分を表す。また、図８には各信号の高調波成分も示されている。図８に示されるように、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）、ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）の特性を設定することにより、各トランシーバ３２Ｂ、３３Ｂにおいて、混合信号Ｃ／Ｄから、操作情報ＤＡＴＡおよびクロック信号ＣＬＫを分離できる。なお、高周波側を利用するクロック信号については、特に基本波に対する狭帯域フィルタを用いることが好ましい。
【００４６】
図９は、第３の例の双方向通信における構成を示すブロック図であり、図９に示される第３の例では、トランシーバ３２、３３を、トランシーバ３２Ｃ、３３Ｃと表記する。なお、第３の例の双方向通信は、上述したように、トランシーバ３２Ｃ、３３Ｃが光伝送を用いる場合であり、センサクロック伝送経路３０は、光ファイバなどの光伝送路３０Ｂとして構成される。
【００４７】
内視鏡基部１３Ａのトランシーバ３２Ｃは、例えば発光素子（例えばＬＤ）、発光素子ＬＤ１の発光を制御する駆動回路（ＬＤ駆動回路）４４、受光素子（例えばＰＤ）、受光素子ＰＤ１の信号を増幅する増幅器４５と、発光素子ＬＤ１からの光を光伝送路３０Ｂに入射させ、光伝送路３０Ｂからの光を受光素子ＰＤ１へと導く光学系とから構成される。
【００４８】
この光学系は、例えばビームスプリッタ４６と集光レンズ系４７から構成され、発光素子ＬＤ１からは、例えば８５０ｎｍ（相対的に長波長）の波長の光が照射され、ビームスプリッタ４６および集光レンズ系４７を介して光伝送路３０Ｂに入射される。また、発光素子ＬＤ１の発光は、システムクロックジェネレータ１７からのクロック信号に基づきＬＤ駆動回路４４により制御される。
【００４９】
また、ビームスプリッタ４６は、光伝送路３０Ｂから射出される光のうち、上記８５０ｎｍの光よりも相対的に短波長の光（発光素子ＬＤ２の光、例えば波長６５０ｎｍ）を発光素子ＬＤ１とは異なる方向に偏向するもので、偏向された光は、受光素子ＰＤ１へと導かれ電気信号に変換されて増幅器４５を介して制御回路１６へと出力される。
【００５０】
一方、操作部２６Ａのトランシーバ３３Ｃは、発光素子（例えばＬＤ）、発光素子ＬＤ２を駆動する駆動回路（ＬＤ駆動回路）４８、受光素子（例えばＰＤ）、受光素子ＰＤ２の信号を増幅する増幅器４９と、発光素子ＬＤ２からの光を光伝送路３０Ｂに入射させ、光伝送路３０Ｂからの光を受光素子ＰＤ２へと導く光学系とから構成される。
【００５１】
この光学系は、例えばビームスプリッタ５０と集光レンズ系５１から構成され、発光素子ＬＤ２からは、上述した６５０ｎｍの波長（相対的に短波長）の光が照射され、ビームスプリッタ５０および集光レンズ系５１を介して光伝送路３０Ｂに入射される。また、発光素子ＬＤ２の発光は、操作回路３４からの操作情報（制御信号）に基づきＬＤ駆動回路４８により制御される。
【００５２】
ビームスプリッタ５０は、ビームスプリッタ４６と略同じもので、発光素子ＬＤ２からの光を偏向し、集光レンズ系５１を通して光伝送路３０Ｂに入射される。なお、光伝送路３０Ｂから照射される発光素子ＬＤ１の光（波長８５０ｎｍ）は、ビームスプリッタ５０を直進し、受光素子ＰＤ２へと導かれ電気信号に変換されて増幅器４９を介して撮像素子駆動回路２７へと出力される。
【００５３】
以上のように、第２実施形態においても、第１実施形態と同様の効果を得ることができるとともに、センサクロック伝送経路をセンサクロック信号と制御信号で兼用することで（双方向通信に用いることで）、伝送路の数を低減することができる。
【００５４】
なお、第２実施形態では、双方向通信される信号として、操作スイッチの操作に基づく制御信号を例に説明を行ったが、センサ信号など、その他の様々な情報を伝達するのに適用することも可能である。
【符号の説明】
【００５５】
１０ スコープ本体（電子内視鏡）
１１ 挿入部
１１Ａ 先端部
１２ 操作部
１３、１３Ａ 内視鏡基部
１４ ユニバーサルコード
２１ ドライバ
２２ アナログフロントエンド（ＡＦＥ）
２３ 撮像素子
２６、２６Ａ 中継部
２８ レシーバ
２９ 電源回路
３０ センサクロック伝送経路（第１伝送路）
３１ センサクロック伝送経路（第２伝送路）
３２、３３ トランシーバ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端部に撮像素子が設けられる挿入部と、前記挿入部の基端部に設けられる操作部と、プロセッサ装置に連結される内視鏡基部と、前記操作部と前記内視鏡基部とを連絡するユニバーサルコードとを備えた電子内視鏡であって、
前記内視鏡基部側から第１伝送路を介してセンサクロック信号を受信し、前記撮像素子の駆動信号を生成する撮像素子駆動回路を備える中継部と、
前記中継部から前記撮像素子へと前記駆動信号を伝送する第２伝送経路とを備え、
前記中継部が、前記挿入部よりも基端部より、かつ前記内視鏡基部よりも先端部よりに配置される
ことを特徴とする電子内視鏡。
【請求項２】
前記中継部が前記操作部に設けられることを特徴とする請求項１に記載の電子内視鏡。
【請求項３】
前記第１伝送経路が差動伝送または光伝送を含むことを特徴とする請求項２に記載の電子内視鏡。
【請求項４】
前記第１伝送経路を介した通信が双方向通信であることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の電子内視鏡。
【請求項１】
先端部に撮像素子が設けられる挿入部と、前記挿入部の基端部に設けられる操作部と、プロセッサ装置に連結される内視鏡基部と、前記操作部と前記内視鏡基部とを連絡するユニバーサルコードとを備えた電子内視鏡であって、
前記内視鏡基部側から第１伝送路を介してセンサクロック信号を受信し、前記撮像素子の駆動信号を生成する撮像素子駆動回路を備える中継部と、
前記中継部から前記撮像素子へと前記駆動信号を伝送する第２伝送経路とを備え、
前記中継部が、前記挿入部よりも基端部より、かつ前記内視鏡基部よりも先端部よりに配置される
ことを特徴とする電子内視鏡。
【請求項２】
前記中継部が前記操作部に設けられることを特徴とする請求項１に記載の電子内視鏡。
【請求項３】
前記第１伝送経路が差動伝送または光伝送を含むことを特徴とする請求項２に記載の電子内視鏡。
【請求項４】
前記第１伝送経路を介した通信が双方向通信であることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の電子内視鏡。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１１−１５２２２５（Ｐ２０１１−１５２２２５Ａ）
【公開日】平成２３年８月１１日（２０１１．８．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１４６３２（Ｐ２０１０−１４６３２）
【出願日】平成２２年１月２６日（２０１０．１．２６）
【出願人】（０００１１３２６３）ＨＯＹＡ株式会社 (3,820)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年８月１１日（２０１１．８．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月２６日（２０１０．１．２６）
【出願人】（０００１１３２６３）ＨＯＹＡ株式会社 (3,820)
【Ｆターム（参考）】
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