JP2020192328A - 内視鏡システム、内視鏡用固体撮像素子、およびその駆動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】内視鏡カメラ挿入部の細径化実現に、端子数削減による電源数削減と周辺回路の論理回路規模削減の両立が課題になっていた。【解決手段】撮像素子には３．３Ｖ程度の電源電圧のみ供給し、垂直制御論理を撮像素子から切り出してＣＣＵに搭載し、撮像素子で垂直制御が必要なタイミングにＣＣＵから撮像素子にコマンドをシリアル転送する構成を採り、撮像素子には水平制御論理のみを搭載することで、撮像素子の論理規模を大幅に削減、電源数１と論理回路規模の大幅削減を両立する。【選択図】図２

Description

本発明は、医療分野や工業分野で用いられる内視鏡システム、とりわけ撮像素子を先端実装した内視鏡を使う血管内視鏡システムに関する。

近年、医療用内視鏡を用いて胃や腸などを観察して診断することが一般化してきている。
超音波など、ひとの通常の視覚に依らない方法で体内の状態をモニタするのに比べ、視覚で直接観察できるメリットは大きい。バリウムを飲んでの超音波健診では曖昧な診断結果しか得られず、再検査で胃カメラによる診断を受ける現状から考えて、最初から胃カメラを使う方がよいと感じるが、まだカメラが大きく、うまく飲み込めないひとも多いというのが日本の健康診断＝予防医療の状況である。

医療用内視鏡（図１）の小型化が求められている。小型化が必要なのはヒトの身体に挿入する部位（１１）、すなわち、カメラヘッド（内視鏡先端部）４とこれに繋がる挿入ケーブル６であるが、ここを大幅に小型化することで、身近な健診で用いられる胃カメラを飲み込みやすくするだけでなく、内視鏡診断の適用部位を大幅に増やす事ができるとの強い期待が医療関係者にある。
たとえば、心臓外科が担当する冠動脈手術に内視鏡がすでに使われているが、小型化ができれば、内視鏡を使った冠動脈手術がさらに安全になり、さらに、もっと細い血管の観察やこれを経由した手術、肺の内側からの観察なども可能になると期待できる。

これまで身体にメスを入れる以外に視覚で直接観察できなかった患者の臓器を、メスを入れることなく最小限の開口部から内視鏡を挿入して、観察、診断できるようになれば、医療の革新に繋がり、早期診断による重症化の抑制が可能となる。これはもちろん、予防医療にも使えるため、高齢化社会の医療費抑制に繋がるとの期待も大きいと言える。

カメラヘッドの小型化には、内視鏡先端に搭載するデバイス、具体的には固体撮像素子の小型化が必要である。
また、挿入ケーブルの小型化は、細径化を意味するので、固体撮像素子に接続するケーブルの本数を削減する必要がある。

特開２０１２−１４７９６８ 特許第５１４８７６３号

イメージセンサのパッケージサイズを小さくできる実装方法として、Ｗａｆｅｒ−ｌｅｖｅｌ ＣｈｉｐＳｃａｌｅ Ｐａｃｋａｇｅ（ＷＬ−ＣＳＰ）があるが、現状、端子ピッチの最小が３５０〜４００μｍなので、もし、図８（ａ）のように、端子数９個を３×３のマトリックスで配置すると、最小チップサイズは、一辺が１．０５ｍｍ〜１．２ｍｍとなる。一辺が１ｍｍを切るチップサイズだと、図８（ｂ）のように、端子数は２×２＝４端子になるので、端子数制約から電源端子を１つにせざるを得ない。基準の０Ｖを給電する接地（グランド）端子も１つ必要なので、残るのは２端子である。
１端子は必ず出力に使うことを考えると、入力も１端子しか確保し得ないことが判る。
端子数削減は、ケーブルの細径化に必要な接続配線本数削減の必要性に合致してはいるものの、固体撮像素子の小型化とは、以下のような矛盾が生じることが分かった。

端子数から、電源電圧は、たとえば、３．３Ｖだけになるため、論理回路部も３．３Ｖ−Ｔｒを使って設計する事になり、通常の固体撮像素子と同じ論理を組んだとしても、論理回路部の面積はむしろ増大するという課題が発生する。

通常の固体撮像素子と同様に、（たとえば、１．２Ｖの）微細Ｔｒを使えば論理回路部面積は同じにできるが、１種類しか選べない電源電圧を１．２Ｖにする手法では、画素やアナログ回路もすべて１．２Ｖで駆動することになり、画素特性やアナログ回路の特性を大幅に劣化させることになるため、選択肢にはなりえない。

電源電圧として３．３Ｖを選択し、チップ上で１．２Ｖを生成するＬＤＯ（Ｌｏｗ ＤｒｏｐＯｕｔ＝低損失レギュレータ）を搭載する手法を採れば、微細Ｔｒによる論理回路設計が可能になるが、追加したＬＤＯの面積により、周辺回路が増大するという新たな課題が発生してしまう。

一方、最初から論理回路を搭載しない固体撮像素子であるＣＣＤ（電荷結合素子）を使う案も考えられるが、ＣＣＤの制御には、いわゆるＴＧ（タイミングジェネレータ）で生成した垂直ＣＣＤ制御信号や水平ＣＣＤ制御信号が各々複数必要で、さらにリセットゲート信号や電子シャッタパルス、また複数の電圧を供給も必要なため、残り入力１端子では対応しようがなく、選択肢となりえないことを付記しておく。

本件発明者は、固体撮像素子に搭載する論理回路を水平制御のみに限定し、垂直制御の論理回路をカメラ制御ユニット（ＣＣＵ）に搭載する形の論理分割を行えば、固体撮像素子に搭載する論理回路規模を大幅に削減しつつ、固体撮像素子とＣＣＵの間の制御ＩＦとなる信号線も最少化できることを見出した。

固体撮像素子に搭載する論理量を大幅に削減する事ができ、単一電源の小型固体撮像素子を実現でき、内視鏡カメラ挿入部の細径化を実現できる。

図１は内視鏡システム全体の説明図である。 図２は固体撮像素子の制御論理の分割の説明図である。 図３はカメラ制御ユニットから固体撮像素子に送るコマンドの一覧表である。 図４はコマンド受信部の具体的回路構成とこれによるコマンド信号波形の抽出動作説明図である。 図５は垂直読出開始コマンド受信後の固体撮像素子の動作説明図である。 図６は水平制御開始コマンド受信後の固体撮像素子の動作説明図である。 図７は垂直シャッタ開始コマンド受信後の固体撮像素子の動作説明図である。 図８は現状のＷＬ−ＣＳＰの端子数によるチップサイズ下限を示す図である。

医療用内視鏡は、その先端部に、撮像のためのカメラ機能だけでなく、患部に対して各種の処置を行うための鉗子やメスを備えるものもあるが、極細の内視鏡を実現する場合、最優先となるのは患部の観察であるので、ここでは先端の機能として撮像機能のみを備えた内視鏡について図１を用いて説明する。
但し、観察による診断に加えて観察部位の生体検査や処置が可能な内視鏡においても、本発明によるカメラ部の細径化により、その適用範囲が広がるという有効性は明らかであり、発明の効果が、撮像機能のみを備えた内視鏡に限定されるわけではないことを注記しておく。

図１において、１は内視鏡システム、２は光学レンズ、３は固体撮像素子、４は、光学レンズ２と固体撮像素子３からなるカメラヘッドであり、内視鏡先端である。５は固体撮像素子３への電源供給や信号入出力のための電気接続配線群、６は、電気接続配線群５に加えて照明用の光を伝えるライトガイド等もその内部に含む挿入ケーブルであり、患者の体内の患部ないしは要観察部位にたどり着くまでに内視鏡を通す経路に合わせて、ある程度の屈曲が可能である。７は内視鏡の操作を行う操作部、８は内視鏡先端４から操作部７までをカメラ制御ユニット９に接続するユニバーサルケーブル、９は内視鏡先端４の固体撮像素子３を、電気接続配線群５を介して電気的に制御し、また固体撮像素子３からの出力画像信号を受信、Ａ／Ｄ変換や各種の画像信号処理を行うカメラ制御ユニット、１０は、カメラ制御ユニット９で取得、生成された画像を表示するディスプレーである。１１は、内視鏡カメラ挿入部であり、カメラヘッド４と挿入ケーブル６をまとめたものである。
内視鏡診断医は、内視鏡の挿入ケーブル６の長さの許す範囲であるが、カメラヘッド４を要観察部位にできるだけ近接させて、ライトガイド経由で適切な色温度の照明を当て、ディスプレー１０を見ながら、できるだけ鮮明に撮像した画像を取得して、診断に活用することとなる。

図２は、図１で説明した内視鏡システム１の、固体撮像素子３とカメラ制御ユニット９の構成の詳細と接続関係を示す図である。
１２はカメラ制御パラメータレジスタ、１３は垂直制御論理部、１４はコマンド生成部、１５はコマンド送信部、１６は画像信号入力、１７はＡＳＰ（アナログ信号処理部）、１８は画像信号処理部、１９は画像出力部、２０は画素アレー、２１は読出走査回路、２２はシャッタ走査回路、２３は列ＣＤＳ回路、２４は水平走査回路、２５はアナログ回路の基準電圧／電流生成回路、２６は出力バッファ、２７はコマンド受信部、２８はコマンドデコード部、２９は水平制御論理部である。

読出走査回路２１とシャッタ走査回路２２は、ともにシフトレジスタ（Ｓ／Ｒ）で行を選択する論理構造とする。なお、図２では省略しているが、電気接続配線群５には、電源配線（たとえば、３．３Ｖ）と接地（グランド）配線が含まれる。

図３は、カメラ制御ユニット９から固体撮像素子３に入力するコマンドの一覧である。
ロジックリセットコマンド（Ｌｏｇｉｃ Ｒｅｓｅｔ）は論理回路の構成にもよるが、Ｌｏｇｉｃ回路のＳｔａｔｅ管理を行うコア回路やクロック分周回路のＤＦＦの初期化に必要である。
垂直読出開始コマンド（Ｒｅａｄ Ｓｔａｒｔ）、水平制御開始コマンド（Ｈ−Ｓｔａｒｔ）、垂直シャッタ開始コマンド（Ｓｈｕｔｔｅｒ Ｓｔａｒｔ）の、計３つのコマンドのいずれかを1水平走査期間毎にＣＣＵ９から入力することで、固体撮像素子を動作させるのが、本発案の特徴であり、極めて重要である。
コマンドの種類は、論理回路規模抑制観点から必要最低限の４種類としたが、さらに増やしてもよい。また、コマンドコードのビット幅は、冗長性確保のため、コマンド数に比べて長めがよい。

図４は、コマンド受信部２７の回路構成例と、これに入力するコマンド波形３０からどのようにコマンドが抽出されるかを説明する図である。
固体撮像素子３には、回路占有面積の観点からＰＬＬなどクロック生成回路を通常は搭載できないので、外部クロック入力とコマンド（波形例はＨ−Ｓｔａｒｔコマンド）を同じ端子から入力できる回路構成を一例として示した。
コマンド受信部２７は、電圧比較器３１と３２を並列に並べ、両方の＋端子を短絡して、コマンド送信部１５からの信号をそのまま接続している。電圧比較器３１の−端子にはＶｒｅｆＨ（２．５Ｖ、電源電圧３．３Ｖの３／４程度）、電圧比較器３２の−端子にはＶｒｅｆＬ（０．８Ｖ、電源電圧の１／４程度）を入力し、低い方のしきい値を持つ比較器３２の出力をクロックとし、高い方の比較器３１の出力をコマンドとする構成を採る。クロックの振幅を１．６５Ｖ程度とし、コマンドの信号振幅を３．３Ｖとすることで、クロック入力を続けながら、コマンドのＨ／Ｌレベルを区別することが可能となる。
実際に、コマンドデコード部２８で、コマンドを正しくデコードするためには、クロック側に入力波形を考慮した遅延が必要である。そのためにコマンド受信部２７にクロック遅延回路３３を備えており、この出力を使うことで、コマンド１００１１１００＝Ｈ−Ｓｔａｒｔを認識できる。

以下、図２を参照しながら、内視鏡システム１での撮像動作について、説明する。
カメラ制御パラメータレジスタ１２には、固体撮像素子３の制御パラメータを保存し、これに基づいて、カメラ制御を行う。
具体的には以下のパラメータである。
１水平走査時間Ｔ_Ｈと、これを１フレームに繰り返す水平走査回数Ｎ_Ｖ、露光時間Ｔ_ＥＸＰ、１画素を出力する画素サイクル時間Ｔ_ＰＩＸ、１水平走査時間の画素サイクル数Ｎ_ＰＩＸ、露光時間Ｔ_ＥＸＰ、ウェイト時間Ｔ_ＷＡＩＴ、露光時間の水平走査回数Ｎ_ＥＸＰ、ウェイト時間の水平走査回数Ｎ_ＷＡＩＴなどである。
これらのパラメータには、以下の関係があるので、保存するパラメータを一部に絞って、他を保存したパラメータから計算するように構成しても問題はない。

１水平走査時間Ｔ_Ｈ＝Ｔ_ＰＩＸ×Ｎ_ＰＩＸ
１フレーム時間Ｔ_{ＦＲＡＭＥ}＝Ｔ_Ｈ×Ｎ_Ｖ
露光時間Ｔ_ＥＸＰ＝Ｔ_Ｈ×Ｎ_ＥＸＰ
ウェイト時間Ｔ_ＷＡＩＴ＝Ｔ_Ｈ×Ｎ_ＷＡＩＴ＝Ｔ_Ｈ×（Ｎ_Ｖ−Ｎ_ＥＸＰ）＝Ｔ_{ＦＲＡＭＥ}−Ｔ_ＥＸＰ

内視鏡システム１は、撮像を開始する以前に、ＣＣＵ９から電源配線（図示せず）を経由して固体撮像素子３に電源供給を開始しているものとする。
まず、垂直読出走査を開始するため、ＣＣＵ９の垂直制御論理部１３は、コマンド生成部１４で垂直読出開始コマンド（Ｒｅａｄ Ｓｔａｒｔ）を生成する。同時に、垂直制御論理部１３の中で、画素サイクル時間Ｔ_ＰＩＸを基準として、画素サイクルを計数し、１水平走査時間Ｔ_Ｈになるまで、時間計測回路（図示せず）で時間の計測を開始する。また同時に、垂直制御論理部１３において、水平走査回数Ｎのカウントを開始する。
（逆に言うと、固体撮像素子内の水平制御論理部２９は１水平走査時間の管理はせず、水平走査回数のカウントもしない。）

コマンド生成部１４で生成された垂直読出開始コマンドは、コマンド送信部１５からシリアル出力されて、固体撮像素子３のコマンド受信部２７に入力され、直ちにコマンドデコード部２８でデコードされて、読出走査回路２１の入力端子に１をセットするとともに、水平制御論理部２９に「水平制御」を開始させる。
ここで、「水平制御」とは、画素アレー２０において選択されたある１行分の「シャッタ制御」、および、画素アレー２０の別途、選択されたある１行分の「読出制御」のことである。さらに、「シャッタ制御」とは、選択された１行分の画素のフォトダイオードに蓄積された光電子を排出、初期化（画素のリセットを）して、実質的に画素の露光を開始させることであり、「読出制御」とは、選択された１行分の画素のフォトダイオードの露光を終了させ、蓄積された光電子を読み出すことである。実際に、「シャッタ制御」は画素アレー２０だけを制御すればよいが、「読出制御」では、画素アレー２０を制御して画素信号を読み出すとともに、この信号を列ＣＤＳ回路２３で受信するなど、画素信号出力経路の回路制御も行う必要がある。

さて、水平制御では、まず、読出走査回路２１とシャッタ走査回路２２の両方のＳ／Ｒにシフトクロックの入力を行う。読出走査回路２１のＳ／Ｒ入力端子には、先ほどセットした”１”があるので、シフトクロックでＳ／Ｒ内に取り込まれて最初の行が選択される。また、シャッタ走査回路２２のＳ／Ｒのどこかに”１”がすでに取り込まれている時は、これがシフトクロックでその次の行に移動して、その行が選択される。

さきほど、露光時間は、
Ｔ_ＥＸＰ＝Ｔ_Ｈ×Ｎ_ＥＸＰ
と説明したが、これはつまり、Ｎ_ＥＸＰ行前にシャッタ走査回路２２のＳ／Ｒに１がセットされたことを意味する。
但し、Ｎ_ＥＸＰが画素アレーの行数を超えていると、すでにＳ／Ｒの中に１はなく、全画素で画素リセットは完了、露光動作中で、シャッタ走査回路２２の選択行はないことになる。
水平制御の話に戻すと、次に、シャッタ制御のための画素制御信号を生成するので、シャッタ走査回路２２が選択する行があれば、その行の画素リセットを行う。（なければ、画素リセット動作は行われない。）
次に、読出制御のための画素制御信号、および列ＣＤＳ回路制御信号を生成し、読出走査回路が選択する１行目の画素をすべて同時に読出して、列ＣＤＳ回路内にある一次元アレー状のアナログメモリ（容量）に電荷として保存する。次に、水平走査回路２４で列を順に選択し、アナログメモリに保持された信号を出力バッファ２６経由で、順次、ＣＣＵの画像信号入力１６に向けて出力する。
この画像信号は、アナログ信号であり、また、ＣＤＳ（Ｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ Ｄｏｕｂｌｅ Ｓａｍｐｌｉｎｇ）動作により、信号レベルからリセットレベルを減算する処理が必要であるため、ＡＳＰ１７でＣＤＳを行ってから、信号の増幅やＡ／Ｄ変換を行う。さらに、画像の切り出しや色バランス処理など、各種デジタル信号処理をＩＳＰ（画像信号処理部）１８で行った画像データを、画像出力部１９経由でディスプレーに表示したり、ディスクに保存したりすることになる。

垂直読出開始コマンド受信後の、固体撮像素子３の制御動作を図５にまとめた。

さらに、垂直読出走査開始から１水平走査時間（１Ｈ）経ったことを垂直制御論理部１３内の時間計測回路が検知すると、コマンド生成部１４が水平制御開始コマンド（Ｈ−Ｓｔａｒｔ）を生成する。このコマンドはコマンド送信部１５からシリアル出力されて、固体撮像素子３のコマンド受信部２７に入力され、直ちにコマンドデコード部２８でデコードされて、水平制御論理部２９に「水平制御」を開始させる。つまり、先ほどと同様に、読出とシャッタのＳ／Ｒにシフトクロックを入力するとともに、画素アレー２０の制御信号、列ＣＤＳ回路２３の制御信号を生成する。

結果として、シャッタ走査回路２２による行選択（がもしあれば）1つ進み、該当行の画素リセットが行われるとともに、読出走査回路２１による行選択が１つ進んだ２行目となり、その行の読出動作に対応する各信号が生成される。
「時間計測回路」は、１Ｈ経過を検知後、直ちに再度計測を開始するように構成しており、以後、１水平走査時間の経過毎に、水平制御開始コマンドを生成することになる。
したがって、この構成により、読出が、１Ｈ毎に１行目から２行目、３行目と順次進むことが分かる。

水平制御開始コマンド受信後の、固体撮像素子３の制御動作を図６にまとめた。

また、垂直制御論理部１３にて、垂直読出開始からの水平走査回数を計数しており、露光開始までのウェイト時間Ｔ_ＷＡＩＴに対応するウェイトサイクル数Ｎ_ＷＡＩＴに一致すると、垂直制御論理部１３は、垂直シャッタ開始コマンド（Ｓｈｕｔｔｅｒ Ｓｔａｒｔ）を生成する。
このコマンドは、コマンド送信部１５からシリアル出力されて、固体撮像素子３のコマンド受信部２７に入力され、直ちにコマンドデコード部２８でデコードされて、シャッタ走査回路２２の入力端子に１をセットするとともに、水平制御論理部２９に「水平制御」を開始させる。
結果として、シャッタ走査回路２２のＳ／Ｒ入力の１がシフトクロックで取り込まれて最初の行が選択され、その行のシャッタ動作に対応する各信号が生成される。またこのとき、読出とシャッタの走査回路は同じように動作するので、読出走査回路２１のＳ／Ｒのどこかに”１”がすでに取り込まれている時は、これがシフトクロックでその次の行に移動して、その行が選択されることになる。

垂直シャッタ開始コマンド受信後の、固体撮像素子３の制御動作を図７にまとめた。

垂直読出開始コマンドと垂直シャッタ開始コマンドの入力タイミングを制御する事で、フレーム時間と露光時間を制御できる事がわかる。

以上で、カメラ制御ユニット９にある垂直制御論理部１３により、読出やシャッタの開始と、水平走査の開始を指示するコマンドを介して、固体撮像素子３にある水平制御論理部２９と連携して、撮像動作を実現する方法を説明した。

ＣＭＯＳイメージセンサは、画素数や付帯する機能、また設定の自由度などにより、その論理規模が大きく変わるが、小型で画素数が少なく機能も限定されている場合、数１０ＫＧａｔｅ以上の規模になるのが普通であった。しかしながら、本発明の構成を採用することで、１ＫＧａｔｅ規模と一桁削減できたことを報告しておく。
これにより、端子数の最少化と論理規模の大幅な削減を実現、内視鏡カメラ挿入部の細径化を実現できる。

医療用内視鏡は、その先端部に、撮像のためのカメラ機能だけでなく、患部に対して各種の処置を行うための鉗子やメスを含むものがあり、実使用されているが、比較的太い硬性内視鏡であっても、カメラ撮像機能をより細い径で実現できれば、鉗子その他の処置具に割り当てる径が大きくなり、手術がやり易くなる、または処置具を含めた全体の径が小さくできて、手術の適用範囲が広がるのは明らかである。仮に観察用途に限るとしても、内視鏡先端に、レンズの曇りを採るための機能や、内視鏡前方の視界を確保するための機能などを備える場合でも、本発明は有効である。
本発明は、固体撮像素子として、ＣＭＯＳイメージセンサ（ＣＩＳ）が適しているが、いわゆるＦＳＩ（表面照射型）ＣＩＳでも、ＢＳＩ（裏面照射型）ＣＩＳでも有効である。また、３Ｄ−Ｓｔａｃｋ（３次元積層型）ＣＩＳにおいては、単純に積層していくと、カメラヘッド部が巨大化して内視鏡先端の挿入や屈曲が困難になるが、各シリコン層を薄く削りその形状を小さく保てば、同様の効果を得られるので有効である。Ｓｔａｃｋ型では追加のシリコン領域があるが、消費電力観点からもむやみに回路規模は増加できない。むしろ、変わらない端子制約の元、さらなるチップサイズ縮小で医療の高度化に資する内視鏡の実現に向けて、本発明の活用が期待できると言える。
また、固体撮像素子の事例として、１行ずつ選択して画素のリセット動作を行う、いわゆるＲｏｌｌｉｎｇ Ｓｈｕｔｔｅｒ型のＣＭＯＳイメージセンサで構成した場合について説明を行ったが、プロセスの進化により、全画素同時にリセット動作を行うＧｌｏｂａｌ Ｓｈｕｔｔｅｒ型のＣＭＯＳイメージセンサであっても、発明の有効性は期待できる。

医療分野や工業分野で用いられる内視鏡システム

１ 内視鏡システム
２ 光学レンズ
３ 固体撮像素子
４ カメラヘッド（内視鏡先端部）
５ 電気接続配線群（電源・接地、および入出力信号用）
６ 挿入ケーブル
７ 操作部
８ ユニバーサルケーブル
９ カメラ制御ユニット（ＣＣＵ）
１０ ディスプレー
１１ 内視鏡カメラ挿入部
１２ カメラ制御パラメータレジスタ
１３ 垂直制御論理部
１４ コマンド生成部
１５ コマンド送信部
１６ 入力バッファ
１７ ＡＳＰ（アナログ信号処理部、ＣＤＳ／ＰＧＡ／ＡＤＣなど）
１８ 画像信号処理部
１９ 画像出力部
２０ 画素アレー
２１ 読出走査回路
２２ シャッタ走査回路
２３ 列ＣＤＳ回路
２４ 水平走査回路
２５ 基準電圧／電流生成回路
２６ 出力バッファ
２７ コマンド受信部
２８ コマンドデコード部
２９ 水平制御論理部

Claims (2)

1. 内視鏡の先端に固体撮像素子を設けた電子内視鏡システムにおいて、
   固体撮像素子と、前記固体撮像素子に光学像を結像させるための対物レンズユニットと、
   前記固体撮像素子に電気的に接続する信号ケーブルを介して固体撮像素子へのコマンド送信と固体撮像素子からの画像信号受信を行うカメラ制御ユニットとを有する内視鏡システムにおいて、
   前記固体撮像素子は、光に感応して電気信号を生成する画素を２次元アレー状に配置した画素アレーと、画素アレーの電子信号を１行ずつ、順次、読み出すための制御信号を生成する垂直読出走査回路と、同じく１行ずつ、順次、画素リセットを行うための制御信号を生成する垂直シャッタ走査回路と、画素から読み出した１行分の信号を受信して記憶する列回路と、上記列回路を、１または複数列毎に順次選択して、記憶した画素信号を出力するための制御信号を生成する水平走査回路と、その出力信号を増幅して出力する出力アンプと、出力アンプの出力が接続された出力端子と、を備え、
   さらに、前記固体撮像素子は、コマンド入力端子と、コマンドに従って、固体撮像素子の１水平走査時間に必要な画素制御信号や列制御信号を生成する水平制御論理部を備え、
   前記カメラ制御ユニットは、前記固体撮像素子の撮像動作の垂直動作を管理する垂直制御論理部と、前記垂直制御論理部の指示に従い、必要なコマンドを生成するコマンド生成部と、前記信号ケーブルの１本を介して前記固体撮像素子のコマンド入力端子に接続されたコマンド出力端子を備え、
   前記垂直制御論理部は、固体撮像素子の水平制御の開始を指示する水平制御開始コマンドを、前記固体撮像素子に送信、前記固体撮像素子はこのコマンドを受信すると、前記水平制御論理部が１水平走査時間内に必要な制御信号を生成して、これを繰り返す事で、固体撮像素子の撮像動作を実現する事を特徴とする内視鏡システム。
2. 前記カメラ制御ユニットは、さらに、固体撮像素子の読出開始を指示する読出開始コマンドと、画素リセット開始を指示するシャッタ開始コマンドを備え、各々のコマンドが必要なタイミングに前記固体撮像素子に送信することで、前記固体撮像素子のフレームサイクル時間と露光時間を制御できることを特徴とする請求項１の内視鏡システム。