JP2579372B2 - 低消費電力撮像装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は信号読出しを行わない期間における撮像手段
での電力消費を低減する低消費電力撮像装置に関する。

［従来技術］ 近年、CCD（電荷結合素子）等の固体撮像素子を用い
た撮像装置が種々提案されている。又、特殊な撮像装置
として、前記固体撮像素子を用いた内視鏡も種々提案さ
れている。このような内視鏡に於いてCCDと一体又は別
体に色フィルタを設ける方法と、３原色光を順次切換え
てCCDに照射する方法が知られている。これらの詳細な
構成については、例えば特開昭51−65962及び特開昭55
−54933号公報に記載されている。

又、これら装置の固体撮像素子周辺の実装及び出力信
号の伝送に関しては、例えば本出願人による実公昭57−
19122及び特開昭61−61588号公報に詳しく記載されてい
る。

第15図は例えば特開昭51−65962号に開示されたもの
と類似した従来の電子内視鏡装置１を示す。

この電子内視鏡装置１は、電子スコープ２と、この電
子スコープ２に照明光を供給する光源部３及び電子スコ
ープ２の撮像手段に対する信号処理を行う信号処理部４
を内蔵したビデオプロセッサ（装置本体とも呼ぶ）５
と、信号処理部４で信号処理して生成した標準的な映像
信号を表示するカラーモニタ６とから構成される。

上記電子スコープ２は、細長の挿入部７を有し、この
挿入部７の後端に太幅の操作部８が形成されている。挿
入部７内には照明光を伝送するライトガイド９が挿通さ
れ、操作部８から延出されたライトガイド９の端部を光
源部３に装着することにより、光源部３から照明光が供
給される。

即ち、ランプ11から発せられた白色光は、レンズ12で
集光され、モータ13によって回転駆動される回転フィル
タ14を通すことにより、この回転フィルタ14の周方向に
取付けられた赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の各波長域
の光を透過する色透過フィルタ15R,15G,15Bが光路中に
順次介装されることによって、RGBシーケンシャル光に
変換される。このRGB（シーケンシャル）光は、レンズ1
6により集光され、ライトガイド９の一方の端面に照射
される。このライトガイド９によって、RGB光は伝送さ
れ、スコープ先端部17側の端面からさらに照明レンズ18
を経て被写体側に出射される。

被写体からの反射光は、スコープ先端部17に取付けら
れた対物レンズ19によって、その焦点面に配設された固
体撮像素子としてのCCD21に被写体像を結ぶ。このCCD21
によって光電変換され、被写体像に対応した電荷として
蓄積される。

上記CCD21は、ビデオプロセッサ５内のCCDドライバ22
からのCCDドライブ信号の印加により、電荷が読出さ
れ、この読出された信号はバッファアンプ23により電流
増幅され、スコープ２内、つまり挿入部７内及び操作部
８から延出されたコード内を挿通された伝送ケーブル24
を経てビデオプロセッサ５内のプリプロセス回路25に伝
送される。

このプリプロセス回路25では、CCDドライブ信号の水
平転送クロックと同期してCCD21から出力された信号か
らベースバンド信号を抽出し、プリプロセス回路25内の
図示しないガンマ回路でガンマ補正が行われる。このガ
ンマ補正された信号は、A/Dコンバータ26によってディ
ジタル信号に変換され、同時化のためのR,G,Bメモリ27
R,27G,26Bに制御部28の制御信号で順次書込まれる。

例えば、赤の色透過フィルタ15を通した赤の照明光の
もとでCCD21で光電変換された信号はＲメモリ27Rに書込
まれる。

これらメモリ27R,27G,27Bに一時的に書込まれた各信
号は、同時に読出されて同時化されたディジタルRGB信
号に変換され、これらディジタルRGB信号はD/Aコンバー
タ29R,29G,29Bによって、標準的なアナログRGB信号に変
換される。これらRGB信号は視覚的に鮮鋭度を改善する
ためのエンハンス回路31R,31G,31Bに入力され、輪郭強
調が行われた後、バッファアンプ32R,32G,32Bを経てカ
ラーモニタ６に出力され、被写体像がカラー表示され
る。

尚、制御部28には、同期信号発生器33から同期信号が
入力され、この同期信号と同期してA/Dコンバータ26のA
/D変換、メモリ27R,27G,27Bのリード／ライト、D/Aコン
バータ29R,29G,29BのD/A変換、モータ13の回転速度、CC
Dドライバ22のドライブ信号のタイミングの制御を行
う。

この図に示す従来例を含めて、一般に電子内視鏡装置
では、電子スコープ２を体腔内に挿入して、各種の部位
を診断或いは処置具等を用いて処置することが行われ
る。これらの機能を十分に発揮できるようにするために
先端径及び硬性部長は細く、短いことが要求され、この
ため使用できる固体撮像素子の大きさが制約される。こ
の制約から、固体撮像素子の画素数も制約されることに
なる。また、患者データ等、必要とされる情報を見易く
表示するためにも、この従来例では通常行われている場
合と同様に第16図に示すように1/2程度の表示サイズで
表示される。尚、第16図において画面の左側には上記患
者データ等が同時に表示されるようにしてある。

又、この従来例では白黒（モノクロ）の固体撮像素子
（具体的にはCCD21）を用いてR,G,Bの３原色光をシーケ
ンシャルに照射する、いわゆる面順次方式を採用してい
るので、適正な明るさで観察できる距離範囲を確保する
ために照明期間を長くして１フレーム／フィールド当り
での照明光量を大きくすることが望ましく、CCD21から
は高速で信号読出しを行って、読出し期間を短くし、読
出した信号を同時化のためのR,G,Bメモリ27R,27G,27Bに
一時書込み、該R,G,Bメモリ27R,27G,27Bから読出す時に
標準のビデオ信号速度で読出すようにしている。

ところで、第15図のスコープ２内のCCD21の出力信号
の伝送系は第17図のようになる。

スコープ先端部17からビデオプロセッサ（本体装置）
５に至る伝送ケーブル24の長さは、通常2mから3m程度で
あり、この間を特性の劣化を極力少なくして伝送する為
に、同軸ケーブル24が使用され、この同軸ケーブル24を
ドライブするためにCCD21の直近に配設したエミッタフ
ォロワ接続のトランジスタ34及びエミッタ抵抗R1からな
るバッファアンプ23が必要となる。

CCD21の信号出力端はトランジスタ34のベースに接続
され、CCD21の電源端及びトランジスタ34のコレクタは
電源線35を介して図示しない電源回路の電源端＋Vccに
接続されている。

上記同軸ケーブル24の特性インピーダンスは通常50Ω
から75Ω程度であり、エミッタと同軸ケーブル24の一端
との間に介装した抵抗Ｒとビデオプロセッサ５側の同軸
ケーブル24の端部とアース間に接続した抵抗Ｒはマッチ
ング抵抗である。

ところで、特性的に数MHzの帯域を有するCCD21の出力
信号を50Ωから75Ωのケーブル24で伝送するためには、
バッファアンプ23を構成するトランジスタ34に数mAから
数十mAの電流を流す必要があり、この電流によるパワー
消費はトランジスタ34とエミッタ抵抗R1による消費の
和、つまりＰ＝Ic×Vce＋Ie×R1となって、その発熱量
が直近に配設されたCCD21の温度上昇をもたらす。ここ
でIcはトランジスタ34のコレクタ電流、Vceはコレクタ
・エミッタ間電圧、Ieはエミッタ電流である。

［発明が解決しようとする問題点］ 一般にCCD21等の固体撮像素子は温度上昇と共に、暗
電流が増加し、画質の劣化を招く。通常、この固体撮像
素子の動作保証温度は絶対最大定格としてほぼ55℃前後
であり、特に高画素数のものであって、複数の水平転送
方式の固体撮像素子では上記バッファアンプ23が複数回
路必要となり、この絶対最大定格の上限温度範囲を越え
てしまう事があった。

上述のように従来方式にあっては伝送ケーブル24の駆
動用バッファアンプ23による発熱が大きくなり、暗電流
の増加による画質の劣化を招いたり、固体撮像素子の絶
対最大定格の上限温度範囲を越えてしまい寿命を短くし
てしまうという致命的なダメージを与えるという問題が
あった。

本発明は上述した点にかんがみてなされたもので、伝
送される信号に対する特性を確保でき、固体撮像素子の
バッファ手段での発熱を低減化できる低消費電力撮像装
置を提供することを目的とする。

［問題点を解決する手段及び作用］ 本発明による低消費電力撮像装置は、被写体を撮像す
るために用いられ光電変換機能を有する固体撮像素子
と、該固体撮像素子で光電変換された信号を出力させる
ためのドライブ信号を供給するドライブ手段と、前記固
体撮像素子から信号を出力させる信号読出し期間に対し
信号を出力させない非信号読出し期間に低減化された電
源電力を出力する電力供給低減化手段と、この電力供給
低減化手段から出力された電源電力が動作用電源として
供給され前記固体撮像素子から入力された信号を少なく
とも電流増幅するバッファ手段と、該バッファ手段の出
力信号を伝送するための信号伝送ケーブルと、この信号
伝送ケーブルで伝送された信号に対し信号処理してモニ
タ手段に映像表示するための映像信号を生成する信号処
理手段とを備えたことを特徴とし、前記バッファ手段
に、非信号読出し期間に低減化された電源電力を電力供
給低減化手段から供給し、これにより信号読出しを行わ
ない期間における撮像手段での消費電力を低減する。

［実施例］ 以下、図面を参照して本発明を具体的に説明する。

第１図ないし第５図は本発明の第１実施例に係り、第
１図は第１実施例における信号伝送系の主要部を示し、
第２図は第１実施例の全体構成を示し、第３図はCCDの
概略の内部構造を示し、第４図はスイッチ回路の具体的
構成例を示し、第５図は第１実施例の動作説明図を示
す。

第２図に示すように第１実施例の撮像装置としての電
子内視鏡装置41は、第15図に示す従来例において、バッ
ファアンプ23の電源端がスコープ２内を挿通された電源
線42を介してビデオプロセッサ５内に設けたスイッチ回
路43の一端に接続され、このスイッチ回路43の他端は図
示しない電源回路の電源端Vccに接続されている。この
スイッチ43は例えば制御部28からの切換を行う制御信号
により、ON/OFFされる。

又、第15図に示すCCD21の代りに第３図にその概略を
示す内部構造のCCD44が用いてある。

従来技術の所で説明したように、撮像のために用いる
固体撮像素子（この実施例ではCCD44）の大きさは細く
短いスコープ先端部17内に収納できることが必要とされ
るので、この実施例では小型化等に適した第３図に示す
CCD44を用いている。

このCCD44は、バーチャルフエーズ構造により、電極
が１層構造であることに加えて、ブルーミング抑制に、
OFD（オーバーフロードレイン）の必要のない独自の方
法を用いており、現在実現されているイメージセンサの
中では最も小型である。又、温度上昇による暗電流の増
加も他の方式のCCDに比べ少ない利点を有している。

第３図において、イメージエリアは光電変換して電荷
として蓄積する機能と、パラレル転送機能とを備え、パ
ラレル転送クロックφｐの印加により水平（横）方向の
１ライン画素分づつ垂直方向に転送され、最も下の１ラ
イン画素分の電荷はシリアルレジスタに転送される。こ
のシリアルレジスタに転送された電荷はシリアル転送ク
ロックφｓの印加により、１画素ごとの電荷が電荷検出
回路50により電圧信号に変換され、信号出力端からバッ
ファアンプ23を構成するトランジスタ34のベースに順次
出力される。

尚、イメージエリアには黒レベルの基準値を与えるた
めに、遮光されたダークリファレンスエリアが設けてあ
る。

又、イメージエリアにはアンチブルーミング信号φAB
Gにより、ブルーミングが抑制される。

又、パラレル転送クロックφｐは、シリアルレジスタ
に残った電荷をダンプドレインに移すゲートにも印加さ
れる。

上記CCD44の電荷検出回路50の電源端は電源線35と接
続され、電源電圧Vccが印加され、サブストレートはGND
に接続される。

この第１実施例におけるCCD44から出力される信号を
ビデオプロセッサ５側に伝送する伝送系の構成を第１図
に示す。（第３図では送電端側を示す。） 第１図に示す伝送系は、第17図に示す伝送系におい
て、CCD21の代りにCCD44を用い、トランジスタ34のコレ
クタを電源線42、スイッチ回路43を介して電源端Vccに
接続した構造になっている。

上記スイッチ回路43は、例えば第４図（ａ）に示すバ
イポーラトランジスタ51及び抵抗52で構成したり、同図
（ｂ）に示す電界効果型トランジスタ（FET）53で構成
することができる。

トランジスタ51のコレクタは電源端Vccに接続され、
エミッタは電源線42を介してバッファアンプ23を構成す
るトランジスタ34のコレクタに接続され、ベースは抵抗
52を介して制御部28と接続されている。この制御部28
は、第５図（ｃ）に示す信号読出し期間と同期した同図
（ｄ）に示す制御信号を出力し、この制御信号によりト
ランジスタ51をON/OFFして、バッファアンプ23（のトラ
ンジスタ34）に電力を供給したり、電力供給を停止す
る。

つまりトランジスタ51は、信号読出し期間ではONされ
てトランジスタ34に電力を供給して、バッファアンプ23
の本来の機能（同軸ケーブル24を介して受電端側に信号
伝送を行い得るように電流増幅する機能）を行い、信号
読出し期間以外の期間（非読出し期間と記す。）ではト
ランジスタ51がOFFにされて電力が供給されなくなり、
この非読出し期間ではトランジスタ34のコレクタ・エミ
ッタ間に電流が流れなくなり、バッファアンプ23での電
力消費をほぼ零にできるようにしている。

第４図（ｂ）に示すFET53を用いてスイッチ回路43を
形成した場合には、例えばＮチャンネルのエンハンスタ
イプMOS形FETのドレインは電源端Vccに、ソースは電源
線42を介してバッファアンプ23に、ゲートは制御部28に
接続され、制御信号によりソース・ドレイン間がON/OFF
される。接合形のFETを用いて制御信号をON/OFFさせて
も良い。

その他の構成は第15図に示す従来例と同一であり、同
一構成要素には同符号で示してある。

次にこの第１実施例の作用を以下に説明する。

この第１実施例は面順次方式の電子内視鏡装置41であ
り、第５図（ａ）に示すように、垂直同期信号に同期し
て、回転カラーフィルタ14はモータ13により回転される
ので、被写体は色透過フィルタ15R,15G,15Bを透過した
R,G,Bの色光でシーケンシャルに照明され、従ってCCD44
はこれらの各色光のもとでの成分画像の電荷が蓄積され
ることになる。これを第５図（ｂ）ではＲ露光、Ｇ露
光、Ｂ露光で示している。色透過フィルタ15R,15G,15B
が照明光路中に介装されていない各遮光期間では、第５
図（ｃ）に示すようにCCD44に蓄積された電荷を読出す
信号読出し期間となり、CCDドライバ22からのドライブ
信号によりCCD44から電荷が読出される。

第５図に示す状態は、露光期間と信号読出し期間とが
ほぼ等しい場合、つまり露光期間と信号読出し期間はこ
れらを合わせた全期間のほぼ50％であることを示してい
る。

上記信号読出し期間に同期して、制御部28は、スイッ
チ回路43に第５図（ｄ）に示す制御信号を出力し、信号
読出し期間のみスイッチ回路43をONして、バッファアン
プ23に電力を供給し、CCD44から読出された信号をバッ
ファアンプ23で電流増幅して低インピーダンスに変換
し、同軸ケーブル24を経て受電端に接続されたプリプロ
セス回路25に伝送する。この伝送された信号は信号処理
部４で信号処理されて標準的な映像信号に変換され、カ
ラーモニタ６で被写体像をカラー表示する。

この信号読出し期間から露光期間（又は非読出し期
間）になると、スイッチ回路43はOFFとなり、バッファ
アンプ23には電力が供給されなくなり、この期間バッフ
ァアンプ23での電力消費は殆ど零となる。信号読出し期
間は非読出し期間とほぼ等しいので、バッファアンプ23
での電力消費量は従来例に比べてほぼ1/2に低減化で
き、発熱量もこれと等しい値に低減化できる。

このバッファアンプ23での発熱量を大幅に低減化でき
るので、特に小さいスペース内にバッファアンプ23とCC
D44とが接近して配設されるような実装が行なわれる場
合、CCD44が加熱されて温度上昇することを有効に制御
できることになる。

従って、この第１実施例によればCCD44の暗電流の増
大を抑制でき、映像信号の劣化を防止でき、S/Nの良い
画像を得ることができることになる。又、温度上昇を抑
制できるので、CCD44が最大定格の温度以上に加熱され
るのを防止でき、CCD44の熱破損とか寿命の低下を防止
できることになる。

尚、非信号読出し期間にバッファアンプ23への電力供
給を停止しても、信号を転送する必要がないので問題は
ない。しかし、例えば非信号読出し期間から信号読出し
期間へ切換を行った場合又はこの逆の切換を行った場
合、バッファアンプ23に供給される電源電圧にトランジ
ェント部分が発生して、伝送信号にスパイク状ノイズが
発生する場合には、第５図（ｄ′）に示すように、信号
読出し期間より少し前に制御信号をアクティブにすると
共に、信号読出し期間後、少し経過するまでアクティブ
に保つようにすれば良い。この場合には、スパイク状ノ
イズが伝送系に発生しても、信号の取込みは行われない
ので支障ない。

又、第６図に示すようにスイッチ回路43の負荷側端子
にスパイク状ノイズの発生を防止する為の抵抗55a及び
コンデンサ55bからなる積分回路55を設けるようにして
も良い。この場合のスイッチ回路43への制御信号は、第
５図（ｄ′）を用いたり、立上がりはこの図（ｄ′）と
同じで立下がりは同図（ｄ）と一致させても良い。

第７図は本発明の第２実施例における撮像系及びバッ
ファ手段を示す。

この第２実施例は、第２図に示す第１実施例におい
て、CCD44の代りに第７図に示すCCD61が用いてあり、こ
のCCD61に対応したバッファアンプ62を用いている。

第７図に示すCCD61は、第３図に示すCCD44と同じバー
チャルフエーズ構造による、より高画素化を図ったCCD
である。一般に面順次方式の電子内視鏡装置において
は、CCDからの読出し時間によって体腔内被写体への照
明時間が決定されており、読出し時間は直接的にシステ
ムの明るさを左右している。本実施例のCCD61では高画
素でありながら読出し時間の短縮を行えるように、第１
及び第２シリアルレジスタからなる２つのシリアルレジ
スタを備えている。

これら第１及び第２シリアルレジスタには、イメージ
エリアの各ラインの奇数画素及び偶数画素が転送され、
転送された奇数画素及び偶数画素はシリアル転送クロッ
クφsA,φsBにより順次シリアル転送され、電荷検出回
路50A,50Bを経て信号出力端OUTA,OUTBから第１バッファ
アンプ23A、第２バッファアンプ23Bにそれぞれ出力され
る。

上記第1,第２バッファアンプ23A,23Bは同一回路構成
であり、第１実施例のバッファアンプ23を２組設けてバ
ッファアンプ62が形成されている。

第１及び第２バッファアンプ23A,23Bを構成する両ト
ランジスタ34A,34Bのコレクタは接続され、電源線42を
介してビデオプロセッサ５内のスイッチ回路43の一端に
接続され、このスイッチ回路43の他端は電源端Vccに接
続されている。

このスイッチ回路43は、第１実施例と同様に制御部28
からの制御信号によってON/OFF制御される。

この第２実施例では、２つのシリアルレジスタを用い
ることにより、１つのシリアルレジスタの場合よりも読
出し時間を半分に短縮でき、照明期間（露光期間）を長
くして、S/Nの良い明るい画像を得られるようにしてい
る。

２つのシリアルレジスタを設けたために、第１及び第
２バッファアンプ23A,23Bが必要となり、２つのバッフ
ァアンプ23A,23Bでの電力消費あるいは発熱量は１つの
バッファアンプ23の場合の倍となる。

この実施例では、第１及び第２バッファアンプ23A,23
Bをそれぞれ構成するトランジスタ34A,34Bの各コレクタ
をスイッチ回路43を経て電源端Vccに接続して、第５図
（ｄ）又は（ｄ′）のように、少なくとも信号読出し期
間にONして電力が供給されるようにし、非読出し期間に
はOFFして電力が供給されるのを停止して、発熱量の低
減化を図っている。

上記各バッファアンプ23A,23Bで電流増幅された信号
は、それぞれ同軸ケーブル24A,24Bを経てビデオプロセ
ッサ５内の信号処理部に入力される。

この実施例の信号処理部は、例えば２つのプリプロセ
ス回路（図示略）を有し、各プリプロセス回路でベース
バンドの信号を生成し、その後サンプルホールドのタイ
ミングを半画素分ずらしたサンプルホールド処理した両
信号を加算し、１ラインの画素信号を生成し、第２図に
示すA/Dコンバータ26を経て各メモリ27R,27G,27Bに一時
書込まれる。

その他は第１実施例と同様の構成である。

この第２実施例によれば、画素数が多くなった場合に
特に顕著になり易い暗電流の増大とか発熱量の増大によ
る温度上昇を良好に防止できる。

尚、第１及び第２実施例におけるスイッチ回路43とし
ては第４図に示すものに限らず、これらをIC化して汎用
のアナログスイッチでも良い。又、スイッチ回路43をON
した場合におけるスイッチ回路43のON抵抗による電圧降
下が問題となる場合には、電気接点を有するメカニカル
なリレーを用いても良い。

第８図は本発明の第３実施例の電子内視鏡装置71を示
す。

この第３実施例は、第１図に示す第１実施例におい
て、モザイクフィルタ72が取付けられたCCD73を内蔵し
た同時式電子スコープ２′と、白色光を出射する光源部
３′及び同時方式の信号処理部４′からなるビデオプロ
セッサ５′と、カラーモニタ６とから構成される。

上記光源部３′は、光源ランプ11の白色光をコンデン
サレンズ16によりライトガイド９に供給している。この
ライトガイド９により伝送された白色光で照明された被
写体は対物レンズ19によってCCD73に結像される。この
結像される光学像は色分離フィルタによって光学的に色
分離される。

しかして、CCDドライバ22からのドライブ信号によ
り、CCD73から読出され、バッファアンプ23、同軸ケー
ブル24を経て信号処理部４′内の輝度信号生成回路74及
び色信号生成回路75に入力され、それぞれ輝度信号Ｙと
色差信号Ｒ−Y,B−Ｙが生成され、輝度信号は混合器76
で文字信号発生回路77からの文字信号と加算されて色差
信号Ｒ−Y,B−Ｙ及び同期信号と共に、エンコーダ78に
入力され、コンポジットビデオ信号に変換され、カラー
モニタ６に入力される。

この実施例では、ランプ11は常時発光され、被写体は
ライトガイド９を経て常時照明されている。従って、こ
の実施例に用いられているCCD73はイメージエリアに垂
直転送レジスタを設けたインタライン転送型のCCDが用
いてあり、またCCD73は１フィールド毎に垂直転送を行
えるタイプである。

この実施例でのモニタ表示例は第９図（ａ）に示すよ
うに、モニタ画面の右側寄りの中央部に内視鏡画像81が
表示され、左側等には文字信号発生回路77を経て患者デ
ータ等を表示できるようにしてある。

又、第１実施例と同様に、CCD73の出力信号を増幅す
るバッファアンプ23は、スイッチ回路43を介して電力の
供給が制御される。

この実施例では第10図（ｂ）に示すように、CCD73は
常時露光される。

一方、第10図（ａ）に示す垂直同期信号に同期して、
第９図（ａ）の内視鏡画像81を表示するタイミングT1で
CCD73には１フィールド分の信号を読出すドライブ信号
が印加される。このタイミングT1は第９図（ｂ）のT1に
ほぼ相当し、内視鏡画像81の表示が終了するT2のタイミ
ングでドライブ信号は出力されなくなる。

このT1からT2までが第10図（ｃ）に示す信号読出し期
間となり、この信号読出し期間に同期して、同図（ｄ）
に示すように制御信号が出力され、バッファアンプ23に
は電力が供給され、CCD73から出力される信号を増幅
し、同軸ケーブル24を経て受電端側に伝送する。

上記信号読出しが行われない非読出し期間では、制御
信号は出力されなくなり、バッファアンプ23には電力が
供給されないので、この期間での電力消費は殆ど零とな
る。

尚、上記非読出し期間でも患者データ等の信号は出力
され、モニタ画面は第９図のように表示されることにな
る。

この第３実施例の効果は第１実施例とほぼ同様であ
る。

第１実施例で説明したように、信号読出し期間と一致
して制御信号を出力した場合、スパイク状ノイズが伝送
信号に混入する場合には、第10図（ｄ′）に示すように
すれば良い。

尚、第９図（ａ）から分かるように内視鏡画像81は水
平方向の右側に表示されるので、この内視鏡画像81に対
応する映像信号は各水平期間の後半部分に出力され、前
半部分側ではCCD73から信号が出力されない。

従って、第10図（ｄ）に示す制御信号の出力期間にお
いても第９図（ｄ）に示すように内視鏡画像81に対応す
る映像信号が実際にCCD73から読出される期間（時刻t1
からt2まで）のみ制御信号を出力させるようにすること
ができる。

尚、制御信号を信号読出し期間に一致させると、スパ
イク状ノイズが発生して映像信号に悪影響が生じる場合
には、前述のように制御信号の出力期間を広げたり、第
９図（ｄ′）に示すように立上がり及び立下がりを遅く
した制御信号を出力して、スパイク状ノイズの発生を抑
圧するようにしても良い。

第11図は本発明の第４実施例の主要部を示す。

上述の各実施例では、CCD44,61,73とバッファアンプ2
3,62の各々に電源線35,42を必要とし、これら電源線35,
42をスコープ内に挿通しなければならない。又、バッフ
ァアンプ23,62のエミッタ抵抗R1をCCD44,61,73の近くに
設けているので、この抵抗R1での電力消費Ie×R1が発生
してしまう。

これら２点を改善したのが、この実施例である。

例えば第１実施例において、エミッタ抵抗R1をビデオ
プロセッサ５内の受電端側に移して（移した抵抗をR1′
で表わす。）この抵抗R1′での電力消費による発熱がCC
D44に影響しないようにし、スイッチ回路43をこの抵抗R
1と直列に設けて電源線42を削減している。

つまり、同軸ケーブル24の受電端はスイッチ回路43及
びエミッタ抵抗R1′の直列回路を介して接地され、この
スイッチ回路43と抵抗R1′の接続点は、直流阻止コンデ
ンサC1を介してプリプロセス回路25の入力端に接続され
る。

一方、バッファアンプ23を構成するトランジスタ34の
コレクタは、電源線35に接続される。

その他の構成は第１実施例と同様である。

この構成によれば、信号読出し状態ではCCD44の出力
信号はバッファアンプ23を構成するトランジスタ34によ
り低インピーダンスに変換され、同軸ケーブル24、スイ
ッチ回路43を経て抵抗R1′、コンデンサC1、抵抗Ｒから
なる受動素子に供給される。ここで抵抗R1′は第１実施
例におけるエミッタ抵抗R1に対応し、バッファアンプを
線形に動作させるための直流バイアス電流を流すための
ものとなる。

一方、この抵抗R1と直列のコンデンサC1及び抵抗Ｒは
交流成分、つまりCCD44の出力信号を受けるための終端
抵抗（終端素子）となる。

この実施例では、１本の電源線35とし、ビデオプロセ
ッサ５側で信号伝送のための同軸ケーブル24をバイアス
電流の流路として兼用させ、その受電端に介装したスイ
ッチ回路43をON/OFFすることにより、実質上バッファア
ンプ23への電力の供給を制御する。つまり、ON時には本
来のバッファアンプの機能を行わせ、OFF時には実質上
電力が供給されないようにしている。

従って、この第１実施例は、第１実施例の効果を有す
ると共に、さらに上記２点を改善できる効果を有する。

この第４実施例は、第１実施例に適用したが、他の実
施例にも適用できることは明らかである。

第12図は第５実施例における主要部を示す。

前述の実施例では、信号読出し期間と一致するように
供給電力をON/OFFした場合には、厳密に考えると、ON/O
FFの時点でバッファアンプ23,62は定常動作とは異なる
過渡的動作を行い、CCD44,61,73から読出された信号に
影響を及ぼす虞れがある。

この第５実施例ではこの点を改善するためのものであ
る。

第11図に示す第４実施例において、スイッチ回路43を
抵抗R1′とアースとの間に移し、且つこの抵抗R1′より
大きな抵抗値の抵抗R2を抵抗R1′及びスイッチ回路43と
並列に設けた構成にしている。

この構成では、非読出し期間では、第12図に示すよう
にスイッチ回路43はOFFであり、バイアス電流はR1′＜R
2の関係の抵抗R2を介して流れる。

一方、信号読出し時にはスイッチ回路43はONとなり、
抵抗R1′及びR2の並列合成抵抗を介して正規のバイアス
電流が流れるようにしてスイッチ回路43のON/OFF時にト
ランジェントな動作状態が生じるのを抑圧している。

尚、この動作からも明らかなように、第11図の抵抗R
1′は第12図の抵抗R1′及び抵抗R2の並列合成抵抗に対
応する。

尚、第12図のようにする代りに第11図において、スイ
ッチ回路43をONからOFF及びこの逆にする場合、連続的
に変化させるようにしても良い。

上述した各実施例では、電気信号で信号伝送を行って
いるが、第13図に示す第６実施例のようにファイバケー
ブル91を用いて信号伝送を行うようにしても良い。

CCD44の出力信号は電流ブースト回路92で電流増幅さ
れ、LED93等の発光素子に供給され、電気信号から光信
号に変換される。このLED93の光信号は、レンズ94で集
光されファイバケーブル91の一端に供給される。このフ
ァイバケーブル91によってビデオプロセッサ５に接続さ
れた他端まで光信号は伝送され、この他端に対向配置し
たレンズ95で集光され、フォトトランジスタ96等の受光
素子で受光され、光電変換される。このフォトトランジ
スタ96のコレクタは電源端Vccに接続され、エミッタは
抵抗ｒを介して接地されると共に、プリプロセス回路25
の入力端に接続されている。

尚、電流プースト回路92の電源端は、第１実施例と同
様に電源線42を介してビデオプロセッサ５内のスイッチ
回路43の一端に接続されている。

この第６実施例は第１実施例とほぼ同様の作用効果を
有する。

尚、例えば第６実施例において、第14図に示す変形例
のようにスイッチ回路43をスコープ側に移し、CCD44を
ドライブするドライブ信号線97a,97bを利用した切換信
号で例えばナンドゲート98を介して駆動するようにして
も良い。

上記信号線97a,97bは例えば垂直転送クロックと水平
転送クロックを伝送するもので、CCD44をドライブする
場合、両信号は共に“H"となる期間がない信号線であ
り、これらの信号線97a,97bは、ビデオプロセッサ５内
で切換スイッチ99を介してCCDドライバ22及び（抵抗r1,
r2を介して）電源端Vccに接続される。この切換スイッ
チ99は、制御信号によって切換えられ、信号読出し期間
にはドライバ22側が選択され、この状態では共に“H"と
なる信号レベル期間がないので、ナンドゲート97の出力
は“H"であり、スイッチ回路43はON状態を保持し、電流
ブースト回路92には電力が供給される。

一方、非読出し期間では、切換スイッチ99が電源端Vc
c側に切換えられるので、ナンドゲート98の出力は“L"
となり、スイッチ回路43はOFFとなり、電流ブースト回
路92での電力消費を殆ど零となる。

この変形例によれば電源線42を省くことができる。

尚、両順次方式の各実施例において、スイッチ回路43
をON/OFFする制御信号は回転カラーフィルタ14における
照明期間を検出するための図示しないセンサの出力で生
成するようにしても良い。

又、上述した各実施例を部分的に組合わせて異る実施
例を構成することもできる。

尚、本発明はファイバスコープの接眼部にテレビカメ
ラを装着したテレビカメラ外付けスコープにも適用でき
る。

又、バッファ手段を備えた任意のテレビカメラに適用
した場合にも、バッファ手段での電力を低減化できる利
点を有する。

尚、本発明は第１及び第２実施例のCCD44,61のような
ライン転送タイプのCCDに限らず、インタライン転送タ
イプとかフレームトランスファタイプにも適用できる。
又、CCDに限らずCMDその他の固体撮像素子の場合にも適
用できる。

［発明の効果］ 以上述べたように本発明によれば固体撮像素子の周辺
部に配設されるバッファ手段に供給される電力をスイッ
チのON/OFF等で低減化する低減化手段と、その低減化手
段を制御する制御手段とを設けて固体撮像素子から信号
読出しを行わない期間、バッファ手段での電力消費を低
減化するようにしているので、固体撮像素子の温度上昇
を防ぎ、この温度上昇に伴う悪影響を防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図は本発明の第１実施例に係り、第１
図は第１実施例におけるCCD出力信号の信号伝送系の概
略構成図、第２図は第１実施例の全体構成図、第３図は
CCDの概略の内部構成図、第４図（ａ），（ｂ）はスイ
ッチ回路の具体的構成を示す回路図、第５図は第１実施
例の動作説明図、第６図は第１実施例の変形例における
スイッチ回路周辺部を示す回路図、第７図は本発明の第
２実施例における撮像手段周辺部を示す構成図、第８図
ないし第10図は本発明の第３実施例に係り、第８図は第
３実施例の全体構成図、第９図はモニタ画面等を示す説
明図、第10図は動作説明図、第11図は本発明の第４実施
例における信号伝送系の概略構成図、第12図は本発明の
第５実施例における信号伝送系の受電端周辺部を示す回
路図、第13図は本発明の第６実施例における信号伝送系
部分を示す構成図、第14図は第６実施例の変形例の主要
部を示す構成図、第15図は従来例の全体構成図、第16図
は従来例におけるモニタ表示例を示す説明図、第17図は
従来例における信号伝送系の概略構成図である。 ２……電子スコープ、３……光源部 ４……信号処理部、５……ビデオプロセッサ ６……カラーモニタ、23……バッファアンプ 24……同軸ケーブル、34……トランジスタ 35,42……電源線 41……電子内視鏡装置、43……スイッチ回路 44……CCD

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−242181（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−159901（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被写体を撮像するために用いられ、光電変
   換機能を有する固体撮像素子と、 該固体撮像素子で光電変換された信号を出力させるため
   のドライブ信号を供給するドライブ手段と、 前記固体撮像素子から信号を出力させる信号読出し期間
   に対し、信号を出力させない非信号読出し期間に、低減
   化された電源電力を出力する電力供給低減化手段と、 この電力供給低減化手段から出力された電源電力が動作
   用電源として供給され、前記固体撮像素子から入力され
   た信号を少なくとも電流増幅するバッファ手段と、 該バッファ手段の出力信号を伝送するための信号伝送ケ
   ーブルと、 この信号伝送ケーブルで伝送された信号に対し、信号処
   理してモニタ手段に映像表示するための映像信号を生成
   する信号処理手段と、 を備えたことを特徴とする低消費電力撮像装置。