JP3739419B2

JP3739419B2 - 遠隔撮像装置

Info

Publication number: JP3739419B2
Application number: JP35108493A
Authority: JP
Inventors: 雅尚村田; 智康川井
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1993-12-30
Filing date: 1993-12-30
Publication date: 2006-01-25
Anticipated expiration: 2021-01-25
Also published as: JPH07203275A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、撮像手段と画像処理手段とが信号伝送手段とにより接続されている遠隔撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、撮像手段としてのカメラヘッド部と、画像処理手段としてのカメラ制御ユニットとが分離されたいわゆる分離型の遠隔撮像装置では、カメラヘッド部からの駆動信号を伝送するカメラケーブルの長さを変えると、カメラケーブルのインピーダンスにより駆動信号の波形が乱れるといった欠点があった。
【０００３】
このような問題を解決するために、複数種類のケーブル長を補正し信号処理する遠隔撮像装置が、例えば、特開平３−２０５０２３号公報あるいは特開平５−３４５５４２号公報に提案されており、複数の駆動波形補正回路を備えることで、ケーブル長に応じてスイッチを切り換え、複数種類のケーブル長を補正し信号処理を行っている。
【０００４】
以下、従来例を図面を参照して説明する。
【０００５】
図６（ａ）に示すように、従来の遠隔撮像装置は、被写体を撮像する固体撮像素子、例えばＣＣＤ１を備えた撮像カメラ部２と、撮像カメラ部２を駆動制御するカメラコントロールユニット（以下、ＣＣＵ）３とから構成される。
【０００６】
ＣＣＵ３では、基準クロック発生器４からの基準クロックに基づいて駆動パルス発生回路５により駆動パルスを発生し、駆動パルスよりパルスドライブＩＣ６で駆動信号が生成される。生成された駆動信号は、スイッチ７を介して、例えば３つの波形補正回路８、９、１０のうちの１つにより波形整形されたのち、撮像カメラ部３内の伝送用の極細ケーブル１１を介してＣＣＤ１に伝送される。ここで、撮像カメラ部２は、用途等に応じて複数種類、例えば３種類あり、その種類により極細ケーブル１１のケーブル長が、例えばＡ（ｍ），Ｂ（ｍ），Ｃ（ｍ）というように異なっており、この撮像カメラ部の種類に対応したコードがスコープコードとしてスコープコード部１２に格納されている。そしてスコープコード部１２は、格納されたスコープコードにより、ＣＣＵ３内のスイッチ７を切り換えて、極細ケーブル１１のケーブル長に応じた波形補正回路を選択するようになっている。パルスドライブＩＣ６の出力Ｓ１２、波形補正回路の出力Ｓ１３、ＣＣＤ１への到達駆動信号Ｓ１４のそれぞれの波形を図６（ｂ）に示す。
【０００７】
このように波形整形された駆動信号Ｓ１３により最適な到達駆動信号Ｓ１４でＣＣＤ１が駆動され、ＣＣＤ１により撮像された撮像信号は、伝送ケーブル１３を介して、ＣＣＵ３内の信号処理回路２６に伝送され、信号処理回路２６で信号処理され、標準的な、例えばＮＴＳＣ等の映像信号となり図示しないモニタに被写体像を表示するようになっている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例の極細ケーブル１１には、例えば約１００ＰＦ／ｍの浮遊容量を有しているので、ケーブル長が数ｍ〜数十ｍになると、波形補正回路８、９、１０の各コンデンサＣ１，Ｃ２，Ｃ３の容量は数百ＰＦ〜数千ＰＦとなり、コンデンサの温度特性、ばらつき等により各コンデンサＣ１，Ｃ２，Ｃ３の容量を調整する必要がある。
【０００９】
また、パルスドライブＩＣ６は、瞬間出力電流が数Ａ以上のＩＣ（例えば、ＳＯＹＮＣＸ−００２６）等が使用されるが、このパルスドライブＩＣ６の後段にスイッチ７を設けているので、スイッチ６の接触抵抗による電位降下が駆動パルスに生じ、その結果、必要以上にパルスドライブＩＣ６の出力電圧を高くしなければならず、回路規模が大きくなるといった問題がある。
【００１０】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、簡単な構成により、駆動信号を伝送する伝送手段の種類に応じて確実に適正な波形補正を行うことのできる遠隔撮像装置を提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の遠隔撮像装置は、光学像を撮像する撮像手段を有する撮像部と、前記撮像手段を駆動するための駆動信号を伝送する伝送手段と、前記撮像部に設けられ、前記伝送手段の種類に応じた駆動波形データを格納した駆動波形データメモリと、を備え、前記駆動波形データに基づいて前記駆動信号を生成する駆動パルスの波形を補正することを特徴とする。
【００１２】
【作用】
本発明の遠隔撮像装置では、前記波形補正手段が前記伝送手段の種類に応じて前記駆動信号を生成する前記駆動パルスの波形を補正し、前記駆動信号生成手段で前記波形補正手段からの波形補正された前記駆動パルスを増幅して前記駆動信号を生成することで、簡単な構成により、駆動信号を伝送する伝送手段の種類に応じて確実に適正な波形補正を行うことを可能とする。
【００１３】
【実施例】
以下、図面を参照しながら本発明の実施例について述べる。
【００１４】
図１ないし図３は本発明の第１実施例に係わり、図１は遠隔撮像装置の構成を示す構成図、図２は図１の信号処理回路の構成を示す構成図、図３は図２の信号処理回路の動作を説明するタイミング図である。
【００１５】
本実施例の遠隔撮像装置は、図１（ａ）に示すように、被写体を撮像する固体撮像素子、例えばＣＣＤ１を備えた撮像カメラ部２（例えば、電子内視鏡）と、撮像カメラ部２を駆動制御するカメラコントロールユニット（以下、ＣＣＵ）３とから構成される。
【００１６】
撮像カメラ部２は、用途等に応じて複数種類用意され、その種類によりＣＣＵ３からの駆動信号をＣＣＤ１に伝送する極細ケーブル１１のケーブル長が異なっており、この撮像カメラ部２の種類に対応したケーブル長Ｌｍ用の駆動波形データを格納し、この駆動波形データをシリアルデータとしＣＣＵ３に送信する駆動波形データメモリ２１を設けている。
【００１７】
ＣＣＵ３では、駆動波形データメモリ２１からの駆動波形データをパラレルデータに変換するシリアル／パラレル変換部（以下、Ｓ／Ｐ変換部）２２と、Ｓ／Ｐ変換部２２によりパラレル信号となった駆動波形データを基準クロック発生器４からの基準クロックに基づいてＤ／Ａ変換し補正駆動信号Ｓ１を生成するＤ／Ａ変換部２４と、補正駆動信号を増幅した増幅補正駆動信号Ｓ２を極細ケーブル１１を介してＣＣＤ１に出力するリニアアンプ２５とを備えて構成されている。補正駆動信号Ｓ１、増幅補正駆動信号Ｓ２、ＣＣＤ１への到達駆動信号Ｓ３のそれぞれの波形を図１（ｂ）に示す。
【００１８】
そして、極細ケーブル１１を介してＣＣＤ１到達した到達駆動信号Ｓ３でＣＣＤ１が駆動され、ＣＣＤ１により撮像された撮像信号は、伝送ケーブル１３を介して、ＣＣＵ３内の信号処理回路２６に伝送され、信号処理回路２６で信号処理され、ビデオ信号あるいは標準的な、例えばＮＴＳＣ等の映像信号となり図示しないモニタに被写体像を表示するようになっている。
【００１９】
ＣＣＤ１には、信号処理回路２６でＣＣＤ１の出力信号の同期信号を生成するために、無効映像領域期間のみデューティ比５０％のリセットパルスがリニアアンプ２５から出力される。この無効映像領域の駆動信号によるＣＣＤ１の出力は図３（ａ）になる。
【００２０】
前記信号処理回路２６では、図２に示すように、初段アンプ３１により増幅されたＣＣＤ１の出力を、バンドパスフィルタ３４により高周波成分等を除去し、ウィンドパルス３５によって、デューティ比５０％のリセットパルスを抽出する。
【００２１】
抽出されたリセットパルスは、コンデンサ３６によりＣＤ成分がカットされ（図３（ｂ））、ゼロクロスコンパレータ３７によりデューティ比５０％のパルスを再生する（図３（ｃ））。このパルスを位相比較器３８の一方に入力し、他方より基準クロックパルスを供給する。位相比較器３８は、２つのパルスの位相差に応じた信号を出力し、その出力をローパスフィルタ３９により直流成分のみとしＶＣＯ４０に入力され、同位相の連続波クロックに変換する。この連続波クロックをダブルサンプルホールド回路４１にサンプリングパルスとして出力すると共に、分周器４３で基準クロックパルスを生成し、位相比較器３８に帰還させることでＰＬＬを構成する。ＣＣＤ１の出力信号は、ダブルサンプルホールド回路４１によりサンプリングパルスでサンプルホールドされ映像信号処理回路４２で信号処理され、ビデオ信号が生成されるようになっている。
【００２２】
ケーブルの容量のため、デューティ比５０％のリセットパルスが減衰する場合、従来の信号処理回路では、リミッタアンプに入力されるＣＣＤ１からのリセットパルスは図３（ｄ）に示すようになり、これをリミッタアンプのスレッシュホールドレベルによりパルスで再生してもデューティ比は５０％にならず（図３（ｅ））、ＣＣＤ１の出力信号の位相と一致したサンプリングパルスを得ることができないが、図２の信号処理回路２６では、ＰＬＬを構成する位相比較器３８に入力させるパルスをゼロクロスコンパレータ３７を用いて生成することにより、ケーブルの長さ（容量）により、ＣＣＤ１より出力されるデューティ比５０％のリセットパルスが減衰する場合でも、正確にＣＣＤ１の出力に同期したデューティ比５０％パルスが再生できる。
【００２３】
このように構成された本実施例の遠隔撮像装置の作用について説明する。
【００２４】
ケーブル長Ｌｍ用の最適な駆動波形データを格納した駆動波形データメモリ２１から、この駆動波形データをシリアルデータとしＣＣＵ３に送信する。ＣＣＵ３では、Ｄ／Ａ変換部２４でＳ／Ｐ変換部２によりパラレル信号となった駆動波形データを基準クロック発生器４からの基準クロックに基づいてＤ／Ａ変換し補正駆動信号Ｓ１を生成する。そして、リニアアンプ２５が補正駆動信号を増幅した増幅補正駆動信号Ｓ２を極細ケーブル１１を介してＣＣＤ１に出力する。リニアアンプ２５は、大電流出力及び高帯域特性を持ったドライブ回路であるので、生成された補正駆動信号をそのまま増幅し極細ケーブル１１を介してＣＣＤ１に伝送する。
【００２５】
このように本実施例の遠隔撮像装置では、撮像カメラ部２側にケーブル長Ｌｍ用の最適な駆動波形データを格納した駆動波形データメモリ２１を設けることで、ＣＣＵ３側には複数の波形補正部を設ける必要がなく、駆動波形データに基づくＤ／Ａ変換部２４でＳ／Ｐ変換部２によりパラレル信号となった駆動波形データを基準クロック発生器４からの基準クロックに基づいてＤ／Ａ変換し補正駆動信号Ｓ１を生成するので、駆動信号を伝送する伝送手段の種類に応じて確実に適正な波形補正を行うことができ、また、複数の波形補正部切り換えるスイッチも必要としないので、スイッチの接触抵抗よる電位降下等が発生しないので、回路規模を小さく構成することができる。
【００２６】
なお、Ｓ／Ｐ変換部は必ずしも必要な構成ではなく、例えば駆動波形データを直接Ｄ／Ａ変換部２４に送出する構成とすることができる。
【００２７】
次に第２実施例について説明する。図４は第２実施例に係る遠隔撮像装置の構成を示す構成図である。第２実施例は第１実施例とほとんど同じであるので、異なる構成のみ説明し、同一構成には同じ符号をつけ説明は省略する。
【００２８】
第２実施例では、図４（ａ）に示すように、撮像カメラ部２内に波形強調コードを格納した波形強調コード部５１が設けられている。この波形強調コード部５１からの波形強調コードはＣＣＵ３内のＤ／Ａ変換回路５２を介してインピーダンス部５３に伝送され、このインピーダンス部５３は、波形強調コードによりインピーダンス値を設定できるようになっている。一方、基準クロック発生器４からの基準クロックに基づいて駆動パルス発生回路５により駆動パルスを発生し、この駆動パルスはバッファ５４を通り、インピーダンス部５５を介してリニアアンプ２５に出力される。
【００２９】
図４（ｂ）に示すように、バッファ５４から出力した短形の駆動パルスＳ４は、インピーダンス部５３の波形強調コードによるインピーダンス値の設定により生じるインピーダンス部５３、５４によるミスマッチングよって反射が生じ、これによりリニアアンプ２５の入力信号Ｓ５が波形補正される。リニアアンプ２５は入力信号Ｓ５をそのまま増幅して出力信号Ｓ６をＣＣＤ１に出力する。この結果、極細ケーブル１１によりＣＣＤ１の入力信号Ｓ７は波形が整形された駆動信号となる。その他の構成は第１実施例と同じである。
【００３０】
このように第２実施例によれば、撮像カメラ部２側にケーブル長Ｌｍ用の波形強調コードを格納した波形強調コード部５１を設け、インピーダンス部５３の波形強調コードによるインピーダンス値の設定することで、インピーダンス部５３、５４によるミスマッチングよって反射が生じ、これによりリニアアンプ２５の入力信号Ｓ５が波形補正されるので、ＣＣＵ３側には複数の波形補正部を設ける必要がなく、駆動信号を伝送する伝送手段の種類に応じて確実に適正な波形補正を行うことができ、また、複数の波形補正部切り換えるスイッチも必要としないので、スイッチの接触抵抗よる電位降下等が発生しないので、回路規模を小さく構成することができる。
【００３１】
次に第３実施例について説明する。図５は第３実施例に係る遠隔撮像装置の構成を示す構成図である。第３実施例は従来例とほとんど同じであるので、異なる構成のみ説明し、同一構成には同じ符号をつけ説明は省略する。
【００３２】
第３実施例は、図５（ａ）に示すように、基準クロック発生器４からの基準クロックに基づいて駆動パルス発生回路５により駆動パルスを発生し、駆動パルスをバッファ６１に出力する。バッファ６１の出力Ｓ８は、スイッチ６２、６３により選択された例えば３つの波形補正回路８、９、１０のうちの１つにより波形整形されたのち、リニアアンプ２５に出力され、リニアアンプ２５は入力信号Ｓ９を増幅し、その増幅された出力信号である補正駆動信号Ｓ１０を撮像カメラ部３内の伝送用の極細ケーブル１１を介してＣＣＤ１に伝送する。この結果、極細ケーブル１１によりＣＣＤ１の入力信号Ｓ７は波形が整形された駆動信号となる。なお、リニアアンプ２５は第１実施例と同一である。その他の構成は従来例と同じである。
【００３３】
このように第３実施例によれば、駆動パルスを波形補正回路を通してから、リニアアンプ２５に伝送し補正駆動信号を生成しているので、波形補正回路のＲ，Ｃを小さな値とすることができ、また、リニアアンプ２５の入力インピーダンスは高く低入力容量で、かつ増幅の前段にスイッチ６２、６３を設けているので、スイッチ６２、６３で生じる電位降下を微少にすることができる。
【００３４】
また、リニアアンプ２５の入力容量が数ＰＦと小さいので、波形補正する波形補正回路８、９、１０のＣ１，Ｃ２，Ｃ３の容量の数ＰＦ〜数十ＰＦ程度でよく、
精度、温度特性等が良好なコンデンサを用いることができる。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の遠隔撮像装置によれば、波形補正手段が伝送手段の種類に応じて駆動信号を生成する駆動パルスの波形を補正し、駆動信号生成手段で波形補正手段からの波形補正された駆動パルスを増幅して駆動信号を生成するので、簡単な構成により、駆動信号を伝送する伝送手段の種類に応じて確実に適正な波形補正を行うことができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例に係る遠隔撮像装置の構成を示す構成図
【図２】図１の信号処理回路の構成を示す構成図
【図３】図２の信号処理回路の動作を説明するタイミング図
【図４】第２実施例に係る遠隔撮像装置の構成を示す構成図
【図５】第３実施例に係る遠隔撮像装置の構成を示す構成図
【図６】従来例に係る遠隔撮像装置の構成を示す構成図
【符号の説明】
１…ＣＣＤ
２…撮像カメラ部
３…ＣＣＵ
４…基準クロック発生器
１１…極細ケーブル
１３…伝送ケーブル
２１…駆動波形データメモリ
２２…Ｓ／Ｐ変換部
２４…Ｄ／Ａ変換部
２５…リニアアンプ
２６…信号処理回路

Claims

光学像を撮像する撮像手段を有する撮像部と、
前記撮像手段を駆動するための駆動信号を伝送する伝送手段と、
前記撮像部に設けられ、前記伝送手段の種類に応じた駆動波形データを格納した駆動波形データメモリと、を備え、
前記駆動波形データに基づいて前記駆動信号を生成する駆動パルスの波形を補正することを特徴とする遠隔撮像装置。