JP4242089B2

JP4242089B2 - 電子内視鏡装置

Info

Publication number: JP4242089B2
Application number: JP2001250791A
Authority: JP
Inventors: 努滝沢; 康紀森
Original assignee: Hoya Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 2001-08-21
Filing date: 2001-08-21
Publication date: 2009-03-18
Anticipated expiration: 2021-08-21
Also published as: JP2003052627A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、体腔内を観察するために使用される電子内視鏡装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に、体内を観察するために使用される電子内視鏡装置は、光源部や画像処理部を備えるプロセッサと、被検者の体内に挿入され体内を照明すると同時に先端に設けられたＣＣＤ（Charge Coupled Device）等の撮像素子によって撮像を行う電子スコープと、から構成されている。
【０００３】
従来の電子内視鏡装置において、電子スコープの撮像素子に必要な電圧は、プロセッサによって生成され、給電ケーブルを介して該撮像素子に印加されていた。そのため、電子スコープの可撓管の形状等に対応して給電ケーブルを長くすると、撮像素子に印加されるまでの間に電圧が降下してしまうおそれがあった。従って、プロセッサ側で電子スコープの撮像素子に対応した電圧を生成したにもかかわらず、該撮像素子には十分な電圧が印加されないという問題がある。
【０００４】
また被検者の体内に挿入される電子スコープは、内視鏡観察中における被検者の苦痛を少しでも和らげる観点から、より細径であるほうが好ましいとされる。
【０００５】
ここで近年、他の機器に使用される撮像素子同様、電子スコープ先端に配設される撮像素子も、高画素化されたり小型化されたりして、より高性能なものが使用される傾向にある。これにより、術者は、より高精度かつ鮮明な観察部位の画像を観察して、迅速かつ適切な処置を採ることが可能になる。
【０００６】
ところが、このような高性能な撮像素子を使用すると、従来の撮像素子に比べ、該撮像素子を駆動するために必要な、パルス信号や電源電圧の種類が増加する。すなわち高性能な撮像素子を電子内視鏡装置に使用する場合、プロセッサによって生成されるパルス信号や電源電圧を該撮像素子に伝送、印加するために必要なパルス信号用ケーブルや給電ケーブルの本数を増加しなくてはならない。このことは、電子スコープの径を太くしなくてはならないことを意味する。
【０００７】
電子スコープの径を細くするために、所定のケーブル上に駆動用直流電圧とパルス信号を重畳させてケーブルを共通化させる方法も考えられる。しかし、該方法では、電源電圧が特定の信号に影響を及ぼし、信号劣化を起こしかねず適切ではない。つまり従来は、高性能な撮像素子を使用することにより電子スコープが太径化することに対する具体的な解決策が存在しなかった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明は上記の事情に鑑み、可撓管の長さに影響されることなく常に所定の電圧を撮像素子に印加することができ、さらには高性能な撮像素子を使用した場合であっても電子スコープの径を細くすることができる電子内視鏡装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１に記載の電子内視鏡装置は、複数のパルス信号に基づいて撮像動作を行う撮像素子を先端に備える電子スコープを有する電子内視鏡装置に関する。そして、撮像素子を駆動する複数のパルス信号を生成する信号生成手段と、電子スコープ内にあってパルス信号の少なくとも一つを用いて撮像素子用の少なくとも一つの電圧を生成する直流電圧生成手段と、撮像素子近傍に配設され撮像素子への印加電圧の値を検出する電圧検出手段とを有し、信号生成手段は、電圧検出手段によって検出された印加電圧の値が所定の参照値と一致するように、生成するパルス信号を変化させることを特徴とする。
【００１０】
上記の構成によれば、撮像素子に印加される電圧は、パルス信号を用いて撮像素子近傍にある直流電圧生成手段によって生成される。また、生成された直流電圧の値は、電圧検出手段および信号生成手段によってフィードバック制御されることにより、常に所定の値の電圧が撮像素子に印加することが可能になる。
さらに、パルス信号を用いて撮像素子の駆動用直流電圧を生成することにより、給電ケーブルをなくすことができるため、細径のスコープが提供される。また、本発明であれば、多画素化に伴い複数の電源が必要になっても、同じく多画素化によって増加したパルス信号をそのまま活用して複数の電源電圧を得ることができる。
【００１１】
上記電圧生成手段は、一つのパルス信号を、第一経路を伝送する駆動用パルス信号と第二経路を伝送する直流電圧生成用信号とに分岐する第一の信号分岐手段と、第二経路を経て入力する直流電圧生成用信号を用いて直流電圧を生成し、該直流電圧を撮像素子に印加する第一の電源回路とを有することができる。この場合、撮像素子は、該駆動用パルス信号が入力することにより所定の撮像動作を行うことになる（請求項２）。
【００１２】
また、上記電圧生成手段は、複数のパルス信号のうち少なくとも二つ以上を用いて直流電圧を生成するものであり、該複数のパルス信号のうち少なくとも二つ以上を加算する加算手段を有し、加算手段によって加算された複数のパルス信号から直流電圧を生成する構成とすることができる（請求項３）。
【００１３】
上記電圧生成手段には、入力する信号を平滑化する平滑回路があるのが望ましい。これにより、パルス信号から一定の直流電圧を容易に生成することができる。該電圧生成手段には、さらに整流回路を備えることができる（請求項４）。これにより、より安定した直流電圧を撮像素子に印加することができる。整流回路として全波整流回路を使用すれば、パルス信号が正負両方の振幅を有するものであっても、常に一定の電圧を供給することができる。また、直流電圧生成に使用するパルス信号の振幅が正負どちらを有しているか定かでない場合にも、全波整流回路を備える電圧生成手段であれば、一定の電源電圧を常に撮像素子に印加することができる。たとえば、全波整流回路としては、ダイオードブリッジ等が考えられる。
【００１４】
請求項５に記載の電子内視鏡装置は、電圧生成手段によって生成された直流電圧を抵抗分割する抵抗回路を備えることを特徴としている。この発明によれば、一つの電圧生成手段から複数の直流電圧を生成することが可能になる。従って、本発明を搭載する電子スコープは、スコープ径を細く維持したままの状態で、多画素化に伴い複数の電源電圧が必要となった撮像素子を使用することができる。
【００１５】
本発明にかかる電子内視鏡装置の直流電圧生成手段は、電子スコープに搭載される撮像素子によっては、該撮像素子近傍に配設することも、該撮像素子に一体形成することも可能である。
【００１６】
上記信号生成手段は、電圧検出手段によって検出された印加電圧の値と所定の参照値とを比較した結果に基づいて、パルス信号のデューティ比や振幅を変化させることにより、撮像素子に印加される直流電圧の値を所定の参照値に一致させることが望ましい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施形態の電子内視鏡装置１００の概略構成図である。内視鏡装置１００は、プロセッサ１００ａ、スコープ１００ｂとから構成される。プロセッサ１００ａは、光源部１１０、メイン制御部１２０、画像信号処理回路１３０及びフロントパネルスイッチ１４０とを有し、モニタ１８０が接続される。スコープ１００ｂは、先端にＣＣＤ１６０を備え、ＣＣＤ１６０近傍に電源生成部１５０を備える。さらに、スコープ１００ｂは、光源部１１０から発光される光を先端まで導くライトガイド１７０を有する。
【００１８】
電子内視鏡装置１００を使用すると観察部位は次のようにして撮像される。まず、メイン制御部１２０は、術者がフロントパネルスイッチ１４０を操作して行った設定に基づいて、光源部１１０から光を発光させる発光状態とする。
【００１９】
メイン制御部１２０の制御に基づいて、光源部１１０から発光された光は、ライトガイド１７０内を導かれ、スコープ１００ｂの先端にある射出端１７０ａから観察部位に向けて照射される。該先端に備えられているＣＣＤ１６０は、発光状態にあるとき、観察部位で反射された光を受光することにより受光面に形成された光学像に対応する電荷を蓄積し、画像信号処理回路１３０に蓄積電荷に基づく電圧値（画像信号）として出力する。画像信号処理回路１３０は、ＣＣＤからの画像信号に基づいて所定の処理を行った後、画像信号をビデオ信号としてモニタ１８０に出力する。モニタ１８０は、ビデオ信号に対応する画像を表示する。
【００２０】
以下、ＣＣＤ１６０および電源生成部１５０について詳述する。図２は、スコープ１００ｂ先端近傍に配設されたＣＣＤ１６０と電源生成部１５０およびその周辺の電気回路図である。ＣＣＤ１６０は、電源生成部１５０から印加される複数の電圧（本実施形態では３つ）を用いて、上記撮像動作を行っている。図２に示すようにメイン制御部１２０は、ＣＰＵ１２１とタイミング生成回路１２２とを有しており、上記発光制御を行うだけでなく、ＣＣＤ１６０を駆動するための複数のパルス信号を生成して、ＣＣＤ１６０の駆動制御も行っている。
【００２１】
ＣＰＵ１２１は、予め入力されているＣＣＤ１６０を駆動させるために最適な駆動電圧値（以下、参照値という）Ｖ_ｒｅｆ１〜Ｖ_ｒｅｆ３に対応したレベルのパルス信号が生成されるようにタイミング生成回路１２２を制御する。タイミング生成回路１２２は、ＣＣＤ１６０を駆動するための複数のパルス信号を生成し、スコープ１６０に連続的に送信する。パルス信号は、どれも一定の周期を持っており、たとえば水平駆動パルスや垂直駆動パルスなどがある。
【００２２】
電源生成部１５０は、タイミング生成回路１２２から送信されるパルス信号を用いて複数の直流電圧を生成している。つまりＣＣＤ１６０は、プロセッサ１００ａから電源を供給されているのではない。そのため、従来のスコープに必要とされていたプロセッサからＣＣＤまでの給電ケーブルは不要となる。従ってスコープ１００ｂは、従来のスコープに比べて細径に構成することが可能になる。また一般に、ＣＣＤ１６０は、撮像動作（つまり、電荷の蓄積および転送）を行うために複数の駆動用直流電圧を必要としている。そのため本実施形態では、電源生成部１５０内に構成の異なる二つの電源回路１５０ａ、１５０ｂ、および抵抗回路１５０ｃを設けて、複数の電圧を生成している。以下、各回路１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｃを詳説する。
【００２３】
まず、電源回路１５０ａについて説明する。メイン制御部１２０のタイミング生成回路１２２で生成されたパルス信号Ｓ１は、ドライブバッファｄｂ１を介してスコープ１００ｂ内の電源回路１５０ａに送信される。なお、上記パルス信号Ｓ１は、特定のパルス信号である必要はなく、メイン制御部１２０から送信される複数のパルス信号のうちの任意の一つを意味する。後述するパルス信号Ｓ２やパルス信号Ｓ３も同じである。
【００２４】
電源回路１５０ａに入力したパルス信号Ｓ１は、分岐点Ｐ１において、経路Ｌ１と経路Ｌ２とに分岐される。本明細書では、Ｐ１のように、入力する信号を二つの経路に分岐する点のことを分岐点という。分岐点における、入力前の信号と出力後の二つの信号とは、略同一の振幅や略同一のデューティ比を有する。分岐されて経路Ｌ１を伝送する信号（分岐点Ｐ１における第一信号）は、バッファ１を介してＣＣＤ１６０に入力し、ＣＣＤ１６０を駆動させる。つまり経路Ｌ１を伝送する信号は、ＣＣＤ１６０を駆動するためのパルス信号（駆動用パルス信号）として用いられる。
【００２５】
一方、分岐点Ｐ１で分岐されて経路Ｌ２を伝送する信号（分岐点Ｐ１における第二信号）は、バッファ２を介して全波整流回路３に入力し整流化される。全波整流回路３は、ダイオードブリッジ回路である。全波整流回路３によって整流化された信号は、さらに平滑コンデンサ４によって平滑化されて、直流電圧Ｖ１としてＣＣＤ１６０に印加する。このように経路Ｌ２を伝送する信号は、メイン制御部１２０からＣＣＤ１６０を駆動するために出力された直流電圧生成用信号として機能する。
【００２６】
なお、メイン制御部１２０から送信されるパルス信号は、一般に正の振幅を有するものだけでなく、負の振幅を有するものや正負両方の振幅を有するものもある。そのため本実施形態では、どの種類のパルス信号が電源回路１５０ａに入力したとしても、必ず所定の電圧がＣＣＤ１６０に印加されるように、全波整流回路３を配設している。従って、スコープ１００ｂの組立工程において、予め、該スコープ１００ｂが接続されるプロセッサ１００ａが決まっており、電圧生成に使用されるパルス信号の種類も分かっているのであれば、全波整流回路３は必ずしも設ける必要はない。
【００２７】
たとえば、正のみまたは負のみの振幅を有するパルス信号が直流電圧生成に使用されると分かっているのであれば、ダイオードを一つだけ使用した半波整流回路を用いた構成にしたり、整流回路を用いない構成にしたりすることができる。半波整流回路を用いた構成は、簡素な構成で安定した直流電圧を生成することができる。また、整流回路を用いない構成は、コストダウンを図ることができる。
【００２８】
電源回路１５０ａで生成される直流電圧Ｖ１の値は、以下の式（１）によって求めることができる。
Ｖ１＝（Ａ−Ｂ）×ｄ／１００＋Ｂ・・・（１）
但し、Ａは、直流電圧生成用信号における、ハイレベル時の電圧値の絶対値とローレベル時の電圧値の絶対値とを比較して大きい方の値、Ｂは、直流電圧生成用信号における、ハイレベル時の電圧値の絶対値とローレベル時の電圧値の絶対値とを比較して小さい方の値、ｄは、直流電圧生成用信号の一周期中、Ａに対応するレベルが占める割合、つまり直流電圧生成用信号のデューティ比（％）、である。Ａ、Ｂにおいて電圧値の絶対値をとるのは、上述したように、パルス信号の種類によっては、負の振幅を有するものもあるからである。
【００２９】
上記式（１）中、変数Ａ、Ｂを電圧値の絶対値としたのは、負の振幅を有する直流電圧生成用信号では、電圧値も負の値をとることがあるからである。
また、負の振幅を有する直流電圧生成用信号では、ハイレベル時の電圧値の絶対値のほうがローレベル時の電圧値の絶対値よりも小さくなる。さらに、正負両方の振幅を有する直流電圧生成信号では、該信号の波形によって、ハイレベル時とローレベル時、どちらのほうが電圧値の絶対値が大きいか異なる。そのため上記式中、変数Ａ、Ｂを決める際にハイレベル時とローレベル時の電圧値の絶対値を比較している。
【００３０】
たとえば、正の振幅のみの直流電圧生成用信号において、ハイレベル時の電圧値が30Ｖ、ローレベル時の電圧値が10Ｖ、デューティ比が50％だとする。この場合、上記式より、20Ｖの直流電圧Ｖ１がＣＣＤ１６０に印加される。
【００３１】
なおＣＣＤ１６０は、蓄積した電荷を画像信号として画像信号処理回路１３０に出力する際、画像信号増幅器１６０ａによって所定量増幅している。そこで、本実施形態では、電源回路１５０ａで生成される直流電圧をＣＣＤ１６０に印加するだけでなく、画像信号増幅器１６０ａにも印加している。
【００３２】
続いて電源回路１５０ｂについて説明する。電源回路１５０ｂは、メイン制御部１２０から送信される二つのパルス信号を加算して得られた信号に基づいて直流電圧を生成する回路である。プロセッサ１００ａのメイン制御部１２０で生成されたパルス信号Ｓ２およびパルス信号Ｓ３は、それぞれドライブバッファｄｂ２、ドライブバッファｄｂ３を介してスコープ１００ｂ内の電源回路１５０ａに送信される。
【００３３】
電源回路１５０ｂに入力したパルス信号Ｓ２は、分岐点Ｐ２において経路Ｌ３と経路Ｌ４とに分岐される。経路Ｌ３を伝送する信号（分岐点Ｐ２における第一信号）は、バッファ５を介して、メイン制御部１２０が送信したパルス信号Ｓ２と略同一の状態でＣＣＤ１６０に入力しＣＣＤ１６０を駆動させる。つまり、経路Ｌ３を伝送する信号は、電源回路１５０ａにおける経路Ｌ１を伝送する信号と同様に、ＣＣＤ１６０を駆動するための駆動用パルス信号として用いられる。一方、経路Ｌ４を伝送する信号（分岐点Ｐ２における第二信号）は、バッファ６を介して加算器９に入力する。
【００３４】
同様に、電源回路１５０ｂに入力したパルス信号Ｓ３も分岐点Ｐ３において経路Ｌ５と経路Ｌ６とに分岐される。経路Ｌ５を伝送する信号（分岐点Ｐ３における第一信号）は、経路Ｌ３を伝送する信号と同様に駆動用パルス信号として用いられる。つまり、経路Ｌ５を伝送する信号は、バッファ８を介してＣＣＤ１６０に入力し、ＣＣＤ１６０を駆動させる。経路Ｌ６を伝送する信号（分岐点Ｐ３における第二信号）は、バッファ７を介して加算器９に入力する。
【００３５】
加算器９では、入力する二つの第二信号（経路Ｌ４を伝送する信号および経路Ｌ６を伝送する信号）を加算して、一つの信号を生成する処理が行われる。加算器９によって生成された信号は、直流電圧生成用信号として、バッファ１０を介して全波整流回路１１に入力し、整流化される。全波整流回路１１も、ダイオードブリッジ回路である。全波整流回路１１によって整流化された信号は、さらに平滑コンデンサ１２によって平滑化され、直流電圧Ｖ２としてＣＣＤ１６０に印加する。このように電源回路１５０ｂは二つのパルス信号を使用するため、電源回路１５０ａで生成される直流電圧Ｖ１に比べ、生成される直流電圧Ｖ２がとりうる値の幅が広いという特徴がある。つまり、電源回路１５０ｂを使用することにより、任意の値の直流電圧を選択しやすくなる。
【００３６】
なお、電源回路１５０ｂにおいて全波整流回路１１を設けている理由や、正の振幅のみの信号や負の振幅のみの信号といったパルス信号の種類に応じて全波整流回路１１以外の他の構成をとることができる点については、上記電源回路１５０ａの全波整流回路３での説明と同一であるため、ここでの説明は省略する。
【００３７】
次に抵抗回路１５０ｃについて説明する。抵抗回路１５０ｃは、上述した電源回路１５０ｂと電気的に接続されている。そして、電源回路１５０ｂによって生成された直流電圧Ｖ２を、二つの抵抗１３、１４を用いて抵抗分割し、新たな直流電圧Ｖ３を生成する回路である。生成された直流電圧Ｖ３は、ＣＣＤ１６０に印加される。
【００３８】
なお図示しないが、抵抗回路１５０ｃは、上述した電源回路１５０ａと電気的に接続し、直流電圧Ｖ１を抵抗分割して新たな電圧を生成することも可能である。
【００３９】
上記のようにして電源回路１５０ａ、１５０ｂおよび抵抗回路１５０ｃによって生成された直流電圧Ｖ１〜Ｖ３の各値は、理論上、それぞれＣＰＵ１２１に設定されている参照値Ｖ_ｒｅｆ１〜Ｖ_ｒｅｆ３と一致している。しかし実際には、該直流電圧Ｖ１〜Ｖ３を生成するための各パルス信号Ｓ１〜Ｓ３は、各分岐点Ｐ１〜Ｐ３に入力するまでの可撓管内におけるケーブルを伝送中に減衰してしまう。つまり各分岐点Ｐ１〜Ｐ３に入力する各パルス信号Ｓ１〜Ｓ３は、デューティ比が変化していたり、振幅が小さくなっていたりする。このように減衰したパルス信号から生成された直流電圧Ｖ１〜Ｖ３の各値は、参照値Ｖ_ｒｅｆ１〜Ｖ_ｒｅｆ３に対応していないため、ＣＣＤ１６０の撮像動作が不安定になってしまう。
【００４０】
そこで電子内視鏡装置１００では、各回路１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｃによって生成された直流電圧Ｖ１〜Ｖ３の各値を検出して、該検出結果と参照値との差が打ち消されるようなパルス信号が生成されるように駆動用直流電圧に関するフィードバック制御を行っている。図３は、フィードバック制御に関するタイミングチャートである。
【００４１】
まず、電源生成部１５０は、各回路１５０ａ〜１５０ｃによって生成された直流電圧Ｖ１〜Ｖ３を検出し、電圧に関する信号としてスイッチ回路１５に入力する（図３（１））。スイッチ回路１５は、各電圧Ｖ１〜Ｖ３に関する信号が入力する三経路とメイン制御部１２０のＣＰＵ１２１とが順次導通するように所定の切り替えタイミングで導通状態を切り替えている（図３（２））。
【００４２】
上記のとおり、スイッチ回路１５の入力端は、上記三経路から常時各電圧Ｖ１〜Ｖ３に関する信号が入力する（図３（１））が、スイッチ回路１５内で導通状態が順次切り替えられることによりいずれか一つの信号のみが出力される。つまり図３（３）に示すように、スイッチ回路１５出力端に現れるフィードバック信号Ｓｂの波形は略方形波となり、その信号レベルは、導通状態に対応した直流電圧Ｖ１〜Ｖ３のいずれかの値を示す。なお図３（３）では、説明の便宜上、電圧Ｖ１の値が最も高く、Ｖ２、Ｖ３の順に低くなる状態のフィードバック信号Ｓｂを示している。
【００４３】
スイッチ回路１５から出力されたフィードバック信号Ｓｂは、バッファ１６を介してメイン制御部１２０内のＣＰＵ１２１に入力する。ＣＰＵ１２１は、常時入力するフィードバック信号のレベルをサンプリングする。このときＣＰＵ１２１は、スイッチ回路１５が導通状態を切り替える所定のタイミングの周期と略同一の周期のタイミングでサンプリングすることにより、直流電圧Ｖ１〜Ｖ３の各値を順に検出している（図３（４））。そして、ＣＰＵ１２１は、サンプリングした値（直流電圧Ｖ１〜Ｖ３の各値）に対応する参照値Ｖ_ｒｅｆ１〜Ｖ_ｒｅｆ３をそれぞれ比較し、両者の差分を求める。
【００４４】
ここで上記式（１）を参照すると、直流電圧Ｖ１の値は、直流電圧生成用信号、すなわちパルス信号Ｓ１の振幅およびデューティ比に依存することが分かる。二つの信号を加算した直流電圧生成用信号に基づいて生成される直流電圧Ｖ２およびＶ３の各値も同様に、パルス信号Ｓ２、Ｓ３の振幅およびデューティ比に依存する。従って、各電源回路１５０ａ、１５０ｂ、抵抗回路１５０ｃにおいて、参照値Ｖ_ｒｅｆ１〜Ｖ_ｒｅｆ３に対応する直流電圧Ｖ１〜Ｖ３の各値を生成するためには、上記差分を打ち消すように、振幅またはデューティ比を変化させたパルス信号Ｓ１〜Ｓ３をメイン制御部１２０から送信すればよい。
【００４５】
デューティ比を変化させて参照値Ｖ_ｒｅｆ１〜Ｖ_ｒｅｆ３と略同一の値の直流電圧Ｖ１〜Ｖ３を生成する場合、ＣＰＵ１２１は、上記差分から各パルス信号Ｓ１〜Ｓ３に対するデューティ比増加率をもとめる。そして、タイミング生成回路１２２に該増加率に対応するデューティ比増幅信号Ｓｄ１〜Ｓｄ３を送信する。タイミング生成回路１２２は各信号Ｓｄ１〜Ｓｄ３に対応してデューティ比を変化させたパルス信号Ｓ１〜Ｓ３をそれぞれ生成し、各電源回路１５０ａ、１５０ｂに送信する。
【００４６】
振幅を変化させて参照値Ｖ_ｒｅｆ１〜Ｖ_ｒｅｆ３と略同一の値の直流電圧Ｖ１〜Ｖ３を生成する場合、ＣＰＵ１２１は、該差分から各パルス信号Ｓ１〜Ｓ３に対する振幅増加率をもとめる。そして、各ドライブバッファｄｂ１〜ｄｂ３に対して、該増加率に対応する振幅増幅電圧Ｖａ１〜Ｖａ３を印加する。これにより、タイミング生成回路１２２から出力された各パルス信号Ｓ１〜Ｓ３は、ドライブバッファｄｂ１〜ｄｂ３を通過することにより、該増加率に対応する分だけ振幅が増幅される。
【００４７】
なお上記フィードバック制御は、パルス信号のデューティ比や振幅のみを変化させるだけではなく、両者を同時に変化させて制御することも可能である。
【００４８】
上記のようにデューティ比または振幅を変化させたパルス信号Ｓ１〜Ｓ３によって生成される直流電圧Ｖ１〜Ｖ３の各値は、参照値Ｖ_ｒｅｆ１〜Ｖ_ｒｅｆ３と略一致する。つまり、ケーブル伝送中にパルス信号が減衰したとしても、上記のようなフィードバック制御を行うことにより、該減衰による影響を受けることなく常に安定した電圧をＣＣＤ１６０に印加することができる。
【００４９】
以上が本発明の実施形態である。本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく趣旨を逸脱しない範囲で様々な変形が可能である。
【００５０】
上記実施形態では、より精度を高めるために、抵抗回路１５０ｃで生成された直流電圧Ｖ３の値もフィードバック制御の対象としている。しかし、上述のとおり直流電圧Ｖ３は、直流電圧Ｖ２を抵抗分割することにより生成されるものである。従って直流電圧Ｖ２さえフィードバック制御されれば、直流電圧Ｖ３も自動的に制御されることになる。つまり、スコープ１００ｂ内部をより簡素な構成にするのであれば、直流電圧Ｖ３のフィードバック制御はしなくても良い。
【００５１】
また上記実施形態では、スコープ１００ｂの細径化を実現するためにスイッチ回路１５０ｄを用いて三つの電圧値を表す一つのフィードバック信号を生成し、該信号を一本のケーブルによってＣＰＵ１２１に伝送しているが、特にスコープ１００ｂを細径化する必要がないのであれば、三本のケーブルを用いて三つの電圧値をそのままＣＰＵ１２１にフィードバックさせることも可能である。
【００５２】
上記実施形態では、撮像素子であるＣＣＤ１６０の近傍に電源生成部１５０を配置している。しかし、使用する撮像素子の種類等（たとえば、ＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor））によっては、電源生成部１５０を該撮像素子に一体形成することも可能である。これにより、スコープ１００ｂのさらなる小型化を図ることができる。
【００５３】
上記では、より多くの実施形態を提示すべく、ＣＣＤ１６０にはそれぞれ異なる電源回路１５０ａ、１５０ｂ、抵抗回路１５０ｃによって生成された直流電圧が印加される構成を示した。しかし電源生成部１５０は、必ずしも該実施形態のような構成にする必要はない。すなわち電源生成部１５０は、上記各回路の任意の組み合わせによって構成することができる。たとえば電源生成部１５０を、上記電源回路１５０ａ、１５０ｂのどちらか一種類だけから構成されるようにすれば、部品を統一することができ、コストダウンが図れる。スコープ１００ｂをより細径化させたいのであれば、簡素な構成の電源回路１５０ａを多用したり、抵抗回路１５０ｃを適宜配設したりするのが好ましい。ＣＣＤ１６０に対して、該ＣＣＤ１６０の仕様により正確な値の電圧を印加したいのであれば、幅広い値を設定しうる電圧を生成可能な電源回路１５０ｂを使用するのが好ましい。
【００５４】
上記実施形態では、画像信号増幅器１６０ａには電源回路１５０ａからの直流電圧Ｖ１が印加されている構成を示したが、あくまでも本発明の一例であってこれに限定されるものではない。すなわち、画像信号増幅器１６０ａを電源回路１５０ｂや抵抗回路１５０ｃに接続する構成にしても良い。
【００５５】
さらに、上記実施形態では、電源回路１５０ｂはパルス信号Ｓ２およびパルス信号Ｓ３の二つを用いて直流電圧生成用信号を生成しているが、二つ以上の複数のパルス信号を加算して直流電圧生成用信号を生成することも可能である。
【００５６】
【発明の効果】
このように本発明の電子内視鏡装置は、パルス信号に基づいて生成された電圧に関してフィードバック制御を行うことにより、ケーブル伝送中にパルス信号が減衰したとしても該減衰による影響を受けることなく常に安定した電圧をスコープ先端にある撮像素子に印加することができる。
【００５７】
さらに本発明は、プロセッサから送信されるパルス信号を用いて、撮像素子の駆動電圧を生成する構成にすることにより、プロセッサとＣＣＤ間に設けられていた給電ケーブルが不要になり、スコープの細径化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の電子内視鏡装置の概略構成図である。
【図２】スコープ先端近傍に配設された電源生成部およびその周辺の電気回路図である。
【図３】駆動電圧のフィードバック制御に関するタイミングチャートである。
【符号の説明】
３、１１整流回路
４、１２平滑コンデンサ
９加算器
１３、１４抵抗
１５スイッチ回路
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３分岐点
１００電子内視鏡装置
１００ａプロセッサ
１００ｂ電子スコープ
１２０メイン制御部
１５０電源生成部
１６０ＣＣＤ

Claims

複数のパルス信号に基づいて撮像動作を行う撮像素子を先端に備える電子スコープを有する電子内視鏡装置において、
前記撮像素子を駆動する複数のパルス信号を生成する信号生成手段と、
前記電子スコープ内にあって、前記パルス信号の少なくとも一つを用いて前記撮像素子用の少なくとも一つの直流電圧を生成する直流電圧生成手段と、
前記撮像素子近傍に配設され、前記撮像素子への印加電圧の値を検出する電圧検出手段と、を有し、
前記信号生成手段は、前記電圧検出手段によって検出された前記印加電圧の値が所定の参照値と一致するように、生成するパルス信号を変化させることを特徴とする電子内視鏡装置。
請求項１に記載の電子内視鏡装置において、前記直流電圧生成手段は、
一つの前記パルス信号を、第一経路を伝送する駆動用パルス信号と第二経路を伝送する直流電圧生成用信号とに分岐する信号分岐手段と、
前記第二経路を経て入力する直流電圧生成用信号を用いて直流電圧を生成し、該直流電圧を前記撮像素子に印加する電源回路と、を有し、
前記撮像素子は、前記駆動用パルス信号が入力することにより所定の撮像動作を行うことを特徴とする電子内視鏡装置。
請求項１または請求項２に記載の電子内視鏡装置において、前記直流電圧生成手段は、
前記複数のパルス信号のうち少なくとも二つ以上を用いて直流電圧を生成するものであり、
前記複数のパルス信号のうち少なくとも二つ以上を加算する加算手段を有し、
前記加算手段によって加算された前記複数のパルス信号から直流電圧を生成することを特徴とする電子内視鏡装置。
請求項１から請求項３のいずれかに記載の電子内視鏡装置において、
前記直流電圧生成手段は、
前記複数のパルス信号の少なくとも一つを整流する整流回路と、
前記整流回路により整流された信号を平滑化して前記直流電圧を生成する平滑回路と、を有することを特徴とする電子内視鏡装置。
請求項１から請求項４のいずれかに記載の電子内視鏡装置において、前記直流電圧生成手段は、さらに前記直流電圧生成手段によって生成された前記直流電圧を抵抗分割する抵抗回路を備えることを特徴とする電子内視鏡装置。
請求項１から請求項５のいずれかに記載の電子内視鏡装置において、前記直流電圧生成手段は、前記撮像素子の近傍に配設されることを特徴とする電子内視鏡装置。
請求項１から請求項５のいずれかに記載の電子内視鏡装置において、前記直流電圧生成手段は、前記撮像素子と一体形成されていること、を特徴とする電子内視鏡装置。
請求項１から請求項７のいずれかに記載の電子内視鏡装置において、前記電圧検出手段は、検出した複数の電圧値を一つの信号線を介して順次前記信号生成手段に送信することを特徴とする電子内視鏡装置。
請求項１から請求項８のいずれかに記載の電子内視鏡装置において、前記信号生成手段は、前記パルス信号の振幅を変化させることにより、前記撮像素子に印加される直流電圧の値を所定の参照値に一致させることを特徴とする電子内視鏡装置。
請求項１から請求項９のいずれかに記載の電子内視鏡装置において、前記信号生成手段は、前記パルス信号のデューティ比を変化させることにより、前記撮像素子に印加される直流電圧の値を所定の参照値に一致させることを特徴とする電子内視鏡装置。