JP5981076B1 - 撮像装置、駆動信号調整方法および内視鏡システム - Google Patents

Abstract

本発明にかかる内視鏡システム１は、撮像素子２５ａと、クロック信号を生成して出力するクロック信号生成部３２と、クロック信号を差動信号に変換する差動変換部３３と、クロック信号を差動信号として供給するための一対信号線であって、一方の信号ケーブル２６ｂが終端でインピーダンスマッチングしていない一対の差動信号ケーブル２６と、信号ケーブル２６ｂに検出用信号を送信し、該検出用信号が送信されてから信号ケーブル２６ｂの終端で反射して戻ってくるまでの時間を基に、少なくともクロック信号生成部３２が生成するクロック信号の特性を調整する調整部３７と、を備える。

Description

本発明は、被写体を撮像して撮像信号を生成する撮像装置、撮像装置が行う駆動信号調整方法および内視鏡装置に関する。

従来、医療分野においては、患者等の被検体の臓器を観察するために内視鏡システムが用いられている。内視鏡システムは、先端に撮像素子が設けられ、可撓性を有する細長形状をなし、被検体の体腔内に挿入される挿入部を有する内視鏡（スコープ）と、ケーブルおよびコネクタを介して挿入部に接続して撮像素子が撮像した体内画像の画像処理を行い、体内画像を表示装置に表示させる処理装置（プロセッサ）と、を備える。挿入部先端の撮像素子には、たとえば、処理装置から電源や信号が供給される。

近年、より鮮明な画像観察を可能とする高画素数の撮像素子の内視鏡への適用が検討されるとともに、内視鏡の被検体への導入のしやすさを考慮し、挿入部の細径化が求められている。挿入部の細径化を実現するには、内部の伝送ケーブルを細くする必要があるが、伝送ケーブルを細くすると、伝送ケーブルの電気的な抵抗も高くなるため、電源信号やクロック信号等の駆動信号の減衰率が高くなる。また、内視鏡の種類により伝送ケーブルの長さや太さが異なるため、内視鏡によって駆動信号の減衰量も変化する。従来は、内視鏡の種類全てに適用できるように駆動信号の値を高めに設定していたが、撮像素子の低電圧化や信号伝送の高速化による発熱防止に対応できるように、内視鏡ごとに厳密に駆動信号の値を調整することが求められている。

そこで、撮像部とドライバ回路との２点の電圧値を検出する電圧検出部を内視鏡の挿入部先端に新たに設け、電力供給時に電圧検出部で検出された電圧値に基づいて内視鏡に印加する電圧を調整する内視鏡システムが提案されている（たとえば、特許文献１参照）。

特開２００９−１０６３４３号公報

しかしながら、特許文献１記載の内視鏡システムでは、内視鏡の挿入部先端に電圧検出部を新たに設ける必要があるため、挿入部先端の構成が複雑となり、挿入部の細径化を図ることが困難であった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、内視鏡の細径化を保持しながら、内視鏡に適した駆動信号の値を内視鏡ごとに自動調整することができる撮像装置、駆動信号調整方法および内視鏡装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる撮像装置は、受光した光を光電変換して撮像信号を生成する撮像部と、前記撮像部を駆動するための複数の駆動信号を生成して出力する駆動信号生成部と、前記複数の駆動信号の一つであるクロック信号を差動信号に変換する差動変換部と、前記クロック信号を差動信号として供給するための一対の信号線であって、一方の信号線が終端でインピーダンスマッチングしていない一対の信号線と、前記一方の信号線に検出用信号を送信し、該検出用信号が送信されてから前記一方の信号線の終端で反射して戻ってくるまでの時間を基に、前記駆動信号生成部が生成する複数の駆動信号のうちの少なくとも一つの特性を調整する調整部と、を備えたことを特徴とする。

また、本発明にかかる撮像装置は、前記調整部は、前記クロック信号の振幅を変更することを特徴とする。

また、本発明にかかる撮像装置は、前記駆動信号のうちの一つは、前記撮像部に対する電源信号であり、前記調整部は、前記電源信号の電圧を変更することを特徴とする。

また、本発明にかかる撮像装置は、被検体内に挿入される挿入部と、前記挿入部が脱着可能に接続する処理装置と、前記挿入部から照射する照明光を発生する光源装置と、を備えた内視鏡システムであって、前記撮像部は、前記挿入部の先端に設けられ、前記一対の信号線のうちの他方の信号線の終端は、前記撮像部に接続することを特徴とする。

また、本発明にかかる駆動信号調整方法は、受光した光を光電変換して撮像信号を生成する撮像装置であって、複数の駆動信号の一つであるクロック信号を差動信号として供給するための一対の信号線であって一方の信号線が終端でインピーダンスマッチングしていない一対の信号線を備えた撮像装置が行う駆動信号調整方法であって、前記一方の信号線に検出用信号を送信し、該検出用信号を送信してから前記一方の信号線の終端で反射して戻ってくるまでの時間である戻り時間を取得する戻り時間取得ステップと、前記戻り時間取得ステップにおいて取得された前記検出用信号の戻り時間を基に、前記複数の駆動信号のうちの少なくとも一つの特性を調整する調整ステップと、を含むことを特徴とする。

また、本発明にかかる内視鏡装置は、外部処理装置に脱着可能に接続するコネクタを備え、被検体内に挿入されて内部を撮像する内視鏡装置であって、複数の駆動信号を生成して出力する駆動信号生成部と、前記複数の駆動信号の一つであるクロック信号を差動信号に変換する差動変換部と、を備え、前記コネクタは、前記クロック信号を差動信号として供給するための一対の信号線であって、一方の信号線が終端でインピーダンスマッチングしていない一対の信号線と、前記一方の信号線に検出用信号を送信し、該検出用信号が送信されてから前記一方の信号線の終端で反射して戻ってくるまでの時間を基に、前記駆動信号生成部が生成する複数の駆動信号のうちの少なくとも一つを調整する調整部と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、複数の駆動信号の一つであるクロック信号を差動信号として供給するための一対の信号線であって一方の信号線が終端でインピーダンスマッチングしていない一対の信号線を備えた撮像装置が、一方の信号線に検出用信号を送信し、該検出用信号を送信してから該一方の信号線の終端で反射して戻ってくるまでの時間である戻り時間を取得し、該取得した検出用信号の戻り時間を基に複数の駆動信号のうちの少なくとも一つの特性を調整するため、内視鏡の細径化を保持しながら、内視鏡に適した駆動信号の値を、内視鏡ごとに自動的に調整することができる。

図１は、本発明の実施の形態にかかる内視鏡システムの概略構成を示す模式図である。 図２は、図１に示す内視鏡システムの構成を模式的に示すブロック図である。 図３は、図２に示す検出用信号送受信部によるインパルス信号出力と、インパルス信号読出とを示すタイミングチャートである。 図４は、図２に示す内視鏡システムによる駆動信号調整方法の処理手順を示すフローチャートである。 図５は、従来技術にかかる内視鏡システムの構成を模式的に示すブロック図である。 図６は、図２に示す内視鏡システムによる駆動信号調整方法の他の処理手順を示すフローチャートである。 図７は、本実施の形態にかかる内視鏡システムの他の構成を模式的に示すブロック図である。

以下の説明では、本発明を実施するための形態（以下、「実施の形態」という）として、内視鏡システムについて説明する。また、この実施の形態により、この発明が限定されるものではない。さらに、図面の記載において、同一部分には同一の符号を付している。

（実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態にかかる内視鏡システムの概略構成を示す模式図である。図２は、図１に示す内視鏡システムの構成を模式的に示すブロック図である。図１および図２に示すように、本実施の形態にかかる内視鏡システム１は、被検体内に導入され、被検体の体内を撮像して被検体内の画像信号を生成する内視鏡２（スコープ）と、内視鏡２によって撮像された画像信号に対して所定の画像処理を行うとともに内視鏡システム１の各部を制御する処理装置３と、内視鏡２の照明光（観察光）を生成する光源装置４と、処理装置３が画像処理を施した画像信号に対応する画像を表示する表示装置５と、を備える。

内視鏡２は、可撓性を有する細長形状をなす挿入部２１と、挿入部２１の基端側に接続され、各種の操作信号の入力を受け付ける操作部２２と、操作部２２から挿入部２１が延びる方向と異なる方向に延び、処理装置３または光源装置４に接続する複数のケーブルを内蔵するユニバーサルコード２３と、ユニバーサルコード２３の基端部に設けられ、処理装置３および光源装置４に対して着脱自在であり、処理装置３との間で電気信号の送受信を行うとともに光源装置４が出射した光を経由させるコネクタ２４と、を備える。挿入部２１およびユニバーサルコード２３に内蔵される信号ケーブル２６ａ，２６ｂ，２７，２８ａ，２８ｂは、内視鏡２および処理装置３における信号の伝送路の一部を構成する。なお、信号ケーブル２６ａ，２６ｂ（一対の信号線）は、対となっており、かつ、同軸線である差動信号ケーブル２６を構成する。

挿入部２１の先端部２１ａには、受光した光を光電変換して撮像信号を生成する撮像素子２５ａ（撮像部）と、抵抗２５ｂとを搭載した先端基板２５が設けられる。また、先端部２１ａには、光源装置４が出射した光の導光路をなすライトガイドケーブル２９の先端部が挿通している。撮像素子２５ａの受光面側には集光用の光学系が設けられる。ライトガイドケーブル２９の先端側には照明用の光学系が設けられ、光源装置４から発せられた光は、照明窓２９ａから被写体に照明される。

撮像素子２５ａは、たとえば、２次元マトリックス上に配設された複数の画素を有し、受光した光を光電変換して電気信号（画像信号）を出力するセンサ部と、センサ部が出力した電気信号に対してノイズ除去やＡ／Ｄ変換を行うアナログフロントエンド（ＡＦＥ）とを有するイメージセンサを用いて構成される。イメージセンサは、たとえば、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）やＣＣＤ（Charge Coupled Device）等の固体撮像素子である。撮像素子２５ａのセンサ部の受光面側には、対物レンズ等の光学系（不図示）が配置する。撮像素子２５ａが生成した画像信号（デジタル）は、信号ケーブル２８ｂやコネクタ２４を介して、処理装置３に出力される。撮像素子２５ａには、後述する差動変換部３３からの差動信号を出力する一対の差動信号ケーブル２６のうちの一方の信号ケーブル２６ａの終端が接続される。

抵抗２５ｂは、後述する差動変換部３３からの差動信号を出力する一対の差動信号ケーブル２６のうちの他方の信号ケーブル２６ｂが接続される。抵抗２５ｂは、信号ケーブル２６ｂが終端でインピーダンスマッチングしないように、たとえば１ＭΩ以上の抵抗値に設定される。

処理装置３は、画像処理部３１と、クロック信号生成部３２（駆動信号生成部）と、差動変換部３３と、電源生成部３４（駆動信号生成部）と、制御部３５と、検出用信号送受信部３６と、調整部３７と、入力部３８と、記憶部３９とを備える。

画像処理部３１は、内視鏡２から送られてくる撮像信号に対して所定の画像処理を施す。画像処理部３１は、撮像素子２５ａから出力された画像信号に対し、例えば同時化処理、ホワイトバランス（ＷＢ）調整処理、ゲイン調整処理、ガンマ補正処理、エッジ強調処理およびフォーマット変換処理等の少なくとも一部の処理を行う。画像処理部３１は、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等を用いて構成される。

クロック信号生成部３２は、撮像素子２５ａを駆動するための駆動信号の一つであるクロック信号を生成する。クロック信号生成部３２は、動作の基準となるクロック信号を生成する。クロック信号生成部３２が生成するクロック信号は、少なくとも、先端部２１ａの撮像素子２５ａの動作の基準となる。

差動変換部３３は、クロック信号生成部３２から入力された一つのクロック信号を、互いに位相が反転した二つのクロック信号である差動信号に変換して、各クロック信号を差動信号ケーブル２６のそれぞれの信号ケーブル２６ａ，２６ｂに出力する。すなわち、本実施の形態では、クロック信号生成部３２から撮像素子２５ａへのクロック信号の送信方式として、一対の差動信号ケーブル（差動信号線）２６を用いて一つの信号を伝送する方式（差動伝送）が用いられる。一対の差動信号ケーブル間の電圧をそれぞれ正（＋）および負（−、位相反転）とすることによって、各線にノイズが混入してもキャンセルできるため、シングルエンド信号に比べてノイズに強く、高速転送が可能となる。対を成す二本の差動信号ケーブル２６のうちの一方の信号ケーブル２６ａの終端は、撮像素子２５ａに接続される。また、差動信号ケーブル２６のうちの他方の信号ケーブル２６ｂの終端は、抵抗２５ｂに接続され、他の回路には着弾しない。言い換えると、信号ケーブル２６ｂは、終端でインピーダンスマッチングしておらず、信号ケーブル２６ｂに送信された信号は、信号ケーブル２６ｂの終端で反射して元に戻る。なお、信号ケーブル２６ｂの終端は、熱がこもらないように、信号ケーブル２６ｂに送信された信号が信号ケーブル２６ｂの終端で反射して元に戻るように処理してあればよいため、必ずしも抵抗２５ｂに接続する必要はなく、完全にオープンであってもよく、いずれの回路にも接続しない電気的に浮いた状態であってもよく、ただ単に先端部２１ａに接続されているだけでもよい。

電源生成部３４は、電源電圧を生成し、この生成した電源電圧を、コネクタ２４およびユニバーサルコード２３を介して、内視鏡２の各部に供給する。図２においては、電源生成部３４は、撮像素子２５ａを駆動するための駆動信号の一つである電源信号を生成し、信号ケーブル２７を介して、生成した電源信号を撮像素子２５ａに供給する。

制御部３５は、処理装置３を含む内視鏡システム１の動作を統括して制御する。制御部３５は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）等を組み込んだＦＰＧＡを用いて構成される。制御部３５は、処理装置３の各構成に対する指示情報やデータの転送等を行うことによって、内視鏡システム１の動作を制御する。制御部３５は、各信号ケーブルを介して処理装置３の各構成部、撮像素子２５ａおよび光源装置４にそれぞれに接続されている。

検出用信号送受信部３６は、差動信号ケーブル２６のうちの信号ケーブル２６ｂに検出用信号を送信し、信号ケーブル２６ｂの終端で反射して戻ってきた検出用信号を受信して読み出す。検出用信号送受信部３６は、インパルス信号を送受信する。信号ケーブル２６ｂの終端は抵抗２５ｂのみに接続するため、インパルス信号を送信しても撮像素子２５ａや他の素子の機能に影響はない。なお、検出用信号送受信部３６として、特に送受信用の専用回路を設ける必要はなく、ＦＰＧＡなどでエッジで判断すれば足りる。

調整部３７は、検出用信号送受信部３６によって信号ケーブル２６ｂに検出用信号が送信され、該検出用信号が送信されてから信号ケーブル２６ｂの終端で反射して戻ってくるまでの時間を基に、複数の駆動信号のうちの少なくとも一つを調整する。具体的には、調整部３７は、クロック信号生成部３２が生成するクロック信号の振幅を変更する。調整部３７は、電源生成部３４が生成する電源信号の電圧を変更する。調整部３７は、たとえば、ＣＰＵによって構成される。

入力部３８は、マウス、キーボードおよびタッチパネル等の操作デバイスを用いて実現され、内視鏡システム１の各種指示情報の入力を受け付ける。具体的には、入力部３８は、被検体情報（たとえばＩＤ、生年月日、名前等）、内視鏡２の識別情報（たとえばＩＤや検査対応項目）および検査内容等の各種指示情報の入力を受け付ける。

記憶部３９は、内視鏡システム１を動作させるための各種プログラム、および内視鏡システム１の動作に必要な各種パラメータ等を含むデータを記憶する。記憶部３９は、ＲＡＭ（Random Access Memory）およびＲＯＭ（Read Only Memory）等を用いて構成される。記憶部３９は、撮像素子２５ａによって出力された画像信号を記憶してもよい。記憶部３９は、処理装置３の外部から装着されるメモリカード等を用いて構成されてもよい。

光源装置４は、光源制御部４１と、光源ドライバ４２と、光源４３とを有する。光源制御部４１は、制御部３５の制御のもと、光源４３の照明光の出射処理を制御する。光源ドライバ４２は、光源制御部４１の制御のもと、光源４３に所定の電力を供給する。光源４３は、たとえば、白色光を出射する白色ＬＥＤ等の光源と、集光レンズなどの光学系とを用いて構成される。光源４３は、内視鏡２に供給する照明光を発生する。光源４３から発せられた光は、ライトガイドケーブル２９によって、コネクタ２４およびユニバーサルコード２３を介して挿入部２１の先端部２１ａの照明窓２９ａから被写体に照明される。なお、照明窓２９ａ近傍には、撮像素子２５ａが配置される。

表示装置５は、処理装置３が生成した画像データを処理装置３から受信し、該画像データに対応する画像を表示する。このような表示装置５は、液晶または有機ＥＬ（Electro Luminescence）からなる表示パネルを備える。

図３は、検出用信号送受信部３６によるインパルス信号出力と、インパルス信号読出（受信）とを示すタイミングチャートである。検出用信号送受信部３６から信号ケーブル２６ｂにインパルス信号が時間ｔａにおいて出力されてから、信号ケーブル２６ｂの終端で反射し時間ｔｂで戻ってくるまでのインパルス信号の戻り時間Ｔは、信号ケーブル２６ｂの銅線の伝搬速度、銅線の太さ、内視鏡２内の温度値、信号ケーブル２６ｂのケーブル長に応じて変化する。このうちの信号ケーブル２６ｂの銅線の伝搬速度、銅線の太さは、内視鏡２のＩＤによって判別できる。内視鏡２は、一般的に一定の温度管理下のもとで使用されるため、内視鏡２内の温度の初期値も設定できる。このため、インパルス信号の戻り時間Ｔがわかれば、信号ケーブル２６ｂのケーブル長を取得することができる。この信号ケーブル２６ｂのケーブル長が分かると、この信号ケーブル２６ｂにおけるクロック信号の減衰量を求めることができる。この信号ケーブル２６ｂで伝送されるクロック信号の減衰量は、信号ケーブル２６ｂと同じ長さの信号ケーブル２６ａにおけるクロック信号の減衰量と同等であるとみなせる。このため、信号ケーブル２６ｂにおけるクロック信号の減衰量が分かると、撮像素子２５ａにクロック信号を最適な振幅値で到達させるための、信号ケーブル２６ａへ出力するクロック信号の振幅値を取得することができる。

そこで、実施の形態では、内視鏡２における信号ケーブル２６ｂの銅線の伝搬速度、銅線の太さ、内視鏡２内の温度の初期値を反映し、戻り時間Ｔを適用すると、該戻り時間Ｔに対応する信号ケーブルのケーブル長から、該戻り時間Ｔに対応するクロック信号の出力時の振幅値を演算できる所定の演算式を、内視鏡２の種別ごとに予め求めておく。調整部３７は、処理装置３に装着された内視鏡２のＩＤをもとに、該内視鏡２の種別に対応する演算式を参照し、参照した演算式に戻り時間Ｔを適用することによって、クロック信号の出力時の振幅値を取得する。そして、調整部３７は、クロック信号生成部３２に対し、演算によって取得した振幅値のクロック信号を出力させるように制御する。信号ケーブル２６ｂにおける検出用信号の戻り時間Ｔが長いほど信号ケーブル２６ｂのケーブル長が相対的に長いことが分かるため、この場合には、調整部３７は、クロック信号の振幅値を相対的に大きくする。これに対し、戻り時間Ｔが短いほど信号ケーブル２６ｂのケーブル長が相対的に短いことが分かるため、この場合には、調整部３７は、クロック信号の振幅値を相対的に小さくする。

また、信号ケーブル２６ｂの長さは、内視鏡２の装置構成上、ユニバーサルコード２３を構成する他の信号ケーブル２６ａ，２７，２８ａ，２８ｂの長さと等しい。また、他の信号ケーブルについても、各信号ケーブルの銅線の伝搬速度、銅線の太さは、内視鏡２のＩＤによって判別でき、内視鏡２内の温度の初期値も設定できる。したがって、信号ケーブル２６ｂのケーブル長がわかると、他の信号ケーブルで伝搬される各種駆動信号の減衰量も求めることができる。

具体的には、駆動信号のうち信号ケーブル２８ａで伝搬される電源信号の減衰量も求めることができるため、撮像素子２５ａに電源信号を最適な電圧値で到達させるための、信号ケーブル２８ａへ出力する電源信号の電圧値を取得することができる。内視鏡２における信号ケーブル２６ｂの銅線の伝搬速度、銅線の太さ、内視鏡２内の温度の初期値を反映し、戻り時間Ｔを適用すると、該戻り時間Ｔに対応する信号ケーブル２６ｂのケーブル長、すなわち、信号ケーブル２８ａのケーブル長を取得でき、さらに、演算した信号ケーブル２８ａの長さと、信号ケーブル２８ａの銅線の伝搬速度と、信号ケーブル２８ａの銅線の太さとを適用することによって、信号ケーブル２８ａで伝搬される電源信号の減衰量を求めて、撮像素子２５ａに最適な電圧値で電源信号を到達させるための、電源信号の出力時の電圧値を求める。これらの各パラメータを反映した所定の演算式であって、戻り時間Ｔを適用すると電源信号の出力時の電圧値を演算できる所定の演算式を、内視鏡２の種別ごとに予め求めておく。調整部３７は、処理装置３に装着された内視鏡２のＩＤをもとに、該内視鏡２の種別に対応する演算式を参照し、参照した演算式に戻り時間Ｔを適用することによって、電源信号の出力時の電圧値を取得する。調整部３７は、電源生成部３４に対し、演算によって取得した電圧値の電源信号を出力させるように制御する。信号ケーブル２６ｂにおける検出用信号の戻り時間Ｔが長いほど信号ケーブル２６ｂのケーブル長が相対的に長いため、この場合には、調整部３７は、出力時における電源信号の電圧値を相対的に大きくする。これに対し、戻り時間Ｔが短いほど信号ケーブル２６ｂのケーブル長が相対的に短いため、この場合には、調整部３７は、出力時における電源信号の電圧値を相対的に小さくする。

図４は、内視鏡システム１による駆動信号調整方法の処理手順を示すフローチャートである。図４に示すように、検出用信号送受信部３６は、調整部３７の制御のもと、信号ケーブル２６ｂに検出用信号を出力する検出用信号出力処理を行い（ステップＳ１）、信号ケーブル２６ｂの終端で反射して戻ってきた検出用信号を読み出す検出用信号読出処理を行う（ステップＳ２）。調整部３７は、検出用信号送受信部３６によって信号ケーブル２６ｂに検出用信号が送信され、該検出用信号が送信されてから信号ケーブル２６ｂの終端で反射して戻ってくるまでの時間である検出用信号戻り時間を取得する検出用信号戻り時間取得処理を行う（ステップＳ３）。

調整部３７は、処理装置３に装着された内視鏡２のＩＤをもとに、該内視鏡２の種別に応じた演算式を参照する演算式参照処理を行う（ステップＳ４）。調整部３７は、具体的には、クロック信号の出力時の振幅値を取得するための第１の演算式と、撮像素子２５ａへの電源信号の出力時の電圧値を取得するための第２の演算式とを参照する。これらの演算式は、たとえば、内視鏡２が有するメモリ（不図示）に保持されており、調整部３７は、内視鏡２が処理装置３に装着された時に、内視鏡２のメモリから各演算式を読み出す。また、これらの演算式は、処理装置３内の記憶部３９に記憶されていてもよい。また、これらの演算式は、図示しない外部データベースに記憶されており、調整部３７は、図示しないネットワーク回線を介して、外部データベースに接続して、各演算式を参照してもよい。

調整部３７は、取得した検出用信号戻り時間を、参照した演算式に適用することによって、調整対象の駆動信号の値を演算する駆動信号値演算処理を行う（ステップＳ５）。調整部３７は、具体的には、第１の演算式に検出用信号戻り時間を適用することによって、クロック信号の出力時の振幅値を演算する。また、調整部３７は、第２の演算式に、検出用信号戻り時間を適用することによって、電源信号の出力時の電圧値を演算する。

調整部３７は、駆動信号生成部に対し、ステップＳ５における演算処理において演算した値で駆動信号を出力させるように調整する駆動信号値調整処理を行う（ステップＳ６）。具体的には、調整部３７は、クロック信号生成部３２が出力するクロック信号の振幅値を、第１の演算式を用いた演算処理によって取得した振幅値に変更する。調整部３７は、電源生成部３４が出力する電源信号の電圧値を、第２の演算式を用いた演算処理によって取得した電圧値に変更する。上記の各ステップＳ１〜ステップＳ６の処理を行うことによって、調整部３７は、処理装置３に装着された内視鏡２に適した駆動信号の値を内視鏡２ごとに自動調整する。

図５は、従来技術にかかる内視鏡システムの構成を模式的に示すブロック図である。図５に示すように、従来の内視鏡システム１０１においても、制御部１３５が制御する処理装置１０３のクロック信号生成部３２から内視鏡２の先端部２１ａの撮像素子２５ａへのクロック信号の送信方式として、差動変換部３３および二本の差動信号ケーブル２６を用いた差動伝送を採用してノイズ耐性を高めている。差動信号ケーブル２６のうちの一方の信号ケーブル２６ａの終端は、撮像素子２５ａに接続される。先端の撮像素子２５ａは、シングルクロックでも動作するため、他方の信号ケーブル２６ｂの終端は、撮像素子２５ａには接続されない。この信号ケーブル２６ｂは、図５の例では、先端基板２５の抵抗２５ｂに接続されるものの、他の回路には着弾しておらず、先端部２１ａまでクロック信号が伝送されているのにもかかわらず、ハイインピーダンス状態で使用されていない。

本実施の形態では、従来では不使用であった差動信号ケーブル２６のうちの一方の信号ケーブル２６ｂに、処理装置３側から検出用信号を送信して、先端で反射して戻ってきた信号を読み出して、戻り時間を求め、少なくとも一つの駆動信号の値を演算している。したがって、本実施の形態では、検出用信号の戻り時間を取得するための信号ケーブルを、内視鏡２の挿入部内に新たに設ける必要がない。また、実施の形態では、処理装置３側に検出用信号送受信部３６を設け、処理装置３内の調整部３７において駆動信号の値を調整するため、内視鏡２の先端に検出用回路を新たに設ける必要がない。すなわち、本実施の形態では、内視鏡２の挿入部２１先端の構成を従来の構成と同様の構成に維持することができる。したがって、本実施の形態によれば、内視鏡２の挿入部２１の細径化を保持可能としながら、図４に示すステップＳ１〜ステップＳ６の各処理を調整部３７が行うことによって、処理装置３に装着された内視鏡２に適した駆動信号の値を、内視鏡２ごとに厳密に自動調整することができ、撮像素子２５ａの低電圧化や信号伝送の高速化による発熱防止にも的確に対応することが可能になる。なお、検出用信号送受信部３６として、送受信用の専用回路を設ける必要もなく、検出用信号の戻り時間は、ＦＰＧＡなどでエッジで判断すれば足りるため、処理装置３側でも特に大きな回路変更を行う必要はない。

また、本実施の形態では、調整部３７は、主として内視鏡システム１の起動時ごとに、図４に示すステップＳ１〜ステップＳ６の処理を行うことによって、適正な電圧値の電源信号と適正な振幅値のクロック信号を検査当初から撮像素子２５ａに供給することができる。もちろん、調整部３７は、図４に示すステップＳ１〜ステップＳ６の各処理を、内視鏡システム１の電源停止時に行ってもよく、また、検査開始後に定期的に行ってもよい。また、調整部３７は、温度センサ（不図示）による高温警告があった時に図４に示すステップＳ１〜ステップＳ６の各処理を行ってもよい。

なお、図６は、内視鏡システム１による駆動信号調整方法の他の処理手順を示すフローチャートである。図６に示すステップＳ１１〜ステップＳ１３は、図４に示すステップＳ１〜ステップＳ３である。調整部３７は、信号ケーブル２６ｂの銅線の伝搬速度、銅線の太さ、内視鏡２内の温度の初期値、および、戻り時間Ｔをもとに、信号ケーブル２６ｂのケーブル長を演算するケーブル長演算処理を行う（ステップＳ１４）。信号ケーブル２６ｂの銅線の伝搬速度、銅線の太さは、内視鏡２のＩＤをもとに取得できるため、調整部３７は、信号ケーブル２６ｂの銅線の伝搬速度、銅線の太さ、内視鏡２内の温度の初期値をパラメータとした所定の演算式に、戻り時間Ｔを適用することによって、信号ケーブル２６ｂのケーブル長を演算する。調整部３７は、駆動信号値を取得するための演算式を参照する演算式参照処理を行う（ステップＳ１５）。たとえば、演算式は、処理装置３内の記憶部３９に記憶されている。調整部３７は、信号ケーブル２６ｂのケーブル長を適用することによって、クロック信号の出力時の振幅値を演算できる演算式と、撮像素子２５ａへの電源信号の出力時の電圧値を演算できる演算式とを参照する。調整部３７は、信号ケーブル２６ｂのケーブル長を、参照した演算式に適用することによって、調整対象の駆動信号の値を演算する駆動信号値演算処理を行う（ステップＳ１６）。図６に示すステップＳ１７は、図４に示すステップＳ６である。このように、調整部３７は、信号ケーブル２６ｂのケーブル長を求めてから、求めたケーブル長をもとに各駆動信号の値を演算してもよい。

また、図７は、本実施の形態にかかる内視鏡システムの他の構成を模式的に示すブロック図である。図７に示す内視鏡システム１Ａのように、処理装置３Ａではなく、内視鏡２Ａのコネクタ２４Ａに、クロック信号生成部３２、差動変換部３３、電源生成部３４、検出用信号送受信部３６および調整部３７を設けて、内視鏡２Ａに供給される駆動信号の値を調整してもよい。

また、本実施の形態では、調整部３７が、クロック信号と電源信号との双方を調整する場合を例に説明したが、調整部３７は、クロック信号の振幅値と電源信号の電圧値とのいずれか一方のみを変更してもよい。もちろん、調整部３７は、取得した検出用信号の戻り時間Ｔあるいは信号ケーブル２６ｂのケーブル長を基に、クロック信号および電源信号以外にも、撮像素子２５ａの制御信号や、アクチュエータの駆動信号などの各種駆動信号の特性を調整してもよい。

また、本実施の形態にかかる処理装置３、並びに、他の構成部で実行される各処理に対する実行プログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して提供するように構成してもよく、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成しても良い。また、インターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成してもよい。

１，１Ａ，１０１ 内視鏡システム
２，２Ａ 内視鏡
３，３Ａ，１０３ 処理装置
４ 光源装置
５ 表示装置
２１ 挿入部
２１ａ 先端部
２２ 操作部
２３ ユニバーサルコード
２４，２４Ａ コネクタ
２５ 先端基板
２５ａ 撮像素子
２５ｂ 抵抗
２６ 差動信号ケーブル
２６ａ，２６ｂ，２７，２８ａ，２８ｂ 信号ケーブル
２９ ライトガイドケーブル
３１ 画像処理部
３２ クロック信号生成部
３３ 差動変換部
３４ 電源生成部
３５，１３５ 制御部
３６ 検出用信号送受信部
３７ 調整部
３８ 入力部
３９ 記憶部
４１ 光源制御部
４２ 光源ドライバ
４３ 光源

Claims (5)

1. 撮像部と、
   前記撮像部を駆動するための複数の駆動信号を生成して出力する駆動信号生成部と、
   前記複数の駆動信号の一つを差動信号に変換する差動変換部と、
   前記差動信号を伝送するための一対の信号線であって、一方の信号線が終端でインピーダンスマッチングしていない一対の信号線と、
   前記一方の信号線に検出用信号を送信し、該検出用信号が送信されてから前記一方の信号線の終端で反射して戻ってくるまでの時間を基に、前記複数の駆動信号のうちの少なくとも一つの特性を調整する調整部と、
   を備えたことを特徴とする撮像装置。
2. 前記複数の駆動信号の一つは、クロック信号であり、
   前記差動変換部は、前記クロック信号を前記差動信号へ変換し、
   前記調整部は、前記クロック信号の振幅を変更することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記複数の駆動信号の一つは、前記撮像部に対する電源信号であり、
   前記調整部は、前記電源信号の電圧を変更することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
4. 複数の駆動信号の一つを差動信号として伝送するための一対の信号線であって、一方の信号線が終端でインピーダンスマッチングしていない一対の信号線を備えた撮像装置が行う駆動信号調整方法であって、
   前記一方の信号線に検出用信号を送信し、該検出用信号を送信してから前記一方の信号線の終端で反射して戻ってくるまでの時間である戻り時間を取得する戻り時間取得ステップと、
   前記戻り時間取得ステップにおいて取得された前記戻り時間を基に、前記複数の駆動信号のうちの少なくとも一つの特性を調整する調整ステップと、
   を含むことを特徴とする駆動信号調整方法。
5. 被検体内に挿入される挿入部と、前記挿入部が脱着可能に接続する処理装置と、を備えた内視鏡システムであって、
   前記挿入部の先端に設けられた撮像部と、
   前記撮像部を駆動するための複数の駆動信号を生成して出力する駆動信号生成部と、
   前記複数の駆動信号の一つを差動信号に変換する差動変換部と、
   前記差動信号を伝送するための一対の信号線であって、一方の信号線が終端でインピーダンスマッチングしていない一対の信号線と、
   前記一方の信号線に検出用信号を送信し、該検出用信号が送信されてから前記一方の信号線の終端で反射して戻ってくるまでの時間を基に、前記複数の駆動信号のうちの少なくとも一つの特性を調整する調整部と、
   を備えたことを特徴とする内視鏡システム。

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