JP6257391B2 - 内視鏡システム - Google Patents

Description

本発明は、複数の信号を伝送する通信システム、送信装置および受信装置に関する。

従来、医療分野において、患者等の被検体の臓器を観察する場合に内視鏡システム（撮像システム）が用いられる。内視鏡システムは、例えば可撓性を有する細長形状をなし、先端に体内画像を撮像する撮像素子が設けられた挿入部を被検体の体腔内に挿入する内視鏡と、内視鏡に対して、ユニバーサルコードによって接続され、撮像素子が撮像した体内画像の画像処理を行う処理装置（プロセッサ部）と、処理装置に接続され、画像処理が施された体内画像を表示する表示装置と、を備える。

上述した内視鏡システムにおいては、ユニバーサルコードを介して撮像素子を駆動するためのクロック信号および同期信号等の各種制御信号を処理装置から撮像素子へ送信する。このような内視鏡システムにおいて、ユニバーサルコードにおける信号線の数の増加を防止するため、クロック信号およびクロック信号に応じて撮像素子を駆動するためのシリアルデータを変調した伝送信号を２本の信号線で撮像素子へ送信する技術が知られている（特許文献１参照）。

特開２０１２−１０１６０号公報

しかしながら、上述した特許文献１では、クロック信号および伝送信号を互いに異なる信号線で伝送しているため、外乱ノイズ等によって、クロック信号および伝送信号が乱れることで、安定した信号伝送が行えなくなる恐れがあった。一方、外乱ノイズの影響を防止するため、クロック信号および伝送信号を差動方式で伝送することが考えられるが、この場合には、差動方式で伝送する信号の数だけ信号線が増加するため、内視鏡における挿入部の細径化を行うことができず、装置が複雑になるという問題点があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、簡易な構成で安定した信号伝送を行うことができる通信システム、送信装置および受信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、本発明に係る通信システムは、伝送ケーブルを介して通信可能な送信装置と受信装置とを備えた通信システムであって、前記送信装置は、クロック信号を生成するクロック信号生成部と、前記クロック信号に基づいて、同期信号を生成する同期信号生成部と、前記クロック信号および前記同期信号のいずれか一方の信号を変調して変調信号を生成し、この変調信号と他方の信号とを前記伝送ケーブルを介して送信する変調部と、を備え、前記受信装置は、前記伝送ケーブルを介して前記変調信号と前記他方の信号とを受信し、該変調信号から当該通信システムの動作に必要な信号を抽出する抽出部と、を備えたことを特徴とする。

また、本発明に係る通信システムは、上記発明において、前記抽出部は、前記クロック信号および前記同期信号のいずれか一方と前記変調信号との差分に基づいて、前記変調信号から前記動作に必要な信号を抽出することを特徴とする。

また、本発明に係る通信システムは、上記発明において、前記変調部は、前記クロック信号に基づいて、前記同期信号を変調することを特徴とする。

また、本発明に係る通信システムは、上記発明において、前記変調部は、前記同期信号に基づいて、前記クロック信号を変調することを特徴とする。

また、本発明に係る通信システムは、上記発明において、前記受信装置は、被検体の体腔内に挿入可能な内視鏡であり、前記送信装置は、前記内視鏡が着脱自在に接続され、前記内視鏡を制御する制御装置であることを特徴とする。

また、本発明に係る通信システムは、上記発明において、前記受信装置は、被写体を撮像し、該被写体の画像データを生成する撮像素子をさらに備え、前記抽出部は、前記撮像素子を駆動するために必要な信号を前記変調信号から抽出することを特徴とする。

また、本発明に係る送信装置は、伝送ケーブルを介して信号を送信する通信システムの受信装置に信号を送信する送信装置であって、クロック信号を生成するクロック信号生成部と、前記クロック信号に基づいて、同期信号を生成する同期信号生成部と、前記クロック信号および前記同期信号のいずれか一方を変調して変調信号を生成し、この変調信号と他方とを前記伝送ケーブルを介して前記受信装置へ送信する変調部と、を備えたことを特徴とする。

また、本発明に係る受信装置は、伝送ケーブルを介して信号を送信する通信システムの送信装置から送信された信号を受信する受信装置であって、前記伝送ケーブルを介してクロック信号および同期信号のいずれか一方が変調された変調信号と他方とを受信し、該変調信号から当該受信装置の動作に必要な信号を抽出する抽出部を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、簡易な構成で安定した信号伝送を行うことができるという効果を奏する。

図１は、本発明の実施の形態１に係る内視鏡システムの概略構成を示す図である。 図２は、本発明の実施の形態１に係る内視鏡システムの要部の機能構成を示すブロック図である。 図３は、本発明の実施の形態１に係る内視鏡システムの変調部の構成を模式的に示す回路図である。 図４は、本発明の実施の形態１に係る内視鏡システムの抽出部の構成を模式的に示す回路図である。 図５は、本発明の実施の形態１に係る内視鏡システムの抽出部および変調部の動作を示すタイミングチャートである。 図６は、本発明の実施の形態２に係る内視鏡システムの変調部の構成を模式的に示す回路図である。 図７は、本発明の実施の形態２に係る内視鏡システムの抽出部の構成を模式的に示す回路図である。 図８は、本発明の実施の形態２に係る内視鏡システムの抽出部および変調部の動作を示すタイミングチャートである。

以下、本発明を実施するための形態（以下、「実施の形態」という）を説明する。本実施の形態では、撮像システムとして患者等の被検体の体腔内の画像を撮像して表示する医療用の内視鏡システムを例に説明する。また、以下の実施の形態により本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説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る内視鏡システムの概略構成を示す図である。図２は、本発明の実施の形態１に係る内視鏡システムの要部の機能構成を示すブロック図である。

図１および図２に示す内視鏡システム１は、被検体の体腔内に先端部を挿入することによって被検体の体内画像を撮像する内視鏡２と、内視鏡の先端から出射する照明光を発生する光源装置３と、内視鏡２が撮像した体内画像に所定の画像処理を施すとともに、内視鏡システム１全体の動作を統括的に制御する処理装置４（制御装置）と、処理装置４が画像処理を施した体内画像を表示する表示装置５と、を備える。なお、本実施の形態１では、内視鏡２が受信装置として機能し、処理装置４が送信装置として機能する。

まず、内視鏡２の構成について説明する。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、光源装置３および処理装置４に接続する各種ケーブルを内蔵するユニバーサルコード２３と、を備える。

挿入部２１は、光を受光して光電変換を行うことにより信号を生成する画素が２次元状に配列された撮像素子２４４（撮像装置）を内蔵した先端部２４と、複数の湾曲駒によって構成された湾曲自在な湾曲部２５と、湾曲部２５の基端側に接続され、可撓性を有する長尺状の可撓管部２６と、を有する。

先端部２４は、ライトガイド２４１と、照明レンズ２４２と、光学系２４３と、撮像素子２４４と、アナログフロントエンド部２４５（以下、「ＡＦＥ部２４５」という）と、Ｐ／Ｓ変換部２４６と、抽出部２４７と、タイミングジェネレータ部２４８（以下、「ＴＧ部２４８」という）と、撮像制御部２４９と、を有する。

ライトガイド２４１は、グラスファイバ等を用いて構成され、光源装置３が発光した光の導光路をなす。照明レンズ２４２は、ライトガイド２４１の先端に設けられ、ライトガイド２４１が導光した光を被写体に向けて発散する。

光学系２４３は、一または複数のレンズおよびプリズム等を用いて構成され、画角を変化させる光学ズーム機能および焦点を変化させるフォーカス機能を有する。

撮像素子２４４は、光学系２４３から光を光電変換して電気信号を画像信号として生成する。撮像素子２４４は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）またはＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の撮像センサを用いて構成される。撮像素子２４４は、光学系２４３が被写体像を結像する結像位置に設けられる。撮像素子２４４は、撮像制御部２４９の制御のもと、ＴＧ部２４８から入力される信号および処理装置４から入力されるクロック信号に従って画像信号を生成する。

ＡＦＥ部２４５は、撮像素子２４４から入力された画像信号に含まれるノイズ成分を低減するとともに、画像信号の増幅率を調整して一定の出力レベルを維持するＣＤＳ（Correlated Double Sampling）処理および画像信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換処理等を行ってＰ／Ｓ変換部２４６へ出力する。

Ｐ／Ｓ変換部２４６は、ＡＦＥ部２４５から入力されたデジタルの画像信号をパラレル／シリアル変換して処理装置４へ出力する。

抽出部２４７は、処理装置４から入力されたクロック信号および変調信号を受信し、受信した変調信号から撮像素子２４４の動作に必要な信号を抽出する。具体的には、抽出部２４７は、クロック信号と変調信号との差分（電圧差）に基づいて、変調信号から撮像素子２４４の動作に必要な信号として、少なくとも同期信号を抽出する。抽出部２４７は、クロック信号を撮像素子２４４、ＡＦＥ部２４５、Ｐ／Ｓ変換部２４６、ＴＧ部２４８および撮像制御部２４９へ出力する。なお、抽出部２４７の詳細な構成については後述する。

ＴＧ部２４８は、撮像素子２４４および撮像制御部２４９それぞれを駆動するための各種信号処理のパルスを発生する。ＴＧ部２４８は、パルス信号を撮像素子２４４および撮像制御部２４９へ出力する。

撮像制御部２４９は、撮像素子２４４の撮像を制御する。撮像制御部２４９は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）や各種プログラムを記録するレジスタ等を用いて構成される。

操作部２２は、湾曲部２５を上下方向および左右方向に湾曲させる湾曲ノブ２２１と、被検体の体腔内に生体鉗子、電気メスおよび検査プローブ等の処置具を挿入する処置具挿入部２２２と、処理装置４、光源装置３に加えて、送気手段、送水手段、画面表示制御等の周辺機器の操作指示信号を入力する操作入力部である複数のスイッチ２２３と、を有する。処置具挿入部２２２から挿入される処置具は、先端部２４の処置具チャンネル（図示せず）を経由して開口部（図示せず）から表出する。

ユニバーサルコード２３は、ライトガイド２４１と、一または複数の信号線をまとめた集合ケーブル２５０と、を少なくとも内蔵している。集合ケーブル２５０は、後述する処理装置４の変調部４０９から出力されたクロック信号と変調信号とを伝送するための信号と、画像信号を伝送するための信号と、を少なくとも含む。

次に、光源装置３の構成について説明する。光源装置３は、照明部３１と、照明制御部３２と、を備える。

照明部３１は、照明制御部３２の制御のもと、被写体（被検体）に対して、波長帯域が互いに異なる複数の照明光を順次切り替えて出射する。照明部３１は、光源部３１ａと、光源ドライバ３１ｂと、回転フィルタ３１ｃと、駆動部３１ｄと、駆動ドライバ３１ｅと、を有する。

光源部３１ａは、白色ＬＥＤおよび一または複数のレンズ等を用いて構成され、光源ドライバ３１ｂの制御のもと、白色光を回転フィルタ３１ｃへ出射する。光源部３１ａが発生させた白色光は、回転フィルタ３１ｃおよびライトガイド２４１を経由して先端部２４の先端から被写体に向けて出射される。なお、光源部３１ａを赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤおよび青色ＬＥＤで構成し、光源ドライバ３１ｂが各ＬＥＤに対して電流を供給することによって赤色光、緑色光または青色光を順次出射させるものであってもよい。また、白色ＬＥＤや、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤおよび青色ＬＥＤから同時に光を出射させるものや、キセノンランプなどの放電灯などにより白色光を被検体に照射して画像を取得するものであってもよい。

光源ドライバ３１ｂは、照明制御部３２の制御のもと、光源部３１ａに対して電流を供給することにより、光源部３１ａに白色光を出射させる。

回転フィルタ３１ｃは、光源部３１ａが出射する白色光の光路上に配置され、回転することにより、光源部３１ａが出射した白色光のうち所定の波長帯域の光のみを透過させる。具体的には、回転フィルタ３１ｃは、赤色光（Ｒ）、緑色光（Ｇ）および青色光（Ｂ）それぞれの波長帯域を有する光を透過させる赤色フィルタ３１１、緑色フィルタ３１２および青色フィルタ３１３を有する。回転フィルタ３１ｃは、回転することにより、赤、緑および青の波長帯域（例えば、赤：６００ｎｍ〜７００ｎｍ、緑：５００ｎｍ〜６００ｎｍ、青：４００ｎｍ〜５００ｎｍ）の光を順次透過させる。これにより、光源部３１ａが出射する白色光（Ｗ照明）は、狭帯域化した赤色光（Ｒ照明）、緑色光（Ｇ照明）および青色光（Ｂ照明）いずれかの光を内視鏡２に順次出射（面順次方式）することができる。

駆動部３１ｄは、ステッピングモータやＤＣモータ等を用いて構成され、回転フィルタ３１ｃを回転動作させる。

駆動ドライバ３１ｅは、照明制御部３２の制御のもと、駆動部３１ｄに所定の電流を供給する。

照明制御部３２は、制御部４１０の制御のもと、所定の周期で光源部３１ａに白色光を出射させる。

次に、処理装置４の構成について説明する。処理装置４は、Ｓ／Ｐ変換部４０１と、画像処理部４０２と、明るさ検出部４０３と、調光部４０４と、入力部４０５と、記録部４０６と、基準クロック生成部４０７と、同期信号生成部４０８と、変調部４０９と、制御部４１０と、を備える。

Ｓ／Ｐ変換部４０１は、Ｐ／Ｓ変換部２４６から入力された画像信号をパラレル／シリアル変換して画像処理部４０２へ出力する。なお、画像信号には、画像データおよび撮像素子２４４を補正する補正パラメータ等が含まれる。

画像処理部４０２は、Ｓ／Ｐ変換部４０１から入力された画像信号に基づいて、表示装置５が表示する体内画像を生成して表示装置５へ出力する。画像処理部４０２は、画像信号に対して、所定の画像処理を施して体内画像を生成する。ここで、画像処理としては、同時化処理、オプティカルブラック低減処理、ホワイトバランス調整処理、カラーマトリクス演算処理、ガンマ補正処理、色再現処理、エッジ強調処理およびフォーマット変換処理等である。また、画像処理部４０２は、Ｓ／Ｐ変換部４０１から入力された画像信号を制御部４１０または明るさ検出部４０３へ出力する。

明るさ検出部４０３は、画像処理部４０２から入力される画像信号に含まれるＲＧＢ画像情報に基づいて、各画像に対応する明るさレベルを検出し、この検出した明るさレベルを内部に設けられたメモリに記録するとともに、制御部４１０へ出力する。

調光部４０４は、制御部４１０の制御のもと、明るさ検出部４０３が検出した明るさレベルに基づいて、光源装置３が発生する光量や発光タイミング等の発光条件を設定し、この設定した発光条件を含む調光信号を光源装置３へ出力する。

入力部４０５は、内視鏡システム１の動作を指示する動作指示信号等の各種信号の入力を受け付ける。入力部４０５は、スイッチ等を用いて構成される。

記録部４０６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録する。また、記録部４０６は、処理装置４の識別情報を記録する。ここで、識別情報には、処理装置４の固有情報（ＩＤ）、年式、スペック情報、伝送方法および伝送レート等が含まれる。

基準クロック生成部４０７は、内視鏡システム１の各構成部の動作の基準となるクロック信号を生成し、内視鏡システム１の各構成部に対してクロック信号を供給する。なお、本実施の形態１では、基準クロック生成部４０７がクロック信号生成部として機能する。

同期信号生成部４０８は、基準クロック生成部４０７から入力されるクロック信号に基づいて、少なくとも垂直同期信号を含む同期信号を生成し、変調部４０９、集合ケーブル２５０および抽出部２４７を介してＴＧ部２４８へ出力するとともに、画像処理部４０２へ出力する。

変調部４０９は、同期信号生成部４０８から入力される同期信号を変調し、変調した変調信号（Ｄｉｆｆ＿ｓ）および基準クロック生成部４０７から入力されるクロック信号（Ｄｉｆｆ＿ｃ）を抽出部２４７へ出力する。具体的には、変調部４０９は、クロック信号に基づいて、同期信号を変調した変調信号を出力する。例えば、変調部４０９は、クロック信号と同期信号との差分に基づいて、同期信号を変調した変調信号を生成し、この変調信号を出力する。

制御部４１０は、撮像素子２４４および光源装置３を含む各構成部の駆動制御および各構成部に対する情報の入出力制御等を行う。制御部４１０は、記録部４０６に記録されている撮像制御のための設定データ、例えば、読み出し対象の画像アドレス情報を、集合ケーブル２５０を介して撮像制御部２４９へ出力する。

次に、表示装置５について説明する。表示装置５は、映像ケーブルを介して処理装置４から入力される画像信号に対応する体内画像を表示する。表示装置５は、液晶または有機ＥＬ（Electro Luminescence）等を用いて構成される。

次に、上述した変調部４０９および抽出部２４７の構成および動作について説明する。図３は、変調部４０９の構成を模式的に示す回路図である。

図３に示すように、変調部４０９は、ラッチ回路４０９ａと、ＡＮＤ回路４０９ｂと、を有する。

ラッチ回路４０９ａは、基準クロック生成部４０７から入力されるクロック信号（ＣＬＫ）に基づいて、同期信号生成部４０８から入力される同期信号（ＳＹＮＣ）をＡＮＤ回路４０９ｂへ出力する。具体的には、ラッチ回路４０９ａは、基準クロック生成部４０７から入力されるクロック信号の立ち上がり（エッジ）に基づいて、同期信号生成部４０８から入力される同期信号をＡＮＤ回路４０９ｂへ出力する。

ＡＮＤ回路４０９ｂは、基準クロック生成部４０７から入力されるクロック信号に基づいて、ラッチ回路４０９ａから入力される同期信号を変調し、この変調した変調信号（Ｄｉｆｆ＿ｓ）を抽出部２４７へ出力する。具体的には、ＡＮＤ回路４０９ｂは、クロック信号と同期信号との差分に基づいて、同期信号を変調して変調信号を生成し、この変調信号を抽出部２４７へ出力する。例えば、ＡＮＤ回路４０９ｂは、同期信号に対して、クロック信号と同期信号とに差分が生じているタイミングをＨｉｇｈ、クロック信号と同期信号とが等しいタイミングをＬｏｗとする変調を行って変調信号を生成して抽出部２４７へ出力する。

次に、抽出部２４７の構成について説明する。図４は、抽出部２４７の構成を模式的に示す回路図である。

図４に示すように、抽出部２４７は、差動増幅回路２４７ａと、差動増幅回路２４７ｂと、比較回路２４７ｃと、比較回路２４７ｄと、ラッチ回路２４７ｅと、を有する。

差動増幅回路２４７ａは、非反転入力端（＋）に変調部４０９からクロック信号（Ｄｉｆｆ＿ｃ）が入力され、反転入力端（−）に変調部４０９から変調信号（Ｄｉｆｆ＿ｓ）が入力される。差動増幅回路２４７ａは、変調部４０９から入力されたクロック信号と変調信号との差分（Ｄｉｆｆ＿ｃ−Ｄｉｆｆ＿ｓ）を算出し、この差分に一定係数を乗じた差動信号（Ｃ−Ｓ）を比較回路２４７ｃへ出力する。

差動増幅回路２４７ｂは、非反転入力端（＋）に変調部４０９から変調信号（Ｄｉｆｆ＿ｓ）が入力され、反転入力端（−）に変調部４０９からクロック信号（Ｄｉｆｆ＿ｃ）が入力される。差動増幅回路２４７ｂは、変調部４０９から入力された変調信号とクロック信号との差分（Ｄｉｆｆ＿ｓ−Ｄｉｆｆ＿ｃ）を算出し、この差分に一定係数を乗じた差動信号（Ｓ−Ｃ）を比較回路２４７ｄへ出力する。

比較回路２４７ｃは、非反転入力端（＋）に差動増幅回路２４７ｂから入力された差動信号（Ｃ−Ｓ）が入力され、反転入力端（−）に基準電圧が入力される。比較回路２４７ｃは、差動信号と基準電圧と比較し、その比較結果を示す比較信号をラッチ回路２４７ｅ、撮像素子２４４、ＡＦＥ部２４５、Ｐ／Ｓ変換部２４６、ＴＧ部２４８および撮像制御部２４９へ出力する。

比較回路２４７ｄは、非反転入力端（＋）に差動増幅回路２４７ａから入力された差動信号（Ｃ―Ｓ）が入力され、反転入力端（−）に基準電圧が入力される。比較回路２４７ｄは、差動信号と基準電圧と比較し、その比較結果を示す比較信号をラッチ回路２４７ｅへ出力する。

ラッチ回路２４７ｅは、比較較回路２４７ｃから入力される比較信号および比較回路２４７ｄから入力される比較信号に基づいて、撮像素子２４４の動作に必要な信号（同期信号）を抽出し、この抽出した信号（ＳＹＮＣ）をＴＧ部２４８へ出力する。具体的には、ラッチ回路２４７ｅは、比較信号（Ｃ―Ｓ）と比較信号（Ｓ−Ｃ）との差分に基づいて、撮像素子２４４の動作に必要な同期信号を抽出し、この同期信号をＴＧ部２４８へ出力する。

このように構成された抽出部２４７および変調部４０９の動作タイミングについて説明する。図５は、抽出部２４７および変調部４０９の動作を示すタイミングチャートである。図５において、図５（ａ）がクロック信号（ＣＬＫ）を示し、図５（ｂ）が同期信号（ＳＹＮＣ）を示し、図５（ｃ）がＤｉｆｆ＿ｃを示し、図５（ｄ）がＤｉｆｆ＿ｓを示し、図５（ｅ）が抽出部２４７の動作を示す。

図５に示すように、変調部４０９は、クロック信号を変調せず、抽出部２４７へ出力するとともに（図５（ｃ）を参照）、クロック信号と同期信号との差分に基づいて、同期信号を変調し、この変調した変調信号（図５（ｄ）を参照）を抽出部２４７へ出力する。

抽出部２４７は、クロック信号と変調信号との差分に基づいて、変調信号から撮像素子２４４の動作に必要な同期信号を抽出してＴＧ部２４８へ出力する。具体的には、抽出部２４７は、基準電圧を用いて変調信号から同期信号を抽出する。例えば、抽出部２４７は、基準電圧が３.３Ｖの場合、変調信号に対して、＋１.６５Ｖ以上の信号をクロック信号として抽出する一方、−１.６５Ｖ以上の変調信号を同期信号として抽出する（図５（ｅ）を参照）。

以上説明した本発明の実施の形態１によれば、変調部４０９が同期信号を変調した変調信号とクロック信号とを送信し、抽出部２４７が変調信号から同期信号を抽出するので、簡易な構成で安定した信号伝送を行うことができる。

また、本発明の実施の形態１によれば、処理装置４から内視鏡２に伝送するクロック信号および同期信号それぞれにノイズ成分が重畳された場合であっても、２つの信号の電圧差で伝送するので、ノイズ耐性を向上させることができる。

（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２について説明する。上述した実施の形態１では、クロック信号を変調せず、同期信号を変調していたが、本実施の形態２では、同期信号を変調せず、クロック信号を変調する。このため、上述した実施の形態１に係る内視鏡システム１における変調部と抽出部の構成のみが異なる。従って、以下においては、本実施の形態２に係る内視鏡システムの変調部と抽出部の構成を説明後、変調部および抽出部の動作について説明する。なお、上述した実施の形態１に係る内視鏡システム１と同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。

まず、変調部の構成について説明する。図６は、変調部の構成を模式的に示す回路図である。

図６に示すように、変調部５０１は、ラッチ回路４０９ａと、ＸＯＲ回路５０１ａと、を有する。

ＸＯＲ回路５０１ａは、ラッチ回路４０９ａから入力される同期信号（ＳＹＮＣ）に基づいて、基準クロック生成部４０７から入力されるクロック信号（ＣＬＫ）を変調し、この変調した変調信号（Ｄｉｆｆ＿ｓ）を抽出部５０２へ出力（供給）する。具体的には、ＸＯＲ回路５０１ａは、クロック信号と同期信号との差分に基づいて、クロック信号を変調した変調信号を生成し、この変調信号を抽出部５０２へ出力する。例えば、ＸＯＲ回路５０１ａは、クロック信号に対して、クロック信号と同期信号とに差分が生じているタイミングをＨｉｇｈ、クロック信号と同期信号とが等しいタイミングをＬｏｗとする変調を行って変調信号を生成して抽出部５０２へ出力する。

次に、抽出部５０２の構成について説明する。図７は、抽出部５０２の構成を模式的に示す回路図である。

図７に示すように、抽出部５０２は、差動増幅回路２４７ａと、差動増幅回路２４７ｂと、比較回路２４７ｃと、比較回路２４７ｄと、ラッチ回路２４７ｅと、ＡＮＤ回路２４７ｆと、を有する。

差動増幅回路２４７ａは、非反転入力端（＋）に変調部４０９からクロック信号（Ｄｉｆｆ＿ｃ）が入力され、反転入力端（−）に変調部４０９から変調信号（Ｄｉｆｆ＿ｓ）が入力される。差動増幅回路２４７ａは、変調部４０９から入力されたクロック信号と変調信号との差分（Ｄｉｆｆ＿ｃ−Ｄｉｆｆ＿ｓ）を算出し、この差分に一定係数を乗じた差動信号（Ｃ−Ｓ）を比較回路２４７ｃへ出力する。

差動増幅回路２４７ｂは、非反転入力端（＋）に変調部４０９から変調信号（Ｄｉｆｆ＿ｓ）が入力され、反転入力端（−）に変調部４０９からクロック信号（Ｄｉｆｆ＿ｃ）が入力される。差動増幅回路２４７ｂは、変調部４０９から入力された変調信号とクロック信号との差分（Ｄｉｆｆ＿ｓ−Ｄｉｆｆ＿ｃ）を算出し、この差分に一定係数を乗じた差動信号（Ｓ−Ｃ）を比較回路２４７ｄへ出力する。

比較回路２４７ｃは、非反転入力端（＋）に差動増幅回路２４７ｂから入力された差動信号（Ｃ−Ｓ）が入力され、反転入力端（−）に基準電圧が入力される。比較回路２４７ｃは、差動信号と基準電圧と比較し、その比較結果を示す比較信号をＡＮＤ回路２４７ｆへ出力する。

比較回路２４７ｄは、非反転入力端（＋）に差動増幅回路２４７ａから入力された差動信号（Ｃ―Ｓ）が入力され、反転入力端（−）に基準電圧が入力される。比較回路２４７ｄは、差動信号と基準電圧と比較し、その比較結果を示す比較信号をＡＮＤ回路２４７ｆへ出力する。

ＡＮＤ回路２４７ｆは、比較回路２４７ｃから入力される比較信号または比較回路２４７ｄから入力される比較信号に基づいて、クロック信号を復元（抽出）し、このクロック信号（ＣＬＫ）をラッチ回路２４７ｅ、撮像素子２４４、ＡＦＥ部２４５、Ｐ／Ｓ変換部２４６、ＴＧ部２４８および撮像制御部２４９へ出力する。

ラッチ回路２４７ｅは、ＡＮＤ回路２４７ｆから入力されるクロック信号に基づいて、比較回路２４７ｄから入力される比較信号から撮像素子２４４の動作に必要な信号（同期信号）を抽出し、この抽出した信号（ＳＹＮＣ）をＴＧ部２４８へ出力する。具体的には、ラッチ回路２４７ｅは、クロック信号と比較信号との差分に基づいて、比較信号から撮像素子２４４の動作に必要な同期信号を抽出し、この同期信号をＴＧ部２４８へ出力する。

このように構成された変調部５０１および抽出部５０２の動作タイミングについて説明する。図８は、変調部５０１および抽出部５０２の動作を示すタイミングチャートである。図８において、図８（ａ）がクロック信号（ＣＬＫ）を示し、図８（ｂ）が同期信号（ＳＹＮＣ）を示し、図８（ｃ）がＤｉｆｆ＿ｃを示し、図８（ｄ）がＤｉｆｆ＿ｓを示し、図８（ｅ）,（ｆ）が抽出部５０２の動作を示す。

図８に示すように、変調部５０１は、同期信号を変調せず、抽出部５０２へ出力するともに（図８（ｄ）を参照）、クロック信号と同期信号との差分に基づいて、クロック信号を変調し、この変調して変調信号（図８（ｃ）を参照）を抽出部５０２へ出力する。

抽出部５０２は、同期信号と変調信号との差分に基づいて、変調信号から撮像素子２４４の動作に必要なクロック信号を抽出してＴＧ部２４８へ出力する。具体的には、抽出部５０２は、基準電圧を用いて変調信号からクロック信号を抽出する。例えば、抽出部５０２は、基準電圧が３.３Ｖの場合、１.６５Ｖ以上の信号をクロック信号として抽出する（８（ｅ）,（ｆ）を参照）。

以上説明した本発明の実施の形態２によれば、簡易な構成で安定した信号伝送を行うことができる。

また、本発明の実施の形態２によれば、処理装置４から内視鏡２に伝送するクロック信号および同期信号それぞれにノイズ成分が重畳された場合であっても、２つの信号の電圧差で伝送するので、ノイズ耐性を向上させることができる。

なお、本発明では、通信システムを送信側が処理装置、受信側が内視鏡の内視鏡システムとして説明したが、例えば、送信側が内視鏡で受信側が処理装置の内視鏡システムであっても適用可能であり、また、撮像装置と処置装置とが伝送ケーブルによって通信を行う顕微鏡システムであっても適用することができる。

また、本発明では、内視鏡に撮像素子を設け、抽出部が少なくとも撮像素子を駆動するための同期信号またはクロック信号を変調信号から抽出していたが、内視鏡に超音波素子（超音波トランスデューサ）を設け、この超音波素子を駆動するための駆動信号を抽出部が抽出してもよい。もちろん、抽出部は、撮像素子から画像信号を読み出す画素アドレス等の設定を示す設定信号を抽出してもよい。

このように、本発明は、ここでは記載していない様々な実施の形態を含みうるものであり、特許請求の範囲によって特定される技術的思想の範囲内で種々の設計変更等を行うことが可能である。

１ 内視鏡システム
２ 内視鏡
３ 光源装置
４ 処理装置
５ 表示装置
２１ 挿入部
２２ 操作部
２３ ユニバーサルコード
２４ 先端部
２５ 湾曲部
２６ 可撓管部
３１ 照明部
３２ 照明制御部
２４１ ライトガイド
２４２ 照明レンズ
２４３ 光学系
２４４ 撮像素子
２４５ アナログフロントエンド部
２４６ Ｐ／Ｓ変換部
２４７,５０２ 抽出部
２４７ａ,２４７ｂ 差動増幅回路
２４７ｃ,２４７ｄ 比較回路
２４７ｅ ラッチ回路
２４７ｆ ＡＮＤ回路
２４８ タイミングジェネレータ部
２４９ 撮像制御部
４０１ Ｓ／Ｐ変換部
４０２ 画像処理部
４０３ 明るさ検出部
４０４ 調光部
４０５ 入力部
４０６ 記録部
４０７ 基準クロック生成部
４０８ 同期信号発生部
４０９,５０１ 変調部
４０９ａ ラッチ回路
４０９ｂ ＡＮＤ回路
４１０ 制御部
５０１ａ ＸＯＲ回路

Claims (3)

1. 被検体の体腔内に挿入可能な内視鏡と、伝送ケーブルを介して前記内視鏡を制御する制御装置と、を備えた内視鏡システムであって、
   前記制御装置は、
   クロック信号を生成するクロック信号生成部と、
   前記クロック信号に基づいて、同期信号を生成する同期信号生成部と、
   前記クロック信号と前記同期信号との差分に基づいて、前記クロック信号および前記同期信号のいずれか一方の信号を変調した変調信号を生成し、この変調信号と他方の信号とを前記伝送ケーブルを介して送信する変調部と、
   を備え、
   前記内視鏡は、
   前記被検体の体腔内に挿入可能な挿入部と、
   前記挿入部の先端部に設けられた撮像素子と、
   前記伝送ケーブルを介して前記変調信号と前記他方の信号とを受信し、前記クロック信号および前記同期信号のいずれか一方と前記変調信号との差分に基づいて、前記変調信号から前記撮像素子を駆動するために必要な信号を抽出する抽出部と、
   を備えたことを特徴とする内視鏡システム。
2. 前記変調部は、前記クロック信号に基づいて、前記同期信号を変調することを特徴とする請求項１に記載の内視鏡システム。
3. 前記変調部は、前記同期信号に基づいて、前記クロック信号を変調することを特徴とする請求項１に記載の内視鏡システム。

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