JP7344650B2 - 撮像装置、撮像装置を含む内視鏡装置、および撮像装置を含む移動体 - Google Patents

撮像装置、撮像装置を含む内視鏡装置、および撮像装置を含む移動体 Download PDF

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Description

本発明は、撮像装置、撮像装置を含む内視鏡装置、および撮像装置を含む移動体、詳しくは、ミリ波またはサブミリ波帯以上の電波伝送を行う導波路を備えた撮像装置、撮像装置を含む内視鏡装置、および撮像装置を含む移動体に関する。
近年、いわゆるＦＴＴＨ(Fiber To The Home）等の技術により、１Ｇｂｐｓを超える通信速度を有する通信環境が一般の家庭にも浸透してきている。また、スマートフォン等の高い処理能力を有する端末が広く普及し、利用可能な通信技術、および、情報処理の速度、すなわち「ハード性能」が著しく向上してきている。
また、いわゆるＦＨＤ（Full High Definition）を超える４Ｋ・８Ｋ画像に代表される高精細／大容量映像の利用、インターネットを介した情報アクセスの拡大等により、個人、または企業において利用可能な情報の質と量、すなわち「ソフト利用」についても飛躍的に拡大している。
このような流れの中で４Ｋ・８Ｋといった高精細な映像を取得するための撮像装置への要求が高まっているが、高精細映像ではその画素数の増加に起因して映像情報の容量が大きく、従来の通信方法では対応が難しくなってきている。具体的には、４Ｋ・８Ｋ映像の伝送で臨場感のある映像を求める場合（例えば、輝度情報を増やす、または毎秒当たりのフレーム数を増す場合）、５０Ｇｂｐｓを超えるような情報伝送速度さえ求められるようになってきている。
この５０Ｇｂｐｓを超えるような情報伝送速度は、従来多く利用されてきたＬＶＤＳ（Low Voltage Differential Signaling）のようなメタル線を用いた差動線路の限界を超えるものである。
この伝送速度に対応する方法として複数の線路に分けて伝送する方法も考えられるが、この場合、全ての線路の信号のタイミングずれを保証することが難しく、そのための回路も技術的難易度が高い上に回路規模が大きくなり、汎用的に利用しにくくなってしまう。すなわち、数十Ｇｂｐｓオーダー以上の通信に従来のメタル線を用いた線路を利用することは多くの困難があり、現実的とはいえなくなってきている。
上記のような数十Ｇｂｐｓオーダー以上の通信には、従来から長距離伝送、またはデータセンターでの高速通信で利用されてきた光通信技術を利用することも考慮できるが、光通信線路は、一般に固く可撓性に劣るという問題があるだけでなく、光通信の送受信ユニットは非常に高価であり、普及価格帯の製品での通信手段として適当とは言い難い。
このような状況から、数十Ｇｂｐｓオーダー以上の高速通信と廉価性を両立する有線通信手段としてミリ波通信を採用した開発が進められている。たとえば、特開２０１１－３９３４０号公報（特許文献１）では、ミリ波を用いた高速通信を行う撮像素子が提案されており、また、特許第５７２５２２２号明細書（特許文献２）、特許第２５１６１４０号明細書（特許文献３）、特開２０１５－１９１３７号公報（特許文献４）では、ミリ波を利用した信号伝送の形態が提案されている。
特開２０１１－３９３４０号公報 特許第５７２５２２２号明細書 特許第２５１６１４０号明細書 特開２０１５－１９１３７号公報
上述した特開２０１１－３９３４０号公報（特許文献１）には、手振れ補正機能を備えた撮像装置が開示されている。しかし係る撮像装置では、ミリ波による通信は搬送波周波数に高い安定度が要求されるために周波数安定度の高い複雑な発振回路が必要となり、送受信に関わるユニットが大きくなり易いという課題がある。
すなわち、特開２０１１－３９３４０号公報（特許文献１）に記載された撮像装置では、撮像素子を有するユニットが大型化しやすく、手振れ補正機能の性能低下を招くという課題がある。
なお、ここで示した撮像素子を有するユニットの大型化は、他の用途においても問題となる。例えば、撮像素子を搭載する撮像装置として内視鏡装置を想定すると、撮像素子を有するユニットの大きさは内視鏡自体の大型化を招くこととなり、小型化が求められる内視鏡においては採用し辛いという問題を抱える。
ここで指摘したミリ波による通信を行う撮像素子を有するユニットの大型化は、上記に指摘したように発振回路の周波数安定度への要求が厳しいことに起因しており、この緩和は前記ユニットの大型化を抑える効果を有する。
斯様な効果に着目した例として、特許第５７２５２２２号明細書（特許文献２）に記載された技術が知られている。この技術は、受信した信号を注入信号として変調用の搬送信号と同期した復調用の搬送信号を生成してこれを復調に利用する仕組み（注入同期方式）によって前記周波数安定度への要求緩和を達成しており、前記撮像素子を有するユニットの大型化を一定程度抑えている。
なお、同様の対応は特開２０１１－３９３４０号公報（特許文献１）の中でも指摘され、注入同期方式の採用により発信周波数安定度についての要求仕様を緩めることができることも記載されているが、特開２０１１－３９３４０号公報（特許文献１）、特許第５７２５２２２号明細書（特許文献２）にある何れの場合も、送信側に発信回路が必要なことに変わりは無く、また注入同期を行うための回路追加は必要であり、送受信に係るユニットを十分に小さくすることはできず、ユニットの大型化を抑制する効果は十分とはいえない。
一方、特許第２５１６１４０号明細書（特許文献３）においては、ミリ波を用いたＩＤカード送受信回路が開示されている。係る回路においては、高安定の発振回路を発信側（子機）ではなく親機側に配設することで、子機、すなわち信号送信側の構成を簡素化し、小型軽量化することに成功している。
しかし、本構成では電波を自由空間に対して発するために電波が拡散して効率が悪く、他の通信との干渉の問題もあることから実質的に極めて近距離の、かつ、通信速度も劣る状態での通信しか行うことができない、という問題がある。
また特開２０１５－１９１３７号公報（特許文献４）においては、ミリ波を用いた通信システムが開示されている。係るシステムでは、親機側に発振回路を持たせると共に電波を閉じた空間に伝播させるため、前記撮像素子を有するユニットの大型化を避けつつ、伝送距離を長くとり、高い通信速度をも得ることができる。
しかし本構成においても、搬送波周波数に高い安定度が要求されるために周波数安定度の高い複雑な発振回路が必要となるというミリ波通信特有の課題は有したままであり、この改善が望まれている。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、撮像素子を有するユニットの小型軽量化と、長い伝送距離および高い通信速度とを両立しながら、ミリ波通信システムの発振回路に対する高い周波数安定度への要求を緩和することで、より利用し易い撮像装置、撮像装置を含む内視鏡装置、および撮像装置を含む移動体を提供することを目的とする
本発明の一態様の撮像装置は、被検物を撮像して映像信号を生成する撮像部を有する第１ユニットと、前記映像信号に対して所定の処理を施す映像処理部を有する第２ユニットと、前記第１ユニットと前記第２ユニットとの間に設けられ、ミリ波またはサブミリ波を伝送する導波路と、前記第２ユニットに配設され、所定の基準信号に基づいてミリ波搬送波を生成するミリ波搬送波生成部と、前記第１ユニットに配設され、前記導波路を経由して前記第２ユニットにおける前記ミリ波搬送波生成部において生成された前記ミリ波搬送波を受信し、前記撮像部で生成した前記映像信号を当該ミリ波搬送波に重畳してミリ波変調波を生成し、当該ミリ波変調波を前記導波路に向けて送信する処理送信部と、前記第２ユニットに配設され、前記第１ユニットにおいて生成された前記ミリ波変調波を、前記導波路を経由して受信し、前記撮像部で生成された前記映像信号を再生する復調部と、を備え、前記第２ユニットは、前記ミリ波搬送波生成部と前記復調部との間に配設された遅延回路をさらに有し、前記遅延回路は、前記導波路と同等長さの線路であり、当該遅延回路を通過する信号に対して、前記導波路を経由する往復の信号伝達時間と同等の時間遅れを生じさせるように設定される。
本発明の一態様の内視鏡装置は、前記撮像装置を含む。
本発明の一態様の移動体は、前記撮像装置を含む。
本発明によれば、撮像素子を有するユニットの小型軽量化と、長い伝送距離および高い通信速度とを両立しながら、ミリ波通信システムの発振回路に対する高い周波数安定度への要求を緩和することで、より利用し易い撮像装置、撮像装置を含む内視鏡装置、および撮像装置を含む移動体を提供することができる。
図１は、本発明の第１の実施の形態の撮像装置の構成を示すブロック図である。 図２は、第１の実施形態の撮像装置における導波管の構成を示した要部拡大断面図である。 図３は、第１の実施形態の撮像装置に採用される導波管における平箔糸を組紐形状に組んでなる外導体の外観を示した外観図である。 図４は、第１の実施形態の撮像装置に採用される導波管における外導体を構成する平箔糸の構成を示した要部拡大断面図である。 図５は、第１の実施形態の撮像装置における第１ユニットにおいて処理送信部の具体的な構成を示したブロック図である。 図６は、第１の実施形態の撮像装置における第１ユニットにおいて処理送信部の他の構成例を示したブロック図である。 図７は、本発明の第２の実施の形態の撮像装置の構成を示すブロック図である。 図８は、本発明の第３の実施の形態の撮像装置の構成を示すブロック図である。 図９は、本発明の第４の実施の形態の撮像装置の構成を示すブロック図である。 図１０は、本発明の第５の実施の形態の撮像装置の構成を示すブロック図である。 図１１は、本発明の第６の実施の形態の撮像装置の構成を示すブロック図である。 図１２は、本発明の第７の実施の形態である撮像装置を適用したカメラの構成を示す図である。 図１３は、本発明の第８の実施の形態である撮像装置を適用した内視鏡装置の構成を示すブロック図である。 図１４は、本発明の第９の実施の形態である撮像装置を適用した移動体（ドローン）の構成を示す概略外観図である。 図１５は、本発明の第１０の実施の形態である撮像装置を適用した移動体（カメラ搭載型自動車）の構成を示す概略外観図である。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
なお、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。さらにまた、図面は、模式的なものであり、各部材の厚みと幅との関係、各部材の比率等は、現実と異なることに留意する必要がある。また、図面の相互間においても、互いの寸法や比率が異なる部分が含まれている。
＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の第１の実施の形態の撮像装置の構成を示すブロック図である。また、図２は、第１の実施形態の撮像装置における導波管の構成を示した要部拡大断面図、図３は、第１の実施形態の撮像装置に採用される導波管における平箔糸を組紐形状に組んでなる外導体の外観を示した外観図、図４は、第１の実施形態の撮像装置に採用される導波管における平箔糸の構成を示した要部拡大断面図である。
図１に示すように、第１の実施形態の撮像装置１Ａは、被検物を撮像して映像信号を生成する撮像部１０１を有する第１ユニット（撮像ユニット）１０Ａと、前記映像信号に対して所定の処理を施す映像処理部２０１を有する第２ユニット（映像処理ユニット）２０Ａと、前記第１ユニット１０Ａと前記第２ユニット２０Ａとの間に設けられ、ミリ波またはサブミリ波を伝送する導波路３０と、を有する。
＜第１ユニット１０Ａ＞
第１ユニット１０Ａは、上述した撮像部１０１と、処理送信部１０２とを有する。前記撮像部１０１は、被検体像を入光する撮像光学系１０１１と、撮像素子１０１２とを有する。撮像素子１０１２は、撮像光学系１０１１の後方に配設され、被検体像を撮像して光電変換により所定の映像信号を出力する。
また、処理送信部１０２は、前記導波路３０を経由して前記第２ユニット２０Ａにおけるミリ波搬送波生成部において生成されたミリ波搬送波を受信し、撮像部１０１で生成した前記映像信号を当該ミリ波搬送波に重畳してミリ波変調波（ミリ波変調信号）を生成し、当該ミリ波変調信号を前記導波路３０に向けて送信する。当該処理送信部１０２の具体的な構成については、後に詳述する。
＜第２ユニット２０Ａ＞
第２ユニット２０Ａは、前記ミリ波搬送波を生成するミリ波搬送波生成部２０２と、前記第１ユニット１０Ａから出力された前記映像信号が重畳されたミリ波変調信号を元に映像信号を取得する復調部２０３と、前記取得した映像信号に対して所定の処理を施す前記映像処理部２０１と、を有する。
ミリ波搬送波生成部２０２は、本実施形態においては図示しない発振素子または発振回路を有する。そしてミリ波搬送波生成部２０２は、前記発振素子または発振回路において生成された所定の基準信号に基づいて前記ミリ波搬送波を生成し、出力する。具体的にミリ波搬送波は、例えば、前記基準信号を逓倍することにより生成される。
なお、ミリ波搬送波生成部２０２は、他の発振素子もしくは発振回路によって生成された別の基準信号をミキシング（アップコンバート）することで前記ミリ波搬送波を生成してもよい。
復調部２０３は、第１ユニット１０Ａにおける処理送信部１０２において生成された前記ミリ波変調信号を導波路３０を経由して受信し、ミリ波搬送波生成部２０２で生成された信号を利用して前記撮像部１０１で生成された前記映像信号を再生（復元）する。
なお、前記第２ユニット２０Ａが含む要素は、これらが必ずしもユニットとして一体化される必要は無い。
＜導波路３０＞
また、図２、図３に示すように前記導波路３０は、本実施形態においては、例えば可撓性の導波管により構成され、すなわち、長手方向に誘電率が均一になるように延出された可撓性の内部誘電体３０１と、前記長手方向に連続的に延出された前記誘電体の外周を覆い、可撓性のある金属層である外導体３０２とを有する導波管により構成される。
図２に示すように、本実施形態において前記内部誘電体３０１は、長手方向に誘電率が均一、かつ、長手方向に垂直な断面が同一形状を呈する線状の誘電体であって、長手方向に垂直な断面が長径および短径を有する（例えば小判型）を有する。
前記外導体３０２は、図４に示すように、金属箔３０２２と樹脂フィルム３０２１との複合材料により構成された複数の平箔糸を、図２、図３に示すように、内部誘電体３０１の外周に対して、例えば角度４５度にて巻き付け組紐状に組んで形成される。
なお本実施形態において、「誘電率が均一」とは、導波管内部を伝搬する電波（ミリ波またはサブミリ波）の波長オーダーの寸法でみたときに均一であることを意味するものである。すなわち、波長オーダーよりも１～２桁以上寸法の異なる構造による誘電率分布は、導波管内部を伝搬する電波には影響を与えないため、本実施形態においては、これを含めて誘電率が均一と表現している。
ここで、本実施形態の撮像装置１Ａにおいて採用する導波路（導波管）３０および周辺回路等の構成について、詳しく説明する。
前記導波路３０は、本実施形態においては、上述したように例えば可撓性の導波管により構成され、第１ユニット１０Ａと第２ユニット２０Ａとを結ぶ信号伝送路であって、少なくとも一部がミリ波またはサブミリ波を伝搬する導波路である。
すなわち、本実施形態における導波路３０は、撮像装置等において撮像部（本実施形態においては第１ユニット１０Ａ）と映像処理部（本実施形態においては第２ユニット２０Ａ）とを結ぶ信号伝送方式として従来用いられてきた、リードワイヤによる信号伝送方式または光ファイバによる信号伝送方式に代わり、ミリ波またはサブミリ波（おおよそ３０～６００ＧＨｚの周波数を有する電波）を通す導波路（可撓性導波管）による信号伝送方式を新たに提案するものでもある。
なお、本実施形態においてミリ波、サブミリ波は、ミリからサブミリオーダ（０．５～１０ｍｍ程度）の波長をもつ電波を指すものとする。
＜可撓性導波管における内部誘電体および外導体＞
ここで、本実施形態における前記可撓性導波管３０における内部誘電体および外導体について詳しく説明する。
本実施形態における可撓性導波管は、誘電正接の小ささ、適切な可撓性の２条件を適切に満たす誘電体材料を含みミリ波領域（サブミリ波を含む）で用いるものであって、ミリ波またはサブミリ波（以下、場合により代表してミリ波と記載する）を通す導波路により構成されることを特徴とする。
＜内部誘電体の構成＞
上述したように本実施形態において前記内部誘電体３０１は、図２に示すように、長手方向に誘電率が均一、かつ、長手方向に垂直な断面が同一形状を呈する線状の誘電体であり、例えば、発泡ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、または、発泡ポリエチレンのような可撓性を備えた誘電体材料の利用を想定する。
当該内部誘電体３０１は、あるいは、母材である樹脂材料（例えばＰＴＦＥ、または、ポリエチレン等の無極性樹脂）と結晶材料（例えばαアルミナ等の誘電損失の小さい結晶材料を粉末化したもの）とを混合した誘電体混合材料を利用してもよい。
または、前記内部誘電体の変形例としては、図示はしないが、以下のような構成も採り得る。すなわち、例えば、前記内部誘電体３０１を、長手方向に垂直な断面において相対的に内側に位置する第１の誘電体と、長手方向に垂直な断面において前記第１の誘電体より外側に位置し（かつ、第１の誘電体の外周部の全周を覆うように配置され）、前記第１の誘電体よりも低い誘電率を備える第２の誘電体と、により構成してもよい。
この変形例においては、前記内部誘電体は、長手方向の中心に連続した管形状を呈する空間を有する第２の誘電体における当該空間内部に、結晶粉末により形成された第１の誘電体を充填することで構成される。なお、前記管形状を呈する空間は、その断面が長径と短径を有する形状（例えば小判型）を有する。
また、この第１の誘電体における前記結晶粉末は、高純度のα－Ａｌ2Ｏ3結晶粉末（本変形例においては、住友化学株式会社製高純度アルミナＡＡ－１８、純度＝９９．９９％以上）を適用する。この高純度α－Ａｌ2Ｏ3結晶粉末は、例えば、平均直径が約１８μｍの略球状を呈する。なお、第１の誘電体はアルミナ結晶粉末であり、第２の誘電体における前記管形状の空間内部に充填されることで形状を保つようになっている。
一方、第２の誘電体は、延伸発泡ＰＴＦＥ（長手方向に延伸することで内部および表面に連続気孔を形成したＰＴＦＥ）から成り、長手方向の中心には、連続した管形状を呈する空間を有する。
ここで前記第１の誘電体における高純度α－Ａｌ2Ｏ3結晶の大きさ（径）は、前記第２の誘電体における前記連続気孔における大きさよりも大きく、すなわち、α－Ａｌ2Ｏ3結晶は、前記連続気孔を通過し得ない。
＜外導体の構成＞
本実施形態において外導体３０２は、図２等に示すように、前記内部誘電体３０１の外周を覆う位置に配設され、可撓性を有する筒状を呈する金属層部として構成される。具体的に外導体３０２は、上述したように帯状の複数の平箔糸により構成される。
この帯状の平箔糸は、図４に示すように、長手方向に垂直な断面が長方形断面を呈し、樹脂などの非金属物質を包含する下地層３０２１と、金属物質を包含する金属箔３０２２を有して構成される。より具体的に当該平箔糸は、下地層として厚さ２５μｍの樹脂フィルム（例えば、ＰＥＴ）を採用し、また、金属箔としては厚さ９μｍの銅箔を採用し、幅０．２ｍｍの帯状を呈して形成される。
また、外導体３０２は、本実施形態においては、複数（例えば、３２本）の平箔糸を、円筒組紐状に組んで形成される。具体的には、前記内部誘電体の外周面において、当該誘電体に接する側に前記金属箔を配置して巻きつけられるように延在すると共に、互いの平箔糸が組紐状形態を形成するように編成されるようになっている。
なお、当該外導体３０２は、上述したように所定の金属層部（金属箔）を含み、当該金属箔の導電率は純銅相当の５９×１０６Ｓ／ｍに設定される。なお、ここでは導電率を一意に定めたが、本発明において金属層部の導電率は、これに限定されず、実施形態においては、導電率の良い金属層を用いることが好ましい。
なお、上述したように本実施形態において外導体３０２である前記平箔糸は、第２の誘電体に接する側に金属箔を配し外側に樹脂フィルムを有するように構成したが、これに限ることなく、金属層を含む別の形態によって（例えば金属層を樹脂で挟むような３層構造によって）構成されてもよい。
なお、図２等においては、外導体３０２は所定の厚みを持って表現されているが、上述したように、図面は模式的なものであり、各部材の厚みと幅との関係、各部材の比率等は現実とは異なり、すなわち、当該外導体３０２は、実際には十分に薄い金属箔により構成される。
上述したように、本実施形態における内部誘電体３０１は、断面形状を維持し易く構成され、これにより、当該誘電体内部を伝送する電波の伝送モードを安定させることができるという効果を奏する。
さらに可撓性導波管３０は、上述したように、内部誘電体３０１において長手方向に安定した断面形状が延設されることにより、外部から印加される外力により導波管自体が曲折されたとしても当該曲折に起因する伝送損失の増大が抑えられ、結果として伝送損失量が安定するという効果を奏する。
一方、上述した内部誘電体の変形例においては、第２の誘電体は、第１の誘電体の外周部の全周を覆うように配設され、かつ、第１の誘電体と金属層である外導体３０２とに挟まれる領域に配設される。
ここで、当該変形例においては、第２の誘電体は第１の誘電体よりも低い誘電率を備える。すなわち、第１の誘電体の誘電率が第２の誘電体の誘電率よりも高いことから、かつ、第２の誘電体は、第１の誘電体の外周部の全周を覆うように配置されることから、可撓性導波管３０内を伝送する電磁波のエネルギーを第１の誘電体に閉じ込めることができる。
その結果、本実施形態の可撓性導波管３０においては、金属層である外導体３０３に起因する伝送損失の発生を抑えることができる。
＜処理送信部１０２の具体例＞
次に、第１ユニット１０Ａにおける処理送信部１０２の具体的な構成例（処理送信部１０２Ａ、１０２Ｂ）について図５または図６を参照して説明する。
＜処理送信部１０２の第１の構成例；処理送信部１０２Ａ＞
図５は、第１の実施形態の撮像装置における第１ユニットにおいて処理送信部の具体的な構成を示したブロック図である。
本第１の実施形態において第１ユニット１０Ａにおける処理送信部１０２は、図５に示す処理送信部１０２Ａの如く、いわゆる、ＯＯＫ（ＯＮ－ＯＦＦ Ｋｅｙｉｎｇ）、または、ＡＳＫ（Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）による変調器を含んで構成される。
ここで、処理送信部１０２Ａは、第２ユニット２０Ａにおけるミリ波搬送波生成部２０２において生成されたミリ波搬送波を、導波路３０を通して受信するが、このとき、モード変換機およびサーキュレータを経由して後段の回路に取り込むようになっている。
さらに、処理送信部１０２Ａは、受信したミリ波搬送波に対してミクサ（乗算機）において撮像信号を重畳することで、ＯＯＫ変調信号またはＡＳＫ変調信号としてのミリ波変調信号を得ることができる。
その後、撮像信号が重畳されたミリ波変調信号は、モード変換機を経由して前記導波路３０内に向けて送信されるようになっている。
ここで映像信号を送信する側である処理送信部１０２Ａにミリ波周波数を発振する回路を含まないことには注意が必要である。この点は本願発明の特徴であり、例えば特開２０１１－３９３４０号公報、特許第５７２５２２２号明細書において示されるような、従来の撮像装置で用いられる送受信回路とは明確に異なり、回路の小型化に大きく寄与する。
またここで前記ミクサ（乗算機）は、極めて単純な回路で構成することができるという特徴があり、回路を小型化できる。すなわち、ＯＯＫ変調またはＡＳＫ変調による通信は、特に小型・軽量化を重視する場合にメリットが大きい。
なお、処理送信部１０２Ａは、信号の増幅を目的に、ＬＮＡ（Ｌｏｗ Ｎｏｉｓｅ Ａｍｐ）を挿入するが、これは特に信号強度を改善する必要が無ければ省いてもよい。同様に、サーキュレータとモード変換機の配置もこれに限らず、サーキュレータを省いて導波路３０を複数本有する構成、または、他の手段に置き換える構成等によっても同様の機能を得ることが可能である。
なお、実際の回路においては付随して必要となる回路要件も存在するが、この例は基本的な概念を示すものであり省略している。これら省略した要素についても、実際には必要に応じて付加・利用する必要がある。
＜処理送信部１０２の第２の構成例（変形例）；処理送信部１０２Ｂ＞
図６は、第１の実施形態の撮像装置における第１ユニットにおいて処理送信部の他の構成例を示したブロック図である。
本第１の実施形態において第１ユニット１０Ａにおける処理送信部１０２は、変形例として、図６に示す処理送信部１０２Ｂの如き構成を成しても良い。
すなわち処理送信部１０２Ａの変形例である処理送信部１０２Ｂは、いわゆる、直交振幅変調（ＱＡＭ＝Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）による変調器を含んで構成される。
ここで処理送信部１０２Ｂは、上述した処理送信部１０２Ａの構成（図５参照）と同様に、第２ユニット２０Ａにおけるミリ波搬送波生成部２０２において生成されたミリ波搬送波を、導波路３０を通して受信する。
この変形例の処理送信部１０２Ｂは、受信したミリ波搬送波を、まずサーキュレータを経由してモード変換機により後段の回路に取り込むようになっている。この後、処理送信部１０２Ｂは、取り込んだミリ波搬送波を分配器で２つの線路に分離する。
その後、処理送信部１０２Ｂは、分配器で分離した一方のミリ波搬送波を、そのままの状態で一方のミクサ（乗算機）において受信し、また、他方のミリ波搬送波を、移相器を経由してλ／４だけ位相をずらした後、他方のミクサ（乗算機）において受信し、さらに、映像信号を重畳するようになっている。
一方、処理送信部１０２Ｂは、ＢＢ回路（Ｂａｓｅ Ｂａｎｄ回路）において、受信した映像信号を直交振幅変調に必要なＩＱ信号に変換する。これらＩＱ信号は、それぞれミクサ（乗算機）において受信され、それぞれＩＱ信号が重畳された変調波信号が生成された後、合成器により加算処理される。これにより、直交振幅変調（ＱＡＭ）信号としてのミリ波変調信号が生成される。
その後、撮像信号が重畳されたミリ波変調信号は、モード変換機、サーキュレータを経由して前記導波路３０内に向けて送信されるようになっている。
ここで、当該変形例の処理送信部１０２Ｂ（図６を参照）における回路構成は、処理送信部１０２Ａ（図５参照）に比べて複雑なものとはなるが、直交振幅変調による通信は信号の速度を向上するのに有利であり、特に１０Ｇｂｐｓを超える通信を実現するには極めて有利な方法といえる。
すなわち、直交振幅変調（ＱＡＭ）による通信は、特に通信の高速化を重視する場合にメリットが大きい。
さらに言えば、図５に示すようなＯＯＫ変調もしくはＡＳＫ変調による変調器を含み構成される処理送信部１０２Ａと、図６に示すような直交振幅変調（ＱＡＭ）による変調器を含み構成される処理送信部１０２Ｂとは、それぞれ異なる特徴を持つ特に有用な回路構成といえる。
ただし、どちらの回路構成がより良いかは、撮像機器に求められる要求によって選択すべきであり、これは設計要件である。
なお、前記処理送信部１０２ＢもＬＮＡ、サーキュレータ、モード変換機を含み、また省略した要素も存在するが、これらの位置づけは処理送信部１０２Ａの場合と同様であり、その要否や構成、数量は設計要件といえる。
例えば図５、図６に示す回路例では、サーキュレータを利用することにより第２ユニット２０Ａで生成されたミリ波搬送波と第１ユニット１０Ａで生成されたミリ波変調信号とを１本の導波路３０から送受信しているが、サーキュレータを利用せずにモード変換機を２台と導波路３０を２本用意する、すなわち前記ミリ波搬送波とミリ波変調信号とに専用のモード変換機、導波路を用意する構成をとることもできる。
なおここで映像信号を送信する側である処理送信部１０２Ｂにミリ波周波数を発振する回路を含まないことは前記処理送信部１０２Ａと同様であり、これが回路の小型化に大きく寄与する。
ここまで本実施形態の構成を示した。実際の回路においては付随して必要となる回路要件も存在するが、この例は基本的な概念を示すものであり省略している。これら省略した要素についても、実際には必要に応じて付加・利用する必要がある。
＜第１の実施形態の作用＞
以下、本第１の実施形態の作用について、信号の流れに沿って説明を行う。
＜搬送波の生成＝第２ユニット内の処理＞
撮像装置１Ａにおける映像信号の伝送はミリ波電波を利用して行う。すなわち、映像信号をミリ波搬送波に重畳させることで映像信号を伝達する。
このミリ波搬送波は、上述したように第２ユニット２０Ａにおけるミリ波搬送波生成部２０２において生成される。ここでミリ波搬送波は、図示しない発振素子または発振回路によって生成された基準信号をもとにこれを逓倍して生成される。または、ミリ波搬送波は、他の発振素子もしくは発振回路によって生成された別の基準信号をミキシング（アップコンバート）することで生成される。
この後第２ユニット２０Ａ（ミリ波搬送波生成部２０２）において生成されたミリ波搬送波は、図示しないモード変換機を経由して前記導波路３０内に向けて送信される。
なお、ミリ波搬送波生成部２０２で生成されるミリ波搬送波、またはこの生成の過程で作られる基準信号は、後述するように映像信号の復調においても利用される。
＜撮像～変調処理、送信＝第１ユニット内の処理＞
本第１の実施形態の撮像装置１Ａにおいては、撮像光学系１０１１が被検体像を入光すると、撮像素子１０１２は被検体像を撮像して光電変換により所定の映像信号を出力する。
また、処理送信部１０２（処理送信部１０２Ａ（図５参照）または処理送信部１０２Ｂ（図６参照））においては、撮像素子１０１２から出力された映像信号に対して、ミリ波での送信に適した信号形態への処理・変換が施され、また、ミリ波搬送波とのミキシング処理が施される。これによりミリ波変調信号が生成され、導波路３０に向けて送信される。
なお、ここで前記ミリ波搬送波は、前述した第２ユニット２０Ａにおいて生成されたミリ波搬送波を、導波路３０を経由して受信したものであり、第１ユニット１０Ａ内で生成されたものではない。
具体的には、例えば、図５に示す処理送信部１０２Ａは、第２ユニット２０Ａにおけるミリ波搬送波生成部２０２において生成されたミリ波搬送波を、導波路３０を通して受信する。そして、受信したミリ波搬送波を、モード変換機およびサーキュレータを経由して後段の回路に取り込む。
処理送信部１０２Ａは、モード変換機およびサーキュレータを経由して取り込んだミリ波搬送波に対して、ミクサ（乗算機）において撮像部１０１から出力された撮像信号を重畳する。その後、処理送信部１０２Ａは、当該撮像信号が重畳されたミリ波変調信号（ＯＯＫ変調信号またはＡＳＫ変調信号）を前記導波路３０内に向けて送信する。
一方、図６に示す処理送信部１０２Ｂにおいても、上記同様に、第２ユニット２０Ａにおけるミリ波搬送波生成部２０２において生成されたミリ波搬送波を、導波路３０を通して受信する。そして、受信したミリ波搬送波を、サーキュレータおよびモード変換機を経由して後段の回路に取り込む。
処理送信部１０２Ｂは、サーキュレータおよびモード変換機を経由して取り込んだミリ波搬送波を、まず分配器で２線路に分離する。その後、分離した一方のミリ波搬送波は、そのままの状態で一方のミクサ（乗算機）に導かれ、他方のミリ波搬送波は移相器を経由してλ／４だけ位相をずらした状態で他方のミクサ（乗算機）に導かれる。この処理送信部１０２Ｂにおけるミクサは、当該ミクサに導かれた、前記分離された信号をそれぞれＢＢ回路（Ｂａｓｅ Ｂａｎｄ回路）の出力であるＩＱ信号（直交振幅変調において利用される映像信号を含む信号）に重畳する。
上記の如くそれぞれＩＱ信号が重畳された変調波が生成された後、これらは合成器により加算処理される。これにより、直交振幅変調（ＱＡＭ）信号としてのミリ波変調信号が生成される。
その後、処理送信部１０２Ｂは、当該撮像信号が重畳されたミリ波変調信号（直交振幅変調信号）を前記導波路３０内に向けて送信する。
＜復調＝第２ユニット内の処理＞
一方で、前記導波路３０を経由して第２ユニット２０Ａにおいて受信された前記ミリ波変調信号は、図示しないモード変換機を介して復調部２０３に導入される。その後当該ミリ波変調信号は、前記復調部２０３において検波・復調処理をされて、第１ユニット１０Ａにおける撮像部１０１において生成された映像信号が復元される。
ここでの検波・復調処理、すなわち映像信号の復元には、前記ミリ波搬送波と同一の周波数を有する信号が必要だが、本実施形態における検波・復調処理においては、同じ第２ユニット２０Ａに配設されるミリ波搬送波生成部２０２から前記ミリ波搬送波と同一周波数の信号、または、その生成に用いた信号を導入し、検波・復調処理に利用する。
なおこの手法では、前記ミリ波搬送波と前記検波・復調に利用する信号（ミリ波搬送波と同一周波数の信号またはその生成に用いた信号）とは、どちらも元が同一の信号（ミリ波搬送波生成部２０２において生成された信号）であるために、周波数にずれは起こり難い。すなわち、搬送波周波数には必ずしも高い安定度が要求されないため、送受信に関わるユニットを小さくしやすい。
＜映像処理＝第２ユニット内の処理＞
復調部２０３において復元された映像信号は、映像処理部２０１において所定の処理を施される。この所定の処理は、たとえば膨大な映像情報を扱いやすくするための圧縮処理、保存もしくは送信処理、または、画像表示に適した形態に情報を変換する処理などが含まれる。
＜従来のミリ波通信システムの課題と本発明における回路規模の抑制について＞
上述した特開２０１１－３９３４０号公報に係る課題に関連して示したように、ミリ波による通信は搬送波周波数に高い安定度が要求されるため、周波数安定度の高い複雑な発振回路が必要となり、結果として送受信に関わるユニットが大きくなり易い。以下、この課題をより詳細に説明するとともに、本発明が如何にしてこの課題を解決するかについて補足説明する。
一般的な無線通信で用いられている方式でのミリ波通信においては、搬送周波数にｐｐｍオーダーの高い安定度が要求される。これは、信号の搬送に用いる周波数と復調に用いる周波数とにずれがあると信号を正しく復調することができないことに起因し、ミリ波においてはこの周波数ずれをｐｐｍオーダー以下にまで抑える必要があるためである。
ここで要求される搬送周波数の安定度を、水晶発振子と周波数逓倍回路、ＰＬＬ回路など用いて実現すると、自ずと回路規模は大きくなる。またこれをインダクタとキャパシタから成る共振回路を用いて実現する場合、集積回路内に要求を満たす発振回路を形成することは実際的には困難といわざるを得ず、前記要求を満たす発振回路を集積回路の外に置く必要が生じて、この場合も回路規模は大きくなる。
回路規模の低減には、特開２０１１－３９３４０号公報および特許第５７２５２２２号明細書に記載される注入信号を用いる手法もあるが、この場合は発振回路への要求は緩和するものの注入信号を用いて復調用の基準信号を生成する回路は増加してしまい、全体の回路規模は大きいままとなる。
すなわち、ミリ波通信システムにおいては一般的に回路構成が複雑であり、全体としてのシステム構成も複雑になってしまう。
これに対して本発明では、先ず信号送信に用いる搬送波の生成部（発振部）を第２ユニット（映像処理ユニット）に有することで、第１ユニット（撮像ユニット）の小型・軽量化を実現している。
加えて、ミリ波搬送波の生成と検波・復調に用いる信号を同一の回路（ミリ波搬送波生成部２０２）から得ることで、ミリ波搬送波および検波・復調に用いる信号の周波数安定度に対する要求を大幅に緩和した。すなわち、本実施形態の構成によれば、第１ユニット、第２ユニットを含めた撮像装置が有するミリ波信号生成に必要な回路規模を大幅に小さくすることができる。
＜導波路３０の構成についての補足説明＞
特に１０Ｇｂｐｓを超える高速通信を考慮したとき、本発明にある「第２ユニットに搬送波生成回路を有する構成」を実現するには、伝送線路をノイズが重畳されにくい構成とする必要がある。
本発明では、導波路３０の構成として、長手方向に誘電率が均一になるように延出された誘電体３０１と、前記長手方向に連続的に延出された前記誘電体の外周を覆う外導体（金属層）とを有する導波管を前提にしているが、本発明者の研究により、本構成の導波路は極めてノイズが載りにくく、本発明における有線の電波通信手段として最も優れる（実質的には本構成以外は有り得ない）ことが判っている。
すなわち、前述のように数十Ｇｂｐｓ以上の高速通信は従来のメタル線を用いた有線通信では実現困難なこと、光通信線路は一般に固く可撓性に劣る上に光通信の送受信ユニットは非常に高価であることをも考慮すると、実質的に本発明の撮像装置における導波路の構成として、前記構成は最良のものである。
＜本実施形態の効果＞
本第１の実施形態の撮像装置によれば、信号送信に用いるミリ波搬送波の元となる基準信号を生成する生成部（発振部）を第２ユニット（映像処理ユニット）に有することで、特に第１ユニット（撮像ユニット）の大幅な小型・軽量化を実現できる。
また同時に、基準信号の周波数安定度に対する要求を大幅に緩和することで、基準信号生成部の回路規模を大幅に小さくしつつも、高速な撮像信号を適切に伝送できる。すなわち、特に撮像部を小型軽量することができ、回路規模の小さい構成でありながら、容量の大きい撮像信号の伝送を確実に行うことができる撮像装置を得ることができる。
また、本実施形態が示す高速かつ回路規模の小さい構成による撮像装置にて得られる効果は、他の通信手段でも実現できず、普及価格帯での撮像手段としての価値が極めて大きい。
＜第２の実施形態＞
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
第２の実施形態の撮像装置は、主たる構成は第１の実施形態と同様であるが、第２のユニットが遅延回路を備えている点を異にする。したがって、ここでは第１の実施形態との差異のみの説明にとどめ、共通する部分の説明については省略する。
図７は、本発明の第２の実施の形態の撮像装置の構成を示すブロック図である。
図７に示すように、本第２の実施形態の撮像装置１Ｂは、第１の実施形態における第１ユニット１０Ａと同様の構成をなす第１ユニット１０Ｂを備える一方、第１の実施形態の構成に対して、第２ユニット２０Ｂが遅延回路２０４を有する点を異にする。
この遅延回路２０４は、復調部２０３が検波・復調に利用する信号（ミリ波搬送波と同一周波数の信号またはその生成に用いた信号）をミリ波搬送波生成部２０２から受ける前に、前記検波・復調に利用する信号に対して、時間遅れを与える機能を有する。
以下、遅延回路２０４の作用をより詳しく説明する。
上述したように復調部２０３が検波・復調で利用する前記信号は、ミリ波搬送波生成部２０２においてミリ波搬送波の生成に利用した信号またはミリ波搬送波そのものであるから、前記ミリ波搬送波と基本的には同じ周波数を得ることができる。
ここでより厳密に、ミリ波搬送波生成部２０２の生成するミリ波搬送波の周波数は温度などが影響して時間的に変動することがあることに注意すると、前記復調部２０３が受信するミリ波変調波を生成する際に使用されるミリ波搬送波は、前記導波路３０を往復する時間だけ前に生成された信号である。そして、何も対策をしないと、この間に生じた経時的な周波数変動分の周波数ずれが発生し得る。
本第２の実施形態における遅延回路２０４は、前記導波路３０を往復する時間分の遅れを、前記復調部２０３が検波・復調で利用する信号に対して施すことで、前記経時的な周波数変動分の周波数ずれを補償する。
すなわち、本第２の実施形態における遅延回路２０４を用いることで、前記復調部２０３は、厳密に検波・復調対象のミリ波変調信号の搬送波成分と同じ周波数を有する前記検波・復調で利用する信号を得ることができる。
＜遅延回路の技術的な意義＞
本第２の実施形態における遅延回路２０４は、特開２０１５－１９１３７号公報に記載された技術における位相調整部とは働きが明確に異なる。当該特開２０１５－１９１３７号公報における位相調整部は、基準信号の“位相”を揃える働きを持つのに対して、本第２の実施形態における遅延回路２０４は、同じタイミングで発振された信号を検波・復調に用いるためのものであり、言うなれば復調に用いる信号の“時間”を揃える働きを持つ。
上述したように、映像信号が重畳されたミリ波変調波は、第２ユニット２０Ｂが受信する時点で導波路３０を往復する時間（厳密にはこれに第１ユニット１０Ｂ内の処理に要した時間）だけ時間が遅れるが、前記導波路３０は線路長の決まった有線線路であるから、この遅延時間は一定値となる。
本第２の実施形態における遅延回路２０４はこの一定値の遅延を生じればよく、単純には導波路３０と同等長さの線路にて機能を実現できる。
なお、遅延回路２０４を経た信号に対しても、前記位相調整など、信号の周波数変換、検波・復調に必要な処理は、本発明においても必要に応じて追加すべきものであり、この採否は設計事項といえる。
＜第２の実施形態の効果＞
本第２の実施形態の撮像装置によれば、第１の実施形態の効果に加えて、検波・復調の安定性をさらに増すことができる。すなわち、ミリ波搬送波の周波数が時間的に変動することによる搬送周波数の不一致を、遅延回路２０４を配することによって無くし、検波・復調の安定性、ひいては撮像の安定性を増した撮像装置を得ることができる。
＜第３の実施形態＞
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。
第３の実施形態の撮像装置は、主たる構成は第１の実施形態と同様であるが、第１のユニットが電力生成部を備えている点を異にする。したがって、ここでは第１の実施形態との差異のみの説明にとどめ、共通する部分の説明については省略する。
図８は、本発明の第３の実施の形態の撮像装置の構成を示すブロック図である。
図８に示すように、本第３の実施形態の撮像装置１Ｃは、第１の実施形態における第２ユニット２０Ａと同様の構成をなす第２ユニット２０Ｃを備える一方、第１の実施形態の構成に対して、第１ユニット１０Ｃが電力生成部１０３を有する点を異にする。
本第３の実施形態において前記電力生成部１０３は、導波路３０を介して第１ユニット１０Ｃが受信したミリ波搬送波の一部を分岐して受信し、これを電力に変換する働きを有する。
電力生成部１０３の具体的な構成として、たとえば一般にレクテナと呼ばれる素子を用いることができる。レクテナ（rectenna）とは、rectifying antennaの略であり、アンテナで受信した高周波信号を、直流電流に整流・変換して電力を取り出す素子をいう。
最も単純には高周波信号の伝送線路にダイオード配置することで実現でき、単純かつ小型な回路でミリ波搬送波から電力を抽出することが可能となる。なお、電力生成部１０３の構成はあくまで一例であり、ミリ波搬送波から電力を生成する機能を持てば他の構成によっても本発明の効果を得ることができる。
本第３の実施形態において、ミリ波搬送波から電力生成部１０３が取り出した電力は、撮像素子１０１２を駆動するための電力として用いることができる。なお、撮像素子１０１２を駆動するための電力は、第１の実施形態および第２の実施形態においても必要であった。
すなわち、第１の実施形態および第２の実施形態においては、図示しないながらも前記導波路と並列に配された電力線によって第２ユニットから第１ユニットに供給するか、第１ユニット内にバッテリーを有するといった手段により、撮像素子を駆動するための電力供給が為されていた。この事情は、電力生成部１０３を有しない以降の実施形態においても同様である。
＜第３の実施形態の効果＞
本第３の実施形態の撮像装置によれば、第１の実施形態における効果に加えて、撮像装置の構成単純化・軽量化を実現することができる。すなわち、第１の実施形態においては、第１ユニットと第２ユニットとの間に図示しない電力線を設けるか、または、第１ユット内に電力供給に足るバッテリーを配する必要があったが、本第３の実施形態において前記電力線、または前記バッテリーを設ける必要性が無くなる。このように電力線またはバッテリーが不要となることで、撮像装置の構成単純化や軽量化を実現できる。
＜第４の実施形態＞
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。
第４の実施形態の撮像装置は、主たる構成は第１の実施形態と同様であるが、第１のユニットがクロック生成部を備えている点を異にする。したがって、ここでは第１の実施形態との差異のみの説明にとどめ、共通する部分の説明については省略する。
図９は、本発明の第４の実施の形態の撮像装置の構成を示すブロック図である。
図９に示すように、本第４の実施形態の撮像装置１Ｄは、第１の実施形態における第２ユニット２０Ａと同様の構成をなす第２ユニット２０Ｃを備える一方、第１の実施形態の構成に対して、第１ユニット１０Ｃがクロック生成部１０４を有する点を異にする。
本第４の実施形態においてクロック生成部１０４は、導波路３０を介して第１ユニット１０Ｄが受信したミリ波搬送波から、撮像素子１０１２の駆動に必要な基準信号であるクロック信号を生成する働きを有する。
クロック生成部１０４がクロック信号を生成する具体的な方法として、たとえば受信したミリ波搬送波を分周（電波の周波数を１／ｎ（ここでｎは整数））にすることで、クロック信号に適した周波数を生成する分周回路による方法がある。
このほか、第２ユニット２０Ｄ内においてミリ波搬送波生成部２０２で生成されたミリ波搬送波に、図示しないミクサを用いてクロック信号を重畳しておき、クロック生成部１０４において当該クロック信号を分離（検波）して、これをクロック信号として利用する方法がある。
なお、これらの構成はあくまで一例であって、ミリ波搬送波を用いてクロック信号を生成する機能を持てば、本第４の実施形態の効果を得ることができる。
ミリ波搬送波からクロック生成部１０４が生成したクロック信号は、撮像素子１０１２の動作に必要な基準信号として用いることができる。なお、撮像素子１０１２の動作に必要な基準信号（クロック信号）は、第１の実施形態、第２の実施形態、第３の実施形態においても必要であった。
すなわち、第１の実施形態、第２の実施形態、第３の実施形態においては、図示しないながらも前記導波路３０と並列に配されたクロック信号線によって第２ユニットから第１ユニットに供給するか、第１ユニット内にクロック信号生成用の回路を有するという手段により、撮像素子１０１２の動作に必要な基準信号の供給が為されていた。この事情は、クロック生成部１０４を有しない以降の実施形態においても同様である。
なおここで、クロック信号をミリ波搬送波に重畳する例を挙げたが、この場合にはクロック信号に乱れが生じやすくはなるが、これは図５、図６に示すようなＬＮＡを通すなどの比較的簡単な処理で補正することが可能である。即ち、信号を補正するための回路を利用することは設計要件であり、上述した実施形態の構成に限らず、本発明において必要に応じて付加することができる。
＜第４の実施形態の効果＞
本第４の実施形態の撮像装置によれば、第１の実施形態の効果に加えて、撮像装置の構成単純化・軽量化を実現することができる。すなわち、第１の実施形態では、第１ユニットと第２ユニットとの間に図示しないクロック線を設けるか、第１ユニット内に基準信号を生成するための回路を設ける必要があったが、本第４の実施形態では前記クロック線、または基準信号を生成するための回路を設ける必要性が無くなる。
すなわち、本第４の実施形態によると、クロック線または基準信号を生成するための回路が不要となることで、第１ユニットと第２ユニットとの間に設ける線路の構成を単純化できるなど、撮像装置の構成を単純化・軽量化することができる。
なお、クロック線は、一般にノイズの混入を避ける同軸線を用いる必要があり、この削減は撮像装置の製造性の向上に効果がある。
＜第５の実施形態＞
次に、本発明の第５の実施形態について説明する。
第５の実施形態の撮像装置は、主たる構成は第１の実施形態と同様であるが、第１のユニットが撮像制御信号受信再生部を備えている点を異にする。したがって、ここでは第１の実施形態との差異のみの説明にとどめ、共通する部分の説明については省略する。
図１０は、本発明の第５の実施の形態の撮像装置の構成を示すブロック図である。
図１０に示すように、本第５の実施形態の撮像装置１Ｅは、第１の実施形態の構成に対して、第１ユニット１０Ｅが撮像制御信号受信再生部１０５を有する点および第２ユニット２０Ｅが撮像制御部２０５を有する点を異にする。
本第５の実施形態において撮像制御信号受信再生部１０５は、前記第２ユニット２０Ｅ内における撮像制御部２０５において生成された撮像制御信号を、導波路３０を経由して受信・再生する。また、前記受信・再生した撮像制御信号を撮像素子１０１２に対して供給する働きを有する。
ここで前記撮像制御信号は、上述したように第２ユニット２０Ｅが有する撮像制御部２０５で生成され、前記ミリ波搬送波生成部２０２で生成されたミリ波搬送波とミキシングされ、導波路３０に送出されている。
なお本第５の実施形態において、撮像制御部２０５を新たに明示したが、撮像素子１０１２の制御に寄与する撮像制御部２０５に相当する部位は、第１の実施形態～第４の実施形態においても存在し、導波路３０とは別に図示しない撮像素子を制御するための制御信号線を介して撮像素子の制御を行っていた。
本第５の実施形態においては、撮像制御信号をミリ波搬送波にミキシングすることで撮像制御信号の伝送を行っているが、他にも時分割により撮像制御信号を伝達する方法もある。
また、これらの構成はあくまで一例であって、導波路３０を経由して伝送された撮像制御信号を受信・再生する機能を持てば、本第５の実施形態の効果を得ることができる。
＜第５の実施形態の効果＞
本第５の実施形態の撮像装置によれば、第１の実施形態における効果に加えて、撮像装置の構成単純化・軽量化を実現することができる。すなわち、第１の実施形態においては、第１ユニットと第２ユニットとの間に図示しない撮像制御信号線を設ける必要があったが、本第５の実施形態では前記撮像制御信号線を設ける必要性が無くなる。
すなわち、本第５の実施形態によると、撮像制御信号線が不要となることで、第１ユニットと第２ユニットの間に設ける線路の構成を単純化でき、撮像装置の構成を単純化・軽量化できる。
＜第６の実施形態＞
次に、本発明の第６の実施形態について説明する。
第６の実施形態の撮像装置は、主たる構成は第１の実施形態と同様であるが、第１のユニットが電力変換部、クロック生成部および撮像制御信号受信再生部を備えている点を異にする。したがって、ここでは第１の実施形態との差異のみの説明にとどめ、共通する部分の説明については省略する。
図１１は、本発明の第６の実施の形態の撮像装置の構成を示すブロック図である。
図１１に示すように、本第６の実施形態の撮像装置１Ｆは、第１の実施形態の構成に対して、第１ユニット１０Ｆが、第３の実施形態における電力変換部１０３、第４の実施形態におけるクロック生成部１０４、第５の実施形態における撮像制御信号受信再生部１０５をそれぞれ有する点および第２ユニット２０Ｆが撮像制御部２０５を有する点を異にする。
すなわち、本第６の実施形態の撮像装置は、第３の実施形態において示したように、第１ユニットに電力変換部１０３を有することにより撮像素子１０１２に電力を共有するための電力線または第１ユニット内のバッテリーが不要となる。
また、本第６の実施形態の撮像装置は、第４の実施形態において示したように、第１ユニットがクロック生成部１０４を有することにより撮像素子１０１２にクロック信号を共有するためのクロック信号線または第１ユニット内の発振器が不要となる。
さらに、本第６の実施形態の撮像装置は、第５の実施形態において示したように、第１ユニットが撮像制御信号受信再生部１０５を有することにより、撮像素子１０１２を制御するために必要な撮像制御信号を伝達するための撮像制御信号線が不要となる。
加えて、導波路３０が第１の実施形態と同様に、長手方向に誘電率が均一になるように延出された内部誘電体３０１と、前記長手方向に連続的に延出された前記誘電体の外周を覆う外導体（金属層）３０２とを有する導波管により構成されることにより、前記外導体３０２が第１ユニット１０Ｆと第２ユニット２０Ｆとを接続するＧＮＤ線となり得る。
すなわち、本第６の実施形態の撮像装置によれば、撮像素子１０１２を動作させるために必要な駆動電力、クロック信号、撮像制御信号、ＧＮＤの供給が、導波路３０を通じて全て可能となる。
なお、第６の実施形態においては、撮像素子１０１２、クロック生成部１０４、撮像制御信号受信生成部１０５は、同じＣＭＯＳプロセスにより同じシリコンチップ上に集積化するものとした。すなわち、一体化するものとした。もっとも、これら機能の一体化は、小型化および製造性の向上、動作の安定に寄与するが、一体化のパターンはこれに限らない。
＜第６の実施形態の効果＞
本第６の実施形態の撮像装置によれば、第１の実施形態における効果に加えて、撮像装置の大幅な構成単純化・軽量化を実現することができる。
すなわち、本第６の実施形態によれば、第１ユニット１０Ｆと第２ユニット２０Ｆとを結ぶ線路を導波路３０のみにすることができる。これにより、接続線が減少することで、製造性をも大幅に向上できる。
また、本第６の実施形態によれば、撮像素子１０１２、クロック生成部１０４、撮像制御信号受信生成部１０５を、同じＣＭＯＳプロセスにより同じシリコンチップ上に集積化（一体化）したことで、製造性が向上するとともに、撮像装置の動作を安定化することができる。
＜第７の実施形態＞
次に、本発明の第７の実施形態について説明する。
この本発明の第７の実施形態は、上述した第１の実施形態の撮像装置を、撮像部の振れ補正を行う振れ補正機構を有するカメラに適用したことを特徴とする。
図１２は、当該第７の実施の形態であるカメラの構成を示す図である。
図１２に示すように、本実施形態のカメラは、上述した第１の実施形態における第１ユニット１０Ａと同様の役目を果たす第１ユニット１０Ｇを有する。この第１ユニット１０Ｇは、第１の実施形態と同様の撮像部１０１と、処理送信部１０２とを有する。
ここで、第７の実施形態において前記撮像部１０１は、被検体像を入光する撮像光学系１０１１と、撮像素子１０１２とを有する。撮像素子１０１２は、撮像基板１０１３上に実装され、撮像光学系１０１１の後方に配設されると共に被検体像を撮像して光電変換により所定の映像信号を出力する。
また、撮像部１０１における前記撮像素子１０１２の側方には、当該撮像素子１０１２の振れを補正する公知の振れ補正駆動部４０が配設され、前記撮像素子１０１２の振れを適宜補正するようになっている。
一方、撮像部１０１の後方においては、前記撮像基板１０１３の裏面側に、前記第１の実施形態と同様の役目を果たす処理送信部１０２が配設される。
この処理送信部１０２は、第１の実施形態と同様に、後述する第２ユニット２０Ｇとの間に架設された導波路３０を経由して当該第２ユニット２０Ｇにおけるミリ波搬送波生成部において生成されたミリ波搬送波を受信し、撮像部１０１で生成した前記映像信号を当該ミリ波搬送波に重畳してミリ波変調波（ミリ波変調信号）を生成し、当該ミリ波変調信号を前記導波路３０に向けて送信する。
本第７の実施形態のカメラは、第１の実施形態における前記第２ユニット２０Ａと同様の役目を果たす第２ユニット２０Ｇを有する。この第２ユニット２０Ｇは、撮像部１０１の後方に配設され、第１の実施形態と同様に、前記ミリ波搬送波を生成するミリ波搬送波生成部２０２と、前記第１ユニット１０Ｇから出力された前記映像信号が重畳されたミリ波変調信号を元に映像信号を取得する復調部２０３と、前記取得した映像信号に対して所定の処理を施す前記映像処理部２０１と、を有する。
なお、これら映像処理部２０１、ミリ波搬送波生成部２０２、復調部２０３は、所定のメイン基板２０６上に実装されるようなっている。
ミリ波搬送波生成部２０２は、本第７の実施形態においても、図示しない発振素子または発振回路を有する。そしてミリ波搬送波生成部２０２は、前記発振素子または発振回路において生成された所定の基準信号に基づいて前記ミリ波搬送波を生成し、出力する。具体的にミリ波搬送波は、例えば、前記基準信号を逓倍することにより生成される。
復調部２０３は、第１ユニット１０Ｇにおける処理送信部１０２において生成された前記ミリ波変調信号を導波路３０を経由して受信し、ミリ波搬送波生成部２０２で生成された信号を利用して前記撮像部１０１で生成された前記映像信号を再生（復元）する。
本第７の実施形態においては、前記第１ユニット１０Ｇと前記第２ユニット２０Ｇとの間において、導波路３０が架設されている。
この導波路３０は、本第７の実施形態においても第１の実施形態と同様に、例えば可撓性の導波管により構成され、すなわち、長手方向に誘電率が均一になるように延出された可撓性の内部誘電体３０１と、前記長手方向に連続的に延出された前記誘電体の外周を覆い可撓性のある金属層である外導体３０２とを有する導波管による構成される。
＜第７の実施形態の効果＞
本第７の実施形態の撮像装置によれば、信号送信に用いるミリ波搬送波の元となる基準信号を生成する生成部（発振部）を第２ユニット（映像処理ユニット）に有することで、特に第１ユニット（撮像ユニット）の大幅な小型・軽量化を実現できる。これにより、撮像素子１０１２の振れを補正する前記振れ補正駆動部４０の動作性能を向上させることができる。
また第１の実施形態と同様に、基準信号の周波数安定度に対する要求を大幅に緩和することで、基準信号生成部の回路規模を大幅に小さくしつつも、例えば、４Ｋ、８Ｋ等の高精細／大容量映像に係る映像信号を適切に伝送できる。
このように、特に撮像部を小型軽量することができ、回路規模の小さい構成でありながら、容量の大きい撮像信号の伝送を確実に行うと共に、振れ補正駆動部を的確に作用させることができるカメラを得ることができる。
なお、本第７の実施形態の撮像装置は、上述した第１の実施形態の撮像装置を、撮像部の振れ補正を行う振れ補正機構を有するカメラに適用したものとしたが、これに限らず、上述した第２～第５の実施形態の撮像装置を適用するものであってもよい。
＜第８の実施形態＞
次に、本発明の第８の実施形態について説明する。
この本発明の第８の実施形態は、上述した第１の実施形態の撮像装置（撮像装置１Ａ：図１参照）を内視鏡装置（内視鏡システム）に適用したことを特徴とする。
図１３は、本発明の第８の実施の形態である撮像装置を適用した内視鏡装置（内視鏡システム１）の構成を示すブロック図である。
図１３に示すように、内視鏡装置（内視鏡システム）１は、いわゆる上部消化管用の内視鏡システムである。そして内視鏡システム１は、被検体Ｐの体腔内に先端部を挿入することによって被写体Ｐの体内画像を撮像し当該被写体像の画像信号を出力する撮像部を備える内視鏡２と、内視鏡２における前記撮像部から出力される画像信号に対して所定の画像処理を施す画像処理部を備える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ビデオプロセッサ３と、内視鏡２の先端から出射するための照明光を発生する光源装置４と、ビデオプロセッサ３において画像処理が施された画像を表示する表示装置５と、を主に備える。
内視鏡２は、先端部に前記撮像部を内設し、可撓性を有する細長形状部により構成される挿入部６と、挿入部６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と、当該操作部から基端側に向けて延出されビデオプロセッサ３および光源装置４と接続するユニバーサルコード８と、を備える。
挿入部６は、最先端部に配設され前記撮像部等を内蔵する先端硬性部１０と、当該先端硬性部１０の基端側に配設され、複数の湾曲駒によって構成された湾曲自在な湾曲部と、当該湾曲部の基端側に接続され、可撓性を有する長尺状の可撓管部と、を有する。
挿入部６は、前記先端硬性部１０に、被検物を撮像して映像信号を生成する撮像部を有する第１ユニット（撮像ユニット）１０Ｈを配設する。この第１ユニット１０Ｈは、第１の実施形態における第１ユニット１０Ａと同様の機能を有し、上述した撮像部１０１と、処理送信部１０２とを有する（図１参照）。
すなわち第８の実施形態に係る内視鏡システム１においても、第１ユニット１０Ｈにおける撮像部１０１は、被検体像を入光する撮像光学系１０１１と、撮像素子１０１２とを有する。撮像素子１０１２は、撮像光学系１０１１の後方に配設され、被検体像を撮像して光電変換により所定の映像信号を出力する。
なお、前記撮像素子１０１２は、本実施形態においては、例えば、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサであって、かつ、いわゆるフルハイビジョン相当以上の画素数である２００万画素以上の画素数を有するイメージセンサを採用する。
一方、ビデオプロセッサ３は、内視鏡システム１全体の動作を統括的に制御する機能を有すると共に、第１の実施形態における第２ユニット２０Ａと同様の機能を有する第２ユニット２０Ｈを備える。
この第２ユニット２０Ｈは、第１の実施形態における第２ユニット２０Ａと同様に、ミリ波搬送波を生成するミリ波搬送波生成部２０２と、前記第１ユニット１０Ｈから出力された前記映像信号が重畳されたミリ波変調信号を元に映像信号を取得する復調部２０３と、前記取得した映像信号に対して所定の処理を施す映像処理部２０１と、を有する。
さらに内視鏡２は、挿入部６の先端部に配設した前記第１ユニット１０Ｈにおける撮像部１０１と、ビデオプロセッサ３における前記第２ユニット２０Ｈにおける映像処理部２０１との間において、前記撮像部１０１から当該挿入部６、前記操作部および前記ユニバーサルコード８のそれぞれ内部を経由してビデオプロセッサ３の映像処理部２０１に至るまで延設された信号伝送路を備える。
本第８の実施形態に係る内視鏡システムにおいては、前記信号伝送路をミリ波またはサブミリ波（以下、場合により代表してミリ波と記載する）を通す、第１の実施形態と同様の導波路３０により構成される。
なお、本実施形態において内視鏡２における前記ユニバーサルコード８、挿入部６には、上述した信号伝送路としての導波路３０と共に、光源装置４において生成された照明光を伝送するためのライトガイド、撮像部１０１の駆動のための電力、所定の駆動信号等の伝送手段が配設されるほか、図示しない所定の処置具等を挿通するためのチャンネル孔等、公知の機能手段が配設される。
次に、本実施形態の内視鏡システムにおいて、導波路３０を伝送するミリ波搬送信号およびミリ波変調信号に係る信号伝送について説明する。
本第８の実施形態に係る内視鏡システムにおいても、第１の実施形態と同様に、第２ユニット２０Ｈにおけるミリ波搬送波生成部２０２は、図示しない発振素子または発振回路において生成された所定の基準信号に基づいてミリ波搬送波を生成し、導波路３０に向けて出力する。具体的にミリ波搬送波は、例えば、前記基準信号を逓倍することにより生成される。
一方、第１ユニット１０Ｈにおける処理送信部１０２は、前記導波路３０を経由して前記第２ユニット２０Ｈにおけるミリ波搬送波生成部２０２において生成されたミリ波搬送波を受信し、撮像部１０１で生成した前記映像信号を当該ミリ波搬送波に重畳してミリ波変調波（ミリ波変調信号）を生成し、当該ミリ波変調信号を前記導波路３０に向けて送信する。
さらに第２ユニット２０Ｈにおける復調部２０３は、第１ユニット１０Ｈにおける処理送信部１０２において生成された前記ミリ波変調信号を、導波路３０を経由して受信し、ミリ波搬送波生成部２０２において生成された信号を利用して前記撮像部１０１で生成された前記映像信号を再生（復元）する。
＜第８の実施形態における導波路３０＞
本第８の実施形態の内視鏡システム１において前記導波路３０は、上述したように、例えば可撓性の導波管により構成され、すなわち、図２～図４に示すように、長手方向に誘電率が均一になるように延出された可撓性の内部誘電体３０１と、前記長手方向に連続的に延出された前記誘電体の外周を覆い、可撓性金属層である外導体３０２とを有する導波管により構成される。
そして、本第８の実施形態の内視鏡システム１においても前記導波路３０は、上述したように例えば可撓性の導波管により構成され、内視鏡挿入部の先端部に配設された第１ユニット１０Ｈとビデオプロセッサ３に配設された第２ユニット２０Ｈとを結ぶ信号伝送路であって、少なくとも一部がミリ波またはサブミリ波を伝搬する導波路である。
すなわち、本実施形態における導波路３０は、内視鏡挿入部の先端部に配設された撮像部１０１を含む第１ユニット１０Ｈと、当該内視鏡が接続されるビデオプロセッサ３の映像処理部を含む第２ユニット２０Ｈとを結ぶ信号伝送方式として、従来用いられてきた、リードワイヤによる信号伝送方式または光ファイバによる信号伝送方式に代わり、ミリ波またはサブミリ波（おおよそ３０～６００ＧＨｚの周波数を有する電波）を通す導波路（可撓性導波管）による信号伝送方式を新たに提案するものでもある。
＜第８の実施形態の効果＞
本第８の実施形態の内視鏡システムによれば、内視鏡挿入部の先端部に配設された撮像部１０１を含む第１ユニット１０Ｈと、当該内視鏡が接続されるビデオプロセッサ３の映像処理部を含む第２ユニット２０Ｈとを結ぶ信号伝送方式として導波路３０を採用すると共に、信号送信に用いるミリ波搬送波の元となる基準信号を生成する生成部（発振部）をビデオプロセッサ３側の映像処理ユニットに有することで、ミリ波またはサブミリ波（おおよそ３０～６００ＧＨｚの周波数を有する電波）での画像伝送を可能とすると共に、内視鏡２の挿入部先端部の大幅な小型・軽量化を実現できる。
さらに、基準信号の周波数安定度に対する要求を大幅に緩和することで、基準信号生成部の回路規模を大幅に小さくしつつも、高速な撮像信号を適切に伝送できる。すなわち、特に撮像部を小型軽量することができ、回路規模の小さい構成でありながら、容量の大きい撮像信号の伝送を確実に行うことができる撮像装置（内視鏡システム）を得ることができる。
なお、本第８の実施形態は、上述した第１の実施形態の撮像装置を内視鏡装置（内視鏡システム）に適用したものとしたが、これ限らず、上述した第２～第５の実施形態の撮像装置を適用するものであってもよい。
＜第９の実施形態＞
次に、本発明の第９の実施形態について説明する。
この本発明の第９の実施形態は、上述した第１の実施形態の撮像装置（撮像装置１Ａ：図１参照）を、いわゆるドローンと称される無人飛行体（移動体）に適用したことを特徴とする。
図１４は、本発明の第９の実施の形態である撮像装置を適用したドローン（移動体）の構成を示すブロック図である。
図１４に示すように、ドローン５１は、リモートコントロールでの飛行、またはＧＰＳ等に基づく自律飛行を行う小型の無人飛行体であり、例えば地上におけるリモートコントローラからの指示信号、または、ＧＰＳ信号を受信して飛行を行う。
本実施形態においてドローン５１は、飛行のための各種機構部（公知のプロペラ等）の他、ドローン制御部５３と、ドローン本体に装着されたカメラ５２と、当該カメラ５２とドローン制御部５３とを接続する導波路３０と、を有する。
ドローン制御部５３は、ドローン全体の制御を行う本体制御部、当該本体制御部の制御下に例えばプロペラのモータ駆動制御を行う飛行制御部、例えばジャイロ等の各種センサおよび電源等、公知の構成部を有して構成される。さらに本実施形態においてドローン制御部５３は、第１の実施形態における第２ユニット２０Ａと同様の機能を有する第２ユニット２０Ｊを有する。
一方、カメラ５２は、前記本体制御部に制御され、被写体を撮像して映像信号を生成する撮像部を有する第１ユニット（撮像ユニット）１０Ｊを配設する。この第１ユニット１０Ｊは、第１の実施形態における第１ユニット１０Ａと同様の機能を有し、上述した撮像部１０１と、処理送信部１０２とを有する（図１参照）。
すなわち第９の実施形態に係るドローン５１においても、第１ユニット１０Ｊにおける撮像部１０１は、被写体像を入光する撮像光学系１０１１と、撮像素子１０１２とを有する。撮像素子１０１２は、撮像光学系１０１１の後方に配設され、被検体像を撮像して光電変換により所定の映像信号を出力する。
なお、前記撮像素子１０１２は、本実施形態においては、例えば、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサであって、かつ、いわゆるフルハイビジョン相当以上の画素数である２００万画素以上の画素数を有するイメージセンサを採用する。
また、上述したように本実施形態においてドローン制御部５３は、第１の実施形態における第２ユニット２０Ａと同様の機能を有する第２ユニット２０Ｊを有する。この第２ユニット２０Ｊは、第１の実施形態における第２ユニット２０Ａと同様に、ミリ波搬送波を生成するミリ波搬送波生成部２０２と、前記第１ユニット１０Ｈから出力された前記映像信号が重畳されたミリ波変調信号を元に映像信号を取得する復調部２０３と、前記取得した映像信号に対して所定の処理を施す映像処理部２０１と、を有する。
さらにドローン５１は、ドローン本体に装着したカメラ５２に配設した前記第１ユニット１０Ｊにおける撮像部１０１と、ドローン制御部５３における前記第２ユニット２０Ｊにおける映像処理部２０１との間において、前記撮像部１０１から当該映像処理部２０１に至るまで延設された信号伝送路を備える。
本第９の実施形態に係るドローン５１においては、前記信号伝送路をミリ波またはサブミリ波（以下、場合により代表してミリ波と記載する）を通す、第１の実施形態と同様の導波路３０により構成される。
なお、本実施形態のドローン５１においては、上述した信号伝送路としての導波路３０と共に、ドローン制御部５３とカメラ５２との間において、カメラを駆動するための信号等の各種通信機能を備える線路も併せて配設されてもよい。
本第９の実施形態に係るドローン５１においても、第１の実施形態と同様に、第２ユニット２０Ｊにおけるミリ波搬送波生成部２０２は、図示しない発振素子または発振回路において生成された所定の基準信号に基づいてミリ波搬送波を生成し、導波路３０に向けて出力する。具体的にミリ波搬送波は、例えば、前記基準信号を逓倍することにより生成される。
一方、第１ユニット１０Ｊにおける処理送信部１０２は、前記導波路３０を経由して前記第２ユニット２０Ｊにおけるミリ波搬送波生成部２０２において生成されたミリ波搬送波を受信し、撮像部１０１で生成した前記映像信号を当該ミリ波搬送波に重畳してミリ波変調波（ミリ波変調信号）を生成し、当該ミリ波変調信号を前記導波路３０に向けて送信する。
さらに第２ユニット２０Ｊにおける復調部２０３は、第１ユニット１０Ｊにおける処理送信部１０２において生成された前記ミリ波変調信号を、導波路３０を経由して受信し、ミリ波搬送波生成部２０２において生成された信号を利用して前記撮像部１０１で生成された前記映像信号を再生（復元）する。
＜第９の実施形態における導波路３０＞
本第９の実施形態のドローン５１において前記導波路３０は、上述したように、例えば可撓性の導波管により構成され、すなわち、図２～図４に示すように、長手方向に誘電率が均一になるように延出された可撓性の内部誘電体３０１と、前記長手方向に連続的に延出された前記誘電体の外周を覆い、可撓性金属層である外導体３０２とを有する導波管により構成される。
そして、本第９の実施形態のドローン５１においても前記導波路３０は、上述したように例えば可撓性の導波管により構成され、カメラ５２に配設された第１ユニット１０Ｊとドローン制御部５３に配設された第２ユニット２０Ｊとを結ぶ信号伝送路であって、少なくとも一部がミリ波またはサブミリ波を伝搬する導波路である。
すなわち、本実施形態における導波路３０は、ドローンに装着されたカメラに配設された撮像部１０１を含む第１ユニット１０Ｊと、当該カメラが接続されるドローン制御部５３における映像処理部を含む第２ユニット２０Ｊとを結ぶ信号伝送方式として、従来用いられてきた、リードワイヤによる信号伝送方式に代わり、ミリ波またはサブミリ波（おおよそ３０～６００ＧＨｚの周波数を有する電波）を通す導波路（可撓性導波管）による信号伝送方式を新たに提案するものでもある。
＜第９の実施形態の効果＞
本第９の実施形態のドローン５１によれば、カメラ５２に配設された撮像部１０１を含む第１ユニット１０Ｊと、当該カメラが接続されるドローン制御部５３における映像処理部を含む第２ユニット２０Ｊとを結ぶ信号伝送方式として導波路３０を採用すると共に、信号送信に用いるミリ波搬送波の元となる基準信号を生成する生成部（発振部）をドローン制御部５３側の映像処理ユニットに有することで、ミリ波またはサブミリ波（おおよそ３０～６００ＧＨｚの周波数を有する電波）での画像伝送を可能とすると共に、ドローンに装着されたカメラの大幅な小型・軽量化を実現できる。
さらに、基準信号の周波数安定度に対する要求を大幅に緩和することで、基準信号生成部の回路規模を大幅に小さくしつつも、高速な撮像信号を適切に伝送できる。すなわち、特に撮像部を小型軽量することができ、回路規模の小さい構成でありながら、容量の大きい撮像信号の伝送を確実に行うことができる撮像装置（ドローン撮像システム）を得ることができる。
なお、これら本第９実施形態に示す如き移動体の効果は、当該第９の実施形態におけるドローンに限らず、広く自動車または航空機といった移動体において広く得られるものである。即ち、カメラを搭載し得る移動体全般において、本実施形態が示すカメラの大幅な小型・軽量化、および高速撮像信号の適切な伝送は、製品の価値を高める効果を有するものといえる。
なお、本第９の実施形態は、上述した第１の実施形態の撮像装置をドローンと称される無人飛行体（移動体）に適用したものとしたが、これ限らず、上述した第２～第５の実施形態の撮像装置を適用するものであってもよい。
＜第１０の実施形態＞
次に、本発明の第１０の実施形態について説明する。
この本発明の第１０の実施形態は、上述した第１の実施形態の撮像装置（撮像装置１Ａ：図１参照）を移動体である、カメラ搭載型自動車に適用し、特に撮像部１０１を含む第１ユニットを複数搭載したことを特徴とする。
図１５は、本発明の第１０の実施の形態である撮像装置を適用した移動体（カメラ搭載型自動車）の構成を示すブロック図である。
図１５に示すように、本実施形態においてカメラ搭載型自動車（以下、単に自動車と記す）６０は、走行のための各種機構部の他、複数の監視用カメラ６１～６６と、中央電子制御ユニット６７と、これらを接続する導波路３０を有する。
ここで監視用カメラ６１は前方特に車両近くの周辺を監視する前近方監視カメラであり、監視用カメラ６２、６３はドアミラーの如く側方から後方を監視する側後方監視カメラであり、監視用カメラ６４、６５は前方を立体で監視する前方３Ｄカメラであり、監視用カメラ６６は後方を監視する後方カメラである。
中央電子制御ユニット６７は、エンジン制御ＥＣＵ（電子制御ユニット）、トランスミッション制御ＥＣＵ、充電制御ＥＣＵ、スタート＆ストップ制御ＥＣＵなどの各種ＥＣＵ（電子制御ユニット）の情報やりとりを統括し、自動車の動作全体を広く制御する。中央電子制御ユニット６７にとって、監視用カメラ６１～６６は各種制御を行うためのセンサに当たる。
一方、監視用カメラ６１～６６は、前記中央制御ユニット６７に制御され、自動車６０の周囲を撮像して映像信号を生成する撮像部を有する第１ユニット（撮像ユニット）１０Ｋ１～１０Ｋ６を配設する。この第１ユニット１０Ｋ１～１０Ｋ６は、第１の実施形態における第１ユニット１０Ａと同様の機能を有し、上述した撮像部１０１と、処理送信部１０２とを有する（図１参照）。
すなわち第１０の実施形態に係る自動車６０においても、第１ユニット１０Ｋ１～１０Ｋ６における撮像部１０１は、被写体像を入光する撮像光学系１０１１と、撮像素子１０１２とを有する。撮像素子１０１２は、撮像光学系１０１１の後方に配設され、被検体像を撮像して光電変換により所定の映像信号を出力する。
なお、前記撮像素子１０１２は、本実施形態においては、例えば、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサであって、かつ、いわゆるフルハイビジョン相当以上の画素数である２００万画素以上の画素数を有するイメージセンサを採用する。
また、上述したように本実施形態において中央制御ユニット６７は、第１の実施形態における第２ユニット２０Ａと同様の機能を有する第２ユニット２０Ｋを有する。この第２ユニット２０Ｋは、第１の実施形態における第２ユニット２０Ａと同様に、ミリ波搬送波を生成するミリ波搬送波生成部２０２と、前記第１ユニット１０Ｋ１～１０Ｋ６のそれぞれから出力された前記映像信号が重畳されたミリ波変調信号を元に映像信号を取得する復調部２０３と、前記取得した映像信号に対して所定の処理を施す映像処理部２０１と、を有する。
さらに自動車６０は、監視カメラ６１～６６に配設した前記第１ユニット１０Ｋ１～１０Ｋ６における撮像部１０１と、中央制御ユニット６７における前記第２ユニット２０Ｋにおける映像処理部２０１との間において、前記撮像部１０１から当該映像処理部２０１に至るまで延設された信号伝送路を備える。
本第１０の実施形態に係る自動車６０においては、前記信号伝送路をミリ波またはサブミリ波（以下、場合により代表してミリ波と記載する）を通す、第１の実施形態と同様の導波路３０により構成される。なお、前記導波路３０は、前記の通り前記撮像部１０１から当該映像処理部２０１に至るまで延設されるが、図１５に示すが如く信号伝送路の途中に分岐点６８を設けることで信号を分岐し、導波路３０を設置する距離を抑えている。
ここで前記分岐点６８は、導波路３０をＴ字型に分岐する構造を組み合わせて実現できる。この分岐では、必要に応じてサーキュレータ、アイソレータまたは周波数フィルタなどの既知の部材を組み合わせることで、必要な接続性能を調整することもできる。
本実施形態の自動車６０においては、上述した信号伝送路としての導波路３０と共に、中央電子制御部６７と監視カメラ６１～６６との間において、監視カメラを駆動するための信号等の各種通信機能を備える線路も併せて配設されてもよい。また、同じく信号伝送路には分岐点６８を設けたが、分岐点６８を設けずに、中央電子制御部６７と監視カメラ６１～６６との間をそれぞれ直接に導波路３０によって接続しても良い。
本第１０の実施形態に係る自動車６０においても、第１の実施形態と同様に、第２ユニット２０Ｋにおけるミリ波搬送波生成部２０２は、図示しない発振素子または発振回路において生成された所定の基準信号に基づいてミリ波搬送波を生成し、導波路３０に向けて出力する。具体的にミリ波搬送波は、例えば、前記基準信号を逓倍することにより生成される。
一方、第１ユニット１０Ｋ１～１０Ｋ６における処理送信部１０２は、前記導波路３０を経由して前記第２ユニット２０Ｊにおけるミリ波搬送波生成部２０２において生成されたミリ波搬送波を受信し、撮像部１０１で生成した前記映像信号を当該ミリ波搬送波に重畳してミリ波変調波（ミリ波変調信号）を生成し、当該ミリ波変調信号を前記導波路３０に向けて送信する。
さらに第２ユニット２０Ｋにおける復調部２０３は、第１ユニット１０Ｋ１～Ｋ６における処理送信部１０２において生成された前記ミリ波変調信号を、導波路３０を経由して受信し、ミリ波搬送波生成部２０２において生成された信号を利用して前記撮像部１０１で生成された前記映像信号を再生（復元）する。
＜第１０の実施形態における導波路３０＞
本第１０の実施形態の自動車６０において前記導波路３０は、上述したように、例えば可撓性の導波管により構成され、すなわち、図２～図４に示すように、長手方向に誘電率が均一になるように延出された可撓性の内部誘電体３０１と、前記長手方向に連続的に延出された前記誘電体の外周を覆い、可撓性金属層である外導体３０２とを有する導波管により構成される。
そして、本第１０の実施形態の自動車６０においても前記導波路３０は、上述したように例えば可撓性の導波管により構成され、監視用カメラ６１～６６に配設された第１ユニット１０Ｋ１～１０Ｋ６と中央電子制御ユニット６７に配設された第２ユニット２０Ｋとを結ぶ信号伝送路であって、少なくとも一部がミリ波またはサブミリ波を伝搬する導波路である。
すなわち、本実施形態における導波路３０は、自動車に装着された監視用カメラに配設された撮像部１０１を含む第１ユニット１０Ｋ１～１０Ｋ６と、当該カメラが接続される中央電子制御ユニット６７における映像処理部を含む第２ユニット２０Ｋとを結ぶ信号伝送方式として、従来用いられてきた、リードワイヤによる信号伝送方式に代わり、ミリ波またはサブミリ波（おおよそ３０～６００ＧＨｚの周波数を有する電波）を通す導波路（可撓性導波管）による信号伝送方式を新たに提案するものでもある。
＜第１０の実施形態の効果＞
本第１０の実施形態の自動車６０によれば、第９実施例において示したカメラの大幅な小型・軽量化、および高速な撮像信号の適切な伝送の実現といった効果を更に高めることができる。即ち、自動運転の実現に向けた動きなど高精細な映像伝送の重要性が以前よりも高まり、自動車１台当たりの撮像ユニット利用数も増える中で、信号送信に用いるミリ波搬送波の元となる基準信号を生成する生成部（発振部）を中央電子制御ユニット６７側の映像処理ユニットに共通して有することで、前記基準信号の生成部（発振部）を複数の撮像ユニットがそれぞれ有する必要が無くなり、自動車１台あたりの小型化、軽量化に寄与できる。
なお、本第１０の実施形態は、上述した第１の実施形態の撮像装置を移動体である、カメラ搭載型自動車に適用したものとしたが、これ限らず、上述した第２～第５の実施形態の撮像装置を適用するものであってもよい。
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変えない範囲において、種々の変更、改変等が可能である。
１Ａ：撮像装置
１０Ａ：第１ユニット
１０１：撮像部
１０１２：撮像素子
１０２、１０２Ａ、１０２Ｂ：処理送信部
１０３：電力生成部
１０４：クロック生成部
１０５：撮像制御信号受信再生部
２０Ａ：第２ユニット
２０１：映像処理部
２０２：ミリ波搬送波生成部
２０３：復調部
２０４：遅延回路
３０：可撓性導波管（導波路）
３０１：内部誘電体
３０２：外導体

Claims (12)

  1. 被検物を撮像して映像信号を生成する撮像部を有する第１ユニットと、
    前記映像信号に対して所定の処理を施す映像処理部を有する第２ユニットと、
    前記第１ユニットと前記第２ユニットとの間に設けられ、ミリ波またはサブミリ波を伝送する導波路と、
    前記第２ユニットに配設され、所定の基準信号に基づいてミリ波搬送波を生成するミリ波搬送波生成部と、
    前記第１ユニットに配設され、前記導波路を経由して前記第２ユニットにおける前記ミリ波搬送波生成部において生成された前記ミリ波搬送波を受信し、前記撮像部で生成した前記映像信号を当該ミリ波搬送波に重畳してミリ波変調波を生成し、当該ミリ波変調波を前記導波路に向けて送信する処理送信部と、
    前記第２ユニットに配設され、前記第１ユニットにおいて生成された前記ミリ波変調波を、前記導波路を経由して受信し、前記撮像部で生成された前記映像信号を再生する復調部と、
    を備え、
    前記第２ユニットは、前記ミリ波搬送波生成部と前記復調部との間に配設された遅延回路をさらに有し、
    前記遅延回路は、前記導波路と同等長さの線路であり、当該遅延回路を通過する信号に対して、前記導波路を経由する往復の信号伝達時間と同等の時間遅れを生じさせるように設定されたことを特徴とする撮像装置。
  2. 前記第１ユニットは、前記導波路を経由して受信した前記ミリ波搬送波の一部から前記撮像部を駆動するための電力を生成し、当該電力を前記撮像部に供給する電力生成部を、
    さらに有する
    ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
  3. 前記第１ユニットは、前記導波路を経由して受信した前記ミリ波搬送波の一部から当該第１ユニット内の動作基準信号となるクロック信号を生成し、当該クロック信号を前記撮像部に供給するクロック生成部を、さらに有する
    ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
  4. 前記第２ユニットは、所定の撮像制御信号を生成する撮像制御部をさらに有し、
    前記第１ユニットは、前記導波路を経由して前記撮像制御部において生成された前記撮像制御信号を受信すると共に再生しさらに当該再生した前記撮像制御信号を前記撮像部に供給する撮像制御信号受信再生部を、さらに有する
    ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
  5. 前記導波路は、
    長手方向に誘電率が均一、かつ、長手方向の断面が同一形状を呈する線状の誘電体と、
    前記誘電体の外周を覆う位置に配設された外導体と、
    を有し、６０ＧＨｚ近傍以上のミリ波またはサブミリ波以上の周波数帯域の電波を伝導する導波管により構成される
    ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
  6. 前記導波管における前記外導体は、金属と樹脂との複合材料を有する平箔糸を組み紐状に編んで形成される
    ことを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
  7. 前記処理送信部は、ＯＯＫ（ＯＮ－ＯＦＦ Ｋｅｙｉｎｇ）またはＡＳＫ（Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）による変調器を含み構成される
    ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
  8. 前記処理送信部は、直交振幅変調（ＱＡＭ＝Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）による変調器を含み構成される
    ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
  9. 前記第１ユニットは、前記撮像部の振れ補正を行う振れ補正機構をさらに有する
    ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
  10. 請求項１に記載の撮像装置を含むことを特徴とする内視鏡装置。
  11. 請求項１に記載の撮像装置を含むことを特徴とする移動体。
  12. 前記撮像部を複数有することを特徴とする請求項１１に記載の移動体。
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