JPH03289779A - 低消費電力撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は信号読出しを行わない期間における撮像手段で
の電力消費を低減する低消費電力撮像装置に関する。

［従来技術］ 近年、ＣＯＤ　（電荷結合素子）等の固体撮像素子を用
いた撮像装置が種々提案されている。又、特殊な撮像装
置として、前記固体撮像素子を用いた内視鏡も種々提案
されている。このような内視鏡に於いてＣＣＤと一体又
は別体に色フィルタを設ける方法と、３原色光を順次切
換えてｃｃＤに照射する方法が知られている。これらの
詳細な構成については、例えば特開昭５１−６５９６２
及び特開昭５５−５４９３３号公報に記載されている。

又、これら装置の固体Ｉｌ搬像子周辺の実装及び出力信
号の伝送に関しては、例えば本出願人による実公昭５７
−１９１２２及び特開昭６１−６１５８８号公報に詳し
く記載されている。

第１５図は例えば特開昭５１−６５９３２号に開示され
たものと類似した従来の電子内視鏡装置１を示す。

この電子内視ｌ［装置１は、電子スコープ２と、この電
子スコープ２に照明光を供給する光源部３及び電子スコ
ープ２の撮像手段に対する信号処理を行う信号処理部４
を内蔵したビデオプロセッサ（装置本体とも呼ぶ）５と
、信号処理部４で信号処理して生成した標準的な映像信
号を表示するカラーモニタ６とから構成される。

上記電子スコープ２は、細長の挿入部７を有し、この挿
入部７の後端に太幅の操作部８が形成されている。挿入
部７内には照明光を伝送するライトガイド９が挿通され
、操作部８から延出されたライトガイド９の端部を光源
部３に装着することにより、光源部３から照明光が供給
される。

即ち、ランプ１１から発せられた白色光は、レンズ１２
で集光され、モータ１３によって回転駆動される回転フ
ィルタ１４を通すことにより、この回転フィルタ１４の
周方向に取付けられた赤くＲ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の
各波長域の光を透過する色透過フィルタ１５Ｒ，１５Ｇ
、１５Ｂが光路中に順次介装されることによって、ＲＧ
Ｂシーケンシャル光に変換される。このＲＧＢ　（シー
ケンシャル）光は、レンズ１６により集光され、ライト
ガイド９の一方の端面に照射される。このライトガイド
９によって、ＲＧＢ先は伝送され、スコープ先端部１７
側の端面からざらに照明レンズ１８を経て被写体側に出
射される。

被写体からの反射光は、スコープ先端部１７に取付けら
れた対物レンズ１９によって、その焦点面に配設された
固体撮像素子としてのＣ０Ｄ２１に被写体像を結ぶ。こ
のＣ０Ｄ２１によって光電変換され、被写体像に対応し
た電荷として蓄積される。

上記Ｃ０Ｄ２１は、ビデオプロセッサ５内のＣＣＤドラ
イバ２２からのＣＣＤドライブ信号の印加により、電荷
が続出され、この読出された信号はバッファアンプ２３
により電流増幅され、スコープ２内、つまり挿入部７内
及び操作部８から延出されたコード内を挿通された伝送
ケーブル２４を経てビデオプロセッサ５内のブリプロセ
ス回路２５に伝送される。

このブリプロセス回路２５では、ＣＣＤドライブ信号の
水平転送りロックと同期してＣＯＤ　２１から出力され
た信号からベースバンド信号を抽出し、ブリプロセス回
路２５内の図示しないガンマ回路でガンマ補正が行われ
る。このガンマ補正された信号は、Ａ／Ｄコンバータ２
６によってディジタル信号に変換され、同時化のための
Ｒ，Ｇ。

Ｂ）ｔ−ｆ：＋）２７Ｒ，２７Ｇ、２６ＥｌｉｌＪＩ１
部２８の制御信号で順次書込まれる。

例えば、赤の色透過フィルタ１５を通した赤の照明光の
もとでＣＣＤ２１で光電変換された信号はＲメモリ２７
Ｒに書込まれる。

これらメモリ２７Ｒ，２７Ｇ、２７Ｂに一時的に書込ま
れ各信号は、同時に読出されて同時化されたディジタル
ＲＧＢ信号に変換され、これらディジタルＲＧＢ信号は
Ｄ／Ａコンバータ２９Ｒ９２９Ｇ、２９Ｂによって、標
準的なアナログＲＧＢ信号に変換される。これらＲＧＢ
信号は視覚的に鮮鋭度を改善するためのエンハンス回路
３１Ｒ１３１Ｇ、３１Ｂに入力され、輪郭強調が行われ
た後、バッフ７アンプ３２Ｒ，３２Ｇ、３２Ｂを経てカ
ラーモニタ６に出力され、被写体像がカラー表示される
。

尚、制御部２８には、同期信号発生器３３から同期信号
が入力され、この同期信号と同期してＡ／Ｄコンバータ
２６のＡ／Ｄ変換、メモリ２７Ｒ２２７Ｇ、２７Ｂのリ
ード／ライト、Ｄ／Ａコンバータ２９Ｒ，２９Ｇ、２９
ＢのＤ／Ａ変換、モータ１３の回転速度、ＣＣＤドライ
バ２２のドライブ信号のタイミングの制御を行う。

この図に示す従来例を含めて、一般に電子内視鏡装置で
は、電子スコープ２を体腔内に挿入して、各種の部位を
診断或いは処置具等を用いて処置することが行われる。

これらの機能を十分に発揮できるようにするために先端
径及び硬性部長は細く、短いことが要求され、このため
使用できる固体撮像素子の大きさが制約される。この制
約から、固体撮像素子の画素数も制約されることになる
。また、患者データ等、必要とされる情報を見易く表示
するためにも、観察モニタにおいて、固体撮像素子で撮
像した被写体像を全画面に表示することは行われず、こ
の従来例では通常行われている場合と同様に第１６図に
示すように１／２程度の表示すイズで表示される。尚、
第１６図において画面の左側には上記患者データ等が同
時に表示されるようにしである。

又、この従来例では白黒（モノクロ）の固体撮像素子（
具体的にはＣ０Ｄ２１）を用いてＲ，Ｇ。

Ｂの３原色光をシーケンシャルに照射する、いわゆる面
順次方式を採用しているので、適正な明るさで観察でき
る距離範囲を確保するために照明期間を長くして１フレ
ーム／フィールド当りでの照明光量を大きくすることが
望ましく、Ｃ０Ｄ２１からは高速で信号読出しを行って
、読出し期間を短くし、読出した信号を同時化のための
Ｒ，、Ｂメモリ２７Ｒ，２７Ｇ、２７Ｂに一時書込み、
該Ｒ，Ｇ、Ｂメモリ２７Ｒ，２７Ｇ、２７Ｂから読出す
時に標準のビデオ信号速度で読出すようにしている。

ところで、第１５図のスコープ２内のＣ０Ｄ２１の出力
信号の伝送系は第１７図のようになる。

スコープ先端部１７からビデオプロセッサ（本体装置）
５に至る伝送ケーブル２４の長さは、通常２ｍから３ｍ
程度であり、この間を特性の劣化を極力少なくして伝送
する為に、同軸ケーブル２４が使用され、この同軸ケー
ブル２４をドライブするためにＣＣＤ２１の直近に配設
したエミッタフォロワ接続のトランジスタ３４及びエミ
ッタ抵抗Ｒ１からなるバッフ７アンブ２３が必要となる
。

Ｃ０Ｄ２１の信号出力端はトランジスタ３４のベースに
接続され、ＣＣＤ２１の電源端及びトランジスタ３４の
コレクタは電源［１３５を介して図示しない電源回路の
電源端＋Ｖｃｃに接続されている。

上記同軸ケーブル２４の特性インピーダンスは通常５０
Ωから７５Ω程度であり、エミッタと同軸ケーブル２４
の一端との間に介装した抵抗Ｒとビデオプロセッサ５側
の同軸ケーブル２４の端部とアース間に接続した抵抗Ｒ
はマツチング抵抗である。

ところで、特性的に数ＭＨｚの帯域を有するＣ０Ｄ２１
の出力信号を５０Ωから７５０のケーブル２４で伝送す
るためには、バッファアンプ２３を構成するトランジス
タ３４に数ｍＡから数十ｍＡの電流を流す必要があり、
この電流によるパワー消費はトランジスタ３４とエミッ
タ抵抗Ｒ１による消費の和、つまりＰ＝Ｉｃ　ｘＶｃｅ
＋Ｉｅ　ｘＲｌとなって、その発熱量が直近に配設され
たＣＣＤ２１の温度上昇をもたらす。ここでＩｃはトラ
ンジスタ３４のコレクタ電流、Ｖｃｅはコレクタ・エミ
ッタ間電圧、ｌｅはエミッタ電流である。

［発明が解決しようとする問題点］ 一般にＣ０Ｄ２１等の固体撮像素子は温度上昇と共に、
暗Ｎ流が増加し、画質の劣化を招く。通常、この固体撮
像素子の動作保証温度は絶対最大定格としてほぼ５５℃
前後であり、特に高画素数のものであって、複数の水平
転送方式の固体撮像素子では上記バッフ７アンプ２３が
複数回路必要となり、この絶対最大定格の上限温度範囲
を越えてしまう事があった。

上述のように従来方式にあっては伝送ケーブル２４の駆
動用バッファアンプ２３による発熱が大きくなり、暗電
流の増加による画質の劣化を招いたり、固体ＩＩＩＷＡ
素子の絶対最大定格の上限温度範囲を越えてしまい寿命
を短くしてしまうという致命的なダメージを与えるとい
う問題があった。

本発明は上述した点にかんがみてなされたもので、伝送
される信号に対する特性を確保でき、固体撮像素子のバ
ラフッ手段での発熱を低減化できる低消費電力搬像装置
を提供することを目的とする。

［問題点を解決する手段及び作用］ 本発明では、固体撮像素子と、その付近に設けられたバ
ッファ手段と、該バッファ手段で電流増幅された信号を
信号処理手段側に伝送する信号伝送ケーブルとを備えた
撮像装置において、前記バッファ手段を固体撮像素子に
対する信号読出しを行わない非読出し期間での電力消費
を低くする電力消費低減化手段を設けることにより、バ
ッファ手段での電力消費を低減化して固体撮像素子の温
度上昇を抑えたり、暗電流を低減化できるようにしてい
る。

［実施例コ 以下、図面を参照して本発明を具体的に説明する。

第１図ないし第５図は本発明の第１実施例に係り、第１
図は第１実施例における信号伝送系の主要部を示し、第
２図は第１実施例の全体構成を示し、第３図はＣＯＤの
概略の内部構造を示し、第４図はスイッチ回路の具体的
構成例を示し、第５図は第１実施例の動作説明図を示す
。

第２図に示すように第１実施例の撮像装置としての電子
内視鏡装置４１は、第１５図に示す従来例において、バ
ッファアンプ２３の電源端がスコープ２内を挿通された
電源線４２を介してビデオプロセッサ５内に設けたスイ
ッチ回路４３の一端に接続され、このスイッチ回路４３
の他端は図示しない電源回路の電源端ＶＣＣに接続され
ている。

このスイッチ４３は例えばＩＪ　８部２８からの切換を
行う制御信号により、ＯＮ／○「Ｆされる。

又、第１５図に示すＣ０Ｄ２１の代りに第３図にその概
略を示す内部構造のＣＣＤ４４が用いである。

従来技術の所で説明したように、ＲＩｌのために用いる
固体撮像素子（この実施例ではＣＣＤ４４）の大きさは
細く短いス］−ブ先端部１７内に収納できることが必要
とされるので、この実施例では小型化等に適した第３図
に示すＣＣＤ４４を用いている。

このＣＣＤ４４は、バーチャルフエーズ構造により、電
極が１１ｉ構造であることに加えて、ブルーミング抑制
に、ＯＦＤ　（オーバーフロードレイン）の必要のない
独自の方法を用いており、現在実現されているイメージ
センサの中では最も小型である。又、温度上昇による暗
ｉｆ流の増加も他の方式のＣＯＤに比べ少ない利点を有
している。

第３図において、イメージエリアは光電変換して電荷と
して蓄積する機能と、パラレル転送機能とを備え、パラ
レル転送りロックφｐの印加により水平（横）方向の１
イラン画素分づつ垂直方向に転送され、最も下の１ライ
ン画素分の電荷はシリアルレジスタに転送される。この
シリアルレジスタに転送された電荷はシリアル転送り０
ツクφＳの印加により、１画素ごとの電荷が電荷検出回
路５０により電圧信号に変換され、信号出力端からバッ
ファアンプ２３を構成するトランジスタ３４のベースに
順次出力される。

尚、イメージエリアには黒レベルの基準値を与えるため
に、通光されたダークリファレンスエリアが設けである
。

又、イメージエリアにはアンチブルーミング信号φＡＢ
Ｇにより、ブルーミングが抑制される。

又、パラレル転送りロックφｐは、シリアルレジスタに
残った電荷をダンプドレインに移すゲートにも印加され
る。

上記ＣＣＤ４４の電荷検出回路５０の電源端は電源線３
５と接続され、電源電圧ＶＣＣが印加され、サブストレ
ートはＧＮＤに接続される。

この第１実施例におけるＣＣＤ４４から出力される信号
をビデオプロセッサ５側に伝送する伝送系の構成を第１
図に示す。（第３図では送電端側を示す。） 第１図に示す伝送系は、第１７図に示す伝送系において
、Ｃ０Ｄ２１の代りにＣＣＤ４４を用い、トランジスタ
３４のコレクタを電源線４２、スイッチ回路４３を介し
て電源端ＶＣＣに接続した構造になっている。

上記スイッチ回路４３は、例えば第４図（ａ）に示すバ
イポーラトランジスタ５１及び抵抗５２で構成したり、
同図（ｂ）に示す電界効果型トランジスタ（ＦＥＴ）５
３で構成することができる。

トランジスタ５１のコレクタは電源端ＶＣＣに接続され
、エミッタは電源線４２を介してバッファアンプ２３を
構成するトランジスタ３４のコレクタに接続され、ベー
スは抵抗５２を介して制御部２８と接続されている。こ
の制御部２８は、第５図（Ｃ）に示す信号読出し期間と
同期した同図（ｄ）に示す制御信号を出力し、この制御
信号によりトランジスタ５１を０Ｎ１０ＦＦして、バッ
ファアンプ２３（のトランジスタ３４）に電力を供給し
たり、電力供給を停止する。

つまりトランジスタ５１は、信号読出し期間ではＯＮさ
れてトランジスタ３４に電力を供給して、バッファアン
プ２３の本来の機能（同軸ケーブル２４を介して受電端
側に信号伝送を行い得るように電流増幅する機能）を行
い、信号読出し期間以外の期間（非読出し期間と記す。

）ではトランジスタ５１がＯＦＦにされて電力が供給さ
れなくなり、この非読出し期間ではトランジスタ３４の
コレクタ・エミッタ間にｔ流が流れなくなり、バッファ
アンプ２３での電力消費をほぼ零にできるようにしてい
る。

第４図（ｂ）に示すＦＥＴ５３を用いてスイッチ回路４
３を形成した場合には、例えばＮチャンネルのエンハン
スタイプＭＯ８形ＦＥＴのドレインは電源端ＶＣＣに、
ソースは電源線４２を介してバッファアンプ２３に、ゲ
ートは制御部２８に接続され、制御信号によりソース・
ドレイン間が０Ｎ１０ＦＦされる。接合形のＦＥＴを用
いて制御信号を０Ｎ１０ＦＦさせても良い。

その他の構成は第１５図に示す従来例と同一であり、同
一構成要素には同符号で示しである。

次にこの第１実施例の作用を以下に説明する。

この第１実施例は面順次方式の電子内視ｌ！装置４１で
あり、第５図（ａ）に示すように、垂直同期信号に同期
して、回転カラーフィルタ１４はモータ１３により回転
されるので、被写体は色透過フィルタ１５Ｒ，１５Ｇ、
１５Ｂを透過したＲ、Ｇ。

Ｂの色光でシーケンシャルに照明され、従ってＣＣＤ４
４はこれらの各色光のもとでの成分画像の電荷が蓄積さ
れることになる。これを第５図（ｂ）ではＲ露光、Ｇ露
光、Ｂ露光で示している。色透過フィルタ１５Ｒ，１５
Ｇ、１５Ｂが照明光路中に介装されていない各連光期間
では、第５図（Ｃ）に示すようにＣ０Ｄ４４に蓄積され
た電荷を読出す信号読出し期間となり、ＣＯＤドライバ
２２からのドライブ信号によりＣＣＤ４４から電荷が読
出される。

第５図に示す状態は、露光期間と信号読出し期間とがほ
ぼ等しい場合、つまり露光期間と信号読出し期間はこれ
らを合わせた全期間のほぼ５０％であることを示してい
る。

上記信号読出し期間に同期して、制御部２８は、スイッ
チ回路４３に第５図（ｄ）に示す制御信号を出力し、信
号読出し期間のみスイッチ回路４３をＯＮＬで、バッフ
ァアンプ２３に電力を供給し、ＣＣＤ４４から読出され
た信号をバッフ７アンプ２３で電流増幅して低インピー
ダンスに変換し、同軸ケーブル２４を経て受電端に接続
されたプリプロセス回路２５に伝送する。この伝送され
た信号は信号処理部４で信号処理されて標準的な映像信
号に変換され、カラーモニタ６で被写体像をカラー表示
する。

この信号読出し期間から露光期間（又は非読出し期間）
になると、スイッチ回路４３はＯＦＦとなり、バッフ７
アンプ２３には電力が供給されなくなり、この期間バッ
フ７アンプ２３での電力消費は殆ど零となる。信号読出
し期間は非読出し期間とほぼ等しいので、バッファアン
プ２３での電力消費量は従来例に比べてほぼ１／２に低
減化でき、発熱量もこれと等しい値に低減化できる。

このバッファアンプ２３での発熱量を大幅に低減化でき
るので、特に小さいスペース内にバッファアンプ２３と
ＣＣＤ４４とが接近して配設されるような実装が行なわ
れる場合、ＣＣＤ４４が加熱されて温度上昇することを
有効に抑制できることになる。

従って、この第１実施例によればＣＣＤ４４の暗電流の
増大を抑制でき、映像信号の劣化を防止でき、Ｓ／Ｎの
良い画像を得ることができることになる。又、温度上昇
を抑制できるので、ＣＣＤ４４が最大定格の温度以上に
加熱されるのを防止でき、ＣＣＤ４４の熱破損とか寿命
の低下を防止できることになる。

尚、非信号読出し期間にバッファアンプ２３への電力供
給を停止しても、信号を転送する必要がないので問題は
ない。しかし、例えば非信号読出し期間から信号読出し
期間へ切換を行った場合又はこの逆の切換を行った場合
、バッフ７アンブ２３に供給される電源電圧にトランジ
ェント部分が発生して、伝送信号にスパイク状ノイズが
発生する場合には、第５図（ｄｏ）に示すように、信号
読出し期間より少し前に制御信号をアクティブにすると
共に、信号読出し期間後、少し経過するまでアクティブ
に保つようにすれば良い。この場合には、スパイク状ノ
イズが伝送系に発生しても、信号の取込みは行われない
ので支障ない。

又、第６図に示すようにスイッチ回路４３の負荷側端子
にスパイク状ノイズの発生を防止する為の抵抗５５ａ及
びコンデンサ５５ｂからなる積分回路５５を設けるよう
にしても良い。この場合のスイッチ回路４３への制御信
号は、第５図（ｄｏ）を用いたり、立上がりはこの図（
ｄｏ）と同じで立下がりは同図（（１）と一致させても
良い。

第７図は本発明の第２実施例における撮像系及びバッフ
ァ手段を示す。

この第２実施例は、第２図に示す第１実施例において、
ＣＣＤ４４の代りに第７図に示すＣ０Ｄ６１が用いてあ
り、このＣＣＤ６１に対応したバッファアンプ６２を用
いている。

第７図に示すＣＣＤ６１は、第３図に示すＣＣＤ４４と
同じバーチャルフエーズ構造による、より高画素化を図
ったＣＯＤである。一般に面順次方式の電子内視ａ装置
においては、ＣＯＤからの読出し時間によって体絞内被
写体への照明時間が決定されており、読出し時間は直接
的にシステムの明るさを左右している。本実施例のＣＣ
Ｄ６１では高画素でありながら読出し時間の短縮を行え
るように、第１及び第２シリアルレジスタからなる２つ
のシリアルレジスタを備えている。

これら第１及び第２シリアルレジスタには、イメージエ
リアの各ラインの奇数画素及び偶数画素が転送され、転
送された奇数画素及び偶数画素はシリアル転送りロック
φＳ＾、φＳＢにより順次シリアル転送され、電荷検出
回路５０Ａ、５０Ｂを経て信号出力端０ＵＴＡ、０ＵＴ
Ｂから第１バツフアアンプ２３Ａ１第２バツフアアンプ
２３Ｂにそれぞれ出力される。

上記第１．第２バッフ７アンブ２３Ａ、２３Ｂは同一回
路構成であり、第１実施例のバッファアンプ２３を２組
設けてバッファアンプ６２が形成されている。

第１及び第２バッファアンプ２３Ａ、２３Ｂを構成する
両トランジスタ３４Ａ、３４Ｂのコレクタは接続され、
電源線４２を介してビデオプロセッサ５内のスイッチ回
路４３の一端に接続され、このスイッチ回路４３の他端
は電源端ＶＣＣに接続されている。

このスイッチ回路４３は、第１実施例と同様にｍ１ｌｌ
　１１１部２８からの制御信号によって０Ｎ１０ＥＦ制
御される。

この第２実施例では、２つのシリアルレジスタを用いる
ことにより、１つのシリアルレジスタの場合よりも読出
し時間を半分に短縮でき、照明用１ＩＩ（ｉｌｌ光間間
を長くして、Ｓ／Ｎの良い明るい画像を得られるように
している。

２つのシリアルレジスタを設けたために、第１及び第２
バッファアンプ２３Ａ、２３Ｂが必要となり、２つのバ
ッファアンプ２３Ａ、２３Ｂでの電力消費あるいは発熱
量は１つのバッファアンプ２３の場合の倍となる。

この実施例では、第１及び第２バッファアンプ２３Ａ、
２３Ｂをそれぞれ構成するトランジスタ３４Ａ、３４Ｂ
の各コレクタをスイッチ回路４３を経て電源端ＶＣＣに
接続して、第５図（ｄ）又は（ｄｏ）のように、少なく
とも信号読出し期間にＯＮして電力が供給されるように
し、非読出し期間にはＯＦＦして電力が供給されるのを
停止して、発熱量の低減化を図っている。

上記各バッファアンプ２３Ａ、２３Ｂで電流増幅された
信号は、それぞれ同一ケーブル２４Ａ。

２４Ｂを経てビデオプロセッサ５内の信号処理部に入力
される。

この実施例の信号処理部は、例えば２つのブリプロセス
回路（図示略）を有し、各ブリプロセス回路でベースバ
ンドの信号を生成し、その後サンプルホールドのタイミ
ングを半画素弁ずらしたサンプルホールド処理した両信
号を加算し、１ラインの画素信号を生成し、第２図に示
すＡ／Ｄコンバータ２６を経て各メモリ２７Ｒ，２７Ｇ
、２７Ｂに一時書込まれる。

その他は第１実施例と同様の構成である。

この第２実施例によれば、画素数が多くなった場合に特
に顕著になり易い暗電流の増大とか発熱量の増大による
温度上昇を友好に防止できる。

尚、第１及び第２実施例におけるスイッチ回路４３とし
ては第４図に示すものに限らず、これらをＩＣ化して汎
用のアナログスイッチでも良い。

又、スイッチ回路４３をＯＮした場合におけるスイッチ
回路４３のＯＮ抵抗による電圧降下が問題となる場合に
は、電気接点を有するメカニカルなリレーを用いても良
い。

第８図は本発明の第３実施例の電子内視鏡装置７１を示
す。

この第３実施例は、第１図に示す第１実施例において、
モザイクフィルタ７２が取付けられたＣ０Ｄ７３を内蔵
した同時式電子スコープ２′と、白色光を出鋼する光源
部３′及び同時方式の信号処理部４′からなるビデオプ
ロセッサ５′と、カラーモニタ６とから構成される。

上記光源部３′は、光源ランプ１１の白色光をコンデン
サレンズ１６によりライトガイド９に供給している。こ
のライトガイド９により伝送された白色光で照明された
被写体は対物レンズ１９によってＣ０Ｄ７３に結像され
る。この結像される光学像は色分離フィルタによって光
学的に色分離される。

しかして、ＣＯＤドライバ２２からのドライブ信号によ
り、Ｃ０Ｄ７３から読出され、バッファアンプ２３、同
軸ケーブル２４を経て信号処理部４′内の輝度信号生成
回路７４及び色信号生成回路７５に入力され、それぞれ
輝度信号Ｙと色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙが生成され、輝度
信号は混合器７６で文字信号発生回路７７からの文字信
号と加算されて色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙ及び同期信号と
共に、エンコーダ７８に入力され、コンポジットビデオ
信号に変換され、カラーモニタ６に入力される。

この実施例では、ランプ１１は常時発光され、被写体は
ライトガイド９を経て常時照明されている。従って、こ
の実施例に用いられているＣＣＤ７３はイメージエリア
に垂直転送レジスタを設けたインクライン転送型のＣＣ
Ｄが用いてあり、またＣ０Ｄ７３は１フイールド毎に垂
直転送を行えるタイプである。

この実施例でのモニタ表示例は第９図（ａ）に示すよう
に、モニタ画面の右側寄りの中央部に内視鏡画像８１が
表示され、左側等には文字信号発生回路７７を経て患者
データ等を表示できるようにしである。

又、第１実施例と同様に、Ｃ０Ｄ７３の出力信号を増幅
するバッフ７アンブ２３は、スイッチ回路４３を介して
電力の供給が制御される。

この実施例では第１０図（ｂ）に示すように、Ｃ０Ｄ７
３は常時露光される。

一方、第１０図（ａ）に示す垂直同期信号に同期して、
第９図（ａ）の内視鏡画像８１を表示するタイミングＴ
１でＣＣＤ７３には１フイ一ルド分の信号を読出すドラ
イブ信号が印加される。このタイミングＴ１は第９図（
ｂ）のＴ１にほぼ相当し、内視鏡画像８１の表示が終了
するＴ２のタイミングでドライブ信号は出力されなくな
る。

このＴ１から１２までが第１０図（Ｃ）に示す信号読出
し期間となり、この信号読出し期間に同期して、同図（
ｄ）に示すように制御信号が出力され、バッファアンプ
２３には電力が供給され、ＣＣＤ７３から出力される信
号を増幅し、同軸ケーブル２４を経て受電端側に伝送す
る。

上記信号読出しが行われない非読出し期間では、制御信
号は出力されなくなり、バッファアンプ２３には電力が
供給されないので、この期間での電力消費は殆ど零とな
る。

尚、上記非読出し期間でも患者データ等の信号は出力さ
れ、モニタ画面は第９図のように表示されることになる
。

この第３実施例の効果は第１実施例とほぼ同様である。

第１実施例で説明したように、信号読出し期間と一致し
て制御信号を出力した場合、スパイク状ノイズが伝送信
号に混入する場合には、第１０図（ｄ゛）に示すように
すれば良い。

尚、第９図（ａ）から分るように内視鏡画像８１は水平
方向の右側に表示されるので、この内視鏡画像８１に対
応する映像信号は各水平期間の後半部分に出力され、前
半部分側ではＣ０Ｄ７３から信号が出力されない。

従って、第１０図（ｄ）に示す制御信号の出力期間にお
いても第９図（ｄ）に示すように内視鏡画像８１に対応
する映像信号が実際にＣ０Ｄ７３から読出される期間（
時刻ｔ１からｔ２まで）のみ制御信号を出力させるよう
にすることができる。

尚、制御信号を信号読出し期間に一致させると、スパイ
ク状ノイズが発生して映像信号に悪影響が生じる場合に
は、前述のように制御信号の出力期間を広げたり、第９
図（ｄ゛）に示すように立上がり及び立下がりを遅クシ
た制御信号を出力して、スパイク状ノイズの発生を抑圧
するようにしても良い。

第１１図は本発明の第４実施例の主要部を示す。

上述の各実施例では、Ｃ０Ｄ４４．６１．７３とバッフ
ァアンプ２３．６２の各々に電源線３５゜４２を必要と
し、これら電源１１３５．４２をスコープ内に挿通しな
ければならない。又、バッファアンプ２３．６２のエミ
ッタ抵抗Ｒ１をＣＣＤ４４．６１．７３の近くに設けて
いるので、この抵抗Ｒ１での電力消費ＩｅＸＲ１が発生
してしまう。

これら２点を改善したのが、この実施例である。

例えば第１実施例において、エミッタ抵抗Ｒ１をビデオ
プロセッサ５内の受電端側に移して（移した抵抗をＲ１
’で表わす。〉この抵抗Ｒ１′での電力消費による発熱
がＣＣＤ４４に影響しないようにし、スイッチ回路４３
をこの抵抗Ｒ１と直列に設けてｌ１ｆｆｌ線４２を削減
している。

つまり、同軸ケーブル２４の受電端はスイッチ回路４３
及びエミッタ抵抗Ｒ１’の直列回路を介して接地され、
このスイッチ回路４３と抵抗Ｒ１の接続点は、直流阻止
コンデンサＣ１を介してブリプロセス回路２５の入力端
に接続される。

一方、バッファアンプ２３を構成するトランジスタ３４
のコレクタは、電源線３５に接続される。

その他の構成は第１実施例と同様である。

この構成によれば、信号読出し状態ではＣＣＤ４４の出
力信号はバッファアンプ２３を構成するトランジスタ３
４により低インピーダンスに変換され、同軸ケーブル２
４、スイッチ回路４３を経て抵抗Ｒ１′、コンデンサＣ
１、抵抗Ｒからなる受動素子に供給される。ここで抵抗
Ｒ１’　は第１実施例におけるエミッタ抵抗Ｒ１に対応
し、バッファアンプを線形に動作させるための直流バイ
アス電流を流すためのものとなる。

一方、この抵抗Ｒ１と直列のコンデンサＣ１及び抵抗Ｒ
は交流成分、つまりＣＣＤ４４の出力信号を受けるため
の終端抵抗〈終端素子）となる。

この実施例では、１本の電源線３５とし、ビデオプロセ
ッサ５側で信号伝送のための同軸ケーブル２４をバイア
ス’１２１１の流路として兼用させ、その受電端に介装
したスイッチ回路４３を０Ｎ１０ＦＦすることにより、
実質上バッファアンプ２３への電力の供給を制御する。

つまり、ＯＮ時には本来のバッファアンプの機能を行わ
せ、ＯＦＦ時には実質上電力が供給されないようにして
いる。

従って、この第１実施例は、第１実施例の効果を有する
と共に、さらに上記２点を改善できる効果を有する。

この第４実施例は、第１実施例に適用したが、他の実施
例にも適用できることは明らかである。

第１２図は第５実施例における主要部を示す。

前述の実施例では、信号読出し期間と一致するように供
給電力を０Ｎ１０ＦＦＬ、た場合には、厳密に考えると
、０Ｎ１０ＦＦの時点でバッファアンプ２３．６２は定
常動作とは異なる過渡的動作を行い、Ｃ０Ｄ４４，６１
．７３から読出された信号に影響を及ぼす虞れがある。

この第５実施例ではこの点を改善するためのものである
。

第１１図に示す第４実施例において、スイッチ回路４３
を抵抗Ｒ１’　とアースとの間に移し、且つこの抵抗Ｒ
１’　より大きな抵抗協の抵抗Ｒ２を抵抗Ｒ１’及びス
イッチ回路４３と並列に設けた構成にしている。

この構成では、非読出し期間では、第１２図に示すよう
にスイッチ回路４３はＯＦＦであり、バイアス電流はＲ
１’　＜Ｒ２の関係の抵抗Ｒ２を介して流れる。

一方、信号読出し時にはスイッチ回路４３はＯＮとなり
、抵抗Ｒ１’及びＲ２の並列合成抵抗を介して正規のバ
イアス電流が流れるようにしてスイッチ回路４３の０Ｎ
１０ＦＦ時にトランジェントな動作状態が生じるのを抑
圧している。

尚、この動作からも明らかなように、第１１図の抵抗Ｒ
１’は第１２図の抵抗Ｒ１’及び抵抗Ｒ２の並列合成抵
抗に対応する。

尚、第１２図のようにする代りに第１１図において、ス
イッチ回路４３をＯＮからＯＦＦ及びこの逆にする場合
、連続的に変化させるようにしても良い。

上述した各実施例では、電気信号で信号伝送を行ってい
るが、第１３図に示す第６実施例のようにファイバケー
ブル９１を用いて信号伝送を行うようにしても良い。

ＣＣＤ４４の出力信号は電流ブースト回路９２で電流増
幅され、ＬＥＤ９３等の発光素子に供給され、電気信号
から光信号に変換される。このＬＥＤ９３の光信号は、
レンズ９４で集光されファイバケーブル９１の一端に供
給される。このファイバケーブル９１によってビデオプ
ロセッサ５に接続された他端まで光信号は伝送され、こ
の他端に対向配置したレンズ９５で集光され、フォトト
ランジスタ９６等の受光素子で受光され、光電変換され
る。このフォトトランジスタ９６のコレクタは電源端Ｖ
ｃｃに接続され、エミッタは抵抗ｒを介して接地される
と共に、プリプロセス回路２５の入力端に接続されてい
る。

尚、電流ブースト回路９２の電源端は、第１実施例と同
様に電源線４２を介してビデオプロセッサ５内のスイッ
チ回路４３の一端に接続されている。

この第６実施例は第１実施例とほぼ同様の作用効果を有
する。

尚、例えば第６実施例において、第１４図に示す変形例
のようにスイッチ回路４３をスコープ側に移し、ＣＣＤ
４４をドライブするドライブ信号線９７ａ、９７ｂを利
用した切換信号で例えばナントゲート９８を介して駆動
するようにしても良い。

上記信号線９７ａ、９７ｂは例えば垂直転送りロックと
水平転送りロックを伝送するもので、ＣＣＤ４４をドラ
イブする場合、両信号は共に“口”となる期間がない信
号線であり、これらの信号線９７ａ、９７ｂは、ビデオ
プロセッサ５内で切換スイッチ９９を介してＣＣＤドラ
イバ２２及び（抵抗ｒｌ、ｒ２を介して〉電源端Ｖｃｃ
に接続される。この切換スイッチ９９は、制御信号によ
って切換えられ、信号読出し期間にはドライバ２２側が
選択され、この状態では共に“口”となる信号レベル期
間がないので、ナントゲート９７の出力は“口”であり
、スイッチ回路４３はＯＮ状態を保持し、電流ブースト
回路９２には電力が供給される。

一方、非読出し期間では、切換スイッチ９９が電源端Ｖ
ｃｅ側に切換えられるので、ナントゲート９８の出力は
“Ｌ”となり、スイッチ回路４３はＯＦＦとなり、電流
ブースト回路９２での電力消費を殆ど零となる。

この変形例によれば電源線４２を省くことができる。

尚、面順次方式の各実施例において、スイッチ回路４３
を０Ｎ１０ＦＦする制御信号は回転カラーフィルタ１４
における照明期間を検出するための図示しないセンサの
出力で生成するようにしても良い。

又、上述した各実施例を部分的に組合わせて興る実施例
を構成することもできる。

尚、本発明はファイバスコープの接眼部にテレビカメラ
を装着したテレビカメラ外付はスコープにも適用できる
。

又、バッファ手段を備えた任意のテレビカメラに適用し
た場合にも、バッファ手段での電力を低減化できる利点
を有する。

尚、本発明は第１及び第２実施例のＣ０Ｄ４４゜６１の
ようなライン転送タイプのＣＣＤに限らず、インクライ
ン転送タイプとかフレームトランスファタイプにも適用
できる。又、ＣＣＤに限らすＢＤＤその他の固体ＩＩ素
子の場合にも適用できる。

［発明の効果］ 以上述べたように本発明によれば固体撮像素子の周辺部
に配設されるバッファ手段に供給される電力をスイッチ
の０Ｎ１０ＦＦ等で低減化する低減化手段と、その低減
化手段を制御する制御手段とを設けて固体撮像素子から
信号読出しを行わない期間、バッファ手段での電力消費
を低減化するようにしているので、固体撮像素子の温度
上昇を防ぎ、この温度上昇に伴う悪影響を防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図は本発明の第１実施例に係り、第１
図は第１実施例におけるＣＣＤ出力信号の信号伝送系の
概略構成図、第２図は第１実施例の全体構成図、第３図
はＣＣＤの概略の内部構成図、第４図（ａ）　、　（ｂ
）はスイッチ回路の具体的構成を示す回路図、第５図は
第１実施例の動作説明図、第６図は第１実施例の変形例
におけるスイッチ回路周辺部を示す回路図、第７図は本
発明の第２実施例における撮像手段周辺部を示す構成図
、第８図ないし第１０図は本発明のＭ３実施例に係り、
第８図は第３実施例の全体構成図、第９図はモニタ画面
等を示す説明図、第１０図は動作説明図、第１１図は本
発明の第４実施例における信号伝送系の概略構成図、第
１２図は本発明の第５実施例における信号伝送系の受電
端周辺部を示す回路図、第１３図は本発明の第６実施例
における信号伝送系部分を示す構成図、第１４図は第６
実施例の変形例の主要部を示す構成図、第１５図は従来
例の全体構成図、第１６図は従来例におけるモニタ表示
例を示す説明図、第１７図は従来例における信号伝送系
の概略構成図である。 ２・・・電子スコープ　　　　３・・・光源部４・・・
信号処理部　　　　　５・・・ビデオプロセッサ６・・
・カラーモニタ　　　　２３・・・バッファアンプ２４
・・・円輪ケーブル ３５．４２−・・電源線 ４１・・・電子内視鏡′＠直 ４４・・・ＣＣＤ ３４・・・トランジスタ ４３・・・スイッチ回路 第１図 第３図 第 ９ 図 （ｂ） 第１１ 図 第１２図 第１３図 第１６図 １、事件の表示 ２８発明の名称 ３、補正をする者 事件との関係 手続補正型（自発） 平成２年１　月３０日 平成１年特許願第３１７１２７＠ 低消費電力撮像装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 被写体を撮像するために用いられ、光電変換機能を有す
   る固体撮像素子と、該固体撮像素子で光電変換された信
   号を出力させるためのドライブ信号を供給するドライブ
   手段と、前記固体撮像素子から出力された信号を少なく
   とも電流増幅するバッファ手段と、該バッファ手段の出
   力信号を伝送するための信号伝送ケーブルと、該信号伝
   送ケーブルで伝送された信号に対し、信号処理してモニ
   タ手段に映像表示するための映像信号を生成する信号処
   理手段とを備えた撮像装置において、前記固体撮像素子
   から信号を出力させる信号読出し期間に対し、信号を出
   力させない非信号読出し期間での前記バッファ手段の電
   力消費を低減化する電力消費低減化手段を設けたことを
   特徴とする低消費電力撮像装置。