WO2020174908A1 - 撮像装置、撮像装置を含む内視鏡装置、撮像装置を含む移動体、撮像ユニットおよび映像処理ユニット - Google Patents

撮像装置、撮像装置を含む内視鏡装置、撮像装置を含む移動体、撮像ユニットおよび映像処理ユニット Download PDF

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Definitions

  • Imaging device endoscopic device including imaging device, moving body including imaging device, imaging unit and video processing unit
  • the present invention relates to an image pickup device, an endoscope device including the image pickup device, a moving body including the image pickup device, an image pickup unit and an image processing unit, and more specifically, to perform radio wave transmission in a millimeter wave band or a submillimeter wave band or more.
  • the present invention relates to an imaging device having a waveguide, an endoscope device including the imaging device, a moving body including the imaging device, an imaging unit, and an image processing unit.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 201 1 _39340 proposes an image pickup device that performs high-speed communication using millimeter waves. Further, Japanese Patent No. 5725222 and Japanese Patent No. 25 1 6 In the specification of No. 140 and Japanese Patent Laid-Open No. 2015 _ 119137, a form of signal transmission using a millimeter wave is proposed.
  • Japanese Patent Laid-Open No. 201 1-39340 discloses an image pickup apparatus having a camera shake correction function.
  • communication using millimeter waves requires high stability of carrier frequency, a complex oscillation circuit with high frequency stability is required, and there is a problem that the unit relating to transmission and reception tends to be large. is there.
  • Japanese Patent No. 5 7 2 5 2 2 2 uses the received signal as an injection signal to generate a demodulation carrier signal that is synchronized with the modulation carrier signal and uses it for demodulation (injection locking method) to meet the frequency stability requirements.
  • This technology uses the received signal as an injection signal to generate a demodulation carrier signal that is synchronized with the modulation carrier signal and uses it for demodulation (injection locking method) to meet the frequency stability requirements.
  • demodulation injection locking method
  • An I/O power transceiver circuit is disclosed.
  • this circuit by arranging a highly stable vibration circuit on the master unit side rather than on the transmitter side (slave unit), we succeeded in simplifying the structure of the slave unit, that is, the signal transmitting side, and reducing the size and weight. doing.
  • Japanese Patent Laid-Open Publication No. 20 1 5 _ 1 9 1 3 7 discloses a communication system using millimeter waves.
  • the main unit since the main unit has an oscillation circuit and the radio waves are propagated in a closed space, the transmission distance is long and the communication speed is high while avoiding an increase in the size of the unit having the image pickup device. Obtainable.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and achieves oscillation of a millimeter-wave communication system while achieving both reduction in size and weight of a unit having an image pickup element, long transmission distance, and high communication speed.
  • An image pickup apparatus includes a first unit having an image pickup unit that picks up an image of a test object and generates a video signal, and a video processing unit that performs a predetermined process on the video signal.
  • a second unit having: a waveguide for transmitting a millimeter wave or a submillimeter wave, the second unit being provided between the first unit and the second unit; A millimeter wave carrier wave generation unit that generates a millimeter wave carrier wave based on a reference signal, and a millimeter wave carrier wave generation unit in the second unit that is disposed in the first unit and that passes through the waveguide.
  • the millimeter-wave carrier generated is received, the video signal generated by the imaging unit is superimposed on the millimeter-wave carrier to generate a millimeter-wave modulated wave, and the millimeter-wave modulated wave is sent to the waveguide.
  • a processing transmission unit for receiving the millimeter wave modulated wave generated in the first unit which is disposed in the second unit, receives the millimeter wave modulated wave through the waveguide, and captures the image.
  • a demodulation unit for reproducing the video signal generated in the image unit.
  • An endoscope apparatus includes the imaging device.
  • a moving object according to one aspect of the present invention includes the imaging device.
  • An imaging unit is an imaging unit connected to a waveguide that transmits a millimeter wave, and includes an imaging unit that captures an image to generate a video signal, and the waveguide.
  • a millimeter wave modulated wave generated by superimposing the video signal generated by the imaging section on a millimeter wave carrier signal received via the millimeter wave modulated wave, and transmitting the generated millimeter wave modulated wave to the waveguide; , With.
  • An image processing unit is an image processing unit that is connected to a waveguide that transmits a millimeter wave, the millimeter wave carrier being generated based on a predetermined reference signal.
  • a millimeter-wave carrier generation unit for sending to the waveguide, and a millimeter-wave modulated wave generated by superimposing a video signal on the millimeter-wave carrier is received via the waveguide and demodulated to reproduce the video signal.
  • a demodulation unit for
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an imaging device according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a main part showing a configuration of a waveguide in the imaging device of the first embodiment.
  • FIG. 3 is an external view showing an outer appearance of an outer conductor formed by braiding flat foil yarns in a waveguide used in the imaging device of the first embodiment in a braided shape.
  • FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of a main part showing a configuration of a flat foil yarn which constitutes an outer conductor in a waveguide employed in the imaging device of the first embodiment.
  • FIG. 5 is a block diagram showing a specific configuration of a processing transmission unit in the first unit in the imaging apparatus of the first embodiment.
  • FIG. 6 is a block diagram showing another configuration example of the processing transmission unit in the first unit in the imaging apparatus of the first embodiment.
  • FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of an imaging device according to a second embodiment of the present invention. ⁇ 02020/174908 6 ((171?2020/001018
  • FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of an imaging device according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of an imaging device according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of an imaging device according to a fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a block diagram showing a configuration of an imaging device according to a sixth embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a diagram showing a configuration of a camera to which an imaging device according to a seventh embodiment of the present invention is applied.
  • FIG. 13 is a block diagram showing a configuration of an endoscope apparatus to which an image pickup apparatus according to an eighth embodiment of the present invention is applied.
  • FIG. 14 is a schematic external view showing a configuration of a moving body (drone) to which an imaging device according to a ninth embodiment of the present invention is applied.
  • FIG. 15 is a schematic external view showing a configuration of a moving object (camera with a built-in camera) to which the imaging device according to the tenth embodiment of the present invention is applied.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an imaging device according to a first embodiment of the present invention. Further, FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a main part showing a configuration of a waveguide in the image pickup device of the first embodiment, and FIG. 3 is a flat view of a waveguide used in the image pickup device of the first embodiment.
  • FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of a main part having a configuration of a flat foil yarn in the waveguide adopted in the image pickup device of the first embodiment.
  • the image pickup apparatus 1 of the first embodiment includes a first unit (image pickup unit) 1 having an image pickup unit 101 for picking up an image of a test object and generating a video signal.
  • a second unit (video processing unit) 20 8 having a video processing unit 20 1 for performing a predetermined process on the video signal, the first unit 10 8 and the above-mentioned
  • a waveguide 30 that transmits a millimeter wave or a submillimeter wave and that is provided between the two units 208.
  • the first unit 10 has the above-described image pickup unit 10 1 and the processing transmission unit 10 2.
  • the image pickup section 101 has an image pickup optical system 1101 for receiving an image of a subject and an image pickup element 1012.
  • the image pickup device 1102 is arranged behind the image pickup optical system 1101 and picks up a subject image and outputs a predetermined video signal by photoelectric conversion.
  • processing and transmitting unit 102 is configured to transmit the second unit via the waveguide 30.
  • the millimeter wave carrier generated in the millimeter wave carrier generation unit in 20 is received, and the video signal generated in the imaging unit 10 1 is superimposed on the millimeter wave carrier, and the millimeter wave modulated wave (millimeter wave modulated signal) is received.
  • the millimeter wave modulated wave millimeter wave modulated signal
  • the first unit 10 is an imaging unit connected to the waveguide 30 that transmits millimeter waves, and the imaging unit 10 1 that captures an image and generates a video signal. And a millimeter-wave carrier wave signal received via the waveguide 30 to superimpose the video signal generated by the imaging unit 10 1 to generate a millimeter-wave modulated wave. And a processing transmission unit 102 for transmitting to 0.
  • the second unit 20 is formed by superimposing the millimeter wave carrier generator 20 2 for generating the millimeter wave carrier and the video signal output from the first unit 10 on top of each other. ⁇ 02020/174908 8 ⁇ (: 171?2020/001018
  • a demodulation unit 203 for acquiring a video signal based on the millimeter wave modulated signal, and the video processing unit 201 for performing a predetermined process on the acquired video signal.
  • the millimeter wave carrier generation unit 202 has an oscillating element or an oscillating circuit not shown in the present embodiment. Then, the millimeter wave carrier generation unit 202 generates and outputs the millimeter wave carrier based on the predetermined reference signal generated in the oscillation element or the oscillation circuit. Specifically, the millimeter wave carrier is generated, for example, by multiplying the reference signal.
  • the millimeter wave carrier generation unit 202 generates the millimeter wave carrier by mixing (up-comparting) another reference signal generated by another oscillation element or oscillation circuit. Good.
  • the demodulation unit 203 receives the millimeter wave modulated signal generated in the processing transmission unit 10 2 in the first unit 10 via the waveguide 30 and outputs the millimeter wave carrier wave generation unit.
  • the video signal generated by the image pickup unit 101 is reproduced (restored) using the signal generated by 202.
  • the elements included in the second unit 208 do not necessarily have to be integrated as a unit.
  • the second unit 20 is an image processing unit connected to the waveguide 30 that transmits a millimeter wave, and generates a millimeter wave carrier based on a predetermined reference signal.
  • Millimeter wave carrier generation unit 202 that sends to the waveguide 30 and the millimeter wave modulated wave generated by superimposing the video signal on the millimeter wave carrier wave is received via the waveguide 30 and demodulated.
  • a demodulation unit 203 which reproduces a video signal.
  • the waveguide 30 is composed of, for example, a flexible waveguide, that is, the dielectric constant is uniform in the longitudinal direction.
  • the extended flexible inner dielectric body 301 and the outer conductor 30 which covers the outer circumference of the dielectric body continuously extended in the longitudinal direction and is a flexible metal layer.
  • the internal dielectric 301 is a linear dielectric having a uniform dielectric constant in the longitudinal direction and the same cross-section perpendicular to the longitudinal direction.
  • the cross section perpendicular to the longitudinal direction has a major axis and a minor axis (for example, oval type).
  • the outer conductor 302 includes a metal foil 302 and a resin film.
  • a plurality of flat foil yarns composed of a composite material with 3 0 2 1 are wound around the outer periphery of the inner dielectric body 3 0 1 at an angle of 45 degrees, for example, and braided. It is formed into a shape.
  • uniform permittivity means that the electric wave (millimeter wave or submillimeter wave) propagating inside the waveguide is uniform in terms of wavelength order. Is. That is, since the permittivity distribution due to the structure different in size by 1 to 2 digits or more than that of the wavelength transmitter does not affect the radio waves propagating inside the waveguide, in the present embodiment, this is also included. It shows that the dielectric constant is uniform.
  • the waveguide 30 is formed of, for example, a flexible waveguide as described above, and connects the first unit 108 and the second unit 208. At least a part of the signal transmission path is a waveguide that propagates millimeter waves or submillimeter waves.
  • the waveguide 30 in the present embodiment includes the image pickup unit (the first unit 10 in the present embodiment) and the image processing unit (the second unit in the present embodiment) in the image pickup device or the like.
  • the lead wire signal transmission method or the optical fiber signal transmission method that has been conventionally used as a signal transmission method for connecting with a millimeter wave or a submillimeter wave (approximately 30 to 600° 1 ⁇
  • millimeter waves and submillimeter waves are defined as millimeters to submillimeters. ⁇ 02020/174908 10 ((171?2020/001018
  • the flexible waveguide of the present embodiment has a small dielectric loss tangent and an appropriate flexibility.
  • a waveguide that includes a dielectric material that satisfies two conditions and is used in the millimeter wave region (including submillimeter wave), and that passes a millimeter wave or a submillimeter wave (hereinafter sometimes referred to as a millimeter wave). It is characterized by being constituted by.
  • the internal dielectric 301 is a linear dielectric having a uniform dielectric constant in the longitudinal direction and the same cross section perpendicular to the longitudinal direction as shown in FIG.
  • a flexible dielectric material such as expanded foam (polytetrafluoroethylene) or expanded polyethylene is used.
  • the internal dielectric 301 is made of a resin material (for example, Tingmi or a non-polar resin such as polyethylene) as a base material and a crystal material (for example, ⁇ a crystal material with a small dielectric loss such as alumina). It is also possible to use a dielectric mixed material in which powdered one) is mixed.
  • a resin material for example, Tingmi or a non-polar resin such as polyethylene
  • a crystal material for example, ⁇ a crystal material with a small dielectric loss such as alumina. It is also possible to use a dielectric mixed material in which powdered one) is mixed.
  • the internal dielectric 3 01 is a first dielectric located relatively inward in a cross section perpendicular to the longitudinal direction and an outer dielectric layer outside the first dielectric in a cross section perpendicular to the longitudinal direction.
  • a second dielectric having a lower dielectric constant than the first dielectric, which is located (and is arranged so as to cover the entire circumference of the outer periphery of the first dielectric).
  • the internal dielectric is a first dielectric formed of crystal powder inside the space of the second dielectric having a space having a continuous tubular shape at the center in the longitudinal direction. Composed of filling the body.
  • the tube-shaped space has a cross-section having a major axis and a minor axis (for example, an oval type). ⁇ 02020/174908 11 ⁇ (: 171?2020/001018
  • the high purity ⁇ 2 ⁇ 3 crystal powder for example, an average diameter having a substantially spherical about 1 8.
  • the first dielectric is an alumina crystal powder, and the shape is maintained by filling the inside of the tube-shaped space in the second dielectric.
  • the second dielectric body is composed of a stretched foamed stencil (a stencil in which continuous pores are formed in the inner portion and the surface by stretching in the longitudinal direction), and a continuous tube is formed at the center in the longitudinal direction. It has a space with a shape.
  • the size (diameter) of the high-purity ⁇ _ 8 ⁇ 2 0 3 crystal in the first dielectric is larger than the size in the continuous pores in the second dielectric, that is, ⁇ 3 ⁇ 4 _ eight ⁇ 2 ⁇ 3 crystals can not pass through the continuous pores.
  • the outer conductor 302 is arranged at a position covering the outer periphery of the inner dielectric body 301 as shown in FIG. 2 and the like, and is configured as a flexible tubular metal layer portion. To be done.
  • the outer conductor 302 is composed of a plurality of strip-shaped flat foil yarns as described above.
  • the strip-shaped flat foil yarn has a rectangular cross section perpendicular to the longitudinal direction, and includes a base layer 3021 containing a non-metal substance such as a resin and a metal substance. It is configured with an enclosing metal foil 302. More specifically, the flat foil yarn employs a resin film having a thickness of 25 (for example, 9o7) as the underlayer, and a copper foil having a thickness of 9 as the metal foil, and has a width of 0.2. It is formed in the shape of a strip.
  • the outer conductor 302 is formed by assembling a plurality (for example, 32) of flat foil threads into a cylindrical braid. Specifically, on the outer peripheral surface of the internal dielectric, the metal foil is arranged on the side in contact with the dielectric and extends so as to be wound, and the flat foil threads of each other form a braided form. like ⁇ 02020/174908 12 ((171?2020/001018
  • the outer conductor 302 includes the predetermined metal layer portion (metal foil) as described above, and the conductivity of the metal foil is set to 5 9 X 10 6 3 / which is equivalent to pure copper. It Although the conductivity is uniquely determined here, the conductivity of the metal layer portion is not limited to this in the present invention, and in the embodiment, it is preferable to use a metal layer having good conductivity.
  • the flat foil yarn which is the outer conductor 302
  • the present invention is not limited to this, and may be configured by another form including a metal layer (for example, a three-layer structure in which the metal layer is sandwiched between resins).
  • the outer conductor 302 is expressed with a predetermined thickness, but as described above, the drawings are schematic and the thickness and width of each member are , The ratio of each member, etc. are different from reality, that is, the outer conductor 302 is actually composed of a sufficiently thin metal foil.
  • the internal dielectric body 301 is configured to easily maintain the cross-sectional shape, which can stabilize the transmission mode of radio waves transmitted inside the dielectric body. It has the effect of being able to.
  • the flexible waveguide 30 has a structure in which a stable cross-sectional shape is extended in the longitudinal direction in the internal dielectric 301, so that the waveguide is guided by an external force applied from the outside. Even if the pipe itself is bent, the increase in transmission loss due to the bending is suppressed, and as a result, the amount of transmission loss is stabilized.
  • the second dielectric is arranged so as to cover the entire outer peripheral portion of the first dielectric, and the first dielectric is And the outer conductor 302 which is a metal layer.
  • the second dielectric has a lower dielectric constant than the first dielectric. That is, the dielectric constant of the first dielectric is higher than that of the second dielectric, and the second dielectric is arranged so as to cover the entire outer peripheral portion of the first dielectric. Therefore, the electromagnetic wave transmitted in the flexible waveguide 30 is Energy can be confined to the first dielectric.
  • the flexible waveguide 30 of the present embodiment it is possible to suppress the occurrence of transmission loss due to the outer conductor 303 that is a metal layer.
  • processing transmission unit 102 in the first unit 10A processing transmission units 102A and 102B
  • FIG. 5 is a block diagram showing a specific configuration of the processing transmission unit in the first unit in the imaging device of the first embodiment.
  • the processing transmission unit 102 in the first unit 10A has a so-called OXK (ON-OFF FF dying) like the processing transmission unit 102A shown in Fig. 5. ), or a modulator based on ASK (Amplitude Shift K e Y ing).
  • the processing transmission unit 102A receives the millimeter wave carrier generated by the millimeter wave carrier generation unit 202 in the second unit 20A through the waveguide 30. It is designed to be incorporated into the circuit in the subsequent stage via the converter and circulator.
  • the processing and transmitting unit 102A superimposes the image pickup signal on the received millimeter wave carrier in the mixer (multiplier) to obtain the millimeter wave modulated signal as the OOK modulated signal or the ASK modulated signal. Obtainable.
  • the millimeter wave modulated signal on which the image pickup signal is superimposed is transmitted to the inside of the waveguide 30 via the mode converter.
  • the processing transmission unit 102 A which is the side that transmits the video signal, does not include a circuit that oscillates a millimeter wave frequency.
  • a transceiver circuit used in a conventional image pickup device as shown in Japanese Patent Laid-Open No. 201 1-39340 and Japanese Patent No. 5 725222 is It is clearly different and greatly contributes to the miniaturization of circuits.
  • the mixer multiplier
  • the mixer is characterized in that it can be configured by an extremely simple circuit, and the circuit can be miniaturized. In other words, communication using ⁇ K modulation or ASK modulation has a great advantage, especially when emphasis is placed on reduction in size and weight.
  • the processing and transmitting unit 102A inserts LNA (Low Noise Amp) for the purpose of signal amplification, but this is omitted unless it is necessary to improve the signal strength. Good.
  • LNA Low Noise Amp
  • the arrangement of the circulator and the mode converter is not limited to this, and a similar function can be obtained by omitting the circulator and having a plurality of waveguides 30, or by replacing with another means. It
  • FIG. 6 shows the processing transmitting unit in the first unit in the imaging apparatus of the first embodiment. It is a block diagram showing other examples of composition.
  • the process transmitting unit 102 in the first unit 10A may have a configuration such as the process transmitting unit 102B shown in Fig. 6 as a modified example.
  • QAM quadrature amplitude modulation
  • the processing transmitting section 102 is generated by the millimeter wave carrier generating section 202 in the second unit 20A, similarly to the configuration of the processing transmitting section 102A described above (see Fig. 5).
  • the millimeter wave carrier is received through the waveguide 30.
  • the processing and transmitting section 102 of this modified example takes in the received millimeter wave carrier into the circuit in the subsequent stage by the mode converter via the circulator. After this, the processing and transmitting unit 10 2M distributes the captured millimeter wave carrier to the distributor. ⁇ 02020/174908 15 ⁇ (: 171?2020/001018
  • the processing and transmitting unit 10 2 receives the one millimeter wave carrier separated by the distributor in the same state in one mixer (multiplier), and the other millimeter wave carrier, After shifting the phase by 4/4 via the phase shifter, the signal is received by the other mixer (multiplier) and then the video signal is superimposed.
  • the processing and transmitting unit 10 2 Min converts the received video signal into a 0 signal required for quadrature amplitude modulation in the Mimi circuit (Mimi 3 36 Band circuit). These 0 signals are respectively received by the mixers (multipliers), modulated wave signals are generated by superimposing the 0 signals respectively, and then added by the combiner. As a result, a millimeter wave modulation signal is generated as a quadrature amplitude modulation (0 1 ⁇ /1) signal.
  • the millimeter wave modulation signal on which the image pickup signal is superimposed is transmitted to the inside of the waveguide 30 via the mode converter and the circulator.
  • the communication by the quadrature amplitude modulation (0/8! ⁇ /1) has a great merit especially when emphasis is placed on speeding up the communication.
  • a processing transmission section 102 including a modulator by ⁇ modulation or 83 ⁇ modulation as shown in Fig. 5 and a quadrature amplitude modulation ( It can be said that the processing and transmitting section 10 2 including the modulator according to 0 1 ⁇ /1) is a particularly useful circuit configuration having different characteristics.
  • the processing and transmitting unit 102 also includes a circulator and a mode converter. ⁇ 02020/174908 16 ⁇ (: 171?2020/001018
  • the millimeter wave carrier generated in the second unit 208 and the first unit 108 are generated by using the circulator.
  • the millimeter wave modulated signal is transmitted and received from one waveguide 30.
  • two mode converters and two waveguides 30 are prepared without using a circular antenna, that is, the millimeter wave.
  • a dedicated mode converter and waveguide may be prepared for the carrier wave and the millimeter wave modulation signal.
  • the processing transmitter 1 0 2 on the side of transmitting a video signal does not include a circuit for oscillating a millimeter wave frequency as in the case of the processing transmitter 1 02, which is the same as the processing transmitter 1. It greatly contributes to miniaturization.
  • this embodiment has been shown so far. Although there are some circuit requirements that are necessary in an actual circuit, this example shows the basic concept and is omitted. In actuality, it is necessary to add and use these omitted elements as necessary.
  • the transmission of the video signal in the image pickup device 1 is performed using millimeter wave radio waves. That is, the video signal is transmitted by superimposing the video signal on the millimeter wave carrier.
  • This millimeter wave carrier is generated in the millimeter wave carrier generator 20 2 in the second unit 208 as described above.
  • the millimeter wave carrier is generated by multiplying a reference signal generated by an oscillation element or an oscillation circuit (not shown).
  • the millimeter wave carrier is generated by mixing (up-comparting) another reference signal generated by another oscillator or oscillator circuit.
  • the second unit 208 (millimeter wave carrier generation unit 202) generates ⁇ 02020/174908 17 ⁇ (: 171?2020/001018
  • the millimeter wave carrier is transmitted into the waveguide 30 via a mode converter (not shown).
  • the millimeter wave carrier generated by the millimeter wave carrier generation unit 202 or the reference signal generated in the process of this generation is also used in demodulation of a video signal as described later.
  • the image pickup element 1 1 0 1 2 picks up the subject image and photoelectrically converts it into a predetermined image. Output a signal.
  • the output from the image sensor 10 12 is output.
  • the video signal is processed and converted into a signal form suitable for millimeter-wave transmission, and is also mixed with a millimeter-wave carrier. As a result, a millimeter wave modulated signal is generated and transmitted to the waveguide 30.
  • the millimeter-wave carrier is the millimeter-wave carrier generated in the second unit 208 described above and received via the waveguide 30. It wasn't generated in 0-8.
  • the millimeter-wave carrier generation unit 20.sub.2 in 0-8 receives the millimeter-wave carrier through the waveguide 30. Then, the received millimeter wave carrier is taken into the circuit in the subsequent stage via the mode converter and the circulator.
  • the processing transmission unit 102 outputs the image pickup signal output from the image pickup unit 1 0 1 in the mixer (multiplier) with respect to the millimeter wave carrier that is captured via the mode converter and the circulator. Superimpose. After that, the processing transmission unit 102 transmits the millimeter wave modulation signal ( ⁇ modulation signal or 3 ⁇ modulation signal) on which the image signal is superimposed toward the inside of the waveguide 30.
  • the millimeter wave modulation signal ⁇ modulation signal or 3 ⁇ modulation signal
  • the millimeter wave carrier generated in the millimeter wave carrier generation section 20 2 in the second unit 208 is similar to the above. ⁇ 02020/174908 18 ⁇ (: 171?2020/001018
  • the received millimeter wave carrier is taken into the circuit in the subsequent stage via the circulator and the mode converter.
  • the processing and transmitting unit 10 2 separates the millimeter wave carrier wave, which has been taken in via the circulator and mode converter, into two lines by the distributor. After that, one of the separated millimeter-wave carriers is guided to one of the mixers (multipliers) as it is, and the other millimeter-wave carrier is shifted in phase by S/4 via the phase shifter. It is guided to the other mixer (multiplier).
  • the mixer in the processing and transmitting section 1 0 2 outputs the separated signals, which are guided to the mixer, to the outputs of the respective mimi circuits (6 3 3 6 3 an ⁇ 1 circuit). Signal including the video signal used in amplitude modulation).
  • the processing transmission section 10 2 transmits the millimeter wave modulation signal (quadrature amplitude modulation signal) on which the image pickup signal is superimposed, toward the inside of the waveguide 30.
  • the millimeter wave modulation signal received in the second unit 208 via the waveguide 30 is introduced into the demodulation unit 203 via a mode converter (not shown). Thereafter, the millimeter wave modulated signal is subjected to detection and demodulation processing in the demodulation unit 203, and the video signal generated in the imaging unit 1101 in the first unit 108 is restored.
  • a signal having the same frequency as the millimeter-wave carrier wave is necessary for the detection/demodulation processing here, that is, the restoration of the video signal.
  • the same second unit is used.
  • a millimeter-wave carrier generation unit 202 provided in the carrier 20 2 introduces a signal having the same frequency as the millimeter-wave carrier or a signal used for its generation and uses it for detection/demodulation processing.
  • the millimeter-wave carrier and the signal used for the detection/demodulation are ⁇ 02020/174908 19 ⁇ (: 171?2020/001018
  • the carrier frequency is not necessarily required to have high stability, so it is easy to reduce the unit involved in transmission and reception.
  • the video signal restored in the demodulation unit 203 is subjected to predetermined processing in the video processing unit 201.
  • the predetermined process includes, for example, a compression process for facilitating handling of a huge amount of video information, a storage or transmission process, or a process for converting the information into a form suitable for image display.
  • Millimeter-wave communication which is a method used in general wireless communication, requires carrier frequencies with high-order stability. This is because the signal cannot be demodulated correctly if there is a difference between the frequency used to carry the signal and the frequency used for demodulation.In the case of millimeter waves, it is necessary to suppress this frequency deviation to below the order. Because there is.
  • the stability of the carrier frequency required here is determined by a crystal oscillator and a frequency multiplication circuit
  • Japanese Patent Laid-Open No. 2 011 1-39340 and Japanese ⁇ 02020/174908 20 ((171?2020/001018
  • the circuit configuration is generally complicated in the millimeter wave communication system, and the system configuration as a whole is also complicated.
  • the first unit image-capturing unit
  • the carrier-wave generating unit oscillating unit
  • the second unit video processing unit
  • the millimeter wave carrier and the signals used for detection/demodulation can be obtained.
  • the requirements for frequency stability have been greatly relaxed. That is, according to the configuration of the present embodiment, it is possible to significantly reduce the circuit scale required for generating a millimeter wave signal included in the imaging device including the first unit and the second unit.
  • the transmission line should be configured so that noise is not easily superimposed. There is a need.
  • the dielectric 3 01 extended so that the permittivity is uniform in the longitudinal direction, and the waveguide extended continuously in the longitudinal direction are provided. It is premised on a waveguide having an outer conductor (metal layer) covering the outer periphery of the dielectric body.
  • the waveguide of the present configuration is extremely hard to receive noise, and thus is not wired in the present invention. Has proved to be the best as a means of radio wave communication (substantially impossible except for this configuration).
  • the second unit includes the generation unit (oscillation unit) that generates the reference signal that is the source of the millimeter wave carrier used for signal transmission. Therefore, in particular, it is possible to realize a drastic reduction in size and weight of the first unit (imaging unit).
  • the image pickup apparatus of the second embodiment has a main configuration similar to that of the first embodiment, except that the second unit includes a delay circuit. Therefore, only the differences from the first embodiment will be described here, and the description of the common parts will be omitted.
  • FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of an imaging device according to a second embodiment of the present invention.
  • the image pickup apparatus 1m of the second embodiment includes a first unit 10m having the same configuration as the first unit 108 of the first embodiment.
  • the difference from the configuration of the first embodiment is that the second unit 20 has a delay circuit 204.
  • This delay circuit 204 receives the signal used by the demodulation section 203 for detection/demodulation (the signal having the same frequency as the millimeter wave carrier or the signal used for its generation). ⁇ 02020/174908 22 ((171?2020/001018
  • It has a function of delaying the signal used for the detection/demodulation before receiving it from the generation unit 202.
  • the millimeter wave carrier it is possible to obtain basically the same frequency as the carrier wave.
  • the frequency of the millimeter wave carrier generated by the millimeter wave carrier generator 202 may fluctuate over time due to the influence of temperature and the like.
  • the millimeter wave carrier used when the millimeter wave modulated wave received by 3 is generated is a signal generated before the time of going and returning through the waveguide 30. If no measures are taken, a frequency shift corresponding to the time-dependent frequency fluctuation may occur during this period.
  • the delay circuit 204 applies a delay corresponding to the time of reciprocating through the waveguide 30 to the signal used by the demodulation unit 203 for detection/demodulation. By doing so, the frequency shift corresponding to the frequency fluctuation with time is compensated.
  • the demodulation section 203 has exactly the same frequency as the carrier component of the millimeter wave modulated signal to be detected/demodulated.
  • the signal used in the detection/demodulation can be obtained.
  • the delay circuit 204 in the second embodiment has a distinctly different function from that of the phase adjuster in the technique described in Japanese Patent Laid-Open No. 2015-191937.
  • the phase adjuster in the Japanese Patent Laid-Open No. 20 15-1 919 3 has a function of aligning the "phases" of the reference signals, while the delay circuit 2 in the second embodiment 0 4 is for using the signals oscillated at the same timing for detection and demodulation, and in other words, has the function of aligning the “time” of the signals used for demodulation.
  • the millimeter wave modulated wave on which the video signal is superimposed is the second unit 2 ⁇ 02020/174908 23 23 (:171?2020/001018
  • the time required for the round trip of the waveguide 30 at the time of receiving the signal from the 0th line (strictly speaking, the time required for processing in the 1st unit 10th line) is delayed.
  • This delay time is a fixed value because it is a wired line with a fixed length.
  • the delay circuit 204 in the second embodiment only needs to generate the delay of this constant value, and can simply realize the function with a line having the same length as the waveguide 30.
  • the stability of detection/demodulation can be further increased.
  • the delay circuit 204 by disposing the delay circuit 204, the carrier frequency inconsistency due to the temporal fluctuation of the millimeter-wave carrier frequency is eliminated, and the detection/demodulation stability, and thus the imaging stability is increased.
  • the device can be obtained.
  • the image pickup apparatus of the third embodiment has a main configuration similar to that of the first embodiment, except that the first unit has a power generation unit. Therefore, only the differences from the first embodiment will be described here, and the description of common parts will be omitted.
  • FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of an imaging device according to a third embodiment of the present invention.
  • the imaging device 1 ( 3 according to the third embodiment includes a second unit 200 having the same configuration as the second unit 208 in the first embodiment. On the other hand, it differs from the configuration of the first embodiment in that the first unit 100 has a power generation unit 103.
  • the power generation unit 10 3 branches the part of the millimeter wave carrier received by the first unit 1 0 ( 3 through the waveguide 30 and receives it. This Has the function of converting electricity into electricity.
  • rectenna is an abbreviation for rect i fy i ng an tenna, and refers to an element that rectifies and converts a high-frequency signal received by an antenna into a direct current to extract electric power.
  • the power generation unit 103 is merely an example, and the effect of the present invention can be obtained by other configurations as long as it has a function of generating power from a millimeter wave carrier.
  • the electric power extracted from the millimeter wave carrier by the electric power generation unit 103 can be used as electric power for driving the imaging device 1012. Note that the electric power for driving the image sensor 10 12 was also required in the first and second embodiments.
  • a power line arranged in parallel with the waveguide although not shown supplies power from the second unit to the first unit, or Power was supplied to drive the image sensor by means such as having a battery inside the unit. This circumstance is the same in the following embodiments that do not have the power generation unit 103.
  • the imaging device of the third embodiment in addition to the effects of the first embodiment, it is possible to realize a simplified structure and a lighter weight of the imaging device. That is, in the first embodiment, it is necessary to provide a power line (not shown) between the first unit and the second unit, or to arrange a battery sufficient for power supply in the first unit. However, in the third embodiment, there is no need to provide the power line or the battery. By eliminating the need for a power line or battery in this way, it is possible to simplify the configuration of the imaging device and reduce its weight.
  • the image pickup apparatus of the fourth embodiment has the same main configuration as that of the first embodiment, except that the first unit includes a clock generation unit. Therefore, only the differences from the first embodiment will be described here, and the description of common parts will be omitted.
  • FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of an imaging device according to a fourth embodiment of the present invention.
  • the imaging device 10 of the fourth embodiment includes a second unit 200 having the same configuration as the second unit 208 of the first embodiment.
  • the difference from the configuration of the first embodiment is that the first unit 100 has a clock generation unit 104.
  • the clock generation unit 104 is required to drive the image pickup device 1102 from the millimeter wave carrier received by the first unit 10 through the waveguide 30. It has a function of generating a clock signal which is a standard reference signal.
  • the clock generation unit 104 As a specific method for the clock generation unit 104 to generate a clock signal, for example, the received millimeter-wave carrier wave is divided ( (Where n is an integer)), there is a method using a frequency divider circuit to generate a frequency suitable for the clock signal.
  • a clock signal is superimposed on the millimeter wave carrier generated by the millimeter wave carrier generator 202 in the second unit 200 by using a mixer not shown, and the clock generator In 104, there is a method of separating (detecting) the clock signal and using this as a clock signal.
  • the clock signal generated by the clock generation unit 104 from the millimeter wave carrier can be used as a reference signal necessary for the operation of the image sensor 1012.
  • the reference signal (clock signal) required for the operation of the image sensor 10 12 is the same as in the first embodiment. ⁇ 02020/174908 26 ⁇ (: 171?2020/001018
  • the second unit is provided by the clock signal line arranged in parallel with the waveguide 30.
  • Supply the reference signal necessary for the operation of the image pickup device 1 0 1 2 by means of supplying a clock signal to the 1st unit or having a circuit for generating a clock signal in the 1st unit. .. This circumstance is the same in the following embodiments that do not have the clock generation unit 104.
  • the imaging device of the present fourth embodiment in addition to the effects of the first embodiment, it is possible to realize simplification and weight saving of the configuration of the imaging device. That is, in the first embodiment, it is necessary to provide a clock line (not shown) between the first unit and the second unit, or to provide a circuit for generating the reference signal in the first unit. However, in the fourth embodiment, there is no need to provide the clock line or the circuit for generating the reference signal.
  • the configuration of the line provided between the first unit and the second unit is eliminated by eliminating the need for a circuit for generating the clock line or the reference signal.
  • the configuration of the image pickup device can be simplified and reduced in weight by simplifying it.
  • the image pickup apparatus of the fifth embodiment has the same main configuration as that of the first embodiment, except that the first unit includes an image pickup control signal receiving/reproducing unit. Therefore, only the differences from the first embodiment will be described here, and the description of common parts will be omitted.
  • FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of an imaging device according to a fifth embodiment of the present invention.
  • the image pickup apparatus 1 of the fifth embodiment has the same structure as that of the first embodiment except that the image pickup control signal receiving/reproducing unit 10 Is different from the point where the second unit 20 has an imaging control unit 205.
  • the imaging control signal receiving/reproducing unit 105 supplies the imaging control signal generated by the imaging control unit 205 in the second unit 20 to the waveguide 3 Receive via 0 and play. In addition, it also has a function of supplying the received and reproduced image pickup control signals to the image pickup device 110.
  • the imaging control signal is generated by the imaging control unit 205 included in the second unit 20 as described above, and the millimeter wave carrier generated by the millimeter wave carrier generation unit 202. And is sent to the waveguide 30.
  • the imaging control unit 205 is newly specified in the fifth embodiment, the part corresponding to the imaging control unit 205 that contributes to the control of the imaging device 1102 is the first The present embodiment to the fourth embodiment also exist, and the image sensor is controlled via a control signal line for controlling the image sensor (not shown) separately from the waveguide 30.
  • the imaging control signal is transmitted by mixing the imaging control signal with a millimeter wave carrier, but there is also a method of transmitting the imaging control signal by time division. is there.
  • the imaging device of the present fifth embodiment in addition to the effects of the first embodiment, it is possible to realize simplification and weight saving of the configuration of the imaging device. That is, in the first embodiment, it was necessary to provide an imaging control signal line (not shown) between the first unit and the second unit, but in the fifth embodiment, the imaging control signal line Eliminates the need for lines.
  • the imaging control signal line is not necessary, the configuration of the line provided between the first unit and the second unit can be simplified, and the imaging device Simplified configuration ⁇ Light weight.
  • the imaging apparatus of the sixth embodiment has a main configuration similar to that of the first embodiment, but the first unit includes a power conversion section, a clock generation section, and an imaging control signal reception/reproduction section. The difference is. Therefore, only the differences from the first embodiment will be described here, and the description of the common parts will be omitted.
  • FIG. 11 is a block diagram showing a configuration of an imaging device according to a sixth embodiment of the present invention.
  • the first unit 10 is the power conversion unit in the third embodiment. 10 3
  • a clock generation unit 10 4 in the fourth embodiment a point having an imaging control signal reception/reproduction unit 10 5 in the fifth embodiment
  • a second unit 20 is an imaging control unit 2 0 5 is different.
  • the image pickup device 1012 is powered by the power conversion unit 1103 provided in the first unit. No need for power line or battery in 1st unit to share.
  • the image pickup apparatus has the image pickup element 1 having the clock generation unit 104 in the first unit. ⁇ 02020/174908 29 ⁇ (: 171?2020/001018
  • the clock signal line for sharing the clock signal with 0 1 2 or the oscillator in the first unit is unnecessary.
  • the first unit has the image pickup control signal receiving/reproducing unit 105, so that the image pickup device 10 The imaging control signal line for transmitting the imaging control signal necessary for controlling 1 and 2 is unnecessary.
  • the waveguide 30 is continuously extended in the longitudinal direction with the internal dielectric 3011 extended so that the dielectric constant is uniform in the longitudinal direction.
  • the outer conductor 30 2 is formed of a waveguide having an outer conductor (metal layer) 30 2 that covers the outer periphery of the extended dielectric body, so that the outer conductor 30 2 can form the first unit 10 and the second unit. Connect with Unit 20 ⁇ Can be a mouth wire.
  • the driving power, the clock signal, the imaging control signal, which is necessary to operate the imaging device 1102, Can be supplied through the waveguide 30.
  • the imaging control signal reception/generation unit 105 is integrated on the same silicon chip by the same process. In other words, they are integrated. However, integration of these functions, improvement in miniaturization and manufacturability, stable contribution of operation, _ body of patterns _ emissions is not limited thereto.
  • the imaging device of the sixth embodiment in addition to the effects of the first embodiment, it is possible to realize a great simplification and weight reduction of the configuration of the imaging device.
  • the line connecting the first unit 10 and the second unit 20 can be the waveguide 30 only.
  • the number of connecting wires is reduced, and manufacturability can be significantly improved.
  • the image sensor 1012 and the clock generator 1 are identical to the sixth embodiment.
  • the imaging control signal reception and generation unit 105 is integrated (integrated) on the same silicon chip by the same 0 1/0 3 process, which improves the manufacturability.
  • the operation of the image pickup device can be stabilized.
  • the seventh embodiment of the present invention is characterized in that the image pickup apparatus according to the first embodiment described above is applied to a camera having a shake correction mechanism for correcting shake of an image pickup section.
  • FIG. 12 is a diagram showing a configuration of a camera according to the seventh embodiment.
  • the camera of the present embodiment has a first unit 10° that performs the same role as the first unit 108 of the above-described first embodiment.
  • This first unit 10° has an image pickup unit 10 1 and a processing transmission unit 10 2 similar to those of the first embodiment.
  • the image pickup unit 1011 includes an image pickup optical system 1011 that receives an image of a subject, and an image pickup device 1012.
  • the image sensor 1 0 1 2 is mounted on the image pickup substrate 1 0 1 3 and is arranged behind the image pickup optical system 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 To do.
  • a known shake correction drive unit 40 for correcting shake of the image pickup device 1012 is disposed beside the image pickup device 11012 in the image pickup unit 101, and The shake of the image sensor 1 0 12 is properly corrected.
  • the process transmission section 102 that fulfills the same role as in the first embodiment is arranged on the back surface side of the image pickup board 1103.
  • this processing transmission unit 102 passes the second unit via a waveguide 30 installed between the unit and a second unit 200 described later.
  • the millimeter wave carrier generated by the millimeter wave carrier generation unit in 2000 is received, and the video signal generated by the imaging unit 101 is superimposed on the millimeter wave carrier and the millimeter wave modulation (millimeter wave modulation) is performed. Signal) and transmits the millimeter wave modulated signal to the waveguide 30.
  • the camera of the seventh embodiment is the same as the second unit of the first embodiment. ⁇ 02020/174908 31 ⁇ (: 171?2020/001018
  • This second unit 20° is arranged behind the image pickup unit 101, and, like the first embodiment, the millimeter wave carrier generation unit 202 for generating the millimeter wave carrier, and A demodulation unit 203 for acquiring a video signal based on a millimeter wave modulated signal on which the video signal output from the first unit 100 is superimposed, and a predetermined process is performed on the acquired video signal. And the video processing unit 201.
  • the millimeter wave carrier generation unit 202 also has an oscillation element or an oscillation circuit (not shown) in the seventh embodiment. Then, the millimeter wave carrier generation unit 202 generates and outputs the millimeter wave carrier based on the predetermined reference signal generated in the oscillation element or the oscillation circuit. Specifically, the millimeter wave carrier is generated, for example, by multiplying the reference signal.
  • the demodulation unit 203 receives the millimeter wave modulated signal generated in the processing transmission unit 10 2 in the first unit 100 through the waveguide 30 and generates a millimeter wave carrier wave.
  • the video signal generated by the imaging unit 10 1 is reproduced (restored) using the signal generated by the unit 20 2.
  • a waveguide 30 is provided between the first unit 100 and the second unit 200.
  • the waveguide 30 is made of, for example, a flexible waveguide as in the first embodiment, that is, the dielectric constant is uniform in the longitudinal direction. And a flexible inner dielectric 301, and an outer conductor that is a flexible metal layer that covers the outer circumference of the dielectric continuously extended in the longitudinal direction.
  • the second unit has a generation unit (oscillation unit) that generates a reference signal that is a source of a millimeter wave carrier used for signal transmission.
  • the size of the 1st unit is significantly smaller. ⁇ 02020/174908 32 ⁇ (: 171?2020/001018
  • Weight reduction can be realized. As a result, it is possible to improve the operation performance of the above-described shake correction drive unit 40 that corrects the shake of the image pickup device 1012.
  • the image pickup unit can be made smaller and lighter, and the image pickup signal having a large capacity can be reliably transmitted while the circuit scale is small, and the shake correction drive unit can operate properly. You can get a camera that can.
  • the image pickup apparatus according to the seventh embodiment is configured such that the image pickup apparatus according to the first embodiment described above is applied to a camera having a shake correction mechanism for correcting shake of the image pickup unit.
  • the invention is not limited to this, and the image pickup apparatus according to the second to fifth embodiments described above may be applied.
  • the image pickup apparatus (image pickup apparatus 1 shown in Fig. 1) of the first embodiment described above is applied to an endoscope apparatus (endoscope system). It is characterized by
  • FIG. 13 is a block diagram showing a configuration of an endoscope apparatus (endoscope system 1) to which an imaging device according to an eighth embodiment of the present invention is applied.
  • the endoscope device (endoscope system) 1 is a so-called upper digestive tract endoscope system. Then, the endoscope system 1 inserts the subject into the body cavity of the subject by inserting the tip into the body cavity.
  • An endoscope 2 having an image pickup unit for picking up an in-vivo image of the subject and outputting an image signal of the subject image, and performing predetermined image processing on the image signal output from the image pickup unit of the endoscope 2.
  • the video processor 3 is equipped with an image processing unit and controls the overall operation of the endoscope system 1, the light source device 4 for generating illumination light to be emitted from the tip of the endoscope 2, and the video processor 3. Display images that have undergone image processing
  • the display device 5 is mainly provided.
  • the endoscope 2 has the above-mentioned image pickup portion internally provided at the distal end portion thereof, and a coin insertion portion 6 constituted by a flexible elongated portion, and various types of connection to the proximal end side of the insertion portion 6
  • An operation unit that receives an input of an operation signal, and a unipersal cord 8 that extends from the operation unit toward the base end side and is connected to the video processor 3 and the light source device 4 are provided.
  • the insertion section 6 is provided at the most distal end portion and has a distal end hard portion 10 that incorporates the imaging section and the like, and is disposed at the proximal end side of the distal end hard portion 10 and is composed of a plurality of bending pieces. It has a curved portion that can be bent freely, and an elongated flexible tube portion that is connected to the proximal end side of the curved portion and that has flexibility.
  • the coining unit 6 is provided with a first unit (imaging unit) 10H having an imaging unit that images a subject to be imaged and generates a video signal in the distal end rigid portion 10.
  • the first unit 10 H has the same function as that of the first unit 10 A in the first embodiment, and includes the above-described image pickup unit 10 1 and the processing transmission unit 10 2. refer graph1) .
  • the image pickup unit 1011 in the first unit 10H includes an image pickup optical system 1101 that receives a subject image. It has an image sensor 1 0 1 2.
  • the image pickup device 1102 is arranged behind the image pickup optical system 1101 and picks up a subject image and outputs a predetermined video signal by photoelectric conversion.
  • the image sensor 1012 is, for example, CMO
  • An image sensor that is an S (Complementary Meta Ixide de Semi conductor) image sensor and that has a number of pixels of 200,000 or more, which is the number of pixels that is equivalent to or greater than what is called full high-definition.
  • the video processor 3 has a function of comprehensively controlling the operation of the entire endoscope system 1 and a function similar to that of the second unit 20 A in the first embodiment. Equipped with 2 units 20H.
  • This second unit 20H is the second unit 20A in the first embodiment. ⁇ 02020/174908 34 ⁇ (: 171?2020/001018
  • a millimeter-wave carrier generation unit 202 for generating a millimeter-wave carrier and a video signal based on a millimeter-wave modulated signal on which the video signal output from the first unit 1 0 1 to 1 is superimposed.
  • a demodulation section 203 for acquiring the above, and a video processing section 201 for performing a predetermined process on the acquired video signal.
  • the endoscope 2 includes the imaging unit 10 1 in the first unit 1 0 !! arranged at the tip of the insertion unit 6 and the second unit 2 0 1 ⁇ in the video processor 3. Between the image processing unit 2101 and the image processing unit 201, the image processing unit 2101 of the video processor 3 passes through the inside of the insertion unit 6, the operation unit, and the universal code 8 respectively. It is equipped with a signal transmission path that extends to 1.
  • the signal transmission path passes through a millimeter wave or a submillimeter wave (hereinafter, referred to as a millimeter wave in some cases). It is configured by the waveguide 30 similar to the embodiment.
  • the universal cord 8 and the insertion section 6 in the endoscope 2 transmit the illumination light generated in the light source device 4 together with the waveguide 30 as the signal transmission path described above.
  • a transmission means for transmitting a predetermined drive signal, etc., a channel hole for letting through a predetermined treatment tool (not shown).
  • Well-known functional means such as the above are provided.
  • the millimeter wave carrier generation unit 202 in the second unit 201 to 1 is shown in the figure.
  • a millimeter wave carrier is generated based on a predetermined reference signal generated in a non-oscillating element or an oscillating circuit, and is output to the waveguide 30.
  • the millimeter wave carrier is generated, for example, by multiplying the reference signal.
  • the processing/transmitting unit 10 2 in the first unit 1 0 1 to 1 1 is connected to the millimeter wave carrier generating unit 2 0 2 in the second unit 2 0 ! To ⁇ 02020/174908 35 ⁇ (: 171?2020/001018
  • the millimeter-wave carrier generated by the image pickup unit 101 is received, the millimeter-wave modulated signal (millimeter-wave modulated signal) is generated by superimposing the video signal generated by the imaging unit 101 on the millimeter-wave carrier, and the millimeter-wave modulated signal is generated.
  • the signal is transmitted to the waveguide 30.
  • the second unit 2 0 1 - demodulator 2 0 3 in 1 the millimeter-wave modulated signal generated in the processing the transmission unit 1 0 2 of the first unit 1 0 1 - 1, the waveguide
  • the video signal generated by the imaging unit 10 1 is reproduced (restored) using the signal received by the millimeter wave carrier generation unit 20 2 via the path 30.
  • the waveguide 30 is constituted by, for example, a flexible waveguide as described above, that is, as shown in FIGS. 2 to 4,
  • a flexible inner dielectric body 301 extending in the longitudinal direction so as to have a uniform dielectric constant and an outer periphery of the dielectric body extending continuously in the longitudinal direction, It is composed of a waveguide having an outer conductor 302 which is a metal layer.
  • the waveguide 30 is composed of, for example, a flexible waveguide as described above, and the distal end portion of the endoscope insertion portion is Is a signal transmission path connecting the first unit 1 0 1 to 1 arranged in the video processor 3 and the second unit 2 0 1 to 1 arranged in the video processor 3, at least a part of which is a millimeter wave or submillimeter wave. It is a waveguide that propagates waves.
  • the waveguide 30 in the present embodiment includes the first unit 1 0 1 to 1 1 including the imaging unit 1 0 1 arranged at the distal end of the endoscope insertion unit, and the endoscope.
  • a signal transmission method using a lead wire or a signal transmission method using an optical fiber which has been conventionally used as a signal transmission method for connecting the second unit 201 to 1 including the video processing unit of the video processor 3
  • millimeter wave or submillimeter wave (approximately This is also a new proposal for a signal transmission method using a waveguide (flexible waveguide) that passes through.
  • the endoscope system is provided at the distal end of the insertion section. ⁇ 02020/174908 36 ⁇ (: 171?2020/001018
  • the image pickup apparatus according to the first embodiment described above is applied to an endoscope apparatus (endoscope system), but the present invention is not limited to this.
  • the image pickup apparatus according to the fifth embodiment may be applied.
  • the image pickup apparatus of the above-described first embodiment is applied to an unmanned aerial vehicle (moving body) called a so-called drone. It is characterized by being applied.
  • Fig. 14 is a block diagram showing a configuration of a drone (moving body) to which an imaging device according to a ninth embodiment of the present invention is applied.
  • the drone 51 is a small unmanned aerial vehicle that performs remote control flight or autonomous flight based on ⁇ 3 etc., for example, an instruction signal from a remote controller on the ground.
  • Or (3 Receive the 3 signal to fly.
  • the drone 51 includes various mechanism parts for flight (known propellers, etc.), a drone control part 53, and a camera mounted on the drone body. 5 2 and a waveguide 30 that connects the camera 52 and the drone control unit 53.
  • the drone control unit 53 is a main body control unit that controls the entire drone, a flight control unit that controls the propeller motor drive under the control of the main body control unit, for example, various sensors such as a gyro and a power source. , It has a well-known component. Further, in this embodiment, the drone control unit 53 has a second unit 20 J having the same function as the second unit 20 A in the first embodiment.
  • the camera 52 is provided with a first unit (imaging unit) 10 J having an imaging unit which is controlled by the main body control unit and images a subject to generate a video signal.
  • the first unit 10 J has the same function as that of the first unit 10 A in the first embodiment, and includes the above-described image pickup unit 10 1 and the processing transmission unit 10 2. refer graph1) .
  • the image pickup unit 1011 in 0J has an image pickup optical system 1011 that receives a subject image and an image pickup device 1012.
  • the image pickup device 1102 is arranged behind the image pickup optical system 1101 and picks up a subject image and outputs a predetermined video signal by photoelectric conversion.
  • the image sensor 1102 is, for example, CMO
  • An image sensor that is an S (Complementary Meta Ixide de Semi conductor) image sensor and that has a number of pixels of 200,000 or more, which is the number of pixels that is equivalent to or greater than what is called full high-definition.
  • the drone control unit 53 has the second unit 20J having the same function as the second unit 20A in the first embodiment.
  • This second unit 20 J is similar to the second unit 20 A in the first embodiment in that it has a millimeter wave carrier generation unit 20 2 for generating a millimeter wave carrier, and the first unit 1 A demodulation unit for acquiring a video signal based on a millimeter wave modulated signal on which the video signal output from 0 H is superimposed, and a video processing unit for performing a predetermined process on the acquired video signal.
  • the drone 5 1 is the imaging unit 10 1 in the above-mentioned 1st unit 10 arranged in the camera 5 2 mounted on the drone body, and the 2nd unit in the drone control unit 5 3.
  • Signal processing path extending from the image pickup section 101 to the video processing section 20.sub.1.
  • the signal transmission path is passed through a millimeter wave or a submillimeter wave (hereinafter, sometimes referred to as a millimeter wave), It is composed of a similar waveguide 30.
  • a signal for driving the camera is provided between the drone control unit 5 3 and the camera 5 2 together with the waveguide 30 as the signal transmission path described above.
  • a line having various communication functions such as the above may also be provided together.
  • the millimeter wave carrier generation unit 202 in the second unit 20 is an oscillator element or an oscillator (not shown).
  • a millimeter wave carrier is generated based on a predetermined reference signal generated in the circuit, and output toward the waveguide 30. Specifically, the millimeter wave carrier is generated, for example, by multiplying the reference signal.
  • the processing transmission unit 102 in the first unit 10" is connected to the millimeter wave carrier generation unit 202 in the second unit 20" via the waveguide 30.
  • the millimeter wave carrier generated is received, the video signal generated by the imaging unit 101 is superimposed on the millimeter wave carrier to generate a millimeter wave modulated wave (millimeter wave modulated signal), and the millimeter wave modulated signal is generated. Is transmitted toward the waveguide 30.
  • the demodulation unit 20 3 in the second unit 20 0 uses the waveguide 30 to convert the millimeter wave modulated signal generated in the processing transmission unit 10 2 in the first unit 10 0 into the waveguide 30.
  • the image signal generated by the imaging unit 101 is reproduced (restored) by using the signal received via the millimeter wave carrier generation unit 202.
  • ⁇ Waveguide 3 0 in the ninth embodiment > ⁇ 02020/174908 39 ⁇ (: 171?2020/001018
  • the waveguide 30 is composed of, for example, a flexible waveguide as described above, that is, in the longitudinal direction as shown in FIGS. 2 to 4.
  • a flexible internal dielectric body 301 that extends so as to have a uniform dielectric constant, and a flexible metal layer that covers the outer circumference of the dielectric body that extends continuously in the longitudinal direction.
  • the waveguide 30 is formed of, for example, a flexible waveguide as described above, and is disposed in the camera 52.
  • the waveguide 30 in the present embodiment is connected to the camera with the first unit 10" including the image pickup section 10 1 arranged in the camera attached to the drone.
  • the millimeter-wave or sub-millimeter wave (approximately 3
  • the first unit 10 including the imaging unit 10 1 arranged in the camera 52 and the drone control unit 5 3 to which the camera is connected.
  • the generation unit oscillation unit
  • the reference signal that is the source of the millimeter wave carrier used for signal transmission.
  • the millimeter wave or the submillimeter wave approximately 30 to 6
  • the camera mounted on the drawer can be made significantly smaller and lighter.
  • an image pickup apparatus (drone image pickup system) that can particularly transmit an image pickup signal having a large capacity while making it possible to reduce the size and weight of the image pickup unit and to have a small circuit scale.
  • the effects of the mobile body as shown in the ninth embodiment are not limited to the drone in the ninth embodiment, but can be widely obtained in mobile bodies such as automobiles and aircrafts. That is, it can be said that, in general mobile units that can be equipped with a camera, the drastic reduction in size and weight of the camera and appropriate transmission of a high-speed imaging signal according to the present embodiment have the effect of increasing the value of the product.
  • the image pickup apparatus of the first embodiment described above is applied to an unmanned aerial vehicle (moving body) called a drain, but the present invention is not limited to this.
  • the image pickup apparatus according to the second to fifth embodiments may be applied.
  • the tenth embodiment of the present invention is applied to a camera-equipped automobile, which is a moving body, of the image pickup apparatus (image pickup apparatus 1: see FIG. 1) of the above-described first embodiment. It is characterized by mounting multiple 1st units including 1.
  • Fig. 15 is a block diagram showing a configuration of a moving object (camera with a built-in camera) to which the imaging device according to the tenth embodiment of the present invention is applied.
  • a camera-equipped vehicle (hereinafter, simply referred to as an automobile) 60 includes a plurality of monitoring cameras 61 as well as various mechanical units for traveling. It has a central electronic control unit 67 and a waveguide 30 connecting them.
  • the surveillance camera 6 1 is a front-to-near surveillance camera that monitors the front, in particular, the vicinity of the vehicle, and the surveillance cameras 6 2 and 6 3 monitor side-to-back, such as a side-view mirror.
  • the cameras for monitoring 6 4 and 6 5 are front 3B cameras for stereoscopically monitoring the front, and the monitoring camera 6 6 is a rear camera for monitoring the rear.
  • the central electronic control unit 67 is an engine control system II (electronic control unit). Controls the exchange of information between various ECUs (electronic control units) such as the transmission control ECU, charging control ECU, start & stop control ECU, etc., and widely controls the overall operation of the vehicle.
  • ECUs electronic control units
  • the monitoring cameras 61 to 66 correspond to sensors for performing various controls.
  • the surveillance cameras 61 to 66 are controlled by the central control unit 67, and have a first unit having an image pickup unit for picking up an image of the surroundings of the automobile 60 and generating a video signal.
  • (Imaging unit) Arrange 10 K 1 to 10 K 6.
  • the first unit 10 K 1 to 10 K 6 has the same function as that of the first unit 10 A in the first embodiment, and has the above-described image pickup unit 10 1 and processing transmission unit 1 0 2 and (see FIG. 1).
  • the image pickup unit 101 at 0 K 1 to 10 K 6 has an image pickup optical system 110 1 for receiving a subject image and an image pickup device 10 12.
  • the image pickup device 1102 is arranged behind the image pickup optical system 1101 and picks up a subject image and outputs a predetermined image signal by photoelectric conversion.
  • the image sensor 1012 is, for example, CMO
  • An image sensor that is an S (Complementary Meta Ixide de Semi conductor) image sensor and that has a number of pixels of 200,000 or more, which is the number of pixels that is equivalent to or greater than what is called full high-definition.
  • the central control unit 67 has the second unit 20 K having the same function as the second unit 20 A in the first embodiment.
  • This second unit 20 K is similar to the second unit 20 A in the first embodiment in that it has a millimeter wave carrier generation unit 202 for generating a millimeter wave carrier and the first unit 10 0.
  • a demodulation unit 203 for acquiring a video signal based on a millimeter wave modulated signal on which the video signal output from each of K 1 to 10 K 6 is superimposed, and a predetermined process for the acquired video signal
  • a video processing unit 201 for performing.
  • the automobile 60 is the first unit installed in the surveillance cameras 61 to 66. ⁇ 02020/174908 42 ((171?2020/001018 Between the image pickup unit 1 0 1 and the image processing unit 2 0 1 in the second control unit 2 0 in the central control unit 67. It is equipped with a signal transmission line that extends to.
  • the signal transmission path is passed through a millimeter wave or a submillimeter wave (hereinafter, sometimes referred to as a millimeter wave), the first embodiment It is composed of a waveguide 30 similar to.
  • the waveguide 30 extends from the image pickup unit 101 to the video processing unit 201 as described above, but as shown in FIG. 15, a branch point is provided in the middle of the signal transmission line.
  • the signal is branched and the distance for installing the waveguide 30 is suppressed.
  • the branch point 68 can be realized by combining a structure in which the waveguide 30 is branched in a T-shape.
  • the required connection performance can be adjusted by combining known components such as circulators, isolators, or frequency filters as required.
  • the waveguide as the signal transmission path described above is used.
  • a line having various communication functions such as signals for driving the surveillance cameras may be provided between the central electronic control unit 67 and the surveillance cameras 61 to 66.
  • a branch point 68 is provided in the signal transmission line, the branch point 68 is not provided, and the central electronic control unit 67 and the surveillance cameras 61 to 66 are directly connected to each other. You may connect by the waveguide 30.
  • the millimeter wave carrier generation unit 202 in the second unit 20 also includes an oscillating element (not shown) or an oscillator, as in the first embodiment.
  • a millimeter wave carrier is generated based on a predetermined reference signal generated in the circuit, and output toward the waveguide 30. Specifically, the millimeter wave carrier is generated, for example, by multiplying the reference signal.
  • the processing transmitter 10 2 passes through the waveguide 30 and the millimeter in the second unit 20 0
  • the millimeter wave carrier generated by the wave carrier generation unit 202 is received by the imaging unit 10 1. ⁇ 02020/174908 43 ⁇ (: 171?2020/001018
  • the millimeter wave modulated wave (millimeter wave modulated signal) is generated by superimposing the video signal on the millimeter wave carrier, and the millimeter wave modulated signal is transmitted to the waveguide 30.
  • the demodulation unit 2 0 3 in the 2nd unit 2 0 has the 1st unit 1 0 ⁇
  • the millimeter wave modulation signal generated in the transmission section 10 2 is received via the waveguide 30 and the signal generated in the millimeter wave carrier generation section 20 2 is used.
  • the video signal generated by the image pickup unit 101 is reproduced (restored).
  • the waveguide 30 is composed of, for example, a flexible waveguide as described above, that is, as shown in FIGS.
  • a flexible inner dielectric layer 301 that extends so that the dielectric constant is uniform, and a flexible metal layer that covers the outer periphery of the dielectric body that extends continuously in the longitudinal direction. It is composed of a waveguide having an outer conductor 302.
  • the waveguide 30 is composed of, for example, a flexible waveguide as described above, and is used in the monitoring cameras 61 to 66.
  • the waveguide 30 includes the first unit 1 0 ⁇ 1 to 1 0 [ ⁇ 6 including the imaging unit 10 1 arranged in the surveillance camera mounted on the automobile.
  • the lead wire signal transmission method that has been conventionally used as the signal transmission method for connecting to the second unit 20 including the image processing unit in the central electronic control unit 67 to which the camera is connected
  • Wave or submillimeter wave approximately 1
  • It also proposes a new signal transmission method using a waveguide (flexible waveguide) that passes through.
  • the effect obtained can be further enhanced.
  • the reference signal generation unit (oscillation unit) is provided in common by the image processing unit on the central electronic control unit 67 side having a generation unit (oscillation unit) that generates a reference signal. This eliminates the need for each imaging unit to contribute to downsizing and weight reduction per vehicle.
  • the image pickup apparatus according to the first embodiment described above is applied to a camera-equipped vehicle that is a moving body, but the present invention is not limited to this.
  • the image pickup apparatus according to the fifth embodiment may be applied.
  • No. 3205 is filed as a basis for claiming priority, and the content of the above disclosure is referred to in the specification and claims of the present application.

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Abstract

撮像部を有する第1ユニット10Aと、映像処理部を有する第2ユニット20Aとの間にミリ波又はサブミリ波を伝送する導波路30を設け、前記第2ユニット20Aに、ミリ波搬送波生成部202と、導波路30を経由して受信した第1ユニット10Aで生成されたミリ波変調波から撮像部で生成された映像信号を再生する復調部203とを設け、一方、前記第1ユニット10Aに、導波路30を経由したミリ波搬送波を受信すると共に撮像部で生成した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導波路30に向けて送信する処理送信部102を設ける。

Description

明 細 書
発明の名称 :
撮像装置、 撮像装置を含む内視鏡装置、 撮像装置を含む移動体、 撮像ユニ ットおよび映像処理ユニット
技術分野
[0001] 本発明は、 撮像装置、 撮像装置を含む内視鏡装置、 撮像装置を含む移動体 、 撮像ユニッ トおよび映像処理ユニッ ト、 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、 撮像ユニッ トおよび映像処理ユニッ ト に関する。
背景技術
[0002] 近年、 いわゆる F T T H (Fiber To The Home) 等の技術により、 1 G b p s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。
[0003] また、 いわゆる F H D (Full High Definition) を超える 4 K . 8 K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。
[0004] このような流れの中で 4 K 8 K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、 4 K 8 K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 ) 、 5 OG b p s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。 [0005] この 5 OG b p s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。
[0006] 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 +G b p s才ーダー以 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。
[0007] 上記のような数 +G b p s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。
[0008] このような状況から、 数 +G b p s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、 日本国特開 201 1 _39340号公報では、 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、 日本国特許第 5725222 号明細書、 日本国特許第 25 1 6 1 40号明細書、 日本国特開 201 5 _ 1 9 1 37号公報では、 ミリ波を利用した信号伝送の形態が提案されている。
[0009] 上述した日本国特開 201 1 —39340号公報には、 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。
[0010] すなわち、 日本国特開 201 1 -39340号公報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。 \¥02020/174908 3 卩(:171?2020/001018
[001 1 ] 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。
[0012] 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。
[0013] 斯様な効果に着目した例として、 日本国特許第 5 7 2 5 2 2 2号明細書に 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
[0014] なお、 同様の対応は日本国特開 2 0 1 1 —3 9 3 4 0号公報中でも指摘さ 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、 日本国特開 2 0 1 1 —3 9 3 4 0 号公報、 日本国特許第 5 7 2 5 2 2 2号明細書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。
[0015] 一方、 日本国特許第 2 5 1 6 1 4 0号明細書においては、 ミリ波を用いた
I 口力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。
[0016] 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 \¥02020/174908 4 卩(:171?2020/001018
題がある。
[0017] また日本国特開 2 0 1 5 _ 1 9 1 3 7号公報においては、 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。
[0018] 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。
[0019] 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、 撮像装置 を含む移動体、 撮像ユニッ トおよび映像処理ユニッ トを提供することを目的 とする
発明の開示
課題を解決するための手段
[0020] 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 卜に配設され、 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 \¥02020/174908 5 卩(:171?2020/001018
像部で生成された前記映像信号を再生する復調部と、 を備える。
[0021] 本発明の一態様の内視鏡装置は、 前記撮像装置を含む。
[0022] 本発明の一態様の移動体は、 前記撮像装置を含む。
[0023] 本発明の一態様の撮像ユニッ トは、 ミリ波を伝送する導波路に接続される 撮像ユニッ トであって、 画像を撮像して映像信号を生成する撮像部と、 前記 導波路を経由して受信したミリ波の搬送波信号に前記撮像部の生成した映像 信号を重畳してミリ波変調波を生成し、 前記生成したミリ波変調波を前記導 波路に送信する、 処理送信部と、 を有する。
[0024] 本発明の一態様の映像処理ユニッ トは、 ミリ波を伝送する導波路に接続さ れる映像処理ユニッ トであって、 所定の基準信号に基づいてミリ波搬送波を 生成して前記導波路に送出するミリ波搬送波生成部と、 前記ミリ波搬送波に 映像信号を重畳することで生成されたミリ波変調波を前記導波路を経由して 受信して復調することで前記映像信号を再生する復調部と、 を有する。
図面の簡単な説明
[0025] [図 1]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]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]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]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]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]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]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。 \¥02020/174908 6 卩(:171?2020/001018
[図 8]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]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]図 1 0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 1 1]図 1 1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]図 1 2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]図 1 3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]図 1 4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]図 1 5は、 本発明の第 1 0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。
発明を実施するための最良の形態
[0026] 以下、 図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
[0027] 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 _部分には同 _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。
[0028] <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 \¥02020/174908 7 卩(:171?2020/001018
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 した要部拡大断面図である。
[0029] 図 1 に示すように、 第 1の実施形態の撮像装置 1 は、 被検物を撮像して 映像信号を生成する撮像部 1 〇 1 を有する第 1ユニッ ト (撮像ユニッ ト) 1 〇八と、 前記映像信号に対して所定の処理を施す映像処理部 2 0 1 を有する 第 2ユニッ ト (映像処理ユニッ ト) 2 0八と、 前記第 1ユニッ ト 1 0八と前 記第 2ユニッ ト 2 0八との間に設けられ、 ミリ波またはサブミリ波を伝送す る導波路 3 0と、 を有する。
[0030] <第 1ユニッ ト 1 0八>
第 1ユニッ ト 1 〇 は、 上述した撮像部 1 0 1 と、 処理送信部 1 0 2とを 有する。 前記撮像部 1 〇 1は、 被検体像を入光する撮像光学系 1 〇 1 1 と、 撮像素子 1 〇 1 2とを有する。 撮像素子 1 0 1 2は、 撮像光学系 1 0 1 1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。
[0031 ] また、 処理送信部 1 0 2は、 前記導波路 3 0を経由して前記第 2ユニッ ト
2〇 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 1 〇 1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
3 0に向けて送信する。 当該処理送信部 1 0 2の具体的な構成については、 後に詳述する。
[0032] このように、 第 1ユニッ ト 1 0 は、 ミリ波を伝送する導波路 3 0に接続 される撮像ユニッ トであって、 画像を撮像して映像信号を生成する撮像部 1 〇 1 と、 導波路 3 0を経由して受信したミリ波の搬送波信号に撮像部 1 0 1 の生成した映像信号を重畳してミリ波変調波を生成し、 生成したミリ波変調 波を導波路 3 0に送信する処理送信部 1 0 2と、 を有する。
[0033] <第 2ユニッ ト 2 0八>
第 2ユニッ ト 2 0 は、 前記ミリ波搬送波を生成するミリ波搬送波生成部 2 0 2と、 前記第 1ユニッ ト 1 0 から出力された前記映像信号が重畳され \¥02020/174908 8 卩(:171?2020/001018
たミリ波変調信号を元に映像信号を取得する復調部 2 0 3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 2 0 1 と、 を有する。
[0034] ミリ波搬送波生成部 2 0 2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 2 0 2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 号を通倍することにより生成される。
[0035] なお、 ミリ波搬送波生成部 2 0 2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 (アップコンパート) することで 前記ミリ波搬送波を生成してもよい。
[0036] 復調部 2 0 3は、 第 1ユニッ ト 1 0 における処理送信部 1 0 2において 生成された前記ミリ波変調信号を導波路 3 0を経由して受信し、 ミリ波搬送 波生成部 2 0 2で生成された信号を利用して前記撮像部 1 0 1で生成された 前記映像信号を再生 (復元) する。
[0037] なお、 前記第 2ユニッ ト 2 0八が含む要素は、 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。
[0038] このように、 第 2ユニッ ト 2 0 は、 ミリ波を伝送する導波路 3 0に接続 される映像処理ユニッ トであって、 所定の基準信号に基づいてミリ波搬送波 を生成して導波路 3 0に送出するミリ波搬送波生成部 2 0 2と、 ミリ波搬送 波に映像信号を重畳することで生成されたミリ波変調波を導波路 3 0を経由 して受信して復調することで映像信号を再生する復調部 2 0 3と、 を有する
[0039] <導波路 3 0 >
また、 図 2、 図 3に示すように前記導波路 3 0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 3 0 1 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 3 0 2とを有する導波管により構成される。 \¥02020/174908 9 卩(:171?2020/001018
[0040] 図 2に示すように、 本実施形態において前記内部誘電体 3 0 1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。
[0041 ] 前記外導体 3 0 2は、 図 4に示すように、 金属箔 3 0 2 2と樹脂フィルム
3 0 2 1 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 3 0 1の外周に対して、 例えば角度 4 5度にて巻き付け 組紐状に組んで形成される。
[0042] 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、 波長才ーダーよりも 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。
[0043] ここで、 本実施形態の撮像装置 1 において採用する導波路 (導波管) 3
0および周辺回路等の構成について、 詳しく説明する。
[0044] 前記導波路 3 0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 1 〇八と第 2ユニッ ト 2 0八とを結 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。
[0045] すなわち、 本実施形態における導波路 3 0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 1 〇 ) と映像処理部 (本実施形態に おいては第 2ユニッ ト 2 0八) 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 3 0〜 6 0 0◦ 1~1 2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。
[0046] 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 \¥02020/174908 10 卩(:171?2020/001018
夕 (〇. 5〜 1 0 111 111程度) の波長をもつ電波を指すものとする。
[0047] <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 3 0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。
[0048] 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。
[0049] <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 3 0 1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 丁 巳 (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。
[0050] 当該内部誘電体 3 0 1は、 あるいは、 母材である樹脂材料 (例えば 丁 巳、 または、 ポリエチレン等の無極性樹脂) と結晶材料 (例えば《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。
[0051 ] 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 3 0 1 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。
[0052] 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) \¥02020/174908 11 卩(:171?2020/001018
を有する。
[0053] 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《_八 丨 23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
Figure imgf000013_0001
1 8、 純度 = 9 9 . 9 9 %以上) を適用する。 この高純度 丨 23結晶粉末 は、 例えば、 平均直径が約 1 8 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。
[0054] 一方、 第 2の誘電体は、 延伸発泡 丁 巳 (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 丁 巳) 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。
[0055] ここで前記第 1の誘電体における高純度《 _八 丨 23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、 <¾ _八 丨 23結晶は、 前記連続気孔を通過し得ない。
[0056] <外導体の構成>
本実施形態において外導体 3 0 2は、 図 2等に示すように、 前記内部誘電 体 3 0 1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 3 0 2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。
[0057] 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 3 0 2 1 と、 金属物質 を包含する金属箔 3 0 2 2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 2 5 の樹脂フィルム (例えば、 9º7) を採用し、 また、 金属箔としては厚さ 9 の銅箔を採用し、 幅〇. 2
Figure imgf000013_0002
の帯状を呈 して形成される。
[0058] また、 外導体 3 0 2は、 本実施形態においては、 複数 (例えば、 3 2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 \¥02020/174908 12 卩(:171?2020/001018
編成されるようになっている。
[0059] なお、 当該外導体 3 0 2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 5 9 X 1 0 6 3 / 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。
[0060] なお、 上述したように本実施形態において外導体 3 0 2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。
[0061 ] なお、 図 2等においては、 外導体 3 0 2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 3 0 2は 、 実際には十分に薄い金属箔により構成される。
[0062] 上述したように、 本実施形態における内部誘電体 3 0 1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。
[0063] さらに可撓性導波管 3 0は、 上述したように、 内部誘電体 3 0 1 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。
[0064] —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 3 0 2とに挟まれる領域に配設される。
[0065] 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 3 0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。
[0066] 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。
[0067] <処理送信部 1 02の具体例 >
次に、 第 1ユニッ ト 1 0 Aにおける処理送信部 1 02の具体的な構成例 ( 処理送信部 1 02A、 1 02 B) について図 5または図 6を参照して説明す る。
[0068] <処理送信部 1 02の第 1の構成例;処理送信部 1 02 A>
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。
[0069] 本第 1の実施形態において第 1ユニッ ト 1 0 Aにおける処理送信部 1 02 は、 図 5に示す処理送信部 1 02 Aの如く、 いわゆる、 〇〇 K (ON-O F F Ke y i n g) 、 または、 AS K (Am p I i t u d e S h i f t K e Y i n g) による変調器を含んで構成される。
[0070] ここで、 処理送信部 1 02 Aは、 第 2ユニッ ト 20 A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ユ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。
[0071] さらに、 処理送信部 1 02 A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 AS K 変調信号としてのミリ波変調信号を得ることができる。
[0072] 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。
[0073] ここで映像信号を送信する側である処理送信部 1 02 A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、 例えば日本国特開 201 1 -39340号公報、 日本国特許第 5 725222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。 [0074] 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、 〇〇 K変調また は AS K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。
[0075] なお、 処理送信部 1 02 Aは、 信号の増幅を目的に、 L NA (L ow N o i s e Am p) 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、 サーキユレータとモード変換機の配置もこれ に限らず、 サーキユ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。
[0076] 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。
[0077] <処理送信部 1 02の第 2の構成例 (変形例) ;処理送信部 1 02 B > 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。
[0078] 本第 1の実施形態において第 1ユニッ ト 1 0 Aにおける処理送信部 1 02 は、 変形例として、 図 6に示す処理送信部 1 02 Bの如き構成を成しても良 い。
[0079] すなわち処理送信部 1 02 Aの変形例である処理送信部 1 02巳は、 いわ ゆる、 直交振幅変調 (QAM = Q u a d r a t u r e Am p l i t u d e Mo d u l a t i o n) による変調器を含んで構成される。
[0080] ここで処理送信部 1 02巳は、 上述した処理送信部 1 02 Aの構成 (図 5 参照) と同様に、 第 2ユニッ ト 20 A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。
[0081] この変形例の処理送信部 1 02巳は、 受信したミリ波搬送波を、 まずサー キユ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 1 02巳は、 取り込んだミリ波搬送波を分配器 \¥02020/174908 15 卩(:171?2020/001018
で 2つの線路に分離する。
[0082] その後、 処理送信部 1 0 2巳は、 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、 移相器を経由してス / 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。
[0083] —方、 処理送信部 1 0 2巳は、 巳巳回路 (巳 3 3 6 B a n d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丨 0信号に変換する。 これ ら 丨 0信号は、 それぞれミクサ (乗算機) において受信され、 それぞれ丨 〇 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 (0 1\/1) 信号としてのミリ波変調信号が生成 される。
[0084] 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 ユレータを経由して前記導波路 3 0内に向けて送信されるようになっている
[0085] ここで、 当該変形例の処理送信部 1 0 2巳 (図 6を参照) における回路構 成は、 処理送信部 1 0 2 (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 1 〇〇 匕 3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。
[0086] すなわち、 直交振幅変調 (0八!\/1) 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。
[0087] さらに言えば、 図 5に示すような〇〇<変調もしくは八 3<変調による変 調器を含み構成される処理送信部 1 0 2 と、 図 6に示すような直交振幅変 調 (0 1\/1) による変調器を含み構成される処理送信部 1 0 2巳とは、 それ それ異なる特徴を持つ特に有用な回路構成といえる。
[0088] 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。
[0089] なお、 前記処理送信部 1 0 2巳も 、 サーキユレータ、 モード変換機 \¥02020/174908 16 卩(:171?2020/001018
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 1 0 2 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。
[0090] 例えば図 5、 図 6に示す回路例では、 サーキユレータを利用することによ り第 2ユニッ ト 2 0八で生成されたミリ波搬送波と第 1ユニッ ト 1 0八で生 成されたミリ波変調信号とを 1本の導波路 3 0から送受信しているが、 サー キユレ—夕を利用せずにモード変換機を 2台と導波路 3 0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。
[0091 ] なおここで映像信号を送信する側である処理送信部 1 0 2巳にミリ波周波 数を発振する回路を含まないことは前記処理送信部 1 0 2 と同様であり、 これが回路の小型化に大きく寄与する。
[0092] 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。
[0093] <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
[0094] <搬送波の生成 =第 2ユニッ ト内の処理>
撮像装置 1 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。
[0095] このミリ波搬送波は、 上述したように第 2ユニッ ト 2〇八におけるミリ波 搬送波生成部 2 0 2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通倍 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 (アップコンパート) するこ とで生成される。
[0096] この後第 2ユニッ ト 2 0八 (ミリ波搬送波生成部 2 0 2) において生成さ \¥02020/174908 17 卩(:171?2020/001018
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 3 0内 に向けて送信される。
[0097] なお、 ミリ波搬送波生成部 2 0 2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。
[0098] <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 1 においては、 撮像光学系 1 0 1 1が被検 体像を入光すると、 撮像素子 1 〇 1 2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。
[0099] また、 処理送信部 1 0 2 (処理送信部 1 0 2 (図 5参照) または処理送 信部 1 0 2巳 (図 6参照) ) においては、 撮像素子 1 0 1 2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 3 0に向けて送信される。
[0100] なお、 ここで前記ミリ波搬送波は、 前述した第 2ユニッ ト 2 0八において 生成されたミリ波搬送波を、 導波路 3 0を経由して受信したものであり、 第 1 ユニッ ト 1 0八内で生成されたものではない。
[0101 ] 具体的には、 例えば、 図 5に示す処理送信部 1 0 2八は、 第 2ユニッ ト 2
0八におけるミリ波搬送波生成部 2 0 2において生成されたミリ波搬送波を 、 導波路 3 0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。
[0102] 処理送信部 1 0 2 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 1 0 1か ら出力された撮像信号を重畳する。 その後、 処理送信部 1 0 2 は、 当該撮 像信号が重畳されたミリ波変調信号 (〇〇<変調信号または 3<変調信号 ) を前記導波路 3 0内に向けて送信する。
[0103] —方、 図 6に示す処理送信部 1 0 2巳においても、 上記同様に、 第 2ユニ ッ ト 2 0八におけるミリ波搬送波生成部 2 0 2において生成されたミリ波搬 \¥02020/174908 18 卩(:171?2020/001018
送波を、 導波路 3 0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。
[0104] 処理送信部 1 0 2巳は、 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ス / 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 1 0 2巳におけるミ 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巳巳回路 ( 6 3 3 6 3 a n ¢1回路) の出力である 丨 〇信号 (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。
[0105] 上記の如くそれぞれ丨 0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 (0 1\/1) 信号 としてのミリ波変調信号が生成される。
[0106] その後、 処理送信部 1 0 2巳は、 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 3 0内に向けて送信する。
[0107] <復調 =第 2ユニッ ト内の処理>
一方で、 前記導波路 3 0を経由して第 2ユニッ ト 2 0八において受信され 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 2 0 3に 導入される。 その後当該ミリ波変調信号は、 前記復調部 2 0 3において検波 復調処理をされて、 第 1ユニッ ト 1 0八における撮像部 1 0 1 において生 成された映像信号が復元される。
[0108] 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 2 0 に配設されるミリ波搬送波生成部 2 0 2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。
[0109] 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 \¥02020/174908 19 卩(:171?2020/001018
らも元が同一の信号 (ミリ波搬送波生成部 2 0 2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。
[01 10] <映像処理 =第 2ユニッ ト内の処理>
復調部 2 0 3において復元された映像信号は、 映像処理部 2 0 1 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。
[01 1 1 ] <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>
上述した日本国特開 2 0 1 1 —3 9 3 4 0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。
[01 12] 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 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 オ -ダー以下にまで抑える必要があるためである。
[01 13] 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通倍回路、
!_ !_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。
[01 14] 回路規模の低減には、 日本国特開 2 0 1 1 —3 9 3 4 0号公報および日本 \¥02020/174908 20 卩(:171?2020/001018
国特許第 5 7 2 5 2 2 2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。
[01 15] 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。
[01 16] 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。
[01 17] 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 2 0 2) 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。
[01 18] <導波路 3 0の構成についての補足説明>
特に 1 〇〇匕 3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。
[01 19] 本発明では、 導波路 3 0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 3 0 1 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。
[0120] すなわち、 前述のように数十◦匕 3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 \¥02020/174908 21 卩(:171?2020/001018
である。
[0121 ] <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。
[0122] 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。
[0123] 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。
[0124] <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。
[0125] 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。
[0126] 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 1 巳は、 第 1の実施形態 における第 1ユニッ ト 1 0八と同様の構成をなす第 1ユニッ ト 1 0巳を備え る一方、 第 1の実施形態の構成に対して、 第 2ユニッ ト 2 0巳が遅延回路 2 0 4を有する点を異にする。
[0127] この遅延回路 2 0 4は、 復調部 2 0 3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 \¥02020/174908 22 卩(:171?2020/001018
生成部 2 0 2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。
[0128] 以下、 遅延回路 2 0 4の作用をより詳しく説明する。
上述したように復調部 2 0 3が検波 ·復調で利用する前記信号は、 ミリ波 搬送波生成部 2 0 2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。
[0129] ここでより厳密に、 ミリ波搬送波生成部 2 0 2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 2 0 3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 3 0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。
[0130] 本第 2の実施形態における遅延回路 2 0 4は、 前記導波路 3 0を往復する 時間分の遅れを、 前記復調部 2 0 3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。
[0131 ] すなわち、 本第 2の実施形態における遅延回路 2 0 4を用いることで、 前 記復調部 2 0 3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。
[0132] <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 2 0 4は、 日本国特開 2 0 1 5 - 1 9 1 3 7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 。 当該日本国特開 2 0 1 5 - 1 9 1 3 7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 2 0 4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
[0133] 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 2 \¥02020/174908 23 卩(:171?2020/001018
0巳が受信する時点で導波路 3 0を往復する時間 (厳密にはこれに第 1ユニ ッ ト 1 0巳内の処理に要した時間) だけ時間が遅れるが、 前記導波路 3 0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。
[0134] 本第 2の実施形態における遅延回路 2 0 4はこの一定値の遅延を生じれば よく、 単純には導波路 3 0と同等長さの線路にて機能を実現できる。
[0135] なお、 遅延回路 2 0 4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。
[0136] <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 2 0 4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。
[0137] <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。
[0138] 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。
[0139] 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 1 (3は、 第 1の実施形態 における第 2ユニッ ト 2〇八と同様の構成をなす第 2ユニッ ト 2〇〇を備え る一方、 第 1の実施形態の構成に対して、 第 1ユニッ ト 1 〇〇が電力生成部 1 〇 3を有する点を異にする。
[0140] 本第 3の実施形態において前記電力生成部 1 0 3は、 導波路 3 0を介して 第 1ユニッ ト 1 0 (3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。
[0141 ] 電力生成部 1 0 3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、 rect i fy i ng an tenna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。
[0142] 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 1 0 3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。
[0143] 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 1 0 3が取り出 した電力は、 撮像素子 1 0 1 2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 1 0 1 2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。
[0144] 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 1 0 3を有しない以降の実施形態においても同様である。
[0145] <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。
[0146] <第 4の実施形態> \¥02020/174908 25 卩(:171?2020/001018
次に、 本発明の第 4の実施形態について説明する。
[0147] 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。
[0148] 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 1 0は、 第 1の実施形態 における第 2ユニッ ト 2〇八と同様の構成をなす第 2ユニッ ト 2〇〇を備え る一方、 第 1の実施形態の構成に対して、 第 1ユニッ ト 1 〇〇がクロック生 成部 1 0 4を有する点を異にする。
[0149] 本第 4の実施形態においてクロック生成部 1 0 4は、 導波路 3 0を介して 第 1ユニッ ト 1 0口が受信したミリ波搬送波から、 撮像素子 1 0 1 2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。
[0150] クロック生成部 1 0 4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
Figure imgf000027_0001
(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。
[0151 ] このほか、 第 2ユニッ ト 2 0〇内においてミリ波搬送波生成部 2 0 2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 1 0 4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。
[0152] 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。
[0153] ミリ波搬送波からクロック生成部 1 0 4が生成したクロック信号は、 撮像 素子 1 0 1 2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 1 0 1 2の動作に必要な基準信号 (クロック信号) は、 第 1の実施形 \¥02020/174908 26 卩(:171?2020/001018
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。
[0154] 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 3 0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 1 〇 1 2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 1 0 4 を有しない以降の実施形態においても同様である。
[0155] 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 !_ 八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。
[0156] <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。
[0157] 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。
[0158] 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。
[0159] <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。 \¥02020/174908 27 卩(:171?2020/001018
[0160] 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。
[0161 ] 図 1 0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 1 0に示すように、 本第 5の実施形態の撮像装置 1 巳は、 第 1の実施形 態の構成に対して、 第 1ユニッ ト 1 0日が撮像制御信号受信再生部 1 0 5を 有する点および第 2ユニッ ト 2 0巳が撮像制御部 2 0 5を有する点を異にす る。
[0162] 本第 5の実施形態において撮像制御信号受信再生部 1 0 5は、 前記第 2ユ ニッ ト 2 0巳内における撮像制御部 2 0 5において生成された撮像制御信号 を、 導波路 3 0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 1 〇 1 2に対して供給する働きを有する。
[0163] 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 2 0巳が有する 撮像制御部 2 0 5で生成され、 前記ミリ波搬送波生成部 2 0 2で生成された ミリ波搬送波とミキシングされ、 導波路 3 0に送出されている。
[0164] なお本第 5の実施形態において、 撮像制御部 2 0 5を新たに明示したが、 撮像素子 1 0 1 2の制御に寄与する撮像制御部 2 0 5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 3 0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。
[0165] 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。
[0166] また、 これらの構成はあくまで一例であって、 導波路 3 0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。 \¥02020/174908 28 卩(:171?2020/001018
[0167] <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。
[0168] 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。
[0169] <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。
[0170] 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。
[0171 ] 図 1 1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 1 1 に示すように、 本第 6の実施形態の撮像装置 1 は、 第 1の実施形 態の構成に対して、 第 1ユニッ ト 1 〇 が、 第 3の実施形態における電力変 換部 1 0 3、 第 4の実施形態におけるクロック生成部 1 0 4、 第 5の実施形 態における撮像制御信号受信再生部 1 0 5をそれぞれ有する点および第 2ユ ニッ ト 2 0 が撮像制御部 2 0 5を有する点を異にする。
[0172] 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 1 0 3を有することにより撮像素子 1 0 1 2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。
[0173] 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 1 0 4を有することにより撮像素子 1 \¥02020/174908 29 卩(:171?2020/001018
0 1 2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。
[0174] 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 1 0 5を有することにより 、 撮像素子 1 〇 1 2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。
[0175] 加えて、 導波路 3 0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 3 0 1 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) 3 0 2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 3 0 2が第 1ユニッ ト 1 0 と第 2 ユニッ ト 2 0 とを接続する◦ 口線となり得る。
[0176] 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 1 0 1 2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、
Figure imgf000031_0001
の供 給が、 導波路 3 0を通じて全て可能となる。
[0177] なお、 第 6の実施形態においては、 撮像素子 1 0 1 2、 クロック生成部 1
0 4、 撮像制御信号受信生成部 1 0 5は、 同じ〇1\/1〇3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、 _体化のパタ _ンはこれに限らない。
[0178] <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。
[0179] すなわち、 本第 6の実施形態によれば、 第 1ユニッ ト 1 0 と第 2ユニッ 卜 2 0 とを結ぶ線路を導波路 3 0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。
[0180] また、 本第 6の実施形態によれば、 撮像素子 1 0 1 2、 クロック生成部 1
0 4、 撮像制御信号受信生成部 1 0 5を、 同じ〇1\/1〇3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 \¥02020/174908 30 卩(:171?2020/001018
に、 撮像装置の動作を安定化することができる。
[0181 ] <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。
[0182] 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。
[0183] 図 1 2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 1 2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 1 0八と同様の役目を果たす第 1ユニッ ト 1 0◦を有す る。 この第 1ユニッ ト 1 0◦は、 第 1の実施形態と同様の撮像部 1 0 1 と、 処理送信部 1 0 2とを有する。
[0184] ここで、 第 7の実施形態において前記撮像部 1 0 1は、 被検体像を入光す る撮像光学系 1 0 1 1 と、 撮像素子 1 0 1 2とを有する。 撮像素子 1 0 1 2 は、 撮像基板 1 〇 1 3上に実装され、 撮像光学系 1 0 1 1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。
[0185] また、 撮像部 1 0 1 における前記撮像素子 1 0 1 2の側方には、 当該撮像 素子 1 0 1 2の振れを補正する公知の振れ補正駆動部 4 0が配設され、 前記 撮像素子 1 〇 1 2の振れを適宜補正するようになっている。
[0186] 一方、 撮像部 1 0 1の後方においては、 前記撮像基板 1 〇 1 3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 1 0 2が配設される
[0187] この処理送信部 1 0 2は、 第 1の実施形態と同様に、 後述する第 2ユニッ 卜 2〇〇との間に架設された導波路 3 0を経由して当該第 2ユニッ ト 2〇〇 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 1 〇 1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 3 0に 向けて送信する。
[0188] 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 \¥02020/174908 31 卩(:171?2020/001018
2 0八と同様の役目を果たす第 2ユニッ ト 2 0◦を有する。 この第 2ユニッ 卜 2 0◦は、 撮像部 1 0 1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 2 0 2と、 前記第 1ユニッ ト 1 〇〇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 2 0 3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 2 0 1 と、 を有する。
[0189] なお、 これら映像処理部 2 0 1、 ミリ波搬送波生成部 2 0 2、 復調部 2 0
3は、 所定のメイン基板 2 0 6上に実装されるようなっている。
[0190] ミリ波搬送波生成部 2 0 2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 2 0 2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 記基準信号を通倍することにより生成される。
[0191 ] 復調部 2 0 3は、 第 1ユニッ ト 1 〇〇における処理送信部 1 0 2において 生成された前記ミリ波変調信号を導波路 3 0を経由して受信し、 ミリ波搬送 波生成部 2 0 2で生成された信号を利用して前記撮像部 1 0 1で生成された 前記映像信号を再生 (復元) する。
[0192] 本第 7の実施形態においては、 前記第 1ユニッ ト 1 〇〇と前記第 2ユニッ 卜 2〇〇との間において、 導波路 3 0が架設されている。
[0193] この導波路 3 0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 3 0 1 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
3 0 2とを有する導波管による構成される。
[0194] <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 \¥02020/174908 32 卩(:171?2020/001018
軽量化を実現できる。 これにより、 撮像素子 1 0 1 2の振れを補正する前 記振れ補正駆動部 4 0の動作性能を向上させることができる。
[0195] 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、 4<、 8<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。
[0196] 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。
[0197] 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。
[0198] <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。
[0199] 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 1 :図 1參照) を内視鏡装置 (内視鏡シス丁ム) に適用したことを 特徴とする。
[0200] 図 1 3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。
[0201 ] 図 1 3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 の 体腔内に先端部を揷入することによって被写体?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。
[0202] 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 より構成される揷入部 6と、 揷入部 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と接続するユニパーサルコード 8と、 を備え る。
[0203] 揷入部 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 1 0 と、 当該先端硬性部 1 〇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。
[0204] 揷入部 6は、 前記先端硬性部 1 0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) 1 0 Hを配設する。 この第 1ユニッ ト 1 0 Hは、 第 1の実施形態における第 1ユニッ ト 1 0 Aと同様の 機能を有し、 上述した撮像部 1 〇 1 と、 処理送信部 1 0 2とを有する (図 1 参照) 。
[0205] 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 卜 1 0 Hにおける撮像部 1 0 1は、 被検体像を入光する撮像光学系 1 0 1 1 と、 撮像素子 1 〇 1 2とを有する。 撮像素子 1 0 1 2は、 撮像光学系 1 0 1 1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。
[0206] なお、 前記撮像素子 1 0 1 2は、 本実施形態においては、 例えば、 C M O
S (Comp lementary Meta I Ox i de Sem i conductor) イメージセンサであつて、 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 2 0 0万画素以上 の画素数を有するイメージセンサを採用する。
[0207] 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 2 0 Aと 同様の機能を有する第 2ユニッ ト 2 0 Hを備える。
[0208] この第 2ユニッ ト 2 0 Hは、 第 1の実施形態における第 2ユニッ ト 2 0 A \¥02020/174908 34 卩(:171?2020/001018
と同様に、 ミリ波搬送波を生成するミリ波搬送波生成部 2 0 2と、 前記第 1 ユニッ ト 1 0 1~1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 2 0 3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 2 0 1 と、 を有する。
[0209] さらに内視鏡 2は、 揷入部 6の先端部に配設した前記第 1ユニッ ト 1 0 ! ! における撮像部 1 0 1 と、 ビデオプロセッサ 3における前記第 2ユニッ ト 2 0 1~1における映像処理部 2 0 1 との間において、 前記撮像部 1 0 1から当該 揷入部 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 2 0 1 に至るまで延設された信号伝 送路を備える。
[0210] 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 3 0により構成される。
[021 1 ] 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、 揷入部 6には、 上述した信号伝送路としての導波路 3 0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 1 0 1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揷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。
[0212] 次に、 本実施形態の内視鏡システムにおいて、 導波路 3 0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。
[0213] 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 2 0 1~1におけるミリ波搬送波生成部 2 0 2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 3 0に向けて出力する。 具体的にミリ波搬送波 は、 例えば、 前記基準信号を通倍することにより生成される。
[0214] 一方、 第 1ユニッ ト 1 0 1~1における処理送信部 1 0 2は、 前記導波路 3 0 を経由して前記第 2ユニッ ト 2 0 ! !におけるミリ波搬送波生成部 2 0 2にお \¥02020/174908 35 卩(:171?2020/001018
いて生成されたミリ波搬送波を受信し、 撮像部 1 〇 1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 3 0に向けて送信する。
[0215] さらに第 2ユニッ ト 2 0 1~1における復調部 2 0 3は、 第 1ユニッ ト 1 0 1~1 における処理送信部 1 0 2において生成された前記ミリ波変調信号を、 導波 路 3 0を経由して受信し、 ミリ波搬送波生成部 2 0 2において生成された信 号を利用して前記撮像部 1 0 1で生成された前記映像信号を再生 (復元) す る。
[0216] <第 8の実施形態における導波路 3 0>
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 3 0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 3 0 1 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 3 0 2とを有する導波管により構成される。
[0217] 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 3 0 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、 内視鏡揷入部の 先端部に配設された第 1ユニッ ト 1 0 1~1とビデオプロセッサ 3に配設された 第 2ユニッ ト 2 0 1~1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。
[0218] すなわち、 本実施形態における導波路 3 0は、 内視鏡揷入部の先端部に配 設された撮像部 1 0 1 を含む第 1ユニッ ト 1 0 1~1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 2 0 1~1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
Figure imgf000037_0001
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。
[0219] <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、 内視鏡揷入部の先端部に配 \¥02020/174908 36 卩(:171?2020/001018
設された撮像部 1 0 1 を含む第 1ユニッ ト 1 0 1~1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 2 0 1~1とを結ぶ信号 伝送方式として導波路 3 0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 3 〇〜 6 0 0◦! ! 2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の揷入部先端部の大幅な小型 ·軽量化を実現できる。
[0220] 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。
[0221 ] 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。
[0222] <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。
[0223] 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 1 :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。
[0224] 図 1 4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。
[0225] 図 1 4に示すように、 ドローン 5 1は、 リモートコントロールでの飛行、 または◦ 3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、 (3 3信号を受 信して飛行を行う。
[0226] 本実施形態においてドローン 5 1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 5 3と、 ドローン本体に装着されたカメラ 5 2と、 当該カメラ 5 2とドローン制御部 5 3とを接続する導波路 3 0と、 を有する。
[0227] ドローン制御部 5 3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 5 3は、 第 1の実施形態におけ る第 2ユニッ ト 2 0 Aと同様の機能を有する第 2ユニッ ト 2 0 Jを有する。
[0228] _方、 カメラ 5 2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) 1 0 Jを配設 する。 この第 1ユニッ ト 1 0 Jは、 第 1の実施形態における第 1ユニッ ト 1 0 Aと同様の機能を有し、 上述した撮像部 1 0 1 と、 処理送信部 1 0 2とを 有する (図 1参照) 。
[0229] すなわち第 9の実施形態に係るドローン 5 1 においても、 第 1ユニッ ト 1
0 Jにおける撮像部 1 0 1は、 被写体像を入光する撮像光学系 1 0 1 1 と、 撮像素子 1 〇 1 2とを有する。 撮像素子 1 0 1 2は、 撮像光学系 1 0 1 1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。
[0230] なお、 前記撮像素子 1 0 1 2は、 本実施形態においては、 例えば、 C M O
S (Comp lementary Meta I Ox i de Sem i conductor) イメージセンサであつて、 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 2 0 0万画素以上 の画素数を有するイメージセンサを採用する。
[0231 ] 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 5 3は、 第 1の 実施形態における第 2ユニッ ト 2 0 Aと同様の機能を有する第 2ユニッ ト 2 0 Jを有する。 この第 2ユニッ ト 2 0 Jは、 第 1の実施形態における第 2ユ ニッ ト 2 0 Aと同様に、 ミリ波搬送波を生成するミリ波搬送波生成部 2 0 2 と、 前記第 1ユニッ ト 1 0 H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 2 0 3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 2 0 1 と、 を有する。 \¥02020/174908 38 卩(:171?2020/001018
[0232] さらにドローン 5 1は、 ドローン本体に装着したカメラ 5 2に配設した前 記第 1ユニッ ト 1 0」における撮像部 1 0 1 と、 ドローン制御部 5 3におけ る前記第 2ユニッ ト 2 0」における映像処理部 2 0 1 との間において、 前記 撮像部 1 〇 1から当該映像処理部 2 0 1 に至るまで延設された信号伝送路を 備える。
[0233] 本第 9の実施形態に係るドローン 5 1 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 3 0により構成される。
[0234] なお、 本実施形態のドローン 5 1 においては、 上述した信号伝送路として の導波路 3 0と共に、 ドローン制御部 5 3とカメラ 5 2との間において、 力 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。
[0235] 本第 9の実施形態に係るドローン 5 1 においても、 第 1の実施形態と同様 に、 第 2ユニッ ト 2 0」におけるミリ波搬送波生成部 2 0 2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 3 0に向けて出力する。 具体的にミリ波搬送波は 、 例えば、 前記基準信号を通倍することにより生成される。
[0236] 一方、 第 1ユニッ ト 1 0」における処理送信部 1 0 2は、 前記導波路 3 0 を経由して前記第 2ユニッ ト 2 0」におけるミリ波搬送波生成部 2 0 2にお いて生成されたミリ波搬送波を受信し、 撮像部 1 〇 1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 3 0に向けて送信する。
[0237] さらに第 2ユニッ ト 2 0」における復調部 2 0 3は、 第 1ユニッ ト 1 0」 における処理送信部 1 〇 2において生成された前記ミリ波変調信号を、 導波 路 3 0を経由して受信し、 ミリ波搬送波生成部 2 0 2において生成された信 号を利用して前記撮像部 1 〇 1で生成された前記映像信号を再生 (復元) す る。
[0238] <第 9の実施形態における導波路 3 0 > \¥02020/174908 39 卩(:171?2020/001018
本第 9の実施形態のドローン 5 1 において前記導波路 3 0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 3 0 1 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 3 0 2とを有する導波管により構成される。
[0239] そして、 本第 9の実施形態のドローン 5 1 においても前記導波路 3 0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 5 2に配設さ れた第 1ユニッ ト 1 0」とドローン制御部 5 3に配設された第 2ユニッ ト 2 0」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。
[0240] すなわち、 本実施形態における導波路 3 0は、 ドローンに装着されたカメ ラに配設された撮像部 1 0 1 を含む第 1ユニッ ト 1 0」と、 当該カメラが接 続されるドローン制御部 5 3における映像処理部を含む第 2ユニッ ト 2 0」 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 3 0〜 6 0 0〇1~1 2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。
[0241 ] <第 9の実施形態の効果>
本第 9の実施形態のドローン 5 1 によれば、 カメラ 5 2に配設された撮像 部 1 0 1 を含む第 1ユニッ ト 1 0」と、 当該カメラが接続されるドローン制 御部 5 3における映像処理部を含む第 2ユニッ ト 2 0」とを結ぶ信号伝送方 式として導波路 3 0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 5 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 3 0〜 6
Figure imgf000041_0001
での画像伝送を可能とすると共に、 ドロ —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。
[0242] 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 \¥02020/174908 40 卩(:171?2020/001018
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。
[0243] 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。
[0244] 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。
[0245] <第 1 0の実施形態>
次に、 本発明の第 1 〇の実施形態について説明する。
この本発明の第 1 〇の実施形態は、 上述した第 1の実施形態の撮像装置 ( 撮像装置 1 :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 1 〇 1 を含む第 1ユニッ トを複数搭載したことを特徴とする。
[0246] 図 1 5は、 本発明の第 1 〇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。
[0247] 図 1 5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) 6 0は、 走行のための各種機構部の他、 複数の監視用カメ ラ 6 1〜 6 6と、 中央電子制御ユニッ ト 6 7と、 これらを接続する導波路 3 〇を有する。
[0248] ここで監視用カメラ 6 1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 6 2、 6 3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 6 4、 6 5は前方を立体で 監視する前方 3ロカメラであり、 監視用カメラ 6 6は後方を監視する後方力 メラである。
[0249] 中央電子制御ユニッ ト 6 7は、 エンジン制御巳〇 II (電子制御ユニッ ト) 、 トランスミッション制御 E C U、 充電制御 E C U、 スタート &ストップ制 御 E C Uなどの各種 E C U (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 6 7にとって、 監 視用カメラ 6 1〜 6 6は各種制御を行うためのセンサに当たる。
[0250] —方、 監視用カメラ 6 1〜 6 6は、 前記中央制御ユニッ ト 6 7に制御され 、 自動車 6 0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) 1 0 K 1〜 1 0 K 6を配設する。 この第 1ユニッ ト 1 0 K 1〜 1 0 K 6は、 第 1の実施形態における第 1ユニッ ト 1 0 Aと同様の 機能を有し、 上述した撮像部 1 〇 1 と、 処理送信部 1 0 2とを有する (図 1 参照) 。
[0251 ] すなわち第 1 0の実施形態に係る自動車 6 0においても、 第 1ユニッ ト 1
0 K 1〜 1 0 K 6における撮像部 1 0 1は、 被写体像を入光する撮像光学系 1 〇 1 1 と、 撮像素子 1 〇 1 2とを有する。 撮像素子 1 0 1 2は、 撮像光学 系 1 0 1 1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。
[0252] なお、 前記撮像素子 1 0 1 2は、 本実施形態においては、 例えば、 C M O
S (Comp lementary Meta I Ox i de Sem i conductor) イメージセンサであつて、 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 2 0 0万画素以上 の画素数を有するイメージセンサを採用する。
[0253] 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 6 7は、 第 1 の実施形態における第 2ユニッ ト 2 0 Aと同様の機能を有する第 2ユニッ ト 2 0 Kを有する。 この第 2ユニッ ト 2 0 Kは、 第 1の実施形態における第 2 ユニッ ト 2 0 Aと同様に、 ミリ波搬送波を生成するミリ波搬送波生成部 2 0 2と、 前記第 1ユニッ ト 1 0 K 1〜 1 0 K 6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 2 0 3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 2 0 1 と 、 を有する。
[0254] さらに自動車 6 0は、 監視カメラ 6 1〜 6 6に配設した前記第 1ユニッ ト \¥02020/174908 42 卩(:171?2020/001018
Figure imgf000044_0001
における撮像部 1 0 1 と、 中央制御ユニッ ト 6 7におけ る前記第 2ユニッ ト 2 0 における映像処理部 2 0 1 との間において、 前記 撮像部 1 〇 1から当該映像処理部 2 0 1 に至るまで延設された信号伝送路を 備える。
[0255] 本第 1 0の実施形態に係る自動車 6 0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 3 0により構成される。 なお、 前記導波路 3 0は、 前記の通り前記撮像部 1 0 1から当該映像処理部 2 0 1 に至るまで 延設されるが、 図 1 5に示すが如く信号伝送路の途中に分岐点 6 8を設ける ことで信号を分岐し、 導波路 3 0を設置する距離を抑えている。
[0256] ここで前記分岐点 6 8は、 導波路 3 0を丁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ユレータ、 アイソレー 夕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。
[0257] 本実施形態の自動車 6 0においては、 上述した信号伝送路としての導波路
3 0と共に、 中央電子制御部 6 7と監視カメラ 6 1〜 6 6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 6 8を設けたが、 分岐 点 6 8を設けずに、 中央電子制御部 6 7と監視カメラ 6 1〜 6 6との間をそ れぞれ直接に導波路 3 0によって接続しても良い。
[0258] 本第 1 0の実施形態に係る自動車 6 0においても、 第 1の実施形態と同様 に、 第 2ユニッ ト 2 0 におけるミリ波搬送波生成部 2 0 2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 3 0に向けて出力する。 具体的にミリ波搬送波は 、 例えば、 前記基準信号を通倍することにより生成される。
[0259] —方、 第 1ユニッ ト 1 〇 [< 1 ~ 1 〇 [< 6における処理送信部 1 0 2は、 前 記導波路 3 0を経由して前記第 2ユニッ ト 2 0」におけるミリ波搬送波生成 部 2 0 2において生成されたミリ波搬送波を受信し、 撮像部 1 0 1で生成し \¥02020/174908 43 卩(:171?2020/001018
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 3 0に向けて送信する。
[0260] さらに第 2ユニッ ト 2 0 における復調部 2 0 3は、 第 1ユニッ ト 1 0 <
1〜< 6における処理送信部 1 0 2において生成された前記ミリ波変調信号 を、 導波路 3 0を経由して受信し、 ミリ波搬送波生成部 2 0 2において生成 された信号を利用して前記撮像部 1 0 1で生成された前記映像信号を再生 ( 復元) する。
[0261 ] <第 1 0の実施形態における導波路 3 0 >
本第 1 0の実施形態の自動車 6 0において前記導波路 3 0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 3 0 1 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 3 0 2とを有する導波管により構成される。
[0262] そして、 本第 1 0の実施形態の自動車 6 0においても前記導波路 3 0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 6 1〜 6 6に配設された第
Figure imgf000045_0001
と中央電子制御ユニッ ト
6 7に配設された第 2ユニッ ト 2 0 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。
[0263] すなわち、 本実施形態における導波路 3 0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 1 〇 1 を含む第 1ユニッ ト 1 0 < 1 ~ 1 〇 [< 6と 、 当該カメラが接続される中央電子制御ユニッ ト 6 7における映像処理部を 含む第 2ユニッ ト 2 0 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
Figure imgf000045_0002
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。
[0264] <第 1 0の実施形態の効果 >
本第 1 0の実施形態の自動車 6 0によれば、 第 9実施例において示した力 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 \¥02020/174908 44 卩(:171?2020/001018
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 6 7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。
[0265] なお、 本第 1 0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。
[0266] 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、 撮像装置を含む移動体、 撮像ユニッ トおよ び映像処理ユニッ トを提供することができる。
[0267] 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。
[0268] 本出願は、 2 0 1 9年2月 2 5日に日本国に出願された特願 2 0 1 9— 0
3 2 0 5 9号を優先権主張の基礎として出願するものであり、 上記の開示内 容は、 本願明細書、 請求の範囲に引用されるものとする。

Claims

\¥02020/174908 45 卩(:17 2020/001018 請求の範囲
[請求項 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、
を備えることを特徴とする撮像装置。
[請求項 2] 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、 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
ことを特徴とする請求項 1 に記載の撮像装置。
[請求項 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。
[請求項 4] 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。
[請求項 5] 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の撮像装置
[請求項 6] 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、 6 OGH z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。
[請求項 7] 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 6に記載の撮像装置。
[請求項 8] 前記処理送信部は、 〇〇K (〇N_〇 F F Ke y i n g) または
AS K (Am p I i t u d e S h i f t Ke y i n g) 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。
[請求項 9] 前記処理送信部は、 直交振幅変調 (QAM = Q u a d r a t u r e
A m p I i t u d e Mo d u l a t i o n) による変調器を含み構 \¥02020/174908 47 卩(:171?2020/001018
成される
ことを特徴とする請求項 1 に記載の撮像装置。
[請求項 10] 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。
[請求項 1 1 ] 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。
[請求項 12] 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。
[請求項 13] 前記撮像部を複数有することを特徴とする請求項 1 2に記載の移動 体。
[請求項 14] ミリ波を伝送する導波路に接続される撮像ユニッ トであって、 画像を撮像して映像信号を生成する撮像部と、 前記導波路を経由して受信したミリ波の搬送波信号に前記撮像部の 生成した映像信号を重畳してミリ波変調波を生成し、 前記生成したミ リ波変調波を前記導波路に送信する、 処理送信部と、 を有することを特徴とする撮像ユニッ ト。
[請求項 15] ミリ波を伝送する導波路に接続される映像処理ユニッ トであって、 所定の基準信号に基づいてミリ波搬送波を生成して前記導波路に送 出するミリ波搬送波生成部と、
前記ミリ波搬送波に映像信号を重畳することで生成されたミリ波変 調波を前記導波路を経由して受信して復調することで前記映像信号を 再生する復調部と、
を有することを特徴とする映像処理ユニッ ト。
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