WO2022013953A1 - 撮像システム、内視鏡および制御装置 - Google Patents

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WO2022013953A1
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signal line
voltage
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秀彰 溝口
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オリンパス株式会社
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Definitions

  • the present disclosure relates to an imaging system, an endoscope, and a control device that generate image data by imaging the inside of a subject.
  • the individual difference of the image sensor is obtained by adjusting the power supply voltage for driving the image sensor provided at the tip of the insertion portion to be inserted into the subject to an appropriate value according to the image sensor.
  • a technique for driving the image sensor in an optimum state regardless of the individual difference of the cable or the cable is known (see, for example, Patent Document 1).
  • the power supply voltage supplied from the control device to the image sensor via the signal line is measured by the A / D conversion circuit provided inside the image sensor, and the measurement result of the measured power supply voltage is obtained.
  • Output to the control device The control device compares the measurement result of the power supply voltage input from the image sensor via the signal line with the optimum value, and outputs the value of the power supply voltage to the image sensor so that the value of the power supply voltage approaches the optimum value. adjust.
  • the voltage value of the power supply voltage supplied to the image pickup element of the endoscope is the change in the current consumption value that occurs between the blanking period of the image pickup element and the pixel charge readout period, and the individual difference of the image pickup element. It is set in consideration of the individual difference of the signal line and the like, and is adjusted in advance to a higher range including the recommended operating range of the image sensor. Therefore, the power supply voltage that reaches the image pickup element of the endoscope from the control device via the signal line is a high value. As a result, the diameter of the power supply line connecting the control device and the image pickup device has been limited to be reduced in order to apply a high power supply voltage.
  • the current consumption of the image sensor fluctuates even within the pixel charge readout period, and the magnitude of the fluctuation varies depending on the accumulated charge amount of the pixel. Therefore, in the above-mentioned technique, it is necessary to monitor the power supply voltage to the image pickup device and control the voltage value to be supplied in a cycle shorter than the pixel charge read-out period of one horizontal line for reading out the charge of the image pickup device.
  • the present disclosure has been made in view of the above, and is an imaging system and an endoscope capable of operating at an appropriate power supply voltage while maintaining a transmission rate and preventing an increase in the diameter of a signal line. And to provide a control device.
  • the imaging system includes an imaging unit that generates a video signal by imaging a subject, a control device that controls the imaging unit, and a predetermined value.
  • the image pickup unit includes a first signal line for transmitting a power supply voltage to the image pickup unit and a second signal line for transmitting the video signal to the control device, and the image pickup unit receives the video signal according to the amount of received light.
  • the voltage value of the power supply voltage that is generated and can output this video signal to the second signal line and the power supply voltage that reaches the image pickup unit via the first signal line is the voltage of the first power supply voltage.
  • the control device includes an image pickup element having a first detection unit that outputs a value to the second signal line by detecting the value, and the control device second to the image pickup element via the first signal line.
  • the power supply unit that supplies the voltage value of the power supply voltage, the second detection unit that detects the current value in the first signal line, and the voltage value of the second power supply voltage supplied by the power supply unit are detected.
  • the first is based on the third detection unit, the voltage value of the first power supply voltage, the current value, and the voltage detection value of the second power supply voltage detected by the third detection unit.
  • the power supply unit Based on the calculation unit that calculates the resistance value of the signal line, the current value, the resistance value, and the voltage value of the target power supply voltage, which is the optimum value of the power supply voltage in the image pickup element, the power supply unit It includes a power supply control unit that adjusts the voltage value of the second power supply voltage supplied to the image pickup element and supplies the adjusted second power supply voltage to the first signal line.
  • the calculation unit sets the resistance value of the first signal line to R, the voltage value of the first power supply voltage to V cis , and the current value to I.
  • the resistance value of the first signal line is calculated based on the following equation (1), and the said.
  • the power supply control unit is the voltage of the second power supply voltage based on the following equation (2). Adjust the value.
  • R (V mon- V cis ) / I ... Equation (1)
  • V out RI + V target ... Equation (2)
  • the first detection unit performs A / D conversion on the video signal and outputs a digital video signal to the second signal line. It has a / D conversion circuit, and the A / D conversion circuit is electrically connected to the first signal line and performs A / D conversion with respect to the voltage value of the first power supply voltage. Output to the signal line of 2.
  • the first detection unit converts the time information at the time of detection when the voltage value of the first power supply voltage is detected into the voltage value of the first power supply voltage.
  • the output is output to the second signal line, and the calculation unit uses time information at the time of detection of each of the voltage value of the first power supply voltage and the current value, and the first power supply voltage at the same time. The resistance value for each detection is calculated based on the voltage value of the above and the current value.
  • the image pickup unit is driven in synchronization with the vertical synchronization signal
  • the first detection unit is the first power supply voltage based on the vertical synchronization signal.
  • the time information at the time of detection when the voltage value of is detected is output to the second signal line.
  • the calculation unit calculates the resistance value a plurality of times in a predetermined period, and calculates the average value of the calculation results of the plurality of times as the resistance value.
  • the first detection unit detects the voltage value of the first power supply voltage for each blanking period of the image pickup element, and the calculation unit uses the calculation unit. For each blanking period, the resistance value is calculated based on the voltage value of the first power supply voltage, the current value, and the voltage detection value of the second power supply voltage.
  • the image pickup unit is other than the first detection unit among the parts constituting the image pickup unit during the calculation period in which the calculation unit calculates the resistance value. It further includes an image pickup control unit that stops the operation.
  • the image pickup unit has a constant current source capable of adjusting the current value of the first signal line, and the first signal line and the constant current source.
  • the image pickup control unit further comprises a switching unit capable of electrically connecting to and below, and the imaging control unit determines whether or not the current value is equal to or less than a predetermined threshold value, and determines that the current value is equal to or less than a predetermined threshold value. When it is determined, the switching unit electrically connects the first signal line and the constant current source.
  • the endoscope includes an imaging unit that generates a video signal by imaging a subject, a connector unit that can be connected to a control device, and a first that transmits a predetermined power supply voltage to the imaging unit.
  • the image pickup unit includes the signal line of the above and the second signal line for transmitting the video signal to the control device, and the image pickup unit generates the video signal according to the amount of received light, and the video signal is used as the second signal line.
  • the second signal is detected by detecting the pixel portion that can be output to the signal line and the voltage value of the power supply voltage that has reached the image pickup unit via the first signal line as the voltage value of the first power supply voltage.
  • the connector unit includes an image pickup element having a first detection unit that outputs to a line, and the connector unit includes a power supply unit that supplies a second power supply voltage to the image pickup element via the first signal line, and the connector unit.
  • the second detection unit that detects the current value in the first signal line, the voltage value of the first power supply voltage, the current value, and the voltage detection value of the second power supply voltage.
  • the power supply unit is based on a calculation unit that calculates the resistance value of the signal line of 1, the current value, the resistance value, and a voltage value of a target power supply voltage that is an optimum value of the power supply voltage in the image pickup element.
  • Includes a power supply control unit that adjusts the voltage value of the second power supply voltage supplied to the image pickup element and supplies the adjusted second power supply voltage to the first signal line.
  • control device transmits the first signal line for transmitting a predetermined power supply voltage to the image pickup unit and the video signal to the image pickup unit that generates a video signal by imaging the subject.
  • a control device that can be electrically connected using a second signal line to be transmitted, and a power supply unit that supplies a second power supply voltage to the image pickup unit via the first signal line.
  • a second detection unit that detects the current value in the first signal line, a third detection unit that detects the voltage value of the second power supply voltage supplied by the power supply unit, and the first signal line.
  • the voltage value of the first power supply voltage that reaches the image pickup unit via the image pickup unit that is, the voltage value of the first power supply voltage detected in the image pickup unit, the current value, and the third detection.
  • a calculation unit that calculates the resistance value of the first signal line based on the voltage detection value of the second power supply voltage detected by the unit, the current value, the resistance value, and the power supply in the image pickup unit. Based on the voltage value of the target power supply voltage, which is the optimum value of the voltage, the voltage value of the second power supply voltage supplied by the power supply unit to the image pickup unit is adjusted, and the adjusted second power supply voltage is used. Is provided with a power supply control unit for supplying the first signal line.
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing the overall configuration of the endoscope system according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a functional configuration of a main part of an endoscope and a control device in the endoscope system according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a flowchart showing an outline of the processing executed by the endoscope system according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is a timing chart showing the relationship between the ultimate voltage value, the vertical synchronization signal, the current value, and the resistance value of the transmission cable during the processing executed by the endoscope system according to the first embodiment.
  • FIG. 5 is a block diagram showing a functional configuration of a main part of an endoscope and a control device in the endoscope system according to the second embodiment.
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing the overall configuration of the endoscope system according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a functional configuration of a main part of an endoscope and a control device in the endo
  • FIG. 6 is a flowchart showing an outline of the processing executed by the endoscope system according to the second embodiment.
  • FIG. 7 is a block diagram showing a functional configuration of a main part of an endoscope and a control device in the endoscope system according to the third embodiment.
  • an endoscope system including an image pickup device will be described as a mode for carrying out the present disclosure (hereinafter, referred to as “embodiment”), but the present invention is not limited to this, and for example, an image pickup device is provided. It can also be applied to in-vehicle cameras, surgical microscopes, machine vision cameras and surveillance cameras. Further, the present invention is not limited to this embodiment. Further, in the description of the drawings, the same parts will be described with the same reference numerals. Furthermore, it should be noted that the drawings are schematic, and the relationship between the thickness and width of each member, the ratio of each member, and the like are different from the reality. Further, even between the drawings, there are parts having different dimensions and ratios from each other.
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing the overall configuration of the endoscope system according to the first embodiment.
  • the endoscope system 1 shown in FIG. 1 captures an image of the inside of a subject by inserting an insertion portion of the endoscope into the subject of a patient or the like, and displays a display image based on the captured video signal on a display device. indicate. A user such as a doctor observes the display image displayed by the display device.
  • the endoscope system 1 includes an endoscope 2, a light source device 3, a display device 4, and a control device 5.
  • the endoscope 2 generates a video signal (RAW data) in which the inside of the subject is imaged, and outputs the generated video signal to the control device 5.
  • the endoscope 2 includes an insertion unit 21, an operation unit 22, and a universal cord 23.
  • the insertion portion 21 is inserted into the subject.
  • the insertion portion 21 has an elongated shape having flexibility.
  • the insertion portion 21 is connected to a tip portion 24 having a built-in image pickup device 100, which will be described later, a bendable bending portion 25 composed of a plurality of bending pieces, and a base end side of the bending portion 25, and has flexibility. It has a long flexible tube portion 26 and.
  • the tip portion 24 is configured by using glass fiber or the like.
  • the tip portion 24 has a light guide (not shown) forming a light guide path for the illumination light supplied from the light source device 3, an illumination optical system provided at the tip of the light guide, and an image pickup device 100 described later. ..
  • the operation unit 22 includes a curved knob 221 that curves the curved portion 25 in the vertical and horizontal directions, a treatment tool insertion unit 222 that inserts a treatment tool such as a biological forceps, a laser scalpel, and an inspection probe into the body cavity, and a light source device 3.
  • a plurality of switches which are operation input units for inputting operation instruction signals of peripheral devices such as air supply means, water supply means, and gas transmission means and prefreeze signals instructing the image pickup device 100 to shoot a still image. 223 and.
  • the treatment tool inserted from the treatment tool insertion portion 222 is exposed from the opening (not shown) via the treatment tool channel (not shown) of the tip portion 24.
  • the universal cord 23 has at least a built-in light guide and a condensing cable that bundles one or more cables.
  • the collective cable is a signal line for transmitting and receiving signals between the endoscope 2 and the light source device 3 and the control device 5, and drives the image pickup device 100, which is a signal line for transmitting and receiving captured images (image data). It includes a signal line for transmitting and receiving a timing signal (synchronization signal and clock signal) for driving, a signal line for supplying power to the image pickup apparatus 100, and the like.
  • the universal cord 23 has a connector portion 27 that can be attached to and detached from the light source device 3.
  • the connector portion 27 has a coil-shaped coil cable 27a extending therein, and has a connector portion 28 detachable from the control device 5 at the extending end of the coil cable 27a.
  • the light source device 3 supplies illumination light for the endoscope 2 to irradiate the subject under the control of the control device 5.
  • the light source device 3 is realized by using, for example, a halogen lamp, an LD (laser diode), a white LED (Light Emitting Diode), or the like.
  • the light source device 3 supplies illumination light to the tip portion 24 of the insertion portion 21 via the connector portion 27, the universal cord 23, and the insertion portion 21.
  • the illumination light is either white light or special light (for example, NBI (Narrow Band Imaging) or infrared light).
  • the display device 4 displays a display image based on an image pickup signal input from the control device 5 under the control of the control device 5.
  • the display device 4 is realized by using a display panel such as an organic EL (Electro Luminescence) or a liquid crystal display.
  • control device configuration Next, the configuration of the control device 5 will be described.
  • the control device 5 controls each part of the endoscope system 1.
  • the control device 5 performs various image processing on the video signal input from the endoscope 2 and outputs the image signal to the display device 4. Further, the control device 5 controls the light source device 3 to supply the illumination light to the endoscope 2.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a functional configuration of a main part of the endoscope 2 and the control device 5 in the endoscope system 1.
  • the endoscope 2 includes an image pickup device 100, a transmission cable 200 built in the universal cord 23, and a connector portion 28.
  • the image pickup device 100 is arranged at the tip portion 24 of the endoscope 2 and generates a video signal (RAW data) by imaging the inside of the subject, and this video signal is transmitted to the transmission cable 200 and the connector of the universal code 23. It is output to the control device 5 via the unit 28.
  • the image pickup device 100 includes an optical system 110 and an image pickup element 120.
  • the optical system 110 forms a subject image on the light receiving surface of the image pickup device 120 by condensing the reflected light of the illumination light reflected by the subject.
  • the optical system 110 is realized by using one or more lenses or the like.
  • the image pickup element 120 receives a subject image imaged by the optical system 110, performs photoelectric conversion to generate a pixel signal, and performs A / D conversion processing, signal processing, and the like on the pixel signal to digitalize. Video signal (RAW data) is generated. Then, the image sensor 120 outputs a video signal to the connector unit 28 via the transmission cable 200.
  • the image sensor 120 is realized by using an image sensor such as CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) or CCD (Charge Coupled Device).
  • the image pickup device 120 includes a pixel unit 121, an A / D conversion unit 122, a signal processing unit 123, a memory 124, and an image pickup control unit 125.
  • the pixel unit 121 is formed by arranging a plurality of pixels in a two-dimensional matrix.
  • the pixel unit 121 is realized by using a photoelectric conversion element (photodiode) or the like.
  • the pixel unit 121 outputs the pixel signal of each pixel to the A / D conversion unit 122 under the control of the image pickup control unit 125. Further, the pixel unit 121 is driven according to the power supply voltage input from the control device 5 via the transmission cable 200.
  • the A / D conversion unit 122 inputs from the pixel unit 121 based on the reference voltage V ref transmitted from the control unit 57 of the control device 5 via the transmission cable 200 described later under the control of the image pickup control unit 125.
  • the generated pixel signal is subjected to A / D conversion processing and output to the signal processing unit 123.
  • the reference voltage V ref can also be generated inside the image pickup device 120 based on any of the power supply voltages VDD1 to VDD3.
  • the A / D conversion unit 122 is a voltage value of the first power supply voltage that reaches the image pickup element 120 via the transmission cable 200 under the control of the image pickup control unit 125, and is a control device 5 described later.
  • a / D conversion is performed on the voltage value of the first power supply voltage (hereinafter, simply referred to as "reaching voltage value V cis") to be transmitted to the control unit 57 as being detected in the image pickup element 120.
  • the result of this A / D conversion is output to the signal processing unit 123.
  • the A / D conversion unit 122 sets the ultimate voltage value V cis in the current consumption fluctuation period between the blanking period and the pixel readout period of the image pickup device 120 under the control of the image pickup control unit 125.
  • the result of performing A / D conversion is output to the signal processing unit 123.
  • the A / D conversion unit 122 is electrically connected to each of the signal line 201, the signal line 202, and the signal line 203 of the transmission cable 200 described later.
  • the A / D conversion unit 122 is realized by using an A / D conversion circuit or the like.
  • the signal processing unit 123 Under the control of the image pickup control unit 125, the signal processing unit 123 performs various signal processing on the digital pixel signal input from the A / D conversion unit 122 to generate a digital video signal, and this video The signal is output to the transmission cable 200.
  • the various signal processings are noise reduction processing, amplification processing, and the like.
  • the signal processing unit 123 outputs the ultimate voltage value Vcis input from the A / D conversion unit 122 to the transmission cable 200 under the control of the image pickup control unit 125.
  • the signal processing unit 123 is realized by using a noise reduction circuit, an output amplifier circuit, and the like.
  • the memory 124 is realized by using a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), or the like, and records various information about the image sensor 120.
  • the memory 124 contains various programs executed by the image sensor 120, data being processed, identification information for identifying the image sensor 120, performance information (drive voltage and drive current) of the image sensor 120, and black scratches and white in the pixel unit 121. Record defect pixel information of scratches.
  • the image pickup control unit 125 controls the operation of each unit constituting the image pickup element 120 according to a control signal input from the control device 5 via the transmission cable 200.
  • the control signal includes, for example, a synchronization signal (vertical synchronization signal or horizontal synchronization signal), a clock signal, a mode signal instructing the operation of the image pickup device 120, and the like.
  • the image pickup control unit 125 outputs a pixel signal from each pixel of a predetermined read line in the pixel unit 121 to the A / D conversion unit 122 according to a control signal input from the control device 5 via the transmission cable 200.
  • the image pickup control unit 125 is configured by using a TG (Timing Generator), a vertical scanning circuit, a horizontal scanning circuit, and the like.
  • the transmission cable 200 is realized by using a plurality of signal lines.
  • the transmission cable 200 has at least a signal line 201, a signal line 202, a signal line 203, a signal line 204, a signal line 205, and a signal line 206.
  • the signal line 201 transmits the power supply voltage VDD1 input from the control device 5 to the image pickup device 120.
  • the signal line 202 transmits the power supply voltage VDD2 input from the control device 5 to the image pickup device 120.
  • the signal line 203 transmits the power supply voltage VDD3 input from the control device 5 to the image pickup device 120.
  • the signal line 204 transmits the control signal input from the control device 5 to the image pickup element 120, and determines the reached voltage values of the power supply voltages VDD1 to VDD3 that have reached the image pickup element 120 input from the image pickup element 120. To transmit to.
  • the signal line 205 transmits the video signal V out input from the image pickup device 120 to the connector unit 28.
  • the signal line 206 transmits the reference voltage V ref input from the control unit 57 of the control device 5 to the image pickup device 120.
  • the connector portion 28 is detachably connected to the control device 5.
  • the connector unit 28 has at least an analog front end unit 281 (hereinafter referred to as “AFE unit 281”) and a signal processing unit 282.
  • the AFE unit 281 performs processing such as noise removal on the video signal V out or the ultimate voltage value V cis transmitted from the signal line 205, and outputs the signal to the signal processing unit 282.
  • the signal processing unit 282 controls the video signal V out or the ultimate voltage value V cis input from the AFE unit 281 by performing predetermined signal processing, for example, format conversion processing, gain up processing, D / A conversion processing, and the like. Output to device 5.
  • the control device 5 includes a power supply unit 51, a current detection unit 52, a voltage detection unit 53, a power supply control unit 54, an image processing unit 55, a memory 56, and a control unit 57.
  • the power supply unit 51 adjusts the power supply voltage input from the external power supply to a plurality of power supply voltages VDD1 to power supply voltage VDD3, and transmits the power supply voltage VDD1 to the power supply voltage VDD3 to the transmission cable 200 ( Output to signal line 201 to signal line 203).
  • the power supply unit 51 is realized by using, for example, a smoothing circuit, a rectifier circuit, a transformer, or the like. In the following, the voltage value of the power supply voltage VDD1 supplied by the power supply unit 51 to the signal line 201 will be described as the voltage value V out1 of the second power supply voltage.
  • the power supply voltage VDD1 output to the signal line 201 by the power supply unit 51 will be described, but the voltage value of the power supply voltage VDD2 and the voltage value of the power supply voltage VDD3 output to each of the signal line 202 and the signal line 203 will be described.
  • voltage V out2 of the respective second power supply voltage is described as a voltage value V out3 of the second power supply voltage, the voltage value V out1 of the second power supply voltage, any voltage value V out2 and the voltage value V out3 When referring to one or the other, the voltage value V out will be simply described.
  • the current detection unit 52 is electrically connected to each of the signal lines 201 to 203.
  • the current detection unit 52 detects each current value of the signal line 201 to the signal line 203, and outputs the detection result to the control unit 57.
  • the current detection unit 52 is realized by using an ammeter or the like.
  • the voltage detection unit 53 is electrically connected to each of the signal lines 201 to 203.
  • the voltage detection unit 53 detects each voltage value V out of the signal line 201 to the signal line 203, and outputs the detection result to the voltage detection value V mon control unit 57.
  • the voltage detection unit 53 is realized by using a voltmeter or the like.
  • the power supply control unit 54 adjusts the voltage values of the plurality of power supply voltages output by the power supply unit 51 to predetermined voltage values and outputs the voltage values to the power supply unit 51.
  • the power supply control unit 54 is realized by using a memory and hardware such as a CPU (Central Processing Unit).
  • the image processing unit 55 performs various image processing on the video signal input from the signal processing unit 282 of the connector unit 28 and outputs it to the display device 4.
  • the various image processings are demoizing processing, white balance adjustment processing, gamma correction processing, and the like.
  • the image processing unit 55 is realized by using a memory and hardware such as FPGA (Field Programmable Gate Array) and GPU (Graphics Processing Unit).
  • the memory 56 records various information about the control device 5, image data corresponding to the video signal, data being processed, and the like. Further, the memory 56 has a program recording unit 581 that records various programs executed by the control device 5.
  • the memory 56 is realized by using a volatile memory, a non-volatile memory, and the like.
  • the memory 56 may be realized by using a memory card or the like that can be attached from the outside.
  • the control unit 57 controls each unit constituting the endoscope system 1.
  • the control unit 57 is realized by using a memory and hardware such as a CPU (Central Processing Unit) or FPGA.
  • the control unit 57 has a calculation unit 571.
  • the calculation unit 571 has a resistance of the signal line 201 of the transmission cable 200 based on the ultimate voltage value V cis input from the image pickup element 120, the current value I input from the current detection unit 52, and the voltage detection value V mon. Calculate the value R. Further, the calculation unit 571 calculates the resistance value R of the signal line 201 of the transmission cable 200 a plurality of times in a predetermined period, and the average value of the calculation results of the plurality of times is used as the resistance value R of the signal line 201 of the transmission cable 200. calculate.
  • the calculation unit 571 determines the ultimate voltage value V cis input from the image pickup element 120 and the current for each blacking period of the image pickup element 120 based on the vertical synchronization signal V D input from the control unit 57.
  • the resistance value R of the signal line 201 of the transmission cable 200 is calculated based on the current value I input from the detection unit 52.
  • the calculation unit 571 calculates the resistance values of the signal lines 202 and the signal lines 203 of the transmission cable 200 in the same manner as the signal line 201, but detailed description thereof will be omitted for the sake of simplicity.
  • FIG. 3 is a flowchart showing an outline of the process executed by the control device 5.
  • FIG. 4 is a timing chart showing the relationship between the ultimate voltage value V cis , the vertical synchronization signal V D , the current value I, and the resistance value R of the transmission cable 200 during the processing executed by the endoscope system 1.
  • V cis shows the ultimate voltage value
  • V D shows the vertical synchronization signal
  • I shows the current value
  • I is the image sensor by the power supply unit 51.
  • FIG. 4 describes the current value I and the resistance value R in the signal line 201 of the transmission cable 200, but since the same processing is performed in the other signal lines 202 and the signal line 203, detailed description thereof will be omitted. ..
  • the A / D conversion unit 122 takes an image of the power supply voltage VDD1 supplied from the control device 5 via the signal line 201 of the transmission cable 200 under the control of the image pickup control unit 125. It is detected as the ultimate voltage value V cis that has reached the element 120 (step S101). In this case, as shown in FIG. 4, the A / D conversion unit 122 detects the ultimate voltage value V cis (P1, P2, P3, P4) at predetermined intervals under the control of the image pickup control unit 125. each, and outputs time that has elapsed from the vertical synchronizing signal V D (e.g. time t1, t2, t3, t4) are added as time information to the signal processing section 123.
  • V D time t1, t2, t3, t4
  • the signal processing unit 123 receives the reached voltage value Vcis and the time information from the A / D conversion unit 122 via the signal line 201 of the transmission cable 200 each time. Is output to the control device 5.
  • the current detection unit 52 detects the current value I of the signal line 201 of the transmission cable 200 (step S102). Specifically, as shown in FIG. 4, the current detection unit 52 detects the current value I flowing through the signal line 201 at predetermined intervals under the control of the control unit 57, and the detection result is the control unit 57. Output to. In this case, the current detection unit 52, for each detecting the current value I (P11, P12, P13, P14), the elapsed time that has elapsed from the vertical synchronizing signal V D (eg, time t1, t2, t3, t4) time It is added as information and output to the control unit 57.
  • V D eg, time t1, t2, t3, t4
  • step S103 an imaging frame of the imaging device 120 determines whether or not it is completed one frame.
  • step S103: Yes the control unit 57 determines that the image pickup frame of the image pickup element 120 has not completed one frame
  • step S104 the endoscope system 1 shifts to step S104 described later.
  • step S103: No the endoscope system 1 returns to the above-mentioned step S101.
  • the calculation unit 571 sets the ultimate voltage value V cis input from the image pickup element 120, the current value I input from the current detection unit 52, and the voltage detection value to the signal of the transmission cable 200 based on V mon.
  • the calculation unit 571 calculates the resistance value R of the signal line 201 based on the arrival voltage value Vcis and the current value I recorded in the memory 56 at the same time. In this case, the calculation unit 571 calculates the resistance value R on the signal line 201 a plurality of times at each time of the same time based on the arrival voltage value V cis and the current value I recorded in the memory 56 at the same time. It is calculated, and the average value of the plurality of times is calculated as the resistance value of the signal line 201.
  • step S106: Yes when an instruction signal to end the examination of the subject is input (step S106: Yes), the endoscope system 1 ends this process. On the other hand, when the instruction signal for ending the examination of the subject is not input (step S106: No), the endoscope system 1 returns to the above-mentioned step S101.
  • the voltage value V out of the power supply voltage VDD1 supplied by the power supply unit 51 to the image pickup element 120 is adjusted based on the voltage detection value V mon of the second power supply voltage, and the adjusted voltage value of the power supply voltage VDD1 is transmitted. It is supplied to the signal line 201 of the cable 200.
  • the image pickup device 120 can be operated at an appropriate power supply voltage while maintaining the transmission rate and preventing the signal line 201 from increasing in diameter.
  • the diameter of the power supply line connecting the control device 5 and the image pickup element 120 can be reduced, and the optimum power supply voltage can be supplied. Therefore, the heat generated by the power supply voltage is minimized and the internal tissues are affected. It can be suppressed.
  • the A / D conversion unit 122 provided in the image pickup device 120 detects the ultimate voltage value V cis , and the image pickup device 120 is separately provided with a detection circuit for detecting the voltage value. Since it is not necessary, it is possible to prevent the image sensor 120 from becoming large in size.
  • based control unit 57 and each of the detection time of the time information reaches a voltage value V cis and current value I, and reaches the voltage value V cis at the same time, the current value I, the Since the resistance value of the signal line 201 for each detection is calculated, the resistance value R of the signal line 201 can be accurately calculated.
  • the A / D conversion unit 122 since the A / D conversion unit 122 outputs the time information at the time of detection when the reached voltage value V CIS is detected with reference to the vertical synchronization signal VD, the time information at the time of detection is output to the signal line 205 of the transmission cable 200.
  • the control unit 57 can accurately calculate the resistance value R of the signal line 201.
  • the control unit 57 calculates the resistance value of the signal line 201 of the transmission cable 200 a plurality of times in a predetermined period, and the average value of the calculation results of the plurality of times is the resistance value of the signal line 201. Therefore, the resistance value R of the signal line 201 can be accurately calculated.
  • the A / D conversion unit 122 detects the ultimate voltage value V CIS for each blanking period of the image pickup element 120, and the control unit 57 detects the ultimate voltage value V for each blanking period.
  • the resistance value R of the signal line 201 of the transmission cable 200 is calculated based on the CIS and the current value I detected by the current detection unit 52. After the resistance value is calculated once, the optimum power supply voltage can be output by following the current value detected based on the equation (2).
  • the endoscope system according to the second embodiment has a different configuration from the endoscope 2 according to the first embodiment described above, and the procedure to be performed is different.
  • the processing executed by the endoscope system will be described.
  • the same components as those of the endoscope system 1 according to the first embodiment described above are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
  • FIG. 5 is a block diagram showing a functional configuration of a main part of an endoscope and a control device in the endoscope system according to the second embodiment.
  • the endoscope system 1A shown in FIG. 5 includes an endoscope 2A and a control device 5A in place of the endoscope 2 according to the first embodiment described above.
  • the endoscope 2A includes an image pickup element 120A in place of the image pickup element 120 according to the above-mentioned embodiment 1.
  • the image pickup device 120A includes an image pickup control unit 125A, a constant current source 126, and a switching unit 127, in addition to the configuration according to the first embodiment described above.
  • the constant current source 126 is electrically connected to each of the signal lines 201 to 203 of the transmission cable 200. Under the control of the image pickup control unit 125, the constant current source 126 uses the power supply voltage VDD1 to the power supply voltage VDD3 supplied from the control device 5 via the signal lines 201 to 203 of the transmission cable 200 as a constant current source. 126 is realized by using a regulator or the like. The constant power source 126 is grounded via the signal line 207 and the control device 5. The constant current source 126 can adjust the current value flowing through the signal lines 201 to 203.
  • the current value at the timing when the resistance value is calculated is I mon and the current value flowing at the timing when the voltage is adjusted is I, the following relationship holds.
  • V out (V mon- V cis ) / I mon x I ... Equation (3) Further, the output voltage V out becomes the following output due to the error ⁇ of the voltage detection unit and the AD conversion unit of the image pickup device.
  • V out (V mon- V cis ) / I mon ⁇ I + ⁇ / I mon ⁇ I ⁇ ⁇ Equation (4) Therefore, if the current value of I mon is small, the influence of the error becomes large. Therefore, increase the current value I mon value at the timing of resistance calculation using the constant current source 126 to improve the accuracy of DC resistance value calculation. Can be done.
  • the switching unit 127 is electrically connected to each of the signal lines 201 to 203 of the transmission cable 200, and the other end is electrically connected to the constant current source 126.
  • the switching unit 127 electrically connects each of the signal lines 201 to 203 of the transmission cable 200 to the constant current source 126 under the control of the image pickup control unit 125.
  • the switching unit 127 is realized by using a switch, a semiconductor switch, or the like.
  • the image pickup control unit 125A controls the switching unit 127 based on the control signal input from the control unit 57A of the control device 5 via the signal line 204 of the transmission cable 200. Specifically, the image pickup control unit 125A has the A / D conversion unit 122 and the A / D conversion unit 122 among the units constituting the image pickup element 120A during the calculation period in which the control unit 57A calculates the resistance value R of the signal line 201 of the transmission cable 200. The operation other than the signal processing unit 123 is stopped. Further, the image pickup control unit 125A drives the switching unit 127 under the control of the control unit 57A.
  • the image pickup control unit 125A inputs a determination signal determined by the determination unit 572 of the control unit 57A, which will be described later, that the current value detected by the current detection unit 52 is equal to or less than a predetermined threshold value.
  • the switching unit 127 is electrically connected to the constant current source 126 and the signal line 201.
  • the control device 5A includes a control unit 57A instead of the control unit 57 according to the first embodiment described above.
  • the control unit 57A further includes a determination unit 572 in addition to the configuration of the control unit 57 according to the first embodiment described above.
  • the determination unit 572 determines whether or not the current value calculated by the calculation unit 571 is equal to or less than a predetermined threshold value.
  • FIG. 6 is a flowchart showing an outline of the processing executed by the endoscope system 1A.
  • the image pickup control unit 125A is A / D among the parts constituting the image pickup element 120A.
  • the operations other than the conversion unit 122 and the signal processing unit 123 are stopped (step S201).
  • Step S202 and step S203 correspond to each of the above-mentioned steps S101 and S102.
  • step S204 the control unit 57 determines whether or not the current value I flowing through the signal line 201 of the transmission cable 200 detected by the current detection unit 52 is equal to or less than a predetermined threshold value.
  • the control unit 57 determines that the current value I flowing through the signal line 201 of the transmission cable 200 detected by the current detection unit 52 is equal to or less than a predetermined threshold value (step S204: Yes)
  • the endoscope system 1A will be described later.
  • step S205 On the other hand, when the control unit 57 determines that the current value I flowing through the signal line 201 of the transmission cable 200 detected by the current detection unit 52 is not equal to or less than a predetermined threshold value (step S204: No), the endoscope system 1A proceeds to step S206 described later.
  • step S205 the image pickup control unit 125 electrically connects the constant current source 126 and the signal line 201 of the transmission cable 200 to the switching unit 127.
  • step S205 the endoscope system 1A shifts to step S206 described later.
  • steps S206 to S209 corresponds to the above-mentioned steps S103 to S106. After step S209, the endoscope system 1A ends this process.
  • the image pickup control unit 125 In order to electrically connect the constant current source 126 and the signal line 201 of the transmission cable 200 to the switching unit 127, the current value I mon value at the timing of resistance calculation is increased by using the current source to calculate the DC resistance value. The accuracy can be improved. Further, the noise generated in the A / D conversion unit 122 can be reduced, and the fluctuation of the current consumption can be suppressed.
  • the endoscope system according to the third embodiment has a different configuration from the endoscope system 1 according to the first embodiment described above.
  • the configuration of the endoscope system according to the third embodiment will be described.
  • the same components as those of the endoscope system 1 according to the first embodiment described above are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
  • FIG. 7 is a block diagram showing a functional configuration of a main part of an endoscope and a control device in the endoscope system according to the third embodiment.
  • the endoscope system 1B shown in FIG. 7 includes an endoscope 2B and a control device 5B in place of the endoscope 2 and the control device 5 according to the first embodiment described above.
  • the endoscope 2B includes a connector portion 28B instead of the connector portion 28 according to the first embodiment described above.
  • the connector unit 28B includes a power supply generation unit 283, a current detection unit 284, and a voltage detection unit 285, in addition to the configuration of the connector unit 28 according to the first embodiment described above.
  • the power supply generation unit 283 Under the control of the connector control unit 286, the power supply generation unit 283 generates the power supply voltage input from the power supply unit 51 of the control device 5B into a plurality of power supply voltages (power supply voltage VDD1 to power supply voltage VDD3), and the transmission cable 200. Output to (signal line 201 to signal line 203).
  • the power generation unit 283 is realized by using, for example, a smoothing circuit, a rectifier circuit, a transformer, or the like.
  • the current detection unit 284 is electrically connected to each of the signal lines 201 to 203.
  • the current detection unit 284 detects each current value of the signal line 201 to the signal line 203, and outputs the detection result to the connector control unit 286.
  • the current detection unit 284 is realized by using an ammeter or the like.
  • the voltage detection unit 285 is electrically connected to each of the signal lines 201 to 203.
  • the voltage detection unit 285 detects each voltage value of the signal line 201 to the signal line 203, and outputs the detection result to the connector control unit 286.
  • the voltage detection unit 285 is realized by using a voltmeter or the like.
  • the connector control unit 286 adjusts the voltage values of the plurality of power supply voltages output by the power supply generation unit 283 to predetermined voltage values and causes the power supply generation unit 283 to output the voltage values.
  • the connector control unit 286 is realized by using a memory and hardware such as FPGA. It has a calculation unit 286a.
  • the calculation unit 286a has the same function as the calculation unit 571 described above.
  • control device 5B omits the current detection unit 52 and the voltage detection unit 53 from the configuration of the control device 5 according to the first embodiment described above. Further, the control device 5B includes a control unit 57B instead of the control unit 57 according to the first embodiment described above. The control unit 57B omits the calculation unit 571 of the control unit 57 according to the first embodiment described above.
  • the third embodiment described above it has the same effect as that of the first embodiment described above, and operates at an appropriate power supply voltage while maintaining the transmission rate and preventing the signal line 201 from increasing in diameter. It can be performed.
  • the connector unit 28B is provided with a power supply generation unit 283, a current detection unit 284, a voltage detection unit 285, and a connector control unit 286, but the present invention is limited to this. For example, it may be provided in the operation unit 22.
  • Various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of components disclosed in the endoscope system according to the first to third embodiments of the present disclosure described above. For example, some components may be removed from all the components described in the endoscope system according to the embodiment of the present disclosure described above. Further, the components described in the endoscope system according to the embodiment of the present disclosure described above may be appropriately combined.
  • the above-mentioned "part” can be read as “means” or "circuit".
  • the control unit can be read as a control means or a control circuit.

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Abstract

伝送レートを維持しながら信号線の太径化を防止しつつ、適切な電源電圧での動作を行うことができる撮像システム、内視鏡および制御装置を提供する。撮像システム１は、撮像装置１００と、制御装置５と、信号線２０１と、信号線２０５と、を備え、撮像装置１００は、画素部１２１と、Ａ／Ｄ変換部１２２と、を有する撮像素子１２０を備え、制御装置５は、電源部５１と、信号線２０１における電流値を検出する電流検出部５２と、第１の電源電圧の電圧値Ｖｃｉｓと、電流値Ｉと、第２の電源電圧の電圧検出値Ｖｍｏｎに基づいて、信号線２０１の抵抗値Ｒを算出する算出部５７１と、電流値Ｉと、抵抗値Ｒと、目標電源電圧の電圧値Ｖｔａｒｇｅｔと、に基づいて、電源部５１が撮像素子１２０へ供給する第２の電源電圧の電圧値ＶＯＵＴを調整して出力する電源制御部５４と、を備える。

Description

撮像システム、内視鏡および制御装置
　本開示は、被写体内を撮像することによって画像データを生成する撮像システム、内視鏡および制御装置に関する。
　従来、内視鏡において、被検体内に挿入する挿入部の先端部に設けられた撮像素子を駆動するための電源電圧を撮像素子に応じた適正値に調整することによって、撮像素子の固体差やケーブルの固体差によらず最適な状態で撮像素子を駆動する技術が知られている（例えば特許文献１参照）。この技術によれば、撮像素子の内部に設けたＡ／Ｄ変換回路によって、信号線を経由して制御装置から撮像素子へ供給された電源電圧を測定し、この測定した電源電圧の測定結果を制御装置へ出力する。制御装置は、信号線を経由して撮像素子から入力された電源電圧の測定結果と最適値とを比較し、電源電圧の値が最適値に近づくように撮像素子へ出力する電源電圧の値を調整する。
特許第６３９７６０３号公報
　ところで、従来の内視鏡では、内視鏡の撮像素子へ供給する電源電圧の電圧値を、撮像素子のブランキング期間と画素電荷読み出し期間とで生じる消費電流値の変化、撮像素子の固体差および信号線の固体差等を加味して設定し、予め撮像素子の推奨動作範囲を含む高めの範囲に調整している。このため、信号線を経由して制御装置から内視鏡の撮像素子に到達した電源電圧は、高めの値となっていた。その結果、制御装置と撮像素子を接続する電源線は、高い電源電圧を印加するために細径化が制限されていた。さらに、高めの電源電圧により生じる発熱により体内組織へ影響を与えるおそれもあった。そこで、撮像素子に到達する電源電圧の電圧値を検出し、この検出した電源電圧の電圧値を制御装置へ送信することによって、撮像素子のブランキング期間と画素信号読み出し期間とで生じる電圧変動に応じて供給する電源電圧の電圧値を調整することが考えられる。
　しかしながら、上述した技術では、撮像素子の消費電流が画素電荷読み出し期間内においても変動し、その変動の大きさが画素の蓄積電荷量によって異なる。このため、上述した技術では、撮像素子の電荷を読み出す水平方向の１ラインの画素電荷読み出し期間よりも短い周期で撮像素子への電源電圧を監視し、供給する電圧値を制御する必要がある。この短い周期で撮像素子から電圧値を出力する方法は、映像信号に重畳する方法が考えられるが、映像信号に重畳した場合、１画素１画素に電源電圧の電圧値を重畳させるため、伝送レートを上げる必要が生じ、信号線の径の太径化してしまうという問題点があった。
　本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、伝送レートを維持しながら信号線の太径化を防止しつつ、適切な電源電圧での動作を行うことができる撮像システム、内視鏡および制御装置を提供することを目的とする。
　上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示に係る撮像システムは、被検体を撮像することによって映像信号を生成する撮像ユニットと、前記撮像ユニットを制御する制御装置と、所定の電源電圧を前記撮像ユニットへ伝送する第１の信号線と、前記映像信号を前記制御装置へ伝送する第２の信号線と、を備え、前記撮像ユニットは、受光量に応じた前記映像信号を生成し、この映像信号を前記第２の信号線へ出力可能な画素部と、前記第１の信号線を経由して当該撮像ユニットに到達した電源電圧の電圧値を第１の電源電圧の電圧値として検出することによって前記第２の信号線へ出力する第１の検出部と、を有する撮像素子を備え、前記制御装置は、前記第１の信号線を経由して前記撮像素子に第２の電源電圧の電圧値を供給する電源部と、前記第１の信号線における電流値を検出する第２の検出部と、前記電源部が供給する前記第２の電源電圧の電圧値を検出する第３の検出部と、前記第１の電源電圧の電圧値と、前記電流値と、前記第３の検出部で検出された前記第２の電源電圧の電圧検出値に基づいて、前記第１の信号線の抵抗値を算出する算出部と、前記電流値と、前記抵抗値と、前記撮像素子における電源電圧の最適値である目標電源電圧の電圧値と、に基づいて、前記電源部が前記撮像素子へ供給する前記第２の電源電圧の電圧値を調整し、この調整した前記第２の電源電圧を前記第１の信号線へ供給させる電源制御部と、を備える。
　また、本開示に係る撮像システムは、上記開示において、前記算出部は、前記第１の信号線の抵抗値をＲ、前記第１の電源電圧の電圧値をＶｃｉｓ、前記電流値をＩ、前記第３の検出部で検出した前記第２の電源電圧の電圧検出値をＶｍｏｎとした場合、以下の式（１）に基づいて、前記第１の信号線の抵抗値を算出し、前記電源制御部は、前記第２の電源電圧の電圧値をＶｏｕｔ、前記目標電源電圧の電圧値をＶｔａｒｇｅｔとした場合、以下の式（２）に基づいて、前記第２の電源電圧の電圧値を調整する。
　Ｒ＝（Ｖｍｏｎ－Ｖｃｉｓ）／Ｉ　　　・・・式（１）
　Ｖｏｕｔ＝ＲＩ＋Ｖｔａｒｇｅｔ　　　・・・式（２）
　また、本開示に係る撮像システムは、上記開示において、前記第１の検出部は、前記映像信号に対してＡ／Ｄ変換を行ってデジタルの映像信号を前記第２の信号線へ出力するＡ／Ｄ変換回路を有し、前記Ａ／Ｄ変換回路は、前記第１の信号線に電気的に接続され、前記第１の電源電圧の電圧値に対してＡ／Ｄ変換を行って前記第２の信号線へ出力する。
　また、本開示に係る撮像システムは、上記開示において、前記第１の検出部は、前記第１の電源電圧の電圧値を検出した検出時の時間情報を前記第１の電源電圧の電圧値に付加して前記第２の信号線へ出力し、前記算出部は、前記第１の電源電圧の電圧値および前記電流値の各々の検出時の時間情報と、同時刻における前記第１の電源電圧の電圧値と、前記電流値と、に基づいて、検出毎の前記抵抗値を算出する。
　また、本開示に係る撮像システムは、上記開示において、前記撮像ユニットは、垂直同期信号に同期して駆動し、前記第１の検出部は、前記垂直同期信号を基準に前記第１の電源電圧の電圧値を検出した検出時の時間情報を前記第２の信号線へ出力する。
　また、本開示に係る撮像システムは、上記開示において、前記算出部は、前記抵抗値を所定の期間において複数回算出し、この複数回の算出結果の平均値を前記抵抗値として算出する。
　また、本開示に係る撮像システムは、上記開示において、記第１の検出部は、前記撮像素子のブランキング期間毎に、前記第１の電源電圧の電圧値を検出し、前記算出部は、前記ブランキング期間毎に、前記第１の電源電圧の電圧値と、前記電流値と、前記第２の電源電圧の電圧検出値に基づいて、前記抵抗値を算出する。
　また、本開示に係る撮像システムは、上記開示において、前記撮像ユニットは、前記算出部が前記抵抗値を算出する算出期間において、当該撮像ユニットを構成する各部のうち前記第１の検出部以外の動作を停止させる撮像制御部をさらに備える。
　また、本開示に係る撮像システムは、上記開示において、前記撮像ユニットは、前記第１の信号線の電流値を調整することができる定電流源と、前記第１の信号線と前記定電流源とを電気的に接続可能な切替部と、をさらに備え、前記撮像制御部は、前記電流値が所定の閾値以下であるか否かを判定し、前記電流値が所定の閾値以下であると判定した場合、前記切替部を前記第１の信号線と前記定電流源とを電気的に接続させる。
　また、本開示に係る内視鏡は、被検体を撮像することによって映像信号を生成する撮像ユニットと、制御装置に接続可能なコネクタ部と、所定の電源電圧を前記撮像ユニットへ伝送する第１の信号線と、前記映像信号を前記制御装置へ伝送する第２の信号線と、を備え、前記撮像ユニットは、受光量に応じた前記映像信号を生成し、この映像信号を前記第２の信号線へ出力可能な画素部と、前記第１の信号線を経由して当該撮像ユニットに到達した電源電圧の電圧値を第１の電源電圧の電圧値として検出することによって前記第２の信号線へ出力する第１の検出部と、を有する撮像素子を備え、前記コネクタ部は、前記第１の信号線を経由して前記撮像素子に第２の電源電圧を供給する電源部と、前記第１の信号線における電流値を検出する第２の検出部と、前記第１の電源電圧の電圧値と、前記電流値と、前記第２の電源電圧の電圧検出値に基づいて、前記第１の信号線の抵抗値を算出する算出部と、前記電流値と、前記抵抗値と、前記撮像素子における電源電圧の最適値である目標電源電圧の電圧値と、に基づいて、前記電源部が前記撮像素子へ供給する前記第２の電源電圧の電圧値を調整し、この調整した前記第２の電源電圧を前記第１の信号線へ供給させる電源制御部と、を備える。
　また、本開示に係る制御装置は、被検体を撮像することによって映像信号を生成する撮像ユニットに対して、所定の電源電圧を前記撮像ユニットへ伝送する第１の信号線と、前記映像信号を伝送する第２の信号線と、を用いて電気的に接続可能な制御装置であって、前記第１の信号線を経由して前記撮像ユニットに第２の電源電圧を供給する電源部と、前記第１の信号線における電流値を検出する第２の検出部と、前記電源部が供給する前記第２の電源電圧の電圧値を検出する第３の検出部と、前記第１の信号線を経由して前記撮像ユニットに到達した第１の電源電圧の電圧値であって、前記撮像ユニット内において検出された第１の電源電圧の電圧値と、前記電流値と、前記第３の検出部で検出された前記第２の電源電圧の電圧検出値に基づいて、前記第１の信号線の抵抗値を算出する算出部と、前記電流値と、前記抵抗値と、前記撮像ユニットにおける電源電圧の最適値である目標電源電圧の電圧値と、に基づいて、前記電源部が前記撮像ユニットへ供給する前記第２の電源電圧の電圧値を調整し、この調整した前記第２の電源電圧を前記第１の信号線へ供給させる電源制御部と、を備える。
　本発明によれば、伝送レートを維持しながら信号線の太径化を防止しつつ、適切な電源電圧での動作を行うことができるという効果を奏する。
図１は、実施の形態１に係る内視鏡システムの全体構成を模式的に示す図である。 図２は、実施の形態１に係る内視鏡システムにおける内視鏡および制御装置の要部の機能構成を示すブロック図である。 図３は、実施の形態１に係る内視鏡システムが実行する処理の概要を示すフローチャートである。 図４は、実施の形態１に係る内視鏡システムが実行する処理時における到達電圧値、垂直同期信号、電流値および伝送ケーブルの抵抗値の関係を示すタイミングチャートである。 図５は、実施の形態２に係る内視鏡システムにおける内視鏡および制御装置の要部の機能構成を示すブロック図である。 図６は、実施の形態２に係る内視鏡システムが実行する処理の概要を示すフローチャートである。 図７は、実施の形態３に係る内視鏡システムにおける内視鏡および制御装置の要部の機能構成を示すブロック図である。
　以下、本開示を実施するための形態（以下、「実施の形態」という）として、撮像装置を備えた内視鏡システムについて説明するが、これに限定されることなく、例えば撮像装置を備えた車載カメラ、手術用顕微鏡、マシンビジョンカメラおよび監視カメラであっても適用することができる。また、この実施の形態により、本発明が限定されるものではない。さらに、図面の記載において、同一の部分には同一の符号を付して説明する。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。
（実施の形態１）
　〔内視鏡システムの構成〕
　図１は、実施の形態１に係る内視鏡システムの全体構成を模式的に示す図である。図１に示す内視鏡システム１は、患者等の被検体内に内視鏡の挿入部を挿入することによって被検体の体内を撮像し、この撮像した映像信号に基づく表示画像を表示装置に表示する。医者等の使用者は、表示装置が表示する表示画像の観察を行う。内視鏡システム１は、内視鏡２と、光源装置３と、表示装置４と、制御装置５と、を備える。
　〔内視鏡の構成〕
　まず、内視鏡２の構成について説明する。
　内視鏡２は、被検体の体内を撮像した映像信号（ＲＡＷデータ）を生成し、この生成した映像信号を制御装置５へ出力する。内視鏡２は、挿入部２１と、操作部２２と、ユニバーサルコード２３と、を備える。
　挿入部２１は、被検体内に挿入される。挿入部２１は、可撓性を有する細長形状をなす。挿入部２１は、後述する撮像装置１００を内蔵した先端部２４と、複数の湾曲駒によって構成された湾曲自在な湾曲部２５と、湾曲部２５の基端側に接続され、可撓性を有する長尺状の可撓管部２６と、を有する。
　先端部２４は、グラスファイバ等を用いて構成される。先端部２４は、光源装置３から供給された照明光の導光路をなすライトガイド（図示せず）と、ライトガイドの先端に設けられた照明光学系と、後述する撮像装置１００と、を有する。
　操作部２２は、湾曲部２５を上下方向および左右方向に湾曲させる湾曲ノブ２２１と、体腔内に生体鉗子、レーザメスおよび検査プローブ等の処置具を挿入する処置具挿入部２２２と、光源装置３、制御装置５に加えて、送気手段、送水手段、送ガス手段等の周辺機器の操作指示信号や撮像装置１００に静止画撮影を指示するプリフリーズ信号を入力する操作入力部である複数のスイッチ２２３と、を有する。処置具挿入部２２２から挿入される処置具は、先端部２４の処置具チャンネル（図示せず）を経由して開口部（図示せず）から表出する。
　ユニバーサルコード２３は、ライトガイドと、１または複数のケーブルをまとめた集光ケーブルと、を少なくとも内蔵している。集合ケーブルは、内視鏡２および光源装置３と制御装置５との間で信号を送受信する信号線であって、撮像画像（画像データ）を送受信するための信号線、撮像装置１００を駆動するための駆動用のタイミング信号（同期信号およびクロック信号）を送受信するための信号線および撮像装置１００への電力を供給するための信号線等を含む。ユニバーサルコード２３は、光源装置３に着脱自在なコネクタ部２７を有する。コネクタ部２７は、コイル状のコイルケーブル２７ａが延設し、コイルケーブル２７ａの延出端に制御装置５に着脱自在なコネクタ部２８を有する。
　〔光源装置の構成〕
　次に、光源装置３の構成について説明する。
　光源装置３は、制御装置５の制御のもと、内視鏡２が被検体に照射するための照明光を供給する。光源装置３は、例えばハロゲンランプ、ＬＤ（laser　Diode）および白色ＬＥＤ（Light　Emitting　Diode）等を用いて実現される。光源装置３は、コネクタ部２７、ユニバーサルコード２３および挿入部２１を経由して挿入部２１の先端部２４に照明光を供給する。ここで、照明光としては、白色光および特殊光（例えばＮＢＩ（Narrow　Band　Imaging）や赤外光）のいずれか一方である。
　〔表示装置の構成〕
　次に、表示装置４の構成について説明する。
　表示装置４は、制御装置５の制御のもと、制御装置５から入力された撮像信号に基づく表示画像を表示する。表示装置４は、有機ＥＬ（Electro　Luminescence）や液晶等の表示パネルを用いて実現される。
　〔制御装置の構成〕
　次に、制御装置５の構成について説明する。
　制御装置５は、内視鏡システム１の各部を制御する。制御装置５は、内視鏡２から入力された映像信号に対して、各種の画像処理を行って表示装置４へ出力する。また、制御装置５は、光源装置３を制御することによって内視鏡２に照明光を供給させる。
　〔内視鏡システムの要部〕
　次に、上述した内視鏡２および制御装置５の要部の構成について説明する。図２は、内視鏡システム１における内視鏡２および制御装置５の要部の機能構成を示すブロック図である。
　〔内視鏡の要部〕
　まず、内視鏡２の要部の機能構成について説明する。
　内視鏡２は、撮像装置１００と、ユニバーサルコード２３に内蔵された伝送ケーブル２００と、コネクタ部２８と、を備える。
　まず、撮像装置１００について説明する。
　撮像装置１００は、内視鏡２の先端部２４に配置されてなり、被検体内を撮像することによって映像信号（ＲＡＷデータ）を生成し、この映像信号をユニバーサルコード２３の伝送ケーブル２００およびコネクタ部２８を経由して制御装置５へ出力する。撮像装置１００は、光学系１１０と、撮像素子１２０と、を有する。
　光学系１１０は、被検体において反射した照明光の反射光を集光することによって撮像素子１２０の受光面に被写体像を結像する。光学系１１０は、一または複数のレンズ等を用いて実現される。
　撮像素子１２０は、光学系１１０によって結像された被写体像を受光し、光電変換を行うことによって画素信号を生成し、この画素信号に対してＡ／Ｄ変換処理および信号処理等を行ってデジタルの映像信号（ＲＡＷデータ）を生成する。そして、撮像素子１２０は、伝送ケーブル２００を経由してコネクタ部２８へ映像信号を出力する。撮像素子１２０は、ＣＭＯＳ（Complementary　Metal　Oxide　Semiconductor）またはＣＣＤ（Charge　Coupled　Device）等のイメージセンサを用いて実現される。撮像素子１２０は、画素部１２１と、Ａ／Ｄ変換部１２２と、信号処理部１２３と、メモリ１２４と、撮像制御部１２５と、を有する。
　画素部１２１は、複数の画素が２次元マトリクス状に配置されてなる。画素部１２１は、光電変換素子（フォトダイオード）等を用いて実現される。画素部１２１は、撮像制御部１２５の制御のもと、各画素の画素信号をＡ／Ｄ変換部１２２へ出力する。また、画素部１２１は、伝送ケーブル２００を経由して制御装置５から入力された電源電圧に応じて駆動する。
　Ａ／Ｄ変換部１２２は、撮像制御部１２５の制御のもと、後述する伝送ケーブル２００経由して制御装置５の制御部５７から伝送されたリファレンス電圧Ｖｒｅｆに基づいて、画素部１２１から入力された画素信号に対してＡ／Ｄ変換処理を行って信号処理部１２３へ出力する。リファレンス電圧Ｖｒｅｆは、電源電圧ＶＤＤ１～ＶＤＤ３のいずれかに基づいて撮像素子１２０内部で生成することもできる。また、Ａ／Ｄ変換部１２２は、撮像制御部１２５の制御のもと、伝送ケーブル２００を経由して撮像素子１２０に到達した第１の電源電圧の電圧値であって、後述する制御装置５の制御部５７へ撮像素子１２０内で検出されたものとして送信するための第１の電源電圧の電圧値（以下、単に「到達電圧値Ｖｃｉｓ」という）に対してＡ／Ｄ変換を行い、このＡ／Ｄ変換の結果を信号処理部１２３へ出力する。具体的には、Ａ／Ｄ変換部１２２は、撮像制御部１２５の制御のもと、撮像素子１２０のブランキング期間と画素読み出し期間との間の消費電流変動期間において、到達電圧値Ｖｃｉｓに対してＡ／Ｄ変換を行った結果を信号処理部１２３へ出力する。Ａ／Ｄ変換部１２２は、後述する伝送ケーブル２００の信号線２０１、信号線２０２および信号線２０３の各々と電気的に接続されている。Ａ／Ｄ変換部１２２は、Ａ／Ｄ変換回路等を用いて実現される。
　信号処理部１２３は、撮像制御部１２５の制御のもと、Ａ／Ｄ変換部１２２から入力されたデジタルの画素信号に対して各種の信号処理を行ってデジタルの映像信号を生成し、この映像信号を伝送ケーブル２００へ出力する。ここで、各種の信号処理とは、ノイズ低減処理および増幅処理等である。また、信号処理部１２３は、撮像制御部１２５の制御のもと、Ａ／Ｄ変換部１２２から入力された到達電圧値Ｖｃｉｓを伝送ケーブル２００へ出力する。信号処理部１２３は、ノイズ低減回路および出力増幅回路等を用いて実現される。
　メモリ１２４は、ＲＯＭ（Read　Only　Memory）やＲＡＭ（Random　Access　Memory）等を用いて実現され、撮像素子１２０に関する各種情報を記録する。メモリ１２４は、撮像素子１２０が実行する各種のプログラム、処理中のデータ、撮像素子１２０を識別する識別情報、撮像素子１２０の性能情報（駆動電圧や駆動電流）および画素部１２１における黒キズや白キズの欠陥画素情報等を記録する。
　撮像制御部１２５は、伝送ケーブル２００を経由して制御装置５から入力される制御信号に従って撮像素子１２０を構成する各部の動作を制御する。ここで、制御信号には、例えば同期信号（垂直同期信号や水平同期信号）、クロック信号および撮像素子１２０の動作を指示するモード信号等が含まれる。撮像制御部１２５は、伝送ケーブル２００を経由して制御装置５から入力される制御信号に従って、画素部１２１における所定の読み出しラインの各画素から画素信号をＡ／Ｄ変換部１２２へ出力させる。撮像制御部１２５は、ＴＧ（Timing　Generator）、垂直走査回路および水平走査回路等を用いて構成される。
　次に、伝送ケーブル２００について説明する。
　伝送ケーブル２００は、複数の信号線を用いて実現される。具体的には、伝送ケーブル２００は、少なくとも、信号線２０１と、信号線２０２と、信号線２０３と、信号線２０４と、信号線２０５と、信号線２０６と、を有する。信号線２０１は、制御装置５から入力された電源電圧ＶＤＤ１を撮像素子１２０へ伝送する。信号線２０２は、制御装置５から入力された電源電圧ＶＤＤ２を撮像素子１２０へ伝送する。信号線２０３は、制御装置５から入力された電源電圧ＶＤＤ３を撮像素子１２０へ伝送する。信号線２０４は、制御装置５から入力された制御信号を撮像素子１２０へ伝送し、かつ、撮像素子１２０から入力された撮像素子１２０に到達した電源電圧ＶＤＤ１～ＶＤＤ３の到達電圧値を制御装置５へ伝送する。信号線２０５は、撮像素子１２０から入力された映像信号Ｖｏｕｔをコネクタ部２８へ伝送する。信号線２０６は、制御装置５の制御部５７から入力されたリファレンス電圧Ｖｒｅｆを撮像素子１２０へ伝送する。
　次に、コネクタ部２８について説明する。
　コネクタ部２８は、制御装置５に着脱自在に接続される。コネクタ部２８は、少なくとも、アナログ・フロント・エンド部２８１（以下、「ＡＦＥ部２８１」という）と、信号処理部２８２と、を有する。
　ＡＦＥ部２８１は、信号線２０５から伝送された映像信号Ｖｏｕｔまたは到達電圧値Ｖｃｉｓ対してノイズ除去等の処理を行って信号処理部２８２へ出力する。
　信号処理部２８２は、ＡＦＥ部２８１から入力された映像信号Ｖｏｕｔまたは到達電圧値Ｖｃｉｓに対して所定の信号処理、例えばフォーマット変換処理、ゲインアップ処理およびＤ／Ａ変換処理等を行って制御装置５へ出力する。
　〔制御装置の要部〕
　次に、制御装置５の要部について説明する。
　制御装置５は、電源部５１と、電流検出部５２と、電圧検出部５３と、電源制御部５４と、画像処理部５５と、メモリ５６と、制御部５７と、を備える。
　電源部５１は、電源制御部５４の制御のもと、外部電源から入力された電源電圧を複数の電源電圧ＶＤＤ１～電源電圧ＶＤＤ３に調整し、この電源電圧ＶＤＤ１～電源電圧ＶＤＤ３を伝送ケーブル２００（信号線２０１～信号線２０３）へ出力する。電源部５１は、例えば、平滑回路、整流回路、トランス等を用いて実現される。なお、以下において、電源部５１が信号線２０１へ供給する電源電圧ＶＤＤ１の電圧値を第２の電源電圧の電圧値Ｖｏｕｔ１として説明する。なお、以下においては、電源部５１が信号線２０１に出力する電源電圧ＶＤＤ１について説明するが、信号線２０２および信号線２０３の各々に出力する電源電圧ＶＤＤ２の電圧値、電源電圧ＶＤＤ３の電圧値の各々を第２の電源電圧の電圧値Ｖｏｕｔ２、第２の電源電圧の電圧値Ｖｏｕｔ３として説明するが、第２の電源電圧の電圧値Ｖｏｕｔ１、電圧値Ｖｏｕｔ２および電圧値Ｖｏｕｔ３のいずれか１つを指す場合、単に電圧値Ｖｏｕｔと表記して説明する。
　電流検出部５２は、信号線２０１～信号線２０３の各々に電気的に接続される。電流検出部５２は、信号線２０１～信号線２０３の各々の電流値を検出し、この検出結果を制御部５７へ出力する。電流検出部５２は、電流計等を用いて実現される。
　電圧検出部５３は、信号線２０１～信号線２０３の各々に電気的に接続される。電圧検出部５３は、信号線２０１～信号線２０３の各々の電圧値Ｖｏｕｔを検出し、この検出結果を電圧検出値Ｖｍｏｎ制御部５７へ出力する。電圧検出部５３は、電圧計等を用いて実現される。
　電源制御部５４は、制御部５７の制御のもと、電源部５１が出力する複数の電源電圧の電圧値を所定の電圧値に調整して電源部５１に出力させる。電源制御部５４は、メモリと、ＣＰＵ（Central　Processing　Unit）等のハードウェアと、を用いて実現される。
　画像処理部５５は、コネクタ部２８の信号処理部２８２から入力された映像信号に対して各種の画像処理を行って表示装置４へ出力する。ここで、各種の画像処理とは、デモザイキング処理、ホワイトバランス調整処理およびγ補正処理等である。画像処理部５５は、メモリと、ＦＰＧＡ（Field　Programmable　Gate　Array）やＧＰＵ（Graphics　Processing　Unit）等のハードウェアを用いて実現される。
　メモリ５６は、制御装置５に関する各種の情報、映像信号に対応する画像データおよび処理中のデータ等を記録する。さらに、メモリ５６は、制御装置５が実行する各種のプログラムを記録するプログラム記録部５８１を有する。メモリ５６は、揮発性メモリおよび不揮発性メモリ等を用いて実現される。なお、メモリ５６は、外部から装着自在なメモリカード等を用いて実現してもよい。
　制御部５７は、内視鏡システム１を構成する各部を制御する。制御部５７は、メモリと、ＣＰＵ（Central　Processing　Unit）またはＦＰＧＡ等のハードウェアを用いて実現される。制御部５７は、算出部５７１を有する。
　算出部５７１は、撮像素子１２０から入力された到達電圧値Ｖｃｉｓと、電流検出部５２から入力された電流値Ｉと、電圧検出値Ｖｍｏｎに基づいて、伝送ケーブル２００の信号線２０１の抵抗値Ｒを算出する。また、算出部５７１は、伝送ケーブル２００の信号線２０１の抵抗値Ｒを所定の期間において複数回算出し、この複数回の算出結果の平均値を伝送ケーブル２００の信号線２０１の抵抗値Ｒとして算出する。具体的には、算出部５７１は、制御部５７から入力される垂直同期信号ＶＤに基づいて、撮像素子１２０のブラキング期間毎に、撮像素子１２０から入力された到達電圧値Ｖｃｉｓと、電流検出部５２から入力された電流値Ｉと、に基づいて、伝送ケーブル２００の信号線２０１の抵抗値Ｒを算出する。なお、算出部５７１は、信号線２０１と同様に、伝送ケーブル２００の信号線２０２および信号線２０３の各々の抵抗値を算出するが、説明を簡略化するため、詳細な説明を省略する。
　〔内視鏡システムの処理〕
　次に、内視鏡システム１が実行する処理について説明する。図３は、制御装置５が実行する処理の概要を示すフローチャートである。図４は、内視鏡システム１が実行する処理時における到達電圧値Ｖｃｉｓ、垂直同期信号ＶＤ、電流値Ｉおよび伝送ケーブル２００の抵抗値Ｒの関係を示すタイミングチャートである。図４において、上段から（ａ）が到達電圧値Ｖｃｉｓを示し、（ｂ）が垂直同期信号ＶＤを示し、（ｃ）が電流値Ｉを示し、（ｄ）が電源部５１によって撮像素子へ供給される電源電圧の電圧値ＶＯＵＴを示す。なお、図４では、伝送ケーブル２００の信号線２０１における電流値Ｉおよび抵抗値Ｒについて説明するが、他の信号線２０２および信号線２０３においても同様の処理を行うため、詳細な説明を省略する。
　図３に示すように、まず、Ａ／Ｄ変換部１２２は、撮像制御部１２５の制御のもと、伝送ケーブル２００の信号線２０１を経由して制御装置５から供給された電源電圧ＶＤＤ１を撮像素子１２０に到達した到達電圧値Ｖｃｉｓとして検出する（ステップＳ１０１）。この場合において、図４に示すように、Ａ／Ｄ変換部１２２は、撮像制御部１２５の制御のもと、所定の間隔で到達電圧値Ｖｃｉｓ（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４）を検出する毎に、垂直同期信号ＶＤから経過した経過時間（例えば時間ｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４）を時間情報として付加して信号処理部１２３へ出力する。このとき、信号処理部１２３は、撮像制御部１２５の制御のもと、伝送ケーブル２００の信号線２０１を経由してＡ／Ｄ変換部１２２から到達電圧値Ｖｃｉｓおよび時間情報が入力される毎に制御装置５へ出力する。
　続いて、電流検出部５２は、伝送ケーブル２００の信号線２０１の電流値Ｉを検出する（ステップＳ１０２）。具体的には、図４に示すように、電流検出部５２は、制御部５７の制御のもと、所定の間隔で信号線２０１に流れる電流値Ｉを検出し、この検出結果を制御部５７へ出力する。この場合、電流検出部５２は、電流値Ｉ（Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ１３，Ｐ１４）を検出する毎に、垂直同期信号ＶＤから経過した経過時間（例えば時間ｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４）を時間情報として付加して制御部５７へ出力する。
　その後、制御部５７は、撮像素子１２０へ供給する垂直同期信号ＶＤに基づいて、撮像素子１２０の撮像フレームが１フレーム終了したか否かを判断する（ステップＳ１０３）。制御部５７によって撮像素子１２０の撮像フレームが１フレーム終了していないと判断された場合（ステップＳ１０３：Ｙｅｓ）、内視鏡システム１は、後述するステップＳ１０４へ移行する。これに対して、制御部５７によって撮像素子１２０の撮像フレームが１フレーム終了していないと判断された場合（ステップＳ１０３：Ｎｏ）、内視鏡システム１は、上述したステップＳ１０１へ戻る。
　続いて、算出部５７１は、撮像素子１２０から入力された到達電圧値Ｖｃｉｓと、電流検出部５２から入力された電流値Ｉと、電圧検出値をＶｍｏｎに基づいて、伝送ケーブル２００の信号線２０１の抵抗値を算出する（ステップＳ１０４）。具体的には、信号線２０１の抵抗値をＲ、到達電圧値Ｖｃｉｓ、信号線２０１に流れる電流値をＩ、電圧検出部５２で検出した電源部５１が供給する電源電圧の電圧検出値をＶｍｏｎとした場合、以下の式（１）に基づいて、信号線２０１の抵抗値Ｒを算出する。
　Ｒ＝（Ｖｍｏｎ－Ｖｃｉｓ）／Ｉ　　　・・・式（１）
また、算出部５７１は、メモリ５６に記録された同時刻における到達電圧値Ｖｃｉｓと、電流値Ｉと、に基づいて、信号線２０１の抵抗値Ｒを算出する。この場合、算出部５７１は、メモリ５６に記録された同時刻における到達電圧値Ｖｃｉｓと、電流値Ｉと、に基づいて、同時刻の時刻毎に信号線２０１における複数回の抵抗値Ｒを算出し、この複数回の平均値を信号線２０１の抵抗値として算出する。
　その後、電源制御部５４は、制御部５７の制御のもと、電源部５１が撮像素子１２０へ供給する電源電圧を調整して出力させる（ステップＳ１０５）。具体的には、電源制御部５４は、第２の電源電圧である電源電圧ＶＤＤ１の電圧値をＶｏｕｔ、撮像素子１２０における電源電圧の最適値である目標電源電圧の電圧値をＶｔａｒｇｅｔとした場合、以下の式（２）を用いて、電源部５１が撮像素子１２０へ供給する電源電圧に調整して出力させる。
Ｖｏｕｔ＝ＲＩ＋Ｖｔａｒｇｅｔ　　　・・・式（２）
この場合、図４の矢印Ａ１に示すように、電源制御部５４は、垂直同期信号ＶＤに基づいて、撮像素子１２０の次フレームにおいて、撮像素子１２０の前フレームにおい調整した第２の電源電圧である電源電圧ＶＤＤ１の電圧値Ｖｏｕｔを出力させる。
　続いて、被検体の検査を終了する指示信号が入力された場合（ステップＳ１０６：Ｙｅｓ）、内視鏡システム１は、本処理を終了する。これに対して、被検体の検査を終了する指示信号が入力されていない場合（ステップＳ１０６：Ｎｏ）、内視鏡システム１は、上述したステップＳ１０１へ戻る。
　以上説明した実施の形態１によれば、電源制御部５４が電流検出部５２によって検出された電流値と、制御部５７によって算出された到達電圧値Ｖｃｉｓと、目標電源電圧の電圧値Ｖｔａｒｇｅｔと、第２の電源電圧の電圧検出値Ｖｍｏｎに基づいて、電源部５１が撮像素子１２０へ供給する電源電圧ＶＤＤ１の電圧値Ｖｏｕｔを調整し、この調整した電源電圧ＶＤＤ１の電圧値を伝送ケーブル２００の信号線２０１へ供給させる。これにより、伝送レートを維持しながら信号線２０１の太径化を防止しつつ、撮像素子１２０を適切な電源電圧で動作を行うことができる。その結果、制御装置５と撮像素子１２０を接続する電源線を細径化することができるとともに、最適な電源電圧を供給できるため、電源電圧により生じる発熱を最小限に抑えて体内組織へ影響を抑えることができる。
　また、実施の形態１によれば、撮像素子１２０に設けられたＡ／Ｄ変換部１２２が到達電圧値Ｖｃｉｓを検出し、別途、撮像素子１２０に電圧値を検出するための検出回路を設ける必要がないため、撮像素子１２０の大型化を防止することができる。
　また、実施の形態１によれば、制御部５７が到達電圧値Ｖｃｉｓおよび電流値Ｉの各々の検出時の時間情報と、同時刻における到達電圧値Ｖｃｉｓと、電流値Ｉと、に基づいて、検出毎の信号線２０１の抵抗値を算出するため、信号線２０１の抵抗値Ｒを正確に算出することができる。
　また、実施の形態１によれば、Ａ／Ｄ変換部１２２が垂直同期信号ＶＤを基準に到達電圧値ＶＣＩＳを検出した検出時の時間情報を伝送ケーブル２００の信号線２０５へ出力するため、制御部５７が信号線２０１の抵抗値Ｒを正確に算出することができる。
　また、実施の形態１によれば、制御部５７が伝送ケーブル２００の信号線２０１の抵抗値を所定の期間において複数回算出し、この複数回の算出結果の平均値を信号線２０１の抵抗値として算出するため、信号線２０１の抵抗値Ｒを正確に算出することができる。
　また、実施の形態１によれば、Ａ／Ｄ変換部１２２が撮像素子１２０のブランキング期間毎に、到達電圧値ＶＣＩＳを検出し、制御部５７がブランキング期間毎に、到達電圧値ＶＣＩＳと、電流検出部５２によって検出された電流値Ｉと、に基づいて、伝送ケーブル２００の信号線２０１の抵抗値Ｒを算出する。抵抗値を一旦算出した後は、式（２）に基づいて検出した電流値に追従させて最適な電源電圧を出力することができる。
（実施の形態２）
　次に、実施の形態２について説明する。実施の形態２に係る内視鏡システムは、上述した実施の形態１に係る内視鏡２と構成が異なるうえ、実行する処置が異なる。以下においては、実施の形態２に係る内視鏡システムの構成について説明後、内視鏡システムが実行する処理について説明する。なお、上述した実施の形態１に係る内視鏡システム１と同一の構成には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
　〔内視鏡システムの構成〕
　図５は、実施の形態２に係る内視鏡システムにおける内視鏡および制御装置の要部の機能構成を示すブロック図である。図５に示す内視鏡システム１Ａは、上述した実施の形態１に係る内視鏡２に代えて、内視鏡２Ａおよび制御装置５Ａを備える。
　〔内視鏡の構成〕
　図５に示すように、内視鏡２Ａは、上述した実施の形態１に係る内視鏡２は、上述した実施の形態１に係る撮像素子１２０に代えて、撮像素子１２０Ａを備える。撮像素子１２０Ａは、上述した実施の形態１に係る構成に加えて、撮像制御部１２５Ａと、定電流源１２６と、切替部１２７と、を備える。
　定電流源１２６は、伝送ケーブル２００の信号線２０１～信号線２０３の各々と電気的に接続される。定電流源１２６は、撮像制御部１２５の制御のもと、伝送ケーブル２００の信号線２０１～信号線２０３を経由して制御装置５から供給された電源電圧ＶＤＤ１～電源電圧ＶＤＤ３を、定電流源１２６は、レギュレータ等を用いて実現される。なお、定電源源１２６は、信号線２０７および制御装置５を経由して接地される。定電流源１２６は、信号線２０１～信号線２０３に流れる電流値を調整することができる。ここで、抵抗値を算出したタイミングの電流値をＩｍｏｎ、電圧を調整するタイミングで流れている電流値をＩとすると、次の関係が成り立つ。
　Ｖｏｕｔ＝（Ｖｍｏｎ－Ｖｃｉｓ）／Ｉｍｏｎ×Ｉ　　　・・・式（３）
　さらに、出力電圧Ｖｏｕｔは、電圧検出部や撮像素子のAD変換部がもつ誤差αにより以下の出力となる。
　Ｖｏｕｔ＝（Ｖｍｏｎ－Ｖｃｉｓ）／Ｉｍｏｎ×Ｉ＋α／Ｉｍｏｎ×Ｉ　　　・・・式（４）
　したがって、Ｉｍｏｎの電流値が小さいと誤差の影響が大きくなってしまうため、定電流源１２６を使って抵抗算出のタイミングの電流値Ｉｍｏｎの値を増やして直流抵抗値算出の精度を上げることができる。
　切替部１２７は、一端が伝送ケーブル２００の信号線２０１～信号線２０３の各々と電気的に接続され、他端が定電流源１２６と電気的に接続される。切替部１２７は、撮像制御部１２５の制御のもと、伝送ケーブル２００の信号線２０１～信号線２０３の各々と定電流源１２６とを電気的に接続する。切替部１２７は、スイッチや半導体スイッチ等を用いて実現される。
　撮像制御部１２５Ａは、伝送ケーブル２００の信号線２０４を経由して制御装置５の制御部５７Ａから入力された制御信号に基づいて、切替部１２７を制御する。具体的には、撮像制御部１２５Ａは、制御部５７Ａが伝送ケーブル２００の信号線２０１の抵抗値Ｒを算出する算出期間において、撮像素子１２０Ａを構成する各部のうち、Ａ／Ｄ変換部１２２および信号処理部１２３以外の動作を停止させる。また、撮像制御部１２５Ａは、制御部５７Ａの制御のもと、切替部１２７を駆動する。具体的には、撮像制御部１２５Ａは、後述する制御部５７Ａの判定部５７２から電流検出部５２によって検出された電流値が所定の閾値以下であると判定された判定信号が入力された場合、切替部１２７に定電流源１２６と信号線２０１とを電気的に接続させる。
　〔制御装置の構成〕
　次に、制御装置５Ａの構成について説明する。制御装置５Ａは、上述した実施の形態１に係る制御部５７に変えて、制御部５７Ａを備える。制御部５７Ａは、上述した実施の形態１に係る制御部５７の構成に加えて、判定部５７２をさらに備える。
　判定部５７２は、算出部５７１によって算出された電流値が所定の閾値以下であるか否かを判定する。
　〔内視鏡システムの処理〕
　次に、内視鏡システム１Ａが実行する処理について説明する。図６は、内視鏡システム１Ａが実行する処理の概要を示すフローチャートである。
　図６に示すように、まず、撮像制御部１２５Ａは、制御部５７が伝送ケーブル２００の信号線２０１の抵抗値Ｒを算出する算出期間において、撮像素子１２０Ａを構成する各部のうち、Ａ／Ｄ変換部１２２および信号処理部１２３以外の動作を停止させる（ステップＳ２０１）。
　ステップＳ２０２およびステップＳ２０３は、上述したステップＳ１０１およびステップＳ１０２それぞれに対応する。
　ステップＳ２０４において、制御部５７は、電流検出部５２が検出した伝送ケーブル２００の信号線２０１に流れる電流値Ｉが所定の閾値以下であるか否かを判定する。制御部５７によって電流検出部５２が検出した伝送ケーブル２００の信号線２０１に流れる電流値Ｉが所定の閾値以下であると判定された場合（ステップＳ２０４：Ｙｅｓ）、内視鏡システム１Ａは、後述するステップＳ２０５へ移行する。これに対して、制御部５７によって電流検出部５２が検出した伝送ケーブル２００の信号線２０１に流れる電流値Ｉが所定の閾値以下でないと判定された場合（ステップＳ２０４：Ｎｏ）、内視鏡システム１Ａは、後述するステップＳ２０６へ移行する。
　ステップＳ２０５において、撮像制御部１２５は、定電流源１２６と伝送ケーブル２００の信号線２０１とを切替部１２７に電気的に接続させる。ステップＳ２０５の後、内視鏡システム１Ａは、後述するステップＳ２０６へ移行する。
　ステップＳ２０６～ステップＳ２０９の各々は、上述したステップＳ１０３～ステップＳ１０６に対応する。ステップＳ２０９の後、内視鏡システム１Ａは、本処理を終了する。
　以上説明した実施の形態２によれば、制御部５７が伝送ケーブル２００の信号線２０１の抵抗値Ｒを算出する算出期間において、撮像制御部１２５Ａが撮像素子１２０Ａを構成する各部のうち、Ａ／Ｄ変換部１２２および信号処理部１２３以外の動作を停止させるため、信号線２０１の正確な抵抗値Ｒを算出することができる。
　また、実施の形態２によれば、制御部５７によって電流検出部５２が検出した伝送ケーブル２００の信号線２０１に流れる電流値Ｉが所定の閾値以下であると判定された場合、撮像制御部１２５が定電流源１２６と伝送ケーブル２００の信号線２０１とを切替部１２７に電気的に接続させるため、電流源を使って抵抗算出のタイミングの電流値Ｉｍｏｎの値を増やして直流抵抗値算出の精度を上げることができる。さらに、Ａ／Ｄ変換部１２２に生じるノイズを低減することができるうえ、消費電流の変動を抑えることができる。
（実施の形態３）
　次に、実施の形態３について説明する。実施の形態３に係る内視鏡システムは、上述した実施の形態１に係る内視鏡システム１と構成が異なる。以下においては、実施の形態３に係る内視鏡システムの構成について説明する。なお、上述した実施の形態１に係る内視鏡システム１と同一の構成には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
　〔内視鏡システムの要部の機能構成〕
　図７は、実施の形態３に係る内視鏡システムにおける内視鏡および制御装置の要部の機能構成を示すブロック図である。図７に示す内視鏡システム１Ｂは、上述した実施の形態１に係る内視鏡２および制御装置５に代えて、内視鏡２Ｂおよび制御装置５Ｂを備える。
　〔内視鏡の構成〕
　まず、内視鏡２Ｂの構成について説明する。内視鏡２Ｂは、上述した実施の形態１に係るコネクタ部２８に代えて、コネクタ部２８Ｂを備える。コネクタ部２８Ｂは、上述した実施の形態１に係るコネクタ部２８の構成に加えて、電源生成部２８３と、電流検出部２８４と、電圧検出部２８５と、を備える。
　電源生成部２８３は、コネクタ制御部２８６の制御のもと、制御装置５Ｂの電源部５１から入力された電源電圧を複数の電源電圧（電源電圧ＶＤＤ１～電源電圧ＶＤＤ３）に生成して伝送ケーブル２００（信号線２０１～信号線２０３）へ出力する。電源生成部２８３は、例えば、平滑回路、整流回路、トランス等を用いて実現される。
　電流検出部２８４は、信号線２０１～信号線２０３の各々に電気的に接続される。電流検出部２８４は、信号線２０１～信号線２０３の各々の電流値を検出し、この検出結果をコネクタ制御部２８６へ出力する。電流検出部２８４は、電流計等を用いて実現される。
　電圧検出部２８５は、信号線２０１～信号線２０３の各々に電気的に接続される。電圧検出部２８５は、信号線２０１～信号線２０３の各々の電圧値を検出し、この検出結果をコネクタ制御部２８６へ出力する。電圧検出部２８５は、電圧計等を用いて実現される。
　コネクタ制御部２８６は、電源生成部２８３が出力する複数の電源電圧の電圧値を所定の電圧値に調整して電源生成部２８３に出力させる。コネクタ制御部２８６は、メモリと、ＦＰＧＡ等のハードウェアと、を用いて実現される。算出部２８６ａを有する。算出部２８６ａは、上述した算出部５７１と同様の機能を有する。
　〔制御装置の要部〕
　次に、制御装置５Ｂの構成について説明する。
　制御装置５Ｂは、上述した実施の形態１に係る制御装置５の構成から電流検出部５２および電圧検出部５３を省略している。さらに、制御装置５Ｂは、上述した実施の形態１に係る制御部５７に代えて、制御部５７Ｂを備える。制御部５７Ｂは、上述した実施の形態１に係る制御部５７の算出部５７１を省略している。
　以上説明した実施の形態３によれば、上述した実施の形態１と同様の効果を有し、伝送レートを維持しながら信号線２０１の太径化を防止しつつ、適切な電源電圧での動作を行うことができる。
　なお、上述した実施の形態３では、コネクタ部２８Ｂに、電源生成部２８３と、電流検出部２８４と、電圧検出部２８５と、コネクタ制御部２８６と、を設けていたが、これに限定されることなく、例えば操作部２２に設けてもよい。
（その他の実施の形態）
　上述した本開示の実施の形態１～３に係る内視鏡システムに開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることによって、種々の発明を形成することができる。例えば、上述した本開示の実施の形態に係る内視鏡システムに記載した全構成要素からいくつかの構成要素を削除してもよい。さらに、上述した本開示の実施の形態に係る内視鏡システムで説明した構成要素を適宜組み合わせてもよい。
　また、本開示の実施の形態１～３に係る内視鏡システムでは、上述してきた「部」は、「手段」や「回路」などに読み替えることができる。例えば、制御部は、制御手段や制御回路に読み替えることができる。
　なお、本明細書におけるフローチャートの説明では、「まず」、「その後」、「続いて」等の表現を用いてステップ間の処理の前後関係を明示していたが、本発明を実施するために必要な処理の順序は、それらの表現によって一意的に定められるわけではない。即ち、本明細書で記載したフローチャートにおける処理の順序は、矛盾のない範囲で変更することができる。
　以上、本願の実施の形態のいくつかを図面に基づいて詳細に説明したが、これらは例示であり、本開示の欄に記載の態様を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変形、改良を施した他の形態で本発明を実施することが可能である。
１，１Ａ，１Ｂ　内視鏡システム
２，２Ａ，２Ｂ　　　　　：内視鏡
３　光源装置
４　表示装置
５，５Ａ，５Ｂ　制御装置
２１　挿入部
２２　操作部
２３　ユニバーサルコード
２４　先端部
２５　湾曲部
２６　可撓管部
２７，２８，２８Ｂ　コネクタ部
２７ａ　コイルケーブル
５１　電源部
５２　電流検出部
５３　電圧検出部
５４　電源制御部
５５　画像処理部
５６，１２４　メモリ
５７，５７Ａ，５７Ｂ　制御部
１００　撮像装置
１１０　光学系
１２０，１２０Ａ　撮像素子
１２１　画素部
１２２　Ａ／Ｄ変換部
１２３　信号処理部
１２５，１２５Ａ　撮像制御部
１２６　定電流源
１２７　切替部
２００　伝送ケーブル
２０１～２０７　信号線
２２１　湾曲ノブ
２２２　処置具挿入部
２２３　スイッチ
２８１　ＡＦＥ部
２８２　信号処理部
２８３　電源生成部
２８４　電流検出部
２８５　電圧検出部
２８６　コネクタ制御部
２８６ａ，５７１　算出部
５７２　判定部
５８１　プログラム記録部

Claims (11)

  1. 　被検体を撮像することによって映像信号を生成する撮像ユニットと、
    　前記撮像ユニットを制御する制御装置と、
    　所定の電源電圧を前記撮像ユニットへ伝送する第１の信号線と、
    　前記映像信号を前記制御装置へ伝送する第２の信号線と、
    　を備え、
    　前記撮像ユニットは、
    　受光量に応じた前記映像信号を生成し、この映像信号を前記第２の信号線へ出力可能な画素部と、
    　前記第１の信号線を経由して当該撮像ユニットに到達した電源電圧の電圧値を第１の電源電圧の電圧値として検出することによって前記第２の信号線へ出力する第１の検出部と、
    　を有する撮像素子を備え、
    　前記制御装置は、
    　前記第１の信号線を経由して前記撮像素子に第２の電源電圧の電圧値を供給する電源部と、　前記第１の信号線における電流値を検出する第２の検出部と、
    　前記電源部が供給する前記第２の電源電圧の電圧値を検出する第３の検出部と、
    　前記第１の電源電圧の電圧値と、前記電流値と、前記第３の検出部で検出した前記第２の電源電圧の電圧検出値に基づいて、前記第１の信号線の抵抗値を算出する算出部と、
    　前記電流値と、前記抵抗値と、前記撮像素子における電源電圧の最適値である目標電源電圧の電圧値と、に基づいて、前記電源部が前記撮像素子へ供給する前記第２の電源電圧の電圧値を調整し、この調整した前記第２の電源電圧を前記第１の信号線へ供給させる電源制御部と、
    　を備える、
    　撮像システム。
  2. 　請求項１に記載の撮像システムであって、
    　前記算出部は、
    　前記第１の信号線の抵抗値をＲ、前記第１の電源電圧の電圧値をＶｃｉｓ、前記電流値をＩ、前記第３の検出部で検出した前記第２の電源電圧の電圧検出値をＶｍｏｎとした場合、以下の式（１）に基づいて、前記第１の信号線の抵抗値を算出し、
    　前記電源制御部は、
    　前記第２の電源電圧の電圧値をＶｏｕｔ、前記目標電源電圧の電圧値をＶｔａｒｇｅｔとした場合、以下の式（２）に基づいて、前記第２の電源電圧の電圧値を調整する、
    　撮像システム。
    　Ｒ＝（Ｖｍｏｎ－Ｖｃｉｓ）／Ｉ　　　・・・式（１）
    　Ｖｏｕｔ＝ＲＩ＋Ｖｔａｒｇｅｔ　　　・・・式（２）
  3. 　請求項１または２に記載の撮像システムであって、
    　前記第１の検出部は、
    　前記映像信号に対してＡ／Ｄ変換を行ってデジタルの映像信号を前記第２の信号線へ出力するＡ／Ｄ変換回路を有し、
    　前記Ａ／Ｄ変換回路は、
    　前記第１の信号線に電気的に接続され、前記第１の電源電圧の電圧値に対してＡ／Ｄ変換を行って前記第２の信号線へ出力する、
    　撮像システム。
  4. 　請求項１～３のいずれか１つに記載の撮像システムであって、
    　前記第１の検出部は、
    　前記第１の電源電圧の電圧値を検出した検出時の時間情報を前記第１の電源電圧の電圧値に付加して前記第２の信号線へ出力し、
    　前記算出部は、
    　前記第１の電源電圧の電圧値および前記電流値の各々の検出時の時間情報と、同時刻における前記第１の電源電圧の電圧値と、前記電流値と、に基づいて、検出毎の前記抵抗値を算出する、
    　撮像システム。
  5. 　請求項１～４のいずれか１つに記載の撮像システムであって、
    　前記撮像ユニットは、
    　垂直同期信号に同期して駆動し、
    　前記第１の検出部は、
    　前記垂直同期信号を基準に前記第１の電源電圧の電圧値を検出した検出時の時間情報を前記第２の信号線へ出力する、
    　撮像システム。
  6. 　請求項１～５のいずれか１つに記載の撮像システムであって、
    　前記算出部は、
    　前記抵抗値を所定の期間において複数回算出し、この複数回の算出結果の平均値を前記抵抗値として算出する、
    　撮像システム。
  7. 　請求項１～６のいずれか１つに記載の撮像システムであって、
    　前記第１の検出部は、
    　前記撮像素子のブランキング期間毎に、前記第１の電源電圧の電圧値を検出し、
    　前記算出部は、
    　前記ブランキング期間毎に、前記第１の電源電圧の電圧値と、前記電流値と、前記第２の電源電圧の電圧検出値に基づいて、前記抵抗値を算出する、
    　撮像システム。
  8. 　請求項１に記載の撮像システムであって、
    　前記撮像ユニットは、
    　前記算出部が前記抵抗値を算出する算出期間において、当該撮像ユニットを構成する各部のうち前記第１の検出部以外の動作を停止させる撮像制御部をさらに備える、
    　撮像システム。
  9. 　請求項８に記載の撮像システムであって、
    　前記撮像ユニットは、
    　前記第１の信号線の電流値を調整することができる電流値に調整する定電流源と、
    　前記第１の信号線と前記定電流源とを電気的に接続可能な切替部と、
    　をさらに備え、
    　前記制御装置は、
    　前記電流値が所定の閾値以下であるか否かを判定する判定部をさらに備え、
    　前記撮像制御部は、
    　前記判定部によって前記電流値が所定の閾値以下であると判定した場合、前記切替部を前記第１の信号線と前記定電流源とを電気的に接続させる、
    　撮像システム。
  10. 　被検体を撮像することによって映像信号を生成する撮像ユニットと、
    　制御装置に接続可能なコネクタ部と、
    　所定の電源電圧を前記撮像ユニットへ伝送する第１の信号線と、
    　前記映像信号を前記制御装置へ伝送する第２の信号線と、
    　を備え、
    　前記撮像ユニットは、
    　受光量に応じた前記映像信号を生成し、この映像信号を前記第２の信号線へ出力可能な画素部と、
    　前記第１の信号線を経由して当該撮像ユニットに到達した電源電圧の電圧値を第１の電源電圧の電圧値として検出することによって前記第２の信号線へ出力する第１の検出部と、
    　を有する撮像素子を備え、
    　前記コネクタ部は、
    　前記第１の信号線を経由して前記撮像素子に第２の電源電圧を供給する電源部と、
    　前記第１の信号線における電流値を検出する第２の検出部と、
    　前記第１の電源電圧の電圧値と、前記電流値と、前記第２の電源電圧の電圧検出値に基づいて、前記第１の信号線の抵抗値を算出する算出部と、
    　前記電流値と、前記抵抗値と、前記撮像素子における電源電圧の最適値である目標電源電圧の電圧値と、に基づいて、前記電源部が前記撮像素子へ供給する前記第２の電源電圧の電圧値を調整し、この調整した前記第２の電源電圧を前記第１の信号線へ供給させる電源制御部と、
    　を備える、
    　内視鏡。
  11. 　被検体を撮像することによって映像信号を生成する撮像ユニットに対して、所定の電源電圧を前記撮像ユニットへ伝送する第１の信号線と、前記映像信号を伝送する第２の信号線と、を用いて電気的に接続可能な制御装置であって、
    　前記第１の信号線を経由して前記撮像ユニットに第２の電源電圧を供給する電源部と、
    　前記第１の信号線における電流値を検出する第２の検出部と、
    　前記第２の電源電圧の電圧値を検出する第３の検出部と、
    　前記第１の信号線を経由して前記撮像ユニットに到達した第１の電源電圧の電圧値であって、前記撮像ユニット内において検出された第１の電源電圧の電圧値と、前記電流値と、前記第３の検出部で検出した前記第２の電源電圧の電圧検出値に基づいて、前記第１の信号線の抵抗値を算出する算出部と、
    　前記電流値と、前記抵抗値と、前記撮像ユニットにおける電源電圧の最適値である目標電源電圧の電圧値と、に基づいて、前記電源部が前記撮像ユニットへ供給する前記第２の電源電圧の電圧値を調整し、この調整した前記第２の電源電圧を前記第１の信号線へ供給させる電源制御部と、
    　を備える、
    　制御装置。
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