JP6966962B2 - Endoscope - Google Patents
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Description
本発明は、内視鏡に関し、特に、固体撮像素子を備える内視鏡に関する。 The present invention relates to an endoscope, and more particularly to an endoscope including a solid-state image pickup device.
被検体の内部の被写体を撮像する内視鏡、及び、内視鏡により撮像された被写体の観察画像を生成する画像処理装置等を具備する内視鏡システムが、医療分野及び工業分野等において広く用いられている。 Endoscope systems equipped with an endoscope that captures the subject inside the subject and an image processing device that generates an observation image of the subject captured by the endoscope are widely used in the medical field, industrial field, and the like. It is used.
このような内視鏡システムにおける内視鏡としては、固体撮像素子として、例えばＣＭＯＳイメージセンサを採用し、このＣＭＯＳイメージセンサから出力される撮像信号を後段の画像処理装置に対して伝送する内視鏡が広く知られている。 As the endoscope in such an endoscope system, for example, a CMOS image sensor is adopted as a solid-state image sensor, and an image pickup signal output from the CMOS image sensor is transmitted to a subsequent image processing device for endoscopy. Mirrors are widely known.
上述したＣＭＯＳイメージセンサ等の撮像素子は、一般に、画像処理装置から内視鏡内に配設されたケーブルを介して所定の電源電圧の供給を受けると共に、所定の制御信号を受けて駆動されるようになっている。 An image pickup device such as the CMOS image sensor described above is generally driven by receiving a predetermined power supply voltage from an image processing device via a cable arranged in the endoscope and receiving a predetermined control signal. It has become like.
ここで、近年、内視鏡に配設される撮像素子および挿入部に関しては、益々小型化・細径化が嘱望されており、これに伴い前記挿入部およびいわゆるユニバーサルコードの内部に配設されるケーブルについても細径化が求められている。 Here, in recent years, the image sensor and the insertion portion arranged in the endoscope are expected to be further reduced in size and diameter, and accordingly, they are arranged inside the insertion portion and the so-called universal cord. Cables are also required to have a smaller diameter.
このような状況にあるため、撮像素子に対して電源供給するための電源ケーブルについても、できる限り細くすることが求められている。このように電源ケーブルが細くなるとケーブル自体の抵抗成分も大きくなり、場合によっては１０Ω／ｍ以上の抵抗値となる。この場合、撮像素子の動作時の消費電力は、例えば、数１０ｍＷ（消費電流は数１０ｍＡ）に及ぶことも考えられる。 Under such circumstances, it is required to make the power cable for supplying power to the image sensor as thin as possible. As the power cable becomes thinner in this way, the resistance component of the cable itself also increases, and in some cases, the resistance value becomes 10 Ω / m or more. In this case, it is conceivable that the power consumption during operation of the image pickup device reaches, for example, several tens of mW (current consumption is several tens of mA).
ここで、例えば、電源ケーブル長が５ｍとなると、ケーブル自体の抵抗値は５０Ωとなる。この場合、挿入部先端部に配設された撮像素子において通常動作時（消費電流１５ｍＡ）での電源電圧が３．３Ｖとなるようにするには、電源供給元の電圧は、前記ケーブルの抵抗値を考慮すると約４．０５Ｖに設定する必要がある。 Here, for example, when the power cable length is 5 m, the resistance value of the cable itself is 50 Ω. In this case, in order for the image sensor arranged at the tip of the insertion portion to have a power supply voltage of 3.3 V during normal operation (current consumption 15 mA), the voltage of the power supply source is the resistance of the cable. Considering the value, it is necessary to set it to about 4.05V.
ところが、一般にＣＭＯＳイメージセンサ等の撮像素子は、起動時（電源投入時）においては動作が安定していないことから、消費電流が通常動作時よりも少なく、例えば、数ｍＡ（ｅｘ．４ｍＡ）程度まで減少する場合がある。このように起動時においては予定する（通常動作時を基準とした場合）消費電流より小さい電流しか流れない虞もあり、この場合、撮像素子には、３．３Ｖより高い、例えば、３．８５Ｖ程度の電圧が印加される虞があり、撮像素子の耐圧をオーバーしてしまうという問題が生じる。 However, since the operation of an image sensor such as a CMOS image sensor is not stable at the time of starting (when the power is turned on), the current consumption is generally less than that at the time of normal operation, for example, about several mA (ex. 4 mA). May decrease to. In this way, there is a possibility that a current smaller than the planned current consumption will flow at startup (based on normal operation), and in this case, the image sensor is higher than 3.3V, for example, 3.85V. There is a possibility that a voltage of about a certain degree may be applied, which causes a problem that the withstand voltage of the image sensor is exceeded.
一方、従来、特開２００２-５６２号公報において、内視鏡の挿入部先端部に配設された撮像素子に対して電源安定化回路を設ける技術が示されている（特許文献１）。 On the other hand, conventionally, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-562 discloses a technique of providing a power supply stabilizing circuit for an image pickup element arranged at the tip of an insertion portion of an endoscope (Patent Document 1).
また、特開２０１４−２００６３７号公報においては、内視鏡の先端部におけるＣＣＤを駆動する波形生成回路の動作状態に応じて電源電流を調整することで動作状態の変化による消費電流の変動を抑制する技術が示されている（特許文献２）。 Further, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2014-26067, the fluctuation of the current consumption due to the change of the operating state is suppressed by adjusting the power supply current according to the operating state of the waveform generation circuit for driving the CCD at the tip of the endoscope. (Patent Document 2).
しかし、特許文献１に示される技術においては、安定化回路はセラミックコンデンサなどの素子からなり、過渡的に変化する消費電流分の電荷については供給できるものの、撮像素子の起動時と通常動作時とにおいて消費電流を一定にすることはできない。
However, in the technique shown in
また、特許文献２に示される技術においては、撮像素子の起動時に動作が決まらない状態において確実に消費電流低減分を補う構成、方法については何等開示されておらず、上述したケーブル細径化による抵抗分増加の影響についても対応することは困難であると考えられる。
Further, in the technique shown in
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、撮像素子の起動時等の動作不安定時における意図しない消費電流の低下状態を是正し、起動時と通常動作時とで消費電流を一定化することを可能とした内視鏡を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, corrects an unintended decrease in current consumption during unstable operation such as when the image pickup element is started, and makes the current consumption constant between startup and normal operation. The purpose is to provide an endoscope that makes it possible to do so.
本発明の一態様の内視鏡は、挿入部の先端部に配設され、被観察体像を撮像する撮像素子と、所定の電源から当該撮像素子に対して所定の電源電圧を供給するための電源供給線と、前記撮像素子からの信号を当該撮像素子よりも基端側へ伝送する撮像信号出力線と、所定の制御信号に応じて前記電源供給線に流れる電流を変化させるように前記電源供給線または前記撮像信号出力線の負荷を補正する電源電流補正部と、前記撮像素子の起動時において、前記電源供給線に流れる電流を前記撮像素子の通常動作時において前記電源供給線に流れる電流に対して相対的に増加させるための前記所定の制御信号を生成し、所定のタイミングにおいて前記電源電流補正部に対して当該制御信号を出力する電流制御部と、前記撮像素子よりも基端側であって、かつ、前記撮像素子から前記電源供給線を介した基端側に設けられた基端部に配設され、前記電源供給線に流れる電流を検知し、当該電源供給線に流れる電流が所定値以上になるタイミングでタイミング信号を生成すると共に当該タイミング信号を出力する電源電流検知部と、を具備する。 The endoscope according to one aspect of the present invention is arranged at the tip of the insertion portion, and is for supplying an image pickup element that captures an image of an object to be observed and a predetermined power supply voltage from a predetermined power source to the image pickup element. The power supply line, the image pickup signal output line that transmits the signal from the image pickup element to the proximal end side of the image pickup element, and the current flowing through the power supply line according to a predetermined control signal. A power supply current correction unit that corrects the load on the power supply line or the image pickup signal output line, and a current that flows through the power supply line when the image pickup element is started, flows through the power supply line during normal operation of the image pickup element. A current control unit that generates the predetermined control signal for increasing relative to the current and outputs the control signal to the power supply current correction unit at a predetermined timing, and a base end of the image pickup element. It is arranged on the side and at the base end portion provided on the base end side from the image pickup element via the power supply line, detects the current flowing through the power supply line, and flows to the power supply line. It is provided with a power supply current detecting unit that generates a timing signal at a timing when the current becomes a predetermined value or more and outputs the timing signal.
本発明によれば、撮像素子の起動時等の動作不安定時における意図しない消費電流の低下状態を是正し、起動時と通常動作時とで消費電流を一定化することを可能とした内視鏡を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to correct an unintended decrease in current consumption during unstable operation such as when the image pickup element is started, and to make the current consumption constant between startup and normal operation. Can be provided.
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の第１の実施形態の内視鏡を含む内視鏡システムの構成を示す図であり、図２は、第１の実施形態の内視鏡を含む内視鏡システムの電気的な構成を示すブロック図である。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an endoscope system including the endoscope of the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram of an endoscope system including the endoscope of the first embodiment. It is a block diagram which shows the electrical structure.
図１、図２に示すように、本第１の実施形態の内視鏡を有する内視鏡システム１は、被検体を観察し撮像する内視鏡２と、当該内視鏡２に接続され前記撮像信号を入力し所定の画像処理を施すビデオプロセッサ３と、被検体を照明するための照明光を供給する光源装置４と、撮像信号に応じた観察画像を表示するモニタ装置５と、を有している。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
内視鏡２は、被検体の体腔内等に挿入される細長の挿入部６と、挿入部６の基端側に配設され術者が把持して操作を行う内視鏡操作部１０と、内視鏡操作部１０の側部から延出するように一方の端部が設けられたユニバーサルコード１１と、を有して構成されている。
The
挿入部６は、先端側に設けられた硬質の先端部７と、先端部７の後端に設けられた湾曲自在の湾曲部８と、湾曲部８の後端に設けられた長尺かつ可撓性を有する可撓管部９と、を有して構成されている。
The
前記ユニバーサルコード１１の基端側（すなわち、撮像素子に対しても基端側）にはコネクタ部１２が設けられ、当該コネクタ部１２は光源装置４に接続されるようになっている。すなわち、コネクタ部１２の先端から突出する流体管路の接続端部となる口金（図示せず）と、照明光の供給端部となるライトガイド口金（図示せず）とは光源装置４に着脱自在で接続されるようになっている。
A
さらに、前記コネクタ部１２の側面に設けた電気接点部には接続ケーブル１３の一端が接続されるようになっている。そして、この接続ケーブル１３には、例えば内視鏡２における固体撮像素子（ＣＭＯＳイメージセンサ）１２１（図２参照）からの撮像信号を伝送する信号線、並びに、固体撮像素子（以下、撮像素子とも記す）を駆動するための制御信号線および電源線が内設され、また、他端のコネクタ部はビデオプロセッサ３に接続されるようになっている。
Further, one end of the
図２に示すように、本実施形態の内視鏡２は、挿入部６の先端部７に配設された、被写体像を入光するレンズを含む対物光学系（図示せず）と、対物光学系における結像面に配設された撮像素子（ＣＭＯＳイメージセンサ）１２１と、を備える。
As shown in FIG. 2, the
また内視鏡２は、撮像素子１２１から延出され、当該撮像素子１２１から挿入部６、操作部１０、ユニバーサルコード１１を経て、コネクタ部１２に至るまで配設されたケーブル２８を備える。
Further, the
撮像素子１２１は、上述したように本実施形態においてはＣＭＯＳイメージセンサにより構成される固体撮像素子である。また、撮像素子１２１は、被写体像を入光し光電変換した後に所定の画素出力信号を出力する画素部１２２と、前記画素出力信号を入力し所定の信号処理を行った後、撮像信号として出力する信号処理部１２３と、これら画素部１２２、信号処理部１２３等を制御する制御部１２４と、を備える。
As described above, the
また、信号処理部１２３からは、撮像信号出力線１９２が基端側（本実施形態においては基端部であるコネクタ部１２）に向けて延出され当該撮像信号を伝送する。
Further, from the
ケーブル２８は、各種駆動信号（基準クロックＣＬＫ、各種同期信号等）を伝送する駆動信号ライン、撮像素子１２１を駆動するための電源電圧ＶＤＤを供給するための電源供給ライン、前記撮像信号を伝送する撮像信号出力線１９２等を内包するケーブルであり、本実施形態においては、撮像素子１２１からコネクタ部１２に至るまで配設されている。
The cable 28 transmits a drive signal line for transmitting various drive signals (reference clock CLK, various synchronization signals, etc.), a power supply line for supplying a power supply voltage VDD for driving the
前記駆動信号ラインは、ビデオプロセッサ３における駆動制御部３２と撮像素子１２１とに接続され、撮像素子１２１を制御するための各種駆動信号（基準クロックＣＬＫ、各種同期信号等）を伝送する。
The drive signal line is connected to the
前記電源供給ラインは、図２に示すように、ビデオプロセッサ３における電源部３３に接続され、撮像素子１２１に対して電源電圧を供給するためのＶＤＤライン（電源供給線１９１）およびグランドライン（ＧＮＤ）を有する。
As shown in FIG. 2, the power supply line is connected to the
なお、前記ＶＤＤライン（電源供給線１９１）は、撮像素子１２１に接続された後、当該撮像素子１２１内部に配線され、当該撮像素子１２１に対して所定の電源電圧ＶＤＤを供給する役目を果たす。
The VDD line (power supply line 191) is connected to the
＜電源電流補正部１５０の概略構成＞
本第１の実施形態において撮像素子１２１は、電源供給線（ＶＤＤライン）１９１に流れる電流を変化させるように当該電源供給線１９１の負荷を補正するための電源電流補正回路１５１を有する。
<Approximate configuration of power supply current correction unit 150>
In the first embodiment, the
一方、本第１の実施形態においては、コネクタ部１２（ケーブル２８に内包される撮像信号出力線１９２を介して基端側に配設される）には、同じく電源供給線（ＶＤＤライン）１９１に流れる電流を変化させるように当該電源供給線１９１の負荷を補正するための基端側補正回路１８０が配設される。
On the other hand, in the first embodiment, the connector portion 12 (distributed on the proximal end side via the image pickup
ここで、本第１の実施形態においては、前記電源電流補正回路１５１と基端側補正回路１８０とで、電源電流補正部１５０を構成するものとする。
Here, in the first embodiment, the power supply
なお、電源電流補正回路１５１および基端側補正回路１８０の具体的な構成については後に詳述する。
The specific configuration of the power supply
＜電流制御部の概略構成＞
本実施形態においては、補正電流制御部１４０と電源電流制御部１７０とで「電流制御部」を構成するものとする。
<Outline configuration of current control unit>
In the present embodiment, the correction
＜補正電流制御部１４０の概略構成＞
本第１の実施形態において撮像素子１２１は、制御部１２４内に、当該撮像素子１２１の起動時において、電源供給線１９１に流れる電流を撮像素子１２１の通常動作時において当該電源供給線１９１に流れる電流に対して相対的に増加させるための所定の制御信号（ＣＴＲＳ＿１、ＣＴＲＳ＿２）を生成する補正電流制御部１４０を有する。
<Rough configuration of correction
In the first embodiment, the
この補正電流制御部１４０は、所定のタイミングにおいて前記電源電流補正部１５０における電源電流補正回路１５１に対して制御信号を出力する役目を果たす。なお、この制御信号（ＣＴＲＳ＿１、ＣＴＲＳ＿２）については、後に詳述する。
The correction
＜電源電流制御部１７０の概略構成＞
一方、本実施形態においては、コネクタ部１２（ケーブル２８に内包される撮像信号出力線１９２を介して基端側に配設される）においても、同じく当該撮像素子１２１の起動時において、電源供給線１９１に流れる電流を撮像素子１２１の通常動作時において当該電源供給線１９１に流れる電流に対して相対的に増加させるための所定の制御信号（ＣＴＲＢ＿１、ＣＴＲＢ＿２）を生成する電源電流制御部１７０を有する。
<Approximate configuration of power supply
On the other hand, in the present embodiment, the connector portion 12 (arranged on the proximal end side via the image pickup
なお、補正電流制御部１４０および電源電流制御部１７０の具体的な機能については後に詳述する。
The specific functions of the correction
＜電源電流検知部１６０の概略構成＞
本第１の実施形態は、コネクタ部１２に、前記電源供給線１９１に流れる電流を検知し、当該電源供給線１９１に流れる電流が所定値以上になるタイミングでタイミング信号を生成すると共に当該タイミング信号を出力する電源電流検知部１６０を配設する。なお、電源電流検知部１６０の具体的な機能については後に詳述する。
<Approximate configuration of power supply
In the first embodiment, the
＜ビデオプロセッサ３＞
一方、本実施形態の内視鏡システム１は、当該内視鏡２に接続され前記撮像信号を入力し所定の画像処理を施すビデオプロセッサ３を備える。
<
On the other hand, the
本実施形態においてビデオプロセッサ３は、内視鏡２からの撮像信号を入力し、所定の画像処理を施す撮像信号処理部３１と、内視鏡２に対して各種動作制御信号を送出する駆動制御部３２と、ビデオプロセッサ３内の各種回路に供給する電源電圧および内視鏡２における各種電源部に対して供給するための電源電圧を生成する電源部３３と、を備える。
In the present embodiment, the
具体的に駆動制御部３２は、所定の制御信号、例えば、基準クロックＣＬＫおよび同期信号を生成し、前記ケーブル２８を介して撮像素子１２１に対して供給するようになっている。
Specifically, the
また、電源部３３は、撮像素子１２１に供給するための電源電圧ＶＤＤを生成し、ケーブル２８に配した電源供給線１９１（ＶＤＤライン）およびグランドライン（ＧＮＤ）を介して当該電源電圧ＶＤＤを撮像素子１２１に供給するようになっている。
Further, the
＜本発明における「撮像素子の起動時」＞
次に、本第１の実施形態を特徴付ける、撮像素子１２１に設けた電源電流補正回路１５１（電源電流補正部１５０の一部を構成）および補正電流制御部１４０（電流制御部の一部を構成）、並びに、コネクタ部１２に設けた基端側補正回路１８０（電源電流補正部１５０の一部を構成）、電源電流検知部１６０および電源電流制御部１７０（電流制御部の一部を構成）の具体的な詳細について説明するに先立って、本発明における「撮像素子の起動時」について説明する。
<"At the time of starting the image sensor" in the present invention>
Next, the power supply current correction circuit 151 (which constitutes a part of the power supply current correction unit 150) and the correction current control unit 140 (which constitutes a part of the current control unit) provided in the
上述したように、本発明は、「撮像素子の起動時」等の動作不安定時における意図しない消費電流の低下状態を是正し、起動時と通常動作時とで消費電流を一定化することを可能とした内視鏡を提供することを目的とするものであるが、本実施形態において「撮像素子の起動時」について以下、定義づける。 As described above, the present invention can correct an unintended decrease in current consumption during unstable operation such as "when the image sensor is started", and can make the current consumption constant between startup and normal operation. The purpose of the present invention is to provide an endoscope, but in the present embodiment, "at the time of starting the image sensor" is defined below.
＜本実施形態における「撮像素子の起動時」について＞
本実施形態において「撮像素子の起動時」とは、内視鏡２に対する電源投入時であって撮像素子１２１に対して実際に電源電圧ＶＤＤが供給され起動が開始された直後からの極短時間を指す。
<About "at the time of starting the image sensor" in this embodiment>
In the present embodiment, "at the time of starting the image sensor" is a very short time immediately after the power supply voltage VDD is actually supplied to the
より具体的に「撮像素子の起動時」とは、撮像素子１２１に電源電圧ＶＤＤが供給され起動が開始された直後から、ビデオプロセッサ３における駆動制御部３２から撮像素子１２１に対して「同期信号」が送出され、当該撮像素子１２１の補正電流制御部１４０において当該「同期信号」の最初期における信号を受信するまでの期間をいう。
More specifically, "at the time of starting the image sensor" means "synchronization signal" from the
対して「撮像素子の通常動作時」とは、上述した「起動時」を経て、現に撮像素子１２１から所定の撮像信号の出力が開始された後の期間であり、撮像素子１２１自体の動作も安定し、当該撮像素子１２１に供給する電源供給線（ＶＤＤライン）における消費電流も定格動作の範囲内に収まっている状態の時をいう。
On the other hand, the "normal operation of the image sensor" is a period after the above-mentioned "startup" and the output of a predetermined image sensor is actually started from the
以下、図４を参照して、「撮像素子の起動時」と「撮像素子の通常動作時」とにおける電源供給線（ＶＤＤライン）の電源電圧および電源電流の状態について説明する。 Hereinafter, with reference to FIG. 4, the states of the power supply voltage and the power supply current of the power supply line (0057 line) at the time of "starting up the image pickup device" and "normal operation of the image pickup device" will be described.
図４は、従来の内視鏡において、起動時における電源電圧特性および電源電流特性、並びに、理想電源電圧特性および理想電源電流特性を示した図である。 FIG. 4 is a diagram showing power supply voltage characteristics and power supply current characteristics at startup, as well as ideal power supply voltage characteristics and ideal power supply current characteristics in a conventional endoscope.
近年、内視鏡の撮像素子および挿入部等の小型化・細径化に伴って、撮像素子に電源電圧を供給する電源ケーブルについても細径化が求められ、当該ケーブル自体の抵抗値についても増大を余儀なくされていることは上述した。 In recent years, with the miniaturization and diameter reduction of the image sensor and insertion part of the endoscope, the diameter of the power cable that supplies the power supply voltage to the image sensor has also been required to be reduced, and the resistance value of the cable itself has also been reduced. It was mentioned above that it was forced to increase.
このような状況下において、上述の如き定義する「撮像素子の起動時」においては、本実施形態の如きＣＭＯＳイメージセンサ等の撮像素子は動作が安定していないことから、消費電流が通常動作時よりも少なく、例えば、数ｍＡ（ｅｘ．４ｍＡ）程度まで減少する場合があることについても先に述べたとおりである。 Under such circumstances, in the "starting time of the image pickup device" defined as described above, since the operation of the image pickup device such as the CMOS image sensor as in the present embodiment is not stable, the current consumption is during normal operation. It is less than that, for example, it may be reduced to about several mA (ex. 4 mA), as described above.
具体的に、図４に示すように、近年における従来の内視鏡においては、「撮像素子の起動時」において撮像素子に供給される電源供給線（ＶＤＤライン）においては、本来であれば図４において符号“Ｉａ”にて示す「理想電源電流特性」の如き起動直後からなだらかに立ち上がるべき電流特性が、符号“Ｉｂ”にて示す「従来の電源電流特性」の如く、通常動作時に比べて無視できない程度まで落ち込む虞があった。 Specifically, as shown in FIG. 4, in the conventional endoscope in recent years, the power supply line (VDD line) supplied to the image pickup element at the "startup of the image pickup element" is originally shown in the figure. The current characteristic that should rise gently immediately after startup, such as the "ideal power supply current characteristic" indicated by the symbol "Ia" in 4, is compared to that during normal operation, as in the "conventional power supply current characteristic" indicated by the symbol "Ib". There was a risk that it would drop to a level that could not be ignored.
このように「撮像素子の起動時」においては、上述したように電源供給線（ＶＤＤライン）において内視鏡として予定する消費電流（通常動作時を基準とする消費電流）より小さい電流しか流れない虞もあり、この場合、撮像素子には、定格（例えば３．３Ｖ）より高い電圧値、例えば、３．８５Ｖ程度の電圧が印加される虞があり、撮像素子の耐圧をオーバーしてしまうという問題が生じる。 In this way, at "when the image sensor is started", as described above, a current smaller than the current consumption planned for the endoscope (current consumption based on normal operation) flows in the power supply line (VDD line). In this case, a voltage value higher than the rating (for example, 3.3V), for example, a voltage of about 3.85V may be applied to the image sensor, which exceeds the withstand voltage of the image sensor. Problems arise.
この点を図４を用いて具体的に説明すると、「撮像素子の起動時」において撮像素子に供給される電源供給線（ＶＤＤライン）においては、図４において符号“Ｖａ”にて示す「理想電源電圧特性」の如き特性が望ましいところ、同図符号“Ｖｂ”にて示す「従来の電源電圧特性」の如く、通常動作時に比べて無視できない程度まで撮像素子に印加される電圧が増大する虞があった。 To specifically explain this point with reference to FIG. 4, in the power supply line (VDD line) supplied to the image pickup device at the time of “starting up the image pickup device”, the “ideal” indicated by the reference numeral “Va” in FIG. 4 Where characteristics such as "power supply voltage characteristics" are desirable, there is a risk that the voltage applied to the image sensor will increase to a non-negligible level compared to normal operation, as in the "conventional power supply voltage characteristics" indicated by the reference numeral "Vb" in the figure. was there.
本出願人はこのような事情に鑑みて、上述の如く「撮像素子の起動時」等の動作不安定時における意図しない消費電流の低下状態を是正し、起動時と通常動作時とで消費電流を一定化することを可能とした内視鏡を提供するものであり、以下その具体的な解決方法について説明する。 In view of these circumstances, the applicant corrects the unintended decrease in current consumption during unstable operation such as "when the image sensor is started", and reduces the current consumption during startup and normal operation. It provides an endoscope that can be made constant, and a specific solution thereof will be described below.
＜電源電流補正部１５０他の具体的な構成＞
上述したように、撮像素子１２１は、電源電流補正回路１５１（電源電流補正部１５０の一部を構成）および補正電流制御部１４０（電流制御部の一部を構成）を有し、一方、コネクタ部１２は、基端側補正回路１８０（電源電流補正部１５０の一部を構成）、電源電流検知部１６０および電源電流制御部１７０（電流制御部の一部を構成）を備えることを特徴とする。
<Specific configuration of power supply current correction unit 150 and others>
As described above, the
以下、第１の実施形態の内視鏡２における電源電流補正部１５０（電源電流補正回路１５１および基端側補正回路１８０）、並びに、電流制御部（補正電流制御部１４０および電源電流制御部１７０）に加え、電源電流検知部１６０の構成について、図２に加え図３および図５を参照して詳しく説明する。
Hereinafter, in the
図３は、第１の実施形態の内視鏡における電源電流補正部、電流制御部およびその周辺回路の構成を示す回路図であり、図５は、第１の実施形態の内視鏡において、起動時と通常動作時における電源電圧特性および電源電流特性、並びに、クロック信号、同期信号および電源電流制御信号の関係を示したタイミングチャートである。 FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration of a power supply current correction unit, a current control unit, and peripheral circuits thereof in the endoscope of the first embodiment, and FIG. 5 is a circuit diagram of the endoscope of the first embodiment. It is a timing chart which showed the power supply voltage characteristic and the power supply current characteristic at the time of a start-up and a normal operation, and the relationship between a clock signal, a synchronization signal and a power supply current control signal.
図２、図３に示すように、本第１の実施形態の内視鏡２は、上述したように電源電流補正部１５０（電源電流補正回路１５１および基端側補正回路１８０）、並びに、電流制御部（補正電流制御部１４０および電源電流制御部１７０）に加え、電源電流検知部１６０を備える。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
＜補正電流制御部１４０の構成＞
図３の回路図に示すように、本第１の実施形態において撮像素子１２１は制御部１２４内に補正電流制御部１４０を備える。
<Structure of correction
As shown in the circuit diagram of FIG. 3, in the first embodiment, the
この補正電流制御部１４０は、当該撮像素子１２１の起動時（「撮像素子の起動時」の定義については上述のとおり）において、「電源供給線１９１に流れる電流」を「撮像素子１２１の通常動作時において当該電源供給線１９１に流れる電流」に対して相対的に増加させるための所定の制御信号（ＣＴＲＳ＿１、ＣＴＲＳ＿２）を生成する。
The correction
ここで、これら制御信号ＣＴＲＳ＿１、ＣＴＲＳ＿２は、補正電流制御部１４０からそれぞれ独立した信号として出力される。一方の出力端から出力される制御信号ＣＴＲＳ＿１は、後述するスイッチＳＷ１１のゲートに接続されるようになっている。また他方の出力端から出力される制御信号ＣＴＲＳ＿２は、後述するスイッチＳＷ１２のゲートに接続されるようになっている。
Here, these control signals CTRS_1 and CTRS_2 are output as independent signals from the correction
この制御信号ＣＴＲＳ＿１および制御信号ＣＴＲＳ＿２は、ビデオプロセッサ３における駆動制御部３２から入力した同期信号または基準クロックＣＬＫに応じて制御されるようになっている。
The control signal CTRS_1 and the control signal CTRS_2 are controlled according to a synchronization signal or a reference clock CLK input from the
すなわち、補正電流制御部１４０の前記出力信号は、撮像素子１２１の起動時においては制御信号ＣＴＲＳ＿２は“Ｌレベル”、ＣＴＲＳ＿１は“Ｈレベル”の信号が出力されているが、後述するように、駆動制御部３２から入力した同期信号および基準クロックＣＬＫに応じて出力が変化するようになっている。
That is, as for the output signal of the correction
なお、図３に示す第１チップ１２２ａは、本実施形態においては上述した画素部１２２に相当し、第２チップ１２３ａは、本実施形態においては上述した信号処理部１２３に相当する。
The
＜電源電流補正回路１５１の構成＞
図３および図２に示すように、本実施形態において撮像素子１２１には、電源電流補正部１５０の一部を構成する電源電流補正回路１５１が配設されている。この電源電流補正回路１５１は、電源供給線１９１（ＶＤＤライン）に接続されたプルアップ抵抗Ｒ１１、スイッチＳＷ１１、および、スイッチＳＷ１２、並びに、撮像信号出力線１９２にて構成される。
<Configuration of power supply
As shown in FIGS. 3 and 2, in the present embodiment, the
前記プルアップ抵抗Ｒ１１は、電源供給線１９１（ＶＤＤライン）とスイッチＳＷ１１のゲート間に接続される。 The pull-up resistor R11 is connected between the power supply line 191 (VDD line) and the gate of the switch SW11.
前記スイッチＳＷ１１は、電源供給線１９１（ＶＤＤライン）と撮像信号出力線１９２間を結ぶ線路上に配設され、補正電流制御部１４０から出力される制御信号ＣＴＲＳ＿１によりオンオフ制御されるようになっている。
The switch SW11 is arranged on a line connecting the power supply line 191 (VDD line) and the image pickup
なお、このスイッチＳＷ１１の出力電流“Ｉ１”は、本実施形態においては、撮像素子１２１の起動時に電源供給線１９１（ＶＤＤライン）に供給するための補正電流としての役目を果たす。
In this embodiment, the output current "I1" of the switch SW11 serves as a correction current for supplying the power supply line 191 (VDD line) when the
一方、前記スイッチＳＷ１２は、撮像素子１２１の撮像信号出力線１９２の線上であって、信号処理部１２３（第２チップ１２３ａ）の出力端と前記スイッチＳＷ１１の出力端の間に配設される。またスイッチＳＷ１２は、補正電流制御部１４０から出力される制御信号ＣＴＲＳ＿２によりオンオフ制御されるようになっている。
On the other hand, the switch SW12 is on the line of the image pickup
ここで、上述したように、補正電流制御部１４０から出力される制御信号ＣＴＲＳ＿１は、撮像素子１２１の起動時には“Ｈレベル”となる。このとき、スイッチＳＷ１１はオンする。一方、補正電流制御部１４０からの制御信号ＣＴＲＳ＿２は、撮像素子１２１の起動時には“Ｌレベル”になっており、このとき、スイッチＳＷ１２はオフとなる。
Here, as described above, the control signal CTRS_1 output from the correction
なお、撮像信号出力線１９２を流れる電流Ｉ３は、撮像素子１２１の起動時、または、撮像素子１２１の通常動作時のいずれにおいても、電源供給線１９１（ＶＤＤライン）に流れる電源電流に相当する。また、スイッチＳＷ１２の出力電流Ｉ２は、通常動作時における撮像素子１２１に係る消費電流に相当する。
The current I3 flowing through the image pickup
＜電源電流制御部１７０の構成＞
一方、本実施形態においては、上述したように、コネクタ部１２（ケーブル２８に内包される撮像信号出力線１９２を経由して基端側に配設される）に、同じく当該撮像素子１２１の起動時において、「電源供給線１９１に流れる電流」を「撮像素子１２１の通常動作時において当該電源供給線１９１に流れる電流」に対して相対的に増加させるための所定の制御信号（ＣＴＲＢ＿１、ＣＴＲＢ＿２）を生成する電源電流制御部１７０を有する。
<Structure of power supply
On the other hand, in the present embodiment, as described above, the
電源電流制御部１７０は、電源電流検知部１６０に接続され、当該電源電流検知部１６０から出力される所定のタイミング信号の制御により、前記制御信号ＣＴＲＢ＿１および制御信号ＣＴＲＢ＿２を生成し、出力するようになっている。
The power supply
前記制御信号ＣＴＲＢ＿１は、スイッチＳＷ１４に接続され、電源電流検知部１６０からの前記タイミング信号に基づいて当該スイッチをオンオフ制御するようになっており、また、制御信号ＣＴＲＳ＿２は、スイッチＳＷ１３に接続され、上記同様、電源電流検知部１６０からの前記タイミング信号に基づいて当該スイッチをオンオフ制御するようになっている。
The control signal CTRB_1 is connected to the switch SW14 and controls on / off of the switch based on the timing signal from the power supply
なお、本実施形態において電源電流制御部１７０は、電源供給線１９１、撮像信号出力線１９２を経由して撮像素子１２１より基端側に配置される「基端部」としてのコネクタ部１２に配設される。しかしながら電源電流制御部１７０は、例えば、撮像素子１２１より基端側に配置される操作部１０、または、ビデオプロセッサ３に配設されるものであってもよい。
In the present embodiment, the power supply
＜電源電流検知部１６０の構成＞
上述したように、コネクタ部１２において前記電源供給線１９１の基端側に電源電流検知部１６０が配設されている。この電源電流検知部１６０は、電源供給線１９１を流れる電流を検知し、当該電源供給線１９１に流れる電流が所定値以上になるタイミングで所定のタイミング信号を生成すると共に当該タイミング信号を電源電流制御部１７０に向けて出力するようになっている。
<Configuration of power supply
As described above, in the
なお、本実施形態において電源電流検知部１６０は、主に、撮像素子１２１が起動時から通常動作時に移行する際における電源供給線１９１（ＶＤＤライン）に流れる電流（図５における電源電流Ｉａ）の急激な変位を検出する役目を担う。
In the present embodiment, the power supply
また、上述したように、撮像素子１２１自体は、ビデオプロセッサ３からの同期信号を受信することで起動時から通常動作時へと移行するが、本実施形態において電源電流検知部１６０は、電源供給線１９１に流れる当該電源電流Ｉａの急激な増加を検知することで、撮像素子１２１が通常動作に移行したと判断するようになっている。
Further, as described above, the
なお、本実施形態において電源電流検知部１６０は、電源供給線１９１、撮像信号出力線１９２を経由して撮像素子１２１より基端側に配置される「基端部」としてのコネクタ部１２に配設される。しかしながら電源電流検知部１６０は、例えば、撮像素子１２１より基端側に配置される操作部１０、または、ビデオプロセッサ３に配設されるものであってもよい。
In the present embodiment, the power supply
＜基端側補正回路１８０の構成＞
一方、コネクタ部１２には、電源電流補正部１５０の一部を構成する基端側補正回路１８０が配設されている。基端側補正回路１８０は、抵抗Ｒ１２、抵抗Ｒ１、スイッチＳＷ１３、スイッチＳＷ１４にて構成される。
<Structure of base end
On the other hand, the
なお、本実施形態において基端側補正回路１８０は、電源供給線１９１、撮像信号出力線１９２を経由して撮像素子１２１より基端側に配置される「基端部」としてのコネクタ部１２に配設される。しかしながら基端側補正回路１８０は、上述した電源電流検知部１６０、電源電流制御部１７０と同様に、例えば、撮像素子１２１より基端側に配置される操作部１０、または、ビデオプロセッサ３に配設されるものであってもよい。
In the present embodiment, the proximal end
ここで抵抗Ｒ１は、前記第２チップ１２３ａの負荷として通常動作時において電流を流すための抵抗負荷である。また、当該抵抗Ｒ１と後段の抵抗Ｒ３との並列合成抵抗は、撮像信号出力線１９２から出力される電圧の反射を抑制するための終端抵抗を構成する。
Here, the resistor R1 is a resistor load for passing a current as a load of the
前記抵抗Ｒ１２の一端は撮像信号出力線１９２の基端側に接続され、当該抵抗Ｒ１２、スイッチＳＷ１４および抵抗Ｒ１により構成される直列回路が、撮像信号出力線１９２の基端側とグランドＧＮＤ間に配設される。
One end of the resistor R12 is connected to the proximal end side of the image pickup
前記スイッチＳＷ１４は、電源電流制御部１７０から出力される制御信号ＣＴＲＢ＿１によりオンオフ制御されるようになっている。また、前記スイッチＳＷ１３は、一端が撮像信号出力線１９２の基端側に接続され、他端がスイッチＳＷ１４と抵抗Ｒ１との中点に接続され、すなわち、撮像信号出力線１９２と抵抗Ｒ１を介したグランドＧＮＤ間に配設される。またスイッチＳＷ１３は、電源電流制御部１７０から出力される制御信号ＣＴＲＢ＿２によりオンオフ制御されるようになっている。
The switch SW14 is on / off controlled by the control signal CTRB_1 output from the power supply
ここで、本実施形態においては、撮像素子１２１の起動時であってもコネクタ部１２以降（ビデオプロセッサ３を含む）は通常動作になっているので、電源電流制御部１７０からの制御信号ＣＴＲＢ＿１は“Ｈレベル”となり、このときスイッチＳＷ１４はオンとなる。一方、電源電流制御部１７０からの制御信号ＣＴＲＢ＿２は“Ｌレベル”になっており、このとき、スイッチＳＷ１３はオフとなる。
Here, in the present embodiment, even when the
上述したように、電源電流補正部１５０等において、撮像素子１２１の起動時にはスイッチＳＷ１１、撮像信号出力線１９２、抵抗Ｒ１２、スイッチＳＷ１４、抵抗Ｒ１経由で電源電流が流れることとなる。そして、この「撮像素子の起動時の消費電流」を「撮像素子の通常動作時の消費電流」とほぼ同じにすることで、撮像素子の起動時と通常動作時とで消費電流を一定化することができる。
As described above, in the power supply current correction unit 150 and the like, when the
＜本実施形態における「撮像素子の起動時」の作用＞
次に、上述の如き構成をなす電源電流補正部１５０（電源電流補正回路１５１および基端側補正回路１８０）、並びに、電流制御部（補正電流制御部１４０および電源電流制御部１７０）に加え、電源電流検知部１６０の作用について図５および図３を参照して説明する。
<Action of "at the time of starting the image sensor" in this embodiment>
Next, in addition to the power supply current correction unit 150 (power supply
図５に示すように、撮像素子１２１の起動時において、内視鏡２およびビデオプロセッサ３に対して電源が投入されると、まず、電源供給線１９１には電源部３３からの電源電圧ＶＤＤが供給されはじめ、その後、ビデオプロセッサ３における駆動制御部３２から基準クロックＣＬＫが送出される。
As shown in FIG. 5, when the power is turned on to the
このとき、電源供給線１９１（ＶＤＤライン）に印加される電源電圧および流れる電流共に徐々に立ち上がる。 At this time, both the power supply voltage applied to the power supply line 191 (VDD line) and the flowing current gradually rise.
そして、この撮像素子１２１の起動時においては、上述したように、補正電流制御部１４０から出力される制御信号ＣＴＲＳ＿１は、電源供給線１９１の（ＶＤＤライン）に接続されたプルアップ抵抗Ｒ１１により、“Ｈレベル”となる。これにより、スイッチＳＷ１１はオンする。
Then, at the time of starting the
また、補正電流制御部１４０から出力される制御信号ＣＴＲＳ＿２は、撮像素子１２１の起動時においては、“Ｌレベル”になっており、これにより、スイッチＳＷ１２はオフしている。
Further, the control signal CTRS_2 output from the correction
一方、撮像素子１２１の起動時において電源電流制御部１７０から出力される制御信号ＣＴＲＢ＿１は“Ｈレベル”であり、このときスイッチＳＷ１４はオンとなる。また、電源電流制御部１７０から出力される制御信号ＣＴＲＢ＿２は“Ｌレベル”になっており、このとき、スイッチＳＷ１３はオフとなる。
On the other hand, the control signal CTRB_1 output from the power supply
これにより、撮像素子１２１の起動時において、電源供給線１９１から撮像信号出力線１９２にかけては、電源供給線１９１、スイッチＳＷ１１、撮像信号出力線１９２、抵抗Ｒ１２、スイッチＳＷ１４、抵抗Ｒ１を経由して、電流Ｉ３（＝起動時における電源電流）が流れることとなる。
As a result, when the
上述したようにスイッチＳＷ１２がオフしていることから、この起動時における電源電流Ｉ３は、
Ｉ３＝Ｉ１（補正電流）
であって、かつ、
Ｉ３＝Ｉ１＝電源電圧/（スイッチＳＷ１１のオン抵抗＋撮像信号出力線１９２の抵抗成分＋抵抗Ｒ１２＋スイッチＳＷ１４のオン抵抗＋抵抗Ｒ１）
となる。
Since the switch SW12 is turned off as described above, the power supply current I3 at the time of this start-up is
I3 = I1 (correction current)
And yet
I3 = I1 = power supply voltage / (on resistance of switch SW11 + resistance component of image pickup
Will be.
すなわち、撮像素子１２１の起動時においては、上記抵抗値（スイッチＳＷ１１のオン抵抗＋撮像信号出力線１９２の抵抗成分＋抵抗Ｒ１２＋スイッチＳＷ１４のオン抵抗＋抵抗Ｒ１）に応じた補正電流Ｉ１のみが電源供給線１９１（ＶＤＤライン）に供給されることとなる。
That is, at the time of starting the
ここで、撮像素子１２１が通常動作をしているときには、撮像信号出力線１９２には上述した電流Ｉ２（通常動作時における撮像素子１２１に係る消費電流）が流れるようなっており、この通常動作において前記電源電流Ｉ３は、
Ｉ３＝Ｉ２
となっている。
Here, when the
I3 = I2
It has become.
本実施形態は、前記補正電流Ｉ１をこの通常動作時に係る前記電流Ｉ２と同等にすべく、すなわち、
Ｉ１＝Ｉ２
とすべく、前記電源電流補正部１５０における抵抗値（スイッチＳＷ１１のオン抵抗＋撮像信号出力線１９２の抵抗成分＋抵抗Ｒ１２＋スイッチＳＷ１４のオン抵抗＋抵抗Ｒ１）を設定する。
In the present embodiment, the correction current I1 is made equal to the current I2 according to the normal operation, that is,
I1 = I2
Therefore, the resistance value in the power supply current correction unit 150 (on resistance of switch SW11 + resistance component of image pickup
換言すれば、本実施形態においては、「撮像素子の起動時の消費電流」と「撮像素子の通常動作時の消費電流」とがほぼ同等となるように、前記電源電流補正部１５０における抵抗値（スイッチＳＷ１１のオン抵抗＋撮像信号出力線１９２の抵抗成分＋抵抗Ｒ１２＋スイッチＳＷ１４のオン抵抗＋抵抗Ｒ１）の値を設定するようにしている。
In other words, in the present embodiment, the resistance value in the power supply current correction unit 150 so that the "current consumption at the start of the image pickup element" and the "current consumption during the normal operation of the image pickup element" are substantially equal to each other. The value of (on resistance of switch SW11 + resistance component of image pickup
なお、抵抗Ｒ１は、当該「抵抗値の値」を設定する際のパラメータ要素ではなく所定の固定値をとる。 The resistor R1 takes a predetermined fixed value instead of a parameter element when setting the "value of resistance value".
このように、本第１の実施形態においては、撮像素子１２１の起動時に上述した補正電流が電源供給線１９１（ＶＤＤライン）に供給されるので、この撮像素子１２１に供給される電源供給線１９１（ＶＤＤライン）の電流値の立ち上がり特性カーブ（Ｉａ）は、当該補正電流が供給されないと仮定した特性カーブ（Ｉｂ）に比して適正な上昇変化を辿るよう補正されることとなる（図５参照）。
As described above, in the first embodiment, since the above-mentioned correction current is supplied to the power supply line 191 (VDD line) when the
また、この電流値の適正な上昇変化に伴って、電源供給線１９１（ＶＤＤライン）の電圧値の特性カーブ（Ｖａ）についても、特性カーブ（Ｖｂ）に比して適正な変化を辿るよう補正されることとなり、撮像素子１２１に対して定格を超える電圧が印加されることを防止することができる（図５参照）。 Further, with the appropriate increase change of the current value, the characteristic curve (Va) of the voltage value of the power supply line 191 (VDD line) is also corrected so as to follow an appropriate change compared to the characteristic curve (Vb). Therefore, it is possible to prevent a voltage exceeding the rating from being applied to the image pickup element 121 (see FIG. 5).
＜本実施形態における「撮像素子の通常動作時」への移行時の作用＞
この後、ビデオプロセッサ３における駆動制御部３２から同期信号が送出されると、補正電流制御部１４０は当該同期信号のパルスを検知する。そして補正電流制御部１４０は、所定のパルス数を検出した後、基準クロックＣＬＫのタイミングに基づいて電源電流補正回路１５１に向けて出力する制御信号ＣＴＲＳ＿２を“Ｈレベル”に変化させる。
<Action at the time of transition to "normal operation of the image sensor" in this embodiment>
After that, when the synchronization signal is transmitted from the
なお、撮像素子１２１は、当該同期信号を受けたことで通常動作時に移行し、すなわち、撮像素子１２１における画素部１２２、信号処理部１２３（図３においては、第１チップ１２２ａ、第２チップ１２３ａ）および制御部１２４に供給される電源電流は通常の値になるように移行する。
The
また、補正電流制御部１４０からの制御信号ＣＴＲＳ＿２が“Ｈレベル”へ立ち上がり変化をすることによりスイッチＳＷ１２がオンする。
Further, the switch SW12 is turned on when the control signal CTRS_2 from the correction
これにより、撮像素子１２１における画素部１２２、信号処理部１２３（図３においては、第１チップ１２２ａ、第２チップ１２３ａ）から出力される画素出力信号に係る電流Ｉ２が、撮像信号出力線１９２に流れることとなる。
As a result, the current I2 related to the pixel output signal output from the
一方、図５に示すように、補正電流制御部１４０からの制御信号ＣＴＲＳ＿２が“Ｈレベル”に変化した直後においては、制御信号ＣＴＲＳ＿２と共に、制御信号ＣＴＲＳ＿１も“Ｈレベル”となっている。
On the other hand, as shown in FIG. 5, immediately after the control signal CTRS_2 from the correction
これにより、補正電流制御部１４０からの出力信号が“Ｈレベル”に変化した直後においては、スイッチＳＷ１１およびスイッチＳＷ１２が同時にオン状態となり（図５参照）、撮像信号出力線１９２に流れる電流Ｉ３は、
Ｉ３＝Ｉ１＋Ｉ２
となる。
As a result, immediately after the output signal from the correction
I3 = I1 + I2
Will be.
上述したように撮像信号出力線１９２を流れる電流Ｉ３は、電源供給線１９１（ＶＤＤライン）に流れる電源電流（図５における電源電流Ｉａ）であるが、起動時から通常動作が開始された直後において、一時、当該電源電流Ｉ３は、Ｉ３＝Ｉ１＋Ｉ２となることから、本来の通常動作時に予定する電流（＝Ｉ２）よりも大きな値をとることとなる。
As described above, the current I3 flowing through the image pickup
具体的には図５に示すように、撮像素子１２１の起動時から通常動作に移行直後において、当該電源電流Ｉ３（図５における電源電流Ｉａ）は急激に増加することとなる。
Specifically, as shown in FIG. 5, the power supply current I3 (power supply current Ia in FIG. 5) increases sharply immediately after the start of the
一方本実施形態においては、電源電流検知部１６０が当該電源電流Ｉ３（＝電源電流Ｉａ）の急激な増加を検知することで撮像素子１２１が通常動作に移行したと判断し、電源電流制御部１７０に対してタイミング信号を出力する。
On the other hand, in the present embodiment, it is determined that the
すなわち、上述したように、撮像素子１２１自体は、ビデオプロセッサ３からの同期信号を受信することで起動時から通常動作時へと移行するが、本実施形態において電源電流検知部１６０は、電源供給線１９１に流れる当該電源電流Ｉ３（＝電源電流Ｉａ）の急激な増加を検知することで、撮像素子１２１が通常動作に移行したと判断する。
That is, as described above, the
この後、電源電流制御部１７０は、電源電流検知部１６０からの当該タイミング信号に基づいて制御信号ＣＴＲＢ＿２を“Ｈレベル”にしてスイッチＳＷ１３をオンする一方で、制御信号ＣＴＲＢ＿１を“Ｌレベル”にしてスイッチＳＷ１４をオフする。
After that, the power supply
一方、上述したように、補正電流制御部１４０からの制御信号ＣＴＲＳ＿２が“Ｈレベル”に変化した直後においては、制御信号ＣＴＲＳ＿２と共に、制御信号ＣＴＲＳ＿１も“Ｈレベル”となっているが、補正電流制御部１４０は、制御信号ＣＴＲＳ＿２が“Ｈレベル”に変化してから２ＣＬＫ後当該制御信号ＣＴＲＳ＿１を、“Ｌ”レベルに変位し、これに伴いスイッチＳＷ１１もオフする。
On the other hand, as described above, immediately after the control signal CTRS_2 from the correction
スイッチＳＷ１１がオフすることにより補正電流Ｉ１もゼロとなる一方で、スイッチＳＷ１２はオンしていることから、撮像信号出力線１９２には通常動作における撮像素子１２１の出力電流Ｉ２が供給される。
Since the correction current I1 becomes zero when the switch SW11 is turned off, since the switch SW12 is turned on, the output current I2 of the
また、上述したように、スイッチＳＷ１３がオンしスイッチＳＷ１４がオフしているので、電源供給線１９１に流れる電源電流Ｉ３（＝電源電流Ｉａ）は、撮像素子１２１の通常動作時に係る電流となる。
Further, as described above, since the switch SW13 is turned on and the switch SW14 is turned off, the power supply current I3 (= power supply current Ia) flowing through the
なお、電源供給線１９１に流れる電源電流Ｉ３（＝電源電流Ｉａ）が、撮像素子１２１の通常動作時に係る電流（＝Ｉ２）に比して急激に増加する期間（図５参照）は、例えば動作周波数の２ＣＬＫ分（例えば２００ｎｓ）程度の僅かな時間であるため、過度な電流が流れることによる不用意な電源電圧の低下の影響は極少ないものとなっている。
The period during which the power supply current I3 (= power supply current Ia) flowing through the
また、抵抗Ｒ１２は、スイッチＳＷ１１、スイッチＳＷ１４のオン抵抗が大きい場合には省くことができる。 Further, the resistor R12 can be omitted when the on-resistance of the switch SW11 and the switch SW14 is large.
以上説明したように、本第１の実施形態によると、上述の如く「撮像素子の起動時」等の動作不安定時における意図しない消費電流の低下状態を是正し、起動時と通常動作時とで消費電流を一定化することを可能とした内視鏡を提供することができる。 As described above, according to the first embodiment, as described above, the unintentional decrease in current consumption at the time of unstable operation such as "at the time of starting the image sensor" is corrected, and the state at the time of starting and the time of normal operation are corrected. It is possible to provide an endoscope capable of making the current consumption constant.
＜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。
<Second embodiment>
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
図６は、本発明の第２の実施形態の内視鏡を含む内視鏡システムの電気的な構成を示すブロック図であり、図７は、第２の実施形態の内視鏡における電源電流補正部、電流制御部およびその周辺回路の構成を示す回路図である。 FIG. 6 is a block diagram showing an electrical configuration of an endoscope system including the endoscope of the second embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a power supply current in the endoscope of the second embodiment. It is a circuit diagram which shows the structure of the correction part, the current control part and the peripheral circuit thereof.
本第２の実施形態の内視鏡は、その基本的な構成は第１の実施形態と同様であり、電源電流補正部における基端側補正回路の配設する箇所および構成を異にする。その他の構成は第１の実施形態と同様であるので、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。 The basic configuration of the endoscope of the second embodiment is the same as that of the first embodiment, and the location and configuration of the proximal end side correction circuit in the power supply current correction unit are different. Since other configurations are the same as those of the first embodiment, only the differences from the first embodiment will be described here, and the description of the common parts will be omitted.
図６に示すように、第２の実施形態の内視鏡２０２を含む内視鏡システム２０１においても、内視鏡２０２における挿入部先端部７には、被写体像を入光するレンズを含む対物光学系（図示せず）と、当該対物光学系における結像面に配置された撮像素子２２１と、が配設される。
As shown in FIG. 6, even in the
当該撮像素子２２１は、本第２の実施形態においてもＣＭＯＳイメージセンサにより構成される固体撮像素子であって、被写体像を入光し光電変換した後に所定の画素出力信号を出力する画素部２２２と、前記画素出力信号を入力し所定の信号処理を行った後、撮像信号として出力する信号処理部２２３と、これら画素部２２２、信号処理部２２３等を制御する制御部２２４と、を備える。
The
さらに内視鏡２０２には、第１の実施形態における内視鏡２と同様に、撮像素子２２１から延出され、当該撮像素子２２１から挿入部６、操作部１０、ユニバーサルコード１１を経て、コネクタ部１２に至るまで延設されたケーブル２８が配設されている。
Further, the
ケーブル２８は、上記同様に、各種駆動信号（基準クロックＣＬＫ、各種同期信号等）を伝送する駆動信号ライン、撮像素子２２１を駆動するための電源電圧ＶＤＤを供給するための電源供給線（ＶＤＤライン）２９１、前記撮像信号を伝送する撮像信号出力線２９２等を内包するケーブルである。
Similarly to the above, the cable 28 is a drive signal line for transmitting various drive signals (reference clock CLK, various synchronization signals, etc.) and a power supply line for supplying the power supply voltage VDD for driving the image pickup element 221 (VDD line). ) 291. A cable including an image pickup
前記駆動信号ラインは、上記同様に、ビデオプロセッサ３における駆動制御部３２と撮像素子２２１とに接続され、駆動制御部３２から出力された、撮像素子２２１を制御するための各種駆動信号（基準クロックＣＬＫ、各種同期信号等）を伝送する。
Similarly to the above, the drive signal line is connected to the
前記電源供給線（ＶＤＤライン）２９１は、上記同様に、ビデオプロセッサ３における電源部３３に基端側補正回路２８０、電源電流検知部２６０を介して接続され、撮像素子２２１に対して電源電圧を供給するためのＶＤＤラインおよびグランドライン（ＧＮＤ）を有する。
Similarly to the above, the power supply line (VDD line) 291 is connected to the
なお、本第２の実施形態においても前記ＶＤＤライン（電源供給線）は、撮像素子２２１に接続された後、当該撮像素子２２１内部に配線され、当該撮像素子２２１に対して所定の電源電圧ＶＤＤを供給する役目を果たす。
Also in the second embodiment, the VDD line (power supply line) is connected to the
図６、図７に示すように、本第２の実施形態においては、前記電源電流補正回路２５１と基端側補正回路２８０とで構成される電源電流補正部２５０を有する。この電源電流補正部２５０については、後に詳述する。
As shown in FIGS. 6 and 7, in the second embodiment, the power supply
また、本第２の実施形態において撮像素子２２１は、制御部２２４内に、第１の実施形態における補正電流制御部１４０と同様の構成、作用効果を奏する補正電流制御部２４０を有する。また本第２の実施形態においては、コネクタ部１２に、第１の実施形態における電源電流制御部１７０と同様の役目を果たす電源電流制御部２７０を有する。
Further, in the second embodiment, the
ここで、本第２の実施形態においても、補正電流制御部２４０と電源電流制御部２７０とで「電流制御部」を構成するものとする。
Here, also in the second embodiment, the correction
さらに本第２の実施形態は、コネクタ部１２に、第１の実施形態における電源電流検知部１６０と同様の役目を果たす電源電流検知部２６０を有する。
Further, in the second embodiment, the
なお、図７に示す第１チップ２２２ａは、本実施形態においては上述した画素部２２２に相当し、第２チップ２２３ａは、本実施形態においては上述した信号処理部２２３に相当する。
The
＜電源電流補正部２５０＞
＜電源電流補正回路２５１の構成＞
図６および図７に示すように、本第２の実施形態において撮像素子２２１には、電源電流補正部２５０の一部を構成する電源電流補正回路２５１が配設されている。この電源電流補正回路２５１は、電源供給線２９１（ＶＤＤライン）に接続されたプルアップ抵抗Ｒ１１、スイッチＳＷ１１、および、スイッチＳＷ１２、並びに、撮像信号出力線２９２にて構成される。
<Power supply
<Configuration of power supply
As shown in FIGS. 6 and 7, in the second embodiment, the
前記プルアップ抵抗Ｒ１１は、電源供給線２９１（ＶＤＤライン）とスイッチＳＷ１１のゲート間に接続される。 The pull-up resistor R11 is connected between the power supply line 291 (VDD line) and the gate of the switch SW11.
前記スイッチＳＷ１１は、電源供給線２９１（ＶＤＤライン）と撮像信号出力線２９２間を結ぶ線路上に配設され、補正電流制御部２４０から出力される制御信号ＣＴＲＳ＿１によりオンオフ制御されるようになっている。
The switch SW11 is arranged on a line connecting the power supply line 291 (VDD line) and the image pickup
なお、このスイッチＳＷ１１の出力電流“Ｉ１”は、本実施形態においても、撮像素子２２１の起動時に電源供給線２９１（ＶＤＤライン）に供給するための補正電流としての役目を果たす。
The output current "I1" of the switch SW11 also serves as a correction current for supplying the power supply line 291 (VDD line) when the
一方、前記スイッチＳＷ１２は、撮像素子２２１の撮像信号出力線２９２の線上であって、信号処理部２２３（第２チップ２２３ａ）の出力端と前記スイッチＳＷ１１の出力端の間に配設される。またスイッチＳＷ１２は、補正電流制御部２４０から出力される制御信号ＣＴＲＳ＿２によりオンオフ制御されるようになっている。
On the other hand, the switch SW12 is on the line of the image pickup
ここで、上述したように、補正電流制御部２４０から出力される制御信号ＣＴＲＳ＿１は、撮像素子２２１の起動時には“Ｈレベル”となる。このとき、スイッチＳＷ１１はオンする。一方、補正電流制御部２４０からの制御信号ＣＴＲＳ＿２は、撮像素子２２１の起動時には“Ｌレベル”になっており、このとき、スイッチＳＷ１２はオフとなる。
Here, as described above, the control signal CTRS_1 output from the correction
なお、撮像信号出力線２９２を流れる電流Ｉ３は、撮像素子２２１の起動時、または、撮像素子２２１の通常動作時のいずれにおいても、電源供給線２９１（ＶＤＤライン）に流れる電源電流に相当する。また、スイッチＳＷ１２の出力電流Ｉ２は、通常動作時における撮像素子２２１に係る消費電流に相当する。
The current I3 flowing through the image pickup
＜基端側補正回路２８０の構成＞
本第２の実施形態においては、コネクタ部１２には、電源電流補正部２５０の一部を構成する基端側補正回路２８０が配設されている。基端側補正回路２８０は、図７に示すように、電源供給線（ＶＤＤライン）２９１の基端側に接続され、抵抗Ｒ２１、スイッチＳＷ２１、スイッチＳＷ２２にて構成される。なお、本実施形態においては、電源供給線（ＶＤＤライン）２９１上において基端側補正回路２８０の後段に電源電流検知部２６０が接続されるようになっている。
<Structure of base end
In the second embodiment, the
基端側補正回路２８０は、電源供給線（ＶＤＤライン）２９１上に前記抵抗Ｒ２１を挿入する経路とパスする経路とをスイッチＳＷ２１とスイッチＳＷ２２とで切り替えるように構成されている。
The base end
前記スイッチＳＷ２１とスイッチＳＷ２２は、それぞれ、電源電流制御部２７０から出力される制御信号ＣＴＲＢ＿２、制御信号ＣＴＲＢ＿１によりオンオフ制御されるようになっている。
The switch SW21 and the switch SW22 are controlled on and off by the control signal CTRB_2 and the control signal CTRB_1 output from the power supply
ここで、電源電流制御部２７０の制御により、スイッチＳＷ２１がオフ、スイッチＳＷ２２がオンされると、電源供給線（ＶＤＤライン）２９１上に抵抗Ｒ２１が挿入される経路が選択されるようになっている。一方、スイッチＳＷ２１がオン、スイッチＳＷ２２がオフされると、電源供給線（ＶＤＤライン）２９１上から抵抗Ｒ２１がパスされる経路が選択されるようになっている。
Here, under the control of the power supply
＜電源電流制御部２７０＞
上述したように、コネクタ部１２には、当該撮像素子２２１の起動時において、「電源供給線２９１に流れる電流」を「撮像素子２２１の通常動作時において当該電源供給線２９１に流れる電流」に対して相対的に増加させるための所定の制御信号（ＣＴＲＢ＿１、ＣＴＲＢ＿２）を生成する電源電流制御部２７０が配設される。
<Power supply
As described above, the
電源電流制御部２７０は、電源電流検知部２６０に接続され、当該電源電流検知部２６０から出力される所定のタイミング信号の制御により、前記制御信号ＣＴＲＢ＿１および制御信号ＣＴＲＢ＿２を生成し、出力するようになっている。
The power supply
本第２の実施形態においては、前記制御信号ＣＴＲＢ＿１は、スイッチＳＷ２２に接続され、電源電流検知部２６０からの前記タイミング信号に基づいて当該スイッチをオンオフ制御するようになっており、また、制御信号ＣＴＲＳ＿２は、スイッチＳＷ２１に接続され、上記同様、電源電流検知部２６０からの前記タイミング信号に基づいて当該スイッチをオンオフ制御するようになっている。
In the second embodiment, the control signal CTRB_1 is connected to the switch SW22 and controls the switch on and off based on the timing signal from the power supply
＜電源電流検知部２６０の構成＞
上述したように、コネクタ部１２における前記電源供給線２９１の基端側であって、基端側補正回路２８０の後段には電源電流検知部２６０が配設されている。この電源電流検知部２６０は、電源供給線２９１を流れる電流を検知し、当該電源供給線２９１に流れる電流が所定値以上になるタイミングで所定のタイミング信号を生成すると共に当該タイミング信号を電源電流制御部２７０に向けて出力するようになっている。
<Configuration of power supply
As described above, the power supply
なお、本第２の実施形態においても電源電流検知部２６０は、第１の実施形態と同様に、主に、撮像素子２２１が起動時から通常動作時に移行する際における電源供給線２９１（ＶＤＤライン）に流れる電流（図５における電源電流Ｉａ）の急激な変位を検出する役目を担う。
In the second embodiment as well, the power supply
また、上述したように、撮像素子２２１自体は、ビデオプロセッサ３からの同期信号を受信することで起動時から通常動作時へと移行するが、本実施形態において電源電流検知部２６０は、電源供給線２９１に流れる当該電源電流Ｉａの急激な増加を検知することで、撮像素子２２１が通常動作に移行したと判断するようになっている。
Further, as described above, the
本第２の実施形態においては、撮像素子２２１の起動時であってもコネクタ部１２以降（ビデオプロセッサ３を含む）は通常動作になっているので、電源電流制御部２７０からの制御信号ＣＴＲＢ＿１は“Ｈレベル”となり、このときスイッチＳＷ２２はオンとなる。一方、電源電流制御部２７０からの制御信号ＣＴＲＢ＿２は“Ｌレベル”になっており、このとき、スイッチＳＷ２１はオフとなる。
In the second embodiment, since the
上述したように、電源電流補正部２５０等において、撮像素子２２１の起動時には抵抗Ｒ２１、電源供給線（ＶＤＤライン）２９１、スイッチＳＷ１１、撮像信号出力線２９２、抵抗Ｒ２経由で電源電流が流れることとなる。そして、この「撮像素子の起動時の消費電流」を「撮像素子の通常動作時の消費電流」とほぼ同じにすることで、撮像素子の起動時と通常動作時とで消費電流を一定化することができる。ここで、抵抗Ｒ２は、コネクタ部１２に配設され、後段の抵抗Ｒ３との合成抵抗は終端抵抗を構成する。
As described above, in the power supply
＜第２の実施形態における「撮像素子の起動時」の作用＞
第２の実施形態において、補正電流制御部２４０、電源電流補正部２５０（電源電流補正回路２５１、基端側補正回路２８０）、電源電流検知部２６０、電源電流制御部２７０の作用は、基本的に第１の実施形態における補正電流制御部１４０、電源電流補正部１５０（電源電流補正回路１５１、基端側補正回路１８０）、電源電流検知部１６０、電源電流制御部１７０と同様である。
<Action of "at the time of starting the image sensor" in the second embodiment>
In the second embodiment, the operations of the correction
すなわち、第２の実施形態においても、図５に示すように、撮像素子２２１の起動時において、内視鏡２およびビデオプロセッサ３に対して電源が投入されると、まず、電源供給線２９１には電源部３３からの電源電圧ＶＤＤが供給されはじめ、その後、ビデオプロセッサ３における駆動制御部３２から基準クロックＣＬＫが送出される。
That is, also in the second embodiment, as shown in FIG. 5, when the power is turned on to the
このとき、電源供給線２９１（ＶＤＤライン）に印加される電源電圧および流れる電流共に徐々に立ち上がる。そして、この撮像素子２２１の起動時においては、上述したように、補正電流制御部２４０から出力される制御信号ＣＴＲＳ＿１は、電源供給線２９１の（ＶＤＤライン）に接続されたプルアップ抵抗Ｒ１１により、“Ｈレベル”となる。これにより、スイッチＳＷ１１はオンする。
At this time, both the power supply voltage applied to the power supply line 291 (VDD line) and the flowing current gradually rise. Then, at the time of starting the
また、補正電流制御部２４０からの制御信号ＣＴＲＳ＿２は、撮像素子２２１の起動時においては、“Ｌレベル”になっており、これにより、スイッチＳＷ１２はオフしている。
Further, the control signal CTRS_2 from the correction
一方、撮像素子２２１の起動時において電源電流制御部２７０から出力される制御信号ＣＴＲＢ＿１は“Ｈレベル”であり、このときスイッチＳＷ２２はオンとなる。また、電源電流制御部２７０からの制御信号ＣＴＲＢ＿２は“Ｌレベル”になっており、このとき、スイッチＳＷ２１はオフとなる。
On the other hand, the control signal CTRB_1 output from the power supply
これにより、撮像素子２２１の起動時において、電源供給線２９１から撮像信号出力線２９２にかけては、抵抗Ｒ２１、電源供給線２９１、スイッチＳＷ１１、撮像信号出力線２９２、抵抗Ｒ２を経由して、電流Ｉ３（＝起動時における電源電流）が流れることとなる。
As a result, when the
上述したようにスイッチＳＷ１２がオフしていることから、この起動時における電源電流Ｉ３は、
Ｉ３＝Ｉ１（補正電流）
であって、かつ、
Ｉ３＝Ｉ１＝電源電圧/（抵抗２１＋電源供給線（ＶＤＤライン）２９１の抵抗成分＋スイッチＳＷ１１のオン抵抗＋撮像信号出力線１９２の抵抗成分＋抵抗Ｒ２）
となる。
Since the switch SW12 is turned off as described above, the power supply current I3 at the time of this start-up is
I3 = I1 (correction current)
And yet
I3 = I1 = power supply voltage / (resistor 21 + resistance component of power supply line (0057 line) 291 + on resistance of switch SW11 + resistance component of image pickup
Will be.
すなわち、撮像素子２２１の起動時においては、上記抵抗値に応じた補正電流Ｉ１のみが電源供給線２９１（ＶＤＤライン）に供給されることとなる。
That is, when the
ここで、撮像素子２２１が通常動作をしているときには、撮像信号出力線２９２には上述した電流Ｉ２（通常動作時における撮像素子２２１に係る消費電流）が流れるようなっており、この通常動作において前記電源電流Ｉ３は、
Ｉ３＝Ｉ２
となっている。
Here, when the
I3 = I2
It has become.
本実施形態は、前記補正電流Ｉ１をこの通常動作時に係る前記電流Ｉ２と同等にすべく、すなわち、
Ｉ１＝Ｉ２
とすべく、前記電源電流補正部２５０における抵抗値（抵抗２１＋電源供給線（ＶＤＤライン）２９１の抵抗成分＋スイッチＳＷ１１のオン抵抗＋撮像信号出力線１９２の抵抗成分＋抵抗Ｒ２）を設定する。
In the present embodiment, the correction current I1 is made equal to the current I2 according to the normal operation, that is,
I1 = I2
Therefore, the resistance value in the power supply current correction unit 250 (resistance 21 + resistance component of the power supply line (0057 line) 291 + on-resistance of the switch SW11 + resistance component of the image pickup
換言すれば、本第２の実施形態においても、「撮像素子の起動時の消費電流」と「撮像素子の通常動作時の消費電流」とがほぼ同等となるように、前記電源電流補正部２５０における抵抗値（抵抗２１＋電源供給線（ＶＤＤライン）２９１の抵抗成分＋スイッチＳＷ１１のオン抵抗＋撮像信号出力線１９２の抵抗成分＋抵抗Ｒ２）の値を設定するようにしている。なお、抵抗Ｒ２は、当該「抵抗値の値」を設定する際のパラメータ要素ではなく、所定の固定値をとる。
In other words, also in the second embodiment, the power supply
このように、本第２の実施形態においても、撮像素子２２１の起動時に上述した補正電流が電源供給線２９１（ＶＤＤライン）に供給されるので、この撮像素子２２１に供給される電源供給線２９１（ＶＤＤライン）の電流値の立ち上がり特性カーブ（Ｉａ）は、当該補正電流が供給されないと仮定した特性カーブ（Ｉｂ）に比して適正な上昇変化を辿るよう補正されることとなる（図５参照）。
As described above, also in the second embodiment, the correction current described above is supplied to the power supply line 291 (VDD line) when the
また、この電流値の適正な上昇変化に伴って、電源供給線２９１（ＶＤＤライン）の電圧値の特性カーブ（Ｖａ）についても、特性カーブ（Ｖｂ）に比して適正な変化を辿るよう補正されることとなり、撮像素子２２１に対して定格を超える電圧が印加されることを防止することができる（図５参照）。 Further, with the appropriate increase change of the current value, the characteristic curve (Va) of the voltage value of the power supply line 291 (VDD line) is also corrected so as to follow an appropriate change compared to the characteristic curve (Vb). Therefore, it is possible to prevent a voltage exceeding the rating from being applied to the image pickup element 221 (see FIG. 5).
＜本実施形態における「撮像素子の通常動作時」への移行時の作用＞
この後、ビデオプロセッサ３における駆動制御部３２から同期信号が送出されると、補正電流制御部２４０は当該同期信号のパルスを検知する。そして補正電流制御部２４０は、所定のパルス数を検出した後、基準クロックＣＬＫのタイミングに基づいて電源電流補正回路２５１に向けて出力する出力信号を“Ｈレベル”に変化させる。
<Action at the time of transition to "normal operation of the image sensor" in this embodiment>
After that, when the synchronization signal is transmitted from the
なお、撮像素子２２１は、当該同期信号を受けたことで通常動作時に移行し、すなわち、撮像素子２２１における画素部２２２、信号処理部２２３（図７においては、第１チップ２２２ａ、第２チップ２２３ａ）および制御部２２４に供給される電源電流は通常の値になるように移行する。
The
また、補正電流制御部２４０からの制御信号ＣＴＲＳ＿２が“Ｈレベル”へ立ち上がり変化をすることによりスイッチＳＷ１２がオンする。
Further, the switch SW12 is turned on when the control signal CTRS_2 from the correction
これにより、撮像素子２２１における画素部２２２、信号処理部２２３から出力される画素出力信号に係る電流Ｉ２が、撮像信号出力線２９２に流れることとなる。
As a result, the current I2 related to the pixel output signal output from the
一方、図５に示すように、補正電流制御部２４０からの制御信号ＣＴＲＳ＿２が“Ｈレベル”に変化した直後においては、制御信号ＣＴＲＳ＿２と共に、制御信号ＣＴＲＳ＿１も“Ｈレベル”となっている。
On the other hand, as shown in FIG. 5, immediately after the control signal CTRS_2 from the correction
これにより、補正電流制御部２４０からの制御信号ＣＴＲＳ＿２が“Ｈレベル”に変化した直後においては、スイッチＳＷ１１およびスイッチＳＷ１２が同時にオン状態となり（図５参照）、撮像信号出力線２９２に流れる電流Ｉ３は、
Ｉ３＝Ｉ１＋Ｉ２
となる。
As a result, immediately after the control signal CTRS_2 from the correction
I3 = I1 + I2
Will be.
上述したように撮像信号出力線２９２を流れる電流Ｉ３は、電源供給線２９１（ＶＤＤライン）に流れる電源電流（図５における電源電流Ｉａ）であるが、起動時から通常動作の開始直後において、一時、当該電源電流Ｉ３は、Ｉ３＝Ｉ１＋Ｉ２となることから、本来の通常動作時に予定する電流（＝Ｉ２）よりも大きな値をとることとなる。
As described above, the current I3 flowing through the image pickup
具体的には図５に示すように、撮像素子２２１の起動時から通常動作に移行直後において、当該電源電流Ｉ３（図５における電源電流Ｉａ）は急激に増加することとなる。
Specifically, as shown in FIG. 5, the power supply current I3 (power supply current Ia in FIG. 5) increases sharply immediately after the start of the
一方本第２の実施形態においても、電源電流検知部２６０が当該電源電流Ｉ３（＝電源電流Ｉａ）の急激な増加を検知することで撮像素子２２１が通常動作に移行したと判断し、電源電流制御部２７０に対してタイミング信号を出力する。
On the other hand, also in the second embodiment, it is determined that the
すなわち、上述したように、撮像素子２２１自体は、ビデオプロセッサ３からの同期信号を受信することで起動時から通常動作時へと移行するが、本実施形態において電源電流検知部２６０は、電源供給線２９１に流れる当該電源電流Ｉ３（＝電源電流Ｉａ）の急激な増加を検知することで、撮像素子２２１が通常動作に移行したと判断する。
That is, as described above, the
この後、電源電流制御部２７０は、電源電流検知部２６０からの当該タイミング信号に基づいて制御信号ＣＴＲＢ＿２を“Ｈレベル”にしてスイッチＳＷ２１をオンする一方で、制御信号ＣＴＲＢ＿１を“Ｌレベル”にしてスイッチＳＷ２２をオフする。
After that, the power supply
一方、補正電流制御部２４０は、制御信号ＣＴＲＳ＿２が“Ｈレベル”に変化した後２ＣＬＫ後に制御信号ＣＴＲＳ＿１を“Ｌ”レベルに変位し、これに伴いスイッチＳＷ１１もオフする。
On the other hand, the correction
スイッチＳＷ１１がオフすることにより補正電流Ｉ１もゼロとなる一方で、スイッチＳＷ１２はオンしていることから、撮像信号出力線２９２には通常動作における撮像素子２２１の出力電流Ｉ２が供給される。
When the switch SW11 is turned off, the correction current I1 becomes zero, while the switch SW12 is turned on, so that the image pickup
また、上述したように、スイッチＳＷ２１がオンしスイッチＳＷ２２がオフしているので、電源供給線２９１に流れる電源電流Ｉ３（＝電源電流Ｉａ）は、撮像素子２２１の通常動作時に係る電流となる。
Further, as described above, since the switch SW21 is turned on and the switch SW22 is turned off, the power supply current I3 (= power supply current Ia) flowing through the
なお、第１の実施形態と同様に、電源供給線２９１に流れる電源電流Ｉ３（＝電源電流Ｉａ）が、撮像素子２２１の通常動作時に係る電流（＝Ｉ２）に比して急激に増加する期間（図５参照）は、例えば動作周波数の２ＣＬＫ分（例えば２００ｎｓ）程度の僅かな時間であるため、過度な電流が流れることによる不用意な電源電圧の低下の影響は極少ないものとなっている。
As in the first embodiment, the period during which the power supply current I3 (= power supply current Ia) flowing through the
以上説明したように、本第２の実施形態も、第１の実施形態と同様に上述の如く「撮像素子の起動時」等の動作不安定時における意図しない消費電流の低下状態を是正し、起動時と通常動作時とで消費電流を一定化することを可能とした内視鏡を提供することができる。 As described above, in the second embodiment as well as in the first embodiment, as described above, the unintentional decrease in current consumption at the time of unstable operation such as "when the image sensor is started" is corrected and the start is started. It is possible to provide an endoscope capable of making the current consumption constant between the time and the normal operation.
＜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。
図８は、本発明の第３の実施形態の内視鏡における電源電流補正部、電流制御部およびその周辺回路の構成を示す回路図であり、図９は、第３の実施形態の内視鏡において、起動時と通常動作時における電源電圧特性および電源電流特性、並びに、クロック信号、同期信号および電源電流制御信号の関係を示したタイミングチャートである。
<Third embodiment>
Next, a third embodiment of the present invention will be described.
FIG. 8 is a circuit diagram showing a configuration of a power supply current correction unit, a current control unit, and peripheral circuits thereof in the endoscope according to the third embodiment of the present invention, and FIG. 9 is an internal view of the third embodiment. It is a timing chart which showed the power supply voltage characteristic and power supply current characteristic, and the relationship between a clock signal, a synchronization signal and a power supply current control signal at the time of a start-up and a normal operation in a mirror.
本第３の実施形態の内視鏡３０２を含む内視鏡システム３０１は、第１の実施形態に対して、撮像素子３２１から出力する撮像信号を差動信号として２チャンネルで出力することを異にするものである。
The
また、第３の実施形態は、第１の実施形態で示したような電源電流補正部（電源電流補正部１５０）のうち電源電流補正回路１５１に相当する電源電流補正回路３５１を、先端側の撮像素子３２１において、撮像信号の出力線（差動撮像信号出力線３９２ａ、３９２ｂ）と、電源供給線（ＶＤＤライン）３９１とＧＮＤとの間に設けたことを特徴とする。
Further, in the third embodiment, the power supply
さらに第３の実施形態においては、図８に示す補正電流制御部３４０、電源電流検知部３６０、電源電流制御部３７０、基端側補正回路３８０の構成は、それぞれ第１の実施形態における補正電流制御部１４０、電源電流検知部１６０、電源電流制御部３７０、基端側補正回路３８０と同様の構成をなすので、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。
Further, in the third embodiment, the configurations of the correction
第３の実施形態において、電源電流補正部３５０は電源電流補正回路３５１と基端側補正回路３８０とで構成される。
In the third embodiment, the power supply current correction unit 350 includes a power supply
電源電流補正部３５０は、先端部の撮像素子３２１において、抵抗Ｒ１１、抵抗Ｒ３１、スイッチＳＷ１１、スイッチＳＷ１２、スイッチＳＷ３１、スイッチＳＷ３２、差動撮像信号出力線３９２ａ、３９２ｂにより構成される。一方、基端側補正回路３８０は、コネクタ部１２において抵抗Ｒ３２、抵抗Ｒ３３、スイッチＳＷ３３で構成されている。
The power supply current correction unit 350 is composed of a resistor R11, a resistor R31, a switch SW11, a switch SW12, a switch SW31, a switch SW32, and differential image pickup
図９に示すように、補正電流制御部３４０からの制御信号ＣＴＲＳ＿Ｐ１は、プルアップ抵抗Ｒ１１があるため撮像素子３２１の起動時には”Ｈレベル”となる（このときスイッチＳＷ１１はオン）。一方、制御信号ＣＴＲＳ＿Ｐ２は撮像素子３２１の起動時には”Ｌレベル”である（このときスイッチＳＷ１２、スイッチＳＷ３２はオフ）。
As shown in FIG. 9, the control signal CTRS_P1 from the correction
また、補正電流制御部３４０からの制御信号ＣＴＲＳ＿Ｍ１は、プルダウン抵抗Ｒ３１があるため撮像素子３２１の起動時には”Ｌレベル”となる（このときスイッチＳＷ３１はオン）。撮像素子３２１の起動時でもコネクタ部１２は通常動作になっているので、電源電流制御部３７０の制御信号ＣＴＲＢ＿１は”Ｈレベル”となりこのときスイッチＳＷ３４はオン、また、制御信号ＣＴＲＢ＿２は”Ｌレベル”となりスイッチＳＷ３３はオフである。
Further, since the control signal CTRS_M1 from the correction
これにより撮像素子３２１の起動時にはスイッチＳＷ１１、差動撮像信号出力線３９２ａ、抵抗Ｒ３２、抵抗Ｒ３３、差動撮像信号出力線３９２ｂ、ＳＷ３１経由で電源電流が流れるため、第１の実施形態と同様に起動時の消費電流を通常動作時の消費電流とほぼ同じにすることで、起動時と通常動作時とで消費電流を一定化できる。
As a result, when the
第３の実施形態においても、電源が投入されて電源電圧、電源電流が徐々に立ち上がり制御部が動作可能な状態になった後に同期信号が入力されると制御部からの出力が不定から通常の動作時の信号となり、画素部３２２（図８においては第１チップ３２２ａ）、信号処理部３２３（図８においてはＬＶＤＳドライバ３２３ａ）、補正電流制御部３４０での電源電流が通常の値になる。
Also in the third embodiment, if a synchronization signal is input after the power is turned on, the power supply voltage and the power supply current gradually rise, and the control unit becomes operable, the output from the control unit is indefinite to normal. It becomes a signal at the time of operation, and the power supply current in the pixel unit 322 (
起動時にはスイッチＳＷ１１、スイッチＳＷ３１、スイッチＳＷ３４がオン、スイッチＳＷ１２、スイッチＳＷ３２、スイッチＳＷ３３がオフであるため電源電流は電源電圧/（スイッチＳＷ１１のオン抵抗＋差動撮像信号出力線３９２ａの抵抗成分＋Ｒ３２＋Ｒ３３＋差動撮像信号出力線３９２ｂの抵抗成分＋ＳＷ３１のオン抵抗）となる。
At startup, the switch SW11, switch SW31, and switch SW34 are on, and the switch SW12, switch SW32, and switch SW33 are off, so the power supply current is the power supply voltage / (on resistance of switch SW11 + resistance component of differential imaging
起動時から通常動作になった際、制御信号ＣＴＲＳ＿Ｐ１、制御信号ＣＴＲＳ＿Ｐ２が”Ｈレベル”になりスイッチＳＷ１１、スイッチＳＷ１２が同時にオンになって通常動作時よりも多い電源電流が流れる。電源電流検知部３６０においては、この電源電流が多く流れたタイミングを検知して撮像素子が通常動作になったと判断し、電源電流制御部３７０に信号を出力する。
When the normal operation is started from the time of startup, the control signal CTRS_P1 and the control signal CTRS_P2 become "H level", the switch SW11 and the switch SW12 are turned on at the same time, and a larger power supply current flows than in the normal operation. The power supply
電源電流制御部３７０は電源電流検知部３６０からの信号に基づいて制御信号ＣＴＲＢ＿２を”Ｈレベル”にしてスイッチＳＷ１３をオン、ＣＴＲＢ＿１を”Ｌレベル”にしてＳＷ１４をオフする。
Based on the signal from the power supply
その後、制御信号ＣＴＲＳ＿Ｐ１、制御信号ＣＴＲＳ＿Ｍ１が”Ｌレベル”になりスイッチＳＷ１１、スイッチＳＷ３１がオフすることで電源電流は通常の値となる。従って、起動時の電源電流と通常動作時の電源電流を同等にすることで起動時と通常動作時の消費電流をほぼ同じにすることができる。 After that, the control signal CTRS_P1 and the control signal CTRS_M1 become "L level", and the switch SW11 and the switch SW31 are turned off, so that the power supply current becomes a normal value. Therefore, by making the power supply current at the time of starting and the power supply current at the time of normal operation equal to each other, the current consumption at the time of starting and during normal operation can be made substantially the same.
なお、抵抗Ｒ３２はスイッチＳＷ１１、スイッチＳＷ３４、スイッチＳＷ３１のオン抵抗が大きい場合には省略することができる。 The resistor R32 can be omitted when the on-resistance of the switch SW11, the switch SW34, and the switch SW31 is large.
なお、第１の実施形態と同様に、電源供給線３９１に流れる電源電流Ｉ３（＝電源電流Ｉａ）が、撮像素子３２１の通常動作時に係る電流（＝Ｉ２）に比して急激に増加する期間（図９参照）は、例えば動作周波数の２ＣＬＫ分（例えば２００ｎｓ）程度の僅かな時間であるため、過度な電流が流れることによる不用意な電源電圧の低下の影響は極少ないものとなっている。
As in the first embodiment, the period during which the power supply current I3 (= power supply current Ia) flowing through the
以上説明したように、本第３の実施形態も、第１の実施形態と同様に上述の如く「撮像素子の起動時」等の動作不安定時における意図しない消費電流の低下状態を是正し、起動時と通常動作時とで消費電流を一定化することを可能とした内視鏡を提供することができる。 As described above, as in the first embodiment, the third embodiment also corrects the unintended decrease in current consumption at the time of unstable operation such as "when the image sensor is started" as described above, and starts. It is possible to provide an endoscope capable of making the current consumption constant between the time and the normal operation.
＜第４の実施形態＞
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。
図１０は、本発明の第４の実施形態の内視鏡における電源電流補正部、電流制御部およびその周辺回路の構成を示す回路図である。
<Fourth Embodiment>
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described.
FIG. 10 is a circuit diagram showing a configuration of a power supply current correction unit, a current control unit, and peripheral circuits thereof in the endoscope according to the fourth embodiment of the present invention.
本第４の実施形態の内視鏡４０２を含む内視鏡システム４０１は、第２の実施形態に対して、撮像素子４２１から出力する撮像信号を差動信号として２チャンネルで出力することを異にする。また、第４の実施形態は、第３の実施形態に対しては、電源電流補正部における基端側補正回路の配設する箇所および構成を異にする。その他の構成は第２、第３の実施形態と同様であるので、ここでは第１〜第３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。
The
第４の実施形態は、第３の実施形態と同様の構成をなす電源電流補正回路４５１を、先端側の撮像素子４２１において、撮像信号の出力線（差動撮像信号出力線４９２ａ、４９２ｂ）と、電源供給線（ＶＤＤライン）４９１とＧＮＤとの間に設けたことを特徴とする。
In the fourth embodiment, the power supply
また、第４の実施形態は、撮像素子４２１において、第３の実施形態と同様の第１チップ４２２ａ（第１チップ３２２ａと同等）、ＬＶＤＳドライバ４２３ａ（ＬＶＤＳドライバ３２３ａと同等）を備える。
Further, in the fourth embodiment, the
さらに第４の実施形態において、図１０に示す補正電流制御部４４０、電源電流検知部４６０、電源電流制御部４７０、基端側補正回路４８０の構成は、それぞれ第２の実施形態における補正電流制御部２４０、電源電流検知部２６０、電源電流制御部２７０、基端側補正回路２８０と同様の構成をなす。
Further, in the fourth embodiment, the configurations of the correction
第４の実施形態において電源電流補正部４５０は電源電流補正回路４５１と基端側補正回路４８０とで構成される。
In the fourth embodiment, the power supply current correction unit 450 includes a power supply
電源電流補正部４５０は、先端部の撮像素子４２１において、抵抗Ｒ１１、抵抗Ｒ３１、スイッチＳＷ１１、スイッチＳＷ１２、スイッチＳＷ３１、スイッチＳＷ３２、差動撮像信号出力線４９２ａ、４９２ｂにより構成される。一方、基端側補正回路４８０は、コネクタ部１２において抵抗Ｒ４１、スイッチＳＷ４１、スイッチＳＷ４２により構成されている。
The power supply current correction unit 450 includes a resistor R11, a resistor R31, a switch SW11, a switch SW12, a switch SW31, a switch SW32, and differential image pickup
第４の実施形態において補正電流制御部４４０からの制御信号ＣＴＲＳ＿Ｐ１は、プルアップ抵抗Ｒ１１があるため撮像素子４２１の起動時には”Ｈレベル”となる（このときスイッチＳＷ１１はオン）。一方、制御信号ＣＴＲＳ＿Ｐ２は撮像素子４２１の起動時には”Ｌレベル”である（このときスイッチＳＷ１２、スイッチＳＷ３２はオフ）。
In the fourth embodiment, the control signal CTRS_P1 from the correction
さらに補正電流制御部４４０からの制御信号ＣＴＲ＿Ｍ１は、プルダウン抵抗Ｒ３１があるため撮像素子４２１の起動時には”Ｌレベル”となる（このときスイッチＳＷ３１はオン）。撮像素子４２１の起動時でもコネクタ部１２は通常動作になっているので、電源電流制御部４７０の制御信号ＣＴＲＢ＿１は”Ｈレベル”となりスイッチＳＷ４２はオンし、制御信号ＣＴＲＢ＿２は”Ｌレベル”となりスイッチＳＷ４１はオフする。
Further, the control signal CTR_M1 from the correction
第４の実施形態における動作タイミングは第３の実施形態と同じであり、すなわち、第４の実施形態においても、第１〜第３の実施形態と同様に、起動時の電源電流と通常動作時の電源電流を同等にすることで起動時と通常動作時の消費電流をほぼ同じにすることができる。 The operation timing in the fourth embodiment is the same as that in the third embodiment, that is, in the fourth embodiment as well, the power supply current at startup and the normal operation time are the same as in the first to third embodiments. By making the power supply currents of the same, the current consumption during startup and normal operation can be made almost the same.
以上説明したように、本第４の実施形態も、第１〜第３の実施形態と同様に上述の如く「撮像素子の起動時」等の動作不安定時における意図しない消費電流の低下状態を是正し、起動時と通常動作時とで消費電流を一定化することを可能とした内視鏡を提供することができる。 As described above, the fourth embodiment also corrects the unintended decrease in current consumption during unstable operation such as "when the image sensor is started" as described above, as in the first to third embodiments. However, it is possible to provide an endoscope capable of making the current consumption constant between the start-up time and the normal operation time.
＜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。
<Fifth Embodiment>
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described.
図１１は、本発明の第５の実施形態の内視鏡を含む内視鏡システムの電気的な構成を示すブロック図であり、図１２は、第５の実施形態の内視鏡を含む内視鏡システムにおける電源電流補正部およびその周辺回路の構成を示す回路図である。また、図１３は、第５の実施形態の内視鏡において、起動時と通常動作時における電源電圧特性および電源電流特性、並びに、クロック信号、同期信号および電源電流制御信号の関係を示したタイミングチャートである。 FIG. 11 is a block diagram showing an electrical configuration of an endoscope system including the endoscope of the fifth embodiment of the present invention, and FIG. 12 is a block diagram including the endoscope of the fifth embodiment. It is a circuit diagram which shows the structure of the power supply current correction part and its peripheral circuit in an endoscope system. Further, FIG. 13 shows the timing showing the relationship between the power supply voltage characteristic and the power supply current characteristic at the time of starting and the normal operation, and the clock signal, the synchronization signal, and the power supply current control signal in the endoscope of the fifth embodiment. It is a chart.
第５の実施形態の内視鏡５０２を有する内視鏡システム５０１は、第１の実施形態と同様に、被検体を観察し撮像する内視鏡５０２と、当該内視鏡５０２に接続され前記撮像信号を入力し所定の画像処理を施すビデオプロセッサ５０３（本体部５０３）と、被検体を照明するための照明光を供給する光源装置４と、撮像信号に応じた観察画像を表示するモニタ装置５と、を有している（図１参照）。
The
内視鏡５０２は、第１の実施形態における内視鏡２と同様に、被検体の体腔内等に挿入される細長の挿入部６と、挿入部６の基端側に配設され術者が把持して操作を行う内視鏡操作部１０と、内視鏡操作部１０の側部から延出するように一方の端部が設けられたユニバーサルコード１１と、を有して構成されている（図１参照）。
Similar to the
また、第５の実施形態においても、挿入部６は、先端側に設けられた硬質の先端部７と、先端部７の後端に設けられた湾曲自在の湾曲部８と、湾曲部８の後端に設けられた長尺かつ可撓性を有する可撓管部９と、を有して構成されている（図１参照）。
Further, also in the fifth embodiment, the
前記ユニバーサルコード１１の基端側（すなわち、撮像素子に対しても基端側）にはコネクタ部１２が設けられ、当該コネクタ部１２は光源装置４に接続されるようになっている。すなわち、コネクタ部１２の先端から突出する流体管路の接続端部となる口金（図示せず）と、照明光の供給端部となるライトガイド口金（図示せず）とは光源装置４に着脱自在で接続されるようになっている（図１参照）。
A
さらに、前記コネクタ部１２の側面に設けた電気接点部には接続ケーブル１３の一端が接続されるようになっている。そして、この接続ケーブル１３には、例えば内視鏡５０２における固体撮像素子（ＣＭＯＳイメージセンサ）５２１からの撮像信号を伝送する信号線、並びに、固体撮像素子（以下、撮像素子とも記す）を駆動するための制御信号線および電源線が内設され、また、他端のコネクタ部はビデオプロセッサ３に接続されるようになっている（図１参照）。
Further, one end of the
図１１に示すように、本第５の実施形態の内視鏡５０２は、挿入部６の先端部７に配設された、被写体像を入光するレンズを含む対物光学系（図示せず）と、対物光学系における結像面に配設された撮像素子（ＣＭＯＳイメージセンサ）５２１と、を備える。
As shown in FIG. 11, the
また内視鏡５０２は、撮像素子５２１から延出され、当該撮像素子５２１から挿入部６、操作部１０、ユニバーサルコード１１を経て、ビデオプロセッサ５０３に至るまで配設されたケーブル２８を備える。
Further, the
撮像素子５２１は、上述したように本実施形態においてはＣＭＯＳイメージセンサにより構成される固体撮像素子である。また、撮像素子５２１は、被写体像を入光し光電変換した後に所定の画素出力信号を出力する画素部５２２と、前記画素出力信号を入力し所定の信号処理を行った後、撮像信号として出力する信号処理部５２３と、これら画素部５２２、信号処理部５２３等を制御する制御部５２４と、を備える。
As described above, the
また、信号処理部５２３からは、撮像信号出力線５９２がビデオプロセッサ５０３に向けて延出され当該撮像信号を伝送する。
Further, from the
ケーブル２８は、各種駆動信号（基準クロックＣＬＫ、各種同期信号等）を伝送する駆動信号ライン、撮像素子５２１を駆動するための電源電圧ＶＤＤを供給するための電源供給ライン、前記撮像信号を伝送する撮像信号出力線５９２等を内包するケーブルであり、本実施形態においては、撮像素子５２１からビデオプロセッサ５０３に至るまで配設されている。
The cable 28 transmits a drive signal line for transmitting various drive signals (reference clock CLK, various synchronization signals, etc.), a power supply line for supplying a power supply voltage VDD for driving the
前記駆動信号ラインは、ビデオプロセッサ５０３における駆動制御部５３２と撮像素子５２１とに接続され、撮像素子５２１を制御するための各種駆動信号（基準クロックＣＬＫ、各種同期信号等）を伝送する。
The drive signal line is connected to the
前記電源供給ラインは、図１１に示すように、ビデオプロセッサ５０３における電源部５３３に接続され、撮像素子５２１に対して電源電圧を供給するためのＶＤＤライン（電源供給線５９１）およびグランドライン（ＧＮＤ）を有する。
As shown in FIG. 11, the power supply line is connected to the power supply unit 533 of the
なお、前記ＶＤＤライン（電源供給線５９１）は、撮像素子５２１に接続された後、当該撮像素子５２１内部に配線され、当該撮像素子５２１に対して所定の電源電圧ＶＤＤを供給する役目を果たす。
The VDD line (power supply line 591) is connected to the
一方、本実施形態の内視鏡システム５０１は、当該内視鏡５０２に接続され前記撮像信号を入力し所定の画像処理を施すビデオプロセッサ５０３（図１１においては本体部５０３）を備える。
On the other hand, the
本実施形態においてビデオプロセッサ５０３は、内視鏡２からの撮像信号を入力し、所定の画像処理を施す撮像信号処理部５３１と、内視鏡５０２に対して各種動作制御信号を送出する駆動制御部５３２と、ビデオプロセッサ５０３内の各種回路に供給する電源電圧および内視鏡５０２における各種電源部に対して供給するための電源電圧を生成する電源部５３３と、を備える。
In the present embodiment, the
撮像信号処理部５３１は、撮像信号処理回路５３１ａおよび撮像信号出力線５９２の基端側に接続された基端側補正回路５８０を備える。また、駆動制御部５３２は、所定の制御信号、例えば、基準クロックＣＬＫおよび同期信号を生成し、前記ケーブル２８を介して撮像素子５２１に対して供給するようになっている。
The image pickup
また、電源部５３３は、撮像素子５２１に供給するための電源電圧ＶＤＤを生成し、ケーブル２８に配した電源供給線５９１（ＶＤＤライン）およびグランドライン（ＧＮＤ）を介して当該電源電圧ＶＤＤを撮像素子５２１に供給するようになっている。
Further, the power supply unit 533 generates a power supply voltage VDD to be supplied to the
図１１、図１２に示すように、第５の実施形態の内視鏡５０２においては、電源電流補正部５５０を撮像信号出力線５９２と電源供給線（ＶＤＤライン）５９１との間に設けたことを特徴とする。
As shown in FIGS. 11 and 12, in the
第５の実施形態において電源電流補正部５５０は、撮像素子５２１側に設けた電源電流補正回路５５１と、撮像信号出力線５９２を介して前記基端側補正回路５８０とで構成される。
In the fifth embodiment, the power supply current correction unit 550 is composed of a power supply
電源電流補正回路５５１は、先端部７の撮像素子５２１において、抵抗Ｒ１１、抵抗Ｒ１２、スイッチＳＷ１１、スイッチＳＷ１２、撮像信号出力線５９２を有する。また、基端側補正回路５８０は、ビデオプロセッサ５０３における撮像信号処理部５３１に設けられた抵抗Ｒ１３により構成されている。
The power supply
補正電流制御部５４０からの出力信号ＣＴＲ＿１は、プルアップ抵抗Ｒ１１があるため撮像素子５２１の起動時には”Ｈレベル”となる（このときスイッチＳＷ１１はオン）。一方、出力信号ＣＴＲ＿２は撮像素子５２１の起動時には”Ｌレベル”である（このときスイッチＳＷ１２はオフ）。
Since the output signal CTR_1 from the correction
これにより、撮像素子５２１の起動時には抵抗Ｒ１２、スイッチＳＷ１１、撮像信号出力線５９２、抵抗Ｒ１３経由で電源電流が流れるため、起動時の消費電流を通常動作時の消費電流とほぼ同じにすることで、起動時と通常動作時とで消費電流を一定化できる。
As a result, the power supply current flows through the resistor R12, the switch SW11, the image pickup
第５の実施形態においては、電源が投入されて電源電圧、電源電流が徐々に立ち上がり制御部が動作可能な状態になった後に同期信号が入力されると制御部からの出力が不定から通常の動作時の信号となり、画素部５２２（図１１においては第１チップ５２２ａ）、信号処理部５２３（図１１においては第２チップ５２３ａ）、制御部５２４での電源電流が通常の値になる。
In the fifth embodiment, when a synchronization signal is input after the power is turned on, the power supply voltage and the power supply current gradually rise, and the control unit becomes operable, the output from the control unit is indefinite to normal. It becomes a signal at the time of operation, and the power supply current in the pixel unit 522 (
起動時にはスイッチＳＷ１１がオン、スイッチＳＷ１２がオフであるため電源電流は、
Ｉ３＝Ｉ１＝電源電圧/（Ｒ１２＋ＳＷ１１のオン抵抗＋撮像信号出力線５９２の抵抗成分＋Ｒ１３）となる。
Since the switch SW11 is on and the switch SW12 is off at startup, the power supply current is
I3 = I1 = power supply voltage / (R12 + SW11 on resistance + image pickup
一方、通常動作時には起動時にはスイッチＳＷ１１がオフ、スイッチＳＷ１２がオンであるため電源電流はＩ３＝Ｉ２となる。 On the other hand, during normal operation, the switch SW11 is off and the switch SW12 is on at startup, so that the power supply current is I3 = I2.
従って、起動時の電源電流Ｉ１と通常動作時の電源電流Ｉ２を同等にすることで起動時と通常動作時の消費電流をほぼ同じにすることができる。 Therefore, by making the power supply current I1 at the time of starting and the power supply current I2 at the time of normal operation equal to each other, the current consumption at the time of starting and during normal operation can be made substantially the same.
なお起動時から通常動作になった際、出力信号ＣＴＲ＿１、ＣＴＲ＿２が”Ｈレベル”になりスイッチＳＷ１１、スイッチＳＷ１２が同時にオンになってＩ３＝Ｉ１＋Ｉ２、つまりＩ１＝Ｉ２の場合、通常動作時の２倍の電源電流が流れるタイミングがあるが、この期間は、例えば動作周波数の１／２の期間（例えば５０ｎｓ）の僅かな期間であるので過度な電流が流れることによる不用意な電源電圧の低下などへの影響は極めて少ない。 When the output signals CTR_1 and CTR_1 become "H level" and the switch SW11 and the switch SW12 are turned on at the same time when the normal operation is started from the start, when I3 = I1 + I2, that is, I1 = I2, 2 in the normal operation. There is a timing when double the power supply current flows, but this period is, for example, a short period of 1/2 of the operating frequency (for example, 50 ns), so an inadvertent drop in the power supply voltage due to excessive current flow, etc. The effect on is extremely small.
また抵抗Ｒ１２はスイッチＳＷ１１のオン抵抗が大きい場合には省略することができる。 Further, the resistor R12 can be omitted when the on resistance of the switch SW11 is large.
＜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。
<Sixth Embodiment>
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described.
図１４は、本発明の第６の実施形態の内視鏡を含む内視鏡システムにおける電源電流補正部およびその周辺回路の構成を示す回路図であり、図１５は、第６の実施形態の内視鏡において、起動時と通常動作時における電源電圧特性および電源電流特性、並びに、クロック信号、同期信号および電源電流制御信号の関係を示したタイミングチャートである。 FIG. 14 is a circuit diagram showing the configuration of the power supply current correction unit and its peripheral circuit in the endoscope system including the endoscope of the sixth embodiment of the present invention, and FIG. 15 is a circuit diagram of the sixth embodiment. It is a timing chart which showed the power supply voltage characteristic and power supply current characteristic, and the relationship between a clock signal, a synchronization signal and a power supply current control signal in an endoscope at the time of a start-up and a normal operation.
本第６の実施形態の内視鏡６０２を含む内視鏡システム６０１は、第５の実施形態に対して、撮像素子６２１から出力する撮像信号を差動信号として２チャンネルで出力することを異にする。また、第６の実施形態は、第５の実施形態に対しては、電源電流補正部における基端側補正回路の配設する箇所および構成を異にする。その他の構成は第５の実施形態と同様であるので、ここでは第５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。
The
第６の実施形態は、第５の実施形態と同様の構成をなす電源電流補正回路６５１を、先端側の撮像素子６２１において、撮像信号の出力線（差動撮像信号出力線６９２ａ、６９２ｂ）と、電源供給線（ＶＤＤライン）６９１とＧＮＤとの間に設けたことを特徴とする。
In the sixth embodiment, the power supply
また、第６の実施形態は、撮像素子６２１において、第５の実施形態と同様の第１チップ６２２ａ（第１チップ５２２ａと同等）、ＬＶＤＳドライバ６２３ａ（ＬＶＤＳドライバ５２３ａと同等）を備える。
Further, in the sixth embodiment, the
さらに第６の実施形態において、図１４に示す補正電流制御部６４０、電源電流検知部６６０、電源電流制御部６７０、基端側補正回路６８０の構成は、それぞれ第５の実施形態における補正電流制御部５４０、電源電流検知部５６０、電源電流制御部５７０、基端側補正回路５８０と同様の構成をなす。
Further, in the sixth embodiment, the configurations of the correction
第６の実施形態において電源電流補正部６５０は電源電流補正回路６５１と基端側補正回路６８０とで構成される。
In the sixth embodiment, the power supply current correction unit 650 is composed of a power supply
電源電流補正回路６５１は、先端部７における撮像素子６２１に設けられ、抵抗Ｒ１１、抵抗Ｒ１２、抵抗Ｒ２１、抵抗Ｒ２２、スイッチＳＷ１１、スイッチＳＷ１２、スイッチＳＷ２１、スイッチＳＷ２２、差動撮像信号出力線６９２ａ、６９２ｂにより構成される。また、基端側補正回路６８０は、ビデオプロセッサ６０３における抵抗Ｒ２３により構成されている。
The power supply
補正電流制御部６４０からの出力信号ＣＴＲ＿Ｐ１は、プルアップ抵抗Ｒ１１があるため撮像素子６２１の起動時には”Ｈレベル”となる（このときスイッチＳＷ１１はオン）。一方、出力信号ＣＴＲ＿Ｐ２は、撮像素子６２１の起動時には”Ｌレベル”である（このときスイッチＳＷ１２、スイッチＳＷ２２はオフ）。また、補正電流制御部６４０からの出力信号ＣＴＲ＿Ｍ１は、プルダウン抵抗Ｒ２１があるため撮像素子６２１の起動時には”Ｌレベル”となる（このときスイッチＳＷ２１はオン）。
Since the output signal CTR_P1 from the correction
これにより撮像素子６２１の起動時には抵抗Ｒ１２、スイッチＳＷ１１、差動撮像信号出力線６９２ａ、抵抗Ｒ２３、差動撮像信号出力線６９２ｂ、スイッチＳＷ２１、抵抗Ｒ２２経由で電源電流が流れるため、第５の実施形態と同様に起動時の消費電流を通常動作時の消費電流とほぼ同じにすることで、起動時と通常動作時とで消費電流を一定化できる。
As a result, when the
第６の実施形態においては、起動時には第５の実施形態と同様に電源電圧、電源電流が徐々に立ち上がり、制御部６４０が動作可能な状態になった後に同期信号が入力されると通常動作になる。
In the sixth embodiment, as in the fifth embodiment, the power supply voltage and the power supply current gradually rise at the time of startup, and when the synchronization signal is input after the
また、起動時にはスイッチＳＷ１１、スイッチＳＷ２１がオン、スイッチＳＷ１２、スイッチＳＷ２２がオフであるため電源電流は電源電圧/（Ｒ１２＋ＳＷ１１のオン抵抗＋差動撮像信号出力線６９２ａの抵抗成分＋Ｒ２３＋差動撮像信号出力線６９２ｂの抵抗成分＋ＳＷ２１のオン抵抗＋Ｒ２２）となる。一方、通常動作時にはスイッチＳＷ１１、スイッチＳＷ２１がオフ、スイッチＳＷ１２、スイッチＳＷ２２がオンであるため電源電流は通常の値となる。
Further, since the switch SW11 and the switch SW21 are on and the switch SW12 and the switch SW22 are off at the time of startup, the power supply current is the power supply voltage / (R12 + SW11 on resistance + resistance component of the differential imaging
従って、起動時の電源電流と通常動作時の電源電流を同等にすることで起動時と通常動作時の消費電流をほぼ同じにすることができる。 Therefore, by making the power supply current at the time of starting and the power supply current at the time of normal operation equal to each other, the current consumption at the time of starting and during normal operation can be made substantially the same.
なお起動時から通常動作になった際、出力信号ＣＴＲ＿Ｐ１、ＣＴＲ＿Ｐ２が”Ｈレベル”、出力信号ＣＴＲ＿Ｍ１が”Ｌレベル”になりスイッチＳＷ１１、スイッチＳＷ１２、スイッチＳＷ２１、スイッチＳＷ２２が同時にオンになって通常動作時の２倍の電源電流が流れるタイミングがあるが、この期間は例えば動作周波数の１／２の期間（例えば５０ｎｓ）の僅かな期間であるので過度な電流が流れることによる不用意な電源電圧の低下などへの影響は極めて少ない。 When the normal operation is started from the time of startup, the output signals CTR_P1 and CTR_P2 are set to "H level", the output signals CTR_M1 are set to "L level", and the switches SW11, switch SW12, switch SW21, and switch SW22 are turned on at the same time. There is a timing when the power supply current flows twice as much as during operation, but since this period is a short period, for example, half the operating frequency (for example, 50 ns), the careless power supply voltage due to excessive current flow. The effect on the decrease of the voltage is extremely small.
また抵抗Ｒ１２、抵抗Ｒ２２は、スイッチＳＷ１１、スイッチＳＷ２１のオン抵抗が大きい場合には省略することができる。 Further, the resistors R12 and R22 can be omitted when the on-resistance of the switch SW11 and the switch SW21 is large.
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。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various changes, modifications, and the like can be made without changing the gist of the present invention.
１…内視鏡システム
２…内視鏡
７…先端部
１２…コネクタ部
１２１，２２１，３２１，４２１，５２１，６２１…撮像素子（ＣＭＯＳイメージセンサ）
１２２，２２２，５２２…画素部
１２３，２２３，５２３…信号処理部
１２４，２２４，５２４…制御部
１４０，２４０，３４０，４４０，５４０，６４０…補正電流制御部
２８…ケーブル
１５０，２５０，３５０，４５０，５５０…電源電流補正部
１５１，２５１，３５１，４５１，５５１…電源電流補正回路
１６０，２６０，３６０，４６０，５６０…電源電流検知部
１７０，２７０，３７０，４７０，５７０…電源電流制御部
１８０，２８０，３８０，４８０，５８０…基端側補正回路
１９１，２９１，３９１，４９１，５９１…電源供給線（ＶＤＤライン）
１９２，２９２，５９２…撮像信号出力線
３９２ａ，３９２ｂ，４９２ａ，４９２ｂ，６９２ａ，６９２ｂ…差動撮像信号出力線
３…ビデオプロセッサ
３１…撮像信号処理部
３２…駆動制御部
３３…電源部
４…光源装置
1 ...
122, 222,522 ...
192,292,592 ... Imaging
Claims (5)
所定の電源から当該撮像素子に対して所定の電源電圧を供給するための電源供給線と、
前記撮像素子からの信号を当該撮像素子よりも基端側へ伝送する撮像信号出力線と、
所定の制御信号に応じて前記電源供給線に流れる電流を変化させるように前記電源供給線または前記撮像信号出力線の負荷を補正する電源電流補正部と、
前記撮像素子の起動時において、前記電源供給線に流れる電流を前記撮像素子の通常動作時において前記電源供給線に流れる電流に対して相対的に増加させるための前記所定の制御信号を生成し、所定のタイミングにおいて前記電源電流補正部に対して当該制御信号を出力する電流制御部と、
前記撮像素子よりも基端側であって、かつ、前記撮像素子から前記電源供給線を介した基端側に設けられた基端部に配設され、前記電源供給線に流れる電流を検知し、当該電源供給線に流れる電流が所定値以上になるタイミングでタイミング信号を生成すると共に当該タイミング信号を出力する電源電流検知部と、
を具備することを特徴とする内視鏡。 An image sensor that is arranged at the tip of the insertion part and captures the image of the object to be observed,
A power supply line for supplying a predetermined power supply voltage from a predetermined power source to the image sensor, and
An image pickup signal output line that transmits a signal from the image pickup element to the proximal end side of the image pickup element, and
A power supply current correction unit that corrects the load of the power supply line or the image pickup signal output line so as to change the current flowing through the power supply line according to a predetermined control signal.
At the time of starting the image pickup device, the predetermined control signal for increasing the current flowing through the power supply line relative to the current flowing through the power supply line during the normal operation of the image pickup device is generated. A current control unit that outputs the control signal to the power supply current correction unit at a predetermined timing,
It is disposed on the proximal end side of the image pickup element and is provided at the proximal end portion provided from the image pickup element to the proximal end side via the power supply line, and detects a current flowing through the power supply line. , A power supply current detector that generates a timing signal at the timing when the current flowing through the power supply line exceeds a predetermined value and outputs the timing signal.
An endoscope characterized by comprising.
ことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡。 The power supply current correction unit applies a correction current between the power supply line and the GND so that the current consumption of the power supply at the time of starting the image pickup device and the normal operation of the image pickup element is substantially the same. Correct the load of the power supply line so that it flows, or the current consumption of the power supply between the image pickup signal output line and the GND during the activation of the image pickup device and the normal operation of the image pickup device. The endoscope according to claim 1, wherein the load of the image pickup signal output line is corrected so that a correction current having substantially the same value is applied.
前記電流制御部は、前記撮像素子の起動時において、前記補正回路における前記トランジスタをオン／オフ制御せしめ、前記電源電流補正部における抵抗値と当該トランジスタのオン抵抗値とによる補正電流を供給する
ことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡。 The power supply current correction unit includes a correction circuit having a resistor and a transistor.
The current-control unit, at the time of startup of the imaging device, wherein the transistor in the correction circuit on / off control allowed, the source current resistance in the correction unit Anti value and compensation current that due to the on-resistance of the transistor The endoscope according to claim 1, wherein the endoscope is provided.
前記電流制御部は、前記所定のタイミング信号に応じて前記電源電流補正部に対して前記制御信号を出力し、
前記電源電流補正部は、前記制御信号に応じて前記補正回路における前記トランジスタをオン／オフせしめ、前記撮像素子の通常動作時の前記電源電流補正部における抵抗値を切り替える
ことを特徴とする請求項３に記載の内視鏡。 The power supply current detection unit, when the current flowing in the power supply line is a predetermined value or more, with respect to supply current control unit outputs a predetermined timing signal,
The current control unit outputs the control signal to the power supply current correction unit in response to the predetermined timing signal.
The power supply current correction unit is characterized in that the transistor in the correction circuit is turned on / off in response to the control signal, and the resistance value in the power supply current correction unit during normal operation of the image pickup element is switched. The endoscope according to 3.
前記電源電流補正部は、前記差動信号線とＧＮＤ間に対して、前記撮像素子の起動時と前記撮像素子の通常動作時とにおける前記電源に係る消費電流が略同じになる補正電流を流すように、前記差動信号線の負荷を補正する
ことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡。 The image pickup signal output line is composed of a differential signal line.
The power supply current correction unit sends a correction current between the differential signal line and the GND so that the current consumption of the power supply at the time of starting the image sensor and the normal operation of the image sensor is substantially the same. The endoscope according to claim 1, wherein the load of the differential signal line is corrected as described above.
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