JP3853899B2

JP3853899B2 - 電子内視鏡用複合同軸ケーブル及び電子内視鏡

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Publication number: JP3853899B2
Application number: JP04440997A
Authority: JP
Inventors: 光伸大野; 雅尚村田
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1997-02-27
Filing date: 1997-02-27
Publication date: 2006-12-06
Anticipated expiration: 2017-02-27
Also published as: JPH10234661A; US5976070A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、伝送特性を劣化させることなく細径化を図った電子内視鏡用複合同軸ケーブル及びそれを用いた電子内視鏡に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、体腔内に細長の挿入部を挿入することにより、体腔内の臓器を観察したり、処置具チャンネル内に処置具を挿入して各種治療処置のできる内視鏡が広く用いられている。また、工業分野においても、ボイラ，タービン，エンジン，化学プラントなどの内部の傷や腐食などを観察したり検査することのできる工業用内視鏡が広く利用されている。
【０００３】
特に、航空機のジェットエンジンの検査等に用いられる工業用内視鏡では、エンジン内部への挿入性を向上させるため、内視鏡の挿入部の細径化が望まれていた。
【０００４】
一般的に、電子内視鏡では細長な挿入部の先端部に電荷結合素子（以下ＣＣＤと略記する）等の固体撮像素子が撮像手段として搭載されており、このＣＣＤを駆動するための信号線が前記挿入部の内部を挿通して前記ＣＣＤに接続されていた。
【０００５】
前記ＣＣＤには１０数本の駆動線が必要であり、これら駆動線にはＣＣＤを駆動するためにクロック周波数の異なる複数の駆動信号が伝送されている。
【０００６】
また、電子内視鏡は、長い挿入部を有するため、挿入部内を挿通する信号線の長さも挿入部の長さに比例して長くなる。このように信号線の長さが長くなる場合、ＣＣＤに伝送される信号の波形を安定させるため、信号を伝送する駆動線として電気的干渉やノイズの影響を防ぐシールド構造を有する同軸ケーブルを使用するのが一般的であった。
【０００７】
しかし、同軸ケーブルは、シールド構造を有するため、単線に比べて外径寸法が太径になる。このため、同軸ケーブルを複数本束ねてひとまとめにして電子内視鏡用複合同軸ケーブルを構成するとケーブル外形寸法が相当大きくなり、内視鏡の挿入部が太くなってしまうという問題があった。
【０００８】
このため、特開平７−１８４８５４号公報には、挿入部が長尺化しても、挿入部の細径化を達成することを可能にする電子内視鏡が開示されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記特開平７−１８４８５４号公報の電子内視鏡では直流信号以外の信号を伝送する駆動線に、電気的干渉やノイズの影響を防ぐシールド構造を有する同軸線を使用していた。このため、同軸線の使用本数を減らさない限り、電子内視鏡用複合同軸ケーブルの外形寸法を小さく形成することは難しかった。
【００１０】
また、電子内視鏡の挿入部を細径にするため、挿入部内を挿通する電子内視鏡用複合同軸ケーブルの細径化を図る場合、単純にこの電子内視鏡用複合同軸ケーブルの細径化だけのために例えば、個々の同軸ケーブルを単線化させて細くした場合、個々の信号線には様々なクロック周波数の信号が伝送されているため、電気的な干渉や他の駆動線からのノイズをかぶることによって、伝送特性が悪化して、ＣＣＤが誤動作したり、ＣＣＤの駆動を十分に行えなくなって、このＣＣＤでとらえる画質が劣化するなどの問題が発生する。
【００１１】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、電子内視鏡に内蔵されたＣＣＤを駆動させる信号を伝送する駆動線の伝送特性を悪化させることなく細径化した電子内視鏡用複合同軸ケーブル及びそれを用いた電子内視鏡を提供することを目的にしている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の電子内視鏡用複合同軸ケーブル及び電子内視鏡は、電子内視鏡に設けられた固体撮像素子から延出する駆動線系、映像線系及び電源線系の信号線を複数内蔵した電子内視鏡用複合同軸ケーブルを、最外周に外皮シールドを設け、この外皮シールドに内蔵される複数の信号線を同軸線と該同軸線より細径な単線とで形成し、前記単線を周波数または波形パターン毎にひとまとめに構成している。
また、前記外皮シールドに内蔵される信号線のうち、前記駆動線系の複数の信号線を単線で形成し、これら複数の単線を周波数または波形パターン毎にひとまとめに構成するとき、ピッチの異なる撚り線として形成している。
また、前記単線を前記外皮シールドと前記同軸線とで挟持するように配置している。
また、前記単線を前記外皮シールドと少なくとも２本の前記同軸線とで形成される隙間に配置している。
【００１３】
この構成によれば、駆動信号を伝送する駆動線を単線化して細径化を図っている。また、周波数の等しい単線同士または波形形状の似た単線同士を複数集めてひとまとめにして、それぞれ異なる撚り合わせピッチの撚り線を複数形成して各撚り線同士の電気的な干渉を防いでいる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図１ないし図３は本発明の第１実施形態に係り、図１は電子内視鏡装置の概略構成を示す説明図、図２は電子内視鏡用複合同軸ケーブル内を挿通する信号線の構成を説明する断面図、図３は信号線群の１例を説明する斜視図である。
【００１５】
図１に示すように本発明の電子内視鏡用複合同軸ケーブル（以下複合同軸ケーブルと略記する）１は、電子内視鏡（以下内視鏡と記載する）２の挿入部３内を挿通している。前記内視鏡２を備えた電子内視鏡装置９は、この内視鏡２とカメラコントロールユニット４（以下ＣＣＵと略記する）とＴＶモニタ５とで主に構成されている。
【００１６】
前記内視鏡２の挿入部３の先端部には電荷結合素子（以下ＣＣＤと略記する）等の固体撮像素子が撮像手段として内蔵されており、このＣＣＤ６とＣＣＵ４とが前記複合同軸ケーブル１によって接続されている。前記ＣＣＵ４では前記ＣＣＤ６を駆動するためのパルス信号を発生し、このパルス信号が前記複合同軸ケーブル１によってＣＣＤ６まで伝送されてこのＣＣＤ６を駆動している。
【００１７】
一方、前記ＣＣＤ６に結像した光学像は、このＣＣＤ６で電気信号に光電変化され、この光電変換された電気信号を映像出力信号として前記複合同軸ケーブル１を介してＣＣＵ４に伝送している。そして、前記ＣＣＵ４に伝送された映像出力信号は、このＣＣＵ４でＴＶモニタ５に対応する映像信号に生成される。そして、この映像信号を前記ＴＶモニタ５に伝送して、このＴＶモニタ５の画面上に前記ＣＣＤ６に結像した被写体像を内視鏡画像として表示する。
【００１８】
図２に示すように複合同軸ケーブル１は、ケーブル最外周を構成する外皮シールド１０と、この外皮シールド１０内を挿通する信号線として複数の同軸ケーブル及び単線で構成されている。前記外皮シールド１０は、この外皮シールド１０内に配設されている信号線から発生する電磁波が外部に漏れ出るのを遮蔽する構成になっている。
【００１９】
前記外皮シールド１０内を挿通している信号線は、前記ＣＣＤ６を駆動するための駆動系信号線（以下駆動線と略記する）と、ＣＣＤ６から出力される出力信号を伝送する映像系信号線（以下映像線と略記する）及び電源ラインなどである。
【００２０】
前記駆動線としては、ＣＣＤ垂直転送用駆動信号（以下φＶと略記する）用信号線として、第１φＶ用信号線１１ａ，第２φＶ用信号線１１ｂ，第３φＶ用信号線１１ｃ及び第４φＶ用信号線１１ｄの４本のφＶ用信号線と、ＣＣＤ水平転送用駆動信号（以下φＨと略記する）用信号線として第１φＨ用信号線１２ａ及び第２φＨ用信号線１２ｂの２本のφＨ用信号線とが挿通している。また、電源ラインとしてはＣＣＤ６を駆動するための電源線としてＶＤＤ１３ａ及びＶＬ１３ｂが挿通している。さらに、映像線としてはＣＣＤ６から出力される電気信号を伝送する映像出力信号（以下ＶOUT と略記する）用信号線１４が挿通している。又、ＣＣＤ出力ゲートリセットパルス（以下φＲと略記する）用信号線１５が挿通している。
【００２１】
前記φＲ用信号線１５及びＶOUT 用信号線１４によって伝送される信号は、周波数が１００ＭＨｚ程度の帯域であり、波形の乱れが内視鏡の画質に大きな影響を与える。したがって、これらの信号を伝送するφＲ用信号線１５及びＶOUT 用信号線１４を電気的干渉やノイズの影響を防ぐために、シールド構造を有する同軸線にしている。これに対して本実施形態ではその他の駆動線及び電源線を単線としている。
【００２２】
前記第１φＶ用信号線１１ａ，第２φＶ用信号線１１ｂ，第３φＶ用信号線１１ｃ及び第４φＶ用信号線１１ｄは、４本とも垂直転送用駆動信号を伝送する信号線で同じ周波数である。このため、図中の１点鎖線に示すように４本のφＶ用信号線１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄをひとまとめに構成して第１信号線群１１としている。また、前記第１φＨ用信号線１２ａ及び第２φＨ用信号線１２ｂは、水平転送用駆動信号を伝送する信号線で同じ周波数であるので、図中の１点鎖線に示すように２本のφＨ用信号線１２ａ，１２ｂをひとまとめに構成して第２信号線群１２としている。さらに、ＶＤＤ１３ａとＶＬ１３ｂとは電源線であり、直流信号で周波数が等しいので図中の１点鎖線に示すようにひとまとめに構成して第３信号線群１３としている。
【００２３】
そして、図３に示すように前記第１信号線群１１をひとまとめに束ねて第１の撚り線２１として構成している。このとき、この第１の撚り線２１の単位長さあたりの撚り回数（撚り合わせピッチ）はａ1 である。なお、図示しないが第２信号線群１２及び第３信号線群１３もそれぞれひとまとめに束ねられて第２の撚り線，第３の撚り線として構成されている。このとき、第２信号線群１２の単位長さあたりの撚り線の撚り回数はａ2 であり、第３信号線群１３の単位長さあたりの撚り線の撚り回数はａ3 である。即ち、第１信号線群１１をひとまとめにした第１の撚り線２１と第２信号線群１２をひとまとめにした第２の撚り線と第３信号線群１３をひとまとめにした第３の撚り線とは単位長さあたりの撚り回数がそれぞれ異なっている。
【００２４】
上述のように構成した複合同軸ケーブル１の作用を説明する。
複合同軸ケーブル１を構成する外皮シールド１０内には、高速クロックを伝送するφＲ用信号線１５及びＶOUT 用信号線１４が挿通している。これらφＲ用信号線１５及びＶOUT 用信号線１４は同軸線になっているので、電気的に周囲とシールドされた状態になっている。
【００２５】
一方、前記第１φＶ用信号線１１ａ，第２φＶ用信号線１１ｂ，第３φＶ用信号線１１ｃ及び第４φＶ用信号線１１ｄや前記第１φＨ用信号線１２ａ及び第２φＨ用信号線１２ｂなど前記高速クロックとは異なる周波数帯域の駆動信号を伝送する駆動線及びＶＤＤ１３ａ及びＶＬ１３ｂの電源線はシールド構造を備えていない単線であり、この単線が複合同軸ケーブル１を構成する外皮シールド１０内を挿通している。このため、複合同軸ケーブル１の外形寸法が細く構成される。
【００２６】
また、前記単線は、周波数が同じ信号線毎或いは波形パターンが似ている信号線毎に１つの信号線群としてひとまとめに撚り合わせられた撚り線となっており、それぞれの撚り線は単位長さあたりの撚り回数が異なる第１の撚り線，第２の撚り線，第３の撚り線になっている。このため、例えば、第２信号線群１２である第１φＨ用信号線１２ａ及び第２φＨ用信号線１２ｂを撚り合わせた第２の撚り線から発生するノイズが第２信号線群１１である第１φＶ用信号線１１ａないし第４φＶ用信号線１１ｄを撚り合わせた第１の撚り線や第３信号線群１３であるＶＤＤ１３ａ及びＶＬ１３ｂを撚り合わせた第３の撚り線に飛び込むことが防止されて、１つの撚り線と他の撚り線との間での電気的干渉を低減させている。即ち、複合同軸ケーブルの本来有する伝送特性を犠牲にすることなくＣＣＤが安定的に動作する。
【００２７】
このように、複数の駆動線及び電源線を単線で構成し、これら単線を周波数或いは波形パターン毎に１つの信号線群としてまとめ、単位長さあたりの撚り回数の異なる撚り線として構成することにより、安定した状態で信号をＣＣＤまで伝送する信号線を単線にして複合同軸ケーブルの外形寸法の細径化を図ることができる。
【００２８】
また、ＣＣＤ垂直転送用駆動信号用信号線及びＣＣＤ水平転送用駆動信号用信号線を高価な同軸線を使用する代わり安価な単線を使用することによって、複合同軸ケーブル内を挿通する同軸線の本数が減って複合同軸ケーブルの低コスト化を実現することができる。
【００２９】
図４は本発明の第２実施形態に係る電子内視鏡用複合同軸ケーブル内を挿通する信号線の他の構成を説明する断面図である。
【００３０】
本実施形態は、他の駆動線と同じ信号形態のものがなくひとまとめにすることのできない駆動線が単独である場合である。図に示すように複合同軸ケーブル１ａの外皮シールド１０内にはＣＣＤ６の電子シャッター機能を制御する駆動線である電子シャッターパルス（以下ＳＵＢと略記する）用信号線３１が単線で構成されている。前記ＳＵＢパルスは、電子シャッター時のみ波高値の高いパルスを出す特徴があり、このＳＵＢパルスによるノイズが例えば第１φＨ１１ａなどに飛び込むことによりＣＣＤ６が誤動作するなど、他の駆動線１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ，１２ａ，１２ｂに与える影響は大きい。このため、この単線で構成したＳＵＢ用信号線３１を外皮シールド１０と同軸線で構成されたＶOUT 用信号線１４とφＲ用信号線１５とで挟持するように配置させている。
【００３１】
即ち、前記ＳＵＢ用信号線３１の周囲を、２本の同軸線１４，１５と外皮シールド１０とで囲むことによって、他の駆動線１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ，１２ａ，１２ｂや電源線１３ａ，１３ｂに対して空間的に離間し、かつ電気的に周囲とシールドする構成にしている。その他の構成は前記第１実施形態と同様であり、同部材には同符号を付して説明を省略する。
【００３２】
上述のように構成した複合同軸ケーブル１ａの作用を説明する。
特殊な信号のため他の信号線と共にひとまとめにすることができなかったＳＵＢ用信号線３１を、外皮シールド１０とＶOUT 用信号線１４及びφＲ用信号線１５の同軸線で囲んで配置させている。このため、電子シャッター時に波高値の高いパルスが出てノイズが発生した場合、このノイズは同軸線及び外皮シールドに設けられているシールド構造によって外部に漏れ出ることなく遮蔽される。このため、ＳＵＢ用信号線３１で発生するノイズが他の駆動線などに飛び込むことによって起こるＣＣＤの誤動作が防止される。
【００３３】
このように、特殊な信号のため他の信号線と共にひとまとめにすることができなかった信号線を単線で構成し、この単線で構成した駆動線の周囲を複合同軸ケーブルの内部に追加部材を設けることなく、シールド構造を備えた外皮シールドや同軸線で単線の周囲を囲むことによって、他の駆動線に対して空間的に離間させ、かつ電気的にシールドして、複合同軸ケーブルの細径化を図ることができる。
【００３４】
また、外皮シールドとＶOUT 用信号線とφＲ用信号線との間の隙間にＳＵＢ用信号線を配置する構造のため、ケーブル断面におけるスペースの使用効率を高くしてケーブルの細径化を図れる。その他の作用及び効果は前記第１実施形態と同様である。
【００３５】
図５は本発明の第３実施形態に係る電子内視鏡用複合同軸ケーブル内を挿通する信号線の別の構成を説明する断面図である。
【００３６】
図に示すように本実施形態においてはＣＣＤ水平転送用駆動信号を高速クロックとした場合であり、このことにより第１φＨ用信号線４１及び第２φＨ用信号線４２をそれぞれ同軸線で構成している。このため、複合同軸ケーブル１ｂから外部に放射される電磁波が低減してＥＭＣ性能の向上が図れる。
【００３７】
前記第１φＨ用信号線４１及び第２φＨ用信号線４２を同軸線で構成したことにより、外皮シールド１０内には前記第１φＨ用信号線４１及び第２φＨ用信号線４２の他に同軸線で構成されたＶOUT 用信号線１４とφＲ用信号線１５が存在する。このとき、前記外皮シールド１０内に４本の同軸線が配置されることになる。このため、外皮シールド１０と第１φＨ用信号線４１と第２φＨ用信号線４２とで形成される隙間に例えばＶＤＤ１３ａを配置し、外皮シールド１０と第２φＨ用信号線４２とＶOUT 用信号線１４とで形成される隙間に例えばＳＵＢ用信号線３１を配置し、外皮シールド１０とＶOUT 用信号線１４とφＲ用信号線１５とで形成される隙間に例えばＶＬ１３ｂを配置している。その他の構成及び作用は上述の実施形態と同様であり、同部材には同符号を付して説明を省略する。
【００３８】
このように、外皮シールド内に配置される同軸線の本数が増大した場合には、２本の同軸線と外皮シールドとで形成される隙間に単線で構成した信号線を配置することによって、ケーブル断面におけるスペースの使用効率を高くして、ケーブルの細径化を図ることができると共に、単線への電気的干渉を２本の同軸線及び外皮シールドのシールド構造で防ぐことができる。その他の作用及び効果は上述の実施形態と同様である。
【００３９】
ところで、実開平１−１３８４０２号公報には複数の内視鏡に内蔵されているＣＣＤの仕様が異なることに対応するため、ＣＣＵにタイミングパルス発生回路を複数種類設け、このＣＣＵに内視鏡が接続されたとき切換手段によって内視鏡のＣＣＤに適したタイミングパルスを発生させるようにして、電子内視鏡装置で使用される１つのＣＣＵに複数の内視鏡を接続することを可能にしたものが開示されている。
【００４０】
しかし、ＣＣＤの技術進歩は早く、ＣＣＤの画素数は、１４万画素、１８万画素、２５万画素、３８万画素というように高画素化している。一方、ＣＣＤの消費電力は、消費電力を低減させるため、ＣＣＤの駆動パルスの波高値が８Ｖから５Ｖなどに低下している。
【００４１】
前記実開平１−１３８４０２号公報の技術を利用したＣＣＵに例えば、３年前に購入したＣＣＤの仕様が駆動周波数１０ＭＨｚ、水平駆動パルスの波高値８Ｖｐ−ｐ、絶対最大定格がＤＣ１０ＶであるスコープＡと、最近購入したＣＣＤの仕様が駆動周波数１４ＭＨｚ、水平駆動パルスの波高値５Ｖｐ−ｐ、絶対最大定格がＤＣ７ＶであるスコープＢとの２種類のスコープを接続して使用するとき、２種類の内視鏡に内蔵されているＣＣＤの駆動パルスの波高値が異なると共に、絶対最大定格が異なることによって対応できない場合がある。例えば、前記ＣＣＵがスコープＡに適した駆動パルスを発生した状態のときに、このＣＣＵにスコープＢを接続する場合、このスコープＢに内蔵されているＣＣＤに絶対最大定格であるＤＣ７Ｖを超える８Ｖｐ−ｐの駆動パルスが一瞬印加されることによってＣＣＤが破損してしまう。
【００４２】
このため、ＣＣＤの駆動パルスの波高値や最大絶対定格など電気特性の異なるＣＣＤを内蔵した複数の内視鏡を接続することの可能なＣＣＵが望まれていた。
【００４３】
図６ないし図９はカメラコントロールユニットの実施形態に係り、図６は電子内視鏡システムの概略構成を示す説明図、図７は駆動パルス用電源回路の１例を示す詳細図、図８は内視鏡におけるスコープＩＤ信号の論理を示した説明図、図９は２つの内視鏡における駆動パルスの定格波高値と最大絶対定格とを示した説明図である。
【００４４】
図６に示すように本実施形態の電子内視鏡システム（以下システムと略記する）５０は、挿入部５２の先端部に第１ＣＣＤ５３を搭載した第１内視鏡５１と、この第１内視鏡５１に照明光を供給する光源装置６０と、前記第１ＣＣＤ５３から延出する複合同軸ケーブル（不図示）を挿通するユニバーサルコード５４の基端部に設けられた前記光源装置６０に着脱自在なＬＧコネクタ５５と、このＬＧコネクタ５５から延出する電気ケーブル５６の基端部に設けたＣＣＵコネクタ５７が着脱自在なＣＣＵ７０とで主に構成されている。
【００４５】
前記第１内視鏡５１は、前記ＬＧコネクタ５５及びＣＣＵコネクタ５７をそれぞれ光源装置６０及びＣＣＵ７０から取り外すことによってシステムから分離することができるようになっている。また、本実施形態のシステム５０では前記第１内視鏡５１の他に第２内視鏡６２が備えられており、この第２内視鏡６２の挿入部６１の先端部には前記第１ＣＣＤ５３とは仕様の異なる第２ＣＣＤ６３が搭載されている。即ち、本システム５０では、第１内視鏡５１と第２内視鏡６２とがＣＣＵ７０に接続される構成になっている。
【００４６】
ＣＣＵ７０の内部には前記第１ＣＣＤ５３及び第２ＣＣＤ６３を駆動するための駆動パルス発生回路７１と、この駆動パルス発生回路７１に電源を供給する駆動パルス用電源回路７２や前記第１ＣＣＤ５３及び第２ＣＣＤ６３から出力される映像信号を処理する映像プロセス回路７３とエンコーダ回路７４とが設けられている。前記エンコーダ回路７４を通った映像信号はビデオ出力としてＣＣＵ７０から図示しないＴＶモニタに出力される。
【００４７】
このＣＣＵ７０から出力される第１ＣＣＤ５３を駆動させる駆動パルスの波高値は、前記駆動パルス用電源回路７２の出力する電圧に依存する構成になっている。なお、駆動パルス発生回路７１の詳細は実開平１−１３８４０２号公報に記載されており、２つの内視鏡のＣＣＤに対応するタイミングパルス発生回路を有し、これらタイミングパルス発生回路は、それぞれ異なる種類の固体撮像素子に対して信号の読み出しを行うために、異なるパルス間隔を有するタイミングパルスを発生させられるようになっている。
【００４８】
図７に示すように駆動パルス用電源回路７２は、可変出力型レギュレータ８０とこの可変出力型レギュレータ８０の出力電圧を設定する第１の抵抗８１、第２の抵抗８２、第３の抵抗８３、ＦＥＴ８４とで構成されている。
【００４９】
図中に記載されている駆動パルス用電源回路７２に入力される信号であるスコープＩＤ信号は、前記可変出力型レギュレータ８０の出力電圧を変えるために使われる信号であり、前記第１内視鏡５１と第２内視鏡６２とによって発生するものであり、前記ＣＣＵコネクタ５７を介してＣＣＵ７０に供給される信号である。
【００５０】
図に示すようにスコープＩＤ信号は１０ＫΩの抵抗にてＶＣＣに引き上げられている。よって、前記図６においてＣＣＵ７０にＣＣＵコネクタ５７が接続されていない状態のとき、即ち、第１内視鏡５１及び第２の内視鏡６２が接続されていないとき、スコープＩＤ信号は“Ｈ”レベルになる。なお、図８に示すように第１内視鏡５１のスコープＩＤ信号は“Ｌ”レベルであり、第２内視鏡６２のスコープＩＤ信号は“Ｈ”レベルとしている。
【００５１】
図７に示すようにスコープＩＤ信号が“Ｈ”レベルであるときＦＥＴ８４はオン状態になる。このため、前記第３の抵抗８３はキャンセルされるので、可変出力型レギュレータ８０の出力電圧Ｖ0 は、
Ｖ0 ≒１．２５（１＋Ｒ2 ／Ｒ1 ）になる。
【００５２】
一方、スコープＩＤ信号が“Ｌ”レベルの時はＦＥＴ８４がオフ状態になる。すると、第３の抵抗８３に電流が流れてることにより、可変出力型レギュレータ８０の出力電圧Ｖ0 は、
Ｖ0 ≒１．２５（１＋（Ｒ2 ＋Ｒ3 ）／Ｒ1 ）になる。
【００５３】
したがって、前記可変出力型レギュレータ８０の出力電圧Ｖ0 は、スコープＩＤ信号が“Ｌ”レベルのときよりも“Ｈ”レベルのときに低くなっている。
【００５４】
なお、図９に示すように第１内視鏡５１の第１ＣＣＤ５３の仕様は水平駆動パルスの波高値８Ｖｐ−ｐ、絶対最大定格がＤＣ１０Ｖであり、第２内視鏡６２の第２ＣＣＤ６３の仕様は水平駆動パルスの波高値５Ｖｐ−ｐ、絶対最大定格がＤＣ７Ｖである。また、本実施形態においては図８及び図９の関係を満たすように前記第１の抵抗８１，第２の抵抗８２及び第３の抵抗８３の各定数を設定している。
【００５５】
上述のように構成したＣＣＵ７０の作用を説明する。
ＣＣＵ７０に第１内視鏡５１及び第２内視鏡６２が接続されていない状態のとき、スコープＩＤ信号は必ず“Ｈ”レベルになっている。このため、ＣＣＵ７０からφＨの駆動パルスとして５Ｖｐ−ｐが出力されている。この状態のＣＣＵ７０に、前記第１内視鏡５１または前記第２内視鏡６２のどちらか一方の内視鏡を接続する場合、たとえ第１内視鏡５１が接続された場合であってもまた、第２内視鏡６２が接続された場合であってもそれぞれの内視鏡５１，６２には最大絶対定格以下の駆動パルスしか印加されない。
【００５６】
このように、ＣＣＵに内視鏡が接続されていない状態のとき、このＣＣＵに接続される複数の内視鏡に使われているＣＣＤの中で、最大絶対定格の最も低い仕様を備えたＣＣＤに合わせて駆動パルスを発生させておき、ＣＣＵに内視鏡が接続されときに、ＣＣＵで内視鏡のスコープＩＤ信号を検出してから、この接続された内視鏡に適したタイミングパルス及び駆動パルスを発生させる回路構成にすることにより、ＣＣＵに内視鏡を接続した際に、ＣＣＵにどの仕様のＣＣＤを搭載した内視鏡が接続された場合でも、内視鏡のＣＣＤに印加される駆動パルスが必ずそのＣＣＤの絶対最大定格を下まわってＣＣＤを保護することができる。
【００５７】
なお、本実施形態ではＣＣＤの駆動パルスとしてφＨのみ取り上げたが、φＲやφＶなども同様に構成するとよい。
【００５８】
図１０ないし図１３はカメラコントロールユニットの他の実施形態に係り、図１０は駆動パルス用電源回路の他の構成を示す説明図、図１１は内視鏡の仕様を説明する図、図１２は内視鏡の種類とスコープＩＤ信号との関係を示す説明図、図１３はデコーダへの入力とデコーダからの出力との関係を示す説明図である。
【００５９】
本実施形態においてはＣＣＵ７０に接続可能な内視鏡を３種類としている。図１１に示すように３種類の内視鏡は、スコープＤ，スコープＥ，スコープＦである。前記スコープＤはＣＣＤのφＨの駆動パルス波高値が定格５Ｖで最大絶対定格ＤＣ７Ｖ、挿入部長２ｍである。このスコープＤを駆動するために必要なＣＣＵ７０から出力される駆動パルスの送り出し波高値は５Ｖである。
【００６０】
前記スコープＥは、前記スコープＤと仕様の異なるＣＣＤを内蔵しており、このＣＣＤの駆動パルス波高値は定格８Ｖ、最大絶対定格１０Ｖ、挿入部長２ｍである。このスコープＥを駆動するために必要なＣＣＵ７０から出力される駆動パルスの送り出し波高値は８Ｖである。
【００６１】
前記スコープＦは、前記スコープＥとＣＣＤの仕様は共通であるが、挿入部長が１０ｍである。このスコープＦを駆動するために必要なＣＣＵ７０から出力される駆動パルスの送り出し波高値は１２Ｖである。これは、内視鏡挿入部の中を通ってＣＣＵとＣＣＤとを接続する同軸ケーブル長が長くなり、ＣＣＵからの見かけ上の負荷が重くなることが原因である。
【００６２】
図１０に示すようには駆動パルス用電源回路では、スコープＩＤ信号としてスコープＩＤ信号ＡとスコープＩＤ信号Ｂの２ビットに対応している。これら２つのスコープＩＤ信号Ａ，Ｂはそれぞれ１０ＫΩの抵抗で引き上げられてデコーダ９１に入力される。
【００６３】
つまり、図１２に示すようにスコープＤのスコープＩＤ信号は、スコープＩＤ信号Ａ及びスコープＩＤ信号Ｂが共に“Ｌ”レベルであり、スコープＥのスコープＩＤ信号は、スコープＩＤ信号Ａが“Ｌ”レベルで、スコープＩＤ信号Ｂが“Ｈ”レベルである。また、スコープＦのスコープＩＤ信号は、スコープＩＤ信号Ａが“Ｈ”レベルで、スコープＩＤ信号Ｂが“Ｌ”レベルである。なお、スコープが接続されていない状態のときスコープＩＤ信号は、スコープＩＤ信号Ａ及びスコープＩＤ信号Ｂが共に“Ｈ”レベルである。
【００６４】
このため、ＣＣＵ７０にスコープが接続されると、デコーダ９１では２つのスコープＩＤ信号の組合わせに対応する２つの出力をコードＡ９２及びコードＢ９３をＡリレー９４及びＢリレー９５に出力して出力電圧Ｖ0 を切り替えるようになっている。なお、ＣＣＵ７０から送り出される駆動パルスの波高値は３つのスコープ毎にそれぞれ異なるので、３つのレギュレータ９６，９７，９８が設けられている。第１レギュレータ９６は５Ｖを発生し、第２レギュレータ９７は８Ｖを発生し、第３レギュレータ９８は１２Ｖを発生するものである。これら３つのレギュレータ９６，９７，９８からの出力をＡリレー９４及びＢリレー９５を切り替えて１つだけ選択して出力されるようになっている。
【００６５】
即ち、図１３に示すようにスコープＩＤ信号Ａ及びスコープＩＤ信号Ｂが共に“Ｌ”レベルであるときにはコードＡ９２及びコードＢ９３に“Ｈ”レベルが出力されて、２つのリレー９４，９５が“Ｈ”レベル側になるため、出力電圧Ｖ0 が５Ｖになる。また、スコープＩＤ信号Ａが“Ｌ”レベルでスコープＩＤ信号Ｂが“Ｈ”レベルであるときにはコードＡ９２に“Ｈ”レベルが出力されてコードＢ９３に“Ｌ”レベルが出力されるので、Ａリレー９４が“Ｈ”レベル側でＢリレー９５が“Ｌ”レベル側になるため、出力電圧Ｖ0 が８Ｖになる。さらに、スコープＩＤ信号Ａが“Ｈ”レベルでスコープＩＤ信号Ｂが“Ｌ”レベルであるときにはコードＡ９２及びコードＢ９３に“Ｌ”レベルが出力されるので、Ａリレー９４及びＢリレー９５が共に“Ｌ”レベル側になるため、出力電圧Ｖ0 が１２Ｖになる。なお、スコープＩＤ信号Ａ及びスコープＩＤ信号Ｂが共に“Ｈ”レベルであるときにはコードＡ９２及びコードＢ９３に“Ｈ”レベルが出力されて、２つのリレー９４，９５が“Ｈ”レベル側になるため、前記スコープＩＤ信号Ａ及びスコープＩＤ信号Ｂが共に“Ｌ”レベルであるときと同様に、出力電圧Ｖ0 が５Ｖになる。なお、デコーダ９１には予め図１３に示す入出力関係となるようにプログラムされている。また、その他の構成は上述の実施形態と同様である。
【００６６】
上述のように構成したＣＣＵ７０の作用を説明する。
本実施形態のＣＣＵ７０ではスコープが接続されていない状態のとき、スコープＩＤ信号Ａ，Ｂは共に“Ｈ”レベルになって、コードＡ９２及びコードＢ９３に“Ｈ”レベルが出力されて、Ａリレー９４及びＢリレー９５が“Ｈ”レベル側に切り替わって出力電圧Ｖ0 が５Ｖになっている。
【００６７】
このため、例えばスコープＦをＣＣＵ７０に接続したとき、ＣＣＵ７０の内部ではスコープＦからのスコープＩＤ信号Ａ及びＢをデコーダ９１で受けてから、Ａリレー９４及びＢリレー９５を切り替えるまでにわずかであるが時間がかかるが、この間、スコープＦには駆動パルスの波高値として５Ｖが印加される。しかし、スコープＦに内蔵されているＣＣＤの最大絶対定格以下の電圧であるため、ＣＣＤには何ら支障を来さない。また、前記ＣＣＵ７０にスコープＤまたはスコープＥを接続する場合も同様である。
【００６８】
このように、スコープが接続されていない状態のときの出力電圧が３種類全てのスコープの最大絶対定格以下である５Ｖに設定したことによって、ＣＣＵに３つのスコープの内どれか１つを接続したとき、ＣＣＵの内部でスコープからのスコープＩＤ信号Ａ，Ｂをデコーダで受け、２つのリレーを切り替えるまでのわずかな間、スコープに５Ｖが印加されるが、スコープに内蔵されているＣＣＤの最大絶対定格以下の電圧であるためスコープに内蔵されているＣＣＤは保護される。
【００６９】
なお、スコープＩＤ信号のビット数を増やすと共に、デコーダからの出力及びリレーの数を増やすことによって、対応するスコープの種類を増やすことが可能である。また、例えばスコープが接続されていない状態のときの出力電圧を５Ｖ以下に設定することも可能であり、出力電圧を０Ｖにすることによって駆動パルスを止めることと同様の効果がある。
【００７０】
また、本実施形態においてＣＣＤの仕様は同一で、挿入部長が異なるというように内視鏡の仕様が異なる場合にもＣＣＤを保護することができる。
【００７１】
さらに、内視鏡の挿入部に内蔵されるＣＣＤの駆動信号を伝送するケーブルの特性が異なる場合にも内視鏡の仕様が異なる場合と同じように対応してＣＣＤを保護することができる。
【００７２】
なお、本発明は、以上述べた実施形態のみに限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能である。
【００７３】
［付記］
以上詳述したような本発明の上記実施形態によれば、以下の如き構成を得ることができる。
【００７４】
（１）電子内視鏡に設けられた固体撮像素子から延出する駆動線系、映像線系及び電源線系の信号線を複数内蔵した電子内視鏡用複合同軸ケーブルにおいて、
内蔵される信号線のうち、少なくとも駆動線系用の複数の信号線を単線で形成し、これら複数の単線を周波数または波形パターン毎にひとまとめにしてピッチの異なる撚り線として形成した電子内視鏡用複合同軸ケーブル。
【００７５】
（２）電子内視鏡に設けられた固体撮像素子から延出する駆動線系、映像線系及び電源線系の信号線を複数内蔵した電子内視鏡用複合同軸ケーブルにおいて、
内蔵される信号線のうち、少なくとも駆動線系用の複数の信号線を単線で形成し、この単線を少なくとも２本の同軸線及び外皮シールドで囲うように配置した電子内視鏡用複合同軸ケーブル。
【００７６】
（３）複数の電気的特性の異なる電子内視鏡と、これらの電子内視鏡が接続される１台のカメラコントロールユニットとを備える電子内視鏡装置において、
電子内視鏡から発生するスコープＩＤ信号に基いて前記カメラコントロールユニットから出力される駆動パルス電圧が変更される電子内視鏡装置。
【００７７】
（４）前記カメラコントロールユニットから出力される駆動パルス電圧は、複数の電子内視鏡がカメラコントロールユニットに接続されていない状態のとき、これら複数の電子内視鏡の中の最も低い最大絶対定格以下である付記３に記載の電子内視鏡装置。
【００７８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、電子内視鏡に内蔵されたＣＣＤを駆動させる信号を伝送する駆動線の伝送特性を悪化させることなく細径化した電子内視鏡用複合同軸ケーブルを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１ないし図３は本発明の第１実施形態に係り、図１は
電子内視鏡装置の概略構成を示す説明図
【図２】電子内視鏡用複合同軸ケーブル内を挿通する信号線の構成を説明する断面図
【図３】信号線群の１例を説明する斜視図
【図４】本発明の第２実施形態に係る電子内視鏡用複合同軸ケーブル内を挿通する信号線の他の構成を説明する断面図
【図５】本発明の第３実施形態に係る電子内視鏡用複合同軸ケーブル内を挿通する信号線の別の構成を説明する断面図
【図６】図６ないし図９はカメラコントロールユニットの実施形態に係り、図６は電子内視鏡システムの概略構成を示す説明図
【図７】駆動パルス用電源回路の１例を示す詳細図
【図８】内視鏡におけるスコープＩＤ信号の論理を示した説明図
【図９】２つの内視鏡における駆動パルスの定格波高値と最大絶対定格とを示した説明図
【図１０】図１０ないし図１３はカメラコントロールユニットの他の実施形態に係り、図１０は駆動パルス用電源回路の他の構成を示す説明図
【図１１】内視鏡の仕様を説明する図
【図１２】内視鏡の種類とスコープＩＤ信号との関係を示す説明図
【図１３】デコーダへの入力とデコーダからの出力との関係を示す説明図
【符号の説明】
１…電子内視鏡用複合同軸ケーブル
１０…外皮シールド
１１…第１信号線群
１２…第２信号線群
１３…第３信号線群

Claims

電子内視鏡に設けられた固体撮像素子から延出する駆動線系、映像線系及び電源線系の信号線を複数内蔵した電子内視鏡用複合同軸ケーブルにおいて、
最外周に外皮シールドを設け、この外皮シールドに内蔵される複数の信号線を同軸線と該同軸線より細径な単線とで形成し、前記単線を周波数または波形パターン毎にひとまとめに構成したことを特徴とする電子内視鏡用複合同軸ケーブル。
前記外皮シールドに内蔵される信号線のうち、前記駆動線系の複数の信号線を単線で形成し、これら複数の単線を周波数または波形パターン毎にひとまとめに構成するとき、ピッチの異なる撚り線として形成したことを特徴とする請求項１に記載の電子内視鏡用複合同軸ケーブル。
前記単線を前記外皮シールドと前記同軸線とで挟持するように配置したことを特徴とする請求項１に記載の電子内視鏡用複合同軸ケーブル。
前記単線を前記外皮シールドと少なくとも２本の前記同軸線とで形成される隙間に配置したことを特徴とする請求項１に記載の電子内視鏡用複合同軸ケーブル。
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載した電子内視鏡用複合同軸ケーブルを用いた電子内視鏡。