(57)【要約】  撮像した画像を安定的に取得可能である撮像装置を提供すること。本発明にかかる内視鏡システム１００は、ＣＭＯＳ撮像素子８０と、受光部２８が接続する基板に設けられ、ＣＭＯＳ撮像素子８０において読出し対象として指定された画素から画素情報を出力させることで画素情報を読み出すタイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６と、基板に設けられ、受光部２８による画素情報の出力処理およびタイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６による画素情報の読み出し処理を制御する制御回路３５と、タイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６が読み出した画素情報に異常があるか否かを判断し、制御回路３５に異常発生時の制御を行わせるための通知信号を制御回路３５に出力する異常判断部５７と、を備える。
2012081617.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像用の複数の画素のうち読出し対象として任意に指定された画素から光電変換後の電気信号を画素情報として出力可能である撮像部と、
前記撮像部が実装される基板に設けられ、前記撮像部において読み出し対象として指示された画素から画素情報を読み出す読出し部と、
前記基板に設けられ、前記撮像部による画素情報の出力処理および前記読出し部による画素情報の読み出し処理を制御する撮像側制御部と、
前記読出し部が読出した画素情報から画像を生成する画像処理部と、
前記画像処理部が生成した画像を表示する表示部と、
前記撮像部における読み出し対象の画素を任意に設定可能である設定部と、
前記設定部の設定に基づいて読出し対象の画素を変更する制御部と、
前記読出し部が読み出した画素情報に異常があるか否かを判断し、前記読出し部が読み出した画素情報に異常があると判断した場合、前記撮像側制御部に異常発生時の制御を行わせるための通知信号を前記撮像側制御部に出力する異常判断部と、
を備えたことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記撮像側制御部は、前記異常判断部によって出力された通知信号を受信した場合、前記読出し部における単位時間当たりの処理信号量が、正常な場合における単位時間当たりの処理信号量よりも少なくなるように前記読出し部による画素情報の読み出し処理を制御することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記異常発生時における前記撮像部および前記読出し部の制御条件を記憶する制御条件記憶部をさらに備え、
前記撮像側制御部は、前記異常判断部によって出力された通知信号を受信した場合、前記制御条件記憶部に記憶された前記制御条件にしたがって前記撮像部による画素情報の出力処理および前記読出し部による画素情報の読出し処理を制御することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記撮像側制御部は、前記異常判断部によって出力された通知信号を受信した場合、前記撮像部の全画素から抽出した一部の画素を前記撮像部における読み出し対象の画素として設定し、
前記読出し部は、前記撮像側制御部によって読出し対象の画素として設定された受光部の画素から画素情報を読み出すことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記撮像側制御部は、前記異常判断部によって出力された通知信号を受信した場合、前記読出し部による画素情報の読み出し速度を遅くすることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記読出し部が読み出した画素情報を含む信号をパラレル信号から所定ビット数単位で構成されるシリアル信号に変換して出力する第１の信号変換部と、
前記第１の信号変換部から出力されたシリアル信号を伝送する伝送部と、
前記伝送部から伝送された画素情報を含む信号をシリアル信号からパラレル信号に変換して前記画像処理部に出力する第２の信号変換部と、
をさらに備え、
前記異常判断部は、前記伝送部から前記第２の信号変換部に伝送されたシリアル信号が所定ビット数単位で構成されているか否かをもとに前記異常があるか否かを判断することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記画素情報は、輝度値を含み、
前記読出し部は、光が入射する画素の画素情報を読み出すとともに光が入射しない画素の画素情報を読み出し、
前記異常判断部は、前記読出し部が読み出した光が入射しない画素の画素情報の輝度値の変化をもとに前記異常があるか否かを判断することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記読出し部が読み出した画素情報を電気信号から光信号に変換して出力する第１の信号変換部と、
前記第１の信号変換部から出力された光信号を伝送する伝送部と、
前記伝送部から伝送された光信号を電気信号に変換して前記画像処理部に出力する第２の信号変換部と、
をさらに備え、
前記異常判断部は、前記伝送部が伝送する光信号の信号強度変化をもとに前記異常があるか否かを判断することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記撮像側制御部は、前記撮像部および前記読出し部に異常があるか否かを示す情報を含むステータス情報を保持し、前記ステータス情報の送信を命令された場合には前記ステータス情報を送信し、
前記異常判断部は、前記撮像側制御部に状態情報の送信を命令し、前記撮像側制御部から送信されたステータス情報をもとに前記異常があるか否かを判断することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記基板に設けられ、前記基板の温度を検出する温度検出部をさらに備え、
前記異常判断部は、前記温度検出部によって検出された前記基板の温度をもとに前記異常があるか否かを判断することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項１１】
被写体に光を照射する照射部をさらに備え、
前記制御部は、前記異常判断部が前記読出し部が読み出した画素情報に異常があると判断した場合、前記照射部による光照射量を弱めるように前記照射部を制御することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項１２】
当該撮像装置は、体内に導入される先端部と信号処理装置とを有し、前記先端部と前記信号処理装置とが伝送部によって接続されている内視鏡装置であって、
前記撮像部、前記読出し部および前記撮像側制御部は、前記先端部に設けられ、
前記画像処理部、前記制御部および前記異常判断部は、前記信号処理装置に設けられることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像用の複数の画素のうち読出し対象として任意に指定された画素から光電変換後の電気信号を画素情報として出力可能である撮像部を備えた撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、医療分野においては、被検体の臓器内部を観察する際に内視鏡システムが用いられている。内視鏡システムにおいては、一般に、患者等の被検体の体腔内に細長形状をなす可撓性の挿入部を挿入し、この挿入した挿入部を介して体腔内の生体組織に白色光を照射し、その反射光を挿入部先端の撮像部によって受光して、体内画像を撮像する。このように撮像された生体画像は、この内視鏡システムのモニタに表示される。医師等のユーザは、内視鏡システムのモニタに表示された体内画像を通して、被検体の体腔内を観察する。【０００３】
このような内視鏡システムにおいては、挿入部の先端に撮像素子を内蔵し、撮像素子が光電変換後の電気信号を画像信号として信号処理装置に伝送し、この信号処理装置において伝送信号を処理することによって、撮像素子が撮像した画像をモニタに映し出して体内の観察を行なっている。この挿入部先端の撮像素子と信号処理装置とは、画像信号の伝送、クロック信号の伝送、撮像素子への駆動電源の供給などのため、複数本の信号線を束ねた集合ケーブルで接続されている（たとえば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１９２３５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、体内画像の高精細化のために、挿入部先端に内蔵される撮像素子として、受光部とともにノイズ除去回路やＡ／Ｄ変換回路などの各種回路も１チップに組み込んだ各種機能を有するＣＭＯＳセンサが採用されることがある。このＣＭＯＳセンサは、複雑な回路構成を有するとともに、高画素化対応のため高速で駆動するため、チップ温度が高い場合、ノイズ除去回路によるノイズ除去処理やＡ／Ｄ変換部によるＡ／Ｄ変換処理を正確に行えないことがある。このため、ＣＭＯＳセンサを用いる場合には、チップからの放熱を円滑に行なう必要がある。【０００６】
しかしながら、挿入部先端は被検体の体腔内に導入されるため、ＣＭＯＳセンサ用に使用できるスペースにも限界がある。このため、チップから効率的に放熱できず、挿入部先端では熱がこもってチップが高温化して破損し、撮像画像を安定して取得できない場合があった。また、内視鏡システムでは、高画素化に対応させて長い信号線に高速で信号を伝送させるため、熱によるＣＭＯＳ撮像素子の動作不安定や接触不良などに起因した異常が画像信号に発生する可能性も高まる。特に、デジタル伝送系の場合、エラーの発生によって完全に画像が消失することも考えられる。【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、撮像した画像を安定的に取得可能である撮像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる撮像装置は、撮像用の複数の画素のうち読出し対象として任意に指定された画素から光電変換後の電気信号を画素情報として出力可能である撮像部と、前記撮像部が実装される基板に設けられ、前記撮像部において読み出し対象として指示された画素から画素情報を読み出す読出し部と、前記基板に設けられ、前記撮像部による画素情報の出力処理および前記読出し部による画素情報の読み出し処理を制御する撮像側制御部と、前記読出し部が読出した画素情報から画像を生成する画像処理部と、前記画像処理部が生成した画像を表示する表示部と、前記撮像部における読み出し対象の画素を任意に設定可能である設定部と、前記設定部の設定に基づいて読出し対象の画素を変更する制御部と、前記読出し部が読み出した画素情報に異常があるか否かを判断し、前記読出し部が読み出した画素情報に異常があると判断した場合、前記撮像側制御部に異常発生時の制御を行わせるための通知信号を前記撮像側制御部に出力する異常判断部と、を備えたことを特徴とする。【０００９】
また、本発明にかかる撮像装置は、前記撮像側制御部は、前記異常判断部によって出力された通知信号を受信した場合、前記読出し部における単位時間当たりの処理信号量が、正常な場合における単位時間当たりの処理信号量よりも少なくなるように前記読出し部による画素情報の読み出し処理を制御することを特徴とする。【００１０】
また、本発明にかかる撮像装置は、前記異常発生時における前記撮像部および前記読出し部の制御条件を記憶する制御条件記憶部をさらに備え、前記撮像側制御部は、前記異常判断部によって出力された通知信号を受信した場合、前記制御条件記憶部に記憶された前記制御条件にしたがって前記撮像部による画素情報の出力処理および前記読出し部による画素情報の読出し処理を制御することを特徴とする。【００１１】
また、本発明にかかる撮像装置は、前記撮像側制御部は、前記異常判断部によって出力された通知信号を受信した場合、前記撮像部の全画素から抽出した一部の画素を前記撮像部における読み出し対象の画素として設定し、前記読出し部は、前記撮像側制御部によって読出し対象の画素として設定された受光部の画素から画素情報を読み出すことを特徴とする。【００１２】
また、本発明にかかる撮像装置は、前記撮像側制御部は、前記異常判断部によって出力された通知信号を受信した場合、前記読出し部による画素情報の読み出し速度を遅くすることを特徴とする。【００１３】
また、本発明にかかる撮像装置は、前記読出し部が読み出した画素情報を含む信号をパラレル信号から所定ビット数単位で構成されるシリアル信号に変換して出力する第１の信号変換部と、前記第１の信号変換部から出力されたシリアル信号を伝送する伝送部と、前記伝送部から伝送された画素情報を含む信号をシリアル信号からパラレル信号に変換して前記画像処理部に出力する第２の信号変換部と、をさらに備え、前記異常判断部は、前記伝送部から前記第２の信号変換部に伝送されたシリアル信号が所定ビット数単位で構成されているか否かをもとに前記異常があるか否かを判断することを特徴とする。【００１４】
また、本発明にかかる撮像装置は、前記画素情報は、輝度値を含み、前記読出し部は、光が入射する画素の画素情報を読み出すとともに光が入射しない画素の画素情報を読み出し、前記異常判断部は、前記読出し部が読み出した光が入射しない画素の画素情報の輝度値の変化をもとに前記異常があるか否かを判断することを特徴とする。【００１５】
また、本発明にかかる撮像装置は、前記読出し部が読み出した画素情報を電気信号から光信号に変換して出力する第１の信号変換部と、前記第１の信号変換部から出力された光信号を伝送する伝送部と、前記伝送部から伝送された光信号を電気信号に変換して前記画像処理部に出力する第２の信号変換部と、をさらに備え、前記異常判断部は、前記伝送部が伝送する光信号の信号強度変化をもとに前記異常があるか否かを判断することを特徴とする。【００１６】
また、本発明にかかる撮像装置は、前記撮像側制御部は、前記撮像部および前記読出し部に異常があるか否かを示す情報を含むステータス情報を保持し、前記ステータス情報の送信を命令された場合には前記ステータス情報を送信し、前記異常判断部は、前記撮像側制御部に状態情報の送信を命令し、前記撮像側制御部から送信されたステータス情報をもとに前記異常があるか否かを判断することを特徴とする。【００１７】
また、本発明にかかる撮像装置は、前記基板に設けられ、前記基板の温度を検出する温度検出部をさらに備え、前記異常判断部は、前記温度検出部によって検出された前記基板の温度をもとに前記異常があるか否かを判断することを特徴とする。【００１８】
また、本発明にかかる撮像装置は、被写体に光を照射する照射部をさらに備え、前記制御部は、前記異常判断部が前記読出し部が読み出した画素情報に異常があると判断した場合、前記照射部による光照射量を弱めるように前記照射部を制御することを特徴とする。【００１９】
また、本発明にかかる撮像装置は、体内に導入される先端部と信号処理装置とを有し、前記先端部と前記信号処理装置とが伝送部によって接続されている内視鏡装置であって、前記撮像部、前記読出し部および前記撮像側制御部は、前記先端部に設けられ、前記画像処理部、前記制御部および前記異常判断部は、前記信号処理装置に設けられることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明にかかる撮像装置は、異常発生時には、撮像部が実装される基板であって読出し部が設けられた基板の撮像側制御部が、撮像部による画素情報の出力処理および読出し部による画素情報の読出し処理の異常発生時に対応した制御を行うため、撮像した画像を安定的に取得することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、実施の形態１における内視鏡部分の概略構成を示す図である。
【図２】図２は、図１に示す内視鏡本体部の先端部の内部構成の概略を説明する断面図である。
【図３】図３は、実施の形態１にかかる内視鏡システムの概略構成を示すブロック図である。
【図４】図４は、図３に示す内視鏡システムの体内画像表示処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図５】図５は、読み出し対象として設定される受光部の画素を説明する図である。
【図６】図６は、図４に示す異常モード用の読み出し処理を説明する図である。
【図７】図７は、図４に示す異常モード用の読み出し処理の他の例を説明する図である。
【図８】図８は、図４に示す読み出し処理を説明する図である。
【図９】図９は、実施の形態１の変形例１にかかる内視鏡システムの構成を示すブロック図である。
【図１０】図１０は、実施の形態１の変形例２にかかる内視鏡システムの構成を示すブロック図である。
【図１１】図１１は、実施の形態１にかかる内視鏡システムの他の構成を示すブロック図である。
【図１２】図１２は、実施の形態２にかかる内視鏡システムの構成を示すブロック図である。
【図１３】図１３は、図１２に示す内視鏡システムの体内画像表示処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図１４】図１４は、図１３に示す異常判断処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図１５】図１５は、実施の形態３にかかる内視鏡システムの構成を示すブロック図である。
【図１６】図１６は、図１５に示す内視鏡システムにおける異常判断処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図１７】図１７は、実施の形態３にかかる内視鏡システムの他の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下に、本発明にかかる実施の形態として、挿入部先端に撮像素子を備え、患者等の被検体の体腔内の画像を撮像して表示する医療用の内視鏡システムについて説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、図面の記載において、同一部分には同一の符号を付している。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、各部材の比率などは、現実と異なることに留意する必要がある。図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている。
【００２３】
（実施の形態１）
まず、実施の形態１における内視鏡システムについて説明する。図１は、本実施の形態１にかかる内視鏡システムの内視鏡部分の概略構成を示す図である。図１に示すように、本実施の形態１における内視鏡１は、細長な挿入部２と、この挿入部２の基端側であって内視鏡装置操作者が把持する操作部３と、この操作部３の側部より延伸する可撓性のユニバーサルコード４とを備える。ユニバーサルコード４は、ライトガイドケーブルや電気系ケーブルなどを内蔵する。
【００２４】
挿入部２は、撮像素子としてＣＭＯＳセンサを内蔵した先端部５と、複数の湾曲駒によって構成され湾曲自在な湾曲部６と、この湾曲部６の基端側に設けられた長尺であって可撓性を有する長尺状の可撓管部７とを備える。
【００２５】
ユニバーサルコード４の端部にはコネクタ部８が設けられている。コネクタ部８には、光源装置に着脱自在に接続されるライトガイドコネクタ９、ＣＭＯＳセンサで光電変換した被写体像の電気信号を信号処理用の制御装置に伝送するため制御装置に接続される電気接点部１０、先端部５のノズルに空気を送るための送気口金１１などが設けられている。ここで、光源装置は、白色光源や特殊光源などを有し、白色光源あるいは特殊光源からの光を、ライトガイドコネクタ９を介して接続された内視鏡１へ照明光として供給する。また、制御装置は、撮像素子に電源を供給し、撮像素子から光電変換された電気信号が入力される装置であり、撮像素子によって撮像された電気信号を処理して接続する表示部に画像を表示させるとともに、撮像素子のゲイン調整などの制御および駆動を行なう駆動信号の出力を行なう。
【００２６】
操作部３には、湾曲部６を上下方向および左右方向に湾曲させる湾曲ノブ１２、体腔内に生検鉗子、レーザプローブ等の処置具１６を挿入する処置具挿入部１３、制御装置、光源装置あるいは送気、送水、送ガス手段などの周辺機器の操作を行なう複数のスイッチ１４が設けられている。処置具挿入部１３から挿入された処置具１６は、内部に設けられた処置具用チャンネルを経て挿入部２先端の開口部１５から表出する。たとえば処置具１６が生検鉗子の場合には、生検鉗子によって患部組織を採取する生検などを行なう。
【００２７】
次に、挿入部２の先端部５における構成を説明する。図２は、図１に示す内視鏡１の先端部５の内部構成の概略を説明する断面図である。図２に示すように、内視鏡１の先端部５先端には、照明レンズ２２、観察窓２３、処置具用チャンネル３３と連通する処置具表出用の開口部１５および送気・送水用ノズル（図示しない）が設けられている。
【００２８】
照明レンズ２２からは、グラスファイバ束等で構成されるライトガイド２１を介して光源装置から供給された白色光あるいは特殊光が出射する。観察窓２３には、レンズ２４ａ，２４ｂからなる光学系の結像位置に、２次元的にマトリックス状に配置された撮像用の複数の画素を有する受光部２８が配置される。受光部２８は、レンズ２４ａ，２４ｂからなる光学系を介して入射した光を受光して体腔内を撮像する。受光部２８の受光面側には、カバーガラス２５が設けられている。カバーガラス２５と受光部２８との間には、受光部２８の画素の配列に対応してＲ，ＧあるいはＢのフィルタが配列するオンチップフィルタ２７が設けられる。受光部２８は、受光部２８に撮像タイミングを指示するとともに受光部２８による画像信号を読出して電気信号に変換するＩＣ２９やチップコンデンサ３０などとともに回路基板２６に実装される。この回路基板２６には、電極３２が設けられる。この電極３２は、電気信号を制御装置に伝送する集合ケーブル３１と、たとえば異方性導電性樹脂フィルムを介して接続する。集合ケーブル３１は、受光部２８が出力した電気信号である画像信号を伝送する信号線あるいは制御装置から制御信号を伝送する信号線など複数の信号線を備える。
【００２９】
次に、本実施の形態１にかかる内視鏡システムの構成について説明する。図３は、本実施の形態１にかかる内視鏡システムの構成を示すブロック図である。図３に示すように、実施の形態１にかかる内視鏡システム１００は、先端部５に設けられたＣＭＯＳ撮像素子８０と複数の信号線を有する集合ケーブル３１を介して接続する制御装置４０、白色光あるいは特殊光を供給する光源装置６０、ＣＭＯＳ撮像素子８０が撮像した体内画像を表示する表示部７１を有し、体内観察に関する情報を出力する出力部７３、体内観察に要する各種指示情報を入力する入力部７２および体内画像等を記憶する記憶部７４を備える。
【００３０】
先端部５には、ＣＭＯＳ撮像素子８０が設けられる。ＣＭＯＳ撮像素子８０は、受光部２８、タイミングジェネレータ３４、制御回路３５、ノイズ除去部３７とＡ／Ｄ変換部３８とによって構成されるＡＦＥ（Ａｎａｌｏｇ  Ｆｒｏｎｔ  Ｅｎｄ）部３６、および、入力したデジタル信号をパラレル信号からシリアル信号に変換するＰ／Ｓ変換部３９によって構成される。受光部２８が実装される基板には、制御回路３５、タイミングジェネレータ３４、ＡＦＥ部３６、および、Ｐ／Ｓ変換部３９が設けられている。このため、ＣＭＯＳ撮像素子８０は、受光部２８、タイミングジェネレータ３４、制御回路３５、ＡＦＥ部３６、および、Ｐ／Ｓ変換部３９が１つの基板をもとに１チップ化された構成を有する。
【００３１】
受光部２８は、２次元的にマトリックス状に配置された撮像用の複数の画素のうち読出し対象として任意に指定された画素から光電変換後の電気信号を画素情報として出力する。各画素情報は、輝度値を含む。
【００３２】
タイミングジェネレータ３４は、制御装置４０から出力されたタイミング信号にしたがって駆動し、読出アドレス設定部５３の設定に応じた読み出し順にしたがって、受光部２８を構成する複数の画素において読出し対象として指定された位置（アドレス）の画素から光電変換後の電気信号を画素情報として出力させる。
【００３３】
制御回路３５は、制御装置４０から出力された設定データにしたがって、受光部２８に対する撮像処理、受光部２８の撮像速度、受光部２８の画素からの画素情報の読出し処理および読出した画素情報の伝送処理を制御する。
【００３４】
ノイズ除去部３７は、受光部２８の所定の画素から出力された画素情報の信号のノイズを除去する。Ａ／Ｄ変換部３８は、ノイズ除去された画素情報の信号をアナログ信号からデジタル信号に変換し、Ｐ／Ｓ変換部３９に出力する。タイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６が受光部２８から読み出した画素情報を含む信号は、Ｐ／Ｓ変換部３９によってパラレル信号から所定ビット数単位で構成されるシリアル信号の画像信号に変換された後に、集合ケーブル３１の所定の信号線を介して、制御装置４０に伝送される。タイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６は、特許請求の範囲における読出し部として機能する。
【００３５】
先端部５には、さらに制御条件記憶部８１が設けられる。制御条件記憶部８１は、ＣＭＯＳ撮像素子８０を構成する基板に接続する。制御条件記憶部８１は、異常発生時における受光部２８による画素情報の出力処理、タイミングジェネレータ３４とＡＦＥ部３６とによる画素情報の読み出し処理、および、Ｐ／Ｓ変換部３９による変換処理の制御条件を記憶する。
【００３６】
制御回路３５は、後述する制御装置４０の異常判断部５７によって出力された異常発生時の制御を行わせるための異常モード通知信号を受信した場合、受光部２８による画素情報の出力処理、タイミングジェネレータ３４とＡＦＥ部３６とによる画素情報の読出し処理、および、Ｐ／Ｓ変換部３９における変換処理を直接制御する。制御回路３５は、異常判断部５７によって出力された異常モード通知信号を受信した場合、制御条件記憶部８１に記憶された制御条件にしたがって受光部２８による画素情報の出力処理、タイミングジェネレータ３４とＡＦＥ部３６とによる画素情報の読出し処理、および、Ｐ／Ｓ変換部３９における変換処理を制御する。制御回路３５は、特許請求の範囲における撮像側制御部として機能する。
【００３７】
制御装置４０は、画像信号を処理して表示部７１に体内画像を表示させるとともに、内視鏡システム１００の各構成部位を制御する。制御装置４０は、Ｓ／Ｐ変換部４１、画像処理部４２、明るさ検出部５１、調光部５２、読出アドレス設定部５３、ＣＭＯＳ駆動信号生成部５４、制御部５５、基準クロック生成部５６および異常判断部５７を有する。
【００３８】
Ｓ／Ｐ変換部４１は、集合ケーブル３１の所定の信号線から伝送されたデジタル信号である画像信号をシリアル信号からパラレル信号に変換して、画像処理部４２に出力する。
【００３９】
画像処理部４２は、Ｓ／Ｐ変換部４１から出力されたパラレル信号の画像信号、すなわち、タイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６が読出した画素の画素情報から、タイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６が読出した受光部２８の画素のアドレスをもとに表示部７１に表示される体内画像を生成する。
【００４０】
画像処理部４２は、同時化部４３、ＷＢ調整部４４、ゲイン調整部４５、γ補正部４６、Ｄ／Ａ変換部４７、フォーマット変更部４８、サンプル用メモリ４９および静止画像用メモリ５０を備える。
【００４１】
同時化部４３は、入力された各Ｒ，Ｇ，Ｂ画素の画像信号を画素ごとに設けられたメモリ（図示しない）に入力し、タイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６が読出した受光部２８の画素のアドレスに対応させて、各メモリの値を入力された各画像信号で順次更新しながら保持するとともに、これら３つのメモリの各画像信号をＲＧＢ画像信号として同時化する。同時化されたＲＧＢ画像信号は、ＷＢ調整部４４に順次出力されるとともに、同時化されたＲＧＢ画像信号のうちのいくつかは明るさ検出などの画像解析用にサンプル用メモリ４９にも出力され、保持される。
【００４２】
ＷＢ調整部４４は、ＲＧＢ画像信号のホワイトバランスを調整する。ゲイン調整部４５は、ＲＧＢ画像信号のゲイン調整を行う。γ補正部４６は、表示部７１に対応させてＲＧＢ画像信号を階調変換する。
【００４３】
Ｄ／Ａ変換部４７は、階調変換後のＲＧＢ画像信号をデジタル信号からアナログ信号に変換する。フォーマット変更部４８は、アナログ信号に変換された画像信号をハイビジョン方式などのフォーマットに変更して表示部７１に出力する。この結果、表示部７１には、１枚の体内画像が表示される。なお、ゲイン調整部４５によってゲイン調整されたＲＧＢ画像信号のうちの一部は、静止画像表示用、拡大画像表示用または強調画像表示用として、静止画像用メモリ５０にも保持される。
【００４４】
明るさ検出部５１は、サンプル用メモリ４９に保持されたＲＧＢ画像信号から、各画素に対応する明るさレベルを検出し、検出した明るさレベルを明るさ検出部５１内部に設けられたメモリに記憶する。また、明るさ検出部５１は、検出した明るさレベルをもとにゲイン調整値および光照射量を算出する。算出されたゲイン調整値はゲイン調整部４５へ出力され、算出された光照射量は、調光部５２に出力される。さらに、明るさ検出部５１による検出結果は、制御部５５にも出力される。
【００４５】
調光部５２は、制御部５５の制御のもと、明るさ検出部５１から出力された光照射量をもとに、各光源に供給する電流量、減光フィルタの駆動条件を設定して、設定条件を含む光源同期信号を光源装置６０に出力する。調光部５２は、光源装置６０が発する光の種別、光量、発光タイミングを設定する。
【００４６】
読出アドレス設定部５３は、受光部２８における読出し対象の画素および読出し順序を任意に設定可能である。すなわち、読出アドレス設定部５３は、タイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６が読み出す受光部２８の画素のアドレスを任意に設定可能である。また、読出アドレス設定部５３は、設定した読出し対象の画素のアドレスを同時化部４３に出力する。
【００４７】
ＣＭＯＳ駆動信号生成部５４は、受光部２８とＣＭＯＳセンサ周辺回路とを駆動するための駆動用のタイミング信号を生成し、集合ケーブル３１内の所定の信号線を介してタイミングジェネレータ３４に出力する。なお、このタイミング信号は、読出し対象の画素のアドレスを含むものである。したがって、読出アドレス設定部５３は、ＣＭＯＳ駆動信号生成部５４を介して、設定した読み出し対象の画素に対する読み出し処理を指示する指示信号をタイミングジェネレータ３４に出力する。
【００４８】
制御部５５は、ＣＰＵなどによって構成され、図示しないメモリに格納された各種プログラムを読み込み、プログラムに示された各処理手順を実行することで、各構成部の各駆動制御、これらの各構成部に対する情報の入出力制御、および、これらの各構成部との間で各種情報を入出力するための情報処理とを行う。制御装置４０は、撮像制御のための設定データを、集合ケーブル３１内の所定の信号線を介して先端部５の制御回路３５に出力する。設定データは、受光部２８の撮像速度、受光部２８の任意の画素からの画素情報の読出し速度を指示する指示情報、および、読出した画素情報の伝送制御情報などを含む。制御部５５は、読出アドレス設定部５３の設定に基づいて読出し対象の画素および読み出し順序を変更する。
【００４９】
基準クロック生成部５６は、内視鏡システム１００の各構成部の動作基準となる基準クロック信号を生成し、内視鏡システム１００の各構成部に生成した基準クロック信号を供給する。
【００５０】
光源装置６０は、制御部５５の制御のもと光照射処理を行う。光源装置６０は、ＬＥＤなどによって構成される白色照明光を照射する白色光源６１、白色照射光とは波長帯域が異なる光であって狭帯域バンドパスフィルタによって狭帯域化したＲＧＢいずれかの光を特殊光として照射する特殊光光源６２、調光部５２から送信された光源同期信号にしたがって白色光源６１あるいは特殊光光源６２に供給する電流量や減光フィルタの駆動を制御する光源駆動回路６３、白色光源６１あるいは特殊光光源６２に光源駆動回路６３の制御のもと所定量の電流を供給するＬＥＤドライバ６４を備える。白色光源６１あるいは特殊光光源６２から発せられた光は、ライトガイド２１を介して挿入部２に供給され、先端部５先端から外部に出射する。
【００５１】
異常判断部５７は、タイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６が読み出し、Ｐ／Ｓ変換部３９による信号変換後に伝送された画素情報に異常があるか否かを判断する。異常判断部５７は、タイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６が読み出し、Ｐ／Ｓ変換部３９による信号変換後に伝送された画素情報に異常があると判断した場合、先端部５のＣＭＯＳ撮像素子８０内の制御回路３５に異常発生時の制御を行わせるための異常モード通知信号を制御回路３５に出力する。異常判断部５７は、集合ケーブル３１の所定の信号線からＳ／Ｐ変換部４１に伝送されたシリアル信号が所定ビット数単位で構成されているか否かをもとに、タイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６が読み出し、Ｐ／Ｓ変換部３９による信号変換後に伝送された画素情報に異常があるか否かを判断する。
【００５２】
この実施の形態１にかかる内視鏡システム１００では、異常判断部５７がタイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６が読み出し、Ｐ／Ｓ変換部３９による信号変換後に伝送された画素情報に異常があると判断した場合、制御装置４０は、先端部５のＣＭＯＳ撮像素子８０内の制御回路３５に異常発生時の制御を行わせるための異常モード通知信号を制御回路３５に出力するだけである。そして、制御装置４０ではなく、異常モード通知信号を受信した先端部５の制御回路３５が、受光部２８による画素情報の出力処理、タイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６による画素情報の読出し処理、およびＰ／Ｓ変換部３９による変換処理を直接制御する。
【００５３】
図３に示す内視鏡システム１００の体内画像表示処理について説明する。図４は、図３に示す内視鏡システム１００の体内画像表示処理の処理手順を示すフローチャートである。
【００５４】
図４のフローチャートに示すように、まず、制御装置４０の制御部５５は、入力部７２等から入力される指示情報をもとに、体内画像の表示の開始の指示があるか否かを判断する（ステップＳ１）。制御部５５は、体内画像の表示の開始の指示があると判断するまでステップＳ１の判断処理を繰り返す。
【００５５】
制御部５５は、体内画像の表示の開始の指示があると判断した場合（ステップＳ１：Ｙｅｓ）、まず、通常モードに設定する（ステップＳ２）。この通常モードは、たとえば、受光部２８のセンサ領域Ｓｉ内の全画素の画素情報を標準フレームレートで読み出すように設定している。したがって、読出アドレス設定部５３は、制御部５５の制御のもと、受光部２８の全画素を読出し対象の画素として設定する。先端部５では、光源装置６０からの光照射タイミングに対応させて受光部２８が撮像処理を行った（ステップＳ３）後、タイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６は、所定のタイミング信号にしたがって、受光部２８の全画素から画素情報を読み出す読み出し処理を行う（ステップＳ４）。読み出された画素情報を含む信号は、Ｐ／Ｓ変換部３９によってシリアル信号に変換され、集合ケーブル３１に出力される。集合ケーブル３１によって制御装置４０に伝送されたシリアル信号は、Ｓ／Ｐ変換部４１においてパラレル信号に変換されてから画像処理部４２に出力される。画像処理部４２は、受光部２８の全画素による画像信号を処理して、一枚の高精細な体内画像を生成する画像処理を行う（ステップＳ５）。表示部７１は、画像処理部４２によって生成された画像を表示する（ステップＳ６）。
【００５６】
異常判断部５７は、タイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６が読み出し、Ｐ／Ｓ変換部３９による信号変換後に伝送された画素情報に異常があるか否かを判断する異常判断処理を行い（ステップＳ７）、判断結果を制御部５５に出力する。具体的には、異常判断部５７は、Ｓ／Ｐ変換部４１において、規定の所定ビット数に足りないビット数で集合ケーブル３１からシリアル信号の画像信号が入力した頻度をカウントし、ある一定数に達した場合、タイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６が読み出し、Ｐ／Ｓ変換部３９による信号変換後に伝送された画素情報に異常があると判断する。制御部５５は、異常判断部５７が異常判断処理においてタイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６およびＰ／Ｓ変換部３９が読み出して出力した画素情報に異常があると判断したか否かを判断する（ステップＳ８）。
【００５７】
制御部５５は、異常判断部５７が異常判断処理においてタイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６が読み出し、Ｐ／Ｓ変換部３９による信号変換後に伝送された画素情報に異常がないと判断した場合（ステップＳ８：Ｎｏ）、後述するステップＳ１７に進む。
【００５８】
制御部５５は、異常判断部５７が異常判断処理においてタイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６が読み出し、Ｐ／Ｓ変換部３９による信号変換後に伝送された画素情報に異常があると判断した場合（ステップＳ８：Ｙｅｓ）、出力部７３に、タイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６が読み出し、Ｐ／Ｓ変換部３９による信号変換後に伝送された画素情報に異常がある旨を示す警告を出力させる（ステップＳ９）。続いて、異常判断部５７は、制御部５５を介して、先端部５の基板の制御回路３５に異常発生時の制御を行わせるための異常モード通知信号を出力する（ステップＳ１０）。
【００５９】
制御回路３５は、異常判断部５７によって出力された異常モード通知信号を受信し、制御条件記憶部８１から異常発生時における受光部２８、タイミングジェネレータ３４、ＡＦＥ部３６およびＰ／Ｓ変換部３９の制御条件を取得する（ステップＳ１１）。この異常発生時の制御条件は、ＣＭＯＳ撮像素子８０の動作負荷が通常モード時よりも低くなるように設定される。
【００６０】
そして、先端部５では、制御回路３５が取得した制御条件にしたがって、制御回路３５の制御のもと、受光部２８が異常モード用撮像処理を行った（ステップＳ１２）後、タイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６は、受光部２８の所定の画素から画素情報を読み出す異常モード用読み出し処理を行い（ステップＳ１３）、読み出された画素情報を含む信号は、Ｐ／Ｓ変換部３９によってシリアル信号に変換され、集合ケーブル３１に出力される。このとき、制御装置４０からの制御信号よりも制御回路３５からの制御信号を優先して、異常モード用撮像処理および異常モード用読み出し処理が行われる。画像処理部４２は、異常モード用読み出し処理によって読み出されＳ／Ｐ変換部４１においてパラレル信号に変換された画素情報を含む信号を処理して、一枚の体内画像を生成する画像処理を行う（ステップＳ１４）。この場合、制御部５５は、異常モード用の読み出し処理に対応させて、制御装置４０内の画像信号の受け取り、および、画像処理部４２による画像生成処理を、通常モードに対応した処理条件から異常モードに対応した処理条件に変更する。表示部７１は、画像処理部４２によって生成された画像を表示する（ステップＳ１５）。
【００６１】
続いて、制御部５５は、入力部７２等から入力される指示情報をもとに、画像表示の終了が指示されたか否かを判断する（ステップＳ１６）。制御部５５は、画像表示の終了が指示されたと判断した場合（ステップＳ１６：Ｙｅｓ）、画像表示処理を終了する。一方、制御部５５は、画像表示の終了が指示されていないと判断した場合（ステップＳ１６：Ｎｏ）、ステップＳ７に戻り、異常判断部５７が異常判断処理を行い、制御部５５は、異常判断処理において異常があると判断されたか否かを判断する（ステップＳ８）。
【００６２】
制御部５５は、異常判断部５７が異常判断処理において異常がないと判断した場合（ステップＳ８：Ｎｏ）、今回の異常判断処理において異常から正常に回復したか否かを判断する（ステップＳ１７）。制御部５５は、今回の異常判断処理において、異常から正常に回復したと判断した場合（ステップＳ１７：Ｙｅｓ）、表示部７１に、通常モードに回復する旨を表示させる（ステップＳ１８）。
【００６３】
制御部５５は、通常モード回復表示処理（ステップＳ１８）が終了した後、または、正常状態を維持しており、今回の異常判断処理において異常から正常に回復したと判断した場合でない場合（ステップＳ１７：Ｎｏ）、通常モードに設定する（ステップＳ１９）。その後、制御部５５は、入力部７２等から入力される指示情報をもとに、画像表示の終了が指示されたか否かを判断する（ステップＳ２０）。制御部５５は、画像表示の終了が指示されたと判断した場合（ステップＳ２０：Ｙｅｓ）、画像表示処理を終了する。一方、制御部５５は、画像表示の終了が指示されていないと判断した場合（ステップＳ２０：Ｎｏ）、ステップＳ３に戻り、通常モードでの条件で、撮像処理（ステップＳ３）、タイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６による全画素に対する読みだし処理（ステップＳ４）、画像処理部４２による画像処理（ステップＳ５）、および、表示部７１による表示処理（ステップＳ６）が行なわれる。
【００６４】
次に、異常発生時における制御回路３５の制御処理について説明する。制御回路３５は、異常モード通知信号を受信した場合、異常モード用読み出し処理として、ＣＭＯＳ撮像素子８０の動作負荷が通常モード時よりも低くなるように、受光部２８の全画素ではなく、受光部２８の全画素から所定間隔で抽出した一部の画素のみを、受光部２８における読み出し対象の画素として設定する。
【００６５】
ここで、通常モードでは、図５（１）に示すように、読出アドレス設定部５３は、制御部５５の制御のもと、たとえば数十万画素レベルの高精細画像が生成されるように受光部２８の全画素を読み出し対象として設定する。
【００６６】
これに対して、異常モード時においては、図５（２）に示すように、制御回路３５は、受光部２８の全画素のうち所定間隔で画素を間引きした残りの画素を読出し対象の画素として設定する。この間引きした画素の画素情報をもとに画像処理部４２において生成される間引き画像は、たとえば１０万程度の画素レベルであり、観察にも十分使用可能な画像である。
【００６７】
制御回路３５は、異常モード用の読み出し処理として、図６に示すように、２ラインごとに画素情報を読み出すようにラインＬ１〜Ｌ７のうちラインＬ１，Ｌ２およびラインＬ５，Ｌ６の画素を読み出し対象の画素として設定する。これ以外にも、制御回路３５は、Ｒ，ＧあるいはＧ，Ｂの２画素を交互に読み出すように設定してもよい。具体的には、図７に示すように、ブロックＢ１を構成するＲ，Ｇ，Ｇ，Ｂの画素については、Ｒ，Ｇの２つの画素Ｐ１，Ｐ２が読み出し対象に設定され、残りの画素Ｐ３，Ｐ４は読み出し対象外となる。そして、ブロックＢ１に隣り合うブロックＢ２については、Ｂ，Ｇの２つの画素Ｐ７，Ｐ８が読み出し対象に設定され、残りの画素Ｐ５，Ｐ６は読み出し対象外となる。もちろん、制御回路３５は、縦方向の２ラインごとに読み出させるように読み出し対象の画素を設定してもよく、４画素以上の所定数の画素を１ブロックとして全画素をブロック分けし、ブロック単位で読み出し対象の画素を設定してもよい。
【００６８】
このように、実施の形態１においては、タイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６が読み出し、Ｐ／Ｓ変換部３９による信号変換後に伝送された画素情報に異常があった場合、制御回路３５の制御のもと、受光部２８の全画素ではなく一部の画素のみから間引きして画素情報を読み出すようにタイミングジェネレータ３４、ＡＦＥ部３６およびＰ／Ｓ変換部３９が制御される。言い換えると、制御回路３５は、異常判断部５７によって出力された異常モード通知信号を受信した場合、ＡＦＥ部３６およびＰ／Ｓ変換部３９における単位時間当たりの処理信号量が、正常な場合における単位時間当たりの処理信号量よりも少なくなるようにタイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６による画素情報の読み出し処理を制御する。すなわち、実施の形態１では、異常があった場合、制御回路３５は、ＣＭＯＳ撮像素子８０を構成する各回路の動作条件を緩和して低速で動作させ、集合ケーブル３１に単位時間当たりに伝送される信号量を減らしている。
【００６９】
このため、実施の形態１では、異常発生時にはＣＭＯＳ撮像素子８０の動作負荷が通常モード時よりも低くなるため、全画素を読み出す場合と比較して、チップからの発熱量を減らすことができ、ＣＭＯＳ撮像素子８０を構成する各構成回路の動作を安定化することができる。したがって、実施の形態１では、チップ温度の高温化を防止でき、チップ自体の破損も確実に回避できる。そして、実施の形態１では、熱によるＣＭＯＳ撮像素子の動作不安定や接触不良などに起因する信号異常の発生も低減した状態で、適切に画素情報を伝送できる。このため、実施の形態１によれば、撮像した画像を安定的に取得可能になる。
【００７０】
また、実施の形態１では、異常発生時には、制御装置４０ではなく、ＣＭＯＳ撮像素子８０内の制御回路３５が、受光部２８、タイミングジェネレータ３４、ＡＦＥ部３６およびＰ／Ｓ変換部３９を制御する。したがって、制御装置４０は、異常発生時においては、受光部２８、タイミングジェネレータ３４、ＡＦＥ部３６およびＰ／Ｓ変換部３９それぞれに制御信号を送信する必要がなく、先端部５の制御回路３５に異常モード通知信号を出力するだけで足りる。この結果、実施の形態１では、異常発生時に対応した制御を行なうために制御装置４０から先端部５に伝送する信号量を減らすことができ、効率的に異常時に対応できる。
【００７１】
なお、ＣＭＯＳ撮像素子８０の動作負荷を通常モード時よりも低くするには、画素の間引き読み出しに限らない。たとえば、制御回路３５は、異常発生時におけるフレームレートが、通常モード時の標準フレームレートよりも遅くなるように、受光部２８における撮像タイミングおよびタイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６における読出し速度を制御する。なお、制御部５５は、異常モード通知信号を出力した後には、異常モードの遅い読み出し速度に対応させて、光源装置６０における発光処理も制御する。
【００７２】
制御回路３５は、たとえば図８（１）のように通常モード時の標準フレームレートが６０ｆ／ｓｅｃである場合には、異常発生時には、図８（２）のように標準フレームレートの２分の１の３０ｆ／ｓｅｃで、受光部２８における撮像タイミングとタイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６における読出し速度とを制御する。この結果、異常発生時においては、ＡＦＥ部３６およびＰ／Ｓ変換部３９における単位時間当たりの処理信号量は、通常モードの２分の１となる。このように、異常があった場合には、制御回路３５の制御のもとＣＭＯＳ撮像素子８０の動作負荷を通常モード時よりも低くすることによって、通常モード時と比較して発熱量を減らし、各構成回路の安定化を図る。
【００７３】
また、制御回路３５は、異常発生時においては、フレームレートが通常モード時の標準フレームレートよりも遅くなるように、受光部２８における撮像タイミングとタイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６における読出し速度とを制御するとともに、受光部２８の全画素ではなく一部の画素のみから間引きして画素情報を読み出すようにタイミングジェネレータ３４、ＡＦＥ部３６、および、Ｐ／Ｓ変換部３９を制御してもよい。
【００７４】
また、制御条件記憶部８１は、異常の程度に応じて異常発生時の読み出し処理における画素の間引き量やフレームレートがそれぞれ設定された複数の制御条件を記憶していてもよい。制御回路３５は、制御条件記憶部８１が記憶する複数の制御条件の中から、異常モード通知信号で示された異常の程度に応じた制御条件を選択してタイミングジェネレータ３４、ＡＦＥ部３６、および、Ｐ／Ｓ変換部３９を制御してもよい。
【００７５】
さらに、制御部５５は、異常判断部５７がタイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６が読み出し、Ｐ／Ｓ変換部３９による信号変換後に伝送された画素情報に異常があると判断した場合、白色光源６１または特殊光光源６２による光照射量を弱めるように白色光源６１または特殊光光源６２を制御することで、さらに先端部５のチップ温度の低下を図り、受光部２８、タイミングジェネレータ３４、ＡＦＥ部３６およびＰ／Ｓ変換部３９の処理動作の安定化を図ってもよい。この場合、ＣＭＯＳ撮像素子８０内で画像信号を増幅させてから出力するほか、制御装置４０側で画像信号を増幅してから画像処理を行う。
【００７６】
また、異常判断部５７は、通信プロトコルの異常を検出した場合に、タイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６が読み出し、Ｐ／Ｓ変換部３９による信号変換後に伝送された画素情報に異常があると判断して、ＣＭＯＳ撮像素子８０が設けられた先端部５の基板に異常を通知してもよい。
【００７７】
（実施の形態１の変形例１）
次に、実施の形態１の変形例１について説明する。図９は、実施の形態１の変形例１にかかる内視鏡システムの構成を示すブロック図である。図９に示すように、内視鏡システム１００ａの制御装置４０ａは、図３に示す制御部５５に代えて、制御部５５と同様の機能を有する制御部５５ａを備える。
【００７８】
ここで、Ａ／Ｄ変換時の基準レベルを取得するために、受光部２８には、ラインごとに光が入射しない遮光した画素が設けられている。制御部５５ａは、先端部５のタイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６に、光が入射する画素の画素情報を読み出させるとともに光が入射しない遮光した画素の画素情報を読み出させ、制御装置４０ａに出力させる。制御部５５ａは、サンプル用メモリ４９に、画像信号とともに、遮光した画素の画素情報も蓄積させる。このとき、制御部５５ａは、画像信号とともに読み出された遮光した画素の画素情報を画像信号から分離してサンプル用メモリ４９に蓄積させてもよい。
【００７９】
制御装置４０ａは、サンプル用メモリ４９に蓄積された光が入射しない遮光した画素の画素情報の輝度値の変化をもとにタイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６が読み出して出力した画素情報に異常があるか否かを判断する異常判断部５７ａを備える。
【００８０】
異常判断部５７ａは、サンプル用メモリ４９に蓄積された光が入射しない遮光した画素の画素情報の輝度値の平均レベルが、所定値に達した場合、タイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６が読み出し、Ｐ／Ｓ変換部３９による信号変換後に伝送された画素情報に異常があると判断する。また、異常判断部５７ａは、遮光した画素のうち前後する画素の画素情報の輝度値の平均レベルの差分をモニタしていき、所定値を超えた場合、タイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６が読み出して出力した画素情報に異常があると判断してもよい。判断基準となる各所定値は、基板の温度上昇によって増加するＡ／Ｄ変換時の基準レベルのノイズ量に対応してそれぞれ設定される。
【００８１】
この実施の形態１の変形例１のように、光が入射しない画素の画素情報をタイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６に読み出させ、この光が入射しない画素の画素情報の輝度値の変化をもとにタイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６が読み出し、Ｐ／Ｓ変換部３９による信号変換後に伝送された画素情報に異常があるか否かを判断してもよい。
【００８２】
（実施の形態１の変形例２）
次に、実施の形態１の変形例２について説明する。実施の形態１の変形例２にかかる内視鏡システムは、ＣＭＯＳ撮像素子が出力する電気信号の画像信号を光信号化して光ファイバーケーブルで伝送する構成を有する。図１０は、実施の形態１の変形例２にかかる内視鏡システムの構成を示すブロック図である。
【００８３】
図１０に示すように、実施の形態１の変形例２にかかる内視鏡システム１００ｂは、内視鏡の先端部５ｂと制御装置４０ｂとを光ファイバーケーブル３１ｃで接続し、画像信号を光信号化して伝送することで、大容量の信号を伝送可能にしている。この場合には、内視鏡の先端部５ｂに、ＣＭＯＳ撮像素子８０から出力される画素情報を含む電気信号を光信号に変換して光ファイバーケーブル３１ｃに出力するＥ／Ｏ変換部３９ｃをさらに加えた構成とする。そして、光信号を電気信号に変換し、変換した電気信号をＳ／Ｐ変換部４１を介して画像処理部４２に出力するＯ／Ｅ変換部４１ｃを、制御装置４０ｂに設ければよい。
【００８４】
制御装置４０ｂは、図３に示す制御部５５に代えて、制御部５５と同様の機能を有する制御部５５ｂを備える。そして、制御装置４０ｂは、光ファイバーケーブル３１ｃが伝送する光信号の信号強度変化をもとに、タイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６が読み出し、Ｐ／Ｓ変換部３９による信号変換後に伝送された画素情報に異常があるか否かを判断する異常判断部５７ｂを備える。異常判断部５７ｂは、光ファイバーケーブル３１ｃが伝送する光信号の信号強度が所定値まで低下した場合、光ファイバーケーブル３１ｃに破損が生じることによって、画素情報が異常となると判断する。
【００８５】
この実施の形態１の変形例２のように、光ファイバーケーブル３１ｃが伝送する光信号の信号強度変化をもとにタイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６が読み出し、Ｐ／Ｓ変換部３９による信号変換後に伝送された画素情報に異常があるか否かを判断してもよい。
【００８６】
なお、実施の形態１においては、図１１に示す内視鏡システム１００ｃのように、制御回路３５ｃではなく、制御装置４０ｃの制御部５５ｃが、異常判断部５７が判断した異常に対応させて、受光部２８、タイミングジェネレータ３４、ＡＦＥ部３６およびＰ／Ｓ変換部３９を制御するための異常モード用設定データを先端部５ｃのＣＭＯＳ撮像素子８０ｃに出力して、ＣＭＯＳ撮像素子８０ｃの各構成回路を制御することももちろん可能である。
【００８７】
（実施の形態２）
次に、実施の形態２について説明する。図１２は、実施の形態２にかかる内視鏡システムの構成を示すブロック図である。図１２に示すように、内視鏡システム２００の先端部２０５は、図３に示すＣＭＯＳ撮像素子８０に代えて、制御回路２３５を有するＣＭＯＳ撮像素子２８０を備える。
【００８８】
制御回路２３５は、図３に示す制御回路３５と同様の機能を有するとともに、受光部２８、タイミングジェネレータ３４、ＡＦＥ部３６およびＰ／Ｓ変換部３９に異常があるか否かを示す情報を含むステータス情報を保持する機能を有するとともに、ステータス情報の送信を制御装置２４０側から命令された場合には、制御装置２４０にステータス情報を送信する。
【００８９】
内視鏡システム２００の制御装置２４０は、図３に示す制御部５５に代えて、制御部５５と同様の機能を有するとともに異常判断部２５７を有する制御部２５５を備える。異常判断部２５７は、先端部２０５の制御回路２３５に制御部２５５を介してステータス情報の送信を命令し、制御回路２３５から送信されたステータス情報をもとにタイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６が読み出し、Ｐ／Ｓ変換部３９による信号変換後に伝送された画素情報に異常があるか否かを判断する。
【００９０】
次に、図１２に示す内視鏡システム２００の体内画像表示処理について説明する。図１３は、図１２に示す内視鏡システム２００の体内画像表示処理の処理手順を示すフローチャートである。
【００９１】
図１３のフローチャートに示すように、制御部２５５は、図４のステップＳ１と同様に、体内画像の表示の開始の指示があるか否かを判断する（ステップＳ２０１）。制御部２５５は、体内画像の表示の開始の指示があると判断するまでステップＳ２０１の判断処理を繰り返す。
【００９２】
制御部２５５は、体内画像の表示の開始の指示があると判断した場合（ステップＳ２０１：Ｙｅｓ）、図４のステップＳ２〜ステップＳ６と同様に、通常モード設定処理（ステップＳ２０２）、受光部２８による撮像処理（ステップＳ２０３）、タイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６による全画素の読み出し処理（ステップＳ２０４）、画像処理部４２による高精細画像に対する画像処理（ステップＳ２０５）、表示部７１による高精細画像の表示処理（ステップＳ２０６）を行なわせる。
【００９３】
その後、異常判断部２５７は、タイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６が読み出し、Ｐ／Ｓ変換部３９による信号変換後に伝送された画素情報に異常があるか否かを判断する異常判断処理を行い（ステップＳ２０７）、判断結果を制御部２５５に出力する。制御部２５５は、異常判断部２５７が異常判断処理においてタイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６が読み出し、Ｐ／Ｓ変換部３９による信号変換後に伝送された画素情報に異常があると判断したか否かを判断する（ステップＳ２０８）。
【００９４】
制御部２５５が異常判断部２５７が異常判断処理において異常があると判断した場合（ステップＳ２０８：Ｙｅｓ）、図４のステップＳ９〜ステップＳ１６と同様に、出力部７３による警告出力（ステップＳ２０９）、制御回路２３５への異常モード通知処理（ステップＳ２１０）、制御回路２３５による異常モードに対応する制御条件取得処理（ステップＳ２１１）、受光部２８による異常モード用撮像処理（ステップＳ２１２）、タイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６による異常モード用読み出し処理（ステップＳ２１３）、画像処理部４２による異常モード用画像処理（ステップＳ２１４）、表示部７１による異常モード用表示処理（ステップＳ２１５）、画像表示終了を判断する判断処理（ステップＳ２１６）が行なわれる。
【００９５】
制御部２５５は、異常判断部２５７が異常判断処理において異常がないと判断した場合（ステップＳ２０８：Ｎｏ）、図４に示すステップＳ１７〜ステップＳ２０と同様に、今回の異常判断処理において異常から正常に回復したか否かの判断処理（ステップＳ２１７）を行なった後、通常モード回復表示処理（ステップＳ２１８）、通常モード設定処理（ステップＳ２１９）、画像表示終了を判断する判断処理（ステップＳ２２０）が行なわれる。
【００９６】
次に、図１３に示す異常判断処理について説明する。図１４は、図１３に示す異常判断処理の処理手順を示すフローチャートである。図１４に示すように、異常判断部２５７は、制御部２５５を介して、先端部２０５の制御回路２３５にステータス情報の送信を命令し（ステップＳ２３１）、制御回路２３５にこのステータス情報を送信させて、ステータス情報を取得する（ステップＳ２３２）。
【００９７】
続いて、異常判断部２５７は、取得したステータス情報が正常または異常を示すかを判断する（ステップＳ２３３）。異常判断部２５７は、取得したステータス情報が正常を示すと判断した場合（ステップＳ２３３：正常）、タイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６が読み出し、Ｐ／Ｓ変換部３９による信号変換後に伝送された画素情報は正常であると判断する（ステップＳ２３４）。これに対して、異常判断部２５７は、取得したステータス情報が異常を示すと判断した場合（ステップＳ２３３：異常）、タイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６が読み出し、Ｐ／Ｓ変換部３９による信号変換後に伝送された画素情報は異常であると判断する（ステップＳ２３５）。
【００９８】
この実施の形態２のように、先端部２０５のＣＭＯＳ撮像素子２８０における制御回路２３５に、ＣＭＯＳ撮像素子２８０の各構成部位の状態を監視してステータス情報を保持する機能を持たせ、制御装置２４０の異常判断部２５７において、先端部２０５から送信されたステータス情報をもとに、タイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６が読み出し、Ｐ／Ｓ変換部３９による信号変換後に伝送された画素情報に異常があるか否かを判断してもよい。
【００９９】
（実施の形態３）
次に、実施の形態３について説明する。図１５は、実施の形態３にかかる内視鏡システムの構成を示すブロック図である。図１５に示すように、内視鏡システム３００の先端部３０５は、図３に示すＣＭＯＳ撮像素子８０に代えて、ＣＭＯＳ撮像素子３８０を構成する基板の温度を検出する温度センサ３８２を同じ基板内にさらに設けたＣＭＯＳ撮像素子３８０を備える。ＣＭＯＳ撮像素子３８０は、図３に示す制御回路３５に代えて、制御回路３５と同様の機能を有するとともに、温度センサ３８２が検出した基板の温度を制御装置３４０に出力制御する制御回路３３５を備える。
【０１００】
制御装置３４０は、図３に示す制御部５５に代えて、制御部５５と同様の機能を有するとともに異常判断部３５７を有する制御部３５５を備える。異常判断部３５７は、温度センサ３８２によって検出されたＣＭＯＳ撮像素子３８０を構成する基板の温度をもとに、タイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６が読み出し、Ｐ／Ｓ変換部３９による信号変換後に伝送された画素情報に異常があるか否かを判断する。
【０１０１】
図１５に示す内視鏡システム３００の体内画像表示処理について説明する。内視鏡システム３００は、図１３に示す処理手順と同様の処理手順を行なうことによって、体内画像を表示する。そして、図１６を参照して、図１５に示す内視鏡システム３００における異常判断処理について説明する。図１６は、図１５に示す内視鏡システム３００における異常判断処理の処理手順を示すフローチャートである。
【０１０２】
先端部３０５の制御回路３３５は、温度センサ３８２に基板の温度検出を行なわせ、基板の温度データを制御装置３４０に出力させる。これによって、図１６のフローチャートに示すように、異常判断部３５７は、制御部３５５を介して、基板の温度データを取得する（ステップＳ３３１）。このとき、制御回路３３５は、温度センサ３８２に定期的に温度検出を行なわせて温度データを制御部３５５に出力する。または、制御回路３３５は、異常判断部３５７から制御部３５５を介して温度データの出力指示データが送信された場合に、温度センサ３８２に温度検出を行なわせて制御装置３４０に温度データを出力する。なお、温度センサ３８２が検出した温度は、制御回路３３５によって取り込まれ、ＣＭＯＳ撮像素子３８０内の図示しない内部レジスタあるいは制御条件記憶部８１に保持される。
【０１０３】
続いて、異常判断部３５７は、取得した温度データが示す基板の温度が規定温度以上であるか否かを判断する（ステップＳ３３２）。この規定温度は、通常モード時において、受光部２８、タイミングジェネレータ３４、ＡＦＥ部３６およびＰ／Ｓ変換部３９が正常動作可能である基板の温度範囲をもとに設定される。
【０１０４】
異常判断部３５７は、取得した温度データが示す基板の温度が規定温度未満であると判断した場合（ステップＳ３３２：Ｎｏ）、タイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６が読み出し、Ｐ／Ｓ変換部３９による信号変換後に伝送された画素情報は正常であると判断する（ステップＳ３３３）。これに対して、異常判断部３５７は、取得した温度データが示す基板の温度が規定温度以上であると判断した場合（ステップＳ３３２：Ｙｅｓ）、タイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６が読み出し、Ｐ／Ｓ変換部３９による信号変換後に伝送された画素情報に異常があると判断する（ステップＳ３３４）。
【０１０５】
この実施の形態３のように、先端部３０５のＣＭＯＳ撮像素子３８０内に温度センサ３８２を設け、この温度センサ３８２の検出結果をもとに、制御装置３４０の異常判断部３５７において、タイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６が読み出し、Ｐ／Ｓ変換部３９による信号変換後に伝送された画素情報に異常があるか否かを判断してもよい。
【０１０６】
なお、制御回路３３５自身が、温度センサ３８２の検出した基板の温度が規定温度以上であるか否かをもとに、タイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６が読み出し、Ｐ／Ｓ変換部３９による信号変換後に伝送される画素情報の異常の有無を判断する機能を持っていてもよい。この場合、温度センサ３８２の検出した基板の温度が規定温度以上であるとき、制御回路３３５は、タイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６が読み出し、Ｐ／Ｓ変換部３９による信号変換後に伝送される画素情報に異常があると判断し、異常モードに対応する制御条件で受光部２８、タイミングジェネレータ３４、ＡＦＥ部３６およびＰ／Ｓ変換部３９を制御する。さらに、制御回路３３５は、タイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６が読み出し、Ｐ／Ｓ変換部３９による信号変換後に伝送される画素情報に異常がある旨を制御装置３４０に通知する。制御部３５５は、この通知を受けて、画素情報に異常がある旨を示す警告を出力部７３に出力させる。
【０１０７】
また、実施の形態３においては、先端部のＣＭＯＳ撮像素子を構成する基板に温度センサを設けた場合について説明したが、もちろんこれに限らず、図１７の内視鏡システム３００ａのように、ＣＭＯＳ撮像素子８０とは別に、制御装置３４０ａの制御部３５５ａと接続する温度センサ３８２ａを先端部３０５ａに設けてもよい。この場合、制御装置３４０ａの異常判断部３５７ａは、異常判断部３５７と同様に、この温度センサ３８２ａから直接出力された温度データをもとに、タイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６が読み出し、Ｐ／Ｓ変換部３９による信号変換後に伝送される画素情報の異常の有無を判断する。
【０１０８】
また、本実施の形態は、内視鏡システムに限らず、デジタルカメラ、デジタル一眼レフカメラ、デジタルビデオカメラ又はカメラ付き携帯電話等の撮影装置に適用しても、効率化が可能である。
【符号の説明】
【０１０９】
１  内視鏡
２  挿入部
３  操作部
４  ユニバーサルコード
５，５ｂ，５ｃ，２０５，３０５，３０５ａ  先端部
６  湾曲部
７  可撓管部
８  コネクタ部
９  ライトガイドコネクタ
１０  電気接点部
１１  送気口金
１２  湾曲ノブ
１３  処置具挿入部
１４  スイッチ
１５  開口部
１６  処置具
２１  ライトガイド
２２  照明レンズ
２３  観察窓
２４ａ，２４ｂ  レンズ
２５  カバーガラス
２６  回路基板
２７  オンチップフィルタ
２８  受光部
３０  チップコンデンサ
３１  集合ケーブル
３２  電極
３３  処置具用チャンネル
３４  タイミングジェネレータ
３５，３５ｃ，２３５，３３５  制御回路
３６  ＡＦＥ部
３７  ノイズ除去部
３８  Ａ／Ｄ変換部
３９  Ｐ／Ｓ変換部
３９ｃ  Ｅ／Ｏ変換部
４０，４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，２４０，３４０，３４０ａ  制御装置
４１  Ｓ／Ｐ変換部
４１ｃ  Ｏ／Ｅ変換部
４２  画像処理部
４３  同時化部
４４  ＷＢ調整部
４５  ゲイン調整部
４６  γ補正部
４７  Ｄ／Ａ変換部
４８  フォーマット変更部
４９  サンプル用メモリ
５０  静止画像用メモリ
５１  明るさ検出部
５２  調光部
５３  読出アドレス設定部
５４  ＣＭＯＳ駆動信号生成部
５５，５５ａ，５５ｂ，５５ｃ，２５５，３５５，３５５ａ  制御部
５６  基準クロック生成部
５７，５７ａ，５７ｂ，２５７，３５７，３５７ａ  異常判断部
６０  光源装置
６１  白色光源
６２  特殊光光源
６３  光源駆動回路
６４  ＬＥＤドライバ
７１  表示部
７２  入力部
７３  出力部
７４  記憶部
８０，２８０，３８０  ＣＭＯＳ撮像素子
８１  制御条件記憶部
１００，１００ａ，１００ｂ，１００ｃ，２００，３００，３００ａ  内視鏡システム
３８２，３８２ａ  温度センサ
【図１】
2012081617.tif 000003
【図２】
2012081617.tif 000004
【図３】
2012081617.tif 000005
【図４】
2012081617.tif 000006
【図５】
2012081617.tif 000007
【図６】
2012081617.tif 000008
【図７】
2012081617.tif 000009
【図８】
2012081617.tif 000010
【図９】
2012081617.tif 000011
【図１０】
2012081617.tif 000012
【図１１】
2012081617.tif 000013
【図１２】
2012081617.tif 000014
【図１３】
2012081617.tif 000015
【図１４】
2012081617.tif 000016
【図１５】
2012081617.tif 000017
【図１６】
2012081617.tif 000018
【図１７】
2012081617.tif 000019
【手続補正書】
【提出日】平成24年12月13日(2012.12.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像用の複数の画素のうち読出し対象として任意に指定された画素から光電変換後の電気信号を画素情報として出力可能である撮像部と、
前記撮像部が実装される基板に設けられ、前記撮像部において読み出し対象として指示された画素から画素情報を読み出す読出し部と、
前記基板に設けられ、前記撮像部による画素情報の出力処理および前記読出し部による画素情報の読み出し処理を制御する撮像側制御部と、
前記読出し部が読出した画素情報から画像を生成する画像処理部と、
前記画像処理部が生成した画像を表示する表示部と、
前記撮像部における読み出し対象の画素を任意に設定可能である設定部と、
前記設定部の設定に基づいて読出し対象の画素を変更する制御部と、
前記読出し部が読み出した画素情報に異常があるか否かを判断し、前記読出し部が読み出した画素情報に異常があると判断した場合、前記撮像側制御部に異常発生時の制御を行わせるための通知信号を前記撮像側制御部に出力する異常判断部と、
被写体に光を照射する照射部と、
を備え、
前記制御部は、前記異常判断部が前記読出し部によって読み出された画素情報に異常があると判断した場合、前記照射部による光照射量を弱めるように前記照射部を制御することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記撮像側制御部は、前記異常判断部によって出力された通知信号を受信した場合、前記読出し部における単位時間当たりの処理信号量が、正常な場合における単位時間当たりの処理信号量よりも少なくなるように前記読出し部による画素情報の読み出し処理を制御することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記異常発生時における前記撮像部および前記読出し部の制御条件を記憶する制御条件記憶部をさらに備え、
前記撮像側制御部は、前記異常判断部によって出力された通知信号を受信した場合、前記制御条件記憶部に記憶された前記制御条件にしたがって前記撮像部による画素情報の出力処理および前記読出し部による画素情報の読出し処理を制御することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記撮像側制御部は、前記異常判断部によって出力された通知信号を受信した場合、前記撮像部の全画素から抽出した一部の画素を前記撮像部における読み出し対象の画素として設定し、
前記読出し部は、前記撮像側制御部によって読出し対象の画素として設定された受光部の画素から画素情報を読み出すことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記撮像側制御部は、前記異常判断部によって出力された通知信号を受信した場合、前記読出し部による画素情報の読み出し速度を遅くすることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記読出し部が読み出した画素情報を含む信号をパラレル信号から所定ビット数単位で構成されるシリアル信号に変換して出力する第１の信号変換部と、
前記第１の信号変換部から出力されたシリアル信号を伝送する伝送部と、
前記伝送部から伝送された画素情報を含む信号をシリアル信号からパラレル信号に変換して前記画像処理部に出力する第２の信号変換部と、
をさらに備え、
前記異常判断部は、前記伝送部から前記第２の信号変換部に伝送されたシリアル信号が所定ビット数単位で構成されているか否かをもとに前記異常があるか否かを判断することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記画素情報は、輝度値を含み、
前記読出し部は、光が入射する画素の画素情報を読み出すとともに光が入射しない画素の画素情報を読み出し、
前記異常判断部は、前記読出し部が読み出した光が入射しない画素の画素情報の輝度値の変化をもとに前記異常があるか否かを判断することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記読出し部が読み出した画素情報を電気信号から光信号に変換して出力する第１の信号変換部と、
前記第１の信号変換部から出力された光信号を伝送する伝送部と、
前記伝送部から伝送された光信号を電気信号に変換して前記画像処理部に出力する第２の信号変換部と、
をさらに備え、
前記異常判断部は、前記伝送部が伝送する光信号の信号強度変化をもとに前記異常があるか否かを判断することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記撮像側制御部は、前記撮像部および前記読出し部に異常があるか否かを示す情報を含むステータス情報を保持し、前記ステータス情報の送信を命令された場合には前記ステータス情報を送信し、
前記異常判断部は、前記撮像側制御部に状態情報の送信を命令し、前記撮像側制御部から送信されたステータス情報をもとに前記異常があるか否かを判断することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記基板に設けられ、前記基板の温度を検出する温度検出部をさらに備え、
前記異常判断部は、前記温度検出部によって検出された前記基板の温度をもとに前記異常があるか否かを判断することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項１１】
当該撮像装置は、体内に導入される先端部と信号処理装置とを有し、前記先端部と前記信号処理装置とが伝送部によって接続されている内視鏡装置であって、
前記撮像部、前記読出し部および前記撮像側制御部は、前記先端部に設けられ、
前記画像処理部、前記制御部および前記異常判断部は、前記信号処理装置に設けられることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【国際調査報告】
2012081617.tif 000020
2012081617.tif 000021
2012081617.tif 000022
2012081617.tif 000023