(57)【要約】  本発明にかかる内視鏡システムは、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ＣＭＯＳ撮像素子８０と、ＣＭＯＳ撮像素子８０における読出し対象の画素を任意に設定可能である読出しアドレス設定部５３と、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出すタイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６と、画像処理部４２と、画像を表示する表示部７１と、を備える。
2012033200.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、
前記撮像部における読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応じて前記撮像部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出す読出し部と、
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、
を備えたことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記設定部が設定する読出し対象の画素を変更する制御部をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記設定部が設定する読出し対象の画素を、前記撮像部における光学系に応じて変更することを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記読出し部が読出した所定ラインの画素の画素情報をもとに所定値以上の輝度を有する撮像領域を検出する検出部をさらに備え、
前記制御部は、前記検出部による検出結果をもとに、前記設定部が設定する読出し対象の画素を変更することを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記検出部による検出結果をもとに、前記読出し部が読出した所定ラインの次のライン、または、次のフレームにおいて対応する同ラインに対して、前記設定部が設定する読出し対象の画素を変更することを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記表示部は、前記画像から所定部分を切り取った所定形状で画像を表示し、
前記制御部は、前記設定部が設定する読出し対象の画素を、前記表示部が表示する画像の所定形状に対応した画素領域内に位置する画素に変更することを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記所定形状は、複数設定され、
前記制御部は、複数の前記所定形状のうち前記表示部が表示する画像の所定形状を示す表示形状情報を前記読出し部に出力し、
前記読出し部は、前記複数の所定形状にそれぞれ対応する複数の画素領域の位置情報を予め有し、前記制御部から出力された表示形状情報が示す所定形状に対応した画素領域に位置する画素の画素情報を読み出すことを特徴とする請求項６に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記読出し部による画素情報の読出し速度を変更する読出し速度変更部をさらに備え、
前記制御部は、前記設定部が設定する読出し対象の画素を、前記速度変更部が変更した読出し速度に応じて変更することを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記撮像部が出力した電気信号を所定の信号形式で有線で伝送する伝送部をさらに備え、
前記制御部は、前記伝送部における単位時間当たりの画素情報の伝送量が所定の標準伝送量を超えないように前記設定部が設定する読出し対象の画素を変更することを特徴とする請求項８に記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記制御部は、前記速度変更部によって読出し速度が第１の読出し速度から前記第１の読出し速度よりも速い第２の読出し速度に変更された場合、前記設定部が設定する読出し対象の画素を、前記撮像部の全画素を間引きした残りの画素に変更することを特徴とする請求項８に記載の撮像装置。
【請求項１１】
被写体像に対する前記撮像部の相対的な動き量を検出する動き量検出部をさらに備え、
前記速度変更部は、前記動き量検出部が検出した動き量に応じて前記読出し速度を変更することを特徴とする請求項８に記載の撮像装置。
【請求項１２】
前記撮像部における撮像領域に進退自在に操作可能な機能部と、
前記機能部が前記撮像領域に位置するか否かを検出する機能部検出部と、
をさらに備え、
前記速度変更部は、前記機能部検出部の検出結果に応じて前記読出し速度を変更することを特徴とする請求項８に記載の撮像装置。
【請求項１３】
前記表示部に表示される画像を部分的に拡大して表示させる拡大モードを設定可能であるモード設定部をさらに備え、
前記速度変更部は、前記モード設定部による前記拡大モードの設定に応じて前記読出し速度を変更することを特徴とする請求項８に記載の撮像装置。
【請求項１４】
前記制御部は、前記設定部に、前記撮像部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第１の読出し対象の画素として設定させ、前記撮像部の全画素領域の一部の領域に位置する画素を第２の読出し対象の画素として設定させ、
前記読出し部は、前記第１の読出し対象の画素の画素情報と前記第２の読出し対象の画素の画素情報とを交互に読出し、
前記画像処理部は、前記読出し部が読出した各画素情報のうち前後して読出した前記第１の読出し対象の画素の画素情報に対応する画像と前記第２の読出し対象の画素の画素情報に対応する画像とを合成して１枚の前記画像を生成することを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項１５】
前記読出し部が読出した１枚の前記画像に対応する画素情報をもとに該画像における所定値以上の輝度を有する撮像領域を検出する検出部をさらに備え、
前記制御部は、前記設定部に、前記検出部が検出した明領域に位置する画素を前記第２の読出し対象の画素として設定させることを特徴とする請求項１４に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。【０００２】
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】
【０００３】
【特許文献１】特許第３８６３５８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
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高画素化可能であるＣＭＯＳセンサが採用される。しかしながら、ＣＭＯＳセンサの採用によって画像の高精細化を進めた場合、画像データのデータ量が多くなってしまい、円滑な処理ができないという問題があった。【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、撮像素子としてＣＭＯＳセンサを採用した場合において、高画素化に対応しながら効率的な処理を行うことができ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】
【０００６】
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、前記撮像部における読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応じて前記撮像部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出す読出し部と、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、を備えたことを特徴とする。【０００７】
また、本発明にかかる撮像装置は、前記設定部が設定する読出し対象の画素を変更する制御部をさらに備えたことを特徴とする。【０００８】
また、本発明にかかる撮像装置は、前記制御部は、前記設定部が設定する読出し対象の画素を、前記撮像部における光学系に応じて変更することを特徴とする。【０００９】
また、本発明にかかる撮像装置は、前記読出し部が読出した所定ラインの画素の画素情報をもとに所定値以上の輝度を有する撮像領域を検出する検出部をさらに備え、前記制御部は、前記検出部による検出結果をもとに、前記設定部が設定する読出し対象の画素を変更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、前記制御部は、前記検出部による検出結果をもとに、前記読出し部が読出した所定ラインの次のライン、または、次のフレームにおいて対応する同ラインに対して、前記設定部が設定する読出し対象の画素を変更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、前記表示部は、前記画像から所定部分を切り取った所定形状で画像を表示し、前記制御部は、前記設定部が設定する読出し対象の画素を、前記表示部が表示する画像の所定形状に対応した画素領域内に位置する画素に変更することを特徴とする。【００１２】
また、本発明にかかる撮像装置は、前記所定形状は、複数設定され、前記制御部は、複数の前記所定形状のうち前記表示部が表示する画像の所定形状を示す表示形状情報を前記読出し部に出力し、前記読出し部は、前記複数の所定形状にそれぞれ対応する複数の画素領域の位置情報を予め有し、前記制御部から出力された表示形状情報が示す所定形状に対応した画素領域に位置する画素の画素情報を読み出すことを特徴とする。【００１３】
また、本発明にかかる撮像装置は、前記読出し部による画素情報の読出し速度を変更する読出し速度変更部をさらに備え、前記制御部は、前記設定部が設定する読出し対象の画素を、前記速度変更部が変更した読出し速度に応じて変更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、前記撮像部が出力した電気信号を所定の信号形式で有線で伝送する伝送部をさらに備え、前記制御部は、前記伝送部における単位時間当たりの画素情報の伝送量が所定の標準伝送量を超えないように前記設定部が設定する読出し対象の画素を変更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、前記制御部は、前記速度変更部によって読出し速度が第１の読出し速度から前記第１の読出し速度よりも速い第２の読出し速度に変更された場合、前記設定部が設定する読出し対象の画素を、前記撮像部の全画素を間引きした残りの画素に変更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、被写体像に対する前記撮像部の相対的な動き量を検出する動き量検出部をさらに備え、前記速度変更部は、前記動き量検出部が検出した動き量に応じて前記読出し速度を変更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、前記撮像部における撮像領域に進退自在に操作可能な機能部と、前記機能部が前記撮像領域に位置するか否かを検出する機能部検出部と、をさらに備え、前記速度変更部は、前記機能部検出部の検出結果に応じて前記読出し速度を変更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、前記表示部に表示される画像を部分的に拡大して表示させる拡大モードを設定可能であるモード設定部をさらに備え、前記速度変更部は、前記モード設定部による前記拡大モードの設定に応じて前記読出し速度を変更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、前記制御部は、前記設定部に、前記撮像部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第１の読出し対象の画素として設定させ、前記撮像部の全画素領域の一部の領域に位置する画素を第２の読出し対象の画素として設定させ、前記読出し部は、前記第１の読出し対象の画素の画素情報と前記第２の読出し対象の画素の画素情報とを交互に読出し、前記画像処理部は、前記読出し部が読出した各画素情報のうち前後して読出した前記第１の読出し対象の画素の画素情報に対応する画像と前記第２の読出し対象の画素の画素情報に対応する画像とを合成して１枚の前記画像を生成することを特徴とする。【００２０】
また、本発明にかかる撮像装置は、前記読出し部が読出した１枚の前記画像に対応する画素情報をもとに該画像における所定値以上の輝度を有する撮像領域を検出する検出部をさらに備え、前記制御部は、前記設定部に、前記検出部が検出した明領域に位置する画素を前記第２の読出し対象の画素として設定させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明にかかる撮像装置は、撮像部の読出し対象の画素を設定し、設定した画素のみから画素情報を読出して伝送するため、各種条件に応じて読出し対象の画素を変更して、画像データのデータ量を調整することで、高画素化に対応した効率的な処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は、実施の形態１における内視鏡システムの概略構成を示す図である。
【図２】図２は、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】図３は、図２に示すＣＭＯＳセンサ上に結像する結像サークルの例を示す図である。
【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、明るさ検出処理および読出アドレス設定処理について説明するタイミングチャートである。
【図６】図６は、読出アドレス設定処理の他の例について説明するタイミングチャートである。
【図７】図７は、実施の形態１の変形例１における内視鏡本体部概略構成を示す図である。
【図８】図８は、図７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１００の構成を示すブロック図である。
【図１０】図１０は、図８に示す表示部の表示画面の一例を示す図である。
【図１１】図１１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の一例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に示す読出アドレス設定部による読出し対象の画素の設定について説明する図である。
【図１４】図１４は、図１２に示す内視鏡システムにおいて伝送される画像信号を説明するためのタイミングチャートである。
【図１５】図１５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１６】図１６は、図１５に示す間引き読出し設定処理を説明する図である。
【図１７】図１７は、図１５に示す間引き読出し設定処理の他の例を説明する図である。
【図１８】図１８は、実施の形態２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１９】図１９は、図１８に示す動き検出部の検出処理を説明する図である。
【図２０】図２０は、図１８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２１】図２１は、実施の形態２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２２】図２２は、内視鏡先端からの処置具表出を説明する図である。
【図２３】図２３は、図２１に示す表示部の表示画面の一例を示す図である。
【図２４】図２４は、図２１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２５】図２５は、実施の形態２の変形例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２６】図２６は、図２５に示す処置具挿入検知部を説明する図である。
【図２７】図２７は、図２５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２８】図２８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２９】図２９は、図２８に示す読出アドレス設定部の設定処理について説明する図である。
【図３０】図３０は、図２８に示す画像処理部によって生成される画像について説明する図である。
【図３１】図３１は、図２８に示す画像処理部によって生成される画像について説明する図である。
【図３２】図３２は、図２９に示す内視鏡システムにおいて伝送される画像信号を説明するためのタイミングチャートである。
【図３３】図３３は、図２８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３４】図３４は、実施の形態４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３５】図３５は、図３４に示す読出アドレス設定部による設定処理を説明する図である。
【図３６】図３６は、図３４に示す合成部による画像の合成処理を説明する図である。
【図３７】図３７は、図３４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３８】図３８は、図３７に示す合成部による画像の合成処理を説明する図である。
【図３９】図３９は、実施の形態４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４０】図４０は、外科的処置を説明する図である。
【図４１】図４１は、図３９に示す表示部の表示画面の一例を示す図である。
【図４２】図４２は、図３９に示す表示部の表示画面の一例を示す図である。
【図４３】図４３は、図３９に示す明るさ検出部の明るさ検出処理を説明する図である。
【図４４】図４４は、図３９に示す読出アドレス設定部による設定処理を説明する図である。
【図４５】図４５は、図３５に示す読出アドレス設定部による設定処理の他の例を説明する図である。
【図４６】図４６は、本発明の実施の形態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４７】図４７は、本発明の実施の形態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４８】図４８は、本発明の実施の形態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】
【００２３】
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。
【００２４】
（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、本実施の形態における内視鏡システム１０１は、体腔内や管路内等に挿入して得た被写体像が結像される図示しない対物レンズを内部に有する細長の挿入部１０２と、挿入部１０２に照射光を供給する光源装置６０と、挿入部１０２の基端部に着脱自在に取り付けられ挿入部１０２の対物レンズに結像された被写体像を撮像するカメラヘッド部１０５と、カメラヘッド部１０５の撮像によって出力された電気信号をモニタ表示できるよう画像信号に処理する制御装置４０と、この制御装置４０で変換された映像信号が表示される周辺装置である表示部７１と、を有する。
【００２５】
カメラヘッド部１０５は、挿入部１０２の基端部の接眼部１１１に着脱自在である。カメラヘッド部１０５は、信号線を複数有する集合ケーブル１３１によって制御装置４０に接続される。集合ケーブル１３１の端部には、制御装置４０に着脱自在であるコネクタ１２３が設けられる。
【００２６】
カメラヘッド部１０５の内部には、挿入部１０２の図示しない対物レンズに結像された被写体像を撮像するＣＭＯＳ撮像素子８０が設けられている。ＣＭＯＳ撮像素子８０は、集合ケーブル１３１の信号線を介して、光電変換した被写体像の電気信号を制御装置４０に出力する。
【００２７】
制御装置４０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、ＣＭＯＳ撮像素子８０によって撮像された電気信号を処理して、接続線１３２を介して接続する表示部７１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。光源装置６０は、白色光源や特殊光源などを有し、信号線１３３を介して接続する制御装置４０による制御のもと、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を介して接続されたカメラヘッド部１０５へ照明光として供給する。
【００２８】
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２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２に示すように、実施の形態１にかかる内視鏡システム１０１は、カメラヘッド部１０５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１３１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。
【００２９】
カメラヘッド部１０５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、制御回路３５、タイミングジェネレータ３４、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形態からシリアル形態に変換するＰ／Ｓ変換部３９によって構成される。ＣＭＯＳ撮像素子８０を構成する受光部２８およびＣＭＯＳセンサ周辺回路は、たとえば１チップ化されている。
【００３０】
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。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。
【００３１】
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、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。
【００３２】
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によって受光部２８から読み出された画素情報は、Ｐ／Ｓ変換部３９が変換したシリアル形態の画像信号として、集合ケーブル１３１の所定の信号線を介して、制御装置４０に伝送される。
【００３３】
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１０１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および基準クロック生成部５６を有する。
【００３４】
Ｓ／Ｐ変換部４１は、カメラヘッド部１０５から受信したデジタル信号である画像信号をシリアル形態からパラレル形態に変換する。
【００３５】
画像処理部４２は、Ｓ／Ｐ変換部４１から出力されたパラレル形態の画像信号、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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
調光部５２は、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。
【００４２】
読出アドレス設定部５３は、明るさ検出部５１が検出したＲＧＢ画像信号の画素ごとの明るさレベルをもとに、受光部２８における読出し対象の画素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。
【００４３】
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１３１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。
【００４４】
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１３１内の所定の信号線を介してカメラヘッド部１０５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、読出しアドレス設定部５３が設定する読出し対象の画素を変更する。
【００４５】
基準クロック生成部５６は、内視鏡システム１０１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１０１の各構成部に生成した基準クロック信号を供給する。
【００４６】
光源装置６０は、制御部５５の制御のもと、動作する。光源装置６０は、ＬＥＤなどによって構成される白色光源６１、狭帯域バンドパスフィルタによって狭帯域化したＲＧＢの各色光を発する特殊光光源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１０２に供給され、挿入部１０２先端から外部に出射する。
【００４７】
この実施の形態１にかかる内視鏡システム１０１では、受光部２８の全画素に対応する画像信号が常に伝送されるのではなく、読出アドレス設定部５３が任意に設定したアドレスの画素のみに対応する画像信号が、集合ケーブル１３１によって制御装置４０に伝送される。このため、内視鏡システム１０１では、各種条件に応じて読出し対象となる画素を、読出し処理ごとに変更して、伝送する信号量を調整できる。この結果、内視鏡システム１０１においては、信号線の伝送量に制限がある場合であっても高画素化あるいは高フレームレート化に適合した伝送処理を行うことができる。
【００４８】
ここで、内視鏡システム１０１における読出し対象の画素の設定処理について詳細に説明する。内視鏡システム１０１においては、制御部５５は、ＣＭＯＳ撮像素子８０の光学系に応じて、読出しアドレス設定部５３が設定する読出し対象の画素を変更している。たとえば、内視鏡システム１０１では、細い体腔内を観察する際にカメラヘッド部１０５に細径の挿入部１０２をセットした場合、細径の挿入部１０２における光入射領域は、標準径の挿入部１０２がセットされている場合よりも小さくなる。図３（１）は、細径の挿入部１０２をセットした場合における結像サークルを示す図である。図３（２）は、標準径の挿入部１０２をセットした場合における結像サークルを示す図である。図３（１）と図３（２）は、同じ縮尺で示される。
【００４９】
これらの図に示すように、細径の挿入部１０２がセットされた場合に受光部２８上に実際に光が入射するサークルＣ１（図３（１）参照）は、標準径の挿入部１０２がセットされた場合に光が入射するサークルＣ２（図３（２）参照）と比較して小さく、受光部２８の全画素を含むセンサ領域Ｓｉ内に納まる。そして、細径の挿入部１０２がセットされた場合には、サークルＣ１外の画素には光が入射しないため、サークルＣ１外の部分の画素の画素情報は特に必要ない。
【００５０】
このため、細径の挿入部１０２がセットされた場合には、制御装置４０内の制御部５５は、読出アドレス設定部５３が設定する読出し対象の画素を、細径の挿入部１０２に対応した実際の光の入射領域（サークルＣ１）と同範囲の領域Ｓ１内の画素に変更し、タイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６に領域Ｓ１内の画素を読出させる。一方、標準径の挿入部１０２がセットされた場合、光の入射領域（サークルＣ２）はセンサ領域Ｓｉよりも大きくなるため、制御部５５は、読出アドレス設定部５３が設定する読出し対象の画素を、センサ領域Ｓｉ内の全画素に変更する。
【００５１】
次いで、図２に示す内視鏡システム１０１の体内画像表示処理について説明する。図４は、図２に示す内視鏡システム１０１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。
【００５２】
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。
【００５３】
制御部５５が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）、読出アドレス設定部５３、調光部５２および制御回路３５に撮像処理を行わせるように制御する。まず、１回目の撮像処理においては、受光部２８のセンサ領域Ｓｉ内の全画素の画素情報を読出すように設定され、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。カメラヘッド部１０５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後（ステップＳ２）、制御部５５が、１回目の撮像処理か否かを判断する（ステップＳ３−１）。制御部５５が１回目の撮像処理であると判断した場合（ステップＳ３−１：Ｙｅｓ）、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出す（ステップＳ３−２）。そして、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、一枚の体内画像を生成する画像処理を行う（ステップＳ４）。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Ｓ５）。
【００５４】
次いで、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Ｓ６）。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Ｓ６：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Ｓ６：Ｎｏ）、読出しアドレス設定タイミングであるか否かを判断する（ステップＳ７）。たとえば、制御部５５は、入力部７２から細径の挿入部１０２がセットされた旨を示す情報が入力された場合には、読出アドレス設定タイミングであると判断する。また、制御部５５は、定期的に読出しアドレス設定タイミングであると判断する。
【００５５】
制御部５５は、読出しアドレス設定タイミングでないと判断した場合（ステップＳ７：Ｎｏ）、読出アドレス設定部５３の読出しアドレスの変更を行わず、そのままステップＳ２の撮像処理に戻る。そして、タイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６は、次の撮像処理（ステップＳ２）が行われた後、前回の読出し処理と同様に、受光部２８の全画素に対して読出し処理を行う（ステップＳ３）。
【００５６】
これに対し、制御部５５が読出しアドレス設定タイミングであると判断した場合（ステップＳ７：Ｙｅｓ）、明るさ検出部５１は、サンプル用メモリ４９に保持されるＲＧＢ画像信号の輝度情報をもとに、所定値以上の輝度を有する画素が分布する撮像領域（明領域）を検出する明るさ検出処理を行う（ステップＳ８）。細径の挿入部１０２をセットしている場合にはサークルＣ１（図３（１）参照）外に位置する画素には光が入射しないため、明領域は、実際に光が入射する領域であるサークルＣ１に対応することとなる。このため、制御部５５は、読出アドレス設定部５３が設定する読出し対象の画素を、明るさ検出部５１が検出した明領域に位置する画素に変更する読出アドレス設定処理（ステップＳ９）を行う。その後、読出アドレス設定部５３は、ＣＭＯＳ駆動信号生成部５４から読出し対象の画素のアドレスを含むタイミング信号をタイミングジェネレータ３４に出力させ（ステップＳ１０）、ステップＳ２に戻る。
【００５７】
次いで、次の撮像処理（ステップＳ２）が行われた後に、制御部５５は、１回目の撮像処理か否かを判断する（ステップＳ３−１）。制御部５５が１回目の撮像処理でないと判断した場合（ステップＳ３−１：Ｎｏ）、タイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６は、受光部２８の画素のうち、読出アドレス設定部５３が設定した明領域に位置する画素のみに対して読出し処理を行い（ステップＳ３−３）、画像処理部４２は、受光部２８の明領域内の画素による画像信号を処理して、実際の結像領域に対応した一枚の体内画像を生成する画像処理を行う（ステップＳ４）。
【００５８】
内視鏡システム１０１においては、カメラヘッド部１０５と制御装置４０との間の集合ケーブル１３１が長く、太さに制限もあることから、集合ケーブル１３１に内蔵できる信号線の太さ、本数が制限される場合がある。このため、信号線を介して安定して伝送可能である単位時間あたりの信号量に限界がある。また、ＣＭＯＳ撮像素子を採用した場合、移動画像の画像歪み、いわゆるローリングシャッタが発生しやすいため、フレームレートを高める必要がある。実施の形態１にかかる内視鏡システム１０１では、画像構成に関与する明領域の画素のみを読み出して制御装置４０に伝送するため、集合ケーブル１３１における画像信号の伝送量を減らすことができる。このため、本実施の形態１によれば、高フレームレート化に対応できるとともに、体内画像を実際の結像領域に対応させて適切に表示することができ、高画素化に対応しながら効率的な処理を行うことができる。
【００５９】
次に、明るさ検出処理および読出アドレス設定処理について説明する。明るさ検出部５１は、明るさ検出用のＲＧＢ画像信号のラインごとに明領域を検出する。たとえば、図５（１）のタイミングチャートに示す例では、明るさ検出部５１は、サンプルとなるｎフレームのｍラインにおけるラインデータをもとに、輝度が立ち上がる時間Ｐａの画素と輝度がたち下がる時間Ｐｂの画素とを検出する。そして、明るさ検出部５１は、この時間Ｐａから時間Ｐｂの間に対応する領域が明領域であると検出し、時間Ｐａから時間Ｐｂの間に対応して位置する画素のアドレスを制御部５５に出力する。
【００６０】
制御部５５は、読出アドレス設定部５３に、図５（１）で検出された時間Ｐａから時間Ｐｂの間に対応して位置する画素を、図５（２）に示すように、次フレームの同ライン、すなわち、ｎ＋１フレームの画像のｍラインにおける読出し対象の画素として変更させ、タイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６に読出し処理を行わせる。言い換えると、明るさ検出部５１は、タイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６が読み出した所定ラインの画素の画素情報をもとに、この所定ラインにおける明領域を検出する。そして、設定部５５は、次フレームの画像の所定ラインと同ラインにおける読出し対象の画素を、明るさ検出部５１が検出した明領域に位置する画素に変更する。
【００６１】
なお、光が入射する領域が隣り合うラインで大幅に変わることはないため、制御部５５は、ステップＳ９およびステップＳ１０において、同フレームの次のラインに対して読出しアドレスを反映させることも可能である。
【００６２】
たとえば、図６（１）のタイミングチャートに示すように、明るさ検出部５１がｎフレームのｍラインにおける時間Ｐａから時間Ｐｂの間を明領域であると検出した場合には、制御部５５は、読出アドレス設定部５３に、時間Ｐａから時間Ｐｂの間に対応して位置する画素を、図６（２）に示すように、同フレームの次のライン、すなわち、ｎフレームの画像のｍ＋１ラインにおける読出し対象の画素として設定させ、タイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６に読出し処理を行わせる。すなわち、明るさ検出部５１は、タイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６が読みだした所定ラインの画素の画素情報をもとに、この所定ラインにおける明領域を検出する。そして、制御部５５は、この所定ラインの次のラインにおける読出し対象の画素を、明るさ検出部５１が検出した明領域に位置する画素に変更する。このように同フレームの次のラインに対して読出しアドレスを反映させる場合には、要領の大きいメモリが不要となるため、構成を簡易化できる。
【００６３】
（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。実施の形態１の変形例においては、実際に表示部７１に表示される画像の表示形状に対応させて読出し対象の画素を設定する場合について説明する。
【００６４】
まず、実施の形態１の変形例１における内視鏡システムの内視鏡本体部について説明する。図７は、本実施の形態１の変形例１における内視鏡本体部の概略構成を示す図である。図７に示すように、本実施の形態１の変形例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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
次に、挿入部２の先端部５における構成を説明する。図８は、図７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８に示すように、内視鏡１の挿入部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。
【００６９】
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。
【００７０】
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１００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１００は、図２に示す内視鏡システム１０１と異なり、先端部５にＣＭＯＳ撮像素子８０が設けられており、ＣＭＯＳ撮像素子８０と制御装置４０とは、挿入部２内の集合ケーブル３１を介して接続する。また、光源装置６０から発せられた光は、ライトガイド２１を介して先端部５先端から外部に出射する。
【００７１】
ここで、図１０（１）に示すように、表示部７１において表示されるメニューＭ１には、画像処理部４２が生成した体内画像全体がそのまま表示されるのではなく、たとえば、体内画像から中心を含む正方形部分を取り出し、頂点部分を三角形状に切り取った八角形状の画像Ｇ１が表示される。このように、表示部７１は、表示メニューの種別に応じて、画像処理部４２が生成した一枚の体内画像から所定部分を切り取った所定形状で画像を表示する。
【００７２】
図１０（１）のように八角形状で画像が表示される場合には、図１０（２）のように、読出アドレス設定部５３は、受光部２８の全画素を含むセンサ領域Ｓｉのうち、表示部７１が表示する画像の形状に対応した八角形の画素領域Ｓ３内に位置する画素を読出し対象の画素として設定する。設定部５５は、複数の表示形状のうち、実際に表示される画像の表示形状に対応させて、読出アドレス設定部５３が設定する読出し対象の画素を変更する。
【００７３】
ここで、図７に示す形態の内視鏡システム１００の場合、体内に導入するため挿入部２の太さに制限があることから、挿入部２内に内蔵できる信号線の太さ、本数も制限される。このため、信号線を介して伝送される単位時間あたりの信号量を大幅に増やすことが難しい。また、ＣＭＯＳ撮像素子を採用した場合、移動画像の画像歪み、いわゆるローリングシャッタが発生しやすいため、フレームレートを高める必要がある。実施の形態１の変形例１では、このような形態の内視鏡システムであっても、実施の形態１と同様に、実際に表示される画像の形状に対応した画素のみから画素情報を読出して制御装置４０に伝送するため、集合ケーブル３１における画像信号の伝送量を減らすことができることから高画素化および高フレームレート化に対応しながら、所定の表示形状の体内画像を効率的に表示することができる。なお、以降の実施の形態については、図７に示す内視鏡システム１００と同形態の内視鏡を備えたものについて説明する。
【００７４】
また、先端部のタイミングジュネレータ３４に、表示部７１が表示する画像の各所定形状にそれぞれ対応する各画素領域の位置情報を予め持たせておき、タイミングジュネレータ３４およびＡＦＥ側で読出し対象の画素領域をハード的に切り替えるようにしてもよい。
【００７５】
この場合には、図１１の内視鏡システム１００ａに示すように、先端部５ａに設けられたタイミングジェネレータ３４ａに、表示部７１が表示する画像の各所定形状にそれぞれ対応する各画素領域外をマスクするマスク群３４ｂを予め持たせておく。このマスク群３４ｂの各マスクは、複数の所定形状にそれぞれ対応する複数の画素領域の位置情報に相当する。そして、制御装置４０ａの読出アドレス設定部５３ａは、制御部５５の制御のもと、複数の所定の表示形状のうち表示部７１が次に表示する画像の表示形状を示す表示形状情報をタイミング信号に含めてタイミングジェネレータ３４ａに出力する。タイミングジェネレータ３４ａおよびＡＦＥ部３６ａは、受信した表示形状情報が示す表示形状に対応したマスクに切り替え、切り替えたマスク内の画素の画素情報、すなわち、表示部７１が実際に表示する画像の表示形状に対応した画素領域に位置する画素のみから画素情報を読出す。さらに、読出アドレス設定部５３ａは、マスクの切り替えを指示するとともに、明るさ検出部５１の明るさ検出結果をもとにマスク内の画素のうちさらに読出し対象の画素を細かく設定してもよい。この場合には、受光部２８の読出し対象の画素を指定するためのデータが少なくなるため、さらに効率化できる。
【００７６】
（実施の形態２）
次に、実施の形態２について説明する。実施の形態２においては、フレームレートに対応させて読出し対象の画素を設定する場合について説明する。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。
【００７７】
図１２に示すように、実施の形態２にかかる内視鏡システム２００の制御装置２４０は、制御装置４０における制御部５５に代えて、制御部５５と同様の機能を有する制御部２５５を有し、読出アドレス設定部５３に代えて、読出アドレス設定部２５３を備える。そして、制御装置２４０は、制御装置４０に比して、フレームレート切替部２５４をさらに有する。
【００７８】
フレームレート切替部２５４は、フレームレートを変更する。フレームレート切替部２５４は、変更したフレームレートに対応させて受光部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における読出し速度も変更する。言い換えると、フレームレート切替部２５４が変更したフレームレートに対応して、先端部５の受光部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の読出しタイミングも制御される。なお、フレームレート切替部２５４が変更したフレームレートに対応して、光源装置６０における発光処理も制御される。
【００７９】
制御部２５５は、読出アドレス設定部２５３が設定する読出し対象の画素を、フレームレート切替部２５４が変更した読出し速度に応じて変更する。図１３および図１４を参照し、読出アドレス設定部２５３による読出し対象の画素の設定について説明する。たとえば、フレームレートとして、標準フレームレートと、標準フレームレートよりも速い高速フレームレートが設けられている場合を例に説明する。
【００８０】
制御部２５５は、フレームレートとして標準フレームレートが設定された場合には、図１３（１）に示すように、読出アドレス設定部２５３に、受光部２８の全画素を読出し対象に設定させ、高精細画像を生成できるようにしている。これに対して、制御部２５５は、高速フレームレートが設定された場合には、図１３（２）に示すように、読出アドレス設定部２５３に、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させる。
【００８１】
たとえば、図１４に示すように、標準フレームレートが３０ｆ／ｓｅｃであり、高速フレームレートが標準フレームレートの２倍の６０ｆ／ｓｅｃである場合を例に説明する。制御部２５５は、集合ケーブル３１の画像信号を伝送する信号線の単位時間当たりの伝送量を標準フレームレート時における所定の標準伝送量と同じ量にする場合、高速フレームレート時には、受光部２８の半分の画素のみをタイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６に読出させる。
【００８２】
この結果、高速フレームレート時の１枚の画像に対応する画像信号のデータ量Ｄｂ（図１４（２）参照）は、標準フレームレートの１枚の画像に対応する画像信号のデータ量Ｄａ（図１４（１）参照）の２分の１となる。このように、制御部２５５は、集合ケーブル３１の画像信号を伝送する信号線の単位時間当たりの伝送量が標準フレームレート時における所定の標準伝送量と同じ量になるように、読出アドレス設定部２５３が設定する読出し対象の画素を変更する。
【００８３】
これによって、実施の形態２においては、信号線の伝送量をフレームレートによらず安定化させることができる。このため、実施の形態２においては、動きが少ない場合には標準フレームレートにおいて解像度の高い動画像を表示することができる。また、実施の形態２においては、動きが速い場合には、動画改善のためにフレームレートを上げても伝送トラブル無く動きを滑らかに観察できるとともに、移動画像の画像歪み、いわゆるローリングシャッタも防止できる。もちろん、制御部２５５は、読出アドレス設定部２５３に、集合ケーブル３１の画像信号を伝送する信号線の単位時間当たりの伝送量が標準フレームレート時における所定の標準伝送を超えないように、集合ケーブル３１の画像信号を伝送する信号線の単位時間当たりの伝送量を標準フレームレート時における所定の標準伝送量よりも低くなるように読出し対象の画素を設定させてもよい。
【００８４】
次に、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１５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。
【００８５】
図１５のフローチャートに示すように、制御部２５５は、図４に示すステップ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Ｓ１１）。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Ｓ１１の判断処理を繰り返す。
【００８６】
制御部２５５が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Ｓ１１：Ｙｅｓ）、最初の撮像処理となるため、フレームレート切替部２５４は、フレームレートをデフォルトの標準フレームレートに設定する（ステップＳ１２）。そして、最初の撮像処理となるため、制御部２５５は、読出アドレス設定部２５３に、受光部２８の全画素を読出し対象の画素として設定させる（ステップＳ１３）。これによって、先端部５では、フレームレート切替部２５４が設定した標準フレームレートに対応するタイミングで、受光部２８が撮像処理を行った後（ステップＳ１４）、タイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６は、受光部２８の全画素から画素情報を読出す（ステップＳ１５）。そして、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、一枚の高精細の体内画像を生成する画像処理を行う（ステップＳ１６）。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Ｓ１７）。
【００８７】
次いで、制御部２５５は、図４のステップＳ６と同様に、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Ｓ１８）。制御部２５５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Ｓ１８：Ｙｅｓ）、画像表示処理を終了する。一方、制御部２５５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Ｓ１８：Ｎｏ）、入力部７２から入力される指示情報をもとに、フレームレートを高速化させる指示があるか否かを判断する（ステップＳ１９）。制御部２５５がフレームレートを高速化させる指示がないと判断した場合（ステップＳ１９：Ｎｏ）、標準フレームレートのままであるため、ステップＳ１３に戻り全画素について読出し処理が設定されてから次の撮像処理（ステップＳ１４）が行われた後、タイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６は、前回の読出し処理と同様に受光部２８の全画素に対して読出し処理を行う（ステップＳ１５）。
【００８８】
一方、制御部２５５がフレームレートを高速化させる指示があったと判断した場合（ステップＳ１９：Ｙｅｓ）、フレームレート切替部２５４は、フレームレートを高速フレームレートに設定する（ステップＳ２０）。
【００８９】
この場合には、制御部２５５は、読出アドレス設定部２５３が設定する読出し対象の画素を、受光部２８の全画素を所定間隔で画素を間引きした受光部２８の半分の画素のみに変更する間引き読出し設定処理を行う（ステップＳ２１）。
【００９０】
たとえば、制御部２５５は、読出アドレス設定部２５３に、図１６に示すように、２ラインごとに画素情報を読出すようにラインＲ１〜Ｒ７のうちラインＲ１，Ｒ２およびラインＲ５，Ｒ６の画素を読出し対象の画素として設定させる。これ以外にも、制御部２５５は、読出アドレス設定部２５３に、Ｒ，ＧあるいはＧ，Ｂの２画素を交互に読出すように設定させてもよい。具体的には、図１７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が読出し対象に設定され、残りの画素Ｐ３，Ｐ４は読出し対象外となる。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が読出し対象に設定され、残りの画素Ｐ５，Ｐ６は読出し対象外となる。もちろん、制御部２５５は、読出アドレス設定部２５３に、縦方向の２ラインごとに読出させるように読出し対象の画素を設定させてもよく、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、ブロック単位で読出し対象の画素を設定させてもよい。
【００９１】
そして、先端部５では、フレームレート切替部２５４が設定した高速フレームレートに対応するタイミングで、受光部２８が撮像処理を行い（ステップＳ２２）、タイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６は、受光部２８の全画素から間引かれた半分の画素のみから画素情報を読出す間引き読出し処理を行う（ステップＳ２３）。画像処理部４２は、間引かれた半分の画素による画像信号を処理して、一枚の体内画像を生成する画像処理を行い（ステップＳ２４）、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Ｓ２５）。この場合、表示部７１に表示される画像は速いレートで書き換えられ動きが滑らかに表示されるため、標準フレームレート時の画像と比較して解像度の低い画像であっても観察に支障をきたすことはない。
【００９２】
次いで、制御部２５５は、入力部７２から入力される指示情報をもとに、フレームレートを標準化させる指示があるか否かを判断する（ステップＳ２６）。制御部２５５がフレームレートを標準化させる指示がないと判断した場合（ステップＳ２６：Ｎｏ）、高速フレームレートのままであるため、ステップＳ２１に戻り半分の画素が読出し対象となる間引き読出し設定処理が行われた後、次の撮像処理（ステップＳ２２）が行われ、タイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６は、前回の読出し処理と同様に間引き読出しを行う（ステップＳ２３）。
【００９３】
一方、制御部２５５がフレームレートを標準化させる指示があったと判断した場合（ステップＳ２６：Ｙｅｓ）、ステップＳ１２に戻り、フレームレート切替部２５４は、フレームレートを標準フレームレートに設定する（ステップＳ１２）。そして、次のステップＳ１３において、制御部２５５は、読出アドレス設定部２５３に、受光部２８の全画素を読出し対象の画素として設定させるため、標準フレームレートに対応するタイミングで、次の撮像処理（ステップＳ１４）が行われ、タイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６は、受光部２８の全画素に対して読出し処理を行う（ステップＳ１５）。
【００９４】
このように、実施の形態２においては、信号線の伝送量をフレームレートによらず安定化させることができるため、高画素化あるいは高フレームレートのいずれにも適切に対応可能である。
【００９５】
なお、実施の形態２においては、フレームレートとして標準フレームレートと高速フレームレートが設けられた場合を例に説明したが、２以上の複数のフレームレートを設定できる場合にも適用できる。この場合には、読出アドレス設定部２５３は、予め記憶する各フレームレートと読出し対象の画素の各アドレス分布との対応表を参照するなどして、集合ケーブル３１の画像信号を伝送する信号線の単位時間当たりの伝送量が標準フレームレート時における所定の標準伝送量を超えないように、各フレームレートに対応した間引き率で読出し対象の画素を設定すればよい。
【００９６】
（実施の形態２の変形例１）
次に、実施の形態２の変形例１について説明する。実施の形態２の変形例１においては、画像解析を行い先端部５の動き量に対応させて自動的にフレームレートを変更させる場合について説明する。図１８は、実施の形態２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。
【００９７】
図１８に示すように、実施の形態２の変形例１にかかる内視鏡システム２００ａの制御装置２４０ａは、制御装置２４０における制御部２５５に代えて、制御部２５５と同様の機能を有する制御部２５５ａを有し、制御装置２４０に比して、被写体像に対するＣＭＯＳ撮像素子８０の相対的な動き量を検出する動き検出部２５１ａをさらに有する。
【００９８】
動き検出部２５１ａは、サンプル用メモリ４９に保持される前後する複数のＲＧＢ画像信号を用いて、各ＲＧＢ画像上に設定された所定の画素領域（たとえば出血部などに対応する画素領域）の一つ前の画像からの動き量を検出し、制御部２５５ａに検出した動き量を出力する。たとえば、動き検出部２５１ａは、図１９に示すように、ｎフレーム目の画像と、次のフレームである（ｎ＋１）フレーム目の画像とを比較して、各画像上に設定した複数の画素領域の相関値たとえば正規化相互相関値を算出し、この一連の画像の各隣接画像間での各画素領域の動きベクトルを動き量として演算する。この画素領域とは、画像上の１以上の画素ブロックによって構成される領域である。
【００９９】
フレームレート切替部２５４は、動き検出部２５１ａが検出した動き量が所定量を超えた場合に、フレームレートを標準フレームレートから高速フレームレートに変更し、これにともない、タイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６による読出し速度を所定の標準速度よりも速い高速フレームレートに対応した速度に変更する。
【０１００】
次に、内視鏡システム２００ａの体内画像表示処理について説明する。図２０は、図１８に示す内視鏡システム２００ａ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。
【０１０１】
図２０のフローチャートに示すように、制御部２５５ａは、図１５に示すステップＳ１１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Ｓ１１−１）。
【０１０２】
制御部２５５ａは、図１５に示すステップＳ１１と同様に、体内画像の表示の開始の指示がある（ステップＳ１１−１：Ｙｅｓ）と判断するまで、ステップＳ１１−１の判断処理を繰り返す。制御部２５５が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Ｓ１１−１：Ｙｅｓ）、図１５に示すステップＳ１２〜ステップＳ１７と同様に、フレームレート切替部２５４が標準フレームレートに設定し（ステップＳ１２−１）、読出アドレス設定部２５３が受光部２８の全画素を読出し対象の画素として設定し（ステップＳ１３−１）、標準フレームレートに対応したタイミングで、受光部２８が撮像処理を行った後（ステップＳ１４−１）、タイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６が受光部２８の全画素から画素情報を読出し（ステップＳ１５−１）、画像処理部４２が受光部２８の全画素による画像信号をもとに体内画像を生成する画像処理を行い（ステップＳ１６−１）、表示部７１が体内画像を表示する（ステップＳ１７−１）。
【０１０３】
次いで、制御部２５５ａは、図１５のステップＳ１８と同様に、画像表示の終了が指示されたか否かを判断し（ステップＳ１８−１）、画像表示の終了が指示されたと判断した場合（ステップＳ１８−１：Ｙｅｓ）、画像表示処理を終了する。
【０１０４】
一方、制御部２５５ａが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Ｓ１８−１：Ｎｏ）、動き検出部２５１ａが被写体像に対するＣＭＯＳ撮像素子８０の相対的な動き量を検出する動き量検出処理を行う（ステップＳ１９−１）。制御部２５５ａは、動き検出部２５１ａが検出した動きが所定量を超えて増加しているか否かを判断する（ステップＳ１９−２）。
【０１０５】
制御部２５５ａが動き量が増加していないと判断した場合（ステップＳ１９−２：Ｎｏ）、標準フレームレートのままでも観察に支障がないため、ステップＳ１３−１に戻り、全画素について読出し処理が設定される。
【０１０６】
一方、制御部２５５ａが動き検出部２５１ａが検出した動きが所定量を超えて増加していると判断した場合（ステップＳ１９−２：Ｙｅｓ）、フレームレート切替部２５４は、速い動きに対応させて滑らかな動画を表示するためにフレームレートを高速フレームレートに設定する（ステップＳ２０−１）。そして、図１５のステップＳ２１〜２４と同様に、制御部２５５ａは、読出アドレス設定部２５３に、間引き読出し設定処理を行わせ（ステップＳ２１−１）、高速フレームレートに対応するタイミングで、受光部２８が撮像処理を行い（ステップＳ２２−１）、タイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６が間引き読出しを行い（ステップＳ２３−１）、画像処理部４２が間引かれた半分の画素による画像信号をもとに体内画像を生成する画像処理を行い（ステップＳ２４−１）、表示部７１が体内画像を表示する（ステップＳ２５−１）。
【０１０７】
次いで、動き検出部２５１ａが動き量検出処理を行い（ステップＳ２６−１）、制御部２５５ａは、動き検出部２５１ａが検出した動きが所定量よりも低下しているか否かを判断する（ステップＳ２６−２）。
【０１０８】
制御部２５５ａが動き量が低下していないと判断した場合（ステップＳ２６−２：Ｎｏ）、速い動きに対応するため高速フレームレートのまま、ステップＳ２１−１に戻り間引き読出し設定処理が行われ、高速フレームレートに対応したタイミングで間引き読出し処理を含む各処理が行われる。
【０１０９】
一方、制御部２５５ａが動き量が低下したと判断した場合（ステップＳ２６−２：Ｙｅｓ）、フレームレートを下げても支障がないため、ステップＳ１２−１に戻る。そして、フレームレートが標準フレームレートに設定され（ステップＳ１２−１）、全画素読出し設定処理（ステップＳ１３−１）が行われた後に、標準フレームレートに対応するタイミングで、全画素読出し処理を含む各処理が行われる。
【０１１０】
このように、画像の動き量に合わせて自動的にフレームレートを変更させた場合も、変更したフレームレートに対応させて読出し対象の画素を設定するため、信号線の伝送量の安定化と適切な体内観察とを実現させることができる。
【０１１１】
（実施の形態２の変形例２）
次に、実施の形態２の変形例２について説明する。実施の形態２の変形例２においては、外科処置用の処置具１６を使用する際には、処置のための速い動きを適切に表示させるために自動的にフレームレートを高速化させる場合について説明する。
【０１１２】
図２１は、実施の形態２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２１に示すように、実施の形態２の変形例２にかかる内視鏡システム２００ｂの制御装置２４０ｂは、制御装置２４０における制御部２５５に代えて、制御部２５５と同様の機能を有する制御部２５５ｂを有し、制御装置２４０に比して、処置具検出部２５１ｂをさらに有する。
【０１１３】
たとえば、図２２に示すように、処置具１６を内視鏡１の挿入部２先端の開口部１５ａから表出させて外科的処置を行う場合には、受光部２８の撮像領域内に処置具１６先端も位置するため、図２３のメニューＭ１に示すように、画像Ｇ２内に処置具１６の先端部も含んで表示される。なお、処置具１６は、特許請求の範囲における、ＣＭＯＳ撮像素子８０の撮像領域に進退自在に操作可能である機能部に対応する。そこで、処置具検出部２５１ｂは、サンプル用メモリ４９に保持される画像信号を処理し、体内画像に処置具に対応する画像が含まれるか否かを検出して、処置具１６が撮像領域内に位置するか否かを検出する。処置具１６の先端を、内視鏡観察対象の体腔内に通常存在しない色、たとえば青色マーカで着色し、処置具検出部２５１ｂは、所定値以上の輝度を有するＧ画素が所定領域以上分布する場合には、撮像視野内に処置具１６があることを検出する。なお、図２２の２２３は、送気・送水用ノズルである。
【０１１４】
フレームレート切替部２５４は、処置具検出部２５１ｂが処置具に対応する画像が含まれることを検出した場合には、処置のための速い動きを適切に表示させるためにフレームレートを標準フレームレートから高速フレームレートに変更し、これにともない、タイミングジェネレータ３４による読出し速度を所定の標準速度よりも速い高速フレームレートに対応した速度に変更する。
【０１１５】
次に、内視鏡システム２００ｂの体内画像表示処理について説明する。図２４は、図２１に示す内視鏡システム２００ｂ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。
【０１１６】
図２４のフローチャートに示すように、制御部２５５ｂは、図１５に示すステップＳ１１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Ｓ１１−３）。
【０１１７】
制御部２５５ｂは、図１５に示すステップＳ１１と同様に、体内画像の表示の開始の指示がある（ステップＳ１１−３：Ｙｅｓ）と判断するまで、ステップＳ１１−３の判断処理を繰り返す。制御部２５５ｂが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Ｓ１１−３：Ｙｅｓ）、図１５に示すステップＳ１２〜ステップＳ１７と同様に、フレームレート切替部２５４が標準フレームレートに設定し（ステップＳ１２−３）、制御部２５５ｂが読出アドレス設定部２５３に受光部２８の全画素を読出し対象の画素として設定させ（ステップＳ１３−３）、標準フレームレートに対応したタイミングで、受光部２８が撮像処理を行い（ステップＳ１４−３）、タイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６が受光部２８の全画素から画素情報を読出し（ステップＳ１５−３）、画像処理部４２が受光部２８の全画素による画像信号をもとに体内画像を生成する画像処理を行い（ステップＳ１６−３）、表示部７１が体内画像を表示する（ステップＳ１７−３）。
【０１１８】
次いで、制御部２５５ｂは、図１５のステップＳ１８と同様に、画像表示の終了が指示されたか否かを判断し（ステップＳ１８−３）、画像表示の終了が指示されたと判断した場合（ステップＳ１８−３：Ｙｅｓ）、画像表示処理を終了する。
【０１１９】
一方、制御部２５５ｂが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Ｓ１８−３：Ｎｏ）、処置具検出部２５１ｂが体内画像に処置具に対応する画像が含まれるか否かを検出する処置具検出処理を行う（ステップＳ１９−３）。制御部２５５ｂは、処置具検出部２５１ｂの検出結果より体内画像内に処置具に対応する画像があるか否かを判断する（ステップＳ１９−４）。
【０１２０】
制御部２５５ｂが体内画像内に処置具に対応する画像がないと判断した場合（ステップＳ１９−４：Ｎｏ）、外科的処置前であり標準フレームレートのままでも観察に支障がないため、ステップＳ１３−３に戻り全画素について読出し処理が設定される。
【０１２１】
一方、制御部２５５ｂが体内画像内に処置具に対応する画像があると判断した場合（ステップＳ１９−４：Ｙｅｓ）、フレームレート切替部２５４は、外科的処置の速い動きに対応させて滑らかな動画を表示するためにフレームレートを高速フレームレートに設定する（ステップＳ２０−３）。そして、図１５のステップＳ２１〜２４と同様に、制御部２５５ｂは、読出アドレス設定部２５３に、間引き読出し設定処理を行わせ（ステップＳ２１−３）、高速フレームレートに対応するタイミングで、受光部２８が撮像処理を行い（ステップＳ２２−３）、タイミングジェネレータ３４が間引き読出しを行い（ステップＳ２３−３）、画像処理部４２が間引かれた半分の画素による画像信号をもとに体内画像を生成する画像処理を行い（ステップＳ２４−３）、表示部７１が体内画像を表示する（ステップＳ２５−３）。
【０１２２】
次いで、処置具検出部２５１ｂが処置具検出処理を行い（ステップＳ２６−３）、制御部２５５ｂは、処置具検出部２５１ｂの検出結果より体内画像内に処置具に対応する画像があるか否かを判断する（ステップＳ２６−４）。制御部２５５ｂが体内画像内に処置具に対応する画像があると判断した場合（ステップＳ２６−４：Ｙｅｓ）、外科的処置の速い動きに対応するため高速フレームレートのまま、ステップＳ２１−３に戻り間引き読出し設定処理が行われ、高速フレームレートに対応したタイミングで間引き読出し処理を含む各処理が行われる。
【０１２３】
一方、制御部２５５ｂが体内画像内に処置具に対応する画像がないと判断した場合（ステップＳ２６−４：Ｎｏ）、外科的処置が終了し処置具を取り出した場合に対応するため、フレームレートを下げても支障がないことから、ステップＳ１２−３に戻る。そして、フレームレートが標準フレームレートに設定され（ステップＳ１２−３）、全画素読出し設定処理（ステップＳ１３−３）が行われた後に、標準フレームレートに対応するタイミングで、全画素読出し処理を含む各処理が行われる。
【０１２４】
このように、処置具の有無に合わせて自動的にフレームレートを変更させた場合も、変更したフレームレートに対応させて読出し対象の画素を設定するため、信号線の伝送量の安定化と適切な体内観察とを実現させることができる。
【０１２５】
（実施の形態２の変形例３）
次に、実施の形態２の変形例３について説明する。図２５は、実施の形態２の変形例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２５に示すように、実施の形態２の変形例３にかかる内視鏡システム２００ｃは、処置具の内視鏡１への挿入を検知する処置具挿入検知部２７５を有する。制御装置２４０ｃのフレームレート切替部２５４は、この処置具挿入検知部２７５が内視鏡１内への処置具１６の挿入を検知した場合に、フレームレートを標準フレームレートから高速フレームレートに切り替える。
【０１２６】
処置具挿入検知部２７５は、図２６に例示するように、挿入経路２１３の途中に設けられたスイッチ２１４と、検知回路２１５と、制御部２５５ｃに接続する信号線２１６とを備える。矢印Ｙ１のように処置具１６が処置具挿入部１３から挿入された場合には、挿入経路途中に設けられたスイッチ２１４が矢印Ｙ２のように押下され、検知回路２１５からスイッチ押下を示す信号が信号線２１６を介して制御部２５５ｃに出力される。制御部２５５ｃは、この信号を受信した場合には、処置具１６が使用されるものと判断する。すなわち、処置具１６がＣＭＯＳ撮像素子８０の撮像視野に位置する状態になるものと考えられる。次いで、フレームレート切替部２５４は、処置のための速い動きを適切に表示させるためにフレームレートを標準フレームレートから高速フレームレートに変更し、これにともない、タイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６による読出し速度を所定の標準速度よりも速い高速フレームレートに対応した速度に変更する。
【０１２７】
そして、外科的処置が終了し処置具１６が抜き出された場合には、スイッチ２１４の押下も解除され、検知回路２１５からスイッチ押下解除を示す信号が信号線２１６を介して制御部２５５ｃに出力される。制御部２５５ｃは、この信号を受信した場合には、処置具１６の使用が終了したものと判断し、フレームレート切替部２５４は、フレームレートを高速フレームレートから標準フレームレートに変更する。
【０１２８】
次に、内視鏡システム２００ｃの体内画像表示処理について説明する。図２７は、図２５に示す内視鏡システム２００ｃ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。
【０１２９】
図２７のフローチャートに示すように、制御部２５５ｃは、図１５に示すステップＳ１１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Ｓ１１−５）。
【０１３０】
制御部２５５ｃは、図１５に示すステップＳ１１と同様に、体内画像の表示の開始の指示がある（ステップＳ１１−５：Ｙｅｓ）と判断するまで、ステップＳ１１−５の判断処理を繰り返す。制御部２５５ｃが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Ｓ１１−５：Ｙｅｓ）、図１５に示すステップＳ１２〜ステップＳ１７と同様に、フレームレート切替部２５４が標準フレームレートに設定し（ステップＳ１２−５）、制御部２５５ｃが読出アドレス設定部２５３に、受光部２８の全画素を読出し対象の画素として設定させ（ステップＳ１３−５）、標準フレームレートに対応したタイミングで、受光部２８が撮像処理を行い（ステップＳ１４−５）、タイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６が受光部２８の全画素から画素情報を読出し（ステップＳ１５−５）、画像処理部４２が受光部２８の全画素による画像信号をもとに体内画像を生成する画像処理を行い（ステップＳ１６−５）、表示部７１が体内画像を表示する（ステップＳ１７−５）。
【０１３１】
次いで、制御部２５５ｃは、図１５のステップＳ１８と同様に、画像表示の終了が指示されたか否かを判断し（ステップＳ１８−５）、画像表示の終了が指示されたと判断した場合（ステップＳ１８−５：Ｙｅｓ）、画像表示処理を終了する。
【０１３２】
一方、制御部２５５ｃ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Ｓ１８−５：Ｎｏ）、処置具挿入検知部２７５からの信号入力の有無をもとに、処置具挿入検知部２７５が処置具の挿入を検知したか否かを判断する（ステップＳ１９−５）。
【０１３３】
制御部２５５ｃが処置具挿入検知部２７５が処置具の挿入を検知しないと判断した場合（ステップＳ１９−５：Ｎｏ）、外科的処置前であり標準フレームレートのままでも観察に支障がないため、ステップＳ１３−５に戻り全画素について読出し処理が設定される。
【０１３４】
一方、制御部２５５ｃが処置具挿入検知部２７５が処置具の挿入を検知したと判断した場合（ステップＳ１９−５：Ｙｅｓ）、フレームレート切替部２５４は、外科的処置の速い動きに対応させて滑らかな動画を表示するためにフレームレートを高速フレームレートに設定する（ステップＳ２０−５）。そして、図１５のステップＳ２１〜２４と同様に、制御部２５５ｃは、読出アドレス設定部２５３に、間引き読出し設定処理を行わせ（ステップＳ２１−５）、高速フレームレートに対応するタイミングで、受光部２８が撮像処理を行い（ステップＳ２２−５）、タイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６が間引き読出しを行い（ステップＳ２３−５）、画像処理部４２が間引かれた半分の画素による画像信号をもとに体内画像を生成する画像処理を行い（ステップＳ２４−５）、表示部７１が体内画像を表示する（ステップＳ２５−５）。
【０１３５】
次いで、制御部２５５ｃは、ステップＳ１９−５と同様に、処置具挿入検知部２７５が処置具の取り出しを検知したか否かを判断する（ステップＳ２６−５）。制御部２５５ｃが処置具挿入検知部２７５が処置具の取り出しを検知しないと判断した場合（ステップＳ２６−５：Ｎｏ）、外科的処置の速い動きに対応するため高速フレームレートのまま、ステップＳ２１−５に戻り間引き読出し設定処理が行われ、高速フレームレートに対応したタイミングで間引き読出し処理を含む各処理が行われる。
【０１３６】
一方、制御部２５５ｃが処置具挿入検知部２７５が処置具の取り出しを検知したと判断した場合（ステップＳ２６−５：Ｙｅｓ）、外科的処置が終了し処置具を取り出した場合に対応するため、フレームレートを下げても支障がないことから、ステップＳ１２−５に戻る。そして、フレームレートが標準フレームレートに設定され（ステップＳ１２−５）、全画素読出し設定処理（ステップＳ１３−５）が行われた後に、標準フレームレートに対応するタイミングで、全画素読出し処理を含む各処理が行われる。
【０１３７】
（実施の形態３）
次に、実施の形態３について説明する。実施の形態３では、体内画像の一部分の拡大表示が設定された場合には、自動的にフレームレートを変更させるとともに、拡大表示される体内画像の一部分に対応する画素領域内の画素を読出し対象の画素とする場合について説明する。
【０１３８】
図２８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２８に示すように、実施の形態３にかかる内視鏡システム３００は、図３に示す入力部７２に代えて、表示部７１に表示される体内画像を部分的に拡大して表示させる拡大モードを設定し、拡大モード設定情報を出力する拡大モード設定部３７５をさらに有する入力部３７２を備える。制御装置３４０は、図１２の制御部２５５に代えて、制御部２５５と同様の機能を有する制御部３５５を有し、読出アドレス設定部２５３に代えて、読出アドレス設定部３５３を有し、フレームレート切替部２５４に代えて、フレームレート切替部３５４を有する。
【０１３９】
画像の一部が拡大表示される場合には、動きに対する画像ぶれも拡大されて表示される。このため、拡大モードが設定された場合には、画像ぶれのない滑らかな動画を実現するためにフレームレートを高速化することが望ましい。そこで、フレームレート切替部３５４は、拡大モード設定部３７５が拡大モードを設定した場合には、フレームレートを標準フレームレートから高速フレームレートに変更するとともに、タイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６による読出し速度を所定の標準速度よりも速い高速フレームレートに対応した速度に変更する。このように、フレームレート切替部３５４は、拡大モード設定部３７５の設定に応じてフレームレートを変更する。
【０１４０】
また、拡大モードが設定された場合には、図２９に示すように、実際に表示部７１に表示されるのは、受光部２８の全画素を含むセンサ領域Ｓｉのうちの一部の領域Ｓ４に対応する画像である。このため、制御部３５５は、拡大モード設定部３７５が拡大モードを設定した場合には、読出アドレス設定部３５３に、受光部２８の全画素ではなく、拡大モードにおいて実際に拡大表示される体内画像の一部分に対応する画素領域内の画素のみを読出し対象の画素として設定させる。
【０１４１】
すなわち、拡大モードが設定されていない標準倍率モードの場合には、フレームレート切替部３５４は、フレームレートを標準フレームレートに設定するとともに、読出アドレス設定部３５３は、図３０のように、受光部２８の全画素を含むセンサ領域Ｓｉを読出し対象に設定して高精細画像Ｇｃを生成できるようにしている。
【０１４２】
これに対して、拡大モードが設定された場合には、動きによる画像ぶれを防ぐために、フレームレート切替部３５４は、フレームレートを高速フレームレートに設定するとともに、読出アドレス設定部３５３は、図３１に示すように、受光部２８のセンサ領域のうち、実際に表示部７１に拡大して表示される領域Ｓ４内の画素を読出し対象に設定し、この領域Ｓ４に対応する画像Ｇｄを高速フレームレートに対応して生成できるようにしている。なお、図３０と図３１は、同じ縮尺で示される。
【０１４３】
たとえば、図３２に示すように、標準倍率時における標準フレームレートが３０ｆ／ｓｅｃであり、拡大モード時の高速フレームレートが標準フレームレートの２倍の６０ｆ／ｓｅｃである場合を例に説明する。この場合、制御部３５５は、高速レート時には、集合ケーブル３１の画像信号を伝送する信号線の単位時間当たりの伝送量を標準フレームレート時における所定の標準伝送量と同じ量にする場合、読出アドレス設定部３５３に対して、受光部２８の領域Ｓ４として全画素の半分の画素が位置する中央部の領域を読出し対象として設定させ、受光部２８の半分の画素の画素信号をタイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６に読出させる。
【０１４４】
この結果、拡大モード時の１枚の画像に対応する画像信号のデータ量Ｄｄ（図３２（２）参照）は、標準倍率時の１枚の画像に対応する画像信号のデータ量Ｄｃ（図３２（１）参照）の２分の１となり、信号線の伝送量をほぼ一定化させることができる。もちろん、制御部３５５は、読出アドレス設定部３５３に、集合ケーブル３１の画像信号を伝送する信号線の単位時間当たりの伝送量を標準フレームレート時における所定の標準伝送量よりも低くなるように読出し対象の画素を設定させてもよい。
【０１４５】
次に、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。図３３は、図２８に示す内視鏡システム３００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。
【０１４６】
図３３のフローチャートに示すように、制御部３５５は、図１５に示すステップＳ１１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Ｓ３１）。制御部３５５は、図１５に示すステップＳ１１と同様に、体内画像の表示の開始の指示がある（ステップＳ３１：Ｙｅｓ）と判断するまで、ステップＳ３１の判断処理を繰り返す。制御部３５５が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Ｓ３１：Ｙｅｓ）、図１５に示すステップＳ１２〜ステップＳ１７と同様に、フレームレート切替部３５４が標準フレームレートに設定し（ステップＳ３２）、制御部３５５が読出アドレス設定部３５３に受光部２８の全画素を読出し対象の画素として設定させ（ステップＳ３３）、標準フレームレートに対応したタイミングで、受光部２８が撮像処理を行い（ステップＳ３４）、タイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６が受光部２８の全画素から画素情報を読出し（ステップＳ３５）、画像処理部４２が受光部２８の全画素による画像信号をもとに体内画像を生成する画像処理を行い（ステップＳ３６）、表示部７１が体内画像を表示する（ステップＳ３７）。
【０１４７】
次いで、制御部３５５は、図１５のステップＳ１８と同様に、画像表示の終了が指示されたか否かを判断し（ステップＳ３８）、画像表示の終了が指示されたと判断した場合（ステップＳ３８：Ｙｅｓ）、画像表示処理を終了する。
【０１４８】
一方、制御部３５５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Ｓ３８：Ｎｏ）、拡大モード設定部３７５から入力された拡大モード設定情報の入力をもとに、拡大モードが設定されたか否かを判断する（ステップＳ３９）。
【０１４９】
制御部３５５が拡大モードが設定されていないと判断した場合（ステップＳ３９：Ｎｏ）、標準フレームレートのままでも観察に支障がないため、ステップＳ３３に戻り全画素について読出し処理が設定される。
【０１５０】
一方、制御部３５５が拡大モードが設定されたと判断した場合（ステップＳ３９：Ｙｅｓ）、フレームレート切替部３５４は、拡大表示時の画像ぶれを低減させるため、フレームレートを高速フレームレートに設定する（ステップＳ４０）。そして、制御部３５５は、読出アドレス設定部３５３に、実際に拡大表示される体内画像の一部分に対応する画素領域であって、受光部２８のセンサ領域Ｃｉの一部の領域Ｓ４を拡大モード用の読出しエリアとして設定させる（ステップＳ４１）。そして、高速フレームレートに対応するタイミングで、受光部２８が撮像処理を行い（ステップＳ４２）、タイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６は、設定された領域Ｓ４内の画素の画素情報を読出す拡大モード用読出し処理を行う（ステップＳ４３）。次いで、画像処理部４２が領域Ｓ４の画素による画像信号をもとに体内画像を生成する画像処理を行い（ステップＳ４４）、表示部７１が生成された画像を表示する（ステップＳ４５）。
【０１５１】
次に、制御部３５５は、入力部３７２からの指示情報の入力をもとに、拡大モードから標準倍率モードに変更されたか否かを判断する（ステップＳ４６）。制御部３５５が標準倍率モードに変更されていないと判断した場合（ステップＳ４６：Ｎｏ）、拡大モードが継続されることから高速フレームレートのまま、ステップＳ４１に戻り拡大モード用読出し設定処理が行われ、高速フレームレートに対応したタイミングで、領域Ｓ４内の画素の画素情報を読出す拡大モード用読出し処理を含む各処理が行われる。
【０１５２】
一方、制御部３５５が標準倍率モードに変更されたと判断した場合（ステップＳ４６：Ｙｅｓ）、受光部２８の全画素を含むセンサ領域Ｓｉを読出し対象とするためフレームレートを下げる必要があることから、ステップＳ３２に戻る。そして、フレームレートが標準フレームレートに設定され（ステップＳ３２）、全画素読出し設定処理（ステップＳ３３）が行われた後に、標準フレームレートに対応するタイミングで、全画素読出し処理を含む各処理が行われる。
【０１５３】
このように、実施の形態３においては、拡大モード時には、実際に拡大表示される体内画像の一部分に対応する画素領域内に位置する画素のみを読出し対象の画素として設定するとともに、フレームレートを高速化させて、信号線の伝送量を安定化させながら、動きによる画像ぶれのない拡大表示を可能とする。
【０１５４】
（実施の形態４）
次に、実施の形態４について説明する。実施の形態４では、先端部５の光学系の解像度分布に合わせて、受光部２８に対する読出し領域の大きさと読出し処理時の間引き率が異なる２つの読出し条件を設定し、それぞれの読出し条件で読出された画像情報に対応する２枚の画像を合成して１枚の画像に生成する。
【０１５５】
図３４は、実施の形態４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３４に示すように、実施の形態４にかかる内視鏡システム４００の制御装置４４０は、図２の制御装置４０における制御部５５に代えて、制御部５５と同様の機能を有する制御部４５５を有し、読出アドレス設定部５３に代えて、読出アドレス設定部４５３を有する。
【０１５６】
制御部４５５は、読出アドレス設定部４５３に、図３５（１）に示すように、受光部２８のセンサ領域Ｓｉ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第１の読出し対象の画素として設定させる。そして、制御部４５５は、読出アドレス設定部４５３に、図３５（２）に示すように、受光部２８のセンサ領域Ｓｉ中央の領域Ｓ５に位置する全画素を第２の読出し対象の画素として設定させる。なお、図３５（１）と図３５（２）は、同じ縮尺で示される。
【０１５７】
タイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６は、読出アドレス設定部４５３が設定した第１の読出し対象の画素の画素情報と第２の読出し対象の画素の画素情報とを受光部２８から交互に読出し、読出し順に画像信号を制御装置４４０に出力する。
【０１５８】
画像処理部４４２は、図２に示す画像処理部４２に比して、タイミングジェネレータ３４が読出した各画素情報のうち前後して読出した第１の読出し対象の画素の画素情報に対応する画像と第２の読出し対象の画素の画素情報に対応する画像とを合成して１枚の体内画像を生成する合成部４４６をさらに備える。なお、合成部４４６は、図示しない合成対象の画像を一時的に保持するメモリを有し、メモリ内の画像は合成処理ごとに書き換えられる。
【０１５９】
画像処理部４４２では、同時化部４３が、読出アドレス設定部４５３から出力された第１の読出し対象の画素の画素情報をもととしたＲＧＢ画像と、第２の読出し対象の画素の画素情報をもととしたＲＧＢ画像とを同時化する。
【０１６０】
具体的には、同時化部４３は、図３６（１）に示すように、タイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６の読出し順に、受光部２８のセンサ領域Ｓｉの画素を間引き読出しした間引き画像Ｇ５１、受光部２８のセンサ領域Ｓｉ中央の一部の領域Ｓ５の全画素に対応する大きさの小さい画像Ｇ５２、間引き画像Ｇ６１、大きさの小さい画像Ｇ６２、間引き画像Ｇ７１および大きさの小さい画像Ｇ７２を出力する。各画像は、ＷＢ調整部４４、ゲイン調整部４５、γ補正部４６での処理が行われた後、合成部４４６において、前後する２枚の画像が一枚の画像に合成される。具体的には、合成部４４６は、図３６（２）に示すように、間引き画像Ｇ５１と間引き画像Ｇ５１の次に読出された大きさの小さい画像Ｇ５２とを合成して、一枚の合成画像Ｇ５を生成する。また、合成部４４６は、間引き画像Ｇ６１と大きさの小さい画像Ｇ６２とを合成して合成画像Ｇ６を生成し、間引き画像Ｇ７１と大きさの小さい画像Ｇ７２とを合成して合成画像Ｇ７を生成する。合成部４４６が合成した合成画像Ｇ５，Ｇ６，Ｇ７は、合成順に表示部７１によって表示される。
【０１６１】
したがって、表示部７１は、受光部２８のセンサ領域Ｓｉの画素を間引き読出しした間引き画像と受光部２８のセンサ領域Ｓｉの一部の領域Ｓ５の全画素に対応する大きさの小さい画像との合成画像を、一枚の体内画像として表示する。
【０１６２】
このように、実施の形態４では、受光部２８に対する読出し領域の大きさに対応させて読出し処理時の間引き率を変えて読出した前後する画像を合成することで、中央部が全画素の画素情報をもととした高精細画像であり、周辺部が間引き読出しされた解像度の低い画像である一枚の体内画像を表示している。通常、内視鏡１の光学系は、結像領域のうちの中央部は高い解像度で結像可能であるものの、結像領域のうちの周辺部は解像度が低い状態で結像される。また、画像中央部分がユーザの関心領域であることがほとんどである。このため、内視鏡システムでは、必ずしも受光部２８の全画素を読出して画像全体を一様に高精細化させる必要はなく、実施の形態４のように中央部が高精細であり周辺部が低解像度の画像を表示させても体内観察に支障は生じない。
【０１６３】
次に、内視鏡システム４００の体内画像表示処理について説明する。図３７は、図３４に示す内視鏡システム４００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。
【０１６４】
図３７のフローチャートに示すように、制御部４５５は、図４に示すステップ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Ｓ５１）。制御部４５５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Ｓ５１の判断処理を繰り返す。
【０１６５】
そして、制御部４５５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Ｓ５１：Ｙｅｓ）、フレーム番号ｎを初期化して１とする（ステップＳ５２）。次に、制御部４５５は、フレーム番号ｎが奇数であるか偶数であるかを判断する（ステップＳ５３）。
【０１６６】
制御部４５５は、フレーム番号ｎが奇数であると判断した場合（ステップＳ５３：奇数）、読出アドレス設定部４５３に、受光部２８のセンサ領域Ｓｉ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第１の読出し対象の画素として設定させる低解像読出し設定処理を行う（ステップＳ５４）。先端部５では、受光部２８が撮像処理を行った後（ステップＳ５５）、タイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６は、受光部２８の全画素から所定間隔で画素を間引いた残りの画素の画素情報を読出す低解像読出し処理を行う（ステップＳ５６）。そして、画像処理部４４２は、低解像度読出し処理において間引きして読出された画像信号を処理して、低解像の間引き画像を生成する第１の画像生成処理を行った後（ステップＳ５７）、制御部４５５は、フレーム番号ｎに１を加算する（ステップＳ５８）。なお、第１の画像生成処理において生成された画像は、ＷＢ調整、ゲイン調整、γ補正が行われた後、合成部４４６内のメモリに保持される。
【０１６７】
制御部４５５は、フレーム番号ｎが偶数であると判断した場合（ステップＳ５３：偶数）、ステップＳ５９に進み、読出アドレス設定部４５３に、受光部２８のセンサ領域Ｓｉ中央の一部の領域Ｓ５に位置する全画素を第２の読出し対象の画素として設定させる高精細読出し設定処理を行う（ステップＳ５９）。この結果、先端部５では、受光部２８が撮像処理を行い（ステップＳ６０）、タイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６は、受光部２８中央の一部の領域Ｓ５内の全画素の画素情報を読出す高精細読出し処理を行う（ステップＳ６１）。そして、画像処理部４４２は、高精細度読出し処理において読出された画像信号を処理して、高精細の大きさの小さい画像を生成する第２の画像生成処理を行い（ステップＳ６２）、制御部４５５は、フレーム番号ｎに１を加算する（ステップＳ６３）。なお、第２の画像生成処理において生成された画像は、ＷＢ調整、ゲイン調整、γ補正が行われた後、合成部４４６内のメモリに保持される。
【０１６８】
次いで、制御部４５５は、フレーム番号ｎが奇数であるか偶数であるかを判断する（ステップＳ６４）。制御部４５５がフレーム番号ｎが偶数であると判断した場合（ステップＳ６４：偶数）、ステップＳ５９に進み、高精細画像取得のために読出アドレス設定部４５３に高精細読出し設定処理を行わせる。
【０１６９】
そして、制御部４５５がフレーム番号ｎが奇数であると判断した場合（ステップＳ６４：奇数）、合成部４４６は、第１の画像生成処理において生成された間引き画像と、第２の画像生成処理において生成された大きさの小さい高精細画像とを合成する合成処理を行う（ステップＳ６５）。図３６（２）の画像Ｇ５の一部領域Ｓ６の部分を例とした場合、合成部４４６は、間引き画像において間引きされたラインＲ１２，Ｒ１４，Ｒ１６（図３８（１）参照）を、それぞれ隣接するラインＲ１１，Ｒ１３，Ｒ１５の画素情報で図３８（２）のように補完してから、補完後の画像に、高精細の小さい画像の画像情報Ｄｅ（図３８（３）参照）を上書きすることで一枚の体内画像を合成する。
【０１７０】
次いで、表示部７１は、合成部４４６によって合成された体内画像を表示する（ステップＳ６６）を表示する。そして、制御部４５５は、図４のステップＳ６と同様に、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Ｓ６７）。制御部４５５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Ｓ６７：Ｎｏ）、ステップＳ５３は、次フレームの画像生成のために、フレーム番号ｎが奇数であるか偶数であるかを判断する。一方、制御部４５５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Ｓ６７：Ｙｅｓ）、画像表示処理を終了する。
【０１７１】
このように、実施の形態４では、内視鏡１の光学系の解像度に対応させて、受光部２８に対する読出し領域の大きさを設定し、さらに読出し領域の大きさに対応させて読出し処理時の間引き率を変えることによって、毎回、受光部２８の全画素の画素情報を読出す場合と比して、一度の伝送処理において信号線に伝送される伝送量を低減させるとともに、円滑な体内観察を可能にする。
【０１７２】
また、実施の形態１〜４においては、受光部２８の読出し対象の画素の変更を自動的に行う場合に限らず、もちろん、内視鏡システムの操作者による操作部３のスイッチ１４、カメラヘッド部１０５のスイッチ（図示しない）、入力部７２，３７２の操作によって制御装置４０に入力された指示情報にしたがって、受光部２８の読出し対象の画素を変更してもよい。また、実施の形態１〜４においては、内視鏡システムの操作者による操作部３のスイッチ１４、カメラヘッド部１０５のスイッチ（図示しない）、入力部７２，３７２の操作によって制御装置４０に入力された指示情報にしたがって、内視鏡の撮像モード（通常観察、特殊光観察）が切り替わった場合に、この切り替えに連動して、各撮像モードにそれぞれ対応させて受光部２８の読出し対象の画素を変更してもよい。
【０１７３】
（実施の形態４の変形例１）
次に、実施の形態４の変形例１について説明する。実施の形態４の変形例１では、画像解析を行い、画像上の明領域を検出し、明領域については高精細となるように全画素を読出し対象とし、それ以外の暗い領域については間引きして画素情報を読出す場合について説明する。
【０１７４】
図３９は、実施の形態４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３９に示すように、実施の形態４の変形例１にかかる内視鏡システム４００ａの制御装置４４０ａは、図３４の制御装置４４０における制御部４５５に代えて、制御部４５５と同様の機能を有する制御部４５５ａを有し、明るさ検出部５１に代えて、明るさ検出部４５１ａを有し、読出アドレス設定部４５３に代えて、読出アドレス設定部４５３ａを有する。また、画像処理部４４２ａは、図３４に示す合成部４４６に代えて、合成部４４６ａを有する。
【０１７５】
明るさ検出部４５１ａは、タイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６が読出した１枚の体内画像に対応する画素情報をもとに該画像における所定値以上の輝度を有する撮像領域、すなわち明領域を検出して、検出結果を読出アドレス設定部４５３ａに出力する。明領域は、所定値以上の輝度を有する画素が分布する領域である。
【０１７６】
ここで、内視鏡１先端の開口部１５から処置具を表出させて外科的処理を行う場合や、図４０に示すように、腹壁Ｗｓ外から腹腔Ｈｓ内に処置具１６ａを導入し、内視鏡１ａによって撮影された画像を確認しながら処置具１６ａを操作して外科的処置を行う場合がある。このような場合には、視野Ｆ１内に処置具１６ａ先端が位置するように内視鏡先端の位置を調整することから、図４１の画像Ｇ８および図４２の画像Ｇ９に示すように、腫瘍Ｃｓあるいは血管Ｂ近辺の処置具１６，１６ａ先端に対して光が照射され、操作対象の処置具１６，１６ａ先端が位置する画像の下部領域が画像の上部領域よりも明るく表示される。
【０１７７】
そこで、明るさ検出部４５１ａは、図４３の画像Ｇ１０に示すように、画像上部の領域Ａｔと画像下部の領域Ａｕとの明るさを検出する。そして、制御部４５５ａは、明るさ検出部４５１ａが検出した明領域に位置する画素を、処置具１６ａが位置する外科的処置対象の領域と判断して、読出アドレス設定部４５３ａに、この明領域に位置する画素を、高精細読出し対象の第２の読出し対象の画素として設定させる。
【０１７８】
領域Ａｕの方が領域Ａｔよりも明るく、領域Ａｕと領域Ａｔとの明るさの比が所定比よりも高い場合には、制御部４５５ａは、読出アドレス設定部４５３ａに、明るい方の領域Ａｕに対応する受光部２８のセンサ領域Ｓｉの下部領域Ｓｕ（図４４参照）に位置する画素を第２の読出し対象の画素として設定させる（図３７のステップＳ５９）。すなわち、制御部４５５ａは、読出アドレス設定部４５３ａに、受光部２８のセンサ領域Ｓｉの下部領域Ｓｕの全画素を読出すように設定させる。また、制御部４５５ａは、領域Ａｕよりも暗い領域Ａｔに対応する受光部２８のセンサ領域Ｓｉの上部領域Ｓｔについては、所定間隔で画素を間引きした残りの画素を第１の読出し対象の画素として読出アドレス設定部４５３ａに設定させる（図３７のステップＳ５４）。
【０１７９】
そして、タイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６は、受光部２８のセンサ領域Ｓｉのうち上部領域Ｓｔについては間引き読出し、すなわち低解像読出し処理を行う（図３７のステップＳ５６）。また、タイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６は、受光部２８のセンサ領域Ｓｉのうち下部領域Ｓｕについては全画素を読出す高精細読出し処理（図３７のステップＳ６１）を行う。そして、タイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６は、読出したそれぞれの領域の画像情報を交互に制御装置４４０ａに伝送する。したがって、実施の形態４の変形例１においても、実施の形態４と同様に、毎回受光部２８の全画素の画素情報を読出す場合と比較して、一度の伝送処理において信号線に伝送される伝送量を低減させることができる。
【０１８０】
次いで、合成部４４６は、受光部２８のセンサ領域Ｓｉの上部領域Ｓｔの間引き画像と受光部２８のセンサ領域Ｓｉの下部領域Ｓｕの高精細画像とを合成し（図３７のステップＳ６５）、一枚の体内画像を生成する。この結果、処置具１６，１６ａ先端が位置する処置対象の領域は高精細な状態で体内画像が表示される（図３７のステップＳ６６）ため、円滑な体内観察および外科的処置が可能になる。
【０１８１】
なお、制御部４５５，４５５ａは、読出アドレス設定部４５３，４５３ａに、図４５（１）の受光部２８のセンサ領域Ｓｉから中央の一部領域を切り抜いた領域Ｓ６と、切り抜き領域に対応する図４５（２）の中央領域Ｓ７とで読出し画素の間引き率を変更させてもよい。なお、図４５（１）と図４５（２）は、同じ縮尺で示される。もちろん、周辺領域に対応する領域Ｓ６に位置する画素を高精細読出し対象である第２の読出し対象の画素として設定してもよく、中央領域Ｓ７に位置する画素を間引き読出し対象である第１の読出し対象の画素として設定してもよい。このように、制御部４５５ａは、内視鏡システムの体内観察条件等に対応させて、第１の読出し対象の画素が位置する領域と第２の読出し対象の画素の画素が位置する領域とを読出アドレス設定部４５３，４５３ａに設定させればよい。
【０１８２】
（その他の実施の形態）
本発明の別の実施の形態として、図４６の内視鏡システム１００ｂのように、内視鏡の先端部５ｂに基準クロック生成部５６ａを設けた構成とすることもできる。この場合には、基準クロック生成部５６ａから集合ケーブル３１の信号線を介して制御装置４０ｂに送信される基準クロック信号は、受光部２８に対する駆動信号よりも間隔が長い信号でよい。このため、内視鏡システム１００ｂにおいては、長さの長い信号線を介しても劣化の少ない正確な基準クロック信号を制御装置４０ｂに出力できるとともに、内視鏡システム１００と比較して、信号線を介して伝送される画像信号に対する基準クロック信号の影響も低減できる。なお、制御装置４０ｂには、基準クロック生成部５６ａから出力された基準クロックをもとに各構成部位に対して所定の同期信号を生成する同期信号生成部５６ｂが設けられる。
【０１８３】
また、本発明の別の実施の形態として、図４７の内視鏡システム１００ｃのように、内視鏡の先端部５ｃと制御装置４０ｃとを光ファイバ３１ｃで形成された集合ケーブル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た構成にすることもできる。この場合には、図４７のように、内視鏡の先端部５ｃのＣＭＯＳ撮像素子８０ｃを、前述したＣＭＯＳ撮像素子８０に電気信号を光信号に変換するＥ／Ｏ変換部３９ｃをさらに加えた構成とする。そして、制御装置４０ｃに光信号を電気信号に変換するＯ／Ｅ変換部４１ｃを設ければよい。
【０１８４】
また、本発明の別の実施の形態として、図４８の内視鏡システム１００ｄのように、内視鏡の先端部５ｄに、白色光源６１、特殊光光源６２およびＬＥＤドライバ６４ｄを設け、ライトガイドを介さずに先端部５ｄから直接光を発して、光源からの光を無駄なく外部に照射できる構成にすることもできる。この場合、ＬＥＤドライバ６４ｄは、制御装置４０ｄの照明タイミング生成部６５ｄから集合ケーブル３１Ｄ内の所定の信号線３１ｄを介して所定タイミングで出力された光源駆動信号等をもとに、白色光源６１、特殊光光源６２を駆動する。
【０１８５】
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】
【０１８６】
１  内視鏡
２，１０２  挿入部
３  操作部
４  ユニバーサルコード
５，５ａ〜５ｄ  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
１５，１５ａ  開口部
１６，１６ａ  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
３１ｃ  光ファイバ
３１，３１Ｃ，３１Ｄ，１３１  集合ケーブル
３１ｄ  信号線
３２  電極
３３  処置具用チャンネル
３４，３４ａ  タイミングジェネレータ
３４ｂ  マスク群
３５  制御回路
３６，３６ａ  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〜４０ｄ，２４０，２４０ａ〜２４０ｃ，３４０，４４０，４４０ａ  制御装置
４１  Ｓ／Ｐ変換部
４１ｃ  Ｏ／Ｅ変換部
４２，４４２，４４２ａ  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
５１，４５１ａ  明るさ検出部
５２  調光部
５３，５３ａ，２５３，３５３，４５３，４５３ａ  読出アドレス設定部
５４  ＣＭＯＳ駆動信号生成部
５５，２５５，２５５ａ，２５５ｂ，２５５ｃ，３５５，４５５，４５５ａ  制御部
５６，５６ａ  基準クロック生成部
５６ｂ  同期信号生成部
６０  光源装置
６１  白色光源
６２  特殊光光源
６３  光源駆動回路
６４，６４ｄ  ＬＥＤドライバ
６５ｄ  照明タイミング生成部
７１  表示部
７２，３７２  入力部
７３  出力部
７４  記憶部
８０，８０ｃ  ＣＭＯＳ撮像素子
１００，１００ａ〜１００ｄ，１０１，２００，２００ａ〜２００ｃ，３００，４００，４００ａ  内視鏡システム
１０５  カメラヘッド部
１１１  接眼部
１２３  コネクタ
１３２  接続線
１３３  信号線
２１３  挿入経路
２１４  スイッチ
２１５  検知回路
２１６  信号線
２５１ａ  動き検出部
２５１ｂ  処置具検出部
２５４，３５４  フレームレート切替部
２７５  処置具挿入検知部
３７５  拡大モード設定部
４４６，４４６ａ  合成部
【図１】
2012033200.tif 000003
【図２】
2012033200.tif 000004
【図３】
2012033200.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2012033200.tif 000009
【図８】
2012033200.tif 000010
【図９】
2012033200.tif 000011
【図１０】
2012033200.tif 000012
【図１１】
2012033200.tif 000013
【図１２】
2012033200.tif 000014
【図１３】
2012033200.tif 000015
【図１４】
2012033200.tif 000016
【図１５】
2012033200.tif 000017
【図１６】
2012033200.tif 000018
【図１７】
2012033200.tif 000019
【図１８】
2012033200.tif 000020
【図１９】
2012033200.tif 000021
【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
2012033200.tif 000030
【図２９】
2012033200.tif 000031
【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
2012033200.tif 000042
【図４１】
2012033200.tif 000043
【図４２】
2012033200.tif 000044
【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【手続補正書】
【提出日】平成24年12月12日(2012.12.12)
【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】
被写体像を撮像するため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、
前記被写体像に対する前記撮像部の相対的な動き量を検出する動き量検出部と、
前記動き量検出部が検出した動き量に応じて、前記撮像部における読出し対象の画素を前記撮像部が有する全画素とするか、前記撮像部が有する全画素の中から間引いた画素とするかを設定可能である設定部と、
前記設定部の設定に応じて前記撮像部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出す読出し部と、
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、
を備えたことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記設定部が設定する読出し対象の画素を変更する制御部をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記設定部が設定する読出し対象の画素を、前記撮像部における光学系に応じて変更することを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記読出し部が読出した所定ラインの画素の画素情報をもとに所定値以上の輝度を有する撮像領域を検出する検出部をさらに備え、前記制御部は、前記検出部による検出結果をもとに、前記設定部が設定する読出し対象の画素を変更することを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記検出部による検出結果をもとに、前記読出し部が読出した所定ラインの次のライン、または、次のフレームにおいて対応する同ラインに対して、前記設定部が設定する読出し対象の画素を変更することを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記表示部は、前記画像から所定部分を切り取った所定形状で画像を表示し、前記制御部は、前記設定部が設定する読出し対象の画素を、前記表示部が表示する画像の所定形状に対応した画素領域内に位置する画素に変更することを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記所定形状は、複数設定され、前記制御部は、複数の前記所定形状のうち前記表示部が表示する画像の所定形状を示す表示形状情報を前記読出し部に出力し、
前記読出し部は、前記複数の所定形状にそれぞれ対応する複数の画素領域の位置情報を予め有し、前記制御部から出力された表示形状情報が示す所定形状に対応した画素領域に位置する画素の画素情報を読み出すことを特徴とする請求項６に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記読出し部による画素情報の読出し速度を変更する読出し速度変更部をさらに備え、
前記制御部は、前記設定部が設定する読出し対象の画素を、前記速度変更部が変更した読出し速度に応じて変更することを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記撮像部が出力した電気信号を所定の信号形式で有線で伝送する伝送部をさらに備え、
前記制御部は、前記伝送部における単位時間当たりの画素情報の伝送量が所定の標準伝送量を超えないように前記設定部が設定する読出し対象の画素を変更することを特徴とする請求項８に記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記速度変更部は、前記動き量検出部が検出した動き量に応じて前記読出し速度を変更することを特徴とする請求項８に記載の撮像装置。
【請求項１１】
前記撮像部における撮像領域に進退自在に操作可能に設けられ、前記被写体を処置するための処置具と、
前記処置具が前記撮像領域に位置するか否かを検出する処置具検出部と、
をさらに備え、
前記速度変更部は、前記処置具検出部の検出結果に応じて前記読出し速度を変更することを特徴とする請求項８に記載の撮像装置。
【請求項１２】
前記表示部に表示される画像を部分的に拡大して表示させる拡大モードを設定可能であるモード設定部をさらに備え、
前記速度変更部は、前記モード設定部による前記拡大モードの設定に応じて前記読出し速度を変更することを特徴とする請求項８に記載の撮像装置。
【請求項１３】
前記制御部は、前記設定部に、前記撮像部の全面素のうち所定間隔で画素を間引きした残りの画素を第１の読出し対象の画素として設定させ、前記撮像部の全面素領域の一部の領域に位置する画素を第２の読出し対象の画素として設定させ、
前記読出し部は、前記第１の読出し対象の画素の画素情報と前記第２の読出し対象の画素の画素情報とを交互に読出し、
前記画像処理部は、前記読出し部が読出した各画素情報のうち前後して読出した前記第１の読出し対象の画素の画素情報に対応する画像と前記第２の読出し対象の画素の画素情報に対応する画像とを合成して１枚の前記画像を生成することを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項１４】
前記読出し部が読出した１枚の前記画像に対応する画素情報をもとに該画像における所定値以上の輝度を有する撮像領域を検出する検出部をさらに備え、
前記制御部は、前記設定部に、前記検出部が検出した明領域に位置する画素を前記第２の読出し対象の画素として設定させることを特徴とする請求項１３に記載の撮像装置。
【国際調査報告】
2012033200.tif 000051
2012033200.tif 000052
2012033200.tif 000053
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