(57)【要約】【課題】内視鏡挿入部の先端を太径化することなく、内視鏡挿入部の先端に水分が侵入したか否かを早期に検出できるようにする。【解決手段】被検体内に挿入される挿入部１６の先端に設けられ、被検体内を撮像するＣＭＯＳセンサ３１と、ＣＭＯＳセンサ３１を取り巻く雰囲気の湿度を検出する湿度センサ１０４と、を備える電子内視鏡１２であって、ＣＭＯＳセンサ３１と湿度センサ１０４は同一の半導体基板上１００に一体的に設けられている。また、ＣＭＯＳセンサ３１と湿度センサ１０４は同一のＣＭＯＳプロセスによって形成されたものであることが好ましい。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体内に挿入される挿入部の先端に設けられ、前記被検体内を撮像するＣＭＯＳ型のイメージセンサと、
前記イメージセンサを取り巻く雰囲気の湿度を検出する湿度センサと、を備え、
前記イメージセンサと前記湿度センサは、同一の半導体基板上に一体的に設けられたものである電子内視鏡。
【請求項２】
前記イメージセンサと前記湿度センサは、同一のＣＭＯＳプロセスによって前記半導体基板上に形成されたものである請求項２に記載の電子内視鏡。
【請求項３】
前記半導体基板には、前記イメージセンサを取り巻く雰囲気の湿度に応じて前記湿度センサの出力周波数を変化させる回路が設けられている請求項１又は２に記載の電子内視鏡。
【請求項４】
被検体内に挿入される挿入部の先端に設けられ、前記被検体内を撮像するＣＭＯＳ型のイメージセンサと、
前記イメージセンサを取り巻く雰囲気の湿度を検出する湿度センサと、を備えた電子内視鏡の製造方法であって、
同一のＣＭＯＳプロセスによって、前記イメージセンサと前記湿度センサを同一の半導体基板上に一体的に形成する工程を含む電子内視鏡の製造方法。
【請求項５】
前記イメージセンサと前記湿度センサを同一の半導体基板上に一体的に形成する際、前記イメージセンサを取り巻く雰囲気の湿度に応じて前記湿度センサの出力周波数を変化させる回路を前記半導体基板上に形成する工程を含む請求項４に記載の電子内視鏡の製造方法。
【請求項６】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の電子内視鏡と、
前記湿度センサによって検出された湿度が規定値以下であるか否かを判定する判定手段と、
を備える電子内視鏡システム。
【請求項７】
前記イメージセンサ及び前記湿度センサにそれぞれ供給される電源電圧を制御する電源制御手段を備え、
前記電源制御手段は、前記判定手段によって前記湿度が前記規定値以下であると判定されるまで前記湿度センサのみに電源電圧を供給し、前記湿度が前記規定値以下であると判定された後、前記イメージセンサに対して電源電圧を供給する請求項６に記載の電子内視鏡システム。
【請求項８】
前記判定手段によって前記湿度が前記規定値以下であると判定されるまで、前記電子内視鏡の内部の乾燥を行う乾燥手段を備える請求項６又は７に記載の電子内視鏡システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検者の体内に挿入される挿入部の先端にＣＭＯＳ型のイメージセンサを備えた電子内視鏡及びその製造方法並びに電子内視鏡システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、医療分野において、内視鏡、例えば電子内視鏡を用いた検査が広く普及している。電子内視鏡は、被検体内に挿入される細長の挿入部の先端にイメージセンサ（固体撮像素子）を備え、コードやコネクタを介してプロセッサ装置（信号処理装置）に接続される。プロセッサ装置は、イメージセンサから出力された撮像信号に対して各種処理を施し、診断に供する画像を生成する。内視鏡画像は、プロセッサ装置に接続されたモニタに表示される。
【０００３】
電子内視鏡に搭載されるイメージセンサとしては、一般にＣＣＤセンサが用いられてきたが、最近ではＣＭＯＳセンサを用いた電子内視鏡が各種提案されている（例えば、特許文献１参照）。ＣＭＯＳセンサは、ＣＣＤセンサに比べて低電圧駆動が可能であり、多画素化と高速読出し化の要求に対応することが容易である。また、製造工程においてＣＭＯＳプロセスを使用でき、同一チップ内に駆動回路や処理回路などの周辺回路を混載することが可能であり、小型化にも有利である。
【０００４】
ところで、医療用に使用される内視鏡では、感染症等を防止するために、使用した内視鏡を確実に消毒滅菌処理することが必要不可欠である。内視鏡の消毒滅菌方法としては、エチレンオキサイドガス（ＥＯＧ）や消毒液を用いる方法が従来使用されているが、近年ではオートクレーブ滅菌（高温高圧蒸気滅菌）による内視鏡の滅菌が期待されている。オートクレーブ滅菌は、高圧下で高温（約１２０°Ｃ〜１３５°Ｃ）の水蒸気中に被滅菌物を晒して滅菌する方法であり、煩雑な作業が伴わず、滅菌後に直ちに使用することが可能で、かつランニングコストが安いという利点がある。
【０００５】
一般に内視鏡では、内視鏡の内蔵物を保護するために気密または水密構造が採用されている（例えば、特許文献２参照）。しかしながら、オートクレーブ滅菌を行う際には水蒸気を浸透させるため、内視鏡を収容した空間を減圧する必要がある。このとき、密閉構造とした内視鏡内部との圧力差によって、湾曲部の外皮等が膨張し破裂してしまう虞がある。
【０００６】
そこで、内視鏡のコネクタ部や把持部近傍に内視鏡の内外の空間を連通・遮断可能な連通構造を設け、連通状態でオートクレーブ滅菌を行うことによって、かかる事態を防止することが可能であるが、結果、内部空間に水蒸気が侵入することになる。
【０００７】
また、樹脂材料で構成される湾曲部や軟性部の外皮においては水蒸気が内視鏡内部に浸透する虞がある。
【０００８】
さらに、内視鏡の外装部材にピンホールや亀裂が生じていると、内視鏡の消毒滅菌が行われたときに内視鏡内部に水分が侵入してしまうことがある。特にオートクレーブ滅菌では、内視鏡を高温高圧水蒸気の環境下に置くため、その熱、圧力、湿気により、内視鏡は少なからず負担を受ける。このため、オートクレーブ滅菌を繰り返し行うと、内視鏡の外装部材に劣化等が起こり、結果としてリークが発生し、内視鏡内部に水分が侵入することがある。
【０００９】
一度、内視鏡内部に侵入した水分は、構造上、そのまま自然に乾燥させることは困難であり、特に電子内視鏡においては、内視鏡内部に入り込んだ水分によって、イメージセンサ及びその周辺回路を構成する電子部品に電気的な不具合を生じさせる虞がある。このような状態で得られる内視鏡画像は画質が著しく低下し、電子部品が破壊された場合には画像自体が映らなくなる恐れがある。
【００１０】
この対策として、内視鏡を消毒滅菌した後、内視鏡内部を乾燥させる方法が有効である。このため、内視鏡内部（特に内視鏡挿入部の先端）が十分に乾燥されたか否かを確認するために内視鏡内部の湿度状態を把握することが重要となる。
【００１１】
これに対して、内視鏡挿入部の先端に湿度センサが搭載された内視鏡が提案されている（例えば、特許文献３、４参照）。この内視鏡によれば、湿度センサの出力を利用して内視鏡挿入部の先端の湿度状態を把握することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００２−５８６４２号公報
【特許文献２】特開２０００−１０７１２０号公報
【特許文献３】特開平３−２３８６２５号公報
【特許文献４】特開平６−１５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、特許文献３、４に記載された内視鏡では、内視鏡挿入部の先端にＣＣＤセンサとは独立して湿度センサが設けられており、湿度センサを具備しない内視鏡に比べて、湿度センサの実装スペース分、内視鏡挿入部の太径化を招き、挿入時の患者の苦痛を増大させる要因となる。
【００１４】
また、特許文献４には、同一基板上にＣＣＤセンサと湿度センサが一体的に設けられた構成が記載されているが、その構成上、ＣＣＤセンサと湿度センサは異なるプロセスで形成しなければならないので高集積化・小型化を図ることは困難であり、内視鏡挿入部の太径化を招いてしまうことになる。
【００１５】
その一方で、特許文献１には、ＣＭＯＳプロセスによって、同一基板上にＣＭＯＳセンサ及びその周辺回路を形成することが記載されている。この周辺回路はＣＭＯＳセンサから出力された信号を取り出すための回路であり、ＣＭＯＳセンサから出力された信号の信号処理を行うための信号処理系の回路や、ＣＭＯＳセンサから信号を抽出するためのタイミング制御を行う制御系の回路が含まれる。
【００１６】
しかしながら、特許文献１では、これらの回路とは全く異なる機能を有する湿度センサをＣＭＯＳセンサと同一基板上に設けることは全く想定されていない。
【００１７】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、内視鏡挿入部の先端を太径化することなく、内視鏡挿入部の先端の湿度状態を把握することができる電子内視鏡及びその製造方法並びに電子内視鏡システム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】
【００１８】
前記目的を達成するために、本発明の電子内視鏡は、被検体内に挿入される挿入部の先端に設けられ、前記被検体内を撮像するＣＭＯＳ型のイメージセンサと、前記イメージセンサを取り巻く雰囲気の湿度を検出する湿度センサと、を備え、前記イメージセンサと前記湿度センサは、同一の半導体基板上に一体的に設けられたものである。前記イメージセンサと前記湿度センサは、同一のＣＭＯＳプロセスによって前記半導体基板上に形成されたものであることが好ましい。
【００１９】
本発明によれば、同一の半導体基板上にＣＭＯＳ型のイメージセンサと湿度センサを一体化することによって、これらのグランドラインを共通化することが可能となり、湿度センサを独立して設ける場合に比べて、小型化・高集積化を図ることができる。これにより、内視鏡挿入部の先端を太径化することなく、湿度センサの出力によって内視鏡挿入部の先端の湿度状態を把握することが可能となる。その結果、患者の負担を軽減できるとともに、内視鏡挿入部の先端に搭載される電子部品の故障を未然に防止できる。
【００２０】
本発明において好ましい態様を示したものであり、同一のＣＭＯＳプロセスで形成することによって、小型化・高集積化を図ることができるとともに、部品点数の削減やコストの低減を図ることが可能となる。
【００２１】
また、本発明の電子内視鏡は、前記半導体基板には、前記イメージセンサを取り巻く雰囲気の湿度に応じて前記湿度センサの出力周波数を変化させる回路が設けられていることが好ましい。
【００２２】
このような回路を設けることにより、湿度センサから安定した出力を得ることができ、内視鏡挿入部の先端の湿度状態を高精度に把握することが可能となる。
【００２３】
また、前記目的を達成するために、本発明の電子内視鏡の製造方法は、被検体内に挿入される挿入部の先端に設けられ、前記被検体内を撮像するＣＭＯＳ型のイメージセンサと、前記イメージセンサを取り巻く雰囲気の湿度を検出する湿度センサと、を備えた電子内視鏡の製造方法であって、同一のＣＭＯＳプロセスによって、前記イメージセンサと前記湿度センサを同一の半導体基板上に一体的に形成する工程を含む。
【００２４】
本発明によれば、同一のＣＭＯＳプロセスによって、同一の半導体基板上にＣＭＯＳ型のイメージセンサと湿度センサを一体化することによって、これらのグランドラインを共通化することが可能となり、湿度センサを独立して設ける場合に比べて、小型化・高集積化を図ることができる。これにより、内視鏡挿入部の先端を太径化することなく、湿度センサの出力によって内視鏡挿入部の先端の湿度状態を把握することが可能となる。その結果、患者の負担を軽減できるとともに、内視鏡挿入部の先端に搭載される電子部品の故障を未然に防止できる。
【００２５】
また、本発明の電子内視鏡の製造方法は、前記イメージセンサと前記湿度センサを同一の半導体基板上に一体的に形成する際、前記イメージセンサを取り巻く雰囲気の湿度に応じて前記湿度センサの出力周波数を変化させる回路を前記半導体基板上に形成する工程を含むことが好ましい。
【００２６】
このような回路を半導体基板上に形成することにより、湿度センサから安定した出力を得ることができ、内視鏡挿入部の先端の湿度状態を高精度に把握することが可能となる。
【００２７】
また、前記目的を達成するために、本発明の電子内視鏡システムは、本発明の電子内視鏡と、前記湿度センサによって検出された湿度が規定値以下であるか否かを判定する判定手段と、を備える。
【００２８】
本発明によれば、イメージセンサを取り巻く雰囲気の湿度が規定値以下であるか否かに応じて各種処理（例えば電源電圧の供給や乾燥処理等）を実行することが可能となり、内視鏡挿入部の先端に搭載される電子部品の故障を未然に防止することができる。
【００２９】
また、本発明の電子内視鏡システムは、前記イメージセンサ及び前記湿度センサにそれぞれ供給される電源電圧を制御する電源制御手段を備え、前記電源制御手段は、前記判定手段によって前記湿度が前記規定値以下であると判定されるまで前記湿度センサのみに電源電圧を供給し、前記湿度が前記規定値以下であると判定された後、前記イメージセンサに対して電源電圧を供給することが好ましい。
【００３０】
イメージセンサを取り巻く雰囲気の湿度が規定値以下となるまでイメージセンサには電源電圧が供給されないので、内視鏡挿入部の先端に搭載される電子部品の故障を未然に防止することができる。
【００３１】
また、本発明の電子内視鏡システムは、前記判定手段によって前記湿度が前記規定値以下であると判定されるまで、前記電子内視鏡の内部の乾燥を行う乾燥手段を備えることが好ましい。
【００３２】
この態様によれば、イメージセンサを取り巻く雰囲気の湿度が規定値以下と判定されるまで内視鏡内部の乾燥が行われるので、内視鏡挿入部の先端に搭載される電子部品の故障を未然に防止することができる。
【発明の効果】
【００３３】
本発明によれば、内視鏡挿入部の先端を太径化することなく、湿度センサの出力によって内視鏡挿入部の先端の湿度状態を把握することが可能となる。その結果、患者の負担を軽減できるとともに、内視鏡挿入部の先端に搭載される電子部品の故障を未然に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】電子内視鏡システムの概略構成を示した全体構成図
【図２】ＣＭＯＳセンサの構成例を示した構成図
【図３】電子内視鏡システムの電気的な構成を示すブロック図
【図４】ＣＭＯＳセンサの全体構成を示した概略図
【図５】湿度センサの構成例を示した構成図
【図６】湿度センサの製造方法を示した工程図
【図７】湿度センサを含む回路構成の一例を示した回路図
【図８】湿度センサを含む回路構成の他の例を示した回路図
【図９】湿度センサを含む回路構成のさらに他の例を示した回路図
【図１０】電子内視鏡システムの動作を示したフローチャート図
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、添付図面に従って本発明の好ましい実施の形態について詳説する。
【００３６】
図１に示すように、電子内視鏡システム１１は、電子内視鏡１２、プロセッサ装置１３、光源装置１４等から構成される。また、電子内視鏡１２は、挿入部１６、手元操作部１７、ユニバーサルコード１８等から構成される。
【００３７】
挿入部１６は、被検者の体内に挿入されるため、被検者の体内の形状に応じて自在に湾曲するように設けられている。また、挿入部１６の先端部分１６ａには、ＣＭＯＳセンサを搭載した撮像装置が内蔵されている。さらに、先端部分１６ａの端面には、前方に照明光を照射する照明窓や、被検者の体内からの光をＣＭＯＳセンサに導く観察窓、各種処置具が導出される鉗子出口、洗浄水や空気等が噴射される送気送水ノズル等が設けられている。
【００３８】
また、先端部分１６ａの後方には、湾曲部１９が設けられている。この湾曲部１９は、複数の湾曲駒を連結されたものであり、挿入部１６に挿通されたワイヤによって、手元操作部１７に設けられた湾曲操作ノブ２１と連結されている。したがって、湾曲部１９は、手元操作部１７に設けられた湾曲操作ノブ２１の回動操作によって挿入部１６に挿通されたワイヤが押し引きされることにより、上下左右の所望の方向に自在に湾曲する。
【００３９】
手元操作部１７は、前述のように湾曲部１９を操作する湾曲操作ノブ２１の他に、鉗子口２２や、送気送水ボタン２３等の各種操作ボタンが設けられている。鉗子口２２には、注射針や高周波メスなどの処置具が挿通される。また、送気送水ボタン２３は、送気送水装置から供給される空気や洗浄水の送気、送水を制御する。
【００４０】
ユニバーサルコード１８は、その基端部分に設けられたコネクタ２４を介して、電子内視鏡１２をプロセッサ装置１３に電気的に接続するとともに、電子内視鏡１２を光源装置１４に光学的に接続する。
【００４１】
プロセッサ装置１３は、電子内視鏡１２、光源装置１４、モニタ２６等に接続されており、電子内視鏡システム１１の動作を統括的に制御する。また、光源装置１４は、ユニバーサルコード１８や挿入部１６に挿通されたライトガイド（図３参照）を通じて、観察部位に向けて照明光を照射する。
【００４２】
前述のように、電子内視鏡システム１１には、イメージセンサとしてＣＭＯＳセンサ３１が用いられている。ＣＭＯＳセンサ３１は、図２に示すように、撮像領域３２、垂直走査回路３３、相関二重サンプリング（ＣＤＳ）回路３４、列選択トランジスタ３６、出力回路３７、水平走査回路３８等から構成される。
【００４３】
撮像領域３２は、画素４１がマトリクス状に配列されたものであり、図示しない結像光学系により観察部位の像が結像される。画素４１は、フォトダイオードＤ１、増幅用トランジスタＭ１、画素選択用トランジスタＭ２、リセット用トランジスタＭ３等から構成される。フォトダイオードＤ１は、光電変換によって、入射光量に応じた信号電荷を生成するとともに、これを蓄積する。フォトダイオードＤ１に蓄積された信号電荷は、増幅用トランジスタＭ１によって撮像信号として増幅され、画素選択用トランジスタＭ２によって、所定のタイミングで画素４１外に出力される。また、フォトダイオードＤ１に蓄積された信号電荷は、所定のタイミングでリセット用トランジスタＭ３によって破棄される。
【００４４】
また、撮像領域３２には、垂直走査回路３３から水平方向（Ｘ方向）に行選択線Ｌ１及び行リセット線Ｌ２が配線されているとともに、ＣＤＳ回路３４から垂直方向（Ｙ方向）に列信号線Ｌ３が配線されている。
【００４５】
行選択線Ｌ１は、画素選択用トランジスタＭ２のゲートに接続されており、行リセット線Ｌ２は、リセット用トランジスタＭ３のゲートに接続されている。また、列信号線Ｌ３は、画素選択用トランジスタＭ２のソースに接続されているとともに、ＣＤＳ回路３４を介して、対応する列の列選択トランジスタ３６に接続されている。
【００４６】
垂直走査回路３３は、ＣＰＵ５２からの信号に基づいて、所定のタイミングで垂直走査信号を発生し、行選択線Ｌ１を１行ずつ選択して、撮像信号を列信号線Ｌ３に出力させる画素４１の行（以下、水平ラインという）を変更する。また、垂直走査回路３３は、水平ラインの行リセット線Ｌ２を１行ずつ選択して、信号電荷の破棄を行う水平ラインを変更する。さらに、垂直走査回路３３は、行選択線Ｌ１及び行リセット線Ｌ２の選択行が撮像領域３２の端に位置する水平ラインに達した場合には、先頭の水平ラインを再び選択し、上述の動作を繰り返す。
【００４７】
ＣＤＳ回路３４は、ＣＰＵ５２からの信号に基づいて、垂直走査回路３３によって選択された行選択線Ｌ１に接続された画素４１の撮像信号を所定のタイミングで保持し、ノイズ除去を行う。
【００４８】
水平走査回路３８は、ＣＰＵ５２からの信号に基づいて、所定のタイミングで水平走査信号を発生し、列選択トランジスタ３６のオン、オフ制御を行う。
【００４９】
列選択トランジスタ３６は、出力回路３７に接続された出力バスライン４３とＣＤＳ回路３４との間に設けられており、水平走査信号に応じて、出力バスライン４３に撮像信号を転送させる画素を選択する。出力回路３７は、ＣＤＳ回路３４から出力バスライン４３に順に転送される撮像信号を増幅し、Ａ／Ｄ変換して出力する。
【００５０】
図３に示すように、電子内視鏡１２には、上述のＣＭＯＳセンサ３１と、対物レンズ５１、ＣＰＵ５２、ライトガイド５３等が設けられている。
【００５１】
ＣＭＯＳセンサ３１は、前述のように挿入部１６の先端部分１６ａに設けられており、その前方には対物レンズ５１が配置されている。挿入部１６の先端部分１６ａの端面には観察窓５４が設けられており、この観察窓５４から入射する被写体からの光は、対物レンズ５１によってＣＭＯＳセンサ３１の撮像領域３２に結像される。ＣＭＯＳセンサ３１は、撮像領域３２に結像された被写体像を画素４１毎に光電変換し、各画素４１に露光量に応じた信号電荷を蓄積させ、所定のタイミングで撮像信号として出力する。
【００５２】
ＣＰＵ５２は、プロセッサ装置１３のＣＰＵ６１と通信を行い、電子内視鏡１２の各部を統括的に制御する。例えば、ＣＰＵ５２は、プロセッサ装置１３のＣＰＵ６１からの信号に基づき、ＣＭＯＳセンサ３１が所定のタイミングで駆動するように動作を制御する。
【００５３】
ライトガイド５３は、ユニバーサルコード１８や挿入部１６の内部に挿通されており、一端が挿入部１６の先端部分１６ａの端面に設けられた照明窓５６に接続され、他端は光源装置１４に接続されている。光源装置１４からの照明光は、ライトガイド５３を通じて、照明窓５６から観察部位へと照射される。
【００５４】
また、図３に示すように、プロセッサ装置１３は、ＣＰＵ６１、ＤＳＰ６２、Ｄ／Ａ変換回路６３、メモリ６４、電源回路６６等から構成される。
【００５５】
ＣＰＵ６１は、プロセッサ装置１３の各部の動作を制御するとともに、電子内視鏡１２のＣＰＵ５２や光源装置１４のＣＰＵ７１と通信して、電子内視鏡１２や光源装置１４の動作を制御することにより、電子内視鏡システム１１を統括的に制御する。
【００５６】
メモリ６４は、ＣＰＵ６１を動作させるための各種プログラムや各種設定情報が格納されるＲＯＭ、ＲＯＭから読み出されたプログラムを実行する際の作業領域となるＲＡＭ、その他の各種データが記憶されるＥＥＰＲＯＭ等から構成される。
【００５７】
ＤＳＰ６２は、ＣＭＯＳセンサ３１から出力された撮像信号に対して、Ｓ／Ｐ変換、色補間、ホワイトバランス調整、ガンマ補正等の各種信号処理を施す。ＣＭＯＳセンサ３１から出力された撮像信号は、ＤＳＰ６２によって各種画像処理が施されると、画像データとしてメモリ６４に保持される。また、ＤＳＰ６２は、メモリ６４から必要な画像データを読み出して、ＮＴＳＣ信号等の映像信号に変換し、Ｄ／Ａ変換回路６３によってＤ／Ａ変換することにより、画像データをモニタ２６上に表示させる。
【００５８】
電源回路６６は、プロセッサ装置１３の各部、電子内視鏡１２の各部に各種電源電圧を供給する。電源回路６６は、ＣＰＵ６１からの指示を受けて電源電圧の供給を開始する。
【００５９】
また、図３に示すように、光源装置１４は、ＣＰＵ７１、光源７２、波長選択フィルタ７３等から構成される。ＣＰＵ７１は、プロセッサ装置１３のＣＰＵ６１と通信し、ＣＭＯＳセンサ３１の駆動タイミング等に応じて、光源７２や波長選択フィルタ７３を駆動することにより、光源装置１４を制御する。
【００６０】
光源７２は、キセノンランプやハロゲンランプ等の広い波長帯にわたって高輝度の光を発する高輝度光源であり、ＣＰＵ７１によって点灯消灯の切り替えが制御される。また、光源７２から発せられた光は、集光レンズ７４によってライトガイド５３に効率良く導かれる。
【００６１】
波長選択フィルタ７３は、光源７２から発せられた光を、特定の波長帯の光に制限するフィルタであり、ＣＰＵ７１からの指示に基づいて、光源７２と集光レンズ７４の間に挿入、または退避される。これにより、光源装置１４は、設定や医師の操作等、必要に応じて照明光の波長帯を自在に切り替えられるようになっている。例えば、光源装置１４は、単に白色の可視光を出力するだけでなく、赤外光等の可視光以外の光や、可視光のＲＧＢ成分の比率を調節した特殊光を出力することができるようになっている。
【００６２】
次に、本実施形態に係る電子内視鏡システム１１の特徴的な構成について説明する。
【００６３】
図４は、ＣＭＯＳセンサ３１の全体構成を示した概略図である。図４に示すように、ＣＭＯＳセンサ３１は、半導体基板１００上に、撮像領域３２及び周辺回路領域１０２を備えるとともに、ＣＭＯＳセンサ３１を取り巻く雰囲気の湿度を検出する湿度センサ１０４が配設される湿度センサ領域１０６を備える。なお、周辺回路領域１０２には、図２に示した垂直走査回路３３、水平走査回路３８、ＣＤＳ回路３４、出力回路３７等が配設される。
【００６４】
図５は、湿度センサ１０４の構成例を示した構成図である。図５（ａ）は、湿度センサ１０４の平面図であり、図５（ｂ）は湿度センサ１０４の断面図（図５（ａ）中Ａ−Ａ線に沿う断面図）である。
【００６５】
図５に示した湿度センサ１０４は、湿度の変化に対応する抵抗値の変化を電気信号（湿度信号）として出力する抵抗式の湿度センサである。この湿度センサ１０４は、ＣＭＯＳセンサ３１と同一の半導体基板１００上に絶縁膜１１２を介して設けられ、同一平面上で離間して対向するように配置された一対の電極１０８Ａ、１０８Ｂと、電極１０８Ａ、１０８Ｂ及びこれらの電極間を覆うように形成された感湿膜１１０と、電極１０８Ａ、１０８Ｂの端部にそれぞれ形成される出力端子部１０９Ａ、１０９Ｂとから構成される。
【００６６】
電極１０８Ａ、１０８Ｂの形状としては、特に限定されるものではないが、本実施形態では、図５に示すように、電極１０８Ａ、１０８Ｂはそれぞれ櫛歯状をなし、互いに櫛歯部が噛み合って対向したものが採用される。これにより、電極１０８Ａ、１０８Ｂにそれぞれ設けられる複数の櫛歯部が互いに噛み合って対向するため、電極全体としての配置面積を極力小さくしつつ、対向面積を大きくすることができる。したがって、湿度センサ１０４を取り巻く雰囲気の湿度の検出精度を向上することができる。
【００６７】
感湿膜１１０は、吸収または放出した水分量に応じて電極１０８Ａ、１０８Ｂ間の抵抗値を変化させるものであり、図５に示すように、電極１０８Ａ、１０８Ｂ及びこれらの電極間を覆うように形成された高分子ポリマー（例えば、ポリイミド系ポリマー等）により構成される。
【００６８】
ここで、本実施形態の湿度センサ１０４の製造方法について図６を参照しながら説明する。図６は、湿度センサ１０４の製造方法を示した工程図である。
【００６９】
まず、公知のＣＭＯＳプロセスによって、半導体基板１００上にＣＭＯＳセンサ３１の撮像領域３２及び周辺回路領域１０２の回路パターンを形成するとともに、同一のＣＭＯＳプロセスによって、半導体基板１００の湿度センサ領域１０６に湿度センサ１０４を形成する。
【００７０】
具体的には、図６（ａ）に示すように、半導体基板１００上に絶縁膜１１２としてシリコン窒化膜（ＳｉＮ膜）等を成膜した後、絶縁膜１１２上に電極１０８Ａ、１０８Ｂの電極パターンを形成する。電極パターンの形成方法としては、特に限定されるものではないが、例えば絶縁膜１１２上の全面に電極膜を成膜した後、公知のフォトリソグラフィ技術を用いて電極膜を所定形状にパターニングする。
【００７１】
このとき、湿度センサ１０４から安定した出力が得られるようにするために、図７に示す回路構成の回路パターンを同時に形成しておく。図７に示した回路構成は、抵抗、コンデンサ、演算増幅器等を含む無安定マルチバイブレータ発信回路からなり、湿度センサ１０４とコンデンサとを直列に接続することによって、湿度に対応した周波数の出力を得ることができるようになっている。また、図７に示した回路構成に限らず、例えば図８や図９に示した回路構成とすることも可能である。なお、図７〜図９に示した回路構成については、例えば特開昭６１−１０４２４６号公報に記載されるように公知であるため、ここでは詳細な説明を省略する。
【００７２】
次に、図６（ｂ）に示すように、湿度センサ領域１０６に配置された回路全体（電極１０８Ａ、１０８Ｂの電極パターンを含む）を覆うように保護膜１１６を形成する。
【００７３】
次に、図６（ｃ）に示すように、保護膜１１６の一部を研磨して剥がすことにより、湿度センサ１０４のセンサ部１０４ａを露出させる。なお、湿度センサ１０４のセンサ部１０４ａは、電極１０８Ａ、１０８Ｂの各櫛歯部が互いに対向する電極対向領域である。
【００７４】
次に、図６（ｄ）に示すように、湿度センサ１０４のセンサ部１０４ａに感湿膜１１０として高分子ポリマーを成膜する。感湿膜１１０の形成方法は、特に限定されるものではないが、例えば、高分子ポリマーをスピンコート法や印刷法にて塗布後、加熱硬化することにより形成することができる。これにより、本実施形態の湿度センサ１０４が完成する。
【００７５】
以上のように構成される湿度センサ１０４では、感湿膜１１０が吸収または放出した水分量に変化が生じ、電極１０８Ａ、１０８Ｂ間の抵抗値が変化する。そして、この抵抗値の変化によって、湿度センサ１０４から出力される電気信号（湿度信号）の周波数が変化する。すなわち、湿度センサ１０４は、ＣＭＯＳセンサ３１を取り巻く雰囲気の湿度に応じた周波数の電気信号が湿度信号として出力される。
【００７６】
図３に示すように、プロセッサ装置１３は、湿度センサ１０４から出力された湿度信号に基づいて、挿入部１６の先端部分１６ａの湿度を算出する湿度算出部１２０を備えている。また、メモリ６４には、湿度センサ１０４の出力周波数と湿度との関係がデータテーブル化された湿度テーブルが記憶されている。この湿度テーブルは、予め実験等によって求められるものである。湿度算出部１２０は、メモリ６４に記憶された湿度テーブルを参照することによって、湿度センサ１０４から出力された湿度信号の周波数から挿入部１６の先端部分１６ａの湿度、すなわち、ＣＭＯＳセンサ３１を取り巻く雰囲気の湿度を求める。
【００７７】
また、プロセッサ装置１３には、電子内視鏡１２の内部を乾燥するための乾燥ユニット１２４や、乾燥ユニット１２４による乾燥が十分に行われたか否かを示す表示ランプ１２６が設けられている。
【００７８】
乾燥ユニット１２４には、電子内視鏡１２の内部に気体を送気する送気ポンプ（不図示）と、電子内視鏡１２の内部の気体を吸引する吸引ポンプ（不図示）が設けられている。乾燥ユニット１２４は、ＣＰＵ６１の指示に従って、電子内視鏡１２のコネクタ２４に設けられる送気口及び吸引口（不図示）を介して気体の送気や吸引を行うことにより、電子内視鏡１２の内部の乾燥を行う。
【００７９】
表示ランプ１２６は、ＣＰＵ６１の指示に従って、電子内視鏡１２の内部の乾燥が十分に行われたか否かを示す表示手段である。表示ランプ１２６の表示態様は、オペレータが視覚的に把握可能なものであれば特に限定されるものではないが、例えば、電子内視鏡１２の内部の乾燥がＮＧの場合には赤色で点灯表示し、ＯＫの場合には緑色で点灯表示する態様や、ＮＧの場合は点滅表示し、ＯＫの場合は点灯表示する態様等がある。なお、電子内視鏡１２の内部の乾燥が十分に行われたか否かについては、後述するように、ＣＭＯＳセンサ３１を取り巻く雰囲気の湿度に基づいてＣＰＵ６１により判断される。
【００８０】
次に、本実施形態の電子内視鏡システム１１の動作について図１０を参照しながら説明する。図１０に示した動作は、電子内視鏡１２がプロセッサ装置１３に接続されたときに行われるものであり、メモリ６４に格納されたプログラムに従ってＣＰＵ６１により実行されるものである。
【００８１】
まず、電子内視鏡１２がプロセッサ装置１３に接続されると、ＣＰＵ６１は、乾燥ユニット１２４に対して乾燥処理の開始を指示する（ステップＳ１０）。乾燥ユニット１２４は、送気ポンプ及び吸引ポンプをＯＮにして、電子内視鏡１２の内部に気体を送気するとともに吸気を開始する。
【００８２】
次に、ＣＰＵ６１は、プロセッサ装置１３に搭載されるタイマー（不図示）を作動させて、所定時間が経過するまで待機する（ステップＳ１２）。
【００８３】
所定時間の経過後、ＣＰＵ６１は、電源回路６６に対して湿度センサ１０４への通電を指示する（ステップＳ１４）。電源回路６６は、湿度センサ１０４に対して所定の電源電圧を供給する。湿度センサ１０４に電源電圧が供給されると、湿度センサ１０４から湿度に応じた周波数の電気信号が湿度信号として出力され、その湿度信号はプロセッサ装置１３の湿度算出部１２０に入力される。湿度算出部１２０は、メモリ６４に記憶される湿度テーブルを参照し、ＣＭＯＳセンサ３１を取り巻く雰囲気の湿度を算出し、その算出結果をＣＰＵ６１に通知する。
【００８４】
次に、ＣＰＵ６１は、湿度算出部１２０により算出された湿度が規定値以下（例えば５０％以下）であるか否かを判断する（ステップＳ１８）。湿度が規定値以下でない場合には、電子内視鏡１２の内部の乾燥が十分でないと判断されることから、ＣＰＵ６１は、表示ランプ１２６にＮＧ表示（例えば赤色で点灯表示）を行い（ステップＳ２６）、ステップＳ１２に戻って、湿度が規定値以下となるまで同様の処理を繰り返す。
【００８５】
一方、ステップＳ１８において湿度が規定値以下と判断された場合には、ＣＰＵ６１は、表示ランプ１２６にＯＫ表示（例えば緑色で点灯表示）を行う（ステップＳ２０）。
【００８６】
次に、ＣＰＵ６１は、乾燥ユニット１２４に対して乾燥処理の終了を指示する（ステップＳ２２）。乾燥ユニット１２４は、送気ポンプ及び吸引ポンプをＯＦＦにして、電子内視鏡１２の内部に対する気体の送気及び吸気を停止する。
【００８７】
次に、ＣＰＵ６１は、電源回路６６に対して電子内視鏡１２の各部への通電を指示する（ステップＳ２４）。電源回路６６は、電子内視鏡１２の各部に対して所定の電源電圧を供給する。その後、電子内視鏡１２の各部の動作確認が行われた後、電子内視鏡１２を用いた診断が可能な状態となる。
【００８８】
以上説明したように、本実施形態によれば、同一の半導体基板１００上にＣＭＯＳセンサ３１と湿度センサ１０４を一体化することによって、これらを同一のＣＭＯＳプロセスで形成することが可能となり、湿度センサ１０４を独立して設ける場合に比べて、グランドラインを共通化することができ、小型化・高集積化を図ることが可能となる。これにより、挿入部１６の先端部分１６ａを太径化することなく、患者の負担を軽減することが可能となる。
【００８９】
また、本実施形態では、ＣＭＯＳセンサ３１を取り巻く周囲の湿度変化に応じて湿度センサ１０４の電極１０８Ａ、１０８Ｂ間の抵抗値が変化すると、湿度センサ１０４の出力周波数に変化が生じ、湿度に応じた周波数の湿度信号が湿度センサ１０４から出力される。このため、湿度センサ１０４の抵抗値の広い範囲で安定な矩形波の出力が得られ、しかも、簡単な回路構成で実現することができるので、挿入部１６の細径化を図りつつ、湿度センサ１０４の特性変動や特性劣化に影響されることなく湿度を安定して検出することが可能となる。これにより、わずかな湿度変化でも挿入部１６の先端部分１６ａの湿度状態を高精度に把握することが可能となる。その結果、電子内視鏡１２の内部の乾燥が十分に行われたか否かを容易に検知することが可能となり、挿入部１６の先端部分１６ａに搭載された電子部品の故障を未然に防ぐことが可能となる。
【００９０】
なお、本実施形態では、湿度センサ１０４として抵抗式の湿度センサが用いられているが、これに限らず、湿度の変化に対応する静電容量値の変化を検出する静電容量式の湿度センサを用いることも可能である。なお、静電容量式の湿度センサについては公知のものを用いればよいため、ここでは説明を省略する。
【００９１】
また、本実施形態では、プロセッサ装置１３に乾燥ユニット１２４が設けられた態様を示したが、これに限らず、プロセッサ装置１３とは別体として設けられた乾燥装置を用いて電子内視鏡１２の内部の乾燥を行ってもよい。この場合、プロセッサ装置１３のＣＰＵ６１からの指示により、乾燥装置のＯＮ／ＯＦＦが自動制御される。
【００９２】
また、本実施形態では、プロセッサ装置１３に表示ランプ１２６が設けられた態様を示したが、これに限らず、例えばプロセッサ装置１３に接続されるモニタ２６を用いて、電子内視鏡１２の内部の乾燥が十分に行われたか否かを表示してもよい。また、スピーカ等の音声手段を用いて、例えば電子内視鏡１２の内部の乾燥が十分でない場合には警告音等を出すようにしてもよい。オペレータは、視覚的または聴覚的に電子内視鏡１２の内部の乾燥状態、すなわち、挿入部１６の先端部分１６ａの湿度状態を容易に把握でき、消毒滅菌処理が行われた電子内視鏡１２の内部の乾燥が不十分のまま使用されることを防ぐことができ、挿入部１６の先端部分１６ａに搭載される電子部品の故障を未然に防止することが可能となる。
【００９３】
以上、本発明の電子内視鏡及びその製造方法並びに電子内視鏡システムについて詳細に説明したが、本発明は、以上の例には限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行ってもよいのはもちろんである。
【符号の説明】
【００９４】
１１…電子内視鏡システム、１２…電子内視鏡、１３…プロセッサ装置、１４…光源装置、１６…挿入部、１６ａ…先端部分、１７…手元操作部、２６…モニタ、３１…ＣＭＯＳセンサ、３２…撮像領域、３３…垂直走査回路、３４…ＣＤＳ回路、３７…出力回路、３８…水平走査回路、４１…画素、５２…ＣＰＵ、６１…ＣＰＵ、６４…メモリ、６６…電源回路、１００…半導体基板、１０２…周辺回路領域、１０４…湿度センサ、１０６…湿度センサ領域、１０８Ａ、１０８Ｂ…電極、１１０…感湿膜、１１６…保護膜、１２０…湿度算出部、１２４…乾燥ユニット、１２６…表示ランプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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