JP2011206337A - 内視鏡システム及びその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】撮像装置の動作が不安定になることなく、プロセッサ装置による制御の信頼性を向上させる。
【解決手段】プロセッサ装置１４のＣＰＵ８２で生成された制御データはシリアル線９８を介して送信され、ＣＭＯＳ撮像装置５４のレジスタ８０に格納され、ＣＭＯＳ撮像装置５４の各部はレジスタ値に従って各種処理を行う。また、ＣＭＯＳ撮像装置５４から出力される撮像信号にはレジスタ値が重畳されて、ＬＶＤＳ線９６を介してプロセッサ装置１４に送信される。プロセッサ装置１４のＣＰＵ８２で撮像信号から抽出されたレジスタ値と制御データが一致するか否かを判断する判断処理（ステータスチェック処理）が行われ、これらのデータが不一致の場合には制御データがＣＭＯＳ撮像装置５４に再送信される。
【選択図】図４

Description

本発明は、内視鏡システム及びその制御方法に係り、特に、挿入部先端にＣＭＯＳ型固体撮像素子を有する撮像装置が内蔵された電子内視鏡と、撮像装置の動作を制御するとともに、撮像装置から出力された撮像信号に信号処理を施すプロセッサ装置と、を備えた内視鏡システム及びその制御方法に関する。

医療分野において、内視鏡システムを利用した医療診断が盛んに行われている。内視鏡システムは、被検体内に挿入され、固体撮像素子により被検体内を撮像する撮像装置を備えた電子内視鏡（スコープ）と、撮像装置の動作を制御するとともに、撮像装置から出力される撮像信号に各種信号処理を施してモニタに内視鏡画像を表示させるプロセッサ装置とから構成される。

電子内視鏡に搭載される固体撮像素子としては、従来ではＣＣＤ（Charge Coupled Device）型固体撮像素子が一般的であったが、近年ではＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）型固体撮像素子が用いられるようになってきている。ＣＭＯＳ型固体撮像素子は、ＣＣＤ型固体撮像素子に比べて、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。

例えば、特許文献１には、ＣＭＯＳ型固体撮像素子を有する撮像装置から出力される撮像信号を、外乱ノイズに強く、高速伝送が可能な低電圧差動伝送（ＬＶＤＳ）方式によりプロセッサ装置に伝送する内視鏡システムが開示されている。

また、この内視鏡システムでは、プロセッサ装置で撮像装置の各部を制御するための制御データが生成され、シリアル信号形式により撮像装置に伝送される。このようにして伝送された制御データは撮像装置のレジスタに格納され、撮像装置の各部はレジスタに格納された設定データ（制御データ）に従って各種処理を実行する。

特開２００９−２０１５４０号公報

しかしながら、内視鏡システムのように送受信間に距離があり、長い信号線を有するシステムでは、制御データの伝送が行われるシリアル線は、撮像信号が伝送されるＬＶＤＳ線に比べて外乱ノイズの影響を受けやすく、制御信号の通信路の品質、ＣＭＯＳ型固体撮像素子の誤動作などが問題となり、制御データの伝送が不安定化し、その結果、受信側では、制御データの誤検出が生じるといった問題がある。

特に、内視鏡挿入部の先端ではＡＰＣ（Argon Plasma Coagulation）処方が観察と併用される場合や、電気的な処置具が使用される場合などに電気ノイズの影響を受けやすく、ＣＭＯＳ型固体撮像素子が制御不能の状態に陥り、内視鏡画像を取得できない状態になる恐れがある。

かかる問題に対して、プロセッサ装置からＣＭＯＳセンサに送信される制御データの伝送路にもＬＶＤＳ方式に基づく伝送技術を適用することも考えられるが、撮像装置とプロセッサ装置との間を接続するケーブルの太径化を招くことになるので好ましくない。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、撮像装置の動作が不安定になることなく、プロセッサ装置による制御の信頼性を向上させた内視鏡システム及びその制御方法を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、被検体に挿入される挿入部先端にＣＭＯＳ型固体撮像素子を有する撮像装置が内蔵された電子内視鏡と、前記撮像装置の動作を制御するとともに、前記撮像装置から出力される撮像信号に信号処理を施してモニタに内視鏡画像を表示させるプロセッサ装置と、を備え、前記撮像装置から出力される撮像信号をＬＶＤＳ伝送方式からなる第１の通信手段を介して前記プロセッサ装置に送信するとともに、前記プロセッサ装置で生成された前記制御データを前記第１の通信手段とは異なる第２の通信手段を介して前記撮像装置に送信する内視鏡システムであって、前記撮像装置は、前記プロセッサ装置から前記第２の通信手段を介して送信された前記制御データを設定データとして記憶するレジスタと、前記レジスタに記憶されている前記設定データを前記撮像信号に重畳する設定データ重畳手段と、を備え、前記プロセッサ装置は、前記撮像装置から前記第１の通信手段を介して送信された前記撮像信号に重畳されている前記設定データを抽出する設定データ抽出手段と、前記制御データ抽出手段により抽出された前記設定データが前記プロセッサ装置で生成された前記制御データと一致するか否かを判断する判断処理を行い、前記設定データと前記制御データが不一致の場合には、前記制御データを前記第２の通信手段を介して前記撮像装置に再送信する制御手段と、を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、プロセッサ装置で生成された制御データは第２の通信手段を介して撮像装置に送信され、撮像装置のレジスタに設定データとして記憶され、撮像装置の各部はレジスタに記憶された設定データに従って各種処理を行う。また、撮像装置から出力される撮像信号にはレジスタに記憶されている設定データが重畳されて、ＬＶＤＳからなる第１の通信手段を介してプロセッサ装置に送信される。プロセッサ装置では、撮像信号から設定データが抽出され、当該設定データと撮像装置で生成された制御データが一致するか否かを判断する判断処理が行われ、これらのデータが不一致の場合には制御データが撮像装置に再送信される。

このため、外乱ノイズの影響により制御データが送信される伝送路（第２の通信手段）が不安定となって、受信側（撮像装置側）で制御データの誤検出が生じても、プロセッサ装置から制御データが再送信されるので、撮像装置の動作が不安定になることなく、プロセッサ装置による制御の信頼性を向上させることができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記電子内視鏡の挿入部には被検体への処置を施す高周波処置具が挿入される鉗子チャンネルが設けられ、前記第１及び第２の通信手段は前記鉗子チャンネルと略平行に並設されていることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、本発明における好ましい一態様であり、鉗子チャンネルに挿入される高周波処置具から大量のノイズが発生しても、撮像装置の動作が不安定になることなく、安定した制御が可能となる。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、前記プロセッサ装置は、前記判断処理を所定周期で繰り返し行うことを特徴とする。

このように撮像信号から抽出された設定データがプロセッサ装置で生成された制御データと一致するか否かを判断する判断処理を周期的に行う態様が好ましく、撮像装置の動作が不安定になるのを未然に防止することができる。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、前記プロセッサ装置は、前記高周波処置具に高周波電流が通電されたことを検知する検知手段を備え、前記制御手段は、前記検知手段により前記高周波処置具に高周波電流が通電されたことが検知された場合には前記所定周期よりも短い周期で前記判断処理を繰り返し行うことを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項３又は４に記載の発明において、前記制御手段は、前記プロセッサ装置又は前記撮像装置の電源が投入されたときは所定期間にわたって前記所定周期よりも短い周期で前記判断処理を繰り返し行うことを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項３乃至５のいずれか１項に記載の発明において、前記制御手段は、前記撮像装置の動作モードが変更された場合には所定期間にわたって前記所定周期よりも短い周期で前記判断処理を繰り返し行うことを特徴とする。

請求項４乃至６に記載の各発明は、本発明における好ましい一態様であり、撮像装置の動作が不安定となりやすい場合には判断処理の周期を通常よりも短くする態様が好ましい。

請求項７に記載の発明は、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の発明において、前記第２の通信手段は前記第１の通信手段より外径が小さいことを特徴とする。これは、本発明の好ましい一態様である。

また、前記目的を達成するために、請求項８に記載の発明は、被検体に挿入される挿入部先端にＣＭＯＳ型固体撮像素子を有する撮像装置が内蔵された電子内視鏡と、前記撮像装置の動作を制御するとともに、前記撮像装置から出力される撮像信号に信号処理を施してモニタに内視鏡画像を表示させるプロセッサ装置と、を備え、前記撮像装置から出力される撮像信号をＬＶＤＳ伝送方式からなる第１の通信手段を介して前記プロセッサ装置に送信するとともに、前記プロセッサ装置で生成された制御データを前記第１の通信手段とは異なる第２の通信手段を介して前記撮像装置に送信する内視鏡システムの制御方法であって、前記プロセッサ装置で生成された前記制御データを前記第２の通信手段を介して前記撮像装置に送信する工程と、前記撮像装置に送信された前記制御データを設定データとしてレジスタに記憶する工程と、前記レジスタに記憶されている前記設定データを前記撮像信号に重畳する工程と、前記設定データが重畳された前記撮像信号を前記第１の通信手段を介して前記プロセッサ装置に送信する工程と、前記撮像信号に重畳されている前記設定データを抽出する工程と、前記撮像信号から抽出された前記設定データが前記プロセッサ装置で生成された前記制御データと一致するか否かを判断する判断処理を行い、前記設定データと前記制御データが不一致の場合には、前記制御データを前記第２の通信手段を介して前記撮像装置に再送信する工程と、を含むことを特徴とする。

本発明によれば、外乱ノイズの影響により制御データが送信される伝送路（第２の通信手段）が不安定となって、受信側（撮像装置側）で制御データの誤検出が生じても、プロセッサ装置から制御データが再送信されるので、撮像装置の動作が不安定になることなく、プロセッサ装置による制御の信頼性を向上させることができる。

内視鏡システムの概略構成を示した全体構成図 電子内視鏡の先端部を示した正面図 電子内視鏡の先端部を示した側面断面図 内視鏡システムにおける電子内視鏡及びプロセッサ装置の構成を示したブロック図 撮像信号のフォーマットの一例を示した図

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。

図１は本実施形態に係る内視鏡システムの概略構成を示した全体構成図である。図１に示すように、本実施形態の内視鏡システム１０は、電子内視鏡１２、プロセッサ装置１４、光源装置１６などから構成される。電子内視鏡１２は、患者（被検体）の体腔内に挿入される可撓性の挿入部２０と、挿入部２０の基端部分に連設された操作部２２と、プロセッサ装置１４及び光源装置１６に接続されるユニバーサルコード２４とを備えている。

挿入部２０の先端には、体腔内撮影用のＣＭＯＳ撮像装置（撮像チップ）５４（図３参照）などが内蔵された先端部２６が連設されている。先端部２６の後方には、複数の湾曲駒を連結した湾曲部２８が設けられている。湾曲部２８は、操作部２２に設けられたアングルノブ３０が操作されて、挿入部２０内に挿設されたワイヤが押し引きされることにより、上下左右方向に湾曲動作する。これにより、先端部２６が体腔内の所望の方向に向けられる。

ユニバーサルコード２４の基端は、コネクタ３６に連結されている。コネクタ３６は、複合タイプのものであり、コネクタ３６にはプロセッサ装置１４が接続される他、光源装置１６が接続される。

プロセッサ装置１４は、ユニバーサルコード２４内に挿通されたケーブル６８（図３参照）を介して電子内視鏡１２に給電を行い、ＣＭＯＳ撮像装置５４の駆動を制御するとともに、ＣＭＯＳ撮像装置５４からケーブル６８を介して伝送された撮像信号を受信し、受信した撮像信号に各種信号処理を施して画像データに変換する。プロセッサ装置１４で変換された画像データは、プロセッサ装置１４にケーブル接続されたモニタ３８に内視鏡画像として表示される。また、プロセッサ装置１４は、コネクタ３６を介して光源装置１６と電気的に接続され、内視鏡システム１０の動作を統括的に制御する。

図２は電子内視鏡１２の先端部２６を示した正面図である。図２に示すように、先端部２６の先端面２６ａには、観察窓４０、照明窓４２、鉗子出口４４、及び送気・送水用ノズル４６が設けられている。観察窓４０は、先端部２６の片側中央に配置されている。照明窓４２は、観察窓４０に関して対称な位置に２個配され、体腔内の被観察部位に光源装置１６からの照明光を照射する。鉗子出口４４は、挿入部２０内に配設された鉗子チャンネル７０（図３参照）に接続され、操作部２２に設けられた鉗子口３４（図１参照）に連通している。鉗子口３４には、注射針や高周波メスなどが先端に配された各種処置具が挿通され、各種処置具の先端が鉗子出口４４から露呈される。送気・送水用ノズル４６は、操作部２２に設けられた送気・送水ボタン３２（図１参照）の操作に応じて、光源装置１６に内蔵された送気・送水装置から供給される洗浄水や空気を、観察窓４０や体腔内に向けて噴射する。

図３は電子内視鏡１２の先端部２６を示した側面断面図である。図３に示すように、観察窓４０の奥には、体腔内の被観察部位の像光を取り込むための対物光学系５０を保持する鏡筒５２が配設されている。鏡筒５２は、挿入部２０の中心軸に対物光学系５０の光軸が平行となるように取り付けられている。鏡筒５２の後端には、対物光学系５０を経由した被観察部位の像光を、略直角に曲げてＣＭＯＳ撮像装置５４に向けて導光するプリズム５６が接続されている。

ＣＭＯＳ撮像装置（撮像チップ）５４は、ＣＭＯＳ型の固体撮像素子（以下、「ＣＭＯＳセンサ」という。）５８と、ＣＭＯＳセンサ５８の駆動及び信号の入出力を行う周辺回路６０とが一体形成されたモノリシック半導体（いわゆるＣＭＯＳセンサチップ）であり、支持基板６２上に実装されている。ＣＭＯＳセンサ５８の撮像面５８ａは、プリズム５６の出射面と対向するように配置されている。撮像面５８ａ上には、矩形枠状のスペーサ６３を介して矩形板状のカバーガラス６４が取り付けられている。ＣＭＯＳ撮像装置５４、スペーサ６３、及びカバーガラス６４は、接着剤を介して組み付けられている。これにより、塵埃などの侵入から撮像面５８ａが保護されている。

挿入部２０の後端に向けて延設された支持基板６２の後端部には、複数の入出力端子６２ａが支持基板６２の幅方向に並べて設けられている。入出力端子６２ａには、ユニバーサルコード２４を介してプロセッサ装置１４との各種信号の遣り取りを媒介するための信号線６６が接合されており、入出力端子６２ａは、支持基板６２に形成された配線やボンディングパッド等（図示せず）を介してＣＭＯＳ撮像装置５４内の周辺回路６０と電気的に接続されている。信号線６６は、可撓性の管状のケーブル６８内にまとめて挿通されている。ケーブル６８は、挿入部２０、操作部２２、及びユニバーサルコード２４の各内部を挿通し、コネクタ３６に接続されている。

また、図示は省略したが、照明窓４２の奥には、照明部が設けられている。照明部には、光源装置１６からの照明光を導くライトガイドの出射端が配されている。ライトガイドは、ケーブル６８と同様に、挿入部２０、操作部２２、及びユニバーサルコード２４の各内部を挿通し、コネクタ３６に入射端が接続されている。

図４は内視鏡システム１０における電子内視鏡１２及びプロセッサ装置１４の構成を示したブロック図である。図４に示すように、電子内視鏡１２（挿入部２０）の先端部２６には、ＣＭＯＳセンサ５８と周辺回路６０（図３参照）とが同一チップに形成されたＣＭＯＳ撮像装置（撮像チップ）５４が内蔵されており、周辺回路６０として、アナログ信号処理回路（ＡＦＥ）７２、ヘッダ処理部７４、パラレル／シリアル（Ｐ／Ｓ）変換部７６、ＬＶＤＳ送信部７８、レジスタ８０、タイミングジェネレータ（ＴＧ）８１等を備えている。

ＣＭＯＳセンサ５８には、マトリクス状に配置される各画素ごとに形成されるフォトダイオードとフォトダイオードにより蓄積された信号電荷を電圧信号に変換する電圧変換回路と、電圧変換回路から電圧信号を読み出す画素のアドレス（位置）を指定する走査回路（垂直走査回路及び水平走査回路）と、走査回路によって読み出された画素の電圧信号を順に出力する出力回路とを備えている。

ＡＦＥ７２は、相関二重サンプリング（ＣＤＳ）回路、自動ゲイン回路（ＡＧＣ）、及びアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換器により構成されている。ＣＤＳ回路は、ＣＭＯＳセンサ５８の各画素から順次読み出された画素信号からなる撮像信号に対して相関二重サンプリング処理を施し、ＣＭＯＳセンサ５８で生じるリセット雑音及びアンプ雑音の除去を行う。ＡＧＣは、ＣＤＳ回路によりノイズ除去が行われた撮像信号を、プロセッサ装置１４から指定されたゲイン（増幅率）で増幅する。Ａ／Ｄ変換器は、ＡＧＣにより増幅された撮像信号を、所定のビット数のデジタル信号に変換して出力する。Ａ／Ｄ変換器でデジタル化されて出力された撮像信号（デジタル撮像信号）はヘッダ処理部７４を介してＰ／Ｓ変換部７６に入力される。なお、ヘッダ処理部７４については後述する。

Ｐ／Ｓ変換部７６は、ＡＦＥ７２のＡ／Ｄ変換器からヘッダ処理部７４を介して入力される撮像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７６により生成されたシリアル信号はＬＶＤＳ送信部７８に入力される。

ＬＶＤＳ送信部７８は、高速伝送が可能なＬＶＤＳ（Low Voltage Differential Signal）伝送方式によりＰ／Ｓ変換部７６から入力されるシリアル信号を差動信号として出力する。ＬＶＤＳ送信部７８から出力された差動信号は２本の信号線からなるＬＶＤＳ線９６を通じてプロセッサ装置１４のＬＶＤＳ受信部８４に入力される。

レジスタ８０は、ＣＭＯＳ撮像装置５４における各部の処理内容を決定する各種制御データを記憶するメモリである。レジスタ８０に記憶（格納）される制御データとしては、画素の走査方式（全画素走査／インターレース走査）、走査する画素領域（走査開始・終了する画素の位置）、シャッタ速度（露光時間）等のＣＭＯＳ撮像装置５４の各種動作モード（静止画優先モード、動画優先モード等）を決定するための各種制御情報が含まれる。これらの制御データは、プロセッサ装置１４からシリアル線９８を通じてレジスタ８０に入力されるようになっている。レジスタ８０にはプロセッサ装置１４から入力される制御データが記憶され、ＣＭＯＳ撮像装置５４の各部はレジスタ８０に記憶されているレジスタ値（つまり、プロセッサ装置１４から入力された制御データ）に従って各種処理を実行する。

ＴＧ８１は、プロセッサ装置１４から与えられる基準クロックに基づき、固体撮像素子５８から画素信号を読み出すための駆動パルスやＡＦＥ７２等の各部の同期パルスを生成し、ＣＭＯＳ撮像装置５４の各部に供給する。そして、ＣＭＯＳ撮像装置５４の各部は、ＴＧ８１から供給されるパルスに従って各種処理を実行する。

プロセッサ装置１４は、ＣＰＵ８２、ＬＶＤＳ受信部８４、抽出部８６、シリアル／パラレル（Ｓ／Ｐ）変換部８８、画像処理回路（ＤＳＰ）９０、表示制御回路９２等を備えている。

ＣＰＵ８２は、プロセッサ装置１４内の各部を制御するとともに、ＣＭＯＳ撮像装置５４の各部を制御するための各種制御データを生成し、当該制御データをシリアル線９８を通じてＣＭＯＳ撮像装置５４に送信する。なお、ＣＰＵ８２から送信された制御データは、上述したように、ＣＭＯＳ撮像装置５４のレジスタ８０に格納される。

ＬＶＤＳ受信部８４は、ＬＶＤＳ伝送方式に基づく通信を行うものであり、ＬＶＤＳ送信部７８から差動信号として伝送された撮像信号（シリアル信号）を受信する。ＬＶＤＳ受信部８４で受信した撮像信号は抽出部８６を介してＳ／Ｐ変換部８８に入力される。なお、抽出部８６については後述する。

Ｓ／Ｐ変換部８８は、ＬＶＤＳ受信部８４から抽出部８６を介して入力される撮像信号をシリアル信号からパラレル信号に変換して、ＣＭＯＳ撮像装置５４のＰ／Ｓ変換部７６における変換前の元の撮像信号に復元する。Ｓ／Ｐ変換部８８でパラレル信号に変換された撮像信号はＤＳＰ９０に入力される。

ＤＳＰ９０は、Ｓ／Ｐ変換部８８から入力された撮像信号に対し、色補間、色分離、色バランス調整、ガンマ補正、画像強調処理等を施し、画像データを生成する。ＤＳＰ９０で各種画像処理が施されて生成された画像データは表示制御回路９２に入力される。

表示制御回路９２は、ＤＳＰ９０から入力された画像データを、モニタ３８に対応した信号形式に応じた映像信号に変換してモニタ３８に出力する。

本実施形態では、制御データの伝送路（シリアル線９８を含むケーブル）は撮像信号の伝送路（ＬＶＤＳ線９６を含むケーブル）よりも外径が小さいことが好ましい。一般に撮像信号の伝送路は各種ノイズ対策（差動信号化やシールドなど）が図られているため、ケーブルの外径が太くなっている。一方、制御データの伝送路も同様の対策を図ることが望ましいが太径化につながり、内視鏡挿入部の充填率増加、太径化につながるため好ましくない。したがって、上記のように制御データの伝送路は撮像信号の伝送路より外径が小さいことが好ましい。

上記のように構成された内視鏡システム１０で体腔内を観察する際には、電子内視鏡１２、プロセッサ装置１４、光源装置１６、及びモニタ３８の電源をオンにして、電子内視鏡１２の挿入部２０を体腔内に挿入し、光源装置１６からの照明光で体腔内を照明しながら、ＣＭＯＳ撮像装置５４により撮像される体腔内の画像をモニタ３８で観察する。

その際、プロセッサ装置１４のＣＰＵ８２ではＣＭＯＳ撮像装置５４の各部を制御するための制御データが生成され、当該制御データはシリアル線９８を通じて送信され、ＣＭＯＳ撮像装置５４のレジスタ８０に格納される。そして、ＣＭＯＳ撮像装置５４の各部は、レジスタ８０に格納されたレジスト値（制御データ）に従って各種処理を行う。

ＣＭＯＳセンサ５８で生成された撮像信号は、ＡＦＥ７２で各種処理が施された後、Ｐ／Ｓ変換部７６でパラレル信号からシリアル信号に変換され、ＬＶＤＳ送信部７８からＬＶＤＳ伝送方式により差動信号としてプロセッサ装置１４に送信される。

プロセッサ装置１４では、ＬＶＤＳ受信部８４で受信した撮像信号がＳ／Ｐ変換部８８で元のパラレル信号に変換される。ＤＳＰ９０では、入力された撮像信号に対して各種信号処理が施され、画像データが生成される。ＤＳＰ９０で生成された画像データは、表示制御回路９２に入力される。表示制御回路９２では、入力された画像データをモニタ３８の表示形式に対応した変換処理が施され、映像信号が生成される。表示制御回路９２で生成された映像信号はモニタ３８へ出力される。これにより、画像データがモニタ３８に内視鏡画像として表示される。

ところで、本実施形態の内視鏡システム１０のように送受信間の伝送距離が長くなるシステムでは、制御データの伝送が行われるシリアル線９８は、撮像信号が伝送されるＬＶＤＳ線９６に比べて外乱ノイズの影響を受けやすく、制御信号の通信路の品質、ＣＭＯＳセンサ５８の誤動作などが問題となり、制御データの伝送が不安定化し、その結果、受信側（即ち、ＣＭＯＳ撮像装置５４側）では、制御データの誤検出が生じるといった問題がある。

そこで本実施形態では、かかる問題を解決するため、ＣＭＯＳ撮像装置５４のレジスタ８０に格納されている制御データ（レジスタ値；本発明の「設定データ」に相当）を撮像信号に重畳させて、外乱ノイズの影響を受けにくいＬＶＤＳ線９６を通じてプロセッサ装置１４に出力できるようにするとともに、プロセッサ装置１４のＣＰＵ８２では、ＣＭＯＳ撮像装置５４のレジスタ８０に制御データが適切に反映されているか否かを判断する判断処理（ステータスチェック処理）を周期的に行い、レジスタ８０に制御データが適切に反映されていない場合には、シリアル線９８を通じてＣＭＯＳ撮像装置５４に制御データを再送信する、いわゆるフィードバック方式の制御が行われる。

このような制御を実現するために、ＣＭＯＳ撮像装置５４には、ＡＦＥ７２とＰ／Ｓ変換部７６との間にヘッダ処理部７４が設けられる。ヘッダ処理部７４は、ＡＦＥ７２から入力された撮像信号（デジタル撮像信号）のヘッダ部に対して、レジスタ８０に格納されているレジスタ値（制御データ）の書き込み処理を行う。なお、レジスタ値の書き込み処理は、撮像信号の１フィールド（又は１フレーム）毎に行われる。ヘッダ処理部７４でレジスタ値の書き込み処理が行われた撮像信号はＰ／Ｓ変換部７６及びＬＶＤＳ送信部７８を介してプロセッサ装置１４に送信される。

また、プロセッサ装置１４には、ＬＶＤＳ受信部８４とＳ／Ｐ変換部８８との間に抽出部８６が設けられる。抽出部８６は、ＣＭＯＳ撮像装置５４から送信された撮像信号に重畳されているレジスタ値を抽出する。抽出部８６で抽出されたレジスタ値はＣＰＵ８２に入力される。

ここで、撮像信号のフォーマットの一例を図５に示す。図５に示すように、ＣＭＯＳ撮像装置５４から出力される撮像信号の１フィールド（又は1フレーム）分のフォーマットを表しており、各画素の画素データが書き込まれる有効画素領域の他に、各種情報を設定可能なヘッダ部（ステータス情報領域）が含まれている。本実施形態では、このような撮像信号のヘッダ部に対して、ＣＭＯＳ撮像装置５４のヘッダ処理部７４がレジスタ値の書き込み処理を行う一方で、プロセッサ装置１４の抽出部８６は撮像信号のヘッダ部からレジスタ値を抽出してＣＰＵ８２に入力する。

プロセッサ装置１４のＣＰＵ８２は、抽出部８６で抽出されたレジスタ値が入力されると、当該ＣＰＵ８２で生成した制御データと入力されたレジスタ値とを比較する。制御データとレジスタ値が不一致の場合には、受信側で制御データの誤検出が行われたものと判断して、ＣＭＯＳ撮像装置５４に制御データを再送信する。一方、制御データとレジスタ値が一致する場合には、ＣＭＯＳ撮像装置５４のレジスタ８０に制御データが適切に反映されているので、制御データの再送信は行わない。以降、ＣＰＵ８２は、抽出部８６からレジスタ値が入力される度に同様の判断処理を行う。

本実施形態では、プロセッサ装置１４のＣＰＵ８２による判断処理（ステータスチェック処理）は所定周期で繰り返し行われることが好ましい。ＣＰＵ８２で判断処理が行われる周期は特に限定されるものではないが、撮像信号のフィールド（又はフレーム）周期の逓倍周期で行われることが好ましい。例えば、１／６０秒のフレーム周期の１０倍周期（１／６秒）で判断処理が行われる。このようにＣＰＵ８２で判断処理を周期的に繰り返すことによって、プロセッサ装置１４によるＣＭＯＳ撮像装置５４の安定制御を実現することが可能となる。

本実施形態では、図４に示すように、プロセッサ装置１４には高周波処置具（スネアやナイフ等の、いわゆる電気メス）に高周波電流が通電されたことを検知する検知手段９４が設けられ、検知手段９４により高周波処置具に高周波電流が通電されたことが検知されると、ＣＰＵ８２は通常時よりも短い周期で判断処理を行う態様が好ましい。高周波処置具から大量発生するノイズの影響により、ＣＭＯＳ撮像装置５４の動作が不安定となりやすいが、このように判断処理の周期を通常時よりも短くすることによってプロセッサ装置１４による制御の安定化を図ることができる。

また、上記態様と同様に、プロセッサ装置１４やＣＭＯＳ撮像装置５４の電源が投入された場合やＣＭＯＳ撮像装置５４の動作モード（静止画撮像モード／動画撮像モード）が変更された場合のように、ＣＭＯＳ撮像装置５４の動作が不安定となりやすい場合には、プロセッサ装置１４のＣＰＵ８２は通常時よりも短い周期で所定期間にわたって判断処理を行う態様が好ましい。

本実施形態では、抽出部８６は撮像信号からレジスタ値を抽出する処理をフィールド（又はフレーム）周期毎に行うことは必ずしも必要ではない。例えば、ＣＰＵ８２の判断処理が行われる周期に合わせて撮像信号からレジスタ値を複数のフィールド（又はフレーム）周期毎に抽出する処理を行うようにすれば、プロセッサ装置１４の負荷を軽減することができる。また、抽出部８６では撮像信号からレジスタ値を抽出する処理をフィールド（又はフレーム）周期毎に行い、ＣＰＵ８２では抽出部８６から入力されるレジスタ値のうち不要なレジスタ値を破棄するようにしてもよい。

以上説明したように、本実施形態の内視鏡システム１０によれば、プロセッサ装置１４のＣＰＵ８２で生成された制御データはシリアル線９８を介して送信され、ＣＭＯＳ撮像装置５４のレジスタ８０に格納される。そして、ＣＭＯＳ撮像装置５４の各部はレジスタ値に従って各種処理を行う。また、ＣＭＯＳ撮像装置５４から出力される撮像信号にはレジスタ値が重畳されて、ＬＶＤＳ線９６を介してプロセッサ装置１４に送信される。プロセッサ装置１４のＣＰＵ８２では、撮像信号から抽出されたレジスタ値と制御データが一致するか否かを判断する判断処理（ステータスチェック処理）が周期的に行われ、これらのデータが不一致の場合には制御データがＣＭＯＳ撮像装置５４に再送信される。

このため、外乱ノイズの影響によってＣＭＯＳ撮像装置５４のレジスタ８０に制御データが正常に反映されない場合でも、プロセッサ装置１４でステータスチェック処理が定期的に行われ、必要に応じて制御データが再送信されるので、ＣＭＯＳ撮像装置５４の動作が不安定になることなく、プロセッサ装置１４による制御の信頼性を向上させることが可能となる。

また、本実施形態の内視鏡システム１０によれば、電子内視鏡１２の挿入部２０内に配設される鉗子チャンネル７０に沿って略平行にＬＶＤＳ線９６やシリアル線９８が並設され、鉗子チャンネル７０に挿入される高周波処置具とＬＶＤＳ線９６やシリアル線９８が近接配置される場合でも、高周波処置具から大量発生するノイズの影響を受けてＣＭＯＳ撮像装置５４が制御不能な状態に陥ることなく、安定した制御を実現することが可能となる。

以上、本発明の内視鏡システム及びその制御方法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。

１０…内視鏡システム、１２…電子内視鏡、１４…プロセッサ装置、１６…光源装置、２０…挿入部、２２…操作部、２６…先端部、５４…ＣＭＯＳ撮像装置（撮像チップ）、５８…ＣＭＯＳセンサ、７４…ヘッダ処理部、７６…ＬＶＤＳ送信部、７８…レジスタ、８２…ＣＰＵ、８４…ＬＶＤＳ受信部、８８…抽出部、９０…操作部、９４…検知手段、９６…ＬＶＤＳ線、９８…シリアル線

Claims (8)

1. 被検体に挿入される挿入部先端にＣＭＯＳ型固体撮像素子を有する撮像装置が内蔵された電子内視鏡と、前記撮像装置の動作を制御するとともに、前記撮像装置から出力される撮像信号に信号処理を施してモニタに内視鏡画像を表示させるプロセッサ装置と、を備え、前記撮像装置から出力される撮像信号をＬＶＤＳ伝送方式からなる第１の通信手段を介して前記プロセッサ装置に送信するとともに、前記プロセッサ装置で生成された制御データを前記第１の通信手段とは異なる第２の通信手段を介して前記撮像装置に送信する内視鏡システムであって、
   前記撮像装置は、前記プロセッサ装置から前記第２の通信手段を介して送信された前記制御データを設定データとして記憶するレジスタと、前記レジスタに記憶されている前記設定データを前記撮像信号に重畳する設定データ重畳手段と、を備え、
   前記プロセッサ装置は、前記撮像装置から前記第１の通信手段を介して送信された前記撮像信号に重畳されている前記設定データを抽出する設定データ抽出手段と、前記制御データ抽出手段により抽出された前記設定データが前記プロセッサ装置で生成された前記制御データと一致するか否かを判断する判断処理を行い、前記設定データと前記制御データが不一致の場合には、前記制御データを前記第２の通信手段を介して前記撮像装置に再送信する制御手段と、を備えたことを特徴とする内視鏡システム。
2. 前記電子内視鏡の挿入部には被検体への処置を施す高周波処置具が挿入される鉗子チャンネルが設けられ、前記第１及び第２の通信手段は前記鉗子チャンネルと略平行に並設されていることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡システム。
3. 前記プロセッサ装置は、前記判断処理を所定周期で繰り返し行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の内視鏡システム。
4. 前記プロセッサ装置は、前記高周波処置具に高周波電流が通電されたことを検知する検知手段を備え、
   前記制御手段は、前記検知手段により前記高周波処置具に高周波電流が通電されたことが検知された場合には前記所定周期よりも短い周期で前記判断処理を繰り返し行うことを特徴とする請求項３に記載の内視鏡システム。
5. 前記制御手段は、前記プロセッサ装置又は前記撮像装置の電源が投入されたときは所定期間にわたって前記所定周期よりも短い周期で前記判断処理を繰り返し行うことを特徴とする請求項３又は４のいずれか１項に記載の内視鏡システム。
6. 前記制御手段は、前記撮像装置の動作モードが変更された場合には所定期間にわたって前記所定周期よりも短い周期で前記判断処理を繰り返し行うことを特徴とする請求項３乃至５のいずれか１項に記載の内視鏡システム。
7. 前記第２の通信手段は前記第１の通信手段より外径が小さいことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の内視鏡システム。
8. 被検体に挿入される挿入部先端にＣＭＯＳ型固体撮像素子を有する撮像装置が内蔵された電子内視鏡と、前記撮像装置の動作を制御するとともに、前記撮像装置から出力される撮像信号に信号処理を施してモニタに内視鏡画像を表示させるプロセッサ装置と、を備え、前記撮像装置から出力される撮像信号をＬＶＤＳ伝送方式からなる第１の通信手段を介して前記プロセッサ装置に送信するとともに、前記プロセッサ装置で生成された制御データを前記第１の通信手段とは異なる第２の通信手段を介して前記撮像装置に送信する内視鏡システムの制御方法であって、
   前記プロセッサ装置で生成された前記制御データを前記第２の通信手段を介して前記撮像装置に送信する工程と、
   前記撮像装置に送信された前記制御データを設定データとしてレジスタに記憶する工程と、
   前記レジスタに記憶されている前記設定データを前記撮像信号に重畳する工程と、
   前記設定データが重畳された前記撮像信号を前記第１の通信手段を介して前記プロセッサ装置に送信する工程と、
   前記撮像信号に重畳されている前記設定データを抽出する工程と、
   前記撮像信号から抽出された前記設定データが前記プロセッサ装置で生成された前記制御データと一致するか否かを判断する判断処理を行い、前記設定データと前記制御データが不一致の場合には、前記制御データを前記第２の通信手段を介して前記撮像装置に再送信する工程と、を含むことを特徴とする内視鏡システムの制御方法。

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