JP5384409B2

JP5384409B2 - 内視鏡装置におけるｃｍｏｓ撮像素子の作動方法

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Inventors: 邦男橋本
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Description

本発明は、内視鏡装置におけるＣＭＯＳ撮像素子の作動方法に係り、特に内視鏡挿入部の先端に内視鏡画像を撮像するＣＭＯＳ撮像素子が用いられた内視鏡装置のＣＭＯＳ撮像素子をリセットするＣＭＯＳ撮像素子の作動方法に関する。

従来、医療分野において、内視鏡装置、例えば電子内視鏡を利用した検査が広く普及している。電子内視鏡には、被検体内に挿入される挿入部の先端にＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサのようなイメージセンサが搭載され、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得られた撮像信号に対して各種処理を施し、診断に供する内視鏡画像を生成する。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。

内視鏡挿入部のイメージセンサとして従来ではＣＣＤセンサが一般的に使用されていたが、近年ではＣＭＯＳセンサを使用することが検討されてきている（例えば特許文献1参照）。ＣＭＯＳセンサはＣＣＤセンサとは異なり、一般的なＣＭＯＳ製造プロセスにより、ＣＭＯＳ撮像素子として同一チップ上に、信号処理回路、タイミングジェネレータ、Ａ／Ｄコンバータ、通信インターフェースなどの周辺回路もＣＭＯＳセンサと共に形成することが可能である。

特開２００９−２０１５４０号公報

ところで、ＣＣＤセンサを使用した内視鏡装置では、内視鏡挿入部の先端のＣＣＤセンサから離れた操作部の中継基板に、ＣＣＤセンサの周辺回路が配置され、プロセッサ装置との間の信号の送受信は中継基板との間で行われており、ＣＣＤセンサからの撮像信号は、アナログ信号により中継基板まで送られるようになっている。一方、上記のようなＣＭＯＳ撮像素子を使用した内視鏡においては、内視鏡挿入部の先端のＣＭＯＳ撮像素子とプロセッサ装置との間、又は、中継基板との間で、直接、デジタル信号に変換された撮像信号の送信や、シリアル通信による制御信号の送受信が行われることになる。

そのため、ＣＭＯＳ撮像素子を使用した内視鏡においては撮像信号や制御信号の通信路の品質、ＣＭＯＳ撮像素子の誤動作などが問題となる。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。

このような状態を回避する方法としてはＣＭＯＳ撮像素子への電源供給を一旦オフして初期状態に復帰させることが考えられるが、電源をオフするとオンした後に使用可能になるまでに時間がかかり過ぎるため、可能な限り迅速に復旧できるようにすることが望ましい。

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に内視鏡画像を撮影するためのＣＭＯＳ撮像素子を備えた内視鏡装置において、ＣＭＯＳ撮像素子が制御不能となった場合に、可能な限り迅速に正常な状態に復旧できるようにした内視鏡装置におけるＣＭＯＳ撮像素子の作動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に係る内視鏡装置におけるＣＭＯＳ撮像素子の作動方法は、内視鏡装置における挿入部の先端に内視鏡画像を撮影するためのＣＭＯＳ撮像素子を備え、前記ＣＭＯＳ撮像素子が制御不能状態となった場合に、前記ＣＭＯＳ撮像素子を制御する制御手段が、前記ＣＭＯＳ撮像素子を正常な状態に回復させるための内視鏡装置におけるＣＭＯＳ撮像素子の作動方法において、前記制御手段は、前記ＣＭＯＳ撮像素子のレジスタを初期化するソフトリセットを実行する第１リセット工程と、前記第１リセット工程により前記ＣＭＯＳ撮像素子が正常な状態に回復しなかった場合に、前記ＣＭＯＳ撮像素子の信号処理部を初期化するデバイスリセットを実行する第２リセット工程と、前記第２リセット工程により前記ＣＭＯＳ撮像素子が正常な状態に回復しなかった場合に、前記ＣＭＯＳ撮像素子への電源供給を一旦停止させた後、電源供給を再開する第３リセット工程と、を順次実行させることを特徴としている。

本発明によれば、ＣＭＯＳ撮像素子が制御不能状態となった場合に、復旧に時間のかかる電源供給の停止によってリセットを行う前に部分的に初期化を行うソフトリセットとデバイスリセットを順に行うようにしたため、いずれかのリセット処理によってＣＭＯＳ撮像素子が正常な状態に復旧した場合には復旧までの時間を大幅に短縮することができる。

請求項２に係る内視鏡装置におけるＣＭＯＳ撮像素子の作動方法は、請求項１に係る発明において、前記内視鏡装置は、前記ＣＭＯＳ撮像素子から出力された撮像信号を処理してモニタに内視鏡画像を表示させるプロセッサ装置に接続され、前記第１リセット工程は、前記ＣＭＯＳ撮像素子のシリアル通信端子に前記プロセッサ装置又は前記内視鏡装置内の制御回路から与えられる制御信号によって実行されることを特徴としている。

本発明によれば、第１リセット工程のソフトリセットはプロセッサ装置又は内視鏡装置内の制御回路からのシリアル通信による制御信号によってレジスタを初期化することにより行われる。

請求項３に係る内視鏡装置におけるＣＭＯＳ撮像素子の作動方法は、請求項１、又は、２に係る発明において、前記内視鏡装置は、前記ＣＭＯＳ撮像素子から出力された撮像信号を処理してモニタに内視鏡画像を表示させるプロセッサ装置に接続され、前記第２リセット工程は、前記ＣＭＯＳ撮像素子のデバイスリセット端子に前記プロセッサ装置又は前記内視鏡装置内の制御回路から与えられるリセット信号によって実行されることを特徴としている。

本発明によれば、第２リセット工程のデバイスリセットは、ＣＭＯＳ撮像素子のデバイスリセット端子にプロセッサ装置又は内視鏡装置内の制御回路から所定のリセット信号を与えることにより行われる。

請求項４に係る内視鏡装置におけるＣＭＯＳ撮像素子の作動方法は、請求項１、２、又は、３に係る発明において、前記内視鏡装置は、前記ＣＭＯＳ撮像素子から出力された撮像信号を処理してモニタに内視鏡画像を表示させるプロセッサ装置に接続され、前記第３リセット工程は、前記ＣＭＯＳ撮像素子の電源端子に前記プロセッサ装置又は前記内視鏡装置内の制御回路から与えられる供給電源の一時的な停止によって実行されることを特徴としている。

本発明によれば、第３リセット工程の電源供給の停止と再開は、ＣＭＯＳ撮像素子の電源端子へのプロセッサ装置又は内視鏡装置内の制御回路からの供給電源の一時的な停止によって行われる。

請求項５に係る内視鏡装置におけるＣＭＯＳ撮像素子の作動方法は、請求項１、２、３、又は、４に係る発明において、前記内視鏡装置は、前記ＣＭＯＳ撮像素子から出力された撮像信号を処理してモニタに内視鏡画像を表示させるプロセッサ装置に接続され、前記ＣＭＯＳ撮像素子が正常な状態か否かは、前記ＣＭＯＳ撮像素子のシリアル通信端子に前記プロセッサ装置又は前記内視鏡装置内の制御回路から送信した制御信号に対して前記ＣＭＯＳ撮像素子からの応答があるか否かで判断することを特徴としている。

本発明によれば、ＣＭＯＳ撮像素子が正常な状態か否か、即ち、制御不能状態か否かの判断が、ＣＭＯＳ撮像素子とプロセッサ装置又は内視鏡装置内の制御回路との間のシリアル通信により行われる。

請求項６に係る内視鏡装置におけるＣＭＯＳ撮像素子の作動方法は、請求項１、２、３、又は、４に係る発明において、前記内視鏡装置は、前記ＣＭＯＳ撮像素子から出力された撮像信号を処理してモニタに内視鏡画像を表示させるプロセッサ装置に接続され、前記ＣＭＯＳ撮像素子が正常な状態か否かは、前記ＣＭＯＳ撮像素子において前記撮像信号に前記ＣＭＯＳ撮像素子の動作状態を示す付加情報を含ませ、該付加情報を前記プロセッサ装置で読み取ることにより判断することを特徴としている。

本発明によれば、ＣＭＯＳ撮像素子が正常な状態か否か、即ち、制御不能状態か否かの判断が、ＣＭＯＳ撮像素子からプロセッサ装置に出力される撮像信号に含まれる付加情報によって行われる。

請求項７に係る内視鏡装置におけるＣＭＯＳ撮像素子の作動方法は、請求項１、２、３、又は、４に係る発明において、前記内視鏡装置は、前記ＣＭＯＳ撮像素子から出力された撮像信号を処理してモニタに内視鏡画像を表示させるプロセッサ装置に接続され、前記ＣＭＯＳ撮像素子が正常な状態か否かは、前記プロセッサ装置において前記撮像信号による内視鏡画像の変化に基づいて判断することを特徴としている。

本発明によれば、ＣＭＯＳ撮像素子が正常な状態か否か、即ち、制御不能状態か否かの判断が、ＣＭＯＳ撮像素子からプロセッサ装置に出力される撮像信号による内視鏡画像の変化に基づいて行われる。

請求項８に係る内視鏡装置におけるＣＭＯＳ撮像素子の作動方法は、請求項１乃至７のうちのいずれか１の発明において、前記第２リセット工程におけるデバイスリセットを禁止可能にしたことを特徴としている。

本発明は、デバイスリセットが電気ノイズなどによって意図せずに行われてしまう不具合を未然に防止することを可能にしたものである。

本発明によれば、内視鏡挿入部の先端に内視鏡画像を撮影するためのＣＭＯＳ撮像素子を備えた内視鏡装置において、ＣＭＯＳ撮像素子が制御不能となった場合に、可能な限り迅速に正常な状態に復旧できるようになる。

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装置プロセッサ装置とからなる内視鏡システムの制御系を構成を示したブロック図ＣＭＯＳ撮像素子のリセットに関連する構成部を示したブロック図ＣＭＯＳ撮像素子のリセット方法の手順を示したフローチャート

以下、添付図面に従って本発明に係る内視鏡装置におけるＣＭＯＳ撮像素子の作動方法の好ましい実施の形態について詳説する。

図１は本発明の一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、内視鏡装置（電子内視鏡、以下、内視鏡という。）１２、プロセッサ装置１４、光源装置１６などから構成される。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撮像素子（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撮像素子５４の駆動を制御するとともに、ＣＭＯＳ撮像素子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、略直角に曲げて撮像チップ５４に向けて導光するプリズム５６が接続されている。

ＣＭＯＳ撮像素子５４は、ＣＭＯＳセンサ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センサ５８、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撮像素子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は上記内視鏡システム１０における内視鏡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。

同図に示すよう内視鏡１２（挿入部２０）の先端部２６には、ＣＭＯＳセンサ５８と周辺回路とが同一チップに形成されたＣＭＯＳ撮像素子５４が内蔵されており、周辺回路として、アナログ信号処理回路（ＡＦＥ）１００、フォーマット変換回路１０２、レジスタ１０６、タイミングジェネレータ（ＴＧ）１０４、インターフェース回路１０８等を備えている。

ＣＭＯＳセンサ５８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。

ＡＦＥ１００は、相関二重サンプリング回路（ＣＤＳ）、自動ゲイン回路（ＡＧＣ）、及びアナログ／デジタル変換器（Ａ／Ｄ）から構成されている。ＣＤＳ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およびアンプ雑音の除去を行う。ＡＧＣは、ＣＤＳ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から指定されるゲイン（増幅率）で増幅する。Ａ／Ｄ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、フォーマット変換回路１０２によりプロセッサ装置１４との間で決められた所定フォーマットの信号に変換され、プロセッサ装置１４に送信される。

タイミングジェネレータ（ＴＧ）１０４は、ＣＭＯＳセンサ５８から画素信号を読み出すための駆動パルスやＡＦＥ１００等の各部の同期パルスを発生させる。

レジスタ１０６は、ＣＭＯＳ撮像素子５４における各部の処理内容を決定するパラメータを記憶するメモリであり、このパラメータに従って各部の処理が実行される。

インターフェース回路１０８は、ＣＭＯＳ撮像素子５４の外部からのＣＭＯＳ撮像素子５４の各部の処理内容を設定する制御信号（コマンド）や基本クロック等を入力し、レジスタ１０６で設定されているパラ-メータの情報等を外部に出力する。インターフェース回路１０８にコマンドが入力されると、そのコマンドに従って上記レジスタ１０６にパラメータが設定される。基本クロックは上記ＴＧ１０４に与えられ、これを基準に各部に供給するパルスが生成される。

また、必ずしも設けられるものではないが、内視鏡１２の操作部２２には、中継基板１１０が搭載されている。この中継基板１１０は、主に操作部２２に電気的な処理に関するスイッチ等が設けられる場合や、ＣＭＯＳセンサ５８に被写体像を結像する対物光学系５０（図３参照）のズーム制御やフォーカス制御を行う場合にＣＰＵ１１２を備え、そのＣＰＵ１１２によりスイッチの状態の検出が行われ、ＣＰＵ１１２と図示しない駆動回路により対物光学系５０の制御が行われるようになっている。ＣＰＵ１１２は、プロセッサ装置１４のＣＰＵ２００と図示しないインターフェース回路で接続されており、プロセッサ装置１４において行われる処理に関するスイッチ状態の情報がＣＰＵ２００に送信され、スイッチの状態に応じた処理がＣＰＵ２００により実行されるようになっている。

プロセッサ装置１４は、ＣＰＵ２００、画像処理回路２０８、表示制御回路２１０等を備えている。ＣＰＵ２００は、プロセッサ装置１４内の各部の動作を統括制御し、また、上記のように内視鏡１２との間で各種信号のやり取りを行う。例えば、ＣＭＯＳ撮像素子５４に対して制御信号や基本クロック等を与え、ＣＭＯＳ撮像素子５４から制御情報を取得する。

画像処理回路２０８は、入力された撮像信号に対して色分離、色補間、ゲイン補正、ホワイトバランス調整、ガンマ補正、輪郭強調処理、明度の調整処理などのプロセッサ装置１４において行われる画像処理に関する回路を簡略化して１つの回路で示したものである。画像処理回路２０８に入力した撮像信号に対して画像処理が施されて得られた画像データは後段の表示制御回路１２８に入力される。

表示制御回路２１０は、画像処理回路２０８から入力された画像データからモニタ３８の表示形式に応じた映像信号を生成し、モニタ３８に出力する。これにより、モニタ３８にはＣＭＯＳ撮像素子５４により撮影された内視鏡画像が表示される。

電源回路２１２は、プロセッサ装置１４の各部、内視鏡１２のＣＭＯＳ撮像素子５４及び中継基板１１０に必要な電圧の電源を供給する回路である。

尚、ＣＭＯＳ撮像素子５４のインターフェース回路１０８にはプロセッサ装置１４のＣＰＵ２００が直接接続されるのでなく、内視鏡１２内の中継基板１１０のＣＰＵ１１２が接続される構成のものもあり、プロセッサ装置１４のＣＰＵ２００と、ＣＭＯＳ撮像素子５４との間の信号のやり取りはＣＰＵ１１２を中継して行われる場合や、ＣＰＵ１１２がＣＭＯＳ撮像素子５４の制御を行う場合もある。以下に説明するリセットに関する制御は全てをプロセッサ装置１４のＣＰＵ２００の指示に基づいて行われるものとするが、その一部又は全てをＣＰＵ２００ではなくて、内視鏡１２内部のＣＰＵ１１２（制御回路）が行う場合であっても良い。

上記のごとく構成された内視鏡システム１０の内視鏡１２におけるＣＭＯＳ撮像素子５４のリセット方法に関して説明する。

図５は、ＣＭＯＳ撮像素子５４において、リセットに関連する構成部と、プロセッサ装置１４と間の接続線を示したブロック図である。同図には、ＣＭＯＳ撮像素子５４の内部には、図４のＡＦＥ１００、フォーマット変換回路１０２等の信号処理に関する構成部を示す映像処理部（信号処理部）３００と、図４のレジスタ１０６と、図４のインターフェース回路１０８のうちのＣＰＵ２００とシリアル通信を行う通信インターフェース（通信ＩＦ）３０２が示されている。また、ＣＭＯＳ撮像素子５４にはチップ端子としてシリアル通信端子３１０、デバイスリセット端子３１２、電源端子３１４が設けられており、プロセッサ装置１４のＣＰＵ２００とシリアル通信端子３１０とを接続するシリアル通信線３２０、ＣＰＵ２００とデバイスリセット端子３１２とを接続するデバイスリセット線３２２、及び、プロセッサ装置１４の電源回路２１２と電源端子３１４とを接続する電源供給線３２４が示されている。

レジスタ１０６は、上記のようにＣＭＯＳセンサ５８の制御内容や映像処理部３００の処理内容を決定する値（ＶＨ幅やシャッター速度など）を格納するメモリであり、ＣＭＯＳ撮像素子５４の各部はレジスタ１０６の値を参照してレジスタ１０６の値に従った処理を実行する。

通信ＩＦ３０２は、ＣＭＯＳ撮像素子５４内部においてシリアル通信端子３１０と内部で接続されており、上記のようにプロセッサ装置１４のＣＰＵ２００からシリアル通信線を通じて制御信号（コマンド）を受信すると、デコードして制御信号の内容に従った設定値をレジスタ１０６に設定する。これによって、映像処理部３００等の各部において、制御信号によって指示された処理が実行される。

図５のような構成を有するＣＭＯＳ撮像素子５４において、制御不能な状態となったときのリセット方法の手順を図６のフローチャートに示す。

例えば、ＣＭＯＳ撮像素子５４による撮影が実行されている際に、プロセッサ装置１４のＣＰＵ２００は、通常の処理として、シリアル通信線３２０を通じて所定の制御指示を与える制御信号をＣＭＯＳ撮像素子５４に送信すると、その制御信号を受信したことを示す応答信号がＣＭＯＳ撮像素子５４から送信されるのを待機する。もし所定時間が経過しても応答信号が送信されてこない場合には、再度、同じ制御信号を送信して応答信号が送信されるのを待機する。そして、応答信号が送信されてこない間はこの処理を所定回まで繰り返す（ステップＳ１０）。尚、この処理をＣＭＯＳ撮像素子５４の動作状態判定処理と称す。

ＣＰＵ２００は、上記のＣＭＯＳ撮像素子５４の動作状態判定処理を行った結果、最終的にＣＭＯＳ撮像素子５４から応答信号が得られたか否かによってＣＭＯＳ撮像素子５４が正常な状態か異常な状態（制御不能状態）かを判定する（ステップＳ１２）。もし、正常な状態と判定した場合には通常の処理（通常処理）に移行する。

一方、制御不能状態と判定した場合には、まず、シリアル通信線上に乗ったノイズが原因で不正な制御信号が通信ＩＦ３０２に与えられていた可能性があるため、通信ＩＦ３０２に蓄積された制御信号を除去するための制御信号を送信する（ステップＳ１４）。

そして、ステップＳ１０、Ｓ１２と同様に動作状態判定処理を実行し（ステップＳ１６）、ＣＭＯＳ撮像素子５４が正常な状態か否かを判定する（ステップＳ１８）。

ステップＳ１８において、正常な状態と判定した場合には通常処理に移行し、制御不能状態と判定した場合には、ＣＭＯＳ撮像素子５４の問題と認識し、リセットするための以下の処理を順次行う。

まず、ＣＰＵ２００は高速で通常動作に復帰できるソフトリセットを実行する（ステップＳ２０）。ソフトリセットは、ＣＰＵ２００からシリアル通信線３２０を通じてソフトリセットを実行させる制御信号を送信することにより実行され、その制御信号を通信ＩＦ３０２が受信すると、レジスタ１０６に記録されているデータが全て初期化される。そして、ステップＳ１０、Ｓ１２と同様に動作状態判定処理を実行し（ステップＳ２２）、ＣＭＯＳ撮像素子５４が正常な状態か否かを判定する（ステップＳ２４）。もし、正常な状態と判定した場合には、リセットに関する処理を終了し通常処理に移行する。

一方、ステップＳ２４において制御不能状態と判定した場合には、次にＣＰＵ２００は、デバイスリセットを実行する（ステップＳ２６）。デバイスリセットは、図５に示したようにＣＭＯＳ撮像素子５４のチップ端子として設けられているデバイスリセット端子３１２に所定のリセット信号（パルス信号）を送信することによって行われ、このデバイスリセットによって映像処理部３００が初期化される。そして、ステップＳ１０、Ｓ１２と同様に動作状態判定処理を実行し（ステップＳ２８）、ＣＭＯＳ撮像素子５４が正常な状態か否かを判定する（ステップＳ３０）。もし、正常な状態と判定した場合には、リセットに関する処理を終了し通常処理に移行する。

更に、ステップＳ２４において制御不能状態と判定した場合には、ＣＭＯＳ撮像素子５４の全体の問題として、ＣＰＵ２００は、電源回路２１２からＣＭＯＳ撮像素子５４の電源端子３１４への電源供給線３２４からの電源供給を一旦停止（オフ）させ、所定時間経過した後、電源供給を再開（オン）する（ステップＳ３２）。

電源供給を一旦停止させて再投入した場合にはＣＭＯＳ撮像素子５４が故障していない限り正常状態への復旧は確実であるため、以後通常処理に移行する。

尚、上記ソフトリセット（ステップＳ２０）、デバイスリセット（ステップＳ２６）、電源供給の停止及び再開（ステップＳ３２）のいずれかのリセット処理を行った後は、レジスタ１０６の設定値を再設定する必要があり、各々のリセット処理によってＣＭＯＳ撮像素子５４が正常な状態となったと判定して通常処理に移行した後にその再設定を行うようにしてもよいが、ソフトリセットの実行後とデバイスリセットの実行後において動作状態判定処理を実行する際にＣＰＵ２００からＣＭＯＳ撮像素子５４に送信する制御信号によって動作状態判定処理と共にレジスタ１０６の再設定を行うようにしてもよい。

また、上記の動作状態判定処理の方法は一例であって、ＣＭＯＳ撮像素子５４が正常な状態か否かを判定する方法は他の方法を用いてもよい。例えば、ＣＭＯＳ撮像素子５４から出力される撮像信号は、デジタル信号であり、撮像信号に所望の付加情報を含ませることが可能である。そこで、撮像信号にＣＭＯＳ撮像素子５４の動作状態を示す情報を付加情報として含ませておき、プロセッサ装置１４においてＣＭＯＳ撮像素子５４から取得した撮像信号の中から付加情報を抽出し、ＣＰＵ２００がその付加情報に基づいてＣＭＯＳ撮像素子５４の動作状態が正常か否かを判定することもできる。また、ＣＭＯＳ撮像素子５４から取得した撮像信号により生成される内視鏡画像（動画）の変化をＣＰＵ２００で監視し、その変化に基づいてＣＭＯＳ撮像素子５４が正常か否かを判定することもできる。例えば、内視鏡画像に変化がない場合などにＣＭＯＳ撮像素子５４が正常の状態ではないと判定することもできる。

また、上記実施の形態においてＣＭＯＳ撮像素子５４のデバイスリセット端子３１２に接続されるデバイスリセット線３２２にノイズが乗り、意図せずにデバイスリセットが実行される恐れがある。そこで、レジスタ１０６の所定アドレスの設定値によってデバイスリセットが可能な状態と禁止の状態とで切り換えられるようにし（図６におけるレジスタのスイッチ３３０がこれに相当）、電源投入後の初期状態ではデバイスリセットを可能な状態とし、ＣＰＵ２００から通信ＩＦ３０２に送信する制御信号によりレジスタ１０６の設定値を書き換えることによりデバイスリセットを禁止の状態に切り換えられるようにしてもよい。

また、上述のように、ＣＭＯＳ撮像素子５４のインターフェース回路１０８（通信ＩＦ３０２）にはプロセッサ装置１４のＣＰＵ２００が直接接続されるのでなく、内視鏡１２内の中継基板１１０のＣＰＵ１１２等の内視鏡１２内の制御回路が接続される構成のものもあり、プロセッサ装置１４のＣＰＵ２００と、ＣＭＯＳ撮像素子５４との間の信号のやり取りは内視鏡１２内の制御回路を中継して行われる場合や、内視鏡１２内の制御回路がＣＭＯＳ撮像素子５４の制御を行う場合もある。この場合において、上記のリセットに関する制御の一部又は全てをＣＰＵ２００ではなくて、内視鏡１２内の制御回路が行うようにしてもよい。また、ＣＭＯＳ撮像素子５４への電源供給の実行と停止は、ＣＭＯＳ撮像素子５４のインタフェース回路１０８にプロセッサ装置１４のＣＰＵ２００が直接接続されている態様と、内視鏡内の制御回路が接続されている態様のいずれにかかわらず、内視鏡１２内の制御回路で管理している場合があり、その場合には、上記のリセット方法の手順におけるＣＭＯＳ撮像素子５４への電源供給の実行と停止に関する制御は内視鏡１２内の制御回路が行うことになる。さらに上述のＣＰＵ１１２、中継基板１１０、制御回路は、内視鏡１２のユニバーサルコード２４のコネクタ３６等の位置に設けられる場合もあり、操作部２２の位置に設けられる場合に限らない。

１０…内視鏡システム、１２…内視鏡装置（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、２８…湾曲部、３６…コネクタ、３８…モニタ、５４…ＣＭＯＳ撮像素子、５８…ＣＭＯＳセンサ、１００、３００…ＡＦＥ、１０２、３０２…フォーマット変換回路１０４、３０４…タイミングジェネレータ、１０６…レジスタ、１０８…インターフェース回路、１１０…中継基板、２００、３１２…ＣＰＵ、２０２、２０４…スイッチ回路、２０６…画像メモリ、２０８…画像処理回路、２１０…表示制御回路、３００…映像処理部、３０２…通信インターフェース、３１０…シリアル通信端子、３１２…デバイスリセット端子、３１４…電源端子、３２０…シリアル通信線、３２２…デバイスリセット線、３２４…電源供給線

Claims

内視鏡装置における挿入部の先端に内視鏡画像を撮影するためのＣＭＯＳ撮像素子を備え、前記ＣＭＯＳ撮像素子が制御不能状態となった場合に、前記ＣＭＯＳ撮像素子を制御する制御手段が、前記ＣＭＯＳ撮像素子を正常な状態に回復させるための内視鏡装置におけるＣＭＯＳ撮像素子の作動方法において、
前記制御手段は、
前記ＣＭＯＳ撮像素子のレジスタを初期化するソフトリセットを実行する第１リセット工程と、
前記第１リセット工程により前記ＣＭＯＳ撮像素子が正常な状態に回復しなかった場合に、前記ＣＭＯＳ撮像素子の信号処理部を初期化するデバイスリセットを実行する第２リセット工程と、
前記第２リセット工程により前記ＣＭＯＳ撮像素子が正常な状態に回復しなかった場合に、前記ＣＭＯＳ撮像素子への電源供給を一旦停止させた後、電源供給を再開する第３リセット工程と、
を順次実行させることを特徴とする内視鏡装置におけるＣＭＯＳ撮像素子の作動方法。
前記内視鏡装置は、前記ＣＭＯＳ撮像素子から出力された撮像信号を処理してモニタに内視鏡画像を表示させるプロセッサ装置に接続され、前記第１リセット工程は、前記ＣＭＯＳ撮像素子のシリアル通信端子に前記プロセッサ装置又は前記内視鏡装置内の制御回路から与えられる制御信号によって実行されることを特徴とする請求項１の内視鏡装置におけるＣＭＯＳ撮像素子の作動方法。
前記内視鏡装置は、前記ＣＭＯＳ撮像素子から出力された撮像信号を処理してモニタに内視鏡画像を表示させるプロセッサ装置に接続され、前記第２リセット工程は、前記ＣＭＯＳ撮像素子のデバイスリセット端子に前記プロセッサ装置又は前記内視鏡装置内の制御回路から与えられるリセット信号によって実行されることを特徴とする請求項１、又は、２の内視鏡装置におけるＣＭＯＳ撮像素子の作動方法。
前記内視鏡装置は、前記ＣＭＯＳ撮像素子から出力された撮像信号を処理してモニタに内視鏡画像を表示させるプロセッサ装置に接続され、前記第３リセット工程は、前記ＣＭＯＳ撮像素子の電源端子に前記プロセッサ装置又は前記内視鏡装置内の制御回路から与えられる供給電源の一時的な停止によって実行されることを特徴とする請求項１、２、又は、３の内視鏡装置におけるＣＭＯＳ撮像素子の作動方法。
前記内視鏡装置は、前記ＣＭＯＳ撮像素子から出力された撮像信号を処理してモニタに内視鏡画像を表示させるプロセッサ装置に接続され、前記ＣＭＯＳ撮像素子が正常な状態か否かは、前記ＣＭＯＳ撮像素子のシリアル通信端子に前記プロセッサ装置又は前記内視鏡装置内の制御回路から送信した制御信号に対して前記ＣＭＯＳ撮像素子からの応答があるか否かで判断することを特徴とする請求項１、２、３、又は、４の内視鏡装置におけるＣＭＯＳ撮像素子の作動方法。
前記内視鏡装置は、前記ＣＭＯＳ撮像素子から出力された撮像信号を処理してモニタに内視鏡画像を表示させるプロセッサ装置に接続され、前記ＣＭＯＳ撮像素子が正常な状態か否かは、前記ＣＭＯＳ撮像素子において前記撮像信号に前記ＣＭＯＳ撮像素子の動作状態を示す付加情報を含ませ、該付加情報を前記プロセッサ装置で読み取ることにより判断することを特徴とする請求項１、２、３、又は、４の内視鏡装置におけるＣＭＯＳ撮像素子の作動方法。
前記内視鏡装置は、前記ＣＭＯＳ撮像素子から出力された撮像信号を処理してモニタに内視鏡画像を表示させるプロセッサ装置に接続され、前記ＣＭＯＳ撮像素子が正常な状態か否かは、前記プロセッサ装置において前記撮像信号による内視鏡画像の変化に基づいて判断することを特徴とする請求項１、２、３、又は、４の内視鏡装置におけるＣＭＯＳ撮像素子の作動方法。
前記第２リセット工程におけるデバイスリセットを禁止可能にしたことを特徴とする請求項１乃至７のうちのいずれか１の内視鏡装置におけるＣＭＯＳ撮像素子の作動方法。