JP5810016B2 - 内視鏡システム - Google Patents

Description

本発明は、撮像用の複数の画素のうち読み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像情報として出力可能である撮像素子を備えた撮像装置から送信された画像情報に所定の画像処理を内視鏡システムに関する。

従来から、医療分野においては、患者等の被検体の臓器を観察する際に内視鏡システムが用いられている。内視鏡システムは、たとえば可撓性を有する細長形状をなし、被検体の体腔内に挿入される撮像装置（電子スコープ）と、撮像装置の先端に設けられて体内画像を撮像する撮像素子と、撮像素子が撮像した体内画像に所定の画像処理を行う処理装置（外部プロセッサ）と、処理装置が画像処理を行った体内画像を表示可能な表示装置とを有する。内視鏡システムを用いて体内画像を取得する際には、被検体の体腔内に挿入部を挿入した後、この挿入部の先端から体腔内の生体組織に照明光を照射し、撮像素子が体内画像を撮像する。医師等のユーザは、表示装置が表示する体内画像に基づいて被検体の臓器の観察を行う。

このような内視鏡システムとして、撮像装置に設けられた発光素子を用いることにより、撮像素子が撮像した体内画像情報を光信号で処理装置に出力する技術が知られている（特許文献１参照）。この技術では、撮像装置と処理装置とをつなぐ伝送路を構成する配線の数を少なくすることができるので、挿入部の細径化を行うことができる。

特開２００８−３６３５６号公報

しかしながら、上述した従来技術では、撮像装置の周囲の環境、たとえば温度等によって、発光素子の出力が低下することで、体内画像情報を適切に送信することができないという問題点があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、撮像装置の周囲の環境に関わらず、体内画像情報を適切に送信することができる内視鏡システムを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる内視鏡システムは、複数の画素から光電変換後の電気信号を画像情報として出力する撮像部および前記撮像部が出力した前記画像情報を光信号に変換して外部へ送信する送信部を有する撮像装置と、前記撮像装置に接続され、該撮像装置との間で光信号の送受信が可能な処理装置とを備えた内視鏡システムであって、前記処理装置は、前記送信部が前記光信号を外部へ送信する際の光信号の送信出力特性を制御する処理制御部を備えたことを特徴とする。

また、本発明にかかる内視鏡システムは、上記発明において、前記処理制御部は、前記処理装置に接続される前記撮像装置の識別情報に基づいて、前記送信出力特性を経時的に変化させる制御を行うことを特徴とする。

また、本発明にかかる内視鏡システムは、上記発明において、前記撮像装置は、温度を検出する温度検出部をさらに備え、前記処理制御部は、前記温度検出部が検出する検出結果に基づいて、前記送信出力特性を制御することを特徴とする。

また、本発明にかかる内視鏡システムは、上記発明において、前記処理装置は、前記送信部が送信する前記光信号を受光して電気信号に変換する受光部を有し、前記処理制御部は、前記受光部が変換した電気信号の強度に基づいて、前記送信出力特性を制御することを特徴とする。

本発明にかかる内視鏡システムによれば、撮影制御部が送信部によって画像情報を光信号で送信される際の送信出力特性を制御する。これにより、撮像装置の周囲の環境に関わらず、体内画像情報を適正に送信することができるという効果を奏する。

図１は、本発明の実施の形態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２は、本発明の実施の形態１にかかる内視鏡システムの要部の機能構成を示すブロック図である。 図３は、本発明の実施の形態１にかかる内視鏡システムの撮像制御部が実行する送信部の送信出力特性の制御処理の概要を示すフローチャートである。 図４は、本発明の実施の形態１にかかる内視鏡システムの送信部の発光部が発光する光量と時間との関係を示す図である。 図５は、本発明の実施の形態２にかかる内視鏡システムの要部の機能構成を示すブロック図である。 図６は、本発明の実施の形態２にかかる内視鏡システムの撮像制御部が実行する送信部の送信出力特性の制御処理の概要を示すフローチャートである。 図７は、本発明の実施の形態２にかかる内視鏡システムの駆動部が供給する順方向電流と送信部の発光部が発光する光量の温度特性との関係を模式的に示す図である。 図８は、本発明の実施の形態２の変形例にかかる内視鏡システムの要部の機能構成を示すブロック図である。 図９は、本発明の実施の形態３にかかる内視鏡システムの要部の機能構成を示すブロック図である。 図１０は、本発明の実施の形態３にかかる内視鏡システムの撮像制御部が実行する送信部の送信出力特性の制御処理の概要を示すフローチャートである。

以下、本発明を実施するための形態（以下、「実施の形態」という）として、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。また、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。さらに、図面の記載において、同一の部分には同一の符号を付している。さらにまた、図面は、模式的なものであり、各部材の厚みと幅との関係、各部材の比率等は、現実と異なることに留意する必要がある。また、図面の相互間においても、互いの寸法や比率が異なる部分が含まれている。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態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２は、本発明の実施の形態１にかかる内視鏡システムの要部の機能構成を示すブロック図である。

図１および図２に示すように、内視鏡システム１は、被検体の体腔内に先端部を挿入することによって被検体の体内画像を撮像する撮像装置としての内視鏡２（電子スコープ）と、内視鏡２が撮像した体内画像に所定の画像処理を施すとともに、内視鏡システム１全体の動作を統括的に制御する処理装置３（外部プロセッサ）と、内視鏡２の先端から出射する照明光を発生する光源装置４と、処理装置３が画像処理を施した体内画像を表示する表示装置５と、を備える。

内視鏡２は、可撓性を有する細長形状をなす挿入部２１と、挿入部２１の基端側に接続され、各種の操作信号の入力を受け付ける操作部２２と、操作部２２から挿入部２１が延びる方向と異なる方向に延び、処理装置３および光源装置４とを接続する各種ケーブルを内蔵するユニバーサルコード２３と、を備える。

挿入部２１は、後述する撮像素子を内蔵した先端部２４と、複数の湾曲駒によって構成された湾曲自在な湾曲部２５と、湾曲部２５の基端側に接続され、可撓性を有する長尺状の可撓管部２６と、を有する。

先端部２４は、グラスファイバ等を用いて構成されて光源装置４が発光した光の導光路をなすライトガイド２４１と、ライトガイド２４１の先端に設けられた照明レンズ２４２と、集光用の光学系２４３と、光学系２４３の結像位置に設けられ、光学系２４３が集光した光を受光して電気信号に光電変換して所定の信号処理を施す撮像素子２４４と、処理装置３から送信された光信号を受信する受信部２４５と、撮像素子２４４から入力された画像情報を含む電気信号を光信号で変換して処理装置３に送信する送信部２４６と、を有する。

光学系２４３は、一または複数のレンズを用いて構成され、画角を変化させる光学ズーム機能および焦点を変化させるフォーカス機能を有する。

撮像素子２４４は、光学系２４３からの光を光電変換して電気信号を出力するセンサ部２４４ａと、センサ部２４４ａが出力した電気信号に対してノイズ除去やＡ／Ｄ変換を行うアナログフロントエンド２４４ｂ（以下、「ＡＦＥ部２４４ｂ」という）と、センサ部２４４ａの駆動タイミングおよびＡＦＥ部２４４ｂにおける各種信号処理のパルスを発生するタイミングジェネレータ２４４ｃと、送信部２４６を駆動する駆動部２４４ｄと、撮像素子２４４の動作を制御する撮像制御部２４４ｅと、を有する。撮像素子２４４は、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサである。また、タイミングジェネレータ２４４ｃがタイマーとして機能する。

センサ部２４４ａは、光量に応じた電荷を蓄積するフォトダイオードおよびフォトダイオードが蓄積した電荷を増幅する増幅器をそれぞれ有する複数の画素が２次元マトリックス状に配設された受光部２４４ｆと、受光部２４４ｆの複数の画素のうち読み出し対象として任意に設定された画素が生成した電気信号を画像情報として読み出す読み出し部２４４ｇと、を有する。

ＡＦＥ部２４４ｂは、電気信号（アナログ）に含まれるノイズ成分を低減するノイズ低減部２４４ｈと、電気信号の増幅率（ゲイン）を調整して一定の出力レベルを維持するＡＧＣ（Auto Gain Control）部２４４ｉと、ＡＧＣ部２４４ｉを介して出力された画像情報（画像信号）としての電気信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換部２４４ｊと、を有する。ノイズ低減部２４４ｈは、たとえば相関二重サンプリング（Correleted Double Sampling）法を用いてノイズの低減を行う。

駆動部２４４ｄは、後述する撮像制御部２４４ｅの制御のもと、送信部２４６に電流を供給することにより、撮像素子２４４が生成した画像情報を含む光信号を送信部２４６に出力させる。

撮像制御部２４４ｅは、処理装置３から受信した設定データにしたがって、先端部２４の各種動作を制御する。撮像制御部２４４ｅは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等を用いて構成される。撮像制御部２４４ｅは、後述する送信部２４６が光信号を処理装置３へ送信する際の送信出力特性を制御する。具体的には、撮像制御部２４４ｅは、送信部２４６が光信号を処理装置３へ送信する際の送信出力特性を経時的に変化させる制御を行う。

受信部２４５は、処理装置３から送信された光信号を所定の波長帯域ごとに分岐する波長分岐部２４５ａと、波長分岐部２４５ａが分岐した光信号を受光してタイミングジェネレータ２４４ｃにタイミング信号を出力する受光部２４５ｂと、波長分岐部２４５ａが分岐した光信号を受光して撮像制御部２４４ｅに設定データを出力する受光部２４５ｃと、を有する。波長分岐部２４５ａは、ローパスフィルタ等を用いて構成される。受光部２４５ｂおよび受光部２４５ｃは、光を受光する受光素子、たとえばフォトダイオードの光電変換素子等を用いて構成される。

送信部２４６は、撮像素子２４４から入力された画像情報の電気信号を光信号に変換して処理装置３に出力する発光部２４６ａと、撮像制御部２４４ｅから入力された設定データの電気信号を光信号に変換して処理装置３に出力する発光部２４６ｂと、発光部２４６ａおよび発光部２４６ｂがそれぞれ出力（発光）した２つの光信号の多重化（重畳）を行って処理装置３に出力する波長多重部２４６ｃと、を有する。発光部２４６ａおよび発光部２４６ｂは、面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）等の発光素子を用いて構成される。発光部２４６ａおよび発光部２４６ｂは、駆動部２４４ｄから供給される電流に基づいて、発光する光量が変化する。さらに、発光部２４６ａおよび発光部２４６ｂは、互いに異なる波長帯域を有する光を出射する。

記録部２４７は、内視鏡２の各種情報を記録する。具体的には、記録部２４７は、内視鏡２を識別する機種情報や送信部２４６の送信出力特性を含む識別情報、撮像素子２４４の識別情報、送信部２４６の発光部２４６ａが発光する光量と時間との関係を示す送信出力特性情報および撮像制御部２４４ｅが実行する各種プログラムを記録する。

操作部２２は、湾曲部２５を上下方向および左右方向に湾曲させる湾曲ノブ２２１と、体腔内に生体鉗子、レーザメスおよび検査プローブ等の処理具を挿入する処置具挿入部２２２と、処理装置３、光源装置４に加えて、送気手段、送水手段、送ガス手段等の周辺機器の操作指示信号を入力する操作入力部である複数のスイッチ２２３と、を有する。処置具挿入部２２２から挿入される処置具は、先端部２４の処置具チャンネル（図示せず）を経由して開口部（図示せず）から表出する。

ユニバーサルコード２３は、ライトガイド２４１と、１または複数の光ファイバーをまとめた集合ケーブル２４８と、を少なくとも内蔵している。ユニバーサルコード２３は、光源装置４に着脱自在なコネクタ部２７を有する。コネクタ部２７は、コイル状のコイルケーブル２７ａが延設し、コイルケーブル２７ａの延出端に処理装置３と着脱自在なコネクタ部２８を有する。

つぎに、処理装置３の構成について説明する。処理装置３は、受信部３０１と、画像処理部３０２と、明るさ検出部３０３と、調光部３０４と、読出アドレス設定部３０５と、駆動信号生成部３０６と、入力部３０７と、記録部３０８と、処理制御部３０９と、基準クロック生成部３１０と、送信部３１１と、を備える。なお、本実施の形態１では、処理装置３として面順次の構成を例に説明するが、同時式であっても適用することができる。

受信部３０１は、ユニバーサルコード２３を介して内視鏡２の送信部２４６から出力された多重化の多重光信号を所定の波長域ごとに分岐する波長分岐部３０１ａと、波長分岐部３０１ａが分岐した画像情報の光信号を受信して電気信号に変換し、この変換した電気信号を画像処理部３０２に出力する受光部３０１ｂと、波長分岐部３０１ａが分岐した設定データの光信号を受信して電気信号に変換し、この変換した電気信号を処理制御部３０９に出力する受光部３０１ｃと、を有する。

画像処理部３０２は、受光部３０１ｂから入力された画像情報をもとに、表示装置５が表示する体内画像を生成する。画像処理部３０２は、同時化部３０２ａと、ホワイトバランス（ＷＢ）調整部３０２ｂと、ゲイン調整部３０２ｃと、γ補正部３０２ｄと、Ｄ／Ａ変換部３０２ｅと、フォーマット変更部３０２ｆと、サンプル用メモリ３０２ｇと、静止画像用メモリ３０２ｈと、を有する。

同時化部３０２ａは、画素情報として入力された画像情報を、画素ごとに設けられた３つのメモリ（図示せず）に入力し、読み出し部２４４ｇが読み出した受光部２４４ｆの画素のアドレスに対応させて、各メモリの値を順次更新しながら保持するとともに、これら３つのメモリの画像情報をＲＧＢ画像情報として同時化する。同時化部３０２ａは、同時化したＲＧＢ画像情報をホワイトバランス調整部３０２ｂへ順次出力するとともに、一部のＲＧＢ画像情報を、明るさ検出などの画像解析用としてサンプル用メモリ３０２ｇへ出力する。

ホワイトバランス調整部３０２ｂは、ＲＧＢ画像情報のホワイトバランスを自動的に調整する。具体的には、ホワイトバランス調整部３０２ｂは、ＲＧＢ画像情報に含まれる色温度に基づいて、ＲＧＢ画像情報のホワイトバランスを自動的に調整する。

ゲイン調整部３０２ｃは、ＲＧＢ画像情報のゲイン調整を行う。ゲイン調整部３０２ｃは、ゲイン調整を行ったＲＧＢ信号をγ補正部３０２ｄへ出力するとともに、一部のＲＧＢ信号を、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３０２ｈへ出力する。

γ補正部３０２ｄは、表示装置５に対応させてＲＧＢ画像情報の階調補正（γ補正）を行う。

Ｄ／Ａ変換部３０２ｅは、γ補正部３０２ｄが出力した諧調補正後のＲＧＢ画像情報をアナログ信号に変換する。

フォーマット変更部３０２ｆは、アナログ信号に変換された画像情報をハイビジョン方式等の動画用のファイルフォーマットに変更して表示装置５に出力する。

明るさ検出部３０３は、サンプル用メモリ３０２ｇが保持するＲＧＢ画像情報から、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内部に設けられたメモリに記録するとともに処理制御部３０９へ出力する。また、明るさ検出部３０３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し、ゲイン調整値をゲイン調整部３０２ｃへ出力する一方、光照射量を調光部３０４へ出力する。

調光部３０４は、処理制御部３０９の制御のもと、明るさ検出部３０３が算出した光照射量をもとに光源装置４が発生する光の種別、光量、発光タイミング等を設定し、この設定した条件を含む光源同期信号を光源装置４へ送信する。

読出アドレス設定部３０５は、センサ部２４４ａの受光面における読み出し対象の画素および読み出し順序を設定する機能を有する。すなわち、読出アドレス設定部３０５は、ＡＦＥ部２４４ｂが読出すセンサ部２４４ａの画素のアドレスを設定する機能を有する。また、読出アドレス設定部３０５は、設定した読み出し対象の画素のアドレス情報を同時化部３０２ａへ出力する。

駆動信号生成部３０６は、撮像素子２４４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２４８に含まれる所定の信号線を介してタイミングジェネレータ２４４ｃへ送信する。このタイミング信号は、読み出し対象の画素のアドレス情報を含む。

入力部３０７は、内視鏡システム１の動作を指示する動作指示信号等の各種信号の入力を受け付ける。

記録部３０８は、フラッシュメモリやＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）等の半導体メモリを用いて実現される。記録部３０８は、内視鏡システム１を動作させるための各種プログラム、および内視鏡システム１の動作に必要な各種パラメータ等を含むデータを記録する。また、記録部３０８は、処理装置３の識別情報を記録する識別情報記録部３０８ａを有する。ここで、識別情報には、処理装置３の固有情報（ＩＤ）、年式、処理制御部３０９のスペック情報、伝送方式および伝送レート等が含まれる。

処理制御部３０９は、ＣＰＵ等を用いて構成され、先端部２４および光源装置４を含む各構成部の駆動制御、および各構成部に対する情報の入出力制御などを行う。処理制御部３０９は、撮像制御のための設定データを、集合ケーブル２４８に含まれる所定の信号線を介して撮像制御部２４４ｅへ送信する。

基準クロック生成部３１０は、内視鏡システム１の各構成部の動作の基準となる基準クロック信号を生成し、内視鏡システム１の各構成部に対して生成した基準クロック信号を供給する。

送信部３１１は、駆動信号生成部３０６が生成したタイミング信号を光信号に変換して波長多重部３１１ｃに出力する発光部３１１ａと、処理制御部３０９から入力された設定データの電気信号を光信号に変換して波長多重部３１１ｃに出力する発光部３１１ｂと、発光部３１１ａおよび発光部３１１ｂがそれぞれ出力した２つの光信号を多重化することによって内視鏡２に多重光信号を出力する波長多重部３１１ｃと、を有する。

つぎに、光源装置４の構成について説明する。光源装置４は、光源４１と、光源ドライバ４２と、回転フィルタ４３と、駆動部４４と、駆動ドライバ４５と、光源制御部４６と、を備える。

光源４１は、白色ＬＥＤを用いて構成され、光源制御部４６の制御のもと、白色光を発生する。光源ドライバ４２は、光源４１に対して光源制御部４６の制御のもとで電流を供給することにより、光源４１に白色光を発生させる。光源４１が発生した光は、回転フィルタ４３および集光レンズ（図示せず）およびライトガイド２４１を経由して先端部２４の先端から照射される。なお、光源４１は、キセノンランプ等を用いて構成してもよい。

回転フィルタ４３は、光源４１が発した白色光の光路上に配置され、回転することにより、光源４１が発する白色光を所定の波長帯域を有する光のみを透過させる。具体的には、回転フィルタ４３は、赤色光（Ｒ）、緑色光（Ｇ）および青色光（Ｂ）それぞれの波長帯域を有する光を透過させる赤色フィルタ４３１、緑色フィルタ４３２および青色フィルタ４３３を有する。回転フィルタ４３は、回転することにより、赤、緑および青の波長帯域（例えば、赤：６００ｎｍ〜７００ｎｍ、緑：５００ｎｍ〜６００ｎｍ、青：４００ｎｍ〜５００ｎｍ）を有する光を順次透過させる。これにより、光源４１が発する白色光は、狭帯域化した赤色光、緑色光および青色光いずれかの光を内視鏡２に順次出射することができる。

駆動部４４は、ステッピングモータやＤＣモータ等を用いて構成され、回転フィルタ４３を回転動作させる。駆動ドライバ４５は、光源制御部４６の制御のもと、駆動部４４に所定の電流を供給する。

光源制御部４６は、調光部３０４から送信された光源同期信号にしたがって光源４１に供給する電流量を制御する。また、光源制御部４６は、処理制御部３０９の制御のもと、駆動ドライバ４５を介して駆動部４４を駆動することにより、回転フィルタ４３を回転させる。

表示装置５は、映像ケーブルを介して処理装置３が生成した体内画像を処理装置３から受信して表示する機能を有する。表示装置５は、液晶または有機ＥＬ（Electro Luminescence）を用いて構成される。

以上の構成を有する内視鏡システム１の撮像制御部２４４ｅが実行する送信部２４６の送信出力特性の制御処理について説明する。図３は、本実施の形態１にかかる内視鏡システム１の撮像制御部２４４ｅが実行する送信部２４６の送信出力特性の制御処理の概要を示すフローチャートである。なお、以下の制御処理は、施術者が内視鏡システム１を用いて被検体の検査を開始してから所定のタイミングごとに行われる。

図３に示すように、撮像制御部２４４ｅは、内視鏡２のコネクタ部２８が処理装置３に接続されたか否かを判断する（ステップＳ１０１）。内視鏡２のコネクタ部２８が処理装置３に接続されたと撮像制御部２４４ｅが判断した場合（ステップＳ１０１：Ｙｅｓ）、内視鏡システム１は、ステップＳ１０２へ移行する。これに対して、内視鏡２のコネクタ部２８が処理装置３に接続されていないと撮像制御部２４４ｅが判断した場合（ステップＳ１０１：Ｎｏ）、内視鏡システム１は、この判断を繰り返す。

続いて、撮像制御部２４４ｅは、タイミングジェネレータ２４４ｃから出力されるタイミング信号に基づいて、時間のカウントを開始し（ステップＳ１０２）、現在の時刻に基づいて、駆動部２４４ｄが発光部２４６ａに供給する電流の強度を制御することにより、発光部２４６ａが発光する光量を調整する（ステップＳ１０３）。

図４は、送信部２４６の発光部２４６ａが発光する光量と時間との関係を示す図である。図４において、横軸が時間（ｔ）を示し、縦軸が光量（ｍＷ）を示す。また、図４において、曲線Ｌ１が発光部２４６ａの光量特性を示す。

図４に示すように、送信部２４６の発光部２４６ａは、時間の経過とともに光量が低下する。送信部２４６の発光部２４６ａを含む先端部２４には、ライトガイド２４１の熱が被検体の生体組織に伝熱することを防止するため、気密性の高い耐熱構造が用いられている。このため、送信部２４６の発光部２４６ａを含む先端部２４は、時間の経過に伴って先端部２４の内部の温度が上昇することによって、送信部２４６の発光部２４６ａの光量が低下する。そこで、本実施の形態１では、撮像制御部２４４ｅは、処理装置３から出力された設定データに含まれる被検体の検査を開始してからの時刻または光源装置４が照明光の出射を開始してからの時刻に基づいて、駆動部２４４ｄが発光部２４６ａに供給する電流の強度を制御する。これにより、内視鏡２の周囲の環境に関わらず、画像情報を精度よく処理装置３に送信することができる。

図３に戻り、ステップＳ１０４以降の説明を続ける。ステップＳ１０４において、撮像制御部２４４ｅは、被検体の検査を終了する終了指示信号が入力されたか否かを判断する。終了指示信号が入力されたと撮像制御部２４４ｅが判断した場合（ステップＳ１０４：Ｙｅｓ）、内視鏡システム１は、本処理を終了する。これに対して、終了指示信号が入力されていないと撮像制御部２４４ｅが判断した場合（ステップＳ１０４：Ｎｏ）、内視鏡システム１は、ステップＳ１０３へ戻る。

以上説明した本発明の実施の形態１によれば、撮像制御部２４４ｅが駆動部２４４ｄによって発光部２４６ａに供給される電流（順方向電流）を制御することにより、発光部２４６ａの光量を調整する。これにより、撮像素子２４４が撮像した画像情報の送信出力特性を制御することができるので、内視鏡２の周囲の環境に関わらず、画像情報を適切に処理装置３に送信することができる。

また、本実施の形態１によれば、画像情報を光伝送方式で伝送することによって、従来の電気伝送方式で困難であった高速通信が可能となるとともに、放射電磁界特性の改善や電気メス等の処理具から受け付け電磁妨害の影響を軽減することができる。

また、本実施の形態１では、撮像制御部２４４ｅがタイミングジェネレータ２４４ｃによって出力された時刻に基づいて、駆動部２４４ｄが発光部２４６ａに供給する電流を制御していたが、たとえば、処理装置３の処理制御部３０９が基準クロック生成部３１０によって出力される時刻と内視鏡２の識別情報とに基づいて、駆動部２４４ｄが発光部２４６ａに供給する電流の強度を制御することにより、発光部２４６ａの光量を調整して送信出力特性を制御してもよい。この場合、処理制御部３０９は、ユニバーサルコード２３の光ファイバーを介して内視鏡２から受信した光信号に含まれる内視鏡２を識別する識別情報、基準クロック生成部３１０が出力する時刻および記録部３０８が記録する各内視鏡２に対応付けられた送信部２４６の発光部２４６ａが発光する光量と時間との関係を示す送信出力特性に基づいて、駆動部２４４ｄが発光部２４６ａに供給する電流を示す設定データを送信部３１１の発光部３１１ｂに出力させる。これにより、撮像制御部２４４ｅは、設定データに基づいて、駆動部２４４ｄが供給する電流の強度を制御することにより、発行部２４６ａが出力する送信出力特性を制御することができる。この結果、処理制御部３０９は、内視鏡２の種別毎に送信部２４６の発光部２４６ａの送信出力特性を制御することができるので、内視鏡２の周囲の環境に関わらず、各内視鏡２に応じて画像情報を適切に送信させることができる。

（実施の形態２）
つぎに、本発明の実施の形態２について説明する。本実施の形態２にかかる内視鏡システムは、上述した実施の形態にかかる内視鏡システムの内視鏡における撮像素子および内視鏡システムが実行する処理が異なる。具体的には、撮像素子が温度検出部を有する。このため、以下においては、本実施の形態２にかかる内視鏡システムの内視鏡における撮像素子を説明後、本実施の形態２にかかる内視鏡システムが実行する処理について説明する。なお、同一の構成には同一の符号を付して説明する。

図５は、本実施の形態２にかかる内視鏡システム１００の要部の機能構成を示すブロック図である。図５に示すように、内視鏡システム１００は、内視鏡６と、処理装置３と、を備える。

内視鏡６の先端部２４は、ライトガイド２４１と、照明レンズ２４２と、光学系２４３と、光学系２４３の結像位置に設けられ、光学系２４３が集光した光を受光して電気信号に光電変換して所定の信号処理を施す撮像素子６０１と、受信部２４５と、送信部２４６と、を有する。

撮像素子６０１は、センサ部２４４ａと、ＡＦＥ部２４４ｂと、タイミングジェネレータ２４４ｃと、駆動部２４４ｄと、撮像制御部２４４ｅと、温度検出部６０２と、を有する。撮像素子６０１は、ＣＭＯＳイメージセンサである。

温度検出部６０２は、温度センサ等を用いて構成され、撮像素子６０１内の温度を検出し、この検出結果を撮像制御部２４４ｅに出力する。温度検出部６０２は、撮像素子６０１内の基板上（１チップ上）に一体的に形成される。

以上の構成を有する内視鏡システム１００の撮像制御部２４４ｅが実行する送信部２４６の送信出力特性の制御処理について説明する。図６は、本実施の形態２にかかる内視鏡システム１００の撮像制御部２４４ｅが実行する送信部２４６の送信出力特性の制御処理の概要を示すフローチャートである。

図６に示すように、撮像制御部２４４ｅは、内視鏡６のコネクタ部２８が処理装置３に接続されたか否かを判断する（ステップＳ２０１）。内視鏡６のコネクタ部２８が処理装置３に接続されたと撮像制御部２４４ｅが判断した場合（ステップＳ２０１：Ｙｅｓ）、内視鏡システム１００は、ステップＳ２０２へ移行する。これに対して、内視鏡６のコネクタ部２８が処理装置３に接続されていないと撮像制御部２４４ｅが判断した場合（ステップＳ２０１：Ｎｏ）、内視鏡システム１００は、この判断を繰り返す。

続いて、撮像制御部２４４ｅは、温度検出部６０２が検出した検出結果に基づいて、駆動部２４４ｄが発光部２４６ａに供給する電流の強度を制御することにより、発光部２４６ａが発光する光量を調整する（ステップＳ２０２）。

図７は、駆動部２４４ｄが供給する順方向電流と送信部２４６の発光部２４６ａが発光する光量の温度特性との関係を模式的に示す図である。図７において、横軸が順方向電流（ｍＡ）を示し、縦軸が発光部２４６ａの光量（ｍＷ）を示す。また、図７において、曲線Ｌ１１が撮像素子６０１の低温時（たとえば−２０度）における順方向電流と光量との関係（Ｌ−Ｉ特性）を示し、曲線Ｌ１２が撮像素子６０１の高温時（たとえば９０度）における順方向電流と光量との関係を示す。

図７に示すように、送信部２４６の発光部２４６ａの光量は、同じ順方向電流であっても、温度によって異なる。たとえば、発光部２４６ａは、順方向電流が６ｍＡの場合、高温時の光量（点Ｐ２）が略１．００（ｍＷ）であるのに対して、低温時の光量（点Ｐ１）が２．００（ｍＷ）になり、略半分になる。また、光信号で画像情報を適切に伝送する場合、発光部２４６ａの発光時の光量と消光時との差（消光比）が所定の範囲内ｄ１（たとえば３ｄｂ以上）になるように電流を出力しなければならない。具体的には、曲線Ｌ１２に示すように、撮像制御部２４４ｅは、発光部２４６ａに発光させる光量を１（ｍＷ）にする場合において、発光部２４６ａを消光させるとき、駆動部２４４ｄに供給させる電流値の範囲Ｗ１を４〜６（ｍＡ）にする一方、撮像制御部２４４ｅは、発光部２４６ａに発光させる光量を１（ｍＷ）にする場合において、発光部２４６ａを発光させるとき、駆動部２４４ｄに供給させる電流値の範囲Ｗ２を６〜８（ｍＡ）にする。このように、撮像制御部２４４ｅは、温度検出部６０２の検出結果に基づいて、駆動部２４４ｄが発光部２４６ａに供給する電流を発光部２４６ａの発光時の光量と消光時との差が所定の範囲内ｄ１になるように制御することにより、発光部２４６ａが発光する光量を調整する。この結果、内視鏡２の周囲の環境に関わらず、画像情報を適切に処理装置３に送信することができる。

図６に戻り、ステップＳ２０３以降の説明を続ける。ステップＳ２０３において、撮像制御部２４４ｅは、被検体の検査を終了する終了指示信号が入力されたか否かを判断する。終了指示信号が入力されたと撮像制御部２４４ｅが判断した場合（ステップＳ２０３：Ｙｅｓ）、内視鏡システム１００は、本処理を終了する。これに対して、終了指示信号が入力されていないと撮像制御部２４４ｅが判断した場合（ステップＳ２０３：Ｎｏ）、内視鏡システム１００は、ステップＳ２０２へ戻る。

以上説明した本発明の実施の形態２によれば、撮像制御部２４４ｅが温度検出部６０２によって検出された検出結果に基づいて、送信部２４６の発光部２４６ａの送信出力特性を制御する。これにより、内視鏡６の周囲の環境に関わらず、体内画像情報を適切に処理装置３に送信することができる。

また、本実施の形態２では、撮像素子６０１内に温度検出部６０２を設けていたが、図８に示すように、送信部６１０内に温度検出部６０２を設けてもよい。これにより、温撮像素子２４４をより小さく形成することができ、先端部２４の細径化を行うことができる。

また、本実施の形態２では、撮像制御部２４４ｅが温度検出部６０２によって検出された検出結果に基づいて、送信部２４６の発光部２４６ａの送信出力特性を制御していたが、たとえば駆動部２４４ｄが温度検出部６０２の検出結果を取得し、この出力した検出結果に基づいて、発光部２４６ａに供給する電流の強度を変更することにより、発光部２４６ａの送信出力特性を調整してもよい。これにより、上述した実施の形態に比して処理速度が速くなるので、画像情報をより高速で適切に処理装置３に送信することができる。

また、本実施の形態２では、処理装置３の処理制御部３０９が温度検出部６０２の検出結果に基づいて、送信部２４６の発光部２４６ａの送信出力特性を制御してもよい。この場合、処理制御部３０９は、ユニバーサルコード２３の光ファイバーを介して内視鏡６から温度検出部６０２の検出結果を取得し、この取得した検出結果に基づいて、駆動部２４４ｄが発光部２４６ａに供給する電流の強度を示す設定データを発光部３１１ａに出力させる。これにより、撮像制御部２４４ｅは、設定データに基づいて、駆動部２４４ｄが発光部２４６ａに供給する電流の強度を制御することにより、発光部２４６ａが出力する光信号の送信出力特性を制御することができる。この結果、内視鏡６の周囲の環境に関わらず、画像情報を適切に処理装置３に送信することができる。

（実施の形態３）
つぎに、本発明の実施の形態３について説明する。本実施の形態３にかかる内視鏡システムは、上述した実施の形態にかかる内視鏡システムの内視鏡における送信部および内視鏡システムが実行する処理が異なる。このため、以下においては、本実施の形態３にかかる内視鏡システムの内視鏡における送信部を説明後、本実施の形態３にかかる内視鏡システムが実行する処理について説明する。なお、同一の構成には同一の符号を付して説明する。

図９は、本実施の形態３にかかる内視鏡システム１１０の要部の機能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１１０は、内視鏡７と、処理装置３と、を備える。

内視鏡６の先端部２４は、ライトガイド２４１と、照明レンズ２４２と、光学系２４３と、光学系２４３の結像位置に設けられ、光学系２４３が集光した光を受光して電気信号に光電変換して所定の信号処理を施す撮像素子２４４と、受信部２４５と、送信部７０１と、を有する。

送信部７０１は、発光部２４６ａと、発光部２４６ｂと、波長多重部２４６ｃと、分光部７０２と、受光部７０３と、を有する。

分光部７０２は、発光部２４６ａが発光した光信号を波長多重部２４６ｃおよび受光部７０３にそれぞれ分光する。分光部７０２は、プリズムやダイナミックミラー等を用いて構成される。

受光部７０３は、分光部７０２が分光した光信号を受光して電気信号に変換し、変換した電気信号を撮像制御部２４４ｅに出力する。受光部７０３は、フォトダイオード等を用いて構成される。

このように構成された内視鏡システム１１０の送信部７０１が送信する送信出力特性の制御処理について説明する。図１０は、本実施の形態３にかかる内視鏡システム１１０の撮像制御部２４４ｅが実行する送信部７０１の送信出力特性の制御処理の概要を示すフローチャートである。

図１０に示すように、撮像制御部２４４ｅは、内視鏡７のコネクタ部２８が処理装置３に接続されたか否かを判断する（ステップＳ３０１）。内視鏡７のコネクタ部２８が処理装置３に接続されたと撮像制御部２４４ｅが判断した場合（ステップＳ３０１：Ｙｅｓ）、内視鏡システム１１０は、ステップＳ３０２へ移行する。これに対して、内視鏡７のコネクタ部２８が処理装置３に接続されていないと撮像制御部２４４ｅが判断した場合（ステップＳ３０１：Ｎｏ）、内視鏡システム１１０は、この判断を繰り返す。

続いて、撮像制御部２４４ｅは、受光部７０３から入力される電気信号に基づいて、駆動部２４４ｄが供給する電流の強度を制御することによって、発光部２４６ａが発光する光量を調整する（ステップＳ３０２）。これにより、内視鏡７の周囲の環境に関わらず、画像情報を適切に処理装置３に送信することができる。

その後、撮像制御部２４４ｅは、被検体の検査を終了する終了指示信号が入力されたか否かを判断する（ステップＳ３０３）。終了指示信号が入力されたと撮像制御部２４４ｅが判断した場合（ステップＳ３０３：Ｙｅｓ）、内視鏡システム１１０は、本処理を終了する。これに対して、終了指示信号が入力されていないと撮像制御部２４４ｅが判断した場合（ステップＳ３０３：Ｎｏ）、内視鏡システム１１０は、ステップＳ３０２へ戻る。

以上説明した本発明の実施の形態３によれば、撮像制御部２４４ｅが受光部７０３から入力される電気信号の強度に基づいて、送信部７０１の発光部２４６ａの送信出力特性を制御する。これにより、内視鏡７の周囲の環境に関わらず、画像情報を適切に処理装置３に送信することができる。

また、本実施の形態３では、撮像制御部２４４ｅが受光部７０３から入力された電気信号の強度に基づいて、発光部２４６ａの送信出力特性を制御していたが、たとえば処理装置３の処理制御部３０９が受光部３０１ｂから入力される電気信号の強度に基づいて、発光部２４６ａの送信出力特性を制御してもよい。この場合、処理制御部３０９は、受光部３０１ｂから入力される電気信号の強度に基づいて、駆動部２４４ｄが発光部２４６ａに供給する電流の強度を示す設定データを発光部３１１ａに出力させる。これにより、撮像制御部２４４ｅは、設定データに基づいて、駆動部２４４ｄが供給する電流の強度を制御することにより、発光部２４６ａが出力する送信出力特性を制御することができる。この結果、内視鏡７の周囲の環境に関わらず、画像情報を適切に処理装置３に送信することができる。

（その他の実施の形態）
上述した実施の形態では、内視鏡と処理装置とを伝送する伝送路が光ファイバーのみで構成されていたが、たとえば内視鏡と処理装置との間にメタルケーブル等の電線を複数設けてもよい。この場合、画像情報を光ケーブルで伝送し、電線で設定データおよびタイミング信号を伝送するようにしてもよい。

また、上述した実施の形態では、撮像素子と送信部とが別体であったが、一体的に形成してもよい。さらに、撮像素子、送信部および受信部を一体的に形成してもよい。

また、上述した実施の形態では、複数の波長の光信号を多重化していたが、多重化を行わない単波長による送信部であっても良い。また、光ファイバーを用いた伝送は、双方向に限らず単方向（たとえば制御装置から撮像装置に対する低速の制御信号は電気で通信する、など）であっても構わない。

（付記１）
複数の画素から光電変換後の電気信号を画像情報として出力する撮像部と、
光信号が多重化された多重光信号を受信する受信部と、
前記撮像部が出力した前記画像情報を光信号に変換後、他の光信号と多重化し、該多重化した多重光信号を外部へ送信する送信部と、
前記送信部が前記多重光信号を外部へ送信する際の送信出力特性を制御する撮像制御部と、
を備えたことを特徴とする撮像装置。

（付記２）
複数の画素から光電変換後の電気信号を画像情報として出力する撮像部を有する撮像装置と、前記撮像装置に接続され、該撮像装置との間で光信号の送受信が可能な処理装置とを備えた内視鏡システムであって、
前記撮像装置は、
光信号が多重化された多重光信号を受信する受信部と、
前記撮像部が出力した前記画像情報を光信号に変換後、他の光信号と多重化し、該多重化した多重光信号を外部へ送信する送信部と、
を有し、
前記処理装置は、
前記送信部が前記多重光信号を外部へ送信する際の送信出力特性を制御する処理制御部を有する
を備えたことを特徴とする内視鏡システム。

１，１００，１１０ 内視鏡システム
２，６，７ 内視鏡
３ 処理装置
４ 光源装置
５ 表示装置
２４ 先端部
２１ 挿入部
２２ 操作部
２３ ユニバーサルコード
２５ 湾曲部
２６ 可撓管部
２７，２８ コネクタ部
２４３ 光学系
２４４，６０１ 撮像素子
２４４ａ センサ部
２４４ｂ アナログフロントエンド
２４４ｃ タイミングジェネレータ
２４４ｄ 駆動部
２４４ｅ 撮像制御部
２４４ｆ 受光部
２４４ｇ 読み出し部
２４４ｈ ノイズ低減部
２４４ｉ ＡＧＣ部
２４４ｊ Ａ／Ｄ変換部
２４５，３０１ 受信部
２４５ａ，３０１ａ 波長分岐部
２４５ｂ，２４５ｃ，３０１ｂ，３０１ｃ，７０３ 受光部
２４６，３１１，６１０，７０１ 送信部
２４６ａ，２４６ｂ，３１１ａ，３１１ｂ 発光部
２４６ｃ，３１１ｃ 波長多重部
２４７，３０８ 記録部
３０２ 画像処理部
３０３ 明るさ検出部
３０４ 調光部
３０５ 読出アドレス設定部
３０６ 駆動信号生成部
３０７ 入力部
３０８ａ 識別情報記録部
３０９ 制御部
３１０ 基準クロック生成部
６０２ 温度検出部
７０２ 分光部

Claims (1)

1. 複数の画素から光電変換後の電気信号を画像情報として出力する撮像部および前記撮像部が出力した前記画像情報を光信号に変換して外部へ送信する送信部を有する内視鏡と、前記内視鏡に接続され、該内視鏡との間で光信号の送受信が可能な処理装置と、内視鏡の先端から出射する照明光を発生する光源装置と、を備えた内視鏡システムであって、
   前記処理装置は、
   前記光源装置が前記照明光の出射を開始してからの時間に基づいて、前記送信部が前記光信号を外部へ送信する際の光信号の送信出力特性を経時的に変化させる制御を行う処理制御部を備えたことを特徴とする内視鏡システム。

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