WO2012081617A1 - 撮像装置 - Google Patents

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WO2012081617A1
WO2012081617A1 PCT/JP2011/078904 JP2011078904W WO2012081617A1 WO 2012081617 A1 WO2012081617 A1 WO 2012081617A1 JP 2011078904 W JP2011078904 W JP 2011078904W WO 2012081617 A1 WO2012081617 A1 WO 2012081617A1
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unit
signal
imaging
pixel information
pixel
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PCT/JP2011/078904
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大野　渉
秀範 橋本
洋彦 松澤
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オリンパスメディカルシステムズ株式会社
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    • A61B1/00002—Operational features of endoscopes
    • A61B1/00004—Operational features of endoscopes characterised by electronic signal processing
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    • A61B1/128—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor with cooling or rinsing arrangements provided with means for regulating temperature
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    • H04N25/13—Arrangement of colour filter arrays [CFA]; Filter mosaics characterised by the spectral characteristics of the filter elements
    • H04N25/134—Arrangement of colour filter arrays [CFA]; Filter mosaics characterised by the spectral characteristics of the filter elements based on three different wavelength filter elements
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    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
    • H04N25/76—Addressed sensors, e.g. MOS or CMOS sensors

Definitions

  • the present invention relates to an imaging apparatus including an imaging unit capable of outputting, as pixel information, an electrical signal after photoelectric conversion from a pixel arbitrarily designated as a readout target among a plurality of pixels for imaging.
  • an endoscope system has been used to observe the inside of an organ of a subject.
  • a flexible insertion part having an elongated shape is inserted into a body cavity of a subject such as a patient, and white light is irradiated to a living tissue in the body cavity through the insertion part. Then, the reflected light is received by the imaging unit at the distal end of the insertion unit, and an in-vivo image is captured. The living body image thus captured is displayed on the monitor of the endoscope system.
  • a user such as a doctor observes the body cavity of a subject through an in-vivo image displayed on a monitor of an endoscope system.
  • an image pickup device is built in the distal end of the insertion portion, and the image pickup device transmits an electric signal after photoelectric conversion to a signal processing device as an image signal, and the transmission signal is processed in the signal processing device. By doing so, the image picked up by the image pickup device is displayed on the monitor to observe inside the body.
  • the image pickup device at the tip of the insertion portion and the signal processing device are connected by a collective cable in which a plurality of signal lines are bundled for image signal transmission, clock signal transmission, drive power supply to the image pickup device, and the like. (For example, see Patent Document 1).
  • the image pickup device built in the distal end of the insertion portion has various functions in which various circuits such as a noise removal circuit and an A / D conversion circuit are incorporated in one chip as well as the light receiving portion.
  • a CMOS sensor may be employed. Since this CMOS sensor has a complicated circuit configuration and is driven at a high speed to cope with an increase in the number of pixels, when the chip temperature is high, a noise removal process by a noise removal circuit or an A / D conversion process by an A / D conversion unit May not be performed correctly. For this reason, when using a CMOS sensor, it is necessary to smoothly radiate heat from the chip.
  • the present invention has been made in view of the above, and an object thereof is to provide an imaging apparatus capable of stably acquiring captured images.
  • an imaging apparatus uses, as pixel information, an electrical signal after photoelectric conversion from a pixel arbitrarily designated as a reading target among a plurality of pixels for imaging.
  • An imaging unit capable of outputting; a reading unit provided on a substrate on which the imaging unit is mounted; and a reading unit that reads pixel information from a pixel instructed as a reading target in the imaging unit;
  • An imaging-side control unit that controls pixel information output processing and pixel information reading processing by the reading unit, an image processing unit that generates an image from pixel information read by the reading unit, and an image generated by the image processing unit Display unit, a setting unit that can arbitrarily set a pixel to be read in the imaging unit, and a pixel to be read based on the setting of the setting unit If there is an abnormality in the pixel information read out by the control unit and the reading unit, and the pixel information read out by the reading unit is determined to be abnormal, an abnormality occurs in the imaging side control
  • the processing signal amount per unit time in the reading unit is a unit in a normal case.
  • the pixel information readout process by the readout unit is controlled so as to be smaller than the processing signal amount per time.
  • the imaging apparatus further includes a control condition storage unit that stores control conditions of the imaging unit and the reading unit at the time of occurrence of the abnormality, and the imaging side control unit is output by the abnormality determination unit.
  • a control condition storage unit that stores control conditions of the imaging unit and the reading unit at the time of occurrence of the abnormality
  • the imaging side control unit is output by the abnormality determination unit.
  • the imaging-side control unit when the imaging-side control unit receives the notification signal output by the abnormality determination unit, the imaging unit extracts some pixels extracted from all the pixels of the imaging unit.
  • the pixel is set as a readout target pixel, and the readout unit reads out pixel information from the pixel of the light receiving unit set as the readout target pixel by the imaging side control unit.
  • the imaging apparatus is characterized in that, when the imaging-side control unit receives the notification signal output by the abnormality determination unit, the readout unit reads out pixel information from the readout unit.
  • the imaging apparatus includes a first signal conversion unit that converts a signal including pixel information read by the reading unit from a parallel signal into a serial signal configured in units of a predetermined number of bits, and outputs the signal.
  • a transmission unit that transmits the serial signal output from the first signal conversion unit; and a second unit that converts the signal including pixel information transmitted from the transmission unit from a serial signal to a parallel signal and outputs the parallel signal to the image processing unit.
  • a signal conversion unit, wherein the abnormality determination unit is configured to determine whether the serial signal transmitted from the transmission unit to the second signal conversion unit is configured in units of a predetermined number of bits. It is characterized by determining whether or not there is an abnormality.
  • the pixel information includes a luminance value
  • the reading unit reads pixel information of a pixel on which light is incident and reads pixel information of a pixel on which light is not incident, thereby determining the abnormality.
  • the unit determines whether or not there is the abnormality based on a change in luminance value of pixel information of a pixel on which light read by the reading unit is not incident.
  • the imaging apparatus includes a first signal conversion unit that converts pixel information read by the reading unit from an electrical signal to an optical signal and outputs the light, and light output from the first signal conversion unit.
  • a transmission unit that transmits a signal; and a second signal conversion unit that converts the optical signal transmitted from the transmission unit into an electrical signal and outputs the electrical signal to the image processing unit, and the abnormality determination unit includes: It is characterized in that it is determined whether or not there is the abnormality based on a change in signal intensity of the optical signal transmitted by the transmission unit.
  • the imaging-side control unit holds status information including information indicating whether or not the imaging unit and the reading unit are abnormal, and is instructed to transmit the status information.
  • the status information is transmitted, and the abnormality determination unit instructs the imaging-side control unit to transmit state information, and the abnormality is present based on the status information transmitted from the imaging-side control unit. It is characterized by determining whether or not.
  • the imaging apparatus further includes a temperature detection unit that is provided on the substrate and detects the temperature of the substrate, and the abnormality determination unit has a temperature of the substrate detected by the temperature detection unit. And determining whether or not there is the abnormality.
  • the imaging apparatus further includes an irradiating unit that irradiates a subject with light, and when the control unit determines that the pixel information read by the reading unit is abnormal, The irradiation unit is controlled so as to weaken the light irradiation amount by the irradiation unit.
  • An imaging apparatus is an endoscope apparatus having a distal end portion introduced into a body and a signal processing device, wherein the distal end portion and the signal processing device are connected by a transmission unit.
  • the imaging unit, the reading unit, and the imaging-side control unit are provided in the distal end portion, and the image processing unit, the control unit, and the abnormality determination unit are provided in the signal processing device. .
  • the imaging side control unit of the substrate on which the imaging unit is mounted and provided with the reading unit performs pixel information output processing by the imaging unit and pixel information by the reading unit. Since the control corresponding to the occurrence of an abnormality in the reading process is performed, the captured image can be stably acquired.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of an endoscope portion according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view for explaining the outline of the internal configuration of the distal end portion of the endoscope main body shown in FIG.
  • FIG. 3 is a block diagram illustrating a schematic configuration of the endoscope system according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is a flowchart showing a processing procedure of in-vivo image display processing of the endoscope system shown in FIG.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining the pixels of the light receiving unit set as the reading target.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining the reading process for the abnormal mode shown in FIG.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining another example of the reading process for the abnormal mode shown in FIG. FIG.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining the reading process shown in FIG.
  • FIG. 9 is a block diagram illustrating a configuration of the endoscope system according to the first modification of the first embodiment.
  • FIG. 10 is a block diagram illustrating a configuration of the endoscope system according to the second modification of the first embodiment.
  • FIG. 11 is a block diagram of another configuration of the endoscope system according to the first embodiment.
  • FIG. 12 is a block diagram of a configuration of the endoscope system according to the second embodiment.
  • FIG. 13 is a flowchart showing the processing procedure of the in-vivo image display processing of the endoscope system shown in FIG.
  • FIG. 14 is a flowchart illustrating a processing procedure of the abnormality determination processing illustrated in FIG. FIG.
  • FIG. 15 is a block diagram of a configuration of the endoscope system according to the third embodiment.
  • FIG. 16 is a flowchart showing a processing procedure of abnormality determination processing in the endoscope system shown in FIG.
  • FIG. 17 is a block diagram of another configuration of the endoscope system according to the third embodiment.
  • a medical endoscope system that includes an imaging device at the distal end of an insertion portion and captures and displays an image of a body cavity of a subject such as a patient will be described.
  • the present invention is not limited to the embodiments.
  • the same parts are denoted by the same reference numerals.
  • the drawings are schematic, and it is necessary to note that the relationship between the thickness and width of each member, the ratio of each member, and the like are different from the actual ones. Also in the drawings, there are included portions having different dimensional relationships and ratios.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of an endoscope portion of the endoscope system according to the first embodiment.
  • an endoscope 1 according to the first embodiment includes an elongated insertion portion 2 and an operation portion 3 on the proximal end side of the insertion portion 2 and held by an endoscope apparatus operator.
  • the flexible universal cord 4 extends from the side of the operation unit 3.
  • the universal cord 4 includes a light guide cable, an electric cable, and the like.
  • the insertion portion 2 is a distal end portion 5 incorporating a CMOS sensor as an image sensor, a bending portion 6 that is configured by a plurality of bending pieces, and is provided on the proximal end side of the bending portion 6. And a long flexible tube portion 7 having flexibility.
  • the connector 8 is provided at the end of the universal cord 4.
  • the connector portion 8 includes a light guide connector 9 that is detachably connected to the light source device, and an electrical contact that is connected to the control device to transmit an electrical signal of the subject image photoelectrically converted by the CMOS sensor to the signal processing control device.
  • An air supply base 11 for sending air to the nozzles of the part 10 and the tip part 5 is provided.
  • the light source device includes a white light source, a special light source, and the like, and supplies light from the white light source or the special light source as illumination light to the endoscope 1 connected via the light guide connector 9.
  • the control device is a device that supplies power to the image sensor and receives an electrical signal photoelectrically converted from the image sensor, and processes the electrical signal imaged by the image sensor to display an image on a display unit that is connected. In addition to displaying, a drive signal for controlling and driving the gain adjustment of the image sensor is output.
  • the operation section 3 includes a bending knob 12 that bends the bending section 6 in the vertical direction and the left-right direction, a treatment instrument insertion section 13 that inserts a treatment instrument 16 such as a biopsy forceps and a laser probe into the body cavity, a control device, and a light source device.
  • a plurality of switches 14 for operating peripheral devices such as air supply, water supply, and gas supply means are provided.
  • the treatment tool 16 inserted from the treatment tool insertion portion 13 is exposed from the opening 15 at the distal end of the insertion portion 2 through a treatment tool channel provided inside. For example, when the treatment tool 16 is a biopsy forceps, a biopsy is performed in which the affected tissue is collected with the biopsy forceps.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view for explaining the outline of the internal configuration of the distal end portion 5 of the endoscope 1 shown in FIG.
  • the distal end portion 5 of the endoscope 1 has an illumination lens 22, an observation window 23, a treatment instrument exposure opening 15 communicating with the treatment instrument channel 33, and air / water supply.
  • a nozzle (not shown) is provided.
  • a light receiving unit 28 having a plurality of pixels for imaging arranged two-dimensionally in a matrix at the imaging position of the optical system composed of the lenses 24a and 24b is arranged.
  • the light receiving unit 28 receives light incident through the optical system including the lenses 24a and 24b and images the inside of the body cavity.
  • a cover glass 25 is provided on the light receiving surface side of the light receiving unit 28.
  • An on-chip filter 27 in which R, G, or B filters are arranged corresponding to the arrangement of the pixels of the light receiving unit 28 is provided between the cover glass 25 and the light receiving unit 28.
  • the light receiving unit 28 is mounted on the circuit board 26 together with an IC 29, a chip capacitor 30, and the like that instruct the light receiving unit 28 at the imaging timing and read an image signal from the light receiving unit 28 and convert it into an electrical signal.
  • An electrode 32 is provided on the circuit board 26.
  • the electrode 32 is connected to the collective cable 31 that transmits an electric signal to the control device via, for example, an anisotropic conductive resin film.
  • the collective cable 31 includes a plurality of signal lines such as a signal line for transmitting an image signal which is an electric signal output from the light receiving unit 28 or a signal line for transmitting a control signal from a control device.
  • FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of the endoscope system according to the first embodiment.
  • the endoscope system 100 according to the first embodiment includes a control device 40 that is connected to a CMOS image sensor 80 provided at the distal end portion 5 via a collective cable 31 having a plurality of signal lines.
  • a light source device 60 that supplies white light or special light, a display unit 71 that displays an in-vivo image captured by the CMOS image sensor 80, an output unit 73 that outputs information related to in-vivo observation, and various instruction information required for in-vivo observation
  • An input unit 72 for input and a storage unit 74 for storing in-vivo images and the like are provided.
  • a CMOS image sensor 80 is provided at the tip 5.
  • the CMOS image sensor 80 includes an AFE (Analog Front End) unit 36 including a light receiving unit 28, a timing generator 34, a control circuit 35, a noise removing unit 37 and an A / D conversion unit 38, and an input digital signal.
  • the P / S converter 39 converts the parallel signal into a serial signal.
  • On the substrate on which the light receiving unit 28 is mounted, a control circuit 35, a timing generator 34, an AFE unit 36, and a P / S conversion unit 39 are provided. Therefore, the CMOS image sensor 80 has a configuration in which the light receiving unit 28, the timing generator 34, the control circuit 35, the AFE unit 36, and the P / S conversion unit 39 are integrated into one chip based on one substrate.
  • the light receiving unit 28 outputs, as pixel information, an electrical signal after photoelectric conversion from a pixel arbitrarily designated as a reading target among a plurality of pixels for imaging arranged two-dimensionally in a matrix.
  • Each pixel information includes a luminance value.
  • the timing generator 34 is driven according to the timing signal output from the control device 40, and in accordance with the reading order according to the setting of the reading address setting unit 53, the position designated as the reading target in the plurality of pixels constituting the light receiving unit 28.
  • the electrical signal after photoelectric conversion is output from the pixel at (address) as pixel information.
  • control circuit 35 performs an imaging process on the light receiving unit 28, an imaging speed of the light receiving unit 28, a readout process of pixel information from the pixels of the light receiving unit 28, and transmission of the read pixel information. Control processing.
  • the noise removing unit 37 removes noise from a pixel information signal output from a predetermined pixel of the light receiving unit 28.
  • the A / D conversion unit 38 converts the pixel information signal from which noise has been removed from an analog signal into a digital signal, and outputs the signal to the P / S conversion unit 39.
  • a signal including pixel information read from the light receiving unit 28 by the timing generator 34 and the AFE unit 36 is converted from a parallel signal into a serial signal image signal composed of a predetermined number of bits by the P / S conversion unit 39.
  • the signal is transmitted to the control device 40 via a predetermined signal line of the collective cable 31.
  • the timing generator 34 and the AFE unit 36 function as a reading unit in the claims.
  • the front end portion 5 is further provided with a control condition storage portion 81.
  • the control condition storage unit 81 is connected to a substrate constituting the CMOS image sensor 80.
  • the control condition storage unit 81 is a control condition for pixel information output processing by the light receiving unit 28 when an abnormality occurs, pixel information read processing by the timing generator 34 and the AFE unit 36, and conversion processing by the P / S conversion unit 39.
  • control circuit 35 When the control circuit 35 receives an abnormal mode notification signal for performing control when an abnormality occurs, which is output by an abnormality determination unit 57 of the control device 40 to be described later, an output process of pixel information by the light receiving unit 28, a timing generator 34 and the AFE unit 36 directly control pixel information reading processing and P / S conversion unit 39 conversion processing.
  • the control circuit 35 receives the abnormal mode notification signal output from the abnormality determination unit 57, the pixel information output process by the light receiving unit 28 according to the control conditions stored in the control condition storage unit 81, the timing generator 34 and the AFE
  • the pixel information readout process by the unit 36 and the conversion process in the P / S conversion unit 39 are controlled.
  • the control circuit 35 functions as an imaging side control unit in the claims.
  • the control device 40 processes the image signal to display the in-vivo image on the display unit 71, and controls each component of the endoscope system 100.
  • the control device 40 includes an S / P converter 41, an image processor 42, a brightness detector 51, a dimmer 52, a read address setting unit 53, a CMOS drive signal generator 54, a controller 55, and a reference clock generator 56. And an abnormality determination unit 57.
  • the S / P conversion unit 41 converts an image signal, which is a digital signal transmitted from a predetermined signal line of the collective cable 31, from a serial signal to a parallel signal and outputs it to the image processing unit 42.
  • the image processing unit 42 reads the parallel generator image signal output from the S / P conversion unit 41, that is, the pixel information of the pixel read by the timing generator 34 and the AFE unit 36, and the timing generator 34 and the AFE unit 36 read it out.
  • An in-vivo image displayed on the display unit 71 is generated based on the pixel address of the light receiving unit 28.
  • the image processing unit 42 includes a synchronization unit 43, a WB adjustment unit 44, a gain adjustment unit 45, a ⁇ correction unit 46, a D / A conversion unit 47, a format change unit 48, a sample memory 49, and a still image memory 50. .
  • the synchronization unit 43 inputs the input image signals of the R, G, and B pixels to a memory (not shown) provided for each pixel, and the pixels of the light receiving unit 28 read by the timing generator 34 and the AFE unit 36.
  • the values of the memories are held while being sequentially updated with the input image signals, and the image signals of the three memories are synchronized as RGB image signals.
  • the synchronized RGB image signals are sequentially output to the WB adjustment unit 44, and some of the synchronized RGB image signals are also output to the sample memory 49 for image analysis such as brightness detection. , Retained.
  • the WB adjustment unit 44 adjusts the white balance of the RGB image signal.
  • the gain adjusting unit 45 adjusts the gain of the RGB image signal.
  • the ⁇ correction unit 46 performs gradation conversion of the RGB image signal corresponding to the display unit 71.
  • the D / A converter 47 converts the RGB image signal after gradation conversion from a digital signal to an analog signal.
  • the format changing unit 48 changes the image signal converted into the analog signal into a format such as a high-definition method and outputs the same to the display unit 71. As a result, one in-vivo image is displayed on the display unit 71.
  • a part of the RGB image signal gain-adjusted by the gain adjusting unit 45 is also held in the still image memory 50 for still image display, enlarged image display, or emphasized image display.
  • the brightness detection unit 51 detects a brightness level corresponding to each pixel from the RGB image signals held in the sample memory 49, and the detected brightness level is stored in a memory provided in the brightness detection unit 51.
  • the brightness detection unit 51 calculates a gain adjustment value and a light irradiation amount based on the detected brightness level.
  • the calculated gain adjustment value is output to the gain adjustment unit 45, and the calculated light irradiation amount is output to the dimming unit 52. Further, the detection result by the brightness detection unit 51 is also output to the control unit 55.
  • the dimming unit 52 sets the amount of current supplied to each light source and the driving condition of the neutral density filter based on the light irradiation amount output from the brightness detection unit 51 under the control of the control unit 55.
  • the light source synchronization signal including the setting conditions is output to the light source device 60.
  • the dimmer 52 sets the type, amount of light, and light emission timing of the light emitted from the light source device 60.
  • the read address setting unit 53 can arbitrarily set the pixel to be read and the reading order in the light receiving unit 28. That is, the read address setting unit 53 can arbitrarily set the pixel address of the light receiving unit 28 read by the timing generator 34 and the AFE unit 36. Further, the read address setting unit 53 outputs the set address of the pixel to be read to the synchronization unit 43.
  • the CMOS drive signal generation unit 54 generates a driving timing signal for driving the light receiving unit 28 and the CMOS sensor peripheral circuit, and outputs the timing signal to the timing generator 34 via a predetermined signal line in the collective cable 31.
  • This timing signal includes the address of the pixel to be read out. Therefore, the read address setting unit 53 outputs an instruction signal for instructing a read process for the set pixel to be read to the timing generator 34 via the CMOS drive signal generation unit 54.
  • the control unit 55 is constituted by a CPU or the like, reads various programs stored in a memory (not shown), and executes each processing procedure indicated in the program, thereby controlling each drive of each component, and each of these components Information input / output control and information processing for inputting / outputting various types of information to / from these components.
  • the control device 40 outputs setting data for imaging control to the control circuit 35 of the distal end portion 5 via a predetermined signal line in the collective cable 31.
  • the setting data includes an imaging speed of the light receiving unit 28, instruction information for instructing a reading speed of pixel information from an arbitrary pixel of the light receiving unit 28, transmission control information of the read pixel information, and the like.
  • the control unit 55 changes the pixel to be read and the reading order based on the setting of the reading address setting unit 53.
  • the reference clock generation unit 56 generates a reference clock signal that is an operation reference of each component of the endoscope system 100 and supplies the generated reference clock signal to each component of the endoscope system 100.
  • the light source device 60 performs light irradiation processing under the control of the control unit 55.
  • the light source device 60 is a white light source 61 that irradiates white illumination light composed of LEDs or the like. Light of a wavelength band different from that of the white illumination light, and any of RGB light narrowed by a narrow band pass filter.
  • a special light source 62 that emits as special light
  • a light source drive circuit 63 that controls the amount of current supplied to the white light source 61 or the special light source 62 and the driving of the neutral density filter according to the light source synchronization signal transmitted from the dimming unit 52
  • An LED driver 64 that supplies a predetermined amount of current to the white light source 61 or the special light source 62 under the control of the light source driving circuit 63 is provided.
  • the light emitted from the white light source 61 or the special light source 62 is supplied to the insertion portion 2 via the light guide 21 and is emitted to the outside from the tip of the tip portion 5.
  • the abnormality determination unit 57 determines whether or not the pixel information read by the timing generator 34 and the AFE unit 36 and transmitted after the signal conversion by the P / S conversion unit 39 is abnormal.
  • the abnormality determination unit 57 reads the timing generator 34 and the AFE unit 36 and determines that the pixel information transmitted after the signal conversion by the P / S conversion unit 39 is abnormal, the CMOS image sensor 80 in the tip 5
  • An abnormal mode notification signal for causing the control circuit 35 to perform control when an abnormality occurs is output to the control circuit 35.
  • the abnormality determination unit 57 determines whether the serial signal transmitted from the predetermined signal line of the collective cable 31 to the S / P conversion unit 41 is configured in units of a predetermined number of bits.
  • 36 reads out and determines whether or not the pixel information transmitted after the signal conversion by the P / S converter 39 is abnormal.
  • the abnormality determination unit 57 reads the timing generator 34 and the AFE unit 36 and determines that the pixel information transmitted after the signal conversion by the P / S conversion unit 39 is abnormal.
  • the control device 40 simply outputs an abnormal mode notification signal to the control circuit 35 for causing the control circuit 35 in the CMOS image sensor 80 at the tip 5 to perform control when an abnormality occurs.
  • the control circuit 35 of the distal end portion 5 that has received the abnormal mode notification signal causes the light receiving portion 28 to output pixel information, the timing generator 34 and the AFE portion 36 to read pixel information, and P The conversion process by the / S conversion unit 39 is directly controlled.
  • FIG. 4 is a flowchart showing a processing procedure of in-vivo image display processing of the endoscope system 100 shown in FIG.
  • the control unit 55 of the control device 40 determines whether there is an instruction to start displaying the in-vivo image based on the instruction information input from the input unit 72 or the like. (Step S1). The control unit 55 repeats the determination process in step S1 until determining that there is an instruction to start displaying the in-vivo image.
  • the control unit 55 When it is determined that there is an instruction to start displaying the in-vivo image (step S1: Yes), the control unit 55 first sets the normal mode (step S2). In this normal mode, for example, the pixel information of all the pixels in the sensor area Si of the light receiving unit 28 is set to be read at a standard frame rate. Accordingly, the read address setting unit 53 sets all the pixels of the light receiving unit 28 as pixels to be read under the control of the control unit 55. In the distal end portion 5, after the light receiving unit 28 performs the imaging process in accordance with the light irradiation timing from the light source device 60 (step S ⁇ b> 3), the timing generator 34 and the AFE unit 36 receive the light receiving unit according to a predetermined timing signal.
  • a readout process for reading out pixel information from all 28 pixels is performed (step S4).
  • the read signal including the pixel information is converted into a serial signal by the P / S converter 39 and output to the collective cable 31.
  • the serial signal transmitted to the control device 40 by the collective cable 31 is converted into a parallel signal by the S / P conversion unit 41 and then output to the image processing unit 42.
  • the image processing unit 42 processes image signals from all the pixels of the light receiving unit 28, and performs image processing to generate a single high-definition in-vivo image (step S5).
  • the display unit 71 displays the image generated by the image processing unit 42 (step S6).
  • the abnormality determination unit 57 performs abnormality determination processing for determining whether or not there is an abnormality in the pixel information read by the timing generator 34 and the AFE unit 36 and transmitted after the signal conversion by the P / S conversion unit 39 (step S7).
  • the determination result is output to the control unit 55.
  • the abnormality determination unit 57 counts the frequency at which the serial signal image signal is input from the aggregate cable 31 with the number of bits that is less than the predetermined number of bits in the S / P conversion unit 41, and determines a certain number. Is reached, the timing generator 34 and the AFE unit 36 read out and determine that the pixel information transmitted after the signal conversion by the P / S conversion unit 39 is abnormal.
  • the control unit 55 determines whether or not the abnormality determination unit 57 determines that the pixel information read out and output by the timing generator 34, the AFE unit 36, and the P / S conversion unit 39 in the abnormality determination process is abnormal (step). S8).
  • step S8 When the abnormality determination unit 57 reads the timing generator 34 and the AFE unit 36 in the abnormality determination process and determines that there is no abnormality in the pixel information transmitted after the signal conversion by the P / S conversion unit 39 (step S8). : No), the process proceeds to step S17 described later.
  • the abnormality determination unit 57 reads the timing generator 34 and the AFE unit 36 in the abnormality determination process and determines that the pixel information transmitted after the signal conversion by the P / S conversion unit 39 is abnormal (step S8). : Yes), the timing generator 34 and the AFE unit 36 read the output unit 73 and output a warning indicating that the pixel information transmitted after the signal conversion by the P / S conversion unit 39 is abnormal (step S9). Subsequently, the abnormality determination unit 57 outputs an abnormality mode notification signal for causing the control circuit 35 of the substrate of the distal end portion 5 to perform control when an abnormality occurs via the control unit 55 (step S10).
  • the control circuit 35 receives the abnormality mode notification signal output from the abnormality determination unit 57 and receives from the control condition storage unit 81 the light receiving unit 28, the timing generator 34, the AFE unit 36, and the P / S conversion unit 39 when an abnormality occurs.
  • a control condition is acquired (step S11).
  • the control condition when this abnormality occurs is set so that the operation load of the CMOS image sensor 80 is lower than that in the normal mode.
  • the light receiving unit 28 performs the abnormal mode imaging process under the control of the control circuit 35 in accordance with the control condition acquired by the control circuit 35 (step S12), and then the timing generator 34 and the AFE.
  • the unit 36 performs an abnormal mode read process of reading pixel information from predetermined pixels of the light receiving unit 28 (step S13), and the P / S conversion unit 39 converts the signal including the read pixel information into a serial signal. And output to the collective cable 31.
  • the control signal from the control circuit 35 is prioritized over the control signal from the control device 40, and the abnormal mode imaging process and the abnormal mode readout process are performed.
  • the image processing unit 42 performs image processing to generate a single in-vivo image by processing a signal including pixel information read by the abnormal mode read processing and converted into a parallel signal by the S / P conversion unit 41. (Step S14).
  • the control unit 55 causes the image signal reception in the control device 40 and the image generation processing by the image processing unit 42 to be abnormal from the processing conditions corresponding to the normal mode in association with the reading process for the abnormal mode. Change to processing conditions corresponding to the mode.
  • the display unit 71 displays the image generated by the image processing unit 42 (step S15).
  • control unit 55 determines whether or not the end of the image display is instructed based on the instruction information input from the input unit 72 or the like (step S16).
  • step S16: Yes the control unit 55 ends the image display process.
  • step S16: No the control unit 55 returns to step S7, the abnormality determination unit 57 performs an abnormality determination process, and the control unit 55 determines the abnormality determination. It is determined whether or not there is an abnormality in the process (step S8).
  • step S8 determines whether or not the abnormality has been normally recovered from the abnormality in the current abnormality determination process.
  • step S17 determines whether or not the abnormality has been normally recovered from the abnormality in the current abnormality determination process.
  • step S17 determines that the normal recovery from the abnormality is made in the current abnormality determination process.
  • step S18 displays on the display unit 71 that the normal mode is recovered (step S18).
  • the control unit 55 maintains the normal state after the normal mode recovery display process (step S18) ends, or when it is not determined that the normal recovery has been recovered from the abnormality in the current abnormality determination process (step S17). : No), the normal mode is set (step S19). Thereafter, the control unit 55 determines whether or not the end of image display is instructed based on the instruction information input from the input unit 72 or the like (step S20). When it is determined that the end of image display is instructed (step S20: Yes), the control unit 55 ends the image display process.
  • step S20 when it is determined that the end of image display is not instructed (step S20: No), the control unit 55 returns to step S3 and performs imaging processing (step S3), timing generator 34, and Reading processing for all pixels by the AFE unit 36 (step S4), image processing by the image processing unit 42 (step S5), and display processing by the display unit 71 (step S6) are performed.
  • the control circuit 35 receives the abnormal mode notification signal
  • the light receiving unit 28 does not detect all pixels of the light receiving unit 28 so that the operation load of the CMOS image sensor 80 is lower than that in the normal mode as a reading process for the abnormal mode. Only some pixels extracted at a predetermined interval from all 28 pixels are set as pixels to be read in the light receiving unit 28.
  • the read address setting unit 53 receives light so that a high-definition image having a level of several hundred thousand pixels is generated under the control of the control unit 55. All the pixels of the unit 28 are set as reading targets.
  • the control circuit 35 sets the remaining pixels obtained by thinning out the pixels at a predetermined interval among all the pixels of the light receiving unit 28 as pixels to be read.
  • the thinned image generated in the image processing unit 42 based on the pixel information of the thinned pixels is, for example, a pixel level of about 100,000, and is an image that can be sufficiently used for observation.
  • the control circuit 35 reads out the pixels of the lines L1 and L2 and the lines L5 and L6 among the lines L1 to L7 so as to read out the pixel information every two lines, as shown in FIG. Is set as a pixel.
  • the control circuit 35 may be set so that two pixels of R, G or G, B are alternately read. Specifically, as shown in FIG. 7, for the R, G, G, and B pixels constituting the block B1, the two pixels P1 and P2 of R and G are set as readout objects, and the remaining pixel P3. , P4 are not subject to reading.
  • the two pixels P7 and P8 of B and G are set as reading targets, and the remaining pixels P5 and P6 are excluded from the reading targets.
  • the control circuit 35 may set the pixels to be read so as to be read every two lines in the vertical direction, and a predetermined number of pixels of 4 pixels or more are defined as one block, and all the pixels are divided into blocks. Pixels to be read may be set in units.
  • the control of the control circuit 35 is performed. Then, the timing generator 34, the AFE unit 36, and the P / S conversion unit 39 are controlled so as to read out pixel information by thinning out only some of the pixels of the light receiving unit 28 instead of all pixels.
  • the control circuit 35 receives the abnormal mode notification signal output from the abnormality determination unit 57, the control signal unit in the case where the processing signal amount per unit time in the AFE unit 36 and the P / S conversion unit 39 is normal is used.
  • the pixel information readout processing by the timing generator 34 and the AFE unit 36 is controlled so as to be smaller than the processing signal amount per time. That is, in the first embodiment, when there is an abnormality, the control circuit 35 relaxes the operation conditions of each circuit constituting the CMOS image sensor 80 and operates at a low speed, and is transmitted to the aggregate cable 31 per unit time. The amount of signal is reduced.
  • the operation load of the CMOS image sensor 80 is lower than that in the normal mode, so that the amount of heat generated from the chip can be reduced as compared with the case of reading all the pixels.
  • the operation of each component circuit constituting the CMOS image sensor 80 can be stabilized. Therefore, in the first embodiment, it is possible to prevent the chip temperature from increasing, and it is possible to reliably avoid damage to the chip itself.
  • pixel information can be appropriately transmitted in a state where occurrence of signal abnormality due to unstable operation of the CMOS image sensor due to heat or poor contact is reduced. For this reason, according to Embodiment 1, it becomes possible to stably acquire a captured image.
  • the control device 40 when an abnormality occurs, not the control device 40 but the control circuit 35 in the CMOS image sensor 80 controls the light receiving unit 28, the timing generator 34, the AFE unit 36, and the P / S conversion unit 39. . Therefore, the control device 40 does not need to transmit control signals to the light receiving unit 28, the timing generator 34, the AFE unit 36, and the P / S conversion unit 39 when an abnormality occurs, and the control device 40 transmits the control signal to the control circuit 35 of the distal end unit 5. It is only necessary to output an abnormal mode notification signal. As a result, in the first embodiment, the amount of signal transmitted from the control device 40 to the tip portion 5 can be reduced in order to perform control corresponding to the occurrence of an abnormality, and can efficiently cope with an abnormality.
  • the pixel readout is not limited to thinning readout.
  • the control circuit 35 controls the imaging timing in the light receiving unit 28 and the readout speed in the timing generator 34 and the AFE unit 36 so that the frame rate at the time of occurrence of abnormality is slower than the standard frame rate in the normal mode.
  • the control unit 55 after outputting the abnormal mode notification signal, the control unit 55 also controls the light emission processing in the light source device 60 in accordance with the slow reading speed of the abnormal mode.
  • the control circuit 35 divides the standard frame rate by two minutes as shown in FIG. 1 at 30 f / sec, the imaging timing in the light receiving unit 28 and the readout speed in the timing generator 34 and the AFE unit 36 are controlled.
  • the processing signal amount per unit time in the AFE unit 36 and the P / S conversion unit 39 is 1 ⁇ 2 that of the normal mode.
  • the operating load of the CMOS image sensor 80 is controlled to be lower than that in the normal mode under the control of the control circuit 35, thereby reducing the amount of heat generation as compared with that in the normal mode. Stabilize each component circuit.
  • control circuit 35 controls the imaging timing in the light receiving unit 28 and the reading speed in the timing generator 34 and the AFE unit 36 so that the frame rate is slower than the standard frame rate in the normal mode when an abnormality occurs.
  • the timing generator 34, the AFE unit 36, and the P / S conversion unit 39 may be controlled so as to read out pixel information by thinning out only some of the pixels of the light receiving unit 28 instead of all pixels.
  • control condition storage unit 81 may store a plurality of control conditions in which the pixel thinning amount and the frame rate are set in the readout process when an abnormality occurs according to the degree of abnormality.
  • the control circuit 35 selects a control condition in accordance with the degree of abnormality indicated by the abnormality mode notification signal from the plurality of control conditions stored in the control condition storage unit 81 to select the timing generator 34, the AFE unit 36, and The P / S converter 39 may be controlled.
  • the control unit 55 determines that the white light source 61 or By controlling the white light source 61 or the special light source 62 so as to weaken the light irradiation amount by the special light source 62, the tip temperature of the tip portion 5 is further lowered, and the light receiving unit 28, timing generator 34, AFE unit 36, and The processing operation of the P / S conversion unit 39 may be stabilized.
  • the image signal is amplified and output in the CMOS image sensor 80, and image processing is performed after the image signal is amplified on the control device 40 side.
  • the abnormality determination unit 57 determines that the pixel information transmitted after the signal conversion by the timing generator 34 and the AFE unit 36 after signal conversion by the P / S conversion unit 39 is abnormal when the communication protocol abnormality is detected. Thus, the abnormality may be notified to the substrate of the tip portion 5 provided with the CMOS image sensor 80.
  • FIG. 9 is a block diagram illustrating a configuration of the endoscope system according to the first modification of the first embodiment.
  • the control device 40 a of the endoscope system 100 a includes a control unit 55 a having the same function as the control unit 55 instead of the control unit 55 illustrated in FIG. 3.
  • the light receiving unit 28 is provided with a light-shielded pixel in which light is not incident for each line.
  • the control unit 55a causes the timing generator 34 and the AFE unit 36 of the distal end portion 5 to read out pixel information of pixels where light is incident and also reads out pixel information of light-shielded pixels where light is not incident, and causes the control device 40a to read out. Output.
  • the control unit 55a causes the sample memory 49 to accumulate pixel information of the light-shielded pixels together with the image signal. At this time, the control unit 55a may separate the pixel information of the light-shielded pixels read out together with the image signal from the image signal and accumulate the pixel information in the sample memory 49.
  • the control device 40a has an abnormality in the pixel information read and output by the timing generator 34 and the AFE unit 36 based on the change in the luminance value of the pixel information of the shielded pixel where the light accumulated in the sample memory 49 is not incident.
  • the abnormality determination part 57a which determines whether it is is provided.
  • the abnormality determination unit 57a reads the P It is determined that the pixel information transmitted after the signal conversion by the / S converter 39 is abnormal. In addition, the abnormality determination unit 57a monitors the difference in the average level of the luminance values of the pixel information of the pixels before and after the light-shielded pixels, and when the predetermined value is exceeded, the timing generator 34 and the AFE unit 36 read it out. It may be determined that the output pixel information is abnormal.
  • Each predetermined value serving as a determination criterion is set corresponding to a noise amount at a reference level at the time of A / D conversion that increases as the temperature of the substrate increases.
  • the timing generator 34 and the AFE unit 36 are caused to read out pixel information of pixels where light is not incident, and the luminance value of the pixel information of pixels where light is not incident is changed.
  • the timing generator 34 and the AFE unit 36 may read out and determine whether or not the pixel information transmitted after the signal conversion by the P / S conversion unit 39 is abnormal.
  • FIG. 10 is a block diagram illustrating a configuration of the endoscope system according to the second modification of the first embodiment.
  • the endoscope system 100b connects the distal end portion 5b of the endoscope and the control device 40b with an optical fiber cable 31c, and converts the image signal into an optical signal. By transmitting the signal, a large capacity signal can be transmitted.
  • an E / O converter 39c that converts an electrical signal including pixel information output from the CMOS image sensor 80 into an optical signal and outputs it to the optical fiber cable 31c is further added to the distal end portion 5b of the endoscope.
  • the configuration is as follows. Then, an O / E conversion unit 41c that converts an optical signal into an electrical signal and outputs the converted electrical signal to the image processing unit 42 via the S / P conversion unit 41 may be provided in the control device 40b.
  • the control device 40b includes a control unit 55b having the same function as the control unit 55 instead of the control unit 55 shown in FIG. Then, the control device 40b reads out the pixel information transmitted by the timing generator 34 and the AFE unit 36 after the signal conversion by the P / S conversion unit 39 based on the signal intensity change of the optical signal transmitted by the optical fiber cable 31c.
  • An abnormality determination unit 57b that determines whether there is an abnormality is provided. The abnormality determination unit 57b determines that the pixel information becomes abnormal due to damage to the optical fiber cable 31c when the signal intensity of the optical signal transmitted by the optical fiber cable 31c decreases to a predetermined value.
  • the timing generator 34 and the AFE unit 36 read out based on the change in the signal intensity of the optical signal transmitted by the optical fiber cable 31c, and are transmitted after the signal conversion by the P / S conversion unit 39. It may be determined whether there is an abnormality in the pixel information.
  • FIG. 12 is a block diagram of a configuration of the endoscope system according to the second embodiment.
  • the distal end portion 205 of the endoscope system 200 includes a CMOS image sensor 280 having a control circuit 235 instead of the CMOS image sensor 80 shown in FIG.
  • the control circuit 235 has the same function as the control circuit 35 shown in FIG. 3 and includes information indicating whether or not the light receiving unit 28, the timing generator 34, the AFE unit 36, and the P / S conversion unit 39 are abnormal. In addition to having a function of holding the status information, when the control device 240 is instructed to transmit the status information, the status information is transmitted to the control device 240.
  • the control device 240 of the endoscope system 200 includes a control unit 255 having a function similar to that of the control unit 55 and having an abnormality determination unit 257 instead of the control unit 55 shown in FIG.
  • the abnormality determination unit 257 instructs the control circuit 235 of the distal end portion 205 to transmit status information via the control unit 255, and the timing generator 34 and the AFE unit 36 read out based on the status information transmitted from the control circuit 235. Then, it is determined whether or not the pixel information transmitted after the signal conversion by the P / S converter 39 is abnormal.
  • FIG. 13 is a flowchart showing the processing procedure of the in-vivo image display processing of the endoscope system 200 shown in FIG. 12
  • control unit 255 determines whether or not there is an instruction to start displaying the in-vivo image, similarly to step S1 of FIG. 4 (step S201).
  • the control unit 255 repeats the determination process in step S201 until determining that there is an instruction to start displaying the in-vivo image.
  • step S201 determines that there is an instruction to start displaying the in-vivo image
  • step S202 the normal mode setting process
  • step S203 the light receiving unit 28, as in steps S2 to S6 of FIG. Image processing
  • step S204 all pixel readout processing by the timing generator 34 and the AFE unit 36
  • step S205 high-definition image processing by the image processing unit 42
  • step S206 high-definition image display by the display unit 71 Display processing
  • the abnormality determination unit 257 performs an abnormality determination process for determining whether or not there is an abnormality in the pixel information read by the timing generator 34 and the AFE unit 36 and transmitted after the signal conversion by the P / S conversion unit 39 (step)
  • the determination result is output to the control unit 255.
  • the control unit 255 determines whether or not the abnormality determination unit 257 has read the timing generator 34 and the AFE unit 36 in the abnormality determination process and has determined that the pixel information transmitted after the signal conversion by the P / S conversion unit 39 is abnormal. Judgment is made (step S208).
  • a warning output by the output unit 73 is performed as in steps S9 to S16 of FIG.
  • An abnormal mode notification process to the control circuit 235 step S210
  • a control condition acquisition process step S211
  • an abnormal mode imaging process step S212
  • An abnormal mode read process by the AFE unit 36 step S213
  • an abnormal mode image process by the image processing unit 42
  • an abnormal mode display process by the display unit 71
  • a determination to determine the end of image display Processing step S216
  • step S208 determines that there is no abnormality in the abnormality determination process (step S208: No)
  • the control unit 255 determines that the abnormality determination process of this time is normal from the abnormality in the same manner as in steps S17 to S20 shown in FIG.
  • step S217 After performing the process of determining whether or not the image has been restored (step S217), the normal mode recovery display process (step S218), the normal mode setting process (step S219), and the determination process of determining the end of image display (step S220) are performed. Done.
  • FIG. 14 is a flowchart illustrating a processing procedure of the abnormality determination processing illustrated in FIG.
  • the abnormality determination unit 257 instructs the control circuit 235 of the distal end portion 205 to transmit status information via the control unit 255 (step S231), and causes the control circuit 235 to transmit this status information.
  • Status information is acquired (step S232).
  • the abnormality determination unit 257 determines whether the acquired status information indicates normality or abnormality (step S233).
  • step S233 normal
  • the timing generator 34 and the AFE unit 36 read out and transmit the pixel information after signal conversion by the P / S conversion unit 39 Is determined to be normal (step S234).
  • step S233 abnormality
  • the timing generator 34 and the AFE unit 36 read the signal and the signal is converted by the P / S conversion unit 39. It is determined that the transmitted pixel information is abnormal (step S235).
  • the control circuit 235 in the CMOS image sensor 280 of the distal end portion 205 is provided with a function of monitoring the state of each component of the CMOS image sensor 280 and holding status information, and the control device 240.
  • the timing generator 34 and the AFE unit 36 read out based on the status information transmitted from the tip part 205, and the pixel information transmitted after the signal conversion by the P / S conversion unit 39 is abnormal. It may be determined whether or not.
  • FIG. 15 is a block diagram of a configuration of the endoscope system according to the third embodiment.
  • the distal end portion 305 of the endoscope system 300 includes a temperature sensor 382 for detecting the temperature of the substrate constituting the CMOS image sensor 380 instead of the CMOS image sensor 80 shown in FIG. Further, a CMOS image sensor 380 is provided.
  • the CMOS image sensor 380 has a function similar to that of the control circuit 35 in place of the control circuit 35 shown in FIG. 3 and includes a control circuit 335 that controls output of the substrate temperature detected by the temperature sensor 382 to the control device 340. .
  • the control device 340 includes a control unit 355 having a function similar to that of the control unit 55 and having an abnormality determination unit 357 instead of the control unit 55 shown in FIG.
  • the abnormality determination unit 357 is read by the timing generator 34 and the AFE unit 36 based on the temperature of the substrate constituting the CMOS image sensor 380 detected by the temperature sensor 382, and is transmitted after the signal conversion by the P / S conversion unit 39. It is determined whether the pixel information is abnormal.
  • FIG. 16 is a flowchart showing a processing procedure of abnormality determination processing in the endoscope system 300 shown in FIG.
  • the control circuit 335 of the front end portion 305 causes the temperature sensor 382 to detect the temperature of the substrate and causes the control device 340 to output substrate temperature data.
  • the abnormality determination unit 357 acquires the temperature data of the substrate via the control unit 355 (step S331).
  • the control circuit 335 causes the temperature sensor 382 to periodically detect the temperature and outputs temperature data to the control unit 355.
  • the control circuit 335 causes the temperature sensor 382 to detect the temperature and outputs the temperature data to the control device 340 when the temperature data output instruction data is transmitted from the abnormality determination unit 357 via the control unit 355.
  • the temperature detected by the temperature sensor 382 is taken in by the control circuit 335 and held in an internal register (not shown) or the control condition storage unit 81 in the CMOS image sensor 380.
  • the abnormality determination unit 357 determines whether or not the temperature of the substrate indicated by the acquired temperature data is equal to or higher than a specified temperature (step S332).
  • This specified temperature is set based on the temperature range of the substrate in which the light receiving unit 28, the timing generator 34, the AFE unit 36, and the P / S conversion unit 39 can normally operate in the normal mode.
  • step S332: No When the abnormality determination unit 357 determines that the temperature of the substrate indicated by the acquired temperature data is lower than the specified temperature (step S332: No), the timing generator 34 and the AFE unit 36 read out the signal from the P / S conversion unit 39. It is determined that the pixel information transmitted after the conversion is normal (step S333). On the other hand, when the abnormality determination unit 357 determines that the temperature of the substrate indicated by the acquired temperature data is equal to or higher than the specified temperature (step S332: Yes), the timing generator 34 and the AFE unit 36 read out, and P / S It is determined that the pixel information transmitted after the signal conversion by the conversion unit 39 is abnormal (step S334).
  • a temperature sensor 382 is provided in the CMOS image sensor 380 at the tip 305, and the timing generator 34 is used in the abnormality determination unit 357 of the control device 340 based on the detection result of the temperature sensor 382.
  • the AFE unit 36 may read out and determine whether or not the pixel information transmitted after the signal conversion by the P / S conversion unit 39 is abnormal.
  • the control circuit 335 itself reads out the timing generator 34 and the AFE unit 36 based on whether or not the temperature of the substrate detected by the temperature sensor 382 is equal to or higher than a specified temperature, and performs signal conversion by the P / S conversion unit 39. You may have the function to judge the presence or absence of abnormality of the pixel information transmitted later. In this case, when the temperature of the substrate detected by the temperature sensor 382 is equal to or higher than the specified temperature, the control circuit 335 reads out the pixel information transmitted by the timing generator 34 and the AFE unit 36 after signal conversion by the P / S conversion unit 39.
  • the light receiving unit 28, the timing generator 34, the AFE unit 36, and the P / S conversion unit 39 are controlled under control conditions corresponding to the abnormal mode.
  • control circuit 335 notifies the control device 340 that the pixel information transmitted by the timing generator 34 and the AFE unit 36 is abnormal after being converted by the P / S conversion unit 39. Upon receiving this notification, the control unit 355 causes the output unit 73 to output a warning indicating that the pixel information is abnormal.
  • the present invention is not limited to this, and as shown in the endoscope system 300a of FIG.
  • a temperature sensor 382a connected to the control unit 355a of the control device 340a may be provided at the distal end portion 305a.
  • the abnormality determination unit 357a of the control device 340a reads out the timing generator 34 and the AFE unit 36 based on the temperature data directly output from the temperature sensor 382a, and the P / S It is determined whether there is an abnormality in the pixel information transmitted after the signal conversion by the conversion unit 39.
  • the present embodiment is not limited to an endoscope system, and can be improved in efficiency when applied to a photographing apparatus such as a digital camera, a digital single lens reflex camera, a digital video camera, or a camera-equipped mobile phone.
  • a photographing apparatus such as a digital camera, a digital single lens reflex camera, a digital video camera, or a camera-equipped mobile phone.

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Abstract

　撮像した画像を安定的に取得可能である撮像装置を提供すること。本発明にかかる内視鏡システム１００は、ＣＭＯＳ撮像素子８０と、受光部２８が接続する基板に設けられ、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み出すタイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６と、基板に設けられ、受光部２８による画素情報の出力処理およびタイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６による画素情報の読み出し処理を制御する制御回路３５と、タイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６が読み出した画素情報に異常があるか否かを判断し、制御回路３５に異常発生時の制御を行わせるための通知信号を制御回路３５に出力する異常判断部５７と、を備える。

Description

撮像装置
　本発明は、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を備えた撮像装置に関する。
　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。
　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）。
特開２００９－１９２３５８号公報
　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、受光部とともにノイズ除去回路やＡ／Ｄ変換回路などの各種回路も１チップに組み込んだ各種機能を有するＣＭＯＳセンサが採用されることがある。このＣＭＯＳセンサは、複雑な回路構成を有するとともに、高画素化対応のため高速で駆動するため、チップ温度が高い場合、ノイズ除去回路によるノイズ除去処理やＡ／Ｄ変換部によるＡ／Ｄ変換処理を正確に行えないことがある。このため、ＣＭＯＳセンサを用いる場合には、チップからの放熱を円滑に行なう必要がある。
　しかしながら、挿入部先端は被検体の体腔内に導入されるため、ＣＭＯＳセンサ用に使用できるスペースにも限界がある。このため、チップから効率的に放熱できず、挿入部先端では熱がこもってチップが高温化して破損し、撮像画像を安定して取得できない場合があった。また、内視鏡システムでは、高画素化に対応させて長い信号線に高速で信号を伝送させるため、熱によるＣＭＯＳ撮像素子の動作不安定や接触不良などに起因した異常が画像信号に発生する可能性も高まる。特に、デジタル伝送系の場合、エラーの発生によって完全に画像が消失することも考えられる。
　本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、撮像した画像を安定的に取得可能である撮像装置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、前記撮像部が実装される基板に設けられ、前記撮像部において読み出し対象として指示された画素から画素情報を読み出す読出し部と、前記基板に設けられ、前記撮像部による画素情報の出力処理および前記読出し部による画素情報の読み出し処理を制御する撮像側制御部と、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、前記撮像部における読み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基づいて読出し対象の画素を変更する制御部と、前記読出し部が読み出した画素情報に異常があるか否かを判断し、前記読出し部が読み出した画素情報に異常があると判断した場合、前記撮像側制御部に異常発生時の制御を行わせるための通知信号を前記撮像側制御部に出力する異常判断部と、を備えたことを特徴とする。
　また、本発明にかかる撮像装置は、前記撮像側制御部は、前記異常判断部によって出力された通知信号を受信した場合、前記読出し部における単位時間当たりの処理信号量が、正常な場合における単位時間当たりの処理信号量よりも少なくなるように前記読出し部による画素情報の読み出し処理を制御することを特徴とする。
　また、本発明にかかる撮像装置は、前記異常発生時における前記撮像部および前記読出し部の制御条件を記憶する制御条件記憶部をさらに備え、前記撮像側制御部は、前記異常判断部によって出力された通知信号を受信した場合、前記制御条件記憶部に記憶された前記制御条件にしたがって前記撮像部による画素情報の出力処理および前記読出し部による画素情報の読出し処理を制御することを特徴とする。
　また、本発明にかかる撮像装置は、前記撮像側制御部は、前記異常判断部によって出力された通知信号を受信した場合、前記撮像部の全画素から抽出した一部の画素を前記撮像部における読み出し対象の画素として設定し、前記読出し部は、前記撮像側制御部によって読出し対象の画素として設定された受光部の画素から画素情報を読み出すことを特徴とする。
　また、本発明にかかる撮像装置は、前記撮像側制御部は、前記異常判断部によって出力された通知信号を受信した場合、前記読出し部による画素情報の読み出し速度を遅くすることを特徴とする。
　また、本発明にかかる撮像装置は、前記読出し部が読み出した画素情報を含む信号をパラレル信号から所定ビット数単位で構成されるシリアル信号に変換して出力する第１の信号変換部と、前記第１の信号変換部から出力されたシリアル信号を伝送する伝送部と、前記伝送部から伝送された画素情報を含む信号をシリアル信号からパラレル信号に変換して前記画像処理部に出力する第２の信号変換部と、をさらに備え、前記異常判断部は、前記伝送部から前記第２の信号変換部に伝送されたシリアル信号が所定ビット数単位で構成されているか否かをもとに前記異常があるか否かを判断することを特徴とする。
　また、本発明にかかる撮像装置は、前記画素情報は、輝度値を含み、前記読出し部は、光が入射する画素の画素情報を読み出すとともに光が入射しない画素の画素情報を読み出し、前記異常判断部は、前記読出し部が読み出した光が入射しない画素の画素情報の輝度値の変化をもとに前記異常があるか否かを判断することを特徴とする。
　また、本発明にかかる撮像装置は、前記読出し部が読み出した画素情報を電気信号から光信号に変換して出力する第１の信号変換部と、前記第１の信号変換部から出力された光信号を伝送する伝送部と、前記伝送部から伝送された光信号を電気信号に変換して前記画像処理部に出力する第２の信号変換部と、をさらに備え、前記異常判断部は、前記伝送部が伝送する光信号の信号強度変化をもとに前記異常があるか否かを判断することを特徴とする。
　また、本発明にかかる撮像装置は、前記撮像側制御部は、前記撮像部および前記読出し部に異常があるか否かを示す情報を含むステータス情報を保持し、前記ステータス情報の送信を命令された場合には前記ステータス情報を送信し、前記異常判断部は、前記撮像側制御部に状態情報の送信を命令し、前記撮像側制御部から送信されたステータス情報をもとに前記異常があるか否かを判断することを特徴とする。
　また、本発明にかかる撮像装置は、前記基板に設けられ、前記基板の温度を検出する温度検出部をさらに備え、前記異常判断部は、前記温度検出部によって検出された前記基板の温度をもとに前記異常があるか否かを判断することを特徴とする。
　また、本発明にかかる撮像装置は、被写体に光を照射する照射部をさらに備え、前記制御部は、前記異常判断部が前記読出し部が読み出した画素情報に異常があると判断した場合、前記照射部による光照射量を弱めるように前記照射部を制御することを特徴とする。
　また、本発明にかかる撮像装置は、体内に導入される先端部と信号処理装置とを有し、前記先端部と前記信号処理装置とが伝送部によって接続されている内視鏡装置であって、前記撮像部、前記読出し部および前記撮像側制御部は、前記先端部に設けられ、前記画像処理部、前記制御部および前記異常判断部は、前記信号処理装置に設けられることを特徴とする。
　本発明にかかる撮像装置は、異常発生時には、撮像部が実装される基板であって読出し部が設けられた基板の撮像側制御部が、撮像部による画素情報の出力処理および読出し部による画素情報の読出し処理の異常発生時に対応した制御を行うため、撮像した画像を安定的に取得することができる。
図１は、実施の形態１における内視鏡部分の概略構成を示す図である。 図２は、図１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３は、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ブロック図である。 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は、読み出し対象として設定される受光部の画素を説明する図である。 図６は、図４に示す異常モード用の読み出し処理を説明する図である。 図７は、図４に示す異常モード用の読み出し処理の他の例を説明する図である。 図８は、図４に示す読み出し処理を説明する図である。 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の構成を示すブロック図である。 図１０は、実施の形態１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１１は、実施の形態１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１４は、図１３に示す異常判断処理の処理手順を示すフローチャートである。 図１５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１６は、図１５に示す内視鏡システムにおける異常判断処理の処理手順を示すフローチャートである。 図１７は、実施の形態３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。
　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。
（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内視鏡部分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。
　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。
　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。
　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。
　次に、挿入部２の先端部５における構成を説明する。図２は、図１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２に示すように、内視鏡１の先端部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。
　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。
　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３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３に示すように、実施の形態１にかかる内視鏡システム１００は、先端部５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３１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。
　先端部５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、タイミングジェネレータ３４、制御回路３５、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信号からシリアル信号に変換するＰ／Ｓ変換部３９によって構成される。受光部２８が実装される基板には、制御回路３５、タイミングジェネレータ３４、ＡＦＥ部３６、および、Ｐ／Ｓ変換部３９が設けられている。このため、ＣＭＯＳ撮像素子８０は、受光部２８、タイミングジェネレータ３４、制御回路３５、ＡＦＥ部３６、および、Ｐ／Ｓ変換部３９が１つの基板をもとに１チップ化された構成を有する。
　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。各画素情報は、輝度値を含む。
　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、読出アドレス設定部５３の設定に応じた読み出し順にしたがって、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。
　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。
　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が受光部２８から読み出した画素情報を含む信号は、Ｐ／Ｓ変換部３９によってパラレル信号から所定ビット数単位で構成されるシリアル信号の画像信号に変換された後に、集合ケーブル３１の所定の信号線を介して、制御装置４０に伝送される。タイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６は、特許請求の範囲における読出し部として機能する。
　先端部５には、さらに制御条件記憶部８１が設けられる。制御条件記憶部８１は、ＣＭＯＳ撮像素子８０を構成する基板に接続する。制御条件記憶部８１は、異常発生時における受光部２８による画素情報の出力処理、タイミングジェネレータ３４とＡＦＥ部３６とによる画素情報の読み出し処理、および、Ｐ／Ｓ変換部３９による変換処理の制御条件を記憶する。
　制御回路３５は、後述する制御装置４０の異常判断部５７によって出力された異常発生時の制御を行わせるための異常モード通知信号を受信した場合、受光部２８による画素情報の出力処理、タイミングジェネレータ３４とＡＦＥ部３６とによる画素情報の読出し処理、および、Ｐ／Ｓ変換部３９における変換処理を直接制御する。制御回路３５は、異常判断部５７によって出力された異常モード通知信号を受信した場合、制御条件記憶部８１に記憶された制御条件にしたがって受光部２８による画素情報の出力処理、タイミングジェネレータ３４とＡＦＥ部３６とによる画素情報の読出し処理、および、Ｐ／Ｓ変換部３９における変換処理を制御する。制御回路３５は、特許請求の範囲における撮像側制御部として機能する。
　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１００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、基準クロック生成部５６および異常判断部５７を有する。
　Ｓ／Ｐ変換部４１は、集合ケーブル３１の所定の信号線から伝送されたデジタル信号である画像信号をシリアル信号からパラレル信号に変換して、画像処理部４２に出力する。
　画像処理部４２は、Ｓ／Ｐ変換部４１から出力されたパラレル信号の画像信号、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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　調光部５２は、制御部５５の制御のもと、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。
　読出アドレス設定部５３は、受光部２８における読出し対象の画素および読出し順序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が読み出す受光部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。
　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３１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。したがって、読出アドレス設定部５３は、ＣＭＯＳ駆動信号生成部５４を介して、設定した読み出し対象の画素に対する読み出し処理を指示する指示信号をタイミングジェネレータ３４に出力する。
　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３１内の所定の信号線を介して先端部５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、読出アドレス設定部５３の設定に基づいて読出し対象の画素および読み出し順序を変更する。
　基準クロック生成部５６は、内視鏡システム１００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１００の各構成部に生成した基準クロック信号を供給する。
　光源装置６０は、制御部５５の制御のもと光照射処理を行う。光源装置６０は、ＬＥＤなどによって構成される白色照明光を照射する白色光源６１、白色照射光とは波長帯域が異なる光であって狭帯域バンドパスフィルタによって狭帯域化したＲＧＢいずれかの光を特殊光として照射する特殊光光源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２に供給され、先端部５先端から外部に出射する。
　異常判断部５７は、タイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６が読み出し、Ｐ／Ｓ変換部３９による信号変換後に伝送された画素情報に異常があるか否かを判断する。異常判断部５７は、タイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６が読み出し、Ｐ／Ｓ変換部３９による信号変換後に伝送された画素情報に異常があると判断した場合、先端部５のＣＭＯＳ撮像素子８０内の制御回路３５に異常発生時の制御を行わせるための異常モード通知信号を制御回路３５に出力する。異常判断部５７は、集合ケーブル３１の所定の信号線からＳ／Ｐ変換部４１に伝送されたシリアル信号が所定ビット数単位で構成されているか否かをもとに、タイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６が読み出し、Ｐ／Ｓ変換部３９による信号変換後に伝送された画素情報に異常があるか否かを判断する。
　この実施の形態１にかかる内視鏡システム１００では、異常判断部５７がタイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６が読み出し、Ｐ／Ｓ変換部３９による信号変換後に伝送された画素情報に異常があると判断した場合、制御装置４０は、先端部５のＣＭＯＳ撮像素子８０内の制御回路３５に異常発生時の制御を行わせるための異常モード通知信号を制御回路３５に出力するだけである。そして、制御装置４０ではなく、異常モード通知信号を受信した先端部５の制御回路３５が、受光部２８による画素情報の出力処理、タイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６による画素情報の読出し処理、およびＰ／Ｓ変換部３９による変換処理を直接制御する。
　図３に示す内視鏡システム１００の体内画像表示処理について説明する。図４は、図３に示す内視鏡システム１００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。
　制御部５５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Ｓ１：Ｙｅｓ）、まず、通常モードに設定する（ステップＳ２）。この通常モードは、たとえば、受光部２８のセンサ領域Ｓｉ内の全画素の画素情報を標準フレームレートで読み出すように設定している。したがって、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。先端部５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（ステップＳ３）後、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み出す読み出し処理を行う（ステップＳ４）。読み出された画素情報を含む信号は、Ｐ／Ｓ変換部３９によってシリアル信号に変換され、集合ケーブル３１に出力される。集合ケーブル３１によって制御装置４０に伝送されたシリアル信号は、Ｓ／Ｐ変換部４１においてパラレル信号に変換されてから画像処理部４２に出力される。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、一枚の高精細な体内画像を生成する画像処理を行う（ステップＳ５）。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Ｓ６）。
　異常判断部５７は、タイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６が読み出し、Ｐ／Ｓ変換部３９による信号変換後に伝送された画素情報に異常があるか否かを判断する異常判断処理を行い（ステップＳ７）、判断結果を制御部５５に出力する。具体的には、異常判断部５７は、Ｓ／Ｐ変換部４１において、規定の所定ビット数に足りないビット数で集合ケーブル３１からシリアル信号の画像信号が入力した頻度をカウントし、ある一定数に達した場合、タイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６が読み出し、Ｐ／Ｓ変換部３９による信号変換後に伝送された画素情報に異常があると判断する。制御部５５は、異常判断部５７が異常判断処理においてタイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６およびＰ／Ｓ変換部３９が読み出して出力した画素情報に異常があると判断したか否かを判断する（ステップＳ８）。
　制御部５５は、異常判断部５７が異常判断処理においてタイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６が読み出し、Ｐ／Ｓ変換部３９による信号変換後に伝送された画素情報に異常がないと判断した場合（ステップＳ８：Ｎｏ）、後述するステップＳ１７に進む。
　制御部５５は、異常判断部５７が異常判断処理においてタイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６が読み出し、Ｐ／Ｓ変換部３９による信号変換後に伝送された画素情報に異常があると判断した場合（ステップＳ８：Ｙｅｓ）、出力部７３に、タイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６が読み出し、Ｐ／Ｓ変換部３９による信号変換後に伝送された画素情報に異常がある旨を示す警告を出力させる（ステップＳ９）。続いて、異常判断部５７は、制御部５５を介して、先端部５の基板の制御回路３５に異常発生時の制御を行わせるための異常モード通知信号を出力する（ステップＳ１０）。
　制御回路３５は、異常判断部５７によって出力された異常モード通知信号を受信し、制御条件記憶部８１から異常発生時における受光部２８、タイミングジェネレータ３４、ＡＦＥ部３６およびＰ／Ｓ変換部３９の制御条件を取得する（ステップＳ１１）。この異常発生時の制御条件は、ＣＭＯＳ撮像素子８０の動作負荷が通常モード時よりも低くなるように設定される。
　そして、先端部５では、制御回路３５が取得した制御条件にしたがって、制御回路３５の制御のもと、受光部２８が異常モード用撮像処理を行った（ステップＳ１２）後、タイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６は、受光部２８の所定の画素から画素情報を読み出す異常モード用読み出し処理を行い（ステップＳ１３）、読み出された画素情報を含む信号は、Ｐ／Ｓ変換部３９によってシリアル信号に変換され、集合ケーブル３１に出力される。このとき、制御装置４０からの制御信号よりも制御回路３５からの制御信号を優先して、異常モード用撮像処理および異常モード用読み出し処理が行われる。画像処理部４２は、異常モード用読み出し処理によって読み出されＳ／Ｐ変換部４１においてパラレル信号に変換された画素情報を含む信号を処理して、一枚の体内画像を生成する画像処理を行う（ステップＳ１４）。この場合、制御部５５は、異常モード用の読み出し処理に対応させて、制御装置４０内の画像信号の受け取り、および、画像処理部４２による画像生成処理を、通常モードに対応した処理条件から異常モードに対応した処理条件に変更する。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Ｓ１５）。
　続いて、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Ｓ１６）。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Ｓ１６：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Ｓ１６：Ｎｏ）、ステップＳ７に戻り、異常判断部５７が異常判断処理を行い、制御部５５は、異常判断処理において異常があると判断されたか否かを判断する（ステップＳ８）。
　制御部５５は、異常判断部５７が異常判断処理において異常がないと判断した場合（ステップＳ８：Ｎｏ）、今回の異常判断処理において異常から正常に回復したか否かを判断する（ステップＳ１７）。制御部５５は、今回の異常判断処理において、異常から正常に回復したと判断した場合（ステップＳ１７：Ｙｅｓ）、表示部７１に、通常モードに回復する旨を表示させる（ステップＳ１８）。
　制御部５５は、通常モード回復表示処理（ステップＳ１８）が終了した後、または、正常状態を維持しており、今回の異常判断処理において異常から正常に回復したと判断した場合でない場合（ステップＳ１７：Ｎｏ）、通常モードに設定する（ステップＳ１９）。その後、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Ｓ２０）。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Ｓ２０：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Ｓ２０：Ｎｏ）、ステップＳ３に戻り、通常モードでの条件で、撮像処理（ステップＳ３）、タイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６による全画素に対する読みだし処理（ステップＳ４）、画像処理部４２による画像処理（ステップＳ５）、および、表示部７１による表示処理（ステップＳ６）が行なわれる。
　次に、異常発生時における制御回路３５の制御処理について説明する。制御回路３５は、異常モード通知信号を受信した場合、異常モード用読み出し処理として、ＣＭＯＳ撮像素子８０の動作負荷が通常モード時よりも低くなるように、受光部２８の全画素ではなく、受光部２８の全画素から所定間隔で抽出した一部の画素のみを、受光部２８における読み出し対象の画素として設定する。
　ここで、通常モードでは、図５（１）に示すように、読出アドレス設定部５３は、制御部５５の制御のもと、たとえば数十万画素レベルの高精細画像が生成されるように受光部２８の全画素を読み出し対象として設定する。
　これに対して、異常モード時においては、図５（２）に示すように、制御回路３５は、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する。この間引きした画素の画素情報をもとに画像処理部４２において生成される間引き画像は、たとえば１０万程度の画素レベルであり、観察にも十分使用可能な画像である。
　制御回路３５は、異常モード用の読み出し処理として、図６に示すように、２ラインごとに画素情報を読み出すようにラインＬ１～Ｌ７のうちラインＬ１，Ｌ２およびラインＬ５，Ｌ６の画素を読み出し対象の画素として設定する。これ以外にも、制御回路３５は、Ｒ，ＧあるいはＧ，Ｂの２画素を交互に読み出すように設定してもよい。具体的には、図７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が読み出し対象に設定され、残りの画素Ｐ３，Ｐ４は読み出し対象外となる。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が読み出し対象に設定され、残りの画素Ｐ５，Ｐ６は読み出し対象外となる。もちろん、制御回路３５は、縦方向の２ラインごとに読み出させるように読み出し対象の画素を設定してもよく、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、ブロック単位で読み出し対象の画素を設定してもよい。
　このように、実施の形態１においては、タイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６が読み出し、Ｐ／Ｓ変換部３９による信号変換後に伝送された画素情報に異常があった場合、制御回路３５の制御のもと、受光部２８の全画素ではなく一部の画素のみから間引きして画素情報を読み出すようにタイミングジェネレータ３４、ＡＦＥ部３６およびＰ／Ｓ変換部３９が制御される。言い換えると、制御回路３５は、異常判断部５７によって出力された異常モード通知信号を受信した場合、ＡＦＥ部３６およびＰ／Ｓ変換部３９における単位時間当たりの処理信号量が、正常な場合における単位時間当たりの処理信号量よりも少なくなるようにタイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６による画素情報の読み出し処理を制御する。すなわち、実施の形態１では、異常があった場合、制御回路３５は、ＣＭＯＳ撮像素子８０を構成する各回路の動作条件を緩和して低速で動作させ、集合ケーブル３１に単位時間当たりに伝送される信号量を減らしている。
　このため、実施の形態１では、異常発生時にはＣＭＯＳ撮像素子８０の動作負荷が通常モード時よりも低くなるため、全画素を読み出す場合と比較して、チップからの発熱量を減らすことができ、ＣＭＯＳ撮像素子８０を構成する各構成回路の動作を安定化することができる。したがって、実施の形態１では、チップ温度の高温化を防止でき、チップ自体の破損も確実に回避できる。そして、実施の形態１では、熱によるＣＭＯＳ撮像素子の動作不安定や接触不良などに起因する信号異常の発生も低減した状態で、適切に画素情報を伝送できる。このため、実施の形態１によれば、撮像した画像を安定的に取得可能になる。
　また、実施の形態１では、異常発生時には、制御装置４０ではなく、ＣＭＯＳ撮像素子８０内の制御回路３５が、受光部２８、タイミングジェネレータ３４、ＡＦＥ部３６およびＰ／Ｓ変換部３９を制御する。したがって、制御装置４０は、異常発生時においては、受光部２８、タイミングジェネレータ３４、ＡＦＥ部３６およびＰ／Ｓ変換部３９それぞれに制御信号を送信する必要がなく、先端部５の制御回路３５に異常モード通知信号を出力するだけで足りる。この結果、実施の形態１では、異常発生時に対応した制御を行なうために制御装置４０から先端部５に伝送する信号量を減らすことができ、効率的に異常時に対応できる。
　なお、ＣＭＯＳ撮像素子８０の動作負荷を通常モード時よりも低くするには、画素の間引き読み出しに限らない。たとえば、制御回路３５は、異常発生時におけるフレームレートが、通常モード時の標準フレームレートよりも遅くなるように、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およびＡＦＥ部３６における読出し速度を制御する。なお、制御部５５は、異常モード通知信号を出力した後には、異常モードの遅い読み出し速度に対応させて、光源装置６０における発光処理も制御する。
　制御回路３５は、たとえば図８（１）のように通常モード時の標準フレームレートが６０ｆ／ｓｅｃである場合には、異常発生時には、図８（２）のように標準フレームレートの２分の１の３０ｆ／ｓｅｃで、受光部２８における撮像タイミングとタイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６における読出し速度とを制御する。この結果、異常発生時においては、ＡＦＥ部３６およびＰ／Ｓ変換部３９における単位時間当たりの処理信号量は、通常モードの２分の１となる。このように、異常があった場合には、制御回路３５の制御のもとＣＭＯＳ撮像素子８０の動作負荷を通常モード時よりも低くすることによって、通常モード時と比較して発熱量を減らし、各構成回路の安定化を図る。
　また、制御回路３５は、異常発生時においては、フレームレートが通常モード時の標準フレームレートよりも遅くなるように、受光部２８における撮像タイミングとタイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６における読出し速度とを制御するとともに、受光部２８の全画素ではなく一部の画素のみから間引きして画素情報を読み出すようにタイミングジェネレータ３４、ＡＦＥ部３６、および、Ｐ／Ｓ変換部３９を制御してもよい。
　また、制御条件記憶部８１は、異常の程度に応じて異常発生時の読み出し処理における画素の間引き量やフレームレートがそれぞれ設定された複数の制御条件を記憶していてもよい。制御回路３５は、制御条件記憶部８１が記憶する複数の制御条件の中から、異常モード通知信号で示された異常の程度に応じた制御条件を選択してタイミングジェネレータ３４、ＡＦＥ部３６、および、Ｐ／Ｓ変換部３９を制御してもよい。
　さらに、制御部５５は、異常判断部５７がタイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６が読み出し、Ｐ／Ｓ変換部３９による信号変換後に伝送された画素情報に異常があると判断した場合、白色光源６１または特殊光光源６２による光照射量を弱めるように白色光源６１または特殊光光源６２を制御することで、さらに先端部５のチップ温度の低下を図り、受光部２８、タイミングジェネレータ３４、ＡＦＥ部３６およびＰ／Ｓ変換部３９の処理動作の安定化を図ってもよい。この場合、ＣＭＯＳ撮像素子８０内で画像信号を増幅させてから出力するほか、制御装置４０側で画像信号を増幅してから画像処理を行う。
　また、異常判断部５７は、通信プロトコルの異常を検出した場合に、タイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６が読み出し、Ｐ／Ｓ変換部３９による信号変換後に伝送された画素情報に異常があると判断して、ＣＭＯＳ撮像素子８０が設けられた先端部５の基板に異常を通知してもよい。
（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。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１００ａの制御装置４０ａは、図３に示す制御部５５に代えて、制御部５５と同様の機能を有する制御部５５ａを備える。
　ここで、Ａ／Ｄ変換時の基準レベルを取得するために、受光部２８には、ラインごとに光が入射しない遮光した画素が設けられている。制御部５５ａは、先端部５のタイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６に、光が入射する画素の画素情報を読み出させるとともに光が入射しない遮光した画素の画素情報を読み出させ、制御装置４０ａに出力させる。制御部５５ａは、サンプル用メモリ４９に、画像信号とともに、遮光した画素の画素情報も蓄積させる。このとき、制御部５５ａは、画像信号とともに読み出された遮光した画素の画素情報を画像信号から分離してサンプル用メモリ４９に蓄積させてもよい。
　制御装置４０ａは、サンプル用メモリ４９に蓄積された光が入射しない遮光した画素の画素情報の輝度値の変化をもとにタイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６が読み出して出力した画素情報に異常があるか否かを判断する異常判断部５７ａを備える。
　異常判断部５７ａは、サンプル用メモリ４９に蓄積された光が入射しない遮光した画素の画素情報の輝度値の平均レベルが、所定値に達した場合、タイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６が読み出し、Ｐ／Ｓ変換部３９による信号変換後に伝送された画素情報に異常があると判断する。また、異常判断部５７ａは、遮光した画素のうち前後する画素の画素情報の輝度値の平均レベルの差分をモニタしていき、所定値を超えた場合、タイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６が読み出して出力した画素情報に異常があると判断してもよい。判断基準となる各所定値は、基板の温度上昇によって増加するＡ／Ｄ変換時の基準レベルのノイズ量に対応してそれぞれ設定される。
　この実施の形態１の変形例１のように、光が入射しない画素の画素情報をタイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６に読み出させ、この光が入射しない画素の画素情報の輝度値の変化をもとにタイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６が読み出し、Ｐ／Ｓ変換部３９による信号変換後に伝送された画素情報に異常があるか否かを判断してもよい。
（実施の形態１の変形例２）
　次に、実施の形態１の変形例２について説明する。実施の形態１の変形例２にかかる内視鏡システムは、ＣＭＯＳ撮像素子が出力する電気信号の画像信号を光信号化して光ファイバーケーブルで伝送する構成を有する。図１０は、実施の形態１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１０に示すように、実施の形態１の変形例２にかかる内視鏡システム１００ｂは、内視鏡の先端部５ｂと制御装置４０ｂとを光ファイバーケーブル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ている。この場合には、内視鏡の先端部５ｂに、ＣＭＯＳ撮像素子８０から出力される画素情報を含む電気信号を光信号に変換して光ファイバーケーブル３１ｃに出力するＥ／Ｏ変換部３９ｃをさらに加えた構成とする。そして、光信号を電気信号に変換し、変換した電気信号をＳ／Ｐ変換部４１を介して画像処理部４２に出力するＯ／Ｅ変換部４１ｃを、制御装置４０ｂに設ければよい。
　制御装置４０ｂは、図３に示す制御部５５に代えて、制御部５５と同様の機能を有する制御部５５ｂを備える。そして、制御装置４０ｂは、光ファイバーケーブル３１ｃが伝送する光信号の信号強度変化をもとに、タイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６が読み出し、Ｐ／Ｓ変換部３９による信号変換後に伝送された画素情報に異常があるか否かを判断する異常判断部５７ｂを備える。異常判断部５７ｂは、光ファイバーケーブル３１ｃが伝送する光信号の信号強度が所定値まで低下した場合、光ファイバーケーブル３１ｃに破損が生じることによって、画素情報が異常となると判断する。
　この実施の形態１の変形例２のように、光ファイバーケーブル３１ｃが伝送する光信号の信号強度変化をもとにタイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６が読み出し、Ｐ／Ｓ変換部３９による信号変換後に伝送された画素情報に異常があるか否かを判断してもよい。
　なお、実施の形態１においては、図１１に示す内視鏡システム１００ｃのように、制御回路３５ｃではなく、制御装置４０ｃの制御部５５ｃが、異常判断部５７が判断した異常に対応させて、受光部２８、タイミングジェネレータ３４、ＡＦＥ部３６およびＰ／Ｓ変換部３９を制御するための異常モード用設定データを先端部５ｃのＣＭＯＳ撮像素子８０ｃに出力して、ＣＭＯＳ撮像素子８０ｃの各構成回路を制御することももちろん可能である。
（実施の形態２）
　次に、実施の形態２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。図１２に示すように、内視鏡システム２００の先端部２０５は、図３に示すＣＭＯＳ撮像素子８０に代えて、制御回路２３５を有するＣＭＯＳ撮像素子２８０を備える。
　制御回路２３５は、図３に示す制御回路３５と同様の機能を有するとともに、受光部２８、タイミングジェネレータ３４、ＡＦＥ部３６およびＰ／Ｓ変換部３９に異常があるか否かを示す情報を含むステータス情報を保持する機能を有するとともに、ステータス情報の送信を制御装置２４０側から命令された場合には、制御装置２４０にステータス情報を送信する。
　内視鏡システム２００の制御装置２４０は、図３に示す制御部５５に代えて、制御部５５と同様の機能を有するとともに異常判断部２５７を有する制御部２５５を備える。異常判断部２５７は、先端部２０５の制御回路２３５に制御部２５５を介してステータス情報の送信を命令し、制御回路２３５から送信されたステータス情報をもとにタイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６が読み出し、Ｐ／Ｓ変換部３９による信号変換後に伝送された画素情報に異常があるか否かを判断する。
　次に、図１２に示す内視鏡システム２００の体内画像表示処理について説明する。図１３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。
　図１３のフローチャートに示すように、制御部２５５は、図４のステップ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Ｓ２０１）。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Ｓ２０１の判断処理を繰り返す。
　制御部２５５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Ｓ２０１：Ｙｅｓ）、図４のステップＳ２～ステップＳ６と同様に、通常モード設定処理（ステップＳ２０２）、受光部２８による撮像処理（ステップＳ２０３）、タイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６による全画素の読み出し処理（ステップＳ２０４）、画像処理部４２による高精細画像に対する画像処理（ステップＳ２０５）、表示部７１による高精細画像の表示処理（ステップＳ２０６）を行なわせる。
　その後、異常判断部２５７は、タイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６が読み出し、Ｐ／Ｓ変換部３９による信号変換後に伝送された画素情報に異常があるか否かを判断する異常判断処理を行い（ステップＳ２０７）、判断結果を制御部２５５に出力する。制御部２５５は、異常判断部２５７が異常判断処理においてタイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６が読み出し、Ｐ／Ｓ変換部３９による信号変換後に伝送された画素情報に異常があると判断したか否かを判断する（ステップＳ２０８）。
　制御部２５５が異常判断部２５７が異常判断処理において異常があると判断した場合（ステップＳ２０８：Ｙｅｓ）、図４のステップＳ９～ステップＳ１６と同様に、出力部７３による警告出力（ステップＳ２０９）、制御回路２３５への異常モード通知処理（ステップＳ２１０）、制御回路２３５による異常モードに対応する制御条件取得処理（ステップＳ２１１）、受光部２８による異常モード用撮像処理（ステップＳ２１２）、タイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６による異常モード用読み出し処理（ステップＳ２１３）、画像処理部４２による異常モード用画像処理（ステップＳ２１４）、表示部７１による異常モード用表示処理（ステップＳ２１５）、画像表示終了を判断する判断処理（ステップＳ２１６）が行なわれる。
　制御部２５５は、異常判断部２５７が異常判断処理において異常がないと判断した場合（ステップＳ２０８：Ｎｏ）、図４に示すステップＳ１７～ステップＳ２０と同様に、今回の異常判断処理において異常から正常に回復したか否かの判断処理（ステップＳ２１７）を行なった後、通常モード回復表示処理（ステップＳ２１８）、通常モード設定処理（ステップＳ２１９）、画像表示終了を判断する判断処理（ステップＳ２２０）が行なわれる。
　次に、図１３に示す異常判断処理について説明する。図１４は、図１３に示す異常判断処理の処理手順を示すフローチャートである。図１４に示すように、異常判断部２５７は、制御部２５５を介して、先端部２０５の制御回路２３５にステータス情報の送信を命令し（ステップＳ２３１）、制御回路２３５にこのステータス情報を送信させて、ステータス情報を取得する（ステップＳ２３２）。
　続いて、異常判断部２５７は、取得したステータス情報が正常または異常を示すかを判断する（ステップＳ２３３）。異常判断部２５７は、取得したステータス情報が正常を示すと判断した場合（ステップＳ２３３：正常）、タイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６が読み出し、Ｐ／Ｓ変換部３９による信号変換後に伝送された画素情報は正常であると判断する（ステップＳ２３４）。これに対して、異常判断部２５７は、取得したステータス情報が異常を示すと判断した場合（ステップＳ２３３：異常）、タイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６が読み出し、Ｐ／Ｓ変換部３９による信号変換後に伝送された画素情報は異常であると判断する（ステップＳ２３５）。
　この実施の形態２のように、先端部２０５のＣＭＯＳ撮像素子２８０における制御回路２３５に、ＣＭＯＳ撮像素子２８０の各構成部位の状態を監視してステータス情報を保持する機能を持たせ、制御装置２４０の異常判断部２５７において、先端部２０５から送信されたステータス情報をもとに、タイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６が読み出し、Ｐ／Ｓ変換部３９による信号変換後に伝送された画素情報に異常があるか否かを判断してもよい。
（実施の形態３）
　次に、実施の形態３について説明する。図１５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１５に示すように、内視鏡システム３００の先端部３０５は、図３に示すＣＭＯＳ撮像素子８０に代えて、ＣＭＯＳ撮像素子３８０を構成する基板の温度を検出する温度センサ３８２を同じ基板内にさらに設けたＣＭＯＳ撮像素子３８０を備える。ＣＭＯＳ撮像素子３８０は、図３に示す制御回路３５に代えて、制御回路３５と同様の機能を有するとともに、温度センサ３８２が検出した基板の温度を制御装置３４０に出力制御する制御回路３３５を備える。
　制御装置３４０は、図３に示す制御部５５に代えて、制御部５５と同様の機能を有するとともに異常判断部３５７を有する制御部３５５を備える。異常判断部３５７は、温度センサ３８２によって検出されたＣＭＯＳ撮像素子３８０を構成する基板の温度をもとに、タイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６が読み出し、Ｐ／Ｓ変換部３９による信号変換後に伝送された画素情報に異常があるか否かを判断する。
　図１５に示す内視鏡システム３００の体内画像表示処理について説明する。内視鏡システム３００は、図１３に示す処理手順と同様の処理手順を行なうことによって、体内画像を表示する。そして、図１６を参照して、図１５に示す内視鏡システム３００における異常判断処理について説明する。図１６は、図１５に示す内視鏡システム３００における異常判断処理の処理手順を示すフローチャートである。
　先端部３０５の制御回路３３５は、温度センサ３８２に基板の温度検出を行なわせ、基板の温度データを制御装置３４０に出力させる。これによって、図１６のフローチャートに示すように、異常判断部３５７は、制御部３５５を介して、基板の温度データを取得する（ステップＳ３３１）。このとき、制御回路３３５は、温度センサ３８２に定期的に温度検出を行なわせて温度データを制御部３５５に出力する。または、制御回路３３５は、異常判断部３５７から制御部３５５を介して温度データの出力指示データが送信された場合に、温度センサ３８２に温度検出を行なわせて制御装置３４０に温度データを出力する。なお、温度センサ３８２が検出した温度は、制御回路３３５によって取り込まれ、ＣＭＯＳ撮像素子３８０内の図示しない内部レジスタあるいは制御条件記憶部８１に保持される。
　続いて、異常判断部３５７は、取得した温度データが示す基板の温度が規定温度以上であるか否かを判断する（ステップＳ３３２）。この規定温度は、通常モード時において、受光部２８、タイミングジェネレータ３４、ＡＦＥ部３６およびＰ／Ｓ変換部３９が正常動作可能である基板の温度範囲をもとに設定される。
　異常判断部３５７は、取得した温度データが示す基板の温度が規定温度未満であると判断した場合（ステップＳ３３２：Ｎｏ）、タイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６が読み出し、Ｐ／Ｓ変換部３９による信号変換後に伝送された画素情報は正常であると判断する（ステップＳ３３３）。これに対して、異常判断部３５７は、取得した温度データが示す基板の温度が規定温度以上であると判断した場合（ステップＳ３３２：Ｙｅｓ）、タイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６が読み出し、Ｐ／Ｓ変換部３９による信号変換後に伝送された画素情報に異常があると判断する（ステップＳ３３４）。
　この実施の形態３のように、先端部３０５のＣＭＯＳ撮像素子３８０内に温度センサ３８２を設け、この温度センサ３８２の検出結果をもとに、制御装置３４０の異常判断部３５７において、タイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６が読み出し、Ｐ／Ｓ変換部３９による信号変換後に伝送された画素情報に異常があるか否かを判断してもよい。
　なお、制御回路３３５自身が、温度センサ３８２の検出した基板の温度が規定温度以上であるか否かをもとに、タイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６が読み出し、Ｐ／Ｓ変換部３９による信号変換後に伝送される画素情報の異常の有無を判断する機能を持っていてもよい。この場合、温度センサ３８２の検出した基板の温度が規定温度以上であるとき、制御回路３３５は、タイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６が読み出し、Ｐ／Ｓ変換部３９による信号変換後に伝送される画素情報に異常があると判断し、異常モードに対応する制御条件で受光部２８、タイミングジェネレータ３４、ＡＦＥ部３６およびＰ／Ｓ変換部３９を制御する。さらに、制御回路３３５は、タイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６が読み出し、Ｐ／Ｓ変換部３９による信号変換後に伝送される画素情報に異常がある旨を制御装置３４０に通知する。制御部３５５は、この通知を受けて、画素情報に異常がある旨を示す警告を出力部７３に出力させる。
　また、実施の形態３においては、先端部のＣＭＯＳ撮像素子を構成する基板に温度センサを設けた場合について説明したが、もちろんこれに限らず、図１７の内視鏡システム３００ａのように、ＣＭＯＳ撮像素子８０とは別に、制御装置３４０ａの制御部３５５ａと接続する温度センサ３８２ａを先端部３０５ａに設けてもよい。この場合、制御装置３４０ａの異常判断部３５７ａは、異常判断部３５７と同様に、この温度センサ３８２ａから直接出力された温度データをもとに、タイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６が読み出し、Ｐ／Ｓ変換部３９による信号変換後に伝送される画素情報の異常の有無を判断する。
　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。
　１　内視鏡
　２　挿入部
　３　操作部
　４　ユニバーサルコード
　５，５ｂ，５ｃ，２０５，３０５，３０５ａ　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　開口部
　１６　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
　３１　集合ケーブル
　３２　電極
　３３　処置具用チャンネル
　３４　タイミングジェネレータ
　３５，３５ｃ，２３５，３３５　制御回路
　３６　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，４０ｂ，４０ｃ，２４０，３４０，３４０ａ　制御装置
　４１　Ｓ／Ｐ変換部
　４１ｃ　Ｏ／Ｅ変換部
　４２　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　明るさ検出部
　５２　調光部
　５３　読出アドレス設定部
　５４　ＣＭＯＳ駆動信号生成部
　５５，５５ａ，５５ｂ，５５ｃ，２５５，３５５，３５５ａ　制御部
　５６　基準クロック生成部
　５７，５７ａ，５７ｂ，２５７，３５７，３５７ａ　異常判断部
　６０　光源装置
　６１　白色光源
　６２　特殊光光源
　６３　光源駆動回路
　６４　ＬＥＤドライバ
　７１　表示部
　７２　入力部
　７３　出力部
　７４　記憶部
　８０，２８０，３８０　ＣＭＯＳ撮像素子
　８１　制御条件記憶部
　１００，１００ａ，１００ｂ，１００ｃ，２００，３００，３００ａ　内視鏡システム
　３８２，３８２ａ　温度センサ

Claims (12)

  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、
    　前記撮像部が実装される基板に設けられ、前記撮像部において読み出し対象として指示された画素から画素情報を読み出す読出し部と、
    　前記基板に設けられ、前記撮像部による画素情報の出力処理および前記読出し部による画素情報の読み出し処理を制御する撮像側制御部と、
    　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、
    　前記撮像部における読み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基づいて読出し対象の画素を変更する制御部と、
    　前記読出し部が読み出した画素情報に異常があるか否かを判断し、前記読出し部が読み出した画素情報に異常があると判断した場合、前記撮像側制御部に異常発生時の制御を行わせるための通知信号を前記撮像側制御部に出力する異常判断部と、
    　を備えたことを特徴とする撮像装置。
  2. 　前記撮像側制御部は、前記異常判断部によって出力された通知信号を受信した場合、前記読出し部における単位時間当たりの処理信号量が、正常な場合における単位時間当たりの処理信号量よりも少なくなるように前記読出し部による画素情報の読み出し処理を制御することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
  3. 　前記異常発生時における前記撮像部および前記読出し部の制御条件を記憶する制御条件記憶部をさらに備え、
    　前記撮像側制御部は、前記異常判断部によって出力された通知信号を受信した場合、前記制御条件記憶部に記憶された前記制御条件にしたがって前記撮像部による画素情報の出力処理および前記読出し部による画素情報の読出し処理を制御することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
  4. 　前記撮像側制御部は、前記異常判断部によって出力された通知信号を受信した場合、前記撮像部の全画素から抽出した一部の画素を前記撮像部における読み出し対象の画素として設定し、
    　前記読出し部は、前記撮像側制御部によって読出し対象の画素として設定された受光部の画素から画素情報を読み出すことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
  5. 　前記撮像側制御部は、前記異常判断部によって出力された通知信号を受信した場合、前記読出し部による画素情報の読み出し速度を遅くすることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
  6. 　前記読出し部が読み出した画素情報を含む信号をパラレル信号から所定ビット数単位で構成されるシリアル信号に変換して出力する第１の信号変換部と、
    　前記第１の信号変換部から出力されたシリアル信号を伝送する伝送部と、
    　前記伝送部から伝送された画素情報を含む信号をシリアル信号からパラレル信号に変換して前記画像処理部に出力する第２の信号変換部と、
    　をさらに備え、
    　前記異常判断部は、前記伝送部から前記第２の信号変換部に伝送されたシリアル信号が所定ビット数単位で構成されているか否かをもとに前記異常があるか否かを判断することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
  7. 　前記画素情報は、輝度値を含み、
    　前記読出し部は、光が入射する画素の画素情報を読み出すとともに光が入射しない画素の画素情報を読み出し、
    　前記異常判断部は、前記読出し部が読み出した光が入射しない画素の画素情報の輝度値の変化をもとに前記異常があるか否かを判断することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
  8. 　前記読出し部が読み出した画素情報を電気信号から光信号に変換して出力する第１の信号変換部と、
    　前記第１の信号変換部から出力された光信号を伝送する伝送部と、
    　前記伝送部から伝送された光信号を電気信号に変換して前記画像処理部に出力する第２の信号変換部と、
    　をさらに備え、
    　前記異常判断部は、前記伝送部が伝送する光信号の信号強度変化をもとに前記異常があるか否かを判断することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
  9. 　前記撮像側制御部は、前記撮像部および前記読出し部に異常があるか否かを示す情報を含むステータス情報を保持し、前記ステータス情報の送信を命令された場合には前記ステータス情報を送信し、
    　前記異常判断部は、前記撮像側制御部に状態情報の送信を命令し、前記撮像側制御部から送信されたステータス情報をもとに前記異常があるか否かを判断することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
  10. 　前記基板に設けられ、前記基板の温度を検出する温度検出部をさらに備え、
    　前記異常判断部は、前記温度検出部によって検出された前記基板の温度をもとに前記異常があるか否かを判断することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
  11. 　被写体に光を照射する照射部をさらに備え、
    　前記制御部は、前記異常判断部が前記読出し部が読み出した画素情報に異常があると判断した場合、前記照射部による光照射量を弱めるように前記照射部を制御することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
  12. 　当該撮像装置は、体内に導入される先端部と信号処理装置とを有し、前記先端部と前記信号処理装置とが伝送部によって接続されている内視鏡装置であって、
    　前記撮像部、前記読出し部および前記撮像側制御部は、前記先端部に設けられ、
    　前記画像処理部、前記制御部および前記異常判断部は、前記信号処理装置に設けられることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
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