JP2016214380A - 内視鏡装置 - Google Patents

Abstract

【課題】内視鏡先端部に搭載されるセンサの種類や数が増加した場合にも、内視鏡本体部との間で安定した高速長距離通信を行うことができる内視鏡装置を提供する。
【解決手段】内視鏡装置は、イメージャ１１が先端部２に設けられた挿入部３と、先端部２の状態を検出するセンサ１２〜１４と、映像信号や検出信号を受信し、センサ１２〜１４等に対して制御指令信号を送信する本体部４とを具備している。先端部２は、映像信号と検出信号とを重畳する重畳処理部１６と、電気信号を電光変換する光モジュール１９と、センサ１２〜１４等に対する信号の入出力を制御する通信制御部１７とを有する。本体部４は、光信号を光電変換する光モジュール４１と、電気信号を映像信号と検出信号とに分離する分離処理部４２とを有する。挿入部３は、光信号を伝送する光ファイバ３１と、制御指令信号を伝送する電線３２とを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、内視鏡装置に関し、特に、高速かつ安定した長距離通信が可能な内視鏡装置に関する。

従来、内視鏡装置においては、被写体を撮像して画像を取得する内視鏡先端部と、画像を処理して映像化する内視鏡本体部との間の画像の伝送方法として、アナログやデジタルの電気信号である画像信号を、電線を用いて通信する方法が一般的であった。

内視鏡先端部には、内視鏡装置の環境や状態をモニタするために、例えば重力方向を検出する加速度センサなど各種センサが搭載される。各種センサで計測された情報（以下、センサデータと示す）を内視鏡本体部に送信するために、画像信号通信用の電線とは別にセンサ専用の電線を設け、各センサのセンサデータを個々の電線を用いて内視鏡本体に送信する装置が提案されていた（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。

特開２０１２−１１０４９０号公報 特開２０１２−１００８８５号公報

内視鏡装置の高機能化に伴い、内視鏡先端部に搭載されるセンサの種類や数は増加している。センサの種類が増加すると、各センサからセンサデータを内視鏡本体部に送信するための電線の本数が増加したり、内視鏡本体部から各センサに対して制御指令を送信するための電線が必要になったりするため、内視鏡本体部と内視鏡先端部とをつなぐ内視鏡挿入部が太径化してしまう。そこで、多対１でのシリアル通信が可能なＩ２Ｃ通信を用い、２本の電線で複数のセンサと内視鏡本体部とを接続し、センサデータや制御指令信号を双方向に通信する方法が検討されている。

しかし、Ｉ２Ｃ通信は、安定して通信可能な距離が短いため、内視鏡挿入部が数メートルの長さになるような内視鏡装置ではセンサデータの通信が不安定になってしまうという問題があった。これを解決するものとして、複数のセンサのセンサデータをシリアル化して出力する通信制御部と、センサデータと制御指令信号とを内視鏡本体部との間で送受信するための送受信回路とを内視鏡先端部内に設け、内視鏡挿入部内は数十メートルの距離でも安定して通信可能なＲＳ２３２Ｃなど一般的な規格のシリアル通信を用い、１本の電線で複数のセンサのセンサデータと制御指令信号とを双方向に通信する方法が提案されている。

しかしながら、一般的なシリアル通信を用いて高速長距離通信を行う場合、電磁ノイズなどによりセンサデータや制御指令信号が正しく伝達されず、装置が誤作動してしまう可能性があった。また、送受信回路を内視鏡先端部に搭載すると、装置が大型化してしまうという問題もあった。

そこで、本発明は、内視鏡先端部に搭載されるセンサの種類や数が増加した場合にも、内視鏡本体部との間で安定した高速長距離通信を行うことができる内視鏡装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様の内視鏡装置は、被検体を撮像して映像信号を生成する撮像素子が先端部に設けられた挿入部と、前記先端部に配置され、前記先端部の状態を検出して検出結果信号を出力するセンサと、前記映像信号や前記検出結果信号を受信し、また、前記撮像素子や前記センサに対して制御指令信号を送信する本体部と、を具備する。前記先端部は、前記映像信号と前記検出結果信号とを重畳してシリアル信号に変換する重畳処理部と、前記シリアル信号を通信信号に変換する第１の信号変換部と、前記撮像素子及び前記センサに対する前記制御指令信号及び前記検出結果信号の入出力を制御する通信制御部と、を有する。前記本体部は、前記通信信号を前記シリアル信号に変換する第２の信号変換部と、前記シリアル信号を前記映像信号と前記検出結果信号とに分離する分離処理部と、を有する。前記挿入部は、前記先端部から前記本体部に信号を伝送する第１の信号伝送部と、前記本体部から前記先端部に信号を伝送する第２の信号伝送部と、を有する。

本発明の内視鏡装置によれば、内視鏡先端部に搭載されるセンサの種類や数が増加した場合にも、内視鏡本体部との間で安定した高速長距離通信を行うことができる。

本発明の実施形態に係る内視鏡装置の要部の構成の一例を示す図。 通信制御部１７から重畳処理部１６に送信するデータの構造の一例を説明する図。 通信制御部１７から重畳処理部１６に送信するデータの構造の一例を説明する図。 通信制御部１７から重畳処理部１６に送信するデータの構造の一例を説明する図。 制御指令信号の一例を説明する図。 制御指令信号の一例を説明する図。 制御指令信号の一例を説明する図。 制御指令信号の一例を説明する図。

以下、図面を参照して実施形態を説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る内視鏡装置の要部の構成の一例を示す図である。本実施形態の内視鏡装置１は、例えば、図１に示すように、内視鏡先端部２と、内視鏡挿入部３と、内視鏡本体部４と、モニタ５と、操作部６と、を有して構成されている。

内視鏡先端部２は、被写体を撮像する対物レンズ１０ａと、対物レンズ１０ａにより撮像された被写体像を光電変換して撮像信号を生成する撮像素子として、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の第１イメージャ１１ａを備えている。例えば対物レンズ１０ａと第１イメージャ１１ａとで被写体の直視映像を取得する場合、側視映像を取得するために、別の対物レンズ１０ｂと、対物レンズ１０ｂで撮像された被写体像を光電変換して撮像信号を生成するＣＣＤやＣＭＯＳ等の第２イメージャ１１ｂとを、内視鏡先端部２に搭載してもよい。

また、内視鏡先端部２は、ジャイロセンサ１２と、加速度センサ１３と、温度センサ１４と、照明部としてのＬＥＤ１５とを備えている。

ジャイロセンサ１２は、内視鏡先端部２の変位量に相当する、内視鏡先端部２の３軸方向への角速度を随時検出し、角速度情報として出力する。加速度センサ１３は、内視鏡先端部２の変位量に相当する、内視鏡先端部２の３軸方向への加速度を随時検出し、加速度情報として出力する。温度センサ１４は、内視鏡先端部２の温度を計測し、温度情報として出力する。ＬＥＤ１５は、内視鏡本体部４の照明回路４７から出力される照明電源信号に従って、被写体を照明するための照明光を出射するように構成されている。

更に、内視鏡先端部２には、重畳処理部１６と、通信制御部１７と、先端部電源１８と、光モジュール１９とが設けられている。

重畳処理部１６は、第１イメージャ１１ａと第２イメージャ１１ｂとからパラレルに入力される映像信号と、通信制御部１７から入力される検出結果信号としての各種センサデータとを、１本の伝送線路に送出するためにシリアル化して光モジュール１９へ出力する。

通信制御部１７は、内視鏡本体部４と内視鏡先端部２との間のデータのやり取りを制御する。具体的には、内視鏡本体部４から入力される制御指令信号を処理したり、内視鏡先端部２から受信するデータを処理して重畳処理部１６へ出力したりする。内視鏡本体部４から入力される制御指令信号の処理は、次のように行う。すなわち、内視鏡本体部４から入力される制御指令信号を受信して変換し、変換後の制御指令信号を所定のセンサやイメージャに対して送信する。

内視鏡先端部２から受信するデータの処理は、次のように行う。まず、イメージャ（第１のイメージャ１１ａ、第２のイメージャ１１ｂ）から、イメージャ（第１のイメージャ１１ａ、第２のイメージャ１１ｂ）の状態や設定パラメータについてのデータを受信する。なお、これらのデータは連続的や周期的に受信するのではなく、必要に応じて都度受信する。

次に、ジャイロセンサ１２、加速度センサ１３、温度センサ１４から、設定パラメータや各種センサデータ（角速度情報、加速度情報、温度情報）を受信する。なお、設定パラメータは、イメージャから受信するデータと同様に、必要に応じて都度受信する。一方、各種センサデータは、連続で周期的に受信する。

続いて、イメージャや各種センサから受信したデータを加工する。データの加工は、次の手順で行う。まず、イメージャやセンサごとに、受信したデータについて、オフセット調整や、単位合わせのための換算や、換算テーブルによる変換などの、データ変換を行う。次に、変換後のデータをデータ量削減のためにデータ処理を行う。例えば、ジャイロセンサ１２から受信した角速度データの場合、周期ごとのセンサ値（角速度）を積分して角度を算出することで、データ量を削減する。

次に、データ処理後のイメージャや各種センサのデータを連結し、重畳処理部１６に送信する。データを連結することで、重畳処理部１６とのデータの通信頻度を低減し、また、重畳処理部１６に一度に送信するデータ量を小さくすることができる。

図２から図４は、通信制御部１７から重畳処理部１６に送信するデータの構造の一例を説明する図である。データ連結後のデータは、例えば、デバイスＩＤ（１バイト）の後に、送信するデバイスごとに、データ長とデータ値から成るデータフォーマットを順に連結したデータ構造を有する信号として構成することができる。

デバイスＩＤは、データ連結を行ったデータの入力元であるデバイスを識別するためのコードであり、１バイト（＝８ビット）のデータ長で構成されている。従って、デバイスＩＤは、制御対象となるデバイスごとに個別の値が割り当てられている。例えば図２に示すように、２進表示の場合、通信制御部１７は“00000001”、第１イメージャ１１ａは“00000010”、第２イメージャ１１ｂは“00000100”、ジャイロセンサ１２は“00001000”、加速度センサ１３は“00010000”、温度センサ１４は“00100000”の各値が、デバイスＩＤとして割り当てられている。すなわち、デバイスＩＤは、１バイト内において“1”が立っているビットの位置で、個別デバイスが識別できるように割り当てられている。

データフォーマットは、各デバイスから内視鏡本体部４へ送信するデータのフォーマットを識別するための、データ長とデータ値とから成るコードであり、デバイスごとに異なるデータ長で構成されている。データ長は、個々のデバイスについて、内視鏡本体部４へ送信するデータ値の長さが入力されている。データ値は、個々のデバイスについて、内視鏡本体部４へ送信するデータそのものが入力されている。なお、データ値としては、上述のように、データ処理を施した後のデータが用いられる。

データフォーマットは、例えば図３に示すように、データの受信元デバイスが通信制御部１７、第１イメージャ１１ａ、及び、第２イメージャ１１ｂである場合、データ値はそれぞれのデバイスから受信した設定値が４バイトのデータ長で記述されており、従って、データ長は“4”（バイト）である。また、例えば、データの受信元デバイスがジャイロセンサ１２や加速度センサ１３である場合、データ値は、Ｘ軸の値と、Ｙ軸の値と、Ｚ軸の値とがそれぞれ４バイトのデータ長で記述されており、従って、データ長は“12（＝4×3）”（バイト）である。また、例えば、データの受信元デバイスが温度センサ１４である場合、データ値は温度が４バイトのデータ長で記述されており、従って、データ長は“4”（バイト）である。

以上のように定義された、デバイスＩＤとデータフォーマットとを連結することにより、内視鏡先端部２の各デバイスから受信するデータに基づき、通信制御部１７から重畳処理部１６に送信されるデータが生成される。例えば図４に示すように、第１イメージャ１１ａから受信したデータのみを重畳処理部１６に送信する場合、第１イメージャ１１ａを示すデバイスＩＤは“00000010”（ビット）、データフォーマットのデータ長は“04”（バイト）である。データ値である設定値が“000000C2”（ヘキサデシマル）である場合、これらをヘキサデシマル表現に統一して連結したデータ、すなわち、“0204000000C2”が送信データとして生成される。

また、第１イメージャ１１ａと第２イメージャ１１ｂから受信したデータを連結して重畳処理部１６にまとめて送信する場合、第１イメージャ１１ａと第２イメージャ１１ｂとを示すデバイスＩＤは“00000110”（ビット）、データフォーマットのデータ長は、共に“04”（バイト）である。データ値である設定値が、第１イメージャ１１ａは“000000C2”（ヘキサデシマル）、第２イメージャ１１ｂは“000000A5”（ヘキサデシマル）である場合、これらをヘキサデシマル表現に統一して連結したデータ、すなわち、“0604000000C204000000A5”が送信データとして生成される。

更に、ジャイロセンサ１２から受信したデータのみを重畳処理部１６に送信する場合、ジャイロセンサ１２を示すデバイスＩＤは“00001000”（ビット）、データフォーマットのデータ長は“12”（バイト）である。データ値として、‘Ｘ軸の値’、‘Ｙ軸の値’、‘Ｚ軸の値’がそれぞれ、設定されている場合、これらをヘキサデシマル表現に統一して連結したデータ、すなわち、“080C+‘Ｘ軸の値’+‘Ｙ軸の値’+‘Ｚ軸の値’”が送信データとして生成される。

更に、加速度センサ１３と温度センサ１４から受信したデータを連結して重畳処理部１６にまとめて送信する場合、加速度センサ１３と温度センサ１４とを示すデバイスＩＤは“00110000”（ビット）、加速度センサ１３のデータフォーマットのデータ長は“12”（バイト）、温度センサ１４のデータフォーマットのデータ長は“04”（バイト）である。加速度センサ１３のデータ値として、‘Ｘ軸の値’、‘Ｙ軸の値’、‘Ｚ軸の値’がそれぞれ、設定されており、温度センサ１４のデータ値として、‘温度の値’が設定されている場合、これらをヘキサデシマル表現に統一して連結したデータ、すなわち、“200C+‘Ｘ軸の値’+‘Ｙ軸の値’+‘Ｚ軸の値’+04+‘温度の値’”が送信データとして生成される。

なお、通信制御部１７と、各種センサ（ジャイロセンサ１２、加速度センサ１３、温度センサ１４）及びイメージャ（第１のイメージャ１１ａ、第２のイメージャ１１ｂ）との間の通信は、例えば多対１のシリアル通信が可能なＩ２Ｃ通信で行われる。

先端部電源１８は、内視鏡本体部４に搭載されている本体部電源４６から電源信号を受信して、内視鏡先端部２の各部位に対して電力を供給する。

第１の信号変換部としての光モジュール１９は、重畳処理部１６から入力される映像信号やセンサデータなどの電気信号（シリアル信号）を、通信信号である光信号に変換して内視鏡本体部４へ出力する。

内視鏡挿入部３は、柔軟性を有する長尺な略筒状体の形状を有しており、内視鏡先端部２と内視鏡本体部４との間のデータ伝送を行う。内視鏡挿入部３には、内視鏡先端部２の光モジュール１９と内視鏡本体部４の光モジュール４１との間を接続する、第１の信号伝送部としての光ファイバ３１が敷設されている。該光ファイバ３１を介して、内視鏡先端部２から内視鏡本体部４に対し、光信号として映像信号や各種センサデータが送信される。

なお、光ファイバ３１を通じて伝送される映像信号は、数１０メガ〜数ギガ[ｂｐｓ]程度の高速で送信される。また、イメージャ１１ａ、１１ｂが駆動している間は、映像信号は常時送信される。一方、同じく光ファイバ３１を通じて伝送されるセンサデータは、数１０キロ〜数１００キロ[ｂｐｓ]程度の速度で送信される。各種センサ（ジャイロセンサ１２、加速度センサ１３、温度センサ１４）が駆動している間は、センサデータも常時送信される。映像信号とセンサデータとは重畳して送信するが、高クロックの映像信号に低クロックのセンサデータを重畳するため、ジッタが発生しても許容範囲内にほぼ収まる。従って、重畳処理部１６で映像信号とセンサデータとを重畳する場合、精緻な同期制御が不要であり重畳処理を容易に行うことができる。

また、内視鏡挿入部３には、内視鏡本体部４から内視鏡先端部２の各種センサやイメージャに対して制御指令信号を電気信号として送信するための第２の信号伝送部としての電線３２や、内視鏡本体部４の本体部電源４６から内視鏡先端部２の先端部電源１８に電源信号を送信するための電線や、内視鏡本体部４の照明回路４７から内視鏡先端部２のＬＥＤ１５に照明用電源信号を送信するための電線も敷設されている。

なお、電線３２を通じて伝送される制御指令信号は、数キロ〜数１０キロ[ｂｐｓ]程度の低速で送信される。また、制御指令信号は、ユーザが操作部６から所定の制御指示を行ったときや、システム制御部４５が、受信したセンサデータに基づき各種センサの制御が必要であると判断したときに、不定期に生成される。このように、制御指令信号は不定期かつ低速通信で十分であるため、ＲＳ２３２Ｃなどの一般的な規格のシリアル通信を用いて通信すればよい。

内視鏡本体部４は、光モジュール４１と、分離処理部４２と、映像化回路４３と、ドライバ４４と、システム制御部４５と、本体部電源４６と、照明回路４７と、を有して構成されている。

第２の信号変換部としての光モジュール４１は、光ファイバ３１を介して内視鏡先端部２に配置された光モジュール１９から入力される光信号（映像信号、及び各種センサデータ）を、電気信号（シリアル信号）に変換して分離処理部４２に出力する。分離処理部４２は、重畳処理部１６においてシリアル化された映像信号、及び各種センサデータをデシリアライズし、個々のデータに分離する。また、分離処理後の映像信号を映像化回路４３へ出力し、また、分離処理後のセンサデータをシステム制御部４５へ、それぞれ出力する。

映像化回路４３は、分離処理部４２から入力された映像信号をモニタ５に表示可能な形式に変換し、モニタ５へ出力する。なお、映像化回路４３では、入力された映像信号に対して、例えばガンマ補正処理やエッジ強調処理、デジタルズーム処理など、必要に応じて各種の画像処理を施してもよい。

システム制御部４５は、操作部６から入力される各種操作指示や、分離処理部４２から入力される各種センサデータに基づき、内視鏡先端部２に配置されている各種センサ（ジャイロセンサ１２、加速度センサ１３、温度センサ１４）及びイメージャ（第１のイメージャ１１ａ、第２のイメージャ１１ｂ）に対して制御指令信号を生成し、出力する。また、システム制御部４５は、本体部電源４６を制御して、内視鏡先端部２への電力の供給を実行する。更に、システム制御部４５は、照明回路４７を制御して、内視鏡先端部２のＬＥＤ１５の点灯・消灯を実行する。

図５から図８は、制御指令信号の一例を説明する図である。制御指令信号は、例えば、開始フラグ（１ビット）＋デバイスＩＤ（３ビット）＋機能ＩＤ（３ビット）＋終了フラグ（１ビット）のデータ構造を有する１バイト（８ビット）の信号として構成することができる。

制御指令信号の開始を示す開始フラグと、終了を示す終了フラグとは、それぞれ１ビットのデータ長で構成されており、例えば図５に示すように、 “1”の値が固定値としてセットされる。

デバイスＩＤは、制御対象となるデバイスを識別するためのコードであり、３ビットのデータ長で構成されている。従って、デバイスＩＤは、制御対象となるデバイスごとに個別の値が割り当てられている。例えば図６に示すように、通信制御部１７は“001”、第１イメージャ１１ａは“010”、第２イメージャ１１ｂは“011”、ジャイロセンサ１２は“100”、加速度センサ１３は“101”、温度センサ１４は“110”の各値が、デバイスＩＤとして割り当てられている。

機能ＩＤは、制御の内容を識別するためのコードであり、３ビットのデータ長で構成されている。機能ＩＤは、制御対象となるデバイス、および制御内容ごとに、個別の値が割り当てられている。例えば図７に示すように、制御対象が通信制御部１７である場合、「再起動」は“001”、「通信開始要求」は“011”、「設定状態確認要求」は“111”の各値が、機能ＩＤとして割り当てられている。また例えば、制御対象が第１イメージャ１１ａである場合、「起動」は“001”、「停止」は“010”、「フレームレートをＦ１１に設定」は“011”、「フレームレートをＦ１２に設定」は“100”、「設定状態確認要求」は“111”の各値が、機能ＩＤとして割り当てられている。同様に、デバイスＩＤとして登録されているほかのデバイス（第２イメージャ１１ｂ、ジャイロセンサ１２、加速度センサ１３、温度センサ１４）にも、それぞれ制御内容ごとに機能ＩＤが割り当てられている。

なお、図７の表において、「ＮＡ」はNot Available（未設定）を示している。新たに制御内容が追加された場合、「ＮＡ」が登録されている機能ＩＤを割り当てることができる。例えば、第１イメージャ１１ａに対し、「フレームレートをＦ１３に設定」という制御を新たに追加する場合、「ＮＡ」が登録されている機能ＩＤ“101”または“110”を割り当てることができる。

以上のように定義された、開始フラグ、デバイスＩＤ、機能ＩＤ、終了フラグの各値を組み合わせることにより、システム制御部４５において、制御指令信号が生成される。例えば図８に示すように、「第１イメージャ１１ａを起動」という制御指令信号は、開始フラグが“1”、第１イメージャ１１ａに割り当てられたデバイスＩＤが“010”、制御対象のデバイスが第１イメージャ１１ａである場合に「起動」の指示が割り当てられた機能ＩＤが“001”、終了フラグが“1”であるので、これらを連結した８ビットの信号“10100011”が生成される。

また、「加速度センサ１３の感度をＧＡａレベルに設定」という制御指令信号は、開始フラグが“1”、加速度センサ１３に割り当てられたデバイスＩＤが“101”、制御対象のデバイスが加速度センサ１３である場合に「感度をＧＡａレベルに設定」の指示が割り当てられた機能ＩＤが“011”、終了フラグが“1”であるので、これらを連結した８ビットの信号“11010111”が生成される。

更に、「ジャイロセンサ１２の周期をＦＧｂに設定」という制御指令信号は、開始フラグが“1”、ジャイロセンサ１２に割り当てられたデバイスＩＤが“100”、制御対象のデバイスがジャイロセンサ１２である場合に「周期をＦＧｂに設定」の指示が割り当てられた機能ＩＤが“110”、終了フラグが“1”であるので、これらを連結した８ビットの信号“11001101”が生成される。

このように、システム制御部４５で生成された制御指令信号は、ドライバ４４、及び内視鏡挿入部３内に敷設された電線３２を介して、内視鏡先端部２の通信制御部１７に入力される。

本体部電源４６は、内視鏡本体部４の各部に電源を供給する。また、内視鏡先端部２の先端部電源１８に対し、内視鏡先端部２の各部の動作に必要な電源を供給する。照明回路４７は、内視鏡先端部２のＬＥＤ１５を駆動するための電源を供給する回路である。

モニタ５は、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）などを具備して構成されており、映像化回路４３から出力される被写体の映像信号などを表示する。

操作部６は、例えば、タッチパネルとボタン表示などから構成されたグラフィカルユーザインタフェース（ＧＵＩ）や、キーボードなどを備えており、ユーザが該ＧＵＩから内視鏡先端部２の各部位に対する制御指示を入力すると、入力された制御指示内容がシステム制御部４５へ出力される。なお、操作部６は、内視鏡本体部４と別体の装置として構成してもよく、または、内視鏡本体部４と一体化したインタフェースとして構成してもよい。

以上に述べたように、本実施例によれば、内視鏡先端部２には、各種センサ１２〜１４のセンサデータと、イメージャ１１で撮像された映像信号とを重畳する重畳処理部１６と、電気信号を光電変換する光モジュール１９とを配置しており、センサデータと映像信号とをシリアル化して１本の光信号として出力することができる。また、各種センサ１２〜１４に対する制御指示信号や、内視鏡先端部２には、各種センサ１２〜１４から出力されるセンサデータの入出力を制御する通信制御部１７を設けている。

また、内視鏡本体部４には、光信号を光電変換する光モジュール４１と、重畳された電気信号を分離する分離処理部４２とを配置しており、複数の信号が重畳された光信号から元の複数の電気信号を取得することができる。更に、内視鏡先端部２と内視鏡本体部４との間のデータ伝送路として、光ファイバ３１と電線３２との２種類の伝送路を設けており、データ送信頻度の高い内視鏡先端部２から内視鏡本体部４へのデータ伝送には光ファイバ３１を用い、データ送信頻度の低い内視鏡本体部４から内視鏡先端部２へのデータ伝送には電線を用いている。

従って、内視鏡先端部２に搭載されるセンサの種類や数が増加し、センサデータ量や送信頻度が高くなった場合にも、センサデータは映像信号と重畳して光ファイバ３１を用いて伝送するため、内視鏡本体部４との間で安定した高速長距離通信を行うことができる。また、内視鏡先端部２内の通信制御は通信制御部１７によってコントロールすることができるので、内視鏡先端部２に搭載されるセンサの種類や数が増加しても、制御のためのあらたな機構を設ける必要がないため、装置の大型化を抑制することができる。

なお、内視鏡先端部２に配置するセンサの種類は、上述した、ジャイロセンサ１２、加速度センサ１３、温度センサ１４に限定されるものではなく、例えば、三角測量方式やＴＯＦ方式などを用いた距測センサや、内視鏡２先端部と被検体との距離を計測する超音波センサ、被検体の表面温度を計測するサーモセンサなどを配置してもよい。また、マイク等を配置してもよい。

本明細書における各「部」は、実施の形態の各機能に対応する概念的なもので、必ずしも特定のハードウェアやソフトウエア・ルーチンに１対１には対応しない。従って、本明細書では、実施の形態の各機能を有する仮想的回路ブロック（部）を想定して実施の形態を説明した。また、本実施の形態における各手順の各ステップは、その性質に反しない限り、実行順序を変更し、複数同時に実行し、あるいは実行毎に異なった順序で実行してもよい。さらに、本実施の形態における各手順の各ステップの全てあるいは一部をハードウェアにより実現してもよい。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として例示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１…内視鏡装置、２…内視鏡先端部、３…内視鏡挿入部、４…内視鏡本体部、５…モニタ、６…操作部、１０ａ、１０ｂ…対物レンズ、１１ａ、１１ｂ…イメージャ、１２…ジャイロセンサ、１３…加速度センサ、１４…温度センサ、１５…ＬＥＤ、１６…重畳処理部、１７…通信制御部、１８…先端部電源、１９、４１…光モジュール、３１…光ファイバ、３２…電線、４２…分離処理部、４３…映像化回路、４４…ドライバ、４５…システム制御部、４６…本体部電源、４７…照明回路、

Claims (9)

1. 被検体を撮像して映像信号を生成する撮像素子が先端部に設けられた挿入部と、
   前記先端部に配置され、前記先端部の状態を検出して検出結果信号を出力するセンサと、
   前記映像信号や前記検出結果信号を受信し、また、前記撮像素子や前記センサに対して制御指令信号を送信する本体部と、を具備し、
   前記先端部は、前記映像信号と前記検出結果信号とを重畳してシリアル信号に変換する重畳処理部と、前記シリアル信号を通信信号に変換する第１の信号変換部と、前記撮像素子及び前記センサに対する前記制御指令信号及び前記検出結果信号の入出力を制御する通信制御部と、を有し、
   前記本体部は、前記通信信号を前記シリアル信号に変換する第２の信号変換部と、前記シリアル信号を前記映像信号と前記検出結果信号とに分離する分離処理部と、を有し、
   前記挿入部は、前記先端部から前記本体部に信号を伝送する第１の信号伝送部と、前記本体部から前記先端部に信号を伝送する第２の信号伝送部と、を有することを特徴とする内視鏡装置。
2. 前記先端部から前記本体部に対する第１の信号の送信は光信号を用いて行い、前記本体部から前記先端部に対する第２の信号の送信は電気信号を用いて行うことを特徴とする、請求項１に記載の内視鏡装置。
3. 前記第２の信号は、前記撮像素子や前記センサに対する機能設定や状態要求信号を含む前記制御指令信号であり、前記第１の信号は、前記撮像素子や前記センサの状態を含む前記第２の信号に対する応答信号としての前記検出結果信号であることを特徴とする、請求項２に記載の内視鏡装置。
4. 前記通信制御部は、前記重畳処理部との同期手続きをせずに、前記重畳処理部に対して前記検出結果信号を送信することを特徴とする、請求項１乃至３に記載の内視鏡装置。
5. 前記先端部には、複数の前記センサが設けられていることを特徴とする、請求項１乃至請求項３に記載の内視鏡装置。
6. 前記センサには、ジャイロセンサが含まれていることを特徴とする、請求項５に記載の内視鏡装置。
7. 前記先端部には、複数の前記撮像素子が設けられており、前記重畳処理部は、複数の前記撮像素子で生成される複数の前記映像信号と、前記検出結果信号とを重畳してシリアル信号に変換することを特徴とする、請求項１に記載の内視鏡装置。
8. 前記通信制御部は、複数の前記センサから前記検出結果信号を受信し、前記検出結果信号をデータ加工した後に、前記重畳処理部に送信することを特徴とする、請求項５又は請求項６に記載の内視鏡装置。
9. 前記通信制御部で行われる前記データ加工は、前記検出結果信号の連結及び／又は圧縮であることを特徴とする、請求項８に記載の内視鏡装置。

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