JP5155496B2

JP5155496B2 - 撮像装置

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Publication number: JP5155496B2
Application number: JP2012537781A
Authority: JP
Inventors: 洋彦松澤; 渉大野; 秀範橋本
Original assignee: Olympus Medical Systems Corp
Current assignee: Olympus Medical Systems Corp
Priority date: 2010-10-08
Filing date: 2011-10-07
Publication date: 2013-03-06
Anticipated expiration: 2031-10-07
Also published as: CN103079454A; EP2626002A1; US20130096380A1; JPWO2012046856A1; US8764634B2; CN103079454B; EP2626002A4; WO2012046856A1

Description

本発明は、撮像用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。

近年、円滑な診断および処置のために、体内画像の高精細化が要求されている。そこで、高精細化に対応したデータ量の多い画像信号を伝送するために、挿入部の先端で電気信号を光信号に変換し、変換した光信号を、光ファイバーケーブルを用いて信号処理装置に伝送する内視鏡システムが提案されている（たとえば、特許文献１参照）。

特開２００７−２６００６６号公報

光ファイバーケーブルが内部に設けられる内視鏡の挿入部は、被検体の体腔内に挿入されるものであるため、観察の過程において屈曲や捻りが加えられることが多い。しかしながら、光ファイバーケーブルは、ガラス製であるため、電気信号用の信号ケーブルよりも屈曲や捻りに弱く、観察途中で断線してしまうおそれがあり、画像表示を適切に継続することができない場合があるという問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、画像表示を適切に継続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、前記撮像部によって出力された画素情報を伝送するための第１の伝送路を構成する第１の伝送部と、前記撮像部によって出力された画素情報を伝送するための第２の伝送路を構成する第２の伝送部と、前記第１の伝送部で送信される第１の画素情報を受信する第１の受信部と、前記第２の伝送部で送信される第２の画素情報を受信する第２の受信部と、前記第１の画素情報および前記第２の画素情報のいずれか一方を選択可能な選択部と、前記第１の伝送部に伝送異常があるか否かを判断し、前記第１の伝送部における伝送異常の有無に応じて、前記第１の画素情報及び前記第２の画素情報のいずれか一方を選択するように前記選択部を制御する制御部と、前記制御部の制御に基づいて選択された前記第１の画素情報または第２の画素情報をもとに画像を生成する画像処理部と、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、前記制御部は、前記第１の伝送部に伝送異常がない場合には前記第１の受信部で受信した画素情報を選択して前記画像処理部に出力させるように前記選択部を制御し、前記第１の伝送部に伝送異常がある場合には前記第２の受信部で受信した画素情報を選択して前記画像処理部に出力させるように前記選択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、前記画素情報の前記第１の伝送部への出力を停止可能である出力停止部をさらに備え、前記制御部は、前記第１の伝送部に伝送異常がある場合には前記出力停止部に前記撮像部によって出力された画素情報の前記第１の伝送部への出力を停止させることを特徴とする。

また、本発明にかかる撮像装置は、前記選択部は、前記撮像部によって出力された画素情報の出力先を前記第１の伝送部および前記第２の伝送部のいずれか一方に切り替える切替部であり、前記制御部は、前記切替部に、前記第１の伝送部に伝送異常がない場合には前記撮像部によって出力された画素情報の出力先を前記第１の伝送部に切り替えさせ、前記第１の伝送部に伝送異常がある場合には前記撮像部によって出力された画素情報の出力先を前記第２の伝送部に切り替えさせることを特徴とする。

また、本発明にかかる撮像装置は、前記撮像部によって出力された全画素の画素情報から一部の画素情報を抽出して前記第２の伝送部に出力する抽出部をさらに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、前記撮像部は、マトリックス状に配置する複数の画素と、所定数の画素が配列するラインごとに設けられ、前記撮像部によって出力された画素情報に対する信号変換処理を行った後に前記第１の伝送部に出力する複数の変換部と、を備え、前記複数の変換部の一部の変換部から出力される画素情報は、前記第１の伝送路に出力されるとともに、分岐されて前記第２の伝送部に出力されることを特徴とする。

また、本発明にかかる撮像装置は、前記撮像部は、撮像用の複数の画素のうち読み出し対象として任意に指定された画素から光電変換後の電気信号を画素情報として出力可能であ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、前記撮像部において読み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読み出し部と、をさらに備え、前記制御部は、前記設定部が設定する読み出し対象の画素を変更することを特徴とする。

また、本発明にかかる撮像装置は、前記制御部は、前記第１の伝送部に伝送異常がある場合、前記設定部が設定する読み出し対象の画素を、前記撮像部の全画素から抽出した一部の画素に変更するように前記読出し対象の画素を変更することを特徴とする。

また、本発明にかかる撮像装置は、前記選択部は、前記撮像部によって出力された画素情報の出力先を前記第１の伝送部および前記第２の伝送部のいずれか一方に切り替える切替部であり、前記制御部は、前記切替部に、前記第１の伝送部に伝送異常がない場合には前記撮像部によって出力された画素情報の出力先を前記第１の伝送部に切り替えさせ、前記第１の伝送部に伝送異常がある場合には前記撮像部によって出力された画素情報の出力先を前記第２の伝送部に切り替えるように前記切替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、前記撮像部と前記第２の伝送部とを接続可能である接続部をさらに備え、前記制御部は、前記接続部に、前記第１の伝送部に伝送異常がない場合には前記撮像部と前記第２の伝送部との接続を解除させ、前記第１の伝送部に伝送異常がある場合には前記撮像部と前記第２の伝送部とを接続させることを特徴とする。

また、本発明にかかる撮像装置は、前記制御部は、前記第１の伝送部から送信された画素情報の有無をもとに第１の伝送部の伝送異常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、前記第２の伝送部が伝送可能な情報量は、前記第１の伝送部が伝送可能な情報量よりも少ないことを特徴とする。

また、本発明にかかる撮像装置は、前記第１の伝送部は、光信号を伝送し、前記第２の伝送部は、電気信号を伝送する前記第１の伝送部は、前記第１の画素情報として前記撮像部から出力された画素情報を変換して得られる光信号を伝送し、前記第２の伝送部は、前記第２の画素情報として前記撮像部から出力された画素情報を示す電気信号を伝送することを特徴とする。

本発明にかかる撮像装置は、撮像部によって出力された画素情報を伝送する伝送部として、第１の伝送部のほかに第２の伝送部を設け、第１の伝送部における伝送異常の有無に応じて、第１の伝送部から送信された画素情報および第２の伝送部から送信された画素情報のいずれか一方を選択して画像を生成し表示するため、画像表示を中断させることなく適切に継続することが可能になる。

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、図２に示す回路基板を上部から見た平面図である。図４は、図２に示す受光部の画素配列を示す図である。図５は、図２に示す受光部の画素配列を示す図である。図６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図である。図７は、図６に示す分岐部の構成を説明する図である。図８は、図６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、図１０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１２は、実施の形態１の変形例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１３は、図１２に示す切替部の構成を説明する図である。図１４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１５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１６は、図１５に示す切替部の構成を説明する図である。図１７は、図１５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１８は、図１７に示す間引き読み出し設定処理を説明する図である。図１９は、図１７に示す間引き読み出し設定処理の他の例を説明する図である。図２０は、実施の形態２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２１は、実施の形態２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２２は、図２１に示す切替部の構成を説明する図である。図２３は、図６に示す光ファイバーケーブル、先端部および制御装置の腰部の他の例を説明する図である。図２４は、図６に示す光ファイバーケーブル、先端部および制御装置の腰部の他の例を説明する図である。図２５は、図６に示す光ファイバーケーブル、先端部および制御装置の腰部の他の例を説明する図である。

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は、図１に示す内視鏡１の先端部５を軸に沿って切断し、切断面から内部を見た場合について示す。図３は、図２に示す回路基板を上部から見た平面図である。図２に示すように、内視鏡１の先端部５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。

図２および図３に示すように、受光部２８は、タイミング信号を中継して受光部２８に撮像タイミングを指示するとともに電源供給を行うドライバ２９や、受光部２８による画像信号を読み出して電気信号に変換する変換回路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、読み出された画像信号を含む電気信号を光信号に変換するＥ／Ｏ変換モジュール３０が実装されている。Ｅ／Ｏ変換モジュール３０が変換した光信号は、光ファイバーケーブル３１によって制御装置に伝送される。この光ファイバーケーブル３１は、図４に示すように、受光部２８の全画素から読み出された画素情報に対応した光信号を制御装置に伝送する。

回路基板２６には、回路基板２６に設けられた電極２６ａを介して集合ケーブル３２が接続される。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ため、あるいは制御装置から電気信号である制御信号を伝送するため、集合ケーブル３２は、複数の電気ケーブルによって構成される。集合ケーブル３２のうち画像信号を伝送する電気ケーブルは、受光部２８の全画素の画素情報から抽出された一部の画素情報に対応した電気信号を制御装置に伝送する。集合ケーブル３２のうち画像信号を伝送する電気ケーブルは、図５に示すように、所定間隔で位置する一部の画素Ｐａ〜Ｐｋの画素情報を伝送する。集合ケーブル３２のうち画像信号を伝送する電気ケーブルが伝送する信号量は、光ファイバーケーブル３１が伝送する信号量よりも少なく、数十分の１〜数百分の１程度であり、集合ケーブル３２のうち画像信号を伝送する電気ケーブルが伝送可能な信号量を、光ファイバーケーブル３１が伝送可能な信号量よりも少なくできる。

実施の形態１では、光ファイバーケーブル３１および集合ケーブル３２の２つの伝送部を設け、光ファイバーケーブル３１および集合ケーブル３２から画像信号を同時出力し、光ファイバーケーブル３１の異常の有無に応じて、光ファイバーケーブル３１から送信された画素情報および集合ケーブル３２から送信された画素情報のいずれか一方を処理対象の画素信号として選択して、画像生成を行なっている。

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６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６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に設けられ撮像部として機能するＣＭＯＳ撮像素子８０と光ファイバーケーブル３１および複数の電気ケーブルを有する集合ケーブル３２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、制御回路３５、タイミングジェネレータ３４、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（ＡｎａｌｏｇＦｒｏｎｔＥｎｄ）部３６、および、入力したデジタル信号をパラレル形態からシリアル形態に変換するＰ／Ｓ変換部３９によって構成される。

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み出し対象として任意に指定された画素から光電変換後の電気信号を画素情報として出力する。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み出し処理および読み出した画素情報の伝送処理を制御する。

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、受光部２８を構成する複数の画素において読み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。実施の形態１では、受光部２８を構成する全画素が読み出し対象として指定され、受光部２８の全画素から画素情報が読み出される。

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は、特許請求の範囲における読出し部としての機能を有する。

タイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６によって受光部２８から読み出された画素情報は、配線Ｒ１および配線Ｒ２に分岐する分岐部８１を経由して、光ファイバーケーブル３１側のＰ／Ｓ変換部３９に接続する配線Ｒ１および集合ケーブル３２側のＰ／Ｓ変換部８３に接続する配線Ｒ２のそれぞれに出力される。

分岐部８１は、図７に示すように、配線Ｒ１から分岐した配線Ｒ２上に、入力された情報の一部を所定の抽出条件にしたがい抽出して保持し、所定タイミングで出力するサンプルホールド（Ｓ／Ｈ）回路８４が設けられている。Ｓ／Ｈ回路８４は、ＡＦＥ部３６から出力された全画素の画素情報から一部の画素情報を抽出して、集合ケーブル３２のうち画像信号伝送用の電気ケーブル３２ａに出力する。たとえば、Ｓ／Ｈ回路８４は、所定数の画素が配列する各ラインのうち画素Ｐａ〜Ｐｋ（図５参照）が位置しないラインからは画素情報を抽出せず、画素Ｐａ〜Ｐｋが位置するラインからは所定間隔で画素情報を抽出することで、画素Ｐａ〜Ｐｋの画素情報を抽出し、保持する。Ｓ／Ｈ回路８４から配線Ｒ２に出力された一部の画素情報に対応する電気信号は、Ｐ／Ｓ変換部８３においてシリアル形態の画像信号に変換され、集合ケーブル３２の電気ケーブル３２ａを介して、制御装置４０に伝送される。

そして、図７に示すように、分岐部８１においては、入力された信号はそのまま配線Ｒ１にも出力されるため、配線Ｒ１に出力される電気信号は、受光部２８の全画素の画素情報に対応したものとなる。配線Ｒ１に出力される電気信号は、Ｐ／Ｓ変換部３９においてシリアル形態の画像信号に変換され、Ｅ／Ｏ変換部８２において電気信号から光信号に変換された後に、光ファイバーケーブル３１を介して、制御装置４０に伝送される。光ファイバーケーブル３１は、大容量の信号を伝送可能であるため、受光部２８の全画素の画素情報に対応する光信号も伝送可能である。したがって、電気ケーブル３２ａが伝送する情報量は、光ファイバーケーブル３１が伝送する情報量よりも少なくなる。

なお、ＣＭＯＳ撮像素子８０を構成する受光部２８、タイミングジェネレータ３４、制御回路３５、ＡＦＥ部３６、分岐部８１、Ｐ／Ｓ変換部３９，８３は、たとえば１チップ化されている。

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、Ｏ／Ｅ変換部５７、選択部５８、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および基準クロック生成部５６を有する。

Ｏ／Ｅ変換部５７は、光ファイバーケーブル３１から送信された画素情報を含む光信号を電気信号に変換する。

選択部５８は、制御部５５による制御のもと、光ファイバーケーブル３１から送信された画素情報および電気ケーブル３２ａから送信された画素情報を受信するとともに、受信した光ファイバーケーブル３１から送信された画素情報および電気ケーブル３２ａから送信された画素情報のいずれか一方を選択して、Ｓ／Ｐ変換部４１を介して画像処理部４２に出力する。

Ｓ／Ｐ変換部４１は、選択部５８から出力されたデジタル信号である画像信号をシリアル形態からパラレル形態に変換する。

画像処理部４２は、制御部５５の制御に基づいて選択部５８によって選択された画素情報であってＳ／Ｐ変換部４１から出力されたパラレル形態の画像信号、すなわち、光ファイバーケーブル３１から送信された画素情報または電気ケーブル３２ａから送信された画素情報をもとに体内画像を生成する。画像処理部４２は、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が読み出した受光部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が読み出した受光部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、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における読み出し対象の画素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、設定した読み出し対象の画素のアドレスを同時化部４３に出力する。実施の形態１では、読出アドレス設定部５３は、受光部２８を構成する全画素が読み出し対象として設定する。

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３２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、読み出し対象の画素のアドレスを含むものである。

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３２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み出し速度を指示する指示情報、および、読み出した画素情報の伝送制御情報などを含む。

制御部５５は、光ファイバーケーブル３１から制御装置４０に送信された画素情報（画像信号）の有無をもとに光ファイバーケーブル３１の伝送異常を判断する。そして、制御部５５は、光ファイバーケーブル３１における伝送異常の有無に応じて、光ファイバーケーブル３１から送信された画素情報および電気ケーブル３２ａから送信された画素情報のいずれか一方を画像処理部４２の処理対象の画素信号として選択するように選択部５８を制御する。具体的には、制御部５５は、光ファイバーケーブル３１に伝送異常がない場合には、光ファイバーケーブル３１から送信された画素情報の選択を指示する制御信号を選択部５８に出力して、選択部５８に、光ファイバーケーブル３１から送信された画素情報を選択して出力させる。また、制御部５５は、光ファイバーケーブル３１に伝送異常がある場合には電気ケーブル３２ａから送信された画素情報の選択を指示する制御信号を選択部５８に出力して、選択部５８に、電気ケーブル３２ａから送信された画素情報を選択して出力させる。制御部５５は、画像処理部４２が生成した画像を表示部７１に表示させる表示制御処理も行う。

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、動作する。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。

次に、図６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８は、図６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８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が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）、読出アドレス設定部５３、調光部５２および制御回路３５に撮像処理を行わせるように制御する。制御部５５は、撮像処理においては、受光部２８のセンサ領域Ｓｉ内の全画素の画素情報を読み出すように、読出アドレス設定部５３が設定する読み出し対象の画素を変更する。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が撮像処理を行う（ステップＳ２）。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全画素読み出し処理を行う（ステップＳ３）。読み出された全画素の画素情報に対応する画像信号が先端部５から制御装置４０に出力される画像信号出力処理（ステップＳ４）が行われる。この画像信号出力処理においては、読み出された画素情報は、分岐部８１によって配線Ｒ１および配線Ｒ２に分岐され、光ファイバーケーブル３１および電気ケーブル３２ａの双方からそれぞれ送信される。このうち、光ファイバーケーブル３１から送信される画像信号は、受光部２８の全画素に対応するものであり、電気ケーブル３２ａから送信される画像信号は、受光部２８の全画素から抽出された一部の画素のものに対応する。

次いで、制御部５５は、光ファイバーケーブル３１から送信された画像信号の受信の有無をもとに、光ファイバーケーブル３１に伝送異常があるか否かを判断する（ステップＳ５）。制御部５５は、光ファイバーケーブル３１から信号を受信できなかった場合には、光ファイバーケーブル３１の断線等の異常が発生したと判断する。また、制御部５５は、光ファイバーケーブル３１から信号を受信できたときには、光ファイバーケーブル３１に伝送異常はないと判断する。

制御部５５は、光ファイバーケーブル３１に伝送異常が無いと判断した場合（ステップＳ５：Ｎｏ）、光ファイバーケーブル３１から送信された画素情報の選択を指示する制御信号を選択部５８に出力して、選択部５８に、光ファイバーケーブル３１から送信された光信号をもととする画像信号を選択させ（ステップＳ６）、出力させる。画像処理部４２は、光ファイバーケーブル３１から送信された全画素に対応する画素情報を処理して高精細化に対応した一枚の高精細画像を生成する画像処理を行う（ステップＳ７）。表示部７１は、画像処理部４２によって生成された高精細画像を表示する（ステップＳ８）。なお、この高精細画像は、たとえば数十万画素レベルである。

これに対して、制御部５５は、光ファイバーケーブル３１に伝送異常があると判断した場合（ステップＳ５：Ｙｅｓ）、光ファイバーケーブル３１経由では画像信号自体取得できないため、電気ケーブル３２ａから送信された画素情報の選択を指示する制御信号を選択部５８に出力して、選択部５８に、電気ケーブル３２ａから送信された電気信号をもととする画像信号を選択させ（ステップＳ９）、出力させる。画像処理部４２は、電気ケーブル３２ａから送信された全画素の一部の画素に対応する画素情報を処理して一枚の画像を生成する画像処理を行う（ステップＳ１０）。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Ｓ１１）。このとき、画像処理部４２によって生成される画像は、全画素から所定間隔で抽出された一部の画素の画素情報をもとに生成される間引き画像である。この間引き画像は、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。

ステップＳ８またはステップＳ１１の表示処理終了後、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Ｓ１２）。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Ｓ１２：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Ｓ１２：Ｎｏ）、ステップＳ２に戻り、次フレームの画像を取得するため、撮像処理を行う。

このように、実施の形態１にかかる内視鏡システム１００では、受光部２８によって出力された画素情報を伝送する伝送部として光ファイバーケーブル３１の他に電気ケーブル３２ａを設け、光ファイバーケーブル３１に伝送異常がない場合には、光ファイバーケーブル３１から送信された全画素の画素情報を選択して、高精細化画像を生成して表示する。そして、内視鏡システム１００では、光ファイバーケーブル３１に断線等の異常が発生した場合には、電気ケーブル３２ａから送信された画素情報を選択して画像を生成するため、光ファイバーケーブル３１の断線等があった場合でも、電気ケーブル３２ａで信号伝送を補償して、画像表示を中断させることなく適切に継続することが可能になる。

（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、実施の形態１にかかる内視鏡システム１００ａにおいては、先端部５ａのＣＭＯＳ撮像素子８０ａに、１ラインごとにＡＦＥ部３６−１〜３６−Ｎが設けられる。

各ＡＦＥ部３６−１〜３６−Ｎは、受光部２８によって所定タイミングで出力された画素情報に対するノイズ除去処理およびＡ／Ｄ変換処理を行った後に、変換したデジタル信号を、光ファイバーケーブル３１に接続する配線Ｒ１ａに出力する。そして、複数のＡＦＥ部３６の一部のＡＦＥ部（図９では、ＡＦＥ部３６−Ｎ）から出力される画素情報は、配線Ｒ１ａに出力されるとともに、分岐されて電気ケーブル３２ａに接続する配線Ｒ２ａに出力される。Ｓ／Ｈ回路８１ａは、分岐された一部のＡＦＥ部３６−Ｎによって出力された１ラインの画素情報から一部を抽出して、Ｐ／Ｓ変換部８３に出力する。

この内視鏡システム１００ａのように、ＡＦＥ部３６−１〜３６−Ｎをラインごとに設け、抽出対象のラインに対応するＡＦＥ部３６−Ｎからの信号の出力先が配線Ｒ１ａと配線Ｒ２ａとの双方となるように配線構造を設定してもよい。

（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。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にかかる内視鏡システム１００ｂにおいては、先端部５ｂに、図６に示すＥ／Ｏ変換部８２に代えて、Ｅ／Ｏ変換部８２と同様の機能を有するとともに、ＣＭＯＳ撮像素子８０によって出力された画素情報の光ファイバーケーブル３１への出力を停止できる機能も有するＥ／Ｏ変換部８２ｂが設けられる。

制御装置４０ｂの制御部５５ｂは、図６に示す制御部５５と同様の機能を有するとともに、光ファイバーケーブル３１に伝送異常がある場合にはＥ／Ｏ変換部８２ｂにＣＭＯＳ撮像素子８０によって出力された画素情報の光ファイバーケーブル３１への出力を停止させる。

次に、図１０に示す内視鏡システム１００ｂの体内画像表示処理について説明する。図１１は、図１０に示す内視鏡システム１００ｂ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１１のフローチャートに示すように、まず、制御装置４０ｂの制御部５５ｂは、図８に示すステップ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Ｓ２１）。制御部５５ｂ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Ｓ２１の判断処理を繰り返す。

制御部５５ｂが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Ｓ２１：Ｙｅｓ）、図８に示すステップＳ２〜４と同様に、受光部２８における撮像処理（ステップＳ２２）、タイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６による受光部２８全画素に対する全画素読み出し処理（ステップＳ２３）、読み出された画素情報に対応する画像信号に対する画像信号出力処理（ステップＳ２４）が行われる。この画像信号出力処理においては、読み出された画素情報は、分岐部８１において配線Ｒ１に出力されるとともに配線Ｒ２にも分岐して出力され、光ファイバーケーブル３１および電気ケーブル３２ａの双方からそれぞれ送信される。

次いで、制御部５５ｂは、図８に示すステップＳ５と同様に、光ファイバーケーブル３１に伝送異常があるか否かを判断する（ステップＳ２５）。制御部５５ｂは、光ファイバーケーブル３１に伝送異常が無いと判断した場合（ステップＳ２５：Ｎｏ）、実施の形態１と同様に、選択部５８に、光ファイバーケーブル３１から送信された光信号をもととする画像信号を選択させ（ステップＳ２６）、出力させる。そして、画像処理部４２は、光ファイバーケーブル３１から送信された全画素に対応した光信号をもととする画素情報を取得し（ステップＳ２７）、取得した画素情報をもとに一枚の高精細画像を生成する画像処理を行い（ステップＳ２８）、表示部７１は、画像処理部４２によって生成された高精細画像を表示する（ステップＳ２９）。

これに対して、制御部５５ｂは、光ファイバーケーブル３１に伝送異常があると判断した場合（ステップＳ２５：Ｙｅｓ）、光ファイバーケーブル３１への情報の出力停止を指示する制御信号を先端部５ｂのＥ／Ｏ変換部８２ｂに出力して（ステップＳ３０）、Ｅ／Ｏ変換部８２ｂにＣＭＯＳ撮像素子８０によって出力された画素情報の光ファイバーケーブル３１への出力を停止させる。この結果、Ｅ／Ｏ変換部８２ｂは、変換処理および出力処理を停止する。また、制御装置４０ｂの画像処理部４２には、電気ケーブル３２ａから送信された画素情報に対応する画像信号のみが入力することになる。このため、画像処理部４２は、電気ケーブル３２ａから送信された全画素の一部の画素に対応する電気信号をそのまま取得して（ステップＳ３１）、一枚の間引き画像を生成する画像処理を行う（ステップＳ３２）。その後、表示部７１は、画像処理部４２によって生成された間引き画像を表示する（ステップＳ３３）。

ステップＳ２９またはステップＳ３３の表示処理終了後、制御部５５ｂは、図８のステップＳ１２と同様に、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Ｓ３４）。制御部５５ｂ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Ｓ３４：Ｙｅｓ）、画像表示処理を終了する。一方、制御部５５ｂ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Ｓ３４：Ｎｏ）、ステップＳ２２に戻り、次フレームの画像を取得するため、撮像処理を行う。光ファイバーケーブル３１の伝送異常が継続する場合には、電気ケーブル３２ａから送信された全画素の一部の画素に対応する電気信号をもとに、画面が生成されるため、画像表示を中断させることなく適切に継続することが可能になる。また、光ファイバーケーブル３１の伝送異常があった場合、Ｅ／Ｏ変換部８２ｂにおいては変換処理および出力処理が停止されるため、先端部５ｂにおける省電力化および発熱低減化を図ることもできる。

（実施の形態１の変形例３）
次に、実施の形態１の変形例３について説明する。図１２は、実施の形態１の変形例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１２に示すように、実施の形態１にかかる内視鏡システム１００ｃにおいては、先端部５ｃに、図６に示す分岐部８１に代えて、切替部８１ｃが設けられる。この切替部８１ｃは、図１３に示すように、ＡＦＥ部３６を経由して受光部２８によって出力された画素情報の出力先を、光ファイバーケーブル３１に接続する配線Ｒ１側および電気ケーブル３２ａに接続する配線Ｒ２側のいずれか一方に切り替えるスイッチ８５を備える。なお、切替部８１ｃには、分岐部８１と同様に、配線Ｒ２はＳ／Ｈ回路８４に接続する。

制御装置４０ｃにおける制御部５５ｃは、図６に示す制御部５５と同様の機能を有する。制御部５５ｃは、切替部８１ｃに、光ファイバーケーブル３１に伝送異常がない場合には、ＡＦＥ部３６を経由して受光部２８によって出力された画素情報の出力先を光ファイバーケーブル３１に接続する配線Ｒ１側にスイッチ８５を切り替えさせる。また、制御部５５ｃは、光ファイバーケーブル３１に伝送異常がある場合には、切替部８１ｃに、ＡＦＥ部３６を経由して受光部２８によって出力された画素情報の出力先を電気ケーブル３２ａにスイッチ８５を切り替えさせる。なお、制御装置４０ｃは、図６に示す制御装置４０と比較して、選択部５８を省いた構成を有する。

次に、図１２に示す内視鏡システム１００ｃの体内画像表示処理について説明する。図１４は、図１２に示す内視鏡システム１００ｃ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のフローチャートに示すように、まず、制御装置４０ｃの制御部５５ｃは、図８に示すステップ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Ｓ４１）。制御部５５ｃ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Ｓ４１の判断処理を繰り返す。

制御部５５ｃが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Ｓ４１：Ｙｅｓ）、制御部５５ｃは、１回目の撮像処理か否かを判断する（ステップＳ４２）。制御部５５ｃが１回目の撮像処理であると判断した場合（ステップＳ４２：Ｙｅｓ）、高精細画像出力に対応するため、ＡＦＥ部３６を経由して受光部２８によって出力された画素情報の出力先を光ファイバーケーブル３１に接続する配線Ｒ１側に切り替えさせる制御信号を切替部８１ｃに出力して、画像信号の出力を光信号出力に切り替える（ステップＳ４３）。

制御部５５ｃが１回目の撮像処理でないと判断した場合（ステップＳ４２：Ｎｏ）、または、ステップＳ４３の切替処理が終了した場合、図８に示すステップＳ２〜４と同様に、受光部２８における撮像処理（ステップＳ４４）、タイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６による受光部２８全画素に対する全画素読み出し処理（ステップＳ４５）、読み出された画素情報に対応する画像信号に対する画像信号出力処理（ステップＳ４６）が行われる。この画像信号出力処理においては、１回目の撮像処理である場合には、読み出された画素情報は、切替部８１ｃによって切り替えられた配線Ｒ１を経由し、光ファイバーケーブル３１から制御装置４０ｃに送信される。

次いで、制御部５５ｃは、図８に示すステップＳ５と同様に、光ファイバーケーブル３１に伝送異常があるか否かを判断する（ステップＳ４７）。制御部５５ｃは、光ファイバーケーブル３１に伝送異常が無いと判断した場合（ステップＳ４７：Ｎｏ）、画像信号の出力が電気ケーブル３２ａ側の配線Ｒ２に切り替えられている場合には、ステップＳ４３と同様の処理手順を行うことによって、光信号出力に切り替える（ステップＳ４８）。なお、光信号出力のままである場合には、光信号出力を継続させる。この場合には、画像処理部４２は、光ファイバーケーブル３１から送信された光信号をもととする画素情報をそのまま取得して（ステップＳ４９）、一枚の高精細画像を生成する画像処理を行い（ステップＳ５０）、表示部７１は、画像処理部によって生成された高精細画像を表示する（ステップＳ５１）。

一方、制御部５５ｃは、光ファイバーケーブル３１に伝送異常があると判断した場合（ステップＳ４７：Ｙｅｓ）、今回の撮像処理が異常検出後の最初のフレームの画像に対応するか否かを判断する（ステップＳ５２）。

制御部５５ｃは、今回の撮像処理が異常検出後の最初のフレームの画像に対応すると判断した場合（ステップＳ５２：Ｙｅｓ）、画像表示継続に対応するため、ＡＦＥ部３６を経由して受光部２８によって出力された画素情報の出力先を電気ケーブル３２ａに接続する配線Ｒ２に切り替えさせる制御信号を切替部８１ｃに出力して、画像信号の出力を光信号出力から電気信号出力に切り替える（ステップＳ５３）。そして、今回の撮像処理においては、光ファイバーケーブル３１の伝送異常によって画像信号が受信できなかったため、画像処理および画像表示処理は行わず、そのままステップＳ５７に進む。

制御部５５ｃが今回の撮像処理が異常検出後の最初のフレームの画像に対応しないと判断した場合（ステップＳ５２：Ｎｏ）、異常検出後の最初のフレームにおいて既に画像信号の出力が光信号出力から電気信号出力に切り替えられているため、画像処理部４２は、電気ケーブル３２ａから送信された電気信号をそのまま取得して（ステップＳ５４）、一枚の間引き画像を生成する画像処理を行い（ステップＳ５５）、表示部７１は、画像処理部４２によって生成された間引き画像を表示する（ステップＳ５６）。

続いて、ステップＳ５１またはステップＳ５６の表示処理終了後、または、ステップＳ５３の電気信号出力切り替え後、制御部５５ｃは、図８のステップＳ１２と同様に、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Ｓ５７）。制御部５５ｃ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Ｓ５７：Ｙｅｓ）、画像表示処理を終了する。

一方、制御部５５ｃ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Ｓ５７：Ｎｏ）、ステップＳ４２に戻り、１回目の撮像処理か否かを判断する（ステップ４２）。光ファイバーケーブル３１に伝送異常がなかった場合には、光信号出力が維持されるため、撮像処理（ステップＳ４４）および全画素読み出し処理（ステップＳ４５）が行われ、受光部２８の全画素に対応する画像信号が光ファイバーケーブル３１から光信号で出力された後に（ステップＳ４６）、再度、制御部５５ｃにおいて、光ファイバーケーブル３１に伝送異常があるか否かが判断される（ステップＳ４７）。

また、光ファイバーケーブル３１に伝送異常があった場合には、電気信号出力に切り替えられているため、撮像処理（ステップＳ４４）および全画素読み出し処理（ステップＳ４５）が行われ、受光部２８の全画素から抽出された一部の画素に対応する画像信号が電気ケーブル３２ａから電気信号で出力された後に（ステップＳ４６）、再度、制御部５５ｃにおいて、光ファイバーケーブル３１に伝送異常があるか否かが判断される（ステップＳ４７）。ここで、制御部５５ｃにおいて、光ファイバーケーブル３１の伝送異常が継続したままであると判断された場合には（ステップＳ４７：Ｙｅｓ）、ステップＳ５２〜ステップＳ５６が行われ、間引き画像が表示される。一方、制御部５５ｃにおいて、光ファイバーケーブル３１の伝送異常が回復し正常となったと判断された場合には（ステップＳ４７：Ｎｏ）、電気信号出力から光信号出力に切り替えられ、高精細画像の表示が行われる。

このように、実施の形態１の変形例３においては、実施の形態１と同様に、光ファイバーケーブル３１に伝送異常が発生した場合であっても画像表示を継続できる。さらに、実施の形態１の変形例３においては、先端部５ｃで信号出力先を光ファイバーケーブル３１に接続する配線Ｒ１側および電気ケーブル３２ａに接続する配線Ｒ２側のいずれかに完全に切り替えることによって、Ｐ／Ｓ変換部３９，８３の双方が毎回変換処理を行う必要がなくなるため、実施の形態１よりも省電力化および発熱低減化を図ることができる。

なお、実施の形態１および実施の形態１の変形例１〜３においては、撮像素子としてＣＭＯＳ撮像素子を用いた場合を例に説明したが、もちろん、ＣＣＤ撮像素子を用いた場合にも適用可能である。

（実施の形態２）
次に、実施の形態２について説明する。実施の形態２では、光ファイバーケーブルに伝送異常があった場合には、ＣＭＯＳ撮像素子の読み出し対象の画素を全画素から一部の画素に変更して、読み出した一部の画素の画素情報を電気ケーブルを用いて伝送する場合について説明する。

図１５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１５に示すように、実施の形態２にかかる内視鏡システム２００においては、図６に示す先端部５に代えて、ＣＭＯＳ撮像素子２８０を有する先端部２０５を備える。また、内視鏡システム２００は、図６に示す制御装置４０に代えて、制御部５５と同様の機能を有する制御部２５５を有する制御装置２４０を備える。制御装置２４０は、図６に示す選択部５８を省いた構成を有する。

ＣＭＯＳ撮像素子２８０は、図６に示す分岐部８１に代えて、切替部２８１を有する。図１６に示すように、切替部２８１は、制御部２５５の制御のもと、受光部２８によって出力された画素情報の出力先を光ファイバーケーブル３１に接続する配線Ｒ１および電気ケーブル３２ａに接続する配線Ｒ２のいずれか一方に切り替え可能であるスイッチ２８５を備える。

制御部２５５は、切替部２８１のスイッチ２８５に、光ファイバーケーブル３１に伝送異常がない場合には受光部２８によって出力された画素情報の出力先を光ファイバーケーブル３１に接続する配線Ｒ１に切り替えさせるように切替部２８１を制御する。また、制御部２５５は、光ファイバーケーブル３１に伝送異常がある場合、読出アドレス設定部５３が設定する読み出し対象の画素を、受光部２８の全画素から抽出した一部の画素に変更するように読み出し対象の画素を変更するとともに、切替部２８１のスイッチ２８５に、光ファイバーケーブル３１に伝送異常がある場合には受光部２８によって出力された画素情報の出力先を電気ケーブル３２ａに接続する配線Ｒ２側に切り替えさせるように切替部２８１を制御する。したがって、光ファイバーケーブル３１の伝送異常が発生した場合には、受光部２８の全画素から抽出された一部の画素の画素情報に対応する画像信号が、電気ケーブル３２ａを経由して、制御装置２４０に出力される。制御装置２４０においては、画像処理部４２がこの電気信号をもとに間引き画像を生成した後、表示部７１が間引き画像を表示する。

次に、図１５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１７は、図１５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１７のフローチャートに示すように、まず、制御装置２４０の制御部２５５は、図８に示すステップ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Ｓ６１）。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Ｓ６１の判断処理を繰り返す。

制御部２５５が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Ｓ６１：Ｙｅｓ）、制御部２５５は、１回目の撮像処理か否かを判断する（ステップＳ６２）。制御部２５５が１回目の撮像処理であると判断した場合（ステップＳ６２：Ｙｅｓ）、まず、高精細画像出力に対応するため、ＡＦＥ部３６を経由して受光部２８によって出力された画素情報の出力先を光ファイバーケーブル３１に接続する配線Ｒ１に切り替えさせる制御信号を切替部２８１に出力して、画像信号の出力を光信号出力に切り替える（ステップＳ６４）。

また、制御部２５５は、１回目の撮像処理でないと判断した場合（ステップＳ６２：Ｎｏ）、前回の撮像処理に対応した信号出力処理において、光ファイバーケーブル３１に伝送異常があったか否かを判断する（ステップＳ６３）。制御部２５５は、前回の撮像処理に対応した信号出力処理において、光ファイバーケーブル３１に伝送異常がなかったと判断した場合（ステップＳ６３：Ｎｏ）、画像信号の出力を光信号出力に切り替える（ステップＳ６４）。なお、光信号出力のままである場合には、光信号出力はそのまま継続される。

続いて、高精細化画像取得のため、制御部２５５は、読出アドレス設定部５３に、受光部２８の全画素を読み出し対象の画素として設定させる全画素読み出し設定処理を行う（ステップＳ６５）。これによって、先端部２０５では、所定タイミングで受光部２８が撮像処理を行った（ステップＳ６６）後、タイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６は、受光部２８の全画素から画素情報を読み出す（ステップＳ６７）。続いて、読み出された全画素の画素情報に対応する画像信号は、切替部２８１によって切り替えられた配線Ｒ１を経由して、光信号に変換され、光ファイバーケーブル３１から制御装置２４０に出力される光信号出力処理（ステップＳ６８）が行われる。

その後、制御部２５５は、今回の撮像処理に対応した信号出力処理において、光ファイバーケーブル３１に伝送異常があったか否かを判断する（ステップＳ６９）。制御部２５５は、光ファイバーケーブル３１に伝送異常があったと判断した場合（ステップＳ６９：Ｙｅｓ）、今回の撮像処理においては、光ファイバーケーブル３１の伝送異常によって画像信号が受信できなかったため、画像処理および画像表示処理は行わず、そのままステップＳ８２に進む。

一方、制御部２５５が光ファイバーケーブル３１に伝送異常がなかったと判断した場合（ステップＳ６９：Ｎｏ）、画像処理部４２は、光ファイバーケーブル３１から送信された光信号をもととする画素情報をそのまま取得して（ステップＳ７０）、一枚の高精細画像を生成する画像処理を行い（ステップＳ７１）、表示部７１は、画像処理部によって生成された高精細画像を表示する（ステップＳ７２）。

続いて、ステップＳ７２の表示処理終了後、または、制御部２５５が光ファイバーケーブル３１に伝送異常があったと判断した場合（ステップＳ６９：Ｙｅｓ）、制御部２５５は、図８のステップＳ１２と同様に、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Ｓ８２）。制御部２５５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Ｓ８２：Ｙｅｓ）、画像表示処理を終了する。

これに対して、制御部２５５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Ｓ８２：Ｎｏ）、ステップＳ６２に戻り、１回目の撮像処理か否かを判断し、続いて、１回目の撮像処理でないと判断した場合には（ステップＳ６２：Ｎｏ）、前回の撮像処理に対応した信号出力処理において、光ファイバーケーブル３１に伝送異常があったか否かを判断する（ステップＳ６３）。ここで、制御部２５５は、前回の撮像処理に対応した信号出力処理において光ファイバーケーブル３１に伝送異常があったと判断した場合（ステップＳ６３：Ｙｅｓ）、今回の撮像処理が異常検出後の最初のフレームの画像に対応するか否かを判断する（ステップＳ７３）。

制御部２５５は、今回の撮像処理が異常検出後の最初のフレームの画像に対応すると判断した場合（ステップＳ７３：Ｙｅｓ）、画像表示継続に対応するため、ＡＦＥ部３６を経由して受光部２８によって出力された画素情報の出力先を電気ケーブル３２ａに接続する配線Ｒ２に切り替えさせる制御信号を切替部２８１に出力して、画像信号の出力を光信号出力から電気信号出力に切り替え（ステップＳ７４）、ステップＳ７５に進む。

続いて、制御部２５５は、今回の撮像処理が異常検出後の最初のフレームの画像に対応しないと判断した場合（ステップＳ７３：Ｎｏ）、異常検出後の最初のフレームにおいて既に画像信号の出力が光信号出力から電気信号出力に切り替えられているため、電気信号出力をそのまま継続させ、ステップＳ７５に進む。

その後、制御部２５５は、画像表示を継続させるために間引き画像を取得する必要があるため、読出アドレス設定部５３が設定する読み出し対象の画素を、受光部２８の全画素から所定間隔で抽出した画素のみに変更する間引き読み出し設定処理を行う（ステップＳ７５）。

この間引き読み出し設定処理として、制御部２５５は、読出アドレス設定部５３に、図１８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させる。これ以外にも、制御部２５５は、読出アドレス設定部５３に、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させてもよい。具体的には、図１９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、制御部２５５は、読出アドレス設定部５３に、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させてもよく、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させてもよい。

そして、先端部２０５では、所定タイミングで受光部２８が撮像処理を行った（ステップＳ７６）後、タイミングジェネレータ３４およびＡＦＥ部３６は、受光部２８の全画素から抽出された一部の画素のみから画素情報を読み出す間引き読み出し処理を行う（ステップＳ７７）。続いて、読み出された全画素の画素情報の一部に対応する画像信号は、切替部２８１によって切り替えられた配線Ｒ２を経由して、電気ケーブル３２ａから制御装置２４０に出力される電気信号出力処理（ステップＳ７８）が行われる。画像処理部４２は、電気ケーブル３２ａから送信された電気信号をもととする画素情報をそのまま取得して（ステップＳ７９）、一枚の間引き画像を生成する画像処理を行う（ステップＳ８０）。表示部７１によって画像処理部４２によって生成された間引き画像が表示された（ステップＳ８１）後、ステップＳ８２に進む。

このように、実施の形態２にかかる内視鏡システム２００は、実施の形態１と同様の効果を奏する。また、内視鏡システム２００では、光ファイバーケーブル３１に伝送異常が発生した場合、間引き画像表示に応じた一部の画素のみから画素情報を読み出すため、実施の形態１と比較して、読み出し処理を効率化できるとともに、先端部２０５のＣＭＯＳ撮像素子２８０内部にＳ／Ｈ回路を設ける必要がないため、先端部２０５のＣＭＯＳ撮像素子２８０の回路構成を簡略化できる。

なお、実施の形態２では、実施の形態１にかかる制御装置４０と同様に、制御装置２４０側で画像処理用に使用する画像信号を選択してもよく、この場合には、先端部２０５から切替部２８１を省くことができる。

また、実施の形態２は、図２０の内視鏡システム２００ａに示すように、ラインごとにＡＦＥ部３６−１〜３６−Ｎが設けられたＣＭＯＳ撮像素子２８０ａにおいても適用可能である。この場合、制御装置２４０ａの制御部２５５ａは、光ファイバーケーブル３１に伝送異常があった場合、読出アドレス設定部５３が設定するＣＭＯＳ撮像素子２８０ａの読み出し対象のラインを、切替部２８１を介して配線Ｒ１ａとともに配線Ｒ２ａとも接続可能であるＡＦＥ部３６−Ｎの処理ラインに変更するとともに、切替部２８１に、画像信号の出力を光信号出力から電気信号出力に切り替えさせる。そして、Ｓ／Ｈ回路８１ａが、切替部２８１から出力されたラインの画素情報から、さらに一部を抽出して、Ｐ／Ｓ変換部８３に出力することで、受光部２８の全画素から抽出された一部の画素のみから読み出された画素情報に対応する電気信号が電気ケーブル３２ａから出力される。

（実施の形態２の変形例１）
次に、実施の形態２の変形例１について説明する。実施の形態２の変形例２においては、受光部において読み出された画素情報をＡ／Ｄ変換前に分岐して、光ファイバーケーブルあるいは電気ケーブルのいずれかを介して、制御装置に出力する場合について説明する。

図２１は、実施の形態２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２１に示すように、実施の形態２の変形例１にかかる内視鏡システム２００ｂにおいては、図１５に示す先端部２０５に代えて、ＣＭＯＳ撮像素子２８０ｂを有する先端部２０５ｂを備える。また、内視鏡システム２００ｂは、図１５に示す制御装置２４０に代えて、制御部２５５と同様の機能を有する制御部２５５ｂを有する制御装置２４０ｂを備える。また、制御装置２４０ｂは、電気ケーブル３２ａから出力されたアナログ信号をデジタル信号に変換して画像処理部４２に出力するＡ／Ｄ変換部２５９を備える。

ＣＭＯＳ撮像素子２８０ｂにおいては、ノイズ除去部３７とＡ／Ｄ変換部３８との間の配線Ｒ２１から配線Ｒ２２が分岐する構成を有する。配線Ｒ２２は、切替部２８６に接続する。切替部２８６は、図２２に示すように、配線Ｒ２２と、配線Ｒ２２ａとを接続可能であるスイッチ２８７を備える。配線Ｒ２２ａは、電気ケーブル３２ａに接続するため、切替部２８６は、受光部２８と電気ケーブル３２ａとを接続可能であるといえる。

制御部２５５ｂは、切替部２８６に、光ファイバーケーブル３１の伝送部に伝送異常がない場合には、スイッチ２８７をオフさせる制御信号を出力して、受光部２８と電気ケーブル３２ａとの接続を解除させる。

制御部２５５ｂは、切替部２８６に、光ファイバーケーブル３１に伝送異常がある場合には、読出アドレス設定部５３が設定する読み出し対象の画素を、受光部２８の全画素から抽出した一部の画素に変更するとともに、スイッチ２８７をオンさせる制御信号を出力して、受光部２８と電気ケーブル３２ａとを接続させる。したがって、光ファイバーケーブル３１の伝送異常が発生した場合には、受光部２８の全画素から抽出された一部の画素の画素情報に対応するアナログが、電気ケーブル３２ａを経由して、制御装置２４０ｂのＡ／Ｄ変換部２５９に出力される。制御装置２４０ｂにおいては、画像処理部４２が、Ａ／Ｄ変換部２５９から出力された電気信号をもとに間引き画像を生成した後、表示部７１が間引き画像を表示する。

このように、実施の形態２の変形例１にかかる内視鏡システム２００ｂにおいても、実施の形態２と同様の効果を奏する。なお、内視鏡システム２００ｂにおいては、図１７に示す処理手順と同様の処理手順を行うことによって、体内画像を表示している。

なお、本実施の形態１，２は、電気ケーブル３２ａが伝送する情報量が、光ファイバーケーブル３１が伝送する情報量よりも少ない場合に限らず、電気ケーブル３２ａが伝送する情報量と光ファイバーケーブル３１が伝送する情報量とがほぼ同等である場合にも適用可能である。

また、本実施の形態１，２は、画像信号を伝送するケーブルとして、伝送する信号形式がそれぞれ異なる電気ケーブル３２ａと光ファイバーケーブル３１とを用いた場合に限らず、２本の光ファイバーケーブル、あるいは、２本の電気ケーブルを用いる場合にも適用可能である。

また、本実施の形態１，２においては、１本の光ファイバーケーブル３１ではなく、図２３の光信号の伝送部３３１のように、２本の光ファイバーケーブル３３２，３３３を設けて、片方の光ファイバーケーブルが断線した場合でも、もう一方の光ファイバーケーブルで伝送できるようにしてもよい。この場合には、先端部５のＬＤ部７２ａおよび制御部４０のＰＤ部５７ａが、２本の光ファイバーケーブル３３２，３３３を１本に接合しカップリングする。また、図２４の光信号の伝送部３３４のように、２本の光ファイバーケーブル３３５，３３６を両端の位置Ｄ１，Ｄ２で融着して、ＬＤ部７２ａおよびＰＤ部５７ａへの光ファイバーケーブルの接続を簡易化してもよい。また、図２５に示すように、先端部５ｄに、光ファイバーケーブル３３２，３３３にそれぞれ対応させてＬＤ部７２ａ，７２ｂを設け、制御装置４０側のＰＤ部５７ａで受光する構成にしてもよい。この場合には、ＬＤ部７２ａ，７２ｂは、ＬＤ部７２ａのみである場合の２分の１の周波数で伝送できる。

１内視鏡
２挿入部
３操作部
４ユニバーサルコード
５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
３０Ｅ／Ｏ変換モジュール
３１光ファイバーケーブル
３２集合ケーブル
３２ａ電気ケーブル
３３処置具用チャンネル
３４タイミングジェネレータ
３５制御回路
３６ＡＦＥ部
３７ノイズ除去部
３８Ａ／Ｄ変換部
３９，８３Ｐ／Ｓ変換部
４０，４０ｂ，４０ｃ，２４０，２４０ａ，２４０ｂ制御装置
４２画像処理部
４３同時化部
４４ＷＢ調整部
４５ゲイン調整部
４６ γ補正部
４７Ｄ／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
５４ＣＭＯＳ駆動信号生成部
５５，５５ｂ，５５ｃ，２５５，２５５ａ，２５５ｂ制御部
５６基準クロック生成部
５７Ｏ／Ｅ変換部
５８選択部
６０光源装置
６１白色光源
６２特殊光光源
６３光源駆動回路
６４ＬＥＤドライバ
７１表示部
７２入力部
７３出力部
７４記憶部
８１分岐部
８１ａ，８４Ｓ／Ｈ回路
８１ｃ，２８１，２８６切替部
８５，２８５，２８７スイッチ
８２，８２ｂＥ／Ｏ変換部
１００，１００ａ〜１００ｃ，２００，２００ａ，２００ｂ内視鏡システム

Claims

撮像用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可能である撮像部と、
前記撮像部によって出力された画素情報を伝送するための第１の伝送路を構成する第１の伝送部と、
前記撮像部によって出力された画素情報を伝送するための第２の伝送路を構成する第２の伝送部と、
前記第１の伝送部で送信される第１の画素情報を受信する第１の受信部と、
前記第２の伝送部で送信される第２の画素情報を受信する第２の受信部と、
前記第１の画素情報および前記第２の画素情報のいずれか一方を選択可能な選択部と、
前記第１の伝送部に伝送異常があるか否かを判断し、前記第１の伝送部における伝送異常の有無に応じて、前記第１の画素情報及び前記第２の画素情報のいずれか一方を選択するように前記選択部を制御する制御部と、
前記制御部の制御に基づいて選択された前記第１の画素情報または第２の画素情報をもとに画像を生成する画像処理部と、
を備えたことを特徴とする撮像装置。
前記制御部は、前記第１の伝送部に伝送異常がない場合には前記第１の受信部で受信した画素情報を選択して前記画像処理部に出力させるように前記選択部を制御し、前記第１の伝送部に伝送異常がある場合には前記第２の受信部で受信した画素情報を選択して前記画像処理部に出力させるように前記選択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。
前記画素情報の前記第１の伝送部への出力を停止可能である出力停止部をさらに備え、
前記制御部は、前記第１の伝送部に伝送異常がある場合には前記出力停止部に前記撮像部によって出力された画素情報の前記第１の伝送部への出力を停止させることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
前記選択部は、前記撮像部によって出力された画素情報の出力先を前記第１の伝送部および前記第２の伝送部のいずれか一方に切り替える切替部であり、
前記制御部は、前記切替部に、前記第１の伝送部に伝送異常がない場合には前記撮像部によって出力された画素情報の出力先を前記第１の伝送部に切り替えさせ、前記第１の伝送部に伝送異常がある場合には前記撮像部によって出力された画素情報の出力先を前記第２の伝送部に切り替えさせることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
前記撮像部によって出力された全画素の画素情報から一部の画素情報を抽出して前記第２の伝送部に出力する抽出部をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
前記撮像部は、
マトリックス状に配置する複数の画素と、
所定数の画素が配列するラインごとに設けられ、前記撮像部によって出力された画素情報に対する信号変換処理を行った後に前記第１の伝送部に出力する複数の変換部と、
を備え、
前記複数の変換部の一部の変換部から出力される画素情報は、前記第１の伝送路に出力されるとともに、分岐されて前記第２の伝送部に出力されることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
前記撮像部は、撮像用の複数の画素のうち読み出し対象として任意に指定された画素から光電変換後の電気信号を画素情報として出力可能であることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
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、
前記撮像部において読み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読出し部と、
をさらに備え、
前記制御部は、前記設定部が設定する読出し対象の画素を変更することを特徴とする請求項７に記載の撮像装置。
前記制御部は、前記第１の伝送部に伝送異常がある場合、前記設定部が設定する読み出し対象の画素を、前記撮像部の全画素から抽出した一部の画素に変更するように前記読出し対象の画素を変更することを特徴とする請求項８に記載の撮像装置。
前記選択部は、前記撮像部によって出力された画素情報の出力先を前記第１の伝送部および前記第２の伝送部のいずれか一方に切り替える切替部であり、
前記制御部は、前記切替部に、前記第１の伝送部に伝送異常がない場合には前記撮像部によって出力された画素情報の出力先を前記第１の伝送部に切り替えさせ、前記第１の伝送部に伝送異常がある場合には前記撮像部によって出力された画素情報の出力先を前記第２の伝送部に切り替えるように前記切替部を制御することを特徴とする請求項８に記載の撮像装置。
前記撮像部と前記第２の伝送部とを接続可能である接続部をさらに備え、
前記制御部は、前記接続部に、前記第１の伝送部に伝送異常がない場合には前記撮像部と前記第２の伝送部との接続を解除させ、前記第１の伝送部に伝送異常がある場合には前記撮像部と前記第２の伝送部とを接続させることを特徴とする請求項８に記載の撮像装置。
前記制御部は、前記第１の伝送部から送信された画素情報の有無をもとに第１の伝送部の伝送異常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。
前記第２の伝送部が伝送可能な情報量は、前記第１の伝送部が伝送可能な情報量よりも少ないことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
前記第１の伝送部は、前記第１の画素情報として前記撮像部から出力された画素情報を変換して得られる光信号を伝送し、
前記第２の伝送部は、前記第２の画素情報として前記撮像部から出力された画素情報を示す電気信号を伝送することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。