JP6033523B1 - 撮像装置及び電子内視鏡システム - Google Patents

Abstract

撮像装置は、撮像素子１０を有するヘッド部４ａと、ヘッド部４ａとケーブル４ｂを介して一体的に接続されたコネクタ部４ｃとを有する。ヘッド部４ａは、コネクタ部４ｃから送信された制御データのうち撮像素子１０を制御するための設定値を格納する電子シャッタレジスタ４０と、コネクタ部４ｃから送信された制御データのうち撮像素子１０を制御するための設定値を撮像素子１０に設けられたレジスタ５１に送信するか否かを示す情報を格納する制御可否レジスタ４５と、制御可否レジスタ４５に格納された情報に基づいて、電子シャッタレジスタ４０に格納された設定値を、撮像素子１０に設けられたレジスタ５１に送信するか否かの制御を行う通信回路４９と、を有する。

Description

本発明は、ケーブルを介して制御する撮像素子のレジスタ、及び信号処理回路のレジスタへの意図しない値の書き込みを防止する撮像装置及び電子内視鏡システムに関するものである。

従来、体腔内等へ細長の内視鏡を挿入して被検部位の観察や各種処置を行う内視鏡を備えた内視鏡システムが広く用いられている。このような内視鏡システムとして、例えば、日本国特開２０１１−２０６３３７号公報には、固体撮像素子を備える電子内視鏡と、電子内視鏡に接続され、固体撮像素子からの撮像信号に各種信号処理を施して画像データに変換するプロセッサ装置と、を有する内視鏡システムが開示されている。そして、プロセッサ装置により変換された画像データは、プロセッサ装置にケーブル接続されたモニタに表示される。

このような電子内視鏡に搭載される固体撮像素子としては、従来、ＣＣＤ型固体撮像素子が一般的に用いられているが、近年、ＣＭＯＳ型固体撮像素子も用いられるようになってきている。ＣＭＯＳ型固体撮像素子は、駆動や読み出し動作等の設定値（制御データ）を格納するためのレジスタを備え、このレジスタに設定された制御データに基づいて、駆動や読み出し動作が行われる。この制御データは、プロセッサ装置から電子内視鏡に伝送され、ＣＭＯＳ型固体撮像素子のレジスタに設定される。

ところで、内視鏡システムは、内視鏡観察中に電気メス等の手術用器具も使用することがあり、制御データを伝送中、あるいは、レジスタに制御データが格納された後に、電気メス等からの外乱ノイズにより、制御データが意図しない値に書き換えられることがある。このように、外乱ノイズ等により制御データの書き換えが発生した場合、ＣＭＯＳ型固体撮像素子の駆動や読み出し動作に異常が生じることがある。

そのため、日本国特開２０１１−２０６３３７号公報の内視鏡システムでは、ＣＭＯＳ型固体撮像素子から出力される撮像信号にレジスタに格納された制御データを重畳してプロセッサ装置に送信する。そして、内視鏡システムは、プロセッサ装置において、撮像信号に重畳された制御データとレジスタに設定した制御データとを比較し、レジスタに格納されている制御データの書き換えが発生していないかを検出している。

内視鏡システムは、設定値の書き換えが発生したことを検出した場合、プロセッサ装置から電子内視鏡のＣＭＯＳ型固体撮像素子に制御データを再送信する。すなわち、レジスタに格納されている制御データの異常を検知した場合、ＣＭＯＳ固体撮像素子のレジスタに正常な制御データを送信して、レジスタの制御データの再設定を行い、ＣＭＯＳ型固体撮像素子の駆動や読み出し動作を正常に戻すようにしている。

このように、外乱ノイズ等の影響により、ＣＭＯＳ型固体撮像素子のレジスタに設定された制御データが異常な値に書き換えられた場合、レジスタに正常な制御データを設定し直すことで、ＣＭＯＳ型固体撮像素子の駆動や読み出し動作を正常に戻すことができる。

しかしながら、従来の内視鏡システムは、撮像素子のレジスタに異常な値が書き込まれることを防ぐことができず、例えば、外乱ノイズがレジスタの設定を行うための通信ケーブルに印加されると、撮像素子のレジスタに意図しない値が書き込まれることになる。

従来の内視鏡システムは、撮像素子のレジスタに設定された制御データが異常な値に書き換えられた場合に、レジスタに正常な制御データを再設定することができるが、レジスタに正常な制御データを再設定するまでは撮像素子から異常なデータが出力され続けることになる。

このように、従来の内視鏡システムは、撮像素子のレジスタへの意図しない制御データの書き込みを防ぐことができないという問題があった。

そこで、本発明は、撮像素子のレジスタへの意図しない制御データの書き込みを防止することができる撮像装置及び電子内視鏡システムを提供することを目的とする。

本発明の一態様の撮像装置は、撮像素子を有する撮像部と、前記撮像部とケーブルを介して一体的に接続された制御部とを有する撮像装置であって、前記撮像部は、前記制御部から送信された制御データのうち前記撮像素子を制御するための設定値を格納する第１のレジスタと、前記制御部から送信された制御データのうち前記撮像素子を制御するための設定値を前記撮像素子に設けられたレジスタに送信するか否かを示す情報に基づいて、前記第１のレジスタに格納された前記設定値を、前記撮像素子に設けられたレジスタに送信するか否かの制御を行う第１の通信回路と、を有する。

また、本発明の一態様の電子内視鏡システムは、撮像素子を有する撮像部と、前記撮像部とケーブルを介して一体的に接続された制御部とを有し、前記撮像部は、前記制御部から送信された制御データのうち前記撮像素子を制御するための設定値を格納する第１のレジスタと、前記制御部から送信された制御データのうち前記撮像素子を制御するための設定値を前記撮像素子に設けられたレジスタに送信するか否かを示す情報に基づいて、前記第１のレジスタに格納された前記設定値を、前記撮像素子に設けられたレジスタに送信するか否かの制御を行う第１の通信回路と、を有する。

第１の実施形態に係る内視鏡システムの構成を示す図である。 第１の実施形態に係る内視鏡システムのカメラヘッド及びカメラコントロールユニットの詳細な回路構成を示す図である。 第１の実施形態に係る制御信号受信部の詳細な回路構成を説明するための図である。 第１の実施形態の変形例１に係るカメラヘッドの詳細な回路構成を説明するための図である。 第１の実施形態の変形例１に係る制御信号受信部の詳細な回路構成を説明するための図である。 第１の実施形態の変形例２に係るカメラヘッド及びカメラコントロールユニットの詳細な回路構成を示す図である。 駆動制御回路７６の詳細な回路構成を説明するための図である。 第２の実施形態に係る制御信号受信部の詳細な回路構成を説明するための図である。 第２の実施形態の変形例に係る制御信号受信部の詳細な回路構成を説明するための図である。 第３の実施形態に係る電子内視鏡システムの構成を示す図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る内視鏡システムの構成を示す図であり、図２は、第１の実施形態に係る内視鏡システムのカメラヘッド及びカメラコントロールユニットの詳細な回路構成を示す図である。

図１に示すように、内視鏡システム１は、例えば光学式の内視鏡２と、この内視鏡２の接眼部３に着脱自在に接続されるカメラヘッド４と、カメラヘッド４が着脱自在に接続されるカメラコントロールユニット（以下、ＣＣＵという）５と、内視鏡２に照明光を供給する光源装置６と、ＣＣＵ５の後述する画像処理部で生成された映像信号が入力されて観察画像を表示するモニタ７と、後述するコンペア試験の開始の指示、コンペア試験の結果の表示、及び、コンペア試験の結果の記録等を行うパーソナルコンピュータ（以下、パソコンという）８とを有して構成されている。

パソコン８は、コンペア試験の結果等を表示する表示部８ａと、コンペア試験の開始の指示等を行うためのキーボード８ｂ及びマウス８ｃとを有する。また、パソコン８は、コンペア試験の結果を記録する図示しない記録部を有する。

撮像装置としてのカメラヘッド４は、接眼部３に接続されるヘッド部４ａと、ヘッド部４ａから延出するケーブル４ｂと、ケーブル４ｂの基端部に設けられたコネクタ部４ｃとを有する。カメラヘッド４は、このコネクタ部４ｃを介してＣＣＵ５に接続される。

なお、内視鏡２には、カメラヘッド４が接続されるものとして説明するが、例えば、拡大率等の仕様が異なる他のカメラヘッドも接続することができる。また、ＣＣＵ５には、電子内視鏡も接続することができる。

図２に示すように、ヘッド部４ａは、ＣＭＯＳセンサにより構成される撮像素子１０と、制御信号受信部１１と、テスト信号生成部１２と、切替部１３と、パラシリ／ＬＶＤＳ送信部１４とを有して構成されている。なお、撮像素子１０は、ＣＭＯＳセンサに限定されることなく、ＣＣＤセンサ等であってもよい。

また、コネクタ部４ｃは、シリパラ／ＬＶＤＳ受信部２０と、コンペア部２１と、テスト信号生成部２２と、制御信号送受信部２３と、テスト信号生成部２４と、切替部２５と、パラシリ／ＬＶＤＳ送信部２６とを有して構成されている。

また、ＣＣＵ５は、シリパラ／ＬＶＤＳ受信部３０と、コンペア部３１と、テスト信号生成部３２と、制御信号送受信部３３と、画像処理部３４と、ＣＣＵ制御部３５とを有して構成されている。

光源装置６からの照明光は、図示しないライトガイドを介して内視鏡２に伝送され、挿入部内の図示しないライトガイドを介して、挿入部の先端面から被写体に照射される。被写体からの戻り光は、ヘッド部４ａの撮像素子１０により撮像される。撮像素子１０により撮像された撮像信号は、切替部１３に出力される。

切替部１３は、通常の内視鏡観察時には、撮像素子１０からの撮像信号を、コネクタ部４ｃのパラシリ／ＬＶＤＳ送信部１４に出力する。なお、切替部１３は、後述するコンペア試験を実施する場合、制御信号受信部１１からの切替信号に基づいて、テスト信号生成部１２により生成されたテスト信号をパラシリ／ＬＶＤＳ送信部１４に出力する。

パラシリ／ＬＶＤＳ送信部１４は、入力された撮像信号をパラレルからシリアルに変換し、ＬＶＤＳ（低電圧差動信号）としてシリパラ／ＬＶＤＳ受信部２０に送信する。シリパラ／ＬＶＤＳ受信部２０は、受信した撮像信号をシリアルからパラレルに変換し、切替部２５に出力する。

切替部２５は、通常の内視鏡観察時には、シリパラ／ＬＶＤＳ受信部２０からの撮像信号をパラシリ／ＬＶＤＳ送信部２６に出力する。なお、切替部２５は、後述するコンペア試験を実施する場合、制御信号送受信部２３からの切替信号に基づいて、テスト信号生成部２４により生成されたテスト信号をパラシリ／ＬＶＤＳ送信部２６に出力する。

パラシリ／ＬＶＤＳ送信部２６は、入力された撮像信号をパラレルからシリアルに変換し、ＬＶＤＳとしてシリパラ／ＬＶＤＳ受信部３０に送信する。シリパラ／ＬＶＤＳ受信部３０は、受信した撮像信号をシリアルからパラレルに変換し、画像処理部３４に出力する。

画像処理部３４は、入力された撮像信号に所定の画像処理を施して映像信号を生成し、生成した映像信号をモニタ７に出力することで、モニタ７に観察画像を表示する。

ここで、ヘッド部４ａとコネクタ部４ｃとの間のデータ伝送のコンペア試験の手順の一例について説明する。

まず、ユーザがパソコン８のキーボード８ｂまたはマウス８ｃを操作し、パソコン８からＣＣＵ制御部３５にコンペア試験開始を指示するコマンドを送信する。ＣＣＵ制御部３５は、パソコン８から送信されたコマンドを制御信号送受信部３３に送信する。制御信号送受信部３３は、ＣＣＵ制御部３５から送信されたコマンドをコネクタ部４ｃの制御信号送受信部２３に送信し、制御信号送受信部２３は、制御信号送受信部３３から送信されたコマンドをヘッド部４ａの制御信号受信部１１に送信する。

ヘッド部４ａの制御信号受信部１１は、コンペア試験開始を指示するコマンドを受信すると、テスト信号生成部１２にテスト信号発生開始信号を送信するとともに、切替部１３にテスト信号送信モードに切り替えるための切替信号を送信する。テスト信号生成部１２は、テスト信号発生開始信号が入力されると、ビットエラーレート試験を行うためのテスト信号を生成し、切替部１３に出力する。

切替部１３は、制御信号受信部１１から切替信号が入力されると、テスト信号生成部１２により生成されたテスト信号をパラシリ／ＬＶＤＳ送信部１４に出力する。第１の送信部としてのパラシリ／ＬＶＤＳ送信部１４は、切替部１３から入力されたテスト信号をパラレルからシリアルに変換し、ＬＶＤＳとしてコネクタ部４ｃのシリパラ／ＬＶＤＳ受信部２０に送信する。

第１の受信部としてのシリパラ／ＬＶＤＳ受信部２０は、パラシリ／ＬＶＤＳ送信部１４からのテスト信号を受信し、シリアルからパラレルに変換し、コンペア部２１に出力する。コンペア部２１は、入力されたテスト信号から所定のデータパターンを検出すると、テスト信号生成部２２にテスト信号の生成を開始する生成開始信号を出力する。テスト信号生成部２２は、生成開始信号が入力されると、テスト信号生成部１２で生成されたテスト信号と同じパターン信号であるテスト信号を生成し、生成したテスト信号をコンペア部２１に出力する。

コンペア部２１は、シリパラ／ＬＶＤＳ受信部２０からのテスト信号と、テスト信号生成部２２からのテスト信号とを比較し、比較結果を制御信号送受信部２３に出力する。比較結果が一致している場合、すなわち、シリパラ／ＬＶＤＳ受信部２０からのテスト信号と、テスト信号生成部２２からのテスト信号とが一致している場合、ヘッド部４ａとコネクタ部４ｃとの間のデータ伝送にエラーがないと判定される。一方、比較結果が一致していない場合、すなわち、シリパラ／ＬＶＤＳ受信部２０からのテスト信号と、テスト信号生成部２２からのテスト信号とが一致していない場合、ヘッド部４ａとコネクタ部４ｃとの間のデータ伝送にエラーがあると判定される。

制御信号送受信部２３は、コンペア部２１からの比較結果をＣＣＵ５の制御信号送受信部３３を送信する。制御信号送受信部３３は、受信した比較結果をＣＣＵ制御部３５に送信する。パソコン８は、ＣＣＵ制御部３５にアクセスすることで比較結果を取得し、取得した比較結果を表示部８ａに表示したり、メモリ等の記録部に記録する。

次に、コネクタ部４ｃとＣＣＵ５との間のデータ伝送のコンペア試験の手順の一例について説明する。

まず、ユーザがパソコン８のキーボード８ｂまたはマウス８ｃを操作し、パソコン８からＣＣＵ制御部３５にコンペア試験開始を指示するコマンドを送信する。ＣＣＵ制御部３５は、パソコン８から送信されたコマンドを制御信号送受信部３３に送信し、制御信号送受信部３３は、ＣＣＵ制御部３５から送信されたコマンドをコネクタ部４ｃの制御信号送受信部２３に送信する。

コネクタ部４ｃの制御信号送受信部２３は、コンペア試験開始を指示するコマンドを受信すると、テスト信号生成部２４にテスト信号発生開始信号を送信するとともに、切替部２５にテスト信号送信モードに切り替えるための切替信号を送信する。テスト信号生成部２４は、テスト信号発生開始信号が入力されると、ビットエラーレート試験を行うためのテスト信号を生成し、切替部２５に出力する。

切替部２５は、制御信号送受信部２３から切替信号が入力されると、テスト信号生成部２４により生成されたテスト信号をパラシリ／ＬＶＤＳ送信部２６に出力する。第２の送信部としてのパラシリ／ＬＶＤＳ送信部２６は、切替部２５から入力されたテスト信号をパラレスからシリアルに変換し、ＬＶＤＳとしてＣＣＵ５のシリパラ／ＬＶＤＳ受信部３０に送信する。

第２の受信部としてのシリパラ／ＬＶＤＳ受信部３０は、パラシリ／ＬＶＤＳ送信部２６からのテスト信号を受信し、シリアルからパラレルに変換し、コンペア部３１に出力する。コンペア部３１は、入力されたテスト信号から所定のデータパターンを検出すると、テスト信号生成部３２にテスト信号の生成を開始する生成開始信号を出力する。テスト信号生成部３２は、生成開始信号が入力されると、テスト信号生成部２４で生成されたテスト信号と同じパターン信号であるテスト信号を生成し、生成したテスト信号をコンペア部３１に出力する。

コンペア部３１は、シリパラ／ＬＶＤＳ受信部３０からのテスト信号と、テスト信号生成部３２からのテスト信号とを比較し、比較結果をＣＣＵ制御部３５に出力する。判定方法は、上述したヘッド部４ａとコネクタ部４ｃとの間のデータ伝送時と同様であり、比較結果が一致している場合、コネクタ部４ｃとＣＣＵ５との間のデータ伝送にエラーがないと判定され、比較結果が一致していない場合、コネクタ部４ｃとＣＣＵ５との間のデータ伝送にエラーがあると判定される。

パソコン８は、ＣＣＵ制御部３５にアクセスすることで比較結果を取得し、取得した比較結果を表示部８ａに表示したり、メモリ等の記憶部に記憶部する。

なお、ヘッド部４ａとコネクタ部４ｃとの間のデータ伝送のコンペア試験を指示するコマンドと、コネクタ部４ｃとＣＣＵ５との間のデータ伝送のコンペア試験を指示する個マントとは、同一のコマンドであってもよいし、それぞれ異なるコマンドであってもよい。すなわち、１つのコマンドにより２つのコンペア試験を行ってもよいし、第１のコマンドによりヘッド部４ａとコネクタ部４ｃとの間のデータ伝送のコンペア試験を行い、第２のコマンドによりコネクタ部４ｃとＣＣＵ５との間のデータ伝送のコンペア試験を行ってもよい。

次に、撮像素子１０及びテスト信号生成部１２に設定される制御データの設定処理について説明する。

撮像素子１０及びヘッド部４ａ内の信号処理を行う信号処理回路としてのテスト信号生成部１２に設定される制御データは、ＣＣＵ５のＣＣＵ制御部３５から送信される。ＣＣＵ制御部３５は、この制御データを制御信号送受信部３３を介して、コネクタ部４ｃの制御信号送受信部２３に送信する。制御信号送受信部２３は、この制御データをケーブル４ｂを介してヘッド部４ａの制御信号受信部１１に送信する。

制御信号受信部１１は、この制御データを撮像素子１０及びテスト信号生成部１２に送信するか否かを判定する。そして、制御信号受信部１１は、送信可能と判定した場合、撮像素子１０及びテスト信号生成部１２に制御データを送信し、撮像素子１０及びテスト信号生成部１２の各レジスタに制御データの設定を行う。

このような制御データの設定を行う制御信号受信部１１の詳細な回路構成について図３を用いて説明する。図３は、第１の実施形態に係る制御信号受信部の詳細な回路構成を説明するための図である。

図３に示すように、制御信号受信部１１は、電子シャッタレジスタ４０、アナログアンプレジスタ４１、デジタルアンプレジスタ４２、フレームレート数レジスタ４３、ＴＶ方式レジスタ４４、制御可否レジスタ４５、テストパターン指定信号レジスタ４６、及び、制御可否レジスタ４７を有するレジスタ部４８と、通信回路４９及び５０とを備えて構成されている。

ＣＣＵ制御部３５から送信された制御データは、レジスタ部４８に入力される。電子シャッタレジスタ４０には、入力された制御データのうち撮像素子１０の電子シャッタの制御を行うための設定値（レジスタ値）が格納される。また、アナログアンプレジスタ４１には、入力された制御データのうち撮像素子１０のアナログアンプの設定値（レジスタ値）が格納される。また、デジタルアンプレジスタ４２には、入力された制御データのうち撮像素子１０のデジタルアンプの設定値（レジスタ値）が格納される。また、フレームレート数レジスタ４３には、入力された制御データのうち撮像素子１０のフレームレート数（例えば、60fps、30fps等）の設定値（レジスタ値）が格納される。また、ＴＶ方式レジスタ４４には、入力された制御データのうち撮像素子１０の読み出し周期（例えば、60Hz、50Hz等）の設定値（レジスタ値）が格納される。これらの電子シャッタレジスタ４０、アナログアンプレジスタ４１、デジタルアンプレジスタ４２、フレームレート数レジスタ４３、及び、ＴＶ方式レジスタ４４が第１のレジスタを構成する。

また、第２のレジスタを構成する制御可否レジスタ４５には、入力された制御データのうち電子シャッタレジスタ４０、アナログアンプレジスタ４１、デジタルアンプレジスタ４２、フレームレート数レジスタ４３、及び、ＴＶ方式レジスタ４４の設定値を撮像素子１０に送信するか否かを判定するための情報（レジスタ値）が格納される。

また、第３のレジスタを構成するテストパターン指定信号レジスタ４６には、入力された制御データのうちテスト信号生成部１２で生成するテスト信号のパターンを指定するための設定値（レジスタ値）が格納される。また、第４のレジスタを構成する制御可否レジスタ４７には、入力された制御データのうちテストパターン指定信号レジスタ４６の設定値をテスト信号生成部１２に送信するか否かを判定するための情報（レジスタ値）が格納される。

第１の通信回路を構成する通信回路４９は、制御可否レジスタ４５の情報（レジスタ値）に応じて、電子シャッタレジスタ４０、アナログアンプレジスタ４１、デジタルアンプレジスタ４２、フレームレート数レジスタ４３、及び、ＴＶ方式レジスタ４４の設定値を撮像素子１０のレジスタ５１に送信するか否かの制御を行う。

より具体的には、通信回路４９は、制御可否レジスタ４５のレジスタ値が例えば １２ビットの“Ａ５Ａ”の場合、電子シャッタレジスタ４０の設定値を撮像素子１０のレジスタ５１に送信する制御を行う。一方、通信回路４９は、制御可否レジスタ４５のレジスタ値が例えば “Ａ５Ａ”以外の場合、電子シャッタレジスタ４０の設定値を撮像素子１０のレジスタ５１に送信しない制御を行う。撮像素子１０は、レジスタ５１に設定された設定値に応じて電子シャッタの制御を行う。

なお、制御可否レジスタ４５は、１２ビットの複数のレジスタ値を有する構成であってもよい。例えば、制御可否レジスタ４５が３つのレジスタを有し、通信回路４９は、制御可否レジスタ４５の３つのレジスタ値がそれぞれ“Ａ５Ａ”になった場合、電子シャッタレジスタ４０の設定値を撮像素子１０のレジスタ５１に送信する制御を行う。一方、通信回路４９は、制御可否レジスタ４５の３つのレジスタ値がそれぞれ“Ａ５Ａ”以外の場合、電子シャッタレジスタ４０の設定値を撮像素子１０のレジスタ５１に送信しない制御を行う。これにより、制御可否レジスタ４５自体にエラーが発生する確率を下げる効果を期待することができる。

また、本実施形態では、電子シャッタレジスタ４０、アナログアンプレジスタ４１、デジタルアンプレジスタ４２、フレームレート数レジスタ４３、及び、ＴＶ方式レジスタ４４の設定値を撮像素子１０のレジスタ５１に送信するか否かの制御を制御可否レジスタ４５の情報（レジスタ値）に基づいて行っているが、これに限定されるものではない。例えば、電子シャッタレジスタ４０、アナログアンプレジスタ４１、デジタルアンプレジスタ４２、フレームレート数レジスタ４３、及び、ＴＶ方式レジスタ４４に対して、個別に制御可否レジスタ４５を設け、各設定値を撮像素子１０のレジスタ５１に送信するか否かの制御を個別に行うようにしてもよい。

また、電子シャッタ等の常時使用する設定値が格納される電子シャッタレジスタ４０には、制御可否レジスタ４５を設けず、動作モードに依存する読み出しフィールド数が格納されたフレームレート数レジスタ４３のみに制御可否レジスタ４５を設けるようにしてもよい。

さらに、各設定値を撮像素子１０のレジスタ５１に送信するか否かの制御を制御可否レジスタ４５の情報に基づいて行っているが、図３に示すように、Ｈ／Ｌのレベル信号等のリセット信号を通信回路４９に入力し、このリセット信号に応じて、各設定値を撮像素子１０のレジスタ５１に送信するか否かを制御してもよい。

なお、撮像素子１０のレジスタ５１に設定される設定値は、電子シャッタを制御するための設定値のみに限定されることなく、撮像素子１０の各種処理を行うための設定値も含まれる。

また、第２の通信回路を構成する通信回路５０は、制御可否レジスタ４７の情報（レジスタ値）に応じて、テストパターン指定信号レジスタ４６の設定値をテスト信号生成部１２のレジスタ５２に送信するか否かの制御を行う。

より具体的には、通信回路５０は、制御可否レジスタ４７のレジスタ値が例えば１２ビットの “Ａ５Ａ”の場合、テストパターン指定信号レジスタ４６の設定値をテスト信号生成部１２のレジスタ５２に送信する制御を行う。一方、通信回路５０は、制御可否レジスタ４７のレジスタ値が例えば “Ａ５Ａ”以外の場合、テストパターン指定信号レジスタ４６の設定値をテスト信号生成部１２のレジスタ５２に送信しない制御を行う。テスト信号生成部１２は、レジスタ５２に設定された設定値に応じたパターンのテスト信号を生成する。

なお、制御可否レジスタ４７は、１２ビットの複数のレジスタ値を有する構成であってもよい。例えば、制御可否レジスタ４７が３つのレジスタを有し、通信回路５０は、制御可否レジスタ４７の３つのレジスタ値がそれぞれ“Ａ５Ａ”になった場合、テストパターン指定信号レジスタ４６の設定値をテスト信号生成部１２のレジスタ５２に送信する制御を行う。一方、通信回路５０は、制御可否レジスタ４７の３つのレジスタ値がそれぞれ“Ａ５Ａ”以外の場合、テストパターン指定信号レジスタ４６の設定値をテスト信号生成部１２のレジスタ５２に送信しない制御を行う。これにより、制御可否レジスタ４７自体にエラーが発生する確率を下げる効果を期待することができる。

なお、テスト信号生成部１２のレジスタ５２に設定される設定値は、テスト信号のパターンを指定するための設定値のみに限定されることなく、テスト信号生成部１２の各種処理を行うための設定値も含まれる。

以上のように、内視鏡システム１は、制御可否レジスタ４５及び４７を設け、制御可否レジスタ４５及び４７のレジスタ値に応じて、撮像素子１０及びテスト信号生成部１２に各処理部の制御を行うための設定値を送信するか否かを通信回路４９及び５０で制御するようにしている。

ＣＣＵ５からヘッド部４ａの制御信号受信部１１に制御データが送信された場合、制御可否レジスタ４５及び４７には、送信可能を示すレジスタ値が設定されるため、電子シャッタレジスタ４０及びテストパターン指定信号レジスタ４６の設定値がそれぞれ撮像素子１０のレジスタ５１及びテスト信号生成部１２のレジスタ５２に設定される。

一方、ケーブル４ｂに外乱ノイズ等が印加されて、制御信号受信部１１に入力された場合、制御可否レジスタ４５及び４７には、制御可能を示すレジスタ値以外の値が設定されるため、外乱ノイズ等の意図しない値が撮像素子１０のレジスタ５１及びテスト信号生成部１２のレジスタ５２に設定されることがない。この結果、内視鏡システム１は、外乱ノイズ等の意図しない値が撮像素子１０のレジスタ５１及びテスト信号生成部１２のレジスタ５２に書き込まれることを防ぐことができる。

また、制御信号受信部１１は、各レジスタ４０〜４７に設定されたレジスタ値を切替部１３に送信するようにしてもよい。切替部１３は、撮像素子１０からの撮像信号のブランキング期間に制御信号受信部１１からのレジスタ値を重畳し、コネクタ部４ｃにレジスタ値を送信する構成にしてもよい。コネクタ部４ｃは、制御信号送受信部２３によりヘッド部４ａに送信したレジスタ値と、ヘッド部４ａから受信したレジスタ値とを比較し、比較結果に応じてレジスタ値を再送信するか否かを判定してもよい。また、コネクタ部４ｃは、レジスタ値をヘッド部４ａに一定期間再送信しても、ヘッド部４ａから受信したレジスタ値と一致しない場合、ヘッド部４ａにリセット信号を送信してもよい。

よって、本実施形態の内視鏡システムによれば、撮像素子のレジスタへの意図しない制御データの書き込みを防止することができる。

（第１の実施形態の変形例１）
次に、第１の実施形態の変形例１について説明する。

図４は、第１の実施形態の変形例１に係るカメラヘッドの詳細な回路構成を説明するための図である。なお、図４において、図２と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。

図４に示すように、第１の実施形態の変形例１のヘッド部４ａは、図２のヘッド部４ａに対して、撮像素子１０と切替部１３との間に、プログレッシブ／インターレース（以下、ＰＩという）変換回路６０が追加されて構成されている。また、ヘッド部４ａは、図２のヘッド部４ａの制御信号受信部１１に代わり、制御信号受信部１１ａを用いて構成されている。

撮像素子１０がプログレッシブスキャン方式の撮像素子であり、モニタ７がＮＴＳＣ方式あるいはＰＡＬ方式のモニタの場合、ヘッド部４ａ内の信号処理を行う信号処理回路としてのＰＩ変換回路６０は、モニタ７のＴＶ方式に合わせるために、撮像素子１０から入力されたプログレッシブの撮像信号をインターレースの撮像信号に変換し、切替部１３に出力する。具体的には、ＰＩ変換回路６０は、撮像素子１０からの１枚のフレームの垂直方向の２ラインを加算平均し、奇数フィールドと偶数フィールドに変換して切替部１３に出力する。すなわち、ＰＩ変換回路６０は、１枚のフレームの１ライン目と２ライン目を加算平均し、奇数フィールドの１ライン目を生成し、１枚のフレームの２ライン目と３ライン目を加算平均し、偶数フィールドの１ライン目を生成する。

制御信号受信部１１ａは、ＰＩ変換回路６０に対してモード設定等の制御を行う。このとき、後述するように、制御可否レジスタの情報に基づいて、設定値をＰＩ変換回路６０に送信するか否かを制御する。

図５は、第１の実施形態の変形例１に係る制御信号受信部の詳細な回路構成を説明するための図である。なお、図５において、図３と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。図５に示すように、制御信号受信部１１ａは、図３の制御信号受信部１１に対して、モード設定レジスタ６１、制御可否レジスタ６２、及び、通信回路６３が追加されて構成されている。

第３のレジスタを構成するモード設定レジスタ６１には、入力された制御データのうちＰＩ変換回路６０のモード設定を行うための設定値（レジスタ値）が格納される。また、第４のレジスタを構成する制御可否レジスタ６２には、入力された制御データのうちモード設定レジスタ６１の設定値をＰＩ変換回路６０に送信するか否かを判定するための情報（レジスタ値）が格納される。

第２の通信回路を構成する通信回路６３は、制御可否レジスタ６２の情報（レジスタ値）に応じて、モード設定レジスタ６１の設定値をＰＩ変換回路６０のレジスタ６４に送信するか否かの制御を行う。なお、通信回路６３は、Ｈ／Ｌのレベル信号等のリセット信号リセット信号に応じて、モード設定レジスタ６１の設定値をＰＩ変換回路６０のレジスタ６４に送信するか否かを制御してもよい。

以上の構成により、第１の実施形態の変形例１の内視鏡システムによれば、ヘッド部４ａ内の撮像素子１０の制御と、ヘッド部４ａ内の信号処理回路（ここでは、テスト信号生成部１２及びＰＩ変換回路６０）の制御とを行うことができる。

（第１の実施形態の変形例２）
次に、第１の実施形態の変形例２について説明する。

図６は、第１の実施形態の変形例２に係るカメラヘッド及びカメラコントロールユニットの詳細な回路構成を示す図である。なお、図６において、図２と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。

図６に示すように、ヘッド部４ａは、撮像素子１０に加え、撮像素子１０からの読み出し信号を監視するとともに、撮像素子１０からの読み出し信号に異常があった際に、撮像素子１０の初期化を再度行う制御回路７０を有して構成されている。

撮像素子１０は、素子部７１と、素子部７１を制御する撮像素子制御部７２とを有して構成されている。撮像素子制御部７２は、素子部７１の制御を行うための設定値を保持するレジスタ７３を備えている。

また、制御回路７０は、監視部７４と、送信部７５と、駆動制御回路７６とを有して構成されている。駆動制御回路７６は、撮像素子制御部７２のレジスタ７３及び監視部７４に設定する設定値を保持するレジスタ部７７を備えている。

また、ＣＣＵ５は、画像処理部３４に加え、受信部７８と、通信回路７９と、操作部８０とを有して構成されている。ＣＣＵ５は、操作部８０を介してレジスタ部７７に設定される設定値を書き換え（変更）可能となっている。

ユーザは、操作部８０を操作して設定値の書き換えを指示すると、通信回路７９が駆動制御回路７６と通信を行う。そして、通信回路７９は、新たに設定された設定値を駆動制御回路７６に送信し、レジスタ部７７の設定値を書き換える。駆動制御回路７６は、第１の実施形態と同様に、レジスタ部７７の設定値を制御可否レジスタの情報に応じて撮像素子制御部７２及び監視部７４に送信するか否かの制御を行う。

また、撮像素子１０の素子部７１により撮像された撮像信号は、監視部７４に出力される。ヘッド部４ａ内の信号処理を行う信号処理回路としての監視部７４は、素子部７１からの撮像信号を送信部７５に出力するとともに、撮像信号に異常がないかを監視する。また、監視部７４は、撮像信号に異常があったことを検出した場合、初期化開始信号を駆動制御回路７６に出力する。駆動制御回路７６は、監視部７４から初期化開始信号が入力されると、撮像素子１０の初期化を再度行う。

送信部７５は、入力された撮像信号をパラレルからシリアルに変換し、ＬＶＤＳとしてＣＣＵ５の受信部７８に送信する。受信部７８は、受信した撮像信号をシリアルからパラレルに変換し、画像処理部３４に出力する。画像処理部３４は、入力された撮像信号に所定の画像処理を施して映像信号を生成し、生成した映像信号をモニタ７に出力することで、モニタ７に観察画像を表示する。

図７は、駆動制御回路７６の詳細な回路構成を説明するための図である。なお、図７において、図３と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。

図７に示すように、駆動制御回路７６のレジスタ部７７は、電子シャッタレジスタ４０、アナログアンプレジスタ４１、デジタルアンプレジスタ４２、フレームレート数レジスタ４３、ＴＶ方式レジスタ４４、及び、制御可否レジスタ４５に加え、異常検出閾値レジスタ８１及び制御可否レジスタ８２を備えて構成されている。また、駆動制御回路７６は、通信回路４９に加え、通信回路８３を有して構成されている。

第３のレジスタを構成する異常検出閾値レジスタ８１には、監視部７４で撮像信号の異常を検出するための閾値が格納される。また、第４のレジスタを構成する制御可否レジスタ８２には、入力された制御データのうち異常検出閾値レジスタ８１の設定値を監視部７４に送信するか否かを判定するための情報（レジスタ値）が格納される。

通信回路４９は、第１の実施形態と同様に、制御可否レジスタ４５の情報（レジスタ値）に応じて、各レジスタ４０〜４４の設定値を撮像素子制御部７２のレジスタ７３に送信するか否かの制御を行う。撮像素子制御部７２は、レジスタ７３に設定された設定値に応じて、撮像素子１０の各種処理を実行する。

また、第２の通信回路を構成する通信回路８３は、制御可否レジスタ８２の情報（レジスタ値）に応じて、異常検出閾値レジスタ８１の設定値を監視部７４のレジスタ８４に送信するか否かの制御を行う。監視部７４は、レジスタ８４に設定された設定値（閾値）に応じて、撮像信号の異常検出を実行する。

以上の構成により、第１の実施形態の変形例２の内視鏡システムによれば、ヘッド部４ａ内の撮像素子１０の制御と、ヘッド部４ａ内の信号処理回路（ここでは、監視部７４）の制御とを行うことができる。なお、図示を省略しているが、第１の実施形態の変形例２の内視鏡システムは、撮像素子１０と、監視部７４の制御に加え、他の信号処理回路（上述したテスト信号生成部１２及びＰＩ変換回路６０）の制御を行うようにしてもよい。

（第２の実施形態）
第１の実施形態では、ケーブル４ｂに印加される外乱ノイズ等の意図しない信号を撮像素子１０のレジスタ５１及びテスト信号生成部１２のレジスタ５２に書き込むことを防止することができる内視鏡システム１について説明した。しかし、撮像素子１０のレジスタ５１及びテスト信号生成部１２のレジスタ５２の設定値が外乱ノイズ等により直接書き換えられる場合がある。そこで、第２の実施形態では、撮像素子１０のレジスタ５１及びテスト信号生成部１２のレジスタ５２の設定値が意図しない値に書き換えられた場合に、正常な設定値を再設定することができる内視鏡システム１について説明する。

図８は、第２の実施形態に係る制御信号受信部の詳細な回路構成を説明するための図である。なお、図８において、図３と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。図８に示すように、制御信号受信部１１ｂは、図３の制御信号受信部１１の通信回路４９及び５０の代わり、それぞれ通信回路４９ａ及び５０ａを用いて構成されている。

通信回路４９ａは、撮像素子１０のレジスタ５１の設定値を読み出し、電子シャッタレジスタ４０、アナログアンプレジスタ４１、デジタルアンプレジスタ４２、フレームレート数レジスタ４３、及び、ＴＶ方式レジスタ４４の各設定値と比較する。そして、通信回路４９ａは、撮像素子１０のレジスタ５１の設定値と、電子シャッタレジスタ４０、アナログアンプレジスタ４１、デジタルアンプレジスタ４２、フレームレート数レジスタ４３、及び、ＴＶ方式レジスタ４４の各設定値とが一致しない場合、電子シャッタレジスタ４０、アナログアンプレジスタ４１、デジタルアンプレジスタ４２、フレームレート数レジスタ４３、及び、ＴＶ方式レジスタ４４の各設定値を撮像素子１０のレジスタ５１に再度設定する制御を行う。なお、通信回路４９ａは、撮像素子１０のレジスタ５１の設定値と一致していない設定値のみを再度設定するようにしてもよい。

なお、制御信号受信部１１ｂは、撮像素子１０をリセットするためのリセット回路を有する構成であってもよい。通信回路４９ａが電子シャッタレジスタ４０、アナログアンプレジスタ４１、デジタルアンプレジスタ４２、フレームレート数レジスタ４３、及び、ＴＶ方式レジスタ４４の各設定値を撮像素子１０のレジスタ５１に所定の回数再度設定しても、撮像素子１０のレジスタ５１の設定値と、電子シャッタレジスタ４０、アナログアンプレジスタ４１、デジタルアンプレジスタ４２、フレームレート数レジスタ４３、及び、ＴＶ方式レジスタ４４の各設定値とが一致しない場合に、リセット回路が撮像素子１０をリセットする。

また、通信回路５０ａは、テスト信号生成部１２のレジスタ５２の設定値を読み出し、テストパターン指定信号レジスタ４６の設定値と比較する。そして、通信回路５０ａは、テスト信号生成部１２のレジスタ５２の設定値と、テストパターン指定信号レジスタ４６の設定値とが一致しない場合、テストパターン指定信号レジスタ４６の設定値をテスト信号生成部１２のレジスタ５２に再度設定する制御を行う。

なお、上述したリセット回路がテスト信号生成部１２をリセットするようにしてもよい。すなわち、通信回路５０ａがテストパターン指定信号レジスタ４６の設定値をテスト信号生成部１２のレジスタ５２に所定の回数再度設定しても、テスト信号生成部１２のレジスタ５２の設定値と、テストパターン指定信号レジスタ４６の設定値とが一致しない場合に、リセット回路がテスト信号生成部１２をリセットする。

これにより、第２の実施形態の内視鏡システム１は、電気メス等から発生する外乱ノイズにより撮像素子１０のレジスタ５１の設定値及びテスト信号生成部１２のレジスタ５２の設定値が意図しない値に書き換えられた場合でも、電子シャッタレジスタ４０及びテストパターン指定信号レジスタ４６に格納されている正常な設定値を、撮像素子１０のレジスタ５１及びテスト信号生成部１２のレジスタ５２に直ちに再設定することができる。

（第２の実施形態の変形例）
次に、第２の実施形態の変形例について説明する。

図９は、第２の実施形態の変形例に係る制御信号受信部の詳細な回路構成を説明するための図である。なお、図９において、図４と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。図９に示すように、制御信号受信部１１ｃは、図８の制御信号受信部１１ｂの通信回路４９ａ及び５０ａの代わり、それぞれ通信回路４９ｂ及び５０ｂを用いて構成されている。

通信回路４９ｂは、電子シャッタレジスタ４０の設定値を撮像素子１０のレジスタ５１に定期的に書き込む。また、通信回路５０ｂは、テストパターン指定信号レジスタ４６の設定値をテスト信号生成部１２のレジスタ５２に定期的に書き込む。その他の構成は、第２の実施形態と同様である。

これにより、変形例の内視鏡システム１は、第２の実施形態と同様に、電気メス等から発生する外乱ノイズにより撮像素子１０のレジスタ５１の設定値及びテスト信号生成部１２のレジスタ５２の設定値が意図しない値に書き換えられた場合でも、正常な設定値を撮像素子１０のレジスタ５１及びテスト信号生成部１２のレジスタ５２に直ちに再設定することができる。

（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態について説明する。

図１０は、第３の実施形態に係る電子内視鏡システムの構成を示す図である。図１０に示すように、電子内視鏡システム１００は、内視鏡１０１と、内視鏡１０１に着脱自在に接続されるＣＣＵ５と備える。

内視鏡１０１は、例えば電子内視鏡として構成されていて、被検体内に挿入されるようになされた細径で長尺の挿入部１０２と、この挿入部１０２の基端側に連設された操作部１０３と、この操作部１０３の基端側から側方へ延設されたケーブル１０４と、ケーブル１０４の基端部に設けられたコネクタ部１０５と、を備えている。内視鏡１０１は、コネクタ部１０５を介してＣＣＵ５に着脱自在に接続される構成になっている。挿入部１０２の先端には、先端部１０６が設けられている。

コネクタ部１０５は、図２のコネクタ部４ｃと同様に、制御信号送受信部２３等の各回路を備えている。また、先端部１０６は、図２のヘッド部４ａと同様に、撮像素子１０、制御信号受信部１１及びテスト信号生成部１２等の各回路を備えている。

ＣＣＵ５からの制御データは、コネクタ部１０５からケーブル１０４を介して先端部１０６に送信される。そして、先端部１０６では、送信された制御データを撮像素子１０に設定するか否かを制御可否レジスタのレジスタ値に応じて制御する。この結果、本実施形態の内視鏡システムによれば、第１の実施形態と同様に、撮像素子のレジスタへの意図しない制御データの書き込みを防止することができる。

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変えない範囲において、種々の変更、改変等が可能である。

本出願は、２０１５年７月１３日に日本国に出願された特願２０１５−１３９９２６号を優先権主張の基礎として出願するものであり、上記の開示内容は、本願明細書、請求の範囲に引用されるものとする。

Claims (7)

1. 撮像素子を有する撮像部と、前記撮像部とケーブルを介して一体的に接続された制御部とを有する撮像装置であって、
   前記撮像部は、
   前記制御部から送信された制御データのうち前記撮像素子を制御するための設定値を格納する第１のレジスタと、
   前記制御部から送信された制御データのうち前記撮像素子を制御するための設定値を前記撮像素子に設けられたレジスタに送信するか否かを示す情報に基づいて、前記第１のレジスタに格納された前記設定値を、前記撮像素子に設けられたレジスタに送信するか否かの制御を行う第１の通信回路と、
   を有することを特徴とする撮像装置。
2. 前記情報を格納する第２のレジスタ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。
3. 前記撮像部は、前記撮像部内の信号処理を行う信号処理回路と、
   前記制御部から送信された制御データのうち前記信号処理回路を制御するための設定値を格納する第３のレジスタと、
   前記制御部から送信された制御データのうち前記信号処理回路を制御するための設定値を前記信号処理回路に設けられたレジスタに送信するか否かを示す情報を格納する第４のレジスタと、
   前記第４のレジスタに格納された前記情報に基づいて、前記第３のレジスタに格納された前記設定値を、前記信号処理回路に設けられたレジスタに送信するか否かの制御を行う第２の通信回路と、
   を有することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
4. 前記第１の通信回路は、前記撮像素子のレジスタに設定された設定値を読み出し、前記第１のレジスタに格納された設定値と比較し、前記撮像素子のレジスタの設定値と、前記第１のレジスタの設定値とが一致していない場合、前記第１のレジスタに格納された設定値を前記撮像素子のレジスタに再設定し、
   前記第２の通信回路は、前記信号処理回路のレジスタに設定された設定値を読み出し、前記第３のレジスタに格納された設定値と比較し、前記信号処理回路のレジスタの設定値と、前記第３のレジスタの設定値とが一致していない場合、前記第３のレジスタに格納された設定値を前記信号処理回路のレジスタに再設定することを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
5. 前記第１の通信回路は、前記第１のレジスタに格納された設定値を前記撮像素子のレジスタに定期的に書き込むことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
6. 前記第２の通信回路は、前記第３のレジスタに格納された設定値を前記信号処理回路のレジスタに定期的に書き込むことを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
7. 請求項１に記載の撮像装置を備えることを特徴とする電子内視鏡システム。

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