WO2019171614A1 - 内視鏡および内視鏡の作動方法 - Google Patents

内視鏡および内視鏡の作動方法 Download PDF

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WO2019171614A1
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文行 大河
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オリンパス株式会社
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    • H04N23/00Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/50Constructional details
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    • H04N23/50Constructional details
    • H04N23/555Constructional details for picking-up images in sites, inaccessible due to their dimensions or hazardous conditions, e.g. endoscopes or borescopes

Definitions

  • the present invention relates to an endoscope and an operating method of the endoscope, and more particularly, to an endoscope including a solid-state imaging device and an operating method of the endoscope.
  • An endoscope system including an endoscope that captures an object inside a subject and an image processing device that generates an observation image of the object captured by the endoscope is widely used in the medical field, the industrial field, and the like. It is used.
  • CMOS image sensor As an endoscope in such an endoscope system, for example, a CMOS image sensor is used as a solid-state image sensor, and an endoscope that transmits an imaging signal output from the CMOS image sensor to an image processing apparatus at a subsequent stage.
  • Mirrors are widely known.
  • the above-described CMOS image sensor is generally driven by a predetermined control signal upon receiving a predetermined power supply.
  • nonvolatile memory for storing various information of the endoscope itself is mounted on a connector board disposed on the proximal end side of the insertion portion.
  • the nonvolatile memory stores, for example, individual variation data of the solid-state imaging device, an endoscope name used in the endoscope system, white balance data for correcting variation of the entire endoscope system, and the like. It has become.
  • an imaging unit including a solid-state imaging device fails, an imaging unit (including a solid-state imaging device) mounted on the endoscope is replaced. It may take. In this case, as the imaging unit is replaced, the solid-state imaging device mounted on the endoscope is also changed.
  • the present invention has been made in view of the above-described circumstances, and provides an endoscope and an operation method of the endoscope that can reduce the working time when the solid-state imaging device mounted on the endoscope is replaced. For the purpose.
  • An endoscope is provided with a first substrate disposed at a distal end portion of an insertion portion to be inserted into a subject, and a proximal end side from the first substrate, and is connected to the first substrate.
  • a controller electrically connected to the image sensor and the first non-volatile memory and capable of communicating with the image sensor and the first non-volatile memory; and a second substrate.
  • a second non-volatile memory capable of storing information and communicating with the controller, and the controller is stored in the first non-volatile memory when activated by receiving power supply.
  • Information is stored as backup information in the second nonvolatile memory separately from the second information or as a part of the second information, and upon receiving a request from a predetermined circuit unit, the second nonvolatile The first information stored in the memory is read and transmitted to the circuit unit.
  • the operation method of the endoscope includes a first substrate disposed at a distal end portion of an insertion portion to be inserted into a subject, a proximal end side from the first substrate, and the first substrate.
  • a second substrate connected to the substrate, an image sensor disposed on the first substrate, a first nonvolatile memory disposed on the first substrate and storing first information, and the second substrate
  • a controller that is electrically connected to the image sensor and the first non-volatile memory and is communicable with the image sensor and the first non-volatile memory; and the second substrate.
  • a second nonvolatile memory capable of storing second information and communicating with the controller, wherein the controller operates when the controller is activated by receiving power supply.
  • FIG. 1 is an external view showing a configuration of an endoscope system including an endoscope according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of an endoscope system including the endoscope according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a flowchart showing a procedure for replacing the solid-state imaging device in the endoscope according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration of an endoscope system including an endoscope according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a diagram showing a configuration of an endoscope system including an endoscope according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a diagram showing a configuration of an endoscope system including an endoscope according to the fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration of an endoscope system including an endoscope according to the fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is an external view showing a configuration of an endoscope system including an endoscope according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is an endoscope system including an endoscope according to the first embodiment. It is a figure which shows the electrical structure of.
  • an endoscope that has a solid-state imaging device (CMOS image sensor) and images a subject inside the subject will be described as an example.
  • CMOS image sensor solid-state imaging device
  • an endoscope system 1 having an endoscope according to the first embodiment observes and images a subject and outputs an imaging signal according to the endoscope 2 according to the present embodiment.
  • a video processor 3 connected to the endoscope 2 for inputting the imaging signal and performing predetermined image processing; a light source device 4 for supplying illumination light for illuminating the subject; and an imaging signal and the like are displayed.
  • a monitor 5 a monitor 5.
  • the endoscope 2 is disposed on the proximal end side of the insertion portion 6 in addition to the elongated insertion portion 6 inserted into the body cavity or the like of the subject, and is operated by being grasped by the operator.
  • the endoscope operating unit 10 is configured to have a universal cord 11 provided with one end so as to extend from the side of the endoscope operating unit 10.
  • the insertion portion 6 includes a rigid distal end portion 21 provided on the distal end side, a bendable bending portion 8 provided at the rear end of the distal end portion 21, and a long length provided at the rear end of the bending portion 8. And a flexible tube portion 9 having flexibility.
  • An objective optical system (not shown) including a lens for entering a subject image and an image sensor 24 (see FIG. 2) provided on an image forming surface of the objective optical system are provided at the distal end portion 21. To do.
  • a tip side substrate 22 including a circuit board such as an image sensor substrate 23 is disposed at the tip portion 21.
  • the image sensor substrate 23 and the first nonvolatile memory 26 described above are mounted on the image sensor substrate 23.
  • the tip side substrate 22 is referred to as a first substrate.
  • the image sensor 24 is a solid-state imaging device configured by a CMOS image sensor.
  • the image sensor 24 forms a predetermined imaging unit 25, photoelectrically converts the incident subject to generate a predetermined imaging signal, and outputs it to the subsequent stage (via the cable 51).
  • first non-volatile memory 26 unique information associated with the image sensor 24, for example, characteristic variation information, and information not updated (sensitivity information, pixel defect information, serial number of the image sensor 24, etc.) are stored in advance. (Remember). In the present embodiment, these pieces of information are referred to as first information.
  • the image sensor 24 and the first nonvolatile memory 26 are both mounted on the image sensor substrate 23, and the first information stored in the first nonvolatile memory 26 is always The image sensor 24 and the image sensor 24 are used as a set.
  • the endoscope 2 extends from the image sensor 24, and reaches the connector portion 41 through the insertion portion 6, the operation portion 10, and the universal cord 11 from the image sensor 24.
  • the cable 51 is provided.
  • a connector portion 41 is provided on the base end side of the universal cord 11, and the connector portion 41 is connected to the light source device 4 described above. That is, a base (not shown) serving as a connection end of a fluid conduit projecting from the tip of the connector part 41 and a light guide base (not shown) serving as an illumination light supply end are attached to and detached from the light source device 4. It is designed to be connected freely.
  • connection cable 13 is connected to the electrical contact portion provided on the side surface of the connector portion 41.
  • the connection cable 13 is provided with a signal line that transmits the imaging signal from the image sensor 24 in the endoscope 2, for example, which is transmitted via the cable 51, and the other end is the video processor 3. To be connected to.
  • the connector unit 41 includes a base-end controller 43 that controls the drive of the image sensor 24, a second nonvolatile memory 44 that stores predetermined information related to the endoscope 2, and various electrical devices.
  • a connector part substrate 42 on which a circuit, for example, an FPGA, a power supply regulator part and the like are mounted is disposed.
  • the proximal-side controller 43 is configured by a so-called FPGA (Field Programmable Gate Array), and performs various timing adjustments related to the image sensor 24 under the control of the image sensor control unit 31 in the video processor 3.
  • the proximal-side controller 43 receives an image signal from the image sensor 24 and performs a predetermined process, and then sends the image signal to the image sensor control unit 31 that is also an image processing unit in the video processor 3. ing.
  • the proximal-side controller 43 is electrically connected to the image sensor 24 and the first nonvolatile memory 26 disposed on the first substrate (tip-side substrate 22), and the image sensor 24 and the first nonvolatile memory
  • the communicable memory 26 is communicable.
  • the proximal-side controller 43 is operated by receiving power supply from the power supply unit 33 in the video processor 3.
  • the proximal-side controller 43 When receiving a request from a predetermined circuit such as an external device, for example, the memory control unit 32 in the video processor 3, the proximal-side controller 43 receives the first information stored in the second non-volatile memory 44 described later. Is read out and transmitted to the video processor 3.
  • the second nonvolatile memory 44 is communicably connected to the proximal controller 43.
  • the second non-volatile memory 44 is of a type having a larger memory capacity than the first non-volatile memory 26 disposed on the front-end substrate 22.
  • the second nonvolatile memory 44 stores unique information related to the endoscope 2, for example, a so-called scope ID, and image processing information (white balance or the like) for correcting variations in the entire endoscope system. Such information is stored (stored). In the present embodiment, these pieces of information are referred to as second information.
  • the second nonvolatile memory 44 controls the first nonvolatile memory under the control of the proximal-side controller 43.
  • the first information stored in the memory 26 is stored in the second nonvolatile memory 44 as backup information, separately from the second information or as a part of the second information.
  • the first information stored as the backup information in the second nonvolatile memory 44 is stored in the base end side when the base end controller 43 receives a request from the memory control unit 32 in the video processor 3, for example.
  • the data is read by the controller 43 and transmitted to the video processor 3 under the control of the proximal controller 43.
  • the video processor 3 to which the endoscope 2 of the present embodiment is connected includes an image sensor control unit 31, a memory control unit 32, and a power supply unit 33.
  • the image sensor control unit 31 is connected to the proximal-side controller 43 disposed in the connector portion 41 of the endoscope 2, and various signals for driving and controlling the image sensor 24 with respect to the proximal-side controller 43. , And predetermined image processing is performed on the imaging signal from the image sensor 24.
  • the memory control unit 32 is connected to the proximal-side controller 43 and the second nonvolatile memory 44, and controls the proximal-side controller 43 to read out the first information stored in the second nonvolatile memory 44. It has become.
  • the power supply unit 33 has a function as a power source of each circuit unit in the video processor 3, and each circuit unit in the endoscope 2 (the circuit unit in the connector unit 41 such as the proximal-end controller 43 and the image sensor in the distal end unit 21. 24, etc.) as a power source.
  • each circuit part in the endoscope 2 such as the proximal-side controller 43 and the image sensor 24 is activated upon receiving power supply from the power supply part 33.
  • the video processor 3 and the endoscope 2 are provided with regulators, and each circuit unit in the video processor 3 or each circuit unit in the endoscope 2 is supplied with the regulator supplied with power from the power supply unit 33.
  • the power supply voltage according to the above may be generated.
  • FIG. 3 is a flowchart showing a procedure for exchanging the solid-state imaging device in the endoscope of the first embodiment.
  • the first non-volatile disposed on the distal end side substrate 22 is controlled by the proximal end side controller 43 disposed on the connector portion substrate 42 of the endoscope 2.
  • the first information stored in the memory 26 is stored as backup information in the second nonvolatile memory 44 disposed on the connector part substrate 42 (step S1).
  • the proximal-side controller 43 when the proximal-side controller 43 is activated upon receiving power supply from the video processor 3, the first information stored in the first nonvolatile memory 26 is read out, and the first information is read out.
  • Backup information is stored in the second nonvolatile memory 44 separately from the second information or as a part of the second information (step S1).
  • the proximal-side controller 43 receives a request to provide the first information from the memory control unit 32 in the video processor 3 (step S2), the proximal-side controller 43 receives the second nonvolatile memory 44.
  • the first information stored as backup information is read out and transmitted to the video processor 3 (step S3).
  • the unique information (second information) related to the endoscope 2 is stored in the connector part substrate 42 in the connector part 41 of the endoscope 2.
  • the first non-volatile memory 26 storing only unique information (first information) associated with the image sensor 24 is imaged on the distal-side substrate 22 in the distal end portion 21 of the endoscope 2.
  • An image sensor substrate 23 arranged with the sensor 24 was provided.
  • the proximal-side controller 43 in the connector section 41 When the proximal-side controller 43 in the connector section 41 is activated by receiving power supply from the video processor 3, the second information stored in the first nonvolatile memory 26 is used as backup information, and the second information is stored. It is stored in the second nonvolatile memory 44 separately from the information or as part of the second information, and when the first information is requested from the video processor 3, it is not the first nonvolatile memory 26. The first information backed up and stored in the second nonvolatile memory 44 is transmitted to the video processor 3.
  • the image sensor substrate 23 in which the first nonvolatile memory 26 storing only the unique information (first information) associated with the image sensor 24 is arranged together with the image sensor 24 is provided at the distal end portion 21 of the endoscope 2.
  • the first information is always backed up in the second non-volatile memory 44 arranged on the connector part substrate 42 on the proximal end side of the endoscope 2 (always when the endoscope 2 is activated)
  • the video processor 3 as well, it is ensured that the first information, which is unique information of the image sensor 24, is accurately acquired at a desired timing, while the imaging unit (image sensor 24) is repaired, for example.
  • the endoscope 2 of the present embodiment it is not necessary to write the unique information associated with the image sensor 24 in the memory on the connector unit 41 side every time the image sensor 24 is replaced, so that the repair time is shortened. be able to.
  • the connector unit 41 is used for repair. Since it is not necessary to rewrite the unique information related to the image sensor 24 in the side memory, the repair time can be shortened.
  • the first information that is the unique information of the image sensor 24 is acquired only at the timing requested from the video processor 3 (that is, at the desired timing from the external device).
  • the first information can be obtained by avoiding the timing at which external noise such as an electric knife occurs, and the influence of the disturbance noise can be reduced.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration of an endoscope system including an endoscope according to the second embodiment of the present invention.
  • the endoscope system 201 having the endoscope 202 of the second embodiment has the same basic configuration as that of the first embodiment, but is different from the endoscope 2 of the first embodiment. Only the mounting method of the first nonvolatile memory on the sensor substrate is different.
  • the endoscope according to the first embodiment described above mounts the image sensor 24 having the imaging unit 25 on the image sensor substrate 23 disposed on the distal-end-side substrate 22 that is the first substrate, and the image sensor.
  • the first nonvolatile memory 26 is mounted on the substrate 23 as an IC package separate from the image sensor 24.
  • the endoscope 202 of the second embodiment has an image pickup unit 225 on an image sensor substrate 223 disposed on a distal end side substrate 222 that is a first substrate.
  • the point of mounting the sensor 224 is the same as that of the first embodiment, the endoscope 202 of the second embodiment includes the first nonvolatile memory 226 on the image sensor substrate 223. It is characterized by being stacked and mounted on.
  • FIG. 5 is a diagram showing a configuration of an endoscope system including an endoscope according to the third embodiment of the present invention.
  • An endoscope system 301 having an endoscope 302 according to the third embodiment has the same basic configuration as that of the first embodiment, but is different from the endoscope 2 according to the first embodiment. Only the mounting method of the first nonvolatile memory on the sensor substrate is different.
  • the endoscope 302 mounts an image sensor 324 having an imaging unit 325 on an image sensor substrate 323 disposed on a distal end side substrate 322 that is a first substrate.
  • the endoscope 302 of the third embodiment is provided with a first nonvolatile memory 326 on the image sensor substrate 323 inside the image sensor 324. It is characterized by that.
  • FIG. 6 is a diagram showing a configuration of an endoscope system including an endoscope according to the fourth embodiment of the present invention.
  • An endoscope system 401 having an endoscope 402 according to the fourth embodiment has the same basic configuration as that of the first embodiment, but various types of the endoscope system 401 are different from the endoscope 2 according to the first embodiment. The only difference is that the optical communication 61 is used instead of the cable 51 for transmitting signals.
  • the distal end side substrate 22 and the connector portion substrate 42 are connected by the cable 51.
  • the endoscope 402 of the fourth embodiment also has a distal-end substrate 422 that has the same configuration as the distal-end substrate 22 in the first embodiment, as shown in FIG. That is, the endoscope 402 has the image sensor 424 having the imaging unit 425 mounted on the image sensor substrate 423 at the distal end portion 21, and the first nonvolatile memory 426 is mounted on the image sensor substrate 423. It is mounted as an IC package separate from 424.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration of an endoscope system including an endoscope according to the fifth embodiment of the present invention.
  • An endoscope system 501 having an endoscope 502 of the fifth embodiment has the same basic configuration as that of the first embodiment, but is different from the endoscope 2 of the first embodiment in terms of connectors. Only the configuration in the base end side controller 43 in the unit 41 is different.
  • a proximal-side controller 543 is disposed on the connector portion substrate 42.
  • the proximal-side controller 543 is also configured by a so-called FPGA (Field Programmable Gate Array) in the fifth embodiment, and receives the control of the image sensor control unit 31 in the video processor 3 to receive the image sensor.
  • the controller unit 543a for performing various timing adjustments related to 24 is formed.
  • the controller unit 543a in the proximal-side controller 543 inputs an image pickup signal from the image sensor 24 and performs predetermined processing, and then sends it to the image sensor control unit 31 that is also an image processing unit in the video processor 3. It is supposed to be.
  • controller unit 543a in the proximal-side controller 543 is electrically connected to the image sensor 24 and the first nonvolatile memory 26 disposed on the first substrate (tip-side substrate 22), and the image sensor 24 And it is comprised so that communication with respect to the 1st non-volatile memory 26 is possible.
  • proximal-side controller 543 is also operated by receiving power supply from the power supply unit 33 in the video processor 3 also in the fifth embodiment.
  • the proximal-side controller 543 in the fifth embodiment forms a RAM 543b connected to an external device, for example, the memory control unit 32 in the video processor 3.
  • the controller unit 543a When the RAM 543b receives a request from the video processor 3, the controller unit 543a reads the first information stored in the second nonvolatile memory 44 similar to that of the first embodiment, and stores the RAM 543b. The video data is transmitted to the video processor 3 via the network.
  • the RAM 543b functions as a so-called cache memory, so that the access time (data acquisition time) for the second and subsequent times can be shortened when the same data is accessed a plurality of times.
  • the proximal-side controller 43 and the second nonvolatile memory 44 disposed on the connector portion substrate 42 that is the second substrate are disposed on the connector portion 41.
  • the present invention is not limited to this. Alternatively, it may be disposed in the operation unit 10.
  • the base end side controller 43 and the second non-volatile memory 44 are not only the connector portion 41 that is the base end side of the signal line extending from the front end side substrate 22 but also the base end side of the signal line. It may be disposed in the operation unit 10.
  • an endoscope and an operation method of the endoscope that can reduce the work time when the solid-state imaging device mounted on the endoscope is replaced.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various changes and modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
  • the present invention can be applied to some configurations in the embodiments. It shall be included in the invention.

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Abstract

先端部(21)の先端側基板(22)に、イメージセンサ(24)に係る第1情報を記憶する第1不揮発性メモリ(26)を配設し、コネクタ部基板(42)に、コントローラ(43)と、第1情報をバックアップする第2不揮発性メモリ(44)とを配設し、コントローラ(43)は、電力供給を受けて起動した際に、第1不揮発性メモリ(26)に記憶されている第1情報を読み出して第2不揮発性メモリ(44)にバックアップとして記憶し、ビデオプロセッサ(3)からの要求を受けた際に、第2不揮発性メモリ(44)に記憶された当該第1情報を読み出してビデオプロセッサ(3)に対して送信する。

Description

内視鏡および内視鏡の作動方法
 本発明は、内視鏡および内視鏡の作動方法に関し、特に、固体撮像素子を備える内視鏡および内視鏡の作動方法に関する。
 被検体の内部の被写体を撮像する内視鏡、及び、内視鏡により撮像された被写体の観察画像を生成する画像処理装置等を具備する内視鏡システムが、医療分野及び工業分野等において広く用いられている。
 このような内視鏡システムにおける内視鏡としては、固体撮像素子として、例えばCMOSイメージセンサを採用し、このCMOSイメージセンサから出力される撮像信号を後段の画像処理装置に対して伝送する内視鏡が広く知られている。上述したCMOSイメージセンサは、一般に、所定の電源の供給を受け、所定の制御信号により駆動されるようになっている。
 また近年、この種の内視鏡においては、挿入部の基端側に配設されたコネクタ基板上に、当該内視鏡自身の諸情報を格納する不揮発メモリを搭載する例が知られている(日本国特開2016-116750号公報)。この不揮発メモリには、例えば、固体撮像素子の個体ばらつきデータ、内視鏡システムで使用する内視鏡名称、内視鏡システム全体のばらつきを補正するためのホワイトバランスデータ等が格納されるようになっている。
 ところで、上述の如き内視鏡を含む内視鏡システムにおいては、例えば、固体撮像素子を含む撮像ユニットが故障した場合等、内視鏡に搭載する撮像ユニット(固体撮像素子を含む)の交換を要する場合がある。この場合、撮像ユニットを交換することに伴い、当該内視鏡に搭載される固体撮像素子も改まることになる。
 そして、この撮像ユニットの交換の際には、上記コネクタ基板上の上述した不揮発メモリに、当該撮像ユニットにおける新たな固体撮像素子に係る個体ばらつきデータ等を再度、書き込みをする必要があるが、これが手間となっていた。
 本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、内視鏡に搭載した固体撮像素子を交換する場合における作業時間を短縮することができる内視鏡および内視鏡の作動方法を提供することを目的とする。
 本発明の一態様の内視鏡は、被検体に挿入する挿入部における先端部に配設された第1基板と、前記第1基板より基端側に配設され、当該第1基板と接続された第2基板と、前記第1基板に配設されたイメージセンサと、前記第1基板に配設され、第1情報を記憶した第1不揮発性メモリと、前記第2基板に配設され、前記イメージセンサおよび前記第1不揮発性メモリに対して電気的に接続され、当該イメージセンサおよび前記第1不揮発性メモリに対して通信可能なコントローラと、前記第2基板に配設され、第2情報を記憶する共に、前記コントローラと通信可能な第2不揮発性メモリと、を有し、前記コントローラは、電力供給を受けて起動した際に、前記第1不揮発性メモリに記憶されている前記第1情報を読み出して、当該第1情報をバックアップ情報として、前記第2情報とは別にまたは当該第2情報の一部として前記第2不揮発性メモリに記憶し、所定の回路部からの要求を受けた際に、前記第2不揮発性メモリに記憶された前記第1情報を読み出して当該回路部に対して送信する。
 本発明の一態様の内視鏡の作動方法は、被検体に挿入する挿入部における先端部に配設された第1基板と、前記第1基板より基端側に配設され、当該第1基板と接続された第2基板と、前記第1基板に配設されたイメージセンサと、前記第1基板に配設され、第1情報を記憶した第1不揮発性メモリと、前記第2基板に配設され、前記イメージセンサおよび前記第1不揮発性メモリに対して電気的に接続され、当該イメージセンサおよび前記第1不揮発性メモリに対して通信可能なコントローラと、前記第2基板に配設され、第2情報を記憶する共に、前記コントローラと通信可能な第2不揮発性メモリと、を有する内視鏡の作動方法であって、前記コントローラが、電力供給を受けて起動した際に、前記第1不揮発性メモリに記憶されている前記第1情報を読み出す第1情報読出ステップと、前記コントローラが、前記第1情報読出ステップにおいて読み出した前記第1情報をバックアップ情報として、前記第2情報とは別にまたは当該第2情報の一部として前記第2不揮発性メモリに記憶する第1情報バックアップステップと、前記コントローラが、所定の回路部からの要求を受けた際に、前記第2不揮発性メモリに記憶された前記第1情報を読み出して当該回路部に対して送信する第1情報送信ステップと、を有する。
図1は、本発明の第1の実施形態の内視鏡を含む内視鏡システムの構成を示す外観図である。 図2は、第1の実施形態の内視鏡を含む内視鏡システムの構成を示す図である。 図3は、第1の実施形態の内視鏡において、固体撮像素子を交換する際の手順を示したフローチャートである。 図4は、本発明の第2の実施形態の内視鏡を含む内視鏡システムの構成を示す図である。 図5は、本発明の第3の実施形態の内視鏡を含む内視鏡システムの構成を示す図である。 図6は、本発明の第4の実施形態の内視鏡を含む内視鏡システムの構成を示す図である。 図7は、本発明の第5の実施形態の内視鏡を含む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を説明する。
 <第1の実施形態>
 図1は、本発明の第1の実施形態の内視鏡を含む内視鏡システムの構成を示す外観図であり、図2は、第1の実施形態の内視鏡を含む内視鏡システムの電気的な構成を示す図である。
 なお、本実施形態においては、内視鏡として、固体撮像素子(CMOSイメージセンサ)を有し被検体の内部の被写体を撮像する内視鏡を例に挙げて説明する。
 図1、図2に示すように、本第1の実施形態の内視鏡を有する内視鏡システム1は、被検体の観察し撮像し撮像信号を出力する本実施形態に係る内視鏡2と、当該内視鏡2に接続され前記撮像信号を入力し所定の画像処理を施すビデオプロセッサ3と、被検体を照明するための照明光を供給する光源装置4と、撮像信号等を表示するモニタ5とを有している。
 図1に示すように、内視鏡2は、被検体の体腔内等に挿入される細長の挿入部6の他、挿入部6の基端側に配設され術者が把持して操作を行う内視鏡操作部10と、内視鏡操作部10の側部から延出するように一方の端部が設けられたユニバーサルコード11と、を有して構成されている。
 <先端部21>
 挿入部6は、先端側に設けられた硬質の先端部21の他、先端部21の後端に設けられた湾曲自在の湾曲部8と、湾曲部8の後端に設けられた長尺かつ可撓性を有する可撓管部9と、を有して構成されている。
 先端部21には、被写体像を入光するレンズを含む対物光学系(図示せず)と、当該対物光学系における結像面に配設されたイメージセンサ24(図2参照)とを配設する。
 <第1基板:先端側基板22>
 また先端部21には、図2に示すように、イメージセンサ基板23等の回路基板を備える先端側基板22が配設されている。本実施形態においてこのイメージセンサ基板23には、上述したイメージセンサ24および第1不揮発性メモリ26が実装されている。なお、本実施形態において先端側基板22を第1基板という。
 <イメージセンサ24>
 イメージセンサ24は、本実施形態においてはCMOSイメージセンサにより構成される固体撮像素子である。イメージセンサ24は所定の撮像部25を形成し、入光した被写体を光電変換し所定の撮像信号を生成し、後段に向けて(ケーブル51を経由して)出力するようになっている。
 <第1不揮発性メモリ26>
 第1不揮発性メモリ26には、予め、イメージセンサ24と紐づいた固有情報、例えば、特性のばらつき情報、および更新しない情報(感度情報、画素欠陥情報、イメージセンサ24のシリアルナンバ等)が格納(記憶)されるようになっている。なお、本実施形態において、これらの情報を第1情報という。
 ここで、本実施形態においては、イメージセンサ基板23上にはイメージセンサ24と第1不揮発性メモリ26とが共に実装され、また、第1不揮発性メモリ26に格納される第1情報は、常にイメージセンサ24とセットで運用されるようになっている。
 また図1、図2に示すように、内視鏡2は、イメージセンサ24から延出され、当該イメージセンサ24から挿入部6、前記操作部10、ユニバーサルコード11を経て、コネクタ部41に至るまで配設されたケーブル51を備える。
 <コネクタ部41>
 一方、図1に示すように、前記ユニバーサルコード11の基端側にはコネクタ部41が設けられ、当該コネクタ部41は上述した光源装置4に接続されるようになっている。すなわち、コネクタ部41の先端から突出する流体管路の接続端部となる口金(図示せず)と、照明光の供給端部となるライトガイド口金(図示せず)とは光源装置4に着脱自在で接続されるようになっている。
 さらに、前記コネクタ部41の側面に設けた電気接点部には接続ケーブル13の一端が接続されるようになっている。そして、この接続ケーブル13には、ケーブル51を経由して伝送された、例えば内視鏡2におけるイメージセンサ24からの撮像信号を伝送する信号線が内設され、また、他端はビデオプロセッサ3に接続されるようになっている。
 <第2基板:コネクタ部基板42>
 図2に戻って、前記コネクタ部41には、イメージセンサ24の駆動制御を行う基端側コントローラ43、内視鏡2に関する所定の情報を記憶する第2不揮発性メモリ44の他、種々の電気回路、例えば、FPGA、電源レギュレータ部等を実装するコネクタ部基板42が配設される。
 <基端側コントローラ43>
 基端側コントローラ43は、本実施形態においては、いわゆるFPGA(Field Programmable Gate Array)により構成され、ビデオプロセッサ3におけるイメージセンサ制御部31の制御を受けてイメージセンサ24に係る各種タイミング調整を行う。また基端側コントローラ43は、当該イメージセンサ24からの撮像信号を入力して所定の処理を施した後、ビデオプロセッサ3における画像処理部でもあるイメージセンサ制御部31に対して送出するようになっている。
 また基端側コントローラ43は、前記第1基板(先端側基板22)に配設されたイメージセンサ24および第1不揮発性メモリ26に対して電気的に接続され、当該イメージセンサ24および第1不揮発性メモリ26に対して通信可能に構成されている。
 さらに基端側コントローラ43は、本実施形態においては、ビデオプロセッサ3における電源部33からの電力供給を受けて稼働するようになっている。
 なお基端側コントローラ43は、外部装置等の所定回路、例えば前記ビデオプロセッサ3におけるメモリ制御部32からの要求を受けた際に、後述する第2不揮発性メモリ44に記憶された前記第1情報を読み出して当該ビデオプロセッサ3に対して送信するようになっている。
 <第2不揮発性メモリ44>
 第2不揮発性メモリ44は、基端側コントローラ43と通信可能に接続される。また、本実施形態において第2不揮発性メモリ44は、先端側基板22に配設された前記第1不揮発性メモリ26よりメモリ容量の大きなタイプが採用される。
 そして第2不揮発性メモリ44は、当該内視鏡2に係る固有情報、例えば、いわゆるスコープIDが格納される他、内視鏡システム全体のばらつきを補正するための画像処理情報(ホワイトバランス等)等の情報が格納(記憶)されるようになっている。なお、本実施形態において、これらの情報を第2情報という。
 また、基端側コントローラ43がビデオプロセッサ3からの電力供給を受けて起動した際に本実施形態において第2不揮発性メモリ44は、当該基端側コントローラ43の制御下に、前記第1不揮発性メモリ26に格納されている前記第1情報をバックアップ情報として、前記第2情報とは別にまたは当該第2情報の一部として、当該第2不揮発性メモリ44に記憶するようになっている。
 そして、第2不揮発性メモリ44にバックアップ情報として記憶された前記第1情報は、前記基端側コントローラ43が、例えばビデオプロセッサ3におけるメモリ制御部32からの要求を受けた際に当該基端側コントローラ43によって読み出され、基端側コントローラ43の制御下にビデオプロセッサ3に対して送信されるようになっている。
 一方、図2に示すように、本実施形態の内視鏡2が接続されるビデオプロセッサ3は、イメージセンサ制御部31、メモリ制御部32、電源部33を備える。
 イメージセンサ制御部31は、内視鏡2のコネクタ部41に配設された前記基端側コントローラ43に接続され、基端側コントローラ43に対して、イメージセンサ24を駆動制御するための諸信号を送出すると共に、イメージセンサ24からの撮像信号に対して所定の画像処理を施すようになっている。
 メモリ制御部32は、基端側コントローラ43および第2不揮発性メモリ44に接続され、第2不揮発性メモリ44に記憶された前記第1情報を読み出すよう前記基端側コントローラ43を制御するようになっている。
 電源部33は、ビデオプロセッサ3における各回路部の電源としての機能を有すると共に、内視鏡2における各回路部(基端側コントローラ43等のコネクタ部41における回路部および先端部21におけるイメージセンサ24等の回路部)の電源としての機能を有する。
 そして、基端側コントローラ43、イメージセンサ24等の内視鏡2における各回路部は、この電源部33からの電源供給を受けて起動するようになっている。
 なお、ビデオプロセッサ3と内視鏡2とにそれぞれレギュレータを設け、電源部33からの電源の供給を受けた当該レギュレータにより、ビデオプロセッサ3における各回路部、または、内視鏡2における各回路部に係る電源電圧を生成するようにしてもよい。
 <本実施形態の作用>
 次に本第1の実施形態の内視鏡の作用について図3を参照して説明する。
 図3は、第1の実施形態の内視鏡において、固体撮像素子を交換する際の手順を示したフローチャートである。
 図3に示すように、本実施形態においては、まず内視鏡2のコネクタ部基板42に配設された基端側コントローラ43の制御により、先端側基板22に配設された第1不揮発性メモリ26に格納された第1情報を、コネクタ部基板42に配設された第2不揮発性メモリ44にバックアップ情報として記憶する(ステップS1)。
 具体的には、基端側コントローラ43がビデオプロセッサ3からの電力供給を受けて起動した際に、前記第1不揮発性メモリ26に格納されている第1情報を読み出して、当該第1情報をバックアップ情報として、前記第2情報とは別にまたは当該第2情報の一部として当該第2不揮発性メモリ44に記憶する(ステップS1)。
 次に、基端側コントローラ43が、ビデオプロセッサ3におけるメモリ制御部32からの第1情報を提供するよう要求を受けると(ステップS2)、当該基端側コントローラ43は、第2不揮発性メモリ44にバックアップ情報として記憶している前記第1情報を読み出し、ビデオプロセッサ3に対して送信する(ステップS3)。
 <本実施形態の効果>
 以上説明したように本第1の実施形態の内視鏡では、内視鏡2のコネクタ部41におけるコネクタ部基板42に、内視鏡2に係る固有情報(第2情報)を記憶する第2不揮発性メモリ44を設ける一方で、内視鏡2の先端部21における先端側基板22に、イメージセンサ24と紐づいた固有情報(第1情報)のみを格納する第1不揮発性メモリ26をイメージセンサ24と共に配したイメージセンサ基板23を設けた。
 そして、コネクタ部41における基端側コントローラ43がビデオプロセッサ3からの電力供給を受けて起動した際に、第1不揮発性メモリ26に格納されている前記第1情報をバックアップ情報として,前記第2情報とは別にまたは当該第2情報の一部として第2不揮発性メモリ44に記憶するようにし、かつ、ビデオプロセッサ3から第1情報が要求された際には、第1不揮発性メモリ26ではなく第2不揮発性メモリ44にバックアップ記憶した第1情報をビデオプロセッサ3に対して送信するようにした。
 このように、イメージセンサ24と紐づいた固有情報(第1情報)のみを格納する第1不揮発性メモリ26をイメージセンサ24と共に配したイメージセンサ基板23を内視鏡2の先端部21に設けると共に、当該第1情報は、常に(内視鏡2の起動時に常に)内視鏡2の基端側であるコネクタ部基板42に配した第2不揮発性メモリ44にバックアップするようにしたので、ビデオプロセッサ3においても、イメージセンサ24の固有情報である第1情報を所望のタイミングにおいて的確に取得することが担保される一方で、例えば、撮像ユニット(イメージセンサ24)を修理する場合であっても、先端部21におけるイメージセンサ基板23を交換するだけでこと足り、短時間で修理をすることができる。
 また、本実施形態の内視鏡2においては、イメージセンサ24の交換のたびに当該イメージセンサ24と紐づいた固有情報をコネクタ部41側のメモリに書き込む必要がないので、修理時間を短縮することができる。
 すなわち、交換された新たなイメージセンサ基板23には、新たなイメージセンサ24およびその第1情報を格納する新たな第1不揮発性メモリ26が実装されていることから、修理の際、コネクタ部41側のメモリにイメージセンサ24に係る固有情報を再度書き込む必要が無いため、修理時間を短縮することができる。
 また、本実施形態の内視鏡2では、ビデオプロセッサ3から要求するタイミングにおいてのみイメージセンサ24の固有情報である第1情報を取得するようにしたので(すなわち、外部装置からの所望のタイミングにおいてのみ第1情報を取得するようにしたので)、例えば、電気メス等の外部ノイズが発生するタイミングを避けて第1情報を取得することができ、これら外乱ノイズの影響を軽減することができる。
 <第2の実施形態>
 次に、本発明の第2の実施形態について説明する。
 図4は、本発明の第2の実施形態の内視鏡を含む内視鏡システムの構成を示す図である。 
 第2の実施形態の内視鏡202を有する内視鏡システム201は、基本的な構成は第1の実施形態と同様であるが、第1の実施形態の内視鏡2に対して、イメージセンサ基板上における第1不揮発性メモリの実装の仕方のみを異にする。
 したがって、ここでは第1の実施形態との差異のみの説明にとどめ、共通する部分の説明については省略する。
 上述した第1の実施形態の内視鏡は、第1基板である先端側基板22に配設されたイメージセンサ基板23上において、撮像部25を有するイメージセンサ24を実装し、かつ、イメージセンサ基板23上において第1不揮発性メモリ26を、イメージセンサ24とは別体のICパッケージとして実装することを特徴とする。
 これに対して第2の実施形態の内視鏡202は、図4に示すように、第1基板である先端側基板222に配設されたイメージセンサ基板223上において、撮像部225を有するイメージセンサ224を実装する点においては第1の実施形態と同様であるが、当該第2の実施形態の内視鏡202は、イメージセンサ基板223上において、第1不揮発性メモリ226を当該イメージセンサ224に積層して実装することを特徴とする。
 その他の構成、作用効果については第1の実施形態と同様であり、例えば、撮像ユニット(イメージセンサ224)を修理する場合であっても、先端部21におけるイメージセンサ基板223を交換するだけでこと足り、短時間で修理をすることができる。
 <第3の実施形態>
 次に、本発明の第3の実施形態について説明する。
 図5は、本発明の第3の実施形態の内視鏡を含む内視鏡システムの構成を示す図である。 
 第3の実施形態の内視鏡302を有する内視鏡システム301は、基本的な構成は第1の実施形態と同様であるが、第1の実施形態の内視鏡2に対して、イメージセンサ基板上における第1不揮発性メモリの実装の仕方のみを異にする。
 したがって、ここでは第1の実施形態との差異のみの説明にとどめ、共通する部分の説明については省略する。
 第3の実施形態の内視鏡302は、図5に示すように、第1基板である先端側基板322に配設されたイメージセンサ基板323上において、撮像部325を有するイメージセンサ324を実装する点においては第1の実施形態と同様であるが、当該第3の実施形態の内視鏡302は、イメージセンサ基板323上において、第1不揮発性メモリ326を当該イメージセンサ324の内部に設けたことを特徴とする。
 その他の構成、作用効果については第1の実施形態と同様であり、例えば、撮像ユニット(イメージセンサ324)を修理する場合であっても、先端部21におけるイメージセンサ基板323を交換するだけでこと足り、短時間で修理をすることができる。
 <第4の実施形態>
 次に、本発明の第4の実施形態について説明する。
 図6は、本発明の第4の実施形態の内視鏡を含む内視鏡システムの構成を示す図である。 
 第4の実施形態の内視鏡402を有する内視鏡システム401は、基本的な構成は第1の実施形態と同様であるが、第1の実施形態の内視鏡2に対して、各種信号を伝送するケーブル51の代わりに光通信61を採用した点のみを異にする。
 したがって、ここでは第1の実施形態との差異のみの説明にとどめ、共通する部分の説明については省略する。
 上述した第1の実施形態の内視鏡2は、先端側基板22とコネクタ部基板42とをケーブル51で接続したが、第4の実施形態402は、先端側基板422とコネクタ部基板42と光通信61で接続することを特徴とする。
 なお、第4の実施形態の内視鏡402においても、図6に示すように、第1の実施形態における先端側基板22と同様の構成をなす先端側基板422を有する。すなわち、内視鏡402は、先端部21において、イメージセンサ基板423上において、撮像部425を有するイメージセンサ424を実装し、かつ、イメージセンサ基板423上において第1不揮発性メモリ426を、イメージセンサ424とは別体のICパッケージとして実装する。
 その他の構成、作用効果については第1の実施形態と同様であり、例えば、撮像ユニット(イメージセンサ424)を修理する場合であっても、先端部21におけるイメージセンサ基板423を交換するだけでこと足り、短時間で修理をすることができる。
 <第5の実施形態>
 次に、本発明の第5の実施形態について説明する。
 図7は、本発明の第5の実施形態の内視鏡を含む内視鏡システムの構成を示す図である。 
 第5の実施形態の内視鏡502を有する内視鏡システム501は、基本的な構成は第1の実施形態と同様であるが、第1の実施形態の内視鏡2に対して、コネクタ部41における基端側コントローラ43内の構成のみを異にする。
 したがって、ここでは第1の実施形態との差異のみの説明にとどめ、共通する部分の説明については省略する。
 第5の実施形態の内視鏡502は、図7に示すように、コネクタ部基板42上に基端側コントローラ543を配設する。
 第5の実施形態において基端側コントローラ543は、本第5の実施形態においても、いわゆるFPGA(Field Programmable Gate Array)により構成され、ビデオプロセッサ3におけるイメージセンサ制御部31の制御を受けてイメージセンサ24に係る各種タイミング調整を行うコントローラ部543aを形成する。
 この基端側コントローラ543におけるコントローラ部543aは、当該イメージセンサ24からの撮像信号を入力して所定の処理を施した後、ビデオプロセッサ3における画像処理部でもあるイメージセンサ制御部31に対して送出するようになっている。
 さらに基端側コントローラ543におけるコントローラ部543aは、前記第1基板(先端側基板22)に配設されたイメージセンサ24および第1不揮発性メモリ26に対して電気的に接続され、当該イメージセンサ24および第1不揮発性メモリ26に対して通信可能に構成されている。
 さらに基端側コントローラ543は、本第5の実施形態においても、ビデオプロセッサ3における電源部33からの電力供給を受けて稼働するようになっている。
 一方、第5の実施形態における基端側コントローラ543は、外部装置、例えば前記ビデオプロセッサ3におけるメモリ制御部32と接続されたRAM543bを形成する。
 そして、前記コントローラ部543aは、RAM543bがビデオプロセッサ3からの要求を受けた際に、第1の実施形態と同様の第2不揮発性メモリ44に記憶された前記第1情報を読み出して、RAM543bを経由して当該ビデオプロセッサ3に対して送信するようになっている。
 このとき、RAM543bにはビデオプロセッサ3からアクセスされたデータが記憶される。ビデオプロセッサ3が再度同じデータをアクセスした際には、コントローラ部543aは、第2不揮発性メモリ44からこのデータを読むのではなく、RAM543bにすでに記憶されているこのデータを読み出して、ビデオプロセッサ3へ送信する。RAM543bは、いわゆるキャッシュメモリとして機能することで、同じデータを複数回アクセスする際において、2回目以降のアクセス時間(データの取得時間)を短縮することができる。
 その他の構成、作用効果については第1の実施形態と同様であり、例えば、撮像ユニット(イメージセンサ24)を修理する場合であっても、先端部21におけるイメージセンサ基板23を交換するだけでこと足り、短時間で修理をすることができる。
 上述した各実施形態では、第2基板であるコネクタ部基板42に配設した基端側コントローラ43および第2不揮発性メモリ44は、コネクタ部41に配設するものとしたが、これに限らず、操作部10内に配設するものであってもよい。
 すなわち、これら基端側コントローラ43および第2不揮発性メモリ44は、先端側基板22から延出する信号線の基端側であるコネクタ部41のみならず、同じく当該信号線の基端側である操作部10内に配設されるものであってもよい。
 本発明によれば、内視鏡に搭載した固体撮像素子を交換する場合における作業時間を短縮することができる内視鏡および内視鏡の作動方法を提供することができる。
 また、上記実施形態では、本発明の実施形態として内視鏡を含む内視鏡システムの構成を例に挙げたが、本発明はこれに限らず、本発明は画像処理機能と有する他の撮像システムに対しても適用することができる。
 さらに、本発明は、上記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、改変等が可能であり、例えば、実施形態における一部の構成についても本発明に含まれるものとする。
 本出願は、2018年3月6日に日本国に出願された特願2018-40158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 (10)

  1.  被検体に挿入する挿入部における先端部に配設された第1基板と、
     前記第1基板より基端側に配設され、当該第1基板と接続された第2基板と、
     前記第1基板に配設されたイメージセンサと、
     前記第1基板に配設され、第1情報を記憶した第1不揮発性メモリと、
     前記第2基板に配設され、前記イメージセンサおよび前記第1不揮発性メモリに対して電気的に接続され、当該イメージセンサおよび前記第1不揮発性メモリに対して通信可能なコントローラと、
     前記第2基板に配設され、第2情報を記憶する共に、前記コントローラと通信可能な第2不揮発性メモリと、
     を有し、
     前記コントローラは、
     電力供給を受けて起動した際に、前記第1不揮発性メモリに記憶されている前記第1情報を読み出して、当該第1情報をバックアップ情報として、前記第2情報とは別にまたは当該第2情報の一部として前記第2不揮発性メモリに記憶し、
     所定の回路部からの要求を受けた際に、前記第2不揮発性メモリに記憶された前記第1情報を読み出して当該回路部に対して送信する
     ことを特徴とする内視鏡。
  2.  前記所定の回路部は、前記内視鏡が接続された際、当該内視鏡に対して所定の電力を供給すると共に当該内視鏡との間で所定情報の送受信を可能とするプロセッサ装置であり、
     前記コントローラは、
     前記プロセッサ装置からの電力供給を受けて起動した際に、前記第1不揮発性メモリに記憶されている前記第1情報を読み出してバックアップ情報として前記第2不揮発性メモリに記憶し、
     前記プロセッサ装置から前記第1情報を送信するよう要求を受けた際に、前記第2不揮発性メモリに記憶された前記第1情報を読み出して当該プロセッサ装置に対して送信する
     ことを特徴とする請求項1に記載の内視鏡。
  3.  前記プロセッサ装置と接続されるコネクタ部をさらに有し、
     前記第2基板は、前記コネクタ部に配設される
     ことを特徴とする請求項2に記載の内視鏡。
  4.  前記挿入部の内部に配設されると共に一端が前記第1基板に接続されたケーブルをさらに有し、
     前記第2基板は、前記ケーブルの基端に接続されることで前記第1基板と接続され、
     前記コントローラは、前記ケーブルを経由して前記イメージセンサおよび前記第1不揮発性メモリに対して電気的に接続され、当該イメージセンサおよび前記第1不揮発性メモリに対して通信可能とする
     ことを特徴とする請求項3に記載の内視鏡。
  5.  第1基板に配設された、前記イメージセンサを実装するイメージセンサ基板を有し、
     前記第1不揮発性メモリは、前記イメージセンサ基板上において前記イメージセンサとは別体のICパッケージとして実装される
     ことを特徴とする請求項1に記載の内視鏡。
  6.  第1基板に配設された、前記イメージセンサを実装するイメージセンサ基板を有し、
     前記第1不揮発性メモリは、前記イメージセンサ基板に積層されて当該基板上に実装される
     ことを特徴とする請求項1に記載の内視鏡。
  7.  前記第1不揮発性メモリは、前記イメージセンサ内部に設けられる
     ことを特徴とする請求項1に記載の内視鏡。
  8.  前記第1情報は、前記イメージセンサに係る固有情報を含む
     ことを特徴とする請求項1に記載の内視鏡。
  9.  前記第2情報は、前記内視鏡に係る固有情報並びに、ホワイトバランスおよびその他の画像処理情報を含む
     ことを特徴とする請求項1に記載の内視鏡。
  10.  被検体に挿入する挿入部における先端部に配設された第1基板と、
     前記第1基板より基端側に配設され、当該第1基板と接続された第2基板と、
     前記第1基板に配設されたイメージセンサと、
     前記第1基板に配設され、第1情報を記憶した第1不揮発性メモリと、
     前記第2基板に配設され、前記イメージセンサおよび前記第1不揮発性メモリに対して電気的に接続され、当該イメージセンサおよび前記第1不揮発性メモリに対して通信可能なコントローラと、
     前記第2基板に配設され、第2情報を記憶する共に、前記コントローラと通信可能な第2不揮発性メモリと、
     を有する内視鏡の作動方法であって、
     前記コントローラが、電力供給を受けて起動した際に、前記第1不揮発性メモリに記憶されている前記第1情報を読み出す第1情報読出ステップと、
     前記コントローラが、前記第1情報読出ステップにおいて読み出した前記第1情報をバックアップ情報として、前記第2情報とは別にまたは当該第2情報の一部として前記第2不揮発性メモリに記憶する第1情報バックアップステップと、
     前記コントローラが、所定の回路部からの要求を受けた際に、前記第2不揮発性メモリに記憶された前記第1情報を読み出して当該回路部に対して送信する第1情報送信ステップと、
     を有することを特徴とする内視鏡の作動方法。
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