電子内視鏡装置及び内視鏡画像の生成方法、並びに電子内視鏡システム
【課題】内視鏡挿入部の先端温度が許容温度を超えて高温になることを防止しつつ、観察に適した良好な内視鏡画像を得る。
【解決手段】電子内視鏡(12)の挿入部の先端部に撮像手段(58)が内蔵され、当該先端部の温度を検出する温度検出手段（100）が設けられる。温度検出手段(100)により検出された温度が閾値を超える場合に、撮像手段（58）による撮像のフレームレートを下げるとともに、照明光の照射量を低下させる制御を行う。例えば、先端温度が閾値を超えた場合にフレームレートを６０ｐから３０ｐに変更し、照明光を常時発光から間欠発光に切り換える。
【解決手段】電子内視鏡(12)の挿入部の先端部に撮像手段(58)が内蔵され、当該先端部の温度を検出する温度検出手段（100）が設けられる。温度検出手段(100)により検出された温度が閾値を超える場合に、撮像手段（58）による撮像のフレームレートを下げるとともに、照明光の照射量を低下させる制御を行う。例えば、先端温度が閾値を超えた場合にフレームレートを６０ｐから３０ｐに変更し、照明光を常時発光から間欠発光に切り換える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子内視鏡装置及び内視鏡画像の生成方法、並びに電子内視鏡システムに係り、特に、内視鏡挿入部の先端部分に固体撮像素子を有する撮像装置が内蔵された電子内視鏡による撮像の制御技術並びに信号処理技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
医療分野などで利用される電子内視鏡システムは、被検体内に挿入される挿入部の先端部に、固体撮像素子を含む撮像装置を備えた電子内視鏡（スコープ）と、撮像装置の動作を制御するとともに、撮像装置から出力される撮像信号に各種信号処理を施してモニタ（表示装置）に内視鏡画像を表示させるプロセッサ装置とから構成される。
【０００３】
内視鏡挿入部の先端内部は、固体撮像素子（ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサなど）の発熱、ライトガイドの光量ロスによる発熱などが原因で温度が上昇しやすい。内視鏡挿入部分の内部温度が上昇すると、画像信号のノイズが増加し、画質が低下する。また、内視鏡挿入部先端の温度が高温になると、人体組織に熱損傷を引き起こす可能性もある。このため、内視鏡挿入部の温度を検知して、温度をコントロールしたり、温度上昇時に内視鏡操作者に警告を出したりするなどの予防措置を講じることが望まれる。
【０００４】
特許文献１には、内視鏡挿入部の先端部に位置する固体撮像素子が高温になるほど観察像のノイズが増加するという問題に対処するために、内視鏡挿入部の先端部に温度検知手段を設け、検知された先端部の温度に基づき、最大露光時間を自動的に変化させる構成が開示されている。具体的には、先端温度が高温になるほど、最大露光時間が短くなるように設定されている。
【０００５】
特許文献２には、内視鏡挿入部の先端部に温度センサを配置し、先端部の温度が所定の温度以上となった場合に、術者に注意を喚起する構成が開示されている。また、この特許文献２には、先端部の温度が所定温度以上となった場合に、ＣＣＤの駆動周波数を下げる、または観察光の光量を下げる、などの処理を行い、自動的に先端部の温度を下げる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−３２３８８４号公報
【特許文献２】特開２０１１−３６５８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、十分な露光時間（電荷蓄積時間）を確保できず、画像が暗くなる場合がある。また、露光量を確保するために観察光の光量を増加させると、却って温度上昇を助長してしまうという問題がある。
【０００８】
一方、特許文献２では、高温時の対処として、ＣＣＤの駆動周波数を下げる制御、または観察光の光量を下げる制御を行うことが記載されているが、このような選択的な制御では、温度低減の効果が十分でなかったり、暗い画像になってしまったりするなどという問題がある。
【０００９】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、内視鏡挿入部の先端部の温度が規定温度を超えて上昇してしまうことを防止し、かつ、観察に適した良好な内視鏡画像の生成を可能とする電子内視鏡装置及び内視鏡画像の生成方法、並びに電子内視鏡システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記目的を達成するために、本発明に係る電子内視鏡装置は、被観察部位に照射する照明光を発生させる照明用光源と、前記内視鏡挿入部の先端部に内蔵され、前記被観察部位を撮像する撮像手段と、前記撮像手段から出力される撮像信号を処理して内視鏡画像を生成する信号処理手段と、前記内視鏡挿入部の先端の温度を検出する温度検出手段と、前記温度検出手段により検出された温度が閾値を超える場合に、前記撮像手段による撮像のフレームレート及び前記照明光の照射量を共に低下させる制御を行う制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、温度検出手段によって先端温度を検出し、その検出した先端温度が閾値（予め定められた判定基準値）を超えた場合に、フレームレートの変更と照明光の変更を同期させ、両者を共に低下させる制御を行う。
【００１２】
照射量を低下させる一方でフレームレートを低下させたことにより露光時間を長くすることができる、必要な露光量を確保することができる。また、照射量低減及びフレームレート低減によって、発熱量を抑えることができ、温度上昇を抑制できる。これらの作用が相まって、良好な画像信号を得ることができるとともに、先端部の温度を規定範囲内に抑えることができる。
【００１３】
本発明の一態様として、前記温度検出手段により検出された温度が前記閾値未満の場合に第１のフレームレートに設定され、前記温度検出手段により検出された温度が前記閾値を超える場合に前記第１のフレームレートよりも低い第２のフレームレートに設定されることを特徴とする電子内視鏡装置を提供する。
【００１４】
なお、検出された温度が閾値と等しい場合の処理については、第1のフレームレートに設定する態様も可能であるし、第２のフレームレートに設定する態様も可能である。いずれの設定を採用するかは、閾値の定め方との関係で設計可能である。
【００１５】
また、閾値は多段階に設定してもよい。温度が高いほど、フレームレートをより下げる方向に制御することが好ましい。
【００１６】
本発明の他の態様として、前記第１のフレームレートは、プログレッシブ方式で毎秒６０フレーム以上を得るフレームレートであり、前記第２のフレームレートは、プログレッシブ方式で毎秒３０フレーム以下を得るフレームレートであることを特徴とする電子内視鏡装置を提供する。
【００１７】
フレームレートを変更する構成の一例として、プログレッシブで毎秒６０フレーム（６０ｐ）以上と毎秒３０フレーム（３０ｐ）以下とを切り換える態様を採用し得る。
【００１８】
本発明の他の態様として、前記温度検出手段により検出された温度が前記閾値未満の場合に前記照明光は第１の照射量に制御され、前記温度検出手段により検出された温度が前記閾値を超える場合に前記照明光は前記第１の照射量よりも低光量の第２の照射量に制御されることを特徴とする電子内視鏡装置を提供する。
【００１９】
照射量（照明光の照射エネルギー）を低減する方法としては、例えば、発光時間を短くする、パルス発光の周波数を下げる、発光強度を小さくする、波長帯域を狭める、若しくは、これらの適宜の組み合わせなどがある。
【００２０】
本発明の他の態様として、前記フレームレート及び前記照明光の照射量を共に低下させる制御が行われた後に、前記温度検出手段により検出された温度が前記閾値未満に戻った場合に、前記低下させる前の元のフレームレート及び照射量の設定に戻す制御が行われることを特徴とする電子内視鏡装置を提供する。
【００２１】
撮像中に先端温度を監視し、温度に応じて自動的にフレームレートと照明光の照射量を制御する態様が好ましい。
【００２２】
本発明の他の態様として、前記制御手段は、前記温度検出手段により検出された温度が前記閾値を超える場合に、前記照明光を常時照射から間欠照射へ切り換えることを特徴とする電子内視鏡装置を提供する。
【００２３】
先端部の温度が閾値未満の温度であるときに常時照射を行い、閾値を超えた場合に間欠照射に切り換えることで、温度上昇を抑制することができる。
【００２４】
本発明の他の態様として、前記制御手段は、前記温度検出手段により検出された温度が前記閾値を超える場合に、前記照明光の発光強度を低下させることを特徴とする電子内視鏡装置を提供する。
【００２５】
照明用光源が発生する光の強度（発光源の光強度）を下げる態様の他、絞り機構やフィルタなどによって光量を絞る態様、若しくはこれらの組み合わせによる態様もあり得る。
【００２６】
本発明の他の態様として、前記照明用光源は、波長帯域の異なる複数種類の照明光を発生させる手段を含み、前記制御手段は、前記温度検出手段により検出された温度が前記閾値を超える場合に、前記照明光の波長帯域を切り換えることを特徴とする電子内視鏡装置を提供する。
【００２７】
波長帯域が狭いと、暗くなる傾向にあるため、必要な明るさを確保するために、発光強度を増加させることがある。発光強度を大きくすると、発熱を助長することにつながるため、発光量を抑えつつ、露光時間を長くすることで必要な露光量を確保する。
【００２８】
例えば、特定波長領域の光（狭帯域光）を用いる特殊光観察について、フレームレートを低下させる制御を組み合わせる。
【００２９】
本発明の他の態様として、前記撮像手段は、波長領域が互いに異なる第１波長領域、第２波長領域、第３波長領域の光に分光して受光可能な受光部を備え、前記照明用光源は、第１波長領域と第２波長領域を含む帯域の光である第１照明光を発生させる第１照明光生成手段と、前記第１波長領域内の一部の帯域と前記第２波長領域内の一部の帯域とにまたがる帯域の光であり、前記第１照明光よりも狭い帯域の第２照明光を発生させる第２照明光発生手段と、を備え、前記制御手段は、前記第１照明光又は前記第２照明光のいずれか一方を選択的に前記被観察部位に照射させる制御を行うことを特徴とする電子内視鏡装置を提供する。
【００３０】
第1照明光は第２照明光に比べて相対的に波長帯域が広い広帯域光である。第２照明光は、相対的に狭帯域光である。これら波長帯域の異なる複数種類の照明光を用いて観察を行うことにより、目的にあった内視鏡画像を得ることが可能である。
【００３１】
本発明の他の態様として、前記第１照明光の照射期間と前記第２照明光の照射期間が時分割で切り替わり、前記第１照明光と前記第２照明光とが連続して前記被観察部位に照射されることを特徴とする電子内視鏡装置を提供する。
【００３２】
かかる態様によれば、第１照明光の照射時の撮像によって得られる広帯域画像と第２照明光の照射時の撮像によって得られる狭帯域画像を並行して取得することができ、これら種類の異なる画像情報を連続的に得ることができる。
【００３３】
本発明の他の態様として、前記撮像手段にＣＭＯＳ型固体撮像素子が用いられていることを特徴とする電子内視鏡装置を提供する。
【００３４】
ＣＭＯＳ型固体撮像素子は、ＣＣＤセンサと比較して、フレームレート（駆動モード）の変更が容易であり、また、駆動回路その他の周辺回路をセンサモジュールの製造も容易である。
【００３５】
本発明の他の態様として、前記制御手段により前記フレームレートを低下させる制御が行われる場合に、警告を提示する警告報知手段を備えることを特徴とする電子内視鏡装置を提供する。
【００３６】
検知された温度が閾値よりも高い場合に、フレームレートの変更及び照明光の低減制御に加え、オペレータに対して注意を促す警告を提示する構成が好ましい。
【００３７】
本発明の他の態様として、前記照明用光源からの光を内視鏡挿入部の先端に導いて前記被観察部位に向けて照射させる光伝送手段を備えることを特徴とする電子内視鏡装置を提供する。
【００３８】
照明用光源は、内視鏡挿入部の先端部に配置する構成も可能であるが、光源を外部に設置する場合には、光ファイバその他のライトガイドを使用して内視鏡挿入部先端に照明光を導く構成が採用される。
【００３９】
また、前記目的を達成するために、本発明に係る内視鏡画像の生成方法は、照明用光源で発生させた光を被観察部位に向けて照射する照明光照射工程と、前記内視鏡挿入部の先端部に内蔵された撮像手段によって前記被観察部位を撮像する撮像工程と、前記撮像手段から出力される撮像信号を処理して内視鏡画像を生成する信号処理工程と、前記信号処理工程によって生成された内視鏡画像を表示装置に表示させる表示処理工程と、前記内視鏡挿入部の先端の温度を検出する温度検出工程と、前記検出された温度に基づいて前記撮像手段による撮像のフレームレート及び前記照明光の照射量を制御する工程であって、前記検出された温度が閾値を超える場合に、前記撮像手段による撮像のフレームレート及び前記照明光の照射量を共に低下させる制御を行う制御工程と、を含むことを特徴とする。
【００４０】
また、本発明に係る電子内視鏡システムは、被検体内に挿入される内視鏡挿入部の先端部に撮像装置が内蔵された電子内視鏡と、前記電子内視鏡の前記撮像装置から出力される撮像信号に信号処理を施すプロセッサ装置と、前記電子内視鏡の挿入部の先端面に設けられた照明窓から被観察部位に照射する照明光を発生させる照明用光源と、を備えた電子内視鏡システムであって、前記電子内視鏡は、前記先端部の温度を検出する温度検出手段を有し、前記プロセッサ装置は、前記温度検出手段から得られる情報に基づいて前記撮像手段による撮像のフレームレート及び前記照明光の照射量を制御する制御手段であって、前記温度検出手段により検出された温度が閾値を超える場合に、前記撮像手段による撮像のフレームレート及び前記照明光の照射量を共に低下させる制御を行う制御手段を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００４１】
本発明によれば、内視鏡挿入部の先端温度が許容温度を超えて高温になることを防止することができるとともに、観察に適した良好な内視鏡画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施形態に係る電子内視鏡システムの概略構成を示した全体構成図
【図２】電子内視鏡における挿入部の先端部を示した正面図
【図３】電子内視鏡における挿入部の先端部を示した側面断面図
【図４】本例の内視鏡システムにおける電子内視鏡及びプロセッサ装置の構成を示したブロック図
【図５】光源装置の構成を示したブロック図
【図６】照明光のスペクトルの一例を示す図
【図７】ＣＭＯＳ撮像装置の受光特性の一例を示す図
【図８】図５における第１発光部とフィルタ部により生成される照明光のスペクトルの一例を示す図
【図９】本例の内視鏡システムにおける制御例を示すフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００４３】
以下、添付図面に従って本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００４４】
図１は本発明の実施形態に係る電子内視鏡システムの概略構成を示した全体構成図である。図１に示すように、本実施形態の内視鏡システム１０は、電子内視鏡１２、プロセッサ装置１４、光源装置１６などから構成される。電子内視鏡１２は、患者（被検体）の体腔内に挿入される可撓性の挿入部２０と、挿入部２０の基端部分に連設された操作部２２と、プロセッサ装置１４及び光源装置１６に接続されるユニバーサルコード２４とを備えている。
【００４５】
挿入部２０の先端には、体腔内撮影用のＣＭＯＳ撮像装置（撮像チップ）５４（図３参照）などが内蔵された先端部２６が連設されている。先端部２６の後方には、複数の湾曲駒を連結した湾曲部２８が設けられている。湾曲部２８は、操作部２２に設けられたアングルノブ３０が操作されて、挿入部２０内に挿設されたワイヤが押し引きされることにより、上下左右方向に湾曲動作する。これにより、先端部２６が体腔内の所望の方向に向けられる。
【００４６】
ユニバーサルコード２４の基端は、コネクタ３６に連結されている。コネクタ３６は、複合タイプのものであり、コネクタ３６にはプロセッサ装置１４が接続される他、光源装置１６が接続される。
【００４７】
プロセッサ装置１４は、ユニバーサルコード２４内に挿通されたケーブル６８（図３参照）を介して電子内視鏡１２に給電を行い、ＣＭＯＳ撮像装置５４の駆動を制御するとともに、ＣＭＯＳ撮像装置５４からケーブル６８を介して伝送された撮像信号を受信し、受信した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１４で変換された画像データは、プロセッサ装置１４にケーブル接続されたモニタ３８（「表示装置」に相当）に内視鏡画像として表示される。また、プロセッサ装置１４は、コネクタ３６を介して光源装置１６と電気的に接続され、内視鏡システム１０の動作を統括的に制御する。
【００４８】
図２は電子内視鏡１２の先端部２６を示した正面図である。図２に示すように、先端部２６の先端面２６ａには、観察窓４０、照明窓４２、鉗子出口４４、及び送気・送水用ノズル４６が設けられている。観察窓４０は、先端部２６の片側中央に配置されている。照明窓４２は、観察窓４０に関して対称な位置に２個配され、体腔内の被観察部位に光源装置１６からの照明光を照射する。鉗子出口４４は、挿入部２０内に配設された鉗子チャンネル７０（図３参照）に接続され、操作部２２に設けられた鉗子口３４（図１参照）に連通している。鉗子口３４には、注射針や高周波メスなどが先端に配された各種処置具が挿通され、各種処置具の先端が鉗子出口４４から露呈される。送気・送水用ノズル４６は、操作部２２に設けられた送気・送水ボタン３２（図１参照）の操作に応じて、光源装置１６に内蔵された送気・送水装置から供給される洗浄水や空気を、観察窓４０や体腔内に向けて噴射する。
【００４９】
図３は電子内視鏡１２の先端部２６を示した側面断面図である。図３に示すように、観察窓４０の奥には、体腔内の被観察部位の像光を取り込むための対物光学系５０を保持する鏡筒５２が配設されている。鏡筒５２は、挿入部２０の中心軸に対物光学系５０の光軸が平行となるように取り付けられている。鏡筒５２の後端には、対物光学系５０を経由した被観察部位の像光を、略直角に曲げてＣＭＯＳ撮像装置５４に向けて導光するプリズム５６が接続されている。
【００５０】
ＣＭＯＳ撮像装置（撮像チップ）５４は、ＣＭＯＳ型の固体撮像素子（以下、「ＣＭＯＳセンサ」という。）５８と、ＣＭＯＳセンサ５８の駆動及び信号の入出力を行う周辺回路６０とが一体形成されたモノリシック半導体（いわゆるＣＭＯＳセンサチップ）であり、支持基板６２上に実装されている。ＣＭＯＳセンサ５８の撮像面５８ａは、プリズム５６の出射面と対向するように配置されている。撮像面５８ａ上には、矩形枠状のスペーサ６３を介して矩形板状のカバーガラス６４が取り付けられている。ＣＭＯＳ撮像装置５４、スペーサ６３、及びカバーガラス６４は、接着剤を介して組み付けられている。これにより、塵埃などの侵入から撮像面５８ａが保護されている。
【００５１】
挿入部２０の後端に向けて延設された支持基板６２の後端部には、複数の入出力端子６２ａが支持基板６２の幅方向に並べて設けられている。入出力端子６２ａには、ユニバーサルコード２４を介してプロセッサ装置１４との各種信号の遣り取りを媒介するための信号線６６が接合されており、入出力端子６２ａは、支持基板６２に形成された配線やボンディングパッド等（図示せず）を介してＣＭＯＳ撮像装置５４内の周辺回路６０と電気的に接続されている。信号線６６は、可撓性の管状のケーブル６８内にまとめて挿通されている。ケーブル６８は、挿入部２０、操作部２２、及びユニバーサルコード２４の各内部を挿通し、コネクタ３６に接続されている。
【００５２】
また、図２において図示は省略したが、照明窓４２の奥には、照明部が設けられている。照明部には、光源装置１６からの照明光を導くライトガイド（図４中の符号１０６）の出射端（図４中の符号１０６ａ）が配されている。ライトガイド１０６は、ケーブル６８と同様に、挿入部２０、操作部２２、及びユニバーサルコード２４の各内部を挿通し、コネクタ３６に入射端が接続されている。
【００５３】
図４は内視鏡システム１０における電子内視鏡１２及びプロセッサ装置１４の構成を示したブロック図である。図４に示すように、電子内視鏡１２（挿入部２０）の先端部２６には、ＣＭＯＳセンサ５８と周辺回路６０（図３参照）とが同一チップに形成されたＣＭＯＳ撮像装置（撮像チップ）５４が内蔵されており、周辺回路６０として、アナログ信号処理回路（ＡＦＥ；アナログフロントエンド）７２、パラレル／シリアル（Ｐ／Ｓ）変換部７６、ＬＶＤＳ送信部７８、レジスタ８０、タイミングジェネレータ（ＴＧ）８１等を備えている。また、ＣＭＯＳ撮像装置５４は、ＣＭＯＳセンサ５８の駆動に必要なクロック信号生成用の水晶振動子８２を備えている。
【００５４】
ＣＭＯＳセンサ５８には、マトリクス状に配置される各画素ごとに形成されるフォトダイオードとフォトダイオードにより蓄積された信号電荷を電圧信号に変換する電圧変換回路と、電圧変換回路から電圧信号を読み出す画素のアドレス（位置）を指定する走査回路（垂直走査回路及び水平走査回路）と、走査回路によって読み出された画素の電圧信号を順に出力する出力回路とを備えている。
【００５５】
ＡＦＥ７２は、相関二重サンプリング（ＣＤＳ）回路、自動ゲイン回路（ＡＧＣ）、及びアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換器により構成されている。ＣＤＳ回路は、ＣＭＯＳセンサ５８の各画素から順次読み出された画素信号からなる撮像信号に対して相関二重サンプリング処理を施し、ＣＭＯＳセンサ５８で生じるリセット雑音及びアンプ雑音の除去を行う。ＡＧＣは、ＣＤＳ回路によりノイズ除去が行われた撮像信号を、プロセッサ装置１４から指定されたゲイン（増幅率）で増幅する。Ａ／Ｄ変換器は、ＡＧＣにより増幅された撮像信号（アナログ撮像信号）を、所定のビット数のデジタル信号に変換して出力する。Ａ／Ｄ変換器でデジタル化されて出力された撮像信号（デジタル撮像信号）はＰ／Ｓ変換部７６に入力される。
【００５６】
Ｐ／Ｓ変換部７６は、ＡＦＥ７２のＡ／Ｄ変換器から入力される撮像信号をパラレル信号からシリアル信号に変換する。Ｐ／Ｓ変換部７６により生成されたシリアル信号はＬＶＤＳ送信部７８に入力される。
【００５７】
ＬＶＤＳ送信部７８は、高速伝送が可能なＬＶＤＳ（Low Voltage Differential Signal）伝送方式によりＰ／Ｓ変換部７６から入力されるシリアル信号を差動信号として出力する。ＬＶＤＳ送信部７８から出力された差動信号は２本の信号線からなるＬＶＤＳ線９６を通じてプロセッサ装置１４のＬＶＤＳ受信部８４に入力される。
【００５８】
レジスタ８０は、ＣＭＯＳ撮像装置５４における各部の処理内容を決定する各種制御データを記憶するメモリである。レジスタ８０に記憶（格納）される制御データとしては、画素の走査方式（全画素走査／インターレース走査）、走査する画素領域（走査開始・終了する画素の位置）、シャッター速度（露光時間）等のＣＭＯＳ撮像装置５４の各種動作モード（静止画優先モード、動画優先モード、フレームレート等）を決定するための各種制御情報が含まれる。これらの制御データは、プロセッサ装置１４からシリアル線９８を通じてレジスタ８０に入力されるようになっている。レジスタ８０にはプロセッサ装置１４から入力される制御データが記憶され、ＣＭＯＳ撮像装置５４の各部はレジスタ８０に記憶されているレジスタ値（つまり、プロセッサ装置１４から入力された制御データ）に従って各種処理を実行する。
【００５９】
ＴＧ８１は、水晶振動子８２から得られるクロックに基づき、ＣＭＯＳセンサ５８から画素信号を読み出すための駆動パルスやＡＦＥ７２等の各部の同期パルスを生成し、ＣＭＯＳ撮像装置５４の各部に供給する。そして、ＣＭＯＳ撮像装置５４の各部は、ＴＧ８１から供給されるパルスに従って各種処理を実行する。ＣＭＯＳセンサ５８は、ＡＦＥ７２などを集約して同一パッケージに集約して構成することができる。また、ＣＭＯＳセンサ５８と水晶振動子８２は同一の半導体パッケージに収めることができる。本例ではＣＭＯＳセンサ５８、ＡＦＥ７２及び水晶振動子８２が同一の半導体パッケージに収められているセンサモジュールとなっている。なお、水晶振動子８２は、ＣＭＯＳセンサ５８のパッケージとは別のパッケージとして構成することも可能である。この場合、水晶振動子８２はＣＭＯＳセンサ５８の近くに配置される。
【００６０】
また、本例の内視鏡システム１０では、挿入部２０の先端部２６（図１参照）の温度を検出する手段として、先端部２６の内部に温度センサ１００が配置されている（図４参照）。温度センサ１００には、例えば、サーマル・ダイオードを用いることができる。温度センサ１００から得られる信号はプロセッサ装置１４のＣＰＵ８３に伝送される。
【００６１】
温度センサ１００からの信号（検出信号）をＣＰＵ８３に伝送するための信号伝達手段は特に限定されない。信号線１０１を介して電圧信号（アナログ信号）をプロセッサ装置１４に伝送し、図示せぬＡ／Ｄ変換器を介してデジタル信号に変換してＣＰＵ８３に入力させてもよいし、電子内視鏡１２側でＡ／Ｄ変換し、シリアル信号伝送路を介してプロセッサ装置１４に伝送してもよい。
【００６２】
また、温度センサ１００の検出信号をＡＦＥ７２に送り、画像信号とともに温度センサ１００の信号もＡＦＥ７２にてＡ／Ｄ変換し、画像信号と温度センサ信号を組み合わせてＬＶＤＳ線９６を介してプロセッサ装置１４に供給する態様も可能である。
【００６３】
プロセッサ装置１４は、ＣＰＵ８３、ＬＶＤＳ受信部８４、クロックデータリカバリ（ＣＤＲ）回路８６、シリアル／パラレル（Ｓ／Ｐ）変換部８８、画像処理回路（ＤＳＰ）９０、表示制御回路９２等を備えている。
【００６４】
ＣＰＵ８３は、プロセッサ装置１４内の各部を制御する制御装置として機能するとともに、後述する温度検出に応じた駆動モードの切り換え制御に必要な各種の演算を行う演算装置として機能する。また、ＣＰＵ８３は、光源装置１６の発光を制御する制御手段として機能する。
【００６５】
ＬＶＤＳ受信部８４は、ＬＶＤＳ伝送方式に基づく通信を行うものであり、ＬＶＤＳ送信部７８から差動信号として伝送された撮像信号（シリアル信号）を受信する。ＬＶＤＳ線９６を通じて伝送される撮像信号は、クロック信号と画像データが混在したシリアル信号になっている。ＬＶＤＳ受信部８４で受信した撮像信号はＣＤＲ回路８６を介してＳ／Ｐ変換部８８に入力される。
【００６６】
ＣＤＲ回路８６は、ＣＭＯＳ撮像装置５４からシリアル伝送される撮像信号の位相を検出して、この撮像信号の周波数に同期した抽出クロック信号を発生する。この抽出クロック信号により撮像信号をサンプリングすることで、撮像信号を抽出クロック信号によりリタイミングしたデータ（リタイミングデータ）を生成する。
【００６７】
データ格納部９４には、ＣＰＵ８３による各種制御に必要なデータが格納されている。ＣＰＵ８３は必要に応じてデータ格納部９４からデータを読み出して処理に利用する。
【００６８】
Ｓ／Ｐ変換部８８は、ＬＶＤＳ受信部８４からＣＤＲ回路８６を介して入力される撮像信号（リタイミングデータ）をシリアル信号からパラレル信号に変換して、ＣＭＯＳ撮像装置５４のＰ／Ｓ変換部７６における変換前の元の撮像信号に復元する。Ｓ／Ｐ変換部８８でパラレル信号に変換された撮像信号はＤＳＰ９０に入力される。
【００６９】
ＤＳＰ９０は、Ｓ／Ｐ変換部８８から入力された撮像信号に対し、色補間、色分離、色バランス調整、ガンマ補正、画像強調処理等を施し、画像データを生成する。ＤＳＰ９０で各種画像処理が施されて生成された画像データは表示制御回路９２に入力される。
【００７０】
表示制御回路９２は、ＤＳＰ９０から入力された画像データを、モニタ３８に対応した信号形式に応じた映像信号に変換してモニタ３８に出力する。
【００７１】
上記のように構成された内視鏡システム１０で体腔内を観察する際には、電子内視鏡１２、プロセッサ装置１４、光源装置１６、及びモニタ３８の電源をオンにして、電子内視鏡１２の挿入部２０を体腔内に挿入し、光源装置１６からの照明光で体腔内を照明しながら、ＣＭＯＳ撮像装置５４により撮像される体腔内の画像をモニタ３８で観察する。
【００７２】
その際、プロセッサ装置１４のＣＰＵ８３では、ＣＭＯＳ撮像装置５４の各部を制御するための制御データが生成される。当該生成された制御データはシリアル線９８を通じて電子内視鏡１２に送信され、ＣＭＯＳ撮像装置５４のレジスタ８０に格納される。ＣＭＯＳ撮像装置５４の各部は、レジスタ８０に格納されたレジスト値（制御データ）にしたがって各種処理を行う。
【００７３】
ＣＭＯＳセンサ５８で生成された撮像信号は、ＡＦＥ７２で各種処理が施された後、Ｐ／Ｓ変換部７６でパラレル信号からシリアル信号に変換され、ＬＶＤＳ送信部７８からＬＶＤＳ伝送方式により差動信号としてプロセッサ装置１４に送信される。
【００７４】
プロセッサ装置１４では、ＬＶＤＳ受信部８４で受信した撮像信号がＳ／Ｐ変換部８８で元のパラレル信号に変換される。ＤＳＰ９０では、入力された撮像信号に対して各種信号処理が施され、画像データが生成される。ＤＳＰ９０で生成された画像データは、表示制御回路９２に入力される。表示制御回路９２では、入力された画像データをモニタ３８の表示形式に対応した変換処理が施され、映像信号が生成される。表示制御回路９２で生成された映像信号はモニタ３８へ出力される。これにより、画像データがモニタ３８に内視鏡画像として表示される。
【００７５】
＜特殊光観察と白色光観察の組み合わせについて＞
図５は、光源装置１６の構成を示すブロック図である。光源装置１６は、波長帯域が異なる複数種類の照明光を発生させるために、第１発光部１６２、第２発光部１６４、フィルタ部１６６及び発光制御部１６８を備える。ただし、白色光などの広帯域光を発光する第１発光部１６２とフィルタ部１６６の組み合わせによって、第２発光部１６４の発光波長帯域と同等の特定波長領域の狭帯域光を生成できるため、光源装置１６としては第２発光部１６４又はフィルタ部１６６の少なくとも一方を備えていればよい。
【００７６】
第１発光部１６２は、第１波長領域としてのＢ波長領域（例えば、４２０ｎｍ〜４９０ｎｍ）と第２波長領域としてのＧ波長領域（例えば、４９０ｎｍ〜６００ｎｍ）を含む帯域の光である広帯域光（「第１照明光」に相当）を発光する。この第１発光部１６２は、第３波長領域としてのＲ波長領域（例えば、６００ｎｍ〜７５０ｎｍ）をさらに含む帯域の広帯域光を発生してもよい。例えば、第１発光部１６２は、白色光を発光する発光源を用いることができる（図６の符号２０１参照）。
【００７７】
第２発光部１６４は、Ｂ波長領域内の一部の帯域とＧ波長領域内の一部の帯域とにまたがる帯域の光である狭帯域光（「第２照明光」に相当）を発光する（図６の符号２０２参照）。
【００７８】
図５のフィルタ部１６６は、Ｂ波長領域内の一部の帯域とＧ波長領域内の一部の帯域とにまたがる帯域の光である狭帯域光を通過させ、それ以外の帯域の光を遮断する光学フィルタを備える。このフィルタ部１６６を第１発光部１６２と組み合わせることにより、第２発光部１６４と同等の狭帯域光を得ることが可能である。
【００７９】
発光制御部１６８は、図４で説明したプロセッサ装置１４のＣＰＵ８３の指令に従い、第１発光部１６２、第２発光部１６４の発光の制御、フィルタ部１６６の制御を行う。
【００８０】
図６は、第１発光部１６２および第２発光部１６４が発光する光のスペクトルの一例を示す。図６において符号２０１で示すスペクトルは、第１発光部１６２が発する光のスペクトルを示す。符号２０２で示すスペクトルは、第２発光部１６４が発する光のスペクトルを示す。
【００８１】
図示のスペクトル２０１に示したように、第１発光部１６２は、４００ｎｍ〜７５０ｎｍの波長領域を含む広帯域を発光する。また、スペクトル２０２に示すように、第２発光部１６４は、４５０ｎｍ〜５５０ｎｍの波長領域を主に有する狭帯域光を発光する。発光制御部１６８は、第１発光部１６２および第２発光部１６４を制御することにより、上記広帯域光と上記狭帯域光とを交互に切り換えながら連続して発光させる。また、発光制御部１６８は、第１発光部１６２を連続発光させた状態でフィルタ部１６６を制御することにより、上記広帯域光と上記狭帯域光とを交互に切り換えながら連続照射させてもよい。
すなわち、図５に記載した第２発光部１６４を省略し、第１発光部１６２とフィルタ部１６６を制御することによって、広帯域光（スペクトル２０１）の照射と、狭帯域光（スペクトル２０２）の照射とを切り換える構成も可能である。
【００８２】
図７は、内視鏡挿入部の先端部に内蔵されるＣＭＯＳセンサ５８の受光特性の一例を示す図である。図７において、横軸は波長を表し、縦軸は光強度を表す。このような分光特性は、ＣＭＯＳセンサ５８の受光部に配置されている各受光素子（感光画素）に対応するカラーフィルタの性能を反映している。
【００８３】
ＣＭＯＳセンサ５８の受光部は、Ｂフィルタを通して受光する第１受光部（Ｂ受光部）と、Ｇフィルタを通して受光する第２受光部（Ｇ受光部）と、Ｒフィルタを通して受光する第３受光部（Ｒ受光部）と、備える。なお、ＲＧＢの色分解フィルタに限らず、イエローその他の波長領域に対応したカラーフィルタを含んでもよい。また、ＲＧＢ系フィルタに代えて、ＣＭＹ系フィルタを用いることも可能である。
【００８４】
図７において、符号３０１は、Ｂフィルタに対応した第１受光部（Ｂ受光部）の受光特性を示す。例えば、第１受光部は、Ｂ波長領域（４００ｎｍ〜４９０ｎｍ）の波長領域を主に有する第１波長領域の光を受光する。
【００８５】
符号３０２は、Ｇフィルタに対応した第２受光部（Ｇ受光部）の受光特性を示す。例えば、第２受光部は、Ｇ波長領域（４９０ｎｍ〜６００ｎｍ）の波長領域を主に有する第２波長領域の光を受光する。
【００８６】
符号３０３は、Ｒフィルタに対応した第３受光部（Ｒ受光部）の受光特性を示す。例えば、第３受光部は、Ｒ波長領域（６００ｎｍ〜７５０ｎｍ）の波長領域を主に有する第３波長領域の光を受光する。
【００８７】
ＣＰＵ８３は、発光制御部１６８の制御による複数の発光部の発光タイミングに合わせて、撮像タイミングを制御してもよい。
【００８８】
以下の説明では、広帯域光が照射された場合に第１受光部で受光した光の像を「第１広帯域像」という。広帯域光が発光された場合に第２受光部が受光した光の像を「第２広帯域像」といい、広帯域光が発光された場合に第３受光部が受光した光の像を「第３広帯域像」という。
【００８９】
また、狭帯域光の照射により第１受光部で受光した光の像を「第１狭帯域像」といい、狭帯域光の照射により第２受光部で受光した光の像を「第２狭帯域像」という。
【００９０】
さらに、図４で説明したＤＳＰ９０は、ＣＭＯＳセンサ５８から得られる撮像信号に基づいて、第１波長領域内の第２発光部１６４が発光した狭帯域光以外の光の像（以下、これを「第３狭帯域像」という。）を生成する。また、ＤＳＰ９０は、ＣＭＯＳセンサ５８から得られる撮像信号に基づいて、第２波長領域内の第２発光部１６４が発光した狭帯域光以外の光の像（以下、これを「第４狭帯域像」という。）を生成する。
【００９１】
例えば、ＤＳＰ９０は、第１広帯域像、第２広帯域像、第１狭帯域像、および第２狭帯域像に基づいて、第３狭帯域像および第４狭帯域像を生成する。具体的な生成方法として、ＤＳＰ９０は、第１広帯域像の画素の輝度情報から、第１狭帯域像の対応する画素の輝度情報を減算することにより、第３狭帯域像の対応する画素の輝度情報を算出できる。また、第２広帯域像の画素の輝度情報から、第２狭帯域像の対応する画素の輝度情報を減算することにより、第４狭帯域像の対応する画素の輝度情報を算出できる。
【００９２】
図５の発光制御部１６８は、第１発光部１６２及び第２発光部１６４の発光タイミングを制御する。例えば、第１発光部１６２と第２発光部１６４を交互に発光させる。第１発光部１６２を発光させたタイミングで第１広帯域像、第２広帯域像、第３広帯域像を撮像する。第２発光部１６４を発光させたタイミングで第１狭帯域像及び第２狭帯域像を撮像する。
【００９３】
そして、ＤＳＰ９０は、狭帯域光の照射タイミング（第２発光部１６４の発光タイミング）で、第３狭帯域像および第４狭帯域像を生成する。例えば、ＤＳＰ９０は、一つ前のタイミングで撮像された第１広帯域画像および第２広帯域画像と、これに続いて同じタイミングで撮像された第１狭帯域画像および第２狭帯域画像とに基づいて、第３狭帯域像および第４狭帯域像を生成する。
【００９４】
第１広帯域像、第２広帯域像及び第３広帯域像から、これらを含む広帯域画像のフレームが生成される。第１狭帯域像、第２狭帯域像、第３狭帯域像及び第４狭帯域像から、これらを含む狭帯域画像のフレームが生成される。
【００９５】
照明光の切り換えタイミングに合わせて、広帯域画像と狭帯域画像とが交互に取得される。広帯域画像群における画像間を補間する広帯域補間画像を生成してもよい。また、狭帯域画像群における画像間を補間する狭帯域補間画像を生成してもよい。
【００９６】
このようにして生成される広帯域画像（さらに広帯域補間画像を含む場合もある）は、設定されたフレームレートにしたがい、表示フレームが更新され、広帯域動画としてモニタ３８に表示される。また、上記のようにして生成された狭帯域画像（さらには狭帯域補間画像を含む場合もある）も同様に、設定されたフレームレートにしたがい、表示フレームが更新され、狭帯域動画としてモニタ３８に表示される。
【００９７】
広帯域動画と狭帯域動画は、同じモニタ３８の画面上において表示領域を分けて、これら２種類の動画を同時に表示させてもよいし、オペレータの選択により、又は自動的に、広帯域動画の表示と狭帯域動画の表示とを切り換え、いずれか一方をモニタ３８上に選択的に表示させることも可能である。
【００９８】
また、複数の広帯域画像を含む広帯域動画と、複数の狭帯域画像を含む狭帯域動画との合成動画を生成し、複数種類の動画を重畳して１つの動画として表示させてもよい。
【００９９】
このように、本実施形態の内視鏡システム１０によれば、同じタイミングで波長帯域が異なる複数の狭帯域画像を同じタイミングで得ることができる。例えば、内視鏡によって血管の画像を撮像する場合、深さが異なる複数の血管の画像又は特定成分の濃度が異なる複数の血管の画像を同時に得ることができる。また、本実施形態の内視鏡システム１０によれば、広帯域補間画像および狭帯域補間画像を生成することができるので、同じタイミングにおける狭帯域画像と広帯域画像とを得ることができる。
【０１００】
なお、広帯域光と狭帯域光とを一定の時間間隔で交互に連続的に照射し、広帯域画像と狭帯域画像を並行して取得する方法に代えて、オペレータの選択操作により、又はプログラムによる自動選択により、広帯域光を用いる観察方法と、狭帯域光を用いる観察方法を切り換える構成も可能である。
【０１０１】
＜フィルタ部１６６を利用する形態＞
図４に示した第２発光部１６４を省略し、フィルタ部１６６と第１発光部１６２によって複数種類の照明光を生成する態様も可能である。この場合、第１発光部１６２が「第１照明光生成手段」に相当し、第１発光部１６２とフィルタ部１６６の組み合わせが「第２照明光生成手段」に相当する。
【０１０２】
図８は、第１発光部１６２およびフィルタ部１６６により発光される光のスペクトルの一例を示す。スペクトル９０１は、第１発光部１６２が発する光のスペクトルを示す。例えば、第１発光部１６２は、４００ｎｍ〜７５０ｎｍの波長領域を含む広帯域を発光する。
【０１０３】
スペクトル９０２は、第１発光部１６２が発した光であって、フィルタ部１６６によりフィルタされた（除去された）光のスペクトルを示す。フィルタ部１６６は、第１波長領域内の一部の帯域と第２波長領域内の一部の帯域とにまたがる帯域の光である狭帯域光をフィルタする（通過させる）。例えば、フィルタ部１６６は、４５０ｎｍ〜５５０ｎｍの波長領域を主に有する狭帯域光をフィルタする（通過させる）。
【０１０４】
かかる構成によれば、フィルタ部１６６によるフィルタタイミングを制御することにより、広帯域光の照射と、狭帯域光の照射を交互に切り換えながら、照明光を連続的に照射することができる。
【０１０５】
＜光源装置１６の発光源について＞
光源装置１６の発光源は、レーザー光源を採用してもよいし、キセノン管などのランプ光源を採用してもよく、発光ダイオート（ＬＥＤ）を採用してもよい。レーザー光源やＬＥＤ光源は、発光量の調整やパルス発光の制御が比較的容易である。一方、キセノン光源などは、光源自体の発光量の調整は難しいため、絞り機構などを利用して照射光量の調整を行う。
【０１０６】
＜制御フローの例＞
図９は、本例の内視鏡システムにおける制御例を示すフローチャートである。図９に示したように、プロセッサ装置１４はまず、電子内視鏡１２の挿入部２０における先端部２６の温度情報を取得する（ステップＳ１１２）。本例の場合、先端部２６に設けた温度センサ１００からのセンサ信号を取得することにより、温度情報を得る。
【０１０７】
次に、検出された先端温度と予め定められている閾値とを比較し、先端温度が閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ１１４）。先端温度が閾値未満である場合（Ｎｏ判定時）は、ステップＳ１１６に進み、ＣＭＯＳ撮像装置５４による撮像のフレームレートを６０ｐ（プログレッシブ方式による毎秒６０フレーム）に設定する。また、この６０ｐのフレームレートに合わせて、当該フレームレートに対応する電荷蓄積時間によって適切な露光量が得られる照明光量となるように、発光量の制御が行われる（ステップＳ１１８）。例えば、所定の発光強度による連続発光（常時照射）が行われる。
【０１０８】
また、この６０ｐの駆動モードに設定される状況では、先端温度に関して閾値未満の許容範囲にあり、通常の撮影動作が行われるため、先端温度に関する警告の提示は行われない（警告はＯＦＦされる）（ステップＳ１２０）。
【０１０９】
その一方、ステップＳ１１４の判定において、先端温度が閾値以上であると判定された場合（Ｙｅｓ判定時）は、ステップＳ１２６に進み、ＣＭＯＳ撮像装置５４による撮像のフレームレートを３０ｐ（プログレッシブ方式による毎秒３０フレーム）に設定する。また、この３０ｐのフレームレートに合わせて、当該フレームレートに対応する露光時間（電荷蓄積時間）によって適切な露光量が得られる照明光量となるように、発光量の制御が行われる（ステップＳ１２８）。フレームレートを６０ｐから３０ｐに変更すると、ＣＭＯＳセンサ５８の露光時間（電荷蓄積時間）は長くなるため、その分、照明光の光量は低減される。例えば、ある発光強度の連続発光（常時照射）から間欠発光（間欠照射）に変更される。
【０１１０】
また、この３０ｐの駆動モードに設定される状況は、先端温度が許容範囲を超えて高温になっているため、その旨をオペレータに知らせて注意を喚起するための警告が提示される（ステップＳ１３０）。警告の報知手段については、特に、限定されないが、例えば、モニタ３８の画面上に警告メッセージ等を表示させる態様、警告音を発生させる態様、音声による警告メッセージの出力、警告ランプの点灯や点滅、若しくは、これらの適宜の組み合わせなどがあり得る。
【０１１１】
ステップＳ１２０、又はステップＳ１３０の後は、ステップＳ１３２に進み、電子内視鏡１２による撮影を継続するか否かの判定が行われる（ステップＳ１３２）。オペレータによる電源オフ操作やプログラムによる自動停止、など撮影を終了させる指令の入力等がなければ、撮影は継続され、ステップＳ１３２の判定はＹｅｓ判定となり、ステップＳ１１２に戻る。撮影が継続される間、ステップＳ１１２〜ステップＳ１３２の処理が繰り返される。すなわち、撮影中に先端温度が監視され、先端温度が閾値以上になるとフレームレートが３０ｐに下げられ、照明光の光量も自動的に低下して、警告も提示される。フレームレートの低減、照明光量の低減によって、先端温度の上昇は抑制され、温度は低下していくことが期待される。その後、先端温度が閾値未満に戻ると、フレームレートは自動的に６０ｐに復帰し、照明光量も通常の光量に戻り、警告もオフとなる。
【０１１２】
オペレータによる電源オフ操作やプログラムによる自動停止、など撮影を終了させる指令の入力があると、ステップＳ１３２の判定でＮｏ判定となり、撮影を終了させる。
【０１１３】
図９のフローチャートによれば、検出された温度が閾値以上になると、自動的にフレームレートが低減され、これに合わせて照射光量も低減される制御が行われる。さらに、ユーザに対して警告が発せられる。その後、温度が閾値を下回り、許容範囲に戻ると、自動的にフレームレートが通常の駆動モード（６０ｐ）に戻り、照射光量も回復し、警告も取り消される。なお、ステップＳ１１４の判定に際して、検出した先端温度が閾値と等しい場合の処理は、ステップＳ１１６に進めてもよいし、ステップＳ１２６に進めてもよい。
【０１１４】
本実施形態によれば、先端部の温度が閾値以上に上昇した際に、発熱を抑えることができ、かつ、観察画像としても良好な内視鏡画像が得られる。
【０１１５】
特に、狭帯域光を利用する特殊光観察を行う場合には、照明光量の低下により、暗い画像となりやすいが、本実施形態によれば、フレームレートを下げて露光時間を長くすることで、十分な露光量を確保でき、良好な撮像画像を得ることができる。
【０１１６】
＜変形例１＞
図９では、ステップＳ１１４で閾値以上の高い温度が検出された場合に、フレームレートの低減と発光量の制御光量の低下制御と併せて、警告を行う例を説明したが、警告の報知を省略する態様も可能である。
【０１１７】
＜変形例２＞
また、本例では、６０ｐと３０ｐの２種類の駆動モードを用意し、閾値を基準にして、これらを切り換える例を説明したが、各駆動モードに対応するフレームレートの具体的ない値については、この例に限定されない。例えば、毎秒６０フレーム以上の高フレームレートの範囲内で特定される第1のフレームレートと、毎秒３０フレーム以下の低フレームレートの範囲内で特定される第２のフレームレートの２種類の駆動モードを用意し、閾値を基準にして、これらを切り換える構成とすることができる。また、３種類以上のフレームレートに対応する多種類の駆動モードを用意しておくとともに、判定基準となる閾値を複数段階に設定しておき、検出される先端温度に応じて、段階的にフレームレート及び光量を変更する制御を行う態様も可能である。この場合、温度が高いほど、フレームレート及び光量をより低い値にする。
【０１１８】
また、図９ではプログレッシブ方式のフレームレート（６０ｐ、３０ｐ）を説明したが、インターレース方式の駆動モードを採用することもできる。
【０１１９】
＜変形例３＞
駆動モードを変更する判定基準となる閾値と、警告を提示するための判定基準となる閾値とを別々に設定してもよい。また、警告用の判定基準となる閾値を複数段階に設定しておき、検知される温度に応じて、警告レベルを段階的に変化させる態様も可能である。
【０１２０】
＜変形例４＞
上記実施形態では、挿入部２０の先端部２６に温度センサ１００を配置したが、先端部２６に配置された水晶振動子８２の周波数温度特性を利用して、先端部２６の温度を検出することも可能である。この場合、温度センサ１００を省略することができる。
【０１２１】
水晶振動子８２は、温度によって発振周波数が変動する性質があるため、周波数から温度を推定することが可能である。具体的には、例えば、プロセッサ装置１４において、ＣＤＲ回路８６で抽出したクロック信号を基に、画像信号のピクセルクロック（画素単位のクロック）をカウントする、或いは、画像信号からフレーム期間を計測する等により、内視鏡挿入部の水晶振動子８２の発振周波数を把握する。そして、予めデータ格納部９４に保存しておいた温度と発振周波数の関係を規定する相関データ（ルックアップテーブルなど）から、先端部２６の温度を推定することができる。
【０１２２】
＜変形例５＞
ＣＭＯＳセンサ５８は、ＣＣＤセンサと比較して、駆動モードの変更が容易であり、また、温度センサ１００を含んだセンサモジュールの製造も容易である。したがって、上記実施形態で説明したように、撮像装置としてＣＭＯＳセンサモジュールを採用することが好ましい。ただし、本発明の実施に際しては、ＣＭＯＳセンサに限らず、ＣＣＤセンサを採用する構成も可能である。
【０１２３】
＜変形例６＞
白色光、特殊光の交互連続照射ではなく、いずれかの観察目的に応じて、選択的に発光波長を切り換えてもよい。
【０１２４】
以上、本発明の内視鏡システム及びその制御方法について詳細に説明したが、本発明は、上記説明した実施形態には限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行ってもよいのはもちろんである。本発明の技術的思想内で当該分野の通常の知識を有するものにより、多くの変形が可能である。
【符号の説明】
【０１２５】
１０…内視鏡システム、１２…電子内視鏡、１４…プロセッサ装置、１６…光源装置、２０…挿入部、２２…操作部、２６…先端部、３８…モニタ（「表示装置」に相当）、５４…ＣＭＯＳ撮像装置（撮像チップ）、５８…ＣＭＯＳセンサ、７６…ＬＶＤＳ送信部、８３…ＣＰＵ（「制御手段」に相当）、８４…ＬＶＤＳ受信部、８６…ＣＤＲ回路、８８…Ｓ／Ｐ変換部、９０…操作部、９４…データ格納部、９６…ＬＶＤＳ線、９８…シリアル線、１００…温度センサ（「温度検出手段」に相当）、１０６…ライトガイド（「光伝送手段」に相当）
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子内視鏡装置及び内視鏡画像の生成方法、並びに電子内視鏡システムに係り、特に、内視鏡挿入部の先端部分に固体撮像素子を有する撮像装置が内蔵された電子内視鏡による撮像の制御技術並びに信号処理技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
医療分野などで利用される電子内視鏡システムは、被検体内に挿入される挿入部の先端部に、固体撮像素子を含む撮像装置を備えた電子内視鏡（スコープ）と、撮像装置の動作を制御するとともに、撮像装置から出力される撮像信号に各種信号処理を施してモニタ（表示装置）に内視鏡画像を表示させるプロセッサ装置とから構成される。
【０００３】
内視鏡挿入部の先端内部は、固体撮像素子（ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサなど）の発熱、ライトガイドの光量ロスによる発熱などが原因で温度が上昇しやすい。内視鏡挿入部分の内部温度が上昇すると、画像信号のノイズが増加し、画質が低下する。また、内視鏡挿入部先端の温度が高温になると、人体組織に熱損傷を引き起こす可能性もある。このため、内視鏡挿入部の温度を検知して、温度をコントロールしたり、温度上昇時に内視鏡操作者に警告を出したりするなどの予防措置を講じることが望まれる。
【０００４】
特許文献１には、内視鏡挿入部の先端部に位置する固体撮像素子が高温になるほど観察像のノイズが増加するという問題に対処するために、内視鏡挿入部の先端部に温度検知手段を設け、検知された先端部の温度に基づき、最大露光時間を自動的に変化させる構成が開示されている。具体的には、先端温度が高温になるほど、最大露光時間が短くなるように設定されている。
【０００５】
特許文献２には、内視鏡挿入部の先端部に温度センサを配置し、先端部の温度が所定の温度以上となった場合に、術者に注意を喚起する構成が開示されている。また、この特許文献２には、先端部の温度が所定温度以上となった場合に、ＣＣＤの駆動周波数を下げる、または観察光の光量を下げる、などの処理を行い、自動的に先端部の温度を下げる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−３２３８８４号公報
【特許文献２】特開２０１１−３６５８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、十分な露光時間（電荷蓄積時間）を確保できず、画像が暗くなる場合がある。また、露光量を確保するために観察光の光量を増加させると、却って温度上昇を助長してしまうという問題がある。
【０００８】
一方、特許文献２では、高温時の対処として、ＣＣＤの駆動周波数を下げる制御、または観察光の光量を下げる制御を行うことが記載されているが、このような選択的な制御では、温度低減の効果が十分でなかったり、暗い画像になってしまったりするなどという問題がある。
【０００９】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、内視鏡挿入部の先端部の温度が規定温度を超えて上昇してしまうことを防止し、かつ、観察に適した良好な内視鏡画像の生成を可能とする電子内視鏡装置及び内視鏡画像の生成方法、並びに電子内視鏡システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記目的を達成するために、本発明に係る電子内視鏡装置は、被観察部位に照射する照明光を発生させる照明用光源と、前記内視鏡挿入部の先端部に内蔵され、前記被観察部位を撮像する撮像手段と、前記撮像手段から出力される撮像信号を処理して内視鏡画像を生成する信号処理手段と、前記内視鏡挿入部の先端の温度を検出する温度検出手段と、前記温度検出手段により検出された温度が閾値を超える場合に、前記撮像手段による撮像のフレームレート及び前記照明光の照射量を共に低下させる制御を行う制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、温度検出手段によって先端温度を検出し、その検出した先端温度が閾値（予め定められた判定基準値）を超えた場合に、フレームレートの変更と照明光の変更を同期させ、両者を共に低下させる制御を行う。
【００１２】
照射量を低下させる一方でフレームレートを低下させたことにより露光時間を長くすることができる、必要な露光量を確保することができる。また、照射量低減及びフレームレート低減によって、発熱量を抑えることができ、温度上昇を抑制できる。これらの作用が相まって、良好な画像信号を得ることができるとともに、先端部の温度を規定範囲内に抑えることができる。
【００１３】
本発明の一態様として、前記温度検出手段により検出された温度が前記閾値未満の場合に第１のフレームレートに設定され、前記温度検出手段により検出された温度が前記閾値を超える場合に前記第１のフレームレートよりも低い第２のフレームレートに設定されることを特徴とする電子内視鏡装置を提供する。
【００１４】
なお、検出された温度が閾値と等しい場合の処理については、第1のフレームレートに設定する態様も可能であるし、第２のフレームレートに設定する態様も可能である。いずれの設定を採用するかは、閾値の定め方との関係で設計可能である。
【００１５】
また、閾値は多段階に設定してもよい。温度が高いほど、フレームレートをより下げる方向に制御することが好ましい。
【００１６】
本発明の他の態様として、前記第１のフレームレートは、プログレッシブ方式で毎秒６０フレーム以上を得るフレームレートであり、前記第２のフレームレートは、プログレッシブ方式で毎秒３０フレーム以下を得るフレームレートであることを特徴とする電子内視鏡装置を提供する。
【００１７】
フレームレートを変更する構成の一例として、プログレッシブで毎秒６０フレーム（６０ｐ）以上と毎秒３０フレーム（３０ｐ）以下とを切り換える態様を採用し得る。
【００１８】
本発明の他の態様として、前記温度検出手段により検出された温度が前記閾値未満の場合に前記照明光は第１の照射量に制御され、前記温度検出手段により検出された温度が前記閾値を超える場合に前記照明光は前記第１の照射量よりも低光量の第２の照射量に制御されることを特徴とする電子内視鏡装置を提供する。
【００１９】
照射量（照明光の照射エネルギー）を低減する方法としては、例えば、発光時間を短くする、パルス発光の周波数を下げる、発光強度を小さくする、波長帯域を狭める、若しくは、これらの適宜の組み合わせなどがある。
【００２０】
本発明の他の態様として、前記フレームレート及び前記照明光の照射量を共に低下させる制御が行われた後に、前記温度検出手段により検出された温度が前記閾値未満に戻った場合に、前記低下させる前の元のフレームレート及び照射量の設定に戻す制御が行われることを特徴とする電子内視鏡装置を提供する。
【００２１】
撮像中に先端温度を監視し、温度に応じて自動的にフレームレートと照明光の照射量を制御する態様が好ましい。
【００２２】
本発明の他の態様として、前記制御手段は、前記温度検出手段により検出された温度が前記閾値を超える場合に、前記照明光を常時照射から間欠照射へ切り換えることを特徴とする電子内視鏡装置を提供する。
【００２３】
先端部の温度が閾値未満の温度であるときに常時照射を行い、閾値を超えた場合に間欠照射に切り換えることで、温度上昇を抑制することができる。
【００２４】
本発明の他の態様として、前記制御手段は、前記温度検出手段により検出された温度が前記閾値を超える場合に、前記照明光の発光強度を低下させることを特徴とする電子内視鏡装置を提供する。
【００２５】
照明用光源が発生する光の強度（発光源の光強度）を下げる態様の他、絞り機構やフィルタなどによって光量を絞る態様、若しくはこれらの組み合わせによる態様もあり得る。
【００２６】
本発明の他の態様として、前記照明用光源は、波長帯域の異なる複数種類の照明光を発生させる手段を含み、前記制御手段は、前記温度検出手段により検出された温度が前記閾値を超える場合に、前記照明光の波長帯域を切り換えることを特徴とする電子内視鏡装置を提供する。
【００２７】
波長帯域が狭いと、暗くなる傾向にあるため、必要な明るさを確保するために、発光強度を増加させることがある。発光強度を大きくすると、発熱を助長することにつながるため、発光量を抑えつつ、露光時間を長くすることで必要な露光量を確保する。
【００２８】
例えば、特定波長領域の光（狭帯域光）を用いる特殊光観察について、フレームレートを低下させる制御を組み合わせる。
【００２９】
本発明の他の態様として、前記撮像手段は、波長領域が互いに異なる第１波長領域、第２波長領域、第３波長領域の光に分光して受光可能な受光部を備え、前記照明用光源は、第１波長領域と第２波長領域を含む帯域の光である第１照明光を発生させる第１照明光生成手段と、前記第１波長領域内の一部の帯域と前記第２波長領域内の一部の帯域とにまたがる帯域の光であり、前記第１照明光よりも狭い帯域の第２照明光を発生させる第２照明光発生手段と、を備え、前記制御手段は、前記第１照明光又は前記第２照明光のいずれか一方を選択的に前記被観察部位に照射させる制御を行うことを特徴とする電子内視鏡装置を提供する。
【００３０】
第1照明光は第２照明光に比べて相対的に波長帯域が広い広帯域光である。第２照明光は、相対的に狭帯域光である。これら波長帯域の異なる複数種類の照明光を用いて観察を行うことにより、目的にあった内視鏡画像を得ることが可能である。
【００３１】
本発明の他の態様として、前記第１照明光の照射期間と前記第２照明光の照射期間が時分割で切り替わり、前記第１照明光と前記第２照明光とが連続して前記被観察部位に照射されることを特徴とする電子内視鏡装置を提供する。
【００３２】
かかる態様によれば、第１照明光の照射時の撮像によって得られる広帯域画像と第２照明光の照射時の撮像によって得られる狭帯域画像を並行して取得することができ、これら種類の異なる画像情報を連続的に得ることができる。
【００３３】
本発明の他の態様として、前記撮像手段にＣＭＯＳ型固体撮像素子が用いられていることを特徴とする電子内視鏡装置を提供する。
【００３４】
ＣＭＯＳ型固体撮像素子は、ＣＣＤセンサと比較して、フレームレート（駆動モード）の変更が容易であり、また、駆動回路その他の周辺回路をセンサモジュールの製造も容易である。
【００３５】
本発明の他の態様として、前記制御手段により前記フレームレートを低下させる制御が行われる場合に、警告を提示する警告報知手段を備えることを特徴とする電子内視鏡装置を提供する。
【００３６】
検知された温度が閾値よりも高い場合に、フレームレートの変更及び照明光の低減制御に加え、オペレータに対して注意を促す警告を提示する構成が好ましい。
【００３７】
本発明の他の態様として、前記照明用光源からの光を内視鏡挿入部の先端に導いて前記被観察部位に向けて照射させる光伝送手段を備えることを特徴とする電子内視鏡装置を提供する。
【００３８】
照明用光源は、内視鏡挿入部の先端部に配置する構成も可能であるが、光源を外部に設置する場合には、光ファイバその他のライトガイドを使用して内視鏡挿入部先端に照明光を導く構成が採用される。
【００３９】
また、前記目的を達成するために、本発明に係る内視鏡画像の生成方法は、照明用光源で発生させた光を被観察部位に向けて照射する照明光照射工程と、前記内視鏡挿入部の先端部に内蔵された撮像手段によって前記被観察部位を撮像する撮像工程と、前記撮像手段から出力される撮像信号を処理して内視鏡画像を生成する信号処理工程と、前記信号処理工程によって生成された内視鏡画像を表示装置に表示させる表示処理工程と、前記内視鏡挿入部の先端の温度を検出する温度検出工程と、前記検出された温度に基づいて前記撮像手段による撮像のフレームレート及び前記照明光の照射量を制御する工程であって、前記検出された温度が閾値を超える場合に、前記撮像手段による撮像のフレームレート及び前記照明光の照射量を共に低下させる制御を行う制御工程と、を含むことを特徴とする。
【００４０】
また、本発明に係る電子内視鏡システムは、被検体内に挿入される内視鏡挿入部の先端部に撮像装置が内蔵された電子内視鏡と、前記電子内視鏡の前記撮像装置から出力される撮像信号に信号処理を施すプロセッサ装置と、前記電子内視鏡の挿入部の先端面に設けられた照明窓から被観察部位に照射する照明光を発生させる照明用光源と、を備えた電子内視鏡システムであって、前記電子内視鏡は、前記先端部の温度を検出する温度検出手段を有し、前記プロセッサ装置は、前記温度検出手段から得られる情報に基づいて前記撮像手段による撮像のフレームレート及び前記照明光の照射量を制御する制御手段であって、前記温度検出手段により検出された温度が閾値を超える場合に、前記撮像手段による撮像のフレームレート及び前記照明光の照射量を共に低下させる制御を行う制御手段を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００４１】
本発明によれば、内視鏡挿入部の先端温度が許容温度を超えて高温になることを防止することができるとともに、観察に適した良好な内視鏡画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施形態に係る電子内視鏡システムの概略構成を示した全体構成図
【図２】電子内視鏡における挿入部の先端部を示した正面図
【図３】電子内視鏡における挿入部の先端部を示した側面断面図
【図４】本例の内視鏡システムにおける電子内視鏡及びプロセッサ装置の構成を示したブロック図
【図５】光源装置の構成を示したブロック図
【図６】照明光のスペクトルの一例を示す図
【図７】ＣＭＯＳ撮像装置の受光特性の一例を示す図
【図８】図５における第１発光部とフィルタ部により生成される照明光のスペクトルの一例を示す図
【図９】本例の内視鏡システムにおける制御例を示すフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００４３】
以下、添付図面に従って本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００４４】
図１は本発明の実施形態に係る電子内視鏡システムの概略構成を示した全体構成図である。図１に示すように、本実施形態の内視鏡システム１０は、電子内視鏡１２、プロセッサ装置１４、光源装置１６などから構成される。電子内視鏡１２は、患者（被検体）の体腔内に挿入される可撓性の挿入部２０と、挿入部２０の基端部分に連設された操作部２２と、プロセッサ装置１４及び光源装置１６に接続されるユニバーサルコード２４とを備えている。
【００４５】
挿入部２０の先端には、体腔内撮影用のＣＭＯＳ撮像装置（撮像チップ）５４（図３参照）などが内蔵された先端部２６が連設されている。先端部２６の後方には、複数の湾曲駒を連結した湾曲部２８が設けられている。湾曲部２８は、操作部２２に設けられたアングルノブ３０が操作されて、挿入部２０内に挿設されたワイヤが押し引きされることにより、上下左右方向に湾曲動作する。これにより、先端部２６が体腔内の所望の方向に向けられる。
【００４６】
ユニバーサルコード２４の基端は、コネクタ３６に連結されている。コネクタ３６は、複合タイプのものであり、コネクタ３６にはプロセッサ装置１４が接続される他、光源装置１６が接続される。
【００４７】
プロセッサ装置１４は、ユニバーサルコード２４内に挿通されたケーブル６８（図３参照）を介して電子内視鏡１２に給電を行い、ＣＭＯＳ撮像装置５４の駆動を制御するとともに、ＣＭＯＳ撮像装置５４からケーブル６８を介して伝送された撮像信号を受信し、受信した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１４で変換された画像データは、プロセッサ装置１４にケーブル接続されたモニタ３８（「表示装置」に相当）に内視鏡画像として表示される。また、プロセッサ装置１４は、コネクタ３６を介して光源装置１６と電気的に接続され、内視鏡システム１０の動作を統括的に制御する。
【００４８】
図２は電子内視鏡１２の先端部２６を示した正面図である。図２に示すように、先端部２６の先端面２６ａには、観察窓４０、照明窓４２、鉗子出口４４、及び送気・送水用ノズル４６が設けられている。観察窓４０は、先端部２６の片側中央に配置されている。照明窓４２は、観察窓４０に関して対称な位置に２個配され、体腔内の被観察部位に光源装置１６からの照明光を照射する。鉗子出口４４は、挿入部２０内に配設された鉗子チャンネル７０（図３参照）に接続され、操作部２２に設けられた鉗子口３４（図１参照）に連通している。鉗子口３４には、注射針や高周波メスなどが先端に配された各種処置具が挿通され、各種処置具の先端が鉗子出口４４から露呈される。送気・送水用ノズル４６は、操作部２２に設けられた送気・送水ボタン３２（図１参照）の操作に応じて、光源装置１６に内蔵された送気・送水装置から供給される洗浄水や空気を、観察窓４０や体腔内に向けて噴射する。
【００４９】
図３は電子内視鏡１２の先端部２６を示した側面断面図である。図３に示すように、観察窓４０の奥には、体腔内の被観察部位の像光を取り込むための対物光学系５０を保持する鏡筒５２が配設されている。鏡筒５２は、挿入部２０の中心軸に対物光学系５０の光軸が平行となるように取り付けられている。鏡筒５２の後端には、対物光学系５０を経由した被観察部位の像光を、略直角に曲げてＣＭＯＳ撮像装置５４に向けて導光するプリズム５６が接続されている。
【００５０】
ＣＭＯＳ撮像装置（撮像チップ）５４は、ＣＭＯＳ型の固体撮像素子（以下、「ＣＭＯＳセンサ」という。）５８と、ＣＭＯＳセンサ５８の駆動及び信号の入出力を行う周辺回路６０とが一体形成されたモノリシック半導体（いわゆるＣＭＯＳセンサチップ）であり、支持基板６２上に実装されている。ＣＭＯＳセンサ５８の撮像面５８ａは、プリズム５６の出射面と対向するように配置されている。撮像面５８ａ上には、矩形枠状のスペーサ６３を介して矩形板状のカバーガラス６４が取り付けられている。ＣＭＯＳ撮像装置５４、スペーサ６３、及びカバーガラス６４は、接着剤を介して組み付けられている。これにより、塵埃などの侵入から撮像面５８ａが保護されている。
【００５１】
挿入部２０の後端に向けて延設された支持基板６２の後端部には、複数の入出力端子６２ａが支持基板６２の幅方向に並べて設けられている。入出力端子６２ａには、ユニバーサルコード２４を介してプロセッサ装置１４との各種信号の遣り取りを媒介するための信号線６６が接合されており、入出力端子６２ａは、支持基板６２に形成された配線やボンディングパッド等（図示せず）を介してＣＭＯＳ撮像装置５４内の周辺回路６０と電気的に接続されている。信号線６６は、可撓性の管状のケーブル６８内にまとめて挿通されている。ケーブル６８は、挿入部２０、操作部２２、及びユニバーサルコード２４の各内部を挿通し、コネクタ３６に接続されている。
【００５２】
また、図２において図示は省略したが、照明窓４２の奥には、照明部が設けられている。照明部には、光源装置１６からの照明光を導くライトガイド（図４中の符号１０６）の出射端（図４中の符号１０６ａ）が配されている。ライトガイド１０６は、ケーブル６８と同様に、挿入部２０、操作部２２、及びユニバーサルコード２４の各内部を挿通し、コネクタ３６に入射端が接続されている。
【００５３】
図４は内視鏡システム１０における電子内視鏡１２及びプロセッサ装置１４の構成を示したブロック図である。図４に示すように、電子内視鏡１２（挿入部２０）の先端部２６には、ＣＭＯＳセンサ５８と周辺回路６０（図３参照）とが同一チップに形成されたＣＭＯＳ撮像装置（撮像チップ）５４が内蔵されており、周辺回路６０として、アナログ信号処理回路（ＡＦＥ；アナログフロントエンド）７２、パラレル／シリアル（Ｐ／Ｓ）変換部７６、ＬＶＤＳ送信部７８、レジスタ８０、タイミングジェネレータ（ＴＧ）８１等を備えている。また、ＣＭＯＳ撮像装置５４は、ＣＭＯＳセンサ５８の駆動に必要なクロック信号生成用の水晶振動子８２を備えている。
【００５４】
ＣＭＯＳセンサ５８には、マトリクス状に配置される各画素ごとに形成されるフォトダイオードとフォトダイオードにより蓄積された信号電荷を電圧信号に変換する電圧変換回路と、電圧変換回路から電圧信号を読み出す画素のアドレス（位置）を指定する走査回路（垂直走査回路及び水平走査回路）と、走査回路によって読み出された画素の電圧信号を順に出力する出力回路とを備えている。
【００５５】
ＡＦＥ７２は、相関二重サンプリング（ＣＤＳ）回路、自動ゲイン回路（ＡＧＣ）、及びアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換器により構成されている。ＣＤＳ回路は、ＣＭＯＳセンサ５８の各画素から順次読み出された画素信号からなる撮像信号に対して相関二重サンプリング処理を施し、ＣＭＯＳセンサ５８で生じるリセット雑音及びアンプ雑音の除去を行う。ＡＧＣは、ＣＤＳ回路によりノイズ除去が行われた撮像信号を、プロセッサ装置１４から指定されたゲイン（増幅率）で増幅する。Ａ／Ｄ変換器は、ＡＧＣにより増幅された撮像信号（アナログ撮像信号）を、所定のビット数のデジタル信号に変換して出力する。Ａ／Ｄ変換器でデジタル化されて出力された撮像信号（デジタル撮像信号）はＰ／Ｓ変換部７６に入力される。
【００５６】
Ｐ／Ｓ変換部７６は、ＡＦＥ７２のＡ／Ｄ変換器から入力される撮像信号をパラレル信号からシリアル信号に変換する。Ｐ／Ｓ変換部７６により生成されたシリアル信号はＬＶＤＳ送信部７８に入力される。
【００５７】
ＬＶＤＳ送信部７８は、高速伝送が可能なＬＶＤＳ（Low Voltage Differential Signal）伝送方式によりＰ／Ｓ変換部７６から入力されるシリアル信号を差動信号として出力する。ＬＶＤＳ送信部７８から出力された差動信号は２本の信号線からなるＬＶＤＳ線９６を通じてプロセッサ装置１４のＬＶＤＳ受信部８４に入力される。
【００５８】
レジスタ８０は、ＣＭＯＳ撮像装置５４における各部の処理内容を決定する各種制御データを記憶するメモリである。レジスタ８０に記憶（格納）される制御データとしては、画素の走査方式（全画素走査／インターレース走査）、走査する画素領域（走査開始・終了する画素の位置）、シャッター速度（露光時間）等のＣＭＯＳ撮像装置５４の各種動作モード（静止画優先モード、動画優先モード、フレームレート等）を決定するための各種制御情報が含まれる。これらの制御データは、プロセッサ装置１４からシリアル線９８を通じてレジスタ８０に入力されるようになっている。レジスタ８０にはプロセッサ装置１４から入力される制御データが記憶され、ＣＭＯＳ撮像装置５４の各部はレジスタ８０に記憶されているレジスタ値（つまり、プロセッサ装置１４から入力された制御データ）に従って各種処理を実行する。
【００５９】
ＴＧ８１は、水晶振動子８２から得られるクロックに基づき、ＣＭＯＳセンサ５８から画素信号を読み出すための駆動パルスやＡＦＥ７２等の各部の同期パルスを生成し、ＣＭＯＳ撮像装置５４の各部に供給する。そして、ＣＭＯＳ撮像装置５４の各部は、ＴＧ８１から供給されるパルスに従って各種処理を実行する。ＣＭＯＳセンサ５８は、ＡＦＥ７２などを集約して同一パッケージに集約して構成することができる。また、ＣＭＯＳセンサ５８と水晶振動子８２は同一の半導体パッケージに収めることができる。本例ではＣＭＯＳセンサ５８、ＡＦＥ７２及び水晶振動子８２が同一の半導体パッケージに収められているセンサモジュールとなっている。なお、水晶振動子８２は、ＣＭＯＳセンサ５８のパッケージとは別のパッケージとして構成することも可能である。この場合、水晶振動子８２はＣＭＯＳセンサ５８の近くに配置される。
【００６０】
また、本例の内視鏡システム１０では、挿入部２０の先端部２６（図１参照）の温度を検出する手段として、先端部２６の内部に温度センサ１００が配置されている（図４参照）。温度センサ１００には、例えば、サーマル・ダイオードを用いることができる。温度センサ１００から得られる信号はプロセッサ装置１４のＣＰＵ８３に伝送される。
【００６１】
温度センサ１００からの信号（検出信号）をＣＰＵ８３に伝送するための信号伝達手段は特に限定されない。信号線１０１を介して電圧信号（アナログ信号）をプロセッサ装置１４に伝送し、図示せぬＡ／Ｄ変換器を介してデジタル信号に変換してＣＰＵ８３に入力させてもよいし、電子内視鏡１２側でＡ／Ｄ変換し、シリアル信号伝送路を介してプロセッサ装置１４に伝送してもよい。
【００６２】
また、温度センサ１００の検出信号をＡＦＥ７２に送り、画像信号とともに温度センサ１００の信号もＡＦＥ７２にてＡ／Ｄ変換し、画像信号と温度センサ信号を組み合わせてＬＶＤＳ線９６を介してプロセッサ装置１４に供給する態様も可能である。
【００６３】
プロセッサ装置１４は、ＣＰＵ８３、ＬＶＤＳ受信部８４、クロックデータリカバリ（ＣＤＲ）回路８６、シリアル／パラレル（Ｓ／Ｐ）変換部８８、画像処理回路（ＤＳＰ）９０、表示制御回路９２等を備えている。
【００６４】
ＣＰＵ８３は、プロセッサ装置１４内の各部を制御する制御装置として機能するとともに、後述する温度検出に応じた駆動モードの切り換え制御に必要な各種の演算を行う演算装置として機能する。また、ＣＰＵ８３は、光源装置１６の発光を制御する制御手段として機能する。
【００６５】
ＬＶＤＳ受信部８４は、ＬＶＤＳ伝送方式に基づく通信を行うものであり、ＬＶＤＳ送信部７８から差動信号として伝送された撮像信号（シリアル信号）を受信する。ＬＶＤＳ線９６を通じて伝送される撮像信号は、クロック信号と画像データが混在したシリアル信号になっている。ＬＶＤＳ受信部８４で受信した撮像信号はＣＤＲ回路８６を介してＳ／Ｐ変換部８８に入力される。
【００６６】
ＣＤＲ回路８６は、ＣＭＯＳ撮像装置５４からシリアル伝送される撮像信号の位相を検出して、この撮像信号の周波数に同期した抽出クロック信号を発生する。この抽出クロック信号により撮像信号をサンプリングすることで、撮像信号を抽出クロック信号によりリタイミングしたデータ（リタイミングデータ）を生成する。
【００６７】
データ格納部９４には、ＣＰＵ８３による各種制御に必要なデータが格納されている。ＣＰＵ８３は必要に応じてデータ格納部９４からデータを読み出して処理に利用する。
【００６８】
Ｓ／Ｐ変換部８８は、ＬＶＤＳ受信部８４からＣＤＲ回路８６を介して入力される撮像信号（リタイミングデータ）をシリアル信号からパラレル信号に変換して、ＣＭＯＳ撮像装置５４のＰ／Ｓ変換部７６における変換前の元の撮像信号に復元する。Ｓ／Ｐ変換部８８でパラレル信号に変換された撮像信号はＤＳＰ９０に入力される。
【００６９】
ＤＳＰ９０は、Ｓ／Ｐ変換部８８から入力された撮像信号に対し、色補間、色分離、色バランス調整、ガンマ補正、画像強調処理等を施し、画像データを生成する。ＤＳＰ９０で各種画像処理が施されて生成された画像データは表示制御回路９２に入力される。
【００７０】
表示制御回路９２は、ＤＳＰ９０から入力された画像データを、モニタ３８に対応した信号形式に応じた映像信号に変換してモニタ３８に出力する。
【００７１】
上記のように構成された内視鏡システム１０で体腔内を観察する際には、電子内視鏡１２、プロセッサ装置１４、光源装置１６、及びモニタ３８の電源をオンにして、電子内視鏡１２の挿入部２０を体腔内に挿入し、光源装置１６からの照明光で体腔内を照明しながら、ＣＭＯＳ撮像装置５４により撮像される体腔内の画像をモニタ３８で観察する。
【００７２】
その際、プロセッサ装置１４のＣＰＵ８３では、ＣＭＯＳ撮像装置５４の各部を制御するための制御データが生成される。当該生成された制御データはシリアル線９８を通じて電子内視鏡１２に送信され、ＣＭＯＳ撮像装置５４のレジスタ８０に格納される。ＣＭＯＳ撮像装置５４の各部は、レジスタ８０に格納されたレジスト値（制御データ）にしたがって各種処理を行う。
【００７３】
ＣＭＯＳセンサ５８で生成された撮像信号は、ＡＦＥ７２で各種処理が施された後、Ｐ／Ｓ変換部７６でパラレル信号からシリアル信号に変換され、ＬＶＤＳ送信部７８からＬＶＤＳ伝送方式により差動信号としてプロセッサ装置１４に送信される。
【００７４】
プロセッサ装置１４では、ＬＶＤＳ受信部８４で受信した撮像信号がＳ／Ｐ変換部８８で元のパラレル信号に変換される。ＤＳＰ９０では、入力された撮像信号に対して各種信号処理が施され、画像データが生成される。ＤＳＰ９０で生成された画像データは、表示制御回路９２に入力される。表示制御回路９２では、入力された画像データをモニタ３８の表示形式に対応した変換処理が施され、映像信号が生成される。表示制御回路９２で生成された映像信号はモニタ３８へ出力される。これにより、画像データがモニタ３８に内視鏡画像として表示される。
【００７５】
＜特殊光観察と白色光観察の組み合わせについて＞
図５は、光源装置１６の構成を示すブロック図である。光源装置１６は、波長帯域が異なる複数種類の照明光を発生させるために、第１発光部１６２、第２発光部１６４、フィルタ部１６６及び発光制御部１６８を備える。ただし、白色光などの広帯域光を発光する第１発光部１６２とフィルタ部１６６の組み合わせによって、第２発光部１６４の発光波長帯域と同等の特定波長領域の狭帯域光を生成できるため、光源装置１６としては第２発光部１６４又はフィルタ部１６６の少なくとも一方を備えていればよい。
【００７６】
第１発光部１６２は、第１波長領域としてのＢ波長領域（例えば、４２０ｎｍ〜４９０ｎｍ）と第２波長領域としてのＧ波長領域（例えば、４９０ｎｍ〜６００ｎｍ）を含む帯域の光である広帯域光（「第１照明光」に相当）を発光する。この第１発光部１６２は、第３波長領域としてのＲ波長領域（例えば、６００ｎｍ〜７５０ｎｍ）をさらに含む帯域の広帯域光を発生してもよい。例えば、第１発光部１６２は、白色光を発光する発光源を用いることができる（図６の符号２０１参照）。
【００７７】
第２発光部１６４は、Ｂ波長領域内の一部の帯域とＧ波長領域内の一部の帯域とにまたがる帯域の光である狭帯域光（「第２照明光」に相当）を発光する（図６の符号２０２参照）。
【００７８】
図５のフィルタ部１６６は、Ｂ波長領域内の一部の帯域とＧ波長領域内の一部の帯域とにまたがる帯域の光である狭帯域光を通過させ、それ以外の帯域の光を遮断する光学フィルタを備える。このフィルタ部１６６を第１発光部１６２と組み合わせることにより、第２発光部１６４と同等の狭帯域光を得ることが可能である。
【００７９】
発光制御部１６８は、図４で説明したプロセッサ装置１４のＣＰＵ８３の指令に従い、第１発光部１６２、第２発光部１６４の発光の制御、フィルタ部１６６の制御を行う。
【００８０】
図６は、第１発光部１６２および第２発光部１６４が発光する光のスペクトルの一例を示す。図６において符号２０１で示すスペクトルは、第１発光部１６２が発する光のスペクトルを示す。符号２０２で示すスペクトルは、第２発光部１６４が発する光のスペクトルを示す。
【００８１】
図示のスペクトル２０１に示したように、第１発光部１６２は、４００ｎｍ〜７５０ｎｍの波長領域を含む広帯域を発光する。また、スペクトル２０２に示すように、第２発光部１６４は、４５０ｎｍ〜５５０ｎｍの波長領域を主に有する狭帯域光を発光する。発光制御部１６８は、第１発光部１６２および第２発光部１６４を制御することにより、上記広帯域光と上記狭帯域光とを交互に切り換えながら連続して発光させる。また、発光制御部１６８は、第１発光部１６２を連続発光させた状態でフィルタ部１６６を制御することにより、上記広帯域光と上記狭帯域光とを交互に切り換えながら連続照射させてもよい。
すなわち、図５に記載した第２発光部１６４を省略し、第１発光部１６２とフィルタ部１６６を制御することによって、広帯域光（スペクトル２０１）の照射と、狭帯域光（スペクトル２０２）の照射とを切り換える構成も可能である。
【００８２】
図７は、内視鏡挿入部の先端部に内蔵されるＣＭＯＳセンサ５８の受光特性の一例を示す図である。図７において、横軸は波長を表し、縦軸は光強度を表す。このような分光特性は、ＣＭＯＳセンサ５８の受光部に配置されている各受光素子（感光画素）に対応するカラーフィルタの性能を反映している。
【００８３】
ＣＭＯＳセンサ５８の受光部は、Ｂフィルタを通して受光する第１受光部（Ｂ受光部）と、Ｇフィルタを通して受光する第２受光部（Ｇ受光部）と、Ｒフィルタを通して受光する第３受光部（Ｒ受光部）と、備える。なお、ＲＧＢの色分解フィルタに限らず、イエローその他の波長領域に対応したカラーフィルタを含んでもよい。また、ＲＧＢ系フィルタに代えて、ＣＭＹ系フィルタを用いることも可能である。
【００８４】
図７において、符号３０１は、Ｂフィルタに対応した第１受光部（Ｂ受光部）の受光特性を示す。例えば、第１受光部は、Ｂ波長領域（４００ｎｍ〜４９０ｎｍ）の波長領域を主に有する第１波長領域の光を受光する。
【００８５】
符号３０２は、Ｇフィルタに対応した第２受光部（Ｇ受光部）の受光特性を示す。例えば、第２受光部は、Ｇ波長領域（４９０ｎｍ〜６００ｎｍ）の波長領域を主に有する第２波長領域の光を受光する。
【００８６】
符号３０３は、Ｒフィルタに対応した第３受光部（Ｒ受光部）の受光特性を示す。例えば、第３受光部は、Ｒ波長領域（６００ｎｍ〜７５０ｎｍ）の波長領域を主に有する第３波長領域の光を受光する。
【００８７】
ＣＰＵ８３は、発光制御部１６８の制御による複数の発光部の発光タイミングに合わせて、撮像タイミングを制御してもよい。
【００８８】
以下の説明では、広帯域光が照射された場合に第１受光部で受光した光の像を「第１広帯域像」という。広帯域光が発光された場合に第２受光部が受光した光の像を「第２広帯域像」といい、広帯域光が発光された場合に第３受光部が受光した光の像を「第３広帯域像」という。
【００８９】
また、狭帯域光の照射により第１受光部で受光した光の像を「第１狭帯域像」といい、狭帯域光の照射により第２受光部で受光した光の像を「第２狭帯域像」という。
【００９０】
さらに、図４で説明したＤＳＰ９０は、ＣＭＯＳセンサ５８から得られる撮像信号に基づいて、第１波長領域内の第２発光部１６４が発光した狭帯域光以外の光の像（以下、これを「第３狭帯域像」という。）を生成する。また、ＤＳＰ９０は、ＣＭＯＳセンサ５８から得られる撮像信号に基づいて、第２波長領域内の第２発光部１６４が発光した狭帯域光以外の光の像（以下、これを「第４狭帯域像」という。）を生成する。
【００９１】
例えば、ＤＳＰ９０は、第１広帯域像、第２広帯域像、第１狭帯域像、および第２狭帯域像に基づいて、第３狭帯域像および第４狭帯域像を生成する。具体的な生成方法として、ＤＳＰ９０は、第１広帯域像の画素の輝度情報から、第１狭帯域像の対応する画素の輝度情報を減算することにより、第３狭帯域像の対応する画素の輝度情報を算出できる。また、第２広帯域像の画素の輝度情報から、第２狭帯域像の対応する画素の輝度情報を減算することにより、第４狭帯域像の対応する画素の輝度情報を算出できる。
【００９２】
図５の発光制御部１６８は、第１発光部１６２及び第２発光部１６４の発光タイミングを制御する。例えば、第１発光部１６２と第２発光部１６４を交互に発光させる。第１発光部１６２を発光させたタイミングで第１広帯域像、第２広帯域像、第３広帯域像を撮像する。第２発光部１６４を発光させたタイミングで第１狭帯域像及び第２狭帯域像を撮像する。
【００９３】
そして、ＤＳＰ９０は、狭帯域光の照射タイミング（第２発光部１６４の発光タイミング）で、第３狭帯域像および第４狭帯域像を生成する。例えば、ＤＳＰ９０は、一つ前のタイミングで撮像された第１広帯域画像および第２広帯域画像と、これに続いて同じタイミングで撮像された第１狭帯域画像および第２狭帯域画像とに基づいて、第３狭帯域像および第４狭帯域像を生成する。
【００９４】
第１広帯域像、第２広帯域像及び第３広帯域像から、これらを含む広帯域画像のフレームが生成される。第１狭帯域像、第２狭帯域像、第３狭帯域像及び第４狭帯域像から、これらを含む狭帯域画像のフレームが生成される。
【００９５】
照明光の切り換えタイミングに合わせて、広帯域画像と狭帯域画像とが交互に取得される。広帯域画像群における画像間を補間する広帯域補間画像を生成してもよい。また、狭帯域画像群における画像間を補間する狭帯域補間画像を生成してもよい。
【００９６】
このようにして生成される広帯域画像（さらに広帯域補間画像を含む場合もある）は、設定されたフレームレートにしたがい、表示フレームが更新され、広帯域動画としてモニタ３８に表示される。また、上記のようにして生成された狭帯域画像（さらには狭帯域補間画像を含む場合もある）も同様に、設定されたフレームレートにしたがい、表示フレームが更新され、狭帯域動画としてモニタ３８に表示される。
【００９７】
広帯域動画と狭帯域動画は、同じモニタ３８の画面上において表示領域を分けて、これら２種類の動画を同時に表示させてもよいし、オペレータの選択により、又は自動的に、広帯域動画の表示と狭帯域動画の表示とを切り換え、いずれか一方をモニタ３８上に選択的に表示させることも可能である。
【００９８】
また、複数の広帯域画像を含む広帯域動画と、複数の狭帯域画像を含む狭帯域動画との合成動画を生成し、複数種類の動画を重畳して１つの動画として表示させてもよい。
【００９９】
このように、本実施形態の内視鏡システム１０によれば、同じタイミングで波長帯域が異なる複数の狭帯域画像を同じタイミングで得ることができる。例えば、内視鏡によって血管の画像を撮像する場合、深さが異なる複数の血管の画像又は特定成分の濃度が異なる複数の血管の画像を同時に得ることができる。また、本実施形態の内視鏡システム１０によれば、広帯域補間画像および狭帯域補間画像を生成することができるので、同じタイミングにおける狭帯域画像と広帯域画像とを得ることができる。
【０１００】
なお、広帯域光と狭帯域光とを一定の時間間隔で交互に連続的に照射し、広帯域画像と狭帯域画像を並行して取得する方法に代えて、オペレータの選択操作により、又はプログラムによる自動選択により、広帯域光を用いる観察方法と、狭帯域光を用いる観察方法を切り換える構成も可能である。
【０１０１】
＜フィルタ部１６６を利用する形態＞
図４に示した第２発光部１６４を省略し、フィルタ部１６６と第１発光部１６２によって複数種類の照明光を生成する態様も可能である。この場合、第１発光部１６２が「第１照明光生成手段」に相当し、第１発光部１６２とフィルタ部１６６の組み合わせが「第２照明光生成手段」に相当する。
【０１０２】
図８は、第１発光部１６２およびフィルタ部１６６により発光される光のスペクトルの一例を示す。スペクトル９０１は、第１発光部１６２が発する光のスペクトルを示す。例えば、第１発光部１６２は、４００ｎｍ〜７５０ｎｍの波長領域を含む広帯域を発光する。
【０１０３】
スペクトル９０２は、第１発光部１６２が発した光であって、フィルタ部１６６によりフィルタされた（除去された）光のスペクトルを示す。フィルタ部１６６は、第１波長領域内の一部の帯域と第２波長領域内の一部の帯域とにまたがる帯域の光である狭帯域光をフィルタする（通過させる）。例えば、フィルタ部１６６は、４５０ｎｍ〜５５０ｎｍの波長領域を主に有する狭帯域光をフィルタする（通過させる）。
【０１０４】
かかる構成によれば、フィルタ部１６６によるフィルタタイミングを制御することにより、広帯域光の照射と、狭帯域光の照射を交互に切り換えながら、照明光を連続的に照射することができる。
【０１０５】
＜光源装置１６の発光源について＞
光源装置１６の発光源は、レーザー光源を採用してもよいし、キセノン管などのランプ光源を採用してもよく、発光ダイオート（ＬＥＤ）を採用してもよい。レーザー光源やＬＥＤ光源は、発光量の調整やパルス発光の制御が比較的容易である。一方、キセノン光源などは、光源自体の発光量の調整は難しいため、絞り機構などを利用して照射光量の調整を行う。
【０１０６】
＜制御フローの例＞
図９は、本例の内視鏡システムにおける制御例を示すフローチャートである。図９に示したように、プロセッサ装置１４はまず、電子内視鏡１２の挿入部２０における先端部２６の温度情報を取得する（ステップＳ１１２）。本例の場合、先端部２６に設けた温度センサ１００からのセンサ信号を取得することにより、温度情報を得る。
【０１０７】
次に、検出された先端温度と予め定められている閾値とを比較し、先端温度が閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ１１４）。先端温度が閾値未満である場合（Ｎｏ判定時）は、ステップＳ１１６に進み、ＣＭＯＳ撮像装置５４による撮像のフレームレートを６０ｐ（プログレッシブ方式による毎秒６０フレーム）に設定する。また、この６０ｐのフレームレートに合わせて、当該フレームレートに対応する電荷蓄積時間によって適切な露光量が得られる照明光量となるように、発光量の制御が行われる（ステップＳ１１８）。例えば、所定の発光強度による連続発光（常時照射）が行われる。
【０１０８】
また、この６０ｐの駆動モードに設定される状況では、先端温度に関して閾値未満の許容範囲にあり、通常の撮影動作が行われるため、先端温度に関する警告の提示は行われない（警告はＯＦＦされる）（ステップＳ１２０）。
【０１０９】
その一方、ステップＳ１１４の判定において、先端温度が閾値以上であると判定された場合（Ｙｅｓ判定時）は、ステップＳ１２６に進み、ＣＭＯＳ撮像装置５４による撮像のフレームレートを３０ｐ（プログレッシブ方式による毎秒３０フレーム）に設定する。また、この３０ｐのフレームレートに合わせて、当該フレームレートに対応する露光時間（電荷蓄積時間）によって適切な露光量が得られる照明光量となるように、発光量の制御が行われる（ステップＳ１２８）。フレームレートを６０ｐから３０ｐに変更すると、ＣＭＯＳセンサ５８の露光時間（電荷蓄積時間）は長くなるため、その分、照明光の光量は低減される。例えば、ある発光強度の連続発光（常時照射）から間欠発光（間欠照射）に変更される。
【０１１０】
また、この３０ｐの駆動モードに設定される状況は、先端温度が許容範囲を超えて高温になっているため、その旨をオペレータに知らせて注意を喚起するための警告が提示される（ステップＳ１３０）。警告の報知手段については、特に、限定されないが、例えば、モニタ３８の画面上に警告メッセージ等を表示させる態様、警告音を発生させる態様、音声による警告メッセージの出力、警告ランプの点灯や点滅、若しくは、これらの適宜の組み合わせなどがあり得る。
【０１１１】
ステップＳ１２０、又はステップＳ１３０の後は、ステップＳ１３２に進み、電子内視鏡１２による撮影を継続するか否かの判定が行われる（ステップＳ１３２）。オペレータによる電源オフ操作やプログラムによる自動停止、など撮影を終了させる指令の入力等がなければ、撮影は継続され、ステップＳ１３２の判定はＹｅｓ判定となり、ステップＳ１１２に戻る。撮影が継続される間、ステップＳ１１２〜ステップＳ１３２の処理が繰り返される。すなわち、撮影中に先端温度が監視され、先端温度が閾値以上になるとフレームレートが３０ｐに下げられ、照明光の光量も自動的に低下して、警告も提示される。フレームレートの低減、照明光量の低減によって、先端温度の上昇は抑制され、温度は低下していくことが期待される。その後、先端温度が閾値未満に戻ると、フレームレートは自動的に６０ｐに復帰し、照明光量も通常の光量に戻り、警告もオフとなる。
【０１１２】
オペレータによる電源オフ操作やプログラムによる自動停止、など撮影を終了させる指令の入力があると、ステップＳ１３２の判定でＮｏ判定となり、撮影を終了させる。
【０１１３】
図９のフローチャートによれば、検出された温度が閾値以上になると、自動的にフレームレートが低減され、これに合わせて照射光量も低減される制御が行われる。さらに、ユーザに対して警告が発せられる。その後、温度が閾値を下回り、許容範囲に戻ると、自動的にフレームレートが通常の駆動モード（６０ｐ）に戻り、照射光量も回復し、警告も取り消される。なお、ステップＳ１１４の判定に際して、検出した先端温度が閾値と等しい場合の処理は、ステップＳ１１６に進めてもよいし、ステップＳ１２６に進めてもよい。
【０１１４】
本実施形態によれば、先端部の温度が閾値以上に上昇した際に、発熱を抑えることができ、かつ、観察画像としても良好な内視鏡画像が得られる。
【０１１５】
特に、狭帯域光を利用する特殊光観察を行う場合には、照明光量の低下により、暗い画像となりやすいが、本実施形態によれば、フレームレートを下げて露光時間を長くすることで、十分な露光量を確保でき、良好な撮像画像を得ることができる。
【０１１６】
＜変形例１＞
図９では、ステップＳ１１４で閾値以上の高い温度が検出された場合に、フレームレートの低減と発光量の制御光量の低下制御と併せて、警告を行う例を説明したが、警告の報知を省略する態様も可能である。
【０１１７】
＜変形例２＞
また、本例では、６０ｐと３０ｐの２種類の駆動モードを用意し、閾値を基準にして、これらを切り換える例を説明したが、各駆動モードに対応するフレームレートの具体的ない値については、この例に限定されない。例えば、毎秒６０フレーム以上の高フレームレートの範囲内で特定される第1のフレームレートと、毎秒３０フレーム以下の低フレームレートの範囲内で特定される第２のフレームレートの２種類の駆動モードを用意し、閾値を基準にして、これらを切り換える構成とすることができる。また、３種類以上のフレームレートに対応する多種類の駆動モードを用意しておくとともに、判定基準となる閾値を複数段階に設定しておき、検出される先端温度に応じて、段階的にフレームレート及び光量を変更する制御を行う態様も可能である。この場合、温度が高いほど、フレームレート及び光量をより低い値にする。
【０１１８】
また、図９ではプログレッシブ方式のフレームレート（６０ｐ、３０ｐ）を説明したが、インターレース方式の駆動モードを採用することもできる。
【０１１９】
＜変形例３＞
駆動モードを変更する判定基準となる閾値と、警告を提示するための判定基準となる閾値とを別々に設定してもよい。また、警告用の判定基準となる閾値を複数段階に設定しておき、検知される温度に応じて、警告レベルを段階的に変化させる態様も可能である。
【０１２０】
＜変形例４＞
上記実施形態では、挿入部２０の先端部２６に温度センサ１００を配置したが、先端部２６に配置された水晶振動子８２の周波数温度特性を利用して、先端部２６の温度を検出することも可能である。この場合、温度センサ１００を省略することができる。
【０１２１】
水晶振動子８２は、温度によって発振周波数が変動する性質があるため、周波数から温度を推定することが可能である。具体的には、例えば、プロセッサ装置１４において、ＣＤＲ回路８６で抽出したクロック信号を基に、画像信号のピクセルクロック（画素単位のクロック）をカウントする、或いは、画像信号からフレーム期間を計測する等により、内視鏡挿入部の水晶振動子８２の発振周波数を把握する。そして、予めデータ格納部９４に保存しておいた温度と発振周波数の関係を規定する相関データ（ルックアップテーブルなど）から、先端部２６の温度を推定することができる。
【０１２２】
＜変形例５＞
ＣＭＯＳセンサ５８は、ＣＣＤセンサと比較して、駆動モードの変更が容易であり、また、温度センサ１００を含んだセンサモジュールの製造も容易である。したがって、上記実施形態で説明したように、撮像装置としてＣＭＯＳセンサモジュールを採用することが好ましい。ただし、本発明の実施に際しては、ＣＭＯＳセンサに限らず、ＣＣＤセンサを採用する構成も可能である。
【０１２３】
＜変形例６＞
白色光、特殊光の交互連続照射ではなく、いずれかの観察目的に応じて、選択的に発光波長を切り換えてもよい。
【０１２４】
以上、本発明の内視鏡システム及びその制御方法について詳細に説明したが、本発明は、上記説明した実施形態には限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行ってもよいのはもちろんである。本発明の技術的思想内で当該分野の通常の知識を有するものにより、多くの変形が可能である。
【符号の説明】
【０１２５】
１０…内視鏡システム、１２…電子内視鏡、１４…プロセッサ装置、１６…光源装置、２０…挿入部、２２…操作部、２６…先端部、３８…モニタ（「表示装置」に相当）、５４…ＣＭＯＳ撮像装置（撮像チップ）、５８…ＣＭＯＳセンサ、７６…ＬＶＤＳ送信部、８３…ＣＰＵ（「制御手段」に相当）、８４…ＬＶＤＳ受信部、８６…ＣＤＲ回路、８８…Ｓ／Ｐ変換部、９０…操作部、９４…データ格納部、９６…ＬＶＤＳ線、９８…シリアル線、１００…温度センサ（「温度検出手段」に相当）、１０６…ライトガイド（「光伝送手段」に相当）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被観察部位に照射する照明光を発生させる照明用光源と、
前記内視鏡挿入部の先端部に内蔵され、前記被観察部位を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段から出力される撮像信号を処理して内視鏡画像を生成する信号処理手段と、
前記内視鏡挿入部の先端の温度を検出する温度検出手段と、
前記温度検出手段により検出された温度が閾値を超える場合に、前記撮像手段による撮像のフレームレート及び前記照明光の照射量を共に低下させる制御を行う制御手段と、
を備えたことを特徴とする電子内視鏡装置。
【請求項２】
前記温度検出手段により検出された温度が前記閾値未満の場合に第１のフレームレートに設定され、前記温度検出手段により検出された温度が前記閾値を超える場合に前記第１のフレームレートよりも低い第２のフレームレートに設定されることを特徴とする請求項１に記載の電子内視鏡装置。
【請求項３】
前記第１のフレームレートは、プログレッシブ方式で毎秒６０フレーム以上を得るフレームレートであり、前記第２のフレームレートは、プログレッシブ方式で毎秒３０フレーム以下を得るフレームレートであることを特徴とする請求項２に記載の電子内視鏡装置。
【請求項４】
前記温度検出手段により検出された温度が前記閾値未満の場合に前記照明光は第１の照射量に制御され、前記温度検出手段により検出された温度が前記閾値を超える場合に前記照明光は前記第１の照射量よりも低光量の第２の照射量に制御されることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の電子内視鏡装置。
【請求項５】
前記フレームレート及び前記照明光の照射量を共に低下させる制御が行われた後に、前記温度検出手段により検出された温度が前記閾値未満に戻った場合に、前記低下させる前の元のフレームレート及び照射量の設定に戻す制御が行われることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の電子内視鏡装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記温度検出手段により検出された温度が前記閾値を超える場合に、前記照明光を常時照射から間欠照射へ切り換えることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の電子内視鏡装置。
【請求項７】
前記制御手段は、前記温度検出手段により検出された温度が前記閾値を超える場合に、前記照明光の発光強度を低下させることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の電子内視鏡装置。
【請求項８】
前記照明用光源は、波長帯域の異なる複数種類の照明光を発生させる手段を含み、
前記制御手段は、前記温度検出手段により検出された温度が前記閾値を超える場合に、前記照明光の波長帯域を切り換えることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の電子内視鏡装置。
【請求項９】
前記撮像手段は、波長領域が互いに異なる第１波長領域、第２波長領域、第３波長領域の光に分光して受光可能な受光部を備え、
前記照明用光源は、
第１波長領域と第２波長領域を含む帯域の光である第１照明光を発生させる第１照明光生成手段と、
前記第１波長領域内の一部の帯域と前記第２波長領域内の一部の帯域とにまたがる帯域の光であり、前記第１照明光よりも狭い帯域の第２照明光を発生させる第２照明光発生手段と、を備え、
前記制御手段は、前記第１照明光又は前記第２照明光のいずれか一方を選択的に前記被観察部位に照射させる制御を行うことを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の電子内視鏡装置。
【請求項１０】
前記第１照明光の照射期間と前記第２照明光の照射期間が時分割で切り替わり、前記第１照明光と前記第２照明光とが連続して前記被観察部位に照射されることを特徴とする請求項９に記載の電子内視鏡装置。
【請求項１１】
前記撮像手段にＣＭＯＳ型固体撮像素子が用いられていることを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の電子内視鏡装置。
【請求項１２】
前記制御手段により前記フレームレートを低下させる制御が行われる場合に、警告を提示する警告報知手段を備えることを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項に記載の電子内視鏡装置。
【請求項１３】
前記照明用光源からの光を内視鏡挿入部の先端に導いて前記被観察部位に向けて照射させる光伝送手段を備えることを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記載の電子内視鏡装置。
【請求項１４】
照明用光源で発生させた光を被観察部位に向けて照射する照明光照射工程と、
前記内視鏡挿入部の先端部に内蔵された撮像手段によって前記被観察部位を撮像する撮像工程と、
前記撮像手段から出力される撮像信号を処理して内視鏡画像を生成する信号処理工程と、
前記信号処理工程によって生成された内視鏡画像を表示装置に表示させる表示処理工程と、
前記内視鏡挿入部の先端の温度を検出する温度検出工程と、
前記検出された温度に基づいて前記撮像手段による撮像のフレームレート及び前記照明光の照射量を制御する工程であって、前記検出された温度が閾値を超える場合に、前記撮像手段による撮像のフレームレート及び前記照明光の照射量を共に低下させる制御を行う制御工程と、
を含むことを特徴とする内視鏡画像の生成方法。
【請求項１５】
被検体内に挿入される内視鏡挿入部の先端部に撮像装置が内蔵された電子内視鏡と、
前記電子内視鏡の前記撮像装置から出力される撮像信号に信号処理を施すプロセッサ装置と、
前記電子内視鏡の挿入部の先端面に設けられた照明窓から被観察部位に照射する照明光を発生させる照明用光源と、を備えた電子内視鏡システムにおいて、
前記電子内視鏡は、前記先端部の温度を検出する温度検出手段を有し、
前記プロセッサ装置は、前記温度検出手段から得られる情報に基づいて前記撮像手段による撮像のフレームレート及び前記照明光の照射量を制御する制御手段であって、前記温度検出手段により検出された温度が閾値を超える場合に、前記撮像手段による撮像のフレームレート及び前記照明光の照射量を共に低下させる制御を行う制御手段を備えることを特徴とする電子内視鏡システム。
【請求項１】
被観察部位に照射する照明光を発生させる照明用光源と、
前記内視鏡挿入部の先端部に内蔵され、前記被観察部位を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段から出力される撮像信号を処理して内視鏡画像を生成する信号処理手段と、
前記内視鏡挿入部の先端の温度を検出する温度検出手段と、
前記温度検出手段により検出された温度が閾値を超える場合に、前記撮像手段による撮像のフレームレート及び前記照明光の照射量を共に低下させる制御を行う制御手段と、
を備えたことを特徴とする電子内視鏡装置。
【請求項２】
前記温度検出手段により検出された温度が前記閾値未満の場合に第１のフレームレートに設定され、前記温度検出手段により検出された温度が前記閾値を超える場合に前記第１のフレームレートよりも低い第２のフレームレートに設定されることを特徴とする請求項１に記載の電子内視鏡装置。
【請求項３】
前記第１のフレームレートは、プログレッシブ方式で毎秒６０フレーム以上を得るフレームレートであり、前記第２のフレームレートは、プログレッシブ方式で毎秒３０フレーム以下を得るフレームレートであることを特徴とする請求項２に記載の電子内視鏡装置。
【請求項４】
前記温度検出手段により検出された温度が前記閾値未満の場合に前記照明光は第１の照射量に制御され、前記温度検出手段により検出された温度が前記閾値を超える場合に前記照明光は前記第１の照射量よりも低光量の第２の照射量に制御されることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の電子内視鏡装置。
【請求項５】
前記フレームレート及び前記照明光の照射量を共に低下させる制御が行われた後に、前記温度検出手段により検出された温度が前記閾値未満に戻った場合に、前記低下させる前の元のフレームレート及び照射量の設定に戻す制御が行われることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の電子内視鏡装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記温度検出手段により検出された温度が前記閾値を超える場合に、前記照明光を常時照射から間欠照射へ切り換えることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の電子内視鏡装置。
【請求項７】
前記制御手段は、前記温度検出手段により検出された温度が前記閾値を超える場合に、前記照明光の発光強度を低下させることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の電子内視鏡装置。
【請求項８】
前記照明用光源は、波長帯域の異なる複数種類の照明光を発生させる手段を含み、
前記制御手段は、前記温度検出手段により検出された温度が前記閾値を超える場合に、前記照明光の波長帯域を切り換えることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の電子内視鏡装置。
【請求項９】
前記撮像手段は、波長領域が互いに異なる第１波長領域、第２波長領域、第３波長領域の光に分光して受光可能な受光部を備え、
前記照明用光源は、
第１波長領域と第２波長領域を含む帯域の光である第１照明光を発生させる第１照明光生成手段と、
前記第１波長領域内の一部の帯域と前記第２波長領域内の一部の帯域とにまたがる帯域の光であり、前記第１照明光よりも狭い帯域の第２照明光を発生させる第２照明光発生手段と、を備え、
前記制御手段は、前記第１照明光又は前記第２照明光のいずれか一方を選択的に前記被観察部位に照射させる制御を行うことを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の電子内視鏡装置。
【請求項１０】
前記第１照明光の照射期間と前記第２照明光の照射期間が時分割で切り替わり、前記第１照明光と前記第２照明光とが連続して前記被観察部位に照射されることを特徴とする請求項９に記載の電子内視鏡装置。
【請求項１１】
前記撮像手段にＣＭＯＳ型固体撮像素子が用いられていることを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の電子内視鏡装置。
【請求項１２】
前記制御手段により前記フレームレートを低下させる制御が行われる場合に、警告を提示する警告報知手段を備えることを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項に記載の電子内視鏡装置。
【請求項１３】
前記照明用光源からの光を内視鏡挿入部の先端に導いて前記被観察部位に向けて照射させる光伝送手段を備えることを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記載の電子内視鏡装置。
【請求項１４】
照明用光源で発生させた光を被観察部位に向けて照射する照明光照射工程と、
前記内視鏡挿入部の先端部に内蔵された撮像手段によって前記被観察部位を撮像する撮像工程と、
前記撮像手段から出力される撮像信号を処理して内視鏡画像を生成する信号処理工程と、
前記信号処理工程によって生成された内視鏡画像を表示装置に表示させる表示処理工程と、
前記内視鏡挿入部の先端の温度を検出する温度検出工程と、
前記検出された温度に基づいて前記撮像手段による撮像のフレームレート及び前記照明光の照射量を制御する工程であって、前記検出された温度が閾値を超える場合に、前記撮像手段による撮像のフレームレート及び前記照明光の照射量を共に低下させる制御を行う制御工程と、
を含むことを特徴とする内視鏡画像の生成方法。
【請求項１５】
被検体内に挿入される内視鏡挿入部の先端部に撮像装置が内蔵された電子内視鏡と、
前記電子内視鏡の前記撮像装置から出力される撮像信号に信号処理を施すプロセッサ装置と、
前記電子内視鏡の挿入部の先端面に設けられた照明窓から被観察部位に照射する照明光を発生させる照明用光源と、を備えた電子内視鏡システムにおいて、
前記電子内視鏡は、前記先端部の温度を検出する温度検出手段を有し、
前記プロセッサ装置は、前記温度検出手段から得られる情報に基づいて前記撮像手段による撮像のフレームレート及び前記照明光の照射量を制御する制御手段であって、前記温度検出手段により検出された温度が閾値を超える場合に、前記撮像手段による撮像のフレームレート及び前記照明光の照射量を共に低下させる制御を行う制御手段を備えることを特徴とする電子内視鏡システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１３−４６６（Ｐ２０１３−４６６Ａ）
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１３６６５９（Ｐ２０１１−１３６６５９）
【出願日】平成２３年６月２０日（２０１１．６．２０）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月２０日（２０１１．６．２０）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]