摄像系统.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201280019754.0

申请日:

20121225

公开号:

CN103491852A

公开日:

20140101

当前法律状态:

有效性:

有效

法律详情:

IPC分类号:

A61B1/04

主分类号:

A61B1/04

申请人:

奥林巴斯医疗株式会社

发明人:

桥本秀范

地址:

日本东京都

优先权:

2012-045824

专利代理机构:

北京三友知识产权代理有限公司

代理人:

李辉;于靖帅

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内容摘要

摄像系统具有摄像元件(CIS)和处理器,该摄像元件(CIS)具有包含生成第1基准同步信号的同步信号自己生成计数器的TG,该处理器具有生成第2基准同步信号的TG、以及对影像信号中重叠的所述第1基准同步信号和第2基准同步信号进行比较的基准同步信号比较部,该处理器在第1基准同步信号与第2基准同步信号偏移的情况下,将第2基准同步信号或相位校正量信息发送到CIS,TG根据第2基准同步信号或相位校正量信息对第1基准同步信号的定时进行变更。

权利要求书

1.一种摄像系统,其特征在于,该摄像系统具有摄像装置和处理装置,所述摄像装置具有:摄像部,其从多个像素输出光电转换后的电信号作为图像信息;信号处理部,其对包含从所述摄像部输出的所述图像信息的信号进行信号处理;第1接收部,其接收从外部发送的信号;第1发送部,其将所述信号处理部进行处理后的信号发送到外部;以及第1基准同步信号生成部,其以规定周期生成影像运算处理用的第1基准同步信号,所述处理装置具有:第2基准同步信号生成部,其以规定周期生成影像运算处理用的第2基准同步信号;第2发送部,其与所述摄像装置中的所述接收部连接,对所述摄像装置发送规定信号;第2接收部,其与所述摄像装置中的所述发送部连接,接收从所述摄像装置发送的重叠了所述第1基准同步信号的影像信号;以及基准同步信号比较部,其对所述第1基准同步信号和所述第2基准同步信号进行比较,所述处理装置中的所述第2发送部将基于所述基准同步信号比较部的比较结果的比较结果信息的信号发送到所述摄像装置,所述摄像装置中的所述第1接收部接收基于所述比较结果的比较结果信息的信号,所述摄像装置中的所述第1基准同步信号生成部根据所述比较结果信息对该第1基准同步信号的定时进行变更。 2.根据权利要求1所述的摄像系统,其特征在于,所述第2发送部在所述第2基准同步信号与所述第1基准同步信号的偏移为规定值以上的情况下,根据该比较结果,将所述第2基准同步信号作为所述比较结果信息发送到所述摄像装置,所述第1基准同步信号生成部根据所述比较结果信息对所述第1基准同步信号的定时进行变更,校正所述偏移。 3.根据权利要求1所述的摄像系统,其特征在于,所述第2发送部在所述第2基准同步信号与所述第1基准同步信号的偏移为规定值以上的情况下,根据该比较结果,将所述第2基准同步信号作为所述比较结果信息发送到所述摄像装置,所述第1基准同步信号生成部以追随所述第2基准同步信号的方式对所述第1基准同步信号的定时进行变更,校正所述偏移。 4.根据权利要求1所述的摄像系统,其特征在于,所述第2发送部在所述第2基准同步信号与所述第1基准同步信号的偏移为规定值以上的情况下,将与该比较结果对应的相位校正信息作为所述比较结果信息发送到所述摄像装置,所述第1基准同步信号生成部根据所述相位校正信息对所述第1基准同步信号的定时进行变更,校正所述偏移。 5.根据权利要求1所述的摄像系统,其特征在于,所述第1基准同步信号生成部和所述第2基准同步信号生成部中的至少一方产生如下信号:该信号具有组合了多个比特串而成的同步检测图案,该比特串由彼此不同的比特长度构成且具有至少一个周期的周期性。 6.根据权利要求2所述的摄像系统,其特征在于,所述第1基准同步信号生成部和所述第2基准同步信号生成部中的至少一方产生如下信号:该信号具有组合了多个比特串而成的同步检测图案,该比特串由彼此不同的比特长度构成且具有至少一个周期的周期性。 7.根据权利要求3所述的摄像系统,其特征在于,所述第1基准同步信号生成部和所述第2基准同步信号生成部中的至少一方产生如下信号:该信号具有组合了多个比特串而成的同步检测图案,该比特串由彼此不同的比特长度构成且具有至少一个周期的周期性。 8.根据权利要求4所述的摄像系统,其特征在于,所述第1基准同步信号生成部和所述第2基准同步信号生成部中的至少一方产生如下信号:该信号具有组合了多个比特串而成的同步检测图案,该比特串由彼此不同的比特长度构成且具有至少一个周期的周期性。 9.根据权利要求5所述的摄像系统,其特征在于,所述第1基准同步信号生成部和所述第2基准同步信号生成部中的至少一方多次产生所述同步检测图案。 10.根据权利要求6所述的摄像系统,其特征在于,所述第1基准同步信号生成部和所述第2基准同步信号生成部中的至少一方多次产生所述同步检测图案。 11.根据权利要求7所述的摄像系统,其特征在于,所述第1基准同步信号生成部和所述第2基准同步信号生成部中的至少一方多次产生所述同步检测图案。 12.根据权利要求8所述的摄像系统,其特征在于,所述第1基准同步信号生成部和所述第2基准同步信号生成部中的至少一方多次产生所述同步检测图案。

说明书

技术领域

本发明涉及包含具有摄像元件的内窥镜的摄像系统。

背景技术

近年来,在医疗用领域和工业用领域中广泛使用具有摄像元件的内窥镜。

并且,还公知有如下技术:以装卸自如的方式与内窥镜连接,由称为处理器的信 号处理装置负责内窥镜的各种信号处理,构成内窥镜系统。

进而,在这种内窥镜系统中,还公知有如下例子:在处理器侧具有内窥镜图像的 显示控制用的同步信号生成单元,另一方面,在内窥镜插入部的前端部配设摄像元件 的动作用的同步信号的生成部。

在该例中,配设在内窥镜插入部的前端部且生成摄像元件的动作用的同步信号的 单元具有如下功能:输入来自处理器侧的同步信号生成部的外部同步信号,并使内部 的同步信号追随该外部同步信号。

该情况下,对配设在内窥镜插入部前端的同步信号生成单元和处理器进行连接的 缆线涉及比较长的距离(作为同步信号的发送例,参照日本特开2009-45113号公报)。

在上述例子中,在内窥镜插入部的前端部侧具有生成摄像元件的动作用的同步信 号的单元,另一方面,在处理器中还具有生成与该内窥镜插入部前端侧不同的同步信 号的单元,所以,两个同步信号产生相位偏移的情况下的内窥镜图像的紊乱成为问题。

本发明是鉴于上述情况而完成的,其目的在于,提供一种摄像系统,该摄像系统 在内窥镜前端部和处理器侧双方具有同步信号生成单元,不会由于相位偏移而引起图 像不良,能够进行准确的图像显示。

发明内容

用于解决课题的手段

本发明的一个方式的摄像系统具有摄像装置和处理装置,所述摄像装置具有:摄 像部,其从多个像素输出光电转换后的电信号作为图像信息;信号处理部,其对包含 从所述摄像部输出的所述图像信息的信号进行信号处理;第1接收部,其接收从外部 发送的信号;第1发送部,其将所述信号处理部进行处理后的信号发送到外部;以及 第1基准同步信号生成部,其以规定周期生成影像运算处理用的第1基准同步信号, 所述处理装置具有:第2基准同步信号生成部,其以规定周期生成影像运算处理用的 第2基准同步信号;第2发送部,其与所述摄像装置中的所述接收部连接,对所述摄 像装置发送规定信号;第2接收部,其与所述摄像装置中的所述发送部连接,接收从 所述摄像装置发送的重叠了所述第1基准同步信号的影像信号;以及基准同步信号比 较部,其对所述第1基准同步信号和所述第2基准同步信号进行比较,所述处理装置 中的所述第2发送部将基于所述基准同步信号比较部的比较结果的比较结果信息的 信号发送到所述摄像装置,所述摄像装置中的所述第1接收部接收基于所述比较结果 的比较结果信息的信号,所述摄像装置中的所述第1基准同步信号生成部根据所述比 较结果信息对该第1基准同步信号的定时进行变更。

附图说明

图1是示出本发明的第1实施方式的摄像系统的整体结构的图。

图2是示出第1实施方式的摄像系统中的电气系统的结构的图。

图3是示出本发明第3实施方式的摄像系统中的同步信号的例子的图。

图4是示出本发明第4实施方式的摄像系统中的同步信号的发送例的图。

具体实施方式

下面,参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。

(第1实施方式)

如图1所示,本发明的第1实施方式的摄像系统1具有:内窥镜2,其具有摄像 元件100;光源装置3,其以装卸自如的方式连接有内窥镜2,对内窥镜2提供照明 光;作为信号处理装置的处理器4,其以装卸自如的方式连接有内窥镜2,进行规定 信号处理;以及作为显示装置的监视器5,其显示由处理器4生成的图像信号作为内 窥镜图像。

内窥镜2具有被插入体腔内的细长的插入部6、在该插入部6的后端设置的操作 部7、以及从该操作部7延伸出的通用软线8。通用软线8在其基端附近或中途分支 为光导软线9和信号软线(信号缆线)10。光导软线9的端部的光源用连接器11以 装卸自如的方式与光源装置3连接,信号软线10的端部的信号用连接器12以装卸自 如的方式与处理器4连接。

在插入部6、操作部7、通用软线8内贯穿插入有用于传送照明光的光导13。而 且,通过将光源用连接器11与光源装置3连接,由光导13传送来自光源装置3的照 明光,从安装在照明窗上的光导前端面射出所传送的照明光,该照明窗设置在插入部 6的前端部14上。另外,也可以采用如下结构:将光源用连接器11和信号用连接器 12成为一体而得到的连接器与光源装置3连接,通过连接光源装置3和处理器4的 缆线,与处理器4交换信号用连接器12的信号。

在前端部14中,与照明窗相邻地设有观察窗(摄像窗),在观察窗上安装有形 成被照明的患部等被摄体的光学像的物镜15。在该物镜15的成像位置配设有例如由 CMOS图像传感器构成的摄像元件(以下简记为CIS)100。

所述CIS100经由贯穿插入到插入部6和通用软线8内的综合同轴缆线101而与 设于信号用连接器12的内部的连接器16连接,并且,该连接器16以装卸自如的方 式与处理器4连接。

处理器4具有产生摄像元件等的动作所需要的多个电源电压的电源的未图示的 电源电路、对从摄像元件输出的摄像信号进行规定信号处理的信号处理电路(图1 中未图示)、进行包含所述电源电路和信号处理电路的控制的控制电路(图1中未图 示)。

图2是示出本实施方式的摄像系统中的电气系统的结构的框图。

本实施方式中的摄像元件(CIS)100由所谓的CMOS(互补型金属氧化膜半导 体)图像传感器构成,其构成为具有:受光元件111,其配置在所述物镜15的成像 位置;AFE(模拟前端)112,其从由受光元件111输出的信号中去除噪声并进行数 字化;同步重叠电路113,其在作为AFE112的输出信号的影像信号中重叠同步信号; P/S转换电路114,其用于将该影像信号转换为发送用的串行信号并输出到外部;发 送部115,其用于将该串行信号输出到外部;接收部116,其接收来自外部的例如处 理器4的垂直同步信号(VD)等;以及定时发生器(TG)118,其包括同步信号自 己生成计数器117,该同步信号自己生成计数器117生成该CIS100中的自己的同步 信号,并且能够根据由所述接收部116接收到的来自外部的信息(从处理器4接收到 的垂直同步信号(VD)或垂直同步信号VD的相位校正量信息)对自己的同步信号 进行变更,该定时发生器(TG)118根据来自该同步信号自己生成计数器117的同步 信号,将该CIS100中的各种同步信号提供给各电路。

另外,在本实施方式中,设由所述定时发生器(TG)118生成的同步信号为第1 基准同步信号。

另一方面,所述处理器4构成为具有:接收部121,其接收从所述CIS100发送 的具有影像数据的影像信号(串行信号);S/P转换电路122,其将由该接收部121 接收到的重叠有同步信号的影像信号(串行信号)转换为并行信号;同步提取部123, 其从接收到的重叠有所述同步信号的影像信号中提取同步信号(即CIS100中的同步 信号);定时发生器(TG)125,其生成该处理器4中的图像处理用的垂直同步信号 (VD)并提供给各种电路;比较电路126,其对从该定时发生器(TG)125提供的 该处理器4中的垂直同步信号(VD)和所述同步提取部123中提取出的CIS100中 的同步信号进行比较;以及发送部124,其对CIS100发送该比较电路126中的比较 结果的信息(该比较结果的信息在后面详细叙述)。

另外,在本实施方式中,将由所述定时发生器(TG)125生成的同步信号作为第 2基准同步信号。

并且,虽然没有图示,但是,在处理器4中,除了上述电路以外,还具有产生摄 像元件等的动作所需要的多个电源电压的电源的未图示的电源电路、进行图像显示用 的规定信号处理的信号处理电路、进行包含所述电源电路和信号处理电路的控制的控 制电路等电路。

所述综合同轴缆线101从所述CIS100的输出端起在所述插入部6中延伸,进而 贯穿插入通用软线8内,经由设于所述信号用连接器12的内部的连接器16,以装卸 自如的方式与处理器4连接。

该综合同轴缆线101是连接所述CIS100和处理器4的缆线,除了传送提供到所 述CIS100的电源以外,还收发从该CIS100发送的重叠有同步信号的影像信号(串 行信号)、从处理器4发送的垂直同步信号(VD)或垂直同步信号VD的相位校正 量信息等。

并且,该综合同轴缆线101由基于插入部6的外装部件的屏蔽部件屏蔽。并且, 该屏蔽部件与基于操作部7的外装部件的屏蔽部件、基于通用软线8的外装部件的屏 蔽部件和信号用连接器12的屏蔽部件等电连接。

如上所述,在本实施方式中,所述CIS100在其内部具有生成自己的同步信号垂 直同步信号(VD)的单元(同步信号自己生成计数器117、定时发生器(TG)118), 另一方面,在经由所述综合同轴缆线101连接的处理器4中也具有主要生成影像显示 系统的同步信号的单元(定时发生器(TG)125)。

即,在本实施方式中,在内窥镜插入部的前端侧具有生成摄像元件的动作用的自 己的同步信号(第1基准同步信号)的单元,另一方面,在经由所述综合同轴缆线 101隔开比较长的距离而连接的处理器4中,也具有生成与该内窥镜插入部前端侧不 同的同步信号(第2基准同步信号)的单元,所以,在内窥镜侧重叠在影像信号中的 同步信号和在处理器4侧生成的同步信号的相位可能产生偏移。

本申请发明通过以下所示的解决手段降低如上所述的相位偏移的影响。

所述处理器4在所述接收部121中接收从CIS100侧发送的重叠有所述同步信号 的影像信号,在适当实施了S/P转换后,在同步提取部123中从重叠有该同步信号的 影像信号中提取同步信号(第1基准同步信号)。

然后,在比较电路126中,对从定时发生器(TG)125提供的该处理器4中的垂 直同步信号(第2基准同步信号)和所述同步提取部123中提取出的CIS100中的同 步信号(第1基准同步信号)进行比较。

这里,在产生了规定相位偏移(延迟)的情况下,从发送部124向CIS100发送 该定时发生器(TG)125中生成的垂直同步信号(第2基准同步信号),作为该比较 电路126中的比较结果的信息。

在所述CIS100中,当由接收部116从处理器4接收到所述垂直同步信号(第2 基准同步信号)时,定时发生器(TG)118进行控制,使得在内部的同步信号自己生 成计数器117中,使自己生成的同步信号追随于所述第2基准同步信号。

如以上说明的那样,在本第1实施方式的摄像系统中,即使在内窥镜侧重叠于影 像信号中的同步信号和在处理器4侧生成的同步信号的相位产生偏移的情况下,即, 在内窥镜侧的第1基准同步信号和处理器4侧的第2基准同步信号的相位产生偏移的 情况下,通过适当对该相位偏移进行修正,也能够不产生由相位偏移引起图像不良而 进行准确的图像显示。

(第2实施方式)

本发明的第2实施方式的摄像系统采用与上述第1实施方式相同的结构,但是, 在内窥镜侧重叠于影像信号中的同步信号和在处理器4侧生成的同步信号的相位产 生偏移的情况下的、从所述比较电路126发送到CIS100的比较结果的信息的内容和 接收到该信息的CIS100中的定时发生器(TG)118内的同步信号自己生成计数器 117的作用不同。因此,由于其他结构与第1实施方式相同,所以这里省略详细说明。

在本第2实施方式的摄像系统中,与所述第1实施方式同样,所述处理器4在同 步提取部123中从由CIS100侧发送的重叠有同步信号的影像信号中提取同步信号 (第1基准同步信号),然后,在比较电路126中,对从定时发生器(TG)125提供 的第2基准同步信号和CIS100中的第1基准同步信号进行比较。

然后,在产生了规定相位偏移(延迟)的情况下,从发送部124向CIS100发送 基于所述第1基准同步信号和第2基准同步信号的相位偏移的相位校正量信息,作为 该比较电路126中的比较结果的信息。

在CIS100从处理器4接收到所述相位校正量信息后,定时发生器(TG)118在 内部的同步信号自己生成计数器117中,根据该相位校正量信息对自己生成的同步信 号(第1基准同步信号)的定时进行校正。

这样,在本第2实施方式的摄像系统中,针对内窥镜侧的第1基准同步信号和处 理器4侧的第2基准同步信号的相位适当修正偏移,也能够不产生由相位偏移引起图 像不良而进行准确的图像显示。

(第3实施方式)

图3是示出本发明第3实施方式的摄像系统中的同步信号的例子的图。

本第3实施方式的摄像系统的主要结构与上述第1实施方式相同,但是,悉心研 究在CIS100与处理器4之间收发的同步信号。因此,由于其他结构与第1、第2实 施方式相同,所以这里省略详细说明。

如上所述,本申请发明中的摄像系统在内窥镜插入部的前端侧和处理器4中分别 具有不同的同步信号生成单元,这两者被配设成经由所述综合同轴缆线101而隔开比 较长的距离,并且,在内窥镜装置的性质方面,成为容易对两者之间收发的同步信号 施加外界干扰噪声等的环境。

另一方面,如上所述,通过对所述综合同轴缆线101实施规定屏蔽等,对外界干 扰噪声等也起到一定的效果,但是,本第3实施方式着重于进一步提高耐外界干扰性 能。

即,在第3实施方式中,如图3所示,设在CIS100与处理器4之间收发的同步 信号、特别是在处理器4中生成并发送到CIS100的第2基准同步信号为如下信号: 该信号具有组合了多个比特串而成的同步检测图案(pattern),该比特串由彼此不同 的比特长度构成且具有至少一个周期的周期性。

通过设为具有这样的图案的信号,收发恰好包含不同频带的代码,由此,降低与 外界干扰的频率图案一致的概率,因此能够降低由于外界干扰而生成伪信号的影响。

另外,在本实施方式中,举出了将在处理器4中生成的第2基准同步信号作为具 有上述同步检测图案的信号的例子,但是,也可以将在CIS100中生成并重叠在影像 信号上的所述第1基准同步信号作为具有上述图案的信号。

如以上说明的那样,根据本第3实施方式,能够提高收发同步信号时的耐外界干 扰性能。

(第4实施方式)

图4是示出本发明第4实施方式的摄像系统中的同步信号的发送例的图。

本第4实施方式的摄像系统与上述第3实施方式相同,其主要结构与上述第1 实施方式相同,但是,为了进一步降低外界干扰的影响,关于在CIS100与处理器4 之间收发的同步信号,进一步悉心研究上述第3实施方式的手段。因此,由于其他结 构与第1-第3实施方式相同,所以这里省略详细说明。

如第3实施方式的说明中叙述的那样,本申请发明中的摄像系统成为容易对CIS 100与处理器4之间收发的同步信号施加外界干扰噪声等的环境。

在本发明的第4实施方式中,其特征在于,在从处理器4向CIS100发送同步信 号时,断续地多次传送上述第3实施方式中的“具有组合了多个比特串而成的同步检 测图案的信号,该比特串由彼此不同的比特长度构成且具有至少一个周期的周期性”。

这样,如上所述通过多次发送具有同步检测图案的信号,能够极大地降低外界干 扰的影响、特别是外界干扰引起的信号自身的消失作用。

另外,在上述实施方式中,以如下摄像系统为例,该摄像系统在CMOS图像传 感器内具有配设在内窥镜插入部的前端且生成摄像控制用的同步信号的单元,但是, 本发明不限于此,例如,也可以应用于具有如下内窥镜的摄像系统:该内窥镜将所谓 的CCD配设在内窥镜插入部的前端,并且将生成摄像控制用的同步信号的单元配设 在该CCD附近。

并且,本发明不限于上述实施方式,能够在不改变本发明主旨的范围内进行各种 变更、改变等,部分地组合上述实施方式等而构成的实施方式也属于本发明。

本申请以2012年3月1日在日本申请的日本特愿2012-45824号为优先权主张的 基础进行申请,将上述公开内容引用到本申请说明书、权利要求书和附图中。

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1、(10)申请公布号 CN 103491852 A (43)申请公布日 2014.01.01 CN 103491852 A (21)申请号 201280019754.0 (22)申请日 2012.12.25 2012-045824 2012.03.01 JP A61B 1/04(2006.01) (71)申请人 奥林巴斯医疗株式会社 地址 日本东京都 (72)发明人 桥本秀范 (74)专利代理机构 北京三友知识产权代理有限 公司 11127 代理人 李辉 于靖帅 (54) 发明名称 摄像系统 (57) 摘要 摄像系统具有摄像元件 (CIS) 和处理器, 该摄 像元件 (CIS) 具有包含生成第 。

2、1 基准同步信号的 同步信号自己生成计数器的 TG, 该处理器具有生 成第 2 基准同步信号的 TG、 以及对影像信号中重 叠的所述第 1 基准同步信号和第 2 基准同步信号 进行比较的基准同步信号比较部, 该处理器在第 1 基准同步信号与第 2 基准同步信号偏移的情况 下, 将第 2 基准同步信号或相位校正量信息发送 到CIS, TG根据第2基准同步信号或相位校正量信 息对第 1 基准同步信号的定时进行变更。 (30)优先权数据 (85)PCT国际申请进入国家阶段日 2013.10.22 (86)PCT国际申请的申请数据 PCT/JP2012/083452 2012.12.25 (87)PC。

3、T国际申请的公布数据 WO2013/128768 JA 2013.09.06 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 6 页 附图 3 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书6页 附图3页 (10)申请公布号 CN 103491852 A CN 103491852 A 1/2 页 2 1. 一种摄像系统, 其特征在于, 该摄像系统具有摄像装置和处理装置, 所述摄像装置具有 : 摄像部, 其从多个像素输出光电转换后的电信号作为图像信息 ; 信号处理部, 其对包含从所述摄像部输出的所述图像信息的信号进行信号处理 ; 第 1 接收部, 其接。

4、收从外部发送的信号 ; 第 1 发送部, 其将所述信号处理部进行处理后的信号发送到外部 ; 以及 第 1 基准同步信号生成部, 其以规定周期生成影像运算处理用的第 1 基准同步信号, 所述处理装置具有 : 第 2 基准同步信号生成部, 其以规定周期生成影像运算处理用的第 2 基准同步信号 ; 第 2 发送部, 其与所述摄像装置中的所述接收部连接, 对所述摄像装置发送规定信号 ; 第 2 接收部, 其与所述摄像装置中的所述发送部连接, 接收从所述摄像装置发送的重 叠了所述第 1 基准同步信号的影像信号 ; 以及 基准同步信号比较部, 其对所述第1基准同步信号和所述第2基准同步信号进行比较, 所述。

5、处理装置中的所述第 2 发送部将基于所述基准同步信号比较部的比较结果的比 较结果信息的信号发送到所述摄像装置, 所述摄像装置中的所述第 1 接收部接收基于所述比较结果的比较结果信息的信号, 所述摄像装置中的所述第1基准同步信号生成部根据所述比较结果信息对该第1基准 同步信号的定时进行变更。 2. 根据权利要求 1 所述的摄像系统, 其特征在于, 所述第 2 发送部在所述第 2 基准同步信号与所述第 1 基准同步信号的偏移为规定值以 上的情况下, 根据该比较结果, 将所述第 2 基准同步信号作为所述比较结果信息发送到所 述摄像装置, 所述第1基准同步信号生成部根据所述比较结果信息对所述第1基准同。

6、步信号的定时 进行变更, 校正所述偏移。 3. 根据权利要求 1 所述的摄像系统, 其特征在于, 所述第 2 发送部在所述第 2 基准同步信号与所述第 1 基准同步信号的偏移为规定值以 上的情况下, 根据该比较结果, 将所述第 2 基准同步信号作为所述比较结果信息发送到所 述摄像装置, 所述第 1 基准同步信号生成部以追随所述第 2 基准同步信号的方式对所述第 1 基准同 步信号的定时进行变更, 校正所述偏移。 4. 根据权利要求 1 所述的摄像系统, 其特征在于, 所述第 2 发送部在所述第 2 基准同步信号与所述第 1 基准同步信号的偏移为规定值以 上的情况下, 将与该比较结果对应的相位校。

7、正信息作为所述比较结果信息发送到所述摄像 装置, 所述第1基准同步信号生成部根据所述相位校正信息对所述第1基准同步信号的定时 进行变更, 校正所述偏移。 5. 根据权利要求 1 所述的摄像系统, 其特征在于, 所述第1基准同步信号生成部和所述第2基准同步信号生成部中的至少一方产生如下 权 利 要 求 书 CN 103491852 A 2 2/2 页 3 信号 : 该信号具有组合了多个比特串而成的同步检测图案, 该比特串由彼此不同的比特长 度构成且具有至少一个周期的周期性。 6. 根据权利要求 2 所述的摄像系统, 其特征在于, 所述第1基准同步信号生成部和所述第2基准同步信号生成部中的至少一方。

8、产生如下 信号 : 该信号具有组合了多个比特串而成的同步检测图案, 该比特串由彼此不同的比特长 度构成且具有至少一个周期的周期性。 7. 根据权利要求 3 所述的摄像系统, 其特征在于, 所述第1基准同步信号生成部和所述第2基准同步信号生成部中的至少一方产生如下 信号 : 该信号具有组合了多个比特串而成的同步检测图案, 该比特串由彼此不同的比特长 度构成且具有至少一个周期的周期性。 8. 根据权利要求 4 所述的摄像系统, 其特征在于, 所述第1基准同步信号生成部和所述第2基准同步信号生成部中的至少一方产生如下 信号 : 该信号具有组合了多个比特串而成的同步检测图案, 该比特串由彼此不同的比特。

9、长 度构成且具有至少一个周期的周期性。 9. 根据权利要求 5 所述的摄像系统, 其特征在于, 所述第1基准同步信号生成部和所述第2基准同步信号生成部中的至少一方多次产生 所述同步检测图案。 10. 根据权利要求 6 所述的摄像系统, 其特征在于, 所述第1基准同步信号生成部和所述第2基准同步信号生成部中的至少一方多次产生 所述同步检测图案。 11. 根据权利要求 7 所述的摄像系统, 其特征在于, 所述第1基准同步信号生成部和所述第2基准同步信号生成部中的至少一方多次产生 所述同步检测图案。 12. 根据权利要求 8 所述的摄像系统, 其特征在于, 所述第1基准同步信号生成部和所述第2基准同。

10、步信号生成部中的至少一方多次产生 所述同步检测图案。 权 利 要 求 书 CN 103491852 A 3 1/6 页 4 摄像系统 技术领域 0001 本发明涉及包含具有摄像元件的内窥镜的摄像系统。 背景技术 0002 近年来, 在医疗用领域和工业用领域中广泛使用具有摄像元件的内窥镜。 0003 并且, 还公知有如下技术 : 以装卸自如的方式与内窥镜连接, 由称为处理器的信号 处理装置负责内窥镜的各种信号处理, 构成内窥镜系统。 0004 进而, 在这种内窥镜系统中, 还公知有如下例子 : 在处理器侧具有内窥镜图像的显 示控制用的同步信号生成单元, 另一方面, 在内窥镜插入部的前端部配设摄像。

11、元件的动作 用的同步信号的生成部。 0005 在该例中, 配设在内窥镜插入部的前端部且生成摄像元件的动作用的同步信号的 单元具有如下功能 : 输入来自处理器侧的同步信号生成部的外部同步信号, 并使内部的同 步信号追随该外部同步信号。 0006 该情况下, 对配设在内窥镜插入部前端的同步信号生成单元和处理器进行连接的 缆线涉及比较长的距离 (作为同步信号的发送例, 参照日本特开 2009-45113 号公报) 。 0007 在上述例子中, 在内窥镜插入部的前端部侧具有生成摄像元件的动作用的同步信 号的单元, 另一方面, 在处理器中还具有生成与该内窥镜插入部前端侧不同的同步信号的 单元, 所以, 。

12、两个同步信号产生相位偏移的情况下的内窥镜图像的紊乱成为问题。 0008 本发明是鉴于上述情况而完成的, 其目的在于, 提供一种摄像系统, 该摄像系统在 内窥镜前端部和处理器侧双方具有同步信号生成单元, 不会由于相位偏移而引起图像不 良, 能够进行准确的图像显示。 发明内容 0009 用于解决课题的手段 0010 本发明的一个方式的摄像系统具有摄像装置和处理装置, 所述摄像装置具有 : 摄 像部, 其从多个像素输出光电转换后的电信号作为图像信息 ; 信号处理部, 其对包含从所述 摄像部输出的所述图像信息的信号进行信号处理 ; 第 1 接收部, 其接收从外部发送的信号 ; 第1发送部, 其将所述信。

13、号处理部进行处理后的信号发送到外部 ; 以及第1基准同步信号生 成部, 其以规定周期生成影像运算处理用的第 1 基准同步信号, 所述处理装置具有 : 第 2 基 准同步信号生成部, 其以规定周期生成影像运算处理用的第 2 基准同步信号 ; 第 2 发送部, 其与所述摄像装置中的所述接收部连接, 对所述摄像装置发送规定信号 ; 第 2 接收部, 其与 所述摄像装置中的所述发送部连接, 接收从所述摄像装置发送的重叠了所述第 1 基准同步 信号的影像信号 ; 以及基准同步信号比较部, 其对所述第1基准同步信号和所述第2基准同 步信号进行比较, 所述处理装置中的所述第 2 发送部将基于所述基准同步信号。

14、比较部的比 较结果的比较结果信息的信号发送到所述摄像装置, 所述摄像装置中的所述第 1 接收部接 收基于所述比较结果的比较结果信息的信号, 所述摄像装置中的所述第 1 基准同步信号生 说 明 书 CN 103491852 A 4 2/6 页 5 成部根据所述比较结果信息对该第 1 基准同步信号的定时进行变更。 附图说明 0011 图 1 是示出本发明的第 1 实施方式的摄像系统的整体结构的图。 0012 图 2 是示出第 1 实施方式的摄像系统中的电气系统的结构的图。 0013 图 3 是示出本发明第 3 实施方式的摄像系统中的同步信号的例子的图。 0014 图 4 是示出本发明第 4 实施方。

15、式的摄像系统中的同步信号的发送例的图。 具体实施方式 0015 下面, 参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。 0016 (第 1 实施方式) 0017 如图 1 所示, 本发明的第 1 实施方式的摄像系统 1 具有 : 内窥镜 2, 其具有摄像元 件 100 ; 光源装置 3, 其以装卸自如的方式连接有内窥镜 2, 对内窥镜 2 提供照明光 ; 作为信 号处理装置的处理器 4, 其以装卸自如的方式连接有内窥镜 2, 进行规定信号处理 ; 以及作 为显示装置的监视器 5, 其显示由处理器 4 生成的图像信号作为内窥镜图像。 0018 内窥镜 2 具有被插入体腔内的细长的插入部 6、 在该插入。

16、部 6 的后端设置的操作 部 7、 以及从该操作部 7 延伸出的通用软线 8。通用软线 8 在其基端附近或中途分支为光导 软线 9 和信号软线 (信号缆线) 10。光导软线 9 的端部的光源用连接器 11 以装卸自如的方 式与光源装置 3 连接, 信号软线 10 的端部的信号用连接器 12 以装卸自如的方式与处理器 4 连接。 0019 在插入部6、 操作部7、 通用软线8内贯穿插入有用于传送照明光的光导13。 而且, 通过将光源用连接器 11 与光源装置 3 连接, 由光导 13 传送来自光源装置 3 的照明光, 从 安装在照明窗上的光导前端面射出所传送的照明光, 该照明窗设置在插入部 6 。

17、的前端部 14 上。另外, 也可以采用如下结构 : 将光源用连接器 11 和信号用连接器 12 成为一体而得到的 连接器与光源装置 3 连接, 通过连接光源装置 3 和处理器 4 的缆线, 与处理器 4 交换信号用 连接器 12 的信号。 0020 在前端部 14 中, 与照明窗相邻地设有观察窗 (摄像窗) , 在观察窗上安装有形成被 照明的患部等被摄体的光学像的物镜15。 在该物镜15的成像位置配设有例如由CMOS图像 传感器构成的摄像元件 (以下简记为 CIS) 100。 0021 所述 CIS100 经由贯穿插入到插入部 6 和通用软线 8 内的综合同轴缆线 101 而与 设于信号用连接。

18、器 12 的内部的连接器 16 连接, 并且, 该连接器 16 以装卸自如的方式与处 理器 4 连接。 0022 处理器 4 具有产生摄像元件等的动作所需要的多个电源电压的电源的未图示的 电源电路、 对从摄像元件输出的摄像信号进行规定信号处理的信号处理电路 (图 1 中未图 示) 、 进行包含所述电源电路和信号处理电路的控制的控制电路 (图 1 中未图示) 。 0023 图 2 是示出本实施方式的摄像系统中的电气系统的结构的框图。 0024 本实施方式中的摄像元件 (CIS) 100 由所谓的 CMOS(互补型金属氧化膜半导体) 图 像传感器构成, 其构成为具有 : 受光元件 111, 其配置。

19、在所述物镜 15 的成像位置 ; AFE(模拟 前端) 112, 其从由受光元件 111 输出的信号中去除噪声并进行数字化 ; 同步重叠电路 113, 说 明 书 CN 103491852 A 5 3/6 页 6 其在作为 AFE112 的输出信号的影像信号中重叠同步信号 ; P/S 转换电路 114, 其用于将该 影像信号转换为发送用的串行信号并输出到外部 ; 发送部 115, 其用于将该串行信号输出 到外部 ; 接收部 116, 其接收来自外部的例如处理器 4 的垂直同步信号 (VD) 等 ; 以及定时发 生器 (TG) 118, 其包括同步信号自己生成计数器 117, 该同步信号自己生成。

20、计数器 117 生成 该CIS100中的自己的同步信号, 并且能够根据由所述接收部116接收到的来自外部的信息 (从处理器 4 接收到的垂直同步信号 (VD) 或垂直同步信号 VD 的相位校正量信息) 对自己的 同步信号进行变更, 该定时发生器 (TG) 118 根据来自该同步信号自己生成计数器 117 的同 步信号, 将该 CIS100 中的各种同步信号提供给各电路。 0025 另外, 在本实施方式中, 设由所述定时发生器 (TG) 118 生成的同步信号为第 1 基准 同步信号。 0026 另一方面, 所述处理器 4 构成为具有 : 接收部 121, 其接收从所述 CIS100 发送的具 。

21、有影像数据的影像信号 (串行信号) ; S/P 转换电路 122, 其将由该接收部 121 接收到的重叠 有同步信号的影像信号 (串行信号) 转换为并行信号 ; 同步提取部123, 其从接收到的重叠有 所述同步信号的影像信号中提取同步信号 (即CIS100中的同步信号) ; 定时发生器 (TG) 125, 其生成该处理器4中的图像处理用的垂直同步信号 (VD) 并提供给各种电路 ; 比较电路126, 其对从该定时发生器 (TG) 125 提供的该处理器 4 中的垂直同步信号 (VD) 和所述同步提取 部 123 中提取出的 CIS100 中的同步信号进行比较 ; 以及发送部 124, 其对 C。

22、IS100 发送该比 较电路 126 中的比较结果的信息 (该比较结果的信息在后面详细叙述) 。 0027 另外, 在本实施方式中, 将由所述定时发生器 (TG) 125 生成的同步信号作为第 2 基 准同步信号。 0028 并且, 虽然没有图示, 但是, 在处理器 4 中, 除了上述电路以外, 还具有产生摄像元 件等的动作所需要的多个电源电压的电源的未图示的电源电路、 进行图像显示用的规定信 号处理的信号处理电路、 进行包含所述电源电路和信号处理电路的控制的控制电路等电 路。 0029 所述综合同轴缆线 101 从所述 CIS100 的输出端起在所述插入部 6 中延伸, 进而贯 穿插入通用软。

23、线 8 内, 经由设于所述信号用连接器 12 的内部的连接器 16, 以装卸自如的方 式与处理器 4 连接。 0030 该综合同轴缆线 101 是连接所述 CIS100 和处理器 4 的缆线, 除了传送提供到所述 CIS100 的电源以外, 还收发从该 CIS100 发送的重叠有同步信号的影像信号 (串行信号) 、 从 处理器 4 发送的垂直同步信号 (VD) 或垂直同步信号 VD 的相位校正量信息等。 0031 并且, 该综合同轴缆线 101 由基于插入部 6 的外装部件的屏蔽部件屏蔽。并且, 该 屏蔽部件与基于操作部 7 的外装部件的屏蔽部件、 基于通用软线 8 的外装部件的屏蔽部件 和信。

24、号用连接器 12 的屏蔽部件等电连接。 0032 如上所述, 在本实施方式中, 所述 CIS100 在其内部具有生成自己的同步信号垂直 同步信号 (VD) 的单元 (同步信号自己生成计数器 117、 定时发生器 (TG) 118) , 另一方面, 在 经由所述综合同轴缆线101连接的处理器4中也具有主要生成影像显示系统的同步信号的 单元 (定时发生器 (TG) 125) 。 0033 即, 在本实施方式中, 在内窥镜插入部的前端侧具有生成摄像元件的动作用的自 己的同步信号 (第 1 基准同步信号) 的单元, 另一方面, 在经由所述综合同轴缆线 101 隔开 说 明 书 CN 103491852。

25、 A 6 4/6 页 7 比较长的距离而连接的处理器 4 中, 也具有生成与该内窥镜插入部前端侧不同的同步信号 (第 2 基准同步信号) 的单元, 所以, 在内窥镜侧重叠在影像信号中的同步信号和在处理器 4 侧生成的同步信号的相位可能产生偏移。 0034 本申请发明通过以下所示的解决手段降低如上所述的相位偏移的影响。 0035 所述处理器 4 在所述接收部 121 中接收从 CIS100 侧发送的重叠有所述同步信号 的影像信号, 在适当实施了S/P转换后, 在同步提取部123中从重叠有该同步信号的影像信 号中提取同步信号 (第 1 基准同步信号) 。 0036 然后, 在比较电路 126 中,。

26、 对从定时发生器 (TG) 125 提供的该处理器 4 中的垂直同 步信号 (第 2 基准同步信号) 和所述同步提取部 123 中提取出的 CIS100 中的同步信号 (第 1 基准同步信号) 进行比较。 0037 这里, 在产生了规定相位偏移 (延迟) 的情况下, 从发送部 124 向 CIS100 发送该定 时发生器 (TG) 125 中生成的垂直同步信号 (第 2 基准同步信号) , 作为该比较电路 126 中的 比较结果的信息。 0038 在所述CIS100中, 当由接收部116从处理器4接收到所述垂直同步信号 (第2基准 同步信号) 时, 定时发生器 (TG) 118 进行控制, 使。

27、得在内部的同步信号自己生成计数器 117 中, 使自己生成的同步信号追随于所述第 2 基准同步信号。 0039 如以上说明的那样, 在本第 1 实施方式的摄像系统中, 即使在内窥镜侧重叠于影 像信号中的同步信号和在处理器 4 侧生成的同步信号的相位产生偏移的情况下, 即, 在内 窥镜侧的第 1 基准同步信号和处理器 4 侧的第 2 基准同步信号的相位产生偏移的情况下, 通过适当对该相位偏移进行修正, 也能够不产生由相位偏移引起图像不良而进行准确的图 像显示。 0040 (第 2 实施方式) 0041 本发明的第2实施方式的摄像系统采用与上述第1实施方式相同的结构, 但是, 在 内窥镜侧重叠于影。

28、像信号中的同步信号和在处理器 4 侧生成的同步信号的相位产生偏移 的情况下的、 从所述比较电路126发送到CIS100的比较结果的信息的内容和接收到该信息 的 CIS100 中的定时发生器 (TG) 118 内的同步信号自己生成计数器 117 的作用不同。因此, 由于其他结构与第 1 实施方式相同, 所以这里省略详细说明。 0042 在本第 2 实施方式的摄像系统中, 与所述第 1 实施方式同样, 所述处理器 4 在同步 提取部 123 中从由 CIS100 侧发送的重叠有同步信号的影像信号中提取同步信号 (第 1 基准 同步信号) , 然后, 在比较电路 126 中, 对从定时发生器 (TG。

29、) 125 提供的第 2 基准同步信号和 CIS100 中的第 1 基准同步信号进行比较。 0043 然后, 在产生了规定相位偏移 (延迟) 的情况下, 从发送部 124 向 CIS100 发送基于 所述第 1 基准同步信号和第 2 基准同步信号的相位偏移的相位校正量信息, 作为该比较电 路 126 中的比较结果的信息。 0044 在 CIS100 从处理器 4 接收到所述相位校正量信息后, 定时发生器 (TG) 118 在内部 的同步信号自己生成计数器117中, 根据该相位校正量信息对自己生成的同步信号 (第1基 准同步信号) 的定时进行校正。 0045 这样, 在本第2实施方式的摄像系统中。

30、, 针对内窥镜侧的第1基准同步信号和处理 器 4 侧的第 2 基准同步信号的相位适当修正偏移, 也能够不产生由相位偏移引起图像不良 说 明 书 CN 103491852 A 7 5/6 页 8 而进行准确的图像显示。 0046 (第 3 实施方式) 0047 图 3 是示出本发明第 3 实施方式的摄像系统中的同步信号的例子的图。 0048 本第3实施方式的摄像系统的主要结构与上述第1实施方式相同, 但是, 悉心研究 在 CIS100 与处理器 4 之间收发的同步信号。因此, 由于其他结构与第 1、 第 2 实施方式相 同, 所以这里省略详细说明。 0049 如上所述, 本申请发明中的摄像系统在。

31、内窥镜插入部的前端侧和处理器 4 中分别 具有不同的同步信号生成单元, 这两者被配设成经由所述综合同轴缆线 101 而隔开比较长 的距离, 并且, 在内窥镜装置的性质方面, 成为容易对两者之间收发的同步信号施加外界干 扰噪声等的环境。 0050 另一方面, 如上所述, 通过对所述综合同轴缆线 101 实施规定屏蔽等, 对外界干扰 噪声等也起到一定的效果, 但是, 本第 3 实施方式着重于进一步提高耐外界干扰性能。 0051 即, 在第3实施方式中, 如图3所示, 设在CIS100与处理器4之间收发的同步信号、 特别是在处理器4中生成并发送到CIS100的第2基准同步信号为如下信号 : 该信号具。

32、有组 合了多个比特串而成的同步检测图案 (pattern) , 该比特串由彼此不同的比特长度构成且 具有至少一个周期的周期性。 0052 通过设为具有这样的图案的信号, 收发恰好包含不同频带的代码, 由此, 降低与外 界干扰的频率图案一致的概率, 因此能够降低由于外界干扰而生成伪信号的影响。 0053 另外, 在本实施方式中, 举出了将在处理器4中生成的第2基准同步信号作为具有 上述同步检测图案的信号的例子, 但是, 也可以将在 CIS100 中生成并重叠在影像信号上的 所述第 1 基准同步信号作为具有上述图案的信号。 0054 如以上说明的那样, 根据本第 3 实施方式, 能够提高收发同步信。

33、号时的耐外界干 扰性能。 0055 (第 4 实施方式) 0056 图 4 是示出本发明第 4 实施方式的摄像系统中的同步信号的发送例的图。 0057 本第 4 实施方式的摄像系统与上述第 3 实施方式相同, 其主要结构与上述第 1 实 施方式相同, 但是, 为了进一步降低外界干扰的影响, 关于在CIS100与处理器4之间收发的 同步信号, 进一步悉心研究上述第 3 实施方式的手段。因此, 由于其他结构与第 1- 第 3 实 施方式相同, 所以这里省略详细说明。 0058 如第 3 实施方式的说明中叙述的那样, 本申请发明中的摄像系统成为容易对 CIS100 与处理器 4 之间收发的同步信号施。

34、加外界干扰噪声等的环境。 0059 在本发明的第 4 实施方式中, 其特征在于, 在从处理器 4 向 CIS100 发送同步信号 时, 断续地多次传送上述第 3 实施方式中的 “具有组合了多个比特串而成的同步检测图案 的信号, 该比特串由彼此不同的比特长度构成且具有至少一个周期的周期性” 。 0060 这样, 如上所述通过多次发送具有同步检测图案的信号, 能够极大地降低外界干 扰的影响、 特别是外界干扰引起的信号自身的消失作用。 0061 另外, 在上述实施方式中, 以如下摄像系统为例, 该摄像系统在 CMOS 图像传感器 内具有配设在内窥镜插入部的前端且生成摄像控制用的同步信号的单元, 但是。

35、, 本发明不 限于此, 例如, 也可以应用于具有如下内窥镜的摄像系统 : 该内窥镜将所谓的 CCD 配设在内 说 明 书 CN 103491852 A 8 6/6 页 9 窥镜插入部的前端, 并且将生成摄像控制用的同步信号的单元配设在该 CCD 附近。 0062 并且, 本发明不限于上述实施方式, 能够在不改变本发明主旨的范围内进行各种 变更、 改变等, 部分地组合上述实施方式等而构成的实施方式也属于本发明。 0063 本申请以 2012 年 3 月 1 日在日本申请的日本特愿 2012-45824 号为优先权主张的 基础进行申请, 将上述公开内容引用到本申请说明书、 权利要求书和附图中。 说 明 书 CN 103491852 A 9 1/3 页 10 图 1 说 明 书 附 图 CN 103491852 A 10 2/3 页 11 图 2 说 明 书 附 图 CN 103491852 A 11 3/3 页 12 图 3 图 4 说 明 书 附 图 CN 103491852 A 12 。

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