JP6082658B2 - Imaging device and endoscope apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、光を光電変換して電荷信号を出力する画素回路が２次元状に配列された撮像素子およびその撮像素子を備えた内視鏡装置に関するものである。 The present invention relates to an imaging device in which pixel circuits that photoelectrically convert light and output a charge signal are arranged two-dimensionally, and an endoscope apparatus including the imaging device.
従来、体内の組織を観察する内視鏡装置が広く知られており、体内の被観察部を撮像素子によって撮像して可視画像を得、この可視画像をモニタ画面上に表示する電子式内視鏡装置が広く実用化されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, endoscope apparatuses for observing tissue in the body are widely known, and an electronic endoscope that obtains a visible image by imaging a portion to be observed in the body with an imaging device and displays the visible image on a monitor screen. Mirror devices are widely used.
ここで、上述したような内視鏡装置においては、撮像素子によって得られる被観察部の画像情報だけではなく、たとえば挿入部先端が向いている方向や、挿入部先端の周囲の温度などの情報も得たい場合がある。 Here, in the endoscope apparatus as described above, not only the image information of the observed portion obtained by the image sensor, but also information such as the direction in which the distal end of the insertion portion faces and the temperature around the distal end of the insertion portion. You may also want to get.
そこで、たとえば特許文献１においては、挿入部先端に加速度センサを設け、その加速度センサによって検出された重力方向に基づいて、モニタに表示される可視画像内に重力方向を示す指標を表示させる方法が提案されている。
Therefore, for example, in
また、特許文献２においては、温度センサによって検出された温度情報を撮像素子によって撮像された画像情報とともに出力する撮像素子が提案されている。 Patent Document 2 proposes an image sensor that outputs temperature information detected by a temperature sensor together with image information captured by the image sensor.
また、特許文献３においては、ＣＭＯＳセンサで画像データを増幅する際のゲインや、ＣＭＯＳセンサの動作モードなどいったＣＭＯＳセンサ内で行われる処理に関する情報をＣＭＯＳ内に設けられたレジスタ群に記憶し、そのレジスタ群に記憶された情報を画像データとともに外部に出力する方法が提案されている。
In
また、特許文献４においては、内視鏡装置を制御するプロセッサ装置から出力された制御データをＣＭＯＳセンサ内に設けられたレジスタに記憶させ、そのレジスタに記憶された制御データに基づいてＣＭＯＳセンサが各種処理を行うとともに、その処理によって得られた画像データとレジスタに記憶された制御データとをプロセッサ装置に出力させる方法が提案されている。 In Patent Document 4, control data output from a processor device that controls an endoscope apparatus is stored in a register provided in the CMOS sensor, and the CMOS sensor is based on the control data stored in the register. There has been proposed a method of performing various processes and outputting image data obtained by the processes and control data stored in a register to a processor device.
しかしながら、特許文献１では、上述したように可視画像上に重力方向を示す指標が表示された映像信号を生成するため、映像信号に対して重力方向判別信号を同期させる重畳タイミングを生成する演算部や、上記重畳タイミングに基づいて映像信号に重力方向判別信号を重畳させる重畳回路などを設ける必要があり、回路規模が大きくなり、コストアップとなる。
However, in
また、特許文献２では、１ライン分の画素データを水平方向に走査して出力させるためのスイッチ素子以外に、温度センサの検出信号を出力させるためのスイッチ素子を新たに設け、このスイッチ素子を画素データが出力されていないタイミングでオンすることによって温度センサの検出信号を画像データとともに出力させる構成が提案されているが、この構成では、上述したように温度センサの検出信号を出力させるためのスイッチ素子を新たに設ける必要があり、また、そのスイッチ素子をオンするための制御信号を新たに生成する必要がある。 Further, in Patent Document 2, a switch element for outputting a detection signal of a temperature sensor is newly provided in addition to a switch element for scanning and outputting pixel data for one line in the horizontal direction. A configuration has been proposed in which the detection signal of the temperature sensor is output together with the image data by turning it on at a timing when the pixel data is not output. In this configuration, as described above, the detection signal of the temperature sensor is output. It is necessary to newly provide a switch element, and it is necessary to newly generate a control signal for turning on the switch element.
また、特許文献３に記載のＣＭＯＳセンサにおいては、画像データやレジスタに記憶された情報をパラレルインターフェースによって出力させるようにしているので、多数の信号線を挿入部内に配設する必要があり、挿入部の径が太くなってしまう問題がある。
In the CMOS sensor described in
また、特許文献４においては、画像データやレジスタに記憶された制御データをＬＶＤＳ（Low Voltage Differential signal）伝送方式により出力しているので、差動信号を出力するための２本の信号線が必要となる。また、特許文献４においては、レジスタに記憶された制御データを画像データに付加するためにヘッダ部を設ける必要がある。 In Patent Document 4, control data stored in image data or a register is output by an LVDS (Low Voltage Differential signal) transmission method, so two signal lines for outputting a differential signal are necessary. It becomes. Further, in Patent Document 4, it is necessary to provide a header portion in order to add control data stored in a register to image data.
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、より簡易な回路構成で画像データと画像データ以外の外部データとの両方を出力することができる撮像素子およびその撮像素子を備えた内視鏡装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and includes an image pickup device capable of outputting both image data and external data other than image data with a simpler circuit configuration, and an image pickup device including the image pickup device. An object of the present invention is to provide an endoscope apparatus.
本発明の撮像素子は、光を光電変換して電荷信号を出力する画素回路が２次元状に配列され、画素回路から出力された電荷信号をシリアルデータの画像データとして出力する撮像素子であって、外部から入力された外部データを記憶する記憶部と、外部データを記憶部に記憶させる書込制御部と、画像データと外部データとを周期的に時分割で出力させる出力制御部とを備えたことを特徴とする。 An image sensor of the present invention is an image sensor in which pixel circuits that photoelectrically convert light and output a charge signal are arranged two-dimensionally, and the charge signal output from the pixel circuit is output as image data of serial data. A storage unit for storing external data input from the outside, a writing control unit for storing the external data in the storage unit, and an output control unit for periodically outputting the image data and the external data in a time-sharing manner It is characterized by that.
また、上記本発明の撮像素子においては、書込制御部を、記憶部に外部データが記憶されたタイミングに関する情報も記憶部に記憶させるものとし、出力制御部を、画像データと、外部データおよびタイミングに関する情報とを時分割で出力させるものとできる。 In the imaging device of the present invention, the write control unit also stores information related to the timing at which the external data is stored in the storage unit in the storage unit, and the output control unit includes the image data, the external data, and Timing information can be output in a time-sharing manner.
また、１行分の画像データを出力する毎に出力される水平同期信号の数をカウントするカウンタ部を設け、タイミングに関する情報を、カウンタ部における水平同期信号のカウント数とできる。 In addition, a counter unit that counts the number of horizontal synchronization signals that are output every time image data for one row is output can be provided, and the timing information can be used as the horizontal synchronization signal count number in the counter unit.
また、カウンタ部を、さらに１画面分の画像データを出力する毎に出力される垂直同期信号の数をカウントするものとし、タイミングに関する情報を、カウンタ部における水平同期信号および垂直同期信号のカウント数とできる。 In addition, the counter unit counts the number of vertical synchronization signals that are output every time image data for one screen is further output, and the timing information is used to count the number of horizontal synchronization signals and vertical synchronization signals in the counter unit. And can.
また、記憶部としてレジスタを用いることができる。 A register can be used as the storage unit.
また、出力制御部を、ブランキングタイムに外部データを出力するものとできる。 The output control unit can output external data at the blanking time.
また、外部データをセンサ情報とすることができる。 Moreover, external data can be used as sensor information.
また、センサ情報を、温度センサ情報、湿度センサ情報、圧力センサ情報、加速度センサ情報またはズームレンズの位置検出情報とすることができる。 The sensor information can be temperature sensor information, humidity sensor information, pressure sensor information, acceleration sensor information, or zoom lens position detection information.
また、画像データの出力と外部データとの出力を切り替えるスイッチ素子を設けることができる。 In addition, a switch element that switches between output of image data and output of external data can be provided.
また、撮像素子として、ＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）を用いることができる。 Further, a CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor) can be used as the image sensor.
本発明の内視鏡装置は、上記撮像素子を備えたことを特徴とするものである。 An endoscope apparatus according to the present invention includes the above-described imaging element.
本発明の撮像素子および内視鏡装置によれば、外部から入力された外部データを記憶部に記憶させ、その記憶させた外部データと画像データとをシリアルデータで周期的に時分割で出力させるようにしたので、より簡易な回路構成で外部データと画像データとの両方を出力させることができ、コストダウンを図ることができる。 According to the imaging device and the endoscope apparatus of the present invention, external data input from the outside is stored in the storage unit, and the stored external data and image data are periodically and time-divisionally output as serial data. Since it did in this way, both external data and image data can be output with a simpler circuit structure, and cost reduction can be aimed at.
以下、図面を参照して本発明の撮像素子および内視鏡装置の一実施形態を用いた内視鏡システムについて詳細に説明する。本実施形態の内視鏡システムは、撮像素子の構成に特徴を有するものであるが、まずは、システム全体の構成から説明する。図１は、本実施形態の内視鏡システムの概略構成を示す外観図である。 Hereinafter, an endoscope system using an embodiment of an imaging device and an endoscope apparatus of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The endoscope system according to the present embodiment is characterized by the configuration of the image sensor. First, the configuration of the entire system will be described. FIG. 1 is an external view showing a schematic configuration of the endoscope system of the present embodiment.
本実施形態の内視鏡システムは、図１に示すように、内視鏡装置１０と、内視鏡装置１０に一端が接続されるユニバーサルケーブル１３と、ユニバーサルケーブル１３の他端が接続されるプロセッサ装置１８および光源装置１９と、プロセッサ装置１８から出力された表示制御信号に基づいて画像を表示するモニタ２０とを備えている。
As shown in FIG. 1, the endoscope system according to the present embodiment is connected to an
内視鏡装置１０は、体内に挿入される挿入部１１と、操作者の所定の操作を受け付ける操作部１２とを備えている。挿入部１１は管状に形成されたものであり、具体的には、図１に示すように、先端から順に、先端硬質部１４と湾曲部１５と可撓管部１６とを備えている
先端硬質部１４は、硬質な金属材料などから形成されるものであり、また、可撓管部１６は、操作部１２と湾曲部１５との間を細径で長尺状に繋ぐ部分であり、可撓性を有するものである。湾曲部１５は、操作部１２に設けられたアングルノブ１２ａの操作に連動して挿入部１１内に挿設されたアングルワイヤが押し引きされることによって湾曲動作するものである。これにより先端硬質部１４が体内の所望の方向に向けられ、先端硬質部１４内に設けられた後述する撮像素子によって所望の被観察部が撮像される。また、操作部１２には、処置具が挿通される鉗子口２１が設けられており、この鉗子口２１は挿入部１１内に配される後述する鉗子チューブ２６に接続される。
The
図２は、挿入部の可撓管部の内部を示す断面図である。図２に示すように、撓管部１６は、可撓性管２３の内部に、先端硬質部１４の照明用レンズに照明光を導くためのライトガイド２４，２５、鉗子チューブ２６、送気・送水チューブ２７およびケーブル２８などの複数本の内容物を遊挿した構成になっている。ケーブル２８は、プロセッサ装置１８から撮像素子を駆動するための制御信号を送るための制御信号配線４２ａと、撮影素子によって撮像された画像データをプロセッサ装置１８に送るための画像データ配線４２ｂとをまとめたものであり、これらの信号配線を保護被膜で覆ったものである。なお、本実施形態においては、撮像素子から出力される画像データは、シリアルデータのデジタルデータであるので、画像データ配線４２ｂは１本の配線から構成されるものである。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the inside of the flexible tube portion of the insertion portion. As shown in FIG. 2, the
図３は、先端硬質部１４の先端面１４ａを示すものである。図３に示すように、先端硬質部１４の先端面１４ａには、観察窓３１、照明窓３２,３３、鉗子出口３５、送気・送水ノズル３６などが設けられている。観察窓３１には、体内の被観察部位の像光を取り込むための対物光学系の一部が配されている。照明窓３２，３３は、照明用レンズの一部が組み込まれており、光源装置１９から発せられ、ライトガイド２４，２５によって導光された照明光を体内の被観察部位に照射するものである。鉗子出口３５は、鉗子チューブ２６を介して操作部１２に設けた鉗子口２１と連通されるものである。送気・送水ノズル３６は、操作部１２に設けた送気・送水ボタンを操作することによって観察窓３１の汚れを落とすための洗浄水やエアーを噴射するものである。なお、送気・送水ノズル３６から噴射される液体や気体を供給する送気・送水装置については図示省略している。
FIG. 3 shows the
図４は、挿入部の先端の内部を示す縦断面図である。図４に示すように、観察窓３１に対向する位置に対物光学系３７が配置されている。照明窓３２，３３から発せられる照明光は、被観察部位を反射して観察窓３１に入射する。観察窓３１から入射した被観察部の像は、対物光学系３７を通ってプリズム３８に入射し、プリズム３８の内部で屈曲することによって撮像素子３９の撮像面に結像される。
FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing the inside of the distal end of the insertion portion. As shown in FIG. 4, an objective
回路基板４０は、撮像素子３９に入力される制御信号や撮像素子３９から出力される画像データを、ケーブル２８の制御信号配線４２ａや画像データ配線４２ｂに受け渡すための配線パターンが形成されたものである。
The
挿入部１１の長手方向に平行に配設されたケーブル２８の端部からは制御信号配線４２ａと画像データ配線４２ｂとが露呈されており、この制御信号配線４２ａと画像データ配線４２ｂとは回路基板４０の配線パターンに電気的に接続される。
The
また、挿入部１１の先端内部には、温度センサを備えたセンサ部４１（外部データ出力部に相当する）が設けられている。センサ部４１は、図５に示すように、温度センサ４１ａと温度センサ４１ａから出力されたアナログ信号の温度センサ情報をデジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換器４１ｂとを備えている。温度センサ４１ａによって検出された温度センサ情報は、Ａ／Ｄ変換器４１ｂによってデジタルデータに変換され、撮像素子３９に対して所定のタイミングで外部データとして出力される。温度センサ４１ａとしては、サーミスタ、熱電対、測温抵抗体が使用可能である。
A sensor unit 41 (corresponding to an external data output unit) including a temperature sensor is provided inside the distal end of the
また、湾曲部１５の内部には、合成樹脂製のフレキシブル管４４が配されている。フレキシブル管４４の一端には、鉗子チューブ２６が接続されており、他端には先端硬質部１４の内部に配した硬質管４５が接続されている。この硬質管４５は、先端硬質部１４の内部で固定されており、先端が鉗子出口３５に接続されている。
Further, a
ここで、本実施形態の撮像素子３９について、以下、詳細に説明する。
Here, the
撮像素子３９は、撮像面に結像された像を光電変換し、プロセッサ装置１８の制御部５６から出力された所定の同期信号に応じてフレーム毎の画像データを出力するものである。撮像素子３９の撮像面には、３原色の赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）のカラーフィルタがベイヤー配列またはハニカム配列で設けられている。
The
撮像素子３９としては、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）センサやＣＣＤセンサなどを用いることができる。本実施形態においては、撮像素子３９としてカラーフィルタがベイヤー配列のＣＭＯＳセンサを用いるものとする。
As the
図５は、本実施形態の撮像素子３９の詳細な構成を示す図である。本実施形態の撮像素子３９は、図５に示すように、画素回路７１がマトリクス状に配置された画素部７０と、各画素回路７１から出力された画素信号に対して相関二重サンプリング処理を施すＣＤＳ回路７２と、画素部７０の垂直方向の走査を制御するとともに画素部７０のリセット動作を制御する垂直走査回路７３と、水平方向の走査を制御する水平走査回路７４と、ＣＤＳ回路７２から出力された画素信号を増幅して出力するアンプ７５と、アンプ７５から出力されたアナログ信号の画素信号をデジタル信号に変換して画素データを出力するＡ／Ｄ変換器７６と、撮像素子３９全体の動作を制御する制御部７７とを備えている。
FIG. 5 is a diagram showing a detailed configuration of the
画素回路７１は、フォトダイオードＤ１、リセット用トランジスタＭ１、駆動用トランジスタＭ２および行選択用トランジスタＭ３とを備えている。各画素回路７１の行選択用トランジスタＭ３には走査線Ｌ１が接続され、駆動用トランジスタＭ２には信号線Ｌ２に接続されており、垂直走査回路７３と水平走査回路７４によって順次走査される。
The
制御部７７は、画素回路７１の行および列を走査するために垂直走査回路７３および水平走査回路７４に入力される制御信号、フォトダイオードＤ１に蓄積された信号電荷をリセットするために垂直走査回路７３に入力される制御信号、および画素回路７１とＣＤＳ回路７２との接続を制御するためにＣＤＳ回路７２に入力される制御信号などをそれぞれ生成して出力するものである。
The
また、制御部７７は、センサ部４１から所定のタイミングで出力された温度センサ情報を後述するレジスタ８０に記憶させる書込制御部７８と、Ａ／Ｄ変換器７６から出力された画像データとレジスタ８０に記憶された温度センサ情報とを周期的に時分割で出力させる出力制御部７９とを備えている。
Further, the
Ａ／Ｄ変換器７６の出力端子とレジスタの出力端子とには、スイッチ素子８１が設けられており、出力制御部７９は、このスイッチ素子８１を切り替えることとによって画像データの出力と温度センサ情報の出力とを周期的に時分割で切り替えるものである。本実施形態の出力制御部７９は、フレーム間の垂直ブランキングタイムに温度センサ情報が出力されるようにスイッチ素子８１を切り替えるものである。なお、温度センサ情報の出力タイミングは、これに限らず、たとえば複数フレーム毎に出力させるようにしてもよいし、１フレームの画像データを読み出す途中における行間の水平ブランキングタイムに温度センサ情報を出力させるようにしてもよい。
A
ＣＤＳ回路７２は、信号線Ｌ２ごとに区分して設けられており、垂直走査回路７３によって選択された走査線Ｌ１に接続された各画素回路７１から出力された画素信号に対して相関二重サンプリング処理を施した後、水平走査回路７４が出力する水平走査信号に従って順次にアンプ７５に出力する。水平走査回路７４は、ＣＤＳ回路７２と、アンプ７５に接続された出力バスラインＬ３との間に設けられた列選択用トランジスタＭ４のオン／オフを水平走査信号により制御する。垂直走査回路７３によって全ての行が走査されるとともに、各行の画素信号が水平走査回路７４によって順次水平走査されることによって１フレームの画像データが出力されることになる。
The
アンプ７５は、上述したようにＣＤＳ回路７２から出力された画素信号を増幅して出力するものであり、アンプ７５から出力された画素信号は、Ａ／Ｄ変換器７６によってデジタル信号に変換される。
The
また、撮像素子３９には、レジスタ８０とパラレル／シリアル変換器８２とが設けられている。
The
レジスタ８０は、センサ部４１から出力された温度センサ情報を記憶するものである。レジスタ８０への温度センサ情報の書き込みは書込制御部７８によって制御される。レジスタ８０の出力端子には、上述したスイッチ素子８１が接続されている。
The
パラレル／シリアル変換器８２は、スイッチ素子８１の出力端子から時分割で出力されるデジタルデータの画像データと温度センサ情報とをシリアルデータに変換してプロセッサ装置１８に出力するものである。
The parallel /
また、本実施形態における撮像素子３９は、図５に示すセンサ部４１を除く各部を全て１チップのＩＣに集積したものである。ただし、この構成に限らず、たとえばセンサ部４１におけるＡ／Ｄ変換器４１ｂも１チップのＩＣ内に設けるようにしてもよいし、温度センサ４１ａも１チップのＩＣ内に設けるようにしてもよい。
Further, the
図９は、プロセッサ装置１８および光源装置１９の内部の概略構成を示す図である。プロセッサ装置１８は、図９に示すように、画像入力コントローラ５１、画像処理部５２、メモリ５３、ビデオ出力部５４、入力部５５および制御部５６を備えている。
FIG. 9 is a diagram illustrating a schematic configuration inside the
画像入力コントローラ５１は、内視鏡装置１０の撮像素子３９から出力された１フレーム毎の画像データを一時的に記憶するものである。
The
ここで、本実施形態においては、上述したようにシリアルデータの画像データと温度センサ情報とが時分割で画像入力コントローラ５１に入力される。画像入力コントローラ５１は、受信したデータをパラレル変換した後、画像データと温度センサ情報とを分離し、画像データについてはバスを介してメモリ５３に記憶させる。また、温度センサ情報については制御部５６に出力する。なお、画像入力コントローラ５１には、温度センサ情報が挿入されているタイミング情報が予め設定されており、画像入力コントローラ５１は、その設定されたタイミング情報に基づいて温度センサ情報を分離するものである。本実施形態においては、垂直ブランキング期間に温度情報が挿入されているので、画像入力コントローラ５１にはフレームレートに相当するタイミング情報が設定されている。
Here, in the present embodiment, as described above, the image data of the serial data and the temperature sensor information are input to the
画像処理部５２は、メモリ５３から読み出された１フレーム毎の画像データが入力され、これらの画像データに所定の画像処理を施し、バスに出力するものである。
The
ビデオ出力部５４は、画像処理部５２から出力された画像データがバスを介して入力され、所定の処理を施して表示制御信号を生成し、その表示制御信号をモニタ２０に出力するものである。
The
入力部５５は、所定の操作指示や制御パラメータなどの操作者による入力を受け付けるものである。
The
制御部５６はシステム全体を制御するものであるが、本実施形態においては、特に、入力された温度センサ情報に基づいて所定の制御を行うものである。具体的には、たとえば温度センサ情報をモニタ２０に表示させたり、温度センサ情報が予め設定された閾値以上になった場合にモニタ２０に警告を表示させたりするものである。
The
光源装置１９は、図６に示すように、白色光を照射する白色光光源６０と、入力された白色光を内視鏡装置１０に設けられたライトガイド２４，２５との両方に同時に入射する光ファイバスプリッタ６２とを備えている。白色光光源６０としては、たとえばハロゲンランプを使用することができる。ハロゲンランプから発せられる白色光は、４００ｎｍ〜１８００ｎｍの波長域を有している。なお、ハロゲンランプに限らず、ＬＥＤなどその他の光源を用いるようにしてもよい。
As shown in FIG. 6, the
次に、本実施形態の内視鏡システムの作用について説明する。なお、本実施形態における内視鏡システムは、上述したように温度センサ情報の出力方法に特徴を有するものであるので、その点を中心に説明する。 Next, the operation of the endoscope system of this embodiment will be described. In addition, since the endoscope system in this embodiment has the characteristic in the output method of temperature sensor information as mentioned above, it demonstrates centering on the point.
まず、プロセッサ装置１８の入力部５５において、ユーザによって撮像指示が設定入力されると、制御部５６から光源装置１９と内視鏡装置１０とに制御信号が出力され、白色光光源６０からの白色光の照射と撮像素子３９における白色光像の撮像とが開始される。
First, when an imaging instruction is set and input by the user at the
そして、撮像素子３９の画素部７０において検出された画像情報は、上述したようにＡ／Ｄ変換器７６によってデジタルデータの画像データに変換されてスイッチ素子８１に出力される。
The image information detected in the
一方、内視鏡装置１０のセンサ部４１の温度センサ４１ａによって検出された温度センサ情報についても、Ａ／Ｄ変換器４１ｂによってデジタルデータに変換されて所定のタイミングで撮像素子３９に出力される。撮像素子３９の書込制御部７８は、入力された温度センサ情報をレジスタ８０に対して順次更新しながら記憶する。
On the other hand, temperature sensor information detected by the
そして、出力制御部７９は、スイッチ素子８１をフレーム毎に切り替えることによって、図７に示すように、フレーム毎の画像データとレジスタ８０に記憶された温度センサ情報とを交互に出力させる。
And the
スイッチ素子８１の出力端子から出力された画像データおよび温度センサ情報は、パラレル／シリアル変換器８２に入力され、パラレル／シリアル変換器８２においてシリアルデータに変換されてプロセッサ装置１８に出力される。
Image data and temperature sensor information output from the output terminal of the
撮像素子３９から出力された画像データおよび温度センサ情報は、挿入部１１およびユニバーサルケーブル１３内の画像データ配線４２ｂを介してプロセッサ装置１８に入力される。
The image data and temperature sensor information output from the
そして、プロセッサ装置１８に入力された画像データおよび温度センサ情報は、画像入力コントローラにおいてパラレル変換された後、画像データと温度センサ情報とにそれぞれ分離され、画像データについてはメモリ５３に格納され、温度センサ情報については制御部５６に出力される。
The image data and temperature sensor information input to the
そして、メモリ５３から読み出された１フレーム毎の画像データは、画像処理部５２において階調補正処理およびシャープネス補正処理が施された後、ビデオ出力部５４に順次出力される。
The image data for each frame read from the
ビデオ出力部５４は、入力された画像データに所定の処理を施して表示制御信号を生成し、１フレーム毎の表示制御信号をモニタ２０に順次出力する。そして、モニタ２０は、入力された表示制御信号に基づいて可視画像を表示する。
The
一方、制御部５６は、入力された温度センサ情報に基づいて、上述したようにモニタ２０の現在の挿入部先端の温度を表示させたり、その温度が所定の閾値以上である場合には、警告メッセージなどを表示させたりする。
On the other hand, the
なお、上記実施形態においては、スイッチ素子８１の出力端子側にパラレル／シリアル変換器８２を接続するようにしたが、図８に示すようにスイッチ素子８１の入力側に設けるようにしてもよい。すなわち、Ａ／Ｄ変換器７６から出力された画像データをシリアルデータに変換する第１のパラレル／シリアル変換器８３と、レジスタ８０から出力された温度センサ情報をシリアルデータに変換する第２のパラレル／シリアル変換器８４とをそれぞれ設けるようにしてもよい。
In the above embodiment, the parallel /
また、上記実施形態においては、レジスタ８０に対して温度センサ情報を記憶させるようにしたが、これに限られるものではない。すなわち、外部データ出力部としては温度センサに限らず、たとえば、挿入部先端に湿度センサを設け、その湿度センサによって検出された湿度センサ情報をレジスタ８０に記憶するようにしてもよい。
Moreover, in the said embodiment, although temperature sensor information was memorize | stored in the register |
また、挿入部先端に加速度センサを設け、その加速度センサによって検出された加速度センサ情報をレジスタ８０に記憶するようにしてもよい。これにより挿入部先端の動きをプロセッサ装置１８側で把握することができる。加速度センサを設ける場合にも、温度センサと同様に、撮像素子３９と同じ１チップのＩＣ内に設けるようにしてもよい。
Further, an acceleration sensor may be provided at the distal end of the insertion portion, and acceleration sensor information detected by the acceleration sensor may be stored in the
また、挿入部先端に圧力センサを設け、その圧力センサによって検出された圧力センサ情報をレジスタ８０に記憶するようにしてもよい。これにより挿入部先端の周囲の気圧や、挿入部先端が接触している部位に対する圧力をプロセッサ装置１８側で把握することができる。
Further, a pressure sensor may be provided at the distal end of the insertion portion, and pressure sensor information detected by the pressure sensor may be stored in the
また、たとえば挿入部１１の先端に設けられた対物光学系３７をズームレンズで構成した場合には、そのズームレンズの位置検出情報をレジスタ８０に記憶するようにしてもよい。ズームレンズの位置検出情報を検出する構成としては、たとえば複数の光学センサを設けるようにしてもよいし、ロータリエンコーダやリニアエンコーダを設けるようにしてもよく、その他、公知な構成を用いることができる。このようにズームレンズの位置検出情報をレジスタ８０に記憶してプロセッサ装置１８に出力することによって、ズームレンズが正常に動作しているか否かをプロセッサ装置１８側で把握することができる。
For example, when the objective
次に、上記実施形態の内視鏡システムの変形例について説明する。 Next, a modification of the endoscope system of the above embodiment will be described.
上記実施形態の内視鏡システムにおいては、外部のセンサ情報をレジスタ８０に記憶し、フレーム間のブランキング期間にそのセンサ情報をプロセッサ装置１８に出力するようにしているので、センサ情報はブランキング期間の周期でしかプロセッサ装置１８に出力することができず、実際にセンサでセンサ情報を検出した時点と、プロセッサ装置１８がセンサ情報を取得した時点とが異なることになり、プロセッサ装置１８側で、センサ情報が検出された時点を把握することはできない。
In the endoscope system of the above embodiment, external sensor information is stored in the
以下、プロセッサ装置１８側でセンサ情報が実際に検出された時点を把握することができる変形例について説明する。
Hereinafter, a modification in which the time point at which sensor information is actually detected on the
上記実施形態の変形例は、図９に示すように、制御部７７にカウンタ部９０が設けられている。カウンタ部９０は、１行分の画像データを出力する毎に出力される水平同期信号の数をカウントするものである。なお、水平同期信号の数は、垂直同期信号が出力される毎にリセットされるものとする。
In the modification of the above embodiment, as shown in FIG. 9, the
また、書込制御部７８は、レジスタ８０にセンサ情報などが記憶されたタイミングに関する情報としてカウンタ部９０におけるカウント数を取得し、このカウント数をセンサ情報などとともにレジスタ８０に記憶させるものである。
Further, the
そして、出力制御部７９は、レジスタ８０に記憶されたセンサ情報およびカウント数と、画像データとを時分割で出力させるものである。
The
次に、上記実施形態の変形例の作用について、図１０を参照しながら説明する。図１０は、センサ情報がレジスタ８０に書き込まれたタイミングと、センサ情報がレジスタ８０に書き込まれた時点におけるカウンタ部９０のカウント数と、垂直同期信号が出力されたタイミングと、プロセッサ装置１８がセンサ情報を受信したタイミングと、カウント数に基づいてプロセッサ装置１８側で再現される実際の時間軸とを示したものである。
Next, the effect | action of the modification of the said embodiment is demonstrated, referring FIG. FIG. 10 shows the timing at which sensor information is written in the
まず、ｎ（ｎは１以上の自然数）フレームを撮像中の時刻t１においてレジスタ８０に第１のセンサ情報が記憶された場合、カウンタ部９０によって時刻t１までにカウントされた水平同期信号の数がカウント数Ｃ１として書込制御部７８により取得され、そのカウント数Ｃ１も第１のセンサ情報とともにレジスタ８０に記憶される。
First, when the first sensor information is stored in the
次に、同じｎフレームを撮像中であって、時刻t１よりも後の時刻t２においてレジスタ８０に第２のセンサ情報が更新されて記憶された場合、カウンタ部９０によって時刻t２までにカウントされた垂直同期信号の数がカウント数Ｃ２として書込制御部７８により取得され、そのカウント数Ｃ２も第２のセンサ情報とともにレジスタ８０に更新されて記憶される。
Next, when the same n frames are being imaged and the second sensor information is updated and stored in the
次いで、ｎフレームと（ｎ＋１）フレーム間のブランキングタイムＴ２において、ｎフレームの撮像中にレジスタ８０に記憶されたセンサ情報とそのセンサ情報が記憶された時点のカウント数とが出力制御部７９によって出力されるが、このときセンサ情報の内容としては、最新の更新情報である第２のセンサ情報と第２のセンサ情報が記憶された時点のカウント数Ｃ２とが出力される。
Next, at the blanking time T2 between n frames and (n + 1) frames, the sensor information stored in the
そして、プロセッサ装置１８においては、ブランキングタイムＴ２において第２のセンサ情報とカウンタ数Ｃ２とが制御部５６によって取得される。そして、制御部５６は、ｎフレームのフレーム数と入力されたカウント数Ｃ２とに基づいて、レジスタ８０に第２のセンサ情報が実際に記憶された時刻t２を再現することができる。
In the
次に、（ｎ＋１）フレームを撮像中の時刻t３においてレジスタ８０に第３のセンサ情報が記憶された場合、カウンタ部９０によって時刻t３までにカウントされた水平同期信号の数がカウント数Ｃ３として書込制御部７８により取得され、そのカウント数Ｃ３も第３のセンサ情報とともにレジスタ８０に記憶される。
Next, when the third sensor information is stored in the
次に、同じ（ｎ＋１）フレームを撮像中にセンサ情報がレジスタ８０に更新記憶されなかった場合には、（ｎ＋１）フレームと（ｎ＋２）フレーム間のブランキングタイムＴ３において、（ｎ＋１）フレームの撮像中にレジスタ８０に記憶された第３のセンサ情報と第３のセンサ情報が記憶された時点のカウント数Ｃ３とが出力制御部７９によって出力される。
Next, when the sensor information is not updated and stored in the
そして、プロセッサ装置１８においては、ブランキングタイムＴ３において第３のセンサ情報とカウンタ数Ｃ３とが制御部５６によって取得される。そして、制御部５６は、（ｎ＋１）フレームのフレーム数と入力されたカウント数Ｃ３とに基づいて、レジスタ８０に第３のセンサ情報が実際に記憶された時刻t３を再現することができる。
In the
次に、（ｎ＋２）フレームを撮像中の時刻t４においてレジスタ８０に第４のセンサ情報が記憶された場合、カウンタ部９０によって時刻t４までにカウントされた水平同期信号の数がカウント数Ｃ４として書込制御部７８により取得され、そのカウント数Ｃ４も第４のセンサ情報とともにレジスタ８０に記憶される。
Next, when the fourth sensor information is stored in the
次に、同じ（ｎ＋２）フレームを撮像中にセンサ情報がレジスタ８０に更新記憶されなかった場合には、（ｎ＋２）フレームと（ｎ＋３）フレーム間のブランキングタイムＴ４において、（ｎ＋２）フレームの撮像中にレジスタ８０に記憶された第４のセンサ情報と第４のセンサ情報が記憶された時点のカウント数Ｃ４とが出力制御部７９によって出力される。
Next, when the sensor information is not updated and stored in the
そして、プロセッサ装置１８においては、ブランキングタイムＴ４において第４のセンサ情報とカウンタ数Ｃ４とが制御部５６によって取得される。そして、制御部５６は、（ｎ＋２）フレームのフレーム数と入力されたカウント数Ｃ４とに基づいて、レジスタ８０に第４のセンサ情報が実際に記憶された時刻t４を再現することができる。
In the
次に、（ｎ＋３）フレームを撮像中の時刻t５においてレジスタ８０に第５のセンサ情報が記憶された場合、カウンタ部９０によって時刻t５までにカウントされた水平同期信号の数がカウント数Ｃ５として書込制御部７８により取得され、そのカウント数Ｃ５も第５のセンサ情報とともにレジスタ８０に記憶される。
Next, when the fifth sensor information is stored in the
次に、同じ（ｎ＋３）フレームを撮像中であって、時刻t５よりも後の時刻t６においてレジスタ８０に第６のセンサ情報が更新されて記憶された場合、カウンタ部９０によって時刻t６までにカウントされた垂直同期信号の数がカウント数Ｃ６として書込制御部７８により取得され、そのカウント数Ｃ６も第６のセンサ情報とともにレジスタ８０に更新されて記憶される。
Next, when the same (n + 3) frame is being imaged and the sixth sensor information is updated and stored in the
次いで、（ｎ＋３）フレームと（ｎ＋４）フレーム間のブランキングタイムＴ６において、（ｎ＋３）フレームの撮像中にレジスタ８０に記憶されたセンサ情報とそのセンサ情報が記憶された時点のカウント数とが出力制御部７９によって出力されるが、このときセンサ情報の内容としては、最新の更新情報である第６のセンサ情報と第６のセンサ情報が記憶された時点のカウント数Ｃ６とが出力される。
Next, at the blanking time T6 between the (n + 3) frame and the (n + 4) frame, the sensor information stored in the
そして、プロセッサ装置１８においては、ブランキングタイムＴ６において第６のセンサ情報とカウンタ数Ｃ６とが制御部５６によって取得される。そして、制御部５６は、（ｎ＋３）フレームのフレーム数と入力されたカウント数Ｃ２とに基づいて、レジスタ８０に第６のセンサ情報が実際に記憶された時刻t６を再現することができる。
Then, in the
上述したように上記実施形態の変形例によれば、プロセッサ装置１８側でセンサ情報が検出された時点を把握することができる。
As described above, according to the modification of the embodiment, it is possible to grasp the time point when the sensor information is detected on the
なお、上記変形例においては、カウンタ部９０において水平同期信号の数のみをカウントするようにしたが、カウンタ部９０において垂直同期信号の数もカウントするようにしてもよい。そして、垂直同期信号の数もレジスタ８０に記憶するとともに、プロセッサ装置１８に出力するようにし、プロセッサ装置１８において、水平同期信号のカウント数と垂直同期信号のカウント数との両方に基づいて、センサ情報が実際に記憶された時刻を再現するようにしてもよい。
In the above modification, the
１０ 内視鏡装置
１８ プロセッサ装置
１９ 光源装置
２０ モニタ
２８ ケーブル
３９ 撮像素子
４１ センサ部
４１ａ 温度センサ
４２ａ 制御信号配線
４２ｂ 画像データ配線
７０ 画素部
７１ 画素回路
７８ 書込制御部
７９ 出力制御部
８０ レジスタ
８１ スイッチ素子
８２ パラレル／シリアル変換器
８３ 第１のパラレル／シリアル変換器
８４ 第２のパラレル／シリアル変換器
９０ カウンタ部
DESCRIPTION OF
Claims (10)
外部から入力された外部データを記憶する記憶部と、
前記外部データを前記記憶部に記憶させる書込制御部と、
前記画像データと前記外部データとを周期的に時分割で出力させる出力制御部とを備え
前記書込制御部が、前記記憶部に前記外部データが記憶されたタイミングに関する情報も前記記憶部に記憶させるものであり、
前記出力制御部が、前記画像データと、前記外部データおよび前記タイミングに関する情報とを時分割で出力させる撮像素子。 A pixel circuit that photoelectrically converts light and outputs a charge signal is two-dimensionally arranged, and an image sensor that outputs the charge signal output from the pixel circuit as image data of serial data,
A storage unit for storing external data input from the outside;
A write control unit for storing the external data in the storage unit;
An output controller that periodically outputs the image data and the external data in a time-sharing manner.
The write control unit also stores in the storage unit information related to the timing at which the external data is stored in the storage unit;
An image sensor in which the output control unit outputs the image data, the external data, and information related to the timing in a time-sharing manner .
前記タイミングに関する情報が、前記カウンタ部における前記水平同期信号のカウント数である請求項１記載の撮像素子。 A counter unit that counts the number of horizontal synchronization signals that are output each time the image data for one row is output;
Said information on timing, the image pickup device according to claim 1, wherein the count number of the horizontal synchronizing signal in the counter unit.
前記タイミングに関する情報が、前記カウンタ部における前記水平同期信号および前記垂直同期信号のカウント数である請求項２記載の撮像素子。 The counter unit counts the number of vertical synchronization signals that are output every time the image data for one screen is output,
The imaging device according to claim 2, wherein the information related to the timing is a count number of the horizontal synchronization signal and the vertical synchronization signal in the counter unit.
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