CN101452113A - 光源控制系统,快门控制系统,内窥镜处理器和内窥镜系统 - Google Patents

光源控制系统,快门控制系统,内窥镜处理器和内窥镜系统 Download PDF

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CN101452113A CNA2008101827976A CN200810182797A CN101452113A CN 101452113 A CN101452113 A CN 101452113A CN A2008101827976 A CNA2008101827976 A CN A2008101827976A CN 200810182797 A CN200810182797 A CN 200810182797A CN 101452113 A CN101452113 A CN 101452113A
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Abstract

本发明提供了光源控制系统、快门控制系统、内窥镜处理器和内窥镜系统。提出了一种具有探测器和控制器的光源控制系统。该探测器探测输出周期。XY坐标类型成像器件生成包含多个像素信号的图像信号。像素信号根据信号电荷变化。像素根据存储周期中接收到的光的量生成信号电荷。存储周期包括共同周期和可变周期。共同周期对所有像素行同步。可变周期对于排列在第一方向的每个像素行不同。与排列在相同像素行的像素相应的像素信号，在输出周期按照像素行的顺序输出。控制器控制光源在输出周期中止照明光的发射。

Description

光源控制系统，快门控制系统，内窥镜处理器和内窥镜系统
技术领域
本发明涉及对光源或快门的控制，其目的为降低由通过线性曝光获取光学图像的XY坐标类型成像器件(例如，CMOS成像器件)获取的运动目标的运动图像中的失真。
背景技术
具有位于插入管首端的成像器件的电子内窥镜是用于对运动目标进行拍照和/或录像的装置。过去的电子内窥镜中通常使用CCD成像器件。另一方面，日本未审查专利公开号2002-58642提出了一种用于电子内窥镜的CMOS成像器件，用以降低功耗及制造成本。
然而，由于CMOS成像器件一般通过线性曝光获取光学图像，因此CMOS成像器件所获取的快速运动目标的图像存在失真的问题。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供一种光源控制系统和快门控制系统，用于降低由通过线性曝光获取光学图像的XY坐标类型成像器件(例如，CMOS成像器件)获取的运动目标图像中的失真。
根据本发明，提出了一种具有探测器和控制器的光源控制系统。如果XY坐标类型成像器件被驱动生成图像信号，则探测器探测输出周期。XY坐标类型成像器件包括在第一和第二方向排列的多个像素。图像信号包括多个与所述像素相对应的像素信号。像素信号根据信号电荷而变化。像素根据在存储周期接收到的光的量生成信号电荷。存储周期包括共同周期和可变周期。共同周期对于所有的像素行是同步的。可变周期根据每个像素行变化。像素行包括排列在所述第一方向上的像素。与排列在相同像素行中的像素相对应的像素信号序列在共同周期之后的输出周期按像素行的顺序输出。控制器控制光源在所述输出周期中止照明光的发射。照明光照射在目标上，其中该目标的图像被XY型成像器件获取。
根据本发明所述，提出了一种具有探测器和控制器的快门控制系统。如果XY坐标类型成像器件被驱动生成图像信号，则探测器探测输出周期。XY坐标类型成像器件包括排列在第一和第二方向上的多个像素。图像信号包括相应于像素的多个像素信号。该像素信号根据信号电荷而变化。像素根据存储周期接收到的光的量生成信号电荷。存储周期包括共同周期和可变周期。共同周期对所有的像素行是同步的。可变周期根据每个像素行而变化。像素行包括排列在所述第一方向上的像素。相应于排列在相同像素行的像素的像素信号序列在共同周期之后的输出周期按像素行的顺序输出。控制器控制快门，从而在输出周期阻挡照向XY坐标类型成像器件的光。快门安装在XY坐标类型成像器件的光接收表面上。
附图说明
根据以下说明并参考附图，可以更好的理解本发明的目的和优点，其中：
图1是具有本发明的第一实施例的光源控制系统的内窥镜系统的内部结构框图；
图2是光源单元的内部结构框图；
图3是成像器件的结构框图；
图4是像素的内部结构的电路图；
图5是描述用于驱动成像器件的时序的时序图，具体为构成一场图像信号的像素信号的输出操作的时序图；
图6是描述用于驱动成像器件和光源的时序的时序图，具体为第一实施例中的连续场图像信号的输出操作的时序图；
图7是在本发明的第二实施例中的具有快门控制系统的内窥镜系统的内部结构的框图；以及
图8是描述用于驱动成像器件及开关快门的时序的时序图，具体为第二实施例中的连续场图像信号的输出操作的时序图。
具体实施方式
下面将结合图中所示的实施例对本发明进行描述。
在图1中，内窥镜系统10包括内窥镜处理器20、电子内窥镜30和监控器11。该内窥镜处理器20与连接到电子内窥镜30和监控器11。
内窥镜处理器20发射照明光照射到所需目标。被照射的目标被电子内窥镜30拍照和/或录像，然后电子内窥镜30生成图像信号。该图像信号被发送到内窥镜处理器20。
内窥镜处理器20对接收到的图像信号作预定的信号处理。经过预定信号处理的图像信号被发送到监控器11，在监视器11中显示与接收到的图像信号对应的图像。
内窥镜处理器20包括光源单元40、图像信号处理电路21、时钟发生器22和系统控制器23(探测器)，以及其他部件。如下所述，光源单元40发射照明光，用于向光导31的入射端发射照明光，照射特定目标。此外，如下所述，图像信号处理电路21对图像信号进行预定的信号处理。此外，时钟发生器22对内窥镜系统10中的部件的某些操作安排时序。此外，系统控制器23控制内窥镜系统10中所有部件的操作。
通过将内窥镜处理器20连接到电子内窥镜30，使得光源单元40和安装在内窥镜30中的光导31可被光学连接。此外，通过将内窥镜处理器20连接到电子内窥镜30，使得在图像信号处理电路21与安装在电子内窥镜30中的成像器件32之间，以及时钟发生器22与成像器件32之间建立了电连接。
如图2所示，光源单元40包括灯41、转动快门42、聚光透镜43、电源电路44、马达45、快门驱动器46(控制器)，和其他部件。
灯41是例如氙气灯或卤素灯，并发射白光。转动快门42和聚光透镜43安装在从灯41照向光导31的入射端的白光的光路上。
转动快门42为圆盘形，并具有孔径区和阻挡区。当白光应从光源单元40射出时，将孔径区插入白光的光路。另一方面，当白光的发射应被中止时，将阻挡区插入白光的光路，从而阻挡白光。转动快门42由马达45驱动。白光的发射与发射中止之间的切换周期通过控制马达45的转速来调节。
快门驱动器46控制马达45，从而使马达45驱动转动快门42。快门驱动器46根据分别发送自时钟发生器22和系统控制器23的时钟信号和输出周期探测信号来控制马达，见下文中的具体描述。
灯41发射的白光被聚光透镜43聚集，并被引导到光导31的入射端。电源电路44为灯41提供电源。系统控制器23控制由电源电路44提供给灯41的用来为灯41供电的电源的通断。
接下来，详细描述电子内窥镜30的结构。如图1所示，电子内窥镜30包括光导31、成像器件32、扩散透镜33、物镜34和其他部件。
光导31的入射端安装在用于将电子内窥镜30连接到内窥镜处理器20的连接器(未画出)中。而另一端，以下称为输出端，被安装在电子内窥镜30的插入管35的首端。如上文所述，光源单元40射出的白光到达光导31的入射端。然后光被传送到输出端。传送到输出端的光通过发散透镜33照射插入管35的首端附近的外围区域。
被白光照射的目标的反射光的光学图像通过物镜34到达成像器件32的光接收表面。时钟信号和场信号从时钟发生器22发射到成像器件32。基于时钟信号和场信号，成像器件32生成与到达光接收表面的光学图像对应的图像信号。
成像器件32是CMOS成像器件，即XY坐标类型成像器件的一种。如图3所示，多个像素50排列在成像器件32的光接收表面的网格上。每个像素50根据该像素50接收到的光的量生成像素信号。像素信号按顺序一个接一个地通过输出模块32o输出。图像信号由在单个场周期输出的像素信号组成，单个场周期为场信号的一个周期的一半。通过行选择电路32r和列选择电路32c选择应该顺序输出像素信号的像素50。
以下通过图4描述每个像素50的内部结构。像素50包括光电二极管(PD)51、浮置扩散单元(FD)52、传输晶体管53、复位晶体管54、放大晶体管55和行选择晶体管56。
根据PD 51的光电转换接收和存储的光的量，生成信号电荷。当传输晶体管53被开启时，所存储的信号电荷被发送到FD 52。FD 52是电容器，其上的电位根据所存储的信号电荷变化。
当复位晶体管54被开启时，FD 52被复位。此后，存储在FD 52中的信号电荷流向电源，以下称为Vdd。然后，FD 52的电位被复位到Vdd的电位。
放大晶体管55根据FD 52的电位，通过调节输出阻抗，将电压信号输出到行选择晶体管56。
垂直输出线32v沿每列像素50安装。垂直输出线32v连接到所有排列在相同列的像素上。当行选择晶体管56被开启时，将电压信号输出到垂直输出线32v上。通过分别开启每个行选择晶体管56，可分别从连接到相同垂直输出线32v的像素50输出电压信号。
垂直输出线32v分别连接到CDS/SH电路32cds。在复位FD 52之后，FD 52的电位包含复位噪声。与复位后接收到的信号电荷对应的电压信号包含复位噪声。CDS/SH电路32cds通过相关双采样，消除电压信号中所包含的复位噪声，然后根据PD 51存储的信号电荷输出电压信号作为像素信号。
CDS/SH电路32cds通过列选择晶体管32cs连接到水平输出线32h。通过按顺序一个接一个地开启列选择晶体管32cs，所有列中的CDS/SH电路32cds生成的像素信号可通过水平输出线32h和输出模块32o分别输出到图像信号处理电路21。
传输信号线(未画出)沿每行像素50安装。传输信号线被连接到给定行中所排列的所有像素中的传输晶体管53上。传输信号，以下称为被传送到所有传输信号线上。
Figure A200810182797D00102
具有高状态和低状态。发送到传输信号线的每一行的
Figure A200810182797D00103
对于每一行在不同时间被设置为高状态。当
Figure A200810182797D00104
被设置为高状态时，传输晶体管53被开启，因此传输晶体管53导通。
复位信号线(未画出)沿每行像素50安装。复位信号线连接到给定行中所排列的所有像素中的复位晶体管54上。复位信号，以下称为
Figure A200810182797D00105
被发送到所有复位信号线。
Figure A200810182797D00106
具有高状态和低状态。被发送到复位信号线的每一行的对于每一行在不同时间被设置为高状态。当
Figure A200810182797D00108
被设置为高状态时，复位晶体管54被开启，使得复位晶体管54导通。
行选择信号线(未画出)沿像素50的每行安装。行传输信号线被连接到给定行中所排列的所有像素中的行选择晶体管56上。行选择信号，以下称为
Figure A200810182797D00111
被发送到所有行选择信号线。
Figure A200810182797D00112
具有高状态和低状态。被发送到行选择信号线的每一行的
Figure A200810182797D00113
对于每一行在不同时间被设置为高状态。当
Figure A200810182797D00114
被设置为高状态时，行选择晶体管56被开启，使得行选择晶体管56导通。
列选择信号，以下称为
Figure A200810182797D00115
被分别发送到列选择晶体管32cs。当
Figure A200810182797D00116
被设置为高状态时，列选择晶体管32cs被开启，使得列选择晶体管32cs导通。
行选择电路32r将
Figure A200810182797D0011162018QIETU
和输出到传输信号线、复位信号线和行选择信号线，用来控制复位晶体管54和行选择晶体管56的操作。此外，行选择电路32r控制CDS/SH电路32cds的相关双采样操作。列选择电路32c将
Figure A200810182797D00118
输出到列选择晶体管32cs，用来控制列选择晶体管32cs的开关操作。
行选择电路32r和列选择电路32c根据时钟发生器22发出的时钟信号和场信号控制开关操作和相关双采样操作。
在场周期输出的像素信号序列作为像素信号发送到图像信号处理电路21。图像信号处理电路21对接收到的图像信号作预定的信号处理。
此外，针对第一行和第m行中的像素50的
Figure A200810182797D00119
以下称为
Figure A200810182797D001110
和
Figure A200810182797D0011162052QIETU
被通过图像信号处理单元21传送到系统控制器23，其中在每个场周期，第一行和第m行像素信号分别被第一个和最后一个输出。从
Figure A200810182797D001112
被置为高状态开始直到
Figure A200810182797D001113
被从高状态置为低状态，系统控制器23将输出周期探测信号发送到快门驱动器46。
下面参考图5，描述成像器件32输出一场图像信号的操作。
在时刻t1，给第一行中的像素50的
Figure A200810182797D001114
以下称为
Figure A200810182797D001115
被设为高状态，然后，排列在第一行的像素50中的复位晶体管54被开启。通过开启复位晶体管54，FD 52复位。
在紧随FD 52复位之后的时刻t2，
Figure A200810182797D001116
被设为高状态，然后，第一行中的像素50可输出像素信号。
Figure A200810182797D001117
保持在高状态，直到完成第一行中的像素50的所有像素信号的输出，此时给第n列的像素50的以下称为被设为高状态。
在时刻t3，预保持信号，以下称为
Figure A200810182797D001120
被设为高状态，然后，第一行中的所有像素50中的复位FD 52的电位被对应每列的CDS/SH电路32cds采样并保持。
在时刻t4，第一行中的像素50的
Figure A200810182797D00121
以下称为
Figure A200810182797D00122
被设为高状态，然后，由第一行中的像素50中的PD 51存贮的信号电荷被发送到FD 52。
在时刻t5，数据保持信号，以下称为
Figure A200810182797D00123
被设为高状态，然后，接收第一行中所有像素50的信号电荷的FD 52的电位被CDS/SH电路32cds采样并保持。CDS/SH电路32cds具有减法电路，该减法电路通过从接收信号电荷的FD 52的电位中减去复位FD 52的电位，生成像素信号。然后能够从CDS/SH电路32cds输出所生成的像素信号。
在时刻t6，第一列的
Figure A200810182797D00124
以下称为
Figure A200810182797D00125
，被设为高状态。然后，第一列的列选择晶体管32cs导通，第一列中的CDS/SH电路32cds所保持的像素信号被通过水平输出线32h和输出模块32o输出到图像信号处理电路21。
在输出第一列中的像素信号之后，第二列的
Figure A200810182797D00126
以下称为
Figure A200810182797D00127
被设为高状态。然后，第二列中的CDS/SH电路32cds所保持的像素信号被通过水平输出线32h和输出模块32o输出到图像信号处理电路21。接下来，所有列中的每列的一个接一个地被设为高状态，第一行中的每一列的像素信号被一个接一个地输出。
在时刻t7，
Figure A200810182797D00129
被设为高状态。然后从第n列，也就是最后一列的CDS/SH电路32cds输出像素信号，完成了第一行中所有像素50的像素信号的输出。此外，同时，被设为低状态。
在输出第一行像素信号之后，第二行中的像素50的
Figure A200810182797D001211
以下称为
Figure A200810182797D001212
被设为高状态，然后，开始输出第二行的像素信号。从第二行中的像素50输出像素信号的操作，与时刻t1到t7所执行的操作相同(见周期P1)。
据此，按照与时刻t1到t6所执行的一样的操作，通过将每一行的
Figure A200810182797D001213
和
Figure A200810182797D001214
设置为高状态，将所有行中的像素信号输出。
第m行，即最后一行的像素信号在周期P2被输出，此时
Figure A200810182797D001215
保持在高状态。当第一行到最后一行中所有的像素信号都被输出时，就完成了图像信号的一场的输出。
下面参考图6描述成像器件32和光源单元40输出连续场图像信号的操作。
时钟发生器22以1/30秒为周期生成场信号，并将其发送到成像器件32和光源单元40。如上所述，将场信号一个周期的一半，即场信号高状态或低状态期间的周期，定义为场周期。
场周期分为共同周期和输出周期(见图6底部)。场信号在高状态和低状态之间切换的点被定义为共同周期的开始时刻。从共同周期结束到场信号下一次在高状态和低状态之间切换的时刻之间的周期被定义为输出周期。
在输出周期，所有行的像素信号按顺序一个接一个地输出。第一行的像素信号在
Figure A200810182797D00131
保持在高状态的周期内输出，如图6所示，与图5所示相同。在图5和图6中
Figure A200810182797D00132
保持在高状态的周期是相等的。此外，从第二行到第m行的像素信号也分别在
Figure A200810182797D00133
保持在高状态的周期输出，如图6所示。
如上文所述，通过使传输晶体管53导通，将PD 51存储的信号电荷传输到FD 52。当传输晶体管53的导通状态中止时，PD 51开始生成并存储信号电荷。因此，每一行的传输晶体管53的导通状态保持中止的周期，就是相应行的信号电荷保持生成并存储的存储周期(见存储周期)。所有行中信号电荷传输到FD 52的时刻不同。因此，所有行的存储周期不同。在图6中，
Figure A200810182797D00134
保持在高状态的时刻被视为
Figure A200810182797D00135
保持在高状态的时刻。
在第一场周期中，在完成第一行像素信号的输出之后的输出周期的一部分周期，被定义为第一行的可变周期(见“P3”)。第一行的可变周期和第一行的可变周期之后的共同周期的组合，是第一行中像素50的存储周期。根据第一行中的像素50在存储周期收到的光的量，在第一行所有像素50中生成并存储信号电荷。该信号电荷将作为第二场周期的第一行的像素信号输出。
在第一场周期中，在完成第二行的像素信号的输出之后的输出周期的一部分周期，被定义为第二行的第一可变周期(见“P4′”)。在第二场周期中，在开始输出第二行的像素信号之前的输出周期的一部分周期，被定义为第二行的第二可变周期(见“P4＂”)。第二行的第一可变周期，第二行的第一可变周期之后的共同周期以及第二行的第二可变周期的组合，是第二行中像素50的存储周期。根据第二行中像素50在存储周期接收到的光的量，在第二行中的所有像素50中生成并存储信号电荷。信号电荷将作为第二场周期的第二行的像素信号被输出。
与第一行和第二行一样，共同周期与输出周期在该共同周期之前和/或之后的部分的组合，被定义为每一行的存储周期。某行的输出周期的部分与其他行的输出周期的部分不同，并且在与其他行不同的时刻开始和结束该行的输出。
转动快门42被驱动从而使光源单元40只在共同周期发射白光脉冲(见“光源单元”一栏)。此外，根据系统控制器23发送的输出周期探测信号来驱动转动快门42，从而在输出周期内中止光源单元40的发射。
因此，由来自目标的反射光所生成的光图像仅在共同周期被所有成像器件32中的像素50获得，其中尽管每行的存储周期不同，但所有行的共同周期在给定的场周期中相同。因此，实际上所有行中的像素在相同的共同周期中生成并存储信号电荷。
在上述第一实施例中，在除了照明光外没有其它光投射到目标上的情况下，例如在典型的利用电子内窥镜观察的情况下，可使基于照明光的光实际被所有像素50接收的周期和时刻一致。因此，如果应由CMOS成像器件获得运动物体的光学图像，则运动物体的图像中的失真将被减少。
如果对白光脉冲照射的目标进行拍照和/或录像，而不控制该照明光照射在目标上的周期，与上述第一实施例相比，白光发射脉冲的行数可能不同。如果照射到每行的脉冲的数量不同，那么照射到行上的光的累积量也会不同。为了解决这个问题，在上述第一实施例中，使用来照射行的脉冲的数量一致，这样，也使得对于所有行的照明光的总量一致。因此，可以避免由于显示图像中各行的照明光总量不同造成的各行照射不均匀。
接下来，描述第二实施例中的快门控制系统。第二实施例与第一实施例之间的主要区别是，在非共同周期内阻止光入射到成像器件的光接收表面的方法。主要根据不同于第一实施例的结构对第二实施例进行描述。这里，采用相同的附图标记代表与第一实施例中的结构对应的结构。
如图7所述，内窥镜处理器200包括光源单元40、图像信号处理电路21、时钟发生器22、系统控制器23(控制器)和其他部件，如第一实施例中所述。
光源单元40向光导31的入射端发射白光照射在目标上，如第一实施例所述。此外，图像信号处理电路21对接收到的图像信号进行预定的信号处理，如第一实施例所述。此外，时钟发生器22为内窥镜系统100的部件的某些操作安排时序，如第一实施例所述。此外，系统控制器23控制内窥镜100中所有部件的操作。
光源单元40的结构和功能与第一实施例中的相同。然而，与第一实施例不同的是，快门驱动器46不接收来自系统控制器23的输出周期探测信号。
电子内窥镜300包括光导31、成像器件32、扩散透镜33、物镜34、如第一实施例所述。此外，与第一实施例不同的是，电子内窥镜300具有快门36。
快门36是液晶器件，安装在成像器件32的光接收表面上。快门36可将到达光接收表面的光在传送与阻挡之间进行切换。系统控制器23控制快门36的切换操作。
成像器件32如第一实施例中一样被驱动，然后，图像信号被生成并传送到图像信号处理电路21。
Figure A200810182797D00151
和通过图像信号处理电路21被传送到系统控制器23，如第一实施例所述。系统控制器23命令快门36阻挡光，从被切换至高状态开始直至
Figure A200810182797D00154
被从高状态切换至低状态。
下面将参考图8，描述成像器件32和快门36在输出连续场图像信号时的操作。成像器件32输出一场图像信号的操作与第一实施例中的操作相同(见图5)。
场周期被分为共同周期和输出周期，如第一实施例所述。场信号在高状态与低状态之间切换的时刻被定义为共同周期的开始时刻，如第一实施例所述。从共同周期的结束时刻到场信号下一次在高状态与低状态之间切换的时刻之间的周期，被定义为输出周期，如第一实施例所述。
共同周期与输出周期在该共同周期之前和/或之后的部分的组合，被定义为每一行的存储周期，如第一实施例所述。根据相应行的像素50在存储周期中接收到光的量，在该相应行的所有像素50中生成并存储信号电荷。在输出周期，当相应行的
Figure A200810182797D00161
被设为高状态时，由PD 51存储的信号电荷被传输并最终作为像素信号输出。
与第一实施例不同的是，转动快门42被驱动，从而使光源单元40不仅在共同周期而且也在输出周期发射白光脉冲(见“光源单元”行)。
在共同周期，快门36被命令使光学图像通过。另一方面，如上文所述，在输出周期，快门36被命令阻挡光学图像。因此，目标的反射光的光学图像仅在共同周期到达成像器件32的所有像素50，其中尽管各行的存储周期不同，但在给定的场周期中所有行的共同周期相同。因此，信号电荷实际上在相同的共同周期中被所有行的像素生成并存储。
在第二实施例中，当XY坐标类型成像器件，例如CMOS成像器件被命令获取运动物体的光学图像时，可使光通过线曝光实际被所有像素50接收的周期和时刻一致。
此外，即使对被白光脉冲照射的目标进行拍照和/或录像，而不对照明光照射到物体上的周期进行控制，仍可避免由于显示图像中的各行的照明光的总量不同造成的各行照射不均匀，如第一实施例所述。
在上述第一和第二实施例中采用了能够发射光脉冲的光源单元。然而，也可以采用任何其他光源。在第一实施例中，采用能被开启和关闭的光源单元，通过在输出周期中止光的发射，也能够获得相同的效果。例如，可采用发光二极管作为光源。在第二实施例中，由于快门36可对去往光接收表面的光学图像在传送与阻挡之间切换，因此可采用不止一个可被开启和关闭的光源。
光源单元40分别被安装在上述第一和第二实施例中的内窥镜处理器20和200中。然而，光源单元40可以是与内窥镜处理器20和200分开的另一个装置。
内窥镜系统中采用了第一实施例中的光源控制系统和第二实施例中的快门控制系统。光源控制系统和快门控制系统也可用于其他图像获取装置。例如，在利用光源单元对黑暗场景拍照和/录像的照相机中采用光源控制系统可以获得相同的效果。此外，即便在常规照相机中采用该快门控制单元也能获得相同的效果。
在上述第一和第二实施例中，像素50被排列在网格中。然而，像素50也可以排列在彼此不同的第一和第二方向上，只要与排列在第一方向上的给定行中的像素50对应的像素信号序列按照第一方向上的行的顺序输出即可。此外，在上述第一和第二实施例中，与给定行中的像素对应的像素信号序列按行的顺序输出。然而，与给定列中的像素对应的像素信号序列也可按列的顺序输出。
上述第一和第二实施例中采用了CMOS成像器件。然而，通过任何其他XY坐标类型成像器件也可获得相同的效果。
尽管本文结合附图描述了本发明的实施例，但显而易见的是，本领域技术人员在不脱离本发明范围的基础上可作很多修正和变化。

Claims (9)

1、一种光源控制系统，包括：
探测器，如果XY坐标类型成像器件被驱动以生成图像信号，该探测器探测输出周期，所述XY坐标类型成像器件包括排列在第一和第二方向上的多个像素，所述图像信号包括与所述像素对应的多个像素信号，所述像素信号根据信号电荷而变化，所述像素根据在存储周期接收到的光的量生成所述信号电荷，所述存储周期包括共同周期和可变周期，所述共同周期对所有的像素行同步，所述可变周期根据每个像素行变化，所述像素行包括排列在所述第一方向上的所述像素，与排列在所述相同像素行的所述像素对应的所述像素信号序列，在所述共同周期之后的所述输出周期内按照所述像素行的顺序输出；以及
控制器，用于控制光源在所述输出周期中止照明光的发射，所述照明光照射在目标上，其中该目标的图像被所述XY类型成像器件获得。
2、根据权利要求1所述的光源控制系统，其中所述控制器命令所述光源发射所述照明光的脉冲。
3、根据权利要求1所述的光源控制系统，其中所述XY坐标类型成像器件安装在电子内窥镜中。
4、一种快门控制系统，包括：
探测器，如果XY坐标类型成像器件被驱动以生成图像信号，则该探测器探测输出周期，所述XY类型成像器件包括排列在第一和第二方向上的多个像素，所述图像信号包括与所述像素对应的多个像素信号，所述像素信号根据信号电荷变化，所述像素根据在存储周期接收到的光的量生成所述信号电荷，所述存储周期包括共同周期和可变周期，所述共同周期对所有像素行同步，所述可变周期根据每个所述像素行变化，所述像素行包括排列在所述第一方向上的所述像素，与排列在所述相同像素行的所述像素对应的所述像素信号的序列，在所述共同周期之后的所述输出周期按所述像素行的顺序输出；以及
控制器，该控制器控制快门在所述输出周期阻挡射向所述XY坐标类型成像器件的光，所述快门安装在所述XY坐标类型成像器件的光接收表面上。
5、根据权利要求4所述的快门控制系统，其中所述XY类型成像器件安装在电子内窥镜中。
6、一种内窥镜处理器，包括：
第一控制器，该第一控制器控制XY坐标类型成像器件生成图像信号，所述XY类型成像器件包括排列在第一和第二方向上的多个像素，所述图像信号包括与所述像素对应的多个像素信号，所述像素信号根据信号电荷变化，所述像素根据存储周期接收到的光的量生成所述信号电荷，所述存储周期包括共同周期和可变周期，所述共同周期对所有像素行同步，所述可变周期根据每个所述像素行变化，所述像素行包括排列在所述第一方向上的所述像素，与排列在所述相同像素行的所述像素对应的所述像素信号的序列，在所述共同周期之后的所述输出周期按所述像素行的顺序输出；以及
第二控制器，该第二控制器控制光源在所述输出周期中止照明光的发射，所述照明光照在目标上，其中目标的图像被所述XY类型成像器件获得。
7、一种内窥镜处理器，包括：
第一控制器，该第一控制器控制XY坐标类型成像器件生成图像信号，所述XY类型成像器件包括排列在第一和第二方向上的多个像素，所述图像信号包括与所述像素对应的多个像素信号，所述像素信号根据信号电荷变化，所述像素根据存储周期接收到的光的量生成所述信号电荷，所述存储周期包括共同周期和可变周期，所述共同周期对所有像素行同步，所述可变周期根据每个所述像素行变化，所述像素行包括排列在所述第一方向上的所述像素，与排列在所述相同像素行的所述像素对应的所述像素信号的序列，在所述共同周期之后的所述输出周期按所述像素行的顺序输出；以及
第二控制器，该第二控制器控制快门在所述输出周期阻挡射向所述XY坐标类型成像器件的光，所述快门安装在所述XY坐标类型成像器件的光接收表面上。
8、一种内窥镜系统，包括：
电子内窥镜，其中包括XY坐标类型成像器件，所述XY坐标类型成像器件包括多个排列在第一和第二方向上的像素；
第一控制器，该第一控制器控制所述XY坐标类型成像器件生成图像信号，所述图像信号包括与所述像素对应的多个像素信号，所述像素信号根据信号电荷变化，所述像素根据存储周期接收到的光的量生成所述信号电荷，所述存储周期包括共同周期和可变周期，所述共同周期对所有像素行同步，所述可变周期根据每个所述像素行变化，所述像素行包括排列在所述第一方向上的所述像素，与排列在所述相同像素行的所述像素对应的所述像素信号的序列，在所述共同周期之后的所述输出周期按所述像素行的顺序输出；
光源，该光源发射照明光照射在目标上，该目标的图像被所述XY类型成像器件获得，所述光源能够在开启和关闭之间切换；以及
第二控制器，该控制器控制光源在所述输出周期中止照明光的发射。
9、一种内窥镜系统，包括：
电子内窥镜，其中包括XY坐标类型成像器件，所述XY坐标类型成像器件包括多个排列在第一和第二方向上的像素；
第一控制器，该第一控制器控制所述XY坐标类型成像器件生成图像信号，所述图像信号包括与所述像素对应的多个像素信号，所述像素信号根据信号电荷变化，所述像素根据存储周期接收到的光的量生成所述信号电荷，所述存储周期包括共同周期和可变周期，所述共同周期对所有像素行同步，所述可变周期根据每个所述像素行变化，所述像素行包括排列在所述第一方向上的所述像素，与排列在所述相同像素行的所述像素对应的所述像素信号的序列，在所述共同周期之后的所述输出周期按所述像素行的顺序输出；
快门，该快门安装在所述XY成像器件的光接收表面上，所述快门能够在阻挡与不阻挡射向所述XY坐标类型成像器件的光之间切换；以及
第二控制器，该第二控制器控制所述快门在所述输出周期阻挡射向所述XY坐标类型成像器件的光。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102525387A (zh) * 2010-11-09 2012-07-04 富士胶片株式会社 内窥镜设备
CN103796570A (zh) * 2012-04-26 2014-05-14 奥林巴斯医疗株式会社 摄像系统
CN103841881A (zh) * 2012-05-25 2014-06-04 奥林巴斯医疗株式会社 摄像系统
CN104580923A (zh) * 2014-12-30 2015-04-29 重庆金山科技（集团）有限公司 电子内窥镜曝光装置及曝光方法
CN109567728A (zh) * 2018-11-27 2019-04-05 重庆金山医疗器械有限公司 用于电子内窥镜的光耦合热量处理装置
CN110337260A (zh) * 2017-03-30 2019-10-15 Hoya株式会社 电子内窥镜装置

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5244455B2 (ja) * 2008-05-21 2013-07-24 Ｈｏｙａ株式会社 内視鏡プロセッサおよび内視鏡システム
JP5636177B2 (ja) * 2009-08-06 2014-12-03 Hoya株式会社 内視鏡システム、および内視鏡
JP5481294B2 (ja) * 2010-07-15 2014-04-23 富士フイルム株式会社 内視鏡システム
CN103124515B (zh) * 2010-09-30 2015-11-25 奥林巴斯株式会社 摄像装置
CN104168815B (zh) * 2012-07-24 2016-08-24 奥林巴斯株式会社 控制装置和摄像系统
CA2878514A1 (en) 2012-07-26 2014-01-30 Olive Medical Corporation Ycbcr pulsed illumination scheme in a light deficient environment
EP2992810B1 (en) * 2012-07-26 2021-11-10 DePuy Synthes Products, Inc. Continuous video in a light deficient environment
JP6063733B2 (ja) * 2012-12-25 2017-01-18 Hoya株式会社 内視鏡装置
JP2016519591A (ja) 2013-03-15 2016-07-07 オリーブ・メディカル・コーポレイションＯｌｉｖｅ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ パルスカラー撮像システムにおける超解像度及び色運動アーチファクト補正
CA2907116A1 (en) 2013-03-15 2014-09-18 Olive Medical Corporation Controlling the integral light energy of a laser pulse
AU2014233464B2 (en) 2013-03-15 2018-11-01 DePuy Synthes Products, Inc. Scope sensing in a light controlled environment
WO2015004975A1 (ja) * 2013-07-09 2015-01-15 オリンパスメディカルシステムズ株式会社 撮像システム
JP5635721B1 (ja) * 2013-09-04 2014-12-03 オリンパスメディカルシステムズ株式会社 撮像システム
WO2015033608A1 (ja) 2013-09-04 2015-03-12 オリンパスメディカルシステムズ株式会社 撮像システム
WO2015114906A1 (ja) * 2014-01-29 2015-08-06 オリンパス株式会社 撮像システムおよび撮像装置
JP2014121630A (ja) * 2014-02-10 2014-07-03 Fujifilm Corp 内視鏡装置
WO2015143453A1 (en) 2014-03-21 2015-09-24 Olive Medical Corporation Card edge connector for an imaging sensor
WO2015151929A1 (ja) * 2014-03-31 2015-10-08 富士フイルム株式会社 内視鏡システム、内視鏡システムのプロセッサ装置、及び内視鏡システムの作動方法
CN106256123B (zh) 2014-06-18 2020-09-01 奥林巴斯株式会社 处理装置、摄像装置以及内窥镜系统
JP2016025509A (ja) * 2014-07-22 2016-02-08 オリンパス株式会社 撮像システムおよび内視鏡
JP5927370B1 (ja) * 2014-09-05 2016-06-01 オリンパス株式会社 撮像装置および処理装置
JP2015128670A (ja) * 2015-03-27 2015-07-16 富士フイルム株式会社 内視鏡システム
JP6523237B2 (ja) * 2016-12-14 2019-05-29 富士フイルム株式会社 内視鏡システム
CN114363524B (zh) * 2022-01-24 2022-09-20 北京显芯科技有限公司 背光控制方法、装置、设备及存储介质

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05289208A (ja) * 1992-04-15 1993-11-05 Fuji Photo Film Co Ltd 立体画像記録方法および立体画像記録装置
JP2002058642A (ja) 2000-08-21 2002-02-26 Asahi Optical Co Ltd 電子内視鏡用の撮像素子
JP4452607B2 (ja) * 2004-03-05 2010-04-21 順一 島田 照明装置、フィルタ装置、画像表示装置
JP2005328421A (ja) * 2004-05-17 2005-11-24 Sony Corp 撮像装置および撮像方法
JP2006166135A (ja) * 2004-12-08 2006-06-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd 撮像装置、駆動装置、デジタルカメラ、及び、撮像方法
JP5090692B2 (ja) * 2006-04-28 2012-12-05 イーストマン コダック カンパニー 撮像装置
US7839439B2 (en) * 2007-01-12 2010-11-23 Sony Corporation Solid-state imaging device and imaging device

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102525387A (zh) * 2010-11-09 2012-07-04 富士胶片株式会社 内窥镜设备
CN103796570A (zh) * 2012-04-26 2014-05-14 奥林巴斯医疗株式会社 摄像系统
CN103841881A (zh) * 2012-05-25 2014-06-04 奥林巴斯医疗株式会社 摄像系统
CN103841881B (zh) * 2012-05-25 2016-03-23 奥林巴斯株式会社 摄像系统
CN104580923A (zh) * 2014-12-30 2015-04-29 重庆金山科技（集团）有限公司 电子内窥镜曝光装置及曝光方法
CN110337260A (zh) * 2017-03-30 2019-10-15 Hoya株式会社 电子内窥镜装置
CN109567728A (zh) * 2018-11-27 2019-04-05 重庆金山医疗器械有限公司 用于电子内窥镜的光耦合热量处理装置

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