CN103002222A - 成像装置和控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供成像装置和控制方法。该成像装置包括接收部和输出部。接收部被配置用于在成像元件的复位和读出的时序接收来自外部装置的触发。输出部被配置用于当接收部接收到触发时向外部装置返回表明成像元件处于何种状态的状况。

Description

成像装置和控制方法

技术领域

本公开涉及成像装置和控制方法，更具体地，涉及加速整个处理的成像装置和控制方法。

背景技术

近来，为了显示关于溶液pH的测量、DNA（脱氧核糖核酸）或蛋白质的分析等的二维图像，化学传感器或生物传感器的需求增加。例如，这样的化学传感器可设置有用于荧光检测的照相板（camera board）而不设置外部快门。这种情况下，为了更好的S/N比（信噪比），期望在光源和相机曝光之间建立精确的同步。

为了这种同步，有时采用USB（通用串行总线），因为它价格便宜。注意，日本专利申请公开No.2006-30162描述了响应通过USB接收的同步信号开始成像的成像装置。

发明内容

然而，由于USB的特性，即存在时间控制上的弱点，利用USB建立同步导致开始USB传送的时间长。

考虑到上述情况，因而，期望提供加速整个处理的成像装置和控制方法。

根据本公开的实施方式的成像装置包括接收部和输出部。接收部被配置用于在成像元件的复位和读出的时序（timing，时间）接收来自外部装置的触发（trigger）。输出部被配置用于当接收部接收到触发时向外部装置返回表示成像元件处于何种状态的状况。

外部装置还可对光源的发光时序施加控制。

同样，当成像元件的状态改变时，输出部可向外部装置返回状况。

触发可包括表示复位和读出的两种类型的触发，成像装置可进一步包括写入部，其被配置用于当通过接收部接收的触发表示读出时，将来自成像元件的数据写入存储器。

成像装置可进一步包括传输部，其被配置用于当写入部开始对存储器写入数据时，开始传输被写入到存储器中的数据。

传输部可通过通用串行总线传输被写入至存储器的数据。

对于多帧的连续成像，触发可表示第n帧的读出和第n+1帧的复位。

成像装置可进一步包括同步信号发出部和模式转变部。同步信号发出部被配置用于发出关于成像元件的同步信号。模式转变部被配置用于当接收部接收触发时激活低电流模式下的成像元件，而在通过同步信号发出部发出同步信号之后，使激活的成像元件返回到低电流模式。

根据本公开实施方式的控制方法是成像装置的控制方法，包括：在成像元件的复位和读出的时序接收来自外部装置的触发；当接收触发时，向外部装置返回表示成像元件处于何种状态的状况。

根据本公开的实施方式，在成像元件的复位和读出的时序接收来自外部装置的触发，并且当接收到触发时，向外部装置返回表示成像元件状态处于何种状态的状况。

根据本公开的实施方式，执行成像，更具体地，加速整个处理。

根据对附图示出的具体实施方案的详细描述，本公开的上述和其他目标、特征和优势将变得更加显而易见。

附图说明

图1是示出应用了本公开的实施方式的显微镜系统的示例性配置的框图；

图2是示出图1的显微镜系统的更详细配置的框图；

图3是示出成像控制部的配置的框图；

图4是现有的成像处理的时序图；

图5是根据本公开的实施方式的成像处理的时序图；

图6是根据本公开的实施方式的成像处理的另一个时序图；

图7是成像装置的控制处理的流程图；

图8是示出成像控制部的另一配置的框图；

图9是根据本公开的实施方式的成像处理的另一时序图；

图10是成像装置的另一控制处理的流程图；和

图11是示出计算机的示例性配置的框图。

具体实施方式

在下文中，将描述本公开实施方式（在下文中，简称为实施方式）。

[显微镜系统的示例性配置]

图1是示出本公开实施方式的显微镜系统1的示例性配置的图表。

显微镜系统1被配置为包括显微镜11、成像装置12、PC（个人计算机）13、辅助装置14和PSU（电源单元）15。

显微镜11配置有光学系统21和镜台（stage）22。光学系统21用于在例如观察者的视网膜上或成像装置12的图像传感器上形成观察样本的放大图像。镜台22用于放置样本。镜台22配置有XY镜台22-1和Z镜台22-2。通过PC 13的CPU（中央处理器）的控制或者响应观察者对轮子（wheel）（未示出）的操作，XY镜台22-1相对于光学系统21移动，即平行于XY平面（例如水平面）移动。这使得放置在镜台22上的样本也平行于XY平面移动。通过PC 13的CPU 41的控制或者响应观察者对轮子（未示出）的操作，Z镜台22-2相对于光学系统21移动，例如，平行于Z-轴方向（例如垂直方向）移动。这使镜台22上的样本也平行于Z-轴方向移动。

即，观察者可通过光学系统21感知镜台22上的样本的放大图像。这种情形下，为了在他的或她的视网膜的焦点看到样本的放大图像，观察者操作PC 13或轮子（没有示出），以移动XY镜台22-1和Z镜台22-2。通过这种操作，观察者将样本关于光学系统21的相对位置改变到三维空间上的任意位置。

例如，当将成像装置12安装到显微镜11上时，允许成像装置12通过光学系统21获得镜台22上的样本的放大图像。

成像装置12设置有照相板31，成像器（后面描述的图2的成像器112）部分地形成或安装至照相板31。例如，由用于荧光检测的照相板配置照相板31。在PC 13的控制下，照相板31通过光学系统21拾取镜台22上的样本的放大图像。在这样成像时，辅助装置14提供信号，各个信号是照相板31的各种操作的触发。

PC 13被配置为包括CPU 41和芯片组42。CPU 41对PC 13的整个操作施加控制。芯片组42处于CPU 41的控制之下，并由一组用于执行各种类型处理的芯片配置。一个芯片是主控制器51。该主控制器51负责对通过USB（通用串行总线）连接的设备进行远程控制。在此实例中，通过对USB连接的照相板31施加远程控制，主控制器51拾取如上述描述的样本的放大图像。

辅助装置14向光源和照相板31两者提供信号，各个信号是各种类型的处理的触发。这用于在光源（后面描述的图2的光源101）的发光和照相板31的曝光之间建立同步。

PSU（电源单元）15向构成显微镜系统1的组件，例如PC 13和照相板31提供电力。

[显微镜系统的详细的示例性配置]

图2是示出显微镜系统的更详细的配置的框图。

图2示出显微镜系统1的实例，除了PC 13、辅助装置14和照相板31之外，还包括光源101、样品102和半透明反射镜103。

PC 13（它的主控制器51）通过USB对照相板31施加控制，使其多次拾取样品102的图像。例如，这里使用的USB是USB 2.0。

辅助装置14给照相板31提供信号，各个信号是照相板31的各种类型的操作的触发。由照相板31给辅助装置14提供根据触发信号发出的状况信号。辅助装置14基于状况信号表示的照相板31的状态使光源101发射光。

光源101以辅助装置14给出的时序发射激发光。样品102是用于成像的对象，构成图1的样本。半透明反射镜103反射具有预先确定波长的光，例如，波长1，由透过具有任何其他预定波长的光（例如波长2）的滤光器等构成半透明反射镜103。

通过光学系统21的组件半透明反射镜103反射来自光源101的激发光，即具有波长1的光，由此照射样品102。在样品102上的反射之后，光的波长改变，即变成波长2。在样品102上反射之后，具有波长2的光同样地穿过半透明反射镜103，然后由照相板31的光接收表面111接收。

照相板31被配置为包括光接收表面111、成像器112、成像控制部113、存储器114和USB I/F（接口）115。

光接收表面111接收照射的光。成像器112通过固体成像元件如CMOS（互补金属氧化物半导体）构成成像器112。或者，可由CCD（电荷耦合器件）构成。成像器112检测光接收表面111上照射的光，将检测结果作为数据输出给成像控制部113。

成像控制部113通过FPGA（现场可编辑逻辑门阵列）、IC（集成电路）等构成。成像控制部113通过USB I/F 115接收PC 13的控制信号，并响应该控制信号，开始样品102的成像。

响应来自辅助装置14的触发信号（下文中，也简单地称为触发），成像控制部113发出表示成像器112的状态的状况信号，并将状况信号提供给辅助装置14，用于通过成像器112成像。同样响应来自辅助装置14的触发，成像控制部113执行将从成像器112读取的数据写入存储器114中。图像控制部113将写入的数据输出给USB I/F 115，以传送到PC 13上。

例如，存储器114通过DDR2（双倍率2（Double Data Rate 2））SDRAM（同步动态随机存取存储器）构成。在成像控制部113的控制下，存储器114存储来自成像器112的数据。

USB I/F 115将来自PC 13的控制信号提供给成像控制部113。在成像控制部113的控制下，USB I/F 115将存储器114中写入的数据（图像）传送到PC 13上。

[成像控制部的示例性配置]

图3是示出成像控制部的配置的框图。

图3的实例中，成像控制部113被配置为包括触发接收部131、状况输出部132、控制部133、同步信号发出部134、写入部135和传送部136。

触发接收部131接收来自辅助装置14的触发，并将它们提供给控制部133。状况输出部132将来自控制部133的状况信号输出给辅助装置14。

控制部133通过USB I/F 115接收来自PC 13的控制信号，开始样品102的成像。响应由触发接收部131提供的触发，控制部133检查成像器112的状态，以及发出表示成像器112还没有就绪的状况信号，即处于准备状态。然后控制部133将状况信号提供给状况输出部132。触发是各自表示成像器112的复位或读出的信号类型。

当引入的触发是表示复位的信号时，控制部133发出（issue）表示成像器112还处于准备状态的状况信号，并将其提供给辅助装置14。然后控制部133使同步信号发出部134发出同步信号，用于读取在成像器112的各个成像元件中捕获的数据，用于复位。当直到最后一线完成成像元件的这种复位时，成像器112被置于曝光的就绪状态中。当成像器112处于这样就绪状态下时，控制部133发出表示成像器112现在处于就绪状态的状况信号，并将其提供给辅助装置14。一旦接收到该状况信号，响应表示成像器112现在就绪的状况信号，辅助装置14相应地使光源101发射光。这样，开始在成像器112中曝光。

当引入的触发是表示读出的信号时，控制部133发出表示成像器112还处于准备状态的状况信号，并将其提供给辅助装置14。然后控制部133使同步信号发出部发出同步信号，用于读取在成像器112的各个成像元件中捕获的数据，用于复位。控制部133也对写入部135施加控制以对存储器114写入数据，并对传送部136施加控制，以将数据传送到PC 13上。这里的数据是成像器112的各个成像元件读出的数据。当直到最后一线完成成像元件的这种复位时，成像器112由此处于就绪状态。当成像器112被置于这样的用于曝光的就绪状态时，控制部133发出表示成像器112现在就绪的状况信号，并将其提供给辅助装置14。

在这里，当为了多个帧连续执行成像时，作为读出信号的触发也表示下一个成像的复位。这样，在这种情况下，同时开始将数据写入存储器114和将数据传送到PC 13上，接收了表示成像器112现在就绪的状况信号的辅助装置14使光源101发射光。响应该发光，开始在成像器112中曝光。

在控制部133的控制下，同步信号发出部134发出关于成像器112的垂直同步信号和水平同步信号。此外在控制部133的控制下，写入部135执行存储器114的数据写入，该数据是从成像器112的各个成像元件读取的数据。此外在控制部133的控制下，传送部136通过USB I/F 115，从写入存储器114的数据开始，执行至PC 13的数据传送。

[示例性现有时序图]

接下来参考图4的时序图，描述用于与本发明比较的现有成像装置的成像处理。图4显示通过现有成像装置成像和传送的时序图。

从上面开始，图4示出光源的开启、垂直同步信号、水平同步信号、成像器的设置、各自表示成像元件的状态的从0到（最后的）水平线、以及至PC的图像传送的时序的实例。

现有成像装置中，利用USB控制成像。作为实例，在现有成像装置中，在成像器的设置完成后的时序t1发出垂直同步信号和水平同步信号，并且在时序t1之后，将成像器水平线上的各个成像元件进行读取和复位。各个成像元件中的积分表示复位之后接收的数据的积分和存储。

在最后的水平线上的成像元件的复位完成之后的时序t2，开启光源，以便在成像器中执行曝光。在关掉光源的时序t3，在现有成像装置中，对成像器进行设置。接下来，在现有成像装置中，在成像器的设置完成后的时序t4，开始发出垂直同步信号和水平同步信号，以便将成像器的各个水平线上的成像元件各自进行读取和复位。

在现有成像装置中，在最后的水平线上的成像元件的复位完成后的时序t5，终于通过USB开始将图像传送到PC 13上。

如上述所述，为了在不具有外部快门的照相板的光源与照相机的曝光之间建立同步，原来使用了便宜的和低能量消耗的USB在软件控制下通过PC等产生触发。

然而，USB存在时间控制的弱点。这导致难以进行精确的时序控制，因此引起时序延迟。所以，如上参考图4的描述，直到成像器的水平线上的成像元件的读取和复位完成，至PC的图像传送是困难的，因此导致缓慢的处理速度。此外，因为USB的传送速度不快，当触发与数据传送相同时来临时，期望首先完成数据传送。

考虑到上述因素，在显微镜系统1中，辅助装置14对照相板31提供硬件触发，从而对照相板31的操作施加控制。这相应地缩短照相板31中的总处理时间（提高吞吐量），从而弥补了USB在传送速度方面的弱点。这样，即使使用便宜的USB，有利地加速整个处理。

[示例性时序图]

图5示出成像装置12的时序图。

从上面开始，图5示出光源的开启、PC 13的控制信号、来自辅助装置14的触发（复位）和触发（读出）、垂直同步信号、水平同步信号、以及成像器的设置的时序的实例。图5也示出关于从0到（最后的）水平线、辅助装置14的状况信号、至存储器114的数据存储、以及至PC 13的图像传送的时序的实例。

光源的开启时序表示当光源101在开启状态（发光中）时的时序。PC 13的控制信号表示当控制部133通过USB I/F 115接收PC 13的成像控制信号时的时序。触发（复位）时序和触发（读出）时序各自表示当控制部133接收来自辅助装置14的触发时的时序。

垂直同步信号的时序和水平同步信号的时序表示当同步信号发出部134发出相应的信号时的时序。设置的时序表示控制部133采用的进行成像器112的各种设置的时序。

从0到（最后的）水平线的时序各自表示各个成像元件的操作状态的时序。各条线的实体部分表示一条线读出的状态，而它的阴影线的部分表示在一条线上的成像元件正被复位的状态。各条线中的积分表示复位之后接收的数据的积分和存储。

高电平（High）状态下的状况信号（status signal）表示成像器112还在准备状态，而低电平（Low）状态下的状况信号表示成像器112处于就绪状态。状况信号的上升表示当成像器112被置于准备状态时的时序，在此时序，控制部133向辅助装置14输出表示成像器112处于准备状态的状况信号。另一方面，状况信号的下降表示当成像器112就绪时的时序，在此时序，控制部133向辅助装置14输出表示成像器112现在处于就绪状态的状况信号。

至存储器114的存储表示至存储器114的数据存储采用的时间，该数据是从各个成像元件读取的数据。至PC 13的图像传送表示存储在存储器114中的数据传送使用的时间。

作为实例，控制部133通过USB I/F 115接收来自PC 13的成像控制信号。其后，辅助装置14发出复位触发。控制部133通过触发接收部131接收复位触发。在触发接收的时序t11，控制部133向辅助装置14输出表示成像器112处于准备状态的状况信号，以及进行成像器112的设置。

在设置完成后的时序t12，控制部133使同步信号发出部134开始发出同步信号。响应这种同步信号，成像器112的成像元件各自从第0线开始水平线的读出和复位。

随着成像器112的最后的水平线的复位的完成，即在时序t13，控制部133向辅助装置14输出表示成像器112现在处于就绪状态的状况信号。响应该信号，辅助装置14使光源101发射预先确定长度的时间α的光。这此期间，在成像器112中执行曝光。在这里，发光时间可保持相同，但是可根据例如样品、光或滤光器的类型而改变发光时间。

在经过预定长度的时间α之后，辅助装置14关掉光源101，并发出读出触发。在此时序t14，控制部133向辅助装置14输出表示成像器112处于准备状态的状况信号，以及进行成像器112的设置。

在设置完成后的时序t15，控制部133使同步信号发出部134开始发出垂直同步信号和水平同步信号。在此时间，控制部133也对写入部135和传送部136施加控制以开始数据写入至存储器114并开始将写入的数据传送到PC 13上。

响应这些同步信号，成像器112的成像元件各自从第0线开始水平线的读出和复位。写入部135执行将数据写入存储器114，该数据是从成像器112的各个成像元件读取的数据。传送部136不等待数据写入的完成，从写入存储器114的数据开始执行至PC 13的数据传送。

随着成像器112的最后的水平线的读出的完成，即在时序t16，至存储器114的数据写入也完成。其后，随着成像器112的最后的水平线的复位的完成，即在时序t17，控制部133向辅助装置14输出表示成像器112现在处于就绪状态的状况信号。

在时序t17之后，连续地执行至PC 13的数据传送上，直到被写入存储器114的数据传送完毕。

这样，从也对光源的光发光时序施加控制的辅助装置14，接收用于成像器112的复位触发和读出触发，并向辅助装置14返回成像器112的状况信号。

这允许光源101的发光时序和成像器112的曝光时序之间的同步。结果，提高了成像器112的系统特性S/N比。

这也允许不在存储器114的数据写入的完成之后，而是立即伴随存储器114的数据写入将数据传送到PC 13上。结果，即使考虑到存储器14的传送速度USB的传送速度慢，但与现有装置相比，可减少总的处理时间。

[另一个示例性时序图]

图6示出当连续地执行两个帧的成像时成像装置12的时序图。

从上方开始，图6示出光源的开启、PC 13的控制信号，辅助装置14的触发（复位）和触发（读出）、垂直同步信号、水平同步信号和成像器的设置的时序的实例。图6也示出从0到（最后的）水平线、至辅助装置14的状况信号、至存储器114的数据存储和至PC 13的图像传送的时序的实例。在这里，时序类似于图5的实例中的那些，因此不再详细地描述。

作为实例，控制部133通过USB I/F 115接收来自PC 13的连续成像两帧的控制信号。其后，辅助装置14发出复位触发。控制部133通过触发接收部131接收复位触发。在触发接收的时序t21，控制部133向辅助装置14输出表示成像器112处于准备状态的状况信号，以及进行成像器112的设置。

在设置完成后的时序t22上，控制部133使同步信号发出部134开始发出垂直同步信号和水平同步信号。响应这些同步信号，成像器112的成像元件各自从第0条线开始水平线的读出和复位。

随着成像器112的最后的水平线的复位的完成，即在时序t23，控制部133向辅助装置14输出表示成像器112现在处于就绪状态的状况信号。响应该信号，辅助装置14使光源101发出预定时间长度β的光。在这期间，在成像器112中执行曝光。

在经过预定时间长度β之后，辅助装置14关掉光源101，以及发出读出触发。这种触发表示第一帧成像的读出，和第二帧成像的复位。在触发接收的时序t24，控制部133向辅助装置14输出表示成像器112处于准备状态的状况信号，以及进行成像器112的设置。

在设置完成后的时序t25，控制部133使同步信号发出部134开始发出同步信号。在此时间，控制部133也对写入部135和传送部136施加控制，以开始将数据写入存储器114以及开始将写入的数据传送到PC 13。

响应这种同步信号，成像器112的成像元件各自从第0线开始水平线的读出和复位。然后，写入部135执行至存储器114的数据写入，该数据是从成像器112的各个成像元件读取的数据。传送部136不等待数据写入的完成，而从至存储器114的数据写入开始执行至PC 13的数据传送。

伴随成像器112的最后的水平线的读出的完成，即在时序t26，也完成至存储器114的数据写入。其后，伴随成像器112的最后的水平线的复位的完成，即在时序t27，控制部133向辅助装置14输出表示成像器112现在处于就绪状态的状况信号。

在时序t27之后，连续地执行至PC 13的数据传送，直到写入到存储器114的数据传送完毕。

响应表示成像器112处于就绪状态的状况信号，辅助装置14使光源101发出预定时间长度γ的光。因此，在此期间，在成像器112中执行曝光。

在经过预定时间长度γ之后，辅助装置14关掉光源101，并发出读出触发。因为此触发是来自辅助装置14，所以可通过USB在数据传送期间接收这种触发。在触发接收的时序t28，控制部133向辅助装置14输出表示成像器112处于准备状态的状况信号，并进行成像器112的设置。

在设置完成后的时序t29，控制部133使同步信号发出部134开始发出垂直同步信号和水平同步信号。在此时间，控制部133也对写入部135和传送部136施加控制开始将数据写入存储器114以及开始将写入的数据传送到PC 13。

响应这些同步信号，成像器112的成像元件各自从第0线开始水平线的读出和复位。然后，写入部135执行将数据写入存储器114，其是从成像器112的各个成像元件读取的数据。传送部136从写入在存储器114中的数据开始执行至PC 13的数据传送。

随着成像器112的最后的水平线的读出的完成，即在时序t30，存储器114的数据写入也完成。其后，随着成像器112的最后的水平线的复位的完成，即在时序t31，控制部133向辅助装置14输出表示成像器112处于就绪状态的状况信号。

在时序t31之后，连续地执行至PC 13的数据传送，直到写入到存储器114的数据传送完毕。

这样，对于多帧连续成像，共用触发，即第一帧的读出触发与第二帧的复位触发是相同的。这有利地减少触发发出消耗的处理时间。而且，在数据传送到PC 13期间也接收触发，使得总的处理时间减少。

注意，图6示出为连续两帧地执行成像的示例性例子。然而，成像帧的数量并没有限制，只要数量是两个或更多时，同样地执行处理。

[控制处理的进程]

接下来，参考图7的流程图描述成像装置12的控制处理的进程。当通过USB接收来自PC 13的成像控制信号时，开始这种控制进程。

辅助装置14发出关于成像装置12的触发并向触发接收部131输出该触发。

步骤S111中，控制部133通过触发接收部131接收来自辅助装置14的触发。

步骤S112中，控制部133向辅助装置14返回表示成像器112处于准备状态的状况信号，然后在步骤S113中，进行成像器112的设置。

步骤S114中，控制部133判定来自辅助装置14的触发是否是复位触发。当控制部133判定触发是复位触发时，进程转向步骤S115。步骤S115中，控制部133对同步信号发出部134施加控制，以使同步信号发出部134发出同步信号。

响应该同步信号，成像器112的成像元件各自从第0线开始水平线的读出和复位。

另一方面，步骤S114中，当控制部133判断来自辅助装置14的触发是读出触发时，进程转向步骤S116。步骤S116中，同步信号发出部134发出关于成像器112的同步信号。

响应该同步信号，成像器112的成像元件各自从第0线开始水平线的读出和复位。

步骤S117中，写入部135执行至存储器114的数据写入，其是从成像器112的各个成像元件读取的数据。步骤S118中，传送部136不等待数据写入的完成，从写入存储器114中的数据开始通过USB执行至PC 13的数据传送。

在步骤S115或S118的处理之后，进程转向步骤S119。随着最后的水平线的读出和复位的完成，成像器112被置于就绪状态。响应该状态，在至存储器114的数据写入完成之后，在步骤S119中，控制部133向辅助装置14输出表示成像器112现在处于就绪状态的状况信号。在这里，响应该信号，当还没有完全完成成像时，辅助装置14使光源101发光。

步骤S120中，控制部133判定是否完成由PC 13指示的帧数的成像。当控制部133判定还没有完全地完成指示的帧数的成像时，进程返回到步骤S111，并重复其后的处理。

即，当还没有完全地完成指示的帧数的成像时，辅助装置14关闭光源101，并发出读出触发。因此，在步骤S111中，接收来自辅助装置14的触发，并重复其后的处理。

另一方面，在步骤S120中，当控制部133判定完成由PC 13指示的帧数的成像时，结束控制处理。

[成像控制部的另一个示例性配置]

图8是示出成像控制部的另一个配置的框图。

图8的实例中，成像控制部113被配置为包括触发接收部131、状况输出部132、控制部133、同步信号发出部134、写入部135和传送部136。注意，这种配置类似于图3的成像控制部113的配置，适当的时候，不再详细地描述各组件。

不同于图3的成像控制部113，成像控制部113被配置为包括模式转变部151。

照相板31具有睡眠和唤醒的两种模式中。在睡眠模式下，成像器112在低电流下操作，而在唤醒模式下，成像器112在正常的电流下操作。在睡眠模式下，成像器112的成像元件不执行复位和读出。这样，当处于睡眠模式下时，成像器112在低电流下操作，因此减少睡眠模式期间的成像器112的热噪声（thermal noise）。

一旦从辅助装置14接受到触发，在同步信号发出之前，控制部133对模式转变部151施加控制，由此激活睡眠模式下的成像器112。在同步信号发出之后，控制部133再次对模式转变部151施加控制，因此将成像器112重新置于睡眠模式。

在控制部133的控制下，模式转变部151激活睡眠模式下的成像器112，或将成像器112重新置于睡眠模式下。

[另一个示例性时序图]

图9示出具有图8的成像控制部113的成像装置12的时序图。

从上开始，图9示出光源的开启、PC 13的控制信号、辅助装置14的触发（复位）和触发（读出）、垂直同步信号和水平同步信号的时序的实例。图9也示出关于设置（从睡眠模式的激活）、设置（模式转变成睡眠模式）、从0到（最后的）水平线、至辅助装置14的状况信号、至存储器114的数据存储、以及至PC 13的图像传送的时序的实例。

注意，除了设置（从睡眠模式的激活）和设置（模式转变成睡眠模式）之外，各时序类似于图5的实例的那些时序，因此不再详细地描述。

设置（从睡眠模式的激活）的时序表示控制部133使用（take）的以进行成像器112的各种设置的时间，以及从睡眠到唤醒的模式转变使用的时间。

设置（模式转变成睡眠模式）的时序表示控制部133使用的进行成像器112的各种设置的时间，以及从唤醒到睡眠模式转变使用的时间。

模式表示成像器112处于何种模式中。即，模式表示当成像器112从睡眠到唤醒或从唤醒到睡眠的模式改变时的时序。

作为实例，控制部133通过USB I/F 115接收PC 13的成像控制信号。其后，辅助装置14发出复位触发。在此时，成像器112处于睡眠模式。控制部133通过触发接受部分131接收复位触发。在触发接收的时序t41，控制部133向辅助装置14输出表示成像器112处于准备状态的状况信号。此时，控制部133也进行成像器112的设置，并对模式转变部151施加控制以激活睡眠模式下的成像器112。

随着控制部133完成设置一致，即在时序t42，成像器112的模式改变成唤醒模式。在其后面的时序t43，控制部133开始使同步信号发出部134发出垂直同步信号和水平同步信号。响应这些同步信号，成像器112的成像元件各自从第0线开始执行水平线的复位和读出。

随着成像器112的最后的水平线的读出的完成，即在时序t44，控制部133进行成像器112的设置，并对模式转变部151施加控制，以使成像器112返回睡眠模式。随着控制部133完成设置，即在时序t45，成像器112的模式变成睡眠模式。此时，成像器112完成最后的水平线的复位，并且控制部133向辅助装置14输出表示成像器112现在处于就绪状态的状况信号。响应该信号，辅助装置14使光源101发出预定时间长度δ的光，并且在此期间，在成像器112中执行曝光。

在经过预定时间长度δ之后，辅助装置14关掉光源101，并发出读出触发。在此时序t46，控制部133向辅助装置14输出表示成像器112处于准备状态的状况信号。此时，控制部133进行成像器112的设置，并对模式转变部151施加控制，以激活睡眠模式下的成像器112。

随着控制部133完成设置，即在时序t47，将成像器112的模式改变到唤醒模式。在其后的时序t48，控制部133开始使同步信号发出部134发出垂直同步信号和水平同步信号。在相同的时间，控制部133对写入部135施加控制，并且传送部136开始将数据写入存储器114以及开始将写入的数据传送到PC 13。

响应这些同步信号，成像器112的成像元件各自从第0线开始水平线的读出和复位。写入部135执行将数据写入存储器114，其是从成像器112的各个成像元件读取的数据。传送部136从被写入存储器114的数据开始执行至PC 13的数据传送。

随着成像器112的最后的水平线的读出的完成，即在时序t49，至存储器114的数据写入也完成。在此时序t49，控制部133进行成像器112的设置，并对模式转变部151施加控制，以使成像器112返回睡眠模式。随着通过控制部133的复位完成，即在时序t50，成像器112变成睡眠模式。此时，成像器112完成最后的水平线的复位，并且控制部133向辅助装置14输出表示成像器112现在处于就绪状态的状况信号。

在时序t50之后，连续地执行至PC 13的传送，直到被写入存储器114中的数据传送完毕。

这样，一旦接收辅助装置14的触发，在同步信号发出之前激活睡眠模式下的成像器112，并且在同步信号发出之后，使成像器112返回睡眠模式。这相应地减少照相板31的暗电流噪声（热噪声），因此提高系统特性（S/N比）。

[控制处理的进程]

接下来参考图10的流程图描述具有图8的成像控制部113的成像装置12的控制处理的进程。同样当通过USB接收来自PC 13的成像控制信号时，开始此控制处理。

辅助装置14发出关于成像装置12的触发，并向触发接收部131输出触发。

步骤S151中，控制部133通过触发接收部131接收来自辅助装置14的触发。

步骤S152中，控制部133向辅助装置14输出表示成像器112处于准备状态的状况信号。步骤S153中，控制部133则进行成像器112的设置，并对模式转变部151施加控制以激活睡眠模式下的成像器112。

步骤S154中，控制部133判断辅助装置14的触发是否是复位触发。当控制部133判定触发是复位触发时，进程转向步骤S155。在步骤S155中，控制部133对同步信号发出部134施加控制，以使同步信号发出部134发出同步信号。

响应这种同步信号，成像器112的成像元件各自从第0线开始水平线的读出和复位。

另一方面，步骤S154中，当控制部133判定辅助装置14的触发是读出触发时，进程转向步骤S156。在步骤S156中，同步信号发出部134发出关于成像器112的同步信号。

响应这种同步信号，成像器112的成像元件各自从第0线开始水平线的读出和复位。

在步骤S157中，写入部135执行至存储器114的数据写入，其是从成像器112的各个成像元件读取的数据。在步骤S158中，传送部136从被写入存储器114的数据开始，通过USB开始将数据传送到PC 13。

在步骤S155或S158的处理之后，进程转向步骤S159。随着最后的水平线的读出和复位的完成，成像器112被置于就绪状态。响应该状态，在存储器114的数据写入完成之后，在步骤S159中，控制部133进行成像器112的设置，以及对模式转变部151施加控制以使成像器112返回睡眠模式。

步骤S160中，控制部133向辅助装置14输出表示成像器112现在处于就绪状态的状况信号。响应该信号，当还没有完全完成成像时，辅助装置14使光源101发光。

步骤S161中，控制部133判断是否完成由PC 13指示的帧数的成像。当控制部133判断还没有完全完成指示的帧数的成像时，进程返回到步骤S151，并重复其后的处理。

即，当还没有完全完成指示的帧数的成像时，辅助装置14关闭光源101，并发出读出触发。因此，在步骤S151中，接收来自辅助装置14的触发，并重复其后的处理。

另一方面，在步骤S161中，当控制部133判断完成了由PC 13指示的帧数的成像时，控制处理结束。

这样，从也对光源的发光的时序施加控制的辅助装置14，接收用于成像器112的复位触发和读出触发，并向辅助装置14返回成像器112的状况信号。

这允许光源101发光的时序和成像器112曝光的时序之间的同步。结果，提高了成像器112的系统特性征，即S/N比。

这也允许不在完成对存储器114的数据写入之后，而是随着数据被写入存储器114立即将数据传送到PC 13。结果，即使通过USB的传送速度慢，但与现有装置相比，可减少总的处理时间。

进一步地，对于多个帧的连续成像，共用触发，即第一帧的读出触发与第二帧的复位触发是相同的。这有利地减少触发发出使用的处理时间。

更进一步地，在同步信号发出之前激活睡眠模式中的成像器112，并在同步信号发出之后，使成像器112返回睡眠模式。这相应地减少照相板31的暗电流噪声。

这里注意，在以上作为例子的是在辅助装置14中对光源的发光和照相板的操作的时序控制的情况。可替换地，可将辅助装置14作为电路板（board）并入PC 13。即，通过经USB接收成像装置12的数据并且通过USB以外的任何其他接口发出的触发可以产生类似于上述系统的效果。

可通过硬件或软件执行上述进程。当通过软件执行进程时，可将构成软件的程序从程序记录存储器安装到并入专用硬件的计算机、通过安装的各种类型的程序能够执行各种功能的通用计算机等。

[计算机示例性配置]

图11示出计算机的示例性硬件配置，其通过运行程序执行上述进程。

CPU（中央处理器）201通过运行ROM（只读存储器）202或存储部208中存储的程序执行各种处理。RAM（随机存取存储器）203适当地存储要通过CPU 201操作的程序、数据等。这些组件，即CPU 201、ROM 202、和RAM 203通过总线204连接在一起。

通过总线204也将CPU 201与输入/输出接口205连接。输入/输出接口205与输入部206和输出部207连接。通过键盘、鼠标、麦克风等构成输入部206，以及通过显示器、扬声器等构成输出部207。响应来自输入部206的指令，CPU 201执行各种处理。CPU 201将处理结果输出给输出部207。

连接到输入/输出接口205的存储部208的例子有硬盘，存储通过CPU201运行的程序、以及各种类型的数据。通信部209通过网络如因特网或局域网与外部设备通信。

可替换地，通过通信部209获得程序，并存储在存储部208中。

当安装有例如磁盘、光盘、磁光盘或可移动介质211（例如半导体存储器）的盘时，连接到输入/输出接口205的驱动器210驱动这些盘，获得所记录的程序、数据等。将这样获得的程序和数据适当地传送到存储部208，然后存储。

如图11所示，例如，通过可移动介质211、或ROM 202或硬盘构成安装到计算机的并且用于记录（存储）通过计算机运行激活的程序的记录存储器。可移动介质211是例如以下的封装介质：磁盘（包括软盘）、光盘（CD-ROM（包括只读存贮型光盘（Compact Disc-Read Only Memory）））、和DVD（数字多功能光盘（Digital Versatile Disc））、磁光盘（包括MD（迷你型光盘））或半导体存储器。ROM 202临时或永久地存储程序，硬盘构成存储部208。为了将程序记录到这种记录存储器上，根据需要，通过为路由器、调制解调器等的接口的通信部209使用诸如有线或无线的通信介质如局域网、因特网和数字卫星广播。

这里应该注意，用于描述上述一系列步骤的多个步骤不仅包括以描述的顺序连续地执行的处理，而且包括不一定连续而是同时或离散地执行的处理。

尽管详细地描述了本发明，但是前述的描述并不限于上述实施方式。应该理解，在不脱离本公开的要旨下，可进行众多不同的改变和变化。

这样，已通过参考附图描述了本公开的适当的实施方式，但是前述的说明不限于实施方式。在不脱离权利要求书中描述的技术思想的情况下，设计各种改变和变化对于本领域的那些技术人员来说是显然可见，这样设计的改变和变化应理解成属于本公开的技术范畴内。

本公开也可以为以下的构成。

（1）一种成像装置，包括：

接收部，被配置用于在成像元件的复位和读出的时序接收外部装置的触发；和

输出部，被配置用于当接收部接收到触发时向装置返回表示成像元件处于何种状态的状况。

（2）根据（1）所述的成像装置，其中，

装置还对光源的发光时序施加控制。

（3）根据（1）或（2）所述的成像装置，其中，

也在成像装置的状态改变时，输出部向装置返回状况。

（4）根据（1）到（3）中任一项所述的成像装置，其中，

触发包括表示复位和读出的两种类型的触发，

所述成像装置进一步包括写入部，写入部被配置用于当通过接收部接收的触发表示读出时，将成像元件的数据写入存储器。

（5）根据（4）所述的成像装置，进一步包括：

传输部，被配置用于当写入部开始将数据写入存储器时，开始被写入存储器的数据的传输。

（6）根据（5）所述的成像装置，其中，

传输部通过通用串行总线传输被写入存储器的数据。

（7）根据（1）到（6）中任一项所述的成像装置，其中，

对于多帧的连续成像，触发表示第n帧的读出和第n+1帧的复位。

（8）根据（1）到（7）中任一项所述的成像装置，进一步包括：

同步信号发出部，被配置用于发出关于成像元件的同步信号；和

模式转变部，被配置当接收部接收触发时，激活低电流模式下的成像元件，而在同步信号发出部发出同步信号之后，使激活的成像元件返回低电流模式。

（9）一种成像装置控制方法，包括：

在成像元件的复位和读出的时序接收来自外部装置的触发；和

当接收触发时，向装置返回表示成像元件处于何种状态的状况。

本发明包括2011年9月7日向日本专利局提交的日本在先专利申请JP 2011-194830中公开的主题，其全部内容通过引用结合到本文。

本领域技术人员能够理解的是，只要在所附权利要求书或其等同技术方案的范围内，可基于设计需要和其他因素进行各种修改、组合、子组合和替代。

Claims (9)

1.一种成像装置，包括：

接收部，被配置用于在成像元件的复位和读出的时序接收来自外部装置的触发；和

输出部，被配置用于当所述接收部接收所述触发时向所述外部装置返回表示成像元件处于何种状态的状况。

2.根据权利要求1所述的成像装置，其中，

所述外部装置还对光源的发光时序施加控制。

3.根据权利要求1所述的成像装置，其中，

在所述成像元件的状态变化时，所述输出部也向所述外部装置返回所述状况。

4.根据权利要求1所述的成像装置，其中，

所述触发包括表示所述复位和所述读出的两种类型的触发，

所述成像装置还包括写入部，所述写入部被配置用于当所述接收部接收的触发表示读出时，将来自所述成像元件的数据写入存储器。

5.根据权利要求4所述的成像装置，还包括：

传输部，被配置用于当所述写入部开始对所述存储器写入所述数据时，开始传输被写入所述存储器中的数据。

6.根据权利要求5所述的成像装置，其中，

所述传输部通过通用串行总线传输被写入所述存储器的数据。

7.根据权利要求1所述的成像装置，其中，

对于多帧的连续成像，所述触发表示第n帧的读出和第n+1帧的复位。

8.根据权利要求1所述的成像装置，还包括：

同步信号发出部，被配置用于发出关于所述成像元件的同步信号；和

模式转变部，被配置用于当所述接收部接收到所述触发时，激活低电流模式下的所述成像元件，并在所述同步信号发出部发出同步信号之后，使激活的所述成像元件返回所述低电流模式。

9.一种成像装置的控制方法，包括：

在成像元件的复位和读出的时序接收来自外部装置的触发；和

当接收到所述触发时，向所述外部装置返回表示成像元件处于何种状态的状况。

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