CN104271027A - 摄像装置和摄像系统 - Google Patents

摄像装置和摄像系统 Download PDF

Info

Publication number
CN104271027A
CN104271027A CN201380023910.5A CN201380023910A CN104271027A CN 104271027 A CN104271027 A CN 104271027A CN 201380023910 A CN201380023910 A CN 201380023910A CN 104271027 A CN104271027 A CN 104271027A
Authority
CN
China
Prior art keywords
signal
pixel
telecommunication
light
image
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201380023910.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104271027B (zh
Inventor
大河文行
田中靖洋
松井泰宪
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Medical Systems Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Olympus Medical Systems Corp filed Critical Olympus Medical Systems Corp
Publication of CN104271027A publication Critical patent/CN104271027A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104271027B publication Critical patent/CN104271027B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/04—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor combined with photographic or television appliances
    • A61B1/05—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor combined with photographic or television appliances characterised by the image sensor, e.g. camera, being in the distal end portion
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/00002—Operational features of endoscopes
    • A61B1/00004—Operational features of endoscopes characterised by electronic signal processing
    • A61B1/00006—Operational features of endoscopes characterised by electronic signal processing of control signals
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/00002—Operational features of endoscopes
    • A61B1/00004—Operational features of endoscopes characterised by electronic signal processing
    • A61B1/00009—Operational features of endoscopes characterised by electronic signal processing of image signals during a use of endoscope
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/00002—Operational features of endoscopes
    • A61B1/00011—Operational features of endoscopes characterised by signal transmission
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/00002—Operational features of endoscopes
    • A61B1/0002—Operational features of endoscopes provided with data storages
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/00002—Operational features of endoscopes
    • A61B1/00043—Operational features of endoscopes provided with output arrangements
    • A61B1/00045—Display arrangement
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/00002—Operational features of endoscopes
    • A61B1/00057—Operational features of endoscopes provided with means for testing or calibration
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/00163—Optical arrangements
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/04—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor combined with photographic or television appliances
    • A61B1/045—Control thereof
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/06—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor with illuminating arrangements
    • A61B1/0655—Control therefor
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B20/00—Signal processing not specific to the method of recording or reproducing; Circuits therefor
    • G11B20/24—Signal processing not specific to the method of recording or reproducing; Circuits therefor for reducing noise
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N17/00—Diagnosis, testing or measuring for television systems or their details
    • H04N17/002—Diagnosis, testing or measuring for television systems or their details for television cameras
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/50—Constructional details
    • H04N23/555—Constructional details for picking-up images in sites, inaccessible due to their dimensions or hazardous conditions, e.g. endoscopes or borescopes
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/70—Circuitry for compensating brightness variation in the scene
    • H04N23/76—Circuitry for compensating brightness variation in the scene by influencing the image signals
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B23/00—Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices
    • G02B23/24—Instruments or systems for viewing the inside of hollow bodies, e.g. fibrescopes

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Astronomy & Astrophysics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Endoscopes (AREA)
  • Closed-Circuit Television Systems (AREA)
  • Instruments For Viewing The Inside Of Hollow Bodies (AREA)

Abstract

本发明提供能够详细确定摄像装置内的异常部位的摄像装置和摄像系统。摄像装置具有：传感器部(244a)，其具有受光部(244f)，能够读出受光部(244f)生成的电信号作为图像信息，受光部(244f)设置有对分别接收到的光进行光电转换而生成光电转换后的电信号的多个像素；控制部(244e)，其以像素为单位对各像素输出的电信号的输出方式进行控制，输出与规定的显示图案对应的电信号；AFE部(244b)，其对传感器部(244a)输出的电信号进行信号处理；以及发送部(P/S转换部(244c))，其将AFE部(244b)处理后的处理信号发送到外部。

Description

摄像装置和摄像系统
技术领域
本发明涉及例如能够从摄像用的多个像素中的被任意指定为读出对象的像素输出光电转换后的电信号作为图像信息的摄像装置和摄像系统。
背景技术
以往，在医疗领域中，在对患者等被检体的脏器进行观察时使用内窥镜系统。内窥镜系统具有：插入部，其例如具有挠性且呈细长形状，被插入到被检体的体腔内；摄像元件(摄像装置)，其设置在插入部的前端，对体内图像进行摄像；以及显示部，其能够显示由摄像元件进行摄像而得到的体内图像。在使用内窥镜系统取得体内图像时，在将插入部插入到被检体的体腔内后，从该插入部的前端对体腔内的活体组织照射白色光等照明光，摄像元件对体内图像进行摄像。医师等用户根据显示部显示的体内图像进行被检体的脏器的观察。
图14是示出现有的摄像元件的结构的电路图。另外，下面对摄像元件具有CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor：互补金属氧化物半导体)图像传感器的情况进行说明。摄像元件具有：受光部，其对来自光学系统的光进行光电转换并输出电信号作为图像信息，分别具有蓄积与光量对应的电荷的光电二极管和对光电二极管蓄积的电荷进行放大的放大器的多个像素P 100被配设成二维矩阵状；以及读出部(垂直扫描电路VC 100(行选择电路)和水平扫描电路HC 100(列选择电路))，其读出受光部的多个像素中的被任意地设定为读出对象的像素生成的电信号作为图像信息。垂直扫描电路VC 100和水平扫描电路HC 100分别与各像素P 100连接，是用于选择读出对象像素的电路。
图15是示出现有的受光部的单位像素的结构的电路图。图16是示意性地示出现有的摄像元件中的信号传送的时序图。如图15、16所示，现有的单位像素具有：光电二极管PD 100，其将入射光光电转换为与其光量对应的信号电荷量并进行蓄积；电容器FD 100，其将从光电二极管PD 100转送的信号电荷转换为电压电平；转送晶体管T-TR 100，其在导通期间内将光电二极管PD 100中蓄积的信号电荷转送到电容器FD 100；复位晶体管RS-TR 100，其释放电容器FD 100中蓄积的信号电荷并进行复位；行选择晶体管S-TR 100，其在选择该单位像素包含的水平行作为读出对象行(line)的情况下进行导通控制；以及输出晶体管SF-TR 100，其利用源极跟随器将基于行选择晶体管S-TR 100为导通状态时转送到电容器FD 100的信号电荷的电压电平的变化输出到规定的信号线。另外，各像素P 100与电源Vdd连接。
在上述结构的像素P 100中，当复位脉冲成为高电平(上升)时，复位晶体管RS-TR 100进行导通控制，电容器FD 100复位。然后，在光电二极管PD 100中依次蓄积与入射光量对应的信号电荷。这里，在受光部中的读出对象单位像素P 100中，当转送晶体管T-TR 100进行导通控制时(电荷转送脉冲上升时)，开始从光电二极管PD 100向电容器FD 100转送信号电荷。并且，通过来自垂直扫描电路VC 100(行选择电路)的行选择脉冲将行选择晶体管S-TR 100控制成导通状态，由此，按照读出顺序，各行的像素信息(光电二极管PD 100的信号电荷)作为像素信号输出到读出部。并且，根据该像素信号的输出，像素输出电压Vpout从复位电平变化成影像电平。
这样，在对来自各像素P 100的图像信号进行了例如使用了相关双采样(Correlated Double Sampling)法的噪声降低等信号处理后，图像信号作为输出电压Vcout输出到外部。此时，进行信号处理的信号处理部以最大(max)和最小(min)之间的电压电平输出影像信号(参照图16)。
图17是示意性地示出现有的受光部中的各行的信号传送的时序图。受光部根据来自垂直扫描电路VC 100(行选择电路)的行选择脉冲来选择行(m)，关于选择出的行的像素，按照列(n)的编号依次输出像素信号。例如，如图17(a)所示，选择m＝1作为行，按照列(n)的编号顺序使各列的像素输出像素信号。然后，如图17(b)所示，关于选择出的行(m＝2、…、m)，从各列的像素输出像素信号。
但是，在具有上述摄像元件的内窥镜系统中，在产生了不良情况的情况下，需要确定故障部位。这里，在所显示的图像中产生异常的情况下，在确定上述插入部、摄像装置和显示部中的哪个部位产生故障方面，各部(插入部、摄像装置和显示部)之间的故障的判定，能够通过分别更换为其他部件来确定。
并且，公开了如下技术：假设确定摄像装置侧异常，从摄像装置产生用于检测信号异常等的信号即测试图案信号，显示部显示基于该测试图案信号的图像，由此确定故障部位(例如参照专利文献1)。并且，公开了如下技术：在摄像装置中，判别数字信号数据有无比特缺失，判断摄像装置的异常是由于CCD不良还是由于进行数据的模拟/数字转换等的AFE(模拟前端)的不良(例如参照专利文献2)。并且，公开了如下技术：根据测试图案信号来判定异常，在存在异常的情况下，进行所发送的数据的校正处理(例如参照专利文献3)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2011-206185号公报
专利文献2：日本特开2009-226169号公报
专利文献3：日本特开2011-55543号公报
发明内容
发明要解决的课题
但是，在专利文献1～3公开的技术中，虽然能够判定是由于测试图案信号和数据的比特缺失等的图像传感器不良而引起的异常还是由于AFE不良而引起的异常，但是，无法更加细致地确定具有多个结构要素的摄像装置内的异常部位。
本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于，提供能够详细确定摄像装置内的异常部位的摄像装置和摄像系统。
用于解决课题的手段
为了解决上述课题并达到目的，本发明的摄像装置的特征在于，该摄像装置具有：传感器部，其具有受光部，能够读出该受光部生成的电信号作为图像信息，所述受光部设置有对分别接收到的光进行光电转换而生成该光电转换后的电信号的多个像素；控制部，其以像素为单位对各像素输出的电信号的输出方式进行控制，输出与规定的显示图案对应的电信号；信号处理部，其对所述传感器部输出的电信号进行信号处理；以及发送部，其将所述信号处理部处理后的处理信号发送到外部。
并且，本发明的摄像装置的特征在于，在上述发明中，所述控制部对所述像素转送的电荷量进行控制。
并且，本发明的摄像装置的特征在于，在上述发明中，所述信号处理部具有：噪声降低部，其降低所述电信号中包含的噪声成分；调整部，其调整所述电信号的放大率来维持恒定的输出电平；以及A/D转换部，其对经由所述调整部输出的所述电信号进行A/D转换，所述控制部选择所述噪声降低部、所述调整部、所述A/D转换部和所述发送部中的一个或多个，使该选择出的各部输出与所述规定的显示图案对应的电信号。
并且，本发明的摄像装置的特征在于，在上述发明中，所述受光部具有设置在有效像素周围的光学黑体区域，在所述光学黑体区域的一部分中包含可受光的像素。
并且，本发明的摄像系统的特征在于，该摄像系统具有：上述发明的摄像装置；以及处理装置，其与所述摄像装置电连接，根据由所述发送部发送的所述处理信号，生成图像数据。
并且，本发明的摄像系统的特征在于，在上述发明中，所述摄像系统还具有中继处理部，该中继处理部分别与所述摄像装置和所述处理装置电连接，对所述电信号进行中继，所述处理装置使所述中继处理部输出与所述规定的显示图案对应的电信号。
发明效果
根据本发明，由于控制部以像素为单位对各像素输出的电信号的输出方式进行控制，输出与规定的显示图案对应的电信号(测试图案信号)，所以，发挥能够详细确定摄像装置内的异常部位的效果。
附图说明
图1是示出本发明的实施方式的作为摄像装置的内窥镜系统的概略结构的图。
图2是示出本发明的实施方式的内窥镜系统的主要部分的功能结构的框图。
图3是示出本发明的实施方式的内窥镜系统的摄像部的结构的电路图。
图4是示意性地示出本发明的实施方式的内窥镜系统的摄像部的结构的电路图。
图5是示出本发明的实施方式的内窥镜系统的受光部的单位像素的结构的电路图。
图6-1是示出通过单位像素的控制而从传感器部输出规定的测试图案时的图像的图。
图6-2是放大了图6-1中的区域的图。
图6-3是示出输出与图6-1所示的图像对应的测试图案时的输出方式的时序图。
图6-4是示出输出现有的摄像图像时的输出方式的时序图。
图7是示出本发明的实施方式的内窥镜系统中的与测试图案信号对应的图像的一例的示意图。
图8是示出本发明的实施方式的内窥镜系统中的与测试图案信号对应的图像的一例的示意图。
图9-1是示出本发明的实施方式的测试图案信号的使用方式的一例的说明图。
图9-2是示出本发明的实施方式的测试图案信号的使用方式的一例的说明图。
图9-3是示出本发明的实施方式的测试图案信号的使用方式的一例的说明图。
图9-4是示出本发明的实施方式的测试图案信号的使用方式的一例的说明图。
图9-5是示出本发明的实施方式的测试图案信号的使用方式的一例的说明图。
图10-1是说明本发明的实施方式的信号传送的使用方式的一例的图。
图10-2是说明本发明的实施方式的信号传送的使用方式的一例的图。
图11是示出本发明的实施方式的变形例1的受光部的示意图。
图12是示出本发明的实施方式的变形例2的受光部的示意图。
图13是示出本发明的实施方式的变形例3的内窥镜系统的主要部分的功能结构的框图。
图14是示出现有的摄像元件的结构的电路图。
图15是示出现有的受光部的单位像素的结构的电路图。
图16是示意性地示出现有的摄像元件的单位像素中的信号传送的时序图。
图17是示意性地示出现有的受光部中的各行的信号传送的时序图。
具体实施方式
下面，作为用于实施本发明的方式(以下称为“实施方式”)，将对患者等被检体的体腔内的图像进行摄像并进行显示的医疗用的内窥镜系统作为摄像系统的一例进行说明。并且，本发明不由该实施方式限定。进而，在附图的记载中，对同一部分标注同一标号。进而，附图是示意性的，需要留意到各部件的厚度与宽度的关系、各部件的比率等与现实不同。并且，在附图相互之间，也包含彼此的尺寸和比率不同的部分。
图1是示出本发明的实施方式的内窥镜系统1的概略结构的图。图2是示出内窥镜系统1的主要部分的功能结构的框图。如图1所示，内窥镜系统1具有：内窥镜2，其通过将前端部插入到被检体的体腔内，对被摄体的体内图像进行摄像；控制装置3(处理装置)，其对由内窥镜2进行摄像而得到的体内图像实施规定的图像处理，并且统一地控制内窥镜系统1整体的动作；光源装置4，其产生从内窥镜2的前端射出的照明光；以及显示装置5，其显示由控制装置3实施了图像处理后的体内图像。
内窥镜2具有：插入部21，其具有挠性且呈细长形状；操作部22，其与插入部21的基端侧连接，受理各种操作信号的输入；以及通用缆线23，其从操作部22向与插入部21延伸的方向不同的方向延伸，内置有与控制装置3和光源装置4连接的各种缆线。
插入部21具有：前端部24，其内置有后述的摄像元件；弯曲自如的弯曲部25，其由多个弯曲块构成；以及具有挠性的长条状的挠性管部26，其与弯曲部25的基端侧连接。
前端部24具有：光导241，其使用玻璃纤维等构成，成为光源装置4发出的光的导光路；照明透镜242，其设置在光导241的前端；会聚用的光学系统243；作为摄像装置的摄像元件244，其设置在光学系统243的成像位置，接收由光学系统243会聚的光并将其光电转换为电信号，实施规定的信号处理；集合缆线245；以及处置器械通道(未图示)，其供内窥镜2用的处置器械穿过。光学系统243由一个或多个透镜构成。
参照图2对摄像元件244的结构进行说明。如图2所示，摄像元件244具有对来自光学系统243的光进行光电转换并输出电信号作为图像信息的传感器部244a(摄像部)、对由传感器部244a输出的电信号进行噪声去除和A/D转换的作为信号处理部的模拟前端244b(以下称为“AFE部244b”)、对由AFE部244b输出的数字信号(处理信号)进行并行/串行转换并将其发送到外部的P/S转换部244c(发送部)、产生传感器部244a的驱动定时以及AFE部244b和P/S转换部244c中的各种信号处理的脉冲的定时发生器244d、对摄像元件244的动作进行控制的控制部244e、以及存储各种设定信息的存储部244k。摄像元件244是CMOS图像传感器。定时发生器244d接收从控制装置3发送的各种驱动信号。并且，控制部244e从控制装置3接收用于进行读出模式(像素相加、切出、间疏等)的设定和测试图案输出的设定等的信号。另外，也可以单独设置用于接收从控制装置3发送的各种驱动信号的接收部。
传感器部244a具有：受光部244f，其中，蓄积与光量对应的电荷的光电二极管和输出光电二极管蓄积的电荷的多个像素被配设成二维矩阵状；以及读出部244g，其读出受光部244f的多个像素中的被任意设定为读出对象的像素生成的电信号作为图像信息。
AFE部244b具有降低电信号中包含的噪声成分的噪声降低部244h、调整电信号的放大率来维持恒定输出电平的作为调整部的AGC(Auto Gain Control：自动增益控制)部244i、以及对经由AGC部244i输出的电信号进行A/D转换的A/D转换部244j。噪声降低部244h例如使用相关双采样法进行噪声的降低。
控制部244e根据从控制装置3接收到的设定数据对前端部24的各种动作进行控制。控制部244e使用CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)等构成。并且，控制部244e例如进行如下控制：根据后述的读出地址设定部305设定的读出对象像素的地址信息，以像素为单位对受光部244f的各像素输出的电信号的输出方式进行控制，使读出部244g输出与规定的显示图案(测试图案)对应的电信号。
存储部244k使用闪存或DRAM(Dynamic Random Access Memory：动态随机存取存储器)等半导体存储器来实现，存储控制装置3的识别信息、表示面顺次式或同时式的观察方式的观察信息、摄像元件244的摄像速度(帧率)、从传感器部244a的任意像素读出像素信息的读出速度和快门控制设定等的设定信息、以及AFE部244b读出的像素信息的传送控制信息、用于确定异常部位的测试图案信号(与规定的显示图案对应的电信号)的图案信息等。另外，在测试图案信号中包含与虚拟影像信号对应的电信号。
在操作部22与前端部24之间连接有捆束多个信号线而构成的集合缆线245，该集合缆线进行与控制装置3之间的电信号的收发，在操作部22与连接器部27之间连接有集合缆线224。多个信号线包含将摄像元件244输出的图像信号传送到控制装置3的信号线和将控制装置3输出的控制信号传送到摄像元件244的信号线等。并且，在电信号的收发中，采用使用2条信号线(差动信号线)来传送一个信号的方式(差动传送)。通过将差动信号线之间的电压分别设为正(+)和负(-、相位反转)，即使在各线中混入噪声也能够使其抵消，所以，与单端信号相比更耐噪声，能够进行抑制了放射噪声的数据的高速传送。另外，上述差动传送优选用于通用缆线23和挠性管部26的长度较长的情况，在该长度较短的情况下，也能够应用使用单端信号的单端信号传送。
操作部22具有使弯曲部25向上下方向和左右方向弯曲的弯曲旋钮221、在体腔内插入活体钳子、激光刀和检查探针等处理器械的处置器械插入部222、以及作为操作输入部的多个开关223，该多个开关223除了输入控制装置3、光源装置4的操作指示信号以外，还输入送气单元、送水单元、送雾单元等周边设备的操作指示信号。从处置器械插入部222插入的处置器械经由前端部24的处置器械通道而从开口部露出(未图示)。
通用缆线23至少内置有光导241和集合缆线224。
并且，内窥镜2具有连接器部27，该连接器部27设置在通用缆线23的不同于与操作部22相连的一侧的一侧的端部，相对于控制装置3和光源装置4分别拆装自如。在连接器部27中，相对于控制装置3和光源装置4分别拆装自如的连接器部分通过螺旋状的螺旋缆线而电连接。连接器部27在内部具有进行内窥镜2的控制的控制部271、FPGA(Field Programmable Gate Array：现场可编程门阵列)272、生成作为内窥镜2的各结构部的动作基准的基准时钟信号(例如68MHz的时钟)的基准时钟生成部273、记录FPGA 272的构形数据的第1EEPROM 274、以及存储包含摄像信息在内的内窥镜固有数据的第2EEPROM 275。另外，连接器部27分别与前端部24(摄像元件244)和控制装置3电连接，作为对电信号进行中继的中继处理部发挥功能。并且，只要能够电连接，则连接器部27中的相对于控制装置3和光源装置4分别拆装自如的连接器部分之间的连接不限于螺旋缆线。
接着，对控制装置3的结构进行说明。控制装置3具有S/P转换部301、图像处理部302、明亮度检测部303、调光部304、读出地址设定部305、驱动信号生成部306、输入部307、存储部308、控制部309、基准时钟生成部310。另外，在本实施方式中，作为控制装置3，以面顺次的结构为例进行说明，但是，也能够应用同时式。
S/P转换部301对从前端部24经由操作部22和连接器部27接收到的图像信号(电信号)进行串行/并行转换。
图像处理部302根据从S/P转换部301输出的并行方式的图像信号，生成由显示装置5显示的体内图像。图像处理部302具有同时化部302a、白平衡(WB)调整部302b、增益调整部302c、γ校正部302d、D/A转换部302e、格式变更部302f、采样用存储器302g、静止图像用存储器302h。
同时化部302a将作为像素信息输入的图像信号输入到按照每个像素而设置的3个存储器(未图示)中，对应于读出部244g读出的受光部244f的像素的地址，依次更新并保持各存储器的值，并且，将这3个存储器的图像信号作为RGB图像信号进行同时化。同时化部302a将同时化后的RGB图像信号依次输出到白平衡调整部302b，并且，将一部分的RGB图像信号输出到采样用存储器302g，以用于明亮度检测等图像解析。
白平衡调整部302b自动调整RGB图像信号的白平衡。具体而言，白平衡调整部302b根据RGB图像信号中包含的色温，自动调整RGB图像信号的白平衡。并且，在传感器部244a为多线读出的情况下，调整多线间的增益偏差。
增益调整部302c进行RGB图像信号的增益调整。增益调整部302c将进行了增益调整后的RGB信号输出到γ校正部302d，并且，将一部分的RGB信号输出到静止图像用存储器302h，以用于静止图像显示、放大图像显示或强调图像显示。
γ校正部302d与显示装置5对应地进行RGB图像信号的灰度校正(γ校正)。
D/A转换部302e将由γ校正部302d输出的灰度校正后的RGB图像信号转换为模拟信号。
格式变更部302f将转换为模拟信号后的图像信号变更为高清方式等的动态图像用的文件格式，并将其输出到显示装置5。
明亮度检测部303根据由采样用存储器302g保持的RGB图像信号来检测与各像素对应的明亮度等级，将检测到的明亮度等级记录在设于内部的存储器中，并且将其输出到控制部309。并且，明亮度检测部303根据检测到的明亮度等级计算白平衡调整值、增益调整值和光照射量，将白平衡调整值输出到白平衡调整部302b，将增益调整值输出到增益调整部302c，另一方面，将光照射量输出到调光部304。
调光部304在控制部309的控制下，根据由明亮度检测部303计算出的光照射量，设定光源装置4产生的光的类别、光量、发光定时等，将包含该设定的条件的光源同步信号发送到光源装置4。
读出地址设定部305具有通过与内窥镜2内的控制部271进行通信来设定传感器部244a的受光面中的读出对象像素和读出顺序的功能。控制部271读出第1EEPROM274中存储的传感器部224a的种类信息，并将其发送到控制装置3。即，读出地址设定部305具有设定AFE部244b读出的传感器部244a的像素的地址的功能。并且，读出地址设定部305将所设定的读出对象像素的地址信息输出到同时化部302a。
驱动信号生成部306生成用于驱动内窥镜2的驱动用定时信号(水平同步信号(HD)和垂直同步信号(VD))，经由FPGA 272以及包含在集合缆线224、245中的规定的信号线发送到定时发生器244d(摄像元件244)。该定时信号也可以包含读出对象像素的地址信息，并重叠在设定数据上而传送到控制部244e(定时发生器244d)。
输入部307受理通过控制装置3的前面板或键盘设定的冻结、释放、各种图像调整(强调、电子放大、色调等)等指示内窥镜系统1的动作的动作指示信号等各种信号的输入。
存储部308使用闪存或DRAM(Dynamic Random Access Memory)等半导体存储器来实现。存储部308存储包含用于使内窥镜系统1进行动作的各种程序、内窥镜系统1的动作所需要的各种参数、用于确定异常部位的测试图案信号(与规定的显示图案对应的电信号)的图案信息等在内的数据。并且，存储部308存储控制装置3的识别信息和观察信息。这里，识别信息包含控制装置3的固有信息(ID)、年型、控制部309的规格信息和传送率信息。
控制部309使用CPU等构成，进行包含内窥镜2和光源装置4在内的各结构部的驱动控制、以及针对各结构部的信息的输入输出控制等。控制部309将摄像控制用的设定数据、异常判定时的测试图案信号的设定信息等经由连接器部27的FPGA 272发送到控制部244e，进而，将摄像元件244所需要的信号和数据经由包含在集合缆线224、245中的规定的信号线发送到控制部244e。另外，测试图案的设定信息中包含有在摄像元件244中存在多个测试图案的情况下使用哪个测试图案信号、并且在哪个部位输出该测试图案信号等信息。
基准时钟生成部310生成作为内窥镜系统1的各结构部的动作基准的基准时钟信号，对内窥镜系统1的各结构部供给所生成的基准时钟信号。另外，前端部24中的时钟可以使用基准时钟生成部310和基准时钟生成部273生成的时钟中的任意一方。
接着，对光源装置4的结构进行说明。光源装置4具有光源41、光源驱动器42、旋转滤镜43、驱动部44、驱动器45、光源控制部46。
光源41使用白色LED(Light Emitting Diode：发光二极管)或氙灯等构成，在光源控制部46的控制下产生白色光。光源驱动器42通过在光源控制部46的控制下对光源41供给电流，使光源41产生白色光。光源41产生的白色光经由旋转滤镜43、会聚透镜(未图示)和光导241从前端部24的前端进行照射。
旋转滤镜43配置在光源41产生的白色光的光路上，通过旋转，仅使光源41产生的白色光中的具有规定的波段的光透射。具体而言，旋转滤镜43具有使具有红色光(R)、绿色光(G)和蓝色光(B)的各个波段的光透射的红色滤镜431、绿色滤镜432和蓝色滤镜433。旋转滤镜43通过旋转，使具有红、绿和蓝的波段(例如，红：600nm～700nm、绿：500nm～600nm、蓝：400nm～500nm)的光依次透射。由此，光源41产生的白色光能够向内窥镜2依次出射窄带化后的红色光、绿色光和蓝色光中的任意一种。
驱动部44使用步进马达或DC马达等构成，使旋转滤镜43进行旋转动作。驱动器45在光源控制部46的控制下对驱动部44供给规定的电流。
光源控制部46根据从调光部304发送的光源同步信号对供给到光源41的电流量进行控制。并且，光源控制部46通过在控制部309的控制下经由驱动器45对驱动部44进行驱动，使旋转滤镜43旋转。
显示装置5具有经由影像缆线从控制装置3接收由控制装置3生成的体内图像(动态图像用图像和静止图像用图像)并进行显示的功能。显示装置5使用液晶或有机EL(Electro Luminescence：电致发光)等构成。
在具有以上结构的内窥镜系统1中，在从内窥镜2输出的电信号(图像信息)中，在基于该电信号的显示图像存在异常的情况下，确定其异常部位。作为该进行确定的手段，例如举出如下方法：控制部244e根据来自控制部309的测试图案信号的设定信息，参照存储部244k输出对象的测试图案信号，经由定时发生器244d使各部位(传感器部244a、P/S转换部244c、噪声降低部244h、AGC部244i和A/D转换部244j)中的任意一方输出测试图案信号。此时，各部位输出的测试图案信号经由与内窥镜2的图像传送相同的信号线发送到操作部22侧。此时，在存在多个测试图案信号输出对象部位的情况下，各个部位单独输出测试图案信号。
这里，对传感器部244a的像素信号(图像信号)的输入输出方式进行说明。图3是示出本实施方式的内窥镜系统1的传感器部244a的结构的电路图。如上所述，传感器部244a具有：受光部244f，其对来自光学系统的光进行光电转换并输出电信号作为图像信息，分别具有蓄积与光量对应的电荷的光电二极管和对光电二极管蓄积的电荷进行放大的放大器的多个像素P被配设成二维矩阵状；以及读出部244g(垂直扫描电路VC(行选择电路)和水平扫描电路HC(列选择电路))，其读出受光部的多个像素P中的被任意地设定为读出对象的像素P生成的电信号作为图像信息。垂直扫描电路VC和水平扫描电路HC分别与各像素P连接，是用于选择像素的电路。并且，水平扫描电路HC将来自各像素P的电信号输出到外部。
图4是示意性地示出本实施方式的内窥镜系统1的传感器部244a的结构的电路图。图5是示出本实施方式的内窥镜系统1的受光部244f的单位像素的结构的电路图。像素P具有：光电二极管PD，其将入射光光电转换为与其光量对应的信号电荷量并进行蓄积；电容器FD，其将从光电二极管PD转送的信号电荷转换为电压电平；转送晶体管T-TR，其在导通期间内将光电二极管PD中蓄积的信号电荷转送到电容器FD；列控制复位晶体管R-TR，其选择像素P的列(N；N＝1、2、3、…、n-1、n)，释放电容器FD中蓄积的信号电荷并进行复位；行选择晶体管S-TR，其在选择该单位像素包含的水平行作为读出对象行(行、M；M＝1、2、3、…、m-1、m)的情况下进行导通控制；以及输出晶体管SF-TR，其将基于用于将行选择晶体管S-TR和光电二极管PD中蓄积的信号电荷转送到电容器FD的转送晶体管T-TR为导通状态时转送到电容器FD的信号电荷的电压电平输出到规定的信号线。另外，各像素P与电源Vdd连接。
参照图6-1～6-4对上述结构的像素P中的传感器部244a的动作进行说明。图6-1是示出通过单位像素的控制而从传感器部244a输出规定的测试图案时的图像的图。并且，图6-2是放大了图6-1中的区域E1的图。与图6-1所示的图像对应的测试图案是按照以1个像素为单位而相邻的像素交替输出信号电平和复位电平的图案。另外，关于图6-2中对各像素标注的符号，例如在像素P1-1的情况下，连字符前的数字表示行(1；第1行)，连字符后的数字表示列(1；第1列)。在图6-2中，示出3行2列的像素(P1-1、P1-2、P2-1、P2-2、P3-1、P3-2)。
受光部244f根据来自垂直扫描电路VC(行选择电路)的行选择脉冲来选择行(M)，关于选择出的行的像素，按照列(N)的编号依次输出像素信号作为像素输出电压Vpout。例如，选择M＝1作为行，按照列(N)的番号顺序使各像素输出像素输出电压Vpout。然后，关于选择出的行(M)，从各像素输出像素信号。这样，来自各像素P的图像信号例如在使用相关双采样法降低了噪声后，作为图像信号而从传感器部244a输出到外部。此时，通过列选择晶体管R-TR的导通截止控制，对从像素P输出的像素信号是否包含像素信息(光电二极管PD的信号电荷)进行控制。
图6-3是示出输出与图6-1所示的图像对应的测试图案时的输出方式的时序图。并且，图6-4是示出输出现有的摄像图像时的输出方式的时序图。如图4、5、6-3所示，行选择脉冲被输入到行选择晶体管S-TR，在选择对象行的期间内固定为高电平。并且，复位脉冲被输入到列控制复位晶体管R-TR，通过该输入对从对象像素P读出信号电平还是读出复位电平进行控制。
首先，参照图6-3对像素读出信号电平的情况下的动作进行说明。另外，对各脉冲标注的数字表示各自的行或列。并且，在控制部244e的控制下进行以下动作。在将行选择脉冲切换为高电平后，将复位脉冲切换为高电平，将电容器FD和像素输出电压Vpout切换为复位电平。此时，电荷转送脉冲被控制为低电平。
这里，像素输出电压Vpout与CDS电路(相关双采样电路)C1连接(参照图4)，通过时间t1处的采样保持脉冲的上升而进行采样。
在基于采样保持脉冲的复位电平的采样结束后，将复位脉冲切换为低电平。在复位脉冲稳定成为低电平后(时间t2)，将电荷转送脉冲切换为高电平，在电容器FD中对光电二极管PD中蓄积的信号电荷进行电压转换，并且，利用输出晶体管SF-TR输出像素信号作为像素输出电压Vpout。
在以像素输出电压Vpout输出像素信号后(时间t3)，通过采样保持脉冲进行像素信号电平的采样，通过输出脉冲的输入，通过CDS电路C1去除了复位噪声后的图像信号作为输出电压Vcout输出到传感器部244a的外部。另外，CDS电路C1经由列控制复位晶体管R-TR而与水平读出线连接。并且，通过在期间A1内输出的输出电压Vcout构成1帧。
接着，参照图6-3对像素读出复位电平的情况下的动作进行说明。在将行选择脉冲切换为高电平后，将复位脉冲切换为高电平，将电容器FD和像素输出电压Vpout切换为复位电平。此时，电荷转送脉冲被控制为低电平。
这里，像素输出电压Vpout通过时间t1处的采样保持脉冲的上升进行采样。在基于采样保持脉冲的复位电平的采样结束后，进行控制以使得复位脉冲维持高电平。在该状态下将电荷转送脉冲切换为高电平，取出光电二极管PD中蓄积的信号电荷。该情况下，由于电容器FD通过复位脉冲固定在复位电平，所以，以像素输出电压Vpout输出复位电平。然后，通过采样保持脉冲进行像素输出电压Vpout的采样(时间t3)。
各列中从CDS电路C1读出的像素信号和复位电平是通过按照各列依次切换列控制复位晶体管R-TR的导通截止而作为1行的像素输出电压Vpout而得到的。当m列之前的读出完成后，将行选择脉冲切换为低电平，结束该行的读出。这样，通过在行选择脉冲之前依次切换行选择脉冲的导通截止，能够进行1帧的读出。
并且，在输出图6-1所示的测试图案的情况下，在复位脉冲的动作中，按照每行每列交替实施读出像素信号电平的动作和读出复位电平的动作。在图6-1的情况下，对复位脉冲进行控制，以使得进行第1行的奇数列读出复位电平的动作、第1行的偶数列读出像素信号电平的动作，进行第2行的奇数列读出像素信号电平的动作、第2行的偶数列读出复位电平的动作。
另外，通过采用上述结构，仅通过复位脉冲的动作控制就能够实现进行通常动作的情况和进行测试图案读出的情况。
另一方面，在输出现有的摄像图像时的输出方式中，如图6-4所示，由于无法进行每列的控制，所以，仅对行进行选择控制，进行输出动作。
如上所述，设列控制复位晶体管R-TR为能够按照每列进行控制的方式，通过进行各像素P的列控制复位晶体管R-TR的列控制，能够以像素为单位对按照行(M)和列(N)排列的各像素P的信号的输出方式(像素转送的电荷量)进行控制。由此，相对于以往关于读出对象仅选择水平行，在本实施方式中，还能够选择已选择出的水平行中的列，所以，能够提高像素P的输出方式的自由度。并且，根据本实施方式，仅通过复位脉冲的动作控制就能够进行通常的读出控制(全部像素中包含像素信息的信号的输出)、测试图案的切换控制、以及测试图案图形(显示形式)的控制。
图7、8是分别示出本实施方式的内窥镜系统1中的与测试图案信号对应的图像的一例的示意图。通过上述像素单位的控制，在测试图案信号中，能够设定所显示的图像。例如，如上述图6-1所示，通过交替设定像素信息的含有和非含有，可以形成格子状的图形。此时，图6-1中的阴影对应于不含有像素信息的像素信号。并且，这里，通过以1个像素为单位设定像素信息的含有和非含有，在所显示的图像中，能够在与1个像素对应的区域Ep中形成格子状的图形。
并且，可以如图7那样在列方向上交替设定像素信息的含有和非含有，也可以如图8那样在行方向上交替设定像素信息的含有和非含有。此时，关于像素信息的含有和非含有的设定，可以是与1个像素对应的区域Ep，也可以以数个像素为单位进行设定。并且，除此之外，也可以设定为使色调阶段性地变化，还可以设定为使各像素的颜色不同。
这样，通过对按照行(M)和列(N)排列的各像素P的信号的输出方式进行控制，在进行传感器部244a的异常确定时，能够通过测试图案信号确定作为传感器部244a的异常，并且，能够进行以像素为单位的异常判定。并且，也可以使用测试图案以用于传感器部244a的调整。
(A/D转换部的采样脉冲的相位调整)
在上述测试图案信号的输出中，通过使用相邻像素间明暗级别不同的测试图案，例如能够用于A/D转换部244j的脉冲的相位调整。图9-1～9-5是示出本实施方式的测试图案信号的使用方式的一例的说明图，是示出像素图案和决定模拟影像信号波形和/或采样定时的脉冲(以下称为采样脉冲)的图。另外，在图9-1～9-5中，在从内窥镜2输出模拟影像信号的方式中，在对利用A/D转换部244j进行A/D转换时的采样脉冲的最佳相位进行调整时，设为从前端部24输出测试图案进行说明，但是，在前端部24、操作部22、连接器部27和控制装置3中，只要是进行A/D转换的部位就能够应用。
在A/D转换部244j的采样脉冲的相位调整中，通过输出每隔1个像素对明暗级别进行强调的测试图案，对1个像素影像信号中的最佳采样脉冲位置(相位)进行调整。例如，如图9-1所示，在相邻像素P10、P11、P20、P21的明暗级别不同的排列中，通过使用低通滤波器对最大影像信号频率以上的频率成分进行截止，最佳采样脉冲位置成为模拟影像信号波形中的凸的顶点的位置。
具体而言，进行调整，以使得采样脉冲的相位与1个像素的模拟影像信号中信号电平最高的位置(凸的顶点)一致(图9-2)。作为该调整的方法，在1个像素的影像信号转送期间R0内使采样脉冲的相位以较短步幅依次变化(图中虚线箭头或单点划线箭头)，掌握各步幅中进行A/D转换后的影像信号的电平。在FPGA 272中检测影像信号的电平，将其发送到控制装置3。在发送完成后，从控制装置3向FPGA 272发送相位变更的指示。在1个像素的范围内反复进行这些动作。另外，通过从控制装置3针对内窥镜2的FPGA 272的通信来执行相位变化的步幅的变更指示。
根据影像信号的电平的检测结果，将影像信号的电平最高的步幅处设为最佳采样脉冲位置(相位)，作为调整值而存储在第2EEPROM 275或存储部308中，在系统起动时读出采样脉冲的相位位置并进行设定。但是，该采样脉冲的调整不与影像信号同步进行动作。
这里，在1个像素的影像信号转送期间R0内，以远远短于1个像素的影像信号转送期间R0的相位步幅来扫描采样脉冲，在各步幅中取得影像信号电平的情况下，要想从所取得的影像信号电平中检测最佳相位，需要用于对1个像素的影像信号转送期间R0内全部进行扫描的步幅数的时间。即，在为了提高采样精度而细化扫描步幅从而增加步幅数的情况下、或者1个像素的影像信号转送期间R0较宽的系统的情况下，需要较长时间。
因此，在上述调整方法中，也可以如下所述进行适当变更。作为调整方法，举出如下方法：按照针对A/D转换部244j的影像信号输入定时进行分组，按照每个该分组将采样脉冲的扫描范围限定为比影像信号转送期间R0短的影像信号转送期间R10，由此缩短调整时间(图9-3)。例如按照内窥镜2的机型来实施分组。另外，由于影像信号的延迟量根据缆线长度、图像传感器(摄像元件244)的种类等而变化，所以，优选按照内窥镜2的机型进行分组。并且，每个分组的扫描范围作为调整参数而存储在内窥镜2内的第2EEPROM 275或存储部308中，在调整执行时读出采样脉冲的扫描范围，控制调整动作，针对控制装置3的软件进行设定。
通过上述方法，能够按照每个分组在1个像素的影像信号转送期间R10内将采样脉冲的相位调整中的扫描范围抑制为最小限度，其结果，能够大幅缩短调整时间。
并且，在内窥镜2中，根据人体使用的部位而使插入部21的长度不同，所以信号的缆线传送距离也不同。例如在A/D转换部搭载在连接器部27上的内窥镜中，由于上述理由，针对A/D转换部的影像信号输入定时也不同，但是，当利用相同的调整方法来实施插入部最长的情况下的调整和插入部最短的情况下的调整时，影像信号转送期间R0偏移，产生所得到的采样脉冲位置成为与最佳位置不同的位置的情况(图9-4)。
为了避免这种取得与最佳位置不同的采样脉冲位置的情况，在根据缆线传送距离而在扫描范围内不存在最佳位置的种类的内窥镜2中，关于采样脉冲的扫描范围，在图9-4所示的影像信号转送期间R0的1个像素之前设定影像信号转送期间R11来进行调整(图9-5)。是否将扫描范围设定在1个像素之前的数据作为调整参数而存储在内窥镜2内的第2EEPROM 275或存储部308中，在调整执行时读出采样脉冲的扫描范围，控制调整动作，针对控制装置3的软件进行设定。
另外，上述方法不限于A/D转换部244j的采样脉冲相位调整。例如，也可以应用于AFE部244b内的噪声降低部244h、AGC部244i的采样脉冲的最佳相位检测。
(数字影像数据的校正数据格式)
图10-1、10-2是说明本发明的实施方式的信号传送的使用方式的一例的图，是示出各信号(数据)的时序图的图。在本实施方式的信号传送中，在对模拟影像信号进行A/D转换的电路(A/D转换部244j)和进行图像处理的电路(图像处理部302)的距离较远的结构的情况下，为了削减传送线，也可以对影像信号进行串行化来传送。并且，在从A/D转换部244j输出的数字影像信号为并行输出的情况下，可以利用一次FPGA 272等进行串行化，在传送距离较长的情况下，也可以以能够抑制振幅来传送的LVDS(Low voltage differential signaling：低电压差分信号)方式进行传送。
这里，在上述影像信号的传送中，相对于摄像元件244中的图像的位置和信号，在作为接收侧的图像处理部302中可能产生图像的位置偏移或信号的延迟所导致的相位偏移。作为对该偏移进行校正的方法，在串行化的影像数据内重叠图像的位置信息和作为相位调整用信息的校正用固定数据Dc。通过检测该校正用固定数据来检测图像的位置和相位的偏移，从而进行校正。
但是，在检测校正用固定数据时，在影像数据成为与校正用固定数据相同的数据图案的情况下(例如影像数据D0)，图像处理部302内的校正电路可能将影像数据D0误识别为校正用固定数据Dc而进行错误的校正(图10-1)。另外，在图10-1中，相对于串行化的串行影像数据，分别示出信号滞后的情况和信号超前的情况的各串行影像数据。
作为避免基于该误识别的校正的方法，首先，利用接收侧的校正电路(例如图像处理部302和控制部309)监视传送校正用固定数据Dc的定时的附近(校正用固定数据监视期间R20)(参照图10-2)。在除此以外的定时，进行遮蔽控制，以使得不利用校正电路检测校正用固定数据Dc。进而，在校正用固定数据Dc的周边重叠与校正用固定数据Dc的数据图案不同的误检测防止用固定数据Dp，以使得校正电路不会进行误检测。由此，校正电路不会将影像数据误检测为校正用固定数据Dc，能够可靠地检测并校正图像位置和相位偏移。另外，误检测防止用固定数据Dp的数据图案可以是16进制表记中的“A55A”等数据图案，也可以是单纯的时钟信号。
上述避免基于误识别的校正的方法不限于输出串行影像数据的A/D转换部244j与图像处理部302之间，例如在2个电路间的控制信号通信中，也可以用作传送距离的延迟校正和提高针对外界干扰噪声等的耐性的方法。
根据以上说明的本实施方式，控制部244e以像素为单位对各像素P输出的电信号的输出方式进行控制，输出与规定的显示图案对应的电信号(测试图案信号)，所以，能够详细地确定内窥镜2内的异常部位、特别是传感器部244a的异常部位。并且，控制部244e经由定时发生器244d使各部位(传感器部244a、P/S转换部244c、噪声降低部244h、AGC部244i和A/D转换部244j)中的任意一方输出测试图案信号，所以，根据所得到的信号进行光学、电气评价，能够详细地确定摄像元件244中的异常部位。
此时，关于基于所得到的信号的光学、电气评价，可以由观察者根据显示装置中显示的图像等进行评价，也可以在控制装置3侧对从内窥镜2侧得到的测试图案信号和存储部308中存储的测试图案信号进行比较并自动进行评价。
并且，根据本实施方式，能够从各部位并行输出测试图案信号，在画面上进行分割并同时输出，所以，能够同时进行多个部位的异常部位确定。
并且，在上述实施方式中，也可以对P/S转换部244c或操作部22的缓存的输出进行接通断开控制，对电信号的输出进行控制。由此，能够对从操作部22和前端部24分别输出的电信号进行切分。特别是能够在研究操作部22和前端部24的EMC(Electro-Magnetic Compatibility：电磁兼容性)时使用。
另外，在上述本实施方式中，设光源装置4为具有旋转滤镜43的面顺次式进行说明，但是，只要在摄像元件244侧具有彩色滤镜即可，也可以是不具有旋转滤镜43的同时式。
图11是示出本实施方式的变形例1的受光部的示意图。在变形例1中，在受光部的像素排列区域PE1中设有有效像素区域PEP和光学黑体区域PEB1，该有效像素区域PEP配设有实际摄像时使用的像素，该光学黑体区域PEB1设置在有效像素区域PEP的周围，是噪声校正用的像素即被遮光的像素的区域。
在变形例1中，在该光学黑体区域PEB1中设有可受光(不遮光)的像素即检查用的3个检查像素PP1、PP2、PP3。3个检查像素PP1、PP2、PP3以规定的间隔设置，例如该规定的间隔设为与1个像素对应的间隔。传感器部244a以通常的读出方式进行光学黑体区域PEB1的读出。
通过以规定的间隔设置3个检查像素PP1、PP2、PP3，能够确认串扰水平。并且，由于像素间隔明确，所以，能够与光学系统无关地确认光学分辨率。并且，通过将3个检查像素中的任意一方配置在有效像素区域的中心位置(在矩形的有效像素区域中为一个边的中央部)，能够检测有效像素区域PEP的中心位置。由此，能够进行更加详细的异常部位的确定。
图12是示出本实施方式的变形例2的受光部的示意图。在变形例2中，在受光部的像素排列区域PE2中设有上述有效像素区域PEP和光学黑体区域PEB2，该光学黑体区域PEB2设置在有效像素区域PEP的周围，是噪声校正用的像素即被遮光的像素的区域。
在变形例2中，在该光学黑体区域PEB2中设有可受光(不遮光)的像素区域即检查用的2个检查像素区域PW1、PW2。2个检查像素区域PW1、PW2在分别正交的方向上呈大致矩形延伸。
通过使用从呈大致矩形延伸的检查像素区域PW1、PW2得到的图像信息，能够确认光学畸变。并且，通过正交配置2个检查像素区域PW1、PW2，能够检测有效像素区域PEP中正交的2个方向的畸变。由此，能够进行更加详细的异常部位的确定。
上述变形例1、2的检查像素PP1、PP2、PP3和检查像素区域PW1、PW2能够任意组合。并且，还能够在各个配设位置进行任意调整。
图13是示出本实施方式的变形例3的内窥镜系统的主要部分的功能结构的框图。在上述实施方式中，设为在前端部24内部输出测试图案信号来进行说明，但是，如变形例3那样，也可以从操作部输出测试图案信号。变形例3的操作部22a具有上述操作输入部(开关)223、FPGA 225、记录FPGA 225的构形数据的EEPROM 226。并且，在连接器部27中设有EEPROM 276，该EEPROM 276存储包含FPGA 272的构形数据和摄像信息在内的内窥镜固有数据。FPGA 225在控制部309的控制下输出测试图案信号。控制装置3使显示装置5显示基于从FPGA 225输出的测试图案信号的图像。另外，操作部22a分别与前端部24(摄像元件244)和控制装置3电连接，作为对电信号进行中继的中继处理部发挥功能。并且，也可以从连接器部27的FPGA272输出测试图案信号。并且，也可以将FPGA 272包含在FPGA 225中。
根据上述变形例3，除了上述实施方式以外，还能够确定操作部中的异常。由此，能够进行更加详细的异常部位的确定。另外，除了操作部以外，只要是能够输出测试图案信号的结构(例如连接器部27)，就能够从该结构部位输出测试图案信号来确定异常。
产业上的可利用性
如上所述，本发明的摄像装置和摄像系统在详细确定摄像装置内的异常部位时是有用的。
标号说明
1、1a：内窥镜系统；2：内窥镜；3：控制装置；4：光源装置；5：显示装置；21：插入部；22、22a：操作部；23：通用缆线；24：前端部；25：弯曲部；26：挠性管部；27：连接器部；41：光源；42：光源驱动器；43：旋转滤镜；44：驱动部；45：驱动器；46：光源控制部；221：弯曲旋钮；222：处置器械插入部；223：开关；224、245：集合缆线；225、272：FPGA；226、276：EEPROM；241：光导；242：照明透镜；243：光学系统；244：摄像元件；244a：传感器部；244b：模拟前端；244c：P/S转换部；244d：定时发生器；244e、271、309：控制部；244f：受光部；244g：读出部；244h：噪声降低部；244i：AGC部；244j：A/D转换部；244k、308：存储部；273、310：基准时钟生成部；274：第1EEPROM；275：第2EEPROM；302：图像处理部；303：明亮度检测部；304：调光部；305：读出地址设定部；306：驱动信号生成部；307：输入部。

Claims (6)

1.一种摄像装置，其特征在于，该摄像装置具有：
传感器部，其具有受光部，能够读出该受光部生成的电信号作为图像信息，所述受光部设置有对分别接收到的光进行光电转换而生成该光电转换后的电信号的多个像素；
控制部，其以像素为单位对各像素输出的电信号的输出方式进行控制，输出与规定的显示图案对应的电信号；
信号处理部，其对所述传感器部输出的电信号进行信号处理；以及
发送部，其将所述信号处理部处理后的处理信号发送到外部。
2.根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，
所述控制部对所述像素转送的电荷量进行控制。
3.根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，
所述信号处理部具有：
噪声降低部，其降低所述电信号中包含的噪声成分；
调整部，其调整所述电信号的放大率来维持恒定的输出电平；以及
A/D转换部，其对经由所述调整部输出的所述电信号进行A/D转换，
所述控制部选择所述噪声降低部、所述调整部、所述A/D转换部和所述发送部中的一个或多个，使该选择出的各部输出与所述规定的显示图案对应的电信号。
4.根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，
所述受光部具有设置在有效像素周围的光学黑体区域，
在所述光学黑体区域的一部分中包含可受光的像素。
5.一种摄像系统，其特征在于，该摄像系统具有：
权利要求1所述的摄像装置；以及
处理装置，其与所述摄像装置电连接，根据由所述发送部发送的所述处理信号，生成图像数据。
6.根据权利要求5所述的摄像系统，其特征在于，
所述摄像系统还具有中继处理部，该中继处理部分别与所述摄像装置和所述处理装置电连接，对所述电信号进行中继，
所述处理装置使所述中继处理部输出与所述规定的显示图案对应的电信号。
CN201380023910.5A 2012-06-27 2013-06-07 摄像装置和摄像系统 Expired - Fee Related CN104271027B (zh)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012144564 2012-06-27
JPJP2012-144564 2012-06-27
JP2012-144564 2012-06-27
PCT/JP2013/065818 WO2014002732A1 (ja) 2012-06-27 2013-06-07 撮像装置および撮像システム

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104271027A true CN104271027A (zh) 2015-01-07
CN104271027B CN104271027B (zh) 2017-06-23

Family

ID=49782897

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201380023910.5A Expired - Fee Related CN104271027B (zh) 2012-06-27 2013-06-07 摄像装置和摄像系统

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20140340496A1 (zh)
EP (1) EP2868255B1 (zh)
JP (1) JP5620612B2 (zh)
CN (1) CN104271027B (zh)
WO (1) WO2014002732A1 (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106455953A (zh) * 2015-03-26 2017-02-22 奥林巴斯株式会社 内窥镜系统
CN109475280A (zh) * 2016-11-14 2019-03-15 奥林巴斯株式会社 摄像元件和内窥镜
CN110235434A (zh) * 2017-02-01 2019-09-13 索尼半导体解决方案公司 摄像系统、摄像装置和控制装置
WO2020103436A1 (zh) * 2018-11-19 2020-05-28 苏州新光维医疗科技有限公司 内窥镜摄像系统及其图像信号传输方法

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3205256A4 (en) * 2014-10-07 2018-07-18 Olympus Corporation Imaging device, drive signal modulation method and endoscope device
JP6353810B2 (ja) * 2015-04-24 2018-07-04 富士フイルム株式会社 内視鏡システム
JPWO2016174903A1 (ja) * 2015-04-30 2018-02-22 ソニー・オリンパスメディカルソリューションズ株式会社 信号処理装置及び医療用観察システム
US10405733B2 (en) * 2015-04-30 2019-09-10 Sony Olympus Medical Solutions Inc. Medical signal processing device and medical observation system
US10313629B2 (en) * 2015-04-30 2019-06-04 Sony Olympus Medical Solutions Inc. Medical observation device
JP6076578B1 (ja) * 2015-07-22 2017-02-08 オリンパス株式会社 撮像装置
JP2017060071A (ja) * 2015-09-18 2017-03-23 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体装置
WO2017073286A1 (ja) * 2015-10-30 2017-05-04 オリンパス株式会社 内視鏡システムのための制御装置、内視鏡システム及び内視鏡システムの制御方法
JP6638058B2 (ja) * 2016-02-25 2020-01-29 オリンパス株式会社 内視鏡システム
WO2018180339A1 (ja) * 2017-03-30 2018-10-04 Hoya株式会社 電子内視鏡装置
JP6489671B1 (ja) * 2017-05-19 2019-03-27 オリンパス株式会社 撮像装置
CN116744138B (zh) * 2023-06-29 2024-05-14 脉冲视觉(北京)科技有限公司 脉冲序列式传感器像素单元、脉冲序列式传感器及设备
CN117848493B (zh) * 2024-02-07 2024-05-24 北京灵汐科技有限公司 信号处理装置、传感器芯片、信号处理方法、设备及介质

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW382108B (en) * 1995-06-30 2000-02-11 Hyundai Electronics Ind Image sensor array with picture element sensor testability
JP2003234966A (ja) * 2002-02-08 2003-08-22 Fuji Photo Film Co Ltd 固体撮像素子
TW200410569A (en) * 2002-07-05 2004-06-16 Sony Corp Solid-state image pickup device and pixel defect testing method thereof
US20080317454A1 (en) * 2007-06-20 2008-12-25 Canon Kabushiki Kaisha Image capturing apparatus and control method therefor
US20100085448A1 (en) * 2008-10-07 2010-04-08 Olympus Corporation Solid state imaging device
JP2010157849A (ja) * 2008-12-26 2010-07-15 Olympus Medical Systems Corp 撮像装置
CN101889869A (zh) * 2009-05-21 2010-11-24 佳能株式会社 摄像设备及其控制方法
CN101918873A (zh) * 2008-02-13 2010-12-15 佳能株式会社 成像设备
CN102197987A (zh) * 2010-03-25 2011-09-28 富士胶片株式会社 包含校准装置的内窥镜系统及其校准方法
WO2012081617A1 (ja) * 2010-12-14 2012-06-21 オリンパスメディカルシステムズ株式会社 撮像装置

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0593763B1 (en) * 1990-11-19 1999-07-07 Fujitsu Limited Maximum likelihood decoding method and device thereof
US5609561A (en) * 1992-06-09 1997-03-11 Olympus Optical Co., Ltd Electronic type endoscope in which image pickup unit is dismounted to execute disinfection/sterilization processing
JP3710274B2 (ja) * 1997-12-12 2005-10-26 キヤノン株式会社 撮像装置、信号処理方法及び記憶媒体
US6615072B1 (en) * 1999-02-04 2003-09-02 Olympus Optical Co., Ltd. Optical imaging device
US6489798B1 (en) * 2000-03-30 2002-12-03 Symagery Microsystems Inc. Method and apparatus for testing image sensing circuit arrays
JP4663083B2 (ja) * 2000-09-11 2011-03-30 オリンパス株式会社 内視鏡装置
JP4786910B2 (ja) * 2005-02-07 2011-10-05 Ｈｏｙａ株式会社 電子内視鏡
JP5272281B2 (ja) * 2005-09-22 2013-08-28 ソニー株式会社 固体撮像装置およびその製造方法、並びにカメラ
KR20070043314A (ko) * 2005-10-21 2007-04-25 삼성전자주식회사 액정 디스플레이 장치
US20070211839A1 (en) * 2006-03-08 2007-09-13 Pentax Corporation Sampling timing monitoring system and endoscope having the same
JP2008228037A (ja) * 2007-03-14 2008-09-25 Matsushita Electric Ind Co Ltd 位相調整装置、位相調整方法およびデジタルカメラ
JP5464815B2 (ja) 2008-03-25 2014-04-09 オリンパスメディカルシステムズ株式会社 撮像システムおよび撮像システムのセルフチェック処理の動作方法
JP2011206185A (ja) * 2010-03-29 2011-10-20 Fujifilm Corp 内視鏡システム及びその故障検出方法
JP4676027B2 (ja) 2010-11-24 2011-04-27 株式会社東芝 ヘッド分離型カメラ装置及びデジタルビデオ信号送信方法
KR101989907B1 (ko) * 2012-05-31 2019-06-17 삼성전자주식회사 유기 이미지 센서 및 그 제조방법

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW382108B (en) * 1995-06-30 2000-02-11 Hyundai Electronics Ind Image sensor array with picture element sensor testability
JP2003234966A (ja) * 2002-02-08 2003-08-22 Fuji Photo Film Co Ltd 固体撮像素子
TW200410569A (en) * 2002-07-05 2004-06-16 Sony Corp Solid-state image pickup device and pixel defect testing method thereof
US20080317454A1 (en) * 2007-06-20 2008-12-25 Canon Kabushiki Kaisha Image capturing apparatus and control method therefor
CN101918873A (zh) * 2008-02-13 2010-12-15 佳能株式会社 成像设备
US20100085448A1 (en) * 2008-10-07 2010-04-08 Olympus Corporation Solid state imaging device
JP2010157849A (ja) * 2008-12-26 2010-07-15 Olympus Medical Systems Corp 撮像装置
CN101889869A (zh) * 2009-05-21 2010-11-24 佳能株式会社 摄像设备及其控制方法
CN102197987A (zh) * 2010-03-25 2011-09-28 富士胶片株式会社 包含校准装置的内窥镜系统及其校准方法
WO2012081617A1 (ja) * 2010-12-14 2012-06-21 オリンパスメディカルシステムズ株式会社 撮像装置

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106455953A (zh) * 2015-03-26 2017-02-22 奥林巴斯株式会社 内窥镜系统
CN106455953B (zh) * 2015-03-26 2018-01-30 奥林巴斯株式会社 内窥镜系统
CN109475280A (zh) * 2016-11-14 2019-03-15 奥林巴斯株式会社 摄像元件和内窥镜
CN110235434A (zh) * 2017-02-01 2019-09-13 索尼半导体解决方案公司 摄像系统、摄像装置和控制装置
CN110235434B (zh) * 2017-02-01 2022-03-18 索尼半导体解决方案公司 摄像系统、摄像装置和控制装置
WO2020103436A1 (zh) * 2018-11-19 2020-05-28 苏州新光维医疗科技有限公司 内窥镜摄像系统及其图像信号传输方法
US11849912B2 (en) 2018-11-19 2023-12-26 Scivita Medical Technology Co., Ltd. Endoscopic camera system and image signal transmission method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2014002732A1 (ja) 2016-05-30
JP5620612B2 (ja) 2014-11-05
EP2868255A4 (en) 2016-04-06
CN104271027B (zh) 2017-06-23
WO2014002732A1 (ja) 2014-01-03
US20140340496A1 (en) 2014-11-20
EP2868255A1 (en) 2015-05-06
EP2868255B1 (en) 2018-10-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104271027A (zh) 摄像装置和摄像系统
US8823789B2 (en) Imaging apparatus
US8866893B2 (en) Imaging apparatus
JP5259882B2 (ja) 撮像装置
JP5942053B1 (ja) 内視鏡システム
US9538108B2 (en) Endoscope system and pixel correction method
EP2735262B1 (en) Imaging device
CN105163646B (zh) 内窥镜
JP5467182B1 (ja) 撮像システム
WO2013128764A1 (ja) 医療システム
JP2014147667A (ja) 内視鏡装置及びその作動方法
CN107072506A (zh) 摄像装置和处理装置
WO2015114906A1 (ja) 撮像システムおよび撮像装置
JP5847368B1 (ja) 撮像装置および内視鏡装置
JP5810016B2 (ja) 内視鏡システム
JP6489644B2 (ja) 撮像システム
JP2005348902A (ja) 内視鏡装置
JP2013172904A (ja) 撮像装置および撮像システム
JP5885617B2 (ja) 撮像システム
JP2015177425A (ja) 通信システム、送信装置および受信装置
JP2000115760A (ja) 内視鏡装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20151105

Address after: Tokyo, Japan, Japan

Applicant after: Olympus Corporation

Address before: Tokyo, Japan, Japan

Applicant before: Olympus Medical Systems Corp.

GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20170623

Termination date: 20180607

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee