CN116546915A - 内窥镜摄像系统及其影像数据传输装置 - Google Patents

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CN116546915A CN202080106711.0A CN202080106711A CN116546915A CN 116546915 A CN116546915 A CN 116546915A CN 202080106711 A CN202080106711 A CN 202080106711A CN 116546915 A CN116546915 A CN 116546915A
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Abstract

一种用于内窥镜摄像系统的影像数据传输装置，用于与内窥镜摄像系统中的影像处理部(500)连接，以向影像处理部(500)传输影像数据；包括：影像传感器(10、11、12），用于生成并输出基于第一数据通信协议的影像数据；第一数据处理器件(20)，包括一可编程逻辑门阵列器件，第一数据处理器件(20)至少用于将影像传感器(10、11、12)所输出的影像数据转换成基于第二数据通信协议的影像数据并输出；第二数据通信协议与第一数据通信协议不同；光纤传输组件(30)，用于将由第一数据处理器件(20)输出的基于第二数据通信协议的影像数据由电信号转换为光信号进行传输后，再将光信号转换为电信号并输出，以供影像处理部(500)处理并生成用于显示影像的数据。

Description

内窥镜摄像系统及其影像数据传输装置 技术领域
本发明涉及一种内窥镜摄像系统及其影像数据传输装置。
 背景技术
近年来，内窥镜摄像系统越来越被广泛地应用于外科手术和诊断检查中；内窥镜摄像系统能够将人体内部的影像提供给医生，医生通过影像可以稳定正确地进行手术或进行检查。
内窥镜摄像系统的分辨率经历了高清（HD）、全高清（FHD）再到超高清（UHD）的发展历程，或者说，经历了1K、2K 再到4K的发展历程。在分辨率不断提升的同时，也有许多技术问题待解决。
例如随着内窥镜摄像系统分辨率的不断提高，其进行影像数据采集的传感器，所采集的数据量也不断增大；所采集的数据需要通过传输线缆组件传输到内窥镜摄像系统的主机进行处理，为了保证实时性和显示效率，这需要传输线缆组件能够高速地传输大量数据，并且抗干扰能力要好。
目前内窥镜摄像系统中图像数据从传感器传输到图像处理主机，一般是通过多通道的双绞线来实现，这有许多缺点，例如整体线缆过粗，抗干扰能力偏差，并且通常无法满足大分辨率的图像数据的实时传输。
 技术问题 技术解决方案
一种用于内窥镜摄像系统的影像数据传输装置，所述影像数据传输装置用于与所述内窥镜摄像系统中的影像处理部连接，以向所述影像处理部传输影像数据；所述影像数据传输装置包括：
至少第一影像传感器和第二影像传感器，所述第一影像传感器和第二影像传感器都用于生成影像数据；所述第一影像传感器和第二影像传感器通过各自的数据输出通道输出基于第一数据通信协议的影像数据；
第一数据处理器件，所述第一数据处理器件包括一可编程逻辑门阵列器件，其包括至少第一组数据输出端和第二组数据输出端 ；所述第一数据处理器件用于将所述第一影像传感器所输出的影像数据转换成基于第二数据通信协议的第一组影像数据，并通过所述第一组数据输出端输出，以及将所述第二影像传感器所输出的影像数据转换成基于第二数据通信协议的第二组影像数据，并通过所述第二组数据输出端输出；所述第二数据通信协议与所述第一数据通信协议不同；
光纤传输组件，包括电光转换器、光电转换器、至少第一光纤传输通道和第二光纤传输通道；所述电光转换器用于将由所述第一数据处理器件输出的第一组影像数据由电信号转换为光信号，并通过所述第一光纤传输通道传输给所述光电转换器，所述光电转换器再将所接收的第一组影像数据由光信号转换为电信号并输出；所述电光转换器还用于将由所述第一数据处理器件输出的第二组影像数据由电信号转换为光信号，并通过所述第二光纤传输通道传输给所述光电转换器，所述光电转换器再将所接收的第二组影像数据由光信号转换为电信号并输出；其中，由所述光电转换器输出的第一组影像数据和第二组影像数据用于供所述影像处理部处理并生成用于显示影像的数据。
在一实施例中，所述第一影像传感器和第二影像传感器的数据输出通道为MIPI CSI接口，所述第一数据通信协议为MIPI CSI协议。
在一实施例中，所述第二数据通信协议满足：基于所述第二数据通信协议的影像数据具备由所述电光转换器将影像数据由电信号转换为光信号所要求的信号振幅。
在一实施例中，所述第二数据通信协议能够被所述影像处理部直接识别。
在一实施例中，所述影像数据传输装置还包括连接在所述第一影像传感器和所述第一数据处理器件之间的第一桥接电路和/或连接在所述第二影像传感器和所述第一数据处理器件之间的第二桥接电路。
在一实施例中，所述第一桥接电路的数据输出通道比所述第一影像传感器的数据输出通道的数据传输速率低，所述第二桥接电路的数据输出通道比所述第二影像传感器的数据输出通道的数据传输速率低。
在一实施例中，所述第一桥接电路包括比所述第一影像传感器更多的数据输出通道，所述第二桥接电路包括比所述第二影像传感器更多的数据输出通道。
在一实施例中，所述第一桥接电路和所述第二桥接电路用于将基于第一数据通信协议的影像数据转换为基于第三数据通信协议的影像数据；所述第三数据通信协议与所述第一数据通信协议和所述第二数据通信协议不同，并且所述第三数据通信协议的数据传输速率比所述第一数据通信协议的数据传输速率低。
在一实施例中，所述影像数据传输装置还包括连接在所述光纤传输组件和所述影像处理部之间的第三桥接电路和/或第四桥电路；所述第三桥接电路用于将基于第二数据通信协议的第一组影像数据转换为基于第四数据通信协议的影像数据，所述第四桥接电路用于将基于第二数据通信协议的第二组影像数据转换为基于第四数据通信协议的影像数据；所述第四数据通信协议与所述第一数据通信协议和所述第二数据通信协议不同，并且所述第四数据通信协议的数据传输速率比所述第二数据通信协议的数据传输速率低。
在一实施例中，所述第一光纤传输通道包括第一光纤，所述第二光纤传输通道包括第二光纤；
所述电光转换器包括至少第一输入端、第二输入端、第一输出端和第二输出端；所述光电转换器包括至少第一输入端、第二输入端、第一输出端和第二输出端；所述电光转换器的第一输出端通过所述第一光纤与所述光电转换器的第一输入端相连；所述电光转换器的第二输出端通过所述第二光纤与所述光电转换器的第二输入端相连；
所述电光转换器通过其第一输入端接收由所述第一数据处理器件输出的第一组影像数据，并将该第一组影像数据由电信号转换为光信号；所述电光转换器通过其第一输出端将被转换为光信号的第一组影像数据输出，并通过所述第一光纤传输；所述电光转换器通过其第一输入端接收由所述第一光纤传输过来的被转换为光信号的第一组影像数据，并将该第一组影像数据由光信号转换为电信号，以通过其第一输出端输出；
所述电光转换器通过其第二输入端接收由所述第一数据处理器件输出的第二组影像数据，并将该第二组影像数据由电信号转换为光信号；所述电光转换器通过其第二输出端将被转换为光信号的第二组影像数据输出，并通过所述第二光纤传输；所述电光转换器通过其第二输入端接收由所述第二光纤传输过来的被转换为光信号的第二组影像数据，并将该第二组影像数据由光信号转换为电信号，以通过其第二输出端输出。
在一实施例中，所述电光转换器包括第一电光转换器和第二电光转换器；所述光电转换器包括第一光电转换器和第二光电转换器；所述第一光纤传输通道包括第一光纤，所述第二光纤传输通道包括第二光纤；
所述第一电光转换器包括第一输入端和第一输出端；所述第二电光转换器包括第二输入端和第二输出端；所述第一光电转换器包括第一输入端和第一输出端；所述第二光电转换器包括第二输入端和第二输出端；所述第一电光转换器的第一输出端通过所述第一光纤与所述第一光电转换器的第一输入端相连；所述第二电光转换器的第二输出端通过所述第二光纤与所述第二光电转换器的第二输入端相连；
所述第一电光转换器通过其第一输入端接收由所述第一数据处理器件输出的第一组影像数据，并将该第一组影像数据由电信号转换为光信号；所述第一电光转换器通过其第一输出端将被转换为光信号的第一组影像数据输出，并通过所述第一光纤传输；所述第一电光转换器通过其第一输入端接收由所述第一光纤传输过来的被转换为光信号的第一组影像数据，并将该第一组影像数据由光信号转换为电信号，以通过其第一输出端输出；
所述第二电光转换器通过其第二输入端接收由所述第一数据处理器件输出的第二组影像数据，并将该第二组影像数据由电信号转换为光信号；所述第二电光转换器通过其第二输出端将被转换为光信号的第二组影像数据输出，并通过所述第二光纤传输；所述第二电光转换器通过其第二输入端接收由所述第二光纤传输过来的被转换为光信号的第二组影像数据，并将该第二组影像数据由光信号转换为电信号，以通过其第二输出端输出。
一种用于内窥镜摄像系统的影像数据传输装置，所述影像数据传输装置用于与所述内窥镜摄像系统中的影像处理部连接，以向所述影像处理部传输影像数据；所述影像数据传输装置包括：
影像传感器，所述影像传感器用于生成并输出基于第一数据通信协议的影像数据；
第一数据处理器件 ，所述第一数据处理器件包括一可编程逻辑门阵列器件，所述第一数据处理器件至少用于将所述影像传感器所输出的影像数据转换成基于第二数据通信协议的影像数据并输出 ；所述第二数据通信协议与所述第一数据通信协议不同；
光纤传输组件，用于将由所述第一数据处理器件输出的所述基于第二数据通信协议的影像数据由电信号转换为光信号进行传输后，再将所述光信号转换为电信号并输出，以供所述影像处理部处理并生成用于显示影像的数据。
在一实施例中，所述影像传感器的数据输出通道为MIPI CSI 接口，所述第一数据通信协议为MIPI CSI协议。
在一实施例中，所述第二数据通信协议满足：基于所述第二数据通信协议的影像数据具备由所述光纤传输组件将影像数据由电信号转换为光信号所要求的信号振幅。
在一实施例中，所述第二数据通信协议能够被所述影像处理部直接识别。
在一实施例中，影像数据传输装置还包括连接在所述影像传感器和所述第一数据处理器件之间的第一桥接电路 。
在一实施例中，所述第一桥接电路的数据输出通道比所述影像传感器的数据输出通道的数据传输速率低。
在一实施例中，所述第一桥接电路包括比所述影像传感器更多的数据输出通道。
在一实施例中，所述第一桥接电路用于将基于第一数据通信协议的影像数据转换为基于第三数据通信协议的影像数据；所述第三数据通信协议与所述第一数据通信协议和所述第二数据通信协议不同，并且所述第三数据通信协议的数据传输速率比所述第一数据通信协议的数据传输速率低。
在一实施例中，影像数据传输装置还包括连接在所述光纤传输组件和所述影像处理部之间的第三桥接电路 ，所述第三桥接电路用于将基于第二数据通信协议的影像数据转换为基于第四数据通信协议的影像数据；所述第四数据通信协议与所述第一数据通信协议和所述第二数据通信协议不同，并且所述第四数据通信协议的数据传输速率比所述第二数据通信协议的数据传输速率低。
在一实施例中，所述光纤传输组件包括电光转换器、光纤传输通道和光电转换器；
所述电光转换器接收由所述第一数据处理器件输出的影像数据，并将该影像数据由电信号转换为光信号，以输出给所述光纤传输通道；
所述光纤传输通道用于传输被转换为光信号的所述影像数据；所述光纤传输通道包括光纤；
所述光电转换器接收由所述光纤传输通道传输过来的光信号的影像数据，并将该影像数据由光信号转换为电信号后输出。
一种内窥镜摄像系统，包括：
光源部；
光源控制部，用于控制所述光源部提供成像所需的光；
内窥镜，包括能够插入到生物体内部的插入部；
摄像部，所述摄像部包括上述任一实施例所述的影像数据传输装置；
影像处理部，用于接收并处理由所述影像数据传输装置所输出的影像数据，以生成用于显示影像的数据；
显示器，用于对所述用于显示影像的数据进行显示。
在一实施例中，所述影像处理器包括一可编程逻辑门阵列或中央处理器。
 附图说明
图1为一种实施例的影像数据传输装置的结构示意图；
图2为一种实施例的影像数据传输装置的结构示意图；
图3为一种实施例的影像数据传输装置的结构示意图；
图4为一种实施例的影像数据传输装置的结构示意图；
图5为一种实施例的影像数据传输装置的结构示意图；
图6为一种实施例的影像数据传输装置的结构示意图；
图7为一种实施例的影像数据传输装置的结构示意图；
图8为一种实施例的影像数据传输装置的结构示意图；
图9为一种实施例的影像数据传输装置的结构示意图；
图10为一种实施例的影像数据传输装置的结构示意图；
图11为一种实施例的内窥镜摄像系统的结构示意图；
图12为一种实施例的内窥镜摄像系统的结构示意图；
图13为一种实施例的内窥镜摄像系统的结构示意图；
图14为一种实施例的内窥镜摄像系统的结构示意图；
图15为一种实施例的内窥镜摄像系统的结构示意图；
图16为一种实施例的内窥镜摄像系统的结构示意图；
图17为一种实施例的内窥镜摄像系统的结构示意图；
图18为一种实施例的内窥镜摄像系统的结构示意图；
图19为一种实施例的内窥镜摄像系统的结构示意图；
图20为一种实施例的内窥镜摄像系统的结构示意图；
图21为一种实施例的内窥镜摄像系统的结构示意图；
图22为一种实施例的内窥镜摄像系统的结构示意图；
图23为一种实施例的内窥镜摄像系统的结构示意图；
图24为一种实施例的内窥镜摄像系统的结构示意图；
图25为一种实施例的内窥镜摄像系统的结构示意图。
 本发明的实施方式
下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。
另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。
本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接（联接）。
如上所述，目前内窥镜摄像系统的图像数据采集和传输方案，其性能较难满足实时摄像的高清甚至4K的要求。
首先，目前4K式的影像传感器一般采用sub-LVDS接口的影像传感器，而无法选用性能更好的MIPI CSI接口的影像传感器。这是因为内窥镜摄像系统的图像采集部分（摄像头/摄像手柄）会受到尺寸和功耗的约束，而性能更好的MIPI CSI接口的影像传感器，其通常具有4个数据通道，这使得单个通道的速率较高，通常超过了1.5Gbps，而sub-LVDS接口的影像传感器则通常具有8-10个数据通道，因此在数量相同的情况下，sub-LVDS接口的影像传感器的单个通道的速率可以大大降低，例如不到1 Gbps。因此，目前内窥镜摄像系统在图像采集方面无法直接选择诸如MIPI CSI接口的影像传感器。
其次，对于4K式的影像传感器，其所采集和待传输的数据量非常大，为了保证实时性，需要高速地将影像传感器所采集的图像数据传输给图像处理主机，但目前的像多通道的双绞线来实现的图像数据传输，无法满足这种高速的实时传输，并且抗干扰能力偏差，线缆也比较粗。
考虑到大分辨率，例如像4K式的内窥镜摄像系统，目前还存在诸多技术问题待解决，申请人对这些技术问题中的一个或多个进行了研究，并提出了一些解决方案，下面具体说明。
一些实施例中提供了一种影像数据传输装置，本发明中的影像数据传输装置可以应用于诸如内窥镜摄像系统等场合和产品中。本发明的影像数据传输装置可以与内窥镜摄像系统中的影像处理部，例如图像处理主机连接，向影像处理部传输影像数据，并且其向影像处理部所传输的影像数据可以供影像处理部处理并生成用于显示影像的数据。影像数据传输装置可以包括一个或多个影像传感器，下面分情况进行说明。
请参照图1，一些实施例中的影像数据传输装置包括影像传感器10、第一数据处理器件20和光纤传输组件30，下面具体说明。
影像传感器10用于生成并输出基于第一数据通信协议的影像数据。一些实施例中，影像传感器10包括至少两个数据输出通道例如10a和10b，所述影像传感器通过其所述至少两个数据输出通道例如10a和10b输出影像数据。影像传感器10可以生成按照作为移动设备用CPU的AP（Application Processor，应用处理器）所能处理的规格的影像数据。
第一数据处理器件20包括一可编程逻辑门阵列器件，用于将影像传感器10所输出的影像数据转换成基于第二数据通信协议的影像数据并输出。其中，第二数据通信协议与第一数据通信协议不同。
光纤传输组件30用于将由第一数据处理器件20输出的所述基于第二数据通信协议的影像数据由电信号转换为光信号进行传输后，再将所述光信号转换为电信号并输出，以供所述影像处理部处理并生成用于显示影像的数据。光纤传输组件30只是作为一个透传通道，不涉及协议打包和解包工作。
在一实施例中，影像传感器10可以生成MIPI（Mobile Industry Processor Interface，移动行业处理器接口）规格的影像数据，例如影像传感器的数据输出通道为MIPI CSI 接口，所述第一数据通信协议为MIPI CSI协议。具体的，影像传感器的数据输出通道可以为MIPI CSI-2接口。MIPI是2003年由英国ARM、芬兰诺基亚Nokia、意法半导体 ST 和美国德州仪器TI等公司成立的一个联盟，目的是把手机内部的接口如摄像头、显示屏接口、射频/基带接口等标准化，从而减少手机设计的复杂程度和增加设计灵活性。MIPI联盟下面有不同的工作组，分别定义了一系列的手机内部接口标准，比如摄像头接口CSI （Camera Serial Interface）、显示接口DSI（Display Serial Interface）、射频接口DigRF、麦克风/喇叭接口SLIMbus等。终端市场要求具有更低功耗、更高数据传输率和更小的PCB占位空间，现在使用的几种基于标准的串行差分接口当中，MIPI接口适合用于在功率敏感同时又要求高性能的设备领域中。具体地，如上所述，CSI是由MIPI联盟下摄像工作组指定的接口标准；CSI-2是MIPI CSI第二版，主要由应用层、协议层、物理层组成，通常支持4通道数据传输，单线传输速度高达1Gb/s，也有支持8通道数据传输。除地线外，MIPI CSI-2接口一般会有1对I2C通信引脚，1对MIPI差分时钟引脚和1~4对MIPI差分数据信号引脚。
通常的，内窥镜摄像系统的摄像头为手持式的，医生在对病人进行手术时，手持摄像头，以调整观察部位和控制参数。由于影像传感器传输的数据量大，因此传输功率大，同时也产生较大的热量。摄像头需要设计为低功耗、发热少等特点。而MIPI接口的影像传感器则具有低功耗的特点，正好满足摄像头的设计要求。
因此，为了降低相关器件的功耗，本实施例采用具有较低功耗的MIPI CSI接口的影像传感器。然而，由于光纤传输组件将影像数据由电信号转换为光信号时，对影像数据的信号摆幅有要求。例如，光纤传输组件将数据由电信号转换为光信号，通常要求数据的信号摆幅下限为200mv，而MIPI CSI数据的信号摆幅通常小于200mv，再加上传输过程中的损耗，无法支持光纤传输组件将其由电信号转换为光信号。因此，在本实施例中，所述第二数据通信协议满足：基于所述第二数据通信协议的影像数据具备由所述光纤传输组件将影像数据由电信号转换为光信号所要求的信号振幅。
在一实施例中，由于第一数据处理器件20包括一可编程逻辑门阵列器件，第二数据通信协议可以为一种私有协议，即企业内部自定的协议标准。
在一实施例中，所述第二数据通信协议能够被所述影像处理部直接识别。通常的，如果第二数据通信协议为私有协议，经光纤传输组件传输的影像数据可以由影像处理部直接处理，而无需再进行协议转换。换话句说，光纤传输组件30可以直接与影像处理部连接，将数据输出给影像处理部进行处理，不需要再经过数据处理器件进行协议的转换。
请参照图2，一些实施例中，光纤传输组件30可以包括电光转换器32、光纤传输通道39a和光电转换器36。电光转换器32接收由第一数据处理器件20输出的影像数据，并将该影像数据由电信号转换为光信号，以输出给光纤传输通道39a；光纤传输通道39a用于传输被转换为光信号的影像数据，一些例子中，光纤传输通道39a包括光纤；光电转换器36接收由光纤传输通道39a传输过来的被转换为光信号的影像数据，并将该影像数据由光信号转换为电信号后输出至影像处理部。
在一实施例中，当影像传感器为8通道MIPI接口时，影像传感器通过8通道MIPI接口输出影像数据到第一数据处理器件，第一数据处理器件对获取到的影像数据进行处理后，转换成一路影像数据并输出。对应的，光纤传输组件将该路影像数据由电信号转换成光信号，并通过一路光纤进行传输。
在另一实施例中，当影像传感器为8通道MIPI接口时，影像传感器通过8通道MIPI接口输出影像数据到第一数据处理器件，第一数据处理器件对获取到的影像数据进行处理后，转换成两路影像数据并输出。对应的，光纤传输组件将该两路影像数据由电信号转换成光信号，并分别通过两路光纤进行传输。
通常的，经过第一数据处理器件处理的影像数据，其输出的影像数据的通道数量比其输入的影像数据的通道数量少。
影像传感器10的一个数据输出通道可以对应影像传感器10的一个管脚，也可以对应影像传感器10的多个管脚（例如2个）。由于影像传感器生成的影像数据较大，较难通过一个数据输出通道进行输出，因此，通常会将生成的影像数据通过多个数据输出通道进行输出，以降低每个输出通道的速率；同时，降低每个输出通道的速率后，也可以较大范围地适配下一级处理单元（例如第一数据处理器件20）的数据处理能力和功耗要求。
通常的，影像传感器设置在摄像头（摄像手柄）上，由于摄像头的尺寸和功耗要求，直接采用MIPI接口的影像传感器后，其后续的数据处理单元，例如第一数据处理器件，可能没有足够的性能接收并处理影像传感器输出的高速率影像数据。因此，一些实施例中，影像数据传输装置还可以包括一个或多个桥接电路，例如第一桥接电路41（图3）和/或第三桥接电路43（图4）。第一桥接电路的主要作用是降低数据的传输速率，即第一桥接电路的数据输出通道比所述影像传感器的数据输出通道的数据传输速率低，以适配后续的数据处理单元，例如第一数据处理器件。
在一实施例中，所述第一桥接电路包括比所述影像传感器更多的数据输出通道。
在一实施例中，所述第一桥接电路用于将基于第一数据通信协议的影像数据转换为基于第三数据通信协议的影像数据；所述第三数据通信协议与所述第一数据通信协议和所述第二数据通信协议不同，并且所述第三数据通信协议的数据传输速率比所述第一数据通信协议的数据传输速率低。例如将4通道的MIPI格式的数据转换成8通道的Sub-LVDS或LVDS等格式的数据然后输出，以将高速MIPI数据转换成低速Sub-LVDS数据。LVDS（Low Voltage Differential Signaling，即低电压差分信号）接口又称RS-644总线接口；LVDS即低电压差分信号，是一种低功耗、低误码率、低串扰和低辐射的差分信号技术，这种传输技术可以达到155Mbps以上，LVDS技术的核心是采用极低的电压摆幅高速差动传输数据。LVDS最早是由美国国家半导体公司（National Semiconductor）提出的一种高速信号传输电平，此后，LVDS在下列两个标准中作了定义：IEEEP1996.3（1996年3月通过），主要面向SCI（Scalable Coherent Interface）.定义了LVDS的电特性，还定义了SCI协议中包交换时的编码；ANS/EIA/EIA-644（1995年11月通过），主要定义了LVDS的电特性，并建议了最大传输速率及理论极限速率等参数。通常提到的LVDS标准是指后者。2001年ANS/EIA/EIA-644标准已重新修订发表。在ANS/EIA/EIA-64定义中的LVDS标准，理论极限速率为1.923Gbps，恒流源模式、低摆幅输出的工作模式决定着IVDS具有高速驱动能力。Sub-LVDS作为LVDS的发展，采用低摆幅电流模式传输系统，同传统的电压模式相比较，在达到几乎相同的性能水平时，由于有比传统模式更好的抗电源噪声能力，它可以在噪声容限低得多，而且摆幅也低得多的情况下工作。设计一个高效电流模式电路的主要挑战是静态功耗，但这在超高速网络中不成问题，因为这时的动态功耗往往起主要作用。再者，此处采用了更加先进的工艺，将供电电压从2．5 V降到1．8 V，输出电压摆幅从350 mV降为150 mV，从而可以达到更低的功耗和提供更高的传输速率。Sub-LVDS通常可以支持8-10通道数据传输。
一些实施例中，如图4所示，影像数据传输装置还包括连接在所述光纤传输组件和所述影像处理部之间的第三桥接电路43，所述第三桥接电路用于将基于第二数据通信协议的影像数据转换为基于第四数据通信协议的影像数据；所述第四数据通信协议与所述第一数据通信协议和所述第二数据通信协议不同，并且所述第四数据通信协议的数据传输速率比所述第二数据通信协议的数据传输速率低。通常的，由于影像数据处理部往往设置在摄像主机内，摄像主机对尺寸和功耗的要求没有摄像头严格，因此，第三桥接电路的主要作用在于数据协议格式的转换，以适配影像数据处理部接受影像数据的协议格式要求。例如，将MIPI格式数据转换为Sub-LVDS格式数据。
请参照图5，一些实施例中的影像数据传输装置包括多个影像传感器，例如第一影像传感器11和第二影像传感器12，所述影像数据传输装置还包括第一数据处理器件20和光纤传输组件30，下面具体说明。需要说明的是，图中显示的是影像数据传输装置包括两个影像传感器的例子，但这并不是用于仅限影像传感器的数目只能是两个，实际情况中，可以根据需求配置N个影像传感器，N可以是2，也可以是大于2的整数。
第一影像传感器11和第二影像传感器12都用于生成影像数据；第一影像传感器和第二影像传感器通过各自的数据输出通道输出基于第一数据通信协议的影像数据。在一实施例中，第一影像传感器11和第二影像传感器12都包括至少两个数据输出通道例如10a和10b，第一影像传感器11和第二影像传感器12通过各自所述至少两个数据输出通道输出影像数据。例如第一影像传感器11通过其至少两个数据输出通道例如10a和10b输出影像数据，第一影像传感器12通过其至少两个数据输出通道例如10a和10b输出影像数据。
第一数据处理器件20包括一可编程逻辑门阵列器件，其包括至少第一组数据输出端20a和第二组数据输出端20b；第一数据处理器件20用于将第一影像传感器所输出的影像数据转换成基于第二数据通信协议的第一组影像数据，并通过所述第一组数据输出端输出，以及将第二影像传感器所输出的影像数据转换成基于第二数据通信协议的第二组影像数据，并通过所述第二组数据输出端输出；所述第二数据通信协议与所述第一数据通信协议不同。
需要说明的是，第一组数据输出端20a和第二组数据输出端20b具体可以是一个输出端，也可以是多个输出端。对应的，第一组影像数据和第二组影像数据具体可以是一路影像数据，也可以是多路影像数据。
请参照图6，光纤传输组件30包括电光转换器31、光电转换器35、至少第一光纤传输通道39b和第二光纤传输通道39c。电光转换器31用于将由第一数据处理器件20输出的第一组影像数据由电信号转换为光信号，并通过第一光纤传输通道39b传输给光电转换器35，光电转换器35再将所接收的第一组影像数据由光信号转换为电信号并输出；电光转换器31还用于将由第一数据处理器件20输出的第二组影像数据由电信号转换为光信号，并通过第二光纤传输通道39c传输给光电转换器35，光电转换器35再将所接收的第二组影像数据由光信号转换为电信号并输出；其中，由光电转换器35输出的第一组影像数据和第二组影像数据用于供影像处理部处理并生成用于显示影像的数据。
在一实施例中，第一光纤传输通道39b和第二光纤传输通道39c是两路独立的信号传输通道，下面具体说明。
请参照图7，一些实施例中，第一光纤传输通道39b包括第一光纤39bg，第二光纤传输通道39c包括第二光纤39cg。具体地，电光转换器32包括至少第一输入端32a、第二输入端32b、第一输出端32c和第二输出端32d；光电转换器36包括至少第一输入端36a、第二输入端36b、第一输出端36c和第二输出端36d；电光转换器32的第一输出端32c通过第一光纤39bg与光电转换器36的第一输入端36a相连；电光转换器32的第二输出端32b通过第二光纤39cg与光电转换器36的第二输入端36b相连。电光转换器32的第一输入端32a、第二输入端32b则分别与第一数据处理器件20的第一组数据输出端20a、第二组数据输出端20b相连。
因此，电光转换器32通过其第一输入端32a接收由第一数据处理器件20输出的第一组影像数据，并将该第一组影像数据由电信号转换为光信号；电光转换器32通过其第一输出端32c将被转换为光信号的第一组影像数据输出，并通过第一光纤39bg传输；光电转换器36通过其第一输入端36a接收由第一光纤39bg传输过来的被转换为光信号的第一组影像数据，并将该第一组影像数据由光信号转换为电信号，以通过其第一输出端36c输出。类似地，电光转换器32通过其第二输入端32b接收由第一数据处理器件20输出的第二组影像数据，并将该第二组影像数据由电信号转换为光信号；电光转换器32通过其第二输出端32b将被转换为光信号的第二组影像数据输出，并通过第二光纤39cg传输；光电转换器36通过其第二输入端36b接收由第二光纤39cg传输过来的被转换为光信号的第二组影像数据，并将该第二组影像数据由光信号转换为电信号，以通过其第二输出端36d输出。
请参照图8，一些实施例中，电光转换器31包括第一电光转换器33和第二电光转换器34；光电转换器35包括第一光电转换器37和第一光电转换器38；第一光纤传输通道39b包括第一光纤39bg，第二光纤传输通道39c包括第二光纤39cg。具体地，第一电光转换器33包括第一输入端33a和第一输出端33b；第二电光转换器34包括第二输入端34a和第二输出端34b；第一光电转换器37包括第一输入端37a和第一输出端37b；第二光电转换器38包括第二输入端38a和第二输出端38b；第一电光转换器33的第一输出端33b通过第一光纤39bg与第一光电转换器37的第一输入端37a相连；第二电光转换器34的第二输出端34a通过第二光纤39cg与第二光电转换器38的第二输入端38a相连。第一电光转换器33的第一输入端33a与第一数据处理器件20的第一组数据输出端20a相连，第二电光转换器34的第二输入端34a与第一数据处理器件20的第二组数据输出端20b相连。
因此，第一电光转换器33通过其第一输入端33a接收由第一数据处理器件20输出的第一组影像数据，并将该第一组影像数据由电信号转换为光信号；第一电光转换器33通过其第一输出端33b将被转换为光信号的第一组影像数据输出，并通过第一光纤39bg传输；第一光电转换器37通过其第一输入端37a接收由第一光纤39bg传输过来的被转换为光信号的第一组影像数据，并将该第一组影像数据由光信号转换为电信号，以通过其第一输出端37b输出。类似地，第二电光转换器34通过其第二输入端34a接收由第一数据处理器件20输出的第二组影像数据，并将该第二组影像数据由电信号转换为光信号；第二电光转换器34通过其第二输出端34b将被转换为光信号的第二组影像数据输出，并通过第二光纤39cg传输；第二光电转换器38通过其第二输入端38a接收由第二光纤39cg传输过来的被转换为光信号的第二组影像数据，并将该第二组影像数据由光信号转换为电信号，以通过其第二输出端38b输出。
以上是光纤传输组件30的一些说明。
在一实施例中，所述第一影像传感器和第二影像传感器的数据输出通道为MIPI CSI接口，所述第一数据通信协议为MIPI CSI协议。具体的，第一影像传感器和第二影像传感器的数据输出通道可以为MIPI CSI-2接口。MIPI是2003年由英国ARM、芬兰诺基亚Nokia、意法半导体 ST 和美国德州仪器TI等公司成立的一个联盟，目的是把手机内部的接口如摄像头、显示屏接口、射频/基带接口等标准化，从而减少手机设计的复杂程度和增加设计灵活性。MIPI联盟下面有不同的工作组，分别定义了一系列的手机内部接口标准，比如摄像头接口CSI （Camera Serial Interface）、显示接口DSI（Display Serial Interface）、射频接口DigRF、麦克风/喇叭接口SLIMbus等。终端市场要求具有更低功耗、更高数据传输率和更小的PCB占位空间，现在使用的几种基于标准的串行差分接口当中，MIPI接口适合用于在功率敏感同时又要求高性能的设备领域中。具体地，如上所述，CSI是由MIPI联盟下摄像工作组指定的接口标准；CSI-2是MIPI CSI第二版，主要由应用层、协议层、物理层组成，通常支持4通道数据传输，单线传输速度高达1Gb/s，也有支持8通道数据传输。除地线外，MIPI CSI-2接口一般会有1对I2C通信引脚，1对MIPI差分时钟引脚和1~4对MIPI差分数据信号引脚。
通常的，内窥镜摄像系统的摄像头为手持式的，医生在对病人进行手术时，手持摄像头，以调整观察部位和控制参数。由于影像传感器传输的数据量大，因此传输功率大，同时也产生较大的热量。摄像头需要设计为低功耗、发热少等特点。而MIPI接口的影像传感器则具有低功耗的特点，正好满足摄像头的设计要求。
因此，为了降低相关器件的功耗，本实施例采用具有较低功耗的MIPI CSI接口的影像传感器。然而，由于光纤传输组件将影像数据由电信号转换为光信号时，对影像数据的信号摆幅有要求。例如，光纤传输组件将数据由电信号转换为光信号，通常要求数据的信号摆幅下限为200mv，而MIPI CSI数据的信号摆幅通常小于200mv，再加上传输过程中的损耗，无法支持光纤传输组件将其由电信号转换为光信号。因此，在本实施例中，所述第二数据通信协议满足：基于所述第二数据通信协议的影像数据具备由所述光纤传输组件将影像数据由电信号转换为光信号所要求的信号振幅。
在一实施例中，由于第一数据处理器件20包括一可编程逻辑门阵列器件，第二数据通信协议可以为一种私有协议，即企业内部自定的协议标准。
在一实施例中，所述第二数据通信协议能够被所述影像处理部直接识别。通常的，如果第二数据通信协议为私有协议，经光纤传输组件传输的影像数据可以由影像处理部直接处理，而无需再进行协议转换。
一些实施例中，影像数据传输装置还可以包括一个或多个桥接电路，例如第一桥接电路41和/或第二桥接电路42。桥接电路的作用是降低数据的传输速率，即所述第一桥接电路的数据输出通道比所述第一影像传感器的数据输出通道的数据传输速率低，所述第二桥接电路的数据输出通道比所述第二影像传感器的数据输出通道的数据传输速率低。
在一实施例中，所述第一桥接电路包括比所述第一影像传感器更多的数据输出通道，所述第二桥接电路包括比所述第二影像传感器更多的数据输出通道。
在一实施例中，所述第一桥接电路和所述第二桥接电路用于将基于第一数据通信协议的影像数据转换为基于第三数据通信协议的影像数据；所述第三数据通信协议与所述第一数据通信协议和所述第二数据通信协议不同，并且所述第三数据通信协议的数据传输速率比所述第一数据通信协议的数据传输速率低。
例如，第一桥接电路和第二桥接电路将输入的影像数据转换成Sub-LVDS或LVDS等格式的数据然后输出。LVDS（Low Voltage Differential Signaling，即低电压差分信号）接口又称RS-644总线接口；LVDS即低电压差分信号，是一种低功耗、低误码率、低串扰和低辐射的差分信号技术，这种传输技术可以达到155Mbps以上，LVDS技术的核心是采用极低的电压摆幅高速差动传输数据。
图9就是包括第一桥接电路41和第二桥接电路42的一个例子。
如图10所示，在一实施例中，影像数据传输装置还包括连接在所述光纤传输组件和所述影像处理部之间的第三桥接电路43和/或第四桥电路44；第三桥接电路43用于将基于第二数据通信协议的第一组影像数据转换为基于第四数据通信协议的影像数据，第四桥接电路44用于将基于第二数据通信协议的第二组影像数据转换为基于第四数据通信协议的影像数据；第四数据通信协议与第一数据通信协议和第二数据通信协议不同，并且第四数据通信协议的数据传输速率比第二数据通信协议的数据传输速率低。在一实施例中，第四数据通信协议可以为一种私有协议。
本申请实施例提供的影像数据传输装置，通过第一数据处理器件对影像传感器输出的影像数据进行一次通信协议转换，使得在产品设计时，影像传感器的选择面更广，例如可以使用低功耗、高速MIPI接口的影像传感器。
本发明中的影像数据传输装置可以应用于诸如内窥镜摄像系统等场合和产品中，下面不妨以应用于内窥摄像场合为例进行说明。
请参照图11、图12和图13，一些实施例中的内窥镜摄像系统包括光源部100、光源控制部200、内窥镜300、摄像部320、内窥镜数据传输装置400、影像处理部500和显示器600，下面具体说明。
光源部100用于向待观察部位提供照明光源。光源部100可以提供普通光成像所需的光，还可以提供特殊光成像所需的光。例如，光源部100向待观察部位提供的照明光源，可以是基于宽波段光线进行的普通光照明以及基于窄波段光线进行的特殊光照明，内窥镜系统在普通光照模式下生成彩色图像，在特殊光照模式下先生成具有血管增强效应的单色图像，再根据该单色图像的灰度值生成彩色图像——可以理解地，这种由单色图像例如灰度图像生成的彩色图像为伪彩图像，也即此时特殊光图像为伪彩图像。
一些实施例中，光源部100可以包括第一光源110和第二光源120。普通光照模式下，第一光源110可分时提供不同波长范围的多个单色光，例如，第一光源110可以是半导体光源或LED光源，提供的单色光可以是蓝光、绿光、红光等。在其他实施例中，第一光源110还可以提供所述多个单色光的组合光，或者是宽光谱的白光光源。所述单色光的波长范围大致为400nm至700nm。特殊光照模式下，第二光源120提供窄带光。例如，第二光源120可为发出窄带蓝激光的激光器，峰值波长取390nm-460nm范围内至少任意1个值的蓝色光。在其他实施例中，第二光源120也可以是LED光源或激光LED，发出的窄带光可以是窄带绿激光等。
一些实施例中，光源部100可进一步包括二向色镜130，在光源控制部200的控制下，第一光源110和第二光源120分时工作；即，第一光源110开启时，第二光源120关闭。反之亦然。该二向色镜130设置在多个单色光和窄带光的传输光路上，且多个单色光的光路和窄带光的光路经二向色镜130后合成为同一光路。例如，多个单色光可透射二向色镜130，窄带光可被二向色镜130反射，从而两者的光路合成为同一光路；反之亦然。在二向色镜130后的光路上，窄带光和多个单色光则分时沿合成的同一光路，向内窥镜300的方向传输。
在一些实施例中，光源部100还包括设置在二向色镜130和内窥镜300的光源导入口的耦合镜140。该耦合镜140可使自二向色镜130传输来的光线聚焦，从而更好地导入到内窥镜300内，尽可能降低光线损失，提高系统的整体照明质量。二向色镜130的光路合成作用和耦合镜140的聚焦作用，均能将光线更好地导入到内窥镜300内。同时，二向色镜130的使用可使光源部100整体结构更紧凑、光线传播路径更短。
以上是对光源部100的一些说明。光源控制部200用于控制光源部100，例如控制光源部100提供普通光成像所需的光，和控制光源部100提供特殊光成像所需的光。
内窥镜300用于传输光信号。一些实施例中，内窥镜300可以包括插入部310。一些实施例中，插入部310能够插入到生物体内部，例如插入部310为一部分的镜体主体，可由操作者插入到生物体内部。插入部310能够将光源部100产生的光线传输到待观察部位的导入部（可为导光光纤）。
摄像部320包括至少一个用于生成影像数据的传感器。例如一些例子中，摄像部320可以包括影像传感器10。再例如一些例子中，摄像部320可以包括第一影像传感器11和第二影像传感器12。再例如一些例子中，摄像部320可以包括N个用于生成影像数据的传感器，N可以是大于2的整数。
请参照图14，为摄像部320包括影像传感器10的例子。一些例子中，影像传感器10用于生成影像数据。影像传感器10可以生成按照作为移动设备用CPU的AP（Application Processor，应用处理器）所能处理的规格的影像数据。
例如影像传感器10可以生成MIPI（Mobile Industry Processor Interface，移动行业处理器接口）规格的影像数据，相应地，影像传感器的数据输出通道可以为MIPI CSI-2接口。
请参照图15，为摄像部320第一影像传感器11和第二影像传感器12的例子。一些例子中，第一影像传感器11和第二影像传感器12都用于生成影像数据。。
第一影像传感器11和第二影像传感器12可以生成按照作为移动设备用CPU的AP（Application Processor，应用处理器）所能处理的规格的影像数据。例如第一影像传感器11和第二影像传感器12可以生成MIPI（Mobile Industry Processor Interface，移动行业处理器接口）规格的影像数据，相应地，影像传感器的数据输出通道可以为MIPI CSI-2接口。
一些例子中，摄像部320一端与内窥镜数据传输装置400连接，从而为影像处理部500提供影像数据，摄像部320一端可以卡接到内窥镜，而光源部100为内窥镜300提供光源，摄像部320则可以获取内窥镜的光学信号。下面对内窥镜数据传输装置400进行说明。
内窥镜数据传输装置400用于将由摄像部320中传感器所产生的影像数据传输给后面的影像处理部500进行处理。内窥镜数据传输装置400的实现方式有多种，下面具体说明。
不妨以摄像部320包括影像传感器10的例子，说明这种实施例中内窥镜数据传输装置400的结构和功能。请参照图16，这种情况下，内窥镜数据传输装置400可以包括第一数据处理器件20和光纤传输组件30。
第一数据处理器件20包括一可编程逻辑门阵列器件，用于将影像传感器10所输出的影像数据转换成基于第二数据通信协议的影像数据并输出。其中，第二数据通信协议与第一数据通信协议不同。
光纤传输组件30用于将由第一数据处理器件20输出的所述基于第二数据通信协议的影像数据由电信号转换为光信号进行传输后，再将所述光信号转换为电信号并输出，以供所述影像处理部处理并生成用于显示影像的数据。
请参照图17，一些实施例中，光纤传输组件30可以包括电光转换器32、光纤传输通道39a和光电转换器36。电光转换器32接收由第一数据处理器件20输出的影像数据，并将该影像数据由电信号转换为光信号，以输出给光纤传输通道39a；光纤传输通道39a用于传输被转换为光信号的影像数据，一些例子中，光纤传输通道39a包括光纤；光电转换器36接收由光纤传输通道39a传输过来的被转换为光信号的影像数据，并将该影像数据由光信号转换为电信号后输出。
一些实施例中，内窥镜数据传输装置400还可以包括一个或多个桥接电路，例如第一桥接电路41(图18)和/或第三桥接电路43(图19)。桥接电路的作用是降低数据的传输速率，以适配后续的数据处理单元，例如第一数据处理器件。
在一实施例中，第一桥接电路包括比影像传感器更多的数据输出通道。
在一实施例中，第一桥接电路用于将基于第一数据通信协议的影像数据转换为基于第三数据通信协议的影像数据；第三数据通信协议与第一数据通信协议和所述第二数据通信协议不同，并且第三数据通信协议的数据传输速率比第一数据通信协议的数据传输速率低。
第三桥接电路43用于将基于第二数据通信协议的影像数据转换为基于第四数据通信协议的影像数据；第四数据通信协议与第一数据通信协议和所述第二数据通信协议不同，并且第四数据通信协议的数据传输速率比第二数据通信协议的数据传输速率低。
不妨再以摄像部320包括第一影像传感器11和第二影像传感器12的例子，说明这种实施例中内窥镜数据传输装置400的结构和功能。请参照图20，这种情况下，内窥镜数据传输装置400可以包括第一数据处理器件20和光纤传输组件30。
第一影像传感器11和第二影像传感器12都用于生成影像数据；第一影像传感器和第二影像传感器通过各自的数据输出通道输出基于第一数据通信协议的影像数据。
第一数据处理器件20包括一可编程逻辑门阵列器件，其包括至少第一组数据输出端20a和第二组数据输出端20b；第一数据处理器件20用于将第一影像传感器所输出的影像数据转换成基于第二数据通信协议的第一组影像数据，并通过所述第一组数据输出端输出，以及将第二影像传感器所输出的影像数据转换成基于第二数据通信协议的第二组影像数据，并通过所述第二组数据输出端输出；所述第二数据通信协议与所述第一数据通信协议不同；
请参照图21，光纤传输组件30包括电光转换器31、光电转换器35、至少第一光纤传输通道39b和第二光纤传输通道39c。电光转换器31用于将由第一数据处理器件20输出的第一组影像数据由电信号转换为光信号，并通过第一光纤传输通道39b传输给光电转换器35，光电转换器35再将所接收的第一组影像数据由光信号转换为电信号并输出；电光转换器31还用于将由第一数据处理器件20输出的第二组影像数据由电信号转换为光信号，并通过第二光纤传输通道39c传输给光电转换器35，光电转换器35再将所接收的第二组影像数据由光信号转换为电信号并输出；其中，由光电转换器35输出的第一组影像数据和第二组影像数据用于供影像处理部处理并生成用于显示影像的数据。
在一实施例中，第一光纤传输通道39b和第二光纤传输通道39c是两路独立的信号传输通道，下面具体说明。
请参照图22，一些实施例中，第一光纤传输通道39b包括第一光纤39bg，第二光纤传输通道39c包括第二光纤39cg。具体地，电光转换器32包括至少第一输入端32a、第二输入端32b、第一输出端32c和第二输出端32d；光电转换器36包括至少第一输入端36a、第二输入端36b、第一输出端36c和第二输出端36d；电光转换器32的第一输出端32c通过第一光纤39bg与光电转换器36的第一输入端36a相连；电光转换器32的第二输出端32b通过第二光纤39cg与光电转换器36的第二输入端36b相连。电光转换器32的第一输入端32a、第二输入端32b则分别与第一数据处理器件20的第一组数据输出端20a、第二组数据输出端20b相连。
因此，电光转换器32通过其第一输入端32a接收由第一数据处理器件20输出的第一组影像数据，并将该第一组影像数据由电信号转换为光信号；电光转换器32通过其第一输出端32c将被转换为光信号的第一组影像数据输出，并通过第一光纤39bg传输；光电转换器36通过其第一输入端36a接收由第一光纤39bg传输过来的被转换为光信号的第一组影像数据，并将该第一组影像数据由光信号转换为电信号，以通过其第一输出端36c输出。类似地，电光转换器32通过其第二输入端32b接收由第一数据处理器件20输出的第二组影像数据，并将该第二组影像数据由电信号转换为光信号；电光转换器32通过其第二输出端32b将被转换为光信号的第二组影像数据输出，并通过第二光纤39cg传输；光电转换器36通过其第二输入端36b接收由第二光纤39cg传输过来的被转换为光信号的第二组影像数据，并将该第二组影像数据由光信号转换为电信号，以通过其第二输出端36d输出。
请参照图23，一些实施例中，电光转换器31包括第一电光转换器33和第二电光转换器34；光电转换器35包括第一光电转换器37和第一光电转换器38；第一光纤传输通道39b包括第一光纤39bg，第二光纤传输通道39c包括第二光纤39cg。具体地，第一电光转换器33包括第一输入端33a和第一输出端33b；第二电光转换器34包括第二输入端34a和第二输出端34b；第一光电转换器37包括第一输入端37a和第一输出端37b；第二光电转换器38包括第二输入端38a和第二输出端38b；第一电光转换器33的第一输出端33b通过第一光纤39bg与第一光电转换器37的第一输入端37a相连；第二电光转换器34的第二输出端34a通过第二光纤39cg与第二光电转换器38的第二输入端38a相连。第一电光转换器33的第一输入端33a与第一数据处理器件20的第一组数据输出端20a相连，第二电光转换器34的第二输入端34a与第一数据处理器件20的第二组数据输出端20b相连。
因此，第一电光转换器33通过其第一输入端33a接收由第一数据处理器件20输出的第一组影像数据，并将该第一组影像数据由电信号转换为光信号；第一电光转换器33通过其第一输出端33b将被转换为光信号的第一组影像数据输出，并通过第一光纤39bg传输；第一光电转换器37通过其第一输入端37a接收由第一光纤39bg传输过来的被转换为光信号的第一组影像数据，并将该第一组影像数据由光信号转换为电信号，以通过其第一输出端37b输出。类似地，第二电光转换器34通过其第二输入端34a接收由第一数据处理器件20输出的第二组影像数据，并将该第二组影像数据由电信号转换为光信号；第二电光转换器34通过其第二输出端34b将被转换为光信号的第二组影像数据输出，并通过第二光纤39cg传输；第二光电转换器38通过其第二输入端38a接收由第二光纤39cg传输过来的被转换为光信号的第二组影像数据，并将该第二组影像数据由光信号转换为电信号，以通过其第二输出端38b输出。
以上是光纤传输组件30的一些说明。
如图24所示，一些实施例中，内窥镜数据传输装置400还可以包括一个或多个桥接电路，例如第一桥接电路41和/或第二桥接电路42。桥接电路的作用是降低数据的传输速率，即所述第一桥接电路的数据输出通道比所述第一影像传感器的数据输出通道的数据传输速率低，所述第二桥接电路的数据输出通道比所述第二影像传感器的数据输出通道的数据传输速率低。
在一实施例中，所述第一桥接电路包括比所述第一影像传感器更多的数据输出通道，所述第二桥接电路包括比所述第二影像传感器更多的数据输出通道。
在一实施例中，所述第一桥接电路和所述第二桥接电路用于将基于第一数据通信协议的影像数据转换为基于第三数据通信协议的影像数据；所述第三数据通信协议与所述第一数据通信协议和所述第二数据通信协议不同，并且所述第三数据通信协议的数据传输速率比所述第一数据通信协议的数据传输速率低。
例如，第一桥接电路和第二桥接电路将输入的影像数据转换成Sub-LVDS或LVDS等格式的数据然后输出。LVDS（Low Voltage Differential Signaling，即低电压差分信号）接口又称RS-644总线接口；LVDS即低电压差分信号，是一种低功耗、低误码率、低串扰和低辐射的差分信号技术，这种传输技术可以达到155Mbps以上，LVDS技术的核心是采用极低的电压摆幅高速差动传输数据。
如图25所示，在一实施例中，内窥镜数据传输装置400还包括连接在光纤传输组件和影像处理部之间的第三桥接电路43和/或第四桥电路44；第三桥接电路43用于将基于第二数据通信协议的第一组影像数据转换为基于第四数据通信协议的影像数据，第四桥接电路44用于将基于第二数据通信协议的第二组影像数据转换为基于第四数据通信协议的影像数据；第四数据通信协议与第一数据通信协议和第二数据通信协议不同，并且第四数据通信协议的数据传输速率比第二数据通信协议的数据传输速率低。在一实施例中，第四数据通信协议可以为一种私有协议。
本申请实施例提供的内窥镜摄像系统，通过第一数据处理器件对影像传感器输出的影像数据进行一次通信协议转换，使得在产品设计时，影像传感器的选择面更广，例如可以使用低功耗、高速MIPI接口的影像传感器。
以上是内窥镜数据传输装置400的一些说明。在其他实施例中，摄像部320还可以包括3个以上的影像传感器，其影像数据的传输原理可参见2个影像传感器（第一影像传感器11和第二影像传感器12）。
影像处理部500可以作为内窥镜摄像系统的图像处理主机，影像处理部500用于接收并处理由所述内窥镜数据传输装置400所输出的影像数据，以生成用于显示影像的数据。
显示器600则用于对影像数据进行显示。
以上就是本发明一些实施例中内窥镜摄像系统的说明。本领技术人员应当理解的是，图11至图25仅是内窥镜摄像系统的示例，并不构成内窥镜摄像系统的限定，内窥镜摄像系统可以包括比图11至图25所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如内窥镜摄像系统还可以包括扩张器、烟雾控制装置、输入输出设备、网络接入设备等。另外，图11-25与图1-10相同标号的部件，可以是相同的，具体介绍可参见图1-10对应实施例中的描述。
本文参照了各种示范实施例进行说明。然而，本领域的技术人员将认识到，在不脱离本文范围的情况下，可以对示范性实施例做出改变和修正。例如，各种操作步骤以及用于执行操作步骤的组件，可以根据特定的应用或考虑与系统的操作相关联的任何数量的成本函数以不同的方式实现（例如一个或多个步骤可以被删除、修改或结合到其他步骤中）。
虽然在各种实施例中已经示出了本文的原理，但是许多特别适用于特定环境和操作要求的结构、布置、比例、元件、材料和部件的修改可以在不脱离本披露的原则和范围内使用。以上修改和其他改变或修正将被包含在本文的范围之内。
前述具体说明已参照各种实施例进行了描述。然而，本领域技术人员将认识到，可以在不脱离本披露的范围的情况下进行各种修正和改变。因此，对于本披露的考虑将是说明性的而非限制性的意义上的，并且所有这些修改都将被包含在其范围内。同样，有关于各种实施例的优点、其他优点和问题的解决方案已如上所述。然而，益处、优点、问题的解决方案以及任何能产生这些的要素，或使其变得更明确的解决方案都不应被解释为关键的、必需的或必要的。本文中所用的术语“包括”和其任何其他变体，皆属于非排他性包含，这样包括要素列表的过程、方法、文章或设备不仅包括这些要素，还包括未明确列出的或不属于该过程、方法、系统、文章或设备的其他要素。此外，本文中所使用的术语“耦合”和其任何其他变体都是指物理连接、电连接、磁连接、光连接、通信连接、功能连接和/或任何其他连接。
具有本领域技术的人将认识到，在不脱离本发明的基本原理的情况下，可以对上述实施例的细节进行许多改变。因此，本发明的范围应仅由权利要求确定。

Claims (22)

  1. 一种用于内窥镜摄像系统的影像数据传输装置，所述影像数据传输装置用于与所述内窥镜摄像系统中的影像处理部连接，以向所述影像处理部传输影像数据；其特征在于，所述影像数据传输装置包括：
    至少第一影像传感器和第二影像传感器，所述第一影像传感器和第二影像传感器都用于生成影像数据；所述第一影像传感器和第二影像传感器通过各自的数据输出通道输出基于第一数据通信协议的影像数据；
    第一数据处理器件，所述第一数据处理器件包括一可编程逻辑门阵列器件，其包括至少第一组数据输出端和第二组数据输出端；所述第一数据处理器件用于将所述第一影像传感器所输出的影像数据转换成基于第二数据通信协议的第一组影像数据，并通过所述第一组数据输出端输出，以及将所述第二影像传感器所输出的影像数据转换成基于第二数据通信协议的第二组影像数据，并通过所述第二组数据输出端输出；所述第二数据通信协议与所述第一数据通信协议不同；
    光纤传输组件，包括电光转换器、光电转换器、至少第一光纤传输通道和第二光纤传输通道；所述电光转换器用于将由所述第一数据处理器件输出的第一组影像数据由电信号转换为光信号，并通过所述第一光纤传输通道传输给所述光电转换器，所述光电转换器再将所接收的第一组影像数据由光信号转换为电信号并输出；所述电光转换器还用于将由所述第一数据处理器件输出的第二组影像数据由电信号转换为光信号，并通过所述第二光纤传输通道传输给所述光电转换器，所述光电转换器再将所接收的第二组影像数据由光信号转换为电信号并输出；其中，由所述光电转换器输出的第一组影像数据和第二组影像数据用于供所述影像处理部处理并生成用于显示影像的数据。
  2. 如权利要求1所述的影像数据传输装置，其特征在于，所述第一影像传感器和第二影像传感器的数据输出通道为MIPI CSI接口，所述第一数据通信协议为MIPI CSI协议。
  3. 如权利要求2所述的影像数据传输装置，其特征在于，所述第二数据通信协议满足：基于所述第二数据通信协议的影像数据具备由所述电光转换器将影像数据由电信号转换为光信号所要求的信号振幅。
  4. 如权利要求1-3任意一项所述的影像数据传输装置，其特征在于，所述第二数据通信协议能够被所述影像处理部直接识别。
    5如权利要求1-3所述的影像数据传输装置，其特征在于，还包括连接在所述第一影像传感器和所述第一数据处理器件之间的第一桥接电路和/或连接在所述第二影像传感器和所述第一数据处理器件之间的第二桥接电路。
  5. 如权利要求5所述的影像数据传输装置，其特征在于，所述第一桥接电路的数据输出通道比所述第一影像传感器的数据输出通道的数据传输速率低，所述第二桥接电路的数据输出通道比所述第二影像传感器的数据输出通道的数据传输速率低。
  6. 如权利要求5所述的影像数据传输装置，其特征在于，所述第一桥接电路包括比所述第一影像传感器更多的数据输出通道，所述第二桥接电路包括比所述第二影像传感器更多的数据输出通道。
  7. 如权利要求5所述的影像数据传输装置，其特征在于，所述第一桥接电路和所述第二桥接电路用于将基于第一数据通信协议的影像数据转换为基于第三数据通信协议的影像数据；所述第三数据通信协议与所述第一数据通信协议和所述第二数据通信协议不同，并且所述第三数据通信协议的数据传输速率比所述第一数据通信协议的数据传输速率低。
  8. 如权利要求1-3、5-8任意一项所述的影像数据传输装置，其特征在于，还包括连接在所述光纤传输组件和所述影像处理部之间的第三桥接电路和/或第四桥电路；所述第三桥接电路用于将基于第二数据通信协议的第一组影像数据转换为基于第四数据通信协议的影像数据，所述第四桥接电路用于将基于第二数据通信协议的第二组影像数据转换为基于第四数据通信协议的影像数据；所述第四数据通信协议与所述第一数据通信协议和所述第二数据通信协议不同，并且所述第四数据通信协议的数据传输速率比所述第二数据通信协议的数据传输速率低。
  9. 如权利要求1所述的影像数据传输装置，其特征在于，所述第一光纤传输通道包括第一光纤，所述第二光纤传输通道包括第二光纤；
    所述电光转换器包括至少第一输入端、第二输入端、第一输出端和第二输出端；所述光电转换器包括至少第一输入端、第二输入端、第一输出端和第二输出端；所述电光转换器的第一输出端通过所述第一光纤与所述光电转换器的第一输入端相连；所述电光转换器的第二输出端通过所述第二光纤与所述光电转换器的第二输入端相连；
    所述电光转换器通过其第一输入端接收由所述第一数据处理器件输出的第一组影像数据，并将该第一组影像数据由电信号转换为光信号；所述电光转换器通过其第一输出端将被转换为光信号的第一组影像数据输出，并通过所述第一光纤传输；所述电光转换器通过其第一输入端接收由所述第一光纤传输过来的被转换为光信号的第一组影像数据，并将该第一组影像数据由光信号转换为电信号，以通过其第一输出端输出；
    所述电光转换器通过其第二输入端接收由所述第一数据处理器件输出的第二组影像数据，并将该第二组影像数据由电信号转换为光信号；所述电光转换器通过其第二输出端将被转换为光信号的第二组影像数据输出，并通过所述第二光纤传输；所述电光转换器通过其第二输入端接收由所述第二光纤传输过来的被转换为光信号的第二组影像数据，并将该第二组影像数据由光信号转换为电信号，以通过其第二输出端输出。
  10. 如权利要求1所述的影像数据传输装置，其特征在于，所述电光转换器包括第一电光转换器和第二电光转换器；所述光电转换器包括第一光电转换器和第二光电转换器；所述第一光纤传输通道包括第一光纤，所述第二光纤传输通道包括第二光纤；
    所述第一电光转换器包括第一输入端和第一输出端；所述第二电光转换器包括第二输入端和第二输出端；所述第一光电转换器包括第一输入端和第一输出端；所述第二光电转换器包括第二输入端和第二输出端；所述第一电光转换器的第一输出端通过所述第一光纤与所述第一光电转换器的第一输入端相连；所述第二电光转换器的第二输出端通过所述第二光纤与所述第二光电转换器的第二输入端相连；
    所述第一电光转换器通过其第一输入端接收由所述第一数据处理器件输出的第一组影像数据，并将该第一组影像数据由电信号转换为光信号；所述第一电光转换器通过其第一输出端将被转换为光信号的第一组影像数据输出，并通过所述第一光纤传输；所述第一电光转换器通过其第一输入端接收由所述第一光纤传输过来的被转换为光信号的第一组影像数据，并将该第一组影像数据由光信号转换为电信号，以通过其第一输出端输出；
    所述第二电光转换器通过其第二输入端接收由所述第一数据处理器件输出的第二组影像数据，并将该第二组影像数据由电信号转换为光信号；所述第二电光转换器通过其第二输出端将被转换为光信号的第二组影像数据输出，并通过所述第二光纤传输；所述第二电光转换器通过其第二输入端接收由所述第二光纤传输过来的被转换为光信号的第二组影像数据，并将该第二组影像数据由光信号转换为电信号，以通过其第二输出端输出。
  11. 一种用于内窥镜摄像系统的影像数据传输装置，所述影像数据传输装置用于与所述内窥镜摄像系统中的影像处理部连接，以向所述影像处理部传输影像数据；其特征在于，所述影像数据传输装置包括：
    影像传感器，所述影像传感器用于生成并输出基于第一数据通信协议的影像数据；
    第一数据处理器件，所述第一数据处理器件包括一可编程逻辑门阵列器件，所述第一数据处理器件至少用于将所述影像传感器所输出的影像数据转换成基于第二数据通信协议的影像数据并输出；所述第二数据通信协议与所述第一数据通信协议不同；
    光纤传输组件，用于将由所述第一数据处理器件输出的所述基于第二数据通信协议的影像数据由电信号转换为光信号进行传输后，再将所述光信号转换为电信号并输出，以供所述影像处理部处理并生成用于显示影像的数据。
  12. 如权利要求12所述的影像数据传输装置，其特征在于，所述影像传感器的数据输出通道为MIPI CSI接口，所述第一数据通信协议为MIPI CSI协议。
  13. 如权利要求13所述的影像数据传输装置，其特征在于，所述第二数据通信协议满足：基于所述第二数据通信协议的影像数据具备由所述光纤传输组件将影像数据由电信号转换为光信号所要求的信号振幅。
  14. 如权利要求12-14任意一项所述的影像数据传输装置，其特征在于，所述第二数据通信协议能够被所述影像处理部直接识别。
  15. 如权利要求12-14任意一项所述的影像数据传输装置，其特征在于，还包括连接在所述影像传感器和所述第一数据处理器件之间的第一桥接电路。
  16. 如权利要求16所述的影像数据传输装置，其特征在于，所述第一桥接电路的数据输出通道比所述影像传感器的数据输出通道的数据传输速率低。
  17. 如权利要求16所述的影像数据传输装置，其特征在于，所述第一桥接电路包括比所述影像传感器更多的数据输出通道。
  18. 如权利要求16所述的影像数据传输装置，其特征在于，所述第一桥接电路用于将基于第一数据通信协议的影像数据转换为基于第三数据通信协议的影像数据；所述第三数据通信协议与所述第一数据通信协议和所述第二数据通信协议不同，并且所述第三数据通信协议的数据传输速率比所述第一数据通信协议的数据传输速率低。
  19. 如权利要求12-14、16-19任意一项所述的影像数据传输装置，其特征在于，还包括连接在所述光纤传输组件和所述影像处理部之间的第三桥接电路，所述第三桥接电路用于将基于第二数据通信协议的影像数据转换为基于第四数据通信协议的影像数据；所述第四数据通信协议与所述第一数据通信协议和所述第二数据通信协议不同，并且所述第四数据通信协议的数据传输速率比所述第二数据通信协议的数据传输速率低。
  20. 如权利要求12-20任意一项所述的影像数据传输装置，其特征在于，所述光纤传输组件包括电光转换器、光纤传输通道和光电转换器；
    所述电光转换器接收由所述第一数据处理器件输出的影像数据，并将该影像数据由电信号转换为光信号，以输出给所述光纤传输通道；
    所述光纤传输通道用于传输被转换为光信号的所述影像数据；所述光纤传输通道包括光纤；
    所述光电转换器接收由所述光纤传输通道传输过来的光信号的影像数据，并将该影像数据由光信号转换为电信号后输出。
  21. 一种内窥镜摄像系统，其特征在于，包括：
    光源部；
    光源控制部，用于控制所述光源部提供成像所需的光；
    内窥镜，包括能够插入到生物体内部的插入部；
    摄像部，所述摄像部包括如权利要求1-21任意一项所述的影像数据传输装置；
    影像处理部，用于接收并处理由所述影像数据传输装置所输出的影像数据，以生成用于显示影像的数据；
    显示器，用于对所述用于显示影像的数据进行显示。
  22. 如权利要求22所述的内窥镜摄像系统，其特征在于，所述影像处理器包括一可编程逻辑门阵列或中央处理器。
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