CN219718374U - 信号传输结构及内窥镜系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型适用于内窥镜系统技术领域，具体提供一种信号传输结构及内窥镜系统，结构包括信号均衡模块，用于接收前端输入的数据信号进行均衡补偿后通过第一路输出线路输出经过均衡补偿后的数据信号，并通过第二路输出线路输出与数据信号对应的时钟信号；去抖电路，与信号均衡模块的第二路输出线路连接，用于接收时钟信号进行去抖后输出；信号处理模块，与信号均衡模块的第一路输出线路和去抖电路连接，用于接收经过均衡补偿后的数据信号和经过去抖后的时钟信号。本申请通过将数据信号进行均衡补偿后输出给信号处理模块，同时输出与该数据信号对应的时钟信号至去抖电路，保证了时钟和数据接收稳定性，避免信号噪声增加，从而保证信号传输质量。

Description

信号传输结构及内窥镜系统

技术领域

本实用新型属于内窥镜系统技术领域，尤其涉及一种信号传输结构及内窥镜系统。

背景技术

内窥镜是集中了传统光学、人体工程学、精密机械、现代电子、数学、软件等于一体的检测仪器，普遍应用于医学领域以及工业领域中。例如，利用内窥镜进行机器管道维修、汽车维修，或者利用内窥镜检查消化道内疾病或者进行相关手术。

当前的内窥镜图像信号传输，由于LVDS信号本身在低速率下传输距离远特点，大部分都是将前端图像信号转换为LVDS信号进行传输。但是，在高速率且传输距离长的应用场景下，LVDS信号易衰减和受扰，导致信号噪声增加，从而会影响图像质量。

实用新型内容

本实用新型提供一种信号传输结构，解决现有的内窥镜使用LVDS信号在高速率、远距离传输时信号噪声增加，从而影响图像质量的问题。

本实用新型是这样实现的，一种信号传输结构，包括：

信号均衡模块，用于接收前端输入的数据信号进行均衡补偿后通过第一路输出线路输出经过均衡补偿后的数据信号，并通过第二路输出线路输出与数据信号对应的时钟信号；

去抖电路，与信号均衡模块的第二路输出线路连接，用于接收时钟信号进行去抖后输出；

信号处理模块，与信号均衡模块的第一路输出线路和去抖电路连接，用于接收经过均衡补偿后的数据信号和经过去抖后的时钟信号。

可选地，前端包括操作部和镜体前端；

镜体前端用于采集图像信息生成电信号后输出至操作部；

操作部用于接收镜体前端输出的电信号并转换成数据信号后转发给信号均衡模块。

可选地，镜体前端包括图像传感器和信号转换电路；

图像传感器用于根据采集的所述图像信息生成mipi信号；

信号转换电路与图像传感器连接，用于接收mipi信号并转换生成串行信号后输出至操作部。

可选地，操作部包括解串电路和信号增强电路；

解串电路与信号转换电路连接，用于接收串行信号并转换成LVDS信号后输出；

信号增强电路与解串电路连接，用于接收LVDS信号进行信号增强后输出至信号均衡模块。

可选地，信号增强电路包括第一输出端和第二输出端；

信号增强电路用于将经过信号增强后的LVDS信号所携带的数据信号和时钟信号分别通过第一输出端和第二输出端输出至信号均衡模块。

可选地，信号均衡模块包括与第一输出端连接的第一输入端和与第二输出端连接的第二输入端，用于通过第一输入端接收第一输出端输出的数据信号，以及通过第二输入端接收第二输出端输出的时钟信号。

可选地，信号传输结构包括与信号处理模块连接的监视器。

可选地，信号均衡模块为EQ均衡器。

可选地，信号处理模块为FPGA模块。

第二方面，本申请还提供一种内窥镜系统，包括如上述的信号传输结构。

本实用新型的有益效果在于，本申请通过信号均衡模块将前端输入的数据信号进行均衡补偿后输出给信号处理模块，同时输出与该数据信号对应的时钟信号至去抖电路，时钟信号经过长距离传输后存在较大的抖动，由去抖电路对时钟信号进行去抖后输出至信号处理模块，保证了时钟和数据接收稳定性，避免信号噪声增加，从而保证信号传输质量。

附图说明

图1是本申请信号传输结构一个实施例的模块结构示意图；

图2是本申请内窥镜系统一个实施例的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

在本申请下文中，FPGA(Field Programmable Gate Array，可编程的逻辑列阵)是在PAL(可编程阵列逻辑)、GAL(通用阵列逻辑)等可编程器件的基础上进一步发展的产物。

mipi信号一般是差分信号，支持MIPI接口，MIPI(Mobile Industry ProcessorInterface，移动产业处理器接口)是MIPI联盟发起的为移动应用处理器制定的开放标准和一个规范。mipi协议介绍MIPI联盟定义了一套接口标准,把移动设备内部的接口如摄像头、显示屏、基带、射频接口等标准化,从而减少手机设计的复杂程度和增加设计灵活性。

LVDS(Low-Voltage Differential Signaling)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。

本实用新型实施例信号均衡模块将前端输入的数据信号进行均衡补偿后输出给信号处理模块，同时输出与该数据信号对应的时钟信号至去抖电路，时钟信号经过长距离传输后存在较大的抖动，由去抖电路对时钟信号进行去抖后输出至信号处理模块，保证了时钟和数据接收稳定性，避免信号噪声增加，从而保证信号传输质量。

实施例一

如图1和图2所示，本实施例提供一种信号传输结构，包括：

信号均衡模块110，用于接收前端输入的数据信号进行均衡补偿后通过第一路输出线路输出经过均衡补偿后的数据信号，并通过第二路输出线路输出与数据信号对应的时钟信号；

去抖电路120，与信号均衡模块110的第二路输出线路连接，用于接收时钟信号进行去抖后输出；

信号处理模块130，与信号均衡模块110的第一路输出线路和去抖电路120连接，用于接收经过均衡补偿后的数据信号和经过去抖后的时钟信号。

在实施时，信号均衡模块110与前端连接以接收前端输入的数据信号。可选地，前端是指信号均衡模块110之前的模块部件。在一些实施例中，以本申请提供的信号传输结构应用于内窥镜系统为例，内窥镜系统包括镜体前端300、操作部200、处理器主机100以及监视器400组成，其中，信号均衡模块110、去抖电路120和信号处理模块130均设置于处理器主机100中，则镜体前端300和操作部200可以看成是前端，同理，监视器400可以看成是后端部分。

可选地，前端输出数据信号至信号均衡模块110，由信号均衡模块110对数据信号进行均衡补偿后通过第一路输出线路输出至信号处理模块130。在一些实施例中，前端输出数据信号为LVDS信号，LVDS信号携带有数据信息和时钟信号。以内窥镜系统为例，操作部200和处理器主机100距离较远，LVDS信号经过长距离传输后会出现信号衰减和时钟抖动，此时，经过信号均衡模块110进行均衡补偿后能很好地将信号恢复过来，同时时钟信号经过去抖电路120进行去抖后输出给信号处理模块130，能有效保证时钟和数据接收稳定性，保证信号质量。

信号处理模块130可以将恢复过来的数据信号和时钟信号进行预设算法处理，以转换成后端部分需要的信号后再输出给后端部分。

可选地，预设算法可以采用ISP(Image Singal Process)算法，用于对前端图像传感器Cmos sensor输出的信号做后期处理，主要功能有线性纠正、噪声去除、坏点去除、内插、白平衡、自动曝光控制等，使图像看上去更清晰，在此不做赘述。

本实用新型实施例信号均衡模块110将前端输入的数据信号进行均衡补偿后输出给信号处理模块130，同时输出与该数据信号对应的时钟信号至去抖电路120，时钟信号经过长距离传输后存在较大的抖动，由去抖电路120对时钟信号进行去抖后输出至信号处理模块130，保证了时钟和数据接收稳定性，避免信号噪声增加，从而保证信号传输质量。

实施例二

在一些可选实施例中，前端包括操作部200和镜体前端300；

镜体前端300用于采集图像信息生成电信号后输出至操作部200；

操作部200用于接收镜体前端300输出的电信号并转换成数据信号后转发给信号均衡模块110。

在实施时，镜体前端300为内窥镜系统的摄像头部分，可以采集图像信息转换成电信号后输出给操作部200，以通过操作部200将电信号转换为数据信号后发送至信号均衡模块110，或者通过操作部200将该电信号作为数据信号直接发送给信号均衡模块110。再由信号均衡模块110对数据信号进行均衡补偿后发给信号处理模块130，同时将与数据信号对应的时钟信号经过去抖电路120后再发送给信号处理模块130，保证数据和时钟接收稳定性。

可选地，操作部200可以响应操作人员的操作控制镜体前端300的转向、移动和图像采集等功能，在此不做赘述。

实施例三

在一些可选实施例中，镜体前端300包括图像传感器310和信号转换电路320；

图像传感器310用于根据采集的图像信息生成mipi信号；

信号转换电路320与图像传感器310连接，用于接收mipi信号转换生成串行信号后输出至操作部200。

可选地，操作部200包括解串电路210和信号增强电路220；

解串电路210与信号转换电路320连接，用于接收串行信号并转换成LVDS信号后输出；

信号增强电路220与解串电路210连接，用于接收LVDS信号进行信号增强后输出至信号均衡模块110。

在实施时，如图2所示，图像传感器310为Cmos sensor(图像传感器),用于采集图像信息，并将采集的图像信息生成mipi信号后输出给信号转换电路320。

可选地，信号转换电路320为mipi转串行电路，信号转换电路320将接收到的mipi信号进行转换生成串行信号，再通过电子线缆传输到操作部200的解串电路210。

可选地，解串电路210将串行信号转换成LVDS信号，再输出给信号增强电路220，信号增强电路220为Redriver，LVDS信号经过信号增强电路220增强信号驱动能力后作为数据信号传输给处理器主机100的信号均衡模块110。

在一些实施例中，经过信号增强后的LVDS信号可以看成包括数据信号和时钟信号，其中，如图2所示，数据信号映射为LVDS data0～4，时钟信号映射为LVDS CLK。

可选地，信号增强电路220包括第一输出端和第二输出端；

信号增强电路220用于将经过信号增强后的LVDS信号所携带的数据信号和时钟信号分别通过第一输出端和第二输出端输出至信号均衡模块110。

可选地，信号均衡模块110包括第一输入端和第二输入端。其中，第一输入端与第一输出端连接，用于接收LVDS data0～4。第二输入端与第二输出端连接，用于接收LVDSCLK。

在一些实施例中，操作部200和处理器主机100之间的线路可以看出包括两路传输链路，其中，第一路传输链路两端分别连接信号增强电路220的第一输出端和信号均衡模块110的第一输入端，用于传输数据信号，第二路传输链路两端分别连接信号增强电路220的第二输出端和信号均衡模块110的第二输入端，用于传输时钟信号。

在一些实施例中，信号均衡模块110为EQ均衡器，信号处理模块130为FPGA模块。处理器主机100接收LVDS信号后经过EQ均衡后data0～4输出给FPGA模块，同时LVDS CLK经过去抖电路120后输出给FPGA模块，FPGA模块经过ISP算法输出信号给监视器400进行显示。

在实施时，信号增强电路220增加信号驱动能力是将信号电流或幅度放大，然后传输给信号均衡模块110，LVDS信号经过长距离传输后高频分量衰减，此时通过信号均衡模块110补偿高频分量，从而把信号很好地恢复出来。同时，由于时钟信号作为LVDS receiver接收数据的基准时钟，该时钟信号经过长距离传输后存在比较大的抖动，该抖动会导致数据接收错误，本申请的时钟信号经过去抖电路120后再给FPGA模块，保证了时钟和数据接收稳定性。

实施例四

在一些可选实施例中，本申请还提供一种内窥镜系统，内窥镜系统包括如上述的信号传输结构。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和间接，上述描述的内窥镜系统的结构和实现原理，可以参考前述实施例一至三中的对应结构和实现原理，在此不再赘述。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种信号传输结构，其特征在于，包括：

信号均衡模块，用于接收前端输入的数据信号进行均衡补偿后通过第一路输出线路输出经过均衡补偿后的数据信号，并通过第二路输出线路输出与所述数据信号对应的时钟信号；

去抖电路，与所述信号均衡模块的第二路输出线路连接，用于接收所述时钟信号进行去抖后输出；

信号处理模块，与所述信号均衡模块的第一路输出线路和所述去抖电路连接，用于接收经过均衡补偿后的数据信号和经过去抖后的时钟信号。

2.如权利要求1所述的信号传输结构，其特征在于，所述前端包括操作部和镜体前端；

所述镜体前端用于采集图像信息生成电信号后输出至所述操作部；

所述操作部用于接收所述镜体前端输出的电信号并转换成数据信号后转发给所述信号均衡模块。

3.如权利要求2所述的信号传输结构，其特征在于，所述镜体前端包括图像传感器和信号转换电路；

所述图像传感器用于根据采集的所述图像信息生成mipi信号；

所述信号转换电路与所述图像传感器连接，用于接收所述mipi信号并转换生成串行信号后输出至所述操作部。

4.如权利要求3所述的信号传输结构，其特征在于，所述操作部包括解串电路和信号增强电路；

所述解串电路与所述信号转换电路连接，用于接收所述串行信号并转换成LVDS信号后输出；

所述信号增强电路与所述解串电路连接，用于接收所述LVDS信号进行信号增强后输出至所述信号均衡模块。

5.如权利要求4所述的信号传输结构，其特征在于，所述信号增强电路包括第一输出端和第二输出端；

所述信号增强电路用于将经过信号增强后的LVDS信号所携带的数据信号和所述时钟信号分别通过所述第一输出端和所述第二输出端输出至所述信号均衡模块。

6.如权利要求5所述的信号传输结构，其特征在于，所述信号均衡模块包括与所述第一输出端连接的第一输入端和与所述第二输出端连接的第二输入端，用于通过所述第一输入端接收所述第一输出端输出的数据信号，以及通过所述第二输入端接收所述第二输出端输出的时钟信号。

7.如权利要求1所述的信号传输结构，其特征在于，所述信号传输结构还包括与所述信号处理模块连接的监视器。

8.如权利要求1所述的信号传输结构，其特征在于，所述信号均衡模块为EQ均衡器。

9.如权利要求1所述的信号传输结构，其特征在于，所述信号处理模块为FPGA模块。

10.一种内窥镜系统，其特征在于，包括如权利要求1至9中任一项所述的信号传输结构。