JP2008183049A - Imaging device, and capsule type endoscopic camera - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、撮像装置に関し、特に、固体撮像素子を用いた撮像装置およびカプセル型内視カメラに関する。 The present invention relates to an imaging apparatus, and more particularly, to an imaging apparatus using a solid-state imaging device and a capsule endoscope camera.
MOSイメージセンサ及びCCDイメージセンサなどの固体撮像装置を用いたカプセル内視カメラが知られている。 A capsule endoscope camera using a solid-state imaging device such as a MOS image sensor or a CCD image sensor is known.
内視カメラは、人間の目が届かないところを観察するために、用いられる。例えば、内視カメラは、人体の消化器等の内部表面の観察といった医療用途に用いられる。一般的な内視カメラは、管状の挿入部が観察対象部に挿入される。挿入部の先端にはイメージセンサ(固体撮像装置)が配置され、固体撮像装置には、光ファイバが接続される。イメージセンサで撮像された画像は、光ファイバを介して操作者側に伝達させる。また、観察対象は人体の内部等の暗部内に存在するので、挿入部の先端には観察対象を照らすための光源が設けられる。 Endoscopic cameras are used to observe where human eyes cannot reach. For example, an endoscopic camera is used for medical purposes such as observation of an internal surface of a human digestive organ or the like. In a general endoscopic camera, a tubular insertion portion is inserted into an observation target portion. An image sensor (solid-state imaging device) is disposed at the distal end of the insertion portion, and an optical fiber is connected to the solid-state imaging device. An image captured by the image sensor is transmitted to the operator side via an optical fiber. Since the observation target exists in a dark part such as the inside of a human body, a light source for illuminating the observation target is provided at the tip of the insertion part.
また、近年では、例えば特許文献1に開示されているように、人体の消化器等の観察用途にカプセル型内視カメラが開発され使用されている。カプセル型内視カメラは、小型のカプセル内に固体撮像装置、光源、駆動回路及びバッテリ等を内蔵する。被検査者は、このカプセル型内視カメラを飲み込む。飲み込まれたカプセル型内視鏡カメラは、消化器系内を移動しつつ、撮影した画像を体外へ無線送信する。このようなカプセル型内視カメラは、挿入部を必要とせず、挿入部の挿入による被検査者の苦痛を軽減できる。
しかしながら、従来技術におけるカプセル型内視カメラは、観察対象を進む間に全方位(三次元の全方向)の画像を必ずしも撮影できるとは限らず、撮影方向の偏り、特定方向の画像が得られない等の問題がある。そのため、観察対象(胃壁や腸壁など)を隈なく検査できないこと(検査漏れ)が生じる可能性がある。 However, the capsule endoscope camera according to the related art does not always capture an image in all directions (three-dimensional all directions) while traveling through an observation target, and can obtain an image in a specific direction and a deviation in the shooting direction. There are problems such as not. Therefore, there is a possibility that the observation target (stomach wall, intestinal wall, etc.) cannot be thoroughly inspected (inspection omission).
本発明は、より多くの方位を撮影可能な撮像装置およびカプセル型内視カメラを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide an imaging device and a capsule-type endoscopic camera that can photograph more directions.
上記課題を解決するために本発明の撮像装置は、第1照明光源と、第1レンズと、前記第1照明光源および前記第1レンズを利用して撮像する第1固体撮像素子とを含む第1の撮像手段と、第2照明光源と、第2レンズと、前記第2照明光源および前記第2レンズを利用して撮像する第2固体撮像素子とを含み、前記第1の撮像手段とは異なる方向を撮像する第2の撮像手段と、前記第1の撮像手段および前記第2の撮像手段を選択的に動作させる制御手段と、前記制御手段により選択された撮像手段からの撮像信号から画像を形成する画像処理手段と、画像処理手段により形成された画像を無線送信する送信手段とを備える。この構成によれば、第1撮像手段と第2撮像手段とが異なる方向を撮像するので、より多くの方位の画像を撮影することができる。また、第1の撮像手段および第2の撮像手段を選択的に動作させるので、省電力化を図ることができる。 In order to solve the above-described problem, an imaging apparatus according to the present invention includes a first illumination light source, a first lens, and a first solid-state imaging device that captures an image using the first illumination light source and the first lens. 1 imaging means, a second illumination light source, a second lens, and a second solid-state imaging device that takes an image using the second illumination light source and the second lens, and the first imaging means An image from a second image pickup means for picking up images in different directions, a control means for selectively operating the first image pickup means and the second image pickup means, and an image pickup signal from the image pickup means selected by the control means And an image processing unit for transmitting the image formed by the image processing unit. According to this configuration, since the first imaging unit and the second imaging unit capture different directions, it is possible to capture images with more azimuths. Further, since the first imaging unit and the second imaging unit are selectively operated, power saving can be achieved.
ここで、前記第1撮像手段と前記第2撮像手段は反対方向を撮像するようにしてもよい。この構成によれば、第1撮像手段と第2撮像手段とが反対方向を撮像するので、より多くの方位の撮像を効率良くすることができる。 Here, the first imaging unit and the second imaging unit may image in opposite directions. According to this configuration, since the first imaging unit and the second imaging unit image in opposite directions, it is possible to efficiently capture images in more directions.
ここで、前記第1固体撮像素子は、動作可否を受け付ける第1イネーブル端子を有し、前記第2固体撮像素子は、動作可否を受け付ける第2イネーブル端子を有し、前記制御手段は、第1イネーブル端子および第2イネーブル端子への各イネーブル信号を選択的に有効にするようにしてもよい。この構成によれば、第1の撮像手段および第2の撮像手段の選択を、それぞれのイネーブル信号の有効化によって簡単に制御することができる。 Here, the first solid-state imaging device has a first enable terminal for accepting operation availability, the second solid-state imaging device has a second enable terminal for accepting operation availability, and the control means includes a first enable terminal. Each enable signal to the enable terminal and the second enable terminal may be selectively enabled. According to this configuration, the selection of the first imaging means and the second imaging means can be easily controlled by enabling the respective enable signals.
ここで、前記制御手段は、前記第1の撮像手段および前記第2の撮像手段を交互に動作させるようにしてもよい。この構成によれば、撮像装置の重心位置に対して前記第1の撮像手段と前記第2の撮像手段とが対称に配置されている場合に、第1の撮像手段による撮像方位と前記第2の撮像手段による撮像方位とのバランスを均等にすることができる。 Here, the control unit may alternately operate the first imaging unit and the second imaging unit. According to this configuration, when the first imaging unit and the second imaging unit are arranged symmetrically with respect to the center of gravity position of the imaging apparatus, the imaging direction by the first imaging unit and the second The balance with the imaging direction by the imaging means can be made uniform.
ここで、前記制御手段は、前記第1の撮像手段および前記第2の撮像手段の選択回数を非対等にするよう動作させるようにしてもよい。この構成によれば、撮像装置の重心位置に対して前記第1の撮像手段と前記第2の撮像手段とが非対称に配置されている場合に、前記第1の撮像手段と前記第2の撮像手段の選択回数を非均等にすることにより、第1の撮像手段による撮像方位と前記第2の撮像手段による撮像方位とのバランスを調整することができる。あるいは、撮像装置の重心位置に対して前記第1の撮像手段と前記第2の撮像手段とが対称に配置されている場合に、第1の撮像手段による撮像方位と前記第2の撮像手段による撮像方位とのバランスを偏らせることができる。 Here, the control means may be operated so as to make the selection times of the first imaging means and the second imaging means non-equal. According to this configuration, when the first imaging unit and the second imaging unit are arranged asymmetrically with respect to the center of gravity of the imaging device, the first imaging unit and the second imaging unit By making the number of selection times non-uniform, it is possible to adjust the balance between the imaging direction by the first imaging unit and the imaging direction by the second imaging unit. Alternatively, when the first imaging means and the second imaging means are arranged symmetrically with respect to the center of gravity position of the imaging device, the imaging orientation by the first imaging means and the second imaging means The balance with the imaging direction can be biased.
ここで、前記制御手段は、前記第1固体撮像素子および第2固体撮像素子に共通する駆動信号を供給するようにしてもよい。この構成によれば、第1の撮像手段および第2の撮像手段のそれぞれのイネーブル信号以外の、駆動信号は共通なので、制御手段の構成を簡単化することができる。 Here, the control means may supply a drive signal common to the first solid-state image sensor and the second solid-state image sensor. According to this configuration, since the drive signals other than the enable signals of the first imaging unit and the second imaging unit are common, the configuration of the control unit can be simplified.
ここで、前記制御手段は、前記第1固体撮像素子および第2固体撮像素子に対して第1モードおよび第2モード選択的に動作させ、前記第1モードでは、前記第1固体撮像素子および第2固体撮像素子におけるフレーム撮像期間の合間に第1のアイドル期間を挿入し、前記第2モードでは、第1モードと同じ周波数の動作クロック信号を前記第1固体撮像素子および第2固体撮像素子に供給し、前記第1固体撮像素子および第2固体撮像素子におけるフレーム撮像期間の合間に第1のアイドル期間よりも長い第2のアイドル期間を挿入するようにしてもよい。この構成によれば、動作クロック信号の周波数を変更することなく、第1モード(通常のフレームレート)と第2モード(低フレームレート)とを任意に設定することができる。 Here, the control means selectively operates the first solid-state imaging device and the second solid-state imaging device in the first mode and the second mode, and in the first mode, the first solid-state imaging device and the second solid-state imaging device. In the second mode, an operation clock signal having the same frequency as that of the first mode is inserted into the first solid-state image sensor and the second solid-state image sensor. And a second idle period longer than the first idle period may be inserted between the frame imaging periods of the first solid-state image sensor and the second solid-state image sensor. According to this configuration, the first mode (normal frame rate) and the second mode (low frame rate) can be arbitrarily set without changing the frequency of the operation clock signal.
ここで、前記第1固体撮像素子および第2固体撮像素子は各々、第1動作クロック信号に基づいて撮像用タイミング信号を生成する第1タイミング信号生成手段と、第1動作クロック信号よりも低い周波数の第2動作クロック信号に基づいて、第1タイミング信号生成手段と少なくとも露光期間が同じになる撮像用タイミング信号を生成する第2タイミング信号生成手段と、動作クロック信号が第1動作クロック信号であるか第2動作クロック信号であるかを示す信号に応じて、第1タイミング信号生成手段からの撮像用タイミング信号と、第2タイミング信号生成手段からの撮像用タイミング信号の一方を選択する選択手段とを備えるようにしてもよい。この構成によれば、第1モード(通常のフレームレート)と第2モード(低フレームレート)とで動作クロックの周波数が異なっている。つまり、第2モードでは、第1の撮像手段および第2の撮像手段のそれぞれが、低い動作クロック信号で低いフレームレートで撮像するので、低消費電力化を図ることができる。しかも、フレームの撮像用タイミング信号は第1、第2モードのどちらでも少なくとも露光期間が同じになるように生成されるので、どちらのモードでも同じ品質の画像を得ることができる。 Here, each of the first solid-state imaging device and the second solid-state imaging device has first timing signal generating means for generating an imaging timing signal based on the first operation clock signal, and a frequency lower than that of the first operation clock signal. A second timing signal generating means for generating an imaging timing signal having at least the same exposure period as the first timing signal generating means based on the second operation clock signal, and the operation clock signal is the first operation clock signal. Selecting means for selecting one of the imaging timing signal from the first timing signal generating means and the imaging timing signal from the second timing signal generating means in accordance with a signal indicating whether it is the second operation clock signal or You may make it provide. According to this configuration, the frequency of the operation clock differs between the first mode (normal frame rate) and the second mode (low frame rate). That is, in the second mode, each of the first imaging unit and the second imaging unit captures an image at a low frame rate with a low operation clock signal, so that power consumption can be reduced. In addition, since the timing signal for imaging the frame is generated so that the exposure period is at least the same in both the first and second modes, an image having the same quality can be obtained in both modes.
また、本発明のカプセル型内視カメラは、上記撮像装置と同様の構成を有する。 The capsule endoscope camera of the present invention has the same configuration as that of the imaging device.
本発明の撮像装置およびカプセル型内視カメラは、より多くの方位の画像を撮影することができる。また、省電力化を図ることができる。動作クロック信号の周波数を変更することなく、第1モード(通常のフレームレート)と第2モード(低フレームレート)とを設定することができる。 The imaging device and the capsule endoscope camera of the present invention can capture images of more directions. Further, power saving can be achieved. The first mode (normal frame rate) and the second mode (low frame rate) can be set without changing the frequency of the operation clock signal.
(実施の形態1)
実施の形態1における撮像装置は、カプセル型内視カメラであって、異なる方向を撮像する2つの第1および第2撮像手段を備えることにより、より多くの方位の画像を撮影できるようにしている。また、第1撮像手段と第2撮像手段とが反対方向を撮像するので、より多くの方位の撮像を効率良くすることができる。
(Embodiment 1)
The imaging apparatus according to the first embodiment is a capsule-type endoscopic camera, and includes two first and second imaging units that capture images in different directions, so that images of more azimuths can be captured. . In addition, since the first imaging unit and the second imaging unit capture images in opposite directions, it is possible to efficiently capture images in more directions.
図1は、本発明の実施の形態1における撮像装置1の概略構成を示す図である。同図の撮像装置は、第1の撮像手段(第1固体撮像素子101、照明光源102、照明光源103、第1レンズ104)と、第2の撮像手段(第2固体撮像素子201、照明光源202、照明光源203、第2レンズ204)と、システムコントローラ10、駆動回路11、アナログ回路12、信号処理回路13、送信回路14、バッテリ15とを備え、カプセルに収納されている。このカプセルは人の爪先程度の大きさであり、内視カメラとして使用される。
FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of an
第1の撮像手段は、照明光源102と、照明光源103と、第1レンズ104と、それらを利用して撮像する第1固体撮像素子101とを含む。
The first imaging means includes an
第2の撮像手段は、照明光源202と、照明光源203と、第2レンズ204と、それらを利用して撮像する第2固体撮像素子201とを含む。
The second imaging means includes an
第1固体撮像素子101の受光面と第2固体撮像素子201の受光面とは異なる方向(本実施形態では反対方向)を向いている。2つの固体撮像素子により多くの方位の画像を撮影するためである。第1固体撮像素子101は、動作可否を受け付ける第1イネーブル端子を有し、第2固体撮像素子201は、動作可否を受け付ける第2イネーブル端子を有する。第1イネーブル端子および第2イネーブル端子への各イネーブル信号CE1、CE2は、システムコントローラ10によって選択的に有効にされる。
The light-receiving surface of the first solid-
各照明光源102、103、202、203は、例えば白色LEDでよい。照明光源102および103は、システムコントローラ10からの点灯制御信号LEN1に応じて点灯または消灯する。照明光源202および203は、システムコントローラ10からの点灯制御信号LEN2に応じて点灯または消灯する。
Each
第1、第2固体撮像素子101、201は、単一電源でよい点でMOSセンサが望ましい。
The first and second solid-
システムコントローラ10、駆動回路11、アナログ回路12および信号処理回路13は、1チップのDSPとして実装することができ、第1の撮像手段および第2の撮像手段を選択的に動作させる制御手段として機能する。
The
システムコントローラ10は、撮像装置1全体の制御と、第1固体撮像素子101および第2固体撮像素子201の選択制御と、照明光源102、103、202および203の点灯制御とを行なう。
The
駆動回路11は、第1固体撮像素子101および第2固体撮像素子201に共通の各種駆動信号CTLを出力する。第1固体撮像素子101および第2固体撮像素子201のうち、有効なイネーブル信号が入力されている方が、撮像動作をする。また、駆動回路11には、半固定的に設定された信号であって、動作モードとして、第1モード(通常フレームレートで撮像)または第2モード(低フレームレートで撮像)を示す信号が入力される。半固定的というのは、例えば工場出荷時に設定されることや、工場出荷後に外部から電磁的または物理的に設定されることをいう。駆動回路11は、この信号に従って第1モード(通常フレームレートで撮像)または第2モード(低フレームレートで撮像)を駆動する。
The
アナログ回路12および信号処理回路13は、制御手段により選択された第1固体撮像素子101または第2固体撮像素子201からの撮像信号から画像を形成する画像処理手段として機能する。アナログ回路12は、第1固体撮像素子101または第2固体撮像素子201からのアナログ撮像信号を出力OUT1またはOUT2から受信し、A/D変換する。信号処理回路13は、A/D変換後のデジタル撮像信号から画像を形成する。
The
送信回路14は、信号処理回路13により形成された画像を無線送信する。
バッテリ15は、撮像装置1内の各部に電力を供給する。
The
The
図2(a)は、照明光源の点灯タイミングを示す図である。同図(a)において、「全画素電荷排出」は全画素の電荷をリセットするタイミングを示す。「点灯制御信号LEN1/2」は、照明光源102および103(または202および203)の点灯タイミングを示している。「撮像素子読出し」は、第1固体撮像素子101(または第2固体撮像素子201)での1フレーム分の撮像信号の読出しを示している。「全画素電荷排出」から「撮像素子読出し」までの期間は、1フレーム分の駆動期間Tを示す。同図(a)における点灯タイミングは、駆動期間T内の「全画素電荷排出」直後から「撮像素子読出し」の直前までとしている。つまり全画素のリセット直後から撮像信号の読出し開始直前までの期間、照明光源を点灯している。カプセル型内視カメラでは、照明光源の消灯時は入射光がゼロと考えてよいので、メカシャッターを備える必要がなく、同図(a)の点灯タイミングは、必要十分な点灯区間を示している。
FIG. 2A is a diagram illustrating the lighting timing of the illumination light source. In FIG. 6A, “all pixel charge discharge” indicates the timing of resetting the charges of all the pixels. The “lighting control signal LEN1 / 2” indicates the lighting timing of the
図2(b)は、照明光源の他の点灯タイミング例を示す図である。同図(b)における点灯タイミングの開始が、駆動期間T内の「全画素電荷排出」直後ではなく「全画素電荷排出」前となっている点が同図(b)と異なっている。この点灯タイミングによっても、画素毎に実際の電荷排出の直後から露光が開始する。「点灯制御信号LEN1/2」の点灯開始時は撮像素子読み出しが完了した後から「全画素電荷排出」前の間のどこかでよく、同図(a)よりも「点灯制御信号LEN1/2」の点灯開始時の制約はゆるくなる。 FIG. 2B is a diagram illustrating another lighting timing example of the illumination light source. The difference from FIG. 6B is that the lighting timing in FIG. 6B is not immediately after “all pixel charge discharge” but before “all pixel charge discharge” within the driving period T. Also at this lighting timing, exposure starts for each pixel immediately after the actual charge discharge. When the lighting of the “lighting control signal LEN1 / 2” is started, it may be somewhere after the image sensor reading is completed and before “all pixel charge discharge”. The restriction at the start of lighting will be relaxed.
図3は、第1固体撮像素子および第2固体撮像素子の選択順の一例を示す図である。同図において、「全電荷排出」および「点灯制御信号」は図2と同様である。「撮像素子出力」は第1固体撮像素子101(または第2固体撮像素子201)からアナログ回路12への1フレーム分の撮像信号の出力を示している。チップイネーブル信号CE1(またはCE2)は、第1固体撮像素子101(または第2固体撮像素子201)が選択されている期間、つまり、1フレーム分の駆動期間Tを示す。
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the selection order of the first solid-state imaging device and the second solid-state imaging device. In this figure, “total charge discharge” and “lighting control signal” are the same as those in FIG. “Image sensor output” indicates the output of an image signal for one frame from the first solid-state image sensor 101 (or the second solid-state image sensor 201) to the
同図の例では、システムコントローラ10は、第1固体撮像素子101および第2固体撮像素子201を交互に動作させている。カプセル型内視カメラの重心位置に対して第1固体撮像素子101と第2固体撮像素子201とが対称に配置されている場合に、第1固体撮像素子101による撮像方位と第2固体撮像素子201による撮像方位とのバランスを均等にすることができる。
In the example of the figure, the
図4は、第1固体撮像素子および第2固体撮像素子の他の選択順の一例を示す図である。同図の例では、システムコントローラ10は、第1固体撮像素子101と第2固体撮像素子201とを1対2の割合で選択している。カプセル型内視カメラの重心位置に対して第1固体撮像素子101と第2固体撮像素子201とが非対称に配置されている場合に、第1固体撮像素子101による撮像方位と第2固体撮像素子201による撮像方位とのバランスを均等または調整することができる。
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of another selection order of the first solid-state imaging device and the second solid-state imaging device. In the example of the figure, the
図5は、システムコントローラ10による第1固体撮像素子101および第2固体撮像素子201の選択制御動作を示す図である。同図において「チップイネーブル信号」、「全電荷排出」、「点灯制御信号」、「撮像素子読み出し」および「撮像素子出力」は、図2〜図4と同じである。図1の構成では、駆動回路11からの各種制御信号CTLは共通に供給されているが、システムコントローラ10からのチップイネーブル信号CE1、CE2は第1固体撮像素子101および第2固体撮像素子201に個別に供給されている。つまり、各種制御信号CTLは、有効なチップイネーブル信号が入力されていない固体撮像素子にも供給されている(同図の破線部分)。破線部分の各種制御信号CTLは、有効なチップイネーブル信号が入力されていないことから、その固体撮像素子では無視され、内部の動作に影響を及ぼさない。このようにシステムコントローラ10は、第1固体撮像素子101と第2固体撮像素子201の選択制御を簡単な構成で行なうことができる。
FIG. 5 is a diagram illustrating a selection control operation of the first solid-
図6は、(a)第1モード(通常フレームレート)および(b)第2モード(低フレームレート)の動作タイミングを示す図である。同図(a)(b)では、第1固体撮像素子101および第2固体撮像素子201に供給される動作ロック信号は同じ周波数のクロック信号(通常のクロック信号)が入力されている。
FIG. 6 is a diagram illustrating operation timings in (a) the first mode (normal frame rate) and (b) the second mode (low frame rate). In FIGS. 5A and 5B, the operation lock signal supplied to the first solid-
同図(a)に示すように第1モードでは、駆動回路11は、第1固体撮像素子101および第2固体撮像素子201におけるフレーム撮像期間(フレームの駆動期間)の合間に第1のアイドル期間を挿入することにより通常のフレームレートでの撮像を駆動する。第1のアイドル期間は、0クロックサイクルから数クロックサイクル程度でよい。
As shown in FIG. 6A, in the first mode, the
また、同図(b)に示すように第2モードでは、第1モードと同じ周波数の動作クロック信号が第1固体撮像素子101および第2固体撮像素子201に供給され、駆動回路11は、前記第1固体撮像素子および第2固体撮像素子におけるフレーム撮像期間の合間に第1のアイドル期間よりも長い第2のアイドル期間を挿入する。第2のアイドル期間は、第1のアイドル期間より長ければ、フレーム撮像期間のn倍に相当するクロックサイクル程度でよい。これにより、実質的にフレームを間引いて撮像することができ、バッテリの長寿命化を図ることができる。
Also, as shown in FIG. 5B, in the second mode, an operation clock signal having the same frequency as that in the first mode is supplied to the first solid-
以上説明してきたように本実施の形態における撮像装置およびカプセル型内視カメラは、より多くの方位の画像を撮影することができる。また、省電力化を図ることができる。動作クロック信号の周波数を変更することなく、第1モード(通常のフレームレート)と第2モード(低フレームレート)とを選択可能にすることができる。 As described above, the imaging device and the capsule endoscope camera according to the present embodiment can capture images of more directions. Further, power saving can be achieved. The first mode (normal frame rate) and the second mode (low frame rate) can be selected without changing the frequency of the operation clock signal.
(実施の形態2)
実施の形態1では、第1モード(通常フレームレート)と第2モード(低フレームレート)とで同じ動作クロック信号が用いられる例を説明したが、実施の形態2では、第2モードでは、第1モードよりも低い周波数の動作クロック信号を用いる例について説明する。これによれば、第2モードでより一層省電力化を図ることができる。
(Embodiment 2)
In the first embodiment, an example in which the same operation clock signal is used in the first mode (normal frame rate) and the second mode (low frame rate) has been described. However, in the second embodiment, in the second mode, An example in which an operation clock signal having a frequency lower than that in one mode is used will be described. According to this, further power saving can be achieved in the second mode.
本実施の形態における撮像装置の概略構成は、図1とほぼ同様であるが、第1固体撮像素子101および第2固体撮像素子201の変わりに第1固体撮像素子101aおよび第2固体撮像素子201aを備える点と、駆動回路11が第2モード(低フレームレート)でアイドル期間の挿入をしない点とが主に異なっている。以下、同じ点は説明を省略して、異なる点を中心に説明する。
The schematic configuration of the imaging apparatus in the present embodiment is substantially the same as that in FIG. 1, but instead of the first solid-
図7は、本実施の形態における第1固体撮像素子101aの構成を示すブロック図である。同図のように、第1固体撮像素子101aは、行列状の画素アレイを有する撮像領域110と、撮像領域110を行単位に走査する垂直シフトレジスタ111、撮像領域110を列単位に走査する水平シフトレジスタ112と、高速用タイミング生成部113と、低速用タイミング生成部114と、セレクタ115とを備える。
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of the first solid-
高速用タイミング生成部113は、第1モードにおいて、第1動作クロック信号に基づいてフレームの撮像用タイミング信号を生成する第1タイミング信号生成手段として機能する。
The high-speed
低速用タイミング生成部114は、第1動作クロック信号よりも低い周波数の第2動作クロック信号に基づいて、第1タイミング信号生成手段と少なくとも露光期間が同じになる撮像用タイミング信号を生成する第2タイミング信号生成手段として機能する。
The low speed
セレクタ115は、動作クロック信号が第1動作クロック信号であるか第2動作クロック信号であるかを示す信号(高速/低速信号)に応じて、低速用タイミング生成部114からの撮像用タイミング信号と、セレクタ115からの撮像用タイミング信号の一方を選択し、垂直シフトレジスタ111および水平シフトレジスタ112に供給する。
The selector 115 selects the imaging timing signal from the low-speed
なお、第2固体撮像素子201aも図7と同じ構成である。
図8は、(a)第1モード(通常フレームレート)および(b)第2モード(低フレームレート)の動作タイミングを示す図である。同図(a)では、第1動作クロック(高速クロック)が、(b)では第2動作クロック(低速クロック)が、第1固体撮像素子101および第2固体撮像素子201に供給されている。
The second solid-state imaging device 201a has the same configuration as that in FIG.
FIG. 8 is a diagram showing operation timings in (a) the first mode (normal frame rate) and (b) the second mode (low frame rate). In FIG. 9A, the first operation clock (high-speed clock) is supplied to the first solid-
同図(a)のように、高速用タイミング生成部113は、高速クロックが入力されたとき、駆動期間Tに渡って1フレームの撮像を制御する各種タイミング信号を生成する。一方、同図(b)のように、低速用タイミング生成部114は、低速クロックが入力されたとき、1フレームの撮像を制御する各種制御信号は高速用と少なくとも露光期間が同じになるタイミングで生成され、「撮像素子読み出し」期間は動作クロックに合わせて変化する。同図(a)と(b)とでは、1フレームの期間および駆動期間は異なっているが、「全画素電荷排出」期間および露光期間は同じである。
As shown in FIG. 6A, the high-speed
以上説明してきたように実施の形態2によれば、第1モード(通常のフレームレート)と第2モード(低フレームレート)とで動作クロックの周波数が異なっている。つまり、第2モードでは、第1の撮像手段および第2の撮像手段のそれぞれが、低い動作クロック信号で低いフレームレートで撮像するので、より一層の低消費電力化を図ることができる。しかも、フレームの撮像用タイミング信号は少なくとも露光期間が同じになるタイミングで生成されるので、どちらのモードでも同じ品質の画像を得ることができる。 As described above, according to the second embodiment, the frequency of the operation clock differs between the first mode (normal frame rate) and the second mode (low frame rate). That is, in the second mode, each of the first imaging unit and the second imaging unit captures an image at a low frame rate with a low operation clock signal, so that further reduction in power consumption can be achieved. In addition, since the frame timing signal is generated at least at the same timing of the exposure period, the same quality image can be obtained in either mode.
なお、上記各実施の形態ではMOS型固体撮像素子を備える例を説明したが、MOS型の代わりにCCD型固体撮像素子を備える構成であってもよい。 In each of the above embodiments, an example in which a MOS solid-state image sensor is provided has been described. However, a configuration in which a CCD solid-state image sensor is provided instead of a MOS type may be used.
また、図8(a)と図8(b)とにおいて照明光源の点灯期間のみ同じ長さになるようにしてもよい。 Moreover, you may make it become the same length only in the lighting period of an illumination light source in Fig.8 (a) and FIG.8 (b).
また、カプセル型内視カメラの重心をカプセル中央に設定するおもりを設けてもよい。こうすれば、第1固体撮像素子101と第2固体撮像素子201の撮影方向を均等化させることができる。逆に、カプセル型内視カメラの重心をカプセル中央から偏らせるためのおもりを設けてもよい。こうすれば、第1固体撮像素子101と第2固体撮像素子201の撮影方向を偏らせることができる。
Further, a weight that sets the center of gravity of the capsule endoscope camera at the center of the capsule may be provided. In this way, the shooting directions of the first solid-
なお、カプセル長手方向の両方向を撮影する例を示したが、カプセル長手方向と直角の2方向を撮影するようにしてもよい。 In addition, although the example which image | photographs both directions of a capsule longitudinal direction was shown, you may make it image | photograph 2 directions orthogonal to a capsule longitudinal direction.
また、上記各実施の形態では2組の撮像手段(固体撮像素子、レンズ、照明光源)を備える例を説明したが、3組以上備えるようにしてもよい。その場合、複数の撮像手段の撮影方位がカプセルを中心に対称となる方向に設定すれば、各固体撮像素子の撮影方向を均等化させることができる。 In each of the above embodiments, an example in which two sets of imaging means (solid-state imaging device, lens, and illumination light source) are provided has been described, but three or more sets may be provided. In that case, if the shooting directions of the plurality of image pickup means are set to be symmetric with respect to the capsule, the shooting directions of the respective solid-state image sensors can be equalized.
本発明は、撮像装置に適用でき、特に、カプセル型内視カメラに適用できる。 The present invention can be applied to an imaging apparatus, and in particular, can be applied to a capsule endoscope camera.
1 撮像装置
10 システムコントローラ
11 駆動回路
12 アナログ回路
13 信号処理回路
14 送信回路
15 バッテリ
101 第1固体撮像素子
102、103 照明光源
104 第1レンズ
110 撮像領域
111 垂直シフトレジスタ
112 水平シフトレジスタ
113 高速用タイミング生成部
114 低速用タイミング生成部
115 セレクタ
201 第2固体撮像素子
202、203 照明光源
204 第2レンズ
CTL 制御信号
CE1、CE2 イネーブル信号
LEN1、LEN2 点灯信号
OUT1、OUT2 出力信号
DESCRIPTION OF
Claims (9)
第2照明光源と、第2レンズと、前記第2照明光源および前記第2レンズを利用して撮像する第2固体撮像素子とを含み、前記第1の撮像手段とは異なる方向を撮像する第2の撮像手段と、
前記第1の撮像手段および前記第2の撮像手段を選択的に動作させる制御手段と、
前記制御手段により選択された撮像手段からの撮像信号から画像を形成する画像処理手段と、
画像処理手段により形成された画像を無線送信する送信手段と、
を備えることを特徴とする撮像装置。 A first imaging means including a first illumination light source, a first lens, and a first solid-state imaging device that images using the first illumination light source and the first lens;
A second illumination light source, a second lens, and a second solid-state imaging device that captures an image using the second illumination light source and the second lens, and that captures a different direction from the first imaging means. Two imaging means;
Control means for selectively operating the first imaging means and the second imaging means;
Image processing means for forming an image from an imaging signal from the imaging means selected by the control means;
Transmitting means for wirelessly transmitting an image formed by the image processing means;
An imaging apparatus comprising:
ことを特徴とする撮像装置。 The imaging apparatus, wherein the first imaging means and the second imaging means image in opposite directions.
前記第2固体撮像素子は、動作可否を受け付ける第2イネーブル端子を有し、
前記制御手段は、第1イネーブル端子および第2イネーブル端子への各イネーブル信号を選択的に有効にする
ことを特徴とする請求項1記載の撮像装置。 The first solid-state imaging device has a first enable terminal for accepting operation availability,
The second solid-state imaging device has a second enable terminal for accepting operation availability,
The imaging apparatus according to claim 1, wherein the control unit selectively enables each enable signal to the first enable terminal and the second enable terminal.
ことを特徴とする請求項1記載の撮像装置。 The imaging apparatus according to claim 1, wherein the control unit operates the first imaging unit and the second imaging unit alternately.
ことを特徴とする請求項1記載の撮像装置。 The imaging apparatus according to claim 1, wherein the control unit operates to make the number of selections of the first imaging unit and the second imaging unit non-equal.
ことを特徴とする請求項3記載の撮像装置。 The imaging apparatus according to claim 3, wherein the control unit supplies a driving signal common to the first solid-state imaging device and the second solid-state imaging device.
前記第1固体撮像素子および第2固体撮像素子に対して第1モードおよび第2モード選択的に動作させ、
前記第1モードでは、前記第1固体撮像素子および第2固体撮像素子におけるフレーム撮像期間の合間に第1のアイドル期間を挿入し、
前記第2モードでは、第1モードと同じ周波数の動作クロック信号を前記第1固体撮像素子および第2固体撮像素子に供給し、前記第1固体撮像素子および第2固体撮像素子におけるフレーム撮像期間の合間に第1のアイドル期間よりも長い第2のアイドル期間を挿入する
ことを特徴とする請求項1記載の撮像装置。 The control means includes
A first mode and a second mode are selectively operated with respect to the first solid-state image sensor and the second solid-state image sensor;
In the first mode, a first idle period is inserted between frame imaging periods in the first solid-state image sensor and the second solid-state image sensor,
In the second mode, an operation clock signal having the same frequency as that of the first mode is supplied to the first solid-state imaging device and the second solid-state imaging device, and the frame imaging period of the first solid-state imaging device and the second solid-state imaging device is The imaging apparatus according to claim 1, wherein a second idle period longer than the first idle period is inserted between intervals.
第1動作クロック信号に基づいて撮像用タイミング信号を生成する第1タイミング信号生成手段と、
第1動作クロック信号よりも低い周波数の第2動作クロック信号に基づいて、第1タイミング信号生成手段と少なくとも露光期間が同じになる撮像用タイミング信号を生成する第2タイミング信号生成手段と、
動作クロック信号が第1動作クロック信号であるか第2動作クロック信号であるかを示す信号に応じて、第1タイミング信号生成手段からの撮像用タイミング信号と、第2タイミング信号生成手段からの撮像用タイミング信号の一方を選択する選択手段と
を備えることを特徴とする請求項1記載の撮像装置。 Each of the first solid-state image sensor and the second solid-state image sensor is
First timing signal generating means for generating an imaging timing signal based on the first operation clock signal;
Second timing signal generation means for generating an imaging timing signal having at least the same exposure period as the first timing signal generation means based on a second operation clock signal having a frequency lower than that of the first operation clock signal;
In response to a signal indicating whether the operation clock signal is the first operation clock signal or the second operation clock signal, the imaging timing signal from the first timing signal generation unit and the imaging from the second timing signal generation unit The imaging apparatus according to claim 1, further comprising selection means for selecting one of the timing signals for use.
ことを特徴とするカプセル型内視カメラ。 A capsule-type endoscopic camera comprising the imaging device according to claim 1.
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---|---|---|---|
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2007
- 2007-01-26 JP JP2007016794A patent/JP2008183049A/en active Pending
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