JP6257391B2 - Endoscope system - Google Patents
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Description
本発明は、複数の信号を伝送する通信システム、送信装置および受信装置に関する。 The present invention relates to a communication system, a transmission device, and a reception device that transmit a plurality of signals.
従来、医療分野において、患者等の被検体の臓器を観察する場合に内視鏡システム(撮像システム)が用いられる。内視鏡システムは、例えば可撓性を有する細長形状をなし、先端に体内画像を撮像する撮像素子が設けられた挿入部を被検体の体腔内に挿入する内視鏡と、内視鏡に対して、ユニバーサルコードによって接続され、撮像素子が撮像した体内画像の画像処理を行う処理装置(プロセッサ部)と、処理装置に接続され、画像処理が施された体内画像を表示する表示装置と、を備える。 Conventionally, in the medical field, an endoscope system (imaging system) is used when observing an organ of a subject such as a patient. An endoscope system includes, for example, an endoscope that has an elongated shape having flexibility, and an insertion portion provided with an image pickup element that captures an in-vivo image at the tip is inserted into a body cavity of a subject. On the other hand, a processing device (processor unit) that is connected by a universal cord and performs image processing of an in-vivo image captured by an image sensor, and a display device that is connected to the processing device and displays an in-vivo image subjected to image processing, Is provided.
上述した内視鏡システムにおいては、ユニバーサルコードを介して撮像素子を駆動するためのクロック信号および同期信号等の各種制御信号を処理装置から撮像素子へ送信する。このような内視鏡システムにおいて、ユニバーサルコードにおける信号線の数の増加を防止するため、クロック信号およびクロック信号に応じて撮像素子を駆動するためのシリアルデータを変調した伝送信号を2本の信号線で撮像素子へ送信する技術が知られている(特許文献1参照)。 In the endoscope system described above, various control signals such as a clock signal and a synchronization signal for driving the image sensor are transmitted from the processing device to the image sensor via the universal code. In such an endoscope system, in order to prevent an increase in the number of signal lines in the universal code, two signals are transmitted from a clock signal and a transmission signal obtained by modulating serial data for driving the image sensor in accordance with the clock signal. A technique of transmitting to an image sensor with a line is known (see Patent Document 1).
しかしながら、上述した特許文献1では、クロック信号および伝送信号を互いに異なる信号線で伝送しているため、外乱ノイズ等によって、クロック信号および伝送信号が乱れることで、安定した信号伝送が行えなくなる恐れがあった。一方、外乱ノイズの影響を防止するため、クロック信号および伝送信号を差動方式で伝送することが考えられるが、この場合には、差動方式で伝送する信号の数だけ信号線が増加するため、内視鏡における挿入部の細径化を行うことができず、装置が複雑になるという問題点があった。 However, in Patent Document 1 described above, since the clock signal and the transmission signal are transmitted through different signal lines, the clock signal and the transmission signal may be disturbed due to disturbance noise or the like, which may prevent stable signal transmission. there were. On the other hand, in order to prevent the influence of disturbance noise, it is conceivable to transmit the clock signal and the transmission signal by a differential method, but in this case, the number of signal lines increases by the number of signals transmitted by the differential method. However, there is a problem that the diameter of the insertion portion in the endoscope cannot be reduced and the apparatus becomes complicated.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、簡易な構成で安定した信号伝送を行うことができる通信システム、送信装置および受信装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a communication system, a transmission device, and a reception device that can perform stable signal transmission with a simple configuration.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る通信システムは、伝送ケーブルを介して通信可能な送信装置と受信装置とを備えた通信システムであって、前記送信装置は、クロック信号を生成するクロック信号生成部と、前記クロック信号に基づいて、同期信号を生成する同期信号生成部と、前記クロック信号および前記同期信号のいずれか一方の信号を変調して変調信号を生成し、この変調信号と他方の信号とを前記伝送ケーブルを介して送信する変調部と、を備え、前記受信装置は、前記伝送ケーブルを介して前記変調信号と前記他方の信号とを受信し、該変調信号から当該通信システムの動作に必要な信号を抽出する抽出部と、を備えたことを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, a communication system according to the present invention is a communication system including a transmission device and a reception device capable of communicating via a transmission cable, and the transmission device includes: A clock signal generation unit that generates a clock signal, a synchronization signal generation unit that generates a synchronization signal based on the clock signal, and a modulation signal is generated by modulating one of the clock signal and the synchronization signal And a modulation unit that transmits the modulated signal and the other signal via the transmission cable, and the receiving device receives the modulated signal and the other signal via the transmission cable, And an extraction unit that extracts a signal necessary for the operation of the communication system from the modulated signal.
また、本発明に係る通信システムは、上記発明において、前記抽出部は、前記クロック信号および前記同期信号のいずれか一方と前記変調信号との差分に基づいて、前記変調信号から前記動作に必要な信号を抽出することを特徴とする。 Further, in the communication system according to the present invention, in the above invention, the extraction unit is necessary for the operation from the modulation signal based on a difference between the modulation signal and one of the clock signal and the synchronization signal. A signal is extracted.
また、本発明に係る通信システムは、上記発明において、前記変調部は、前記クロック信号に基づいて、前記同期信号を変調することを特徴とする。 Further, the communication system according to the present invention is characterized in that, in the above-mentioned invention, the modulation unit modulates the synchronization signal based on the clock signal.
また、本発明に係る通信システムは、上記発明において、前記変調部は、前記同期信号に基づいて、前記クロック信号を変調することを特徴とする。 In the communication system according to the present invention, the modulation unit modulates the clock signal based on the synchronization signal.
また、本発明に係る通信システムは、上記発明において、前記受信装置は、被検体の体腔内に挿入可能な内視鏡であり、前記送信装置は、前記内視鏡が着脱自在に接続され、前記内視鏡を制御する制御装置であることを特徴とする。 Further, in the communication system according to the present invention, in the above invention, the receiving device is an endoscope that can be inserted into a body cavity of a subject, and the transmitting device is detachably connected to the endoscope, It is a control device for controlling the endoscope.
また、本発明に係る通信システムは、上記発明において、前記受信装置は、被写体を撮像し、該被写体の画像データを生成する撮像素子をさらに備え、前記抽出部は、前記撮像素子を駆動するために必要な信号を前記変調信号から抽出することを特徴とする。 In the communication system according to the present invention as set forth in the invention described above, the receiving device further includes an image sensor that images a subject and generates image data of the subject, and the extraction unit drives the image sensor. A signal necessary for the extraction is extracted from the modulated signal.
また、本発明に係る送信装置は、伝送ケーブルを介して信号を送信する通信システムの受信装置に信号を送信する送信装置であって、クロック信号を生成するクロック信号生成部と、前記クロック信号に基づいて、同期信号を生成する同期信号生成部と、前記クロック信号および前記同期信号のいずれか一方を変調して変調信号を生成し、この変調信号と他方とを前記伝送ケーブルを介して前記受信装置へ送信する変調部と、を備えたことを特徴とする。 A transmitting apparatus according to the present invention is a transmitting apparatus that transmits a signal to a receiving apparatus of a communication system that transmits a signal via a transmission cable, the clock signal generating unit generating a clock signal, and the clock signal A synchronization signal generation unit that generates a synchronization signal, modulates one of the clock signal and the synchronization signal to generate a modulation signal, and receives the modulation signal and the other via the transmission cable. And a modulation unit for transmission to the apparatus.
また、本発明に係る受信装置は、伝送ケーブルを介して信号を送信する通信システムの送信装置から送信された信号を受信する受信装置であって、前記伝送ケーブルを介してクロック信号および同期信号のいずれか一方が変調された変調信号と他方とを受信し、該変調信号から当該受信装置の動作に必要な信号を抽出する抽出部を備えたことを特徴とする。 A receiving apparatus according to the present invention is a receiving apparatus that receives a signal transmitted from a transmitting apparatus of a communication system that transmits a signal via a transmission cable, and that receives a clock signal and a synchronization signal via the transmission cable. An extraction unit is provided that receives a modulated signal, one of which is modulated and the other, and extracts a signal necessary for the operation of the receiving apparatus from the modulated signal.
本発明によれば、簡易な構成で安定した信号伝送を行うことができるという効果を奏する。 According to the present invention, there is an effect that stable signal transmission can be performed with a simple configuration.
以下、本発明を実施するための形態(以下、「実施の形態」という)を説明する。本実施の形態では、撮像システムとして患者等の被検体の体腔内の画像を撮像して表示する医療用の内視鏡システムを例に説明する。また、以下の実施の形態により本発明が限定されるものではない。さらに、図面の記載において、同一部分には同一の符号を付して説明する。 Hereinafter, modes for carrying out the present invention (hereinafter referred to as “embodiments”) will be described. In the present embodiment, a medical endoscope system that captures and displays an image of a body cavity of a subject such as a patient as an imaging system will be described as an example. The present invention is not limited to the following embodiments. Furthermore, in the description of the drawings, the same portions will be described with the same reference numerals.
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1に係る内視鏡システムの概略構成を示す図である。図2は、本発明の実施の形態1に係る内視鏡システムの要部の機能構成を示すブロック図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an endoscope system according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 2 is a block diagram showing a functional configuration of a main part of the endoscope system according to Embodiment 1 of the present invention.
図1および図2に示す内視鏡システム1は、被検体の体腔内に先端部を挿入することによって被検体の体内画像を撮像する内視鏡2と、内視鏡の先端から出射する照明光を発生する光源装置3と、内視鏡2が撮像した体内画像に所定の画像処理を施すとともに、内視鏡システム1全体の動作を統括的に制御する処理装置4(制御装置)と、処理装置4が画像処理を施した体内画像を表示する表示装置5と、を備える。なお、本実施の形態1では、内視鏡2が受信装置として機能し、処理装置4が送信装置として機能する。
An endoscope system 1 shown in FIGS. 1 and 2 includes an
まず、内視鏡2の構成について説明する。内視鏡2は、可撓性を有する細長形状をなす挿入部21と、挿入部21の基端側に接続され、各種の操作信号の入力を受け付ける操作部22と、操作部22から挿入部21が延びる方向と異なる方向に延び、光源装置3および処理装置4に接続する各種ケーブルを内蔵するユニバーサルコード23と、を備える。
First, the configuration of the
挿入部21は、光を受光して光電変換を行うことにより信号を生成する画素が2次元状に配列された撮像素子244(撮像装置)を内蔵した先端部24と、複数の湾曲駒によって構成された湾曲自在な湾曲部25と、湾曲部25の基端側に接続され、可撓性を有する長尺状の可撓管部26と、を有する。
The
先端部24は、ライトガイド241と、照明レンズ242と、光学系243と、撮像素子244と、アナログフロントエンド部245(以下、「AFE部245」という)と、P/S変換部246と、抽出部247と、タイミングジェネレータ部248(以下、「TG部248」という)と、撮像制御部249と、を有する。
The
ライトガイド241は、グラスファイバ等を用いて構成され、光源装置3が発光した光の導光路をなす。照明レンズ242は、ライトガイド241の先端に設けられ、ライトガイド241が導光した光を被写体に向けて発散する。
The light guide 241 is configured using glass fiber or the like, and forms a light guide path for light emitted from the
光学系243は、一または複数のレンズおよびプリズム等を用いて構成され、画角を変化させる光学ズーム機能および焦点を変化させるフォーカス機能を有する。
The
撮像素子244は、光学系243から光を光電変換して電気信号を画像信号として生成する。撮像素子244は、CCD(Charge Coupled Device)またはCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)等の撮像センサを用いて構成される。撮像素子244は、光学系243が被写体像を結像する結像位置に設けられる。撮像素子244は、撮像制御部249の制御のもと、TG部248から入力される信号および処理装置4から入力されるクロック信号に従って画像信号を生成する。
The
AFE部245は、撮像素子244から入力された画像信号に含まれるノイズ成分を低減するとともに、画像信号の増幅率を調整して一定の出力レベルを維持するCDS(Correlated Double Sampling)処理および画像信号をA/D変換するA/D変換処理等を行ってP/S変換部246へ出力する。
The
P/S変換部246は、AFE部245から入力されたデジタルの画像信号をパラレル/シリアル変換して処理装置4へ出力する。
The P /
抽出部247は、処理装置4から入力されたクロック信号および変調信号を受信し、受信した変調信号から撮像素子244の動作に必要な信号を抽出する。具体的には、抽出部247は、クロック信号と変調信号との差分(電圧差)に基づいて、変調信号から撮像素子244の動作に必要な信号として、少なくとも同期信号を抽出する。抽出部247は、クロック信号を撮像素子244、AFE部245、P/S変換部246、TG部248および撮像制御部249へ出力する。なお、抽出部247の詳細な構成については後述する。
The
TG部248は、撮像素子244および撮像制御部249それぞれを駆動するための各種信号処理のパルスを発生する。TG部248は、パルス信号を撮像素子244および撮像制御部249へ出力する。
The
撮像制御部249は、撮像素子244の撮像を制御する。撮像制御部249は、CPU(Central Processing Unit)や各種プログラムを記録するレジスタ等を用いて構成される。
The
操作部22は、湾曲部25を上下方向および左右方向に湾曲させる湾曲ノブ221と、被検体の体腔内に生体鉗子、電気メスおよび検査プローブ等の処置具を挿入する処置具挿入部222と、処理装置4、光源装置3に加えて、送気手段、送水手段、画面表示制御等の周辺機器の操作指示信号を入力する操作入力部である複数のスイッチ223と、を有する。処置具挿入部222から挿入される処置具は、先端部24の処置具チャンネル(図示せず)を経由して開口部(図示せず)から表出する。
The
ユニバーサルコード23は、ライトガイド241と、一または複数の信号線をまとめた集合ケーブル250と、を少なくとも内蔵している。集合ケーブル250は、後述する処理装置4の変調部409から出力されたクロック信号と変調信号とを伝送するための信号と、画像信号を伝送するための信号と、を少なくとも含む。
The universal cord 23 includes at least a light guide 241 and a
次に、光源装置3の構成について説明する。光源装置3は、照明部31と、照明制御部32と、を備える。
Next, the configuration of the
照明部31は、照明制御部32の制御のもと、被写体(被検体)に対して、波長帯域が互いに異なる複数の照明光を順次切り替えて出射する。照明部31は、光源部31aと、光源ドライバ31bと、回転フィルタ31cと、駆動部31dと、駆動ドライバ31eと、を有する。
Under the control of the illumination control unit 32, the
光源部31aは、白色LEDおよび一または複数のレンズ等を用いて構成され、光源ドライバ31bの制御のもと、白色光を回転フィルタ31cへ出射する。光源部31aが発生させた白色光は、回転フィルタ31cおよびライトガイド241を経由して先端部24の先端から被写体に向けて出射される。なお、光源部31aを赤色LED、緑色LEDおよび青色LEDで構成し、光源ドライバ31bが各LEDに対して電流を供給することによって赤色光、緑色光または青色光を順次出射させるものであってもよい。また、白色LEDや、赤色LED、緑色LEDおよび青色LEDから同時に光を出射させるものや、キセノンランプなどの放電灯などにより白色光を被検体に照射して画像を取得するものであってもよい。
The
光源ドライバ31bは、照明制御部32の制御のもと、光源部31aに対して電流を供給することにより、光源部31aに白色光を出射させる。
The light source driver 31b causes the
回転フィルタ31cは、光源部31aが出射する白色光の光路上に配置され、回転することにより、光源部31aが出射した白色光のうち所定の波長帯域の光のみを透過させる。具体的には、回転フィルタ31cは、赤色光(R)、緑色光(G)および青色光(B)それぞれの波長帯域を有する光を透過させる赤色フィルタ311、緑色フィルタ312および青色フィルタ313を有する。回転フィルタ31cは、回転することにより、赤、緑および青の波長帯域(例えば、赤:600nm〜700nm、緑:500nm〜600nm、青:400nm〜500nm)の光を順次透過させる。これにより、光源部31aが出射する白色光(W照明)は、狭帯域化した赤色光(R照明)、緑色光(G照明)および青色光(B照明)いずれかの光を内視鏡2に順次出射(面順次方式)することができる。
The rotary filter 31c is disposed on the optical path of white light emitted from the
駆動部31dは、ステッピングモータやDCモータ等を用いて構成され、回転フィルタ31cを回転動作させる。 The drive unit 31d is configured using a stepping motor, a DC motor, or the like, and rotates the rotary filter 31c.
駆動ドライバ31eは、照明制御部32の制御のもと、駆動部31dに所定の電流を供給する。
The
照明制御部32は、制御部410の制御のもと、所定の周期で光源部31aに白色光を出射させる。
Under the control of the
次に、処理装置4の構成について説明する。処理装置4は、S/P変換部401と、画像処理部402と、明るさ検出部403と、調光部404と、入力部405と、記録部406と、基準クロック生成部407と、同期信号生成部408と、変調部409と、制御部410と、を備える。
Next, the configuration of the
S/P変換部401は、P/S変換部246から入力された画像信号をパラレル/シリアル変換して画像処理部402へ出力する。なお、画像信号には、画像データおよび撮像素子244を補正する補正パラメータ等が含まれる。
The S /
画像処理部402は、S/P変換部401から入力された画像信号に基づいて、表示装置5が表示する体内画像を生成して表示装置5へ出力する。画像処理部402は、画像信号に対して、所定の画像処理を施して体内画像を生成する。ここで、画像処理としては、同時化処理、オプティカルブラック低減処理、ホワイトバランス調整処理、カラーマトリクス演算処理、ガンマ補正処理、色再現処理、エッジ強調処理およびフォーマット変換処理等である。また、画像処理部402は、S/P変換部401から入力された画像信号を制御部410または明るさ検出部403へ出力する。
The
明るさ検出部403は、画像処理部402から入力される画像信号に含まれるRGB画像情報に基づいて、各画像に対応する明るさレベルを検出し、この検出した明るさレベルを内部に設けられたメモリに記録するとともに、制御部410へ出力する。
The
調光部404は、制御部410の制御のもと、明るさ検出部403が検出した明るさレベルに基づいて、光源装置3が発生する光量や発光タイミング等の発光条件を設定し、この設定した発光条件を含む調光信号を光源装置3へ出力する。
Based on the brightness level detected by the
入力部405は、内視鏡システム1の動作を指示する動作指示信号等の各種信号の入力を受け付ける。入力部405は、スイッチ等を用いて構成される。
The
記録部406は、内視鏡システム1を動作させるための各種プログラムおよび内視鏡システム1の動作に必要な各種パラメータ等を含むデータを記録する。また、記録部406は、処理装置4の識別情報を記録する。ここで、識別情報には、処理装置4の固有情報(ID)、年式、スペック情報、伝送方法および伝送レート等が含まれる。
The
基準クロック生成部407は、内視鏡システム1の各構成部の動作の基準となるクロック信号を生成し、内視鏡システム1の各構成部に対してクロック信号を供給する。なお、本実施の形態1では、基準クロック生成部407がクロック信号生成部として機能する。
The reference
同期信号生成部408は、基準クロック生成部407から入力されるクロック信号に基づいて、少なくとも垂直同期信号を含む同期信号を生成し、変調部409、集合ケーブル250および抽出部247を介してTG部248へ出力するとともに、画像処理部402へ出力する。
The synchronization
変調部409は、同期信号生成部408から入力される同期信号を変調し、変調した変調信号(Diff_s)および基準クロック生成部407から入力されるクロック信号(Diff_c)を抽出部247へ出力する。具体的には、変調部409は、クロック信号に基づいて、同期信号を変調した変調信号を出力する。例えば、変調部409は、クロック信号と同期信号との差分に基づいて、同期信号を変調した変調信号を生成し、この変調信号を出力する。
The
制御部410は、撮像素子244および光源装置3を含む各構成部の駆動制御および各構成部に対する情報の入出力制御等を行う。制御部410は、記録部406に記録されている撮像制御のための設定データ、例えば、読み出し対象の画像アドレス情報を、集合ケーブル250を介して撮像制御部249へ出力する。
The
次に、表示装置5について説明する。表示装置5は、映像ケーブルを介して処理装置4から入力される画像信号に対応する体内画像を表示する。表示装置5は、液晶または有機EL(Electro Luminescence)等を用いて構成される。
Next, the
次に、上述した変調部409および抽出部247の構成および動作について説明する。図3は、変調部409の構成を模式的に示す回路図である。
Next, the configuration and operation of the
図3に示すように、変調部409は、ラッチ回路409aと、AND回路409bと、を有する。
As shown in FIG. 3, the
ラッチ回路409aは、基準クロック生成部407から入力されるクロック信号(CLK)に基づいて、同期信号生成部408から入力される同期信号(SYNC)をAND回路409bへ出力する。具体的には、ラッチ回路409aは、基準クロック生成部407から入力されるクロック信号の立ち上がり(エッジ)に基づいて、同期信号生成部408から入力される同期信号をAND回路409bへ出力する。
Based on the clock signal (CLK) input from the reference
AND回路409bは、基準クロック生成部407から入力されるクロック信号に基づいて、ラッチ回路409aから入力される同期信号を変調し、この変調した変調信号(Diff_s)を抽出部247へ出力する。具体的には、AND回路409bは、クロック信号と同期信号との差分に基づいて、同期信号を変調して変調信号を生成し、この変調信号を抽出部247へ出力する。例えば、AND回路409bは、同期信号に対して、クロック信号と同期信号とに差分が生じているタイミングをHigh、クロック信号と同期信号とが等しいタイミングをLowとする変調を行って変調信号を生成して抽出部247へ出力する。
The AND
次に、抽出部247の構成について説明する。図4は、抽出部247の構成を模式的に示す回路図である。
Next, the configuration of the
図4に示すように、抽出部247は、差動増幅回路247aと、差動増幅回路247bと、比較回路247cと、比較回路247dと、ラッチ回路247eと、を有する。
As shown in FIG. 4, the
差動増幅回路247aは、非反転入力端(+)に変調部409からクロック信号(Diff_c)が入力され、反転入力端(−)に変調部409から変調信号(Diff_s)が入力される。差動増幅回路247aは、変調部409から入力されたクロック信号と変調信号との差分(Diff_c−Diff_s)を算出し、この差分に一定係数を乗じた差動信号(C−S)を比較回路247cへ出力する。
In the
差動増幅回路247bは、非反転入力端(+)に変調部409から変調信号(Diff_s)が入力され、反転入力端(−)に変調部409からクロック信号(Diff_c)が入力される。差動増幅回路247bは、変調部409から入力された変調信号とクロック信号との差分(Diff_s−Diff_c)を算出し、この差分に一定係数を乗じた差動信号(S−C)を比較回路247dへ出力する。
In the
比較回路247cは、非反転入力端(+)に差動増幅回路247bから入力された差動信号(C−S)が入力され、反転入力端(−)に基準電圧が入力される。比較回路247cは、差動信号と基準電圧と比較し、その比較結果を示す比較信号をラッチ回路247e、撮像素子244、AFE部245、P/S変換部246、TG部248および撮像制御部249へ出力する。
In the
比較回路247dは、非反転入力端(+)に差動増幅回路247aから入力された差動信号(C―S)が入力され、反転入力端(−)に基準電圧が入力される。比較回路247dは、差動信号と基準電圧と比較し、その比較結果を示す比較信号をラッチ回路247eへ出力する。
In the
ラッチ回路247eは、比較較回路247cから入力される比較信号および比較回路247dから入力される比較信号に基づいて、撮像素子244の動作に必要な信号(同期信号)を抽出し、この抽出した信号(SYNC)をTG部248へ出力する。具体的には、ラッチ回路247eは、比較信号(C―S)と比較信号(S−C)との差分に基づいて、撮像素子244の動作に必要な同期信号を抽出し、この同期信号をTG部248へ出力する。
The
このように構成された抽出部247および変調部409の動作タイミングについて説明する。図5は、抽出部247および変調部409の動作を示すタイミングチャートである。図5において、図5(a)がクロック信号(CLK)を示し、図5(b)が同期信号(SYNC)を示し、図5(c)がDiff_cを示し、図5(d)がDiff_sを示し、図5(e)が抽出部247の動作を示す。
The operation timing of the
図5に示すように、変調部409は、クロック信号を変調せず、抽出部247へ出力するとともに(図5(c)を参照)、クロック信号と同期信号との差分に基づいて、同期信号を変調し、この変調した変調信号(図5(d)を参照)を抽出部247へ出力する。
As shown in FIG. 5, the
抽出部247は、クロック信号と変調信号との差分に基づいて、変調信号から撮像素子244の動作に必要な同期信号を抽出してTG部248へ出力する。具体的には、抽出部247は、基準電圧を用いて変調信号から同期信号を抽出する。例えば、抽出部247は、基準電圧が3.3Vの場合、変調信号に対して、+1.65V以上の信号をクロック信号として抽出する一方、−1.65V以上の変調信号を同期信号として抽出する(図5(e)を参照)。
The
以上説明した本発明の実施の形態1によれば、変調部409が同期信号を変調した変調信号とクロック信号とを送信し、抽出部247が変調信号から同期信号を抽出するので、簡易な構成で安定した信号伝送を行うことができる。
According to Embodiment 1 of the present invention described above, the
また、本発明の実施の形態1によれば、処理装置4から内視鏡2に伝送するクロック信号および同期信号それぞれにノイズ成分が重畳された場合であっても、2つの信号の電圧差で伝送するので、ノイズ耐性を向上させることができる。
Further, according to the first embodiment of the present invention, even when a noise component is superimposed on each of the clock signal and the synchronization signal transmitted from the
(実施の形態2)
次に、本発明の実施の形態2について説明する。上述した実施の形態1では、クロック信号を変調せず、同期信号を変調していたが、本実施の形態2では、同期信号を変調せず、クロック信号を変調する。このため、上述した実施の形態1に係る内視鏡システム1における変調部と抽出部の構成のみが異なる。従って、以下においては、本実施の形態2に係る内視鏡システムの変調部と抽出部の構成を説明後、変調部および抽出部の動作について説明する。なお、上述した実施の形態1に係る内視鏡システム1と同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
(Embodiment 2)
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the first embodiment described above, the clock signal is not modulated and the synchronization signal is modulated. In the second embodiment, the clock signal is modulated without modulating the synchronization signal. For this reason, only the configurations of the modulation unit and the extraction unit in the endoscope system 1 according to the first embodiment described above are different. Therefore, in the following, after describing the configuration of the modulation unit and the extraction unit of the endoscope system according to the second embodiment, the operation of the modulation unit and the extraction unit will be described. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the structure same as the endoscope system 1 which concerns on Embodiment 1 mentioned above, and description is abbreviate | omitted.
まず、変調部の構成について説明する。図6は、変調部の構成を模式的に示す回路図である。 First, the configuration of the modulation unit will be described. FIG. 6 is a circuit diagram schematically showing the configuration of the modulation unit.
図6に示すように、変調部501は、ラッチ回路409aと、XOR回路501aと、を有する。
As illustrated in FIG. 6, the
XOR回路501aは、ラッチ回路409aから入力される同期信号(SYNC)に基づいて、基準クロック生成部407から入力されるクロック信号(CLK)を変調し、この変調した変調信号(Diff_s)を抽出部502へ出力(供給)する。具体的には、XOR回路501aは、クロック信号と同期信号との差分に基づいて、クロック信号を変調した変調信号を生成し、この変調信号を抽出部502へ出力する。例えば、XOR回路501aは、クロック信号に対して、クロック信号と同期信号とに差分が生じているタイミングをHigh、クロック信号と同期信号とが等しいタイミングをLowとする変調を行って変調信号を生成して抽出部502へ出力する。
The
次に、抽出部502の構成について説明する。図7は、抽出部502の構成を模式的に示す回路図である。
Next, the configuration of the
図7に示すように、抽出部502は、差動増幅回路247aと、差動増幅回路247bと、比較回路247cと、比較回路247dと、ラッチ回路247eと、AND回路247fと、を有する。
As illustrated in FIG. 7, the
差動増幅回路247aは、非反転入力端(+)に変調部409からクロック信号(Diff_c)が入力され、反転入力端(−)に変調部409から変調信号(Diff_s)が入力される。差動増幅回路247aは、変調部409から入力されたクロック信号と変調信号との差分(Diff_c−Diff_s)を算出し、この差分に一定係数を乗じた差動信号(C−S)を比較回路247cへ出力する。
In the
差動増幅回路247bは、非反転入力端(+)に変調部409から変調信号(Diff_s)が入力され、反転入力端(−)に変調部409からクロック信号(Diff_c)が入力される。差動増幅回路247bは、変調部409から入力された変調信号とクロック信号との差分(Diff_s−Diff_c)を算出し、この差分に一定係数を乗じた差動信号(S−C)を比較回路247dへ出力する。
In the
比較回路247cは、非反転入力端(+)に差動増幅回路247bから入力された差動信号(C−S)が入力され、反転入力端(−)に基準電圧が入力される。比較回路247cは、差動信号と基準電圧と比較し、その比較結果を示す比較信号をAND回路247fへ出力する。
In the
比較回路247dは、非反転入力端(+)に差動増幅回路247aから入力された差動信号(C―S)が入力され、反転入力端(−)に基準電圧が入力される。比較回路247dは、差動信号と基準電圧と比較し、その比較結果を示す比較信号をAND回路247fへ出力する。
In the
AND回路247fは、比較回路247cから入力される比較信号または比較回路247dから入力される比較信号に基づいて、クロック信号を復元(抽出)し、このクロック信号(CLK)をラッチ回路247e、撮像素子244、AFE部245、P/S変換部246、TG部248および撮像制御部249へ出力する。
The AND
ラッチ回路247eは、AND回路247fから入力されるクロック信号に基づいて、比較回路247dから入力される比較信号から撮像素子244の動作に必要な信号(同期信号)を抽出し、この抽出した信号(SYNC)をTG部248へ出力する。具体的には、ラッチ回路247eは、クロック信号と比較信号との差分に基づいて、比較信号から撮像素子244の動作に必要な同期信号を抽出し、この同期信号をTG部248へ出力する。
Based on the clock signal input from the AND
このように構成された変調部501および抽出部502の動作タイミングについて説明する。図8は、変調部501および抽出部502の動作を示すタイミングチャートである。図8において、図8(a)がクロック信号(CLK)を示し、図8(b)が同期信号(SYNC)を示し、図8(c)がDiff_cを示し、図8(d)がDiff_sを示し、図8(e),(f)が抽出部502の動作を示す。
The operation timing of the
図8に示すように、変調部501は、同期信号を変調せず、抽出部502へ出力するともに(図8(d)を参照)、クロック信号と同期信号との差分に基づいて、クロック信号を変調し、この変調して変調信号(図8(c)を参照)を抽出部502へ出力する。
As shown in FIG. 8, the
抽出部502は、同期信号と変調信号との差分に基づいて、変調信号から撮像素子244の動作に必要なクロック信号を抽出してTG部248へ出力する。具体的には、抽出部502は、基準電圧を用いて変調信号からクロック信号を抽出する。例えば、抽出部502は、基準電圧が3.3Vの場合、1.65V以上の信号をクロック信号として抽出する(8(e),(f)を参照)。
The
以上説明した本発明の実施の形態2によれば、簡易な構成で安定した信号伝送を行うことができる。 According to the second embodiment of the present invention described above, stable signal transmission can be performed with a simple configuration.
また、本発明の実施の形態2によれば、処理装置4から内視鏡2に伝送するクロック信号および同期信号それぞれにノイズ成分が重畳された場合であっても、2つの信号の電圧差で伝送するので、ノイズ耐性を向上させることができる。
Further, according to the second embodiment of the present invention, even when a noise component is superimposed on each of the clock signal and the synchronization signal transmitted from the
なお、本発明では、通信システムを送信側が処理装置、受信側が内視鏡の内視鏡システムとして説明したが、例えば、送信側が内視鏡で受信側が処理装置の内視鏡システムであっても適用可能であり、また、撮像装置と処置装置とが伝送ケーブルによって通信を行う顕微鏡システムであっても適用することができる。 In the present invention, the communication system is described as an endoscope system in which the transmission side is a processing device and the reception side is an endoscope. However, for example, even if the transmission side is an endoscope and the reception side is an endoscope system of a processing device. The present invention can also be applied to a microscope system in which an imaging device and a treatment device communicate with each other via a transmission cable.
また、本発明では、内視鏡に撮像素子を設け、抽出部が少なくとも撮像素子を駆動するための同期信号またはクロック信号を変調信号から抽出していたが、内視鏡に超音波素子(超音波トランスデューサ)を設け、この超音波素子を駆動するための駆動信号を抽出部が抽出してもよい。もちろん、抽出部は、撮像素子から画像信号を読み出す画素アドレス等の設定を示す設定信号を抽出してもよい。 In the present invention, an imaging device is provided in the endoscope, and the extraction unit extracts at least a synchronization signal or a clock signal for driving the imaging device from the modulation signal. (Sonic transducer) may be provided, and the extraction unit may extract a drive signal for driving the ultrasonic element. Of course, the extraction unit may extract a setting signal indicating a setting of a pixel address or the like for reading an image signal from the image sensor.
このように、本発明は、ここでは記載していない様々な実施の形態を含みうるものであり、特許請求の範囲によって特定される技術的思想の範囲内で種々の設計変更等を行うことが可能である。 As described above, the present invention can include various embodiments not described herein, and various design changes and the like can be made within the scope of the technical idea specified by the claims. Is possible.
1 内視鏡システム
2 内視鏡
3 光源装置
4 処理装置
5 表示装置
21 挿入部
22 操作部
23 ユニバーサルコード
24 先端部
25 湾曲部
26 可撓管部
31 照明部
32 照明制御部
241 ライトガイド
242 照明レンズ
243 光学系
244 撮像素子
245 アナログフロントエンド部
246 P/S変換部
247,502 抽出部
247a,247b 差動増幅回路
247c,247d 比較回路
247e ラッチ回路
247f AND回路
248 タイミングジェネレータ部
249 撮像制御部
401 S/P変換部
402 画像処理部
403 明るさ検出部
404 調光部
405 入力部
406 記録部
407 基準クロック生成部
408 同期信号発生部
409,501 変調部
409a ラッチ回路
409b AND回路
410 制御部
501a XOR回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (3)
前記制御装置は、
クロック信号を生成するクロック信号生成部と、
前記クロック信号に基づいて、同期信号を生成する同期信号生成部と、
前記クロック信号と前記同期信号との差分に基づいて、前記クロック信号および前記同期信号のいずれか一方の信号を変調した変調信号を生成し、この変調信号と他方の信号とを前記伝送ケーブルを介して送信する変調部と、
を備え、
前記内視鏡は、
前記被検体の体腔内に挿入可能な挿入部と、
前記挿入部の先端部に設けられた撮像素子と、
前記伝送ケーブルを介して前記変調信号と前記他方の信号とを受信し、前記クロック信号および前記同期信号のいずれか一方と前記変調信号との差分に基づいて、前記変調信号から前記撮像素子を駆動するために必要な信号を抽出する抽出部と、
を備えたことを特徴とする内視鏡システム。 An endoscope system comprising an endoscope that can be inserted into a body cavity of a subject , and a control device that controls the endoscope via a transmission cable,
The controller is
A clock signal generator for generating a clock signal;
A synchronization signal generating unit that generates a synchronization signal based on the clock signal;
Based on the difference between the clock signal and the synchronization signal, a modulation signal is generated by modulating one of the clock signal and the synchronization signal, and the modulation signal and the other signal are transmitted to the transmission cable. A modulation unit for transmitting via
With
The endoscope is
An insertion part that can be inserted into the body cavity of the subject;
An image sensor provided at a distal end of the insertion portion;
The modulation signal and the other signal are received via the transmission cable, and the imaging element is driven from the modulation signal based on a difference between the one of the clock signal and the synchronization signal and the modulation signal. An extraction unit for extracting a signal necessary for
An endoscope system comprising:
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