WO2006051817A1 - 撮像装置 - Google Patents

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Takeshi Mori
Takemitsu Honda
Toshiaki Shigemori
Koji Tanimoto
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Olympus Corporation
Sanyo Electric Co., Ltd.
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Definitions

  • the present invention relates to a small imaging device such as a network camera or a capsule endoscope.
  • network cameras have become widespread as small-sized imaging devices that can be connected to a network such as the Internet or a LAN.
  • This network camera can monitor the video of a distant place over the network in real time, can publish this video, and can control the imaging process.
  • swallowable capsule endoscopes have appeared in the field of endoscopes.
  • This capsule endoscope is provided with an imaging function and a wireless communication function.
  • Force Pussy endoscopes are peristalized in body cavities, such as the stomach and small intestine, until they are naturally excreted from the human body after being swallowed by the patient for observation (examination). It has the function of moving in accordance with the motion and capturing images sequentially.
  • image data imaged inside the body by the capsule endoscope is sequentially transmitted to the outside by wireless communication and stored in a memory provided in an external receiver.
  • a receiver equipped with this wireless communication function and memory function the patient can act freely even after the capsule endoscope has been swallowed and until it is discharged. . Thereafter, the doctor or nurse can make a diagnosis by displaying an organ image on the display based on the image data stored in the memory.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-345743
  • Patent Document 2 Japanese Patent No. 3239087
  • an imaging device used for the above-described network camera, capsule endoscope, or the like is required to be downsized.
  • a large amount of power is required to supply this power, which consumes a lot of power in analog processing.
  • miniaturization cannot be promoted.
  • the present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide an imaging apparatus that can further reduce the size of the imaging apparatus by reducing power consumption.
  • an imaging apparatus includes a series of analog processing from acquisition of a pixel signal by an imaging element to conversion of the pixel signal into digital data.
  • the analog processing system has a memory for temporarily storing data of a predetermined processing unit provided between a digital processing system and a digital processing system that processes the digital data into predetermined imaging data, and the analog processing system. It is operated with the highest speed clock, and is operated with the clock corresponding to the frequency determined by the bandwidth of the transmission system for transmitting the imaging data to the digital processing system, and the predetermined processing unit of the analog processing system is operated.
  • a control means for exclusively controlling the processing operation and the processing operation of the predetermined processing unit by the digital processing system.
  • the control unit when the control unit performs the operation of the analog processing system, the control unit turns on a power supply necessary for the operation of the analog processing system, When performing a digital processing system operation, control is performed to turn off the power supply necessary for the analog processing system operation.
  • the memory is a line memory that temporarily stores one line that is a minimum processing unit of the digital processing system.
  • control unit may perform stable operation from when the power supply to the analog processing system is turned on until when the signal voltage by the power supply is stabilized.
  • the power supply is turned on so as to start clamping after a period.
  • the imaging apparatus is the imaging apparatus according to the above invention, wherein the imaging apparatus that performs predetermined signal processing on a series of image signals acquired by the imaging device and outputs the series of imaging signals as the series of imaging signals.
  • the power supply is turned on during a series of imaging signal processing periods, The power supply is turned off outside the processing period and the power supply is turned on so that the power supply is turned on so as to start clamping after a stable period until the signal voltage by the power supply stabilizes.
  • the imaging apparatus according to the present invention is used as a small imaging module of a network camera.
  • the imaging apparatus is characterized in that, in the above-described invention, the imaging apparatus is used as an in-subject introducing apparatus including a capsule endoscope.
  • the invention's effect is characterized in that, in the above-described invention, the imaging apparatus is used as an in-subject introducing apparatus including a capsule endoscope.
  • a series of analog processing systems from acquisition of a pixel signal by the imaging device to conversion of the pixel signal into digital data and digital processing for signal processing the digital data into predetermined imaging data
  • a memory for temporarily storing data of a predetermined processing unit is provided between the system and the control means excludes the processing operation of the predetermined processing unit by the analog processing system and the processing operation of the predetermined processing unit by the digital processing system.
  • the digital processing system is determined by the bandwidth of the transmission system that transmits the imaging data, and the analog processing system is operated with the fastest clock of the analog processing system. When operating with the clock corresponding to the frequency, and further performing the operation of the analog processing system, supply power necessary for the operation of the analog processing system. When the digital processing system is turned on and the power supply necessary for the analog processing system is turned off, the noise of the image pickup signal can be reduced and the power consumption can be reduced. If it can be promoted, it will have an effect.
  • FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an imaging system including a network camera in which an imaging apparatus according to Embodiment 1 of the present invention is used.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a detailed configuration of the imaging apparatus shown in FIG.
  • FIG. 3 is a timing chart showing processing operations of the imaging apparatus shown in FIG.
  • FIG. 4 is a timing chart showing a state in which power supply is turned on by the timing generation circuit and when the clamp is disclosed.
  • Fig.5 shows good results when the power supply is turned on by the timing generator and at the start of clamping. It is a timing chart which shows a state.
  • FIG. 6 is a timing chart showing a state in which power supply ON by the timing generation circuit at the time of starting image signal processing of one frame and the start of clamping are defective.
  • FIG. 7 is a timing chart showing a state in which power supply on by the timing generation circuit at the time of starting image signal processing of one frame and clamping start are defective.
  • FIG. 8 is a diagram showing a schematic configuration of a wireless in-vivo information acquiring system including a capsule endoscope in which the imaging apparatus shown in FIG. 1 is used.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a system configuration using a network camera as an imaging apparatus.
  • the network cameras 1 and 2 are equipped with an imaging device 3 inside, acquire surrounding images, and wirelessly connect with each other and the terminal device PC1 via a wireless LAN station 4 having a router function. LAN connection.
  • the station 4 is connected to a network N such as the Internet, and this network N can connect to other terminal devices PC2 and portable terminals 5.
  • the terminal devices PCI and PC2 are realized by a personal computer equipped with a display unit, and the video information captured by the network cameras 1 and 2 can be obtained in real time via the wireless LAN 10 or the network N.
  • the mobile terminal 5 can also obtain video information captured by the network cameras 1 and 2. Further, the terminal devices PCI, PC2 and portable terminal 5 can perform control such as changing the imaging field of view of the network cameras 1 and 2.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a detailed configuration of the imaging device 3 shown in FIG.
  • the imaging device 3 includes an analog processing system AN, a line memory 15, a digital processing circuit 16 as a digital processing system, an RF circuit 17 including an antenna A1, a switch circuit 21, a power supply circuit 22, and a timing generation circuit 23.
  • the analog processing system AN includes a CCD 11, a CDS circuit 12, an A / D conversion circuit 13, and a digital clamp circuit 14.
  • the digital clamp circuit 14 is originally a circuit that processes digitized data.
  • the clamp circuit 14 is included in the analog processing system AN.
  • the line memory 15 is provided between the analog processing system AN and the digital processing circuit 16.
  • the timing generation circuit 23 is connected to the CCD 11, the CDS circuit 12, the A / D conversion circuit 13, the digital clamp circuit 14, the line memory 15, the digital processing circuit 16, the RF circuit 17, and the switch circuit 21 described above.
  • the clock is supplied and the processing of each part is controlled.
  • the pixel signal imaged by the CCD 11 is output to the CDS circuit 12, and the CDS circuit 12 performs analog processing such as correlated double sampling and gain control on the pixel signal.
  • the analog-processed pixel signal is converted into a digital signal by the AZD conversion circuit 13, and correction processing such as black level is performed by the digital clamp circuit 14, and one line of image data is temporarily stored in the line memory 15. Is done.
  • the digital processing circuit 16 takes out one line of image data stored in the line memory 15, performs signal processing such as modulation processing, and performs parallel-serial conversion on the modulated video signal. To output to the RF circuit 17.
  • the RF circuit 17 up-converts the input video signal to a radio frequency and outputs it wirelessly via the antenna A1.
  • the switch circuit 21 turns on / off the power supply to the CCD 11, the CDS circuit 12, and the A / D conversion circuit 13 of the analog processing system AN under the control of the timing generation circuit 23.
  • the switch circuit 21 turns on / off the power supply to the RF circuit 17 under the control of the timing generation circuit 23.
  • the power supply to the RF circuit 17 is turned on / off only when image information is transmitted.
  • the control by the timing generation circuit 23 will be described with reference to the time chart shown in FIG.
  • the image pickup device 3 processes the pixel signal picked up by the CCD 11 for each line, and within this one-line period tO, the timing generation circuit 23 operates the analog processing system AN.
  • an exclusive control in which the operation processing of the digital processing circuit 16 is temporally separated.
  • the line memory 15 acts as a medium
  • the analog processing system AN is operated in the first half of one line period tO, and the processed image data for one line is temporarily stored in the line memory 15.
  • the digital processing circuit 16 is operated in the latter half of the one-line period tO, and the image data for one line is signal-processed.
  • the reason why the power supply during the analog system operation period increases is that the bias current flows in the circuit system when power is supplied to the analog processing system AN.
  • the average supply power integrated over time can be reduced. You can.
  • the timing generation circuit 23 sets the operation clock speed (frequency f1) of the analog processing system AN and the operation clock speed (frequency f2) of the digital processing circuit 16 under different conditions, Supply each operation clock.
  • the operation clock speed of the analog processing system AN is a high-speed clock that can operate the analog processing system AN, and high-speed processing is performed. As a result, the operating time of the analog processing system AN can be shortened.
  • the operation clock speed of the digital processing circuit 16 is determined by the transmission bandwidth of the radio frequency used by the RF circuit 17. When the transmission bandwidth is narrow, a low-speed operation clock is used. When the transmission bandwidth is wide, a high-speed operation clock can be used.
  • the frequency of the signal input to the RF circuit 17 depends on the modulation method of the RF circuit 17 and is fO / k.
  • k is a coefficient and is determined by the modulation method of the RF circuit 17. Since the input signal of the RF circuit 17 is the output of the digital processing circuit 16, the operation clock frequency f2 of the digital processing circuit 16 needs to be at least twice the output signal frequency. Therefore, the operation clock frequency f2 of the digital processing circuit 16 is determined by the relational expression of f2 ⁇ 2 X fO / k.
  • the timing generation circuit 23 controls the switch circuit 21 to turn on / off the power supply to the analog processing system AN. As shown in FIG. 3, the timing generation circuit 23 turns on the switch circuit 21 to supply power to the CCD 11, the CDS circuit 12, and the A / D conversion circuit 13 only during the operation period of the analog processing unit AN. In other periods, the switch circuit 21 is turned off. The reason why the power supply to the analog processing system AN is turned on / off is because the analog processing circuit has a large portion of power consumption such as a bias power source.
  • the timing generation circuit 23 advances the power-on time for the analog processing system AN from time T1 to time T2, and starts clamping after the time TT has elapsed from time T2. Control to be TC.
  • the image signal for one line is always clamped in a state where the signal voltage is stable, and is output to the line memory 15 as an image signal without distortion.
  • the control when the power supply is turned on shown in FIG. 5 is for the image signal of one line, it can also be applied to the time point control when the power supply is turned on for the conventional analog processing system. Can power s.
  • analog processing is performed on an image signal of one frame, as shown in Fig. 6, the time when the power supply is turned on T11 force The time when the signal voltage stabilizes The period until TSS The image signal for several lines within TT10 In this case, since the time TC11 at the start of clamping is performed immediately before the first line, the image signals of the first few lines are distorted.
  • control is performed so that the power supply is turned on earlier from time T11 to time T12, and after time TT10 elapses from time T12, the clamp start time TC11 is reached.
  • the image signals of the first few lines are always clamped in a state where the signal voltage is stable and output as an image signal without distortion.
  • Such a state can also be applied to the imaging device 3 shown in the first embodiment.
  • the period TT10 from the time when the power supply is turned on at the start of the processing of the image signal of one frame is different from the period TT10 from the time when the power supply is turned on for each line. If the power supply is turned on from a state where power is not supplied, the transient period becomes longer. Therefore, by combining the power supply ON control shown in FIG. 7 and the power supply ON control shown in FIG. 5, one frame image signal processed by the first embodiment is always distorted. It is possible to output to the line memory 15 as an image signal with no signal.
  • a line memory 15 is provided between the analog processing system AN and the digital processing circuit 16, and the processing operations of the analog processing system AN and the digital processing circuit 16 are separated in terms of time.
  • the operation clock speed used for each analog processing system AN and the digital processing circuit 16 is different, so the processing operation of the analog processing system AN In this case, it is possible to reliably prevent noise from being mixed into the analog processing system AN from the digital processing circuit 16 and to generate good image information.
  • the operation clock speed of the analog processing system AN is increased, the operation processing time of the analog processing system AN is shortened, and the power is supplied only during the operation of the analog processing system AN. Therefore, the power consumption of the analog processing system AN can be extremely reduced, the power supply capacity of the power supply circuit can be reduced, and the overall size and weight reduction of the imaging device 3 can be promoted.
  • the timing generation circuit 23 controls the time point when the power supply is turned on so that the clamping process is performed after the period from when the power supply is turned on until the signal voltage becomes stable. Therefore, it is possible to always output a distortion-free image signal to the line memory 15, and as a result, it is possible to generate good image information.
  • the present invention can also be applied to an imaging device that performs wired transmission.
  • the description has been made on the assumption that the image pickup apparatus 3 is driven by a battery, the present invention is not limited to this, and it is obvious that the present invention can be applied to a case where a commercial power source is used.
  • the clamping process is performed using the digital clamp circuit 14, but instead of this, an analog clamp circuit may be provided before the A / D conversion circuit 13.
  • the imaging device 3 applied to a network camera has been described.
  • the imaging device 3 is applied to a capsule endoscope.
  • FIG. 8 is a schematic diagram showing an overall configuration of a wireless in-vivo information acquiring system using a capsule endoscope 33 as an example of the in-subject introducing device.
  • This wireless in-vivo information acquiring system is introduced into the body of a subject 31, a capsule endoscope 33 that takes an image of a body cavity and wirelessly transmits data such as a video signal to a receiving device 32.
  • a receiving device 32 that receives in-vivo image data wirelessly transmitted from the force-pseed endoscope 33, a display device 34 that displays an in-vivo image based on a video signal received by the receiving device 32, and a receiving device 32.
  • the receiving device 32 includes a radio unit 32a having a plurality of receiving antennas Al to An attached to the external surface of the subject 31, and a radio signal received via the plurality of receiving antennas Al to An. And a receiving body unit 32b for performing the above-described processing, and these units are detachably connected via a connector or the like.
  • each of the receiving antennas Al to An is provided, for example, in a jacket on which the subject 31 can be worn, and the subject 31 wears the jacket so that the receiving antennas Al to An are attached. It may be. In this case, the receiving antennas Al to An may be detachable from the jacket.
  • the display device 34 is for displaying an in-vivo image captured by the capsule endoscope 33, and a workstation that displays an image based on data obtained by the portable recording medium 35. Etc.
  • the portable recording medium 35 uses a compact flash (registered trademark) memory or the like, is detachable from the receiving main unit 32b and the display device 34, and outputs or records information when inserted into the portable recording medium 35. It has possible functions.
  • the portable recording medium 35 is inserted into the receiving main unit 32b while the capsule endoscope 33 is moving in the body cavity of the subject 31, and data transmitted from the capsule endoscope 33 is Recorded on the portable recording medium 35. Then, after the capsule endoscope 33 is ejected from the subject 31, that is, after imaging of the inside of the subject 31 is finished, the capsule endoscope 33 is taken out from the receiving body unit 32b and inserted into the display device 34. Data recorded by the display device 34 is read out.
  • the imaging device 3 described in the first embodiment is incorporated.
  • the capsule endoscope 3 is reduced in layer, size and weight, and can transmit a video signal with excellent force to the receiving device 32 side.
  • the imaging device that is useful in the present invention is useful for small-sized imaging devices such as network cameras and capsule endoscopes.

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Abstract

　この発明は小型の撮像装置に関し、撮像素子による画素信号の取得から該画素信号をデジタルデータに変換するまでの一連のアナログ処理系と前記デジタルデータを所定の撮像データに信号処理するデジタル処理系との間に１ラインのデータを一時蓄積するメモリを設け、制御手段が、前記アナログ処理系による１ラインのアナログ系動作と前記デジタル処理系による１ラインのデジタル系動作を排他的に制御し、さらに、前記アナログ処理系を、該アナログ処理系が有する最高速のクロックで動作させ、前記デジタル処理系を、前記撮像データを伝送する伝送系の帯域幅によって決定される周波数に対応するクロックで動作させ、さらに、前記アナログ処理系のアナログ系動作ｆ１を行う場合、該アナログ処理系の動作に必要な電源供給をオンさせ、前記デジタル処理系のデジタル動作ｆ２を行う場合、前記アナログ処理系の動作に必要な電源供給をオフさせるようにしている。

Description

明 細 書
撮像装置
技術分野
[0001] この発明は、ネットワークカメラやカプセル型内視鏡などの小型の撮像装置に関す るものである。
背景技術
[0002] 近年、インターネットや LANなどのネットワークに接続できる小型の撮像装置として ネットワークカメラが普及している。このネットワークカメラは、ネットワークを介して離れ た場所の映像をリアルタイムでモニタでき、この映像を公開することができるとともに、 撮像処理をコントロールすることができる。
[0003] 一方、近年、内視鏡の分野においては、飲込み型のカプセル型内視鏡が登場して いる。このカプセル型内視鏡には、撮像機能と無線通信機能とが設けられている。力 プセル型内視鏡は、観察 (検査）のために患者のロカ 飲込まれた後、人体から自 然排出されるまでの間、体腔内、例えば胃、小腸などの臓器の内部をその蠕動運動 に従って移動し、順次撮像する機能を有する。
[0004] 体腔内を移動する間、カプセル型内視鏡によって体内で撮像された画像データは 、順次無線通信により外部に送信され、外部の受信機内に設けられたメモリに蓄積さ れる。患者がこの無線通信機能とメモリ機能とを備えた受信機を携帯することにより、 患者は、カプセル型内視鏡を飲み込んだ後、排出されるまでの期間であっても、 自 由に行動できる。この後、医者もしくは看護士においては、メモリに蓄積された画像デ ータに基づいて臓器の画像をディスプレイに表示させて診断を行うことができる。
[0005] 特許文献 1 :特開 2002— 345743号公報
特許文献 2：特許第 3239087号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0006] ところで、上述したネットワークカメラやカプセル型内視鏡などに用いられる撮像装 置は、小型化が要求されているが、携帯型で無線伝送を行う場合、この無線伝送や アナログ処理の電力消費が大きぐこの電力を供給するための容量の大きな電源が 必要となり、結果として小型化を促進できないという問題点があった。
[0007] この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、低消費電力化によって撮像装置 を一層、小型化することができる撮像装置を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
[0008] 上述した課題を解決し、 目的を達成するために、この発明にかかる撮像装置は、撮 像素子による画素信号の取得から該画素信号をデジタルデータに変換するまでの一 連のアナログ処理系と前記デジタルデータを所定の撮像データに信号処理するデジ タル処理系との間に設けられ所定処理単位のデータを一時蓄積するメモリと、前記ァ ナログ処理系に対して該アナログ処理系が有する最高速のクロックで動作させ、前記 デジタル処理系に対して前記撮像データを伝送する伝送系の帯域幅によって決定さ れる周波数に対応するクロックで動作させるとともに、前記アナログ処理系による前記 所定処理単位の処理動作と前記デジタル処理系による前記所定処理単位の処理動 作を排他的に制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする。
[0009] また、この発明にかかる撮像装置は、上記の発明において、前記制御手段は、前 記アナログ処理系の動作を行う場合、該アナログ処理系の動作に必要な電源供給を オンさせ、前記デジタル処理系の動作を行う場合、前記アナログ処理系の動作に必 要な電源供給をオフさせる制御を行うことを特徴とする。
[0010] また、この発明にかかる撮像装置は、上記の発明において、前記メモリは、前記デ ジタル処理系の最小処理単位である 1ラインを一時記憶するラインメモリであることを 特徴とする。
[0011] また、この発明にかかる撮像装置は、上記の発明において、前記制御手段は、前 記アナログ処理系への電源供給のオン時から該電源供給による信号電圧が安定す る時までの安定期間後にクランプを開始するように前記電源供給のオンを行うことを 特徴とする。
[0012] また、この発明にかかる撮像装置は、上記の発明において、撮像素子によって取得 された一連の画像信号に対して所定の信号処理を施し、一連の撮像信号として出力 する撮像装置において、前記一連の撮像信号の処理期間に電源供給をオンし、該 処理期間外に電源供給をオフし、該電源供給のオン時力 該電源供給による信号 電圧が安定する時までの安定期間後にクランプを開始するように前記電源供給をォ ンさせる制御を行うことを特徴とする。
[0013] また、この発明にかかる撮像装置は、上記の発明において、ネットワークカメラの小 型撮像モジュールとして用いられることを特徴とする。
[0014] また、この発明にかかる撮像装置は、上記の発明において、カプセル型内視鏡を 含む被検体内導入装置として用いられることを特徴とする。 発明の効果
[0015] この発明にかかる撮像装置では、撮像素子による画素信号の取得から該画素信号 をデジタルデータに変換するまでの一連のアナログ処理系と前記デジタルデータを 所定の撮像データに信号処理するデジタル処理系との間に所定処理単位のデータ を一時蓄積するメモリを設け、制御手段が、前記アナログ処理系による前記所定処 理単位の処理動作と前記デジタル処理系による前記所定処理単位の処理動作を排 他的に制御し、さらに、前記アナログ処理系を、該アナログ処理系が有する最高速の クロックで動作させ、前記デジタル処理系を、前記撮像データを伝送する伝送系の帯 域幅によって決定される周波数に対応するクロックで動作させ、さらに、前記アナログ 処理系の動作を行う場合、該アナログ処理系の動作に必要な電源供給をオンさせ、 前記デジタル処理系の動作を行う場合、前記アナログ処理系の動作に必要な電源 供給をオフさせるようにしているので、撮像信号のノイズを低減することができるととも に、低消費電力化を促進することができるとレ、う効果を奏する。
図面の簡単な説明
[0016] [図 1]図 1は、この発明の実施の形態 1にかかる撮像装置が用いられたネットワーク力 メラを含む撮像システムの概要構成を示す図である。
[図 2]図 2は、図 1に示した撮像装置の詳細構成を示すブロック図である。
[図 3]図 3は、図 1に示した撮像装置の処理動作を示すタイミングチャートである。
[図 4]図 4は、タイミング発生回路による電源供給オン時とクランプ開示時とが不良な 状態を示すタイミングチャートである。
[図 5]図 5は、タイミング発生回路による電源供給オン時とクランプ開始時とが良好な 状態を示すタイミングチャートである。
[図 6]図 6は、 1フレームの画像信号処理開始時におけるタイミング発生回路による電 源供給オン時とクランプ開始時とが不良な状態を示すタイミングチャートである。
[図 7]図 7は、 1フレームの画像信号処理開始時におけるタイミング発生回路による電 源供給オン時とクランプ開始時とが不良な状態を示すタイミングチャートである。
[図 8]図 8は、図 1に示した撮像装置が用いられたカプセル型内視鏡を含む無線型被 検体内情報取得システムの概要構成を示す図である。
符号の説明
1 , 2 ネットワークカメラ
3 撮像装置
4 ステーション
5 携帯端末
10 無線 LAN
11 CCD
12 CDS回路
13 AZD変換回路
14 デジタルクランプ回路
15 ラインメモリ
16 デジタル処理回路
17 RF回路
21 スィッチ回路
22 電源回路
23 タイミング発生回路
31 被検体
32 受信装置
32a 無線ユニット
32b 受信本体ユニット
33 カプセル型内視鏡 34 表示装置
35 携帯型記録媒体
PCI , PC2 端末装置
N ネットワーク
発明を実施するための最良の形態
[0018] 以下、この発明を実施するための最良の形態である撮像装置について説明する。
[0019] (実施の形態 1)
図 1は、撮像装置としてのネットワークカメラを用いたシステム構成を示す図である。 図 1に示すように、ネットワークカメラ 1， 2は、内部に撮像装置 3を備え、周囲の映像 を取得し、ルータ機能を有した無線 LANのステーション 4を介して相互および端末装 置 PC1と無線 LAN接続される。ステーション 4は、インターネットなどのネットワーク N に接続され、このネットワーク Nは、他の端末装置 PC2や携帯端末 5を接続すること ができる。端末装置 PCI , PC2は、表示部を備えたパーソナルコンピュータなどによ つて実現され、ネットワークカメラ 1, 2が撮像した映像情報を無線 LAN10あるいはネ ットワーク Nを介してリアルタイムで得ることができる。また、携帯端末 5も、ネットワーク カメラ 1 , 2が撮像した映像情報を得ることができる。さらに、端末装置 PCI , PC2およ び携帯端末 5は、各ネットワークカメラ 1 , 2の撮像視野の変更などの制御を行うことが できる。
[0020] 図 2は、図 1に示した撮像装置 3の詳細構成を示すブロック図である。図 2において 、撮像装置 3は、アナログ処理系 AN、ラインメモリ 15、デジタル処理系としてのデジ タル処理回路 16、アンテナ A1を含む RF回路 17、スィッチ回路 21、電源回路 22、 およびタイミング発生回路 23を有する。アナログ処理系 ANは、 CCD11、 CDS回路 12, A/D変換回路 13およびデジタルクランプ回路 14を含むものとする。なお、デ ジタルクランプ回路 14は、本来、デジタル化したデータに対して処理する回路である 力 この実施の形態 1では、ラインメモリ 15の前段の信号処理回路をアナログ処理系 ANとするため、デジタルクランプ回路 14をアナログ処理系 ANに含むものとする。こ こで、ラインメモリ 15は、アナログ処理系 ANとデジタル処理回路 16との間に設けられ る。 [0021] タイミング発生回路 23は、上述した CCD11、 CDS回路 12、 A/D変換回路 13、 デジタルクランプ回路 14、ラインメモリ 15、デジタル処理回路 16、 RF回路 17、およ びスィッチ回路 21に対してクロックを供給するとともに各部の処理制御を行う。
[0022] CCD11によって撮像された画素信号は、 CDS回路 12に出力され、 CDS回路 12 は、この画素信号に対して相関二重サンプリングやゲインコントロールなどのアナログ 処理を行う。その後、アナログ処理された画素信号は、 AZD変換回路 13によってデ ジタル信号に変換され、デジタルクランプ回路 14による黒レベルなどの補正処理が 施され、 1ライン分の画像データがラインメモリ 15に一時蓄積される。
[0023] デジタル処理回路 16は、ラインメモリ 15に蓄積されていた 1ラインの画像データを 取り出して変調処理などの信号処理を行レ、、この変調処理された映像信号に対して パラレル—シリアル変換を行って RF回路 17に出力する。 RF回路 17は、入力された 映像信号を無線周波数までアップコンバートし、アンテナ A1を介して無線出力する。
[0024] スィッチ回路 21は、タイミング発生回路 23による制御のもとに、アナログ処理系 AN の CCD11、 CDS回路 12、および A/D変換回路 13に対する電力供給をオン、オフ する。また、スィッチ回路 21は、タイミング発生回路 23による制御のもとに、 RF回路 1 7に対する電力供給のオン、オフを行う。この RF回路 17に対する電力供給のオン、 オフは、画像情報の送信時のみにオンする制御を行う。
[0025] ここで、図 3に示すタイムチャートを参照して、タイミング発生回路 23による制御につ いて説明する。図 3に示すように、撮像装置 3は、 CCD11が撮像した画素信号を 1ラ イン毎に処理するが、この 1ライン期間 tO内において、タイミング発生回路 23は、アナ ログ処理系 ANの動作処理と、デジタル処理回路 16の動作処理とを時間的に分離し た排他的制御を行う。この場合、ラインメモリ 15が媒介となり、 1ライン期間 tOの前半 におレ、てアナログ処理系 ANを動作させ、処理された 1ライン分の画像データがライ ンメモリ 15に一時蓄積される。その後、 1ライン期間 tOの後半においてデジタル処理 回路 16を動作させ、 1ライン分の画像データを信号処理する。図 3に示すようにアナ ログ系動作期間の供給電力が増加する理由は、アナログ処理系 ANに電源を供給 すると、回路系にバイアス電流が流れるためである。このアナログ処理系 ANのアナ口 グ系動作期間を短くすることによって、時間で積分した平均供給電力を少なくするこ とができる。
[0026] この場合、タイミング発生回路 23は、アナログ処理系 ANの動作クロック速度（周波 数 f 1)とデジタル処理回路 16の動作クロック速度（周波数 f2)とを異なる条件のもとに 設定し、各動作クロックを供給する。アナログ処理系 ANの動作クロック速度は、アナ ログ処理系 ANが動作可能な高速のクロックが用いられ、高速処理が行われる。これ によって、アナログ処理系 ANの動作時間を短くすることができる。一方、デジタル処 理回路 16の動作クロック速度は、 RF回路 17が使用する無線周波数の伝送帯域幅 によって決定される。伝送帯域幅が狭い場合には低速の動作クロックとなり、伝送帯 域幅が広い場合には高速の動作クロックを用いることができる。ここで、周波数 f 2の 決定方法について説明する。無線信号の伝送帯域幅を fOとすると、 RF回路 17に入 力する信号の周波数は、 RF回路 17の変調方式にも依存し、 fO/k となる。ここで、 kは係数であり、 RF回路 17の変調方式によって決定される。 RF回路 17の入力信号 は、デジタル処理回路 16の出力なので、デジタル処理回路 16の動作クロック周波数 f2は少なくとも出力信号周波数の 2倍が必要となる。よって、 f2≥2 X fO/k の関係 式によってデジタル処理回路 16の動作クロック周波数 f2が決定されることになる。
[0027] さらに、タイミング発生回路 23は、スィッチ回路 21を制御し、アナログ処理系 ANに 対する電源供給をオン、オフする。図 3に示すように、タイミング発生回路 23は、アナ ログ処理係 ANの動作期間のみに、 CCD11, CDS回路 12,および A/D変換回路 13に対する電力供給を行うようにスィッチ回路 21をオンさせ、その他の期間には、ス イッチ回路 21をオフさせる。このアナログ処理系 ANに対する電力供給のオン、オフ 制御を行うのは、アナログ処理系の回路がバイアス電源などの大きな電力消費が行 われる部分が多レ、からである。
[0028] ここで、上述した電源供給のオン、オフ制御を行う場合、電源のオン時から信号電 圧が安定した所定電圧までに立ち上がる過渡期間が存在し、この過渡期間にクラン プ処理を行うと、精度の高い信号処理を行うことができなレ、。たとえば、図 4に示すよう に、時点 T1に電源供給をオンしても、信号電圧が安定して立ち上がるまでには時点 T1〜時点 TSまでの期間 TTを要する。一方、デジタルクランプ回路 14は、 1ラインの 画像信号の入力に合わせ、この入力の手前の時点 TCでクランプを開始する。したが つて、この過渡期間 TTに、クランプが開始されると、画像信号は歪んだものとなる。
[0029] そこで、図 5に示すように、タイミング発生回路 23は、アナログ処理系 ANに対する 電源供給のオン時を、時点 T1から時点 T2に早め、時点 T2から期間 TTが経過した 後にクランプ開始の時点 TCとなるように制御する。これによつて、 1ラインの画像信号 は、常に信号電圧が安定した状態でクランプされ、歪みのない画像信号としてライン メモリ 15に出力される。
[0030] なお、図 5に示した電源供給のオン時の制御は、 1ラインの画像信号に対するもの であったが、従来のアナログ処理系に対する電源供給のオン時の時点制御にも応用 すること力 sできる。 1フレームの画像信号に対するアナログ処理系の動作処理を行う 場合、図 6に示すように電源供給のオン時の時点 T11力 信号電圧が安定する時点 TSSまでの期間 TT10内に数ライン分の画像信号が含まれる場合があり、この場合、 クランプ開始の時点 TC11は、 1ライン目の直前に行われるため、最初の数ラインの 画像信号が歪んだものとなる。
[0031] そこで、図 7に示すように、電源供給のオン時を、時点 T11から時点 T12に早め、 時点 T12から期間 TT10が経過した後にクランプ開始の時点 TC11となるように制御 する。これによつて、最初の数ラインの画像信号は、常に信号電圧が安定した状態で クランプされ、歪みのない画像信号として出力される。このような状態は、実施の形態 1で示した撮像装置 3にも適用できる。すなわち、 1フレームの画像信号の処理の開 始に伴う電源供給のオン時から期間 TT10と各ライン毎の電源供給のオン時からの 期間 TTとはその期間が異なり、比較的長期に電源供給がされていない状態から電 源供給をオンする場合、過渡期間が長くなる。したがって、図 7に示した電源供給の オン時の制御と図 5に示した電源供給のオン時の制御とを組み合わせることによって 、実施の形態 1によって処理される 1フレームの画像信号は、常に歪みのない画像信 号としてラインメモリ 15に出力することができる。
[0032] この実施の形態 1では、アナログ処理系 ANとデジタル処理回路 16との間にライン メモリ 15を設け、アナログ処理系 ANとデジタル処理回路 16との処理動作を時間的 に分離した排他的制御を行うとともに、各アナログ処理系 ANとデジタル処理回路 16 とに用いる動作クロック速度を異ならせているので、アナログ処理系 ANの処理動作 のときに、デジタル処理回路 16からアナログ処理系 ANにノイズが混入することを確 実に防止することができ、良好な画像情報を生成することができる。
[0033] また、この実施の形態 1では、アナログ処理系 ANの動作クロック速度を高速にし、 アナログ処理系 ANの動作処理時間を短くし、し力 このアナログ処理系 ANの動作 時のみに電力供給を行うようにしているので、アナログ処理系 ANの消費電力を極め て小さくすることができ、電源回路の電源容量を小さくでき、撮像装置 3全体の小型 軽量化を促進することができる。
[0034] さらに、タイミング発生回路 23は、電源供給のオン時から信号電圧が安定するまで の期間が経過した後にクランプ処理がなされるように電源供給のオン時の時点を制 御するようにしてレ、るので、常に歪みのなレ、画像信号をラインメモリ 15に出力すること ができ、結果的に良好な画像情報を生成することができる。
[0035] なお、上述した実施の形態 1では、無線伝送することを前提として記載したが、有線 伝送する撮像装置にも適用することができる。また、撮像装置 3がバッテリー駆動する ことを前提として記載したが、これに限らず、商用電源を用いる場合にも適用できるの は明らかである。さらに、上述した実施の形態では、デジタルクランプ回路 14を用い てクランプ処理を行っていたが、これに代わって、 A/D変換回路 13の前段にアナ口 グクランプ回路を設けるようにしてもよい。
[0036] (実施の形態 2)
上述した実施の形態 1では、ネットワークカメラに適用された撮像装置 3について説 明したが、この実施の形態 2では、この撮像装置 3を、カプセル型内視鏡に適用した 場合について説明する。
[0037] 図 8は、被検体内導入装置の一例としてカプセル型内視鏡 33を用いた無線型被検 体内情報取得システムの全体構成を示す模式図である。この無線型被検体内情報 取得システムは、被検体 31の体内に導入され、体腔内画像を撮像して受信装置 32 に対して映像信号などのデータ送信を無線によって行うカプセル型内視鏡 33と、力 プセル型内視鏡 33から無線送信された体腔内画像データを受信する受信装置 32と 、受信装置 32が受信した映像信号に基づいて体腔内画像を表示する表示装置 34と 、受信装置 32と表示装置 34との間のデータ受け渡しを行うための携帯型記録媒体 3 5とを備える。
[0038] 受信装置 32は、被検体 31の体外表面に貼付される複数の受信用アンテナ Al〜 Anを有した無線ユニット 32aと、複数の受信用アンテナ Al〜Anを介して受信された 無線信号の処理等を行う受信本体ユニット 32bとを備え、これらユニットはコネクタ等 を介して着脱可能に接続される。また、受信用アンテナ Al〜Anのそれぞれは、たと えば、被検体 31が着用可能なジャケットに備え付けられ、被検体 31は、このジャケッ トを着用することによって受信用アンテナ Al〜Anを装着するようにしてもよい。また、 この場合、受信用アンテナ Al〜Anは、ジャケットに対して着脱可能なものであっても よい。
[0039] 表示装置 34は、カプセル型内視鏡 33によって撮像された体腔内画像を表示する ためのものであり、携帯型記録媒体 35によって得られるデータをもとに画像表示を行 うワークステーション等によって実現される。
[0040] 携帯型記録媒体 35は、コンパクトフラッシュ（登録商標)メモリ等が用いられ、受信 本体ユニット 32bおよび表示装置 34に対して着脱可能であって、両者に対する挿着 時に情報の出力または記録が可能な機能を有する。携帯型記録媒体 35は、カプセ ル型内視鏡 33が被検体 31の体腔内を移動している間は受信本体ユニット 32bに挿 着され、カプセル型内視鏡 33から送信されるデータが、携帯型記録媒体 35に記録さ れる。そして、カプセル型内視鏡 33が被検体 31から排出された後、つまり、被検体 3 1の内部の撮像が終わった後には、受信本体ユニット 32bから取り出されて表示装置 34に挿着され、表示装置 34によって記録されたデータが読み出される。
[0041] ここで、カプセル型内視鏡 33は、上述した実施の形態 1で示した撮像装置 3が組み 込まれる。これによつて、カプセル型内視鏡 3がー層、小型軽量化され、し力、も良好な 映像信号を受信装置 32側に送信することができる。
産業上の利用可能性
[0042] 以上のように、この発明に力かる撮像装置は、ネットワークカメラやカプセル型内視 鏡などの小型の撮像装置に有用である。

Claims

請求の範囲
[1] 撮像素子による画素信号の取得から該画素信号をデジタルデータに変換するまで の一連のアナログ処理系と前記デジタルデータを所定の撮像データに信号処理する デジタル処理系との間に設けられ所定処理単位のデータを一時蓄積するメモリと、 前記アナログ処理系に対して該アナログ処理系が有する最高速のクロックで動作さ せ、前記デジタル処理系に対して前記撮像データを伝送する伝送系の帯域幅によつ て決定される周波数に対応するクロックで動作させるとともに、前記アナログ処理系に よる前記所定処理単位の処理動作と前記デジタル処理系による前記所定処理単位 の処理動作を排他的に制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする撮像装置。
[2] 前記制御手段は、前記アナログ処理系の動作を行う場合、該アナログ処理系の動 作に必要な電源供給をオンさせ、前記デジタル処理系の動作を行う場合、前記アナ ログ処理系の動作に必要な電源供給をオフさせる制御を行うことを特徴とする請求項 1に記載の撮像装置。
[3] 前記メモリは、前記デジタル処理系の最小処理単位である 1ラインを一時記憶する ラインメモリであることを特徴とする請求項 1に記載の撮像装置。
[4] 前記制御手段は、前記アナログ処理系への電源供給のオン時から該電源供給に よる信号電圧が安定する時までの安定期間後にクランプを開始するように前記電源 供給のオンを行うことを特徴とする請求項 1に記載の撮像装置。
[5] ネットワークカメラの小型撮像モジュールとして用いられることを特徴とする請求項 1 に記載の撮像装置。
[6] カプセル型内視鏡を含む被検体内導入装置として用レ、られることを特徴とする請求 項 1に記載の撮像装置。
[7] 撮像素子によって取得された一連の画像信号に対して所定の信号処理を施し、一 連の撮像信号として出力する撮像装置にぉレ、て、
前記一連の撮像信号の処理期間に電源供給をオンし、該処理期間外に電源供給 をオフし、該電源供給のオン時から該電源供給による信号電圧が安定する時までの 安定期間後にクランプを開始するように前記電源供給をオンさせる制御を行うことを 特徴とする撮像装置。
[8] ネットワークカメラの小型撮像モジュールとして用いられることを特徴とする請求項 7 に記載の撮像装置。
[9] カプセル型内視鏡を含む被検体内導入装置として用レ、られることを特徴とする請求 項 7に記載の撮像装置。
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