專利名稱：內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及將攝像部插入物體內(nèi)的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在一般的電路系統(tǒng)中，在生成電路定時(shí)信號(hào)的定時(shí)產(chǎn)生器附近配置振蕩器(由石英振蕩器等構(gòu)成、輸出高精度時(shí)鐘的振蕩器)，使用該振蕩器的時(shí)鐘作為基本時(shí)鐘，該基本時(shí)鐘是定時(shí)信號(hào)的基礎(chǔ)。通過將振蕩器配置于定時(shí)產(chǎn)生器附近，能高精度地保持基本時(shí)鐘， 生成穩(wěn)定的定時(shí)信號(hào)。與此相對(duì)，在電子內(nèi)窺鏡系統(tǒng)中，出于使插入活體內(nèi)的部分(前端部)變細(xì)以及減少前端部(前端部電路)的功耗以抑制發(fā)熱的目的，不將安裝尺寸和功耗較大的振蕩器配置在前端部。在電子內(nèi)窺鏡系統(tǒng)中，一般情況下，使振蕩器與前端部分離地配置，利用細(xì)線同軸電纜將振蕩器的時(shí)鐘傳送到前端部，將該時(shí)鐘用作前端部的定時(shí)產(chǎn)生器的基本時(shí)鐘。然而，伴隨近年來的攝像元件的高精細(xì)化，前端部所需的定時(shí)信號(hào)的頻率變高，需要提高前端部的定時(shí)產(chǎn)生器的振源時(shí)鐘的頻率。伴隨于此，被傳送的振蕩器時(shí)鐘的頻率增高。因而，如果利用細(xì)線同軸電纜傳送振蕩器的時(shí)鐘，則在到達(dá)前端部之前時(shí)鐘的信號(hào)質(zhì)量就已劣化，可能導(dǎo)致系統(tǒng)工作不穩(wěn)定。另外，有時(shí)會(huì)增大高次諧波導(dǎo)致的噪聲輻射。在日本特開2009-45113號(hào)公報(bào)中，提出了使用雙絞線電纜、通過差動(dòng)數(shù)字信號(hào)傳輸高速振蕩器時(shí)鐘的方式。根據(jù)該方式，由于信號(hào)振幅較小，因此在某種程度上能夠傳輸高速的信號(hào)，還能減少噪聲的輻射。另外，在考慮到應(yīng)用于例如日本特開2008-1M934號(hào)公報(bào)所示的在前端部中對(duì)視頻信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換、使其成為數(shù)字信號(hào)后進(jìn)行傳輸?shù)姆绞降那闆r下，在前端部的電路內(nèi)所需的定時(shí)信號(hào)變得極其高速，對(duì)于作為生成該定時(shí)信號(hào)的基礎(chǔ)的基本時(shí)鐘要求非常高的精度。因此，通過雙絞線電纜傳輸?shù)恼袷幤鲿r(shí)鐘的精度可能不夠高。另外，當(dāng)無法利用所傳輸?shù)恼袷幤鲿r(shí)鐘獲得所需速度的時(shí)鐘的情況下，要在前端部的定時(shí)產(chǎn)生器中設(shè)置倍增電路，基于所傳輸?shù)幕緯r(shí)鐘，生成高速時(shí)鐘，然而根據(jù)該倍增電路的類型的不同，有時(shí)會(huì)導(dǎo)致時(shí)鐘的信號(hào)質(zhì)量進(jìn)一步變差。倍增電路通常由具有使用了鎖相環(huán)(PLL)和延遲鎖定環(huán)(DLL)等的反饋機(jī)構(gòu)的相位同步電路(例如日本特開2004-221962號(hào)公報(bào)的圖7、日本特開平10-215153號(hào)公報(bào)的圖 12)構(gòu)成。該相位同步電路可分為將構(gòu)成反饋機(jī)構(gòu)的所有系統(tǒng)形成于同一集成電路內(nèi)的類型(全數(shù)字型)、以及由其他器件構(gòu)成反饋機(jī)構(gòu)系統(tǒng)的一部分獲得高精度信號(hào)的類型(外置型)。另外，在該相位同步電路中，當(dāng)噪聲等疊加在反饋系統(tǒng)的布線(形成反饋環(huán)的布線) 中而使得信號(hào)的周期性紊亂時(shí)，可能導(dǎo)致失步而使電路工作不穩(wěn)定，恢復(fù)為穩(wěn)定的工作有時(shí)需要花費(fèi)較長(zhǎng)時(shí)間。
全數(shù)字型是將反饋系統(tǒng)全部形成于同一集成電路內(nèi)，因而尺寸較小。另外，全數(shù)字型不會(huì)在集成電路之外配置反饋系統(tǒng)的布線，因此能減少噪聲的影響。但是，全數(shù)字型通常振蕩特性較差，抖動(dòng)(jitter)(信號(hào)的時(shí)間性偏差)可能變大。例如，在全數(shù)字型的PLL中， 通常將環(huán)形振蕩器(RO)用于壓控振蕩器(VCO)，而RO的抖動(dòng)特性通常較差，如果基本時(shí)鐘的精度不夠高，則有時(shí)難以應(yīng)對(duì)較高頻率的信號(hào)。關(guān)于外置型，例如在PLL中采用高精度的外置壓控石英振蕩器(VCXO)作為VC0，從而能大幅改善振蕩特性。但是，由于使用其他器件會(huì)容易使尺寸變大，連接反饋系統(tǒng)的布線也會(huì)露出于集成電路之外，因此有時(shí)會(huì)使得噪聲的影響變大。在因尺寸方面的制約而無法設(shè)置堅(jiān)固的電磁屏蔽體、難以避免周圍的噪聲源影響的前端部中設(shè)置該外置型倍增電路可能招致系統(tǒng)的不穩(wěn)定性。并且，在使用內(nèi)窺鏡的醫(yī)療現(xiàn)場(chǎng)，由于電手術(shù)刀等產(chǎn)生極大噪聲的裝置同時(shí)工作，因而出現(xiàn)不會(huì)存在于通常環(huán)境中的級(jí)別的噪聲，其影響極大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種能穩(wěn)定地向前端部供給高精度的時(shí)鐘的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的第一方式，內(nèi)窺鏡系統(tǒng)具有插入物體內(nèi)部的前端部和配置于所述物體外部的外部裝置，所述前端部具有攝像部，其生成視頻信號(hào)；視頻信號(hào)處理部，其對(duì)來自所述攝像部的所述視頻信號(hào)進(jìn)行處理；視頻發(fā)送部，其發(fā)送由所述視頻信號(hào)處理部處理后的所述視頻信號(hào)；定時(shí)信號(hào)生成部，其生成所述攝像部、所述視頻信號(hào)處理部或所述視頻發(fā)送部的驅(qū)動(dòng)所需的定時(shí)信號(hào)；以及基本時(shí)鐘接收部，其通過光信號(hào)來接收基本時(shí)鐘，將接收到的所述光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，該基本時(shí)鐘是所述定時(shí)信號(hào)的基礎(chǔ)，所述外部裝置具有 插入部，其將所述前端部導(dǎo)入所述物體內(nèi)部；監(jiān)視器，其顯示所述視頻信號(hào)；以及視頻處理器，其對(duì)來自所述前端部的所述視頻信號(hào)進(jìn)行處理，輸出到所述監(jiān)視器。所述外部裝置具有基本時(shí)鐘生成部，其使用具有反饋機(jī)構(gòu)的相位同步電路，生成所述基本時(shí)鐘；以及基本時(shí)鐘發(fā)送部，其將所述基本時(shí)鐘轉(zhuǎn)換為光信號(hào)，發(fā)送到所述基本時(shí)鐘接收部。所述相位同步電路僅包含于所述外部裝置內(nèi)。另外，根據(jù)本發(fā)明的第二方式，內(nèi)窺鏡系統(tǒng)具有插入物體內(nèi)部的前端部和配置于所述物體外部的外部裝置，所述前端部具有攝像部，其生成視頻信號(hào)；視頻信號(hào)處理部， 其對(duì)來自所述攝像部的所述視頻信號(hào)進(jìn)行處理；視頻發(fā)送部，其發(fā)送由所述視頻信號(hào)處理部處理后的所述視頻信號(hào)；定時(shí)信號(hào)生成部，其生成所述攝像部、所述視頻信號(hào)處理部或所述視頻發(fā)送部的驅(qū)動(dòng)所需的定時(shí)信號(hào)；以及基本時(shí)鐘接收部，其通過光信號(hào)來接收基本時(shí)鐘，將接收到的所述光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，該基本時(shí)鐘是所述定時(shí)信號(hào)的基礎(chǔ)，所述外部裝置具有插入部，其將所述前端部導(dǎo)入所述物體內(nèi)部；監(jiān)視器，其顯示所述視頻信號(hào)；以及視頻處理器，其對(duì)來自所述前端部的所述視頻信號(hào)進(jìn)行處理，輸出到所述監(jiān)視器.所述外部裝置具有基本時(shí)鐘生成部，其生成所述基本時(shí)鐘；以及基本時(shí)鐘發(fā)送部，其將所述基本時(shí)鐘轉(zhuǎn)換為光信號(hào)，發(fā)送到所述基本時(shí)鐘接收部。所述前端部包括具有反饋機(jī)構(gòu)的相位同步電路，構(gòu)成該反饋機(jī)構(gòu)的所有系統(tǒng)形成于同一集成電路內(nèi)。這種情況下，也可以是，所述視頻信號(hào)處理部將來自所述攝像部的所述視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，所述視頻發(fā)送部通過數(shù)字光信號(hào)來發(fā)送所述視頻信號(hào)。另外，這種情況下，也可以是，所述基本時(shí)鐘的頻率設(shè)為與所述定時(shí)信號(hào)的最大頻率大致相同或?yàn)樗鲎畲箢l率的大致二分之一。另外，這種情況下，也可以是，所述外部裝置還具有與所述插入部連接并能夠相對(duì)于所述視頻處理器拆裝的連接器部，所述基本時(shí)鐘發(fā)送部配置于所述連接器部?jī)?nèi)。另外，這種情況下，也可以是，所述基本時(shí)鐘生成部配置于所述連接器部?jī)?nèi)。另外，這種情況下，也可以是，所述外部裝置在所述插入部中還具有操作所述前端部的操作部，所述基本時(shí)鐘發(fā)送部配置于所述操作部?jī)?nèi)。另外，這種情況下，也可以是，所述基本時(shí)鐘生成部配置于所述操作部?jī)?nèi)。


圖1是本發(fā)明第1實(shí)施方式的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的外觀圖。圖2是示出本發(fā)明第1實(shí)施方式的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的概要功能的框圖。圖3是示出本發(fā)明第1實(shí)施方式的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的詳細(xì)功能的框圖。圖4是示出本發(fā)明第1實(shí)施方式的連接結(jié)構(gòu)的俯視圖。圖5是示出本發(fā)明第1實(shí)施方式的連接結(jié)構(gòu)的剖面圖。圖6是示出本發(fā)明第1實(shí)施方式的連接結(jié)構(gòu)的剖面圖。圖7是示出本發(fā)明第1實(shí)施方式的定時(shí)信號(hào)的生成方法的時(shí)序圖。圖8是示出本發(fā)明第2實(shí)施方式的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的概要功能的框圖。圖9是示出本發(fā)明第2實(shí)施方式的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的詳細(xì)功能的框圖。
具體實(shí)施例方式下面，參照

本發(fā)明的實(shí)施方式。(第1實(shí)施方式)圖1示出第1實(shí)施方式的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)100的概要結(jié)構(gòu)。如圖1所示，內(nèi)窺鏡系統(tǒng) 100具有內(nèi)窺鏡鏡體1、對(duì)內(nèi)窺鏡鏡體1獲得的視頻信號(hào)進(jìn)行處理的視頻處理器60、以及將由視頻處理器60處理后的視頻信號(hào)顯示為圖像的監(jiān)視器70。本實(shí)施方式的內(nèi)窺鏡鏡體1是醫(yī)療用鏡體，插入到作為被檢物的體腔內(nèi)。內(nèi)窺鏡鏡體1具有前端部20，其被插入體腔內(nèi)，拍攝體腔內(nèi)的目的部位的視頻，將視頻信號(hào)傳送到視頻處理器60 ；插入部10，其將前端部20引導(dǎo)至體腔內(nèi)的目的部位，包括具有撓性的線纜(cord)；以及連接器部40，其用于連接插入部10與視頻處理器60。另外，插入部10具有前端側(cè)插入部11，其是與前端部20連接且具備撓性的線纜；操作部12，其用于經(jīng)由前端側(cè)插入部11來操作前端部20的動(dòng)作；以及連接器側(cè)插入部 13，其是連接操作部12與連接器部40且具有撓性的線纜。為了適當(dāng)保護(hù)后述的各種機(jī)構(gòu)， 例如使用金屬等將前端部20的外表面構(gòu)成為硬質(zhì)，前端部20具有比前端側(cè)插入部11低的撓性。圖2示出內(nèi)窺鏡系統(tǒng)100的功能塊以及這些功能塊的信號(hào)流向。參照?qǐng)D2說明各功能塊之間的信號(hào)流向。在連接器部40中，根據(jù)來自視頻處理器60的控制信號(hào)CTRL，生成前端部20所需的定時(shí)信號(hào)的最大頻率(與后述的從前端部20輸出的視頻信號(hào)Sl的采樣時(shí)鐘SYNC_S1相同的頻率)的時(shí)鐘CLKl。
所生成的時(shí)鐘CLKl經(jīng)過E/0轉(zhuǎn)換(電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào))后，經(jīng)由插通于插入部 10的光纖以光的形式被傳送到前端部20。在前端部20中，根據(jù)經(jīng)過0/E轉(zhuǎn)換(光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào))后的時(shí)鐘CLK1，對(duì)攝像部等進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。在前端部20中，生成串行化的數(shù)字視頻信號(hào)Si、以及與數(shù)字視頻信號(hào)Sl 同步的用于對(duì)數(shù)字視頻信號(hào)Sl進(jìn)行采樣的采樣時(shí)鐘SYNC_S1。數(shù)字視頻信號(hào)Sl和采樣時(shí)鐘SYNC_S1在經(jīng)過Ε/0轉(zhuǎn)換后，經(jīng)由插通于插入部10的光纖以光的形式被傳送到連接器部 40。在連接器部40中，根據(jù)經(jīng)過0/Ε轉(zhuǎn)換的采樣時(shí)鐘SYNC_S1，對(duì)串行化的數(shù)字視頻信號(hào)Sl進(jìn)行采樣，生成將采樣后的視頻信號(hào)恢復(fù)為并行信號(hào)而得到的總線信號(hào)S2、以及與總線信號(hào)S2同步的用于對(duì)總線信號(hào)S2進(jìn)行采樣的采樣時(shí)鐘SYNC_S2。總線信號(hào)S2和采樣時(shí)鐘SYNC_S2經(jīng)由細(xì)線同軸電纜被傳輸?shù)揭曨l處理器60。視頻處理器60根據(jù)采樣時(shí)鐘SYNC_S2對(duì)總線信號(hào)S2進(jìn)行采樣，在監(jiān)視器70上顯示視頻。圖3是詳細(xì)示出圖2的功能框內(nèi)情況的框圖。參照?qǐng)D3詳細(xì)說明本實(shí)施方式的工作。前端部20具有光電二極管(以下記作PD) 21、跨阻放大器(transimpedance amplifier) (以下記作TIA) 22、限幅放大器23、定時(shí)產(chǎn)生器(以下記作16)24、攝像部254/1)轉(zhuǎn)換電路 26、串行器(* U 7，彳廿)27、激光二極管驅(qū)動(dòng)器(以下記作LD驅(qū)動(dòng)器)28、四、激光二極管(以下記作LD)30、31。連接器部40具有石英振蕩器41、倍增電路42、LD驅(qū)動(dòng)器43、LD 44,PD 45,46,TIA 47、48、限幅放大器49、50、解串器(〒力7 ν λ )510后面詳細(xì)敘述前端部20和連接器部40的工作。視頻處理器60具有對(duì)內(nèi)窺鏡系統(tǒng)100的整體進(jìn)行控制的控制部61，控制部61分別與連接器部40以及監(jiān)視器70連接。LD 30與PD 45經(jīng)由插通于插入部10的光纖而連接。作為L(zhǎng)D30與PD45的連接結(jié)構(gòu)，例如可考慮圖4 圖6所示的結(jié)構(gòu)。圖4是示出將LD 30與光纖連接的第1連接部300以及將PD 45與光纖連接的第 2連接部400的連接結(jié)構(gòu)的俯視圖，圖5是圖4所示的B-B線處的剖面圖。圖6是圖4所示的A-A線處的剖面圖。并且，第1連接部300和第2連接部400內(nèi)的結(jié)構(gòu)實(shí)際上是無法從外部觀察到的，然而為了易于理解結(jié)構(gòu)，在圖4中用透視圖加以表現(xiàn)。如圖4所示，第1連接部300具有傳輸來自LD 30的光信號(hào)的板狀的光導(dǎo)波301、 以及將與光導(dǎo)波301連接的光纖350的端部固定起來的導(dǎo)向塊304。光導(dǎo)波301具有透過光的芯303，如圖5所示，LD 30與露出于光導(dǎo)波31上表面的芯303的一個(gè)端面303Α連接。另外，如圖5和圖6所示，V型槽30IA以與芯303的另一個(gè)端面30 連通的方式形成在光導(dǎo)波301中，光纖350的一個(gè)端部350A收容于V型槽301A內(nèi)。光纖350以光軸與芯303 —致的方式被V型槽301A定位，芯303的端面30 與光纖350的端面350A連接。導(dǎo)向塊304具有與V型槽301A大致相同的V型槽304，如圖6所示，以對(duì)收容于V型槽301A內(nèi)的光纖350的端部350A的上側(cè)進(jìn)行覆蓋的方式與光導(dǎo)波301接合。這樣，以光軸不會(huì)相對(duì)于芯303錯(cuò)位的方式支承光纖350的端部350A。第2連接部400的結(jié)構(gòu)與第1連接部300大致相同，具有光導(dǎo)波401和導(dǎo)向塊404。 PD 45與露出于光導(dǎo)波401上表面的芯403的一個(gè)端面403A連接，光纖350的另一個(gè)端部 350B收容于形成在光導(dǎo)波401中的V型槽401A內(nèi)，與芯403的另一個(gè)端面40 同軸連接。光纖350的端部350B的上側(cè)被具有V型槽404A的導(dǎo)向塊404覆蓋。在如上構(gòu)成的第1連接部300中，從LD 30發(fā)出的光信號(hào)從芯303的端面303A進(jìn)入，在反射面303C上彎曲90度后到達(dá)端面30 。然后，穿過光纖350，進(jìn)入第2連接部400。 在第2連接器部400中，光信號(hào)從芯403的端面4(X3B進(jìn)入，在反射面403C彎曲90度后到達(dá)端面403A，然后到達(dá)PD 45。并且，在本說明中，示出了 LD 30與PD 45之間的連接結(jié)構(gòu)的例子，然而，LD 31與 LD 46之間、LD 44與PD 21之間的結(jié)構(gòu)也可以是同樣結(jié)構(gòu)。參照?qǐng)D3說明使用如上構(gòu)成的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)100時(shí)的工作。當(dāng)內(nèi)窺鏡系統(tǒng)100輸出視頻信號(hào)時(shí)，控制部61輸出控制信號(hào)CTRL。在連接器部 40中，倍增電路42接收該控制信號(hào)CTRL，將石英振蕩器41的振源時(shí)鐘倍增為預(yù)定頻率，生成高精度的基本時(shí)鐘CLK1，其中，倍增電路42具有所述外置型的相位同步電路(具有反饋機(jī)構(gòu))。LD驅(qū)動(dòng)器43接收基本時(shí)鐘CLKl，驅(qū)動(dòng)LD 44，LD 44對(duì)基本時(shí)鐘CLKl進(jìn)行E/0轉(zhuǎn)換，經(jīng)由光纖以光的形式傳送到前端部20。在前端部20中，PD 21接收作為光信號(hào)的基本時(shí)鐘CLK1，將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電流。 TIA22對(duì)基于基本時(shí)鐘CLKl的電流進(jìn)行I/V轉(zhuǎn)換(電流電壓轉(zhuǎn)換)，限幅放大器23使該信號(hào)2值化后輸出到TGM。TGM不包含所述具有反饋機(jī)構(gòu)的相位同步電路，根據(jù)轉(zhuǎn)換為該電信號(hào)的基本時(shí)鐘CLK1，生成前端部20的其他電路所需的定時(shí)信號(hào)(例如攝像部25的水平同步信號(hào)、垂直同步信號(hào)等)，輸出到各電路?；緯r(shí)鐘CLKl的頻率被設(shè)定為與TGM所生成的定時(shí)信號(hào)的最大頻率大致相同或所述最大頻率的二分之一。當(dāng)基本時(shí)鐘CLKl的頻率為TG M所生成的定時(shí)信號(hào)的最大頻率的二分之一時(shí)，TG M根據(jù)基本時(shí)鐘CLK1，例如按照下述方式生成最大頻率的定時(shí)信號(hào)。 圖7示出根據(jù)基本時(shí)鐘CLKl生成最大頻率的定時(shí)信號(hào)的情況。首先，通過延遲電路生成使基本時(shí)鐘CLKl延遲周期T的四分之一后的時(shí)鐘CLK1’。接著，通過基本時(shí)鐘CLKl與時(shí)鐘 CLKl'的XOR運(yùn)算，生成最大頻率的定時(shí)信號(hào)。通過以這種方式進(jìn)行處理，能夠在不使用具有反饋機(jī)構(gòu)的相位同步電路的情況下生成最大頻率的定時(shí)信號(hào)。另外，TGM例如通過采用應(yīng)用了計(jì)時(shí)器電路的分頻電路，還能夠在不使用具有反饋機(jī)構(gòu)的相位同步電路的情況下，生成低頻的定時(shí)信號(hào)。這樣，TGM通過獲得與生成的定時(shí)信號(hào)的最大頻率大致相同或?yàn)槠涠种坏幕緯r(shí)鐘，從而能夠在不使用具有PLL、DLL這些反饋機(jī)構(gòu)的相位同步電路的情況下，生成所需的定時(shí)信號(hào)。如圖3所示，通過來自TGM的信號(hào)而被驅(qū)動(dòng)的攝像部25生成并輸出視頻的模擬總線信號(hào)S3、以及與該信號(hào)同步的采樣時(shí)鐘SYNC_S3。A/D轉(zhuǎn)換電路沈?qū)⒏鶕?jù)采樣時(shí)鐘 SYNC_S3進(jìn)行采樣后的模擬總線信號(hào)S3轉(zhuǎn)換為數(shù)字總線信號(hào)S4,輸出該視頻的數(shù)字總線信號(hào)S4以及與數(shù)字總線信號(hào)S4同步的采樣時(shí)鐘SYNC_S4。串行器27將根據(jù)采樣時(shí)鐘SYNC_ S4進(jìn)行采樣后的數(shù)字總線信號(hào)S4轉(zhuǎn)換為串行的數(shù)字視頻信號(hào)Si，輸出該數(shù)字視頻信號(hào)Sl 以及與數(shù)字視頻信號(hào)Sl同步的采樣時(shí)鐘SYNC_S1。LD驅(qū)動(dòng)器觀、29與LD30、31對(duì)數(shù)字視頻信號(hào)Sl和采樣時(shí)鐘SYNC_S1進(jìn)行E/0轉(zhuǎn)換，經(jīng)由光纖以光的形式傳送到連接器部40。在連接器部40中，PD45、46將數(shù)字視頻信號(hào)Si、采樣時(shí)鐘SYNC_S1從光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電流。然后，TIA47、48對(duì)電流進(jìn)行I/V轉(zhuǎn)換，限幅放大器49、50使這些信號(hào)2值化，轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。在解串器51中，對(duì)串行的數(shù)字視頻信號(hào)Sl進(jìn)行解串，使其恢復(fù)為視頻的數(shù)字總線信號(hào)S2，同與其同步的采樣時(shí)鐘SYNC_S2 —起被輸出到視頻處理器60。在視頻處理器60 中，控制部61將根據(jù)采樣時(shí)鐘SYNC_S2采樣后的數(shù)字總線信號(hào)S2轉(zhuǎn)換為視頻信號(hào)，向監(jiān)視器70輸出視頻。如上構(gòu)成的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)100以光的形式傳輸前端部的TGM所需的基本時(shí)鐘。如果通過電信號(hào)傳輸基本時(shí)鐘，則有時(shí)會(huì)產(chǎn)生信號(hào)的衰減和反射導(dǎo)致的抖動(dòng)，而通過光信號(hào)進(jìn)行傳輸，則衰減和反射的影響極小，還能降低噪聲的影響，因而能精度良好地傳輸基本時(shí)鐘。前端部能夠根據(jù)傳輸?shù)母呔鹊臅r(shí)鐘，生成高精度的定時(shí)信號(hào)，由此也能從前端部以較高的傳輸速率傳輸視頻信號(hào)。另外，如本實(shí)施方式所示，使用光信號(hào)實(shí)現(xiàn)該視頻信號(hào)的傳輸，從而能實(shí)現(xiàn)抑制衰減、反射和噪聲的影響且輸出高畫質(zhì)視頻的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)。另外，在本實(shí)施方式中，能夠在不將具有如下反饋機(jī)構(gòu)的相位同步電路配置在容易受到周圍噪聲源影響的前端部中的情況下，生成定時(shí)信號(hào)，其中，該反饋機(jī)構(gòu)在由于噪聲等的影響而產(chǎn)生失步時(shí)可能使工作變得不穩(wěn)定，恢復(fù)為穩(wěn)定的工作有時(shí)需要花費(fèi)較長(zhǎng)時(shí)間。因此能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定性高的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)。并且，在本實(shí)施方式中，TGM不包含具有反饋機(jī)構(gòu)的相位同步電路，然而也可以在 TGM中使用將構(gòu)成反饋機(jī)構(gòu)的所有系統(tǒng)形成于同一集成電路內(nèi)的所述全數(shù)字型相位同步電路。這種情況下，能夠在前端部構(gòu)成抑制了噪聲影響的倍增電路，能夠容易地根據(jù)低頻的基本時(shí)鐘生成期望頻率的定時(shí)信號(hào)。另外，雖然全數(shù)字型相位同步電路的抖動(dòng)可能變大，但是，如本實(shí)施方式中上述內(nèi)容所述，由于提高了基本時(shí)鐘的精度，因而能夠抵消其影響。另外，在光傳輸中不易進(jìn)行光軸調(diào)整，而如果在光傳輸路徑中設(shè)置連接器部等拆裝部，則對(duì)其部位要求非常高的嵌合精度。而在本實(shí)施方式中，通過在連接器部中配置光收發(fā)部，能夠避免光傳輸路徑貫通于連接器部與視頻處理器的拆裝部位(以下稱之為拆裝部位)，使拆裝部位變?yōu)殡姎饨狱c(diǎn)，緩和了對(duì)連接器部的嵌合精度的要求。另外，通過在連接器部中配置由石英振蕩器41和倍增電路42構(gòu)成的基本時(shí)鐘生成部，使得基本時(shí)鐘不會(huì)經(jīng)過安裝部位，不會(huì)受到在安裝部位產(chǎn)生的信號(hào)惡化影響，因此能更高精度地保持基本時(shí)鐘。另外，在本實(shí)施方式中，是一并發(fā)送數(shù)字視頻信號(hào)Sl以及與數(shù)字視頻信號(hào)Sl同步的用于對(duì)數(shù)字視頻信號(hào)Sl進(jìn)行采樣的采樣時(shí)鐘SYNC_S1。但也可以使用時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù) (CDR)技術(shù)將采樣時(shí)鐘植入數(shù)字視頻信號(hào)中，將數(shù)字視頻信號(hào)Sl與采樣時(shí)鐘SYNC_S1合并。(第2實(shí)施方式)下面參照?qǐng)D8、圖9說明本發(fā)明第2實(shí)施方式。在圖8、圖9中，對(duì)與第1實(shí)施方式相同的部位賦予同一標(biāo)號(hào)并省略其說明，僅說明不同之處。另外，本實(shí)施方式的內(nèi)窺鏡系統(tǒng) 110的概要結(jié)構(gòu)與第1實(shí)施方式的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)100的概要結(jié)構(gòu)(圖1)相同。圖8示出第2實(shí)施方式的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)110的功能塊及這些功能塊的信號(hào)流向。參照?qǐng)D8說明各功能塊之間的信號(hào)流動(dòng)。與第1實(shí)施方式的圖2的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)100的較大不同之處在于，將操作部12與連接器部40之間的信號(hào)傳輸方式從光傳輸變更為L(zhǎng)VDS傳輸。在連接器部40中，根據(jù)來自視頻處理器60的控制信號(hào)CTRL，將振蕩器的時(shí)鐘 CLKO轉(zhuǎn)換為L(zhǎng)VDS信號(hào)(差動(dòng)數(shù)字信號(hào))，經(jīng)由雙絞線電纜傳送到操作部12。在操作部12 中，根據(jù)所接收的時(shí)鐘CLK0，生成前端部20所需的定時(shí)信號(hào)的最大頻率的時(shí)鐘CLK1，進(jìn)行 E/0轉(zhuǎn)換后經(jīng)由光纖以光的形式傳送到前端部20。
在前端部20，根據(jù)經(jīng)過0/E轉(zhuǎn)換的時(shí)鐘CLK1，對(duì)攝像部等進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，生成串行化的數(shù)字視頻信號(hào)Si以及與數(shù)字視頻信號(hào)Sl同步的用于對(duì)數(shù)字視頻信號(hào)Sl進(jìn)行采樣的采樣時(shí)鐘SYNC_S1，數(shù)字視頻信號(hào)Sl和采樣時(shí)鐘SYNC_S1在E/0轉(zhuǎn)換后經(jīng)由光纖以光的形式傳送到操作部12。在操作部12中，根據(jù)經(jīng)過0/E轉(zhuǎn)換的采樣時(shí)鐘SYNC_S1，對(duì)串行化的數(shù)字視頻信號(hào) Sl進(jìn)行采樣，生成使其恢復(fù)為并行信號(hào)而得到的總線信號(hào)S2、以及與總線信號(hào)S2同步的用于對(duì)總線信號(hào)S2進(jìn)行采樣的采樣時(shí)鐘SYNC_S2。另外，在操作部12中，總線信號(hào)S2和采樣時(shí)鐘SYNC_S2被轉(zhuǎn)換為L(zhǎng)VDS信號(hào)S5、SYNC_S5,經(jīng)由雙絞線電纜傳送到連接器部40。在連接器部40中，LVDS信號(hào)S5、SYNC_S5恢復(fù)為單信號(hào)S2、SYNC_S2，經(jīng)由細(xì)線同軸電纜被傳送到視頻處理器60。視頻處理器60根據(jù)采樣時(shí)鐘SYNC_S2對(duì)數(shù)字視頻信號(hào)S2 進(jìn)行采樣，在監(jiān)視器70上顯示視頻。圖9是示出圖8的功能框內(nèi)情況的框圖。在本實(shí)施方式中，采用如下結(jié)構(gòu)將第1 實(shí)施方式的圖3的連接器部40內(nèi)的除石英振蕩器41之外的塊都轉(zhuǎn)移至操作部12內(nèi)，通過雙絞線電纜將操作部12與連接器部40之間連接起來，通過LVDS傳輸信號(hào)。S卩，在連接器部40中，LVDS驅(qū)動(dòng)器52將石英振蕩器41所生成的時(shí)鐘CLKO作為 LVDS信號(hào)傳送到操作部12。在操作部12中，LVDS接收器53接收該LVDS信號(hào)。另外，在操作部12中，總線信號(hào)S2、采樣時(shí)鐘SYNC_S2由LVDS驅(qū)動(dòng)器M、55轉(zhuǎn)換為L(zhǎng)VDS信號(hào)S5、 SYNC_S5，傳送到連接器部40。在連接器部40中，LVDS接收器56、57接收LVDS信號(hào)S5、 SYNC_S5，再次轉(zhuǎn)換為總線信號(hào)S2、采樣時(shí)鐘SYNC_S2。如上構(gòu)成的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)110將光信號(hào)的收發(fā)部配置于操作部12，從而只要在前端側(cè)插入部11設(shè)置昂貴的光纖即可，與在插入部11整體中設(shè)置光纖的情況相比，能夠降低成本。并且，如上所述，在本實(shí)施方式中，在連接器部40與操作部12之間的連接器側(cè)插入部 13的信號(hào)傳輸中采用LVDS傳輸，因而與在插入部10整體中進(jìn)行LVDS傳輸相比，縮短了傳輸距離，而且由于連接器側(cè)插入部13不會(huì)被插入體內(nèi)，因而可使線纜變粗。因此，容易地抑制連接器側(cè)插入部13中的信號(hào)質(zhì)量惡化。 另外，在本實(shí)施方式中，是將石英振蕩器41和倍增電路42分離配置在連接器部40 和操作部12中，但也可以將它們都配置于操作部12中。由此能夠防止從連接器部向操作部進(jìn)行信號(hào)傳輸時(shí)產(chǎn)生的信號(hào)惡化，能更高精度地保持基本時(shí)鐘。以上參照附圖詳細(xì)敘述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但具體構(gòu)成不限于上述實(shí)施方式，還包括不脫離本發(fā)明主旨范圍的設(shè)計(jì)變更等。例如，以上說明的是將本發(fā)明應(yīng)用于醫(yī)療用內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的例子，但也可以將本發(fā)明應(yīng)用于對(duì)管道等工業(yè)產(chǎn)品進(jìn)行觀察的工業(yè)用內(nèi)窺鏡系統(tǒng)中。根據(jù)本發(fā)明，能夠在不將外置型相位同步電路配置于前端部的情況下，生成高精度的定時(shí)信號(hào)，因而能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定性高的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，其具有插入物體內(nèi)部的前端部和配置于所述物體外部的外部裝置，所述前端部具有 攝像部，其生成視頻信號(hào)；視頻信號(hào)處理部，其對(duì)來自所述攝像部的所述視頻信號(hào)進(jìn)行處理； 視頻發(fā)送部，其發(fā)送由所述視頻信號(hào)處理部處理后的所述視頻信號(hào)； 定時(shí)信號(hào)生成部，其生成所述攝像部、所述視頻信號(hào)處理部或所述視頻發(fā)送部的驅(qū)動(dòng)所需的定時(shí)信號(hào)；以及基本時(shí)鐘接收部，其通過光信號(hào)來接收基本時(shí)鐘，將接收到的所述光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，該基本時(shí)鐘是所述定時(shí)信號(hào)的基礎(chǔ)， 所述外部裝置具有插入部，其將所述前端部導(dǎo)入所述物體內(nèi)部； 監(jiān)視器，其顯示所述視頻信號(hào)；以及視頻處理器，其對(duì)來自所述前端部的所述視頻信號(hào)進(jìn)行處理，輸出到所述監(jiān)視器， 該內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的特征在于， 所述外部裝置具有基本時(shí)鐘生成部，其使用具有反饋機(jī)構(gòu)的相位同步電路，生成所述基本時(shí)鐘；以及基本時(shí)鐘發(fā)送部，其將所述基本時(shí)鐘轉(zhuǎn)換為光信號(hào)，發(fā)送到所述基本時(shí)鐘接收部， 所述相位同步電路僅包含于所述外部裝置內(nèi)。
2.一種內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，其具有插入物體內(nèi)部的前端部和配置于所述物體外部的外部裝置，所述前端部具有 攝像部，其生成視頻信號(hào)；視頻信號(hào)處理部，其對(duì)來自所述攝像部的所述視頻信號(hào)進(jìn)行處理； 視頻發(fā)送部，其發(fā)送由所述視頻信號(hào)處理部處理后的所述視頻信號(hào)； 定時(shí)信號(hào)生成部，其生成所述攝像部、所述視頻信號(hào)處理部或所述視頻發(fā)送部的驅(qū)動(dòng)所需的定時(shí)信號(hào)；以及基本時(shí)鐘接收部，其通過光信號(hào)來接收基本時(shí)鐘，將接收到的所述光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，該基本時(shí)鐘是所述定時(shí)信號(hào)的基礎(chǔ)， 所述外部裝置具有插入部，其將所述前端部導(dǎo)入所述物體內(nèi)部； 監(jiān)視器，其顯示所述視頻信號(hào)；以及視頻處理器，其對(duì)來自所述前端部的所述視頻信號(hào)進(jìn)行處理，輸出到所述監(jiān)視器， 該內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的特征在于， 所述外部裝置具有基本時(shí)鐘生成部，其生成所述基本時(shí)鐘；以及基本時(shí)鐘發(fā)送部，其將所述基本時(shí)鐘轉(zhuǎn)換為光信號(hào)，發(fā)送到所述基本時(shí)鐘接收部， 所述前端部包括具有反饋機(jī)構(gòu)的相位同步電路，構(gòu)成該反饋機(jī)構(gòu)的所有系統(tǒng)形成于同一集成電路內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，其特征在于，所述視頻信號(hào)處理部將來自所述攝像部的所述視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，所述視頻發(fā)送部通過數(shù)字光信號(hào)來發(fā)送所述視頻信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，其特征在于，所述視頻信號(hào)處理部將來自所述攝像部的所述視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，所述視頻發(fā)送部通過數(shù)字光信號(hào)來發(fā)送所述視頻信號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，其特征在于，所述基本時(shí)鐘的頻率設(shè)為與所述定時(shí)信號(hào)的最大頻率大致相同或?yàn)樗鲎畲箢l率的大致二分之一。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，其特征在于，所述基本時(shí)鐘的頻率設(shè)為與所述定時(shí)信號(hào)的最大頻率大致相同或?yàn)樗鲎畲箢l率的大致二分之一。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，其特征在于，所述外部裝置還具有與所述插入部連接并能夠相對(duì)于所述視頻處理器拆裝的連接器部，所述基本時(shí)鐘發(fā)送部配置于所述連接器部?jī)?nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，其特征在于，所述外部裝置還具有與所述插入部連接并能夠相對(duì)于所述視頻處理器拆裝的連接器部，所述基本時(shí)鐘發(fā)送部配置于所述連接器部?jī)?nèi)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，其特征在于， 所述基本時(shí)鐘生成部配置于所述連接器部?jī)?nèi)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，其特征在于， 所述基本時(shí)鐘生成部配置于所述連接器部?jī)?nèi)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，其特征在于，所述外部裝置在所述插入部中還具有操作所述前端部的操作部， 所述基本時(shí)鐘發(fā)送部配置于所述操作部?jī)?nèi)。
12.根據(jù)權(quán)利要求2所述的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，其特征在于，所述外部裝置在所述插入部中還具有操作所述前端部的操作部， 所述基本時(shí)鐘發(fā)送部配置于所述操作部?jī)?nèi)。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，其特征在于， 所述基本時(shí)鐘生成部配置于所述操作部?jī)?nèi)。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，其特征在于， 所述基本時(shí)鐘生成部配置于所述操作部?jī)?nèi)。
全文摘要
本發(fā)明提供內(nèi)窺鏡系統(tǒng)。該內(nèi)窺鏡系統(tǒng)具有插入物體內(nèi)部的前端部和配置于所述物體外部的外部裝置，該前端部具有攝像部；視頻信號(hào)處理部；視頻發(fā)送部；定時(shí)信號(hào)生成部，其生成對(duì)所述攝像部、所述視頻信號(hào)處理部或所述視頻發(fā)送部進(jìn)行驅(qū)動(dòng)所需的定時(shí)信號(hào)；以及基本時(shí)鐘接收部，其將基本時(shí)鐘作為光信號(hào)來接收，該基本時(shí)鐘是所述定時(shí)信號(hào)的基礎(chǔ)。所述外部裝置具有基本時(shí)鐘生成部，其使用相位同步電路，生成所述基本時(shí)鐘；以及基本時(shí)鐘發(fā)送部，其將所述基本時(shí)鐘轉(zhuǎn)換為光信號(hào)，發(fā)送給所述基本時(shí)鐘接收部。所述相位同步電路僅包含于所述外部裝置內(nèi)。
文檔編號(hào)A61B1/00GK102258359SQ201110140350
公開日2011年11月30日 申請(qǐng)日期2011年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月31日
發(fā)明者加藤秀一 申請(qǐng)人:奧林巴斯株式會(huì)社