專利名稱：內窺鏡系統和用于內窺鏡的外部控制設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及內窺鏡系統和內窺鏡外部控制設備并且，具體地，涉及用于將成像數據從安裝在內窺鏡插入部的頂端處的固態成像元件串行傳輸到處理器設備的內窺鏡系統和內規鏡外部控制設備。
背景技術：
內窺鏡系統通常被配置成包括具有被插入到體腔內的插入部的內窺鏡和由操作者握持以進行多種操作的手持操作部，以及經由從內窺鏡延伸出的通用線纜相連的處理器設備(外部控制設備)。成像設備安裝在內窺鏡的插入部的頂端處，并且通過成像設備捕獲的觀察圖像作為成像信號經由內窺鏡的插入部和手持操作部以及在通用線纜內部穿過的信號線傳輸到處理器設備，然后在處理設備中對其進行多種圖像處理并顯示在監視器上。
日本專利申請公開號2002-065601和2009-201540提出將串行傳輸用作將成像信號從內窺鏡的成像設備傳輸到處理器設備的方法。根據這些公開，與其中成像信號作為模擬信號傳輸的情況相比，傳輸較不易受噪聲影響并且傳輸特性可以被改善。同樣，與其中成像信號作為并行信號傳輸的情況相比，信號線的數量可以減少(即，內窺鏡插入部的直徑可以減小)，并且傳輸速度可以增加(即，快照圖像的圖像質量可以得到提高)。
同樣，日本專利申請公開號2009-201540提出因為在上述內窺鏡系統中從內窺鏡的成像設備到處理器設備的傳輸距離長，所以如果利用高速串行傳輸技術將與成像信號同步的時鐘信號與成像信號一起同樣從固態成像元件傳輸到處理器設備，則由于與成像信號和時鐘信號中的每個的不同信號線相關的寄生電容和布線阻抗的差異會發生時序偏差 (timing skew)，由此使得成像信號的傳輸不穩定并且導致在處理器設備中錯誤的數據檢測的發生，從而不利地降低圖像質量。此外，日本專利申請公開號2009-201540提出成像信號通過由8B10B編碼器編碼在成像設備中轉換為串行信號，將時鐘信號嵌入到成像信號中以致低態或高態中的周期是三個時鐘以下，并且通過處理器設備中的時鐘數據恢復電路 (CDR電路)從成像信號中提取時鐘信號，由此解決時序偏差的問題并實現成像信號的高速、穩定化的串行傳輸。發明內容
與此同時，當高頻處理工具被插入到內窺鏡的鉗子通道(forceps channel)中進行使用時，或者當IS氣從作為気等離子體凝固術(argon plasma coagulation) (APC)的用于施加高頻的插入至鉗子通道中的處理工具噴射到患病區域上時，產生強的噪聲。為此，在成像信號傳輸期間發生數據破壞如位插入(bit insertion)和位缺失(bit missing),并且由接收要被顯示在監視器上的成像信號的處理設備所致，在圖像(視頻)中發生擾動，由此不利地降低可見度。
同樣，數據破壞導致字同步偏差，并且由于此字同步偏差而在圖像中發生擾動。字同步是指在每個像素的像素數據在串行信號上作為每個字的字數據從成像設備相繼傳輸到處理器設備的同時，在接收串行信號的處理設備中，將串行信號對每個字劃定字數據的定時在適當的狀態下被設定為劃定每個像素數據的定時。如上所述，當在如上所述的成像信號的傳輸期間發生數據破壞如位插入或位缺失時，在字同步中發生偏差，并且因此作為成像信號從成像設備傳輸的像素數據不可能被處理器設備適當地識別，并且圖像不能被適當地顯示在監視器上。
對于該字同步偏差，在成像設備中，由特殊位模式形成的字同步數據以預定的間隔插入到成像信號中，并且字同步數據在處理器設備中被檢測，并且對每個字劃定串行信號的定時基于檢測到的字同步數據被適當地恢復。以此，可以進行恢復以獲得適當的字同步狀態。
然而，當在成像信號中插入字同步數據的間隔縮短時，像素數據的傳輸速率下降， 并且因此對縮短插入字同步數據的間隔有限制。為此，當在字同步中發生偏差時，基于字同步數據恢復字同步需要時間。尤其，當在字同步中相對頻繁地發生偏差時，如其中將高頻處理工具用于內窺鏡系統中的情況，理想的是允許更快地恢復字同步并且改善顯示在監視器上的圖像的可見度。
考慮到上述這些情況，作出本發明，并且本發明的目的是提供一種內窺鏡系統，其中成像信號串行地從內窺鏡的成像設備傳輸到外部控制設備(處理器設備)，所述內窺鏡系統允許從由傳輸期間的噪聲等所致的字同步偏差快速恢復(對準)；并且提供用于內窺鏡的外部控制設備。
為實現上述目的，本發明的內窺鏡系統包括成像設備，其具有安裝在內窺鏡插入部的頂端處的固態成像元件；外部控制設備，其作為內窺鏡的外部設備經由信號線連接到所述成像設備并控制該成像設備；成像設備中的編碼裝置，所述編碼裝置對作為成像信號從固態成像元件相繼輸出的每個像素的像素數據相繼編碼以將其相繼轉換為每個字的字數據；成像設備中的成像信號傳輸裝置，所述成像信號傳輸裝置將通過由編碼裝置向字數據的相繼轉換所獲得的成像信號從并行信號轉換為串行信號，并且通過信號線將轉換的成像信號傳輸到外部控制設備；外部控制設備中的成像信號接收裝置，所述成像信號接收裝置接收通過成像信號傳輸裝置傳輸的成像信號，并且，對每個字將作為成像信號被相繼接收的字數據從串行信號相繼轉換為并行信號；外部控制設備中的解碼裝置，所述解碼裝置對每個字將通過成像信號接收裝置進行的向并行信號的相繼轉換獲得的字數據進行相繼解碼，從而進行向在通過編碼裝置進行編碼前的每個像素的像素數據的相繼轉換；解碼裝置中的解碼錯誤檢測裝置，所述解碼錯誤檢測裝置檢測表示解碼失敗的解碼錯誤的發生； 以及同步恢復裝置，當由解碼錯誤檢測裝置檢測到解碼錯誤的發生時，所述同步恢復裝置通過以下方式恢復字同步將在通過成像信號接收裝置進行的向并行信號的轉換中或在通過解碼裝置進行的向像素數據的轉換中對每個字劃定字數據的定時移位一位，直到解碼錯誤檢測裝置檢測不到解碼錯誤的發生。
根據本發明，當成像信號從內窺鏡的成像設備串行傳輸到外部控制設備期間由于噪聲等而發生數據破壞(如位插入和位缺失)從而導致字同步偏差時，在編碼的成像信號在外部控制設備中被解碼時發生解碼錯誤。為此，當發生解碼錯誤時，字同步的定時被 移位一位以致不發生解碼錯誤，由此使得字同步恢復。因此，當在字同步中發生偏差時，字同步可以快速恢復，并且顯示在監視器上的圖像(視頻)中的擾動也可以減少，由此改善可見
在本發明中，編碼裝置可以是8B10B編碼器，8B10B編碼器通過使用8B10B編碼方案將八位的像素數據編碼為被當作是一個字的十位字數據，而解碼裝置可以是8B10B解碼器，SB10B解碼器對每個字將通過使用8B10B編碼方案對從編碼裝置的編碼獲得的字數據進行解碼，以轉換為在通過8B10B編碼器進行編碼之前的八位像素數據。在此情況中，解碼錯誤檢測裝置可以檢測作為解碼錯誤的表錯誤和不一致錯誤的發生。
在本發明中，成像信號接收裝置可以包括時鐘數據恢復電路，所述時鐘數據恢復電路從由成像信號傳輸裝置傳輸的作為成像信號的串行信號中提取時鐘信號并用時鐘信號將成像信號再定時。
在本發明中，成像設備可以包括同步數據插入裝置，所述同步數據插入裝置在要被傳輸到外部控制設備的成像信號中以預定間隔插入用于字同步的字同步數據，并且外部控制設備可以包括同步處理裝置，所述同步處理裝置檢測從成像信號接收裝置接收的成像信號中的字同步數據并且，基于檢測到的字同步數據，調整在成像信號接收裝置或解碼裝置中對每個字劃定的字數據的定時，以實現字同步。
在本發明中，成像設備的固態成像元件可以是CMOS型固態成像元件。
同樣，用于根據本發明的內窺鏡的外部控制設備控制內窺鏡的成像設備并且接收作為串行信號從成像設備傳輸的成像信號。外部控制設備相繼接收通過相繼編碼獲得的每個字的字數據，作為成像信號從成像設備相繼輸出的每個像素的像素數據，并且外部控制設備包括成像信號接收裝置，所述成像信號接收裝置對每個字將作為成像信號相繼接收的字數據從串行信號相繼轉換為并行信號；解碼裝置，所述解碼裝置對每個字將通過成像信號接收裝置進行的向并行信號的相繼轉換所獲得的字數據進行相繼解碼，從而進行向進行編碼前的每個像素的像素數據的相繼轉換；解碼裝置中的解碼錯誤檢測裝置，所述解碼錯誤檢測裝置檢測表示解碼失敗的解碼錯誤的發生；以及同步恢復裝置，當由解碼錯誤檢測裝置檢測到解碼錯誤的發生時，所述同步恢復裝置通過以下方式恢復字同步將在通過成像信號接收裝置進行的向并行信號的轉換中或在通過解碼裝置進行的向像素數據的轉換中對每個字劃定字數據的定時移位一位，直到解碼錯誤檢測裝置檢測不到解碼錯誤的發生。
根據本發明，當在成像信號從內窺鏡的成像設備串行傳輸到外部控制設備期間由于噪聲等而發生數據破壞(如位插入和位缺失)從而導致字同步偏差時，在編碼的成像信號在外部控制設備中被解碼時發生解碼錯誤。為此，當發生解碼錯誤時，字同步的定時移位一位以致不發生解碼錯誤，由此進行字同步的恢復。因此，當在字同步中發生偏差時，字同步可以快速恢復，并且顯示在監視器上的圖像(視頻)中的擾動也可以減少，由此改善可見度。
在本發明中，作為成像信號從成像設備傳輸的字數據可以是通過使用8B10B編碼方案編碼八位像素數據獲得的、被當作是一個字的十位字數據，而解碼裝置可以是8B10B 解碼器，SB10B解碼器對每個字通過使用8B10B編碼方案將從編碼獲得的字數據進行解碼， 以轉換為在編碼前的八位像素數據。在此情況中，解碼錯誤檢測裝置可以檢測作為解碼錯誤的表錯誤和不一致錯誤的發生。
在本發明中，成像信號接收裝置可以包括時鐘數據恢復電路，所述時鐘數據恢復電路從通過成像信號傳輸裝置傳輸的作為成像信號的串行信號中提取時鐘信號，并且利用該時鐘信號對成像信號進行再定時。
在本發明中，用于字同步的字同步數據可以以預定間隔插入到要從成像設備傳輸的成像信號中，而外部控制設備可以包括同步處理裝置，所述同步處理裝置檢測從成像信號接收裝置接收的成像信號中的字同步數據并且，基于檢測到的字同步數據，調整在通過成像信號接收裝置進行的向并行信號的轉換中或在通過解碼裝置進行的向像素數據的轉換中對每個字劃定字數據的定時，以進行字同步。
根據本發明，在成像信號從內窺鏡的成像設備串行地傳輸到外部控制設備(處理器設備)的內窺鏡系統中，可以從傳輸期間由于噪聲等所致的字同步偏差中快速恢復。


圖1是內窺鏡系統的示意性結構的完整視圖2是電子內窺鏡的頂端的正面的視圖3是電子內窺鏡的頂端的結構的局部放大剖視圖4是固態成像元件的結構的電路圖5是成像芯片和處理器設備的結構的框圖6是用于描述像素數據的并行-串行轉換的說明圖7是⑶R電路的結構的框圖8是描述⑶R電路的運行的時間圖9是框圖，其提取并顯示與數據從成像芯片向處理器設備的傳輸相關的傳輸系統電路的結構；
圖10是這樣的圖，其顯示用于描述通過P/S轉換器中的同步數據插入處理部100 插入字同步數據的數據結構；
圖11是這樣的圖，其顯示用于描述通過P/S轉換器中的P/S轉換處理部進行P/S 轉換的數據結構；
圖12是這樣的圖，其顯示從成像芯片傳輸到處理器設備的成像信號的數據結構；
圖13是這樣的圖，其顯示輸入到S/Ρ轉換器的成像信號的數據結構；
圖14是當S/Ρ轉換器中 的字同步處理部基于字同步數據進行字同步處理時的確定處理的處理步驟的流程圖15是當在S/Ρ轉換器中的字同步部處基于解碼錯誤進行字同步處理時的處理步驟的流程圖；以及
圖16是說明圖，其用于描述圖像處理電路中的插值處理。
具體實施方式
以下根據附圖詳細描述本發明的優選實施方案。
顯示在圖1中的內窺鏡系統2配置有電子內窺鏡10，處理器設備11，光源設備12，坐坐寸寸ο
內窺鏡設備10包括要被插入到體腔中的柔性插入部14，與插入部14的基體端部相連的操作部15，以及與處理器設備11和光源設備12相連的通用電纜16。
在插入部14的頂端處，連接有頂端部17，頂端部17中內置有用于拍攝體腔內部圖像的成像芯片(成像設備)42(參見圖3)。在頂端部17的后部，設置有可彎曲部18，可彎曲部18具有多個相互連接的彎曲件。在給被操作的操作部15設置角度旋鈕的情況下，插入到插入部14中的導絲被推進或拉出，由此使得可彎曲部18進行向上、向下、向左和向右的彎曲操作。以此，頂端部17被定向至體腔內的所需方向。
通用電纜16的基體端部與連接器20相連。連接器20是復合型的，并且處理器設備11和光源設備12也與連接器20相連。
處理器設備11經由插入在通用電纜16中的線纜50 (參見圖3)向電子內窺鏡10 提供電功率從而控制成像芯片42的驅動，并且經由線纜50接收自成像芯片42傳輸的成像信號并對接收的成像信號進行多種信號處理從而轉換成圖像數據。通過在處理器設備11 處的轉換獲得的圖像數據在經線纜與處理器設備11相連的監視器21上作為內窺鏡圖像被顯示。同樣，處理器設備11經由連接器20與光源設備12電連接從而以集中方式控制內窺鏡系統2的運行。
在圖2中，頂端部17具有正面17a，正面17a被設置成具有觀察窗30、照明窗31， 鉗子出口 32以及供氣/供水噴嘴33。觀察窗30被布置在頂端部17 —側的中心處。兩個照明窗31被布置在相對于觀察窗30對稱的位置處，照明窗31將來自光源設備12的照明光發射到體腔內要被觀察的區域上。鉗子出口 32與被布置在插入部14內的鉗子通道51 (參見圖3)相連，并且也與設置到操作部15的鉗子端口 22 (參見圖1)通信。在鉗子端口 22 中，可以插入設置在其頂端處的任一種具有注射針、高頻刀等的各種處理工具，并且處理工具的頂端從鉗子出口 32中露出。供氣/供水噴嘴33將供應自內置在光源設備12中的供氣/供水設備的沖洗用水或空氣向觀察窗30或體腔內部注射。
在圖3中，在觀察窗30的后部，布置有鏡筒41，保持物鏡光學系統的用于獲取體腔內要被觀察的區域的圖像光的鏡筒41。安裝鏡筒41以使物鏡光學系統40的光軸與插入部 14的中心軸平行。在鏡筒41的后端處，連接有棱鏡43，其將通過物鏡光學系統40的要被觀察的區域的圖像光(當其基本以直角彎曲時)引導至成像芯片42。
成像芯片42是單片式半導體(所謂CMOS傳感器芯片)，其具有在其中形成為一體的CMOS型固態成像兀件44和用于驅動固態成像兀件44并輸入和輸出信號的外圍電路 45，并且被安裝在支持基板46上。固態成像元件44的成像表面44a被布置成面向棱鏡43 的出射平面。在成像表面44a上，經由矩形框形的隔板47安裝矩形板形的覆蓋玻璃48。利用粘合劑來組裝成像芯片42、隔板47以及覆蓋玻璃48。以此，成像表面44a免于灰塵的進入。
在向插入部14的后端延伸的支持基板46的后端處，多個輸入/輸出端子46a被設置成在支持基板46的寬度方向上排列。信號線49(圖5中的信號線49a至49e)與輸入 /輸出端子46a相連以用于經由通用電纜16介導與處理器設備11的各種信號交換。輸入 /輸出端子46a經由在支持基板46上形成的配線、焊接點及其他(未顯示)與成像芯片42 中的外圍電路45電連接。信號線49被集體插入到柔性管狀線纜50中。線纜50被插入到插入部14、操作部15和通用電纜16中每一個的內部，并且然后與連接器20相連。
雖然未顯示于附圖中，但是照明部被設置在照明窗31的后面。在照明部處，設置有引導來自光源設備12的照明光的光導的出射端。光導與線纜50 —起被插入到插入部14、操作部15和通用電纜16中每一個的內部，并且具有與連接器20相連的入射端。
在圖4中，固態成像元件44配置有像素部61，像素部61具有被布置成矩陣的單位像素60 ;相關雙采樣(CDS)電路62，其對來自像素部61的輸出信號(像素數據)進行處理(噪聲抑制處理)；垂直掃描電路63,其控制在垂直方向上的像素部61的掃描并且還控制像素部61的復位操作；水平掃描電路64，其控制在水平方向上的掃描；輸出電路65，其輸出像素數據；以及控制電路66，其向電路62至64中的每一個提供控制信號并且控制垂直和水平掃描以及采樣等的定時。
每個單位像素60被配置成包括一個光電二極管Dl、復位晶體管Ml、驅動(放大) 晶體管M2和像素選擇晶體管M3。每個單位像素60與垂直掃描線(行選線)LI和水平掃描線(列信號線)L2相連,并且被垂直掃描電路63和水平掃描電路64相繼掃描。
控制電路66生成要被輸入到垂直掃描電路63和水平掃描電路64的用于掃描像素部61的行和列的控制信號,要被輸入到垂直掃描電路63的用于復位在光電二極管Dl中積累的信號電荷的控制信號，以及要被輸入到CDS電路62的用于控制像素部61和CDS電路62之間的連接的控制信號。
⑶S電路62對于每條列信號線L2分區設置，并且根據從水平掃描電路64輸出的水平掃描信號相繼輸出與通過垂直掃描電路63選擇的行選線LI相連的每個單位像素60 的像素數據。水平掃描電路64通過使用水平掃描信號控制設置在CDS電路62和與輸出電路65相連的輸出總線線路L3之間的列選晶體管M4的開/關(0N/0FF)。輸出電路65放大從列選晶體管M4相繼傳輸到輸出總線線路 L3的像素數據以用于輸出。下文中，將從輸出電路65輸出的一系列像素數據統稱為成像信號。
要注意，雖然未在附圖中顯示，固態成像元件44是單板(single-plate)彩色成像型固態成像元件，其包括由多個彩色區段形成的濾色片(例如，Bayer陣列中的原色濾色片)。
在圖5中，成像芯片42中的外圍電路45配置有PLL(鎖相環路)電路70，其產生內部時鐘信號；寄存器，其為固態成像元件44設置控制數據；模擬-數字(A/D)轉換器72， 其將從固態成像元件44輸出的成像信號數字化；8B10B編碼器73，其對數字化的成像信號進行8B10B編碼；PLL電路74，其產生串行傳輸時鐘信號；以及并行-串行(P/S)轉換器75， 其將編碼的成像信號轉換為用于輸出的串行信號。
PLL電路70是相同步電路，其包括相位比較器、環路濾波器、壓控振蕩器和分頻器，產生與從處理器設備11輸入的穩定的參考時鐘信號BCLK同步的內部時鐘信號ICLK， 并且具有與參考時鐘信號BCLK的頻率具有預定的比例關系的頻率(通過乘法運算獲得)。 該內部時鐘信號ICLK被提供給外圍電路和固態成像元件44的控制電路66中的每個部件 (參見圖4)。
寄存器71保留從用于驅動固態成像元件44的處理器設備11輸入的控制數據 CTLD,并且將控制數據CTLD輸入到固態成像元件44的控制電路66 (參見圖4)。寄存器71 是用于串行-并行轉換的移位寄存器，其將以串行信號形式輸入的控制數據CTLD轉換為用于輸入到控制電路66的并行信號。作為該控制數據CTLD，輸入像素掃描類型(所有像素掃描/交替掃描)、要被掃描的像素區域(離掃描開始或結束的單位像素60的位置或掃描開始或結束時的單位像素60的位置)、快門速度(曝光時間)等。控制電路66基于控制數據CTLD和內部時鐘信號ICLK控制固態成像元件44中的電路62至64中的每個。
A/D轉換器72將從固態成像元件44輸出的成像信號的每個像素數據量化為模擬信號用以轉換為八位數字信號(26級灰度)，并且通過使用八根配線將通過轉換獲得的八位數字信號輸入到8B10B編碼器73。
8B10B編碼器73是8B10B方案的編碼器，其將冗余的兩位數據添加到從A/D轉換器72輸入的八位像素數據用以轉換(編碼)為十位像素數據。從八位到十位的轉換通過使用由規則定義的轉換表進行。此處，采用被當作一個字的十位的數據的量，通過對每個八位像素數據的轉換獲得的十位數據假定被稱為字數據。該轉換是為了防止在以下將進一步描述的串行傳輸中在一個預定周期以上出現相同信號電平("O"或"I")。例如，當初始八位像素數據是"00000000"時，轉換為十位數據"1001110100"(每個字的字數據)。 當初始八位像素數據為"00001111"時，轉換為字數據"0101110100"。
PLL電路74具有與上述PLL電路70的結構相似的結構，產生通過將內部時鐘信號 ICLK的頻率乘以例如系數10而獲得的串行傳輸時鐘信號TCLK，并且將產生的信號提供給 P/S轉換器75。
P/S轉換器75根據通過PLL電路74產生的串行傳輸時鐘信號TCLK將從8B10B編碼器73相繼輸入的像素數據(字數據)從并行信號(并行數據)轉換為串行信號(串行數據)，如在圖6中所示。此處，在運行PLL電路74的情況下，轉換后串行數據的頻率增大至轉換前并行數據的頻率的10倍。通過P/S轉換器75產生的串行數據經由線纜50中的信號線49a作為成像信號SDT傳輸。
處理器設備11被配置成包括，如在圖5中所示，主控制電路(CPU)76，其控制整個設備；電源電路77，其產生電源電壓VDD和接地電壓VSS ;參考時鐘發生器78，其產生參考時鐘信號BCLK ;時鐘和數據恢復(CDR)電路79，其從成像芯片42接收成像信號SDT并且從成像信號SDT復寫時鐘信號和數據信號；PLL電路80，其將通過⑶R電路79產生的頻率倍增以產生用于信號處理的具有與成像芯片42中的內部時鐘信號ICLK的頻率相同的頻率的時鐘信號；串行-并行(S/Ρ)轉換器81，其將通過⑶R電路79產生的數據信號(字數據) 從串行數據轉換為并行數據；8B10B解碼器82，其對來自S/Ρ轉換器81的字數據進行8B10B 方案的解碼以產生由八位像素數據形成的成像信號；以及圖像處理電路83，其對解碼的成像信號進行圖像處理以產生用于在監視器21上顯示的圖像數據。
電源電路77將電源電壓VDD和接地電壓VSS供給到處理器設備11中的每個部件， 并且經由信號線49b和49c將這些電壓供給到成像芯片42中的每個部件。參考時鐘發生器78產生具有穩定頻率的參考時鐘信號BCLK，并且經由信號線49d將產生的信號輸入到成像芯片42中的PLL電路70。
CPU 76控制處理器設備中的每個部件并產生上述控制數據CTL用于經由信號線 49e向成像芯片42中的寄存器71輸入。
⑶R電路79檢測從成像芯片42串行傳輸的成像信號SDT的相位，與該成像信號 SDT的頻率同步地產生提取時鐘信號RCLK，并利用該提取時鐘信號RCLK采樣成像信號SDT， 由此產生通過利用提取時鐘信號RCLK對成像信號SDT進行再定時獲得的數據(再定時數據成像信號RSDT)。
具體地，如在圖7中所示，⑶R電路79被配置成包括相位比較器(PD) 90，環路濾波器(LPF) 91，壓控振蕩器(VCO) 92和D型觸發器93。成像信號SDT和通過VCO 92產生的提取時鐘信號RCLK被輸入到H) 90。來自H) 90的輸出經由LPF 91輸入到VCO 92。D型觸發器93具有被輸入以成像信號SDT的數據輸入端子D和被輸入以提取時鐘信號RCLK的時鐘輸入端子。
PD 90通過比較成像信號SDT和提取時鐘信號RCLK的前沿來檢測相位差，并且經由LPF 91將檢測信號輸入到VCO 92。VCO 92根據輸入的檢測信號改變提取時鐘信號RCLK 的頻率。結果，如在圖8中所示，與成像信號SDT的頻率同步的提取時鐘信號RCLK從VCO 92輸出。
D型觸發器93用提取時鐘信號RCLK的前沿對成像信號SDT進行采樣并保留數據， 將成像信號SDT復寫為與提取時鐘信號RCLK相同步的再定時數據以用于從數據輸出端子 Q輸出。通過⑶R電路79產生的提取時鐘信號RCLK被輸入到PLL電路80，并且被復寫的成像信號RSDT被輸入到S/Ρ轉換器81。
返回圖5，PLL電路80具有與上述PLL電路70的結構相似的結構，將提取時鐘信號RCLK的頻率乘以1/10以產生頻率與內部時鐘信號ICLK的頻率相同的信號處理時鐘信號SCLK，并且將產生的信號供給到S/Ρ轉換器81、8B10B解碼器82和圖像處理電路83。
S/Ρ轉換器81根據通過PLL電路80產生的時鐘信號SCLK對從CDR電路79輸入的成像信號RSDT進行與顯示在圖6中的并行-串行轉換的逆轉換對應的串行-并行轉換， 其將相繼輸入的字數據從串行數據轉換為并行數據。對每個字數據通過S/Ρ轉換器81從串行數據轉換為并行數據的成像信號RSDT被輸入到8B10B解碼器82。
8B10B解碼器82使用由8B10B方案的規則定義的轉換表以進行與上述8B10B編碼器73的轉換相反的轉換(解碼)，并且將相繼輸入的成像信號RSDT從十位并行數據(字數據)恢復為八位的初始并行數據(像素數據)。以此，可以獲得通過8B10B編碼器73編碼前的像素數據。然后，由通過8B10B解碼器82恢復的像素數據形成的成像信號被輸入到圖像處理電路83。
圖像處理電路83基于時鐘信號SCLK檢測包含在成像信號中的每個像素數據并將像素數據記錄在內存儲器112中，并且還進行圖像處理如白平衡調整，增益校正，顏色插值，輪廓增強，Y校正，和彩色矩陣計算以產生圖像數據。同樣，圖像處理電路83將圖像數據轉換為用于在監視器21上顯示的信號格式，從而使得圖像顯示在監視器21上。
當通過以上配置的內窺鏡系統2對體腔內部進行觀察時，電子內窺鏡10、處理器設備11、光源設備12和監視器21的電源被開啟(ON)，并且電子內窺鏡10的插入部14被插入到體腔內。當利用來自光源設備12的照明光對體腔內部進行照明時，利用監視器21 對通過固態成像元件44捕獲的體腔內部的圖像進行觀察。
通過固態成像元件44產生的成像信號通過A/D轉換器72轉換為八位并行數據， 并且通過8B10B編碼器73編碼為十位并行數據。該由十位并行數據形成的成像信號通過 P/S轉換器75轉換為串行數據，并且然后經由信號線49a傳輸到處理器設備11。
處理器設備11在⑶R電路79處接收串行傳輸的成像信號。⑶R電路79產生時鐘信號(提取時鐘信號RCLK)和與該時鐘信號相同步的數據信號( 再定時數據RSDT)。通過S/Ρ轉換器81和8B10B解碼器82，基于提取時鐘信號RCLK，將通過⑶R電路79作為再定時數據產生的成像信號RSDT進行恢復為初始的八位并行數據的轉換。由此八位并行數據形成的成像信號通過圖像處理電路83轉換為圖像數據，并將圖像顯示在監視器21上。
接下來，描述在上述內窺鏡系統2中，成像信號從成像芯片4到處理器設備11的傳輸。
圖9是結構圖，其提取并顯示在顯示在圖5中的8B10B編碼器73之后，用于將像素數據從成像芯片42傳輸到處理器設備11的成像信號的傳輸系統電路。
如上所述，在成像芯片42中，從A/D轉換器72相繼輸入到8B10B編碼器73的像素數據(其是作為成像信號相繼輸入的八位并行數據)通過8B10B編碼器73轉換為十位并行數據(十位字數據作為一個字)，并且然后被輸入到P/S轉換器75。相繼輸入到P/S轉換器75的像素數據通過P/S轉換器75從并行數據轉換為串行數據用于作為成像信號SDT 傳輸到處理器設備11。
在傳輸如上所述的成像芯片42中的成像信號SDT時，用于字同步的字同步數據以預定間隔(以預定時間間隔并且以預定位間隔)插入到成像信號SDT中。
字同步數據是在處理器設備11 (處理器設備11接收作為從成像芯片42傳輸的成像信號SDT的串行數據)中使用的數據，以檢查將串行數據對每個字劃定字數據的定時是處于作為劃定每個像素數據的定時的適當狀態，即，在本實施方案中，從成像芯片42的 8B10B編碼器73相繼輸出的字數據和從接收串行數據(成像信號SDT)的處理器設備11中的串行數據相繼獲得的字數據相互匹配(建立字同步)，并且如果沒有建立字同步則恢復字同步。
作為該字同步數據，使用不作為8B10B解碼器73的輸出數據存在的位模式的字數據。例如，使用"0101111100"(被稱為逗號數據(comma data))作為字同步數據。注意， 字同步數據可以具有其他位模式。
字同步數據通過例如成像芯片42的P/S轉換器75插入到成像信號SDT中。如在圖9中所示，P/S轉換器75包括同步數據插入處理部100和P/S轉換處理部102。
同步數據插入處理部100使得作為成像信號從8B10B編碼器73相繼輸入的十位字數據(一個字)在如在圖10(A)中顯示的后一階段通過P/S轉換處理部102，并且在預定定時在指示像素數據的多片字數據之間插入用于每個字的字同步數據，并將結果輸出到P/ S轉換處理部802。注意，即使要經由A/D轉換器72從固態成像元件44輸入到8B10B編碼器73的成像信號包含除每個像素的像素數據外的數據，該數據在此處也不被提及，并且以下通過假設僅像素數據作為成像信號被輸入來進行描述。
作為插入字同步數據的定時，當利用被稱為隔行方案或隔行方案的掃描方案在固態成像元件44處讀取像素數據時，例如，如在圖10的(B)中所示，每當一條水平掃描線的像素數據(字數據)通過數據插入處理部100時(即，對于每個水平掃描周期)插入一片字同步數據。在此情況中，數據插入處理部100可以對要通過其的字數據的字數目進行計數并且每當具有用于一條水平掃描線的字的數目(像素數)的字數據通過時插入字同步數據。備選地，可以從固態成像元件44的控制電路66獲得關于當前像素數據的讀取位置的信息，并且可以基于該信息插入字同步數據。另外備選地，作為插入字同步數據的位置，能夠在每條水平掃描線的起始像素的字數據前或在每條水平掃描線的結束像素的字數據之后插入字同步數據，即，鄰近特定像素的字數據的位置，如其中切換要被允許通過的字數據的水平掃描線(水平掃描線的編號)的位置(對應于水平消隱期的位置)。
注意，插入字同步數據的定時不一定是如上所述用于每條水平掃描線。
P/S轉換處理部102將如上所述的其中插入字同步數據的作為成像信號從同步數據插入部100相繼輸出的字數據從并行數據轉換為串行數據，如在圖6中所示。以此，其中具有以預定間隔插入的字同步數據的表示像素數據的字數據從如在圖11的(A)中所示的并行數據轉換為如在圖11的(B)中所示的串行數據，并且其中具有插入的字同步數據的串行數據作為成像信號SDT從成像芯片42傳輸到處理器設備11。
注意，如圖12中所示P/S轉換器75使用以預定位數的數據以幀的單位作為最小傳輸單位(其被稱為一巾貞)傳輸成像信號SDT,并為每巾貞添加指不巾貞的開始的開始位(例如，"O")和指示幀的結束的結束位(例如，"I")。同樣，一幀的數據量可以是，例如，當一個屏幕(在其中像素數據讀取方案是隔行方案的情況下為一個區域以及在逐行方案的情況下為一幀)的像素數據(包括字同步數據等)在固態成像元件44中傳輸時的數據量，或者可以是當一條水平掃描線的像素數據被傳輸時的數據量。可以設定任何數據量。
同樣，字同步數據可以不由P/S轉換器75插入而是由8B10B編碼器或除8B10B 73 和P/s轉換器75外的處理部插入。
另一方面，如上所述，在處理器設備11中，從成像芯片42傳輸的成像信號SDT通過⑶R電路79進行再定時，然后通過S/Ρ轉換器81轉換為十位的并行數據(字數據)，并且然后輸入到8B10B解碼器82。相繼輸入到8B10B解碼器82的字數據通過S/Ρ轉換器81 解碼為初始八位像素數據，然后被輸入到圖像處理電路83。
首先，描述基于在上述處理器設備11中接收成像信號SDT時的字同步數據的字同步處理。在處理器設備11，基于字同步數據，進行處理以檢測字同步是否已經建立并且當字同步未被建立時恢復字同步。
字同步意味著，在接收作為成像信號SDT從成像芯片42傳輸的串行數據的處理器設備11中，將串行數據對每個字劃定字數據的定時在適當的狀態下被設定為劃定每個像素數據的定時，即，在本實施方案中，從成像芯片42的8B10B編碼器73相繼輸出的字數據和從處理器設備11的8B10B解碼器82相繼輸出的字數據相互匹配。如果成像信號SDT正常地從成像芯片42傳輸到處理器設備11而不發生數據破壞(如位插入或位缺失)，則S/ P轉換器81檢測作為成像信號以幀的單位傳輸的串行數據的起始位，并且對于每個字(十位)將之后的位數據串轉換為并行數據，由此建立字同步狀態。
另一方面，在成像信號的傳輸期間，尤其在成像信號SDT從成像芯片42傳輸到處理器設備11期間，數據破壞如位插入或位缺失可能由于噪聲等的影響而發生，由此導致字同步的定時的偏差以及其中未建立字同步的狀態。在此情況中，通過檢查字同步，檢測到字同步未被建立，并且通過恢復字同步將該狀態恢復到字同步得到建立的狀態。
基于字同步數據的檢查和恢復字同步的處理通過例如處理器設備11的S/Ρ轉換器81進行。如在圖9所示，S/Ρ轉換器81包括同步數據檢測處理部104、S/Ρ轉換處理部 106和字同步處理部108。
同步數據檢測處理部104檢測在從⑶R電路79作為成像信號(進行再定時的成像信號RSDT)相繼輸入的串行數據中的指示字同步數據的位模式并且，當借此檢測到字同步數據時，將指示已經檢測到字同步數據的檢測信號提供給字同步處理部108。同樣，在后一階段使不同于字同步數據的字數據通過S/Ρ轉換處理部106，由此將字同步數據從成像信號中移走。注意，將字同步數據從成像信號移走的處理可以在后一階段在8B10B解碼器 82或圖像處理電路83中進行。
S/Ρ轉換處理部106對每個字(十位)劃定通過同步數據檢測處理部104的字數據以用于從串行數據向十位并行數據轉換。
當指示已經檢測到字同步數據的檢測信號從同步數據檢測處理部104提供給如在圖13中所示的作為成像信號從CDR電路79輸入到S/Ρ轉換器81的串行數據時，字同步處理部108使得S/Ρ轉換處理部106在對每十位劃定字同步數據后的位數據串的定時將串行數據轉換為十位的并行數據用于作為十位位數據串進行并行傳輸。
S卩，在對每十位劃定字同步數據后的位數據串的定時(其中字同步數據后的位數據串每十位被劃定的位置被當作字數據的邊界(字劃定位置))，十位的位數據串被轉換為十位的并行數據，由此建立字同步狀態。然而，基于對字同步數據的檢測(來自同步數據檢測處理部104的檢測信號)，字同步處理部108調整通過S/Ρ轉換處理部106將串行數據 (位數據串)轉換為并行數據的S/Ρ轉換的定時以致因此建立字同步。
如果當檢測信號從同步數據檢測處理部104提供給字同步處理部108時確保其中已經建立字同步的狀態，則即使S/Ρ轉換處理部106的S/Ρ轉換的定時被調整，該狀態也不改變并且，基本上，僅確認字同步已經建立。
相反，如果當檢測信號從同步數據檢測處理部104提供給字同步處理部108時處于未建立字同步的狀態，則字同步處理部108基于如上所述的對字同步數據的檢測調整S/ P轉換處理部106的S/Ρ轉換的定時，由此恢復字同步。
因而，利用通過字同步處理部108的檢查和恢復字同步的處理(字同步處理)，通過S/Ρ轉換處理部106轉換為并行數據的成像信號配置有與在字同步數據被插入之前的成像信號匹配的字數據(像素數據)，如在圖10的(A)中所示。即，進行字同步(對準)以使輸入到8B10B解碼器82的、在后一狀態下被S/Ρ轉換器81從串行數據轉換為并行數據的字數據與通過8B10B編碼器73編碼后的字數據匹配。同樣，在成像信號的傳輸期間，即使由于噪聲等的影響而發生數據破壞從而導致字同步偏差，基于字同步數據，在字同步處理部108處，利用字同步處理將字同步恢復到適當狀態。
此處，當數據破壞在成像信號等的傳輸期間發生時，除字同步數據外的數據可以與字同步數據的位模式匹配。此處，同步數據檢測部104錯誤地將除字同步數據外的數據作為字同步數據，并且如果字同步處理部108基于錯誤檢測的字同步數據進行上述字同步處理，則狀態不利地變為如字同步未被建立那樣。
為防止該不便，合適的是基于對字同步數據的預定次數(次數為兩次以上并且， 例如，三次)的檢測，進行上述字同步處理(檢查和恢復字同步的處理)。即，當以具有適當間隔(以在P/S轉換器75處插入字同步數據的預定時間間隔或位數間隔)的定時(即，當將檢測到由P/S轉換器75插入的字同步數據時的定時)多次檢測到字同步數據時，合適的是將這些字同步數據片確定為適當的字同步數據片并進行上述字同步處理(檢查和恢復字同步的處理)。
關于具體模式，當以適當的連續間隔檢測到字同步數據預定次數(次數為兩次以上并且，例如，三次)時，這些字同步數據片被確定為適當的 字同步數據片，并且進行上述字同步處理(檢查和恢復字同步的處理)。
S卩，當指示已經檢測到字同步數據的檢測信號被以適當的間隔和預定的次數從同步數據檢測處理部104提供給字同步處理部108時，字同步處理部108確定這些是對適當的字同步數據片的檢測。并且，當適當的字同步數據片的檢測被確定時，基于最后檢測到的最新的字同步數據的檢測信號進行字同步處理。
圖14是當字同步處理部108基于字同步數據進行字同步處理時的確定處理的處理步驟的流程圖。
在步驟S10，確定是否已經檢測到字同步數據。即，確定在作為成像信號輸入到S/ P轉換器81的串行數據中是否已經檢測到與字同步數據匹配的位模式以及檢測信號是否已經從同步數據檢測處理部104提供。當在該步驟SlO在確定處理中確定為否(NO)時，重復在步驟SlO處的處理。另一方面，當確定為是(YES)時，程序進行至步驟S12。
在步驟S12，確定字同步數據是否以適當的時間間隔連續三次被檢測到。S卩，其中插入字同步數據的時間間隔Ti (其中將檢測到適當的字同步數據片的時間間隔)在P/S轉換器75中被預定，并且在步驟S12確定在時刻TO-Ti (從當檢測到字同步數據時的時刻TO 往前返回一個時間間隔Ti)以及在時刻T0-2XTi(從時刻TO往前返回兩個時間間隔Ti) 字同步數據是否被檢測到。當在該步驟S12在確定處理中確定為否時，程序返回至步驟SlO 處的處理。當確定為是時，程序進行至步驟S14。注意，雖然在本處理中字同步數據的連續次數為三，但是次數可以不是三次只要該次數為2以上即可。同樣，可以確定是否以適當的位數間隔(以`其中將要檢測到適當的字同步數據片的位數間隔，即，將在兩個適當的字同步數據片之間傳送的字數據的位數)而不是適當的時間間隔以預定的次數連續檢測到字同步數據。
在步驟S14，基于在步驟SlO檢測到的最新的字同步數據進行字同步處理。S卩，使得S/Ρ轉換處理部106在對每十位劃定最新字同步數據后的位數據串的定時進行S/Ρ轉換。在該處理結束后，該流程圖的處理結束。注意，該流程圖的處理反復地進行。
根據此，即使除字同步數據外的數據錯誤地被檢測為字同步數據，所述檢測對于進行字同步處理是無效的，并且因此避免不適當的字同步處理。
同樣，作為另一種方式，與以上情況不同地，即使未以預定的次數連續檢測到適當的字同步數據片，如果在預定的時間周期中以預定的間隔在要被檢測的多個字同步數據片之中檢測到任意多個字同步數據片，則這些字同步數據片可以被確定為適當的字同步數據片，并且可以進行字同步處理。即，如果指示已經檢測到字同步數據的檢測信號在預定的時間周期中以預定的次數或更多的次數(與以適當間隔的定時匹配)從同步數據檢測處理部 104提供到字同步處理部108，則字同步處理部108確定這些是對適當的字同步數據片的檢測。然后，當對適當的字同步數據片的檢測被確定時，可以基于在其中最后檢測到的字同步數據的檢測信號進行字同步處理。
注意，字同步數據的檢測和基于如上所述的字同步數據檢查和恢復字同步的處理可以不在S/ρ轉換器81進行而是在8B10B解碼器82進行，并且也可以在除S/Ρ轉換器81 和8B10B解碼器82外的處理部處進行。即，在上述實施方案中，字同步數據在被輸入到S/ P轉換器81的S/Ρ轉換處理部106前(在S/Ρ轉換前)的串行數據中被檢測到，并且S/P 轉換的定時基于檢測到的字同步數據被調整，由此調整將串行數據對每十位劃定字數據的定時從而恢復字同步。另一方面，字同步數據可以在被輸入到8B10B解碼器82前的并行數據中被檢測到。同樣，基于字同步數據檢查和恢復字同步的處理可以通過以下方式進行在通過8B10B解碼器82進行解碼前累計并行數據的多個字，并且利用調整的將串行數據劃定為字數據的定時重建并行數據用于通過8B10B解碼器82解碼。
接下來，描述在處理器設備11中接收成像信號SDT時基于解碼錯誤的字同步處理。在處理器設備11中，在8B10B解碼器82處基于解碼錯誤進行字同步處理(恢復字同步的處理)。
作為解碼錯誤，例如，存在這樣的情況，其中輸入到8B10B解碼器82的字數據破壞并因此不在轉換表中(表錯誤)，并且運行不一致是不適當的(不一致錯誤)。
進行關于基于該解碼錯誤恢復字同步的處理，例如，在S/Ρ轉換器81和8B10B解碼器82之間。
8B10B解碼器82包括，如在圖9中所示，錯誤輸出部110，其當發生恢復錯誤時輸出錯誤信號。在8B10B解碼器82中，當在將從S/Ρ轉換器81輸入的成像信號從十位并行數據(字數據)解碼為初始的八位并行數據(像素數據)時發生解碼錯誤時，錯誤輸出部 110檢測解碼錯誤的發生并輸出錯誤信號。錯誤信號被輸入到上述S/Ρ轉換器81的字同步處理部108 。
當錯誤信號從錯誤輸出部110輸入時，字同步處理部108將在S/Ρ轉換處理部106 處的S/Ρ轉換的定時移位一位。即，通過S/Ρ轉換處理部106將串行數據(位數據串)轉換為并行數據的定時移位一個位數據(延遲或提前)從而將其中作為串行數據輸入到字數據中的位數據串的位置(顯示在圖13中的字劃定位置)移位一位。然后，反復進行該處理直到沒有錯誤信號從錯誤輸出部110輸入，并且當沒有錯誤信號輸入時上述處理停止。
圖15是當在字同步部處基于8B10B解碼器82的解碼錯誤進行字同步處理時的處理步驟的流程圖。
在步驟S20，確定解碼錯誤是否在8B10B解碼器82中發生。即，確定解碼錯誤在 SBlOB解碼器82處發生并且錯誤信號已經由8B10B解碼器82的錯誤輸出部提供。如果在步驟S20在該確定處理中確定為否時，流程圖的該處理結束。另一方面，如果確定為是時， 程序進行至步驟S22。注意，因為該流程圖的處理重復進行，所以在步驟S20的確定處理重復進行。
在步驟S22，在S/Ρ轉換器81的S/Ρ轉換處理部106處的S/Ρ轉換的定時移位一位。即，通過S/Ρ轉換處理部106將串行數據(位數據串)轉換為并行數據的定時向比當前定時或晚或早的定時移位一位數據。當該處理結束時，流程圖的處理結束。
根據顯示在流程圖中的處理，如果發生解碼錯誤，則重復在步驟S22的處理直到不發生解碼錯誤，S/Ρ轉換的定時移位一位數據。在不發生解碼錯誤的狀態下，狀態被假定為已經建立字同步。因此，當偏差在字同步中發生時，進行上述流程圖的處理以恢復字同止 /J/ O
以此，即使在傳輸成像信號期間由于噪聲等的影響而發生數據破壞等從而導致字同步偏差，利用在字同步處理部108處基于解碼錯誤的字同步處理，可以將字同步恢復至適當狀態。同樣，能夠在比利用基于字同步數據的字同步處理的字同步的恢復更短的周期中恢復，由此實現快速恢復。
注意，如上所述的基于解碼錯誤的恢復字同步的處理可以不在S/Ρ轉換器81處進行而是在8B10B解碼器82處進行，或是在除S/Ρ轉換器81和8B10B解碼器82外的處理部處進行。即，在上述實施方案中，在S/Ρ轉換器81的S/Ρ轉換處理部106處的S/Ρ轉換的定時被改變(移位一位)，由此改變將串行數據對每十位劃定字數據的定時從而恢復字同步。 另一方面，關于上述實施方案，基于解碼錯誤的字同步的恢復也可以通過以下方式進行在 SBlOB解碼器82解碼前累計并行數據的多個字，通過改變將串行數據劃定為字數據的定時 (移位一位)重建并行數據，并且通過8B10B解碼器82進行解碼。
接下來，描述在處理器設備11中接收成像信號SDT時插值圖像數據的處理。在處理器設備11中，當解碼錯誤在8B10B解碼器82中發生時，進行插值處理，其中用基于周圍部分像素的像素數據產生的像素數據(插值數據)插值替換此時的像素數據。
進行插值處理，例如，在8B10B解碼器82和圖像處理電路83之間。
圖像處理電路83包括如在圖9中所示的內存儲器(緩沖存儲器)112。在內存儲器112中，累積預定數據量的要被作為成像信號從8B10B解碼器82輸入到圖像處理電路83 的像素數據(例如，用于預定數目的顯示屏的數據量的像素數據)。當像素數據的內存儲器 112的存儲容量累積時，最早的像素數據被新輸入用于存儲的像素數據代替。
同樣，上述來自8B10B解碼器82的錯誤輸出部110的錯誤信號也被提供到圖像處理電路83。在圖像處理電路83中，存儲作為成像信號從8B10B解碼器82以幀的單位相繼輸入的像素數據，如在圖16中所示。然后，當錯誤信號由錯誤輸出部110提供時，在此時從 SBlOB解碼器82輸出的像素(錯誤像素)的像素數據不被存儲在內存儲器112中，而是將由錯誤像素的周圍部分像素的像素數據產生的插值數據存儲在其中要存儲錯誤像素的像素數據的內存儲器112的存儲區，由此用插值數據插值替換錯誤像素的像素數據。
作為形成錯誤像素的周圍部分的像素的像素數據，除了在空間上鄰近錯誤像素的像素的像素數據，還包括在時間上鄰近錯誤像素的像素的像素數據。在時間上鄰近錯誤像素的像素的像素數據的實例是在同一圖像上在距錯誤像素預定距離范圍內的像素的像素數據。其中，用于產生插值數據的像素數據可以被限制為，例如，在垂直方向上或在水平方向上相對錯誤像素的預定距離范圍內的像素的像素數據，或者相對于錯誤像素彼此鄰近的像素的像素數據。
在時間上鄰近錯誤像素的像素的實例是在相對于獲得錯誤像素的時刻在預定時間范圍內獲得的圖像上處于與錯誤像素的位置相同的位置處的像素的像素數據。其中，用于產生插值數據的像素數據可以被限制為，例如，在一屏前或后獲得的圖像上的像素數據。
另一方面，用于插值替換錯誤像素的像素數據的插值數據可以基于如上所述的形成錯誤像素的周圍部分的像素之中的多個像素的像素數據通過預定的計算處理產生，或者可以是形成錯誤像素的周圍部分的像素中任一個的像素數據。
在前一種情況中，例如，在形成錯誤像素周圍部分的像素之中，用于產生插值數據的多個像素被預先確定，并且找到這些像素的像素數據的平均值并將其當作插值數據。此處，用于產生插值數據的像素的像素數據可以被限制為正常像素數據(除錯誤像素外的像素數據)。注意，基于多個像素數據片的用于產生插值數據的計算處理不限于平均處理，而是可以使用其他處理以產生插值數據 。
在后一種情況中，例如，在形成錯誤像素周圍部分的像素之中，預先確定用于產生插值數據的一個像素，并將該像素的像素數據當作插值數據。同樣在此情況中，正常像素數據作為被當作插值數據的像素數據是理想的。因此，例如，合適的是，在形成錯誤像素周圍部分的像素之中，給多個像素中的每個提供作為用于產生插值數據的像素的優先權，從其中可以獲得正常像素數據的像素中選擇具有最高優先權的像素的像素數據，將所選的像素數據當作插值數據。
當錯誤信號由SBlOB解碼器82的錯誤輸出部110，圖像處理電路83提供時，因此產生的插值數據被存儲在內存儲器112中以代替錯誤像素的像素數據，并且對由存儲在內存儲器112中的多個像素數據片形成的圖像數據進行預定的圖像處理，并將所得的圖像顯示在監視器21上。因此，即使在傳輸成像信號期間由于噪聲等的影響而發生數據破壞時， 顯示在監視器21上的圖像的擾動可以被抑制到最小。
注意，插值處理可以不僅通過使用圖像處理電路83的內存儲器112進行而且還可以在設置在8B10B解碼器82和圖像處理電路83之間的緩沖存儲器處進行。例如，可以設置一個或多個存儲一幀(其是成像信號的傳輸單位)的像素數據的緩沖存儲器。在此情況中，從8B10B解碼器82輸出的像素數據以幀的單位暫時存儲在緩沖存儲器(存儲器)中并且，緩沖存儲器具有存儲在其中的像素數據，最早一幀的像素數據從緩沖存儲器輸出到圖像處理電路83，并且來自8B10B解碼器82的新一幀的像素數據被存儲在所述緩沖存儲器中。如果設置多個緩沖存儲器，則從8B10B解碼器82相繼輸出的像素數據被以幀的單位循環存儲在多個緩沖存儲器中。在此情況中，緩沖存儲器的數目是任意的只要緩沖存儲器滿足這樣的容量即可其中用于產生錯誤數據的插值數據的像素的像素數據可以以其中用于存儲錯誤像素的插值數據的存儲區存在于每個緩沖存儲器中的狀態存儲在緩沖存儲器中。 同樣在此情況中，從緩沖存儲器讀取用于產生插值數據的像素數據并且產生插值數據的處理可以在圖像處理電路83，另一個處理部件，或專門設置的處理部件處進行。
雖然在上述實施方案中固態成像元件44通過CMOS型固態成像元件來實現，但是本發明不限于此，并且固態成像元件44可以通過CXD型固態成像元件來實現。
同樣，雖然在上述實施方案中通過A/D轉換器72產生的八位像素數據被8B10B編碼器73轉換為十位的像素數據，但是本發明不限于此，并且當適當時轉換前后的位數可以改變。
權利要求
1.一種內窺鏡系統，其包括 成像設備，其具有安裝在內窺鏡的插入部的頂端處的固態成像元件； 外部控制設備，其作為用于所述內窺鏡的外部設備經由信號線連接到所述成像設備并且控制所述成像設備； 所述成像設備中的編碼設備，所述編碼設備對作為成像信號從所述固態成像元件相繼輸出的每個像素的像素數據相繼編碼用于相繼轉換為每個字的字數據； 所述成像設備中的成像信號傳輸設備，所述成像信號傳輸設備將通過所述編碼設備向字數據的所述相繼轉換獲得的所述成像信號從并行信號轉換為串行信號并通過所述信號線將轉換的成像信號傳輸到所述外部控制設備； 所述外部控制設備中的成像信號接收設備，所述成像信號接收設備接收通過所述成像信號傳輸設備傳輸的所述成像信號，并對每個字將作為所述成像信號被相繼接收的字數據從所述串行信號相繼轉換為并行信號； 所述外部控制設備中的解碼設備，所述解碼設備對每個字將通過所述成像信號接收設備進行的向所述并行信號的相繼轉換所獲得的所述字數據進行相繼解碼，從而進行向在通過所述編碼設備進行編碼前的每個像素的像素數據的相繼轉換； 所述解碼設備中的解碼錯誤檢測設備，所述解碼錯誤檢測設備檢測表示解碼失敗的解碼錯誤的發生；以及 同步恢復設備，當由所述解碼錯誤檢測設備檢測到所述解碼錯誤的發生時，所述同步恢復設備通過以下方式恢復字同歩將在通過所述成像信號接收設備進行的向井行信號的轉換中或在通過所述解碼設備進行的向像素數據的轉換中對每個字劃定字數據的定時移位一位，直到所述解碼錯誤檢測設備檢測不到解碼錯誤的發生。
2.根據權利要求1所述的內窺鏡系統，其中 所述編碼設備是8B10B編碼器，其通過使用8B10B編碼方案來編碼八位像素數據以轉換為被當作一個字的十位字數據，并且 所述解碼設備是8B10B解碼器，其通過使用所述8B10B編碼方案對每個字將從由所述編碼設備進行編碼獲得的所述字數據進行解碼，以轉換為在通過所述8B10B編碼器進行編碼之前的所述八位像素數據。
3.根據權利要求2所述的內窺鏡系統，其中 所述解碼錯誤檢測設備檢測作為所述解碼錯誤的表錯誤和不一致錯誤的發生。
4.根據權利要求1-3中任一項所述的內窺鏡系統，其中 所述成像信號接收設備包括時鐘數據恢復電路，所述時鐘數據恢復電路從作為所述成像信號通過所述成像信號傳輸設備傳輸的所述串行信號中提取時鐘信號并用所述時鐘信號將所述成像信號再定時。
5.根據權利要求1-3中任一項所述的內窺鏡系統,其中 所述成像設備包括同歩數據插入設備，所述同步數據插入設備在要被傳輸到所述外部控制設備的所述成像信號中以預定間隔插入用于字同步的字同步數據，并且 所述外部控制設備包括同步處理設備，所述同步處理設備檢測從所述成像信號接收設備接收的所述成像信號中的所述字同步數據，并且，基于檢測到的字同步數據，調整在通過所述成像信號接收設備向所述并行信號的轉換中或通過所述解碼設備向所述像素數據的轉換中對每個字劃定字數據的定吋，以實現字同歩。
6.根據權利要求1-3中任一項所述的內窺鏡系統，其中 所述成像設備的所述固態成像元件是CMOS型固態成像元件。
7.—種用于內窺鏡的外部控制設備，所述外部控制設備控制所述內窺鏡的成像設備并且接收作為串行信號從所述成像設備傳輸的成像信號，所述外部控制設備相繼接收通過相繼編碼獲得的每個字的字數據，作為所述成像信號從所述成像設備相繼輸出的每個像素的像素數據，所述外部控制設備包括 成像信號接收設備，所述成像信號接收設備對每個字將作為所述成像信號相繼接收的字數據從所述串行信號相繼轉換為并行信號； 解碼設備，所述解碼設備對每個字將通過所述成像信號接收設備進行的向所述并行信號的相繼轉換所獲得的所述字數據進行相繼解碼，從而進行向在進行所述編碼前的每個像素的像素數據的相繼轉換； 所述解碼設備中的解碼錯誤檢測設備，所述解碼錯誤檢測設備檢測表示所述解碼失敗的解碼錯誤的發生；以及 同步恢復設備，當由所述解碼錯誤檢測設備檢測到所述解碼錯誤的發生時，所述同步恢復設備通過以下方式恢復字同歩將在通過所述成像信號接收設備向所述并行信號的轉換中或在通過所述解碼設備向所述像素數據的轉換中對每個字劃定字數據的定時移位一位，直到所述解碼錯誤檢測設備檢測不到所述解碼錯誤的發生。
8.根據權利要求7所述的用于內窺鏡的外部控制設備，其中 作為所述成像信號從所述成像設備傳輸的字數據是通過使用8B10B編碼方案編碼八位像素數據獲得的、被當作一個字的十位字數據，并且 所述解碼設備是8B10B解碼器，其對每個字通過使用所述8B10B編碼方案將從所述編碼獲得的字數據進行解碼，以轉換為在所述編碼之前的所述八位像素數據。
9.根據權利要求8所述的用于內窺鏡的外部控制設備，其中 > 所述解碼錯誤檢測設備檢測作為所述解碼錯誤的表錯誤和不一致錯誤的發生。
10.根據權利要求7-9中任一項所述的用于內窺鏡的外部控制設備，其中 所述成像信號接收設備包括時鐘數據恢復電路，所述時鐘數據恢復電路從作為所述成像信號通過所述成像信號傳輸設備傳輸的所述串行信號中提取時鐘信號并用所述時鐘信號將所述成像信號再定時。
11.根據權利要求7-9中任一項所述的用于內窺鏡的外部控制設備，其中 在要從所述成像設備傳輸的所述成像信號中以預定間隔插入用于字同步的字同歩數據，并且 所述外部控制設備包括同步處理設備，所述同步處理設備檢測從所述成像信號接收設備接收的所述成像信號中的所述字同步數據，并且，基于檢測到的字同步數據，調整在通過所述成像信號接收設備向所述并行信號的轉換中或通過所述解碼設備向所述像素數據的轉換中對每個字劃定字數據的定吋，以實現字同歩。
全文摘要
一種內窺鏡系統和用于內窺鏡的外部控制設備。在與內窺鏡相連的處理器設備中，來自內窺鏡的成像芯片的、串行傳輸的成像信號由S/P轉換器轉換為并行數據，并且然后由8B10B解碼器解碼。每個像素的像素數據(八位)由成像芯片的8B10B編碼器轉換為被當作一個字的十位字數據以用于串行傳輸。在該處理器設備中，由8B10B解碼器中的解碼錯誤檢測到在將串行數據劃定字數據的字同步的定時由于噪聲等的影響而發生偏差的情況，并且通過將字同步的定時移位來進行恢復。
文檔編號A61B1/045GK103027656SQ20121036190
公開日2013年4月10日 申請日期2012年9月25日 優先權日2011年9月30日
發明者小谷學, 中村和彥 申請人:富士膠片株式會社