JP2002328311A - イメージファイバ撮像装置 - Google Patents

イメージファイバ撮像装置

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JP2002328311A
JP2002328311A JP2001132524A JP2001132524A JP2002328311A JP 2002328311 A JP2002328311 A JP 2002328311A JP 2001132524 A JP2001132524 A JP 2001132524A JP 2001132524 A JP2001132524 A JP 2001132524A JP 2002328311 A JP2002328311 A JP 2002328311A
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克博 小林
Yuichi Takenaga
祐一 竹永
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 光学的ローパスフィルタを必要とせずに明暗
パターンやモアレを低減する、イメージガイドファイバ
束を使用したイメージファイバ撮像装置を提供するこ
と。 【解決手段】 本発明のイメージファイバ撮像装置は、
対象物体の像を伝達するイメージガイドファイバ束１に
よる伝送光学部と、イメージガイドファイバ束１の射出
端面に現れる物体像を結像して受光する固体撮像素子２
と、固体撮像素子２から得られる映像信号に対する電気
的空間フィルタ４とを備えた構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ファイバスコープ
等のイメージガイドファイバ束を備え、このイメージガ
イドファイバ束の端面に現れる像を撮像するためのイメ
ージファイバ撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ファイバスコープ等に用いられるイメー
ジガイドファイバ束は多数の光学ファイバを束ねて構成
されており、その端面に現れる物体像は各ファイバのコ
アとクラッドの配列に応じて定まる規則的な明暗パター
ンを有している。これが映像上では網目模様として現れ
る。一方、固体撮像素子は受光画素が規則的に配列され
ており、物体像中の明暗パターンと干渉して映像にモア
レが発生するという問題がある。
【０００３】従来、明暗パターンやモアレを低減するイ
メージファイバ撮像装置としては、特開平２ー１３６８
１３号公報に記載されているように、イメージガイドフ
ァイバ束と固体撮像素子との間に光学的ローパスフィル
タを設けたものが知られている。
【０００４】図４は、従来のイメージガイドファイバ束
を使用したイメージファイバ撮像装置の構成図を示す。
【０００５】図４に示すように、この従来のイメージガ
イドファイバ束を使用したイメージファイバ撮像装置
は、ファイバスコープ１２と、光学カプラ１３と、光学
的ローパスフィルタ１４と、固体撮像素子２と、カメラ
コントロールユニット３と、テレビモニタ５とで構成さ
れている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のイメージガイドファイバ束を使用したイメージファ
イバ撮像装置においては、比較的高価な光学的ローパス
フィルタを必要とし、光学的ローパスフィルタを配置す
るためのスペース上の制約や、イメージガイドファイバ
束の太さ、密度に最適な光学的ローパスフィルタを選択
しなくてはならないという問題があった。
【０００７】また、イメージガイドファイバ束による網
目模様やモアレの低減に有効な周波数特性を持つ光学的
ローパスフィルタを備えた撮像装置で、イメージガイド
ファイバ束を用いないリレーレンズ等の光学系を使用す
る場合においては、本来その光学系が持つ高い解像度を
実現できず、必要に応じて光学的ローパスフィルタの交
換あるいは切り換えをしなければならなかった。
【０００８】本発明は、このような従来の問題を解決す
るためになされたもので、光学的ローパスフィルタを必
要とせずにイメージガイドファイバ束による明暗パター
ン（網目模様）や、固体撮像素子との干渉によるモアレ
を低減する、イメージガイドファイバ束を使用したイメ
ージファイバ撮像装置を提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明のイメージファイ
バ撮像装置は、対象物体の像を伝達するイメージガイド
ファイバ束による伝送光学部と、前記イメージガイドフ
ァイバ束の射出端面に現れる物体像を結像して受光する
固体撮像素子と、前記固体撮像素子から得られる映像信
号に対する電気的空間フィルタとを備えた構成とした。
【００１０】この構成により、比較的高価な光学ローパ
スフィルタを必要としない簡潔構造とし、イメージガイ
ドファイバ束による明暗パターンや、固体撮像素子との
干渉によるモアレを低減することができる。また、電気
的空間フィルタであるため、スペース上の制約も解消で
き、イメージガイドファイバ束を用いないリレーレンズ
等の光学系を使用する場合においては、そのフィルタ機
能を停止、あるいは周波数特性を可変することで、容易
にその光学系が持つ高い解像度を実現できる。
【００１１】また、前記電気的空間フィルタは、電気的
空間ハイパスフィルタと、電気的空間ローパスフィルタ
との少なくとも一方を備えることとした。
【００１２】この構成により、任意の周波数特性を持つ
電気的空間フィルタを構成することが可能で、イメージ
ガイドファイバ束による明暗パターンや、固体撮像素子
との干渉によるモアレを低減することができる。
【００１３】また、前記電気的空間ハイパスフィルタ
は、フィルタをかけようとする画素を中心画素として前
記中心画素の信号と予め定めた近傍の周辺画素の信号と
を比較する比較部と、前記周辺画素のそれぞれと前記中
心画素の信号値の差が予め定めたしきい値以下の前記周
辺画素の加算値を算出する算出部と、前記しきい値以下
の前記周辺画素の計数値より算出した前記予め定めたし
きい値以下の前記周辺画素の平均値を前記中心画素の信
号と置き換える置換部とを備えることとした。
【００１４】この構成により、対象物のエッジなどによ
る画像のコントラスト変化が高い部分は平均化されず、
鮮鋭度を保ちつつ、比較的相関の高いイメージガイドフ
ァイバ束による明暗パターンを平均化して低減すること
ができる。
【００１５】さらに、前記電気的空間ローパスフィルタ
は、フィルタをかけようとする画素を中心画素として前
記中心画素の信号と予め定めた近傍の周辺画素の信号と
を比較する比較部と、各前記周辺画素と前記中心画素の
信号値の差が予め定めたしきい値を超える前記周辺画素
の加算値を算出する算出部と、前記しきい値を超える前
記周辺画素の計数値より算出した前記予め定めたしきい
値を超える前記周辺画素の平均値を前記中心画素の信号
と置き換える置換部とを備えることとした。
【００１６】この構成により、固体撮像素子との干渉で
モアレを生じさせるような高い周波数成分を減衰させる
ことができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について、図
１から図３を用いて説明する。
【００１８】図１は、本発明の実施の形態のイメージガ
イドファイバ束を使用したイメージファイバ撮像装置の
構成図を示す。
【００１９】イメージガイドファイバ束１は、対物光学
系による物体像を伝達する作用を行うもので、多数の光
学ファイバを束ねて構成されている。固体撮像素子２
は、イメージガイドファイバ束１の射出端面に現れ結像
光学系によって結像された物体像を電気信号に変換す
る。カメラコントロールユニット３では、固体撮像素子
２から得られる電気信号を内部の電気的空間フィルタ４
を経て映像信号が処理され、映像信号による画像がテレ
ビモニタ５に映し出される。
【００２０】以上のように構成されたイメージファイバ
撮像装置について、図２、図３を用いて電気的空間フィ
ルタ４の動作を説明する。
【００２１】図２は、本発明の実施形態における電気的
空間フィルタ４の動作説明のための画素配置図を示し、
図３は、本発明の実施の形態における電気的空間フィル
タ４の相関判定と平均化のブロック図を示す。
【００２２】現在のフィールド原画から、フィルタをか
けようとする画素を中心画素６として中心画素６の信号
とその近傍の周辺画素７の信号をラインメモリ（図示せ
ず）を用いて取り出す。これらを比較器８に入力し、各
周辺画素７と中心画素６の信号値の差をとり、その差が
しきい値以下の場合は、その周辺画素７は中心画素６と
相関が高いと判定する。相関の低い画素は除き相関が高
い画素を選択して、加算器９で加算し加算値を算出し、
カウンタ１０で計数し計数値を算出する。
【００２３】除算器１１では加算値を計数値で割ること
により平均値を算出し出力する。この平均値の出力を中
心画素６の信号と置き換えた場合、変形したエリアでの
電気的空間ハイパスフィルタとなり、対象物のエッジな
どによる画像のコントラスト変化が高い部分は平均化さ
れず、鮮鋭度を保ちつつ、比較的相関の高いイメージガ
イドファイバ束による明暗パターンを平均化して低減す
ることができる。
【００２４】また、相関の高い画素の信号は除き、相関
が低い画素の信号を選択して加算平均化を行い、中心画
素６の信号と置き換えた場合、電気的空間ローパスフィ
ルタとして作用し、固体撮像素子２との干渉でモアレを
生じさせるような高い周波数成分を減衰させることがで
きる。
【００２５】取り出す周辺画素７の範囲および相関判定
のしきい値は、イメージガイドファイバ束のコアとクラ
ッドの太さ、密度等に合わせて可変とする。これらを単
独、あるいはその組み合わせを行うことにより、任意の
周波数特性を持つ電気的空間フィルタを構成することが
可能で、イメージガイドファイバ束による網目模様や、
固体撮像素子２との干渉によるモアレを低減することが
できる。
【００２６】以上のように本発明の実施の形態によれ
ば、イメージガイドファイバ束の特性に合わせた電気的
空間フィルタ４を設けることにより、イメージガイドフ
ァイバ束による明暗パターンや、固体撮像素子２との干
渉によるモアレを低減することができる。
【００２７】なお、カラー固体撮像素子を備えた撮像装
置の場合も、輝度信号に対して同様のフィルタを用いる
ことができ、以上の説明では、固体撮像素子２を１つで
構成した例で説明したが、複数の固体撮像素子２で構成
した場合についても同様に実施可能である。また、電気
的二次元フィルタの一部を、光学的ローパスフィルタに
置き換えても良い。
【００２８】
【発明の効果】以上のように本発明は、電気的空間フィ
ルタを設けることにより、光学的ローパスフィルタを用
いずに、イメージガイドファイバ束による明暗パターン
や、固体撮像素子との干渉によるモアレを低減するとい
う効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態のイメージガイドファイバ
束を使用したイメージファイバ撮像装置の構成図
【図２】本発明の実施形態における電気的空間フィルタ
の動作説明のための画素配置図
【図３】本発明の実施の形態における電気的空間フィル
タの相関判定と平均化のブロック図
【図４】従来のイメージガイドファイバ束を使用したイ
メージファイバ撮像装置の構成図
【符号の説明】
１ イメージガイドファイバ束 ２ 固体撮像素子 ３ カメラコントロールユニット ４ 電気的空間フィルタ ５ テレビモニタ ６ 中心画素 ７ 周辺画素 ８ 比較器 ９ 加算器 １０ カウンタ １１ 除算器 １２ ファイバスコープ １３ 光学カプラ １４ 光学的ローパスフィルタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H040 BA08 CA23 CA27 GA01 GA10 GA11 4C061 CC04 CC06 TT08 5C021 PA38 YA01 5C022 AA01 AB37 AB51 AC51 AC69

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 対象物体の像を伝達するイメージガイド
    ファイバ束による伝送光学部と、前記イメージガイドフ
    ァイバ束の射出端面に現れる物体像を結像して受光する
    固体撮像素子と、前記固体撮像素子から得られる映像信
    号に対する電気的空間フィルタとを備えたことを特徴と
    するイメージファイバ撮像装置。
  2. 【請求項２】 前記電気的空間フィルタは、電気的空間
    ハイパスフィルタと、電気的空間ローパスフィルタとの
    少なくとも一方を備えたことを特徴とする請求項１に記
    載のイメージファイバ撮像装置。
  3. 【請求項３】 前記電気的空間ハイパスフィルタは、フ
    ィルタをかけようとする画素を中心画素として前記中心
    画素の信号と予め定めた近傍の周辺画素の信号とを比較
    する比較部と、前記周辺画素のそれぞれと前記中心画素
    の信号値の差が予め定めたしきい値以下の前記周辺画素
    の加算値を算出する算出部と、前記しきい値以下の前記
    周辺画素の計数値より算出した前記予め定めたしきい値
    以下の前記周辺画素の平均値を前記中心画素の信号と置
    き換える置換部とを備えたことを特徴とする請求項２に
    記載のイメージファイバ撮像装置。
  4. 【請求項４】 前記電気的空間ローパスフィルタは、フ
    ィルタをかけようとする画素を中心画素として前記中心
    画素の信号と予め定めた近傍の周辺画素の信号とを比較
    する比較部と、各前記周辺画素と前記中心画素の信号値
    の差が予め定めたしきい値を超える前記周辺画素の加算
    値を算出する算出部と、前記しきい値を超える前記周辺
    画素の計数値より算出した前記予め定めたしきい値を超
    える前記周辺画素の平均値を前記中心画素の信号と置き
    換える置換部とを備えたことを特徴とする請求項２に記
    載のイメージファイバ撮像装置。
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