JP2534718B2 - カラ−撮像方式 - Google Patents
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Landscapes
- Endoscopes (AREA)
- Color Television Image Signal Generators (AREA)
- Instruments For Viewing The Inside Of Hollow Bodies (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、特に電子内視鏡等に適用される面順次式の
カラー撮像方式に関する。
カラー撮像方式に関する。
近年、固体撮像素子を撮像手段に用いた内視鏡即ち電
子内視鏡が種々提案されている。
子内視鏡が種々提案されている。
電子内視鏡は、光学繊維束（ファイババンドル）で形
成したイメージガイドを用いた内視鏡におけるファイバ
の折損によって画像の質が低下することを防止できると
共に、画像の記録等が容易になる等の利点を有し、集積
化技術の進展と共に、益々小型化及び解像力の向上が見
込まれるため、今後広く用いられる状況にある。
成したイメージガイドを用いた内視鏡におけるファイバ
の折損によって画像の質が低下することを防止できると
共に、画像の記録等が容易になる等の利点を有し、集積
化技術の進展と共に、益々小型化及び解像力の向上が見
込まれるため、今後広く用いられる状況にある。
ところで、上記固体撮像素子としては、光電変換と走
査の二つの機能を有する電荷結合素子（以下CCDとい
う）が広く用いられている。ところが、CCDは一般に青
色光に対する感度が低く赤色光に対する感度が高いとい
う特性を有しているため、面順次式のカラー撮像方式に
おいて各色の撮像時間を等しくしておくと、R,G,Bが等
強度の物体（白い物体）を撮像した時各色に対応する出
力IB，IG，IRがIB＜IG＜IRとなり、白が再現されなくな
ってしまう。そこで、通常は各色に対応する増幅器のゲ
インを変えて即ちIRに合せてIB，IGを増幅してIB＝IG＝
IRとしているが、弱い信号を増幅するとノイズも大きく
なり、S/Nが劣化するという問題がある。
査の二つの機能を有する電荷結合素子（以下CCDとい
う）が広く用いられている。ところが、CCDは一般に青
色光に対する感度が低く赤色光に対する感度が高いとい
う特性を有しているため、面順次式のカラー撮像方式に
おいて各色の撮像時間を等しくしておくと、R,G,Bが等
強度の物体（白い物体）を撮像した時各色に対応する出
力IB，IG，IRがIB＜IG＜IRとなり、白が再現されなくな
ってしまう。そこで、通常は各色に対応する増幅器のゲ
インを変えて即ちIRに合せてIB，IGを増幅してIB＝IG＝
IRとしているが、弱い信号を増幅するとノイズも大きく
なり、S/Nが劣化するという問題がある。
ところで、例えば特開昭55-123279号公報に記載の面
順次カラーテレビジョン撮像装置では、照明系の三原色
分解回転フィルターの各色フィルターの面積をＢ＞Ｇ＞
ＲにしてＢは長く、Ｇは中くらい、Ｒは短い時間撮像す
るようにし、これらの面積比を適当に定めることにより
白い物体の時にIB＝IG＝IRとなるようにして、微弱な信
号を増幅する必要をなくしたことによりS/Nを向上させ
ていた。しかしながら、上記面積比は本来IB＝IG＝IRに
することを目的として定めているため、S/Nは最良とは
言えなかった。
順次カラーテレビジョン撮像装置では、照明系の三原色
分解回転フィルターの各色フィルターの面積をＢ＞Ｇ＞
ＲにしてＢは長く、Ｇは中くらい、Ｒは短い時間撮像す
るようにし、これらの面積比を適当に定めることにより
白い物体の時にIB＝IG＝IRとなるようにして、微弱な信
号を増幅する必要をなくしたことによりS/Nを向上させ
ていた。しかしながら、上記面積比は本来IB＝IG＝IRに
することを目的として定めているため、S/Nは最良とは
言えなかった。
本発明は、上記問題点に鑑み、従来よりもS/Nを著し
く向上させ得るカラー撮像方式を提供することを目的と
するものである。
く向上させ得るカラー撮像方式を提供することを目的と
するものである。
本発明によるカラー撮像方式は、R,G,Bの三原色に分
けて単一の撮像素子により順次物体を撮像して原色信号
を得、これらの原色信号を合成してカラー画像を得るよ
うにした面順次式のカラー撮像方式において、各原色を
撮像する時間を夫々tR，tG，tBとし、且つAR，AG，ABを
Ai＝∫ＳλＱλiｄλ（但し、Ｓλは撮像素子の分光感
度、Ｑλiは撮像素子に入射するｉ色光（ｉ＝R,G,B）の
分光強度である。）とする時、 0.2tGAG≦tRAR＜tGAG 0.1tGAG≦tBAB＜tGAG なる条件を満足することを特徴としている。
けて単一の撮像素子により順次物体を撮像して原色信号
を得、これらの原色信号を合成してカラー画像を得るよ
うにした面順次式のカラー撮像方式において、各原色を
撮像する時間を夫々tR，tG，tBとし、且つAR，AG，ABを
Ai＝∫ＳλＱλiｄλ（但し、Ｓλは撮像素子の分光感
度、Ｑλiは撮像素子に入射するｉ色光（ｉ＝R,G,B）の
分光強度である。）とする時、 0.2tGAG≦tRAR＜tGAG 0.1tGAG≦tBAB＜tGAG なる条件を満足することを特徴としている。
即ち、本発明方式は、S/Nを最良にすることを目的と
して三原色の撮像時間比を決め、その場合のカラーバラ
ンスの崩れをIGに合わせるようにIB，IRを増幅すること
により補正し、B,RのノイズがＧのノイズよりも目立た
ないことを利用するようにしたものである。
して三原色の撮像時間比を決め、その場合のカラーバラ
ンスの崩れをIGに合わせるようにIB，IRを増幅すること
により補正し、B,RのノイズがＧのノイズよりも目立た
ないことを利用するようにしたものである。
以下、詳述する。
まず、ｉ色の出力電圧は次のように表わされる。
Ii＝ti∫ＳλＱλiｄλ ≡ti・Ai（ｉ＝R,G,B） ……（１） とする。但し、ＳλはCCDの分光感度、Ｑλiは撮像素子
に入射するｉ色光の分光強度、tiはｉ色の撮像時間であ
る。
に入射するｉ色光の分光強度、tiはｉ色の撮像時間であ
る。
まず、IR＝IG＝IBの場合、肉眼の視感度を考慮した
時、画像のノイズは輝度信号ＹのS/Nに支配される。輝
度信号ＹとそのノイズΔｙは次のように表わされる。
時、画像のノイズは輝度信号ＹのS/Nに支配される。輝
度信号ＹとそのノイズΔｙは次のように表わされる。
Ｙ＝0.3IR＋0.59IG＋0.11IB ……（２） 但し、Δは各色のノイズの電圧レベルを示している。
従って、輝度信号ＹのS/Nは、 となる。
次に、S/Nを最も向上させるにはどのようにすれば良
いか考えると、そのノイズ成分ΔＹは式（３）より0.67
1Δで一定であるから、ti（ｉ＝R,G,B）の比を変えるこ
とでその値を最大にすれば良い。
いか考えると、そのノイズ成分ΔＹは式（３）より0.67
1Δで一定であるから、ti（ｉ＝R,G,B）の比を変えるこ
とでその値を最大にすれば良い。
そこで、Σti＝tR＋tG＋tB＝Ｔとした時にＹの最大値
を求めてみる。式（１），（２）より Ｙ＝0.3IR＋0.59IG＋0.11IB ＝tR・0.3AR＋tG・0.59AG ＋tB・0.11AB ≡tRAR′＋tGAG′ ＋tBAB′ ……（５） 但し、AR′＝0.3AR，AG′＝0.59AG，AB′＝0.11ABで
ある。Ｙが最大となるのは、Ai′（ｉ＝R,G,B）の中で
最大のものをAm′とした時、tm＝T,ti＝０（ｉ≠ｍ）の
時である。しかし、これではｉ≠ｍである他の二色が表
示されないことになり、カラー画像としては構成し得な
くなる。
を求めてみる。式（１），（２）より Ｙ＝0.3IR＋0.59IG＋0.11IB ＝tR・0.3AR＋tG・0.59AG ＋tB・0.11AB ≡tRAR′＋tGAG′ ＋tBAB′ ……（５） 但し、AR′＝0.3AR，AG′＝0.59AG，AB′＝0.11ABで
ある。Ｙが最大となるのは、Ai′（ｉ＝R,G,B）の中で
最大のものをAm′とした時、tm＝T,ti＝０（ｉ≠ｍ）の
時である。しかし、これではｉ≠ｍである他の二色が表
示されないことになり、カラー画像としては構成し得な
くなる。
そこで、昭和61年２月４日発表のテレビジョン学会技
術報告「ランダムノイズの視感度特性から見た固体撮像
デバイスの設計（ED934 IPD104-18 安藤他）」の第４
図に示した如く、B,RのS/NはＧのS/Nに比べて６〜10dB
即ち1/2〜1/3程度目立ちにくいことを利用して、Ｙの最
大値を計算する場合次の条件をつける。
術報告「ランダムノイズの視感度特性から見た固体撮像
デバイスの設計（ED934 IPD104-18 安藤他）」の第４
図に示した如く、B,RのS/NはＧのS/Nに比べて６〜10dB
即ち1/2〜1/3程度目立ちにくいことを利用して、Ｙの最
大値を計算する場合次の条件をつける。
次に上記式（６）の条件のもとで一具体例をあげてみ
る。
る。
例えば、 とし、且つ ２AB＝AG＝AR＝Ａ ……（８） とする。上記式（８）の関係は、撮像素子としてCCDを
用い、また従来から知られている三原色分解フィルター
を用いて照明を行なう場合におよそ成り立つ関係であ
る。従って、式（７）と（８）より となる。従って、 となる。従って、式（５），（８），（10），（11），
（12）より、 これが本発明方式によるＹの値の一例である。
用い、また従来から知られている三原色分解フィルター
を用いて照明を行なう場合におよそ成り立つ関係であ
る。従って、式（７）と（８）より となる。従って、 となる。従って、式（５），（８），（10），（11），
（12）より、 これが本発明方式によるＹの値の一例である。
一方、従来方式では、 であるから、この式（14）と上記式（８）とにより、 となる。従って、 となる。従って、式（５），（８），（16），（17），
（18）より、 これが従来方式によるＹの値である。従って、式（1
3）と式（19）の値の比を求めれば、 となる。即ち、式（６）の条件を満たすようにti（ｉ＝
R,G,B）を選ぶことにより、従来例に対して1.27倍S/Nが
向上したことになる。
（18）より、 これが従来方式によるＹの値である。従って、式（1
3）と式（19）の値の比を求めれば、 となる。即ち、式（６）の条件を満たすようにti（ｉ＝
R,G,B）を選ぶことにより、従来例に対して1.27倍S/Nが
向上したことになる。
又、他の具体例をあげてみる。例えば、 とする。従って、この式（21）と上記式（８）とによ
り、 となる。従って、 となる。従って、式（５），（８），（23），（24），
（25）より、 これが本発明方式によるＹの値の他の例である。従っ
て、式（26）と式（19）の値の比を求めれば、 となる。即ち、従来例に対して1.55倍S/Nが向上したこ
とになる。
り、 となる。従って、 となる。従って、式（５），（８），（23），（24），
（25）より、 これが本発明方式によるＹの値の他の例である。従っ
て、式（26）と式（19）の値の比を求めれば、 となる。即ち、従来例に対して1.55倍S/Nが向上したこ
とになる。
以上のようにS/Nを最良にすべくti（ｉ＝R,G,B）の比
を決めた後、IR＝IB＝IG＝ＩとすべくR,Bに対応する増
幅器のゲインを変えてカラーバランスを調整するが、R,
BのノイズはＧのノイズよりも目立たないので殆ど問題
はない。
を決めた後、IR＝IB＝IG＝ＩとすべくR,Bに対応する増
幅器のゲインを変えてカラーバランスを調整するが、R,
BのノイズはＧのノイズよりも目立たないので殆ど問題
はない。
以下、図示した一実施例に基づき本発明を詳細に説明
する。
する。
第１図は本発明によるカラー撮像方式の一実施例を適
用した電子内視鏡の構成を示すブロック図で、第２図は
その動作を説明するタイミングチャートである。ここ
で、三種以上の色光としては、赤，緑，青，イエローの
四色の光でもよく、またシアン，イエロー，マゼンタ等
の補色系の色光でもよいが、以下の説明では赤，緑、青
の三色光の場合について説明する。
用した電子内視鏡の構成を示すブロック図で、第２図は
その動作を説明するタイミングチャートである。ここ
で、三種以上の色光としては、赤，緑，青，イエローの
四色の光でもよく、またシアン，イエロー，マゼンタ等
の補色系の色光でもよいが、以下の説明では赤，緑、青
の三色光の場合について説明する。
第１図において、１は電子内視鏡先端硬性部を示して
いて、その先端には対物レンズ２と照明レンズ３が並行
して配設され、対物レンズ２の後方にライン転送方式固
体撮像素子４が設置され、受光された光学像をドライブ
回路５にて映像信号Ｖに変換し、この映像信号Ｖをプリ
アンプ６を経て次段回路へ送るようになっている。照明
レンズ３の後方には光学ファイバ束等によるラインガイ
ド７が配設され、その後端面には回転フィルター８を介
して照明光が照射されるようになっている。照明光は光
源ランプ９よりレンズ10を通して回転フィルター８上に
照射され、この照明光はフィルター８に適当な遮光期間
をおいて交互に配設されたR,G,B用フィルターを経て前
記ライトガイド７の端面に入射される。係る構成におい
ては、光源ランプ９から発する照明光の分光強度をＬ
λ，回転フィルター８のｉ色の分光透過率をＴλi，ラ
イトガイド７の分光透過率をＵλ，物体の分光反射率を
Ｒλとすれば、 Ｑλi＝ＬλＴλiＵλＲλ と表わすことができる。回転フィルター８の外周辺に
は、読出パルス検出部11,スタートパルス検出部12が固
設され、回転フィルター８は回転軸にて所定速度で回転
するように構成されている。回転軸は伝達系13を介在し
てモータ14と連結され、モータ14に設けられた回転検出
部15からの信号にてモータ駆動部16を制御し、モータ14
の回転速度を一定とするようにしている。一方、上記プ
リアンプ６から映像信号Ｖはさらに増幅器17を通して増
幅された後、アルチプレクサ部18へ入力される。マルチ
プレクサ部18は入力されるR,G,Bの信号に対応した三つ
のスイッチSW1,SW2,SW3から成り、これらのスイッチは
マルチプレクサ用ゲート信号発生部19からの各スイッチ
用ゲート信号SG1，SG2，SG3にて所定のフレーム周期で
順次切り換えられ、映像信号Ｖは可変利得アンプ30,31,
32（カラーバランス調整回路）を介してR,G,B用の各フ
レームメモリ20,21,22へ蓄積され、これらのフレームメ
モリより読み出されてカラーTVモニタ23でカラー表示さ
れるようになっている。上記において、読出パルス検出
部11は回転フィイター８にその回転方向に配設されたR,
G,B用フィルターの終端位置を検出するもので、その検
出パルス（読出パルス）Prと発振器24からの信号を用い
て読出ゲート信号Grを作成している。この読出ゲート信
号Grは固体撮像素子４に蓄積された映像信号をR,G,B光
の照射されない期間に対応した期間に読み出すための信
号で、発振器24からの信号と共にアンド回路26に入力さ
れて読出用クロック信号CKrを作成し前記ドライブ回路
５を駆動して固体撮像素子４の蓄積電荷をR,G,B毎に映
像信号Ｖに変換する一方、読出ゲート信号Grは前記スタ
ートパルス検出部12（回転フィルター８の一回転を検出
する）からの検出パルス（スタートパルス）Psと共にマ
ルチプレクサ用ゲート信号発生部19に入力されて前記の
各スイッチ用ゲート信号SG1，SG2，SG3を作成してマル
チプレクサ部18を切り換えR,G,B毎に映像信号Ｖを各フ
レームメモリ20,21,22へ入力するように構成されてい
る。
いて、その先端には対物レンズ２と照明レンズ３が並行
して配設され、対物レンズ２の後方にライン転送方式固
体撮像素子４が設置され、受光された光学像をドライブ
回路５にて映像信号Ｖに変換し、この映像信号Ｖをプリ
アンプ６を経て次段回路へ送るようになっている。照明
レンズ３の後方には光学ファイバ束等によるラインガイ
ド７が配設され、その後端面には回転フィルター８を介
して照明光が照射されるようになっている。照明光は光
源ランプ９よりレンズ10を通して回転フィルター８上に
照射され、この照明光はフィルター８に適当な遮光期間
をおいて交互に配設されたR,G,B用フィルターを経て前
記ライトガイド７の端面に入射される。係る構成におい
ては、光源ランプ９から発する照明光の分光強度をＬ
λ，回転フィルター８のｉ色の分光透過率をＴλi，ラ
イトガイド７の分光透過率をＵλ，物体の分光反射率を
Ｒλとすれば、 Ｑλi＝ＬλＴλiＵλＲλ と表わすことができる。回転フィルター８の外周辺に
は、読出パルス検出部11,スタートパルス検出部12が固
設され、回転フィルター８は回転軸にて所定速度で回転
するように構成されている。回転軸は伝達系13を介在し
てモータ14と連結され、モータ14に設けられた回転検出
部15からの信号にてモータ駆動部16を制御し、モータ14
の回転速度を一定とするようにしている。一方、上記プ
リアンプ６から映像信号Ｖはさらに増幅器17を通して増
幅された後、アルチプレクサ部18へ入力される。マルチ
プレクサ部18は入力されるR,G,Bの信号に対応した三つ
のスイッチSW1,SW2,SW3から成り、これらのスイッチは
マルチプレクサ用ゲート信号発生部19からの各スイッチ
用ゲート信号SG1，SG2，SG3にて所定のフレーム周期で
順次切り換えられ、映像信号Ｖは可変利得アンプ30,31,
32（カラーバランス調整回路）を介してR,G,B用の各フ
レームメモリ20,21,22へ蓄積され、これらのフレームメ
モリより読み出されてカラーTVモニタ23でカラー表示さ
れるようになっている。上記において、読出パルス検出
部11は回転フィイター８にその回転方向に配設されたR,
G,B用フィルターの終端位置を検出するもので、その検
出パルス（読出パルス）Prと発振器24からの信号を用い
て読出ゲート信号Grを作成している。この読出ゲート信
号Grは固体撮像素子４に蓄積された映像信号をR,G,B光
の照射されない期間に対応した期間に読み出すための信
号で、発振器24からの信号と共にアンド回路26に入力さ
れて読出用クロック信号CKrを作成し前記ドライブ回路
５を駆動して固体撮像素子４の蓄積電荷をR,G,B毎に映
像信号Ｖに変換する一方、読出ゲート信号Grは前記スタ
ートパルス検出部12（回転フィルター８の一回転を検出
する）からの検出パルス（スタートパルス）Psと共にマ
ルチプレクサ用ゲート信号発生部19に入力されて前記の
各スイッチ用ゲート信号SG1，SG2，SG3を作成してマル
チプレクサ部18を切り換えR,G,B毎に映像信号Ｖを各フ
レームメモリ20,21,22へ入力するように構成されてい
る。
このような構成では、第２図に示すように、回転フィ
ルター８が一回転する毎に一つのスタートパルスPsが出
力されてマルチプレクサ用ゲート信号発生部19へ送ら
れ、又一回転する毎にR,G,Bフィルターに対応した三つ
の読出パルスPrが出力されて読出ゲート信号発生部25へ
送られる。読出ゲート信号発生部25では、発振器24から
の信号を用いて読出パルスPrと同一周期でしかもR,G,B
光の照射されない期間に対応した幅の読出ゲート信号Gr
を作成する。この読出ゲート信号Grの期間に基づいて読
出用クロック信号CKr及びスイッチ用ゲート信号SG1，SG
2，SG3が作成され、カラー表示に必要なR,G,B信号を得
るようにしている。図示の読出ゲート信号Grにおいて、
斜線部分が夫々R,G,Bの映像信号読出期間で、各斜線部
分の前のローレベル期間がR,G,B光の照射によって固体
撮像素子４にR,G,Bの信号電荷が蓄積される期間であ
る。従って、R,G,B用フレームメモリ20,21,22のスイッ
チ用ゲート信号SG1，SG2，SG3は夫々R,G,Bの映像信号読
出期間に対応したゲート信号となるようになっている。
ルター８が一回転する毎に一つのスタートパルスPsが出
力されてマルチプレクサ用ゲート信号発生部19へ送ら
れ、又一回転する毎にR,G,Bフィルターに対応した三つ
の読出パルスPrが出力されて読出ゲート信号発生部25へ
送られる。読出ゲート信号発生部25では、発振器24から
の信号を用いて読出パルスPrと同一周期でしかもR,G,B
光の照射されない期間に対応した幅の読出ゲート信号Gr
を作成する。この読出ゲート信号Grの期間に基づいて読
出用クロック信号CKr及びスイッチ用ゲート信号SG1，SG
2，SG3が作成され、カラー表示に必要なR,G,B信号を得
るようにしている。図示の読出ゲート信号Grにおいて、
斜線部分が夫々R,G,Bの映像信号読出期間で、各斜線部
分の前のローレベル期間がR,G,B光の照射によって固体
撮像素子４にR,G,Bの信号電荷が蓄積される期間であ
る。従って、R,G,B用フレームメモリ20,21,22のスイッ
チ用ゲート信号SG1，SG2，SG3は夫々R,G,Bの映像信号読
出期間に対応したゲート信号となるようになっている。
第３図は第１図におけるライトガイド7,回転フィルタ
ー8,光源ランプ９及びレンズ10の詳細を示す図であっ
て、光源ランプ９からほぼ平行に出射した光はレンズ群
10aにより集光された後レンズ群10bにより再び平行光束
となりさらに回転フィルター８を介してレンズ群10cに
よりライトガイド７の入射端面に集光してライトガイド
７に入射する。尚、回転フィルター８は回転軸27に装着
されていると共に、該回転フィルター８の両側即ちレン
ズ群10b及び10cの間には二つの絞り28が配設されてい
る。
ー8,光源ランプ９及びレンズ10の詳細を示す図であっ
て、光源ランプ９からほぼ平行に出射した光はレンズ群
10aにより集光された後レンズ群10bにより再び平行光束
となりさらに回転フィルター８を介してレンズ群10cに
よりライトガイド７の入射端面に集光してライトガイド
７に入射する。尚、回転フィルター８は回転軸27に装着
されていると共に、該回転フィルター８の両側即ちレン
ズ群10b及び10cの間には二つの絞り28が配設されてい
る。
ここで回転フィルター８は例えば第４図に示されてい
るように形成されている。即ち、回転フィルター８は、
その回転時に、内視鏡１の固体撮像素子４が画像情報
（各画素の電荷）を読み出す間は該固体撮像素子４を遮
光するようにその同一円周上に設けられた三つの遮光領
域8b（角度ｂ）を備えており、さらに同一円周上に各々
緑，青，赤の色光を透過する透過領域8b,8c,8d（以下開
口部という。）を備えている。この開口部8b,8c,8dはそ
の回転の円周に沿った長さが前記条件式（６）を満足す
るように、より具体的には例えば長さの比がR:G:B＝1:
2:2（式（９）の例）となるように設定されている。
又、開口部8d,8c,8dの形状は第４図に実線で示されてい
るようにその円周方向の境界が直線状でもよく、また第
４図に点線で示されているようにその外縁及び内縁が遮
光領域8a内にの延びている（例えば半径D/2の）円弧状
であっても該回転フィルター８を通過しようとする光束
は鎖線29で示されているように径Ｄの円形であるから固
体撮像素子４の読出しに影響せず、而も開口部8b,8c,8d
を透過する光量を増大せしめる。この場合、絞り28の形
状は回転フィルター８を通過しようとする光束とほぼ同
じ径の円形でよく、また絞り28は省略されてもよい。
るように形成されている。即ち、回転フィルター８は、
その回転時に、内視鏡１の固体撮像素子４が画像情報
（各画素の電荷）を読み出す間は該固体撮像素子４を遮
光するようにその同一円周上に設けられた三つの遮光領
域8b（角度ｂ）を備えており、さらに同一円周上に各々
緑，青，赤の色光を透過する透過領域8b,8c,8d（以下開
口部という。）を備えている。この開口部8b,8c,8dはそ
の回転の円周に沿った長さが前記条件式（６）を満足す
るように、より具体的には例えば長さの比がR:G:B＝1:
2:2（式（９）の例）となるように設定されている。
又、開口部8d,8c,8dの形状は第４図に実線で示されてい
るようにその円周方向の境界が直線状でもよく、また第
４図に点線で示されているようにその外縁及び内縁が遮
光領域8a内にの延びている（例えば半径D/2の）円弧状
であっても該回転フィルター８を通過しようとする光束
は鎖線29で示されているように径Ｄの円形であるから固
体撮像素子４の読出しに影響せず、而も開口部8b,8c,8d
を透過する光量を増大せしめる。この場合、絞り28の形
状は回転フィルター８を通過しようとする光束とほぼ同
じ径の円形でよく、また絞り28は省略されてもよい。
本実施例は上述の如く構成されており、回転フィルタ
ー８の開口部8b,8c.8dの面積が上記式（６）の条件を満
たす撮像時間tG，tB，tRに比例して設定されているの
で、実際の各色の撮像時間もこれに比例したものとなり
（Ｇ光の撮像時間が最も長くなる）、S/Nが最良とな
る。又、その場合のカラーバランスの崩れを可変利得ア
ンプ30,32のゲインを変えて即ちIGに合せてIR，IBを増
幅することにより補正しているが、R,BのノイズがＧノ
イズよりも目立たないので問題はない。
ー８の開口部8b,8c.8dの面積が上記式（６）の条件を満
たす撮像時間tG，tB，tRに比例して設定されているの
で、実際の各色の撮像時間もこれに比例したものとなり
（Ｇ光の撮像時間が最も長くなる）、S/Nが最良とな
る。又、その場合のカラーバランスの崩れを可変利得ア
ンプ30,32のゲインを変えて即ちIGに合せてIR，IBを増
幅することにより補正しているが、R,BのノイズがＧノ
イズよりも目立たないので問題はない。
上記の例では回転フィルターの開口の大きさを適正に
設定する構成としたが、回転フィルターを用いず色別の
R,G,Bの三つの光源を設けて順次発光させるタイプのも
のでは、それらの発光時間を条件式（６）を満たす様に
設定すれば良い。或は回転フィルターの大きさや光源の
発光時間は一定にしておき、撮像素子の光蓄積時間を変
えることにより条件式（６）を満足するようにしても良
い。
設定する構成としたが、回転フィルターを用いず色別の
R,G,Bの三つの光源を設けて順次発光させるタイプのも
のでは、それらの発光時間を条件式（６）を満たす様に
設定すれば良い。或は回転フィルターの大きさや光源の
発光時間は一定にしておき、撮像素子の光蓄積時間を変
えることにより条件式（６）を満足するようにしても良
い。
尚、本発明方式は、一般の面順次式TVカメラや第５図
に示した如くファイバースコープ用面順次式TVカメラに
も適用できることは言うまでもない。第５図において、
41はイメージガイド42及びライトガイド43を内蔵したフ
ァイバースコープ、44はライトガイド43に接続された光
源装置、45はファイバースコープ41の接眼部に外付けさ
れた面順次式TVカメラ、46,47,48,49,50は夫々TVカメラ
45内において光軸に沿って順に配置された三色分解回転
フィルター，撮像レンズ,YAG光カットフィルター，赤外
光カットフィルター,CCD、51はCCD50に接続されたカメ
ラコントロールユニット、52はカメラコントロールユニ
ット51に接続されたモニターTVである。
に示した如くファイバースコープ用面順次式TVカメラに
も適用できることは言うまでもない。第５図において、
41はイメージガイド42及びライトガイド43を内蔵したフ
ァイバースコープ、44はライトガイド43に接続された光
源装置、45はファイバースコープ41の接眼部に外付けさ
れた面順次式TVカメラ、46,47,48,49,50は夫々TVカメラ
45内において光軸に沿って順に配置された三色分解回転
フィルター，撮像レンズ,YAG光カットフィルター，赤外
光カットフィルター,CCD、51はCCD50に接続されたカメ
ラコントロールユニット、52はカメラコントロールユニ
ット51に接続されたモニターTVである。
本発明によるカラー撮像方式は従来よりもS/Nを著し
く向上させ得るという実用上重要な利点を有している。
く向上させ得るという実用上重要な利点を有している。
第１図は本発明によるカラー撮像方式の一実施例を適用
した電子内視鏡の構成を示すブロック図、第２図乃至第
４図は夫々第１図で示す電子内視鏡の動作を説明するタ
イミング図，先端部の構成図及び回転フィルターの平面
図、第５図は本発明方式をファイバースコープ用面順次
式TVカメラに適用した例を示す図である。 １……電子内視鏡先端硬性部、２……対物レンズ、３…
…照明レンズ、４……固体撮像素子、５……ドライブ回
路、６……プリアンプ、７……ライトガイド、８……回
転フィルター、９……光源ランプ、10……レンズ、11…
…読出パルス検出部、12……スタートパルス検出部、13
……伝達系、14……モータ、15……回転検出部、16……
モータ駆動部、17……増幅器、18……マルチプレクサ
部、19……マルチプレクサ用ゲート信号発生部、20,21,
22……フレームメモリ、23……カラーTVモニタ、24……
発振器、25……読出ゲート信号発生部、26……アンド回
路、27……回転軸、28……絞り、29……鎖線、30,31,32
……可変利得アンプ。
した電子内視鏡の構成を示すブロック図、第２図乃至第
４図は夫々第１図で示す電子内視鏡の動作を説明するタ
イミング図，先端部の構成図及び回転フィルターの平面
図、第５図は本発明方式をファイバースコープ用面順次
式TVカメラに適用した例を示す図である。 １……電子内視鏡先端硬性部、２……対物レンズ、３…
…照明レンズ、４……固体撮像素子、５……ドライブ回
路、６……プリアンプ、７……ライトガイド、８……回
転フィルター、９……光源ランプ、10……レンズ、11…
…読出パルス検出部、12……スタートパルス検出部、13
……伝達系、14……モータ、15……回転検出部、16……
モータ駆動部、17……増幅器、18……マルチプレクサ
部、19……マルチプレクサ用ゲート信号発生部、20,21,
22……フレームメモリ、23……カラーTVモニタ、24……
発振器、25……読出ゲート信号発生部、26……アンド回
路、27……回転軸、28……絞り、29……鎖線、30,31,32
……可変利得アンプ。
Claims (1)
- 【請求項１】R,G,Bの三原色に分けて単一の撮像素子に
より順次物体を撮像して原色信号を得、これらの原色信
号を合成してカラー画像を得るようにした面順次式のカ
ラー撮像方式において、各原色を撮像する時間を夫々
tR，tG，tBとし、且つAR，AG，ABをAi＝∫ＳλＱλiｄ
λ（但し、Ｓλは撮像素子の分光感度、Ｑλiは白色物
体を撮像した際に撮像素子に入射するｉ色光（ｉ＝R,G,
B）の分光強度である。）とする時、 0.2tGAG≦tRAR＜tGAG 0.1tGAG≦tBAB＜tGAG なる条件を満足することを特徴とするカラー撮像方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62200658A JP2534718B2 (ja) | 1987-08-11 | 1987-08-11 | カラ−撮像方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62200658A JP2534718B2 (ja) | 1987-08-11 | 1987-08-11 | カラ−撮像方式 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6444188A JPS6444188A (en) | 1989-02-16 |
| JP2534718B2 true JP2534718B2 (ja) | 1996-09-18 |
Family
ID=16428068
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62200658A Expired - Fee Related JP2534718B2 (ja) | 1987-08-11 | 1987-08-11 | カラ−撮像方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2534718B2 (ja) |
-
1987
- 1987-08-11 JP JP62200658A patent/JP2534718B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6444188A (en) | 1989-02-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |