JP2606650B2

JP2606650B2 - 撮像装置

Info

Publication number: JP2606650B2
Application number: JP5169231A
Authority: JP
Inventors: 公彦西岡
Original assignee: Olympus Optic Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1993-07-08
Filing date: 1993-07-08
Publication date: 1997-05-07
Anticipated expiration: 2012-05-07
Also published as: JPH06284432A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、対象物体の像を撮像光
学系によって固体撮像素子上に形成する撮像装置に関
し、特に、モニター画面上に発生する偽色防止のための
改良に係るものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、固体撮像素子を用いるテレビカ
メラとか、スチルカメラ等の撮像装置においては、対象
物体としての規則的に並んだ細かい縞状の態様等を撮像
した場合に、この縞状の態様と固体撮像素子での各画素
の規則的な配列とが相互に干渉し合って、テレビモニタ
ー画面上には、所謂モアレ，即ち、荒い縞模様を生じ易
い。又、一方において、色ストライプフィルターとか、
色モザイクフィルター等を備えた固体撮像素子を用いる
撮像部では、第５図及び第６図に示されているように、
比較的明るい輝点１であるとか、明暗の境界等の比較的
高い空間周波数成分を含む箇所を撮像する場合に、この
高周波成分が通過帯域内へ折り返されて、テレビモニタ
ー２の画面上に表示される撮像画像中には、所謂偽色，
即ち、色のついた尾３を引く等の表示が現われることが
知られている。

【０００３】そして、従来の場合には、これらモアレ，
偽色等を除去するために、前記第５図に示す固体撮像素
子４の対象物体側である前方部分に、水晶板等の複屈折
物質からなる光学的ローパスフィルターを配置させる手
段が採用される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
ように水晶板からなる光学的ローパスフィルター等を配
置させる従来の手段では、目的とするモアレ，偽色等の
発生防止こそ可能ではあるものの、配置される水晶板が
比較的高価であって製造単価的に考慮の余地があるほか
に、原則的には、このように光学系中にあって光学的ロ
ーパスフィルター等を配置させるのは、該光学系中に比
較的大きなスペースを必要とすることを意味して構成デ
ザイン上好ましくはなく、しかも、不必要に解像度を低
下させる惧もあるという問題点があった。

【０００５】本発明は、このような従来の問題点を改善
するためになされたもので、その目的とするところは、
解像度の低下をもたらす惧れなしに、偽色を容易に低減
且つ抑制し得るようにさせ、しかも、小型且つ安価に構
成し得るようにした撮像装置を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明に係る撮像装置は、対象物体の像を形成する
撮像光学系と、撮像光学系による形成像を受ける固体撮
像素子と、対象物体に照明光を照射する照明光学系とを
備える撮像装置において、照明光学系は、その照明光射
出端面を、固体撮像素子の走査方向と平行な方向がこれ
に直交する方向よりも長くなるように、対象物体上に投
射するための手段を備えていることを特徴とするもので
ある。又、本発明に係る撮像装置は、照明光学系の照明
光射出端面の形状が、固体撮像素子の走査方向と平行な
方向がこれに直交する方向よりも長くなるように構成さ
れていることを特徴とするものである。又、本発明に係
る撮像装置は、照明光学系は、照明光射出端面の前に照
明用レンズを備え、該照明用レンズは直交する２方向の
屈折力が異なっていて、該照明レンズにより照明光学系
の照明光射出端面が、固体撮像素子の走査方向と平行な
方向がこれに直交する方向よりも長くなるように、対象
物体上に投射されることを特徴とするものである。

【０００７】

【作用】従って、本発明に係る撮像装置では、照明光学
系での照明光射出端面の像形状を固体撮像素子の走査方
向に平行する方向に長くさせてあるために、照明光学系
からの照明光の照射に伴い、対象物体によって反射され
た輝点像が、固体撮像素子上で、その走査方向に長く延
びた形状にされ、実質的に、複屈折フィルターを用いて
２重像を形成させたのと類似した作用を示し、偽色の発
生が抑制される。

【０００８】

【実施例】以下、本発明に係る撮像装置の各別の実施例
につき、第１図乃至第６図を参照して詳細に説明する。

【０００９】第１実施例第１図及び第２図は、本発明の第１の発明に係る撮像装
置の第１実施例を示しており、第１図は、本第１の発明
の撮像装置を適用した第１実施例による内視鏡先端部の
概要構成を示す側断面構成図、第２図は、同内視鏡先端
部を拡大して示す正面説明図であって、これらの各図
は、該当実施例の説明を分かり易く且つ簡単にするた
め、夫々に若干変則的な描き方で表現してある。

【００１０】これらの第１図，第２図に示す第１実施例
装置の構成において、本実施例による電子内視鏡１１で
の先端部には、対象物体，例えば、この場合、内蔵器官
の内粘膜面等の対象物体４１に対向される端面に対し
て、撮像光学系を構成して該対象物体４１の物体像を形
成する対物レンズ１２及びこの対物レンズ１２によって
形成される像を受光して電気信号に変える固体撮像素子
１３と、これに並設されて前記対象物体４１に照明光を
照射する照明光学系としての照明用レンズ１４及び図示
しない光源からの照明光を照明用レンズ１４に導光する
ための，光ファイバーを集束してなる照明用ライトガイ
ド１５とを配置させてあり、固体撮像素子１３の形成像
を図示しないテレビモニターの画面上に表示させるよう
になっている。そして、本第１実施例の場合、前記固体
撮像素子１３の前面入射側には、考案内容に直接関係し
ないので図示省略したが、所謂モザイクフィルターを配
置させてあり、且つ該固体撮像素子１３の走査方向は、
矢印１３ａで示すように横方向に設定されている。又、
前記照明用レンズ１４の形状は、第２図からも明らかな
ように、前記固体撮像素子１３の走査方向１３ａに平行
する方向に向けて長くされた長方形に形成されており、
且つ照明用ライトガイド１５の射出端１５ａの形状につ
いては、走査方向１３ａに平行する長径Ｌ，これに直交
する短径Ｓａの長楕円形に形成されている。

【００１１】ちなみに、前記撮像装置において、対物レ
ンズ及び固体撮像素子と、照明用レンズ及び照明用ライ
トガイドとを、単に平行して配置させただけの一般的な
従来装置の構成では、先にも述べたように、照明用ライ
トガイドから照明用レンズを介して射出される照明光が
対象物体を照射し、その正反射光が対物レンズを介する
ことで、固体撮像素子上に輝点像として形成され、これ
が偽色発生の原因になる。

【００１２】しかし、本第１実施例装置の場合には、照
明用ライトガイド１５の射出端１５ａの像形状を固体撮
像素子１３の走査方向１３ａに平行する方向に向けて長
くさせた長楕円形にしてあるために、対象物体４１によ
って反射された輝点像が、固体撮像素子１３上で、その
走査方向に長く延びた形状になり、ここでは、実質的に
複屈折フィルターを用いて２重像を形成させたのと類似
の効果が得られるもので、この結果、偽色の発生を容易
に抑制することができる。

【００１３】尚、一般的な色差順次方式によるカラー化
固体撮像素子では、殆んどの場合、その走査方向がテレ
ビモニターの走査方向に対応されており、前記偽色の尾
を引く方向が、該固体撮像素子の走査方向に一致されて
いるので、このような偽色発生の防止が可能であるが、
ここでの固体撮像素子の前面入射側に設けられるモザイ
クフィルターでの配色，配列と、該固体撮像素子からの
信号の読み出し方の如何等によっては、この偽色の尾を
引く方向が、２方向以上で、且つ水平，垂直，斜めの各
方向に出ることもあり得る。

【００１４】一方、前記照明用ライトガイド１５の射出
端１５ａの像形状について、これを円形ではなくて、長
方形又は長径Ｌ，短径Ｓａのある楕円形，長円形等に形
成させるためには、前記の如く、該射出端１５ａのそれ
自体を該当形状に形成させる他に、第３図に示されてい
るように、射出端１５ａが、円形，正方形又は長方形或
は楕円形，長円形等の任意の形状に形成された照明用ラ
イトガイド１５の前方にあって、トーリック面をもつ照
明用レンズ，即ち、光軸を通る直交する２方向に夫々に
異なる曲率半径にされたトーリック面１６ａをもつ照明
用レンズ１６を配置することにより、結果的に、この照
明用レンズ１６から射出される照明光が、第４図通りに
１方向に向けて長くなるようにしてもよい。

【００１５】尚、前記第１実施例の構成において、照明
用ライトガイド１５ａにおける長径方向の長さをＬ，電
子内視鏡１１の先端面から対象物体４１までの距離をＳ
とし、且つ対物レンズ１２の焦点距離をｆとすると、固
体撮像素子１３上の各輝点の長径方向の長さ、或は各照
明用ライトガイド２２ａ，２２ｂの射出端面像間の間隔

【数１】は、次式(1) によって与えられる。

【数２】＝ｆ・Ｌ／２Ｓ ‥‥(1) 又、固体撮像素子１３における１画素の縦又は横方向の
寸法をＰとすれば、偽色の除去のためには、前記間隔Ｌ
として、おおよそ

【数３】Ｐ／４≦≦４Ｐ ‥‥(2) を必要とする。一方、この種の電子内視鏡１１において
は、対象物体４１の位置は定まっていないが、焦点距離
ｆと物体距離Ｓとは、０．００２５≦ｆ／２Ｓ≦０．２５ ‥‥(3) の関係を満足することが多いので、前記式(2) に式(1)
を代入し、且つ式(3) を考慮して、Ｐ≦Ｌ≦１６００Ｐ ‥‥(4) 程度であれば、偽色の除去に効果があることになる。

【００１６】

【発明の効果】以上、実施例によって詳述したように、
本発明によれば、照明光学系での照明光射出端面の像の
形状を固体撮像素子の走査方向と平行な方向に長くさせ
ることによって、極めて簡単且つ小型な構成であるにも
拘らず、特に解像度の低下をきたすようなことなしに、
偽色の発生を容易に低減且つ抑制できるという優れた特
長がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の発明の撮像装置を適用した第１
実施例による内視鏡先端部の概要構成を示す側断面構成
図である。

【図２】同第１実施例による内視鏡先端部を拡大して示
す正面説明図である。

【図３】同第１実施例による照明用ライトガイド端面の
像を１方向に長くさせるための構成の一例を示す斜視説
明図である。

【図４】同第１実施例による照明用ライトガイド端面の
像を示す形態説明図である。

【図５】従来の一般的な固体撮像素子を用いるカメラ装
置の基本的な構成を示す断面模式図である。

【図６】同図５におけるカメラ装置でのテレビモニター
画面上に表示される偽色の態様を示す正面説明図であ
る。

【符号の説明】

１１電子内視鏡１２対物レンズ（撮像光学系）１３固体撮像素子１３ａ固体撮像素子の走査方向１４，１６照明用レンズ１５照明用ライトガイド１５ａ照明用ライトガイドの射出端４１対象物体

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】対象物体の像を形成する撮像光学系と、
前記撮像光学系による形成像を受ける固体撮像素子と、
前記対象物体に照明光を照射する照明光学系とを備える
撮像装置において、前記照明光学系は、その照明光射出端面を、前記固体撮
像素子の走査方向と平行な方向がこれに直交する方向よ
りも長くなるように、前記対象物体上に投射するための
手段を備えていることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】前記照明光学系の照明光射出端面の形状
が、前記固体撮像素子の走査方向と平行な方向がこれに
直交する方向よりも長くなるように構成されていること
を特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】前記照明光学系は、前記照明光射出端面
の前に照明用レンズを備え、該照明用レンズは直交する
２方向の屈折力が異なっていて、該照明レンズにより前
記照明光学系の照明光射出端面が、前記固体撮像素子の
走査方向と平行な方向がこれに直交する方向よりも長く
なるように、前記対象物体上に投射されることを特徴と
する請求項１に記載の撮像装置。