JP2826338B2 - 撮像装置 - Google Patents
撮像装置Info
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- JP2826338B2 JP2826338B2 JP1068274A JP6827489A JP2826338B2 JP 2826338 B2 JP2826338 B2 JP 2826338B2 JP 1068274 A JP1068274 A JP 1068274A JP 6827489 A JP6827489 A JP 6827489A JP 2826338 B2 JP2826338 B2 JP 2826338B2
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- Japan
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- image
- imaging
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- face
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- Closed-Circuit Television Systems (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、ファイバースコープのイメージガイドファ
イバー束端面に現われる像を撮像するための撮像装置に
関する。
イバー束端面に現われる像を撮像するための撮像装置に
関する。
最近、ファイバースコープ等の接眼部にTVカメラを取
付けて体腔内等をTVモニタで観察することが流行ってい
る。
付けて体腔内等をTVモニタで観察することが流行ってい
る。
ところが、ファイバースコープに用いられているイメ
ージガイドファイバー束の端面は、ファイバーのコアの
配列によって定まる規則的な明暗パターン（網目構造）
を有している。一方、TVカメラは、撮像管を用いたもの
ではその受光面の前にカラーストライプフィルタを有す
る場合、また固体撮像素子を用いたものではその前にカ
ラーモザイクフィルタを有する場合には、それらのフィ
ルタの各色色素の配列が規則的な配列を有し、またモザ
イクフィルタがない場合でも固体撮像素子の絵素が規則
的な配列を有している。このため、両方の規則的構造が
干渉してTV画像中にモアレが発生するという問題を有し
ている。
ージガイドファイバー束の端面は、ファイバーのコアの
配列によって定まる規則的な明暗パターン（網目構造）
を有している。一方、TVカメラは、撮像管を用いたもの
ではその受光面の前にカラーストライプフィルタを有す
る場合、また固体撮像素子を用いたものではその前にカ
ラーモザイクフィルタを有する場合には、それらのフィ
ルタの各色色素の配列が規則的な配列を有し、またモザ
イクフィルタがない場合でも固体撮像素子の絵素が規則
的な配列を有している。このため、両方の規則的構造が
干渉してTV画像中にモアレが発生するという問題を有し
ている。
そして、近年固体撮像素子の水平走査方向の画素数が
増え、モアレの発生は少なくなる傾向にある。即ち、物
体の空間周波数スペクトルは一般に高周波になるにつれ
て値が小さくなるので、画素数が増えてサンプリング周
波数が高くなるとモアレが減るからである。
増え、モアレの発生は少なくなる傾向にある。即ち、物
体の空間周波数スペクトルは一般に高周波になるにつれ
て値が小さくなるので、画素数が増えてサンプリング周
波数が高くなるとモアレが減るからである。
しかしながら、垂直走査方向の画素数はNTSC方式,PAL
方式等の各方式のテレビジョンシステムで使われる水平
走査線の数（500〜600本程度）との関係を考慮して決め
られるため、水平走査方向のように自由に増やすことは
できず、その結果モアレは依然として残るのである。
又、３管式カラーカメラ,3板式カラーカメラのように色
符号化用のストライプフィルタ，モザイクフィルタを用
いないカラーカメラで撮像管を用いている場合でも、水
平走査方向にはモアレは生じないが垂直走査方向には走
査線が並んでいるため、モアレが生じる。即ち、垂直走
査方向におけるサンプリング周波数が低いことが、この
方向で顕著なモアレが発生する原因となっている。
方式等の各方式のテレビジョンシステムで使われる水平
走査線の数（500〜600本程度）との関係を考慮して決め
られるため、水平走査方向のように自由に増やすことは
できず、その結果モアレは依然として残るのである。
又、３管式カラーカメラ,3板式カラーカメラのように色
符号化用のストライプフィルタ，モザイクフィルタを用
いないカラーカメラで撮像管を用いている場合でも、水
平走査方向にはモアレは生じないが垂直走査方向には走
査線が並んでいるため、モアレが生じる。即ち、垂直走
査方向におけるサンプリング周波数が低いことが、この
方向で顕著なモアレが発生する原因となっている。
本発明は、上記問題点に鑑み、垂直走査方向の画素数
の不足によって生ずるモアレを除去し得る撮像装置を提
供することを目的としている。
の不足によって生ずるモアレを除去し得る撮像装置を提
供することを目的としている。
本発明による撮像装置について、第１の発明は、イメ
ージガイドファイバー束と、前記イメージガイドファイ
バー束の射出端面の像を形成する結像レンズと、前記射
出端面の像を受け該像をインターレース走査することに
より該像を表わす電気信号を生成する撮像素子とを備え
た撮像装置において、前記撮像素子の水平走査線の数に
よって定まる垂直走査方向のサンプリング周波数をNyと
し、前記撮像素子における前記射出端面の像中の各ファ
イバーの配列を表わす基本空間周波数の垂直走査方向の
成分Uyとし、Ny/4＜Uyの時はUyを、Uy＜Ny/4の時はNy/4
をｆ´と表わす時、前記射出端面と前記撮像素子との間
に前記結像光学系の空間周波数レスポンスを周波数ｆ´
においてほぼ０とする光学素子を配置したことを特徴と
している。
ージガイドファイバー束と、前記イメージガイドファイ
バー束の射出端面の像を形成する結像レンズと、前記射
出端面の像を受け該像をインターレース走査することに
より該像を表わす電気信号を生成する撮像素子とを備え
た撮像装置において、前記撮像素子の水平走査線の数に
よって定まる垂直走査方向のサンプリング周波数をNyと
し、前記撮像素子における前記射出端面の像中の各ファ
イバーの配列を表わす基本空間周波数の垂直走査方向の
成分Uyとし、Ny/4＜Uyの時はUyを、Uy＜Ny/4の時はNy/4
をｆ´と表わす時、前記射出端面と前記撮像素子との間
に前記結像光学系の空間周波数レスポンスを周波数ｆ´
においてほぼ０とする光学素子を配置したことを特徴と
している。
また、第２の発明は、イメージガイドファイバー束
と、前記イメージガイドファイバー束の射出端面の像を
形成する結像レンズと、前記射出端面の像を受け該像を
インターレース走査することにより該像を表す電気信号
を生成する撮像素子とを備えた撮像装置において、イメ
ージガイドファイバー束のファイバーの並び方向を前記
撮像素子の水平走査方向と一致させた場合の垂直方向の
空間周波数をUYHとするとき、前記イメージガイドファ
イバー束が、その垂直方向の空間周波数が前記UYHより
低くなるように配置されていることを特徴としている。
と、前記イメージガイドファイバー束の射出端面の像を
形成する結像レンズと、前記射出端面の像を受け該像を
インターレース走査することにより該像を表す電気信号
を生成する撮像素子とを備えた撮像装置において、イメ
ージガイドファイバー束のファイバーの並び方向を前記
撮像素子の水平走査方向と一致させた場合の垂直方向の
空間周波数をUYHとするとき、前記イメージガイドファ
イバー束が、その垂直方向の空間周波数が前記UYHより
低くなるように配置されていることを特徴としている。
また、第３の発明は、イメージガイドファイバー束
と、前記イメージガイドファイバー束の射出端面の像を
形成する結像レンズと、前記射出端面の像を受け該像を
インターレース走査することにより該像を表す電気信号
を生成する撮像素子とを備えた撮像装置において、撮像
素子はその入射側にカラーモザイクフィルタを備えてお
り、このモザイクフィルタの垂直方向の繰り返しピッチ
をPyとし、前記撮像素子における前記射出端面の像中の
各ファイバーの配列を表す基本空間周波数の垂直走査方
向の成分をUyとし、1/4Py＜Uyの時はUyを、Uy＜1/4Pyの
時は1/4Pyをｆ´と表すとき、前記射出端面と前記撮像
素子との間に前記結像光学系の空間周波数レスポンスを
周波数ｆ´において略０とする光学素子を配置したこと
を特徴としている。
と、前記イメージガイドファイバー束の射出端面の像を
形成する結像レンズと、前記射出端面の像を受け該像を
インターレース走査することにより該像を表す電気信号
を生成する撮像素子とを備えた撮像装置において、撮像
素子はその入射側にカラーモザイクフィルタを備えてお
り、このモザイクフィルタの垂直方向の繰り返しピッチ
をPyとし、前記撮像素子における前記射出端面の像中の
各ファイバーの配列を表す基本空間周波数の垂直走査方
向の成分をUyとし、1/4Py＜Uyの時はUyを、Uy＜1/4Pyの
時は1/4Pyをｆ´と表すとき、前記射出端面と前記撮像
素子との間に前記結像光学系の空間周波数レスポンスを
周波数ｆ´において略０とする光学素子を配置したこと
を特徴としている。
また、第４の発明は、イメージガイドファイバー束
と、前記イメージガイドファイバー束の射出端面の像を
形成する結像レンズと、前記射出端面の像を受け該像を
インターレース走査することにより該像を表す電気信号
を生成する撮像素子とを備えた撮像装置において、撮像
素子はその入射側にカラーモザイクフィルタを備えてお
り、かつ横２行同時読出し式の固体撮像素子であって、
このモザイクフィルタの垂直方向の繰り返しピッチをPy
とし、前記撮像素子における前記射出端面の像中の各フ
ァイバーの配列を表す基本空間周波数の垂直走査方向の
成分をUyとし、1/2Py＜Uyの時はUyを、Uy＜1/2Pyの時は
1/2Pyをｆ´と表すとき、前記射出端面と前記撮像素子
との間に前記結像光学系の空間周波数レスポンスを周波
数ｆ´において略０とする光学素子を配置したことを特
徴としている。
と、前記イメージガイドファイバー束の射出端面の像を
形成する結像レンズと、前記射出端面の像を受け該像を
インターレース走査することにより該像を表す電気信号
を生成する撮像素子とを備えた撮像装置において、撮像
素子はその入射側にカラーモザイクフィルタを備えてお
り、かつ横２行同時読出し式の固体撮像素子であって、
このモザイクフィルタの垂直方向の繰り返しピッチをPy
とし、前記撮像素子における前記射出端面の像中の各フ
ァイバーの配列を表す基本空間周波数の垂直走査方向の
成分をUyとし、1/2Py＜Uyの時はUyを、Uy＜1/2Pyの時は
1/2Pyをｆ´と表すとき、前記射出端面と前記撮像素子
との間に前記結像光学系の空間周波数レスポンスを周波
数ｆ´において略０とする光学素子を配置したことを特
徴としている。
即ち、モアレを除去するにはナイキスト周波数より高
い空間周波数スペクトル成分を光学的ローパスフィルタ
ー（或いは櫛形フィルタ）等で除いてしまえば良いが、
ナイキスト周波数は撮像素子の画素の数だけでなく、ス
トライプフィルタ，モザイクフィルタの各色の配置やイ
ンターレース読出し等の信号読出しの方式にも依存して
いるので、実際にはモアレを除去するためには種々の工
夫が必要である。
い空間周波数スペクトル成分を光学的ローパスフィルタ
ー（或いは櫛形フィルタ）等で除いてしまえば良いが、
ナイキスト周波数は撮像素子の画素の数だけでなく、ス
トライプフィルタ，モザイクフィルタの各色の配置やイ
ンターレース読出し等の信号読出しの方式にも依存して
いるので、実際にはモアレを除去するためには種々の工
夫が必要である。
撮像素子の絵素の配列によって定まるサンプリング周
波数をNyとすると、インターレース読出し方式の撮像素
子ではサンプリング周波数が半分になるので、現実にモ
アレ発生の限界となるナイキスト周波数はNy/4である。
従って、物体の空間周波数スペクトルの上限をこれ以下
に抑えないとモアレが発生する。そこで、本発明では、
この周波数或いはこれより若干低目の周波数に減衰極を
持つ光学的ローパスフィルター，位相フィルタ，多面レ
ンズ，多面体プリズム，液晶ポリマー板等の光学素子を
光路中に配置して、撮像光学系中の空間周波数レスポン
スがNy/4以上の周波数において著しく小さくなるように
している。
波数をNyとすると、インターレース読出し方式の撮像素
子ではサンプリング周波数が半分になるので、現実にモ
アレ発生の限界となるナイキスト周波数はNy/4である。
従って、物体の空間周波数スペクトルの上限をこれ以下
に抑えないとモアレが発生する。そこで、本発明では、
この周波数或いはこれより若干低目の周波数に減衰極を
持つ光学的ローパスフィルター，位相フィルタ，多面レ
ンズ，多面体プリズム，液晶ポリマー板等の光学素子を
光路中に配置して、撮像光学系中の空間周波数レスポン
スがNy/4以上の周波数において著しく小さくなるように
している。
以下、図示した実施例に基づき本発明を詳細に説明す
る。
る。
第１図は第１実施例を示しており、これはファイバー
スコープ１に３板式カラーカメラ２を取り付けたもので
ある。ファイバースコープ１において、４は対物レン
ズ、５はイメージガイドファイバー束、６は接眼レンズ
である。３板式カラーカメラ２において、７はゴースト
防止のために曲率をつけたカバーガラス、８は撮像レン
ズ、９は光学的ローパスフィルター、10は三色分解プリ
ズム、11は固体撮像素子である。12は３個の固体撮像素
子11に接続されたカメラコントロールユニット、13はTV
モニターである。
スコープ１に３板式カラーカメラ２を取り付けたもので
ある。ファイバースコープ１において、４は対物レン
ズ、５はイメージガイドファイバー束、６は接眼レンズ
である。３板式カラーカメラ２において、７はゴースト
防止のために曲率をつけたカバーガラス、８は撮像レン
ズ、９は光学的ローパスフィルター、10は三色分解プリ
ズム、11は固体撮像素子である。12は３個の固体撮像素
子11に接続されたカメラコントロールユニット、13はTV
モニターである。
そして、イメージガイドファイバー束５の射出端面の
固体撮像素子11上の像5aは第２図に示した如くであり、
その水平走査方向及び垂直走査方向の空間周波数を夫々
Ux及びUyとすると、 となる。但し、イメージガイドファイバー束５のファイ
バーはきちんと並んでおり、φはイメージガイドファイ
バー束５の射出端面像のファイバーの直径である。又、
第２図において、Ｄは該射出端面像の直径である。
固体撮像素子11上の像5aは第２図に示した如くであり、
その水平走査方向及び垂直走査方向の空間周波数を夫々
Ux及びUyとすると、 となる。但し、イメージガイドファイバー束５のファイ
バーはきちんと並んでおり、φはイメージガイドファイ
バー束５の射出端面像のファイバーの直径である。又、
第２図において、Ｄは該射出端面像の直径である。
ここで、固体撮像素子11の水平走査方向及び垂直走査
方向のサンプリング周波数を夫々Nx,Nyとし、サンプリ
ング方式をインターレース式とすると、 である即ちUyが垂直走査方向の総画素数から導かれるナ
イキスト限界より小さいとしても、 であれば、インターレースの奇数フィールドと偶数フィ
ールドの交替に伴ってチラチラするモアレ縞が発生して
しまう。これは、一つのフィールドについてはサンプリ
ングに用いられる画素数即ちサンプリング周波数がNy/2
しかないので、１フィールドの垂直走査方向のナイキス
ト限界がNy/4となってしまうからである。そこで、この
ような場合は、光学的ローパスフィルター９は、結像光
学系の空間周波数レスポンスを周波数Uyにおいてほぼ０
にするものである。
方向のサンプリング周波数を夫々Nx,Nyとし、サンプリ
ング方式をインターレース式とすると、 である即ちUyが垂直走査方向の総画素数から導かれるナ
イキスト限界より小さいとしても、 であれば、インターレースの奇数フィールドと偶数フィ
ールドの交替に伴ってチラチラするモアレ縞が発生して
しまう。これは、一つのフィールドについてはサンプリ
ングに用いられる画素数即ちサンプリング周波数がNy/2
しかないので、１フィールドの垂直走査方向のナイキス
ト限界がNy/4となってしまうからである。そこで、この
ような場合は、光学的ローパスフィルター９は、結像光
学系の空間周波数レスポンスを周波数Uyにおいてほぼ０
にするものである。
一方、 Uy＜Ny/4 ‥‥（４） の場合は、本来対策は不要であるが、ファイバーによる
像が元々サンプリング像であって高周波が存在する可能
性があるので、光学的ローパスフィルター９は空間周波
数レスポンスを周波数Ny/4においてほぼ０にするものと
する。
像が元々サンプリング像であって高周波が存在する可能
性があるので、光学的ローパスフィルター９は空間周波
数レスポンスを周波数Ny/4においてほぼ０にするものと
する。
又、カメラ２が取付く種々のファイバースコープ１の
うち、イメージガイドファイバー束５の射出端面像の垂
直走査方向の空間周波数Uyのうち最も低いものをfL、最
も高いものをfHとする時、空間周波数ｆのレスポンス
（MTF）を fL≦ｆ≦fH ‥‥（５） の領域でＯにする光学的ローパスフィルター９を配置す
る。
うち、イメージガイドファイバー束５の射出端面像の垂
直走査方向の空間周波数Uyのうち最も低いものをfL、最
も高いものをfHとする時、空間周波数ｆのレスポンス
（MTF）を fL≦ｆ≦fH ‥‥（５） の領域でＯにする光学的ローパスフィルター９を配置す
る。
第３図にこの光学的ローパスフィルター９の空間周波
数レスポンスを示した。第３図に示す特性を有する光学
的ローパスフィルター９は第４図（Ａ）及び（Ｂ）に示
した如き構成を有している。
数レスポンスを示した。第３図に示す特性を有する光学
的ローパスフィルター９は第４図（Ａ）及び（Ｂ）に示
した如き構成を有している。
第４図（Ａ）において、14,15,16は水晶板であって、
夫々の厚さはd1,d2,d3となっている。又、それらの複屈
折方向は第４図（Ｂ）に示した如くである。
夫々の厚さはd1,d2,d3となっている。又、それらの複屈
折方向は第４図（Ｂ）に示した如くである。
結晶軸と光入射面のなす角が45゜の場合、d3,d1（d3
＞d1）は、 で与えられる。尚、d1,d2,d3の単位はmmである。又、d2
はd1,d3に比べて充分小さければ良い。そして、この場
合これらの水晶板14,15,16による点像の分離状態は第５
図に示した如くになる。
＞d1）は、 で与えられる。尚、d1,d2,d3の単位はmmである。又、d2
はd1,d3に比べて充分小さければ良い。そして、この場
合これらの水晶板14,15,16による点像の分離状態は第５
図に示した如くになる。
尚、d3の値は式（６）で決まる値よりも若干大きい方
が良い。それは、製造誤差等でMTFのバラツキが出た
時、周波数fLのMTFが高くならないようにするためであ
る。又、同じ理由により、d1の値も式（７）で決まる値
よりも若干大きい方が良い。
が良い。それは、製造誤差等でMTFのバラツキが出た
時、周波数fLのMTFが高くならないようにするためであ
る。又、同じ理由により、d1の値も式（７）で決まる値
よりも若干大きい方が良い。
又、第３図に示す特性を有する光学的ローパスフィル
ター９は、第６図に示した如きMTFを持つフィルタでも
良い。第６図は空間周波数レスポンスを２次元周波数平
面で表わす図であって、線A1,A2,B1,B2はMTFが０となる
位置を示す線であり、トラップ線と呼ぶ。このフィルタ
は第７図に示した水晶板A,Bをその複屈折方向の角度
α，βを45゜ずつずらして重ねることで実現でき、トラ
ッップ線A1,A2は水晶板Ａからトラップ線B1,B2は水晶板
Ｂから夫々得られる。
ター９は、第６図に示した如きMTFを持つフィルタでも
良い。第６図は空間周波数レスポンスを２次元周波数平
面で表わす図であって、線A1,A2,B1,B2はMTFが０となる
位置を示す線であり、トラップ線と呼ぶ。このフィルタ
は第７図に示した水晶板A,Bをその複屈折方向の角度
α，βを45゜ずつずらして重ねることで実現でき、トラ
ッップ線A1,A2は水晶板Ａからトラップ線B1,B2は水晶板
Ｂから夫々得られる。
水晶板A,Bの厚さdA,dBは、 で与えられる。又、α＝55゜，β＝100゜であり、 40゜≦α≦95゜ であれば、水平走査方向のMTFの変化も少ないので、解
像度を低下させずにモアレを除去することができる。
像度を低下させずにモアレを除去することができる。
尚、光学的ローパスフィルター９としては、水晶板の
他に、多面プリズム，レンズクラールレンズ，多面体プ
リズム，位相フィルター，ソフトフォーカスレンズでも
良く、これらを併用したものでも良い。又、第１図にお
いて撮像レンズ８をソフトフォーカスレンズとしても良
い。又、光学的ローパスフィルター６は、三色分解プリ
ズム10と各固体撮像素子11との英田に配置しても良く、
その場合これらを固着しても良い。
他に、多面プリズム，レンズクラールレンズ，多面体プ
リズム，位相フィルター，ソフトフォーカスレンズでも
良く、これらを併用したものでも良い。又、第１図にお
いて撮像レンズ８をソフトフォーカスレンズとしても良
い。又、光学的ローパスフィルター６は、三色分解プリ
ズム10と各固体撮像素子11との英田に配置しても良く、
その場合これらを固着しても良い。
第８図は第２実施例を示しており、これは石英ランダ
ムイメージガイドファイバー束５′を用いた血管用ファ
イバースコープ１′に、モザイクフィルタ17を用いたカ
ラーカメラ２′を取り付けたものである。モザイクフィ
ルタ17の１周期は第９図に示した如くやはり垂直走査方
向の方が長いため、インターレース走査に伴ってチラつ
くモアレが発生し易い。
ムイメージガイドファイバー束５′を用いた血管用ファ
イバースコープ１′に、モザイクフィルタ17を用いたカ
ラーカメラ２′を取り付けたものである。モザイクフィ
ルタ17の１周期は第９図に示した如くやはり垂直走査方
向の方が長いため、インターレース走査に伴ってチラつ
くモアレが発生し易い。
そこで、第９図に示したモザイクフィルタ17の一単位
の目で水平走査方向及び垂直走査方向のピッチを夫々Px
及びPyとする時、 とすれば、第１実施例で述べたことがすべて当てはま
る。具体的には、上記式（２），（３），（４）におい
てNy≡1/Pyとすれば良い。
の目で水平走査方向及び垂直走査方向のピッチを夫々Px
及びPyとする時、 とすれば、第１実施例で述べたことがすべて当てはま
る。具体的には、上記式（２），（３），（４）におい
てNy≡1/Pyとすれば良い。
尚、横２行同時読出方式のモザイクフィルタ付の固体
撮像素子では垂直走査方向のサンプリングがPy/2で行な
われるものであり、その場合式（10）は に置きかわる。
撮像素子では垂直走査方向のサンプリングがPy/2で行な
われるものであり、その場合式（10）は に置きかわる。
尚、石英ランダムイメージガイドファイバー束５′の
場合、空間周波数Uyとしては、この射出端面像のランダ
ムなファイバー間隔のうち最も大きいものをφｍとする
時、 とすれば安全である。しかし、上記ファイバー間隔の平
均値をとする時、 ぐらいで実用上さしつかえない。
場合、空間周波数Uyとしては、この射出端面像のランダ
ムなファイバー間隔のうち最も大きいものをφｍとする
時、 とすれば安全である。しかし、上記ファイバー間隔の平
均値をとする時、 ぐらいで実用上さしつかえない。
又、第１実施例及び第２実施例において、イメージガ
イドファイバー束に数種類あり、その射出端面像の空間
周波数がfL,fM1,fM2,fHである時は、第10図に示した如
き特性の光学的ローパスフィルターを用いると良い。
イドファイバー束に数種類あり、その射出端面像の空間
周波数がfL,fM1,fM2,fHである時は、第10図に示した如
き特性の光学的ローパスフィルターを用いると良い。
この光学的ローパスフィルターを実現するには第11図
に示した如く水晶板を組合せれば良い。第11図におい
て、18,19,20,21は夫々厚さdL,dM1,dM2,dHの水晶板、22
はこれらの水晶板の間に介在せしめられた薄い水晶板又
は1/4波長板，旋光板，偏光解消板である。そして、各
水晶板の厚さdL,dM1,dM2,dHは次の各式で与えられる。
に示した如く水晶板を組合せれば良い。第11図におい
て、18,19,20,21は夫々厚さdL,dM1,dM2,dHの水晶板、22
はこれらの水晶板の間に介在せしめられた薄い水晶板又
は1/4波長板，旋光板，偏光解消板である。そして、各
水晶板の厚さdL,dM1,dM2,dHは次の各式で与えられる。
第12図は第３実施例を示しており、これは撮像レンズ
８の中に多面レンズ23を組み込んだものである。多面レ
ンズは、第13図（Ａ），（Ｂ）に示した如く、上下二つ
の曲面をそれらの近似球心P1,P2を垂直走査方向にδだ
け離して一つの面として接続し、１個のレンズとして構
成したものである。尚、二つの曲面の形状は非球面でも
球面でも良い。
８の中に多面レンズ23を組み込んだものである。多面レ
ンズは、第13図（Ａ），（Ｂ）に示した如く、上下二つ
の曲面をそれらの近似球心P1,P2を垂直走査方向にδだ
け離して一つの面として接続し、１個のレンズとして構
成したものである。尚、二つの曲面の形状は非球面でも
球面でも良い。
このレンズ23のMTFが０になる空間周波数fcは、 で与えられ、fcをfL,fM1,fM2,‥‥,fHの何れかの近くに
選べばモアレを除去することができる。但し、βは多面
レンズ23よりも像側にあるレンズ24の横倍率である。
選べばモアレを除去することができる。但し、βは多面
レンズ23よりも像側にあるレンズ24の横倍率である。
第14図（Ａ），（Ｂ）は多面レンズの他の例を示して
おり、この多面レンズ25は、二つの面の近似球心P1,P2
が垂直走査方向にδだけ離れているが、面の分割は左右
分割となっている。
おり、この多面レンズ25は、二つの面の近似球心P1,P2
が垂直走査方向にδだけ離れているが、面の分割は左右
分割となっている。
第15図は多面レンズ25の面の微分係数の不連続部分を
黒色物質26で覆ってフレアを防止するようにしたもので
ある。
黒色物質26で覆ってフレアを防止するようにしたもので
ある。
尚、一つの多面レンズ中の面の数は二つに限られず、
例えば第16図に示したように四つでも、更にもっと多く
ても少なくても良い。
例えば第16図に示したように四つでも、更にもっと多く
ても少なくても良い。
モアレを除去する上で、ファイバースコープのイメー
ジガイドファイバー束のファイバーの並び方は、第17図
に示した如く垂直走査方向に沿って並んでいる方が第19
図に示した如く水平走査方向に沿って並んでいるよりも
有利である。何故なら、第17図及び第19図のもののフー
リエスペクトルを夫々示す第18図及び第20図から明らか
なように、第17図に示したものの垂直走査方向の空間周
波数Uyが第19図に示したものに比べて低くなるからであ
る。即ち、第19図における垂直方向の空間周波数をUYH
とすれば、第17図のUyはUYHよりも低くなっている。こ
こで、第18図及び第20図におけるUyとUxの関係を夫々示
すと次の通りである。
ジガイドファイバー束のファイバーの並び方は、第17図
に示した如く垂直走査方向に沿って並んでいる方が第19
図に示した如く水平走査方向に沿って並んでいるよりも
有利である。何故なら、第17図及び第19図のもののフー
リエスペクトルを夫々示す第18図及び第20図から明らか
なように、第17図に示したものの垂直走査方向の空間周
波数Uyが第19図に示したものに比べて低くなるからであ
る。即ち、第19図における垂直方向の空間周波数をUYH
とすれば、第17図のUyはUYHよりも低くなっている。こ
こで、第18図及び第20図におけるUyとUxの関係を夫々示
すと次の通りである。
本発明は、 又は、 である撮像装置の場合、特に効果がある。何故なら、固
体撮像素子の水平走査方向の画素不足で生じるモアレは
出ないからである。
体撮像素子の水平走査方向の画素不足で生じるモアレは
出ないからである。
又、本発明は、 の場合でも、光学的ローパスフィルター９を光路中に置
けば、TVモニター13上のイメージガイドファイバー束の
射出端面像の黒いクラッド部がつぶれるので見やすくな
る。この時の光学的ローパスフィルター９のMTFは周波
数Uyでほぼ０になるようにすると良く、イメージガイド
ファイバー束の情報が失われない限界という意味では、
Uy/2以上の周波数でMTFが０になるようにすると良い。
けば、TVモニター13上のイメージガイドファイバー束の
射出端面像の黒いクラッド部がつぶれるので見やすくな
る。この時の光学的ローパスフィルター９のMTFは周波
数Uyでほぼ０になるようにすると良く、イメージガイド
ファイバー束の情報が失われない限界という意味では、
Uy/2以上の周波数でMTFが０になるようにすると良い。
尚、光学的ローパスフィルター９の材料としては、水
晶板の他に他の透明な複屈折材料例えば方解石，液晶ポ
リマー板、液晶セル等でも良い。又、３板式カラーカメ
ラの代わりに３管式カラーカメラを用いても良い。
晶板の他に他の透明な複屈折材料例えば方解石，液晶ポ
リマー板、液晶セル等でも良い。又、３板式カラーカメ
ラの代わりに３管式カラーカメラを用いても良い。
上述の如く、本発明による撮像装置は、垂直走査方向
のサンプリング周波数が低いことによって生ずるモアレ
を除去し得るという実用上重要な利点を有している。
のサンプリング周波数が低いことによって生ずるモアレ
を除去し得るという実用上重要な利点を有している。
第１図は本発明による撮像装置の第１実施例の概略断面
図、第２図は第１実施例のイメージガイドファイバー束
の射出端面像を示す図、第３図は第１実施例の光学的ロ
ーパスフィルターの空間周波数レスポンスを示す図、第
４図（Ａ）及び（Ｂ）は上記光学的ローパスフィルター
の構成を示す図、第５図は上記光学的ローパスフィルタ
ーによる点像の分離状態を示す図、第６図は他の光学的
ローパスフィルターの空間周波数レスポンスを２次元周
波数平面で表わす図、第７図は上記他の光学的ローパス
フィルターの構成を示す図、第８図は第２実施例の概略
断面図、第９図は第２実施例のモザイクフィルターの１
単位を示す図、第10図は更に他の光学的ローパスフィル
ターの空間周波数レスポンスを２次元周波数平面で表わ
す図、第11図は上記更に他の光学的ローパスフィルター
の構成を示す図、第12図は第３実施例の概略断面図、第
13図は第３実施例の多面レンズの構造を示す図、第14図
乃至第16図は夫々多面レンズの他の例を示す図、第17図
及び第18図はイメージガイドファイバー束のファイバー
の一つの並び方及びその場合の垂直走査方向と水平走査
方向の空間周波数の関係を示す図、第19図及び第20図は
イメージガイドファイバー束のファイバーの他の並び方
及びその場合の垂直走査方向と水平走査方向の空間周波
数の関係を示す図である。 １……ファイバースコープ、２……３板式カラーカメ
ラ、４……対物レンズ、５……イメージガイドファイバ
ー束、６……接眼レンズ、７……カバーガラス、８……
撮像レンズ、９……光学的ローパスフィルター、10……
三色分解プリズム、11……固体撮像素子、12……カメラ
コントロールユニット、13……TVモニター、14,15,16,1
8,19,20,21,22……水晶板、17……モザイクフィルタ
ー、23,25……多面レンズ、24……レンズ、26……黒色
物質。
図、第２図は第１実施例のイメージガイドファイバー束
の射出端面像を示す図、第３図は第１実施例の光学的ロ
ーパスフィルターの空間周波数レスポンスを示す図、第
４図（Ａ）及び（Ｂ）は上記光学的ローパスフィルター
の構成を示す図、第５図は上記光学的ローパスフィルタ
ーによる点像の分離状態を示す図、第６図は他の光学的
ローパスフィルターの空間周波数レスポンスを２次元周
波数平面で表わす図、第７図は上記他の光学的ローパス
フィルターの構成を示す図、第８図は第２実施例の概略
断面図、第９図は第２実施例のモザイクフィルターの１
単位を示す図、第10図は更に他の光学的ローパスフィル
ターの空間周波数レスポンスを２次元周波数平面で表わ
す図、第11図は上記更に他の光学的ローパスフィルター
の構成を示す図、第12図は第３実施例の概略断面図、第
13図は第３実施例の多面レンズの構造を示す図、第14図
乃至第16図は夫々多面レンズの他の例を示す図、第17図
及び第18図はイメージガイドファイバー束のファイバー
の一つの並び方及びその場合の垂直走査方向と水平走査
方向の空間周波数の関係を示す図、第19図及び第20図は
イメージガイドファイバー束のファイバーの他の並び方
及びその場合の垂直走査方向と水平走査方向の空間周波
数の関係を示す図である。 １……ファイバースコープ、２……３板式カラーカメ
ラ、４……対物レンズ、５……イメージガイドファイバ
ー束、６……接眼レンズ、７……カバーガラス、８……
撮像レンズ、９……光学的ローパスフィルター、10……
三色分解プリズム、11……固体撮像素子、12……カメラ
コントロールユニット、13……TVモニター、14,15,16,1
8,19,20,21,22……水晶板、17……モザイクフィルタ
ー、23,25……多面レンズ、24……レンズ、26……黒色
物質。
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G02B 23/24 G02B 23/26 A61B 1/04
Claims (4)
- 【請求項１】イメージガイドファイバー束と、前記イメ
ージガイドファイバー束の射出端面の像を形成する結像
レンズと、前記射出端面の像を受け該像をインターレー
ス走査することにより該像を表わす電気信号を生成する
撮像素子とを備えた撮像装置において、 前記撮像素子の水平走査線の数によって定まる垂直走査
方向のサンプリング周波数をNyとし、前記撮像素子にお
ける前記射出端面の像中の各ファイバーの配列を表わす
基本空間周波数の垂直走査方向の成分をUyとし、 Ny/4＜Uyの時はUyを、Uy＜Ny/4の時はNy/4をｆ´を表わ
す時、前記射出端面と前記撮像素子との間に前記結像光
学系の空間周波数レスポンスを周波数ｆ´においてほぼ
０とする光学素子を配置したことを特徴とする撮像装
置。 - 【請求項２】イメージガイドファイバー束と、前記イメ
ージガイドファイバー束の射出端面の像を形成する結像
レンズと、前記射出端面の像を受け該像をインターレー
ス走査することにより該像を表わす電気信号を生成する
撮像素子とを備えた撮像装置において、 前記イメージガイドファイバー束のファイバーの並び方
向を前記撮像素子の水平走査方向と一致させた場合の垂
直方向の空間周波数をUYHとする時、前記イメージガイ
ドファイバー束が、その垂直方向の空間周波数が前記U
YHより低くなるように配置されていることを特徴とする
撮像装置。 - 【請求項３】イメージガイドファイバー束と、前記イメ
ージガイドファイバー束の射出端面の像を形成する結像
レンズと、前記射出端面の像を受け該像をインターレー
ス走査することにより該像を表わす電気信号を生成する
撮像素子とを備えた撮像装置において、 前記撮像素子はその入射側にカラーモザイクフィルタを
備えており、このモザイクフィルタの垂直方向の繰り返
しピッチをPyとし、前記撮像素子における前記射出端面
の像中の各ファイバーの配列を表わす基本空間周波数の
垂直走査方向の成分をUyとし、 1/4Py＜Uyの時はUyを、Uy＜1/4Pyの時は1/4Pyをｆ´と
表わす時、前記射出端面と前記撮像素子との間に前記結
像光学系の空間周波数レスポンスを周波数ｆ´において
ほぼ０とする光学素子を配置したことを特徴とする撮像
装置。 - 【請求項４】イメージガイドファイバー束と、前記イメ
ージガイドファイバー束の射出端面の像を形成する結像
レンズと、前記射出端面の像を受け該像をインターレー
ス走査することにより該像を表わす電気信号を生成する
撮像素子とを備えた撮像装置において、 前記撮像素子はその入射側にカラーモザイクフィルタを
備えており、かつ横２行同時読出し式の固体撮像素子で
あって、このモザイクフィルタの垂直方向の繰り返しピ
ッチをPyとし、前記撮像素子における前記射出端面の像
中の各ファイバーの配列を表わす基本空間周波数の垂直
走査方向の成分をUyとし、 1/2Py＜Uyの時はUyを、Uy＜1/2Pyの時は1/2Pyをｆ´と
表わす時、前記射出端面と前記撮像素子との間に前記結
像光学系の空間周波数レスポンスを周波数ｆ´において
ほぼ０とする光学素子を配置したことを特徴とする撮像
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1068274A JP2826338B2 (ja) | 1989-03-20 | 1989-03-20 | 撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1068274A JP2826338B2 (ja) | 1989-03-20 | 1989-03-20 | 撮像装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02247606A JPH02247606A (ja) | 1990-10-03 |
| JP2826338B2 true JP2826338B2 (ja) | 1998-11-18 |
Family
ID=13369015
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1068274A Expired - Fee Related JP2826338B2 (ja) | 1989-03-20 | 1989-03-20 | 撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2826338B2 (ja) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55143125A (en) * | 1979-04-27 | 1980-11-08 | Olympus Optical Co | Display device for endoscope |
| JP2593429B2 (ja) * | 1983-10-03 | 1997-03-26 | オリンパス光学工業株式会社 | 内視鏡 |
| JPH0614707B2 (ja) * | 1984-08-31 | 1994-02-23 | オリンパス光学工業株式会社 | 撮像装置 |
-
1989
- 1989-03-20 JP JP1068274A patent/JP2826338B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02247606A (ja) | 1990-10-03 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |