JP2992114B2 - 内視鏡撮像装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内視鏡において、対物
レンズを介してイメージガイドファイバ束の射出端面に
現れた物体像を、光学的ローパスフィルタを介して固体
撮像素子により撮像するようにした内視鏡撮像装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】カラー撮像装置のように、ＣＣＤ等の固
体撮像素子を利用して物体像を離散的に空間サンプリン
グして撮影する光学機器においては、物体像中に撮像側
のナイキスト周波数以上の高周波成分が含まれている場
合、その高周波成分とサンプリング周波数とのビートに
より、エリアジング，モアレ等と呼ばれる偽信号が発生
する。

【０００３】従来、このような偽信号は、撮像光学系と
固体撮像素子との間に光学的ローパスフィルタを配設す
ることによって除去している。このような光学的ローパ
スフィルタの一例として特開昭６０−１６４７１９号に
示されたものがある。この光学的ローパスフィルタは、
その特性を一次元の空間周波数で表すと図１９に示すよ
うなＭＴＦ曲線を有しており、図中、輝度信号に関係す
るサンプリングポイント１と色差信号に関係するサンプ
リングポイント２に生じるキャリア成分を除去するた
め、両ポイント１と２をカットオフとし、色差信号に関
係するサンプリングポイント２以下の低周波数域でのレ
スポンスは減衰させないようにしている。

【０００４】このため、色差信号に関係するサンプリン
グポイント２近傍でのＭＴＦ値は大きく、輝度信号のナ
イキスト周波数以上の周波数も透過させてしまうので、
モアレは完全には除去されていなかった。しかしなが
ら、一般的な被写体については、輝度のナイキスト周波
数以上の高周波成分が強く含まれる場合はそう頻繁には
ないため、一般的なビデオカメラ等ではこのような光学
的ローパスフィルタでも実使用上は問題がなかった。

【０００５】ところで、近年、体腔内等をモニターテレ
ビ等に映し出して観察するようにした内視鏡ビデオシス
テムが普及してきている。このようなビデオシステム
は、多人数で同時に物体を観察できる他、画像処理技術
を利用して、物体像に含まれる情報のうち特定の情報の
みを目立たせたり消去したりして表示することができる
ため、生体の診断や各種検査等にも利用できて便利であ
り、今後その用途は一層広がってゆこうとしている。

【０００６】このような内視鏡ビデオシステムの一例を
図２０（Ａ），（Ｂ）を用いて説明する。図２０（Ａ）
は、各種ファイバスコープにテレビカメラを取り付け
て、ファイバスコープによる像を撮影するための内視鏡
撮像装置の構成を模式的に示したものである。図中、３
はファイバスコープでその先端部には対物レンズ４が配
置されていて、その内部にはイメージガイドファイバー
束５が設けられており、イメージガイドファイバー束５
の入射端面は対物レンズ４の結像位置に、又射出端面は
接眼部６に夫々位置している。接眼部６内には接眼レン
ズ７が配設され、接眼部６とテレビカメラ８を接続する
アダプター９には結像レンズ１０が内蔵されている。テ
レビカメラ８内には、光学的ローパスフィルタ１１及び
固体撮像素子（ＣＣＤ）１２が順次配設されている。

【０００７】従って、物体Ｍの像は対物レンズ４によっ
てイメージガイドファイバー束５の入射端面に結像さ
れ、更に射出端面まで伝達された像は接眼レンズ７及び
結像レンズ１０によって、光学的ローパスフィルタ１１
を介して固体撮像素子１２上に再結像せしめられ、図示
しないテレビモニター等にテレビ画像として映し出され
る。

【０００８】又、図２０（Ｂ）に示す撮像装置では、接
眼部６を設けずに、イメージガイドファイバ５の射出端
面に伝達された物体像を結像レンズ１０によって、光学
的ローパスフィルタ１１を介して直接固体撮像素子１２
に結像せしめるように構成されている。

【０００９】又、イメージガイドファイバ束５のファイ
バーバンドルの固定パターンは、図２１（Ａ）に示すよ
うにコア１３をクラッド１４で覆ったファイバーが各段
毎に互い違いに水平積みされた最密構造のものや、同図
（Ｂ）に示すようにランダムに束ねられたランダム構造
のものがある。そしてこれらは、実使用に際しては図
（Ｃ），（Ｄ）に示すようにコア１３とクラッド１４と
に明確な明暗差が現れるようになっている。

【００１０】そして、このような内視鏡撮像装置で得ら
れた画像をテレビカメラにより観察する場合、イメージ
ガイドファイバ束５の固定パターンと、例えば図２２に
示すような、固体撮像素子１２の受光領域に格子状に配
列された画素１５の固定パターン１６又は色差信号を得
るためのモザイク状色フィルタ１７乃至２０の固定パタ
ーン２１との干渉により、モアレが発生する。

【００１１】ところで、ファイバーバンドルを使用しな
い一般的な撮像装置の結像レンズの空間周波数レスポン
スは図２３に示すように固体撮像素子１２のナイキスト
周波数２２より高い周波数領域まで延びているため、ナ
イキスト周波数２２を越える高周波域の周波数成分が折
り返し歪みの原因となる。しかし、一般的な撮像装置を
用いる場合、折り返し歪みを形成するような固体撮像素
子１２の画素より小さい細かな模様を撮影する機会はそ
う頻繁にはなく、しかもナイキスト周波数以下の低周波
数成分による解像を低下させないようにするためにも、
上述の図１９に示すようなＭＴＦ特性を有する特開昭６
０−１６４７１９号に示された光学的ローパスフィルタ
が用いられていた。

【００１２】ところが、内視鏡撮像装置による撮影対象
である図２１（Ａ），（Ｂ）で示されるようなファイバ
ーバンドルの射出端面に現れる物体像は、図２４で示さ
れるような特殊な周波数スペクトルを持っている。即
ち、イメージガイドファイバ束を各ファイバで物体像を
空間サンプリングしていると見なせるので、イメージガ
イドのナイキスト周波数２５以上の高周波数領域におい
て物体像は解像しないが、イメージガイドのサンプリン
グ周波数２３を中心として高いレスポンスを持つ。この
ことは、通常の物体像を撮影する場合と異なり、固体撮
像素子１２の画素より細かな模様を撮影する場合がほと
んどであることを示している。又、ファイバのコアとク
ラッドのように、明暗の差が矩形波状に変化する場合に
は、二次高調波成分が表れる。一般に、空間周波数は、 ｆ＝１／Ｐ（但し、Ｐは正弦波のピッチ） によって表されるが、図２１（Ｃ），（Ｄ）に示される
ような実際のファイバーバンドルの固定パターンのよう
に、黒白エッジがはっきりしている時には、空間周波数
ｆ′は、 ｆ′＝１／Ｐ′＋２／Ｐ′＋３／Ｐ′＋・・・（但し、Ｐ′は矩形波のピッチ） という成分を含むことが知られている。従って、サンプ
リング周波数成分やその二次高調波成分２４等が強く現
れることになる。

【００１３】そして、図２０（Ａ），（Ｂ）において、
組み合わせるファイバスコープ３の種類が多かったり、
或いは交換レンズ１０がズームレンズであったり、交換
可能であったりすると、接眼レンズ７又は結像レンズ１
０による結像倍率が変化し、図２４におけるファイバー
バンドルの射出端面に現れる物体像の周波数特性も変化
するので、特開昭６０−１６４７１９号のようなナイキ
スト周波数にのみカットオフを有する光学的ローパスフ
ィルタを用いた場合には、イメージガイドのサンプリン
グ周波数２６に存在する強度の強い周波数スペクトル２
３により、折り返し歪みが発生してしまうことになる。

【００１４】ところで、折り返し歪みが生じないよう
な、最も望ましい光学的ローパスフィルタは、図２５
（Ａ）に示すように、固体撮像素子１２のナイキスト周
波数２２以上の周波数帯域に応じたレスポンスを完全に
零とする急峻なＭＴＦ特性を有するものであるが、実際
にはこのようなフィルタは実現不可能である。従って、
通常の被写体よりもモアレの生じやすいイメージガイド
ファイバー束を被写体とする内視鏡撮像装置に最適で実
現可能な光学的ローパスフィルタは、図２５（Ａ）に示
す最も望ましいＭＴＦ特性に対して解像力を実用上問題
がない程度に落とした、同図（Ｂ）に示すようなＭＴＦ
特性を持つものであるといえる。ここで、イメージガイ
ドファイバー束の射出端面で解像される物体像の周波数
領域は、符号２５以下の低周波領域であるため、図２５
（Ｂ）を実現するために、ある程度解像力を低下させて
も実用上問題はない。

【００１５】これを踏まえて、図２４における、ファイ
バーバンドルの射出端面に現れた物体像の周波数特性を
二次元周波数空間に拡張してみる。図２１（Ａ）のよう
な最密構造を持つファイバーバンドルの固定パターンに
よる周波数スペクトルは、ファイバーの水平積み方向に
対して、３０°，９０°，−３０°の角度方向に最も強
く発生し、その周波数の値ｆは、イメージガイドファイ
バーの各方向のピッチをＰｆ，固体撮像素子１２に物体
像を結像させる光学系の倍率をβとすると、 ｆ＝１／（Ｐｆ×β×ｓｉｎ６０°） 〔本／ｍｍ〕 で与えられる。従って、図２１（Ａ）の最密構造を持つ
ファイバーバンドルの固定パターンによる周波数スペク
トルは、ファイバ束の種類や接眼レンズ、結像レンズの
倍率の違いによるＰｆの値のばらつきを考慮すると、二
次元周波数平面上では、イメージガイドファイバー束の
積み方向と固体撮像素子１２の走査方向とを一致させた
場合、図２６の２７ａ〜２７ｆで表されるような範囲に
存在し、又二次の周波数スペクトルは２８ａ〜２８ｆで
表されるような範囲に存在することになる。尚、図２６
において、ωｘ，ωｙは夫々水平方向及び垂直方向の空
間周波数を示している。

【００１６】又、図２１（Ｂ）で示されるようなランダ
ム構造のファイバーバンドルの固定パターンによる周波
数スペクトルは、任意の方向に ｆ＝１／（Ｐｆ×β） 〔本／ｍｍ〕 で与えられるので、二次元周波数平面上における空間周
波数レスポンスを示す図２６と同様な図２７において、
その周波数の値ｆは符号３１で表された範囲に存在し、
又その二次の周波数スペクトルは符号３２で表された範
囲に存在することになる。

【００１７】尚、図２６及び図２７における符号２９ａ
〜２９ｈや３０ａ〜３０ｈは、図２２に示すような固体
撮像素子１２で離散的な空間サンプリングを行う場合の
サンプリング周波数又はサンプリングポイントと呼ばれ
るものの一部である。図２８（Ａ），（Ｂ）は固体撮像
素子１２のサンプリングポイントを示すものであり、
（Ａ）は輝度信号に関係するサンプリングポイントであ
り、（Ｂ）は色差信号に関係するサンプリングポイント
である。

【００１８】これらのサンプリングポイントは次のよう
にして求められる。即ち、図２９の（Ａ）のように固体
撮像素子に格子状に画素が配列されている場合には、ｘ
軸方向の画素ピッチをＰｘ，ｙ軸方向の画素ピッチをＰ
ｙとし、又各色フィルタアレイによって選択された光の
波長に応じた信号から二種類の色差信号を作るのに必要
な画素数をｘ軸方向についてはｎ画素，ｙ軸方向につい
てはｍ画素とすると、１フィールドにおける輝度信号に
関係するサンプリングポイントは、二次元周波数空間上
で、 Ｆｙ（ｉｊ）＝（ｉ／Ｐｘ，ｊ／Ｐｙ） （但し、ｉ，ｊは共に整数） で表される。同様に色差信号に関係するサンプリングポ
イントは、 Ｆｃ（ｉｊ）＝（ｉ／ｎＰｘ，ｊ／ｍＰｙ） （但し、ｉ，ｊは共に整数） で表される。

【００１９】又、図２９（Ｂ）のようにＣＣＤにオフセ
ット状に画素が配列されている場合には、ｘ軸，ｙ軸を
夫々画素の対角線の延長線上にとることによって、
（Ａ）の場合と同一の条件が成立する。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】そして、これらの固体
撮像素子１２の輝度信号に関係するサンプリング周波数
の１／２の値がナイキスト周波数となり、このナイキス
ト周波数以上の高い周波数帯に、図２４に示すようなフ
ァイバーバンドルに含まれる強度の強い周波数スペクト
ル２３が侵入すると、折り返し歪みが生じてモアレが発
生することになる。

【００２１】又、モザイク状の色フィルタを用いた固体
撮像素子１２の場合には、色差信号に関係するサンプリ
ングポイントを中心として、変調色信号と輝度信号とを
分離させるための電気的バンドパスフィルタによって定
まる周波数帯域に上述の周波数スペクトル２３が侵入す
ることによっても、モアレが発生することになる。

【００２２】以上のように、ファイバーバンドルは特定
の周波数成分を非常に強く含むため、内視鏡撮像装置に
より体腔内等を撮像するべくファイバーバンドルの固定
パターンを固体撮像素子に結像させる場合には、一般的
な被写体を撮像するためのファイバーバンドルを用いな
い撮像装置と比較して非常にモアレが発生し易く、これ
に対して従来の光学的ローパスフィルタを用いるとモア
レが目立ってしまい、実用上使用することができないと
いう問題がある。

【００２３】本発明はこのような課題に鑑みて、上述の
ような特徴を持つファイバーバンドルを固体撮像素子で
撮影する場合に、モアレ縞のない鮮明な画像が得られる
ような光学的ローパスフィルタを備えた内視鏡撮像装置
を提供することを目的とする。

【００２４】

【課題を解決するための手段】本発明による内視鏡撮像
装置は、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、光学的ローパスフィルタを通して固体撮像素
子で離散的に空間サンプリングするようにした撮像装置
において、この固体撮像素子のｘ軸方向の画素ピッチを
Ｐｘ，ｙ軸方向の画素ピッチをＰｙとし、色フィルタに
よって選択された光の波長に応じた信号から二種類の色
差信号を作るのに必要な画素数をｘ軸方向についてはｎ
画素，ｙ軸方向についてはｍ画素とした時、二次元周波
数空間上における色差信号に関係するサンプリングポイ
ントは、 Ｆｃ（ｉｊ）＝（ｉ／ｎＰｘ，ｊ／ｍＰｙ） （但し、ｉ，ｊは共に整数） で表され、各サンプリングポイントＦｃ（ｉｊ）の中
で、原点に対して対称な２点を一組として任意の二組の
４点に着目してこれらの４点をＦＦｃ（ｉｊ）とした場
合、前述の光学的ローパスフィルタは、各ＦＦｃ（ｉ
ｊ）の周囲にトラップラインが少なくとも３本配置され
ると共に、しかもこの３本のトラップラインは、各ＦＦ
ｃ（ｉｊ）方向における各トラップライン上の点を夫々
Ｃ₁ （ｉｊ），Ｃ₂ （ｉｊ），Ｃ₃ （ｉｊ）とした場
合、 １／２｜ＦＦｃ（ｉｊ）｜＜｜Ｃ₁ （ｉｊ）｜＜｜ＦＦｃ（ｉｊ）｜ ｜ＦＦｃ（ｉｊ）｜＜｜Ｃ₂ （ｉｊ）｜＜１．５｜ＦＦｃ（ｉｊ）｜ １／２｜ＦＦｃ（ｉｊ）｜＜｜Ｃ₃ （ｉｊ）｜＜１．５｜ＦＦｃ（ｉｊ）｜ という条件を満足するように光学的ローパスフィルタが
構成されたことを特徴とするものである。

【００２５】内視鏡用に最適な光学的ローパスフィルタ
の特性に最も近い図２５（Ｂ）に示す特性を実現するた
めには、色差信号に関係するサンプリングポイントを中
心とした、ある幅を持った周波数帯域のレスポンスを極
力減衰させる必要がある。なぜなら、モザイク状の色フ
ィルタを用いている固体撮像素子の場合に対応させるに
は、前述の電気的バンドパスフィルタによって定まる周
波数帯域におけるＭＴＦの値は十分に零に近くなくては
ならないからであり、又複数枚の固体撮像素子を用いた
場合にも、輝度信号に関係するサンプリングポイントの
０．５倍であるナイキスト周波数から、このサンプリン
グポイントに到る周波数帯域におけるＭＴＦの値を十分
に零に近くしなければならないからである。

【００２６】図２８（Ｂ）は色差信号に関係するサンプ
リングポイントＦｃ（ｉｊ）を示すものであり、この中
からＦＦｃ（ｉｊ）を選択するものであるが、図２１
（Ａ）のような最密構造のファイバーバンドルの固定パ
ターンを撮像する場合には、そのファイバーバンドルは
図２６の符号２７ａ〜２７ｆ，２８ａ〜２８ｆのような
範囲の周波数スペクトルを持つので、着目すべき色差信
号に関係するサンプリングポイントＦＦｃ（ｉｊ）は、
これらの周波数スペクトルと重複するところの図２６で
符号２９ａ（符号２９ｅが原点に対して対称となる）と
符号２９ｃ（符号２９ｇが原点に対して対称となる）で
示された点である。 又、図２１（Ｂ）のようなファイ
バーバンドルの固定パターンを撮像する場合には、その
ファイバーバンドルは図２７の符号３１及び符号３２の
ような範囲の周波数スペクトルを持つので、着目すべき
色差信号に関係するサンプリングポイントＦＦｃ（ｉ
ｊ）は、図２７で上述の場合と同一の符号２９ａと２９
ｃの点の他に、符号２９ｂ（符号２９ｆが原点について
対称となる）と符号２９ｄ（符号２９ｈが原点について
対称となる）で示された点を更に加えなければならな
い。

【００２７】これら着目すべき色差信号に関係するサン
プリングポイントＦＦｃ（ｉｊ）の中の１つを点３３と
して、図１により説明すると、この点３３の周りには３
本のトラップライン３４，３５，３６が配置されてお
り、Ｃ₁ （ｉｊ），Ｃ₂ （ｉｊ），Ｃ₃ （ｉｊ）は、原
点から点３３を通る破線方向即ちＦＦｃ（ｉｊ）方向４
０がトラップライン３４，３５，３６と夫々交わる点
に、符号３７，３８，３９として決定される。この場
合、ＦＦｃ（ｉｊ）方向４０における紙面に直交する断
面におけるＭＴＦ曲線を示せば、図２のようになる。

【００２８】即ち、図２において、従来の光学的ローパ
スフィルタは図（Ａ）に示すようなＭＴＦ特性を有する
ために、色差信号に関係するサンプリングポイント２を
中心とした、ある周波数帯域４１即ち電気的バンドパス
フィルタ帯域及び輝度信号のナイキスト周波数以上の周
波数帯域におけるレスポンスが十分に小さくなっていな
かった。これに対して本発明による光学的ローパスフィ
ルタでは、図（Ｂ）に示すようにトラップライン上の点
Ｃ₁ （ｉｊ）３７とＣ₂ （ｉｊ）３８とで、周波数帯域
４１内の両端でのレスポンスを減衰させ、更に図（Ｃ）
に示すように点Ｃ₃ （ｉｊ）３９で二点Ｃ₁ （ｉｊ）３
７，Ｃ₂ （ｉｊ）３８間のレスポンスを抑制すること
で、周波数帯域４１全体のレスポンスが極めて小さくな
り、内視鏡撮像装置に最適な図２５（Ｂ）に示す光学的
ローパスフィルタのＭＴＦ特性がほぼ実現されることに
なる。

【００２９】尚、色差信号に関係するサンプリングポイ
ントから定まるナイキスト周波数以下の周波数帯域にト
ラップラインを配置すると解像力が劣化するため、トラ
ップライン即ちトラップライン上の点Ｃ₁ （ｉｊ）３７
及びＣ₃ （ｉｊ）３９の下限を１／２Ｆｃ（ｉｊ）とす
る必要がある。又一方で、トラップライン上の点Ｃ
₂ （ｉｊ）３８及びＣ₃ （ｉｊ）３９の上限をあまり高
周波数にすると周波数帯域４１のレスポンスの減衰に効
果がなくなるため、１．５Ｆｃ（ｉｊ）程度としておけ
ばよい。

【００３０】

【作用】上述のような構成にしておけば、内視鏡撮像装
置による体腔内等の撮像時にイメージガイドファイバの
固定パターンによる周波数スペクトルが、電気的バンド
パスフィルタ帯域や輝度信号のナイキスト周波数以上の
周波数帯域等ある周波数帯域４１に侵入することを抑制
して、モアレの発生を防止することができる。そのた
め、いかなる結像倍率においても内視鏡特有の問題であ
る、ファイバーバンドルの周波数スペクトルと固体撮像
素子との間の良好な関係を維持させることができ、モア
レが少なく解像の良い内視鏡画像を提供することができ
る。

【００３１】

【実施例】以下、図示した各実施例に基づいて本発明を
詳細に説明する。図３（Ａ），（Ｂ）は本発明の第一実
施例による光学的ローパスフィルタ４２の構成を示すも
のであり、このフィルタ４２は７枚の複屈折板４２ａ，
４２ｂ，４２ｃ，４２ｄ，４２ｅ，４２ｆ，４２ｇから
構成されている。ここで、各実施例で使用する固体撮像
素子１２は、上述の図２２で示されたようなモザイク状
の各色の色フィルタ１７，１８，１９，２０を備えたＣ
ＣＤであるものとする。この固体撮像素子１２におい
て、水平方向の画素ピッチはＰｘ＝６２．５〔μ〕，垂
直方向の画素ピッチはＰｙ＝５０．０〔μ〕とし、又二
種類の色差信号を作るのに必要な画素数を、水平方向で
はｎ＝２〔画素〕，垂直方向ではｍ＝４〔画素〕である
ものとする。

【００３２】又、色差信号に関係するサンプリングポイ
ントＦｃ（ｉｊ）については、ｉ，ｊ＝１とすると、 Ｆｃ（１１）＝（１／ｎＰｘ，１／ｍＰｙ）＝（８，５） 〔本／ｍｍ〕 と演算される。又、光学的ローパスフィルタ４２の各複
屈折板４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄ，４２ｅ，４２
ｆ，４２ｇの厚さは夫々、１８．２５ｍｍ，１０．６５
ｍｍ，１４．４５ｍｍ，１１．３５ｍｍ，１１．２０ｍ
ｍ，１０．００ｍｍ，１１．６０ｍｍになっている。
又、図３（Ｂ）に示すように、イメージガイドファイバ
束５の射出端面から見た各複屈折板４２ａ〜４２ｇの結
晶軸方向は、固体撮像素子１２の水平走査方向に対して
夫々７５°，３０°，７５°，−６０°，７５°，−６
０°，−１５°の角度となっている。

【００３３】ところで、一枚の複屈折板の空間周波数レ
スポンスは、図４に示すように、｜ｃｏｓθ｜形のＭＴ
Ｆ特性を有しており、そのカットオフ周波数４３を二次
元の周波数空間上に表示すると直線で示され、この直線
はトラップラインと呼ばれている。二次元周波数空間に
おけるトラップラインの位置は、使用する複屈折板の結
晶軸と厚さによって適当に決定することができる。図５
は、本実施例による光学的ローパスフィルタ４２の空間
周波数レスポンスを二次元周波数平面で表した図であ
る。

【００３４】図５において、複屈折板４２ａについて一
対のトラップライン４４ａ，４４ｂが存在し、同様に他
の複屈折板４２ｂ，４２ｃ，４２ｄ，４２ｅ，４２ｆ，
４２ｇにも夫々一対のトラップライン４５ａ，４５ｂ；
４６ａ，４６ｂ；４７ａ，４７ｂ；４８ａ，４８ｂ；４
９ａ，４９ｂ；５０ａ，５０ｂが存在する。そして、こ
れらの直線上で夫々レスポンスが零になることが示され
ている。光学的ローパスフィルタ４２の全体のレスポン
スは、複屈折板４２ａ乃至４２ｇの各レスポンスの積に
なるので、その大きさは図面からは直ちに明らかではな
いが、原点（ωｘ＝ωｙ＝０）におけるＭＴＦの値１か
ら各トラップライン４４ａ，ｂ乃至５０ａ，ｂに向かっ
て徐々に下降していく形状特性を有している。

【００３５】尚、この実施例の固体撮像素子１２では、
色差信号に関係するサンプリング周波数と、輝度信号の
ナイキスト周波数とが一致している。そして、光学的ロ
ーパスフィルタ４２は、図２１（Ａ）のようなイメージ
ガイドファイバ束５の射出端面を、図２２で示すような
モザイク状の色フィルタ２１を備えた固体撮像素子１２
に結像させる場合に発生する色差信号と輝度信号を分離
するための電気的バンドパスフィルタ帯域に、ファイバ
ーバンドルの固定パターンによる周波数スペクトルが侵
入して発生するモアレと、輝度信号のナイキスト周波数
以上の周波数帯域にこの周波数スペクトルが折り返し成
分として侵入することによって発生するモアレとを防止
するために、サンプリングポイントＦｃ（ｉｊ）の中か
ら、夫々原点について対称な一組２点から成る二組の４
点ＦＦｃ（ｉｊ）を以下のように選択する。 ＦＦｃ（ｉｊ）＝（８，５），（−８，−５）及び ＝（−８，５），（８，−５）

【００３６】しかも、これらの各ＦＦｃ（ｉｊ）のまわ
りには夫々３本以上のトラップラインが配設されるよう
になっている。又、各ＦＦｃ（ｉｊ）方向における各ト
ラップライン上の点Ｃ₁ （ｉｊ），Ｃ₂ （ｉｊ），Ｃ₃
（ｉｊ）は、例えば、 （１）ＦＦｃ（ｉｊ）＝（８，５），（−８，−５）方
向において、 Ｃ₁ （ｉｊ）＝０．９８ＦＦｃ（ｉｊ） Ｃ₂ （ｉｊ）＝１．１０ＦＦｃ（ｉｊ） Ｃ₃ （ｉｊ）＝０．８３ＦＦｃ（ｉｊ） と設定され、又、 （２）ＦＦｃ（ｉｊ）＝（−８，５），（８，−５）方
向においては、 Ｃ₁ （ｉｊ）＝０．８１ＦＦｃ（ｉｊ） Ｃ₂ （ｉｊ）＝１．３６ＦＦｃ（ｉｊ） Ｃ₃ （ｉｊ）＝１．２０ＦＦｃ（ｉｊ） と設定されている。

【００３７】本実施例による光学的ローパスフィルタ４
２は上述のように構成されているから、図２０の（Ａ）
又は（Ｂ）に示す内視鏡撮像装置でフィルタ１１に代え
て本実施例による光学的ローパスフィルタ４２が配設さ
れた構成において、物体Ｍを撮影する時、イメージガイ
ドファイバ束５が図２１（Ａ）に示す最密構造を有する
場合、ファイバーバンドルの固定パターンによる周波数
スペクトルが図２６の符号２７ａ，２７ｃ，２７ｄ，２
７ｆで示すような値をとることになる。この場合、光学
的ローパスフィルタ４２に関して、図５における水平方
向，垂直方向，ＦＦｃ（ｉｊ）＝（８，５），（−８，
−５）方向，ＦＦｃ（ｉｊ）＝（−８，５），（８，−
５）方向についてのＭＴＦ曲線を示すと、夫々図６の
（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）に示された特性を呈す
る。特に図（Ｃ），（Ｄ）から明らかなように、色差信
号に関係するサンプリングポイント２（或いは、本実施
例による固体撮像素子１２であればナイキスト周波数）
近傍のレスポンスはほぼ零になっており、ファイバーバ
ンドルの固定パターンによる周波数スペクトルが図２６
の符号２７ａ，２７ｃ，２７ｄ，２７ｆで示すような値
をとっても、モアレの発生を実用十分なレベルにまで抑
制させることができる。

【００３８】又、ファイバーバンドルの固定パターンに
おけるコアとクラッドの明暗差による二次の周波数成分
２８ａ〜２８ｆが、輝度信号に関係するサンプリングポ
イントと干渉して発生するモアレを抑制するために、こ
れらのサンプリングポイント３０ａ〜３０ｈの低周波側
にトラップラインが配設されている。

【００３９】又、本実施例では、図２１（Ｂ）に示すよ
うなランダム構造を有するイメージガイドファイバ束５
の射出端面を撮影するような場合を考慮して、水平方向
及び垂直方向の色差信号に関係するサンプリングポイン
ト２９ａ，２９ｄ，２９ｆ，２９ｈを二本のトラップラ
インで挟むように構成されている（図５参照）。この場
合には、前述の４点ＦＦｃ（ｉｊ）と同様に考えれば、
ＦＦｃ′（ｉｊ）＝（８，０），（−８，０）及びＦＦ
ｃ′（ｉｊ）＝（０，５），（０，−５）に着目して、
トラップライン上の点Ｃ₁ ′（ｉｊ），Ｃ₂′（ｉｊ）
は、 （１）ＦＦｃ′（ｉｊ）＝（８，０），（−８，０）方
向において、 Ｃ₁ ′（ｉｊ）＝０．９５ＦＦｃ′（ｉｊ） Ｃ₂ ′（ｉｊ）＝１．１５ＦＦｃ′（ｉｊ） と設定され、又、 （２）ＦＦｃ′（ｉｊ）＝（０，５），（０，−５）方
向においては、 Ｃ₁ ′（ｉｊ）＝０．９６ＦＦｃ′（ｉｊ） Ｃ₂ ′（ｉｊ）＝１．１８ＦＦｃ′（ｉｊ） と設定されている。

【００４０】又、図６の（Ａ），（Ｂ）から明らかなよ
うに、水平及び垂直方向の色差信号に関係するサンプリ
ングポイント近傍のレスポンスはほぼ零に減衰されてい
るので、ファイバーバンドルの固定パターンの持つ周波
数スペクトルが図２７の符号３１で示す領域の値をとっ
たとしても、モアレの発生を実用上十分なレベルにまで
抑えることができる。

【００４１】尚、図５において破線で示されたトラップ
ライン４４ｃ，４４ｄ，４５ｃ，４５ｄ，５０ｃ，５０
ｄは、夫々トラップライン４４ａ，４４ｂ，４５ａ，４
５ｂ，５０ａ，５０ｂの繰り返しによる二次のトラップ
ラインであり、別個に付け加えられたものではない。
又、図３（Ｂ）において、複屈折板の結晶軸の方向が固
体撮像素子の水平走査方向となす角度は、各複屈折板毎
に７５°，−６０°，３０°，−１５°の角度を組み合
わせたものになっているが、これは色差信号に関係する
サンプリングポイント２９ａ〜２９ｈと、輝度信号に関
係するサンプリングポイント３０ａ〜３０ｈとを同時に
透過させるようにして、水晶板の構成枚数の減少を図っ
たためである。

【００４２】上述のように本実施例によれば、イメージ
ガイドファイバ束５の固定パターンが例えば最密構造で
あっても、ランダム構造であっても、その固定パターン
による周波数スペクトルによって生じる折り返し歪みを
減少させ、モアレの発生を実使用上問題がない程度まで
抑制させることができる。

【００４３】次に本発明の第二実施例を説明する。図７
（Ａ）は、８枚の複屈折板５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５
１ｄ，５１ｅ，５１ｆ，５１ｇ，５１ｈから成る光学的
ローパスフィルタ５１を示すものである。各複屈折板５
１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄ，５１ｅ，５１ｆ，５１
ｇ，５１ｈの厚さは、使用する固体撮像素子１２の色差
信号に関係するサンプリングポイントＦｃ（１１）＝
（１／ｎＰｘ，１／ｍＰｙ）＝（８，５）〔本／ｍｍ〕
に対して、夫々１８．２５ｍｍ，１３．２５ｍｍ，１
３．２５ｍｍ，１１．３５ｍｍ，１１．２０ｍｍ，１
０．６５ｍｍ，１０．００ｍｍ，１０．００ｍｍとなっ
ている。又、イメージガイドファイバ束５の射出端面側
から見た各複屈折板５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄ，
５１ｅ，５１ｆ，５１ｇ，５１ｈの結晶軸方向は、図
（Ｂ）に示すように固体撮像素子１２の水平走査方向に
対して、夫々７５°，３０°，７５°，−６０°，７５
°，３０°，−１５°，−６０°の角度に設定されてい
る。

【００４４】図８は図７に示す光学的ローパスフィルタ
５１の空間周波数レスポンスを二次元周波数平面で表し
た図であり、第一実施例と同様に、色差信号に関係する
サンプリングポイントＦｃ（ｉｊ）のうち、原点に対称
な二組４点ＦＦｃ（ｉｊ）＝（８，５），（−８，−
５）及び（−８，５），（８，−５）に着目して、各Ｆ
Ｆｃ（ｉｊ）方向のその点の近傍に、夫々３本以上のト
ラップラインが配設されている。

【００４５】本第二実施例の場合の光学的ローパスフィ
ルタ５１の特性を、図８の水平方向，垂直方向，ＦＦｃ
（ｉｊ）＝（８，５），（−８，−５）方向，ＦＦｃ
（ｉｊ）＝（−８，５），（８，−５）方向についての
ＭＴＦ曲線によって表すと、夫々図９（Ａ），（Ｂ），
（Ｃ），（Ｄ）に示すようになる。この図から明らかな
ように、色差信号に関係するサンプリングポイント近傍
の空間周波数のレスポンスは、第一実施例よりも小さく
減衰されており、厳密な値になっている。従って、モア
レを一層少なくすることができる。

【００４６】次に本発明の第三実施例を説明する。図１
０（Ａ）は、９枚の複屈折板５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，
５２ｄ，５２ｅ，５２ｆ，５２ｇ，５２ｈ，５２ｉから
成る光学的ローパスフィルタ５２を示すものである。各
複屈折板５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄ，５２ｅ，５
２ｆ，５２ｇ，５２ｈ，５２ｉの厚みは、使用するＣＣ
Ｄの色差信号に関係するサンプリングポイントＦｃ（１
１）＝（１／ｎＰｘ，１／ｍＰｙ）＝（８，５）〔本／
ｍｍ〕に対して、夫々１０．６５ｍｍ，１１．６０ｍ
ｍ，１８．２５ｍｍ，１８．２５ｍｍ，１３．３５ｍ
ｍ，１３．２５ｍｍ，１１．３５ｍｍ，１０．００ｍ
ｍ，１２．６０ｍｍとなっている。又、イメージガイド
ファイバ束５の射出端面側から見た各複屈折板５２ａ，
５２ｂ，５２ｃ，５２ｄ，５２ｅ，５２ｆ，５２ｇ，５
２ｈ，５２ｉの結晶軸方向は、図（Ｂ）に示すように固
体撮像素子１２の水平走査方向に対して、夫々３０°，
−１５°，−６０°，７５°，−６０°，７５°，−６
０°，−１５°，３０°の角度に設定されている。

【００４７】図１１は図１０に示す光学的ローパスフィ
ルタ５２の空間周波数レスポンスを二次元周波数平面で
表した図である。本実施例では、主に図２１（Ｂ）に示
すようなイメージガイドファイバ束の射出端面を撮影す
る場合を考慮して、色差信号に関係するサンプリング周
波数２９ｂ，２９ｄ，２９ｆ，２９ｈに応じたレスポン
スを、上述の第一及び第二実施例よりも更に厳密に減衰
させるために、サンプリングポイントＦｃ（ｉｊ）のう
ち、４点ＦＦｃ（ｉｊ）＝（８，０），（−８，０）及
び（０，５），（０，−５）に着目して、各ＦＦｃ（ｉ
ｊ）方向のその近傍に、夫々３本以上のトラップライン
が配設されている。

【００４８】即ち、各Ｆｃ（ｉｊ）方向に交差するトラ
ップライン上の点Ｃ₁ （ｉｊ），Ｃ ₂ （ｉｊ），Ｃ
₃ （ｉｊ）は、 （１）ＦＦｃ（ｉｊ）＝（８，０），（−８，０）方向
において、 Ｃ₁ （ｉｊ）＝０．９７ＦＦｃ（ｉｊ） Ｃ₂ （ｉｊ）＝１．１６ＦＦｃ（ｉｊ） Ｃ₃ （ｉｊ）＝１．１５ＦＦｃ（ｉｊ） （２）ＦＦｃ（ｉｊ）＝（０，５），（０，−５）方向
において、 Ｃ₁ （ｉｊ）＝０．９３ＦＦｃ（ｉｊ） Ｃ₂ （ｉｊ）＝１．２８ＦＦｃ（ｉｊ） Ｃ₃ （ｉｊ）＝１．０８ＦＦｃ（ｉｊ） となっている。

【００４９】次に上述の構成による本第三実施例の光学
的ローパスフィルタ５２の特性を、図１１の水平方向，
垂直方向，ＦＦｃ（ｉｊ）＝（８，０），（−８，０）
方向，ＦＦｃ（ｉｊ）＝（０，５），（０，−５）方向
についてのＭＴＦ曲線によって表すと、夫々図１２
（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）に示すようになる。こ
の図（Ａ），（Ｂ）から明らかなように、色差信号に関
係するサンプリングポイント近傍の空間周波数のレスポ
ンスは、ほぼ零になっている。又、ＦＦｃ（ｉｊ）＝
（８，０），（−８，０）に対しては、色差信号と輝度
信号を分離するための電気的バンドパスフィルタによっ
て定まる周波数帯域に、輝度信号が侵入して発生する色
モアレを抑止させ、又ＦＦｃ（ｉｊ）＝（０，５），
（０，−５）に対しては、垂直信号に特有な走査線によ
るモアレの発生を抑止することができる。このため、ラ
ンダム構造のイメージガイドファイバ束の射出端面を主
に撮影する場合に最適な構成になっている。

【００５０】尚、上述の各実施例では、複屈折板の結晶
軸の方向が固体撮像素子１２の水平走査方向となす角度
を、式４５°×ｌ−１５°（但し、ｌ＝−１，０，１，
２）によって設定するように構成しているが、この角度
は、式４５°×ｌ（但し、ｌ＝−１，０，１，２）によ
って設定するようにしてもよい。

【００５１】次に本発明の第四実施例について説明す
る。図１３（Ａ）は、９枚の複屈折板５３ａ，５３ｂ，
５３ｃ，５３ｄ，５３ｅ，５３ｆ，５３ｇ，５３ｈ，５
３ｉから成る光学的ローパスフィルタ５３を示すもので
ある。各複屈折板５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄ，５
３ｅ，５３ｆ，５３ｇ，５３ｈ，５３ｉの厚みは、使用
するＣＣＤの色差信号に関係するサンプリングポイント
Ｆｃ（１１）＝（１／ｎＰｘ，１／ｍＰｙ）＝（８，
５）〔本／ｍｍ〕に対して、夫々１７．７ｍｍ，８．７
ｍｍ，１６．３５ｍｍ，８．７ｍｍ，１１．２０ｍｍ，
４．７５ｍｍ，１０．１０ｍｍ，４．７５ｍｍ，８．８
５ｍｍとなっている。又、イメージガイドファイバ束５
の射出端面側から見た各複屈折板５３ａ，５３ｂ，５３
ｃ，５３ｄ，５３ｅ，５３ｆ，５３ｇ，５３ｈ，５３ｉ
の結晶軸方向は、図（Ｂ）に示すように固体撮像素子１
２の水平走査方向に対して、夫々９０°，４５°，９０
°，−４５°，０°，−４５°，０°，４５°，９０°
に設定されている。

【００５２】図１４は図１３に示す光学的ローパスフィ
ルタ５３の空間周波数レスポンスを二次元周波数平面で
表した図である。そして、色差信号に関係するサンプリ
ングポイントＦｃ（ｉｊ）のうち、原点に対称な二組４
点ＦＦｃ（ｉｊ）＝（８，５），（−８，−５）及び
（−８，５），（８，−５）に着目して、夫々その近傍
に３本以上のトラップラインが配設されている。各ＦＦ
ｃ（ｉｊ）方向におけるトラップライン上の点Ｃ₁ （ｉ
ｊ），Ｃ₂ （ｉｊ），Ｃ₃ （ｉｊ）は、 （１）ＦＦｃ（ｉｊ）＝（８，５），（−８，−５）方
向において、 Ｃ₁ （ｉｊ）＝０．８９ＦＦｃ（ｉｊ） Ｃ₂ （ｉｊ）＝１．０６ＦＦｃ（ｉｊ） Ｃ₃ （ｉｊ）＝０．９６ＦＦｃ（ｉｊ） （２）ＦＦｃ（ｉｊ）＝（−８，５），（８，−５）方
向において、 Ｃ₁ （ｉｊ）＝０．８９ＦＦｃ（ｉｊ） Ｃ₂ （ｉｊ）＝１．０６ＦＦｃ（ｉｊ） Ｃ₃ （ｉｊ）＝０．９６ＦＦｃ（ｉｊ） となっている。

【００５３】本実施例の光学的ローパスフィルタ５３に
ついて、図１４の水平方向，垂直方向，ＦＦｃ（ｉｊ）
方向から見たＭＴＦ曲線を示すと、夫々図１５（Ａ），
（Ｂ），（Ｃ）のようになる。図（Ｃ）から明らかなよ
うに、色差信号に関係するサンプリングポイント近傍の
空間周波数のレスポンスは、ほぼ零になる。

【００５４】本実施例においても、図２１（Ｂ）のよう
なランダム構造の射出端面を有するイメージガイドファ
イバ束５に対応できるように、水平及び垂直方向のサン
プリングポイント２９ｂ，２９ｄ，２９ｆ，２９ｈを夫
々二本のトラップラインで挟み込むように構成されてい
る（図１４参照）。そして、前述のＦｃ（ｉｊ）と同様
に、水平及び垂直方向の色差信号に関係するサンプリン
グポイントＦＦｃ′（ｉｊ）＝（８，０），（−８，
０）、ＦＦｃ″（ｉｊ）＝（０，５），（０，−５）と
すると、ＦＦｃ′（ｉｊ），ＦＦｃ″（ｉｊ）方向のト
ラップライン上の点Ｃ₁ ′（ｉｊ），Ｃ₂ ′（ｉｊ），
Ｃ₁″（ｉｊ），Ｃ₂ ″（ｉｊ）は、 （１）ＦＦｃ′（ｉｊ）＝（８，０），（−８，０）に
ついて、 Ｃ₁ ′（ｉｊ）＝０．９５ＦＦｃ′（ｉｊ） Ｃ₂ ′（ｉｊ）＝１．０５ＦＦｃ′（ｉｊ） （２）ＦＦｃ″（ｉｊ）＝（０，５），（０，−５）に
ついて、 Ｃ₁ ″（ｉｊ）＝０．９６ＦＦｃ″（ｉｊ） Ｃ₂ ″（ｉｊ）＝１．０４ＦＦｃ″（ｉｊ） のように配設されることになる。

【００５５】次に、図１６（Ａ）は本発明の第五実施例
の光学的ローパスフィルタ５４を示すものであり、五枚
の複屈折板５４ａ，５４ｂ，５４ｃ，５４ｄ，５４ｅに
よって構成されている。各複屈折板５４ａ，５４ｂ，５
４ｃ，５４ｄ，５４ｅの厚さは、夫々１５．７５ｍｍ，
１４．６６ｍｍ，１８．２５ｍｍ，１４．６６ｍｍ，１
１．２５ｍｍになっている。又、図（Ｂ）において、イ
メージガイドファイバ束５の射出端面側から見た各複屈
折板５４ａ，５４ｂ，５４ｃ，５４ｄ，５４ｅの結晶軸
方向は、固体撮像素子の水平走査方向に対して、夫々９
０°，−４５°，９０°，４５°，０°の角度となって
いる。

【００５６】図１７は図１６に示す光学的ローパスフィ
ルタ５４の空間周波数レスポンスを二次元周波数平面で
表した図である。そして、色差信号に関係するサンプリ
ングポイントＦｃ（ｉｊ）のうち、原点に対称な二組４
点ＦＦｃ（ｉｊ）＝（８，５），（−８，−５）及び
（−８，５），（８，−５）に着目して、夫々その近傍
に３本以上のトラップラインが配設されている。各ＦＦ
ｃ（ｉｊ）方向におけるトラップライン上の点Ｃ₁ （ｉ
ｊ），Ｃ₂ （ｉｊ），Ｃ₃ （ｉｊ）は、 （１）ＦＦｃ（ｉｊ）＝（８，５），（−８，−５）方
向において、 Ｃ₁ （ｉｊ）＝０．６３ＦＦｃ（ｉｊ） Ｃ₂ （ｉｊ）＝１．０８ＦＦｃ（ｉｊ） Ｃ₃ （ｉｊ）＝０．９４ＦＦｃ（ｉｊ） （２）ＦＦｃ（ｉｊ）＝（−８，５），（８，−５）方
向において、 Ｃ₁ （ｉｊ）＝０．６３ＦＦｃ（ｉｊ） Ｃ₂ （ｉｊ）＝１．０８ＦＦｃ（ｉｊ） Ｃ₃ （ｉｊ）＝０．９４ＦＦｃ（ｉｊ） となっている。

【００５７】本実施例の光学的ローパスフィルタ５４に
ついて、図１７の水平方向，垂直方向，ＦＦｃ（ｉｊ）
方向についてのＭＴＦ曲線を示すと、夫々図１８
（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）のようになる。図（Ｃ）から明
らかなように、色差信号に関係するサンプリングポイン
ト近傍の空間周波数のレスポンスは、ほぼ零になる。

【００５８】本実施例においても、図２１（Ｂ）のよう
なランダム構造を有するイメージガイドファイバ束５に
対応可能なように、水平及び垂直方向のサンプリングポ
イント２９ｂ，２９ｄ，２９ｆ，２９ｈａを二本のトラ
ップラインで挟み込むように構成されている。そして、
前述のＦｃ（ｉｊ）と同様に、水平及び垂直方向の色差
信号に関係するサンプリングポイントＦＦｃ′（ｉｊ）
＝（８，０），（−８，０），ＦＦｃ″（ｉｊ）＝
（０，５），（０，−５）とすると、ＦＦｃ′（ｉ
ｊ），ＦＦｃ″（ｉｊ）方向のトラップライン上の点Ｃ
₁ ′（ｉｊ），Ｃ₂ ′（ｉｊ），Ｃ₁ ″（ｉｊ），
Ｃ₂″（ｉｊ）は、 （１）ＦＦｃ′（ｉｊ）＝（８，０），（−８，０）に
ついて、 Ｃ₁ ′（ｉｊ）＝０．９４ＦＦｃ′（ｉｊ） Ｃ₂ ′（ｉｊ）＝１．０３ＦＦｃ′（ｉｊ） （２）ＦＦｃ″（ｉｊ）＝（０，５），（０，−５）に
ついて、 Ｃ₁ ″（ｉｊ）＝０．９３ＦＦｃ″（ｉｊ） Ｃ₂ ″（ｉｊ）＝１．０８ＦＦｃ″（ｉｊ） のように配設されることになる。

【００５９】本実施例では、図１８（Ａ），（Ｂ）から
明らかなように、水平及び垂直方向の色差信号に関係す
るサンプリングポイント近傍の空間周波数のレスポンス
が零に減衰されている。

【００６０】ところで、内視鏡撮像装置において、接眼
レンズ７や結像レンズ１０のＭＴＦ特性があまり良くな
い場合には、わざわざ光学的ローパスフィルタを使用し
て高周波のレスポンスを落とす必要はない。本第五実施
例はこのような撮像装置の一例としてこのような特徴に
対応せしめたものであり、第一実施例と異なって、輝度
信号に関係するサンプリングポイントの低周波側にトラ
ップラインを配設していない。そして本実施例では、複
屈折板の枚数の削減も考慮して、色差信号に関係するサ
ンプリングポイント近傍の空間周波数のレスポンスのみ
を小さくし得るように、必要最低限の構成にしている。

【００６１】尚、上述の各実施例では、光学的ローパス
フィルタを構成する複数の複屈折板として、水晶板を用
いたが、これに限定されることなく多面体やレンチキュ
ラーレンズ等を含む構造にしても良く、或いは方解石や
液晶ポリマー等他の複屈折材料を用いてもよい。又、光
学的ローパスフィルタを構成し得る水晶フィルターの一
部を結像レンズ中や、イメージガイド直後に配置するよ
うにしてもよい。又、３板式カラーカメラ等のように、
色差信号に関係するサンプリングポイントと輝度信号に
関係するサンプリングポイントとが同一である場合に
は、Ｆｙ（ｉｊ）＝Ｆｃ（ｉｊ）となることはいうまで
もない。

【００６２】

【発明の効果】上述のように、本発明に係る内視鏡撮像
装置は、色差信号に関係するサンプリングポイントＦｃ
（ｉｊ）のうちの、原点に対して対称な任意の二組４点
をＦＦｃ（ｉｊ）とした場合、これらの点の周りに配置
される少なくとも３本のトラップライン上の点Ｃ₁ （ｉ
ｊ），Ｃ₂ （ｉｊ），Ｃ₃ （ｉｊ）が、点ＦＦｃ（ｉ
ｊ）に関する所定の条件を満たすようにしたから、イメ
ージガイドファイバ束の固定パターンによって生じる折
り返し歪みを減少させて、モアレの発生を実使用に問題
がない程度まで抑制させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による光学的ローパスフィルタに関し、
二次元空間周波数平面におけるサンプリングポイントＦ
Ｆｃ（ｉｊ）の１点とトラップライン上の点Ｃ₁ （ｉ
ｊ），Ｃ₂ （ｉｊ），Ｃ₃ （ｉｊ）との関係を示す図で
ある。

【図２】夫々空間周波数レスポンスを示す図であって、
（Ａ）は従来の光学的ローパスフィルタのＭＴＦ特性，
（Ｂ），（Ｃ）は図１に対応するＦＦｃ（ｉｊ）方向の
ＭＴＦ特性を段階的に減衰させて示す図である。

【図３】本発明の第一実施例の光学的ローパスフィルタ
を示すものであって、（Ａ）は略平面図、（Ｂ）は個々
の複屈折板の結晶軸方向を示す図である。

【図４】一枚の複屈折板の空間周波数レスポンスを示す
図である。

【図５】光学的ローパスフィルタの空間周波数レスポン
スを二次元周波数平面で示す図である。

【図６】（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）は、夫々図５
の水平方向，垂直方向，ＦＦｃ（ｉｊ）＝（８，５），
（−８，−５）方向，ＦＦｃ（ｉｊ）＝（−８，５），
（８，−５）方向におけるＭＴＦ曲線である。

【図７】本発明の第二実施例の光学的ローパスフィルタ
を示すものであって、（Ａ）は略平面図、（Ｂ）は個々
の複屈折板の結晶軸方向を示す図である。

【図８】光学的ローパスフィルタの空間周波数レスポン
スを二次元周波数平面で示す図である。

【図９】（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）は、夫々図８
の水平方向，垂直方向，ＦＦｃ（ｉｊ）＝（８，５），
（−８，−５）方向，ＦＦｃ（ｉｊ）＝（−８，５），
（８，−５）方向についてのＭＴＦ曲線である。

【図１０】本発明の第三実施例の光学的ローパスフィル
タを示すものであって、（Ａ）は略平面図、（Ｂ）は個
々の複屈折板の結晶軸方向を示す図である。

【図１１】光学的ローパスフィルタの空間周波数レスポ
ンスを二次元周波数平面で示す図である。

【図１２】（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）は、夫々図
１１の水平方向，垂直方向，ＦＦｃ（ｉｊ＝（８，
５），（−８，−５）方向，ＦＦｃ（ｉｊ）＝（−８，
５），（８，−５）方向についてのＭＴＦ曲線である。

【図１３】本発明の第四実施例の光学的ローパスフィル
タを示すものであって、（Ａ）は略平面図、（Ｂ）は個
々の複屈折板の結晶軸方向を示す図である。

【図１４】光学的ローパスフィルタの空間周波数レスポ
ンスを二次元周波数平面で示す図である。

【図１５】（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は、夫々図１４の水
平方向，垂直方向，ＦＦｃ（ｉｊ方向からみたＭＴＦ曲
線である。

【図１６】本発明の第五実施例の光学的ローパスフィル
タを示すものであって、（Ａ）は略平面図、（Ｂ）は個
々の複屈折板の結晶軸方向を示す図である。

【図１７】光学的ローパスフィルタの空間周波数レスポ
ンスを二次元周波数平面で示す図である。

【図１８】（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は、夫々図１７の水
平方向，垂直方向，ＦＦｃ（ｉｊ方向についてのＭＴＦ
曲線である。

【図１９】従来の光学的ローパスフィルタの一次元の空
間周波数レスポンスを示す図である。

【図２０】（Ａ），（Ｂ）は夫々内視鏡撮像装置の構成
を示す図である。

【図２１】（Ａ），（Ｂ）は夫々イメージガイドファイ
バのファイバーバンドルの固定パターンを示すものであ
り、（Ｃ），（Ｄ）は夫々（Ａ），（Ｂ）のファイバに
ついて明暗の差が激しい固定パターンを示す図である。

【図２２】固体撮像素子の受光領域及び色差信号を得る
ためのフィルターの固定パターンを示す部分斜視図であ
る。

【図２３】一般的な被写体の周波数スペクトルを示す図
である。

【図２４】ファイバーバンドルの射出端面に現れる物体
像を固体撮像素子上に再結像させる結像レンズの空間周
波数レスポンスを示す図である。

【図２５】（Ａ）は理想的なＭＴＦ特性を示す図、
（Ｂ）は実現し得る最適なＭＴＦ特性を示す図である。

【図２６】図２１（Ａ）に示すファイバーバンドルの固
定パターンによる周波数スペクトルと固体撮像素子のサ
ンプリングポイントとが二次元周波数平面上に示された
図である。

【図２７】図２１（Ｂ）に示すファイバーバンドルの固
定パターンによる周波数スペクトルと固体撮像素子のサ
ンプリングポイントとが二次元周波数平面上に示された
図である。

【図２８】（Ａ）は輝度信号に関係する固体撮像素子の
サンプリングポイントを示す図、（Ｂ）は色差信号に関
係する固体撮像素子のサンプリングポイントを示す図で
ある。

【図２９】（Ａ），（Ｂ）は夫々固体撮像素子の異なる
画素配列を示す図である。

【符号の説明】

５ イメージガイドファイ
バ束 １２ 固体撮像素子 ３３ 点ＦＦｃ（ｉｊ） ３４，３５，３６ トラップライン ３７ 点Ｃ₁ （ｉｊ） ３８ 点Ｃ₂ （ｉｊ） ３９ 点Ｃ₃ （ｉｊ） ４２，５１，５２，５３，５４ 光学的ローパスフィル
タ

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 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、光学的ローパスフィルタを通して固体
   撮像素子で離散的に空間サンプリングするようにした撮
   像装置において、二次元周波数空間上における前記固体
   撮像素子の色差信号に関係するサンプリングポイントＦ
   ｃ（ｉｊ）の中で、原点に対して対称な２点を一組とし
   て任意の二組の４点をＦＦｃ（ｉｊ）とした場合、前記
   光学的ローパスフィルタによるトラップラインは、各Ｆ
   Ｆｃ（ｉｊ）の周囲に少なくとも３本配置され、しかも
   各トラップラインは、各ＦＦｃ（ｉｊ）方向における各
   トラップライン上の点を夫々Ｃ₁ （ｉｊ），Ｃ₂ （ｉ
   ｊ），Ｃ₃ （ｉｊ）とした場合、 １／２｜ＦＦｃ（ｉｊ）｜＜｜Ｃ₁ （ｉｊ）｜＜｜ＦＦｃ（ｉｊ）｜ ｜ＦＦｃ（ｉｊ）｜＜｜Ｃ₂ （ｉｊ）｜＜１．５｜ＦＦｃ（ｉｊ）｜ １／２｜ＦＦｃ（ｉｊ）｜＜｜Ｃ₃ （ｉｊ）｜＜１．５｜ＦＦｃ（ｉｊ）｜ 成る条件を満足する前記光学的ローパスフィルタを備え
   たことを特徴とする内視鏡撮像装置。但し、前記固体撮
   像素子のｘ軸方向の画素ピッチをＰｘ，ｙ軸方向の画素
   ピッチをＰｙとし、色フィルタによって選択された光の
   波長に応じた信号から二種類の色差信号を作るのに必要
   な画素数をｘ軸方向についてはｎ画素，ｙ軸方向につい
   てはｍ画素とした時、二次元周波数空間上における色差
   信号に関係するサンプリングポイントＦｃ（ｉｊ）は、 Ｆｃ（ｉｊ）＝（ｉ／ｎＰｘ，ｊ／ｍＰｙ） （但し、ｉ，ｊは共に整数） で表されるものとする。