JPH02119005A

JPH02119005A - 照明装置

Info

Publication number: JPH02119005A
Application number: JP63270786A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Nishimura; 茂西村
Original assignee: Fuji Photo Optical Co Ltd
Current assignee: Fujinon Corp
Priority date: 1988-10-28
Filing date: 1988-10-28
Publication date: 1990-05-07

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

［産業上の利用分野］本発明は、医療用、工業用として用いられる電子内視鏡
装置等において、観察対象部に照明光を照射するための
照明装置に関するものである。（従来の技術ｌ医療用や工業用として用いられる電子内視鏡装置は、内
視鏡本体と、プロセッサと、デイスプレィ装置とを備え
、内視鏡本体における挿入部を人体等の内部に挿入して
、プロセッサに内蔵した照明装置から観察対象部に向け
て照明光を照射し、当該観察対象部からの反射光をＣＣ
Ｄ等の撮像素子によって光電変換することにより画像信
号を形成するようになし、このようにして得た画像信号
な撮像素子から読み出してプロセッサに伝送し、該プロ
セッサおいて信号処理を行った上でデイスプレィ装置に
当該観察対象部の像をカラー表示するようにしている。ここで、内視鏡本体の挿入部の細径化を図るために、１
枚の撮像素子を用い、しかもその解像度を向上させるた
めに、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）の各色の画像を
それぞれフィールド毎に形成して、これらを重ね合せる
ことによって画像を表示する、所謂面順次、方式で撮像
素子を駆動するようにしたものか用いられる。このように、面順次方式で撮像するためには、観察対象
部に向け°Ｃ照射される照明光を、フィルタを介するこ
とによって、Ｒ，Ｇ、Ｂの３色に分解して、各色による
照明光を時分割して照射するようにしなければならない
。このために、ＲｌＧ、Ｂの各色の波長領域光を透過さ
せるフィルタ域を有する回転カラーホイールを用い、こ
の回転カラーホイールを光源からの照明光の光路に介在
させるようにしたものが用いられている。［発明が解決しようとする問題点ｌここて、例えば白い物体なＲ，Ｇ、Ｈの各照明光て照射
して撮像素子により光電変換したときに、各フィールド
の画像信号の振幅か同じになっていなければならず、そ
れぞれの信号に振幅差があると、デイスプレィ装置に画
像を表示したときに、その色の再現性か悪くなる。ところで、前述した回転カラーホイールにおける各色の
フィルタはそれぞれ光透過率が異なる。即ち、青フィルタは最も透過光量が少なく、緑フィルタ
、赤フィルタの順に透過光量か多くなる。また、撮像素
子の波長に対する感度にも差があり、撮像素子として、
例えばＣＯＤを用いた場合においては、このＣＯＤは近
赤外光付近の波長に対する感度か最も高く、このために
、赤のフィールドにおける画像信号は全体として青のそ
れより信号振幅か高くなる。さらに、照明光の色温度等
によっても各フィールドの画像信号の振幅に影響を与え
ることになる。前述した点を考慮して、画質の向上、特に色の再現性を
良好ならしめるために、回転カラーホイールにおける各
色のフィルタ域の面積に差を持たせる等によって、各色
の照明光の光量の調整を行うようにしたものは知られて
いる。しかしながら、このように各フィルタ域の面積に
差を持たせる構成を採用しても、必ずしも厳格な光量バ
ランスの調整を行うには十分ではなかった。本発明は叙上の点に鑑みてなされたものであって、その
目的とするところは１面順次方式による撮像システムに
おいて、極めて正確に色の再現を行うことかできるよう
にした照明装置を提供することにある。［問題点を解決するための手段１前述した目的を達成するために、本発明は、回転カラー
ホイールに設けた各フィルタ域を検出するための位置検
出手段と、該位置検出手段からの信号に基づいて、前記
各フィルタ域に応じて前記光源の発光光量を調整する光
源光量調整手段とを備える構成したことをその特徴とす
るものである。［作用ｌこのような構成を採用することによって、各フィルタ域
におけるフィルタ特性、撮像素子の感度特性、照明光の
色温度等に応じて、光源光量調整手段によって容易に、
しかも正確に照明光の光陽バランスの調整を行うことか
できるようになる。従って、撮像素子における各フィー
ルドの出力信号の波形が極めて正確にバランスするよう
に補正することがてきるようになり、画像における色の
再現性を著しく改善することとかできる。また、例えば
感度の低い青の画像フィールドにおいては、光量を増大
させるように制御することかできるようになるので、撮
像素子における出力信号のＳ／Ｎか良好となり、全体と
して画質の向上も図ることができる。［実施例１以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。まず、第１図は面順次方式の撮像システム全体の概略構
成を示す。図中において、１は照明ランプを示し、該照明ランプ１
は白色発光するものが用いられる。この照明ランプ１か
ら照射される照明光は、絞り２゜集光レンズ３１回転カ
ラーホイール４を介してライトガイド５に入射され、該
ライトガイド５の出射端から観察対象部０に向けて照明
光を照射することができるようになっている。そして、
この観察対象部Ｏからの反射光は対物レンズ６を介して
ＣＣＤ７に入射されて、該ＣＣＤ７により光電変換され
るようになっている。さらに、この画像信号は増幅器８
により増幅されて、画像信号処理回路９で信号処理され
て、Ｒ，Ｇ、Ｂの各画像をデイスプレィ装５７１Ｇによ
ってカラー画像として表示することがてきるようになっ
ている。ここで、前述した撮像システムにおいては、面順次方式
によって、Ｒ，Ｇ、Ｂの各色の画像をフィールド毎に電
気信号化するようにしており、このために、照明ランプ
１から照射される照明光の光路に臨む回転カラーホイー
ル４は、第２図に示したように１等分な角度をもって３
つの扇形のフィルタ域４８〜４ｃが形成されている。こ
れら各フィルタ域のうち、フィルタ域４ａは赤色の波長
領域光のみを透過させるＲフィルタ域、フィルタ域４ｂ
は緑色の波長領域光のみを透過させるＧフィルタ域、さ
らにフィルタ域４Ｃは青色の波長領域光のみを透過させ
るＢフィルタ域となっている。そして、この回転カラー
ホイール４はモータ１１によって回転駆動せしめられる
ようになっている。このように１回転カラーホイール４を回転させることに
より、観察対象部Ｏに向けてＲ，Ｇ、Ｂの各色による照
明が行われることになって、ＣＣＤ７によってこれら各
色の画像信号を形成することができるようになる。ところで、照明ランプ１の光量を一定としたときにおい
て、白のパターンを撮像したときに、第３図（ａ）で示
したように、ＣＣＤ７におけるＢ、Ｇ、Ｒの各フィール
ドの出力波形か揃っていなければならないが、前述した
各フィルタ域４８〜４ｃのフィルタ特性やＣＣＤ７の感
度特性、さらに照明光の色温度の影響等によって、ＣＣ
Ｄ７の出力波形は不揃いとなり、第３図（ｂ）で示した
ように、Ｂフィールドの信号振幅が最も低くなり、次い
でＧフィールド、Ｒフィールドの順に信号振幅が高くな
る。従って、このまま画像の再生を行うと、色の再現性
が損なわれることになる。本発明においては、照明ランプｌにおける照明光の光量
を調整することによって、ＣＣＤ７の光電変換による出
力信号のバランスが取れるように補正するようにしてい
る。そこで、次にこの照明光の光量調整する機構につい
て説明する。まず、Ｒ，Ｇ、Ｈの各フィールド毎に照明光の光量を調
整するために１回転カラーホイール４の各フィルタ域４
ａ〜４Ｃの位置を検出する位置検出手段か設けられてい
る。この位置検出手段は、回転カラーホイール４に設け
た位置インデックス１２と、この位置インデックス１２
の移動軌跡に対面するように設けたインデックス検出器
１３とから構成される。このインデクス検出器１３から
は、第３図（Ｃ）に示したように、Ｒ，Ｇ、Ｂの各照明
開始時を検出するインデックス信号が出力されるように
なっている。そして、インデックス検出器１３からのインデックス信
号は照明時間設定器１４に入力されるようになっている
。この照明時間設定器１４はインデックス信号に基づい
て第３図（ｄ）に示したように各色の照明時間の間隔を
設定する方形波を発生させることがてきるようになって
いる。さらに、この照明時間設定器１４から出力される
Ｒ、Ｇ、Ｂの各照明時間に関する信号Ｒ，Ｇ、Ｂは、光
量レベル調整器１５に入力されるようになっている。該
光量レベル調整器１５には、レベル設定器１６Ｒ，１６
Ｇ。１６Ｂが接続されており、これら各レベル設定器１６Ｒ
，１６Ｇ、　１６Ｂによって設定されたレベルに応じて
、第３図（ｅ）に示したように、Ｒ，Ｇ、Ｂの各照明を
行う際における照明光の光量の調整を行う階段波状の光
量レベル調整信号が出力されて、照明ランプ１の駆動を
制御する電源１７の電圧値または電流値を変化させて、
Ｒ，Ｇ、Ｂの各波長領域光による照明光の光量を、Ｒが
最小で、Ｇ、Ｈの順に大きくなるように変化させるよう
になっている。なお、第１図において、１８は自動光量制御回路、１９
は絞り駆動手段をそれぞれ示し、ＣＣＤ７から出力され
る画像信号に含まれる輝度信号に基づいて絞り２による
絞り量を可変ならしめることにより、照明光の全体光量
を変化させることかできるようになっている。前述のように構成されるものであって、次にその作用に
ついて説明する。まず、レベル設定器１６Ｒ，１６Ｇ、　１６Ｂにおいて
、Ｒ，Ｇ、Ｂの各色の照明光の光量レベルを、例えば白
のパターンを撮像したときに、Ｒ，Ｇ。Ｂの波形が第３図の（ａ）に示したように、それぞれほ
ぼ一致する状態となって、画像の色が最も忠実に再現す
ることができるように予め設定しておく。而して、前述
したレベル設定器１６Ｒ９１６Ｇ、　１６Ｂにおける光
量のレベルを適宜調整可能としておけば、光量の調整を
より正確かつ微細に行うことかできるようになる。そこで、ライトガイド５の先端を観察対象部Ｏの位置に
まで導き、照明ランプ１から照明光を照射すると共に、
モータ１１を作動させることによって回転カラーホイー
ル４を回転させる。これによって、照明ランプ１から照
射される照明光は、回転カラーホイール４の回転によっ
て、Ｒフィルタ域４ａか光路に臨んたときには、赤色の
波長領域光か、Ｇフィルタ域４ｂが光路に臨んだときに
は、緑色の波長領域光が、さらにＢフィルタ域４Ｃか光
路に臨んだときには、青色の波長領域光か観察対象部Ｏ
に照射され、このＲ，Ｇ、Ｂの各色の照明をｌサイクル
Ｔとして順次繰り返して照射されることになる。この結
果、Ｒ，Ｇ、Ｈの各フィールドの画像信号がＣＣＤ７に
よって形成され、この各画像信号は増幅器８を経て画像
信号処理回路９に入力されて、該画像信号処理回路９に
よって信号処理され、デイスプレィ装置１０に観察対象
部Ｏの画像をカラー表示することができるようになる。ここで、Ｒフィルタ域４ａか光路に臨んでいるときには
インデックス検出器１３からのインデックス信号か照明
時間設定器１４に入力されて、該照明時間設定器１４か
ら光量レベル調整器１５に赤色による照明の開始から終
了までの間の時間の信号が入力され、この光量レベル調
整器１５からの光量レベル信号が電源１７に入力されて
、該電源１７の電圧または電流値を下げて、低い光量レ
ベルのての照明か行われるように調整される。また、Ｇ
フィルタ域４ｂか光路に臨んだときには、インデックス
検出器１３からのインデックス信号に基づいてその照明
時間分たけ光量レベル調整器１５から光量レベル信号か
出力され、この光量レベル信号により電源１７か制御さ
れて、光源光量のレベルなＲフィルタ域４ａを介すると
きより大きくする。さらに、Ｂフィルタ域４ｃか光路に
臨んたときには、前述と同様にして、この照明時間分だ
け最大の光量で照明することができるように、電源１７
の出力値を上７させる。このように、Ｒ，Ｇ、Ｂの各色のフィールド毎に照明光
の光量を段階的に変化させるようにすることによって、
各色のフィルタ特性や、撮像素子としてのＣＣＤ７の感
度特性、さらに照明光の色温度の影響等があるにも拘ら
ず、ＣＣＤ７の出力信号の波形をバランス良く調整する
ことかできるようになり、デイスプレィ装置１０に表示
されるカラー画像における色の再現性が極めて良好とな
る。また、最も感度の劣る青色フィールドにおける画像
を形成するときにおいては、照明光を大きくするように
調整しているので、ＣＣＤ７からの出力信号の振幅を全
体として大きくすることができ、Ｓ／Ｎが良好となり、
画質の向上が図れる。

【発明の効果】

以上説明したように１本発明によれば、照明光の光路に
臨むように設けられる回転カラーホイールにおける各フ
ィルタ域を位置検出手段によって検出し、この位置検出
手段からの信号に基づいて、光源光量調整手段によって
、これら各フィルタ域に応じて光源の発光光量を調整す
る構成としたので、撮像素子の出力信号のバランスが良
好となり、表示されるカラー画像の色再現性が極めて良
好となる等の諸効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る照明装置を組み込んだ面順次方式
の撮像システム全体の概略構成説明図、第２図は回転カ
ラーホイールの説明図、第３図は各部の出力信号を示す
線図であって、（ａ）は光源光量の調整を行った状態で
のＣＯＤの出力波形、（ｂ）は光源光量を調整を行わな
い状態でのＣＣＤの出力波形、（Ｃ）はインデックス検
出器の出力信号、（ｄ）は照明時間設定器の出力信号、
（ｅ）は光量レベル調整器の出力信号である。ｌ　：照明ランプ、４　：回転カラーホイール、４ａ：
Ｒフィルタ域、４ｂ：Ｇフィルタ域、４ｃ：Ｂフィルタ
域、７：ＣＣＤ、９：画像信号処理回路、ｌＯ：デイス
プレィ装置、１２：位置インデックス、１３：インデッ
クス検出器、１４：照明時間設定器、１５：光量レベル
調整器、１６Ｒ，１６Ｇ、　１６Ｂ　ニレベル設定器、
１７：電源。第図手続補正書平成元年　１月２６日

Claims

【特許請求の範囲】

　光源からの照明光を、複数のフィルタ域を有する回転
カラーホィールを介して照射するようにした照明装置に
おいて、前記回転カラーホィールに設けた各フィルタ域
を検出するための位置検出手段と、該位置検出手段から
の信号に基づいて、前記各フィルタ域に応じて前記光源
の発光光量を調整する光源光量調整手段とを備える構成
したことを特徴とする照明装置。