JPH02119006A - 面順次方式撮像システムの照明装置 - Google Patents

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、電子内視鏡等において、観察対象部のカラー
画像を面順次方式で形成するための面順次方式撮像シス
テムの照明装置に関するものである。 【従来の技術１ 医療用、工業用等として用いられる内視鏡は。 近年、その挿入部の先端にＣＣＤ等からなる固体撮像素
子を設けてなる電子内視鏡が用いられるようになってき
ている。ここて、内視鏡の挿入部は可及的に細径化する
必要かあることから、この挿入部の先端には１枚の撮像
素子を設け、しかもこの１枚の撮像素子によって鮮明な
画像を得るために、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）から
なる３色の画像を各フィールド毎に光電変換する面順次
方式によって、画像データを形成し、これら各色の画像
データの信号処理を行って、デイスプレィ画面上に重ね
合せてカラー表示するのが一般的である。 このように、Ｒ，Ｇ、Ｂの各色の画像データを得るには
、白色光による照明を行う光源からの光路に、Ｒ，Ｇ、
Ｂの各波長領域光を透過させる３つの色フィルタ部を備
えた回転フィルタディスクを介在させて、これら各波長
領域の照明光を順次繰り返し観察対象部に向けて照射す
るようにしている。また、これらＲ，Ｇ、Ｂ各色の画像
データの外に、近赤外光（ＩＲ）の画像データを形成す
るために、前述した各フィルタ部に加えてＩＲフィルタ
部を設けて、このＩＲ両画像デイスプレィ画面上に表示
することかできるようにしたものも知られている。この
ようにＩＲ両画像表示すると、例えば病変部の位置や形
状等に関する情報が得られるので、内視鏡を用いて検査
・診断を行う上て極めて都合が良い。 ［発明か解決しようとする問題点］ ところで、光源からの照明光の光量を一定としたときに
おいて、前述した各色フィルタ部を透過する光の光量は
一様ではない。即ち、赤色フィルタ部を透過する光の光
量が最大で、次に緑色フィルタ部を透過する照明光の光
量、青色フィルタ部を透過する照明光の光量の順に透過
光量が低下する。また、ＩＲフィルタ部の透過光量は赤
色フィルタ部より大きい。このために、単一の撮像素子
において、これらの画像を光電変換したときに、各フィ
ールドの画像信号における信号振幅に差か出ることにな
る。従って、この状態のまま再生すると、例えば白いパ
ターンの画像が赤味がかった状態となる等忠実な画像再
生か損なわれるので、各フィールドの画像信号間の補正
を行わなければならず、このために、画像信号処理が困
難となるたけでなく、タイナミックレンジが小さくなっ
て画質の向上を図ることがてきない等の問題点かある。 本発明は叙」−の点に鑑みてなされたちのてあって、そ
の目的とするところは、観察対象部に対する各色による
照明をバランス良く行うことかできる面順次方式撮像シ
ステムの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、照明用光源
からの光を回転フィルタディスクを介して観察対象部を
照明することにより、面順次方式でカラー画像を発生さ
れるものであって、このフィルタディスクを構成する各
フィルタ部のうち、少なくともその一部のフィルタ部に
当該のフィルタ部における透過光量を調整するための光
減衰部を対設する構成としたことをその特徴とするもの
である。 ［作用１ 前述した構成を採用することによって、フィルタディス
クの各フィルタ部における照明光の透過光量の差に対応
させて、透過光量が均一となるように補正することがで
きて、バランスの良い照明を行うことができるようにな
る。従って、撮像素子において光電変換される際に各色
のフィールドの画像信号における振幅差が出るのを抑制
することができるようになり、容易に高画質の再生画像
か得られるようになる。 ［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図乃至第３図は本発明の第１の実施例を示す
もので、第３図において本発明に係る照明装置の全体構
成を示す。 図中において、ｌＯは光源装置、１１は照明光を伝送す
るライトガイドをそれぞれ示し、光源装置１０内には可
視領域の波長で発光する発光ランプ等からなる光源１２
が設けられると共に、該光源１２からライトガイド１１
の入射端に至る照明光の光路の途中には、フィルタ装ｊ
ｌ１３が介装されている。このフィルタ装置ｉ１３は、
２枚の回転フィルタディスク１４、　Ｉｓから構成され
る。そして、これら各フィルタディスク１４．１５は、
モータ１６によって回転駆動せしめられるようになって
いる。 ここて、フィルタディスク１４．１５は、ｉ１図（ａ）
、（ｂ）に示したように構成される。即ち、第１のフィ
ルタディスク１４には、それぞれ中心角が１２０６の扇
形となった３つの区画部１４ａ〜１４ｃが形成されてお
り、第１の区画部１４ａは透明ガラス等のように、フィ
ルタ効果を有しない全光透過部で、第２の区画部１４ｂ
は赤色の波長領域光のみを透過させる赤フィルタ部、第
３の区画部１４ｃは緑色の波長領域光のみを透過させる
緑フィルタ部で構成されている。また、第２のフィルタ
ディスク１５にも、それぞれ中心角が１２１１”の扇形
となった３つの区画部１５ａ〜１５ｃが設けられており
、第１の区画部１５ａは青色の波長領域光のみを透過さ
せる青フィルタ部となっており、また第２の区画部ｔｓ
ｂ及び第３の区画部１５ｃは光減衰部を構成するもので
あって、ＮＤフィルタ　にュートラル・デンシティ・フ
ィルタ）を蒸着等の手段で形成するようにしている。そ
して、第２の区画部ｔｓｂは高濃度ＮＤフィルタ部、第
３の区画部Ｌ５ｃは低濃度ＮＤフィルタ部となっている
。 このように構成されるフィルタ装置１３の第１゜第２の
フィルタディスク１４．１５は、それぞれ全光透過部１
４ａと青フィルタ部１５ａ、赤フィルタ部１４ｂと高濃
度ＮＤフィルタ部１５ｂ、及び緑フィルタ部１４ｃと低
濃度ＮＤフィルタ部１５ｃとを対面させた状態にして、
光源側に第１のフィルタディスク１４が位置し、ライト
ガイドｌｌ側に第２のフィルタディスク１５が位置する
ようにしてモータ１６に接続させて、該モータ１６を作
動させることによって、両フィルタディスク１４．　Ｉ
ｓを同期して回転させることができるようになっている
。従って、光源１２からの照明光の光路りに、第２のフ
ィルタディスク１５における青フィルタ部１５ａが臨ん
だときには、青色の波長領域光が透過し、第１のフィル
タディスク１４の赤フィルタ部１４ｂ、緑フィルタ部１
４ｃが光路りに臨んだときには、それぞれ赤色の波長領
域光、緑色波長領域光がそれぞれ透過することになる。 ところで、光源Ｉ２からの照明光が赤フィルタ部１４ｂ
　、緑フィルタ部１４ｃ及び青フィルタ部１５ａを通過
する透過光量は同一てはない。即ち、青フィルタ部１５
ａを透過する照明光のスペクトル強度は第２図（ａ）と
なり、緑フィルタ部１４ｃを透過する照明光は同図（ｂ
）に点線で示したスペクトル強度を有する。また、赤フ
ィルタ部１４ｂを透過する照明光のスペクトル強度は同
図（ｃ）に点線で示したようになる。然るに、赤フィル
タ部１４ｂが光路りに臨むときには、高濃度ＮＤフィル
タ部１５ｂも光路りに臨むことになるからフィルタ装置
１３を透過する照明光は、該高濃度ＮＤフィルタ部１５
ｂによって減衰せしめられてその光量が低下する。また
、緑フィルタ部１４ｃが光路りに臨むときには、低濃度
ＮＤフィルタ部１ｓｃも光路りに臨むようになるので、
フィルタ装置１３を透過する照明光が減衰してその光量
が低下する。そこで、これら各ＮＤフィルタ部１５ｂ、
１５ｃの濃度を調整してそれらの光減衰率が、ｔｆＳ２
図（ｂ）及び（Ｃ）に実線て示したように、それぞれ青
フィルタ部１４ａを透過する照明光の光量とほぼ同じと
なるように設定している。 さらに、これら第１．第２のフィルタディスク１４、　
Ｉｓは、前述した如く、両者を同期して回転させること
がてきると共に、第２のフィルタディスク１５を第１の
フィルタディスク１４に対して所定角度たけ相対回転さ
せることかできる構造となっている。即ち、モータ１Ｇ
の回転＠１７には第２のフィルタディスク１５が直接連
結されており、第１のフィルタディスク１４は従動筒体
１８に取り付けられている。そして、該従動筒体１８に
はばね１９が作用しており、このばね１９によって、従
動筒体１８は、第３図に矢印Ａて示した方向に付勢され
て、該従動筒体１７は回転軸１７と係合して、モータ１
６を作動させたときに、両者は同期して回転するように
なる。また、ソレノイド等のアクチュエータ　（図示せ
ず）により同図に矢印Ｂて示した方向にスライド変位さ
せたときには、従動筒体１８と回転軸１７どの間の係合
が解除されて、モータ１６を作動させると、回転軸１７
だけか回転して従動筒体１８は非回転状態となり、この
結果、第２のフィルタディスクＩ５は回転するが、第１
のフィルタディスク１４は静止状態となる。 また、フィルタ装置１３を構成する各フィルタディスク
１４．１５の回転制御を行うために、モータ１６はモー
タ駆動制御回路２０と接続されており、該モータ駆動制
御回路２０からの信号に基づいてその駆動か制御される
ようになっている。さらに、両フィルタディスク１４．
　Ｉｓを同時に回転している状態から、その回転を停止
させる時においては、常に一定の位置、即ち第１のフィ
ルタディスク１５における全光透過部１４ａと、第２の
フィルタディスク１５における青フィルタ部１５ａとか
光路りに臨む位置で停止するようにしている。このため
に、第１のフィルタディスク１４には位置インデックス
２１か設けられており、この位置インデックス２１を検
出するために、該位置インデックス２１の回転軌跡に対
面するように、検出センサ２２が配設されている。 このように構成することによって、モータ駆動制御回路
２０からモータ１６に対して停止信号か出力されると、
フィルタディスク１４に設けた位置インデックス２１か
検出センサ２２により検出されたときに、フィルタ装置
１３か停止することになる。そこて、白色照明を行う場
合においては、この停止Ｆ状態から、従動筒体１８と回
転軸１７との係合を離脱させて、モータ１６によって第
２のフィルタディスク１５のみを１２０’回転させる。 これによって、低濃度ＮＤフィルタ部１５ｃか光路りに
臨むことになるので、白色照明が可能となる。 而して、フィルタ装置１３の第１．第２のフィルタディ
スク１４．１５は、それぞれ全光透過部１４ａと青フィ
ルタ部１５ａ、赤フィルタ部１／Ｉｂと高濃度ＮＤフィ
ルタ部１５ｂ、及び緑フィルタ部１４ｃと低濃度ＮＤフ
ィルタ部１５ｃとを対面させた状態に保持しておき、光
ｌ５Ｉ１２の発光を行わせる。これによって、観察対象
部には、Ｒ，Ｇ、Ｂの各波長領域による照明光か順次繰
り返して照射されることになる。そして、撮像素子によ
り当該１ｌＩｌｌ寮対象部の像を光電変換することによ
って、この観察対象部におけるＲ、Ｇ、Ｂの各色の画像
データを形成することができる。そこで、これらの各フ
ィールドにおける画像データの信号処理を行って相互に
重ね合せて、デイスプレィ画面りに表示することができ
るようになる。 ところで、Ｒ，Ｇ、Ｂの各波長午域における照明光の光
量は、赤フィルタ部１４ｂを通過する際には高濁度ＮＤ
フィルタ部１５ｂにより、また緑フィルタ部１４ｃを通
過する際には低濃度ＮＤフィルタ部１５ｃにより減衰せ
しめられるので、均一な光量となるように調整される。 従って、観察対象部における各色の画像をバランス良く
撮像することがてきるようになり１画像処理部における
信号処理の簡略化を図ることができ、再生画像の画質が
向上する。 次に、第４図及び第５図は本発明の第２の実施例を示す
もので１本実施例においては、Ｒ，Ｇ。 Ｂの各波長領域光たけでなく、赤外光（ＩＲ）の照明を
行うことができるようにしたものを示す。 而して、この場合においては、光源としては、可視領域
と共に赤外領域の波長で発光するランプ等を用い、フィ
ルタ装置を構成する第１．第２のフィルタディスク３１
．３２を第４図に示したように構成する。 即ち、フィルタディスク：ｌｌ、　３２をそれぞれ中心
角か９０＠の墳形となった４つの区画部３１ａ〜３１ｄ
及び３２ａ〜３２ｂが形成されている。第１のフィルタ
ディスク３１における各区画部３１ａ・−３１ｄのうち
、区画部３１ａは全光透過部０区画部３１ｂは赤外光の
波長領域のみを透過させる赤外光フィルタ部２区画部３
１ｃは赤フィルタ部１区画部３１ｄは緑フィルタ部とな
っている。また、第２のフィルタディスク３２における
各区画部３２ａ〜３２ｄのうち。 区画部３２ａは青フィルタ部、３２ｂ〜３２ｄは光減衰
部を構成するもので、３２ｂは高濃度ＮＤフィルタ部、
３２ｃは中濃度ＮＤフィルタ部、３２ｄは低濃度フィル
タ部となっている。 前述のように構成される各フィルタディスク３１、３２
は、全光透過部３１ａとＮフィルタ部３２ａ。 赤外光フィルタ部３１ｂと高濃度ＮＤフィルタ部３２ｂ
、赤フィルタ部３１ｃと中濃度ＮＤフィルタ部３２ｃ、
緑フィルタ部３１ｄと低濃度ＮＤフィルタ部３２ｄとを
対向させる状態にして、前述した第１の実施例と同様の
構成を有する回転駆動手段に装着して、このフィルタ装
置を回転させることによって、Ｒ，Ｇ、Ｂ、ＩＲの各波
長領域光で順次観察対象部に対する照明を行うことがで
きるようになっている。そして、前述した各ＮＤフィル
タ部３２ｂ〜３２ｄによる光減衰率は、第５図（ａ）に
示した青フィルタ部３２ａを透過する照明光の光スペク
トル強度を基準として、同図（ｂ）、（Ｃ）及び（ｄ）
に点線で示したように赤外光フィルタ部３１ｂ、赤フィ
ルタ部３１ｃ、緑フィルタ部５ｌｉｄを透過する照明光
の光スペクトル強度を実線で示したように、青フィルタ
部３２ａのレベルとほぼ同一となるように調整されてい
る。 このように構成することによって、Ｒ，Ｇ、Ｂの各波長
領域光からなる画像の外に、ＩＲ両画像も形成すること
ができるようになり、デイスプレィ画面上において、観
察対象部のカラー画像と共にＩＲ両画像重ね合せて表示
したりすることができ、病変部の観察等に至便となる。 また、このときにおいて、Ｒ，Ｇ、Ｂの各波長領域にお
ける照明光の光量のバランスが良くなるので、再生画像
の画質か向上することはいうまでもない。 なお、前述した各実施例においては、フィルタ装置とし
ては、２枚のフィルタディスクを用いるように構成した
ものを示したが、第６図に示したように、１枚のフィル
タディスク４０を用い、その岸側には各色フィルタ部４
１を形成し、他側にはそれぞれ濃度の異なるＮＤフィル
タ部４２及び全光透過部を形成するようにしてもよい。 ］発明の効果１ 以上説明したように、本発明は、少なくとも一部のフィ
ルタ部にそのフィルタ部における透過光針を調整するた
めの光減衰部を対設する構成としたので、各フィルタ部
に、観察対象部に向けて照射される各色の照明光のフィ
ルタディスクの各フィルタ部における透過光量の差に対
応させて、透過光量か均一となるように補正されて、バ
ランスの良い照明を行うことができるようになり、撮像
素子において光電変換される際に各色のフィールドの画
像信号における振幅差が出るのを抑制することができる
ようになり、容易に高画質の再生画像が得られるように
なる等の諸効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は本発明の第１の実施例を示すもので
、第１［ＩＪはフィルタ装置の構成を示す説明ＩＡ、第
２図（ａ）、（ｂ）及び（Ｃ）は各フィルタ部における
透過光量の特性を示す線図、第３図は照明装置の全体構
成図、第４図及び第５図は本発明の第２の実施例を示す
もので、第４図はフィルタ装置の構成を示す説明図、第
５図（ａ）、（ｂ）、（Ｃ）及び（ｄ）は各フィルタ部
における透過光量の特性を示す線図、第６図は本発明の
第３の実施例を示すフィルタ装置の断面図である。 １０：光源装置、】１ニライトガイド、１２・光源。 １３：フィルタ装置、１４，３１：第１のフィルタディ
スク、　１４ａ　、　３１ａ　：全光透過部、＋４ｂ　
、　３１ｃ　：赤フィルタ部、１４ｃ　、　’ｌｉｄ　
：緑フィルタ部、１５゜３２＝第２のフィルタディスク
、１５ａ　、　３２ａ　：青フィルタ部、１５ｂ　、　
３２ｂ　：高濃度ＮＤフィルタ部、１５ｃ　、　３２ｄ
　：低濃度ＮＤフィルタ部、３１ｂ　：赤外光フィルタ
部、３２ｃ：中濃度ＮＤフィルタ部、４０：フィルタデ
ィスク、４Ｉ・色フィルタ部、４２：ＮＤフィルタ部。 第１図 ４ｃ ５ｃ 第 図 第 図 （ａ） （ｂ）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）照明用光源から、複数のフィルタ部を有する回転
   フィルタディスクを介して観察対象部を照明することに
   よって、面順次方式でカラー画像を発生されるものにお
   いて、前記フィルタディスクの前記各フィルタ部のうち
   、少なくともその一部のフィルタ部に当該のフィルタ部
   における透過光量を調整するための光減衰部を対設する
   構成としたことを特徴とする面順次方式撮像システムの
   照明装置。
2. （２）前記光減衰部をＮＤフィルタで構成し、前記フィ
   ルタディスクの少なくとも一部のフィルタ部を形成した
   面とは反対側の面に前記ＮＤフィルタ部を形成するか、
   該フィルタディスクと同期して回転する他のフィルタデ
   ィスクに前記ＮＤフィルタ部を形成するかしたことを特
   徴とする請求項（１）の面順次方式撮像システムの照明
   装置。
3. （３）前記フィルタディスクに赤、緑、青の各色フィル
   タ部を形成し、前記光減衰部として、前記赤色フィルタ
   部を通過する赤色照明光減衰部と、前記緑色フィルタ部
   を通過する緑色照明光減衰部とを設け、前記赤色照明光
   減衰部を前記緑色照明光減衰部より透過光量の減衰率を
   大きくしたことを特徴とする請求項（１）の面順次方式
   撮像システムの照明装置。
4. （４）前記フィルタディスクに赤、緑、青及び赤外光の
   各フィルタ部を形成し、前記光減衰部として、前記赤色
   フィルタ部を介する照明光を減衰させる赤色照明光減衰
   部と、前記緑色フィルタ部を介する照明光を減衰させる
   緑色照明光減衰部と、前記赤外光フィルタ部を介する照
   明光を減衰させる赤外光減衰部とを設け、これら各光減
   衰部の透過光量の減衰率が、赤外光減衰部、赤色照明光
   減衰部、緑色照明光減衰部の順に小さくなるようにした
   ことを特徴とする請求項（１）の面順次方式撮像システ
   ムの照明装置。