JPH0318684B2 - - Google Patents

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JPH0318684B2
JPH0318684B2 JP56201371A JP20137181A JPH0318684B2 JP H0318684 B2 JPH0318684 B2 JP H0318684B2 JP 56201371 A JP56201371 A JP 56201371A JP 20137181 A JP20137181 A JP 20137181A JP H0318684 B2 JPH0318684 B2 JP H0318684B2
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Makoto Murakoshi
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Fujinon Corp
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    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/04—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor combined with photographic or television appliances
    • A61B1/05—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor combined with photographic or television appliances characterised by the image sensor, e.g. camera, being in the distal end portion
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/56—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof provided with illuminating means
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/10—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof for transforming different wavelengths into image signals
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    • H04N25/13—Arrangement of colour filter arrays [CFA]; Filter mosaics characterised by the spectral characteristics of the filter elements
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    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/40—Extracting pixel data from image sensors by controlling scanning circuits, e.g. by modifying the number of pixels sampled or to be sampled
    • H04N25/44—Extracting pixel data from image sensors by controlling scanning circuits, e.g. by modifying the number of pixels sampled or to be sampled by partially reading an SSIS array
    • H04N25/447—Extracting pixel data from image sensors by controlling scanning circuits, e.g. by modifying the number of pixels sampled or to be sampled by partially reading an SSIS array by preserving the colour pattern with or without loss of information
    • H—ELECTRICITY
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    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/50—Constructional details
    • H04N23/555—Constructional details for picking-up images in sites, inaccessible due to their dimensions or hazardous conditions, e.g. endoscopes or borescopes

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は固体撮像素子を用いた内視鏡装置に関
するものである。
従来、生体腔内または機械装置の内部等の観
察、記録を行なう場合には、フアイバスコープと
も呼ばれる内視鏡を用いるのが一般的であつた。
フアイバスコープと呼ばれる内視鏡は、被観察部
に挿入される方の先端部には少くとも被検物の像
をつくる結像光学系と、結像光学系によつて形成
された光学像を他方の先端部まで伝達するイメー
ジガイドと呼ばれる光学繊維束の一端と、被検物
を照明する照明部材としてのライトガイドと呼ば
れる光学繊維束の一端とが組込まれており、イメ
ージガイドによつて伝達された光学像をルーペで
拡大して観察したり、写真に記録したり、テレビ
カメラで撮像したりすることによつて広く用いら
れている。
近年半導体技術の著しい進歩によつて電荷結合
デバイス（CCD）等で代表される自己走査型の
固体撮像素子が実用化に入りつつあり、すべにこ
の種の固体撮像素子を用いたテレビカメラが実用
化されている。従来テレビカメラで使用されてい
たビジコン等の撮像管に比べ、この種の固体撮像
素子は小型軽量に作り得る可能性を持つことなど
から、内視鏡の前記先端部に固体撮像素子を直接
組込み、結像光学系による被検物の像を電気信号
に変換して、受像機（CRT表示装置）にテレビ
ジヨン映像として表示しようという試みがいくつ
かなされている（特開昭51−65962号公報）。
この場合陰極線管（CRT）にテレビジヨン映
像をカラーで表示するには、撮像側は一般に次の
方式で考えられている。第１は基本的な方式であ
るが、結像光学系で作られる被検体の像をレツド
（Ｒ）、グリーン（Ｇ）、ブルー（Ｂ）の３原色の
色像に色分解し、この３原色多像に対応して３個
の別々の固体撮像素子を用いる方式、第２は固体
撮像素子を構成する各画素に対応して、レツド
（Ｒ）、グリーン（Ｇ）、ブルー（Ｂ）の３原色の
セグメントをモザイク状に配色したフイルタを配
置することによつて撮像面の多重化を行なう方式
である。第３は内視鏡の構造及び使用状態の特殊
性を考えて、内視鏡の照明部材即ち前述のライト
ガイドと呼ばれる光学繊維束に照明光を与える光
源側において例えばレツド、グリーン、ブルーの
３原色を順次配色した３原色フイルタを所定の回
転速度で回転させ、１個の固体撮像素子よりレツ
ド、グリーン、ブルーの３原色成分画像を面順次
方式で取り出す方式である。しかしこれ等の方式
を内視鏡に用いた場合それぞれ次のような欠点が
表われる。第１の方式は最も基本的な方式であ
り、良好な映像が得られるが、内視鏡のような細
い小さな先端部に３系統の撮像系を収納すること
が不可能で、もし収納した場合には、内視鏡の先
端部が大きくなり、内視鏡は使用上の制約を大き
く受ける。第２の方式は形状的には内視鏡先端部
を小型にし得るが、固体撮像素子の撮像面をレツ
ド、グリーン、ブルーの３原色のモザイク状フイ
ルタで色分割しているので、解像力を決めるグリ
ーン部の画素数が少なくなり解像力低下を招くこ
とを避けられない。とくに内視鏡先端部を小型に
した場合、固体撮像素子としてもあまり画素数の
多いものを使用することが困難になるので、この
場合にはとくに撮像力低下は大きな問題となる。
第３の方式は１つの固体撮像素子を面順次方式で
使用して画像の３原色成分を順次取り出すため、
比較的動きの速い被検物に対しては３原色像の時
間的レジストレーシヨンが不良となり、画質の劣
化が避けられなくなる。
本発明は内視鏡の構造及び使用状態の特殊性を
考えて、これらの欠点を改善した固体撮像素子を
用いた内視鏡装置を提供することを目的とする。
この目的は次のような本発明による内視鏡装置
によつて達成される。この装置は、撮像面の画素
配列上に結像された被検体の像に応じた画像信号
を発生する固体撮像素子と、固体撮像素子の撮像
面の画素配列に対応してシアンおよびイエローの
セグメントを２次元的に交互に配色したカラーフ
イルタと、被検体を緑色光およびマゼンタ光で交
互に照明する照明手段と、被検体の像をカラーで
可視表示する画像表示手段と、照明手段および固
体撮像素子を同期させ、照明手段が緑色光を照射
している間は固体撮像素子が表示画面の第１のフ
イールドに対応する緑の画像信号を発生し、照明
手段がマゼンタ光を照射している間は固体撮像素
子が表示画面の第２のフイールドに対応する赤お
よび青の画像信号を交互に発生するように同期さ
せる同期回路と、表示画面の第１のフイールドお
よび第２のフイールドに対応する固体撮像素子の
全画素分の画像信号をそれぞれ蓄積する記憶手段
と、同期回路に応動して、記憶手段に蓄積された
画像信号および前記固体撮像素子の発生した画像
信号を画像表示手段に転送する転送回路とを含
み、同期回路は、１つのフイールドにおいて固体
撮像素子が発生した画像信号を記憶手段に蓄積さ
せるとともに転送回路によつて前記画像表示手段
へも転送させ、同時に、記憶手段に蓄積された直
前のフイールドの画像信号を読み出して転送回路
によつて画像表示手段へ転送させ、これによつて
緑、赤および青の画像信号を１つのフイールドと
して画像表示手段に表示する。
次に本発明による内視鏡装置の実施例を添付図
面を参照して詳細に説明する。
第１図は本発明による内視鏡装置の実施例を示
すブロツク図である。同図において本装置は、内
視鏡本体１００の鞘１０２の先端部１０４に撮像
系として対物レンズ１０６、マイクロカラーフイ
ルタ１０８および、たとえば電荷結合デバイス
（CCD）などの固体撮像素子１１０が収容され、
対物レンズ１０６は先端部１０４の透明窓１１２
を通した被検体（図示せず）の像を固体撮像素子
１１０の撮像面１１４に結像させる。フイルタ１
０８は第２図にその平面図を示すように、シアン
（Cy）とイエロー（Ye）のセグメントが撮像素
子１１０の撮像面１１４の画素配列に対応して交
互にモザイク状に配置されている。シアンセグメ
ントおよびイエローセグメントはそれぞれ第３図
の実線CyおよびYeで示すような波長スペクトル
を有する。なお、鞘１０２はたとえば全長約２〜
４ｍで、その先端部１０４は生体や装置の内部空
洞の中に挿入される。
鞘１０２の中には光フアイバ束からなるライト
ガイド１１６も収容され、その一方の端面１１８
は透明窓１１２に向けて終端している。これによ
つてライトガイド１１６を通つた光は透明窓１１
２から射出され、被検体が照明される。
ライトガイド１１６の他方の端面１２０には光
源装置２００が配置され、これは高速で点滅可能
な２個のフラツシユランプ２０２および２０４を
有する。一方のフラツシユランプ２０２の前方に
は緑（Ｇ）フイルタ２０６が配置され、他方のフ
ラツシユランプ２０４の前方にはマゼンタ（Ｍ）
フイルタ２０８が配置されている。両フイルタ２
０６および２０８はそれぞれ第３図の一点鎖線Ｇ
および点線Ｍで示すような波長スペクトルを有す
る。両ランプ２０２および２０４の光路２１０お
よび２１２の交点にはダイクロイツクミラー２１
４が図示のように配設され、これはランプ２０２
からの緑色光を透過させ、ランプ２０４からのマ
ゼンタ光を反射するものである。したがつてミラ
ー２１４を経た緑色光およびマゼンタ光は共通の
光路２１６を形成する。光路２１６には赤外
（IR）カツトフイルタ２１８と、コンデンサレン
ズ２２０が図示のように配置されている。赤外カ
ツトフイルタは第５図に示すような波長スペクト
ルを有し、波長の長い赤外領域の光を遮断する。
コンデンサレンズ２２０は両ランプ２０２および
２０４からの光をライトガイド１１６の端面１２
０に向けて集光し、光がライトガイド１１６の中
で導入されるようになされている。なお両フラツ
シユランプ２０２および２０４は、後述のように
同期回路SYNからの同期信号FGおよびFMによ
つて交互に点滅する。
固体撮像素子１１０の駆動入力端子１２２に
は、後述のように撮像素子１１０を駆動するクロ
ツクがクロツク発生器CLKから供給される。ま
た、固体撮像素子１１０の画像信号出力端子１２
４は前置増幅器１２６の入力に接続され、前置増
幅器１２６の出力１２８は、サンプルホールド回
路SHR，SHGおよびSHBの入力に共通に接続さ
れている。これらのサンプルホールド回路SHR，
SHGおよびSHBは、後述のように同期回路SYN
からのサンプリングクロツクφR，φGおよびφBに
よつてそれぞれ駆動される。それぞれの出力３０
０，３０２および３０４はプロセス回路PRR，
PRGおよびPRBの入力にそれぞれ接続される。
プロセス回路PRR，PRGおよびPRBはそれぞ
れ赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）の色分解画
像信号を処理する回路であり、公知の自動利得制
御（AGC）回路、低域フイルタ、ガンマ補正回
路、ブランキング回路およびクリツプ回路などを
含む。
プロセス回路PRR，PRGおよびPRBの出力３
０６，３０８および３１０は、マトリクス回路
MTXに接続され、マトリクス回路MTXはその
入力における色分解信号から、NTSC標準テレビ
ジヨン方式の輝度信号および色差信号を形成する
周知の回路である。その出力３１２，３１４およ
び３１６は画像帯域増幅器３１８，３２０および
３２２に接続され、これらの増幅器３１８，３２
０および３２２の出力３２４，３２６および３２
８は陰極線管（CRT）などのモニタ装置MONに
接続されている。モニタ装置MONは固体撮像素
子１１０で撮像した画像を同期回路SYNからリ
ード３３０による同期信号に同期してカラーで表
示する表示装置である。
同期回路SYNは本装置全体の制御をつかさど
る様々な同期信号を発生する回路であり、クロツ
ク発生器CLKにもリード３３２によつて接続さ
れている。
本装置の動作を第３図〜第６図の波長スペクト
ル図および第７図の信号波形図を第１図とともに
参照して詳細に説明する。なお第７図に示す信号
波形の名称はその信号を出力する回路またはその
信号が転送されるリードの名称で表わされてい
る。
同期回路SYNはクロツク発生回路CLKを駆動
してリード１２２にクロツクCLK（第７図Ｃ）を
発生する。クロツクCLKは実際には互いに位相
のずれた３相または２相のクロツクパルスである
が、図の複雑化を避けるために１相のパルスで象
徴的に図示してある。このクロツクCLKによつ
て撮像素子１１０が駆動される。また、第７図に
おいて、パルスの数などは説明のために簡略に示
したものであり、必ずしも現実の状態を示すもの
ではない。
同期回路SYNはリードFGおよびFMに第７図
ＡおよびＢにそれぞれ示すような同期信号を発生
し、フラツシユランプ２０２および２０４をこれ
に同期して点滅させる。同期信号FGおよびFM
の高レベルの部分はそれぞれ画像信号の１フイー
ルドに対応している。したがつてランプ２０２お
よび２０４は画像信号のフイールドに対応して交
互に点灯する。仮りに、あるフイールドから数え
て奇数番目のフイールドに対応して同期信号FG
が、偶数番目のフイールドに対応して同期信号
FMが高レベルになるとする。
ある奇数フイールドで同期信号FGが高レベル
になると、フラツシユランプ２０２が点灯し、緑
色フイルタ２０６、ダイクロイツクミラー２１
４、赤外カツトフイルタ２１８およびコンデンサ
レンズ２２０を通して緑色光がこの高レベルの期
間τGだけライトガイド１１６に導入される。した
がつてこの期間τG中、被検体は緑色光を照射さ
れ、対物レンズ１０６はフイルタ１０８を通して
撮像素子１１０の撮像面１１４に緑色光による被
検体の像を結像させる。
フイルタ１０８のシアンセグメントに対応する
撮像面の画素すなわちシアンの画素は、第３図の
実線Cyの波長スペクトルを有するフイルタセグ
メントを通して同図の一点鎖線Ｇの波長スペクト
ルを有する光を受光するので、第６図の点線Ｇで
示す波長スペクトルに対応する電気信号すなわち
緑の画像信号を発生する。またフイルタ１０８の
イエローセグメントに対応する撮像面の画素すな
わちイエローの画素は、第３図の実線Yeの波長
スペクトルを有するフイルタセグメントを通して
同じ緑色光を受光するので、やはり第６図の点線
Ｇの波長スペクトルに対応した緑の画像信号を発
生する。したがつて撮像素子１１０のすべての画
素からは緑の画像信号がクロツクCLKに同期し
て直列リード１２４に出力される。この緑の直列
画像信号は第７図Ｄに示すようにパルス振幅変調
（PAM）信号１２４であり、その包絡線を点線７
００で示す。この画像信号は前置増幅器１２６で
増幅され、リード１２８を通してサンプルホール
ド回路SHR，SHGおよびSHBの入力に供給され
る。
寄数フイールド期間τG中は、サンプルホールド
回路SHGに第７図Ｅに示すサンプリングクロツ
クφGがクロツクCLKに対して所定の位相で供給
され、他のサンプルホールド回路SHRおよび
SHBにはサンプリングクロツクが供給されない。
したがつて、サンプルホールド回路SHGのみが
出力３０２に、その標本化され保持された緑の画
像信号３０２（第７図Ｆ）を出力し、これが前述
のプロセス回路PRG、マトリクス回路MTXおよ
び増幅器３１８，３２０および３２２を介してモ
ニタ装置MONに送られ、ここで緑の可視画像と
して表示される。この緑の画像信号は包絡線７０
０（第７図Ｄ）に対応している。
次の偶数フイールドにおいて、同期回路路
SYNが期間τMにわたつて同期信号FM（第７図Ｂ）
が発生すると、その期間中ランプ２０４が点灯さ
れ、マゼンタフイルタ２０８、ミラー２１４、赤
外カツトフイルタ２１８、コンデンサレンズ２２
０およびライトガイド１１６を通してマゼンタ光
が被検体に照射される。マゼンタ光の照明による
被検体の像は対物レンズ１０６によつてフイルタ
１０８を通して撮像面１１４上に結像する。撮像
面１１４のシアンの画素は第３図の実線Cyで示
す波長スペクトルを有し、マゼンタフイルタ２０
８は同図の点線Ｍで示す波長スペクトルを有する
ので、シアンの画素から発生する電気信号は第６
図の実線Ｂの波長スペクトルに対応する信号、す
なわち青の画像信号となる。撮像面１１４のイエ
ローの画素は第３図の実線Yeで示す波長スペク
トルを有し、前述のようにマゼンタフイルタ２０
８は同図の点線Ｍで示す波長スペクトルを有する
が、第５図に示す波長スペクトルの赤外カツトフ
イルタ２１８が光路２１６に介挿されているた
め、イエローの画素の発生する電気信号は第６図
の実線Ｒで示す波長スペクトルに対応する信号、
すなわち赤の画像信号となる。なお赤外カツトフ
イルタ２１８がなければ撮像素子１１０の各画素
は第４図に示す波長スペクトルの画像信号を発生
する。
このように偶数フイールド期間τM中、撮像素子
１１０のシアン画素は青の画像信号を、イエロー
の画素は赤の画像信号を発生するので、クロツク
CLK（第７図Ｃ）で撮像素子１１０の各画素が順
次駆動されると、出力１２４には青と赤の画像信
号が時系列的に直列に交互に出力される。これら
の画像信号は増幅器１２６で増幅され、リード１
２８を通つて各サンプルホールド回路SHR，
SHGおよびSHBに入力される。
同期回路SYNは、第７図ＧおよびＩに示すよ
うに、クロツクCLKの１つおきのパルスに同期
して互いに位相がクロツクCLKの１周期分だけ
ずれたサンプリングクロツクφRおよびφBを発生
する。たとえば偶数フイールドの画像信号１２４
の最初のパルスが赤の画像信号であるとすると、
サンプルホールド回路SHRがサンプリングクロ
ツクφRの最初のパルスで駆動され、赤の画像信
号がリード３００に出力される。画像信号１２４
の次のパルスは青の画像信号であるから、サンプ
ルホールド回路SHBがサンプリングクロツクφB
の最初のパルスで駆動され、青の画像信号がリー
ド３０４に出力される。以下、順次、交互に赤お
よび青の画像信号がプロセス回路PRRおよび
PRBにそれぞれ入力される。サンプルホールド
回路SHRおよびSHBの出力波形をそれぞれ第７
図ＨおよびＪに示す。これからわかるように赤お
よび青の画像信号３００および３０４はそれぞ
れ、期間τMにおける撮像素子出力信号１２４の包
絡線７０２を１つおきの標本化点で標本化した信
号に対応している。これらの赤および青の画像信
号３００および３０４はプロセス回路PRRおよ
びPRB、マトリクス回路MTX、ならびに増幅器
３１８，３２０および３２２を経てモニタ装置
MONでそれぞれ赤および青の画像として表示さ
れる。
このように第１図に示す実施例では、寄数フイ
ールドで緑の画像がモニタ装置MONに表示さ
れ、偶数フイールドでは赤および青の画像が同時
に交互の画素のモニタ装置MONで表示されるこ
とによつて、固体撮像素子１１０で撮像した被検
体のカラー画像を表示することとができる。モニ
タ装置MONで表示される画像の解像度は緑の画
素に比較して赤および青の画素が1/2になるが、
カラーテレビジヨン画像の解像度は緑の画像信号
に依存するので、これによつてカラー画像の解像
度が劣化することはない。また、２フイールドで
被検体のすべての色成分信号が得られるので、従
来の３原色像を順次取り出す面順次方式に比較し
て１つの完全なカラー画像を得るのに要する時間
が2/3となり、３原色像の時間的レジストレーシ
ヨンが改善される。
第１図の実施例ではマゼンタフイルタ２０８を
用いているが、この代りに赤および青を交互に配
色した回転円板フイルタを設け、クロツク発生器
CLKからのクロツクに同期させてこのフイルタ
を回転させ、奇数フイールドでは緑の照明光を、
偶数フイールドでは緑の照明光を、偶数フイール
ドでは撮像素子１１０の各画素の走査に同期して
交互に赤および青の照明光をライトガイド１１６
に導入するようにしてもよい。またフラツシユラ
ンプ２０２および２０４の代りにストロボを用い
てもよい。
第８図は本発明による内視鏡装置の他の実施例
を示す。同図において第１図に示す実施例と同様
の要素は同じ参照符号で示し、詳細な説明の重複
を避ける。
第２の実施例では、前置増幅器１２６の出力リ
ード１２８は２つのアナログ・デイジタル（Ａ／
Ｄ）変換器Ａ／D1およびＡ／D2の入力に共通に
接続されている。このＡ／Ｄ変換器Ａ／D1およ
びＡ／D2は同期回路SYNの書込みクロツクφW1
およびφW2でそれぞれ駆動され、入力１２８のア
ナログ画像信号をデイジタル値に変換してそれぞ
れ出力４００および４０２に出力する。
Ａ／Ｄ変換器Ａ／D1およびＡ／D2の出力４０
０および４０２にはバツフアメモリBM１および
BM２がそれぞれ結合されている。バツフアメモ
リBM１およびBM２は後述のように、それぞれ
Ａ／Ｄ変換器Ａ／D1およびＡ／D2の出力である
デイジタル値を一時的に蓄積する記憶装置であ
り、それぞれ１フイールド分の画素の画像信号デ
ータを蓄積する容量を有する。
バツフアメモリBM１およびBM２の出力４０
４および４０６はそれぞれデイジタル・アナログ
（Ｄ／Ａ）変換器Ｄ／A1およびＤ／A2に接続さ
れている。Ｄ／Ａ変換器Ｄ／A1およびＤ／A2は
読出しクロツクφR1およびφR2によつて駆動され、
それぞれバツフアメモリBM１およびBM２の蓄
積データを直列に読み出してアナログ信号に変換
する回路である。それらの出力４０８および４１
０は切換回路４１２に接続されている。
切換回路４１２はたとえば金属酸化膜半導体
（MOS）で構成され、図示のようにトランジスタ
Ｑ１〜Ｑ６を含む。Ｄ／Ａ変換器Ｄ／A1の出力
４０８はトランジスタＱ２のソース・ドレーン路
を介してマトリクス回路MTXの入力４１４に接
続され、Ｄ／Ａ変換器Ｄ／A2の出力４１０はト
ランジスタＱ４およびＱ６のソース・ドレーン路
を介してマトリクス回路MTXの入力４１６に接
続されている。前置増幅器１２６の出力１２８
は、一方ではトランジスタＱ１のソース・ドレー
ン路を介してマトリクス回路MTXの入力４１４
に、他方ではトランジスタＱ３およびＱ５のソー
ス・ドレーン路を介してマトリクス回路MTXの
入力４１８に接続されている。トランジスタＱ２
およびＱ３のゲート電極は共通に同期回路SYN
のクロツクφR1に結合され、トランジスタＱ３お
よびＱ４のドレーン電極も相互に接続されてい
る。トランジスタＱ１およびＱ４のゲード電極に
はともに同期回路SYNからクロツクφR2が供給さ
れ、トランジスタＱ５のゲート電極にはクロツク
φ１が、またトランジスタＱ６のゲート電極には
クロツクφ２がそれぞれ供給される。
切換回路４１２の３本の出力４１４，４１８お
よび４１６はマトリクス回路MTXを介してカラ
ーエンコーダCEに入力され、カラーエンコーダ
CEの出力４２０はモニタ装置MONに接続されて
いる。
第９図を参照して動作を説明すると、奇数フイ
ールドにおいて固体撮像素子１１０で撮像された
期間τGにおける緑の画像信号１２４（第９図Ｄ左
半分）は、前置増幅器１２６で増幅されリード１
２８を通してＡ／Ｄ変換器Ａ／D1およびＡ／D2
の入力に与えられる。この期間τGにおいては第９
図Ｅに示すようにＡ／Ｄ変換器Ａ／D1にのみ書
込みクロツクφW1が供給されるので、Ａ／Ｄ変換
器Ａ／D1は緑の画像信号をＡ／Ｄ変換してバツ
フアメモリBM１に蓄積する。
次の偶数フイールド期間τMでは、撮像素子１１
０は赤および青の画像信号を交互にリード１２４
に出力し（第９図Ｄ右半分）、これがＡ／Ｄ変換
器Ａ／D1およびＡ／D2の入力に供給される。こ
の期間τM中はＡ／Ｄ変換器Ａ／D2にのみ書込み
クロツクφW2（第９図Ｈ）が供給されるので、赤
および青の画像信号はＡ／Ｄ変換器Ａ／D2によ
つてデイジタル信号に変換され、バツフアメモリ
BM２に蓄積される。また、リード１２８の赤お
よび青の画像信号は直接、切換スイツチ４１２へ
も入力される。偶数フイールド期間τM中は読出し
クロツクφR1（第９図Ｆ）がＤ／Ａ変換器Ｄ／A1、
ならびにトランジスタＱ２およびＱ３のゲート電
極に供給される。そこで、直前の奇数フイールド
でバツフアメモリBM１に蓄積された緑の画像信
号が順次読み出され、Ｄ／Ａ変換器Ｄ／A1でア
ナログ信号に変換され、トランジスタＱ２を通つ
てリード４１４に出力される。この出力波形を第
９図Ｇの右半分に示す。また、前述のようにこの
ときリード１２８から直接、切換回路４１２に与
えられた赤および青の画像信号は、クロツクφR1
で付勢されたトランジスタＱ３を通つてトランジ
スタＱ５およびＱ６に供給される。トランジスタ
Ｑ５およびＱ６は、第９図ＬおよびＭにそれぞれ
示すようなクロツクφ１およびφ２で交互に付勢
される。クロツクφ１およびφ２はそれぞれクロ
ツクCLK（第９図Ｃ）の１つおきのパルスに同期
し、互いにクロツクCLKの１周期分だけ位相が
ずれている。赤および青の画像信号の最初の信号
が赤の信号であるとすると、クロツクφ１の最初
のパルスでトランジスタＱ５が付勢されたときに
赤の画像信号がリード４１８に出力され、次にク
ロツクφ２の最初のパルスでトランジスタＱ６が
付勢されたときは青の画像信号がリード４１６に
出力される。以降、トランジスタＱ５およびＱ６
がクロツクφ１およびφ２によつて交互に付勢さ
れるにつれ、出力４１８および４１６にはそれぞ
れ赤および青の画像信号が出力される。それらの
出力波形をそれぞれ第９図ＪおよびＫの右半分に
示す。
このようにして偶数フイールドでは、リード４
１４に直前の奇数フイールドの緑の画像信号（第
９図Ｇ）がリード４１８および４１６にはそれぞ
れその偶数フイールドにおける赤および青の画像
信号（同図ＪおよびＫ）が出力され、これらがマ
トリクス回路MTXで合成され、モニタ装置にそ
の偶数フイールドのカラー画像として可視表示さ
れる。
次の奇数フイールドでは、直前の偶数フイール
ドでバツフアメモリBM２に蓄積された赤および
青の画像信号がＤ／Ａ変換器Ｄ／A2によつて読
出しクロツクφR2（第９図Ｉ）に応動して読み出さ
れ、アナログ信号に変換されてリード４１０に出
力される。一方、リード１２８にはその奇数フイ
ールドで撮像された緑の画像信号が撮像素子１１
０から増幅器１２６を通して供給され、これは
Ａ／Ｄ変換器Ａ／D1を介して書込みクロツクφW1
に応動してバツフアメモリBM１に蓄積されると
ともに、直接切換回路４１２にも供給される。ク
ロツクφR2は切換回路４１２のトランジスタＱ１
およびＱ４にも供給されているので、リード１２
８上の緑の画像信号はトランジスタＱ１を通過
し、リード４１４に出力される。その出力波形を
第９図Ｇの左半分に示す。リード４１０に読み出
された、直前の偶数フイールドの赤および青の画
像信号は、クロツクφR2で導通したトランジスタ
Ｑ４を通り、クロツクφ１で付勢されるトランジ
スタＱ５によつてリード４１８に赤の画像信号
が、クロツクφ２で付勢されるトランジスタＱ６
によつてリード４１６に青の画像信号が出力され
る。これらの出力波形を第９図ＪおよびＫの左半
分にそれぞれ示す。マトリクス回路MTXはこれ
ら緑、赤および青の画像信号を合成してモニタ装
置MONに奇数フイールドのカラー画像として表
示する。
第１図に示す実施例では、緑色光照明による緑
の画像と、マゼンダ光照明による赤および青の画
像とが交互にモニタ装置MONの表示画面に表示
されるので、色のフリツカが生じて画面が見にく
くなることがある。しかし第８図の実施例では、
前述のように緑色光照明による緑の画像と、マゼ
ンタ光照明による赤および青の画像とが必らず同
時に１つのフイールドとしてモニタ画面に表示さ
れるため色のフリツカが生ずることはない。
このように本発明による内視鏡装置では、単一
の固体撮像素子を用いているにもかかわらず、従
来の方式と比較して画像の解像度および時間的レ
ジストレーシヨンに優れ、良好な画質が得られ
る。また、従来の単板式固体撮像素子用の３色マ
イクロカラーフイルタに比較して本装置に用いる
マイクロカラーフイルタは成分色が２色でよいの
で製造が容易であり、照明系についても２系統で
よいので、装置構成が簡略である。したがつて
NTSC標準テレビジヨン方式の特徴である高い解
像度を維持しつつ、とくにコンパクトな装置構成
を要求される内視鏡に本発明を効果的に適用する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明による内視鏡装置の実施例を示
すブロツク図、第２図は第１図に示すマイクロカ
ラーフイルタの平面図、第３図ないし第６図は本
発明の原理の説明に使用する波長スペクトルを表
わすグラフ、第７図は第１図に示す装置の各部に
現われる信号波形を示す波形図、第８図は本発明
による内視鏡装置の他の実施例を示すブロツク
図、第９図は第８図に示す装置の各部に現われる
信号波形を示す波形図である。 主要部分の符号の説明、１００……内視鏡本
体、１０８……マイクロカラーフイルタ、１１０
……固体撮像素子、１１４……撮像面、２００…
…光源装置、２０６……緑色フイルタ、２０８…
…マゼンタフイルタ、４１２……切換回路、BM
１，BM２……バツフアメモリ、CLK……クロツ
ク発生器、MON……モニタ装置、SHB，SHG，
SHR……サンプルホールド回路、SYN……同期
回路。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 撮像面の画素配列上に結像された被検体の像
    に応じた画像信号を発生する固体撮像素子と、 該固体撮像素子の撮像面の画素配列に対応して
    シアンおよびイエローのセグメントを２次元的に
    交互に配色したカラーフイルタと、 前記被検体を緑色光およびマゼンタ光で交互に
    照明する照明手段と、 前記被検体の像をカラーで可視表示する画像表
    示手段とを含む内視鏡装置において、該装置は、
    前記照明手段および固体撮像素子を同期させ、該
    照明手段が緑色光を照射している間は該固体撮像
    素子が表示画面の第１のフイールドに対応する緑
    の画像信号を発生し、前記照明手段がマゼンタ光
    を照射している間は該固体撮像素子が表示画面の
    第２のフイールドに対応する赤および青の画像信
    号を交互に発生するように同期させる同期回路
    と、 表示画面の第１のフイールドおよび第２のフイ
    ールドに対応する前記固体撮像素子の全画素分の
    画像信号をそれぞれ蓄積する記憶手段と、 前記同期回路に応動して、該記憶手段に蓄積さ
    れた画像信号および前記固体撮像素子の発生した
    画像信号を前記画像表示手段に転送する転送回路
    とを含み、 前記同期回路は、１つのフイールドにおいて前
    記固体撮像素子が発生した画像信号を前記記憶手
    段に蓄積させるとともに前記転送回路によつて前
    記画像表示手段へも転送させ、同時に、該記憶手
    段に蓄積された直前のフイールドの画像信号を読
    み出して該転送回路によつて該画像表示手段へ転
    送させ、これによつて緑、赤および青の画像信号
    を１つのフイールドとして該画像表示手段に表示
    することを特徴とする固体撮像素子を用いた内視
    鏡装置。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の内視鏡装置にお
    いて、前記転送回路は、前記同期回路に応動し
    て、前記記憶手段から赤および青の画像信号が読
    み出されたときは、赤の画像信号と青の画像信号
    とに分離する手段を含むことを特徴とする内視鏡
    装置。
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