JPH0556488B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、内視鏡の供覧装置（以下、LSと称
する。）等に用いられるローパスフイルターに関
するものである。

従来技術 一般に内視鏡の供覧装置は第１６図に示した如
く構成されていて、内視鏡１のイメージガイド２
の出射端面の像がLS３のハーフプリズム４、結
像レンズ５を介してイメージガイド６の入射端面
に結像された時にモアレが発生し、観察の障害と
なるため、例えば特開昭56−11028号公報に記載
の内視鏡では位相フイルター７を用いてイメージ
ガイド２の高周波成分をカツトし、モアレの除去
を行つていた。しかし、位相フイルター７は、高
周波成分の除去が充分でなく、これを補うため位
相フイルター７のパターンの穴径を小さくする
と、低周波成分までカツトされてしまい、画質が
低下するという欠点があつた。即ち、位相フイル
ター７は一般に第１７図に示した如くMTF（レス
ポンス関数の絶対値）曲線が緩やかなためモアレ
が充分に除去できない場合があり、これを補うた
めにカツトオフ周波数fcでMTFが小さくなるよ
うにすると、低周波域でもMTFが減少してしま
い、解像コントランストが悪くなるという欠点が
あつた。

目 的 本発明は、上記問題点に鑑み、低周波成分の損
失の少ないローパスフイルターを提供せんとする
ものである。

概 要 本発明によるローパスフイルターは、三枚の複
屈折板を光軸方向に重ねると共に、それらのうち
の第二及び第三の複屈折板の光軸と直交する面内
の結晶軸が第一の複屈折板の結晶軸に対して夫々
ほぼ45°及び60°をなすように配置して成ることに
より、これによる光線の分離パターンがイメージ
ガイド端面のフアイバーの配置パターンとほぼ相
似するようにしたものである。

実施例 以下、第１図乃至第８図に示した一実施例に基
づき本発明を詳細に説明すれば、８，９，１０は
光軸方向に重ねられた水晶板より成る第一、第二
及び第三の複屈折板であつて、第二の複屈折板９
及び第三の複屈折板１０の光軸と直交する面内の
結晶軸が夫々第一の複屈折板の結晶軸に対してほ
ぼ45°及び60°をなすように配置されている（第２
図）。

本発明によるローパスフイルターは上述の如く
構成されているから、入射した光線は、光軸に垂
直な平面内において、まず第一の複屈折板８によ
り二つの等強度の光線に分けられ（第３図）、続
いて第二の複屈折板９により四つの等強度の光線
に分けられ（第４図）、更に第三の複屈折板１０
により八つの不等強度の光線に分けられる。尚、
第３図乃至第５図において黒丸を貫く短線は光線
の偏光方向を示している。又、ａ，ｂ，ｃは夫々
第一乃至第三の複屈折板８，９，１０による光線
の分離量を表わしている。又、第５図における二
重丸の光線の強度は黒丸の光線の強度に比べては
るかに大きく、その比はおよそ14：１であり、又
ｄは二重丸の光線間の距離を表わしている。即
ち、光線の分離パターンを形成するのは二重丸の
部分であり、第二の複屈折板９を設けたのは二つ
の偏光成分（二重丸の部分）の光量のバランスを
とるためであつて、光線が第４図に示した如くｂ
だけずれることは重要ではない。従つて、第二の
複屈折板９の厚味はあまり厚くない範囲で適当に
選べるが、なるべくなら薄目の方が良い。又、第
三の複屈折板１０の結晶軸が60°をなしているの
は、第６図に示した如くイメージガイド６の隣接
するフアイバーの中心を結ぶ線分が互いにほぼ
60°をなしているので、光線の分離パターンをイ
メージガイド端面のフアイバーの配置パターンに
ほぼ相似させるためである。

従つて、第６図に示した如くイメージガイド６
の隣接する各フアイバーの中心間の距離をＰとし
た場合、 又は となるように公知の公式を利用して第一乃至第三
の複屈折板の各厚さを選定し、これを第７図に示
した如く結像レンズ５とイメージガイド６との間
に配置すれば、入射光の中からイメージガイド６
とモアレを起こす周波数成分がカツトされるの
で、モアレのない画像が得られる。但し、第一の
複屈折板８の結晶軸の方向は、第８図に示した如
くイメージガイド６の入射端面のフアイバー中心
を結ぶ直線と平行であるものとする。かくして、
モアレの除去が行われるが、本発明によるローパ
スフイルターは複屈折板から構成されているの
で、低周波成分の損失が極めて少なく、内視鏡等
における画質の低下がほとんどない。

尚、本発明によるローパスフイルターを結像レ
ンズ５の前方或は結像レンズ５の中に置く場合に
は、光学系の倍率を考慮し、結像レンズ５の像面
における分離量が上記式(1)又は(2)を満たすように
すれば良い。又、第一乃至第三の複屈折板８，
９，１０の結晶軸の方向は第９図に示した如くで
あつても良い。この場合の光線の分離は第１０図
に示した如くになる。又、第一乃至第三の複屈折
板８，９，１０の材料は、複屈折性をもつ物質で
あれば、水晶の代りに他の物質も使用することが
可能である。

次に、上記式(2)を一般化して考えてみる。

まず、第１１図に示した如く、第三の複屈折板
１０の光軸と直交する面内の結晶軸の第一の複屈
折板８の結晶軸に対する角度をθとすると、この
場合のｄ及び第５図に示した（二つの二重丸を
結ぶ直線と横方向のなす角度）は下記の式(3)で表
わされる。

そこで、ｄ＝Ｐ／２，＝±60°又は±120°となる ようにｂ，ｃ，θを選べば、これを満足するロー
パスフイルターは上記式(2)を満足するローパスフ
イルターよりも性能の良いものとなる。

実用的には、式(3)で定義されるｄ，に対し
て、 を満たすようにａ，ｂ，ｃを選べば充分である。
この式(4)の範囲は大体次のようにして決められ
る。複屈折フイルターのMTF曲線は大略第１２
図に示した如き形をしており、MTF＝cos2πP
でほぼ表わすことができる。この場合、カツトオ
フ周波数c＝１／Ｐであるから、上記実施例で言え ば丁度ａ＝ｄ＝Ｐ／２である。１／３Ｐ〜２／３Ｐは
cを 中心にしてMTFが大略１／２になる範囲であつて、 MTFがこの程度まで小さくなると大体において
モアレが見えなくなる。又、｜｜の条件は、イ
メージガイド６におけるフアイバーの径のばらつ
きを考慮した誤差範囲的なものである。即ち、フ
アイバーの径にばらつきがあると隣接する各フア
イバーの中心を結ぶ線分のなす角が60°とはなら
ないからである。

第１３図は本発明によるローパスフイルターの
第二の使用例を示しており、これは位相フイルタ
ー１１と組み合わせて用いた例で、高周波成分の
除去が充分であり、モアレの除去効果が大きい。
位相フイルター１１は、第１４図に示した如く、
光の波長の1/2の位相差をもつほぼ同じ大きさの
微小位相膜をフイルター面積のほぼ1/2を占める
ように透明基板上に蒸着して成るものである。
尚、微小位相膜を第一乃至第三の複屈折板８，
９，１０のいずれかの上に蒸着することにより位
相フイルターを構成しても良い。

第１５図は本発明によるローパスフイルターの
第三の使用例を示しており、イメージガイド２の
後方に固体撮像素子１２を配置して成る電子内視
鏡１′においてイメージガイド２と結像レンズ５
との間に本発明ローパスフイルターを配置して成
るものである。この場合、上記式(1)又は(2)のＰの
値としてはイメージガイド２の隣接する各フアイ
バーの中心間の距離を採るものとする。尚、１３
は特公昭57−15369号公報などに記載の水晶のロ
ーパスフイルターであつて、これを追加すると、
モアレの除去効果が大きくなる。又、１４はカメ
ラコントロールユニツト、１５はモニターTVで
ある。

発明の効果 上述の如く、本発明によるローパスフイルター
は、低周波成分の損失がほとんどないという実用
上重要な利点を有している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるローパスフイルターの一
実施例の側面図、第２図は上記実施例を構成する
複屈折板８，９，１０の結晶軸の角度を示す図、
第３図乃至第５図は夫々複屈折板８，９，１０に
よる光線の分離作用を示す図、第６図はイメージ
ガイド６の端面のフアイバーの配置パターンを示
す要部拡大図、第７図は上記実施例の一使用例を
示す図、第８図は第一の複屈折板８の結晶軸の方
向とイメージガイド６の入射端面のフアイバーの
配置との関係を示す図、第９図は第一乃至第三の
複屈折板８，９，１０のとり得る他の結晶軸の角
度を示す図、第１０図は第９図の場合の光線の分
離状態を示す図、第１１図は第三の複屈折板１０
の結晶軸の角度をθと定義する図、第１２図は複
屈折フイルターのMTF曲線を示すグラフ、第１
３図は上記実施例の第二の使用例を示す図、第１
４図は位相フイルター１１の微小位相膜の配置を
示す要部拡大図、第１５図は上記実施例の第三の
使用例を示す図、第１６図は従来のローパスフイ
ルターの使用例を示す図、第１７図は位相フイル
ターのMTF曲線を示すグラフである。 ３……LS、５……結像レンズ、６……イメー
ジガイド、８，９，１０……複屈折板、１１……
位相フイルター、１２……固体撮像素子。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ イメージガイドフアイバー束の端面の像を撮
   影するための撮像装置の光路中に配置される光学
   的ローパスフイルターであつて、 入射光を２本の光線に分離させる第一の複屈折
   板と、光軸に直交する面内でみたときに該第一の
   複屈折板に対して結晶軸方向がほぼ45°傾いてい
   て、上記第一の複屈折板から２本の射出光を各々
   ２本の光線に分離させる第二の複屈折板と、光軸
   に直交する面内でみたときに上記第一の複屈折板
   に対して結晶軸方向がほぼ60°傾いていて、上記
   第二の複屈折板からの４本の射出光の各々を強度
   の異なる２本の光線に分離させる第三の複屈折板
   とからなり、上記各複屈折板が以下の条件を満足
   して配設されていることを特徴とする光学的ロー
   パスフイルター。 Ｐ／３＜ｄ＜2P／３ Ｐ／３＜ａ＜2P／３ 50°＜｜φ｜＜70°又は 110°＜｜φ｜＜130° 但し、Ｐは上記イメージガイドフアイバー束の
   隣接する各フアイバーの中心間の距離、ａは上記
   第一の複屈折板による光線の分離量、ｄは上記第
   三の複屈折板を射出した高強度の光線を結んで形
   成される四角形の上記第一の複屈折板の光線分離
   方向に対して傾斜した辺の長さ、φは該辺ｄと上
   記第一の複屈折板の光線分離方向のなす角であ
   る。