JPH0686754A - Endoscope television system - Google Patents

Endoscope television system

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JPH0686754A
JPH0686754A JP4238618A JP23861892A JPH0686754A JP H0686754 A JPH0686754 A JP H0686754A JP 4238618 A JP4238618 A JP 4238618A JP 23861892 A JP23861892 A JP 23861892A JP H0686754 A JPH0686754 A JP H0686754A
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image
signal
solid
frequency
fiber bundle
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Mitsujiro Konno
光次郎 金野
Katsuya Ono
勝也 小野
Yoshiharu Takasugi
芳治 高杉
Kimihiko Nishioka
公彦 西岡
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Olympus Optical Co Ltd
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  • Instruments For Viewing The Inside Of Hollow Bodies (AREA)
  • Endoscopes (AREA)
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Abstract

PURPOSE:To eliminate generation of an image having no moire nor color by providing an optical element having an optical characteristic for enough attenuating a frequency spectrum peculiar to an image guide fiber bundle, in an image pickup optical path. CONSTITUTION:This system prepares two filters of an optical low-pass filter 11a which can enough attenuate a frequency spectrum fF peculiar to an image guide fiber bundle for passing through the vicinity of a chrominance subcarrier frequency and the vicinity of a sampling frequency, and an optical low-pass filter 11b for lowering enough a response in the vicinity of the sampling frequency in order to prevent a false color phenomenon generated by a high-frequency component contained in a luminescent point of a mucous membrane, etc., in a coelom being an image pickup object, as a constitution for varying selectively the response of the optical low-pass filter. Also, they are installed so as to be changeable in an optical path in a video camera 10 by using a turret 26, etc.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ファイバースコープと
硬性鏡とを選択的に使用可能な内視鏡を用い、体腔内等
の画像をモニタテレビ等で観察できるようにした内視鏡
テレビシステムに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention uses an endoscope capable of selectively using a fiberscope and a rigid endoscope, and enables an image of the inside of a body cavity to be observed on a monitor television or the like. Regarding

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、体腔内等をモニタテレビ等に映し
出して観察するようにした内視鏡テレビシステムが普及
し、内視鏡観察下で行う体腔内の外科手術が盛んに行わ
れるようになってきた。このような内視鏡を用いた手術
の一例としては、例えば胆石等の障害のために胆嚢の摘
出を行う腹腔鏡的胆嚢摘出術がある。また、最近、特に
注目されている術式として、「Comonn Bile
Scopy」と呼ばれるものがある。これは、腹腔鏡
的胆嚢摘出術の術中に、胆管中に胆石が詰まっているこ
とが発見された場合、観察用として用いられる硬性鏡
を、鉗子チャネルからメスやハサミ等を等を出して手術
を行い得るファイバースコープに切り換えて、この胆石
を取り除くというものである。
2. Description of the Related Art In recent years, an endoscopic television system in which a body cavity or the like is displayed on a monitor television or the like for observation has become widespread, and surgical operation in the body cavity to be performed under endoscopic observation has become popular. It's coming. An example of such an operation using an endoscope is a laparoscopic cholecystectomy in which the gallbladder is removed due to a disorder such as a gallstone. In addition, as a surgical technique which has recently received a great deal of attention, "Common Bile"
There is one called "Copy". This is because when a bile duct is found to be clogged with gallstones during the laparoscopic cholecystectomy, a rigid endoscope used for observation is operated with a scalpel, scissors, etc. from the forceps channel. This gallstone is removed by switching to a fiberscope that can perform.

【0003】かかる手術に用いられる内視鏡テレビシス
テムの一例を図32〜図35用いて説明する。図32に
おいて、1は像伝送系にイメージガイドファイバー2を
用いてなるファイバースコープ、3は像伝送系にリレー
レンズ4を用いてなる硬性鏡である。5はファイバース
コープ1と硬性鏡3の先端部に夫々配設された対物レン
ズ、6は夫々の接眼部7に配設された接眼レンズ、8は
結像レンズ9が内蔵されていて接眼部7と結像光学系を
備えていないテレビカメラ10とを接続するためのアダ
プタである。テレビカメラ10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。
An example of an endoscope television system used for such surgery will be described with reference to FIGS. 32 to 35. In FIG. 32, reference numeral 1 is a fiberscope using the image guide fiber 2 for the image transmission system, and 3 is a rigid scope using the relay lens 4 for the image transmission system. Reference numeral 5 is an objective lens provided at each of the distal end portions of the fiberscope 1 and the rigid endoscope 3, 6 is an eyepiece lens provided at each eyepiece 7, and 8 is an eyepiece having an imaging lens 9 built therein. This is an adapter for connecting the section 7 and the television camera 10 that does not have an imaging optical system. An optical low-pass filter 11 and a solid-state image sensor (CCD) 12 are sequentially arranged in the television camera 10.

【0004】内視鏡にファイバースコープ1を使用した
場合には、図示しない光源及びライトガイドによって伝
達された照明光が物体Mを照射し、物体Mの像が対物レ
ンズ5によって結像され、この像がイメージガイドファ
イバー2により伝達される。そして、接眼レンズ6,結
像レンズ9及びローパスフィルタ11を介して固体撮像
素子12上に結像され、カメラコントロールユニット1
3を介してモニタテレビ14に内視鏡画像として映し出
される。内視鏡に硬性鏡3を使用した場合には、物体M
の像はリレーレンズ4によって伝達され、ファイバース
コープ1を使用した場合と同様に、接眼レンズ6,結像
レンズ9及びローパスフィルタ11を介して固体撮像素
子12上に結像され、モニタテレビ14に映し出され
る。
When the fiberscope 1 is used for the endoscope, the illumination light transmitted by a light source and a light guide (not shown) illuminates the object M, and an image of the object M is formed by the objective lens 5. The image is transmitted by the image guide fiber 2. Then, an image is formed on the solid-state image sensor 12 via the eyepiece lens 6, the imaging lens 9 and the low-pass filter 11, and the camera control unit 1
3 is displayed as an endoscopic image on the monitor television 14. When the rigid endoscope 3 is used as the endoscope, the object M
Is transmitted by the relay lens 4, and is imaged on the solid-state image sensor 12 via the eyepiece lens 6, the imaging lens 9 and the low-pass filter 11 as in the case of using the fiberscope 1, and is displayed on the monitor television 14. It is projected.

【0005】図33は、アダプタ8の代わりに結像レン
ズ9,ローパスフィルタ11及び固体撮像素子12を内
蔵したカメラヘッド15を用いたシステム構成を示して
いる。また、図34はファイバースコープ1のみがカメ
ラヘッド15に接続可能な場合、図35はファイバース
コープ1内に接眼レンズ6が配設されない場合のシステ
ム構成例を夫々示している。図35に示した例では、カ
メラコントロールユニット13には結像レンズ9,ロー
パスフィルタ11及び固体撮像素子12からなるカメラ
ヘッド部13aと、信号処理回路13bとが内蔵されて
いるため、上述したシステム構成とは異なり、ファイバ
ースコープ1がカメラコントロールユニット13に直接
接続されるようになっている。尚、フィアバースコープ
1は、その全体が軟性のファイバースコープにより構成
されているものの他に、その挿入部が硬性鏡と同質の硬
性部で、また像伝送部が軟性のイメージガイドファイバ
ー束で構成されている、所謂硬性ファイバースコープも
含んでいる。
FIG. 33 shows a system configuration using a camera head 15 incorporating an imaging lens 9, a low-pass filter 11 and a solid-state image sensor 12 instead of the adapter 8. Further, FIG. 34 shows a system configuration example when only the fiberscope 1 can be connected to the camera head 15, and FIG. 35 shows a system configuration example when the eyepiece lens 6 is not provided in the fiberscope 1. In the example shown in FIG. 35, the camera control unit 13 includes a camera head unit 13a including an imaging lens 9, a low-pass filter 11 and a solid-state image sensor 12, and a signal processing circuit 13b. Unlike the configuration, the fiberscope 1 is directly connected to the camera control unit 13. In addition to the fiber barscope 1 which is entirely composed of a flexible fiberscope, the insertion part is composed of a rigid part of the same quality as a rigid endoscope, and the image transmission part is composed of a flexible image guide fiber bundle. Also included are so-called rigid fiberscopes.

【0006】ところで、上述した各々の内視鏡テレビシ
ステムにおいては、固体撮像素子上に結像された像、即
ちファイバースコープ又は硬性鏡を介して固体撮像素子
上に伝送された像が被写体となるが、特にファイバース
コープで得られた内視鏡画像には以下のような特徴があ
る。図36(a)は、六方最密構造を有するイメージガ
イドファイバー束の射出端面を示している。図中、2a
はイメージガイドフィアバー2のコア,2bはクラッド
である。また、矢印Aはフィアバー2の積み方向、矢印
Bは固体撮像素子12の水平走査方向である。かかる射
出端面を同図(b)で示すように2次元配列された固体
撮像素子12で撮像した場合、内視鏡画像信号は、イメ
ージガイドフィアバー2と固体撮像素子12の双方の配
列パターンに起因した、強い周波数スペクトルfF=1
/(Pf×β×sin60°)が含まれる。ここで、P
fはファイバーの像のピッチ、βは結像光学系の倍率で
ある。この周波数スペクトルfFは、特に強い一次の周
波数スペクトルであるが、このスペクトルを、図36に
示したファイバーの積み方向を水平軸として2次元空間
周波数的に厳密に示せば、図37に示すように2次以上
の周波数スペクトルをも多数有している。
By the way, in each of the above-mentioned endoscope television systems, the image formed on the solid-state image pickup device, that is, the image transmitted to the solid-state image pickup device via the fiberscope or the rigid mirror becomes the subject. However, the endoscopic image obtained with the fiberscope has the following features. FIG. 36A shows the exit end face of the image guide fiber bundle having the hexagonal close-packed structure. 2a in the figure
Is a core of the image guide fiber bar 2, and 2b is a clad. Further, arrow A is the stacking direction of the fier bars 2, and arrow B is the horizontal scanning direction of the solid-state image sensor 12. When the exit end face is imaged by the solid-state imaging device 12 that is two-dimensionally arrayed as shown in FIG. 2B, the endoscopic image signal has an array pattern of both the image guide fiber 2 and the solid-state imaging device 12. Due to the strong frequency spectrum fF = 1
/ (Pf × β × sin 60 °) is included. Where P
f is the fiber image pitch, and β is the magnification of the imaging optical system. This frequency spectrum fF is a particularly strong first-order frequency spectrum, but if this spectrum is shown in a two-dimensional spatial frequency strictly with the stacking direction of the fibers shown in FIG. 36 as the horizontal axis, as shown in FIG. 37. It also has a large number of second-order and higher-order frequency spectra.

【0007】また、被写体が図38に示すようにファイ
バーをランダムに配列して構成されたイメージガイドフ
ァイバー束の射出端面である場合は、その配列パターン
による周波数スペクトルはfF=1/(Pf′×β)で
表せる。ここで、Pf′はランダムに配列されたファイ
バーの平均ピッチである。この場合、ファイバーの配列
が六方最密構造である場合と異なって、周波数スペクト
ルの分布がほぼ等方的となる。
When the subject is the exit end face of the image guide fiber bundle formed by randomly arranging fibers as shown in FIG. 38, the frequency spectrum according to the arrangement pattern is fF = 1 / (Pf '×). It can be expressed as β). Here, Pf 'is the average pitch of randomly arranged fibers. In this case, unlike the case where the fiber array has a hexagonal close-packed structure, the frequency spectrum distribution is substantially isotropic.

【0008】このように、固体撮像素子を利用し、物体
像を離散的に空間サンプリングして撮像する光学機器に
おいては、物体像中に撮像側のナイキスト限界以上の高
周波成分が含まれている場合に、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。
As described above, in an optical device which uses the solid-state image pickup device to discretely spatially sample an object image and picks it up, when the object image contains a high frequency component equal to or higher than the Nyquist limit on the image pickup side. In addition, the beat between the high frequency component and the sampling frequency causes a false signal called aliasing, moire, or the like.

【0009】図39に示す、G(グリーン),C(シア
ン),Mg(マゼンダ),Y(イエロー)の各色フィル
タが市松状に配置されてなるフィルタを用い、被写体を
単板式の固体撮像素子で撮像する場合、フィルタの一画
素のピッチが水平走査方向でPx 、垂直方向でPy とす
ると、図40に示す2次元空間周波数平面上において、
座標(1/2Px ,0)(1/2Px ,0),(1/2
Px ,1/4Py )(−1/2Px ,−1/4Py )及
び(1/2Px ,−1/4Py )(−1/2Px ,1/
4Py )にサンプリングポイントが生じる。従って、か
かるフィルタを用いて上記六方最密構造のイメージガイ
ドファイバ束の射出端面を撮像した場合、図41に示す
ように、像中に含まれる1次の周波数スペクトルfFが
フィルタのサンプリングポイント近傍に存在するため、
この部分で強度のモアレが発生することになる。尚、図
41において、周波数スペクトルfFはある程度の幅を
もって図示されているが、これは結像レンズがズームレ
ンズである場合を考慮しているためである。
A single plate type solid-state image pickup device for an object is used by using a filter in which G (green), C (cyan), Mg (magenta), and Y (yellow) color filters shown in FIG. 39 are arranged in a checkered pattern. In the case of imaging with, when the pitch of one pixel of the filter is Px in the horizontal scanning direction and Py in the vertical direction, on the two-dimensional spatial frequency plane shown in FIG.
Coordinates (1 / 2Px, 0) (1 / 2Px, 0), (1/2
Px, 1 / 4Py) (-1 / 2Px, -1 / 4Py) and (1 / 2Px, -1 / 4Py) (-1 / 2Px, 1 /
A sampling point occurs at 4Py). Therefore, when the exit end face of the image guide fiber bundle having the hexagonal close-packed structure is imaged using such a filter, as shown in FIG. 41, the first-order frequency spectrum fF included in the image is near the sampling point of the filter. Because it exists
Strong moire is generated at this portion. In FIG. 41, the frequency spectrum fF is illustrated with a certain width, but this is because the case where the imaging lens is a zoom lens is taken into consideration.

【0010】このようなモアレを除去するため、従来は
特開平1−284225号公報に開示されているよう
に、多数枚の複屈折板を使用してサンプリングポイント
近傍に存在する周波数スペクトルfFの強度を減衰させ
るようにしていた。
In order to remove such moire, conventionally, as disclosed in JP-A-1-284225, a large number of birefringent plates are used and the intensity of the frequency spectrum fF existing near the sampling point. Was to be attenuated.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、固体
撮像素子の高画素化が進み、このため色副搬送波周波数
において生ずるモアレが非常に問題になってきた。NT
SC,PAL,SECAMの各方式においては、輝度信
号と色差信号を同時に出力するコンポジット信号出力方
式が採られているが、例えばNTSC方式の場合、モニ
タテレビへ出力する信号の一走査線における信号波形は
図42(a)に示すようになる。この場合、モニタテレ
ビ側では色相をカラーバースト信号(信号周波数3.5
8MHz)と色差信号(色副搬送波周波数3.58MH
z)の位相差で、また彩度を色差信号の振幅で判断して
いるため、輝度信号成分中に色差信号の色副搬送波周波
数とほぼ等しい3.58MHz近傍の成分があると(図
42(b)参照)、これを色差信号とみなし、元画像と
は異なる無関係な色を表示することがある。このような
色副搬送波周波数を2次元空間周波数平面上に表せば、
図43に示すようになる。
By the way, in recent years, the number of pixels of the solid-state image pickup device has been increased, so that the moire generated at the color subcarrier frequency has become a serious problem. NT
In each of the SC, PAL, and SECAM systems, a composite signal output system that simultaneously outputs a luminance signal and a color difference signal is adopted. For example, in the case of the NTSC system, a signal waveform of a signal output to a monitor television on one scanning line. Is as shown in FIG. In this case, on the monitor TV side, the hue is changed to a color burst signal (signal frequency 3.5
8MHz) and color difference signal (color subcarrier frequency 3.58MH
Since the phase difference of z) and the saturation are judged by the amplitude of the color difference signal, if there is a component in the vicinity of 3.58 MHz which is almost equal to the color subcarrier frequency of the color difference signal in the luminance signal component (see FIG. (See b)), this may be regarded as a color difference signal, and an irrelevant color different from the original image may be displayed. If such a color subcarrier frequency is represented on the two-dimensional spatial frequency plane,
As shown in FIG. 43.

【0012】従来は、固体撮像素子の画素が粗かったの
で、サンプリングポイントと色副搬送波周波数が周波数
的に近くなり、サンプリングポイント近傍に存在するフ
ァイバーの周波数スペクトルの強度を弱めるような光学
的ローパスフィルタを用いれば、色副搬送波周波数近傍
に存在するファイバーの周波数スペクトルを減衰させる
ことができた。
Conventionally, since the pixels of the solid-state image sensor are coarse, the sampling point and the color subcarrier frequency are close in frequency, and an optical low-pass that weakens the intensity of the frequency spectrum of the fiber existing in the vicinity of the sampling point. By using the filter, the frequency spectrum of the fiber existing near the color subcarrier frequency could be attenuated.

【0013】しかし、高画素の固体撮像素子を使用し
て、ファイバースコープにより得られた内視鏡像を撮像
すると、イメージガイドファイバー束の射出端面に含ま
れる強い周波数スペクトルfFが色副搬送波周波数と干
渉して画像中にモアレを生じさせる。この場合、上記従
来の光学的ローパスフィルターでは、色副搬送波周波数
近傍に存在する周波数スペクトルfFの強度を十分に減
衰させることができず、かかるモアレの発生を防止でき
ないという問題があった。
However, when a high-pixel solid-state image pickup device is used to pick up an endoscopic image obtained by a fiberscope, the strong frequency spectrum fF contained in the exit end face of the image guide fiber bundle interferes with the color subcarrier frequency. This causes moire in the image. In this case, the conventional optical low-pass filter described above has a problem that the intensity of the frequency spectrum fF existing in the vicinity of the color subcarrier frequency cannot be sufficiently attenuated, and the occurrence of such moire cannot be prevented.

【0014】また、図32,図33に示した如きファイ
バースコープ1と硬性鏡3の双方が接続可能な内視鏡テ
レビシステムにおいては、通常、ファイバースコープ用
の光学的ローパスフィルターが内設されているため、硬
性鏡を使用する場合もこの光学的ローパスフィルターを
介して像を撮像しなければならず、硬性鏡使用時の解像
度が劣化するという問題があった。
Further, in an endoscope television system capable of connecting both the fiberscope 1 and the rigid endoscope 3 as shown in FIGS. 32 and 33, an optical low-pass filter for the fiberscope is usually installed inside. Therefore, even when a rigid endoscope is used, it is necessary to capture an image through this optical low-pass filter, and there is a problem in that the resolution deteriorates when the rigid endoscope is used.

【0015】一方、最近ではモアレの原因となり得る色
副搬送波周波数以上の高周波成分が含まれる被写体の像
面を撮像した場合に、その高周波成分から作成されるア
パーチャー信号の振幅の値に応じて色信号抑圧回路が働
き、その部分の色の出力を下げて色モアレを目立たなく
させるカメラコントロールユニットが提案されている。
しかし、かかるカメラコントロールユニットを用いて図
36及び図38に示す如きイメージガイドファイバー束
の射出端面を撮像した場合には、像中に高周波成分が非
常に多いためアパーチャ信号の強度が強くなり、色情報
信号の出力強度を弱くするように,即ちあたかも色の無
い画像を撮像したかのように色信号抑圧回路が作動し、
鮮明な内視鏡画像が得られないという問題があった。
On the other hand, recently, when an image plane of a subject including a high frequency component higher than a color subcarrier frequency that can cause moire is imaged, the color is changed according to the amplitude value of the aperture signal created from the high frequency component. A camera control unit has been proposed in which a signal suppression circuit works to reduce the color output of that portion to make color moire inconspicuous.
However, when the exit end face of the image guide fiber bundle as shown in FIG. 36 and FIG. 38 is imaged using such a camera control unit, the intensity of the aperture signal becomes strong because the high frequency component is very large in the image, and The color signal suppression circuit operates so as to weaken the output intensity of the information signal, that is, as if a colorless image is captured,
There is a problem that a clear endoscopic image cannot be obtained.

【0016】本発明は従来の技術の有するこのような問
題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするとこ
ろは、ファイバースコープ使用時にはモアレや色のない
画像が生成されることを防止し、硬性鏡使用時には優れ
た解像度とコントラストで内視鏡画像を得ることができ
る内視鏡テレビシステムを提供することにある。
The present invention has been made in view of the above problems of the prior art, and an object of the present invention is to prevent generation of an image without moire or color when a fiberscope is used. An object of the present invention is to provide an endoscopic television system capable of obtaining an endoscopic image with excellent resolution and contrast when a rigid endoscope is used.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段及び作用】上記目的を達成
するための本発明の手段及び作用を順次説明する。 (第1の手段)本発明の内視鏡テレビシステムは、イメ
ージガイドファイバー束の射出端面に現れた像を固体撮
像素子上に結像せしめ、前記像をモニタテレビで観察し
得るようにした内視鏡テレビシステムにおいて、色副搬
送波周波数近傍を通過するイメージガイドファイバー束
特有の周波数スペクトルを十分減衰せしめる光学的特性
を有し且つ固体撮像素子のサンプリング周波数近傍を通
過するイメージガイドファイバー束特有の周波数スペク
トルを十分減衰せしめる光学的特性を有する光学要素
が、撮像光路中に配設されていることを特徴としてなる
ものである。
Means and Actions for Solving the Problems Means and actions of the present invention for achieving the above object will be sequentially described. (First Means) In the endoscope television system of the present invention, the image appearing on the exit end face of the image guide fiber bundle is formed on the solid-state image pickup device so that the image can be observed on the monitor television. In an endoscope television system, a frequency peculiar to an image guide fiber bundle that passes the vicinity of the color subcarrier frequency has an optical characteristic that sufficiently attenuates the frequency spectrum peculiar to the image guide fiber bundle, and a frequency peculiar to the image guide fiber bundle that passes the vicinity of the sampling frequency of the solid-state image sensor. It is characterized in that an optical element having an optical characteristic capable of sufficiently attenuating the spectrum is arranged in the imaging optical path.

【0018】図36に示す如き六方最密構造を有するイ
メージガイドファイバー束の射出端面を、NTSC方式
で信号出力する1/2インチサイズの固体撮像素子で撮
像した場合、像中に含まれる強い1次の周波数スペクト
ルfFは、撮像面上で約20〜80(本/mm)迄の値
となる。また、従来の内視鏡テレビシステムにおいて、
固体撮像素子として例えば一画素のピッチが水平方向で
Px =12.76μm、垂直方向でPy =9.86μm
となる1/2インチサイズのものを用いた場合、この固
体撮像素子のサンプリングポイントは39.2(本/m
m)となる。
When the exit end face of an image guide fiber bundle having a hexagonal close-packed structure as shown in FIG. 36 is imaged by a 1 / 2-inch size solid-state image pickup device which outputs a signal by the NTSC system, a strong 1 included in the image is detected. The next frequency spectrum fF has a value of about 20 to 80 (lines / mm) on the imaging surface. In addition, in the conventional endoscope TV system,
As a solid-state image sensor, for example, the pitch of one pixel is Px = 12.76 μm in the horizontal direction and Py = 9.86 μm in the vertical direction.
When a 1/2 inch size is used, the sampling point of this solid-state image sensor is 39.2 (lines / m
m).

【0019】一方、NTSC方式で出力される色副搬送
波周波数を空間周波数に変換すると 3.58MHz ≒ 29.5(本/mm) となる。即ち、従来の内視鏡テレビシステムに用いられ
ていた光学的ローパスフィルタにはサンプリングポイン
トとファイバーが有する周波数スペクトルとの干渉によ
り発生するモアレを除去する効果があるが、サンプリン
グ周波数と色副搬送波周波数とが周波数的に近いため、
色副搬送波周波数とファイバーが有する周波数スペクト
ルとの干渉により発生するモアレについても、ある程度
のモアレを除去する効果があった。
On the other hand, when the color subcarrier frequency output by the NTSC system is converted into a spatial frequency, 3.58 MHz≈29.5 (lines / mm) is obtained. That is, the optical low-pass filter used in the conventional endoscope television system has an effect of removing moire caused by the interference between the sampling point and the frequency spectrum of the fiber, but the sampling frequency and the color subcarrier frequency And are close in frequency,
The moire generated due to the interference between the color subcarrier frequency and the frequency spectrum of the fiber was also effective in removing the moire to some extent.

【0020】しかるに最近では、一画素のピッチが水平
方向でPx =9.6μm、垂直方向でPy =9.9μm
のものもあり、この場合水平方向のナイキスト限界は5
2.1(本/mm)と計算される。従って、従来のよう
にサンプリングポイントとファイバーが有する周波数ス
ペクトルとの干渉により発生するモアレを除去するため
の光学的ローパスフィルタでは、この色副搬送波周波数
とファイバーが有する周波数スペクトルfFとの干渉に
より発生するモアレを除去することができなかった。
However, recently, the pitch of one pixel is Px = 9.6 μm in the horizontal direction and Py = 9.9 μm in the vertical direction.
Some of them have a horizontal Nyquist limit of 5
It is calculated to be 2.1 (lines / mm). Therefore, in the conventional optical low-pass filter for removing moire caused by the interference between the sampling point and the frequency spectrum of the fiber, the color subcarrier frequency and the frequency spectrum fF of the fiber interfere with each other. It was not possible to remove the moire.

【0021】本発明によれば、サンプリングポイント近
傍に存在する周波数スペクトルfFの強度を減じるよう
な光学要素のみならず、色副搬送波周波数29.5(本
/mm)近傍に存在する周波数スペクトルfFの強度を
減じる光学要素を撮像光路中に設けたので、被写体がイ
メージガイドファイバー束の射出端面である場合でも、
また輝度信号のコントラストを上げるように上述した色
信号抑圧回路を作動させてテレビ信号出力の調整を行っ
た場合でも、ほぼ3.58MHz ≒ 29.5(本/
mm)となるような周波数スペクトルfFは固体撮像素
子上に結像されることはない。即ち、かかる固体撮像素
子から出力される画像信号は、図1に示す如き波形とな
るので、モニタテレビ側で輝度信号を色信号とみなす現
象は防止れ得、モアレの無い内視鏡画像を得ることがで
きる。
According to the present invention, not only the optical element for reducing the intensity of the frequency spectrum fF existing in the vicinity of the sampling point, but also the frequency spectrum fF existing in the vicinity of the color subcarrier frequency 29.5 (lines / mm). Since an optical element that reduces the intensity is provided in the imaging optical path, even when the subject is the exit end face of the image guide fiber bundle,
Even when the above-mentioned color signal suppression circuit is operated to increase the contrast of the luminance signal and the television signal output is adjusted, approximately 3.58 MHz ≈ 29.5 (lines /
The frequency spectrum fF which is equal to (mm) is not imaged on the solid-state image sensor. That is, since the image signal output from such a solid-state image sensor has a waveform as shown in FIG. 1, it is possible to prevent the phenomenon that the luminance signal is regarded as a color signal on the monitor television side, and obtain an endoscopic image without moire. be able to.

【0022】(第2の手段)本発明の第2の手段による
内視鏡テレビシステムは、少なくとも像伝送系にイメー
ジガイドファイバー束を用いたファイバースコープ又
は、像伝送系にリレーレンズを用いた硬性鏡に接続可能
であって、いずれかの内視鏡により得られた像を固体撮
像素子上に結像せしめ、該固体撮像素子から出力された
電気信号をカメラコントロールユニットでテレビ信号に
変換して出力し、内視鏡画像を得るようにした内視鏡テ
レビシステムにおいて、固体撮像素子のサンプリングポ
イントのレスポンスを十分減衰せしめる光学的特性の光
学要素と、色副搬送波周波数近傍を通過するイメージガ
イドファイバー束特有の周波数スペクトルを十分減衰せ
しめる光学的特性を有し且つ固体撮像素子のサンプリン
グ周波数近傍を通過するイメージガイドファイバー束特
有の周波数スペクトルを十分減衰せしめるような光学的
特性の光学要素のいづれかを、使用する内視鏡に応じて
撮像光路中で選択して用いるようにしたことを特徴とし
てなるものである。
(Second Means) In the endoscope television system according to the second means of the present invention, at least a fiberscope using an image guide fiber bundle in the image transmission system or a rigid body using a relay lens in the image transmission system is used. It can be connected to a mirror, and an image obtained by either endoscope is formed on a solid-state image sensor, and an electric signal output from the solid-state image sensor is converted into a television signal by a camera control unit. In an endoscopic television system that outputs and obtains an endoscopic image, an optical element with optical characteristics that sufficiently attenuates the response at the sampling point of the solid-state image sensor, and an image guide fiber that passes near the color subcarrier frequency It has optical characteristics to sufficiently attenuate the frequency spectrum peculiar to the bundle and passes near the sampling frequency of the solid-state image sensor. The image guide is characterized in that any one of the optical elements with optical characteristics that sufficiently attenuates the frequency spectrum peculiar to the fiber bundle is selected and used in the imaging optical path according to the endoscope to be used. Is.

【0023】高画素の固体撮像素子に対応させて、上述
した色副搬送波周波数近傍を通過するイメージガイドフ
ァイバー束特有の周波数スペクトルfFを十分減衰せし
めるような光学的ローパスフィルターを、ファイバース
コープと硬性鏡の双方が接続可能な内視鏡テレビシステ
ムに用いた場合、硬性鏡使用時にもかかる光学的ローパ
スフィルタが作用するため、色副搬送波周波数近傍以上
の周波数成分の像はフィルタでカットされて再現でき
ず、硬性鏡使用時の内視鏡画像の解像度とコントラスト
が劣化するという問題があった。
An optical low-pass filter for a solid-state image pickup device having a high number of pixels, which is capable of sufficiently attenuating the frequency spectrum fF peculiar to the image guide fiber bundle passing near the color subcarrier frequency, is provided with a fiberscope and a rigid endoscope. When used in an endoscope television system that can connect both of the two, the optical low-pass filter works even when a rigid endoscope is used, so images of frequency components above the color subcarrier frequency can be cut and reproduced by the filter. However, there is a problem that the resolution and contrast of the endoscopic image deteriorates when the rigid endoscope is used.

【0024】本発明では、ファイバースコープ使用時に
は色副搬送波周波数近傍とサンプリング周波数近傍を通
過するイメージガイドフィバー束特有の周波数スペクト
ルfFを十分減衰せしめるような光学的特性となるよう
に、また硬性鏡使用時には撮像物体である,例えば体腔
内の粘膜などの輝点中に含まれる高周波成分により生ず
る偽色現象を防止するためにサンプリング周波数近傍の
レスポンスを十分に低下させるような光学的特性となる
ように、使用する内視鏡に応じて光学的ローパスフィル
タを適宜交換して用い、各々に適した光学的特性となる
ようにフィルタのレスポンスが設定される。
In the present invention, when the fiberscope is used, the optical characteristic is such that the frequency spectrum fF peculiar to the image guide fiber bundle passing near the color subcarrier frequency and near the sampling frequency is sufficiently attenuated, and the rigid scope is used. In order to prevent a false color phenomenon caused by a high frequency component contained in a bright spot such as a mucous membrane in a body cavity, which is an imaged object, a response near a sampling frequency is sufficiently lowered to have an optical characteristic. , The optical low-pass filter is appropriately exchanged and used according to the endoscope to be used, and the response of the filter is set so as to have an optical characteristic suitable for each.

【0025】このような構成としては、例えば図2,図
3に示す光学系が挙げられる。これは、二つの変倍系2
5a,25bを用い、光学的ローパスフィルタ11を含
む物体側の第1の変倍系25aで像Mの中間像M′を結
像し、この中間像を第2の変倍系25bで固体撮像素子
12に再結像するように構成されている。図2はファイ
バースコープ使用時、図3は硬性鏡使用時の光学系を夫
々示している。物体側の第1の変倍系25aは光学的ロ
ーパスフィルタ11を含んでいるので、第1の変倍系2
5aにより結像される中間像M′は、その大きさによっ
て像中に含まれる周波数成分が変化する。従って、この
中間像M′を第2の変倍系25bにより固体撮像素子1
2上に所定の大きさに結像することで、固体撮像素子1
2上での像Mの大きさを変えることなく周波数成分のみ
を変化させる,即ち光学的ローパスフィルタ11の特性
を可変にすることができる。
As such a structure, for example, the optical system shown in FIGS. 2 and 3 can be cited. This is two variable power systems 2
5a and 25b, an intermediate image M'of the image M is formed by the first variable magnification system 25a on the object side including the optical low-pass filter 11, and this intermediate image is solid-state imaged by the second variable magnification system 25b. It is arranged for re-imaging on the element 12. 2 shows an optical system when a fiberscope is used, and FIG. 3 shows an optical system when a rigid endoscope is used. Since the first variable power system 25a on the object side includes the optical low-pass filter 11, the first variable power system 2a
The frequency component contained in the intermediate image M'formed by 5a varies depending on its size. Therefore, this intermediate image M'is converted by the second variable power system 25b into the solid-state image sensor 1
The solid-state imaging device 1
It is possible to change only the frequency component without changing the size of the image M on the image 2, that is, to make the characteristic of the optical low-pass filter 11 variable.

【0026】この場合、ファイバースコープ使用時は色
副搬送波周波数近傍とサンプリング周波数近傍を通過す
るイメージガイドファイバー束特有の周波数スペクトル
fFを十分減衰せしめるような光学的特性とし、また硬
性鏡使用時は撮像物体である粘膜などの輝点中に含まれ
る高周波成分により生ずる偽色現象を防止するためにサ
ンプリング周波数近傍のレスポンスを十分に低下させる
ような光学的特性となるようにすれば、ファイバースコ
ープ使用時にはモアレの発生が防止され得、硬性鏡使用
時には解像度とコントラストが向上され得る内視鏡テレ
ビシステムを実現することができる。
In this case, when the fiberscope is used, the optical characteristic is such that the frequency spectrum fF peculiar to the image guide fiber bundle passing near the color subcarrier frequency and near the sampling frequency is sufficiently attenuated, and when the rigid scope is used, imaging is performed. In order to prevent the false color phenomenon caused by the high frequency components contained in the bright spots of the mucous membrane, which is an object, the optical characteristics should be such that the response near the sampling frequency is sufficiently reduced when using the fiberscope. It is possible to realize an endoscope television system in which the occurrence of moire can be prevented and the resolution and contrast can be improved when a rigid endoscope is used.

【0027】上記色副搬送波周波数近傍を通過するイメ
ージガイドファイバー束特有の周波数スペクトルfFを
十分減衰せしめるような光学的ローパスフィルタは、
[色副搬送波周波数±0.5MHz]の帯域中に含まれ
る周波数スペクトルfFにおけるレスポンスが40%以
下となることが条件である。またサンプリングポイント
近傍を通過するイメージガイドフィバー束特有の周波数
スペクトルfFを十分減衰せしめるような光学的ローパ
スフィルタは、色差信号の周波数帯域をwとした場合に
[サンプリングポイント周波数±w MHz]の帯域中
に含まれる周波数スペクトルfFにおけるレスポンスが
40%以下となることが条件である。
An optical low-pass filter capable of sufficiently attenuating the frequency spectrum fF peculiar to the image guide fiber bundle passing near the color subcarrier frequency is
The condition is that the response in the frequency spectrum fF included in the band of [color subcarrier frequency ± 0.5 MHz] is 40% or less. An optical low-pass filter that sufficiently attenuates the frequency spectrum fF peculiar to the image guide fiber bundle passing near the sampling point is in the band of [sampling point frequency ± w MHz] when the frequency band of the color difference signal is w. The condition is that the response in the frequency spectrum fF included in is less than 40%.

【0028】上記光学的ローパスフィルタのレスポンス
を選択的に変化せしめる構成として、図4に示すよう
に、色副搬送波周波数近傍とサンプリング周波数近傍を
通過するイメージガイドファイバー束特有の周波数スペ
クトルfFを十分減衰せしめるような光学的ローパスフ
ィルタ11aと、撮像物体である体腔内の粘膜などの輝
点中に含まれる高周波成分により生ずる偽色現象を防止
するためにサンプリング周波数近傍のレスポンスを十分
に低下させるような光学的ローパスフィルタ11bの二
つのフィルタを用意し、これらをターレット26等を用
いてテレビカメラ10内の光路中に交換可能に設置して
も良い。
As a structure for selectively changing the response of the optical low-pass filter, as shown in FIG. 4, the frequency spectrum fF peculiar to the image guide fiber bundle passing near the color subcarrier frequency and near the sampling frequency is sufficiently attenuated. The optical low-pass filter 11a that causes the noise and the response near the sampling frequency are sufficiently reduced in order to prevent a false color phenomenon caused by a high frequency component included in a bright spot such as a mucous membrane in a body cavity that is an imaging object. Two filters, the optical low-pass filter 11b, may be prepared, and these may be installed in the optical path in the television camera 10 so as to be exchangeable by using the turret 26 or the like.

【0029】また、図5に示すように、結像レンズと上
記二つの光学的ローパスフィルタ11a,11bとを夫
々組み込んだアダプタ8を用意し、使用する内視鏡に応
じてアダプタ8を選択するようにしても良い。図6に示
すように、カメラヘッド15をフィルタの交換が可能な
形態として、使用する内視鏡に応じて適宜フィルタを交
換するようにしても良い。更に、図7に示すように、光
学的ローパスフィルタが組み込まれたアダプタ8とカメ
ラヘッド15を各々のフィルタ特性を異ならせて複数用
意し、使用する内視鏡に応じ、これらを適宜に選択して
使用するようにしても良い。
Further, as shown in FIG. 5, an adapter 8 incorporating an imaging lens and the above-mentioned two optical low-pass filters 11a and 11b is prepared, and the adapter 8 is selected according to the endoscope to be used. You may do it. As shown in FIG. 6, the camera head 15 may be of a form in which the filter can be replaced, and the filter may be replaced appropriately according to the endoscope used. Further, as shown in FIG. 7, a plurality of adapters 8 and camera heads 15 each having an optical low pass filter are prepared with different filter characteristics, and these are appropriately selected according to the endoscope to be used. You may use it.

【0030】(第3の手段)本発明の第3の手段による
内視鏡テレビシステムは、少なくともイメージガイドフ
ァイバー束の射出端面に現れた内視鏡像を固体撮像素子
上に結像せしめ、該固体撮像素子から出力された電気信
号を少なくともコンポジットテレビ信号に変換して出力
し、内視鏡画像を得るようにした内視鏡テレビシステム
において、コンポジット信号出力時に、コンポジット信
号の輝度信号のうち色副搬送波周波数近傍の信号のみを
選択し、該信号のレベルを下げる電気的手段を有するこ
とを特徴としてなるものである。
(Third Means) In the endoscope television system according to the third means of the present invention, at least the endoscope image appearing on the exit end face of the image guide fiber bundle is imaged on the solid-state image pickup device, and the solid-state image pickup device is formed. In an endoscopic television system in which an electric signal output from the image pickup device is converted into at least a composite television signal and output to obtain an endoscopic image, at the time of outputting the composite signal, the color sub signal of the luminance signal of the composite signal is output. It is characterized in that it has an electric means for selecting only a signal near the carrier frequency and lowering the level of the signal.

【0031】ファイバースコープと硬性鏡の双方が接続
可能な内視鏡テレビシステムにおいて、例えばNTSC
方式のコンポジットテレビ信号であった場合、図8に示
すように色副搬送波周波数である3.58MHz近傍
に、イメージガイドファイバー束の射出端面に含まれる
強い周波数スペクトルfFが存在するとモアレが発生す
る。この場合、3.58MHz近傍の周波数レスポンス
を十分減衰せしめる光学的ローパスフィルタを使用する
と、輝度信号中の3.58MHzの成分がカットされる
ためモアレの発生を防止できる。しかし、硬性鏡使用時
には、高画素の固体撮像素子を使用したとしても解像度
とコントラストを向上させることはできず、画素数の少
ないものを使用した場合と同程度の画質となってしま
う。
In an endoscope television system in which both a fiberscope and a rigid endoscope can be connected, for example, NTSC
In the case of the composite television signal of the system, moire occurs when a strong frequency spectrum fF included in the exit end face of the image guide fiber bundle exists in the vicinity of the color subcarrier frequency of 3.58 MHz as shown in FIG. In this case, if an optical low-pass filter that sufficiently attenuates the frequency response in the vicinity of 3.58 MHz is used, the 3.58 MHz component in the luminance signal is cut, so that the occurrence of moire can be prevented. However, when a rigid endoscope is used, the resolution and contrast cannot be improved even if a high-pixel solid-state image sensor is used, and the image quality is the same as when an image sensor with a small number of pixels is used.

【0032】本発明の上記構成によれば、コンポジット
信号出力時に、コンポジット信号の輝度信号成分のう
ち、図9に示すように3.58MHz近傍の信号の振幅
を十分減衰せしめる電気的特性を有しているので、輝度
信号中の3.58MHz近傍の成分は振幅が十分減衰せ
しめられて出力される(図10参照)。従って、モニタ
テレビ側において、3.58MHzの輝度信号を色信号
とみなした場合にも、彩度が極めて弱い色差信号として
信号処理し、ファイバースコープ使用時に発生するモア
レをモニタテレビ観察時に殆ど支障のない程度に目立た
なくさせることができる。このため、色副搬送波周波数
近傍のレスポンスを十分減衰させた光学的ローパスフィ
ルタを使用しなくとも、周波数スペクトルfFが色副搬
送波周波数と干渉して発生するモアレを防止できる。従
って、高画素の固体撮像素子を使用しても、単にサンプ
リングポイント近傍に存在する周波数スペクトルfFを
減少させる光学的ローパスフィルタを用いることによ
り、ファイバースコープ使用時のモアレの除去が可能で
ある。
According to the above configuration of the present invention, at the time of outputting the composite signal, it has an electric characteristic of sufficiently attenuating the amplitude of the signal near 3.58 MHz in the luminance signal component of the composite signal as shown in FIG. Therefore, the amplitude of the component near 3.58 MHz in the luminance signal is sufficiently attenuated and output (see FIG. 10). Therefore, even when the luminance signal of 3.58 MHz is regarded as a color signal on the monitor television side, the signal processing is performed as a color difference signal with extremely weak saturation, and moire generated when the fiberscope is used hardly interferes when observing the monitor television. It can be made inconspicuous to the extent that it is not. Therefore, it is possible to prevent moire caused by the frequency spectrum fF interfering with the color subcarrier frequency without using an optical low-pass filter in which the response near the color subcarrier frequency is sufficiently attenuated. Therefore, even if a high-pixel solid-state image sensor is used, moire can be removed when a fiberscope is used by simply using an optical low-pass filter that reduces the frequency spectrum fF existing near the sampling point.

【0033】上記電気的特性を実現するための手段とし
ては、例えばアパーチャ信号の利用が挙げられる。図1
1を用いてアパーチャ信号の作用について説明する。図
において、同図(a)を輝度情報を与える入力信号であ
るとすると、この信号を信号処理して同図(b)に示す
アパーチャ信号を作成する。このアパーチャ信号を再び
輝度信号に重ねると、同図(c)に示すような像の輪郭
(エッジ)を強調した信号が得られる。この信号は見か
け上、負の点像強度分布を持つので見かけ上のレスポン
スは100%を越え、これにより像のコントラストを向
上させることができるようになっている。この場合、ア
パーチャ信号作成時の遅延時間を操作すると、出力画像
のレスポンスにおける輪郭強調のピークの周波数を変え
ることができる。従って、図12に示すように、フィア
バースコープを使用する場合には、輝度信号のコントラ
ストが3.58MHz近傍において十分小さくなるよう
にアパーチャ信号のピークAp の遅延時間を設定すれば
(同図(a)参照)、3.58MHz以上の高周波成分
は3.58MHz以下の周波数成分よりも相対的に小さ
くなり、輝度信号全体を正規化すれば、上述した電気的
特性を得ることができる。但し、このままでは、硬性鏡
を使用する場合に3.58MHz以上の解像力が得られ
ない。従って、硬性鏡使用時にはアパーチャ信号のピー
クAp の遅延時間を、コントラストのカットオフ周波数
が3.58MHz以上の高周波帯域に設定する(同図
(b)参照)。尚、アパーチャ信号の作用を像の水平方
向に対する輪郭強調を挙げて説明したが、像の垂直方向
や斜め方向の輪郭を強調する場合も同様の原理で行われ
得る。
As a means for realizing the above electrical characteristics, use of an aperture signal can be cited, for example. Figure 1
The operation of the aperture signal will be described with reference to FIG. In the figure, assuming that the figure (a) is an input signal for giving luminance information, this signal is subjected to signal processing to create the aperture signal shown in the figure (b). When this aperture signal is superimposed on the luminance signal again, a signal in which the contour (edge) of the image is emphasized is obtained as shown in FIG. Since this signal apparently has a negative point image intensity distribution, the apparent response exceeds 100%, whereby the image contrast can be improved. In this case, the frequency of the edge enhancement peak in the response of the output image can be changed by manipulating the delay time when creating the aperture signal. Therefore, as shown in FIG. 12, when using the fierberscope, the delay time of the peak Ap of the aperture signal is set so that the contrast of the luminance signal is sufficiently small in the vicinity of 3.58 MHz (see the same figure ( a)), the high frequency component of 3.58 MHz or more becomes relatively smaller than the frequency component of 3.58 MHz or less, and the above-described electrical characteristics can be obtained by normalizing the entire luminance signal. However, if this is left as it is, a resolution of 3.58 MHz or higher cannot be obtained when a rigid endoscope is used. Therefore, when the rigid endoscope is used, the delay time of the peak Ap of the aperture signal is set to a high frequency band where the cutoff frequency of contrast is 3.58 MHz or more (see FIG. 7B). Although the action of the aperture signal has been described with reference to the contour enhancement in the horizontal direction of the image, the same principle can be applied to the enhancement of the vertical or diagonal contour of the image.

【0034】上記構成により、図9に示す如き3.58
MHz近傍の信号の振幅を十分減衰せしめる電気的特性
を近似的に実現し、これにより輝度信号中の3.58M
Hzの成分の振幅は小さくなって、フィアバースコープ
を使用した場合のモアレの発生をモニタテレビ観察時に
支障が生じない程度に目立たなくさせることができる。
実験によれば、輝度信号の[3.58±0.5]MHz
の周波数帯域における振幅が、他の周波数帯域における
振幅に対して40%以下の値であれば、実用上十分なモ
アレ除去効果があることが確認されている。
With the above configuration, the value of 3.58 as shown in FIG. 9 is obtained.
Approximately realizes the electrical characteristics that sufficiently attenuate the amplitude of the signal near MHz, and as a result, 3.58M in the luminance signal is realized.
Since the amplitude of the Hz component becomes small, it is possible to make the occurrence of moire in the case of using the fierberscope inconspicuous to the extent that no trouble occurs when observing the monitor television.
According to the experiment, the luminance signal [3.58 ± 0.5] MHz
It has been confirmed that the moire removing effect is practically sufficient when the amplitude in the frequency band of is 40% or less with respect to the amplitudes in other frequency bands.

【0035】また、フィアバースコープの周波数スペク
トルfFと色副搬送波周波数とが干渉して発生するモア
レを電気的に除去するように構成することで、光学的ロ
ーパスフィルタはサンプリングポイント近傍に存在する
ファイバースコープの周波数スペクトルfFのみを減衰
させる特性を有するものを用いれば良く、かかる光学的
ローパスフィルタを硬性鏡使用時に高画素の固体撮像素
子と共に用いれば、解像度とコントラストに優れた内視
鏡画像を得ることができる。尚、上記構成をファイバー
スコープ専用の内視鏡テレビシステムに対応させた場合
にもモアレ除去効果を得ることができる。
Further, the optical low-pass filter is configured so as to electrically remove moire generated by the interference between the frequency spectrum fF of the fierberscope and the color subcarrier frequency, so that the optical low-pass filter exists in the fiber near the sampling point. What has a characteristic of attenuating only the frequency spectrum fF of the scope may be used, and when such an optical low-pass filter is used together with a solid-state image pickup device with a high pixel when using a rigid endoscope, an endoscopic image excellent in resolution and contrast is obtained. be able to. The moire removing effect can be obtained even when the above configuration is applied to an endoscope television system dedicated to a fiberscope.

【0036】(第4の手段)本発明の第4の手段による
内視鏡テレビシステムは、少なくともイメージガイドフ
ァイバー束の射出端面に現れた内視鏡像を固体撮像素子
上に結像せしめ、該固体撮像素子から出力された電気信
号を少なくともコンポジットテレビ信号に変換して出力
し、内視鏡画像を得るようにした内視鏡テレビシステム
において、イメージガイドファイバー束に特有の周波数
スペクトルがコンポジットテレビ信号の色副搬送波周波
数近傍に存在する場合に、該コンポジットテレビ信号を
コンポーネントテレビ信号に切り換えるための電気的手
段を設けたことを特徴としてなるものである。
(Fourth Means) In the endoscope television system according to the fourth means of the present invention, at least the endoscopic image appearing on the exit end face of the image guide fiber bundle is imaged on the solid-state image pickup device, and the solid-state image pickup device is formed. In an endoscopic television system in which an electric signal output from the image pickup device is converted into at least a composite television signal and output to obtain an endoscopic image, the frequency spectrum peculiar to the image guide fiber bundle is the composite television signal. It is characterized in that an electric means is provided for switching the composite television signal to the component television signal when it exists in the vicinity of the color subcarrier frequency.

【0037】上述したように、色副搬送波周波数である
3.58MHz近傍にイメージガイドファイバー束の射
出端面に含まれる強い周波数スペクトルfFが存在する
とモアレが発生するが(図8参照)、この場合に3.5
8MHz近傍のレスポンスを十分減衰せしめる光学的ロ
ーパスフィルタを使用すると、高画素の固体撮像素子を
使用したとしても、硬性鏡使用時の解像度とコントラス
トを向上させることはできない。
As described above, when the strong frequency spectrum fF included in the exit end face of the image guide fiber bundle exists in the vicinity of the color subcarrier frequency of 3.58 MHz, moire occurs (see FIG. 8). 3.5
If an optical low-pass filter that sufficiently attenuates the response in the vicinity of 8 MHz is used, the resolution and contrast when using a rigid endoscope cannot be improved even if a solid-state image sensor with high pixels is used.

【0038】本発明の上記構成によれば、少なくともフ
ァイバースコープを使用した場合にはテレビ信号出力を
輝度信号と色差信号とに分離し、コンポーネントテレビ
信号として出力可能としたので、フィアバースコープ使
用時の色副搬送波周波数中に周波数スペクトルfFが含
まれていたとしても、モニタテレビ側でこれを色差信号
とみなすことはなく、信号の干渉によるモアレの発生を
防止することができる。
According to the above configuration of the present invention, when at least the fiberscope is used, the television signal output is separated into the luminance signal and the color difference signal and can be output as the component television signal. Even if the frequency sub-carrier frequency includes the frequency spectrum fF, the monitor television does not regard it as a color difference signal, and it is possible to prevent moire due to signal interference.

【0039】このように、フィアバースコープの周波数
スペクトルfFと色副搬送波周波数とが干渉して発生す
るモアレを電気的に除去するように構成することで、光
学的ローパスフィルタはサンプリングポイント近傍に存
在するファイバースコープの周波数スペクトルfFのみ
を減衰させる特性を有するものを用いれば良く、かかる
光学的ローパスフィルタを硬性鏡使用時に高画素の固体
撮像素子と共に用いれば、解像度とコントラストに優れ
た内視鏡画像を得ることができる。尚、上記構成をファ
イバースコープ専用の内視鏡テレビシステムに対応させ
た場合にもモアレ除去効果を得ることができる。
As described above, the optical low-pass filter exists near the sampling point by electrically removing the moire generated by the interference between the frequency spectrum fF of the fierberscope and the color subcarrier frequency. It is sufficient to use a fiberscope that has a characteristic of attenuating only the frequency spectrum fF of the fiberscope. If such an optical low-pass filter is used together with a high-pixel solid-state image sensor when using a rigid endoscope, an endoscopic image excellent in resolution and contrast is obtained. Can be obtained. The moire removing effect can be obtained even when the above configuration is applied to an endoscope television system dedicated to a fiberscope.

【0040】(第5の手段)本発明の第5の手段による
内視鏡テレビシステムは、少なくとも六方最密構造を有
するイメージガイドファイバー束の射出端面に現れた内
視鏡像を固体撮像素子上に結像せしめ、該固体撮像素子
から出力された電気信号を少なくともコンポジットテレ
ビ信号に変換出力し、内視鏡画像を得るようにした内視
鏡テレビシステムにおいて、イメージガイドファイバー
束に特有の周波数スペクトルがコンポジットテレビ信号
の色副搬送波周波数近傍に存在する場合に、イメージガ
イドファイバー束の積み方向が固体撮像素子の水平走査
方向に対して略30度の角度をなすように構成されてい
ることを特徴としてなるものである。
(Fifth means) In the endoscope television system according to the fifth means of the present invention, the endoscope image appearing at the exit end face of the image guide fiber bundle having at least the hexagonal close-packed structure is formed on the solid-state image pickup device. In an endoscopic television system in which an image is formed and an electric signal output from the solid-state imaging device is converted into at least a composite television signal and output to obtain an endoscopic image, a frequency spectrum peculiar to the image guide fiber bundle is It is characterized in that the stacking direction of the image guide fiber bundle is formed at an angle of approximately 30 degrees with respect to the horizontal scanning direction of the solid-state image pickup device when it exists near the color subcarrier frequency of the composite television signal. It will be.

【0041】上述したように、色副搬送波周波数である
3.58MHz近傍にイメージガイドファイバー束の射
出端面に含まれる強い周波数スペクトルfFが存在する
とモアレが発生するが(図8参照)、このモアレを除去
するために3.58MHz近傍のレスポンスを十分減衰
せしめる光学的ローパスフィルタを使用すると、高画素
の固体撮像素子を使用したとしても、硬性鏡使用時の解
像度とコントラストを向上させることはできない。
As described above, when the strong frequency spectrum fF included in the exit end face of the image guide fiber bundle exists near 3.58 MHz which is the color subcarrier frequency, moire occurs (see FIG. 8). If an optical low-pass filter that sufficiently attenuates the response in the vicinity of 3.58 MHz is used for removal, the resolution and contrast when using a rigid endoscope cannot be improved even if a solid-state imaging device with high pixels is used.

【0042】本発明の上記構成によれば、イメージガイ
ドファイバー束の積み方向を固体撮像素子の水平走査方
向に対してある程度の角度(30°)を成すようにする
ことで(図13参照)、図14に示すように、2次元空
間周波数面上におけるファイバーの1次周波数スペクト
ルfFに一定の傾きが与えられ、1次周波数スペクトル
fFと色副搬送波周波数とを周波数的に離間させること
ができる。
According to the above-mentioned structure of the present invention, the stacking direction of the image guide fiber bundle is formed at an angle (30 °) with respect to the horizontal scanning direction of the solid-state image pickup device (see FIG. 13). As shown in FIG. 14, the primary frequency spectrum fF of the fiber on the two-dimensional spatial frequency plane is given a certain slope, and the primary frequency spectrum fF and the color subcarrier frequency can be separated in frequency.

【0043】かかる構成例の略図を図15に示す。図に
おいて、(a)は従来、(b)及び(c)は本発明のイ
メージガイドフィアバー束の射出端面,固体撮像素子1
2及びモニタテレビ14を示しており、また矢印A,B
は夫々ファイバーの積み方向,固体撮像素子12の水平
走査方向を示している。ファイバースコープ2の出射端
にはマスク(視野絞り)27が設置され、この端面像が
固体撮像素子12を介してモニタテレビ14に表示され
る。図15において、同図(b)の構成では従来例であ
る同図(a)の構成と比較して、イメージガイドファイ
バー束全体を光軸周りに30度回転させている。マスク
27の切り欠き部27aは内視鏡のアングル操作を行う
ための目安であるため、固体撮像素子12上で位置が変
わらないように設定されている。また、同図(c)はイ
メージガイドフィアバー束とマスク27の位置を同図
(a)のものと同様に構成し、固体撮像素子12のみを
光軸周りに30度回転させたものである。
A schematic diagram of such a configuration example is shown in FIG. In the figure, (a) is a conventional one, (b) and (c) are the exit end face of the image guide fiber bar bundle of the present invention, the solid-state imaging device 1.
2 and a monitor television 14 are shown, and arrows A and B are also shown.
Indicate the stacking direction of the fibers and the horizontal scanning direction of the solid-state imaging device 12, respectively. A mask (field stop) 27 is installed at the exit end of the fiberscope 2, and this end face image is displayed on the monitor television 14 via the solid-state image sensor 12. 15, in the configuration of FIG. 15B, the entire image guide fiber bundle is rotated by 30 degrees around the optical axis, as compared with the configuration of FIG. The cutout portion 27a of the mask 27 is a guide for performing the angle operation of the endoscope, and is thus set so that the position on the solid-state image sensor 12 does not change. Further, FIG. 11C shows a configuration in which the positions of the image guide fiber bar bundle and the mask 27 are configured in the same manner as in FIG. 11A, and only the solid-state image sensor 12 is rotated by 30 degrees around the optical axis. .

【0044】このように、フィアバースコープの周波数
スペクトルfFと色副搬送波周波数とが干渉して発生す
るモアレを機械的に,換言すればフィアバースコープの
構造上の特長により除去するように構成することで、光
学的ローパスフィルタはサンプリングポイント近傍に存
在するファイバースコープの周波数スペクトルfFのみ
を減衰させる特性を有するものを用いれば良く、かかる
光学的ローパスフィルタを硬性鏡使用時に高画素の固体
撮像素子と共に用いれば、解像度とコントラストに優れ
た内視鏡画像を得ることができる。尚、上記構成をファ
ファイバースコープ専用の内視鏡テレビシステムに対応
させた場合にもモアレ除去効果を得ることができる。ま
た、固体撮像素子の水平走査方向に対するイメージガイ
ドファイバー束の積み方向の角度は、上記構成例(30
°)に関わらず、2次元空間周波数面上におけるファイ
バーの1次周波数スペクトルfFに一定の傾きが与えら
れて1次周波数スペクトルfFと色副搬送波周波数とを
周波数的に離間させることができる適宜な角度に設定さ
れる。
As described above, the moire generated by the interference between the frequency spectrum fF of the fierberscope and the color subcarrier frequency is mechanically removed, in other words, is removed by the structural feature of the fierberscope. Therefore, an optical low-pass filter may be used that has a characteristic of attenuating only the frequency spectrum fF of the fiberscope existing in the vicinity of the sampling point. If used, an endoscopic image excellent in resolution and contrast can be obtained. The moire removing effect can be obtained even when the above configuration is adapted to the endoscope television system dedicated to the fiber optic scope. In addition, the angle of the stacking direction of the image guide fiber bundles with respect to the horizontal scanning direction of the solid-state imaging device is set to the above-mentioned configuration example (30
.Degree.), The primary frequency spectrum fF of the fiber on the two-dimensional spatial frequency plane is given a certain inclination so that the primary frequency spectrum fF and the color subcarrier frequency can be separated in frequency. Set to an angle.

【0045】(第6の手段)本発明の第6の手段による
内視鏡テレビシステムは、少なくとも像伝送系にイメー
ジガイドファイバー束を用いたファイバースコープ又は
像伝送系にリレーレンズを用いた硬性鏡に接続可能であ
り、いずれかの内視鏡により得られた像を固体撮像素子
上に結像せしめ、該固体撮像素子から出力された電気信
号をカメラコントロールユニットでテレビ信号に変換し
て出力し、内視鏡画像を得るようにした内視鏡テレビシ
ステムにおいて、カメラコントロールユニットは像に含
まれる空間周波数成分に応じて色差信号の信号の大きさ
を制御して出力する電気回路と、該電気回路を前記像伝
送系の特性に応じて選択的に作動せしめるためのスイッ
チング手段とを有することを特徴としてなるものであ
る。
(Sixth Means) An endoscope television system according to the sixth means of the present invention is a rigid scope using at least a fiberscope using an image guide fiber bundle for an image transmission system or a relay lens for an image transmission system. The image obtained by any of the endoscopes is formed on the solid-state image sensor, and the electric signal output from the solid-state image sensor is converted into a television signal by the camera control unit and output. In an endoscopic television system adapted to obtain an endoscopic image, the camera control unit includes an electric circuit for controlling and outputting a signal magnitude of a color difference signal according to a spatial frequency component included in the image, and the electric circuit. And a switching means for selectively operating the circuit according to the characteristics of the image transmission system.

【0046】硬性鏡使用時、偽色信号をできる限り除去
し且つ画像の解像度とコントラストを向上させるために
は、一枚の複屈折板を用い、カットオフ周波数を固体撮
像素子のナイキスト限界に設定した光学的ローパスフィ
ルターを使用すればよい。また、色信号抑圧回路により
輝度信号を処理するようにしても偽色信号を抑制するこ
とができる。
When using a rigid endoscope, in order to remove false color signals as much as possible and improve image resolution and contrast, a single birefringent plate is used and the cutoff frequency is set to the Nyquist limit of the solid-state image sensor. The optical low pass filter described above may be used. Further, even if the luminance signal is processed by the color signal suppressing circuit, the false color signal can be suppressed.

【0047】かかる色信号抑圧回路の作用を図16を用
いて説明する。図16(a)は、アナログ回路を用いた
カメラコントロールユニット13の要部ブロック図であ
る。図中、テレビカメラ10内の固体撮像素子12から
出力された電気信号は、サンプルホールド回路及びγ補
正回路で夫々信号処理され、カメラコントロールユニッ
ト13内において、並列に配置された電気的ローパスフ
ィルタ16と電気的バンドパスフィルタ17を夫々通過
することによって各々輝度情報と色情報を与える電気信
号に分割される。輝度情報は、アパーチャ信号作成回路
18によってエッジ強調用のアパーチャ信号を作成する
ための電気信号と、テレビ信号の輝度信号になる電気信
号とに分割される。また、同図(b)はデジタル回路を
用いたカメラコントロールユニット13の要部ブロック
図である。図中、電気的ローパスフィルタ16及びA/
D変換回路20を介してデジタルの輝度情報に変換され
た電気信号はアパーチャ信号作成回路18に入力し、ア
パーチャ信号作成回路18においてアパーチャ信号が作
成されると、絶対値回路21でアパーチャ信号の振幅の
絶対値をとり、その値に応じて色情報を与える電気信号
の出力強度をクロマゲインコントローラ22で調整し、
クロマサプレス回路23で電気的バンドパスフィルタ1
7介しA/D変換回路20より出力されるデジタルの色
差信号を抑圧するようになっている。
The operation of the color signal suppressing circuit will be described with reference to FIG. FIG. 16A is a block diagram of a main part of the camera control unit 13 using an analog circuit. In the figure, an electric signal output from the solid-state image sensor 12 in the television camera 10 is processed by a sample hold circuit and a γ correction circuit, respectively, and an electric low-pass filter 16 arranged in parallel in the camera control unit 13. And the electric bandpass filter 17 to pass the electric bandpass filter 17 and the electric bandpass filter 17, respectively, to divide the electric signal into luminance and color information. The luminance information is divided by the aperture signal generating circuit 18 into an electric signal for generating an aperture signal for edge enhancement and an electric signal which becomes a luminance signal of a television signal. Further, FIG. 2B is a block diagram of a main part of the camera control unit 13 using a digital circuit. In the figure, an electrical low-pass filter 16 and A /
The electric signal converted into the digital luminance information through the D conversion circuit 20 is input to the aperture signal generation circuit 18, and when the aperture signal generation circuit 18 generates the aperture signal, the absolute value circuit 21 amplitudes of the aperture signal. Takes the absolute value of and adjusts the output intensity of the electric signal that gives color information according to the value with the chroma gain controller 22,
Electrical band pass filter 1 with chroma suppressor circuit 23
The digital color difference signal output from the A / D conversion circuit 20 via the A.D.

【0048】上記色信号抑圧回路を用いることにより、
硬性鏡使用時の一般的被写体である体腔内の粘膜等の輝
点中に含まれる高周波成分が入射すると、この高周波成
分によりアパーチャ信号の強度は強くなり色情報を与え
る電気信号の出力強度を弱くする方向で調整し、偽色を
目立たなくさせることができる。このため、硬性鏡使用
時、一枚の複屈折板を用いて光学的ローパスフィルタの
カットオフ周波数を固体撮像素子のナイキスト限界より
も高周波側に設定しても、実使用上は十分な偽色防止効
果が得られるので、固体撮像素子のナイキスト周波数に
おけるコントラストを向上させることができる。
By using the color signal suppressing circuit,
When a high frequency component contained in the bright spots of the mucous membrane in the body cavity, which is a general subject when using a rigid endoscope, enters, the intensity of the aperture signal is increased by this high frequency component, and the output intensity of the electrical signal that provides color information is weakened. The false color can be made inconspicuous by adjusting the direction. For this reason, when using a rigid endoscope, even if the cutoff frequency of the optical low-pass filter is set to a higher frequency side than the Nyquist limit of the solid-state image sensor using a single birefringent plate, sufficient false color will be obtained in actual use. Since the prevention effect is obtained, the contrast at the Nyquist frequency of the solid-state image sensor can be improved.

【0049】然し乍ら、被写体としてフィアバースコー
プの射出端面を撮像し、この映像信号を上記色信号抑圧
回路で信号処理した場合、映像信号中に高周波成分が多
く含まれるので、アパーチャ信号作成回路18で作成さ
れるアパーチャ信号の振幅が大きくなり、この値に応じ
てクロマゲインコントローラ22で信号レベル全体を下
げる方向に,即ちあたかも色の無い画像を撮像したよう
に信号を調整してしまうという問題があった。
However, when the exit end face of the fierberscope is imaged as a subject and this video signal is subjected to signal processing by the color signal suppression circuit, a high frequency component is contained in the video signal, so that the aperture signal generation circuit 18 There is a problem that the amplitude of the aperture signal to be created becomes large and the chroma gain controller 22 adjusts the signal in the direction of lowering the overall signal level according to this value, that is, as if the image had no color. It was

【0050】本発明の上記構成によれば、図17に示す
ように、カメラコントロールユニット13内にスイッチ
イング手段24を設け、フィバースコープを使用した場
合と硬性鏡を使用した場合とで、アパーチャ信号作成回
路18からの信号の入力状態が選択できるようになって
いる。スイッチング手段24は、アパーチャ信号作成回
路18と絶対値回路21との信号接続の切替えを行い、
フィアバースコープ使用時にはOFF状態となって両回
路間を遮断し、硬性鏡使用時にはON状態となって両回
路を接続する。これにより、フィバースコープ使用時に
は内視鏡画像の色抜けを防止し、また、硬性鏡使用時に
は色信号抑圧回路を作動させて、解像度とコントラスト
に優れた内視鏡画像を得ることができる。
According to the above construction of the present invention, as shown in FIG. 17, the switching means 24 is provided in the camera control unit 13, and the aperture signal is changed depending on whether the fibrescope is used or the rigid scope is used. The input state of the signal from the creating circuit 18 can be selected. The switching means 24 switches the signal connection between the aperture signal generating circuit 18 and the absolute value circuit 21,
When using the fiber bar scope, it is turned off to cut off both circuits, and when used with a rigid endoscope, it is turned on to connect both circuits. Thereby, color loss of the endoscopic image can be prevented when the fiberscope is used, and the color signal suppressing circuit can be operated when the rigid endoscope is used to obtain an endoscopic image excellent in resolution and contrast.

【0051】尚、色差信号出力が通常の使用状態に対し
90%以下の大きさになると、内視鏡画像は見かけ上な
んとなく色が消えたように見えるが、実使用上の像観察
において許容される限界は、通常の使用状態に対し50
%(以下)であることが実験により明らかとなってい
る。従って、スイッチング手段24としては、図示した
如きON/OFF切替え式のものに限らず、上記許容限
界内でアパーチャ信号作成回路18から絶対値回路21
に入力されるアパーチャ信号の大きさを連続的に変化せ
しめる方式のものでも良い。また、使用するフィアバー
スコープに判別手段を持たせ、ファイバースコープに応
じて自動的に変化せしめるようにしても良い。更に、ア
パーチャ信号の振幅をスイッチング手段にフィードバッ
クし、ファイバースコープ使用時に特性を変化せしめ、
色を出すように構成しても良い。
When the color difference signal output is 90% or less of the normal use state, the endoscopic image seems to have somehow disappeared in color, but it is acceptable in the image observation in actual use. The limit is 50 for normal use.
It has been clarified by experiments that the percentage is (below). Therefore, the switching means 24 is not limited to the ON / OFF switching type as shown in the figure, and the aperture signal generating circuit 18 to the absolute value circuit 21 may be within the allowable limit.
A method of continuously changing the magnitude of the aperture signal input to the terminal may be used. Further, the fiber bar scope to be used may be provided with a discriminating means so that it can be automatically changed according to the fiber scope. Furthermore, the amplitude of the aperture signal is fed back to the switching means to change the characteristics when using the fiberscope,
It may be configured to output a color.

【0052】また、本発明の第6の手段と共に、上記第
1〜5の手段を適宜用いることにより、ファイバースコ
ープ使用時のモアレの除去効果を一層高めることができ
る。尚、ファイバースコープ使用時における内視鏡画像
の解像度とコントラストの両特性を向上させずに、これ
ら特性をある程度の許容範囲内に収めるのであれば、固
体撮像素子上に形成される内視鏡像のピントを若干量ぼ
かすことでもモアレの除去は可能である。
Further, by appropriately using the above-mentioned first to fifth means together with the sixth means of the present invention, it is possible to further enhance the moire removing effect when the fiberscope is used. In addition, if both the characteristics of the resolution and the contrast of the endoscopic image when the fiberscope is used are improved within a certain allowable range, the endoscopic image formed on the solid-state imaging device is Moire can also be removed by slightly blurring the focus.

【0053】[0053]

【実施例】以下、図示した実施例に基づき本発明を詳細
に説明する。本発明の第1の手段に用いられるファイバ
ースコープ用光学的ローパスフィルタについて、第1〜
3実施例において説明する。 (第1実施例)図18は、本実施例によるフィアバース
コープ用光学的ローパスフィルタを示している。図中、
29は光学的ローパスフィルタであって、これは3枚の
複屈折板29a,29b,29cより構成され、夫々物
体側より1.67mm,2.88mm,1.67mmの
厚みを有していると共に、同図(b)に示す結晶軸方向
を有している。
The present invention will be described in detail below with reference to the illustrated embodiments. Regarding the optical low-pass filter for the fiberscope used in the first means of the present invention,
A description will be given in three examples. (First Embodiment) FIG. 18 shows an optical low-pass filter for a fiber bar scope according to this embodiment. In the figure,
Reference numeral 29 is an optical low-pass filter, which is composed of three birefringent plates 29a, 29b, and 29c and has thicknesses of 1.67 mm, 2.88 mm, and 1.67 mm from the object side, respectively. , And has the crystal axis direction shown in FIG.

【0054】かかる構成よりなるローパスフィルタ29
は図19に示すトラップ特性を有している。図におい
て、Ux ,Uy は夫々2次元空間周波数を示しており、
トラップ線30a,30b,30cは夫々複屈折板29
a,29b,29cによりレスポンスが0%となる周波
数を示している。また、サンプリングポイントは固体撮
像素子の水平走査方向の二画素分、垂直方向の四画素分
である。即ち、固体撮像素子の一画素のピッチが(横
9.6μm×縦9.9μm)であるとすると、サンプリ
ングポイントは(Ux ,Uy )=(52.1,25.
3)(本/mm)である。また、この固体撮像素子がN
TSC方式のものであるとすると、色複搬送波周波数は
ポイント(Ux ,Uy )=(29.5,25.3)(本
/mm)として生ずる。イメージガイドフィアバー束の
射出端面に含まれる周波数スペクトルfFは、固体撮像
素子が1/2インチサイズであるとして、約20〜80
(本/mm)までの値をとり得る。
Low-pass filter 29 having such a configuration
Has the trap characteristics shown in FIG. In the figure, Ux and Uy respectively represent two-dimensional spatial frequencies,
The trap lines 30a, 30b, 30c are respectively provided with the birefringent plate 29.
The frequencies at which the response is 0% are indicated by a, 29b, and 29c. The sampling points are two pixels in the horizontal scanning direction of the solid-state image sensor and four pixels in the vertical direction. That is, assuming that the pitch of one pixel of the solid-state image sensor is (horizontal 9.6 μm × vertical 9.9 μm), the sampling points are (Ux, Uy) = (52.1, 25.
3) (books / mm). In addition, this solid-state image sensor is
Assuming that of the TSC system, the color multi-carrier frequency occurs as points (Ux, Uy) = (29.5, 25.3) (lines / mm). The frequency spectrum fF included in the exit end surface of the image guide fiber bar bundle is about 20 to 80 assuming that the solid-state image sensor has a 1/2 inch size.
Values up to (books / mm) can be taken.

【0055】図19より明らかなように、周波数スペク
トルfFが色副搬送波周波数近傍に存在する場合を考慮
に入れ、トラップ線30bがほぼ色副搬送波周波数を通
るように設定されている。また、周波数スペクトルfF
がサンプリングポイント近傍に存在してもトラップ線3
0a,30cにより、周波数スペクトルfFの強度を十
分に減衰することができる。トラップ線30aは色副搬
送波周波数近傍をほぼ同時に通るように設定されている
ため水平走査方向の解像度がやや低下するが、比較的高
価な複屈折板を3枚使用するだけで、実使用上十分なモ
アレ除去効果を得ることができる。
As is apparent from FIG. 19, the trap line 30b is set so as to substantially pass the color subcarrier frequency in consideration of the case where the frequency spectrum fF exists near the color subcarrier frequency. Also, the frequency spectrum fF
Is present near the sampling point, trap line 3
With 0a and 30c, the intensity of the frequency spectrum fF can be sufficiently attenuated. Since the trap line 30a is set to pass near the color subcarrier frequency almost at the same time, the resolution in the horizontal scanning direction is slightly lowered, but it is sufficient for practical use only by using three relatively expensive birefringent plates. It is possible to obtain an excellent moire removing effect.

【0056】以上の構成によりフィバースコープ使用時
のモアレの発生を防止することができる。尚、複屈折板
29a,29b,29cの代わりに、非球面レンズや位
相フィルタ等を利用しても同様のレスポンスを得ること
ができる。
With the above configuration, it is possible to prevent the occurrence of moire when the fiberscope is used. A similar response can be obtained by using an aspherical lens, a phase filter, or the like instead of the birefringent plates 29a, 29b, 29c.

【0057】(第2実施例)図20は、本実施例による
フィアバースコープ用光学的ローパスフィルタを示して
いる。図中、31は光学的ローパスフィルタであって、
これは4枚の複屈折板31a,31b,31c,31d
より構成され、夫々物体側より2.7mm,2.7m
m,1.7mm,2.3mmの厚みを有していると共
に、同図(b)に示す結晶軸方向を有している。
(Second Embodiment) FIG. 20 shows an optical low-pass filter for a fiber bar scope according to this embodiment. In the figure, 31 is an optical low-pass filter,
This is the four birefringent plates 31a, 31b, 31c, 31d.
, 2.7mm and 2.7m from the object side, respectively.
The thickness is m, 1.7 mm, and 2.3 mm, and the crystal axis direction shown in FIG.

【0058】かかる構成よりなるローパスフィルタ31
は図21に示すトラップ特性を有している。図におい
て、Ux ,Uy は夫々2次元空間周波数を示しており、
トラップ線32a,32b,32c,32dは夫々複屈
折板31a,31b,31c,31dによりレスポンス
が0%となる周波数を示している。また、トラップ線3
2a′,32b′,32c′,32d′は夫々トラップ
線32a,32b,32c,32dの繰り返しによるも
のであり、折り返し歪を防止している。また、サンプリ
ングポイント,色副搬送波周波数及びイメージガイドフ
ァイバー束の射出端面に含まれる周波数スペクトルfF
はすべて第1実施例と同様とする。
The low-pass filter 31 having such a configuration
Has the trap characteristics shown in FIG. In the figure, Ux and Uy respectively represent two-dimensional spatial frequencies,
The trap lines 32a, 32b, 32c and 32d indicate frequencies at which the response becomes 0% due to the birefringent plates 31a, 31b, 31c and 31d, respectively. Also, the trap line 3
2a ', 32b', 32c ', and 32d' are caused by the repetition of the trap lines 32a, 32b, 32c, and 32d, respectively, and prevent the folding distortion. In addition, the sampling point, the color subcarrier frequency, and the frequency spectrum fF included in the exit end face of the image guide fiber bundle
Are the same as those in the first embodiment.

【0059】上記構成により、色複搬送波周波数及びサ
ンプリングポイントを通るトラップ線32a,32b,
32c,32dは上述した第1実施例の光学的ローパス
フィルタ29と同様の作用をなし、更に複屈折板の結晶
軸方向を全体的に傾けることでトラップ線の繰り返し効
果を利用して折り返し歪も防止することできる。
With the above configuration, the trap lines 32a, 32b passing through the color multi-carrier frequency and the sampling point,
32c and 32d have the same effect as the optical low-pass filter 29 of the first embodiment described above, and further, by tilting the crystal axis direction of the birefringent plate as a whole, the aliasing distortion is also produced by utilizing the repeated effect of the trap line. It can be prevented.

【0060】(第3実施例)図22は、本実施例による
フィアバースコープ用光学的ローパスフィルタを示して
いる。図中、33は光学的ローパスフィルタであって、
これは4枚の複屈折板33a,33b,33c,33d
より構成され、夫々物体側より2.52mm,1.52
mm,1.63mm,2.62mmの厚みを有している
と共に、同図(b)に示す結晶軸方向を有している。
(Third Embodiment) FIG. 22 shows an optical low-pass filter for a fiber bar scope according to this embodiment. In the figure, 33 is an optical low-pass filter,
This is four birefringent plates 33a, 33b, 33c, 33d
2.52 mm and 1.52 respectively from the object side.
It has thicknesses of mm, 1.63 mm, and 2.62 mm, and has the crystal axis direction shown in FIG.

【0061】かかる構成よりなるローパスフィルタ33
は図23に示すトラップ特性を有している。図におい
て、Ux ,Uy は夫々2次元空間周波数を示しており、
トラップ線34a,34b,34c,34dは夫々複屈
折板33a,33b,33c,33dによりレスポンス
が0%となる周波数を示している。また、サンプリング
ポイント,色副搬送波周波数及びイメージガイドファイ
バー束の射出端面に含まれる周波数スペクトルfFはす
べて第1実施例と同様とする。
Low-pass filter 33 having such a configuration
Has the trap characteristics shown in FIG. In the figure, Ux and Uy respectively represent two-dimensional spatial frequencies,
The trap lines 34a, 34b, 34c, 34d indicate frequencies at which the response becomes 0% due to the birefringent plates 33a, 33b, 33c, 33d, respectively. The sampling point, the color subcarrier frequency, and the frequency spectrum fF included in the exit end face of the image guide fiber bundle are all the same as those in the first embodiment.

【0062】本実施例によれば、色複搬送波周波数及び
サンプリングポイントを異なるトラップ線が通るように
構成したため、水平走査方向のレスポンスを不必要に低
下させることなく、各々の周波数近傍に存在する周波数
スペクトルfFの強度を効果的に減衰させることができ
る。
According to this embodiment, different trap lines pass through the color multi-carrier frequency and the sampling point, so that the frequencies existing in the vicinity of each frequency are not unnecessarily lowered in the response in the horizontal scanning direction. The intensity of the spectrum fF can be effectively attenuated.

【0063】次に、本発明の第2の手段に用いられる内
視鏡テレビシステムの実施例について説明する。 (第4実施例)図24(a),(b)はかかる内視鏡テ
レビシステムの要部斜視図である。図において、ファイ
バースコープ用に最適な光学的ローパスフィルタが内蔵
されたテレビカメラヘッド15aと硬性鏡用に最適な光
学的ローパスフィルタが内蔵されたテレビカメラヘッド
15bの2種類のカメラヘッドを使用者が使用する内視
鏡に応じて選択し、カメラコントロールユニット13に
挿脱できるようになっている。
Next, an embodiment of the endoscope television system used in the second means of the present invention will be described. (Fourth Embodiment) FIGS. 24 (a) and 24 (b) are perspective views of a main part of such an endoscope television system. In the figure, the user has two types of camera heads, a television camera head 15a having a built-in optical low-pass filter suitable for the fiberscope and a television camera head 15b having a built-in optimal optical low-pass filter for the rigid endoscope. It can be selected according to the endoscope to be used and can be inserted into and removed from the camera control unit 13.

【0064】同図(a)に示すものは、テレビカメラヘ
ッド15a,15b内にカメラコントロールユニット1
3と電気的整合を得るための電気回路が内蔵されてい
て、カメラコントロールユニット13に合わせて電気的
特性を調整できるようになっている。また、同図(b)
に示すものは、複数のカメラヘッド15a,15bを一
台のカメラコントロールユニット13に取り付けても、
色再現性等が変わらないようにテレビカメラヘッド15
a,15b側で電気的特性が補正され得、一台のカメラ
コントロールユニット13に複数のテレビカメラヘッド
を同時に取り付けることができるようになっている。こ
の場合、カメラコントロールユニット13には複数のテ
レビカメラヘッド15a,15bより出力される信号を
一つの信号処理系で処理しているため、信号処理をすべ
きテレビカメラヘッドを選択するためのスイッチ40が
設けられている。このように複数のテレビカメラヘッド
を同時に利用可能に構成することにより、術中の切り換
えが容易となり、例えば術中に一方のカメラヘッドが壊
れた場合でも、もう一方のカメラヘッドを用いて手術が
続行できる等の利点がある。
The one shown in FIG. 11A is a camera control unit 1 in the television camera heads 15a and 15b.
3 has a built-in electric circuit for obtaining an electric matching with the No. 3, and the electric characteristics can be adjusted according to the camera control unit 13. Also, FIG.
In the case shown in (1), even if a plurality of camera heads 15a and 15b are attached to one camera control unit 13,
TV camera head 15 so that color reproducibility does not change
The electrical characteristics can be corrected on the sides of a and 15b, and a plurality of television camera heads can be simultaneously attached to one camera control unit 13. In this case, since the camera control unit 13 processes the signals output from the plurality of TV camera heads 15a and 15b by one signal processing system, the switch 40 for selecting the TV camera head to be signal processed. Is provided. By configuring a plurality of TV camera heads to be used at the same time in this manner, switching during surgery becomes easy, and even if one camera head is broken during surgery, surgery can be continued using the other camera head. And so on.

【0065】この場合、ファイバースコープに最適な光
学的ローパスフィルタは例えば第1実施例〜第3実施例
で述べた構成のものが挙げられ、また、硬性鏡用として
最適な光学的ローパスフィルタとしては図25に示すも
のが挙げられる。この光学的ローパスフィルタ35は、
同図(b)に示す結晶軸方向を有する1枚の複屈折板3
5bを用い、図26に示すようにカットオフ周波数を固
体撮像素子のナイキスト限界である52.1(本/m
m)に設定したものである。尚、35aは光路長補正の
ためのガラス板である。
In this case, the optical low-pass filter most suitable for the fiberscope has, for example, the structure described in the first to third embodiments, and the most suitable optical low-pass filter for the rigid endoscope is as follows. The one shown in FIG. 25 is exemplified. This optical low-pass filter 35 is
One birefringent plate 3 having the crystal axis direction shown in FIG.
As shown in FIG. 26, the cutoff frequency of 5b is 52.1 (lines / m) which is the Nyquist limit of the solid-state image sensor.
m). Reference numeral 35a is a glass plate for correcting the optical path length.

【0066】本実施例によれば、例えば固体撮像素子と
して、一画素のピッチサイズが水平方向でPx =9.6
μm、垂直方向でPy =9.9μmのものを使用する
と、水平方向のナイキスト周波数は52.1(本/m
m)と計算される。従って、ファイバースコープ用の光
学的ローパスフィルタは29.5(本/mm)における
コントラストがほぼ0%であるのに対し、硬性鏡用の光
学的ローパスフィルタを使用すると、3.58MHzに
おけるレスポンスの値は、 MTF(3.58MHz )=cos{(π/2)×(29.5/5
2.1)}≒63% と非常に大きく、固体撮像素子を高画素化したメリット
を十分に活かすことができる。更に、テレビカメラヘッ
ドを交換可能としたため、テレビカメラヘッドの大型化
やゴミの侵入による画質の劣化等を防止している。
According to the present embodiment, for example, as a solid-state image pickup device, the pitch size of one pixel is Px = 9.6 in the horizontal direction.
μm and Py = 9.9 μm in the vertical direction, the horizontal Nyquist frequency is 52.1 (lines / m
m) is calculated. Therefore, while the optical low-pass filter for the fiberscope has a contrast of almost 0% at 29.5 (lines / mm), when the optical low-pass filter for the rigid endoscope is used, the response value at 3.58 MHz is obtained. Is MTF (3.58MHz) = cos {(π / 2) × (29.5 / 5
2.1)} ≈ 63%, which is very large, and the advantage of increasing the number of pixels in the solid-state image sensor can be fully utilized. Further, since the TV camera head can be replaced, the TV camera head is prevented from being upsized and the deterioration of image quality due to intrusion of dust is prevented.

【0067】また、図27(a)は、硬性鏡専用の光学
的ローパスフィルタを内蔵したテレビカメラヘッド15
bと、接眼部のアイピース41を取り外した硬性鏡を直
接一体化するための結像レンズ9とを用いたテレビ観察
専用の硬性鏡の要部斜視図である。また、同図(b)
は、ファイバースコープ専用の光学的ローパスフィルタ
を内蔵したテレビカメラヘッド15aと、接眼部のアイ
ピース41を取り外したファイバースコープを直接一体
化するための結像レンズ9とを用いたテレビ観察用のフ
ァイバースコープの要部斜視図である。
FIG. 27A shows a television camera head 15 incorporating an optical low-pass filter dedicated to a rigid endoscope.
FIG. 3B is a perspective view of a main part of a rigid scope dedicated to television observation, which uses b and the imaging lens 9 for directly integrating the rigid scope from which the eyepiece 41 of the eyepiece is removed. Also, FIG.
Is a fiber for television observation using a television camera head 15a having a built-in optical low-pass filter dedicated to the fiberscope and an imaging lens 9 for directly integrating the fiberscope from which the eyepiece 41 of the eyepiece is removed. It is a principal part perspective view of a scope.

【0068】次に、本発明の第3〜5の手段に用いられ
る内視鏡テレビシステムに用いられるファイバースコー
プ用の光学的ローパスフィルタの実施例について説明す
る。 (第5実施例)第3〜5の手段による内視鏡テレビシス
テムは、ファイバースコープの周波数スペクトルfFと
色副搬送波周波数との干渉によるモアレを、信号のレベ
ルを調整する電気的手段、或いは信号の切り換えを行う
機械的手段を用いて除去するようになっている。従っ
て、本実施例の光学的ローパスフィルタにはモアレを除
去するための特性はなく、サンプリング近傍に存在する
ファイバースコープの周波数スペクトルfFの強度を十
分減衰せしめる特性を有している。
Next, embodiments of the optical low-pass filter for the fiberscope used in the endoscope television system used in the third to fifth means of the present invention will be described. (Fifth Embodiment) In the endoscope television system according to the third to fifth means, the moire caused by the interference between the frequency spectrum fF of the fiberscope and the color subcarrier frequency is an electric means for adjusting the signal level, or a signal. It is designed to be removed by using a mechanical means for switching. Therefore, the optical low-pass filter of this embodiment has no characteristic for removing moire, but has a characteristic of sufficiently attenuating the intensity of the frequency spectrum fF of the fiberscope existing in the vicinity of sampling.

【0069】図28は、本実施例による光学的ローパス
フィルタを示している。図中、36は光学的ローパスフ
ィルタであって、これは4枚の複屈折板36a,36
b,36c,36dより構成され、夫々物体側より1.
81mm,1.98mm,1.57mm,1.51mm
の厚みを有していると共に、同図(b)に示す結晶軸方
向を有している。図29はかかる光学的ローパスフィル
タ36が有するトラップ特性を示している。尚、図29
において、サンプリングポイント及びイメージガイドフ
ァイバー束の射出端面に含まれる周波数スペクトルfF
は全て第1実施例と同様であるとする。
FIG. 28 shows an optical low-pass filter according to this embodiment. In the figure, 36 is an optical low-pass filter, which is composed of four birefringent plates 36a, 36.
b, 36c, 36d, each of which is 1.
81 mm, 1.98 mm, 1.57 mm, 1.51 mm
And has the crystal axis direction shown in FIG. FIG. 29 shows the trap characteristic of the optical low pass filter 36. Note that FIG.
, The frequency spectrum fF contained in the sampling point and the exit end face of the image guide fiber bundle
Are all the same as in the first embodiment.

【0070】上記特性を有する光学的ローパスフィルタ
と上述した電気的手段又は機械的手段とを組み合わせて
構成することにより、固体撮像素子の高画素化の利点を
活かすことができ、解像度とコントラストに優れた内視
鏡画像を得ることができる。また、モアレを除去するた
めの上記電気的手段及び機械的手段は、全てのコンポジ
ットテレビ信号出力方式に適応されるものであって、N
TSC,PAL,SECAMの各方式以外の出力方式で
あっても構わず、例えばHD−TVに使用するものでも
良い。
By combining the optical low-pass filter having the above characteristics with the above-mentioned electrical means or mechanical means, the advantage of increasing the number of pixels of the solid-state image pickup device can be utilized, and the resolution and contrast are excellent. It is possible to obtain an endoscopic image. The electrical and mechanical means for removing moiré are applicable to all composite television signal output systems, and N and
An output method other than the TSC, PAL, and SECAM methods may be used, and for example, it may be used for HD-TV.

【0071】また、ファイバースコープ使用時に電気的
にモアレを除去する他の構成として、固体撮像素子で画
像信号に変換された内視鏡像をフィールド毎に記録する
静止画記録装置の利用が挙げられる。この場合、静止画
記録装置を介して、ビデオやプリンタ等に画像を記録す
るようにすれば、モアレの彩度が低下し、ファイバース
コープ使用時に生じるモアレを目立たせなくさせること
ができる。
As another configuration for electrically removing moire when using a fiberscope, there is a use of a still image recording device for recording an endoscopic image converted into an image signal by a solid-state image pickup device for each field. In this case, if an image is recorded on a video, a printer, or the like via the still image recording device, the saturation of the moire is reduced, and the moire generated when the fiberscope is used can be made inconspicuous.

【0072】次に、本発明の第6の手段に用いられる、
色信号抑圧回路を有するカメラコントロールユニットを
用いた内視鏡テレビシステムの実施例について説明す
る。 (第6実施例)色信号抑圧回路を用いたカメラコントロ
ールユニットについては、図11,図16を用いて説明
したが、かかるカメラコントロールユニットを用いれ
ば、例えば硬性鏡用に使用される1枚の複屈折板を使用
して、図30(a)に示すようにカットオフ周波数を固
体撮像素子のナイキスト限界である52.1(本/m
m)に設定した光学的ローパスフィルタを、同図(b)
に示すようにカットオフ周波数を56.3(本/mm)
に設定した光学的ローパスフィルタのようにしても、実
用上十分な偽色除去効果がある。
Next, used in the sixth means of the present invention,
An embodiment of an endoscope television system using a camera control unit having a color signal suppression circuit will be described. (Sixth Embodiment) The camera control unit using the color signal suppressing circuit has been described with reference to FIGS. 11 and 16. However, if such a camera control unit is used, for example, one sheet used for a rigid endoscope can be used. Using a birefringent plate, as shown in FIG. 30 (a), the cutoff frequency is 52.1 (lines / m) which is the Nyquist limit of the solid-state imaging device.
The optical low-pass filter set in m) is shown in FIG.
As shown in, the cutoff frequency is 56.3 (pieces / mm)
Even if the optical low-pass filter is set to, the false color removal effect is practically sufficient.

【0073】例えば、NTSC方式で信号出力する1/
2インチサイズの固体撮像素子を用いたときの3.58
MHzにおけるレスポンスが63%であった場合、上記
カメラコントロールユニット及び光学的ローパスフィル
タを用いることにより、 MTF(3.58MHz )=cos{(π/2)×(29.5/5
6.3)}≒68% となり、コントラストを全体的に向上させることができ
る。また、固体撮像素子のナイキスト限界におけるレス
ポンスも0%であったものが、 MTF(52.1本/mm )=cos{(π/2)×(29.5/
56.3)}≒15% となり、解像度も向上させることができる。
For example, 1 / signal output in the NTSC system
3.58 when using a 2-inch size solid-state image sensor
When the response at MHz is 63%, MTF (3.58MHz) = cos {(π / 2) × (29.5 / 5) is obtained by using the camera control unit and the optical low pass filter.
6.3)} ≈68%, and the contrast can be improved as a whole. Also, the response at the Nyquist limit of the solid-state image sensor was 0%, but MTF (52.1 lines / mm) = cos {(π / 2) × (29.5 /
56.3)} ≈15%, and the resolution can be improved.

【0074】尚、色信号抑圧回路を有するカメラコント
ロールユニットに使用される光学的ローパスフィルタと
してカットオフ周波数を56.3(本/mm)に設定し
ているが、色信号抑圧回路の特性に応じて硬性鏡使用時
に偽色が問題とならないような光学的特性に設定されて
いれば、光学的ローパスフィルタによるカットオフ周波
数を固体撮像素子のナイキスト限界よりも高周波側の任
意の周波数に設定しても構わず、また、光学的ローパス
フィルタを用いなくとも良い。
The cut-off frequency is set to 56.3 (lines / mm) as an optical low-pass filter used in a camera control unit having a color signal suppression circuit, but it depends on the characteristics of the color signal suppression circuit. If the optical characteristics are set so that false color does not become a problem when using a rigid endoscope, set the cutoff frequency by the optical low-pass filter to any frequency higher than the Nyquist limit of the solid-state image sensor. Alternatively, the optical low pass filter may not be used.

【0075】このように、色信号抑圧回路を有するカメ
ラコントロールユニットを用いれば、固体撮像素子を高
画素化した以上の効果,即ち解像度及びコントラストの
向上が得られるが、高周波成分が多く含まれる被写体を
撮像して信号処理した場合、アパーチャ信号の振幅が大
きい値で出力されてしまうので、内視鏡画像は色の無い
画像となる。
As described above, when the camera control unit having the color signal suppressing circuit is used, the effect more than that of the solid-state image pickup device having a higher number of pixels, that is, the improvement in the resolution and the contrast can be obtained, but the subject including a large amount of high frequency components is obtained. When the image is captured and signal-processed, the amplitude of the aperture signal is output with a large value, so that the endoscopic image is a colorless image.

【0076】図31は本実施例のカメラコントロールユ
ニットの要部ブロック図である。図いおいて、カメラコ
ントロールユニット13は、色信号抑圧回路と通常の電
気回路の2種類の回路を有し、これら回路に入力する画
像信号はスイッチング手段24でその入力先の回路が選
択的に切り換えられるようになっている。スイッチング
手段24は固体撮像素子12の次段に配置されている
が、図示したものと同様の効果が得られるのであれば、
固体撮像素子の入力側からモニタテレビのブラウン管に
至る適宜の位置に配置して良い。
FIG. 31 is a block diagram of the essential parts of the camera control unit of this embodiment. In the figure, the camera control unit 13 has two types of circuits, that is, a color signal suppressing circuit and a normal electric circuit, and an image signal input to these circuits is selectively switched by the switching means 24 at the input destination circuit. It can be switched. The switching means 24 is arranged in the next stage of the solid-state image sensor 12, but if the same effect as that shown in the figure is obtained,
It may be arranged at an appropriate position from the input side of the solid-state image sensor to the cathode ray tube of the monitor television.

【0077】本実施例によれば、使用する内視鏡に応じ
て色信号抑圧回路の作動を選択可能なスイッチング手段
を回路中の適宜な位置に配置することにより、上述した
内視鏡画像の色抜けを防止することができる。かかるス
イッチング手段を作動させる場合、使用者が使用する内
視鏡に応じて選べるようにすれば良い。また、内視鏡に
種別を判定するための機構を設け、その情報をスイッチ
ング手段にフィードバックするような機構を設けること
により、各々の内視鏡を接続した時点で色信号抑圧回路
の作動状態を制御することができる。
According to this embodiment, by arranging the switching means capable of selecting the operation of the color signal suppression circuit according to the endoscope used at an appropriate position in the circuit, the above-mentioned endoscope image Color loss can be prevented. When the switching means is operated, the user may select it according to the endoscope used. In addition, a mechanism for determining the type of the endoscope is provided, and a mechanism for feeding back the information to the switching means is provided, so that the operation state of the color signal suppression circuit can be checked when each endoscope is connected. Can be controlled.

【0078】[0078]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、ファイバ
ースコープ使用時にはモアレや色のない画像が生成され
ることが防止され得、硬性鏡使用時には解像度とコント
ラストに優れた内視鏡画像が得られる内視鏡テレビシス
テムを実現することができる。
As described above, according to the present invention, it is possible to prevent the generation of moire and color-free images when using a fiberscope, and to obtain an endoscopic image excellent in resolution and contrast when using a rigid scope. The obtained endoscopic television system can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の内視鏡テレビシステムにおける第1の
手段の光学要素を撮像光路中に配設した場合の、固体撮
像素子の出力波形を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing an output waveform of a solid-state image pickup device when an optical element of a first means in an endoscope television system of the present invention is arranged in an image pickup optical path.

【図2】(a)は本発明の内視鏡テレビシステムにおけ
る第2の手段のファイバースコープ使用時の光学系の一
例を示す図、(b)は周波数特性を示す図である。
FIG. 2A is a diagram showing an example of an optical system when a fiberscope of the second means is used in the endoscope television system of the present invention, and FIG. 2B is a diagram showing frequency characteristics.

【図3】(a)は本発明の内視鏡テレビシステムにおけ
る第2の手段の硬性鏡使用時の光学系の一例を示す図、
(b)は周波数特性を示す図である。
FIG. 3A is a diagram showing an example of an optical system when a rigid scope of the second means is used in the endoscope television system of the present invention;
(B) is a figure which shows a frequency characteristic.

【図4】本発明の内視鏡テレビシステムにおける第2の
手段の構成例を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a configuration example of second means in the endoscope television system of the present invention.

【図5】本発明の内視鏡テレビシステムにおける第2の
手段の他の構成例を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing another configuration example of the second means in the endoscope television system of the present invention.

【図6】本発明の内視鏡テレビシステムにおける第2の
手段の更に他の構成例を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing still another configuration example of the second means in the endoscope television system of the present invention.

【図7】本発明の内視鏡テレビシステムにおける第2の
手段の又更に他の構成例を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing still another configuration example of the second means in the endoscope television system of the present invention.

【図8】ファイバースコープと硬性鏡の両方に接続可能
なNTSC方式の内視鏡テレビシステムにおける周波数
特性を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing frequency characteristics in an NTSC endoscopic television system connectable to both a fiberscope and a rigid endoscope.

【図9】本発明の内視鏡テレビシステムにおける第3の
手段の周波数特性を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing frequency characteristics of a third means in the endoscopic television system of the present invention.

【図10】本発明の内視鏡テレビシステムにおける第3
の手段の固体撮像素子の出力波形を示す図である。
FIG. 10 is a third view of the endoscope television system of the present invention.
It is a figure which shows the output waveform of the solid-state image sensor of the means.

【図11】アパーチャ信号作成のための説明図であっ
て、(a)は輝度信号、(b)はアパーチャ信号、
(c)は(a)に(b)を重ねたアパーチャ信号であ
る。
FIG. 11 is an explanatory diagram for creating an aperture signal, where (a) is a luminance signal, (b) is an aperture signal,
(C) is an aperture signal obtained by superimposing (b) on (a).

【図12】アパーチャ信号のピークを遅延した場合であ
って、(a)はファイバースコープ、(b)は硬性鏡使
用時の輝度信号のコントラストを示す図である。
FIG. 12 is a diagram showing a contrast of a brightness signal when a peak of an aperture signal is delayed, (a) is a fiberscope, and (b) is a rigid scope.

【図13】(a)は一定の角度をなすようにファイバー
束を構成した場合の射出端面、(b)は固体撮像素子の
走査方向を示す図である。
FIG. 13A is a diagram illustrating an exit end surface when a fiber bundle is configured to form a constant angle, and FIG. 13B is a diagram illustrating a scanning direction of a solid-state image sensor.

【図14】図13のファイバー束を用いたときの画像信
号の周波数特性を示す図である。
14 is a diagram showing frequency characteristics of an image signal when the fiber bundle shown in FIG. 13 is used.

【図15】(a)は従来の、また(b),(c)は本発
明の第5の手段のファイバースコープの射出端面及び固
体撮像素子の撮像方向を示す図である。
15A is a view showing an exit end face of a fiberscope according to a fifth means of the present invention and FIG. 15A is a view showing an imaging direction of a solid-state imaging device;

【図16】(a)はアナログ回路を用いたテレビ信号作
成回路のブロック図、(b)は色信号抑圧回路を備えデ
ジタル回路を用いたテレビ信号作成回路のブロック図で
ある。
16A is a block diagram of a television signal creation circuit using an analog circuit, and FIG. 16B is a block diagram of a television signal creation circuit using a digital circuit including a color signal suppression circuit.

【図17】本発明の内視鏡テレビシステムにおける第6
の手段の構成例を示す図である。
FIG. 17 is a sixth view of the endoscope television system of the present invention.
It is a diagram showing a configuration example of the means.

【図18】本発明の第1実施例の光学的ローパスフィル
タを示す図であって、(a)は略平面図、(b)は複屈
折板の結晶軸方向を示す図である。
FIG. 18 is a diagram showing an optical low-pass filter according to a first embodiment of the present invention, (a) is a schematic plan view, and (b) is a diagram showing a crystal axis direction of a birefringent plate.

【図19】図18の光学的ローパスフィルタのトラップ
特性を二次元周波数平面で示す図である。
19 is a diagram showing a trap characteristic of the optical low-pass filter of FIG. 18 in a two-dimensional frequency plane.

【図20】本発明の第2実施例の光学的ローパスフィル
タを示す図であって、(a)は略平面図、(b)は複屈
折板の結晶軸方向を示す図である。
20A and 20B are diagrams showing an optical low-pass filter according to a second embodiment of the present invention, FIG. 20A is a schematic plan view, and FIG. 20B is a diagram showing a crystal axis direction of a birefringent plate.

【図21】図20の光学的ローパスフィルタのトラップ
特性を二次元周波数平面で示す図である。
21 is a diagram showing a trap characteristic of the optical low-pass filter of FIG. 20 in a two-dimensional frequency plane.

【図22】本発明の第3実施例の光学的ローパスフィル
タを示す図であって、(a)は略平面図、(b)は複屈
折板の結晶軸方向を示す図である。
22A and 22B are views showing an optical low-pass filter according to a third embodiment of the present invention, wherein FIG. 22A is a schematic plan view and FIG. 22B is a view showing a crystal axis direction of a birefringent plate.

【図23】図22の光学的ローパスフィルタのトラップ
特性を二次元周波数平面で示す図である。
23 is a diagram showing a trap characteristic of the optical low-pass filter of FIG. 22 in a two-dimensional frequency plane.

【図24】本発明の第4実施例の要部斜視図であって、
(a)は一つのカメラヘッドを挿脱する方式のもの、
(b)は複数のカメラヘッドが設置されるものである。
FIG. 24 is a perspective view of a main part of a fourth embodiment of the present invention,
(A) is a method of inserting and removing one camera head,
In (b), a plurality of camera heads are installed.

【図25】第4実施例の光学的ローパスフィルタを示す
図であって、(a)は略平面図、(b)は複屈折板の結
晶軸方向を示す図である。
25A and 25B are views showing an optical low-pass filter according to a fourth embodiment, wherein FIG. 25A is a schematic plan view and FIG. 25B is a view showing a crystal axis direction of a birefringent plate.

【図26】図25の光学的ローパスフィルタのトラップ
特性を二次元周波数平面で示す図である。
26 is a diagram showing a trap characteristic of the optical low-pass filter of FIG. 25 in a two-dimensional frequency plane.

【図27】第4実施例の他の構成を示す要部斜視図であ
って、(a)は硬性鏡に対応したもの、(b)はファイ
バースコープに対応したものである。
27A and 27B are perspective views of a main part showing another configuration of the fourth embodiment, in which FIG. 27A corresponds to a rigid endoscope, and FIG. 27B corresponds to a fiberscope.

【図28】本発明の第5実施例の光学的ローパスフィル
タを示す図であって、(a)は略平面図、(b)は複屈
折板の結晶軸方向を示す図である。
28A and 28B are diagrams showing an optical low-pass filter according to a fifth embodiment of the present invention, wherein FIG. 28A is a schematic plan view and FIG. 28B is a diagram showing a crystal axis direction of a birefringent plate.

【図29】図28の光学的ローパスフィルタのトラップ
特性を二次元周波数平面で示す図である。
29 is a diagram showing a trap characteristic of the optical low-pass filter of FIG. 28 in a two-dimensional frequency plane.

【図30】(a)はカットオフ周波数をナイキスト限界
に設定した光学的ローパスフィルタ、(b)はカットオ
フ周波数をナイキスト限界以上にに設定した光学的ロー
パスフィルタの周波数特性を夫々示す図である。
FIG. 30A is a diagram showing frequency characteristics of an optical low-pass filter in which the cutoff frequency is set to the Nyquist limit, and FIG. 30B is a diagram showing frequency characteristics of an optical low-pass filter in which the cutoff frequency is set to the Nyquist limit or higher. .

【図31】本発明の第6実施例のテレビ信号作成回路の
ブロック図である。
FIG. 31 is a block diagram of a television signal creation circuit according to a sixth embodiment of the present invention.

【図32】従来の内視鏡テレビシステムの構成図であ
る。
FIG. 32 is a configuration diagram of a conventional endoscope television system.

【図33】従来の内視鏡テレビシステムの他の構成図で
ある。
FIG. 33 is another configuration diagram of the conventional endoscope television system.

【図34】従来の内視鏡テレビシステムの更に他の構成
図である。
FIG. 34 is a diagram showing still another configuration of the conventional endoscope television system.

【図35】従来の内視鏡テレビシステムの又更に他の構
成図である。
FIG. 35 is a diagram showing still another configuration of the conventional endoscope television system.

【図36】イメージガイドファイバー束の射出端面及び
固体撮像素子の撮像方向を示す図である。
FIG. 36 is a diagram showing the exit end surface of the image guide fiber bundle and the imaging direction of the solid-state imaging device.

【図37】図36のファイバースコープを用いたときの
画像信号の周波数特性を示す図である。
37 is a diagram showing frequency characteristics of an image signal when the fiberscope shown in FIG. 36 is used.

【図38】ランダム構造のイメージガイドファイバー束
の射出端面を示す図である。
FIG. 38 is a view showing an exit end face of an image guide fiber bundle having a random structure.

【図39】カラーフィルタの一構成を示す図である。FIG. 39 is a diagram showing one configuration of a color filter.

【図40】図39のカラーフィルタを介して固体撮像素
子より出力される画像信号の周波数特性を示す図であ
る。
FIG. 40 is a diagram showing frequency characteristics of an image signal output from the solid-state imaging device via the color filter of FIG. 39.

【図41】図39のカラーフィルタを用いた固体撮像素
子で図36のファイバースコープを撮像した場合の画像
信号の周波数特性を示す図である。
41 is a diagram showing frequency characteristics of an image signal when the fiberscope of FIG. 36 is imaged by the solid-state imaging device using the color filter of FIG. 39.

【図42】(a)はNTSC方式の固体撮像素子の出力
波形、(b)は輝度信号成分中に色副搬送波周波数とほ
ぼ等しい成分がある場合のNTSC方式の固体撮像素子
の出力波形を示した図である。
42A shows an output waveform of an NTSC solid-state image sensor, and FIG. 42B shows an output waveform of an NTSC solid-state image sensor when a luminance signal component has a component substantially equal to a color subcarrier frequency. It is a figure.

【図43】図42の色副搬送波周波数を2次元空間周波
数上に表した図である。
43 is a diagram showing the color subcarrier frequencies of FIG. 42 on a two-dimensional spatial frequency.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ファイバースコープ 3 硬性鏡 12 固体撮像素子 13 カメラコントロールユニット 14 モニタテレビ 11,29,31,33 光学的ローパスフィルタ 1 Fiberscope 3 Rigid Mirror 12 Solid-state Image Sensor 13 Camera Control Unit 14 Monitor Television 11, 29, 31, 33 Optical Low-pass Filter

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西岡 公彦 東京都渋谷区幡ヶ谷2丁目43番2号 オリ ンパス光学工業株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Kimihiko Nishioka 2-43-2 Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo Olympus Optical Co., Ltd.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 イメージガイドファイバー束の射出端面
に現れた像を固体撮像素子上に結像せしめ、前記像をモ
ニタテレビで観察し得るようにした内視鏡テレビシステ
ムにおいて、 色副搬送波周波数近傍を通過する前記イメージガイドフ
ァイバー束特有の周波数スペクトルを十分減衰せしめる
光学的特性を有し且つ前記固体撮像素子のサンプリング
周波数近傍を通過する前記イメージガイドファイバー束
特有の周波数スペクトルを十分減衰せしめる光学的特性
を有する光学要素が、撮像光路中に配設されていること
を特徴とする内視鏡テレビシステム。
1. An endoscope television system in which an image appearing on the exit end face of an image guide fiber bundle is formed on a solid-state image pickup device so that the image can be observed on a monitor television. Having an optical characteristic of sufficiently attenuating the frequency spectrum peculiar to the image guide fiber bundle passing through, and an optical characteristic of sufficiently attenuating the frequency spectrum peculiar to the image guide fiber bundle passing near the sampling frequency of the solid-state imaging device. An endoscope television system characterized in that an optical element having the above is arranged in an imaging optical path.
【請求項2】 少なくとも像伝送系にイメージガイドフ
ァイバー束を用いたファイバースコープ又は、像伝送系
にリレーレンズを用いた硬性鏡に接続可能であって、前
記いずれかの内視鏡により得られた像を固体撮像素子上
に結像せしめ、該固体撮像素子から出力された電気信号
をカメラコントロールユニットでテレビ信号に変換して
出力し、内視鏡画像を得るようにした内視鏡テレビシス
テムにおいて、 前記固体撮像素子のサンプリングポイントのレスポンス
を十分減衰せしめる光学的特性の光学要素と、色副搬送
波周波数近傍を通過する前記イメージガイドファイバー
束特有の周波数スペクトルを十分減衰せしめる光学的特
性を有し且つ前記固体撮像素子のサンプリング周波数近
傍を通過する前記イメージガイドファイバー束特有の周
波数スペクトルを十分減衰せしめるような光学的特性の
光学要素のいづれかを、使用する内視鏡に応じて撮像光
路中で選択して用いるようにしたことを特徴とする内視
鏡テレビシステム。
2. A fiberscope using at least an image guide fiber bundle for an image transmission system or a rigid scope using a relay lens for an image transmission system, which is obtained by any of the endoscopes described above. In an endoscope television system in which an image is formed on a solid-state image sensor, an electric signal output from the solid-state image sensor is converted into a television signal by a camera control unit and the television signal is output to obtain an endoscopic image. An optical element having an optical characteristic capable of sufficiently attenuating a response of a sampling point of the solid-state image sensor, and an optical characteristic capable of sufficiently attenuating a frequency spectrum peculiar to the image guide fiber bundle passing near a color subcarrier frequency, and The frequency specific to the image guide fiber bundle passing near the sampling frequency of the solid-state image sensor Endoscopic television system characterized in that as selected and used in the imaging optical path in accordance with any of the optical elements of the optical properties, such as allowed to sufficiently attenuated, the endoscope using the spectrum.
【請求項3】 少なくともイメージガイドファイバー束
の射出端面に現れた内視鏡像を固体撮像素子上に結像せ
しめ、該固体撮像素子から出力された電気信号を少なく
ともコンポジットテレビ信号に変換して出力し、内視鏡
画像を得るようにした内視鏡テレビシステムにおいて、 前記コンポジット信号出力時に、コンポジット信号の輝
度信号のうち色副搬送波周波数近傍の信号のみを選択
し、該信号のレベルを下げる電気的手段を有することを
特徴とする内視鏡テレビシステム。
3. An endoscopic image appearing at least on the exit end face of the image guide fiber bundle is formed on a solid-state image sensor, and an electric signal output from the solid-state image sensor is converted into at least a composite television signal and output. In an endoscopic television system for obtaining an endoscopic image, at the time of outputting the composite signal, an electrical signal that selects only a signal in the vicinity of a color subcarrier frequency of the luminance signal of the composite signal and lowers the level of the signal An endoscopic television system having means.
【請求項4】 少なくともイメージガイドファイバー束
の射出端面に現れた内視鏡像を固体撮像素子上に結像せ
しめ、該固体撮像素子から出力された電気信号を少なく
ともコンポジットテレビ信号に変換して出力し、内視鏡
画像を得るようにした内視鏡テレビシステムにおいて、 前記イメージガイドファイバー束に特有の周波数スペク
トルが前記コンポジットテレビ信号の色副搬送波周波数
近傍に存在する場合に、該コンポジットテレビ信号をコ
ンポーネントテレビ信号に切り換えるための電気的手段
を設けたことを特徴とする内視鏡テレビシステム。
4. An endoscopic image appearing at least on the exit end face of the image guide fiber bundle is formed on a solid-state image sensor, and an electric signal output from the solid-state image sensor is converted into at least a composite television signal and output. In an endoscopic television system adapted to obtain an endoscopic image, if a frequency spectrum specific to the image guide fiber bundle exists near a color subcarrier frequency of the composite television signal, the composite television signal is converted into a component. An endoscopic television system provided with an electric means for switching to a television signal.
【請求項5】 少なくとも六方最密構造を有するイメー
ジガイドファイバー束の射出端面に現れた内視鏡像を固
体撮像素子上に結像せしめ、該固体撮像素子から出力さ
れた電気信号を少なくともコンポジットテレビ信号に変
換出力し、内視鏡画像を得るようにした内視鏡テレビシ
ステムにおいて、 前記イメージガイドファイバー束に特有の周波数スペク
トルが前記コンポジットテレビ信号の色副搬送波周波数
近傍に存在する場合に、前記イメージガイドファイバー
束の積み方向が前記固体撮像素子の水平走査方向に対し
て略30度の角度をなすように構成されていることを特
徴とする内視鏡テレビシステム。
5. An endoscopic image appearing on the exit end face of an image guide fiber bundle having at least a hexagonal close-packed structure is formed on a solid-state image sensor, and an electric signal output from the solid-state image sensor is at least a composite television signal. In the endoscopic television system, which is adapted to convert and output to obtain an endoscopic image, when the frequency spectrum peculiar to the image guide fiber bundle exists in the vicinity of the color subcarrier frequency of the composite television signal, the image An endoscope television system, wherein the stacking direction of the guide fiber bundle is configured to form an angle of approximately 30 degrees with respect to the horizontal scanning direction of the solid-state imaging device.
【請求項6】 少なくとも像伝送系にイメージガイドフ
ァイバー束を用いたファイバースコープ又は像伝送系に
リレーレンズを用いた硬性鏡に接続可能であり、前記い
ずれかの内視鏡により得られた像を固体撮像素子上に結
像せしめ、該固体撮像素子から出力された電気信号をカ
メラコントロールユニットでテレビ信号に変換して出力
し、内視鏡画像を得るようにした内視鏡テレビシステム
において、 前記カメラコントロールユニットは像に含まれる空間周
波数成分に応じて色差信号の大きさを制御して出力する
電気回路と、該電気回路を前記像伝送系の特性に応じて
選択的に作動せしめるためのスイッチング手段とを有す
ることを特徴とする内視鏡テレビシステム。
6. A fiberscope using at least an image guide fiber bundle for an image transmission system or a rigid scope using a relay lens for an image transmission system, which is connectable to an image obtained by any one of the endoscopes. An endoscope television system in which an image is formed on a solid-state image sensor, an electric signal output from the solid-state image sensor is converted into a television signal by a camera control unit, and the television signal is output to obtain an endoscopic image. The camera control unit includes an electric circuit for controlling and outputting the magnitude of the color difference signal according to the spatial frequency component contained in the image, and a switching for selectively operating the electric circuit according to the characteristics of the image transmission system. An endoscope television system comprising:
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JP2002328311A (en) * 2001-04-27 2002-11-15 Matsushita Electric Ind Co Ltd Image fiber image-pickup device
JP2006254974A (en) * 2005-03-15 2006-09-28 Olympus Medical Systems Corp Medical observation system

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2002328311A (en) * 2001-04-27 2002-11-15 Matsushita Electric Ind Co Ltd Image fiber image-pickup device
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