JPS6054588A - カラ−撮像用照明装置 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ 本発明は、液晶を用いて３原色等３色の各波長の光で照
明するカラー’ｌｌｔ’ＪＡ用照明装置にＩ！！ｌ″ｇ
′る。

［発明の技ｌｆｊ的背景とその問題点］近年、テレビジ
ョンカメラとか内視鏡等に固体撮像素子を用いた撮像装
置が実用１ヒされる状況になっている。

現行の内視鏡は、イメージガイｌ−乃びライトカイトと
好ばれる直仔が数７０ミクロン程度の光学機紐を例えば
数万本最密状に束ねたちのを像伝達手段及び照明光伝達
手段として用いており、特に内視鏡本体の先端部に設け
た結像光学系（層像光学系）による被写体像をイメージ
ガイドの先端面に結（２）し、手元操作部側まで挿通さ
れた該イメージガイドの後端の像を一接眼光学系にて！
Ｉ！２察できるようにしである。

この場合にＪ３ける観察像の分８￥能は、イメージガイ
ドを形成する光学繊維（ファイバ）の本数のよって制限
されるため、その本数が多い方が望ましいが、患者に挿
入する際の芒痛を軽減′ツるために細径にした挿入部に
おいては挿通可能になる本数が少くなりがちとなり、分
解能の低下がさくづられない。又、湾曲（）た場合にフ
ィイバが折損して、その部分での像伝達がなされず、画
質を低下させることにもなる。

このため、今後イメージガイドを用いないで、固体撮像
素子を用いたものが高集積化技術の進展と共に広く用い
られる状況にある。

ところで、固体撮像素子を用いた場合においては、カラ
ー映像化することが必要とされる。

ところで、モノクローム（白黒）の固体１最象素子と、
この撮像面の前に配置したモザイク状の３原色フィルタ
との組合わせによりカラー搬像できるようにしたものが
知られているが、各色で農作する受光素子数が１／３に
なってしまうため解像力が大きく低下する。このため、
カラー映１象化するための照明装置として待聞昭５５−
５４９３３号公報に開示されているように、ライトカイ
トの入射端に３原色の各光で順次照ｑ１することによっ
て被写体を３原色の各光で照明し、該３原色の各光で照
明された被写体をモノクロの固体撮像素子で層像し、こ
れら３原色の各光で受光された映像を順次あるいは同時
にブラウン管等の表示装置に表示することによって、カ
ラー映像を再生できるものかある。

しかしながら、この従来例にＪ５いては、ライ［〜ガイ
ドを３分割しなければならす“、且つ３つの光源ランプ
を必要とするため大がかりな装置になると共に、コスト
が高くなる。

又、実開昭５３−３６８８５号公報に開示されている従
来例においてはモータにより回転駆動される３原色の回
転フィルタを用い部分１９す的に３原色で照明してカラ
ー映漁を形成できるようになっている。

この従来例はモータを用いているため、装置が高ばると
共に、型骨が増大する。又、モータから不規則な雑音が
発生して映像信号に混入し、画質を低下させることがあ
り、ノイズ対策を講じなければならなくなる場合がある
。さらに、モータが回転で摩耗する部分が生じ、がたつ
きが大きくなると共に、故障し易くなり、長期にわたっ
て安定した性能を保持することが難しいといつ問題があ
る。

［発明の目的コ 本発明は上述した点にかんがみてなされたもので、長期
にわたり安定した性能を保持でき、且つ小さなスペース
内にも首脳でき、低コストで実用できると共に、解像力
を低下させないカラーＶａ像用照明装置を提供すること
を目的とする。

［発明の概要］ 本発明は、３色フィルタの各フィルタを経て透過する各
波長の光を該３色フィルタの形状に応して形成された液
晶板にて順次透光あるいは反ＱＩＬ。

て、被写体を特定の波長の光て順次照明することによっ
て、解像力を低下させないカラ御飯ユ用照明装置が形成
されている。

［発明の実施例］ 以下、図面を参照して本発明を具体的に説明する。

第１図ないし第３図は本発明の第１実施例に係り、第１
図は第１実施関が適用された内？ｌｌ鏡装置全体を示し
、第２図は３原色フィルタを示し、第３図は液晶板を示
す。

第１図に示すように内視鏡装置１（ま、内視鏡２と第１
実施例の照明装置３とから構成されている。

上記内視鏡２は、細径の挿入部４の先端側に、結像用の
対物レンス５が配設され、該対物レンス５の結像位置に
ＣＯＤ　（電荷結合双子）等の固体ＷＳ、Ｓ素像６が配
設されている。この固体撮像素子６の撮像面に結像され
た光学像は、ｖｒｌ像面の各受光素子で画素に分解され
て受光され、クロックパルスを印加したりく電荷転送方
式）、７１〜レス情号を印加することによって（ＸＹア
ドレス方式９アナログの電気信号として順次取り出され
、低い雑音指数のプリアンプ７で増幅後、挿入部４の後
端側に形成された操作部く又は操作部外部）側に延出さ
れた信号線８を介して操作部内又は操作部外のビデオプ
ロセス部９のＡ　、／　Ｄ変換器１０に入力されるよう
になっている。このＡ　／　Ｄ変換器１０でディジタル
量に変換された画素に対応した信号は、切換回路１１か
ら出力される切換信号によって切換えられるマルチプレ
クサ１２を介して赤。

緑及び青の各フレームメモリ１３Ｒ，１３Ｇ、１３Ｂに
記憶されるにうになっている。尚、マルチプレクサ１２
でオンされたフレームメモリは措き込みモードにされ、
オフにされているフレームメモリは読み出しモードにさ
れる。

上記切換信号は、基準発振器１４のクロック信号を分周
する等して形成され、又このクロック信号は固体撮像素
子６の各受光素子からの信号取り込み用信号の形成にも
用いられる。

又、上記基準発振器１４は、図示しないアドレス発生回
路にクロック信号を出力してフレームメモリ１３Ｒ，１
３Ｇ、１３Ｂに古き込み詩のメ上リセルのアドレスを指
定すると共に、読み出し詩のアドレスを指定するアドレ
ス信号を形成させる。

さらに上記基準光振器１４は上記フレームメモリ１３Ｒ
，ｉ３Ｇ、１３Ｂから読み出すアドレス信号に同期した
クロック信号を水平及び垂直偏向回路１５．１６に供給
して、水平及び垂直偏向信号をそれぞれ出力させ、これ
ら偏向出力をカラーブラウン管１７のＸ及びＹ偏向端子
に印加するようにしである。

上記フレームメモリ１３Ｒ，１３Ｇ、１３Ｆ３は、読み
出しモードのとき日き込まれたティジタル画素信号が順
次読み出されてＱ　、、、／７へ変換器１８でそれぞれ
アナログ司に変換８れ、さらに色増幅回路１９Ｒ，１９
Ｇ、１９Ｂで増幅された後カラーブラウン管（ＣＲＴ）
１７に供給され、水平及び垂直偏向信号で掃引されなが
ら３原色の各色の映像で表示されるようになっている。

ところで、上記挿入部４内には照明光伝達用に、例えば
可撓性の光学織紐束（ファイババンドル）で形成された
ライトカイト２０が種油され、その先端の出射端は挿入
部４の先端通函にあり、この出射端から出射される照明
光は配光レンズ２１にて適度の照明範囲を照明するよう
にしである。

上記ライトカイト２０の後端側は、挿入部４と分岐され
たライトガイドケーブルを経て、該ライトガイドケーブ
ルの端部く入９Ａ端）に形成されたコネクタを光源装置
３に着脱自在に装着できるＪ：うになっている。

この光源装置３内に（Ｊ１照明ランプ２２及び該照明ラ
ンプ２２の後方側に反ｑ」鏡２３が配設され、該反射鏡
２３で反射されて略平行光束にされた照明光は、照明ラ
ンプ２２前方のコンデンサレンズ２４によって集光され
て、ライトガイド２０の入射端面を照射するようにしで
ある。

ところで、上記コンデンサレンズ２４と照明ランプ２２
との間の光路上で、例えばコンデンサレンズ２４の瞳位
置に、第２図に示すような３原色フィルタ２５と、該３
原色フィルタ２５の一方の面に接する液晶板２６とが配
設されて第１実施例のカラー撮像用照明装置２７が形成
されている。

上記３原色フィルタ２５は、赤、緑及び青の各３原色の
色（波長）の光のみを通す赤透過フィルタ２５Ｒ７緑透
過フィルタ２５Ｇ、青透過フィルタ２５Ｂで形成され、
これら各フィルタ２５Ｒ９２４Ｇ、２５Ｂは、例えばス
トライブ状に形成しである。

一方、上記３原色フィルタ２５に接するように形成され
た液晶板２６も、上記各フィルタ２５Ｒ１２５Ｇ、２５
Ｂに対応して同一符号の各ス１へライブ２６Ｒ，２６Ｇ
、２６８部分か電圧の印加によって光のｊ１目となり、
印加されないと光の遮光部どなるように形成されており
、各ストライブ２６　Ｒ＊　２６　Ｇ　、２　Ｇ　Ｂに
導通する一方の各電極部２８Ｒ，２εＧ、２８Ｂはマル
チレクサ２９を介して電池３０に接続され、他方は共通
にして接地されている。例えば第１図の状態のマルチプ
レクサ２９においては、各赤透過フィルタ２５１Ｒに接
する部分の液晶板２６の各ストライブ２６　Ｒｌｆｉ光
の透過部となり、残部のストライブ２６Ｇ、２６Ｂは遮
光部どなる。

上記マルチプレクサ２つは、とデオプロセス部９側のマ
ルチプレクサ１２と同期して切換えられるようになって
いる。

このように構成された第１実施例の動作をＪス下に説明
する。

基準発振器１４によるクロック信号に基づいた切換信号
によって、照明装置２７側及びビデオプロセス部９のマ
ルチプレクサ２９．１２は連動して制御され、固体撮像
素子６の全受光素子の信号を取り込むに必要な期間、例
えばマルチプレクサ２９が電極２８Ｒに電池３０の電圧
を印加させる状態のとき、マルチプレクサ１２は赤のフ
レームメモリ１３Ｒと導通ずるようになる。

すると、液晶板２６は符号２６Ｒで示す各ストライプ部
分のみが光を透過するため、これら各ストライプ２６Ｒ
を通過した光は３原色フィルタ２５の赤透過フィルタ２
５部分のみに届き、該フィルタ２５によって赤の波長の
光のみにされ、ライトガイド２０を経て被写体を照明す
る。

上記赤の照明光のもとで、固体搬像素子６の各受光素子
で受光された信号はプリアンプ７で増幅され、Ａ　／”
”　Ｄ変模された後マルヂフしクゴｊ１２か６ｕする赤
のフレームメモリ１３Ｒ内にアドレス１３号によって１
ゴ定されるメモリセルに順次格に（゛）さイ′する。

上記固体ｌ最１の素子６の全受光素子数の信号取り込み
が完了すると、マルチプレクサ２９１ｊ、ｉｆ！２晶仮
２６１：＋ｔｊｌフル＃Ｐ；ｒＪフイ／Ｌ４’３２５Ｇ
（Ｚ接すルｒ７８２６Ｇのス：・ライブ部分に電圧か印
加されるように切換えて、！♂の色の光で被写体を照明
する。これど共に、ビデオプロセス部９のマルチプレク
サ１２はξヱのフレームメモリ１３　Ｇ　＋’：導通し
、該フレームメモリ１３Ｇを古き込Ｊ）−Ｅ　−１−に
して上述したにうに受光素子の１ｇ号を順次メモリセル
内に格納づ−る。これと共に、上記赤のフレームメモリ
１３Ｒは読み出しモードに切換えられて出き込まれた信
号が順次読み出され、Ｄ、Δ変操されてアマログ爵に戻
され、さらに色Ｊ２１幅回路′１９Ｒを経てＣＲＴ１７
に、水平及び垂直偏向信号で１吊引されながら赤の色で
映像（画像）を表示づる。

上記縁の照明光のものでの全受光素子の信号の取り込み
（劃１が完了すると、マルチプレクサ２９は液晶板２６
における青のフィルタ２５Ｂに接するストライプ２６Ｂ
に電圧が印加されるように切換えられる。これと共にビ
デオプロセス部９のマルチプレクサ１２は青のフレーム
メモリ１３Ｂ　＋、：導通し、青の照明光のもとての画
像信号を順次記憶する。これと共に、緑のフレームメモ
リ１３Ｇも赤のフレームメモリ１３Ｒと同様に読み出し
モードにされ、読み出された後、アナログ凸にされ、さ
らに増幅されてＣＲＴ１７に同時に表示される。

このように、液晶板２Ｇの各ストライプブ２６Ｒ１２，
６Ｇ、２６Ｂに順次通電あるいは遮断するのみで、３原
色の各色で照明でき、これら各色の照明光のもとで撮像
してフレームメモリ１３Ｒ，１３Ｇ、１３Ｂに格納し、
格納した信号を２色ことに（又は１色ごとでも良い）順
次表示Ｊることによって、視覚上カラー映像を表示でき
る。この場合、３原色同時に表示することも可能である
。

上記第１実施例によれば、（＆械的に可動する部分がな
いので、長期間にわたって一定した性能を維持でき、高
い信頼性を型持てきる。又、３原色フィルタ２５に液晶
板２Ｇを取付け、マルチプレクザ２９等で電池３０の電
圧の印加を制御ｌＩするのみて、カラー撮像用の照明装
＠２７が形成でき、小型且つ低コストで実現できる。さ
らにこの照明装置２７によれは、（８像をモノクロから
カラーにしたことにＪ：って解舊力か低下づることがな
く、逆に各色でのｊ青報を得ることかできる」：うにな
っているのて、患部等を鮮明なカラー映（２）どして撥
（頒あろいＩま再生できる。又、各色の：２色を自由に
変えて表示することも間単にでき、詮所をより的確に行
うこと力τできることになる。

第４図は本光明の第２実施例にお１）る内視鏡任入部先
端側を示ず。

この第２実施例においては、ライトカイトと配光レンズ
２１との間の光ｒａ上で例えは配光レンズ２１の詐位置
に、上記３原色フィルタ２５ど液晶板２Ｇとが配設され
ている。

上記液晶板２Ｇにはリード線束３１を介して３原色フィ
ルタ２５の各透過フィルタ２５Ｒ，２５Ｇ、２５Ｂ部分
に一致するスｊ−ライブ２６Ｒ，２６Ｇ、２６Ｂに電圧
を選択的に印加できるようになっている。

この実施例は、上記第１実施例のコンデンサレンズ２４
ど照明ランプ２２との間に配設された３原色フィルタ２
５と液晶、仮２６が挿入８Ｉ＋４の先端側に配設されて
いることを除（月Ｊ、上記第１実施例と同様である。又
、その作用効果も略同仔の５のとなる。

第５図は本発明の第３実施例を示す。

この実施例においては、上記第２実旋例にＪｕｌプるラ
イトガイド２０を用いないで（従って、第１図における
光源装置３内の照明ランプ２２符１ユ必要とされない。

）挿入部４の先端側に（白色）ランプ３２を収納し、該
ランプ３２ど配光レンズ２１との間の光路上で、例えば
師位賀に上記３原色フィルタ２５と液晶板２６とが配設
されている。

尚、上記ランプ３２の代りに（高輝度の）発光タイオー
ド（少くども３原色の波長の光を含む単数又は筏？ｉｌ
）でも良いことは明らかできる。

第６図は本発明の第４実施例・１示Ｊ。

この実筋例１ま、上記第′１フ；旅例にｄ３いて、コン
デンサレンズ２４と、照明ランプ２２どの閂にｊ原色フ
ィルタ２５及び）段品仮２１Ｂを配り２シないて、反射
鏡を形成づる部分に用いである。

即ち、凹面状に成型された液晶板３３の凹面１１ｊｌｌ
に（Ｊ、３原色フィル９．２５が貼すイコ（づる」、う
に形成されている。

尚、この場合の液晶板３３　Ｂ　、、１」えＩｆ　Ｔｉ
　Ｌを印加するど凹面にお（ブる印加されに部分が反則
面どなり、印加されない部分（ま尤を反〔；」シない透
過部どなるものである。

尚、照明ランプ２２の光が直接コンデンレンズ２４　ｍ
’Ｊに漏れる場合には遮光板で遮光すれ（Ｊ、良い。

この１滴例は反射４；ｔ　２３を必要しな（・と（・う
（・（」点を有する。

尚、上述の各実７ＩＩＩ例にｊ）　Ｉｒ）Ｕは、３原色
フィルタ２５及び液晶教２Ｇの３６光ＢＩＳ又（Ｊ反射
部ＩＪ、ス（・ライブ状に形成しであるか、これに限定
されるものでなく、例えばモザイク状でも良いし、その
他殆んど任危の形状のものでも使用でき、実際上は製造
しやすいあるいは低コストで製造できるものを利用する
ことができる。

尚、上述の各実施例においては３原色の波長をそれぞれ
透過するように形成しであるか、本発明は必ずしもこれ
に限定されるものでなく、３原色以外の波長を用いても
カラー画伽を形成てきる。

又、ビデオプロセス部９は第１図ど訳る構成によっても
形成できる。

尚、液晶板２６及び３原色等のフィルタ（工、上述した
各部に配設される例に限定されるものでなく、被写体側
に照明光が照ｑ１される途中に介装されれば良い。

［発明の効果Ｊ 以上述べたように本発明によれば、各波長の光を通過す
るフィルタと組合わせた液晶板に印加される電圧を遮断
したり、導通して光のｊ８過あるいは反射を制御できる
ようにしであるので、簡単な構造で小型且つ低コストで
解像力が低下しないカラー撮像用の照明装置・を実用で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明の第１実施例に係り、第１
図は第１実施例を備えた内視鏡装置全体を示す説明図、
第２図は３原色フィルタを示す正面図、第３図は液晶板
を示す正面図、第４図は第２実施例に係る内視鏡の挿入
部先端側を示ず断面図、第５図は第３実施例に係る内視
鏡挿入部の先端側を示す断面図、第６図は第４実施例の
要部を示すｔ兇帆ロズある。 ２・・・内視鏡　３・・・光源装置 ４・・・挿入部　５・・・対物レンズ ６・・・固体照像素子　７・・・前置増幅器９・・・ビ
デオプロセス部 １］・・・切換回路 １２．２９・・・マルチブレクリ １３Ｒ，１３Ｇ、１３Ｂ・・・フレームメモリ１７・・
・カラーブラウン管 ２０・・・ライトカイ（： ２２・・・ψ、し日月ランフ０　２３・・・反身」鏡２
４・・・コンデンサレンズ ２５・・・３原色フィルタ ２Ｇ・・・液晶板　２７・・・カラー照明装置３１・・
・リード線束　３２・・・ランプ、／− 代理人　弁理士　伊　胚　進（。 ＼−−−４・ 第４図 第５図　第６図 １１Ｅ和５８年特許ｍ第１６３５８４号２、発明の名称 カラー搬像用照明装置 ６、？Ｉｌｉ正の対象　Ｉｌｌ川１用１ｉ１＋の発明の
訂廁な説明の欄７、補正の内容　別紙の通り ／”’−＼＼ ／９扼′ｉ−− １、明細書の第３ページの第３行目に「・・・本数のｊ
とあるのを「・・・本数に」に訂正する。 ２、明細書の第３ページの第８行目に「・・・フィイバ
が・・・」とあるのを「・・・ファイバが・・・」に訂
正する。 ３、明Ｗｉｌｌ書の第７ページの第１１行目に「込みモ
ードにされ、・・・」とあるのを「込み読み出しモード
にされ、・・・」に訂正する。 ４、明細書の第１２ページの第１１行目及び第１２行目
にある「該フレームメモリ１３Ｇを書き込みモードにし
て」を削除する。 ５、明ＩＩＩ書の第１２ページの第１４行目ないし第１
９行目にある「これと共に、上記赤のフレームメモリ・
・・を表示する。」を削除する。 ６、明細内の第１３ページの第７行目ないし第１１行目
に［・・・これと共に・・・される。ｊとあるのを「・
・・再生時にはこれらフレームメモリから同時に読み出
すことによって、カラー映像化を可能にしている。」に
訂正する。 ７、明ｍ自の第１３ページの第１６行目及び第１７行目
に「・・・２色・・・表示する・・・」とあるのを「・
・・３原色同時に表示する・・・」に訂正する。 ８、明細書の第１３ページの第１８行［１及び第１９行
目にある「この場合・・・可能である。」を削除する。 以　」二

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）固体撮像素子を用いてカラー撮像するために、光
   源から発ゼられた照明−光を３原色の各波長の光等異る
   波長域の光を透過する複数の各フィルタを詩分割的に透
   過させて被写体を照明するカラー撮像用照明装置におい
   て、異る波長域の光をそれぞれ透過するフィルタと、印
   加される電圧を制御して該フィルタの形状に合わせて光
   の透過部又は反射部が切換えられる液晶板とで被写体に
   投光される照明光の波長域を順次切換え制御したことを
   特徴とするカラー撮像用照明装置。
2. （２）前記液晶板は、光源装置内の光源の照明光を、内
   ？ＪＨｊｔのライトガイドの入Ｑ」端の照射する光路の
   途中に前記フィルタと共に、配設されたことを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載のカラー日仏用照明装置。
3. （３）前記液晶板は、内視鏡の挿入部先端側で、照明光
   が出射されるライトカイト又はランプ又は発光ダイオー
   ドの前方に、前記フィルタと共に配設されたことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載のカラー撮像用照明装
   置。