JPS63155984A - 電子内視鏡用ホワイトバランス回路 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は発光源の光を受光して色温度を検出し、ＶＱ　
＆した信号における各色信ｑのゲインを調整する電子内
視鏡用ホワイトバランス回路に関する。

［従来の技術］ 近年、細長の挿入部を体腔内に挿入することによって、
切開を必要とすることなく、挿入部内に設けた観察手段
を用いて体腔内の患部等を観察したり、必要に応じ処釘
具を鉗子チャンネル内に挿通して治療処首のできる内視
鏡が広く用いられるようになった。

上記内視鏡において、像伝送用にイメージガイドファイ
バを用いているが、最近挿入部先端部にＣＯＤ等の固体
撮像素子を収納して撮像手段を形成し、この固体搬像素
子で光電変換された信号をケーブルで伝送し、モニタ装
置にカラー影像を表示できるようにした電子式の内祝ｖ
ｔ（以下電子内視鏡と記す。）が実用化されるようにな
った。

ところで上記電子内視鏡では、ホワイトバランス：Ａ整
が必要になる。つまり、白い被写体を撮像した場合には
ＣＣＤ出力信丹信号、Ｇ、Ｂ比が１になるように、光源
装置内の色分離回転フィルタの順次町田時間を設定し、
電子内視鏡システムによるバラツキを、このＲ，Ｇ、［
３の昭ＤＩ　時間を電気的あるいは機械的に変化させて
合せるか、又はＣＯＤ出力信号の各々のゲインを変えて
合せるようにしていた。尚、ホワイトバランスのより正
確な表現は、装置から表示モニタ等への出力信号で規定
され、例えばＲ，Ｇ、Ｂ出力信号の比を１にする又はＮ
ＴＳＣ方式におい亙は（Ｒ−Ｙ）。

（Ｂ−Ｙ）の色差信号出力をＯにする。つまり、白”の
被写体ｕＨ像時に、ザブキャリアで変調されたクロミナ
ンス信号を０”にすることである。

従来のホワイトバランス調整手段として、メカニカル方
式のものを第１１図に示す。

同図に示すように回転フィルタ１は、モータ２で回転駆
動され、この回転によって回転フィルタ１に形成された
扇状の赤、緑、肖の各色透過フィルタ、つまりＲフィル
タ３Ｒ，Ｇフィルタ３Ｇ１Ｂフィルタ３Ｂは図示しない
光源ランプの光束４を横切るように、つまり光路途中に
介装されることになる。各色フィルタ３Ｒ，３Ｇ、３Ｂ
がそれぞれ介装されると被写体はライトガイドを経た色
分離された赤、緑、青の色の光で照明され、ＣＯＤで躍
象された撮像出力は、ライトガイド及びＣＣＤの分光感
度特性は固定して考えると、照射光ｉ１、つまり照射時
間（露光時間）に依存する。よって、回転フィルタ１の
Ｒ，Ｇ、Ｂの間口率、つまり扇形状の扇の長さを変えて
、ホワイトバランス調整を行う。例えば、ＣＯＤ出力で
のＲ，Ｇ。

Ｂ比が１になると、［出力どしてのＲ，Ｇ、Ｂ及びＮＴ
ＳＣ出力でのホワイトバランスが取れるとすると、白色
の被写体を撮像し、その場合のＣＯＤ出力が第１２図に
（ａ）に示１ようになる場合には、Ｒフィルタ３Ｒに対
しては扇の長さを大きくして開口率を上げ、一方Ｂフィ
ルタ３Ｂに対しては扇の長さを短くして間口率を下げ、
同図（１１）に示すようにＣＯＤ出力におけるＲ、Ｇ、
Ｂの比が１になるようにしてホワイトバランス調整を行
う。

一方、電気的に露光時間を変えてホワイトバランス調整
を行うものもある。

この電気的調整方式のものでは光源ランプの点灯を連続
して発光させるものと、パルスによる間欠発光させる方
式のものとがあり、後者の場合、例えば第１３図（ａ）
に示すように等しいパルス数（例えば５パルス）で発光
させ、それぞれＲ，Ｇ。

Ｂフィルタを透過させて白色の被写体を照・明した場合
におけるＣＯＤ出力が同図（ｂ）に示すように、Ｒ，Ｇ
、Ｂの比が１からずれた場合にはホワイトバランスがず
れている。この場合には、第１３図（Ｃ）に示すように
例えばＧフィルタを塁準にして、Ｒフィルタでの発光パ
ルス数を増加させ、一方Ｂフィルタでの発光パルス数を
減少させて照明することによって、露光■を変化でき、
結果的にＣＯＤ出力が同図（ｄ）示ずようにホワイトバ
ランスがとれたＲ、Ｇ、Ｂ信号を得るものである。尚、
この従来例では各色フィルタの開口数は一定であるもの
とした。

第１４図はＣＯＤ出力信号のゲインを調整してホワイト
バランス調整を行う従来例を示す。

ホワイトバランス調整機能を備えた電子内視鏡装置１１
は搬像手段が組込まれた電子内視鏡１２と、この電子内
視鏡１２に照明光を供給する光源部１３と、電子内祝１
！１２で撮像さ４た信号を表示装置に表示できる映像信
号に変換する信号処理部１４とからなる。

上記電子内視鏡１２は、体腔内に挿入し易い様に細長の
挿入部１５が形成され、この挿入部１５の先端側に対物
レンズ１６と固体撮像素子としてのＣＣＤ１７とを配置
して撮像手段が組込まれている。

又、上記挿入部１５内には照明光を伝送するライ１−ガ
イド１８が挿通され、光源部１３がら供給された照明光
を伝送して、先端面から出射し、この出射された照明光
は配光レンズ１９で拡開されて被写体１１側を照明する
。

上記ライトガイド１８の手元側端面に照明光を供給する
光源部１３は、光源ランプ２２と、この光源ランプ２２
の照明光をライトガイド１８の端面に集光照射するレン
ズ２３と、このレンズ２３及びライトガイド１８の端面
の間の光路中に介装されるＲＧＢ回転回転フィルタ２４
この回転フィルタ２４を回転駆動するモータ２５とから
なる。

上記回転フィルタ２４は、赤、緑、青の各波長域の光、
つまりＲ，Ｇ、Ｂをそれぞれ透過する赤、緑、青の各透
過フィルタ２４Ｒ，２４Ｇ、２４Ｂが扇状に形成してあ
り、回転フィルタ２４を回転することによって、これら
Ｒ，Ｇ、Ｂ３原色の８光で面順次で照明するようにしで
ある。この回転フィルタ２４を回転するモータ２５は、
回転サーボ回路２７でその回転が制御される。この回転
サーボ回路２７にＪ：って、モータ２５の回転はビデオ
信号のフレーム周波数に同期したものとなる。

上記Ｒ，Ｇ、Ｇの８光で面順次に照明された被写体２１
は対物レンズ１６でＣＣＤ１７による固体Ｈａ像素子の
搬像面に結像され、ＣＯＤドライバ２８による読出しク
ロック信号に印加によって光電変換された信号が読出さ
れる。このり０ツク信ｑと回転サーボ回路２７の信号は
同期信号発生器２９から出力される同期信号に同期した
ものにされる。

上記ＣＣＤ１７の出力信号は、信号処理部１４を形成す
るプリアンプ３１で増幅され、思考に対する感電等から
保護するアイソレーション回路３２を経てリセットノイ
ズ除去回路３３に入力され、リセットノイズの除去が行
われる。その後、ローパスフィルタ３４を経て１／ｆノ
イズ、ＣＣＤキ１１リア等の不要高周波が除去され、ホ
ワイトバランス調整回路３５でホワイトバランス調整が
行われ、ざらにγ補正回路３６によってγ補正、つまり
表示管で表示する場合の電気・光変換系の非直線性補正
が行われて、Ａ／Ｄコンバータ３７に入力される。尚、
テレビ受像管の電気信号−光変換特性が直線でなく、通
常γ＝２．２であり、この非直線性を電子内視鏡を介し
たシステム全体で直線特性に補正するため、このγ補正
回路３６の入出力特性は、通常γ＝２．２の逆数、つま
りγ＝０．４５に設定される。

上記Δ／Ｄコンバータ３７によって、ディジタル信号に
変換され、面順次の照明に対応したフレームメモリ３８
Ｒ，３８Ｇ、３８Ｂにそれぞれ１フレーム分書き込まれ
る。つまり、例えば赤透過フィルタ２４Ｒを通して赤の
光で照明したもとで搬像し、ＣＣＤ１７から読出された
信号はフレームメモリ３８Ｒに書き込まれる。しかして
、各フレームメモリ３８Ｒ，３８Ｇ、３８Ｂに１フレ一
ム分の画像データが書き込まれると、これらは同時に読
み出され、それぞれＤ／Ａコンバータ３９でアナログ信
号に変換され、ざらにローパスフィルタ４１で不要高周
波が除去されて、それぞれ出ツノアンプ４２に入力され
る。上記Ａ／Ｄコンバータ３７の変換速度及び各フレー
ムメモリ３８Ｒ１３８Ｇ、３８Ｂへのデータの書き込み
及び読出しはメモリ制御回路４３による出力信号で制御
される。このメモリ制御回路４３の出力信号は、上記同
期信号発生回路２９の同期信号と同期して生成される。

上記各出力アンプ４２を通したＲ、Ｇ、Ｂの各色信号は
、出力インピーダンスが７５Ωの原色信号出力端から出
力される。又、同期信号発生回路２９の複合同期信号も
出力アンプ４４を経て同期信号出力端から出力される。

ところで上記ホワイトバランス調整回路３５は、ホワイ
トバランス調整部４５によって、ホワイトバランス調整
回路３５を通した信号の出力ゲインを可変調整できるよ
うにしである。この調整部４５を備えたホワイトバラン
ス調整回路３５は、例えば第１５図に示すような構成で
ある。

ゲイン制御される増幅器を形成する差動アンプ４７の非
反転入力端は、このホワイトバランス調整回路３５の入
力端に接続され、反転入力端は抵抗ＲＬを介してその出
力端に接続されると共に、可変抵抗Ｒ１及びスイッチＳ
１、抵抗Ｒ２及びスイッチＳ２、可変抵抗Ｒ３及びスイ
ッチＳ３を介して接地されている。

上記入力端には入力される信号Ｖｉは、例えば第１６図
（ａ）に示すようにＲ，Ｇ、Ｂ順次照明のもとて搬像し
た信号ＶＲ，ＶＧ、ＶＢが印加され、差動アンプ４７を
経て増幅された後出力端から出力信号ＶＯが出力される
。

上記スイッチＳｌ、８２．８３は、制御信号によってオ
ン、オフが制御され、例えば各スイッチ８１．８２．Ｓ
３は第１６図（ｂ）　、　（ｃ）　、　（ｄ）に示づよ
うに、入力信号ＶＲ，ＶＧ、ＶＢが入力ざれる期間に’
　ｌ−１”レベルになる。Ｒ，Ｇ、Ｂ制御信号によって
オンされ、その他の“Ｌ”レベルではオフ状態に保持さ
れる。従って、信号ＶＲ，ＶＧ、ＶＢに対し、反転入力
端はそれぞれ抵抗Ｒ１゜Ｒ２，Ｒ３を介して接地される
ため、それぞれ入力信号ＶＲ，ＶＧ、ＶＢに対してゲイ
ンは（１＋ＲＬ／Ｒ１）、（１＋ＲＬ／Ｒ２＞、（１＋
ＲＬ／Ｒ３）に設定されることになる。

従って、入力信号ＶＧのレベルに対し、他の２つの入力
信号ＶＲ，ＶＢのゲインを可変抵抗Ｒ１゜Ｒ３により可
変調整して、白色の被写体を撮像時に、このホワイトバ
ランス調整回路３５の出力が入力信ｇＶＲ，ＶＧ、ＶＧ
に対して等しくなるようにしてホワイトバランスさせる
ものである。

［発明が解決しようとする問題点］ 上述した従来のホワイトバランス調整手段は、設定その
ものが固定であるか、あるいは付加機能として使用者に
よるマニュアル調整があるのみである。

そのため、電源投入時から光源ランプあるいは赤外カッ
トフィルタを含む色分離光学フィルタが熱的に安定する
までの色温度変化、ざらにはこの部位での経時的変化の
影響を直接受け、十分なホワイトバランスが得られない
という欠点があった。

本発明は上述した点にかんがみてなされたもので、熱的
に安定するまでの色温度変化とか、経時的変化等に殆ん
ど依存することなく、常時ホワイトバランス状態に保持
できる電子内視鏡用ホワイトバランス回路を提供するこ
とを目的とする。

［問題点を解決する手段及び作用］ 本発明では第１図に示す原理図において、光源ランプ６
２の光をレンズ６３及びＲ，Ｇ、Ｂ色分離フィルタ６４
Ｒ，６４Ｇ、６４Ｂが取付けられ、モータ６５で回転さ
れる回転フィルタ６４を介して電子スコープ５２内を挿
通されるライトガイド５８の入射端面に照射する光路に
おける回転フィルタ６４の後段にハーフミラ−６６を介
装して、このハーフミラ−６６で反射されたＲ、Ｇ、Ｂ
の順次照明光を光検出器６７で受光してＲ，、Ｇ、Ｂの
光ａを電気信号に変換し、アンプ６８を経てＲＧＢ同時
化回路６９に入力させ、このＲＧＢ同時化回路６９にお
いてＲ，Ｇ、Ｂ順次信号を電気的に同時化し、Ｇを基準
にしてＲ，Ｂの差分を差動アンプ９１．９２で検出し、
差動アンプ９１，９２の出力信号でＣＣＤ５７で撮像し
たＲ、Ｂ順次照明の際のＲ，ＧＩ像信号入力時のゲイン
を制御するＲコントロール、Ｂコントロール信号を形成
し、これらＲコントロール、ＢコントＯ−ル信号を搬住
信号の処理を行う信号処理回路に印加してホワイトバラ
ンスを得るようにしている。

［実施例］ 第２図ないし第７図は本発明の第１実施例に係り、第２
図は第１実施例が形成された電子内視鏡装置の溝底を示
すブロック図、第３図はＲＧＢ同時化回路の構成を示す
ブロック図、第４図は第３図の動作説明用のタイミング
チャート図、第５図は光源ランプにお【プる各波長の光
強度と色温度の関係を示す説明図、第６図はゲイン制御
回路９０の構成を示す構成図、第７図は第６図の動作説
明用のタイミングチャート図である。

第２図に示すように第１実施例を備えた電子内視鏡装青
５１は、撮像手段が組込まれた電子内視鏡（電子スコー
プ）５２と、この電子スコープ５２に照明光を供給する
光源部５３と、この電子スコープ５２で撮像された信号
を表示装置に表示できる影像信号に変換する信号処理部
５４とからなる。

上記電子スコープ５２は、体腔内に挿入し易い様に１ｌ
ｌｌ長の挿入部５５が形成され、この挿入部５５の先端
側に対物レンズ５６と固体日子素子としてのＣＣＤ５７
とを配置して撮像手段が組込まれている。

又、上記挿入部５５内には照明光を伝送するライトガイ
ド５８が挿通され、光源部５３から供給された照明光を
伝送して、先端面から出射し、この出射された照明光は
配光レンズ５９で拡開されて被写体６１側を照明する。

上記ライトガイド５８の手元側端面に照明光を供給する
光源部５３は、光源ランプ６２と、この光源ランプ６２
の照明光をライトガイド５８の端面に集光照射Ｊるレン
ズ６３と、このレンズ６３及びライトガイド５８の端面
の間の光路中に介装される回転フィルタ６４と、この回
転フィルタ６４を回転駆動するモータ６５と、この回転
フィルタ６４を通した後、ライトガイド５８の端面に昭
射される手前の位ａに配設したハーフミラ−６６と、こ
のハーフミラ−６６で反Ｃ）Ｊ−ｃＮれた光を受光する
光検出器６７と、この光検出器６７の光電変換信号を増
幅するアンプ６８とからなる。

上記光源ランプ６２は、キセノンランプ笠の白色光で発
光するものであり、黒体放射に近い発光スペクトル分布
を有する。

上記回転フィルタ６４は、３つの扇形状の色透過フィル
タ６４Ｒ，６４Ｇ、６４Ｂからなり、これら色透過フィ
ルタ６４Ｒ，６４Ｇ、６４Ｂは第５図に示すように、赤
、緑、青の波長域Ｒ，Ｇ。

Ｂをそれぞれ透過する特性を有するものである。

第２図に示ずように、光源ランプ６２の照明光はレンズ
６３で集光してライトガイド５８の入射端面に向けて昭
射されるが、モータ６５によって回転される回転フィル
タ６４が光路途中に介装されることになる。つまり回転
フィルタ６４が回転されることによって、レンズ６３と
ライトガイド５８の入射端面との間に介装されることに
なる色透過フィルタ（第２図では青透過フィルタ６４Ｂ
）を通した波長域の光によって、被写体６１は順次（例
えばＲ，Ｇ、Ｂ、Ｒ・・・で）照明される。これと共に
、ハーフミラ−６６によって、ライｌ−ガイド５８の入
射端面に昭射される光の一部（例えば数％程度）が反射
され、光検出器６７で受光されて光電変換され、アンプ
６８で増幅されてホワイトバランス回路を形成するＲＧ
Ｂ同時化回路６つに入力される。

上記回転フィルタ６４を回転するモータ６５の回転数は
、回転サーボ回路７１によって、同期信号発生回路７２
のフレーム周波数（例えば２９゜９７ＭＨｚ）に位相同
期するよう制御ＩＩされる。

上記Ｒ，Ｇ、［３の８光で面順次に照明された被写体６
１は対物レンズ５６でＣＣＤ５７の賊像面に結像され、
ＣＯＤドライバ７３による読出しクロック信号の印加に
よって光電変換された信号が読出される。尚、このクロ
ック信ｑと回転サーボ回路７１は同期信号発生回路７２
の同期信号に同期される。

上記ＣＣＤ５７の出力信号は、信号処理部５４を形成す
るプリアンプ７５で増幅され、患者に対する感電等から
保護するアイソレーション回路７６を経てリセットノイ
ズ除去回路７７に入力され、Ｓ／Ｎ改善のために１／ｆ
ノイズとかりセットノイズ等の除去が行われる。その後
、ローパスフィルタ７８を経てＣＯＤキャリア等の不要
高周波が除去され、ホワイトバランス調整回路８１に入
力される。このホワイトバランス調整回路８１によって
、ホワイトバランスの調整が行われ、ざらにγ補正回路
８２によって、γ補正、つまり表示管で表示する場合の
電気・光変換系の非直線性（通常γ−２，２）に対する
補正（例えばγ＝１／２゜２＝０．４２）が行われて、
Ａ／Ｄコンバータ８３に入力される。このＡ／Ｄコンバ
ータ８３によって、ディジタル信号に変換され、面順次
の照明のもとで撮像した信号がフレームメモリ８４Ｒ１
８４８，８４Ｇにそれぞれ１フレ一ム分店ぎ込まれる。

つまり、例えば光透過フィルタ８４Ｒを通して赤の光で
照明したもとで撮像し、ＣＣＤ５７から読出された信号
はフレームメモリ８４Ｒに書き込まれる。しかして、各
フレームメモリ４８Ｒ１８４Ｇ、８４Ｂに１フレ一ム分
の画像データが書き込まれると、これらは同時に読み出
され、それぞれＤ／Ａコンバータ８５でアナログ信号に
変換され、さらにローパスフィルタ８６で不要高周波が
除去されると共にＤ／へ変換時に生じる信号の不連続性
が滑らかにされたＲ、Ｇ、Ｂの各信号はそれぞれ出力ア
ンプ８７に入力される。

上記Ａ／Ｄコンバータ８５の変換速度及び各フレームメ
モリ８４Ｒ，８４Ｇ、８４Ｂへのデータの書き込み及び
読出しはメモリ制御回路８８による出力信号で制御１１
される。このメモリ制御回路８８の出力信号は、上記同
期信号発生回路７２の同期信号と同期して生成される。

上記出力７ンプ８７で増幅された色信号Ｒ，Ｇ。

Ｂは、出力インピーダンスが７５Ωの出力端からそれぞ
れ出力される。又、同期信号発生回路７２の同Ｊｌｌｌ
信号も出力アンプ８９を経て増幅され、同期信号出力端
から増幅されて出力される。

ところで第１実施例のホワイトバランス回路を形成する
ＲＧＢ同時化回路６つは、光検出器６７でＲ，Ｇ、Ｂの
色順次照明光の光電変換された信号、つまりＲ，Ｇ、Ｂ
色順次照明信号を取込み、これらを同時化してＲ，Ｇ、
Ｂ出力端からＲ，Ｇ。

日照明信号を出力する。これらＲ，Ｇ、日照明信号は、
ゲイン制御回路９０に入力され、例えばＧ照明信号を基
準として２つの差動アンプ９１．９２を通してＲ，Ｂゲ
インコントロール信号が生成され、該Ｒ，Ｂゲインコン
トロール信号をホワイトバランス調整回路８１の制御端
に印加して、このホワイトバランス調整回路８１に順次
入力されるＲ、Ｇ、Ｂ照明のもとてのＣＯＤ＠像信号に
対するゲイン制御を行い、ホワイトバランスした搬像レ
ベルにして出力する。

上記ＲＧＢ同時化回路６９は、例えば第３図に示すよう
な構成である。

第４図（ａ）に示す光検出器６７のＲ，Ｇ、Ｂ色順次照
明信号（をアンプ６８で増幅した）は、積分回路１０１
に入力され、積分されて同図（ｂ）に示寸積分信号とな
る。この積分信号はサンプルホールド回路１０２Ｒ，１
０２Ｇ、１０２Ｂに入力され、サンプリングパルス生成
回路１０３から出力される第４図（Ｃ）に・示すＲ，Ｇ
、ＢサンプリングパルスＰＲ，ＰＧ、ＰＢによって１ナ
ンブルボールドされ、同図（ｄ）に示すようにホールド
されｔｃＲ，Ｇ、Ｂホールド信号ＨＲ，ＨＧ、トＩＢと
なり、光検出器６７から順次出力されるＲ、Ｇ、Ｂ色順
次照明信号は、３つ入力された後には、ＲＧＢ同時化回
路６９のＲ，Ｇ、Ｂ出力端から同時化された信号ＨＲ，
ＨＧ、ＨＢが出力される。

上記サンプリングパルス生成回路１０３は、例えば回転
サーボ回路７１から入力されるモータ６５の回転に同期
した信号が入力され、回転フィルタ６４における色透過
フィルタ６４Ｒ，６４Ｇ。

６４Ｂがそれぞれ光路上に、ある状態から回転により退
避したタイミングでサンプリングパルスＰＲ。

ＰＧ、ＰＢを出力するものである。従って、例えば光検
出器６７の出力をコンパレータに入力し、このコンパレ
ータの出力が“ＨＩｆからＬ”になるタイミングでワン
ショットマルチバイブレータを起動してサンプリングパ
ルスを出力させるようにしても良い。

上記サンプリングパルスＰＲ，ＰＧ、ＰＢは、オア回路
１０４を経て遅延回路１０５に入力され、第４図（ｄ）
に示すリセット信号ＲＥＳが生成され、このリセット信
号ＲＥＳは積分回路１０１のリセット端子に印加して、
積分回路１０１の積分出力を零レベルにする。このリセ
ット手段は、例えば積分用コンデンサと並列にアナログ
スイッチを設け、リセット信ＱＲＥＳでこのアナログス
イッチをオンさせれば良い。

上記ＲＧＢ同時化回路６９の信号ＨＲ，ＨＧ。

ｔ−＋　Ｓは第６図に示すようにゲイン制御回路９０に
入力される。このゲイン制御回路９０は、信号ＨＲ，Ｈ
Ｂが反転入力端にそれぞれ印加され、さらに信号ＨＧが
非反転入力端に印加される２つの差動アンプ９１．９２
と、各差動アンプ９１．９２の出力端とこの回路９０の
出力端との間に介装されたスイッチ８１．８２及び可変
抵抗ＶＲの抵抗可変端から出力される電圧をオン、オフ
するスイッチＳ３と、これらスイッチ８１．８２．８３
のオン、オフを制御するＲＧＢ制御回路１０６とからな
る。

上記差動アンプ９１．９２は、同時化された信号ＨＲ，
ＨＧ、ＨＢにおいて、信号ＨＧを基準にしてこの信号Ｈ
Ｇと他の信号ＨＲとのそれぞれ差分（増幅）信号ＨＧ−
トＩＲ，ＨＧ−ＨＢとをそれぞれ出力し、この差分（増
幅）信号ＨＧ　−ＨＲ。

ＨＧ−ＨＢがホワイトバランス調整回路８１に入力され
るＲ、Ｇコントロール信号となり、それぞれスイッチ８
１．Ｓ２を介して印加される。このホワイトバランス調
整回路８１は、例えばアナログマルヂブライヤ８１′で
形成され、ＬＰＦ７８を経て入力されるＣＣＤＩ像信号
に対し、ゲイン制御回路９０から入力されるＲ、Ｇ、Ｂ
ゲインコントロール信号と乗算してホワイトバランスが
とれた信号を次段のγ補正回路８２側に出力する。

尚、アナログマルチプライヤ８１′は、ゲイン制御回路
９０側から入力されるレベルにバイアス電圧を印加でき
るようにしてあり、乗算因子は常に正とな８るようにし
である。

尚、上記両差動アンプ９１．９２はそのゲインをゲイン
設定用抵抗等を調整でき、ゲイン調整によってホワイト
バランスさせることのできるゲインコントロール信号に
することができるようにしである。又、各差動アンプ９
１．９２は、オフセット調整もできるようにしである。

さらに上記ゲイン制御回路９ｏには、可変抵抗ＶＲを調
整してＧ照明信＠期間での直流レベルを可変設定できる
ようにしてあり、このゲイン制御回路９０から入力され
るＲ、Ｇ、Ｂゲインコントロール信号によって、ホワイ
トバランス調整回路８１を通った信号はホワイトバラン
スされた信号にされる。

尚、スイッチ８１．３３．３２をオン、オフするＲ、Ｇ
、Ｂｉ制御信号ＣＲ，ＣＧ、０８を出力すルＲＧ　［３
ａｉ’制御回路１０６は、回転サー　ホ回路７１の信号
からこれら制御信号を生成したり、光検出器６７の出力
信号から生成したりする。

例えば、白の被写体を間作した場合のＣＣＤ　ｌｉｄ像
信号が第７図（ａ）に示すようになる場合（簡略化のた
めＲ，Ｇ、Ｂと示してあり、又ホワイトバランスがとれ
てない場合）、光検出器６７から出力されるＲ、Ｇ、Ｂ
照明信号も同図（ａ）に示１ものと同様の信号となる（
但し、タイミングはＲｌＧ、Ｂ照明信号が入力される前
に照明が終了する）。しかして、ＲＧＢ同時化回路６９
を経てゲイン制御回路９１．９２から出力されるＲ、Ｂ
ゲインコントロール信号ＳＲ，ＳＢは第７図（ｂ）に示
すようになる。これら信号ＳＲ，ＳＢ及び可変抵抗ＶＲ
で設定された信＠ＳＧは、ＲＧ　Ｂ　ｆｉＩＩ御回路１
０６から出力される第７図（Ｃ）に示す制御信＠ＯＲ，
ＣＧ、ＣＢによってスイッチ８１．８３゜＄２はそれぞ
れオンされ、そのオンされた場合ホワイトバランス調整
回路８１に印加される信号ＳＲ，ＳＧ、ＳＢの大きさに
よって、ホワイトバランス調整回路８１に入力される信
号のゲインが可変される。第７図（ａ）に示すようなＲ
，Ｇ、Ｂの入力信号の場合には、ＨＲ−ＨＧが正、ＨＧ
−ＨＢが負となり、各入力信号期間にはＲＧ　Ｂ　ｉ、
１１１２０回路１０６でスイッチ８１，８３．Ｓ２がそ
れぞれオンして、これらゲインコントロール信号ＳＲ。

ＳＧ、ＳＢがホワイトバランス調整回路８１に印加され
、例えばＳＧのレベルがＯの場合の乗算因子が９となる
と、Ｒ，Ｇ、Ｂ入力信号に対するゲインはｑ十α、　ｇ
、ａ−βのようになり、従ってホワイトバランス調整回
路８１を通した出力信号は第７図（ｄ）に示すように、
各出力レベルが等しくなるホワイトバランスのとれた出
力信号に自動設定される。

この実施例によれば、光源ランプ６２に塁づくＲ，Ｇ、
Ｂ照明信号を取り込／ｖで、その強度を検出しているた
め、光源ランプ６２の色温度が変化してもその影費を受
けることなくホワイトバランスできる。つまり色温度を
検出して、その色温度に応じてホワイトバランス調整回
路８１を通る際のゲインを調整している。例えば第５図
において、５０００にの場合がＲ，Ｇ、Ｂの照明光強度
が等しく、この場合でゲインが等しくなるとし、色温度
が低くなると点線のような光強度になりこれに応じてホ
ワイトバランス調整回路８１のゲインは、Ｂ照明光の場
合のゲインが小さくされ、Ｒ照明光の場合には大きくな
って、結果的にホワイトバランスがとれる。又色温度が
高くなってもそれに応じてゲイン調整され、ホワイトバ
ランスがとれる。

第８図は本発明の第２実施例における主要部を示す。

この第２実施例では、第１図又は第２図において、ハー
フミラ−６６で反射された光を、ライトガイド５８を形
成するファイババンドルの例えば１木、又は同等のファ
イバ１１１の一端に入射させ、このファイバ１１１の他
端から出射される光を光検出器６７で受光でる構成にし
である。上記ファイバ１１１は、ライトガイド５８の長
さと等しい長さのものが用いである。尚、小型化するた
めファイバ１１１はループ状にしである。

その他は上記第１実施例と同様である。

この第２実施例によれば、ライトガイド５８の出射端か
ら直接出射される照明光と殆んど等しい照明光でホワイ
トバランスさせるようにしているので、例えばライトガ
イド５８が波長依存性を示１場合、例えばライトガイド
５８の出射端面から出射される照明光がホワイトバラン
ス状態から多少ずれても、そのずれを補正してホワイト
バランスした撮像信号にすることができる。（第１実施
例では、ライトガイド５８の伝送特性が波長依存性を示
す場合、ライトガイド５８の入射端に入射されるＲ、Ｇ
、Ｂ色順次照明光の光量レベルが等しい場合でも、ライ
トガイド５８の出ｆＪＪｆａのＲ２Ｇ、Ｂ色順次照明光
の光ルベルが異り、白色照明からずれても、そのずれは
自動的には補正されないが、第２実施例では出射端レベ
ルに対して行うため、ライトガイド５８の伝送特性に左
右されないようにできる。） 第９図は本発明の第３実施例を示す。この第３実施例で
はアンプ６８の出力、つまり第４図（ａ）の信号は△／
Ｄコンバータ１２１を経てメモリ１２２に入力される。

しかして、ＣＰＬ１１２３はメモリ１２２に書き込まれ
ただデータから第１０図に示すように波長（赤、緑、青
）に対する発光強度Ｄｏ　、ＤＧ、ＤＲの関係としてプ
ロットし、このプロットした点が決定する色温度Ｔを検
出する。

しかして、望ましい色温度例えば５０００Ｋからの色温
度のずれを求め、例えば緑を基準にして赤、青の入力信
号に対し、どれだけゲインの増減したら良いかをＲＯＭ
１２４のデータを参照して決定する。しかして、ホワイ
トバランス調整回路８１を形成するゲイン可変増幅器１
２５のゲイン可変端にゲイン制御信号を出力し、このゲ
イン可変増幅器１２５を経た出力信号をホワイトバラン
スされた信号に自動調整する。尚、上述の各実施例にお
いて、照明光はＲ，Ｇ、［３順次照明に限らず、Ｒ，Ｒ
＋Ｇ＋Ｂ、Ｂその他の順次照明にも適用できる。又、３
色順次照明に限らず、４色以上でも良い。さらに白色照
明のもとでも、Ｒ，Ｇ、Ｂに分解し、同様の方法でホワ
イトバランスさせるようにすることもできる。

［発明の効果］ 以上述べたように本発明によれば、光源ランプの光を受
光して光源ランプの色温度を求め、固体銀像素子の搬像
信号における各波長の信号に対するゲインを制御してホ
ワイトバランスさせるようにしであるので、光源ランプ
の色温度とか色分離フィルタの透過特性等に基因する経
時的なホワイトバランスのずれに対しても補償すること
ができ、搬像対象物を忠実にカラー表示することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第７図は本発明の第１実施例に係り、第１
図は第１実施例の概念を示ず原理図、第２図は第１実施
例が形成された電子内視鏡装置の構成を示すブロック図
、第３図はＲＧＢ同時化回路の構成を示づブロック図、
第４図は第３図の動作説明用のタイミングチャート図、
第５図は光源ランプにおける各波長の光強度と色温度の
関係を示す説明図、第６図はゲイン制御回路９０の構成
を示づ構成図、第７図は第６図の動作説明用のタイミン
グチャート図、第８図は本発明の第２実施例の主要部を
示す構成図、第９図は本発明の第３実施例の主要部を示
１−構成図、第１０図は第９図の動作説明用の特性図、
第１１図は従来例にお【ノるホワイトバランス用回転フ
ィルタを示ｔｌ明図、第１２図は第１１図の動作説明用
波形図、第１３図はパルス発光方式の従来例における動
作説明用波形図、第１４図は従来例を有する電子内視鏡
装置を示す構成図、第１５図は第１４図に用いられるホ
ワイトバランス調整回路を示ず回路図、第１６図は第１
５図の動作説明用波形図である。 ５１・・・電子内視鏡装置　５２・・・電子内視鏡５３
・・・光源部　　　　　５４・・・信号処理回路５７・
・・ＣＣＤ　　　　　　６２・・・光源ランプ６４・・
・回転フィルタ　　６６・・・ハーフミラ−６７・・・
光検出器　　　　６８・・・アンプ６９・・・ＲＧＢ同
時化回路 ８１・・・ホワイトバランス調整回路 ９０・・・ゲイン制御回路 ９１．９２・・・差動アンプ 第１図 第３図　　、、、６９ 第４図 第５図 第６図 第８図 第９図　　　　　　　第１０図 手続ネ甫正書く自発） 昭和６２年７月１　日 特許庁長官　　小　川　邦　夫　殿 １、事件の表示　　　昭和６１年特許願第３０３２８８
号２６発明の名称　　　゛重子内視鏡用ホワイトバラン
ス回路３、補正をする者 小作との関係　　特許出願人 住　　所　　　東京都渋谷区幅ケ谷二丁目４３番２号名
　　称　　（０３７）オリンパス光学工業株式会社代表
者　　下　　山　　敏　　部 ４、代理人 ５、補正命令の日イー１　　　（自　発）１、明ＩＡＭ
＋の第２ページの第１８行目及び第１９行に「・・・照
射時間・・・の照射時間接・・・」とあるのを「・・・
照射時間・・・の照射時間を・・・」に訂正します。 ２、明細書の第４ページの第１行目及び第２行目に［・
・・照射光・・・照射時間・・・］とあるのを「・・・
照射光・・・照射時間・・・」に訂正します。 ３、明細書の第６ページの１６行目に［・・・集光照射
・・・」とあるのを［・・・集光照射・・・」に訂正し
ます。 ４、明細書の第８ページの第２行目及び第３行目に「・
・・リセットノイズの・・・ＣＯＤ・・・」とあるのを
［・・・リセットノイズ及び１／ｆノイズの除去が行わ
れる。その後ローパスフィルタ３４を経てＣＯＤ・・・
」に訂正します。 ５、明細書の第１２ページの第１６行目に「・・・照射
・・・」とあるのを「・・・照射・・・」に訂正しまず
。 ６、明細書の第１３ページの第６行目に「・・・Ｒ１Ｇ
１１ｌｌ像・・・」とあるのを［・・・Ｒ，Ｂｈｉｉ像
・・・」に訂正しまづ°。 ７、明細内の第１５ページの第１行目に［・・・集光照
射・・・」とあるのを［・・・集光照射・・・」に訂正
します。 ８．明細書の第１５ページの第６行目及び第７行目に［
・・・に照射さ・・・］とあるのを［・・・に照射さ・
・・」に訂正します。 ９、明細書の第１５ページの第２０行目に「・・・照射
・・・」とあるのを「・・・照射・・・」に訂正します
。 １０、明細書の第１６ページの第９行目に「・・・照射
・・・」とあるのを「・・・照射・・・」に訂正します
。 １１、明ｌｌｌ書の第１７ページの第１８行目に「・・
・−０，４２・・・」とあるのを「・・・−〇、４５・
・・」に訂正します。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 固体撮像素子を撮像手段に用いた電子内視鏡装置におい
   て、 発光源から光学フィルタを経た光の強度を検出する光電
   変換手段と、該光電変換手段の出力により、赤、緑、青
   等三つの波長域を含む信号の内、二つ以上の信号を演算
   することにより、発光源の色温度を検出し、固体撮像素
   子の出力信号の赤、緑、青等のレベルを所定の設定値に
   自動設定するゲイン調制手段とを設けたことを特徴とす
   る電子内視鏡用ホワイトバランス回路。