JPH0152956B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0152956B2 JPH0152956B2 JP55034356A JP3435680A JPH0152956B2 JP H0152956 B2 JPH0152956 B2 JP H0152956B2 JP 55034356 A JP55034356 A JP 55034356A JP 3435680 A JP3435680 A JP 3435680A JP H0152956 B2 JPH0152956 B2 JP H0152956B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- color
- image sensor
- period
- image
- subject
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N11/00—Colour television systems
- H04N11/06—Transmission systems characterised by the manner in which the individual colour picture signal components are combined
- H04N11/08—Transmission systems characterised by the manner in which the individual colour picture signal components are combined using sequential signals only
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Instruments For Viewing The Inside Of Hollow Bodies (AREA)
- Endoscopes (AREA)
- Color Television Image Signal Generators (AREA)
Description
本発明はフイールド順次カラーテレビジヨン撮
像方式、特に、体腔内の像を撮像する順次式内視
鏡の撮像方式に関するものである。 フイールド順次方式を採用するカラーテレビジ
ヨン（TV）撮像装置は、同時方式を採用するカ
ラーTV撮像装置に比べ構成が比較的簡単で小形
にできる利点がある。本願人はこのような利点を
いかしたカラー画像を表示する内視鏡装置を、特
開昭51−65962号公報において既に提案した。 一方、撮像素子として、近年種々の固体撮像素
子が開発されている。第１図に示すものはMOS
型固体撮像素子で、画素単位にマトリツクス状配
列されたMOSトランジスタより構成されている。
光電変換はMOSトランジスタのソース部のＰ−
Ｎ接合ダイオードで行なわれ、垂直走査回路１の
パルスにより行を選択し、水平走査回路２のパル
スにより選択された行の各フオトダイオードの光
電信号が水平スイツチ３を経て順次プリアンプ４
に供給されるようになつている。この単一の
MOS型固体撮像素子を用いて、フイールド順次
に原色信号を得るには、被写体を照明する光源を
順次に色分解したり、被写体像を３原色フイルタ
を介して順次に色分解して撮像素子上に照射する
必要がある。 しかし、このような固体撮像素子を走査してフ
イールド順次に原色信号を得る場合には、以下に
説明するような不具合がある。すなわち、撮像素
子上には第２図に示すようにフイールド順次で被
写体の赤色原色像（Ｒ）、緑色原色像(G)および青
色原色像(B)が照射されるが、固体撮像素子（画
面）を構成する画素単位の複数の受光領域には、
その画面上の位置によつてそれぞれ異なつたタイ
ミングで光電荷が蓄積される。これは、第１図に
示す撮像素子を例にとれば、走査に同期して画面
左上部にあるフオトダイオード５Ｓは第２図にお
いて符号イで示す期間に、画面中央部にあるフオ
トダイオード５Ｍは同じく符号ロで示す期間に、
画面右下部にあるフオトダイオード５Ｅは同じく
符号ハで示す期間に光電荷をそれぞれ繰返し蓄積
することになる。このため、例えば原色像Ｇが照
射されているフイールド期間中の撮像素子の走査
によつて得られる映像信号は、フオトダイオード
５ＳはＲ信号、フオトダイオード５Ｍは1/2（Ｒ
＋Ｇ）信号、フオトダイオード５ＥはＧ信号とな
り、画面上の位置により色信号成分が異なること
になる。したがつて、正確な原色信号を得ること
ができない。 このような問題を解決する方法としては、例え
ば特開昭49−66022号公報に開示されているよう
に、垂直帰線期間に同期してその期間内のみ撮像
素子に原色像を照射させることが考えられる。し
かし、この場合には垂直帰線期間がきわめて短か
い時間（約1.2ms）である。この例では、照射光
のまぶしさを軽減するという目的であるので、な
るべく短かい期間に照明をおこなうそとが望まし
いわけである。これに対して、内視鏡の場合には
光はライトガイドにより導かれるので限られた明
るさの照明光で例えば体腔内を照明する必要があ
る。このためなるべく多くの時間を光蓄積に割り
当て感度を高めることが必要となる。光蓄積に十
分な時間がとれないと、十分な出力信号を得るこ
とができず十分な画質の画像を得ることができな
いという問題がある。このような問題は、特開昭
52−52523に示されているような光蓄積部と転送
部が分離されたフレームトランスフア型のような
固体撮像素子ではなく、より小型にできる光蓄積
部と転送部が分離されていないMOS型やライン
アドレス型の固体撮像素子を用いる場合に生じる
ものである。すなわち、このような光蓄積部と転
送部が分離されていない固体撮像素子において
は、光蓄積動作と電荷の転送を同時に行なうこと
ができないため、限られた光量のもとでは光蓄積
時間を十分にとれないという問題が生じる。 本発明の目的は、上述した点に鑑み、内視鏡の
先端部をより小型化できると共に、正確な色信号
が得られ良好な画質の被写体像を得るのに適した
順次式蓄積部の撮像方式を提供することにある。 以下図面を参照して本発明を詳細に説明する。 第３図は本発明に適用可能なフイールド順次カ
ラーテレビジヨン撮像方式を実施する撮像装置の
一例の構成を示すブロツク線図である。本例では
白色光源１１からの照明光を３原色の回転フイル
タ１２で色分解して被写体１３を照明し、この被
写体像を撮像レンズ１４を経てMOS型固体撮像
素子１５上に結像する。回転フイルタ１２は、第
４図に平面図をも示すように、それぞれ赤、緑お
よび青色光を透過するフイルタ部分１２Ｒ，１２
Ｇおよび１２Ｂと、隣接するフイルタ部分の間に
それぞれ設けた遮光部分１２CR，１２CGおよび
１２CBとを有し、同期モータ１６により所定の
方向に一定速度で回転する。すなわち、本例では
第５図に示すように、順次の各フイールド期間中
に、光源１１から回転フイルタ１２のフイルタ部
分１２Ｒ，１２Ｇまたは１２Ｂを経て所定の原色
光を被写体１３に照射する期間と、光源１１から
の照射光を回転フイルタ１２の遮光部分１２CR，
１２CGまたは１２CBで遮光する期間とを繰り返
し設定し、照明光路を経て所定の原色光が被写体
１３に照射されている期間にその像を撮像レンズ
１４を経て撮像素子１５に照射して光電荷を蓄積
させ、次の遮光部期間に撮像素子１５を走査して
蓄積した電荷を放電させることによりフイールド
順次で３原色の色信号を得るものである。 第３図において、撮像素子１５から得られるフ
イールド順次方式のカラーテレビ信号はプリアン
プ１７を経て第１スイツチ回路１８に供給され
る。第１スイツチ回路１８は３個の切換接点１８
Ｒ，１８Ｇおよび１８Ｂを有し、これらはフイー
ルド毎に順次に切り換えられるようになつてい
る。第１スイツチ回路１８の各切換接点１８Ｒ，
１８Ｇおよび１８Ｂは、それぞれプロセスアンプ
１９Ｒ，１９Ｇおよび１９Ｂの入力端子に接続
し、これらプロセスアンプにより各色信号をクラ
ンプ、ブランキングミツクス、白クリツプ、γ補
正等の処理をして第２スイツチ回路２０に供給す
る。第２スイツチ回路２０はプロセスアンプ１９
Ｒ，１９Ｇおよび１９Ｂにそれぞれ対応して一対
の切換接点２０R1；２０R2，２７G1；２０G2お
よび２０B1；２０B2を有し、これら一対の切換
接点を一対のスキヤンコンバータ２１R1；２１
R2，２１G1；２１G2および２１B1；２１B2の入
力端子にそれぞれ接続する。各スキヤンコンバー
タは、撮像素子１５からの各色信号を蓄積して通
常の走査周波数に変更するもので、例えば、蓄積
管を用いることができる。すなわち、本例では、
このようにR1，Ｇ，Ｂの各色信号に対するスキ
ヤンコンバータを２個ずつ設け、一方が読み出し
状態にあるときには他方は書き込み状態にあるよ
うにして、交互に書き込み、読み出しを繰り返し
て同時にカラーテレビ信号を得るものである。こ
のため、各一対のスキヤンコンバータの出力端子
をそれぞれ一対の切換接点２２R1；２２R2，２
２G1；２２G2および２２B1；２２B2を具えるス
イツチ２２Ｒ，２２Ｇおよび２２Ｂを有する第３
スイツチ回路２２でそれぞれ一方のスキヤンコン
バータを選択するよう構成する。このようにして
得られる同時カラーテレビ信号をカラーエンコー
ダ３において通常のように信号処理し、必要な同
期信号等を加えた後、NTSC方式等の同時方式の
カラーモニタ２４に被写体１３のカラー画像を映
出する。なお、上述した撮像素子１５の走査、同
期モータ１６の駆動および第１、第２、第３スイ
ツチ回路１８，２０，２２の切換は、制御回路２
５により同期制御するよう構成する。 上記の撮像装置における動作の一例を次表に示
す。
像方式、特に、体腔内の像を撮像する順次式内視
鏡の撮像方式に関するものである。 フイールド順次方式を採用するカラーテレビジ
ヨン（TV）撮像装置は、同時方式を採用するカ
ラーTV撮像装置に比べ構成が比較的簡単で小形
にできる利点がある。本願人はこのような利点を
いかしたカラー画像を表示する内視鏡装置を、特
開昭51−65962号公報において既に提案した。 一方、撮像素子として、近年種々の固体撮像素
子が開発されている。第１図に示すものはMOS
型固体撮像素子で、画素単位にマトリツクス状配
列されたMOSトランジスタより構成されている。
光電変換はMOSトランジスタのソース部のＰ−
Ｎ接合ダイオードで行なわれ、垂直走査回路１の
パルスにより行を選択し、水平走査回路２のパル
スにより選択された行の各フオトダイオードの光
電信号が水平スイツチ３を経て順次プリアンプ４
に供給されるようになつている。この単一の
MOS型固体撮像素子を用いて、フイールド順次
に原色信号を得るには、被写体を照明する光源を
順次に色分解したり、被写体像を３原色フイルタ
を介して順次に色分解して撮像素子上に照射する
必要がある。 しかし、このような固体撮像素子を走査してフ
イールド順次に原色信号を得る場合には、以下に
説明するような不具合がある。すなわち、撮像素
子上には第２図に示すようにフイールド順次で被
写体の赤色原色像（Ｒ）、緑色原色像(G)および青
色原色像(B)が照射されるが、固体撮像素子（画
面）を構成する画素単位の複数の受光領域には、
その画面上の位置によつてそれぞれ異なつたタイ
ミングで光電荷が蓄積される。これは、第１図に
示す撮像素子を例にとれば、走査に同期して画面
左上部にあるフオトダイオード５Ｓは第２図にお
いて符号イで示す期間に、画面中央部にあるフオ
トダイオード５Ｍは同じく符号ロで示す期間に、
画面右下部にあるフオトダイオード５Ｅは同じく
符号ハで示す期間に光電荷をそれぞれ繰返し蓄積
することになる。このため、例えば原色像Ｇが照
射されているフイールド期間中の撮像素子の走査
によつて得られる映像信号は、フオトダイオード
５ＳはＲ信号、フオトダイオード５Ｍは1/2（Ｒ
＋Ｇ）信号、フオトダイオード５ＥはＧ信号とな
り、画面上の位置により色信号成分が異なること
になる。したがつて、正確な原色信号を得ること
ができない。 このような問題を解決する方法としては、例え
ば特開昭49−66022号公報に開示されているよう
に、垂直帰線期間に同期してその期間内のみ撮像
素子に原色像を照射させることが考えられる。し
かし、この場合には垂直帰線期間がきわめて短か
い時間（約1.2ms）である。この例では、照射光
のまぶしさを軽減するという目的であるので、な
るべく短かい期間に照明をおこなうそとが望まし
いわけである。これに対して、内視鏡の場合には
光はライトガイドにより導かれるので限られた明
るさの照明光で例えば体腔内を照明する必要があ
る。このためなるべく多くの時間を光蓄積に割り
当て感度を高めることが必要となる。光蓄積に十
分な時間がとれないと、十分な出力信号を得るこ
とができず十分な画質の画像を得ることができな
いという問題がある。このような問題は、特開昭
52−52523に示されているような光蓄積部と転送
部が分離されたフレームトランスフア型のような
固体撮像素子ではなく、より小型にできる光蓄積
部と転送部が分離されていないMOS型やライン
アドレス型の固体撮像素子を用いる場合に生じる
ものである。すなわち、このような光蓄積部と転
送部が分離されていない固体撮像素子において
は、光蓄積動作と電荷の転送を同時に行なうこと
ができないため、限られた光量のもとでは光蓄積
時間を十分にとれないという問題が生じる。 本発明の目的は、上述した点に鑑み、内視鏡の
先端部をより小型化できると共に、正確な色信号
が得られ良好な画質の被写体像を得るのに適した
順次式蓄積部の撮像方式を提供することにある。 以下図面を参照して本発明を詳細に説明する。 第３図は本発明に適用可能なフイールド順次カ
ラーテレビジヨン撮像方式を実施する撮像装置の
一例の構成を示すブロツク線図である。本例では
白色光源１１からの照明光を３原色の回転フイル
タ１２で色分解して被写体１３を照明し、この被
写体像を撮像レンズ１４を経てMOS型固体撮像
素子１５上に結像する。回転フイルタ１２は、第
４図に平面図をも示すように、それぞれ赤、緑お
よび青色光を透過するフイルタ部分１２Ｒ，１２
Ｇおよび１２Ｂと、隣接するフイルタ部分の間に
それぞれ設けた遮光部分１２CR，１２CGおよび
１２CBとを有し、同期モータ１６により所定の
方向に一定速度で回転する。すなわち、本例では
第５図に示すように、順次の各フイールド期間中
に、光源１１から回転フイルタ１２のフイルタ部
分１２Ｒ，１２Ｇまたは１２Ｂを経て所定の原色
光を被写体１３に照射する期間と、光源１１から
の照射光を回転フイルタ１２の遮光部分１２CR，
１２CGまたは１２CBで遮光する期間とを繰り返
し設定し、照明光路を経て所定の原色光が被写体
１３に照射されている期間にその像を撮像レンズ
１４を経て撮像素子１５に照射して光電荷を蓄積
させ、次の遮光部期間に撮像素子１５を走査して
蓄積した電荷を放電させることによりフイールド
順次で３原色の色信号を得るものである。 第３図において、撮像素子１５から得られるフ
イールド順次方式のカラーテレビ信号はプリアン
プ１７を経て第１スイツチ回路１８に供給され
る。第１スイツチ回路１８は３個の切換接点１８
Ｒ，１８Ｇおよび１８Ｂを有し、これらはフイー
ルド毎に順次に切り換えられるようになつてい
る。第１スイツチ回路１８の各切換接点１８Ｒ，
１８Ｇおよび１８Ｂは、それぞれプロセスアンプ
１９Ｒ，１９Ｇおよび１９Ｂの入力端子に接続
し、これらプロセスアンプにより各色信号をクラ
ンプ、ブランキングミツクス、白クリツプ、γ補
正等の処理をして第２スイツチ回路２０に供給す
る。第２スイツチ回路２０はプロセスアンプ１９
Ｒ，１９Ｇおよび１９Ｂにそれぞれ対応して一対
の切換接点２０R1；２０R2，２７G1；２０G2お
よび２０B1；２０B2を有し、これら一対の切換
接点を一対のスキヤンコンバータ２１R1；２１
R2，２１G1；２１G2および２１B1；２１B2の入
力端子にそれぞれ接続する。各スキヤンコンバー
タは、撮像素子１５からの各色信号を蓄積して通
常の走査周波数に変更するもので、例えば、蓄積
管を用いることができる。すなわち、本例では、
このようにR1，Ｇ，Ｂの各色信号に対するスキ
ヤンコンバータを２個ずつ設け、一方が読み出し
状態にあるときには他方は書き込み状態にあるよ
うにして、交互に書き込み、読み出しを繰り返し
て同時にカラーテレビ信号を得るものである。こ
のため、各一対のスキヤンコンバータの出力端子
をそれぞれ一対の切換接点２２R1；２２R2，２
２G1；２２G2および２２B1；２２B2を具えるス
イツチ２２Ｒ，２２Ｇおよび２２Ｂを有する第３
スイツチ回路２２でそれぞれ一方のスキヤンコン
バータを選択するよう構成する。このようにして
得られる同時カラーテレビ信号をカラーエンコー
ダ３において通常のように信号処理し、必要な同
期信号等を加えた後、NTSC方式等の同時方式の
カラーモニタ２４に被写体１３のカラー画像を映
出する。なお、上述した撮像素子１５の走査、同
期モータ１６の駆動および第１、第２、第３スイ
ツチ回路１８，２０，２２の切換は、制御回路２
５により同期制御するよう構成する。 上記の撮像装置における動作の一例を次表に示
す。
【表】
【表】
【表】
上記表から動作は明瞭である。例えば第３図に
示す状態は赤色フイルタ部分１２Ｒが照明光路中
に入つたフイールド期間であり、カラーエンコー
ダ２３にはスキヤンコンバータ２１R2から赤色
信号R2o、スキヤンコンバータ２１G2から緑色信
号G2oおよびスキヤンコンバータ２１B2から青色
信号B2o（ｎは整数）が同時に供給されている。
このフイールド期間中において、撮像素子１５に
蓄積された赤色像が走査されると、この赤色信号
はスキヤンコンバータ２１R1に蓄積され、次の
フイールド期間すなわち照明光路中に緑色フイル
タ部分１２Ｇが入いる期間には、第１スイツチ回
路１８が切換接点１８Ｇに、第３スイツチ回路２
２がスイツチ２２Ｒのみが切換接点２２R1にそ
れぞれ接続されて、カラーエンコーダ２３にはス
キヤンコンバータ２１R1から直前のフイールド
期間中に蓄積した赤色信号R2o+1と、これより以
前の順次のフイールド期間中にスキヤンコンバー
タ２１G2および２１B2にそれぞれ蓄積した緑色
信号G2oおよび青色信号B2oとが同時に供給され
る。したがつて、カラーモニタ２４には常にカラ
ーテレビ信号が供給される。 上述したように、各フイールド期間中に、被写
体１３に所定の色の照明光を照射すると共に撮像
素子１５の走査を停止して全ての画素で所定の原
色像に対応する光電荷を蓄積する期間と、次に照
明光を遮光し撮像素子１５を走査して所定の色信
号を取り出す期間とを設定したから、撮像素子１
５の画面全域に亘つて同一の色信号を得ることが
できる。また、蓄積期間に対し走査期間を短くす
る程光の利用率を増し、感度を向上させることが
できる。ここで、走査期間は撮像素子１５の水平
走査回路の最高駆動周波数により制限されるが、
例えばMOS型固体撮像素子においては、現在、
画素数300×480で、最高駆動周波数20MHzのも
のがある。この場合、１画素当り１／20×106＝50× 10-9（sec）であるから、１フイールド走査所要時
間は、50×10-9×300×262.5≒3.9×10-3（sec）と
なる。したがつて、１フイールド期間を１／60≒ 16.7×10-3（sec）とした場合には、蓄積期間に
16.7×10-3−3.9×10-3＝12.8×10-3（sec）当てる
ことができ、蓄積期間と走査期間との比を約
3.3：１とすることできるから、内視鏡のように
限られた輝度の照明光で体腔内を照明する場合に
あつては充分感度の良いカラー画像を映出するこ
とができる。 第６図は本発明の順次式内視鏡の撮像方式を実
施する撮像装置の一実施例の構成をを示すブロツ
ク線図である。この内視鏡３０は側視型のもので
あり、白色光源１１からの照明光をライトガイド
３１および照明用レンズ３２を経て被写体（図示
せず）に照射し、その像を撮像レンズ３３により
第３図と同様にMOS型固体撮像素子１５上に結
像させるようにしたものである。本例では、光源
１１とライトガイド３１の入射端との間の光路中
に、第７図に平面図で示すような回転フイルタ３
４を配置する。すなわち、この回転フイルタ３４
は、遮光板３４Ｃの周縁で同一円周上に、それぞ
れ赤、緑および青色光を透過するフイルタ部分３
４R1，３４G1，３４B1，３４R2，３４G2および
３４B2を順次に離間して配置したものである。
本例の撮像装置は、この回転フイルタ３４をパル
スモータ３５により所定の方向に回転させるよう
にした点と、撮像素子１５からの順次の各色信号
をそれぞれ半導体記憶素子より成る一対のフレー
ムメモリ３６R1；３６R2，３６G1；３６G2およ
び３６B1；３６B2に交互に書き込み、読み出し
て同時カラーテレビ信号を得るようにした点と、
この同時カラーテレビ信号をリニアマトリツクス
回路３７およびγ補正回路３８Ｒ，３８Ｇ，３８
Ｂを経てカラーエンコーダ２３に供給するように
した点とが構成上第３図に示す撮像装置と異なる
ものであり、動作は第３図に示す撮像装置と同じ
である。リニアマトリツクス回路３７は各色信号
の色純度を上げるためのものである。すなわち、
撮像素子１５に残像がある場合、あるフイールド
の信号成分に前のフイールドの信号成分が混入す
るため、フイールド順次方式では色信号成分の混
合をきたし、色再現上誤差を生じる。この混色を
リニアマトリツクス回路３７にて各色信号成分を
加減算することにより補正する。また、リニアマ
トリツクス回路３７に入力される信号はγ＝１で
あることが必要であり、出力信号のγ特性をカラ
ーモニタ２４の特性に合わせるため、各色信号に
対するγ補正回路３８Ｒ，３８Ｇおよび３８Ｂを
用いている。 フイールド順次方式において、回転フイルタで
色分解を行なう場合、通常の回転フイルタは、色
切換時の混合あるいは光量損失を少なくするた
め、一般には大型にする必要があるが、本実施例
ではパルスモータ３５を用いているから、色切換
を瞬時に行なうことができ、したがつて回転フイ
ルタ３４を小型化できると共に、各色に対し、そ
の透過期間と遮光期間との比をコントロールパル
スにより任意に設定でき、各色の光量バランスを
容易に調整できる利点がある。また、本実施例に
おいても、第３図において説明したように１フイ
ールド期間における撮像素子１５の蓄積期間を長
くでき、限られた光量の照明光のもとで大きな出
力信号が得られるので、上記利点と相俟つて内視
鏡によるカラー画像の感度を向上させることがで
き、光量バランスのとれた画質の良好な被写体像
を表示させるとができると共に、装置全体も小形
にできる。 なお、本発明は上述した例にのみ限定されるも
のではなく、幾多の変形または変更が可能であ
る。例えば上述した例では赤、緑および青の３原
色を用いたが、必要に応じて２色または４色以上
の色情報を用いることができる。また、回転フイ
ルタに遮光部を設ける代わりに、制御回路により
白色光源への電気供給をスイツチングして撮像素
子の走査期間のみ照明光を断つようにしたり、或
いは白色光源に回転フイルタを用いて色切換をお
こなう代わりに、赤、緑、青等の原色をれぞれ発
光する発光ダイオード等の光源を用いて順次スイ
ツチングするように構成することもできる。更
に、回転フイルタを被写体と撮像素子との間の撮
像光路中に配置して被写体像を色分解するよう構
成することもできる。更にまた、撮像素子は
MOS型に限らず、同様の走査方式を用いる撮像
素子、例えばCLD（Charge Injection Device）
等を用いることもできる。 以上詳細に説明したように、本発明では、固体
撮像素子として光蓄積部と転送部が分離されてい
ない固体撮像素子を用い内視鏡先端部をより一層
小型化できると共に、固体撮像素子の走査を表示
装置より高速とし、表示に際して表示装置の走査
周波数に変換して表示することにより光蓄積期間
を長くして感度を向上させ画質を向上させること
ができる順次式内視鏡の撮像方式を提供すること
ができる。
示す状態は赤色フイルタ部分１２Ｒが照明光路中
に入つたフイールド期間であり、カラーエンコー
ダ２３にはスキヤンコンバータ２１R2から赤色
信号R2o、スキヤンコンバータ２１G2から緑色信
号G2oおよびスキヤンコンバータ２１B2から青色
信号B2o（ｎは整数）が同時に供給されている。
このフイールド期間中において、撮像素子１５に
蓄積された赤色像が走査されると、この赤色信号
はスキヤンコンバータ２１R1に蓄積され、次の
フイールド期間すなわち照明光路中に緑色フイル
タ部分１２Ｇが入いる期間には、第１スイツチ回
路１８が切換接点１８Ｇに、第３スイツチ回路２
２がスイツチ２２Ｒのみが切換接点２２R1にそ
れぞれ接続されて、カラーエンコーダ２３にはス
キヤンコンバータ２１R1から直前のフイールド
期間中に蓄積した赤色信号R2o+1と、これより以
前の順次のフイールド期間中にスキヤンコンバー
タ２１G2および２１B2にそれぞれ蓄積した緑色
信号G2oおよび青色信号B2oとが同時に供給され
る。したがつて、カラーモニタ２４には常にカラ
ーテレビ信号が供給される。 上述したように、各フイールド期間中に、被写
体１３に所定の色の照明光を照射すると共に撮像
素子１５の走査を停止して全ての画素で所定の原
色像に対応する光電荷を蓄積する期間と、次に照
明光を遮光し撮像素子１５を走査して所定の色信
号を取り出す期間とを設定したから、撮像素子１
５の画面全域に亘つて同一の色信号を得ることが
できる。また、蓄積期間に対し走査期間を短くす
る程光の利用率を増し、感度を向上させることが
できる。ここで、走査期間は撮像素子１５の水平
走査回路の最高駆動周波数により制限されるが、
例えばMOS型固体撮像素子においては、現在、
画素数300×480で、最高駆動周波数20MHzのも
のがある。この場合、１画素当り１／20×106＝50× 10-9（sec）であるから、１フイールド走査所要時
間は、50×10-9×300×262.5≒3.9×10-3（sec）と
なる。したがつて、１フイールド期間を１／60≒ 16.7×10-3（sec）とした場合には、蓄積期間に
16.7×10-3−3.9×10-3＝12.8×10-3（sec）当てる
ことができ、蓄積期間と走査期間との比を約
3.3：１とすることできるから、内視鏡のように
限られた輝度の照明光で体腔内を照明する場合に
あつては充分感度の良いカラー画像を映出するこ
とができる。 第６図は本発明の順次式内視鏡の撮像方式を実
施する撮像装置の一実施例の構成をを示すブロツ
ク線図である。この内視鏡３０は側視型のもので
あり、白色光源１１からの照明光をライトガイド
３１および照明用レンズ３２を経て被写体（図示
せず）に照射し、その像を撮像レンズ３３により
第３図と同様にMOS型固体撮像素子１５上に結
像させるようにしたものである。本例では、光源
１１とライトガイド３１の入射端との間の光路中
に、第７図に平面図で示すような回転フイルタ３
４を配置する。すなわち、この回転フイルタ３４
は、遮光板３４Ｃの周縁で同一円周上に、それぞ
れ赤、緑および青色光を透過するフイルタ部分３
４R1，３４G1，３４B1，３４R2，３４G2および
３４B2を順次に離間して配置したものである。
本例の撮像装置は、この回転フイルタ３４をパル
スモータ３５により所定の方向に回転させるよう
にした点と、撮像素子１５からの順次の各色信号
をそれぞれ半導体記憶素子より成る一対のフレー
ムメモリ３６R1；３６R2，３６G1；３６G2およ
び３６B1；３６B2に交互に書き込み、読み出し
て同時カラーテレビ信号を得るようにした点と、
この同時カラーテレビ信号をリニアマトリツクス
回路３７およびγ補正回路３８Ｒ，３８Ｇ，３８
Ｂを経てカラーエンコーダ２３に供給するように
した点とが構成上第３図に示す撮像装置と異なる
ものであり、動作は第３図に示す撮像装置と同じ
である。リニアマトリツクス回路３７は各色信号
の色純度を上げるためのものである。すなわち、
撮像素子１５に残像がある場合、あるフイールド
の信号成分に前のフイールドの信号成分が混入す
るため、フイールド順次方式では色信号成分の混
合をきたし、色再現上誤差を生じる。この混色を
リニアマトリツクス回路３７にて各色信号成分を
加減算することにより補正する。また、リニアマ
トリツクス回路３７に入力される信号はγ＝１で
あることが必要であり、出力信号のγ特性をカラ
ーモニタ２４の特性に合わせるため、各色信号に
対するγ補正回路３８Ｒ，３８Ｇおよび３８Ｂを
用いている。 フイールド順次方式において、回転フイルタで
色分解を行なう場合、通常の回転フイルタは、色
切換時の混合あるいは光量損失を少なくするた
め、一般には大型にする必要があるが、本実施例
ではパルスモータ３５を用いているから、色切換
を瞬時に行なうことができ、したがつて回転フイ
ルタ３４を小型化できると共に、各色に対し、そ
の透過期間と遮光期間との比をコントロールパル
スにより任意に設定でき、各色の光量バランスを
容易に調整できる利点がある。また、本実施例に
おいても、第３図において説明したように１フイ
ールド期間における撮像素子１５の蓄積期間を長
くでき、限られた光量の照明光のもとで大きな出
力信号が得られるので、上記利点と相俟つて内視
鏡によるカラー画像の感度を向上させることがで
き、光量バランスのとれた画質の良好な被写体像
を表示させるとができると共に、装置全体も小形
にできる。 なお、本発明は上述した例にのみ限定されるも
のではなく、幾多の変形または変更が可能であ
る。例えば上述した例では赤、緑および青の３原
色を用いたが、必要に応じて２色または４色以上
の色情報を用いることができる。また、回転フイ
ルタに遮光部を設ける代わりに、制御回路により
白色光源への電気供給をスイツチングして撮像素
子の走査期間のみ照明光を断つようにしたり、或
いは白色光源に回転フイルタを用いて色切換をお
こなう代わりに、赤、緑、青等の原色をれぞれ発
光する発光ダイオード等の光源を用いて順次スイ
ツチングするように構成することもできる。更
に、回転フイルタを被写体と撮像素子との間の撮
像光路中に配置して被写体像を色分解するよう構
成することもできる。更にまた、撮像素子は
MOS型に限らず、同様の走査方式を用いる撮像
素子、例えばCLD（Charge Injection Device）
等を用いることもできる。 以上詳細に説明したように、本発明では、固体
撮像素子として光蓄積部と転送部が分離されてい
ない固体撮像素子を用い内視鏡先端部をより一層
小型化できると共に、固体撮像素子の走査を表示
装置より高速とし、表示に際して表示装置の走査
周波数に変換して表示することにより光蓄積期間
を長くして感度を向上させ画質を向上させること
ができる順次式内視鏡の撮像方式を提供すること
ができる。
第１図はMOS型撮像素子の構成を示す線図、
第２図は従来のフイールド順次カラーテレビジヨ
ン撮像方式を説明するための線図、第３図は本発
明に適用可能なフイールド順次カラーテレビジヨ
ン撮像方式を実施する撮像装置の一例の構成を示
すブロツク線図、第４図は第３図に示す回転フイ
ルタの平面図、第５図は第３図に示す撮像装置の
動作を説明するための線図、第６図は本発明の順
次式内視鏡の撮像方式を実施する撮像装置の一実
施例の構成を示すブロツク線図、第７図は第６図
に示す回転フイルタの平面図である。 １１…白色光源、１２…回転フイルタ、１２
Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂ…フイルタ部分、１２CR，
１２CG，１２CB…遮光部分、１３…被写体、１
４…撮像レンズ、１５…撮像素子、１６…同期モ
ータ、１７…プリアンプ、１８，２０，２２…ス
イツチ回路、１９Ｒ，１９Ｇ，１９Ｂ…プロセス
アンプ、２１R1；２１R2，，２１G1；２１G2，
２１B1；２１B2…スキヤンコンバータ、２３…
カラーエンコーダ、２４…カラーモニタ、２５…
制御回路、３０…内視鏡、３１…ライトガイド、
３２…照明用レンズ、３３…撮像レンズ、３４…
回転フイルタ、３５…パルスモータ、３６R1；
３６R2，３６G1；３６G2，３６B1；３６B2…フ
レームメモリ、３７…リニアマトリツクス回路、
３８Ｒ，３８Ｇ，３８Ｂ…γ補正回路。
第２図は従来のフイールド順次カラーテレビジヨ
ン撮像方式を説明するための線図、第３図は本発
明に適用可能なフイールド順次カラーテレビジヨ
ン撮像方式を実施する撮像装置の一例の構成を示
すブロツク線図、第４図は第３図に示す回転フイ
ルタの平面図、第５図は第３図に示す撮像装置の
動作を説明するための線図、第６図は本発明の順
次式内視鏡の撮像方式を実施する撮像装置の一実
施例の構成を示すブロツク線図、第７図は第６図
に示す回転フイルタの平面図である。 １１…白色光源、１２…回転フイルタ、１２
Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂ…フイルタ部分、１２CR，
１２CG，１２CB…遮光部分、１３…被写体、１
４…撮像レンズ、１５…撮像素子、１６…同期モ
ータ、１７…プリアンプ、１８，２０，２２…ス
イツチ回路、１９Ｒ，１９Ｇ，１９Ｂ…プロセス
アンプ、２１R1；２１R2，，２１G1；２１G2，
２１B1；２１B2…スキヤンコンバータ、２３…
カラーエンコーダ、２４…カラーモニタ、２５…
制御回路、３０…内視鏡、３１…ライトガイド、
３２…照明用レンズ、３３…撮像レンズ、３４…
回転フイルタ、３５…パルスモータ、３６R1；
３６R2，３６G1；３６G2，３６B1；３６B2…フ
レームメモリ、３７…リニアマトリツクス回路、
３８Ｒ，３８Ｇ，３８Ｂ…γ補正回路。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 内視鏡の挿入先端部に設けられ、順次の色の
光で照明された被写体の色像を受光する固体撮像
素子を走査することにより、被写体像の色信号を
順次に得て表示装置に被写体像を表示する順次式
内視鏡の撮像方式において、 前記固体撮像素子として光電荷蓄積部と転送部
が分離されていない固体撮像素子を用い、前記固
体撮像素子に所定の色像を照射させて光電荷を蓄
積する期間と前記色像を照射させないで走査する
期間とを交互に繰り返し設定し、前記固体撮像素
子を前記表示装置の走査周波数より高い走査周波
数で走査し前記各色信号を蓄積して前記表示装置
の走査周波数に変更して読み出すスキヤンコンバ
ータを設け、前記スキヤンコンバータからの信号
に基づき被写体像を表示するようにしたことを特
徴とする順次式内視鏡の撮像方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3435680A JPS56131276A (en) | 1980-03-17 | 1980-03-17 | Field-sequence color television image pickup system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3435680A JPS56131276A (en) | 1980-03-17 | 1980-03-17 | Field-sequence color television image pickup system |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56131276A JPS56131276A (en) | 1981-10-14 |
| JPH0152956B2 true JPH0152956B2 (ja) | 1989-11-10 |
Family
ID=12411873
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3435680A Granted JPS56131276A (en) | 1980-03-17 | 1980-03-17 | Field-sequence color television image pickup system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS56131276A (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4523224A (en) * | 1982-12-27 | 1985-06-11 | Welch Allyn Inc. | Color filter wheel synchronizer |
| JPS6077730A (ja) * | 1983-10-03 | 1985-05-02 | オリンパス光学工業株式会社 | ライン転送式固体撮像素子を用いた内視鏡 |
| JPS6073613A (ja) * | 1983-09-30 | 1985-04-25 | Olympus Optical Co Ltd | 内視鏡装置 |
| JPS6077728A (ja) * | 1983-10-03 | 1985-05-02 | オリンパス光学工業株式会社 | 内視鏡装置 |
| JPS6136717A (ja) * | 1984-07-28 | 1986-02-21 | Fuji Photo Optical Co Ltd | 固体撮像素子を用いた内視鏡 |
| JPH0646811B2 (ja) * | 1984-08-31 | 1994-06-15 | オリンパス光学工業株式会社 | カラ−撮像装置の照明装置 |
| JP2641445B2 (ja) * | 1986-12-08 | 1997-08-13 | オリンパス光学工業株式会社 | 電子スコープ用光源装置 |
| JPS63290539A (ja) * | 1987-05-22 | 1988-11-28 | Olympus Optical Co Ltd | 内視鏡用画像入力装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4966022A (ja) * | 1972-10-28 | 1974-06-26 | ||
| JPS5252523A (en) * | 1975-10-27 | 1977-04-27 | Nec Corp | Solid pickup equipment |
-
1980
- 1980-03-17 JP JP3435680A patent/JPS56131276A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56131276A (en) | 1981-10-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4562831A (en) | Endoscope system using solid state imaging device | |
| US4766489A (en) | Electronic endoscope with image edge enhancement | |
| US4821116A (en) | Endoscope equipment | |
| JP2964715B2 (ja) | 電子内視鏡システム | |
| JPH05344431A (ja) | 固体撮像装置 | |
| AU1185095A (en) | Video imaging system and method using a single interline progressive scanning sensor and sequential color object illumination | |
| JPS63301688A (ja) | フィ−ルド順次カラ−テレビジョンカメラ | |
| US4947246A (en) | Color endoscope apparatus including color lighting control | |
| JP2004313523A (ja) | 固体撮像素子、電子内視鏡 | |
| JPH0152956B2 (ja) | ||
| JPS63153971A (ja) | 固体撮像装置 | |
| JPS5928114B2 (ja) | 固体撮像装置を用いたカラ−テレビジョンカメラ装置 | |
| JPS6054589A (ja) | カラ−映像化用の照明・撮像装置 | |
| US6184933B1 (en) | Image pickup apparatus wherein plural elements simultaneously pick up the image and the state of the incident | |
| JPH0359686B2 (ja) | ||
| JPH0250675B2 (ja) | ||
| JPH0720247B2 (ja) | 撮像用自動調光装置 | |
| JP2558376B2 (ja) | 電子内視鏡装置 | |
| JPH0617394Y2 (ja) | 撮像素子を用いた内視鏡 | |
| JP2713295B2 (ja) | 固体撮像素子の駆動方法と撮像装置 | |
| JP2837912B2 (ja) | 色ずれ軽減装置 | |
| JPH02172436A (ja) | 電子内視鏡の画像形成方式 | |
| JP2552399B2 (ja) | 電子内視鏡装置 | |
| JPH0215793A (ja) | 白バランス調節装置 | |
| JP2780256B2 (ja) | 内視鏡用共通電源装置 |