JPS6161587A - カラ−撮像装置の照明装置 - Google Patents

カラ−撮像装置の照明装置

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JPS6161587A
JPS6161587A JP59183085A JP18308584A JPS6161587A JP S6161587 A JPS6161587 A JP S6161587A JP 59183085 A JP59183085 A JP 59183085A JP 18308584 A JP18308584 A JP 18308584A JP S6161587 A JPS6161587 A JP S6161587A
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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１ 本発明は例えば雷何結合素子（ＣＯＤ）のような固体撮
像素子を用いて構成されるテレビジョンカメラ、電子カ
メラや内視鏡等のカラー記像装置において被写体へ三色
光を照射する照明手段を、固体ｍ機素子の分光感度特性
を考慮した理想的な光源とするように構成した照明装置
に関する。
［発明の技術的前１ｎとその問題点］ 近年、テレビジョンカメラ、電子カメラや内視鏡等にお
いてＣＯＤのような固体撮像素子を撮像手段として用い
た装置が実用化されている。
ところで、固体撮像素子を用いてカラー撮像を行うには
、固体撮像素子の受光面に色モザイクフィルタを配し、
白色光源にて被写体を照明し、被写体からの光を色モザ
イクフィルタを通して固体撮像素子で受光した侵、各色
に対応した撮像信号を取り出し必要な信号処理を行って
カラー表示する方法と、三色光を順次照射する照明手段
を構成し、この照明手段にて被写体を照明し、被写体か
らの光を直接固体′＠像素子で受光した後、各色ごとに
フレーム周期で撮像信号を読み出し必要な信号処理を行
ってカラー表示する方法等がある。
上記方法の内、優者の方法では、三原色光を順次照射す
る照明手段を構成する場合、固体九像素子の分光感度特
性を考慮した光照射を行う必要がある。
即ち、固体撤像素子、例えばＣＯＤの分光感度特性（各
波長の光照射強度を同一と−だ場合の各波長に対するＣ
ＯＤの信号出力比）は第５図に示すように中心波長が０
．４５μｍの青色先頭ｈ・芝で感度が非常に低く、緑色
、赤色領域方向に感度が増大している。このような青領
域での感度の落ら込みはＣＯＤに限らず、ホトダイオー
ドを用いｆｃＭＯ３形撤像素子についても同様である。
従って、固体［１素子を［６手段として用いた場合に、
これと組み合わせて使用する照明手段としては第６図に
示すような分光強度特性を有するＷ（（明光源が理想的
である。即ち、第６図に示すように青色光領域の強度が
最大に、緑（！！（中心波長５４０ｎｍ）、赤色（中心
波長６００ｎｍ）の各領域の強度が赤外部側へ減少する
特性をイ１することが必要である。
このような分光強度１Ｓ１性を有した光源を使用すれば
、青、緑及び赤色に相当ブる各被写体像の１心象信号の
出力が略同レベルで得られることになる。
第６図に示すような分光強度特性を有した照明光源と等
価な光年用を固体撮像素子に与える方法として、特開昭
５５−１２３２７９号公報に記載されているような三色
分解用回転フィルタを用いた装置が提案されている。こ
の回転フィルタ（第７図参照）は被写体を照明する光源
からの光又は被写体からの光を時系列的に三色分解する
ための色分解用フィルタであり、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）。
Ｂ（冑）の各色フィルタを面積比を変えて円盤状に配列
して成り、これを一定速度で回転さけ、面積比の異なっ
た各色フィルタに照射することにより、日光の透過Ｅ７
１をＩｕ犬にし、Ｇ光、日光については少くするように
している。この場合、照明光源として用いられる例えば
３２００’にの照明ランプはその照明光量は時間的に一
定とし分光強度がＢ、Ｇ、Ｒの順に増加する通常の分光
特性を有しているものとする。
この方法では回転フィルタの各色フィルタの面積比を変
えて日光を最大とし、Ｇ光、日光の順にその透過光量を
小さくすることによって、固ＩＡ　搬像素子より出力さ
れる各色の電気信号を適正レベルに導くようにしている
。従って、搬像表示される被写体画像の白色バランスを
調整することができる。
しかしながら、第７図に示すような面積比を変えた回転
フィルタによって白色バランスをとる方法では、予め各
色フィルタの面・積比が固定されるため、例えば内視鏡
の照明手段とし又使用した場合、これと組み合わされる
撮像手段の種類にＪ：って白色バランスにずれが生じた
り、又■（１明光を被写体まで導くのに使用されるライ
トガイドファイバ束が経年的に黄変等して光学特性が変
ることによって同様に白色バランスにずれを生じるとい
う問題があった。上記のように白色バランスのり゛れは
、各色フィルタの面積比が固定されているために、補正
することは不可能であった。
［発明の目的〕 本発明は上述した点にか／ｖがみ、導光路としてのライ
トガイドファイバの経年変化や、組み合わされる各種撮
像手段に対しても、白色バランスの調整を行えるカラー
泥象装置の照１１１Ｊ装置を提供することを目的と１′
る。。
［発明のＪＲ要］ 本発明の装置は、１％（明光源前方に、三色フィルタが
一定の遮光間隔をおいて異なった面積比で分割配置され
て成る回転フィルタを、一定速度で回転し、回転フィル
タ′ｌｉ傍に設けた各色検出手段にて各色の種類を検知
し、各色に対応して異なった大ぎざの信号出力を信８発
生手段にて発生せしめ、この各信号出力に応じて電流制
御手段を駆動し、光源駆動用電流の大ぎざを各色ごとに
変えるように構成することにＪ：す、各色光ごとに光量
を最適状態に調整し得るようにするものである。
［発明の実施例］ 以下、図面に基づいて本発明の実施例について説明する
。
第１図は本発明に係るカラー踊像装置の照明装置の構成
を示している。この実施例は、−例として内視鏡に応用
した場合について示している。符号１は内視鏡の先端部
で、この先端部１は搬像側Ａと照明側Ｂとに分けられて
いる。搬像側Ａには被写体からの順次照射三色光を導く
搬像レンズ２とその後方に搬像を行うための固体搬像素
子３が配置されている。固体ｍ＠素子３にはプリアンプ
４及びドライバ回路５が接続していて、固体搬像素子３
で被写体の光像を受光し画像信号として蓄積し、この蓄
積信号を、読出し用クロック信号「１が入力されるドラ
イバ回路５を用いて読み出しプリアンプ４で増幅して出
力するようになっている。この信号は更に手元側に配設
されたアンプ６にて増幅した後、スイッチ回路７へ入力
され、こ７　　　　の回路でフレーム切換用信号ｆ２を
用い各色光に応じてフレームごとに切り換え、次段のフ
レームメモリ８．９．１０に蓄積し、メモリ８，９．１
ラ一表示するようにしている。一方、内視鏡先端部１の
照明側Ｂには被写体に照明光を照射する照明レンズ１２
とその後方に後述の照Ｆ＋ｊｌ装置より光を導くライト
ガイドファイバ１３が配置されている。ライトガイドフ
ァイバ１３は手元側に延設されていて、その端面に照明
光が入射されるようになっている。照明光は、三色分解
用回転フィルタ１４と駆動電流が可変可１１ｕにされる
光源ランプ１５等を用いて成る装置１６より供給される
。この照明装置１６に使用される回転フィルタ１４は第
２図に示すように構成されている。回転フィルタ１４は
円形の遮光枠体１７に異なった面積（又は中心角）のＲ
，Ｇ、Ｂ光透過用フィルタ１８．１つ、２０を扇状に配
「ｒして成る。例えばＲフィルタ１８の面積を大さく、
Ｇフィルタ１９の面積を小さくするようにしている。こ
の場合、Ｒ，Ｇ。
Ｂフィルタ１８，１９．２０は同一面積の遮光領域１７
ａ、１７ｂ、１７ｃを介在して配置されている。又、遮
光枠体１７の外周辺縁部にはＲ検出用ホールト１１．０
検出用ホールト１２．Ｂ検出用ホールＨ３が設けられて
いる。これらのホールＨ１〜Ｈ３は夫々遮光領域１７ａ
〜１７Ｇに対応した位置で、かつ径方向に略等間隔ずつ
ずらして形成されている。即ち、ホールＨ１，ト１２．
１−１３の順で円中心から近い位置に設けられている。
又、遮光枠体１７の遮光領域例えば１７Ｇには回転フィ
ルタ１４の一回転を検出するためのスター１−パルス検
出用ホールＨＳがさらに中心に近づいた位置に設けられ
ている。以上のように構成された回転フィルタ１４は第
１図に示すようにＰＪＡ！ＦＩＪモータ２１にて一定速
度で回転されるようになっている。
そして、上記回転フィルタ１４のＲ，Ｇ、Ｂ検出用ホー
ルＨ＋　、Ｈ２、Ｈ３及びスタートパルス検出用ホール
Ｈｓは、回転フィルタ１４の外周辺縁部近傍に配設され
たフォトインタラプタ２２によって検出可能とされてい
る。フォトインクラブタ２２は第３図に示すように例え
ば４対のフォトカブラを用いて構成されている。、即ち
、フォトインタラブタ２２は略Ｕ字状に形成された枠体
２３に発光素子列Ｃと受光素子列りが相対向して配置さ
れて成る４１１のフォトカブラ２４，２５．２６゜２７
を有している。これらのフＡ・トカブラ２４〜２７の内
、フッ１１−カブラ２４は上記回転フィルタ１４のＲ検
出用ホール１−１１を検出するためのもので、フォトカ
ブラ２５はＧ検出用ホールＨ２を検出するためのもので
、フォトカブラ２６はＢ検出用ホールＨ３を検出″す゛
るためのもので、又フォトカブラ２７はスタートパルス
検出用ホールＨＳを検出するための５のである。なお、
フォトカブラ２４〜２７は図示しない駆動源にて駆り】
されるようになっている。そして、フォトインタラブタ
２２はＲ，Ｇ、Ｂ検出用ホールＨ１，ト１２　、８３を
検出するごとに各フォトカブラより検出信号を出力し同
期信号発生器２８に入力するようにしている。同期信号
発つＩ］：岳２８は例えば異なった利得を有する三つの
増幅ｊ！ｉ　（又は利得の可変調整が可能に４Ｍ成され
た三つの増幅器）にて＋ｉ４成され、各増幅器に上記各
検出信号を入力することによってＲｌＧ、Ｂごとに即ら
鴻光領域１７ａ、１７ｂ、１７Ｃに同期して異なった振
幅のパルス出力を発生づるようにしている。同期信号発
生器２８からのパルス出力は電流制御部２９へ入力され
る。電流制御部２９では、上記パルス出力の入力時点よ
りその値に対応した制御電圧を発生し次のパルス出力が
入力されるまで発生し続ける。即ち、電流制御部２９は
Ｒ照明期間、Ｂ照明期間、Ｇ、照明期間に対応した制Ｗ
電圧を出力し、その電圧を可変電流ｆｆ１３０の制御端
子に加える。可変電流源３０は反射鏡を備えた光源ラン
プ１５に駆動電流を供給り゛るものであって、上記制御
電圧に対応して電流値が制御されるようになっている。
従って、光源ランプ１５の照射光０は上記制御電圧の大
小にＪ、っで変えられ、レンズ３１．３２を通して平行
光状態で回転フィルター４に照射されるようになってい
る。つまり、照射光Ｄは回転フィルター４の各色フイル
タ−８，１９，２０に同期して切り換え〒 られる。そして、回転フィルター４を透過した光はレン
ズ３３で集光してライトガイドファイバー３の端面に入
射するようにしている。なＪ３、フォトインタラプタ２
２にて検出されるホールＨ１〜１」３によるパルスＩｉ
Ｔ　ｒ辷＼ｂホールＨｓによるスタートパルス信号はア
ンプ３４にて増幅した後、信号発生部３５に入力され、
これらのパルス信号によりフレーム切換用信号ｆ２を発
生すると共に、信号発生部３５内に（１へ成された発振
器を用いて読出し用クロック信号（１を作成するように
している。
読出し用クロック信号１゛１は回転フィルタ１４の遮光
期間内に出力されて固体比像索子３の信号読出しをその
期間内に行えるＪ：うにされている。
以上のように構成された照明装置１６の動作を第４図を
用いて説明Ｊ゛ると、まず回転フィルタ１４が一定速度
で回転している状態では、フォトインタラプタ２２はＲ
，Ｇ、Ｂ検出用ボールＨｔ。
ト１２　、８’３を１１６間的に異なった間隔で検出し
同図（ａ）に示すような同一振幅の検出パルス信号を出
力する。このパルス１３号はＲ，Ｇ、Ｂ各フィルタ期間
により例えば１−１１検出から１−（２検出までの期間
が長く、１」２検出からＨ３検出までの期間は短くなる
。そして、このＲ，Ｇ、Ｂのホール検出信号は入力対出
力振幅の比がＲ，Ｇ、Ｂごとに設定された同期信号発生
器２８に入力される。Ｉｒｌｉｌ期信号発生Ｐ＋２８の
Ｒ，Ｇ、Ｂごとの入力対出力振幅の比はＢについて最大
で、Ｇ、Ｒの順に小ざくするように設定することにより
、その信号出力が同図（ｂ）に示すような振幅関係のパ
ルス状信号となるようにする。この信号は電流側υ口部
２９に入力されてランプ駆動用電流源３０の制６１１電
圧が作成される。制ｔ２ＩＩ電圧は同期信号レベルに対
応して変化する階段状電圧で、これによってランプ駆動
電流Ｉは同図（Ｃ）に示すように階段状に変化する。従
って、光源ランプ１５の照射光量も同図１）に示ずよう
に電流Ｉにほぼ対応して変化することになる。この結果
、予め回転フィルタ１４に配冒したＲ、Ｇ、Ｂ各フィル
タ１８．１９．２０の面積比（又は中心角度の比）を定
め、かつ同期信号発生器２８の三つの信号出力の値を、
ホールＨ１〜Ｈ３の検出に対応して適当に設定づれぼ、
固体搬像素子３の分光感度特性を補償するに最適な分光
強度を有した照明光を得ることができる。
即ち、色フィルタの面積比（又は中心角度の比）の調整
と電気回路的な調整を行うことによって三色の光色を最
適状態に調節できる。
尚、第２図では、１１．Ｇ、Ｂ検出用ホール）−（１゜
ト１２　、１−１３を遮光枠体１７に形成してＲ，Ｇ、
Ｂごとの検出を行うＪ、うにｌｉ４成しているが、ホー
ルに代え遮光枠体１７の外周辺、縁部を切り欠いてスリ
ットを形成するようにしてもよい。この場合、フォトイ
ンタラプタ２２は第３図と同様のものであるとすると、
スリットの切込みの深さく中心方向・の奥行）はＲ，Ｇ
、Ｂごとの検出を可能とするためＲ，Ｇ、［３のル゛１
に大きく形成する。但し、このように形成さＦしたスリ
ットを第３図に示すようなフォトインクラブタ２２で検
出する場合には、Ｒ，Ｇ、Ｂ各検出用スリットの深さが
違うのでＲ検出用スリッ１〜は）Ａトカブラ２４のみで
検出し、Ｇ検出用スリッ１へは二つのフォトカブラ２４
．２５で検出し、Ｂ検出用スリットは三つのフォトカブ
ラ２４．２５．２６で検出することになり、このためＲ
，Ｇ、＋３の各検出ごとにフォトカブラの合算出力を得
るように構成すると、インクラブタ２２出力がＲ，Ｇ、
Ｂごとに第４図（ｂ）に示す同期信号出力のように異な
ったレベルの検出信号となる。従って、スリット形状に
よる場合、−（ンタラブタ２２出力を増幅、整形等して
そのまま同期信号として使用し、これを電流制御部２つ
に入力して階段状制御電圧を作成するように構成するこ
ともできる。
又、第２図ではＲ，Ｇ、Ｂの各色フィルタ１８゜１９．
２０を層状に配しているが、必ずしｔ）扇形である必要
はない。即ち、ライトガイドファイバ１３端面に対向す
る部分の各色フイルタ面積（イｊ゛効面積）が同一であ
れば、例えば円環状に配されていてもよいことは勿論で
ある。
又、第２図において、Ｒ，Ｇ、Ｂの各色フ・Ｃシタ１８
．１９．２０の面積比は図示例に限定されるものではな
く、必要に応じて設定されるもので↑　　　　ある。
［発明の効果］ 以上述べたように本発明によれば、同一の遮装置して成
る回転フ、Ｃルクヘ、光源電流が可変可能な光源より照
明光を照明するようにし、光源電流を各色フイルタ領域
ごとに任意に制御し得るように構成したので、三色フィ
ルタ領域の設定と電気回路的な調整で三色光の強弱を最
適な状態に調節することができ、例えばカラー撮像手段
として用いられる固体躍象累子の分光感度特性を補償し
１ｑる三色光を（Ｊることができる。従って、上記のよ
うな照明装置を例えば内視鏡の搬像手段と組み合わせて
使用する場合、ライトガイドファイバの光学的な経年変
化や、組み合わされる搬像手段の種類や状態に応じて、
躍（弛手段より取り出される出力のレベルを各色間で微
調整することができ、三色のバランス所謂白色バランス
の調整が高い精度で行い得るように／にる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明辷係るカラー１最像装置の照明装置の一
実施例を示す１１／Ｉ成図、第２図は回転フィルタの構
成の一例を示す正面図、第３図はフォトインタラプタの
構成を示ず断面図、第４図は第１図の装置の動作を説明
する説明図、第５図はＣＯＤの分光感度特性を示すグラ
フ、第６図はＣＯＤに対応した理想的光源の分光強度特
性を示すグラフ、第７図は従来の照明装置に用いられる
回転フィルタの構成を示す正面図である。 ３・・・固体撮像素子 １３・・・ライトガイドファイバ １４・・・回転フィルタ　　　１５・・・光源ランプ１
７ａ、１７ｂ、１７ｃｍ’！１１光領域１８・・・Ｒフ
ィルタ　　　　　１つ・・・Ｇフィルタ２０・・・Ｂフ
ィルタ　　　　２１・・・モータ２２・・・フォトイン
クラブタ ２８・・・同＋Ｕ１信号発生器　　２９・・・電流制御
部３０・・・可変電流源 Ｃす 百　　　　酉　　　　　　　て　　　　　２第５図 第６図 濃え（ｎｍ） 第７図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 同一の遮光間隔をおいて異なつた面積比で三色の各透過
    フィルタが分割配置されていて、一定速度で回転するこ
    とにより、照明光を時系列的に三色分解する回転フィル
    タと、 この回転フィルタに照明光を照射するための照明光源及
    びその駆動源と、 この照明光源の駆動電流を制御するための電流制御手段
    と、 前記回転フィルタに配置された各色フィルタに対応して
    、三色の種類を検出するための検出手段と、 この検出手段からの三色の検出信号に対応して各色ごと
    に異なったレベルの信号出力を発生し、前記電流制御手
    段に供給する信号発生手段とを具備し、各色光ごとに光
    量を変化させると共にその変化量を最適に調整するよう
    にしたことを特徴とするカラー撮像装置の照明装置。
JP59183085A 1984-08-31 1984-08-31 カラ−撮像装置の照明装置 Expired - Lifetime JPH0646811B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59183085A JPH0646811B2 (ja) 1984-08-31 1984-08-31 カラ−撮像装置の照明装置
US06/768,998 US4713683A (en) 1984-08-31 1985-08-26 Illuminating and synchronizing device for color imaging equipment
DE19853530775 DE3530775A1 (de) 1984-08-31 1985-08-28 Beleuchtungsvorrichtung fuer eine farbabbildungsvorrichtung

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59183085A JPH0646811B2 (ja) 1984-08-31 1984-08-31 カラ−撮像装置の照明装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6161587A true JPS6161587A (ja) 1986-03-29
JPH0646811B2 JPH0646811B2 (ja) 1994-06-15

Family

ID=16129496

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