(57)【要約】【課題】色再現性のよい撮影を行うための光源装置を提供する。【解決手段】撮像装置において青色の光を検出するＢ光検出要素が感知するＢ光感度領域には、第１の半導体レーザ光源（ＬＤ）が射出する光の波長と、第２のＬＤが射出する光の波長とが含まれる。緑色の光を検出するＧ光検出要素が感知するＧ光感度領域には、第２のＬＤが射出する光の波長と、第３のＬＤが射出する光の波長とが含まれる。赤色の光を検出するＲ光検出要素が感知するＲ光感度領域には、第３のＬＤが射出する光の波長と、第４のＬＤが射出する光の波長とが含まれる。このようにＲＧＢの各光感度領域には、２つのレーザ光源の波長が含まれるため、この撮像装置による撮影における色再現性は、レーザ光源が３つであり各光感度領域に１つのレーザ光源の波長が含まれる場合よりもよい。【選択図】図８
2014150932.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出可能な波長帯域である波長感度領域が互いに異なるＮ種（Ｎは自然数）の光検出要素を含む撮像部によって撮像される対象物を照明するための光源装置であって、
互いにピーク波長が異なるＭ個（ＭはＮより大きい自然数）の狭帯域光であって、前記ピーク波長同士の差が有効波長間隔以上である狭帯域光を射出する光源部と、
前記対象物が存在する物体の内部空間に挿入されるように構成された挿入部と、
前記挿入部に設けられており、導光された光に基づく照明光を射出する照明光射出部と、
前記光源部から射出された前記狭帯域光を前記照明光射出部まで導光する導光部材と、
を具備する光源装置。
【請求項２】
全ての前記波長感度領域の各々には、複数の前記狭帯域光の前記ピーク波長のうち少なくとも１つが含まれており、
少なくとも１つの前記波長感度領域には、２つ以上の前記ピーク波長が含まれている、
請求項１に記載の光源装置。
【請求項３】
前記撮像部は、異なる種類の前記光検出要素の各々の前記波長感度領域が重複する感度重なり領域を有するように構成された前記光検出要素を少なくとも１組含んでおり、
少なくとも１つの前記狭帯域光の前記ピーク波長は、前記感度重なり領域に含まれている、
請求項１又は２に記載の光源装置。
【請求項４】
前記Ｎは３であり、
３種の前記光検出要素は、
青色波長感度領域を検出するように構成されたＢ光検出要素と、
緑色波長感度領域を検出するように構成されたＧ光検出要素と、
赤色波長感度領域を検出するように構成されたＲ光検出要素と、
を含んでいる、
請求項１乃至３のうち何れか１項に記載の光源装置。
【請求項５】
前記Ｒ光検出要素の前記赤色波長感度領域には、２つ以上の前記狭帯域光の前記ピーク波長が含まれている、請求項４に記載の光源装置。
【請求項６】
前記撮像部は、
前記青色波長感度領域と前記緑色波長感度領域とが重複する第１の感度重なり領域と、
前記緑色波長感度領域と前記赤色波長感度領域とが重複する第２の感度重なり領域と、
を含むように構成されており、
前記青色波長感度領域のうち前記第１の感度重なり領域を除いた領域を第１の光感度領域とし、
前記緑色波長感度領域のうち前記第２の感度重なり領域を除いた領域を第２の光感度領域とし、
前記第２の感度重なり領域を第３の光感度領域とし、
前記赤色波長感度領域のうち前記第２の感度重なり領域を除いた領域を、第４の光感度領域としたときに、
前記Ｍは４であり、
４つの前記狭帯域光の前記ピーク波長を短波長側から長波長側へ順に第１のピーク波長、第２のピーク波長、第３のピーク波長及び第４のピーク波長としたときに、
前記第１のピーク波長は、前記第１の光感度領域に含まれ、
前記第２のピーク波長は、前記第２の光感度領域に含まれ、
前記第３のピーク波長は、前記第３の光感度領域に含まれ、
前記第４のピーク波長は、前記第４の光感度領域に含まれる、
請求項４に記載の光源装置。
【請求項７】
前記有効波長間隔は４０ｎｍであり、
前記第１のピーク波長、前記第２のピーク波長、前記第３のピーク波長及び前記第４のピーク波長の差は、互いに前記有効波長間隔以上である、
請求項６に記載の光源装置。
【請求項８】
前記青色波長感度領域は、４００乃至５２５ｎｍの領域であり、
前記緑色波長感度領域は、４７０乃至６２５ｎｍの領域であり、
前記赤色波長感度領域は、５７０乃至７００ｎｍの領域である、
請求項６又は７に記載の光源装置。
【請求項９】
２つ以上の前記ピーク波長が含まれている前記波長感度領域を多光領域とし、
試験色の分光反射率の変化が所定の値よりも大きい波長領域を急峻波長としたときに、
前記多光領域において、前記急峻波長よりも長波長側と短波長側とにそれぞれ、前記ピーク波長が含まれている、
請求項２に記載の光源装置。
【請求項１０】
６００ｎｍの波長を含む前記波長感度領域である赤色波長感度領域には、２つ以上の前記ピーク波長が含まれており、
前記２つ以上の前記ピーク波長の少なくとも１つは、前記赤色波長感度領域内かつ６００ｎｍより長波長であり、
前記２つ以上の前記ピーク波長の少なくとも１つは、前記赤色波長感度領域内かつ６００ｎｍより短波長である、
請求項２に記載の光源装置。
【請求項１１】
２つ以上の前記ピーク波長が含まれている前記波長感度領域は、前記対象物の分光反射率が所定の値よりも高い波長領域及び／又は前記対象物の分光反射率の変化が所定の値よりも大きい波長領域を含んでいる、
請求項２に記載の光源装置。
【請求項１２】
全ての前記光検出要素による前記波長感度領域の幅をＶとしたときに、
前記有効波長間隔Δλは、
Ｖ／（２（Ｍ＋１））≦Δλ
を満たす、
請求項１又は２に記載の光源装置。
【請求項１３】
ｑ個（ｑは２以上の自然数）の前記ピーク波長が含まれている前記波長感度領域の幅をＷとしたときに、
前記有効波長間隔Δλは、
Ｗ／（２（ｑ＋１））≦Δλ
を満たす、
請求項１又は２に記載の光源装置。
【請求項１４】
前記Ｍ個の狭帯域光の波長は、合波すると白色光となる波長の組み合わせである、請求項１乃至１３のうち何れか１項に記載の光源装置。
【請求項１５】
前記光源部は、半導体レーザ光源及び／又は半導体レーザ光源と光学素子とを組み合わせた複合型半導体レーザ光源を含む、請求項１乃至１４のうち何れか１項に記載の光源装置。
【請求項１６】
前記光源部は、複数の光源ユニットを含み、
前記光源ユニットの少なくとも一部を互いに独立に制御する光源制御回路をさらに具備する、
請求項１乃至１５のうち何れか１項に記載の光源装置。
【請求項１７】
前記光源部が射出する前記狭帯域光の波長に関わらず、所定の波長の独立狭帯域光を射出する独立光源部を更に具備する、
請求項１乃至１６のうち何れか１項に記載の光源装置。
【請求項１８】
前記独立狭帯域光は、前記導光部材を介して前記照明光射出部から射出される、請求項１７に記載の光源装置。
【請求項１９】
前記独立狭帯域光を前記挿入部の先端部まで導光する独立導光部材と、
前記先端部に設けられた、前記独立導光部材により導光された前記独立狭帯域光を射出する独立照明光射出部と、
をさらに具備する請求項１７に記載の光源装置。
【請求項２０】
検出可能な波長帯域である波長感度領域が互いに異なるＮ種（Ｎは自然数）の光検出要素を含む撮像部によって撮像される対象物を照明するための光源装置であって、
互いに波長範囲が異なるＫ個（ＫはＮより大きい自然数）の発光領域を有し、各々の前記発光領域には少なくとも１つの狭帯域光のピーク波長が含まれるように、複数の前記狭帯域光を射出する光源部と、
前記対象物が存在する物体の内部空間に挿入されるように構成された挿入部と、
前記挿入部に設けられており、導光された光に基づく照明光を射出する照明光射出部と、
前記光源部から射出された前記狭帯域光を前記照明光射出部まで導光する導光部材と、
を具備する光源装置。
【請求項２１】
全ての前記波長感度領域の各々には、複数の前記発光領域のうち少なくとも１つが含まれており、
少なくとも１つの前記波長感度領域には、２つ以上の前記発光領域が含まれている、
請求項２０に記載の光源装置。
【請求項２２】
前記撮像部は、異なる種類の前記光検出要素の各々の前記波長感度領域が重複する感度重なり領域を有するように構成された前記光検出要素を少なくとも１組含んでおり、
少なくとも１つの前記発光領域は、前記感度重なり領域に含まれている、
請求項２０又は２１に記載の光源装置。
【請求項２３】
前記Ｎは３であり、
３種の前記光検出要素は、
青色波長感度領域を検出するように構成されたＢ光検出要素と、
緑色波長感度領域を検出するように構成されたＧ光検出要素と、
赤色波長感度領域を検出するように構成されたＲ光検出要素と、
を含んでいる、
請求項２０乃至２２のうち何れか１項に記載の光源装置。
【請求項２４】
前記Ｋは４であり、
４つの前記発光領域を短波長側から長波長側へ順に第１の発光領域、第２の発光領域、第３の発光領域及び第４の発光領域としたときに、
前記第１の発光領域は、前記青色波長感度領域に含まれ、
前記第２の発光領域は、前記緑色波長感度領域に含まれ、
前記第３の発光領域は、前記緑色波長感度領域と前記赤色波長感度領域とが重複する重なり領域に含まれ、
前記第４の発光領域は、前記赤色波長感度領域のうち、前記重なり領域を除く領域に含まれる、
請求項２３に記載の光源装置。
【請求項２５】
２つ以上の前記発光領域が含まれている前記波長感度領域を多光領域とし、
試験色の分光反射率の変化が所定の値よりも大きい波長領域を急峻波長としたときに、
前記多光領域において、前記急峻波長よりも長波長側と短波長側とにそれぞれ、前記発光領域が含まれている、
請求項２１に記載の光源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源装置、特に、撮像部によって撮像される対象物を照明するための光源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、小型光源と光ファイバとが組み合わされた、いわゆるファイバ光源が知られている。このようなファイバ光源は、細い構造物内を照明するのに好適である。このような光ファイバが用いられた光源装置が利用されている例として、特許文献１には、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色のレーザ光源と、光ファイバと、拡散板とが組み合わされた光源装置が内視鏡に搭載されている例が開示されている。光ファイバはレーザ光源を高い効率で導光するため、このようなレーザ光源と光ファイバとの組み合わせによれば、高効率で明るい光源装置が実現され得る。
【０００３】
特許文献１に係る光源装置では、波長４４１．６ｎｍの青色レーザ光、波長５３７．８ｎｍの緑色レーザ光、及び波長６３６．０ｎｍの赤色レーザ光を同時に射出する３原色（白色）レーザ光源であるＨｅ−Ｃｄレーザ光源と、波長６３２．８ｎｍの赤色レーザ光を射出するＨｅ−Ｎｅレーザ光源とが用いられている。これらの光源から射出されたレーザ光は、ライトガイドで内視鏡先端部まで導光され、拡散板及び照度分布調整フィルタを介して照明対象物である生体に照射される。
【０００４】
一般に拡散させたレーザ光が照明光として用いられる場合、レーザ光に含まれない波長の光の情報は欠落する。すなわち、例えば赤色として波長６３６．０ｎｍのレーザ光が用いられる場合、赤色のうち波長６３６．０ｎｍの反射率とそれ以外の波長の反射率とが大きく異なっている場合、赤色の色再現性が悪くなることが知られている。例えば、波長が６３６．０ｎｍ近傍である光をほとんど反射せず、それ以外の赤色領域の光をよく反射する物体を観察する場合、実際には赤色に見えるにも関わらず、波長６３６．０ｎｍの赤色レーザ光で照明した場合、暗く見えることがある。上述の特許文献１では、赤色の色再現性を向上させるため、波長６３６．０ｎｍの赤色レーザ光源に加えて波長６３２．８ｎｍの赤色レーザ光源が用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−２８６２３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述の特許文献１では、赤色の色再現性を向上させるため、波長６３６．０ｎｍの赤色レーザ光源に加えて波長６３２．８ｎｍの赤色レーザ光源が用いられている。しかしながらこれら光源が射出するレーザ光の波長差はわずか３．２ｎｍである。波長差が小さいと、色再現性の向上はそれほど期待できない。
【０００７】
そこで、本発明は、色再現性のよい撮影を行うための光源装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を果たすため、本発明の一態様によれば、光源装置は、検出可能な波長帯域である波長感度領域が互いに異なるＮ種（Ｎは自然数）の光検出要素を含む撮像部によって撮像される対象物を照明するための光源装置であって、互いにピーク波長が異なるＭ個（ＭはＮより大きい自然数）の狭帯域光であって、前記ピーク波長同士の差が有効波長間隔以上である狭帯域光を射出する光源部と、前記対象物が存在する物体の内部空間に挿入されるように構成された挿入部と、前記挿入部に設けられており、導光された光に基づく照明光を射出する照明光射出部と、前記光源部から射出された前記狭帯域光を前記照明光射出部まで導光する導光部材と、を具備する。
【０００９】
前記目的を果たすため、本発明の一態様によれば、光源装置は、検出可能な波長帯域である波長感度領域が互いに異なるＮ種（Ｎは自然数）の光検出要素を含む撮像部によって撮像される対象物を照明するための光源装置であって、互いに波長範囲が異なるＫ個（ＫはＮより大きい自然数）の発光領域を有し、各々の前記発光領域には少なくとも１つの狭帯域光のピーク波長が含まれるように、複数の前記狭帯域光を射出する光源部と、前記対象物が存在する物体の内部空間に挿入されるように構成された挿入部と、前記挿入部に設けられており、導光された光に基づく照明光を射出する照明光射出部と、前記光源部から射出された前記狭帯域光を前記照明光射出部まで導光する導光部材と、を具備する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ピーク波長同士の差が有効波長間隔以上である狭帯域光を射出するので、色再現性のよい撮影を行うための光源装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１の実施形態に係る光源撮像装置の構成例の概略を示すブロック図。
【図２】半導体レーザ光源の波長特性の一例を示す図。
【図３】第１の実施形態に係る光源撮像装置の光コンバイナ部の構成例の概略を示す図。
【図４】第１の実施形態に係る光源撮像装置の光コンバイナ部の構成例の概略を示す図。
【図５】第１の実施形態に係る光源撮像装置の光射出部の構成例の概略を示す図。
【図６】第１の実施形態に係る光源撮像装置の射出光の波長特性の一例を示す図。
【図７】第１の実施形態に係る光源撮像装置の撮像部に設けられたフィルタの波長特性の一例を示す図。
【図８】第１の実施形態に係る光源撮像装置に係る波長特性の一例を示す図。
【図９Ａ】演色性評価に用いられる試験色１の分光反射率のスペクトルを示す図。
【図９Ｂ】演色性評価に用いられる試験色２の分光反射率のスペクトルを示す図。
【図９Ｃ】演色性評価に用いられる試験色３の分光反射率のスペクトルを示す図。
【図９Ｄ】演色性評価に用いられる試験色４の分光反射率のスペクトルを示す図。
【図９Ｅ】演色性評価に用いられる試験色５の分光反射率のスペクトルを示す図。
【図９Ｆ】演色性評価に用いられる試験色６の分光反射率のスペクトルを示す図。
【図９Ｇ】演色性評価に用いられる試験色７の分光反射率のスペクトルを示す図。
【図９Ｈ】演色性評価に用いられる試験色８の分光反射率のスペクトルを示す図。
【図９Ｉ】演色性評価に用いられる試験色１５の分光反射率のスペクトルを示す図。
【図１０】第１の実施形態の変形例に係る光源撮像装置の構成例の概略を示すブロック図。
【図１１】第１の実施形態の変形例に係る光源撮像装置に係る波長特性の一例を示す図。
【図１２】第２の実施形態に係る光源撮像装置の構成例の概略を示すブロック図。
【図１３】第３の実施形態に係る光源撮像装置の構成例の概略を示すブロック図。
【図１４】第３の実施形態の第１の変形例に係る光源撮像装置の構成例の概略を示すブロック図。
【図１５】第３の実施形態の第２の変形例に係る光源撮像装置の構成例の概略を示すブロック図。
【図１６】第４の実施形態に係る光源撮像装置に係る波長特性の一例を示す図。
【図１７】第４の実施形態の変形例に係る光源撮像装置に係る波長特性の一例を示す図。
【図１８】第４の実施形態の変形例に係る光源撮像装置に係る波長特性の一例を示す図。
【図１９】各実施形態の変形例に係る光源装置の構成例の概略を示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
［第１の実施形態］
本発明の第１の実施形態について図面を参照して説明する。本実施形態は、本発明の光源装置と、この光源装置により照明された観察対象物を撮像する撮像装置とを含む光源撮像装置１００に係る。本実施形態に係る光源撮像装置１００の構成例の概略を図１に示す。図１に示されるように、光源撮像装置１００は、本体部１１０と挿入部１８０とを備える。
【００１３】
本体部１１０には、第１の半導体レーザ光源（ＬＤ）１２１と、第２の半導体レーザ光源１２２と、第３の半導体レーザ光源１２３と、第４の半導体レーザ光源１２４とを含む光源部１２０が設けられている。これら４台の半導体レーザ光源は、出射光の波長が互いに異なる。本体部１１０には、第１の半導体レーザ光源１２１を駆動する第１の駆動回路１３１と、第２の半導体レーザ光源１２２を駆動する第２の駆動回路１３２と、第３の半導体レーザ光源１２３を駆動する第３の駆動回路１３３と、第４の半導体レーザ光源１２４を駆動する第４の駆動回路１３４とが設けられている。これら第１乃至第４の駆動回路と第１乃至第４の半導体レーザ光源とは、それぞれ電気配線１２９によって接続されている。
【００１４】
本体部１１０は、制御部１４１と、光源制御回路１４２と、画像処理回路１４４と、入力部１４６と、表示部１４７と、記録部１４８と、光コンバイナ部１５０とをさらに有する。制御部１４１は、光源制御回路１４２、画像処理回路１４４、入力部１４６、表示部１４７及び記録部１４８とそれぞれ接続されており、各部の動作を制御する。
【００１５】
光源制御回路１４２と第１乃至第４の駆動回路とは、制御信号線１３９を介して接続されている。光源制御回路１４２は、第１乃至第４の半導体レーザ光源の各々の点灯及び消灯や、第１乃至第４の半導体レーザ光源の各々から射出されるレーザ光の光量等を制御する。第１乃至第４の半導体レーザ光源から射出されたレーザ光は、それぞれ入射側光ファイバ１６２によって光コンバイナ部１５０に導かれる。光コンバイナ部１５０は、導かれた各レーザ光を合波して、合波した光を１本の出射側光ファイバ１６６に入射させる。
【００１６】
挿入部１８０は、細長形状をしており、その一端は、本体部１１０に接続されている。この本体部１１０に接続されている側の一端を基端側と称し、他端を先端側と称することにする。挿入部１８０の先端には、光射出部１９０と、撮像部１８４とが設けられている。また、挿入部１８０には、第１乃至第４の半導体レーザ光源から射出され、光コンバイナ部１５０により合波されたレーザ光を、光射出部１９０に導光する出射側光ファイバ１６６が設けられている。光射出部１９０は、出射側光ファイバ１６６によって導かれたレーザ光に基づく光を射出する。図１には、光射出部１９０が挿入部１８０の先端面に設けられている場合が図示されているが、光射出部１９０は、挿入部１８０の円周面に設けられてもよい。
【００１７】
撮像部１８４は、撮像素子を含む。撮像部１８４は、光射出部１９０から射出された光によって照らされた領域を撮像し、画像情報を取得する。撮像部１８４と本体部１１０の画像処理回路１４４とは、画像信号線１８６によって接続されている。撮像部１８４は、撮像した画像情報を画像処理回路１４４に出力する。画像処理回路１４４は、撮像部１８４で取得された画像情報に画像処理を施す。画像処理回路１４４は、画像処理を行った画像信号を制御部１４１に出力する。
【００１８】
入力部１４６は、ボタン、ダイヤル、スライダ、キーボード、マウス等、一般的な入力手段を含み、ユーザからの指示を取得する。入力部１４６は、取得した情報を制御部１４１に出力する。表示部１４７は、例えば液晶モニタなど、一般的な表示デバイスを含み、画像処理回路１４４で処理された画像や、各種制御情報などを表示する。記録部１４８は、一般的な記録媒体を含み、例えば画像処理回路１４４で処理された画像などを記録する。
【００１９】
なお、図１において、制御信号線１３９、電気配線１２９、画像信号線１８６等はそれぞれ１本の直線で図示されているが、これらは、複数本の線を有していてもよいことはもちろんである。また、図１において、電源ケーブル等、当然必要となる構成については省略されている。
【００２０】
挿入部１８０は細長い略円筒形状の外観を有しており、観察対象物の内部空間に挿入され易い形状となっている。言い換えると、挿入部１８０は、一般の光源装置では照明し難い狭い入り口を有する観察対象物の内部空間を照明し易い形状となっている。例えば図１に示されるように、観察対象物９００の内部空間としては、狭い入り口の奥側にやや広がった空間などが考えられる。このような空間の内部には、室内照明や太陽光などの外光が侵入しにくい。特に挿入部１８０が挿入されると、狭い入り口がさらに挿入部でふさがれて、外光はほとんど内部に侵入しない。すなわち、内部空間における照明光のほとんどは、光射出部１９０から射出された光のみであり、この光と比較して、外光はほとんど無視され得る。本実施形態に係る光源撮像装置１００は、照明光と比較して外光がほとんど無視できる空間内を照明するのに好適である。
【００２１】
第１乃至第４の半導体レーザ光源（ＬＤ）について詳述する。半導体レーザ光源は、半導体素子に電流が流されることでレーザ光を射出する固体光源装置である。一般に、半導体レーザ光源としては、紫外光から赤外光まで、様々な波長を射出するものが実用化されている。半導体レーザ光源は、小型、省電力などの特長を有している。高輝度化や波長多様化等、半導体レーザ光源の開発は盛んになされている。
【００２２】
一般にレーザ光は、波長幅が非常に狭い線スペクトルの波長特性を有した光である。半導体レーザの場合、スペクトル線の幅（スペクトル線幅）は一般に数ｎｍ以下である。半導体レーザ光源には、ウェハのへき開面から光を射出する端面発光タイプ（ストライプレーザ）や、ウェハの表面から光を射出する面発光タイプ（垂直共振器型面発光レーザ；ＶＣＳＥＬ）などが存在する。さらに、半導体のレーザ射出部に非線形結晶が組み合わされることで発振波長を半分にするような２倍高調波タイプ（ＳＨＧ半導体レーザ）などに代表される、複合型半導体レーザ光源なども実用化されている。
【００２３】
本実施形態では、次に示す４台の半導体レーザ光源が用いられている。すなわち、第１の半導体レーザ光源１２１は、波長４５０ｎｍの青色レーザ光を射出するマルチモード半導体レーザ光源である。第２の半導体レーザ光源１２２は、波長５２０ｎｍの青緑色レーザ光を射出するマルチモード半導体レーザ光源である。第３の半導体レーザ光源１２３は、波長５９０ｎｍのオレンジ色レーザ光を射出するマルチモードＳＨＧ半導体レーザ光源である。第４の半導体レーザ光源１２４は、波長６５０ｎｍの赤色レーザ光を射出するマルチモード半導体レーザ光源である。
【００２４】
各半導体レーザ光源は、いずれもマルチモードレーザである。例えば図２に示されるように、マルチモード半導体レーザ光源は、複数の波長のレーザ発振をするが、その波長は、最短のものから最長のものまで数ｎｍ程度の波長域に含まれる。図２は、波長が約４５０ｎｍで発光するマルチモード半導体レーザ光源の発光スペクトルの一例を示す。この発光スペクトルは、数十本の線スペクトル成分を有し、時間と共に比率や線スペクトルの数が変化する。発光スペクトルの波長領域の幅は、１ｎｍ程度の広がりを有している。このようなスペクトルを有するマルチモードレーザ光が狭帯域光として用いられる場合、本実施形態では、狭帯域光としてのピーク波長λｎｂを最も光強度が高い波長と定義する。本実施形態では、第１の半導体レーザ光源１２１のピーク波長λｎｂ１は４５０ｎｍである。同様に、第２の半導体レーザ光源１２２のピーク波長λｎｂ２は５２０ｎｍであり、第３の半導体レーザ光源１２３のピーク波長λｎｂ３は５９０ｎｍであり、第４の半導体レーザ光源１２４のピーク波長λｎｂ４は６５０ｎｍである。
【００２５】
本実施形態では、第１の半導体レーザ光源１２１のレーザ光スペクトルと第２の半導体レーザ光源１２２のレーザ光スペクトルとの間、第２の半導体レーザ光源１２２のレーザ光スペクトルと第３の半導体レーザ光源１２３のレーザ光スペクトルとの間、及び第３の半導体レーザ光源１２３のレーザ光スペクトルと第４の半導体レーザ光源１２４のレーザ光スペクトルとの間の領域であって、レーザ光が含まれない領域を、波長欠落領域と定義する。本実施形態では、各レーザ光におけるスペクトル成分が有する１ｎｍ以下の幅は、波長欠落領域の幅である数十ｎｍと比較して無視できる範囲である。したがって、各ピーク波長間の距離を波長欠落領域の幅とみなすことができる。本実施形態では、第１の半導体レーザ光源１２１と第２の半導体レーザ光源１２２との間の波長欠落領域の幅は７０ｎｍであり、第２の半導体レーザ光源１２２と第３の半導体レーザ光源１２３との間の波長欠落領域の幅は７０ｎｍであり、第３の半導体レーザ光源１２３と第４の半導体レーザ光源１２４との間の波長欠落領域の幅は６０ｎｍである。
【００２６】
本実施形態に係る波長欠落領域の幅は、上述の特許文献１の場合と比較して、３０乃至４０ｎｍ程度狭い。すなわち、本実施形態の場合も特許文献１の場合も、４本のレーザ光源が用いられているが、本実施形態の場合の方が波長欠落領域が狭く設定されている。
【００２７】
第１乃至第４の駆動回路について詳述する。第１乃至第４の駆動回路は、各々第１乃至第４の半導体レーザ光源に適切な電流を印加する。第１乃至第４の駆動回路は、光源制御回路１４２から制御信号線１３９を経由して入力される制御信号に基づいて、第１乃至第４の半導体レーザ光源に印加する電流を調整する。第１乃至第４の駆動回路は、第１乃至第４の半導体レーザ光源を発光させたり、消灯させたり、パルス発光させたり等、第１乃至第４の半導体レーザ光源の発光状態を制御する。また、第１乃至第４の駆動回路は、急激な電流増加や、規格外の電流又は電圧が印加されることにより第１乃至第４の半導体レーザ光源が電気的に破壊されるのを防ぐ機能を有している。さらに、第１乃至第４の駆動回路は、一般の半導体レーザ駆動回路が有する様々な機能を有している。
【００２８】
光源制御回路１４２について詳述する。光源制御回路１４２は、第１乃至第４の半導体レーザ光源を関係付けて制御し、また、単独で制御する機能を有している。例えば、第１乃至第４の半導体レーザ光源を組み合わせた場合、各レーザの光強度を互いに略等しい強度で発光させると、合波された光は、ほぼ白色光となる。また、照明の用途に応じて照明光の色を調整したい場合、第１乃至第４の半導体レーザ光源の光量比を適切に調整することで、合波された光を様々な色の照明光とすることが可能である。光源制御回路１４２は、第１乃至第４の半導体レーザ光源の４台のレーザ光源について、レーザ光の光強度の比を一定に維持したまま、全てのレーザ光の光量を同時に増減させることができる。また、特定のレーザ光の光量のみを単独に増減させ、また点灯／消灯させることができる。
【００２９】
光源制御回路１４２による制御によって、例えば、第１乃至第４の半導体レーザ光源の光量比が一定に保たれたまま光量が増減すれば、照明光の色は変化せずに、照明光の明るさだけが増減する。また、第１乃至第４の半導体レーザ光源の光量が個別に調整されることで、照明光の色が様々に調整される。さらに、第１乃至第４の半導体レーザ光源の全てが同時に点滅すれば、照明光は所望の色で点滅するし、各レーザ光源が異なるタイミングで順次点滅すれば、照明光の色が順次変化する。光源制御回路１４２は、その他、用途に応じて様々に第１乃至第４の半導体レーザ光源を制御できるように構成され得る。
【００３０】
光ファイバについて詳述する。本実施形態では、レーザ光を、第１乃至第４の半導体レーザ光源から光コンバイナ部１５０に導光するために、また、光コンバイナ部１５０から光射出部１９０まで導光するために、光ファイバが用いられている。これらの光ファイバとして、実用化されている様々な光ファイバが利用され得る。
【００３１】
本実施形態では、光源としてマルチモード半導体レーザ光源が用いられている。そこで、マルチモードのレーザ光を効率的に入射及び導光するために、マルチモード型の光ファイバが用いられている。マルチモード型の光ファイバとしては、コア径が数十から２００μｍ程度のものが一般的である。光ファイバのコア径は、半導体レーザ光源から射出されるレーザ光の入射光率を向上させるためには太いことが好ましく、一方、挿入部１８０の曲げ易さや細径化のためには細いことが好ましい。したがって、使用される光ファイバは、光源から射出されるレーザ光の広がりや、光源と光ファイバを光学的に接続する接続部分の光学構造や、挿入部１８０の太さや、光コンバイナ部１５０の光学的入出要件などに基づいて選択される。
【００３２】
本実施形態では、挿入部１８０に設けられた光コンバイナ部１５０から光射出部１９０までレーザ光を導光する出射側光ファイバには、コア径が５０μｍ程度であり、クラッド径が１２５μｍ程度である光ファイバが用いられている。光ファイバは、コア径の違い以外にも様々な特性を有するものが用途ごとに実用化されている。例えばコアとクラッドとの屈折率差に基づく開口数ＮＡの大小や、曲がり易さや強度に影響するクラッド径やその外側の被覆構造など、用途に応じて適切に選択され得る。
【００３３】
また、光ファイバは、様々な素材のものが利用され得る。旧来より利用されているガラスコア／ガラスクラッドの光ファイバはもちろん、短距離光伝送用として普及しているプラスティックコア／プラスティッククラッドのものも用いられ得る。さらに、コアとクラッドとの屈折率差を大きくするために、ガラスコアとプラスティッククラッドとが組み合わされた複合型の光ファイバも用いられ得る。本実施形態では、利用される光の強度や波長に基づいて、比較的光耐久性が高い石英コアとガラスクラッドとを有する光ファイバが選択されている。
【００３４】
光コンバイナ部１５０について詳述する。光コンバイナ部１５０は、複数の入射端から入射した光を１つの出射端から出射する光に合波する機能を有する光学素子を含む。すなわち、光コンバイナ部１５０には、複数の光源から出射され夫々対応する光ファイバにより導光されたレーザ光を一本の光ファイバに結合可能な光学素子が利用され得る。光コンバイナ部１５０には、例えば、クロスプリズムやダイクロイックミラー等が組み合わされたプリズム型の光学素子や、複数の径の細い光ファイバのコア部が一本の径の太い光ファイバのコア部に接続された光ファイバ型の光学素子などが利用され得る。
【００３５】
光ファイバ型の光コンバイナ部１５０の一例の概略を図３に示す。この図に示されるように、光コンバイナ部１５０は、複数の光を合波する機能を有する光コンバイナ１５５を含む。光コンバイナ１５５には、第１の入射側接続光ファイバ１５３−１の一端と、第２の入射側接続光ファイバ１５３−２の一端と、第３の入射側接続光ファイバ１５３−３の一端と、第４の入射側接続光ファイバ１５３−４の一端とが接続されている。第１の入射側接続光ファイバ１５３−１の他端には、入射側光ファイバ１６２が接続される第１のコネクタ１５２−１が設けられている。第２の入射側接続光ファイバ１５３−２の他端には、入射側光ファイバ１６２が接続される第２のコネクタ１５２−２が設けられている。第３の入射側接続光ファイバ１５３−３の他端には、入射側光ファイバ１６２が接続される第３のコネクタ１５２−３が設けられている。第４の入射側接続光ファイバ１５３−４の他端には、入射側光ファイバ１６２が接続される第４のコネクタ１５２−４が設けられている。また、光コンバイナ１５５には、出射側接続光ファイバ１５７の一端が接続されている。出射側接続光ファイバ１５７の他端には、出射側光ファイバ１６６が接続される出射側コネクタ１５８が設けられている。
【００３６】
光コンバイナ１５５の接続部を図４に示す。図４は４ｉｎ１ｏｕｔの光コンバイナ１５５の例である。第１の入射側接続光ファイバ１５３−１、第２の入射側接続光ファイバ１５３−２、第３の入射側接続光ファイバ１５３−３、及び第４の入射側接続光ファイバ１５３−４のそれぞれの端面が、出射側接続光ファイバ１５７のクラッド１５７−２に囲まれたコア１５７−１の端面に押し当てられており、第１乃至第４の入射側接続光ファイバと出射側接続光ファイバ１５７とは光学的に接続されている。なお、図４は分かり易さのための模式図となっているが、実際には接続部近傍は融着され又は接着剤等で固定されており、また、接続部は、機械的強度を向上させるために、カバー等で全体が覆われている。
【００３７】
なお、図４に示された光コンバイナ１５５は、第１乃至第４の入射側接続光ファイバの径よりも出射側接続光ファイバ１５７の径が太い構成となっている。このように入射側と出射側で径が違ってもよい。また、出射側接続光ファイバ１５７に穏やかなテーパーを設けられ、出射側接続光ファイバ１５７が徐々に細くなるように加工されていてもよい。
【００３８】
ここでは、４ｉｎ１ｏｕｔ（入射端が４箇所、出射端が１箇所）の光コンバイナ部１５０の例を示したが、これに限らない。用途に応じて２ｉｎ１ｏｕｔの光コンバイナや、多数の入力側の光ファイバを１本の光ファイバと結合させる多ｉｎ１ｏｕｔの光コンバイナも実用化されており、このような様々な光コンバイナが利用され得る。また、複数の光コンバイナが直列に接続されることで、入射端数は目的に合わせて調整され得る。例えば、２ｉｎ１ｏｕｔの光コンバイナの一方の入射端に別の２ｉｎ１ｏｕｔの光コンバイナの射出端を接続することで、全体として３ｉｎ１ｏｕｔの光コンバイナが構成され得る。同様に、様々な光コンバイナが直列又は並列に接続されることで、さまざまなタイプの光コンバイナが構成され得る。なお、一般に光コンバイナと言うときには、光コンバイナ１５５のことを意味したり、光コンバイナ部１５０全体のことを意味したりすることがあることに留意する。
【００３９】
光射出部１９０について詳述する。光射出部１９０は、出射側光ファイバ１６６によって導かれたレーザ光を照明光として射出する。このレーザ光は、第１乃至第４の半導体レーザ光源から射出され、光コンバイナ部１５０で出射側光ファイバ１６６に導かれた、互いに波長が異なる４つの狭帯域光であるレーザ光である。光射出部１９０は、第１乃至第４の半導体レーザ光源から射出された１次光であるレーザ光の光学特性を、照明用途に合わせて調整し、照明光として射出する。
【００４０】
レーザ光は、その放射角や単位角度あたりの光強度によっては、人体に危険な場合がある。そこで、光射出部１９０は、射出する光の放射角を安全な程度まで拡げたり、発光点の大きさを大きくしたりする。また、レーザ光の光学的特徴である可干渉長の長さ、すなわちコヒーレンシーの高さのため、レーザ光が散乱面等に照射された場合に、ランダムな輝点、いわゆるスペックルノイズが発生する。スペックルノイズは、観察者にちらつき感などの不快感を与えるだけでなく、観察対象物のディテール観察の阻害要因となる。そこで、光射出部１９０は、レーザ光のコヒーレンシーを低下させる。さらに、光ファイバのコアとクラッドの屈折率差に基づく指標であるＮＡは、屈折率と同様に波長依存性を有している。光ファイバの射出端から射出されるレーザ光の放射角は、このＮＡに依存する。このため、光ファイバの射出端から射出されるレーザ光の放射角は、波長依存性を有している。ここで、波長ごとに放射角が異なると、光ファイバから射出される光には、同心円状の色ムラが発生する。その結果、照明対象物の位置によって色の見え方が変わってしまう。そこで、この波長ごとの放射角の違いを解消するために、光射出部１９０は、放射角や配光分布を調整する。
【００４１】
本実施形態に係る光射出部１９０の構成例を図５に示す。図５は、出射側光ファイバ１６６の中心軸を通る平面における、光射出部１９０と出射側光ファイバ１６６の先端部とを示す概略図である。光射出部１９０は、出射側光ファイバ１６６の端部に設けられた円錐台形状の貫通孔を有するホルダ１９２を有する。ホルダ１９２の貫通孔の出射側光ファイバ１６６が接続された側とは反対側の開口部には、フタ状に取り付けられた拡散板１９４が設けられている。拡散板１９４には、透明な樹脂の中に、アルミナ等その樹脂よりも屈折率が大きい粒子を分散させたものや、逆に微細な気泡等その樹脂よりも屈折率が小さい構造体を分散させたものや、表面に微細な凹凸を有するスリガラス等、及びこれらの複合体等が利用され得る。その他、拡散板１９４として知られている様々な部材が適用され得る。なお、拡散板１９４は、出射側光ファイバ１６６の端部に近い位置に配置されると、レーザ光の熱によって変成等する恐れがある。そこで、拡散板１９４は、出射側光ファイバ１６６の端部から適当な距離だけ離されて配置されている。
【００４２】
また、貫通孔の内面には、反射ミラー１９６が設けられている。また、出射側光ファイバ１６６の端部と拡散板１９４と反射ミラー１９６とに囲まれた貫通孔の内部のキャビティ１９１には、第１乃至第４の半導体レーザ光源から射出されたレーザ光に対して透明な樹脂が充填されている。キャビティ１９１の充填には、樹脂の代わりガラスが用いられてもよい。出射側光ファイバ１６６とホルダ１９２とは、フェルールやスリーブなど、図示しない部材により光学的な位置関係を保持するように組み立てられている。
【００４３】
出射側光ファイバ１６６が導光し、出射側光ファイバ１６６の射出端から射出されたレーザ光は、キャビティ１９１内の透明な樹脂に侵入し、出射側光ファイバ１６６のＮＡ、キャビティ１９１内の樹脂の屈折率、レーザ光の波長などに応じた広がり角で広がりながら進行し、拡散板１９４に入射する。拡散板１９４に入射したレーザ光の一部は、拡散板１９４を透過して外部に射出され、また別の一部は、後方に反射散乱されて進行する。後方に反射散乱されたレーザ光は、円錐台形状の反射ミラー１９６によって反射され、再び前方に進行し、一部は外部に射出され、別の一部は再び後方に射出される。これらの一連の動作を繰り返しながら、光射出部１９０に入射した１次光であるレーザ光は、光射出部１９０によってその光学特性である放射角、配光分布、コヒーレンシーなどが調整された２次光となる。また、発光点の大きさについては、拡散板１９４の外表面のサイズとなる。すなわち、発光点の大きさは、光射出部１９０がない場合、出射側光ファイバ１６６のコア部のサイズであるが、本実施形態では、光射出部１９０によって大きくなる。
【００４４】
本実施形態によれば、光射出部１９０によって、第１乃至第４の半導体レーザ光源から射出されたレーザ光の配光を、ほぼ均一にすることで色ムラがなく、安全であり、コヒーレンシーも低い、良好な照明光が実現され得る。
【００４５】
本実施形態に係る光射出部１９０から射出される２次光としての照明光のスペクトルの概略図を図６に示す。この図に示されるように、各レーザ光の波長や強度比は、第１乃至第４の半導体レーザ光源から射出されたレーザ光の波長や強度比と比較して大きく変化することなく、略等しい波長及び強度比を有する４本の狭帯域光が照明光として射出される。
【００４６】
なお、ここで示した光射出部１９０の構成は一例であり、様々な変形例が用いられ得る。例えば、コヒーレンシーを十分に低くしてスペックルの発生を抑制するために、光射出部全体が微小振動したり、光射出部の後段に従来技術による別のスペックル対策用光学系が設けられたりするなど、様々な変形が可能である。同様に、拡散板が２枚以上設けられたり、光射出部の後段に別の拡散板が設けられたりすることも可能である。さらに、配光や放射角を微調整するために、レンズ等の光学系も用いられ得る。
【００４７】
撮像部１８４について詳述する。光源撮像装置１００は、観察対象物９００の内部空間に挿入され、照明光の光量と比較して、自然光や室内光等の外光の光量を無視できる環境で利用されることが想定されている。したがって、撮像部１８４は、観察対象物９００に向けて光射出部１９０から射出された照明光の反射光及び散乱光によって照らされた観察対象物の画像を取得する。
【００４８】
撮像部１８４は、赤色領域（Ｒ領域）、緑色領域（Ｇ領域）、青色領域（Ｂ領域）の３つの波長領域についてそれぞれ分離して独立に画像を取得できる。すなわち、撮像部１８４は、Ｒ領域を検出するＲ光検出要素と、Ｇ領域を検出するＧ光検出要素と、Ｂ領域を検出するＢ光検出要素との３種類の光検出要素を有している。広く利用されている一般の撮像素子と同様に、撮像部１８４に設けられた撮像素子において、それぞれ多数のＲ光検出要素、Ｇ光検出要素及びＢ光検出要素は、マトリックス状に配列されている。この配列は、例えばベイヤ配列に従う。
【００４９】
各光検出要素は、各領域の光を透過するフィルタと、光検出素子とを含む。Ｒ光検出要素に設けられたＲフィルタの分光特性と、Ｇ光検出要素に設けられたＧフィルタの分光特性と、Ｂ光検出要素に設けられたＢフィルタの分光特性とを、図７に示す。図７に示されるように、本実施形態に係る撮像部１８４に設けられたフィルタは、一般的な撮像素子用の原色フィルタである。Ｒフィルタ、Ｇフィルタ及びＢフィルタの各々の光透過率は、それぞれ所定の波長においてピークをもち、概ねそのピークから徐々に透過率が低下する。何れのフィルタにおいても、透過率がゼロになっている領域はほとんどなく、何れのフィルタも可視光の広い領域で数％から１０％程度の透過率を有している。なお、この数％から１０％程度の透過率は、カラー画像の撮影において、無視できるレベルであると言える。なお、図７に示した波長特性は一般的ではあるが一例であり、撮像部１８４にその他の特性のフィルタが用いられても、それに応じて以下の説明に従って例えば光源部１２０といった撮像部１８４以外の構成が適宜変更され得る。
【００５０】
本実施形態では、２０％以上の透過率を有する波長領域を、各光検出要素の感度領域と定義する。すなわち、図８に示されるように、Ｂ光検出要素の光感度領域であるＢ光感度領域は、４００乃至５２５ｎｍであり、Ｇ光検出要素の光感度領域であるＧ光感度領域は、４７０乃至６２５ｎｍであり、Ｒ光検出要素の波長感度領域であるＲ光感度領域は、５７０ｎｍ乃至７００ｎｍである。Ｂ光感度領域とＧ光感度領域とは、４７０乃至５２５ｎｍにおいて重なり合っており、この領域をＢＧ感度重なり領域と称することにする。同様に、Ｇ光感度領域とＲ光感度領域とは、５７０乃至６２５ｎｍにおいて重なり合っており、この領域をＧＲ感度重なり領域と称することにする。ＢＧ感度重なり領域に含まれる波長の光は、Ｂ光検出要素とＧ光検出要素との両方で、無視できない程度に検出される。同様に、ＧＲ感度重なり領域に含まれる波長の光は、Ｇ光検出要素とＲ光検出要素との両方で、無視できない程度に検出される。
【００５１】
本実施形態に係る各フィルタの波長毎の透過率と、４つの半導体レーザ光源の波長特性とを図８に示す。図８に示されるように、本実施形態では第２の半導体レーザ光源（ＬＤ）１２２から射出される波長５２０ｎｍの青緑色レーザ光はＢＧ感度重なり領域に含まれ、その反射光などはＢ光検出要素とＧ光検出要素との両方によって検出される。また、第３の半導体レーザ光源（ＬＤ）１２３から射出される波長５９０ｎｍのオレンジ色レーザ光はＧＲ感度重なり領域に含まれ、その反射光などはＧ光検出要素とＲ光検出要素との両方によって検出される。言い換えると、Ｂ光検出要素は、第１の半導体レーザ光源（ＬＤ）１２１から出力される波長４５０ｎｍの青色レーザ光と、第２の半導体レーザ光源（ＬＤ）１２２から出力される波長５２０ｎｍの青緑色レーザ光を検出する多光検出要素である。また、Ｇ光検出要素は、第２の半導体レーザ光源（ＬＤ）１２２から出力される波長５２０ｎｍの青緑色レーザ光と、第３の半導体レーザ光源（ＬＤ）１２３から出力される波長５９０ｎｍのオレンジ色レーザ光を検出する多光検出要素である。また、Ｒ光検出要素は、第３の半導体レーザ光源（ＬＤ）１２３から出力される波長５９０ｎｍのオレンジ色レーザ光と、第４の半導体レーザ光源（ＬＤ）１２４から出力される波長６５０ｎｍの赤色レーザ光を検出する多光検出要素である。
【００５２】
なお、上述の特許文献１に記載の光源で用いられている４つのレーザ光は、４４１．６ｎｍの青色レーザ光と、５３７．８ｎｍの緑色レーザ光と、６３６．０ｎｍ及び６３２．８ｎｍの２つの赤色レーザ光とである。この場合、４４１．６ｎｍの青色レーザ光は、Ｂ光検出要素のみによって検出され、５３７．８ｎｍの緑色レーザ光は、Ｇ光検出要素のみによって検出され、６３６．０ｎｍ及び６３２．８ｎｍの２つの赤色レーザ光は、Ｒ光検出要素のみによって検出される。
【００５３】
撮像部１８４には、図示しない電気配線を通じて電力が供給され、また、撮像開始／終了の指示がなされる。撮像部１８４は、撮像開始の指示に従って撮像を開始し、観察対象物による照明光の反射・散乱光を受光する。撮像部１８４の各光検出要素は、各要素に設けられたフィルタの波長特性に応じた信号を画像情報として、信号線を通じて画像処理回路１４４に伝送する。
【００５４】
画像処理回路１４４は、受信した画像情報に基づき、適切な画像処理を施す。画像処理回路１４４は、画像処理後の情報を、表示部１４７に画像を表示させるためや、記録部１４８に画像情報を記録させるために、制御部１４１に出力する。
【００５５】
次に本実施形態に係る光源撮像装置１００の動作について説明する。例えば入力部１４６から入力されたユーザの指示や画像処理回路１４４によって処理された画像の情報等に基づいて、制御部１４１は、光源制御回路１４２に、第１の半導体レーザ光源１２１、第２の半導体レーザ光源１２２、第３の半導体レーザ光源１２３及び第４の半導体レーザ光源１２４の動作を制御させる。すなわち、光源制御回路１４２は、制御部１４１から入力された情報を用いて算出された制御信号を、制御信号線１３９を介して第１の駆動回路１３１、第２の駆動回路１３２、第３の駆動回路１３３及び第４の駆動回路１３４に出力する。
【００５６】
第１乃至第４の駆動回路は、それぞれ光源制御回路１４２から入力された制御信号に基づいて、光源制御回路１４２が算出したタイミング及び光量で第１乃至第４の半導体レーザ光源を動作させるように、第１乃至第４の半導体レーザ光源に電力を供給する。第１乃至第４の半導体レーザ光源は、それぞれ第１乃至第４の駆動回路から入力された電力によって、固有の波長のレーザ光を射出する。
【００５７】
第１乃至第４の半導体レーザ光源から射出された互いに波長が異なる４つのレーザ光は、それぞれ入射側光ファイバ１６２を経由して、光コンバイナ部１５０に入射する。光コンバイナ部１５０に入射した波長の異なる４つのレーザ光は、光コンバイナ部１５０において光学的に結合し、一本の出射側光ファイバ１６６に入射する。出射側光ファイバ１６６に入射した４つのレーザ光は、出射側光ファイバ１６６によって導光され、挿入部１８０の先端に設けられた光射出部１９０に入射する。光射出部１９０は、出射側光ファイバ１６６によって導光されたレーザ光を、上述のとおり拡散光である照明光に変換する。光射出部１９０は、照明光を観察対象物９００に向けて射出する。
【００５８】
光射出部１９０から射出される照明光の特性は、光源制御回路１４２によって決定された第１乃至第４の半導体レーザ光源のそれぞれの発光量やタイミングによって調整され得る。例えば、光射出部１９０は、赤、オレンジ、青緑、青の順に光を射出することもできる。また、光射出部１９０は、特定の組合せの光を特定のタイミングで発光させることもできる。
【００５９】
光射出部１９０から射出された照明光は、次のような特徴を有する。照明光は狭帯域光であり、照明光の波長は、青色、青緑色、オレンジ色、赤色に相当する。また、照明光の配光分布は、十分に拡散されたものとなっており、照明光は、コヒーレンシーが十分に低い拡散光である。さらに、以降の説明では、各色のレーザ光は同時に射出され、各色のレーザ光の強度は互いに等しいものとする。このような照明光は、観察対象物９００に照射されると、観察対象物の分光反射率に応じた反射散乱光となる。この反射散乱光のうち挿入部１８０の先端部に設けられた撮像部１８４に向かって進行する成分は、この撮像部１８４に入射する。撮像部１８４に入射した反射散乱光は、撮像部１８４によって画像情報として検出される。
【００６０】
図８に示されるように、撮像部１８４のＢ光検出要素は、第１の半導体レーザ光源（ＬＤ）１２１から出力された波長４５０ｎｍの青色レーザ光に基づく光と、第２の半導体レーザ光源（ＬＤ）１２２から出力された波長５２０ｎｍの青緑色レーザ光に基づく光とを検出する。また、撮像部１８４のＧ光検出要素は、第２の半導体レーザ光源（ＬＤ）１２２から出力された波長５２０ｎｍの青緑色レーザ光に基づく光と、第３の半導体レーザ光源（ＬＤ）１２３から出力された波長５９０ｎｍのオレンジ色レーザ光に基づく光とを検出する。また、撮像部１８４のＲ光検出要素は、第３の半導体レーザ光源（ＬＤ）１２３から出力された波長５９０ｎｍのオレンジ色レーザ光に基づく光と、第４の半導体レーザ光源（ＬＤ）１２４から出力された波長６５０ｎｍの赤色レーザ光に基づく光とを検出する。
【００６１】
本実施形態では、光射出部１９０から射出された照明光に含まれる４色の狭帯域光の強度は、互いにほぼ等しい強度となっている。すなわち、観察対象物９００の分光反射率が一定な場合、撮像部１８４の各光検出要素で検出される光量はほぼ等しくなるように構成されている。したがって、分光反射率が一定でない場合、撮像部１８４の各光検出要素で検出される光量は、各々の光検出要素で検出される狭帯域光λｎｂ１乃至λｎｂ４の波長における分光反射率に応じた強度比となる。
【００６２】
撮像部１８４に入射した照明光の反射散乱光は、撮像部１８４に含まれる撮像素子及び電気回路により電気信号に変換される。撮像部１８４で生成された画像信号は、画像信号線１８６を介して画像処理回路１４４に伝送される。画像処理回路１４４は、光源制御回路１４２の光制御の情報や狭帯域光の波長や強度の情報なども用いて、撮像部１８４から入力された画像信号について画像処理を行い、制御部１４１に出力する。画像処理回路１４４で処理された画像信号は、例えば表示部１４７に表示されたり、記録部１４８に記録されたりする。
【００６３】
ここで、本実施形態に係る光源撮像装置１００の狭帯域光としてのレーザ光の波長の選定方法について説明する。一般に、色再現性を数値化する指標として、平均演色評価数Ｒａが用いられている。平均演色評価数は日本工業規格ＪＩＳ  Ｚ  ８７２６「光の演色性評価方法」に定義されている。演色評価数の評価には、分光反射率が異なる１５種類の試験色（色サンプル）が用いられる。これら試験色に対して演色評価数Ｒ１乃至Ｒ１５が測定される。演色評価数Ｒ１乃至Ｒ８に対応する試験色１乃至８は、自然界に存在する物体が想定された色であり、演色評価数Ｒ９乃至Ｒ１４に対応する試験色９乃至１４は、比較的彩度が高い色である。また、演色評価数Ｒ１５に対応する試験色１５は、日本人の肌が想定された色である。色再現性の指標として最も広く用いられている平均演色評価数は、演色評価数Ｒ１乃至Ｒ８の平均値である。
【００６４】
図９Ａ乃至図９Ｉは、それぞれ試験色１乃至８及び１５の分光反射率のスペクトルを示す。図９Ａ乃至図９Ｉにおいて、横軸は波長を示し、紫外領域の３５０ｎｍから赤外領域の８００ｎｍまでが示されている。縦軸は、分光反射率を示す。ここで分光反射率とは、物体に光が当たったときに反射する光の割合を波長ごとに反射率（％）として表したものである。図９Ａ乃至図９Ｉに示されるように、何れの試験色においても、一般的な可視光領域である４００乃至７００ｎｍの範囲に着目すると、波長に応じた分光反射率の変化は滑らかであり、近接する波長でステップ状に変化する部分は認められない。例えば撮像部１８４といった光検出部が、図９Ａ乃至図９Ｉに示されるような波長による分光反射率の差異を正確に検出できる程、その光検出部による色再現性は高くなると言える。
【００６５】
可視光領域内で波長に応じて分光反射率が比較的急峻に変化しているのは、試験色８の６１０ｎｍ付近や、試験色１５の５９０ｎｍ付近である。分光反射率が大きく変化している波長を急峻波長λｋとする。例えば、試験色８では急峻波長λｋ＝６１０ｎｍであり（図９Ｈ参照）、試験色１５では急峻波長λｋ＝５９０ｎｍである（図９Ｉ参照）。各試験色における分光反射率の変化について検討すると、試験色８の６１０ｎｍ付近や、試験色１５の５９０ｎｍ付近においても、分光反射率の変化率は、１％／ｎｍ程度である。これら２箇所を除いて、試験色１乃至８及び１５における分光反射率の変化は、概ね０．５％／ｎｍ程度かそれ以下である。
【００６６】
この分光反射率の変化に基づいて色再現性を検討する。撮像部１８４が、２０％程度異なる分光反射率の違いを検出できるとき、取得される画像の色再現性が有意に向上すると考えられる。レーザ光のような狭帯域光で観察対象物を照明するとき、光検出部は、照明された波長の分光反射率しか検出できない。したがって、２０％程度異なる分光反射率の違いを検出するためには、分光反射率が２０％程度異なる波長の光で照明される必要がある。
【００６７】
図９Ａ乃至図９Ｉに示されるように、分光反射率の変化が０．５％／ｎｍ程度だとすると、色再現性を有意に向上させるために分光反射率が２０％程度異なる波長の光で照明するためには、２つの狭帯域光による照明光の波長差が４０ｎｍ程度以上である必要がある。同様に、分光反射率の変化が１％／ｎｍ程度だとすると、色再現性を有意に向上させるためには、２つの狭帯域光の波長差が２０ｎｍ程度以上である必要がある。一方で、上述の撮像部１８４のように分光特性が異なる光検出要素を複数有する撮像素子と組み合わせて使用する光源装置においては、１つの光検出要素による１つの光感度領域内にこれら２つの狭帯域光の波長が含まれていることが好ましい。
【００６８】
これらの波長差の指標は、光源装置の利用目的や狭帯域光であるレーザ光の数等により適宜調整され得る。しかしながら、レーザ光の数を十分に多くし、分光反射率の違いを精度よく検出するような用途であっても、波長の差が１０ｎｍ以下の場合、これらのレーザ光の波長差が色再現性の有意な向上をもたらすとは考えにくい。有限個のレーザ光を組み合わせた光源装置においては、色再現性を向上させるためには波長の差が２０ｎｍ程度以上離れていることが望ましく、特に４０ｎｍ以上離れていれば色再現性を有意に向上させると考えられる。
【００６９】
さらに、最小の光源数で色再現性を効率よく向上させるためには、主たる観察対象物の分光反射率が大きく変化している急峻波長λｋを挟むように、狭帯域光であるレーザ光波長が設定されることが望ましい。特に、上述のような分光特性が異なる光検出要素を有する撮像素子と組み合わせて使用する光源装置においては、１つの光検出要素による１つの光感度領域内であって、かつ観察対象物の分光反射率が大きく変化している急峻波長λｋを挟むように、レーザ光の波長が設定されることが望ましい。なお、観察対象物の分光反射率が大きく変化している急峻波長λｋを挟むようにレーザ光の波長が設定されるとき、レーザ光の波長差が小さくても、色再現性を有意に向上させる場合がある。一般的にはレーザ光の波長差を４０ｎｍ以上に設定することが好ましいが、急峻波長λｋを挟んで設定される場合、この波長差は２０ｎｍや１０ｎｍ程度であっても、有意に色再現性が向上することがある。
【００７０】
図９Ａ乃至図９Ｉを参照すると、汎用性を有するように光源撮像装置１００を設定する場合、１つの光検出要素による１つの光感度領域内であって、かつ急峻波長λｋ＝６００ｎｍを挟むようにレーザ光の波長が設定されることで、色再現性の指標である演色評価数が向上することが期待できる。また、用途が限定的な場合、例えば日本人の肌の色を観察する場合、１つの光検出要素による１つの光感度領域内であって、かつ急峻波長λｋ＝５９０ｎｍを挟むようにレーザ光の波長が設定されることで、色再現性の指標である演色評価数が向上することが期待できる。また、他の限定的な用途の場合、観察対象物の分光反射率を測定することで取得した急峻波長λｋを用いてレーザ光の波長が設定されることで、色再現性の指標である演色評価数が向上することが期待できる。
【００７１】
このように、２つのレーザ光源が設けられることで、レーザ光源が１つの場合よりも有意に色再現性を向上するとき、これら２つのレーザ光の波長が「波長的に離散している」と称することにする。このように、波長的に離散している２つのレーザ光の波長差を有効波長間隔と称することにする。
【００７２】
また、多数のレーザ光を発光できるように構成された光源装置の色再現性が高いことは自明である。すなわち、例えば可視光領域に数ｎｍおきに１００以上のレーザ光を並べることができれば、色再現性は相当程度高くなり得る。しかしながら、一般に流通しているレーザ光源が射出する光の波長は特定の値に限られており、それ以外の波長を射出するレーザ光源は、入手できないか、入手できたとしても高価である。さらに、多数のレーザ光源が用いられると、装置全体では、高コスト化、高消費電力化、大型化など様々な問題が発生し得る。したがって、レーザ光源の個数は、できるだけ少ないことが好ましい。
【００７３】
上記のような事情に鑑みて、本実施形態では、レーザ光源の数は、所望の色再現性を得るために最低限必要であると考えられた４個と決定された。また、その４個のレーザ光源のうち、３個のレーザ光源は、一般に流通している半導体レーザ光源の中から選択された。本実施形態における、レーザ光源の波長選定基準を以下に示す。
（１）レーザ光の波長数は、所定の色再現性を得るために最低限必要と考えられた４とする。
（２）図８に示されるように、撮像部１８４のＲ光感度領域、Ｇ光感度領域及びＢ光感度領域の各々は、少なくとも１つ、好ましくは２つ以上のレーザ光源の波長を含む。
（３）レーザ光源の波長差は、有効波長間隔以上であって、波長的に離散していると考えられた４０ｎｍ以上とする。
（４）試験色１乃至８及び１５の各々の分光反射率が急峻に変化している急峻波長λｋを挟んで２つのレーザ光が設けられるように、レーザ光の波長を決定する。
（５）一般に流通しているレーザ光源の波長とする。
【００７４】
以上に基づいて、第１乃至第４の半導体レーザ光源の波長は選定された。本実施形態の第１乃至第４の半導体レーザ光源の波長は、以下のとおり上記（１）乃至（５）を満たす。すなわち、（１）レーザ光の波長数は、第１の半導体レーザ光源１２１の青色レーザ、第２の半導体レーザ光源１２２の青緑レーザ、第３の半導体レーザ光源１２３のオレンジ色レーザ、第４の半導体レーザ光源１２４の赤色レーザの４つである。また、（２）Ｂ光感度領域は第１の半導体レーザ光源１２１及び第２の半導体レーザ光源１２２の波長を、Ｇ光感度領域は第２の半導体レーザ光源１２２及び第３の半導体レーザ光源１２３の波長を、Ｒ光感度領域は第３の半導体レーザ光源１２３及び第４の半導体レーザ光源１２４の波長を含む。
【００７５】
また、（３）第１の半導体レーザ光源１２１及び第２の半導体レーザ光源１２２の波長差は７０ｎｍであり、第２の半導体レーザ光源１２２及び第３の半導体レーザ光源１２３の波長差は７０ｎｍであり、第３の半導体レーザ光源１２３及び第４の半導体レーザ光源１２４の波長差は６０ｎｍであり、何れの波長差も４０ｎｍ以上である。また、可視光域を４００乃至７００ｎｍとしたとき、その一端である４００ｎｍと第１の半導体レーザ光源１２１の波長との波長差は５０ｎｍであり、他端である７００ｎｍと第４の半導体レーザ光源１２４の波長との波長差は５０ｎｍであり、何れの波長差も４０ｎｍ以上である。すなわち、第１の半導体レーザ光源１２１の波長、及び第４の半導体レーザ光源１２４の波長は、人間が視感度を有する可視光領域の限界である４００ｎｍ及び７００ｎｍから４０ｎｍ以上離れており、色再現性の点で有用な波長が選択されている。
【００７６】
また、（４）試験色８及び１５の分光反射率が急峻に変化している急峻波長λｋ＝６００ｎｍを挟むように、５９０ｎｍのオレンジ色レーザ光（第３の半導体レーザ光源１２４）及び６５０ｎｍの赤色レーザ光（第４の半導体レーザ光源１２４）が設けられている。また、（５）第１乃至第４の半導体レーザ光源は、市場に流通しており、いずれも容易に入手できる。
【００７７】
Ｂ光感度領域のうちＧ光感度領域を除いた部分を第１の光感度領域と称することにする。ＢＧ感度重なり領域を第２の光感度領域と称することにする。Ｇ光感度領域のうち、Ｂ光感度領域とＲ光感度領域とを除いた部分を第３の光感度領域と称することにする。ＧＲ感度重なり領域を第４の光感度領域と称することにする。Ｒ光感度領域のうちＧ光感度領域を除いた部分を第５の光感度領域と称することにする。
【００７８】
本実施形態では、汎用的に用いられるような色再現性を考慮しつつ、観察対象物を生体等とする応用も考慮されている。このため、赤色の色再現性（試験色８、１５）を比較的重視して設計されている。すなわち、第１の光感度領域に対応して第１の半導体レーザ光源１２１が、第２の光感度領域と第３の光感度領域とを合わせた領域に対応して第２の半導体レーザ光源１２２が、第４の光感度領域に対応して第３の半導体レーザ光源１２３が、第５の光感度領域に対応して第４の半導体レーザ光源１２４が設けられている。このようにレーザ光源が設けられることによって、汎用的な色再現性を向上させつつ、生体への応用に適した光源装置が提供され得る。なお、第１、第４及び第５の光感度領域には、それぞれ１つのレーザ光源が設けられているのに対して、第２及び第３の光感度領域には、合わせて１つのレーザ光源しか設けられていないのは、生体を観察対象物とする場合、青緑色から緑色領域での分光反射率の変化が大きい場合が想定され難く、青緑色から緑色領域の色再現性を比較的軽視しつつレーザ光源の数の最小化を重視した結果である。青緑色から緑色領域の色再現性も重視する場合、第２及び第３の光感度領域に、それぞれ１つのレーザ光源が設けられるとよい。
【００７９】
なお、従来の一般的なレーザ光を用いた光源装置として、赤、緑、青の３つの波長領域に対応して、それぞれ１つずつのレーザ光が用いられる構成が知られている。また、特許文献１に記載されている光源装置では、１つの白色レーザであるＨｅ−Ｃｄレーザ光源から射出される、４４１．６ｎｍ（青）、５３７．８ｎｍ（緑）及び６３６．０ｎｍ（赤）の３つのレーザ光に加えて、４つ目のレーザ光としてＨｅ−Ｎｅレーザ光源から射出される６３２．８ｎｍ（赤）のレーザ光が組み合わされている。ここで、白色レーザ光源の赤色光の波長である６３６．０ｎｍと、追加したＨｅ−Ｎｅレーザ光源の赤色光の波長である６３２．８ｎｍとの差は、３．２ｎｍである。これは、図２に示された一般的なマルチモードレーザの波長広がりが１ｎｍ程度であることと比較すると、非常に近い値であると言える。言い換えると、６３６．０ｎｍのレーザ光と６３２．８ｎｍのレーザ光とは、波長が非常に近く、波長的に離散しているとは言えない。したがって、特許文献１に記載されている先行技術の構成では、波長６３２．８ｎｍのＨｅ−Ｎｅレーザを追加することによる色再現性を向上させる効果はわずかであると考えられるしたがって、特許文献１に示されるように、数ｎｍだけ波長が異なる複数のレーザ光が用いられても、複数のレーザ光が用いられることによる色再現性の向上度合いはわずかであると考えられる。すなわち、波長的に離散していない範囲内にある複数のレーザ光が用いられても、その光源装置のレーザ光源が複数あることによる演色性の向上はわずかである。
【００８０】
以上のとおり本実施形態によれば、光源撮像装置１００において、撮像部１８４がＲ光感度領域、Ｇ光感度領域及びＢ光感度領域の３つの光感度領域を有しているのに対して、４つの半導体レーザ光源が、Ｒ光感度領域、Ｇ光感度領域及びＢ光感度領域のそれぞれに２つの半導体レーザ光源の波長が含まれるように設けられている。また、レーザ光の波長差が４０ｎｍ以上となっている。また、Ｒ光感度領域においては、試験色８及び１５において分光反射率が大きく変化する波長λｋを挟むように２つのレーザ光が設けられている。以上のことから、本実施形態に係る光源撮像装置１００によれば、離散的な狭帯域光であるレーザ光が用いられているにも関わらず、少ない数のレーザ光源によって十分な色再現性が得られる。
【００８１】
このように、例えば撮像部１８４は、検出可能な波長帯域である波長感度領域が互いに異なるＮ種（Ｎは自然数）の光検出要素を含む撮像部として機能する。例えば光源部１２０は、互いにピーク波長が異なるＭ個（ＭはＮより大きい自然数）の狭帯域光であって、前記ピーク波長同士の差が有効波長間隔以上である狭帯域光を射出する光源部として機能する。例えば挿入部１８０は、前記対象物が存在する物体の内部空間に挿入されるように構成された挿入部として機能する。例えば射出部１９０は、前記挿入部に設けられており、導光された光に基づく照明光を射出する照明光射出部として機能する。例えば入射側光ファイバ１６２、出射側光ファイバ１６６、光コンバイナ部１５０等は、前記光源部から射出された前記狭帯域光を前記照明光射出部まで導光する導光部材として機能する。
【００８２】
［第１の実施形態の変形例］
第１の実施形態の変形例について説明する。ここでは、第１の実施形態との相違点について説明し、同一の部分については、同一の符号を付してその説明を省略する。第１の実施形態では、可視領域全体の色再現性を向上させるため、撮像部１８４に含まれる３つの光検出要素であるＲ光検出要素、Ｇ光検出要素及びＢ光検出要素の何れもが、２つのレーザ光を検出できる構成としている。すなわち、Ｒ光感度領域、Ｇ光感度領域及びＢ光感度領域の何れにも、２つのレーザ光源から射出される光の波長が含まれる構成となっている。
【００８３】
これに対して本変形例では、観察対象物の分光反射スペクトルが緑色領域から赤色領域にかけて高くて青色領域から青緑色領域までは低い場合に適するレーザ光源の組み合わせを有する。このような観察対象物として、例えば人の肌や、胃の内壁等が想定される。なお、上述のとおり、図９Ｉは日本人の標準的な肌の分光反射率を示している。また、胃の内壁においては、図９Ｉに示されるよりもさらに赤色の反射率が高く、青乃至青緑色の領域の分光反射率が低い。このような観察対象物に対しては、第１の実施形態とは異なり、Ｂ光感度領域に含まれるレーザ光の数は１つでもよいので、代わりにＧ光感度領域のより長波長側に含まれるレーザ光が配置されることがより好ましい。
【００８４】
そこで本変形例では、図１０に示されるように、光源撮像装置１００の光源部１２０には、波長５２０ｎｍの青紫色の光を射出する第２の半導体レーザ光源１２２の代わりに、波長５３２ｎｍの緑色の光を射出する第５の半導体レーザ光源１２５が設けられている。また、光源撮像装置１００には、第２の駆動回路１３２の代わりに、第５の半導体レーザ光源１２５に接続されて第５の半導体レーザ光源１２５に適切な電流量を供給する第５の駆動回路１３５が設けられている。光源撮像装置１００のその他の構成は、第１の実施形態の場合と同様である。
【００８５】
図１１に示されるように、本変形例では、Ｂ光感度領域に含まれるレーザ光は、第１の半導体レーザ光源１２１から射出される４５０ｎｍの青色レーザ光のみとなる。Ｇ光感度領域に含まれるレーザ光は、第５の半導体レーザ光源１２５から射出される５３２ｎｍの緑色レーザ光と、第３の半導体レーザ光源１２３から射出される５９０ｎｍのオレンジ色レーザ光との２色となる。Ｒ光感度領域に含まれるレーザ光は、第３の半導体レーザ光源１２３から射出される５９０ｎｍのオレンジ色レーザ光と、第４の半導体レーザ光源１２４から射出される６５０ｎｍの赤色レーザ光との２色となる。すなわち、本変形例では、Ｇ光検出要素及びＲ光検出要素は、２つの狭帯域光を検出する多光検出要素であるが、Ｂ光検出要素は、単一の狭帯域光を検出する光検出要素である。このため、第１の半導体レーザ光源１２１、第５の半導体レーザ光源１２５、第３の半導体レーザ光源１２３、及び第４の半導体レーザ光源１２４のそれぞれから射出されるレーザ光の光量を、図６を参照して説明したように全てほぼ等しくすると、次の問題が発生する。すなわち、観察対象物の分光反射率が波長によって変化せずに一定であっても、Ｂ検出要素が検出する光量は、Ｇ検出要素及びＲ検出要素が検出する光量と比較して、約半分となってしまう。そこで本変形例では、第１の半導体レーザ光源１２１、第５の半導体レーザ光源１２５、第３の半導体レーザ光源１２３、及び第４の半導体レーザ光源１２４の光量比が、２：１：１：１に設定されている。
【００８６】
本変形例では、上述のとおり例えば人の肌や胃の内壁等の生態観察に用いられ得る。このため、第１の実施形態では、上述の第２の光感度領域に１つのレーザ光が含まれ、第３の光感度領域には１つもレーザ光が含まれていなかったが、本変形例では、第３の光感度領域に１つのレーザ光が含まれ、第２の光感度領域には１つもレーザ光が含まれていない。
【００８７】
本変形例によれば、第１の実施形態と比較して、Ｇ光検出要素が検出する光はより長波長側（赤色側）となっているため、第１の実施形態の場合よりも緑から赤色領域の色再現性が向上する。さらに、５３２ｎｍの光を射出する第５の半導体レーザ光源１２５は、５３２ｎｍのレーザ光が純緑色に近いためプロジェクタ等様々な用途向けに高出力の商品が流通している。このため、第５の半導体レーザ光源１２５は安価に入手可能である。すなわち、より高輝度の光源装置を安価に実現することが可能である。このような５３２ｎｍの光を射出する光源としては、赤外線の半導体レーザ光源とＳＨＧ素子とが組み合わされた複合型半導体レーザ光源が一般的である。
【００８８】
［第２の実施形態］
第２の実施形態について説明する。ここでは、第１の実施形態との相違点について説明し、同一の部分については、同一の符号を付してその説明を省略する。第１実施形態では、レーザ光源の波長の選択を、図９Ａ乃至図９Ｉに示された試験色１乃至８及び１５の分光反射率に基づいて決定されている。ここで、試験色１乃至８は、自然界の色を想定した色であり、試験色１５は、日本人の肌の色を想定した色である。これに対して、より彩度が高い色やカラフルな色の物体を観察したいとする要望もある。そこで本実施形態では、試験色１乃至８及び１５よりも急峻な分光反射率の変化がある色について、少ないレーザ光源の数で効率的に色再現性を向上させる光源撮像装置１００について示す。ここでは、Ｒ光感度領域である５７０ｎｍから７００ｎｍの領域にやや急峻なスペクトル変化があるような分光反射率を有する物を観察対象とする光源撮像装置１００について示す。
【００８９】
本実施形態に係る光源撮像装置１００の構成例を図１２に示す。本実施形態では、光源部１２０には、第１の半導体レーザ光源１２１、第２の半導体レーザ光源１２２、第３の半導体レーザ光源１２３、第６の半導体レーザ光源１２６、及び第７の半導体レーザ光源１２７の５つの直接発光型又は複合型の半導体レーザ光源が含まれている。ここで、第３の半導体レーザ光源１２３、第６の半導体レーザ光源１２６、及び第７の半導体レーザ光源１２７の３つの半導体レーザ光源は、Ｒ光感度領域（５７０乃至７００ｎｍ）に含まれる波長のレーザ光を射出する。
【００９０】
前述の通り、レーザ光源の数を増やすことは光源撮像装置１００の大型化や高コスト化を伴いやすい。このため、できるだけ少ない適切な波長を有するレーザ光源を設けることで、省スペース及び低コストと高い色再現性とを両立することが望まれる。そこで本実施形態では、Ｒ光感度領域の幅Ｗ（＝７００−５７０＝１３０ｎｍ）に対し、３つの波長を効率的に配置するため、以下のようにした。
【００９１】
一般に、任意の自然数をｑとしたときに、ある長さＷを有する領域をｑ個の点で均等な長さを有する領域に分割する場合、ひとつの分割領域の長さは、Ｗ／（ｑ＋１）である。したがって、幅Ｗを有する光感度領域にｑ個の狭帯域光を均等に配置する場合も同様に、Ｗ／（ｑ＋１）と配置することでこれを実現できる。本実施形態では、幅１３０ｎｍのＲ光感度領域に３本の狭帯域光を配置するので、分割領域の幅は１３０／４＝３２．５ｎｍとなる。したがって、計算上では３本の狭帯域光の波長が６０２．５ｎｍ、６３５ｎｍ、６６７．５ｎｍとされることで、Ｒ光感度領域に最も均等に３本の狭帯域光が配置されることとなる。その結果、様々な分光反射率を有する観察対象物に対して、安定的に高い色再現性が期待され得る。しかしながら、狭帯域光の波長は、商業的な意味において任意の波長が自在に選択され得るものではない。すなわち、特定のいくつかの波長のレーザ光源は、容易に入手され、コスト的にも有利となる。さらに製造上の誤差等も考慮して波長が設定される必要がある。そこで、本実施形態では、狭帯域光の波長間隔を、上記した３２．５ｎｍの半分である１６．３ｎｍ以上とし、さらに色再現性、レーザ光源の入手容易性、コストを総合的に考慮して、狭帯域光の波長を選択する。
【００９２】
以上、波長の制約について整理すると、Ｒ，Ｇ，Ｂ等の各光検出要素の光感度領域の実効的な幅、すなわち撮像素子と組み合わせられたＲ、Ｇ、Ｂ等の各フィルタ特性において透過率が２０％以上である領域の幅をＷとし、その光感度領域内にピーク波長λｎｂが含まれる狭帯域光の数をｑ（ｑは任意の自然数）としたときに、波長的に互いに隣接する狭帯域光のピーク波長λｎｂの間隔Δλ２は、下記式（１）で表される。
【００９３】
Ｗ／（２（ｑ＋１））≦Δλ２      （１）
本実施形態では、Ｗ＝１３０ｎｍ、ｑ＝３であるので、上記式（１）よりΔλ２は１６．３ｎｍ以上となる。これを踏まえて本実施形態では、Ｒ光感度領域に含まれる第３の半導体レーザ光源１２３、第６の半導体レーザ光源１２６、及び第７の半導体レーザ光源１２７は次のように決定されている。すなわち、第３の半導体レーザ光源１２３は、波長５９０ｎｍのオレンジ色レーザ光を射出するマルチモードＳＨＧ半導体レーザ光源であり、第６の半導体レーザ光源１２６は、波長６３５ｎｍの朱色レーザ光を射出するマルチモード半導体レーザ光源であり、第７の半導体レーザ光源１２７は、波長６６０ｎｍの赤色レーザ光を射出するマルチモード半導体レーザ光源である。
【００９４】
これらのレーザの波長間隔は、第３の半導体レーザ光源１２３が射出する光の波長と第６の半導体レーザ光源１２６が射出する光の波長との差が４５ｎｍであり、第６の半導体レーザ光源１２６が射出する光の波長と第７の半導体レーザ光源１２７が射出する光の波長との差が２５ｎｍであり、何れもΔλ２＝１６．３ｎｍよりも大きい。すなわち、第３の半導体レーザ光源１２３から射出される波長５９０ｎｍのオレンジ色レーザ光と、第６の半導体レーザ光源１２６から射出される波長６３５ｎｍの朱色レーザ光と、第７の半導体レーザ光源１２７から射出される波長６６０ｎｍの赤色レーザ光とは、同じＲ光検出要素の光感度領域に含まれる要素狭帯域光グループであり、互いの波長間隔は式（１）の条件に合致するΔλ２を有している。
【００９５】
なお、本実施形態に係るＢ光感度領域及びＧ光感度領域に含まれる波長の狭帯域光を射出する光源は、第１の実施形態に示した第１の半導体レーザ光源１２１及び第２の半導体レーザ光源１２２でもよいし、第１の実施形態の変形例で示した第１の半導体レーザ光源１２１及び第５の半導体レーザ光源１２５でもよい。本実施形態では、第１の半導体レーザ光源１２１及び第２の半導体レーザ光源１２２が用いられている。第１の半導体レーザ光源１２１及び第２の半導体レーザ光源１２２が用いられることで、Ｂ光感度領域及びＧ光感度領域においても良好な色再現性が実現される。また、第１の半導体レーザ光源１２１及び第５の半導体レーザ光源１２５が用いられることで、Ｇ光感度領域に対応して比較的安価で高出力な５３２ｎｍの緑色レーザが用いられるため、明るく低コストな光源装置が実現される。
【００９６】
第１の実施形態では４個の半導体レーザ光源が用いられているのに対して、本実施形態では５個の半導体レーザ光源が用いられている。これに伴って、本実施形態では第１の実施形態と比較して、各部の構成が適宜変更されている。すなわち、駆動回路として、第１の半導体レーザ光源１２１を駆動する第１の駆動回路１３１と、第２の半導体レーザ光源１２２を駆動する第２の駆動回路１３２と、第３の半導体レーザ光源１２３を駆動する第３の駆動回路１３３と、第６の半導体レーザ光源１２６を駆動する第６の駆動回路１３６と、第７の半導体レーザ光源１２７を駆動する第７の駆動回路１３７とが設けられている。また、光コンバイナ部１５０は、５ｉｎ１ｏｕｔの光コンバイナとなっている。その他の構成は、第１の実施形態の場合と同様である。
【００９７】
本実施形態に係る光源撮像装置１００の動作は、第１の実施形態に係る光源撮像装置１００の動作と同様である。
【００９８】
本実施形態によれば、特にＲ光検出要素の光感度領域において適切な波長間隔で狭帯域光が配置されているので、この感度領域における分光反射率がフラットでない観察対象物の観察において、安定的で高い色再現性が確保された光源装置が提供され得る。また、レーザの個数、波長が適切に設定されているため、レーザの調達性、コスト、装置のサイズについても良好である光源装置が提供され得る。
【００９９】
［第２の実施形態の変形例］
第２の実施形態の変形例について説明する。ここでは、第２の実施形態との相違点について説明し、同一の部分については、同一の符号を付してその説明を省略する。第２実施形態では、１つのＲ光検出要素の光感度領域における色再現性を高めるため、Ｒ光感度領域に複数の狭帯域光の波長が含まれる場合の、波長の決定方法について説明した。これに対して本変形例では、可視光領域全体における色再現性を高めるための波長決定方法を説明する。
【０１００】
可視光領域は、一般に４００ｎｍから７００ｎｍの範囲といわれている。この領域内に、例えばｐ個（ｐは任意の自然数）の狭帯域光を配置する場合を考える。上述のとおり、ある幅Ｌの波長領域にｐ個の狭帯域光を等間隔に配置する場合、それらの間隔は、Ｌ／（ｐ＋１）となる。可視光領域の幅Ｌ＝３００ｎｍとした場合、各波長間隔は、３００／（ｐ＋１）で求められる。第１の実施形態の場合、ｐ＝４であるので、波長間隔は３００÷５＝６０ｎｍとなる。すなわち、４個の光源を均一な波長間隔で配置するためには、光源が射出する光の波長は、４６０ｎｍ、５２０ｎｍ、５８０ｎｍ、６４０ｎｍとされるべきことになる。しかしながら、第２の実施形態の説明において述べたとおり、波長の選択においては、レーザの調達性、コスト、製造上の誤差等が考慮される必要がある。言い換えると、上記式（１）の場合と同様に、波長間隔をＬ／（ｐ＋１）の半分以上とすることで、色再現性と、レーザの調達性、コスト等とを両立した光源構成を実現することができる。
【０１０１】
すなわち、可視光領域の幅をＬとし、狭帯域光の波長差の最小値をΔλとする。ここで、可視光領域に含まれる全ての狭帯域光をまとめて全狭帯域光グループと称することにする。このとき、全狭帯域光グループに属する狭帯域光について、下記式（２）を満たすようにすることで、色再現性と、レーザ調達性やコスト等の製造上の課題の解決との両立が可能となる。
【０１０２】
Ｌ／（２（Ｐ＋１））≦Δλ      （２）
ここで、Ｌ＝３００ｎｍ、ｐ＝４とすると、式（２）より、Δλは３０ｎｍ以上となる。第１の実施形態及び第２の実施形態では、何れもΔλが３０ｎｍ以上という条件は満足されている。その他の構成は第１の実施形態や第２の実施形態と同様である。
【０１０３】
なお、上記の変形例では、可視領域全域を観察する場合を例として説明したが、これに限らない。用途によっては紫外領域や赤外領域を含む領域を観察対象とする場合がある。また、用途によっては可視光領域の一部の領域のみを観察対象とする場合がある。これらの場合は、その用途に応じて、領域幅Ｌが適宜に変更され得る。
【０１０４】
［第３の実施形態］
第３の実施形態について説明する。ここでは、第１の実施形態との相違点について説明し、同一の部分については、同一の符号を付してその説明を省略する。本実施形態に係る光源撮像装置１００の構成例を図１３に示す。この図に示されるように、光源撮像装置１００は、第１の光源制御回路１４２−１と、第２の光源制御回路１４２−２との２つの光源制御回路を有している。
【０１０５】
第１の光源制御回路１４２−１は、第１乃至第４の半導体レーザ光源を駆動する第１乃至第４の駆動回路に接続されている。一方、第２の光源制御回路１４２−２は、第８の半導体レーザ光源１２８を駆動する第８の駆動回路１３８に接続されている。第１乃至第４の半導体レーザ光源から射出されたレーザ光と、第８の半導体レーザ光源１２８から射出されたレーザ光との５つのレーザ光は、５ｉｎ１ｏｕｔの光コンバイナ部１５０に導かれ、この光コンバイナ部１５０によって１本の出射側光ファイバ１６６に導かれ、光射出部１９０から射出される。第１の光源制御回路１４２−１及び第２の光源制御回路１４２−２は、通信線を介して互いに接続されている。
【０１０６】
第１の光源制御回路１４２−１と、第１乃至第４の駆動回路及び第１乃至第４の半導体レーザ光源等からなる部分は、第１の実施形態等と同じである。一方、第２の光源制御回路１４２−２と、第８の駆動回路１３８と、第８の半導体レーザ光源１２８とが、第１の実施形態や第２の実施形態の場合と比較して追加されている。第８の半導体レーザ光源１２８は、特殊な照明光を射出する光源である。この第８の半導体レーザ光源１２８が射出する照明光の波長や光量等は、目的に応じて適宜変更され得る。すなわち、第８の半導体レーザ光源１２８の波長等は、第１の実施形態や第２の実施形態で説明した色再現性を向上させるための波長等に限らず、特定目的のために必要な波長に設定されている。すなわち、第８の半導体レーザ光源１２８は、特定用途向けの独立狭帯域光を射出する専用光源である。このように、光源部１２０は、第１乃至第４の半導体レーザ光源を含み、独立光源部１２０Ｉは、第８の半導体レーザ光源１２８を含む。
【０１０７】
第８の半導体レーザ光源１２８は、例えば特定の波長領域の光を吸収してその波長領域とは異なる波長の光を発するいわゆる蛍光マーカーを用いた観察や、観察対象物が含有する特定の波長領域の光を選択的に吸収する物質の分布状況等を観察する特殊光観察などのために用いられ得る。このため、第８の半導体レーザ光源１２８には、例えば波長が４０５ｎｍである青紫色レーザ光を射出する半導体レーザ光源が用いられ得る。また、撮像部１８４には、第１乃至第４の半導体レーザ光源が射出した照明光による画像の撮像のためと、第８の半導体レーザ光源１２８が射出したレーザ光を用いた特殊観察のためとに共通に利用される撮像部１８４が設けられてもよい。この場合、第１の実施形態で説明した撮像部１８４が用いられ得る。また、撮像部１８４には、第１乃至第４の半導体レーザ光源が射出した照明光による画像の撮像のために、第１の実施形態で説明した撮像部１８４が用いられ、一方、第８の半導体レーザ光源１２８が射出したレーザ光を用いた特殊観察のために、別途に撮像部が設けられてもよい。ここでは、１つの撮像部１８４が、第１乃至第４の半導体レーザ光源が射出した照明光による画像の撮像と、第８の半導体レーザ光源１２８が射出したレーザ光を用いた特殊観察との両方を行う場合を例として説明を行う。
【０１０８】
本実施形態に係る第１の光源制御回路１４２−１と、第１乃至第４の駆動回路と、第１乃至第４の半導体レーザ光源とに係る動作は、第１及び第２の実施形態の場合と同様である。第２の光源制御回路１４２−２と、第８の駆動回路１３８と、第８の半導体レーザ光源１２８とに係る動作について説明する。
【０１０９】
第２の光源制御回路１４２−２の制御下で、第８の駆動回路１３８は、所望の光量及びタイミングでレーザ光が射出されるように、第８の半導体レーザ光源１２８に電力を供給する。電力が供給された第８の半導体レーザ光源１２８は、波長が４０５ｎｍである青紫色レーザ光を射出する。射出された青紫色レーザ光は、入射側光ファイバ１６２を介して光コンバイナ部１５０に導かれる。光コンバイナ部１５０は、このレーザ光を出射側光ファイバ１６６に入射させる。レーザ光は、出射側光ファイバ１６６によって光射出部１９０に導かれ、光射出部１９０で特殊照明光に変換される。この特殊照明光は、光射出部１９０から例えば観察対象物に向けて射出される。
【０１１０】
観察対象物に照射された特殊照明光の一部は、観察対象物に選択的に吸収されたり波長変換されたりする。観察対象物からの反射光や蛍光の一部は、撮像部１８４によって受光される。撮像部１８４は、特殊照明光が照射された場合の観察対象物の画像を、画像処理回路１４４に伝達する。画像処理回路１４４は、伝達された画像情報に対し適切な画像処理を施す。制御部１４１は、画像処理後の画像を表示部１４７に表示させたり、記録部１４８に記録したりする。
【０１１１】
第１の光源制御回路１４２−１と第２の光源制御回路１４２−２とは、直接的又は間接的に接続されており、互いの光源制御に係る情報を交換できる。本実施形態では、第１の光源制御回路１４２−１が制御する白色光等の照明光と、第２の光源制御回路１４２−２が制御する特殊照明光とが交互に射出され得る。このような照明制御により、白色光により照明された観察画像と、特殊照明光により照明された観察画像とが交互に撮像され得る。また、第１の光源制御回路１４２−１と第２の光源制御回路１４２−２とが同時に動作することによって、白色照明光により照明された観察画像と特殊照明光により照明された観察画像との２種類の観察画像が重ね合された画像が取得され得る。そのほか、目的に応じて白色光と特殊照明光とを独立に発光、消灯させたり、発光する光量比を調整したりすることで、目的に応じた様々な観察が行われ得る。
【０１１２】
第８の半導体レーザ光源１２８である独立狭帯域光は、特殊光としてのみ利用されても、白色光のための照明光として利用されてもよい。第８の半導体レーザ光源１２８の波長が、上述した各種条件に合致しなくても、第８の半導体レーザ光源１２８から射出される光が演色性を向上する効果が低いだけであり、演色性を低下させるなどの悪影響を及ぼすことは基本的にはない。すなわち、例えば第８の半導体レーザ光源１２８が射出する光の波長と他の光源が射出する光の波長との差が小さく、波長的に離散していなくても、これら２つの狭帯域光が色再現性を向上させる効果は小さくても、これら２つで１つの狭帯域光であるとみなせば、それ自身が色再現性に対して悪影響を及ぼす恐れは無い。
【０１１３】
本実施形態によれば、本光源撮像装置１００は、通常の観察だけでなく、目的に応じた特殊なスペクトルによる特殊光観察に用いられ得る。この際、光源撮像装置１００には大きな変更が加えられる必要はない。白色用の光源と特殊光用の光源とが統合的に制御されることによって、白色光と特殊光とは、適切なタイミングで連続的に、又は断続的に照射され得る。
【０１１４】
なお、本実施形態では、特殊光観察用の独立光源部１２０Ｉに含まれる光源を第８の半導体レーザ光源１２８の１つとしているが、これに限らない。目的に応じて２つ以上の特殊光観察用の光源が設けられ得る。また、本実施形態では、第１の光源制御回路１４２−１と第２の光源制御回路１４２−２とが設けられた構成を示したが、１つの光源制御回路によって、白色光用と特殊光用との光源を制御できるように構成されてもよい。また、本実施形態では、１つの本体部１１０に白色光用の光源と特殊光用の光源とが設けられている例を示したが、これらは、２つの本体部である筐体にそれぞれ設けられてもよい。
【０１１５】
また、白色光等の通常の観察光を構成する複数の狭帯域光のうち、一部を特殊観察光として用いられるように波長選択することも可能である。このとき、他の波長の選定においては、上述した様々な要件を配慮して波長を選定することが望ましい。特殊照明光として用いる１つ又は複数の狭帯域光については、その目的に応じた波長選定が優先されるので、この特殊照明光の波長に応じて上述の種々の波長の決定条件は、適宜変更され得る。
【０１１６】
［第３の実施形態の第１の変形例］
第３の実施形態の第１の変形例について説明する。ここでは、第３の実施形態との相違点について説明し、同一の部分については、同一の符号を付してその説明を省略する。本変形例に係る光源撮像装置１００の構成例の概略を図１４に示す。第３の実施形態では、第１乃至第４の半導体レーザ光源から射出された通常の照明光と、第８の半導体レーザ光源１２８から射出された特殊照明光とが、同一の光射出部１９０から射出される例を示した。これに対して本変形例では、図１４に示されるように、通常の照明光は第１の光射出部１９０−１から射出され、特殊照明光は第２の光射出部１９０−２から射出されるように構成されている。
【０１１７】
本変形例では、特殊観察光が１つの狭帯域光であるので、図１４に示されるように、第８の半導体レーザ光源１２８と第２の光射出部１９０−２とは、光コンバイナを介さずに直接１本の光ファイバ１６５で接続されている。特殊観察光が複数の狭帯域光を含んでいる場合、通常照明光用の光コンバイナ部１５０とは別に設けられた光コンバイナによって当該複数の半導体レーザ光源を合波した後に第２の光射出部１９０−２に導かれるように構成されてもよい。
【０１１８】
本変形例のように光源撮像装置１００が構成されることで、光射出部の構成は観察目的に応じて適切に設計され得る。例えば、通常照明光と特殊観察光とで、目的に応じて広がり角を異なるものとしたり、コヒーレンシーなどに基づいて拡散度合いを異なるものにしたりなど、通常照明光と特殊観察光とのそれぞれに対して最適な設計とされ得る。
【０１１９】
［第３の実施形態の第２の変形例］
第３の実施形態の第２の変形例について説明する。ここでは、第３の実施形態の第１の変形例との相違点について説明し、同一の部分については、同一の符号を付してその説明を省略する。本変形例に係る光源撮像装置１００の構成例を図１５に示す。この図に示されるように、光源撮像装置１００の基本的な構成は、図１４を参照して説明した第３の実施形態の第１の変形例と同様である。本変形例が第１の変形例と異なる点は、本体部１１０の挿入部１８０との接続部の近傍に光カプラ１６８が設けられている点である。光カプラ１６８は、２つの入射端と２つの射出端とを有する２ｉｎ２ｏｕｔの光カプラである。光カプラ１６８は、２つの入射端の何れか一方から入射した光を、予め設定された分割比で分割し、２つの射出端から射出する機能を有している。本変形例では、この分割比は５０：５０であり、光カプラは、２つの入射端のいずれかから入射した狭帯域光を、等しい光量比に分割して２つの射出端から射出する機能を有している。光カプラ１６８の２つある入射端のうち一方は、第１乃至第４の半導体レーザ光源から射出された狭帯域光を合波する４ｉｎ１ｏｕｔの光コンバイナ部１５０の射出端と出射側光ファイバ１６６で光学的に接続されている。また、光カプラ１６８の入射端の他方は、第８の半導体レーザ光源１２８の射出端と光ファイバ１６５で光学的に接続されている。
【０１２０】
本変形例では、光コンバイナ部１５０によって合波された第１乃至第４の半導体レーザ光源から射出された狭帯域光は、光カプラ１６８によって５０：５０の比率に分割されて光カプラ１６８の２つの射出端から射出される。また、第８の半導体レーザ光源１２８から射出された狭帯域光は、同様に光カプラ１６８によって５０：５０の比率に分割されて光カプラ１６８の２つの射出端から射出される。光カプラの２つの射出端にはそれぞれ、第１の光ファイバ１６９−１と、第２の光ファイバ１６９−２とが接続されている。第１の光ファイバ１６９−１には、第１の光射出部１９０−１が接続されており、第２の光ファイバ１６９−２には第２の光射出部１９０−２が接続されている。したがって、第１乃至第４の半導体レーザ光源を点灯させると、光コンバイナ部１５０、光カプラ１６８、第１及び第２の光ファイバを経由して、ほぼ等しいスペクトル及び光量を有する通常照明光が、第１の光射出部１９０−１及び第２の光射出部１９０−２から射出される。同様に、第８の半導体レーザ光源１２８を点灯させると、光カプラ１６８、第１及び第２の光ファイバを経由して、ほぼ等しいスペクトル及び光量を有する特殊照明光が、第１の光射出部１９０−１及び第２の光射出部１９０−２から射出される。
【０１２１】
本変形例のように光源撮像装置１００が構成されることで、挿入部１８０の先端部に設けられた２つの光射出部からは、ほぼ等しいスペクトル及び光量を有する通常照明光及び特殊照明光が射出され得るし、通常照明光と特殊照明光との光量比が適切に制御され得るし、通常照明光と特殊照明光とが同時にも一方のみにも自在に射出され得る。第１の光射出部１９０−１と第２の光射出部１９０−２とで撮像部１８４を挟むように配置するなど、これらが適切に配置されることにより、凹凸を有する観察対象物等の観察において影ができにくく観察し易い光源装置が提供され得る。
【０１２２】
［第４の実施形態］
第４の実施形態について説明する。ここでは、第１の実施形態との相違点について説明し、同一の部分については、同一の符号を付してその説明を省略する。本実施形態の光源撮像装置１００の構成は、図１を参照して説明した第１の実施形態に係る光源撮像装置１００の構成と同様である。本実施形態は、第１乃至第４の半導体レーザ光源から射出されるレーザ光の波長の組み合わせの決定方法が、第１乃至第３の実施形態と異なる。
【０１２３】
第１乃至第３の実施形態では、光源が射出する狭帯域光の波長は、色再現性を向上させるように、狭帯域光のピーク波長λｎｂに基づいて、決定されていた。これに対して本実施形態では、光源が射出する狭帯域光の波長は、発光領域に基づいて決定される。発光領域は、所定の波長範囲であり、その範囲内に少なくとも１つのピーク波長λｎｂの狭帯域光が含まれる。ある発光領域内に複数の狭帯域光が含まれる場合も有るが、この場合、２つの狭帯域光の波長間隔は特に制限せず、任意に設定され得る。
【０１２４】
本実施形態では、撮像部１８４の受光素子の光検出要素が３種類であるので、発光領域数Ｋ（Ｋは自然数）を４とする。各発光領域には、狭帯域光のピーク波長λｎｂがそれぞれ１つずつ含まれる。すなわち、図１６に示すとおり、４つの発光領域は、Ｂ光感度領域のうちＧ光感度領域を除いた第１の発光領域と、Ｇ光感度領域のうちＲ光感度領域を除いた第２の発光領域と、Ｇ光感度領域とＲ光感度領域とが重なる第３の発光領域と、Ｒ光感度領域のうちＧ光感度領域を除いた第４の発光領域とである。各々の発光領域は互いに重なりを有さない。このように、発光領域は、併用する撮像素子の光感度特性に応じて決定される。
【０１２５】
第１の発光領域は、ピーク波長λｎｂ＝４５０ｎｍの青色レーザ光を含み、第２の発光領域は、ピーク波長λｎｂ＝５２０ｎｍの青緑色レーザ光を含み、第３の発光領域は、ピーク波長λｎｂ＝５９０ｎｍのオレンジ色レーザ光を含み、第４の発光領域は、ピーク波長λｎｂ＝６５０ｎｍの赤色レーザ光を含む。
【０１２６】
本実施形態では、Ｂ光波長感度領域は第１の発光領域を含んでいる。Ｇ光感度領域は、第２の発光領域と第３の発光領域とを含んでいる。Ｒ光感度領域は、第３の発光領域と第４の発光領域を含んでいる。すなわち、本実施形態では、Ｇ光検出要素とＲ光検出要素は、２つ以上の発光領域を含む多光領域検出要素である。逆に、第３の発光領域は、Ｒ光感度領域と、Ｇ光感度領域に含まれている。
【０１２７】
上記の通り、互いに重なりを有さない発光領域を、撮像部の光検出要素の波長特性に基づいて、この光検出要素の種数よりも多く配置することで、撮像部の光検出要素の種類と同数の発光領域を設定した場合と比較して、色再現性は向上し得る。
【０１２８】
［第４の実施形態の変形例］
第４の実施形態の変形例について説明する。ここでは、第４の実施形態との相違点について説明し、同一の部分については、同一の符号を付してその説明を省略する。第４実施形態では、発光領域を撮像部の光検出要素の光感度特性のみから設定した。これに対して本変形例では、光検出要素の光感度特性に加えて、観察対象物の分光反射率も考慮の上、発光領域が設定される。
【０１２９】
観察対象物の分光反射率として、平均演色指数の評価に用いる試験色１乃至８と、日本人の肌の色を想定した試験色１５のうち、分光反射率が急峻に変化する試験色８及び１５を考慮する。図１７に示されるように、試験色８において分光反射率が急峻に変化する波長は５９０ｎｍであり、試験色１５において分光反射率が急峻に変化する波長は６１０ｎｍである。そこでこれらに基づいて、分光反射率が急峻に変化する波長λｋ＝６００ｎｍとして、この波長λｋを挟むように低反射率側と高反射率側とにそれぞれ発光領域を設定する。このように設定されることで、平均演色指数が向上し得る。
【０１３０】
すなわち、第４の実施形態と同様に、第１の発光領域をＢ光感度領域のうちＧ光感度領域を除いた領域とし、第２の発光領域をＧ光感度領域のうちＲ光感度領域を除いた領域とし、第５の発光領域を５７０乃至６００ｎｍとし、第６の発光領域を６００乃至７００ｎｍとする。これらの発光領域にそれぞれ少なくとも１つの射出される狭帯域光の波長が含まれる。このようにすることで、平均演色指数が高い光源が構成され得る。
【０１３１】
なお、６００乃至７００ｎｍとした第６の光発光領域を、図１８に示されるように６２５乃至７００ｎｍである第７の発光領域としてもよい。これらの場合、第５の発光領域は、Ｒ光感度領域とＧ光感度領域との両方に含まれる。上述の変形例やそれをさらに変形させることで、撮像素子の演色性も考慮し、かつ平均演色指数の向上も図ることが可能となる。
【０１３２】
以上、本発明における各実施形態では、狭帯域光を射出する光源として半導体レーザ光源及びＳＨＧ素子等と組み合わされた複合型半導体レーザ光源が用いられる例のみを示したがこれに限らない。すなわち、様々な固体レーザやガスレーザ等が用いられ得る。さらに、ＳＬＤ（スーパールミネッセントダイオード）やＬＥＤ（発光ダイオード）等が用いられ得る。
【０１３３】
また、各実施形態では、１つの光源から１つの狭帯域光のみを射出する光源を例として挙げたが、これに限らない。例えば４４１．６ｎｍの青色レーザ光と、５３７．８ｎｍの緑色レーザ光と、６３６．０ｎｍの赤色レーザ光とを同時に発振する３原色（白色）レーザ光源であるＨｅ−Ｃｄレーザ光源といった複数の狭帯域光を同時に射出する光源が用いられ得る。このとき、図１等に示される光源撮像装置１００に含まれる半導体レーザ光源の数と、光源撮像装置１００から射出される狭帯域光の数とは異なることになる。
【０１３４】
さらに各実施形態の光ファイバはマルチモードの単線の光ファイバであるが、これに限らない。例えば、シングルモードファイバが用いられ得る。また、ステップインデックスやグレーデッドインデックスの光ファイバや、プラスティックファイバや、プラスティックのクラッドとガラスのコアを有する複合材料型の光ファイバなど、様々な光ファイバが用いられ得る。また、これら光ファイバが複数束ねられたバンドルファイバや、樹脂基板や半導体基板上に屈折率分布を持たせることで導光路が形成された一般的なフィルム型やスラブ型の導波路などが用いられ得る。
【０１３５】
なお、上述の各実施形態では、光源装置と撮像装置とが含まれる光源撮像装置１００を例に挙げて説明したが、これに限らない。撮像部１８４及びそれに関する構成を有しない、図１９に示されるような光源装置１０１が単独で構成されてもよい。この光源装置は、図示しない撮像系やイメージファイバ等と組み合わされて観察に用いられてもよい。また、対象物を肉眼で観察する場合に光源装置が用いられてもよい。すなわち、本発明に係る光源装置は、肉眼で観察する場合にも色再現性がよい光源を、レーザの調達性やコストなど製造上の課題を解決しつつ、色再現性が高い光源装置が実現され得る。
【０１３６】
各実施形態は一例に過ぎず、発明の主旨を逸脱しない範囲で様々な組合せや変形が可能である。
【符号の説明】
【０１３７】
１００…光源撮像装置、１０１…光源装置、１１０…本体部、１２０…光源部、１２０Ｉ…独立光源部、１２１…第１の半導体レーザ光源、１２２…第２の半導体レーザ光源、１２３…第３の半導体レーザ光源、１２４…第４の半導体レーザ光源、１２５…第５の半導体レーザ光源、１２６…第６の半導体レーザ光源、１２７…第７の半導体レーザ光源、１２８…第８の半導体レーザ光源、１２９…電気配線、１３１…第１の駆動回路、１３２…第２の駆動回路、１３３…第３の駆動回路、１３４…第４の駆動回路、１３５…第５の駆動回路、１３６…第６の駆動回路、１３７…第７の駆動回路、１３８…第８の駆動回路、１３９…制御信号線、１４１…制御部、１４２…光源制御回路、１４２−１…第１の光源制御回路、１４２−２…第２の光源制御回路、１４４…画像処理回路、１４６…入力部、１４７…表示部、１４８…記録部、１５０…光コンバイナ部、１５２−１…第１のコネクタ、１５２−２…第２のコネクタ、１５２−３…第３のコネクタ、１５２−３…第４のコネクタ、１５３−１…第１の入射側接続光ファイバ、１５３−２…第２の入射側接続光ファイバ、１５３−３…第３の入射側接続光ファイバ、１５３−４…第４の入射側接続光ファイバ、１５５…光コンバイナ、１５７…出射側接続光ファイバ、１５７−１…コア、１５７−２…クラッド、１５８…出射側コネクタ、１６２…入射側光ファイバ、１６５…光ファイバ、１６６…出射側光ファイバ、１６８…光カプラ、１６９−１…第１の光ファイバ、１６９−２…第２の光ファイバ、１８０…挿入部、１８４…撮像部、１８６…画像信号線、１９０…光射出部、１９０−１…第１の光射出部、１９０−２…第２の光射出部、１９１…キャビティ、１９２…ホルダ、１９４…拡散板、１９６…反射ミラー。
【図１】
2014150932.tif 000003
【図２】
2014150932.tif 000004
【図３】
2014150932.tif 000005
【図４】
2014150932.tif 000006
【図５】
2014150932.tif 000007
【図６】
2014150932.tif 000008
【図７】
2014150932.tif 000009
【図８】
2014150932.tif 000010
【図９Ａ】
2014150932.tif 000011
【図９Ｂ】
2014150932.tif 000012
【図９Ｃ】
2014150932.tif 000013
【図９Ｄ】
2014150932.tif 000014
【図９Ｅ】
2014150932.tif 000015
【図９Ｆ】
2014150932.tif 000016
【図９Ｇ】
2014150932.tif 000017
【図９Ｈ】
2014150932.tif 000018
【図９Ｉ】
2014150932.tif 000019
【図１０】
2014150932.tif 000020
【図１１】
2014150932.tif 000021
【図１２】
2014150932.tif 000022
【図１３】
2014150932.tif 000023
【図１４】
2014150932.tif 000024
【図１５】
2014150932.tif 000025
【図１６】
2014150932.tif 000026
【図１７】
2014150932.tif 000027
【図１８】
2014150932.tif 000028
【図１９】
2014150932.tif 000029