(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体へ光を照射して撮像する撮像システムにおいて、
電力供給により点灯して第１の帯域光を発光し、第１の累積点灯時間の増加に伴って第１の劣化速度で第１の出射光量が低下する第１の発光素子と、
電力供給により点灯して第２の帯域光を発光し、第２の累積点灯時間の増加に伴って第２の劣化速度で第２の出射光量が低下する第２の発光素子と、
前記第１の発光素子および前記第２の発光素子から光が照射された被写体の光学像を撮像して、前記第１の帯域光に係る第１の映像信号および前記第２の帯域光に係る第２の映像信号を生成する撮像部と、
前記第１の累積点灯時間に基づいて前記第１の出射光量を取得し、前記第２の累積点灯時間に基づいて前記第２の出射光量を取得して、前記第１の出射光量と前記第２の出射光量との一方を他方で割って得られる数をゲイン係数とするゲイン調整を、前記第１の映像信号と前記第２の映像信号との他方に対して行うことにより、前記第１の発光素子と前記第２の発光素子の劣化度の差を補正する劣化度補正部と、
を具備したことを特徴とする撮像システム。
【請求項２】
前記第１の劣化速度と、前記第２の劣化速度と、初期状態における前記第１の発光素子の第１初期出射光量と、初期状態における前記第２の発光素子の第２初期出射光量と、を記憶する記憶部をさらに具備し、
前記劣化度補正部は、
前記第１の劣化速度に前記第１の累積点灯時間を乗算することにより第１の低下割合を算出し、１から前記第１の低下割合を減算した値に前記第１初期出射光量を乗算することにより、前記第１の出射光量を算出し、
前記第２の劣化速度に前記第２の累積点灯時間を乗算することにより第２の低下割合を算出し、１から前記第２の低下割合を減算した値に前記第２初期出射光量を乗算することにより、前記第２の出射光量を算出することを特徴とする請求項１に記載の撮像システム。
【請求項３】
前記第１の劣化速度に相当する前記第１の累積点灯時間と前記第１の出射光量との対応関係を示す第１のテーブルと、前記第２の劣化速度に相当する前記第２の累積点灯時間と前記第２の出射光量との対応関係を示す第２のテーブルと、を記憶する記憶部をさらに具備し、
前記劣化度補正部は、前記第１の累積点灯時間を用いて前記第１のテーブルをテーブル参照することにより前記第１の出射光量を取得し、前記第２の累積点灯時間を用いて前記第２のテーブルをテーブル参照することにより前記第２の出射光量を取得することを特徴とする請求項１に記載の撮像システム。
【請求項４】
赤色光を発光するＲ−ＬＥＤと、緑色光を発光するＧ−ＬＥＤと、青色光を発光するＢ−ＬＥＤと、を具備し、
当該撮像システムは、Ｒ−ＬＥＤとＧ−ＬＥＤとＢ−ＬＥＤとを点灯して行う白色光観察と、参照光発光源としてのＧ−ＬＥＤと励起光発光源としてのＢ−ＬＥＤとを点灯して行う蛍光観察とが可能であって、
前記第１の発光素子はＲ−ＬＥＤであり、前記第２の発光素子はＧ−ＬＥＤまたはＢ−ＬＥＤであることを特徴とする請求項１に記載の撮像システム。
【請求項５】
紫光を発光するＶ−ＬＥＤをさらに具備し、
当該撮像システムは、第１の狭帯域光発光光源としてのＶ−ＬＥＤと第２の狭帯域光発光光源としてのＧ−ＬＥＤとを点灯して行うＮＢＩ観察がさらに可能であることを特徴とする請求項４に記載の撮像システム。
【請求項６】
前記劣化度補正部により補正された後の前記第１の映像信号および前記第２の映像信号に対して、色バランス調整を行う色バランス補正部をさらに具備したことを特徴とする請求項１に記載の撮像システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、帯域の異なる複数の発光素子を発光させて被写体を照明し撮像する撮像システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
被写体を照明して撮像する撮像システムは、デジタルカメラやデジタルビデオカメラなどの各種の分野に適用されているが、環境光がほぼ存在せず照明光が必須となる分野の一例として、内視鏡の分野が挙げられる。【０００３】
こうした内視鏡における照明光の光源として、近年では、発光効率が高いという利点のあるＬＥＤ等の発光素子が採用され始めている。光源としてＬＥＤを採用する場合には、カラー画像を取得するために複数色のＬＥＤが必要となり、例えば、Ｒ−ＬＥＤとＧ−ＬＥＤとＢ−ＬＥＤとを含むように光源が構成される。【０００４】
これらの各色ＬＥＤは、使用時間（累積点灯時間）が長くなるに従って劣化し光量が低下する場合があり、しかも色毎に劣化の度合いが異なることがある。このために、初期状態（未使用である新品の状態）の各色ＬＥＤの発光光量の比率を白色光が構成されるように調整したとしても、累積点灯時間が長くなるに従って色バランスが白色光からずれてくることがある。このような発光素子の劣化に伴う色バランスのズレを補正する技術は、従来より種々のものが提案されている。【０００５】
例えば、日本国特開２０１２−３２６１９号公報には、Ｒ，Ｇ，ＢのＬＥＤを光源として設け、各色ＬＥＤ間の経年劣化度の差により生じる照明光の色バランスのズレを、ＬＥＤに供給する電流値を変化させることにより補正する技術が記載されている。具体的に該公報には、実際の発光色温度−設定発光色温度＝差分データとして、バラツキを抑制するために複数の差分データから平均化差分データを算出し、平均化差分データが補正閾値（±１００Ｋ）以上であるときに、ＬＥＤに流す順方向電流を調節して発光量の補正を行うことが記載されている。さらに、該公報には、設定発光色温度が低いとＲ−ＬＥＤの発光量を大きくする必要があってＲ−ＬＥＤの劣化が生じ易く、設定発光色温度が高いとＢ−ＬＥＤの発光量を大きくする必要があってＢ−ＬＥＤの劣化が生じ易いために、色温度を複数の領域に分けて平均化差分データを求めることで、補正精度を高める技術も記載されている。【０００６】
また、日本国特開２０１１−２３３２６３号公報には、点灯時間が長くなるほどＬＥＤの劣化が大きくなることに対処するために、ＬＥＤの累積点灯時間を計時して、計時された累積点灯時間に基づいてＬＥＤの劣化度を示す評価値を算出する技術が記載されている。より詳しくは、該公報に記載の技術では、同じ点灯時間である場合に調光率が高くなるほど劣化が大きくなることも考慮して、点灯時間と調光率との積の累積値を評価値とすることにより、これまでにＬＥＤに流れた電流（あるいは電力）の累積値を推定し、ひいてはＬＥＤの劣化の程度を推定するようになっている。劣化の程度を示す評価値は、記憶部に記憶され、劣化の少ないＬＥＤを優先して使用する際に利用される。これにより、複数のＬＥＤの使用頻度をほぼ同一として、複数のＬＥＤが寿命となるタイミングを揃えるようにしている。【０００７】
さらに、国際公開公報ＷＯ２０１０／０４１４９４号には、液晶表示装置の照明装置において、白色光を生成するためのＲ−ＬＥＤ、Ｇ−ＬＥＤ、およびＢ−ＬＥＤは、使用時間が長くなるにつれて徐々に劣化の度合いが大きくなっていくが、各々の劣化率には差異があるために、色バランスが崩れていくことが記載されている。そして、各色ＬＥＤの劣化率の差に応じて色バランスが変化するのを補正するために、色合い補正動作を行って、各色ＬＥＤを発光させて得られるフォトダイオードの出力値から各色ＬＥＤの劣化率を求め、求めた劣化率に基づいて各色ＬＥＤへの供給電流値を調整している。このときの供給電流値は、最も劣化が大きいＬＥＤの光度を固定した状態で、他のＬＥＤの光度を減少させて合わせることにより行っている。【０００８】
上述したように、複数色のＬＥＤにより例えば白色照明を行う場合に、ＬＥＤの色毎に劣化速度が異なるために、経年変化により色バランスが変化してしまっていた。そして、上記日本国特開２０１２−３２６１９号公報に記載の技術では、色温度を正確に測定するのが難しかった。また、国際公開公報ＷＯ２０１０／０４１４９４号に記載の技術でも、ＬＥＤの劣化率を求めるために、フォトダイオード等の専用のセンサが必要となっていた。これらに対して、上記日本国特開２０１１−２３３２６３号公報に記載の技術は、累積点灯時間に基づいてＬＥＤの劣化度を算出しているが、算出した劣化度はＬＥＤの寿命を揃えるために利用され、色バランスを補正するために利用されるものではない。そして、上記日本国特開２０１２−３２６１９号公報および上記国際公開公報ＷＯ２０１０／０４１４９４号に記載の技術では、各色ＬＥＤへの供給電流値を調整することにより色バランスの調整を行っているが、この場合には電流値を微調整することができる制御回路が必要になり、コストの増加につながってしまう。【０００９】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、照明光の色バランスが時間的に変化するのを低コストで抑制することができる撮像システムを提供することを目的としている。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のある態様による撮像システムは、被写体へ光を照射して撮像する撮像システムにおいて、電力供給により点灯して第１の帯域光を発光し、第１の累積点灯時間の増加に伴って第１の劣化速度で第１の出射光量が低下する第１の発光素子と、電力供給により点灯して第２の帯域光を発光し、第２の累積点灯時間の増加に伴って第２の劣化速度で第２の出射光量が低下する第２の発光素子と、前記第１の発光素子および前記第２の発光素子から光が照射された被写体の光学像を撮像して、前記第１の帯域光に係る第１の映像信号および前記第２の帯域光に係る第２の映像信号を生成する撮像部と、前記第１の累積点灯時間に基づいて前記第１の出射光量を取得し、前記第２の累積点灯時間に基づいて前記第２の出射光量を取得して、前記第１の出射光量と前記第２の出射光量との一方を他方で割って得られる数をゲイン係数とするゲイン調整を、前記第１の映像信号と前記第２の映像信号との他方に対して行うことにより、前記第１の発光素子と前記第２の発光素子の劣化度の差を補正する劣化度補正部と、を具備している。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態１における撮像システムの構成を示すブロック図。
【図２】上記実施形態１における映像信号処理部の構成を示すブロック図。
【図３】上記実施形態１において、経時変化による各色ＬＥＤの発光量減衰比率の例を示すタイムチャート。
【図４】上記実施形態１において、経時変化による発光量減衰比率が各色ＬＥＤについてほぼ同等となるときの例を示すタイムチャート。
【図５】上記実施形態１に関連するＬＥＤ駆動回路の構成を示す図。
【図６】上記実施形態１に関連する図５のＬＥＤ駆動回路に流れる信号の例を示すタイミングチャート。
【図７】上記実施形態１に関連して、複数のＬＥＤを１つのＬＥＤドライバで発光させるときに電流波形に不安定さが生じる例を示すタイミングチャート。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。【００１３】
［実施形態１］
図１から図４は本発明の実施形態１を示したものであり、図１は撮像システムの構成を示すブロック図である。【００１４】
図１に示すように、撮像システムは、被写体を照明して撮像するシステムであり、撮像装置としてのスコープ２と、スコープ２へ照明光を供給すると共にスコープ２から出力される映像信号を処理する光源装置１と、光源装置１により処理された映像信号を表示する表示装置３と、を備えている。【００１５】
まず、スコープ２は、例えば電子内視鏡として構成されており、光源装置１から供給された照明光を先端側へ伝送して被写体へ照射するライトガイド２１と、照明光が照射された被写体の光学像を撮像して映像信号を生成する例えばＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子２２と、を備えている。【００１６】
ここに撮像素子２２は、光源装置１の後述する第１ＬＥＤ１４によって照明される被写体の光学像を撮像して第１の帯域光に係る第１の映像信号を生成し、光源装置１の後述する第２ＬＥＤ１５によって照明される被写体の光学像を撮像して第２の帯域光に係る第２の映像信号を生成する撮像部である。具体的に撮像素子２２は、例えば単板カラー撮像素子として構成されていて、赤（Ｒ）の帯域光に係るＲ映像信号と、緑（Ｇ）の帯域光に係るＧ映像信号と、青（Ｂ）の帯域光に係るＢ映像信号と、を生成し得るようになっている。なお、光源装置１から供給される照明光として、ＲＧＢ光以外に紫（Ｖ）の帯域光が含まれる場合（この紫（Ｖ）の帯域光は、例えばＮＢＩ（登録商標）（Narrow Band Imaging）観察モードや蛍光観察モードにおいて用いられる）には、撮像素子２２は、例えば青（Ｂ）の帯域光を受光するための画素を用いて、紫（Ｖ）の帯域光に係るＶ映像信号を生成する。【００１７】
次に、光源装置１は、ＬＥＤ制御部１２と記憶部１３とを有する制御部１１と、第１ＬＥＤ１４と、第２ＬＥＤ１５と、フィルタ１６と、映像信号処理部１７と、を備えている。【００１８】
制御部１１は、例えばＣＰＵを含んで構成されていて、この光源装置１を制御する。【００１９】
ＬＥＤ制御部１２は、電力供給の有無を切り替えることにより第１ＬＥＤ１４および第２ＬＥＤ１５をそれぞれオン／オフし、さらに、第１ＬＥＤ１４および第２ＬＥＤ１５へ供給する電力を、電流調整、ＰＷＭ調整、あるいはこれらの組み合わせ等により制御して、第１ＬＥＤ１４および第２ＬＥＤ１５の各発光量を制御するものである。このＬＥＤ制御部１２による第１ＬＥＤ１４および第２ＬＥＤ１５の制御は、例えば、白色光観察モード、ＮＢＩ観察モード、蛍光観察モードなどの観察モードに応じて行われる。【００２０】
記憶部１３は、第１ＬＥＤ１４の第１の劣化速度（ここに劣化速度は、単位累積点灯時間に対する劣化割合）と、第２ＬＥＤ１５の第２の劣化速度と、初期状態（未使用である新品の状態）における第１ＬＥＤ１４の第１初期出射光量と、初期状態における第２ＬＥＤ１５の第２初期出射光量と、を記憶する。さらに、記憶部１３は、ＬＥＤ制御部１２から第１ＬＥＤ１４の第１の累積点灯時間と第２ＬＥＤ１５の第２の累積点灯時間とを受信して記憶する。【００２１】
なお、第１ＬＥＤ１４の現在の出射光量である第１の出射光量と第２ＬＥＤ１５の現在の出射光量である第２の出射光量との取得を、演算で行う代わりにテーブル参照により行う場合には、記憶部１３は、第１の累積点灯時間と第１の出射光量との対応関係（この対応関係は、上述した第１の劣化速度に相当するものである）を示す第１のテーブルと、第２の累積点灯時間と第２の出射光量との対応関係（この対応関係は、上述した第２の劣化速度に相当するものである）を示す第２のテーブルと、を記憶することになる。【００２２】
第１ＬＥＤ１４は、ＬＥＤ制御部１２の制御に基づく電力供給により点灯して第１の帯域光を発光し、第１の累積点灯時間の増加に伴って第１の劣化速度で出射光量が低下する第１の発光素子である。【００２３】
第２ＬＥＤ１５は、ＬＥＤ制御部１２の制御に基づく電力供給により点灯して第２の帯域光を発光し、第２の累積点灯時間の増加に伴って第２の劣化速度で出射光量が低下する第２の発光素子である。【００２４】
ここに、第１の劣化速度と第２の劣化速度とは、異なっても良いし、同一であっても構わない。【００２５】
図３を参照して、第１の劣化速度と第２の劣化速度とが異なる例について説明する。図３は、経時変化による各色ＬＥＤの発光量減衰比率の例を示すタイムチャートである。この図３（および後述する図４）においては、累積点灯時間が０であるときの第１ＬＥＤ１４、第２ＬＥＤ１５の出射光量を１としたときの、相対的な累積点灯時間の増加に伴う出射光量の減衰比率を示している。【００２６】
第２ＬＥＤ１５の減衰比率ＤＲ２は、図３に示す例においては、相対的な累積点灯時間が増加してもほとんど低下を示していない。【００２７】
これに対して、第１ＬＥＤ１４の減衰比率ＤＲ１は、図３に示す例においては、相対的な累積点灯時間の増加につれて、第２ＬＥＤ１５の減衰比率ＤＲ２よりも速い速度で低下している。従って、第１ＬＥＤ１４は、累積点灯時間が増加すると、第２ＬＥＤ１５よりも速い劣化速度で出射光量が低下することが分かる。【００２８】
この図３に示すような第１の劣化速度と第２の劣化速度とが異なる場合には、劣化速度と累積点灯時間とが相補的に一致する偶然の場合（例えば、第１の劣化速度が−１０（％／１０００時間）、第２の劣化速度が−５（％／１０００時間）であるが、第１ＬＥＤ１４の累積点灯時間が５００時間、第２ＬＥＤ１５の累積点灯時間が１０００時間であるために、両者の劣化度が−５％で一致するような場合）を除いて、第１ＬＥＤ１４と第２ＬＥＤ１５とには劣化度に差が生じることになる。【００２９】
また、第１の劣化速度と第２の劣化速度とが同一である場合でも、第１ＬＥＤ１４の累積点灯時間と第２ＬＥＤ１５の累積点灯時間とが異なれば、劣化度に差が生じることになる。【００３０】
例えば、光源装置１が、赤色光を発光するＲ−ＬＥＤと、緑色光を発光するＧ−ＬＥＤと、青色光を発光するＢ−ＬＥＤと、を備えているものとする。そして、撮像システムは、Ｒ−ＬＥＤとＧ−ＬＥＤとＢ−ＬＥＤとを点灯して行う白色光観察モードと、参照光発光源としてのＧ−ＬＥＤと励起光発光源としてのＢ−ＬＥＤとを点灯して行う蛍光観察モードとが可能であるものとする。このような場合には、Ｇ−ＬＥＤおよびＢ−ＬＥＤは白色光観察モードと蛍光観察モードとの両方において発光されるが、Ｒ−ＬＥＤは白色光観察モードのみで発光され、蛍光観察モードでは発光されない。従って、Ｒ−ＬＥＤと、Ｇ−ＬＥＤおよびＢ−ＬＥＤと、では累積点灯時間に差が生じてくると考えられ、その結果、劣化度にも差が生じると考えられる。【００３１】
また例えば、光源装置１が、Ｒ−ＬＥＤ、Ｇ−ＬＥＤ、およびＢ−ＬＥＤに加えて、さらに、紫光を発光するＶ−ＬＥＤを備えているものとする。そして、撮像システムは、第１の狭帯域光発光光源としてのＶ−ＬＥＤと第２の狭帯域光発光光源としてのＧ−ＬＥＤとを点灯して行うＮＢＩ観察モードがさらに可能であるものとする。このような場合における発光態様の一例は、Ｒ−ＬＥＤは白色光観察モードのみで発光され、Ｖ−ＬＥＤはＮＢＩ観察モードでのみ発光され、Ｂ−ＬＥＤは白色光観察モードと蛍光観察モードとで発光され、Ｇ−ＬＥＤは白色光観察モードと蛍光観察モードとＮＢＩ観察モードとで発光される態様である（ただし、白色光観察モード時にＢ−ＬＥＤとＶ−ＬＥＤとを同時に発光する態様などもあるために、あくまで一例である）。こうして、Ｒ−ＬＥＤとＧ−ＬＥＤとＢ−ＬＥＤとＶ−ＬＥＤとでは累積点灯時間に差が生じてくると考えられ、つまり、劣化度にも差が生じると考えられる。【００３２】
フィルタ１６は、例えばビームスプリッタとして構成されていて、第１ＬＥＤ１４から発光された第１の帯域光を反射してライトガイド２１の入射端に導き、第２ＬＥＤ１５から発光された第２の帯域光を透過してライトガイド２１の入射端に導くものである。【００３３】
映像信号処理部１７は、撮像素子２２から取得された映像信号を処理して表示装置３へ出力するものである。この映像信号処理部１７は、図２に示すように、劣化度補正部である発光素子劣化度補正部１８と、この発光素子劣化度補正部１８の後段に設けられた色バランス補正部１９と、を備えている。ここに図２は、映像信号処理部１７の構成を示すブロック図である。【００３４】
発光素子劣化度補正部１８は、記憶部１３から読み出された第１の累積点灯時間に基づいて第１ＬＥＤ１４の現在の出射光量である第１の出射光量を取得し、記憶部１３から読み出された第２の累積点灯時間に基づいて第２ＬＥＤ１５の現在の出射光量である第２の出射光量を取得する。【００３５】
具体的に、発光素子劣化度補正部１８は、第１ＬＥＤ１４の第１の劣化速度Ｖ１に、現時点での第１ＬＥＤ１４の累積点灯時間である第１の累積点灯時間ｔ１を乗算することにより第１の低下割合（Ｖ１×ｔ１）を算出し、１から第１の低下割合を減算した値（１−Ｖ１×ｔ１）に第１初期出射光量Ａ１（０）を乗算することにより、第１の累積点灯時間ｔ１における第１の出射光量Ａ１（ｔ１）を
Ａ１（ｔ１）＝（１−Ｖ１×ｔ１）×Ａ１（０）
のように算出する。【００３６】
さらに、発光素子劣化度補正部１８は、第２ＬＥＤ１５の第２の劣化速度Ｖ２に、現時点での第２ＬＥＤ１５の累積点灯時間である第２の累積点灯時間ｔ２を乗算することにより第２の低下割合（Ｖ２×ｔ２）を算出し、１から第２の低下割合を減算した値（１−Ｖ２×ｔ２）に第２初期出射光量Ａ２（０）を乗算することにより、第２の累積点灯時間ｔ２における第２の出射光量Ａ２（ｔ２）を
Ａ２（ｔ２）＝（１−Ｖ２×ｔ２）×Ａ２（０）
のように算出する。【００３７】
なお、上述では第１ＬＥＤ１４の第１の劣化速度Ｖ１および第２ＬＥＤ１５の第２の劣化速度Ｖ２が定数値をとる近似（つまり、累積点灯時間の増加に従って一定割合で劣化していく近似）を行ったが、さらに詳細には、累積点灯時間ｔにおける発光素子の出射光量Ａ（ｔ）は、初期出射光量Ａ（０）と正の劣化係数αとを用いて、例えば、
Ａ（ｔ）＝Ａ（０）ｅｘｐ｛−（α×ｔ）｝
のように変化する場合が考えられる。そこで、この数式を用いて、第１の出射光量Ａ１および第２の出射光量Ａ２を
Ａ１（ｔ１）＝Ａ１（０）ｅｘｐ｛−（α１×ｔ１）｝
Ａ２（ｔ２）＝Ａ２（０）ｅｘｐ｛−（α２×ｔ２）｝
のように算出しても良い。ここにα１は第１ＬＥＤ１４に係る正の劣化係数、α２は第２ＬＥＤ１５に係る正の劣化係数である。なお、より複雑な数式を用いて発光素子の劣化度の変化を記述するようにしても構わない。【００３８】
また、演算の代わりにテーブル参照を用いる場合には、発光素子劣化度補正部１８は、第１の累積点灯時間を用いて上述した第１のテーブルをテーブル参照することにより第１の出射光量を取得し、第２の累積点灯時間を用いて上述した第２のテーブルをテーブル参照することにより第２の出射光量を取得することになる。【００３９】
そして、発光素子劣化度補正部１８は、第１の出射光量Ａ１（ｔ１）と第２の出射光量Ａ２（ｔ２）との一方を他方で割って得られる数をゲイン係数とするゲイン調整を、第１の映像信号と第２の映像信号との他方に対して行うことにより、第１ＬＥＤ１４と第２ＬＥＤ１５の劣化度の差を補正する。【００４０】
例えば、発光素子劣化度補正部１８は、第１の出射光量Ａ１（ｔ１）を第２の出射光量Ａ２（ｔ２）で割って得られる数Ａ１（ｔ１）／Ａ２（ｔ２）をゲイン係数とするゲイン調整を第２ＬＥＤ１５の発光によって得られた第２の映像信号Ｓｉｇ２に対して
Ｓｉｇ２’＝Ｓｉｇ２×Ａ１（ｔ１）／Ａ２（ｔ２）
のように行って補正後の第２の映像信号Ｓｉｇ２’を算出することにより、第１ＬＥＤ１４と第２ＬＥＤ１５の劣化度の差を補正する。【００４１】
映像信号に対してこのような補正を行うことにより、図４に示すような、経時変化による発光量減衰比率が各色ＬＥＤについてほぼ同等となるときの映像信号、つまり色バランスが初期状態（累積点灯時間＝０）のときとほぼ同等の映像信号を得ることができる。ここに図４は、経時変化による発光量減衰比率が各色ＬＥＤについてほぼ同等となるときの例を示すタイムチャートである。【００４２】
なお、ここでは第２の映像信号を第１の映像信号に合わせるゲイン調整を行ったが、これに代えて、第１ＬＥＤ１４の発光によって得られた第１の映像信号Ｓｉｇ１に対して
Ｓｉｇ１’＝Ｓｉｇ１×Ａ２（ｔ２）／Ａ１（ｔ１）
のように行って補正後の第１の映像信号Ｓｉｇ１’を算出することにより、第１ＬＥＤ１４と第２ＬＥＤ１５の劣化度の差を補正するようにしても構わない。このように、基準とする映像信号（ひいては、基準とする発光素子）は、適宜に決定することが可能である。【００４３】
すなわち、発光素子には供給可能な定格電力があるために、劣化度が大きい方の発光素子（例えば、第１ＬＥＤ１４）に劣化度を補う大きな電力を供給して初期状態と同様の発光量で発光させることは困難である。従って、劣化度が小さい方の発光素子を劣化度が大きい方の発光素子に合わせて、劣化度が小さい方の発光素子の発光量を下げるしかない。これに対して本実施形態における劣化度補正は、映像信号処理部１７による映像信号へのゲイン係数の乗算であるために、劣化度が大きい方の発光素子を発光させて得られた映像信号を、劣化度が小さい方の発光素子を発光させて得られた映像信号に合わせてゲインアップすることが可能であり、初期状態で発光が行われたときとほぼ同様の明るさの信号を得ることができる利点がある。【００４４】
色バランス補正部１９は、発光素子劣化度補正部１８により補正された後の第１の映像信号および第２の映像信号に対して、色バランス調整を行う。すなわち、色バランス補正部１９が色バランス調整を行う第１の映像信号および第２の映像信号は、発光素子劣化度補正部１８により劣化度の差が補正された映像信号であるために、劣化度の差が生じていない映像信号に対する色バランス調整と同様の、通常の色バランス調整を行うことが可能となっている。こうして、色バランス補正部１９の前段において発光素子劣化度補正部１８の処理を行っているために、色バランス補正部１９は従来と異なる特段の構成を設ける必要がなく、初期状態と同様の色バランスがとれた照明光により照明された被写体を撮像して得られた画像を処理するときと同じ処理を行うことができる利点がある。【００４５】
このような実施形態１によれば、帯域が異なる複数の発光素子の出射光量を、各発光素子の累積点灯時間に基づいて取得し、出射光量の比に基づくゲイン調整を映像信号に行うようにしたために、複数の発光素子の劣化度の差を補正して、照明光の色バランスが時間的に変化するのを低コストで抑制することができる。【００４６】
また、帯域が異なる複数の発光素子の初期出射光量と劣化速度とを予め記憶しておき、累積点灯時間を用いて現在の出射光量を算出するようにした場合には、記憶部１３の記憶容量が少なくて済むと共に、演算自体も簡単であるために処理の負担が軽い利点がある。【００４７】
一方、累積点灯時間と出射光量との対応関係をテーブルとして記憶しておく場合には、もし関数で記載すると累積点灯時間と出射光量との関係が複雑になる場合でも、テーブル参照であるために、累積点灯時間の情報があれば現在の出射光量を容易に取得することができる。【００４８】
さらに、白色光観察と蛍光観察とが可能な撮像システムにおいては、累積点灯時間に差が生じてくると考えられるＲ−ＬＥＤと、Ｇ−ＬＥＤまたはＢ−ＬＥＤと、の劣化度の差を適切に補正することが可能となる。【００４９】
白色光観察および蛍光観察に加えてさらにＮＢＩ観察が可能な撮像システムにおいては、累積点灯時間に差が生じてくると考えられるＲ−ＬＥＤと、Ｇ−ＬＥＤ、Ｂ−ＬＥＤ、またはＶ−ＬＥＤと、の劣化度の差を適切に補正することが可能となる。【００５０】
そして、発光素子劣化度補正部１８により補正された後の映像信号に対して色バランス補正部１９が色バランス調整を行うようにしたために、色バランス補正部１９は、発光素子の劣化度を考慮することなく、従来と同様の色バランス調整を行うことが可能となる。【００５１】
次に、上述した実施形態に関連する構成について、図５から図７を参照して説明する。ここに、図５はＬＥＤ駆動回路の構成を示す図、図６は図５のＬＥＤ駆動回路に流れる信号の例を示すタイミングチャート、図７は複数のＬＥＤを１つのＬＥＤドライバで発光させるときに電流波形に不安定さが生じる例を示すタイミングチャートである。【００５２】
ＬＥＤ制御部１２により第１ＬＥＤ１４と第２ＬＥＤ１５を駆動する場合に、価格を抑制するために、第１ＬＥＤ１４を駆動するＬＥＤドライバと第２ＬＥＤ１５を駆動するＬＥＤドライバとを１つのＬＥＤドライバ（発光素子駆動回路）で兼用することがある。図５は、このような構成の一例を示している。【００５３】
図５に示すように、ＬＥＤ制御部１２は、１つのＬＥＤドライバ４２を用いて第１ＬＥＤ１４（例えばＶ−ＬＥＤ（紫ＬＥＤ））および第２ＬＥＤ１５（例えばＷ−ＬＥＤ（白色ＬＥＤ））を駆動する構成となっている。【００５４】
すなわち、ＬＥＤ制御部１２は、ＤＡＣ（デジタル・アナログ・コンバータ）４１およびＬＥＤドライバ４２と接続されていて、ＬＥＤドライバ４２へデジタル信号を出力すると共に、ＤＡＣ４１を介してＬＥＤドライバ４２へアナログ信号を出力するようになっている。【００５５】
ＬＥＤドライバ４２は、さらに、切替平滑化部４３と接続されると共に、ＰＷＭＧＨ端子を介してスイッチ４４と、ＰＷＭＧＬ端子を介してスイッチ４５と、それぞれ接続されている。【００５６】
切替平滑化部４３は、第１ＬＥＤ１４、スイッチ４４、および抵抗４６を介してグランドへ接続され、さらに、第２ＬＥＤ１５、スイッチ４５、および抵抗４７を介してグランドへ接続されている。ここに、第１ＬＥＤ１４および第２ＬＥＤ１５は、切替平滑化部４３に対してコモン・アノード（COMMON ANODE）接続されている。【００５７】
ＬＥＤ制御部１２は、Ｗ−ＬＥＤ用の電流設定値を示すデジタル信号と、Ｖ−ＬＥＤ用の電流設定値を示すデジタル信号とを、ＤＡＣ４１へ出力する。【００５８】
ＤＡＣ４１は、デジタル信号をアナログ信号に変換して、Ｗ−ＬＥＤ用のアナログ値の信号（電流設定値ＣＴＲＬ＿Ｌ）をＬＥＤドライバ４２のＣＴＲＬ＿Ｌ入力端子へ、Ｖ−ＬＥＤ用のアナログ値の信号（電流設定値ＣＴＲＬ＿Ｈ）をＬＥＤドライバ４２のＣＴＲＬ＿Ｈ入力端子へ、それぞれ出力する（図６および図７も参照）。【００５９】
ＬＥＤドライバ４２のＣＴＲＬ＿ＳＥＬ端子には、ＬＥＤ制御部１２のＬＥＤ＿ＳＥＬ端子から点灯ＬＥＤ選択信号が入力されるようになっている。この点灯ＬＥＤ選択信号は、例えば順次に交代される点灯期間における、Ｗ−ＬＥＤ点灯期間には電流設定値ＣＴＲＬ＿Ｌを選択してスイッチ４５をオンにしスイッチ４４をオフにする信号となり、Ｖ−ＬＥＤ点灯期間には電流設定値ＣＴＲＬ＿Ｈを選択してスイッチ４４をオンにしスイッチ４５をオフにする信号となる（図６および図７も参照）。【００６０】
さらにＬＥＤドライバ４２のＰＷＭ端子には、ＬＥＤ制御部１２のＰＷＭ端子からパルス幅変調信号であるパルス信号ＰＷＭが入力されるようになっている（図６および図７も参照）。【００６１】
ＬＥＤドライバ４２は、Ｗ−ＬＥＤ点灯期間にパルス信号ＰＷＭが入力されると、Ｗ−ＬＥＤ用に電流値を設定しパルス幅変調された駆動パルスを切替平滑化部４３へ出力する。【００６２】
切替平滑化部４３は、ＬＥＤドライバ４２から入力される駆動パルスを、コンデンサ等を用いて平滑化する。これにより、平滑化されたＷ−ＬＥＤ用の電流がＷ−ＬＥＤである第２ＬＥＤ１５へ印加される（図６および図７も参照）。【００６３】
また、ＬＥＤドライバ４２は、Ｖ−ＬＥＤ点灯期間にパルス信号ＰＷＭが入力されると、Ｖ−ＬＥＤ用に電流値を設定しパルス幅変調された駆動パルスを切替平滑化部４３へ出力する。【００６４】
切替平滑化部４３は、ＬＥＤドライバ４２から入力される駆動パルスを上述したように平滑化する。これにより、平滑化されたＶ−ＬＥＤ用の電流がＶ−ＬＥＤである第１ＬＥＤ１４へ印加される（図６および図７も参照）。【００６５】
このような構成において、ＬＥＤドライバ４２に設定される電流設定値ＣＴＲＬ＿Ｌと電流設定値ＣＴＲＬ＿Ｈとが異なる場合（特に、電流設定値の差が大きい場合）、ＬＥＤドライバ４２の回路特性によっては、一方の電流設定値が他方の電流設定値の影響を受けて安定に動作しないことがある。【００６６】
例えば、図７に示すように、Ｗ−ＬＥＤへの電流設定値ＣＴＲＬ＿ＬがＶ−ＬＥＤへの電流設定値ＣＴＲＬ＿Ｈよりも大きい（ＣＴＲＬ＿Ｌ＞ＣＴＲＬ＿Ｈ）場合に、Ｗ−ＬＥＤである第２ＬＥＤ１５に印加される電流波形が不安定になることがある。【００６７】
そこで、このような場合に対応するための制御の例を、図６を参照して説明する。【００６８】
図７に示す制御では、ＬＥＤ制御部１２は、Ｖ−ＬＥＤ用の電流設定値を示すデジタル信号と、Ｗ−ＬＥＤ用の電流設定値を示すデジタル信号とを、時間的に変化することのないそれぞれの一定値としてＤＡＣ４１へ出力していた。【００６９】
これに対して図６に示す制御では、ＬＥＤ制御部１２は、Ｖ−ＬＥＤ用の電流設定値を示すデジタル信号と、Ｗ−ＬＥＤ用の電流設定値を示すデジタル信号とを、同一にすると共に、Ｗ−ＬＥＤ点灯期間とＶ−ＬＥＤ点灯期間とで異なる設定値となるように、時間的に変化させてＤＡＣ４１へ出力するようにしている。【００７０】
すなわち、ＬＥＤ制御部１２は、Ｗ−ＬＥＤ点灯期間においては、図７に示したＣＴＲＬ＿Ｌと同一の値が図６におけるＣＴＲＬ＿ＬおよびＣＴＲＬ＿Ｈの値となるようにデジタル信号をＤＡＣ４１へ出力し、Ｖ−ＬＥＤ点灯期間においては、図７に示したＣＴＲＬ＿Ｈと同一の値が図６におけるＣＴＲＬ＿ＬおよびＣＴＲＬ＿Ｈの値となるようにデジタル信号をＤＡＣ４１へ出力する。【００７１】
これにより、ＬＥＤドライバ４２に入力される電流設定値ＣＴＲＬ＿Ｌと電流設定値ＣＴＲＬ＿Ｈとは、時間的に変化はするものの、同一時点で見れば同一の値となる。従って、任意の時点において、電流設定値ＣＴＲＬ＿Ｌと電流設定値ＣＴＲＬ＿Ｈとの間に差が生じることはなく、第１ＬＥＤ１４および第２ＬＥＤ１５に印加される電流波形を安定化させることができる。【００７２】
なお、上述では２つの発光素子を１つの発光素子駆動回路で駆動したが、３つ以上の発光素子を１つの発光素子駆動回路で駆動する場合にも、上述した技術を同様に適用することができる。【００７３】
このような、上記実施形態に関連する構成によれば、複数の発光素子を１つの発光素子駆動回路で駆動する場合に、何れの発光素子へ出力する電流波形であっても安定化させることができ、各発光素子の発光輝度を安定させることができる。これにより、映像信号の色バランスを一定に保つことが可能となり、映像の品質を向上することができる。【００７４】
なお、本発明は上述した実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化することができる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明の態様を形成することができる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除しても良い。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせても良い。このように、発明の主旨を逸脱しない範囲内において種々の変形や応用が可能であることは勿論である。【００７５】
本出願は、２０１４年５月１４日に日本国に出願された特願２０１４−１００７９７号を優先権主張の基礎として出願するものであり、上記の開示内容は、本願明細書、請求の範囲、図面に引用されたものとする。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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