(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の固体照明素子を用いて照明光を生成する光源部と、
該光源部において生成された照明光で照明された被写体を撮影する撮像素子と、
該撮像素子により取得された画像信号を処理する画像処理部と、
前記光源部または前記画像処理部の少なくとも一方を制御する制御部とを備え、
前記光源部の少なくとも１つの前記固体照明素子がＧチャネルにピークを有し、
前記光源部の他の少なくとも１つの前記固体照明素子がＲチャネルにピークを有し、
前記制御部が、前記光源部から射出される照明光の光量を増加させる場合には、条件式（１）が成立するように制御し、前記光源部から射出される照明光の光量を減少させる場合には、条件式（２）が成立するように制御する観察装置。
ΔＳｒ／ΔＳｇ＞１          （１）
ΔＳｒ／ΔＳｇ＜１          （２）
ここで、ΔＳｒは前記画像信号のうち、Ｒチャネルの画像信号に適用されるシステムゲインの変化率、ΔＳｇは前記画像信号のうち、Ｇチャネルの画像信号に適用されるシステムゲインの変化率である。
【請求項２】
複数の固体照明素子を用いて照明光を生成する光源部と、
該光源部において生成された照明光で照明された被写体を撮影する撮像素子と、
該撮像素子により取得された画像信号を処理する画像処理部と、
前記光源部または前記画像処理部の少なくとも一方を制御する制御部とを備え、
前記光源部の少なくとも１つの前記固体照明素子がＧチャネルにピークを有し、
前記光源部の他の少なくとも１つの前記固体照明素子がＢチャネルにピークを有し、
前記制御部が、前記光源部から射出される照明光の光量を増加させる場合には、条件式（３）が成立するように制御し、前記光源部から射出される照明光の光量を減少させる場合には、条件式（４）が成立するように制御する観察装置。
ΔＳｂ／ΔＳｇ＞１          （３）
ΔＳｂ／ΔＳｇ＜１          （４）
ここで、ΔＳｂは前記画像信号のうち、Ｂチャネルの画像信号に適用されるシステムゲインの変化率、ΔＳｇは前記画像信号のうち、Ｇチャネルの画像信号に適用されるシステムゲインの変化率である。
【請求項３】
前記光源部の少なくとも１つの前記固体照明素子がＢチャネルにピークを有し、
前記制御部が、前記光源部から射出される照明光の光量を増加させる場合には、条件式（１）および条件式（３）、前記光源部から射出される照明光の光量を減少させる場合には、条件式（２）および条件式（４）が成立するように制御する請求項１に記載の観察装置。
ΔＳｂ／ΔＳｇ＞１          （３）
ΔＳｂ／ΔＳｇ＜１          （４）
ここで、ΔＳｂは前記画像信号のうち、Ｂチャネルの画像信号に適用されるシステムゲインの変化率、ΔＳｇは前記画像信号のうち、Ｇチャネルの画像信号に適用されるシステムゲインの変化率である。
【請求項４】
前記制御部は、前記光源部から射出される照明光の光量を増加させる場合には、条件式（５）、前記光源部から射出される照明光の光量を減少させる場合には、条件式（６）が成立するように前記固体照明素子を制御する請求項１に記載の観察装置。
ΔＬｒ／ΔＬｇ＞１          （５）
ΔＬｒ／ΔＬｇ＜１          （６）
ここで、ΔＬｇはＧチャネルにピークを有する前記固体照明素子の総光量の変化率、ΔＬｒはＲチャネルにピークを有する前記固体照明素子の総光量の変化率である。
【請求項５】
前記制御部は、前記光源部から射出される照明光の光量を増加させる場合には、条件式（７）、前記光源部から射出される照明光の光量を減少させる場合には、条件式（８）が成立するように前記固体照明素子を制御する請求項２に記載の観察装置。
ΔＬｂ／ΔＬｇ＞１          （７）
ΔＬｂ／ΔＬｇ＜１          （８）
ここで、ΔＬｇはＧチャネルにピークを有する前記固体照明素子の総光量の変化率、ΔＬｂはＢチャネルにピークを有する前記固体照明素子の総光量の変化率である。
【請求項６】
前記制御部は、前記光源部から射出される照明光の光量を増加させる場合には、条件式（５）および条件式（７）、前記光源部から射出される照明光の光量を減少させる場合には、条件式（６）および条件式（８）が成立するように前記固体照明素子を制御する請求項３に記載の観察装置。
ΔＬｒ／ΔＬｇ＞１          （５）
ΔＬｒ／ΔＬｇ＜１          （６）
ΔＬｂ／ΔＬｇ＞１          （７）
ΔＬｂ／ΔＬｇ＜１          （８）
ここで、ΔＬｇはＧチャネルにピークを有する前記固体照明素子の総光量の変化率、ΔＬｒはＲチャネルにピークを有する前記固体照明素子の総光量の変化率、ΔＬｂはＢチャネルにピークを有する前記固体照明素子の総光量の変化率である。
【請求項７】
前記制御部は、前記光源部から射出される照明光の光量を増加させる場合には、条件式（９）、前記光源部から射出される照明光の光量を減少させる場合には、条件式（１０）が成立するように前記画像処理部を制御する請求項１に記載の観察装置。
Ｇｒ／Ｇｇ＞１          （９）
Ｇｒ／Ｇｇ＜１          （１０）
ここで、Ｇｇは画像信号のＧ信号にかけるゲイン、Ｇｒは画像信号のＲ信号にかけるゲインである。
【請求項８】
前記制御部は、前記光源部から射出される照明光の光量を増加させる場合には、条件式（１１）、前記光源部から射出される照明光の光量を減少させる場合には、条件式（１２）が成立するように前記画像処理部を制御する請求項２に記載の観察装置。
Ｇｂ／Ｇｇ＞１          （１１）
Ｇｂ／Ｇｇ＜１          （１２）
ここで、Ｇｇは画像信号のＧ信号にかけるゲイン、Ｇｂは画像信号のＢ信号にかけるゲインである。
【請求項９】
前記制御部は、前記光源部から射出される照明光の光量を増加させる場合には、条件式（９）および条件式（１１）、前記光源部から射出される照明光の光量を減少させる場合には、条件式（１０）および条件式（１２）が成立するように前記画像処理部を制御する請求項３に記載の観察装置。
Ｇｒ／Ｇｇ＞１          （９）
Ｇｒ／Ｇｇ＜１          （１０）
Ｇｂ／Ｇｇ＞１          （１１）
Ｇｂ／Ｇｇ＜１          （１２）
ここで、Ｇｇは画像信号のＧ信号にかけるゲイン、Ｇｒは画像信号のＲ信号にかけるゲイン、Ｇｂは画像信号のＢ信号にかけるゲインである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、観察装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、通電量の増減制御を行う場合に、ＬＥＤ間の個体差によって、照明光に含まれるＲ光、Ｇ光およびＢ光の割合が変化して観察画像の色味が変化することを防止するために、Ｒ光、Ｇ光およびＢ光のバランスを調整する観察装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−２１７４８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の観察装置は、通電量に応じたＲ光、Ｇ光およびＢ光の光量の変化を補正することによってバランスを調整することはできるが、特に、Ｒ光やＢ光のピーク波長の変動を考慮していない。すなわち、ＬＥＤは、通電量を増大させると素子の温度上昇によってＲ光についてはピーク波長が長波長側にずれ、Ｂ光についてはピーク波長が短波長側にずれるという特性を有している。そして、センサは、Ｒ領域では長波長になるほど感度が下がり、Ｂ領域では短波長になるほど感度が下がるという波長特性を有している。その結果、ＬＥＤの光量自体の変化はないが、結果として得られる観察画像の色味が変化してしまう。【０００５】
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、光源への通電量の増減に伴ってピーク波長が変動しても観察画像の色再現性を低下させない観察装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明の一態様は、複数の固体照明素子を用いて照明光を生成する光源部と、該光源部において生成された照明光で照明された被写体を撮影する撮像素子と、該撮像素子により取得された画像信号を処理する画像処理部と、前記光源部または前記画像処理部の少なくとも一方を制御する制御部とを備え、前記光源部の少なくとも１つの前記固体照明素子がＧチャネルにピークを有し、前記光源部の他の少なくとも１つの前記固体照明素子がＲチャネルにピークを有し、前記制御部が、前記光源部から射出される照明光の光量を増加させる場合には、条件式（１）が成立するように制御し、前記光源部から射出される照明光の光量を減少させる場合には、条件式（２）が成立するように制御する観察装置を提供する。
ΔＳｒ／ΔＳｇ＞１          （１）
ΔＳｒ／ΔＳｇ＜１          （２）
ここで、ΔＳｒは前記画像信号のうち、Ｒチャネルの画像信号に適用されるシステムゲインの変化率、ΔＳｇは前記画像信号のうち、Ｇチャネルの画像信号に適用されるシステムゲインの変化率である。
【０００７】
本態様によれば、光源部から発せられた照明光が被写体に照射され、被写体における反射光が撮像素子により撮影され、取得された画像信号が画像処理部によって処理されることにより観察可能な画像が生成される。生成される画像の明るさが変動するなどして調光される場合には、制御部が光源部または画像処理部の少なくとも一方を制御して画像の明るさが調整される。【０００８】
この場合において、光源部から射出される照明光の光量を増加させる場合には、各固体照明素子への通電量が増大し、Ｒチャネルにピークを有する固体照明素子の温度上昇によってピーク波長が長波長側にずれる。一方、撮像素子はＲ領域では長波長になるほど感度が下がる。これに対して、制御部が、条件式（１）を満たすように制御するので、Ｒチャネルの画像信号が、Ｇチャネルの画像信号よりも大きく増大され、ピーク波長のズレによる撮像素子の感度低下を補って、色再現性の高い観察画像を得ることができる。【０００９】
一方、光源部から射出される照明光の光量を減少させる場合には、各固体照明素子への通電量が減少し、Ｒチャネルにピークを有する固体照明素子の温度低下によってピーク波長が短波長側にずれる。一方、撮像素子はＲ領域では短波長になるほど感度が上がる。これに対して、制御部が、条件式（２）を満たすように制御するので、Ｒチャネルの画像信号が、Ｇチャネルの画像信号よりも小さく増大され、ピーク波長のズレによる撮像素子の感度上昇を補って、色再現性の高い観察画像を得ることができる。【００１０】
また、本発明の他の態様は、複数の固体照明素子を用いて照明光を生成する光源部と、該光源部において生成された照明光で照明された被写体を撮影する撮像素子と、該撮像素子により取得された画像信号を処理する画像処理部と、前記光源部または前記画像処理部の少なくとも一方を制御する制御部とを備え、前記光源部の少なくとも１つの前記固体照明素子がＧチャネルにピークを有し、前記光源部の他の少なくとも１つの前記固体照明素子がＢチャネルにピークを有し、前記制御部が、前記光源部から射出される照明光の光量を増加させる場合には条件式（３）が成立するように制御し、前記光源部から射出される照明光の光量を減少させる場合には条件式（４）が成立するように制御する観察装置を提供する。
ΔＳｂ／ΔＳｇ＞１          （３）
ΔＳｂ／ΔＳｇ＜１          （４）
ここで、ΔＳｂは前記画像信号のうち、Ｂチャネルの画像信号に適用されるシステムゲインの変化率、ΔＳｇは前記画像信号のうち、Ｇチャネルの画像信号に適用されるシステムゲインの変化率である。
【００１１】
本態様によれば、光源部から射出される照明光の光量を増加させる場合には、各固体照明素子への通電量が増大し、Ｂチャネルにピークを有する固体照明素子の温度上昇によってピーク波長が短波長側にずれる。一方、撮像素子はＢ領域では短波長になるほど感度が下がる。これに対して、制御部が、条件式（３）を満たすように制御するので、Ｂチャネルの画像信号が、Ｇチャネルの画像信号よりも大きく増大され、ピーク波長のズレによる撮像素子の感度低下を補って、色再現性の高い観察画像を得ることができる。【００１２】
一方、光源部から射出される照明光の光量を減少させる場合には、各固体照明素子への通電量が減少し、Ｂチャネルにピークを有する固体照明素子の温度低下によってピーク波長が長波長側にずれる。一方、撮像素子はＢ領域では長波長になるほど感度が上がる。これに対して、制御部が、条件式（４）を満たすように制御するので、Ｂチャネルの画像信号が、Ｇチャネルの画像信号よりも小さく増大され、ピーク波長のズレによる撮像素子の感度上昇を補って、色再現性の高い観察画像を得ることができる。【００１３】
上記態様においては、前記光源部の少なくとも１つの前記固体照明素子がＢチャネルにピークを有し、前記制御部が、前記光源部から射出される照明光の光量を増加させる場合には、条件式（１）および条件式（３）、前記光源部から射出される照明光の光量を減少させる場合には、条件式（２）および条件式（４）が成立するように制御してもよい。
ΔＳｂ／ΔＳｇ＞１          （３）
ΔＳｂ／ΔＳｇ＜１          （４）
ここで、ΔＳｂは前記画像信号のうち、Ｂチャネルの画像信号に適用されるシステムゲインの変化率、ΔＳｇは前記画像信号のうち、Ｇチャネルの画像信号に適用されるシステムゲインの変化率である。【００１４】
このようにすることで、光源部から射出される照明光の光量を増加させる場合には、各固体照明素子への通電量が増大し、温度上昇によって、Ｒチャネルの固体撮像素子のピーク波長が長波長側にずれ、Ｂチャネルの固体照明素子のピーク波長が短波長側にずれる。一方、撮像素子は、Ｒ領域では、長波長になるほど、Ｂ領域では短波長になるほど感度が下がる。これに対して、制御部が、条件式（１）および条件式（３）を満たすように制御するので、ＲチャネルおよびＢチャネルの画像信号が、Ｇチャネルの画像信号よりも大きく増大され、ピーク波長のズレによる撮像素子の感度低下を補って、色再現性の高い観察画像を得ることができる。【００１５】
一方、光源部から射出される照明光の光量を減少させる場合には、各固体照明素子への通電量が減少し、温度低下によって、Ｒチャネルの固体撮像素子のピーク波長が短波長側にずれ、Ｂチャネルの固体照明素子のピーク波長が長波長側にずれる。一方、撮像素子は、Ｒ領域では長波長になるほど、Ｂ領域では短波長になるほど感度が下がる。これに対して、制御部が、条件式（２）および条件式（４）を満たすように制御するので、ＲチャネルおよびＢチャネルの画像信号が、Ｇチャネルの画像信号よりも小さく増大され、ピーク波長のズレによる撮像素子の感度上昇を補って、色再現性の高い観察画像を得ることができる。【００１６】
また、上記態様においては、前記制御部は、前記光源部から射出される照明光の光量を増加させる場合には、条件式（５）、前記光源部から射出される照明光の光量を減少させる場合には、条件式（６）が成立するように前記固体照明素子を制御してもよい。
ΔＬｒ／ΔＬｇ＞１          （５）
ΔＬｒ／ΔＬｇ＜１          （６）
ここで、ΔＬｇはＧチャネルにピークを有する前記固体照明素子の総光量の変化率、ΔＬｒはＲチャネルにピークを有する前記固体照明素子の総光量の変化率である。【００１７】
このようにすることで、総光量の変化率が条件式（５）または条件式（６）を満たすように固体照明素子を制御することにより、条件式（１）または条件式（２）が満たされ、色再現性の高い観察画像を得ることができる。【００１８】
また、上記態様においては、前記制御部は、前記光源部から射出される照明光の光量を増加させる場合には、条件式（７）、前記光源部から射出される照明光の光量を減少させる場合には、条件式（８）が成立するように前記固体照明素子を制御してもよい。
ΔＬｂ／ΔＬｇ＞１          （７）
ΔＬｂ／ΔＬｇ＜１          （８）
ここで、ΔＬｇはＧチャネルにピークを有する前記固体照明素子の総光量の変化率、ΔＬｂはＢチャネルにピークを有する前記固体照明素子の総光量の変化率である。【００１９】
このようにすることで、総光量の変化率が条件式（７）または条件式（８）を満たすように固体照明素子を制御することにより、条件式（３）または条件式（４）が満たされ、色再現性の高い観察画像を得ることができる。【００２０】
また、上記態様においては、前記制御部は、前記光源部から射出される照明光の光量を増加させる場合には、条件式（５）および条件式（７）、前記光源部から射出される照明光の光量を減少させる場合には、条件式（６）および条件式（８）が成立するように前記固体照明素子を制御してもよい。
ΔＬｒ／ΔＬｇ＞１          （５）
ΔＬｒ／ΔＬｇ＜１          （６）
ΔＬｂ／ΔＬｇ＞１          （７）
ΔＬｂ／ΔＬｇ＜１          （８）
ここで、ΔＬｇはＧチャネルにピークを有する前記固体照明素子の総光量の変化率、ΔＬｒはＲチャネルにピークを有する前記固体照明素子の総光量の変化率、ΔＬｂはＢチャネルにピークを有する前記固体照明素子の総光量の変化率である。【００２１】
このようにすることで、総光量の変化率が条件式（５）〜条件式（８）を満たすように固体照明素子を制御することにより、条件式（１）〜条件式（４）が満たされ、色再現性の高い観察画像を得ることができる。【００２２】
また、上記態様においては、前記制御部は、前記光源部から射出される照明光の光量を増加させる場合には、条件式（９）、前記光源部から射出される照明光の光量を減少させる場合には、条件式（１０）が成立するように前記画像処理部を制御してもよい。
Ｇｒ／Ｇｇ＞１          （９）
Ｇｒ／Ｇｇ＜１          （１０）
ここで、Ｇｇは画像信号のＧ信号にかけるゲイン、Ｇｒは画像信号のＲ信号にかけるゲインである。【００２３】
このようにすることで、制御部が画像処理部を制御して、条件式（９）または条件式（１０）を満たすようなゲインが画像信号にかけられることにより、条件式（１）または条件式（２）が満たされ、色再現性の高い観察画像を得ることができる。【００２４】
また、上記態様においては、前記制御部は、前記光源部から射出される照明光の光量を増加させる場合には、条件式（１１）、前記光源部から射出される照明光の光量を減少させる場合には、条件式（１２）が成立するように前記画像処理部を制御してもよい。
Ｇｂ／Ｇｇ＞１          （１１）
Ｇｂ／Ｇｇ＜１          （１２）
ここで、Ｇｇは画像信号のＧ信号にかけるゲイン、Ｇｂは画像信号のＢ信号にかけるゲインである。【００２５】
このようにすることで、制御部が画像処理部を制御して、条件式（１１）または条件式（１２）を満たすようなゲインが画像信号にかけられることにより、条件式（３）または条件式（４）が満たされ、色再現性の高い観察画像を得ることができる。【００２６】
また、上記態様においては、前記制御部は、前記光源部から射出される照明光の光量を増加させる場合には、条件式（９）および条件式（１１）、前記光源部から射出される照明光の光量を減少させる場合には、条件式（１０）および条件式（１２）が成立するように前記画像処理部を制御してもよい。
Ｇｒ／Ｇｇ＞１          （９）
Ｇｒ／Ｇｇ＜１          （１０）
Ｇｂ／Ｇｇ＞１          （１１）
Ｇｂ／Ｇｇ＜１          （１２）
ここで、画像信号のＧ信号にかけるゲイン、Ｇｒは画像信号のＲ信号にかけるゲイン、Ｇｂは画像信号のＢ信号にかけるゲインである。【００２７】
このようにすることで、制御部が画像処理部を制御して、条件式（９）〜条件式（１２）を満たすようなゲインが画像信号にかけられることにより、条件式（１）〜条件式（４）が満たされ、色再現性の高い観察画像を得ることができる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、光源への通電量の増減に伴ってピーク波長が変動しても、色再現性の高い観察画像を得ることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一実施形態に係る観察装置を示す全体構成図である。
【図２】図１の観察装置の固体照明素子と撮像素子の波長特性の一例を示す図である。
【図３】図１の観察装置の演算部に記憶されているテーブルの一例を示す図である。
【図４】図１の観察装置の変形例を示す全体構成図である。
【図５】図４の観察装置の演算部に記憶されているテーブルの一例を示す図である。
【図６】図４の観察装置の画像処理部に記憶されているテーブルの一例を示す図である。
【図７】図４の観察装置のホワイトバランス調整部に記憶されているテーブルの一例を示す図である。
【図８】図１の観察装置の他の変形例を示す全体構成図である。
【図９】図８の観察装置の画像処理部に記憶されているテーブルの一例を示す図である。
【図１０】図８の観察装置のホワイトバランス調整部に記憶されているテーブルの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
本発明の一実施形態に係る観察装置１について、図面を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る観察装置１は、例えば、内視鏡装置であって、図１に示されるように、体内に挿入される細長い挿入部２と、該挿入部２の基端側に接続された装置本体３と、モニタ４とを備えている。
【００３１】
挿入部２は、長手方向のほぼ全長にわたって配置されて照明光を導光する光ファイバ５と、該光ファイバ５により導光された照明光を挿入部２の先端から射出する照明用レンズ６と、体内の被写体からの照明光の反射光を集光する対物レンズ７と、該対物レンズ７によって集光された光を撮影する撮像素子８とを備えている。撮像素子８は、例えば、ＣＣＤである。ＭＯＳイメージャでもよい。
また、挿入部２には、撮像素子８により取得された画像信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器９と、挿入部２の識別情報を記憶したスコープ情報記憶部１０とが設けられている。
【００３２】
装置本体３は、照明光を射出する光源部１１と、該光源部１１を制御する制御部２６とを備えている。
また、装置本体３は、該装置本体３に挿入部２が取り付けられたときに、挿入部２のスコープ情報記憶部１０から挿入部２の識別情報を読み取る情報読取部１３と、挿入部２のＡ／Ｄ変換器９から出力されてきた画像信号に対してホワイトバランスを調整するホワイトバランス調整部１７と、ホワイトバランスが調整された画像信号を処理して観察画像を生成しモニタ４に出力する画像処理部１８とを備えている。
【００３３】
制御部２６は、ホワイトバランス調整部１７から出力されてきた画像信号から平均輝度値を算出する輝度算出部１４と、光源部１１に電流を供給する光源制御部１２と、輝度算出部１４により算出された平均輝度値と光源制御部１２から出力されている光源部１１への通電量の情報とから目標通電量を算出する通電量算出部１５と、該通電量算出部１５から出力された目標通電量に基づいて、光源制御部１２への指令信号を算出する演算部１６とを備えている。
【００３４】
光源部１１は、図２に示されるように、Ｒチャネルにピークを有する光を射出するＲ−ＬＥＤ（固体照明素子）１９と、Ｇチャネルにピークを有する光を射出するＧ−ＬＥＤ（固体照明素子）２０と、Ｂチャネルにピークを有する光を射出するＢ−ＬＥＤ（固体照明素子）２１と、これらのＬＥＤ（以下、単に固体照明素子とも言う。）１９〜２１から射出された照明光を合波して白色照明光を合成するミラー２２およびダイクロイックミラー２３，２４と、合成された白色照明光を光ファイバ５の入射端に集光して入射させる集光レンズ２５とを備えている。
【００３５】
通電量算出部１５は、設定輝度値と輝度算出部１４から入力されてきた画像信号からの平均輝度値との差分値を演算し、その差分値と現在のＧ−ＬＥＤ２０への通電量とに基づいて目標通電量を算出するようになっている。例えば、現在のＧ−ＬＥＤ２０への通電量が１００ｍＡである場合に、設定輝度値が算出された平均輝度値の２倍となる差分値が算出された場合には、目標通電量として２００ｍＡを算出して演算部１６に出力するようになっている。
【００３６】
演算部１６は、図３に示されるテーブルを記憶している。このテーブルは、挿入部２の識別情報と、目標通電量と、固体照明素子１９〜２１毎に供給する通電量の比率とを対応づけている。
例えば、挿入部２が識別情報Ａを有していて、目標通電量が１００ｍＡである場合には、Ｒ−ＬＥＤ１９、Ｇ−ＬＥＤ２０、Ｂ−ＬＥＤ２１に供給する通電量の比率は、このテーブルではＲ：Ｇ：Ｂ＝２：１：３に設定されている。
【００３７】
そして、本実施形態においては、このテーブルに記録されている比率としては、目標通電量が大きくなるに従って、Ｒ−ＬＥＤ１９およびＢ−ＬＥＤ２１に供給する通電量の比率が、Ｇ−ＬＥＤ２０に供給する通電量の比率に対して大きくなるように設定されている。例えば、識別情報Ａの挿入部２に対しては、目標通電量が２００ｍＡとなった場合には、Ｒ：Ｇ：Ｂ＝２．１：１：３．１、目標通電量が３００ｍＡとなった場合には、Ｒ：Ｇ：Ｂ＝２．２：１：３．２となるように設定されている。
【００３８】
すなわち、目標通電量が大きくなる場合には、以下の式（１）および式（３）が成立し、目標通電量が小さくなる場合には、式（２）および式（４）が成立するようになっている。
ΔＳｒ／ΔＳｇ＞１          （１）
ΔＳｒ／ΔＳｇ＜１          （２）
ΔＳｂ／ΔＳｇ＞１          （３）
ΔＳｂ／ΔＳｇ＜１          （４）
ここで、ΔＳｒはＲチャネルの画像信号に適用されるシステムゲインの変化率、ΔＳｇはＧチャネルの画像信号に適用されるシステムゲインの変化率、ΔＳｂはＢチャネルの画像信号に適用されるシステムゲインの変化率である。
【００３９】
本実施形態においては、システムゲインの変化率ΔＳｒ，ΔＳｇ，ΔＳｂとしては、Ｒ−ＬＥＤ１９、Ｇ−ＬＥＤ２０およびＢ−ＬＥＤ２１の総光量の変化率ΔＬｒ，ΔＬｇ，ΔＬｂを採用することができる。すなわち、上記式（１）〜（４）は、以下の式（５）〜（８）に置き換えることができる。
ΔＬｒ／ΔＬｇ＞１          （５）
ΔＬｒ／ΔＬｇ＜１          （６）
ΔＬｂ／ΔＬｇ＞１          （７）
ΔＬｂ／ΔＬｇ＜１          （８）
ここで、ΔＬｒはＲチャネルにピークを有するＲ−ＬＥＤ１９の総光量の変化率、ΔＬｇはＧチャネルにピークを有するＧ−ＬＥＤ２０の総光量の変化率、ΔＬｂはＢチャネルにピークを有するＢ−ＬＥＤ２１の総光量の変化率である。
【００４０】
演算部１６は、テーブルから読み出した比率と目標通電量とから、各固体照明素子１９〜２１に供給する通電量を算出し、光源制御部１２に送るようになっている。
光源制御部１２は、演算部１６から送られてきた通電量に従って、各固体照明素子１９〜２１に通電するようになっている。
【００４１】
すなわち、上の例では、目標通電量が１００ｍＡに設定されたときには、演算部１６は、その目標通電量と比率２：１：３とから、Ｒ−ＬＥＤ１９、Ｇ−ＬＥＤ２０およびＢ−ＬＥＤ２１にそれぞれ、２００ｍＡ、１００ｍＡおよび３００ｍＡを供給し、目標通電量が２００ｍＡに設定されたときには、演算部１６は、目標通電量と比率２．１：１：３．１とから、Ｒ−ＬＥＤ１９、Ｇ−ＬＥＤ２０およびＢ−ＬＥＤ２１にそれぞれ、４２０ｍＡ、２００ｍＡおよび６２０ｍＡを供給するようになっている。
【００４２】
なお、目標通電量として、テーブルに記憶されている値の間の値が算出された場合には、算出された目標通電量を挟むテーブル上に記憶されている通電量から比率を補間して出力することにすればよい。
【００４３】
このように構成された本実施形態に係る観察装置１の作用について以下に説明する。
本実施形態に係る観察装置１を用いて観察を行うには、装置本体３に挿入部２を装着し、挿入部２を体内に挿入し、挿入部２の先端を観察対象部位に対向させた状態として光源制御部１２を作動させる。
【００４４】
装置本体３に挿入部２が装着されると、挿入部２に備えられたスコープ情報記憶部１０に記憶されている挿入部２の識別情報が、装置本体３の情報読取部１３によって読み取られる。ここでは挿入部２の識別情報は「Ａ」であるとして説明する。読み取られた識別情報は演算部１６に送られる。演算部１６は初期の目標通電量として、例えば、「１００ｍＡ」を使用し、情報読取部１３から送られてきた挿入部２の識別情報と目標通電量とから、比率をテーブルから読み出して、固体照明素子１９〜２１毎の通電量を算出し、光源制御部１２に指令する。
【００４５】
光源制御部１２は、演算部１６から送られてきた通電量の指令信号に従って、Ｒ−ＬＥＤ１９、Ｇ−ＬＥＤ２０およびＢ−ＬＥＤ２１に通電する。これにより、Ｒ−ＬＥＤ１９からＲチャネルにピークを有する光が発せられ、Ｇ−ＬＥＤ２０からＧチャネルにピークを有する光が発せられ、Ｂ−ＬＥＤ２１からＢチャネルにピークを有する光が発せられる。
【００４６】
各固体照明素子１９〜２１から発せられた光は、ミラー２２およびダイクロイックミラー２３，２４によって合波されて白色照明光となった後、集光レンズ２５によって集光されて光ファイバ５の入射端に入射される。光ファイバ５に入射された照明光は、光ファイバ５内を導光されて挿入部２の先端に配置されている光ファイバ５の射出端から射出され、照明用レンズ６によって集光されて観察対象物に照射される。
【００４７】
観察対象物における反射光は、挿入部２の先端に配置されている対物レンズ７によって集光され、撮像素子８により撮影される。撮像素子８により取得された画像信号はＡ／Ｄ変換器９によってＡ／Ｄ変換された後に装置本体３に送られ、ホワイトバランス調整部１７においてホワイトバランス調整され、画像処理部１８において画像処理されることにより観察画像が生成され、モニタ４に送られて表示される。これにより、観察者はモニタ４に表示された観察画像によって体内の観察対象部位を観察することができる。
【００４８】
この場合において、撮像素子８により取得され、Ａ／Ｄ変換された画像信号は、ホワイトバランス調整された後に輝度算出部１４に入力されて、平均輝度値が算出され、通電量算出部１５に入力される。一方、光源制御部１２からは、Ｇ−ＬＥＤ２０への通電量が通電量算出部１５に入力される。
【００４９】
通電量算出部１５においては、設定輝度値と輝度算出部１４から入力されてきた平均輝度値との差分が演算され、その差分値とＧ−ＬＥＤ２０への現在の通電量とに基づいて新たな目標通電量が算出される。
【００５０】
設定輝度値と、輝度算出部１４から入力されてきた平均輝度値とが等しいときには、差分値はゼロなので、目標通電量は変化しない。
これに対して、照明光を照射すべき観察対象部位と挿入部２の先端面との距離が変動した場合には撮像素子８により取得される画像信号における平均輝度値が変化する。
【００５１】
例えば、観察対象部位と挿入部２の先端面との距離が増大すると平均輝度値が小さくなり、距離が減少すると平均輝度値が大きくなる。距離が増大した場合には、通電量算出部において、現在の通電量よりも高い目標通電量が算出される。現在の通電量が１００ｍＡである場合に、画像信号の輝度が変動して目標通電量として２００ｍＡが算出された場合には、演算部１６は、テーブルの識別情報Ａおよび目標通電量２００ｍＡに対応する通電量の比率Ｒ：Ｇ：Ｂ＝２．１：１：３．１を読み出して目標通電量を乗算することにより、Ｒ−ＬＥＤ１９、Ｇ−ＬＥＤ２０およびＢ−ＬＥＤ２１にそれぞれ、４２０ｍＡ、２００ｍＡおよび６２０ｍＡを供給する指令を生成し光源制御部１２に出力する。
【００５２】
この場合には、Ｒ−ＬＥＤ１９およびＢ−ＬＥＤ２１への通電量は、Ｇ−ＬＥＤ２０への通電量よりも高い比率で増加させられる。すなわち、Ｒ−ＬＥＤ１９およびＢ−ＬＥＤ２１は、通電量が増加させられることにより温度が上昇すると、図２に矢印で示されるように、撮像素子８の感度が低下する方向にピーク波長がずれるので、より多くの電力を供給することによって、Ｒ−ＬＥＤ１９およびＢ−ＬＥＤ２１からの総光量を増大させる。
【００５３】
これにより、Ｒ−ＬＥＤ１９の総光量の変化率ΔＬｒは、２．１／２＝１．０５、Ｇ−ＬＥＤの総光量の変化率ΔＬｇは、１／１＝１、Ｂ−ＬＥＤの総光量の変化率ΔＬｂは、３．１／３＝１．０３３となり、式（５）、（６）が満たされる。このようにすることで、ピーク波長のズレによる撮像素子８の感度低下を補って、色のバランスを維持し、色再現性の高い観察画像を得ることができる。
【００５４】
これとは逆に、観察対象部位と挿入部２の先端面との距離が減少した場合には、通電量算出部１５において、現在の通電量よりも低い目標通電量が算出される。現在の通電量が２００ｍＡである場合に、画像信号の輝度が変動して目標通電量として１００ｍＡが算出された場合には、演算部１６は、テーブルの識別情報Ａおよび目標通電量１００ｍＡに対応する通電量の比率Ｒ：Ｇ：Ｂ＝２：１：３を読み出して目標通電量を乗算することにより、Ｒ−ＬＥＤ１９、Ｇ−ＬＥＤ２０およびＢ−ＬＥＤ２１にそれぞれ、２００ｍＡ、１００ｍＡおよび３００ｍＡを供給する指令を生成し光源制御部１２に出力する。
【００５５】
この場合には、Ｒ−ＬＥＤ１９およびＢ−ＬＥＤ２１への通電量は、Ｇ―ＬＥＤ２０への通電量よりも低い割合で減少させられる。すなわち、Ｒ−ＬＥＤ１９およびＢ−ＬＥＤ２１は、通電量が減少させられることにより温度が低下すると、撮像素子８の感度が増大する方向にピーク波長がずれるので、より少ない電力を供給することによって、固体照明素子１９，２１からの発光量を低下させる。
【００５６】
これにより、Ｒ−ＬＥＤ１９の総光量の変化率ΔＬｒは、２／２．１＝０．９５、Ｇ−ＬＥＤ２０の総光量の変化率ΔＬｇは、１／１＝１、Ｂ−ＬＥＤ２１の総光量の変化率ΔＬｂは、３／３．１＝０．９７となり、式（７）、（８）が満たされる。このようにすることで、ピーク波長のズレによる撮像素子８の感度増大を補って、色のバランスを維持し、色再現性の高い観察画像を得ることができる。
【００５７】
なお、本実施形態においては、制御部２６が光源部１１を制御することとし、システムゲインＳｒ，Ｓｇ，Ｓｂとして、Ｒ−ＬＥＤ１９、Ｇ−ＬＥＤ２０およびＢ−ＬＥＤ２１の総光量の変化率ΔＬｒ，ΔＬｇ，ΔＬｂを例示したが、これに限定されるものではない。
例えば、情報読取部１３により読み取られた挿入部２の識別情報に基づいて、ホワイトバランス調整部１７において、画像信号にホワイトバランスを付加することとし、通電量の増加に伴う撮像素子８の感度低下を補うために、固体照明素子１９〜２１の光量を調節することに代えて、画像処理部１８およびホワイトバランス調整部１７において乗算するゲインを調節することにしてもよい。
【００５８】
すなわち、図４に示されるように、演算部１６においては、通電量算出部１５において算出された目標通電量が入力されるとともに情報読取部１３から挿入部２の識別情報が入力され、図５に示されるテーブルから読み出した通電量の比率と目標通電量とを乗算することにより、各固体照明素子１９〜２１への通電量が演算される。目標通電量に関わらず、一定の通電量比率を用いることで、調光によって各固体照明素子１９〜２１からの発光量が変化しても、Ｒ−ＬＥＤ１９、Ｇ−ＬＥＤ２０およびＢ−ＬＥＤ２１の総光量の変化率ΔＬｒ，ΔＬｇ，ΔＬｂが等しく設定されている。
【００５９】
一方、画像処理部１８およびホワイトバランス調整部１７は、図６および図７に示されるテーブルを記憶していて、情報読取部１３から入力されてきた挿入部２の識別情報に基づいて、画像処理ゲインおよびホワイトバランスゲインが読み出されるようになっている。画像処理ゲインとしては例えば色変換マトリクスの係数を挙げることができる。
【００６０】
これらのゲインは図３のテーブルと同様に、識別情報に応じて画像処理ゲインおよびホワイトバランスゲインの比率が定められている。
【００６１】
また、画像処理部１８およびホワイトバランス調整部１７が、図９および図１０に示されるテーブルをそれぞれ記憶していて、図８に示されるように、情報読取部１３から入力されてきた挿入部２の識別情報と通電量算出部１５により算出された目標通電量とに基づいて、画像処理ゲインおよびホワイトバランスゲインが読み出されるようにしてもよい。
これらのゲインは図３のテーブルと同様に、目標通電量および識別情報に応じて画像処理ゲインおよびホワイトバランスゲインの比率が定められており、かつ、目標通電量が大きくなるに従って、Ｒ信号およびＢ信号にかけるゲインのＧ信号にかけるゲインに対する比率が大きくなっている。
【００６２】
すなわち、システムゲインＳｒ，Ｓｇ，Ｓｂとしては、画像処理ゲインＧｒ１，Ｇｇ１，Ｇｂ１またはホワイトバランスゲインＧｒ２，Ｇｇ２，Ｇｂ２のような画像処理において用いられるゲインＧｒ，Ｇｇ，Ｇｂを採用することができる。ここで、Ｇｇは画像信号のＧ信号にかけるゲイン、Ｇｒは画像信号のＲ信号にかけるゲイン、Ｇｂは画像信号のＢ信号にかけるゲインであり、例えば、Ｇｒ＝Ｇｒ１×Ｇｒ２、Ｇｇ＝Ｇｇ１×Ｇｇ２、Ｇｂ＝Ｇｂ１×Ｇｂ２である。
【００６３】
そして、目標通電量が大きくなる場合には、以下の式（９）および式（１１）が成立し、目標通電量が小さくなる場合には、式（１０）および式（１２）が成立するようになっている。
Ｇｒ／Ｇｇ＞１          （９）
Ｇｒ／Ｇｇ＜１          （１０）
Ｇｂ／Ｇｇ＞１          （１１）
Ｇｂ／Ｇｇ＜１          （１２）
【００６４】
これらのように構成することによっても、観察対象部位と挿入部２の先端面との距離が増大して目標通電量が上がると、各固体照明素子１９，２１に供給する通電量が増大する結果、Ｒ−ＬＥＤ１９とＢ−ＬＥＤ２１のピーク波長がずれて、撮像素子８の感度が下がるので、取得される画像信号としては、Ｇ信号に対してＲ信号およびＢ信号が低下した画像信号が取得される。したがって、ホワイトバランス調整部１７および画像処理部１８において、テーブルに記憶されている比率に従い、Ｇ信号に対してＲ信号およびＢ信号を大きく増幅するゲインＧｒ，Ｇｇ，Ｇｂを掛けることにより、ピーク波長のズレによる撮像素子８の感度増大を補って、色のバランスを維持し、色再現性の高い観察画像を得ることができる。
【００６５】
また、目標通電量に応じて総光量の比率または画像処理においてかけられるゲインのいずれかを適用した場合を例示したが、これに代えて、両方を適用することにしてもよい。
また、Ｒ−ＬＥＤ１９、Ｇ−ＬＥＤ２０およびＢ−ＬＥＤ２１の全てを有し白色照明光を合波して照射する光源部１１を有する観察装置を例示したが、Ｒ−ＬＥＤ１９とＧ−ＬＥＤ２０のみ、またはＧ−ＬＥＤ２０とＢ−ＬＥＤ２１のみからなる光源部１１により照明する場合に適用してもよい。
【符号の説明】
【００６６】
１  観察装置
８  撮像素子
１１  光源部
１８  画像処理部
１９  Ｒ−ＬＥＤ（固体照明素子）
２０  Ｇ−ＬＥＤ（固体照明素子）
２１  Ｂ−ＬＥＤ（固体照明素子）
２６  制御部
【要約】
光源への通電量の増減に伴ってピーク波長が変動しても観察画像の色再現性を低下させない。複数の固体照明素子（１９）〜（２１）を用いて照明光を生成する光源部（１１）と、該光源部（１１）において生成された照明光の被写体における反射光を撮影する撮像素子（８）と、取得された画像信号を処理する画像処理部（１８）と、光源部（１１）または画像処理部（１８）の少なくとも一方を制御する制御部（２６）とを備え、少なくとも１つの固体照明素子（２０）がＧチャネルにピークを有し、他の少なくとも１つの固体照明素子（１９）がＲチャネルにピークを有し、制御部（２６）が、ΔＳｒ，ΔＳｇをそれぞれＲ，Ｇチャネルに適用されるシステムゲインの変化率として、光源部１１から射出される照明光の光量を増加させる場合にはΔＳｒ／ΔＳｇ＞１、減少させる場合にはΔＳｒ／ΔＳｇ＜１が成立するように制御する観察装置１を提供する。【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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