(57)【要約】【課題】複数の波長の狭帯域光を照明光に用いた内視鏡装置の色再現性を向上させる。【解決手段】内視鏡装置は、複数の狭帯域光により構成された照明光を観察対象物に射出する光射出部４８と、観察対象物からの反射散乱光を検出して撮像信号を出力する撮像素子５８と、撮像信号を処理する画像処理回路６２を備えている。画像処理回路６２は、撮像素子５８の各色感度領域について、その色感度領域に含まれる狭帯域光のピーク波長と、その色感度領域に対応する撮像素子５８の光検出要素が検出する反射散乱光の強度とを関連付けて狭帯域光分光強度情報を導出し、これに基づいて波長欠落領域分光強度情報を推定する波長欠落領域分光強度情報推定部６４と、狭帯域光分光強度情報と波長欠落領域分光強度情報に基づいて、波長欠落領域のない照明光を照射したときに得られる画像信号に近づけるように、波長欠落領域補正処理を行う波長欠落領域補正処理部６６を有している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
観察対象物の内部空間を観察するための内視鏡装置であり、
前記内部空間に挿入される先端部を有する挿入部と、
内部空間表面に照明光を射出する前記先端部に設けられた光射出部と、
前記内部空間表面からの反射散乱光を検出して撮像信号を出力する前記先端部に設けられた撮像素子と、
前記撮像信号を処理して画像信号を出力する画像処理回路と、
前記画像信号に従って画像を表示する表示部とを備え、
前記照明光は、複数の狭帯域光により構成されており、
前記撮像素子が検出可能な波長領域は、前記複数の狭帯域光がそれぞれ存在する複数の狭帯域光領域と、隣接する二つの狭帯域光領域の間の領域である第一波長欠落領域と、最も端の二つの狭帯域光領域の外側の領域である第二波長欠落領域とにより構成されており、
前記撮像素子は、複数の色感度領域内の光をそれぞれ検出する複数種類の光検出要素を含む多数の光検出要素を有しており、
前記画像処理回路は、各色感度領域について、その色感度領域に含まれる狭帯域光のピーク波長と、その色感度領域に対応する光検出要素が検出する前記内部空間表面からの反射散乱光の強度とを関連付けて、狭帯域光分光強度情報（波長λ、受光強度Ｐ）を導出し、前記狭帯域光分光強度情報に基づいて、前記第一波長欠落領域における前記内部空間表面からの反射散乱光の強度情報である波長欠落領域分光強度情報を推定する波長欠落領域分光強度情報推定部を有し、
前記画像処理回路は、前記狭帯域光分光強度情報と前記波長欠落領域分光強度情報とに基づいて、波長欠落領域のない照明光を照射したときに得られる画像信号に近づけるように、波長欠落領域補正処理を行う波長欠落領域補正処理部を有している、内視鏡装置。
【請求項２】
ｎを２以上の自然数、ｋを１からｎまでの自然数として、
前記複数の狭帯域光の数と前記複数の色感度領域の数は共にｎであり、
ひとつの色感度領域にはひとつの狭帯域光が含まれるように構成されており、
前記複数の狭帯域光を、短波長側から長波長側に向かって１番目、２番目、・・・、ｎ番目の狭帯域光とし、
前記複数の色感度領域を、短波長側から長波長側に向かって１番目、２番目、・・・、ｎ番目の色感度領域としたとき、
ｋ番目の狭帯域光はｋ番目の色感度領域に含まれており、
ｋ番目の狭帯域光のピーク波長をλｋ、ｋ番目の色感度領域に対応する光検出要素が検出する前記内部空間表面からの反射散乱光の強度をＰｋとしたとき、
前記狭帯域光分光強度情報（波長λ、受光強度Ｐ）は、（λｋ、Ｐｋ）として導出する、請求項１に記載の内視鏡装置。
【請求項３】
ｎ、ｍを２以上の自然数、ｉ、ｊを１からｎまでの自然数、ｌを１からｍまでの自然数として、
前記複数の色感度領域の数はｎであり、
前記複数の狭帯域光の数はｎよりも多く、
前記複数の色感度領域を、短波長側から長波長側に向かって１番目、２番目、・・・、ｎ番目の色感度領域としたとき、
前記複数の色感度領域のうち、前記狭帯域光がひとつのみ含まれる色感度領域を単一狭帯域光色感度領域とし、
前記複数の色感度領域のうち、前記狭帯域光が複数含まれる色感度領域を複数狭帯域光色感度領域とし、
前記単一狭帯域光色感度領域に含まれる色感度領域をｊ番目の色感度領域とし、
前記複数狭帯域光色感度領域に含まれる色感度領域をｉ番目（ｉ≠ｊ）の色感度領域としたとき、
前記ｊ番目の色感度領域に含まれる狭帯域光をｊ番目の狭帯域光とし、
前記ｉ番目の色感度領域に含まれる狭帯域光の数がｍ個であるとき、
前記ｉ番目の色感度領域に含まれるｍ個の狭帯域光を、それぞれｉ−１番目、・・・、ｉ−ｍ番目の狭帯域光として、
ｊ番目の狭帯域光のピーク波長をλｊ、ｊ番目の色感度領域に対応する光検出要素が検出する前記内部空間表面からの反射散乱光の強度をＰｊとし、
ｉ−ｌ番目の狭帯域光のピーク波長をλｉ−ｌ、ｉ番目の色感度領域に対応する光検出要素が検出する前記内部空間表面からの反射散乱光の強度をＰｉとし、
前記狭帯域光分光強度情報（波長λ、受光強度Ｐ）は、
前記ｊ番目の色感度領域においては（λｊ、Ｐｊ）として導出され、
前記ｉ番目の色感度領域においては（（Σλｉ−ｌ）／ｍ、Ｐｉ）として導出する、請求項１に記載の内視鏡装置。
【請求項４】
ｎ、ｍを２以上の自然数、ｉ、ｊを１からｎまでの自然数、ｌを１からｍまでの自然数として、
前記複数の色感度領域の数はｎであり、
前記複数の狭帯域光の数はｎよりも大きく、
前記複数の色感度領域を、短波長側から長波長側に向かって１番目、２番目、・・・、ｎ番目の色感度領域としたとき、
前記複数の色感度領域のうち、前記狭帯域光がひとつのみ含まれる色感度領域を単一狭帯域光色感度領域とし、
前記複数の色感度領域のうち、前記狭帯域光が複数含まれる色感度領域を複数狭帯域光色感度領域とし、
前記単一狭帯域光色感度領域に含まれる色感度領域をｊ番目の色感度領域とし、
前記複数狭帯域光色感度領域に含まれる色感度領域をｉ番目（ｉ≠ｊ）の色感度領域としたとき、
前記ｊ番目の色感度領域に含まれる狭帯域光をｊ番目の狭帯域光とし、
前記ｉ番目の色感度領域に含まれる狭帯域光の数がｍ個であるとき、
前記ｉ番目の色感度領域に含まれるｍ個の狭帯域光を、それぞれｉ−ｌ番目（ｌ＝１〜ｍ）の狭帯域光として、
前記光射出部は、前記ｉ−ｌ番目（ｌ＝１〜ｍ）の狭帯域光を、互いに異なるタイミングで射出するように構成されており、
前記ｉ番目の色感度領域に対応する光検出要素が検出する前記内部空間表面からの反射散乱光の強度Ｐを、前記ｉ−ｌ番目（ｌ＝１〜ｍ）の狭帯域光の射出に同期して、Ｐｉ−ｌ（ｌ＝１〜ｍ）を分離して検出することで、
前記狭帯域光分光強度情報（波長λ、受光強度Ｐ）は、
前記ｊ番目の色感度領域においては（λｊ、Ｐｊ）として導出され、
前記ｉ番目の色感度領域においては（Ｐｉ−ｌ、Ｐｉ）（ｌ＝１〜ｍ）として導出される、請求項１に記載の内視鏡装置。
【請求項５】
前記狭帯域光領域は、狭帯域光の発光領域のうち、ピーク強度の半分以上の光量を有する領域である、請求項１ないし４のいずれかひとつに記載の内視鏡装置。
【請求項６】
前記狭帯域光はマルチモードまたはシングルモードのレーザ光である、請求項５に記載の内視鏡装置。
【請求項７】
前記画像処理回路は、前記撮像素子から出力される前記撮像信号の情報のうち、狭帯域光強度導出領域の情報のみを用いて、狭帯域光分光強度情報（波長λ、受光強度Ｐ）の受光強度Ｐを、各波長λに対応した反射散乱光の強度情報の狭帯域光強度導出領域全体の平均として導出する、請求項１ないし４のいずれかひとつに記載の内視鏡装置。
【請求項８】
前記狭帯域光強度導出領域は、撮像画面全体である、請求項７に記載の内視鏡装置。
【請求項９】
前記狭帯域光強度導出領域は、撮像画面の一部分であり、（ａ）前記撮像画面全体から、前記撮像素子のダイナミックレンジの上限付近および下限付近の領域を除いた領域か、（ｂ）前記撮像画面の中心近傍の領域か、（ｃ）複数の狭帯域光分光強度情報（波長λ、受光強度Ｐ）の組合せが所定の比率範囲または撮像画面上で最も多い比率範囲にある領域のいずれかである、請求項７に記載の内視鏡装置。
【請求項１０】
前記狭帯域光強度導出領域を指定するための入力部をさらに備えている、請求項７に記載の内視鏡装置。
【請求項１１】
前記画像処理回路は、前記撮像素子から出力される前記画像信号の情報のうち、複数の狭帯域光強度導出領域の情報を用いて、複数の狭帯域光強度導出領域ごとに、光帯域光分光強度情報（波長λ、受光強度Ｐ）の強度Ｐを、各波長λに対応した反射散乱光の強度情報の狭帯域光強度導出領域ごとに導出し、各波長λに対応した狭帯域光強度導出領域が、複数の画素領域を含む場合には、その平均として強度Ｐを導出する、請求項１ないし４のいずれかひとつに記載の内視鏡装置。
【請求項１２】
前記波長欠落領域分光強度情報推定部は、複数の狭帯域光分光強度情報（波長λ、受光強度Ｐ）に基づいて、（ａ）関数近似（１次関数近似、高次関数近似、最小二乗近似等）により、前記第一波長欠落領域の全体に渡り滑らかに連続するように、または、（ｂ）隣接する狭帯域光分光強度情報（波長λ、受光強度Ｐ）を直線で接続するように、前記波長欠落領域分光強度情報を推定する、請求項１ないし４のいずれかひとつに記載の内視鏡装置。
【請求項１３】
前記波長欠落領域分光強度情報推定部は、ｋ番目の色感度領域全体について、受光強度ＰをＰｋの一定値として推定し、前記複数の色感度領域は互いに重なりを有しており、第ｋ番目の色感度領域と、第ｋ＋１番目の色感度領域の重なり領域を感度重なり領域ｋとしたとき、感度重なり領域ｋについて、第ｋ番目の色感度領域の撮像信号としてはＰｋを用い、第ｋ＋１番目の色感度領域の撮像信号としてはＰｋ＋１を用いるように推定するか、感度重なり領域ｋについて、ＰｋとＰｋ＋１の平均値として推定する、請求項２に記載の内視鏡装置。
【請求項１４】
前記波長欠落領域分光強度情報推定部は、前記第ニ波長欠落領域について、外挿により波長欠落領域分光強度情報を推定する、請求項１１ないし１３のいずれかひとつに記載の内視鏡装置。
【請求項１５】
前記波長欠落領域補正処理部は、前記波長欠落領域分光強度情報推定部が推定した波長欠落領域分光強度情報から対応する色感度領域に対応する光検出要素が受光するであろう受光量を算出し、色感度領域ごとの補正受光量情報ＰＰを、画像情報として出力する、請求項１ないし４のいずれかひとつに記載の内視鏡装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内視鏡装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、小型光源と光ファイバとを組み合わせた、いわゆるファイバ光源が開発されている。このファイバ光源は、細い構造物の先端から観察対象物を観察する観察装置たとえば内視鏡装置の照明光学系として用いるのに好適である。
【０００３】
たとえば特許文献１には、Ｒ、Ｇ、Ｂ３色のレーザ光源と光ファイバと拡散板を組み合わせたファイバ光源を搭載した内視鏡装置が提案されている。特許文献１の内視鏡装置は、３原色である４４１．６ｎｍの青色レーザ光、５３７．８ｎｍの緑色レーザ光、６３６．０ｎｍの赤色レーザ光を同時に発振する３原色（白色）レーザであるＨｅ−Ｃｄレーザと、６３２．８ｎｍの赤色波長の光を発するＨｅ−Ｎｅレーザからのレーザ光をライトガイドで内視鏡先端部まで導光し、拡散板、照度分布調整フィルタを介して観察対象物である生体に照射するように構成されている。
【０００４】
一般にレーザ光を拡散して照明光として用いる場合、レーザ光の波長に含まれない光の情報が欠落してしまうという問題がある。すなわち、照明対象物である生体の、Ｈｅ−Ｃｄレーザが発振する６３６．０ｎｍの赤色レーザ光およびその近傍の波長の光の反射率が、赤色領域のそれ以外の波長の光の反射率と異なっている場合、色再現性が悪くなることが知られている。例えば、６３６ｎｍ近傍の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場合、実際には赤色に見えるにもかかわらず、レーザ光で照明した場合は暗く見えてしまうなどの問題がある。
【０００５】
特許文献１は、このような問題に対して、６３２．８ｎｍの赤色光を加えることで色再現性を向上できるとし、さらに、複数の赤色波長のレーザ光を合波させることを提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【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】
【０００７】
レーザ光の波長幅は一般に１ｎｍ以下であるため、特許文献１の例において照明光が存在する波長領域の幅は、青色１色と緑色１色と赤色２色を合わせても、概ね４ｎｍ以下である。一方、内視鏡などの観察に用いられる撮像素子が受光感度を有する領域である可視光領域は、一般に４００ｎｍ〜７００ｎｍの範囲に広がっており、約３００ｎｍの幅を有している。したがって、特許文献１の例では、照明光が存在する波長領域は、可視光領域の１．３％以下であり、実に９８％以上の波長領域で照明光が存在しないことになる。
【０００８】
すなわち、特許文献１の内視鏡装置は、赤色レーザ光２本、緑色レーザ光１本、青色レーザ光１本の計４本のレーザ光を照明光に用いているが、撮像素子が受光感度を有する領域の実質的に９８％以上には照明光が存在しない。そのため、９８％以上の波長領域の、観察対象物である生体の色情報を得ることができず、色再現性に乏しい構成となっている。
【０００９】
本発明は、上記の実状に鑑みてなされたものであって、レーザ光に代表される離散的な複数の波長の狭帯域光を照明光に用いる内視鏡装置において色再現性の向上を達成すること目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明による内視鏡装置は、観察対象物の内部空間に挿入される先端部を有する挿入部と、内部空間表面に照明光を射出する前記先端部に設けられた光射出部と、前記内部空間表面からの反射散乱光を検出して撮像信号を出力する前記先端部に設けられた撮像素子と、前記撮像信号を処理して画像信号を出力する画像処理回路と、前記画像信号に従って画像を表示する表示部とを備えている。前記照明光は、複数の狭帯域光により構成されている。前記撮像素子が検出可能な波長領域は、前記複数の狭帯域光がそれぞれ存在する複数の狭帯域光領域と、隣接する二つの狭帯域光領域の間の領域である第一波長欠落領域と、最も端の二つの狭帯域光領域の外側の領域である第二波長欠落領域とにより構成されている。前記撮像素子は、複数の色感度領域内の光をそれぞれ検出する複数種類の光検出要素を含む多数の光検出要素を有している。前記画像処理回路は、各色感度領域について、その色感度領域に含まれる狭帯域光のピーク波長と、その色感度領域に対応する光検出要素が検出する前記内部空間表面からの反射散乱光の強度とを関連付けて、狭帯域光分光強度情報（波長λ、受光強度Ｐ）を導出し、前記狭帯域光分光強度情報に基づいて、前記第一波長欠落領域における前記内部空間表面からの反射散乱光の強度情報である波長欠落領域分光強度情報を推定する波長欠落領域分光強度情報推定部を有している。前記画像処理回路はまた、前記狭帯域光分光強度情報と前記波長欠落領域分光強度情報とに基づいて、波長欠落領域のない照明光を照射したときに得られる画像信号に近づけるように、波長欠落領域補正処理を行う波長欠落領域補正処理部を有している。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、離散的な複数の波長の狭帯域光を照明光に用いる内視鏡装置において色再現性の向上が達成される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１実施形態における観察装置を概略的に示している。
【図２】波長４５０ｎｍの光を発する半導体レーザの発光スペクトルの一例である。
【図３】光ファイバ型の光コンバイナの接続部を示している。
【図４】入射側ポートと出射側ポートが一体となっている光ファイバ型の光コンバイナを示している。
【図５】光射出部の断面構造を示している。
【図６】第１実施形態における色感度領域と狭帯域光領域と波長欠落領域の関係を示している。
【図７】第１実施形態における狭帯域光発光情報と狭帯域光分光情報と推定された第一波長欠落領域分光強度情報を示している。
【図８】推定された第一波長欠落領域分光強度情報に基づいて、色感度領域１に対する補正値の求め方の一例を示している。
【図９】ベイヤ配列を有する撮像素子における最小ユニットである２×２の４画素の領域を示している。
【図１０】推定の対象となる撮像画面全体および１０×１０画素の領域を示している。
【図１１】撮像素子のダイナミックレンジにおいて入射光量が弱すぎたり強すぎたりする領域を含む撮像画像を示している。
【図１２】第１実施形態の変形例における狭帯域光発光情報と第一波長欠落領域分光強度情報の推定例を示している。
【図１３】第２実施形態における観察装置を概略的に示している。
【図１４】第２実施形態における色感度領域と狭帯域光領域と波長欠落領域の関係を示している。
【図１５】第２実施形態における狭帯域光発光情報と狭帯域光分光情報と推定された第一波長欠落領域分光強度情報を示している。
【図１６】第３実施形態における各半導体レーザとフレームタイミングの関係を示している。
【図１７】第３実施形態における狭帯域光発光情報と狭帯域光分光情報と推定された第一波長欠落領域分光強度情報を示している。
【図１８】第３実施形態の変形例における狭帯域光発光情報と第一波長欠落領域分光強度情報の推定例を示している。
【図１９】第１実施形態において狭帯域光２を省いた照明光における狭帯域光発光情報と狭帯域光分光情報と推定された第一波長欠落領域分光強度情報を示している。
【図２０】３個のＬＥＤ素子を組み合わせた照明光の例を示している。
【図２１】試験色１、２、３、４、５、６の分光反射率のスペクトルを示している。
【図２２】試験色７、８、１５の分光反射率のスペクトルを示している。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
［第１実施形態］
以下に、本発明に係る観察装置の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態により本発明が限定されるものではない。
【００１４】
〔構成〕
図１は、本実施形態における観察装置を概略的に示している。図１に示すように、本観察装置は、たとえば内視鏡装置であり、光源部を含む本体部１２と、観察対象物９０の内部空間９２に挿入される先端部１８を有する挿入部１４と、観察対象物９０の内部空間表面の画像を表示する表示部２０とから構成されている。
【００１５】
本体部１２には、発光波長が互いに異なる３台の半導体レーザ（ＬＤ）２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃと、それぞれ対応する半導体レーザ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃを駆動する駆動回路２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｃと、駆動回路２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｃを経由して半導体レーザ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃを制御する光源制御回路３０と、半導体レーザ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃから射出されるレーザ光をそれぞれ導光する３本の光ファイバ３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃと、３本の光ファイバ３２Ａ〜３２Ｃによって導光されるレーザ光を合波する光コンバイナ３４と、光コンバイナ３４によって合波されたレーザ光を導光する一本の光ファイバ４６が搭載されている。
【００１６】
光源制御回路３０と駆動回路２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｃは制御信号線２８で接続され、駆動回路２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｃと半導体レーザ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃとは電気配線２４でそれぞれ接続されている。光源制御回路３０は、半導体レーザ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃのそれぞれから射出されるレーザ光の光量や、各半導体レーザ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃの点灯／消灯などを駆動回路２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｃを経由して制御可能となっている。なお、制御信号線２８、電気配線２４は共に一本の直線で図示したが、実際には複数本を配置する場合もある。さらに、電源ケーブル等、当然必要となるものは省略されている。
【００１７】
光ファイバ４６は、挿入部１４と本体部１２との接続部１６を経由して挿入部１４の内部まで延びており、本体部１２の反対側に位置する挿入部１４の先端部１８に設けられた光射出部４８に光学的に接続されている。光射出部４８は、光ファイバ４６によって導光されたレーザ光を観察対象物９０の内部空間９２の表面に照射する機能を有している。接続部１６では、光ファイバ４６は着脱可能に構成されているが、便宜上着脱機構は省略してあり、接続部１６の近傍に設けられる着脱機構の本体部１２側、挿入部１４側とも光ファイバ４６と呼ぶものとする。
【００１８】
挿入部１４の先端部１８にはさらに、観察対象物９０の内部空間９２の表面からの反射散乱光を検出して撮像信号（撮像情報の電気信号）を出力する撮像素子５８が設けられている。撮像素子５８は、複数の色感度領域内の光をそれぞれ検出する複数種類の光検出要素を含む多数の光検出要素を有している。撮像素子５８には、撮像素子５８が出力する撮像信号を送信する信号線６０が接続されており、この信号線６０は、挿入部１４と本体部１２との接続部１６を経由して本体部１２の内部まで延びている。信号線についても着脱機構は省略してあり、共通の信号を伝達する信号線は信号線６０と呼ぶものとする。
【００１９】
すなわち、挿入部１４は、先端部１８に設けられた光射出部４８と撮像素子５８を有しており、また、光射出部４８に接続された光ファイバ４６と、撮像素子５８に接続された信号線６０を部分的に有している。
【００２０】
本体部１２の内部に延びた信号線６０は、撮像素子５８が出力する撮像信号を処理して画像信号を出力する画像処理回路６２に接続されている。すなわち、本体部１２はさらに、信号線６０の一部と画像処理回路６２を有している。また、画像処理回路６２は、後述する波長欠落領域分光強度情報推定部６４と波長欠落領域補正処理部６６とを有している。
【００２１】
画像処理回路６２は信号線６８で表示部２０と接続されている。画像処理回路６２が出力する画像信号は、信号線６８を経由して表示部２０に送信される。表示部２０は、受信した画像信号に従って画像を表示する。また画像処理回路６２には、画像処理のための情報を入力するための入力部７０が電気配線７２で接続されている。信号線６８と電気配線７２は共に一本の直線で図示したが、実際には複数本を配置する場合もある。
【００２２】
挿入部１４は、細長い略円筒形状の外観を有しており、観察対象物９０の内部空間９２に挿入し易い形状となっている。言い換えると、挿入部１４は、一般の観察装置では観察し難い、狭い入り口を有する観察対象物９０の内部空間９２の内部を観察し易い形状となっている。観察対象物９０の内部空間９２は、例えば図１に示すように、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が、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１４を挿入すると、もとより狭い入り口をさらに挿入部１４が塞ぐ形となり、外光はほとんど内部に侵入しない。すなわち、観察対象物９０の内部空間９２における照明光はほとんどが、光射出部４８から射出された照明光のみであり、この照明光と比較して、外光はほとんど無視できる。本実施形態による観察装置はこのような、照明光と比較して外光がほとんど無視できる内部空間９２を観察するのに好適である。
【００２３】
〈半導体レーザ（ＬＤ）〉
半導体レーザは、半導体素子に電流を流すことでレーザ光を射出する固体光源であり、紫外光から赤外光まで、様々な波長のものが実用化されている。半導体レーザは、小型、省電力などの特長があり、近年、高輝度化、波長多様化に向け開発が盛んである。レーザ光は一般に、波長幅が非常に狭い線スペクトルの波長特性を有する光である。半導体レーザの場合、一般にスペクトル線の幅（スペクトル線幅）は１ｎｍ以下である。半導体レーザには、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）などがある。さらに、半導体レーザの射出部に非線形結晶を組合せ、半導体レーザの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なども実用化されている。
【００２４】
本実施形態における本体部１２は、発振波長の短いものから順に、３台の半導体レーザ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃを有している。
半導体レーザ２２Ａは、波長約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である。
半導体レーザ２２Ｂは、波長約５４０ｎｍの緑色レーザ光を射出するマルチモード半導体レーザである。
半導体レーザ２２Ｃは、波長約６４０ｎｍの赤色レーザ光を射出するマルチモード半導体レーザである。
【００２５】
各半導体レーザはいずれもマルチモードレーザであり、例えば図２に示すように、複数の波長でレーザ発振するが、発振波長の最短のものから最長のものまで含めても１ｎｍ以下の波長域に含まれる。図２は、波長４５０ｎｍの光を発する半導体レーザ２２Ａの発光スペクトルの一例である。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、全体で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を狭帯域光として用いる場合の狭帯域光としてのピーク波長λｐｅａｋは、最も光強度の高い波長と定義する。本実施形態では、半導体レーザ２２Ａのピーク波長λｐｅａｋ＝４５０ｎｍである。同様に、半導体レーザ２２Ｂのピーク波長λｐｅａｋ＝５４０ｎｍ、半導体レーザ２２Ｃのピーク波長λｐｅａｋ＝６４０ｎｍである。
【００２６】
図６の下段に示すように、撮像素子５８が検出可能な領域であって、レーザ光がほとんどない領域を波長欠落領域と定義し、特に、波長的に隣接する二つのレーザ光の間の領域を第一波長欠落領域と定義し、最も短波長のレーザ光よりも短波長側の領域と、最も長波長のレーザ光よりも長波長側の領域を第二波長欠落領域と定義する。より詳しくは、各レーザ光スペクトルの波長範囲内に狭帯域光領域を想定し、隣接する二つのレーザ光の狭帯域光領域の間の領域を第一波長欠落領域と定義し、また、最も短波長のレーザ光の狭帯域光領域よりも短波長側の領域と、最も長波長のレーザ光の狭帯域光領域よりも長波長側の領域を第二波長欠落領域と定義する。さらには、レーザ光のピーク強度に対して１／２よりも大きな強度を有する領域を狭帯域光領域とする。今後、特に断り無く波長欠落領域という場合、第一波長欠落領域と第二波長欠落領域とを合わせた領域を言うものとする。
【００２７】
すなわち、本実施形態では、撮像素子５８が検出可能な波長領域は、４００ｎｍから７００ｎｍまでの波長幅約３００ｎｍを有する波長領域であり、この波長領域に１ｎｍ以下の幅を有する３箇所の狭帯域光領域があり、それ以外の２９７ｎｍ以上の領域は、波長欠落領域となっている。すなわち撮像素子５８が検出可能な波長領域のうち、９９％以上が波長欠落領域となっている。
【００２８】
〈駆動回路〉
駆動回路２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｃは、それぞれの半導体レーザ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃに適切な電流を印加する機能を有しており、光源制御回路３０から制御信号線２８を経由して出力される制御信号に基づいて、半導体レーザ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃの点灯／消灯状態を切り替えたり、パルス発光させるなど、発光状態を制御したりする機能を有している。さらに、急激な電流増加や、規格外の電流量や電圧が印加されることにより半導体レーザ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃが電気的に破壊されるのを防ぐ機能を有している。そのほか、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。
【００２９】
〈光源制御回路〉
光源制御回路３０は、半導体レーザ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ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。
【００３０】
例えば、上述の３台の半導体レーザ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃを組み合わせた場合、３台の半導体レーザ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃを互いに略等しい強度で発光させると、ほぼ白色光となる。また、照明用途に応じて照明光の色を調整したい場合は、半導体レーザ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃの光量比を適切に調整することで、様々な色の照明光を実現することが可能である。本実施形態における光源制御回路３０は、３台の半導体レーザ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃを、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可能である。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・消灯させることが可能である。
【００３１】
例えば、半導体レーザ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃの光量比を一定に保ったまま、全体の光量を増減させるように光源制御回路３０が制御すれば、照明光の色は変化せず、明るさだけを増減させることができる。また、半導体レーザ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃの光量を個別に調整することで、照明光の色を様々に調整することができる。さらに、全ての半導体レーザ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃを同時に点滅させれば、所望の色で点滅する光源部を実現できるし、異なるタイミングで順次点滅させることで、照明光の色が順次変化する光源部を実現することができる。
【００３２】
その他、用途に応じて様々な制御が可能なように光源制御回路３０を構成することが可能である。
【００３３】
〈光ファイバ〉
本実施形態では、半導体レーザ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃからのレーザ光を光コンバイナ３４に導光するために、また、光コンバイナ３４から光射出部４８まで導光するために、光ファイバ３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ、４６が用いられている。さらに、光コンバイナ３４として、後述するような光ファイバ型光コンバイナ３４を用いている。
【００３４】
これらの光ファイバ３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ、４６として、実用化されている様々な光ファイバを利用することが可能である。本実施形態では、半導体レーザ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃとしてマルチモード半導体レーザを用いているため、このマルチモードのレーザ光を効率的に入射・導光するために、光ファイバ３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ、４６には、マルチモード型の光ファイバを用いている。マルチモード型の光ファイバは、コア径が数十μｍ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２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ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ものがよく、一方、曲げ易さや挿入部１４の細径化には細いものが望ましいため、使用する半導体レーザ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃから射出されるレーザ光の広がりや、半導体レーザ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃと光ファイバ３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃを光学的に接続する接続部分の光学構造、挿入部１４の太さや、後述する光コンバイナ３４の光学的入出力要件などに基づいて選択される。本実施形態では、挿入部１４に搭載し、光射出部４８までレーザ光を導光する光ファイバ４６としては、コア径５０μｍ、クラッド径１２５μｍ程度の光ファイバを用いている。
【００３５】
コア径の違い以外にも、光ファイバは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できる。
【００３６】
また、光ファイバは、様々な素材のものを利用することができる。旧来より利用されているガラスコア／ガラスクラッドのものはもちろん、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ることができる。さらに、コアとクラッド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を組み合わせた複合型の光ファイバも用いることができる。本実施形態では、利用する光の強度や波長から、比較的光耐久性の高い、石英コア、ガラスクラッドの光ファイバを用いている。
【００３７】
〈光コンバイナ〉
光コンバイナ３４は、複数の入力端から入射した光をひとつの射出端に合波する機能を有する光学素子である。例えば、クロスプリズム、ダイクロイックミラー等を組み合わせた、空間光学系によるものや、複数の径の細い光ファイバのコア部を、一本の径の太い光ファイバのコア部に接続した光ファイバ型のものなど、複数のレーザからのレーザ光を一本の光ファイバに結合可能なものを利用することができる。図３に光ファイバ型の光コンバイナ３４の例を示す。
【００３８】
図３は、光ファイバ型の光コンバイナ３４の接続部を示している。図３は、３つの入力ポートに接続された３本の入射側光ファイバ３２Ａ〜３２Ｃと、ひとつの出力ポートに接続された出射側光ファイバ４６とを、その端面同士が対向するように押し当てて光学的に接続した、３入力１出力の光コンバイナ３４の例である。なお、図３は分かり易さを優先したイメージ図となっているが、実際には接続部近傍は融着または接着剤等で固定されており、また、接続部の機械的強度を向上するためのカバー等で全体が覆われている。なお、このような光ファイバ型の光コンバイナ３４の場合、図４に示すように、入射側ポートとしての光ファイバ３６Ａ、３６Ｂ、３６Ｃや出射側ポートとしての光ファイバ４２が光コンバイナ４０と一体となっている場合がある。このような場合、接続部近傍の（カバー等で覆われた）部分のみを光コンバイナと呼ぶ場合もあるし、入射側ポートのコネクタ３８Ａ、３８Ｂ、３８Ｃと出射側ポートのコネクタ４４までを含めて光コンバイナと呼ぶ場合もある。
【００３９】
なお、図３に示した光コンバイナ３４は、入射側光ファイバ３２Ａ〜３２Ｃの径よりも出射側光ファイバ４６の径が太い構成となっている。このように径違いのまま光源部に組み込むことももちろん可能であり、また、出射側光ファイバ４６を、緩やかなテーパーとなるように徐々に細くなるように加工することも可能である。
【００４０】
図３と図４では、本実施形態の構成に合わせ、３入力１出力（入射端３箇所、射出端１箇所の意味）の光コンバイナ３４の例を示したが、これに限らない。用途に応じて２入力１出力のものから、多数の入力側光ファイバを１本の光ファイバと結合させる多入力１出力のものも実用化されており、このような様々な光コンバイナを利用することができる。また、複数の光コンバイナを直列に接続して入射端数を目的に合わせて調整することができる。例えば、２入力１出力の光コンバイナの一方の入射端に別の２入力１出力の光コンバイナの射出端を接続する構成とすることで、全体として３入力１出力の光コンバイナを構成することが可能となる。同様に、様々な光コンバイナを直列、または並列に接続することでさまざまなタイプの光コンバイナを構成することができる。
【００４１】
さらに、本実施形態では、１出力の光コンバイナのみを示したが、これに限らない。たとえば、光ファイバのコアの側面を光学的に接続した２×２の光カプラを組み合わせることで、先端部１８に複数の光射出部４８を設けることができる。これにより観察対象物９０に凹凸がある場合、影がなく良好な観察画像を得ることが可能となる。さらに、３×３以上の光カプラなど様々な光カプラを単独または光コンバイナと組み合わせて用いることが可能である。
【００４２】
〈光射出部〉
光射出部４８は、３つの半導体レーザ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃから射出され光コンバイナ３４により一本の光ファイバ４６に入射された互いに波長の異なる３つの狭帯域光であるレーザ光を、照明用途に合わせて光学特性を調整し、照明光として射出する機能を有している。すなわち、光源部から射出された１次光であるレーザ光の光学特性を調整して照明光とし、これを射出する機能を有している。
【００４３】
レーザ光がそのまま射出されると、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ため、レーザ光を安全なレベルまで放射角を拡げることや、発光点の大きさを大きくする必要がある。
【００４４】
また、レーザ光はそ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から、散乱面等に照射されると、ランダムに輝点が発生する、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、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。このため、コヒーレンシーを低下させる必要がある。
【００４５】
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、屈折率同様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に依存するため、放射角も波長依存性を有している。波長ごとに放射角が異なると、同心円状の色ムラが発生するため、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という問題点がある。波長ごとの放射角の違いを解消するため、放射角や配光分布を調整する必要がある。
【００４６】
すなわち、光射出部４８は、上述した種々の理由により、放射角や配光角、コヒーレンシー、発光点の大きさなどの光学特性を調整する機能が搭載されている。本実施形態では、光射出部４８は、図５に示される構造となっている。図５は、光ファイバ４６の先端部の中心軸を通る平面に沿って破断された光射出部４８の断面を示している。光射出部４８は、円錐台形状の貫通孔を持つホルダ５０を有している。貫通孔の内面には反射ミラー５４が設けられており、キャビティ５２を定めている。また、キャビティ５２には、半導体レーザ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃから射出されるレーザ光に対し透明な樹脂が充填されている。キャビティ５２に小径側の一端には、光ファイバ４６が接続されており、その反対側のホルダ５０の貫通孔の開口部には拡散板５６がフタ状に取り付けられている。
【００４７】
光ファイバ４６とホルダ５０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。
【００４８】
光ファイバ４６によって導光され光ファイバ４６から射出されたレーザ光は、キャビティ５２内の透明な樹脂に侵入し、光ファイバ４６のＮＡ、キャビティ５２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５６に入射する。拡散板５６は、透明な樹脂の中にアルミナ等屈折率の大きな粒子を分散させたものや、逆に微細な気泡など屈折率の小さな構造体を分散させたもの、表面に微細な凹凸を有するスリガラスなど、およびこれらの複合体を利用することができる。その他、拡散板として知られている様々な部材を適用することができる。
【００４９】
拡散板５６に入射したレーザ光の一部は拡散板５６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５４により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４８に入射した１次光であるレーザ光は、光射出部４８により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て照明光として外部に進行する。また、発光点の大きさについては、光射出部４８がない場合はファイバのコア部のサイズであるが、光射出部４８を通過した後では、拡散板５６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４８によりも大きくなる。
【００５０】
本実施形態では、このような光射出部４８により、半導体レーザ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ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なく、安全であり、コヒーレンシーも低くなり、良好な照明光を実現できる。
【００５１】
本実施形態における、光射出部４８から射出される照明光のスペクトルのイメージ図を図６の下段に示す。
【００５２】
図に示すように、各レーザ光の波長や強度比は、半導体レーザ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃから射出されたときと大きく変化することなく、略等しい波長、強度比の３本の狭帯域光であるレーザ光が照明光として射出される。すなわち、１次光と照明光とでは、波長、および３本のレーザ光の強度比は略等しい。
【００５３】
なお、ここで示した光射出部４８の構成は一例に過ぎず、様々な変形が可能である。例えば、コヒーレンシーを十分に低くし、スペックルが発生し難くするために、光射出部４８全体を微小振動させたり、光射出部４８の後段に従来技術による別のスペックル対策用光学系を設けたりするなど、様々な変形が可能である。同様に拡散板５６を２枚以上設けたり、光射出部４８の後段に別の拡散板５６を設け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、レンズ等の光学系を用いることも可能である。
【００５４】
〈撮像系〉
撮像系は、挿入部１４先端に設けられた撮像素子５８であるイメージャと、本体部１２の内部に設けられた画像処理回路６２とにより構成されており、イメージャと撮像処理回路とは信号線６０により接続されている（図１）。
【００５５】
本実施形態の観察装置は、観察対象物９０の内部空間９２に挿入部１４を挿入し、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が無視できる環境での利用を想定している。従って撮像素子５８は、観察対象物９０に向けて光射出部４８から射出された照明光の反射散乱光による観察対象物９０の内部空間９２の表面の画像を取得する。撮像素子５８は、赤色領域（Ｒ領域）、緑色領域（Ｇ領域）、青色領域（Ｂ領域）の３つの波長領域の光をそれぞれ分離して独立に画像取得できる機能を有している。すなわち、撮像素子５８は、Ｒ領域の光を検出するＲ光検出要素、Ｇ領域の光を検出するＧ光検出要素、Ｂ領域の光を検出するＢ光検出要素の３種類の光検出要素を有している。Ｒ光検出要素、Ｇ光検出要素、Ｂ光検出要素はそれぞれ、図６の上段に示すような分光特性を有するＲ、Ｇ、Ｂフィルタが設けられた光検出素子である。図６は、一般的な撮像素子５８用原色フィルタの例を示している。撮像素子５８は、広く利用されている一般の撮像素子５８のように、それぞれ多数のＲ光検出要素、Ｇ光検出要素、Ｂ光検出要素がマトリックス状に配列している。例えばベイヤ配列している（図示しない）。撮像素子５８は、互いに波長特性の異なる３種類の光検出要素を有している。
【００５６】
ＲＧＢ各フィルタの特性は、図６の上段に示すように、高透過率の領域があり、そこから徐々に透過率が減少するような特性を有している。また、透過率ゼロ％の領域はほとんどなく、各フィルタは可視光の広い領域で数％から１０％程度の透過率が残存している。言い換えると、各フィルタは、撮像素子５８が検出することを目的とした波長領域以外の領域において、おおよそ５〜２０％程度の透過率を有している。すなわち、この程度の透過率はカラー画像撮影の目的に対して、無視できるレベルであると言える。そこでこれらの領域を除いた２０％以上の透過率を有する領域を、各光検出要素の感度領域と定義する。この場合、本実施形態における各光検出要素の感度領域は、可視領域において、Ｂ光検出要素の感度領域は、４００ｎｍ〜５２５ｎｍとなり、Ｇ光検出要素の感度領域は４７０ｎｍから６２５ｎｍとなり、Ｒ光検出要素の感度領域は５７０ｎｍから７００ｎｍとなる。さらに波長的に隣接する光検出要素間では感度重なり領域が存在している。本実施形態における感度重なり領域１（ＢＧ）は４７０ｎｍ〜５２５ｎｍの領域であり、感度重なり領域２（ＧＲ）は５７０ｎｍ〜６２５ｎｍの領域である。この感度重なり領域に含まれる波長の光は、波長的に隣接する二つの光検出要素において、無視できない感度で検出されることになる。
【００５７】
また、一般的な撮像素子５８は、不要な赤外線を除去する目的で、赤外線カットフィルタが設けられている。本実施形態では、波長７００ｎｍ以上の光を除去する赤外線カットフィルタが設けられている。このため、図６に示す色感度領域３におけるＲフィルタ特性は７００ｎｍ付近では高い透過率を示しているが、撮像素子５８が検出可能な領域の長波長側の限界は７００ｎｍとなっている。
【００５８】
また、一般的な撮像素子５８は、その撮像素子５８を構成する材料により検出できる下限の波長が決められている。本実施形態で使用する撮像素子５８は、シリコン半導体を用いたＣＣＤやＣ−ＭＯＳイメージャが用いられている。シリコン半導体を用いた撮像素子５８の短波長側の検出限界はおおよそ４００ｎｍである。このため、本実施形態における、撮像素子５８が検出可能な領域の短波長側の限界は、４００ｎｍとなっている。
【００５９】
図６は、本実施形態における、色感度領域と、感度重なり領域と、３つの半導体レーザ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃから射出されるレーザ光の波長、狭帯域光領域、波長欠落領域の波長関係を示している。
【００６０】
図６に示すように、本実施形態では半導体レーザ２２Ａから射出される波長４５０ｎｍの青色光はＢフィルタが透過する青色の色感度領域１に含まれ、半導体レーザ２２Ｂから射出される波長５４０ｎｍの緑色光はＧフィルタが透過する緑色の色感度領域２に、半導体レーザ２２Ｃから射出される波長６４０ｎｍの赤色光はＲフィルタが透過する色感度領域３に含まれている。また、半導体レーザ２２Ａからの光、半導体レーザ２２Ｂからの光、半導体レーザ２２Ｃからの光のいずれも、感度重なり領域には含まれていない。
【００６１】
言い換えると、色感度領域１に対応する光検出要素は、半導体レーザ２２Ａからの波長４５０ｎｍの青色光のみを検出し、それ以外の光を検出しない。同様に色感度領域２に対応する光検出要素は、半導体レーザ２２Ｂからの波長５４０ｎｍの緑色光のみを検出し、それ以外の光を検出せず、色感度領域３に対応する光検出要素は、半導体レーザ２２Ｃからの波長６４０ｎｍの赤色光のみを検出し、それ以外の光を検出しない。このように、単一の狭帯域光のみを検出する色感度領域を単一狭帯域光色感度領域と定義すると、本実施形態では、色感度領域１、２、３のいずれも単一狭帯域光色感度領域である。
【００６２】
撮像素子５８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。撮像開始の指示に従って撮像素子５８は撮像を開始し、観察対象物９０の内部空間９２の表面により反射散乱された照明光を受光する。撮像素子５８の各光検出要素は、組み合わせられているフィルタの波長特性に基づいて、色感度領域ごとの撮像信号を検出し、信号線６０を通じて画像処理回路６２に撮像信号として伝送する。
【００６３】
〈画像処理回路〉
画像処理回路６２は、受信した撮像信号に適切な画像処理を施すことで画像情報に変換し、画像信号として表示部２０に出力する機能を有している。
【００６４】
光射出部４８から射出される照明光は、図６下段に示すように、３本のレーザ光のみであり、撮像素子５８が検出可能な領域のいたるところが波長欠落領域となっている。このため、画像処理回路６２は波長欠落領域を補正し、波長欠落領域のない照明光（撮像素子５８が検出可能な波長領域全体に波長帯域が広がっている広帯域光）を用いた場合に得られる画像に近づけるように画像処理を行う。
【００６５】
画像処理回路６２は、受信した撮像信号に基づいて、波長欠落領域の分光強度情報を推定する波長欠落領域分光強度情報推定部６４と、推定した波長欠落領域分光強度情報から、波長欠落領域のない照明光に用いた場合の画像に近づける補正を行うための波長欠落領域補正処理部６６とを有している。
【００６６】
波長欠落領域分光強度情報推定部６４は、３本のレーザ光により構成された照明光が観察対象物９０により反射散乱された光の情報から、波長欠落領域における観察対象物９０による反射散乱光を推定する。この流れを図７に基づいて順に説明する。
【００６７】
本実施形態における照明光のスペクトルは、図７の上段に示されるような、３本の狭帯域光により構成されている。すなわち、各レーザ光のピーク波長とその強度から、狭帯域光発光強度情報（λ、Ｉ）が決められている。狭帯域光発光強度情報（波長λ、発光強度Ｉ）は、その観察装置の使用目的等に応じて適宜設定することができる。本実施形態では、３本のレーザ光の波長は、前述の通りそれぞれ、λ１＝４５０ｎｍ、λ２＝５４０ｎｍ、λ３＝６４０ｎｍとなっている。また、それぞれの強度比は、全てのレーザを点灯させたときに、おおよそ白色の光に見えるように調整されている。すなわち、Ｉ１：Ｉ２：Ｉ３＝１：１：１となっている。
【００６８】
このような、狭帯域光発光強度情報（λ１、Ｉ１）、（λ２、Ｉ２）、（λ３、Ｉ３）を有する照明光を観察対象物９０に照射したとき、例えば図７の中段に示すような、撮像信号である狭帯域光分光強度情報（波長λ、受光強度Ｐ）が得られる。実際の場面での狭帯域光分光強度情報（λ、Ｐ）の導出方法については、後述する。
【００６９】
波長欠落領域分光強度情報推定部６４は、狭帯域光分光強度情報（λ１、Ｐ１）、（λ２Ｐ２）、（λ３、Ｐ３）に基づいて波長欠落領域分光強度情報を算出する。本実施形態では、第一波長欠落領域のみについての波長欠落領域分光強度情報である、第一波長欠落領域分光強度情報を推定している。すなわち、波長欠落領域分光強度情報推定部６４は、横軸に波長λを、縦軸に受光強度Ｐを取った仮想的なグラフにおいて、図７下段に示すように、狭帯域光分光強度情報の３点の座標の間を、滑らかに連続的に接続するような仮想的な曲線を、内挿により算出する。曲線の算出は、本実施形態では関数近似によるスムージング技術を用いている。関数近似としては、例えば最小二乗法による近似や、高次関数による近似、べき乗関数による近似など、一般的に用いられる様々なスムージング技術を用いることができる。
【００７０】
このようにして求めた、第一波長欠落領域分光強度情報の曲線は、波長欠落領域のない広帯域光であるブロードな照明光を観察対象物９０に照射した際に反射散乱光を分光器で分光検出した場合の分光スペクトルを推定したものといえる。ここで言う分光器とは、所定の波長領域に対し、単位波長あたりの光強度を分離検出可能な光検出器を言う。
【００７１】
このように、狭帯域光分光強度情報（λ、Ｐ）を、滑らかに連続するように接続して第一波長欠落領域分光強度情報を推定することで、ブロードな照明光を用いた場合に近い第一波長欠落領域分光強度情報を得ることができる。なぜなら、生体など自然界に存在する物体は、折れ線グラフのようなとがった部分が存在するような分光反射率や、直線的な分光反射率ではなく、滑らかに連続して、多少の凹凸を有するような分光反射率を有しているものがほとんどだからである。
【００７２】
以上のように、波長欠落領域分光強度情報推定部６４は、狭帯域分光強度情報（λ、Ｐ）を滑らかに連続的に接続するように第一波長欠落領域分光強度情報を推定する。
【００７３】
次に波長欠落領域補正処理部６６の機能について説明する。
波長欠落領域補正処理部６６は、波長欠落領域分光強度情報推定部６４が推定した第一波長欠落領域分光強度情報から、波長欠落領域のない照明光を用いた場合に、撮像素子５８の各色感度領域に対応する光検出要素が受光するであろう光量情報Ｐ，ｅｓｔｉｍａｔｅを、色感度領域ごとに推定する。さらに波長欠落領域補正処理部６６は、撮像素子５８の色感度領域に対応する光検出要素が実際に受光した受光強度Ｐ，ｄｅｔｅｃｔと推定した光量Ｐ，ｅｓｔｉｍａｔｅとを比較し、補正値を算出する。波長欠落領域補正処理部６６は、算出された補正値に基づき、受信した撮像信号を処理し、補正受光量情報ＰＰである、画像信号として表示部２０に伝送する。なお、波長欠落領域のない照明光を照明して観察した場合に近い画像信号である補正受光量情報ＰＰとしては、推定した光量Ｐ，ｅｓｔｉｍａｔｅをそのまま用いてもよいし、Ｐ，ｄｅｔｅｃｔとＰ，ｅｓｔｉｍａｔｅの比較から求められる係数とＰ，ｄｅｔｅｃｔを対にして用いてもよい。前者の場合には、表示部２０の処理負荷がほとんどないシンプルな構成が可能であり、後者の場合には、表示部２０側で更なる微調整を行うことが可能である。さらに、後者の場合、後述するように撮像画面全体で補正を行う場合、ひとつの補正受光量情報ＰＰとしてＰ，ｄｅｔｅｃｔとＰ，ｅｓｔｉｍａｔｅの比を送り、個々の画素についてはＰ，ｄｅｔｅｃｔを伝送することで、伝送する情報をシンプルにすることが可能となる。
【００７４】
波長欠落領域補正処理部６６の処理について、図８を参照しながら説明する。
図８は、波長欠落領域分光強度情報推定部６４が推定した第一波長欠落領域分光強度情報に基づいて、上述の補正値を算出する流れを示すイメージ図である。
【００７５】
図８の最上段は、波長欠落領域分光強度情報推定部６４が推定した分光反射スペクトルとしての第一波長欠落領域分光強度情報を示すグラフであり、横軸は波長である。２段目、３段目は色感度領域１に対する補正値の求め方の一例を示すイメージ図である。
【００７６】
図８の上段のような分光反射スペクトルが推定されたとき、波長欠落領域補正処理部６６は、その分光反射スペクトルを、色感度領域１の波長範囲であって、有効な分光反射スペクトルが存在する領域について積分する。図８に示す例では、分光反射スペクトルを、半導体レーザ２２Ａの発光波長λ１＝４５０ｎｍから、色感度領域１の上限波長である５２５ｎｍまで積分し、図８の２段目斜線で示した略台形形状の領域の面積を求める。次に、波長欠落補正処理部は、斜線で示した略台形形状の領域の面積と同じ面積を有する、波長方向の幅が略台形形状の領域と等しい長方形を算出し、その高さを補正後の光量Ｐ１，ｅｓｔｉｍａｔｅとして求める。画像処理装置は、この値をそのまま画像信号として表示部２０に送信してもよい。または、補正値として、例えばＰ１，ｅｓｔｉｍａｔｅ／Ｐ１，ｄｅｔｅｃｔの値を算出し、これを用いて他のタイミングで撮像した画像や、同時に撮像した画像のほかの色領域などに流用することも可能である。
【００７７】
上記説明は、撮像素子５８の色感度領域１についてのみ説明したが、色感度領域２、３についても同様の処理を行うことで、それぞれＰ２，ｅｓｔｉｍａｔｅ、Ｐ３，ｅｓｔｉｍａｔｅを求めることができる。
【００７８】
また、上記説明では、第一波長欠落領域のみについて、分光反射スペクトルである第一波長欠落領域分光強度情報を推定したが、同様の方法に基づいて、第２波長欠落領域分光強度情報を推定することができる。この場合、第２波長欠落領域分光強度情報の推定のため、この領域の分光反射率を、外挿により求めることができる。すなわち、上述した、関数近似によるスムージングで外挿し、第２波長欠落領域全体について分光反射スペクトルを推定すればよい（図８の最下段）。
【００７９】
以上の通り、本実施形態の構成によると、３本のレーザ光により構成された波長欠落領域のある照明光を観察対象物９０に照射した場合であっても、波長欠落領域のない照明光を照射した場合に光検出要素が検出するであろう光強度を推定することができる。すなわち、色感度領域１に対応する光検出要素が検出する反射散乱光の強度がＰ１，ｄｅｔｅｃｔであったとき、この情報に加え、色感度領域２に対応する光検出要素が検出する反射散乱光の強度Ｐ２，ｄｅｔｅｃｔ、色感度領域３に対応する光検出要素が検出する反射散乱光の強度Ｐ３，ｄｅｔｅｃｔの情報を活用して観察対象物９０の分光反射スペクトルを推定することで、波長欠落領域のない照明光を照射したときに、色感度領域１に対応する光検出要素に入射するであろう光強度を推定することができる。
【００８０】
〈波長欠落領域分光強度情報を推定する画像領域〉
次に、波長欠落領域分光強度情報を推定する画像領域である、狭帯域光強度導出領域について説明する。
上述した一連の波長欠落領域分光強度情報の推定は、撮像素子５８の色感度領域１に対応する光検出要素と、色感度領域２に対応する光検出要素と、色感度領域３に対応する光検出要素とを含む最小ユニットであれば実施することが可能である。ここで、最小ユニットとは、撮像素子５８の有する全ての色画素を含んでおり、そのユニットを敷き詰めることで撮像素子５８の撮像画面全体を形成可能なユニットのことを言う。一般的なベイヤ配列を有する撮像素子５８の場合、一つのＢ画素と一つのＲ画素と二つのＧ画素を組み合わせた２×２の４画素が最小ユニットとなる。すなわち、２×２の４画素を狭帯域光強度導出領域として用いることが可能である。
【００８１】
なお、一般的なベイヤ配列において、二つのＧ画素のうち一方のみを用いることで、最小ユニットとしてＲ，Ｇ，Ｂそれぞれ１画素ずつを組み合わせても本発明の効果を奏することが可能である。ただし、この場合は組み合わせに含まないＧ画素の情報を用いないこととなるため、２×２の４画素を最小ユニットとしてもちいるほうが望ましいと言える。
【００８２】
一方、撮像素子５８の撮像画面全体を狭帯域光強度導出領域として用いることも可能である。すなわち、撮像素子５８の撮像画面全体にわたり、色感度領域１、２、３に対応する光検出要素のそれぞれの受光強度Ｐの値について、平均等の手法により代表値を抽出し、その値を用いて波長欠落領域分光強度情報を推定することも可能である。
【００８３】
最小ユニットに対して推定を行った場合、撮像画面全体についてきめ細かい補正を行うことができるため、色再現性の向上する割合が高く、波長欠落領域のない照明光を用いたときの画像により近づけることが可能となる。一方、撮像画面全体を単位として推定を行った場合、画像処理回路６２の負荷が小さくて済むため、高速の処理や小型の画像処理回路６２を実現することが可能となる。
【００８４】
ここで、上述した二つの例は両極端な場合であり、中間的な領域を狭帯域光強度導出領域に設定することももちろん可能である。たとえば、撮像画面をいくつかの領域に分割し、それらの領域ごとに推定を行うことも可能である。このように処理を行うことで、色再現性と、処理速度や回路の小型化を両立することが可能である。
【００８５】
また、推定を行わない領域を取り除くなどし、推定を行う領域を絞り込むことも有効である。例えば黒つぶれしてしまった領域や白とびしているような領域、すなわち撮像素子５８のダイナミックレンジにおいて入射光量が弱すぎたり強すぎたりする領域、言い換えれば撮像素子５８のダイナミックレンジの上限付近および下限付近の領域を除くことで、適正な補正を行うことが可能となる（図１１）。さらに、観察対象物９０の狭帯域光分光強度情報（波長λ、受光強度Ｐ）の予想される、色感度領域１、２、３の比が分かっている場合には、これに近い比率を有する画像領域のみを自動抽出し、その領域のみに対し、画像補正を行うことも可能である。また、観察中に作業者が、入力部７０を経由して、画像補正を行いたい領域を指定することも可能である。これらのように、色再現性を向上したい領域を特定し、その部分のみ推定作業を用いた画像補正を行うことで、画像処理回路６２の負荷を軽減し、高速な画像処理を行いつつ、目的とする観察対象物９０の色再現性を向上することが可能となる。
【００８６】
このように、波長欠落領域分光強度情報を推定する画像領域が変わる場合、上述した観察装置の基本的な構成は変わらないが、画像処理回路６２が行う狭帯域光分光強度情報（波長λ、受光強度Ｐ）の抽出方法が異なってくる。次に、この狭帯域光分光強度情報について、波長情報λに対する受光強度Ｐの算出について説明する。
【００８７】
〈狭帯域光分光強度情報、波長λに対する受光強度Ｐの算出〉
基本的に、受光強度Ｐは、推定する画像領域での平均値を取ることが望ましい。すなわち、ベイヤ配列を有する撮像素子５８に対して、図９に示すように、最小ユニットである２×２の４画素について推定を行う場合、色感度領域１（Ｂ画素）と色感度領域３（Ｒ画素）については検出値がそのまま受光強度Ｐ１，ｄｅｔｅｃｔ、Ｐ３，ｄｅｔｅｃｔとなる。一方、色感度領域２（Ｇ画像）については、２画素が存在するため、それぞれの平均を取ることでＰ２，ｄｅｔｅｃｔを求めることができる。すなわち、二つのＧ画素が検出する受光強度をそれぞれＰ２ａ、Ｐ２ｂとしたとき、Ｐ２，ｄｅｔｅｃｔ＝（Ｐ２ａ，ｄｅｔｅｃｔ＋Ｐ２ｂ，ｄｅｔｅｃｔ）／２として求めることができる。
【００８８】
同様に、図１０に示すように撮像画面全体について、まとめて推定、画像補正を行う場合は、撮像画面全体中の色感度領域１、色感度領域２、色感度領域３の各画素が受光する受光強度を色感度領域ごとに平均したものを算出し、受光強度Ｐ１，ｄｅｔｅｃｔ、Ｐ２，ｄｅｔｅｃｔ、Ｐ３，ｄｅｔｅｃｔとして求めればよい。
【００８９】
上述した撮像画面全体をいくつかの中間的な領域（例えば図１０に示される１０×１０画素の複数の領域）に分割し、その中間的な領域について、それぞれ平均値を求める場合についても、基本的に同様の方法で受光強度を求めることができる。
【００９０】
その他、代表値の求め方として平均値を求める以外の方法を用いることも可能である。
一例として、所定領域内で、もっとも発生頻度の高い値を代表値として用いることも出来る。すなわち、横軸に各画素の受光強度を、縦軸を画素数としたヒストグラムにおいて、最も画素数の多い受光強度を代表値として用いることができる。この方法によると、撮像画面全体の所定領域において、最も多い画素言い換えると最も広い領域の受光強度を代表値として用いることができるため、最も広い領域の色再現性を向上することができる。
【００９１】
また、別の一例として、特定の色感度領域の受光強度がもっとも大きい画素の値を代表値とすることができる。例えば内視鏡装置の場合、観察対象物９０である生体内面はほとんど赤色であるため、赤色領域の色再現性が重要となる。このため、色感度領域３（Ｒ画素）の受光強度が最も大きい画素の値を代表値とすることで、赤色の観察対象物９０の色再現性をより向上することが可能となる（図１１）。なお図１１では便宜上、画素をイメージする升目状のラインと、入射光量や色領域の境界を示す線が一致していないが、実際の場面では、このような境界を設定するラインも、前述した最小ユニットと一致させることは言うまでもない。
【００９２】
また、上記を組み合わせて代表値を求めることができる。例えば、特定の色感度領域、例えば赤色領域の受光強度が最も高い画素を抽出し、それらの画素の平均値を求める方法で代表値を求めることができる。このような方法によると、赤色っぽく見える観察対象物９０の、真っ赤以外の赤色っぽい領域も含めた色再現性を向上することが可能となる。
【００９３】
〔動作〕
次に本実施形態の動作について説明する。
図１に示す通り、半導体レーザ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃは駆動回路２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｃを挟んでひとつの光源制御回路３０に接続されている。光源制御回路３０は図示しない外部からの入力や画像処理回路６２の情報などに応じて駆動回路２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｃに接続された制御信号線２８を経由して、制御信号を駆動回路２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｃに出力する。駆動回路２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｃは、それぞれ光源制御回路３０からの制御信号に応じた電力を半導体レーザ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃに供給する。半導体レーザ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃは得られた電力により光源制御回路３０の求めに応じた光量、タイミングでそれぞれ固有の波長のレーザ光を発する。レーザ光は、半導体レーザ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃに接続された光ファイバ３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃを経由して光コンバイナ３４に入射する。光コンバイナ３４に入射した異なる３つの波長のレーザ光はここで光学的に結合し、一本の光ファイバ４６に入射する。一本の光ファイバ４６に入射した３つの波長のレーザ光は光ファイバ４６内を伝搬し、光ファイバ端に設けられた光射出部４８に入射する。光射出部４８は一例として図５に示すように構成されており、光射出部４８に入射したレーザ光は、〈光射出部〉の項に記載したような動作を通じて拡散光である照明光となり、観察対象物９０の内部空間９２の表面に向けて照射される
照明光に求められる特性に応じて光源制御回路３０は、各半導体レーザ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃの発光の光量比やタイミングを設定することができる。例えば、赤、緑、青の順に光らせることも出来る。また、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。
【００９４】
光射出部４８から射出された照明光は、波長的には３つの狭帯域光である、青色レーザ光、緑色レーザ光、赤色レーザ光であり、配光分布としては、十分に拡散され、コヒーレンシーが十分に低くなった拡散光である。このような照明光は観察対象物９０に照射され、観察対象物９０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１４の先端部１８に設けられた撮像素子５８に向かって進行する成分は、この撮像素子５８に入射し、撮像信号として検出される。撮像素子５８は、図６に示すような３つの波長感度帯であるＲ光感度領域、Ｇ光感度領域、Ｂ光感度領域を有している。撮像素子５８の光感度領域と３つの狭帯域光の波長の関係は前述の通りである。このため、Ｒ光感度領域に対応する光検出要素には、半導体レーザ２２Ｃからの赤色レーザ光が、観察対象物９０の赤色光に対する分光反射率に応じて反射されて入射する。同様に、Ｇ光感度領域に対応する光検出要素には、半導体レーザ２２Ｂからの緑色レーザ光が入射し、Ｂ感度領域に対応する光検出要素には、半導体レーザ２２Ａからの青色レーザ光が入射する。すなわち、Ｒ光検出要素、Ｇ光検出要素、Ｂ光検出要素にはそれぞれ１つの狭帯域光が入射する構成となっている。本実施形態では、半導体レーザ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃから射出され、光射出部４８から射出された照明光の３つの狭帯域光の強度比は、図７に示されるように略等しい強度比となっている。従って、観察対象物９０の分光反射率がフラットな場合、各光検出要素に入射する光量は略等しい強度となるように構成されている。また、分光反射率がフラットではない場合、各光検出要素に入射する光量は、それぞれに入射する狭帯域光λ１〜λ３の波長における分光反射率に従った強度比で各光検出要素に受光される。
【００９５】
撮像素子５８に入射した照明光の反射散乱光は、撮像素子５８および図示しない電気回路により撮像信号に変換され、信号線６０を経由して画像処理回路６２に伝送される。撮像信号を受信した画像処理回路６２では、波長欠落領域の分光強度を推定する単位ユニットごとに、波長欠落領域分光強度情報推定部６４が波長欠落領域の分光強度を推定する（図７）。本実施形態では、ベイヤ配列の撮像素子５８を想定しており、分光強度を推定する単位ユニットは、２×２画素の最小ユニットとしている。
【００９６】
初めに、画像処理回路６２は、上記２×２画素の最小ユニットごとに狭帯域光分光強度情報（λ、Ｐ）を算出する。本実施形態では、光射出部４８から射出される３つのレーザ光の強度は互いに等しく構成されている。すなわち、図７の最上段に示されている照明光のスペクトルにおいて、各レーザ光のピーク波長λ１、λ２、λ３でのピーク強度はＩ１＝Ｉ２＝Ｉ３＝Ｉとなっている。
【００９７】
光射出部４８から射出された照明光は観察対象物９０の、波長ごとの反射率である分光反射率に従って反射散乱されて、その一部が撮像素子５８に入射する。分光強度を推定する撮像素子５８の最小ユニットに入射した光の光量が、色感度領域１（Ｂ画素）ではＰ１、色感度領域３（Ｒ画素）ではＰ３だったとすると、狭帯域光強度座標は、それぞれ（λ１、Ｐ１）、（λ３、Ｐ３）となる。また、二つの画素を有する色感度領域２（Ｇ画素）においては、一つ目のＧ画素に入射した光の強度をＰ２ａ、二つ目のＧ画素に入射した光の強度をＰ２ｂとしたとき、Ｐ２＝（Ｐ２ａ＋Ｐ２ｂ）／２として求めたＰ２を用いて（λ２、Ｐ２）となる。
【００９８】
ここで、狭帯域光分光強度情報（λ、Ｐ）におけるＰ１、Ｐ２、Ｐ３は、一定強度の光が入射したときに受光素子の各色感度領域に入射する光量の比である必要がある。このため、３つのレーザ光の強度をそれぞれＩ１、Ｉ２、Ｉ３とすると、受光素子に入射した光量がそれぞれＰ１、Ｐ２、Ｐ３のとき、狭帯域光分光強度情報（λ、Ｐ）のＰは、Ｐ１／Ｉ１、Ｐ２／Ｉ２、Ｐ３／Ｉ３とすべきである。しかしながら本実施形態ではＩ１＝Ｉ２＝Ｉ３＝Ｉであるため、このような計算は不要である。
【００９９】
以上の通り、画像処理回路６２は、狭帯域光分光強度情報（λ、Ｐ）を推定する狭帯域光分光強度情報生成部により狭帯域光分光強度情報を、（λ１、Ｐ１）、（λ２、Ｐ２）、（λ３、Ｐ３）として導出する。
【０１００】
次に、画像処理回路は波長欠落領域分光強度情報推定部６４により、波長欠落領域の分光強度情報を推定する。波長欠落領域分光強度情報推定部６４は、狭帯域光分光強度情報である３つの座標の情報から、関数近似技術を用いて第一波長欠落領域の分光強度情報を推定する。関数近似技術については、様々な技術分野で用いられている、座標間を保管する技術であればどのような技術を用いてもよい。なお、本実施の形態では、図７に示すように、波長欠落領域のうち、二つの隣接するレーザ光の間の領域である第一波長欠落領域のみについて推定を行っている。
【０１０１】
波長欠落領域分光強度情報推定部６４が推定した第一波長欠落領域分光強度情報に基づいて、波長欠落領域補正処理部６６は、画像補正を行い、波長欠落領域のない照明光（撮像素子５８が検出可能な波長領域全体に波長帯域が広がっている広帯域光）を用いた場合の画像に近づけるための画像補正処理を行う。
【０１０２】
波長欠落領域補正処理部６６は、撮像素子５８の各色感度領域が検出できる波長範囲である色感度領域において、第一波長欠落領域分光強度情報に基づいて、波長欠落領域のない照明光を用いて同じ観察対象物９０を観察したときに、撮像素子５８の各色感度領域が受光するであろう光強度情報Ｐ１，ｅｓｔｉｍａｔｅを推定する。すなわち、波長欠落領域のある照明光により実際に撮像素子５８の色感度領域１に入射した光強度情報であるＰ１，ｄｅｔｅｃｔを、光強度情報Ｐ１，ｅｓｔｉｍａｔｅに補正するための補正値を求める。
【０１０３】
波長欠落領域補正処理部６６は、推定された第一波長欠落領域分光強度情報を、色感度領域１内であって、半導体レーザ２２Ａの波長と半導体レーザ２２Ｂの波長との間の領域について積分を行い、その面積を求める（図８）。次に求めた面積と同じ面積となるような仮想的な長方形の高さを求める。この高さがＰ１，ｅｓｔｉｍａｔｅである。
【０１０４】
色感度領域２、３についても同様の処理を行うことで、Ｐ２，ｅｓｔｉｍａｔｅ、Ｐ３，ｅｓｔｉｍａｔｅを求めることができる。
【０１０５】
なお、本実施形態では、観察装置が観察する画像ごとに、最小単位であるベイヤ配列ごとにこの推定作業を行うことを想定しているが、それに限らない。
【０１０６】
例えば、あるタイミングで撮像された画像に対し、Ｐ１，ｅｓｔｉｍａｔｅを求めた後、補正係数Ｐ１，ｅｓｔｉｍａｔｅ／Ｐ１，ｄｅｔｅｃｔを求め、次に撮像された画像については、この補正係数を補正前の光強度情報に乗じるように処理することも好適である。すなわち、次に撮像された画像における色感度領域１の光強度情報をＰ１’，ｄｅｔｅｃｔとしたとき、Ｐ１’，ｅｓｔｉｍａｔｅ＝Ｐ１’，ｄｅｔｅｃｔ×Ｐ１，ｅｓｔｉｍａｔｅ／Ｐ１，ｄｅｔｅｃｔとして求めることができる。このようにすることで画像処理回路６２の負荷を軽減でき、高速な画像表示が可能となる。
【０１０７】
なお、本実施形態では、推定した波長欠落領域分光強度情報を積分して補正後光強度情報Ｐ，ｅｓｔｉｍａｔｅを求める例を示したが、これに限らない。例えば、各色感度領域内で有効な波長欠落領域分光強度情報の波長範囲において、光強度の平均値を求めてもよい。この方法によれば、積分を用いる方法より簡便にＰ，ｅｓｔｉｍａｔｅを求めることができる。更に同じ波長範囲の最小値と最大値の平均を求めてもよい。この方法によれば、さらに簡便にＰ，ｅｓｔｉｍａｔｅを求めることができる。
【０１０８】
画像処理回路６２は、このようにして求めたＰ，ｅｓｔｉｍａｔｅに基づいて補正された画像信号を、補正受光量情報ＰＰとして表示部２０に伝送する。
【０１０９】
なお、本実施形態では、狭帯域光間の波長欠落領域である第一波長欠落領域についてのみ波長欠落領域分光強度情報を推定して補正する例を示したが、これに限らない。第２波長欠落領域に対し、外挿により波長欠落領域分光強度情報を推定し、前述の方法にて補正後の光強度情報Ｐ，ｅｓｔｉｍａｔｅを求めることができる。このようにすることで、より広い波長範囲で波長欠落領域分光強度情報を推定し、Ｐ，ｅｓｔｉｍａｔｅに活用することが可能となる。これは、狭帯域光の数が２本の場合や、３本以上の場合でも緑色から赤色領域など一部の波長領域に集中している場合などに有効である。
【０１１０】
さらに撮像素子５８の感度特性を考慮した補正を行ってもよい。撮像素子５８は、撮像素子５８の材料系の違いにより固有の特性を有しており、シリコン半導体による撮像素子５８の場合、４００ｎｍ以下の波長域の検出感度はきわめて低くなる。一方、長波長側の検出感度は高く、近赤外線領域においても良好な検出感度を有している。さらに、色感度領域の幅を決定するため、撮像素子５８は、図６の上段に示すような波長特性を有するフィルタを有している。さらに図示しない赤外線カットフィルタや、その他、用途ごとに様々なフィルタを組み合わせて用いられている。このようなフィルタの特性は、図７における照明光のスペクトル→狭帯域光分光強度情報（λ、Ｐ）の受光強度Ｐの強度に影響する。撮像素子５８の特性やフィルタの波長特性は事前に分かっているため、これを補正するように、実際に検出された光強度Ｐ，ｄｅｔｅｃｔから、撮像素子５８に入射するＰ，ｄｅｔｅｃｔ，ｒｅａｌを推定してもよい。このような処理を行うことにより、より正確な波長欠落領域の分光強度情報を推定でき、色再現性をより向上することができる。
【０１１１】
〔作用・効果〕
以上の通り、本実施形態のように構成することで、波長欠落領域のある照明光を用いた観察装置に対し、その色再現性を向上し、波長欠落領域のない照明光を用いた観察装置により得られる画像に近づけることが可能となる。特に、狭帯域光として、波長幅の特に狭いレーザ光を照明光に用いるような、撮像素子５８が検出可能な領域のほとんどが波長欠落領域である観察装置であっても、波長欠落領域のない照明光を用いた画像に近い画像を、画像処理回路６２に機能を追加することで実現することが可能となる。
【０１１２】
さらに、上述したように、撮像画面全体に対して一括した波長欠落領域補正処理を行うことで、高いフレームレートに対応した速度で、色再現性の高い画像を得ることが可能となる。
【０１１３】
また、撮像素子５８の最小ユニットごとに波長欠落領域補正処理を行うことで、撮像画面全体に渡り色再現性の高い画像を得ることが可能となる。
【０１１４】
その他、上述した説明を逸脱しない範囲で様々な組合せや変形が可能であり、目的に応じた速度、回路規模、サイズの、色再現性の高い画像を得ることが可能な観察装置を提供することができる。
【０１１５】
［第１実施形態の変形例］
次に第１実施形態の変形例について、図１２を参照しながら説明する。
【０１１６】
本変形例では、画像処理回路６２の有する波長欠落領域分光強度情報推定部６４の機能が第１実施形態とは異なっている。第１実施形態では、図７に示したように、３本の狭帯域光に対応する狭帯域光分光強度情報（波長λ、受光強度Ｐ）について、関数近似を用いたスムージング技術により、３点の座標の間を滑らかに連続的に接続するような仮想的な曲線を内挿により算出する方法を示した。本変形例では波長欠落領域分光強度情報推定部６４が、図１２に示すような不連続な直線となるように、波長欠落領分光強度情報を推定する点が第１実施形態とは異なっている。
【０１１７】
図１２の中段に示した変形例は、撮像素子５８の各色感度領域に対応する光検出要素が受光した受光強度が、波長領域全体に渡り一定の光強度であったとして推定する例（推定４）を示している。例えば、波長λ１の点において受光強度Ｐであったとき、色感度領域１の受光する全波長領域に対し一定の光強度の光が照射されたものとみなして波長欠落領域の分光強度を推定する。このように構成することで、極めてシンプルな構成で、波長欠落領域の分光強度情報を推定することが可能となる。さらに、このように推定することで、一点の情報のみでは不可能であった、撮像素子５８のフィルタ特性や撮像素子５８の受光感度特性を補正し、波長欠落領域のない照明光が観察対象物９０で反射散乱され撮像素子５８に入射する入射光のスペクトル情報を推定することが可能となる。
【０１１８】
さらに、第１実施形態に示した撮像素子５８の色感度領域は、隣接する色感度領域と重なりを有している。このため、「推定１」では、この感度重なり領域１、２においては、それを挟む両側の色感度領域ごとに異なる分光強度情報として推定されることになる。これに対し、図１２の下段に示した「推定２」の例では、波長欠落領域における、隣接する色感度領域の感度重なり領域については、二つの色感度領域に対応する光検出要素が受光した受光強度Ｐの平均値により波長欠落領域分光強度情報を推定する例を示している。これにより、「推定１」に示す例と比べ、推定を演算する演算速度を大きく損なうことなく、色再現性を向上し、波長欠落領域のない照明光を用いた場合に得られる画像に近づけることが可能となる。
【０１１９】
なお、本変形例の構成は、画像処理回路６２内の波長欠落領域分光強度情報推定部６４の推定方法のみが変わっているだけであるため、それ以外の構成については、第１実施形態で示した様々な構成を用いることが可能である。また、このような変形例は、画像処理回路６２のソフトウェアのみを変更することで実現することが可能であるため、色再現性より演算速度を優先したいタイミングにおいてのみ利用し、それ以外のタイミングにおいては、第１実施形態で示したような、滑らかに連続するような、関数近似によるスムージング技術を用いることも好適である。
【０１２０】
［第２実施形態］
次に本発明の第２実施形態について図１３から図１５を参照しながら説明する。
第２実施形態の説明においては、第１実施形態と共通の部分についてはその説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。
【０１２１】
第１実施形態では、色感度領域と狭帯域光の数が互いに等しく３つずつであって、３つの色感度領域１、２、３に対し、それぞれひとつの狭帯域光１、２、３が配置された例を示した。本実施形態では、３つの色感度領域に対し、４つの狭帯域光１、２、３−１、３−２を配置した点が第１実施形態とは異なっている。
【０１２２】
〔構成〕
本実施形態における観察装置を図１３に示す。
本実施形態では、前述した通り、４つの狭帯域光を射出する光源部を用いている。このため、本体部１２は、４台の半導体レーザ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｄ、２２Ｅと、それに組み合わせられる駆動回路２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｄ、２６Ｅと、半導体レーザ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｄ、２２Ｅから射出されるレーザ光をそれぞれ導光する４本の光ファイバ３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｄ、３２Ｅを有している。光源制御回路３０は、駆動回路２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｄ、２６Ｅと制御信号線２８により電気的に接続されており、駆動回路２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｄ、２６Ｅを経由して半導体レーザ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｄ、２２Ｅを自在に制御可能となっている。半導体レーザ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｄ、２２Ｅは、それぞれ、光ファイバ３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｄ、３２Ｅによって光コンバイナ３４に結合されている。光コンバイナ３４は、４本の光ファイバ３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｄ、３２Ｅによって導光されるレーザ光を合波して、一本の光ファイバ４６に出力する。
【０１２３】
本実施形態で用いている４台のレーザは、以下の通りである。
半導体レーザ２２Ａは、波長約４５０ｎｍの狭帯域光１である青色レーザ光を射出するマルチモード半導体レーザである。
半導体レーザ２２Ｂは、波長約５４０ｎｍの狭帯域光２である緑色レーザ光を射出するマルチモード半導体レーザである。
半導体レーザ２２Ｄは、波長約６３０ｎｍの狭帯域光３−１である赤色レーザ光を射出するマルチモード半導体レーザである。
半導体レーザ２２Ｅは、波長約６８０ｎｍの狭帯域光３−２であるの赤色レーザ光を射出するマルチモード半導体レーザである。
【０１２４】
すなわち、半導体レーザ２２Ａ、２２Ｂは、第１実施形態と同じマルチモード半導体レーザである。半導体レーザ２２Ｄは、第１実施形態の半導体レーザ２２Ｃよりも１０ｎｍだけ短波長のピーク波長を有する光を射出する、ピーク波長６３０ｎｍのマルチモード半導体レーザである。半導体レーザ２２Ｅは、ピーク波長６８０ｎｍのマルチモード半導体レーザである。半導体レーザ２２Ｄ、２２Ｅがそれぞれ射出する狭帯域光３−１、３−２は、図１４に示すように、いずれも色感度領域３のみに含まれている。
【０１２５】
〔動作〕
基本的な動作については、第１実施形態と同様であり、画像処理回路６２の動作が若干異なっている。
光源制御回路３０の指示に従って、半導体レーザ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｄ、２２Ｅは、それぞれ、予め定められた波長、光量のレーザ光を射出する。各半導体レーザ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｄ、２２Ｅから射出されたレーザ光である狭帯域光は、光コンバイナ３４により合波され、一本の光ファイバ４６によって導光され、光射出部４８から観察対象物９０の内部空間９２の表面に向けて照明光として照射される。
【０１２６】
半導体レーザ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｄ、２２Ｅは、光源制御回路３０により自在に発光可能であるが、本実施形態における基本的な発光モードとしては、全てを連続点灯させるように制御する。すなわち、半導体レーザ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｄ、２２Ｅは、図１５の上段に示すように、略等しい光強度となるように調整されて連続的に発光される。すなわち、Ｉ１＝Ｉ２＝Ｉ４＝Ｉ５＝Ｉとなるように構成されている。
【０１２７】
観察対象物９０により反射散乱された照明光の一部は撮像素子５８に入射し、撮像信号として画像処理回路６２に伝送される。
【０１２８】
本実施形態においても、ベイヤ配列を有する撮像素子５８を想定しており、分光強度を推定する単位ユニットは２×２画素の最小ユニットとしている。このとき、撮像素子５８の有する色感度領域１の画素と色感度領域２の画素に入射する光は、それぞれ、青色レーザ光と緑色レーザ光であり、第１実施形態と同様である。すなわち、色感度領域１と色感度領域２は、単一狭帯域光色感度領域である。一方、色感度領域３の画素に入射する光は、赤色レーザ光（６３０ｎｍ）と赤色レーザ光（６８０ｎｍ）の二本の狭帯域光である。撮像素子５８の色感度領域３に対応する光検出要素は、この二つの波長の赤色レーザ光を区別することなく受光し、対応する撮像信号を画像処理回路６２に出力する。すなわち、画像処理回路６２は、半導体レーザ２２Ｄから射出された赤色レーザ光（６３０ｎｍ）と赤色レーザ光（６８０ｎｍ）を、一つの色感度領域である色感度領域３の画素からの情報として受信する。言い換えると、色感度領域３は、狭帯域光３−１と狭帯域光３−２の二つの狭帯域光を受光する複数狭帯域光色感度領域である。
【０１２９】
画像処理回路６２は、第１実施形態と同様に、３つの色感度領域１、２、３の情報に基づいて、狭帯域光分光強度情報（λ、Ｐ）を導出する。すなわち、ある単位ユニットにおいて、色感度領域１、２、３に対応する光検出要素から出力される光強度を、それぞれ、Ｐ１、Ｐ２ａ、Ｐ２ｂ、Ｐ３とする。このとき、色感度領域１（Ｂ画素）の狭帯域光分光強度情報は（λ１、Ｐ１）、色感度領域２（Ｇ画素）の狭帯域光分光強度情報は（λ２、Ｐ２＝（Ｐ２ａ＋Ｐ２ｂ）／２）であり、第１実施形態と変わらない。一方、色感度領域３（Ｒ画素）の狭帯域光分光強度情報は、（（λ４＋λ５）／２、Ｐ３）となる。
【０１３０】
すなわち、色感度領域３の画素に入射する光は、波長λ４の狭帯域光３−１と波長λ５の狭帯域光３−２との混合光であるが、色感度領域３に対応する光検出要素は、λ４の光とλ５の光を識別して検出することが出来ないため、仮想的に（λ４＋λ５）／２の一本の狭帯域光が入射したものとみなして狭帯域光分光強度情報を（（λ４＋λ５）／２、Ｐ３）と導出することになる。なお、ここではλ４の狭帯域光の強度Ｉ４とλ５の狭帯域光の強度Ｉ５とが互いに等しいため、単純な算術平均として仮想的な波長を（λ４＋λ５）／２として求めているが、Ｉ４≠Ｉ５の場合、それらを考慮して、狭帯域光分光強度情報を（Ｉ４×λ４＋Ｉ５×λ５）／（Ｉ４＋Ｉ５）、Ｐ３）とする必要がある。複数狭帯域光色感度領域３は、この様に狭帯域光分光強度情報を（Ｉ４×λ４＋Ｉ５×λ５）／（Ｉ４＋Ｉ５）、Ｐ３）とする必要がある。
【０１３１】
このようにして狭帯域光分光強度情報を求めることで、ひとつの色感度領域に複数の狭帯域光が含まれる場合であっても、狭帯域光分光強度情報を求めることが可能となる。
【０１３２】
本実施形態において、狭帯域光分光強度情報導出後の動作については、第１実施形態と同様である。
【０１３３】
なお、本実施形態では、二つの狭帯域光は、一つの色感度領域に含まれるが、二つの色感度領域が重なる感度重なり領域には含まれない例を示したが、これに限らない。複数の色感度領域に含まれる、色感度領域が重なる領域に狭帯域光が存在する場合も同様に、仮想的な波長を算出することが可能である。このとき、色感度領域が重なる領域に存在する狭帯域光は、二つの色感度領域それぞれの仮想的な波長の算出に用いる必要がある。
【０１３４】
二つの色感度領域の感度重なり領域では、図１４等に示されるように、フィルタの透過特性が十分に高くない場合がある。このような場合はフィルタの透過特性も含めて仮想的な波長を算出することが望ましい。
【０１３５】
〔作用・効果〕
上記のように構成することで、ひとつの色感度領域に複数の狭帯域光が含まれるような構成であっても、各狭帯域光を連続等同時に発光させた状態のままで狭帯域光分光強度情報を求めることが可能となり、第１実施形態で示した様々な波長欠落領域分光強度情報を推定することが可能となる。その結果、波長欠落領域のある照明光を用いた場合であっても、波長欠落領域のない照明光を用いた場合に得られる画像に近づけるような画像処理を行うことが可能となる。
【０１３６】
また、本実施形態の構成によると、特段の追加部材、追加工を必要とせず、狭帯域強度情報導出のプログラム等の変更のみで本機能を実現できるため、例えば、本実施形態の半導体レーザ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｄのみを点灯させる場合には第１実施形態の方法をとり、半導体レーザ２２Ｅも含めた全ての半導体レーザ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｄ、２２Ｅを点灯させる場合には第ニ実施形態の方法を取るなど、観察対象物９０や観察目的等に応じて適宜切り替えて利用することも容易である。
【０１３７】
［第３実施形態］
次に第３実施形態について、図１６と図１７を参照しながら説明する。
説明に当たっては、第１実施形態、第２実施形態と共通の構成についてはその説明を省略し、異なる部分についてのみ説明を行う。
【０１３８】
〔構成・動作〕
本実施形態では、図１３に示すように光源制御回路３０は、駆動回路２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｄ、２６Ｅと電気的に接続されており、半導体レーザ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｄ、２２Ｅを所望の明るさ、所望のタイミングで点灯／消灯させることが可能なように構成されている。また、本実施形態の撮像素子５８と半導体レーザ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｄ、２２Ｅの波長関係は図１４に示す第２実施形態と同様である。すなわち４台のマルチモード半導体レーザ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｄ、２２Ｅは、第２実施形態と同じ発光波長のものであり、半導体レーザ２２Ａの青色レーザ光は色感度領域１のみに含まれ、半導体レーザ２２Ｂの緑色レーザ光は色感度領域２のみに含まれ、半導体レーザ２２Ｄの赤色レーザ光（６３０ｎｍ）と半導体レーザ２２Ｅの赤色レーザ光（６８０ｎｍ）は色感度領域３のみに含まれるように構成されている。色感度領域１と色感度領域２は単一狭帯域光色感度領域であり、色感度領域３は複数狭帯域光色感度領域である。
【０１３９】
本実施形態では、半導体レーザ２２Ｄを発光させるタイミングと半導体レーザ２２Ｅを発光させるタイミングとが異なっている点が第２実施形態とは異なっている。すなわち、第１実施形態、第２実施形態では、それぞれ、３台、４台の半導体レーザを同時に連続的に発光させる例を示したが、第３実施形態では、撮像素子５８が一枚の画像の撮像動作を行うフレームタイミングごとに各半導体レーザ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｄ、２２Ｅの点灯／消灯を切り替える点が異なっている。本実施形態における、各半導体レーザ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｄ、２２Ｅとフレームタイミングの関係を図１６に示す。この例では、撮像素子５８のフレームタイミングに従って、半導体レーザ２２Ａ、２２Ｄを点灯させ、かつ、半導体レーザ２２Ｂ、２２Ｅを消灯させるフレーム（図では偶数番号のフレーム）と、半導体レーザ２２Ｂ、２２Ｅを点灯させ、かつ、半導体レーザ２２Ａ、２２Ｄを消灯させるフレーム（図では奇数番号のフレーム）とを交互に繰り返すように、光源制御回路３０が半導体レーザ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｄ、２２Ｅを駆動する。このとき、撮像素子５８のフレームタイミングの情報は、図示しないフレームタイミング情報伝達手段によって光源制御回路３０に伝えられており、光源制御回路３０はこのフレームタイミング情報に従って適切なタイミングで各半導体レーザ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｄ、２２Ｅの点灯／消灯を切り替える。
【０１４０】
このような発光制御を行ったとき、撮像素子５８から伝送される画像信号は、偶数フレームにおいては、色感度領域１の青色レーザによる撮像信号と色感度領域３の赤色レーザ（６３０ｎｍ）の撮像信号が出力され、色感度領域２は対応する波長領域の照明光がないため真っ黒な撮像信号が出力される。同様に奇数フレームにおいては、色感度領域２の緑色レーザによる撮像信号と、色感度領域３の赤色レーザ（６８０ｎｍ）の撮像信号が出力され、色感度領域１は対応する波長領域の照明光がないため真っ黒な撮像信号が出力される。
【０１４１】
この情報に基づいて、狭帯域光分光強度情報（λ、Ｐ）を生成すると、色感度領域３のλ４＝６３０ｎｍの照明光の反射散乱光を撮像素子５８が受光したときの光強度情報Ｐ４と、λ５＝６８０ｎｍの照明光の反射散乱光を撮像素子５８が受光したときの光強度情報Ｐ５とを分離して検出することが可能となる。言い換えると、複数狭帯域光色感度領域に含まれる狭帯域光を異なるタイミングで点灯させ、それぞれの画像を独立に撮像することで、各狭帯域光を分離して検出し、独立して狭帯域光分光強度情報（λ、Ｐ）を得ることが出来る。
【０１４２】
以上より、本実施形態における狭帯域光分光強度情報（λ、Ｐ）は、色感度領域の数である３を上回る、半導体レーザの数と同じ４とすることが可能となる（図１７）
狭帯域光分光強度情報導出後の画像処理回路６２の動作については、第１実施形態で説明した手法を用いることが可能である。これにより、波長欠落領域の光強度情報を推定することが可能となる。
【０１４３】
〔作用・効果〕
本実施形態のように、光源の発光タイミングを適切に設定することで撮像素子５８の有する色感度領域の数を上回る数の狭帯域光分光強度情報（λ、Ｐ）を導出することが可能となる。これにより、特殊な撮像素子５８を用いることなく、波長欠落領域の光強度情報の推定精度を向上することができる。
【０１４４】
なお、本実施形態では、撮像素子５８のフレームタイミングに対応し、半導体レーザ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｄ、２２Ｅを図１６に示すタイミングで発光させる例を示したが、これに限らない。本実施形態の効果を奏するためには、同じ色感度領域に含まれる半導体レーザ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｄ、２２Ｅを異なるフレームタイミングで点灯／消灯を切り替えればよい。すなわち、二つの半導体レーザ２２Ａ、２２Ｂは連続点灯とし、偶数フレームと奇数フレームの出力の和を光強度情報Ｐ１、Ｐ２としてもよい。このとき照明光の発光強度Ｉ１、Ｉ２を半分にしてもよい。これにより、光源制御回路３０の負荷を軽減することが可能となる。
【０１４５】
［さまざまな変形例］
〔波長欠落領域の光強度情報の推定の変形例〕
なお、本発明における実施形態では波長欠落領域の光強度情報を推定する方法として、関数近似によるスムージング技術を用い、滑らかに連続する曲線として推定する技術についてのみ説明したが、これに限らない。
【０１４６】
例えば、図１８に示すような、いくつかの方法により波長欠落領域の光強度情報を推定することが可能である。図１８は、第３実施形態で説明した４本の狭帯域光についての狭帯域光分光強度情報（λ、Ｐ）が得られているときの推定の例を示している。
【０１４７】
図１８の２段目には「推定３」として、第１実施形態ないし第３実施形態で用いた推定方法であるスムージングの例が示されている。これに対し、図１８の３段目に示した「推定４」では、直線近似により波長欠落領域を推定する例を示している。直線近似の手法については、一般に用いられている様々な手法を用いることが可能である。例えば、得られた狭帯域光分光強度情報（λ、Ｐ）の光強度Ｐと、ある数式で表される直線と波長λとの交点との差の二乗を全ての狭帯域光に対して計算し、それらの和が最小となるように直線を表す関数を求める、最小二乗法を用いてもよい。
【０１４８】
この様に、直線近似により波長欠落領域を推定することで、画像処理回路６２の負荷が軽減できる。特に波長欠落部補正処理部の取り扱う演算式が簡素化されるため、比較的小規模な回路構成、プログラム構成で比較的色再現性の高い画像を得ることが可能となる。また、狭帯域光分光強度情報（λ、Ｐ）の点数が少ない場合や、点が散在するような場合、スムージングを行うことが難しく、実際とは大きく異なる波長欠落領域光強度情報が推定結果として得られるリスクがある。このような場合、直線近似による方法では、実際の波長欠落領域光強度情報との乖離が大きくなるおそれは小さいため、このような場合に特に好適である。
【０１４９】
図１８の最下段に示した「推定５」では、得られた狭帯域光分光強度情報（λ、Ｐ）に対し、隣接する狭帯域光分光強度情報（λ、Ｐ）の座標を直線で結ぶ、折れ線グラフのような隣接点直線接続による推定技術の例を示した。このような推定方法によると、画像処理回路６２のうち、特に波長欠落領域分光強度情報推定部６４の処理において複雑な処理を行う必要がないなど、波長欠落領域分光強度情報推定部６４の負荷を軽減したり、回路規模やプログラム規模を簡素化したりすることが可能となる。このとき、推定される波長欠落領域分光強度情報の誤差は比較的小さく抑えることが可能となる。従って、この「推定５」の方法によると、画像処理回路６２のうち、波長欠落領域分光強度情報推定部６４の負荷を軽減した上で、比較的良好な色再現性を有する画像が得られるような画像処理を実現することが可能となる。
【０１５０】
〔狭帯域光の数の変形例〕
なお、これまで説明した実施形態はすべて、色感度領域の数が３であり、狭帯域光の数はそれと同じかそれよりも多い場合について説明したが、これに限らない。たとえば、図１９に示すような、第１実施形態における狭帯域光２を除いた二つの狭帯域光のみを有する照明光を用いた場合であっても、これまで説明した手法に基づいて波長欠落領域における観察対象物９０による反射散乱光を推定することが可能である。
【０１５１】
図１９に示すように、照明光のスペクトルは、狭帯域光発光強度情報（λ１、Ｉ１）を有する狭帯域光１と、狭帯域光発光強度情報（λ３、Ｉ３）を有する狭帯域光３との二つの狭帯域光により構成されている。狭帯域光１は色感度領域１のみに含まれており、狭帯域光３は色感度領域３のみに含まれており、色感度領域２に含まれる狭帯域光は存在していない。
【０１５２】
このような照明光を観察対象物９０に照射した場合、撮像素子５８に入射する観察対象物９０による反射散乱光は、狭帯域光分光強度情報（λ１、Ｐ１）と、狭帯域光分光強度情報（λ３、Ｐ３）となる。この情報に基づいて、波長欠落領域分光強度情報推定部６４は、波長欠落領域分光強度情報を推定する。波長欠落領域分光強度情報の推定の手法としては、第１実施形態ないし第３実施形態で説明した推定手法のいずれかに基づいて行うことができる。
【０１５３】
また、波長欠落領域補正処理部６６は、上述の手法に従って波長欠落領域の補正処理を行う。このとき、色感度領域１と色感度領域３は、撮像素子５８の色感度領域に対応する光検出要素が実際に受光した受光強度Ｐ，ｄｅｔｅｃｔが存在するが、色感度領域２にはＰ，ｄｅｔｅｃｔが存在しないことになる。このため、波長欠落領域補正処理部６６が出力する補正受光光量情報ＰＰは、少なくも色感度領域２についてはＰ，ｅｓｔｉｍａｔｅそのものとなる。なお、Ｐ，ｅｓｔｉｍａｔｅの導出手順については、たとえば第１実施形態に関連して図９で説明した手順に従って行うことができる。
【０１５４】
ここでは色感度領域の数に対して狭帯域光の数が少ない場合について説明したが、これに限らない。色感度領域と同じかそれよりも多い狭帯域光を用いた場合であっても、狭帯域光を含まない色感度領域がある場合に適用することが可能である。たとえば、第１の色感度領域に二つの狭帯域光が、第３の色感度領域にひとつの狭帯域光が含まれ、第２の色感度領域に狭帯域光が含まれない場合などについても、上記手順により波長欠落領域補正処理部は、補正受光光量情報ＰＰを導出することが可能である。
【０１５５】
〔光源の変形例〕
また、実施形態では、狭帯域光を射出する光源としてマルチモード半導体レーザを用いる例のみを示したがこれに限らない。様々な固体レーザやガスレーザ、ＳＨＧ素子等と組み合わせた複合型半導体レーザなどを用いることができる。さらに、ＳＬＤ（スーパールミネッセントダイオード）やＬＥＤなどを用いることができる。ＬＥＤやレーザと蛍光体を組み合わせた光源であって、波長欠落領域が存在するような光源も好適である。
【０１５６】
シングルモードレーザを用いると、狭帯域光のピーク波長が安定に１点に決定されるため、狭帯域光分光強度情報（λ、Ｐ）のλの値が安定し、分光推定の精度が向上する。一方、マルチモードレーザを用いると、明るい狭帯域光を射出できるため、広い空間を照明するような場合に有効である。
【０１５７】
また、ＬＥＤとレーザを組み合わせるなど、複合的な光源システムを用いた観察装置とすることも好適である。図２０は３個のＬＥＤ素子を組み合わせた照明光の例を示している。図の通り、複数のＬＥＤであっても波長欠落領域が存在するが、実施形態で説明した技術により波長欠落領域の光強度情報を推定することが可能である。
【０１５８】
また、本発明における実施形態では、ひとつの光源からひと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、５３７．８ｎｍの緑色レーザ光、６３６．０ｎｍの赤色レーザ光を同時に発振する３原色（白色）レーザであるＨｅ−Ｃｄレーザなど、複数の狭帯域光を同時に発光できる光源部を用いることができる。このとき、図１等に示す内視鏡装置の構成において、光源部内に配置される光源である半導体レーザ２２Ａ、２２Ｂ、…の個数と、光源部から射出される狭帯域光の数は異なっており、必ず光源の個数よりも狭帯域光の数のほうが多くなる。
【０１５９】
〔光ファイバ〕
さらに実施形態では、光ファイバには、マルチモードの単線の光ファイバのみを用いているが、これに限らない。例えば、シングルモードファイバを用いることができる。さらに、ステップインデックスやグレーデッドインデックスのもの、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、様々な光ファイバを用いることができる。
【０１６０】
また、これらの光ファイバを複数束ね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て導光路を形成した一般的なフィルム型やスラブ型の導波路などを用いることも可能である。
【０１６１】
［利用分野］
本発明は、外光がほとんど無視できる閉じた空間の内部を観察するのに好適である。特に、医療用途に用いられる、消化器や呼吸器、耳鼻、泌尿器に用いられる内視鏡に用いるのに好適である。医療用内視鏡は、観察対象物の分光反射スペクトルの種類が比較的少なく、実施形態に記載した様々な波長欠落領域推定技術により波長欠落領域の分光反射スペクトルを推定し易い。また、工業用途に用いられる、様々な検査や調査に用いられる内視鏡に好適である。工業用内視鏡では、観察対象物の注目部位を他の領域と区別して見やすくすることが必要であるが、実施形態に記載した様々な波長欠落領域推定技術により狭帯域光領域における反射散乱光強度の微妙な違いに基づいて波長欠落領域の分光反射率を推定することで、傷やさびなど注目すべき部位の分光反射率を推定し、他の領域と区別して表示することが可能となる。
【０１６２】
本発明の上記実施形態は一例に過ぎず、本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。
【０１６３】
［分光反射スペクトルの補足説明］
分光反射率について説明する。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が用いられる。平均演色指数は日本工業規格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、分光反射率の異なる１５の試験色の色サンプルが用いられ、それぞれの試験色に対する演色評価数としてＲ１〜Ｒ１５までが測定される。Ｒ１〜Ｒ８に対応する試験色１〜８は自然に存在するものを想定した分光反射率であり、Ｒ９〜Ｒ１４に対応する試験色は比較的彩度の高いものを想定した分光反射率として設定されている。また、Ｒ１５に対応する試験色１５は日本人の肌の色が想定されている。
【０１６４】
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指数は、Ｒ１からＲ８までの平均値であり、色再現性を表現する値として広く用いられている。
【０１６５】
図２１に試験色１、２、３、４、５、６の分光反射率のスペクトルを示し、図２２に試験色７、８、１５の分光反射率のスペクトルを示す。ここで言う分光反射率とは、物体に光が当たったときに、どれぐらいの光を反射するのかの割合を、波長ごとの反射率（％）として表したものである。
【０１６６】
図２１では、横軸である波長範囲を、紫外領域の３５０ｎｍから赤外領域の８００ｎｍまで示しているが、一般的な可視光領域である４００ｎｍ〜７００ｎｍの範囲で見ると、分光反射率が波長に伴ってステップ状に変化しているサンプルはない。可視光領域内で分光反射率が最も急峻に変化している、試験色８の６１０ｎｍ付近や、試験色１５の５９０ｎｍ付近でも、分光反射率の変化率は１％／ｎｍ程度に留まっており、特許文献１に示されるように、数ｎｍだけ波長の異なるレーザ光を複数用いても色再現性の向上度合いはわずかであることが分かる。
【０１６７】
分光反射率が大きく変化している波長をλｋと定義すると、試験色８ではλｋ＝６１０ｎｍ、試験色１５ではλｋ＝５９０ｎｍである（図２２）。
【０１６８】
図２１と図２２に示す通り、試験色１〜８、１５における分光反射率の変化は、上記試験色８、１５におけるλｋで最も大きく変化しているが、その変化率はおおよそ１％／ｎｍ程度に留まり、これら二つの領域を除くと、概ね０．５％／ｎｍ程度かそれ以下の緩やかな変化に留まっている。すなわち、分光反射スペクトルが極端に変化するような観察対象物９０は少ないことが推測され、実施形態で説明したようなスムージング等による波長欠落領域の補間を行ったとしても色再現性向上の効果が期待できる。
【０１６９】
主たる観察対象物の分光反射スペクトルが既知である場合、狭帯域光源としてのレーザの波長は、その分光反射スペクトルが大きく変化している波長λｋを挟むようにピーク波長λｐｅａｋを配置することが望ましい。このように構成することで、分光反射スペクトルに急峻な変化があるような観察対象物に対しても、いたるところ波長欠落であるような照明であってもこのような分光反射スペクトルを推定することが可能となり、色再現性のよい画像を得ることが可能となる。
【０１７０】
一方、より多くのレーザ光を発光できる観察装置のほうが色再現性が高いのは自明である。すなわち、可視光領域に数ｎｍ置きに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できる。しかしながら、レーザ光源として一般に流通しているものの波長は特定の領域に限られており、それ以外の波長域は、入手できないか、できたとしても高価である。さらに、多数のレーザ光源を用いることは、それ自体高コストとなり易く、高消費電力や大型化など様々な問題が発生する。従って、レーザ光源の個数はなるべく少ないことが望ましい。
【０１７１】
このような事情を鑑みて本実施形態では、レーザ光源数を最大４個と、色再現性を得るために最低限必要な個数にとどめたが、観察装置の要求される性能に応じてレーザ光源の数は２個でもよいし、５個以上でもよいことは言うまでもない。
【０１７２】
［まとめ］
以上をまとめると、本明細書には、以下に列記する観察装置が開示されている。言い換えれば、上述した実施形態は、以下に示す通り一般化できる。
【０１７３】
〔１〕  観察対象物の内部空間を観察するための観察装置であり、
前記内部空間に挿入される先端部を有する挿入部と、
内部空間表面に照明光を射出する前記先端部に設けられた光射出部と、
前記内部空間表面からの反射散乱光を検出して撮像信号を出力する前記先端部に設けられた撮像素子と、
前記撮像信号を処理して画像信号を出力する画像処理回路と、
前記画像信号に従って画像を表示する表示部とを備え、
前記照明光は、複数の狭帯域光により構成されており、
前記撮像素子が検出可能な波長領域は、前記複数の狭帯域光がそれぞれ存在する複数の狭帯域光領域と、隣接する二つの狭帯域光領域の間の領域である第一波長欠落領域と、最も端の二つの狭帯域光領域の外側の領域である第二波長欠落領域とにより構成されており、
前記撮像素子は、複数の色感度領域内の光をそれぞれ検出する複数種類の光検出要素を含む多数の光検出要素を有しており、
前記画像処理回路は、各色感度領域について、その色感度領域に含まれる狭帯域光のピーク波長と、その色感度領域に対応する光検出要素が検出する前記内部空間表面からの反射散乱光の強度とを関連付けて、狭帯域光分光強度情報（波長λ、受光強度Ｐ）を導出し、前記狭帯域光分光強度情報に基づいて、前記第一波長欠落領域における前記内部空間表面からの反射散乱光の強度情報である波長欠落領域分光強度情報を推定する波長欠落領域分光強度情報推定部を有し、
前記画像処理回路は、前記狭帯域光分光強度情報と前記波長欠落領域分光強度情報とに基づいて、波長欠落領域のない照明光を照射したときに得られる画像信号に近づけるように、波長欠落領域補正処理を行う波長欠落領域補正処理部を有している、観察装置。
【０１７４】
〔２〕  ｎを２以上の自然数、ｋを１からｎまでの自然数として、
前記複数の狭帯域光の数と前記複数の色感度領域の数は共にｎであり、
ひとつの色感度領域にはひとつの狭帯域光が含まれるように構成されており、
前記複数の狭帯域光を、短波長側から長波長側に向かって１番目、２番目、・・・、ｎ番目の狭帯域光とし、
前記複数の色感度領域を、短波長側から長波長側に向かって１番目、２番目、・・・、ｎ番目の色感度領域としたとき、
ｋ番目の狭帯域光はｋ番目の色感度領域に含まれており、
ｋ番目の狭帯域光のピーク波長をλｋ、ｋ番目の色感度領域に対応する光検出要素が検出する前記内部空間表面からの反射散乱光の強度をＰｋとしたとき、
前記狭帯域光分光強度情報（波長λ、受光強度Ｐ）は、（λｋ、Ｐｋ）として導出する、〔１〕に記載の観察装置。
【０１７５】
〔３〕  ｎ、ｍを２以上の自然数、ｉ、ｊを１からｎまでの自然数、ｌを１からｍまでの自然数として、
前記複数の色感度領域の数はｎであり、
前記複数の狭帯域光の数はｎよりも多く、
前記複数の色感度領域を、短波長側から長波長側に向かって１番目、２番目、・・・、ｎ番目の色感度領域としたとき、
前記複数の色感度領域のうち、前記狭帯域光がひとつのみ含まれる色感度領域を単一狭帯域光色感度領域とし、
前記複数の色感度領域のうち、前記狭帯域光が複数含まれる色感度領域を複数狭帯域光色感度領域とし、
前記単一狭帯域光色感度領域に含まれる色感度領域をｊ番目の色感度領域とし、
前記複数狭帯域光色感度領域に含まれる色感度領域をｉ番目（ｉ≠ｊ）の色感度領域としたとき、
前記ｊ番目の色感度領域に含まれる狭帯域光をｊ番目の狭帯域光とし、
前記ｉ番目の色感度領域に含まれる狭帯域光の数がｍ個であるとき、
前記ｉ番目の色感度領域に含まれるｍ個の狭帯域光を、それぞれｉ−１番目、・・・、ｉ−ｍ番目の狭帯域光として、
ｊ番目の狭帯域光のピーク波長をλｊ、ｊ番目の色感度領域に対応する光検出要素が検出する前記内部空間表面からの反射散乱光の強度をＰｊとし、
ｉ−ｌ番目の狭帯域光のピーク波長をλｉ−ｌ、ｉ番目の色感度領域に対応する光検出要素が検出する前記内部空間表面からの反射散乱光の強度をＰｉとし、
前記狭帯域光分光強度情報（波長λ、受光強度Ｐ）は、
前記ｊ番目の色感度領域においては（λｊ、Ｐｊ）として導出され、
前記ｉ番目の色感度領域においては（（Σλｉ−ｌ）／ｍ、Ｐｉ）として導出する、〔１〕に記載の観察装置。
【０１７６】
〔４〕  ｎ、ｍを２以上の自然数、ｉ、ｊを１からｎまでの自然数、ｌを１からｍまでの自然数として、
前記複数の色感度領域の数はｎであり、
前記複数の狭帯域光の数はｎよりも大きく、
前記複数の色感度領域を、短波長側から長波長側に向かって１番目、２番目、・・・、ｎ番目の色感度領域としたとき、
前記複数の色感度領域のうち、前記狭帯域光がひとつのみ含まれる色感度領域を単一狭帯域光色感度領域とし、
前記複数の色感度領域のうち、前記狭帯域光が複数含まれる色感度領域を複数狭帯域光色感度領域とし、
前記単一狭帯域光色感度領域に含まれる色感度領域をｊ番目の色感度領域とし、
前記複数狭帯域光色感度領域に含まれる色感度領域をｉ番目（ｉ≠ｊ）の色感度領域としたとき、
前記ｊ番目の色感度領域に含まれる狭帯域光をｊ番目の狭帯域光とし、
前記ｉ番目の色感度領域に含まれる狭帯域光の数がｍ個であるとき、
前記ｉ番目の色感度領域に含まれるｍ個の狭帯域光を、それぞれｉ−ｌ番目（ｌ＝１〜ｍ）の狭帯域光として、
前記光射出部は、前記ｉ−ｌ番目（ｌ＝１〜ｍ）の狭帯域光を、互いに異なるタイミングで射出するように構成されており、
前記ｉ番目の色感度領域に対応する光検出要素が検出する前記内部空間表面からの反射散乱光の強度Ｐを、前記ｉ−ｌ番目（ｌ＝１〜ｍ）の狭帯域光の射出に同期して、Ｐｉ−ｌ（ｌ＝１〜ｍ）を分離して検出することで、
前記狭帯域光分光強度情報（波長λ、受光強度Ｐ）は、
前記ｊ番目の色感度領域においては（λｊ、Ｐｊ）として導出され、
前記ｉ番目の色感度領域においては（Ｐｉ−ｌ、Ｐｉ）（ｌ＝１〜ｍ）として導出する、〔１〕に記載の観察装置。
【０１７７】
〔５〕  前記狭帯域光領域は、狭帯域光の発光領域のうち、ピーク強度の半分以上の光量を有する領域であり、
前記第二波長欠落領域は、前記撮像素子が検出可能な波長領域内にあり、かつ、最も長波長側の狭帯域光領域よりも長波長側の領域と、最も短波長側の狭帯域光領域よりも短波長側の領域を含む、〔１〕ないし〔４〕のいずれかひとつに記載の観察装置。
【０１７８】
〔６〕  前記狭帯域光はマルチモードまたはシングルモードのレーザ光であり、前記撮像素子が検出可能な波長領域は、いたるところ波長欠落領域である、〔５〕に記載の観察装置。
【０１７９】
〔７〕  前記撮像素子が検出可能な波長領域は、４００ｎｍ付近から７００ｎｍ付近までの、いわゆる可視光領域であり、短波長側の境界は撮像素子の感度限界で決まり、長波長側の境界は赤外線カットフィルタによりカットされる赤外線の下限波長で決まる、〔６〕に記載の観察装置。
【０１８０】
〔８〕  前記画像処理回路は、前記撮像素子から出力される前記撮像信号の情報のうち、狭帯域光強度導出領域の情報のみを用いて、狭帯域光分光強度情報（波長λ、受光強度Ｐ）の強度Ｐを、各波長λに対応した反射散乱光の強度情報の狭帯域光強度導出領域全体の平均として導出する、〔１〕ないし〔４〕のいずれかひとつに記載の観察装置。
【０１８１】
〔９〕  前記狭帯域光強度導出領域は、撮像画面全体である、〔８〕に記載の観察装置。
【０１８２】
〔１０〕  前記狭帯域光強度導出領域は、撮像画面全体から、前記撮像素子のダイナミックレンジの上限付近および下限付近の領域を除いた領域である、〔８〕に記載の観察装置。
【０１８３】
〔１１〕  前記狭帯域光強度導出領域は、前記撮像画面の中心近傍の領域である、〔８〕に記載の観察装置。
【０１８４】
〔１２〕  前記狭帯域光強度導出領域は、複数の狭帯域光分光強度情報（波長λ、受光強度Ｐ）の組合せが所定の比率範囲または撮像画面上で最も多い比率範囲にある領域である、〔８〕に記載の観察装置。
【０１８５】
〔１３〕  前記狭帯域光強度導出領域を指定するための入力部をさらに備えている、〔８〕に記載の観察装置。
【０１８６】
〔１４〕  前記画像処理回路は、前記撮像素子から出力される前記画像信号の情報のうち、複数の狭帯域光強度導出領域の情報を用いて、複数の狭帯域光強度導出領域ごとに、光帯域光分光強度情報（波長λ、受光強度Ｐ）の強度Ｐを、各波長λに対応した反射散乱光の強度情報の狭帯域光強度導出領域ごとの平均として導出する、〔１〕ないし〔４〕のいずれかひとつに記載の観察装置。
【０１８７】
〔１５〕  前記狭帯域光強度導出領域は単位ピクセルである、〔１４〕に記載の観察装置。
【０１８８】
〔１６〕  前記波長欠落領域分光強度情報推定部は、前記狭帯域光分光強度情報（波長λ、受光強度Ｐ）に基づいて、前記第一波長欠落領域の分光強度情報を推定する、〔１〕ないし〔４〕のいずれかひとつに記載の観察装置。
【０１８９】
〔１７〕  前記波長欠落領域分光強度情報推定部は、複数の狭帯域光分光強度情報（波長λ、受光強度Ｐ）に基づいて、前記第一波長欠落領域の全体に渡り滑らかに連続するように、前記波長欠落領域分光強度情報を推定する、〔１６〕に記載の観察装置。
【０１９０】
〔１８〕  前記波長欠落領域分光強度情報推定部は、関数近似（１次関数近似、高次関数近似、最小二乗近似等）により推定を行う、〔１７〕に記載の観察装置。
【０１９１】
〔１９〕  前記波長欠落領域分光強度情報推定部は、隣接する狭帯域光分光強度情報（波長λ、受光強度Ｐ）を直線で接続するように、前記波長欠落領域分光強度情報を推定する、〔１６〕に記載の観察装置。
【０１９２】
〔２０〕  前記波長欠落領域分光強度情報推定部は、ｋ番目の色感度領域全体について、受光強度ＰをＰｋの一定値として推定する、〔２〕に記載の観察装置。
【０１９３】
〔２１〕  前記複数の色感度領域は互いに重なりを有しており、第ｋ番目の色感度領域と、第ｋ＋１番目の色感度領域の重なり領域を感度重なり領域ｋとしたとき、重なり感度領域ｋについて、第ｋ番目の色感度領域の撮像信号としてはＰｋを用い、第ｋ＋１番目の色感度領域の撮像信号としてはＰｋ＋１を用いる、〔２０〕に記載の観察装置。
【０１９４】
〔２２〕  前記複数の色感度領域は互いに重なりを有しており、第ｋ番目の色感度領域と、第ｋ＋１番目の色感度領域の重なり領域を感度重なり領域ｋとしたとき、感度重なり領域ｋについて、ＰｋとＰｋ＋１の平均値を用いる、〔２０〕に記載の観察装置。
【０１９５】
〔２３〕  前記波長欠落領域分光強度情報推定部は、前記第ニ波長欠落領域について、外挿により波長欠落領域分光強度情報を推定する、〔１４〕ないし〔２２〕のいずれかひとつに記載の観察装置。
【０１９６】
〔２４〕  前記波長欠落領域補正処理部は、前記波長欠落領域分光強度情報推定部が推定した波長欠落領域分光強度情報から、色感度領域ごとの補正光量情報ＰＰを算出する、〔１〕ないし〔４〕のいずれかひとつに記載の観察装置。
【０１９７】
〔２５〕  前記波長欠落領域補正処理部は、推定した波長欠落領域分光強度情報の光を受光したとき、対応する色感度領域に対応する光検出要素が受光する受光量を推定し、補正光量情報ＰＰを画像情報として出力する、〔２４〕に記載の観察装置。
【０１９８】
〔２６〕  前記波長欠落領域補正処理部は、推定した波長欠落領域分光強度情報を積分し、積分した値を対応する波長領域の幅で除した値を受光量として推定する、〔２５〕に記載の観察装置。
【０１９９】
〔２７〕  前記波長欠落領域補正処理部は、波長欠落領域分光強度情報と、対応する色感度領域の波長フィルタの透過スペクトル情報、および／または、撮像素子の波長スペクトル受光感度情報に基づいて、色感度領域に対応する光検出要素が受光するであろう受光量を推定し画像情報として出力する、〔２４〕ないし〔２６〕のいずれかひとつに記載の観察装置。
【０２００】
〔２８〕  〔１〕ないし〔２６〕のいずれかひとつに記載の観察装置を有する内視鏡装置。
【０２０１】
〔２９〕  ｎ、ｍを２以上の自然数、ｉ、ｊを１からｎまでの自然数、ｌを１からｍまでの自然数として、
前記複数の色感度領域の数はｎであり、
前記複数の狭帯域光の数はｎよりも多く、
前記複数の色感度領域を、短波長側から長波長側に向かって１番目、２番目、・・・、ｎ番目の色感度領域としたとき、
前記複数の色感度領域のうち、前記狭帯域光がひとつのみ含まれる色感度領域を単一狭帯域光色感度領域とし、
前記複数の色感度領域のうち、前記狭帯域光が複数含まれる色感度領域を複数狭帯域光色感度領域とし、
前記単一狭帯域光色感度領域に含まれる色感度領域をｊ番目の色感度領域とし、
前記複数狭帯域光色感度領域に含まれる色感度領域をｉ番目（ｉ≠ｊ）の色感度領域としたとき、
前記ｊ番目の色感度領域に含まれる狭帯域光をｊ番目の狭帯域光とし、
前記ｉ番目の色感度領域に含まれる狭帯域光の数がｍ個であるとき、
前記ｉ番目の色感度領域に含まれるｍ個の狭帯域光を、それぞれｉ−１番目、・・・、ｉ−ｍ番目の狭帯域光として、
ｊ番目の狭帯域光のピーク波長をλｊ、ｊ番目の色感度領域に対応する光検出要素が検出する前記内部空間表面からの反射散乱光の強度をＰｊとし、
前記射出窓から射出される、ｉ−ｌ番目の狭帯域光の光強度をIｉ−ｌとしたときに、
前記狭帯域光分光強度情報（波長λ、受光強度Ｐ）は、
前記ｊ番目の色感度領域においては（λｊ、Ｐｊ）として導出され、
前記ｉ番目の色感度領域においては（Σ（λｉ−ｌ×Iｉ−ｌ））／（ΣIｉ−ｌ）、Ｐｉ）として導出する、〔１〕に記載の観察装置。
【符号の説明】
【０２０２】
１２…本体部、１４…挿入部、１６…接続部、１８…先端部、２０…表示部、２２…内部空間、２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄ、２２Ｅ…半導体レーザ、２４…電気配線、２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｃ、２６Ｄ、２６Ｅ…駆動回路、２８…制御信号線、３０…光源制御回路、３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ、３２Ｄ、３２Ｅ…光ファイバ、３４…光コンバイナ、３６Ａ、３６Ｂ、３６Ｃ…光ファイバ、３８Ａ、３８Ｂ、３８Ｃ…コネクタ、４０…光コンバイナ、４２…光ファイバ、４４…コネクタ、４６…光ファイバ、４８…光射出部、５０…ホルダ、５２…キャビティ、５４…反射ミラー、５６…拡散板、５８…撮像素子、６０…信号線、６２…画像処理回路、６４…波長欠落領域分光強度情報推定部、６６…波長欠落領域補正処理部、６８…信号線、７０…入力部、７２…電気配線、９０…観察対象物、９２…内部空間。
【図１】
2015211727.tif 000003
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2015211727.tif 000015
【図１４】
2015211727.tif 000016
【図１５】
2015211727.tif 000017
【図１６】
2015211727.tif 000018
【図１７】
2015211727.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
2015211727.tif 000021
【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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