(57)【要約】  内視鏡用光源装置は、光源部（１４０）と光源コントローラ（１５０）とを含む。光源コントローラ（１５０）は、色バランスに関する第１光量比及び色表現に関する第２光量比を設定するための光量比設定値に基づいて、４以上の光の各光の光量を調整する。第１光量比は、青色領域に属する光と緑色領域に属する光と赤色領域に属する光の光量比である。青色領域、緑色領域及び赤色領域のいずれかの領域に、２以上の光が属する。第２光量比は、その２以上の光の光量比である。光源コントローラ（１５０）は、光量比設定値に基づいて４以上の光の光量比を調整することで、照明光の色バランスと画像の色表現とを調整する。
2020100184.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに波長の異なる４以上の光を射出する４以上の光源を有し、前記４以上の光を照明光として内視鏡スコープに入射する光源部と、
色バランスに関する第１光量比及び色表現に関する第２光量比を設定するための光量比設定値に基づいて、前記４以上の光の各光の光量を調整する光源コントローラと、
を含み、
可視光の波長領域に含まれる青色領域、緑色領域及び赤色領域の各々に、前記４以上の光のうち少なくとも１つずつの光が属し、
前記青色領域、前記緑色領域及び前記赤色領域のいずれかの領域である第１色領域に、前記４以上の光のうち２以上の光が属し、
前記第１色領域に属する前記２以上の光は、狭帯域光であり、
前記第１光量比は、前記青色領域に属する光と前記緑色領域に属する光と前記赤色領域に属する光の光量比であり、
前記第２光量比は、前記第１色領域に属する前記２以上の光の光量比であり、
前記光源コントローラは、
前記光量比設定値に基づいて前記４以上の光の光量比を調整することで、前記照明光の色バランスと、前記内視鏡スコープの撮像素子によって撮像される画像の明度、彩度及び色相の少なくとも一つを含む前記画像の色表現と、を調整することを特徴とする内視鏡用光源装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記光源コントローラは、
前記第１色領域に属する前記２以上の光の光量の和を、前記第１光量比に基づいて所定の範囲内に保つと共に、前記第１色領域に属する前記２以上の狭帯域光の光量を、前記第２光量比に基づいて調整することを特徴とする内視鏡用光源装置。
【請求項３】
請求項１において、
前記光源部は、前記４以上の光として第１〜第５の光を射出する第１〜第５の光源を含み、
前記第１の光及び前記第２の光は、前記青色領域に属する狭帯域光であり、
前記第３の光は、前記緑色領域に属し、
前記第４の光及び前記第５の光は、前記赤色領域に属する狭帯域光であり、
前記光量比設定値は、前記第１光量比と前記第２光量比と第３光量比とを設定するための設定値であり、
前記第１光量比は、前記第１の光及び前記第２の光の光量が加算された光量と、前記第３の光の光量と、前記第４の光及び前記第５の光の光量が加算された光量と、の比であり、
前記第２光量比は、前記第１の光と、前記第２の光の光量比であり、
前記第３光量比は、前記第４の光と、前記第５の光の光量比であり、
前記光源コントローラは、
前記光量比設定値に基づいて、前記第１の光と前記第２の光の光量比を前記第２光量比に調整することで、前記画像の青色又は黄色の度合いを調整し、前記光量比設定値に基づいて、前記第４の光と前記第５の光の光量比を前記第３光量比に調整することで、前記画像の赤色の度合いを調整することを特徴とする内視鏡用光源装置。
【請求項４】
請求項１において、
前記光源部は、前記４以上の光として第１〜第４の光を射出する第１〜第４の光源を含み、
前記第１の光及び前記第２の光は、前記青色領域に属する狭帯域光であり、
前記第３の光は、前記緑色領域に属し、
前記第４の光は、前記赤色領域に属し、
前記第１光量比は、前記第１の光及び前記第２の光の光量が加算された光量と、前記第３の光の光量と、前記第４の光の光量と、の比であり、
前記第２光量比は、前記第１の光と、前記第２の光の光量比であり、
前記光源コントローラは、
前記光量比設定値に基づいて、前記第１の光と前記第２の光の光量比を前記第２光量比に調整することで、前記画像の青色又は黄色の度合いを調整することを特徴とする内視鏡用光源装置。
【請求項５】
請求項１において、
前記光源部は、前記４以上の光として第１〜第４の光を射出する第１〜第４の光源を含み、
前記第１の光は、前記青色領域に属し、
前記第２の光は、前記緑色領域に属し、
前記第３の光及び前記第４の光は、前記赤色領域に属する狭帯域光であり、
前記第１光量比は、前記第１の光の光量と、前記第２の光の光量と、前記第３の光及び前記第４の光の光量が加算された光量と、の比であり、
前記第２光量比は、前記第３の光と、前記第４の光の光量比であり、
前記光源コントローラは、
前記光量比設定値に基づいて、前記第３の光と前記第４の光の光量比を前記第２光量比に調整することで、前記画像の赤色の度合いを調整することを特徴とする内視鏡用光源装置。
【請求項６】
請求項１において、
前記光源部は、前記４以上の光として第１〜第６の光を射出する第１〜第６の光源を含み、
前記第１の光及び前記第２の光は、前記青色領域に属する狭帯域光であり、
前記第３の光及び前記第４の光は、前記緑色領域に属する狭帯域光であり、
前記第５の光及び前記第６の光は、前記赤色領域に属する狭帯域光であり、
前記光量比設定値は、前記第１光量比と前記第２光量比と第３光量比と第４光量比とを設定するための設定値であり、
前記第１光量比は、前記第１の光及び前記第２の光の光量が加算された光量と、前記第３の光及び前記第４の光の光量が加算された光量と、前記第５の光及び前記第６の光の光量が加算された光量と、の比であり、
前記第２光量比は、前記第１の光と、前記第２の光の光量比であり、
前記第３光量比は、前記第３の光と、前記第４の光の光量比であり、
前記第４光量比は、前記第５の光と、前記第６の光の光量比であり、
前記光源コントローラは、
前記光量比設定値に基づいて、前記第１の光と前記第２の光の光量比を前記第２光量比に調整することで、前記画像の青色又は黄色の度合いを調整し、
前記光量比設定値に基づいて、前記第３の光と前記第４の光の光量比を前記第３光量比に調整することで、前記画像の緑色の度合いを調整し、
前記光量比設定値に基づいて、前記第５の光と前記第６の光の光量比を前記第４光量比に調整することで、前記画像の赤色の度合いを調整することを特徴とする内視鏡用光源装置。
【請求項７】
請求項１において、
前記光源コントローラは、
前記照明光の演色性の目標に対応した前記光量比設定値に基づいて、前記４以上の光の各光の光量を調整することで、前記照明光の前記色バランスを、前記演色性に対応した色バランスに調整し、前記画像の前記色表現を、前記演色性に対応した色表現に調整することを特徴とする内視鏡用光源装置。
【請求項８】
請求項７において、
前記光源コントローラは、
前記演色性の目標により特定される前記第１光量比の許容調整範囲と、前記演色性の目標により特定される前記第２光量比の許容調整範囲と、を満たす前記光量比設定値に基づいて、前記４以上の光の各光の光量を調整することを特徴とする内視鏡用光源装置。
【請求項９】
請求項７において、
前記演色性の目標は、キセノン光源の色バランス、及び前記キセノン光源を用いて撮像される画像の色表現であることを特徴とする内視鏡用光源装置。
【請求項１０】
請求項１において、
前記光源コントローラは、
前記撮像素子の分光感度特性と、前記４以上の光の分光特性とにより設定される前記光量比設定値に基づいて、前記４以上の光の各光の光量を調整することを特徴とする内視鏡用光源装置。
【請求項１１】
請求項１において、
前記光量比設定値を記憶する記憶部を含み、
前記光源コントローラは、
前記記憶部に記憶された前記光量比設定値に基づいて、前記４以上の光の各光の光量を調整することを特徴とする内視鏡用光源装置。
【請求項１２】
請求項１において、
前記光源コントローラは、
前記第１光量比を設定する色バランス制御回路と、
前記第２光量比を設定する色表現制御回路と、
を有し、
前記色バランス制御回路により設定された前記第１光量比と、前記色表現制御回路により設定された前記第２光量比とに基づいて、前記光量比設定値を設定することを特徴とする内視鏡用光源装置。
【請求項１３】
請求項１２において、
前記色バランス制御回路は、
内視鏡装置の入力部から入力される情報に基づいて前記第１光量比を設定し、
前記色表現制御回路は、
前記入力部から入力される前記情報に基づいて前記第２光量比を設定することを特徴とする内視鏡用光源装置。
【請求項１４】
請求項１３において、
記憶部を含み、
前記光源コントローラは、
設定モードにおいて、前記色バランス制御回路により設定された前記第１光量比と、前記色表現制御回路により設定された前記第２光量比とに基づいて、前記光量比設定値を前記記憶部に記憶させ、
通常動作モードにおいて、前記記憶部に記憶された前記光量比設定値に基づいて、前記４以上の光の各光の光量を調整することを特徴とする内視鏡用光源装置。
【請求項１５】
請求項１において、
前記光源コントローラは、
内視鏡装置に第１内視鏡スコープが装着されたとき、前記第１内視鏡スコープに対応した第１光量比設定値に基づいて、前記４以上の光の各光の光量を調整し、
前記内視鏡装置に第２内視鏡スコープが装着されたとき、前記第２内視鏡スコープに対応し且つ前記第１光量比設定値とは異なる第２光量比設定値に基づいて、前記４以上の光の各光の光量を調整することを特徴とする内視鏡用光源装置。
【請求項１６】
請求項１５において、
前記第１内視鏡スコープ及び前記第２内視鏡スコープは、
時分割の前記４以上の光に照明される被写体をモノクロ撮像素子が撮像する面順次方式の内視鏡スコープ、及び前記照明光に照明される前記被写体を原色ベイヤ撮像素子が撮像する原色型の内視鏡スコープ、前記照明光に照明される前記被写体を補色撮像素子が撮像する補色型の内視鏡スコープのうちの、いずれか２つであることを特徴とする内視鏡用光源装置。
【請求項１７】
請求項１において、
前記４以上の光の各光の光量をセンシングする光センサを含み、
前記光源コントローラは、
前記内視鏡スコープから被写体に照射される前記照明光が、前記光量比設定値が示す光量比となるように、前記光センサによりセンシングされた光量に基づいて、前記４以上の光の光量を調整することを特徴とする内視鏡用光源装置。
【請求項１８】
請求項１７において、
前記光源部は、
前記４以上の光を前記内視鏡スコープに入射させる光合波部を有し、
光センサは、
前記４以上の光が前記光合波部を通過するときの減衰と等しい波長特性を有する光学フィルタを有し、
前記光源コントローラは、
前記光センサからの出力に基づいて、前記４以上の光の光量を調整することを特徴とする内視鏡用光源装置。
【請求項１９】
請求項１に記載された内視鏡用光源装置と、
前記内視鏡スコープと、
を含むことを特徴とする内視鏡装置。
【請求項２０】
可視光の波長領域に含まれる青色領域、緑色領域及び赤色領域の各々に４以上の光のうち少なくとも１つずつの光が属し、前記青色領域、前記緑色領域及び前記赤色領域のいずれかの領域である第１色領域に前記４以上の光のうち２以上の光が属し、前記第１色領域に属する前記２以上の光は、狭帯域光であり、第１光量比は、前記青色領域に属する光と前記緑色領域に属する光と前記赤色領域に属する光の光量比であり、第２光量比は、前記第１色領域に属する前記２以上の光の光量比である場合において、
互いに波長の異なる前記４以上の光を照明光として内視鏡スコープに入射し、
色バランスに関する前記第１光量比及び色表現に関する前記第２光量比を設定するための光量比設定値に基づいて、前記４以上の光の各光の光量を調整することで、前記照明光の色バランスと、前記内視鏡スコープの撮像素子によって撮像される画像の明度、彩度及び色相の少なくとも一つを含む前記画像の色表現と、を調整することを特徴とする内視鏡用光源装置の作動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内視鏡用光源装置、内視鏡装置及び内視鏡用光源装置の作動方法等に関する。
【背景技術】
【０００２】
内視鏡装置において、互いに異なる波長で発光する複数の半導体光源を組み合わせた照明技術が知られている。このような照明技術における照明光のスペクトルは、キセノン光源等の白色光源のスペクトルと異なるのが通常である。複数の光源を組み合わせた場合のスペクトルは、複数の光源が射出する光の光量比によって決まる。【０００３】
複数の光源が射出する光の光量比を調整する技術が、例えば特許文献１、２に開示されている。特許文献１では、半導体光源としてレーザを用いており、レーザの個体差を補正するために、照明光の色バランスが変わらないように複数のレーザの光量比を調整する。特許文献２では、半導体光源としてＬＥＤを用いており、赤色領域、緑色領域及び青色領域の各々において、ＬＥＤの光量積分値とキセノン光源の光量積分値とを一致させることで、キセノン光源と同等な白色光を生成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２０１６／１２０９０７号
【特許文献２】特開２０１６−１４４６２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
内視鏡装置において、互いに波長が異なる複数の光源により照明光を発生させる場合において、複数の光源の光量比を調整することで、照明光の色バランスと画像の色表現を各々独立にチューニングしたいという課題がある。色バランスは、いわゆるホワイトバランスであり、色温度に関係する。色表現は、いわゆる色の度合いに関係しており、例えば生体の赤味又は黄色味等に関係する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様は、互いに波長の異なる４以上の光を射出する４以上の光源を有し、前記４以上の光を照明光として内視鏡スコープに入射する光源部と、色バランスに関する第１光量比及び色表現に関する第２光量比を設定するための光量比設定値に基づいて、前記４以上の光の各光の光量を調整する光源コントローラと、を含み、可視光の波長領域に含まれる青色領域、緑色領域及び赤色領域の各々に、前記４以上の光のうち少なくとも１つずつの光が属し、前記青色領域、前記緑色領域及び前記赤色領域のいずれかの領域である第１色領域に、前記４以上の光のうち２以上の光が属し、前記第１色領域に属する前記２以上の光は、狭帯域光であり、前記第１光量比は、前記青色領域に属する光と前記緑色領域に属する光と前記赤色領域に属する光の光量比であり、前記第２光量比は、前記第１色領域に属する前記２以上の光の光量比であり、前記光源コントローラは、前記光量比設定値に基づいて前記４以上の光の光量比を調整することで、前記照明光の色バランスと、前記内視鏡スコープの撮像素子によって撮像される画像の明度、彩度及び色相の少なくとも一つを含む前記画像の色表現と、を調整する内視鏡用光源装置に関係する。【０００７】
また本発明の他の態様は、上記に記載された内視鏡用光源装置と、前記内視鏡スコープと、を含む内視鏡装置に関係する。【０００８】
また本発明の更に他の態様は、可視光の波長領域に含まれる青色領域、緑色領域及び赤色領域の各々に４以上の光のうち少なくとも１つずつの光が属し、前記青色領域、前記緑色領域及び前記赤色領域のいずれかの領域である第１色領域に前記４以上の光のうち２以上の光が属し、前記第１色領域に属する前記２以上の光は、狭帯域光であり、第１光量比は、前記青色領域に属する光と前記緑色領域に属する光と前記赤色領域に属する光の光量比であり、第２光量比は、前記第１色領域に属する前記２以上の光の光量比である場合において、互いに波長の異なる前記４以上の光を照明光として内視鏡スコープに入射し、色バランスに関する前記第１光量比及び色表現に関する前記第２光量比を設定するための光量比設定値に基づいて、前記４以上の光の各光の光量を調整することで、前記照明光の色バランスと、前記内視鏡スコープの撮像素子によって撮像される画像の明度、彩度及び色相の少なくとも一つを含む前記画像の色表現と、を調整する内視鏡用光源装置の作動方法に関係する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】内視鏡装置の構成例。
【図２】第１実施形態における照明光のスペクトル例。
【図３】光源装置の第１の詳細な構成例。
【図４】青色光量比と色表現の関係を説明する図。
【図５】青色光量比と色表現の関係を説明する図。
【図６】赤色光量比と色表現の関係を説明する図。
【図７】赤色光量比と色表現の関係を説明する図。
【図８】第３実施形態における照明光のスペクトル例。
【図９】第４実施形態における照明光のスペクトル例。
【図１０】第５実施形態における照明光のスペクトル例。
【図１１】第６実施形態における照明光のスペクトル例。
【図１２】インジゴカルミン及びクリスタルバイオレット、トルイジンブルーの分光吸収率特性。
【図１３】第７実施形態における照明光のスペクトル例。
【図１４】第９実施形態における光源装置の詳細な構成例。
【図１５】ダイクロイックミラーの分光透過率特性。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本実施形態について説明する。なお、以下に説明する本実施形態は、請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また本実施形態で説明される構成の全てが、本発明の必須構成要件であるとは限らない。
【００１１】
１．内視鏡装置
【００１２】
図１は、内視鏡装置１０の構成例である。なお以下では、一般的な内視鏡と共通する構成及び動作については説明を省略し、本発明に関連する特徴部を中心に説明する。また以下では、消化器用の医療用内視鏡を例に説明するが、本発明の適用対象はこれに限定されない。即ち、本明細書で言う内視鏡とは、様々な観察対象物の凹部内面を観察するための挿入部を備える機器一般を言うものとする。例えば、内視鏡とは、生体の診察に用いる医療用内視鏡、又は工業用内視鏡である。
【００１３】
図１の内視鏡装置１０は、制御装置１００と内視鏡スコープ２００と表示部３００と入力部６００とを含む。なお、表示部３００をディスプレイ、表示装置とも呼ぶ。また入力部６００を入力装置、操作装置とも呼ぶ。
【００１４】
まず、内視鏡装置１０の構成について説明する。
【００１５】
内視鏡スコープ２００は、挿入部２１０と操作部２２０と接続ケーブル２３０とコネクタ２４０とにより構成されている。挿入部２１０は、可撓性を有しており、生体の体腔内に挿入可能である。生体の体腔は、本実施形態における被写体である。医師等のユーザは、操作部２２０を把持すると共に、操作部２２０を用いて内視鏡装置１０を操作する。接続ケーブル２３０は、制御装置１００と内視鏡スコープ２００を接続するケーブルであり、可撓性を有する。コネクタ２４０は、接続ケーブル２３０の一端に設けられており、制御装置１００と内視鏡スコープ２００を着脱可能にする。
【００１６】
挿入部２１０の先端には、照明光を被写体に向けて射出する照明レンズ２１１、２１２と、被写体の表面から反射又は散乱された照明光を受光することで画像を撮像する撮像ユニット２１３と、が配置されている。
【００１７】
内視鏡スコープ２００には、導光路２１４が設けられている。導光路２１４は、照明レンズ２１１、２１２と光学的に接続される。制御装置１００に光源部１４０が設けられており、導光路２１４は、光源部１４０から射出される照明光を照明レンズ２１１、２１２まで導光する。導光路２１４は、光ファイバ束等のライトガイドである。ライトガイドは、コネクタ２４０から、接続ケーブル２３０、操作部２２０内を経由して、照明レンズ２１１、２１２まで延びている。
【００１８】
照明レンズ２１１、２１２は、ライトガイドにより導光された照明光を所望の放射角となるように広げる。照明レンズ２１１、２１２の各々は、単数または複数のレンズにより構成された照明光学系である。
【００１９】
撮像ユニット２１３は、撮像光学系と撮像素子を有している。撮像素子は、例えばＣＭＯＳ型イメージャである。イメージャは、ベイヤ型に配列されたＲＧＢ原色カラーフィルタが搭載されたベイヤ型イメージャ、又は補色カラーフィルタが搭載された補色イメージャ、又はモノクロイメージャである。モノクロイメージャは、面順次方式の内視鏡スコープに用いられる。なお、撮像素子として、ＣＭＯＳ型イメージャの他にＣＣＤを用いることも可能である。
【００２０】
内視鏡スコープ２００には画像信号線２１５が設けられており、撮像ユニット２１３が撮像した画像の画像信号を制御装置１００まで伝送する。画像信号線２１５は、挿入部２１０、操作部２２０、接続ケーブル２３０内に配置されており、コネクタ２４０を介して制御装置１００へ電気的に接続されている。なお、画像信号線２１５は、光通信用の光ファイバ等であってもよい。
【００２１】
制御装置１００は、照明光を射出する光源装置１６０と、処理回路１１０とを含む。処理回路１１０は、撮像ユニット２１３からの画像信号に対して画像処理を行ったり、内視鏡装置１０の各部を制御したりする。
【００２２】
処理回路１１０は、複数の回路部品が基板に実装された回路装置により実現される。或いは、処理回路１１０は、プロセッサ或いはＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等の集積回路装置であってもよい。処理回路１１０がプロセッサである場合、処理回路１１０の動作を記述したプログラムをプロセッサが実行することで、処理回路１１０の動作が実現される。プログラムは、例えば、図示しないメモリに記憶されている。
【００２３】
表示部３００は、処理回路１１０により画像処理された被写体の画像を表示する。表示部３００は、一般に用いられている種々の表示デバイスであり、例えば液晶モニタ等である。表示部３００は、画像信号を伝送する電気配線により、制御装置１００と電気的に接続されている。
【００２４】
入力部６００は、ユーザからの操作を受け付け、その操作情報を処理回路１１０へ出力する。入力部６００は、例えばボタン又はダイヤル、キーボード、マウス、タッチパネル等である。タッチパネルは表示部３００に設けられる。或いは、入力部６００は、ＰＣ（Personal Computer）等の情報処理装置に接続されるインターフェースであってもよい。インターフェースは、情報処理装置からの入力情報を受け付け、その入力情報を処理回路１１０へ出力する。インターフェースは、例えばＵＳＢ（Universal Serial Bus）又はＬＡＮ（Local Area Network）等の通信インターフェースである。
【００２５】
光源装置１６０は、照明光を射出する光源部１４０と、光源部１４０を制御する光源コントローラ１５０と、光量比設定値を記憶する記憶部１７０と、を含む。
【００２６】
光源部１４０は、互いに波長の異なる４以上の光を射出する４以上の光源を有する。光源部１４０は、その４以上の光を照明光として内視鏡スコープ２００に入射する。４以上の光源の各々は、発光素子である。例えば、発光素子は、発光ダイオード（LED: Light Emitting Diode）又は半導体レーザ等の半導体光源である。
【００２７】
可視光の波長領域は、赤色領域、緑色領域及び青色領域を含む。これら各領域には、照明光を構成する４以上の光のうち１つずつが、属している。且つ、赤色領域、緑色領域及び青色領域のいずれかの領域には、４以上の光のうち２以上の光が属している。この領域を第１色領域と呼ぶことにする。第１色領域に属する２以上の光は、狭帯域光である。第１色領域に属する光以外の光は、狭帯域光であってもよいし、狭帯域光でなくてもよい。なお、照明光の詳細な例については後述する。
【００２８】
光源コントローラ１５０は、例えば、光源を駆動する駆動回路と、駆動回路を制御する制御回路又はプロセッサと、を含むことができる。或いは、光源に駆動回路が含まれる場合には、光源コントローラ１５０は、光源の駆動回路を制御する制御回路又はプロセッサであってもよい。
【００２９】
光源コントローラ１５０は、光量比設定値に基づいて上記４以上の光の各光の光量を調整する。光量比設定値は、色バランスに関する第１光量比及び色表現に関する第２光量比を設定するための設定値である。第１光量比は、赤色領域に属する光と緑色領域に属する光と青色領域に属する光の光量比である。上述のように第１色領域には２以上の光が属する。このとき、その２以上の光の光量の合計が、第１色領域に属する光の光量となる。第２光量比は、第１色領域に属する２以上の光の光量比である。光源コントローラ１５０は、光量比設定値に基づいて４以上の光の光量比を調整することで、照明光の色バランスと画像の色表現とを調整する。色バランスは、照明光における赤色と緑色と青色のバランスであり、例えば照明光の色温度のことである。画像の色表現は、色バランスとは異なり、例えば青味又は赤味等、各色の度合いのことである。具体的には、色表現は、画像の明度、彩度及び色相の少なくとも一つを含む。即ち、色の度合いが調整されるということは、明度、彩度及び色相の少なくとも一つが調整されるということである。
【００３０】
光量比設定値は、第１光量比及び第２光量比を同時に実現する１つの光量比であってもよいし、或いは第１光量比及び第２光量比が別々に指定されたものであってもよい。例えば、半導体光源は電流値と発光量に相関がある。この場合、光量比設定値は、第１光量比及び第２光量比を実現する電流値を指定するものであってもよい。例えば、光量比設定値は、記憶部１７０に記憶されている。光源コントローラ１５０は、記憶部１７０から読み出した光量比設定値に基づいて、照明光を制御する。或いは、光量比設定値は、入力部６００を介して処理回路１１０に入力される。光源コントローラ１５０は、処理回路１１０からの光量比設定値に基づいて、照明光を制御する。
【００３１】
記憶部１７０として種々の記憶装置を想定できる。例えば、記憶部１７０は、ＲＡＭ又はＲＯＭ、不揮発性メモリ等の半導体メモリである。或いは、記憶部１７０は、ハードディスクドライブ等の磁気記憶装置であってもよい。
【００３２】
光源コントローラ１５０が光源の発光量を制御する手法は種々想定できる。例えば光源が発光ダイオードである場合、電流調光又はＰＷＭ調光、パルス数調光、それらの組み合わせ等の手法がある。電流調光では、光源コントローラ１５０は、発光ダイオードを駆動する駆動電流を変化させることで光量を調整する。ＰＷＭ調光では、光源コントローラ１５０は、所定の撮像期間内に発光する時間を変化させることで光量を調整する。パルス数調光では、光源コントローラ１５０は、所定の撮像期間内に発光させるパルスの数を変化させることで光量を調整する。また、光源コントローラ１５０は、これら３つの調光手法のうち２つ又は３つを組み合わせて用いてもよい。
【００３３】
以上のように複数の光源を用いて照明光を発生させた場合において、照明光の色バランスと画像の色表現を各々独立にチューニングしたいという課題がある。例えば、内視鏡装置のユーザは、内視鏡画像における被写体の色などに基づいて診断を行うが、その診断において、文献或いは過去の経験を参考にしている。このとき、文献或いは過去の経験に即した色バランスや色味が再現されていることが望ましい。
【００３４】
この点、本実施形態によれば、光源コントローラ１５０は、照明光を構成する４以上の光の光量比を光量比設定値に基づいて調整することで、照明光の色バランスと画像の色表現とを調整する。これにより、照明光の色バランスと画像の色表現を各々独立に調整することが可能になる。例えば、照明光を構成する４以上の光の光量比が調整されることで、文献或いは過去の経験に即した色バランスや色表現を再現できる。
【００３５】
具体的には、光源コントローラ１５０は、第１色領域に属する２以上の光の光量の和を、第１光量比に基づいて所定の範囲内に保つ。且つ、光源コントローラ１５０は、第１色領域に属する２以上の狭帯域光の光量を、第２光量比に基づいて調整する。
【００３６】
上述したように、第１光量比は照明光の色バランスを設定する光量比であり、第２光量比は色表現を設定する光量比である。即ち、光源コントローラ１５０は、第１光量比によって照明光の色バランスを設定すると共に、その色バランスを保ちながら第２光量比に基づいて画像の色表現を調整する。これにより、照明光の色バランスと画像の色表現が独立に調整され、目標とする色バランス及び色表現が実現される。
【００３７】
ここで、所定の範囲は、第１光量比によって設定される色バランスを実現できる許容範囲である。例えば、第１光量比が、赤色領域の光量：緑色領域の光量：青色領域の光量＝１：１：１であり、第１色領域が赤色領域であるとする。このとき、赤色領域の光量は、赤色領域に属する２以上の光の光量の和である。赤色領域の光量は、例えば０．９〜１．１等の所定の範囲内に保たれる。但し、０．９〜１．１は所定の範囲の一例であって、所定の範囲はこれに限定されない。許容範囲は、一般的な画像処理技術により、画質に大きな影響を与えることなく補正可能な範囲に入っていれば良い。すなわち、色帯域ごとにゲインを掛けて明るさを補正する場合、一般的な内視鏡観察では±５０％程度であれば使用に耐えうる。±３０％程度であれば、大多くの用途で場合、問題なく使用できる。±１０％程度に収めることで、画像ノイズや明部、暗部の色合いにも影響を与えることはほとんど無く、精密な診察や治療にも問題なく利用できる。さらに最新の画像処理技術を用いることで許容範囲を広げることも可能である。
【００３８】
なお、照明光は、内視鏡スコープ２００に搭載された撮像素子を経由して表示部３００に表示される。このとき、撮像素子や表示部３００の分光特性も色バランスに影響してくる。最終的に表示部３００に表示される色バランスを所望のバランスに設定するため、撮像素子の分光特性と表示部３００の分光特性などを考慮してもよい。より詳細には、撮像素子２１３の受光感度の分光特性、及び撮像素子に搭載されたＵＶ／ＩＲカットフィルタの分光特性、カラーフィルタが搭載されている場合はその分光特性、照明光を導光する導光路２１４の分光特性、照明レンズ２１１、２１２の分光特性、撮像光学系の分光特性等を考慮してもよい。第１光量比は、これらの要素のうち１以上が考慮された光量比であってもよい。更に、表示部３００の色再現に関する特性が考慮された第１光量比となっていることが、望ましい。
【００３９】
以下、詳細な実施形態について説明する。なお、以下の複数の実施形態は適宜に組み合わされてもよい。
【００４０】
２．第１実施形態
【００４１】
第１実施形態では、互いに波長が異なる５つの光により照明光が構成される場合を説明する。なお後述するように、４つ又は６以上の光により照明光が構成されてもよい。
【００４２】
図２は、第１実施形態における照明光のスペクトル例である。図２に示すように、可視光の波長領域は青色領域と緑色領域と赤色領域を含む。例えば、青色領域は４００ｎｍ〜４９５ｎｍであり、緑色領域は４９６ｎｍ〜５８５ｎｍであり、赤色領域は５８５ｎｍ〜６８０ｎｍである。なお波長帯域を波長帯域とも呼ぶ。
【００４３】
青色領域は、領域ＢＶと領域ＢＢに分割され、赤色領域は領域ＢＡと領域ＢＲに分割される。照明光は、領域ＢＶを有する光ＩＶと、領域ＢＢを有する光ＩＢと、領域ＢＧを有する光ＩＧと、領域ＢＡを有する光ＩＡと、領域ＢＲを有する光ＩＲと、により構成されている。光ＩＶ、ＩＢ、ＩＡ、ＩＲは、狭帯域光である。狭帯域光とは、その光が属する色領域よりも狭い波長領域を有する光である。例えば光ＩＶは、青色領域より狭い領域ＢＶを有する。緑色領域に属する光ＩＧは、緑色領域と同程度の領域ＢＧを有する広帯域光である。なお、光ＩＧは、緑色領域より狭い波長領域を有する狭帯域光であってもよい。領域ＢＶ、ＢＢ、ＢＧ、ＢＡ、ＢＲは、それぞれ紫、青、緑、アンバー、赤に対応する。但し、領域分割はこれに限定されない。なお、上述した第１色領域は、図２において青色領域又は赤色領域である。
【００４４】
図３は、光源装置１６０の第１の詳細な構成例である。なお図３において内視鏡スコープ２００のコネクタ及び導光路２１４のみを図示し、その他の構成要素について図示を省略している。
【００４５】
光源部１４０は、紫の光ＩＶを射出する光源ＬＤＶと、青の光ＩＢを射出する光源ＬＤＢと、緑の光ＩＧを射出する光源ＬＤＧと、アンバーの光ＩＡを射出する光源ＬＤＡと、赤の光ＩＲを射出する光源ＬＤＲと、光合波部１４１と、を含む。また光源部１４０は、光源の配光を変更したり並行光化したりするためのレンズ等を、更に含んでもよい。
【００４６】
例えば、紫の光ＩＶの領域ＢＶは４００ｎｍ≦ＢＶ≦４４０ｎｍであり、青の光ＩＢの領域ＢＢは４４０ｎｍ＜ＢＢ≦４９５ｎｍであり、緑の光ＩＧの領域ＢＧは４９５ｎｍ＜ＢＧ≦５８５ｎｍであり、アンバーの光ＩＡの領域ＢＡは５８６ｎｍ＜ＢＡ≦６１５ｎｍであり、赤の光ＩＲの領域ＢＲは６１５ｎｍ＜ＢＲ≦６８０ｎｍである。なお、短波長側の境界を４００ｎｍとし、長波長側の境界を６８０ｎｍとしたが、４００ｎｍより短波長側に照明光の波長成分が存在してもよいし、６８０ｎｍより長波長側に照明光の波長成分が存在してもよい。
【００４７】
光合波部１４１は、上記５色の光を合波して導光路２１４に入射させる。光合波部１４１は、光ＩＶ、ＩＢ、ＩＧ、ＩＡ、ＩＲを合波するダイクロイックミラーＤＣ１〜ＤＣ４である。或いは、光合波部１４１は、５つの入射端と１つの出射端を有する光ファイバ又は光ファイバ束であってもよい。
【００４８】
ダイクロイックミラーＤＣ１〜ＤＣ４は、互いに異なる光学特性を有している。即ち、ＤＣ１は、光ＩＶを透過し、光ＩＢを反射する。ＤＣ２は、光ＩＶ及びＩＢを透過し、光ＩＧを反射する。ＤＣ３は、光ＩＶ及びＩＢ、ＩＧを透過し、光ＩＡを反射する。ＤＣ４は、光ＩＶ及びＩＢ、ＩＧ、ＩＡを透過し、光ＩＲを反射する。なお、ここでの“透過する”は、光がピーク強度となる波長を含む主要部分を透過することである。また、ここでの“反射する”とは、主要部分を反射することである。即ち、スペクトルの主要部分でない裾野部分はカットされてもよい。即ち、ダイクロイックミラーＤＣ１〜ＤＣ４は、各光の不要な部分をカットするフィルタとしても機能している。この結果、ダイクロイックミラーＤＣ１〜ＤＣ４により合波された照明光は、互いに略重なりの無い５つの独立したスペクトルを有する。即ち、領域ＢＶ、ＢＢ、ＢＧ、ＢＡ、ＢＲの各々には、ひとつずつの光が属しており、隣接する領域の光はほとんど含まれない。
【００４９】
光源部１４０は、内視鏡装置の観察目的に応じて、白色照明と特殊光照明を射出可能に構成されている。例えば光路に図示しないフィルタが挿入されることで、特殊光照明が実現される。フィルタは、特殊光のスペクトルに合わせた分光特性になっている。光源部１４０が白色照明を射出するとき、５つの光源全てが発光し、５つの光全ての主要部分が導光路２１４に入射する。
【００５０】
光源コントローラ１５０は、光源ＬＤＶ、ＬＤＢ、ＬＤＧ、ＬＤＡ、ＬＤＲに対して駆動電流を出力することで、光源ＬＤＶ、ＬＤＢ、ＬＤＧ、ＬＤＡ、ＬＤＲを発光させる。また光源コントローラ１５０は、光源ＬＤＶ、ＬＤＢ、ＬＤＧ、ＬＤＡ、ＬＤＲの発光タイミングを同期制御する。即ち、内視鏡スコープが面順次方式である場合、光源コントローラ１５０は、光源ＬＤＶ、ＬＤＢ、ＬＤＧ、ＬＤＡ、ＬＤＲを、所定の発光シーケンスに従って順次に発光させる。内視鏡スコープの撮像素子が原色ベイヤ型又は補色型である場合、光源コントローラ１５０は、光源ＬＤＶ、ＬＤＢ、ＬＤＧ、ＬＤＡ、ＬＤＲを同時に発光させる。
【００５１】
光源コントローラ１５０は、色バランスを調整する色バランス制御回路１５１と、色表現を調整する色表現制御回路１５２と、を含む。
【００５２】
色バランス制御回路１５１は、コネクタ２４０に接続された導光路２１４の入射端に入射する照明光の色バランスが、第１光量比となるように、５つの光の光量比を調整する。光ＩＶ、ＩＢ、ＩＧ、ＩＡ、ＩＲの光量を、それぞれＢｐｖ、Ｂｐｂ、Ｇｐ、Ｒｐａ、Ｒｐｒとする。色バランス制御回路１５１は、例えば（Ｂｐｖ＋Ｂｐｂ）：Ｇｐ：（Ｒｐａ＋Ｒｐｒ）＝１：１：１となるように光量比を調整する。なお１：１：１は一例である。即ち、第１光量比は、所望の色温度又は所望のカラーバランスとなるように、調整される。色バランスの調整においては、Ｂｐｖ：Ｂｐｂ又はＲｐａ：Ｒｐｒを、任意に設定できる。即ち、何れか一方が消灯していたとしても、色バランスが第１光量比となるように調整すればよい。
【００５３】
色表現制御回路１５２は、内視鏡スコープ２００の撮像素子により撮像される画像の色表現を調整する。即ち、色表現制御回路１５２は、表示部３００に表示される画像の色表現を調整する。色表現制御回路１５２は、赤色領域に属する２つの光の光量比Ｒｐａ：Ｒｐｒを赤色用光量比に調整することで、所望の色表現を実現する。また色表現制御回路１５２は、青色領域に属する２つの光の光量比Ｂｐｖ：Ｂｐｂを青色用光量比に調整することで、所望の色表現を実現する。例えば、従来の内視鏡において広く使われているキセノン光源で生体表面を照明したときの生体内面の色表現と略等しい色表現となるように、色表現制御回路１５２が光量比を制御する。色表現の調整において、たとえば色差ΔＥ等を指標にすることが可能である。
【００５４】
光量比設定値は、第１光量比と赤色光量比と青色光量比により決まる光量比である。第１実施形態においては、青色光量比が第２光量比であり、赤色光量比が第３光量比である。色バランス及び色表現が調整された結果が、例えば下式（１）〜（３）であるとする。
Ｂｐ：Ｇｐ：Ｒｐ＝０．９：１．０：０．８  ・・・（１）
Ｂｐｖ：Ｂｐｂ＝０．４：０．５  ・・・（２）
Ｒｐａ：Ｒｐｒ＝０．５：０．３  ・・・（３）
【００５５】
このとき、光量比設定値は下式（４）となる。
Ｂｐｖ：Ｂｐｂ：Ｇｐ：Ｒｐａ：Ｒｐｒ＝０．４：０．５：１．０：０．５：０．３
・・・（４）
【００５６】
光源コントローラ１５０が、光量比設定値により光源ＬＤＶ、ＬＤＢ、ＬＤＧ、ＬＤＡ、ＬＤＲを発光させることで、光源装置１６０が、所望の色バランスと色表現を両立した照明光を照射することが可能となる。例えば、キセノン光源等の白色光源によって被写体を照明したときの色バランスと同じ色バランスとなるように、照明光の色バランスが調整される。また例えば、赤い被写体を撮像したときに、画像上において、その被写体が赤く見えるように、画像の色表現が調整される。また例えば、キセノン光源等の白色光源を有する内視鏡装置によって病変部を撮影したときの画像と、同等の色味を有する画像が撮影されるように、画像の色表現が調整される。また例えば、病変部と正常部とが識別しやすいように、画像の色表現が調整される。
【００５７】
図４、図５は、青色光量比Ｂｐｖ：Ｂｐｂと色表現の関係を説明する図である。青色領域における光ＩＶとＩＢの光量比Ｂｐｖ：Ｂｐｂを変化させることで、画像の青味又は黄色味を調整できる。即ち、図４に示すように、青の光ＩＢの光量を相対的に大きくすることで、画像の青味を強くできる。また、図５に示すように、紫の光ＩＶの光量を相対的に大きくすることで、画像の黄色味を強くできる。
【００５８】
青の領域ＢＢは、紫の領域ＢＶよりも視感度が高い。このため、青色領域の光量Ｂｐｖ＋Ｂｐｂを維持した状態で、紫の光ＩＶの光量を相対的に大きくすると、画面上では相対的に青味が減少する。このとき、第１光量比Ｂｐ：Ｇｐ：Ｒｐにより色バランスは維持されているため、色バランスを保ったまま、青味が減少することになる。青味が減少すると、青と補色関係にある黄色味が強くなると考えられる。一方、青色領域の光量Ｂｐｖ＋Ｂｐｂを維持した状態で、青の光ＩＢの光量を相対的に大きくすると、画面上では相対的に青味が増加する。生体において青い被写体が少ないため、青味が増加することで黄色味が減少し、その結果としてピンク色が強くなる。或いは、生体の赤色に青色が加わると、生体は紫がかった赤に見える。これが結果的に、ピンク色が強くなったように見えている可能性もある。以上のように、生体のような赤色から肌色に近い画像において、青色光量比Ｂｐｖ：Ｂｐｂを制御することで、黄色領域から赤色領域における色表現を制御できる。
【００５９】
図６、図７は、赤色光量比Ｒｐａ：Ｒｐｒと色表現の関係を説明する図である。赤色領域における光ＩＡとＩＲの光量比Ｒｐａ：Ｒｐｒを変化させることで、画像の赤味を調整できる。即ち、図６に示すように、アンバーの光ＩＡの光量を相対的に大きくすることで、画像の赤味を弱くできる。また、図７に示すように、赤の光ＩＲの光量を相対的に大きくすることで、画像の赤味を強くできる。
【００６０】
赤色領域は生体の色に近い波長領域であるため、光の色と画像の色の相関性が高いと考えられる。即ち、赤色領域の光量Ｒｐａ＋Ｒｐｒを維持した状態で、アンバーの光ＩＡの光量を相対的に大きくすると、画像の赤味が減少し、画像がオレンジ色に近くなる。一方、赤色領域の光量Ｒｐａ＋Ｒｐｒを維持した状態で、赤の光ＩＲの光量を相対的に大きくすると、画像の赤味が増加する。第１光量比Ｂｐ：Ｇｐ：Ｒｐにより色バランスは維持されているため、色バランスを保ったまま、赤色領域における色表現を調整できる。
【００６１】
例えば、以下の手順により光量比が決定される。まず、本実施形態の内視鏡装置１０により、胃の粘膜を模したサンプルを撮影する。また、色表現の目標となる画像、例えばキセノン光源によりサンプルを照明したときの画像を取得する。そして、内視鏡装置１０により撮像された画像の色表現が、目標となる画像の色表現と類似したものとなるように、青色光量比Ｂｐｖ：Ｂｐｂ及び赤色光量比Ｒｐａ：Ｒｐｒを設定する。これにより、胃の粘膜等を観察対象物としたときの色表現を調整できる。即ち、観察対象物を撮像した画像の青味又は黄色味、赤味を調整できる。なお、これらの光量比は、内視鏡スコープ２００が有する撮像素子及び撮像光学系の分光特性に応じて調整されることが望ましい。また、これらの光量比は、観察対象物に応じて調整されてもよい。また、これらの光量比は、ユーザの好みに応じて調整されてもよい。
【００６２】
次に、色バランスを調整する詳細な手法を説明する。
【００６３】
色バランスの調整において、内視鏡スコープ２００の撮像素子に搭載されたカラーフィルタの特性と、撮像素子の波長感度特性を考慮して、光量比が設定される。これにより、撮像素子で撮像したときの照明光の色が調整される。
【００６４】
青色領域と緑色領域と赤色領域における撮像素子のカラーフィルタのスペクトル形状を、それぞれＢ（λ）、Ｇ（λ）、Ｒ（λ）とする。λは波長である。撮像素子の画素の分光感度特性をＩｍ（λ）とする。光源ＬＤＶ、ＬＤＢ、ＬＤＧ、ＬＤＡ、ＬＤＲの発光スペクトルを、それぞれＶＬ（λ）、ＢＬ（λ）、ＧＬ（λ）、ＡＬ（λ）、ＲＬ（λ）とする。最大光量に対する青色領域と緑色領域と赤色領域の光量比を、それぞれＰｂ、Ｐｇ、Ｐｒとする。ここでの最大光量は、青色領域と緑色領域と赤色領域の光量のうち最大のものである。下式（５）を波長λで積分したものをＢｐとし、下式（６）を波長λで積分したものをＧｐとし、下式（７）を波長λで積分したものをＲｐとする。
Ｂ（λ）×Ｉｍ（λ）×（ＶＬ（λ）＋ＢＬ（λ））×Ｐｂ  ・・・（５）
Ｇ（λ）×Ｉｍ（λ）×ＧＬ（λ）×Ｐｇ  ・・・（６）
Ｒ（λ）×Ｉｍ（λ）×（ＡＬ（λ）＋ＲＬ（λ））×Ｐｒ  ・・・（７）
【００６５】
Ｂｐは、白色の被写体を撮像したときに、青色領域において撮像素子が受光する光量である。Ｇｐは、白色の被写体を撮像したときに、緑色領域において撮像素子が受光する光量である。Ｒｐは、白色の被写体を撮像したときに、赤色領域において撮像素子が受光する光量である。Ｂｐ：Ｇｐ：Ｒｐは色バランスを表す。即ち、光源コントローラ１５０は、撮像素子が受光する照明光の色が所望の色となるように、Ｂｐ：Ｇｐ：Ｒｐを調整することで、色バランスを調整する。このとき、ＶＬ（λ）とＢＬ（λ）の大きさの比が変わっても、積分したＢｐが同じ光量であれば、色バランスは変わらない。言い換えるとＢｐが一定の範囲で、ＶＬ（λ）とＢＬ（λ）の大きさの比を調整しても色バランスに影響を与えない。
【００６６】
以上では、撮像素子やカラーフィルタの分光特性も考慮して設定する方法を記載した。これは精密な色バランス調整が必要な場合に行うもので、必須ではない。例えば、撮像素子の特性が異なる複数種類の内視鏡スコープと光源装置１６０とが組み合わされる場合、代表的な撮像素子を想定してひとつの色バランスを代表値として取得し、それを使いまわしても良い。このようにすることで、色バランスのパターンを減らすことが出来る。逆に、撮像素子の種類だけでなく固体ごとに色バランスを取得しても良い。このようにすることで、個体ごとに精密な色バランスを取得、設定することが可能となる。
【００６７】
次に、色表現を調整する詳細な手法を説明する。
【００６８】
最大光量に対する光ＩＶ、ＩＢ、ＩＧ、ＩＡ、ＩＲの光量比を、それぞれＰｂｖ、Ｐｂｂ、Ｐｇ、Ｐｒａ、Ｐｒｒとする。ここでの最大光量は、光ＩＶ、ＩＢ、ＩＧ、ＩＡ、ＩＲの光量のうち最大のものである。第１調整状態におけるＰｂｖ、Ｐｂｂ、Ｐｒａ、ＰｒｒをＰｂｖ１、Ｐｂｂ１、Ｐｒａ１、Ｐｒｒ１とする。また第２調整状態におけるＰｂｖ、Ｐｂｂ、Ｐｒａ、ＰｒｒをＰｂｖ２、Ｐｂｂ２、Ｐｒａ２、Ｐｒｒ２とする。
【００６９】
青色領域における色表現の調整において、下式（８）を満足する範囲で、Ｐｂｖ、Ｐｂｂが調整されることで、所望の色表現が実現される。
Ｂ（λ）×Ｉｍ（λ）×（ＶＬ（λ）×Ｐｂｖ１＋ＢＬ（λ）×Ｐｂｂ１）＝Ｂ（λ）×Ｉｍ（λ）×（ＶＬ（λ）×Ｐｂｖ２＋ＢＬ（λ）×Ｐｂｂ２）  ・・・（８）
【００７０】
ここでＢ（λ）×Ｉｍ（λ）は互いに等しいので、結局、下式（９）を満たすように調整されればよい。
ＶＬ（λ）×Ｐｂｖ１＋ＢＬ（λ）×Ｐｂｂ１＝ＶＬ（λ）×Ｐｂｖ２＋ＢＬ（λ）×Ｐｂｂ２  ・・・（９）
【００７１】
赤色領域における色表現の調整において、下式（１０）を満足する範囲で、Ｐｒａ、Ｐｒｒが調整されることで、所望の色表現が実現される。なお、ここでは青色帯域における色表現の調整と同様にＲ（λ）×Ｉｍ（λ）は変化しないことを用いている。
ＡＬ（λ）×Ｐｂａ１＋ＲＬ（λ）×Ｐｂｒ１＝ＡＬ（λ）×Ｐｂａ２＋ＲＬ（λ）×Ｐｂｒ２  ・・・（１０）
【００７２】
このように調整されることで、色バランスを崩すことなく、色表現が調整される。なお、内視鏡装置１０の製造時等において作業者が、或いは実使用時においてユーザが、実際に画像を確認しながら微調整を行ってもよい。
【００７３】
下式（１１）を波長λで積分したものをＢｐｖとし、下式（１２）を波長λで積分したものをＢｐｂとし、下式（１３）を波長λで積分したものをＲｐａとし、下式（１４）を波長λで積分したものをＲｐｒとする。
Ｂ（λ）×Ｉｍ（λ）×ＶＬ（λ）×Ｐｂｖ  ・・・（１１）
Ｂ（λ）×Ｉｍ（λ）×ＢＬ（λ）×Ｐｂｂ  ・・・（１２）
Ｒ（λ）×Ｉｍ（λ）×ＡＬ（λ）×Ｐｂａ  ・・・（１３）
Ｒ（λ）×Ｉｍ（λ）×ＲＬ（λ）×Ｐｂｒ  ・・・（１４）
【００７４】
このとき、下式（１５）、（１６）が成り立つ。
Ｂｐ＝Ｂｐｖ＋Ｂｐｂ  ・・・（１５）
Ｒｐ＝Ｒｐａ＋Ｒｐｒ  ・・・（１６）
【００７５】
光量比設定値は、Ｂｐｖ：Ｂｐｂ：Ｇｐ：Ｒｐａ：Ｒｐｒである。これは、第１光量比Ｂｐ：Ｇｐ：Ｒｐと青色光量比Ｂｐｖ：Ｂｐｂと赤色光量比Ｒｐａ：Ｒｐｒとを含んでいる。このようにすることで、光量比としてパラメータをまとめて取り扱うことが出来る。或いは、光量比設定値として、第１光量比Ｂｐ：Ｇｐ：Ｒｐと青色光量比Ｂｐｖ：Ｂｐｂと赤色光量比Ｒｐａ：Ｒｐｒとが別々に設定されてもよい。このようにすることで、色バランスと色表現のパラメータを独立に扱いやすい。たとえば、色バランスを維持したまま色表現のみを変更したい場合、青色光量比Ｂｐｖ：Ｂｐｂ又は赤色光量比Ｒｐａ：Ｒｐｒを変更すればよい。
【００７６】
光量比設定値は、内視鏡装置１０に装着された内視鏡スコープの種類に応じて設定されてもよい。例えば、内視鏡スコープ２００は、ＩＤを記憶した不図示のメモリ等を含み、光源コントローラ１５０が、そのＩＤを取得する。光源コントローラ１５０は、ＩＤに基づいて撮像素子を識別し、それに対応した光量比設定値に基づいて光源部１４０を制御する。或いは、内視鏡スコープ２００が、光量設定値を記憶した不図示のメモリ等を含み、光源コントローラ１５０が、その光量比設定値を取得し、その取得した光量比設定値に基づいて光源部１４０を制御してもよい。
【００７７】
次に、光源装置１６０の動作を説明する。光源装置１６０は、設定モードと通常動作モードを有する。
【００７８】
設定モードは、例えば内視鏡装置１０の製造時等において設定される。設定モードにおいて、作業者が、入力部６００を操作して色バランス及び色表現を設定する。処理回路１１０は、その設定情報を光源コントローラ１５０に出力する。色バランス制御回路１５１及び色表現制御回路１５２は、設定情報に基づいて光量比設定値を設定し、光源コントローラ１５０は、光量比設定値に対応した光量比で光源部１４０を発光させる。作業者は、所望の色バランス及び色表現となるように、色バランス及び色表現を調整する。光源コントローラ１５０は、最終的に決定された光量比設定値を記憶部１７０に書き込む。なお、設定モードにおいて光量比設定値が自動設定されてもよい。即ち、色表現制御回路１５２は、光源部の各ＬＥＤの発光スペクトルが測定された測定結果に基づいて、所望の色バランスおよび色表現となるように光量比設定値を導出し、その光量比設定値を記憶部１７０に書き込んでもよい。
【００７９】
通常動作モードは、内視鏡装置１０の通常動作時、即ちユーザが内視鏡装置１０を用いる際のモードである。通常動作モードにおいて、光源装置１６０に電源が投入され、通常の立上シーケンスに従って光源装置１６０が立ち上がる。光源装置１６０に内視鏡スコープ２００が接続されると、光源コントローラ１５０は、接続された内視鏡スコープ２００に対応した光量比設定値を記憶部１７０から読み出し、その光量比設定値に対応した光量比で光源部１４０を発光させる。
【００８０】
光源コントローラ１５０は、いわゆる調光回路を含む。調光回路は、画像の明るさに基づいて、画像の明るさを一定に保つように光源部１４０の発光量を制御する。発光量は、光源ＬＤＶ、ＬＤＢ、ＬＤＧ、ＬＤＡ、ＬＤＲの総発光量である。このとき、光源コントローラ１５０は、光量比Ｂｐｖ：Ｂｐｂ：Ｇｐ：Ｒｐａ：Ｒｐｒを変化させないように発光量を制御する。即ち、色バランス及び色表現が変化しないように画像の明るさが調光される。例えば、光源コントローラ１５０は、Ｂｐｖ、Ｂｐｂ、Ｇｐ、Ｒｐａ、Ｒｐｒに同一のゲインを乗じることで各光源の発光量を決める。
【００８１】
以上の第１実施形態によれば、光源部１４０は、第１〜第５の光（ＩＶ、ＩＢ、ＩＧ、ＩＡ、ＩＲ）を射出する第１〜第５の光源（ＬＤＶ、ＬＤＢ、ＬＤＧ、ＬＤＡ、ＬＤＲ）を含む。光量比設定値は、第１光量比（Ｂｐ：Ｇｐ：Ｒｐ）と第２光量比（青色光量比Ｂｐｖ：Ｂｐｂ）と第３光量比（赤色光量比Ｒｐａ：Ｒｐｒ）とを設定するための設定値である。光源コントローラ１５０は、光量比設定値に基づいて、第１の光（ＩＶ）と第２の光（ＩＢ）の光量比を第２光量比に調整することで、画像の青色又は黄色の度合いを調整する。また光源コントローラ１５０は、光量比設定値に基づいて、第４の光（ＩＡ）と第５の光（ＩＲ）の光量比を第３光量比に調整することで、画像の赤色の度合いを調整する。
【００８２】
このようにすれば、照明光の色バランスと画像の色表現を独立に調整可能である。色バランスを所望の色バランスに調整すると共に、その色バランスを維持しつつ色表現を所望の色表現に調整できる。また、光源装置１６０が調光機能を有する場合には、上記調整された色バランス及び色表現を維持した状態で調光可能な光源装置を提供できる。
【００８３】
また本実施形態では、光源コントローラ１５０は、照明光の演色性の目標に対応した光量比設定値に基づいて、第１〜第５の光の光量を調整することで、照明光の色バランスを、演色性に対応した色バランスに調整し、画像の色表現を、演色性に対応した色表現に調整する。
【００８４】
このようにすれば、目標とする演色性の照明光によって撮影された画像の色バランス及び色表現を再現する照明光を、本実施形態の光源装置１６０が発生できるようになる。演色性の目標は、例えば病変部の色を再現するような演色性である。
【００８５】
また本実施形態では、光源コントローラ１５０は、演色性の目標により特定される第１光量比の許容調整範囲と、演色性の目標により特定される第２光量比の許容調整範囲と、を満たす光量比設定値に基づいて、第１〜第５の光の光量を調整する。また光源コントローラ１５０は、演色性の目標により特定される第２光量比の許容調整範囲を更に満たす光量比設定値に基づいて、第１〜第５の光の光量を調整してもよい。
【００８６】
このようにすれば、目標とする演色性の照明光によって撮影された画像の色バランス及び色表現を、ある許容範囲内において再現する照明光を、本実施形態の光源装置１６０が発生できるようになる。
【００８７】
なお、第１実施形態において、第１光量比の許容調整範囲は、Ｂｐ：Ｇｐ：ＲｐにおけるＢｐ、Ｇｐ、Ｒｐ各々の調整範囲である。第２光量比の許容調整範囲は、Ｂｐｖ：ＢｐｂにおけるＢｐｖ、Ｂｐｂ各々の調整範囲である。第３光量比の許容調整範囲は、Ｒｐａ：ＲｐｒにおけるＲｐａ、Ｒｐｒ各々の調整範囲である。これらの調整範囲は、目標とする演色性が実現される範囲である。
【００８８】
また本実施形態では、演色性の目標は、キセノン光源の色バランス、及びキセノン光源を用いて撮像される画像の色表現である。キセノン光源の色バランス、色表現とは、キセノン光源を用いて撮像された画像の色表現である。特に、癌に代表される病変組織と正常組織との色味を再現できる色バランス、色表現となるように調整することが望ましい。また、内視鏡の用途に応じて、胃炎やピロリ菌の有無や除去状況など、内視鏡で観察、診断対象とする特徴部の、正常組織との色味の違いについて、キセノン光源の色バランス、色表現を再現できるように調整することが望ましい。
【００８９】
このようにすれば、キセノン光源によって撮影された画像の色バランス及び色表現を再現する照明光を、本実施形態の光源装置１６０が発生できるようになる。
【００９０】
また本実施形態では、光源コントローラ１５０は、撮像素子の分光感度特性と、第１〜第５の光の分光特性とにより設定される光量比設定値に基づいて、第１〜第５の光の光量を調整する。
【００９１】
このようにすれば、撮像素子によって撮像された画像における色バランス及び色表現を、撮像素子の分光感度特性を考慮した正確な色バランス及び色表現に調整できる。
【００９２】
また本実施形態では、光源コントローラ１５０は、記憶部１７０に記憶された光量比設定値に基づいて、第１〜第５の光の光量を調整する。
【００９３】
このようにすれば、光源コントローラ１５０は、記憶部１７０に記憶された光量比設定値により指定される第１光量比及び第２光量比で第１〜第５の光源を発光させることができる。これにより、照明光が所望の色バランスに調整され、画像が所望の色表現に調整される。
【００９４】
また本実施形態では、光源コントローラ１５０は、色バランス制御回路１５１により設定された第１光量比と、色表現制御回路１５２により設定された第２光量比とに基づいて、光量比設定値を設定する。
【００９５】
このようにすれば、色バランス制御回路１５１が照明光の色バランスを調整し、色表現制御回路１５２が画像の色バランスを調整できる。
【００９６】
また本実施形態では、色バランス制御回路１５１は、内視鏡装置１０の入力部６００から入力される情報に基づいて第１光量比を設定する。色表現制御回路１５２は、入力部６００から入力される情報に基づいて第２光量比を設定する。
【００９７】
このようにすれば、作業者又はユーザが入力部６００を介して色バランス及び色表現を調整できる。
【００９８】
また本実施形態では、光源コントローラ１５０は、設定モードにおいて、色バランス制御回路１５１により設定された第１光量比と、色表現制御回路１５２により設定された第２光量比とに基づいて、光量比設定値を記憶部１７０に記憶させる。光源コントローラ１５０は、通常動作モードにおいて、記憶部１７０に記憶された光量比設定値に基づいて、第１〜第５の光の光量を調整する。
【００９９】
このようにすれば、設定モードにおいて、所望の色バランス及び色表現となるように光量比を設定し、その光量比設定値を記憶部１７０に記憶させることができる。そして、通常動作モードにおいて、記憶部１７０から読み出した光量比設定値に基づいて、所望の色バランス及び色表現となる照明光を発生できる。
【０１００】
３．第２実施形態
【０１０１】
第２実施形態では、通常動作モードにおいてユーザが入力部６００を介して色表現を調整できる。即ち、色表現制御回路１５２は、入力部６００から入力される情報に基づいて青色光量比Ｂｐｖ：Ｂｐｂと赤色光量比Ｒｐａ：Ｒｐｒを設定する。また色バランス制御回路１５１は、記憶部１７０から読み出した光量比設定値に基づいて第１光量比Ｂｐ：Ｇｐ：Ｒｐを設定する。
【０１０２】
具体的には、ユーザは入力部６００から所望の色表現情報を入力する。色表現制御回路１５２は、所望の色表現となる青色光量比と赤色光量比を算出する。光源コントローラ１５０は、算出された青色光量比及び赤色光量比と、第１光量比とに基づいて、光源部１４０を制御する。
【０１０３】
色表現制御回路１５２は、色バランスを変更せず、色表現のみが変更されるように青色光量比と赤色光量比を算出する。例えば、画像の黄色味を増加させる情報が入力部６００から入力された場合、色表現制御回路１５２は、現状のＢｐｖ：Ｂｐｂに比べて、Ｂｐｖを相対的に大きくするように、Ｂｐｖ：Ｂｐｂを変更する。このとき、色表現制御回路１５２は、Ｂｐ＝Ｂｐｖ＋Ｂｐｂが変化しないようにＢｐｖ：Ｂｐｂを変更する。なお、入力部６００から入力される色表現情報は、色の度合いそのものの情報であってもよいし、色の度合いの変化を示す情報であってもよい。また、希望とする色表現の画像を入力部６００に読み込ませてもよい。また入力部６００が様々な色表現のサンプルを記憶しており、それを表示部３００に表示し、ユーザに希望のサンプルを選択させてもよい。
【０１０４】
４．第３実施形態
【０１０５】
図８は、第３実施形態における照明光のスペクトル例である。図８に示すように、第３実施形態では、波長領域が隣接する２つの光のスペクトルが、互いに重なっている。図８では、光ＩＶとＩＢのスペクトルが重なり、光ＩＧとＩＡのスペクトルが重なり、光ＩＡとＩＲのスペクトルが重なる場合を示す。なお、スペクトルの重なり方は図８に限定されない。例えば、光ＩＢとＩＧのスペクトルが重なってもよい。
【０１０６】
隣接する２つのスペクトルが重なる場合、重なり部分の光量を考慮して各光の光量を算出する必要がある。光ＩＶのスペクトルが領域ＢＢにはみ出した部分をＶｂ（λ）とし、光ＩＢのスペクトルが領域ＢＶにはみ出した部分をＢｖ（λ）とする。光ＩＡのスペクトルが領域ＢＧにはみ出した部分をＡｇ（λ）とし、光ＩＡのスペクトルが領域ＢＲにはみ出した部分をＡｒ（λ）とする。
【０１０７】
色バランスの算出手法を説明する。下式（１７）を波長λで積分したものをＢｐ’とし、下式（１８）を波長λで積分したものをＧｐ’とし、下式（１９）を波長λで積分したものをＲｐ’とする。色バランスに関する第１光量比は、Ｂｐ’：Ｇｐ’：Ｒｐ’である。
Ｂ（λ）×Ｉｍ（λ）×（ＶＬ（λ）＋ＢＬ（λ））×Ｐｂ  ・・・（１７）
Ｇ（λ）×Ｉｍ（λ）×（ＧＬ（λ）×Ｐｇ＋Ａｇ（λ）×Ｐｒａ）  ・・・（１８）
Ｒ（λ）×Ｉｍ（λ）×（ＡＬ（λ）＋ＲＬ（λ））×Ｐｒ  ・・・（１９）
【０１０８】
色表現の算出手法を説明する。下式（２０）を領域ＢＶ内の波長λで積分したものをＢｐｖ’とし、下式（２２）を領域ＢＢ内の波長λで積分したものをＢｐｂ’とし、下式（２２）を領域ＢＡ内の波長λで積分したものをＲｐａ’とし、下式（２３）を領域ＢＲ内の波長λで積分したものをＲｐｒ’とする。色表現に関する光量比は、青色光量比Ｂｐｖ’：Ｂｐｂ’、及び赤色光量比Ｒｐａ’：Ｒｐｒ’である。
Ｂ（λ）×Ｉｍ（λ）×ＶＬ（λ）×Ｐｂｖ＋ＢＬ（λ）×Ｐｂｂ  ・・・（２０）
Ｂ（λ）×Ｉｍ（λ）×ＢＬ（λ）×Ｐｂｂ＋ＶＬ（λ）×Ｐｂｖ  ・・・（２１）
Ｒ（λ）×Ｉｍ（λ）×ＡＬ（λ）×Ｐｂａ  ・・・（２２）
Ｒ（λ）×Ｉｍ（λ）×ＲＬ（λ）×Ｐｂｒ＋ＡＬ（λ）×Ｐｂａ  ・・・（２３）
【０１０９】
このとき、下式（２４）、（２５）が成り立つ。
Ｂｐ’＝Ｂｐｖ’＋Ｂｐｂ’  ・・・（２４）
Ｒｐ’＝Ｒｐａ’＋Ｒｐｒ’  ・・・（２５）
【０１１０】
以上より、Ｂｐｖ’：Ｂｐｂ’：Ｇｐ’：Ｒｐａ’：Ｒｐｒ’が所望の色バランス及び色表現となるように、光ＩＶ、ＩＢ、ＩＧ、ＩＡ、ＩＲの光量比が調整される。調整手法は、第１実施形態等で説明した手法と同様である。
【０１１１】
５．第４実施形態
【０１１２】
図９は、第４実施形態における照明光のスペクトル例である。第４実施形態では、赤色領域のみが領域ＢＡと領域ＢＲに分割され、青色領域は分割されない。照明光は、領域ＢＢＸを有する光ＩＢＸと、領域ＢＧを有する光ＩＧと、領域ＢＡを有する光ＩＡと、領域ＢＲを有する光ＩＲと、により構成されている。光ＩＡ、ＩＲは、狭帯域光である。青色領域に属する光ＩＢＸは、青色領域と同じ領域ＢＢＸを有する広帯域光である。なお、光ＩＢＸは、青色領域より狭い波長領域を有する狭帯域光であってもよい。
【０１１３】
第４実施形態によれば、光源部１４０は、第１〜第４の光（ＩＢＸ、ＩＧ、ＩＡ、ＩＲ）を射出する第１〜第４の光源を含む。第１光量比は、第１の光（ＩＢＸ）の光量と、第２の光（ＩＧ）の光量と、第３の光（ＩＡ）及び第４の光（ＩＲ）の光量が加算された光量と、の比である。第２光量比は、第３の光（ＩＡ）と第４の光（ＩＲ）の光量比（赤色光量比Ｒｐａ：Ｒｐｒ）である。光源コントローラ１５０は、光量比設定値に基づいて、第３の光（ＩＡ）と第４の光（ＩＲ）の光量比を第２光量比に調整することで、画像の赤色の度合いを調整する。
【０１１４】
このようにすれば、照明光の色バランスと画像の赤味を独立に調整可能である。また、赤色領域における色表現のみを調整可能とすることで、シンプルな構成の光源装置１６０で色表現を調整できる。
【０１１５】
６．第５実施形態
【０１１６】
図１０は、第５実施形態における照明光のスペクトル例である。第５実施形態では、青色領域のみが領域ＢＶと領域ＢＢに分割され、赤色領域は分割されない。照明光は、領域ＢＶを有する光ＩＶと、領域ＢＢを有する光ＩＢと、領域ＢＧを有する光ＩＧと、領域ＢＲＸを有する光ＩＲＸと、により構成されている。光ＩＶ、ＩＢは、狭帯域光である。赤色領域に属する光ＩＲＸは、赤色領域と同じ領域ＢＲＸを有する広帯域光である。なお、光ＩＲＸは、赤色領域より狭い波長領域を有する狭帯域光であってもよい。
【０１１７】
第５実施形態によれば、光源部１４０は、第１〜第４の光（ＩＶ、ＩＢ、ＩＧ、ＩＲＸ）を射出する第１〜第４の光源を含む。第１光量比は、第１の光（ＩＶ）及び第２の光（ＩＢ）の光量が加算された光量と、第３の光（ＩＧ）の光量と、第４の光（ＩＲＸ）の光量と、の比である。第２光量比は、第１の光（ＩＶ）と第２の光（ＩＢ）の光量比（青色光量比Ｂｐｖ：Ｂｐｂ）である。光源コントローラ１５０は、光量比設定値に基づいて、第１の光（ＩＶ）と第２の光（ＩＢ）の光量比を第２光量比に調整することで、画像の青色又は黄色の度合いを調整する。
【０１１８】
このようにすれば、照明光の色バランスと画像の青味又は黄色味を独立に調整可能である。また、青色領域における色表現のみを調整可能とすることで、シンプルな構成の光源装置１６０で色表現を調整できる。
【０１１９】
７．第６実施形態
【０１２０】
図１１は、第６実施形態における照明光のスペクトル例である。第６実施形態では、青色領域及び緑色領域、赤色領域の全てが、２つの領域に分割されている。照明光は、領域ＢＶを有する光ＩＶと、領域ＢＢを有する光ＩＢと、領域ＢＧ１を有する光ＩＧ１と、領域ＢＧ２を有する光ＩＧ２と、領域ＢＡを有する光ＩＡと、領域ＢＲを有する光ＩＲと、により構成されている。光ＩＶ、ＩＢ、ＩＧ１、ＩＧ２、ＩＡ、ＩＲは、狭帯域光である。
【０１２１】
第６実施形態によれば、光源部１４０は、第１〜第６の光（ＩＶ、ＩＢ、ＩＧ１、ＩＧ２、ＩＡ、ＩＲ）を射出する第１〜第６の光源を含む。光量比設定値は、第１〜第４光量比を設定するための設定値である。第１光量比は、第１の光（ＩＶ）及び第２の光（ＩＢ）の光量が加算された光量と、第３の光（ＩＧ１）及び第４の光（ＩＧ２）の光量が加算された光量と、第５の光（ＩＡ）及び第６の光（ＩＲ）の光量が加算された光量と、の比である。第２光量比は、第１の光（ＩＶ）と第２の光（ＩＢ）の光量比（青色光量比Ｂｐｖ：Ｂｐｂ）である。第３光量比は、第３の光（ＩＧ１）と第４の光（ＩＧ２）の光量比（Ｇｐｇ１：Ｇｐｇ２）である。Ｇｐｇ１は第３の光（ＩＧ１）の光量であり、Ｇｐｇ２は第４の光（ＩＧ２）の光量である。第４光量比は、第５の光（ＩＡ）と第６の光（ＩＲ）の光量比（赤色光量比Ｒｐａ：Ｒｐｒ）である。光源コントローラ１５０は、光量比設定値に基づいて、第１の光（ＩＶ）と第２の光（ＩＢ）の光量比を第２光量比に調整することで、画像の青色又は黄色の度合いを調整する。光源コントローラ１５０は、光量比設定値に基づいて、第３の光（ＩＧ１）と第４の光（ＩＧ２）の光量比を第３光量比に調整することで、画像の緑色の度合いを調整する。光源コントローラ１５０は、光量比設定値に基づいて、第５の光（ＩＡ）と第６の光（ＩＲ）の光量比を第４光量比に調整することで、画像の赤色の度合いを調整する。
【０１２２】
このようにすれば、照明光の色バランスと、青色領域及び緑色領域、赤色領域の各々における画像の色表現とを、独立に調整可能である。青色領域及び緑色領域、赤色領域の各々における画像の色表現が調整可能であるため、画像における様々な色の度合いを調整できる。
【０１２３】
図１２を用いて、緑色の度合い調整について説明する。図１２には、内視鏡分野で一般的に用いられる散布薬剤であるインジゴカルミン及びクリスタルバイオレット、トルイジンブルーの分光吸収率特性を示す。図１２に示すように、これらの薬剤は緑色領域において急峻な分光吸収率特性を有する。このため、緑色領域に属し且つ波長が異なる光ＩＧ１、ＩＧ２の光量比を調整することで、薬剤が散布された被写体における色表現を調整できる。例えば、短波長側の緑である光ＩＧ１の光量を相対的に上げると、薬剤が散布された被写体は青みを帯びた緑色となる。長波長側の緑である光ＩＧ２の光量を相対的に上げると、薬剤が散布された被写体は黄色みを帯びた緑色の色表現となる。薬剤の見え方をキセノン光源による色表現に近づけるように、色表現を調整することが可能となる。
【０１２４】
８．第７実施形態
【０１２５】
図１３は、第７実施形態における照明光のスペクトル例である。第７実施形態では、赤色領域が３つの領域ＢＡ、ＢＲ１、ＢＲ２に分割されている。領域ＢＶ、ＢＢ、ＢＧ、ＢＡ、ＢＲ１、ＢＲ２には、それぞれ、光ＩＶ、ＩＢ、ＩＧ、ＩＡ、ＩＲ１、ＩＲ２が属する。図１３には、光源がレーザである場合のスペクトル例を示している。即ち、光ＩＶ、ＩＢ、ＩＧ、ＩＡ、ＩＲ１、ＩＲ２は、レーザ光による狭帯域光である。
【０１２６】
光源コントローラ１５０は、光ＩＶとＩＢの光量比を調整することで、画像の青味又は黄色味を調整する。また光源コントローラ１５０は、領域ＢＡとＢＲ１とＢＲ２の光量比を調整することで、画像の赤味を調整する。赤色領域において３つの光の光量比が調整されることで、赤色領域における色表現を精密に調整できる。生体の画像は赤色成分が多いため、赤色領域における色表現を精密に調整できることで、生体の色表現をより精密に調整できる。
【０１２７】
なお第７実施形態では光源がレーザである場合を例に説明したが、光源はレーザに限定さない。また第１〜第６実施形態では光源が発光ダイオードである場合を例に説明したが、光源は発光ダイオードに限定されない。即ち、第１〜第７実施形態において、種々の光源を採用可能である。例えば光源として、レーザ、又は発光ダイオード、又はレーザと発光ダイオードのハイブリッド光源、又はスーパールミネッセントダイオード、レーザと蛍光体を組み合わせた光源、又は発光ダイオードと蛍光体を組み合わせた光源、又はこれらを組み合わせた光源等を採用できる。
【０１２８】
９．第８実施形態
【０１２９】
第８実施形態では、光源コントローラ１５０は、内視鏡装置１０に装着された内視鏡スコープの撮像素子に応じて、光量比設定値を変更する。撮像素子はモノクロ撮像素子又は原色ベイヤ撮像素子又は補色撮像素子である。モノクロ撮像素子はＵＶフィルタ又はＩＲフィルタ等を含むが、各画素で色が異なるカラーフィルタを含まない。原色ベイヤ撮像素子は、ベイヤ型カラーフィルタが設けられた撮像素子である。補色撮像素子は、補色カラーフィルタが設けられた撮像素子である。
【０１３０】
光源装置１６０と内視鏡スコープ２００が接続されると、光源コントローラ１５０は、光源装置１６０に接続された内視鏡スコープ２００の撮像素子に対応した光量比設定値を読み出す。撮像素子に対応した光量比設定値は、例えば内視鏡スコープ２００に搭載されたメモリ、又は光源装置１６０の記憶部１７０に記憶されている。光源コントローラ１５０は、読み出された光量比設定値から光源の光量比を決定する。これにより、光源装置１６０に接続された内視鏡スコープ２００の撮像素子に対応した第１光量比及び第２光量比が設定される。即ち、光源装置１６０に接続された内視鏡スコープ２００の撮像素子に対応した色バランス及び色表現を実現する光量比が設定される。
【０１３１】
また第８実施形態では、光源コントローラ１５０は、内視鏡装置１０に装着された内視鏡スコープの撮像素子に応じて、更に光源の発光タイミングを変更してもよい。光源の発光タイミングとして、面順次方式及び同時方式がある。面順次方式は、時分割に射出される複数の光により照明される被写体を、モノクロ撮像素子が撮像する方式である。同時方式は、同時に射出される複数の光により照明される被写体を、撮像素子が撮像する方式である。
【０１３２】
光源装置１６０と内視鏡スコープ２００が接続されると、光源コントローラ１５０は、光源装置１６０に接続された内視鏡スコープ２００に搭載された撮像素子の種類に関する情報を読み出す。撮像素子の種類に関する情報は、例えば内視鏡スコープ２００に搭載されたメモリ、又は光源装置１６０の記憶部１７０に記憶されている。光源コントローラ１５０は、読み出された撮像素子の種類に関する情報から光源の発光タイミングを決定する。即ち、光源コントローラ１５０は、同時式発光か、面順次式発光か、を決定する。
【０１３３】
撮像素子がモノクロ撮像素子であった場合、光源コントローラ１５０は、モノクロ撮像素子に対応して決定された光量比に基づいて複数の光源を順次に発光させる。例えば、赤の光源ＬＤＲ及びアンバーの光源ＬＤＡを同時に発光させ、次に緑の光源ＬＤＧを発光させ、次に青の光源ＬＤＢ及び紫の光源ＬＤＶを同時に発光させる。撮像素子が原色ベイヤ撮像素子又は補色撮像素子であった場合、光源コントローラ１５０は、原色ベイヤ撮像素子又は補色撮像素子に対応して決定された光量比に基づいて複数の光源を同時に発光させる。
【０１３４】
第８実施形態によれば、内視鏡装置１０に第１内視鏡スコープが装着されたとき、光源コントローラ１５０は、第１内視鏡スコープに対応した第１光量比設定値に基づいて、照明光を構成する４以上の光の光量を調整する。内視鏡装置１０に第２内視鏡スコープが装着されたとき、光源コントローラ１５０は、第２内視鏡スコープに対応し且つ第１光量比設定値とは異なる第２光量比設定値に基づいて、照明光を構成する４以上の光の光量を調整する。なお、上記では内視鏡スコープの撮像素子に応じて光量比設定値が設定される場合を例に説明したが、内視鏡スコープの機種等に応じて光量比設定値が設定されてもよい。
【０１３５】
このようにすれば、内視鏡装置１０に装着された内視鏡スコープの撮像素子又は内視鏡スコープの機種等に応じて、照明光の色バランス及び画像の色表現を調整することができる。
【０１３６】
１０．第９実施形態
【０１３７】
図１４は、第９実施形態における光源装置１６０の詳細な構成例である。第９実施形態では、光源部１４０は、光源ＬＤＶ、ＬＤＢ、ＬＤＧ、ＬＤＡ、ＬＤＲと、光センサＳＳ１〜ＳＳ５と、レンズＬＮ１〜ＬＮ６と、光合波部１４１と、を含む。光合波部１４１は、ダイクロイックミラーＤＣ１〜ＤＣ４を含む。
【０１３８】
内視鏡スコープが接続されるコネクタ２４０から遠い側から近い側に向かって、短波長側の光源から順に配置されている。レンズＬＮ１は、光源ＬＤＶが射出する光をダイクロイックミラーＤＣ１に入射させる。同様に、レンズＬＮ２、ＬＮ３、ＬＮ４、ＬＮ５は、それぞれ、光源ＬＤＢ、ＬＤＧ、ＬＤＡ、ＬＤＲが射出する光を、ダイクロイックミラーＤＣ１、ＤＣ２、ＤＣ３、ＤＣ４に入射させる。ダイクロイックミラーＤＣ１〜ＤＣ４は、光源ＬＤＢ、ＬＤＧ、ＬＤＡ、ＬＤＲが射出する光を合波する。レンズＬＮ６は、合波された光をコネクタ２４０に入射させる。
【０１３９】
光センサＳＳ１は、光源ＬＤＶからレンズＬＮ１に向かう光路の外に配置される。即ち、光センサＳＳ１は、光源ＬＤＶから射出される光のうち、光路外の漏れ光を検出する。同様に、光センサＳＳ２、ＳＳ３、ＳＳ４、ＳＳ５は、それぞれ、光源ＬＤＢ、ＬＤＧ、ＬＤＡ、ＬＤＲからレンズＬＮ２、ＬＮ３、ＬＮ４、ＬＮ５に向かう光路の外に配置される。即ち、光センサＳＳ２、ＳＳ３、ＳＳ４、ＳＳ５は、それぞれ、光源ＬＤＢ、ＬＤＧ、ＬＤＡ、ＬＤＲから射出される光のうち、光路外の漏れ光を検出する。光センサＳＳ１〜ＳＳ５の受光面は、光源の射出面に対向している。このため、光センサＳＳ１〜ＳＳ５は、レンズ又はダイクロイックミラーからの反射散乱光を受光しにくい。光センサＳＳ１は、光源ＬＤＶからの光が光合波部１４１を通過するときの減衰と等しい波長特性を有する光学フィルタを有する。同様に、光センサＳＳ２〜ＳＳ５は、光源ＬＤＢ、ＬＤＧ、ＬＤＡ、ＬＤＲからの光が光合波部１４１を通過するときの減衰と等しい波長特性を有する光学フィルタを有する。「等しい」は略等しい場合を含む。即ち、光学フィルタの波長特性が、光合波部１４１を通過するときの減衰と厳密に等しい場合に限定されない。なお、光センサＳＳ１〜ＳＳ５は、受光量のレンジを適正化するためのＮＤ（Neutral Density）フィルタを含んでもよい。
【０１４０】
図１５は、ダイクロイックミラーＤＣ１〜ＤＣ４の分光透過率特性である。ダイクロイックミラーＤＣ１〜ＤＣ４は、誘電体多層ミラーである。ダイクロイックミラーＤＣ１〜ＤＣ４の分光透過率特性は、いずれも短波長側の透過率が高く（略１００％）、且つ長波長側が低い（略０％）。誘電体多層膜ミラーは、透過しない光を、ほぼ全て反射する。即ち、１００％から透過率を減じた値が、略反射率となる。各ダイクロイックミラーにおける透過率の変化は、なるべく急峻になるように設計されることが望ましい。ただし、コストなどを考慮して、適当な傾きとなるようにすることも好適である。
【０１４１】
図１５の分光透過率特性によれば、全てのダイクロイックミラーの透過率特性が、短波長側が高く長波長側が低い特性となっている。このため、たとえば雰囲気温度が変化した場合でも全てのダイクロイックミラーの透過率特性が同じ方向に波長シフトするため、光源装置１６０から射出される照明光の光量の変化を小さくできる。また、同様の理由から、雰囲気温度が変化した場合でも光量比の変化を小さくすることも出来る。
【０１４２】
光源コントローラ１５０は、内視鏡スコープから被写体に照射される照明光が、光量比設定値が示す光量比となるように、光センサＳＳ１〜ＳＳ５によりセンシングされた光量に基づいて、光源ＬＤＶ、ＬＤＢ、ＬＤＧ、ＬＤＡ、ＬＤＲの発光量を調整する。
【０１４３】
即ち、光源コントローラ１５０は、光センサＳＳ１〜ＳＳ５によりセンシングされた光量に基づいて、実際の光量比を算出し、その算出した光量比と光量比設定値とを比較し、その比較結果に基づいて、光源ＬＤＶ、ＬＤＢ、ＬＤＧ、ＬＤＡ、ＬＤＲの発光量をフィードバック制御する。このようにすれば、光源の個体差による発光量のばらつき、又は光源の経年劣化による発光量の変化を、フィードバック制御により補正できる。これにより、正確な光量比を実現できるので、正確な色バランス及び色表現を実現できる。
【０１４４】
また光センサＳＳ１〜ＳＳ５は、光学フィルタを有し、光学フィルタは、光源ＬＤＶ、ＬＤＢ、ＬＤＧ、ＬＤＡ、ＬＤＲから射出される光が光合波部１４１を通過するときの減衰と等しい波長特性を有する。上述のように、「等しい」は略等しい場合を含む。光源コントローラ１５０は、光センサＳＳ１〜ＳＳ５からの出力に基づいて、それらの光の光量を調整する。
【０１４５】
即ち、光源の発光量と、光合波部１４１における減衰率とを乗算したものが、光合波部１４１の射出端における光量となる。光センサＳＳ１〜ＳＳ５に光学フィルタが設けられることで、光センサＳＳ１〜ＳＳ５の受光量は、光合波部１４１における減衰が考慮されたものとなる。光源コントローラ１５０が、この光センサＳＳ１〜ＳＳ５の出力に基づいて発光量を調整することで、光合波部１４１の射出端における光量が、光量比設定値を満たす光量となるように、光源の発光量をフィードバック制御する。このようにすれば、光合波部１４１の射出端において、光量比設定値を満たす光量となるので、正確な色バランス及び色表現を実現できる。なお、光センサＳＳ１〜ＳＳ５は、波長カットフィルタを含んでもよい。光源ＬＤＶ、ＬＤＢ、ＬＤＧ、ＬＤＡ、ＬＤＲから射出された光がコネクタ２４０に向かう光路上に、ダイクロイックミラーＤＣ１〜ＤＣ４が設けられている。波長カットフィルタは、このダイクロイックミラーＤＣ１〜ＤＣ４によりカットされる波長域の光を、除去する。このようにすることで、光量比設定値に対して、より精密な光源の発光量のフィードバック制御が可能となる。
【０１４６】
以上、本発明を適用した実施形態およびその変形例について説明したが、本発明は、各実施形態やその変形例そのままに限定されるものではなく、実施段階では、発明の要旨を逸脱しない範囲内で構成要素を変形して具体化することができる。また、上記した各実施形態や変形例に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることによって、種々の発明を形成することができる。例えば、各実施形態や変形例に記載した全構成要素からいくつかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施の形態や変形例で説明した構成要素を適宜組み合わせてもよい。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。また、明細書又は図面において、少なくとも一度、より広義または同義な異なる用語と共に記載された用語は、明細書又は図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。
【符号の説明】
【０１４７】
１０  内視鏡装置、１００  制御装置、１１０  処理回路、１４０  光源部、１４１  光合波部、１５０  光源コントローラ、１５１  色バランス制御回路、１５２  色表現制御回路、１６０  光源装置、１７０  記憶部、２００  内視鏡スコープ、２１０  挿入部、２１１，２１２  照明レンズ、２１３  撮像ユニット、２１４  導光路、２１５  画像信号線、２２０  操作部、２３０  接続ケーブル、２４０  コネクタ、３００  表示部、６００  入力部、ＢＶ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＡ，ＢＲ  領域、ＩＶ，ＩＢ，ＩＧ，ＩＡ，ＩＲ  光、ＬＤＶ，ＬＤＢ，ＬＤＧ，ＬＤＡ，ＬＤＲ  光源、ＳＳ１〜ＳＳ５  光センサ
【図１】
2020100184.tif 000003
【図２】
2020100184.tif 000004
【図３】
2020100184.tif 000005
【図４】
2020100184.tif 000006
【図５】
2020100184.tif 000007
【図６】
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【図７】
2020100184.tif 000009
【図８】
2020100184.tif 000010
【図９】
2020100184.tif 000011
【図１０】
2020100184.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
2020100184.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【手続補正書】
【提出日】令和3年4月23日(2021.4.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに波長の異なる４以上の光を射出する４以上の光源を有し、被写体を照明するための照明光を生成する光源部と、
色バランスに関する第１光量比及び色表現に関する第２光量比を設定するための光量比設定値に基づいて、前記４以上の光の各光の光量を調整する光源コントローラと、
を含み、
前記光源部は、前記４以上の光として第１〜第４の光を射出する第１〜第４の光源を含み、
前記第１の光及び前記第２の光は、青色領域に属する狭帯域光であり、
前記第３の光は、緑色領域に属し、
前記第４の光は、赤色領域に属し、
前記第１光量比は、前記第１の光及び前記第２の光の光量が加算された光量と、前記第３の光の光量と、前記第４の光の光量と、の比であり、
前記第２光量比は、前記第１の光と前記第２の光の光量比であり、
前記光源コントローラは、
前記第１の光と前記第２の光の光量比を前記第２光量比に調整することで、前記被写体を撮像した画像の黄色領域から赤色領域における色表現を調整することを特徴とする内視鏡用光源装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記光源コントローラは、
前記青色領域に属する前記第１の光及び前記第２の光の光量の和を、前記第１光量比に基づいて所定の範囲内に保つと共に、前記青色領域に属する前記第１の光及び前記第２の光の光量を、前記第２光量比に基づいて調整することを特徴とする内視鏡用光源装置。
【請求項３】
請求項１において、
前記光源部は、前記４以上の光として更に第５の光を射出する第５の光源を含み、
前記第５の光は、前記赤色領域に属する狭帯域光であり、
前記光量比設定値は、前記第１光量比と前記第２光量比と第３光量比とを設定するための設定値であり、
前記第１光量比は、前記第１の光及び前記第２の光の光量が加算された光量と、前記第３の光の光量と、前記第４の光及び前記第５の光の光量が加算された光量と、の比であり、
前記第２光量比は、前記第１の光と、前記第２の光の光量比であり、
前記第３光量比は、前記第４の光と、前記第５の光の光量比であり、
前記光源コントローラは、
前記光量比設定値に基づいて、前記第１の光と前記第２の光の光量比を前記第２光量比に調整することで、前記被写体を撮像した前記画像の黄色領域から赤色領域における色表現を調整し、
前記光量比設定値に基づいて、前記第４の光と前記第５の光の光量比を前記第３光量比に調整することで、前記画像の赤色領域における色表現を調整することを特徴とする内視鏡用光源装置。
【請求項４】
請求項１において、
前記光源コントローラは、
前記照明光の演色性の目標に対応した前記光量比設定値に基づいて、前記４以上の光の各光の光量を調整することで、前記照明光の前記色バランスを、前記演色性に対応した色バランスに調整し、前記画像の前記色表現を、前記演色性に対応した色表現に調整することを特徴とする内視鏡用光源装置。
【請求項５】
請求項４において、
前記光源コントローラは、
前記演色性の目標により特定される前記第１光量比の許容調整範囲と、前記演色性の目標により特定される前記第２光量比の許容調整範囲と、を満たす前記光量比設定値に基づいて、前記４以上の光の各光の光量を調整することを特徴とする内視鏡用光源装置。
【請求項６】
請求項４において、
前記演色性の目標は、キセノン光源の色バランス、及び前記キセノン光源を用いて撮像される画像の色表現であることを特徴とする内視鏡用光源装置。
【請求項７】
請求項１において、
前記光源コントローラは、
撮像素子の分光感度特性と、前記４以上の光の分光特性とにより設定される前記光量比設定値に基づいて、前記４以上の光の各光の光量を調整することを特徴とする内視鏡用光源装置。
【請求項８】
請求項１において、
前記光量比設定値を記憶する記憶部を含み、
前記光源コントローラは、
前記記憶部に記憶された前記光量比設定値に基づいて、前記４以上の光の各光の光量を調整することを特徴とする内視鏡用光源装置。
【請求項９】
請求項１において、
前記光源コントローラは、
前記第１光量比を設定する色バランス制御回路と、
前記第２光量比を設定する色表現制御回路と、
を有し、
前記色バランス制御回路により設定された前記第１光量比と、前記色表現制御回路により設定された前記第２光量比とに基づいて、前記光量比設定値を設定することを特徴とする内視鏡用光源装置。
【請求項１０】
請求項９において、
前記色バランス制御回路は、
内視鏡装置の入力部から入力される情報に基づいて前記第１光量比を設定し、
前記色表現制御回路は、
前記入力部から入力される前記情報に基づいて前記第２光量比を設定することを特徴とする内視鏡用光源装置。
【請求項１１】
請求項１０において、
記憶部を含み、
前記光源コントローラは、
設定モードにおいて、前記色バランス制御回路により設定された前記第１光量比と、前記色表現制御回路により設定された前記第２光量比とに基づいて、前記光量比設定値を前記記憶部に記憶させ、
通常動作モードにおいて、前記記憶部に記憶された前記光量比設定値に基づいて、前記４以上の光の各光の光量を調整することを特徴とする内視鏡用光源装置。
【請求項１２】
請求項１において、
前記光源コントローラは、
内視鏡装置に第１内視鏡スコープが装着されたとき、前記第１内視鏡スコープに対応した第１光量比設定値に基づいて、前記４以上の光の各光の光量を調整し、
前記内視鏡装置に第２内視鏡スコープが装着されたとき、前記第２内視鏡スコープに対応し且つ前記第１光量比設定値とは異なる第２光量比設定値に基づいて、前記４以上の光の各光の光量を調整することを特徴とする内視鏡用光源装置。
【請求項１３】
請求項１２において、
前記第１内視鏡スコープ及び前記第２内視鏡スコープは、
時分割の前記４以上の光に照明される前記被写体をモノクロ撮像素子が撮像する面順次方式の内視鏡スコープ、及び前記照明光に照明される前記被写体を原色ベイヤ撮像素子が撮像する原色型の内視鏡スコープ、前記照明光に照明される前記被写体を補色撮像素子が撮像する補色型の内視鏡スコープのうちの、いずれか２つであることを特徴とする内視鏡用光源装置。
【請求項１４】
請求項１において、
前記４以上の光の各光の光量をセンシングする光センサを含み、
前記光源コントローラは、
内視鏡スコープから前記被写体に照射される前記照明光が、前記光量比設定値が示す光量比となるように、前記光センサによりセンシングされた光量に基づいて、前記４以上の光の光量を調整することを特徴とする内視鏡用光源装置。
【請求項１５】
請求項１４において、
前記光源部は、
前記４以上の光を前記内視鏡スコープに入射させる光合波部を有し、
前記光センサは、
前記４以上の光が前記光合波部を通過するときの減衰と等しい波長特性を有する光学フィルタを有し、
前記光源コントローラは、
前記光センサからの出力に基づいて、前記４以上の光の光量を調整することを特徴とする内視鏡用光源装置。
【請求項１６】
請求項１において、
前記光源コントローラは、
前記第１光量比により決定された前記色バランスを維持しながら、前記第２光量比を調整することを特徴とする内視鏡用光源装置。
【請求項１７】
互いに波長の異なる第１〜第５の光を射出する第１〜第５の光源を有し、被写体に照射するための照明光を生成する光源部と、
色バランスに関する第１光量比及び色表現に関する第２光量比及び第３光量比を設定するための光量比設定値に基づいて、前記第１〜第５の光の各光の光量を調整する光源コントローラと、
を含み、
前記第１の光及び前記第２の光は、青色領域に属する狭帯域光であり、
前記第３の光は、緑色領域に属し、
前記第４の光及び前記第５の光は、赤色領域に属する狭帯域光であり、
前記第１光量比は、前記第１の光及び前記第２の光の光量が加算された光量と、前記第３の光の光量と、前記第４の光及び前記第５の光の光量が加算された光量と、の比であり、
前記第２光量比は、前記第１の光と、前記第２の光と、の光量比であり、
前記第３光量比は、前記第４の光と、前記第５の光と、の光量比であり、
前記光源コントローラは、
前記光量比設定値に基づいて、前記第１の光と前記第２の光の光量比を前記第２光量比に調整することで、前記被写体を撮像した画像の黄色領域から赤色領域における色表現を調整し、
前記光量比設定値に基づいて、前記第４の光と前記第５の光の光量比を前記第３光量比に調整することで、前記画像の赤色領域における色表現を調整することを特徴とする内視鏡用光源装置。
【請求項１８】
請求項１に記載された内視鏡用光源装置と、
内視鏡スコープと、
を含むことを特徴とする内視鏡装置。
【請求項１９】
可視光の波長領域に含まれる青色領域、緑色領域及び赤色領域の各々に４以上の光のうち少なくとも１つずつの光が属し、前記青色領域、前記緑色領域及び前記赤色領域のいずれかの領域である第１色領域に前記４以上の光のうち２以上の光が属し、前記第１色領域に属する前記２以上の光は、狭帯域光であり、第１光量比は、前記青色領域に属する光と前記緑色領域に属する光と前記赤色領域に属する光の光量比であり、第２光量比は、前記第１色領域に属する前記２以上の光の光量比である場合において、
互いに波長の異なる前記４以上の光を照明光として内視鏡スコープに入射し、
色バランスに関する前記第１光量比及び色表現に関する前記第２光量比を設定するための光量比設定値に基づいて、前記４以上の光の各光の光量を調整することで、前記照明光の色バランスと、前記内視鏡スコープの撮像素子によって撮像される画像の明度、彩度及び色相の少なくとも一つを含む前記画像の色表現と、を調整することを特徴とする内視鏡用光源装置の作動方法。
【請求項２０】
青色領域に属する狭帯域光である第１の光及び第２の光を射出する第１の光源及び第２の光源と、緑色領域に属する狭帯域光である第３の光を射出する第３の光源と、赤色領域に属する狭帯域光である第４の光及び第５の光を射出する第４の光源及び第５の光源と、の各々の光量を調整する光量調整方法であって、
光源コントローラが、光量比設定値に基づいて、前記第１の光及び前記第２の光の光量が加算された光量と、前記第３の光の光量と、前記第４の光及び前記第５の光の光量が加算された光量と、の比を第１光量比に調整することで、色バランスを調整し、
前記光源コントローラが、前記光量比設定値に基づいて、前記第１の光と前記第２の光の光量比を第２光量比に調整することで、被写体を撮像した画像の黄色領域から赤色領域における色表現を調整し、
前記光源コントローラが、前記光量比設定値に基づいて、前記第４の光と前記第５の光の光量比を第３光量比に調整することで、前記画像の赤色領域における色表現を調整することを特徴とする光量調整方法。
【国際調査報告】
2020100184.tif 000018
2020100184.tif 000019
2020100184.tif 000020
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