JP6484257B2 - 照明装置、内視鏡システム及び色味補正装置 - Google Patents

Description

本発明は、照明装置及びこれを用いた内視鏡システム並びに色味補正装置に関する。

従来から用いられている光源に対し、ＬＥＤやレーザなど固体光源は低消費電力、高接続効率、小型、高速切替可能など様々な長所を有する。このような固体光源に対する技術革新は目覚しく、従来の光源に代わり内視鏡等への応用が進められている。固体光源の特徴として一般的に狭帯域波長の光を出力するため、照明用光源として使用する場合は、複数色の波長光が必要となる。そのため、発光波長の異なる複数種類の狭帯域光源を用意し、これらの光源から射出される光を常に色味を一定にして出力することが必要である。

例えば、特許文献１では、電子内視鏡用の光源の分光特性を制御する方法が開示されている。具体的な方法としては、まず、ＲＧＢのフルカラーＬＥＤにより照明された白色物体の映像を、電子内視鏡の先端部に設けられたカラー単板式撮像素子により検出する。次に、検出された各色信号を、プロセス回路を介して光源部の比較回路に入力する。そして、各色信号の信号振幅レベルを比較回路において比較し、その結果に基づいてフルカラーＬＥＤの各発光出力を制御するＬＥＤドライバを制御して、カラー単板式のＣＣＤにおいて検出される各色信号の信号振幅レベル相互間における比が１となるようにする、というものである。この方法では、電子内視鏡に用いられるカラーＣＣＤの波長感度特性に関わりなく、適正なカラー画像を撮像できる。

特開２００２−１２２７９４号公報

しかしながら、LEDやレーザなど狭帯域光源を照明光として利用する場合、個体ごとに、あるいは経時的に波長や光量がずれることから、結果として出力される画像が変化してしまうという課題を有している。実際に、ＬＥＤやレーザは、中心波長から個体ごとに±５ｎｍ程度、大きいもので±１０ｎｍ程度のバラつきを有する。キセノン光源、ハロゲン光源などブロードなスペクトルを有する光源の場合、このように波長がずれたとしても、広い波長範囲の光を多く含んでいるため、情報が欠落してしまったり強調されてしまったりという変動が少ない。一方、上記狭帯域光源で取得できる画像情報は、単波長の波長情報に基づくものであるため、それらが個々に波長変動または光量変動することにより画像が比較的大きく変化してしまう。

したがって、これらの点に着目してなされた本発明の目的は、複数の狭帯域光源を用いる照明装置及び内視鏡システムにおいて、狭帯域光源個体ごとの波長や光量が変動しても、安定した色味の照明光を照射することができる照明装置及びこれを用いた内視鏡システム並びに色味補正装置を提供することにある。

上記目的を達成する照明装置の発明は、
ピーク波長の異なる複数の狭帯域光源を備える光源部であって、前記複数の狭帯域光源がピーク波長によって複数の狭帯域光源グループに分類され、且つ、前記狭帯域光源グループのうち複数の前記狭帯域光源で構成される狭帯域光源グループを第１種狭帯域光源グループとする、光源部と、
前記光源部の発光により得られる照明光の照明色を検出する検出部と、
前記第１種狭帯域光源グループ毎の第１の適正照明色を記憶する記憶部と、
前記第１種狭帯域光源グループ毎に、該第１種狭帯域光源グループに属する前記複数の狭帯域光源を発光して前記検出部から得られる照明色と、該第１種狭帯域光源グループの前記第１の適正照明色とを比べて、前記第１種狭帯域光源グループに属する前記狭帯域光源毎の適正出力を算出する出力算出部と、
算出された前記適正出力に基づいて、前記光源部に含まれる前記複数の狭帯域光源を制御する光源制御部と、
を備え、
前記出力算出部は、前記第１種狭帯域光源グループ毎に、前記検出部から得られる照明色を、該第１種狭帯域光源グループの前記第１の適正照明色に近づけるように、前記第１種狭帯域光源グループに属する前記狭帯域光源毎の前記適正出力を算出することを特徴とするものである。

上記目的を達成する内視鏡システムの発明は、
上記照明装置と、
該照明装置から射出される照明光によって生成された被観察部からの戻り光を画像信号に変換する撮像部と
を有することを特徴とする内視鏡を備える。

好ましくは、前記撮像部は前記検出部を兼ね、該検出部は、前記第１種狭帯域光源グループ毎に取得される画像信号を、前記第１種狭帯域光源グループの前記照明色として検出する。

また、好ましくは、前記検出部は、標準被写体を前記被観察部側に配置した状態で、前記第１種狭帯域光源グループ毎に取得される前記標準被写体の画像信号を、前記第１種狭帯域光源グループの前記照明色として検出する。

あるいは、前記検出部は、前記光源部から出射した照明光から分岐された該照明光の一部に基づいて、前記照明色を検出しても良い。

さらに、複数の前記狭帯域光源グループに属する狭帯域光源を発光させ、前記照明装置から射出される照明光を観察照明光とし、
前記記憶部は、さらに第２の適正照明色を記憶しており、
前記出力算出部は、前記第１種狭帯域光源グループ毎に、前記複数の狭帯域光源毎の適正出力を算出した後、前記観察照明光を、前記第２の適正照明色に近づけるように、同一の前記第１種狭帯域光源グループに所属する前記狭帯域光源毎の前記適正出力の比である出力比を維持したまま、それぞれの前記複数の狭帯域光源グループに属するそれぞれの前記狭帯域光源の出力を算出するようにすることが好ましい。

ここで、前記第２の適正照明色は、前記複数の狭帯域光源グループを組み合わせて得られる照明色であり、
前記出力算出部は、前記観察照明光を前記第２の適正照明色と実質的に同一の照明色を有するように、前記複数の狭帯域光源グループに属するそれぞれの前記狭帯域光源の出力を算出するように構成することができる。

また、前記撮像部は、互いに波長感度特性の異なる複数のカラー受光素子からなり、
同一の前記第１種狭帯域光源グループに属する複数の狭帯域光源は、互いに重なり合わない複数の波長領域の中の同一の波長領域にピーク波長を有するようにすることができる。

あるいは、前記撮像部は、互いに波長感度特性の異なる複数のカラー受光素子からなり、
同一の前記第１種狭帯域光源グループに属する狭帯域光源は、それぞれ異なる互いに重なり合わない複数の波長領域にピーク波長を有するようにしても良い。

さらに、前記第１種狭帯域光源グループの少なくとも１つは、特殊光観察時に用いられる狭帯域光源からなることができる。

また、前記標準被写体は、前記撮像部に対向する面の少なくとも一部が白色の領域を有することができる。

さらに、上記内視鏡システムは、Ｌ、Ｍ、Ｎを１以上の自然数とし、前記狭帯域光源グループの数をＬ、前記狭帯域光源グループのそれぞれに所属する狭帯域光源の数のうち最大の数をＭ、前記カラー受光素子のカラー種類数をＮとしたとき、
Ｎ≧ＬかつＮ≧Ｍ
であることが好ましい。

また、前記照明装置の備える前記狭帯域光源の数は、４以上９以下であることが好ましい。

また、前記光源部は、前記狭帯域光源グループに属する狭帯域光源の同時発光を、前記狭帯域光源グループごとに順次行い、前記撮像部は、前記狭帯域光源の発光のタイミングに合わせて前記画像信号を取得し、前記画像信号を元にカラー画像を生成しても良い。

また、その場合、前記標準被写体は、前記撮像部に対向する面の一部が、３つ以上の異なる色を有する領域に区分されていても良い。

さらに、上記目的を達成する色味補正装置の発明は、
ピーク波長の異なる複数の狭帯域光源を備える光源装置であって、前記複数の狭帯域光源がピーク波長によって複数の狭帯域光源グループに分類され、且つ、前記狭帯域光源グループのうち複数の前記狭帯域光源で構成される狭帯域光源グループを第１種狭帯域光源グループとする、光源装置の色味補正を行う色味補正装置であって、
前記光源装置の発光により得られる照明光の照明色を検出する検出部と、
前記第１種狭帯域光源グループ毎の適正照明色を記憶する記憶部と、
前記第１種狭帯域光源グループ毎に、該第１種狭帯域光源グループに属する前記複数の狭帯域光源を発光して前記検出部から得られる照明色と、該第１種狭帯域光源グループの前記第１の適正照明色とを比べて、前記第１種狭帯域光源グループに属する前記狭帯域光源毎の適正出力を算出する出力算出部とを備え、
前記出力算出部は、前記第１種狭帯域光源グループ毎に、前記検出部から得られる照明色を、該第１種狭帯域光源グループの前記適正照明色に近づけるように、前記第１種狭帯域光源グループに属する前記狭帯域光源毎の前記適正出力を算出することを特徴とするものである。

本発明によれば、出力算出部が、第１種狭帯域光源グループに属する複数の狭帯域光源を発光して、検出部から得られる照明色と、該第１種狭帯域光源グループの第１の適正照明色とを比べて、第１種狭帯域光源グループに属する狭帯域光源毎の適正出力を算出し、光源制御部が、算出された適正出力に基づいて、光源部に含まれる複数の狭帯域光源を制御するので、狭帯域光源の個体ごとの波長や光量が変動しても、安定した色味の照明光を照射することができる。

第１実施の形態に係る内視鏡システムの外観図である。 図１の内視鏡システムの主要部分のブロック図である。 カラー撮像部の撮像素子の波長感度曲線、レーザ波長及び狭帯域光源グループの関係を示す図である。 ＲＧＢ色空間における各狭帯域光源グループの色味補正を説明する図である。 青色領域の狭帯域光源グループの色味補正を説明する図である。 ＲＧＢ色空間におけるホワイトバランス調整を説明する図である。 カラー被写体の例を示す図である。 緑色領域の狭帯域光源グループとして、ＬＥＤのみを用いた場合の撮像素子の波長感度曲線、狭帯域光源の波長及び狭帯域光源グループの関係を示す図である。 緑色領域の狭帯域光源グループとして、ＬＥＤ及びレーザを用いた場合の撮像素子の波長感度曲線、狭帯域光源の波長及び狭帯域光源グループの関係を示す図である。 第２実施の形態における、撮像素子の波長感度曲線、レーザ波長及び狭帯域光源グループの関係を示す図である。 ＲＧＢ色空間における各狭帯域光源グループの色味補正を説明する図である。 ＲＧＢ色空間におけるホワイトバランス調整を説明する図である。 第３実施の形態における、撮像素子の波長感度曲線、レーザ波長及び狭帯域光源グループの関係を示す図である。 ＲＧＢ色空間における各狭帯域光源グループの色味補正を説明する図である。 第４実施の形態に係る色味補正装置の構成を光源装置とともに示すブロック図である。 第５実施の形態に係る内視鏡システムの主要部分のブロック図である。 図１６の検出部を説明する図である。

本発明は、複数波長のレーザ光源群を照射することで、色再現性の高い自然な観察が可能な照明装置、および、該照明装置を含んだ内視鏡システム並びに色味補正装置を提供するものである。本願において「狭帯域光源」とは、特定の狭い領域に波長強度を有する光源を意味し、レーザ、ＬＥＤ等を含む。実施形態では、レーザを例に記述しているが同様に狭帯域スペクトルの光を出射するＬＥＤでも同様の効果が得られる。また、「色味」とは、色の見え方を意味するものである。特に、二種類以上の異なる波長の光を混合した場合、生成される光が白色物体を照射した際に観察される色彩を表す。さらに、本願において、レーザを数える場合は、波長の異なるレーザどうしを別々のレーザとして数える一方、１波長の出力を上げるためやスペックル低減、コスト削減などの理由で、同波長レーザを複数個設置しているレーザに関しては、別個のレーザとして数えないものとする。ＬＥＤについても同様である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。

（第１実施の形態）
図１は、第１実施の形態に係る内視鏡システム１の外観図である。また、図２は、図１の内視鏡システム１の本発明に関連する主要部分のブロック図である。図１に示すように、内視鏡システム１は、内視鏡２、内視鏡２と着脱自在に接続する内視鏡システム本体３、及び、内視鏡２で撮像された画像を表示する画像表示部４を有している。

内視鏡２は、体腔内に挿入される細長い挿入部５、及び、挿入部５の体腔に挿入される先端部側の反対側（基端部側）に配設された操作部６を備える。挿入部５は、先端部から基端部側に向けて、先端硬質部７、湾曲部８及び可撓管部９を有する。また、操作部６は、内視鏡２を把持するための把持部１０及びユニバーサルコード１１を備える。把持部１０には、湾曲部８を操作するための湾曲ダイヤル１２や内視鏡観察中にさまざまな操作を行うためのスイッチ１３が設けられている。

図２に示すように、内視鏡システム１の内視鏡システム本体３は、光源部２１、撮像信号取得部２２、画像形成部２３、出力算出用撮像信号算出部２４、出力算出部２５、記憶部２６、レーザ別入力信号記憶部２７、光源制御部２８、レーザ出力調整スイッチ２９、調整状態提示部３０を有している。撮像信号取得部２２、画像形成部２３、出力算出用撮像信号算出部２４、出力算出部２５、記憶部２６、レーザ別入力信号記憶部２７、光源制御部２８は、プロセッサおよびメモリを有する同一のまたは複数のコンピュータハードウェアに実装することができる。また、内視鏡２の先端硬質部７には、配光変換部材３１及びカラー撮像部３２（検出部）が配設されている。

光源部２１は、それぞれ光源制御部２８により個別に制御される波長の異なる６つのレーザＬ₁〜Ｌ₆、及びコンバイナ３４を有する。レーザＬ₁〜Ｌ₆は、半導体レーザなど固体レーザを用いることができる。各レーザＬ₁〜Ｌ₆の波長は、それぞれ４２０ｎｍ，４５０ｎｍ，５３０ｎｍ，５９０ｎｍ，６４０ｎｍ，６６０ｎｍである。各レーザＬ₁〜Ｌ₆からの光は、６本の光ファイバ３３により導波され、コンバイナ３４に入射される。コンバイナ３４では、上記６つのレーザＬ₁〜Ｌ₆からの光ファイバ３３の出力が結合され、１本の光ファイバ３５に出力される。１本の光ファイバ３５に集約された６波長混合光は、光ファイバ３５によって、内視鏡２のユニバーサルコード１１を通り、挿入部５の先端硬質部７まで導光される。

光ファイバ３５の先端の配光変換部材３１は、光ファイバ３５を導光された６波長混合光を、照明に適した配光に変換し、前方に照明光として射出する。配光変換部材３１としては、照明光の口径を拡大するためのレンズ、光量を空間的に均一化するための拡散機能を有する拡散部材、またはこれらを組み合わせたもの等で構成される。

内視鏡システム１の通常の観察において、観察対象（被観察部）は、挿入部５先端の前方に配置される。配光変換部材３１とほぼ同じ面に撮像部としてのカラー撮像部３２が配置され、観察対象からの戻り光を面で２次元的に受光し、物体のイメージ像を画像信号として電気信号群に変換し、信号線３６を介して内視鏡システム本体３へ送信する。送信された画像信号は、撮像信号取得部２２が受信し、続いて画像形成部２３に送信する。画像形成部２３は、表示のための画像処理を行い、処理された画像信号を画像表示部４に送信し、画像表示部４により画像を表示する。画像表示部４は、例えば、液晶ディスプレイなどのモニター装置である。装置使用者はこの画像を視認することで観察対象を観察する。

次に、内視鏡システム１における、レーザ個体バラつき及び撮像素子感度バラつきに起因する画質バラつきを解消するための出力バランス調整について説明する。本実施の形態では、発振波長の近いレーザどうしを同一の狭帯域光源グループに属するものとし、同一の色領域内の狭帯域光源グループのレーザどうしで出力バランス調整を行う。個々のレーザＬ₁〜Ｌ₆の光量や波長に変動がある場合でも、またカラー撮像部３２の撮像素子が個体ごとに感度バラつきがある場合でも、同じ狭帯域光源グループに属するレーザ群どうしで出力比を調整し、カラー撮像部３２で同じ照明色（同じ信号出力値）が得られるようにすることで、個々のバラつきを補完し、安定した画像信号を取得することができる。

具体的には、照明光の色味を構成する原色毎に安定化させるために、波長領域毎に区分する。区分の方法としては、カラー撮像部３２の撮像素子の持つ波長感度特性に準じて行うことが望ましい。撮像素子には一般的に複数種類の異なる波長感度特性を有する原色画素が規則正しく並んでいる。より一般的には赤色、緑色、青色の原色カラーフィルタが設置された３種類の画素が配列されている。

図３は、カラー撮像部３２の撮像素子の波長感度曲線Ｓ₁〜Ｓ₃、レーザ波長及び狭帯域光源グループＧｒ，Ｇｇ，Ｇｂの関係を示す図である。図３の波長感度曲線Ｓ₁〜Ｓ₃は、それぞれ撮像素子の青色、緑色、赤色の各波長感度曲線を、各色の撮像素子のカラーフィルタの分光透過率によって示している。このように、カラー撮像部３２は、互いに波長感度特性の異なるカラー受光素子からなる。また、縦に延びる直線は横軸の座標によりピーク波長を示すレーザである。それぞれ異なる波長感度曲線Ｓ₁〜Ｓ₃の高さが逆転するグラフ上の交点を境界として、各レーザをグループ分けすることが望ましい。しかし、実際には、撮像素子感度特性を実際に測定することに困難があるため、赤色狭帯域光源グループＧｒを波長が６００ｎｍ以上、緑色狭帯域光源グループ波長がＧｇを５００ｎｍ以上６００ｎｍ未満、青色狭帯域光源グループＧｂを波長が５００ｎｍ未満とする簡易な区分けを採用することもできる。このように、本実施の形態では、同一の狭帯域光源グループＧｂ，Ｇｇ，Ｇｒに属するレーザＬ₁，Ｌ₂；Ｌ₃，Ｌ₄；Ｌ₅，Ｌ₆は、互いに重なり合わない複数の波長領域の中の同一の波長領域に異なるピーク波長を有している。なお、本願においては、レーザＬ₁，Ｌ₂；Ｌ₃，Ｌ₄；Ｌ₅，Ｌ₆等の記載により、レーザＬ₁とＬ₂、レーザＬ₃とＬ₄、レーザＬ₅とＬ₆が、それぞれグループになっていることを示すものとする。

本実施の形態では、同一の狭帯域光源グループＧｒ，Ｇｇ，Ｇｂに属するレーザどうしで色味を補完する。同じ色味／明るさの被写体を撮像する際に、光源の波長特性が変化したり、使用する内視鏡が異なっていてもカラー撮像部３２から出力されるＲＧＢ信号が、所定の信号値となるように調整することによって、各内視鏡装置における画像の安定化に繋がるとともに、異なる内視鏡装置であっても同じ色味の画像が得られる。この色味補完の目的のため撮像素子から出力されるＲＧＢ画像信号の信号値をパラメータとして用いる。

上述のように、図３には、各色の狭帯域光源グループＧｒ，Ｇｇ，Ｇｂによる光源のグループ分けを示している。より具体的には、レーザＬ_１及びレーザＬ_２は青色狭帯域光源グループＧｂ、レーザＬ_３，Ｌ_４は緑色狭帯域光源グループＧｇ、レーザＬ_５，Ｌ_６は赤色狭帯域光源グループＧｒに、それぞれ属する。また、以下では狭帯域光源グループのうち、複数の狭帯域光源を含むものを第１種狭帯域光源グループとする。したがって、単一の狭帯域光源のみで狭帯域光源グループを形成する場合は、第１種狭帯域光源グループではない。図３に示す赤色狭帯域光源グループＧｒ、緑色狭帯域光源グループＧｇ、青色狭帯域光源グループＧｂは、何れも第１種狭帯域光源グループである。

次に、同じ狭帯域光源グループに属するレーザ間の出力調整の方法について説明する。図２に示すように、使用者はまず挿入部５の先端の観察対象側に標準被写体として所定の標準白色板３７を所定の距離、角度で設置する。内視鏡システム本体３にはレーザ出力調整スイッチ２９があり、それが押されると予め設定された手順に従って、狭帯域光源グループＧｂ，Ｇｇ，Ｇｒ毎にレーザＬ₁，Ｌ₂；Ｌ₃，Ｌ₄；Ｌ₅，Ｌ₆が出力され、各レーザ出力の適正化を内部で算出する。

本実施形態の場合、例えば、短波長の狭帯域光源グループから順に出力させることができる。すなわち、青色狭帯域光源グループＧｂに属するレーザＬ₁，Ｌ₂、緑色狭帯域光源グループＧｇに属するレーザＬ₃，Ｌ₄、赤色狭帯域光源グループＧｒに属するレーザＬ₅，Ｌ₆を、各狭帯域光源グループごとに発光させ、発光する狭帯域光源グループＧｂ，Ｇｇ，Ｇｒを順次切り替えていくことができる。

各狭帯域光源グループごとに射出した照明光（複数レーザの混合波）は、標準白色板３７で反射され、その照明色は、標準白色板３７からの画像信号としてカラー撮像部３２により検出され撮像信号取得部２２により取得される。撮像信号取得部２２からの画像信号は、出力算出用撮像信号算出部２４に送信される。出力算出用撮像信号算出部２４は、例えば、画像信号の中から、所定の中心画素など代表画素の信号値（「照明色」に対応する）を抽出し、出力算出部２５に出力する。各狭帯域光源グループ毎に取得した信号値を、現状信号値と称し、狭帯域光源グループＧｒ，Ｇｇ，Ｇｂごとに、Ｎｒ（ｒ_Rn，ｇ_Rn，ｂ_Rn），Ｎｇ（ｒ_Gn，ｇ_Gn，ｂ_Gn），Ｎｂ（ｒ_Bn，ｇ_Bn，ｂ_Bn）で表す。「現状信号値」とは、照明色の調整を行う前の照明色に対応する信号値である。

なお、現状信号値Ｎｒ，Ｎｇ，Ｎｂは、いずれかの代表画素１画素から得られる信号値に限られず、標準白色板３７から得られる全体もしくは一部分の領域の信号群に対する平均値やピーク値などでも良い。このような代表画素もしくは特定の領域に対する現状信号値を取得することにより、レーザ及び撮像素子個体バラつきを安定的に補正することができる。

図４は、ＲＧＢ色空間における各狭帯域光源グループＧｒ，Ｇｇ，Ｇｂの色味補正を説明する図である。図４において、各レーザＬ_１〜Ｌ_６のＲＧＢの信号値がバラつくと想定される範囲を、それぞれ、破線で囲まれたＲ_４２０，Ｒ_４５０，Ｒ_５３０，Ｒ_５９０，Ｒ_６４０，Ｒ_６６０で示している。記憶部２６は、狭帯域光源グループＧｒ、Ｇｇ，Ｇｂの第１の適正照明色を適正信号値Ｔｒ（ｒ_Ｒｔ，ｇ_Ｒｔ，ｂ_Ｒｔ），Ｔｇ（ｒ_Ｇｔ，ｇ_Ｇｔ，ｂ_Ｇｔ），Ｔｂ（ｒ_Ｂｔ，ｇ_Ｂｔ，ｂ_Ｂｔ）として記憶している。第１の適正照明色とは、狭帯域光源グループＧｒ，Ｇｇ，Ｇｂからの照明光の照射により実現すべき色味であり、記憶部２６により各狭帯域光源グループＧｒ，Ｇｇ，Ｇｂごとの適正な画像信号として記憶される。Ｇｂ，Ｇｇ，Ｇｒの第１の適正照明色は、レーザＬ_１，Ｌ_２；Ｌ_３，Ｌ_４；Ｌ_５，Ｌ_６の出力や撮像信号取得部２２の想定される波長バラつきのうち、最大限バラついても調整可能な範囲のものを記憶している。

出力算出部２５は、各狭帯域光源グループＧｂ，Ｇｇ，Ｇｒ内における各レーザＬ₁，Ｌ₂；Ｌ₃，Ｌ₄；Ｌ₅，Ｌ₆の出力を調整して第１の適正照明色の照明光を得る具体的な算出方法を記憶し、これを実行する。

例えば、出力算出部２５は、出力算出用撮像信号算出部２４から得られる、青色狭帯域光源グループＧｂに含まれる、レーザＬ₁（波長４２０ｎｍ），レーザＬ₂（波長４５０ｎｍ）を同時に照射したときの狭帯域光源グループＧｂの現状信号値Ｎｂ（ｒ_Bn，ｇ_Bn，ｂ_Bn）を取得／算出する。また、記憶部２６から青色狭帯域光源グループＧｂに対する適正信号値、Ｔｂ（ｒ_Bt，ｇ_Bt，ｂ_Bt）を取得する。次に、出力算出部２５は、青色狭帯域光源グループＧｂの現状信号値Ｎｂ（ｒ_Bn，ｇ_Bn，ｂ_Bn）と適正信号値、Ｔｂ（ｒ_Bt，ｇ_Bt，ｂ_Bt）とを比べて、各レーザＬ₁，Ｌ₂の出力を算出する。より具体的には、数学的に現状信号値Ｎｂ（ｒ_Bn，ｇ_Bn，ｂ_Bn）から適正信号値Ｔｂ（ｒ_Bt，ｇ_Bt，ｂ_Bt）までの座標上の距離を算出し、この距離に応じた計算を行い、適正信号値Ｔｂにより近付けるように（すなわち、第１の適正照明色に近づくように）、各レーザＬ₁，Ｌ₂の適正出力を算出する。このとき、適正信号値Ｔｂに正確に合わせられないことも十分あり得るため、最も適正信号値にＲＧＢ色空間の座標上で近接した信号値となるよう各レーザＬ₁，Ｌ₂の出力を調整する。

具体的な計算方法を、青色領域を例にとり、図５を参照して以下に説明する。図５は、青色狭帯域光源グループＧｂの色味補正を説明する図であり、図４のＲＧＢ色空間の青色部分を拡大して示している。

青色狭帯域光源グループＧｂに属しているレーザＬ₁，Ｌ₂に使用される４２０ｎｍ帯及び４５０ｎｍ帯のレーザのそれぞれが、製造時の個体差及び経時変化によりバラつくＲＧＢ色空間上の領域をＲ₄₂₀，Ｒ₄₅₀とし、製造時に最も多く作製される仕様中心のレーザに関する信号値、閾値電流、及びスロープ効率を、それぞれ、中心信号値、中心閾値電流、及び、中心スロープ効率と呼び、４２０ｎｍ帯のレーザ及び４５０ｎｍ帯のレーザに対して以下のように表記する。
４２０ｎｍレーザ中心信号値：Ｃ₄₂₀（ｒ_420C，ｇ_420C，ｂ_420C）
４５０ｎｍレーザ中心信号値：Ｃ₄₅₀（ｒ_450C，ｇ_450C，ｂ_450C）
４２０ｎｍレーザ中心閾値電流：Ｉ_th420
４５０ｎｍレーザ中心閾値電流：Ｉ_th450
４２０ｎｍレーザ中心スロープ効率：η₄₂₀
４２０ｎｍレーザ中心スロープ効率：η₄₅₀

一般的に上記中心信号値を示すレーザが入手できる確率が最も高いので、これらを結ぶ直線上に適正信号値Ｔｂ（ｒ_Bt，ｇ_Bt，ｂ_Bt）が設定されることが望ましい。４２０ｎｍ帯のレーザ及び４５０ｎｍ帯のレーザから、それぞれ、レーザＬ₁、Ｌ₂を採用し、調整前において、それらレーザＬ₁，Ｌ₂の混合光が適正信号値となる期待値が最も高い出力方法としては、４２０ｎｍレーザ中心信号値Ｃ₄₂₀から適正信号値Ｔｂまでの距離（図５中「ａ」）と、４５０ｎｍレーザ中心信号値Ｃ₄₅₀から適正信号値までの距離（図５中「ｂ」）の比となるように、レーザＬ₁，Ｌ₂の出力を設定することである。従って、レーザＬ₁の出力が「ａ×比例定数ｍ」［ｍＷ］となることを期待して、レーザＬ₁に電流値、

Ｉ_th420＋ａ×比例定数ｍ÷η₄₂₀ （１）

を入力する。また、レーザＬ₂の出力が「ｂ×比例定数ｍ」［ｍＷ］となることを期待して、レーザＬ₂に電流値、

Ｉ_th450＋ｂ×比例定数ｍ÷η₄₅₀ （２）

を入力する。このようにして出力された信号値が、現状信号値Ｎｂ（ｒ_Bn，ｇ_Bn，ｂ_Bn）となる。

次に、ＲＧＢ色空間上で、適正信号値Ｔｂを通り、４２０ｎｍレーザ中心信号値Ｃ₄₂₀と４５０ｎｍレーザ中心信号値Ｃ₄₅₀を接続した直線と直交する直線を適正信号値直交線とし、その適正信号値直交線と現状信号値ＮｂとのＲＧＢ色空間の座標上での距離を算出する（図５中「ｃ」とする）。図５の例では、現状信号値Ｎｂが適正信号値直交線よりも４２０ｎｍ帯レーザ側に存在するため、レーザＬ₁の出力を低下させ、逆にレーザＬ₂の出力を増加させることで、適正信号値Ｔｂに近づけることができる。具体的には、レーザＬ₁，Ｌ₂のレーザの印加電流を距離ｃに基づき増減させる。
４２０ｎｍ帯レーザＬ₁の印加電流を、

Ｉ_th420＋（ａ−ｃ）×比例定数ｍ÷η₄₂₀ （３）

４５０ｎｍ帯レーザＬ₂の印加電流を、

Ｉ_th450＋（ｂ＋ｃ）×比例定数ｍ÷η₄₅₀ （４）

に変更して出力させる。
このようにして、青色狭帯域光源グループＧｂに属するレーザＬ₁，Ｌ₂について、適正なレーザ出力比が決定され、その出力比で同時に出力したときの信号値（適正化後出力信号値）が予想される。他の緑色および赤色狭帯域光源グループＧｇ，Ｇｒについても、同様の方法で、所属するレーザＬ₃，Ｌ₄；Ｌ₅，Ｌ₆の出力比を決定し、適正化後出力信号値を予想することができる。

適正化後出力信号値と適正信号値ＴｂとのＲＧＢ色空間での距離は、４２０ｎｍレーザ中心信号値Ｃ_４２０と４５０ｎｍレーザ中心信号値Ｃ_４５０との間の距離の１０％以内であれば、適正化後出力信号に基づく照明色と、第１の適正照明色との色味の差異は非常に小さい。したがって、適正化後出力信号値をこの範囲にすることによって、より効果が得られる。

次に、通常光観察をする際に出力される全てのレーザＬ₁〜Ｌ₆の出力比の調整方法について、図６を参照して説明する。図６は、ＲＧＢ色空間におけるホワイトバランス調整を説明する図である。

まず、標準白色板３７を配置した状態で、光源部２１から各狭帯域光源グループＧｒ，Ｇｇ，Ｇｂ別に適正化された出力比で、狭帯域光源グループＧｒ，Ｇｇ，Ｇｂ毎に所属するレーザを出力させ、カラー撮像部３２、撮像信号取得部２２により、撮像信号を取得する。そうすることで、各狭帯域光源グループＧｒ，Ｇｇ，Ｇｂ内で適正化された各色の画素信号値を取得する。これを狭帯域光源グループ適正化後実測信号値と呼び、赤色、緑色及び青色についてそれぞれ、ＴＮｒ（ｒ_Rtn,ｇ_Rtn,ｂ_Rtn），ＴＮｇ（ｒ_Gtn,ｇ_Gtn,ｂ_Gtn），ＴＮｂ（ｒ_Btn,ｇ_Btn,ｂ_Btn）とする。なお、各狭帯域光源グループの適正信号値Ｔｒ，Ｔｇ，Ｔｂと各狭帯域光源グループ適正化後実測信号値ＴＮｒ，ＴＮｇ，ＴＮｂとは必ずしも一致しない。

一方、記憶部２６は、観察時照射に使用する全ての狭帯域光源グループを同時照射したときの適正な観察照明色を「第２の適正照明色」として適正通常光信号値ＴＮｗ（ｒ_Wt，ｇ_Wt，ｂ_Wt）を記憶している。出力算出部２５は、上記狭帯域光源グループＧｒ，Ｇｇ，Ｇｂ内でのレーザの調整と同様に、各々の各狭帯域光源グループ適正化後実測信号値ＴＮｒ，ＴＮｇ，ＴＮｂから適正通常光信号値ＴＮｗまでの距離を算出し、その距離に基づいて、全ての狭帯域光源グループＧｒ，Ｇｇ，ＧｂのレーザＬ₁〜Ｌ₆を照射したときの観察照明光を標準白色板３７に照射したときの照明色が、第２の適正照明色と実質的に同一となるように、狭帯域光源グループＧｒ，Ｇｇ，Ｇｂの出力値を算出する。その際、各狭帯域光源グループＧｂ，Ｇｇ，Ｇｒ内のレーザＬ₁，Ｌ₂；Ｌ₃，Ｌ₄；Ｌ₅，Ｌ₆の出力比は維持したまま変更しないことが重要である。これによって、各レーザＬ₁〜Ｌ₆の出力比が決定される。

なお、「実質的に同一」とは、ＲＧＢ色空間の各座標方向において、適正通常光信号値ＴＮｗ（ｒ_Wt，ｇ_Wt，ｂ_Wt）とレーザＬ₁〜Ｌ₆の混合波の照明光の信号値との距離が、適正通常光信号値ＴＮｗ（ｒ_Wt，ｇ_Wt，ｂ_Wt）と各色適正信号値Ｔｂ、Ｔｇ、Ｔｒとのそれぞれの距離に対する平均値の５％以内であることを意味する。この程度の差異であれば、視認できる色味の差異は小さい。

次に、出力算出部２５は、各レーザＬ₁〜Ｌ₆の出力比に対応する入力信号を、レーザ別入力信号記憶部２７に出力し、レーザ別入力信号記憶部２７はこれを記憶する。次に、レーザ別入力信号記憶部２７に記憶した各レーザＬ₁〜Ｌ₆の入力信号に基づいて、光源制御部２８が光源部２１の各レーザＬ₁〜Ｌ₆を適正化後の出力値で出力させる。出力算出部２５は、検出される信号が、適正通常信号値ＴＮｗの所定の範囲内にあることを確認し、レーザＬ₁〜Ｌ₆の出力比の調整を終了する。出力算出部２５は、調整が終了したことを調整状態提示部３０に通知し、調整状態提示部３０は、表示や音等の手段でこれを使用者に知らせる。

以降の内視鏡システム１の通常の観察において、レーザ別入力信号記憶部２７に記憶された入力信号値が使用される。

以上説明したように、本実施の形態によれば、光源部２１の照明色の補正を行うのに、まず狭帯域光源グループＧｂ，Ｇｇ，Ｇｒごとの出力調整を行う。このとき、標準白色板３７を用い、光源部２１の各狭帯域光源グループＧｂ，Ｇｇ，Ｇｒ毎に所属するレーザＬ₁〜Ｌ₆を同時に発光させ、カラー撮像部３２から得られる照明色を、記憶部２６に記憶された第１の適正照明色に近づけるように、各狭帯域光源グループに属するレーザＬ₁，Ｌ₂；Ｌ₃，Ｌ₄；Ｌ₅，Ｌ₆毎の適正出力を算出した。これによって、レーザ個体ごとの波長のバラつきや経時的な光量の変動に対して、安定した色味の照明光を照射することが可能になる。これによって、装置毎に色味や明るさの安定した原色で構成された通常光照明を照射することができ、演色性が安定し、装置間で安定な画像が取得できる。

また、それぞれの狭帯域光源グループＧｂ，Ｇｇ，ＧｒのレーザＬ₁，Ｌ₂；Ｌ₃，Ｌ₄；Ｌ₅，Ｌ₆を、同じグループ内のレーザの出力比を変えないようにしながら、観察照明光を標準白色板３７に照射したときの照明色が、第２の適正照明色と実質的に同一となるように、狭帯域光源グループＧｂ，Ｇｇ，Ｇｒ間の出力を調整したので、各狭帯域光源グループＧｂ，Ｇｇ，Ｇｒから得られた色味の安定した原色どうしが組み合わされ、ほぼ第２の適正照明色に等しい白色の照明色が得られる。これによって、観察時期によらず安定した色味で演色性の高い画像が得られる。また、所定の第２の適正照明色になるように色味を調整するので、レーザの個体差や経時変化の影響を受け難い。

さらに、従来、カラー撮像部３２の撮像素子に関しても個体毎に波長感度特性バラつきが存在し、撮像素子が変わるごとに、取得される画像の色味に変化が生じていた。しかし、本実施の形態によれば、内視鏡システムにおける画像観察に用いるカラー撮像部３２と同じカラー撮像部３２を、照明光の色味を調整するためにも用いているので、レーザＬ₁〜Ｌ₆のみでなくカラー撮像部３２の個体差に基づく色味の違いも、同時に加味してホワイトバランスが調整される。

なお、狭帯域光源のピーク波長に関し、「互いに波長が異なる」とは、１０ｎｍ以上スペクトルの離れたピーク波長を有するレーザについて述べることとする。その理由は、現在一般的に販売されている可視光ＬＤ（レーザダイオード）の仕様の多くが１０ｎｍの誤差を許容することが多く、有意に波長を異ならせた別の波長光源として設置するのは、それ以上の波長差を有するレーザということになるからである。また、ＪＩＳ（Japanese Industrial Standards）規格において演色性や照明色等を論じる場合の波長データ間隔は５ｎｍが多い。このため、色が異なる別の波長光源として設置するには、少なくともその倍の１０ｎｍ以上の間隔がないと有意でないと考えられる。

なお、本実施の形態に対して、種々の変形、変更が可能であり、その例を以下に説明する。

まず、上記実施の形態においては、カラー撮像部３２の撮像素子内にＲＧＢ原色カラーフィルタが存在する内視鏡装置に対して、標準白色板３７に照明光をほぼ同時に照射する色味補正方法（同時式）を開示したが、色味補正の方法はこれに限られない。例えば、撮像素子前面等にはカラーフィルタは存在せず、輝度情報だけ受光する撮像素子が設置してあり、光源制御部２８による光源部２１の制御により、ＲＧＢの各色光を時系列に順次照明し、各色の光源の発光のタイミングに合わせて撮像部により画像信号を取得して被写体像をカラー化する手法（面順次法）も知られている。この場合、順次出力されるＲＧＢ各色に対応する狭帯域光源グループＧｒ，Ｇｇ，Ｇｂの出力調整を行うことが望ましい。ただしこの場合、カラー撮像部３２とは異なり、撮像素子から出力される信号が輝度信号のみであるため、適正化する解が一義的に決められない。そのため、標準被写体側をカラー化する必要がある。そこで、上記実施形態（同時式）の標準白色板３７に代えて、図７に例を示すカラー標準被写体４１を使用する。カラー標準被写体４１は、被写体面４２が３つに分割され、それぞれ赤色（Ｒ）／青色（Ｂ）／緑色（Ｇ）に着色されている。このカラー標準被写体４１の所定の各色部分を撮像したモノクロ信号値群を代表画素とし、上記実施の形態と同様に色味補正を行うことができる。なお、カラー標準被写体４１の被写体面は４つ以上に分割され、それぞれ異なる色に着色されていても良い。

次に、上記実施の形態では、全ての狭帯域光源がレーザの場合を開示したが、光源部２１の構成はこれに限られない。例えば、緑色領域に関しては、レーザではなく、ＬＥＤや蛍光体など異なる光源を用いることもできる。図８は、緑色領域の狭帯域光源グループＧｇとして、緑色ＬＥＤであるＬＥＤ₁のみを用いた場合の撮像素子の波長感度曲線Ｓ₁〜Ｓ₃、狭帯域光源の波長及び狭帯域光源グループＧｒ，Ｇｇ，Ｇｂの関係を示す図である。このような場合、緑色狭帯域光源グループＧｇに関しては、狭帯域光源グループＧｇ内での出力比の調整を行わず、この光源ＬＥＤ₁の色味を信号として取得する。そして、通常観察を行うためのホワイトバランスの調整では、適正通常光信号値ＴＮｗが得られるように、光量比が調整される。なお、この例では、緑色狭帯域光源グループＧｇは、第１種狭帯域光源グループではないが、赤色および青色狭帯域光源グループＧｒ，Ｇｂは、第１種狭帯域光源グループである。

また、図９は緑色領域の狭帯域光源グループＧｇとして、ＬＥＤ及びレーザを用いた場合の撮像素子の波長感度曲線Ｓ₁〜Ｓ₃、狭帯域光源の波長及び狭帯域光源グループＧｒ，Ｇｇ，Ｇｂの関係を示す図である。この図に示すように、緑色領域にレーザＬ₃と緑色ＬＥＤであるＬＥＤ₂が混在している場合も考えられる。その場合、緑色ＬＥＤ及び緑色レーザＬ₃に関して補正する必要があるため、両者で色味補正を行う。なお、緑色レーザとして上記実施の形態と同じレーザＬ₃を例示したが、緑色ＬＥＤと組み合わされるレーザは、上記実施の形態と異なる緑色レーザであっても良い。また、この例では、緑色狭帯域光源グループＧｇは、第１種狭帯域光源グループである。

また、狭帯域光源グループおよび狭帯域光源グループのそれぞれに所属するレーザの最大の数は、カラー受光素子のカラー種類数以下であることが、安定的な照明の色味を実現し、安定的な演色性の画像を実現する面から望ましい。すなわち、Ｌ、Ｍ、Ｎを１以上の自然数とし、前記狭帯域光源グループの数をＬ、前記狭帯域光源グループのそれぞれに所属する狭帯域光源の数のうち最大の数をＭ、前記カラー受光素子のカラー種類数をＮとしたとき、
Ｎ≧ＬかつＮ≧Ｍ
とすることが望まれる。

なぜなら、複数の狭帯域光源に対する適正信号値を達成する出力比に対して一義的に解が求まる状態とするためには、各狭帯域光源グループに所属する狭帯域光源（レーザ及びＬＥＤ等）の数を、常にカラー撮像部から出力される信号種類数以下とする必要があるからである。カラー撮像部から出力される信号種類数は、カラー撮像部が有するカラー受光素子のカラー種類数に該当する。例えば一般的にはカラー撮像部が有するＲＧＢのカラー種類と同数の３以下であることが望ましい。狭帯域光源の数が４以上の場合、適正信号値を達成するレーザの出力比の解が複数考えられる場合があり、それにより演色性が異なってしまう。

一方、狭帯域光源全体の数は、カラー受光素子のカラー種類数以上が望ましい。なぜなら、カラー撮像部のカラー種類数と同数のレーザのみで通常光の観察を実現する装置の場合、各色毎に部分調整をする必要が無いからである。上記の通り一般的にはカラー種類数は３であるため、４種類以上が望ましいということになる。従って、一般的なカラー撮像素子の場合、狭帯域光源全体の数は４以上９以下が望ましいということになる。このようにすることにより、狭帯域光源全体の出力比が各色毎に一義的に求まり、かつ第２の適正照明色にするための出力比が一義的に決まるため、常に同じ色味、同じ演色性の観察装置が達成される。

また、狭帯域光源グループＧｒ，Ｇｇ，Ｇｂに所属する狭帯域光源（レーザ及びＬＥＤ等）を「同時に」照射する必要は必ずしもない。撮像素子が1フレームとして受光している間に、同一の狭帯域光源グループに所属する複数の狭帯域光源を順次光らせても良いし、フレーム毎に順次複数の狭帯域光源を照射しても良い。特に後者の場合、複数のフレームで取得した狭帯域光源情報を元にそれらを同時照射したとき適正信号色に最も近接する出力比を算出することが望ましい。

（第２実施の形態）
第２実施の形態は、第１実施の形態における内視鏡システムにおいて、図１０に示すように、レーザのグルーピングの仕方を異ならせたものである。このため内視鏡システム１の構成は、図２に示した第１実施の形態の構成と同様である。なお、第１実施の形態と同じ、レーザＬ₁（４２０ｎｍ）、レーザＬ₂（４５０ｎｍ）、レーザＬ₃（５３０ｎｍ）、レーザＬ₄（５９０ｎｍ）、レーザＬ₅（６４０ｎｍ）、レーザＬ₆（６６０ｎｍ）の６つのレーザを使用する例を用いて説明するが、レーザの波長としてはこれに限定されず、種々のレーザを使用することができる。

第２実施の形態のレーザＬ₁，Ｌ₃，Ｌ₅は、第１狭帯域光源グループＧ₁に所属し、レーザＬ₂，Ｌ₄，Ｌ₆は、第２狭帯域光源グループＧ₂に所属する。この区分の仕方としては、まず、カラー撮像部３２の撮像素子の波長感度特性に応じてレーザＬ₁〜Ｌ₆のグルーピングを行い、青色領域に属する狭帯域光源としてレーザＬ₁，Ｌ₂、緑色領域に属する狭帯域光源としてレーザＬ₃，Ｌ₄、赤色領域に属する狭帯域光源としてレーザＬ₅，Ｌ₆をそれぞれグルーピングする。次に各色領域からレーザを１つずつ選定しグルーピングをし直し、上述のような組み合わせとする。すなわち、第１および第２狭帯域光源グループＧ₁，Ｇ₂に属する各レーザＬ₁，Ｌ₃，Ｌ₅；Ｌ₂，Ｌ₄，Ｌ₆は、それぞれ異なる互いに重なり合わない複数の波長領域にピーク波長を有している。

なお、レーザ数が第１および第２狭帯域光源グループＧ₁、Ｇ₂の数の整数倍であり、赤色、緑色、青色の各色の波長領域から１つずつレーザをピックアップできることが好ましいが、レーザのグルーピングの方法はそれに限られない。第１および第２狭帯域光源グループＧ₁，Ｇ₂の中には、いずれかの波長領域にピーク波長を有するレーザを１つも含まないものがあっても良い。あるいは、同一の波長領域から複数のレーザを選択していても良い。しかし、第１および第２狭帯域光源グループＧ₁，Ｇ₂には、それぞれ複数のレーザが所属していることが必要である。

以下に、レーザＬ₁〜Ｌ₆の出力調整の方法を説明する。
記憶部２６は、第１および第２狭帯域光源グループＧ₁，Ｇ₂の目標色（第１の適正照明色）として、それぞれの狭帯域光源グループＧ₁，Ｇ₂で所定の色味になるように、第１および第２適正信号値Ｔ_W1（ｒ_W1t，ｇ_W1t，ｂ_W1t），Ｔ_W2（ｒ_W2t，ｇ_W2t，ｂ_W2t）値を記憶している。出力算出部２５は、これらの適正信号値Ｔ_W1，Ｔ_W2を記憶部２６から読みだすことができる。

レーザ出力調整スイッチ２９が操作され、出力調整処理が起動されると、光源制御部２８は、レーザ別入力信号記憶部２７に記憶された、入力信号に基づいて、第１狭帯域光源グループＧ₁に所属するレーザＬ₁，Ｌ₃，Ｌ₅を同時に射出する。内視鏡２の挿入部５の先、すなわち観察対象側には、第１実施の形態と同様に標準白色板３７が配置され、標準白色板３７からの戻り光がカラー撮像部３２で検出され撮像信号取得部２２により取得される。次に、出力算出用撮像信号算出部２４は、画面内のうち「中心画素」など代表画素の信号値である第１現状信号値Ｎ_W1（ｒ_W1n，ｇ_W1n，ｂ_W1n）を取得する。続いて第２狭帯域光源グループＧ₂に所属するレーザＬ₂，Ｌ₄，Ｌ₆を同時に射出し、第２現状信号値Ｎ_W2（ｒ_W2n，ｇ_W2n，ｂ_W2n）を取得する。これら第１現状信号値Ｎ_W1，第２現状信号値Ｎ_W2は、出力算出部２５に送信される。

図１１は、ＲＧＢ色空間における第１および第２狭帯域光源グループＧ₁，Ｇ₂の色味補正を説明する図である。図４と同様に、破線で囲まれた領域Ｒ₄₂₀，Ｒ₄₅₀，Ｒ₅₃₀，Ｒ₅₉₀，Ｒ₆₄₀，Ｒ₆₆₀は、それぞれ各レーザＬ₁〜Ｌ₆のＲＧＢ色空間での信号値がバラつくと想定される範囲を示している。第１および第２適正信号値Ｔ_W1，Ｔ_W2並びに第１及び第２現状信号値Ｎ_W1，Ｎ_W2は、ＲＧＢ色空間で図１１に示すように表示される。

出力算出部２５は、ＲＧＢ色空間における第１狭帯域光源グループＧ₁の現状信号値Ｔ_W1と適正信号値Ｎ_W1とを比べ、これらの間の乖離が最も小さくなるように、第１狭帯域光源グループＧ₁に所属するレーザＬ₁，Ｌ₃，Ｌ₅の出力比（適正レーザ出力比）を算出する。続いて同様に第２狭帯域光源グループＧ₂の現状信号値Ｔ_W2と適正信号値Ｎ_W2とを比べ、これらの間の乖離が最も小さくなるように、第２狭帯域光源グループＧ₂に所属するレーザＬ₂，Ｌ₄，Ｌ₆の出力比（適正レーザ出力比）を算出する。

次に、出力算出部２５は、第１狭帯域光源グループＧ₁及び第２狭帯域光源グループＧ₂について算出された各レーザの適正レーザ出力比を、レーザ別入力信号記憶部２７に出力し、光源制御部２８はこの適正レーザ出力比に基づいて光源部２１を制御し、まず、第１狭帯域光源グループＧ₁について、所属するレーザＬ₁，Ｌ₃，Ｌ₅を、算出された適正レーザ出力比により射出させる。これにより、出力算出部２５は、カラー撮像部３２、撮像信号取得部２２及び出力算出用撮像信号算出部２４を介して、第１適正化後実測信号値ＴＮｗ₁（ｒ_W1tn，ｇ_W1tn，ｂ_W1tn）を取得する。さらに、光源制御部２８は、第２狭帯域光源グループＧ₂について、所属するレーザＬ₂，Ｌ₄，Ｌ₆を、算出された適正レーザ出力比により射出させる。これによって、出力算出部２５は、上記と同様に第２適正化後実測信号値ＴＮｗ₂（ｒ_W2tn，ｇ_W2tn，ｂ_W2tn）を取得する。

一方、記憶部２６は、第１実施の形態と同様に、観察時照射に使用する全ての狭帯域光源グループを同時照射したときの「第２の適正照明色」として適正通常光信号値ＴＮｗ（ｒ_Wt，ｇ_Wt，ｂ_Wt）を記憶している。第１適正化後実測信号値ＴＮｗ₁及び第２適正化後実測信号値ＴＮｗ₂、並びに、適正通常光信号値ＴＮｗは、ＲＧＢ色空間上で図１２のように表わされる。この図１２は、ＲＧＢ色空間におけるホワイトバランス調整を説明する図である。

次に、各々の各狭帯域光源グループ適正化後実測信号値ＴＮｗ₁及びＴＮｗ₂から適正通常光信号値ＴＮｗまでの距離を算出し、その距離に基づいて、狭帯域光源グループＧ₁，Ｇ₂のレーザＬ₁，Ｌ₃，Ｌ₅；Ｌ₂，Ｌ₄，Ｌ₆を照射したときの観察照明光を標準白色板３７に照射したときの照明色が、第２の適正照明色と実質的に同一となるように、狭帯域光源グループＧ₁，Ｇ₂の出力値を算出する。具体的には、第１適正化後実測信号値ＴＮｗ₁と第２適正化後実測信号値ＴＮｗ₂とを上記距離により重みづけした平均値が、適正通常光信号値ＴＮｗに最も近接するように、狭帯域光源グループＧ₁，Ｇ₂間の出力比を決定する。その際、各狭帯域光源グループＧ₁，Ｇ₂に所属する各レーザの出力比は変えないようにする。

このようにすることによって、個々のレーザＬ₁〜Ｌ₆に対する光量や波長に変動がある場合でも、また、カラー撮像部３２の撮像素子に感度バラつきがある場合でも、異なる波長領域に属する波長の大きく異なるレーザＬ₁，Ｌ₃，Ｌ₅；Ｌ₂，Ｌ₄，Ｌ₆どうしを狭帯域光源グループＧ₁，Ｇ₂としてグルーピングすることで、その混合光に対する信号値（色味）が大きく変化する。このため、各狭帯域光源グループＧ₁，Ｇ₂内のレーザどうしの出力比を高精度且つ簡便に算出することができ、迅速に混合光の色味を安定化させることができる。

さらに、第１狭帯域光源グループＧ₁と第２狭帯域光源グループＧ₂との出力比を適切に調整することによって、撮像素子から常に同じまたは近接した照明色の信号が得られるようにでき、常に色味と演色性の安定した照明光を照射することができる。

（第３実施の形態）
本実施形態では、第１実施の形態における内視鏡システム１において、通常光観察を行うための各色のレーザを、特殊光観察用としても活用する狭帯域光源グループとそれ以外の狭帯域光源グループに分けている。図１３は、第３実施の形態における、撮像素子の波長感度曲線Ｓ₁〜Ｓ₃、レーザ波長及び狭帯域光源グループＧ₁₁，Ｇ₂₂の関係を示す図である。第３実施の形態に係る内視鏡システムの構成は、光源部２１を構成するレーザとそのグルーピングを除き、図２に示した第１実施の形態の構成と同様である。

複数のレーザ光源を用いるマルチバンドレーザ照明の大きな特徴として、レーザのみで演色性の高い通常光観察を行うことができるということが挙げられる。さらに、付加的に、一部のレーザのみを照射することで、一般的には狭帯域光観察（ＮＢＩ：Narrow Band Imaging）と呼ばれている一部の部位、物質、成分などを強調して表示する強調観察方法を簡便に実現できるという特徴も有することができる。本実施形態では、通常光画像に上記強調観察方法を一部採用することで、通常光画像上に一部の部位、物質、成分などが強調される使用者にとって使い勝手の良い画像を作り出す技術を実現する、レーザ出力比の設定手法を採用する。

具体的には、図１３に示すように、この内視鏡システム１の光源部２１は、５つのレーザＬ₁₁（４２０ｎｍ），Ｌ₁₂（４５０ｎｍ），Ｌ₁₃（５３０ｎｍ），Ｌ₁₄（５９０ｎｍ）及びＬ₁₅（６４０ｎｍ）を有している。これらのレーザのうち、特殊光観察用に用いられるレーザＬ₁₁及びＬ₁₃は、第１狭帯域光源グループＧ₁₁に属し、他のレーザＬ₁₂，Ｌ₁₄及びＬ₁₅は、第２狭帯域光源グループＧ₁₂に属する。

図１４は、ＲＧＢ色空間における各狭帯域光源グループＧ₁₁，Ｇ₁₂の色味補正を説明する図である。破線で囲まれた領域Ｒ₄₂₀，Ｒ₄₅₀，Ｒ₅₃₀，Ｒ₆₄₀，Ｒ₆₆₀は各レーザＬ₁₁〜Ｌ₁₅のＲＧＢの信号値がバラつくと想定される範囲を示している。第１狭帯域光源適正信号値Ｔ₁（ｒ_t1，ｇ_t1，ｂ_t1）及び第２狭帯域光源適正信号値Ｔ₂（ｒ_t2，ｇ_t2，ｂ_t2）は、それぞれ第１及び第２狭帯域光源グループＧ₁₁，Ｇ₁₂について、所定の色味になるように、記憶部２６に記憶された信号値である。

レーザ出力調整スイッチ２９が操作されると、第１実施の形態及び第２実施の形態と同様に、第１狭帯域光源グループＧ₁₁、第２狭帯域光源グループＧ₁₂ごとに、所属するレーザが所定の出力比で射出され、第１狭帯域グループ現状信号値Ｎ₁（ｒ_n1，ｇ_n1，ｂ_n1）及び第２狭帯域グループ現状信号値Ｎ₂（ｒ_n2，ｇ_n2，ｂ_n2）が取得される。出力算出部２５は、ＲＧＢ色空間における第１狭帯域光源グループＧ₁₁の現状信号値Ｔ₁と適正信号値Ｎ₁の乖離が最も小さくなるように、第１狭帯域光源グループＧ₁₁に所属するレーザＬ₁₁，Ｌ₁₃の出力比（適正レーザ出力比）を算出する。続いて同様に第２狭帯域光源グループＧ₁₂の現状信号値Ｔ₂と適正信号値Ｎ₂の乖離が最も小さくなるように、第２狭帯域光源グループＧ₁₂に所属するレーザＬ₁₂，Ｌ₁₄，Ｌ₁₅の出力比（適正レーザ出力比）を算出する。

さらに、記憶部２６は、第１及び第２実施の形態と同様に、ホワイトバラスを調整するための適正通常光信号値を有しており、第１実施及び第２の実施の形態と同様に、狭帯域光源グループ内での出力比を変えることなく、第１狭帯域光源グループＧ₁₁及び第２狭帯域光源グループＧ₁₂相互の出力比を算出する。これによって、適正通常光信号値と実質的に同じ各色の信号値が得られるように、レーザＬ₁₁〜Ｌ₁₅の出力比が決定される。

ここで、第１狭帯域光源グループＧ₁₁に含まれるレーザＬ₁₁及びレーザＬ₁₃の波長４２０ｎｍ及び５３０ｎｍはヘモグロビンの代表的な吸収波長に近く、この２つのレーザＬ₁₁，Ｌ₁₃は、生体に照射することにより、血管を強調して表示することができる特殊光観察用の照明光となる。レーザＬ₁₁及びレーザＬ₁₃の出力比によっても血管強調画像の色味に大きく差異が生じるため、正確に色味補正を行う必要がある。また、特殊光観察照明光以外のレーザＬ₁₂，Ｌ₁₄，Ｌ₁₅を照射した画像に特殊光観察画像を重ねた画像を作成することで色再現性に優れ、かつ一部分の物質等を強調させた生体通常光画像を作り出すことができる。

本実施の形態によれば、特殊光観察で強調可能な波長を有する複数のレーザＬ₁₁，Ｌ₁₃と、それ以外の波長の複数のレーザＬ₁₂，Ｌ₁₄，Ｌ₁₅とを、それぞれ個別に狭帯域光源グループＧ₁₁，Ｇ₁₂としてグルーピングしたので、通常光画像の色味及びその画像に重畳される特殊光画像の色味の双方を安定させることができ、特殊光観察画像が重畳された画像観察において、より安定した演色性の高い観察が可能となる。

なお、特殊光観察とは、いわゆるＮＢＩ（Narrow Band Imaging）に限られず、血管を強調するもの、血流を表示するもの、酸素飽和度を表示するもの、動脈／静脈を表示するもの、自家蛍光を表示するもの、薬剤蛍光を強調するもの、凹凸を強調するものなど、白色光とは異なる狭帯域光のみで構成された照明光で観察し、何かしらの物体、成分、構造等を強調して画像取得できるものを含む。

（第４実施の形態）
図１５は、第４実施の形態に係る色味補正装置５１の構成を光源装置５２とともに示すブロック図である。色味補正装置５１は、光源装置５２の出荷時等における波長バラつきを補正するものである。内視鏡のレーザの発振波長及び撮像素子の受光波長が、個体ごとにバラついているが、温度制御を正確に行うことにより、それらが経時的にはあまり変化しない場合、このような色味補正装置５１を用いて、波長バラツキに関して製品出荷時等に調整しておくことが有効である。

色味補正装置５１は、スペクトル検査部５３、色味補正信号取得部５４、出力算出用信号算出部５５、出力算出部５６、及び、記憶部５７を備える。また、光源装置５２は、光源部５８、光源制御部５９、レーザ別入力信号記憶部６０を含んで構成される。光源部５８は、第１実施の形態と同様のレーザＬ₁〜Ｌ₆及びコンバイナ６２を備え、各レーザの出力は光ファイバ６１を介してコンバイナ６２により結合され、光ファイバ６３に出力される。光源装置５２は、例えば内視鏡用の光源であり、図示しない内視鏡とコネクタ６４により着脱可能に接続することができる。

スペクトル検査部５３は、第１実施の形態のカラー撮像部３２と同様に、赤色、緑色、青色の３色の波長感度特性を有する受光素子を備える検出器である。この検出器の出力は、色味補正信号取得部５４に出力され、さらに出力算出用信号算出部５５に送信される。

図１５の出力算出用信号算出部５５、出力算出部５６及び記憶部５７は、それぞれ、第１実施の形態における出力算出用撮像信号算出部２４、出力算出部２５及び記憶部２６とほぼ同様に機能する構成要素である。また、光源部５８、光源制御部５９及びレーザ別入力信号記憶部６０は、それぞれ、第１実施の形態における光源部２１、光源制御部２８及びレーザ別入力信号記憶部２７と、ほぼ同様に機能する構成要素である。したがって、これらの構成要素については説明を省略する。

光源装置５２を出荷する際等、光源装置５２の色味補正を行う場合、光源装置５２に組み込まれた各レーザ波長のバラつきに起因する装置ごとの色味バラつきを抑えるために、光源装置５２毎に色味補正を行う。色味補正装置５１を、コネクタ６４を介して光源装置５２に接続した状態で、色味補正処理を行う。色味補正処理は、第１実施の形態および第２実施の形態に記載したものと同様の方法で行うことができる。

なお、スペクトル検査部５３としては、各レーザのピーク波長を直接スペクトルアナライザ等で取得しても良い。直接ピーク波長を測定することで狭帯域光源グループに所属するレーザ群の適正信号値に対して、適正な出力比をより簡便により正確に決定することができる。また、色味補正信号取得部５４、出力算出用信号算出部５５、出力算出部５６、及び、記憶部５７は、例えば、同一のコンピュータ上に実装することができる。

各狭帯域光源グループに対する適正信号値に近接した色味を出力できる適正な出力比が算出及び確認されると、レーザ別入力信号記憶部６０にこの出力比が記憶される。製品出荷時の色味補正の場合には、この出力比が補正された状態で出荷され、光源装置５２を実際に使用する場合に、このレーザ別入力信号記憶部６０に記憶された出力比に基づいて、ホワイトバランス補正が観察前などに使用者によって行われる。

以上のように本実施の形態によれば、製品出荷時に波長バラつきについて補正を完了するため、使用者負担が軽減され、且つ、安定的な画像が得られる。また、製品に共通して同一の適正信号値を用いることによって、製品ごとのバラツキの少ない照明色の補正を行うことが可能になる。さらに、出荷時に専用の装置によって波長バラつきの補正をするため、より正確に色味補正を行うことが可能となる。なお、上記色味補正装置５１は、第３実施の形態のように、通常光観察と特殊光観察を行う内視鏡装置にも適用することができる。

（第５実施の形態）
図１６は、第５実施の形態に係る内視鏡システムの主要部分のブロック図である。本実施形態では、第１実施の形態における内視鏡システム１において、挿入部先端に配置された撮像部ではなく、光源部２１から射出される照明光を分岐させ、分岐された照明光の一部を受光する検出部７３を別途設け、撮像部や標準被写体を介さず照明色を補正するものである。このため、本実施の形態に係る内視鏡システムは、照明光のうち一部の光を分岐させるカプラ７１、カプラで分岐された照明光の一部を導光する光ファイバ７２、光ファイバを導光された照明光の一部から照明色を検出する検出部７３を備える。検出部７３の出力は、出力算出部２５に送信されるように構成されている。

図１７に検出部及び検出部７３に接続している光ファイバ７２の模式図を示す。検出部７３は前面にカラーフィルタ７４が配置されたフォトディテクタ７５（ＰＤ）であり現状の照明色をＲＧＢ信号に変換し、出力算出部２５に送信する機能を有する。その他の構成は、第１実施の形態および第２実施の形態と同様なので、同一または対応する構成要素には、同一の符号を付して説明を省略する。

このような構成によって、使用者が本内視鏡システムを用いて観察を開始する際には、照明光の一部から、検出部７３が照明光の照明色を検出して出力算出部２５に送信する。出力算出部２５は、取得した照明光の照明色に基づいて、第１および第２実施の形態と同様に、各狭帯域光源グループの照明色を第１の適正照明色に近づけるように調整し、その後、全ての狭帯域光源グループの狭帯域光源を発光させたときの照明色が第２の適正照明色と実質的に同一になるよう２段階で補正を行うことで照明色を適正化する。

使用者が本内視鏡システムを用いて観察を行う場合、実際に画像表示部に画像を表示させる前にこの上記２段階の補正を実行することができる。また、本内視鏡システムを用いた観察中に、一定の時間経ったタイミングで再び上記補正を断続的に開始しても良い。

以上のように、本実施の形態によれば、使用者の手により標準被写体を着脱することなく照明色の補正を行うことができ、且つ、照明色の補正を自動で行うことも可能なため、使用者負担が軽減されつつ、常に安定的な画像が得られる。なお、上記内視鏡システムは、第３実施の形態のように、通常光観察と特殊光観察を行う内視鏡装置にも適用することができる。

なお、本発明は、上記実施の形態にのみ限定されるものではなく、幾多の変形または変更が可能である。たとえば、各実施の形態に示したレーザおよびＬＥＤの波長および個数、狭帯域光源ごとのレーザおよびＬＥＤの数、レーザおよびＬＥＤのグルーピングの仕方は、一例を示すものに過ぎず、個々に示した以外にも種々の構成が可能である。また、狭帯域光源グループとしてはレーザを含まず、ＬＥＤのみで構成されていても良い。例えば、第１種狭帯域光源グループを複数のＬＥＤのみで構成し、ＬＥＤ間での出力の調整を行うようにしても良い。

１ 内視鏡システム
２ 内視鏡
３ 内視鏡システム本体
４ 画像表示部
５ 挿入部
６ 操作部
７ 先端硬質部
８ 湾曲部
９ 可撓管部
１０ 把持部
１１ ユニバーサルコード
１２ 湾曲操作ダイヤル
１３ スイッチ
２１ 光源部
２２ 撮像信号取得部
２３ 画像形成部
２４ 出力算出用撮像信号算出部
２５ 出力算出部
２６ 記憶部
２７ レーザ別入力信号記憶部
２８ 光源制御部
２９ レーザ出力調整スイッチ
３０ 調整状態提示部
３１ 配光変換部材
３２ カラー撮像部
３３ 光ファイバ
３４ コンバイナ
３５ 光ファイバ
３６ 信号線
３７ 標準白色板
４１ カラー標準被写体
４２ 被写体面
５１ 色味補正装置
５２ 光源装置
５３ スペクトル検査部
５４ 色味補正信号取得部
５５ 出力算出用信号算出部
５６ 出力算出部
５７ 記憶部
５８ 光源部
５９ 光源制御部
６０ レーザ別入力信号記憶部
６１ 光ファイバ
６２ コンバイナ
６３ 光ファイバ
６４ コネクタ
７１ カプラ
７２ 光ファイバ
７３ 検出部
７４ カラーフィルタ
７５ フォトディテクタ

Claims (16)

1. ピーク波長の異なる複数の狭帯域光源を備える光源部であって、前記複数の狭帯域光源がピーク波長によって複数の狭帯域光源グループに分類され、且つ、前記狭帯域光源グループのうち複数の前記狭帯域光源で構成される狭帯域光源グループを第１種狭帯域光源グループとする、光源部と、
   前記光源部の発光により得られる照明光の照明色を検出する検出部と、
   前記第１種狭帯域光源グループ毎の第１の適正照明色を記憶する記憶部と、
   前記第１種狭帯域光源グループ毎に、該第１種狭帯域光源グループに属する前記複数の狭帯域光源を発光して前記検出部から得られる照明色と、該第１種狭帯域光源グループの前記第１の適正照明色とを比べて、前記第１種狭帯域光源グループに属する前記狭帯域光源毎の適正出力を算出する出力算出部と、
   算出された前記適正出力に基づいて、前記光源部に含まれる前記複数の狭帯域光源を制御する光源制御部と、
   を備える照明装置において、
   前記出力算出部は、前記第１種狭帯域光源グループ毎に、前記検出部から得られる照明色を、該第１種狭帯域光源グループの前記第１の適正照明色に近づけるように、前記第１種狭帯域光源グループに属する前記狭帯域光源毎の前記適正出力を算出することを特徴とする照明装置。
2. 請求項１に記載の照明装置と、
   該照明装置から射出される照明光によって生成された被観察部からの戻り光を画像信号に変換する撮像部と
   を有することを特徴とする内視鏡を備えた内視鏡システム。
3. 請求項２に記載の内視鏡システムにおいて、
   前記撮像部は前記検出部を兼ね、該検出部は、前記第１種狭帯域光源グループ毎に取得される画像信号を、前記第１種狭帯域光源グループの前記照明色として検出することを特徴とする内視鏡システム。
4. 請求項３に記載の内視鏡システムにおいて、
   前記検出部は、標準被写体を前記被観察部側に配置した状態で、前記第１種狭帯域光源グループ毎に取得される前記標準被写体の画像信号を、前記第１種狭帯域光源グループの前記照明色として検出することを特徴とする内視鏡システム。
5. 請求項４に記載の内視鏡システムにおいて、
   前記検出部は、前記光源部から出射した照明光から分岐された該照明光の一部に基づいて、前記照明色を検出することを特徴とする内視鏡システム。
6. 請求項２から５の何れか一項に記載の内視鏡システムにおいて、
   複数の前記狭帯域光源グループに属する狭帯域光源を発光させ、前記照明装置から射出される照明光を観察照明光とし、
   前記記憶部は、さらに第２の適正照明色を記憶しており、
   前記出力算出部は、前記第１種狭帯域光源グループ毎に、前記複数の狭帯域光源毎の適正出力を算出した後、前記観察照明光を、前記第２の適正照明色に近づけるように、同一の前記第１種狭帯域光源グループに所属する前記狭帯域光源毎の前記適正出力の比である出力比を維持したまま、それぞれの前記複数の狭帯域光源グループに属するそれぞれの前記狭帯域光源の出力を算出することを特徴とする内視鏡システム。
7. 請求項６に記載の内視鏡システムにおいて、
   前記第２の適正照明色は、前記複数の狭帯域光源グループを組み合わせて得られる照明色であり、
   前記出力算出部は、前記観察照明光を前記第２の適正照明色と実質的に同一の照明色を有するように、前記複数の狭帯域光源グループに属するそれぞれの前記狭帯域光源の出力を算出することを特徴とする内視鏡システム。
8. 請求項４に記載の内視鏡システムにおいて、
   前記撮像部は、互いに波長感度特性の異なる複数のカラー受光素子からなり、
   同一の前記第１種狭帯域光源グループに属する複数の狭帯域光源は、互いに重なり合わない複数の波長領域の中の同一の波長領域にピーク波長を有することを特徴とする内視鏡システム。
9. 請求項４に記載の内視鏡システムにおいて、
   前記撮像部は、互いに波長感度特性の異なる複数のカラー受光素子からなり、
   同一の前記第１種狭帯域光源グループに属する狭帯域光源は、それぞれ異なる互いに重なり合わない複数の波長領域にピーク波長を有することを特徴とする内視鏡システム。
10. 請求項８または９に記載の内視鏡システムにおいて、
    前記第１種狭帯域光源グループの少なくとも１つは、特殊光観察時に用いられる狭帯域光源からなる内視鏡システム。
11. 請求項８から１０の何れか一項に記載の内視鏡システムにおいて、
    前記標準被写体は、前記撮像部に対向する面の少なくとも一部が白色の領域を有していることを特徴とする内視鏡システム。
12. 請求項８から１１の何れか一項に記載の内視鏡システムにおいて、
    Ｌ、Ｍ、Ｎを１以上の自然数とし、前記狭帯域光源グループの数をＬ、前記狭帯域光源グループのそれぞれに所属する狭帯域光源の数のうち最大の数をＭ、前記カラー受光素子のカラー種類数をＮとしたとき、
    Ｎ≧ＬかつＮ≧Ｍ
    であることを特徴とする内視鏡システム。
13. 請求項１２に記載の内視鏡システムにおいて、
    前記照明装置の備える前記狭帯域光源の数は、４以上９以下である内視鏡システム。
14. 請求項２から７の何れか一項に記載の内視鏡システムにおいて、
    前記光源部は、前記狭帯域光源グループに属する狭帯域光源の同時発光を、前記狭帯域光源グループごとに順次行い、前記撮像部は、前記狭帯域光源の発光のタイミングに合わせて前記画像信号を取得し、前記画像信号を元にカラー画像を生成する内視鏡システム。
15. 請求項４に記載の内視鏡システムにおいて、
    前記光源部は、前記狭帯域光源グループに属する狭帯域光源の同時発光を、前記狭帯域光源グループごとに順次行い、前記撮像部は、前記狭帯域光源の発光のタイミングに合わせて前記画像信号を取得し、前記画像信号を元にカラー画像を生成する内視鏡システムであって、
    前記標準被写体は、前記撮像部に対向する面の一部が、３つ以上の異なる色を有する領域に区分されていることを特徴とする内視鏡システム。
16. ピーク波長の異なる複数の狭帯域光源を備える光源装置であって、前記複数の狭帯域光源がピーク波長によって複数の狭帯域光源グループに分類され、且つ、前記狭帯域光源グループのうち複数の前記狭帯域光源で構成される狭帯域光源グループを第１種狭帯域光源グループとする、光源装置の色味補正を行う色味補正装置であって、
    前記光源装置の発光により得られる照明光の照明色を検出する検出部と、
    前記第１種狭帯域光源グループ毎の適正照明色を記憶する記憶部と、
    前記第１種狭帯域光源グループ毎に、該第１種狭帯域光源グループに属する前記複数の狭帯域光源を発光して前記検出部から得られる照明色と、該第１種狭帯域光源グループの前記適正照明色とを比べて、前記第１種狭帯域光源グループに属する前記狭帯域光源毎の適正出力を算出する出力算出部とを備える色味補正装置において、
    前記出力算出部は、前記第１種狭帯域光源グループ毎に、前記検出部から得られる照明色を、該第１種狭帯域光源グループの前記適正照明色に近づけるように、前記第１種狭帯域光源グループに属する前記狭帯域光源毎の前記適正出力を算出することを特徴とする色味補正装置。

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