JP2015202213A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】画像再現性の高い画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置は、互いに異なる複数の中心波長の光をそれぞれ発する複数のレーザ１４Ａ〜１４Ｆと、被写体からの光を受けて画像信号を出力するカラー撮像手段２６と、カラー撮像手段２６から出力される画像信号から複数のレーザ波長別像情報を取得するレーザ波長別像情報取得手段２８と、レーザ波長別像情報取得手段２８から供給されるレーザ波長別像情報を組み合わせて観察画像を形成する画像形成手段３６を有している。【選択図】図１

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

従来から用いられている気体光源に対し、固体光源は低消費電力、高接続効率、小型、高速切替可能などの長所を有する。このような固体光源に対する技術革新は目覚しく、特に固体レーザは、出射面積内の光密度が極めて高く、例えば、光ファイバと組み合わされたいわゆるファイバ光源が活発に開発されている。このファイバ光源は、細い構造物内を照明するのに好適であり、内視鏡等への応用が進められている。

例えば、特許文献１は、白色光画像に加え、微細血管画像、酸素飽和度画像、血管深さ画像の中から、使用者等により、１種ないし２種選ぶことで、２種以上の画像を同時に取得して同時に表示することができる電子内視鏡システムを提供している。

光源構成としては、広帯域光用、微細血管画像用、酸素飽和度画像用、血管深さ画像用にそれぞれ専用の複数の光源を配し、それらの中の２種の画像用複数レーザを同時に、または３種を順次照射させて、複数の画像を取得している。

しかし、同時に多くの光源光を照明して、別々の特殊光画像を構築しているため、各波長の受光強度に対する推定を行っており、画像再現性が低いという問題がある。

本発明は、画像再現性の高い画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明は、複数の観察モードにおける被写体の観察画像を形成する画像形成装置であり、被写体に照射される互いに異なる複数の中心波長の光をそれぞれ発する複数のレーザと、被写体からの光を受けて画像信号を出力する撮像手段と、前記撮像手段から出力される画像信号から、前記複数のレーザが発する光の中心波長に対する複数の波長別像情報を取得する波長別像情報取得手段と、前記波長別像情報取得手段から供給される波長別像情報を組み合わせて各観察モードにおける観察画像を形成する画像形成手段を有している。

本発明によれば、画像再現性の高い画像形成装置が提供される。

第１実施形態に係る画像形成装置の全体模式図を示している。 半導体レーザの発光スペクトルの一例を示している。 カラー撮像手段の前面に設けられているカラーフィルタの透過スペクトルの一例を示している。 第１サブフレーム中に照射されるレーザ光とカラーフィルタスペクトルの関係を示している。 第２サブフレーム中に照射されるレーザ光とカラーフィルタスペクトルの関係を示している。 画像表示部における観察画像の表示例を示している。 画像表示部における観察画像の別の表示例を示している。 レーザ波長別像情報分配手段がレーザ波長別像情報を蓄積する例に係る画像形成のプロセスフローを示している。 画像形成手段がレーザ波長別像情報を蓄積する例に係る画像形成のプロセスフローを示している。 第２実施形態において第１サブフレーム中に照射されるレーザ光とカラーフィルタスペクトルの関係を示している。 第２実施形態において第１サブフレーム中に照射されるレーザ光とカラーフィルタスペクトルの関係を示している。 第３実施形態に係る画像形成装置の全体模式図を示している。 レーザ数と色再現性の関係を示している。

［第１実施形態］
〔前置き〕
従来、高品質で画像再現性の高い白色照明装置には、可視光全体に渡り波長欠落のない光が出射されることが不可欠と考えられてきた。しかし、近年の開発により、レーザ光のような単波長光を組み合わせた照明光でも、照明光として十分に高い性能（演色性）が得られることが明らかとなってきている（A. Neumann et al., Opt. Exp., 19, S4, A982(July 4, 2011)）。

本発明者は、ＪＩＳ等で定められている照明器品質評価パラメータの一つである平均演色指数Ｒａの計算を、様々な波長やレーザ数に対して行った。その結果、図１３に示すように、複数の波長の異なるレーザ光をうまく組み合わせることによって、従来から用いられてきたブロードなスペクトルの一般照明と同等か、それ以上の性能が得られることを見いだした。

このことにより、従来用いていた気体光源や近年多く発売されるようになったＬＥＤよりもはるかに小さな発光領域から光密度と平行度の高い光を出力できるレーザを、演色性が必要な白色光観察（通常光観察）用光源として用いることができ、内視鏡のような閉空間内を観察する想定の観察装置においては、ファイバなど細径導光部材に高効率に導入しやすい利点が得られるようになることがわかった。また、近年、内視鏡分野で開発が盛んに行われている特殊光観察に対しても、レーザを用いることにより、レーザの狭スペクトル性が、対象部位の特定物質に対する波長的特徴を正確に取得しやすい利点をも得ることができる。

〔構成〕
この画像形成装置は、外光のほとんど入らない物体の「内部」を主に観察する目的の内視鏡など画像形成装置である。図１に装置全体模式図を示す。

図１に示されるように、画像形成装置は、互いに異なる複数の中心波長の光をそれぞれ発する複数のレーザ１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄ，１４Ｅ，１４Ｆと、これらのレーザ１４Ａ〜１４Ｆを制御する光源制御手段１２と、レーザ１４Ａ〜１４Ｆから発せられた光を混合して被写体に照射する照射手段を備えている。なおレーザとは、例えば半導体レーザであり、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数ｎｍ程度の波長域に含まれる。図２は、波長約４４８．５ｎｍで発光する半導体レーザ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中心波長は、最も光強度の高い波長と定義することとする。

レーザ１４Ａは４２０ｎｍの波長の光を、レーザ１４Ｂは４５０ｎｍの波長の光を、レーザ１４Ｃは５３０ｎｍの波長の光を、レーザ１４Ｄは５９０ｎｍの波長の光を、レーザ１４Ｅは６６０ｎｍの波長の光を、レーザ１４Ｅは７３０ｎｍの波長の光をそれぞれ発し得る。

光源制御手段１２は、レーザ１４Ａ〜１４Ｆの出力、出力タイミング、出力期間を制御し得る。

照射手段は、レーザ１４Ａ〜１４Ｆにそれぞれ光結合された複数本の光ファイバ１６と、複数本の光ファイバ１６によって導光された光を混合するコンバイナ１８と、コンバイナ１８によって混合された光を導光する一本の光ファイバ２０と、光ファイバ２０に光結合された照明配光変換部材２２とから構成されている。

照明配光変換部材２２は、スコープ挿入部２４の先端部に配置されており、光ファイバ２０は、スコープ挿入部２４の外部から内部に進入して照明配光変換部材２２まで延びている。

照明配光変換部材２２は、例えば、レンズや、光拡散させる機能を部材表面に設けた表面拡散部材や、部材内部に屈折率や反射率の異なる微小部材を含有した内部拡散部材や、それらの機能を組み合わせた複合光学部材で構成され得る。

画像形成装置は、被写体からの光を受けて画像信号を出力するカラー撮像手段２６と、カラー撮像手段２６から出力される画像信号から、レーザ１４Ａ〜１４Ｆから発せられる光の複数の中心波長にそれぞれ対応する複数のレーザ波長別像情報を取得するレーザ波長別像情報取得手段２８と、レーザ波長別像情報取得手段２８から供給されるレーザ波長別像情報を組み合わせて各観察モードにおける観察画像を形成する画像形成手段３６と、画像形成手段３６によって形成された画像を表示する画像表示部４６を備えている。

画像形成手段３６は、複数の観察モードにそれぞれ対応する複数の画像形成部を有している。ここで、観察モードとは、被写体が有する光学的情報の中の特定の情報を得るための観察手法の種類をいう。この実施形態では、観察モードとして、通常観察モードと血管深さ観察モードと酸素飽和度観察モードと微細血管観察モードがあり、画像形成手段３６は、それらの観察モードにそれぞれ対応して、白色光画像形成部３８と血管深さ画像形成部４０と酸素飽和度画像形成部４２と微細血管画像形成部４４を有している。

レーザ波長別像情報取得手段２８は、レーザ１４Ａ〜１４Ｆに関連する情報を光源制御手段１２から取得可能であり、カラー撮像手段２６から出力される画像信号から複数のレーザ波長別像情報を算出するレーザ波長別像情報算出手段３０と、レーザ波長別像情報算出手段３０によって算出された複数のレーザ波長別像情報から、各観察モードに必要とされるレーザ波長別像情報を選択して、各観察モードに対応する画像形成部３８、４０、４２、４４に分配送信するレーザ波長別像情報分配手段３２を有している。

レーザ波長別像情報分配手段３２は、各観察モードに適したレーザの組み合わせを記憶しておく機能を有しており、このレーザの組み合わせの情報に従って各観察モードに必要なレーザ波長別像情報を画像形成手段３６内の画像形成部３８、４０、４２、４４に分配送信する。

画像形成装置はまた、必要に応じて、レーザ波長別像情報取得手段２８において取得される複数のレーザ波長別像情報を記憶しておくための情報記憶部３４と、画像形成手段３６によって形成された観察画像を記憶しておくための情報記憶部４８を有していてもよい。

〔動作〕
レーザ１４Ａ〜１４Ｆから発せられた光は、レーザ１４Ａ〜１４Ｆに接続された光ファイバ１６内を導光し、コンバイナ１８に入射して混合される。混合された光は、１本の光ファイバ２０内を導光し、スコープ挿入部２４の先端に設置された照明配光変換部材２２に入射する。照明配光変換部材２２に入射した混合光は、その配光が被写体観察に適した状態に調整され、前方にある被写体に照射される。

出射された混合光は、前方にある被写体に特有の反射スペクトル特性の含まれた戻り光となり、その一部は、撮像手段であるカラー撮像手段２６に入射する。

カラー撮像手段２６には、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）それぞれ波長感度の異なる色別撮像手段が同一平面上に規則的に複数個ずつ配置され、それぞれ戻り光に対する色別強度情報を画素毎に受光する。

ここで、カラー撮像手段２６の前面に設けられているカラーフィルタの透過スペクトルの例を図３に示す。

〈駆動方法〉
この実施形態では、１フレームは、第１サブフレームと第２サブフレームの２期間のサブフレームで構成される。ここで、１フレームとは、選択されている観察モード（動画）に対し、それぞれを単位構成する静止画（フレーム）情報すべてを取得する１期間のことをいう。

第１サブフレームでは、４５０ｎｍの波長の光を発するレーザ１４Ｂと、５３０ｎｍの波長の光を発するレーザ１４Ｃと、６６０ｎｍの波長の光を発するレーザ１４Ｅが点灯される。

第２サブフレームでは、４２０ｎｍの波長の光を発するレーザ１４Ａと、５９０ｎｍの波長の光を発するレーザ１４Ｄと、７３０ｎｍの波長の光を発するレーザＦが点灯される。

第１サブフレーム中に照射されるレーザ光とカラーフィルタスペクトルの関係を図４に、また、第２サブフレーム中に照射されるレーザ光とカラーフィルタスペクトルの関係を図５に示す。

〈観察モード〉
この実施形態では、通常観察モードと血管深さ観察モードと酸素飽和度観察モードと微細血管観察モードの全４種が選択可能である。

通常観察モードでは、４５０ｎｍと５３０ｎｍと６６０ｎｍの３つのレーザ波長別像情報から白色光画像（通常光画像）が構築される。

血管深さ観察モードでは、４５０ｎｍと７３０ｎｍの２つのレーザ波長別像情報から血管深さ画像が構築される。

酸素飽和度観察モードでは、５９０ｎｍと６６０ｎｍの２つのレーザ波長別像情報から酸素飽和度画像が構築される。

微細血管観察モードでは、４２０ｎｍの１つのレーザ波長別像情報から微細血管画像が構築される。

観察モードとは、上記のように波長帯域の異なる１以上の光を照射することで通常観察画像や特殊光観察画像など被写体が有する光学的情報の中で特定の情報を得るための観察手法の種類をいう。

白色光画像は、第１サブフレームから算出される４５０ｎｍのレーザ波長別像情報（画像）と５３０ｎｍのレーザ波長別像情報（画像）と６６０ｎｍのレーザ波長別像情報（画像）から構築される。

血管深さ画像は、第１サブフレームから算出される４５０ｎｍのレーザ波長別像情報（画像）と、第２サブフレームから算出される７３０ｎｍのレーザ波長別像情報（画像）から構築される。

酸素飽和度画像は、第２サブフレームから算出される５９０ｎｍのレーザ波長別像情報（画像）、第１サブフレームから算出される６６０ｎｍのレーザ波長別像情報（画像）から構築される。

微細血管画像は、第２サブフレームから算出される４２０ｎｍのレーザ波長別像情報（画像）から構築される。

このように、ある観察モードの観察画像形成に使用される波長別像情報の一部は、別の観察モードの観察画像形成に利用される。具体的には、通常観察モードにおいて白色光観察画像形成に使用される４５０ｎｍの波長別像情報は、血管深さ観察モードにおける血管深さ画像の形成にも利用される。

観察モードは、上記の４種に限らない。他の観察モードがさらに選択可能であってもよい。少なくとも２種の観察モードが選択可能であればよい。

各観察モードにおける波長も上記の例に限らない。各サブフレームに割り当てる波長の組合せも上記の例に限らない。カラーフィルタ等で波長分離して検出できる組み合わせを適宜選択することが望ましい。

そのためには、少なくともカラーフィルタの種類数と同数以下とすることが重要である。例えば、カラー撮像手段２６がＲＧＢやＣＭＹのように主に３色を分離して検出できるものである場合、１サブフレームで照射する光は、３波長以下の光とすべきである。そうすることで、出力された１画素３色のデータから３連立１次方程式を作成することができ、各レーザ波長別像情報を取得することができる。

その上で、可視光領域の中で分散した複数の波長を選択すべきである。あまりにも波長の近い複数のレーザが同時に点灯されると、その間では、撮像手段の波長感度特性があまり変わらないため、誤差の少ない独立解を得ることが難しくなる。同時に点灯されるレーザが発する光の波長は、少なくとも１０ｎｍ以上離れていることが望ましく、より望ましい２０ｎｍ以上離れているとよい。

例えば、２つのレーザが共に４５０ｎｍ台の波長の光を発する場合、それらのレーザの点灯期間を別々のサブフレームに割り当て、他の波長の光を発するレーザと共に点灯すべきである。

レーザの特徴として、かなり発光波長幅が狭く、また波長が安定しているということが挙げられる。このことから、該当する波長に対するカラーフィルタの透過率、撮像手段の受光感度が比較的把握しやすいため、同時に点灯されるレーザの数が撮像手段の有する色分離数と同数かそれ以下であれば、撮像手段から画素毎に得られるデータ数も「３」であることから、各絵素（ＲＧＢ色画素１揃いの１画素を称することとする）における各レーザ波長の光の反射率に１種類の解が得られることになる。

〈算出方法１〉
レーザ波長別像情報算出手段３０によるレーザ波長別像情報の算出方法の一例を説明する。この算出方法は、簡易的な算出方法である。

各サブフレーム中に取得される画像信号のうち、ＲＧＢ色画素像情報をそのまま、または定数倍したものをレーザ波長別像情報とする。

すなわち、第１サブフレームにおいて点灯する３つのレーザが発する光の波長は、該当する色画素の感度が最大の帯域であり、かつ、該当しない色画素に対する感度もかなり低いため、ＲＧＢ色画素像情報がそのまま４５０ｎｍ画像情報、５３０ｎｍ画像情報、６６０ｎｍ画像情報とすることができる。

一方、第２サブフレームにおいて点灯する３つのレーザが発する光の波長のうち、４２０ｎｍ、５９０ｎｍに関してはそれぞれＢ色画素、Ｇ色画素が持つ感度最大の帯域の光ではない。ただし、該当しない色画素に対する感度は３つのレーザともに低いため、第２サブフレーム中に取得されるＢ色画像情報とＧ色画像情報に、波長別感度に対応する定数を掛けたものがそれぞれ４２０ｎｍ画像、５９０ｎｍ画像、７３０ｎｍ画像とすることができる。

厳密にいうと、Ｒ色画像情報には、５９０ｎｍ波長帯に感度を有しているため、第２サブフレームのＲ色画像をそのままを用いると、７３０ｎｍだけでなく５９０ｎｍ光のデータの影響を受けており正確でない。このような場合、５９０ｎｍと７３０ｎｍの両方の波長像情報を含んでいるＲ色画像から、５９０ｎｍ色像情報を含んでいるＧ色画像情報の定数倍を減算することにより正確な値に近づけることができる。

〈算出方法２〉
レーザ波長別像情報算出手段３０によるレーザ波長別像情報の算出方法の別の一例を説明する。

１サブフレーム中に点灯される３つのレーザが発する光の波長をそれぞれ、Ｌ（ｎｍ）、Ｍ（ｎｍ）、Ｎ（ｎｍ）とする。

１サブフレーム中に点灯される３つのレーザが発する光の光量をそれぞれ、Ｉ_Ｌ（Ｗ）、Ｉ_Ｍ（Ｗ）、Ｉ_Ｎ（Ｗ）とする。

カラーフィルタ透過率や撮像手段の受光感度特性を含めたＲＧＢ３種類の色画素ごとの受光感度特性をＲ（Ａ／Ｗ）、Ｇ（Ａ／Ｗ）、Ｂ（Ａ／Ｗ）とする。

各色画素の受光感度特性の中で照射される上記３つのレーザ波長の光に対する受光感度特性をそれぞれ、Ｒ_Ｌ（Ａ／Ｗ）、Ｒ_Ｍ（Ａ／Ｗ）、Ｒ_Ｎ（Ａ／Ｗ）、Ｇ_Ｌ（Ａ／Ｗ）、Ｇ_Ｍ（Ａ／Ｗ）、Ｇ_Ｎ（Ａ／Ｗ）、Ｂ_Ｌ（Ａ／Ｗ）、Ｂ_Ｍ（Ａ／Ｗ）、Ｂ_Ｎ（Ａ／Ｗ）とする。

対象とする被写体が有する３つのレーザ波長の光に対する反射特性をそれぞれ、Ｓ_Ｌ（％）、Ｓ_Ｍ（％）、Ｓ_Ｎ（％）とする。

対象とする被写体から反射された光のうち、撮像手段内に有効に入射する光の割合をそれぞれ、Ｖ_Ｌ（％）、Ｖ_Ｍ（％）、Ｖ_Ｎ（％）とする。

撮像の結果、ＲＧＢ３種類の色画素ごとに得られる信号値をそれぞれ、Ｄ_Ｒ（Ａ）、Ｄ_Ｇ（Ａ）、Ｄ_Ｂ（Ａ）とする。

これらのパラメータは次の関係を満たす。

Ｄ_Ｒ＝Ｉ_Ｌ×Ｓ_Ｌ×Ｖ_Ｌ×Ｒ_Ｌ＋Ｉ_Ｍ×Ｓ_Ｍ×Ｖ_Ｍ×Ｒ_Ｍ＋Ｉ_Ｎ×Ｓ_Ｎ×Ｖ_Ｎ×Ｒ_Ｎ
Ｄ_Ｇ＝Ｉ_Ｌ×Ｓ_Ｌ×Ｖ_Ｌ×Ｇ_Ｌ＋Ｉ_Ｍ×Ｓ_Ｍ×Ｖ_Ｍ×Ｇ_Ｍ＋Ｉ_Ｎ×Ｓ_Ｎ×Ｖ_Ｎ×Ｇ_Ｎ
Ｄ_Ｂ＝Ｉ_Ｌ×Ｓ_Ｌ×Ｖ_Ｌ×Ｂ_Ｌ＋Ｉ_Ｍ×Ｓ_Ｍ×Ｖ_Ｍ×Ｂ_Ｍ＋Ｉ_Ｎ×Ｓ_Ｎ×Ｖ_Ｎ×Ｂ_Ｎ
このうち、Ｉ_Ｌ、Ｖ_Ｌ、Ｒ_Ｌ、Ｉ_Ｍ、Ｖ_Ｍ、Ｒ_Ｍ、Ｉ_Ｎ、Ｖ_Ｎ、Ｒ_Ｎ、Ｉ_Ｌ、Ｖ_Ｌ、Ｇ_Ｌ、Ｉ_Ｍ、Ｖ_Ｍ、Ｇ_Ｍ、Ｉ_Ｎ、Ｖ_Ｎ、Ｇ_Ｎ、Ｉ_Ｌ、Ｖ_Ｌ、Ｂ_Ｌ、Ｉ_Ｍ、Ｖ_Ｍ、Ｂ_Ｍ、Ｉ_Ｎ、Ｖ_Ｎ、Ｂ_Ｎは事前に把握可能であり、Ｄ_Ｒ、Ｄ_Ｇ、Ｄ_Ｂは撮像することによって各画素について取得可能である。そのため、上記関係式は、未知数がＳ_Ｌ、Ｓ_Ｍ、Ｓ_Ｎの３種だけ残る３連立１次方程式となり、各画素に対するレーザ波長別反射率を算出可能となる。レーザ波長別反射率を画素毎に取得することにより、それが被写体に対する２次元のレーザ波長別像情報となる。
第２サブフレームについても同様である。

〈撮像〉
カラー撮像手段２６は、受光光量に応じた光電変換を行い、電気信号群をレーザ波長別像情報取得手段２８に送信する。レーザ波長別像情報取得手段２８では、レーザ波長別像情報算出手段３０が、上記のようなプロセスに従ってレーザ波長別像情報を算出し、その情報をレーザ波長別像情報分配手段３２に送信する。

レーザ波長別像情報分配手段３２は、レーザ波長別像情報算出手段３０から送信されたレーザ波長別像情報を蓄積し、１フレーム内で得られるすべてのレーザ波長別像情報を取得した時点で、それらを画像形成手段３６内の白色光画像形成部３８と血管深さ画像形成部４０と酸素飽和度画像形成部４２と微細血管画像形成部４４に適切に分配して送信する。

各画像形成部３８，４０，４２，４４は、適切に分配され受信したレーザ波長別画像信号を、適切な観察画像情報に変換し、画像表示部４６に送信する。

画像表示部４６は、受信した４種類の画像情報を、全て使用者等にとってわかりやすい状態で表示する。

一例では、１フレーム内で取得した全ての画像情報が適切に処理された時点で同時に表示する。例えば、図６に示すように、画像表示部４６の１画面を４分割してそれぞれの画像を並列に配置して表示する。

別の例では、図７に示すように、これらの画像を組み合わせて１つの画像内に重畳し、１つの画面の見方によって様々な特定情報を得ることができるように色を分けたり明るさを変えたり点滅させたりするような加工して表示する。

〈画像形成プロセス１〉
レーザ波長別像情報分配手段３２は、例えば、レーザ波長別像情報を一時的に蓄積した後に、レーザ波長別像情報を分配送信する。この構成例に従った画像形成のプロセスフローの一例を図８に示す。

第１サブフレームにおいて、カラー撮像手段２６が画像信号を順次生成してレーザ波長別像情報取得手段２８に送信する。レーザ波長別像情報取得手段２８内のレーザ波長別像情報算出手段３０が、４５０ｎｍと５３０ｎｍと６６０ｎｍのレーザ波長別像情報を算出してレーザ波長別像情報分配手段３２に送信する。レーザ波長別像情報分配手段３２は、受信した第１サブフレームにおけるレーザ波長別像情報を蓄積する。

第２サブフレームにおいて、カラー撮像手段２６が画像信号を順次生成してレーザ波長別像情報取得手段２８に送信する。レーザ波長別像情報取得手段２８内のレーザ波長別像情報算出手段３０が、４２０ｎｍと５９０ｎｍと７３０ｎｍのレーザ波長別像情報を算出してレーザ波長別像情報分配手段３２に送信する。レーザ波長別像情報分配手段３２は、受信した第２サブフレームにおけるレーザ波長別像情報を蓄積する。

レーザ波長別像情報分配手段３２は、第２サブフレームにおけるレーザ波長別像情報を受信した後、４種の観察モードに必要なレーザ波長別像情報を、それぞれ、画像形成手段３６内の白色光画像形成部３８と血管深さ画像形成部４０と酸素飽和度画像形成部４２と微細血管画像形成部４４に分配送信する。

白色光画像形成部３８と血管深さ画像形成部４０と酸素飽和度画像形成部４２と微細血管画像形成部４４は、それぞれ、受信したレーザ波長別像情報に従ってそれぞれの観察画像を形成して画像表示部４６に送信する。

画像表示部４６は、受信した４種の観察モードの観察画像を表示する。

〈画像形成プロセス２〉
上記では、レーザ波長別像情報分配手段３２が、レーザ波長別像情報を蓄積する構成例を説明したが、別の構成例として、レーザ波長別像情報分配手段３２がレーザ波長別像情報を蓄積する代わりに、画像形成手段３６がレーザ波長別像情報を蓄積してもよい。この構成例に従った画像形成のプロセスフローの一例を図９に示す。

第１サブフレームにおいて、カラー撮像手段２６が画像信号を順次生成してレーザ波長別像情報取得手段２８に送信する。レーザ波長別像情報取得手段２８内のレーザ波長別像情報算出手段３０が、４５０ｎｍと５３０ｎｍと６６０ｎｍのレーザ波長別像情報を算出してレーザ波長別像情報分配手段３２に送信する。レーザ波長別像情報分配手段３２は、画像形成手段３６内の各画像形成部３８、４０、４２、４４が必要とするレーザ波長別像情報を各画像形成部３８、４０、４２、４４に分配送信する。各画像形成部３８、４０、４２、４４は、受信した第１サブフレームにおけるレーザ波長別像情報を蓄積する。

第２サブフレームにおいて、カラー撮像手段２６が画像信号を順次生成してレーザ波長別像情報取得手段２８に送信する。レーザ波長別像情報取得手段２８内のレーザ波長別像情報算出手段３０が、４２０ｎｍと５９０ｎｍと７３０ｎｍのレーザ波長別像情報を算出してレーザ波長別像情報分配手段３２に送信する。レーザ波長別像情報分配手段３２は、画像形成手段３６内の各画像形成部３８、４０、４２、４４が必要とするレーザ波長別像情報を各画像形成部３８、４０、４２、４４に分配送信する。各画像形成部３８、４０、４２、４４は、受信した第２サブフレームにおけるレーザ波長別像情報を蓄積する。

各画像形成部３８、４０、４２、４４は、第２サブフレームにおけるレーザ波長別像情報を受信した後、蓄積してある第１サブフレームにおけるレーザ波長別像情報と第２サブフレームにおけるレーザ波長別像情報に従ってそれぞれの観察画像を形成して画像表示部４６に送信する。

画像表示部４６は、受信した４種の観察モードの観察画像を表示する。

〔その他〕
より画像再現性の高い像情報を取得するため、１フレーム内において同じレーザを複数回点灯してもよい。上記のように３未知数に対して３連立１次方程式を解くのではなく、４連立以上の１次方程式で３未知数を解くことによって、より正確な像情報とすることができる。

〔効果〕
レーザを用いて通常光や特殊光などすべての観察モードを構成しているため、どのモードに対してもファイバなど細径導光部材に高効率に導入しやすい利点が得られ、ＬＥＤや気体光源と比べてかなり明るさ改善を実現することができる。

レーザを用いて特殊光を形成しているため、気体光源、ＬＥＤなどのブロードなスペクトルを有する光源と比較して、その波長だけに特有な像情報を取得することができ、画像再現性が高くなる。

少なくとも１つのレーザ波長別像情報は、複数の画像に用いられることで、レーザの個数を減らすことができ、低コスト化に繋がる。

特殊光用レーザの一部を活用して、白色光画像（通常光画像）を構築しているため、レーザ数が少なく低コスト化、低容積化できる。

複数種類ある特殊光画像用レーザどうしを共通化させているため、よりレーザ数が少なく、低コスト化、低容積化できる。

一つの観察モードの観察画像形成に使用されるレーザ波長別像情報の少なくとも一部が、別の観察モードの観察画像形成に利用されるため、その別の観察モードの観察画像形成に使用されるレーザ波長別像情報を取得するためのサブフレームを設ける必要がなく、１フレーム内のサブフレーム数を削減することができるため、フレームレートを早くすることができ、動画性能が向上する。

サブフレーム数は、観察モード数よりも少ないため、従来よりも１フレーム内のサブフレーム数を削減することができる。このため、フレームレートを早くすることができ、動画性能が向上する。

カラー撮像手段２６の色分離数よりも常に発光光源数が同じか少ないため、レーザ波長別像情報を正確に取得でき、そこから構築される様々な観察モード画像再現性が向上する。

レーザ波長別像情報算出手段３０を有しているため、レーザ波長別像情報を正確に取得でき、そこから構築される様々な観察モード画像再現性が向上する。

レーザ波長別像情報分配手段３２を有しているため、正確なレーザ波長別像情報を適切なタイミングで適切な画像形成手段３６に送信することができ、観察モード画像再現性が向上する。

同時に点灯されるレーザの個数が常に色分離数と同数かそれよりも少ないため、既知のカラーフィルタ／撮像手段特性よりも正確なレーザ波長像情報に変換することができ、画像再現性の高い観察モード画像を構築することができる。

［第２実施形態］
本実施形態では、カラーフィルタ種類数よりも多いレーザが一度に点灯される。

画像形成装置の構成と観察モードは第１実施形態と同じである。特にカラー撮像手段２６は、ＲＧＢの色画素を有するカラー撮像手段である。

〔動作〕
〈駆動方法〉
この実施形態では、１フレームは、第１サブフレームと第２サブフレームの２期間のサブフレームで構成される
第１サブフレームでは、４２０ｎｍの波長の光を発するレーザ１４Ａと、４５０ｎｍの波長の光を発するレーザ１４Ｂと、５３０ｎｍの波長の光を発するレーザ１４Ｃと、５９０ｎｍの波長の光を発するレーザ１４Ｄと、６６０ｎｍの波長の光を発するレーザ１４Ｅと、７３０ｎｍの波長の光を発するレーザ１４Ｆが点灯される。第１サブフレーム中に照射されるレーザ光とカラーフィルタスペクトルの関係を図１０に示す。

第２サブフレームでは、４２０ｎｍの波長の光を発するレーザ１４Ａと、４５０ｎｍの波長の光を発するレーザ１４Ｂと、５３０ｎｍの波長の光を発するレーザ１４Ｃと、５９０ｎｍの波長の光を発するレーザ１４Ｄと、６６０ｎｍの波長の光を発するレーザ１４Ｅと、７３０ｎｍの波長の光を発するレーザ１４Ｆを、それぞれ、第１サブフレームとは異なるレーザ出力で点灯される。第２サブフレーム中に照射されるレーザ光とカラーフィルタスペクトルの関係を図１１に示す。

図１０と図１１から分かるように、１フレーム内の第１サブフレームと第２サブフレームのいずれにおいても、全てのレーザ１４Ａ〜１４Ｆが同時に点灯される。また、第１サブフレームにおけるレーザ１４Ａ〜１４Ｆの出力は、それぞれ、第２サブフレームにおけるレーザ１４Ａ〜１４Ｆの出力と異なっている。

観察モードの種類と、各観察モードにおいて必要とされるレーザ波長別像情報は、第１実施形態と同じである。

カラー撮像手段２６の各画素にはＲＧＢ３色のカラーフィルタが並列されている。各画素において被写体の像情報がＲＧＢ３つのデータとして蓄積される。第１サブフレームと第２サブフレームで各々３つずつ蓄積される。

〈算出方法〉
第１及び第２サブフレーム中に点灯される６つのレーザが発する光の波長をそれぞれ、Ｌ、Ｍ、Ｎ、Ｏ、Ｐ、Ｑ（ｎｍ）とする。

第１サブフレーム中に点灯される６つのレーザが発する光の光量をそれぞれＩ_Ｌ、Ｉ_Ｍ、Ｉ_Ｎ、Ｉ_Ｏ、Ｉ_Ｐ、Ｉ_Ｑ（Ｗ）とする。

第２サブフレーム中に点灯される６つのレーザが発する光の光量をそれぞれＩ_Ｌ’、Ｉ_Ｍ’、Ｉ_Ｎ’_、Ｉ_Ｏ’、Ｉ_Ｐ’、Ｉ_Ｑ’（Ｗ）とする。

各色画素の受光感度特性の中で照射される上記６つのレーザ波長の光に対する受光感度特性をＲ_Ｌ、Ｒ_Ｍ、Ｒ_Ｎ、Ｒ_Ｏ、Ｒ_Ｐ、Ｒ_Ｑ、Ｇ_Ｌ、Ｇ_Ｍ、Ｇ_Ｎ、Ｇ_Ｏ、Ｇ_Ｐ、Ｇ_Ｑ、Ｂ_Ｌ、Ｂ_Ｍ、Ｂ_Ｎ、Ｂ_Ｏ、Ｂ_Ｐ、Ｂ_Ｑ（Ａ／Ｗ）とする。

対象とする被写体が有する６つのレーザ波長に対する反射特性をそれぞれ、Ｓ_Ｌ、Ｓ_Ｍ、Ｓ_Ｎ、Ｓ_Ｏ、Ｓ_Ｐ、Ｓ_Ｑ（％）とする。

対象とする被写体から反射された光のうち、撮像手段内に有効に入射する光の割合をそれぞれ、Ｖ_Ｌ、Ｖ_Ｍ、Ｖ_Ｎ、Ｖ_Ｏ、Ｖ_Ｐ、Ｖ_Ｑとする。

第１サブフレーム撮像の結果、ＲＧＢ３種類の色画素ごとに得られる信号値をそれぞれ、Ｄ_Ｒ（Ａ）、Ｄ_Ｇ（Ａ）、Ｄ_Ｂ（Ａ）とし、第２サブフレーム撮像の結果、ＲＧＢ３種類の色画素ごとに得られる信号値をそれぞれ、Ｄ_Ｒ’（Ａ）、Ｄ_Ｇ’（Ａ）、Ｄ_Ｂ’（Ａ）とする。

これらのパラメータは次の関係を満たす。

Ｄ_Ｒ＝Ｉ_Ｌ×Ｓ_Ｌ×Ｖ_Ｌ×Ｒ_Ｌ＋Ｉ_Ｍ×Ｓ_Ｍ×Ｖ_Ｍ×Ｒ_Ｍ＋Ｉ_Ｎ×Ｓ_Ｎ×Ｖ_Ｎ×Ｒ_Ｎ＋Ｉ_Ｏ×Ｓ_Ｏ×Ｖ_Ｏ×Ｒ_Ｏ＋Ｉ_Ｐ×Ｓ_Ｐ×Ｖ_Ｐ×Ｒ_Ｐ＋Ｉ_Ｑ×Ｓ_Ｑ×Ｖ_Ｑ×Ｒ_Ｑ
Ｄ_Ｇ＝Ｉ_Ｌ×Ｓ_Ｌ×Ｖ_Ｌ×Ｇ_Ｌ＋Ｉ_Ｍ×Ｓ_Ｍ×Ｖ_Ｍ×Ｇ_Ｍ＋Ｉ_Ｎ×Ｓ_Ｎ×Ｖ_Ｎ×Ｇ_Ｎ＋Ｉ_Ｏ×Ｓ_Ｏ×Ｖ_Ｏ×Ｇ_Ｏ＋Ｉ_Ｐ×Ｓ_Ｐ×Ｖ_Ｐ×Ｇ_Ｐ＋Ｉ_Ｑ×Ｓ_Ｑ×Ｖ_Ｑ×Ｇ_Ｑ
Ｄ_Ｂ＝Ｉ_Ｌ×Ｓ_Ｌ×Ｖ_Ｌ×Ｂ_Ｌ＋Ｉ_Ｍ×Ｓ_Ｍ×Ｖ_Ｍ×Ｂ_Ｍ＋Ｉ_Ｎ×Ｓ_Ｎ×Ｖ_Ｎ×Ｂ_Ｎ＋Ｉ_Ｏ×Ｓ_Ｏ×Ｖ_Ｏ×Ｂ_Ｏ＋Ｉ_Ｐ×Ｓ_Ｐ×Ｖ_Ｐ×Ｂ_Ｐ＋Ｉ_Ｑ×Ｓ_Ｑ×Ｖ_Ｑ×Ｂ_Ｑ
Ｄ_Ｒ’＝Ｉ_Ｌ’×Ｓ_Ｌ×Ｖ_Ｌ×Ｒ_Ｌ＋Ｉ_Ｍ’×Ｓ_Ｍ×Ｖ_Ｍ×Ｒ_Ｍ＋Ｉ_Ｎ’×Ｓ_Ｎ×Ｖ_Ｎ×Ｒ_Ｎ＋Ｉ_Ｏ’×Ｓ_Ｏ×Ｖ_Ｏ×Ｒ_Ｏ＋Ｉ_Ｐ’×Ｓ_Ｐ×Ｖ_Ｐ×Ｒ_Ｐ＋Ｉ_Ｑ’×Ｓ_Ｑ×Ｖ_Ｑ×Ｒ_Ｑ
Ｄ_Ｇ’＝Ｉ_Ｌ’×Ｓ_Ｌ×Ｖ_Ｌ×Ｇ_Ｌ＋Ｉ_Ｍ’×Ｓ_Ｍ×Ｖ_Ｍ×Ｇ_Ｍ＋Ｉ_Ｎ’×Ｓ_Ｎ×Ｖ_Ｎ×Ｇ_Ｎ＋Ｉ_Ｏ’×Ｓ_Ｏ×Ｖ_Ｏ×Ｇ_Ｏ＋Ｉ_Ｐ’×Ｓ_Ｐ×Ｖ_Ｐ×Ｇ_Ｐ＋Ｉ_Ｑ’×Ｓ_Ｑ×Ｖ_Ｑ×Ｇ_Ｑ
Ｄ_Ｂ’＝Ｉ_Ｌ’×Ｓ_Ｌ×Ｖ_Ｌ×Ｂ_Ｌ＋Ｉ_Ｍ’×Ｓ_Ｍ×Ｖ_Ｍ×Ｂ_Ｍ＋Ｉ_Ｎ’×Ｓ_Ｎ×Ｖ_Ｎ×Ｂ_Ｎ＋Ｉ_Ｏ’×Ｓ_Ｏ×Ｖ_Ｏ×Ｂ_Ｏ＋Ｉ_Ｐ’×Ｓ_Ｐ×Ｖ_Ｐ×Ｂ_Ｐ＋Ｉ_Ｑ’×Ｓ_Ｑ×Ｖ_Ｑ×Ｂ_Ｑ
このうち、Ｉ、Ｖ、Ｒ、Ｇ、Ｂは事前に把握可能であり、Ｄ_Ｒ、Ｄ_Ｇ、Ｄ_Ｂ、Ｄ_Ｒ’、Ｄ_Ｇ’、Ｄ_Ｂ’は撮像することによって各画素について取得可能である。そのため、上記関係式は、未知数がＳ_Ｌ、Ｓ_Ｍ、Ｓ_Ｎ、Ｓ_Ｏ、Ｓ_Ｐ、Ｓ_Ｑの６種だけ残る６連立１次方程式となり、各画素に対するレーザ波長別反射率を算出可能となる。レーザ波長別反射率を画素毎に取得することにより、それが被写体に対する２次元のレーザ波長別像情報となる。

ノイズが多い場合は、１フレームを３回以上に分け、３回以上の各サブフレームにおいてレーザ１４Ａ〜１４Ｆを点灯してもよい。画像再現性を上げるためには、冗長連立１次方程式によって解を１つに絞り込むことが必要であると考える。

従って、撮像素子のカラーフィルタをＮ色、選択されている観察モードに必要なレーザ波長別像情報の数をＬ、１フレーム内のサブフレーム数をＳとすると、Ｎ×Ｓ≧Ｌであることが重要である。

〔効果〕
カラー撮像手段２６の色分離数よりも１サブフレーム内で点灯しているレーザ数が多いため、カラー撮像手段２６が受光する光量が大きくなる。このため、１サブフレームの露光時間を短くすることができ、動画性能が向上する。また、光量が大きくなるため、カラー撮像手段２６による低光量時ノイズが発生しにくく、レーザ波長別像情報を正確に取得できる。このため、そこから構築される様々な観察モード画像の再現性が向上する。

［第３実施形態］
本実施形態は、カラーフィルタを用いたカラー撮像手段の代わりに、色分離機能を持たないモノクロ撮像手段を使用した例である。図１２に装置全体模式図を示す。

図１２において、図１に示した部材と同一の参照符号を付した部材は同様の部材であり、その詳しい説明は省略する。以下では、相違部分に重点をおいて説明する。つまり、以下の説明で触れない部分は、第１実施形態と同様である。

〔構成〕
画像形成装置は、被写体からの光を受けて画像信号を出力するモノクロ撮像手段５０と、モノクロ撮像手段５０から出力される画像信号から、レーザ１４Ａ〜１４Ｆから発せられる光の複数の中心波長にそれぞれ対応する複数のレーザ波長別像情報を取得するレーザ波長別像情報取得手段５２を有している。

モノクロ撮像手段５０には、前面にカラーフィルタを有しておらず、１画素で１絵素を形成し、それぞれ戻り光に対する光強度情報を画素（絵素）毎に受光する。

レーザ波長別像情報取得手段５２は、モノクロ撮像手段５０から出力される画像信号から複数のレーザ波長別像情報を算出するレーザ波長別像情報算出手段５４と、算出されたレーザ波長別像情報を画像形成部３８、４０、４２、４４に分配送信するレーザ波長別像情報分配手段５６を有している。

〔動作〕
〈駆動方法〉
この実施形態では、１フレームは、第１サブフレームと第２サブフレームと第３サブフレームと第４サブフレームと第５サブフレームと第６サブフレームの６期間のサブフレームで構成される。

第１サブフレームでは、４２０ｎｍの波長の光を発するレーザ１４Ａが点灯される。第２サブフレームでは、４５０ｎｍの波長の光を発するレーザ１４Ｂが点灯される。第３サブフレームでは、５３０ｎｍの波長の光を発するレーザ１４Ｃが点灯される。第４サブフレームでは、５９０ｎｍの波長の光を発するレーザ１４Ｄが点灯される。第５サブフレームでは、６６０ｎｍの波長の光を発するレーザ１４Ｅが点灯される。第６サブフレームでは、７３０ｎｍの波長の光を発するレーザ１４Ｆが点灯される。

〈観察モード〉
この実施形態でも、第１実施形態と同じく、通常観察モードと血管深さ観察モードと酸素飽和度観察モードと微細血管観察モードの全４種が選択可能である。

通常観察モードでは、第２サブフレームにおいて取得される４５０ｎｍ画像、第３サブフレームにおいて取得される５３０ｎｍ画像、第５サブフレームにおいて取得される６６０ｎｍ画像から白色光画像が構築される。

血管深さ観察モードでは、第２サブフレームにおいて取得される４５０ｎｍ画像、第５サブフレームにおいて取得される６６０ｎｍ画像から血管深さ画像が構築される。

酸素飽和度観察モードでは、第３サブフレームにおいて取得される５３０ｎｍ画像、第６サブフレームにおいて取得される７３０ｎｍ画像から酸素飽和度画像が構築される。

微細血管観察モードでは、第１サブフレームにおいて取得される４２０ｎｍ画像から微細血管画像が構築される。

選択されている観察モードに必要な全レーザ波長別像情報が６であるのに対し、６つのレーザ波長の光をそれぞれ照射する６期間のサブフレームで１フレームが構成されていることから、１画素１つのデータから各レーザ波長について６つのそれぞれ独立した連立１次方程式を作成することができ、各レーザ波長別像情報を取得することができる。

〈算出方法〉
レーザ波長別像情報算出手段５４によるレーザ波長別像情報の算出方法を説明する。

１サブフレーム中に点灯される１つのレーザが発する光の波長をＬ（ｎｍ）とする。

１サブフレーム中に点灯されるレーザが発する光の光量をＩ_Ｌ（Ｗ）とする。

照射されたレーザ波長に対する撮像手段の受光感度特性をＭ_Ｌ（Ａ／Ｗ）とする。

対象とする被写体が有するレーザ波長の光に対する反射特性をＳ_Ｌ（％）とする。

対象とする被写体から反射された光のうち、モノクロ撮像手段５０内に有効に入射する光の割合をＶ_Ｌ（％）とする。

撮像の結果、画素ごとに得られる信号値をＤ（Ａ）とする。

これらのパラメータは次の関係を満たす。

Ｄ＝Ｉ_Ｌ×Ｓ_Ｌ×Ｖ_Ｌ×Ｍ_Ｌ
第１実施形態と同様、Ｉ_Ｌ、Ｖ_Ｌ、Ｍ_Ｌは事前に把握可能であり、Ｄは撮像することによって各画素について取得可能である。そのため、未知数がＳ_Ｌの１種だけ残る独立１次方程式となり各画素に対するレーザ波長別反射率を算出可能となる。

算出されたレーザ波長別像情報はレーザ波長別像情報分配手段５６によって画像形成手段３６内の画像形成部３８、４０、４２、４４に分配送信される。レーザ波長別像情報分配手段５６による分配送信は、第１実施形態のレーザ波長別像情報分配手段５６と同様に行われる。

その後の画像形成部３８、４０、４２、４４における画像形成のプロセスおよび画像表示部４６による画像表示のプロセスは、第１実施形態と同様である。

〔その他〕
より画像再現性の高い像情報を取得するため、１フレーム内で複数回同じレーザを照射してもよい。上記のように６つの未知数に対して６つのそれぞれ独立した１次方程式を解くのではなく、７つ以上の独立した１次方程式で６つの未知数を解くことによって、より正確な像情報とすることができる。特に被写体が限定されている使用用途の装置の場合、像情報に誤差が生じやすい波長が存在することがある。そのような場合、そのレーザ波長の光に関しては複数回光量を変えたり変えなかったりして照射することによって、より正確なレーザ波長別像情報を算出することができる。

〔効果〕
モノクロ撮像手段５０を使用しているため、画素がそのまま絵素となり、カラー撮像手段２６よりも高解像度化できる。

事前に把握できる定数のうち、カラーフィルタに関する定数がないため、この数値に関する誤差に由来するデータ誤差が発生しないため、画像再現性が高い。

サブフレーム数は増加しているが、レーザ唯一の特徴として高光量で高速変調できるため、１フレームの時間を短くすることができ、動画性能は、それほど劣化しない。

これまで、図面を参照しながら本発明の実施形態を述べたが、本発明は、これらの実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において様々な変形や変更が施されてもよい。ここにいう様々な変形や変更は、上述した実施形態を適当に組み合わせた実施も含む。

特開２０１１−２００５７２号公報

A. Neumann et al., Opt. Exp., 19, S4, A982(July 4, 2011)

１２…光源制御手段、１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｄ、１４Ｅ、１４Ｆ…レーザ、１６…光ファイバ、１８…コンバイナ、２０…光ファイバ、２２…照明配光変換部材、２４…スコープ挿入部、２６…カラー撮像手段、２８…レーザ波長別像情報取得手段、３０…レーザ波長別像情報算出手段、３２…レーザ波長別像情報分配手段、３４…情報記憶部、３６…画像形成手段、３８…白色光画像形成部、４０…血管深さ画像形成部、４２…酸素飽和度画像形成部、４４…微細血管画像形成部、４６…画像表示部、４８…情報記憶部、５０…モノクロ撮像手段、５２…レーザ波長別像情報取得手段、５４…レーザ波長別像情報算出手段、５６…レーザ波長別像情報分配手段。

Claims (7)

1. 複数の観察モードにおける被写体の観察画像を形成する画像形成装置であり、
   被写体に照射される互いに異なる複数の中心波長の光をそれぞれ発する複数のレーザと、
   被写体からの光を受けて画像信号を出力する撮像手段と、
   前記撮像手段から出力される画像信号から、前記複数のレーザが発する光の中心波長に対する複数の波長別像情報を取得する波長別像情報取得手段と、
   前記波長別像情報取得手段から供給される波長別像情報を組み合わせて各観察モードにおける観察画像を形成する画像形成手段を有している、画像形成装置。
2. 前記複数の観察モードの一つにおける観察画像形成に使用される波長別像情報の少なくとも一部が、前記複数の観察モードの別の一つにおける観察画像形成に利用される、請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記画像形成手段は、前記複数の観察モードにそれぞれ対応する複数の画像形成部を有し、
   前記波長別像情報取得手段は、各観察モードに必要とされる波長別像情報を前記複数の波長別像情報から選択して各観察モードに対応する画像形成部に分配送信する波長別像情報分配手段を有している、請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記波長別像情報分配手段は、各観察モードに適したレーザの組み合わせを記憶しており、このレーザの組み合わせの情報に従って各観察モードにおける波長別像情報の分配送信を行う、請求項３に記載の画像形成装置。
5. １フレーム内において撮像が繰り返されるサブフレーム数が、選択されている複数の観察モード数と異なっている、請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記撮像手段の有する波長感度特性の異なる画素種類の数をＮ、選択されている前記観察モードに対応した前記波長別像情報の数をＬ、１フレーム内のサブフレーム数をＳとすると、Ｎ×Ｓ≧Ｌを満たしている、請求項５に記載の画像形成装置。
7. １回のサブフレーム中に被写体に照射される光に含まれる前記中心波長の数は、常に前記Ｎよりも少ない、請求項６に記載の画像形成装置。