WO2015064436A1

WO2015064436A1 - キャリブレーション方法及び内視鏡システム

Info

Publication number: WO2015064436A1
Application number: PCT/JP2014/078047
Authority: WO
Inventors: 久保　雅裕
Original assignee: 富士フイルム株式会社
Priority date: 2013-10-28
Filing date: 2014-10-22
Publication date: 2015-05-07
Also published as: JP2017196430A; JP6159817B2; JPWO2015064436A1; JP6327769B2

Abstract

　ホワイトバランス調整のように、簡便な準備・作業で色補正処理の条件を設定することができ、且つ複数のカラーチャートを用いた場合と同じ精度で色補正することができるキャリブレーション方法及び内視鏡システムを提供する。　複数のＬＥＤを点灯して、互いに波長帯域が異なる複数の照明光を特定の光量比で発光する。この発光により、カラーチャートの色に相当するカラーチャート相当色光を生成する。カラーチャート相当色光で白色被写体部ＷＳＴを照明する。白色被写体部ＷＳＴを撮像センサで撮像して、白色被写体部のＲＧＢ画像信号を取得する。白色被写体部のＲＧＢ画像信号に基づいて、内視鏡画像の色を目標色に合わせるための色補正処理の条件を設定する。

Description

キャリブレーション方法及び内視鏡システム

　本発明は、内視鏡画像の色を目標色に合わせるために行うキャリブレーション方法及び内視鏡システムに関する。

　医療分野では、光源装置、内視鏡、プロセッサ装置を備える内視鏡システムが広く用いられている。内視鏡については、観察対象を撮像して、画像信号を出力する撮像センサを備える電子内視鏡が一般的である。この撮像センサについては、個体差があり、内視鏡毎に分光感度が異なっている。また、光源装置から内視鏡に照明光を導光するために用いられるライトガイドに関しても、個体差があり、内視鏡毎に透過特性が異なっている。このような撮像センサの分光感度のバラツキなど内視鏡の個体差が原因で、内視鏡画像の色が、ユーザーが予め設定した目標色にならないことがある。

　内視鏡画像の色を目標色に合わせるためには、内視鏡毎に観察対象の読み取り特性を測定し、その測定結果に基づいて、内視鏡画像の色を目標色に合わせるための色補正処理の条件を設定した上で、色補正処理を行う必要がある。色補正処理の条件を設定する方法としては、例えば、特許文献１に示すように、測色データとの関係が予め定められているカラーチャートを用いる方法が考えられる。この方法によれば、カラーチャートを撮影するとともに、この撮影で得られる読取画像と、測色データとの関係が目標通りになるように、色補正処理の条件を設定する。

特許２７７３４９８公報

　内視鏡画像の色を目標色に正確に合わせるためには、より多くのカラーチャートが必要になり、また、それぞれのカラーチャートに応じて、距離、角度、明るさなどの撮影条件を厳密に定めた上で、色補正処理の条件設定を行う必要がある。したがって、カラーチャートを用いて色補正処理の条件を設定する方法は、色補正処理の精度を上げようとすればするほど、手間がかかってしまう。

　一方、色全体ではなく白色だけを調整することを目的としたホワイトバランス調整が広く行われている。カラーチャートを用いて色再現を補正する場合と比較すると精度は劣るものの、認知されやすい白色のずれを補正することで、色再現のずれがかなり許容できるようになること、また、白色だけを測定すればよいので準備・作業が簡略化できることがメリットである。したがって、ホワイトバランス調整のように、簡便な準備・作業で色補正処理の条件を設定することができ、且つ複数のカラーチャートを用いた場合と同じ精度で色補正することが求められている。

　本発明は、ホワイトバランス調整のように、簡便な準備・作業で色補正処理の条件を設定することができ、且つ複数のカラーチャートを用いた場合と同じ精度で色補正することができるキャリブレーション方法及び内視鏡システムを提供することを目的とする。

　上記目的を達成するために、本発明は、第１カラー画像信号を、目標色を表示可能にするための第２カラー画像信号に変換する色補正処理を行う色補正処理部を備える内視鏡システムのキャリブレーション方法において、照明光生成ステップと、照明ステップと、画像信号取得ステップと、条件設定ステップとを有する。照明光生成ステップは、複数の半導体光源を点灯して、互いに波長帯域が異なる複数の照明光を特定の光量比で発光することにより、カラーチャートの色に相当するカラーチャート相当色光を生成する。照明ステップは、照明光生成ステップで生成した前記カラーチャート相当色光で白色の基準被写体を照明する。画像信号取得ステップは、照明ステップにおいてカラーチャート相当色光で照明中の前記白色の基準被写体を撮像センサで撮像して第１校正用の画像信号を取得する。条件設定ステップは、画像信号取得ステップで取得した第１校正用の画像信号に基づいて、色補正処理の条件を設定する。

　色補正処理は、第１カラー画像信号を第２カラー画像信号に変換するマトリックス演算であり、条件設定ステップでは、画像信号取得ステップで取得した第１校正用の画像信号に基づいて、マトリックス演算に用いるマトリックス係数を設定することが好ましい。条件設定ステップでは、画像信号取得ステップで取得した第１校正用の画像信号が目標の画像信号に近づくように、マトリックス係数を設定することが好ましい。

　複数の照明光間の光量比と、この光量比を有する複数の照明光で白色の基準被写体を撮像したときに得られる画像信号との関係を示す光量比－画像信号間テーブルを参照して、カラーチャートを撮像センサで撮像したときに得られる第２校正用の画像信号に対応する光量比を求め、この求めた光量比を、カラーチャート相当色光の発光に必要な特定の光量比として設定するカラーチャート相当色光用光量比設定ステップを有することが好ましい。

　複数の半導体光源は、赤色光を発するR－LED、緑色光を発するG-LED、青色光を発するB-LEDを有することが好ましい。複数の半導体光源は、赤色光、緑色光、青色光と少なくとも一部が異なる第１波長帯域を有する第１特殊光を発する第１特殊光用LEDと、赤色光、緑色光、青色光、第１特殊光と少なくとも一部が異なる第２波長帯域を有する第２特殊光を発する第２特殊光用LEDとを少なくとも含む複数の特殊光用LEDを更に有することが好ましい。

　内視鏡システムは、R-LED、G-LED、B-LEDを少なくとも点灯させて白色光を発光する通常観察モードと、第１及び第２特殊光用LEDを少なくとも点灯させて特殊光を発光する特殊観察モードを有し、観察モード毎に、色補正処理の条件を設定することが好ましい。上記本発明のキャリブレーション方法により設定されたマトリックス係数に基づいて、マトリックス演算することが好ましい。マトリックス係数と内視鏡のスコープＩＤとを対応付けて記憶する記憶部と、内視鏡のスコープＩＤを読み出すＩＤ読み出し部とを有することが好ましい。

　本発明は、第１カラー画像信号を、目標色を表示可能にするための第２カラー画像信号に変換する色補正処理を行う色補正処理部を備える内視鏡システムにおいて、複数の半導体光源と、カラーチャート相当色光用制御部と、画像信号取得部と、条件設定部とを有する。複数の半導体光源は、互いに波長帯域が異なる複数の照明光を発する。カラーチャート相当色光用制御部は、複数の照明光を特定の光量比で発光させて、カラーチャートの色に相当するカラーチャート相当色光を発生させるために、複数の半導体光源を制御する。画像信号取得部は、カラーチャート相当色光で照明中の白色の基準被写体を撮像センサで撮像して第１校正用の画像信号を取得する。条件設定部は、画像信号取得部で取得した画像信号に基づいて、色補正処理の条件を設定する。

　色補正処理は、第１カラー画像信号を第２カラー画像信号に変換するマトリックス演算であり、条件設定部は、画像信号取得部で取得した第１校正用の画像信号に基づいて、マトリックス演算に用いるマトリックス係数を設定するマトリックス係数設定部を有することが好ましい。

　本発明によれば、複数の半導体光源を用いて、カラーチャートの色に相当するカラーチャート相当色光を発生させ、このカラーチャート相当色光を白色の基準被写体に照射し、その白色の基準被写体を撮像して得られる第１校正用の画像信号に基づいて、色補正処理の条件設定を行っていることから、ホワイトバランス調整のように、簡便な準備・作業で色補正処理の条件を設定することができる。

内視鏡システムの外観図である。内視鏡システムの機能を示すブロック図である。青色光Ｂ、緑色光Ｇ、赤色光Ｒの発光スペクトルを示すグラフである。各観察モード時における各ＬＥＤの発光条件を示す表である。各観察モード時の設定信号比を示す表である。光源制御部の機能を示すブロック図である。光源制御部内のメモリの記憶内容を示すブロック図である。光源制御信号と光量リニア用の光源制御信号との関係を示すグラフである。通常観察モード時に用いる明るさステップｎ用光源制御信号の設定方法を示す説明図である。第１特殊光観察モード時に用いる明るさステップｎ用光源制御信号の設定方法を示す説明図である。第２特殊光観察モード時に用いる明るさステップｎ用光源制御信号の設定方法を示す説明図である。第３特殊光観察モード時に用いる明るさステップｎ用光源制御信号の設定方法を示す説明図である。積分球ＳＴの内部構造を示す断面図である。カラーチャートを示す平面図である。通常画像処理部の機能を示すブロック図である。本発明のキャリブレーション方法を示すフローチャートである。通常観察モード用の調光テーブル、結合テーブル、輝度リニアテーブルの作成方法及びマトリックス係数の設定方法を示すフローチャートである。本発明のキャリブレーション方法により得られる結合テーブル等を用いて観察対象内の観察を行うフローを示すフローチャートである。

　図１に示すように、内視鏡システム１０は、内視鏡１２と、光源装置１４と、プロセッサ装置１６と、モニタ１８と、コンソール１９とを有する。内視鏡１２は、ユニバーサルコード１５を介して、光源装置１４と光学的に接続されるとともにプロセッサ装置１６と電気的に接続される。内視鏡１２は、観察対象内に挿入される挿入部１２ａと、挿入部１２ａの基端部分に設けられた操作部１２ｂと、挿入部１２ａの先端側に設けられる湾曲部１２ｃ及び先端部１２ｄを有している。操作部１２ｂのアングルノブ１２ｅを操作することにより、湾曲部１２ｃは湾曲動作する。この湾曲動作に伴って、先端部１２ｄが所望の方向に向けられる。

　また、操作部１２ｂには、アングルノブ１２ｅの他、モード切替ＳＷ１３ａと、ズーム操作部１３ｂが設けられている。モード切替ＳＷ１３ａは、通常観察モードと、特殊観察モードと、キャリブレーションモードと間の切り替え操作に用いられる。通常観察モードは、白色光などの通常光を用いて観察対象を画像化した通常画像をモニタ１８上に表示するモードであり、特殊観察モードは、特定波長の光を用いて観察対象を画像化した特殊画像をモニタ１８上に表示するモードであり、キャリブレーションモードは、内視鏡を光源装置１４又はプロセッサ装置１６に装着したときに、光源制御や信号処理等の内容を校正するためのモードである。特殊観察モードには、第１特殊光観察モード、第２特殊光観察モード、第３特殊光観察モードがある。ズーム操作部１３ｂは、ズームレンズ５１ｂ（図２参照）の駆動操作に用いられ、ズームレンズ５１ｂをテレ側に移動させることにより、観察対象を拡大する。

　プロセッサ装置１６は、モニタ１８及びコンソール１９と電気的に接続される。モニタ１８は、画像情報等を出力表示する。コンソール１９は、機能設定等の入力操作を受け付けるUI（ユーザーインターフェース）として機能する。なお、プロセッサ装置１６には、画像情報等を記録する外付けの記録部（図示省略）を接続してもよい。

　光源装置１４及びプロセッサ装置１６には、内視鏡１２と異なる内視鏡１００を装着することが可能である。この内視鏡１００は、内視鏡１２の撮像センサ５１ｃ（図２参照）と分光感度が異なる撮像センサを有している。それ以外については、内視鏡１２とほぼ同様の構成を有している。

　図２に示すように、光源装置１４は、B-LED（Blue Light Emitting Diode）２０、G-LED（Green Light Emitting Diode）２１、R-LED（Red Light Emitting Diode）２２、第１特殊光用LED２３、第２特殊光用LED２４、第３特殊光用ＬＥＤ２５、これら６個のＬＥＤ２０～２５の駆動を制御する光源制御部２７、これら６個のＬＥＤ２０～２５から発せられる光の光路を結合する光路結合部２８を備えている。光路結合部２８で結合された光は、挿入部１２ａ内に挿通されたライトガイド４９及び照明レンズ５０ａを介して、観察対象に照射される。なお、LEDの代わりに、LD（Laser Diode）を用いてもよい。

　ライトガイド４９は内視鏡１２及びユニバーサルコード１５内に内蔵されており、光路結合部２８で結合された光を内視鏡１２の先端部１２ｄまで伝搬する。なお、ライトガイド４９としては、マルチモードファイバを使用することができる。一例として、コア径１０５μｍ、クラッド径１２５μｍ、外皮となる保護層を含めた径がφ０．３～０．５ｍｍの細径なファイバケーブルを使用することができる。

　B-LED２０は、青色帯域において所定の波長帯域を有する青色光Ｂを発生する。G-LED２１は、緑色帯域において所定の波長帯域を有する緑色光Ｇを発生する。R-LED２２は、赤色帯域において所定の波長帯域を有する赤色光Ｒを発生する。第１特殊光用ＬＥＤ２３は、第１及び第２特殊光観察モード時に用いられる第１波長帯域の第１特殊光ＳＡを発生する。第２特殊光用ＬＥＤ２４は、第１～第３特殊光観察モードのときに用いられる第２波長帯域（第１波長帯域と異なる波長帯域）の第２特殊光ＳＢを発生する。第３特殊光用ＬＥＤ２５は、第３特殊光観察モード時に用いられる第３波長帯域（第１、第２波長帯域と異なる波長帯域）を有する第３特殊光ＳＣを発生する。

　なお、以上の６種類の光のうち、図３に示すように、青色光Ｂは中心波長４３０～４８０nmでやや短波長側に波長範囲を有することが好ましい。また、緑色光Ｇは、波長範囲が４８０～６００nmに及ぶ光であって、且つ正規分布に近い光であることが好ましい。赤色光Ｒは、中心波長６２０～６３０nm、波長範囲が６００～６５０nmに及ぶ光であることが好ましい。

　各ＬＥＤ２０～２５と光源制御部２７との間には、Ｄ／Ａ２０ａ～２５ａが設けられており、各Ｄ／Ａ２０ａ～２５ａは、光源制御部２７からのデジタルの光源制御信号をアナログの光源制御信号に変換する。この変換されたアナログの光源制御信号に基づいて、各ＬＥＤ２０～２５の発光条件が制御される。なお、発光条件としては、各ＬＥＤ２０～２５の発光強度、照射時間が含まれる。

　光源制御部２７は、各ＬＥＤ２０～２５に光源制御信号を送信して各ＬＥＤ２０～２５の発光を制御するとともに、プロセッサ装置の明るさ指示信号生成部５９からの明るさ指示信号を受信して、各ＬＥＤ２０～２５の光量がＮ段階の明るさステップｎで変わるように、各ＬＥＤ２０～２５の発光を制御する。ここで、光源制御信号ｍはＭビットのデジタル信号で構成され、明るさ指示信号ｎはＮビットのデジタル信号で構成される。なお、Ｍは２以上、且つＮ以上の整数で、ｍは１～Ｍのいずれかの整数である。また、Ｎは２以上の整数で、ｎは１～Ｎのいずれかの整数である。

　光源制御部２７は、図４に示すように、観察モード毎に異なる発光条件で、各ＬＥＤ２０～２５の制御を行う。また、図５に示すように、観察モード毎に定めた発光条件で各LED２０～２５を駆動して積分球ST内の白色被写体部WST（図１３参照）を照明し、その白色被写体部WST（同図参照）を撮像センサ５１ｃで撮像したときに得られるRGB画像信号間の信号比は、予め設定信号比として定められている。

　通常観察モード時には、B-LED２０、G-LED２１、R-LED２２、第１特殊光用ＬＥＤ２３、第２特殊光用ＬＥＤ２４を点灯する。これら４つのＬＥＤ２１～２４を駆動して発せられる光を積分球ST内の白色被写体部WSTに照射し、その白色被写体部WSTを撮像して得られるＲＧＢ画像信号間の信号比については設定信号比ｒ１：ｇ１：ｂ１に設定される。

　第１特殊光観察モード時には、G-LED２１、第１特殊光用ＬＥＤ２３、第２特殊光用ＬＥＤ２４を点灯する。これら３つのＬＥＤ２１、２３、２４を駆動して発せられる光を積分球ST内の白色被写体部WSTに照射し、その白色被写体部WSTを撮像して得られるＧ画像信号、Ｂ画像信号間の信号比については設定信号比ｇ２：ｂ２に設定される。

　第２特殊光観察モード時には、G-LED２１、R-LED２２、第１特殊光用ＬＥＤ２３、第２特殊光用ＬＥＤ２４を点灯する。これら４つのＬＥＤ２１～２４を駆動して発せられる光を積分球ST内の白色被写体部WSTに照射し、その白色被写体部WSTを撮像して得られるＲＧＢ画像信号間の信号比については設定信号比ｒ３：ｇ３：ｂ３に設定される。

　第３特殊光観察モード時には、第２特殊光用ＬＥＤ２４、第３特殊光用ＬＥＤ２５を点灯する。これら２つのＬＥＤ２４、２５を駆動して発せられる光を積分球ST内の白色被写体部WSTに照射し、その白色被写体部WSTを撮像して得られるＧ画像信号、Ｂ画像信号間の信号比については設定信号比ｇ４：ｂ４に設定される。

　光源制御部２７は、図６に示すように、通常観察モード及び特殊観察モード時に使用される観察モード用回路２９と、キャリブレーションモード時に使用されるキャリブレーション用回路３０と、メモリ３１を備えている。観察モード用回路２９は、B-LED２０に接続されるＢ－ＬＵＴ（Look Up Table）３２と、G-LED２１に接続されるＧ－ＬＵＴ３３と、R-LED２２に接続されるＲ－ＬＵＴ３４と、第１特殊光用LED２３に接続される第１特殊光用ＬＵＴ３５と、第２特殊光用ＬＥＤ２４に接続される第２特殊光用ＬＵＴ３６と、第３特殊光用ＬＥＤ２５に接続される第３特殊光用ＬＵＴ３７とを備えている。

　各ＬＵＴ３２～３７は、各ＬＥＤ２０～２５の光源制御に用いる調光テーブルと、各ＬＥＤ２０～２５の波長変動（ＬＥＤの光のピーク波長が長波長側又は短波長側にずれる現象）の補正に用いる制御信号補正テーブルとの２種類のテーブルを結合した結合テーブルを格納している。この結合テーブルは、観察モード毎に、図７に示すメモリ３１から順次読み出される。

　通常観察モード時には、通常観察用のＢ１調光テーブル３２ａ、Ｇ１調光テーブル３３ａ、Ｒ１調光テーブル３４ａ、ＳＡ１調光テーブル３５ａ、ＳＢ１調光テーブル３６ａと、Ｂ制御信号補正テーブル３９、Ｇ制御信号補正テーブル４０、Ｒ制御信号補正テーブル４１、ＳＡ制御信号補正テーブル４２、ＳＢ制御信号補正テーブル４３を組み合わせた結合テーブルＴＢ１、ＴＧ１、ＴＲ１、ＴＳＡ１、ＴＳＢ１が読み出される。これら結合テーブルＴＢ１、ＴＧ１、ＴＲ１、ＴＳＡ１、ＴＳＢ１は、それぞれＢ－ＬＵＴ３２、Ｇ－ＬＵＴ３３、Ｒ－ＬＵＴ３４、第１特殊光用ＬＵＴ３５、第２特殊光用ＬＵＴ３６に格納される。

　Ｂ１調光テーブル３２aは、明るさ指示信号ｎとこの明るさ指示信号ｎのときにB-LED２０に加える光源制御信号との関係を記憶している。Ｇ１調光テーブル、Ｒ１調光テーブル、ＳＡ１調光テーブル、ＳＢ１調光テーブル３３ａ～３６ａについても、B１調光テーブル３２aと同様に、明るさ指示信号ｎと各LED２１～２４に加える光源制御信号との関係を記憶している。

　各調光テーブル３２ａ～３６ａでは、各ＬＥＤ２０～２４を駆動して発せられる光で積分球ST内の白色被写体部WSTに照射し、その白色被写体部WSTを撮像して得られるＲＧＢ画像信号間の信号比が、どのような明るさ指示信号ｎに対しても設定信号比ｒ１：ｇ１：ｂ１を維持するように、各ＬＥＤ２０～２４の光源制御信号と明るさ指示信号ｎとの関係を記憶している。したがって、これら調光テーブル３２ａ～３６ａに基づいて各ＬＥＤ２０～２４を発光制御し、各ＬＥＤ２０～２４で発光した光に基づいて観察対象の撮像を行った場合、どのような明るさ指示信号ｎであっても、観察対象の白色部分を画像中で白色で表示することができる（即ち、どのような明るさ指示信号であっても、ホワイトバランスを維持している）。なお、通常観察モードでは、ＲＧＢ画像信号をモニタのＲＧＢ映像チャンネルに割り当てるので、観察対象の白色部分は画像中において白色で表示される。

　Ｂ制御信号補正テーブル３９、Ｇ制御信号補正テーブル４０、Ｒ制御信号補正テーブル４１、ＳＡ制御信号補正テーブル４２、ＳＢ制御信号補正テーブル４３は、光源制御信号と、この光源制御信号に対して、各ＬＥＤ２０～２４の光量をリニアに増減させるための光量リニア用の光源制御信号とを関連付けて記憶している。Ｂ制御信号補正テーブル３９では、図８に示すように、光源制御信号が一定値Ｐ^＊以下の場合の関係と、光源制御信号が一定値Ｐ^＊を超える場合の関係とが異なっている。

　この図８のような関係に設定しているのは、以下の理由からである。光源制御信号が一定値Ｐ^＊以下の場合、即ち、各ＬＥＤ２０の発光強度が小さい場合には、各ＬＥＤ２０には波長変動が生じないため、各ＬＥＤ２０の光量はリニアに増減する。一方、光源制御信号が一定値Ｐ^＊を超える場合、即ち、各ＬＥＤ２０の発光強度が大きい場合には、各ＬＥＤ２０に波長変動が生じるため、各ＬＥＤ２０の光量はリニアに増減しなくなる。そこで、光源制御信号が一定値Ｐ^＊を超える場合には、光源制御信号と光量リニア用の光源制御信号の関係について、光源制御信号が一定値Ｐ^＊以下の場合と異ならせることで、各ＬＥＤ２０の光量がリニアに増減するようにしている。なお、制御信号補正テーブル４０～４３についても、制御信号補正テーブル３９と同様に、図８に示すような関係を有している。

　そして、通常観察モード時には、各ＬＵＴ３２～３６に明るさ指示信号ｎが入力されると、調光テーブル３２ａ～３６ａを参照して、入力された明るさ指示信号ｎに対応する光源制御信号ｎが選択される。そして、制御信号補正テーブル３９～４３を参照して、選択された光源制御信号ｎに対応する光量リニア用の光源制御信号ｎが選択される。この光量リニア用の光源制御信号ｎに基づいて、各ＬＥＤ２０～２４から青色光Ｂ、緑色光Ｇ、赤色光Ｒ、第１特殊光ＳＡ、第２特殊光ＳＢが発光される。

　なお、ＬＵＴ３２～３６には、調光テーブル３２ａ～３６ａと制御信号補正テーブル３９～４３を組み合せた結合テーブルＴＢ１、ＴＧ１、ＴＲ１、ＴＳＡ１、ＴＳＢ１が格納されているため、実際には、明るさ指示信号ｎの入力に対して光量リニア用の光源制御信号ｎがダイレクトに出力される。

　第１特殊光観察モード時には、第１特殊光観察モード用のＧ２調光テーブル３３ｂ、ＳＡ２調光テーブル３５ｂ、ＳＢ２調光テーブル３６ｂと、Ｇ制御信号補正テーブル４０、ＳＡ制御信号補正テーブル４２、ＳＢ制御信号補正テーブル４３とを組み合せた結合テーブルＴＧ２、ＴＳＡ２、ＴＳＢ２がメモリ３１から読み出される。これら結合テーブルＴＧ２、ＴＳＡ２、ＴＳＢ２は、それぞれＧ－ＬＵＴ３３、第１特殊光用ＬＵＴ３５、第２特殊光用ＬＵＴ３６に格納される。

　G２調光テーブル３３ｂは、明るさ指示信号ｎとこの明るさ指示信号ｎのときにG-LED２１に加える光源制御信号との関係を記憶している。ＳＡ２調光テーブル３５ｂ、ＳＢ２調光テーブル３６ｂについても、G２調光テーブル３３ｂと同様に、明るさ指示信号ｎと各LED２３、２４に加える光源制御信号との関係を記憶している。一方、制御信号補正テーブル４０、４２、４３は、通常観察モード時にＬＵＴ３３、３５、３６に格納されるテーブルと同様である。

　各調光テーブル３３ｂ、３５ｂ、３６ｂでは、各ＬＥＤ２１、２３、２４を駆動して発せられる光で積分球ST内の白色被写体部WSTに照射し、その白色被写体部WSTを撮像して得られるＲＧＢ画像信号間の信号比が、どのような明るさ指示信号ｎに対しても設定信号比ｇ２：ｂ２を維持するように、各ＬＥＤ２１、２３、２４の光源制御信号と明るさ指示信号ｎとの関係を記憶している。したがって、これら調光テーブル３３ｂ、３５ｂ、３６ｂに基づいて各ＬＥＤ２１、２３、２４を発光制御し、各ＬＥＤ２１、２３、２４で発光した光に基づいて観察対象の撮像を行った場合、どのような明るさ指示信号ｎであっても、観察対象の白色部分を画像中において所定の基準色で表示することができる（即ち、どのような明るさ指示信号であっても、カラーバランスを維持している）。なお、第１特殊光観察モードでは、Ｂ画像信号とＧ画像信号に基づいて疑似カラーで画像表示するので、観察対象の白色部分は画像中で所定の基準色で表示される。

　第２特殊光観察モード時には、第２特殊光観察モード用のＧ３調光テーブル３３ｃ、Ｒ３調光テーブル３４ｃ、ＳＡ３調光テーブル３５ｃ、ＳＢ３調光テーブル３６ｃと、制御Ｇ制御信号補正テーブル４０、Ｒ制御信号補正テーブル４１、ＳＡ制御信号補正テーブル４２、ＳＢ制御信号補正テーブル４３とを組み合わせた結合テーブルＴＧ３、ＴＲ３、ＴＳＡ３、ＴＳＢ３がメモリ３１から読み出される。これら結合テーブルＴＧ３、ＴＲ３、ＴＳＡ３、ＴＳＢ３は、それぞれＧ－ＬＵＴ３３、Ｒ－ＬＵＴ３４、第１特殊光用ＬＵＴ３５、第２特殊光用ＬＵＴ３６に格納される。

　G３調光テーブル３３ｃは、明るさ指示信号ｎとこの明るさ指示信号ｎのときにG-LED２１に加える光源制御信号との関係を記憶している。Ｒ３調光テーブル３４ｃ、ＳＡ３調光テーブル３５ｃ、ＳＢ３調光テーブル３６ｃについても、G３調光テーブル３３ｃと同様に、明るさ指示信号ｎと各LED２２～２４に加える光源制御信号との関係を記憶している。一方、制御信号補正テーブル４０、４１、４２、４３は、通常観察モード時にＬＵＴ３３、３４、３５、３６に格納されるテーブルと同様である。

　各調光テーブル３３ｃ～３６ｃでは、各ＬＥＤ２１～２４を駆動して発せられる光で積分球ST内の白色被写体部WSTに照射し、その白色被写体部WSTを撮像して得られるＲＧＢ画像信号間の信号比が、どのような明るさ指示信号ｎに対しても設定信号比ｒ３：ｇ３：ｂ３を維持するように、各ＬＥＤ２１～２４の光源制御信号と明るさ指示信号ｎとの関係を記憶している。したがって、これら調光テーブル３３ｃ～３６ｃに基づいて各ＬＥＤ２１～２４を発光制御し、各ＬＥＤ２１～２４で発光した光に基づいて観察対象の撮像を行った場合、どのような明るさ指示信号ｎであっても、観察対象の白色部分を画像中において所定の基準色で表示することができる（即ち、どのような明るさ指示信号であっても、カラーバランスを維持している）。なお、第２特殊光観察モードでは、ＲＧＢ画像信号に基づいて疑似カラーで画像表示するので、観察対象の白色部分は画像中で所定の基準色で表示される。

　第３特殊光観察モード時には、第３特殊光観察モード用のＳＢ４調光テーブル３６ｄ、ＳＣ４調光テーブル３７ｄと、ＳＢ制御信号補正テーブル４３、ＳＣ制御信号補正テーブル４４とを組み合わせた結合テーブルＴＳＢ４、ＴＳＣ４がメモリ３１から読み出される。これら結合テーブルＴＳＢ４、ＴＳＣ４は、それぞれ第２特殊光用ＬＵＴ３６、第３特殊光用ＬＵＴ３７に格納される。

　SB４調光テーブル３６ｄは、明るさ指示信号ｎとこの明るさ指示信号ｎのときに第２特殊光用LED２４に加える光源制御信号との関係を記憶している。SC４調光テーブル３７ｄについても、SB４調光テーブル３６ｄと同様に、明るさ指示信号ｎと第３特殊光用LED２５に加える光源制御信号との関係を記憶している。

　各調光テーブル３６ｄ、３７ｄでは、各ＬＥＤ２４、２５を駆動して発せられる光で積分球ST内の白色被写体部WSTに照射し、その白色被写体部WSTを撮像して得られるＲＧＢ画像信号間の信号比が、どのような明るさ指示信号ｎに対しても設定信号比ｇ４：ｂ４を維持するように、各ＬＥＤ２４、２５の光源制御信号と明るさ指示信号ｎとの関係を記憶している。したがって、これら調光テーブル３６ｄ、３７ｄに基づいて各ＬＥＤ２４、２５を発光制御し、各ＬＥＤ２４、２５で発光した光に基づいて観察対象の撮像を行った場合、どのような明るさ指示信号ｎであっても、観察対象の白色部分を画像中において所定の基準色で表示することができる（即ち、どのような明るさ指示信号であっても、カラーバランスを維持している）。なお、第３特殊光観察モードでは、Ｂ画像信号とＧ画像信号に基づいて疑似カラーで画像表示するので、観察対象の白色部分は画像中で所定の基準色で表示される。

　一方、制御信号補正テーブル４３は、通常観察モード時にＬＵＴ３６に格納されるテーブルと同様である。制御信号補正テーブル４４についても、制御信号補正テーブル３９～４３と同様であり、光源制御信号が一定値Ｐ^＊以下の場合における光源制御信号と光量リニア用の光源制御信号との関係と、光源制御信号が一定値Ｐ^＊を超える場合における光源制御信号と光量リニア用の光源制御信号との関係とが異なっている。

　図６に示すように、キャリブレーション用回路３０は、キャリブレーション部４５、調光テーブル作成部４６、光量リニア光用制御部４７、カラーチャート相当色光用制御部４８を備えている。キャリブレーション部４５は、キャリブレーション発光制御部４５ａと、特定光源制御信号設定部４５ｂとを有している。

　キャリブレーション部４５は、観察モード毎に定められたキャリブレーションシーケンスに従って処理を行う。通常観察モード用のキャリブレーションシーケンスでは、キャリブレーション発光制御部４５ａを制御してB-LED２０、G-LED２１、R-LED２２、第１特殊光用ＬＥＤ２３、第２特殊光用ＬＥＤ２４の５つのＬＥＤを同時点灯させ、各ＬＥＤから発せられる青色光、緑色光、赤色光、第１特殊光、第２特殊光を積分球ＳＴに照射する。これら５色の光で照射された積分球ＳＴは撮像センサ５１ｃで撮像され、この撮像により撮像センサ５１ｃからＲＧＢ画像信号が出力される。

　そして、各ＬＥＤ２０～２４に加える光源制御信号ＶＢ［ｍ］、ＶＧ［ｍ］、ＶＲ［ｍ］、ＶＳＡ［ｍ］、ＶＳＢ［ｍ］を「Ｍ／２（最大ビット数の半分）」と「Ｍ（最大ビット数）」との間で、ビット数を変化させて、各ＬＥＤから発せられる青色光、緑色光、赤色光、第１特殊光、第２特殊光の発光強度及び時間を変化させる。撮像センサ５１ｃは、光源制御信号のビット数の変化毎に、積分球ＳＴの撮像を行ってＲＧＢ画像信号を出力する。なお、「Ｍ／２（最大ビット数の半分）」からビット数を変化させるのではなく、それ以外、例えば「０」からビット数を変化させてもよい。

　特定光源制御信号設定部４５ｂは、撮像センサ５１ｃから出力されるＲＧＢ画像信号間の信号比が、通常観察モード用の設定信号比ｒ１：ｇ１：ｂ１に一致するか否かを判定する。設定信号比ｒ１：ｇ１：ｂ１に一致した場合には、その時にＬＥＤ２０～２４に加えた光源制御信号ＶＢ１^＊、ＶＧ１^＊、ＶＲ１^＊、ＶＳＡ１^＊、ＶＳＢ１^＊を特定光源制御信号として設定する。一方、通常観察モード用の設定信号比ｒ１：ｇ１：ｂ１に一致しない場合には、その時にＬＥＤ２０～２４に加えた光源制御信号を特定光源制御信号としない。

　第１特殊光観察モード用のキャリブレーションシーケンスでは、キャリブレーション発光制御部４５ａを制御してG-LED２１、第１特殊光用ＬＥＤ２３、第２特殊光用ＬＥＤ２４の３つのＬＥＤを同時点灯させ、各ＬＥＤから発せられる緑色光、第１特殊光、第２特殊光を積分球ＳＴに照射する。これら３色の光で照射された積分球ＳＴは撮像センサ５１ｃで撮像され、この撮像により撮像センサ５１ｃからＲＧＢ画像信号が出力される。そして、上記通常観察モード用のキャリブレーションシーケンスと同様、各ＬＥＤ２１、２３、２４に加える光源制御信号ＶＧ［ｍ］、ＶＳＡ［ｍ］、ＶＳＢ［ｍ］のビット数を変化させながら、撮像センサ５１ｃで積分球ＳＴの撮像を行う。

　特定光源制御信号設定部４５ｂは、撮像センサ５１ｃから出力されるＲＧＢ画像信号のうちＢ画像信号とＧ画像信号間の信号比が、第１特殊光観察モード用の設定信号比ｂ２：ｇ２に一致するか否かを判定する。設定信号比ｂ２：ｇ２に一致した場合には、その時にＬＥＤ２１、２３、２４に加えた光源制御信号ＶＧ２^＊、ＶＳＡ２^＊、ＶＳＢ２^＊を特定光源制御信号として設定する。一方、第１特殊光観察モード用の設定信号比ｇ２：ｂ２に一致しない場合には、その時にＬＥＤ２１、２３、２４に加えた光源制御信号を特定光源制御信号としない。

　第２特殊光観察モード用のキャリブレーションシーケンスでは、キャリブレーション発光制御部４５ａを制御してG-LED２１、R-LED２２、第１特殊光用ＬＥＤ２３、第２特殊光用ＬＥＤ２４の４つのＬＥＤを同時点灯させ、各ＬＥＤから発せられる緑色光、赤色光、第１特殊光、第２特殊光を積分球ＳＴに照射する。これら４色の光で照射された積分球ＳＴは撮像センサ５１ｃで撮像され、この撮像により撮像センサ５１ｃからＲＧＢ画像信号が出力される。そして、上記通常観察モード用のキャリブレーションシーケンスと同様、各ＬＥＤ２１～２４に加える光源制御信号ＶＧ［ｍ］、ＶＲ［ｍ］、ＶＳＡ［ｍ］、ＶＳＢ［ｍ］のビット数を変化させながら、撮像センサ５１ｃで積分球ＳＴの撮像を行う。

　特定光源制御信号設定部４５ｂは、撮像センサ５１ｃから出力されるＲＧＢ画像信号間の信号比が、第２特殊光観察モード用の設定信号比ｒ３：ｇ３：ｂ３に一致するか否かを判定する。設定信号比ｒ３：ｇ３：ｂ３に一致した場合には、その時にＬＥＤ２１～２４に加えた光源制御信号ＶＧ３^＊、ＶＲ３^＊、ＶＳＡ３^＊、ＶＳＢ３^＊を特定光源制御信号として設定する。一方、第２特殊光観察モード用の設定信号比ｒ３：ｇ３：ｂ３に一致しない場合には、その時にＬＥＤ２１～２４に加えた光源制御信号を特定光源制御信号としない。

　第３特殊光観察モード用のキャリブレーションシーケンスでは、キャリブレーション発光制御部４５ａを制御して第２特殊光用ＬＥＤ２４、第３特殊光用ＬＥＤ２５の２つのＬＥＤを同時点灯させ、各ＬＥＤから発せられる第２特殊光、第３特殊光を積分球ＳＴに照射する。これら２色の光で照射された積分球ＳＴは撮像センサ５１ｃで撮像され、この撮像により撮像センサ５１ｃからＲＧＢ画像信号が出力される。そして、上記通常観察モード用のキャリブレーションシーケンスと同様、各ＬＥＤ２４、２５に加える光源制御信号ＶＳＢ［ｍ］、ＶＳＣ［ｍ］のビット数を変化させながら、撮像センサ５１ｃで積分球ＳＴの撮像を行う。

　特定光源制御信号設定部４５ｂは、撮像センサ５１ｃから出力されるＲＧＢ画像信号のうちＢ画像信号とＧ画像信号間の信号比が、第３特殊光観察モード用の設定信号比ｂ４：ｇ４に一致するか否かを判定する。設定信号比ｂ４：ｇ４に一致した場合には、その時にＬＥＤ２４、２５に加えた光源制御信号ＶＳＢ４^＊、ＶＳＣ４^＊を特定光源制御信号として設定する。一方、第３特殊光観察モード用の設定信号比ｇ４：ｂ４に一致しない場合には、その時にＬＥＤ２４、２５に加えた光源制御信号を特定光源制御信号としない。

　調光テーブル作成部４６は、基準光源制御信号設定部４６ａと、制御信号比算出部４６ｂと、明るさステップｎ用光源制御信号設定部４６ｃと、調光テーブル作成用対応付け部４６ｄとを有している。調光テーブル作成部４６は、観察モード毎に定められたテーブル作成シーケンスに従って処理を行う。通常観察モード用のテーブル作成シーケンスでは、まず、基準光源制御信号設定部４６ａで、特定光源制御信号ＶＢ１^＊、ＶＧ１^＊、ＶＲ１^＊、ＶＳＡ１^＊、ＶＳＢ１^＊のビット数をそれぞれ比較して、一番大きいものを特定する。ここで、特定光源制御信号ＶＢ１^＊が一番大きいとすると、B-LED２０の光源制御信号ＶＢ［ｍ］を基準光源制御信号として設定する。次に、制御信号比算出部４６ｂで、特定光源制御信号ＶＢ１^＊と特定光源制御信号ＶＧ１^＊、ＶＲ１^＊間の制御信号比ＶＧ１^＊／ＶＢ１^＊、ＶＲ１^＊／ＶＢ１^＊求める。

　次に、明るさステップｎ用光源制御信号設定部４６ｃで、基準光源制御信号であるB-LED２０の光源制御信号ＶＢ［ｍ］の最大ビット数ＶＢmaxをＮ分割して、B-LED２０の明るさステップｎ用光源制御信号ＶＢ１［ｎ］を設定する（ＶＢ１［ｎ］＝ｎ×ＶＢmax／（Ｎ－１））。次に、図９に示すように、明るさステップｎ用光源制御信号ＶＢ１［ｎ］に、制御信号比ＶＲ１^＊／ＶＢ１^＊を乗算して、R-LED２２の明るさステップｎ用光源制御信号ＶＲ１［ｎ］を求める。また、明るさステップｎ用光源制御信号ＶＢ１［ｎ］に、制御信号比ＶＧ１^＊／ＶＢ１^＊を乗算して、G-LED２１の明るさステップｎ用光源制御信号ＶＧ１［ｎ］を求める。

　また、明るさステップｎ用光源制御信号ＶＢ１［ｎ］にＷ１（０～１００％の間の数）を乗算して、第１特殊光用ＬＥＤ２３の明るさステップｎ用光源制御信号ＶＳＡ１［ｎ］を求める。また、明るさステップｎ用光源制御信号ＶＢ１［ｎ］にＷ２（０～１００％の間の数）を乗算して、第２特殊光用ＬＥＤ２４の明るさステップｎ用光源制御信号ＶＳＢ１［ｎ］を求める。

　調光テーブル作成用対応付け部４６ｄは、明るさステップｎ用光源制御信号設定部４６ｃで設定した明るさステップｎ用光源制御信号ＶＢ１［ｎ］と、明るさ指示信号ｎとを対応付けて、Ｂ１調光テーブルを作成する。このＢ１調光テーブルと同様にして、明るさステップｎ用光源制御信号ＶＧ１［ｎ］、ＶＲ１［ｎ］、ＶＳＡ１［ｎ］、ＶＳＢ１［ｎ］と、明るさ指示信号ｎとをそれぞれ対応付けることにより、Ｇ１調光テーブル、Ｒ１調光テーブル、ＳＡ１調光テーブル、ＳＢ１調光テーブルを作成する。これら５つの調光テーブルに基づいて各ＬＥＤ２０～２４の光量制御を行った場合には、どのような明るさ指示信号ｎに対しても、ホワイトバランスを最適に保つことができる。

　第１特殊光観察モード用のテーブル作成シーケンスは、まず、基準光源制御信号設定部４６ａで、特定光源制御信号ＶＧ２^＊、ＶＳＡ２^＊、ＶＳＢ２^＊のビット数をそれぞれ比較して、一番大きいものを特定する。ここで、特定光源制御信号ＶＳＡ２^＊が一番大きいとすると、第１特殊光用ＬＥＤ２３の光源制御信号ＶＳＡ［ｍ］を基準光源制御信号として設定する。次に、制御信号比算出部４６ｂで、特定光源制御信号ＶＳＡ２^＊と特定光源制御信号ＶＧ２^＊の制御信号比ＶＧ２^＊／ＶＳＡ２^＊を求める。

　次に、明るさステップｎ用光源制御信号設定部４６ｃで、基準光源制御信号である第１特殊光用ＬＥＤ２３の光源制御信号ＶＳＡ［ｍ］の最大ビット数ＶＳＡmaxをＮ分割して、第１特殊光用ＬＥＤ２３の明るさステップｎ用光源制御信号ＶＳＡ２［ｎ］を設定する（ＶＳＡ２［ｎ］＝ｎ×ＶＳＡmax／（Ｎ－１））。次に、図１０に示すように、明るさステップｎ用光源制御信号ＶＳＡ２［ｎ］に、制御信号比ＶＧ２^＊／ＶＳＡ２^＊を乗算して、G-LED２１の明るさステップｎ用光源制御信号ＶＧ２［ｎ］を求める。また、明るさステップｎ用光源制御信号ＶＳＡ２［ｎ］にＴ１（０～１００％の間の数）を乗算して、第２特殊光用ＬＥＤ２４の明るさステップｎ用光源制御信号ＶＳＢ２［ｎ］を求める。

　調光テーブル作成用対応付け部４６ｄは、明るさステップｎ用光源制御信号設定部４６ｃで設定した明るさステップｎ用光源制御信号ＶＧ２［ｎ］と、明るさ指示信号ｎとを対応付けて、Ｇ２調光テーブルを作成する。このＧ２調光テーブルと同様にして、明るさステップｎ用光源制御信号ＶＳＡ２［ｎ］、ＶＳＢ２［ｎ］と、明るさ指示信号ｎとをそれぞれ対応付けることにより、ＳＡ２調光テーブル、ＳＢ２調光テーブルを作成する。これら３つの調光テーブルに基づいて各ＬＥＤ２１、２３、２４の光量制御を行った場合には、どのような明るさ指示信号ｎに対しても、カラーバランスを最適に保つことができる。

　第２特殊光観察モード用のテーブル作成シーケンスは、まず、基準光源制御信号設定部４６ａで、特定光源制御信号ＶＧ３^＊、ＶＲ３^＊、ＶＳＡ３^＊、ＶＳＢ３^＊のビット数をそれぞれ比較して、一番大きいものを特定する。ここで、特定光源制御信号ＶＳＡ３^＊が一番大きいとすると、第１特殊光用ＬＥＤ２３の光源制御信号ＶＳＡ［ｍ］を基準光源制御信号として設定する。また、制御信号比算出部４６ｂで、特定光源制御信号ＶＳＡ３^＊と特定光源制御信号ＶＧ３^＊、ＶＲ３^＊間の制御信号比ＶＧ３^＊／ＶＳＡ３^＊、ＶＲ３^＊／ＶＳＡ３^＊を求める。

　次に、明るさステップｎ用光源制御信号設定部４６ｃで、基準光源制御信号である第１特殊光用ＬＥＤ２３の光源制御信号ＶＳＡ［ｍ］の最大ビット数ＶＳＡmaxをＮ分割して、第１特殊光用ＬＥＤ２３の明るさステップｎ用光源制御信号ＶＳＡ３［ｎ］を設定する（ＶＳＡ３［ｎ］＝ｎ×ＶＳＡmax／（Ｎ－１））。次に、図１１に示すように、明るさステップｎ用光源制御信号ＶＳＡ３［ｎ］に、制御信号比ＶＲ３^＊／ＶＳＡ３^＊を乗算して、R-LED２２の明るさステップｎ用光源制御信号ＶＲ３［ｎ］を求める。また、明るさステップｎ用光源制御信号ＶＳＡ３［ｎ］に、制御信号比ＶＧ３^＊／ＶＳＡ３^＊を乗算して、G-LED２１の明るさステップｎ用光源制御信号ＶＧ３［ｎ］を求める。また、明るさステップｎ用光源制御信号ＶＳＡ３［ｎ］にＴ２（０～１００％の間の数）を乗算して、第２特殊光用ＬＥＤ２４の明るさステップｎ用光源制御信号ＶＳＢ３［ｎ］を求める。

　調光テーブル作成用対応付け部４６ｄは、明るさステップｎ用光源制御信号設定部４６ｃで設定した明るさステップｎ用光源制御信号ＶＧ３［ｎ］と、明るさ指示信号ｎとを対応付けて、Ｇ３調光テーブルを作成する。このＧ３調光テーブルと同様にして、明るさステップｎ用光源制御信号ＶＲ３［ｎ］、ＶＳＡ３［ｎ］、ＶＳＢ３［ｎ］と、明るさ指示信号ｎとをそれぞれ対応付けることにより、Ｒ３調光テーブル、ＳＡ３調光テーブル、ＳＢ３調光テーブルを作成する。これら４つの調光テーブルに基づいて各ＬＥＤ２１～２４の光量制御を行った場合には、どのような明るさ指示信号ｎに対しても、カラーバランスを最適に保つことができる。

　第３特殊光観察モード用のテーブル作成シーケンスは、まず、基準光源制御信号設定部４６ａで、特定光源制御信号ＶＳＢ４^＊、ＶＳＣ４^＊のビット数をそれぞれ比較して、一番大きいものを特定する。ここで、特定光源制御信号ＶＳＣ４^＊のほうが大きいとすると、第３特殊光用ＬＥＤ２５の光源制御信号ＶＳＣ［ｍ］を基準光源制御信号として設定する。また、制御信号比算出部４６ｂで、基準光源制御信号ＶＳＣ４^＊と特定光源制御信号ＶＳＢ４^＊間の制御信号比ＶＳＢ４^＊／ＶＳＣ４^＊を求める。

　次に、明るさステップｎ用光源制御信号設定部４６ｃで、基準光源制御信号である第３特殊光用ＬＥＤ２５の光源制御信号ＶＳＣ［ｍ］の最大ビット数ＶＳＣmaxをＮ分割して、第３特殊光用ＬＥＤ２３の明るさステップｎ用光源制御信号ＶＳＣ４［ｎ］を設定する（ＶＳＣ４［ｎ］＝ｎ×ＶＳＣmax／（Ｎ－１））。次に、図１２に示すように、明るさステップｎ用光源制御信号ＶＳＡ４［ｎ］に、制御信号比ＶＳＢ４^＊／ＶＳＣ４^＊を乗算して、第２特殊光用ＬＥＤ２４の明るさステップｎ用光源制御信号ＶＳＢ４［ｎ］を求める。

　調光テーブル作成用対応付け部４６ｄは、明るさステップｎ用光源制御信号設定部４６ｃで設定した明るさステップｎ用光源制御信号ＶＳＢ４［ｎ］と、明るさ指示信号ｎとを対応付けて、ＳＢ４調光テーブルを作成する。このＳＢ４調光テーブルと同様にして、明るさステップｎ用光源制御信号ＶＳＣ４［ｎ］と、明るさ指示信号ｎとを対応付けることにより、ＳＣ４調光テーブルを作成する。これら２つの調光テーブルに基づいて各ＬＥＤ２４、２５の光量制御を行った場合には、どのような明るさ指示信号ｎに対しても、カラーバランスを最適に保つことができる。

　光量リニア光用制御部４７は、各観察モード時に用いる調光テーブルと制御信号補正テーブルとを結合させた結合テーブルに基づいて、各ＬＥＤ２０～２５の発光を制御して、明るさ指示信号ｎに対して光量がリニアに変化する光量リニア光を発光する。この光量リニア光用制御部４７では、明るさ指示信号ｎを最少ビットの「１」から最大ビットの「N」まで１ビットずつ増加させるとともに、この明るさ指示信号ｎのビット数を増加させる毎に、結合テーブルを参照して、明るさ指示信号ｎに対応する光源制御信号で各LED２０～２５を駆動させる。これにより、ホワイトバランス又はカラーバランスを維持した状態で、光量がリニアに変化する光量リニア光が発光される。なお、明るさ指示信号ｎのビット数を増加して光量を変化させる毎に、撮像センサ５１ｃによる積分球内の撮像を行うとともに、明るさ指示信号ｎをプロセッサ装置内の輝度リニアテーブル作成部６１に送信する。

　通常観察モード時に用いる結合テーブルTB1、TG1、TR１、TSA１、TSB１に基づいてLED２０～２４を駆動した場合には、青色光、緑色光、赤色光、第１特殊光、第２特殊光が混色した第１光量リニア光が発光される。この第１光量リニア光は、明るさ指示信号ｎの変化に合わせて、ホワイトバランスを維持した状態で、光量がリニアに変化する。第１特殊光観察モード時に用いる結合テーブルTG2、TSA２、TSB２に基づいてLED２１、２３、２４を駆動した場合には、緑色光、第１特殊光、第２特殊光が混色した第２光量リニア光が発光される。この第２光量リニア光は、明るさ指示信号ｎの変化に合わせて、カラーバランスを維持した状態で、光量がリニアに変化する。

　第３特殊光観察モード時に用いる結合テーブルTG３、TR３、TSA３、TSB３に基づいてLED２１～２４を駆動した場合には、緑色光、赤色光、第１特殊光、第２特殊光が混色した第３光量リニア光が発光される。この第３光量リニア光は、明るさ指示信号ｎの変化に合わせて、カラーバランスを維持した状態で、光量がリニアに変化する。第４特殊光観察モード時に用いる結合テーブルTSB４、TSC４に基づいてLED２４、２５を駆動した場合には、第２特殊光、第３特殊光が混色した第４光量リニア光が発光される。この第４光量リニア光は、明るさ指示信号ｎの変化に合わせて、カラーバランスを維持した状態で、光量がリニアに変化する。

　カラーチャート相当色光用制御部４８は、青色光、緑色光、赤色光、第１照明光、第２照明光、第３照明光のうち各観察モードで使う照明光を所定の光量比で発光するように各LED２０～２５を制御することにより、カラーチャートの色に相当する色の光（カラーチャート相当色光）を生成する。カラーチャート相当色光は、図１３に示すように、積分球ST内の白色被写体部WSTに照射される。白色被写体部WSTのうちカラーチャート相当色光で照明された部分は、カラーチャートに相当する色で照明される。

　カラーチャート相当色光で照明された白色被写体部WSTは撮像センサ５１ｃで撮像され、撮像により得られた画像信号と目標の画像信号に基づいて、内視鏡画像の色を目標色に合わせるための色補正処理の条件を設定する。本実施形態では、色補正処理の一つであるマトリックス演算のマトリックス係数を設定する。以上から、カラーチャートを使用しなくとも、白色被写体部WSTのような白色の基準被写体だけで、色補正処理の条件を設定（マトリックス係数の設定）することが可能となる。

　カラーチャート相当色光用制御部４８では、複数のカラーチャート相当色光を発光することが可能であり、各カラーチャート相当色光と、各LED２０～２５の光量比の関係は、観察モード毎に、光量比テーブル４８aに予め記憶されている。この各カラーチャート相当色光と、各LED２０～２５の光量比との関係は、以下のようにして定められる。通常観察モード用のカラーチャート相当色光の場合であれば、上記のように作成した結合テーブルTB1、TG1、TR1、TSA1、TSB１に基づいて、所定の明るさステップｎの光量で青色光、緑色光、赤色光、第１特殊光、第２特殊光を発光する。この発光した５色の光は、結合テーブルTB1、TG1、TR1、TSA1、TSB１に基づいて生成される光であるため、ホワイトバランスが維持されている。そして、発光した５色の光を、図１４に示すカラーチャートに照射し、代表的な分光感度特性（平均的な分光感度特性）を持つ撮像センサ５１ｃを備える内視鏡１２で撮像を行う。これにより、Rｃ画像信号、Gｃ画像信号、Bｃ画像信号を得る。

　次に、カラーチャート撮像時に得られるRｃ画像信号、Gｃ画像信号、Bｃ画像信号から、カラーチャート相当色光を生成するために必要なLED２０～２４の光量比を算出する。各LED２０～２４の分光放射特性と撮像センサ５１ｃの分光感度は既知であるので、青色光、緑色光、赤色光、第１特殊光、第２特殊光を所定光量比で白色被写体部WSTを撮像したときに得られるRGB画像信号についても既知となっている。したがって、各LED２０～２４間の光量比と、この光量比で白色被写体部WSTを撮像したときに得られるRGB画像信号との関係を示す光量比－画像信号間テーブルを作成することが可能である。この光量比－画像信号間テーブルを参照して、カラーチャート撮像時に得られるRｃ画像信号、Gｃ画像信号、Bｃ画像信号に対応する光量比を求める。この求めた光量比が、カラーチャート相当色光を生成するために必要なLED２０～２４の光量比となる。

　なお、第１特殊光観察モード用のカラーチャート相当色光とLED２１、２３、２４の光量比との関係、第２特殊光観察モード用のカラーチャート相当色光とLED２０～２４の光量比との関係、第３特殊光観察モード用のカラーチャート相当色光とLED２４、２５との関係についても、上記通常観察モード用のカラーチャート相当色光と同様に、定めることができる。

　図２に示すように、内視鏡１２の先端部１２ｄは照明光学系５０と撮像光学系５１を有している。照明光学系５０は照明レンズ５０ａを有しており、この照明レンズ５０ａを介して、ライトガイド４９からの光が観察対象に照射される。撮像光学系５１は、撮像レンズ５１ａ、ズームレンズ５１ｂ、撮像センサ５１ｃを有している。観察対象からの反射光は、撮像レンズ５１ａ及びズームレンズ５１ｂを介して、撮像センサ５１ｃに入射する。これにより、撮像センサ５１ｃに観察対象の反射像が結像される。

　撮像センサ５１ｃはカラーの撮像素子であり、観察対象の反射像を撮像して画像信号を出力する。この撮像センサ５１ｃは、ＣＣＤ(Charge Coupled Device）イメージセンサやＣＭＯＳ(Complementary Metal-Oxide Semiconductor）イメージセンサ等であることが好ましい。本発明で用いられるイメージセンサは、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）及びＢ（青）の３色の画像信号を得るためのカラーイメージセンサ、即ち、撮像面にＲＧＢフィルタを備えた、いわゆるＲＧＢイメージセンサである。ここで、Rフィルタが設けられた画素をR画素とし、Gフィルタが設けられた画素をG画素とし、Bフィルタが設けられた画素をB画素とする。

　なお、撮像センサ５１ｃとしては、RGBイメージセンサの代わりに、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）及びＧ（緑）の色フィルタを備えた、いわゆる補色イメージセンサであっても良い。補色イメージセンサの場合には、ＣＭＹＧの４色の画像信号から色変換によってＲＧＢの３色の画像信号を得ることができる。この場合には、ＣＭＹＧの４色の画像信号からＲＧＢの３色の画像信号に色変換する手段を、内視鏡１２又はプロセッサ装置１６のいずれかに備えている必要がある。

　撮像センサ５１ｃから出力される画像信号は、ＣＤＳ／ＡＧＣ回路５２に送信される。ＣＤＳ／ＡＧＣ回路５２は、アナログ信号である画像信号に相関二重サンプリング（ＣＤＳ）や自動利得制御（ＡＧＣ）を行う。ＣＤＳ／ＡＧＣ回路５２を経た画像信号は、Ａ／Ｄ変換器（Ａ／Ｄコンバータ）５３により、デジタル画像信号に変換される。Ａ／Ｄ変換されたデジタル画像信号は、プロセッサ装置１６に入力される。

　プロセッサ装置１６は、受信部５４と、光量算出部５５と、ＤＳＰ５６と、ノイズ除去部５８と、明るさ指示信号生成部５９と、画像処理切替部６０と、通常画像処理部６２と、第１特殊光画像処理部６３と、第２特殊光画像処理部６４と、第３特殊光画像処理部６５と、映像信号生成部６６とを備えている。受信部５４は内視鏡１２からのデジタルのＲＧＢ画像信号を受信する。受信したRGB画像信号は、光量算出部５５に送信されるとともに、光源制御部２７内のキャリブレーション用回路３０に送られる。光量算出部５５は、受信部５４で受信したデジタルの画像信号に基づいて、各照明光の光量を算出する。算出された光量は、明るさ指示信号生成部５９に送られる。

　明るさ指示信号生成部は、光量算出部５５で算出した光量を元にして目標光量を算出し、この算出された目標光量に基づいて、明るさ指示信号ｎを生成する。明るさ指示信号は、ビット数が大きくなる程、目標光量も大きくなる。生成された明るさ指示信号ｎは、光源装置の観察モード用回路２９に送られる。

　ＤＳＰ５６は、受信部５４で受信した画像信号に対してガンマ補正、色補正処理を行う。ノイズ除去部５８は、ＤＳＰ５６でガンマ補正等が施された画像信号に対してノイズ除去処理（例えば移動平均法やメディアンフィルタ法等）を施すことによって、画像信号からノイズを除去する。ノイズが除去された画像信号は、画像処理切替部６０に送信される。

　画像処理切替部６０は、モード切替ＳＷ１３ａにより、通常観察モードにセットされている場合には、ＲＧＢ画像信号を通常画像処理部６２に送信し、第１特殊光観察モードにセットされている場合には、ＲＧＢ画像信号を第１特殊光画像処理部６３に送信し、第２特殊光観察モードにセットされている場合には、ＲＧＢ画像信号を第２特殊光画像処理部６４に送信し、第３特殊光観察モードにセットされている場合には、ＲＧＢ画像信号を第３特殊光画像処理部６５に送信する。また、キャリブレーションモードにセットされている場合には、ＲＧＢ画像信号を輝度リニアテーブル作成部６１、通常画像処理部６２、第１特殊光画像処理部６３、第２特殊光画像処理部６４、第３特殊光画像処理部６５に送信される。

　輝度リニアテーブル作成部６１は、輝度リニア信号生成部６１ａと、輝度リニアテーブル作成用対応付け部６１ｂとを備えている。輝度リニア信号生成部６１ａは、光量リニア光の発光時に得られるＲＧＢ画像信号と、この光量リニア光の発光時に、光量リニア光用制御部４７から送信される明るさ指示信号ｎとに基づいて、明るさ指示信号ｎに対して、ＲＧＢ画像信号の信号値がリニアに変化する輝度リニアＲＧＢ画像信号を生成する。輝度リニアテーブル作成用対応付け部６１ｂは、ＲＧＢ画像信号と、輝度リニアＲＧＢ画像信号とを対応付けて、輝度リニアテーブルを作成する。

　輝度リニアテーブルとしては、通常観察モード用輝度リニアテーブルＬＮＴ１、第１特殊光観察モード用輝度リニアテーブルＬＮＴ２、第２特殊光観察モード用輝度リニアテーブルＬＮＴ３、第３特殊光観察モード用輝度リニアテーブルＬＮＴ４の４つがある。通常観察モード用輝度リニアテーブルＬＮＴ１は、第１光量リニア光発光時に得られるＲＧＢ画像信号と、この発光時に輝度リニア信号生成部６１ａで得られる輝度リニアＲＧＢ画像信号とを関連付けて記憶している。第１特殊光観察モード用輝度リニアテーブルＬＮＴ２は、第２光量リニア光発光時に得られるＲＧＢ画像信号と、この発光時に輝度リニア信号生成部６１ａで得られる輝度リニアＲＧＢ画像信号とを関連付けて記憶している。

　第２特殊光観察モード用輝度リニアテーブルＬＮＴ３は、第３光量リニア光発光時に得られるＲＧＢ画像信号と、この発光時に輝度リニア信号生成部６１ａで得られる輝度リニアＲＧＢ画像信号とを関連付けて記憶している。第３特殊光観察モード用輝度リニアテーブルＬＮＴ４は、第４光量リニア光発光時に得られるＲＧＢ画像信号と、この発光時に輝度リニア信号生成部６１ａで得られる輝度リニアＲＧＢ画像信号とを関連付けて記憶している。これら輝度リニアテーブルは、通常画像処理部６２、第１特殊光画像処理部６３、第２特殊光画像処理部６４、第３特殊光画像処理部６５内の輝度リニア変換部に格納される。

　通常画像処理部６２は観察対象を通常の生体の色調で表現した通常画像を生成する。通常画像処理部６２は、図１５に示すように、ＲＧＢ画像信号を、明るさ指示信号ｎに対して信号値がリニアに変化する信号に変換する輝度リニア変換部６２aと、輝度リニア変換後のＲＧＢ画像信号に対して色補正処理を施す色補正処理部６２ｂと、色補正済画像信号に対して階調変換処理を行う階調変換処理部６２ｃと、階調変換済画像信号に対して、各種色彩強調処理を施す色彩強調処理部６２ｄと、色彩強調処理済画像信号に対して、シャープネスや輪郭強調等の構造強調処理を行う構造強調部６２ｅとを備える。

　輝度リニア変換部６２ａは、通常観察用輝度リニアテーブルＬＮＴ１を備えている。輝度リニア変換部６２ａでは、通常観察用輝度リニアテーブルＬＮＴ１を参照して、ＲＧＢ画像信号に対応する輝度リニアＲＧＢ画像信号を特定する。この輝度リニアＲＧＢ画像信号は、色補正処理部６２ｂに送られる。

　色補正処理部６２ｂは、マトリックス演算部６７と、マトリックス係数設定部６８とを備えている。マトリックス演算部６７は、輝度リニアＲＧＢ画像信号を、下記式（１）に示すマトリックス演算によって、色補正する。これにより、色補正済みのＲＧＢ画像信号が得られる。

式（１）において「Ｒ、Ｇ、Ｂ」はＲＧＢ画像信号を示しており、「Ｒ´、Ｇ´、Ｂ´」は色補正済みのＲＧＢ画像信号を示しており、「ｋ１１～ｋ３３」はマトリックス係数を示している。この色補正済みのＲＧＢ画像信号に基づいて画像表示を行うことにより、ユーザーが予め設定した色である目標色を画像上で表示することが可能となる。

　マトリックス係数設定部６８は、キャリブレーションモード時に、マトリックス係数ｋ１１～ｋ３３を設定する。このマトリックス係数設定部６８は、カラーチャート相当色光が発光されたときに得られる画像信号（ＲＧＢ画像信号）が、目標の画像信号（ＲＧＢ画像信号）となるように、マトリックス係数ｋ１１～ｋ３３を設定する。このように、キャリブレーションモード時にマトリックス係数を設定することで、内視鏡１２を交換して内視鏡１２の撮像センサ５１ｃの分光感度が変わったとしても、その交換後の内視鏡１２に適したマトリックス係数に設定することができる。これにより、内視鏡１２を交換したとしても、画像上の色を目標色に合わせることができる。

　なお、カラーチャート相当色光と、目標のＲＧＢ画像信号と関係については、マトリックス係数設定部６８内のテーブル（図示省略）に予め記憶されている。なお、目標のＲＧＢ画像信号については、プロセッサ装置１６内の目標信号生成部（図示省略）で予め生成される。目標信号生成部では、コンソール１９を介してユーザが入力した目標色のデータに基づいて、目標のＲＧＢ画像信号を生成する。

　第１特殊光画像処理部６３は、観察対象上の血管などを強調した第１特殊光画像を生成する。第２特殊光画像処理部６４は、観察対象上の血管などを強調するとともに、通常画像時と同等の明るさを確保した第２特殊光画像を生成する。第３特殊光画像処理部６５は、観察対象の血中ヘモグロビンの酸素飽和度を疑似カラー画像化した第３特殊光画像を生成する。これら画像処理部６２～６５で生成された画像は、映像信号生成部６６に送られる。

　なお、図示は省略するが、第１特殊光画像処理部６３、第２特殊光画像処理部６４、第３特殊光画像処理部６５には、通常画像処理部６２と同様に、それぞれ、輝度リニア変換部と、色補正処理部と、階調変換処理部と、色彩強調処理部と、構造強調部を備えている。各輝度リニア変換部には、輝度リニア変換部６２ａと同様、輝度リニア信号生成部と、対応付け部とを備えており、色補正処理部は、色補正処理部６２ｂと同様に、マトリックス演算部と、マトリックス係数設定部とを備えている。

　映像信号生成部６６は、各画像処理部６２～６５から入力された画像を、モニタ１８で表示可能画像として表示するための映像信号に変換する。この変換後の映像信号に基づいて、モニタ１８は、通常観察モード時には通常画像を表示し、第１特殊光観察モード時には第１特殊光画像を表示し、第２特殊光観察モード時には第２特殊光画像を表示し、第３特殊光観察モード時には第３特殊光画像を表示する。

　次に、本発明のキャリブレーション方法について、図１６のフローチャートに従って説明する。まず、光源装置１４及びプロセッサ装置１６の電源をＯＮにする。そして、内視鏡１２を光源装置１４及びプロセッサ装置１６に装着する。そして、内視鏡１２の先端部１２ｄを基準被写体である積分球ＳＴに挿入する。モード切替ＳＷ１３ａを操作して、キャリブレーションモードにセットする。また、コンソール１９を操作して、内視鏡１２の撮像センサ５１ｃのＲＧＢゲインをデフォルトにセットする。

　次に、図１７に示すフローに従って、通常観察モード用の調光テーブル、輝度リニアテーブルを作成するとともに、通常観察モード用のマトリックス係数を設定する。まず、通常観察モード用の調光テーブルを作成するために、通常観察モード用のキャリブレーションシーケンスを行う。このキャリブレーションシーケンスでは、B-LED２０、G-LED２１、R-LED２２、第１特殊光用ＬＥＤ２３、第２特殊光用ＬＥＤ２４を点灯させるとともに、各ＬＥＤ２０～２４に加える光源制御信号ＶＢ［ｍ］、ＶＧ［ｍ］、ＶＲ［ｍ］、ＶＳＡ［ｍ］、ＶＳＢ［ｍ］のビット数を徐々に変化させることにより、青色光、緑色光、赤色光、第１特殊光、第２特殊光の発光強度及び時間を変化させる。そして、ビット数を変化させる毎に、撮像センサ５１ｃで積分球ＳＴ内の撮像を行って、撮像センサ５１ｃからＲＧＢ画像信号を出力する。

　そして、撮像センサ５１ｃから出力されるＲＧＢ画像信号間の信号比が、通常観察モード用の設定信号比ｒ１：ｇ１：ｂ１に一致するか否かを判定する。設定信号比ｒ１：ｇ１：ｂ１に一致した場合には、その時にＬＥＤ２０～２４に加えた光源制御信号ＶＢ１^＊、ＶＧ１^＊、ＶＲ１^＊、ＶＳＡ１^＊、ＶＳＢ１^＊を特定光源制御信号として設定する。一方、設定信号比ｒ１：ｇ１：ｂ１に一致しない場合には、その時にＬＥＤ２０～２４に加えた光源制御信号を特定光源制御信号としない。

　次に、通常観察モード用のテーブル作成シーケンスを行う。まず、特定光源制御信号ＶＢ１^＊、ＶＧ１^＊、ＶＲ１^＊、ＶＳＡ１^＊、ＶＳＢ１^＊のビット数をそれぞれ比較して、一番大きいものを特定する。ここで、特定光源制御信号ＶＢ１^＊が一番大きいとすると、B-LED２０の光源制御信号ＶＢ［ｍ］を基準光源制御信号として設定する。次に、制御信号比算出部４６ｂで、特定光源制御信号ＶＢ１^＊と特定光源制御信号ＶＧ１^＊、ＶＲ１^＊間の制御信号比ＶＧ１^＊／ＶＢ１^＊、ＶＲ１^＊／ＶＢ１^＊を求める。

　そして、基準光源制御信号であるB-LED２０の光源制御信号ＶＢ［ｍ］に基づいて、B-LED２０の明るさステップｎ用光源制御信号ＶＢ１［ｎ］を設定する。この明るさステップｎ用光源制御信号ＶＢ１［ｍ］と制御信号比ＶＧ１^＊／ＶＢ１^＊、ＶＲ１^＊／ＶＢ１^＊に基づいて、R-LED２２の明るさステップｎ用光源制御信号ＶＲ１［ｎ］とG-LED２１の明るさステップｎ用光源制御信号ＶＧ１［ｎ］とを求める。また、明るさステップｎ用光源制御信号ＶＢ１［ｍ］と比率Ｗ１、Ｗ２に基づいて、第１特殊光用ＬＥＤ２３の明るさステップｎ用光源制御信号ＶＳＡ１［ｎ］と、第２特殊光用ＬＥＤ２４の明るさステップｎ用光源制御信号ＶＳＢ１［ｎ］とを求める。

　次に、明るさステップｎ用光源制御信号ＶＢ［ｍ］と、この明るさステップｎに対応する明るさ指示信号ｎとを対応付けて、Ｂ１調光テーブルを作成する。このＢ１テーブルと同様の手順で、Ｇ１調光テーブル、Ｒ１調光テーブル、ＳＡ１調光テーブル、ＳＢ１調光テーブルを作成する。これら作成された５つの調光テーブルは、それぞれ、Ｂ制御信号補正テーブル３９、Ｇ制御信号補正テーブル４０、Ｒ制御信号補正テーブル４１、ＳＡ制御信号補正テーブル４２、ＳＢ制御信号補正テーブル４３と組み合わせて、結合テーブルＴＢ１、ＴＧ１、ＴＲ１、ＴＳＡ１、ＴＳＢ１として光源制御部内のメモリ３１に格納される。

　次に、通常観察モード用の輝度リニアテーブルを作成する。まず、明るさ指示信号ｎを最少ビットの「１」から最大ビットの「N」まで１ビットずつ増加させるとともに、この明るさ指示信号ｎのビット数を増加させる毎に、結合テーブルＴＢ１、ＴＧ１、ＴＲ１、ＴＳＡ１、ＴＳＢ１を参照して、明るさ指示信号ｎに対応する光源制御信号で各LED２０～２４を駆動させる。これにより、ホワイトバランスを維持した状態で、光量がリニアに変化する第１光量リニア光が発光される。そして、明るさ指示信号ｎのビット数を増加して光量を変化させる毎に、撮像センサ５１ｃによる積分球ＳＴ内の撮像を行うとともに、明るさ指示信号ｎをプロセッサ装置内の輝度リニアテーブル作成部６１に送信する。

　そして、第１光量リニア光の発光時に得られるＲＧＢ画像信号と、この光量リニア光の発光時に、光量リニア光用制御部４７から送信される明るさ指示信号ｎとに基づいて、明るさ指示信号ｎに対して、ＲＧＢ画像信号の信号値がリニアに変化する輝度リニアＲＧＢ画像信号を求める。そして、ＲＧＢ画像信号と、輝度リニアＲＧＢ画像信号とを対応付けて、通常観察モード用輝度リニアテーブルＬＮＴ１を作成する。作成された輝度リニアテーブルＬＮＴ１は、通常画像処理部６２の輝度リニア変換部６２ａに格納される。

　次に、色補正処理部６２ｂで使用するマトリックス係数ｋ１１～ｋ３３を設定する。まず、青色光、緑色光、赤色光、第１特殊光、第２特殊光を所定の光量比で発光するようにＬＥＤ２０～２４を制御して、カラーチャート相当色光を生成する。このカラーチャート相当色光を積分球ＳＴ内の白色被写体部ＷＳＴに照射して、その白色被写体部ＷＳＴを撮像センサ５１ｃで撮像する。そして、撮像センサ５１ｃから出力される画像信号（ＲＧＢ画像信号）が、目標の画像信号（ＲＧＢ画像信号）となるように、マトリックス係数ｋ１１～ｋ３３を設定する。以上により、通常観察モード用の調光テーブル、輝度リニアテーブルの作成、及び通常観察モード用のマトリックス係数を設定が完了する。

　次に、上記と同様の手順で、第１特殊光観察モード用の調光テーブル、輝度リニアテーブルを作成するとともに、第１特殊光観察モード用のマトリックス係数を設定する。なお、第１特殊光用のＧ２調光テーブル、ＳＡ２調光テーブル、ＳＢ２調光テーブルは、それぞれＧ制御信号補正テーブル、ＳＡ制御信号補正テーブル、ＳＢ制御信号補正テーブルと組み合わせて、結合テーブルＴＧ２、ＴＳＡ２、ＴＳＢ２として光源制御部内のメモリ３１に格納される。また、第１特殊光観察モード用の輝度リニアテーブルＬＮＴ２は、第１特殊光画像処理部６３の輝度リニア変換部に格納される。

　次に、上記と同様の手順で、第２特殊光観察モード用の調光テーブル、輝度リニアテーブルを作成するとともに、第２特殊光観察モード用のマトリックス係数を設定する。なお、第２特殊光用のＧ３調光テーブル、Ｒ３調光テーブル、ＳＡ３調光テーブル、ＳＢ３調光テーブルは、それぞれＧ制御信号補正テーブル、Ｒ制御信号補正テーブル、ＳＡ制御信号補正テーブル、ＳＢ制御信号補正テーブルと組み合わせて、結合テーブルＴＧ３、ＴＲ３、ＴＳＡ３、ＴＳＢ３として光源制御部内のメモリ３１に格納される。また、第２特殊光観察モード用の輝度リニアテーブルＬＮＴ３は、第２特殊光画像処理部６４の輝度リニア変換部に格納される。

　次に、上記と同様の手順で、第３特殊光観察モード用の調光テーブル、輝度リニアテーブルを作成するとともに、第３特殊光観察モード用のマトリックス係数を設定する。なお、第３特殊光用のＳＢ４調光テーブル、ＳＣ４調光テーブルは、それぞれＳＢ制御信号補正テーブル、ＳＣ制御信号補正テーブルと組み合わせて、結合テーブルＴＳＢ４、ＴＳＣ４として光源制御部内のメモリ３１に格納される。また、第３特殊光観察モード用の輝度リニアテーブルＬＮＴ４は、第３特殊光画像処理部６５の輝度リニア変換部に格納される。以上により、キャリブレーションモードが完了する。

　次に、本発明のキャリブレーション方法により得られた調光テーブル等を用いて観察を行うフローを、図１８に示すフローチャートに従って説明する。まず、光源装置１４及びプロセッサ装置１６の電源をＯＮにする。そして、キャリブレーション済みの内視鏡１２の先端部１２ｄを観察対象内に挿入する。そして、モード切替ＳＷ１３ａを操作して、所望の観察モードに設定する。なお、観察対象の観察が終了したら、内視鏡１２を観察対象から取り外して、光源装置１４及びプロセッサ装置１６の電源をＯＦＦにする。

　通常観察モードにセットされた場合には、光源装置１４のメモリ３１から、結合テーブルＴＢ１、ＴＧ１、ＴＲ１、ＴＳＡ１、ＴＳＢ１が読み出される。これら結合テーブルＴＢ１、ＴＧ１、ＴＲ１、ＴＳＡ１、ＴＳＢ１は、Ｂ－ＬＵＴ３２、Ｇ－ＬＵＴ３３、Ｒ－ＬＵＴ３４、第１特殊光用ＬＵＴ３５、第２特殊光用ＬＵＴ３６に格納される。

　そして、光源制御部２７は、各ＬＵＴ３２～３６に基づいて、B-LED２０、G-LED２１、R-LED２２、第１特殊光用ＬＥＤ２３、第２特殊光用ＬＥＤ２４の発光を制御する。これにより、青色光Ｂ、緑色光Ｇ、赤色光Ｒ、第１特殊光ＳＡ、第２特殊光ＳＢが発せられる。このようにＬＵＴ３２～３６に基づいて発光制御することで、光源制御部２７にどのような明るさ指示信号ｎが入力されたとしても、ホワイトバランスを維持することができる（即ち、明るさ指示信号ｎの変化により色変化が生ずることがない）。

　また、プロセッサ装置１６の通常画像処理部６２内の輝度リニア変換部６２ａでは、通常観察モード用輝度リニアテーブルＬＮＴ１に基づいて、ＲＧＢ画像信号が輝度リニアＲＧＢ画像信号に変換される。この輝度リニアＲＧＢ画像信号は、明るさ指示信号ｎ対して、それぞれの画像信号の信号値がリニアに変化する。また、プロセッサ装置１６の色補正処理部６２ｂでは、通常観察モード用のマトリックス係数ｋ１１～ｋ３３に基づくマトリックス演算により、内視鏡画像の色を目標色で表示可能にするためのＲＧＢ画像信号を生成する。そして、マトリックス演算等が施されたＲＧＢ画像信号に基づいて、通常画像がモニタ１８に表示される。

　第１特殊光観察モードにセットされた場合には、光源装置１４のメモリ３１から、結合テーブルＴＧ２、ＴＳＡ２、ＴＳＢ２が読み出される。これら結合テーブルＴＧ２、ＴＳＡ２、ＴＳＢ２は、Ｇ－ＬＵＴ３３、第１特殊光用ＬＵＴ３５、第２特殊光用ＬＵＴ３６に格納される。

　そして、光源制御部２７は、各ＬＵＴ３３、３５、３６に基づいて、G-LED２１、第１特殊光用ＬＥＤ２３、第２特殊光用ＬＥＤ２４の発光を制御する。これにより、緑色光Ｇ、第１特殊光ＳＡ、第２特殊光ＳＢが発せられる。このようにＬＵＴ３３、３５、３６に基づいて発光制御することで、光源制御部２７にどのような明るさ指示信号ｎが入力されたとしても、カラーバランスを維持することができる（即ち、明るさ指示信号ｎの変化により色変化が生ずることがない）。

　また、プロセッサ装置１６の第１特殊光画像処理部内の輝度リニア変換部では、第１特殊光観察モード用輝度リニアテーブルＬＮＴ２に基づいて、ＲＧＢ画像信号が輝度リニアＲＧＢ画像信号に変換される。この輝度リニアＲＧＢ画像信号は、明るさ指示信号ｎ対して、それぞれの画像信号の信号値がリニアに変化する。また、プロセッサ装置１６の色補正処理部では、第１特殊光観察モード用のマトリックス係数に基づくマトリックス演算により、内視鏡画像の色を目標色で表示可能にするためのＲＧＢ画像信号を生成する。そして、マトリックス演算等が施されたＲＧＢ画像信号に基づいて、第１特殊光画像がモニタ１８に表示される。

　第２特殊光観察モードにセットされた場合には、光源装置１４のメモリ３１から、結合テーブルＴＧ３、ＴＲ３、ＴＳＡ３、ＴＳＢ３が読み出される。これら結合テーブルＴＧ３、ＴＲ３、ＴＳＡ３、ＴＳＢ３は、Ｇ－ＬＵＴ３３、Ｒ－ＬＵＴ３４、第１特殊光用ＬＵＴ３５、第２特殊光用ＬＵＴ３６に格納される。

　そして、光源制御部２７は、各ＬＵＴ３３～３６に基づいて、G-LED２１、R-LED２２、第１特殊光用ＬＥＤ２３、第２特殊光用ＬＥＤ２４の発光を制御する。これにより、緑色光Ｇ、赤色光Ｒ、第１特殊光ＳＡ、第２特殊光ＳＢが発せられる。このようにＬＵＴ３３～３６に基づいて発光制御することで、光源制御部２７にどのような明るさ指示信号ｎが入力されたとしても、カラーバランスを維持することができる（即ち、明るさ指示信号ｎの変化により色変化が生ずることがない）。

　また、プロセッサ装置１６の第２特殊光画像処理部内の輝度リニア変換部では、第２特殊光観察モード用輝度リニアテーブルＬＮＴ３に基づいて、ＲＧＢ画像信号が輝度リニアＲＧＢ画像信号に変換される。この輝度リニアＲＧＢ画像信号は、明るさ指示信号ｎ対して、それぞれの画像信号の信号値がリニアに変化する。また、プロセッサ装置１６の色補正処理部では、第２特殊光観察モード用のマトリックス係数に基づくマトリックス演算により、内視鏡画像の色を目標色で表示可能にするためのＲＧＢ画像信号を生成する。そして、マトリックス演算等が施されたＲＧＢ画像信号に基づいて、第２特殊光画像がモニタ１８に表示される。

　第３特殊光観察モードにセットされた場合には、光源装置１４のメモリ３１から、結合テーブルＴＳＢ４、ＴＳＣ４が読み出される。これら結合テーブルＴＳＢ４、ＴＳＣ４は、第２特殊光用ＬＵＴ３６、第３特殊光用ＬＵＴ３７に格納される。

　そして、光源制御部２７は、各ＬＵＴ３６、３７に基づいて、第２特殊光用ＬＥＤ２４、第３特殊光用ＬＥＤ２５の発光を制御する。これにより、第２特殊光ＳＢ、第３特殊光ＳＣが発せられる。このようにＬＵＴ３６、３７に基づいて発光制御することで、光源制御部２７にどのような明るさ指示信号ｎが入力されたとしても、カラーバランスを維持することができる（即ち、明るさ指示信号ｎの変化により色変化が生ずることがない）。

　また、プロセッサ装置１６の第３特殊光画像処理部内の輝度リニア変換部では、第３特殊光観察モード用輝度リニアテーブルＬＮＴ４に基づいて、ＲＧＢ画像信号が輝度リニアＲＧＢ画像信号に変換される。この輝度リニアＲＧＢ画像信号は、明るさ指示信号ｎ対して、それぞれの画像信号の信号値がリニアに変化する。また、プロセッサ装置１６の色補正処理部では、第３特殊光観察モード用のマトリックス係数に基づくマトリックス演算により、内視鏡画像の色を目標色で表示可能にするためのＲＧＢ画像信号を生成する。そして、マトリックス演算等が施されたＲＧＢ画像信号に基づいて、第３特殊光画像がモニタ１８に表示される。

　なお、上記実施形態においては、キャリブレーションモード時に得た各観察モード用の結合テーブル、輝度リニアテーブル、マトリックス係数を、内視鏡１２，１００のスコープＩＤ（図１では「ＩＤ」と表記）と対応付けて光源装置１４内のメモリ３１に記憶しておくことが好ましい。そして、キャリブレーション済みの内視鏡１２，１００を光源装置１４及びプロセッサ装置１６に装着する場合には、内視鏡１２，１００のスコープＩＤをＩＤ読み出し部（図１では「ＲＤ」と表記）で読み出し、この読み出したスコープＩＤに対応する各観察モード用の結合テーブル、輝度リニアテーブル、マトリックス係数をメモリ３１から読み出して使用することが好ましい。

　なお、上記実施形態では、カラーの撮像センサを有する内視鏡に対して、本発明のキャリブレーションを行っているが、これに加えて、モノクロ面順次の内視鏡に対して、本発明のキャリブレーションを行ってもよい。

　なお、上記実施形態には、輝度リニア変換に関する以下の技術的思想が含まれている。
　［付記項１］
　互いに異なる波長域の複数の照明光を発する複数の半導体光源と、各半導体光源を光源制御信号で制御する光源制御部と、各照明光の光量をＮ段階（Ｎは２以上の整数）の明るさステップｎ（ｎは１～Ｎのいずれかの整数）で変える制御を行うように、前記光源制御部に指示するための明るさ指示信号ｎを生成する明るさ指示信号生成部を有する内視鏡システムに対するキャリブレーション方法において、
　前記複数の半導体光源を制御して、前記明るさ指示信号ｎに対して、前記複数の照明光の光量がリニアに変化する光量リニア光を発光する光量リニア光発光ステップと、
　前記光量リニア光で照明された基準被写体を撮像センサで撮像して、光量リニア光発光時画像信号を取得する画像信号取得ステップと、
　前記明るさ指示信号ｎと光量リニア光発光時画像信号に基づいて、前記明るさ指示信号ｎに対して、信号値がリニアに変化する輝度リニア画像信号を生成する輝度リニア信号生成ステップと、
　前記光量リニア光発光時画像信号と前記輝度リニア画像信号とを対応付けて輝度リニアテーブルを作成する対応付けステップとを有することを特徴とするキャリブレーション方法。

　［付記項２］
　前記複数の半導体光源は、赤色光を発するR－LED、緑色光を発するG-LED、青色光を発するB-LEDを有することを特徴とする付記項１記載のキャリブレーション方法。

　［付記項３］
　前記複数の半導体光源は、前記赤色光、緑色光、青色光と少なくとも一部が異なる第１波長帯域を有する第１特殊光を発する第１特殊光用LEDと、前記赤色光、緑色光、青色光、第１特殊光と少なくとも一部が異なる第２波長帯域を有する第２特殊光を発する第２特殊光用LEDとを少なくとも含む複数の特殊光用LEDを更に有することを特徴とする付記項２記載のキャリブレーション方法。

　［付記項４］
　前記内視鏡システムは、前記R-LED、G-LED、B-LEDを少なくとも点灯させて白色光を発光する通常観察モードと、前記第１及び第２特殊光用LEDを少なくとも点灯させて特殊光を発光する特殊観察モードを有し、
　観察モード毎に、前記輝度リニアテーブルを作成することを特徴とする付記項３記載のキャリブレーション方法。

　［付記項５］
　付記項１ないし４いずれか１項記載のキャリブレーション方法で得られた輝度リニアテーブルを用いて、観察対象を前記撮像センサで撮像して得られる画像信号を、前記輝度リニア画像信号に変換することを特徴とする内視鏡システム。

　［付記項６］
　前記輝度リニアテーブルと内視鏡のスコープＩＤとを対応付けて記憶する記憶部と、
　前記内視鏡のスコープＩＤを読み出すＩＤ読み出し部とを有することを特徴とする付記項５記載の内視鏡システム。

　［付記項７］
　互いに異なる波長域の複数の照明光を発する複数の半導体光源と、各半導体光源を光源制御信号で制御する光源制御部と、各照明光の光量をＮ段階（Ｎは２以上の整数）の明るさステップｎ（ｎは１～Ｎのいずれかの整数）で変える制御を行うように、前記光源制御部に指示するための明るさ指示信号ｎを生成する明るさ指示信号生成部を有する内視鏡システムにおいて、
　前記明るさ指示信号ｎに対して、前記複数の照明光の光量がリニアに変化する光量リニア光を発光させるために、前記複数の半導体光源を制御する光量リニア光用制御部と、
　前記光量リニア光で照明された基準被写体を撮像センサで撮像して、光量リニア光発光時画像信号を取得する画像信号取得部と、
　明るさ指示信号ｎと光量リニア光発光時画像信号に基づいて、明るさ指示信号ｎに対して、信号値がリニアに変化する輝度リニア画像信号を生成する輝度リニア信号生成部と、
　前記光量リニア光発光時画像信号と前記輝度リニア画像信号とを対応付けて輝度リニアテーブルを作成する対応付け部とを有することを特徴とする内視鏡システム。

１０　内視鏡システム
１２，１００　内視鏡
２０　B-LED
２１　G-LED
２２　R-LED
２３　第１特殊光用ＬＥＤ
２４　第２特殊光用ＬＥＤ
２５　第３特殊光用ＬＥＤ
４８　カラーチャート相当色光用制御部
６２　色補正処理部
６７　マトリックス演算部
６８　マトリックス係数設定部（条件設定部）
ＷＳＴ　白色被写体部（白色の基準被写体）

Claims

　第１カラー画像信号を、目標色を表示可能にするための第２カラー画像信号に変換する色補正処理を行う色補正処理部を備える内視鏡システムのキャリブレーション方法において、
　複数の半導体光源を点灯して、互いに波長帯域が異なる複数の照明光を特定の光量比で発光することにより、カラーチャートの色に相当するカラーチャート相当色光を生成する照明光生成ステップと、
　前記照明光生成ステップで生成した前記カラーチャート相当色光で白色の基準被写体を照明する照明ステップと、
　前記照明ステップにおいて前記カラーチャート相当色光で照明中の前記白色の基準被写体を撮像センサで撮像して第１校正用の画像信号を取得する画像信号取得ステップと、
　前記画像信号取得ステップで取得した第１校正用の画像信号に基づいて、前記色補正処理の条件を設定する条件設定ステップとを有することを特徴とするキャリブレーション方法。
　前記色補正処理は、前記第１カラー画像信号を前記第２カラー画像信号に変換するマトリックス演算であり、
　前記条件設定ステップでは、前記画像信号取得ステップで取得した第１校正用の画像信号に基づいて、前記マトリックス演算に用いるマトリックス係数を設定することを特徴とする請求項１記載のキャリブレーション方法。
　前記条件設定ステップでは、
　前記画像信号取得ステップで取得した第１校正用の画像信号が目標の画像信号に近づくように、前記マトリックス係数を設定することを特徴とする請求項２記載のキャリブレーション方法。
　前記複数の照明光間の光量比と、この光量比を有する複数の照明光で前記白色の基準被写体を撮像したときに得られる画像信号との関係を示す光量比－画像信号間テーブルを参照して、前記カラーチャートを前記撮像センサで撮像したときに得られる第２構成用の画像信号に対応する光量比を求め、この求めた光量比を、前記カラーチャート相当色光の発光に必要な前記特定の光量比として設定するカラーチャート相当色光用光量比設定ステップを有することを特徴とする請求項１ないし３いずれか１項記載のキャリブレーション方法。
　前記複数の半導体光源は、赤色光を発するR－LED、緑色光を発するG-LED、青色光を発するB-LEDを有することを特徴とする請求項１ないし４いずれか１項記載のキャリブレーション方法。
　前記複数の半導体光源は、前記赤色光、緑色光、青色光と少なくとも一部が異なる第１波長帯域を有する第１特殊光を発する第１特殊光用LEDと、前記赤色光、緑色光、青色光、第１特殊光と少なくとも一部が異なる第２波長帯域を有する第２特殊光を発する第２特殊光用LEDとを少なくとも含む複数の特殊光用LEDを更に有することを特徴とする請求項５記載のキャリブレーション方法。
　前記内視鏡システムは、前記R-LED、G-LED、B-LEDを少なくとも点灯させて白色光を発光する通常観察モードと、前記第１及び第２特殊光用LEDを少なくとも点灯させて特殊光を発光する特殊観察モードを有し、
　観察モード毎に、前記色補正処理の条件を設定することを特徴とする請求項６記載のキャリブレーション方法。
　請求項２記載のキャリブレーション方法により設定されたマトリックス係数に基づいて、前記マトリックス演算することを特徴とする内視鏡システム。
　前記マトリックス係数と内視鏡のスコープＩＤとを対応付けて記憶する記憶部と、
　前記内視鏡のスコープＩＤを読み出すＩＤ読み出し部とを有することを特徴とする請求項８記載の内視鏡システム。
　第１カラー画像信号を、目標色を表示可能にするための第２カラー画像信号に変換する色補正処理を行う色補正処理部を備える内視鏡システムにおいて、
　互いに波長帯域が異なる複数の照明光を発する複数の半導体光源と、
　前記複数の照明光を特定の光量比で発光させて、カラーチャートの色に相当するカラーチャート相当色光を発生させるために、前記複数の半導体光源を制御するカラーチャート相当色光用制御部と、
　前記カラーチャート相当色光で照明中の白色の基準被写体を撮像センサで撮像して第１校正用の画像信号を取得する画像信号取得部と、
　前記画像信号取得部で取得した第１校正用の画像信号に基づいて、前記色補正処理の条件を設定する条件設定部とを有することを特徴とする内視鏡システム。
　前記色補正処理は、前記第１カラー画像信号を前記第２カラー画像信号に変換するマトリックス演算であり、
　前記条件設定部は、前記画像信号取得部で取得した第１校正用の画像信号に基づいて、前記マトリックス演算に用いるマトリックス係数を設定するマトリックス係数設定部を有することを特徴とする請求項１０記載の内視鏡システム。