JP6013020B2 - 内視鏡装置及び内視鏡装置の作動方法 - Google Patents
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Description
まず本実施形態の概要について説明する。内視鏡装置において撮像素子の画素数が増えることにより、被写界深度の幅が狭くなり、所望の被写体に対してフォーカスを合わせる(合焦させる)ことが難しくなっている。特に拡大観察を行う内視鏡装置では、撮像部の撮像倍率が高くなったり、撮像部から被写体までの距離が短くなったりすることで、さらに被写界深度の幅が狭くなる傾向にあり、被写***置がわずかに移動しただけでも被写界深度の範囲から逸脱しやすくなる。
2.1.内視鏡装置
図1に、第1の実施形態における内視鏡装置の構成例を示す。内視鏡装置は、光源部100、撮像部200、制御装置300(プロセッサ部)、表示部400、外部I/F部500を含む。
図4を用いて、フォーカスレンズ240の位置と合焦物***置の関係について説明する。図4に示すように、本実施形態では、フォーカスレンズ240を離散的なレンズ位置A、Bに切り替え、合焦物***置をFPA、FPBの2段階で切り替える。
図7に、第1の実施形態における画像処理部330の詳細な構成例を示す。画像処理部330は、前処理部331と、同時化部332と、選択部333と、記憶部334と、注目領域設定部335と、コントラスト値算出部336と、フリーズ画像設定部337と、後処理部338と、を含む。
Fcb(t)=a×Wc(t)+b×Wb(t) (1)
Fct(t)=c×Wc(t)+d×Wt(t) (2)
図12を用いて、レンズ位置制御部320が行う処理の一例について説明する。
図13(A)、図13(B)に示すように、本実施形態の変形例として、表示部400を2画面表示としてもよい。
3.1.内視鏡装置
図14に、第2の実施形態における内視鏡装置の構成例を示す。内視鏡装置は、光源部100、撮像部200、制御装置300(プロセッサ部)、表示部400、外部I/F部500を含む。なお、第1の実施形態で説明した構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
本実施形態が行うコンティニュアスAFの動作について、詳細に説明する。ウォブリング動作におけるフォーカスレンズ240の往復幅を±dwとし、ウォブリング動作により決定されたレンズ位置までのフォーカスレンズ240の移動幅(焦点位置の更新値)をdnとする。
次に、フリーズ画像設定部337の動作について詳細に説明する。フリーズ画像設定部337では、レンズ位置の扱いが第1の実施形態と異なる。即ち、第1の実施形態ではフォーカスレンズ240は離散的な位置を取ったが、第2の実施形態ではフォーカスレンズ240の位置は連続的な位置をとる。
Fcl(t)=e×Wc(t)+f×Wl(t) (3)
140 回転色フィルター、150 回転駆動部、160 集光レンズ、
200 撮像部、210 ライトガイドファイバー、220 照明レンズ、
230 対物レンズ、240 フォーカスレンズ、250 切り替え部、
260 撮像素子、270 フリーズスイッチ、280 レンズ駆動部、
300 制御装置、310 A/D変換部、320 レンズ位置制御部、
330 画像処理部、331 前処理部、332 同時化部、
333 選択部、334 記憶部、335 注目領域設定部、
336 コントラスト値算出部、337 フリーズ画像設定部、
338 後処理部、340 制御部、400 表示部、500 外部I/F部、
701〜704 フィルター、704 回転モーター、
A,B レンズ位置、BR1〜BR5 領域、DFA,DFB 被写界深度、
FPA,FPB 合焦物***置、
Fcb(t),Fcl(t),Fct(t) 選択用評価値、
Imgt 撮像画像、ImgA 遠点フリーズ画像、ImgB 近点フリーズ画像、
L 光量、TI 所定値、Tc,Tl 閾値、Wb(t) ブレ量、
Wc(t) コントラスト値、Wl(t) レンズ位置情報、
Wt(t) 経過時間情報、a〜f 係数、t 時刻
Claims (28)
- 撮像光学系による体内被写体の撮像により得られた、前記体内被写体の像を含む複数の体内画像を取得する画像取得部と、
前記複数の体内画像の各体内画像について、合焦度合いを表す合焦評価値を算出する合焦評価値算出部と、
前記撮像光学系におけるフォーカス調整用レンズの位置を、離散的な複数の位置のいずれかの位置に、前記合焦評価値に基づいて切り替える制御を行うことにより、前記撮像光学系の合焦動作を制御するフォーカス制御部と、
前記合焦評価値により表される前記合焦度合いに基づいて、前記複数の体内画像の中から少なくとも1つの体内画像を選択し、選択した前記少なくとも1つの体内画像をフリーズ画像として設定するフリーズ画像設定部と、
を含むことを特徴とする内視鏡装置。 - 請求項1において、
前記フリーズ画像設定部は、
前記複数の体内画像のうち、前記フリーズ画像の取得を指示する操作が操作部により受け付けられたときの前記フォーカス調整用レンズの位置と同一位置において撮像された体内画像の中から、前記フリーズ画像を選択することを特徴とする内視鏡装置。 - 請求項2において、
前記合焦評価値算出部は、
前記合焦度合いが高いほど値が大きくなる前記合焦評価値を算出し、
前記フリーズ画像設定部は、
前記複数の体内画像のうち、前記フリーズ画像の取得を指示する操作が前記操作部により受け付けられたときの前記フォーカス調整用レンズの位置と同一位置において撮像された体内画像の中で、前記合焦評価値が最も大きい体内画像を、前記フリーズ画像として選択することを特徴とする内視鏡装置。 - 請求項2において、
前記複数の体内画像を記憶する記憶部を含み、
前記画像取得部は、
前記複数の体内画像として第1〜第Nの体内画像(Nは2以上の自然数)を取得し、
前記記憶部は、
前記第1〜第Nの体内画像のうち第iの体内画像(iは1≦i≦Nの自然数)と、前記第iの体内画像の前記合焦評価値と、前記第iの体内画像が撮像されたときの前記フォーカス調整用レンズの位置と、を対応付けて記憶し、
前記フリーズ画像設定部は、
前記記憶部を参照して、前記フリーズ画像を選択することを特徴とする内視鏡装置。 - 請求項1において、
前記フリーズ画像設定部は、
前記複数の体内画像に基づいて前記各体内画像についてブレ状態を検出し、前記ブレ状態及び前記合焦度合いに基づいて前記フリーズ画像を選択することを特徴とする内視鏡装置。 - 請求項5において、
前記合焦評価値算出部は、
前記合焦度合いが高いほど値が大きくなる前記合焦評価値を算出し、
前記フリーズ画像設定部は、
前記体内被写体の像の動き量を前記ブレ状態として検出し、前記合焦評価値に正の重み付けを行うとともに前記動き量に負の重み付けを行って加算した値を選択用評価値として求め、前記複数の体内画像の中で前記選択用評価値が最も大きい体内画像を、前記フリーズ画像として選択することを特徴とする内視鏡装置。 - 請求項6において、
前記フリーズ画像設定部は、
前記複数の体内画像のうち、前記フリーズ画像の取得を指示する操作が操作部により受け付けられたときの前記フォーカス調整用レンズの位置と同一位置において撮像された体内画像の中で、前記選択用評価値が最も大きい体内画像を、前記フリーズ画像として選択することを特徴とする内視鏡装置。 - 請求項1において、
前記フリーズ画像設定部は、
前記フリーズ画像の取得を指示する操作が操作部により受け付けられたときから前記各体内画像が撮像されるまでの経過時間を検出し、前記経過時間及び前記合焦度合いに基づいて前記フリーズ画像を選択することを特徴とする内視鏡装置。 - 請求項8において、
前記合焦評価値算出部は、
前記合焦度合いが高いほど値が大きくなる前記合焦評価値を算出し、
前記フリーズ画像設定部は、
前記経過時間が短いほど値が大きくなる経過時間情報を算出し、前記合焦評価値と前記経過時間情報を所定の重み付けで加算した値を選択用評価値として求め、前記複数の体内画像の中で前記選択用評価値が最も大きい体内画像を、前記フリーズ画像として選択することを特徴とする内視鏡装置。 - 請求項9において、
前記フリーズ画像設定部は、
前記複数の体内画像のうち、前記フリーズ画像の取得を指示する操作が前記操作部により受け付けられたときの前記フォーカス調整用レンズの位置と同一位置において撮像された体内画像の中で、前記選択用評価値が最も大きい体内画像を、前記フリーズ画像として選択することを特徴とする内視鏡装置。 - 請求項1において、
前記フォーカス制御部は、
前記離散的な複数の位置として離散的な2つの位置のいずれかの位置に、前記フォーカス調整用レンズの位置を切り替える制御を行うことを特徴とする内視鏡装置。 - 請求項11において、
前記合焦評価値算出部は、
前記合焦度合いが高いほど値が大きくなる前記合焦評価値を算出し、
前記フォーカス制御部は、
前記合焦評価値が所定の閾値よりも大きいか否かの判定を行い、前記合焦評価値が前記所定の閾値よりも大きいと判定した場合には、前記フォーカス調整用レンズの位置を切り替えずに現在の位置を維持することを特徴とする内視鏡装置。 - 請求項12において、
前記体内被写体を照明する照明光の光量を制御し、前記光量を表す光量情報を前記フォーカス制御部に出力する制御部を含み、
前記フォーカス制御部は、
前記合焦評価値が前記所定の閾値よりも小さいと判定した場合には、前記光量情報が表す前記光量が所定値よりも小さいか否かの判定を行い、前記光量が所定値よりも小さいと判定した場合には、前記離散的な2つの位置のうち近点側の位置に前記フォーカス調整用レンズの位置を切り替え、前記光量が所定値よりも大きいと判定した場合には、前記離散的な2つの位置のうち遠点側の位置に前記フォーカス調整用レンズの位置を切り替えることを特徴とする内視鏡装置。 - 請求項1において、
前記各体内画像に注目領域を設定する注目領域設定部を含み、
前記合焦評価値算出部は、
前記注目領域における前記合焦評価値を算出し、
前記フリーズ画像設定部は、
前記合焦評価値により表される前記注目領域における前記合焦度合いに基づいて、前記フリーズ画像を選択することを特徴とする内視鏡装置。 - 請求項1において、
前記フリーズ画像を表示する表示部を含み、
前記フォーカス制御部は、
前記表示部に前記フリーズ画像が表示されている場合に、前記合焦動作の制御を継続することを特徴とする内視鏡装置。 - 請求項15において、
前記フリーズ画像設定部からの前記フリーズ画像、及び前記画像取得部からの前記複数の体内画像を受けて、前記表示部に表示される画像として前記フリーズ画像又は前記複数の体内画像を選択する選択部を含むことを特徴とする内視鏡装置。 - 請求項15において、
前記撮像光学系の撮影条件を設定する制御部を含み、
前記制御部は、
前記表示部に前記複数の体内画像が表示されている場合と、前記表示部に前記フリーズ画像が表示されている場合とで、前記撮影条件を変更することを特徴とする内視鏡装置。 - 請求項1において、
前記フリーズ画像を表示する表示部を含み、
前記フリーズ画像設定部は、
前記少なくとも1つの体内画像として2つ以上の体内画像を前記フリーズ画像として選択し、
前記表示部は、
前記フリーズ画像として選択された前記2つ以上の体内画像を表示し、
前記フリーズ画像設定部は、
前記表示部に表示された前記2つ以上の体内画像の中から、操作部を介してユーザーに選択指示された体内画像を、記憶部に保存する体内画像に設定することを特徴とする内視鏡装置。 - 請求項1において、
前記フリーズ画像設定部は、
前記フリーズ画像の取得を指示する操作が操作部により受け付けられたときの前記フォーカス調整用レンズの位置と、前記各体内画像が撮像されたときの前記フォーカス調整用レンズの位置との差を表すレンズ位置情報を取得し、前記レンズ位置情報及び前記合焦度合いに基づいて前記フリーズ画像を選択することを特徴とする内視鏡装置。 - 請求項19において、
前記フリーズ画像設定部は、
前記フリーズ画像の取得を指示する操作が操作部により受け付けられたときの前記フォーカス調整用レンズの位置と、前記各体内画像が撮像されたときの前記フォーカス調整用レンズの位置との差が小さいほど値が大きくなる前記レンズ位置情報を取得し、前記合焦評価値と前記レンズ位置情報を所定の重み付けで加算した値を選択用評価値として求め、前記複数の体内画像の中で前記選択用評価値が最も大きい体内画像を、前記フリーズ画像として選択することを特徴とする内視鏡装置。 - 内視鏡装置は、撮像光学系による体内被写体の撮像により得られた、前記体内被写体の像を含む複数の体内画像を取得し、
前記内視鏡装置は、前記複数の体内画像の各体内画像について、合焦度合いを表す合焦評価値を算出し、
前記内視鏡装置は、前記撮像光学系におけるフォーカス調整用レンズの位置を、離散的な複数の位置のいずれかの位置に、前記合焦評価値に基づいて切り替える制御を行うことにより、前記撮像光学系の合焦動作を制御し、
前記内視鏡装置は、前記合焦評価値により表される前記合焦度合いに基づいて、前記複数の体内画像の中から少なくとも1つの体内画像を選択し、選択した前記少なくとも1つの体内画像をフリーズ画像として設定することを特徴とする内視鏡装置の作動方法。 - 請求項21において、
前記内視鏡装置は、前記複数の体内画像のうち、前記フリーズ画像の取得を指示する操作が操作部により受け付けられたときの前記フォーカス調整用レンズの位置と同一位置において撮像された体内画像の中から、前記フリーズ画像を選択することを特徴とする内視鏡装置の作動方法。 - 請求項21において、
前記内視鏡装置は、前記合焦度合いが高いほど値が大きくなる前記合焦評価値を算出し、
前記内視鏡装置は、前記体内被写体の像の動き量をブレ状態として検出し、前記合焦評価値に正の重み付けを行うとともに前記動き量に負の重み付けを行って加算した値を選択用評価値として求め、前記複数の体内画像の中で前記選択用評価値が最も大きい体内画像を、前記フリーズ画像として選択することを特徴とする内視鏡装置の作動方法。 - 請求項21において、
前記内視鏡装置は、前記フリーズ画像の取得を指示する操作が操作部により受け付けられたときから前記各体内画像が撮像されるまでの経過時間を検出し、前記経過時間及び前記合焦度合いに基づいて前記フリーズ画像を選択することを特徴とする内視鏡装置の作動方法。 - 請求項21において、
前記内視鏡装置は、前記体内被写体を照明する照明光の光量を制御し、
前記内視鏡装置は、前記離散的な複数の位置として離散的な2つの位置のいずれかの位置に前記フォーカス調整用レンズの位置を切り替える制御を、前記光量を表す光量情報に基づいて行い、
前記内視鏡装置は、前記合焦度合いが高いほど値が大きくなる前記合焦評価値を算出し、
前記内視鏡装置は、前記合焦評価値が所定の閾値よりも大きいか否かの判定を行い、
前記内視鏡装置は、前記合焦評価値が前記所定の閾値よりも大きいと判定した場合には、前記フォーカス調整用レンズの位置を切り替えずに現在の位置を維持し、
前記内視鏡装置は、前記合焦評価値が前記所定の閾値よりも小さいと判定した場合には、前記光量情報が表す前記光量が所定値よりも小さいか否かの判定を行い、前記光量が所定値よりも小さいと判定した場合には、前記離散的な2つの位置のうち近点側の位置に前記フォーカス調整用レンズの位置を切り替え、前記光量が所定値よりも大きいと判定した場合には、前記離散的な2つの位置のうち遠点側の位置に前記フォーカス調整用レンズの位置を切り替えることを特徴とする内視鏡装置の作動方法。 - 請求項21において、
前記内視鏡装置は、表示部に前記フリーズ画像が表示されている場合に、前記合焦動作の制御を継続することを特徴とする内視鏡装置の作動方法。 - 請求項21において、
前記内視鏡装置は、前記少なくとも1つの体内画像として2つ以上の体内画像を前記フリーズ画像として選択し、
前記内視鏡装置は、前記フリーズ画像として選択された前記2つ以上の体内画像を表示部に表示し、
前記内視鏡装置は、前記表示部に表示された前記2つ以上の体内画像の中から、操作部を介してユーザーに選択指示された体内画像を、記憶部に保存する体内画像に設定することを特徴とする内視鏡装置の作動方法。 - 請求項21において、
前記内視鏡装置は、前記フリーズ画像の取得を指示する操作が操作部により受け付けられたときの前記フォーカス調整用レンズの位置と、前記各体内画像が撮像されたときの前記フォーカス調整用レンズの位置との差を表すレンズ位置情報を取得し、前記レンズ位置情報及び前記合焦度合いに基づいて前記フリーズ画像を選択することを特徴とする内視鏡装置の作動方法。
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