JP6892087B2 - 医療用画像取得システムおよび医療用撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、医療用画像取得システムおよび医療用撮像装置に関する。

従来、医療分野において、撮像素子を用いて被写体を撮像し、当該被写体を観察する医療用画像取得システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載の内視鏡システムは、医療用画像取得システムであって、撮像素子を含むカメラヘッド、及び当該カメラヘッドに電気的に接続する信号伝送部であるカメラコードを有する撮像装置と、カメラコードから受信した撮像信号を処理して撮像信号に応じた画像信号を生成する画像処理装置とを備える。特許文献１に記載のカメラヘッドには、焦点位置を調節する焦点位置調節機構が設けられている。

焦点位置調節機構は、一つまたは複数のレンズを保持するとともに、光軸方向に移動可能なレンズ枠と、光軸のまわりに回転可能であって、該回転量に応じたレンズ枠の移動量を入力するフォーカスリングと、を有する。ユーザは、フォーカスリングを回転させることによってレンズ枠を移動させて、焦点位置を調節する。

特開２００６−２５９１３号公報

ところで、上述したようなフォーカスリングのように、ユーザの操作に応じて焦点位置を調節する、所謂マニュアルフォーカスを行う際、焦点位置の微調整など細かい操作が必要となる場合がある。例えば、高精細の観察画像を得るために撮像素子が高画素化するに従い、被写界深度は浅くなる場合がある。このような場合、マニュアルによる焦点位置の調節操作が頻繁に必要となり、フォーカス操作が煩雑になるとともに、焦点位置の調整に時間がかかることがある。

焦点位置の調節操作をスムーズに行うため、自動で焦点位置を調節することができるオートフォーカス（Auto Focus：ＡＦ）の技術を採用することが挙げられる。しかしながら、画像処理装置に異なる機種のカメラヘッドが取り付けられる場合、ＡＦの構成をカメラヘッドに組み込むと、個々のカメラヘッド特有の、レンズの光学性能やレンズ（レンズ枠）駆動の性能、撮像素子の性能の詳細の特性情報が必要となる。画像処理装置側で装着し得るカメラヘッドごとの特性情報を保持させると、情報量が多くなったり、新しい機種のカメラヘッドが出た場合やカメラヘッド側でバージョンアップを行った場合に、画像処理装置側のバージョンアップが必要になったり、その都度、保守メンテナンスを要してしまい、ユーザへの負担が大きい。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、カメラヘッドの特性によらず、ユーザへの負担を軽減することができる医療用画像取得システムおよび医療用撮像装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる医療用画像取得システムは、被写体を撮像して撮像信号を生成する撮像装置と、前記撮像装置に対して脱着自在に電気的に接続し、受信した前記撮像信号を処理して該撮像信号に応じた画像信号を生成する画像処理装置と、を備えた医療用画像取得システムであって、前記撮像装置は、光を受光して電気信号に変換して撮像信号を生成する撮像部と、一または複数のレンズを移動させて焦点位置を調節可能なフォーカス機構を有し、前記撮像部に光学像を結像する光学ユニットと、当該撮像装置の固有情報を記憶するメモリと、当該撮像装置を統括的に制御し、前記メモリを参照して前記フォーカス機構の駆動を制御するＡＦ制御部と、を有し、前記画像処理装置は、前記撮像信号に基づいて合焦評価を行うＡＦ評価部、を有し、前記ＡＦ制御部は、前記ＡＦ評価部の評価結果に応じて、前記固有情報を参照して前記フォーカス機構の駆動を制御することを特徴とする。

また、本発明にかかる医療用画像取得システムは、上記発明において、前記撮像装置は、前記撮像部および前記光学ユニットを有するカメラヘッドと、前記撮像部からの前記撮像信号を前記画像信号生成装置に伝送する伝送ケーブルを有する信号伝送部をさらに有し、前記ＡＦ制御部を前記信号伝送部に配設することを特徴とする。

また、本発明にかかる医療用画像取得システムは、上記発明において、前記信号伝送部は、前記画像処理装置との接続部である第１の接続部と、前記カメラヘッドとの接続部である第２の接続部と、前記第１の接続部と前記第２の接続部とをつなぐケーブル部と、を有し、前記ＡＦ制御部は、前記第１の接続部に設けることを特徴とする。

また、本発明にかかる医療用画像取得システムは、上記発明において、前記フォーカス機構は、前記一または複数のレンズを保持するとともに、光軸方向に移動可能な可動光学部材を有し、前記撮像装置は、前記可動光学部材近傍の温度を検出する温度センサをさらに有し、前記メモリは、前記温度と、前記可動光学部材の移動に関する補正量との関係を示す関係テーブルを記憶し、前記ＡＦ制御部は、前記温度センサの検出結果と前記関係テーブルとをもとに前記補正量を決定するとともに、該決定した補正量と、前記固有情報として記憶されている前記可動光学部材の移動量とに基づいて前記フォーカス機構の前記レンズの移動量を設定することを特徴とする。

また、本発明にかかる医療用画像取得システムは、上記発明において、前記撮像装置は、前記レンズの移動にかかる指示信号の入力を受け付ける入力部をさらに有し、前記ＡＦ制御部は、前記指示信号に応じた前記レンズの移動量を設定することを特徴とする。

また、本発明にかかる医療用画像取得システムは、上記発明において、前記ＡＦ評価部は、前記撮像信号に応じた画像のコントラストを演算して前記合焦評価をフレームごとに行うとともに、評価結果をフレームと関連付けて生成することを特徴とする。

また、本発明にかかる医療用画像取得システムは、上記発明において、前記撮像ユニットに設けられ、前記撮像部が生成した前記撮像信号を光信号に変換する電光変換部と、前記画像生成装置に設けられ、前記光信号を電気信号に変換する光電変換部と、をさらに備えたことを特徴とする。

また、本発明にかかる医療用撮像装置は、被写体を撮像して撮像信号を生成する医療用撮像装置であって、光を受光して電気信号に変換して撮像信号を生成する撮像部と、一または複数のレンズを移動させて焦点位置を調節可能なフォーカス機構を有し、前記撮像部に光学像を結像する光学ユニットと、当該医療用撮像装置の固有情報を記憶するメモリと、当該医療用撮像装置を統括的に制御し、外部装置から受信した画像の合焦評価結果に応じて、前記固有情報を参照して前記フォーカス機構の駆動を制御するＡＦ制御部と、を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、カメラヘッドの特性によらず、ユーザへの負担を軽減することができるという効果を奏する。

図１は、本発明の実施の形態１に係る内視鏡装置の概略構成を示す図である。 図２は、図１に示したカメラヘッド及び画像処理装置の構成を示すブロック図である。 図３は、本発明の実施の形態１にかかるレンズユニットのフォーカス機構を説明する模式図である。 図４は、本発明の実施の形態１の変形例１にかかるレンズユニットのフォーカス機構を説明する模式図である。 図５は、本発明の実施の形態１の変形例２にかかるレンズユニットのフォーカス機構を説明する模式図である。 図６は、本発明の実施の形態２にかかるカメラヘッド及び画像処理装置の構成を示すブロック図である。 図７は、本発明の実施の形態３にかかるカメラヘッド及び画像処理装置の構成を示すブロック図である。 図８は、本発明の実施の形態４にかかるカメラヘッド及び画像処理装置の構成を示すブロック図である。 図９は、本発明の実施の形態５にかかるカメラヘッド及び画像処理装置の構成を示すブロック図である。 図１０は、本発明の実施の形態６にかかるカメラヘッド及び画像処理装置の構成を示すブロック図である。

以下、本発明を実施するための形態（以下、「実施の形態」という）を説明する。実施の形態では、本発明にかかる医療用撮像装置を含む医療用画像取得システムの一例として、患者等の被検体内の画像を撮像して表示する医療用の内視鏡装置について説明する。また、この実施の形態により、この発明が限定されるものではない。さらに、図面の記載において、同一部分には同一の符号を付して説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る内視鏡装置１の概略構成を示す図である。内視鏡装置１は、医療分野において用いられ、人等の観察対象物の内部（生体内）の被写体を観察する装置である。この内視鏡装置１は、図１に示すように、内視鏡８と、撮像装置２（医療用撮像装置）と、表示装置３と、画像処理装置４と、光源装置５とを備え、撮像装置２と画像処理装置４とで、医療用画像取得システムを構成している。なお、本実施の形態１では、内視鏡８として、硬性鏡を用いた内視鏡装置を説明するが、これに限られず、内視鏡８に軟性鏡（図示略）を用いた内視鏡装置としても構わない。

光源装置５は、ライトガイド６の一端が内視鏡８に接続され、当該ライトガイド６の一端に生体内を照明するための光を供給する。ライトガイド６は、一端が光源装置５に着脱自在に接続されるとともに、他端が挿入部８に着脱自在に接続される。そして、ライトガイド６は、光源装置５から供給された光を一端から他端に伝達し、内視鏡８に供給する。

撮像装置２は、内視鏡８からの被写体像を撮像して当該撮像結果を出力する。この撮像装置２は、図１に示すように、信号伝送部である伝送ケーブル７と、カメラヘッド９とを備える。本実施の形態１では、伝送ケーブル７とカメラヘッド９とにより医療用撮像装置が構成される。

内視鏡８は、硬質で細長形状を有し、生体内に挿入される。この内視鏡８の内部には、１または複数のレンズを用いて構成され、被写体像を集光する光学系が設けられている。内視鏡８は、ライトガイド６を介して供給された光を先端から出射し、生体内に照射する。そして、生体内に照射された光（被写体像）は、内視鏡８内の光学系（レンズユニット９１）により集光される。

カメラヘッド９は、内視鏡８の基端に着脱自在に接続される。そして、カメラヘッド９は、画像処理装置４による制御の下、内視鏡８にて集光された被写体像を撮像し、当該撮像による撮像信号を出力する。なお、カメラヘッド９の詳細な構成については、後述する。

伝送ケーブル７は、一端に第１コネクタ部７Ａを有し、第１コネクタ部７Ａを介して画像処理装置４に着脱自在に接続される。また、伝送ケーブル７は、他端に第２コネクタ部７Ｂを有し、第２コネクタ部７Ｂを介してカメラヘッド９に着脱自在に接続される。具体的に、伝送ケーブル７は、最外層である外被の内側に複数の電気配線（図示略）が配設されたケーブルである。当該複数の電気配線は、カメラヘッド９から出力される撮像信号、画像処理装置４から出力される制御信号、同期信号、クロック、及び電力をカメラヘッド９にそれぞれ伝送するための電気配線である。なお、本実施形態においては、カメラヘッド９と第２コネクタ部７Ｂとは着脱自在に接続される構成としたが、これに限らず、カメラヘッド９と第２コネクタ部７Ｂとが一体的に固定され接続されてもよい。

表示装置３は、画像処理装置４による制御のもと、画像処理装置４により生成された画像を表示する。

画像処理装置４は、カメラヘッド９から伝送ケーブル７を経由して入力された撮像信号を処理し、表示装置３へ画像信号を出力するとともに、カメラヘッド９及び表示装置３の動作を統括的に制御する。なお、画像処理装置４の詳細な構成については、後述する。

次に、撮像装置２及び画像処理装置４の構成について説明する。図２は、撮像装置２及び画像処理装置４の構成を示すブロック図である。なお、図２では、カメラヘッド９及び伝送ケーブル７同士を着脱可能とするコネクタ（第２コネクタ部７Ｂ）の図示を省略している。

以下、画像処理装置４の構成、第１コネクタ部７Ａ及びカメラヘッド９の構成の順に説明する。なお、以下では、画像処理装置４の構成として、本発明の要部を主に説明する。画像処理装置４は、図２に示すように、信号処理部４１と、画像生成部４２と、通信モジュール４３と、入力部４４と、画像処理制御部４５と、メモリ４６とを備える。なお、画像処理装置４には、画像処理装置４及びカメラヘッド９を駆動するための電源電圧を生成し、画像処理装置４の各部にそれぞれ供給するとともに、伝送ケーブル７を介してカメラヘッド９に供給する電源部（図示略）などが設けられていてもよい。

信号処理部４１は、カメラヘッド９が出力した撮像信号に対してノイズ除去や、必要に応じてＡ／Ｄ変換等の信号処理を行うことによって、デジタル化された撮像信号（パルス信号）を画像生成部４２に出力する。

また、信号処理部４１は、撮像装置２及び画像処理装置４の同期信号、及びクロックを生成する。撮像装置２への同期信号（例えば、カメラヘッド９の撮像タイミングを指示する同期信号等）やクロック（例えばシリアル通信用のクロック）は、図示しないラインで撮像装置２に送られ、この同期信号やクロックを基に、撮像装置２は駆動する。

画像生成部４２は、信号処理部４１から入力される撮像信号をもとに、表示装置３が表示する表示用の画像信号を生成する。画像生成部４２は、撮像信号に対して、所定の信号処理を実行して被写体画像を含む表示用の画像信号を生成する。ここで、画像処理としては、色補正、色強調、及び輪郭強調等の各種画像処理等が挙げられる。画像生成部４２は、生成した画像信号を表示装置３に出力する。

通信モジュール４３は、画像処理制御部４５から送信された後述する制御信号を含む画像処理装置４からの信号を撮像装置２に出力する。また、撮像装置２からの信号を画像処理装置４に出力する。つまり通信モジュール４３は、撮像装置２へ出力する画像処理装置４の各部からの信号を、例えばパラレルシリアル変換等によりまとめ出力し、また撮像装置２から入力される信号を、例えばシリアルパラレル変換等により振り分け画像処理装置４の各部に出力する、中継デバイスである。

入力部４４は、キーボード、マウス、タッチパネル等のユーザインタフェースを用いて実現され、各種情報の入力を受け付ける。

画像処理制御部４５は、画像処理装置４及びカメラヘッド９を含む各構成部の駆動制御、および各構成部に対する情報の入出力制御などを行う。制御部４５は、メモリ４６に記録されている通信情報データ（例えば、通信用フォーマット情報など）を参照して、後述するＡＦ演算処理の結果を含む制御信号を生成し、該生成した制御信号を、通信モジュール４３を介して撮像装置２（第１コネクタ部７Ａ）へ送信する。

また、画像処理制御部４５は、伝送ケーブル７を介して、カメラヘッド９に対して制御信号を出力する。

メモリ４６は、フラッシュメモリやＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）等の半導体メモリを用いて実現され、通信情報データ（例えば、通信用フォーマット情報など）が記録されている。なお、メモリ４６は、画像処理制御部４５が実行する各種プログラム等が記録されていてもよい。

そして、信号処理部４１は、ＡＦ処理部４１ａを有する。ＡＦ処理部４１ａは、入力されたフレームの撮像信号を基に、各フレームの所定のＡＦ用評価値を出力する。

また、画像処理制御部４５は、ＡＦ演算部４５ａを有する。ＡＦ演算部４５ａは、ＡＦ処理部４１ａからの各フレームのＡＦ用評価値から、最も合焦位置として適したフレームまたはフォーカスレンズ位置等を選択するようなＡＦ演算処理を行う。

そして、このＡＦ演算処理の結果は、通信モジュール４３を介して、後述するＡＦ制御部７１２に出力される。

なお、本実施形態においては、ＡＦ処理部４１ａを信号処理部４１に、ＡＦ演算部４５ａを画像処理制御部４５に、各々設けたが、これに限らず、ＡＦ処理部４１ａとＡＦ演算部４５ａを、信号処理部４１または画像処理制御部４５のいずれかにまとめて設けてもよく、また、別のデバイスとして設けてもよい。

なお、上述した信号処理部４１、画像生成部４２、通信モジュール４３および画像処理制御部４５は、プログラムが記録された内部メモリ（図示略）を有するＣＰＵ（Central Processing Unit）等の汎用プロセッサやＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等の特定の機能を実行する各種演算回路等の専用プロセッサを用いて実現される。また、プログラマブル集積回路の一種であるＦＰＧＡ(Field Programmable Gate Array：図示略)を用いて構成するようにしてもよい。なおＦＰＧＡにより構成される場合は、コンフィグレーションデータを記憶するメモリを設け、メモリから読み出したコンフィグレーションデータにより、プログラマブル集積回路であるＦＰＧＡをコンフィグレーションしてもよい。

続いて、伝送ケーブル７の構成として、本発明の要部を主に説明する。第１コネクタ部７Ａは、図２に示すように、通信モジュール７１１と、ＡＦ制御部７１２と、メモリ７１３とを備える。

通信モジュール７１１は、ＡＦ演算処理の結果を含む制御信号等の画像処理装置４から送信された信号や、カメラヘッドから送信された信号を、ＡＦ制御部７１２に出力する。また、通信モジュール７１１は、後述するＡＦ駆動信号を含むＡＦ制御部７１２から送信された信号を、カメラヘッド９や画像処理装置４に出力する。つまり通信モジュール７１１は、カメラヘッド９や画像処理装置４へ出力するＡＦ制御部７１２を含む伝送ケーブル７の各部からの信号を、例えばパラレルシリアル変換等によりまとめ出力し、またカメラヘッド９や画像処理装置４から入力される信号を、例えばシリアルパラレル変換等により振り分け、ＡＦ制御部７１２を含む伝送ケーブル７の各部に出力する、中継デバイスである。

ＡＦ制御部７１２は、駆動部９３によるフォーカス駆動を制御する。ＡＦ制御部７１２は、通信モジュール７１１を介して受信する画像処理装置４のＡＦ演算部４５ａからのＡＦ演算処理の結果に応じてメモリ７１３に記録されているＡＦ制御のためのＡＦ性能データ（例えば、読み出しタイミングやレンズ駆動など）７１３ａを参照してＡＦ駆動信号を生成し、該生成したＡＦ駆動信号を、通信モジュール７１１や伝送ケーブル７に含まれる所定の電気配線を介してカメラヘッド９へ送信する。

メモリ７１３は、フラッシュメモリやＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）等の半導体メモリを用いて実現され、ＡＦ制御部７１２が実行する各種プログラム等を記録する。また、メモリ７１３は、カメラヘッド９のＡＦ性能に関するＡＦ性能データ７１３ａを固有情報として記憶する。ＡＦ性能データ７１３ａは、例えば、ＡＦ処理において撮像するフレーム間のレンズの移動距離（フレーム間距離）の情報や、駆動部９３のドライバの設定情報や、フォーカス機構９００の入力信号に対するレンズ移動量の情報や、検出部９３ａを含む駆動部９３やフォーカス機構９００を含むレンズユニット９１の個体バラツキデータなど、ＡＦ駆動に関する性能データを含む。

なお、上述した通信モジュール７１１、ＡＦ制御部７１２は、プログラムが記録された内部メモリ（図示略）を有するＣＰＵ（Central Processing Unit）等の汎用プロセッサやＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等の特定の機能を実行する各種演算回路等の専用プロセッサを用いて実現される。また、プログラマブル集積回路の一種であるＦＰＧＡ(Field Programmable Gate Array：図示略)を用いて構成するようにしてもよい。なおＦＰＧＡにより構成される場合は、コンフィグレーションデータを記憶するメモリを設け、メモリから読み出したコンフィグレーションデータにより、プログラマブル集積回路であるＦＰＧＡをコンフィグレーションしてもよい。

また、本実施形態においては、ＡＦ制御部７１２やメモリ７１３を第１コネクタ部７Ａに設けたが、これに限らず、少なくともいずれかを、第２コネクタ部７Ｂやその他の伝送ケーブル７の他の部分に設けてもよい。

次に、カメラヘッド９の構成として、本発明の要部を主に説明する。カメラヘッド９は、図２に示すように、レンズユニット９１と、撮像部９２と、駆動部９３と、カメラヘッド制御部９４と、通信モジュール９５とを備える。

レンズユニット９１は、１または複数のレンズを用いて構成され、挿入部８にて集光された被写体像を、撮像部９２を構成する撮像素子（図示略）の撮像面に結像する。当該１または複数のレンズは、光軸に沿って移動可能に構成されている。そして、レンズユニット９１には、当該１または複数のレンズを移動させて、画角を変化させる光学ズーム機構（図示略）や焦点を変化させるフォーカス機構９００が設けられている。フォーカス機構９００については、後述する。なお、レンズユニット９１は、光学ズーム機構およびフォーカス機構９００のほか、絞り機構や、光軸上に挿脱自在な光学フィルタ（例えば赤外光をカットするフィルタ）が設けられていてもよい。

撮像部９２は、カメラヘッド制御部９４による制御の下、被写体を撮像する。この撮像部９２は、レンズユニット９１が結像した被写体像を受光して電気信号に変換するＣＣＤ(Charge Coupled Device)またはＣＭＯＳ(Complementary Metal Oxide Semiconductor)等の撮像素子（図示略）等が一体形成されたセンサチップを用いて構成されている。ＣＣＤの場合は、例えば、当該撮像素子からの電気信号（アナログ信号）に対して信号処理（Ａ／Ｄ変換等）を行って撮像信号を出力する信号処理部（図示略）が当該センサチップなどに実装される。ＣＭＯＳの場合は、例えば、光から電気信号に変換された電気信号（アナログ）に対して信号処理（Ａ／Ｄ変換等）を行って撮像信号を出力する信号処理部が撮像素子に含まれる。撮像部９２は、生成した撮像信号を、予め決められた伝送方式に応じた撮像信号に変換し、通信モジュール９５などを介さずに画像処理装置４に出力する。なお、本実施の形態１では、撮像部９２が、例えばＲＡＷデータを出力するものとして説明する。

駆動部９３は、ＡＦ制御部７１２による制御の下、光学ズーム機構やフォーカス機構９００を動作させ、レンズユニット９１の画角や焦点位置を変化させるドライバを有する。また、駆動部９３には、レンズユニット９１におけるレンズの位置（基準位置）の検出信号を受信して、カメラヘッド制御部９４に出力する検出部９３ａを有する。

カメラヘッド制御部９４は、伝送ケーブル７を介して第１コネクタ部７Ａから入力した駆動信号や、カメラヘッド９の外面に露出して設けられたスイッチ等の操作部へのユーザ操作により操作部から出力される指示信号等に応じて、カメラヘッド９全体の動作を制御する。また、カメラヘッド制御部９４は、伝送ケーブル７を介して、カメラヘッド９の現在の状態に関する情報を画像処理装置４に出力する。

通信モジュール９５は、ＡＦ駆動信号を含む伝送ケーブル７から送信された信号や画像処理装置４から送信された信号をカメラヘッド制御部９４等のカメラヘッド９内の各部に出力する。また、通信モジュール９５は、カメラヘッド９の現在の状態に関する情報などを予め決められた伝送方式に応じた信号形式に変換し、伝送ケーブル７を介して当該変換した信号を伝送ケーブル７や画像処理装置４に出力する。つまり通信モジュール９５は、画像処理装置４や伝送ケーブル７から入力される信号を、例えばシリアルパラレル変換等により振り分けカメラヘッド９の各部に出力し、また画像処理装置４や伝送ケーブル７へ出力するカメラヘッド９の各部からの信号を、例えばパラレルシリアル変換等によりまとめ出力する、中継デバイスである。

なお、上述した駆動部９３、カメラヘッド制御部９４および通信モジュール９５は、プログラムが記録された内部メモリ（図示略）を有するＣＰＵ（Central Processing Unit）等の汎用プロセッサやＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等の特定の機能を実行する各種演算回路等の専用プロセッサを用いて実現される。また、プログラマブル集積回路の一種であるＦＰＧＡ(Field Programmable Gate Array：図示略)を用いて構成するようにしてもよい。なおＦＰＧＡにより構成される場合は、コンフィグレーションデータを記憶するメモリを設け、メモリから読み出したコンフィグレーションデータにより、プログラマブル集積回路であるＦＰＧＡをコンフィグレーションしてもよい。

なお、カメラヘッド９や伝送ケーブル７に、通信モジュール９５や撮像部９２により生成された撮像信号に対して信号処理を施す信号処理部を構成するようにしてもよい。また、カメラヘッド９内部に設けられた発振器（図示略）で生成された基準クロックに基づいて、撮像部９２を駆動するための撮像用クロック、及び駆動部９３を駆動するための駆動用クロックを生成し、撮像部９２及び駆動部９３にそれぞれ出力するようにしてもよいし、伝送ケーブル７を介して画像処理装置４や第１コネクタ部７Ａから入力した同期信号に基づいて、撮像部９２、駆動部９３、及びカメラヘッド制御部９４における各種処理のタイミング信号を生成し、撮像部９２、駆動部９３、及びカメラヘッド制御部９４にそれぞれ出力するようにしてもよい。

ここで、レンズユニット９１のフォーカス機構について、図３を参照して説明する。図３は、本実施の形態１にかかるレンズユニットのフォーカス機構を説明する模式図である。図３に示すフォーカス機構９００は、複数のレンズ（レンズ９１１Ａ〜９１１Ｃ）からなるレンズ群９１１と、第１レンズ枠９１２Ａと、第２レンズ枠９１２Ｂと、第１支持軸９１３Ａと、第２支持軸９１３Ｂと、回転軸９１４と、モータＭと、レンズ位置検出部９１５とを備える。

レンズ群９１１は、レンズ枠（第１レンズ枠９１２Ａおよび第２レンズ枠９１２Ｂ：可動光学部材）により保持され、回転軸９１４の軸方向に沿って移動可能に設けられる。本実施の形態１では、レンズ９１１Ａを保持する第１レンズ枠９１２Ａと、レンズ９１１Ｂ，９１１Ｃを保持する第２レンズ枠９１２Ｂとによってレンズ９１１Ａ〜９１１Ｃが光軸方向に移動するものとして説明する。なお、フォーカス機構９００におけるレンズは、図３に示すように三つのレンズからなるもののほか、一つのレンズからなるものであってもよいし、二つまたは四つ以上のレンズからなるものであってもよい。

第１レンズ枠９１２Ａは、レンズ９１１Ａを保持する。また、第１レンズ枠９１２Ａには、回転軸９１４と螺合し、回転軸９１４の回転動力を光軸方向の推進力に変換するナット９１２０と、該ナット９１２０が変換した推進力を当該第１レンズ枠９１２Ａに伝達する伝達部９１２１を有する伝達手段が設けられている。また、レンズ枠は、レンズを保持し、かつ光軸方向に移動可能であれば、この構成に限るものではない。

第２レンズ枠９１２Ｂは、レンズ９１１Ｂ，９１１Ｃを保持する。また、第２レンズ枠９１２Ｂには、回転軸９１４と螺合し、回転軸９１４の回転動力を光軸方向の推進力に変換するナット９１２０と、該ナット９１２０が変換した推進力を当該第２レンズ枠９１２Ｂに伝達する伝達部９１２１を有する伝達手段が設けられている。

第１支持軸９１３Ａおよび第２支持軸９１３Ｂは、光軸方向に延び、レンズ群９１１の各レンズが光軸に対して傾かないように第１レンズ枠９１２Ａおよび第２レンズ枠９１２Ｂを保持するとともに、レンズ群９１１の各レンズ（レンズ枠）が光軸方向に移動可能に保持する。第２支持軸９１３Ｂには、伝達部９１２１を挿通する貫通孔９１３ａが形成されている。

回転軸９１４は、モータＭに接続され、該モータＭからの回転動力に応じて、長手軸まわりに回転する。回転軸９１４には例えば螺旋状の溝が形成され、ナット９１２０が該溝と係止し、回転軸９１４の回転を軸方向への推進力に変換する。

フォーカス機構９００では、駆動部９３の制御のもと、モータＭが回転することで、回転軸９１４が回転する。回転軸９１４の回転により第１伝達部９１２０および第２伝達部９１２１を介して第１レンズ枠９１２Ａおよび第２レンズ枠９１２Ｂが軸方向に沿って移動する。これにより、各レンズ枠に保持されているレンズ９１１Ａ〜９１１Ｂを軸方向に移動させることができる。

レンズ位置検出部９１５は、第１レンズ枠９１２Ａおよび第２レンズ枠９１２Ｂの基準位置からの距離を検出する。レンズ位置検出部９１５は、例えば、赤外線を照射し、レンズ枠から返ってきた光を受光することで、第１レンズ枠９１２Ａおよび第２レンズ枠９１２Ｂが基準位置に対してどの位置（距離）に存在するかに関する検出信号（光検出信号）を検出部９３ａに出力する。レンズ位置検出部９１５は、上述した赤外線による測距のほか、フォトインタラプタなどを用いるものであってもよい。

続いて、図２に戻り、内視鏡装置１のＡＦ処理について説明する。ＡＦ処理部４１ａは、複数フレームの撮像信号が入力されると、フレームごとにＡＦ用評価値を出力する。その後、画像処理制御部４５に設けられたＡＦ演算部４５ａが、ＡＦ用評価値に基づいて、合焦位置として最も適したフレームを選択し、合焦に最適なフレームの情報である最適フレーム情報（合焦評価）を生成する。そして、ＡＦ演算部４５ａは、最適フレーム情報を含むＡＦ制御信号を、通信モジュール４３，７１１を介してＡＦ制御部７１２に出力する。本実施の形態１では、ＡＦ処理部４１ａおよびＡＦ演算部４５ａによってＡＦ評価部を構成している。ＡＦ制御信号には、レンズの移動方向（被写体に対する遠近いずれかの方向）の情報を含むようにしてもよい。

なお、上述したフレームの選択は、例えばコントラストＡＦや位相差ＡＦ、空間認識技術を用いたＡＦ等、公知のＡＦ手法を用いることができる。ＡＦ処理部４１ａは、例えばフレーム毎のコントラスト値等、採用するＡＦ手法に応じた公知のＡＦ用評価値を出力し、ＡＦ演算部４５ａは、例えばコントラスト値が一番大きなフレーム等、採用するＡＦ手法に応じた公知のＡＦ用評価値に基づき、フレームを選択する。

ＡＦ制御部７１２は、ＡＦ制御信号を受信すると、性能データ７１３ａを参照して、最適フレーム情報に応じた位置までの移動方向および移動距離（例えば、現在位置から最適フレーム情報に応じた位置までの移動距離）にレンズ群９１１（第１レンズ枠９１２Ａおよび第２レンズ枠９１２Ｂ）を移動するためのＡＦ駆動信号を生成し、生成したＡＦ駆動信号を、通信モジュール７１１，９６を介してカメラヘッド制御部９４に出力する。カメラヘッド制御部９４は、受信した駆動信号に基づいて駆動部９３を制御し、レンズ群９１１（第１レンズ枠９１２Ａおよび第２レンズ枠９１２Ｂ）を移動させる。この際、駆動部９３は、検出部９３ａによる検出結果を確認しながら、現在の位置から最適フレーム情報に応じて回転軸９１４を回転させて、レンズ群９１１（第１レンズ枠９１２Ａおよび第２レンズ枠９１２Ｂ）を移動させる。

上述した実施の形態１によれば、画像処理装置４からは、カメラヘッド９の個体差や機種差に依らない、カメラヘッド９が撮像した撮像信号の、合焦に最適なフレームの情報を撮像装置２に出力し、撮像装置２は、画像処理装置４からの合焦に最適なフレームの情報をもとに、特にＡＦに関連するカメラヘッド９の個体差や機種差の情報を参照し、フォーカス駆動を行うようにしたので、画像処理装置４に異なる撮像装置２を接続しても、接続した撮像装置２の性能に応じたレンズの移動量が設定され、各撮像装置２の性能に応じたＡＦ処理を行なうことが可能である。このため、本実施の形態１によれば、カメラヘッドの特性によらず、ユーザへの負担を軽減することができる。

また、上述した実施の形態１において、撮像装置２のカメラヘッド９は、被写体とカメラヘッド９との相対位置を調整し所望の観察部位を撮像するために、ユーザに把持される。ユーザによってカメラヘッド９が把持されると、カメラヘッド９内に熱がこもりやすくなる。カメラヘッド９内が高温になると、撮像素子の高温化に伴い出力される撮像信号の品質が劣化するおそれがある。また、把持されるカメラヘッド９は、なるべく小型軽量化したいが、内蔵物が増えるとその妨げになるおそれがある。カメラヘッド９内の内蔵物は必要最低限に留め、特にＣＰＵ等の発熱素子はなるべくカメラヘッド９内に設けないことが好ましい。よって、カメラヘッド９には最低限の光学系（レンズユニット９１）および撮像素子（撮像部９２）は設けるとして、それ以外は極力伝送ケーブル７側に設けることにより、カメラヘッドの大型化重量化や熱のこもりを抑制することができる。なお、例えばカメラヘッド９と画像処理装置４との間の信号のやりとりを効率よく伝送し、例えば信号線の本数を削減するために、カメラヘッド９からのパラレル信号をシリアル化したり、カメラヘッド９へのシリアル信号をパラレル化したりするためのパラシリ素子またはシリパラ素子は、カメラヘッド９に設けても良い。本実施の形態１では、特にＡＦ制御のためのプロセッサ素子を、伝送ケーブル７側に設けることが好ましい。メモリ７１３は、伝送ケーブル７に設けるものとして説明したが、小型であればカメラヘッド９側に設けてもよい。また、発熱が小さく小型であれば、ＡＦ制御部７１２を、カメラヘッド９側に設けてもよい。

また、上述した実施の形態１によれば、カメラヘッド９から離れている側の第１コネクタ部７ＡにＡＦ制御部７１２を設けるようにしたので、駆動により熱を発生するＣＰＵ等を極力カメラヘッド９から離し、カメラヘッド９への熱の影響を抑えることができる。

（実施の形態１の変形例１）
続いて、本発明の実施の形態１の変形例１について説明する。図４は、本実施の形態１の変形例１にかかるレンズユニットのフォーカス機構を説明する模式図である。上述した実施の形態１では、レンズ位置検出部９１５が光（赤外線）によって取得した光信号に基づいてレンズ枠における基準位置からの距離を計測するものとして説明したが、本変形例１では、磁石を利用してレンズ枠の位置を検出する。

本変形例１にかかるフォーカス機構９１０は、上述した複数のレンズ（レンズ９１１Ａ〜９１１Ｃ）からなるレンズ群９１１、第１レンズ枠９１２Ａ、第２レンズ枠９１２Ｂ、第１支持軸９１３Ａ、第２支持軸９１３Ｂおよび回転軸９１４と、レンズ位置検出部９１６とを備える。

レンズ位置検出部９１６は、第１レンズ枠９１２Ａおよび第２レンズ枠９１２Ｂの位置を検出する。具体的には、レンズ位置検出部９１６は、第１永久磁石９１６Ａ、第２永久磁石９１６Ｂおよびホール素子保持部９１６Ｃを有する。

第１永久磁石９１６Ａは、第１レンズ枠９１２Ａに設けられる。第２永久磁石９１６Ｂは、第１レンズ枠９１２Ｂに設けられる。

ホール素子保持部９１６Ｃは、第２支持軸９１３Ｂと平行に延び、延伸方向に沿って並べられた複数のホール素子９１６０を有する。ホール素子９１６０は、ホール効果を利用して、磁場を検出し、検出した磁場（磁気）を電気信号に変換する。各ホール素子９１６０は、変換した電気信号を検出信号として検出部９３ａに出力する。

検出部９３ａは、検出信号が得られると、最も大きな電圧値を有するホール素子９１６０を判断し、該判断したホール素子９１６０をレンズ枠の位置をして検出する。具体的には、検出部９３ａは、第１永久磁石９１６Ａの位置に相当するホール素子と、第２永久磁石９１６Ｂの位置に相当するホール素子と、の二つのホール素子を決定する。これにより、現在のレンズ枠の位置を検出することができる。

なお、上述した変形例１では、第１永久磁石９１６Ａおよび第２永久磁石９１６Ｂを各レンズ枠に設けるものとして説明したが、いずれか一方の永久磁石を配置して、永久磁石を配置したレンズ枠の位置を検出するものであってもよい。

（実施の形態１の変形例２）
続いて、本発明の実施の形態１の変形例２について説明する。図５は、本実施の形態１の変形例２にかかるレンズユニットのフォーカス機構を説明する模式図である。上述した実施の形態１では、レンズ位置検出部９１５が光（赤外線）によって取得した光信号に基づいてレンズ枠における基準位置からの距離を計測するものとして説明したが、本変形例２では、モータの回転量を検出してレンズ枠の位置を検出する。

本変形例２にかかるフォーカス機構９２０は、上述した複数のレンズ（レンズ９１１Ａ〜９１１Ｃ）からなるレンズ群９１１、第１レンズ枠９１２Ａ、第２レンズ枠９１２Ｂ、第１支持軸９１３Ａ、第２支持軸９１３Ｂおよび回転軸９１４と、レンズ位置検出部９１７とを備える。

レンズ位置検出部９１７は、モータＭの回転量の位置を検出する。具体的には、レンズ位置検出部９１７は、例えばロータリーエンコーダを用いて実現される。レンズ位置検出部９１７は、検出したモータＭの回転量（回転の変位）を検出信号として検出部９３ａに出力する。

検出部９３ａは、検出信号からモータＭの回転量（回転の変位）が得られると、該回転量をレンズ枠の移動量に変換し、変換後の移動量をレンズ枠の位置をして検出する。この際、前回のレンズ枠の位置をメモリ７１３等に記憶しておき、前回位置に移動量を加算してレンズ枠の位置を決定する。これにより、現在のレンズ枠の位置を検出することができる。なお、レンズ枠の位置としては、第１レンズ枠９１２Ａおよび第２レンズ枠９１２Ｂのそれぞれの位置を決定するものであってもよいし、いずれか一方の位置を検出するものであってもよい。また、モータＭの回転量（回転の変位）とレンズ枠の移動量との変換にかかる情報（例えば変換係数）は、予め性能データ７１３ａとして記憶されている。

（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２について説明する。図６は、本実施の形態２にかかるカメラヘッド及び画像処理装置の構成を示すブロック図である。なお、上述した構成と同一の構成には同一の符号を付して説明する。上述した実施の形態１では、伝送ケーブル７において、撮像部９２と信号処理部４１との間を、電気配線が配設されたケーブルを介して撮像信号を電気信号として伝送するものとして説明したが、本実施の形態２では、撮像信号を光信号として伝送する。

本実施の形態２にかかる内視鏡装置１ａは、上述した内視鏡８と、撮像装置２と、表示装置３と、画像処理装置４ａとを備える。本実施の形態２では、撮像装置２において、カメラヘッド９に代えてカメラヘッド９ａを有する。

画像処理装置４ａは、図６に示すように、上述した信号処理部４１、画像生成部４２、通信モジュール４３、入力部４４、画像処理制御部４５およびメモリ４６と、Ｏ／Ｅ変換部４７と、を備える。

カメラヘッド９ａは、図６に示すように、上述したレンズユニット９１、撮像部９２、駆動部９３、カメラヘッド制御部９４、通信モジュール９５と、Ｅ／Ｏ変換部９６と、を備える。

Ｅ／Ｏ変換部９６は、撮像部９２から入力された電気信号である撮像信号に対して電光変換処理を施して光信号に変換し、撮像信号を光信号で画像処理装置４ａに出力する。

Ｏ／Ｅ変換部４７は、カメラヘッド９ａ（Ｅ／Ｏ変換部９６）から光信号を受信し、受信した光信号に対して光電変換処理を施して電気信号に変換し、変換後の電気信号である撮像信号を信号処理部４１に出力する。信号処理部４１に撮像信号が入力された後は、上述したように、画像生成部４２が画像信号を生成する。

本実施の形態２によれば、上述した実施の形態１にかかる効果を奏するとともに、カメラヘッド９ａと画像処理装置４ａとの間の撮像信号の伝送を光信号による伝送としたので、伝送ケーブル７のように、伝送路が長い場合であっても、電気信号と比して減衰を抑制し、一度により多くの情報を一層高速に伝送することができる。

（実施の形態３）
次に、本発明の実施の形態３について説明する。図７は、本実施の形態３にかかるカメラヘッド及び画像処理装置の構成を示すブロック図である。なお、上述した構成と同一の構成には同一の符号を付して説明する。上述した実施の形態１では、性能データ７１３ａに基づいてレンズ枠を移動させるものとして説明したが、本実施の形態３では、さらに温度の情報を取得してレンズ枠を移動させる。

本実施の形態３にかかる内視鏡装置１ｂは、上述した内視鏡８と、撮像装置２と、表示装置３と、画像処理装置４とを備える。本実施の形態３では、撮像装置２において、第１コネクタ部７Ａおよびカメラヘッド９に代えて、第１コネクタ部７Ｃおよびカメラヘッド９ｂを有する。

カメラヘッド９ｂは、図７に示すように、上述したレンズユニット９１、撮像部９２、駆動部９３、カメラヘッド制御部９４および通信モジュール９５と、温度センサ９７と、を備える。

温度センサ９７は、カメラヘッドの先端であって、レンズユニット９１の近傍に設けられる。具体的には、例えばフォーカス機構９００のレンズ枠（第１レンズ枠９１２Ａおよび第２レンズ枠９１２Ｂ）の近傍に設けられる。温度センサ９７は、例えば熱電対や測温抵抗体、サーミスタ等を用いて実現され、レンズ枠（第１レンズ枠９１２Ａおよび第２レンズ枠９１２Ｂ）の近傍を測温する。温度センサ９７は、測温結果を含む検出信号を、検出部９３ａに出力する。

第１コネクタ部７Ｃは、図７に示すように、通信モジュール７１１と、ＡＦ制御部７１２と、メモリ７１３とを備える。メモリ７１３は、上述した性能データ７１３ａに加え、補正量−温度テーブル７１３ｂを記憶する。

補正量−温度テーブル７１３ｂは、温度センサ９７により検出された温度と、レンズ枠移動量の補正量との関係を示すテーブルである。具体的には、例えば高温環境下ではレンズ枠が膨張したり、低温環境下では摺動用の潤滑剤の粘度が高くなり摺動にかかる摩擦力が増大したりするため、第１支持軸９１３Ａ、第２支持軸９１３Ｂに対する摺動特性が変化する。補正量−温度テーブル７１３ｂは、性能データ７１３ａとして記憶されているレンズ枠のフレーム間距離に対して、例えばレンズ枠の熱膨張による移動量の変化に応じてフレーム間距離を補正するものや、例えば摺動用の潤滑剤の粘度の変化に応じてレンズ枠への駆動力や駆動速度を補正するものである。例えば、補正量−温度テーブル７１３ｂは、５度ごとに測定されたデータについて線形補間や２次曲線補間等を施したデータである。

ＡＦ制御部７１２は、温度センサ９７の検出結果と、補正量−温度テーブル７１３ｂと、最適フレーム情報とをもとにレンズ枠の駆動制御に関する設定を決定する。これにより、温度により変化する移動条件に応じてレンズ枠の駆動を制御することで、撮像装置２の特性に応じたレンズ枠の駆動をさらに詳細に制御することができる。

本実施の形態３によれば、上述した実施の形態１にかかる効果を奏するとともに、撮像装置２が、温度センサ９７の検出結果をもとにレンズ枠の駆動を制御するようにしたので、一段と高精度にレンズ（レンズ枠）を移動させることができる。特に、撮像部９２（撮像素子）や通信モジュール９５は、通電により熱が発生しやすく、この熱がレンズ枠などに伝達すると、移動量や駆動力、駆動速度等が変化する場合があり、本実施の形態３のように温度により駆動制御を変更することで、高精度にレンズ（レンズ枠）を移動させることができる。

（実施の形態４）
次に、本発明の実施の形態４について説明する。図８は、本実施の形態４にかかるカメラヘッド及び画像処理装置の構成を示すブロック図である。なお、上述した構成と同一の構成には同一の符号を付して説明する。本実施の形態４では、上述した実施の形態１にかかる構成において、カメラヘッドが、レンズの駆動指示の入力を受け付ける入力部９８をさらに備える。

本実施の形態４にかかる内視鏡装置１ｃは、上述した内視鏡８と、撮像装置２と、表示装置３と、画像処理装置４とを備える。本実施の形態４では、撮像装置２において、第１コネクタ部７Ａおよびカメラヘッド９に代えて、第１コネクタ部７Ｄおよびカメラヘッド９ｃを有する。

カメラヘッド９ｃは、図８に示すように、上述したレンズユニット９１、撮像部９２、駆動部９３、カメラヘッド制御部９４、通信モジュール９５と、入力部９８と、を備える。

入力部９８は、キーや、ダイヤル式の入力手段（ダイヤルの回転を検出するセンサを含む）、レバー等のユーザインタフェースを用いて実現され、フォーカス機構のレンズ群９１１（第１レンズ枠９１２Ａおよび第２レンズ枠９１２Ｂ）の移動にかかる情報の入力を受け付ける。移動にかかる情報とは、レンズ群９１１の移動量、移動方向、移動速度などの情報を含む。例えば、ダイヤル式の入力手段を用いた場合、回転方向に応じて移動方向を指示する信号が入力され、回転量に応じて移動量を指示する信号が入力され、回転速度に応じて移動速度を指示する信号が入力される。また、入力部９８は、キー操作によって、ＡＦ処理を実行する指示信号の入力を受け付ける。

第１コネクタ部７Ｄは、図８に示すように、通信モジュール７１１と、ＡＦ制御部７１２と、メモリ７１３とを備える。メモリ７１３は、上述した性能データ７１３ａに加え、レンズ駆動情報７１３ｃを記憶する。

レンズ駆動情報７１３ｃは、入力部９８が受け付けた指示信号に応じたレンズ（レンズ枠）の駆動情報である。具体的には、レンズ駆動情報７１３ｃには、上述したダイヤル式の入力手段により指示信号が入力された場合、回転方向に対して光軸方向のいずれかの方向（撮像部９２に対する進退方向）を関連付けた情報と、回転量に対してレンズ（レンズ枠）の光軸方向への移動量を関連付けた情報と、回転速度に対してレンズ（レンズ枠）の移動速度を関連付けた情報と、を含む。なお、回転速度と移動量とを関連付けたものであってもよい。

ＡＦ制御部７１２は、入力部９８から指示信号が入力されると、レンズ駆動情報７１３ｃを参照して、指示信号に応じたレンズ（レンズ枠）の移動にかかる駆動信号を生成し、カメラヘッド制御部９４に出力する。カメラヘッド制御部９４は、この駆動信号を駆動部９３に出力し、駆動部９３の制御のもと、駆動信号に応じてレンズ（レンズ枠）を移動させる。

このように、本実施の形態４では、ユーザの入力部９８を介した指示信号の入力によって手動（マニュアルフォーカス（ＭＦ））でレンズを移動させることができる。このため、本実施の形態４にかかるＭＦ処理と、実施の形態１で説明したＡＦ処理とを併用することができる。本実施の形態４にかかるＭＦ処理は、ＡＦ処理を行なわずにユーザが画像を確認しながら焦点位置の調整を行うものであってもよいし、ＡＦ処理後にユーザが画像を確認しながら焦点位置の微調整を行うものであってもよい。ＭＦ処理とＡＦ処理とは、入力部９８のキー操作などにより切り替え可能である。

本実施の形態４によれば、上述した実施の形態１にかかる効果を奏するとともに、ユーザの入力部９８を介した指示信号の入力によって手動（ＭＦ）でレンズを移動させるようにしたので、より自由度の高いレンズ（レンズ枠）の移動を行って焦点位置を調節することができる。

（実施の形態５）
次に、本発明の実施の形態５について説明する。図９は、本実施の形態５にかかるカメラヘッド及び画像処理装置の構成を示すブロック図である。なお、上述した構成と同一の構成には同一の符号を付して説明する。本実施の形態５は、上述した実施の形態３，４にかかる構成を合わせて、温度検出によるレンズ駆動制御およびユーザによるＭＦ処理を可能とする。

本実施の形態５にかかる内視鏡装置１ｄは、上述した内視鏡８と、撮像装置２と、表示装置３と、画像処理装置４とを備える。本実施の形態５では、撮像装置２において、第１コネクタ部７Ａおよびカメラヘッド９に代えて、第１コネクタ部７Ｅおよびカメラヘッド９ｄを有する。

カメラヘッド９ｄは、図９に示すように、上述したレンズユニット９１、撮像部９２、駆動部９３、カメラヘッド制御部９４、通信モジュール９５、温度センサ９７および入力部９８を備える。

第１コネクタ部７Ｅは、図９に示すように、通信モジュール７１１と、ＡＦ制御部７１２と、メモリ７１３とを備える。メモリ７１３は、上述した性能データ７１３ａ、補正量−温度テーブル７１３ｂおよびレンズ駆動情報７１３ｃを記憶する。

ＡＦ制御部７１２は、上述したように、温度センサ９７の検出結果と、補正量−温度テーブル７１３ｂと、最適フレーム情報とをもとにレンズ枠の駆動制御に関する設定を決定する。一方で、ＡＦ制御部７１２は、入力部９８から指示信号が入力されると、レンズ駆動情報７１３ｃを参照して、指示信号に応じたレンズ（レンズ枠）の移動にかかる駆動信号を生成し、カメラヘッド制御部９４に出力する。

本実施の形態５によれば、上述した実施の形態３，４と同様、一段と高精度にレンズ（レンズ枠）を移動させることができるとともに、より自由度の高いレンズ（レンズ枠）の移動を行って焦点位置を調節することができる。

また、実施の形態５において、上述した実施の形態２のように、撮像信号の伝送を光信号としてもよい。

（実施の形態６）
次に、本発明の実施の形態６について説明する。図１０は、本実施の形態６にかかるカメラヘッド及び画像処理装置の構成を示すブロック図である。なお、上述した構成と同一の構成には同一の符号を付して説明する。本実施の形態６では、カメラヘッドにおいて、撮像信号のゲインを調整する。

本実施の形態６にかかる内視鏡装置１ｅは、上述した内視鏡８と、撮像装置２と、表示装置３と、画像処理装置４とを備える。本実施の形態６では、撮像装置２において、カメラヘッド９に代えてカメラヘッド９ｅを有する。カメラヘッド９ｅは、図１０に示すように、上述したカメラヘッド９の撮像部９２に代えて撮像部９２Ａを備える。

撮像部９２Ａは、レンズユニット９１を介して撮像対象の光を受光する受光部９２１と、受光部９２１から入力された電気信号である撮像信号に対してゲイン調整処理およびＡ／Ｄ変換処理を施すアナログフロントエンド部（ＡＦＥ部）９２２と、を備える。受光部９２１は、ＣＣＤ、またはＣＭＯＳのフォトダイオードに相当する。ＡＦＥ部９２２は、カメラヘッド制御部９４の制御のもと、Ａ／Ｄ変換前に所定の増幅量で撮像信号のゲインを増幅するゲイン調整処理を施す。なお、これら受光部９２１とＡＦＥ部９２２とは、別でもよいし、一体でもよい。例えば、受光部９２１が設けられた１つのＣＭＯＳ撮像素子に、ＡＦＥ部９２２を一体に設けてもよい。

ここで、ゲイン調整について説明する。信号処理部４１は、撮像部９２Ａから撮像信号を受信すると、撮像信号の検波処理を行ない、検波結果を画像処理制御部４５に出力する。画像処理制御部４５は、検波結果に基づいて、ＡＦＥ部９２２が行う増幅量を設定し、制御信号としてＡＦ制御部７１２に出力する。ＡＦ制御部７１２は、制御信号に基づきゲイン調整量を設定し、駆動信号としてカメラヘッド制御部９４に出力する。カメラヘッド制御部９４は、受信した駆動信号のゲイン調整量にしたがってＡＦＥ部９２２に撮像信号のゲインを増幅させる。

本実施の形態６によれば、上述した実施の形態１にかかる効果を奏するとともに、撮像信号の検波処理し、カメラユニット９ｅから出力される撮像信号において、Ａ／Ｄ変換前に検波処理に応じたゲイン調整を行うようにしたので、アナログ信号の状態で増幅処理を行なうことにより伝送される撮像信号のノイズを低減することができる。

ここまで、本発明を実施するための形態を説明してきたが、本発明は上述した実施の形態によってのみ限定されるべきものではない。上述した実施の形態では、ＡＦ制御部７１２が駆動信号の生成などを行うものとして説明したが、カメラヘッド制御部９４が行うものであってもよい。

上述した実施の形態では、第１コネクタ部にＡＦ制御部７１２およびメモリ７１３が設けられるものとして説明したが、メモリ７１３がカメラヘッドに設けられるものであってもよいし、カメラヘッド制御部９４が、カメラヘッドに設けられたメモリ７１３を参照して駆動信号を生成するものであってもよい。

また、上述した実施形態では、カメラヘッド９と伝送ケーブル７と画像処理装置４との通信に、信号伝送の中継デバイスとして、通信モジュール４３、９５、７１１を設けたが、これに限らず、少なくともいずれかの中継デバイスを設けず、直接通信してもよい。

また、上述した実施の形態では、医療用画像取得システムとして内視鏡システムに用いられる例について説明したが、観察部位を撮像する医療用画像取得システムであれば、これに限らない。例えば、医療用顕微鏡システムに適用してもよい。医療用顕微鏡システムは、被写体の所定部位を拡大しながら観察する医療用画像取得システムである。医療用顕微鏡システムは、被写体を拡大し撮像するカメラヘッドと、カメラヘッドからの撮像信号を伝送する伝送ケーブルを有し、カメラヘッドが着脱自在に接続されカメラヘッドを保持する、移動可能なアーム部と、信号伝送部の伝送ケーブルが接続される画像処理装置と、を有している。医療顕微鏡システムは、カメラヘッド部を把持し、アームを変形させつつカメラヘッドを移動させることにより、カメラヘッドの被写体との相対位置及び姿勢を移動および固定することが可能である。なお、医療用顕微鏡システムの場合、伝送ケーブルと画像処理装置とは着脱自在に接続されても一体的に固定され接続されてもよい。本発明に係る医療用画像取得システムは、例えばこの様な医療用顕微鏡システムにも有用である。

以上のように、本発明にかかる医療用画像取得システムおよび医療用観察装置は、カメラヘッドの特性によらず、ユーザへの負担を軽減するのに有用である。

１ 内視鏡装置
２ 内視鏡
３ 表示装置
４ 画像処理装置
５ 光源装置
６ ライトガイド
７ 伝送ケーブル
７Ａ，７Ｃ，７Ｄ 第１コネクタ部
７Ｂ 第２コネクタ部
８ 挿入部
９ カメラヘッド
４１ 信号処理部
４１ａ ＡＦ処理部（評価部）
４２ 画像生成部
４３，９５，７１１ 通信モジュール
４４ 入力部
４５ 画像処理制御部
４６，５１３ メモリ
４７ Ｏ／Ｅ変換部
９１ レンズユニット
９２ 撮像部
９３ 駆動部
９３ａ 検出部
９４ カメラヘッド制御部
９６ Ｅ／Ｏ変換部
９７ 温度センサ
９８ 入力部
７１２ ＡＦ制御部

Claims (11)

1. 被写体を撮像して撮像信号を生成する撮像装置と、前記撮像装置に対して脱着自在に電気的に接続し、受信した前記撮像信号を処理して該撮像信号に応じた画像信号を生成する画像処理装置と、を備えた医療用画像取得システムであって、
   前記撮像装置は、
   光を受光して電気信号に変換して撮像信号を生成する撮像部と、
   一または複数のレンズを移動させて焦点位置を調節可能なフォーカス機構を有し、前記撮像部に光学像を結像する光学ユニットと、
   ＡＦ性能に関する当該撮像装置の固有情報を記憶するメモリと、
   当該撮像装置を統括的に制御し、前記メモリを参照して前記フォーカス機構の駆動を制御するＡＦ制御部と、
   を有し、
   前記画像処理装置は、
   前記撮像信号に基づいて合焦評価を行うＡＦ評価部、
   を有し、
   前記ＡＦ制御部は、前記ＡＦ評価部の評価結果に応じて、前記固有情報を参照して前記フォーカス機構の駆動を制御する
   ことを特徴とする医療用画像取得システム。
2. 前記撮像装置は、
   前記撮像部および前記光学ユニットを有するカメラヘッドと、
   前記撮像部からの前記撮像信号を前記画像処理装置に伝送する伝送ケーブルを有する信号伝送部
   をさらに有し、
   前記ＡＦ制御部を前記信号伝送部に配設することを特徴とする請求項１に記載の医療用画像取得システム。
3. 前記信号伝送部は、前記画像処理装置との接続部である第１の接続部と、前記カメラヘッドとの接続部である第２の接続部と、前記第１の接続部と前記第２の接続部とをつなぐケーブル部と、を有し、
   前記ＡＦ制御部は、前記第１の接続部に設けることを特徴とする請求項２に記載の医療用画像取得システム。
4. 前記フォーカス機構は、前記一または複数のレンズを保持するとともに、光軸方向に移動可能な可動光学部材を有し、
   前記撮像装置は、前記可動光学部材近傍の温度を検出する温度センサをさらに有し、
   前記メモリは、前記温度と、前記可動光学部材の移動に関する補正量との関係を示す関係テーブルを記憶し、
   前記ＡＦ制御部は、前記温度センサの検出結果と前記関係テーブルとをもとに前記補正量を決定するとともに、該決定した補正量と、前記固有情報として記憶されている前記可動光学部材の移動量とに基づいて前記フォーカス機構の前記レンズの移動量を設定する
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の医療用画像取得システム。
5. 前記撮像装置は、前記レンズの移動にかかる指示信号の入力を受け付ける入力部をさらに有し、
   前記ＡＦ制御部は、前記指示信号に応じた前記レンズの移動量を設定する
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の医療用画像取得システム。
6. 前記ＡＦ評価部は、前記撮像信号に応じた画像のコントラストを演算して前記合焦評価をフレームごとに行うとともに、評価結果をフレームと関連付けて生成する
   ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の医療用画像取得システム。
7. 前記撮像装置に設けられ、前記撮像部が生成した前記撮像信号を光信号に変換する電光変換部と、
   前記画像処理装置に設けられ、前記光信号を電気信号に変換する光電変換部と、
   をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の医療用画像取得システム。
8. 被写体を撮像して撮像信号を生成し、前記撮像信号に応じた画像信号を生成する画像処理装置に向けて前記撮像信号を出力する医療用撮像装置であって、
   光を受光して電気信号に変換して撮像信号を生成する撮像部と、
   一または複数のレンズを移動させて焦点位置を調節可能なフォーカス機構を有し、前記撮像部に光学像を結像する光学ユニットと、
   ＡＦ性能に関する当該医療用撮像装置の固有情報を記憶するメモリと、
   前記画像処理装置から出力される演算結果と、前記固有情報とに基づいて前記フォーカス機構の駆動を制御するＡＦ制御部と、
   を備え、
   前記画像処理装置から前記ＡＦ制御部に出力される前記演算結果は、前記画像処理装置に設けられたＡＦ評価部において前記撮像信号に基づいて被写体画像の合焦評価を実行し、前記画像処理装置に設けられた制御部において前記合焦評価から前記被写体画像を合焦状態に導くための演算処理を実行した結果として得られる、
   ことを特徴とする医療用撮像装置。
9. 前記画像処理装置と電気的に接続され、前記撮像信号を前記画像処理装置に入力するケーブル、
   をさらに備え、
   前記ＡＦ制御部は、前記ケーブルに設けられる
   ことを特徴とする請求項８に記載の医療用撮像装置。
10. 被写体を撮像して撮像信号を生成する撮像装置と、前記撮像装置に対して脱着自在に電気的に接続し、受信した前記撮像信号を処理して該撮像信号に応じた画像信号を生成する画像処理装置と、を備えた医療用画像取得システムであって、
    前記撮像装置は、
    光を受光して電気信号に変換して撮像信号を生成する撮像部と、
    一または複数のレンズを移動させて焦点位置を調節可能なフォーカス機構を有し、前記撮像部に光学像を結像する光学ユニットと、
    ＡＦ性能に関する当該撮像装置の固有情報を記憶するメモリと、
    を有し、
    前記画像処理装置は、
    前記撮像信号に基づいて合焦評価を行うＡＦ評価部、
    を有し、
    前記フォーカス機構は、前記ＡＦ評価部の評価結果と、前記固有情報とに基づいて駆動される
    ことを特徴とする医療用画像取得システム。
11. 被写体を撮像して撮像信号を生成し、前記撮像信号に応じた画像信号を生成する画像処理装置に向けて前記撮像信号を出力する医療用撮像装置であって、
    光を受光して電気信号に変換して撮像信号を生成する撮像部と、
    一または複数のレンズを移動させて焦点位置を調節可能なフォーカス機構を有し、前記撮像部に光学像を結像する光学ユニットと、
    ＡＦ性能に関する当該撮像装置の固有情報を記憶するメモリと、
    を備え、
    前記フォーカス機構は、前記画像処理装置から出力される演算結果と、前記固有情報とに基づいて駆動され、
    前記画像処理装置から当該医療用撮像装置に出力される前記演算結果は、前記画像処理装置において前記撮像信号に基づいて被写体画像の合焦評価を実行し、前記合焦評価から前記被写体画像を合焦状態に導くための演算処理を実行した結果として得られる
    ことを特徴とする医療用撮像装置。

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