内窥镜装置和内窥镜装置的控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及内窥镜装置和内窥镜装置的控制方法等。
【背景技术】
[0002]在内窥镜这样的摄像装置中，为了不对医生的诊断造成障碍，要求泛焦(Pan-focus) 的图像。因此，在内窥镜中使用 F 数较大的光学系统，通过增大景深的宽度来实现这种性能。但是，近年来，在内窥镜系统中还使用数十万像素程度的高像素的摄像元件。在高像素的摄像元件中，由于容许弥散圆与像素间距一起减小，所以，需要减小F数，摄像装置的景深的宽度变窄。因此，很难维持泛焦。
[0003]例如在专利文献I中公开了如下的内窥镜装置:在内窥镜的摄像部中设置对物镜光学系统的透镜位置进行驱动的驱动部，对被摄体进行自动对焦(以下表记为AF)。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献I:日本特开平8-106060号公报
【发明内容】
[0007]发明要解决的课题
[0008]另外，通过内窥镜进行诊察的医生在详细观察希望关注的区域的情况下，通过冻结开关的操作等取得冻结图像(静态图像)，通过该冻结图像进行详细观察。考虑利用进行AF的内窥镜取得该冻结图像的情况。在进行AF的情况下，通过使光学系统的物镜向被摄体的轮廓信号稍高的方向移动来进行AF，所以，在AF完成之前的期间内，产生未在被摄体合焦的图像。因此，在所取得的冻结图像是未在被摄体合焦的图像的情况下，医生需要重新操作冻结开关，存在作业的烦杂性增加的课题。
[0009]根据本发明的若干个方式，能够提供能够显示在被摄体合焦的冻结图像的内窥镜装置和内窥镜装置的控制方法等。
[0010]用于解决课题的手段
[0011 ]本发明的一个方式涉及一种内窥镜装置，该内窥镜装置包括:图像取得部，其取得通过摄像光学系统对体内被摄体进行摄像而得到的、包含所述体内被摄体的像的多个体内图像;合焦评价值计算部，其针对所述多个体内图像的各体内图像计算表示合焦程度的合焦评价值;对焦控制部，其根据所述合焦评价值对所述摄像光学系统的合焦动作进行控制；以及冻结图像设定部，其根据由所述合焦评价值表示的所述合焦程度，从所述多个体内图像中选择至少一个体内图像，将所选择出的所述至少一个体内图像设定为冻结图像。
[0012]根据本发明的一个方式，根据合焦评价值对合焦动作进行控制，根据由合焦评价值表示的合焦程度，从多个体内图像中设定至少一个体内图像作为冻结图像。由此，能够显示在被摄体合焦的冻结图像。
[0013]并且，本发明的另一个方式涉及一种内窥镜装置的控制方法，取得通过摄像光学系统对体内被摄体进行摄像而得到的、包含所述体内被摄体的像的多个体内图像，针对所述多个体内图像的各体内图像计算表示合焦程度的合焦评价值，根据所述合焦评价值对所述摄像光学系统的合焦动作进行控制，根据由所述合焦评价值表示的所述合焦程度，从所述多个体内图像中选择至少一个体内图像，设定所选择出的所述至少一个体内图像作为冻结图像。
【附图说明】
[0014]图1是第I实施方式中的内窥镜装置的结构例。
[0015]图2是旋转滤色器的详细结构例。
[0016]图3是滤色器的分光特性例。
[0017]图4是对焦透镜的位置和合焦物体位置的关系的说明图。
[0018]图5是合焦物体位置位于近点侧的情况下的景深的说明图。
[0019]图6是合焦物体位置位于远点侧的情况下的景深的说明图。
[0020]图7是图像处理部的详细结构例。
[0021]图8是关注区域设定部进行的区域分割的说明图。
[0022]图9是冻结图像设定部进行的动作的说明图。
[0023]图10是冻结图像设定部进行的动作的变形例的说明图。
[0024]图11是冻结图像设定部进行的动作的第2变形例的说明图。
[0025]图12是透镜位置控制部进行的动作的流程图例。
[0026]图13(A)、图13(B)是显示2个冻结候选图像的情况下的显示图像例。
[0027]图14是第2实施方式中的内窥镜装置的结构例。
[0028]图15是冻结图像设定部进行的动作的说明图。
【具体实施方式】
[0029]下面，对本实施方式进行说明。另外，以下说明的本实施方式并非不合理地限定权利要求范围所记载的本发明的内容。并且，本实施方式中说明的全部结构不一定是本发明的必须结构要件。
[0030]1.本实施方式的概要
[0031]首先，对本实施方式的概要进行说明。在内窥镜装置中，由于摄像元件的像素数增加，景深的宽度变窄，很难对期望的被摄体进行对焦(合焦)。特别是在进行放大观察的内窥镜装置中，由于摄像部的摄像倍率变高、或者从摄像部到被摄体的距离变短，存在景深的宽度进一步变窄的倾向，即使被摄体位置只是稍微移动，也容易从景深的范围脱离。
[0032]在医生希望详细观察关注区域的情况下，通过对操作部中设置的冻结开关进行操作，使显示部显示冻结图像(静态图像)。这种情况下，当景深的宽度变窄时，关注区域的被摄体也容易从景深的范围脱离。因此，为了得到在关注区域的被摄体合焦的图像，必须多次重新进行冻结开关的操作，作业性变差。
[0033]为了不使对焦从被摄体脱离，例如考虑进行连续AF。但是，在连续AF中，由于进行摆动(Wobbling)，所以，对焦透镜从在被摄体合焦的状态起前后小幅运动。因此，根据按压冻结开关的定时，不一定得到合焦的冻结图像。
[0034]因此，在本实施方式中，存储多帧的摄像图像，从该存储的摄像图像中，将在被摄体合焦的摄像图像作为冻结图像显示在显示部中。由此，用户不用意识是否在被摄体对焦，仅按压冻结开关就能够容易地得到在被摄体合焦的冻结图像，能够简易地进行作业。
[0035]另外，下面，在第I实施方式中对基本结构和手法进行说明。在第I实施方式中，如图4中后述的那样，以进行双焦点切换的情况为例进行说明。在双焦点切换中，一般情况下，能够简单地实现AF的机构，但是，另一方面，由于对焦调整的自由度较低，很难进行高精细的合焦动作，所以，存在很难得到在被摄体合焦的冻结图像的倾向。关于这点，根据本实施方式，由于从多帧的摄像图像中选择合焦的摄像图像作为冻结图像，所以，即使是双焦点切换，也能够得到在被摄体合焦的冻结图像。在第2实施方式中，以进行连续AF方式的情况为例进行说明。在连续AF方式中，对焦调整的自由度高于双焦点切换，所以，能够进行高精细的合焦动作。
[0036]2.第I实施方式(双焦点切换)
[0037]2.1.内窥镜装置
[0038]图1示出第I实施方式中的内窥镜装置的结构例。内窥镜装置包括光源部100、摄像部200、控制装置300(处理器部)、显示部400、外部接口部500。
[0039]光源部100具有白色光源110、光源光圈120、驱动光源光圈120的光源光圈驱动部130、具有多个分光透射率的滤色器的旋转滤色器140。并且，光源部100包括驱动旋转滤色器140的旋转驱动部150、使透射过旋转滤色器140的光会聚到光导纤维210的入射端面的会聚透镜160。
[0040]光源光圈驱动部130根据来自控制装置300的控制部340的控制信号，通过进行光源光圈120的开闭来进行照明光的光量的调整。图2示出旋转滤色器140的详细结构例。旋转滤色器140由三原色的红色(以下简称为R)滤色器701、绿色(以下简称为G)滤色器702、蓝色(以下简称为B)滤色器703、旋转马达704构成。图3示出这些滤色器701?703的分光特性例。旋转驱动部150根据来自控制部340的控制信号，与摄像元件260的摄像期间同步地使旋转滤色器140以规定转速旋转。例如，当使旋转滤色器140在I秒内旋转20次时，各滤色器以60分之一秒间隔横切入射白色光。该情况下，摄像元件260以60分之一秒间隔完成图像信号的摄像和转送。这里，摄像元件260例如是单色单板摄像元件，例如由CCD或CMOS图像传感器等构成。即，在本实施方式中，进行以60分之一秒间隔对三原色的各色光(R或G或B)的图像进行摄像的面顺次方式的摄像。
[0041]摄像部200例如形成为细长且能够弯曲，以使得能够插入到体腔内。摄像部200包括用于将由光源部100会聚的光引导至照明透镜220的光导纤维210、使由该光导纤维210引导到前端的光扩散并对观察对象进行照射的照明透镜220。并且，摄像部200包括使从观察对象返回的反射光会聚的物镜230、用于调整焦点位置的对焦透镜240(对焦调整用透镜)、用于在离散的位置切换对焦透镜240的位置的切换部250、用于检测会聚后的反射光的摄像元件260。
[0042]切换部250例如是VCM(Voice Coil Motor)，与对焦透镜240连接。切换部250通过在多个离散的位置切换对焦透镜240的位置，离散地调整对焦的被摄体的位置即合焦物体位置。对焦透镜240的位置和合焦物体位置的关系利用图4在后面叙述。
[0043]并且，在摄像部200中设置有供用户进行冻结指示的冻结开关270。冻结开关270能够进行冻结指示信号的输入/解除。在用户通过操作冻结开关270而进行了冻结指示的情况下，从冻结开关270向控制部340输出冻结指示信号。
[0044]控制装置300进行内窥镜装置的各部的控制和图像处理。控制装置300包括A/D转换部310、透镜位置控制部320(广义地讲为对焦控制部)、图像处理部330、控制部340。
[0045]由A/D转换部310转换为数字信号后的图像信号被转送到图像处理部330。由图像处理部330进行处理后的图像信号被转送到显示部400。并且，图像处理部330将根据图像信号计算出的对比度值转送到透镜位置控制部320。透镜位置控制部320通过向切换部250转送控制信号，变更对焦透镜240的位置。并且，透镜位置控制部320将表示对焦透镜240的位置的控制信号转送到图像处理部330。控制部340进行内窥镜装置的各部的控制。具体而言，控制部340进行光源光圈驱动部130、透镜位置控制部320、图像处理部330的同步。并且，控制部340与冻结开关270和外部接口部500连接，向图像处理部330转送冻结指示信号。并且，控制部340将表示光源光圈的开口程度的开度L转送到透镜位置控制部320。
[0046]显示部400是能够进行动态图像显示的显示装置，例如由CRT或液晶监视器等构成。
[0047]外部接口部500是用于供用户对内窥镜装置进行输入等的接口。外部接口部500也可以具有能够进行冻结指示的未图示的冻结按钮。该情况下，用户能够从外部接口部500进行冻结指示(冻结按钮功能与摄像部200的冻结开关270相同)。来自外部接口部500的冻结指示信号被输出到控制部340。并且，外部接口部500包括用于进行电源的接通/断开的电源开关、用于切换拍摄模式和其他各种模式的模式切换按钮等。
[0048]图像处理部330对由A/D转换部310转换为数字信号后的摄像图像进行图像处理。具体而言，进行预处理