JP2014233304A - 内視鏡装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光学アダプタの種別によらず、全体にわたって輪郭が明瞭である画像を出力することができる内視鏡装置を提供すること。【解決手段】本発明にかかる内視鏡装置１は、スコープ２の先端に設けられて被写体の像を撮像する撮像素子２１と、被写体の像を撮像素子２１に結像する対物レンズ部３１を備え、スコープ２の先端に着脱可能に接続する光学アダプタ３と、撮像素子２１が出力した撮像信号をもとに光学アダプタ３と被写体との距離を計測する測距部４１１と、スコープ２に接続する光学アダプタ３の光学特性と測距部４１１による光学アダプタ３と被写体との計測距離とに応じて撮像素子２１が出力した撮像信号に対する輪郭強調処理の処理条件を設定する輪郭強調設定部４１２と、撮像素子２１が撮像した撮像信号に対し輪郭強調設定部４１２が設定した処理条件にしたがって輪郭強調処理を行う輪郭強調処理部４６とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、検査対象空間に挿入部が挿入され、検査対象の画像を取得する内視鏡装置に関する。

従来から、医療分野および工業分野において、各種検査のために内視鏡装置が広く用いられている。たとえば、工業分野では、航空機のジェットエンジンの内部検査、工業用プラントの内部検査および屋外の建造物の検査など、様々な環境下で検査を行うために内視鏡装置が使用される。

この内視鏡装置は、先端にＣＣＤ等の撮像素子が設けられた細長形状のスコープと、撮像素子によって撮像された画像を処理する本体装置とによって構成される。内視鏡装置のユーザによって検査対象の内部にスコープが挿入されると、スコープ先端の撮像素子によって撮像された画像が、本体装置においてガンマ補正、色信号再生、ノイズリダクション、輪郭強調などの各処理を施された後にモニタ表示されるとともに、記録媒体に記憶される。

内視鏡装置では、多様な検査に対応するため、挿入部先端の光学レンズ部分を交換可能とし、遠点用レンズ、近点用レンズなどの各種レンズをそれぞれ有する複数の光学アダプタを用意して、検査対象や検査環境に応じて光学アダプタを選択可能としている。近年では、選択された光学アダプタに応じて撮像画像における輪郭強調処理の条件を調整することによって、輪郭の明瞭化を図った内視鏡装置が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。

特開平７−１１６１１４号公報

しかしながら、特許文献１に記載の内視鏡装置は、単に光学アダプタの種別に応じた固定条件で一律に輪郭強調処理を行うのみであるため、光学的にピントの合っていない部分はぼけたままとなり、画像全体にわたって輪郭を明瞭化することができず、出力画像の画質が高いとは言えない。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、全体にわたって輪郭が明瞭である画像を出力することができる内視鏡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、本発明にかかる内視鏡装置は、検査対象空間に挿入部が挿入され、検査対象の画像を取得する内視鏡装置において、前記挿入部の先端に設けられて被写体の像を撮像する撮像素子と、前記被写体の像を前記撮像素子に結像する光学系を備え、前記挿入部の先端に着脱可能に接続する光学アダプタと、前記撮像素子が出力した撮像信号をもとに前記光学アダプタと前記被写体との距離を計測する測距部と、前記挿入部に接続する前記光学アダプタの光学特性と前記測距部による前記光学アダプタと前記被写体との計測距離とに応じて、前記撮像素子が出力した撮像信号に対する輪郭強調処理の処理条件を設定する設定部と、前記撮像素子が撮像した撮像信号に対し、前記設定部が設定した処理条件にしたがって前記輪郭強調処理を行う信号処理部と、を備えたことを特徴とする。

また、本発明にかかる内視鏡装置は、前記光学特性は、観察深度を含むことを特徴とする。

また、本発明にかかる内視鏡装置は、前記設定部は、前記計測距離が前記光学アダプタの観察深度に含まれる場合には前記輪郭強調処理の強調度を基準強調度に設定し、前記計測距離と前記光学アダプタの観察深度との差が開くにしたがって前記輪郭強調処理の強調度を徐々に強めることを特徴とする。

また、本発明にかかる内視鏡装置は、前記光学アダプタの種別ごとに、前記光学アダプタと前記被写体との距離、および、前記輪郭強調度処理の処理条件がそれぞれ対応付けられた情報を記憶する記憶部をさらに備え、前記設定部は、前記記憶部が記憶する前記情報を参照して前記輪郭強調処理の処理条件を設定することを特徴とする。

また、本発明にかかる内視鏡装置は、前記測距部は、前記撮像信号を複数の領域に分け、前記領域ごとに前記光学アダプタおよび前記被写体の距離を計測し、前記設定部は、前記挿入部に接続する光学アダプタの光学特性と前記計測距離とに応じて、前記領域ごとに前記輪郭強調処理の処理条件を設定し、前記信号処理部は、前記設定部によってそれぞれ設定された各領域の処理条件にしたがって、前記領域ごとに前記輪郭強調処理を行うことを特徴とする。

また、本発明にかかる内視鏡装置は、前記光学系は、二つのレンズを有し、前記測距部は、前記二つのレンズによってそれぞれ集光され、前記撮像素子がそれぞれ生成する視差を有する二つの撮像信号をもとに計測を行うことを特徴とする。

本発明にかかる内視鏡装置によれば、挿入部に接続する光学アダプタの光学特性に加え、光学アダプタと被写体との距離に応じて撮像信号に対する輪郭強調処理の処理条件を設定するため、全体にわたって輪郭が明瞭である画像を出力できるという効果を奏する。

図１は、本発明における実施の形態にかかる内視鏡装置の構成を示すブロック図である。 図２は、図１に示す内視鏡装置における撮像処理の処理手順を示すフローチャートである。 図３は、画像データの領域分けの一例を説明するための図である。 図４は、図１に示す輪郭強調条件テーブルの一例を示す図である。 図５は、画像データの領域分けの他の例を説明するための図である。 図６は、図１に示す内視鏡装置における撮像処理の他の処理手順を示すフローチャートである。

以下に、本発明にかかる実施の形態の一例として、スコープ先端の撮像素子によって検査対象を撮像する工業用の内視鏡装置について説明する。なお、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。また、図面の記載において、同一部分には同一の符号を付している。

（実施の形態）
図１は、本発明における実施の形態にかかる内視鏡装置の構成を示すブロック図である。図１に示すように、本実施の形態にかかる内視鏡装置１は、検査対象空間に挿入されるとともに検査対象を撮像するスコープ２と、スコープ２の先端に対して着脱可能に接続する光学アダプタ３と、スコープ２が撮像した撮像信号を処理して表示する本体装置４と、スコープ２が撮像した画像を記録する記録媒体５とを有する。

スコープ２は、可撓性を有する細長形状をなし、特許請求の範囲における挿入部として機能する。スコープ２の先端には、撮像素子２１が設けられる。撮像素子２１は、光を受光して光電変換を行うことにより電気信号を生成する画素が２次元マトリックス状に配列されたＣＣＤまたはＣＭＯＳで構成される。

光学アダプタ３は、被写体からの光が入射することによって被写体像を撮像素子２１に結像する光学レンズ部３１と、外部に向かって照明光を出射する照明部３２と、光学アダプタ３の識別情報を有するアダプタ識別子３３とを有する。光学アダプタ３は、観察視野を二つ有するステレオ計測用の光学アダプタ３であり、同一被写体に対して二つの被写体像を撮像素子２１に結像可能である。光学レンズ部３１は、同一平面上に並んで配置されるとともに同一の焦点距離、画角を有する二つの対物レンズを備える。対物レンズの焦点位置に位置する撮像素子２１は、二つの対物レンズによってそれぞれ集光された視差を有する二つの像の撮像信号を生成する。照明部３２は、たとえばＬＥＤによって構成される。アダプタ識別子３３は、たとえば光学アダプタ３の種別ごとに抵抗値が決められた抵抗である。光学アダプタ３は、スコープ２の先端に着脱可能に接続する。光学アダプタ３は複数用意されており、各光学アダプタ３の観察深度は、それぞれ異なる範囲に設定されている。光学アダプタ３は、検査対象や検査環境に応じて選択され、スコープ２の先端に取り付けられる。

本体装置４は、スコープ２の撮像素子２１が撮像した撮像信号を処理し画像データとして出力する。本体装置４は、内視鏡装置１の動作を指示する指示信号の入力を受け付ける入力部４０、スコープ２の撮像素子２１と本体装置４の各構成部位を制御する制御部４１、制御部４１の制御のもと駆動信号を出力して撮像素子２１を駆動させる撮像駆動部４２、照明部３２の点灯および消灯の切替制御を制御部４１の制御に基づいて行う照明駆動部４３、スコープ２の先端に装着された光学アダプタ３の種別を識別する光学アダプタ識別部４４、撮像素子２１が撮像した撮像信号を処理して画像データに変換する撮像信号処理部４５、撮像信号処理部４５が出力した画像データに対して輪郭強調処理を行う輪郭強調処理部４６、画像データをもとに表示用画像を生成するグラフィック重畳部４７、グラフィック重畳部４７から出力された画像を表示出力する表示部４８、および、各種制御情報および画像データを記憶するとともに信号処理中のデータ保持用のメモリとして機能する記憶部４９を備える。

入力部４０は、キーボード、各種ボタン、各種スイッチ等の入力デバイスや、マウスやタッチパネル等のポインティングデバイスを含み、これらのデバイスに対するユーザの操作に応じた指示信号を制御部４１に入力する。

制御部４１は、撮像素子２１が出力した撮像信号をもとに光学アダプタ３と被写体との距離を計測する測距部４１１と、輪郭強調処理部４６における輪郭強調処理の処理条件を設定する輪郭強調設定部４１２とを有する。

測距部４１１は、光学アダプタ３の二つの対物レンズによってそれぞれ集光され、撮像素子２１がそれぞれ生成した視差を有する二つの撮像信号をもとに、三角測量の原理に基づいた３次元座標の計測を行うことによって、光学アダプタ３と被写体との距離を計測する。測距部４１１は、撮像信号から変換された画像データを複数の領域に分け、領域ごとに、光学アダプタ３と被写体との距離を計測する。

輪郭強調設定部４１２は、スコープ２の先端に接続する光学アダプタ３の光学特性と、測距部４１１による光学アダプタと被写体との計測距離に応じて、画像データに対する輪郭強調処理の処理条件を設定する。光学アダプタ３の光学特性には、観察深度が含まれる。輪郭強調処理の処理条件には、輪郭の強調度が含まれる。輪郭強調設定部４１２は、スコープ２の先端に接続する光学アダプタ３の光学特性と、測距部４１１による画像データの各領域の計測結果に応じて、分割された画像データの領域ごとに輪郭強調処理の処理条件を設定する。

光学アダプタ識別部４４は、光学アダプタ３の装着の有無、および、アダプタ識別子３３の識別情報をもとにスコープ２の先端に装着されている光学アダプタ３の種別を識別する。たとえば識別情報が抵抗である場合、光学アダプタ識別部４４は、アダプタ識別子３３の抵抗値を検出し、検出した抵抗値に対応する種別の光学アダプタ３がスコープ２に接続していると判断する。

撮像信号処理部４５は、撮像素子２１が撮像した撮像信号に対して各種信号処理を行い、画像データに変換する。撮像信号処理部４５は、たとえば、カラー化処理、ノイズ除去、ゲイン調整、ホワイトバランス補正などの信号処理を行う。

輪郭強調処理部４６は、撮像信号処理部４５によって出力された画像データに対し輪郭強調処理を行う。輪郭強調処理部４６によって行なわれる輪郭強調処理の処理条件は、輪郭強調設定部４１２によって設定される。輪郭強調処理部４６は、輪郭強調設定部４１２によってそれぞれ設定された画像データの各領域に対する処理条件にしたがって、画像データの領域ごとに輪郭強調処理を行う。

グラフィック重畳部４７は、計測結果などを示す文字やメニュー等の画像を画像データに重畳し、さらに表示部４８の仕様に応じて色空間変換、インターレース／プログレッシブ変換、ガンマ補正などの画像処理を行うことによって表示用画像を生成する。

表示部４８は、液晶または有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）を用いて構成される。表示部４８は、本体装置４に内蔵されるほか、本体装置４と映像ケーブルを介して接続する構成であってもよい。

記憶部４９は、制御情報の一つとして、光学アダプタ３の種別ごとに、光学アダプタ３と被写体との距離と、輪郭強調度処理の各処理条件とがそれぞれ対応付けられた輪郭強調条件テーブル４９１を記憶する。輪郭強調条件テーブル４９１においては、輪郭強調処理の処理条件のうち、強調度と、光学アダプタ３と被写体との距離とが対応づけられている。輪郭強調設定部４１２は、記憶部４９が記憶する輪郭強調条件テーブル４９１を参照して、輪郭強調処理部４６における輪郭強調処理の処理条件を設定する。

次に、図２を参照して、図１に示す内視鏡装置１の撮像処理について説明する。図２は、図１に示す内視鏡装置１における撮像処理の処理手順を示すフローチャートである。

図２に示すように、内視鏡装置１において、制御部４１は、まず、光学アダプタ識別部４４からの出力情報をもとにスコープ２の先端に光学アダプタ３が装着されたか否かを判断する（ステップＳ２）。制御部４１は、スコープ２の先端に光学アダプタ３が装着されたと判断した場合（ステップＳ２：Ｙｅｓ）、光学アダプタ識別部４４に、装着されている光学アダプタ３の種別を識別する光学アダプタ識別処理を行わせ（ステップＳ４）、光学アダプタ識別部４４による識別結果を取得する。

続いて、制御部４１の制御のもと、撮像素子２１は、次の１フレームに対応する撮像信号を撮像する撮像処理を行い（ステップＳ６）、撮像信号処理部４５は、撮像素子２１によって出力された撮像信号を画像データに変換する撮像信号処理を行う（ステップＳ８）。

この後、測距部４１１は、画像データの複数の領域ごとに、光学アダプタ３と被写体との距離を計測する測距処理を行う（ステップＳ１０）。たとえば、測距部４１１は、図３に例示するように、画像データの領域Ａを９分割した部分領域Ａ１〜Ａ９の所定点について距離計測を行う。所定点は、たとえば部分領域Ａ１〜Ａ９の中央に位置する点などがある。

そして、輪郭強調設定部４１２は、輪郭強調条件テーブル４９１を参照し（ステップＳ１２）、輪郭強調条件テーブル４９１の各処理条件のうち、測距部４１１による各領域の距離計測結果と、接続する光学アダプタ３の種別とに対応させて、輪郭強調処理における強調度を、画像データの各領域ごとに設定する輪郭強調条件設定処理を行う（ステップＳ１４）。図３の例では、輪郭強調設定部４１２は、接続する光学アダプタ３の種別に対応するとともに、部分領域Ａ１〜Ａ９の各距離計測結果が該当する輪郭の強調度を輪郭強調条件テーブル４９１の各条件の中から選択して、選択した強調度で部分領域Ａ１〜Ａ９に対する輪郭強調処理が行われるように輪郭強調処理の処理条件を部分領域Ａ１〜Ａ９の各々に対して設定する。

そして、輪郭強調処理部４６は、輪郭強調設定部４１２によって設定された輪郭強調処理条件にしたがって、画像データの領域ごとに輪郭強調処理を行う（ステップＳ１６）。図３の例では、輪郭強調処理部４６は、部分領域Ａ１〜Ａ９ごとに、輪郭強調設定部４１２によってそれぞれ設定された各強調度で輪郭強調処理を行う。このため、内視鏡装置１では、画像全体が常に一律に同じ強調度で輪郭強調されるとは限らず、画像の部分領域Ａ１〜Ａ９がそれぞれ異なる輪郭強調度で輪郭強調される場合もある。

続いて、内視鏡装置１では、輪郭強調処理が行われた画像データをグラフィック重畳部４７が表示用画像に変換し、表示部４８が表示する画像表示処理が行われる（ステップＳ１８）。

制御部４１は、スコープ２の先端から光学アダプタ３が取り外されたか否かを判断する（ステップＳ２０）。制御部４１は、スコープ２の先端から光学アダプタ３が取り外されていないと判断した場合（ステップＳ２０：Ｎｏ）、ステップＳ６に戻り、次の１フレームに対応する撮像処理を行う。一方、制御部４１は、スコープ２の先端から光学アダプタ３が取り外されたと判断した場合（ステップＳ２０：Ｙｅｓ）、ステップＳ２に戻り、光学アダプタ３がスコープ２の先端に装着された否かを判断する。

内視鏡装置１では、制御部４１が光学アダプタ３がスコープ２の先端に装着されていないと判断した場合（ステップＳ２：Ｎｏ）、撮像素子２１による撮像処理（ステップＳ２２）、撮像信号処理部４５による撮像信号処理（ステップＳ２４）が行われた後、輪郭強調処理部４６による輪郭強調処理が行われる（ステップＳ２６）。光学アダプタ３が装着されていない場合の輪郭強調処理の処理条件は、予め設定されており、輪郭強調処理部４６は、この処理条件にしたがって輪郭強調処理を行う。続いて、グラフィック重畳部４７および表示部４８による画像表示処理が行われた後（ステップＳ２８）、ステップＳ２に戻り、制御部４１は、光学アダプタ３がスコープ２の先端に装着された否かを再度判断する。

ここで、実施の形態１では、各光学アダプタの観察深度、および、被写体と光学アダプタ３との距離の組み合わせごとに、それぞれ最適とされる輪郭強調処理の条件が設定される。図４を参照して、内視鏡装置１において設定される輪郭強調処理の処理条件について説明する。

図４は、輪郭強調条件テーブル４９１の一例を示す図である。図４のテーブルＴ１は、輪郭強調処理条件の処理条件のうちの輪郭の強調度を、光学アダプタ３ごとにそれぞれ設定している。テーブルＴ１では、観察深度がそれぞれ異なる種別Ａ〜Ｅの光学アダプタ３に対して、被写体と光学アダプタ３との距離ｄ（ｍｍ）の複数の帯域ごとに強調度がそれぞれ定義される場合を例示する。なお、観察深度は、光学レンズ部３１の先端と観察対象である被写体との距離（絶対値）のうちピントの合う距離範囲を示す。図４に示す種別Ａは、最も近点寄りの観察深度を有する光学アダプタ３であり、種別Ｂ以降、徐々に遠点よりの観察深度となり、種別Ｅが最も遠点寄りの観察深度を有する光学アダプタとなる。そして、図４の例に示す輪郭強調度は、１〜１０の値を取ることができ、値が大きくなるにしたがって強い強調度を示す。

実施の形態では、被写体と光学アダプタ３との距離ｄが観察深度に含まれる場合には、輪郭強調処理の処理条件含まれる強調度を、基準の強調度に設定している。ピントが合う距離で撮像した画像データでは、もともとの輪郭が比較的明瞭であることから、輪郭強調を強く行う必要はないためである。図４に具体的に示すように、各光学アダプタ３のうち最も近点寄りの観察深度（３〜２０（ｍｍ））を有する種別Ａについては、種別Ａの観察深度に含まれる３〜１０（ｍｍ）の距離ｄの帯域の強調度は、基準の強調度である２に設定される（セルＣ−Ａ２，Ｃ−Ａ３参照）。同様に、観察深度が６〜３０（ｍｍ）である種別Ｂの強調度も、観察深度に含まれる６〜２５（ｍｍ）の帯域では強調度は２に設定されており（セルＣ−Ｂ３，Ｃ−Ｂ４参照）、観察深度が１０〜５０（ｍｍ）である種別Ｃの強調度も、観察深度に含まれる１０〜５０（ｍｍ）の帯域では２に設定されており（セルＣ−Ｃ４，Ｃ−Ｃ５参照）、観察深度が２５〜１５０（ｍｍ）である種別Ｄの強調度も、観察深度に含まれる２５〜５０（ｍｍ）の帯域では２に設定される（セルＣ−Ｄ５参照）。そして、最も遠点寄りの観察深度（５０〜３００（ｍｍ））を有する種別Ｅの強調度も、観察深度に含まれる５０〜１５０（ｍｍ）の帯域では２に設定される（セルＣ−Ｅ６）。

そして、実施の形態では、被写体と光学アダプタ３との距離ｄと、光学アダプタ３の観察深度との差が開くにしたがって輪郭強調処理の強調度を徐々に強めている。被写体と光学アダプタ３との距離ｄが観察深度から外れるにしたがいピントが合わなくなってきて次第に輪郭がぼやけてしまうため、徐々に強調度を高めて輪郭の明瞭化を図っている。たとえば、テーブルＴ１の種別Ａの強調度は、観察深度から帯域が１段階変化した３（ｍｍ）未満および１０〜２５（ｍｍ）の帯域の場合、基準強調度よりも１段階強い３に設定される（セルＣ−Ａ１，Ｃ−Ａ４）。さらに１段帯域が変化した２５〜５０（ｍｍ）の帯域では、強調度も１段階強められた４に設定され（セルＣ−Ａ５）、さらに変化した５０〜１５０（ｍｍ）の帯域では、強調度もさらに１段階強められた６に設定される（セルＣ−Ａ６）。他の種別Ｂ〜Ｅも同様に、被写体と光学アダプタ３との距離ｄと、光学アダプタ３の観察深度との差が開くにしたがって、輪郭強調処理の強調度が徐々に強くなるように設定されている。

また、被写体と光学アダプタ３との距離ｄが光学アダプタ３の観察深度から大きく離れてほとんど結像しない場合には、輪郭強調の効果が見込めないため、強調度は最も弱い値に設定される。たとえば、近点寄りの観察深度を有する種別Ａの場合、１５０（ｍｍ）以上離れるとほとんど結像しないだけでなく、かなり暗くノイズも増えて輪郭強調の効果はほとんど得られないことから、１５０（ｍｍ）以上の帯域の強調度は、最も弱い１に設定される（セルＣ−Ａ７）。また、最も遠点寄りの観察深度を有する種別Ｅの場合では、ほとんど結像しない近点の６（ｍｍ）未満の帯域の強調度が１に設定される（セルＣ−Ｅ１，Ｃ−Ｅ２）。なお、テーブルＴ１の設定内容は一例であり、距離ｄの各帯域および各強調度は、各光学アダプタの光学特性に応じて適宜設定すればよい。

このように、実施の形態にかかる内視鏡装置１においては、光学アダプタ３の光学特性と、光学アダプタ３と被写体との距離との組み合わせごとに、それぞれ最適とされる条件を用いて輪郭強調処理を行っているため、単に光学アダプタの種別に応じた固定条件で一律に輪郭強調処理を行う場合よりも、適切に輪郭を明瞭化することができる。さらに、内視鏡装置１においては、表示領域を分割し、分割した表示領域ごとに、最適とされる条件を用いて輪郭強調処理を行っている。すなわち、内視鏡装置１においては、画像全体を同じ処理条件で一律に輪郭強調しているわけではなく、分割した領域ごとにそれぞれ最適とされる条件で輪郭強調処理を行っている。このため、実施の形態によれば、画像全体にわたって輪郭が明瞭である画質の高い画像を取得できる。また、内視鏡装置１では、特に光学的にピントの合っていない領域については、いずれの光学アダプタ３においても、強調度を強めた条件で輪郭強調処理を行っているため、確実に輪郭の明瞭化を図ることができる。この結果、実施の形態では、いずれの光学アダプタを使用した場合であっても、画像全体にわたって適切に輪郭を明瞭化することができ、画質の高い画像を出力できる。

なお、実施の形態では、図３に示すように、画像データを９領域に分割して輪郭強調処理を行う場合を例に説明したが、もちろん分割数はこれに限らず、領域数は一つでもよく、また、撮像素子の画素単位で領域分けを行ってもよい。測距部４１１の計測処理能力に応じて画像データに対する分割数を設定すればよい。

また、測距結果に応じて画像データの領域の分割方法を変更してもよい。図５は、画像データの領域の分割方法の他の例を説明する図である。図５（１）に示すように、各部分領域Ａ１〜Ａ９のうち、部分領域Ａ５のみ測距部４１１による計測距離が遠い場合には、この部分領域Ａ５とその周辺の距離変化が大きいことが予測できるため、部分領域Ａ５を小領域Ａ５−１〜Ａ５−４の４領域にさらに細分化し、それに加えて、その隣接領域も細分化する。そして、図５（２）のように細分化された小領域Ａ１−４，Ａ２−３，Ａ２−４，Ａ３−３，Ａ４−２，Ａ４−４，Ａ５−１〜Ａ５−４，Ａ６−１，Ａ６−２，Ａ７−２，Ａ８−１，Ａ８−２，Ａ９−１それぞれに対して、再度、測距部４１１が測距処理を行い、輪郭強調設定部４１２は、再測距結果に応じて小領域それぞれに輪郭強調処理条件を設定する。このように、光学アダプタ３と被写体との距離変化が大きい領域に対しては領域を細分化して光学アダプタ３および被写体の詳細な距離分布を取得し、これに応じて強調処理条件を細かく設定することによって、きめ細やかに輪郭強調がかけられた質の高い画像を取得する。

なお、この場合における撮像処理について、図６を参照して説明する。図６に示すように、内視鏡装置１は、図２のステップＳ２〜Ｓ１０と同様の処理手順を行うことによって、光学アダプタ３の装着の有無についての判断処理（ステップＳ２０２）、光学アダプタ識別処理（ステップＳ２０４）、撮像処理（ステップＳ２０６）、撮像信号処理（ステップＳ２０８）、測距処理（ステップＳ２１０）を行う。なお、ステップＳ２１０においては、測距部４１１は、図３の部分領域Ａ１〜Ａ９の各領域ごとに測距処理を行う。

続いて、制御部４１は、測距部４１１の計測結果をもとに、各領域間における光学アダプタ３と被写体との距離を比較し（ステップＳ２１２）、隣合う領域と所定距離以上離れている領域があるか否かを判断する（ステップＳ２１４）。

制御部４１は、所定距離以上離れている領域があると判断した場合には（ステップＳ２１４：Ｙｅｓ）、その領域および隣接領域をさらに細分化し（ステップＳ２１６）、細分化した各小領域（図５に示す例では、領域Ａ１−４，Ａ２−３，Ａ２−４，Ａ３−３，Ａ４−２，Ａ４−４，Ａ５−１〜Ａ５−４，Ａ６−１，Ａ６−２，Ａ７−２，Ａ８−１，Ａ８−２，Ａ９−１）それぞれに対して、再度、測距処理を測距部４１１に行わせる（ステップＳ２１８）。なお、ステップＳ２１８の測距処理において再計測の対象とならなかった領域（図５に示す例では、領域Ａ１−ｒ、Ａ２−ｒ、Ａ３−ｒ，Ａ４−ｒ，Ａ６−ｒ，Ａ７−ｒ，Ａ８−ｒ，Ａ９−ｒ）に対しては、ステップＳ２１０における部分領域Ａ１〜Ａ４，Ａ６〜Ａ９に対する測距結果を適用して、測距部４１１の計測処理を軽減すればよい。また、ステップＳ２１８の測距処理後、各小領域間の距離を再度比較し、隣接領域と所定距離以上離れている小領域が改めて見つかった場合には、この小領域をさらに細分化して、同様の測距処理を行ってもよい。また、ステップＳ２１４における再測距処理の判断基準となる距離、および、領域の細分化方法は、各光学アダプタの光学特性および撮像素子の撮像性能等に応じて適宜設定すればよい。

ステップＳ２１８の測距処理終了後、または、制御部４１が所定距離以上離れている領域がないと判断した場合（ステップＳ２１４：Ｎｏ）、輪郭強調設定部４１２は、輪郭強調条件テーブル４９１を参照し（ステップＳ２２０）、測距部４１１による各領域の距離計測結果と、接続する光学アダプタ３の種別とに応じて、画像データの各領域のそれぞれに対して輪郭強調処理の処理条件を設定する（ステップＳ２２２）。

その後、図２に示すステップＳ１６およびステップＳ１８と同様に、輪郭強調処理部４６による輪郭強調処理（ステップＳ２２４）、グラフィック重畳部４７および表示部４８による画像表示処理が行われ（ステップＳ２２６）、制御部４１による光学アダプタ３の取り外しの有無について判断処理が行われる（ステップＳ２２８）。制御部４１において光学アダプタ３が取り外されていないと判断された場合（ステップＳ２２８：Ｎｏ）、図２と同様にステップＳ２０６の撮像処理に戻る。一方、制御部４１は、光学アダプタ３が取り外されたと判断された場合（ステップＳ２２８：Ｙｅｓ）、ステップＳ２０２に戻り、光学アダプタ３がスコープ２の先端に装着された否かを判断する。

そして、制御部４１が光学アダプタ３がスコープ２の先端に装着されていないと判断した場合（ステップＳ２０２：Ｎｏ）、内視鏡装置１においては、図２におけるステップＳ２２〜ステップＳ２８と同様の処理手順を行なうことによって、撮像処理（ステップＳ２３０）、撮像信号処理（ステップＳ２３２）、輪郭強調処理（ステップＳ２３４）および画像表示処理（ステップＳ２３６）が行われる。

図６では、被写体と光学アダプタ３との間の距離変化が大きい場合に画像データの領域を細分化した例について説明したが、分割方法はもちろんこれに限らず、たとえば、被写体および光学アダプタ３の距離変化が小さい場合には、次のフレームにおける領域の分割数を減らして測距部４１１の計測処理を軽減してもよい。また、図２および図６においては、フレームごとに測距処理を行う場合を例に説明したが、もちろんこれに限らず、測距部４１１の計測処理能力に応じて、フレームを間引いて測距処理を行ってもよい。

また、内視鏡装置１においては、輪郭強調処理の処理条件のうち強調度を調整した場合を例に説明したが、もちろんこれに限らず、輪郭強調処理に使用される他のパラメータを光学アダプタ３の観察深度と被写体および光学アダプタ３の距離との各組み合わせに応じて調整してもよい。

また、光学アダプタ３の光学特性のうち光学アダプタ３の観察深度をもとに輪郭強調処理の処理条件を設定する場合について説明したが、観察深度に限らず他の光学特性をもとに輪郭強調処理の処理条件を設定してもよい。また、測距部４１１は、光学アダプタ３の二つの対物レンズを用いて得られた二つの撮像信号をもとに光学アダプタ３と被写体との距離を計測する場合を例に説明したが、もちろんこれに限らず、一つの対物レンズを用いて位相差のある撮像信号を取得し光学アダプタ３と被写体との距離を計測してもよい。

また、本実施の形態として、工業用の内視鏡装置を例に説明したが、もちろん、医療用の内視鏡装置に本実施の形態を適用することも可能である。

１ 内視鏡装置
２ スコープ
３ 光学アダプタ
４ 本体装置
２１ 撮像素子
３１ 光学レンズ部
３２ 照明部
３３ アダプタ識別子
４０ 入力部
４１ 制御部
４２ 撮像駆動部
４３ 照明駆動部
４４ 光学アダプタ識別部
４５ 撮像信号処理部
４６ 輪郭強調処理部
４７ グラフィック重畳部
４８ 表示部
４９ 記憶部
４１１ 測距部
４１２ 輪郭強調設定部
４９１ 輪郭強調条件テーブル

Claims (6)

1. 検査対象空間に挿入部が挿入され、検査対象の画像を取得する内視鏡装置において、
   前記挿入部の先端に設けられて被写体の像を撮像する撮像素子と、
   前記被写体の像を前記撮像素子に結像する光学系を備え、前記挿入部の先端に着脱可能に接続する光学アダプタと、
   前記撮像素子が出力した撮像信号をもとに前記光学アダプタと前記被写体との距離を計測する測距部と、
   前記挿入部に接続する前記光学アダプタの光学特性と前記測距部による前記光学アダプタと前記被写体との計測距離とに応じて、前記撮像素子が出力した撮像信号に対する輪郭強調処理の処理条件を設定する設定部と、
   前記撮像素子が撮像した撮像信号に対し、前記設定部が設定した処理条件にしたがって前記輪郭強調処理を行う信号処理部と、
   を備えたことを特徴とする内視鏡装置。
2. 前記光学特性は、観察深度を含むことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
3. 前記設定部は、前記計測距離が前記光学アダプタの観察深度に含まれる場合には前記輪郭強調処理の強調度を基準強調度に設定し、前記計測距離と前記光学アダプタの観察深度との差が開くにしたがって前記輪郭強調処理の強調度を徐々に強めることを特徴とする請求項２に記載の内視鏡装置。
4. 前記光学アダプタの種別ごとに、前記光学アダプタと前記被写体との距離、および、前記輪郭強調度処理の処理条件がそれぞれ対応付けられた情報を記憶する記憶部をさらに備え、
   前記設定部は、前記記憶部が記憶する前記情報を参照して前記輪郭強調処理の処理条件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内視鏡装置。
5. 前記測距部は、前記撮像信号を複数の領域に分け、前記領域ごとに前記光学アダプタおよび前記被写体の距離を計測し、
   前記設定部は、前記挿入部に接続する光学アダプタの光学特性と前記計測距離とに応じて、前記領域ごとに前記輪郭強調処理の処理条件を設定し、
   前記信号処理部は、前記設定部によってそれぞれ設定された各領域の処理条件にしたがって、前記領域ごとに前記輪郭強調処理を行うことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の内視鏡装置。
6. 前記光学系は、二つのレンズを有し、
   前記測距部は、前記二つのレンズによってそれぞれ集光され、前記撮像素子がそれぞれ生成する視差を有する二つの撮像信号をもとに計測を行うことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の内視鏡装置。

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