JP2017000193A - 画像処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】内視鏡検査を行っている最中においても、取得された画像が異常か否かを把握できる画像を表示し、ユーザが異常を認識し易くできる画像処理装置を提供する。【解決手段】被検体内を観察する走査型内視鏡により得られた戻り光信号を、画像を表示するための表示部における走査型内視鏡における観察範囲に対応する大きさの領域にマッピング部４３′によりマッピングし、走査型内視鏡の観察範囲が縮小された場合に、観察範囲の縮小に伴って表示部におけるマッピングが行われなくなる領域に被検体の画像とは異なる警告用画像を生成する。【選択図】図８Ｂ

Description

本発明は、内視鏡を用いて取得された画像に対する画像処理を行う画像処理装置に関する。

近年、内視鏡は、医療分野等において広く用いられるようになっている。また、細径な管路内にも挿入して内視鏡検査等ができる走査型内視鏡が実用化されている。また、走査型内視鏡においては、被検体内の患部等の観察対象部位に対して照明光を２次元的に走査した際の戻り光を検出して、画像化するため、スキャナ（又はアクチュエータ）の特性等によって、実際の観察対象部位の画像と大きく異なる画像になってしまう虞がある。
例えば、第１の従来例としての特開２０１４−１８５５６号公報は、キャリブレーション装置を用いて、狭い走査領域を走査する場合でも、照射スポットの位置を正確に検出可能にしている。
また、第１の従来例としての特開２０１４−３６７７９号公報は、光ファイバの出射端近傍に５つ以上のアクチュエータを備えた光ファイバ走査手段と、前記光ファイバの出射端側に配置され、前記光ファイバの出射端の回転軌跡を検出する検出手段と、前記検出手段により検出された前記光ファイバの出射端の回転軌跡に基づいて前記アクチュエータが異常か否かを判定する判定手段等を備えた走査型内視鏡装置を開示している。

特開２０１４−１８５５６号公報 特開２０１４−３６７７９号公報

第１の従来例は、キャリブレーション装置を用いるため、実際に被検体内に走査型内視鏡を挿入して内視鏡検査を行っている最中にスキャナの特性等が変化した場合には対応できない。
また、第２の従来例も起動時に異常か否かを判定することを開示すると共に、５つ以上のアクチュエータと、光ファイバの出射端の回転軌跡を検出する検出手段としてのセンサとが必要になる構成であり、通常の走査型内視鏡には適用できない。このため、被検体内に挿入して内視鏡検査を行っている最中においても、取得された画像が異常か否かを把握できる画像を表示し、術者等のユーザがその異常を認識できるようにした画像処理装置が望まれる。
本発明は上述した点に鑑みてなされたもので、内視鏡検査を行っている最中においても、取得された画像が異常か否かを把握できる画像を表示し、ユーザが異常を認識し易くできる画像処理装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様の画像処理装置は、被検体内を観察する内視鏡により得られた戻り光信号を、画像を表示するための表示部における内視鏡における観察範囲に対応する大きさの領域にマッピングをするマッピング部と、内視鏡の視野が縮小された場合に、視野の縮小に伴って表示部におけるマッピングが行われなくなる領域に被検体とは異なる表示をする画像を生成する画像生成部と、を有する。

本発明によれば、内視鏡検査を行っている最中においても、取得された画像が異常か否かを把握できる画像を表示し、ユーザは異常を認識し易い。

図１は本発明の第１の実施形態を備えた走査型内視鏡装置の全体構成を示す図。 図２は図１のＡ−Ａ線断面によりアクチュエータの構成を示す断面図。 図３Ａはアクチュエータを構成する２対の圧電素子に印加される２つの駆動信号の波形を示す図。 図３Ｂは図３Ａの２つの駆動信号の印加により光ファイバの先端が描く渦巻き状の軌跡を示す図。 図３Ｃは図３Ｂの２つの駆動信号を入れ替え駆動信号の印加により光ファイバの先端が描く渦巻き状の軌跡を９０度回転させた軌跡を示す図。 図４は画像処理回路の構成を示すブロック図。 図５は第１の実施形態の代表的な処理を示すフローチャート。 図６Ａは１つの圧電素子に異常が発生した場合の軌跡の１例を示す説明図。 図６Ｂは１つの圧電素子に異常が発生した場合における２つの駆動信号を入れ替えた場合の軌跡の１例を示す説明図。 図６Ｃは正常な状態において取得される円形輪郭部が、異常な状態において駆動振動を切り替えた場合に変形した状態で取得される様子の説明図。 図６Ｄは異常な状態の場合、モニタにおいて通常走査画像上に判定用画像が重畳して表示されることを示す図。 図７Ａは通常モードにおいて所定の周期で判定モードが行われることを示す図。 図７Ｂは判定モードにおいて異常状態の判定をした場合、通常モードによる通常走査画像と判定モードによる判定用画像とを短い周期で間欠的に行う様子を示す図。 図８Ａは第１の実施形態の変形例の画像処理装置の構成を示す図。 図８Ｂは図８Ａの画像処理装置と画像生成回路を備えた画像処理装置の構成を示す図。 図９は図８における第１マスク生成回路と第２マスク生成回路の構成を示す回路図。 図１０Ａは第１マスク生成回路が生成する円形マスクを示す図。 図１０Ｂは第２マスク生成回路が生成する円環を示す図。 図１０Ｃは円環ｃ１の領域において画像が存在しない場合にモニタで表示される画像を示す図。 図１１Ａは同心円の第２マスクの例を示す図。 図１１Ｂは図１１Ａにおいて内側程、線の太さを大きくした場合の同心円の第２マスクの例を示す図。 図１１Ｃは放射状の第２マスクの例を示す図。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
（第１の実施形態）
図１に示すように本発明の第１の実施形態を備えた走査型内視鏡装置１は、走査型光プローブを形成する走査型内視鏡２と、走査型内視鏡２が着脱自在に接続される第１の実施形態の画像処理装置３と、画像処理装置３に接続される表示装置としてのモニタ４と、を有する。
走査型内視鏡２は、被検体５の体内又は体腔内に挿入可能な細長の形状及び可撓性を備える挿入部６を有し、挿入部６の基端（後端）には、走査型内視鏡２を画像処理装置３のコネクタ受け８に着脱自在に接続するためのコネクタ７が設けられている。
また、挿入部６は、硬質の先端部１１と、その後端からコネクタ７に延びる、可撓性を有する可撓管部とを有する。なお、先端部１１と可撓管部との間に、湾曲自在の湾曲部を設け、可撓管部とコネクタ７との間に湾曲部を湾曲する操作ノブ等を設けた操作部を設けるようにしても良い。
先端部１１は、硬質の筒状部材としての円筒部材１３を有し、この円筒部材１３の後端に可撓性の円筒チューブの先端が連結され、この円筒チューブの後端は、コネクタ７に固定されている。

挿入部６内には、照明光を導光する導光部材を形成する光ファイバ１５が挿通され、この光ファイバ１５の基端（後端）は、コネクタ７において画像処理装置３内部の光ファイバ１５ｂと接続される。そして、画像処理装置３内部の光源部を形成する光源ユニット３１で発生した照明光が光ファイバ１５ｂを経て光ファイバ１５の基端に入射される。光ファイバ１５により導光された照明光は、光ファイバ１５の先端面から、該先端面に対向して円筒部材１３の先端に取り付けられた集光する照明レンズ１６を経て、被検体５内の観察対象となる検査部位等に向けて光スポットを２次元走査（具体的には渦巻き状に走査又は螺旋状に走査）する照明光が出射される。
円筒部材１３の内側には、光ファイバ１５の先端側を、該光ファイバ１５の長手方向（図１ではＺ軸方向）と直交する２つの方向に揺動する如くに駆動する光走査部を形成するアクチュエータ１７が配置されている。このアクチュエータ１７は、挿入部６内を挿通された駆動線１８ａ，１８ｂを介して画像処理装置３内部の駆動ユニット３２から駆動信号（又は駆動電圧）が印加されることにより、長手方向に伸縮する。

このアクチュエータ１７は、その基端が保持部材１９により保持され、この保持部材１９の円板状の外周面は円筒部材１３に固定されている。光ファイバ１５とアクチュエータ１７は、接合部材としてのフェルール２０（図２参照）により接合されている。
図２は図１のＡ−Ａ線断面によりアクチュエータ１７の周辺部の構成を示す。図２に示すように（円筒部材１３における）中心軸Ｏに沿って配置される断面が正方形の直方体形状の硬質の接合部材としてのフェルール２０は、例えば、ジルコニア（セラミック）またはニッケル等により形成されている。
フェルール２０は、中心軸Ｏに沿って光ファイバ１５が固定され、Ｚ軸と直交するＹ軸方向（紙面の上下方向）の両側面と、Ｘ軸方向（紙面の左右方向）の両側面とにアクチュエータ１７を形成するアクチュエータ素子（光走査素子）を形成する圧電素子１７ａ、１７ｂと１７ｃ、１７ｄが取り付けられている。

各圧電素子は、駆動信号の印加により、長手方向（図１においてＺ軸方向）に伸縮する。従って、基端が保持又は固定された状態で、例えば圧電素子１７ａ，１７ｂに（一方を伸張、他方を収縮させる）駆動信号（又は駆動電圧）を印加することにより、図１において点線で示すように光ファイバ１５の先端側を上下方向に揺動させることができる。この場合、圧電素子１７ａの両端の電極に印加する場合の駆動信号と、圧電素子１７ｂの両端の電極に印加する場合の駆動信号との極性を入れ替えるか、駆動信号が印加される電極を、圧電素子１７ａと圧電素子１７ｂとで入れ替えるようにして（駆動信号が印加された際の極性が圧電素子１７ａと圧電素子１７ｂとで入れ替わるようにして）も良い。
また、この保持部材１９の基端側は、円筒部材１３の基端に嵌合して接着剤等により固定されている。

図３Ａは、圧電素子１７ｃ，１７ｄと１７ａ，１７ｂに印加される駆動信号の電圧波形を示し、時間ｔａからｔｂまでの駆動信号により、光ファイバ１５の先端は図３Ｂに示す走査開始位置Ｐａから走査終了位置Ｐｂまで、渦巻き形状の経路（又は軌跡）を描く。図３Ａに示すようにＸ方向とＹ方向への２つの駆動信号の位相は９０°ずれた状態で圧電素子１７ａ，１７ｂと１７ｃ，１７ｄに印加され、駆動信号の電圧を時間と共に少しずつ変化させることにより、光ファイバ１５の先端は渦巻き形状の軌跡を描くようになる。なお、図３Ａにおける走査開始時間ｔａ近傍においては、２つの駆動信号は、９０°とは異なる位相ずれとなる（例えばＹ方向に駆動する実線で示す駆動信号が０から９０度出力される間、Ｘ方向に駆動する点線で示す駆動信号は０である）。
図１に示すように円筒部材１３及び円筒チューブの外周面に沿って、被写体により反射された照明光（戻り光又は反射光）を受光するための受光用光ファイバ２３がリング状に複数本、配置され、受光用光ファイバ２３により受光された（観察対象からの戻り光又は反射）光は、コネクタ７を経て画像処理装置３内部の受光用光ファイバ２３ｂに導光される。この受光用光ファイバ２３ｂに導光された光は、検出ユニット３３に入射され、光電変換により電気信号に変換される。

リング状に配置された受光用光ファイバ２３は、可撓性を有する外装部材２４により覆われ、保護されている。
また、各走査型内視鏡２には、アクチュエータ１７により、光ファイバ１５の先端を渦巻き形状の所定の走査パターンに沿って駆動させるための駆動データ及び駆動した場合の照射位置（走査位置又は走査スポット位置）に対応する２次元の座標位置データ等の情報を格納したメモリ２５を有する。このメモリ２５に格納された情報は、コネクタ７の接点、信号線を経て画像処理装置３内部のコントローラ３４に入力される。コントローラ３４は、入力された上記情報を例えばメモリ３５又はＸＹマッピング回路４３内のＸＹマッピングメモリ４３ａ（図４参照）に格納し、格納した情報を参照して、光源ユニット３１や駆動ユニット３２を制御する。なお、メモリ３５をＸＹマッピングメモリ４３ａとしても良い。
画像処理装置３は、光源ユニット３１と、駆動ユニット３２と、検出ユニット３３と、画像処理装置３の各ユニットを制御するコントローラ３４と、コントローラ３４と接続され、各種の情報を格納するメモリ３５と、を有する。また、画像処理装置３には、ユーザが各種の入力指示を行う入力装置３６が接続されている。

光源ユニット３１は、赤色の波長帯域の光（Ｒ光とも言う）を発生するＲ光源３１ａと、緑色の波長帯域の光（Ｇ光とも言う）を発生するＧ光源３１ｂと、青色の波長帯域の光（Ｂ光とも言う）を発生するＢ光源３１ｃと、Ｒ光、Ｇ光及びＢ光を合波（混合）する合波器３１ｄと、を有する。
Ｒ光源３１ａ、Ｇ光源３１ｂ及びＢ光源３１ｂは、例えばレーザダイオード等のレーザ光源を用いて構成され、コントローラ３４の制御によりオンされた際に、それぞれＲ光、Ｇ光、Ｂ光を合波器３１ｄへ出射する。コントローラ３４は、Ｒ光源３１ａ、Ｇ光源３１ｂ及びＢ光源３１ｂの離散的なパルス発光を制御する中央演算装置（ＣＰＵと略記）などから構成される発光制御回路３４ａを有する。
コントローラ３４の発光制御回路３４ａは、Ｒ光源３１ａ、Ｇ光源３１ｂ及びＢ光源３１ｂに対して同時にパルス的に発光させる制御信号を送り、Ｒ光源３１ａ、Ｇ光源３１ｂ及びＢ光源３１ｂは同時にＲ光、Ｇ光、Ｂ光を発生し、合波器３１ｄへ出射する。

合波器３１ｄは、Ｒ光源３１ａからのＲ光と、光源３１ｂからのＧ光と、光源３１ｃからのＢ光と、を合波して光ファイバ１５ｂの光入射面に供給し、光ファイバ１５ｂは、合波されたＲ光、Ｇ光、Ｂ光を照明光として光ファイバ１５に供給する。
駆動ユニット３２は、正弦波に近いデジタルの交流信号を発生する信号発生器３２ａと、信号発生器３２ａにより発生したデジタルの交流信号の位相を９０°シフトする位相シフト回路３２ｂと、切替スイッチ３２ｃ、３２ｄと、デジタル信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器３２ｅ、３２ｆと、アナログ信号を増幅して、９０°位相が異なる駆動信号を出力するアンプ３２ｇ及び３２ｈと、を有する。
信号発生器３２ａは、光ファイバ１５の先端をＹ軸方向に走査（振動）させるための交流信号を発生し、この交流信号は切替スイッチ３２ｃの接点ａを経てＤ／Ａ変換器３２ｅによりアナログの交流信号に変換され、アンプ３２ｇにより増幅されてＹ軸方向に走査（振動）させる駆動信号となる。

また、Ｙ軸方向に走査（振動）させる交流信号は、位相シスト回路３２ｂにより９０°位相がずれたＸ軸方向に走査（振動）させる交流信号となり、この交流信号は切替スイッチ３２ｄの接点ａを経てＤ／Ａ変換器３２ｆによりアナログの交流信号に変換され、アンプ３２ｈにより増幅されたＸ軸方向に走査（振動）させる駆動信号となる。
アンプ３２ｇ及び３２ｈから出力される２つの駆動信号（Ｙ方向用駆動信号、Ｘ方向用駆動信号）は、図３Ａに示した波形となり、圧電素子１７ａ，１７ｂと１７ｃ，１７ｄにそれぞれ印加される。
そして、２つの駆動信号の印加により光ファイバ１５の先端は、図３Ｂに示すように渦巻き形状の走査軌跡を形成するように走査される。
なお、図３Ａに示すように２つの駆動信号は、走査開始付近における一部の期間を除いて互いに９０度ずれた位相状態を保持する。走査開始付近における一部の期間、具体的にはＹ方向用駆動信号が時間ｔａから０〜９０度、出力される期間、Ｘ方向用駆動信号は出力されないで０となっている。

このため、後述するように２つの駆動信号を入れ替えた駆動信号を圧電素子１７ａ，１７ｂと１７ｃ，１７ｄに印加して、入れ替える前の走査軌跡を９０度回転した走査軌跡にするために、入れ替えた駆動信号における一方（図３Ａの点線で示す駆動信号）の位相が、他方より９０度、前に出力されるように補正する。
この補正は、後述するように通常の走査の場合のマッピング情報を、駆動信号を入れ替えた場合にも共通して利用できるようにするためのものとなる。換言すると、駆動信号を入れ替えた場合も、別のマッピング情報を利用する場合には、上記の補正は不要となる。
図３Ｂは光ファイバ１５の先端の走査軌跡を示すが、被検体５等の観察対象側においても同様に渦巻き形状の走査軌跡（走査経路）を形成する。図３Ｂに示す走査開始位置Ｐａを走査範囲のほぼ中心として、走査終了位置Ｐｂまでのほぼ円形の範囲が走査範囲となり、この走査範囲の画像がモニタ４において内視鏡画像（単に画像とも言う）として表示される。

駆動ユニット３２は、コントローラ３４内の走査制御回路（または駆動制御回路）３４ｂにより制御される。上記のように、本実施形態においては、切替スイッチ３２ｃ、３２ｄを有し、通常、両切替スイッチ３２ｃ、３２ｄは、図１に示すように接点ａがＯＮするように設定されている。入力装置３６からの走査確認の設定情報に応じて、起動時や、内視鏡検査中における所定の時間間隔のタイミングにおいて、コントローラ３４は、走査制御回路３４ｂにより、切替スイッチ３２ｃ、３２ｄを接点ｂがＯＮするように切り替える。
接点ａがＯＮする状態においては、図３Ａの２つの駆動信号に対応した図３Ｂに示す軌跡に対応した画像がモニタ４に表示される。なお、図３Ｂに示す軌跡に対応した画像（信号）は、ラスタスキャン方式の画像（信号）としてモニタ４に表示される。接点ａをＯＮ（選択）した場合の図３Ａの２つの駆動信号に対応した又は図３Ｂの軌跡に対応した画像を通常走査画像（又は第１の画像）と言う。

一方、切替スイッチの接点ｂがＯＮするように切り替えると、２つの駆動信号が入れ替える（置換する）ことになり、この場合には図３Ｂの軌跡を９０度回転した軌跡となる。この場合の軌跡を図３Ｃに示す。
２つの駆動信号を入れ替え、入れ替える前の走査軌跡（通常走査軌跡という）を９０度回転した走査軌跡とすることにより、入れ替えた場合の照射位置の情報として、入れ替える前の通常走査軌跡のマッピング情報を利用できるようにしている（後述）。
接点ｂをＯＮ（選択）した場合の図３Ａの２つの駆動信号を入れ替えに対応した又は図３Ｂの軌跡を９０度回転した軌跡に対応した画像を回転走査画像（又は第２の画像）と言う。上記入力装置３６は、第２の画像を生成するタイミングを設定する設定部を形成する。
本実施形態においては、切替スイッチ３２ｃ、３２ｄを連動して切り替えることにより、通常走査画像と、回転走査画像とを生成し、両画像を比較することにより、正常な走査画像であるか、圧電素子１７ａ〜１７ｄが異常状態になった異常画像であるか否かを識別し易い判定用画像を生成するようにしている。なお、図３Ｂ及び図３Ｃに示す渦巻き形状の走査は、実際にはより円形に近い形状での走査となり、同じ被写体を走査した場合に取得される２つの画像は、実質的に同じ画像となる。これに対して、後述するように圧電素子１７ａ〜１７ｄの少なくとも１つの走査特性が異常な状態になると、２つの画像は異常な状態を反映した位置ずれした画像となる。

図１における検出ユニット３３は、分波器３３ａと、検出器３３ｂ、３３ｃ及び３３ｄと、Ａ／Ｄ変換器３３ｅ、３３ｆ及び３３ｇと、を有する。分波器３３ａは、ダイクロイックミラー等を有し、受光用光ファイバ２３ｂの光出射端面から出射された戻り光をＲ（赤）、Ｇ（緑）及びＢ（青）の色成分毎の光に分離して検出器３３ｂ、３３ｃ及び３３ｄへ出射する。
検出器３３ｂ、３３ｃ及び３３ｄは、フォトダイオード等の光検出器により構成され、分波器３３ａから出力されるＲ光の強度、Ｇ光の強度、及びＢ光の強度をそれぞれ検出し、当該検出したＲ光、Ｇ光及びＢ光の強度にそれぞれ応じたアナログのＲ，Ｇ，Ｂ検出信号を生成し、Ａ／Ｄ変換器３３ｅ、３３ｆ、及び３３ｇへ出力する。
Ａ／Ｄ変換器３３ｅ、３３ｆ、及び３３ｇは、検出器３３ｂ、３３ｃ及び３３ｄからそれぞれ出力されたアナログのＲ、Ｇ及びＢ検出信号を、それぞれデジタルのＲ、Ｇ及びＢ検出信号データに変換してコントローラ３４内の画像処理回路４１へ出力する。画像処理回路４１は、図４に示すように構成されている。

本実施形態においては、通常走査画像を生成する通常モードと、判定用画像を生成する判定モード（又は確認モード）においては異なる処理を行う構成のため、まず通常モードによる通常走査画像を生成する場合の構成を説明する。図４において通常モードの処理を実線で示す。
通常モードに設定されている場合には、検出ユニット３３から出力される検出信号データは、画像処理回路４１内の第１メモリ回路４２の一方のメモリ４２ａに１フレーム分の検出信号データが順次格納される。第１メモリ４２ａに格納された１フレーム分の検出信号データは、第１のマッピング部を形成するＸＹマッピング回路４３により、照射位置に対応付けられた位置の画素データに変換され、メモリ回路４４の一方のメモリ４４ａに格納される。
ＸＹマッピング回路４３は、予め各検出信号（データ）に各照射位置を対応付けたルックアップテーブル等から構成されるＸＹマッピングメモリ４３ａを内蔵している。そして、例えば走査開始位置からｊ番目に検出された検出信号データは、ｊ番目に対応する照射位置のＸＹ座標がＸＹマッピングメモリ４３ａから読み出され、メモリ回路４４の一方のメモリ４４ａに、特定されたＸＹ座標の画素データとして格納される。
このようにして、渦巻き状の走査に対応したＸＹ座標の画素データがメモリ４４ａに格納される。

メモリ４４ａの画素データは、スキャン変換回路４５により、（Ｘ，Ｙ方向を維持した状態で）ラスタスキャン方式の画像データに変換され、メモリ回路４６の一方のメモリ４６ａに格納される。このメモリ４６ａの画像データは、モニタ４に通常走査画像信号として出力され、モニタ４の表示面に通常走査画像として表示される。
一方、切替スイッチ３２ｃ，３２ｄが判定モードに切り替えられると、駆動線１８ａ，１８ｂに出力される駆動信号が切り替えられる。図４において判定モードの処理を点線で示す。
この場合には、検出ユニット３３から出力される検出信号データは、画像処理回路４１内の第１メモリ回路４２の他方のメモリ４２ｂに１フレーム分の検出信号データが順次格納される。他方のメモリ４２ｂに格納された１フレーム分の検出信号データは、ＸＹマッピング回路４３により、照射位置に対応付けられた位置の画素データに変換され、メモリ回路４４の他方のメモリ４４ｂに格納される。
通常走査の場合の渦巻き状軌跡に沿ったｊ番目の照射位置に対応するＸＹ座標を示すマッピング位置（の情報）を（Ｘ，Ｙ）とした場合、ＸＹマッピング回路４３は、回転走査の場合の渦巻き状軌跡に沿ったｊ番目の照射位置に対応するＸＹ座標を示すマッピング位置を（Ｙ，―Ｘ）として、通常走査の場合のマッピング情報を利用する。

メモリ４４ｂの画像データは、スキャン変換回路４５により、ラスタスキャン方式の画像に変換され、メモリ回路４６の他方のメモリ４６ｂに格納される。
また、メモリ回路４６のメモリ４６ａ，４６ｂの画像は、両画像における比較し易い代表位置となる特徴部を抽出する特徴部抽出回路４７に入力され、特徴部抽出回路４７は、一方の画像における特徴部と、該一方の画像における特徴部に対応する他方の画像における特徴部を抽出する。特徴部抽出回路４７は、特徴部として例えば周囲よりも輝度、画素値等が異なる部位等を抽出する。
特徴部抽出回路４７により抽出された対応する両特徴部は、位置ずれ算出回路４８に入力され、位置ずれ算出回路４８は、対応する両特徴部間の位置ずれ量を算出する。
位置ずれ算出回路４８により算出された位置ずれ量は、判定回路４９に入力され、判定回路４９は、位置ずれを閾値回路（図４では単に閾値と略記）４９ａが出力する閾値と比較し、閾値以上の位置ずれ量が存在する場合には、圧電素子１７ａ〜１７ｄにおける少なくとも１つが異常である（つまりアクチュエータ１７が異常である）と判定し、判定結果の情報を画像生成回路５０に出力する。なお、閾値回路４９ａは、圧電素子１７ａ〜１７ｄの走査特性におけるばらつきを考慮して、走査特性のばらつきによる位置ずれ量の上限値よりも大きな値の閾値を出力する。

画像生成回路５０は、判定結果の情報に対応した判定用画像を生成する判定用画像生成回路５０ａを有し、生成した判定用画像をモニタ４に出力する。モニタ４は、異常でない判定結果の場合には、通常走査画像のみを表示し、異常の判定結果の場合には、通常走査画像と共に、異常であることを示す判定用画像を表示する。
本実施形態の画像処理装置３は、被検体５内を第１及び第２の光走査素子を形成する圧電素子１７ａ，１７ｂ及び１７ｃ，１７ｄにより、照明光を２次元的に走査する光走査部を形成するアクチュエータ１７を備えた内視鏡を形成する走査型内視鏡２により取得された戻り光信号に対して、予め登録された前記光走査部の走査位置に対応する２次元位置情報を用いて、表示装置を形成するモニタ４に表示するための第１の画像を生成するためのマッピングを行う第１のマッピング部を形成するＸＹマッピング回路４３と、前記第１及び第２の光走査素子の走査方向を置換した場合の戻り光信号に対して、予め登録された前記光走査部の走査位置に対応する２次元位置情報を用いて、前記表示装置に表示するための前記第１の画像に対応する第２の画像を生成するためのマッピングを行う第２のマッピング部を形成するＸＹマッピング回路４３と、前記第１の画像における代表位置と前記第２の画像における前記代表位置に対応する対応位置間における位置ずれ量が閾値以上に逸脱したか否かを判定する判定部を形成する判定回路４９と、前記表示装置に表示される前記被検体５の画像としての前記第１の画像と共に、前記判定部による判定結果に応じた判定用画像を生成する画像生成部を形成する画像生成回路５０と、を有することを特徴とする。

次に第１の実施形態の動作を説明する。図５は第１の実施形態の代表的な処理を示す。
走査型内視鏡２が画像処理装置３に接続され、画像処理装置３の電源が投入されると、画像処理装置３を含む走査型内視鏡装置１が動作状態になる。
最初のステップＳ１において術者は、通常モードの他に判定モードを行う場合には、判定モードを行うタイミングのモード設定等を含む初期設定を入力装置３６等から行う。
次のステップＳ２においてコントローラ３４は、まず、通常モードで通常走査画像を生成するように制御する。この場合、コントローラ３４は、切替スイッチ３２ｃ，３２ｄの接点ａが選択された状態において図３Ａに示す２つの駆動信号を圧電素子１７ａ，１７ｂと１７ｃ，１７ｄに印加するように制御する。そして、ステップＳ３に示すようにコントローラ３４の画像処理回路４１は、この状態において検出ユニット３３により検出した信号に対して、画像処理回路４１は、図４における実線で示す処理を行い、スキャン変換回路４５を経て通常走査画像（信号）を生成し、モニタ４に出力する。

次のステップＳ４に示すようにモニタ４は、通常走査画像を表示する。なおメモリ４６ａには、モニタ４に表示される最新の通常走査画像（のデータ）が格納される。
次のステップＳ５においてコントローラ３４は、判定モードを行うタイミングか否かを判定する。コントローラ３４は、判定モードを行うタイミングでない場合、又は入力装置３６から判定モードを行う指示入力がない場合には、ステップＳ２の処理に戻る。この場合には、モニタ４は、通常走査画像の動画を表示する。
一方、判定モードを行うタイミングである場合、又は入力装置３６から判定モードを行う指示入力がある場合には、ステップＳ６においてコントローラ３４は、判定モードの処理を行う。この場合、コントローラ３４は、切替スイッチ３２ｃ，３２ｄの接点ａから接点ｂが選択された状態に切替え、駆動信号の切替を行う。
駆動信号を切り替えた状態においての判定モードの処理は、図４における点線で示す処理となる。この場合には、メモリ回路４６のメモリ４６ｂには、回転走査した場合の回転走査画像が格納される。

つまり、ステップＳ７に示すように画像処理回路４１は、回転走査画像を生成する。また、ステップＳ８に示すように画像処理回路４１は、判定モードに切り替えられる直前の通常走査画像をメモリ４６ａから読出し、特徴部（第１の特徴部）を抽出すると共に、メモリ４６ｂから読み出した回転走査画像における前記特徴部に対応する特徴部（第２の特徴部）を抽出する。つまり、画像処理回路４１は、両画像の対応する特徴部を抽出する。
次のステップＳ９において位置ずれ算出回路４８は、対応する特徴部間の位置ずれ量を算出する。
また、次のステップＳ１０において判定回路４９は、対応する特徴部間の位置ずれ量が閾値回路４９ａの閾値以上であるか否かを判定する。
光走査部を形成するアクチュエータ１７における４つの圧電素子１７ａ〜１７ｄが正常である場合には、２つの駆動信号（換言するとＹ走査用駆動信号とＸ走査用駆動信号）を入れ替えても被検体５を渦巻き状に走査した場合の２つの画像は殆ど変化しない。４つの圧電素子１７ａ〜１７ｄは、特性が完全には一致していないので、２つの画像は、完全には一致しないが、上記閾値より小さい範囲内での位置ずれ量となる。

しかし、４つの圧電素子１７ａ〜１７ｄにおける１つの圧電素子の特性が変化した場合には、２つの駆動信号を入れ替えると、その変化を反映した画像となる。
例えば、圧電素子１７ａの走査特性が許容される範囲以上に小さい走査特性となるように変化した異常事態が発生したとする。この場合には、２つの圧電素子１７ａ，１７ｂによりＹ軸方向に走査する走査範囲が（圧電素子１７ａの走査特性が小さくなる原因のために）小さくなる。
このため、正常な状態においては図３Ｂに示した走査軌跡は、図６Ａに示すように変化する。また、駆動信号を切り替えた場合、正常な状態においては図３Ｃに示した走査軌跡は、図６Ｂに示すように変化する。
つまり、正常な状態においては、被検体５に対して、図３Ｂに示すような軌跡により取得した画像と、図３Ｃに示すような軌跡により取得した画像とは殆ど一致する。

これに対して、異常な走査状態になると、被検体５に対して、駆動信号を切り替える前後で取得した両画像は、異常な走査状態に対応して位置ずれしたものとなる。
より具体的な説明を図６Ｃを参照して説明する。
図６Ｃは、正常な状態において、走査開始位置Ｐａを中心位置Ｏ′に設定された円形となる特定の被写体の例を示す。この特定の被写体においては、円形輪郭部Ｃを有し、中心位置Ｏ′から一定の距離（例えばｄ）となるＸ軸上の位置をＰ１、Ｙ軸上の位置をＰ２とする。
この被写体を図６Ａの走査軌跡により画像として取得すると、取得される画像上ではＹ軸上の位置Ｐ２が中心位置Ｏ′から一定の距離ｄとなる位置よりも外側の位置Ｐ２ａのようになる。なお、Ｘ軸上の位置Ｐ１に対しては、正常な状態の場合と同じとなる。そして、（圧電素子１７ａの異常のために）正常な状態において取得される円形輪郭部Ｃは、点線で示すようにＹ軸方向に延びた楕円輪郭部Ｃａのように変形してしまう。

同様に、図６Ｂの走査軌跡により画像を取得した場合には、取得される画像上ではＸ軸上の位置Ｐ１が中心位置Ｏ′から距離ｄよりも外側の位置Ｐ１ｂのようになる。なお、Ｙ軸上の位置Ｐ２に対しては、正常な状態の場合と同じとなる。そして、（圧電素子１７ａの異常のために）正常な状態において取得される円形輪郭部Ｃは、１点鎖線で示すようにＸ軸方向に延びた楕円輪郭部Ｃｂのように変形してしまう。
このため、同じ被検体５から時間的に接近した状態で、通常モードと判定モードによりそれぞれ画像を取得し、両画像における対応する位置間を比較し、その位置ずれ量からアクチュエータ１７が正常な状態か異常状態かを判定することが可能になる。対応する位置間を比較する場合、上述したように画像における周囲と異なる輝度値、又は画素値を有する、特徴部を（抽出又は特定し易い代表位置として）抽出し、特徴部間で位置ずれ量を算出するようにしても良い。
なお、位置ずれ量を算出する場合、図６ＣにおけるＸ軸上、Ｙ軸上においてそれぞれ対応する位置間のずれ量（具体的にはＰ１，Ｐ１ｂ間の位置ずれ量、Ｐ２，Ｐ２ａ間の位置ずれ量）を算出することができると、異常判定を行い易い。

ステップＳ９により位置ずれ量の算出結果は、判定回路４９に送られ、判定回路４９はステップＳ１０において、位置ずれ量が閾値回路４９ａの閾値以上か否かを判定する。図６Ｃの場合にはＰ１，Ｐ１ｂ間の位置ずれ量、Ｐ２，Ｐ２ａ間の位置ずれ量が、閾値以上か否かを判定し、閾値以上の判定結果に応じて、位置ずれ量が大きい程、以下に説明する扁平度が大きくなる楕円形状の判定用画像を生成する。
判定回路４９による判定結果は画像生成回路５０に送られ、画像生成回路５０は、位置ずれ量が閾値以上と判定された判定結果の場合には、ステップＳ１１において通常走査画像に重畳する判定用画像を生成し、モニタ４に出力する。モニタ４は、通常走査画像と共に、判定用画像を表示する。画像生成回路５０の判定用画像生成回路５０ａは、例えば図６Ｃにおける楕円輪郭部ＣａのようなＹ軸方向が長軸となる扁平した画像を判定用画像として生成する。この場合、閾値以上のずれがある場合には、判定用画像生成回路５０ａは、位置ずれ量の大きさが大きい程、扁平度が大きくなる楕円形状の判定用画像を生成する。

判定用画像となるＹ軸方向が長軸となる扁平した画像は、回転走査画像上における位置Ｐ２のようなＹ軸上の位置が、通常走査画像上においては、位置Ｐ２よりも外側（中心位置Ｏ′からより離間した外側）の位置Ｐ２ａのように、Ｙ軸方向に伸張した位置となり、これに対してＸ軸上の位置に関しては、逆となる（Ｘ軸方向に縮小した）位置関係となる位置ずれ量に基づいて生成される。
なお、両画像における位置ずれ量が算出される特徴部又は代表位置としては、渦巻き状走査における外周側に近い位置の方が、中心側に近い位置よりも望ましい。つまり、走査特性が異常であるか否かを判定する場合、中心側における特徴部間の位置ずれ量を算出するよりは、中心から離間した外周側又は周辺側に近い領域において、特徴部間の位置ずれ量を算出する方が、異常であるか否かを判定し易い。また、Ｘ軸上及びＹ軸上に近い位置において、特徴部（又は代表位置）を抽出し、それらの間の位置ずれ量から異常であるか否かを判定するようにして良い。

また、位置ずれ量を算出する場合、例えば通常走査画像上での１つの特徴部の２次元座標位置又は２次元位置（Ｘ１，Ｙ１）が回転走査画像上での対応する特徴部の２次元位置（Ｘ２，Ｙ２）となる場合、Ｘ軸方向の位置ずれ量成分Ｘ１−Ｘ２，Ｙ軸方向の位置ずれ量成分Ｙ１−Ｙ２の各絶対値の大きさ|Ｘ１−Ｘ２|と|Ｙ１−Ｙ２|とを算出し、判定回路４９が閾値の比較により異常か否かを判定しても良い。この場合、位置ずれ量成分の絶対値の大きさ|Ｘ１−Ｘ２|と|Ｙ１−Ｙ２|とが異常であるか否かを判定するための閾値として、共通となる１つの閾値を用いても良いし、|Ｘ１−Ｘ２|、|Ｙ１−Ｙ２|それぞれに応じて２つの閾値を用意しても良い。なお、|Ｘ１−Ｘ２|と|Ｙ１−Ｙ２|とが閾値以上となる場合に異常と判定しても良いし、一方が閾値以上となる場合に異常と判定しても良い。また、各位置ずれ量成分Ｘ１−Ｘ２、Ｙ１−Ｙ２の正負の極性も算出しても良い（算出情報を判定用画像の生成に用いる）。
また、中心位置Ｏ′又は通常走査画像の中心位置を２次元座標の原点（０，０）として、原点（０，０）から特徴部の２次元位置（Ｘ１，Ｙ１）までの距離（Ｘ１^２＋Ｙ１^２）^１／２の値に応じて、異常を判定する場合に用いる閾値の値を可変設定しても良い。具体的には、原点（０，０）からの距離が大きい特徴部の２次元位置程、異常を判定する場合の閾値の値を大きくする。

また、異常の有無を判定する場合の精度又は信頼性を向上するために、原点（０，０）からの距離が小さい領域を異常の有無を判定する領域としないようにしても良い。換言すると、原点（０，０）からの距離がある閾値以上となる領域においてのみ、位置ずれ量を算出する画像領域に設定し、この画像領域から特徴部又は代表位置を抽出し、異常の有無を判定するようにても良い。
また、図６Ｃから分かるように異常状態においては、位置ずれ量は、方向依存性を有し、Ｘ，Ｙ軸上において最も顕著に表れ、Ｘ，Ｙ軸から４５度、１３５度となる斜め方向においてほぼ最小となる。このため、原点（０，０）から特徴部に至る線分がＸ軸となす角度（θ１とする）とＹ軸となす角度（θ２とする）との２つの角度θ１，θ２における小さい方の角度（θとする）が、小さい程、大きな閾値を用いて異常の有無を判定するようにしても良い。
また、この場合、角度θ１又はθ２が４５度に近い値になると小さな閾値に設定することが必要となり、小さな値の誤差が存在すると異常の有無の判定結果に影響する。このため、原点（０，０）から特徴部に至る線分がＸ軸となす角度θ１と、Ｙ軸となす角度θ２とが４５度に近い角度の範囲（例えば４０度〜４５度又は３５度〜４５度）を異常の有無を判定する角度領域に利用しないようにしても良い。換言すると、Ｘ軸を中心角とした±α（例えば−３５＜α＜３５）の角度範囲、Ｙ軸を中心角とした±αの角度範囲を異常の有無を判定する角度領域に設定するようにしても良い。
なお、判定用画像を生成するためには、各画像における特徴部（又は代表位置）の数を、２点以上の複数とすることが望ましい。また、上記極性の算出情報を利用しても良い。

一方、図５におけるステップＳ１０の判定処理において位置ずれ量が閾値未満と判定された判定結果の場合には、ステップＳ１２において画像生成回路５０は判定用画像を生成しない。このため、モニタ４にはメモリ４６ａの通常走査画像が出力される。そして、この場合にはモニタ４は、通常走査画像のみを表示する。
例えば図６Ｄにおいて実線で示す画像が通常走査画像であるとすると、異常状態と判定された場合には、点線で示す判定用画像が通常走査画像上に重畳して表示される。
術者は、図６Ｄに示す判定用画像により、Ｘ軸方向とＹ軸方向とで走査特性が異なることを容易に認識することができる。図６Ｄの場合には、通常走査画像がＸ軸方向に比較して、Ｙ軸方向に伸張された特性の画像であることを認識することができる。また、術者は、判定用画像における扁平度により、異常状態における異常の程度を把握し易い。ステップＳ１２の次のステップＳ１３においてコントローラ３４は、術者により内視鏡検査の（走査）終了指示の入力が入力装置３６から行われたか否かを判定する。コントローラ３４は、内視鏡検査の走査終了指示が無い場合には、ステップＳ２の処理を行うように制御する。一方、内視鏡検査の終了指示がされた場合には、コントローラ３４は図５の処理を終了する。

このようにして、図５に示す動作例では、通常モードで通常走査画像を生成する処理を行い、判定モードの処理を行うタイミングにおいて判定モードを行う。
なお、図５における判定モードを行うタイミングとして、例えば通常モードを行う状態において、図７Ａに示すように（所定のタイミングとして）周期的に行うようにしても良い。図７Ａに示す例では通常モードで例えば１〜１０分程度の期間Ｔ１、通常走査画像を生成して表示し、１〜数フレームの期間Ｔ２、判定モードで動作し（図７Ａでは判と略記）、異常状態で無い判定結果の場合には、通常モードに戻る。判定モードで動作し、判定回路４９が異常状態と判定した場合（図７Ａでは時間ｔｃ）には、上述したようにモニタ４は通常走査画像と共に判定用画像を重畳した状態の表示となる（図７Ａでは重畳画像表示で示している）。なお、図７Ａにおいて、期間Ｔ２においては、モニタ４がこの期間Ｔ２直前においてメモリ４６ａに格納された通常走査画像を表示する（ようにコントローラ３４が制御する）。
図５においては、異常状態と判定した場合、ステップＳ１１において通常走査画像と共に判定用画像を表示すると説明しているが、この状態の場合には、短い周期で通常モードと判定モードを間欠的に行うようにコントローラ３４が制御するようにしても良い。

補足説明すると、判定モードを行った場合において異常か否かを判定する際に、判定モードに切り替える直前に取得した通常走査画像を、その後に取得した回転走査画像と共に用いる。そして、異常状態と判定した場合に、判定モードのままで、通常走査画像を取得しないと、実質的に静止画状態となってしまう。
このため、異常状態と判定した場合においても、通常走査画像を間欠的に取得し、間欠的に取得した通常走査画像をモニタ４に表示することにより、近似的に動画に近い画像を表示できるようにしても良い。図７Ｂは、図７Ａにおいて異常状態と判定した場合、通常モード（通と略記）と判定モード（判と略記）とを、それぞれ短い期間Ｔ３（例えば数秒程度）で間欠的に交互に行う様子を示す。
このようにすると、異常状態においても、走査型内視鏡２を被検体５内から抜去する際に、画像無し（又は静止画）の場合よりは抜去し易い画像を表示できる。

このように動作する本実施形態によれば、内視鏡検査を行っている最中においても、取得された画像が異常か否かを把握できる画像を表示し、術者等のユーザが異常を認識し易くできる。
また、本実施形態によれば、異常状態が発生した場合には、判定用画像により、その異常の程度を把握することができる。
上述した画像処理回路４１に設けたＸＹマッピング回路４３の代わりに、被検体５内を観察する走査型内視鏡２により得られた戻り光信号を、画像を表示するための表示部としてのモニタ４における走査型記内視鏡２における観察範囲に対応する大きさの領域にマッピングをするマッピング部４３′を設けるようにしても良い。
このマッピング部４３′を備えた変形例の画像生成装置６８を、画像処理装置６１と共に図８Ａに示す。
なお、図８Ａにおいては、マッピング部４３′を備えた画像生成装置６８と、画像処理装置６１とが別体で構成されているが、図８Ｂに示すようにマッピング部４３′を備えた画像生成装置６８の機能と、図８Ａに示す画像処理装置６１との機能を纏めた画像処理装置６１Ｂのような構成にしても良い。図８Ａに示す画像処理装置６１には、マッピング部４３′を備えた画像生成装置６８により生成された画像信号を入力することができると共に、マッピング部４３′を備えない画像生成装置６８（一般の画像生成装置とも言う）により生成された画像信号を入力するもできる。このため、以下の説明においては、一般の画像生成装置により生成された画像信号が入力される場合の説明も行っている。
これに対して、画像処理装置６１Ｂは、マッピング部４３′を備えた画像生成装置６８により生成された画像信号に対する画像処理を行う。画像処理装置６１Ｂは、走査型内視鏡２の（観察範囲に相当する）視野が縮小された場合に、前記視野の縮小に伴って表示部における前記マッピング部４３′によるマッピングが行われなくなる領域に前記被検体５（の画像）とは異なる表示をする画像（又は警告用画像）を生成する画像生成部の機能を持つ。

図８Ａに示す画像処理装置６１は、画像信号が入力される画像（信号）入力部６２と、画像入力部６２から入力される画像信号に対して、通常用マスクとしての第１マスクと、警告用マスクとしての第２マスクをそれぞれ生成する第１マスク生成回路６３と第２マスク生成回路６４とを備えたマスク生成回路６５と、マスク生成回路６５を経た画像信号を表示装置としてもモニタ４に出力する画像（信号）出力部６６とを備える。
第１マスク生成回路６３は、画像入力部６２から入力される画像信号に対して、該画像信号の画像の２次元領域の表示サイズ（大きさ）を規制するための第１マスクを生成する。より具体的には、第１マスク生成回路６３は、画像入力部６２から入力される画像信号を表示装置としてのモニタ４に表示した場合、正常な状態での画像の表示領域のサイズの下限値以下の画像信号のみを通すように規制する第１マスクを生成する。
第２マスク生成回路６３は、第１マスクの内側に警告用マスクとしての第２マスクを生成する。
画像処理装置６１内に設けられたマスク生成回路６５は、マッピング部４３′を備えた画像生成装置６８が接続された場合には、走査型内視鏡２の（走査範囲に相当する）視野が縮小された場合に、前記視野の縮小に伴って表示部としてのモニタ４におけるマッピング部４３′によるマッピングが行われなくなる領域に前記被検体５（の画像）とは異なる表示をする画像（又は警告用画像）を生成する画像生成部の機能を持つ。

また、画像処理装置６１Ｂ内に設けられたマスク生成回路６５も、走査型内視鏡２の（走査範囲に相当する）視野が縮小された場合に、前記視野の縮小に伴って表示部としてのモニタ４におけるマッピング部４３′によるマッピングが行われなくなる領域に前記被検体５（の画像）とは異なる表示をする画像（又は警告用画像）を生成する画像生成部の機能を持つ。また、類似した表現として、画像処理装置６１Ｂ内に設けられたマスク生成回路６５は、走査型内視鏡による前記照明光の走査範囲が縮小された場合に、前記走査範囲の縮小に伴って前記表示部における前記マッピングが行われなくなる領域に前記被検体とは異なる表示をする画像を生成する。また、後で図示するように画像処理装置６１Ｂ内に設けられた画像生成部を形成するマスク生成回路６５は、マッピング部４３′によるマッピングが行われなくなる領域に、前記画像の中心からの距離に応じて異なる表示を行う画像を生成したり、前記マッピングが行われなくなる領域の外側から中心に向かって徐々に強調される画像を生成したり、螺旋状の走査範囲に対応した大きさの円形のマスク処理を施し、前記マスクの円形の領域内に前記被検体とは異なる表示をする画像を生成したりする。
上記画像処理装置６１は、マスク生成回路６５が生成する第１マスクと第２マスクとの大きさ、形状、色などを可変設定する設定部６７を有する。
一方、図８Ｂに示す画像処理装置６１Ｂにおいては、図８Ａに示す画像処理装置６１における着脱自在となる画像（信号）入力部６２を有しないで、マッピング部４３′を備えた画像生成装置６８の出力信号がマスク生成回路６５の第１マスク生成回路６３に入力される構成となっており、設定部６７等を有する。

なお、画像処理装置６１には、例えば図１に示した走査型内視鏡装置１における走査型内視鏡２に対する画像処理を行い画像（信号）を生成する画像処理装置３が画像生成装置６８として接続することができる。この場合、図１における画像処理回路４１におけるモニタ４に画像信号を出力する出力端が図８Ａにおける画像生成装置６８の画像出力部６８ａとなり、画像出力部６８ａを画像入力部６２に接続することができるようにしても良い。
また、図８Ｂに示す画像処理装置６１Ｂの場合には、図１における画像処理装置３におけるＸＹマッピング回路４３をマッピング部４３′に置換した画像処理装置３の機能を備える。また、画像生成装置６８として、図１の画像処理装置３の場合と同様に、光源ユニット３１、駆動ユニット３２、検出ユニット３３、コントローラ３４、メモリ３５等と共に、走査型内視鏡２を着脱自在に接続することができるコネクタ８を備えた構成にしても良い。なお、コントローラ３４は、マッピング部４３′を備える。

マッピング部４３′を備えた画像生成装置６８におけるコネクタ８に、走査型内視鏡２を接続した場合には、走査型内視鏡２の戻り光信号は、コントローラ３４内に設けたマッピング部４３′により、走査型記内視鏡２における観察範囲に対応する大きさの領域の画像信号（撮像信号とも言う）に変換され、マスク生成回路６５に入力される。
なお、マッピング部４３′は、画像生成装置６８に接続される走査型内視鏡２に搭載された光ファイバ１５の先端部及びアクチュエータ１７を含む走査部に対して駆動ユニット３２から出力される駆動信号の印加に対する電気的特性等に基づいて、照明光の照射位置からの戻り光信号に対して、前記照射位置に対応する２次元位置となる画像信号に変換する。
例えば、工場出荷時等において、画像生成装置６８に接続される走査型内視鏡２に搭載されたアクチュエータ１７に対して、駆動ユニット３２から所定の周波数においての螺旋状に走査させるための駆動信号を、（該駆動信号の）電圧、電流の条件を変えて印加した場合における光ファイバ１５の先端部の２次元位置、又は走査型内視鏡２の先端から所定の距離に設定されたスクリーン面上での照明光の２次元照射位置の情報と、駆動線１８ａ，１８ｂの基端付近にそれぞれ介挿した、一定の抵抗値を有する抵抗に流れる電流値と、抵抗両端の電圧値との関係を詳しく調べる。
このようにして、基準となる第１の走査範囲となる第１の螺旋状走査範囲と、第１の走査範囲より狭い走査範囲となる第２の螺旋状走査範囲、第１の走査範囲より広い走査範囲となる第３の螺旋状走査範囲等、走査範囲の大きさ（サイズ）が異なる各走査軌跡と、該各走査軌跡の場合における電気的特性の情報とを互いに関係付けた情報として取得する。

そして、駆動ユニット３２から出力する駆動信号の情報としての電圧、電流（出力電流、出力電圧という）と、駆動線１８ａ，１８ｂ中に介挿した抵抗を流れる電流、抵抗両端の電圧（測定又はモニタされた測定電流、測定電圧という）とを含む電気的特性情報を、駆動信号の負荷を構成する光ファイバ１５の先端部による照明光の２次元照射位置及び走査軌跡又は走査範囲の情報と、関係付けた関係情報（又は登録情報）としてメモリ２５内に書き込む（格納する）。
コントローラ３４は、メモリ２５に格納された関係情報を参照して駆動ユニット３２から出力する駆動信号を、例えば第１の螺旋状走査範囲に対応する駆動信号として出力し、かつその際、抵抗の測定電流、測定電圧を測定し、測定された測定電流、測定電圧と、関係情報における測定電流、測定電圧との差分をそれぞれ算出する。
差分の絶対値が閾値以下の場合には、マッピング部４３′は、メモリ２５に格納された（第１の螺旋状走査範囲に対応する）関係情報を用いてマッピングを行い、差分の絶対値が閾値を超える場合には、差分の符号を含めて第１の螺旋状走査範囲より狭い又は広い螺旋状走査範囲の場合の関係情報等を用いてマッピングを行う。
従って、マッピング部４３′を経てマスク回路６５に入力される画像信号は、走査型記内視鏡２における観察範囲（又は走査範囲）に対応する大きさの領域の画像信号となる。

なお、アクチュエータ１７を形成する圧電素子１７ａ〜１７ｄにおける例えば電極の一部が正常な取り付け状態から剥離するなどして、駆動信号の一部のみが光ファイバ１５の先端を振動させる状態のように、光ファイバ１５の走査範囲を小さくする状態での関係情報も異常関係情報として、メモリ２５に格納するようにしても良い。そして、マッピング部４３′は、この異常関係情報も参照して、マッピングを行うようにしても良い。また、マッピング部４３′が、異常関係情報を参照してマッピングを行う場合には、異常な走査状態であると判定し、正常な走査状態での観察範囲としての例えば円形のサイズを同心状に小さくするようにマッピングをするようにしても良い。例えば縦方向の走査軌跡が、正常な走査軌跡よりも内側となる場合には、マッピング部４３′は、縦方向の走査軌跡を横方向の走査軌跡にも適用するようなマッピングを行うようにしても良い。
図８Ａ又は図８Ｂの設定部６７は、画像生成装置６８が生成する画像信号の画像の表示サイズに対応した第１マスクの大きさ、形状を設定する設定信号をマスク生成回路６５の第１マスク生成回路６３に出力する。設定信号は、ユーザがキーボード等から第２マスクの大きさの縦横のサイズ、形状をそれぞれ設定するデータであっても良いし、予め登録された複数のサイズ、形状から、画像入力部６２に入力される画像に対応した第１マスクの大きさを選択的に指定する選択信号であっても良い。

図９は、マスク生成回路６５の構成例を示す。第１マスク生成回路６３は、入力される画像信号が例えばＲ，Ｇ，Ｂの色信号（色信号Ｒ，Ｇ，Ｂと記す）として入力され、各色信号Ｒ，Ｇ，Ｂの通過をそれぞれ規制するゲート回路７１ａ，７１ｂ，７１ｃと、ゲート回路７１ａ〜７ｃの開閉を規制することにより第１マスクを形成する第１マスク信号を生成する第１マスク信号生成回路７２とを備える。第１マスク信号生成回路７２は、設定部６７からの設定信号により、第１マスク信号を生成する。なお、ゲート回路７１ａ〜７１ｃは、アナログスイッチを用いて構成しても良い。
また、第２マスク生成回路６４は、第１マスク生成回路６３を経て入力される色信号Ｒ，Ｇ，Ｂの画像を、分割された複数の分割領域におけるいずれの分割領域に属するかを判定する領域判定回路７３ａ，７３ｂ，７３ｃと、判定された分割領域毎にその分割領域においての画像信号の有無（０レベル以上であるか否か）を検出する信号（有無）検出回路７４と、信号検出回路７４の検出結果に対応して警告用マスクとしての第２マスクを出力するための第２マスクの画像信号としての第２マスク信号を生成する第２マスク信号生成回路７５と、信号検出回路７４の検出結果に応じて、（画像信号を形成する）色信号Ｒ，Ｇ，Ｂと第２マスク信号とを切り替えて出力する切替回路７６ａ〜７６ｃを備える。第２マスク信号生成回路７５は、設定部６７からの設定信号により、第２マスク信号を生成する。なお、領域判定回路７３ａ，７３ｂ，７３ｃの機能を信号検出回路７４が兼ねるようにしても良い。

領域判定回路７３ａ，７３ｂ，７３ｃの機能を兼ねる場合の信号検出回路７４は、第１マスク生成回路６３を経て入力される表示領域のサイズの下限値を通過した画像信号を形成する色信号Ｒ，Ｇ，Ｂに対して、第１マスクの周辺側の領域から中心側の領域を複数に分割した複数の各分割領域において、閾値を用いて画像信号の有無を、最も周辺側となる分割領域を優先して検出する。
また、第２マスク信号生成回路７５は、信号検出部が少なくとも最も周辺側の分割領域において、画像信号を検出しない場合には、最も周辺側の分割領域において、正常な状態よりも縮小した異常画像であることを示す警告用画像として表示するための第２マスクを生成する第２マスク生成部を形成する。
図１０Ａは、マスク生成回路６３（の第１マスク信号生成回路７２）が生成する第１マスクとして例えば円形マスクＭ１を示す。なお、図１０Ａの円形マスクＭ１における斜線で示す部分は、入力される画像信号をマスクする部分を示し、斜線の内側の円形部分が入力される画像信号を通す部分を示す。

第１マスク信号生成回路７２は、（画像入力部６２に画像出力部６８ａが接続される）画像生成装置６８が生成する画像信号の画像の表示サイズに対応した第１マスクとして、上記のように円形マスクＭ１の第１マスク信号を生成する。
図１０Ａに示す円形マスクＭ１の直径は、画像生成装置６８が生成する画像の表示サイズにおける下限値に設定されている。
即ち、画像生成装置６８が生成する画像の表示サイズは、画像生成装置６８毎に許容される範囲内で若干の個体差があるために、許容される範囲として上限値と下限値が存在する。そして、上記のように円形マスクＭ１の直径は、下限値に設定される。
この場合、図９の第１マスク信号生成回路７２は、図１０Ａにおける円形マスクＭ１の内側ではゲートを開にする“Ｈ”の信号をゲート回路７１ａ〜７１ｃに出力し、円形マスクＭ１の外側（図１０Ａの斜線部分）においてはゲートを閉にする斜線“Ｌ”の信号をゲート回路７１ａ〜７１ｃに出力する。

このため、第１マスク生成回路６３に入力された画像信号は、円形マスク部分の画像信号のみがゲート回路７１ａ〜７１ｃを通り、第２マスク生成回路６４に入力される。
また、領域判定回路７３ａ〜７３ｃは、第１マスクの形状に対応して、図９において模式的に示すように第１マスク生成回路６３から入力される色信号Ｒ，Ｇ，Ｂが同心となる複数の円環（円リング）ｃ１，ｃ２，ｃ３の各領域におけるいずれの領域に属するかを判定する。なお、図９においては、領域判定回路７３ａにおいてのみ、円環ｃ１，ｃ２，ｃ３を示している。領域判定回路７３ｂ、７３ｃでは円環ｃ１，ｃ２，ｃ３の符号を省略している。
そして、信号検出回路７４は、第１マスク生成回路６３から入力される色信号Ｒ，Ｇ，Ｂが、領域判定回路７３ａ〜７３ｃにより判定された円環ｃＩ（Ｉ＝１，２，３）の各領域において、色信号Ｒ，Ｇ，Ｂの有無を０レベルより僅かに大きい閾値と比較して、信号の有無を判定（又は検出）する。
第２マスク信号生成回路７５は、例えば信号検出回路７４が検出する複数の円環ｃＩと同じ形状及びサイズの第２マスク信号を生成する。後述するように円環ｃＩに対応する（円環ｃＩと）異なる形状等の第２マスク信号を生成するようにしても良い。

第２マスク信号生成回路７５は、図１０Ｂに示すような同心となる複数の円環ｄ１，ｄ２，ｄ３からなる第２マスクＭ２の第２マスク信号を生成する。領域判定回路７３ａ〜７３ｃの複数の円環ｃＩ、第２マスクＭ２の円環ｄＩ（Ｉ＝１，２，３）の数は、３つの場合に限定されるものでなく、４つ以上又は２つにしても良い。
なお、第２マスク信号生成回路７５は、例えば第２マスク信号生成回路７５の内部にメモリを有し、このメモリ内に複数の円環ｄＩからなる第２マスクＭ２の形状の情報を格納し、信号検出回路７４の判定結果に応じて、対応する円環ｄＩの形状情報を読出し、第２マスク信号として切替回路７６ａ〜７６ｃの接点ｂにそれぞれ出力するようにしても良い。また、以下の説明においては、円形マスクＭ１に対応した円環形状等の第２マスクの場合を説明するが、第１マスクを例えば矩形又は長方形にした場合には、矩形又は長方形リング形状の第２マスクを生成するようにしても良い。
また、信号検出回路７４は、複数の円環ｃＩにおける最も外側の円環（第１円環と略記）ｃ１の領域から優先して、該領域に色信号Ｒ，Ｇ，Ｂにおけるいずれの信号も存在しないか否かを判定する。

例えば、第１円環ｃ１の領域において色信号Ｒ，Ｇ，Ｂにおけるいずれの信号も存在しないと判定された場合のみ、信号検出回路７４は、切替回路７６ａ〜７６ｃにおける少なくとも１つを接点ｂがＯＮするように切り替え、第２マスク信号生成回路７５が生成した（第１円環ｃ１と同じ形状の円環ｄ１を第２マスクとした）第２マスク信号を出力させる。
図９においては、例えば第１円環ｃ１の領域において色信号Ｒ，Ｇ，Ｂにおけるいずれの信号も存在しないと判定した場合として、信号検出回路７４は、切替回路７６ａを接点ｂがＯＮするように切替え（切替回路７６ｂ，７６ｃに対しては接点ａがＯＮのままの切替状態を維持）、第１円環ｃ１と同じ形状の第２マスクの第２マスク信号を出力する例を示している。この場合には、赤色の第２マスク信号が警告用の画像信号としてモニタ４に出力される。
また、第１円環ｃ１の領域において、色信号Ｒ，Ｇ，Ｂ全てにおいていずれも存在しないと判定された場合には、信号検出回路７４は、第２円環ｃ２の領域においても同様の判定を行い、同様の処理（但し、第２円環ｃ２の領域において）を行う。また、第２円環ｃ２の領域においても色信号Ｒ，Ｇ，Ｂ全てにおいていずれも存在しないと判定された場合には、信号検出回路７４は、第３円環（実際には円）ｃ３の領域においても同様の判定を行う。

一方、第１円環ｃ１の領域において、少なくとも一部の色信号が存在すると判定された場合には、第２円環ｃ２及び第２円環より内側の円環ｃ３においては、信号の有無を判定しない。この場合には、第１円環ｃ１、第２円環ｃ２及び第２円環ｃ２より内側の円環ｃ３部分に対応する色信号Ｒ，Ｇ，Ｂが切替回路７６ａ〜７６ｃにおけるＯＮされた接点ａを経てモニタ４側に出力される。
このような構成であるため、第１円環ｃ１に色信号Ｒ，Ｇ，Ｂが一部でも存在する場合には、画像処理装置６１に入力された画像信号を形成する色信号は、第１マスクＭ１の円形領域以内の画像の画像信号がモニタ４に出力され、第１マスクＭ１の円形領域以内の画像が表示される。
これに対して、例えば、マッピング部４３′において光ファイバ１５の先端の走査軌跡の大きさに応じてマッピングサイズを変化させることで、走査型内視鏡２の観察範囲に対応する大きさの領域にマッピングされた画像信号が画像処理装置６１又は６１Ｂ内のマスク回路６５に入力される場合を想定する。この場合、マスク回路６５に入力された画像信号における画像が正常な表示サイズから（走査範囲又は観察範囲の縮小のために）縮小された表示サイズの画像の画像信号として入力されると、例えば第１円環ｃ１の領域において、第１円環ｃ１の領域に全く画像信号が存在しないために、この第１円環ｃ１の領域より小さい範囲が表示サイズとなる縮小された画像であることが判定（検出）される。そして、縮小された画像の外側に、警告用画像となる第１円環ｄ１のサイズの第２マスクが、例えば図１０Ｃに示すように表示される。

図１０Ｃに示す例では第１マスクＭ１の円形の内側に第１円環ｃ１と同じサイズの円環ｄ１の第２マスクＭ２が表示され、円環ｄ１の内側に縮小した画像が表示される。
なお、図１０Ｃは、第１円環ｃ１の領域のみにおいて、いずれの色信号Ｒ，Ｇ，Ｂも存在しないと判定された場合を示し、第２円環ｃ２の領域においても、いずれの色信号Ｒ，Ｇ，Ｂも存在しないと判定された場合には、第２円環ｃ２の領域においても（円環ｄ２の）第２マスクＭ２が表示されることになる。
術者等のユーザは、図１０Ｃの画像を観察することにより、警告用画像となる円環ｄ１が表示されることから、画像処理装置６１に入力される画像が縮小された異常なサイズの画像であることを容易に知ることができる。
このように第１の実施形態の変形例によれば、内視鏡検査を行っている最中においても、取得された画像が異常か否かを把握できる画像を表示し、ユーザは異常を認識し易い。
なお、上述した説明においては、領域判定回路７３ａ，７３ｂ，７３ｃの円環ｃＩと第２マスク信号生成回路７５が生成する第２マスクＭ２を形成する円環ｄＩとを等しいサイズ及び形状に設定した場合において説明したが、異なるように設定しても良い。
例えば、図１１Ａに示すように円環ｃ１、ｃ２，ｃ３の各領域において、いずれの色信号も検出されない場合には、同心状の円ｄ１，ｄ２，ｄ３のようなパターンを第２マスクＭ２とする第２マスク信号として出力するように設定部６７において設定しても良い。

この場合、設定部６７において、同心状の円ｄ１，ｄ２，ｄ３を出力する場合の色を設定することもできる。例えば円ｄ１をＧ（グリーン）、円ｄ２をＹ（黄色）、円ｄ３をＲ（赤）に設定しても良い。
また、画像の中心からの距離に応じて異なる表示を行うものであればよく、図１１Ｂに示すように円ｄ１，ｄ２，ｄ３の太さを、外側から内側に行くほど、太くなるように設定しても良い。
また、図１１Ａ，１１Ｂに示す例の他に、図１１Ｃに示すように外側から内側に行くほどにカラーの濃度が徐々に高くなるような円環ｄ１，ｄ２，ｄ３の第２マスク信号を生成するようにしても良い。
また、図示した例では、第１マスクとして円形マスクＭ１と、この円形マスクＭ１に対応した第２マスクＭ２として円環、又は円形状の場合を説明したが、前述のように第１マスクとして矩形又は長方形のマスクを設定しても良いし、この矩形又は長方形のマスクに対応した第２マスクを設定しても良い。図８Ａから図１１Ｃにおいて説明した画像処理装置は付記に記載の内容を含む。
［付記］
画像入力部から入力される画像信号を表示装置に表示した場合、正常な状態での画像の表示領域のサイズの下限値以下の画像信号のみを通すように規制する第１マスクを生成する第１マスク生成部と、
前記表示領域のサイズの下限値を通過した前記画像信号に対して、前記第１マスクの周辺側の領域から中心側の領域を複数に分割した複数の各分割領域において、閾値を用いて画像信号の有無を、最も周辺側となる分割領域を優先して検出する信号検出部と、
前記信号検出部が少なくとも前記最も周辺側の分割領域において、前記画像信号を検出しない場合には、前記最も周辺側の分割領域において、正常な状態よりも縮小した異常画像であることを示す警告用画像として表示するための第２マスクを生成する第２マスク生成部と、を有することを特徴とする画像処理装置。

１…走査型内視鏡装置、２…走査型内視鏡、３…画像処理装置、４…モニタ、５…被検体、１１…先端部、１５…光ファイバ、１７…アクチュエータ、１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄ…圧電素子、１８ａ，１８ｂ…駆動線、２３…受光用光ファイバ、２５…メモリ、３１…光源ユニット、３２…駆動ユニット、３２ｃ，３２ｄ…切替スイッチ、３３…検出ユニット、３４…コントローラ、３６…入力装置、４１…画像処理回路、４２，４４，４６…メモリ回路、４３…ＸＹマッピング回路、４５…スキャン変換回路、４７…特徴部抽出回路、４８…位置ずれ算出回路、４９…判定回路、５０…画像生成回路、５０ａ…判定用画像生成回路、

Claims (5)

1. 被検体内を観察する内視鏡により得られた戻り光信号を、画像を表示するための表示部における前記内視鏡における観察範囲に対応する大きさの領域にマッピングをするマッピング部と、
   前記内視鏡の視野が縮小された場合に、前記視野の縮小に伴って前記表示部における前記マッピングが行われなくなる領域に前記被検体とは異なる表示をする画像を生成する画像生成部と
   を有することを特徴とする画像処理装置。
2. 前記マッピング部において、前記戻り光信号は、前記被検体上に照明光を走査する走査型内視鏡により得られる撮像信号となり、前記観察範囲として前記照明光の走査範囲に対応する大きさの領域にマッピングされ、
   前記画像生成部は、前記走査型内視鏡による前記照明光の走査範囲が縮小された場合に、前記走査範囲の縮小に伴って前記表示部における前記マッピングが行われなくなる領域に前記被検体とは異なる表示をする画像を生成することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
3. 前記画像生成部は、前記マッピングが行われなくなる領域に、前記画像の中心からの距離によって異なる表示を行う画像を生成することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
4. 前記マッピング部において、前記撮像信号は、前記被写体においてらせん状に前記照明光を走査する前記走査型内視鏡により得られ、
   前記画像生成部は、前記マッピングが行われなくなる領域の外側から中心に向かって徐々に強調される画像であることを特徴とする請求項２に記載の画像処理装置。
5. 前記画像生成部は、さらに前記らせん状の走査範囲に対応した大きさの円形のマスク処理を施し、前記マスクの円形の領域内に前記被検体とは異なる表示をする画像を生成することを特徴とする請求項４に記載の画像処理装置。
   

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