JP5767412B2 - 内視鏡システム - Google Patents

Description

本発明は、内視鏡システムに関し、特に、撮像装置に対して着脱可能に接続される挿入部を有する内視鏡システムに関するものである。

医療分野においては、被検体内に挿入した内視鏡により患部を観察しながら、当該被検体内の患部に対して外科的な処置を施すような手術が従来行われている。また、前述の手術においては、例えば、被検体内に挿入可能であるとともに、当該被検体内の被観察物から発せられた戻り光を受光する挿入部と、当該挿入部が着脱可能に接続されるとともに、当該戻り光を結像して得られた当該被観察物の像を撮像するカメラユニットと、を有して構成された内視鏡システムが従来用いられている。

具体的には、例えば、日本国特開２００５−３３４４６２号公報には、前述の挿入部に相当する機能を備えた立体視硬性内視鏡と、前述のカメラユニットに相当する機能を備えた構成の立体ＴＶカメラと、を有する立体視内視鏡システムにおいて、当該立体視硬性内視鏡に設けられた電極群と、当該立体ＴＶカメラに設けられた電極群と、が電気的に接続された際に、当該立体ＴＶカメラに接続された立体視硬性内視鏡の種類の識別に利用される識別情報を取得する構成が開示されている。また、日本国特開２００５−３３４４６２号公報には、前述のように取得した識別情報に基づき、右目用の撮像画像及び左目用の撮像画像における焦点調節を行うための構成が開示されている。一方、例えば、日本国特開２０１１−１４７７０７号公報の内視鏡システムによれば、近接観察モード及び遠景観察モードの中から選択された一の観察モードに応じた焦点調節を行うための構成が開示されている。

しかし、日本国特開２００５−３３４４６２号公報に開示された立体視内視鏡システムによれば、例えば、立体視硬性内視鏡及び立体ＴＶカメラのうちの少なくともいずれか一方に電極群が設けられていない場合には、前述の識別情報を取得することができない。その結果、日本国特開２００５−３３４４６２号公報に開示された立体視内視鏡システムによれば、立体ＴＶカメラに接続される立体視硬性内視鏡に応じた焦点調節を行うための構成が煩雑化してしまう、という課題が生じている。

また、日本国特開２０１１−１４７７０７号公報には、前述の挿入部及びカメラユニットを一体化したものに略相当する撮像部を前提とした焦点調節が開示されている一方で、カメラユニットに対して着脱可能に接続されるような構成を具備する挿入部を対象とした（前述の挿入部とカメラユニットとが別体に構成されている場合の）焦点調節については特に開示等されていない。その結果、日本国特開２０１１−１４７７０７号公報に開示された内視鏡システムによれば、カメラユニットに対して着脱可能に接続される様々な挿入部に応じた焦点調節を行うことができない、という課題が生じている。

本発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであり、撮像装置に対して着脱可能に接続される様々な挿入部に応じた焦点調節を簡便な構成で行うことが可能な内視鏡システムを提供することを目的としている。

本発明の一態様の内視鏡システムは、対物光学系を有する挿入部が着脱可能で、前記挿入部の対物光学系が伝達する被観察物からの光を光学像として撮像し撮像信号として出力するように構成された撮像装置と、前記撮像装置に設けられ、前記撮像装置の焦点を変更可能な駆動部を有する焦点変更部と、前記挿入部が前記撮像装置に装着された状態で前記焦点変更部の前記駆動部に対して前記光学像を合焦状態に自動で制御するために前記挿入部の光学特性を用いて制御信号を生成するように構成された制御部と、前記挿入部の種類と、前記挿入部の光学特性を含む制御情報と、を関連付けた複数のデータを具備するデータベースが格納されている記憶部と、前記挿入部の外表面に表示された所定のコードが前記撮像装置により撮像された際に、当該撮像された画像に含まれる前記所定のコードを読み取ることにより、前記挿入部の種類を識別する識別部と、前記識別部により識別された前記挿入部の種類に対応する前記制御情報を前記データベースから取得することにより、前記識別部により識別された前記挿入部の種類に対応する前記挿入部の光学特性を、前記制御部が前記制御信号を生成する際に用いられる前記挿入部の光学特性として取得するように構成された光学特性取得部と、を有する。
本発明の一態様の内視鏡システムは、対物光学系を有する挿入部が着脱可能で、前記挿入部の対物光学系が伝達する被観察物からの光を光学像として撮像し撮像信号として出力するように構成された撮像装置と、前記撮像装置に設けられ、前記撮像装置の焦点を変更可能な駆動部を有する焦点変更部と、前記挿入部が前記撮像装置に装着された状態で前記焦点変更部の前記駆動部に対して前記光学像を合焦状態に自動で制御するために前記挿入部の光学特性を用いて制御信号を生成するように構成された制御部と、前記撮像装置に前記挿入部が装着された状態で所定のチャートを撮像した際に得られる画像のコントラスト値が所定の閾値以上となる周波数成分を特定する周波数成分特定部と、前記制御部が前記制御信号を生成する際に用いられる前記挿入部の光学特性を、前記周波数成分特定部により特定された前記周波数成分に対応する挿入部の光学特性として取得するように構成された光学特性取得部と、を有する。

実施例に係る内視鏡システムの要部の構成の一例を示す図。 実施例に係る内視鏡システムにおけるカメラユニットの構成の一例を示す図。 実施例に係る内視鏡システムにおけるプロセッサの構成の一例を示す図。 実施例に係る内視鏡システムの使用前において行われる処理の一例を示す図。 実施例に係る内視鏡システムの使用中において行われる処理の一例を示す図。 図４Ａの処理において用いられるテストチャートに含まれる斜めエッジの一例を示す図。 実施例に係る内視鏡システムの使用前において行われる処理の、図４Ａとは異なる例を示す図。 実施例に係る内視鏡システムの使用中において行われる処理の、図４Ｂとは異なる例を示す図。 無線タグを有する接眼部の構成を説明するための図。 無線タグを有するライトガイドポストの構成を説明するための図。 無線タグを有するバンド部材の構成を説明するための図。 図９のバンド部材が把持部に装着された場合の例を示す図。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ説明を行う。

図１から図１０は、本発明の実施例に係るものである。図１は、本発明の実施例に係る内視鏡システムの要部の構成の一例を示す図である。

内視鏡システム１は、図１に示すように、光源装置２と、硬性鏡撮像装置３と、プロセッサ４と、モニタ５と、を有して構成されている。

光源装置２は、図１に示すように、光ケーブルＬＣを介して硬性鏡撮像装置３に接続できるように構成されている。また、光源装置２は、互いに異なる分光特性の光を発することができるように構成されている。さらに、光源装置２は、観察モード切替スイッチ（不図示）の操作により選択された観察モードに応じた分光特性を有する光を照明光として光ケーブルＬＣに供給することができるように構成されている。具体的には、光源装置２は、例えば、観察モード切替スイッチの操作により白色光観察モードが選択された場合には、白色光を照明光として光ケーブルＬＣに供給するように構成されている。また、光源装置２は、例えば、観察モード切替スイッチの操作により特殊光観察モードが選択された場合には、狭帯域光等の特殊光を照明光として光ケーブルＬＣに供給するように構成されている。

硬性鏡撮像装置３は、図１に示すように、硬性鏡１０と、カメラユニット２０と、を有して構成されている。

硬性鏡１０は、挿入部としての機能を有し、被検者の体腔内に挿入可能であるとともに、カメラユニット２０に対して着脱可能に接続されるように構成されている。

具体的には、硬性鏡１０は、例えば、図１に示すように、細長の円筒形状に形成された筒体部１１と、筒体部１１の後端部に設けられた把持部１２と、光ケーブルＬＣの接続口としての機能を具備する光コネクタ部１３と、把持部１２の後端部に対して着脱可能に装着される接眼部１４と、を有して構成されている。また、硬性鏡１０は、接眼部１４が把持部１２の後端部に装着された状態において、カメラユニット２０に対して着脱可能に接続されるように構成されている。

筒体部１１、把持部１２及び光コネクタ部１３の内部には、光ケーブルＬＣを介して光源装置２から供給される照明光を筒体部１１の先端部へ導光するためのライトガイド（不図示）が設けられている。筒体部１１の先端部（の先端面）には、ライトガイドにより伝送された照明光を被観察物へ照射するための照明窓（不図示）と、照明光の照射に伴って被観察物から発せられる戻り光を入射する光入射部としての機能を具備する対物レンズ（不図示）と、が設けられている。筒体部１１及び把持部１２の内部には、対物レンズに入射された戻り光を把持部１２の後端部へ伝送する光伝送部としての機能を具備し、複数のレンズにより構成されたリレー光学系（不図示）が設けられている。

光コネクタ部１３は、把持部１２の側部に対して着脱可能に装着されるライトガイドポスト１３Ａを有して構成されている。

接眼部１４の内部には、リレー光学系を経て把持部１２の後端部から出射される戻り光を結像する結像部としての機能を具備する結像レンズ（不図示）が設けられている。

すなわち、本実施例の硬性鏡撮像装置３は、硬性鏡１０により結像された戻り光が、硬性鏡１０の後端部に接続されたカメラユニット２０に入射されるように構成されている。

カメラユニット２０は、図１に示すように、後端部に設けられた信号ケーブルＳＣを介してプロセッサ４に接続できるように構成されている。また、カメラユニット２０の先端面における接眼部１４との接続部分には、外部からの光を入射する光学窓（不図示）が設けられている。さらに、カメラユニット２０は、図２に示すように、フォーカスレンズ２１と、レンズ駆動部２２と、撮像素子２３と、を有して構成されている。図２は、実施例に係る内視鏡システムにおけるカメラユニットの構成の一例を示す図である。

フォーカスレンズ２１は、レンズ駆動部２２の駆動に応じ、所定の可動範囲内で光軸上を移動することにより、撮像素子２３により撮像される光学像の焦点調節を行うことができるように構成されている。

レンズ駆動部２２は、プロセッサ４から出力されるレンズ駆動制御信号に基づき、フォーカスレンズ２１を駆動することができるように構成されている。レンズ駆動部２２は、フォーカスレンズ２１を駆動することにより、フォーカスレンズ２１を光軸方向に沿って移動させることができるように構成されている。

以上に述べたようなフォーカスレンズ２１及びレンズ駆動部２２の構成によれば、レンズ駆動部２２がプロセッサ４からのレンズ駆動制御信号に基づいてフォーカスレンズ２１を光軸方向に沿って移動させる（駆動する）ことにより、撮像素子２３により撮像される光学像を合焦状態にすることができる。すなわち、フォーカスレンズ２１及びレンズ駆動部２２は、カメラユニット２０の焦点調節に係る動作を行う焦点調節部としての機能を有している。

撮像素子２３は、撮像レンズ群を通過した光に応じた光学像を撮像面において受光し、当該受光した光学像を撮像して撮像信号を生成するように構成されている。そして、撮像素子２３により生成された撮像信号は、（信号ケーブルＳＣを介して）プロセッサ４へ出力される。

プロセッサ４は、図１に示すように、ビデオケーブルＶＣを介してモニタ５に接続できるように構成されている。また、プロセッサ４は、図３に示すように、撮像信号入力部４１と、記憶部４２と、画像処理部４３と、ＣＰＵ４４と、表示制御部４５と、を有して構成されている。図３は、実施例に係る内視鏡システムにおけるプロセッサの構成の一例を示す図である。

撮像信号入力部４１は、カメラユニット２０から出力された撮像信号に対し、ノイズ除去及びＡ／Ｄ変換等の信号処理を施して画像データを生成するように構成されている。そして、撮像信号入力部４１により生成された画像データは、バスＢＳを介して画像処理部４３及びＣＰＵ４４へ出力される。

記憶部４２は、例えば、不揮発性メモリ等を有して構成されている。記憶部４２は、ＣＰＵ４４の処理に用いられるプログラム及びデータベース等の様々なデータを格納できるように構成されている。

画像処理部４３は、撮像信号入力部４１により生成された画像データに対して種々の画像処理を施すように構成されている。そして、画像処理部４３により画像処理が施された画像データは、バスＢＳを介して記憶部４２及び表示制御部４５へ出力される。

ＣＰＵ４４は、例えば、記憶部４２から読み込んだプログラム、及び、スイッチ等の入力インターフェース（不図示）の操作に応じた動作をプロセッサ４の各部に対して行わせることができるように構成されている。ＣＰＵ４４は、バスＢＳまたは信号線（不図示）を介し、プロセッサ４の各部を制御することができるように構成されている。

一方、制御部としての機能を備えたＣＰＵ４４は、後述の処理を行うことにより、カメラユニット２０と同時に使用される硬性鏡１０に応じた焦点調節を行うためのレンズ駆動制御信号を生成し、当該生成したレンズ駆動制御信号を（信号ケーブルＳＣを介して）カメラユニット２０のレンズ駆動部２２へ出力するように構成されている。

表示制御部４５は、画像処理部４３により画像処理が施された画像データに対し、ＣＰＵ４４の制御等に応じた種々の処理を施して映像信号を生成するように構成されている。そして、表示制御部４５により生成された映像信号は、（ビデオケーブルＶＣを介して）モニタ５へ出力される。

なお、本実施例によれば、例えば、プロセッサ４の各部のうちの１つ以上がカメラユニット２０に設けられるように内視鏡システム１を構成してもよい。

モニタ５は、ビデオケーブルＶＣを介してプロセッサ４から出力される映像信号に応じた画像等を画面上に表示することができるように構成されている。

次に、本実施例の内視鏡システム１において、図４Ａ及び図４Ｂに示す処理が行われる場合の例について説明する。図４Ａは、実施例に係る内視鏡システムの使用前において行われる処理の一例を示す図である。図４Ｂは、実施例に係る内視鏡システムの使用中において行われる処理の一例を示す図である。

まず、術者等のユーザは、内視鏡システム１の各部を図１に示すように接続して電源を投入する（図４ＡのステップＳ１）。その後、ユーザは、例えば図５に示すような、白色及び黒色の斜めエッジを含む所定のテストチャートを撮像することができるように筒体部１１の先端部を配置し、カメラユニット２０に設けられたＡＦスイッチ（不図示）を押下する（図４ＡのステップＳ２）。図５は、図４Ａの処理において用いられるテストチャートに含まれる斜めエッジの一例を示す図である。

その後、ＣＰＵ４４は、所定のテストチャートが撮像された画像データを取得すると、当該取得した画像データの所定の複数の周波数成分各々において、白色及び黒色の斜めエッジ部分の輝度値を検出する（図４ＡのステップＳ３）。具体的には、ＣＰＵ４４は、例えば、ＦＤ１＜ＦＤ２＜ＦＤ３となるように予め設定された３つの周波数成分各々において、白色及び黒色の斜めエッジ部分の輝度値を検出する。

なお、本実施例において、周波数成分とは、空間周波数成分のことを指す。ここで、空間周波数成分は、一般的に、画像上の濃淡変化のピッチを表すパラメータとして用いられる。また、一般的に、１枚の画像には複数の空間周波数成分が含まれている。そのため、例えば、複数の空間周波数成分を含む画像内における低周波成分が多い領域では濃淡の間隔が広くなる一方で、当該画像内における高周波成分が多い画像では濃淡の間隔が狭くなる。そして、本実施例のＣＰＵ４４は、例えば、取得した画像データを周波数成分毎に分解し、当該分解した周波数成分毎の輝度値を検出する処理を行うことにより、図４ＡのステップＳ３の処理結果を得ている。

周波数成分特定部としての機能を備えたＣＰＵ４４は、図４ＡのステップＳ３の処理において用いた所定の複数の周波数成分の中から、白色の輝度値と黒色の輝度値との差が所定の閾値ＴＨ１以上になる周波数成分、すなわち、コントラスト値が所定の閾値ＴＨ１以上になる周波数成分ＦＣ１を特定する（図４ＡのステップＳ４）。そして、光学特性取得部としての機能を備えたＣＰＵ４４は、図４ＡのステップＳ４の処理により、周波数成分ＦＣ１を硬性鏡１０の光学特性として取得する。

具体的には、ＣＰＵ４４は、例えば、前述の３つの周波数成分ＦＤ１、ＦＤ２及びＦＤ３のうち、白色の輝度値と黒色の輝度値との差が周波数成分ＦＤ１において所定の閾値ＴＨ１以上になることを検出した場合に、当該周波数成分ＦＤ１を周波数成分ＦＣ１として特定する。そして、このような処理により、カメラユニット２０に接続されている硬性鏡１０、すなわち、カメラユニット２０と組み合わせて使用する硬性鏡１０に適した周波数成分ＦＤ１を特定することができる。換言すると、本実施例によれば、図４ＡのステップＳ３の処理において用いられる所定の複数の周波数成分を、図４ＡのステップＳ４の処理により１つの周波数成分ＦＣ１を特定可能な程度まで互いに離して設定しておく必要がある。

制御情報取得部としての機能を備えたＣＰＵ４４は、図４ＡのステップＳ４により特定した周波数成分ＦＣ１に対応するレンズ駆動制御信号の生成の際に用いる制御情報を取得する（図４ＡのステップＳ５）。具体的には、ＣＰＵ４４は、例えば、レンズ駆動制御信号の生成の際に用いる制御情報として、図４ＡのステップＳ４により特定した周波数成分ＦＣ１を１／２倍（または略１／２倍）した値を少なくとも含む制御情報を取得する。すなわち、図４ＡのステップＳ５の処理によれば、図４ＡのステップＳ４の処理により特定された周波数成分ＦＣ１の大きさに応じて異なる制御情報が取得される。

一方、ユーザは、例えば、モニタ５に表示される画像を確認することにより、図４Ａに示した一連の処理の完了を認識すると、被検者の体腔内における所望の観察部位の近傍に筒体部１１の先端部を配置させるための操作を行う。

ＣＰＵ４４は、図４ＡのステップＳ５により取得した制御情報に基づき、カメラユニット２０（撮像素子２３）により撮像される光学像を周波数成分ＦＣ１で合焦状態にするためのレンズ駆動制御信号を生成して出力する（図４ＢのステップＳ６）。

ＣＰＵ４４は、図４ＢのステップＳ６の処理を行った後で入力される画像データに基づき、当該画像データのコントラスト値が所定の閾値ＴＨＬ（＜ＴＨ１）未満になったか否かを判定する（図４ＢのステップＳ７）。そして、図４ＢのステップＳ７の処理によれば、例えば、画像データのコントラスト値が所定の閾値ＴＨＬ以上であるとの判定結果が得られた場合に、カメラユニット２０（撮像素子２３）により撮像される光学像が合焦状態であることが示される。また、図４ＢのステップＳ７の処理によれば、例えば、画像データのコントラスト値が所定の閾値ＴＨＬ未満であるとの判定結果が得られた場合に、カメラユニット２０（撮像素子２３）により撮像される光学像が合焦状態からずれていることが示される。

そして、ＣＰＵ４４は、図４ＢのステップＳ７の処理において、画像データのコントラスト値が所定の閾値ＴＨＬ以上であるとの判定結果を得た場合には、当該判定結果を得た後で入力される次の画像データに基づき、図４ＢのステップＳ７の処理を再度行う。

すなわち、図４ＢのステップＳ７の処理において、画像データのコントラスト値が所定の閾値ＴＨＬ以上であるとの判定結果が得られた場合には、新規のレンズ駆動制御信号が生成されないため、フォーカスレンズ２１の配置位置が現在の位置に維持される。

また、ＣＰＵ４４は、図４ＢのステップＳ７の処理において、画像データのコントラスト値が所定の閾値ＴＨＬ未満であるとの判定結果を得た場合には、図４ＢのステップＳ６に戻って処理を行う。

すなわち、図４ＢのステップＳ７の処理において、画像データのコントラスト値が所定の閾値ＴＨＬ未満であるとの判定結果が得られた場合には、図４ＢのステップＳ６の処理により新規に生成されたレンズ駆動制御信号に応じ、フォーカスレンズ２１の配置位置が現在の位置から移動する。

以上に述べたように、図４Ａ及び図４Ｂの処理によれば、硬性鏡１０をカメラユニット２０に接続した状態で所定のテストチャートが撮像された際に得られる画像データに基づき、カメラユニット２０（撮像素子２３）により撮像される光学像を合焦状態にするためのレンズ駆動制御信号が生成及び出力される。そのため、図４Ａ及び図４Ｂの処理によれば、撮像装置に対して着脱可能に接続される様々な挿入部毎に個別に周波数成分ＦＣ１を取得することができるため、当該挿入部に応じた焦点調節を簡便な構成で行うことができる。

なお、本実施例によれば、例えば、カメラユニット２０と同時に使用される硬性鏡１０の種類を識別し、当該識別した硬性鏡１０の種類に基づいて焦点調節を行うためのレンズ駆動制御信号を生成するようにしてもよい。このような場合に行われる処理について、図６Ａ及び図６Ｂのフローチャートを主に参照しつつ説明する。図６Ａは、実施例に係る内視鏡システムの使用前において行われる処理の、図４Ａとは異なる例を示す図である。図６Ｂは、実施例に係る内視鏡システムの使用中において行われる処理の、図４Ｂとは異なる例を示す図である。

まず、術者等のユーザは、内視鏡システム１の各部を図１に示すように接続して電源を投入する（図６ＡのステップＳ１１）。

その後、ユーザは、硬性鏡１０をカメラユニット２０に接続する前に、モニタ５に表示される画像を確認しながら、硬性鏡１０の外表面のうち、硬性鏡１０の種類に係る情報を含む識別コード（１次元コードまたは２次元コード）が表示された部分（例えば接眼部１４）を撮像可能な位置にカメラユニット２０を配置する。

識別部としての機能を備えたＣＰＵ４４は、撮像信号入力部４１により生成された画像データに基づき、当該画像データに含まれる識別コードを読み取ることにより、カメラユニット２０と同時に使用される硬性鏡１０の種類を識別する（図６ＡのステップＳ１２）。

一方、ＣＰＵ４４は、図６ＡのステップＳ１２の処理の実施に併せ、カメラユニット２０に対して着脱可能に接続される一の硬性鏡の種類と、当該一の硬性鏡における焦点調節の際に用いられる制御情報と、が関連付けられたデータを複数具備するデータベースＤＢ１を記憶部４２から読み込む。なお、データベースＤＢ１に含まれる制御情報には、例えば、カメラユニット２０に対して着脱可能に接続される一の硬性鏡の被写界深度、当該一の硬性鏡の焦点調節を行う際の評価領域、及び、当該一の硬性鏡を用いて被観察物を撮像した際に得られる画像データのコントラスト値が所定の閾値ＴＨ２以上になる周波数成分ＦＣ２等の光学特性が含まれているものとする。また、データベースＤＢ１に含まれる制御情報等のデータは、例えば、工場出荷時等のような、カメラユニット２０が使用される前のタイミングで予め記憶部４２に格納される。すなわち、光学特性取得部としての機能を備えたＣＰＵ４４は、図６ＡのステップＳ１２の処理により識別した硬性鏡１０の種類に対応する光学特性を取得する。

制御情報取得部としての機能を備えたＣＰＵ４４は、記憶部４２から読み込んだデータベースＤＢ１を参照することにより、図６ＡのステップＳ１２により識別した硬性鏡１０の種類に対応する制御情報を取得する（図６ＡのステップＳ１３）。

一方、ユーザは、例えば、モニタ５に表示される画像を確認することにより、図６Ａに示した一連の処理の完了を認識すると、被検者の体腔内における所望の観察部位の近傍に筒体部１１の先端部を配置させるための操作を行う。

ＣＰＵ４４は、図６ＡのステップＳ１３により取得した制御情報に基づき、カメラユニット２０と同時に使用される硬性鏡１０の種類に応じた合焦状態にするためのレンズ駆動制御信号を生成して出力する（図６ＢのステップＳ１４）。すなわち、このような図６ＢのステップＳ１４の処理によれば、図６ＡのステップＳ１２において識別された硬性鏡１０の種類に対応する評価領域が画像データ内において設定され、当該設定された評価領域を合焦状態にするための前記制御信号が生成される。

ＣＰＵ４４は、図６ＢのステップＳ１４の処理を行った後で入力される画像データに基づき、当該画像データのコントラスト値が所定の閾値ＴＨＭ（＜ＴＨ２）未満になったか否かを判定する（図６ＢのステップＳ１５）。

そして、ＣＰＵ４４は、図６ＢのステップＳ１５の処理において、画像データのコントラスト値が所定の閾値ＴＨＭ以上であるとの判定結果を得た場合には、当該判定結果を得た後で入力される次の画像データに基づき、図６ＢのステップＳ１５の処理を再度行う。

すなわち、図６ＢのステップＳ１５の処理において、画像データのコントラスト値が所定の閾値ＴＨＭ以上であるとの判定結果が得られた場合には、新規のレンズ駆動制御信号が生成されないため、フォーカスレンズ２１の配置位置が現在の位置に維持される。

また、ＣＰＵ４４は、図６ＢのステップＳ１５の処理において、画像データのコントラスト値が所定の閾値ＴＨＭ未満であるとの判定結果を得た場合には、図６ＢのステップＳ１４に戻って処理を行う。

すなわち、図６ＢのステップＳ１５の処理において、画像データのコントラスト値が所定の閾値ＴＨＭ未満であるとの判定結果が得られた場合には、図６ＢのステップＳ１４の処理により新規に生成されたレンズ駆動制御信号に応じ、フォーカスレンズ２１の配置位置が現在の位置から移動する。

以上に述べたように、図６Ａ及び図６Ｂの処理によれば、硬性鏡１０の所定の部分に表示されたコードを撮像して得られた画像データに基づき、カメラユニット２０と同時に使用される硬性鏡１０の種類が識別され、当該識別された硬性鏡１０の種類に応じた合焦状態にするためのレンズ駆動制御信号が生成及び出力される。そのため、図６Ａ及び図６Ｂの処理によれば、撮像装置に対して着脱可能に接続される様々な挿入部毎に個別に周波数成分ＦＣ２を取得することができるため、当該挿入部に応じた焦点調節を簡便な構成で行うことができる。

なお、本実施例によれば、図６ＡのステップＳ１１からステップＳ１２までの期間において、以下に述べるような処理等が行われることにより、カメラユニット２０と同時に使用される硬性鏡１０の種類が識別されるようにしてもよい。

例えば、術者等のユーザは、内視鏡システム１の各部を図１に示すように接続して電源を投入した後、図７に示すような接眼部１４Ａを接眼部１４の代わりに装着する。図７は、無線タグを有する接眼部の構成を説明するための図である。

接眼部１４Ａは、図７に示すように、接眼部１４と同様の形状及び機能を有し、接眼部１４の代わりに把持部１２の後端部に対して着脱可能に装着されるように構成されている。また、図７に示すように、接眼部１４Ａには、硬性鏡１０の種類に関連付けられたＩＤ情報を無線信号として送信可能な無線送信部としての機能を具備する無線タグ６１が設けられている。

すなわち、前述のような接眼部１４Ａの構成によれば、硬性鏡１０の種類に関連付けられたＩＤ情報が無線タグ６１から無線信号として送信される。そのため、ＣＰＵ４４は、例えば、カメラユニット２０の無線受信部（不図示）において受信された無線信号に含まれるＩＤ情報に基づき、カメラユニット２０と同時に使用される硬性鏡１０の種類を識別することができる。

または、例えば、術者等のユーザは、内視鏡システム１の各部を図１に示すように接続して電源を投入した後、図８に示すようなライトガイドポスト１３Ｂをライトガイドポスト１３Ａの代わりに装着する。図８は、無線タグを有するライトガイドポストの構成を説明するための図である。

ライトガイドポスト１３Ｂは、図８に示すように、ライトガイドポスト１３Ａと同様の形状及び機能を有し、ライトガイドポスト１３Ａの代わりに把持部１２の側部に対して着脱可能に装着されるように構成されている。また、図８に示すように、ライトガイドポスト１３Ｂには、硬性鏡１０の種類に関連付けられたＩＤ情報を無線信号として送信可能な無線送信部としての機能を具備する無線タグ６１が設けられている。

すなわち、前述のようなライトガイドポスト１３Ｂの構成によれば、硬性鏡１０の種類に関連付けられたＩＤ情報が無線タグ６１から無線信号として送信される。そのため、ＣＰＵ４４は、例えば、カメラユニット２０の無線受信部において受信された無線信号に含まれるＩＤ情報に基づき、カメラユニット２０と同時に使用される硬性鏡１０の種類を識別することができる。

または、例えば、術者等のユーザは、内視鏡システム１の各部を図１に示すように接続して電源を投入した後、図９に示すようなバンド部材１５を把持部１２に装着する。図９は、無線タグを有するバンド部材の構成を説明するための図である。

バンド部材１５は、例えば、ゴム等の弾性部材により形成されており、図１０に示すような態様で把持部１２に対して着脱可能に装着されるように構成されている。また、図９に示すように、バンド部材１５には、硬性鏡１０の種類に関連付けられたＩＤ情報を無線信号として送信可能な無線送信部としての機能を具備する無線タグ６１が設けられている。図１０は、図９のバンド部材が把持部に装着された場合の例を示す図である。

すなわち、前述のようなバンド部材１５の構成によれば、硬性鏡１０の種類に関連付けられたＩＤ情報が無線タグ６１から無線信号として送信される。そのため、ＣＰＵ４４は、例えば、カメラユニット２０の無線受信部において受信された無線信号に含まれるＩＤ情報に基づき、カメラユニット２０と同時に使用される硬性鏡１０の種類を識別することができる。

なお、本実施例によれば、例えば、図５に示したテストチャートが、ホワイトバランス調整に用いられるホワイトバランスキャップの内周面に描かれていてもよい。

また、本実施例によれば、例えば、図４ＡのステップＳ５または図６ＡのステップＳ１２の処理により制御情報を得た後で、観察モード切替スイッチの操作により光源装置２から供給される照明光が切り替えられた場合に、同様の処理を再度行わずとも、切り替え後の照明光に適した制御情報を得るようにすることができる。具体的には、例えば、第１の分光特性を具備する切り替え前の照明光で既に得られた制御情報において合焦状態となるフォーカスレンズ２１の配置位置を、当該第１の分光特性と、切り替え後の照明光が具備する第２の分光特性と、の差異に応じた所定の値だけずらすような処理を行うことにより、当該切り替え後の照明光に適した新たな制御情報を得ることができる。そのため、このような処理が行われるように構成した内視鏡システム１によれば、焦点調節に係る作業の煩雑さを軽減することができるとともに、照明光の分光特性に応じた焦点調節を行うことができる。

ところで、内視鏡システム１のカメラユニット２０には、硬性鏡１０のみならず、例えば、筒体部１１及び把持部１２の内部のリレー光学系をファイババンドルに置き換えて構成したファイバスコープが接続される場合も考えられる。そのため、本実施例によれば、例えば、図４ＡのステップＳ３の輝度値の検出結果に応じたコントラスト値がＣＰＵ４４により算出され、当該算出されたコントラスト値に基づいて硬性鏡１０またはファイバスコープのどちらがカメラユニット２０と同時に使用されるかがＣＰＵ４４により識別され、当該識別された結果に応じたレンズ駆動制御信号がＣＰＵ４４からレンズ駆動部２２へ出力されるように内視鏡システム１を構成してもよい。または、本実施例によれば、例えば、図６ＡのステップＳ１２の処理において、硬性鏡１０またはファイバスコープのどちらがカメラユニット２０と同時に使用されるかがＣＰＵ４４により識別され、当該識別された結果に応じたレンズ駆動制御信号がＣＰＵ４４からレンズ駆動部２２へ出力されるようにしてもよい。さらに、本実施例によれば、ファイバスコープがカメラユニット２０と同時に使用されるとの識別結果が得られた際に、以下に述べる処理が行われるように内視鏡システム１を構成してもよい。

一方、ファイバスコープがカメラユニット２０と同時に使用される場合においては、当該ファイバスコープの接眼部１４側の端面に対する焦点調整が行われる関係上、撮像素子２３により撮像される光学像が合焦状態になった場合のフォーカスレンズ２１の配置位置にずれが生じない。そのため、本実施例によれば、例えば、ファイバスコープがカメラユニット２０と同時に使用されるとの識別結果が得られた際に、所定のタイミングから一定時間が経過するまでの間のみ、図４ＢのステップＳ７及び図６ＢのステップＳ１５の処理が行われるようにしてもよい。具体的には、例えば、ファイバスコープがカメラユニット２０と同時に使用されるとの識別結果が得られたタイミングから一定時間が経過するまでの間のみ、図４ＢのステップＳ７及び図６ＢのステップＳ１５の処理が行われるようにしてもよい。そして、このような動作が行われるように構成した内視鏡システム１によれば、ファイバスコープがカメラユニット２０と同時に使用されるとの識別結果が得られた際に、所定のタイミングから一定時間が経過するまでの間のみレンズ駆動制御信号が（生成及び）出力されるため、レンズ駆動制御信号の出力に起因して生じる消費電力の増加を抑制することができる。

また、本実施例によれば、例えば、ファイバスコープがカメラユニット２０と同時に使用されるとの識別結果が得られた際に、ＣＰＵ４４が、撮像信号入力部４１により生成される画像データのコントラスト値が最大値となる配置位置から所定の量だけずらした配置位置にフォーカスレンズ２１を移動させるためのレンズ駆動制御信号を出力するようにしてもよい。そして、このような動作が行われるように構成した内視鏡システム１によれば、ファイバスコープを用いて被観察物を撮像した際に得られる画像において生じるモアレを軽減することができる。

また、本実施例によれば、例えば、ファイバスコープがカメラユニット２０と同時に使用されるとの識別結果が得られた際に、画像処理部４３が、撮像信号入力部４１により生成された画像データ内の白色（明部）と黒色（暗部）との境界線に対してブラーをかけるような画像処理を行ってもよい。そして、このような画像処理が行われるように構成した内視鏡システム１によれば、ファイバスコープを用いて被観察物を撮像した際に得られる画像において生じるモアレを軽減することができる。

一方、本実施例によれば、例えば、カメラユニット２０の撮像レンズ群を通過した光が入射される液晶板（不図示）と、当該液晶板を通過した光が入射される複屈折板（不図示）と、が撮像素子２３の前面に配置された構成において、ファイバスコープがカメラユニット２０と同時に使用されるとの識別結果が得られた際に、以下に述べる処理等が行われるようにしてもよい。

ＣＰＵ４４は、撮像素子２３のフレームレートに基づき、撮像素子２３の各画素位置に対する画素ずれのない第１の光学像が撮像される状態と、撮像素子２３の各画素位置から水平方向及び垂直方向に１／２画素分の画素ピッチだけずらした第２の光学像が撮像される状態と、が１フレーム分の期間中に切り替わるように液晶板を駆動させる。そして、このようなＣＰＵ４４の動作に伴い、１フレーム分の期間中において、前述の第１の光学像に応じた画像データＩＧ１と、前述の第２の光学像に応じた画像データＩＧ２と、が撮像信号入力部４１により生成される。

その後、画像処理部４３は、撮像信号入力部４１から出力される画像データＩＧ１及びＩＧ２を重畳して画像データＩＧ３を生成する。

さらに、画像処理部４３は、前述のように生成した画像データＩＧ３に対して画素補間処理を施すことにより、画像データＩＧ１及びＩＧ２における画素ピッチの１／２倍の画素ピッチを具備するとともに、画像データＩＧ１及びＩＧ２における画素数の４倍の画素数を具備する画像データＩＧ４を生成する。

そして、画像処理部４３は、例えば、画像データＩＧ１及びＩＧ２における画素数と同数になるまで画素を間引く処理を画像データＩＧ４に対して施すことにより画像データＩＧ５を生成し、当該生成した画像データＩＧ５を表示制御部４５へ出力する。このような画像処理部４３の動作に伴い、画像データＩＧ５に応じた画像がモニタ５に表示される。

ここで、画像データＩＧ１及びＩＧ２における画素ピッチをＰとし、さらに、ファイバスコープに設けられたファイババンドルにおける各ファイバ間のピッチをＰ＋δＰ（０＜δＰ＜Ｐ）とした場合、以下の数式（１）の演算を行うことにより、画像データＩＧ１及びＩＧ２に含まれるモアレ成分のピッチに相当するモアレ周期ＴＭＡを求めることができる。

ＴＭＡ＝Ｐ^２／δＰ ・・・（１）

また、画像データＩＧ４の画素ピッチＰ／２を上記数式（１）に代入して下記数式（２）の演算を行うことにより、画像データＩＧ４に含まれるモアレ成分のピッチに相当するモアレ周期ＴＭＢを求めることができる。

ＴＭＢ＝（Ｐ／２）^２／δＰ＝Ｐ^２／４δＰ ・・・（２）

また、画像データＩＧ１及びＩＧ２に含まれるモアレ成分の空間周波数をＦＭＡとし、さらに、画像データＩＧ４に含まれるモアレ成分の空間周波数をＦＭＢとした場合、以下の数式（３）及び（４）に示すような関係が成り立つ。

ＦＭＡ＝１／ＴＭＡ＝δＰ／Ｐ^２ ・・・（３）
ＦＭＢ＝１／ＴＭＢ＝４×（δＰ／Ｐ^２）＝４×ＦＭＡ・・・（４）

すなわち、画像データＩＧ５においては、画像データＩＧ１及びＩＧ２に比べて高周波側へモアレ成分が移動している。そのため、画像データＩＧ５が生成されるように構成した内視鏡システム１によれば、解像度の劣化を抑制しつつ、モニタ５に表示されるモアレの視認性を低下させることができる。

なお、以上に述べた処理によれば、例えば、画像データＩＧ４の画素を間引いて画像データＩＧ５を生成する前に、画像データＩＧ４に対してローパスフィルタを適用することにより、モアレ成分の空間周波数ＦＭＢを除去するようにしてもよい。そして、空間周波数ＦＭＢが除去された状態で画像データＩＧ５が生成されるように構成した内視鏡システム１によれば、解像度の劣化を抑制しつつ、モニタ５にモアレを略表示させないようにすることができる。

なお、本発明は、上述した実施例に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更や応用が可能であることは勿論である。

本出願は、２０１３年６月１２日に日本国に出願された特願２０１３−１２３８８６号を優先権主張の基礎として出願するものであり、上記の開示内容は、本願明細書、請求の範囲、図面に引用されたものとする。

Claims (5)

1. 対物光学系を有する挿入部が着脱可能で、前記挿入部の対物光学系が伝達する被観察物からの光を光学像として撮像し撮像信号として出力するように構成された撮像装置と、
   前記撮像装置に設けられ、前記撮像装置の焦点を変更可能な駆動部を有する焦点変更部と、
   前記挿入部が前記撮像装置に装着された状態で前記焦点変更部の前記駆動部に対して前記光学像を合焦状態に自動で制御するために前記挿入部の光学特性を用いて制御信号を生成するように構成された制御部と、
   前記挿入部の種類と、前記挿入部の光学特性を含む制御情報と、を関連付けた複数のデータを具備するデータベースが格納されている記憶部と、
   前記挿入部の外表面に表示された所定のコードが前記撮像装置により撮像された際に、当該撮像された画像に含まれる前記所定のコードを読み取ることにより、前記挿入部の種類を識別する識別部と、
   前記識別部により識別された前記挿入部の種類に対応する前記制御情報を前記データベースから取得することにより、前記識別部により識別された前記挿入部の種類に対応する前記挿入部の光学特性を、前記制御部が前記制御信号を生成する際に用いられる前記挿入部の光学特性として取得するように構成された光学特性取得部と、
   を有することを特徴とする内視鏡システム。
2. 前記制御部は、前記識別部により識別された前記挿入部の種類に対応する評価領域を前記撮像信号に応じて生成される画像内において設定し、当該設定した評価領域を合焦状態にするための前記制御信号を生成する
   ことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡システム。
3. 前記制御部は、前記挿入部を用いて前記被観察物を撮像した際の画像データのコントラスト値を用いて前記制御信号を生成する
   ことを特徴とする請求項２に記載の内視鏡システム。
4. 前記制御部は、前記被観察物に照射される照明光の分光特性に応じた前記制御信号を前記焦点変更部へ出力するための処理を行う
   ことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡システム。
5. 対物光学系を有する挿入部が着脱可能で、前記挿入部の対物光学系が伝達する被観察物からの光を光学像として撮像し撮像信号として出力するように構成された撮像装置と、
   前記撮像装置に設けられ、前記撮像装置の焦点を変更可能な駆動部を有する焦点変更部と、
   前記挿入部が前記撮像装置に装着された状態で前記焦点変更部の前記駆動部に対して前記光学像を合焦状態に自動で制御するために前記挿入部の光学特性を用いて制御信号を生成するように構成された制御部と、
   前記撮像装置に前記挿入部が装着された状態で所定のチャートを撮像した際に得られる画像のコントラスト値が所定の閾値以上となる周波数成分を特定する周波数成分特定部と、
   前記制御部が前記制御信号を生成する際に用いられる前記挿入部の光学特性を、前記周波数成分特定部により特定された前記周波数成分に対応する挿入部の光学特性として取得するように構成された光学特性取得部と、
   を有することを特徴とする内視鏡システム。

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