JP6177387B2 - 内視鏡装置の合焦制御装置、内視鏡装置及び内視鏡制御装置の作動方法 - Google Patents
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まず、本実施形態の概要について説明する。上述のように、拡大内視鏡により近接拡大観察を行なう場合、常に合焦した状態の画像を観察し続けるにはかなりの熟練を要する。そのため、合焦を維持するためにスコープ位置合わせの作業時間が増加し、全体の診断時間が長時間に及んでしまう。その結果、ドクターの疲労と共に患者の負担も大きくなるという課題がある。
2.1.内視鏡装置
次に、本実施形態の詳細について説明する。図1に、第1の実施形態における内視鏡装置の構成例を示す。内視鏡装置は、光源部100、撮像部200、制御装置300(プロセッサ部)、表示部400、外部I/F部500を含む。
次に、固定焦点制御とオートフォーカス制御を切り替える制御について詳細に説明する。まず、2つの観察モードについて説明する。
図7に、一群駆動の場合における撮像光学系の詳細な構成例を示す。一群駆動では、ズームレンズのみがレンズ系内で移動可能な構成となっている。WIDE端では、レンズ系の先端からズームレンズまでの距離が離れた位置にズームレンズがあり、TELE端では、レンズ系の先端からズームレンズまでの距離が近い位置にズームレンズがある。
図8に、上述の閾値判定によりオートフォーカス制御と固定焦点制御の切り替えを行う焦点位置制御部の詳細な構成例を示す。焦点位置制御部303は、画像取得部315、領域抽出部320、コントラスト算出部330、コントラスト変動量算出部340、平均輝度変動量算出部350、判定部360、フォーカス制御部365を含む。
3.1.内視鏡装置
図9に、第2の実施形態における内視鏡装置の構成例を示す。内視鏡装置は、光源部100、撮像部200、制御装置300(プロセッサ部)、表示部400、外部I/F部500を含む。上述した第1の実施形態と基本構成は同様である。なお以下では、第1の実施形態で説明した構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
次に、オートフォーカス制御と固定焦点制御の切り替え制御について説明する。第2の実施形態では、撮像シーンの推定を第1の実施形態とは異なる手法で行うことでオートフォーカス制御の開始、終了を判定している。
図12に、第2の実施形態における焦点位置制御部303の詳細な構成例を示す。焦点位置制御部303は、領域抽出部320、コントラスト算出部330、コントラスト変動量算出部340、輝度分布算出部351、判定部360、フォーカス制御部365を含む。フォーカス制御部365は、AF制御部370、固定焦点制御部380、焦点制御選択部390を含む。
以上の実施形態では、撮像画像の平均輝度値又は輝度分布を判定条件に用いたが、本実施形態はこれに限定されず、例えば調光制御値を判定条件に用いてもよい。第2の実施形態の変形例として、この調光制御値を判定条件に用いる場合について説明する。
次に、オートフォーカス制御を開始、一時停止、再開、終了する時系列的な制御手法について説明する。なお以下では、シングルオートフォーカスを想定して説明するが、本実施形態はこれに限定されない。
104 集光レンズ、200 撮像部、201 ライトガイドファイバー、
202 照明レンズ、203 対物レンズ、206 ズームレンズ駆動部、
207 ズームレンズ、208 フォーカスレンズ、209 撮像素子、
210 A/D変換部、211 フォーカスレンズ駆動部、
300 制御装置、301 画像処理部、302 制御部、
303 焦点位置制御部、315 画像取得部、
320 領域抽出部、330 コントラスト算出部、
340 コントラスト変動量算出部、350 平均輝度変動量算出部、
351 輝度分布算出部、360 判定部、365 フォーカス制御部、
370 AF制御部、380 固定焦点制御部、390 焦点制御選択部、
400 表示部、500 外部I/F部、501 ズームレバー
Claims (21)
- 少なくともスクリーニング観察状態と近接拡大観察状態を有する撮像光学系により撮像された画像を取得する画像取得部と、
前記撮像画像に基づいて、被写体像の合焦状態を評価するための、前記撮像画像の所定領域におけるコントラスト値を算出する評価値算出部と、
前記コントラスト値に対して、所定周波数特性のハイパスフィルタ又はバンドパスフィルタによる処理を行い、前記処理の結果に基づいて、前記コントラスト値の時間変動を表すコントラスト変動量を算出する判定情報算出部と、
前記コントラスト変動量に基づいて、観察状態が前記スクリーニング観察状態と前記近接拡大観察状態のいずれであるかの判定を行う判定部と、
前記判定の結果に基づいて、オートフォーカス制御の開始又は終了を行うフォーカス制御部と、
を含むことを特徴とする内視鏡装置の合焦制御装置。 - 請求項1において、
前記撮像画像の輝度情報に基づいて、第2の判定情報を算出する第2の判定情報算出部を含み、
前記判定部は、前記コントラスト変動量及び前記第2の判定情報に基づいて、前記観察状態が前記スクリーニング観察状態と前記近接拡大観察状態のいずれであるかの判定を行うことを特徴とする内視鏡装置の合焦制御装置。 - 請求項1において、
前記フォーカス制御部は、前記コントラスト変動量が開始条件を満たすと判定された場合に前記オートフォーカス制御を開始し、前記コントラスト変動量が終了条件を満たすと判定された場合に前記オートフォーカス制御を終了することを特徴とする内視鏡装置の合焦制御装置。 - 請求項3において、
前記撮像画像の輝度情報に基づいて、第2の判定情報を算出する第2の判定情報算出部を含み、
前記判定部は、前記コントラスト変動量及び前記第2の判定情報が、開始条件を満たすか否かの判定を行い、
前記フォーカス制御部は、前記開始条件を満たすと判定された場合に、前記オートフォーカス制御を開始することを特徴とする内視鏡装置の合焦制御装置。 - 請求項4において、
前記第2の判定情報算出部は、前記撮像画像の所定領域における平均輝度の時間変動である輝度変動量を、前記第2の判定情報として算出することを特徴とする内視鏡装置の合焦制御装置。 - 請求項5において、
前記フォーカス制御部は、前記コントラスト変動量が第1の閾値よりも大きく、前記輝度変動量が第2の閾値よりも小さいという前記開始条件を満たすと判定された場合に、前記オートフォーカス制御を開始することを特徴とする内視鏡装置の合焦制御装置。 - 請求項4において、
前記第2の判定情報算出部は、前記撮像画像の輝度分布を表す情報を、前記第2の判定情報として算出することを特徴とする内視鏡装置の合焦制御装置。 - 請求項3において、
前記被写体を照明する照明光の光量を、前記撮像画像が適正露光となるように調整する制御を行う調光制御部を含み、
前記調光制御部は、前記照明光の光量を表す調光制御値を出力し、
前記判定部は、前記コントラスト変動量及び前記調光制御値が、開始条件を満たすか否かの判定を行い、
前記フォーカス制御部は、前記開始条件を満たすと判定された場合に、前記オートフォーカス制御を開始することを特徴とする内視鏡装置の合焦制御装置。 - 請求項3において、
前記フォーカス制御部は、前記オートフォーカス制御を開始した後に、前記被写体像が合焦状態であると判定された場合、前記オートフォーカス制御を一時停止することを特徴とする内視鏡装置の合焦制御装置。 - 請求項9において、
前記フォーカス制御部は、前記一時停止中において、前記開始条件を満たすと判定された場合、前記オートフォーカス制御を再開することを特徴とする内視鏡装置の合焦制御装置。 - 請求項10において、
前記オートフォーカス制御は、前記撮像光学系を被写体に合焦させる動作を1回行うシングルオートフォーカス動作の制御であり、
前記フォーカス制御部は、前記開始条件を満たすと判定されると前記シングルオートフォーカス動作を行い、前記シングルオートフォーカス動作において前記合焦状態に至ったと判定された場合、次に前記開始条件を満たすと判定されるまでの間は前記シングルオートフォーカス動作を停止し、前記開始条件を満たすと判定されると再び前記シングルオートフォーカス動作を行うことを特徴とする内視鏡装置の合焦制御装置。 - 請求項4において、
前記判定部は、前記コントラスト変動量及び前記第2の判定情報が、終了条件を満たすか否かの判定を行い、
前記フォーカス制御部は、前記終了条件を満たすと判定された場合に、前記オートフォーカス動作を終了する制御を行うことを特徴とする内視鏡装置の合焦制御装置。 - 請求項12において、
前記第2の判定情報算出部は、前記撮像画像の所定領域における平均輝度の時間変動である輝度変動量を、前記第2の判定情報として算出することを特徴とする内視鏡装置の合焦制御装置。 - 請求項12において、
前記第2の判定情報算出部は、前記撮像画像の輝度分布を表す情報を、前記第2の判定情報として算出することを特徴とする内視鏡装置の合焦制御装置。 - 請求項8において、
前記判定部は、前記コントラスト変動量及び前記調光制御値が、終了条件を満たすか否かの判定を行い、
前記フォーカス制御部は、前記終了条件を満たすと判定された場合に、前記オートフォーカス制御を終了することを特徴とする内視鏡装置の合焦制御装置。 - 請求項1において、
前記フォーカス制御部は、前記撮像光学系を被写体に合焦させる動作を1回行うシングルオートフォーカス動作の制御を、前記オートフォーカス制御として行うことを特徴とする内視鏡装置の合焦制御装置。 - 請求項1において、
前記フォーカス制御部は、前記撮像光学系を被写体に合焦させる動作を継続的に行うコンティニュアスオートフォーカス動作の制御を、前記オートフォーカス制御として行うことを特徴とする内視鏡装置の合焦制御装置。 - 少なくともスクリーニング観察状態と近接拡大観察状態を有する撮像光学系により撮像された画像を取得する画像取得部と、
前記撮像画像に基づいて、被写体像の合焦状態を評価するための、前記撮像画像の所定領域におけるコントラスト値を算出する評価値算出部と、
前記コントラスト値に対して、所定周波数特性のハイパスフィルタ又はバンドパスフィルタによる処理を行い、前記処理の結果に基づいて、前記コントラスト値の時間変動を表すコントラスト変動量を算出する判定情報算出部と、
観察状態が前記スクリーニング観察状態と前記近接拡大観察状態のいずれであるかの判定を、前記コントラスト変動量に基づいて行う判定部と、
前記判定の結果に基づいて、前記撮像光学系の焦点位置を予め設定された焦点位置に設定する固定焦点制御とオートフォーカス制御を切り替えるフォーカス制御部と、
を含むことを特徴とする内視鏡装置の合焦制御装置。 - 撮像光学系と、請求項1又は18に記載の内視鏡装置の合焦制御装置と、を含むことを特徴とする内視鏡装置。
- 少なくともスクリーニング観察状態と近接拡大観察状態を有する撮像光学系により撮像された画像を取得し、
前記撮像画像に基づいて、被写体像の合焦状態を評価するための、前記撮像画像の所定領域におけるコントラスト値を算出し、
前記コントラスト値に対して、所定周波数特性のハイパスフィルタ又はバンドパスフィルタによる処理を行い、前記処理の結果に基づいて、前記コントラスト値の時間変動を表すコントラスト変動量を算出し、
前記コントラスト変動量に基づいて、観察状態が前記スクリーニング観察状態と前記近接拡大観察状態のいずれであるかの判定を行い、
前記判定の結果に基づいて、前記オートフォーカス制御の開始又は終了を行うことを特徴とする内視鏡制御装置の作動方法。 - 少なくともスクリーニング観察状態と近接拡大観察状態を有する撮像光学系により撮像された画像を取得し、
前記撮像画像に基づいて、被写体像の合焦状態を評価するための、前記撮像画像の所定領域におけるコントラスト値を算出し、
前記コントラスト値に対して、所定周波数特性のハイパスフィルタ又はバンドパスフィルタによる処理を行い、前記処理の結果に基づいて、前記コントラスト値の時間変動を表すコントラスト変動量を算出し、
観察状態が前記スクリーニング観察状態と前記近接拡大観察状態のいずれであるかの判定を、前記コントラスト変動量に基づいて行い、
前記判定の結果に基づいて、前記撮像光学系の焦点位置を予め設定された焦点位置に設定する固定焦点制御とオートフォーカス制御を切り替えることを特徴とする内視鏡制御装置の作動方法。
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