JP7166821B2 - 医療用撮像装置及び医療用観察システム - Google Patents

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Description

本発明は、医療用撮像装置及び医療用観察システムに関する。
従来、複数の光ファイバを有するファイバスコープが接続された医療用撮像装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に記載の医療用撮像装置（撮像装置及び画像データ補正装置）では、ファイバスコープにて取り込まれ、複数の光ファイバの基端から出射された被検体からの被写体像を撮像する。
ここで、光ファイバは、光を伝送するコア部と、当該コア部の外周面に設けられたクラッド部とから構成されている。当該クラッド部は、光を伝送しない光非伝送部である。また、光ファイバを束ねた構成における光ファイバ同士の隙間も光を伝送しないため、光非伝送部の一部となる。このため、医療用撮像装置にて撮像された撮像画像には、上述した光非伝送部にて光が伝送されないため、当該光非伝送部に相当する輝度の低い格子状模様が存在する場合がある。そして、撮像画像に当該格子状模様が存在している場合には、被検体を観察し難いものとなる。
そこで、特許文献１に記載の医療用撮像装置では、撮像画像に対して画像処理を施すことで当該撮像画像に存在する格子状模様をぼかしている。
特開２０１３－８１５５６号公報
しかしながら、特許文献１に記載の医療用撮像装置のように撮像画像に対して画像処理を施すことで当該撮像画像に存在する格子状模様をぼかした場合には、当該画像処理を起因として当該撮像画像に偽色が発生してしまう。すなわち、格子状模様が軽減されるが、偽色の発生により、結果として、撮像画像の画質が劣化してしまう、という問題がある。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、複数の光ファイバを起因とした格子状模様を軽減するとともに偽色による画質劣化を抑制した撮像画像を生成することができる医療用撮像装置及び医療用観察システム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、本発明に係る医療用撮像装置は、複数の光ファイバを有するファイバスコープが接続可能な医療用撮像装置であって、前記ファイバスコープにて取り込まれ、前記複数の光ファイバの基端から出射された被検体からの被写体像を撮像する撮像部と、光軸に沿って移動することで焦点を調整するフォーカスレンズを有し、前記複数の光ファイバの基端から出射された前記被写体像を前記撮像部に結像するレンズユニットと、前記フォーカスレンズを前記光軸に沿って移動させるレンズ駆動部と、当該医療用撮像装置に前記ファイバスコープが接続されている場合に、前記レンズ駆動部を動作させて前記フォーカスレンズを第１の移動範囲内で移動させるとともに前記被写体像の合焦状態を評価し、前記光ファイバの基端が合焦となる第１のレンズ位置からずれた位置に前記フォーカスレンズを位置付ける第１のオートフォーカス制御を実行するレンズ制御部とを備えることを特徴とする。
また、本発明に係る医療用撮像装置では、上記発明において、前記レンズ制御部は、前記第１のオートフォーカス制御により、前記第１のレンズ位置よりも遠点側にずれた位置に前記フォーカスレンズを位置付けることを特徴とする。
また、本発明に係る医療用撮像装置では、上記発明において、前記第１の移動範囲は、前記第１のレンズ位置を含む範囲であり、前記レンズ制御部は、前記第１のオートフォーカス制御において、前記レンズ駆動部を動作させて前記フォーカスレンズを前記第１の移動範囲内で近点側から遠点側に向けて移動させるとともに前記被写体像の合焦状態を評価し、前記フォーカスレンズが前記第１のレンズ位置を超えた位置に前記フォーカスレンズを位置付けることを特徴とする。
また、本発明に係る医療用撮像装置では、上記発明において、前記第１の移動範囲は、 前記第１のレンズ位置よりも遠点側の範囲であり、前記レンズ制御部は、前記第１のオートフォーカス制御において、前記レンズ駆動部を動作させて前記フォーカスレンズを前記第１の移動範囲内で近点側から遠点側に向けて移動させるとともに前記被写体像の合焦状態を評価し、前記第１のレンズ位置よりも遠点側にずれた位置に前記フォーカスレンズを位置付けることを特徴とする。
また、本発明に係る医療用撮像装置では、上記発明において、前記レンズ制御部は、前記第１のオートフォーカス制御により、前記被検体が合焦となる第２のレンズ位置に前記フォーカスレンズを位置付けることを特徴とする。
また、本発明に係る医療用撮像装置では、上記発明において、当該医療用撮像装置は、硬性鏡が接続可能であり、前記撮像部は、前記硬性鏡にて取り込まれ、前記硬性鏡の基端から出射された前記被写体像を撮像し、前記レンズ制御部は、当該医療用撮像装置に前記硬性鏡が接続されている場合に、前記レンズ駆動部を動作させて前記フォーカスレンズを第２の移動範囲内で移動させるとともに前記被写体像の合焦状態を評価し、前記被検体が合焦となる第２のレンズ位置に前記フォーカスレンズを位置付ける第２のオートフォーカス制御を実行することを特徴とする。
また、本発明に係る医療用撮像装置では、上記発明において、前記第１の移動範囲を示す第１の移動範囲情報と、前記第２の移動範囲を示す第２の移動範囲情報とをそれぞれ記憶する記憶部をさらに備え、前記レンズ制御部は、当該医療用撮像装置に前記ファイバスコープが接続されている場合に、前記第１の移動範囲情報を前記記憶部から読み出し、前記レンズ駆動部を動作させて前記フォーカスレンズを前記第１の移動範囲情報に基づく前記第１の移動範囲内で移動させるとともに前記被写体像の合焦状態を評価し、前記第１のレンズ位置からずれた位置に前記フォーカスレンズを位置付ける前記第１のオートフォーカス制御を実行し、当該医療用撮像装置に前記硬性鏡が接続されている場合に、前記第２の移動範囲情報を前記記憶部から読み出し、前記レンズ駆動部を動作させて前記フォーカスレンズを前記第２の移動範囲情報に基づく前記第２の移動範囲内で移動させるとともに前記被写体像の合焦状態を評価し、前記第２のレンズ位置に前記フォーカスレンズを位置付ける前記第２のオートフォーカス制御を実行することを特徴とする。
また、本発明に係る医療用観察システムは、複数の光ファイバを有するファイバスコープと、前記ファイバスコープが接続可能な上述した医療用撮像装置とを備えることを特徴とする。
本発明に係る医療用撮像装置及び医療用観察システムによれば、複数の光ファイバを起因とした格子状模様を軽減するとともに偽色による画質劣化を抑制した撮像画像を生成することができる。
図１は、実施の形態に係る医療用観察システムの構成を示す図である。 図２は、カメラヘッド及び制御装置の構成を示すブロック図である。 図３は、制御装置の動作を示すフローチャートである。 図４は、第１のオートフォーカス制御を説明する図である。 図５は、第１のオートフォーカス制御を実行することで生成された撮像画像を説明する図である。 図６は、第１のオートフォーカス制御を実行することで生成された撮像画像を説明する図である。 図７は、第２のオートフォーカス制御を説明する図である。 図８は、実施の形態の変形例を示す図である。
以下に図面を参照して、本発明を実施するための形態（以下、実施の形態）について説明する。なお、以下に説明する実施の形態によって本発明が限定されるものではない。さらに、図面の記載において、同一の部分には同一の符号を付している。
〔医療用観察システムの構成〕
図１は、本実施の形態に係る医療用観察システム１の構成を示す図である。
医療用観察システム１は、医療分野において用いられ、被検体内（生体内）を観察するシステムであり、観察対象等に合わせて生体内に挿入する挿入部をファイバスコープ２ａ（図１）または硬性鏡２ｂ（図１）に変更可能に構成されている。
この医療用観察システム１は、図１に示すように、ファイバスコープ２ａと、硬性鏡２ｂと、光源装置３と、ライトガイド４と、カメラヘッド５と、第１伝送ケーブル６と、表示装置７と、第２伝送ケーブル８と、制御装置９と、第３伝送ケーブル１０とを備える。
ファイバスコープ２ａは、柔軟性のある複数本（数百本～数万本程度）の光ファイバ（図示略）を束ね、先端にレンズ（図示略）が設けられるとともに基端に第１の接眼部２１ａ（図１）が設けられたものであり、生体内に挿入される。
硬性鏡２ｂは、全体が硬質、または一部が軟質で他の部分が硬質である細長形状を有し、基端に第２の接眼部２１ｂ（図１）が設けられたものであり、生体内に挿入される。この硬性鏡２ｂ内には、１または複数のレンズを用いて構成され、被写体像を集光する光学系が設けられている。
本実施の形態では、第１，第２の接眼部２１ａ，２１ｂには、例えばＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）タグ等の第１，第２のタグ２２ａ，２２ｂ（図２参照）がそれぞれ設けられている。そして、第１のタグ２２ａは、ファイバスコープ２ａ固有の第１の識別情報を記録する。また、第２のタグ２２ｂは、硬性鏡２ｂ固有の第２の識別情報を記録する。
光源装置３は、ライトガイド４の一端が接続され、制御装置９による制御の下、当該ライトガイド４の一端に生体内を照明するための光を供給する。なお、本実施の形態では、光源装置３は、制御装置９とは別体で構成されているが、これに限らず、当該制御装置９内部に設けられた構成を採用しても構わない。
ライトガイド４は、一端が光源装置３に着脱自在に接続されるとともに、他端がファイバスコープ２ａまたは硬性鏡２ｂに着脱自在に接続される。そして、ライトガイド４は、光源装置３から供給された光を一端から他端に伝達し、ファイバスコープ２ａまたは硬性鏡２ｂに供給する。ファイバスコープ２ａまたは硬性鏡２ｂに供給された光は、当該ファイバスコープ２ａまたは当該硬性鏡２ｂの先端から出射され、生体内に照射される。生体内に照射され、当該生体内で反射された光（被写体像）は、ファイバスコープ２ａまたは硬性鏡２ｂにて取り込まれる。
カメラヘッド５は、ファイバスコープ２ａの第１の接眼部２１ａ、または硬性鏡２ｂの第２の接眼部２１ｂに着脱自在に接続される。そして、カメラヘッド５は、制御装置９による制御の下、ファイバスコープ２ａまたは硬性鏡２ｂにて取り込まれ、ファイバスコープ２ａを構成する複数の光ファイバの基端、または硬性鏡２ｂの基端から出射された被写体像を撮像し、当該撮像による画像信号（ＲＡＷ信号）を出力する。当該画像信号は、例えば、４Ｋ以上の画像信号である。
なお、カメラヘッド５の詳細な構成については、後述する。
第１伝送ケーブル６は、一端がコネクタＣＮ１（図１）を介して制御装置９に着脱自在に接続され、他端がコネクタＣＮ２（図１）を介してカメラヘッド５に着脱自在に接続される。そして、第１伝送ケーブル６は、カメラヘッド５から出力される画像信号等を制御装置９に伝送するとともに、制御装置９から出力される制御信号、同期信号、クロック、及び電力等をカメラヘッド５にそれぞれ伝送する。
なお、第１伝送ケーブル６を介したカメラヘッド５から制御装置９への画像信号等の伝送は、当該画像信号等を光信号で伝送してもよく、あるいは、電気信号で伝送しても構わない。第１伝送ケーブル６を介した制御装置９からカメラヘッド５への制御信号、同期信号、クロックの伝送も同様である。
表示装置７は、液晶または有機ＥＬ（Electro Luminescence）等を用いた表示ディスプレイで構成され、制御装置９による制御の下、当該制御装置９からの映像信号に基づく画像を表示する。
第２伝送ケーブル８は、一端が表示装置７に着脱自在に接続され、他端が制御装置９に着脱自在に接続される。そして、第２伝送ケーブル８は、制御装置９にて処理された映像信号を表示装置７に伝送する。
制御装置９は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等を含んで構成され、光源装置３、カメラヘッド５、及び表示装置７の動作を統括的に制御する。
なお、制御装置９の詳細な構成については、後述する。
第３伝送ケーブル１０は、一端が光源装置３に着脱自在に接続され、他端が制御装置９に着脱自在に接続される。そして、第３伝送ケーブル１０は、制御装置９からの制御信号を光源装置３に伝送する。
〔カメラヘッドの構成〕
次に、カメラヘッド５の構成について説明する。
図２は、カメラヘッド５及び制御装置９の構成を示すブロック図である。
なお、図２では、説明の便宜上、制御装置９及びカメラヘッド５と第１伝送ケーブル６との間のコネクタＣＮ１，ＣＮ２、制御装置９及び表示装置７と第２伝送ケーブル８との間のコネクタ、制御装置９及び光源装置３と第３伝送ケーブル１０との間のコネクタの図示を省略している。
カメラヘッド５は、図２に示すように、レンズユニット５１と、レンズ駆動部５２と、レンズ位置検出部５３と、撮像部５４と、通信部５５と、検出部５６とを備える。
レンズユニット５１は、ファイバスコープ２ａまたは硬性鏡２ｂにて取り込まれた被写体像を撮像部５４の撮像面に結像する。このレンズユニット５１は、図２に示すように、フォーカスレンズ５１１を備える。
フォーカスレンズ５１１は、１または複数のレンズを用いて構成され、光軸に沿って移動することにより、焦点を調整する。
また、レンズユニット５１には、フォーカスレンズ５１１を光軸に沿って移動させるフォーカス機構（図示略）が設けられている。
レンズ駆動部５２は、図２に示すように、上述したフォーカス機構を動作させるモータ５２１と、当該モータ５２１を駆動するドライバ５２２とを備える。そして、レンズ駆動部５２は、制御装置９による制御の下、レンズユニット５１の焦点を調整する。
レンズ位置検出部５３は、フォトインタラプタ等の位置センサを用いて構成され、フォーカスレンズ５１１のレンズ位置（以下、フォーカス位置と記載）を検出する。そして、レンズ位置検出部５３は、第１伝送ケーブル６を介して、フォーカス位置に応じた検出信号を制御装置９に出力する。
撮像部５４は、制御装置９による制御の下、被写体像を撮像する。この撮像部５４は、具体的な図示は省略したが、レンズユニット５１が結像した被写体像を受光して電気信号（アナログ信号）に変換するＣＣＤ（Charge Coupled Device）またはＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の撮像素子と、当該撮像素子からの電気信号（アナログ信号）に対して信号処理を行って画像信号（ＲＡＷ信号（デジタル信号））を出力する信号処理部とを備える。
通信部５５は、第１伝送ケーブル６を介して、撮像部５４から出力される画像信号（ＲＡＷ信号（デジタル信号））を制御装置９に送信するトランスミッタとして機能する。この通信部５５は、例えば、第１伝送ケーブル６を介して、制御装置９との間で、１Ｇｂｐｓ以上の伝送レートで画像信号の通信を行う高速シリアルインターフェースで構成されている。
検出部５６は、例えば、ＲＦＩＤ検出回路等で構成され、制御装置９による制御の下、第１のタグ２２ａに記録された第１の識別情報、または第２のタグ２２ｂに記録された第２の識別情報を取得する。そして、検出部５６は、第１伝送ケーブル６を介して、当該取得した第１の識別情報または第２の識別情報を制御装置９に出力する。
〔制御装置の構成〕
次に、制御装置９の構成について図２を参照しながら説明する。
制御装置９は、図２に示すように、通信部９１と、画像処理部９２と、表示制御部９３と、制御部９４と、入力部９５と、出力部９６と、記憶部９７とを備える。
通信部９１は、第１伝送ケーブル６を介して、カメラヘッド５（通信部５５）から出力される画像信号（ＲＡＷ信号（デジタル信号））を受信するレシーバとして機能する。この通信部９１は、例えば、通信部５５との間で、１Ｇｂｐｓ以上の伝送レートで画像信号の通信を行う高速シリアルインターフェースで構成されている。
画像処理部９２は、制御部９４による制御の下、カメラヘッド５（通信部５５）から出力され、通信部９１にて受信した画像信号（ＲＡＷ信号（デジタル信号））を処理する。
例えば、画像処理部９２は、画像信号（ＲＡＷ信号（デジタル信号））に対して、当該デジタル信号を増幅するデジタルゲインを乗算する。また、画像処理部９２は、デジタルゲインを乗算した後の画像信号（ＲＡＷ信号（デジタル信号））に対してオプティカルブラック減算処理、デモザイク処理等のＲＡＷ処理を施し、当該ＲＡＷ信号（画像信号）をＲＧＢ信号（画像信号）に変換する。さらに、画像処理部９２は、当該ＲＧＢ信号（画像信号）を輝度信号及び色差信号（Ｙ，ＣＢ／ＣＲ信号）に変換する。また、画像処理部９２は、画像信号（デジタル信号）に対して、ホワイトバランス調整処理、ガンマ補正、輪郭強調、色調補正等の補正処理を実行する。さらに、画像処理部９２は、画像信号（Ｙ，ＣＢ／ＣＲ信号等）に対して、カメラヘッド５を制御（第１，第２のオートフォーカス制御を実行）するための以下に示す検波処理を実行する。
例えば、画像処理部９２は、撮像部５４にて撮像された１フレームの撮像画像全体における一部の領域である検波領域の画素毎の画素情報（輝度信号（Ｙ信号）等）に基づいて、当該検波領域内の画像のコントラストや周波数成分を検出する。そして、画像処理部９２は、当該検出により得られた検波情報（コントラストや周波数成分等）を制御部９４に出力する。
表示制御部９３は、制御部９４による制御の下、画像処理部９２にて処理された画像信号（Ｙ，ＣＢ／ＣＲ信号）に基づく表示用の映像信号を生成する。そして、表示制御部９３は、第２伝送ケーブル８を介して、当該映像信号を表示装置７に出力する。これにより、表示装置７は、当該映像信号に基づく撮像画像を表示する。
制御部９４は、例えば、ＣＰＵ等を用いて構成され、第１～第３伝送ケーブル６，８，１０を介して制御信号を出力することで、光源装置３、カメラヘッド５、及び表示装置７の動作を制御するとともに、制御装置９全体の動作を制御する。この制御部９４は、図２に示すように、モード切替部９４１と、レンズ制御部９４２とを備える。
モード切替部９４１は、検出部５６にて取得された第１の識別情報または第２の識別情報と記憶部９７に記憶された参照情報とを照合し、カメラヘッド５にファイバスコープ２ａが接続されているか、あるいは、硬性鏡２ｂが接続されているかを判定する。そして、モード切替部９４１は、カメラヘッド５にファイバスコープ２ａが接続されていると判定した場合に、レンズ制御部９４２のモードをファイバモードに切り替える。一方、モード切替部９４１は、カメラヘッド５に硬性鏡２ｂが接続されていると判定した場合に、レンズ制御部９４２のモードを通常モードに切り替える。
レンズ制御部９４２は、モード切替部９４１にてファイバモードに切り替えられている場合には、第１のオートフォーカス制御を実行する。一方、レンズ制御部９４２は、モード切替部９４１にて通常モードに切り替えられている場合には、第２のオートフォーカス制御を実行する。
なお、第１，第２のオートフォーカス制御の詳細については、後述する。
入力部９５は、マウス、キーボード、及びタッチパネル等の操作デバイスを用いて構成され、医師等のユーザによるユーザ操作を受け付ける。そして、入力部９５は、当該ユーザ操作に応じた操作信号を制御部９４に出力する。
出力部９６は、スピーカやプリンタ等を用いて構成され、各種情報を出力する。
記憶部９７は、制御部９４が実行するプログラムや、制御部９４の処理に必要な情報等を記憶する。当該制御部９４の処理に必要な情報としては、モード切替部９４１にて用いられる参照情報と、レンズ制御部９４２にて用いられる第１，第２の移動範囲情報とを例示することができる。
当該参照情報は、ファイバスコープを示す第１のスコープ情報、及び第１の識別情報が関連付けられた第１の関連情報と、硬性鏡を示す第２のスコープ情報、及び第２の識別情報が関連付けられた第２の関連情報とを含む情報である。すなわち、モード切替部９４１は、検出部５６にて第１の識別情報が取得された場合には、当該第１の識別情報と当該参照情報とを照合した結果、当該第１の識別情報に第１のスコープ情報が関連付けられていることを認識することにより、カメラヘッド５にファイバスコープ２ａが接続されていると判定する。一方、モード切替部９４１は、検出部５６にて第２の識別情報が取得された場合には、当該第２の識別情報と当該参照情報とを照合した結果、当該第２の識別情報に第２のスコープ情報が関連付けられていることを認識することにより、カメラヘッド５に硬性鏡２ｂが接続されていると判定する。
当該第１，第２の移動範囲情報の詳細については、後述する。
以上説明したカメラヘッド５及び制御装置９は、本発明に係る医療用撮像装置１００（図１，図２）に相当する。
〔制御装置の動作〕
次に、上述した制御装置９の動作について説明する。
図３は、制御装置９の動作を示すフローチャートである。
なお、以下では、説明の便宜上、制御装置９の動作として、第１，第２のオートフォーカス制御を主に説明する。
先ず、モード切替部９４１は、第１伝送ケーブル６を介して、検出部５６に制御信号を出力し、第１のタグ２２ａに記憶されている第１の識別情報、または第２のタグ２２ｂに記憶されている第２の識別情報を取得させる。そして、モード切替部９４１は、検出部５６にて取得された第１の識別情報または第２の識別情報と記憶部９７に記憶された参照情報とを照合し、カメラヘッド５にファイバスコープ２ａが接続されているか否かを判定する（ステップＳ１）。
カメラヘッド５にファイバスコープ２ａが接続されていると判定した場合（ステップＳ１：Ｙｅｓ）には、モード切替部９４１は、レンズ制御部９４２のモードをファイバモードに切り替える（ステップＳ２）。
ステップＳ２の後、レンズ制御部９４２は、記憶部９７から第１の移動範囲情報を読み出し（ステップＳ３）、以下に示す第１のオートフォーカス制御を実行する（ステップＳ４）。この後、制御装置９は、本制御フローを終了する。
図４は、第１のオートフォーカス制御を説明する図である。具体的に、図４において、横軸は、フォーカス位置である。なお、図４中、左側は近点側のフォーカス位置であり、右側は遠点側（被検体側）のフォーカス位置を示している。また、縦軸は、被写体像の合焦状態を評価するための合焦評価値である。そして、図４では、フォーカス位置を変更した場合での合焦評価値の挙動を示している。
ここで、第１の移動範囲情報は、第１のオートフォーカス制御において、フォーカス位置を変更する（フォーカスレンズ５１１を移動させる）第１の移動範囲Ｒａ１（図４）を示す情報である。具体的に、第１の移動範囲Ｒａ１は、ファイバスコープ２ａを構成する光ファイバの基端とフォーカスレンズ５１１との間に存在する物体が合焦となるフォーカス位置ＰＳ（以下、移動開始位置ＰＳと記載）から、ファイバスコープ２ａの先端から被検体側に向けて１０ｃｍ～２０ｃｍ程度、離れた位置に存在する物体が合焦となるフォーカス位置ＰＥ（以下、移動終了位置ＰＥと記載）までの範囲である。
具体的に、レンズ制御部９４２は、ステップＳ４において、レンズ駆動部５２を動作させ、フォーカスレンズ５１１を移動開始位置ＰＳから移動終了位置ＰＥまで変更しながら、順次、合焦評価値を算出するとともに、レンズ位置検出部５３にて検出されたフォーカス位置と当該フォーカス位置に対応した合焦評価値とを関連付けた第１のフォーカス情報を記憶部９７に順次、記憶させる。
ここで、合焦評価値としては、画像処理部９２にて検出されたコントラストや、画像処理部９２にて検出された周波数成分のうち高周波成分の和を例示することができる。なお、合焦評価値は、値が大きいほどフォーカスが合っていることを示す。
そして、レンズ制御部９４２は、記憶部９７に記憶させた複数の第１のフォーカス情報に基づいて、合焦評価値が２番目に大きい値となるピーク位置（フォーカス位置ＦＰ２（図４））を算出する。また、レンズ制御部９４２は、当該フォーカス位置ＦＰ２とレンズ位置検出部５３にて検出された現時点のフォーカス位置とに基づいて、当該現時点のフォーカス位置から当該フォーカス位置ＦＰ２にフォーカスレンズ５１１を移動させるための移動方向（近点側への方向または遠点側への方向）と移動量とを算出する。そして、レンズ制御部９４２は、当該移動方向及び当該移動量に応じた制御信号をレンズ駆動部５２に出力し、当該フォーカス位置ＦＰ２にフォーカスレンズ５１１を位置付ける。以上のように、本実施の形態では、レンズ制御部９４２は、所謂、山登り法により第１のオートフォーカス制御を実行する。
図５及び図６は、第１のオートフォーカス制御を実行することで生成された撮像画像ＣＩ１を説明する図である。具体的に、図５は、第１のオートフォーカス制御において、フォーカスレンズ５１１を合焦評価値が１番目に大きい値となるピーク位置（フォーカス位置ＦＰ１）に位置付けた場合に生成される撮像画像ＣＩ０を示す図である。図６は、第１のオートフォーカス制御において、フォーカスレンズ５１１をフォーカス位置ＦＰ２に位置付けた場合に生成される撮像画像ＣＩ１を示す図である。
ここで、フォーカス位置ＦＰ２よりも近点側のフォーカス位置ＦＰ１は、ファイバスコープ２ａを構成する複数の光ファイバの基端が合焦となるフォーカス位置であり、本発明に係る第１のレンズ位置に相当する。このため、フォーカスレンズ５１１をフォーカス位置ＦＰ１に位置付けた場合には、撮像画像ＣＩ０には、図５に示すように、当該複数の光ファイバにおける光非伝送部（クラッド部や光ファイバ同士の隙間等）に相当する輝度の低い格子状模様ＰＴが存在する。
一方、フォーカス位置ＦＰ２は、被検体が合焦となるフォーカス位置であり、本発明に係る第２のレンズ位置に相当する。このため、フォーカスレンズ５１１をフォーカス位置ＦＰ２に位置付けた場合には、撮像画像ＣＩ１は、図６に示すように、上述した格子状模様ＰＴが存在することがなく、被検体が鮮明な画像となる。
ステップＳ１に戻って、カメラヘッド５にファイバスコープ２ａが接続されていないと判定した場合（ステップＳ１：Ｎｏ）には、モード切替部９４１は、検出部５６にて取得された第１の識別情報または第２の識別情報と記憶部９７に記憶された参照情報とを照合し、カメラヘッド５に硬性鏡２ｂが接続されているか否かを判定する（ステップＳ５）。
カメラヘッド５に硬性鏡２ｂが接続されていないと判定した場合（ステップＳ５：Ｎｏ）には、制御装置９は、ステップＳ１に戻る。
一方、カメラヘッド５に硬性鏡２ｂが接続されていると判定した場合（ステップＳ５：Ｙｅｓ）には、モード切替部９４１は、レンズ制御部９４２のモードを通常モードに切り替える（ステップＳ６）。
ステップＳ６の後、レンズ制御部９４２は、記憶部９７から第２の移動範囲情報を読み出し（ステップＳ７）、以下に示す第２のオートフォーカス制御を実行する（ステップＳ８）。この後、制御装置９は、本制御フローを終了する。
図７は、第２のオートフォーカス制御を説明する図である。具体的に、図７は、図４に対応した図である。
ここで、第２の移動範囲情報は、第２のオートフォーカス制御において、フォーカス位置を変更する第２の移動範囲Ｒａ２（図７）を示す情報である。本実施の形態では、第２の移動範囲Ｒａ２は、第１の移動範囲Ｒａ１と同一の範囲である。すなわち、第２の移動範囲Ｒａ２は、移動開始位置ＰＳから移動終了位置ＰＥまでの範囲である。
具体的に、レンズ制御部９４２は、ステップＳ８において、レンズ駆動部５２を動作させ、フォーカスレンズ５１１を移動開始位置ＰＳから移動終了位置ＰＥまで変更しながら、順次、合焦評価値を算出するとともに、レンズ位置検出部５３にて検出されたフォーカス位置と当該フォーカス位置に対応した合焦評価値とを関連付けた第２のフォーカス情報を記憶部９７に順次、記憶させる。
そして、レンズ制御部９４２は、記憶部９７に記憶させた複数の第２のフォーカス情報に基づいて、合焦評価値が１番目に大きい値となるピーク位置（フォーカス位置ＦＰ３（図７））を算出する。また、レンズ制御部９４２は、当該フォーカス位置ＦＰ３とレンズ位置検出部５３にて検出された現時点のフォーカス位置とに基づいて、当該現時点のフォーカス位置から当該フォーカス位置ＦＰ３にフォーカスレンズ５１１を移動させるための移動方向（近点側への方向または遠点側への方向）と移動量とを算出する。そして、レンズ制御部９４２は、当該移動方向及び当該移動量に応じた制御信号をレンズ駆動部５２に出力し、当該フォーカス位置ＦＰ３にフォーカスレンズ５１１を位置付ける。以上のように、本実施の形態では、レンズ制御部９４２は、第１のオートフォーカス制御と同様に、所謂、山登り法により第２のオートフォーカス制御を実行する。
ここで、フォーカス位置ＦＰ３は、被検体が合焦となるフォーカス位置であり、本発明に係る第２のレンズ位置に相当する。このため、フォーカスレンズ５１１をフォーカス位置ＦＰ３に位置付けた場合には、撮像画像（図示略）は、被検体が鮮明な画像となる。
なお、上述した第１，第２のオートフォーカス制御は、常時、実行する所謂、コンティニュアスＡＦを採用してもよく、あるいは、カメラヘッド５等に設けられた操作ボタン（図示略）の操作に応じて実行する所謂、ワンタッチＡＦを採用しても構わない。
以上説明した本実施の形態によれば、以下の効果を奏する。
本実施の形態に係る医療用撮像装置１００は、当該医療用撮像装置１００にファイバスコープ２ａが接続されている場合に、第１のオートフォーカス制御を実行する。すなわち、医療用撮像装置１００は、レンズ駆動部５２を動作させてフォーカスレンズ５１１を第１の移動範囲Ｒａ１内で移動させるとともに被写体像の合焦状態を評価する。そして、医療用撮像装置１００は、ファイバスコープ２ａを構成する光ファイバの基端が合焦となるフォーカス位置ＦＰ１からずれたフォーカス位置ＦＰ２にフォーカスレンズ５１１を位置付ける。
このため、撮像画像ＣＩ１は、ファイバスコープ２ａを構成する複数の光ファイバを起因とした格子状模様ＰＴが軽減した画像となる。また、画像処理ではなく、フォーカス位置を変更することで格子状模様ＰＴを軽減させているため、当該画像処理を起因として撮像画像ＣＩ１に偽色が発生することもない。
したがって、本実施の形態に係る医療用撮像装置１００によれば、複数の光ファイバを起因とした格子状模様ＰＴを軽減するとともに偽色による画質劣化を抑制した撮像画像ＣＩ１を生成することができる、という効果を奏する。
特に、フォーカス位置ＦＰ２は、フォーカス位置ＦＰ１よりも遠点側にずれた位置である。このため、フォーカス位置ＦＰ２をフォーカス位置ＦＰ１よりも近点側にずれた位置とした場合と比較して、撮像画像ＣＩ１において、被検体がぼけてしまうことがない。
また、フォーカス位置ＦＰ２は、被検体が合焦となるフォーカス位置である。このため、被検体が鮮明な撮像画像ＣＩ１を生成することができる。
ところで、被検体が合焦となるフォーカス位置ＦＰ２は、比較的に近点側に位置する。
そして、本実施の形態に係る医療用撮像装置１００は、第１のオートフォーカス制御において、フォーカスレンズ５１１を第１の移動範囲Ｒａ１内で近点側から遠点側に向けて移動させる。このため、第１のオートフォーカス制御において、迅速にフォーカス位置ＦＰ２を見付けることができる。すなわち、第１のオートフォーカス制御を迅速に実行することができる。
また、本実施の形態に係る医療用撮像装置１００は、硬性鏡２ｂも接続可能とする。そして、医療用撮像装置１００は、当該医療用撮像装置１００に硬性鏡２ｂが接続されている場合に、第２のオートフォーカス制御を実行する。すなわち、医療用撮像装置１００は、レンズ駆動部５２を動作させてフォーカスレンズ５１１を第２の移動範囲Ｒａ２内で移動させるとともに被写体像の合焦状態を評価し、被検体が合焦となるフォーカス位置ＦＰ３にフォーカスレンズ５１１を位置付ける。
このため、医療用撮像装置１００にファイバスコープ２ａ及び硬性鏡２ｂのどちらが接続された場合であっても、被検体が鮮明な撮像画像を生成することができ、利便性の向上を図ることができる。
（実施の形態の変形例）
図８は、本実施の形態の変形例を示す図である。具体的に、図８は、図４に対応した図である。
上述した実施の形態において、第１の移動範囲情報として、図８に示した本変形例に係る第１の移動範囲Ｒａ１´を示す情報を採用しても構わない。具体的に、第１の移動範囲Ｒａ１´は、フォーカス位置ＦＰ１よりも遠点側の移動開始位置ＰＳ´から移動終了位置ＰＥまでの範囲である。
そして、第１の移動範囲情報として、第１の移動範囲Ｒａ１´を示す情報を採用した場合には、レンズ制御部９４２は、ステップＳ４において、以下に示す第１のオートフォーカス制御を実行する。
具体的に、レンズ制御部９４２は、ステップＳ４において、レンズ駆動部５２を動作させ、フォーカスレンズ５１１を移動開始位置ＰＳ´から移動終了位置ＰＥまで変更しながら、順次、合焦評価値を算出するとともに、レンズ位置検出部５３にて検出されたフォーカス位置と当該フォーカス位置に対応した合焦評価値とを関連付けた第１のフォーカス情報を記憶部９７に順次、記憶させる。
そして、レンズ制御部９４２は、記憶部９７に記憶させた複数の第２のフォーカス情報に基づいて、合焦評価値が１番目に大きい値となるピーク位置（フォーカス位置ＦＰ２（図８））を算出する。また、レンズ制御部９４２は、当該フォーカス位置ＦＰ２とレンズ位置検出部５３にて検出された現時点のフォーカス位置とに基づいて、当該現時点のフォーカス位置から当該フォーカス位置ＦＰ２にフォーカスレンズ５１１を移動させるための移動方向（近点側への方向または遠点側への方向）と移動量とを算出する。そして、レンズ制御部９４２は、当該移動方向及び当該移動量に応じた制御信号をレンズ駆動部５２に出力し、当該フォーカス位置ＦＰ２にフォーカスレンズ５１１を位置付ける。
以上説明した本変形例のように第１の移動範囲Ｒａ１´を採用した場合であっても、上述した実施の形態と同様の効果を奏する。
（その他の実施の形態）
ここまで、本発明を実施するための形態を説明してきたが、本発明は上述した実施の形態及びその変形例によってのみ限定されるべきものではない。
上述した実施の形態及びその変形例において、フォーカス位置ＦＰ２としては、フォーカス位置ＦＰ１からずれた位置であれば、上述した実施の形態及びその変形例で説明した位置に限らず、その他の位置としても構わない。
上述した実施の形態及びその変形例では、第１，第２のオートフォーカス制御において、フォーカスレンズ５１１を近点側から遠点側に向けて移動させていたが、これに限らず、遠点側から近点側に向けて移動させても構わない。
上述した実施の形態及びその変形例では、カメラヘッド５にファイバスコープ２ａが接続されているか、または、硬性鏡２ｂが接続されているかを第１，第２のタグ２２ａ，２２ｂ及び検出部５６の構成により自動的に判定していたが、これに限らない。例えば、カメラヘッド５等に操作ボタンを設けておき、当該操作ボタンへの操作に応じて、カメラヘッド５にファイバスコープ２ａが接続されているか、または、硬性鏡２ｂが接続されているかを医療用撮像装置１００が認識する構成としても構わない。
上述した実施の形態及びその変形例において、カメラヘッド５の一部の構成や制御装置９の一部の構成を例えばコネクタＣＮ１やコネクタＣＮ２に設けても構わない。
１ 医療用観察システム
２ａ ファイバスコープ
２ｂ 硬性鏡
３ 光源装置
４ ライトガイド
５ カメラヘッド
６ 第１伝送ケーブル
７ 表示装置
８ 第２伝送ケーブル
９ 制御装置
１０ 第３伝送ケーブル
２１ａ 第１の接眼部
２１ｂ 第２の接眼部
２２ａ 第１のタグ
２２ｂ 第２のタグ
５１ レンズユニット
５２ レンズ駆動部
５３ レンズ位置検出部
５４ 撮像部
５５ 通信部
５６ 検出部
９１ 通信部
９２ 画像処理部
９３ 表示制御部
９４ 制御部
９５ 入力部
９６ 出力部
９７ 記憶部
１００ 医療用撮像装置
９４１ モード切替部
９４２ レンズ制御部
５１１ フォーカスレンズ
５２１ モータ
５２２ ドライバ
ＣＩ０，ＣＩ１ 撮像画像
ＣＮ１，ＣＮ２ コネクタ
ＦＰ１～ＦＰ３ フォーカス位置
ＰＥ 移動終了位置
ＰＳ，ＰＳ´ 移動開始位置
ＰＴ 格子状模様
Ｒａ１，Ｒａ１´ 第１の移動範囲
Ｒａ２ 第２の移動範囲

Claims (6)

  1. 複数の光ファイバを有するファイバスコープと、硬性鏡とがそれぞれ接続可能な医療用撮像装置であって、
    当該医療用撮像装置に前記ファイバスコープが接続されている場合に、前記ファイバスコープにて取り込まれ、前記複数の光ファイバの基端から出射された被検体からの被写体像を撮像するとともに、当該医療用撮像装置に前記硬性鏡が接続されている場合に、前記硬性鏡にて取り込まれ、前記硬性鏡の基端から出射された被写体像を撮像する撮像部と、
    光軸に沿って移動することで焦点を調整するフォーカスレンズを有し、前記被写体像を前記撮像部に結像するレンズユニットと、
    前記フォーカスレンズを前記光軸に沿って移動させるレンズ駆動部と、
    第１の移動範囲を示す第１の移動範囲情報と、第２の移動範囲を示す第２の移動範囲情報とをそれぞれ記憶する記憶部と、
    第１のオートフォーカス制御と、第２のオートフォーカス制御とをそれぞれ実行するレンズ制御部とを備え、
    前記レンズ制御部は、
    当該医療用撮像装置に前記ファイバスコープが接続されている場合に、前記第１の移動範囲情報を前記記憶部から読み出し、前記レンズ駆動部を動作させて前記フォーカスレンズを前記第１の移動範囲情報に基づく前記第１の移動範囲内で移動させるとともに前記被写体像の合焦状態を評価し、前記光ファイバの基端が合焦となる第１のレンズ位置からずれた位置に前記フォーカスレンズを位置付ける前記第１のオートフォーカス制御を実行し、
    当該医療用撮像装置に前記硬性鏡が接続されている場合に、前記第２の移動範囲情報を前記記憶部から読み出し、前記レンズ駆動部を動作させて前記フォーカスレンズを前記第２の移動範囲情報に基づく前記第２の移動範囲内で移動させるとともに前記被写体像の合焦状態を評価し、前記被検体が合焦となる第２のレンズ位置に前記フォーカスレンズを位置付ける前記第２のオートフォーカス制御を実行する
    ことを特徴とする医療用撮像装置。
  2. 前記レンズ制御部は、
    前記第１のオートフォーカス制御により、前記第１のレンズ位置よりも遠点側にずれた位置に前記フォーカスレンズを位置付ける
    ことを特徴とする請求項１に記載の医療用撮像装置。
  3. 前記第１の移動範囲は、
    前記第１のレンズ位置を含む範囲であり、
    前記レンズ制御部は、
    前記第１のオートフォーカス制御において、前記レンズ駆動部を動作させて前記フォーカスレンズを前記第１の移動範囲内で近点側から遠点側に向けて移動させるとともに前記被写体像の合焦状態を評価し、前記フォーカスレンズが前記第１のレンズ位置を超えた位置に前記フォーカスレンズを位置付ける
    ことを特徴とする請求項１または２に記載の医療用撮像装置。
  4. 前記第１の移動範囲は、
    前記第１のレンズ位置よりも遠点側の範囲であり、
    前記レンズ制御部は、
    前記第１のオートフォーカス制御において、前記レンズ駆動部を動作させて前記フォーカスレンズを前記第１の移動範囲内で近点側から遠点側に向けて移動させるとともに前記被写体像の合焦状態を評価し、前記第１のレンズ位置よりも遠点側にずれた位置に前記フォーカスレンズを位置付ける
    ことを特徴とする請求項１または２に記載の医療用撮像装置。
  5. 前記レンズ制御部は、
    前記第１のオートフォーカス制御により、前記第２のレンズ位置に前記フォーカスレンズを位置付ける
    ことを特徴とする請求項１～４のいずれか一つに記載の医療用撮像装置。
  6. 複数の光ファイバを有するファイバスコープと、
    前記ファイバスコープが接続可能な請求項１～５のいずれか一つに記載の医療用撮像装置とを備える
    ことを特徴とする医療用観察システム。
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