JPWO2018179610A1 - 制御装置、内視鏡システム、処理方法およびプログラム - Google Patents

制御装置、内視鏡システム、処理方法およびプログラム Download PDF

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Abstract

画像内の中央領域以外であっても、他の領域を選択して所定の処理を行うことができる制御装置、内視鏡システム、処理方法およびプログラムを提供する。内視鏡システム１は、撮像部５４が生成した画像信号を処理して表示用の表示画像を生成する画像生成部９２と、外部からの操作に応じて選択可能な複数の選択領域を表示画像に重畳して表示装置７へ出力する表示制御部９５ａと、外部からの操作に応じて選択された少なくとも１つの選択領域に対して、所定の処理を実行するＡＦ制御部６１２と、を備える。

Description

本発明は、被写体を撮像して該被写体の画像データを処理する制御装置、内視鏡システム、処理方法およびプログラムに関する。
近年、内視鏡において、自動でピントを調整するオートフォーカス（Auto Focus：ＡＦ）処理を行うことができる技術が知られている（特許文献１参照）。この技術では、撮像部が生成した撮像信号に基づいて合焦評価を算出し、この算出結果に応じてフォーカス機構の駆動を制御することによって、撮像信号に対応する画像の中央領域に対して合焦させる。
特開２０１７−５６８号公報
しかしながら、上述した特許文献１では、処理対応の領域が中央領域に固定されているため、ユーザが他の領域に対してＡＦ処理や内視鏡で実行可能な各種の処理を行いたい場合であっても、他の領域を選択することができなかった。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、画像内の中央領域以外であっても、他の領域を選択して所定の処理を行うことができる制御装置、内視鏡システム、処理方法およびプログラ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、本発明に係る制御装置は、撮像部によって生成された画像信号を処理して表示用の表示画像を生成する画像生成部と、外部からの操作に応じて選択可能な複数の選択領域を前記表示画像に重畳して表示装置へ出力する表示制御部と、外部からの操作に応じて選択された少なくとも１つの前記選択領域に対して、所定の処理を実行する制御部と、を備える。
また、本発明に係る制御装置は、上記発明において、前記制御部は、一または複数のレンズを移動させてピントを調整可能なフォーカス機構を有するレンズユニットの駆動を制御することによって、外部からの操作に応じて選択された少なくとも１つの前記選択領域に前記レンズユニットのピントを合焦させる。
また、本発明に係る制御装置は、上記発明において、前記表示画像における所定の領域に対して、トリミング処理を行うことによって拡大画像を生成する電子ズーム部をさらに備え、前記制御部は、外部からの操作に応じて選択された少なくとも１つの前記選択領域に対して、前記電子ズーム部にトリミング処理を行わせることによって前記拡大画像を生成させる。
また、本発明に係る制御装置は、上記発明において、前記表示画像における所定の領域の画素値に基づいて、光源装置が照射する照明光の明るさを検出して前記光源装置を調光する調光信号を生成する明るさ検出部をさらに備え、前記制御部は、外部からの操作に応じて選択された少なくとも１つの前記選択領域に対して、前記明るさ検出部に前記照明光の明るさを検出させて前記調光信号を生成させる。
また、本発明に係る制御装置は、上記発明において、当該制御装置に接続される内視鏡の種別を検出する検出部をさらに備え、前記表示制御部は、前記検出部が検出した前記内視鏡の種別に基づいて、前記複数の選択領域の表示サイズを変更して前記表示画像に重畳する。
また、本発明に係る制御装置は、上記発明において、前記検出部は、前記表示画像における被写体像とマスク領域との境界に基づいて、前記内視鏡の種別を検出する。
また、本発明に係る制御装置は、上記発明において、前記複数の選択領域のいずれかを選択する選択信号を出力する操作部をさらに備え、前記表示制御部は、前記操作部が出力した前記選択信号に応じて選択された前記選択領域を強調表示する。
また、本発明に係る制御装置は、上記発明において、前記表示制御部は、前記操作部が前記選択信号を出力する毎に、前記選択領域を他の選択領域に遷移させて強調表示する。
また、本発明に係る制御装置は、上記発明において、前記操作部は、所定の軸を中心に回転可能に設けられ、所定の回転角度毎に前記選択信号を出力する。
また、本発明に係る内視鏡システムは、被検体に挿入可能な内視鏡と、前記内視鏡によって結像された被写体像を受光して光電変換を行うことによって画像信号を生成する撮像部と、前記撮像部が生成した前記画像信号を処理して表示用の表示画像を生成する画像生成部と、前記画像生成部が生成した前記表示画像を表示する表示装置と、外部からの操作に応じて選択可能な複数の選択領域を前記表示画像に重畳して前記表示装置へ出力する表示制御部と、外部からの操作に応じて選択された少なくとも１つの前記選択領域に対して、所定の処理を実行する制御部と、を備える。
また、本発明に係る内視鏡システムは、上記発明において、前記複数の選択領域のいずれかを選択する選択信号を出力する操作部をさらに備え、前記表示制御部は、前記操作部が出力した前記選択信号に応じて選択された前記選択領域を強調表示する。
また、本発明に係る内視鏡システムは、上記発明において、前記表示制御部は、前記操作部が前記選択信号を出力する毎に、前記選択領域を他の選択領域に遷移させて強調表示する。
また、本発明に係る内視鏡システムは、上記発明において、前記操作部は、前記撮像部の受光面と直交する軸を中心に回転可能に設けられ、所定の回転角度毎に前記選択信号を出力する。
また、本発明に係る内視鏡システムは、上記発明において、前記内視鏡が着脱自在に接続されるカメラヘッドをさらに備え、前記カメラヘッドは、前記撮像部を有し、前記撮像部の有効画素数は、８メガピクセル以上である。
また、本発明に係る内視鏡システムは、上記発明において、前記内視鏡は、前記被検体に挿入可能な挿入部を備え、前記挿入部は、先端部に前記撮像部が設けられ、前記撮像部の有効画素数は、２メガピクセル以上である。
また、本発明に係る内視鏡システムは、上記発明において、前記表示装置は、モニタサイズが３１インチ以上である。
また、本発明に係る処理方法は、撮像部によって生成された画像信号を処理して表示用の表示画像を生成する画像生成ステップと、外部からの操作に応じて選択可能な複数の選択領域を前記表示画像に重畳して表示装置へ出力する表示制御ステップと、外部からの操作に応じて選択された少なくとも１つの前記選択領域に対して、所定の処理を実行する制御ステップと、を含む。
また、本発明に係るプログラムは、制御装置に、撮像部によって生成された画像信号を処理して表示用の表示画像を生成する画像生成ステップと、外部からの操作に応じて選択可能な複数の選択領域を前記表示画像に重畳して表示装置へ出力する表示制御ステップと、外部からの操作に応じて選択された少なくとも１つの前記選択領域に対して、所定の処理を実行する制御ステップと、を実行させる。
本発明によれば、画像内の中央領域以外であっても、他の領域を選択して所定の処理を行うことができるという効果を奏する。
図１は、本発明の実施の形態１に係る内視鏡システムの概略構成を示す図である。 図２は、本発明の実施の形態１に係る内視鏡システムが備えるカメラヘッド、第１のコネクタ部および制御装置の機能構成を示すブロック図である。 図３は、図２に示すレンズユニットのフォーカス機構を説明する模式図である。 図４は、本発明の実施の形態１に係る内視鏡システムが実行する処理の概要を示すフローチャートである。 図５は、本発明の実施の形態１に係る表示装置が表示する表示画像の一例を模式的に示す図である。 図６は、本発明の実施の形態１に係る表示装置が表示する表示画像に重畳された複数の選択領域の一例を模式的に示す図である。 図７は、本発明の実施の形態１に係る表示装置が表示する表示画像に重畳された複数の選択領域の遷移の一例を模式的に示す図である。 図８は、本発明の実施の形態１に係る表示装置が表示する表示画像に重畳された複数の選択領域の別の一例を模式的に示す図である。 図９は、本発明の実施の形態２に係る内視鏡システムが備えるカメラヘッド、第１のコネクタ部および制御装置の機能構成を示すブロック図である。 図１０は、本発明の実施の形態２に係る内視鏡システムが実行する処理の概要を示すフローチャートである。 図１１Ａは、本発明の実施の形態２に係る表示装置が表示する表示画像に重畳された複数の選択領域の一例を模式的に示す図である。 図１１Ｂは、本発明の実施の形態２に係る表示装置が表示する表示画像に重畳された複数の選択領域の別の一例を模式的に示す図である。 図１１Ｃは、本発明の実施の形態２に係る表示装置が表示する表示画像に重畳された複数の選択領域の別の一例を模式的に示す図である。 図１２は、本発明の実施の形態３に係る内視鏡システムが備えるカメラヘッド、第１のコネクタ部および制御装置の機能構成を示すブロック図である。 図１３は、本発明の実施の形態３に係る内視鏡システムが実行する処理の概要を示すフローチャートである。 図１４は、本発明の実施の形態３に係る表示装置が表示する表示画像に重畳された複数の選択領域の一例を模式的に示す図である。 図１５は、図１４の選択領域を拡大した拡大画像の一例を模式的に示す図である。 図１６は、本発明の実施の形態４に係る内視鏡システムが備える光源装置、カメラヘッド、第１のコネクタ部および制御装置の機能構成を示すブロック図である。 図１７は、本発明の実施の形態４に係る内視鏡システムが実行する処理の概要を示すフローチャートである。 図１８は、本発明の実施の形態５に係る内視鏡システムの概略構成を示す図である。
以下、本発明を実施するための形態を図面とともに詳細に説明する。なお、以下の実施の形態により、本発明が限定されるものではない。また、以下の説明において参照する各図は、本発明の内容を理解でき得る程度に形状、大きさ、および位置関係を概略的に示しているに過ぎない。即ち、本発明は、各図で例示された形状、大きさ、および位置関係のみに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説明する。
（実施の形態１）
〔内視鏡システムの概略構成〕
図１は、本発明の実施の形態１に係る内視鏡システムの概略構成を示す図である。
図１に示す内視鏡システム１は、医療分野に用いられ、生体等の被検体内を撮像する装置である。なお、本実施の形態１では、内視鏡システム１として、図１に示す硬性鏡（挿入部２）を用いた硬性内視鏡システムについて説明するが、これに限定されず、軟性内視鏡システムであってもよい。
図１に示すように、内視鏡システム１は、挿入部２（内視鏡）と、光源装置３と、ライトガイド４と、カメラヘッド５（内視鏡用撮像装置）と、第１の伝送ケーブル６と、表示装置７と、第２の伝送ケーブル８と、制御装置９と、第３の伝送ケーブル１０と、を備える。
挿入部２は、硬質または少なくとも一部が軟性で細長形状を有し、患者等の被検体内に挿入される。挿入部２の内部には、１または複数のレンズを用いて構成され、観察像を結像する光学系が設けられている。
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による制御のもと、ライトガイド４の一端に被検体内を照明するための照明光を出射（供給）する。光源装置３は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）やＬＤ（Laser Diode）等の固体発光素子や、キセノンランプやメタルハライドランプ等の放電ランプや、ハロゲンランプ等の発光部材を用いて構成される。
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、他端が挿入部２に着脱自在に接続される。ライトガイド４は、光源装置３から出射された光を一端から他端に伝達し、挿入部２に供給する。
カメラヘッド５は、挿入部２の接眼部２１が着脱自在に接続される。カメラヘッド５は、制御装置９の制御のもと、挿入部２によって結像された観察像を撮像し、この画像信号（電気信号）を光信号に変換して出力する。また、カメラヘッド５は、円周方向に回転可能に設けられた操作リング部５１と、内視鏡システム１の各種の操作を指示する指示信号の入力を受け付ける複数の入力部５２と、を備える。なお、カメラヘッド５の詳細な構成は、後述する。
第１の伝送ケーブル６は、一端が第１のコネクタ部６１を介して制御装置９に着脱自在に接続され、他端が第２のコネクタ部６２を介してカメラヘッド５に接続される。第１の伝送ケーブル６は、カメラヘッド５から出力される撮像信号を制御装置９へ伝送するとともに、制御装置９から出力される制御信号、同期信号、クロックおよび電力等をカメラヘッド５にそれぞれ伝送する。
表示装置７は、制御装置９の制御のもと、制御装置９において処理された画像信号に基づく表示画像や内視鏡システム１に関する各種情報を表示する。また、表示装置７は、モニタサイズが３１インチ以上、好ましくは５５インチ以上である。なお、本実施の形態１では、表示装置７は、モニタサイズを３１インチ以上で構成しているが、これに限定されることなく、他のモニタサイズ、例えば８メガピクセル（例えば３８４０×２１６０ピクセルの所謂４Ｋの解像度）以上の解像度を有する画像を表示可能なモニタサイズであればよい。
第２の伝送ケーブル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。第２の伝送ケーブル８は、制御装置９におい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）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）および各種メモリ等を含んで構成され、メモリ（図示せず）に記録されたプログラムに従って、第１の伝送ケーブル６、第２の伝送ケーブル８および第３の伝送ケーブル１０の各々を介して、光源装置３、カメラヘッド５、および表示装置７の動作を統括的に制御する。なお、制御装置９の詳細な構成は、後述する。
第３の伝送ケーブル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。第３の伝送ケーブル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。
次に、カメラヘッド５、第１の伝送ケーブル６の第１のコネクタ部６１および制御装置９の機能構成について説明する。図２は、内視鏡システム１が備えるカメラヘッド５、第１のコネクタ部６１および制御装置９の機能構成を示すブロック図である。なお、図２において、説明の便宜上、カメラヘッド５および制御装置９と第１の伝送ケーブル６との間の第２のコネクタ部６２の図示を省略している。
〔カメラヘッドの構成〕
まず、カメラヘッド５の構成について説明する。
カメラヘッド５は、図２に示すように、操作リング部５１と、入力部５２と、レンズユニット５３と、撮像部５４と、駆動部５５と、カメラヘッド制御部５６と、通信モジュール５７と、を備える。
操作リング部５１は、円周方向に回転可能に設けられ、ユーザの回転操作に応じて回転することによって、内視鏡システム１の各種の操作を選択する選択信号を出力する。具体的には、操作リング部５１は、撮像部５４の受光面と直交する軸を中心に回転可能に設けられ、所定の回転角度毎に選択信号を出力する。操作リング部５１は、例えば、操作リング、フォトインタラプタ（Photo Interrupter）（図示略）、フォトリフレクタ（Photo Reflector）（図示略）および櫛歯形状部材（図示略）等を用いたＰＩ／ＰＲ方式によって構成され、操作リングの回転に応じて、フォトインタラプタによって櫛歯に応じたパルス状の選択信号を出力する。なお、操作リング部５１は、円周方向以外にも、挿入部２の挿入方向に対して前後移動可能に設けられてもよい。また、操作リング部５１は、ＰＩ／ＰＲ方式以外にも、磁石やホール素子等を用いた可変抵抗方式であってもよい。
入力部５２は、カメラヘッド５の上端部に複数設けられ、内視鏡システム１の各種の操作を指示する指示信号の入力を受け付ける。入力部５２は、ボタンやスイッチ等を用いて構成される。
レンズユニット５３は、１または複数のレンズを用いて構成され、挿入部２にて集光された被写体像を、撮像部５４を構成する撮像素子（図示略）の撮像面に結像する。１または複数のレンズは、光軸に沿って移動可能に構成される。そして、レンズユニット５３には、１または複数のレンズを移動させて、少なくともピントの位置を変化させるフォーカス機構５００が設けられている。なお、レンズユニット５３は、フォーカス機構５００のほか、ズーム機構、絞り機構および光軸上に挿脱可能な光学フィルタ（例えば赤外光をカットするフィルタ）が設けられてもよい。
ここで、上述したレンズユニット５３のフォーカス機構５００について、図３を参照して説明する。図３は、図２に示すレンズユニット５３のフォーカス機構５００を説明する模式図である。
図３に示すフォーカス機構５００は、複数のレンズ（レンズ５１１Ａ〜５１１Ｃ）からなるレンズ群５１１と、第１レンズ枠５１２Ａと、第２レンズ枠５１２Ｂと、第１支持軸５１３Ａと、第２支持軸５１３Ｂと、回転軸５１４と、モータＭと、レンズ位置検出部５１５とを備える。
レンズ群５１１は、レンズ枠（第１レンズ枠５１２Ａおよび第２レンズ枠５１２Ｂ：可動光学部材）により保持され、回転軸５１４の軸方向に沿って移動可能に設けられる。本実施の形態１では、レンズ５１１Ａを保持する第１レンズ枠５１２Ａと、レンズ５１１Ｂ，５１１Ｃを保持する第２レンズ枠５１２Ｂとによってレンズ５１１Ａ〜５１１Ｃが光軸方向に移動するものとして説明する。なお、フォーカス機構５００におけるレンズは、図３に示すように３つのレンズからなるもののほか、１つのレンズからなるものであってもよいし、２つまたは４つ以上のレンズからなるものであってもよい。
第１レンズ枠５１２Ａは、レンズ５１１Ａを保持する。また、第１レンズ枠５１２Ａには、回転軸５１４と螺合し、回転軸５１４の回転動力を光軸方向の推進力に変換する第１伝達部５１２０と、この第１伝達部５１２０が変換した推進力を第１レンズ枠５１２Ａに伝達する第２伝達部５１２１を有する伝達手段が設けられている。なお、レンズ枠は、レンズを保持し、かつ光軸方向に移動可能であれば、この構成に限るものではない。
第２レンズ枠５１２Ｂは、レンズ５１１Ｂ，５１１Ｃを保持する。また、第２レンズ枠５１２Ｂには、回転軸５１４と螺合し、回転軸５１４の回転動力を光軸方向の推進力に変換する第１伝達部５１２０と、第１伝達部５１２０が変換した推進力を第２レンズ枠５１２Ｂに伝達する第２伝達部５１２１を有する伝達手段が設けられている。
第１支持軸５１３Ａおよび第２支持軸５１３Ｂは、光軸方向に延び、レンズ群５１１の各レンズが光軸に対して傾かないように第１レンズ枠５１２Ａおよび第２レンズ枠５１２Ｂを保持するとともに、レンズ群５１１の各レンズ（レンズ枠）が光軸方向に移動可能に保持する。第２支持軸５１３Ｂには、第２伝達部５１２１を挿通する貫通孔５１３ａが形成されている。
回転軸５１４は、モータＭに接続され、モータＭからの回転動力に応じて、長手軸まわりに回転する。回転軸５１４には例えば螺旋状の溝が形成され、第１伝達部５１２０が溝と係止し、回転軸５１４の回転を軸方向への推進力に変換する。
このように、フォーカス機構５００では、後述する駆動部５５の制御のもと、モータＭが回転することで、回転軸５１４が回転する。回転軸５１４の回転により第１伝達部５１２０および第２伝達部５１２１を介して第１レンズ枠５１２Ａおよび第２レンズ枠５１２Ｂが軸方向に沿って移動する。これにより、各レンズ枠に保持されているレンズ５１１Ａ〜５１１Ｃを軸方向に移動させることができる。
レンズ位置検出部５１５は、第１レンズ枠５１２Ａおよび第２レンズ枠５１２Ｂの基準位置からの距離を検出する。レンズ位置検出部５１５は、例えば、赤外線を照射し、レンズ枠から返ってきた光を受光することで、第１レンズ枠５１２Ａおよび第２レンズ枠５１２Ｂが基準位置に対してどの位置（距離）に存在するかに関する検出信号（光検出信号）を検出部５３ａに出力する。レンズ位置検出部５１５は、上述した赤外線による測距のほか、フォトインタラプタ等を用いるものであってもよい。
図２に戻り、カメラヘッド５の構成の説明を続ける。
撮像部５４は、カメラヘッド制御部５６の制御のもと、被写体を撮像する。撮像部５４は、挿入部２およびレンズユニット５３が結像した被写体像を受光して光電変換を行うことによって画像信号（電気信号）を生成するＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の撮像素子（図示略）等が一体形成されたセンサチップを用いて構成される。ＣＣＤの場合は、例えば、撮像素子からの画像信号（アナログ信号）に対して信号処理（Ａ／Ｄ変換等）を行って撮像信号を出力する信号処理部（図示略）がセンサチップ等に実装される。ＣＭＯＳの場合は、例えば、光から電気信号に変換された画像信号（アナログ信号）に対して信号処理（Ａ／Ｄ変換等）を行って撮像信号を出力する信号処理部が撮像素子に含まれる。また、撮像部５４（撮像素子）の有効画素数は、８メガピクセル以上（例えば３８４０×２１６０ピクセルの所謂４Ｋの解像度）である。この場合、撮像部５４の有効画素数の高画素化に伴って、被写体深度が狭くなり、中央領域以外にレンズユニット５３のピントが合いにくくなるが、後述する処理を行うことによって、中央領域以外であってもレンズユニット５３のピントを合わせることができる。なお、本実施の形態１では、撮像部５４が、例えばＲＡＷデータを光信号によって出力するものとして説明する。
駆動部５５は、カメラヘッド制御部５６の制御のもと、フォーカス機構５００のモータＭを動作させ、レンズユニット５３のピントの位置を変化させるドライバ（図示略）を有する。また、駆動部５５は、レンズユニット５３におけるレンズの位置（基準位置）の検出信号を受信して、カメラヘッド制御部５６へ出力する検出部５３ａを有する。
カメラヘッド制御部５６は、第１の伝送ケーブル６を介して第１のコネクタ部６１から入力された駆動信号や、操作リング部５１からの選択信号、および入力部５２からの指示信号に応じて、カメラヘッド５全体の動作を制御する。カメラヘッド制御部５６は、第１の伝送ケーブル６を介して、カメラヘッド５の現在の状態に関する情報を制御装置９へ出力する。カメラヘッド制御部５６は、プログラムが記録された内部メモリ（図示略）を有するＣＰＵ等の汎用プロセッサやＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等の特定の機能を実行する各種演算回路等の専用プロセッサを用いて実現される。また、プログラマブル集積回路の一種であるＦＰＧＡ(Field Programmable Gate Array：図示略)を用いて構成するようにしてもよい。なお、ＦＰＧＡにより構成される場合は、コンフィグレーションデータを記憶するメモリを設け、メモリから読み出したコンフィグレーションデータにより、プログラマブル集積回路であるＦＰＧＡをコンフィグレーションしてもよい。
通信モジュール５７は、後述するＡＦ駆動信号を含む第１の伝送ケーブル６から送信された信号や制御装置９から送信された信号をカメラヘッド５内の各部に出力する。また、通信モジュール５７は、カメラヘッド５の現在の状態に関する情報等を予め決められた伝送方式に応じた信号形式に変換し、第１の伝送ケーブル６を介して、変換した信号を第１のコネクタ部６１や制御装置９に出力する。
〔第１のコネクタ部の構成〕
次に、第１の伝送ケーブル６の第１のコネクタ部６１の構成について説明する。
図２に示すように、第１のコネクタ部６１は、通信モジュール６１１と、ＡＦ制御部６１２と、メモリ６１３と、を備える。
通信モジュール６１１は、後述するＡＦ演算処理の結果を含む制御信号等の制御装置９から送信された信号や、カメラヘッド５から送信された信号を、ＡＦ制御部６１２に出力する。また、通信モジュール６１１は、後述するＡＦ駆動信号を含むＡＦ制御部６１２から送信された信号を、カメラヘッド５や制御装置９に出力する。
ＡＦ制御部６１２は、カメラヘッド５の駆動部５５によるフォーカス駆動を制御する。ＡＦ制御部６１２は、通信モジュール６１１を介して、後述する制御装置９のＡＦ演算部９５ｂからのＡＦ演算処理の結果に応じてメモリ６１３に記録されているＡＦ制御のための性能データ（例えば、読み出しタイミングやレンズ駆動等）６１３ａを参照してＡＦ駆動信号を生成し、この生成したＡＦ駆動信号を、通信モジュール６１１や第１の伝送ケーブル６を介してカメラヘッド５へ送信する。ＡＦ制御部６１２は、ＡＳＩＣまたはＦＰＧＡ等を用いて実現される。
メモリ６１３は、フラッシュメモリやＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）等の半導体メモリを用いて実現され、ＡＦ制御部６１２が実行する各種プログラム等を記録する。また、メモリ６１３は、カメラヘッド５のＡＦ性能に関する性能データ６１３ａを固有情報として記憶する。性能データ６１３ａは、例えば、ＡＦ処理において撮像するフレーム間のレンズの移動距離（フレーム間距離）の情報や、カメラヘッド５の駆動部５５のドライバの設定情報や、フォーカス機構５００の入力信号に対するレンズ移動量の情報や、検出部５５ａを含む駆動部５５やフォーカス機構５００を含むレンズユニット５３の個体バラツキデータ等、ＡＦ駆動に関する性能データを含む。
また、本実施の形態１においては、ＡＦ制御部６１２やメモリ６１３を第１のコネクタ部６１に設けたが、これに限らず、少なくともいずれかを、第２のコネクタ部６２や第１の伝送ケーブル６の他の部分や後述する制御装置９に設けてもよい。もちろん、ＡＦ制御部６１２をカメラヘッド５に設けてもよい。
〔制御装置の構成〕
次に、制御装置９の構成について説明する。
制御装置９は、図２に示すように、信号処理部９１と、画像生成部９２と、通信モジュール９３と、入力部９４と、画像処理制御部９５と、メモリ９６と、を備える。なお、制御装置９には、制御装置９およびカメラヘッド５を駆動するための電源電圧を生成し、制御装置９の各部にそれぞれ供給するとともに、第１の伝送ケーブル６を介してカメラヘッド５に供給する電源部（図示略）等が設けられていてもよい。
信号処理部９１は、カメラヘッド５から出力された光信号の画像信号に対してＯ／Ｅ変換し、変換した画像信号に対してノイズ除去や、必要に応じてＡ／Ｄ変換等の信号処理を行うことによって、デジタル化された画像信号を画像生成部９２へ出力する。また、信号処理部９１は、ＡＦ処理部９１ａを有する。
ＡＦ処理部９１ａは、入力されたフレームの画像信号に基づいて、各フレームの所定のＡＦ用評価値を算出し、この算出したＡＦ用評価値を画像処理制御部９５へ出力する。さらに、ＡＦ処理部９１ａは、操作リング部５１によって選択された後述する表示画像に重畳された複数の選択領域の各々の画像信号に基づいて、各選択領域のＡＦ用評価値を算出し、この算出した各選択領域のＡＦ用評価値を画像処理制御部９５へ出力する。なお、ＡＦ処理部９１ａは、操作リング部５１によって選択された選択領域のみＡＦ用評価値を算出してもよい。もちろん、ＡＦ処理部９１ａは、操作リング部５１または入力部５２によって選択された複数の選択領域のうち２つ以上の選択領域を組み合わせた複合領域（ゾーン領域）に対して、ＡＦ用評価値を算出してもよい。
画像生成部９２は、信号処理部９１から入力される画像信号をもとに、表示装置７が表示する表示用の表示画像（映像信号）を生成する。具体的には、画像生成部９２は、画像信号に対して、所定の信号処理を実行して被写体画像を含む表示用の表示信号（映像信号）を生成する。ここで、画像処理としては、色補正、色強調、輪郭強調およびマスク処理等の各種画像処理等が挙げられる。画像生成部９２は、生成した表示画像（映像信号）を表示装置７に出力する。画像生成部９２は、ＣＰＵ、ＡＳＩＣまたはＦＰＧＡ等を用いて構成される。
通信モジュール９３は、画像処理制御部９５から送信された後述する制御信号を含む制御装置９からの信号をカメラヘッド５に出力する。また、カメラヘッド５からの信号を制御装置９に出力する。
入力部９４は、キーボード、マウス、タッチパネル等のユーザインタフェースを用いて実現され、各種情報の入力を受け付ける。また、入力部９４は、所定の軸を中心にして回転可能に設けられ、所定の回転角度毎に選択信号を出力するジョグダイヤル等を用いて実現してもよい。もちろん、入力部９４は、ボタンやスイッチ等を用いて構成し、押下される毎に選択信号や指示信号を出力するようにしてもよい。
画像処理制御部９５は、制御装置９およびカメラヘッド５を含む各構成部の駆動制御、および各構成部に対する情報の入出力制御等を行う。画像処理制御部９５は、メモリ９６に記録されている通信情報データ（例えば、通信用フォーマット情報等）を参照して、後述するＡＦ演算処理の結果を含む制御信号を生成し、この生成した制御信号を、通信モジュール９３を介して第１のコネクタ部６１へ送信する。また、画像処理制御部９５は、第１の伝送ケーブル６を介して、カメラヘッド５に対して制御信号を出力する。また、画像処理制御部９５は、撮像部５４および制御装置９の同期信号、およびクロックを生成する。カメラヘッド５への同期信号（例えば、カメラヘッド５の撮像タイミングを指示する同期信号等）やクロック（例えばシリアル通信用のクロック）は、図示しないラインでカメラヘッド５に送られ、この同期信号やクロックを基に、カメラヘッド５が駆動する。画像処理制御部９５は、ＣＰＵ、ＡＳＩＣまたはＦＰＧＡを用いて実現される。画像処理制御部９５は、表示制御部９５ａと、ＡＦ演算部９５ｂと、を有する。
表示制御部９５ａは、操作リング部５１、入力部５２または入力部９４の操作に応じて、画像生成部９２が画像処理を施した表示画像に、複数の選択領域を重畳して表示装置７へ出力する。また、表示制御部９５ａは、操作リング部５１が出力した選択信号に応じて選択された選択領域を強調表示する。さらに、表示制御部９５ａは、操作リング部５１から選択信号が入力される毎に、選択領域を他の選択領域に遷移させて強調表示する。
ＡＦ演算部９５ｂは、ＡＦ処理部９１ａからの各フレームのＡＦ用評価値または操作リング部５１や入力部５２によって選択された選択領域のＡＦ用評価値から、最も合焦位置として適したフォーカスレンズ位置等を選択するＡＦ演算処理を行う。具体的には、ＡＦ演算部９５ｂは、操作リング部５１または入力部５２によって複数の選択領域のいずれか１つが選択された場合、この選択された選択領域に対してレンズユニット５３のピントが合焦するようにＡＦ演算処理を行う。そして、ＡＦ演算部９５ｂは、演算結果を、通信モジュール９３を介して、第１のコネクタ部６１のＡＦ制御部６１２へ出力する。
メモリ９６は、フラッシュメモリやＤＲＡＭ等の半導体メモリを用いて実現され、通信情報データ（例えば、通信用フォーマット情報等）を記録する。なお、メモリ９６は、画像処理制御部９５や内視鏡システム１が実行する各種プログラム等を記録する。
なお、本実施の形態１においては、ＡＦ処理部９１ａを信号処理部９１に、ＡＦ演算部９５ｂを画像処理制御部９５に、各々設けたが、これに限らず、ＡＦ処理部９１ａおよびＡＦ演算部９５ｂを、信号処理部９１または画像処理制御部９５のいずれかにまとめて設けてもよく、また、別のデバイスとして設けてもよい。もちろん、ＡＦ処理部９１ａおよびＡＦ演算部９５ｂを、カメラヘッド５または第１のコネクタ部６１に設けてもよい。
〔内視鏡システムのＡＦ処理の概要〕
次に、内視鏡システム１のＡＦ処理について説明する。
ＡＦ処理部９１ａは、フォーカス機構５００によってフォーカスレンズが光軸上を移動しながら撮像部５４が順次生成した複数フレーム（少なくとも２つ以上のフレーム）の画像信号が入力された場合、フレーム毎にＡＦ用評価値を出力する。このとき、ＡＦ処理部９１ａは、フレーム毎（表示画像毎）の中央領域に対して、ＡＦ用評価値を算出する。また、ＡＦ処理部９１ａは、操作リング部５１または入力部５２によって表示画像上に重畳された複数の選択領域のいずれか１つが選択されている場合、フレーム毎に選択された選択領域のＡＦ用評価値を算出する。
その後、ＡＦ演算部９５ｂが、ＡＦ用評価値に基づいて、レンズユニット５３のピント位置として最も適したフレームを選択し、合焦に最適なフレームの情報である最適フレーム情報（合焦評価）を生成する。そして、ＡＦ演算部９５ｂは、最適フレーム情報を含むＡＦ制御信号を、通信モジュール９３，６１１を介してＡＦ制御部６１２に出力する。ＡＦ制御信号には、レンズユニット５３のレンズの移動方向（被写体に対する遠近いずれかの方向）の情報を含むようにしてもよい。
続いて、ＡＦ制御部６１２は、ＡＦ制御信号を受信した場合、性能データ６１３ａを参照して、最適フレーム情報に応じた位置までの移動方向および移動距離（例えば、現在位置から最適フレーム情報に応じた位置までの移動距離）にレンズ群５１１（第１レンズ枠５１２Ａおよび第２レンズ枠５１２Ｂ）を移動するためのＡＦ駆動信号を生成し、生成したＡＦ駆動信号を、通信モジュール６１１，５７を介してカメラヘッド制御部５６へ出力する。カメラヘッド制御部５６は、受信したＡＦ駆動信号に基づいて駆動部５５を制御し、レンズ群５１１（第１レンズ枠５１２Ａおよび第２レンズ枠５１２Ｂ）を移動させる。この際、駆動部５５は、検出部５５ａによる検出結果を確認しながら、現在の位置から最適フレーム情報に応じて回転軸５１４を回転させて、レンズ群５１１（第１レンズ枠５１２Ａおよび第２レンズ枠５１２Ｂ）を移動させる。これにより、ＡＦ制御部６１２は、レンズユニット５３のピントを中央領域または選択領域に合焦させることができる。
なお、上述したＡＦ演算部９５ｂによるフレームの選択は、例えばコントラストＡＦや空間認識技術を用いたＡＦ等、公知のＡＦ手法を用いることができる。ＡＦ処理部９１ａは、例えばフレーム毎のコントラスト値等、採用するＡＦ手法に応じた公知のＡＦ用評価値を出力し、ＡＦ演算部９５ｂは、例えばコントラスト値が一番大きなフレーム等、採用するＡＦ手法に応じた公知のＡＦ用評価値に基づき、フレームを選択する。
〔内視鏡システムの処理〕
次に、内視鏡システム１が実行する処理について説明する。
図４は、内視鏡システム１が実行する処理の概要を示すフローチャートである。
図４に示すように、まず、撮像部５４は、挿入部２およびレンズユニット５３が結像した被写体像を順次撮像する（ステップＳ１０１）。
続いて、信号処理部９１は、第１の伝送ケーブル６を介して順次入力された画像信号に対して信号処理を実行する（ステップＳ１０２）。
その後、ＡＦ処理部９１ａおよびＡＦ演算部９５ｂは、信号処理部９１が順次信号処理を施した画像信号に対して、ＡＦ用合焦値を算出するＡＦ演算を行う（ステップＳ１０３）。この場合、ＡＦ処理部９１ａは、画像信号に対応する表示画像の中央領域に対して、ＡＦ用合焦値を算出する。さらに、ＡＦ演算部９５ｂは、ＡＦ処理部９１ａが算出したＡＦ用評価値に基づいて、レンズユニット５３の合焦位置として最も適したフレームを選択し、合焦に最適なフレームの情報である最適フレーム情報（合焦評価）を生成する。そして、ＡＦ演算部９５ｂは、最適フレーム情報を含むＡＦ制御信号を、通信モジュール９３，６１１を介してＡＦ制御部６１２に出力する。
続いて、ＡＦ制御部６１２は、カメラヘッド５の駆動部５５によるフォーカス駆動を制御することによって、ＡＦ処理を行う（ステップＳ１０４）。
その後、画像生成部９２は、信号処理部９１が順次信号処理を施した画像信号に基づいて、表示装置７に表示するための表示画像を生成し（ステップＳ１０５）、この表示画像を表示装置７へ出力する（ステップＳ１０６）。これにより、図５に示すように、表示装置７は、中央領域にピントがあった表示画像Ｐ１を表示することができる。
続いて、操作リング部５１または入力部５２から表示装置７が表示する表示画像Ｐ１上に選択領域を表示する表示信号が入力された場合（ステップＳ１０７：Ｙｅｓ）、内視鏡システム１は、後述するステップＳ１０９へ移行する。これに対して、操作リング部５１または入力部５２から表示装置７が表示する表示画像Ｐ１上に選択領域を表示する表示信号が入力されていない場合（ステップＳ１０７：Ｎｏ）、内視鏡システム１は、後述するステップＳ１０８へ移行する。
ステップＳ１０８において、入力部９４から被検体の観察を終了する終了信号が入力された場合（ステップＳ１０８：Ｙｅｓ）、内視鏡システム１は、本処理を終了する。これに対して、入力部９４から被検体の観察を終了する終了信号が入力されていない場合（ステップＳ１０８：Ｎｏ）、内視鏡システム１は、上述したステップＳ１０１へ戻る。
ステップＳ１０９において、表示制御部９５ａは、表示装置７が表示する表示画像Ｐ１上に複数の選択領域を重畳して表示装置７に表示させる。具体的には、図６に示すように、表示制御部９５ａは、表示画像Ｐ１上に複数の選択領域Ｒ１〜Ｒ９を重畳して表示装置７に表示させる。この場合、表示制御部９５ａは、複数の選択領域Ｒ１〜Ｒ９のうち、現在のピントの位置に対応する中央の選択領域Ｒ５を強調表示（図６では破線で表現）する。このとき、表示制御部９５ａは、レンズユニット５３の合焦状態に応じて選択領域Ｒ５の表示態様を変更してもよい。例えば、表示制御部９５ａは、レンズユニット５３が選択領域Ｒ５に合焦した場合、選択領域Ｒ５の枠を赤色でハイライト表示する一方、レンズユニット５３が選択領域Ｒ５に合焦していない場合、選択領域Ｒ５の枠を黄色で点滅させて表示する。これにより、ユーザは、現在のレンズユニット５３の合焦位置および合焦状態を直感的に把握することができる。なお、制御装置９は、スピーカ等の出力部（図示略）に合焦したことを音声で出力させてもよい。
続いて、ユーザが操作リング部５１に対して回転操作を行うことによって、操作リング部５１から複数の選択領域のいずれかを選択する選択信号が入力された場合（ステップＳ１１０：Ｙｅｓ）、表示制御部９５ａは、操作リング部５１から入力された選択信号に応じて、複数の選択領域Ｒ１〜Ｒ９の表示態様を変更する（ステップＳ１１１）。具体的には、表示制御部９５ａは、操作リング部５１から入力される選択信号のパルス数に応じて、強調表示する選択領域を変更する。例えば、図７の矢印Ａに示すように、表示制御部９５ａは、操作リング部５１から入力される選択信号のパルス数に応じて、中央の選択領域Ｒ５から、選択領域Ｒ６，Ｒ７，Ｒ８，Ｒ９，Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５の順番に強調表示する。これにより、ユーザは、複数の選択領域Ｒ１〜Ｒ９のなかから所望の選択領域を直感的に把握しながら選択することができる。なお、表示制御部９５ａは、操作リング部５１の回転方向に応じて、強調表示する順番を逆にしてもよい。また、表示制御部９５ａは、操作リング部５１からの選択信号のパルス数に応じて、選択領域の強調表示の位置を変更していたが、例えば入力部５２の操作回数（押圧回数）に応じて、強調表示の位置を変更してもよい。さらに、表示制御部９５ａは、入力部５２の操作回数（押圧回数）に応じて、複数の選択領域Ｒ１〜Ｒ９の表示サイズを変更してもよい。例えば、表示制御部９５ａは、入力部５２が押下される毎に、複数の選択領域Ｒ１〜Ｒ９の表示サイズが大きくなるように表示態様を変更してもよい。もちろん、表示制御部９５ａは、入力部５２が押下される毎に、複数の選択領域Ｒ１〜Ｒ９の表示サイズが小さくなるように表示態様を変更してもよい。さらに、表示制御部９５ａは、操作リング部５１が前後に移動する回数に応じて、複数の選択領域Ｒ１〜Ｒ９の表示サイズや数を変更するようにしてもよい。
その後、入力部５２から複数の選択領域のいずれかを決定する決定信号が入力された場合（ステップＳ１１２：Ｙｅｓ）、ＡＦ処理部９１ａおよびＡＦ演算部９５ｂは、決定信号に応じて選択された選択領域に対してＡＦ用合焦値を算出するＡＦ演算を行う（ステップＳ１１３）。この場合、表示装置７が表示する表示画像Ｐ１において、決定信号に応じて選択された選択領域に対して、ＡＦ用合焦値を算出する。さらに、ＡＦ演算部９５ｂは、ＡＦ処理部９１ａが算出したＡＦ用評価値に基づいて、レンズユニット５３のピント位置として最も適したフレームを選択し、合焦に最適なフレームの情報である最適フレーム情報（合焦評価）を生成する。そして、ＡＦ演算部９５ｂは、最適フレーム情報を含むＡＦ制御信号を、通信モジュール９３，６１１を介してＡＦ制御部６１２に出力する。
続いて、ＡＦ制御部６１２は、カメラヘッド５の駆動部５５によるフォーカス駆動を制御することによって、レンズユニット５３のピントをユーザによって選択された選択領域に合焦させるＡＦ処理を行う（ステップＳ１１４）。
その後、撮像部５４は、挿入部２およびレンズユニット５３が結像した被写体像を撮像する（ステップＳ１１５）。
続いて、信号処理部９１は、第１の伝送ケーブル６を介して入力された画像信号に対して信号処理を実行する（ステップＳ１１６）。
その後、画像生成部９２は、信号処理部９１が順次信号処理を施した画像信号に基づいて、表示装置７に表示するための表示画像を生成し（ステップＳ１１７）、この表示画像を表示装置７へ出力する（ステップＳ１１８）。この場合において、表示制御部９５ａは、表示装置７が表示する表示画像Ｐ１上に選択領域Ｒ１〜Ｒ９を重畳してから所定時間（例えば３秒）経過したとき、選択領域Ｒ１〜Ｒ９を表示画像Ｐ１上から削除する（非表示）。
続いて、操作リング部５１または入力部５２から表示装置７が表示する表示画像Ｐ１上に選択領域を表示する表示信号が入力された場合（ステップＳ１１９：Ｙｅｓ）、内視鏡システム１は、上述したステップＳ１０９へ戻る。これに対して、操作リング部５１または入力部５２から表示装置７が表示する表示画像Ｐ１上に選択領域を表示する表示信号が入力されていない場合（ステップＳ１１９：Ｎｏ）、内視鏡システム１は、ステップＳ１２０へ移行する。
ステップＳ１２０において、入力部９４から被検体の観察を終了する終了信号が入力された場合（ステップＳ１２０：Ｙｅｓ）、内視鏡システム１は、本処理を終了する。これに対して、入力部９４から被検体の観察を終了する終了信号が入力されていない場合（ステップＳ１２０：Ｎｏ）、内視鏡システム１は、上述したステップＳ１１３へ戻る。
ステップＳ１１０において、ユーザが操作リング部５１に対して回転操作を行うことによって、操作リング部５１から複数の選択領域のいずれかを選択する選択信号が入力されていない場合（ステップＳ１１０：Ｙｅｓ）、内視鏡システム１は、ステップＳ１１９へ移行する。
ステップＳ１１２において、入力部５２から複数の選択領域のいずれかを決定する決定信号が入力されていない場合（ステップＳ１１２：Ｎｏ）、内視鏡システム１は、ステップＳ１１９へ移行する。
以上説明した本発明の実施の形態１によれば、ＡＦ制御部６１２がレンズユニット５３の駆動を制御することによって、操作リング部５１の操作に応じて選択された少なくとも１つの選択領域にレンズユニット５３のピントを合焦させるので、表示画像Ｐ１内の中央領域以外であっても、他の領域を選択してＡＦ処理を行うことによって、挿入部２（内視鏡）の位置を変えることなく、ユーザが所望する所定の領域にレンズユニット５３のピントを合焦させることができる。
また、本発明の実施の形態１によれば、ＡＦ制御部６１２がレンズユニット５３の駆動を制御することによって、操作リング部５１の操作に応じて選択された少なくとも１つの選択領域にレンズユニット５３のピントを合焦させることによって、被検体に対して処置具等による処置が行われる近傍に挿入部２を移動させてピントの位置の調整を行うことが不要となるので、挿入部２（内視鏡）の汚れや生体の付着を軽減することができるうえ、挿入部２（内視鏡）の位置の調整や移動等の工程を削減することができる。
また、本発明の実施の形態１によれば、表示制御部９５ａが操作リング部５１によって出力された選択信号に応じて選択された選択領域を強調表示するので、ユーザが現在の選択領域を直感的に把握することができる。
また、本発明の実施の形態１によれば、表示制御部９５ａが操作リング部５１によって選択信号が出力される毎に、選択領域を他の選択領域に遷移させて強調表示するので、操作デバイスが少ない挿入部２または内視鏡システム１であっても、簡易な操作で選択領域を容易に変更することができる。
また、本発明の実施の形態１では、ＡＦ制御部６１２がレンズユニット５３の駆動を制御することによって、操作リング部５１の操作に応じて選択された少なくとも１つの選択領域にレンズユニット５３のピントを合焦させるＡＦ処理を行っていたが、操作リング部５１の操作に応じて選択された少なくとも１つの選択領域の被写体に対してピントを追従させながら自動的に合焦させ続けるコンティニュアス（Continuous）ＡＦ処理を行ってもよい。
なお、本発明の実施の形態１では、表示制御部９５ａが複数の選択領域Ｒ１〜Ｒ９を所定の表示サイズで、表示装置７が表示する表示画像Ｐ１に重畳していたが、選択領域Ｒ１〜Ｒ９の表示サイズを適宜変更することができ、例えば図８に示すように、複数の選択領域Ｒ１ａ〜Ｒ４ａを表示させもよい。
また、本発明の実施の形態１では、表示制御部９５ａが９つの選択領域Ｒ１〜Ｒ９を表示画像Ｐ１上に重畳していたが、選択領域の数を適宜変更することができ、少なくとも２つ以上重畳すればよい。
また、本発明の実施の形態１では、表示制御部９５ａが９つの選択領域Ｒ１〜Ｒ９を表示画像Ｐ１上に均等（３×３のマトリクス）に重畳していたが、これに限定されることなく、適宜変更することができ、例えば十字に重畳してもよい。
また、本発明の実施の形態１では、ＡＦ制御部６１２が操作リング部５１によって選択された選択領域にレンズユニット５３のピントが合焦するＡＦ処理を行っていたが、これに限定されることなく、例えば制御装置９の入力部９４の操作に応じて選択された選択領域にレンズユニット５３のピントが合焦するようにＡＦ処理を行ってもよい。
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２について説明する。上述した実施の形態１では、表示制御部が挿入部（内視鏡）の種別に関わらず、表示画像上に複数の選択領域を重畳していたが、本実施の形態２では、挿入部（内視鏡）の種別に応じて、表示画像上に重畳する複数の選択領域の表示サイズを変更する。以下においては、本実施の形態２に係る内視鏡システムの構成を説明後、本実施の形態２に係る内視鏡システムが実行する処理について説明する。なお、上述した実施の形態１に係る内視鏡システム１と同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
〔内視鏡システムの構成〕
図９は、本発明の実施の形態２に係る内視鏡システムが備えるカメラヘッド、第１のコネクタ部および制御装置の機能構成を示すブロック図である。図９に示す内視鏡システム１Ａは、上述した実施の形態１に係る制御装置９に換えて、制御装置９Ａを備える。制御装置９Ａは、上述した実施の形態１に係る画像処理制御部９５に換えて、画像処理制御部９５１を備える。
画像処理制御部９５１は、上述した実施の形態１に係る画像処理制御部９５の構成に加えて、検出部９５ｃをさらに備える。
検出部９５ｃは、カメラヘッド５に接続される挿入部２（内視鏡）の種別を検出する。具体的には、検出部９５ｃは、画像生成部９２が生成した表示画像（映像信号）における画素毎の輝度信号（画素値）に基づいて、表示画像に含まれる被写体像（有効領域）と被写体像以外のマスク領域との境界を検出し、この検出結果とメモリ９６に記録された挿入部２（内視鏡）毎の境界の位置を示す種別情報とに基づいて、挿入部２の種別を検出する。ここで、挿入部２（内視鏡）の種別情報には、画角を示す画角情報、挿入部２の径を示す径情報が含まれる。
〔内視鏡システムの処理〕
次に、内視鏡システム１Ａが実行する処理について説明する。
図１０は、内視鏡システム１Ａが実行する処理の概要を示すフローチャートである。図１０において、ステップＳ２０１〜ステップＳ２０８およびステップＳ２１１〜ステップＳ２２１は、上述した図４のステップＳ１０１〜ステップＳ１０８およびステップＳ１１０〜ステップＳ１２０それぞれに対応するため、説明を省略する。
ステップＳ２０９において、検出部９５ｃは、カメラヘッド５に接続された挿入部２（内視鏡）の種別を検出する。具体的には、検出部９５ｃは、画像生成部９２が生成した表示画像（映像信号）における画素毎の輝度信号（画素値）に基づいて、表示画像に含まれる被写体像（有効領域）と被写体像以外のマスク領域との境界を検出する。そして、検出部９５ｃは、検出結果とメモリ９６に記録された挿入部２（内視鏡）毎の境界の位置を示す種別情報とに基づいて、挿入部２の種別を検出する。
続いて、表示制御部９５ａは、検出部９５ｃが検出した挿入部２（内視鏡）の種別に応じて、表示画像Ｐ１上に選択領域を表示する（ステップＳ２１０）。具体的には、図１１Ａ〜図１１Ｃに示すように、表示制御部９５ａは、検出部９５ｃが検出した被写体像と被写体像以外のマスク領域との境界に応じた挿入部２の種別に基づいて、表示画像上に重畳する複数の選択領域の表示サイズを変更して表示装置７に表示させる。より具体的には、図１１Ａ〜図１１Ｃに示すように、表示制御部９５ａは、被写体像Ｏ１の表示領域とマスク領域Ｍ１の表示領域との比率に基づいて、表示画像Ｐ１上に重畳する複数の選択領域Ｒ１〜Ｒ９の表示サイズを変更して表示装置７に表示させる。例えば、図１１Ａ〜図１１Ｃに示すように、表示制御部９５ａは、表示画像Ｐ１に占めるマスク領域Ｍ１が小さくなるほど、表示画像Ｐ１上に重畳する複数の選択領域Ｒ１〜Ｒ９の表示サイズを大きくして表示装置７に表示する。ステップＳ２１０の後、内視鏡システム１Ａは、ステップＳ２１１へ移行する。
以上説明した本発明の実施の形態２によれば、上述した実施の形態１と同様の効果を有するとともに、挿入部２（内視鏡）の種別に応じて、表示画像Ｐ１上に重畳する複数の選択領域Ｒ１〜Ｒ９の表示サイズを変更して表示装置７に表示させるので、挿入部２に適した複数の選択領域を表示装置７に表示させることができる。
なお、本発明の実施の形態２では、検出部９５ｃが表示画像における画素毎の輝度信号に基づいて、表示画像に含まれる被写体像と被写体像以外のマスク領域との境界を検出し、この検出結果とメモリ９６に記録された挿入部２毎の境界の位置を示す種別情報とに基づいて、挿入部２の種別を検出していたが、これに限定されることなく、カメラヘッド５に接続される挿入部２に、挿入部２（内視鏡）を識別する識別情報（ＩＤ）を記録するメモリを設け、このメモリから識別情報を取得することによって、挿入部２（内視鏡）の種別を検出するようにしてもよい。もちろん、検出部９５ｃは、ユーザが入力部９４を介して入力した入力情報に基づいて、挿入部２の種別を検出するようにしてもよい。
また、本発明の実施の形態２では、表示制御部９５ａが表示画像Ｐ１上に、処置具の写り込みに関係なく、一律に選択領域Ｒ１〜Ｒ９を表示していたが、例えば画像生成部９２が表示画像Ｐ１に対して処置具を検出する周知技術のパターンマッチング等を用いて処置具を検出し、検出結果に基づいて処置具が写る領域に対して選択領域を非表示（削除）させてもよい。もちろん、表示制御部９５ａは、画像生成部９２によって検出された処置具の先端のみに選択領域を重畳して表示装置７に表示させてもよい。
（実施の形態３）
次に、本発明の実施の形態３について説明する。上述した実施の形態１では、ユーザによって選択された選択領域に対し、所定の処理としてＡＦ処理を行っていたが、本実施の形態３に係る内視鏡システムは、選択領域に対して、電子ズーム処理を行うことによって拡大処理を行う。以下においては、本実施の形態３に係る内視鏡システムの構成を説明後、本実施の形態３に係る内視鏡システムが実行する処理について説明する。なお、上述した実施の形態１に係る内視鏡システム１と同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
〔内視鏡システムの構成〕
図１２は、本発明の実施の形態３に係る内視鏡システムが備えるカメラヘッド、第１のコネクタ部および制御装置の機能構成を示すブロック図である。図１２に示す内視鏡システム１Ｂは、上述した実施の形態１に係る制御装置９に換えて、制御装置９Ｂを備える。制御装置９Ｂは、上述した実施の形態１に係る画像生成部９２に換えて、画像生成部９２１を備える。
画像生成部９２１は、上述した実施の形態１に係る画像生成部９２の構成に加えて、電子ズーム部９２ａを備える。
電子ズーム部９２ａは、操作リング部５１から入力された選択信号に応じて選択された表示画像上の選択領域に対して、トリミング処理（電子ズーム処理）を行い、リサイズ処理を行うことによって選択領域を拡大した拡大画像を生成して表示装置７へ出力する。ここで、拡大画像の有効画素数は、２メガピクセル以上（例えば１９２０×１０８０ピクセルの所謂２Ｋの解像度）であることが好ましい。
〔内視鏡システムの処理〕
次に、内視鏡システム１Ｂが実行する処理について説明する。
図１３は、内視鏡システム１Ｂが実行する処理の概要を示すフローチャートである。図１３において、ステップＳ３０１〜ステップＳ３１６、ステップＳ３１９およびステップＳ３２０は、上述した図４のステップＳ１０１〜ステップＳ１１６、ステップＳ１１９およびステップＳ１２０それぞれに対応する。
ステップＳ３１７において、画像処理制御部９５は、電子ズーム部９２ａに、操作リング部５１から入力された選択信号に応じて選択された表示画像上の選択領域に対して、トリミング処理（電子ズーム処理）を実行させることによって選択領域を拡大した拡大画像を生成させる。具体的には、図１４および図１５に示すように、電子ズーム部９２ａは、操作リング部５１から入力された選択信号に応じて表示画像Ｐ１上の選択領域Ｒ４が選択されている場合（図１４を参照）、選択領域Ｒ４に対して、トリミング処理（電子ズーム処理）を行うことによって選択領域を拡大した拡大画像Ｐ１００（図１５を参照）を生成する。
続いて、表示制御部９５ａは、電子ズーム部９２ａが生成した拡大画像（映像信号）を表示装置７へ出力する（ステップＳ３１８）。これにより、ユーザは、操作リング部５１を操作して選択領域Ｒ１〜Ｒ９のいずれか１つ以上を選択することによって、所望の領域を拡大した拡大画像Ｐ１００を表示装置７で確認することができる。この場合、拡大画像Ｐ１００は、操作リング部５１から入力された選択信号に応じて選択された選択領域Ｒ４に対して、ＡＦ制御部６１２がレンズユニット５３を駆動することによってＡＦ制御を実行させたものであるので、焦点があった画像となる。即ち、ユーザは、操作リング部５１を操作して選択領域Ｒ１〜Ｒ９のいずれか１つを選択する１つの操作で、ピントがあった拡大画像Ｐ１００を確認することができる。ステップＳ３１８の後、内視鏡システム１Ｂは、ステップＳ３１９へ移行する。
以上説明した本発明の実施の形態３によれば、表示画像Ｐ１内の中央領域以外であっても、電子ズーム部９２ａが操作リング部５１によって選択された選択領域に対して電子ズーム処理を行うことによって、ユーザが所望する位置を拡大することができる。
また、本発明の実施の形態１によれば、電子ズーム部９２ａが操作リング部５１によって選択された選択領域に対して電子ズーム処理を行うことによって、ユーザが所望する位置を拡大することによって、被検体に対して処置具等による処置が行われる近傍に挿入部２を移動させてピントの位置の調整が不要となるので、挿入部２（内視鏡）の汚れや生体の付着を軽減することができるうえ、挿入部２（内視鏡）の位置の調整や移動等の工程を削減することができる。
なお、本発明の実施の形態３では、表示制御部９５ａは、表示画像Ｐ１上に選択領域Ｒ１〜Ｒ９を所定の表示サイズで表示していたが、例えば電子ズーム部９２ａによる拡大画像が２メガピクセル以上となる表示サイズで複数の選択領域を表示するようにしてもよい。
（実施の形態４）
次に、本発明の実施の形態４について説明する。本実施の形態４では、選択領域に対して、明るさを検出することによって、光源装置３が出射する照明光の調光を行う。以下においては、本実施の形態４に係る内視鏡システムの構成を説明後、本実施の形態４に係る内視鏡システムが実行する処理について説明する。なお、上述した実施の形態１に係る内視鏡システム１と同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
〔内視鏡システムの構成〕
図１６は、本発明の実施の形態４に係る内視鏡システムが備える光源装置、カメラヘッド、第１のコネクタ部および制御装置の機能構成を示すブロック図である。図１６に示す内視鏡システム１Ｃは、上述した実施の形態１に係る制御装置９に換えて、制御装置９Ｃを備える。制御装置９Ｃは、上述した実施の形態１に係る画像生成部９２に換えて、画像生成部９２２を備える。
画像生成部９２２は、上述した実施の形態１に係る画像生成部９２の構成に加えて、明るさ検出部９２ｂを備える。
明るさ検出部９２ｂは、表示画像（映像信号）における画素毎の輝度信号（画素値）に基づいて、表示画像の明るさを検出し、この検出結果に基づいて、光源装置３が供給する照明光の調光信号を生成する。また、明るさ検出部９２ｂは、操作リング部５１から入力された選択信号に応じて選択された表示画像上の選択領域の明るさを検出し、この検出結果に基づいて、光源装置３が出射する照明光の調光信号を生成する。
〔内視鏡システムの処理〕
次に、内視鏡システム１Ｃが実行する処理の概要を示すフローチャートである。図１７において、ステップＳ４０１〜ステップＳ４１７、ステップＳ４１９〜ステップＳ４２１は、上述した図４のステップＳ１０１〜ステップＳ１２０それぞれに対応する。
ステップＳ４１８において、画像処理制御部９５は、明るさ検出部９２ｂに表示画像の明るさを検出させ、この検出結果に基づいて、光源装置３が供給する照明光の調光信号を光源装置３に出力させて調光する。これにより、ユーザの所望の選択領域に対して適切な明るさで照明光の供給をすることができる。ステップＳ４１８の後、内視鏡システム１Ｃは、ステップＳ４１９へ移行する。
以上説明した本発明の実施の形態４によれば、表示画像Ｐ１内の中央領域以外であっても、他の領域を選択して、ユーザが所望する所定の位置の明るさを調整することができる。
（実施の形態５）
次に、本発明の実施の形態５について説明する。上述した実施の形態２では、硬性内視鏡（挿入部２）を用いた内視鏡システムを本発明に適用していたが、本実施の形態５では、挿入部の先端側に内視鏡用装置を有する軟性内視鏡、所謂ビデオスコープを用いた内視鏡システムに本発明を適用する。なお、上述した実施の形態１に係る内視鏡システム１と同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
〔内視鏡システムの構成〕
図１８は、本発明の実施の形態５に係る内視鏡システムの概略構成を示す図である。
図１８に示す内視鏡システム１Ｄは、生体内に挿入部２Ｄを挿入することによって被検体の観察部位の体内画像を撮像して画像信号を出力する内視鏡１１と、内視鏡１１の先端から出射する照明光を発生する光源装置３と、内視鏡１１から出力された画像信号を処理して表示画像を生成して出力する制御装置９Ａと、表示画像を表示する表示装置７と、を備える。
内視鏡１１は、図１８に示すように、可撓性を有する細長形状をなす挿入部２Ｄと、挿入部２Ｄの基端側に接続され、各種の操作信号の入力を受け付ける操作部１４１と、操作部１４１から挿入部２Ｄが延びる方向と異なる方向に延び、光源装置３および制御装置９Ａに接続し、第１の伝送ケーブル６を含む各種ケーブルを内蔵するユニバーサルコード１４２と、を備える。
挿入部２Ｄは、図１８に示すように、上述したレンズユニット５３（図示略）および撮像部５４（図示略）を内蔵した先端部２２と、先端部２２の基端側に接続され、複数の湾曲駒によって構成された湾曲自在な湾曲部２３と、湾曲部２３の基端側に接続され、可撓性を有する長尺状の可撓管部２４と、を備える。そして、先端部２２に撮像部５４が設けられ、この撮像部５４にて撮像された画像信号は、操作部１４１および第１の伝送ケーブル６が内蔵されたユニバーサルコード１４２を介して、制御装置９Ａに出力される。この場合、撮像部５４（撮像素子）の有効画素数は、２メガピクセル以上（例えば１９２０×１０８０ピクセルの所謂２Ｋの解像度）である。
以上説明した本発明の実施の形態５によれば、軟性内視鏡（内視鏡１１）を用いた場合であっても、上述した実施の形態２と同様の効果を奏する。
なお、本発明の実施の形態５では、軟性の挿入部２Ｄの先端部２２に撮像部５４が設けられた内視鏡１１を例に説明したが、硬性の挿入部に撮像部を設けた硬性内視鏡であっても適用することができる。この場合、上述した実施の形態５の撮像部５４と同様に、撮像部の有効画素数は、２メガピクセル以上（例えば１９２０×１０８０ピクセルの所謂２Ｋの解像度）が好ましい。
（その他の実施の形態）
本明細書における内視鏡システムの処理の説明では、「まず」、「その後」、「続いて」および「そして」等の表現を用いて各ステップの前後関係を明示していたが、本発明を実施するために必要なステップの順序は、それらの表現によって一意的に定められるわけではない。即ち、本明細書で記載した内視鏡システムの順序は、矛盾のない範囲で変更することができる。
また、本発明は、上述した実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階では、発明の要旨を逸脱しない範囲内で構成要素を変形して具体化することができる。また、上述した実施の形態に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることによって、種々の発明を形成することができる。例えば、上述した実施の形態に記載した全構成要素からいくつかの構成要素を削除してもよい。さらに、各実施の形態で説明した構成要素を適宜組み合わせてもよい。
また、明細書または図面において、少なくとも一度、より広義または同義な異なる用語とともに記載された用語は、明細書または図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。このように、発明の主旨を逸脱しない範囲内において種々の変形や応用が可能である。
このように、本発明は、ここでは記載していない様々な実施の形態を含みうるものであり、請求の範囲によって特定される技術的思想の範囲内で種々の設計変更等を行うことが可能である。
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ 内視鏡システム
２，２Ｄ 挿入部
３ 光源装置
４ ライトガイド
５ カメラヘッド
６ 第１の伝送ケーブル
７ 表示装置
８ 第２の伝送ケーブル
９，９Ａ，９Ｂ，９Ｃ 制御装置
１０ 第３の伝送ケーブル
１１ 内視鏡
５１ 操作リング部
５２ 入力部
５３ レンズユニット
５３ａ，５５ａ 検出部
５４ 撮像部
５５ 駆動部
５６ カメラヘッド制御部
６１ 第１のコネクタ部
６２ 第２のコネクタ部
９１ 信号処理部
９１ａ ＡＦ処理部
９２，９２１，９２２ 画像生成部
９２ａ 電子ズーム部
９２ｂ 明るさ検出部
９５，９５１ 画像処理制御部
９５ａ 表示制御部
９５ｂ ＡＦ演算部
９５ｃ 検出部
９６ メモリ
１４１ 操作部
５００ フォーカス機構
６１２ ＡＦ制御部
Ｍ１ マスク領域
Ｏ１ 被写体像
Ｐ１ 表示画像
Ｐ１００ 拡大画像
Ｒ１〜Ｒ９，Ｒ１ａ〜Ｒ４ａ 選択領域

Claims (18)

  1. 撮像部によって生成された画像信号を処理して表示用の表示画像を生成する画像生成部と、
    外部からの操作に応じて選択可能な複数の選択領域を前記表示画像に重畳して表示装置へ出力する表示制御部と、
    外部からの操作に応じて選択された少なくとも１つの前記選択領域に対して、所定の処理を実行する制御部と、
    を備える制御装置。
  2. 前記制御部は、一または複数のレンズを移動させてピントを調整可能なフォーカス機構を有するレンズユニットの駆動を制御することによって、外部からの操作に応じて選択された少なくとも１つの前記選択領域に前記レンズユニットのピントを合焦させる請求項１に記載の制御装置。
  3. 前記表示画像における所定の領域に対して、トリミング処理を行うことによって拡大画像を生成する電子ズーム部をさらに備え、
    前記制御部は、外部からの操作に応じて選択された少なくとも１つの前記選択領域に対して、前記電子ズーム部にトリミング処理を行わせることによって前記拡大画像を生成させる請求項１または２に記載の制御装置。
  4. 前記表示画像における所定の領域の画素値に基づいて、光源装置が照射する照明光の明るさを検出して前記光源装置を調光する調光信号を生成する明るさ検出部をさらに備え、
    前記制御部は、外部からの操作に応じて選択された少なくとも１つの前記選択領域に対して、前記明るさ検出部に前記照明光の明るさを検出させて前記調光信号を生成させる請求項１〜３のいずれか１つに記載の制御装置。
  5. 当該制御装置に接続される内視鏡の種別を検出する検出部をさらに備え、
    前記表示制御部は、前記検出部が検出した前記内視鏡の種別に基づいて、前記複数の選択領域の表示サイズを変更して前記表示画像に重畳する請求項１〜４のいずれか１つに記載の制御装置。
  6. 前記検出部は、前記表示画像における被写体像とマスク領域との境界に基づいて、前記内視鏡の種別を検出する請求項５に記載の制御装置。
  7. 前記複数の選択領域のいずれかを選択する選択信号を出力する操作部をさらに備え、
    前記表示制御部は、前記操作部が出力した前記選択信号に応じて選択された前記選択領域を強調表示する請求項１〜６のいずれか１つに記載の制御装置。
  8. 前記表示制御部は、前記操作部が前記選択信号を出力する毎に、前記選択領域を他の選択領域に遷移させて強調表示する請求項７に記載の制御装置。
  9. 前記操作部は、所定の軸を中心に回転可能に設けられ、所定の回転角度毎に前記選択信号を出力する請求項７または８に記載の制御装置。
  10. 被検体に挿入可能な内視鏡と、
    前記内視鏡によって結像された被写体像を受光して光電変換を行うことによって画像信号を生成する撮像部と、
    前記撮像部が生成した前記画像信号を処理して表示用の表示画像を生成する画像生成部と、
    前記画像生成部が生成した前記表示画像を表示する表示装置と、
    外部からの操作に応じて選択可能な複数の選択領域を前記表示画像に重畳して前記表示装置へ出力する表示制御部と、
    外部からの操作に応じて選択された少なくとも１つの前記選択領域に対して、所定の処理を実行する制御部と、
    を備える内視鏡システム。
  11. 前記複数の選択領域のいずれかを選択する選択信号を出力する操作部をさらに備え、
    前記表示制御部は、前記操作部が出力した前記選択信号に応じて選択された前記選択領域を強調表示する請求項１０に記載の内視鏡システム。
  12. 前記表示制御部は、前記操作部が前記選択信号を出力する毎に、前記選択領域を他の選択領域に遷移させて強調表示する請求項１１に記載の内視鏡システム。
  13. 前記操作部は、前記撮像部の受光面と直交する軸を中心に回転可能に設けられ、所定の回転角度毎に前記選択信号を出力する請求項１１または１２に記載の内視鏡システム。
  14. 前記内視鏡が着脱自在に接続されるカメラヘッドをさらに備え、
    前記カメラヘッドは、前記撮像部を有し、
    前記撮像部の有効画素数は、８メガピクセル以上である請求項１０〜１３のいずれか１つに記載の内視鏡システム。
  15. 前記内視鏡は、前記被検体に挿入可能な挿入部を備え、
    前記挿入部は、先端部に前記撮像部が設けられ、
    前記撮像部の有効画素数は、２メガピクセル以上である請求項１０〜１３のいずれか１つに記載の内視鏡システム。
  16. 前記表示装置は、モニタサイズが３１インチ以上である請求項１０〜１５のいずれか１つに記載の内視鏡システム。
  17. 撮像部によって生成された画像信号を処理して表示用の表示画像を生成する画像生成ステップと、
    外部からの操作に応じて選択可能な複数の選択領域を前記表示画像に重畳して表示装置へ出力する表示制御ステップと、
    外部からの操作に応じて選択された少なくとも１つの前記選択領域に対して、所定の処理を実行する制御ステップと、
    を含む処理方法。
  18. 制御装置に、
    撮像部によって生成された画像信号を処理して表示用の表示画像を生成する画像生成ステップと、
    外部からの操作に応じて選択可能な複数の選択領域を前記表示画像に重畳して表示装置へ出力する表示制御ステップと、
    外部からの操作に応じて選択された少なくとも１つの前記選択領域に対して、所定の処理を実行する制御ステップと、
    を実行させるプログラム。
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