WO2015111560A1 - 内視鏡装置及び内視鏡装置の作動方法 - Google Patents

Abstract

　内視鏡装置は、撮像部２００の光学系が有するフォーカスレンズの位置を制御してフォーカス制御を行うフォーカス制御部３６０と、ミストの発生を検出するミスト検出部３４０と、を含む。フォーカス制御部３６０は、ミスト検出部３４０によりミストの発生が検出された場合、フォーカス制御における合焦動作の実行を停止する。

Description

内視鏡装置及び内視鏡装置の作動方法

　本発明は、内視鏡装置及び内視鏡装置の作動方法等に関する。

　内視鏡装置においてはユーザの診断・処置に支障をきたさないため、できるだけ広い被写界深度が求められる。しかし近年では、内視鏡装置においても高画素の撮像素子が使用されるに従って被写界深度が狭くなってきている。このことから、オートフォーカス（以下、ＡＦと省略する）を行う内視鏡装置が提案されている。従来の動画に対するＡＦ技術では、無駄な合焦動作を防止するため、以下のような手法が提案されている。

　例えば特許文献１では、合焦動作が完了した状態におけるＡＦ評価値を記憶し、そのＡＦ評価値に対して所定の閾値以上の変化が所定の待機時間以上継続した場合に、再度、合焦動作を実行する。これにより、必要以上に高頻度に合焦動作が行われることを防止することができる。

　或は特許文献２では、ＡＦ領域を画像の中央領域に配置し、合焦動作が完了した後に、現在画像と過去画像から、画像の周辺領域の類似度と画像の中央領域（ＡＦ領域）の類似度をそれぞれ算出する。ここでの類似度とは、画像が類似しているほど小さくなる値である。そして、画像の周辺領域の類似度が所定の閾値以上であり、画像の中央領域の類似度が所定の閾値以下の場合は合焦動作を行わせない。これにより、合焦後にフレーミングの変更等を行うことで画像の周辺領域の被写体が変化しても、画像の中央領域に位置する主要な被写体までの距離が変化しない場合には、不必要な合焦動作が行われることを防止することができる。

特開２００６－２０８８１８号公報 特開２０１０－１７６０６１号公報

　さて、内視鏡装置では、ユーザが処置を行うために視野を固定し、一度合焦が完了した後は、合焦動作を停止させておくことが望ましい。しかしながら、内視鏡装置の撮影範囲には種々の要因でミストが発生する可能性があり、ミストが発生するとコントラストが低下してＡＦが誤動作し、フォーカスが外れるという課題がある。

　本発明の幾つかの態様によれば、ミストが発生した場合でも合焦状態を維持できる内視鏡装置及び内視鏡装置の作動方法等を提供できる。

　本発明の一態様は、撮像部の光学系が有するフォーカスレンズの位置を制御してフォーカス制御を行うフォーカス制御部と、ミストの発生を検出するミスト検出部と、を含み、前記フォーカス制御部は、前記ミスト検出部により前記ミストの発生が検出された場合、前記フォーカス制御における合焦動作の実行を停止する内視鏡装置に関係する。

　本発明の一態様によれば、ミストの発生が検出された場合にフォーカス制御における合焦動作の実行が停止される。これにより、フォーカス制御が誤動作を起こす可能性があるミストが発生した場合に合焦動作を停止することができ、ミストが発生した場合でも合焦状態を維持することが可能となる。

　また、本発明の他の態様は、撮像部の光学系が有するフォーカスレンズの位置を制御してフォーカス制御を行い、ミストの発生を検出し、前記ミストの発生が検出された場合、前記フォーカス制御における合焦動作の実行を停止する内視鏡装置の作動方法に関係する。

図１は、本実施形態の内視鏡装置の構成例。 図２は、第１の実施形態における内視鏡装置の構成例。 図３は、第１の実施形態におけるミスト検出部とフォーカス制御部の詳細な構成例。 図４は、ミスト検出領域とＡＦ領域の設定手法の例。 図５は、ミスト検出部とフォーカス制御部が行う処理のフローチャート。 図６は、ユーザが処置を行っている場合の画像の例。 図７（Ａ）～図７（Ｆ）は、ミストによる画像の時間変化の例。 図８は、ミストが発生したときの輝度値の時間変化の例。 図９は、ミストが発生したときの彩度値の時間変化の例。 図１０は、ミストが発生したときのコントラスト値の時間変化の例。 図１１は、ミストが発生したときの輝度値の評価値の時間変化の例。 図１２は、ミストが発生したときの彩度値の評価値の時間変化の例。 図１３は、ミストが発生したときのコントラスト値の評価値の時間変化の例。 図１４は、第２の実施形態におけるミスト検出部とフォーカス制御部の詳細な構成例。 図１５は、ＡＦ評価値に用いる空間周波数の帯域と、ミスト評価値に用いる空間周波数の帯域を説明する図。

　以下、本実施形態について説明する。なお、以下に説明する本実施形態は、請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また本実施形態で説明される構成の全てが、本発明の必須構成要件であるとは限らない。

　１．本実施形態の概要
　例えば外科分野等において内視鏡装置（内視鏡システム）を用いて処置を行う場合、ユーザは病変部を画像の中央付近に位置させるようにスコープを操作し、電気メスや鉗子等の処置具を使用して病変部の切除や縫合等の処置を行う。このため、その処置を行う画像の中央付近にＡＦ領域を配置することが望ましい。

　また、ユーザは視野を固定して処置を行うが、処置の間にフォーカスが変化すると処置に支障をきたす。そのため、固定した視野に一度合焦が完了した後は、ユーザの意図しないピント位置の変化やＡＦ制御の誤動作による画像のボケ等が発生することを防止するため、合焦動作を停止させておくことが望ましい。

　しかしながら、以下のような理由で視野にミストが発生する場合があり、そのミストによりピント位置がずれる可能性があるという課題がある。

　即ち、ユーザが処置を行っている間は、主要な被写体である病変部に対して電気メスや超音波メス等による切除や縫合等が行われる。電気メスが生体に接触するとメス先端の熱により病変部周辺を焼灼する事で灰や煙や水蒸気が発生して腹腔内に拡散する。また超音波メスの場合はキャビテーション（振動により水分中に気泡が発生する現象）により生体内の水分が腹腔内に霧状に拡散する現象が発生する。このような不透明な灰、煙、水蒸気、霧等が腹腔内に拡散する現象を、ミストと呼ぶ。

　ユーザが処置を行っている間に上記のようなミストが発生すると、画像のコントラストが低下し、ＡＦ領域から取得されるＡＦ評価値は時間と共に小さくなる（評価値が悪くなる）。そうすると、ＡＦ制御において合焦しているのか否かをＡＦ評価値から判定できなくなる。このような状態になると、フォーカスレンズ位置が大きく移動して画像がぼけてしまう。更には、フォーカスレンズ位置の移動により倍率変動を引き起こしてしまう。このようなピントのぼけや倍率変動によって、視認性が極端に悪い画像を処置中のユーザに提供することになる。また、フォーカスレンズ位置が合焦位置から大きくずれてしまうと、ミストが消失して正常なＡＦを行える状態になったとしても、合焦するまでに時間がかかってしまう。

　無駄なＡＦ動作を抑制する技術として上述した特許文献１や特許文献２があるが、これらの技術はミストを想定したものではないので、ミストの発生に対して精度良くＡＦ動作を抑制することはできない。そのため、ユーザが処置を行っている間に合焦動作を停止させることは困難である。

　図１に、このような課題を解決できる本実施形態の内視鏡装置の構成例を示す。内視鏡装置１０は、撮像部２００の光学系が有するフォーカスレンズの位置を制御してフォーカス制御を行うフォーカス制御部３６０と、ミストの発生を検出するミスト検出部３４０と、を含む。そして、フォーカス制御部３６０は、ミスト検出部３４０によりミストの発生が検出された場合、フォーカス制御における合焦動作の実行を停止する。

　例えば図７（Ａ）～図１０等で後述するように、ミストが発生するときに画像の輝度値や彩度値、コントラスト値等のパラメータが時間的に変化するので、そのパラメータの変化を画像から検出することにより、ミストの発生を検出できる。なお、ミストの発生を画像から検出するだけでなく、ミストを発生させる処置具の制御情報（例えば通電状態等）を組み合わせてミストの発生を検出してもよい。

　また、合焦動作としては、例えばコントラスト法や、瞳分割位相差法、像面位相差法などを含む位相差法等を用いて自動的に被写体にフォーカスを合わせる動作（いわゆるＡＦ制御）を行う。即ち、フォーカス制御は、フォーカスレンズを停止し続ける制御も含めてフォーカスレンズの位置の制御全般を意味しており、そのフォーカス制御のうち被写体にフォーカスを合わせる動作を合焦動作と呼ぶ。合焦動作の実行を停止したとき、フォーカス制御部３６０は、フォーカスレンズの移動を停止させてピントの位置を固定する。

　以上のようにして、ミストの発生が検出された場合に合焦動作の実行を停止することで、ミストによるＡＦの誤動作を抑制することができる。即ち、ユーザが処置を行っている間は合焦動作を停止することが可能となり、ユーザが処置を行っている間の意図しないピント位置の変化や、ＡＦ制御の誤動作による画像のボケ等が発生することを防止できる。

　２．第１の実施形態
　２．１．内視鏡装置
　次に、詳細な実施形態について説明する。図２に、第１の実施形態に係る内視鏡装置の構成例を示す。内視鏡装置は、体内への挿入部である硬性鏡１００と、硬性鏡１００に接続される撮像部２００と、処理部３００と、表示部４００と、外部Ｉ／Ｆ部５００と、光源部６００を含む。

　光源部６００は、白色光を発生する白色光源６１０と、白色光源６１０からの出射光を硬性鏡１００に導光するライトガイドケーブル６２０と、を含む。

　硬性鏡１００は、例えば結像レンズとリレーレンズと接眼レンズ等を含んで構成されるレンズ系１１０と、ライトガイドケーブル６２０からの出射光を硬性鏡１００の先端まで導光するライトガイド部１２０と、を含む。

　撮像部２００は、レンズ系１１０からの出射光を結像する対物レンズ系(光学系)２７０を含む。対物レンズ系２７０は、合焦物体位置を調整するフォーカスレンズ２２０と、光学倍率を調整するズームレンズ２４０と、を含んで構成されている。撮像部２００は更に、対物レンズ系２７０で結像された反射光を光電変換して画像を生成する撮像素子２６０と、フォーカスレンズ２２０を駆動するフォーカスレンズ駆動部２３０と、ズームレンズ２４０を駆動するズームレンズ駆動部２５０と、ズームレンズ位置を調整するズームボタン２１０と、を含む。フォーカスレンズ駆動部２３０及びズームレンズ駆動部２５０は、例えばボイスコイルモーター（以下、ＶＣＭ）で構成される。また、撮像素子２６０は、例えばベイヤ配列の色フィルタを有する固体撮像素子である。

　ここで、合焦物体位置とは、被写体側においてフォーカスが合っている位置のことである。即ち、対物レンズ系２７０が結像した被写体が撮像素子２６０にフォーカスしている場合の、その被写体の位置である。合焦物体位置は、例えば撮像部２００の基準位置（例えば対物レンズ系２７０や撮像素子２６０の位置）から被写体までの距離で表す。

　処理部３００は、Ａ／Ｄ変換部３１０と、前処理部３２０と、画像処理部３３０と、フォーカス制御部３６０と、制御部３５０と、ミスト検出部３４０と、を含む。

　Ａ／Ｄ変換部３１０は、撮像素子２６０から順次出力されるアナログ信号をデジタルの画像に変換して、前処理部３２０に順次出力する。前処理部３２０は、Ａ／Ｄ変換部３１０から出力された画像に対して、例えばホワイトバランス処理や、補間処理（デモザイキング処理）、ＹＣｂＣｒ変換処理等の画像処理を施し、画像処理部３３０とフォーカス制御部３６０に順次出力する。

　画像処理部３３０は、前処理部３２０から出力された画像に対して、例えば色変換や、階調変換、エッジ強調、ノイズリダクション等の画像処理を施し、表示部４００に画像を順次出力する。表示部４００は、例えば液晶モニタであり、画像処理部３３０から順次出力される画像を表示する。

　ミスト検出部３４０は、前処理部３２０からの画像に基づいてミストの発生やミストの消失を検出する。フォーカス制御部３６０は、前処理部３２０からの画像に基づいてフォーカスレンズ駆動部２３０を制御し、被写体にフォーカスを合わせる合焦動作を制御する。フォーカス制御部３６０は、ミストの発生やミストの消失が検出された場合には合焦動作の停止や再開を行う。ミスト検出部３４０とフォーカス制御部３６０の詳細については後述する。

　制御部３５０は、外部Ｉ／Ｆ部５００や画像処理部３３０、フォーカス制御部３６０、撮像素子２６０、ズームボタン２１０等の内視鏡装置の各部と相互に接続されており、それらの各部に対して制御信号の入出力を行う。

　外部Ｉ／Ｆ部５００は、内視鏡装置に対するユーザからの入力等を行うためのインターフェースである。例えば、ＡＦの開始／終了を行うためのＡＦボタンや、画像処理のパラメータを調整するための調整ボタンや、処置具（電気メスや超音波メス）の通電をオン・オフするためのスイッチ等を含んで構成されている。処置具の通電情報（スイッチのオン・オフを示す情報）は、制御部３５０へ転送される。

　２．２．ミスト検出部、フォーカス制御部
　図３に、ミスト検出部３４０及びフォーカス制御部３６０の詳細な構成例を示す。ミスト検出部３４０は、ミスト検出領域設定部３４１と、検出部３４２と、を含む。フォーカス制御部３６０は、ＡＦ領域設定部３６１と、ＡＦ評価値算出部３６２と、フォーカスレンズ制御部３６３と、を含む。

　ミスト検出領域設定部３４１は、例えば制御部３５０から出力される画像サイズ等の情報に基づいて、図４に示すようなミスト検出領域を設定する。その後、ミスト検出領域設定部３４１は、設定したミスト検出領域情報を検出部３４２に出力する。例えば、画像を３×３の領域に分割して９個の評価ブロックを設定し、これらの集合をミスト検出領域とする。ここでミスト検出領域として設定される評価ブロックの数は、任意に設定可能であることは言うまでもない。

　検出部３４２は、ミスト検出領域設定部３４１から出力されたミスト検出領域情報と、前処理部３２０から順次出力される画像とに基づいて、ミストを検出する。その後、検出部３４２は、ミストが検出されたか否かを表すミスト検出情報をフォーカスレンズ制御部３６３に出力する。ミストの検出方法の詳細については後述する。

　ＡＦ領域設定部３６１は、例えば制御部３５０から出力される画像サイズ等の情報に基づいて、図４に示すようなＡＦ領域を設定する。その後、ＡＦ領域設定部３６１は、設定したＡＦ領域情報をＡＦ評価値算出部３６２に出力する。本実施形態では、説明を簡単にするために、ミスト検出領域として設定された複数の評価ブロックのうち、中央の評価ブロックと同じ領域をＡＦ領域としている。実際には評価ブロックのサイズとＡＦ領域とが同じサイズである必要はないため、評価ブロックとは全く異なる大きさの領域をＡＦ領域として画像の中央付近に設定してもよい。

　ＡＦ評価値算出部３６２は、ＡＦ領域設定部３６１から出力されたＡＦ領域情報と、前処理部３２０から順次出力される画像とに基づいて、ＡＦ評価値を算出する。例えば、ＡＦ領域に含まれるすべての画素のＹ信号を算出し、そのＹ信号に対して任意のＢＰＦ（バンドパスフィルタ）処理を行い、そのＢＦＰ処理の出力の総和をＡＦ評価値とする。その後、ＡＦ評価値算出部３６２は、算出したＡＦ評価値をフォーカスレンズ制御部３６３に順次出力する。

　フォーカスレンズ制御部３６３は、検出部３４２から出力されるミスト検出情報と、ＡＦ評価値算出部３６２から出力されるＡＦ評価値に基づいてフォーカスレンズの制御情報を生成し、フォーカスレンズ駆動部２３０に出力する。フォーカスレンズ駆動部２３０は、フォーカスレンズ制御部３６３から出力される制御情報に基づいて、フォーカスレンズを駆動する。

　２．３．フォーカス制御処理
　図５に、上記のようなミスト検出を行う場合のフォーカス制御処理のフローチャートを示す。

　ＡＦ制御が開始されると、フォーカスレンズ制御部３６３は合焦動作を開始する。合焦動作が開始されると、フォーカスレンズ制御部３６３は公知のＡＦ技術を使用して合焦動作を行う。公知のＡＦ技術としては、例えばコントラストＡＦ等の公知のピーク検出制御を用いる。

　具体的には、本実施形態においては、フォーカス制御部３６０は、ＡＦ評価値を取得するためのフォーカスレンズ位置（目標位置）を決定し、その目標位置をフォーカスレンズ駆動部２３０に出力する（ステップＳ１０１）。フォーカスレンズ駆動部２３０は、目標位置にフォーカスレンズを移動させる。次に、フォーカスレンズ制御部３６３は、目標位置におけるＡＦ評価値を、ＡＦ評価値算出部３６２から取得する（ステップＳ１０２）。次に、フォーカス制御部３６０は、ミスト検出部３４０が備える検出部３４２からミスト検出情報を取得する（ステップＳ１０３）。

　次に、ミスト検出情報に基づいてミストが発生したか否かを判定する（ステップＳ１０４）。ミストが発生していないと判定した場合には、ＡＦ評価値に基づいて合焦制御を行い（ステップＳ１０５）、合焦が完了したか否かの判断を行う（ステップＳ１０６）。合焦が完了していない場合にはステップＳ１０１以降の動作を繰り返す。合焦が完了した場合には合焦動作を終了する。そして、再び合焦動作を開始する。一方、ステップＳ１０４においてミストが発生したと判定した場合には合焦制御をバイパスし、合焦動作を終了する。

　ステップＳ１０４においてミストが発生したと判定して合焦動作を終了した場合、フォーカスレンズ制御部３６３は待機動作を開始する。待機動作が開始されると、フォーカスレンズ制御部３６３は、検出部３４２から出力されるミスト検出情報を取得する（ステップＳ２０１）。次にフォーカスレンズ制御部３６３は、ミスト検出情報に基づいてミストが消失したか否かを検出する（ステップＳ２０２）。ミストが消失していないと判定した場合には、ステップＳ２０１以降の動作を繰り返す。一方、ミストが消失したと判定した場合には待機動作を終了する。

　待機動作が終了した場合、フォーカスレンズ制御部３６３はＡＦ制御開始の処理に戻る。つまり、ミスト検出によって待機動作が実行されている間は、フォーカスレンズ制御部３６３は、同じフォーカスレンズ位置を出力し続け、フォーカスレンズの駆動は行わない。例えば、合焦動作を終了したときの目標位置をフォーカスレンズ駆動部２３０へ出力し続ける。なお、ここで詳しくは述べないが、ＡＦ制御開始の処理は、予め定められた状態であるか否か(例えば、シーン検出をトリガにする等)によって開始されることとなる。

　２．４．ミスト検出処理
　次に、ミスト検出処理について詳細に説明する。まず、図４のようなミスト検出領域を設定する理由について説明する。

　図６に、ユーザが処置を行っている間に内視鏡装置が取得する代表的な画像を表した図を示す。上述したように、視野の中心付近で処置を行うためＡＦ領域を画像の中心付近に配置することが望ましい。また、ミストは処置によって発生するため、ＡＦ領域付近でミストの発生頻度が最も大きくなる。そのため、ＡＦ評価値に限らず画像のＡＦ領域から取得される情報だけを用いて、ユーザが処置を行っている間の合焦動作を精度よく停止させることは困難である。

　例えば、ＡＦ領域でコントラストの変化を検出した場合、ミストによってコントラストが変化したのか、フォーカスの変化によってコントラストが変化したのかを区別することは難しい。即ち、ＡＦ領域のコントラスト変化からミストの発生を判断して合焦動作を停止させることは難しい。

　一方、画像の周辺付近に着目すると、ミストの発生時に画像の中央付近とは画像の変化が異なっている。即ち、ユーザが処置を行っている間は病変部が画像の中央付近に位置するように視野が固定され、その中央付近の病変部に対して処置を行うため、画像の周辺付近に対しては処置が行われず、画像の周辺付近からはミストが発生しない。そのため、中央付近でミストが発生したとき、そのミストが周辺付近に到達するまでは、周辺付近での画像の変化は比較的小さくなる。

　そこで本実施形態では、図４に示すように、ＡＦ領域だけではなく画像の周辺まで含んだ領域をミスト検出領域（すなわち、ＡＦ領域とは異なる領域を含んでいることとなる）として設定し、ここから取得されるミスト検出情報を用いて合焦動作の開始、終了制御を行う。このように画像の中央と周辺の情報からミストを検出することで、中央から周辺へ広がるミストの特徴を使うことが可能となり、フォーカス変化による画像変化と区別して正確にミストを検出することができる。これにより、ユーザが見ているシーンにミストが無く、実際にピント調整が必要となる場面だけで合焦動作を実行することが可能になる。

　以下、ミストの発生を検出する手法と、ミストの消失を検出する手法について詳細に説明する。

　ミスト検出領域として設定された複数個のブロックをｂ［ｉ］とする。ｉはブロックに対応付けられたブロック番号であり、図４の例ではｉ＝０、１、・・・、８である。検出部３４２は、ブロックｂ［ｉ］の全てに対して、ブロックの平均輝度ｂ＿Ｙ［ｉ］［ｎ］と、ブロックの平均彩度ｂ＿Ｓ［ｉ］［ｎ］と、ブロックのＤレンジｂ＿Ｄ［ｉ］［ｎ］と、を現在の画像から算出し、それらを図示しないメモリーに記憶する。ここで、ｎは画像が取得されたタイミングを表している。

　次に検出部３４２は、下式（１）～（３）を用いてミスト検出の評価値Ｖｙ［ｎ］、Ｖｓ［ｎ］、Ｖｄ［ｎ］を算出する。ここで、ｂ＿Ｙ［ｉ］［ｎ－ｘ］は、現在の画像よりｘフレーム前に取得された画像から算出された各ブロックの平均輝度であり、ｂ＿Ｓ［ｉ］［ｎ－ｘ］は、現在の画像よりｘフレーム前に取得された画像から算出された各ブロックの平均彩度であり、ｂ＿Ｄ［ｉ］［ｎ－ｘ］は、現在の画像よりｘフレーム前に取得された画像から算出された各ブロックのＤレンジである。ここで、ｘは任意の数を設定できる。

　上式（１）～（３）から分かるように、Ｖｙ［ｎ］は現在画像（時刻がｎ）から算出された各評価ブロックの平均輝度と、ｘだけ過去に取得された画像から算出された各評価ブロックの平均輝度との差の総和として算出されている。またＶｓ［ｎ］は現在画像（時刻がｎ）から算出された各評価ブロックの平均彩度と、ｘだけ過去に取得された画像から算出された各評価ブロックの平均彩度との差の総和として算出されている。更にＶｄ［ｎ］は現在画像（時刻がｎ）から算出された各評価ブロックのＤレンジと、ｘだけ過去に取得された画像から算出された各評価ブロックのＤレンジとの差の総和として算出されている。

　評価値Ｖｙ［ｎ］、Ｖｓ［ｎ］、Ｖｄ［ｎ］の時間変化について図７（Ａ）～図１５を用いて説明する。図７（Ａ）～図７（Ｆ）は、ミストの発生から消失までの画像の時間変化を模式的に示す図である。

　図７（Ａ）は、ミスト検出領域とＡＦ領域を示す。図７（Ｂ）に示すように、病変部をＡＦ領域に合わせて処置具を挿入し、処置を開始する。図７（Ｃ）に示すように、処置を行っている中央部からミストが発生する。図７（Ｄ）に示すように、ミストが周辺部に広がっていき、腹腔内に充満する。ミストが発生している間は、ミストの濃度の変化はあるものの、この状態が続く。図７（Ｅ）に示すように、ミストの発生が止まるとミストが徐々に薄れていく。図７（Ｆ）に示すように、ミストが消失し、ＡＦ可能な状態に戻る。

　図８～図１０は、上記のようにミストが変化するときの画像の輝度値、彩度値、コントラスト値の変化を示す図である。図８～図１０の右図は各ブロックでの値を示し、左図は全ブロックの平均値を示す。また、時間ｔＢ～ｔＦは、それぞれ図７（Ｂ）～図７（Ｆ）のタイミングに対応している。

　図８～図１０に示すように、ミストが発生して腹腔内に充満するに従って輝度値が上昇し、彩度値とコントラスト値（Ｄレンジ）が低下する。そして、ミストの発生が止まり、消失していくに従って輝度値が低下し、彩度値とコントラスト値が上昇する。これは、ミストが照明を乱反射するため輝度値を上昇させ、ミストが不透明であるため彩度値やコントラスト値を低下させるためである。

　図１１～図１３は、上記のように輝度値、彩度値、コントラスト値が変化するときの評価値Ｖｙ［ｎ］、Ｖｓ［ｎ］、Ｖｄ［ｎ］の変化を示す図である。これらの評価値は、差分値なので、図８～図１０の特性を微分したような特性となる。

　図１１～図１３に示すように、ミストの発生時には、輝度値が正の傾きを有するので評価値Ｖｙ［ｎ］は上に凸の特性であり、彩度値とコントラスト値は負の傾きを有するので評価値Ｖｓ［ｎ］、Ｖｄ［ｎ］は下に凸の特性となる。一方、ミストの消失時には、輝度値の評価値Ｖｙ［ｎ］は下に凸の特性であり、彩度値の評価値Ｖｓ［ｎ］とコントラスト値の評価値Ｖｄ［ｎ］は上に凸の特性となる。

　このような評価値Ｖｙ［ｎ］、Ｖｓ［ｎ］、Ｖｄ［ｎ］の変化に対して、本実施形態では以下のようにしてミストが発生したか否かを判定する。

　即ち、検出部３４２は、輝度値の評価値Ｖｙ［ｎ］が所定の閾値Ｔｈｙを上回った場合で、且つ、彩度値の評価値Ｖｓ［ｎ］とコントラスト値の評価値Ｖｄ［ｎ］がそれぞれ所定の閾値Ｔｈｓ、Ｔｈｄを下回った場合の時刻ｎ（図１１～図１３ではｔＢとｔＣの間）でミストが発生したと判定する。

　或は、検出部３４２は、輝度値の評価値Ｖｙ［ｎ］が極大値Ｍａｘ｛Ｖｙ｝となる時間と、彩度値の評価値Ｖｓ［ｎ］とコントラスト値の評価値Ｖｄ［ｎ］がそれぞれ極小値Ｍｉｎ｛Ｖｓ｝、Ｍｉｎ｛Ｖｄ｝となる時間を検出し、それらの時間が同時（略同時を含む）に発生した場合に、その時間ｎ（図１１～図１３ではｔＣ）でミストが発生したと判定してもよい。

　次に、評価値Ｖｙ［ｎ］、Ｖｓ［ｎ］、Ｖｄ［ｎ］を用いてミストが消失したか否かの判定を行う。

　即ち、検出部３４２は、輝度値の評価値Ｖｙ［ｎ］が第１の所定閾値Ｔｈ１＿Ｖｙより小さい条件下で極小値Ｍｉｎ｛Ｖｙ｝となった時刻と、彩度値の評価値Ｖｓ［ｎ］とコントラスト値の評価値Ｖｄ［ｎ］がそれぞれ第１の所定閾値Ｔｈ１＿Ｖｓ、Ｔｈ１＿Ｖｄより大きい条件下で極大値Ｍａｘ｛Ｖｓ｝、Ｍａｘ｛Ｖｄ｝となる時刻（図１１～図１３ではｔＥ）を検出する。そして、検出部３４２は、それらの時刻以降で、輝度値の評価値Ｖｙ［ｎ］が第２の所定閾値Ｔｈ２＿Ｖｙを上回った場合、且つ、彩度値の評価値Ｖｓ［ｎ］とコントラスト値の評価値Ｖｄ［ｎ］がそれぞれ第２の所定閾値Ｔｈ２＿Ｖｓ、Ｔｈ２＿Ｖｄを下回った場合の時刻ｎ（図１１～図１３ではｔＥとｔＦの間）でミストが消失したと判定する。

　評価値Ｖｙ［ｎ］、Ｖｓ［ｎ］、Ｖｄ［ｎ］が極大又は極小に達した後、第２の所定閾値に達するまで待つことで、ＡＦ領域のコントラストが回復してＡＦ制御が可能な程度までミストが消失したときに、ＡＦ制御を再開させることができる。

　或は、検出部３４２は、輝度値の評価値Ｖｙ［ｎ］が第１の所定閾値Ｔｈ１＿Ｖｙより小さい条件下で極小値Ｍｉｎ｛Ｖｙ｝となった場合で、且つ、彩度値の評価値Ｖｓ［ｎ］とコントラスト値の評価値Ｖｄ［ｎ］がそれぞれ第１の所定閾値Ｔｈ１＿Ｖｓ、Ｔｈ１＿Ｖｄより大きい条件下で極大値Ｍａｘ｛Ｖｓ｝、Ｍａｘ｛Ｖｄ｝となった場合の時刻ｎ（図１１～図１３ではｔＥ）でミストが消失したと判定してもよい。

　検出部３４２は、以上のミスト発生及びミスト消失の判定結果をミスト検出情報としてフォーカスレンズ制御部３６３に出力する。

　２．５．ミスト検出処理の第２手法
　なお、ミスト検出の手法は上記に限定されない。例えば、下式（４）～（６）により評価値Ｖｙ［ｎ］、Ｖｓ［ｎ］、Ｖｄ［ｎ］を算出してもよい。

　ここで、ＭａｘＡ（）は、カッコ内の値のうち絶対値が最大となる値を取得する演算である。最大値の判断は絶対値で行うが、取得する値は符号付きのままである。即ち、評価値Ｖｙ［ｎ］は、現在画像（時刻がｎ）から算出された各評価ブロックの平均輝度と、ｘだけ過去に取得された画像から算出された各評価ブロックの平均輝度との差の絶対値が最大となる、符号付の値（絶対値に正負符号を付けた値）である。また、評価値Ｖｓ［ｎ］は、現在画像（時刻がｎ）から算出された各評価ブロックの平均彩度と、ｘだけ過去に取得された画像から算出された各評価ブロックの平均彩度との差の絶対値が最大となる、符号付の値（絶対値に正負符号を付けた値）である。また、評価値Ｖｄ［ｎ］は、現在画像（時刻がｎ）から算出された各評価ブロックのＤレンジと、ｘだけ過去に取得された画像から算出された各評価ブロックのＤレンジとの差の絶対値が最大となる、符号付の値（絶対値に正負符号を付けた値）である。

　上式（４）～（６）は、複数の評価ブロックの中で最大変化が発生しているブロックの評価値を使用するものである。特にミストの発生時においてミストが局在する傾向にあるが、評価値の最大変化が生じるのは、そのミストが局在している領域と考えられる。このため、最大変化を評価値として用いることで、ミスト発生時に発生領域が局在している状態をより感度良く検出できるようになる。

　２．６．ミスト検出処理の第３手法
　更に、下式（７）～（９）により評価値Ｖｙσ［ｎ］、Ｖｓσ［ｎ］、Ｖｄσ［ｎ］を算出してもよい。

　ここで、ｓｉｇｍａ（）は、カッコ内の値の標準偏差を取得する演算である。即ち、評価値Ｖｙσ［ｎ］は、現在画像（時刻がｎ）から算出された各評価ブロックの平均輝度と、ｘだけ過去に取得された画像から算出された各評価ブロックの平均輝度との差に対する、全評価ブロック内の標準偏差である。また、評価値Ｖｓσ［ｎ］は、現在画像（時刻がｎ）から算出された各評価ブロックの平均彩度と、ｘだけ過去に取得された画像から算出された各評価ブロックの平均彩度との差に対する、全評価ブロック内の標準偏差である。また、評価値Ｖｄσ［ｎ］は、現在画像（時刻がｎ）から算出された各評価ブロックのＤレンジと、ｘだけ過去に取得された画像から算出された各評価ブロックのＤレンジとの差に対する、全評価ブロック内の標準偏差である。

　ミスト発生時にはミストが局在するので、ブロック間で輝度値や彩度値、コントラスト値の時間変化にばらつきがある（図８～図１０の右図）。そのため、上式（７）～（９）の標準偏差はミスト発生時には大きくなるので、ミスト以外の変化（例えばフォーカスの変化等による画像全体の変化）と区別することができる。即ち、ミスト以外の変化によって評価値が変化しているのか、或はミストの発生や消失により評価値に局所的な変化が起こっているのかを、上式（７）～（９）の標準偏差と所定閾値とを比較することで判定できる。

　なお、評価値Ｖｙσ［ｎ］、Ｖｓσ［ｎ］、Ｖｄσ［ｎ］のような標準偏差に限らず、全評価ブロック内で、時間変化が局所的に発生しているのか否かを判定する為のパラメータを算出できればよい。例えば、全評価ブロック内での最大値と最小値との差分値の変化量を算出してもよい。

　２．７．変形例
　以上の実施形態では画像の中央部と周辺部を含むミスト検出領域を設定したが、領域の設定手法はこれに限定されない。即ち、上述したように、内視鏡装置ではユーザが処置を行っている間、画像の中央付近でミストが発生する確率が最も大きくなる。このため画像の中央領域（＝ＡＦ領域）のみをミスト検出領域として設定し、上述と同様の判定処理を行ってミストを検出してもよい。

　一般には中央付近でミストが発生する確率が高いが、周辺部からミストが発生する場合もある。この場合、周辺部で発生したミストがＡＦ領域に侵入してくる迄は、ＡＦ評価値を正常に取得することが可能である。そのため、中央領域のみをミスト検出領域として設定することで、ミストがＡＦ領域に侵入してくる迄の間、ＡＦ制御を継続することができる。

　また、上記の実施形態ではミスト評価値を画面全体の総和により検出したが、ミスト評価値の算出手法はこれに限定されない。例えば、３×３の各ブロックで、それぞれ独立に上記と同様の判定処理を行ってミスト検出を行い、所定数のブロックでミストの発生を検出したときに、合焦動作を停止してもよい。

　このようにすれば、画面内の何所かでミストが発生したら、その時点でできるだけ早くＡＦ制御を停止し、フォーカスレンズを固定にできる。これにより、ＡＦ制御の誤動作の可能性を未然に防止できるという利点がある。

　以上の第２実施形態によれば、ミスト検出部３４０は、撮像部２００により撮像された撮像画像からミストの発生を検出する。ここで、撮像画像とは、前処理部３２０により処理された画像である。或は、画像処理部３３０により処理された画像であってもよい。

　図７（Ｂ）～図７（Ｆ）で上述のように、処置を行っている領域でミストが発生し、そのミストが撮影領域に拡散していく過程で、画像には変化が生じている。即ち、このような変化を画像から検出することによって、ミストの発生を画像から検出し、ＡＦ制御を停止することが可能となる。

　具体的には、ミスト検出部３４０は、撮像画像の輝度値に基づく第１評価値Ｖｙ［ｎ］及び、撮像画像の彩度値に基づく第２評価値Ｖｓ［ｎ］、撮像画像のコントラスト値に基づく第３評価値Ｖｄ［ｎ］のうち、少なくとも２つ以上（その値を含む）の評価値をミスト評価値として求め、そのミスト評価値に基づいてミストの発生を検出する。

　第２実施形態では、コントラスト値はダイナミックレンジにより求めている。ダイナミックレンジは、輝度値のヒストグラムにおいて最大値と最小値との差分値である。なお、これに限定されず、画像のコントラストを表す指標を第３評価値として用いることが可能であり、例えば画像の高周波成分を抽出し、その高周波成分から第３評価値を求めてもよい。

　ミストは霧状に拡散した物質であるため照明を乱反射し、図８～図１０で上述のように輝度値を上昇させ、彩度値やコントラスト値を低下させる。そのため、これらのパラメータから評価値を算出することで、ミストの発生を検出することが可能となる。例えば、フォーカスの変化によってもコントラスト値等が変化するが、２つ以上（その値を含む）の評価値を組み合わせることによって、ミスト以外によるパラメータの変化と区別でき、精度良くミストを検出することができる。

　図１１～図１３で上述のように、ミスト検出部３４０は、輝度値の時間変化を第１評価値Ｖｙ［ｎ］として求め、彩度値の時間変化を第２評価値Ｖｓ［ｎ］として求め、コントラスト値の時間変化を第３評価値Ｖｄ［ｎ］として求める。

　輝度値や彩度値、コントラスト値そのものは、ミストの濃度や撮影状況（例えば被写体の種類や、被写体までの距離や、照明の明るさ等）に影響されるため、ミストを検出する条件（例えば閾値）を設定することが難しい。そのため、これらのパラメータを直接使うとミストを正確に検出することは難しい。この点、パラメータの時間変化を用いることで、図１１～図１３に示すようにミストの発生や消失の変化点で評価値が変わるので、パラメータそのものの値に影響されにくい条件（例えば極大、極小等）を設定でき、精度良くミストの発生や消失を検出できる。

　また、パラメータの時間変化はミストの発生時や消失時に起きるため、時間変化を用いることによって、実際にミストが発生してから早い段階でミストが発生したと判定することが可能となる。或は、ミストが十分に消失した段階でミストが消失したと判定することが可能となる。

　図１１～図１３で上述のように、ミスト検出部３４０は、第１評価値Ｖｙ［ｎ］の極大値Ｍａｘ｛Ｖｙ｝と第２評価値Ｖｓ［ｎ］の極小値Ｍｉｎ｛Ｖｓ｝と第３評価値Ｖｄ［ｎ］の極小値Ｍｉｎ｛Ｖｄ｝とを検出する。そして、ミスト検出部３４０は、第１評価値Ｖｙ［ｎ］の極大値Ｍａｘ｛Ｖｙ｝を検出した第１タイミングと第２評価値Ｖｓ［ｎ］の極小値Ｍｉｎ｛Ｖｓ｝を検出した第２タイミングと第３評価値Ｖｄ［ｎ］の極小値Ｍｉｎ｛Ｖｄ｝を検出した第３タイミングとが一致したと判断した場合に、ミストが発生したと判定する。

　パラメータの時間変化の極大や極小は、パラメータそのものの値に依らずに発生する。そのため、パラメータの時間変化の極大値や極小値をミスト発生の条件とすることで、ミストの濃度や撮影状況に左右されなくなるため、ミストの発生を精度良く検出することができる。

　なお、第１～第３のタイミングが完全に一致する場合だけでなく、第１～第３のタイミングが多少前後する場合にも第１～第３のタイミングが一致したと判断する。即ち、フォーカスの変化等の他の要因によって評価値が変化する場合と区別できればよいので、ミストを検出するために必要な所定時間だけ第１～第３のタイミングがずれてもよい。例えば、実際にミストを撮影して第１～第３のタイミングを測定し、統計的に起きうるタイミングのずれを許容される所定時間として設定しておき、その所定時間以内に第１～第３のタイミングが検出された場合には第１～第３のタイミングが一致したと判断する。

　また、ミスト検出部３４０は、第１評価値Ｖｙ［ｎ］が第１所定閾値Ｔｈｙよりも大きく、第２評価値Ｖｓ［ｎ］が第２所定閾値Ｔｈｓよりも小さく、第３評価値Ｖｄ［ｎ］が第３所定閾値Ｔｈｄよりも小さい場合に、ミストが発生したと判定してもよい。

　このようにすれば、評価値が極大値や極小値に達するよりも前にミストが発生したと判定することができるため、より早い段階でミストの発生を検出し、ＡＦ制御を停止することが可能となる。これにより、ミストが少ない状態でＡＦ制御を停止できるので、ＡＦの誤動作をより確実に抑制できる。

　また、フォーカス制御部３６０は、撮像画像にフォーカス評価値検出領域（ＡＦ領域）を設定し、合焦動作における合焦度合いを評価するためのフォーカス評価値（ＡＦ評価値）をフォーカス評価値検出領域から求める。図４に示すように、ミスト検出部３４０は、フォーカス評価値検出領域を内包するミスト検出領域（３×３のブロック領域）を設定し、ミストの発生を検出するためのミスト評価値をミスト検出領域の画像から求める。

　処置を行う領域にフォーカスを合わせるため、上述のようにフォーカス評価値検出領域は処置を行う中央部に設定される。ミストが発生する可能性が最も高いのは処置を行う領域であるため、フォーカス評価値検出領域からミストが発生する可能性が高いことになる。そのため、少なくともフォーカス評価値検出領域を包含するようにミスト検出領域を設定することで、ミストの発生を確実に検出できる。

　具体的には、ミスト検出部３４０は、フォーカス評価値検出領域に対応する第１のブロック領域（３×３の中央のブロック）と、フォーカス評価値検出領域外の第２～第ｎのブロック領域（３×３の周辺の８ブロック。ｎは２以上（その値を含む）の自然数）とをミスト検出領域として設定する。そして、ミスト検出部３４０は、その第１～第ｎのブロック領域の画像からミスト評価値を求める。

　図７（Ｂ）～図７（Ｆ）で上述のように、ミストは時間と共に腹腔内に充満していく。そのため、ミストの発生源であるフォーカス評価値検出領域と、その外の領域にブロック領域を設定することで、ミストが発生源から腹腔内に広がるときの画像の変化を、ミスト評価値として取得することが可能となる。これにより、ミスト特有の変化を使ってミストを検出できるので、その他の要因による誤検出を抑制して、ミストの発生や消失を精度良く検出できる。

　また、第１の実施形態では、ミスト検出部３４０はミストの消失を検出する。そして、フォーカス制御部３６０は、ミスト検出部３４０によりミストの消失が検出された場合、フォーカス制御における合焦動作の実行を再開する。図７（Ａ）～図１０等で上述のように、ミストが消失するときに画像の輝度値や彩度値、コントラスト値等のパラメータが時間的に変化するので、そのパラメータの変化を画像から検出することにより、ミストの消失を検出する。

　基本的にはＡＦ制御が行われ、処置を行っている領域にフォーカスが合っている状態が維持されることが望ましい。この点、ミストの消失を検出して合焦動作の実行を再開することで、ミストによって正常なＡＦ制御を行えない間だけＡＦ制御を停止し、正常なＡＦ制御が行える状態に戻ったときにＡＦ制御を再開できる。これにより、ミストの有無に関わらずフォーカスが合っている状態を維持することができ、ユーザの利便性が向上する。

　３．第２の実施形態
　３．１．ミスト評価値の算出手法
　図１４に、第２の実施形態におけるミスト検出部３４０とフォーカス制御部３６０の詳細な構成例を示す。なお、内視鏡装置の構成は第１の実施形態と同様である。

　ミスト検出部３４０は、ミスト検出領域設定部３４１と検出部３４２とを含む。フォーカス制御部３６０は、ＡＦ領域設定部３６１とＡＦ評価値算出部３６２とフォーカスレンズ制御部３６３とフォーカスレンズ位置記録部３６４とを含む。なお、既に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。

　ＡＦ評価値算出部３６２は、Ｙ信号及び色信号に対してＢＰＦ（バンドパスフィルタ）処理を行い、その結果からＡＦ評価値を算出する。検出部３４２には、Ｙ信号及び色信号に対してＢＰＦ（バンドパスフィルタ）処理を行った結果が入力される。また、制御部３５０は、画像の明るさができるだけ一定となるように、白色光源６１０が出射する照明の光量を制御する。検出部３４２には、その白色光源６１０の調光補正量が入力される。

　検出部３４２は、ＢＰＦ処理の結果と調光補正量を用いて下式（１０）、（１１）によりＹ信号Ｙ’［ｎ］と色信号Ｃ’［ｎ］を算出する。

　ここで、Ｙ［ｎ］とＣ［ｎ］は前処理部３２０から検出部３４２への出力信号である。即ち、Ｙ［ｎ］は画像のＹ信号であり、Ｃ［ｎ］は画像のＣｒ信号又はＣｂ信号である。また、Ｂｐｆ（Ｙ［ｎ］）とＢｐｆ（Ｃ［ｎ］）はＡＦ評価値算出部３６２から検出部３４２への出力信号である。即ち、Ｂｐｆ｛Ｙ［ｎ］｝はＹ信号をＢＰＦ処理した結果であり、図１５に示す帯域ＡｆＢｄのＹ信号である。Ｂｐｆ｛Ｃ［ｎ］｝は色信号をＢＰＦ処理した結果であり、図１５に示す帯域ＡｆＢｄの色信号である。また、ＬＣは、調光補正量であり、光量が大きいほど値が大きい。

　Ｙ信号Ｙ’［ｎ］と色信号Ｃ’［ｎ］は、図１５に示す低周波及び高周波の帯域ＭｉｓｔＢｄの信号となる。検出部３４２は、これらの信号から評価値を算出する。上述したように、評価値は各評価ブロック（又は全評価ブロック）で平均化するため、帯域ＭｉｓｔＢｄのうち高周波（図１５の太点線）の成分は実質的にカットされ、低周波（太実線）の成分のみが残る。

　このように、ＡＦ制御につかう空間周波数の帯域を除外することで、フォーカスの変化によって評価値が変化しにくくなるため、合焦・非合焦の状態にできるだけ影響されずに精度よくミストを検出できる。また、ミストの空間周波数は低周波数帯域であるため、その低周波数帯域の画像信号から評価値を算出することで、ミストを精度よく検出できる。

　また、図８等で説明したように、ミストによって画像の輝度が増すため、照明の光量を減らす方向に調光が行われる。そうすると、評価値の変化が小さくなり、ミストの検出が難しくなる。そのため、調光補正量ＬＣで画像信号を補正することにより、調光の影響をキャンセルしてミストの変化だけを取り出すことが可能となり、ミストを精度よく検出できる。

　なお、上記構成では、ＡＦ評価値を求めるためのＢＰＦ処理を流用することで回路規模をできるだけ削減することが可能であるが、これに限らず、検出部３４２でローパスフィルタ処理を行う構成とすれば、同様の効果を得ることができる。

　３．２．フォーカスレンズ位置の制御手法
　次に、合焦動作を停止させる際の、フォーカスレンズ位置の制御手法について説明する。

　フォーカスレンズ位置記録部３４６は、フォーカスレンズ制御部３６３で決定したフォーカスレンズの位置を所定時間分だけ保存する。また、フォーカスレンズ制御部３６３には、外部Ｉ／Ｆ部からの電気メス、或いは超音波メスの通電情報（ＯＮ／ＯＦＦ情報）が制御部３５０を介して入力される。

　第１の実施形態で示したミスト発生の検出時刻ｎは、ミスト評価値の極大値と極小値が同時（略同時）に発生した時刻か、閾値判定により条件を満足する場合の時刻である。図１１～図１３では、時間ｔＣ、或は時間ｔＢとｔＣの間でミストの発生が検出される。そのため、検出した時刻はミストの発生直後であるとは言えず、ミスト発生時刻から若干の遅延が発生している。

　そこで本実施形態では、この遅延を補償するために所定時刻分のフォーカスレンズ位置を記録しておく。遅延補償時間は、ミスト発生時刻ｎよりも過去でミスト評価値が所定閾値よりも小さくなるまでの時間である。例えば、ミストの時間変化を実際に撮影して統計的に算出する。フォーカスレンズ制御部３６３は、ミストの発生が検出されて合焦動作を停止する際に、ミストの発生が検出された時刻ｎよりも所定時刻前のフォーカスレンズの位置にフォーカスレンズを移動させる（戻す）。

　このようにすれば、実際のミストの発生時刻をより正確に特定できるため、その実際の発生時刻でのフォーカスレンズの位置で合焦動作を停止できる。即ち、実際にミストが発生しはじめてからミスト検出部３４０によりミストの発生が検出されるまでの間に、ＡＦ誤動作が発生して非合焦状態となる可能性があるが、そのような場合であってもミスト発生直前の合焦位置にフォーカスレンズを戻すことが可能となる。

　更に、制御部３５０からの外部Ｉ／Ｆ部からの電気メス、或いは超音波メスの通電情報（ＯＮ／ＯＦＦ情報）を利用することで、遅延補償時間の精度を向上させることが可能になる。即ち、フォーカスレンズ制御部３６３は、ミストの発生が検出された時刻ｎよりも過去で且つ最も時間が近い電気メスや超音波メスの通電状態がＯＮとなった時刻でのフォーカスレンズの位置を、フォーカスレンズ位置記録部３６４から読み出す。そして、ミストの発生が検出されて合焦動作を停止するときに、その読み出したフォーカスレンズの位置にフォーカスレンズを移動させる。

　なお、電気メスや超音波メスの通電状態がＯＮとなった時刻をミスト発生時刻とする制御にした場合、ミストが発生しなかった場合にミスト消失時刻を検出できず、ＡＦ制御を再開する時刻を特定できなくなる。この課題は、電気メスや超音波メスの通電状態がＯＮとなった後に、第１の実施形態のようにミスト発生を画像で検出する処理も行う事で解決できる。

　以上の第２実施形態によれば、フォーカス制御部３６０は、合焦動作における合焦度合いを評価するためのフォーカス評価値（ＡＦ評価値）を、撮像画像の所定周波数帯域（図１５の帯域ＡｆＢｄ）の成分に基づいて求める。そして、ミスト検出部３４０は、その所定周波数帯域よりも低い周波数帯域（帯域ＭｉｓｔＢｄのうち低周波帯域）の成分に基づいて、ミストの発生を検出するためのミスト評価値を求める。

　上述したように、ミストの空間周波数は低周波であるため、低周波数の帯域の画像からミスト評価値を求めることで、ミストの変化を効率よく検出できる。また、ＡＦ等によってフォーカスが変動した際、フォーカス評価値を求める帯域が最も影響を受けやすいと考えられる。この点、フォーカス評価値を求める帯域に重ならない、より低い帯域の画像からミスト評価値を求めることで、フォーカスの変動に影響されずにミストの発生や消失を検出できる。

　また、本実施形態の内視鏡装置は、撮像部２００が撮像する被写体に照射される照明の光量を制御する光量制御部（制御部３５０）を含む。そして、ミスト検出部３４０は、その照明の光量に基づいて撮像画像の画素値を補正し（上式（１０）、（１１））、その補正した画素値に基づいて、ミストの発生を検出するためのミスト評価値を求める。

　照明の光量が変化した場合、当然のことながら輝度値等のパラメータが変化し、ミストの発生や消失を正確に判断できない場合がある。この点、照明の光量（調光補正量ＬＣ）で画素値を補正することで、ミストによるパラメータの変化を抽出できるので、ミスト検出の精度を向上できる。

　また、第２の実施形態では、フォーカス制御部３６０は、フォーカス制御における合焦動作の実行を停止する際に、ミスト検出部３４０によりミストの発生が検出されたタイミングよりも所定時間前のフォーカスレンズの位置にフォーカスレンズを移動させる。

　上述のようにミストはＡＦ領域から発生する可能性が高いので、ミストが発生した後すぐにＡＦ制御に影響を与える可能性がある。そのため、ミストの発生を検出した時点で既にＡＦが誤動作している可能性がある。この点、過去のフォーカスレンズの位置を記憶しておき、ミストの発生が検出されたタイミングよりも所定時間前のフォーカスレンズの位置に移動させることで、ミストが発生する前（又は直後）のＡＦが誤動作する可能性が低いときのフォーカスレンズ位置で停止させることができる。

　また、ミストは、処置具（例えば電気メスや超音波メス）による処置時に被写体から発生するミストである。フォーカス制御部３６０は、フォーカス制御における合焦動作の実行を停止する際に、処置具が通電状態となったタイミングでのフォーカスレンズの位置にフォーカスレンズを移動させる。

　通電する必要がある処置具では、処置を開始するのは通電状態としてからであり、ミストが発生するのは少なくとも処置具を通電状態にした後ということになる。そのため、通電状態にした時点ではミストは発生していないので、その時点でのフォーカスレンズ位置に設定することで、処置している領域に確実にフォーカスが合っている状態でＡＦ制御を停止できる。

　なお、以上で説明した実施形態の処理部３００等は、プロセッサとメモリを含んでもよい。ここでのプロセッサは、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）であってもよい。ただしプロセッサはＣＰＵに限定されるものではなく、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、或いはＤＳＰ（Digital Signal Processor）等、各種のプロセッサを用いることが可能である。またプロセッサはＡＳＩＣによるハードウェア回路でもよい。また、メモリはコンピュータにより読み取り可能な命令を格納するものであり、当該命令がプロセッサにより実行されることで、本実施形態に係る処理部３００等の各部（例えば、前処理部３２０、画像処理部３３０、ミスト検出部３４０、制御部３５０、フォーカス制御部３６０等）が実現されることになる。ここでのメモリは、ＳＲＡＭ、ＤＲＡＭなどの半導体メモリであってもよいし、レジスターやハードディスク等でもよい。また、ここでの命令は、プログラムを構成する命令セットの命令でもよいし、プロセッサのハードウェア回路に対して動作を指示する命令であってもよい。

　以上、本発明を適用した実施形態およびその変形例について説明したが、本発明は、各実施形態やその変形例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、上記した各実施形態や変形例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、各実施形態や変形例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、異なる実施の形態や変形例で説明した構成要素を適宜組み合わせてもよい。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。また、明細書又は図面において、少なくとも一度、より広義または同義な異なる用語と共に記載された用語は、明細書又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。

１０　内視鏡装置、１００　硬性鏡、１１０　レンズ系、
１２０　ライトガイド部、２００　撮像部、２１０　ズームボタン、
２２０　フォーカスレンズ、２３０　フォーカスレンズ駆動部、
２４０　ズームレンズ、２５０　ズームレンズ駆動部、２６０　撮像素子、
２７０　対物レンズ系、３００　処理部、３１０　Ａ／Ｄ変換部、
３２０　前処理部、３３０　画像処理部、３３４　ＡＦ評価値算出部、
３４０　ミスト検出部、３４１　ミスト検出領域設定部、３４２　検出部、
３４６　フォーカスレンズ位置記録部、３５０　制御部、
３６０　フォーカス制御部、３６１　ＡＦ領域設定部、
３６２　ＡＦ評価値算出部、３６３　フォーカスレンズ制御部、
３６４　フォーカスレンズ位置記録部、４００　表示部、
５００　外部Ｉ／Ｆ部、６００　光源部、６１０　白色光源、
６２０　ライトガイドケーブル

Claims (20)

1. 　撮像部の光学系が有するフォーカスレンズの位置を制御してフォーカス制御を行うフォーカス制御部と、
   　ミストの発生を検出するミスト検出部と、
   　を含み、
   　前記フォーカス制御部は、
   　前記ミスト検出部により前記ミストの発生が検出された場合、前記フォーカス制御における合焦動作の実行を停止することを特徴とする内視鏡装置。
2. 　請求項１において、
   　前記ミスト検出部は、
   　前記撮像部により撮像された撮像画像から前記ミストの発生を検出することを特徴とする内視鏡装置。
3. 　請求項２において、
   　前記ミスト検出部は、
   　前記撮像画像の輝度値に基づく第１評価値及び、前記撮像画像の彩度値に基づく第２評価値、前記撮像画像のコントラスト値に基づく第３評価値のうち、少なくとも２つ以上（その値を含む）の評価値をミスト評価値として求め、前記ミスト評価値に基づいて前記ミストの発生を検出することを特徴とする内視鏡装置。
4. 　請求項３において、
   　前記ミスト検出部は、
   　前記輝度値の時間変化を前記第１評価値として求め、前記彩度値の時間変化を前記第２評価値として求め、前記コントラスト値の時間変化を前記第３評価値として求めることを特徴とする内視鏡装置。
5. 　請求項４において、
   　前記ミスト検出部は、
   　前記第１評価値の極大値と前記第２評価値の極小値と前記第３評価値の極小値とを検出し、前記第１評価値の極大値を検出した第１タイミングと前記第２評価値の極小値を検出した第２タイミングと前記第３評価値の極小値を検出した第３タイミングとが一致したと判断した場合に、前記ミストが発生したと判定することを特徴とする内視鏡装置。
6. 　請求項４において、
   　前記ミスト検出部は、
   　前記第１評価値が第１所定閾値よりも大きく、前記第２評価値が第２所定閾値よりも小さく、前記第３評価値が第３所定閾値よりも小さい場合に、前記ミストが発生したと判定することを特徴とする内視鏡装置。
7. 　請求項２において、
   　前記フォーカス制御部は、
   　前記合焦動作における合焦度合いを評価するためのフォーカス評価値を、前記撮像画像の所定周波数帯域の成分に基づいて求め、
   　前記ミスト検出部は、
   　前記所定周波数帯域よりも低い周波数帯域の成分に基づいて、前記ミストの発生を検出するためのミスト評価値を求めることを特徴とする内視鏡装置。
8. 　請求項２において、
   　前記撮像部が撮像する被写体に照射される照明の光量を制御する光量制御部を含み、
   　前記ミスト検出部は、
   　前記照明の光量に基づいて前記撮像画像の画素値を補正し、前記補正した画素値に基づいて、前記ミストの発生を検出するためのミスト評価値を求めることを特徴とする内視鏡装置。
9. 　請求項２において、
   　前記フォーカス制御部は、
   　前記撮像画像にフォーカス評価値検出領域を設定し、前記合焦動作における合焦度合いを評価するためのフォーカス評価値を前記フォーカス評価値検出領域から求め、
   　前記ミスト検出部は、
   　前記フォーカス評価値検出領域を内包するミスト検出領域を設定し、前記ミストの発生を検出するためのミスト評価値を前記ミスト検出領域の画像から求めることを特徴とする内視鏡装置。
10. 　請求項９において、
    　前記ミスト検出部は、
    　前記フォーカス評価値検出領域に対応する第１のブロック領域と、前記フォーカス評価値検出領域外の第２～第ｎのブロック領域（ｎは２以上（その値を含む）の自然数）とを前記ミスト検出領域として設定し、前記第１～第ｎのブロック領域の画像から前記ミスト評価値を求めることを特徴とする内視鏡装置。
11. 　請求項２において、
    　前記ミスト検出部は、
    　複数のブロック領域をミスト検出領域として設定し、前記複数のブロック領域の各ブロック領域について輝度値の平均値と彩度値の平均値とコントラスト値の平均値を算出し、前記輝度値の平均値と前記彩度値の平均値と前記コントラスト値の平均値に基づいて前記ミストの発生を検出することを特徴とする内視鏡装置。
12. 　請求項１１において、
    　前記ミスト検出部は、
    　前記輝度値の平均値を前記複数のブロック領域で加算して第１評価値を求め、前記彩度値の平均値を前記複数のブロック領域で加算して第２評価値を求め、前記コントラスト値の平均値を前記複数のブロック領域で加算して第３評価値を求め、前記第１～第３の評価値に基づいて前記ミストの発生を検出することを特徴とする内視鏡装置。
13. 　請求項１１において、
    　前記ミスト検出部は、
    　前記複数のブロック領域における前記輝度値の平均値のうち最大値を第１評価値とし求め、前記複数のブロック領域における前記彩度値の平均値のうち最大値を第２評価値とし求め、前記複数のブロック領域における前記コントラスト値の平均値のうち最大値を第３評価値として求め、前記第１～第３の評価値に基づいて前記ミストの発生を検出することを特徴とする内視鏡装置。
14. 　請求項１１において、
    　前記ミスト検出部は、
    　前記複数のブロック領域における前記輝度値の平均値の標準偏差を第１評価値として求め、前記複数のブロック領域における前記彩度値の平均値の標準偏差を第２評価値として求め、前記複数のブロック領域における前記コントラスト値の平均値の標準偏差を第３評価値として求め、前記第１～第３の評価値に基づいて前記ミストの発生を検出することを特徴とする内視鏡装置。
15. 　請求項１において、
    　前記ミスト検出部は、
    　ミストの消失を検出し、
    　前記フォーカス制御部は、
    　前記ミスト検出部により前記ミストの消失が検出された場合、前記フォーカス制御における前記合焦動作の実行を再開することを特徴とする内視鏡装置。
16. 　請求項１５において、
    　前記ミスト検出部は、
    　前記撮像部により撮像された撮像画像の輝度値の時間変化である第１評価値及び、前記撮像画像の彩度値の時間変化である第２評価値、前記撮像画像のコントラスト値の時間変化である第３評価値のうち、少なくとも２つ以上（その値を含む）の評価値をミスト評価値として求め、前記ミスト評価値に基づいて前記ミストの消失を検出することを特徴とする内視鏡装置。
17. 　請求項２において、
    　前記フォーカス制御部は、
    　前記フォーカス制御における合焦動作の実行を停止する際に、前記ミスト検出部により前記ミストの発生が検出されたタイミングよりも所定時間前の前記フォーカスレンズの位置に前記フォーカスレンズを移動させることを特徴とする内視鏡装置。
18. 　請求項１において、
    　前記ミスト検出部は、
    　処置具の通電状態に基づいて前記ミストの発生を検出することを特徴とする内視鏡装置。
19. 　請求項２又は１８において、
    　前記ミストは、処置具による処置時に被写体から発生するミストであり、
    　前記フォーカス制御部は、
    　前記フォーカス制御における合焦動作の実行を停止する際に、前記処置具が通電状態となったタイミングでの前記フォーカスレンズの位置に前記フォーカスレンズを移動させることを特徴とする内視鏡装置。
20. 　撮像部の光学系が有するフォーカスレンズの位置を制御してフォーカス制御を行い、
    　ミストの発生を検出し、
    　前記ミストの発生が検出された場合、前記フォーカス制御における合焦動作の実行を停止することを特徴とする内視鏡装置の作動方法。

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