内視鏡装置、フォーカス制御方法及びプログラム
【課題】低コントラストの被写体でも適切なオートフォーカスを行うことが可能な内視鏡装置、フォーカス制御方法及びプログラム等を提供すること。
【解決手段】内視鏡装置は、第１画像取得部と、第２画像取得部と、フォーカス制御部１５０と、を含む。第１画像取得部は、生体内の被写体を撮像光学系により撮像した画像であって、白色光の波長帯域における情報を有した被写体像を含む画像を、第１画像として取得する。第２画像取得部は、第１画像に対応して、特定の波長帯域における情報を有した被写体像を含む画像を第２画像として取得する。フォーカス制御部１５０は、第２画像の中の被写体像に合焦させる制御を行って、撮像光学系のフォーカス調整を行う。第１画像取得部は、フォーカス調整された撮像光学系により撮像した第１画像を取得する。
【解決手段】内視鏡装置は、第１画像取得部と、第２画像取得部と、フォーカス制御部１５０と、を含む。第１画像取得部は、生体内の被写体を撮像光学系により撮像した画像であって、白色光の波長帯域における情報を有した被写体像を含む画像を、第１画像として取得する。第２画像取得部は、第１画像に対応して、特定の波長帯域における情報を有した被写体像を含む画像を第２画像として取得する。フォーカス制御部１５０は、第２画像の中の被写体像に合焦させる制御を行って、撮像光学系のフォーカス調整を行う。第１画像取得部は、フォーカス調整された撮像光学系により撮像した第１画像を取得する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内視鏡装置、フォーカス制御方法及びプログラム等に関する。
【背景技術】
【０００２】
被写体にピントを自動で合わせるオートフォーカスの一方式として、コントラスト検出方式が広く知られている。この方式では、レンズの位置を変えながら画像を撮像し、それらの画像のコントラストに基づいて評価値を算出する。そして、その評価値が最大となるレンズの位置を決定し、その位置が最もピントの合っている位置と判断する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１１８１４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、コントラスト検出方式では、元々コントラストのあまりないシーンの場合には、ピントの最も合う位置（合焦位置）とそうでない位置でコントラストの差が小さいという課題がある。この場合、レンズの位置を変化させても評価値の変化が小さいため、ピントの合った位置を求めることが難しくなり、適切なオートフォーカスを行うことが困難となってしまう。
【０００５】
例えば内視鏡装置では、主に生体内部を観察するが、生体内部は低コントラストの場合が多い。そのため、コントラスト検出方式により生体内部に対して適切にオートフォーカスできない可能性がある。
【０００６】
特許文献１には、被写体からの反射光を可視光と赤外光に分岐し、赤外光から取得される画像を用いて合焦位置を制御する手法が開示されている。
【０００７】
しかしながら、赤外光では生体の分光特性を利用できないため、コントラストの高い画像を得られない。また、撮像素子の分光感度は可視光以外の波長領域では一般的に小さいため、赤外光では可視光に比べてコントラストが小さい画像しか得られない。
【０００８】
本発明の幾つかの態様によれば、低コントラストの被写体でも適切なオートフォーカスを行うことが可能な内視鏡装置、フォーカス制御方法及びプログラム等を提供できる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様は、生体内の被写体を撮像光学系により撮像した画像であって、白色光の波長帯域における情報を有した被写体像を含む画像を、第１画像として取得する第１画像取得部と、前記第１画像に対応して、特定の波長帯域における情報を有した被写体像を含む画像を第２画像として取得する第２画像取得部と、前記第２画像の中の被写体像に合焦させる制御を行って、前記撮像光学系のフォーカス調整を行うフォーカス制御部と、を含み、前記第１画像取得部は、前記フォーカス調整された前記撮像光学系により撮像した前記第１画像を取得する内視鏡装置に関係する。
【００１０】
本発明の一態様によれば、生体内の被写体が撮像された第１画像と第２画像が取得される。このとき、第２画像として、特定の波長帯域における情報を有した被写体像を含む画像が取得される。その第２画像の中の被写体像に合焦させる制御が行われ、第１画像が取得される。これにより、低コントラストな生体内の被写体でも適切なオートフォーカスを行うことが可能になる。
【００１１】
また、本発明の他の態様は、生体内の被写体を撮像光学系により撮像した画像であって、白色光の波長帯域における情報を有した被写体像を含む画像を、第１画像として取得する第１画像取得部と、前記第１画像に含まれる前記被写体像の生体構造をより強調させた生体構造の被写体像を含む画像を、第２画像として取得する第２画像取得部と、前記第２画像の中の被写体像に合焦させる制御を行って、前記撮像光学系のフォーカス調整を行うフォーカス制御部と、を含み、前記第１画像取得部は、前記フォーカス調整された前記撮像光学系により撮像した前記第１画像を取得する内視鏡装置に関係する。
【００１２】
また、本発明のさらに他の態様は、生体内の被写体を撮像光学系により撮像した画像であって、白色光の波長帯域における情報を有した被写体像を含む画像を、第１画像として取得し、前記第１画像に対応して、特定の波長帯域における情報を有した被写体像を含む画像を第２画像として取得し、前記第２画像の中の被写体像に合焦させる制御を行って、前記撮像光学系のフォーカス調整を行い、前記フォーカス調整された前記撮像光学系により撮像した前記第１画像を取得するフォーカス制御方法に関係する。
【００１３】
また、本発明のさらに他の態様は、生体内の被写体を撮像光学系により撮像した画像であって、白色光の波長帯域における情報を有した被写体像を含む画像を、第１画像として取得する第１画像取得部と、前記第１画像に対応して、特定の波長帯域における情報を有した被写体像を含む画像を第２画像として取得する第２画像取得部と、前記第２画像の中の被写体像に合焦させる制御を行って、前記撮像光学系のフォーカス調整を行うフォーカス制御部として、コンピュータを機能させ、前記第１画像取得部は、前記フォーカス調整された前記撮像光学系により撮像した前記第１画像を取得するプログラムに関係する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１（Ａ）〜図１（Ｄ）は、本実施形態の概要についての説明図である。
【図２】内視鏡装置の第１の構成例。
【図３】回転フィルタの第１の詳細な構成例。
【図４】ラプラシアンフィルタの例。
【図５】図５（Ａ）、図５（Ｂ）は、オートフォーカス処理についての説明図である。
【図６】図６（Ａ）、図６（Ｂ）は、オートフォーカス処理についての説明図である。
【図７】内視鏡装置の第２の構成例。
【図８】回転フィルタの第２の詳細な構成例。
【図９】面順次についての説明図。
【図１０】内視鏡装置の第３の構成例。
【図１１】特殊光画像取得部の詳細な構成例。
【図１２】ヒストグラムの例。
【図１３】階調変換曲線の例。
【図１４】内視鏡装置の第４の構成例。
【図１５】内視鏡装置の第５の構成例。
【図１６】回転フィルタの第３の詳細な構成例。
【図１７】光源の詳細な構成例。
【図１８】コンピュータシステムの構成を示すシステム構成図。
【図１９】コンピュータシステムにおける本体部の構成を示すブロック図。
【図２０】ソフトウェアのフローチャート例。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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、特許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。
【００１６】
１．本実施形態の概要
まず、本実施形態が行うオートフォーカス処理の概要について説明する。上述のように、内視鏡により生体内を観察する場合、消化管の内壁等は一般的に低コントラストであるためコントラスト検出方式のオートフォーカスは困難である。例えば図１（Ａ）に示すように、白色光による画像では、血管等の生体構造がそれほど鮮明でない場合がある。その場合、図１（Ｂ）に示すように合焦時とピンぼけ時の評価値の差が小さく、レンズの合焦位置ｄｆの検出が不正確になってしまう。
【００１７】
そこで本実施形態では、図１（Ｃ）、図１（Ｄ）に示すように、特殊光による画像を用いてコントラスト検出方式のオートフォーカス処理を行う。特殊光は、生体特有の吸収や反射が生じる波長帯域の光である。そのため、特殊光を用いることで、生体構造が強調された高コントラストの画像を撮像し、その画像を用いてオートフォーカスの精度を向上できる。
【００１８】
例えば、血管は、緑と青の特定の帯域の光を吸収する性質がある。そのため、その帯域の特殊光で観察することで、血管が強調された高コントラストの画像を得ることができる。また、病変部はその周辺部と構造が異なるため、病変部では高コントラストの画像が得られる。
【００１９】
２．第１の実施形態
次に、上記オートフォーカス処理を行う内視鏡装置について説明する。図２に、本実施形態の内視鏡装置の第１の構成例を示す。内視鏡装置（広義には撮像装置）は、照明部１０１、撮像部１０２、Ｉ／Ｆ部１１１（I/F: Interface）、制御装置３００を含む。
【００２０】
照明部１０１は、被写体に照明光を照射する。照明部１０１は、光源装置２０１（光源部）、外装２０５、ライトガイドファイバ２０６、照明光学系２０７を含む。光源装置２０１は、照明光を発生する。光源装置２０１は、白色光光源２０２、回転フィルタ２０３、集光レンズ２０４を含む。
【００２１】
撮像部１０２は、照明された被写体を撮像する。撮像部１０２は、外装２０５、集光レンズ２０８（対物レンズ）、撮像素子２０９を含む。外装２０５は、撮像部１０２やライトガイドファイバ２０６、照明光学系２０７が収納されたスコープ部の外装である。スコープ部は、例えば体腔への挿入を可能にするため細長く湾曲可能に形成されており、制御装置３００に着脱可能である。
【００２２】
制御装置３００は、内視鏡装置の各構成要素の制御や画像処理を行う。制御装置３００は、Ａ／Ｄ変換部１０３、通常光画像取得部１０４（第１画像取得部）、特殊光画像取得部１０５（第２画像取得部）、評価値算出部１０６、バッファ１０７（記憶部）、合焦位置決定部１０８、出力部１０９、制御部１１０、判定部１１２を含む。制御部１１０は、例えばマイクロコンピュータやＣＰＵ等を備えている。Ｉ／Ｆ部１１１は、例えば電源スイッチや変数設定などを行うためのインターフェースを備えている。
【００２３】
本実施形態の内視鏡装置が行う動作や処理について説明する。白色光光源２０２は、白色光を発光する。図３に示すように、回転フィルタ２０３には、白色光透過フィルタ２１０と狭帯域透過フィルタ２１１（広義には特殊光フィルタ）がセットされている。白色光透過フィルタ２１０の透過帯域は、例えば４００ｎｍ〜７００ｎｍである（ｎｍ：ナノメートル）。狭帯域透過フィルタ２１１の透過帯域は、例えば３９０ｎｍ〜４４５ｎｍ（Ｂ２）と５３０ｎｍ〜５５０ｎｍ（Ｇ２）である。
【００２４】
白色光光源２０２から発光された白色光が、回転フィルタ２０３の白色光透過フィルタ２１０と狭帯域透過フィルタ２１１を交互に透過する。白色光透過フィルタ２１０を透過した白色光と、狭帯域透過フィルタ２１１を透過した特殊光が交互に集光レンズ２０４に達し集光される。集光された白色光または特殊光は、ライトガイドファイバ２０６を通って照明光学系２０７から被写体に照射される。
【００２５】
被写体から反射した反射光は、集光レンズ２０８により集光される。集光された光は、撮像素子２０９に到達し、撮像素子２０９により光電変換されてアナログ信号となる。アナログ信号は、Ａ／Ｄ変換部１０３へ送られる。撮像素子２０９は、例えばＲ，Ｇ，Ｂを受光する受光素子がベイヤ（Bayer）型に配置されたセンサである。
【００２６】
集光レンズ２０８は、光軸上で前後に動作できる。あるいは、集光レンズ２０８がＡＦ用レンズを有し、そのＡＦ用レンズが光軸上で前後に動作してもよい。レンズが光軸に沿った方向に移動することで、合焦する被写体までの距離が変更される。なお以下では、被写体にピントが合っている場合の集光レンズ２０８の位置を、合焦位置と呼ぶ。
【００２７】
特殊光を照射して撮像された画像は、Ａ／Ｄ変換部１０３によりデジタル信号に変換される。その信号は、特殊光画像取得部１０５へ送られる。特殊光画像取得部１０５は、その信号に基づいて特殊光画像を取得する。また、同時に集光レンズ２０８の位置情報も取得する。位置情報は、特殊光画像を撮像したときの集光レンズ２０８の位置を表す情報である。
【００２８】
評価値算出部１０６は、特殊光画像に基づいて評価値を算出する。評価値は、合焦位置に応じて変化する値であり、被写体にピントが合う合焦位置を検出するための値である。評価値の算出方法の一例は、公知のエッジ抽出処理を特殊光画像に対して行う。抽出されたエッジの量が大きいほど評価値が高い。例えば、図４に示すラプラシアンフィルタを、特殊光画像の全画素に対して適用することで、エッジを抽出する。そして、ラプラシアンフィルタをかけた後の全画素の画素値の絶対値の合計を求め、その合計の値を評価値とする。
【００２９】
バッファ１０７は、その評価値と、集光レンズ２０８の位置情報を保持（記憶）する。
【００３０】
図５（Ａ）に示すように、レンズの位置ｄ１で評価値ｅｖ１が取得されたとする。レンズの位置は、例えば集光レンズ２０８から撮像素子２０９までの距離である。制御部１１０は、集光レンズ２０８を撮像素子２０９側に近づけて位置ｄ２に移動させる。その後は同様に特殊光画像を取得し、評価値ｅｖ２を算出し、その集光レンズの位置情報ｄ２を保持する。
【００３１】
合焦位置決定部１０８は、一枚目の評価値ｅｖ１と二枚目の評価値ｅｖ２を比較する。図５（Ａ）に示すように、二枚目の評価値ｅｖ２のほうが大きければ、集光レンズ２０８を更に撮像素子２０９側に近づける。図５（Ｂ）に示すように、一枚目の評価値ｅｖ１のほうが大きければ、逆に一枚目の位置ｄ１よりも撮像素子２０９から遠い位置へ集光レンズ２０８を動かす。すなわち、評価値が最大となる位置を捜すために、評価値が大きくなる可能性のある方向へ集光レンズ２０８を動かす。
【００３２】
そして同様に、特殊光画像取得部１０５が特殊光画像を取得し、評価値算出部１０６が評価値を算出し、バッファ１０７が評価値と集光レンズ２０８の位置情報を保持する。
【００３３】
図６（Ａ）、図６（Ｂ）に示すように、合焦位置決定部１０８は、３つの評価値に対して二次関数ＫＣで近似を行い、二次関数ＫＣが最大となる位置ｄｆを求める。その位置ｄｆが、被写体にピントの合った集光レンズ２０８の位置であると推測する。
【００３４】
なお、上記では特殊光画像を３枚用いて評価値を求め近似を行ったが、本実施形態では３枚以上の特殊光画像を用いて評価値を求め近似を行ってもよい。特殊光画像の枚数が多い方が、近似の精度を向上できる。また、上記では二次関数を用いて近似を行ったが、本実施形態では二次よりも高次の関数を用いて近似を行ってもよい。
【００３５】
評価値が最大となる位置ｄｆが求められたら、制御部１１０は、集光レンズ２０８をその位置ｄｆへ動かす制御を行う。回転フィルタ２０３の白色光透過フィルタ２１０を透過した白色光を被写体に照射し、撮像した信号をＡ／Ｄ変換部１０３によりデジタル信号に変換する。その信号を通常光画像取得部１０４へ送る。通常光画像取得部１０４は、その信号から通常光画像を取得する。出力部１０９は、取得された通常光画像をピントの合った画像として、図示しないモニタ等へ出力する。
【００３６】
なお、上記ではエッジ抽出の処理をラプラシアンフィルタにより行う場合を例に説明したが、本実施形態はこれに限定されない。例えば、１次微分フィルタ等の他のエッジ抽出方法を用いて、エッジ抽出の処理を行ってもよい。
【００３７】
ここで、本実施形態では、拡大観察モードの場合にオートフォーカス制御を行うことも可能である。具体的には、判定部１１２は、拡大観察モードか否かを判定する。拡大観察モードであれば、制御部１１０が上記の処理を行う。
【００３８】
拡大観察モードの判定の一例は、図示しない距離情報を取得するセンサを撮像部先端に保持し、そのセンサが被写体までの距離を測定する。その距離が予め与えられた所定の閾値以下の場合には、判定部１１２が拡大観察モードと判定する。
【００３９】
他の判定の一例は、Ｉ／Ｆ部１１１を介して拡大観察モードか否かをユーザが指示する。拡大観察モードが指示された場合には、判定部１１２が拡大観察モードと判定する。
【００４０】
また、他の判定の一例は、通常光画像取得部１０４または特殊光画像取得部１０５により取得された画像に対して所定のエッジ抽出などを行い、オブジェクトを検出する。判定部１１２は、その検出したオブジェクトが所定時間（例えば単位時間）後に大きくなっていたら拡大観察モードと判定する。
【００４１】
また、他の判定の一例は、通常光画像取得部１０４または特殊光画像取得部１０５により取得された画像に対して所定のエッジ抽出の処理を行い、エッジ量を算出する。判定部１１２は、所定時間（例えば単位時間）後にエッジ量が減り、画像全体（または一部）の画素値（例えば輝度値）の合計が増加した場合には、拡大観察モードと判定する。具体的には、通常観察において、被写体が被写界深度に入っておりピントが合っているとする。被写体を拡大観察するために被写体にスコープを近づける操作をすると、被写界深度を外れてピントがぼける。そうすると、画像のエッジ量が減るため、エッジ量が減った場合にオートフォーカス処理を開始する。すなわち、ピントがぼけたことを、エッジ量に基づいて判断する。また、被写体から遠ざける操作をした場合にも被写界深度から外れる。この場合、画像は暗くなる。そのため、被写体に近づく方向に被写界深度を外れたことを、画像の明るさに基づいて判断する。
【００４２】
さて上述のように、コントラスト検出方式のオートフォーカスでは、内視鏡により生体内を観察する場合に、消化管の内壁等は一般的に低コントラストであるため、合焦位置を検出することが困難であるという課題がある。
【００４３】
この点、本実施形態の内視鏡装置は、図２に示すように、第１画像取得部と第２画像取得部とフォーカス制御部１５０を含む。第１画像取得部は、生体内の被写体を撮像光学系により撮像した画像であって、白色光の波長帯域における情報を有した被写体像を含む画像を、第１画像として取得する。第２画像取得部は、第１画像に対応して、特定の波長帯域における情報を有した被写体像を含む画像を第２画像として取得する。フォーカス制御部１５０は、第２画像の中の被写体像に合焦させる（ピントを合わせる）制御を行って、撮像光学系のフォーカス調整を行う。そして、第１画像取得部は、フォーカス調整された撮像光学系により撮像した第１画像を取得する。
【００４４】
例えば本実施形態では、特殊光画像取得部１０５が特殊光画像を取得し、評価値算出部１０６が、その特殊光画像に基づいて評価値を算出し、合焦位置決定部１０８が、その評価値に基づいて合焦位置を求める。制御部１１０が、その合焦位置に集光レンズ２０８を移動させ、通常光画像取得部１０４が、合焦した（ピントの合った）通常光画像を取得する。
【００４５】
ここで、第１画像取得部は通常光画像取得部１０４に対応する。第２画像取得部は特殊光画像取得部１０５に対応する。フォーカス制御部１５０は、評価値算出部１０６、バッファ１０７、合焦位置決定部１０８、制御部１１０に対応する。なおフォーカス制御部１５０は、バッファ１０７を含まなくてもよい。撮像光学系は、集光レンズ２０８と撮像素子２０９に対応する。第１画像は通常光画像に対応する。第２画像は特殊光画像に対応する。
【００４６】
本実施形態によれば、内視鏡装置において特殊光画像を用いてオートフォーカス制御を行い、そのオートフォーカス制御により合焦した通常光画像を取得できる。具体的には、特殊光画像は、生体内においてコントラストの高い画像が得られやすい。そのため、通常光画像でオートフォーカスを行う場合に比べて、オートフォーカスの精度を向上できる。これにより、合焦した通常光画像を観察者に提供できる。
【００４７】
また本実施形態では、第２画像取得部は、生体内の被写体についてのコントラストが第１画像よりも第２画像において高くなる波長帯域を特定の波長帯域として、第２画像を取得する。フォーカス制御部１５０は、第２画像のコントラストに基づいて、第２画像の中の被写体像に合焦させる制御を行う。
【００４８】
例えば本実施形態では、コントラストを表す評価値を求め、その評価値に基づいて合焦位置を検出する。コントラストは、非合焦の（ピントが外れた）場合よりも合焦の場合の方が大きくなる値であり、例えば上述のように画像のエッジ量である。図１（Ａ）〜図１（Ｄ）に示すように、非合焦の場合と合焦の場合のコントラストの差（または比）は、通常光画像よりも特殊光画像の方が大きい。特定の波長帯域とは、このような特殊光画像が、生体内の被写体について取得される波長帯域である。
【００４９】
このようにすれば、生体内の被写体についてのコントラストを、通常光画像よりも特殊光画像において高コントラストにできる。これにより、コントラスト検出方式のオートフォーカスを、特殊光画像を用いて高精度に行うことが可能になる。
【００５０】
また本実施形態では、第２画像取得部は、第１画像に含まれる被写体像の生体構造をより強調させた生体構造の被写体像を含む画像を、第２画像として取得する。
【００５１】
このようにすれば、被写体像の生体構造をより強調させた第２画像に基づいてオートフォーカス制御できる。これにより、低コントラストの生体内において、オートフォーカスの精度を向上できる。すなわち、被写体像の生体構造が強調されることで、合焦時と非合焦時の評価値の差（または比）を大きくすることが可能になる。
【００５２】
また本実施形態では、特定の波長帯域は、白色光の波長帯域（例えば３８０ｎｍ〜６５０ｎｍ）よりも狭い帯域である（NBI: Narrow Band Imaging）。具体的には、特定の波長帯域は、血液中のヘモグロビンに吸収される波長の波長帯域である。より具体的には、特定の波長帯域は、３９０ナノメートル〜４４５ナノメートル（第２狭帯域光）、または５３０ナノメートル〜５５０ナノメートル（第１狭帯域光）である。
【００５３】
このようにすれば、狭帯域の特殊光を生体内の被写体に照射することで、生体の血管構造や病変を浮き立たせた特殊光画像を取得することができる。これにより、血管や病変部などのコントラストの高い画像が得られ、精度のよいオートフォーカスができる。
【００５４】
より具体的には、生体の表層部及び深部に位置する血管の構造を撮像することが可能になり、その血管の構造によりコントラストを向上できる。また得られた信号を特定のチャンネル（Ｇ２→Ｒ、Ｂ２→Ｇ，Ｂ）に入力することで、扁平上皮癌等の通常光では視認が難しい病変などを褐色等で表示することができ、病変部を含む画像のコントラストを向上できる。なお、３９０ｎｍ〜４４５ｎｍまたは５３０ｎｍ〜５５０ｎｍとは、ヘモグロビンに吸収されるという特性及び、それぞれ生体の表層部または深部まで到達するという特性から得られた数字である。ただし、この場合の波長帯域はこれに限定されず、例えばヘモグロビンによる吸収と生体の表層部又は深部への到達に関する実験結果等の変動要因により、波長帯域の下限値が０〜１０％程度減少し、上限値が０〜１０％程度上昇することも考えられる。
【００５５】
また本実施形態では、図２に示すように、観察状態が拡大観察状態であるか否かを判定する判定部１１２を含む。判定部１１２により拡大観察状態であると判定された場合に、フォーカス制御部１５０は、第２画像の中の被写体像に合焦させる制御を行って、撮像光学系のフォーカス調整を行う。第１画像取得部は、フォーカス調整された撮像光学系により撮像した第１画像を取得する。
【００５６】
ここで、拡大観察状態とは、例えば消化管の内壁に正対して病変を高倍率で観察する状態である。一方、通常観察状態とは、例えば消化管内を移動しながら低倍率で病変をサーチする観察状態である。
【００５７】
このようにすれば、拡大観察状態の場合にオートフォーカス制御を行うことができる。観察者が拡大観察を行っているときは大きく画像を表示させてじっくり観察したい場合と考えられる。本実施形態では、拡大観察時にピントのあった画像を提示できるため、観察しやすさの向上に寄与する。また、拡大観察時には被写体に接近するため被写界深度が狭くなり、手動でのフォーカス調整が難しくなる。本実施形態では、オートフォーカスにより合焦可能である。
【００５８】
また本実施形態では、判定部１１２は、内視鏡装置のスコープ部が被写体に接近しているか否かに関する情報を取得し、スコープ部が被写体に接近しているとその情報に基づいて判断した場合に、拡大観察状態であると判定する。具体的には、判定部１１２は、被写体のエッジ形状の大きさをその情報として取得し、エッジ形状の大きさが所定時間前のエッジ形状の大きさよりも大きいと判断した場合に、拡大観察状態であると判定する。
【００５９】
例えば、エッジ形状の大きさは、形状の幅や、形状の面積や、形状の倍率である。形状の倍率は、例えば、現在の画像からエッジ抽出したエッジ画像と、所定時間前の画像からエッジ抽出したエッジ画像を取得し、所定時間前のエッジ画像をサイズ変換して現在のエッジ画像とマッチング処理して求めればよい。
【００６０】
このようにすれば、スコープ部が被写体に接近していると判断した場合に、拡大観察状態であると判定できる。これにより、スコープ部が被写体に接近して被写界深度が狭くなった場合にオートフォーカスを行うことが可能になる。
【００６１】
また本実施形態では、判定部１１２は、画像の合焦状態を評価するための評価値を第１画像または第２画像から取得し、合焦状態から非合焦状態に変化したとその評価値に基づいて判定した場合に、拡大観察状態であると判定する。
【００６２】
例えば本実施形態では、通常光画像または特殊光画像のエッジ量を算出し、所定時間後にエッジ量が減少していた場合に、非合焦状態に変化したと判定する。
【００６３】
このようにすれば、拡大観察を行うためにスコープ部を被写体に接近させることで被写界深度を外れた場合に、拡大観察状態であると判定できる。これにより、通常観察状態から拡大観察状態に移行する際にピントが外れた場合であっても、オートフォーカスにより合焦可能である。
【００６４】
また本実施形態では、図２に示すように、第１画像取得部は、光源部から照射される光に基づく第１画像を取得する。第２画像取得部は、光源部から照射される光に基づく第２画像を取得する。
【００６５】
具体的には、光源部は、白色光光源２０２を有する。第１画像取得部は、白色光光源２０２から照射される白色光に基づく第１画像を取得する。第２画像取得部は、白色光光源２０２から照射される白色光に基づく第２画像を取得する。
【００６６】
より具体的には、図３に示すように、光源部は、特定の波長帯域を透過するフィルタ２１１を白色光に対して適用することで、特定の波長帯域の光を出射する。第２画像取得部は、その特定の波長帯域の情報を有する第２画像を取得する。
【００６７】
本実施形態では、光源部は光源装置２０１に対応する。本実施形態では、光源部から出射された光により被写体が照明され、その照明された被写体が撮像部１０２により撮像されることで第１画像と第２画像が得られる。なお本実施形態では、白色光に基づく第２画像は、特定の波長帯域の光で照明して得られた画像に限定されない。例えば図７で後述するように、白色光で照明した被写体からの反射光を、特定の波長帯域を透過するフィルタ２３０に透過させて撮像した画像であってもよい。
【００６８】
このようにすれば、白色光透過フィルタと特殊光フィルタを切り替えることで、白色光光源を用いて通常光画像と特殊光画像を取得できる。白色光光源は一般的に使用されている光源であるため、コストを安くすることができる。
【００６９】
３．第２の実施形態
第１の実施形態では、通常光画像と特殊光画像を時分割に取得したが、本実施形態では、通常光画像と特殊光画像を２つの撮像素子により同時に取得してもよい。この場合の実施形態について詳細に説明する。
【００７０】
図７に、内視鏡装置の第２の構成例を示す。内視鏡装置は、照明部１０１、撮像部４０２、Ｉ／Ｆ部１１１、制御装置３００を含む。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は同じ符号を付して、適宜説明を省略する。
【００７１】
照明部１０１は、光源装置２０１、外装２０５、ライトガイドファイバ２０６、照明光学系２０７を含む。光源装置２０１は、ＲＧＢの照明光を時分割に発生する。光源装置２０１は、白色光光源２０２、回転フィルタ２０３、集光レンズ２０４を含む。
【００７２】
撮像部４０２は、白色光による撮像と特殊光による撮像を同じタイミングで行う。撮像部４０２は、外装２０５、集光レンズ２０８、光を分岐するスプリッタ２２８、通常光画像用の撮像素子２２９（第１の撮像素子）、特定の帯域の光のみを透過する狭帯域透過フィルタ２３０、特殊光画像用の撮像素子２３１（第２の撮像素子）を含む。
【００７３】
制御装置３００は、第１のＡ／Ｄ変換部１０３ａ、第２のＡ／Ｄ変換部１０３ｂ、通常光画像取得部１０４、特殊光画像取得部１０５、評価値算出部１０６、バッファ１０７、合焦位置決定部１０８、出力部１０９、制御部１１０を含む。
【００７４】
本実施形態の内視鏡装置が行う動作や処理について説明する。白色光光源２０２から白色光が発光される。図８に示すように、回転フィルタ２０３には、赤色光透過フィルタ２２０と緑色光透過フィルタ２２１と青色光透過フィルタ２２２がセットされている。白色光光源２０２から発光された白色光は、回転フィルタ２０３を透過して集光レンズ２０４に達し集光される。集光された光は、ライトガイドファイバ２０６を通って照明光学系２０７から被写体に照射される。
【００７５】
被写体から反射した反射光は、集光レンズ２０８により集光され、スプリッタ２２８によって二方向に分けられる。一方向の光は、撮像素子２２９に到達し、撮像素子２２９により光電変換される。光電変換により得られたアナログ信号は、Ａ／Ｄ変換部１０３ａへ送られる。もう一方向の光は、狭帯域透過フィルタ２３０へ達し、所定の狭帯域の光のみが透過する。狭帯域透過フィルタ２３０の透過帯域は、例えば３９０ｎｍ〜４４５ｎｍ（Ｂ２）と５３０ｎｍ〜５５０ｎｍ（Ｇ２）である。透過した光は、撮像素子２３１に到達し、撮像素子２３１により光電変換される。光電変換により得られたアナログ信号は、Ａ／Ｄ変換部１０３ｂへ送られる。
【００７６】
Ａ／Ｄ変換部１０３ａは、アナログ信号をデジタル信号に変換し、そのデジタル信号を通常光画像取得部１０４へ送信する。Ａ／Ｄ変換部１０３ｂは、アナログ信号をデジタル信号に変換し、そのデジタル信号を特殊光画像取得部１０５へ送信する。
【００７７】
集光レンズ２０８は、光軸上で前後に動作できる。
【００７８】
通常光画像取得部１０４と特殊光画像取得部１０５は、面順次に撮像されたＲ画像、Ｇ画像、Ｂ画像からカラー画像を取得する。ここで、回転フィルタ２０３の赤色光透過フィルタ２２０を透過した光によって得られた信号を、Ｒ信号と呼ぶこととする。緑色光透過フィルタ２２１を透過した光によって得られた信号を、Ｇ信号と呼ぶ。青色光透過フィルタ２２２を透過した光によって得られた信号を、Ｂ信号と呼ぶ。回転フィルタ２０３は回転しているため、Ｒ信号、Ｇ信号、Ｂ信号が順番に得られる。通常光画像取得部１０４は、Ｒ信号、Ｇ信号、Ｂ信号を合成してカラーの通常光画像を生成する。特殊光画像取得部１０５は、Ｒ信号、Ｇ信号、Ｂ信号を合成してカラーの特殊光画像を生成する。
【００７９】
第１の実施形態と同様に、特殊光画像に基づいてオートフォーカス処理を行う。すなわち、評価値算出部１０６は、特殊光画像から評価値を算出する。バッファ１０７は、評価値と、集光レンズ２０８の位置情報を保持する。制御部１１０が、集光レンズ２０８の位置を変更する制御を行い、特殊光画像取得部１０５が特殊光画像を取得する。これらの動作を繰り返し、合焦位置決定部１０８が、評価値が最大となる位置を決定する。このようにして、ピントの合った位置を推測する。
【００８０】
評価値が最大となる位置を求めたら、制御部１１０は、集光レンズ２０８をその位置へ動かす制御を行う。
【００８１】
Ａ／Ｄ変換部１０３ａは、アナログ信号をデジタル信号に変換してＲ信号、Ｇ信号、Ｂ信号を取得し、取得した信号を通常光画像取得部１０４へ送信する。通常光画像取得部１０４は、Ｒ信号、Ｇ信号、Ｂ信号を合成してカラーの通常光画像を生成する。出力部１０９は、取得された通常光画像をピントの合った画像として、図示しないモニタ等へ出力する。
【００８２】
図９を用いて、面順次の画像生成手法について説明する。図９のＡ１に示すように、回転フィルタ２０３が１回転すると、Ｒｔ１信号、Ｇｔ１信号、Ｂｔ１信号が順次取得される。Ａ２に示すように、次の１回転で、Ｒｔ２信号、Ｇｔ２信号、Ｂｔ２信号が順次取得される。Ａ３に示すように、Ｒｔ１信号、Ｇｔ１信号、Ｂｔ１信号が取得されると、この３つの信号に基づいてカラー画像が生成される。以降は、１つの信号が新たに取得されるごとに、新たに取得された信号と前に取得された信号からカラー画像が生成される。例えば、Ａ４に示すように、Ｒｔ２信号が取得されると、Ｒｔ２信号、Ｇｔ１信号、Ｂｔ１信号からカラー画像が生成される。
【００８３】
なお、上記ではＲ信号、Ｇ信号、Ｂ信号を合成して特殊光画像を生成していたが、本実施形態ではこれに限定されない。例えば、Ｇ信号とＢ信号から特殊光画像を生成してもよく、またはＢ信号だけから特殊光画像を生成してもよい。
【００８４】
本実施形態によれば、図７、図８に示すように、光源部は、白色光を構成する第１〜第Ｎ（Ｎは２以上の整数）の単色光の波長帯域を透過するフィルタ２２０〜２２２を、白色光に対して適用することで、第１〜第Ｎの単色光を出射する。第１画像取得部は、第１〜第Ｎの単色光の波長帯域の情報を有する第１〜第Ｎの単色画像を取得し、取得した第１〜第Ｎの単色画像に基づいて第１画像を生成する。
【００８５】
本実施形態では、Ｎ＝３であり、第１の単色光は赤色光であり、第２の単色光は緑色光であり、第３の単色光は青色光である。第１〜第３の単色画像は、Ｒ画像、Ｇ画像、Ｂ画像である。図９に示すように、モノクロの撮像素子２２９がＲ画像、Ｇ画像、Ｂ画像を時分割に撮像し、通常光画像取得部１０４が、その時分割に撮像されたＲ画像、Ｇ画像、Ｂ画像から通常光画像を生成する。
【００８６】
このようにすれば、面順次による撮像が可能になる。また、白色光光源は一般的に用いられる光源であるため、コスト削減が可能である。また、面順次ではモノクロの撮像素子を用いるため、同じ画素数のベイヤ配列の撮像素子に比べて、高解像度である。
【００８７】
４．第３の実施形態
第１の実施形態では、特殊光を被写体に照射することで特殊光画像を撮像したが、本実施形態では、通常光画像から特殊光画像を抽出してもよい。この場合の実施形態について詳細に説明する。
【００８８】
図１０に、内視鏡装置の第３の構成例を示す。内視鏡装置は、照明部１０１、撮像部１０２、Ｉ／Ｆ部１１１、制御装置３００を含む。なお以下では、第１〜第２の実施形態で説明した構成要素と同一の構成要素には同じ符号を付して、適宜説明を省略する。
【００８９】
照明部１０１は、光源装置２０１、外装２０５、ライトガイドファイバ２０６、照明光学系２０７を含む。光源装置２０１は、白色光の照明光を発生する。光源装置２０１は、白色光光源２０２、集光レンズ２０４を含む。
【００９０】
撮像部１０２は、白色光により照明された被写体を撮像する。撮像部１０２は、外装２０５、集光レンズ２０８、撮像素子２０９を含む。
【００９１】
制御装置３００は、Ａ／Ｄ変換部１０３、通常光画像取得部１０４、特殊光画像取得部１０５、評価値算出部１０６、バッファ１０７、合焦位置決定部１０８、出力部１０９、制御部１１０を含む。特殊光画像取得部１０５は、通常光画像取得部１０４により取得された通常光画像に基づいて特殊光画像を取得する。図１１に、特殊光画像取得部１０５の詳細な構成例を示す。特殊光画像取得部１０５は、マトリクスデータ設定部４０１、信号抽出部４０３を含む。
【００９２】
本実施形態の内視鏡装置が行う動作や処理について説明する。
【００９３】
白色光光源２０２から白色光が発光され、集光レンズ２０４に達し集光される。集光された白色光は、ライトガイドファイバ２０６を通って照明光学系２０７から被写体に照射される。
【００９４】
被写体から反射した反射光は、集光レンズ２０８により集光され、撮像素子２０９に到達する。到達した光は、撮像素子２０９により光電変換されてアナログ信号となり、そのアナログ信号はＡ／Ｄ変換部１０３へ送られる。撮像素子２０９は、Ｒ・Ｇ・Ｂを受光する受光素子がベイヤ（Bayer）型に配置されたセンサである。
【００９５】
集光レンズ２０８は、光軸上で前後に動作できる。
【００９６】
Ａ／Ｄ変換部１０３でデジタル信号に変換された信号は、通常光画像取得部１０４へ送られる。通常光画像取得部１０４は、その信号を通常光画像として取得する。また、通常光画像取得部１０４は、同時に集光レンズ２０８の位置情報を取得する。
【００９７】
特殊光画像取得部１０５は、所定の画像処理を行って特殊光画像を生成する。具体的には、マトリクスデータ設定部４０１は、マトリクスデータを設定する。マトリクスデータは、予め設定されたデータであってもよいし、ユーザにより設定されたデータであってもよい。信号抽出部４０３は、マトリクスデータと、通常光画像取得部１０４で取得された通常光画像と、に基づいて信号を抽出する。所定の画像処理の詳細例については、後述する。
【００９８】
第１の実施形態と同様に、特殊光画像に基づいてオートフォーカス処理を行う。すなわち、評価値算出部１０６は、特殊光画像から評価値を算出する。バッファ１０７は、評価値と、集光レンズ２０８の位置情報を保持する。制御部１１０が、集光レンズ２０８の位置を変更する制御を行い、特殊光画像取得部１０５が特殊光画像を取得する。これらの動作を繰り返し、合焦位置決定部１０８が、評価値が最大となる位置を決定する。このようにして、ピントの合った位置を推測する。
【００９９】
評価値が最大となる位置を求めたら、制御部１１０は、集光レンズ２０８をその位置へ動かす制御を行う。通常光画像取得部１０４は、通常光画像を取得する。出力部１０９は、取得された通常光画像をピントの合った画像として、図示しないモニタ等へ出力する。
【０１００】
次に、特殊光画像取得部１０５が行う所定の画像処理の第１例について説明する。特殊光画像取得部１０５は、公知の分光推定技術を用いて、各画素における被写体の分光反射率を通常光画像から推定し、狭帯域（例えば１０ｎｍ刻み）の分光画像を得る。特殊光画像取得部１０５は、この被写体の分光反射率や、白色光光源の分光放射率、光学系の分光透過率、色フィルタの分光感度の積を計算し、特殊光画像を取得する。
【０１０１】
より具体的には、通常光画像取得部１０４は、入力されたデジタル画像信号に対して例えば公知の補間処理を行い、Ｒ，Ｇ，Ｂの３チャンネルを持つカラー画像を生成する。この画像は、白色光源下で撮像素子２０９を用いて被写体を撮像した場合のカラー画像である。次に、特殊光画像取得部１０５は、このカラー画像から分光推定技術を用いて、カラー画像の各画素における被写体の分光反射率を推定する。例えば、分光推定技術の詳細は特開２０００―１１５５５３号公報の［００５４］〜［００６５］に開示されている。この様な処理を行うことで、分光画像情報として被写体の分光反射率特性Ｏ（λ）が取得される（例えばλは３８０ｎｍ〜７８０ｎｍ）。Ｏ（λ）は、各画素について取得され、例えば３８０ｎｍから７８０ｎｍまで１０ｎｍ刻みの分光反射率特性である。
【０１０２】
ここで、画像上の位置（ｘ，ｙ）における分光反射率特性をＯ（λ）（ｘ，ｙ）と記述する。また、本実施形態における白色光源の分光放射率をＥ（λ）とし、光学系の分光透過率をＬ（λ）とする。また、第１の実施形態における狭帯域透過フィルタ２１１の帯域Ｇ２，Ｂ２の分光感度をそれぞれｇ２（λ），ｂ２（λ）とする。すると、帯域Ｇ２に対応する画像Ｇ２の位置（ｘ、ｙ）における信号値Ｇ２（ｘ、ｙ）は、下式（１）により算出される。帯域Ｂ２に対応する画像Ｂ２の位置（ｘ、ｙ）における信号値Ｂ２（ｘ、ｙ）は、下式（２）により算出される。
Ｇ２（ｘ，ｙ）＝∫Ｅ（λ）・Ｏ（λ）（ｘ，ｙ）・Ｌ（λ）・ｇ２（λ）ｄλ
・・・ （１）
Ｂ２（ｘ，ｙ）＝∫Ｅ（λ）・Ｏ（λ）（ｘ，ｙ）・Ｌ（λ）・ｂ２（λ）ｄλ
・・・ （２）
【０１０３】
画像上のすべての位置（ｘ，ｙ）に対してこのような計算を行うことで、通常光画像からＧ２画像とＢ２画像を取得することができる。
【０１０４】
次に、このＧ２画像とＢ２画像からＲ，Ｇ，Ｂの３チャンネルを持つカラー画像を生成する。例えば、カラー画像のＲチャンネルにＧ２画像を入力し、ＧチャンネルとＢチャンネルにＢ２画像を入力することでカラー画像が生成される。さらに、生成したカラー画像に対してホワイトバランス、階調変換等の処理を行い、特殊光画像として出力する。
【０１０５】
所定の画像処理の第２例について説明する。マトリクスデータ設定部４０１は、下式（３）の右辺の第１項のマトリクスを設定する。信号抽出部４０３は、下式（３）に示す変換処理を行う。ここで、Ｒｉｎ、Ｇｉｎ、Ｂｉｎは通常光画像のＲＧＢの各信号値である。α、β、γは、任意の正数である。例えば、α＝１、β＝１．２、γ＝０．９である。信号抽出部４０３は、Ｒｏｕｔ、Ｇｏｕｔ、Ｂｏｕｔを特殊光画像のＲＧＢの各信号値として出力する。
【数１】
【０１０６】
所定の画像処理の第３例について説明する。特殊光画像取得部１０５は、通常光画像のＲ信号に基づいて、ヒストグラムを平坦化するための階調変換曲線を求める。特殊光画像取得部１０５は、この階調変換曲線からゲインマップを作成し、そのゲインマップを用いて通常光画像のＧＢの信号を変換する。
【０１０７】
図１２に、全画素のＲ信号値のヒストグラムの例を示す。Ｒ画像では、信号値が中央付近の画素がほとんどである。図１３に、ゲインマップの例を示す。図１３に示すように、画素値がまんべんなく分散するような階調変換曲線を生成し、ゲインマップを生成する。そして、画素のＲ信号値に対応するゲインを、その画素のＧ信号値とＢ信号値に乗算する。このようにヒストグラムを平坦化することで、コントラストを向上できる。
【０１０８】
なお、所定の画像処理として、色変換処理や、緑成分を強調する処理や、青成分を強調する処理を行ってもよい。あるいは、所定の画像処理として、所定の光の波長をＩ／Ｆ部１１１を介して指定し、指定された波長に対応する色を強調する処理を行ってもよい。
【０１０９】
ここで、上記では撮像素子２０９の色フィルタはベイヤ型に配置されているが、本実施形態ではこれに限定されず、色フィルタはハニカム構造などでもよい。また、上記では原色であるＲＧＢを受光する撮像素子２０９を用いる場合について説明したが、本実施形態ではこれに限定されず、例えば補色を受光する撮像素子を用いてもよい。
【０１１０】
本実施形態によれば、図１０に示すように、第２画像取得部は、取得された第１画像に基づいて、第２画像を生成する。
【０１１１】
具体的には、図１１に示すように、第２画像取得部は、取得された第１画像から、白色光の波長帯域における信号を抽出する信号抽出部４０３を有する。第２画像取得部は、抽出された信号に基づいて、特定の波長帯域における信号を含む第２画像を生成する。
【０１１２】
より具体的には、第２画像取得部は、白色光の波長帯域における信号から、特定の波長帯域における信号を算出するためのマトリクスデータを設定するマトリクスデータ設定部４０１を有する。第２画像取得部は、設定されたマトリクスデータを用いて、白色光の波長帯域における信号から特定の波長帯域における信号を算出して、第２画像を生成する。
【０１１３】
これにより、通常光画像に基づいて特殊光画像を生成することができるため、通常光を照射する１つの光源と、通常光を撮像する１つの撮像素子のみでもシステムを実現することが可能になる。そのため、特殊光光源などの装置が不要となり、機器構成を簡素化できる。また、スコープ型内視鏡の挿入部を小さくすることができ、また部品が少なくてすむためコストを下げる効果も期待できる。
【０１１４】
５．第４の実施形態
第１の実施形態では、白色光と狭帯域透過フィルタにより特殊光を発生したが、本実施形態では、特殊光光源により特殊光を発生してもよい。この場合の実施形態について詳細に説明する。
【０１１５】
図１４に、内視鏡装置の第４の構成例を示す。内視鏡装置は、照明部１０１、撮像部１０２、Ｉ／Ｆ部１１１、制御装置３００を含む。なお以下では、第１〜第３の実施形態で説明した構成要素と同一の構成要素には同じ符号を付して、適宜説明を省略する。
【０１１６】
照明部１０１は、光源装置２０１、外装２０５、ライトガイドファイバ２０６、照明光学系２０７を含む。光源装置２０１は、白色光と特殊光を時分割に発生する。光源装置２０１は、白色光光源２０２ａ、特殊光光源２０２ｂ、切替器２０２ｃ、集光レンズ２０４を含む。
【０１１７】
撮像部１０２は、白色光による撮像と特殊光による撮像を時分割で行う。撮像部１０２は、外装２０５、集光レンズ２０８、撮像素子２０９を含む。
【０１１８】
制御装置３００は、Ａ／Ｄ変換部１０３、通常光画像取得部１０４、特殊光画像取得部１０５、評価値算出部１０６、バッファ１０７、合焦位置決定部１０８、出力部１０９、制御部１１０を含む。
【０１１９】
本実施形態の内視鏡装置が行う動作や処理について説明する。特殊光光源２０２ｂから特殊光が発光される。この特殊光の波長帯域は、例えば３９０ｎｍ〜４４５ｎｍ（Ｂ２）と５３０ｎｍ〜５５０ｎｍ（Ｇ２）である。特殊光光源２０２ｂからの特殊光は、集光レンズ２０４に達し集光される。集光された特殊光は、ライトガイドファイバ２０６を通って照明光学系２０７から被写体に照射される。
【０１２０】
被写体から反射した反射光は、集光レンズ２０８により集光される。集光された光は、撮像素子２０９に到達し、撮像素子２０９により光電変換されてアナログ信号となる。アナログ信号は、Ａ／Ｄ変換部１０３へ送られる。撮像素子２０９は、例えばＲ，Ｇ，Ｂを受光する受光素子がベイヤ（Bayer）型に配置されたセンサである。
【０１２１】
Ａ／Ｄ変換部１０３によりデジタル信号に変換された信号は、特殊光画像取得部１０５へ送られる。特殊光画像取得部１０５は、その信号を特殊光画像として取得する。また、特殊光画像取得部１０５は、同時に集光レンズ２０８の位置情報も取得する。
【０１２２】
集光レンズ２０８は、光軸上で前後に動作できる。
【０１２３】
第１の実施形態と同様に、特殊光画像に基づいてオートフォーカス処理を行う。すなわち、評価値算出部１０６は、特殊光画像から評価値を算出する。バッファ１０７は、評価値と、集光レンズ２０８の位置情報を保持する。制御部１１０が、集光レンズ２０８の位置を変更する制御を行い、特殊光画像取得部１０５が特殊光画像を取得する。これらの動作を繰り返し、合焦位置決定部１０８が、評価値が最大となる位置を決定する。このようにして、ピントの合った位置を推測する。
【０１２４】
評価値が最大となる位置を求めたら、制御部１１０は、集光レンズ２０８をその位置へ動かす制御を行う。制御部１１０は、切替器２０２ｃを制御し、切替器２０２ｃは、その制御に基づいて光源を白色光光源２０２ａに切替える。
【０１２５】
特殊光光源での場合と同様に、撮像素子２０９によりアナログ信号を取得し、Ａ／Ｄ変換部１０３によりデジタル信号に変換し、その信号を通常光画像取得部１０４へ送信する。通常光画像取得部１０４は、補間等の処理を行いカラーの通常光画像を生成する。出力部１０９は、取得された通常光画像をピントの合った画像として、図示しないモニタ等へ出力する。
【０１２６】
本実施形態によれば、図１４に示すように、光源部は、白色光光源２０２ａと、特定の波長帯域の情報を有する特殊光を出射する特殊光光源２０２ｂを有する。第１画像取得部は、白色光光源２０２ａから照射される白色光に基づく第１画像を取得する。第２画像取得部は、特殊光光源２０２ｂから照射される特殊光に基づく第２画像を取得する。
【０１２７】
なお本実施形態では、白色光光源や特殊光光源は１つの光源である場合に限定されず、複数の光源であってもよい。例えば図１７で後述するように、白色光光源は、赤色光光源２０２ｄ、緑色光光源２０２ｅ、青色光光源２０２ｆで構成されてもよい。特殊光光源は、緑色狭帯域光源２０２ｇ、青色狭帯域光源２０２ｈで構成されてもよい。
【０１２８】
このようにすれば、白色光光源と特殊光光源を切替えることで、通常光画像と特殊光画像を取得できる。これにより、フィルタで光をカットしないため高コントラストの画像を取得可能になる。これにより、精度のよいオートフォーカスができ、観察者にピントの合った画像を提供できる。
【０１２９】
６．第５の実施形態
第１の実施形態では、通常光と特殊光を時分割に照射したが、本実施形態では、赤色光と緑色光と青色光と第１狭帯域光と第２狭帯域光を時分割に照射してもよい。この場合の実施形態について詳細に説明する。
【０１３０】
図１５に、内視鏡装置の第５の構成例を示す。内視鏡装置は、照明部１０１、撮像部１０２、Ｉ／Ｆ部１１１、制御装置３００を含む。なお以下では、第１〜第４の実施形態で説明した構成要素と同一の構成要素には同じ符号を付して、適宜説明を省略する。
【０１３１】
照明部１０１は、光源装置２０１、外装２０５、ライトガイドファイバ２０６、照明光学系２０７を含む。光源装置２０１は、赤色光と緑色光と青色光と第１狭帯域光と第２狭帯域光を発生する。光源装置２０１は、白色光光源２０２、回転フィルタ２０３、集光レンズ２０４を含む。
【０１３２】
撮像部１０２は、赤色光と緑色光と青色光と第１狭帯域光と第２狭帯域光による撮像を時分割に行う。撮像部１０２は、外装２０５、集光レンズ２０８、撮像素子２０９を含む。
【０１３３】
制御装置３００は、Ａ／Ｄ変換部１０３、通常光画像取得部１０４、特殊光画像取得部１０５、評価値算出部１０６、バッファ１０７、合焦位置決定部１０８、出力部１０９、制御部１１０を含む。
【０１３４】
本実施形態の内視鏡装置が行う動作や処理について説明する。白色光光源２０２から白色光が発光される。図１６に示すように、回転フィルタ２０３には、赤色光透過フィルタ２２０、緑色光透過フィルタ２２１、青色光透過フィルタ２２２、緑色狭帯域光透過フィルタ２２３（第１狭帯域光透過フィルタ）、青色狭帯域光透過フィルタ２２４（第２狭帯域光透過フィルタ）がセットされている。赤色光透過フィルタ２２０の透過帯域は、例えば５８０ｎｍ〜７００ｎｍである。緑色光透過フィルタ２２１の透過帯域は、例えば４８０ｎｍ〜６００ｎｍである。青色光透過フィルタ２２２の透過帯域は、例えば４００ｎｍ〜５００ｎｍである。緑色狭帯域光透過フィルタ２２３の透過帯域は、例えば５３０ｎｍ〜５５０ｎｍ（Ｇ２）である。青色狭帯域光透過フィルタ２２４の透過帯域は、例えば３９０ｎｍ〜４４５ｎｍ（Ｂ２）である。
【０１３５】
白色光光源２０２から発光された白色光は、回転フィルタ２０３の上記５つのフィルタを順に透過する。透過した光は、集光レンズ２０４に達し集光される。集光された光は、ライトガイドファイバ２０６を通って照明光学系２０７から被写体に照射される。
【０１３６】
被写体から反射した反射光は、集光レンズ２０８により集光され、モノクロの撮像素子２０９に到達し、撮像素子２０９により光電変換されてアナログ信号となる。そのアナログ信号は、Ａ／Ｄ変換部１０３へ送られる。アナログ信号はＡ／Ｄ変換部１０３によりデジタル信号に変換され、そのデジタル信号は、通常光画像取得部１０４または特殊光画像取得部１０５へ送信される。
【０１３７】
集光レンズ２０８は、光軸上で前後に動作できる。
【０１３８】
ここで、回転フィルタ２０３の赤色光透過フィルタ２２０を透過した光によって得られた信号を、Ｒ信号と呼ぶこととする。緑色光透過フィルタ２２１を透過した光によって得られた信号を、Ｇ信号と呼ぶ。青色光透過フィルタ２２２を透過した光によって得られた信号を、Ｂ信号と呼ぶ。緑色狭帯域光透過フィルタ２２３を透過した光によって得られた信号を、Ｇ２信号と呼ぶ。青色狭帯域光透過フィルタ２２４を透過した光によって得られた信号をＢ２信号と呼ぶ。
【０１３９】
特殊光画像取得部１０５は、Ｇ２信号、Ｂ２信号を合成して特殊光画像を生成する。また、特殊光画像取得部１０５は、同時に集光レンズ２０８の位置情報も取得する。
【０１４０】
第１の実施形態と同様に、特殊光画像に基づいてオートフォーカス処理を行う。すなわち、評価値算出部１０６は、特殊光画像から評価値を算出する。バッファ１０７は、評価値と、集光レンズ２０８の位置情報を保持する。制御部１１０が、集光レンズ２０８の位置を変更する制御を行い、特殊光画像取得部１０５が特殊光画像を取得する。これらの動作を繰り返し、合焦位置決定部１０８が、評価値が最大となる位置を決定する。このようにして、ピントの合った位置を推測する。
【０１４１】
評価値が最大となる位置を求めたら、制御部１１０は、集光レンズ２０８をその位置へ動かす制御を行う。その位置でのＲ信号、Ｇ信号、Ｂ信号を取得し、通常光画像取得部１０４は、それらの信号を合成して通常光画像を生成する。出力部１０９は、取得された通常光画像をピントの合った画像として、図示しないモニタ等へ出力する。
【０１４２】
なお、本実施形態では、図１６に示す５つのフィルタをもつ回転フィルタ２０３の代わりに、図８に示す３つのフィルタをもつ回転フィルタ２０３を用いてもよい。この場合、上述のＧ２信号の代わりにＧ信号を用い、Ｂ２信号の代わりにＢ信号を用いて特殊光画像を生成する。
【０１４３】
また、本実施形態では、白色光光源２０２と回転フィルタ２０３の代わりに、図１７に示す光源を用いてもよい。図１７に示す光源は、切替器２０２ｃ、赤色光光源２０２ｄ、緑色光光源２０２ｅ、青色光光源２０２ｆ、緑色狭帯域光源２０２ｇ、青色狭帯域光源２０２ｈを含む。上述のＲ信号は、赤色光光源２０２ｄを照射することによって得られた信号に対応する、同様に、Ｇ信号は緑色光光源２０２ｅに対応し、Ｂ信号は青色光光源２０２ｆに対応し、Ｇ２信号は緑色狭帯域光源２０２ｇに対応し、Ｂ２信号は青色狭帯域光源２０２ｈに対応する。
【０１４４】
本実施形態によれば、図１５、図１６に示すように、光源部は、特定の波長帯域を構成する第１〜第Ｍ（Ｍは２以上の整数）の波長帯域を透過するフィルタ２２３，２２４を白色光に対して適用することで、第１〜第Ｍの波長帯域の光を出射する。第２画像取得部は、第１〜第Ｍの波長帯域の情報を有する第１〜第Ｍの構成画像を取得し、取得した第１〜第Ｍの構成画像に基づいて第２画像を生成する。
【０１４５】
本実施形態では、Ｎ＝２であり、第１の波長帯域の光は緑色狭帯域光であり、第２の波長帯域の光は青色狭帯域光である。第１〜第２の構成画像は、Ｇ２画像、Ｂ２画像である。図１５に示すように、モノクロの撮像素子２０９がＧ２画像、Ｂ２画像を時分割に撮像し、特殊光画像取得部１０５が、その時分割に撮像されたＧ２画像、Ｂ２画像から特殊光画像を生成する。
【０１４６】
このようにすれば、面順次による特殊光画像の撮像が可能になる。また、白色光光源は一般的に用いられる光源であるため、コスト削減が可能である。また、面順次ではモノクロの撮像素子を用いるため、同じ画素数のベイヤ配列の撮像素子に比べて、高解像度である。
【０１４７】
７．ソフトウェア
上記の本実施形態では、制御装置３００を構成する各部をハードウェアで構成することとしたが、これに限定されるものではない。例えば、撮像部により取得された画像に対してＣＰＵが各部の処理を行う構成とし、ＣＰＵがプログラムを実行することによってソフトウェアとして実現することとしてもよい。あるいは、各部が行う処理の一部をソフトウェアで構成することとしてもよい。
【０１４８】
撮像部を別体とし、制御装置３００の各部が行う処理をソフトウェアとして実現する場合には、ワークステーションやパソコン等の公知のコンピュータシステムを制御装置として用いることができる。そして、制御装置３００の各部が行う処理を実現するためのプログラム（制御プログラム）を予め用意し、この制御プログラムをコンピュータシステムのＣＰＵが実行することによって実現できる。
【０１４９】
図１８は、本変形例におけるコンピュータシステム６００の構成を示すシステム構成図であり、図１９は、このコンピュータシステム６００における本体部６１０の構成を示すブロック図である。図１８に示すように、コンピュータシステム６００は、本体部６１０と、本体部６１０からの指示によって表示画面６２１に画像等の情報を表示するためのディスプレイ６２０と、このコンピュータシステム６００に種々の情報を入力するためのキーボード６３０と、ディスプレイ６２０の表示画面６２１上の任意の位置を指定するためのマウス６４０とを備える。
【０１５０】
また、このコンピュータシステム６００における本体部６１０は、図１９に示すように、ＣＰＵ６１１と、ＲＡＭ６１２と、ＲＯＭ６１３と、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）６１４と、ＣＤ−ＲＯＭ６６０を受け入れるＣＤ−ＲＯＭドライブ６１５と、ＵＳＢメモリ６７０を着脱可能に接続するＵＳＢポート６１６と、ディスプレイ６２０、キーボード６３０およびマウス６４０を接続するＩ／Ｏインターフェース６１７と、ローカルエリアネットワークまたは広域エリアネットワーク（ＬＡＮ／ＷＡＮ）Ｎ１に接続するためのＬＡＮインターフェース６１８を備える。
【０１５１】
さらに、このコンピュータシステム６００には、インターネット等の公衆回線Ｎ３に接続するためのモデム６５０が接続されるとともに、ＬＡＮインターフェース６１８およびローカルエリアネットワークまたは広域エリアネットワークＮ１を介して、他のコンピュータシステムであるパソコン（ＰＣ）６８１、サーバ６８２、プリンタ６８３等が接続される。
【０１５２】
そして、このコンピュータシステム６００は、所定の記録媒体に記録された制御プログラム（例えば図２０）を参照して、後述する処理手順を実現するための制御プログラムを読み出して実行することで制御装置を実現する。ここで、所定の記録媒体とは、ＣＤ−ＲＯＭ６６０やＵＳＢメモリ６７０の他、ＭＯディスクやＤＶＤディスク、フレキシブルディスク（ＦＤ）、光磁気ディスク、ＩＣカード等を含む「可搬用の物理媒体」、コンピュータシステム６００の内外に備えられるＨＤＤ６１４やＲＡＭ６１２、ＲＯＭ６１３等の「固定用の物理媒体」、モデム６５０を介して接続される公衆回線Ｎ３や、他のコンピュータシステム（ＰＣ）６８１またはサーバ６８２が接続されるローカルエリアネットワークまたは広域エリアネットワークＮ１等のように、プログラムの送信に際して短期にプログラムを記憶する「通信媒体」等、コンピュータシステム６００によって読み取り可能な制御プログラムを記録するあらゆる記録媒体を含む。
【０１５３】
すなわち、制御プログラムは、「可搬用の物理媒体」「固定用の物理媒体」「通信媒体」等の記録媒体にコンピュータ読み取り可能に記録されるものであり、コンピュータシステム６００は、このような記録媒体から制御プログラムを読み出して実行することで制御装置を実現する。なお、制御プログラムは、コンピュータシステム６００によって実行されることに限定されるものではなく、他のコンピュータシステム（ＰＣ）６８１またはサーバ６８２が制御プログラムを実行する場合や、これらが協働して制御プログラムを実行するような場合にも、本発明を同様に適用することができる。
【０１５４】
各部が行う処理の一部をソフトウェアで構成する場合の一例として、撮像部により取得された画像に対して、制御装置３００の処理をソフトウェアで実現する場合の処理手順を、図２０のフローチャートを用いて説明する。
【０１５５】
図２０に示すように、この処理が開始されると、通常光画像を取得する（Ｓ１）。ステップＳ１では、特殊光画像を取得してもよい。次に、取得した画像に基づいて、拡大観察状態であるか否かを判定する（Ｓ２）。拡大観察状態でないと判定した場合（Ｓ２，ＮＯ）には、通常光画像を取得する（Ｓ１）。
【０１５６】
一方、拡大観察状態であると判定した場合（Ｓ２，ＹＥＳ）には、特殊光画像を取得する（Ｓ３）。ステップＳ３では、通常光画像も合わせて取得してもよい。次に、特殊光画像の評価値を取得する（Ｓ４）。次に、評価値に基づいて合焦判定を行う（Ｓ５）。合焦位置が検出されていない場合（Ｓ５，ＮＯ）には、集光レンズの位置を移動させる制御を行い（Ｓ６）、特殊光画像を取得する（Ｓ３）。
【０１５７】
一方、合焦位置が検出された場合（Ｓ５，ＹＥＳ）には、集光レンズを合焦位置に移動させる制御を行う（Ｓ７）。次に、通常光画像を取得する（Ｓ８）。ステップＳ８では、特殊光画像を合わせて取得してもよい。次に、撮像終了でない場合（Ｓ９，ＮＯ）には、特殊光画像を取得する（Ｓ３）。撮像終了の場合（Ｓ９，ＹＥＳ）には、処理を終了する。
【０１５８】
これにより、例えば別体の撮像部により撮像を行って画像データを取得し、その画像データに対してＰＣ等のコンピュータシステムでソフトウェア的に処理を行うことが可能になる。
【０１５９】
また本実施形態は、本実施形態の各部（通常光画像取得部、特殊光画像取得部、評価値算出部、合焦位置決定部、制御部、判定部等）を実現するプログラムコードが記録されたコンピュータプログラムプロダクトにも適用できる。
【０１６０】
ここで、プログラムコードとは、第１画像取得部と、第２画像取得部と、フォーカス制御部を実現する。第１画像取得部は、生体内の被写体を撮像光学系により撮像した画像であって、白色光の波長帯域における情報を有した被写体像を含む画像を、第１画像として取得する。第２画像取得部は、第１画像に対応して、特定の波長帯域における情報を有した被写体像を含む画像を第２画像として取得する。フォーカス制御部は、第２画像の中の被写体像にピントを合わせる制御を行って、撮像光学系のフォーカス調整を行う。第１画像取得部は、フォーカス調整された撮像光学系により撮像した第１画像を取得する。
【０１６１】
またコンピュータプログラムプロダクトは、例えば、プログラムコードが記録された情報記憶媒体（ＤＶＤ等の光ディスク媒体、ハードディスク媒体、メモリ媒体等）、プログラムコードが記録されたコンピュータ、プログラムコードが記録されたインターネットシステム（例えば、サーバとクライアント端末を含むシステム）など、プログラムコードが組み込まれた情報記憶媒体、装置、機器或いはシステム等である。この場合に、本実施形態の各構成要素や各処理プロセスは各モジュールにより実装され、これらの実装されたモジュールにより構成されるプログラムコードは、コンピュータプログラムプロダクトに記録される。
【０１６２】
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。
【０１６３】
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（撮像装置、第１画像、第２画像等）と共に記載された用語（内視鏡装置、通常光画像、特殊光画像等）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。
【符号の説明】
【０１６４】
１０１ 照明部、１０２ 撮像部、１０３，１０３ａ，１０３ｂ Ａ／Ｄ変換部、
１０４ 通常光画像取得部、１０５ 特殊光画像取得部、１０６ 評価値算出部、
１０７ バッファ、１０８ 合焦位置決定部、１０９ 出力部、１１０ 制御部、
１１１ Ｉ／Ｆ部、１１２ 判定部、１５０ フォーカス制御部、
２０１ 光源装置、２０２，２０２ａ 白色光光源、２０２ｂ 特殊光光源、
２０２ｃ 切替器、２０２ｄ 赤色光光源、２０２ｅ 緑色光光源、
２０２ｆ 青色光光源、２０２ｇ 緑色狭帯域光源、２０２ｈ 青色狭帯域光源、
２０３ 回転フィルタ、２０４ 集光レンズ、２０５ 外装、
２０６ ライトガイドファイバ、２０７ 照明光学系、２０８ 集光レンズ、
２０９ 撮像素子、２１０ 白色光透過フィルタ、２１１ 狭帯域透過フィルタ、
２２０ 赤色光透過フィルタ、２２１ 緑色光透過フィルタ、
２２２ 青色光透過フィルタ、２２３ 緑色狭帯域光透過フィルタ、
２２４ 青色狭帯域光透過フィルタ、２２８ スプリッタ、
２２９ 第１の撮像素子、２３０ 狭帯域透過フィルタ、２３１ 第２の撮像素子、
３００ 制御装置、３３１ 特殊光画像生成部、４０１ マトリクスデータ設定部、
４０２ 撮像部、４０３ 信号抽出部、
６００ コンピュータシステム、６１０ 本体部、
６１１ ＣＰＵ、６１２ ＲＡＭ、６１３ ＲＯＭ、６１４ ＨＤＤ、
６１５ ＣＤ−ＲＯＭドライブ、６１６ ＵＳＢポート、
６１７ Ｉ／Ｏインターフェース、６１８ ＬＡＮインターフェース、
６２０ ディスプレイ、６２１ 表示画面、６３０ キーボード、６４０ マウス、
６５０ モデム、６６０ ＣＤ−ＲＯＭ、６７０ ＵＳＢメモリ、６８１ ＰＣ、
６８２ サーバ、６８３ プリンタ、
ＫＣ 二次関数、Ｎ１ 広域エリアネットワーク、Ｎ３ 公衆回線、
ｄ１〜ｄ３ 位置、ｄｆ 合焦位置、ｅｖ１，ｅｖ２ 評価値
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内視鏡装置、フォーカス制御方法及びプログラム等に関する。
【背景技術】
【０００２】
被写体にピントを自動で合わせるオートフォーカスの一方式として、コントラスト検出方式が広く知られている。この方式では、レンズの位置を変えながら画像を撮像し、それらの画像のコントラストに基づいて評価値を算出する。そして、その評価値が最大となるレンズの位置を決定し、その位置が最もピントの合っている位置と判断する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１１８１４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、コントラスト検出方式では、元々コントラストのあまりないシーンの場合には、ピントの最も合う位置（合焦位置）とそうでない位置でコントラストの差が小さいという課題がある。この場合、レンズの位置を変化させても評価値の変化が小さいため、ピントの合った位置を求めることが難しくなり、適切なオートフォーカスを行うことが困難となってしまう。
【０００５】
例えば内視鏡装置では、主に生体内部を観察するが、生体内部は低コントラストの場合が多い。そのため、コントラスト検出方式により生体内部に対して適切にオートフォーカスできない可能性がある。
【０００６】
特許文献１には、被写体からの反射光を可視光と赤外光に分岐し、赤外光から取得される画像を用いて合焦位置を制御する手法が開示されている。
【０００７】
しかしながら、赤外光では生体の分光特性を利用できないため、コントラストの高い画像を得られない。また、撮像素子の分光感度は可視光以外の波長領域では一般的に小さいため、赤外光では可視光に比べてコントラストが小さい画像しか得られない。
【０００８】
本発明の幾つかの態様によれば、低コントラストの被写体でも適切なオートフォーカスを行うことが可能な内視鏡装置、フォーカス制御方法及びプログラム等を提供できる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様は、生体内の被写体を撮像光学系により撮像した画像であって、白色光の波長帯域における情報を有した被写体像を含む画像を、第１画像として取得する第１画像取得部と、前記第１画像に対応して、特定の波長帯域における情報を有した被写体像を含む画像を第２画像として取得する第２画像取得部と、前記第２画像の中の被写体像に合焦させる制御を行って、前記撮像光学系のフォーカス調整を行うフォーカス制御部と、を含み、前記第１画像取得部は、前記フォーカス調整された前記撮像光学系により撮像した前記第１画像を取得する内視鏡装置に関係する。
【００１０】
本発明の一態様によれば、生体内の被写体が撮像された第１画像と第２画像が取得される。このとき、第２画像として、特定の波長帯域における情報を有した被写体像を含む画像が取得される。その第２画像の中の被写体像に合焦させる制御が行われ、第１画像が取得される。これにより、低コントラストな生体内の被写体でも適切なオートフォーカスを行うことが可能になる。
【００１１】
また、本発明の他の態様は、生体内の被写体を撮像光学系により撮像した画像であって、白色光の波長帯域における情報を有した被写体像を含む画像を、第１画像として取得する第１画像取得部と、前記第１画像に含まれる前記被写体像の生体構造をより強調させた生体構造の被写体像を含む画像を、第２画像として取得する第２画像取得部と、前記第２画像の中の被写体像に合焦させる制御を行って、前記撮像光学系のフォーカス調整を行うフォーカス制御部と、を含み、前記第１画像取得部は、前記フォーカス調整された前記撮像光学系により撮像した前記第１画像を取得する内視鏡装置に関係する。
【００１２】
また、本発明のさらに他の態様は、生体内の被写体を撮像光学系により撮像した画像であって、白色光の波長帯域における情報を有した被写体像を含む画像を、第１画像として取得し、前記第１画像に対応して、特定の波長帯域における情報を有した被写体像を含む画像を第２画像として取得し、前記第２画像の中の被写体像に合焦させる制御を行って、前記撮像光学系のフォーカス調整を行い、前記フォーカス調整された前記撮像光学系により撮像した前記第１画像を取得するフォーカス制御方法に関係する。
【００１３】
また、本発明のさらに他の態様は、生体内の被写体を撮像光学系により撮像した画像であって、白色光の波長帯域における情報を有した被写体像を含む画像を、第１画像として取得する第１画像取得部と、前記第１画像に対応して、特定の波長帯域における情報を有した被写体像を含む画像を第２画像として取得する第２画像取得部と、前記第２画像の中の被写体像に合焦させる制御を行って、前記撮像光学系のフォーカス調整を行うフォーカス制御部として、コンピュータを機能させ、前記第１画像取得部は、前記フォーカス調整された前記撮像光学系により撮像した前記第１画像を取得するプログラムに関係する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１（Ａ）〜図１（Ｄ）は、本実施形態の概要についての説明図である。
【図２】内視鏡装置の第１の構成例。
【図３】回転フィルタの第１の詳細な構成例。
【図４】ラプラシアンフィルタの例。
【図５】図５（Ａ）、図５（Ｂ）は、オートフォーカス処理についての説明図である。
【図６】図６（Ａ）、図６（Ｂ）は、オートフォーカス処理についての説明図である。
【図７】内視鏡装置の第２の構成例。
【図８】回転フィルタの第２の詳細な構成例。
【図９】面順次についての説明図。
【図１０】内視鏡装置の第３の構成例。
【図１１】特殊光画像取得部の詳細な構成例。
【図１２】ヒストグラムの例。
【図１３】階調変換曲線の例。
【図１４】内視鏡装置の第４の構成例。
【図１５】内視鏡装置の第５の構成例。
【図１６】回転フィルタの第３の詳細な構成例。
【図１７】光源の詳細な構成例。
【図１８】コンピュータシステムの構成を示すシステム構成図。
【図１９】コンピュータシステムにおける本体部の構成を示すブロック図。
【図２０】ソフトウェアのフローチャート例。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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、特許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。
【００１６】
１．本実施形態の概要
まず、本実施形態が行うオートフォーカス処理の概要について説明する。上述のように、内視鏡により生体内を観察する場合、消化管の内壁等は一般的に低コントラストであるためコントラスト検出方式のオートフォーカスは困難である。例えば図１（Ａ）に示すように、白色光による画像では、血管等の生体構造がそれほど鮮明でない場合がある。その場合、図１（Ｂ）に示すように合焦時とピンぼけ時の評価値の差が小さく、レンズの合焦位置ｄｆの検出が不正確になってしまう。
【００１７】
そこで本実施形態では、図１（Ｃ）、図１（Ｄ）に示すように、特殊光による画像を用いてコントラスト検出方式のオートフォーカス処理を行う。特殊光は、生体特有の吸収や反射が生じる波長帯域の光である。そのため、特殊光を用いることで、生体構造が強調された高コントラストの画像を撮像し、その画像を用いてオートフォーカスの精度を向上できる。
【００１８】
例えば、血管は、緑と青の特定の帯域の光を吸収する性質がある。そのため、その帯域の特殊光で観察することで、血管が強調された高コントラストの画像を得ることができる。また、病変部はその周辺部と構造が異なるため、病変部では高コントラストの画像が得られる。
【００１９】
２．第１の実施形態
次に、上記オートフォーカス処理を行う内視鏡装置について説明する。図２に、本実施形態の内視鏡装置の第１の構成例を示す。内視鏡装置（広義には撮像装置）は、照明部１０１、撮像部１０２、Ｉ／Ｆ部１１１（I/F: Interface）、制御装置３００を含む。
【００２０】
照明部１０１は、被写体に照明光を照射する。照明部１０１は、光源装置２０１（光源部）、外装２０５、ライトガイドファイバ２０６、照明光学系２０７を含む。光源装置２０１は、照明光を発生する。光源装置２０１は、白色光光源２０２、回転フィルタ２０３、集光レンズ２０４を含む。
【００２１】
撮像部１０２は、照明された被写体を撮像する。撮像部１０２は、外装２０５、集光レンズ２０８（対物レンズ）、撮像素子２０９を含む。外装２０５は、撮像部１０２やライトガイドファイバ２０６、照明光学系２０７が収納されたスコープ部の外装である。スコープ部は、例えば体腔への挿入を可能にするため細長く湾曲可能に形成されており、制御装置３００に着脱可能である。
【００２２】
制御装置３００は、内視鏡装置の各構成要素の制御や画像処理を行う。制御装置３００は、Ａ／Ｄ変換部１０３、通常光画像取得部１０４（第１画像取得部）、特殊光画像取得部１０５（第２画像取得部）、評価値算出部１０６、バッファ１０７（記憶部）、合焦位置決定部１０８、出力部１０９、制御部１１０、判定部１１２を含む。制御部１１０は、例えばマイクロコンピュータやＣＰＵ等を備えている。Ｉ／Ｆ部１１１は、例えば電源スイッチや変数設定などを行うためのインターフェースを備えている。
【００２３】
本実施形態の内視鏡装置が行う動作や処理について説明する。白色光光源２０２は、白色光を発光する。図３に示すように、回転フィルタ２０３には、白色光透過フィルタ２１０と狭帯域透過フィルタ２１１（広義には特殊光フィルタ）がセットされている。白色光透過フィルタ２１０の透過帯域は、例えば４００ｎｍ〜７００ｎｍである（ｎｍ：ナノメートル）。狭帯域透過フィルタ２１１の透過帯域は、例えば３９０ｎｍ〜４４５ｎｍ（Ｂ２）と５３０ｎｍ〜５５０ｎｍ（Ｇ２）である。
【００２４】
白色光光源２０２から発光された白色光が、回転フィルタ２０３の白色光透過フィルタ２１０と狭帯域透過フィルタ２１１を交互に透過する。白色光透過フィルタ２１０を透過した白色光と、狭帯域透過フィルタ２１１を透過した特殊光が交互に集光レンズ２０４に達し集光される。集光された白色光または特殊光は、ライトガイドファイバ２０６を通って照明光学系２０７から被写体に照射される。
【００２５】
被写体から反射した反射光は、集光レンズ２０８により集光される。集光された光は、撮像素子２０９に到達し、撮像素子２０９により光電変換されてアナログ信号となる。アナログ信号は、Ａ／Ｄ変換部１０３へ送られる。撮像素子２０９は、例えばＲ，Ｇ，Ｂを受光する受光素子がベイヤ（Bayer）型に配置されたセンサである。
【００２６】
集光レンズ２０８は、光軸上で前後に動作できる。あるいは、集光レンズ２０８がＡＦ用レンズを有し、そのＡＦ用レンズが光軸上で前後に動作してもよい。レンズが光軸に沿った方向に移動することで、合焦する被写体までの距離が変更される。なお以下では、被写体にピントが合っている場合の集光レンズ２０８の位置を、合焦位置と呼ぶ。
【００２７】
特殊光を照射して撮像された画像は、Ａ／Ｄ変換部１０３によりデジタル信号に変換される。その信号は、特殊光画像取得部１０５へ送られる。特殊光画像取得部１０５は、その信号に基づいて特殊光画像を取得する。また、同時に集光レンズ２０８の位置情報も取得する。位置情報は、特殊光画像を撮像したときの集光レンズ２０８の位置を表す情報である。
【００２８】
評価値算出部１０６は、特殊光画像に基づいて評価値を算出する。評価値は、合焦位置に応じて変化する値であり、被写体にピントが合う合焦位置を検出するための値である。評価値の算出方法の一例は、公知のエッジ抽出処理を特殊光画像に対して行う。抽出されたエッジの量が大きいほど評価値が高い。例えば、図４に示すラプラシアンフィルタを、特殊光画像の全画素に対して適用することで、エッジを抽出する。そして、ラプラシアンフィルタをかけた後の全画素の画素値の絶対値の合計を求め、その合計の値を評価値とする。
【００２９】
バッファ１０７は、その評価値と、集光レンズ２０８の位置情報を保持（記憶）する。
【００３０】
図５（Ａ）に示すように、レンズの位置ｄ１で評価値ｅｖ１が取得されたとする。レンズの位置は、例えば集光レンズ２０８から撮像素子２０９までの距離である。制御部１１０は、集光レンズ２０８を撮像素子２０９側に近づけて位置ｄ２に移動させる。その後は同様に特殊光画像を取得し、評価値ｅｖ２を算出し、その集光レンズの位置情報ｄ２を保持する。
【００３１】
合焦位置決定部１０８は、一枚目の評価値ｅｖ１と二枚目の評価値ｅｖ２を比較する。図５（Ａ）に示すように、二枚目の評価値ｅｖ２のほうが大きければ、集光レンズ２０８を更に撮像素子２０９側に近づける。図５（Ｂ）に示すように、一枚目の評価値ｅｖ１のほうが大きければ、逆に一枚目の位置ｄ１よりも撮像素子２０９から遠い位置へ集光レンズ２０８を動かす。すなわち、評価値が最大となる位置を捜すために、評価値が大きくなる可能性のある方向へ集光レンズ２０８を動かす。
【００３２】
そして同様に、特殊光画像取得部１０５が特殊光画像を取得し、評価値算出部１０６が評価値を算出し、バッファ１０７が評価値と集光レンズ２０８の位置情報を保持する。
【００３３】
図６（Ａ）、図６（Ｂ）に示すように、合焦位置決定部１０８は、３つの評価値に対して二次関数ＫＣで近似を行い、二次関数ＫＣが最大となる位置ｄｆを求める。その位置ｄｆが、被写体にピントの合った集光レンズ２０８の位置であると推測する。
【００３４】
なお、上記では特殊光画像を３枚用いて評価値を求め近似を行ったが、本実施形態では３枚以上の特殊光画像を用いて評価値を求め近似を行ってもよい。特殊光画像の枚数が多い方が、近似の精度を向上できる。また、上記では二次関数を用いて近似を行ったが、本実施形態では二次よりも高次の関数を用いて近似を行ってもよい。
【００３５】
評価値が最大となる位置ｄｆが求められたら、制御部１１０は、集光レンズ２０８をその位置ｄｆへ動かす制御を行う。回転フィルタ２０３の白色光透過フィルタ２１０を透過した白色光を被写体に照射し、撮像した信号をＡ／Ｄ変換部１０３によりデジタル信号に変換する。その信号を通常光画像取得部１０４へ送る。通常光画像取得部１０４は、その信号から通常光画像を取得する。出力部１０９は、取得された通常光画像をピントの合った画像として、図示しないモニタ等へ出力する。
【００３６】
なお、上記ではエッジ抽出の処理をラプラシアンフィルタにより行う場合を例に説明したが、本実施形態はこれに限定されない。例えば、１次微分フィルタ等の他のエッジ抽出方法を用いて、エッジ抽出の処理を行ってもよい。
【００３７】
ここで、本実施形態では、拡大観察モードの場合にオートフォーカス制御を行うことも可能である。具体的には、判定部１１２は、拡大観察モードか否かを判定する。拡大観察モードであれば、制御部１１０が上記の処理を行う。
【００３８】
拡大観察モードの判定の一例は、図示しない距離情報を取得するセンサを撮像部先端に保持し、そのセンサが被写体までの距離を測定する。その距離が予め与えられた所定の閾値以下の場合には、判定部１１２が拡大観察モードと判定する。
【００３９】
他の判定の一例は、Ｉ／Ｆ部１１１を介して拡大観察モードか否かをユーザが指示する。拡大観察モードが指示された場合には、判定部１１２が拡大観察モードと判定する。
【００４０】
また、他の判定の一例は、通常光画像取得部１０４または特殊光画像取得部１０５により取得された画像に対して所定のエッジ抽出などを行い、オブジェクトを検出する。判定部１１２は、その検出したオブジェクトが所定時間（例えば単位時間）後に大きくなっていたら拡大観察モードと判定する。
【００４１】
また、他の判定の一例は、通常光画像取得部１０４または特殊光画像取得部１０５により取得された画像に対して所定のエッジ抽出の処理を行い、エッジ量を算出する。判定部１１２は、所定時間（例えば単位時間）後にエッジ量が減り、画像全体（または一部）の画素値（例えば輝度値）の合計が増加した場合には、拡大観察モードと判定する。具体的には、通常観察において、被写体が被写界深度に入っておりピントが合っているとする。被写体を拡大観察するために被写体にスコープを近づける操作をすると、被写界深度を外れてピントがぼける。そうすると、画像のエッジ量が減るため、エッジ量が減った場合にオートフォーカス処理を開始する。すなわち、ピントがぼけたことを、エッジ量に基づいて判断する。また、被写体から遠ざける操作をした場合にも被写界深度から外れる。この場合、画像は暗くなる。そのため、被写体に近づく方向に被写界深度を外れたことを、画像の明るさに基づいて判断する。
【００４２】
さて上述のように、コントラスト検出方式のオートフォーカスでは、内視鏡により生体内を観察する場合に、消化管の内壁等は一般的に低コントラストであるため、合焦位置を検出することが困難であるという課題がある。
【００４３】
この点、本実施形態の内視鏡装置は、図２に示すように、第１画像取得部と第２画像取得部とフォーカス制御部１５０を含む。第１画像取得部は、生体内の被写体を撮像光学系により撮像した画像であって、白色光の波長帯域における情報を有した被写体像を含む画像を、第１画像として取得する。第２画像取得部は、第１画像に対応して、特定の波長帯域における情報を有した被写体像を含む画像を第２画像として取得する。フォーカス制御部１５０は、第２画像の中の被写体像に合焦させる（ピントを合わせる）制御を行って、撮像光学系のフォーカス調整を行う。そして、第１画像取得部は、フォーカス調整された撮像光学系により撮像した第１画像を取得する。
【００４４】
例えば本実施形態では、特殊光画像取得部１０５が特殊光画像を取得し、評価値算出部１０６が、その特殊光画像に基づいて評価値を算出し、合焦位置決定部１０８が、その評価値に基づいて合焦位置を求める。制御部１１０が、その合焦位置に集光レンズ２０８を移動させ、通常光画像取得部１０４が、合焦した（ピントの合った）通常光画像を取得する。
【００４５】
ここで、第１画像取得部は通常光画像取得部１０４に対応する。第２画像取得部は特殊光画像取得部１０５に対応する。フォーカス制御部１５０は、評価値算出部１０６、バッファ１０７、合焦位置決定部１０８、制御部１１０に対応する。なおフォーカス制御部１５０は、バッファ１０７を含まなくてもよい。撮像光学系は、集光レンズ２０８と撮像素子２０９に対応する。第１画像は通常光画像に対応する。第２画像は特殊光画像に対応する。
【００４６】
本実施形態によれば、内視鏡装置において特殊光画像を用いてオートフォーカス制御を行い、そのオートフォーカス制御により合焦した通常光画像を取得できる。具体的には、特殊光画像は、生体内においてコントラストの高い画像が得られやすい。そのため、通常光画像でオートフォーカスを行う場合に比べて、オートフォーカスの精度を向上できる。これにより、合焦した通常光画像を観察者に提供できる。
【００４７】
また本実施形態では、第２画像取得部は、生体内の被写体についてのコントラストが第１画像よりも第２画像において高くなる波長帯域を特定の波長帯域として、第２画像を取得する。フォーカス制御部１５０は、第２画像のコントラストに基づいて、第２画像の中の被写体像に合焦させる制御を行う。
【００４８】
例えば本実施形態では、コントラストを表す評価値を求め、その評価値に基づいて合焦位置を検出する。コントラストは、非合焦の（ピントが外れた）場合よりも合焦の場合の方が大きくなる値であり、例えば上述のように画像のエッジ量である。図１（Ａ）〜図１（Ｄ）に示すように、非合焦の場合と合焦の場合のコントラストの差（または比）は、通常光画像よりも特殊光画像の方が大きい。特定の波長帯域とは、このような特殊光画像が、生体内の被写体について取得される波長帯域である。
【００４９】
このようにすれば、生体内の被写体についてのコントラストを、通常光画像よりも特殊光画像において高コントラストにできる。これにより、コントラスト検出方式のオートフォーカスを、特殊光画像を用いて高精度に行うことが可能になる。
【００５０】
また本実施形態では、第２画像取得部は、第１画像に含まれる被写体像の生体構造をより強調させた生体構造の被写体像を含む画像を、第２画像として取得する。
【００５１】
このようにすれば、被写体像の生体構造をより強調させた第２画像に基づいてオートフォーカス制御できる。これにより、低コントラストの生体内において、オートフォーカスの精度を向上できる。すなわち、被写体像の生体構造が強調されることで、合焦時と非合焦時の評価値の差（または比）を大きくすることが可能になる。
【００５２】
また本実施形態では、特定の波長帯域は、白色光の波長帯域（例えば３８０ｎｍ〜６５０ｎｍ）よりも狭い帯域である（NBI: Narrow Band Imaging）。具体的には、特定の波長帯域は、血液中のヘモグロビンに吸収される波長の波長帯域である。より具体的には、特定の波長帯域は、３９０ナノメートル〜４４５ナノメートル（第２狭帯域光）、または５３０ナノメートル〜５５０ナノメートル（第１狭帯域光）である。
【００５３】
このようにすれば、狭帯域の特殊光を生体内の被写体に照射することで、生体の血管構造や病変を浮き立たせた特殊光画像を取得することができる。これにより、血管や病変部などのコントラストの高い画像が得られ、精度のよいオートフォーカスができる。
【００５４】
より具体的には、生体の表層部及び深部に位置する血管の構造を撮像することが可能になり、その血管の構造によりコントラストを向上できる。また得られた信号を特定のチャンネル（Ｇ２→Ｒ、Ｂ２→Ｇ，Ｂ）に入力することで、扁平上皮癌等の通常光では視認が難しい病変などを褐色等で表示することができ、病変部を含む画像のコントラストを向上できる。なお、３９０ｎｍ〜４４５ｎｍまたは５３０ｎｍ〜５５０ｎｍとは、ヘモグロビンに吸収されるという特性及び、それぞれ生体の表層部または深部まで到達するという特性から得られた数字である。ただし、この場合の波長帯域はこれに限定されず、例えばヘモグロビンによる吸収と生体の表層部又は深部への到達に関する実験結果等の変動要因により、波長帯域の下限値が０〜１０％程度減少し、上限値が０〜１０％程度上昇することも考えられる。
【００５５】
また本実施形態では、図２に示すように、観察状態が拡大観察状態であるか否かを判定する判定部１１２を含む。判定部１１２により拡大観察状態であると判定された場合に、フォーカス制御部１５０は、第２画像の中の被写体像に合焦させる制御を行って、撮像光学系のフォーカス調整を行う。第１画像取得部は、フォーカス調整された撮像光学系により撮像した第１画像を取得する。
【００５６】
ここで、拡大観察状態とは、例えば消化管の内壁に正対して病変を高倍率で観察する状態である。一方、通常観察状態とは、例えば消化管内を移動しながら低倍率で病変をサーチする観察状態である。
【００５７】
このようにすれば、拡大観察状態の場合にオートフォーカス制御を行うことができる。観察者が拡大観察を行っているときは大きく画像を表示させてじっくり観察したい場合と考えられる。本実施形態では、拡大観察時にピントのあった画像を提示できるため、観察しやすさの向上に寄与する。また、拡大観察時には被写体に接近するため被写界深度が狭くなり、手動でのフォーカス調整が難しくなる。本実施形態では、オートフォーカスにより合焦可能である。
【００５８】
また本実施形態では、判定部１１２は、内視鏡装置のスコープ部が被写体に接近しているか否かに関する情報を取得し、スコープ部が被写体に接近しているとその情報に基づいて判断した場合に、拡大観察状態であると判定する。具体的には、判定部１１２は、被写体のエッジ形状の大きさをその情報として取得し、エッジ形状の大きさが所定時間前のエッジ形状の大きさよりも大きいと判断した場合に、拡大観察状態であると判定する。
【００５９】
例えば、エッジ形状の大きさは、形状の幅や、形状の面積や、形状の倍率である。形状の倍率は、例えば、現在の画像からエッジ抽出したエッジ画像と、所定時間前の画像からエッジ抽出したエッジ画像を取得し、所定時間前のエッジ画像をサイズ変換して現在のエッジ画像とマッチング処理して求めればよい。
【００６０】
このようにすれば、スコープ部が被写体に接近していると判断した場合に、拡大観察状態であると判定できる。これにより、スコープ部が被写体に接近して被写界深度が狭くなった場合にオートフォーカスを行うことが可能になる。
【００６１】
また本実施形態では、判定部１１２は、画像の合焦状態を評価するための評価値を第１画像または第２画像から取得し、合焦状態から非合焦状態に変化したとその評価値に基づいて判定した場合に、拡大観察状態であると判定する。
【００６２】
例えば本実施形態では、通常光画像または特殊光画像のエッジ量を算出し、所定時間後にエッジ量が減少していた場合に、非合焦状態に変化したと判定する。
【００６３】
このようにすれば、拡大観察を行うためにスコープ部を被写体に接近させることで被写界深度を外れた場合に、拡大観察状態であると判定できる。これにより、通常観察状態から拡大観察状態に移行する際にピントが外れた場合であっても、オートフォーカスにより合焦可能である。
【００６４】
また本実施形態では、図２に示すように、第１画像取得部は、光源部から照射される光に基づく第１画像を取得する。第２画像取得部は、光源部から照射される光に基づく第２画像を取得する。
【００６５】
具体的には、光源部は、白色光光源２０２を有する。第１画像取得部は、白色光光源２０２から照射される白色光に基づく第１画像を取得する。第２画像取得部は、白色光光源２０２から照射される白色光に基づく第２画像を取得する。
【００６６】
より具体的には、図３に示すように、光源部は、特定の波長帯域を透過するフィルタ２１１を白色光に対して適用することで、特定の波長帯域の光を出射する。第２画像取得部は、その特定の波長帯域の情報を有する第２画像を取得する。
【００６７】
本実施形態では、光源部は光源装置２０１に対応する。本実施形態では、光源部から出射された光により被写体が照明され、その照明された被写体が撮像部１０２により撮像されることで第１画像と第２画像が得られる。なお本実施形態では、白色光に基づく第２画像は、特定の波長帯域の光で照明して得られた画像に限定されない。例えば図７で後述するように、白色光で照明した被写体からの反射光を、特定の波長帯域を透過するフィルタ２３０に透過させて撮像した画像であってもよい。
【００６８】
このようにすれば、白色光透過フィルタと特殊光フィルタを切り替えることで、白色光光源を用いて通常光画像と特殊光画像を取得できる。白色光光源は一般的に使用されている光源であるため、コストを安くすることができる。
【００６９】
３．第２の実施形態
第１の実施形態では、通常光画像と特殊光画像を時分割に取得したが、本実施形態では、通常光画像と特殊光画像を２つの撮像素子により同時に取得してもよい。この場合の実施形態について詳細に説明する。
【００７０】
図７に、内視鏡装置の第２の構成例を示す。内視鏡装置は、照明部１０１、撮像部４０２、Ｉ／Ｆ部１１１、制御装置３００を含む。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は同じ符号を付して、適宜説明を省略する。
【００７１】
照明部１０１は、光源装置２０１、外装２０５、ライトガイドファイバ２０６、照明光学系２０７を含む。光源装置２０１は、ＲＧＢの照明光を時分割に発生する。光源装置２０１は、白色光光源２０２、回転フィルタ２０３、集光レンズ２０４を含む。
【００７２】
撮像部４０２は、白色光による撮像と特殊光による撮像を同じタイミングで行う。撮像部４０２は、外装２０５、集光レンズ２０８、光を分岐するスプリッタ２２８、通常光画像用の撮像素子２２９（第１の撮像素子）、特定の帯域の光のみを透過する狭帯域透過フィルタ２３０、特殊光画像用の撮像素子２３１（第２の撮像素子）を含む。
【００７３】
制御装置３００は、第１のＡ／Ｄ変換部１０３ａ、第２のＡ／Ｄ変換部１０３ｂ、通常光画像取得部１０４、特殊光画像取得部１０５、評価値算出部１０６、バッファ１０７、合焦位置決定部１０８、出力部１０９、制御部１１０を含む。
【００７４】
本実施形態の内視鏡装置が行う動作や処理について説明する。白色光光源２０２から白色光が発光される。図８に示すように、回転フィルタ２０３には、赤色光透過フィルタ２２０と緑色光透過フィルタ２２１と青色光透過フィルタ２２２がセットされている。白色光光源２０２から発光された白色光は、回転フィルタ２０３を透過して集光レンズ２０４に達し集光される。集光された光は、ライトガイドファイバ２０６を通って照明光学系２０７から被写体に照射される。
【００７５】
被写体から反射した反射光は、集光レンズ２０８により集光され、スプリッタ２２８によって二方向に分けられる。一方向の光は、撮像素子２２９に到達し、撮像素子２２９により光電変換される。光電変換により得られたアナログ信号は、Ａ／Ｄ変換部１０３ａへ送られる。もう一方向の光は、狭帯域透過フィルタ２３０へ達し、所定の狭帯域の光のみが透過する。狭帯域透過フィルタ２３０の透過帯域は、例えば３９０ｎｍ〜４４５ｎｍ（Ｂ２）と５３０ｎｍ〜５５０ｎｍ（Ｇ２）である。透過した光は、撮像素子２３１に到達し、撮像素子２３１により光電変換される。光電変換により得られたアナログ信号は、Ａ／Ｄ変換部１０３ｂへ送られる。
【００７６】
Ａ／Ｄ変換部１０３ａは、アナログ信号をデジタル信号に変換し、そのデジタル信号を通常光画像取得部１０４へ送信する。Ａ／Ｄ変換部１０３ｂは、アナログ信号をデジタル信号に変換し、そのデジタル信号を特殊光画像取得部１０５へ送信する。
【００７７】
集光レンズ２０８は、光軸上で前後に動作できる。
【００７８】
通常光画像取得部１０４と特殊光画像取得部１０５は、面順次に撮像されたＲ画像、Ｇ画像、Ｂ画像からカラー画像を取得する。ここで、回転フィルタ２０３の赤色光透過フィルタ２２０を透過した光によって得られた信号を、Ｒ信号と呼ぶこととする。緑色光透過フィルタ２２１を透過した光によって得られた信号を、Ｇ信号と呼ぶ。青色光透過フィルタ２２２を透過した光によって得られた信号を、Ｂ信号と呼ぶ。回転フィルタ２０３は回転しているため、Ｒ信号、Ｇ信号、Ｂ信号が順番に得られる。通常光画像取得部１０４は、Ｒ信号、Ｇ信号、Ｂ信号を合成してカラーの通常光画像を生成する。特殊光画像取得部１０５は、Ｒ信号、Ｇ信号、Ｂ信号を合成してカラーの特殊光画像を生成する。
【００７９】
第１の実施形態と同様に、特殊光画像に基づいてオートフォーカス処理を行う。すなわち、評価値算出部１０６は、特殊光画像から評価値を算出する。バッファ１０７は、評価値と、集光レンズ２０８の位置情報を保持する。制御部１１０が、集光レンズ２０８の位置を変更する制御を行い、特殊光画像取得部１０５が特殊光画像を取得する。これらの動作を繰り返し、合焦位置決定部１０８が、評価値が最大となる位置を決定する。このようにして、ピントの合った位置を推測する。
【００８０】
評価値が最大となる位置を求めたら、制御部１１０は、集光レンズ２０８をその位置へ動かす制御を行う。
【００８１】
Ａ／Ｄ変換部１０３ａは、アナログ信号をデジタル信号に変換してＲ信号、Ｇ信号、Ｂ信号を取得し、取得した信号を通常光画像取得部１０４へ送信する。通常光画像取得部１０４は、Ｒ信号、Ｇ信号、Ｂ信号を合成してカラーの通常光画像を生成する。出力部１０９は、取得された通常光画像をピントの合った画像として、図示しないモニタ等へ出力する。
【００８２】
図９を用いて、面順次の画像生成手法について説明する。図９のＡ１に示すように、回転フィルタ２０３が１回転すると、Ｒｔ１信号、Ｇｔ１信号、Ｂｔ１信号が順次取得される。Ａ２に示すように、次の１回転で、Ｒｔ２信号、Ｇｔ２信号、Ｂｔ２信号が順次取得される。Ａ３に示すように、Ｒｔ１信号、Ｇｔ１信号、Ｂｔ１信号が取得されると、この３つの信号に基づいてカラー画像が生成される。以降は、１つの信号が新たに取得されるごとに、新たに取得された信号と前に取得された信号からカラー画像が生成される。例えば、Ａ４に示すように、Ｒｔ２信号が取得されると、Ｒｔ２信号、Ｇｔ１信号、Ｂｔ１信号からカラー画像が生成される。
【００８３】
なお、上記ではＲ信号、Ｇ信号、Ｂ信号を合成して特殊光画像を生成していたが、本実施形態ではこれに限定されない。例えば、Ｇ信号とＢ信号から特殊光画像を生成してもよく、またはＢ信号だけから特殊光画像を生成してもよい。
【００８４】
本実施形態によれば、図７、図８に示すように、光源部は、白色光を構成する第１〜第Ｎ（Ｎは２以上の整数）の単色光の波長帯域を透過するフィルタ２２０〜２２２を、白色光に対して適用することで、第１〜第Ｎの単色光を出射する。第１画像取得部は、第１〜第Ｎの単色光の波長帯域の情報を有する第１〜第Ｎの単色画像を取得し、取得した第１〜第Ｎの単色画像に基づいて第１画像を生成する。
【００８５】
本実施形態では、Ｎ＝３であり、第１の単色光は赤色光であり、第２の単色光は緑色光であり、第３の単色光は青色光である。第１〜第３の単色画像は、Ｒ画像、Ｇ画像、Ｂ画像である。図９に示すように、モノクロの撮像素子２２９がＲ画像、Ｇ画像、Ｂ画像を時分割に撮像し、通常光画像取得部１０４が、その時分割に撮像されたＲ画像、Ｇ画像、Ｂ画像から通常光画像を生成する。
【００８６】
このようにすれば、面順次による撮像が可能になる。また、白色光光源は一般的に用いられる光源であるため、コスト削減が可能である。また、面順次ではモノクロの撮像素子を用いるため、同じ画素数のベイヤ配列の撮像素子に比べて、高解像度である。
【００８７】
４．第３の実施形態
第１の実施形態では、特殊光を被写体に照射することで特殊光画像を撮像したが、本実施形態では、通常光画像から特殊光画像を抽出してもよい。この場合の実施形態について詳細に説明する。
【００８８】
図１０に、内視鏡装置の第３の構成例を示す。内視鏡装置は、照明部１０１、撮像部１０２、Ｉ／Ｆ部１１１、制御装置３００を含む。なお以下では、第１〜第２の実施形態で説明した構成要素と同一の構成要素には同じ符号を付して、適宜説明を省略する。
【００８９】
照明部１０１は、光源装置２０１、外装２０５、ライトガイドファイバ２０６、照明光学系２０７を含む。光源装置２０１は、白色光の照明光を発生する。光源装置２０１は、白色光光源２０２、集光レンズ２０４を含む。
【００９０】
撮像部１０２は、白色光により照明された被写体を撮像する。撮像部１０２は、外装２０５、集光レンズ２０８、撮像素子２０９を含む。
【００９１】
制御装置３００は、Ａ／Ｄ変換部１０３、通常光画像取得部１０４、特殊光画像取得部１０５、評価値算出部１０６、バッファ１０７、合焦位置決定部１０８、出力部１０９、制御部１１０を含む。特殊光画像取得部１０５は、通常光画像取得部１０４により取得された通常光画像に基づいて特殊光画像を取得する。図１１に、特殊光画像取得部１０５の詳細な構成例を示す。特殊光画像取得部１０５は、マトリクスデータ設定部４０１、信号抽出部４０３を含む。
【００９２】
本実施形態の内視鏡装置が行う動作や処理について説明する。
【００９３】
白色光光源２０２から白色光が発光され、集光レンズ２０４に達し集光される。集光された白色光は、ライトガイドファイバ２０６を通って照明光学系２０７から被写体に照射される。
【００９４】
被写体から反射した反射光は、集光レンズ２０８により集光され、撮像素子２０９に到達する。到達した光は、撮像素子２０９により光電変換されてアナログ信号となり、そのアナログ信号はＡ／Ｄ変換部１０３へ送られる。撮像素子２０９は、Ｒ・Ｇ・Ｂを受光する受光素子がベイヤ（Bayer）型に配置されたセンサである。
【００９５】
集光レンズ２０８は、光軸上で前後に動作できる。
【００９６】
Ａ／Ｄ変換部１０３でデジタル信号に変換された信号は、通常光画像取得部１０４へ送られる。通常光画像取得部１０４は、その信号を通常光画像として取得する。また、通常光画像取得部１０４は、同時に集光レンズ２０８の位置情報を取得する。
【００９７】
特殊光画像取得部１０５は、所定の画像処理を行って特殊光画像を生成する。具体的には、マトリクスデータ設定部４０１は、マトリクスデータを設定する。マトリクスデータは、予め設定されたデータであってもよいし、ユーザにより設定されたデータであってもよい。信号抽出部４０３は、マトリクスデータと、通常光画像取得部１０４で取得された通常光画像と、に基づいて信号を抽出する。所定の画像処理の詳細例については、後述する。
【００９８】
第１の実施形態と同様に、特殊光画像に基づいてオートフォーカス処理を行う。すなわち、評価値算出部１０６は、特殊光画像から評価値を算出する。バッファ１０７は、評価値と、集光レンズ２０８の位置情報を保持する。制御部１１０が、集光レンズ２０８の位置を変更する制御を行い、特殊光画像取得部１０５が特殊光画像を取得する。これらの動作を繰り返し、合焦位置決定部１０８が、評価値が最大となる位置を決定する。このようにして、ピントの合った位置を推測する。
【００９９】
評価値が最大となる位置を求めたら、制御部１１０は、集光レンズ２０８をその位置へ動かす制御を行う。通常光画像取得部１０４は、通常光画像を取得する。出力部１０９は、取得された通常光画像をピントの合った画像として、図示しないモニタ等へ出力する。
【０１００】
次に、特殊光画像取得部１０５が行う所定の画像処理の第１例について説明する。特殊光画像取得部１０５は、公知の分光推定技術を用いて、各画素における被写体の分光反射率を通常光画像から推定し、狭帯域（例えば１０ｎｍ刻み）の分光画像を得る。特殊光画像取得部１０５は、この被写体の分光反射率や、白色光光源の分光放射率、光学系の分光透過率、色フィルタの分光感度の積を計算し、特殊光画像を取得する。
【０１０１】
より具体的には、通常光画像取得部１０４は、入力されたデジタル画像信号に対して例えば公知の補間処理を行い、Ｒ，Ｇ，Ｂの３チャンネルを持つカラー画像を生成する。この画像は、白色光源下で撮像素子２０９を用いて被写体を撮像した場合のカラー画像である。次に、特殊光画像取得部１０５は、このカラー画像から分光推定技術を用いて、カラー画像の各画素における被写体の分光反射率を推定する。例えば、分光推定技術の詳細は特開２０００―１１５５５３号公報の［００５４］〜［００６５］に開示されている。この様な処理を行うことで、分光画像情報として被写体の分光反射率特性Ｏ（λ）が取得される（例えばλは３８０ｎｍ〜７８０ｎｍ）。Ｏ（λ）は、各画素について取得され、例えば３８０ｎｍから７８０ｎｍまで１０ｎｍ刻みの分光反射率特性である。
【０１０２】
ここで、画像上の位置（ｘ，ｙ）における分光反射率特性をＯ（λ）（ｘ，ｙ）と記述する。また、本実施形態における白色光源の分光放射率をＥ（λ）とし、光学系の分光透過率をＬ（λ）とする。また、第１の実施形態における狭帯域透過フィルタ２１１の帯域Ｇ２，Ｂ２の分光感度をそれぞれｇ２（λ），ｂ２（λ）とする。すると、帯域Ｇ２に対応する画像Ｇ２の位置（ｘ、ｙ）における信号値Ｇ２（ｘ、ｙ）は、下式（１）により算出される。帯域Ｂ２に対応する画像Ｂ２の位置（ｘ、ｙ）における信号値Ｂ２（ｘ、ｙ）は、下式（２）により算出される。
Ｇ２（ｘ，ｙ）＝∫Ｅ（λ）・Ｏ（λ）（ｘ，ｙ）・Ｌ（λ）・ｇ２（λ）ｄλ
・・・ （１）
Ｂ２（ｘ，ｙ）＝∫Ｅ（λ）・Ｏ（λ）（ｘ，ｙ）・Ｌ（λ）・ｂ２（λ）ｄλ
・・・ （２）
【０１０３】
画像上のすべての位置（ｘ，ｙ）に対してこのような計算を行うことで、通常光画像からＧ２画像とＢ２画像を取得することができる。
【０１０４】
次に、このＧ２画像とＢ２画像からＲ，Ｇ，Ｂの３チャンネルを持つカラー画像を生成する。例えば、カラー画像のＲチャンネルにＧ２画像を入力し、ＧチャンネルとＢチャンネルにＢ２画像を入力することでカラー画像が生成される。さらに、生成したカラー画像に対してホワイトバランス、階調変換等の処理を行い、特殊光画像として出力する。
【０１０５】
所定の画像処理の第２例について説明する。マトリクスデータ設定部４０１は、下式（３）の右辺の第１項のマトリクスを設定する。信号抽出部４０３は、下式（３）に示す変換処理を行う。ここで、Ｒｉｎ、Ｇｉｎ、Ｂｉｎは通常光画像のＲＧＢの各信号値である。α、β、γは、任意の正数である。例えば、α＝１、β＝１．２、γ＝０．９である。信号抽出部４０３は、Ｒｏｕｔ、Ｇｏｕｔ、Ｂｏｕｔを特殊光画像のＲＧＢの各信号値として出力する。
【数１】
【０１０６】
所定の画像処理の第３例について説明する。特殊光画像取得部１０５は、通常光画像のＲ信号に基づいて、ヒストグラムを平坦化するための階調変換曲線を求める。特殊光画像取得部１０５は、この階調変換曲線からゲインマップを作成し、そのゲインマップを用いて通常光画像のＧＢの信号を変換する。
【０１０７】
図１２に、全画素のＲ信号値のヒストグラムの例を示す。Ｒ画像では、信号値が中央付近の画素がほとんどである。図１３に、ゲインマップの例を示す。図１３に示すように、画素値がまんべんなく分散するような階調変換曲線を生成し、ゲインマップを生成する。そして、画素のＲ信号値に対応するゲインを、その画素のＧ信号値とＢ信号値に乗算する。このようにヒストグラムを平坦化することで、コントラストを向上できる。
【０１０８】
なお、所定の画像処理として、色変換処理や、緑成分を強調する処理や、青成分を強調する処理を行ってもよい。あるいは、所定の画像処理として、所定の光の波長をＩ／Ｆ部１１１を介して指定し、指定された波長に対応する色を強調する処理を行ってもよい。
【０１０９】
ここで、上記では撮像素子２０９の色フィルタはベイヤ型に配置されているが、本実施形態ではこれに限定されず、色フィルタはハニカム構造などでもよい。また、上記では原色であるＲＧＢを受光する撮像素子２０９を用いる場合について説明したが、本実施形態ではこれに限定されず、例えば補色を受光する撮像素子を用いてもよい。
【０１１０】
本実施形態によれば、図１０に示すように、第２画像取得部は、取得された第１画像に基づいて、第２画像を生成する。
【０１１１】
具体的には、図１１に示すように、第２画像取得部は、取得された第１画像から、白色光の波長帯域における信号を抽出する信号抽出部４０３を有する。第２画像取得部は、抽出された信号に基づいて、特定の波長帯域における信号を含む第２画像を生成する。
【０１１２】
より具体的には、第２画像取得部は、白色光の波長帯域における信号から、特定の波長帯域における信号を算出するためのマトリクスデータを設定するマトリクスデータ設定部４０１を有する。第２画像取得部は、設定されたマトリクスデータを用いて、白色光の波長帯域における信号から特定の波長帯域における信号を算出して、第２画像を生成する。
【０１１３】
これにより、通常光画像に基づいて特殊光画像を生成することができるため、通常光を照射する１つの光源と、通常光を撮像する１つの撮像素子のみでもシステムを実現することが可能になる。そのため、特殊光光源などの装置が不要となり、機器構成を簡素化できる。また、スコープ型内視鏡の挿入部を小さくすることができ、また部品が少なくてすむためコストを下げる効果も期待できる。
【０１１４】
５．第４の実施形態
第１の実施形態では、白色光と狭帯域透過フィルタにより特殊光を発生したが、本実施形態では、特殊光光源により特殊光を発生してもよい。この場合の実施形態について詳細に説明する。
【０１１５】
図１４に、内視鏡装置の第４の構成例を示す。内視鏡装置は、照明部１０１、撮像部１０２、Ｉ／Ｆ部１１１、制御装置３００を含む。なお以下では、第１〜第３の実施形態で説明した構成要素と同一の構成要素には同じ符号を付して、適宜説明を省略する。
【０１１６】
照明部１０１は、光源装置２０１、外装２０５、ライトガイドファイバ２０６、照明光学系２０７を含む。光源装置２０１は、白色光と特殊光を時分割に発生する。光源装置２０１は、白色光光源２０２ａ、特殊光光源２０２ｂ、切替器２０２ｃ、集光レンズ２０４を含む。
【０１１７】
撮像部１０２は、白色光による撮像と特殊光による撮像を時分割で行う。撮像部１０２は、外装２０５、集光レンズ２０８、撮像素子２０９を含む。
【０１１８】
制御装置３００は、Ａ／Ｄ変換部１０３、通常光画像取得部１０４、特殊光画像取得部１０５、評価値算出部１０６、バッファ１０７、合焦位置決定部１０８、出力部１０９、制御部１１０を含む。
【０１１９】
本実施形態の内視鏡装置が行う動作や処理について説明する。特殊光光源２０２ｂから特殊光が発光される。この特殊光の波長帯域は、例えば３９０ｎｍ〜４４５ｎｍ（Ｂ２）と５３０ｎｍ〜５５０ｎｍ（Ｇ２）である。特殊光光源２０２ｂからの特殊光は、集光レンズ２０４に達し集光される。集光された特殊光は、ライトガイドファイバ２０６を通って照明光学系２０７から被写体に照射される。
【０１２０】
被写体から反射した反射光は、集光レンズ２０８により集光される。集光された光は、撮像素子２０９に到達し、撮像素子２０９により光電変換されてアナログ信号となる。アナログ信号は、Ａ／Ｄ変換部１０３へ送られる。撮像素子２０９は、例えばＲ，Ｇ，Ｂを受光する受光素子がベイヤ（Bayer）型に配置されたセンサである。
【０１２１】
Ａ／Ｄ変換部１０３によりデジタル信号に変換された信号は、特殊光画像取得部１０５へ送られる。特殊光画像取得部１０５は、その信号を特殊光画像として取得する。また、特殊光画像取得部１０５は、同時に集光レンズ２０８の位置情報も取得する。
【０１２２】
集光レンズ２０８は、光軸上で前後に動作できる。
【０１２３】
第１の実施形態と同様に、特殊光画像に基づいてオートフォーカス処理を行う。すなわち、評価値算出部１０６は、特殊光画像から評価値を算出する。バッファ１０７は、評価値と、集光レンズ２０８の位置情報を保持する。制御部１１０が、集光レンズ２０８の位置を変更する制御を行い、特殊光画像取得部１０５が特殊光画像を取得する。これらの動作を繰り返し、合焦位置決定部１０８が、評価値が最大となる位置を決定する。このようにして、ピントの合った位置を推測する。
【０１２４】
評価値が最大となる位置を求めたら、制御部１１０は、集光レンズ２０８をその位置へ動かす制御を行う。制御部１１０は、切替器２０２ｃを制御し、切替器２０２ｃは、その制御に基づいて光源を白色光光源２０２ａに切替える。
【０１２５】
特殊光光源での場合と同様に、撮像素子２０９によりアナログ信号を取得し、Ａ／Ｄ変換部１０３によりデジタル信号に変換し、その信号を通常光画像取得部１０４へ送信する。通常光画像取得部１０４は、補間等の処理を行いカラーの通常光画像を生成する。出力部１０９は、取得された通常光画像をピントの合った画像として、図示しないモニタ等へ出力する。
【０１２６】
本実施形態によれば、図１４に示すように、光源部は、白色光光源２０２ａと、特定の波長帯域の情報を有する特殊光を出射する特殊光光源２０２ｂを有する。第１画像取得部は、白色光光源２０２ａから照射される白色光に基づく第１画像を取得する。第２画像取得部は、特殊光光源２０２ｂから照射される特殊光に基づく第２画像を取得する。
【０１２７】
なお本実施形態では、白色光光源や特殊光光源は１つの光源である場合に限定されず、複数の光源であってもよい。例えば図１７で後述するように、白色光光源は、赤色光光源２０２ｄ、緑色光光源２０２ｅ、青色光光源２０２ｆで構成されてもよい。特殊光光源は、緑色狭帯域光源２０２ｇ、青色狭帯域光源２０２ｈで構成されてもよい。
【０１２８】
このようにすれば、白色光光源と特殊光光源を切替えることで、通常光画像と特殊光画像を取得できる。これにより、フィルタで光をカットしないため高コントラストの画像を取得可能になる。これにより、精度のよいオートフォーカスができ、観察者にピントの合った画像を提供できる。
【０１２９】
６．第５の実施形態
第１の実施形態では、通常光と特殊光を時分割に照射したが、本実施形態では、赤色光と緑色光と青色光と第１狭帯域光と第２狭帯域光を時分割に照射してもよい。この場合の実施形態について詳細に説明する。
【０１３０】
図１５に、内視鏡装置の第５の構成例を示す。内視鏡装置は、照明部１０１、撮像部１０２、Ｉ／Ｆ部１１１、制御装置３００を含む。なお以下では、第１〜第４の実施形態で説明した構成要素と同一の構成要素には同じ符号を付して、適宜説明を省略する。
【０１３１】
照明部１０１は、光源装置２０１、外装２０５、ライトガイドファイバ２０６、照明光学系２０７を含む。光源装置２０１は、赤色光と緑色光と青色光と第１狭帯域光と第２狭帯域光を発生する。光源装置２０１は、白色光光源２０２、回転フィルタ２０３、集光レンズ２０４を含む。
【０１３２】
撮像部１０２は、赤色光と緑色光と青色光と第１狭帯域光と第２狭帯域光による撮像を時分割に行う。撮像部１０２は、外装２０５、集光レンズ２０８、撮像素子２０９を含む。
【０１３３】
制御装置３００は、Ａ／Ｄ変換部１０３、通常光画像取得部１０４、特殊光画像取得部１０５、評価値算出部１０６、バッファ１０７、合焦位置決定部１０８、出力部１０９、制御部１１０を含む。
【０１３４】
本実施形態の内視鏡装置が行う動作や処理について説明する。白色光光源２０２から白色光が発光される。図１６に示すように、回転フィルタ２０３には、赤色光透過フィルタ２２０、緑色光透過フィルタ２２１、青色光透過フィルタ２２２、緑色狭帯域光透過フィルタ２２３（第１狭帯域光透過フィルタ）、青色狭帯域光透過フィルタ２２４（第２狭帯域光透過フィルタ）がセットされている。赤色光透過フィルタ２２０の透過帯域は、例えば５８０ｎｍ〜７００ｎｍである。緑色光透過フィルタ２２１の透過帯域は、例えば４８０ｎｍ〜６００ｎｍである。青色光透過フィルタ２２２の透過帯域は、例えば４００ｎｍ〜５００ｎｍである。緑色狭帯域光透過フィルタ２２３の透過帯域は、例えば５３０ｎｍ〜５５０ｎｍ（Ｇ２）である。青色狭帯域光透過フィルタ２２４の透過帯域は、例えば３９０ｎｍ〜４４５ｎｍ（Ｂ２）である。
【０１３５】
白色光光源２０２から発光された白色光は、回転フィルタ２０３の上記５つのフィルタを順に透過する。透過した光は、集光レンズ２０４に達し集光される。集光された光は、ライトガイドファイバ２０６を通って照明光学系２０７から被写体に照射される。
【０１３６】
被写体から反射した反射光は、集光レンズ２０８により集光され、モノクロの撮像素子２０９に到達し、撮像素子２０９により光電変換されてアナログ信号となる。そのアナログ信号は、Ａ／Ｄ変換部１０３へ送られる。アナログ信号はＡ／Ｄ変換部１０３によりデジタル信号に変換され、そのデジタル信号は、通常光画像取得部１０４または特殊光画像取得部１０５へ送信される。
【０１３７】
集光レンズ２０８は、光軸上で前後に動作できる。
【０１３８】
ここで、回転フィルタ２０３の赤色光透過フィルタ２２０を透過した光によって得られた信号を、Ｒ信号と呼ぶこととする。緑色光透過フィルタ２２１を透過した光によって得られた信号を、Ｇ信号と呼ぶ。青色光透過フィルタ２２２を透過した光によって得られた信号を、Ｂ信号と呼ぶ。緑色狭帯域光透過フィルタ２２３を透過した光によって得られた信号を、Ｇ２信号と呼ぶ。青色狭帯域光透過フィルタ２２４を透過した光によって得られた信号をＢ２信号と呼ぶ。
【０１３９】
特殊光画像取得部１０５は、Ｇ２信号、Ｂ２信号を合成して特殊光画像を生成する。また、特殊光画像取得部１０５は、同時に集光レンズ２０８の位置情報も取得する。
【０１４０】
第１の実施形態と同様に、特殊光画像に基づいてオートフォーカス処理を行う。すなわち、評価値算出部１０６は、特殊光画像から評価値を算出する。バッファ１０７は、評価値と、集光レンズ２０８の位置情報を保持する。制御部１１０が、集光レンズ２０８の位置を変更する制御を行い、特殊光画像取得部１０５が特殊光画像を取得する。これらの動作を繰り返し、合焦位置決定部１０８が、評価値が最大となる位置を決定する。このようにして、ピントの合った位置を推測する。
【０１４１】
評価値が最大となる位置を求めたら、制御部１１０は、集光レンズ２０８をその位置へ動かす制御を行う。その位置でのＲ信号、Ｇ信号、Ｂ信号を取得し、通常光画像取得部１０４は、それらの信号を合成して通常光画像を生成する。出力部１０９は、取得された通常光画像をピントの合った画像として、図示しないモニタ等へ出力する。
【０１４２】
なお、本実施形態では、図１６に示す５つのフィルタをもつ回転フィルタ２０３の代わりに、図８に示す３つのフィルタをもつ回転フィルタ２０３を用いてもよい。この場合、上述のＧ２信号の代わりにＧ信号を用い、Ｂ２信号の代わりにＢ信号を用いて特殊光画像を生成する。
【０１４３】
また、本実施形態では、白色光光源２０２と回転フィルタ２０３の代わりに、図１７に示す光源を用いてもよい。図１７に示す光源は、切替器２０２ｃ、赤色光光源２０２ｄ、緑色光光源２０２ｅ、青色光光源２０２ｆ、緑色狭帯域光源２０２ｇ、青色狭帯域光源２０２ｈを含む。上述のＲ信号は、赤色光光源２０２ｄを照射することによって得られた信号に対応する、同様に、Ｇ信号は緑色光光源２０２ｅに対応し、Ｂ信号は青色光光源２０２ｆに対応し、Ｇ２信号は緑色狭帯域光源２０２ｇに対応し、Ｂ２信号は青色狭帯域光源２０２ｈに対応する。
【０１４４】
本実施形態によれば、図１５、図１６に示すように、光源部は、特定の波長帯域を構成する第１〜第Ｍ（Ｍは２以上の整数）の波長帯域を透過するフィルタ２２３，２２４を白色光に対して適用することで、第１〜第Ｍの波長帯域の光を出射する。第２画像取得部は、第１〜第Ｍの波長帯域の情報を有する第１〜第Ｍの構成画像を取得し、取得した第１〜第Ｍの構成画像に基づいて第２画像を生成する。
【０１４５】
本実施形態では、Ｎ＝２であり、第１の波長帯域の光は緑色狭帯域光であり、第２の波長帯域の光は青色狭帯域光である。第１〜第２の構成画像は、Ｇ２画像、Ｂ２画像である。図１５に示すように、モノクロの撮像素子２０９がＧ２画像、Ｂ２画像を時分割に撮像し、特殊光画像取得部１０５が、その時分割に撮像されたＧ２画像、Ｂ２画像から特殊光画像を生成する。
【０１４６】
このようにすれば、面順次による特殊光画像の撮像が可能になる。また、白色光光源は一般的に用いられる光源であるため、コスト削減が可能である。また、面順次ではモノクロの撮像素子を用いるため、同じ画素数のベイヤ配列の撮像素子に比べて、高解像度である。
【０１４７】
７．ソフトウェア
上記の本実施形態では、制御装置３００を構成する各部をハードウェアで構成することとしたが、これに限定されるものではない。例えば、撮像部により取得された画像に対してＣＰＵが各部の処理を行う構成とし、ＣＰＵがプログラムを実行することによってソフトウェアとして実現することとしてもよい。あるいは、各部が行う処理の一部をソフトウェアで構成することとしてもよい。
【０１４８】
撮像部を別体とし、制御装置３００の各部が行う処理をソフトウェアとして実現する場合には、ワークステーションやパソコン等の公知のコンピュータシステムを制御装置として用いることができる。そして、制御装置３００の各部が行う処理を実現するためのプログラム（制御プログラム）を予め用意し、この制御プログラムをコンピュータシステムのＣＰＵが実行することによって実現できる。
【０１４９】
図１８は、本変形例におけるコンピュータシステム６００の構成を示すシステム構成図であり、図１９は、このコンピュータシステム６００における本体部６１０の構成を示すブロック図である。図１８に示すように、コンピュータシステム６００は、本体部６１０と、本体部６１０からの指示によって表示画面６２１に画像等の情報を表示するためのディスプレイ６２０と、このコンピュータシステム６００に種々の情報を入力するためのキーボード６３０と、ディスプレイ６２０の表示画面６２１上の任意の位置を指定するためのマウス６４０とを備える。
【０１５０】
また、このコンピュータシステム６００における本体部６１０は、図１９に示すように、ＣＰＵ６１１と、ＲＡＭ６１２と、ＲＯＭ６１３と、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）６１４と、ＣＤ−ＲＯＭ６６０を受け入れるＣＤ−ＲＯＭドライブ６１５と、ＵＳＢメモリ６７０を着脱可能に接続するＵＳＢポート６１６と、ディスプレイ６２０、キーボード６３０およびマウス６４０を接続するＩ／Ｏインターフェース６１７と、ローカルエリアネットワークまたは広域エリアネットワーク（ＬＡＮ／ＷＡＮ）Ｎ１に接続するためのＬＡＮインターフェース６１８を備える。
【０１５１】
さらに、このコンピュータシステム６００には、インターネット等の公衆回線Ｎ３に接続するためのモデム６５０が接続されるとともに、ＬＡＮインターフェース６１８およびローカルエリアネットワークまたは広域エリアネットワークＮ１を介して、他のコンピュータシステムであるパソコン（ＰＣ）６８１、サーバ６８２、プリンタ６８３等が接続される。
【０１５２】
そして、このコンピュータシステム６００は、所定の記録媒体に記録された制御プログラム（例えば図２０）を参照して、後述する処理手順を実現するための制御プログラムを読み出して実行することで制御装置を実現する。ここで、所定の記録媒体とは、ＣＤ−ＲＯＭ６６０やＵＳＢメモリ６７０の他、ＭＯディスクやＤＶＤディスク、フレキシブルディスク（ＦＤ）、光磁気ディスク、ＩＣカード等を含む「可搬用の物理媒体」、コンピュータシステム６００の内外に備えられるＨＤＤ６１４やＲＡＭ６１２、ＲＯＭ６１３等の「固定用の物理媒体」、モデム６５０を介して接続される公衆回線Ｎ３や、他のコンピュータシステム（ＰＣ）６８１またはサーバ６８２が接続されるローカルエリアネットワークまたは広域エリアネットワークＮ１等のように、プログラムの送信に際して短期にプログラムを記憶する「通信媒体」等、コンピュータシステム６００によって読み取り可能な制御プログラムを記録するあらゆる記録媒体を含む。
【０１５３】
すなわち、制御プログラムは、「可搬用の物理媒体」「固定用の物理媒体」「通信媒体」等の記録媒体にコンピュータ読み取り可能に記録されるものであり、コンピュータシステム６００は、このような記録媒体から制御プログラムを読み出して実行することで制御装置を実現する。なお、制御プログラムは、コンピュータシステム６００によって実行されることに限定されるものではなく、他のコンピュータシステム（ＰＣ）６８１またはサーバ６８２が制御プログラムを実行する場合や、これらが協働して制御プログラムを実行するような場合にも、本発明を同様に適用することができる。
【０１５４】
各部が行う処理の一部をソフトウェアで構成する場合の一例として、撮像部により取得された画像に対して、制御装置３００の処理をソフトウェアで実現する場合の処理手順を、図２０のフローチャートを用いて説明する。
【０１５５】
図２０に示すように、この処理が開始されると、通常光画像を取得する（Ｓ１）。ステップＳ１では、特殊光画像を取得してもよい。次に、取得した画像に基づいて、拡大観察状態であるか否かを判定する（Ｓ２）。拡大観察状態でないと判定した場合（Ｓ２，ＮＯ）には、通常光画像を取得する（Ｓ１）。
【０１５６】
一方、拡大観察状態であると判定した場合（Ｓ２，ＹＥＳ）には、特殊光画像を取得する（Ｓ３）。ステップＳ３では、通常光画像も合わせて取得してもよい。次に、特殊光画像の評価値を取得する（Ｓ４）。次に、評価値に基づいて合焦判定を行う（Ｓ５）。合焦位置が検出されていない場合（Ｓ５，ＮＯ）には、集光レンズの位置を移動させる制御を行い（Ｓ６）、特殊光画像を取得する（Ｓ３）。
【０１５７】
一方、合焦位置が検出された場合（Ｓ５，ＹＥＳ）には、集光レンズを合焦位置に移動させる制御を行う（Ｓ７）。次に、通常光画像を取得する（Ｓ８）。ステップＳ８では、特殊光画像を合わせて取得してもよい。次に、撮像終了でない場合（Ｓ９，ＮＯ）には、特殊光画像を取得する（Ｓ３）。撮像終了の場合（Ｓ９，ＹＥＳ）には、処理を終了する。
【０１５８】
これにより、例えば別体の撮像部により撮像を行って画像データを取得し、その画像データに対してＰＣ等のコンピュータシステムでソフトウェア的に処理を行うことが可能になる。
【０１５９】
また本実施形態は、本実施形態の各部（通常光画像取得部、特殊光画像取得部、評価値算出部、合焦位置決定部、制御部、判定部等）を実現するプログラムコードが記録されたコンピュータプログラムプロダクトにも適用できる。
【０１６０】
ここで、プログラムコードとは、第１画像取得部と、第２画像取得部と、フォーカス制御部を実現する。第１画像取得部は、生体内の被写体を撮像光学系により撮像した画像であって、白色光の波長帯域における情報を有した被写体像を含む画像を、第１画像として取得する。第２画像取得部は、第１画像に対応して、特定の波長帯域における情報を有した被写体像を含む画像を第２画像として取得する。フォーカス制御部は、第２画像の中の被写体像にピントを合わせる制御を行って、撮像光学系のフォーカス調整を行う。第１画像取得部は、フォーカス調整された撮像光学系により撮像した第１画像を取得する。
【０１６１】
またコンピュータプログラムプロダクトは、例えば、プログラムコードが記録された情報記憶媒体（ＤＶＤ等の光ディスク媒体、ハードディスク媒体、メモリ媒体等）、プログラムコードが記録されたコンピュータ、プログラムコードが記録されたインターネットシステム（例えば、サーバとクライアント端末を含むシステム）など、プログラムコードが組み込まれた情報記憶媒体、装置、機器或いはシステム等である。この場合に、本実施形態の各構成要素や各処理プロセスは各モジュールにより実装され、これらの実装されたモジュールにより構成されるプログラムコードは、コンピュータプログラムプロダクトに記録される。
【０１６２】
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。
【０１６３】
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（撮像装置、第１画像、第２画像等）と共に記載された用語（内視鏡装置、通常光画像、特殊光画像等）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。
【符号の説明】
【０１６４】
１０１ 照明部、１０２ 撮像部、１０３，１０３ａ，１０３ｂ Ａ／Ｄ変換部、
１０４ 通常光画像取得部、１０５ 特殊光画像取得部、１０６ 評価値算出部、
１０７ バッファ、１０８ 合焦位置決定部、１０９ 出力部、１１０ 制御部、
１１１ Ｉ／Ｆ部、１１２ 判定部、１５０ フォーカス制御部、
２０１ 光源装置、２０２，２０２ａ 白色光光源、２０２ｂ 特殊光光源、
２０２ｃ 切替器、２０２ｄ 赤色光光源、２０２ｅ 緑色光光源、
２０２ｆ 青色光光源、２０２ｇ 緑色狭帯域光源、２０２ｈ 青色狭帯域光源、
２０３ 回転フィルタ、２０４ 集光レンズ、２０５ 外装、
２０６ ライトガイドファイバ、２０７ 照明光学系、２０８ 集光レンズ、
２０９ 撮像素子、２１０ 白色光透過フィルタ、２１１ 狭帯域透過フィルタ、
２２０ 赤色光透過フィルタ、２２１ 緑色光透過フィルタ、
２２２ 青色光透過フィルタ、２２３ 緑色狭帯域光透過フィルタ、
２２４ 青色狭帯域光透過フィルタ、２２８ スプリッタ、
２２９ 第１の撮像素子、２３０ 狭帯域透過フィルタ、２３１ 第２の撮像素子、
３００ 制御装置、３３１ 特殊光画像生成部、４０１ マトリクスデータ設定部、
４０２ 撮像部、４０３ 信号抽出部、
６００ コンピュータシステム、６１０ 本体部、
６１１ ＣＰＵ、６１２ ＲＡＭ、６１３ ＲＯＭ、６１４ ＨＤＤ、
６１５ ＣＤ−ＲＯＭドライブ、６１６ ＵＳＢポート、
６１７ Ｉ／Ｏインターフェース、６１８ ＬＡＮインターフェース、
６２０ ディスプレイ、６２１ 表示画面、６３０ キーボード、６４０ マウス、
６５０ モデム、６６０ ＣＤ−ＲＯＭ、６７０ ＵＳＢメモリ、６８１ ＰＣ、
６８２ サーバ、６８３ プリンタ、
ＫＣ 二次関数、Ｎ１ 広域エリアネットワーク、Ｎ３ 公衆回線、
ｄ１〜ｄ３ 位置、ｄｆ 合焦位置、ｅｖ１，ｅｖ２ 評価値
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体内の被写体を撮像光学系により撮像した画像であって、白色光の波長帯域における情報を有した被写体像を含む画像を、第１画像として取得する第１画像取得部と、
前記第１画像に対応して、特定の波長帯域における情報を有した被写体像を含む画像を第２画像として取得する第２画像取得部と、
前記第２画像の中の被写体像に合焦させる制御を行って、前記撮像光学系のフォーカス調整を行うフォーカス制御部と、
を含み、
前記第１画像取得部は、
前記フォーカス調整された前記撮像光学系により撮像した前記第１画像を取得することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記第２画像取得部は、
前記生体内の被写体についてのコントラストが前記第１画像よりも前記第２画像において高くなる波長帯域を前記特定の波長帯域として、前記第２画像を取得し、
前記フォーカス制御部は、
前記第２画像のコントラストに基づいて、前記第２画像の中の被写体像に合焦させる前記制御を行うことを特徴とする内視鏡装置。
【請求項３】
請求項１において、
前記特定の波長帯域は、
前記白色光の波長帯域よりも狭い帯域であることを特徴とする内視鏡装置。
【請求項４】
請求項３において、
前記特定の波長帯域は、
血液中のヘモグロビンに吸収される波長の波長帯域であることを特徴とする内視鏡装置。
【請求項５】
請求項４において、
前記特定の波長帯域は、
３９０ナノメートル〜４４５ナノメートル、または５３０ナノメートル〜５５０ナノメートルであることを特徴とする内視鏡装置。
【請求項６】
請求項１において、
前記第２画像取得部は、
取得された前記第１画像に基づいて、前記第２画像を生成することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項７】
請求項６において、
前記第２画像取得部は、
取得された前記第１画像から、前記白色光の波長帯域における信号を抽出する信号抽出部を有し、
前記第２画像取得部は、
抽出された前記信号に基づいて、前記特定の波長帯域における信号を含む前記第２画像を生成することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項８】
請求項７において、
前記第２画像取得部は、
前記白色光の波長帯域における信号から、前記特定の波長帯域における信号を算出するためのマトリクスデータを設定するマトリクスデータ設定部を有し、
前記第２画像取得部は、
設定された前記マトリクスデータを用いて、前記白色光の波長帯域における信号から前記特定の波長帯域における信号を算出して、前記第２画像を生成することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項９】
請求項１において、
観察状態が拡大観察状態であるか否かを判定する判定部を含み、
前記判定部により前記拡大観察状態であると判定された場合に、
前記フォーカス制御部は、
前記第２画像の中の被写体像に合焦させる前記制御を行って、前記撮像光学系のフォーカス調整を行い、
前記第１画像取得部は、
前記フォーカス調整された前記撮像光学系により撮像した前記第１画像を取得することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項１０】
請求項９において、
前記判定部は、
前記内視鏡装置のスコープ部が前記被写体に接近しているか否かに関する情報を取得し、前記スコープ部が前記被写体に接近していると前記情報に基づいて判断した場合に、前記拡大観察状態であると判定することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項１１】
請求項１０において、
前記判定部は、
前記被写体のエッジ形状の大きさを前記情報として取得し、前記エッジ形状の大きさが所定時間前の前記エッジ形状の大きさよりも大きいと判断した場合に、前記拡大観察状態であると判定することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項１２】
請求項９において、
前記判定部は、
画像の合焦状態を評価するための評価値を前記第１画像または前記第２画像から取得し、合焦状態から非合焦状態に変化したと前記評価値に基づいて判定した場合に、前記拡大観察状態であると判定することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項１３】
請求項１において、
前記第１画像取得部は、
光源部から照射される光に基づく前記第１画像を取得し、
前記第２画像取得部は、
前記光源部から照射される光に基づく前記第２画像を取得することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項１４】
請求項１３において、
前記光源部は、
白色光光源を有し、
前記第１画像取得部は、
前記白色光光源から照射される白色光に基づく前記第１画像を取得し、
前記第２画像取得部は、
前記白色光光源から照射される前記白色光に基づく前記第２画像を取得することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項１５】
請求項１４において、
前記光源部は、
前記白色光を構成する第１〜第Ｎ（Ｎは２以上の整数）の単色光の波長帯域を透過するフィルタを、前記白色光に対して適用することで、前記第１〜第Ｎの単色光を出射し、
前記第１画像取得部は、
前記第１〜第Ｎの単色光の波長帯域の情報を有する第１〜第Ｎの単色画像を取得し、取得した前記第１〜第Ｎの単色画像に基づいて前記第１画像を生成することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項１６】
請求項１４において、
前記光源部は、
前記特定の波長帯域を透過するフィルタを前記白色光に対して適用することで、前記特定の波長帯域の光を出射し、
前記第２画像取得部は、
前記特定の波長帯域の情報を有する前記第２画像を取得することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項１７】
請求項１６において、
前記光源部は、
前記特定の波長帯域を構成する第１〜第Ｍ（Ｍは２以上の整数）の波長帯域を透過するフィルタを前記白色光に対して適用することで、前記第１〜第Ｍの波長帯域の光を出射し、
前記第２画像取得部は、
前記第１〜第Ｍの波長帯域の情報を有する第１〜第Ｍの構成画像を取得し、取得した前記第１〜第Ｍの構成画像に基づいて前記第２画像を生成することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項１８】
請求項１３において、
前記光源部は、
白色光光源と、
前記特定の波長帯域の情報を有する特殊光を出射する特殊光光源を有し、
前記第１画像取得部は、
前記白色光光源から照射される前記白色光に基づく前記第１画像を取得し、
前記第２画像取得部は、
前記特殊光光源から照射される前記特殊光に基づく前記第２画像を取得することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項１９】
生体内の被写体を撮像光学系により撮像した画像であって、白色光の波長帯域における情報を有した被写体像を含む画像を、第１画像として取得する第１画像取得部と、
前記第１画像に含まれる前記被写体像の生体構造をより強調させた生体構造の被写体像を含む画像を、第２画像として取得する第２画像取得部と、
前記第２画像の中の被写体像に合焦させる制御を行って、前記撮像光学系のフォーカス調整を行うフォーカス制御部と、
を含み、
前記第１画像取得部は、
前記フォーカス調整された前記撮像光学系により撮像した前記第１画像を取得することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項２０】
生体内の被写体を撮像光学系により撮像した画像であって、白色光の波長帯域における情報を有した被写体像を含む画像を、第１画像として取得し、
前記第１画像に対応して、特定の波長帯域における情報を有した被写体像を含む画像を第２画像として取得し、
前記第２画像の中の被写体像に合焦させる制御を行って、前記撮像光学系のフォーカス調整を行い、
前記フォーカス調整された前記撮像光学系により撮像した前記第１画像を取得することを特徴とするフォーカス制御方法。
【請求項２１】
生体内の被写体を撮像光学系により撮像した画像であって、白色光の波長帯域における情報を有した被写体像を含む画像を、第１画像として取得する第１画像取得部と、
前記第１画像に対応して、特定の波長帯域における情報を有した被写体像を含む画像を第２画像として取得する第２画像取得部と、
前記第２画像の中の被写体像に合焦させる制御を行って、前記撮像光学系のフォーカス調整を行うフォーカス制御部として、
コンピュータを機能させ、
前記第１画像取得部は、
前記フォーカス調整された前記撮像光学系により撮像した前記第１画像を取得することを特徴とするプログラム。
【請求項１】
生体内の被写体を撮像光学系により撮像した画像であって、白色光の波長帯域における情報を有した被写体像を含む画像を、第１画像として取得する第１画像取得部と、
前記第１画像に対応して、特定の波長帯域における情報を有した被写体像を含む画像を第２画像として取得する第２画像取得部と、
前記第２画像の中の被写体像に合焦させる制御を行って、前記撮像光学系のフォーカス調整を行うフォーカス制御部と、
を含み、
前記第１画像取得部は、
前記フォーカス調整された前記撮像光学系により撮像した前記第１画像を取得することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記第２画像取得部は、
前記生体内の被写体についてのコントラストが前記第１画像よりも前記第２画像において高くなる波長帯域を前記特定の波長帯域として、前記第２画像を取得し、
前記フォーカス制御部は、
前記第２画像のコントラストに基づいて、前記第２画像の中の被写体像に合焦させる前記制御を行うことを特徴とする内視鏡装置。
【請求項３】
請求項１において、
前記特定の波長帯域は、
前記白色光の波長帯域よりも狭い帯域であることを特徴とする内視鏡装置。
【請求項４】
請求項３において、
前記特定の波長帯域は、
血液中のヘモグロビンに吸収される波長の波長帯域であることを特徴とする内視鏡装置。
【請求項５】
請求項４において、
前記特定の波長帯域は、
３９０ナノメートル〜４４５ナノメートル、または５３０ナノメートル〜５５０ナノメートルであることを特徴とする内視鏡装置。
【請求項６】
請求項１において、
前記第２画像取得部は、
取得された前記第１画像に基づいて、前記第２画像を生成することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項７】
請求項６において、
前記第２画像取得部は、
取得された前記第１画像から、前記白色光の波長帯域における信号を抽出する信号抽出部を有し、
前記第２画像取得部は、
抽出された前記信号に基づいて、前記特定の波長帯域における信号を含む前記第２画像を生成することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項８】
請求項７において、
前記第２画像取得部は、
前記白色光の波長帯域における信号から、前記特定の波長帯域における信号を算出するためのマトリクスデータを設定するマトリクスデータ設定部を有し、
前記第２画像取得部は、
設定された前記マトリクスデータを用いて、前記白色光の波長帯域における信号から前記特定の波長帯域における信号を算出して、前記第２画像を生成することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項９】
請求項１において、
観察状態が拡大観察状態であるか否かを判定する判定部を含み、
前記判定部により前記拡大観察状態であると判定された場合に、
前記フォーカス制御部は、
前記第２画像の中の被写体像に合焦させる前記制御を行って、前記撮像光学系のフォーカス調整を行い、
前記第１画像取得部は、
前記フォーカス調整された前記撮像光学系により撮像した前記第１画像を取得することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項１０】
請求項９において、
前記判定部は、
前記内視鏡装置のスコープ部が前記被写体に接近しているか否かに関する情報を取得し、前記スコープ部が前記被写体に接近していると前記情報に基づいて判断した場合に、前記拡大観察状態であると判定することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項１１】
請求項１０において、
前記判定部は、
前記被写体のエッジ形状の大きさを前記情報として取得し、前記エッジ形状の大きさが所定時間前の前記エッジ形状の大きさよりも大きいと判断した場合に、前記拡大観察状態であると判定することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項１２】
請求項９において、
前記判定部は、
画像の合焦状態を評価するための評価値を前記第１画像または前記第２画像から取得し、合焦状態から非合焦状態に変化したと前記評価値に基づいて判定した場合に、前記拡大観察状態であると判定することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項１３】
請求項１において、
前記第１画像取得部は、
光源部から照射される光に基づく前記第１画像を取得し、
前記第２画像取得部は、
前記光源部から照射される光に基づく前記第２画像を取得することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項１４】
請求項１３において、
前記光源部は、
白色光光源を有し、
前記第１画像取得部は、
前記白色光光源から照射される白色光に基づく前記第１画像を取得し、
前記第２画像取得部は、
前記白色光光源から照射される前記白色光に基づく前記第２画像を取得することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項１５】
請求項１４において、
前記光源部は、
前記白色光を構成する第１〜第Ｎ（Ｎは２以上の整数）の単色光の波長帯域を透過するフィルタを、前記白色光に対して適用することで、前記第１〜第Ｎの単色光を出射し、
前記第１画像取得部は、
前記第１〜第Ｎの単色光の波長帯域の情報を有する第１〜第Ｎの単色画像を取得し、取得した前記第１〜第Ｎの単色画像に基づいて前記第１画像を生成することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項１６】
請求項１４において、
前記光源部は、
前記特定の波長帯域を透過するフィルタを前記白色光に対して適用することで、前記特定の波長帯域の光を出射し、
前記第２画像取得部は、
前記特定の波長帯域の情報を有する前記第２画像を取得することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項１７】
請求項１６において、
前記光源部は、
前記特定の波長帯域を構成する第１〜第Ｍ（Ｍは２以上の整数）の波長帯域を透過するフィルタを前記白色光に対して適用することで、前記第１〜第Ｍの波長帯域の光を出射し、
前記第２画像取得部は、
前記第１〜第Ｍの波長帯域の情報を有する第１〜第Ｍの構成画像を取得し、取得した前記第１〜第Ｍの構成画像に基づいて前記第２画像を生成することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項１８】
請求項１３において、
前記光源部は、
白色光光源と、
前記特定の波長帯域の情報を有する特殊光を出射する特殊光光源を有し、
前記第１画像取得部は、
前記白色光光源から照射される前記白色光に基づく前記第１画像を取得し、
前記第２画像取得部は、
前記特殊光光源から照射される前記特殊光に基づく前記第２画像を取得することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項１９】
生体内の被写体を撮像光学系により撮像した画像であって、白色光の波長帯域における情報を有した被写体像を含む画像を、第１画像として取得する第１画像取得部と、
前記第１画像に含まれる前記被写体像の生体構造をより強調させた生体構造の被写体像を含む画像を、第２画像として取得する第２画像取得部と、
前記第２画像の中の被写体像に合焦させる制御を行って、前記撮像光学系のフォーカス調整を行うフォーカス制御部と、
を含み、
前記第１画像取得部は、
前記フォーカス調整された前記撮像光学系により撮像した前記第１画像を取得することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項２０】
生体内の被写体を撮像光学系により撮像した画像であって、白色光の波長帯域における情報を有した被写体像を含む画像を、第１画像として取得し、
前記第１画像に対応して、特定の波長帯域における情報を有した被写体像を含む画像を第２画像として取得し、
前記第２画像の中の被写体像に合焦させる制御を行って、前記撮像光学系のフォーカス調整を行い、
前記フォーカス調整された前記撮像光学系により撮像した前記第１画像を取得することを特徴とするフォーカス制御方法。
【請求項２１】
生体内の被写体を撮像光学系により撮像した画像であって、白色光の波長帯域における情報を有した被写体像を含む画像を、第１画像として取得する第１画像取得部と、
前記第１画像に対応して、特定の波長帯域における情報を有した被写体像を含む画像を第２画像として取得する第２画像取得部と、
前記第２画像の中の被写体像に合焦させる制御を行って、前記撮像光学系のフォーカス調整を行うフォーカス制御部として、
コンピュータを機能させ、
前記第１画像取得部は、
前記フォーカス調整された前記撮像光学系により撮像した前記第１画像を取得することを特徴とするプログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【公開番号】特開２０１２−１１０４８１（Ｐ２０１２−１１０４８１Ａ）
【公開日】平成２４年６月１４日（２０１２．６．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２６１１７２（Ｐ２０１０−２６１１７２）
【出願日】平成２２年１１月２４日（２０１０．１１．２４）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月１４日（２０１２．６．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月２４日（２０１０．１１．２４）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
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