(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
焦点を切り替え可能なスコープと、前記スコープにより得られた内視鏡映像データを画像処理して出力するビデオプロセッサと、前記ビデオプロセッサから出力される内視鏡映像データを表示する観察モニタとからなる内視鏡ビデオシステムであって、
前記スコープは、
ユーザによる焦点切り替え操作に応じて焦点を切り替える２焦点切り替え部を有し、
前記ビデオプロセッサは、
前記内視鏡映像データに基づいて焦点評価値を算出する算出部と、
焦点切り替え前に得られた焦点評価値と、切り替え後に得られた焦点評価値とを比較し、比較結果に基づいて、どちらの焦点が合っているかを判定する判定部と、
前記判定部の判定結果に基づき、前記内視鏡映像データを前記観察モニタに出力する出力部と、
前記判定部により焦点が合っていると判定された内視鏡映像データを前記出力部に出力する選択部と、
を有し、
前記２焦点切り替え部は、前記判定部により切り替え前の焦点が合っていると判定された場合は、前記ビデオプロセッサからの指示にしたがって、切り替え前の焦点の状態に戻し、
前記出力部は、前記判定部による判定結果を前記内視鏡映像データと合成した合成映像データを生成する合成部を含み、前記判定部により切り替え後の焦点が合っていると判定された場合は、前記選択部から入力された切り替え後の内視鏡映像データを出力し、切り替え前の焦点が合っていると判定された場合は、前記合成部において、前記判定部からの通知に基づき、焦点の切り替えを行わない旨の情報を前記切り替え前の内視鏡映像データと合成した合成映像データを生成する、
ことを特徴とする内視鏡ビデオシステム。
【請求項２】
焦点を切り替え可能なスコープにより得られた内視鏡映像データを画像処理し、観察モニタに画像処理した内視鏡映像データを出力するビデオプロセッサであって、
前記内視鏡映像データに基づいて焦点評価値を算出する算出部と、
前記スコープにおいてユーザによる焦点切り替え操作に応じて焦点を切り替える前に得られた焦点評価値と、切り替え後に得られた焦点評価値とを比較し、比較結果に基づいて、どちらの焦点が合っているかを判定する判定部と、
前記判定部の判定結果に基づき、前記内視鏡映像データを前記観察モニタに出力する出力部と、
前記判定部により焦点が合っていると判定された内視鏡映像データを前記出力部に出力する選択部と、
を有し、
前記判定部により切り替え前の焦点が合っていると判定された場合は、前記スコープに対し、切り替え前の焦点の状態に戻すよう指示し、
前記出力部は、前記判定部による判定結果を前記内視鏡映像データと合成した合成映像データを生成する合成部を含み、前記判定部により切り替え後の焦点が合っていると判定された場合は、前記選択部から入力された切り替え後の内視鏡映像データを出力し、切り替え前の焦点が合っていると判定された場合は、前記合成部において、前記判定部からの通知に基づき、焦点の切り替えを行わない旨の情報を前記切り替え前の内視鏡映像データと合成した合成映像データを生成することを特徴とするビデオプロセッサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、焦点を切り替える機能を有するスコープにおいて取得した内視鏡映像データをビデオプロセッサにて画像処理し、画像処理を施した内視鏡映像データを外部に出力する内視鏡ビデオシステム及びこれにおいて使用するビデオプロセッサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、撮像部を内蔵するスコープを体腔内に挿入し、撮像部から出力された画像を画像処理プロセッサにて画像処理し、画像処理後の撮像画像を表示・記録画像として出力する内視鏡ビデオシステムが広く知られている（例えば、特許文献１）。【０００３】
近年の内視鏡ビデオシステムによれば、撮像素子の高画素化が進むにつれて、１画素当たりのセルサイズが小さくなってきている。この結果、被写界深度の範囲が狭くなり、単焦点の構成では、合焦が難しくなってきている。このため、２焦点（近焦点（ＮＥＡＲ）／遠焦点（ＦＡＲ））の切り替え機能を有するスコープも用いられるようになってきている。【０００４】
２焦点を切り替え可能なスコープにおいて取得した画像の合焦度合いを判定する技術に関しては、撮像した複数の画像のそれぞれについて合焦評価値を求め、これに基づき選択した画像をフリーズ画像として設定することについて開示されている（例えば、特許文献２）。【０００５】
また、画像に対して合焦位置（ピント位置）の情報を付加することにより、ユーザであるドクターに対して撮像部をどちらの方向に動かせばピントを合わせることができるかを知らせる技術についても開示されている（例えば、特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１３−１２８７２３号公報
【特許文献２】特開２０１３−２３０３１９号公報
【特許文献３】特開２０１２−３９２５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
現在、２焦点切り替え機能を有するスコープを用いて観察を行う際には、２つの焦点のうち、いずれの方が合っているかをドクター等のユーザが主観で判断している。しかし、ユーザの判断が適切である、すなわち、ユーザが選択した映像の方が焦点が合っているとは限らない。【０００８】
本発明は、観察に適した画像を客観的に判断し、判断した結果をユーザに提示することにより、ユーザが最適な焦点で観察することを可能とする技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様に係る内視鏡ビデオシステムによれば、焦点を切り替え可能なスコープと、前記スコープにより得られた内視鏡映像データを画像処理して出力するビデオプロセッサと、前記ビデオプロセッサから出力される内視鏡映像データを表示する観察モニタとからなる内視鏡ビデオシステムであって、前記スコープは、ユーザによる焦点切り替え操作に応じて焦点を切り替える２焦点切り替え部を有し、前記ビデオプロセッサは、前記内視鏡映像データに基づいて焦点評価値を算出する算出部と、焦点切り替え前に得られた焦点評価値と、切り替え後に得られた焦点評価値とを比較し、比較結果に基づいて、どちらの焦点が合っているかを判定する判定部と、前記判定部の判定結果に基づき、前記内視鏡映像データを前記観察モニタに出力する出力部と、を有し、前記２焦点切り替え部は、前記判定部により切り替え前の焦点が合っていると判定された場合は、前記ビデオプロセッサからの指示にしたがって、切り替え前の焦点の状態に戻すことを特徴とする。【００１０】
本発明の他の態様に係る内視鏡ビデオシステムによれば、焦点を切り替え可能なスコープと、前記スコープにより得られた内視鏡映像データを画像処理して出力するビデオプロセッサと、前記ビデオプロセッサから出力される内視鏡映像データを表示する観察モニタとからなる内視鏡ビデオシステムであって、前記スコープは、ユーザのスコープ操作信号によりフリーズ機能が開始すると、フリーズ機能の開始に応答して焦点を切り替える２焦点切り替え部を有し、前記ビデオプロセッサは、前記内視鏡映像データに基づいて焦点評価値を算出する算出部と、焦点切り替え前から切り替え後までに得られた画像の焦点評価値を比較し、比較結果に基づいて、いずれの焦点が最も合っているかを判定する判定部と、前記判定部により最も焦点が合っていると判定された最適焦点画像のデータを出力する選択部と、前記選択部から入力されたデータに基づき、前記最適焦点画像を静止画像として前記観察モニタに出力し、所定期間にわたり当該静止画像の出力状態を維持する出力部と、を有することを特徴とする。【００１１】
本発明の一態様に係るビデオプロセッサによれば、焦点を切り替え可能なスコープにより得られた内視鏡映像データを画像処理し、観察モニタに画像処理した内視鏡映像データを出力するビデオプロセッサであって、前記内視鏡映像データに基づいて焦点評価値を算出する算出部と、前記スコープにおいてユーザによる焦点切り替え操作に応じて焦点を切り替える前に得られた焦点評価値と、切り替え後に得られた焦点評価値とを比較し、比較結果に基づいて、どちらの焦点が合っているかを判定する判定部と、前記判定部の判定結果に基づき、前記内視鏡映像データを前記観察モニタに出力する出力部と、を有し、前記判定部により切り替え前の焦点が合っていると判定された場合は、前記スコープに対し、切り替え前の焦点の状態に戻すよう指示することを特徴とする。【００１２】
本発明の他の態様に係るビデオプロセッサによれば、焦点を切り替え可能なスコープにより得られた内視鏡映像データを画像処理し、観察モニタに画像処理した内視鏡映像データを出力するビデオプロセッサであって、前記内視鏡映像データに基づいて焦点評価値を算出する算出部と、前記スコープにおいてユーザのスコープ操作信号によるフリーズ機能の開始に応答して焦点切り替え前から切り替え後までに得られた画像の焦点評価値を比較し、比較結果に基づいて、いずれの焦点が最も合っているかを判定する判定部と、前記判定部により最も焦点が合っていると判定された最適焦点画像のデータを出力する選択部と、前記選択部から入力されたデータに基づき、前記最適焦点画像を静止画像として前記観察モニタに出力し、所定期間にわたり当該静止画像の出力状態を維持する出力部と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、内視鏡システムにおいて、観察に適した画像を客観的に判断し、判断した結果をユーザに提示することにより、ユーザは、最適な焦点で観察することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施の形態に係る内視鏡ビデオシステムの構成図である。
【図２】実施の形態に係るビデオプロセッサによる全体動作の制御処理を示したフローチャートである。
【図３】最適焦点選択制御処理の詳細を示したフローチャートである。
【図４】焦点切り替え制御において出力される合成画像を例示する図である。
【図５】フリーズ制御における各信号のタイムチャート図である。
【図６】レリーズ制御における各信号のタイムチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る内視鏡ビデオシステムの構成図である。図１に示す内視鏡ビデオシステム１００は、スコープ２、ビデオプロセッサ１及び観察モニタ３を有する。内視鏡ビデオシステム１００は、スコープ２により得られた内視鏡映像データをビデオプロセッサ１にて画像処理し、観察モニタ３には、ビデオプロセッサ１から出力される内視鏡映像データを表示する。図１においては、映像データの流れを太線で、各種制御信号の流れを細線で示している。
【００１６】
本実施形態においては、スコープ２は、近焦点（ＮＥＡＲ）及び遠焦点（ＦＡＲ）の２焦点切り替え機能を備える。ビデオプロセッサ１は、スコープ２の焦点が切り替わる際には、スコープ２から取得した切り替え前後を含む複数の画像間で評価値を比較して、いずれの焦点が合っているかの判定を行う。
【００１７】
スコープ２は、ユーザであるドクターの手元にて操作可能な操作部が設けられている。ドクターは、操作部を介して、各種の内視鏡ビデオシステム１００の操作を行う。本実施形態に係わる操作としては、スコープ２の焦点の切り替え操作、フリーズ（ライブ動画である内視鏡映像を一時停止させ、観察モニタ３に静止画像を表示すること）操作及びレリーズ（静止画像を外部メモリ４に記録すること）操作が挙げられる。ユーザがスコープ２の操作部を介して焦点の切り替え操作、フリーズ操作及びレリーズ操作を行うと、そのタイミングで、焦点切替スイッチ信号、フリーズスイッチ信号及びレリーズスイッチ信号がオンに切り替わる。ビデオプロセッサ１においては、スコープ２から入力されるこれらのスイッチ信号のオン／オフ状態を判定して、それぞれ対応する制御を行う。
【００１８】
ビデオプロセッサ１は、オートフォーカス部１１、記憶部１２、選択部１３、映像出力部１４、ＣＰＵ１５及びブザー１６を有する。図１においては、本実施形態に係るビデオプロセッサ１の動作に係わる構成のみを記載している。
【００１９】
オートフォーカス部１１は、スコープ２から入力された内視鏡画像のピント合わせを行う。オートフォーカス部１１は、ピント合わせをする際に、スコープ２から入力される各フレーム画像に対して、焦点評価値を算出している。オートフォーカス部１１は、例えば、コントラスト値の高い画像ほど焦点評価値が高くなるように各フレーム画像につき値を算出する。記憶部１２は、必要に応じて、図１においては不図示の画像処理部において画像処理された内視鏡画像とオートフォーカス部１１において算出した焦点評価値とを対応付けて記憶する。
【００２０】
選択部１３は、スコープ２が焦点の切り替えを行った際には、切り替えの前後の画像、あるいは焦点の切り替え開始から切り替え完了までの間に取得される画像の中から上記の焦点評価値の高い画像を記憶部１２から取得する。選択部１３は、記憶部１２から取得した画像を映像出力部１４に出力する。映像出力部１４は、選択部１３から入力された内視鏡画像を観察モニタ３に出力する。なお、映像出力部１４は、通常（スコープ２において焦点の切り替えが行われていないとき）は、内視鏡映像（ライブ動画）のデータを観察モニタ３に出力している。
【００２１】
ＣＰＵ１５は、フリーズ機能５１、焦点切替機能５２、焦点評価値比較機能５３及び最適焦点画像記録機能５４を有し、ビデオプロセッサ１の各部の制御を行うほか、例えば、スコープ２からの各種操作指示の受け付けや、スコープ２の動作の制御を行う。
【００２２】
ＣＰＵ１５が有する機能のうち、フリーズ機能５１は、ユーザによるフリーズスイッチ操作によりスコープ２からフリーズスイッチ信号を受け付けた場合に、観察モニタ３に表示させる内視鏡映像を一時停止させて、観察モニタ３には静止画像を表示させる。
【００２３】
焦点切替機能５２は、スコープ２から焦点切替スイッチ信号やフリーズスイッチ信号を受信すると、あるいは、スコープ２からのレリーズスイッチ信号に基づきフリーズ機能５１から指示をされると、スコープ２に対して焦点切替信号を送信し、焦点の切り替えを実行させる。
【００２４】
焦点評価値比較機能５３は、オートフォーカス部１１にて算出した各フレーム画像の焦点評価値のうち、スコープ２において焦点の切り替えを行う前後や、切り替えの開始から終了までの間の画像についての焦点評価値を、画像と対応付けて記憶部１２に記憶させておく。焦点評価値比較機能５３は、記憶部１２から必要な焦点評価値（群）を取得して、値の比較を行い、比較結果に基づき、記憶部１２に最適焦点画像選択信号を送信する。そして、記憶部１２に記憶されている画像の中から最も焦点評価値の高い画像を読み出す。読み出した最適焦点画像のデータは、選択部１３またはＣＰＵ１５に渡される。選択部１３またはＣＰＵ１５のいずれに最適焦点画像のデータを渡すかについては、スコープ２から受信したスイッチ信号による。上記のとおり、スイッチ信号が焦点切替信号やフリーズスイッチ信号である場合は、最適焦点画像のデータを選択部１３に渡す。スイッチ信号がレリーズスイッチ信号である場合は、実施例では、最適焦点画像のデータは、ＣＰＵ１５（の最適焦点画像記録機能５４）に渡すとともに、選択部１３にも渡し、観察モニタ３に最適焦点画像を表示させている。
【００２５】
最適焦点画像記録機能５４は、焦点評価値比較機能５３により最も焦点が合っていると判定された画像を、記憶部１２から受け取り、外部メモリ４に記録する。
ブザー１６は、例えばＣＰＵ１５の焦点評価値比較機能５３による比較結果に基づき焦点切替機能５２が作用することとなった場合、すなわち、ビデオプロセッサ１の判断によりスコープ２の焦点を切り替えることとなった場合に、音によりユーザにその旨等を報知する。ブザー１６により、例えば、２焦点のそれぞれに対して異なる音を設定しておき、いずれの方が焦点が合っているかを報知することができる。あるいは、ブザー１６により、切り替え前の方が焦点が合っている旨を報知することもできる。なお、ユーザへの報知は、ブザー１６以外の手段によってもよく、例えば、観察モニタ３にメッセージを表示する等によってもよい。
【００２６】
このように、本実施形態に係る内視鏡ビデオシステム１００によれば、ドクター等のユーザが手元の操作部を介して内視鏡画像に係わる各種の操作を行った場合には、ビデオプロセッサ１は、スコープ２の焦点の切り替えを行わせて、最適焦点画像を判定する。具体的には、ユーザがスコープ２の焦点を切り替える操作を行った場合のほか、観察モニタ３に表示中の内視鏡映像を一時停止させるためにフリーズ操作を行った場合、内視鏡画像を外部メモリ４に記録するためにレリーズ操作を行った場合にも、最適焦点画像の判定を行う。
【００２７】
以下においては、まず、ビデオプロセッサ１において、スコープ２のユーザからそれぞれ所定の操作がなされた場合に、最適焦点に対応する画像の観察モニタ３や外部メモリ４等の外部装置への出力に関してどのような制御を行うかについて、図２を参照して説明することとする。
【００２８】
図２は、本実施形態に係るビデオプロセッサ１による全体動作の制御処理を示したフローチャートである。ビデオプロセッサ１のＣＰＵ１５は、内視鏡検査等によって内視鏡ビデオシステム１００の使用が開始されると、図２に示す一連の処理を開始する。図２においては、本実施形態に係わる動作のみを示している。
【００２９】
まず、ステップＳ１０１で、ＣＰＵ１５は、スコープ２からの焦点切替スイッチ信号がオフからオンに立ち上がるタイミングを検知したか否かを判定する。ＣＰＵ１５が、焦点切替スイッチ信号がオンに立ち上がったタイミングを検知すると（ステップＳ１０１でＹｅｓの場合）、ステップＳ１０２に進み、焦点切替スイッチ信号がオフのままである場合（ステップＳ１０１でＮｏの場合）は、ステップＳ１０３に進む。
【００３０】
ステップＳ１０２では、ＣＰＵ１５は、最適焦点選択制御処理を実行する。最適焦点選択制御処理とは、焦点を近焦点（ＮＥＡＲ）から遠焦点（ＦＡＲ）へ、あるいはその逆へと切り替える際に、その間に取得される内視鏡画像の中から焦点が最も合っている画像を選択するために、内視鏡ビデオシステム１００の各部を制御する処理をいう。ステップＳ１０２においては、ユーザから焦点切り替えの操作がなされた場合であるので、ここでは、焦点を切り替える前後の画像のうち、いずれの焦点が合っているかを判定し、対応する画像を選択するための制御を行う。ステップＳ１０２において最適焦点選択制御処理を終えると、ＣＰＵ１５は、図２の処理を終了する。
【００３１】
ステップＳ１０３では、ＣＰＵ１５は、スコープ２からのフリーズスイッチ信号がオフからオンに立ち上がるタイミングを検知したか否かを判定する。ＣＰＵ１５が、フリーズスイッチ信号がオンに立ち上がったタイミングを検知すると（ステップＳ１０３でＹｅｓの場合）は、ステップＳ１０４に進む。フリーズスイッチ信号がオフのままである場合（ステップＳ１０３でＮｏの場合）は、ステップＳ１０８に進む。
【００３２】
ステップＳ１０４では、ＣＰＵ１５は、更に、フリーズ信号がオン／オフのいずれの状態であるかを判定する。すなわち、フリーズスイッチ信号がオフからオンに切り替わると、ビデオプロセッサ１のＣＰＵ１５は、フリーズ機能５１をオンからオフへ、あるいはオフからオンへと切り替える。既にフリーズ機能５１がオンであるときに、フリーズスイッチ信号がオンに切り替わった場合は、フリーズ機能５１をオフへと切り替える。他方、フリーズ機能５１がオフであるときに、フリーズスイッチ信号がオンに切り替わった場合は、フリーズ機能５１をオンへと切り替える。ステップＳ１０４の判定に用いるフリーズ信号は、図１のフリーズ機能５１のオン／オフを表す信号である。ステップＳ１０４の判定において、フリーズ信号がオンである場合（ステップＳ１０４でＹｅｓの場合）は、ステップＳ１０７へ進む。フリーズ信号がオフである場合（ステップＳ１０４でＮｏの場合）は、ステップＳ１０５に進む。
【００３３】
ステップＳ１０５では、ＣＰＵ１５（のフリーズ機能５１）は、選択部１３に向けて送出するフリーズ信号を、オフからオンへと切り替える。そして、ステップＳ１０６で、ＣＰＵ１５は、上記の最適焦点選択制御処理を実行し、処理を終了する。一方、ステップＳ１０７に進んだ場合は、ステップＳ１０７で、ＣＰＵ１５（のフリーズ機能５１）は、フリーズ信号をオフにし、内視鏡映像の一時停止を解除すると、処理を終了する。
【００３４】
ステップＳ１０６における最適焦点選択制御処理は、ユーザから観察モニタ３に表示中の内視鏡映像を一時停止させる旨の操作がなされた場合の制御処理である。本実施形態においては、一時停止の指示を受けると、スコープ２の焦点を切り替え、この間に取得される画像の中から最も焦点の合っている画像を判定し、対応する画像を観察モニタ３に表示するための制御を行う。ステップＳ１０６において最適焦点選択制御処理を終えると、ＣＰＵ１５は、図２の処理を終了する。
【００３５】
ステップＳ１０３の判定の際、フリーズスイッチ信号はオフのままであるとして、ステップＳ１０８に進んだ場合には、ステップＳ１０８にて、ＣＰＵ１５は、更に、レリーズスイッチ信号がオフからオンに立ち上がるタイミングを検知したか否かを判定する。レリーズスイッチ信号がオフのままである場合（ステップＳ１０８でＮｏの場合）は、ＣＰＵ１５は、特に処理を行わず、図２の処理を終了する。
【００３６】
ステップＳ１０８において、ＣＰＵ１５が、レリーズスイッチ信号がオンに立ち上がるタイミングを検知すると（ステップＳ１０８でＹｅｓの場合）、ステップＳ１０９で、ＣＰＵ１５（のフリーズ機能５１）は、選択部１３に向けて送出するフリーズ信号を、オンに切り替える。そして、ステップＳ１１０で、ＣＰＵ１５は、ステップＳ１０２やステップＳ１０６と同様に、最適焦点選択制御処理を実行する。
【００３７】
ステップＳ１１０における最適焦点選択制御処理は、ユーザから静止画像を外部メモリ４に記録する旨の操作がなされた場合の制御処理である。そこで、ここでは、焦点を切り替えて、この間に取得した画像の中から最も焦点の合っている画像を判定し、対応する画像を取得して、記録する画像を観察モニタ３に表示するための制御を行う。ステップＳ１１０において最適焦点選択制御処理を終えると、ステップＳ１１１に進む。
【００３８】
ステップＳ１１１で、ＣＰＵ１５（の最適焦点画像記録機能５４）は、ステップＳ１１０の処理で得られた最適焦点記録画像のデータを外部メモリ４に向けて出力する。そして、ステップＳ１１２で、ＣＰＵ１５（の最適焦点画像記録機能５４）は、外部メモリ４における画像データの書き込みを制御する画像記録信号をオンにし、その後、ステップＳ１１３で、オフに戻す。ステップＳ１１４で、ＣＰＵ１５（のフリーズ機能５１）は、フリーズ信号をオフに切り替え、図２の処理を終了する。
【００３９】
このように、ユーザが内視鏡画像に係わる各種操作を行った場合には、これに応じて、焦点の切り替えを行って最適焦点画像を選択し、選択した結果に基づき観察モニタ３や外部メモリ４に出力を行う。上記のとおり、最適焦点画像は、最適焦点選択制御処理によって判定する。次に、図３を参照して、図２のステップＳ１０２、ステップＳ１０６及びステップＳ１１０の「最適焦点選択制御処理」の詳細について説明することとする。
【００４０】
図３は、最適焦点選択制御処理の詳細を示したフローチャートである。
まず、ステップＳ１で、ＣＰＵ１５は、スコープ２から１フレーム分の画像のデータの取り込みが完了した旨を表す内視鏡画像取込完了信号（図１においては不図示）がオフからオンに立ち上がるタイミングを検知したか否かを判定する。内視鏡画像取込完了信号がオフのままである場合は、１フレーム分の画像データの取り込みが完了するまで待機する（ステップＳ１でＮｏの場合）。内視鏡画像取込完了信号がオンに立ち上がるタイミングを検知すると（ステップＳ１でＹｅｓの場合）、ステップＳ２に進む。
【００４１】
ステップＳ２で、ＣＰＵ１５（の焦点切替機能５２）により、スコープ２において焦点を切り替えさせるため、焦点切替信号をオンに切り替える。そして、ステップＳ３で、ＣＰＵ１５は、スコープ２から送信される焦点切替完了信号がオフからオンに立ち上がるタイミングを待ち受ける（ステップＳ３でＮｏの場合）。スコープ２において、焦点の切り替え動作が完了し、焦点切替完了信号がオンに立ち上がるタイミングをＣＰＵ１５にて検知すると（ステップＳ３でＹｅｓの場合）、ステップＳ４に進む。ステップＳ４で、ＣＰＵ１５は、スコープ２の焦点を切り替える動作が完了したとして、焦点切替信号をオフに切り替え、ステップＳ５に進む。
【００４２】
ステップＳ５では、ＣＰＵ１５は、ステップＳ１と同様の判定を行う。ここでは、先のステップＳ４において焦点切替信号がオンからオフに切り替わったタイミングにおいてスコープ２から取り込み中であった画像のデータについて、取り込みが完了したか否かを判定している。ビデオプロセッサ１は、ステップＳ５で内視鏡画像取込完了信号がオンに立ち上がったタイミングを検知するまでの間に、ｎフレーム分の画像データをスコープ２から取り込み、記憶部１２に記憶している。また、図１のオートフォーカス部１１においては、ｎフレーム分の画像のそれぞれにつき焦点評価値を算出し、算出した焦点評価値を各画像と対応付けて記憶部１２に記憶しているものとする。ステップＳ５で内視鏡画像取込完了信号がオンに立ち上がったタイミングを検知すると、ステップＳ６に進む。
【００４３】
ステップＳ６で、ＣＰＵ１５（の焦点評価値比較機能５３）は、記憶部１２からｎフレームの画像についての過去の焦点評価値群（１〜ｎ）を取得する。ここで、記憶部１２から取得する焦点評価値群を「過去の」焦点評価値群としている理由は、図３のステップＳ６の処理を実行している段階においても、スコープ２からビデオプロセッサ１にフレーム画像が順次入力され、オートフォーカス部１１は、各フレーム画像について焦点評価値を算出しているためである。焦点切替信号がオン状態に切り替わってからオフ状態になるまでの間に取得した画像についての焦点評価値であることを表すため、ステップＳ６で取得する焦点評価値（群）については、「過去の」焦点評価値（群）としている。
【００４４】
ステップＳ７で、ＣＰＵ１５（の焦点評価値比較機能５３）は、ステップＳ６で取得したｎ個の焦点評価値を参照して、最適な焦点評価値を選択する。そして、ステップＳ８で、ＣＰＵ１５（の焦点評価値比較機能５３）は、記憶部１２に記憶するｎフレーム分の画像の中からステップＳ７で選択した最適焦点評価値に対応する画像を選択する最適焦点画像選択信号を、記憶部１２に送信する。
【００４５】
ステップＳ９では、ＣＰＵ１５（の焦点評価値比較機能５３）は、焦点評価値群（１〜ｎ）を比較した結果をユーザに報知するための画像（焦点評価値比較結果画像）を作成し、映像出力部１４に出力する。また、ステップＳ１０で、ＣＰＵ１５（の焦点評価値比較機能５３）は、ブザー１６に対して制御信号を出力し、ステップＳ１１に進む。ブザー１６は、ＣＰＵ１５から受信した制御信号に基づき、所定の音によりユーザに焦点評価値を比較した結果と報知する。
【００４６】
ステップＳ１１で、ＣＰＵ１５は、上記の最適焦点選択制御処理において誤検出がなされていないかを確認するための処理を実行する。具体的には、焦点切り替え後の（ｎ番目のフレームの）画像のデータと切り替え前の（１番目のフレームの）画像のデータとでピクセル間差分をとる。そして、２つの画像のピクセル間差分の値の積算値を所定の設定値と比較することにより、誤検出がなされていないかを確認する。当該積算値が所定の設定値よりも大きい場合には、焦点の切り替えの前後で動きがあり、焦点評価値にこの動きによる影響があったとして、無効な焦点評価値、すなわち、「誤検出あり」と判定する。積算値が所定の設定値以下である場合には、焦点の切り替えの前後で焦点評価値に影響を与える動きはなかった（あるいは所定の範囲内の動きであった）として、有効な焦点評価値、すなわち、「誤検出なし」と判定する。
【００４７】
ステップＳ１２では、ＣＰＵ１５は、ステップＳ１１において確認をした結果、誤検出なしと判定した場合は、ステップＳ１３へと処理を移行させる。誤検出ありと判定した場合は、ステップＳ１４へと処理を移行させる。
【００４８】
ステップＳ１３では、ＣＰＵ１５は、ステップＳ６で記憶部１２から取得した過去の焦点評価値群（１〜ｎ）の中から、焦点切り替え前の焦点評価値（１）と切り替え後の焦点評価値（ｎ）とで、その大きさを比較する。値の大きいほうが、より合焦位置に近いということができる。切り替え前の焦点評価値（１）の方が大きい場合（ステップＳ１３でＹｅｓの場合）は、ステップＳ１４に進む。切り替え前の焦点評価値（１）が切り替え後の焦点評価値（ｎ）以下である場合（ステップＳ１３でＮｏの場合）は、特に処理を行わず、最適焦点選択制御処理を終了する。
【００４９】
ステップＳ１４以降では、より焦点評価値の高い方へと焦点を再度切り替える処理を実行する。まず、ステップＳ１４で、ＣＰＵ１５（の焦点切替機能５２）は、焦点切替信号をオンに切り替え、ステップＳ１５でスコープ２からの焦点切替完了信号がオンに立ち上がるタイミングを待ち受ける。焦点切替完了信号がオンに切り替わると、ステップＳ１６で焦点切替信号をオフにし、処理を終了する。
【００５０】
上記のとおり、本実施形態に係る内視鏡ビデオシステム１００では、ユーザからの指示に応じて焦点の切り替え制御、フリーズ制御及びレリーズ制御を行う際に、図３の最適焦点選択制御処理で最適な焦点と判断された画像を使用する。以下においては、焦点の切り替え制御、フリーズ制御及びレリーズ制御それぞれの具体的な内容について、図面を参照して説明する。
（焦点の切り替え制御）
【００５１】
まず、スコープ２の焦点の切り替え制御を行う際の最適焦点画像の利用方法について説明する。上記のとおり、ユーザにより焦点の切り替えが指示されると、ビデオプロセッサ１のＣＰＵ１５は、図３の最適焦点選択制御処理を実行する。
【００５２】
このうち、図３のステップＳ９における焦点評価値の比較結果画像を作成する処理においては、映像出力部１４の画像合成部４１が、例えば、２つの焦点のうちのいずれの焦点がより合っているかをユーザに報知するメッセージを、内視鏡映像に合成する。この場合の合成画像例を、図４に示す。
【００５３】
図４に示すように、観察モニタ３の画面上には、内視鏡映像３１と、近焦点（ＮＥＡＲ）または遠焦点（ＦＡＲ）のうちいずれの方がより焦点が合っているかを示すメッセージ３２とが合成された画像３０が表示される。ユーザは、観察モニタ３に表示されるメッセージ３２を参照して、焦点を元に戻すか、切り替え後の焦点で観察を続けるかを判断することができる。
【００５４】
あるいは、図３のステップＳ１３乃至ステップＳ１６の処理により、焦点を切り替える前の方がより焦点が合っているという場合には、ビデオプロセッサ１が、焦点を元に戻す制御を行ってもよい。この場合、図３の最適焦点選択制御処理は、ステップＳ１２で誤検出がないと判定した場合には、特に処理を行わず、図３の処理を終了させる。このような制御とすることで、ユーザにとっては、再度焦点を切り替える操作等を特に行わなくとも、より焦点の合っている画像を用いて観察を継続することが可能となる。
【００５５】
図３のステップＳ１３乃至ステップＳ１６処理を実行するか否かについては、ユーザが設定可能な構成としてもよい。ビデオプロセッサ１の判断により必要に応じて焦点を戻す（ステップＳ１３乃至ステップＳ１６の処理を実行する構成とする）場合には、ステップＳ９で作成する合成画像４１には、焦点を戻したか否かのメッセージを含める構成とすることが望ましい。ビデオプロセッサ１の判断によっては焦点を元に戻さない（ステップＳ１３乃至ステップＳ１６の処理は行わない構成とする）場合には、ステップＳ９で作成する合成画像４１には、上記のとおり、２焦点のうちいずれの方が合っているかを報知するメッセージを含める構成とすることが望ましい。
（フリーズ制御）
【００５６】
次に、観察モニタ３に表示中の内視鏡映像について一時停止させる旨の操作がなされた場合の最適焦点画像の利用方法について説明する。
図５は、フリーズ制御における各信号のタイムチャート図である。図５においては、フリーズ制御において内視鏡ビデオシステム１００内の各部が出力する信号のタイムチャートに加えて、各タイミングにおいてスコープ２から入力される画像を最上段に記載している。記憶部１２に記憶する画像及び観察モニタ３に出力される画像については、下の２段に記載している。
【００５７】
図５を参照して、フリーズ制御の際にスコープ２及びビデオプロセッサ１の各部がどのような動作をし、観察モニタ３へはどのようにして最適焦点画像を表示するかを説明することとする。
【００５８】
まず、スコープ２からスコープの操作信号であるフリーズスイッチ信号がオフからオンに立ち上がったタイミングをビデオプロセッサ１にて検知すると、ＣＰＵ１５のフリーズ機能５１は、これに基づき、選択部１３に送出するフリーズ信号をオフからオンに切り替える。これは、図２のステップＳ１０３でＹｅｓの場合（且つフリーズ信号がそれまでオフ状態であった場合）に相当する。フリーズ信号がオフからオンに切り替わると、ＣＰＵ１５の焦点切替機能５２により、焦点切替信号をオフからオンへと切り替える。観察モニタ３には、フリーズ信号がオンに切り替わったタイミングの、すなわち、焦点切り替え前の「画像２」（を含む合成）画像の表示が継続されることとなる。
【００５９】
焦点の切り替え（図５においては遠焦点（ＦＡＲ）から近焦点（ＮＥＡＲ）への切り替え）が完了すると、焦点切替機能５２は、焦点切替信号をオンからオフへと切り替える。これは、図３のステップＳ２及びステップＳ４の処理に相当する。焦点切替信号がオンに切り替わったことを受けて、スコープ２では、焦点の切り替えを開始し、切り替えが完了すると、そのタイミングで焦点切替完了信号をオンに切り替える。ビデオプロセッサ１のＣＰＵ１５（の焦点切替機能５２）では、焦点切替完了信号がオンに立ち上がったタイミングを検知すると、焦点切替信号を再びオフへと切り替える。
【００６０】
この間に内視鏡装置側（スコープ２）から入力される画像のうち、フリーズ信号がオンに切り替わってからオフに切り替わるまでの画像、「画像２」から「画像６」までについて、オートフォーカス部１１で順次焦点評価値を算出する。焦点評価値を算出すると、これと画像とを対応付けて記憶部１２に記憶する。
【００６１】
なお、記憶部１２に記憶する画像２乃至画像６に関しては、画像２については切り替え前の焦点（遠焦点（ＦＡＲ））の画像であり、画像６は切り替え後の焦点（近焦点（ＮＥＡＲ））の画像であり、画像３乃至５はその中間の画像である。
【００６２】
ＣＰＵ１５の焦点評価値比較機能５３は、記憶部１２から取得した画像２乃至画像６の焦点評価値を比較した結果、最適な焦点の画像は「画像６」と判定すると、選択部１３を介して、映像出力部１４に画像６を出力する。映像出力部１４では、選択部１３から入力される画像が「画像２」から「画像６」に切り替わると、これ以降は、画像６を含む合成画像を生成し、これを出力する。その後は、例えば所定の期間の経過後、あるいはユーザのフリーズ解除の操作により、通常の内視鏡映像（ライブ動画）の出力に戻す。
【００６３】
フリーズ制御において、観察モニタ３に最も焦点の合っている静止画像を表示させる方法については、上記に限定されるものではない。例えば、ＣＰＵ１５の焦点評価値比較機能５３により最適焦点画像の判定がなされ、画像６が映像出力部１４を介して観察モニタ３に入力されるまでは、ライブ動画を表示させておく等でもよい。
【００６４】
上記の例では、切り替え後の方が焦点が合っている場合を示しているが、切り替え前の方が焦点が合っている場合も起こり得る。このような場合には、ビデオプロセッサ１の判断により、焦点を元に戻す構成としてもよい。
【００６５】
図５を例にとると、「画像２」が最適焦点画像であると判断した場合には、ＣＰＵ１５の焦点切替機能５２により、再び焦点切替信号をオンに切り替えて、スコープ２に焦点の切り替えを指示する構成としてもよい。この場合、焦点切替信号を再度オンに切り替えるタイミングは、ＣＰＵ１５にて最適焦点画像を判定した後、すなわち、図５では、スコープ２から「画像７」のデータが入力される期間から焦点の切り替えを開始するタイミングである。この場合、スコープ２では、例えば遠焦点（ＦＡＲ）から近焦点（ＮＥＡＲ）への切り替えに要した焦点切替遷移期間Ｔと同じ期間をかけて、近焦点（ＮＥＡＲ）から遠焦点（ＦＡＲ）へと切り替えが実施される。この場合の焦点の状態を図５においては破線で示している。スコープ２からの焦点切替完了信号がオンに切り替わったタイミングで焦点切替信号をオンからオフに切り替える点については、先と同様である。
【００６６】
更には、焦点切り替えの途中で取得した画像の焦点が最も合っていると判定される事態も想定される。図５の例では、焦点評価値を比較した結果、画像３乃至５のいずれかが最適焦点画像と判断されることも起こり得る。このような場合には、例えば、観察モニタ３には最適焦点画像と判断した画像を表示させつつ、焦点については、切り替えの前後でいずれの焦点に近いかを判定し、焦点を元に戻すか否かを判定する構成とすることができる。例えば、画像３が最適焦点画像と判定した場合には、切り替え前の焦点に戻し、画像５が最適焦点画像と判定した場合には、焦点を近焦点（ＮＥＡＲ）に切り替えた状態を維持する構成としてもよい。画像４が最適焦点画像と判定した場合には、切り替え後の状態を維持するか否かを任意のタイミング（観察開始前、あるいは最適焦点の判定後）でユーザが設定可能な構成としてもよい。
【００６７】
このように、最適焦点画像を得るために焦点を切り替えた結果、より合っている方に焦点を切り替える構成とするのか、あるいは、ユーザは「フリーズ」を指示したのであるから、一律に焦点を切り替え前の状態に戻す構成とするのかについては、ユーザが設定可能な構成としてもよい。
（レリーズ制御）
【００６８】
最後に、観察モニタ３に内視鏡映像を表示させている間に静止画像を記録する旨の操作がなされた場合の最適焦点画像の利用方法について説明する。
図６は、レリーズ制御における各信号のタイムチャート図である。図６においては、図５と同様に、内視鏡ビデオシステム１００内の各部が出力する信号のタイムチャートに加え、各タイミングにおいてスコープ２から入力される画像を最上段に記載している。記憶部１２に記憶する画像及び観察モニタ３に出力される画像については、下の２段に記載している。
【００６９】
図６を参照して、レリーズ制御の際にスコープ２及びビデオプロセッサ１の各部がどのような動作をし、外部メモリ４等へはどのように最適焦点画像を出力するかを説明することとする。
【００７０】
まず、スコープ２からスコープの操作信号であるレリーズスイッチ信号がオフからオンに立ち上がったタイミングをビデオプロセッサ１にて検知すると、ＣＰＵ１５のフリーズ機能５１は、これに基づき、選択部１３に送出するフリーズ信号をオフからオンに切り替える。実施例では、外部メモリ４に記録する静止画像を観察モニタ３にも表示させる構成としているため、このタイミングでフリーズ信号をオンに切り替えている。観察モニタ３には、フリーズ信号がオンに切り替わったタイミングの、すなわち、焦点切り替え前の「画像２」（を含む合成）画像の表示が継続されることとなる。
【００７１】
フリーズ信号がオフからオンに切り替わると、ＣＰＵ１５の焦点切替機能５２により、焦点切替信号をオフからオンへと切り替える。以降の焦点の切り替えにかかわる動作については、上記のフリーズ制御の場合と同様である。すなわち、焦点切替信号がオンに切り替わったことに伴う焦点の状態の遷移（ＦＡＲからＮＥＡＲへの遷移）、及び焦点切替完了信号がオンになったタイミングで焦点切替信号をオフに切り替えるまでの動きについては、図５のフリーズ制御の場合と同様である。
【００７２】
この間に内視鏡装置側（スコープ２）から入力される画像のうち、フリーズ信号がオンに切り替わってからオフに切り替わるまでの画像、「画像２」から「画像５」までについて、オートフォーカス部１１で順次焦点評価値を算出する。焦点評価値を算出すると、これと画像とを対応付けて記憶部１２に記憶する。このうち、画像２は切り替え前の遠焦点（ＦＡＲ）の画像、画像５は近焦点（ＮＥＡＲ）の画像、画像３及び４はその中間の画像である。
【００７３】
ＣＰＵ１５の焦点評価値比較機能５３は、記憶部１２から取得した画像２乃至画像５の焦点評価値を比較した結果、最適な焦点の画像は「画像５」と判定すると、最適焦点画像記録機能５４は、画像５のデータを外部メモリ４に向けて出力する。そして、ＣＰＵ１５の焦点評価値比較機能５３は、画像記録信号を外部メモリ４に送信して、画像５のデータの書き込みを行わせる。これとともに、図６に示す例では、選択部１３を介して、映像出力部１４には画像５を出力する。映像出力部１４では、選択部１３から入力される画像が「画像５」に切り替わると、これ以降は、画像５を含む合成画像を生成し、これを出力する。その後は、例えば所定の期間の経過後、あるいは外部メモリ４への記録が完了したことをもって、通常の内視鏡映像（ライブ動画）の出力に戻す。
【００７４】
レリーズ制御の場合においても、フリーズ制御の場合と同様に、最適焦点画像を求めた後に、ビデオプロセッサ１の判断により、より焦点の合っている方に切り替えを行う（あるいは切り替え後の状態を維持する）構成としてもよい。あるいは、ユーザは「レリーズ」を指示したのであるから、一律に焦点を元に戻す構成としてもよい。いずれの構成にするかをユーザが設定可能な構成としてもよい。最適焦点画像を求めた後、焦点を元に戻す場合の制御や、切り替え途中の画像が最適焦点画像である場合の外部メモリ４や観察モニタ３へのデータの出力方法等については、上記フリーズ制御の場合と同様である。
【００７５】
以上説明したように、本実施形態に係る内視鏡システム１００によれば、２焦点切り替え機能を有するスコープ２において、焦点を切り替えた場合には、ビデオプロセッサ１のオートフォーカス部１１にて算出する焦点評価値により、切り替えの前後でいずれの焦点が合っているかを判定する。これに基づき観察モニタ３に画像を出力しつつ、切り替え前の方が焦点が合っていると判定した場合には、焦点を切り替え前の状態に戻す。このように、観察に適した画像をビデオプロセッサ１にて客観的に判断し、判断した結果をユーザに提示することで、ユーザが最適な焦点で観察することが可能となる。
【００７６】
また、フリーズやレリーズの操作があった場合にも、ビデオプロセッサ１は、スコープ２の焦点の切り替えを行わせ、オートフォーカス部１１にて算出する焦点評価値により、切り替え開始から切り替え完了までの間に取得される画像の中から最も焦点の合っている最適焦点画像を判定する。そして、最適焦点画像を観察モニタ３に出力する。このように、最も焦点の合っている画像、すなわち観察に適した画像をビデオプロセッサ１にて客観的に判断し、判断した結果をユーザに提示することで、ユーザが最適な焦点で観察することが可能となる。
【００７７】
本発明は、上述した実施形態そのままに限定されるものではく、実施段階でのその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化することができる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成することができる。例えば、実施形態に示される全構成要素を適宜組み合わせても良い。更に、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。このような、発明の趣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とはもちろんである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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