(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像部が合焦する被写体の位置である合焦物体位置を、離散的な複数の位置の各位置に切り替え駆動するフォーカス駆動部と、
前記撮像部により取得された撮像画像から特徴量を抽出する特徴量抽出部と、
前記切り替え駆動を制御するフォーカス切替制御部と、
を含み、
前記特徴量抽出部は、
前記撮像画像に対して第１の注目領域と、前記第１の注目領域とは異なる第２の注目領域とを設定し、前記第１の注目領域及び前記第２の注目領域の各注目領域のコントラスト値を前記特徴量として求め、
前記フォーカス切替制御部は、
前記第１の注目領域及び前記第２の注目領域のコントラスト値と、前記離散的な複数の位置のうち前記合焦物体位置が設定されている位置とに基づいて、前記特徴量が所定条件を満たすか否かの判定を行い、前記所定条件を満たすと判定した場合には、前記特徴量に基づいて前記切り替え駆動の制御を行うＡＦ（Auto-Focus）制御を中断し、ユーザーからの操作情報に基づいて前記切り替え駆動の制御を行うＭＦ（Manual-Focus）制御を行う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、
通知部を制御する通知制御部を含み、
前記フォーカス切替制御部は、
前記特徴量が前記所定条件を満たすか否かの判定を行い、前記判定の結果に基づいて前記ＡＦ制御又は前記ＭＦ制御を選択し、
前記通知制御部は、
前記所定条件を満たすと前記フォーカス切替制御部が判定した場合に、前記ＭＦ制御が選択されたことを前記通知部に通知させる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２において、
前記通知制御部は、
前記フォーカス切替制御部が前記ＭＦ制御から前記ＡＦ制御を再開した場合に、前記ＡＦ制御が選択されたことを前記通知部に通知させる制御を行うことを特徴とする内視鏡装置。
【請求項４】
請求項１において、
前記フォーカス切替制御部は、
前記コントラスト値と所定閾値との大小関係を前記各注目領域について判定し、前記各注目領域についての前記大小関係が所定の関係に一致する場合に、前記コントラスト値が前記所定条件を満たすと判定することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項５】
請求項１において、
前記特徴量抽出部は、
前記撮像画像を複数の分割領域に分割し、前記複数の分割領域のうち最も明るい分割領域と最も暗い分割領域とに基づいて、前記第１の注目領域及び前記第２の注目領域を設定することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項６】
請求項５において、
前記特徴量抽出部は、
前記最も明るい分割領域と前記最も暗い分割領域とを結ぶ線上に前記第１の注目領域及び前記第２の注目領域を設定することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項７】
請求項５において、
前記特徴量抽出部は、
前記最も明るい分割領域に対応する前記第１の注目領域と、前記最も明るい分割領域と前記最も暗い分割領域との間の前記第２の注目領域とを設定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、
前記離散的な複数の位置は、近点側と遠点側の２つの位置であり、
前記フォーカス駆動部は、
前記近点側の位置と前記遠点側の位置に前記合焦物体位置を駆動する二焦点切り替えを行うことを特徴とする内視鏡装置。
【請求項９】
請求項８において、
前記フォーカス切替制御部は、
前記合焦物体位置が前記近点側の位置に設定され、前記第１の注目領域のコントラスト値が所定閾値よりも小さく、前記第２の注目領域のコントラスト値が前記所定閾値よりも大きい場合、
或いは、前記合焦物体位置が前記遠点側の位置に設定され、前記第１の注目領域のコントラスト値が前記所定閾値よりも大きく、前記第２の注目領域のコントラスト値が前記所定閾値よりも小さい場合に、
前記所定条件を満たすと判定し、前記ＭＦ制御に切り替えることを特徴とする内視鏡装置。
【請求項１０】
請求項８において、
前記フォーカス切替制御部は、
前記ＡＦ制御を選択している場合において、前記第１の注目領域及び前記第２の注目領域のコントラスト値が所定閾値よりも大きい場合には、前記近点側の位置及び前記遠点側の位置の一方である前記合焦物体位置を維持し、前記第１の注目領域及び前記第２の注目領域のコントラスト値が前記所定閾値よりも小さい場合には、前記近点側の位置及び前記遠点側の位置の他方に前記合焦物体位置を切り替え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、
前記フォーカス切替制御部は、
前記ＡＦ制御を選択している場合において、前記合焦物体位置が前記近点側の位置に設定され、前記第１の注目領域のコントラスト値が前記所定閾値よりも大きく、前記第２の注目領域のコントラスト値が前記所定閾値よりも小さい場合、
或いは、前記合焦物体位置が前記遠点側の位置に設定され、前記第１の注目領域のコントラスト値が前記所定閾値よりも小さく、前記第２の注目領域のコントラスト値が前記所定閾値よりも大きい場合には、
前記合焦物体位置を維持することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項１２】
請求項１において、
前記フォーカス切替制御部は、
前記各注目領域の前記特徴量が前記所定条件を満たすか否かの判定を行う制御状態判定部と、
前記判定の結果に基づいてＡＦ制御又はＭＦ制御を選択する制御選択部と、
を有することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項１３】
請求項１２において、
前記フォーカス切替制御部は、
前記各注目領域の前記特徴量に基づいて前記合焦物体位置を設定するＡＦ制御部と、
前記ユーザーからの前記操作情報に基づいて前記合焦物体位置を設定するＭＦ制御部と、
を有し、
前記制御選択部は、
前記所定条件を満たすと判定されるまでは、前記ＡＦ制御部からの前記合焦物体位置を前記フォーカス駆動部に出力し、前記所定条件を満たすと判定された場合には、前記ＭＦ制御部からの前記合焦物体位置を前記フォーカス駆動部に出力することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項１４】
請求項１において、
前記特徴量抽出部は、
前記撮像画像に対して前記第１の注目領域及び前記第２の注目領域を設定する注目領域設定部と、
前記各注目領域の画像を前記撮像画像から抽出する領域抽出部と、
前記抽出された画像から、前記各注目領域についてのコントラスト値を前記特徴量として算出するコントラスト値算出部と、
を有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、
前記特徴量抽出部は、
前記撮像画像から輝度分布画像を生成し、前記輝度分布画像を複数の分割領域に分割し、前記複数の分割領域の各分割領域について輝度累積値を求める輝度分布算出部を有し、
前記注目領域設定部は、
前記輝度累積値が最大である分割領域を最も明るい分割領域に設定し、前記輝度累積値が最小である分割領域を最も暗い分割領域に設定し、前記最も明るい分割領域と前記最も暗い分割領域とに基づいて前記第１の注目領域及び前記第２の注目領域を設定することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項１６】
請求項１５において、
前記輝度分布算出部は、
輝度値が所定値以上である画素数を前記各分割領域について算出し、
前記注目領域設定部は、
前記画素数が所定数よりも少ない分割領域の中から、前記輝度累積値が最大及び最小の分割領域を選択することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項１７】
請求項１において、
前記離散的な複数の位置は、近点側と遠点側の２つの位置であり、
前記フォーカス駆動部は、
前記近点側の位置と前記遠点側の位置に前記合焦物体位置を駆動する二焦点切り替えを行うことを特徴とする内視鏡装置。
【請求項１８】
請求項１において、
前記特徴量抽出部は、
前記各注目領域における所定高周波成分の総和に基づく値を、前記コントラスト値として算出することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項１９】
撮像部が合焦する被写体の位置である合焦物体位置を、離散的な複数の位置の各位置に切り替え駆動するフォーカス駆動部と、
前記撮像部により取得された撮像画像から特徴量を抽出する特徴量抽出部と、
ＭＦ制御部とＡＦ制御部とフォーカス制御選択部とを有し、前記切り替え駆動を制御するフォーカス切替制御部と、
を含み、
前記フォーカス切替制御部は、
前記特徴量が所定条件を満たすか否かの判定を行い、前記所定条件を満たすと判定した場合には、前記特徴量に基づいて前記切り替え駆動の制御を行うＡＦ（Auto-Focus）制御を中断し、ユーザーからの操作情報に基づいて前記切り替え駆動の制御を行うＭＦ（Manual-Focus）制御を行い、
前記ＭＦ制御部は、
前記ユーザーからの前記操作情報に基づいて前記合焦物体位置を設定し、設定した前記合焦物体位置を第１位置情報として出力し、
前記ＡＦ制御部は、
前記特徴量に基づいて前記合焦物体位置を設定し、設定した前記合焦物体位置を第２位置情報として出力し、
前記フォーカス制御選択部は、
前記ＭＦ制御を選択している場合において前記ＡＦ制御を再開するか否かを、前記特徴量が前記所定条件を満たすか否かの判定結果と、前記第１位置情報と、前記第２位置情報とに基づいて判定することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項２０】
請求項１９において、
前記フォーカス制御選択部は、
前記第１位置情報と前記第２位置情報とが一致し、前記特徴量が前記所定条件を満たさないと判定し、前記ＡＦ制御を中断してから所定時間が経過した場合、前記ＡＦ制御を再開することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項２１】
撮像部が合焦する被写体の位置である合焦物体位置を、離散的な複数の位置の各位置に切り替え駆動し、
前記撮像部により取得された撮像画像に対して第１の注目領域と、前記第１の注目領域とは異なる第２の注目領域とを設定し、前記第１の注目領域及び前記第２の注目領域の各注目領域のコントラスト値を特徴量として抽出し、
前記第１の注目領域及び前記第２の注目領域のコントラスト値と、前記離散的な複数の位置のうち前記合焦物体位置が設定されている位置とに基づいて、前記特徴量が所定条件を満たすか否かの判定を行い、前記所定条件を満たすと判定した場合には、前記特徴量に基づいて前記切り替え駆動の制御を行うＡＦ（Auto-Focus）制御を中断し、ユーザーからの操作情報に基づいて前記切り替え駆動の制御を行うＭＦ（Manual-Focus）制御を行い、
前記ＡＦ制御及び前記ＭＦ制御において、前記切り替え駆動を制御することを特徴とする内視鏡装置の作動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、撮像画像を複数領域に分割し、ＡＦ制御の対象となる分割領域を選択し、ＡＦ（Auto-Focus）制御の非対象となる分割領域を除外し、選択した分割領域の画像に基づいてＡＦ制御を行うことで、処置具部分や輝点領域をＡＦ制御の対象から排除する内視鏡装置が開示されている。また特許文献１には、送水時には分割領域全てを除外することでＡＦ制御を一時中断し、フォーカスをホールド状態にする手法が開示されている。また特許文献１には、ＡＦモードにおいて術者が希望しない部位が合焦された場合、術者がＭＦ（Manual-Focus）モードに切り替えることで、術者が希望する分割領域に合焦させることを可能にする手法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１３９７６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＡＦ制御を行う内視鏡装置では、ＡＦ制御が適切に動作しない場合があるという課題がある。上述した特許文献１の手法では、術者がＡＦモードからＭＦモードに切り替え可能であるが、術者が切り替えタイミングを判断する必要があるという課題や、術者が切り替え操作を行う必要があるという課題がある。
【０００５】
本発明の幾つかの態様によれば、ＡＦ制御が適切に動作しない場合を判定してＭＦ制御に切り替えることが可能な内視鏡装置及びフォーカス制御方法等を提供できる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様は、撮像部が合焦する被写体の位置である合焦物体位置を、離散的な複数の位置の各位置に切り替え駆動するフォーカス駆動部と、前記撮像部により取得された撮像画像から特徴量を抽出する特徴量抽出部と、前記切り替え駆動を制御するフォーカス切替制御部と、を含み、前記フォーカス切替制御部は、前記特徴量が所定条件を満たすか否かの判定を行い、前記所定条件を満たすと判定した場合には、前記特徴量に基づいて前記切り替え駆動の制御を行うＡＦ（Auto-Focus）制御を中断し、ユーザーからの操作情報に基づいて前記切り替え駆動の制御を行うＭＦ（Manual-Focus）制御を行う内視鏡装置に関係する。
【０００７】
本発明の一態様によれば、撮像画像から抽出された特徴量が所定条件を満たすと判定された場合には、ＡＦ制御が中断されてＭＦ制御が行われ、ユーザーからの操作情報に基づいて合焦物体位置の切り替え駆動が制御される。これにより、ＡＦ制御が適切に動作しない場合を判定してＭＦ制御に切り替えることが可能になる。
【０００８】
本発明の他の態様は、撮像部が合焦する被写体の位置である合焦物体位置を、離散的な複数の位置の各位置に切り替え駆動し、前記撮像部により取得された撮像画像から特徴量を抽出し、前記特徴量が所定条件を満たすか否かの判定を行い、前記所定条件を満たすと判定した場合には、前記特徴量に基づいて前記切り替え駆動の制御を行うＡＦ（Auto-Focus）制御を中断し、ユーザーからの操作情報に基づいて前記切り替え駆動の制御を行うＭＦ（Manual-Focus）制御を行い、前記ＡＦ制御及び前記ＭＦ制御において、前記切り替え駆動を制御するフォーカス制御方法に関係する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】内視鏡装置の構成例。
【図２】外部Ｉ／Ｆ部の詳細な構成例。
【図３】レンズ駆動制御についての説明図。
【図４】フォーカス制御部の詳細な構成例。
【図５】図５（Ａ）〜図５（Ｃ）は、内視鏡診断において想定される観察シーンの模式図。
【図６】図６（Ａ）〜図６（Ｃ）は、観察シーンに対応する輝度分布の模式図。図６（Ｄ）は、分割領域についての説明図。
【図７】注目領域についての説明図。
【図８】フォーカス切替制御部の動作説明図。
【図９】画像処理部の詳細な構成例。
【図１０】図１０（Ａ）、図１０（Ｂ）は、マスク画像についての説明図。
【図１１】フォーカス制御選択部の詳細な構成例。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
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。
【００１１】
１．本実施形態の概要
従来、内視鏡診断において体腔内の病変を拾い上げる作業では、一般的に、遠景での観察で異常部位を見つけ、その異常部位に内視鏡先端を近接し、その異常部位が病理診断すべき病変部であるか否かを、その部位表層の血管走行や表層粘膜組織の構造異形度に基づいて診断する。このような手法を実現するために、被写体の遠景から近接まで合焦状態となるように、即ち体腔内の所望の観察範囲内ではパンフォーカスとなるように、撮像系を設計する。
【００１２】
しかしながら、一般的に利用可能な撮像素子は、画素の微細化と高画素数化が進んでおり、所望の被写界深度と解像度が両立しなくなってきている。このような撮像素子を用いて解像度優先で撮像系を設計すると、所望の被写界深度を少なくとも遠景観察と近接観察の２つの被写界深度に分割し、その２つの被写界深度に対応したレンズ位置にフォーカスレンズを移動する必要が生じる。即ち、遠景観察と近接観察を切り替えるスイッチ操作を術者に強いることになり、従来に比べて操作が煩雑となる。
【００１３】
このような操作の煩雑さを解決するために、例えば上述の特許文献１には内視鏡装置においてＡＦ制御を行う手法が開示されている。しかしながら、上述のような複数の被写界深度に分割したフォーカス制御に特許文献１の手法を適用した場合、ＡＦ制御の対象として選択された分割領域が術者の注目領域に１００％対応する保証はない。選択された分割領域が術者の注目領域に対応しない場合や、ＡＦ制御が制御ミスを起した場合には、ピンボケ状態の画像が術者に提供されることになる。このような状況では、術者が観察したい領域を観察できず、術者にストレスを与えてしまうという課題がある。
【００１４】
また、特許文献１では、術者がＡＦモードからＭＦモードに切り替え、術者が希望する分割領域に合焦させることが可能であるが、ＡＦモードからＭＦモードへの切り替えを術者が行なう必要がある。そのため、どのようなタイミングでＡＦモードからＭＦモードへの切り替えを行なうかについての判断が術者に求められることや、術者によるＡＦモードからＭＦモードへの切り替え動作（例えばタッチセンサへのタッチ）が必要であることにより、煩雑さによるストレスを術者に与えることになってしまう。
【００１５】
そこで本実施形態では、ＡＦ制御が適切に動作しているか否かを判定し、ＡＦ制御が適切に動作していないと判定した場合には、ＡＦ制御からＭＦ制御に切り替える制御を行う。これにより、切り替えタイミングの判断や切り替え操作を術者が行う必要がなくなるので、術者にストレスを与えることなく、術者の注目領域に合焦させることが可能になる。
【００１６】
２．内視鏡装置
図１に、上記のようなＡＦ制御（ＡＦモード）からＭＦ制御（ＭＦモード）への切り替え制御を行う内視鏡装置の構成例を示す。図１の内視鏡装置は、光源部１００と撮像部２００と制御装置３００（プロセッサ部）と表示部４００と外部Ｉ／Ｆ部５００を含む。
【００１７】
光源部１００は、白色光源１０１と、光量制御部１０２と、白色光源１０１からの照明光をライトガイドファイバー２０１の入射端面に集光させる集光レンズ１０４と、を含む。
【００１８】
撮像部２００は、例えば体腔への挿入を可能にするために細長くかつ湾曲可能に形成されている。撮像部２００は、光源部１００で集光された光を導くためのライトガイドファイバー２０１と、ライトガイドファイバー２０１により先端まで導かれた光を拡散させて観察対象に照射する照明レンズ２０２と、フォーカスレンズ駆動部２０６（広義にはフォーカス駆動部）と、観察対象から戻る反射光を集光する撮像光学系２０８と、集光した結像光を検出するための撮像素子２０９と、撮像素子２０９からの光電変換されたアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部２１０と、を含む。撮像光学系２０８は、対物レンズ２０３と、フォーカスレンズ駆動部２０６により駆動されるフォーカス調整用のフォーカスレンズ２０７と、を含む。ここで、撮像素子２０９は、色フィルター（例えば原色や補色）が所定の配列で各画素に配置された単板撮像素子であり、例えばＣＣＤやＣＭＯＳセンサ等が利用できる。
【００１９】
制御装置３００は、内視鏡装置の各部を制御する。制御装置３００は、画像処理部３０１と制御部３０２とフォーカス制御部３０３とを含む。
【００２０】
表示部４００は、画像処理部３０１で処理された画像（画像信号）の表示や、フォーカス制御部３０３によりＡＦ制御やＭＦ制御が設定されたことの表示（広義には通知）を行う表示装置であり、例えばＣＲＴや液晶モニタ等の動画表示可能な表示装置である。
【００２１】
外部Ｉ／Ｆ部５００は、この内視鏡装置に対するユーザーからの入力等を行うためのインターフェースであり、例えば、電源のオン／オフを行うための電源スイッチや、撮影モード（例えばＡＦモード、ＭＦモード）を切り替えるためのボタンや、フォーカスが合う被写体の位置（以下、合焦物体位置と呼ぶ）を切り替えるためのボタンなどを含んで構成される。例えば、図２に示すように外部Ｉ／Ｆ部５００はフォーカス切替ボタン５０１を含む。術者（ユーザー）がフォーカス切替ボタン５０１を押すことにより、合焦物体位置を離散的な位置のいずれかに切り替え、手動で被写体に合焦させることが可能である。なお、撮影モード及び合焦物体位置を切り替えるボタンは、１つのボタンで構成されてもよい。外部Ｉ／Ｆ部５００は、入力された情報を制御部３０２へ出力する。
【００２２】
なお本実施形態では、ズームレンズの駆動によりズーム倍率の調整を行い、フォーカスレンズ２０７の駆動によりフォーカス調整を行う、いわゆるレンズ二群駆動であってもよいし、フォーカスレンズ２０７の駆動によりフォーカス調整とズーム倍率の調整とを兼ねる、いわゆるレンズ一群駆動であってもよい。
【００２３】
３．フォーカス制御
３．１．レンズ駆動制御
次に、本実施形態のフォーカス制御について詳細に説明する。図３に示すように、フォーカスレンズ駆動部２０６は、遠点及び近点の２つのレンズ位置にフォーカスレンズ２０７を移動させ、移動させたレンズ位置でフォーカスレンズ２０７を保持する。例えば、遠点は、フォーカスレンズ２０７の可動範囲において広角端に対応し、近点は、フォーカスレンズ２０７の可動範囲において望遠端に対応する。
【００２４】
フォーカスレンズ２０７が遠点のレンズ位置に設定された場合、遠点側の物体位置Ｐ１が合焦物体位置となり、位置Ｐ１を含む範囲ＤＦ１が被写界深度となる。フォーカスレンズ２０７が近点のレンズ位置に設定された場合、近点側の物体位置Ｐ２が合焦物体位置となり、位置Ｐ２を含む範囲ＤＦ２が被写界深度となる。合焦物体位置が遠点側の位置Ｐ１に設定された場合には、遠景観察が可能な被写界深度ＤＦ１が得られ、合焦物体位置が近点側の位置Ｐ２に設定された場合には、近接観察が可能な被写界深度ＤＦ２が得られる。
【００２５】
本実施形態では、このような２つの被写界深度ＤＦ１、ＤＦ２を、基本的にはＡＦ制御により切り替える。即ち、術者が撮像部２００を体腔内で挿抜操作するときに撮像された画像に基づいて、被写界深度ＤＦ１、ＤＦ２を自動的に切り替え制御する。そして、ＡＦ制御が適切に動作していないと判断したときにＭＦ制御に切り替え、ＭＦ制御に設定したことを術者に通知する制御を行う。
【００２６】
ここで、合焦物体位置とは、撮像部のフォーカスが合う物体（被写体）の位置であり、例えば撮像光学系の光軸上における、撮像部の先端から物体までの距離（相対距離）で表される。より具体的には、合焦物体位置とは、撮像素子の受光面と像面が一致するときに、その像面に対応する物体平面の位置のことである。なお、撮像部の被写界深度内の位置であれば被写体に合焦しているとみなすことが可能であるため、合焦物体位置は被写界深度内の任意の位置に設定されてもよい。例えば図３の合焦物体位置Ｐ１、Ｐ２は、それぞれ被写界深度ＤＦ１、ＤＦ２内のいずれの位置に設定されてもよく、フォーカスレンズ２０７の位置が切り替えられることにより合焦物体位置及び被写界深度が切り替えられることは変わらない。
【００２７】
３．２．フォーカス制御部
図４に、上記のフォーカス制御を行うフォーカス制御部３０３の詳細な構成例を示す。フォーカス制御部３０３は、特徴量抽出部３０４と、フォーカス切替制御部３０５と、を含む。なお、本実施形態は図４の構成に限定されず、その構成要素の一部を省略したり、他の構成要素を追加したりする等の種々の変形実施が可能である。
【００２８】
特徴量抽出部３０４は、フォーカス切り替え制御を行うための特徴量を、画像処理部３０１から出力される画像に基づいて抽出する。抽出した特徴量は、フォーカス切替制御部３０５に入力される。フォーカス切替制御部３０５は、特徴量を合焦物体位置の情報に変換し、その合焦物体位置の情報を制御部３０２へ出力する。
【００２９】
まず、特徴量抽出部３０４について詳細に説明する。特徴量抽出部３０４は、輝度分布算出部３２０と、注目領域設定部３３０（広義には領域設定部）と、領域抽出部３４０と、コントラスト値算出部３５０（広義には特徴量算出部）と、を含む。
【００３０】
輝度分布算出部３２０には、画像処理部３０１から出力される画像と、制御部３０２から出力される領域分割情報と、が入力される。領域分割情報は、画像を複数の領域に分割するための、その複数の領域を定義する情報であり、例えば図６（Ｄ）に示す第１〜第９の分割領域ＢＲ１〜ＢＲ９を定義する座標情報である。輝度分布算出部３２０は、画素の輝度値を累積した値である輝度累積値（輝度総和値）と、画素値が飽和した画素の数である飽和画素数と、重心位置（重心座標）とを、各分割領域について求める。ここで、飽和とは、画素値（例えば輝度値）が、画像のダイナミックレンジの所定割合（例えば８０％）以上となることである。重心とは、例えば分割領域に含まれる画素の輝度値の重心や、分割領域に含まれる画素の座標の重心などであり、本実施形態では、その他にも種々のパラメーターの重心を用いることが可能である。輝度分布算出部３２０は、各分割領域についての輝度累積値と飽和画素数と重心位置とを、注目領域設定部３３０へ出力する。
【００３１】
図５（Ａ）〜図５（Ｃ）に、内視鏡診断において想定される観察シーンを模式的に示す。図６（Ａ）〜図６（Ｃ）には、それぞれ図５（Ａ）〜図５（Ｃ）の観察シーンに対応する輝度分布を模式的に示す。図５（Ａ）は、大腸などの管腔内を遠景で観察している状態を表している。図５（Ｂ）は、被写体に対して斜めから近接観察を行っている状態を表す。図５（Ｃ）は、被写体に対して正面から（正対して）近接観察を行っている状態を表す。
【００３２】
図５（Ａ）〜図５（Ｃ）の観察シーンにおいて撮像した画像では、相対的に輝度が低い領域は遠くにある領域であり、相対的に輝度が高い領域は近くにある領域であるというモデルを仮定できる。近くにある被写体ほど明るく照明されると考えられるためである。本実施形態では、より誤動作の少ないＡＦ制御を行うために、このモデルに則った条件を満足する場合にはＡＦ制御が可能であると判定し、満足しない場合にはＡＦ制御が難しいと判定する。条件を満足しない場合にはＭＦ制御に切り替え、ＡＦ制御の失敗を未然に防止している。この判定に関する具体的な説明は、フォーカス切替制御部３０５の説明において詳細に後述する。
【００３３】
注目領域設定部３３０は、上記モデルに則った条件を判定するための注目領域を設定する。具体的には、注目領域設定部３３０は、輝度累積値が大きい順に分割領域のソーティングを行う。ソーティング対象は、飽和画素数が所定閾値以下の分割領域である。即ち、輝点領域が少なく、非飽和領域を多く含む分割領域がソーティング対象となる。
【００３４】
図７に示すように、注目領域設定部３３０は、ソーティング後の、輝度累積値が最大の分割領域ＢＲｍａｘ（広義には、最も明るい分割領域）を選択し、その領域ＢＲｍａｘの重心位置ＪＰｍａｘを中心とした所定サイズの矩形領域を第１の注目領域ＴＲ１に設定する。また注目領域設定部３３０は、ソーティング後の、輝度累積値が最小の分割領域ＢＲｍｉｎ（広義には、最も暗い分割領域）を選択し、分割領域ＢＲｍａｘと分割領域ＢＲｍｉｎとの重心位置ＪＰｘを中心とした所定サイズの矩形領域を第２の注目領域ＴＲ１に設定する。ここで、ＪＰｘは、分割領域ＢＲｍａｘの重心位置ＪＰｍａｘと分割領域ＢＲｍｉｎの重心位置ＪＰｍｉｎとを結ぶ直線上の位置であり、例えばＪＰｍａｘとＪＰｍｉｎの重心位置である。注目領域設定部３３０は、設定した注目領域ＴＰ１、ＴＰ２の情報を領域抽出部３４０へ出力する。上記のモデルに従えば、注目領域ＴＰ１は、撮像部先端から最も近い被写体に対応し、注目領域ＴＰ２は、撮像部先端から最も近い被写体と最も遠い被写体との中間の被写体に対応する。
【００３５】
なお、図６（Ｄ）に示すように、分割領域ＢＲ１は分割領域ＢＲ２〜ＢＲ９よりも面積が大きくなるように設定されている。そのため、図５（Ｃ）及び図６（Ｃ）のような被写体に正対して輝度分布が平坦である場合には、分割領域ＢＲ１〜ＢＲ９の中で分割領域ＢＲ１の輝度累積値が最大となり、注目領域ＴＲ１は、画像中央の分割領域ＢＲ１の重心位置に対応して設定される。
【００３６】
領域抽出部３４０は、入力された注目領域ＴＲ１、ＴＲ２の情報に基づいて、画像処理部３０１から入力される画像から注目領域ＴＲ１、ＴＲ２の画像を抽出し、抽出した画像をコントラスト値算出部３５０へ出力する。
【００３７】
コントラスト値算出部３５０は、注目領域ＴＲ１、ＴＲ２のコントラスト値（広義には特徴量）を算出する。具体的には、コントラスト値算出部３５０は、入力された注目領域ＴＲ１、ＴＲ２の画像から高周波成分の抽出を行い、その高周波成分を各注目領域で平均して高周波成分の平均値を求める。例えば、高周波成分は、所望周波数特性のハイパスフィルターやバンドパスフィルターを注目領域ＴＲ１、ＴＲ２の画像に対して適用することで、求めることができる。コントラスト値算出部３５０は、各注目領域の平均輝度値を算出し、高周波成分の平均値を平均輝度値で正規化し、その正規化した高周波成分の平均値を各注目領域のコントラスト値とする。コントラスト値算出部３５０は、２つのコントラスト値をフォーカス切替制御部３０５へ出力する。
【００３８】
３．３．フォーカス切替制御部
次に、上記注目領域ＴＲ１、ＴＲ２のコントラスト値に基づいてＡＦ制御及びＭＦ制御を設定し、合焦物体位置Ｐ１、Ｐ２を切り替え制御するフォーカス切替制御部３０５について詳細に説明する。図４のフォーカス切替制御部３０５は、制御状態判定部３６０（ＡＦ制御状態判定部）と、ＡＦ制御部３７０と、ＭＦ制御部３８０と、フォーカス制御選択部３９０を含む。
【００３９】
制御状態判定部３６０は、ＡＦ制御が適切に機能するか否かを判定する。この判定は、ＭＦ制御が選択されている場合にも行う。フォーカス制御選択部３９０は、ＡＦ制御を選択しているときに、制御状態判定部３６０によりＡＦ制御が適切に機能していないと判定された場合、ＡＦ制御を中断してＭＦ制御に切り替える。また、フォーカス制御選択部３９０は、ＭＦ制御を選択しているときに、制御状態判定部３６０によりＡＦ制御が適切に機能可能であると判定された場合、ＡＦ制御を再開する。
【００４０】
具体的には、制御状態判定部３６０は、コントラスト値算出部３５０から入力される２つのコントラスト値と、ＡＦ制御部３７０から入力される現時点での合焦物体位置の情報とに基づいて、ＡＦ制御が正しく機能しているか否かの判定を行う。図８に、このような判定処理の例を示す。図８では、合焦判定○は、現在の合焦物体位置を維持するとの判定を表し、合焦判定×は、合焦物体位置を切り替えるとの判定を表し、合焦判定△は、ＡＦ制御が不能であるとの判定を表す。
【００４１】
図８に示すように、注目領域ＴＲ１、ＴＲ２のコントラスト値ＣＴ１、ＣＴ２が所定閾値Ｔｈに対してケース１の条件を満たす場合、ＡＦ制御を維持すると判定し、フォーカスレンズの位置（即ち合焦物体位置）を維持する。ケース１では、撮像部先端に近い注目領域ＴＲ１と、中間の距離の注目領域ＴＲ２のどちらにもフォーカスが合っているため、ＡＦ制御は適切であると判断する。
【００４２】
コントラスト値ＣＴ１、ＣＴ２がケース２の条件を満たす場合、ＡＦ制御を維持すると判定し、フォーカスレンズの位置を切り替える。ケース２では、注目領域ＴＲ１、ＴＲ２のどちらにもフォーカスが合っていないと考えられるため、もう一方のレンズ位置に設定して再度、合焦判定を行う。
【００４３】
なお、所定の期間での合焦判定×の発生回数が所定の回数より多い場合、即ち合焦判定×の繰り返し又は合焦判定○×の往復となってＡＦ制御が不安定と考えられる場合、合焦判定を△とし、ＭＦ制御へ切り替えてもよい。表面にヒダが無い又は表層の血管が見えないような被写体（例えば食道など）では、構造がないため低コントラストであり、そのような被写体を撮影すると、拍動などの生体の動きによってＡＦ制御が継続して対応できない状況が想定される。このような状況では、いずれのレンズ位置でも合焦判定×を頻繁に繰り返すと考えられるため、ＭＦ制御に切り替える。
【００４４】
コントラスト値ＣＴ１、ＣＴ２、及びフォーカスレンズの位置がケース３、４の条件を満たす場合、ＡＦ制御を維持すると判定し、フォーカスレンズの位置を維持する。ケース３では、撮像部先端に近い注目領域ＴＲ１にフォーカスが合っており、フォーカスレンズの位置が近点であることと整合している。またケース４では、中間の距離の注目領域ＴＲ２にフォーカスが合っており、フォーカスレンズの位置が遠点であることと整合している。内視鏡装置では、遠点側（広角側）では広い被写界深度を要求されることが一般的であるため、フォーカスレンズの位置が遠点である場合、十分な被写界深度が得られると想定される。そのため、中間の距離の被写体にフォーカスが合っていれば、遠い被写体まで十分に広い範囲にフォーカスが合っていると考えられる。以上のように、ケース３、４ではＡＦ制御は適切であると判断する。
【００４５】
コントラスト値ＣＴ１、ＣＴ２、及びフォーカスレンズの位置がケース５、６の条件を満たす場合、ＭＦ制御に切り替えると判定する。ケース５では、中間の距離の注目領域ＴＲ２にフォーカスが合っており、フォーカスレンズの位置が近点であることと整合しない。またケース６では、撮像部先端に近い注目領域ＴＲ１にフォーカスが合っており、フォーカスレンズの位置が遠点であることと整合しない。このケース５、６は、例えば被写界深度外に輝点が存在し、その輝点のために被写界深度外の領域で高コントラストとなり、フォーカスレンズの設定位置と注目領域のコントラスト値とが整合しない状況を想定している。例えば送水時や鉗子挿入時などに、このような状況の発生が想定される。以上のように、ケース５、６ではＡＦ制御が不能な状況であると判断する。
【００４６】
なお、合焦判定が１回だけ△となった場合にＭＦ制御に切り替えてもよいし、所定の期間に所定の回数だけ合焦判定が△となった場合にＭＦ制御に切り替えてもよい。後者の場合、イレギュラーに合焦判定△が発生した場合の感度を抑制するため、所定の期間において合焦判定が△のときはフォーカスレンズの位置を維持する。所定の期間において合焦判定が×のときはフォーカスレンズの位置を切り替えてもよい。
【００４７】
以上のように、制御状態判定部３６０は、合焦判定が△となるケース５、６の条件を満たす場合には、ＡＦ制御が適切に機能していないと判定し、ＭＦ制御に切り替える。一方、ケース５、６の条件に該当せず、合焦判定が○及び×となるケース１〜４では、ＡＦ制御を維持する。ケース１〜４に該当すると判定され、その判定に応じた動作を行うことが本実施形態のＡＦ制御に対応している。
【００４８】
ＡＦ制御部３７０は、制御状態判定部３６０から入力される判定結果と、制御部３０２から入力される現時点での合焦物体位置の情報とに基づいて、合焦物体位置を保持するか否かを判定する。即ち、判定結果が○の場合には、合焦物体位置を変更する。判定結果が×の場合には、合焦物体位置が近点側であれば遠点側に、合焦物体位置が遠点側であれば近点側に変更する。ＡＦ制御部３７０は、更新した合焦物体位置の情報を、フォーカス制御選択部３９０に出力する。
【００４９】
ＭＦ制御部３８０は、制御部３０２からの現時点での合焦物体位置の情報と、外部Ｉ／Ｆ部５００からのフォーカス切替ボタン５０１の操作情報（プッシュ操作情報）とに基づいて、合焦物体位置を更新する。ＭＦ制御部３８０は、フォーカス切替ボタン５０１がプッシュ状態の場合、合焦物体位置が近点側であれば遠点側に、合焦物体位置が遠点側であれば近点側に変更する。ＭＦ制御部３８０は、更新した合焦物体位置の情報を、フォーカス制御選択部３９０に出力する。
【００５０】
フォーカス制御選択部３９０は、制御状態判定部３６０からの判定結果に基づいて、ＡＦ制御部３７０からの合焦物体位置の情報を選択するか、ＭＦ制御部３８０からの合焦物体位置の情報を選択するかを決定する。フォーカス制御選択部３９０は、選択した合焦物体位置の情報を制御部３０２を経由してフォーカスレンズ駆動部２０６へ出力する。フォーカスレンズ駆動部２０６は、制御部３０２から入力された合焦物体位置の情報に基づいて、遠点又は近点のレンズ位置にフォーカスレンズ２０７を移動させる。フォーカス制御選択部３９０については、後に更に詳細に説明する。
【００５１】
画像処理部３０１には、フォーカス制御選択部３９０からの選択結果（又は制御状態判定部３６０からの判定結果（〇、×、△））が入力される。画像処理部３０１は、ＡＦ制御及びＭＦ制御のいずれに設定されているかを通知する情報を、画像にスーパーインポーズし、その画像を表示部４００へ出力する。
【００５２】
３．４．画像処理部
図９に、通知情報をスーパーインポーズする画像処理部３０１の詳細な構成例を示す。画像処理部３０１は、現像処理部３１０と通知画像生成部３１１（フォーカス制御状態表示画像生成部）と画像合成部３１２とを含む。
【００５３】
現像処理部３１０は、Ａ／Ｄ変換部２１０からの画像に対して、単板撮像素子に対応したカラー化処理（例えば、オプティカルブラック処理や、ホワイトバランス処理、ノイズ低減処理、デモザイキング処理、階調変換処理、強調処理など）を行い、処理後の画像を画像合成部３１２とフォーカス制御部３０３へ出力する。
【００５４】
通知画像生成部３１１は、フォーカス制御部３０３からの選択結果に基づいて、例えば図１０（Ａ）や図１０（Ｂ）に示すマスク画像６００を生成する。図１０（Ａ）に示すように、ＭＦ制御が選択された場合、表示領域６０１に「ＭＦ」という文字を表示させ、図１０（Ｂ）に示すように、ＡＦ制御が選択された場合、表示領域６０１に「ＡＦ」という文字を表示させる。また、画像表示領域６０２と８角形マスクの境界部６０３に、ＭＦ制御とＡＦ制御で異なる色の色線を表示させてもよい。
【００５５】
なお、現像処理部３１０からフォーカス制御部３０３に入力される画像は、画像合成部３１２に出力される画像でもよいし、デモザイキング処理直後の画像でもよい。また、ホワイトバランス処理後に４つの色信号（Ｒ，Ｇｒ，Ｇｂ，Ｂ）に対して平均値フィルターをコンボリューションすることで作成したモノクロの画像であってもよい。
【００５６】
画像合成部３１２は、現像処理部３１０から出力される画像と、通知画像生成部３１１から出力されるマスク画像６００と、を合成し、合成した画像を表示部４００へ出力する。
【００５７】
３．５．フォーカス制御選択部
図１１に、フォーカス制御選択部の詳細な構成例を示す。フォーカス制御選択部３９０は、制御切替判定部３９１と記録部３９２（合焦物体位置情報記録部）と経過時間判定部３９３と比較部３９４とを含む。
【００５８】
制御切替判定部３９１は、制御状態判定部３６０から入力される判定結果（〇、×、△）が△である場合、ＭＦ制御部３８０からの合焦物体位置の情報を記録部３９２に記録する。即ち、フォーカス切替ボタン５０１に対するプッシュ操作に連動してＭＦ制御部３８０により更新される合焦物体位置の情報を、記録部３９２に記録する。記録する情報は、直近に更新された最新の情報のみである。また、制御切替判定部３９１は、合焦物体位置の情報を記録するタイミングで、経過時間判定部３９３にトリガーを出力する。
【００５９】
経過時間判定部３９３には、経過時間を判定するための閾値（予め決められた所定時間）が制御部３０２から入力される。経過時間判定部３９３は、制御切替判定部３９１から入力されるトリガー情報によりタイマーを起動し、タイマーがカウントする経過時間が閾値に達した場合は所定時間が経過したと判定し、判定結果を比較部３９４へ出力する。
【００６０】
比較部３９４は、制御状態の判定結果（〇、×、△）とＡＦ制御からＭＦ制御への切り替え条件との比較を行う。また、比較部３９４は、制御状態の判定結果（〇、×、△）及び経過時間の判定結果と、ＭＦ制御からＡＦ制御への復帰条件との比較を行う。比較部３９４は、比較結果に基づいて、記録部３９２からの合焦物体位置の情報、又はＡＦ制御部３７０からの合焦物体位置の情報を、制御部３０２へ出力する。
【００６１】
具体的には、比較部３９４は、ＡＦ制御部３７０からの合焦物体位置の情報を出力（即ちＡＦ制御を選択）しているときに制御状態の判定結果が○、×である場合には、ＡＦ制御部３７０からの合焦物体位置の情報を出力する。ＡＦ制御部３７０からの合焦物体位置の情報を出力しているときに制御状態の判定結果が△である場合には、記録部３９２からの合焦物体位置の情報を出力し、ＭＦ制御に切り替える。比較部３９４は、合焦物体位置の情報とともに、ＭＦ制御を選択した旨の情報を制御部３０２へ出力する。
【００６２】
比較部３９４は、記録部３９２からの合焦物体位置の情報を出力しているときに所定の経過時間を経過していない場合には、記録部３９２からの合焦物体位置の情報を出力し、ＡＦ制御を再開しない。記録部３９２からの合焦物体位置の情報を出力しているときに所定の経過時間を経過し、且つ制御状態の判定結果が○であり、且つＡＦ制御部３７０からの合焦物体位置の情報と記録部３９２からの合焦物体位置の情報とが一致する場合には、ＡＦ制御部３７０からの合焦物体位置の情報を出力し、ＡＦ制御を再開する。比較部３９４は、合焦物体位置の情報とともに、ＡＦ制御を選択した旨の情報を制御部３０２へ出力する。このようにして、ＭＦ制御からＡＦ制御に復帰することが可能となる。即ち、ＭＦ操作を開始してから所定時間が経過し、ＡＦ制御可能な状態かつ合焦状態（即ち合焦判定○）であり、ＭＦ制御で設定された合焦物体位置とＡＦ制御部３７０が判断した合焦物体位置とが一致した場合には、安定した状態でＡＦ制御できると判断し、ＡＦ制御に復帰できる。
【００６３】
なお上記の実施形態では２つの注目領域を設定する場合を例に説明したが、本実施形態はこれに限定されず、Ｎ個（Ｎ≧３）の注目領域を設定してもよい。Ｎ個の注目領域を設定した場合には、２Ｎ個の場合の数に対する状態を考慮して判定を行うことになる。例えば図７において、輝度累積値が最小である分割領域ＢＲｍｉｎの重心位置ＪＰｍｉｎを中心とする第３の注目領域を設定し、３つの注目領域のコントラスト値に基づいて、ＡＦ制御が可能か否かを判定してもよい。
【００６４】
また、Ｎ個の注目領域を設定した場合には、隣り合う複数の注目領域は合焦状態であるという条件を満たさない場合にＭＦ制御に切り替えてもよい。即ち、図７で説明したように、累積輝度値が最大及び最小である分割領域ＢＲｍａｘ、ＢＲｍｉｎを結ぶ直線上に、注目領域が設定される。分割領域ＢＲｍａｘは、対物レンズにより近い領域と想定され、分割領域ＲＢｍｉｎは対物レンズからより遠い領域と想定されるため、注目領域がＮ個である場合、その注目領域の並びの順番と相対的な距離の順番が対応していると仮定できる（但し、大腸の襞などの極端に大きな突起物などがある場合はこの仮定は成立しない可能性がある）。想定している被写界深度は、隣接する注目領域の間隔に対して十分な深さを持っていると仮定できるので、直線上に配置された隣り合う複数の注目領域が被写界深度に入るという前提条件を設定できる。そのため、この条件を満足しない場合には、ＡＦ制御の想定条件を満たさずＡＦ制御の精度が悪い状態と判断し、ＭＦ制御に切り替える制御を行ってもよい。
【００６５】
以上の実施形態によれば図４等で説明したように、内視鏡装置は、撮像部２００が合焦する被写体の位置である合焦物体位置を、離散的な複数の位置Ｐ１、Ｐ２の各位置に切り替え駆動するフォーカス駆動部（フォーカスレンズ駆動部２０６）と、撮像部２００により取得された撮像画像から特徴量を抽出する特徴量抽出部３０４と、切り替え駆動を制御するフォーカス切替制御部３０５と、を含む。図８等で説明したように、フォーカス切替制御部３０５は、特徴量が所定条件（ケース５、６）を満たすか否かの判定を行い、所定条件を満たすと判定した場合には、特徴量に基づいて切り替え駆動の制御を行うＡＦ（Auto-Focus）制御を中断し、ユーザーからの操作情報に基づいて切り替え駆動の制御を行うＭＦ（Manual-Focus）制御を行う。
【００６６】
なお上記の実施形態では特徴量がコントラスト値である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。本実施形態では、被写体への合焦度合いを表す量であれば特徴量として用いることが可能である。
【００６７】
このようにすれば、ＡＦ制御の制御ミスを起す可能性がある状態となった場合にＭＦ制御に切り替え、フォーカス制御を術者に受け渡すことができる。これにより、術者が見たい領域を手動で合焦状態にすることができるので、ＡＦ制御により合焦できない状態が続くことによる術者のストレスを、低減することができる。
【００６８】
また本実施形態では図９等で説明したように、内視鏡装置は、通知部（表示部４００）を制御する通知制御部（画像処理部３０１）を含む。フォーカス切替制御部３０５は、特徴量が所定条件を満たすか否かの判定を行い、判定の結果に基づいてＡＦ制御又はＭＦ制御を選択する。図１０（Ａ）等で説明したように、通知制御部は、所定条件を満たすとフォーカス切替制御部３０５が判定した場合に、ＭＦ制御が選択されたことを通知部に通知（表示）させる制御を行う。
【００６９】
また本実施形態では図１０（Ｂ）等で説明したように、通知制御部は、フォーカス切替制御部３０５がＭＦ制御からＡＦ制御を再開した場合に、ＡＦ制御が選択されたことを通知部に通知させる制御を行う。
【００７０】
なお本実施形態では、画像表示により通知を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ず、種々の通知手法により通知を行ってもよい。例えば、音や、振動、ランプの点灯などにより、ＡＦ制御又はＭＦ制御が選択された旨を通知してもよい。
【００７１】
このようにすれば、ＭＦ制御に切り替わった場合に、その旨を術者に通知でき、術者はその通知を受けてフォーカス制御を手動操作により切り替えることで、所望の被写体にフォーカスを合わせることができる。
【００７２】
また本実施形態では図７等で説明したように、特徴量抽出部３０４は、撮像画像に対して複数の注目領域ＴＲ１、ＴＲ２を設定し、複数の注目領域ＴＲ１、ＴＲ２の各注目領域について特徴量を抽出する。図８等で説明したように、フォーカス切替制御部３０５は、各注目領域の特徴量（コントラスト値ＣＴ１、ＣＴ２）に基づいて、所定条件（ケース５、６）を満たすか否かの判定を行う。
【００７３】
このようにすれば、複数の注目領域から抽出した特徴量に基づいて、各注目領域の合焦状態を知ることができ、その合焦状態からＡＦ制御が可能か否かを判定できる。これにより、１つの注目領域から合焦状態を判断するよりも、ＡＦ制御が可能か否かを高精度に判断することができる。
【００７４】
また本実施形態では、特徴量抽出部３０４は、特徴量としてコントラスト値を求める。フォーカス切替制御部３０５は、コントラスト値ＣＴ１、ＣＴ２と所定閾値Ｔｈとの大小関係を各注目領域について判定し、各注目領域についての大小関係が所定の関係（ケース５、６）に一致する場合に、コントラスト値ＣＴ１、ＣＴ２が所定条件を満たすと判定する。
【００７５】
このようにすれば、コントラスト値ＣＴ１、ＣＴ２と所定閾値Ｔｈとの大小関係に基づいて、各注目領域の合焦状態を判定することができ、その判定結果に基づいてＡＦ制御が可能か否かを判断できる。
【００７６】
また本実施形態では図６（Ｄ）等で説明したように、特徴量抽出部３０４は、撮像画像を複数の分割領域ＢＲ１〜ＢＲ９に分割する。図７等で説明したように、特徴量抽出部３０４は、複数の分割領域ＢＲ１〜ＢＲ９のうち最も明るい分割領域ＢＲｍａｘと最も暗い分割領域ＢＲｍｉｎとに基づいて、複数の注目領域ＴＲ１、ＴＲ２を設定する。具体的には、特徴量抽出部３０４は、最も明るい分割領域ＢＲｍａｘと最も暗い分割領域ＢＲｍｉｎとを結ぶ線上に複数の注目領域ＴＲ１、ＴＲ２を設定する。
【００７７】
図７等で説明したように、分割領域の明るさと、その分割領域の被写体までの距離とは相関していると考えられる。そのため、最も明るい分割領域ＢＲｍａｘと最も暗い分割領域ＢＲｍｉｎとを用いることで、最も近い分割領域ＢＲｍａｘと最も遠い分割領域ＢＲｍｉｎとに基づいて注目領域ＴＲ１、ＴＲ２を設定できる。これにより、図８等で説明したように、合焦している注目領域までの距離と、近点又は遠点に設定されているレンズ位置との整合性を判断することが可能となり、ケース５、６のように整合性が無い場合にはＡＦ制御が不能であると判断できる。
【００７８】
また本実施形態では図７等で説明したように、特徴量抽出部３０４は、最も明るい分割領域ＢＲｍａｘに対応する第１の注目領域ＴＲ１と、最も明るい分割領域ＢＲｍａｘと最も暗い分割領域ＢＲｍｉｎとの間の第２の注目領域ＴＲ２とを、複数の注目領域として設定する。フォーカス切替制御部３０５は、第１の注目領域ＴＲ１及び第２の注目領域ＴＲ２のコントラスト値ＣＴ１、ＣＴ２と、離散的な複数の位置Ｐ１、Ｐ２の中の合焦物体位置が設定されている位置とに基づいて、所定条件（ケース５、６）を満たすか否かの判定を行う。より具体的には、フォーカス駆動部（フォーカスレンズ駆動部２０６）は、離散的な複数の位置として近点側の位置Ｐ２と遠点側の位置Ｐ１に合焦物体位置を駆動する二焦点切り替えを行う。
【００７９】
図８のケース６で説明したように、二焦点切り替えの場合、遠点側の合焦物体位置では十分な被写界深度を確保できる。そのため、最も明るい分割領域ＢＲｍａｘと最も暗い分割領域ＢＲｍｉｎとの間に第２の注目領域ＴＲ２を設定することで、所定条件の判定が可能になる。即ち、合焦物体位置が遠点側であり且つ注目領域ＴＲ２が合焦状態である場合には、注目領域ＴＲ２の前後の十分に広い範囲が被写界深度に含まれ、術者にはフォーカスが合った画像が提供されていると期待できる。一方、合焦物体位置が近点側であり且つ注目領域ＴＲ１が合焦状態である場合には、ＡＦ制御に整合した近点側の注目領域ＴＲ１にフォーカスが合っている。これらの条件を満たさない場合（ケース５、６）を検出することで、ＡＦ制御と注目領域の合焦状態とが整合していないことを判定できる。
【００８０】
また本実施形態では図１１等で説明したように、フォーカス切替制御部３０５はＭＦ制御部３８０とＡＦ制御部３７０とフォーカス制御選択部３９０とを含む。ＭＦ制御部３８０は、ユーザーからの操作情報（フォーカス切替ボタン５０１のプッシュ操作情報）に基づいて合焦物体位置を設定し、設定した合焦物体位置を第１位置情報として出力する。ＡＦ制御部３７０は、特徴量に基づいて合焦物体位置を設定し、設定した合焦物体位置を第２位置情報として出力する。フォーカス制御選択部３９０は、ＭＦ制御を選択している場合においてＡＦ制御を再開するか否かを、特徴量が所定条件（ケース５、６）を満たすか否かの判定結果と、第１位置情報と、第２位置情報とに基づいて判定する。より具体的には、フォーカス制御選択部３９０は、第１位置情報と第２位置情報とが一致し、特徴量が所定条件（ケース５、６）を満たさないと判定し、前記ＡＦ制御を中断してから所定時間が経過した場合、ＡＦ制御を再開する。
【００８１】
特徴量が所定条件（ケース５、６）を満たさない場合にはＡＦ制御が適切に行われているので、このような場合にＡＦ制御を再開することで、ＡＦ制御が正しく機能する状況でＭＦ制御からＡＦ制御に復帰させることができる。また、第１位置情報と第２位置情報とが一致する場合にＡＦ制御を再開することで、ＡＦ復帰時に合焦物体位置が切り替わるような不自然なフォーカス制御となることを抑制できる。また、ＡＦ制御を中断してから所定時間が経過した場合にＡＦ制御を再開することで、ＡＦ制御とＭＦ制御を頻繁に繰り返すような不安定な制御となることを抑制できる。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【符号の説明】
【００８４】
１００  光源部、１０１  白色光源、１０２  光量制御部、１０４  集光レンズ、
２００  撮像部、２０１  ライトガイドファイバー、２０２  照明レンズ、
２０３  対物レンズ、２０６  フォーカスレンズ駆動部、２０７  フォーカスレンズ、
２０８  撮像光学系、２０９  撮像素子、２１０  Ａ／Ｄ変換部、３００  制御装置、
３０１  画像処理部、３０２  制御部、３０３  フォーカス制御部、
３０４  特徴量抽出部、３０５  フォーカス切替制御部、３１０  現像処理部、
３１１  通知画像生成部、３１２  画像合成部、３２０  輝度分布算出部、
３３０  注目領域設定部、３４０  領域抽出部、３５０  コントラスト値算出部、
３６０  制御状態判定部、３７０  ＡＦ制御部、３８０  ＭＦ制御部、
３９０  フォーカス制御選択部、３９１  制御切替判定部、３９２  記録部、
３９３  経過時間判定部、３９４  比較部、４００  表示部、５００  外部Ｉ／Ｆ部、
５０１  フォーカス切替ボタン、６００  マスク画像、６０１  表示領域、
６０２  画像表示領域、６０３  境界部、
ＢＲ１〜ＢＲ９，ＢＲｍａｘ，ＢＲｍｉｎ  分割領域、
ＣＴ１，ＣＴ２  コントラスト値、ＤＦ１，ＤＦ２  被写界深度、
ＪＰｍａｘ，ＪＰｍｉｎ，ＪＰｘ  重心位置、Ｐ１，Ｐ２  合焦物体位置、
ＴＰ１，ＴＰ２  注目領域、Ｔｈ  所定閾値
【図１】
0005996218.tif 000002
【図２】
0005996218.tif 000003
【図３】
0005996218.tif 000004
【図４】
0005996218.tif 000005
【図５】
0005996218.tif 000006
【図８】
0005996218.tif 000007
【図９】
0005996218.tif 000008
【図１０】
0005996218.tif 000009
【図１１】
0005996218.tif 000010
【図６】
0005996218.tif 000011
【図７】
0005996218.tif 000012