(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
照明光を供給するように構成された光源部と、
前記光源部に接続された入射端部から入射される前記照明光を導光して出射端部から被写体へ出射するように構成されているとともに、前記出射端部を揺動することができるように構成された光ファイバと、
前記出射端部を揺動することにより、前記導光部を経て前記被写体へ出射される前記照明光の照射位置を変位させるように構成されたアクチュエータ部と、
少なくとも第１フレーム及び第２フレームが周期的に得られるように前記アクチュエータ部を制御し、前記第１フレームでは前記照射位置が第１の走査経路を描き、前記第２フレームでは前記照射位置が前記第１の走査経路と異なる第２の走査経路を描くように構成された制御部と、
前記照明光が照射された前記被写体からの戻り光を受光して得られる信号に基づき、少なくとも前記第１フレームの第１画像及び前記第２フレームの第２画像を順次生成するように構成された画像生成部と、
前記画像生成部において生成された異なるフレーム間の画像の動きを検出するように構成された動き検出部と、
前記動き検出部により検出された動きに基づき、前記第１画像及び前記第２画像のうちのいずれか一方を出力する、または、前記第１画像及び前記第２画像の両方を出力するように構成された画像出力部と、
を有することを特徴とする光走査型観察装置。
【請求項２】
前記動き検出部は、前記画像生成部において生成された異なるフレーム間の画像の動き量を順次算出し、
前記画像出力部は、前記動き検出部により算出された動き量が所定の閾値を超えている際に、前記第１画像及び前記第２画像の両方を出力し、前記動き検出部により算出された動き量が前記所定の閾値以下である際に、前記第１画像及び前記第２画像のうちのいずれか一方を出力する
ことを特徴とする請求項１に記載の光走査型観察装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記第１フレーム及び前記第２フレームが交互に得られるように前記アクチュエータ部を制御し、
前記画像生成部は、前記第１画像及び前記第２画像を交互に生成し、
前記動き検出部は、前記第１画像と前記第２画像との間の動きを検出し、
前記画像出力部は、前記第１画像及び前記第２画像のいずれか一方を連続して出力する、または、前記第１画像及び前記第２画像を交互に出力する
ことを特徴とする請求項１に記載の光走査型観察装置。
【請求項４】
前記第１の走査経路が渦巻状の走査経路の中心部から最外部へ向かう経路であり、
前記第２の走査経路が前記渦巻状の走査経路の前記最外部から前記中心部に向かう経路である
ことを特徴とする請求項３に記載の光走査型観察装置。
【請求項５】
光走査型観察装置が、照明光を供給する供給ステップと、
前記光走査型観察装置が、光ファイバの入射端部から入射される前記照明光を導光して前記光ファイバの出射端部から被写体へ出射する出射ステップと、
前記光走査型観察装置が、前記出射端部を揺動することにより、前記被写体へ出射される前記照明光の照射位置を変位させる変位ステップと、
前記光走査型観察装置が、少なくとも第１フレーム及び第２フレームが周期的に得られるように前記出射端部を制御し、前記第１フレームでは前記照射位置が第１の走査経路を描き、前記第２フレームでは前記照射位置が前記第１の走査経路と異なる第２の走査経路を描く制御ステップと、
前記光走査型観察装置が、前記照明光が照射された前記被写体からの戻り光を受光して得られる信号に基づき、少なくとも前記第１フレームの第１画像及び前記第２フレームの第２画像を順次生成する生成ステップと、
前記光走査型観察装置が、前記生成ステップにおいて生成された異なるフレーム間の画像の動きを検出する検出ステップと、
前記光走査型観察装置が、前記検出ステップで検出された動きに基づき、前記第１画像及び前記第２画像のうちのいずれか一方を出力する、または、前記第１画像及び前記第２画像の両方を出力する出力ステップと、
を有することを特徴とする光走査型観察装置の作動方法。
【請求項６】
前記検出ステップは、前記生成ステップにおいて生成された異なるフレーム間の画像の動き量を順次算出し、
前記出力ステップは、前記検出ステップにより算出された動き量が所定の閾値を超えている際に、前記第１画像及び前記第２画像の両方を出力し、前記検出ステップにより算出された動き量が前記所定の閾値以下である際に、前記第１画像及び前記第２画像のうちのいずれか一方を出力する
ことを特徴とする請求項５に記載の光走査型観察装置の作動方法。
【請求項７】
前記制御ステップは、前記第１フレーム及び前記第２フレームが交互に得られるように前記出射端部を制御し、
前記生成ステップは、前記第１画像及び前記第２画像を交互に生成し、
前記検出ステップは、前記第１画像と前記第２画像との間の動きを検出し、
前記出力ステップは、前記第１画像及び前記第２画像のうちのいずれか一方を連続して出力する、または、前記第１画像及び前記第２画像を交互に出力する
ことを特徴とする請求項５に記載の光走査型観察装置の作動方法。
【請求項８】
前記第１の走査経路が渦巻状の走査経路の中心部から最外部へ向かう経路であり、
前記第２の走査経路が前記渦巻状の走査経路の前記最外部から前記中心部に向かう経路である
ことを特徴とする請求項７に記載の光走査型観察装置の作動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光走査型観察装置及び光走査型観察装置の作動方法に関し、特に、被写体を走査して画像を生成する光走査型観察装置及び光走査型観察装置の作動方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
医療分野の内視鏡においては、被検者の負担を軽減するために、当該被検者の体腔内に挿入される挿入部を細径化するための種々の技術が提案されている。そして、このような技術の一例として、前述の挿入部に相当する部分に固体撮像素子を有しない走査型内視鏡、及び、当該走査型内視鏡を有して構成された観察装置が知られている。【０００３】
具体的には、走査型内視鏡を有する観察装置は、例えば、光源から発せられた照明光を導光する照明用ファイバの先端部を揺動させることにより被写体を予め設定された走査パターンで２次元走査し、当該被写体からの戻り光を照明用ファイバの周囲に配置された受光用ファイバで受光し、当該受光用ファイバで受光された戻り光に基づいて当該被写体の画像を生成するように構成されている。そして、このような観察装置に類似する構成を有するものとしては、例えば、日本国特開２０１０−１４２４８２号公報に開示された光走査型内視鏡装置が知られている。【０００４】
具体的には、日本国特開２０１０−１４２４８２号公報には、光走査型内視鏡装置において、屈曲していない状態における出射端の位置が所定の基準点に定められた光供給ファイバを具備し、当該光供給ファイバの先端を渦巻き型の変位経路に沿って当該所定の基準点から最大振幅へ変位させる走査期間と、当該光供給ファイバを当該最大振幅から当該所定の基準点へ変位させる制動期間と、を交互に繰り返すような制御を行うための構成が開示されている。また、日本国特開２０１０−１４２４８２号公報には、前述の走査期間において、観察対象領域への白色光の照射および画素信号の生成を行うための構成が開示されている。【０００５】
ところで、前述の走査型内視鏡を有する観察装置によれば、例えば、１フレーム分の画像を生成する毎に異なる走査経路で被写体を走査した場合に、画像内における当該被写体の位置が各フレーム毎に僅かにずれてしまうような現象が発生するため、当該被写体が擬似的に振動しているように見える動画像が表示されてしまう。【０００６】
一方、日本国特開２０１０−１４２４８２号公報に開示された構成によれば、前述のような動画像の表示を防止することができる反面、１フレーム分の画像の生成に利用されない期間に相当する制動期間を挟んで走査期間が設けられているため、動画像のフレームレートを向上させ難い、という問題点が生じている。その結果、日本国特開２０１０−１４２４８２号公報に開示された構成によれば、被写体の動きが大きい場合において、当該被写体を走査して得られる動画像の画質が低下し易くなってしまう。【０００７】
本発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであり、被写体を走査して得られる動画像の画質を極力安定させることが可能な光走査型観察装置及び光走査型観察装置の作動方法を提供することを目的としている。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様の光走査型観察装置は、照明光を供給するように構成された光源部と、前記光源部に接続された入射端部から入射される前記照明光を導光して出射端部から被写体へ出射するように構成されているとともに、前記出射端部を揺動することができるように構成された光ファイバと、前記出射端部を揺動することにより、前記導光部を経て前記被写体へ出射される前記照明光の照射位置を変位させるように構成されたアクチュエータ部と、少なくとも第１フレーム及び第２フレームが周期的に得られるように前記アクチュエータ部を制御し、前記第１フレームでは前記照射位置が第１の走査経路を描き、前記第２フレームでは前記照射位置が前記第１の走査経路と異なる第２の走査経路を描くように構成された制御部と、前記照明光が照射された前記被写体からの戻り光を受光して得られる信号に基づき、少なくとも前記第１フレームの第１画像及び前記第２フレームの第２画像を順次生成するように構成された画像生成部と、前記画像生成部において生成された異なるフレーム間の画像の動きを検出するように構成された動き検出部と、前記動き検出部により検出された動きに基づき、前記第１画像及び前記第２画像のうちのいずれか一方を出力する、または、前記第１画像及び前記第２画像の両方を出力するように構成された画像出力部と、を有する。
【０００９】
本発明の一態様の光走査型観察装置の作動方法は、光走査型観察装置が、照明光を供給する供給ステップと、前記光走査型観察装置が、光ファイバの入射端部から入射される前記照明光を導光して前記光ファイバの出射端部から被写体へ出射する出射ステップと、前記光走査型観察装置が、前記出射端部を揺動することにより、前記被写体へ出射される前記照明光の照射位置を変位させる変位ステップと、前記光走査型観察装置が、少なくとも第１フレーム及び第２フレームが周期的に得られるように前記出射端部を制御し、前記第１フレームでは前記照射位置が第１の走査経路を描き、前記第２フレームでは前記照射位置が前記第１の走査経路と異なる第２の走査経路を描く制御ステップと、前記光走査型観察装置が、前記照明光が照射された前記被写体からの戻り光を受光して得られる信号に基づき、少なくとも前記第１フレームの第１画像及び前記第２フレームの第２画像を順次生成する生成ステップと、前記光走査型観察装置が、前記生成ステップにおいて生成された異なるフレーム間の画像の動きを検出する検出ステップと、前記光走査型観察装置が、前記検出ステップで検出された動きに基づき、前記第１画像及び前記第２画像のうちのいずれか一方を出力する、または、前記第１画像及び前記第２画像の両方を出力する出力ステップと、を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施例に係る光走査型観察装置の要部の構成を示す図。
【図２】走査型内視鏡に設けられたアクチュエータ部の構成を説明するための断面図。
【図３】走査型内視鏡のアクチュエータ部に供給される駆動信号の信号波形の一例を示す図。
【図４】点Ａから点Ｂに至るまでの照明光の照射位置の時間的な変位を説明するための図。
【図５】点Ｂから点Ａに至るまでの照明光の照射位置の時間的な変位を説明するための図。
【図６】実施例に係る光走査型観察装置に含まれる画像処理部の具体的な構成の一例を説明するための図。
【図７】実施例に係る光走査型観察装置に含まれる画像処理部の動作の一例を説明するためのタイミングチャート。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ説明を行う。【００１２】
図１から図７は、本発明の実施例に係るものである。図１は、実施例に係る光走査型観察装置の要部の構成を示す図である。【００１３】
光走査型観察装置１は、例えば、図１に示すように、光源部２と、光ファイバ３と、走査型内視鏡４と、アクチュエータ部５と、走査駆動部６と、光ファイババンドル７と、光検出部８と、画像処理部９と、表示装置１０と、制御部１１と、を有して構成されている。【００１４】
光源部２は、被写体を照明するための照明光を生成して光ファイバ３へ供給できるように構成されている。また、光源部２は、制御部１１の制御に基づいてオンまたはオフすることにより、光ファイバ３への照明光の供給を実施または停止するように構成されている。具体的には、光源部２は、例えば、制御部１１の制御に応じて発光状態（オン状態）または消光状態（オフ状態）に切替可能な赤色（Ｒ）光用レーザ光源、緑色（Ｇ）光用レーザ光源、及び、青色（Ｂ）光用レーザ光源を具備するとともに、Ｒ光、Ｇ光及びＢ光を混合して生成した白色光を照明光として光ファイバ３に供給できるように構成されている。【００１５】
光ファイバ３は、例えば、シングルモードファイバ等により構成されている。光ファイバ３の光入射面を含む入射端部は、光源部２に接続されている。また、光ファイバ３の光出射面を含む出射端部は、走査型内視鏡４の先端部に配置されている。すなわち、光ファイバ３は、光源部２により供給される照明光を導光するとともに、当該導光した照明光を出射端部から被写体へ出射することができるように構成されている。【００１６】
走査型内視鏡４は、被検者の体腔内に挿入可能な細長形状を具備して構成されている。走査型内視鏡４の内部には、光ファイバ３と、光ファイババンドル７と、がそれぞれ挿通されている。また、走査型内視鏡４の内部には、走査駆動部６から供給される駆動信号に応じて光ファイバ３の出射端部を揺動するように構成されたアクチュエータ部５が設けられている。【００１７】
一方、光ファイバ３及びアクチュエータ部５は、走査型内視鏡４の長手軸方向に垂直な断面において、例えば、図２に示す位置関係を具備するようにそれぞれ配置されている。図２は、走査型内視鏡に設けられたアクチュエータ部の構成を説明するための断面図である。【００１８】
光ファイバ３とアクチュエータ部５との間には、図２に示すように、接合部材としてのフェルール４１が配置されている。具体的には、フェルール４１は、例えば、ジルコニア（セラミック）またはニッケル等により形成されている。【００１９】
フェルール４１は、図２に示すように、四角柱として形成されており、走査型内視鏡４の長手軸方向に直交する第１の軸方向であるＸ軸方向に対して垂直な側面４２ａ及び４２ｃと、走査型内視鏡４の長手軸方向に直交する第２の軸方向であるＹ軸方向に対して垂直な側面４２ｂ及び４２ｄとを有する。また、フェルール４１の中心には、光ファイバ３が固定配置されている。なお、フェルール４１は、柱形状を具備する限りにおいては、四角柱以外の他の形状として形成されていてもよい。【００２０】
アクチュエータ部５は、図２に示すように、側面４２ａに沿って配置された圧電素子５ａと、側面４２ｂに沿って配置された圧電素子５ｂと、側面４２ｃに沿って配置された圧電素子５ｃと、側面４２ｄに沿って配置された圧電素子５ｄと、を有している。【００２１】
圧電素子５ａ〜５ｄは、予め個別に設定された分極方向を具備するとともに、走査駆動部６から供給される駆動信号に応じて伸縮するように構成されている。【００２２】
走査駆動部６は、制御部１１の制御に基づき、アクチュエータ部５を駆動させるための駆動信号を生成して出力するように構成されている。【００２３】
具体的には、走査駆動部６は、光ファイバ３の出射端部をＸ軸方向に沿って揺動させるための第１の駆動信号として、例えば、図３の破線で示すような、所定の変調を正弦波に施して得られる波形を具備する信号を生成してアクチュエータ部５へ出力する。また、走査駆動部６は、光ファイバ３の出射端部をＹ軸方向に沿って揺動させるための第２の駆動信号として、例えば、図３の一点鎖線で示すような、第１の駆動信号の位相を９０°ずらした波形を具備する信号を生成してアクチュエータ部５へ出力する。図３は、走査型内視鏡のアクチュエータ部に供給される駆動信号の信号波形の一例を示す図である。【００２４】
ここで、例えば、図３の破線で示すような信号波形を具備する第１の駆動信号がアクチュエータ部５の圧電素子５ａ及び５ｃに供給されるとともに、図３の一点鎖線で示すような信号波形を具備する第２の駆動信号がアクチュエータ部５の圧電素子５ｂ及び５ｄに供給されることにより、光ファイバ３の出射端部が渦巻状に揺動され、このような揺動に応じて被写体の表面が図４及び図５に示すような渦巻状に走査される。図４は、点Ａから点Ｂに至るまでの照明光の照射位置の時間的な変位を説明するための図である。図５は、点Ｂから点Ａに至るまでの照明光の照射位置の時間的な変位を説明するための図である。【００２５】
具体的には、まず、時刻Ｔ１においては、被写体の表面における照明光の照射位置の中心点である点Ａに相当する位置に照明光が照射される。その後、第１及び第２の駆動信号の振幅値が時刻Ｔ１から時刻Ｔ２にかけて増加するに伴い、被写体の表面における照明光の照射位置が点Ａを起点として外側へ第１の渦巻状の走査経路を描くように変位し、さらに、時刻Ｔ２に達すると、被写体の表面における照明光の照射位置の最外点である点Ｂに照明光が照射される。そして、第１及び第２の駆動信号の振幅値が時刻Ｔ２から時刻Ｔ３にかけて減少するに伴い、被写体の表面における照明光の照射位置が点Ｂを起点として内側へ第２の渦巻状の走査経路を描くように変位し、さらに、時刻Ｔ３に達すると、被写体の表面における点Ａに照明光が照射される。【００２６】
すなわち、アクチュエータ部５は、走査駆動部６から供給される第１及び第２の駆動信号に基づいて光ファイバ３の出射端部を揺動することにより、当該出射端部を経て被写体へ出射される照明光の照射位置を図４及び図５に示す渦巻状の走査経路に沿って変位させることが可能な構成を具備している。【００２７】
光ファイババンドル７は、例えば、複数の光ファイバを束ねて構成されている。光ファイババンドル７の入射端部は、走査型内視鏡４の先端部に配置されている。また、光ファイババンドル７の光出射面を含む出射端部は、光検出部８に接続されている。すなわち、光ファイババンドル７は、走査型内視鏡４の先端部において被写体からの戻り光（反射光）を受光するとともに、当該受光した戻り光を光検出部８へ導くことができるように構成されている。【００２８】
光検出部８は、例えば、アバランシェフォトダイオード及びＡ／Ｄ変換器等を具備して構成されている。光検出部８は、光ファイババンドル７を経て入射される戻り光の光量に応じた電気信号を生成するとともに、当該生成した電気信号をデジタル信号に変換して順次出力するように構成されている。【００２９】
画像処理部９は、例えば、図６に示すように、画像生成回路９１と、セレクタ９２と、フレームメモリ９３及び９４と、動き検出回路９５と、セレクタ９６と、を有して構成されている。図６は、実施例に係る光走査型観察装置に含まれる画像処理部の構成の一例を説明するための図である。【００３０】
画像生成回路９１は、制御部１１の制御に基づき、光検出部８から出力されるデジタル信号により示される輝度値をマッピングして１フレーム分の画像を生成し、当該生成した１フレーム分の画像をセレクタ９２へ順次出力するように構成されている。【００３１】
具体的には、画像生成回路９１は、制御部１１の制御に基づき、図４に示す第１の渦巻状の走査経路で被写体の走査が行われている際に、当該第１の渦巻状の走査経路における照明光の照射位置に対応するラスタ形式の画素位置を特定し、当該特定した画素位置に光検出部８から順次出力されるデジタル信号により示される輝度値をマッピングして１フレーム分の往路画像Ｆｆを生成し、当該生成した往路画像Ｆｆをセレクタ９２へ順次出力するように構成されている。また、画像生成回路９１は、制御部１１の制御に基づき、図５に示す第２の渦巻状の走査経路で被写体の走査が行われている際に、当該第２の渦巻状の走査経路における照明光の照射位置に対応するラスタ形式の画素位置を特定し、当該特定した画素位置に光検出部８から順次出力されるデジタル信号により示される輝度値をマッピングして１フレーム分の復路画像Ｆｂを生成し、当該生成した復路画像Ｆｂをセレクタ９２へ順次出力するように構成されている。【００３２】
セレクタ９２は、制御部１１の制御に基づき、画像生成回路９１から１フレーム分ずつ出力される画像をフレームメモリ９３及び動き検出回路９５へ選択的に出力するように構成されている。【００３３】
具体的には、セレクタ９２は、制御部１１の制御に基づき、例えば、図４に示す第１の渦巻状の走査経路で被写体の走査が行われた際に、画像生成回路９１から出力される往路画像Ｆｆをフレームメモリ９３及び動き検出回路９５へ出力するように構成されている。また、セレクタ９２は、制御部１１の制御に基づき、例えば、図５に示す第２の渦巻状の走査経路で被写体の走査が行われた際に、画像生成回路９１から出力される復路画像Ｆｂをフレームメモリ９３及び動き検出回路９５へ出力するように構成されている。【００３４】
フレームメモリ９３は、例えば、１フレーム分の画像を格納することが可能なＦＩＦＯ（Ｆｉｒｓｔ  Ｉｎ  Ｆｉｒｓｔ  Ｏｕｔ）メモリ等を具備して構成されている。また、フレームメモリ９３は、セレクタ９２から出力される１フレーム分の画像を格納し、当該画像を格納する以前に格納していた１フレーム分の画像をフレームメモリ９４、動き検出回路９５及びセレクタ９６へ出力するように構成されている。【００３５】
フレームメモリ９４は、例えば、１フレーム分の画像を格納することが可能なＦＩＦＯメモリ等を具備して構成されている。また、フレームメモリ９４は、フレームメモリ９３から出力される１フレーム分の画像を格納し、当該画像を格納する以前に格納していた１フレーム分の画像をセレクタ９６へ出力するように構成されている。すなわち、フレームメモリ９４には、フレームメモリ９３に格納されている画像よりも１フレーム分前に画像生成回路９１において生成された画像が格納される。【００３６】
動き検出回路９５は、例えば、フレームメモリ９３から出力される１フレーム分の画像と、セレクタ９２から出力される１フレーム分の画像と、の間における動きベクトルを検出し、当該検出した動きベクトルの大きさを１フレーム分の動き量として算出するように構成されている。また、動き検出回路９５は、前述のように算出した１フレーム分の動き量が所定の閾値ＴＨを超えていることを検出した際に、フレームメモリ９３及びフレームメモリ９４のうちの一方からの出力を選択させるとともに、フレームメモリ９３及びフレームメモリ９４のうちの他方からの出力を選択させないようにするための制御をセレクタ９６に対して行うように構成されている。また、また、動き検出回路９５は、前述のように算出した１フレーム分の動き量が所定の閾値ＴＨ以下であることを検出した際に、フレームメモリ９３からの出力と、フレームメモリ９４からの出力と、を交互に選択させるための制御をセレクタ９６に対して行うように構成されている。【００３７】
セレクタ９６は、画像出力部としての機能を具備し、動き検出回路９５の制御に基づき、フレームメモリ９３及び９４から出力される画像を表示装置１０へ選択的に出力するように構成されている。【００３８】
表示装置１０は、例えば、液晶ディスプレイ等により構成されている。また、表示装置１０は、画像処理部９から出力される画像等を表示することができるように構成されている。【００３９】
制御部１１は、例えば、ＣＰＵ等を具備して構成されている。また、制御部１１は、例えば、図４に示す第１の渦巻状の走査経路、及び、図５に示す第２の渦巻状の走査経路で被写体を走査させるための制御を光源部２及び走査駆動部６に対して行うように構成されている。また、制御部１１は、直近の走査経路に応じて画像生成回路９１及びセレクタ９２を制御するように構成されている。【００４０】
すなわち、制御部１１は、２フレーム分の画像を生成する際の走査経路が各フレーム毎に異なり、奇数フレーム目の画像を生成する際の走査経路が相互に同一であり、かつ、偶数フレーム目の画像を生成する際の走査経路が相互に同一である渦巻状の走査経路を描くように、光ファイバ３の出射端部を揺動させるための制御を走査駆動部６に対して行うように構成されている。【００４１】
続いて、以上に述べたような構成を具備する光走査型観察装置１の作用について説明する。【００４２】
制御部１１は、例えば、図示しない検査開始スイッチをオンする等の操作が行われることにより、検査開始に係る指示がなされたことを検出した際に、図４に示す第１の渦巻状の走査経路、及び、図５に示す第２の渦巻状の走査経路で被写体を走査させるための制御を繰り返し行う。そして、このような制御部１１の制御に応じ、第１及び第２の渦巻状の走査経路を描くように光ファイバ３の出射端部が揺動され、光ファイバ３の出射端部から出射された照明光により被写体が走査され、当該被写体からの戻り光が光ファイババンドル７を経て光検出部８に入射され、当該戻り光に応じたデジタル信号が画像処理部９へ出力される。【００４３】
画像生成回路９１は、制御部１１の制御に基づき、図４に示す第１の渦巻状の走査経路で被写体の走査が行われている際に、光検出部８から順次出力されるデジタル信号に基づき、往路画像Ｆｆを１フレーム分ずつ生成してセレクタ９２へ出力する。また、画像生成回路９１は、制御部１１の制御に基づき、図５に示す第２の渦巻状の走査経路で被写体の走査が行われている際に、光検出部８から順次出力されるデジタル信号に基づき、復路画像Ｆｂを１フレーム分ずつ生成してセレクタ９２へ出力する。すなわち、画像生成回路９１は、制御部１１の制御に基づき、図４に示す第１の渦巻状の走査経路、及び、図５に示す第２の渦巻状の走査経路のうち、直近の走査経路に応じた１フレーム分の画像である現画像を順次生成して出力する。【００４４】
セレクタ９２は、制御部１１の制御に基づき、図４に示す第１の渦巻状の走査経路で被写体の走査が行われた際に、画像生成回路９１から出力される往路画像Ｆｆをフレームメモリ９３及び動き検出回路９５へ出力する。また、セレクタ９２は、制御部１１の制御に基づき、例えば、図５に示す第２の渦巻状の走査経路で被写体の走査が行われた際に、画像生成回路９１から出力される復路画像Ｆｂをフレームメモリ９３及び動き検出回路９５へ出力する。【００４５】
ここで、セレクタ９２を経て１フレーム分ずつ順次出力される往路画像をＦｆｉ（ｉ＝１、２、３、…）とし、セレクタ９２を経て１フレーム分ずつ順次出力される復路画像をＦｂｊ（ｊ＝１、２、３、…）とした場合、例えば、図７に示すように、往路画像Ｆｆｉまたは復路画像Ｆｂｊのうちの一方の画像がフレームメモリ９３に格納されるとともに、当該一方の画像よりも１フレーム分前に生成された画像がフレームメモリ９４に格納される。図７は、実施例に係る光走査型観察装置に含まれる画像処理部の動作の一例を説明するためのタイミングチャートである。【００４６】
一方、動き検出回路９５は、フレームメモリ９３から出力される１フレーム分の画像と、セレクタ９２から出力される１フレーム分の画像と、の間における動きベクトルを検出し、当該検出した動きベクトルの大きさを１フレーム分の動き量として算出し、当該算出した１フレーム分の動き量に基づいてセレクタ９６を制御する。【００４７】
具体的には、動き検出回路９５は、１フレーム分の動き量が所定の閾値ＴＨを超えていることを検出した際に、例えば、図７に示すような制御信号を生成してセレクタ９６へ出力することにより、フレームメモリ９３及びフレームメモリ９４のうちの一方からの出力を選択させるとともに、フレームメモリ９３及びフレームメモリ９４のうちの他方からの出力を選択させないようにする。また、動き検出回路９５は、１フレーム分の動き量が所定の閾値ＴＨ以下であることを検出した際に、例えば、図７に示すような制御信号を生成してセレクタ９６へ出力することにより、フレームメモリ９３からの出力と、フレームメモリ９４からの出力と、を交互に選択させるようにする。
セレクタ９６は、動き検出回路９５の制御に基づき、例えば、図７に示すように、１フレーム分の動き量が所定の閾値ＴＨを超えている際に、フレームメモリ９３およびフレームメモリ９４のうちの一方からの出力を選択することにより、往路画像及び復路画像を順次表示装置１０へ出力するための動作を行う。また、セレクタ９６は、動き検出回路９５の制御に基づき、例えば、図７に示すように、１フレーム分の動き量が所定の閾値ＴＨ以下である際に、フレームメモリ９３からの出力と、フレームメモリ９４からの出力と、を交互に選択することにより、往路画像または復路画像のいずれか一方の画像を２フレーム分ずつ連続的に表示装置１０へ出力するための動作を行う。【００４８】
以上に述べたように、本実施例によれば、被写体の動きが相対的に大きい場合において、往路画像及び復路画像が１フレーム分ずつ交互に表示装置１０へ出力されるため、当該被写体を走査して得られる動画像を高フレームレートで表示することができる。また、本実施例によれば、被写体の動きが相対的に小さい場合において、往路画像または復路画像のいずれか一方の画像が２フレーム分ずつ連続的に表示装置１０へ出力されるため、当該被写体が擬似的に振動しているように見える動画像の表示を防止することができる。従って、本実施例によれば、被写体を走査して得られる動画像の画質を極力安定させることができる。【００４９】
なお、本実施例は、図４及び図５に示したような渦巻状の走査経路で被写体を走査するような制御が制御部１１により行われる場合に対して適用されるものに限らず、例えば、リサージュ状及びラスタ状のような他の走査経路で被写体を走査するような制御が制御部１１により行われる場合に対しても略同様に適用される。【００５０】
また、本実施例を適宜変形することにより、例えば、Ｐフレーム分（Ｐは２以上の整数）の画像を生成する際の走査経路が各フレーム毎に異なるとともに、Ｑフレーム目（Ｑは自然数）の画像を生成する際の走査経路がＱ±ｎ×Ｐフレーム目（ｎは整数、かつ、Ｑ±ｎ×Ｐは自然数）の画像を生成する際の走査経路と同一である所定の走査経路で被写体を走査するような制御が制御部１１により行われる場合に対応するようにしてもよい。すなわち、図４及び図５に示した渦巻状の走査経路は、Ｐの値が２である場合に相当する走査経路である。【００５１】
そして、前述の所定の走査経路で被写体を走査する場合においては、例えば、現画像を最大Ｐフレーム分遅延させて表示装置１０へ出力することが可能なＰ個のフレームメモリＦ１〜ＦＰを画像処理部９に設けることにより、動き検出回路９５が、１フレーム分の動き量が所定の閾値ＴＨを超えていることを検出した際に、現画像よりも１フレーム分前に画像生成回路９１により生成された画像を表示装置１０へ順次出力させるための制御をセレクタ９６に対して行うことができるとともに、当該１フレーム分の動き量が当該所定の閾値ＴＨ以下であることをＳフレーム目（Ｓは自然数）において検出した際に、当該Ｓフレーム目の走査経路と同一の走査経路に対応する画像を連続的に表示装置１０へ出力させるための制御をセレクタ９６に対して行うことができる。（なお、このような制御により表示装置１０へ出力される画像は、Ｓフレーム目の走査経路と同一の走査経路に対応する画像に限らず、Ｓフレーム目以外の走査経路と同一の走査経路に対応する画像であっても良い。）具体的には、例えば、動き検出回路９５が、１フレーム分の動き量が所定の閾値ＴＨ以下であることをｋ（ｋ≧２）フレーム分の期間連続的に検出した際に、ｋをＰで除した余りｔを取得し、現画像に対してｔフレーム分前の画像を表示装置１０へ出力させるための制御を行うようにすればよい。すなわち、図４及び図５に例示した渦巻状の走査経路のような、Ｐ＝２に設定された走査経路においては、常にｔ＝１となる。【００５２】
なお、本発明は、上述した各実施例に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更や応用が可能であることは勿論である。【００５３】
本出願は、２０１４年５月２８日に日本国に出願された特願２０１４−１１０４０７号を優先権主張の基礎として出願するものであり、上記の開示内容は、本願明細書、請求の範囲、図面に引用されたものとする。
【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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【図７】
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