(57)【要約】【課題】観察画像の所望の位置に観察光学系をオートフォーカスすることが可能な内視鏡装置を提供する。【解決手段】観察画像を得るフォーカス調節可能な観察光学系２８，３０，３２と、観察光学系２８，３０，３２によって得られた観察画像を表示する表示部４０とを有する内視鏡装置１２。この内視鏡装置１２は、表示部４０に表示されている観察画像において、観察光学系２８，３０，３２をオートフォーカスするフォーカス位置を設定するためのフォーカス位置設定手段５２，５４，５８，４０と、フォーカス位置設定手段５２，５４，５８，４０によって設定されたフォーカス位置に観察光学系２８，３０，３２をオートフォーカスするフォーカス手段６４，６５，４２と、をさらに有する。【選択図】図１
2006110055.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
観察画像を得るフォーカス調節可能な観察光学系と、
前記観察光学系によって得られた観察画像を表示する表示部と、
前記表示部に表示されている観察画像において、前記観察光学系をオートフォーカスするフォーカス位置を設定するためのフォーカス位置設定手段と、
前記フォーカス位置設定手段によって設定されたフォーカス位置に前記観察光学系をオートフォーカスするフォーカス手段と、
を具備することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項２】
前記フォーカス位置設定手段は、前記観察画像中に複数の領域を規定する領域規定手段と、前記複数の領域のいずれかをフォーカス領域として選択する領域選択手段と、を有し、
前記フォーカス領域が、前記フォーカス位置である、
ことを特徴とする請求項１の内視鏡装置。
【請求項３】
前記複数の領域は、観察画像を分割したものである、
ことを特徴とする請求項２の内視鏡装置。
【請求項４】
前記複数の領域の少なくとも１つは、前記観察光学系によって観察する観察対象に応じた形状を有する、
ことを特徴とする請求項２の内視鏡装置。
【請求項５】
前記フォーカス位置設定手段は、前記表示部に表示されている観察画像中にポインタを表示させるポインタ表示手段と、前記ポインタを前記観察画像中で移動させるポインタ移動手段と、を有し、
前記ポインタの位置が、前記フォーカス位置である、
ことを特徴とする請求項１の内視鏡装置。
【請求項６】
前記内視鏡装置は、前記フォーカス位置設定手段及び前記フォーカス手段を作動させる作動手段を有し、
前記作動手段は、前記観察光学系とは別体的に形成されている、
ことを特徴とする請求項１の内視鏡装置。
【請求項７】
指標を有し、処置対象に処置を行うための少なくとも１つの処置具と、
観察画像を得るフォーカス調節可能な観察光学系と、
前記観察光学系によって得られた観察画像を表示する表示部と、
前記表示部に表示されている観察画像において、前記指標の位置を検知する指標検知手段と、
前記表示部に表示されている観察画像において、前記観察光学系をオートフォーカスするフォーカス位置を前記指標検知手段によって検知された前記指標の位置に設定するフォーカス位置設定手段と、
前記フォーカス位置設定手段によって設定されたフォーカス位置に前記観察光学系をオートフォーカスするフォーカス手段と、
を具備することを特徴とする内視鏡システム。
【請求項８】
前記内視鏡システムは、前記フォーカス位置設定手段及び前記フォーカス手段を作動させる作動手段を有し、
前記作動手段は、前記処置具と一体的に形成されている、
ことを特徴とする請求項７の内視鏡システム。
【請求項９】
前記処置具は、複数であり、
複数の前記指標は、前記指標検知手段によって検知される状態と検知されない状態との間で切替可能である、
ことを特徴とする請求項７の内視鏡システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オートフォーカス機能を有する内視鏡装置及び内視鏡システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内視鏡を体腔内に挿入して、体腔内を観察することが行われている。このような内視鏡には、観察光学系の焦点を自動調節するオートフォーカス機能を有するものがある。オートフォーカス機能を有する内視鏡の一例が、特許文献１に開示されている。
【０００３】
特許文献１の内視鏡の先端部には、対物観察を行うための対物レンズが配設されている。この対物レンズの前方にはカバーガラスが覆設されており、対物レンズの後方には対物レンズによって結像された観察画像を撮像する撮像素子が配設されている。この撮像素子から撮像信号を伝送する信号線が延設されており、この信号線はビデオプロセッサに電気的に接続されている。このビデオプロセッサは、表示装置に出力画像信号を出力して観察画像を表示させるようになっている。
【０００４】
また、ビデオプロセッサは観察光学系のオートフォーカスを行うためのオートフォーカス制御装置に接続され、画像情報をオートフォーカス制御装置に出力するようになっている。ここで、対物レンズはレンズ枠の内腔に組み付けられており、このレンズ枠は例えばアクチュエータに駆動されて光軸方向に進退するようになっている。オートフォーカス制御装置は、ビデオプロセッサから入力された画像情報から観察光学系のピントが合うような対物レンズの移動量を算出する。そして、オートフォーカス制御装置はアクチュエータに駆動信号を出力し、アクチュエータはレンズ枠を光軸方向に進退させて対物レンズを適切な位置に移動させる。このようにして観察光学系のオートフォーカスを行う。この後、体腔内の観察を行う。また、内視鏡観察下、処置具によって生体組織に処置を行うこともある。
【特許文献１】特開平１０−１１８００８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の内視鏡装置では、民生用のビデオカメラ等に用いられる一般的なオートフォーカス機能が用いられている。即ち、観察画像のほぼ中央部に観察光学系をオートフォーカスするようになっており、観察画像の中央部以外の所望の位置に観察光学系をオートフォーカスすることができない。例えば内視鏡を管腔に挿入して管腔壁を観察する場合には、管腔壁は観察画像の周辺部に位置するため、観察画像の周辺部に観察光学系をフォーカスすることが好ましい。この場合には、オートフォーカス機能を停止して、マニュアル操作によって観察画像の周辺部に観察光学系をフォーカスする必要があり、フォーカス操作が面倒なものとなる。
【０００６】
なお、内視鏡観察下、処置具によって生体組織に処置を行う際、術者が両手で処置具を操作することがあり、この場合には助手が内視鏡を操作することになる。観察画像の中央部以外の術者の所望の位置に観察光学系をフォーカスしようとする場合には、術者の口頭の指示に応じて助手がマニュアル操作によって観察光学系をフォーカスする必要があり、フォーカス操作が特に面倒なものとなる。
【０００７】
本発明は、上記課題に着目してなされたもので、その目的とするところは、観察画像の所望の位置に観察光学系をオートフォーカスすることが可能な内視鏡装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１の発明は、観察画像を得るフォーカス調節可能な観察光学系と、前記観察光学系によって得られた観察画像を表示する表示部と、前記表示部に表示されている観察画像において、前記観察光学系をオートフォーカスするフォーカス位置を設定するためのフォーカス位置設定手段と、前記フォーカス位置設定手段によって設定されたフォーカス位置に前記観察光学系をオートフォーカスするフォーカス手段と、を具備することを特徴とする内視鏡装置である。
【０００９】
そして、本請求項１の発明では、フォーカス位置設定手段によって観察画像において観察光学系をオートフォーカスするフォーカス位置を設定し、設定されたフォーカス位置にフォーカス手段によって観察光学系をオートフォーカスし、フォーカス位置にフォーカスされた観察画像を表示部に表示する。
【００１０】
請求項２の発明は、前記フォーカス位置設定手段は、前記観察画像中に複数の領域を規定する領域規定手段と、前記複数の領域のいずれかをフォーカス領域として選択する領域選択手段と、を有し、前記フォーカス領域が、前記フォーカス位置である、ことを特徴とする請求項１の内視鏡装置である。
【００１１】
そして、本請求項２の発明では、領域規定手段によって観察画像中に複数の領域を規定し、領域選択手段によって複数の領域のいずれかをフォーカス領域として選択し、フォーカス手段によって観察光学系をフォーカス領域にオートフォーカスする。
【００１２】
請求項３の発明は、前記複数の領域は、前記観察画像を分割したものである、ことを特徴とする請求項２の内視鏡装置である。
【００１３】
そして、本請求項３の発明では、領域規定手段は、観察画像を分割することにより複数の領域を規定する。
【００１４】
請求項４の発明は、前記複数の領域の少なくとも１つは、前記観察光学系によって観察する観察対象に応じた形状を有する、ことを特徴とする請求項２の内視鏡装置である。
【００１５】
そして、本請求項４の発明では、領域規定手段は、観察光学系によって観察する観察対象に応じた形状を有するように観察画像中に複数の領域を規定する。
【００１６】
請求項５の発明は、前記フォーカス位置設定手段は、前記表示部に表示されている観察画像中にポインタを表示させるポインタ表示手段と、前記ポインタを前記観察画像中で移動させるポインタ移動手段と、を有し、前記ポインタの位置が、前記フォーカス位置である、ことを特徴とする請求項１の内視鏡装置である。
【００１７】
そして、本請求項５の発明では、ポインタ表示手段によって観察画像中にポインタを表示し、ポインタ移動手段によってポインタを観察画像中で移動させ、フォーカス手段によって観察光学系をポインタの位置にオートフォーカスする。
【００１８】
請求項６の発明は、前記内視鏡装置は、前記フォーカス位置設定手段及び前記フォーカス手段を作動させる作動手段を有し、前記作動手段は、前記観察光学系とは別体的に形成されている、ことを特徴とする請求項１の内視鏡装置である。
【００１９】
そして、本請求項６の発明では、観察光学系とは別体的に形成されている作動手段を操作して、フォーカス位置設定手段及びフォーカス手段を作動させる。
【００２０】
請求項７の発明は、指標を有し、処置対象に処置を行うための少なくとも１つの処置具と、観察画像を得るフォーカス調節可能な観察光学系と、前記観察光学系によって得られた観察画像を表示する表示部と、前記表示部に表示されている観察画像において、前記指標の位置を検知する指標検知手段と、前記表示部に表示されている観察画像において、前記観察光学系をオートフォーカスするフォーカス位置を前記指標検知手段によって検知された前記指標の位置に設定するフォーカス位置設定手段と、前記フォーカス位置設定手段によって設定されたフォーカス位置に前記観察光学系をオートフォーカスするフォーカス手段と、を具備することを特徴とする内視鏡システムである。
【００２１】
そして、本請求項７の発明では、指標検知手段によって観察画像において指標の位置を検知し、フォーカス位置設定手段によって観察画像において観察光学系をオートフォーカスするフォーカス位置を指標の位置に設定し、フォーカス手段によって観察光学系を指標の位置にオートフォーカスし、指標の位置にフォーカスされた、処置具周辺の観察画像を表示部に表示する。
【００２２】
請求項８の発明は、前記内視鏡システムは、前記フォーカス位置設定手段及び前記フォーカス手段を作動させる作動手段を有し、前記作動手段は、前記処置具と一体的に形成されている、ことを特徴とする請求項７の内視鏡システムである。
【００２３】
そして、本請求項８の発明では、処置具と一体的に形成されている作動手段を操作して、フォーカス位置設定手段及びフォーカス手段を作動させる。
【００２４】
請求項９の発明は、前記処置具は、複数であり、複数の前記指標は、前記指標検知手段によって検知される状態と検知されない状態との間で切替可能である、ことを特徴とする請求項７の内視鏡システムである。
【００２５】
そして、本請求項９の発明では、複数の処置具のいずれかの処置具の指標を指標検知手段によって検知される状態に切換えると共に、その他の処置具の指標を指標検知手段によって検知されない状態に切替え、指標検知手段によって複数の処置具のいずれかの処置具の指標の位置を検知し、その指標の位置にフォーカス手段によって観察光学系をオートフォーカスする。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、観察画像の所望の位置に観察光学系をオートフォーカスすることが可能となっている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の第１実施形態を図１乃至図３を参照して説明する。図１は、本実施形態の内視鏡装置１２の全体の概略構成を示す。この内視鏡装置１２は電子式の内視鏡１４を有する。この内視鏡１４は体腔内に挿入される細長い挿入部１６を有し、挿入部１６の基端部には操作者に操作される操作部１８が連設されている。この操作部１８からユニバーサルコード２０が延出されており、ユニバーサルコード２０の延出端部にはコネクタ部２２が配設されている。
【００２８】
ここで、挿入部１６の先端部には、観察対象を照明する照明光学系の照明レンズ２４が配設されている。この照明レンズ２４の後端面には、照明光を導光するライトガイド２６の先端部が接続されている。このライトガイド２６は、挿入部１６、操作部１８、ユニバーサルコード２０を挿通されて、コネクタ部２２まで延設されている。コネクタ部２２を光源装置２７に接続することにより、ライトガイド２６に照明光を供給することが可能である。
【００２９】
一方、挿入部１６の先端部には、観察画像を得るための観察光学系の対物レンズ２８が配設されている。この対物レンズ２８の後方にフォーカスレンズ３０が配設されており、さらにフォーカスレンズ３０の後方に観察画像を撮像する撮像素子、例えばＣＣＤ３２が配設されている。このＣＣＤ３２から映像信号を伝送する観察信号線３４が延出されている。この観察信号線３４は、挿入部１６、操作部１８、ユニバーサルコード２０を挿通されて、コネクタ部２２まで延設されている。コネクタ部２２をビデオプロセッサ３６に接続することにより、観察信号線３４がビデオプロセッサ３６に電気的に接続される。このビデオプロセッサ３６は、表示装置３８に出力画像信号を出力して、表示装置３８の表示部４０の主画面４１に観察画像を表示させる。
【００３０】
また、フォーカスレンズ３０は、レンズ駆動手段４２によって観察光学系の光軸方向に進退される。本実施形態では、レンズ駆動手段４２として圧電アクチュエータを用いており、圧電アクチュエータの進退運動をそのままフォーカスレンズ３０の前後運動とするようになっている。レンズ駆動手段４２から駆動信号線４４が延出されており、この駆動信号線４４は、挿入部１６、操作部１８、ユニバーサルコード２０を挿通されて、コネクタ部２２まで延設されている。コネクタ部２２を制御装置４６に接続することにより、駆動信号線４４が制御装置４６に電気的に接続される。
【００３１】
なお、内視鏡１４の操作部１８には、各種操作を行うための操作パネル４８が配設されている。この操作パネル４８には、図２に示されるように、キャプチャー、ホワイトバランス等を行うための複数のリモートスイッチ５０が配設されている。また、操作パネル４８には、観察画像において観察光学系をオートフォーカスするフォーカス位置を設定するための十字キー５２が配設されている。再び図１を参照して、操作パネル４８から操作信号線４９が延出されており、この操作信号線４９は、ユニバーサルコード２０を挿通されて、コネクタ部２２まで延設されている。コネクタ部２２を制御装置４６に接続することにより、操作信号線４９が制御装置４６に電気的に接続される。
【００３２】
以下、本実施形態の内視鏡装置１２のオートフォーカス機能について説明する。制御装置４６は、観察画像中に複数の領域を規定する領域規定手段５４を有する。本実施形態では、観察画像を分割することにより複数の領域を規定している。具体的には、観察画像を横方向に２等分割、縦方向に５等分割することにより、１０個の領域を規定している。領域規定手段５４は領域信号をビデオプロセッサ３６に出力し、ビデオプロセッサ３６は領域についての情報を表示部４０に表示する。本実施形態では、表示部４０の子画面５６に、観察画像と領域の境界とを重ねて表示する。
【００３３】
また、領域規定手段５４は領域選択手段５８にも領域信号を出力する。領域選択手段５８は、観察画像に規定された１０個の領域のいずれかの領域を観察光学系をオートフォーカスするフォーカス領域として選択する。ここで、領域選択手段５８には、内視鏡１４の操作部１８の操作パネル４８の十字キー５２から操作信号が入力される。フォーカス領域は、十字キー５２の左右上下の操作に応じて、所定の領域からその領域の左右上下に配置されている領域へと移動される。所定の領域がフォーカス領域として選択されると、領域選択手段５８から選択信号がポインタ生成手段６０を介してビデオプロセッサ３６に出力される。ビデオプロセッサ３６は、表示部４０の子画面５６において、フォーカス領域として選択された領域にポインタ６２を表示する。
【００３４】
ビデオプロセッサ３６は、フォーカス領域の画像信号をフォーカス情報検出手段６４に出力する。このフォーカス情報検出手段６４は、入力された画像信号からボケ量が最小となるようなフォーカスレンズ３０の移動量を算出する。例えば、画像信号を輝度信号と色信号とに分離し、輝度信号の高周波成分を抽出して、この高周波成分の積分値が最大となるように、山登り方式によってフォーカスレンズ３０の移動量を算出する。フォーカス領域の画像信号からボケ量が最小となるようなフォーカスレンズ３０の移動量を算出しているため、観察光学系がフォーカス領域にフォーカスされるようなフォーカスレンズ３０の駆動量を算出していることとなる。
【００３５】
レンズ駆動制御手段６５は、フォーカス情報検出手段６４によって算出されたフォーカスレンズ３０の移動量に応じた駆動信号をレンズ駆動手段４２に出力し、レンズ駆動手段４２を作動させる。この結果、レンズ駆動手段４２によってフォーカスレンズ３０が移動され、選択したフォーカス領域に観察光学系がオートフォーカスされる。
【００３６】
なお、十字キー５２を操作しない場合には、観察光学系が、観察画像の中央部にオートフォーカスされる。即ち、ビデオプロセッサ３６は観察画像の中央部の画像信号をフォーカス情報検出手段６４に出力し、フォーカス情報検出手段６４は観察画像の中央部の画像信号からボケ量が最小となるようなフォーカスレンズ３０の移動量を算出する。
【００３７】
即ち、本実施形態では、十字キー５２、領域規定手段５４、領域選択手段５８によって、表示部４０に表示されている観察画像において、観察光学系をオートフォーカスするフォーカス位置を設定するフォーカス位置設定手段が形成されている。また、ビデオプロセッサ３６、フォーカス情報検出手段６４、レンズ駆動制御手段６５、レンズ駆動手段４２によって、フォーカス位置設定手段によって設定されたフォーカス位置に観察光学系をオートフォーカスするフォーカス手段が形成されている。
【００３８】
次に、本実施形態の内視鏡装置１２の作用について説明する。本実施形態の内視鏡装置１２を用いて体腔内の観察を行う際には、内視鏡１４の挿入部１６を体腔内に挿入する。そして、照明光学系によって観察対象を照明しながら、対物レンズ２８を観察対象に対向させる。
【００３９】
対物レンズ２８によって得られた観察画像は、フォーカスレンズ３０を介して結像されて、ＣＣＤ３２によって撮像される。ＣＣＤ３２から画像信号線を介して画像信号がビデオプロセッサ３６に出力され、ビデオプロセッサ３６は表示装置３８の表示部４０に観察画像を表示する。同時に、ビデオプロセッサ３６は、観察画像の中央部の画像信号をフォーカス情報検出手段６４に出力する。フォーカス情報検出手段６４は、観察画像の中央部の画像信号に基づき、観察光学系が観察画像の中央部にフォーカスされるようなフォーカスレンズ３０の移動量を算出する。算出された移動量に基づいて、レンズ駆動制御手段６５はレンズ駆動手段４２を作動させ、フォーカスレンズ３０を移動させる。この結果、観察光学系が観察画像の中央部にオートフォーカスされる。
【００４０】
図３に示されるように、観察したい関心領域Ｘが観察画像の周辺部に位置することがある。この場合には、十字キー５２を操作して、子画面５６に表示されている複数の領域の内、関心領域Ｘを含む領域にポインタ６２を移動させる。このようにしてフォーカス領域を選択する。同時に、ビデオプロセッサ３６は、制御装置４６の領域選択手段５８からの選択信号に基づき、フォーカス領域として選択されている観察画像の領域の画像信号をフォーカス情報検出手段６４に出力する。フォーカス情報検出手段６４は、フォーカス領域の画像信号に基づき、観察光学系がフォーカス領域にフォーカスされるようなフォーカスレンズ３０の移動量を算出する。この結果、観察光学系が観察画像の関心領域Ｘにオートフォーカスされる。
【００４１】
従って、本実施形態の内視鏡装置１２は次の効果を奏する。十字キー５２を操作して、子画面５６に表示されているポインタ６２を観察画像の領域の内、関心領域Ｘを含む領域に移動させて、フォーカス領域を選択している。また、フォーカス情報検出手段６４は、フォーカス領域として選択されている観察画像の領域の画像信号に基づき、観察光学系がフォーカス領域にフォーカスされるようなフォーカスレンズ３０の移動量を算出している。この算出量に基づいてフォーカスレンズ３０が移動されて、観察光学系がフォーカス領域にフォーカスされている。このように、本実施形態では、観察画像の所望の位置に観察光学系をオートフォーカスすることが可能となっている。
【００４２】
なお、本実施形態では、内視鏡１４の操作部１８に操作パネル４８を配設しているが、操作パネル４８と同様な機能を有するフットスイッチを用いてもよい。また、表示装置３８として操作者の手元に配置される小型の表示装置３８を用いる場合には、表示部４０の子画面５６にタッチパネルとしての機能を付与してもよい。即ち、子画面５６の各領域のいずれかに触れることにより、触れた領域がフォーカス領域として選択されるようにしてもよい。
【００４３】
図４は、本発明の第１実施形態の第１変形例を示す。第１実施形態と同様な機能を有する構成には、同一の参照符号を付して説明を省略する。本変形例は、フォーカス領域の選択を音声で行うようになっている。
【００４４】
図１及び図４を参照し、本変形例では、領域規定手段５４は各領域に１乃至９の番号を付与している。これら番号は、表示部４０の子画面５６に観察画像に重ねて表示される。また、内視鏡１４の操作部１８に、操作パネル４８に代わって図示しないマイクが配設されている。そして、マイクから音声信号を入力された領域選択手段５８は、音声信号に対応する領域を選択するようになっている。即ち、マイクに向かって１乃至９のいずれか１つの番号を言うことにより、フォーカス領域を選択することが可能となっている。
【００４５】
以下、本発明の第１実施形態の第２変形例を説明する。第１実施形態と同様な機能を有する構成には、同一の参照符号を付して説明を省略する。本変形例では、図１を参照し、領域規定手段５４によって規定される領域が、観察光学系によって観察する観察対象に応じた形状を有している。
【００４６】
ここで、一般外科、耳鼻外科、整形外科等の分野では観察画像の中央部に関心領域Ｘが配置されることが多く、泌尿外科等の分野では観察画像の周辺部に関心領域Ｘが配置されることが多い。これに対応して、例えば、第１の領域として観察画像の中央部を規定し、第２の領域として観察画像の周辺部を規定する。これら第１及び第２の領域の見本は子画面５６に並列して表示される。そして、十字キー５２を操作して、ポインタ６２を第１の領域の見本と第２の領域の見本とのいずれかに配置することにより、第１の領域と第２の領域とのいずれかをフォーカス領域として選択する。このようにして、分野毎に最適な位置にオートフォーカスすることが可能となる。
【００４７】
図５は、本発明の第２実施形態を示す。第１実施形態と同様な機能を有する構成には、同一の参照符号を付して説明を省略する。本実施形態では、観察画像に領域を規定せず、観察光学系をオートフォーカスするフォーカス位置をポインタによって直接指定する。
【００４８】
図１及び図５（Ａ）を参照し、本実施形態では領域規定手段５４及び領域選択手段５８に代わって、ポインタ位置設定手段６６を用いている。ポインタ位置設定手段６６は、観察画像の所定の位置を観察光学系をオートフォーカスするフォーカス位置として指定する。ここで、ポインタ位置設定手段６６には、内視鏡１４の操作パネル４８の十字キー５２から操作信号が入力される。フォーカス位置は、十字キー５２の左右上下の操作に応じて、所定の位置から左右上下に移動される。フォーカス位置が指定されると、ポインタ位置設定手段６６から位置信号がポインタ生成手段６０を介してビデオプロセッサ３６に出力される。ビデオプロセッサ３６は、表示部４０に表示されている観察画像に重ねて、フォーカス位置として指定された位置にポインタ６２を表示する。
【００４９】
また、ビデオプロセッサ３６は、フォーカス位置近傍の画像信号をフォーカス情報検出手段６４に出力する。フォーカス情報検出手段６４は、フォーカス位置近傍の画像信号からボケ量が最小となるようなフォーカスレンズ３０の移動量を算出するため、観察光学系がフォーカス位置にフォーカスされるようなフォーカスレンズ３０の移動量を算出することとなる。このようにして、観察光学系がフォーカス位置にオートフォーカスされる。
【００５０】
ここで、ポインタ生成手段６０とビデオプロセッサ３６とによって、表示部４０に表示されている観察画像中にポインタを表示させるポインタ表示手段が形成されている。また、操作パネル４８とポインタ位置設定手段６６とによって、ポインタ６２を観察画像中で移動させるポインタ移動手段が形成されている。
【００５１】
第１実施形態と同様、十字キー５２を操作しない場合には、観察光学系は観察画像の中央部にオートフォーカスされる。そして、フォーカス位置が一旦指定された場合には、内視鏡１４の移動により観察視野が移動されても、フォーカス位置は関心領域Ｘに固定される。関心領域Ｘが内視鏡１４の視野外になった場合には、観察光学系は観察画像の中央部にオートフォーカスされる。また、操作パネル４８の図示しないリセットスイッチを操作すると、フォーカス位置の指定が解除され、観察光学系は観察画像の中央部にオートフォーカスされる。
【００５２】
次に、本実施形態の内視鏡装置１２の作用について説明する。本実施形態の内視鏡装置１２を用いて体腔内の観察を行う際には、通常、観察光学系は観察画像の中央部にオートフォーカスされる。図５（Ｂ）に示されるように、観察したい関心領域Ｘが観察画像の周辺部に位置する場合には、十字キー５２を操作して、観察画像に重ねて表示されているポインタ６２を関心領域Ｘに移動させる。このようにしてフォーカス位置を指定する。同時に、ビデオプロセッサ３６は、制御装置４６のポインタ位置設定手段６６からの位置信号に基づき、フォーカス位置近傍の画像信号をフォーカス情報検出手段６４に出力する。このようにして、観察光学系がフォーカス位置にオートフォーカスされる。
【００５３】
観察角度を変更したい場合等、必要に応じて内視鏡１４の観察視野を移動させる。この場合、フォーカス位置は関心領域Ｘに固定され、観察視野の移動にかかわりなく観察光学系が関心領域Ｘにオートフォーカスされる。観察画像の中央部にオートフォーカスしたい場合には、操作パネル４８のリセットスイッチを操作して、フォーカス位置の指定を解除する。
【００５４】
従って、本実施形態の内視鏡装置１２は次の効果を奏する。十字キー５２を操作して、観察画像に重ねて表示されているポインタ６２を関心領域Ｘに移動させてフォーカス位置を指定し、観察光学系をフォーカス位置にオートフォーカスさせている。即ち、観察光学系をオートフォーカスする位置をピンポイントに指定することが可能となっており、第１実施形態のようにフォーカスする領域を選択する場合と比較して、より適切な観察画像を得ることが可能となっている。
【００５５】
図６は、本発明の第３実施形態を示す。第２実施形態と同様な機能を有する構成には、同一の参照符号を付して説明を省略する。本実施形態では、ポインタ６２を移動させるために、操作パネル４８（図２参照）に代わって頭部ポインタ６８を用いている。また、本実施形態では、内視鏡装置１２に処置具を加えて内視鏡システム７０を構成している。
【００５６】
本実施形態の内視鏡装置１２の頭部ポインタ６８は、ジャイロ７２と、このジャイロ７２を術者の頭部に固定するためのヘッドバンド７４とを有する。このジャイロ７２は、術者の頭部の位置、方向を検出し、ベクトル情報として送信する。送信されたベクトル情報は、表示装置３８の近傍に配置されている受信回路７６によって受信される。受信回路７６は、受信したベクトル情報から術者の視線が表示部４０のどこに向いているかを算出し、算出した位置にポインタ６２を移動させる操作信号を発生してポインタ位置設定手段６６に出力する。なお、術者の頭部の位置、方向を検出する方法としては、磁気ソースと三次元コイルとによる方法、発光体等のマーカを画像処理により検出する方法、加速度センサを用いる方法、視線検出を用いる方法等を採用してもよい。
【００５７】
本実施形態の内視鏡システム７０では、処置具として複数の鉗子７８を用いている。これら鉗子７８の少なくとも１つには、作動スイッチ８０が配設されている。この作動スイッチ８０はジャイロ７２と電気的に接続されている。作動スイッチ８０が押下されている場合に、ジャイロ７２から受信回路７６へとベクトル情報が送信されてポインタ６２が生成、移動される。作動スイッチの押下を解除すると、ジャイロ７２から受信回路７６へと固定信号が送信され、その位置でポインタが固定される。また、作動スイッチ８０をダブルクリックすると、ジャイロ７２から受信回路７６へと解除信号が送信され、フォーカス位置の指定が解除されて観察光学系は観察画像の中央部にオートフォーカスされる。
【００５８】
また、本実施形態の内視鏡１４は光学式の硬性鏡であり、先端部の対物レンズ２８からリレーレンズを介して基端部の接眼レンズへと観察画像を伝達する。内視鏡１４の基端部の接眼部には、観察画像を撮影するためのカメラヘッド８２が装着されている。カメラヘッド８２の内部には、ＣＣＤ３２、フォーカスレンズ３０が配設されており、内視鏡１４の接眼部にカメラヘッド８２が装着されている場合に接眼レンズとＣＣＤ３２との間にフォーカスレンズ３０が配設されるようになっている。このフォーカスレンズ３０は、第１実施形態と同様、アクチュエータによって光軸方向に進退するようになっている。あるいは、フォーカスレンズ３０をレンズ枠の内腔に組み付け、レンズ枠を光軸方向に摺動自在に筒状のハウジング内に収容する構成としてもよい。この場合には、例えばモーターと送りねじとを用いた駆動機構により、レンズ枠を光軸方向に進退させるようにしてもよい。
【００５９】
本実施形態では、フォーカス位置に観察光学系をオートフォーカスするフォーカス位置設定手段とフォーカス手段とは、頭部ポインタ６８と作動スイッチ８０とにより形成される作動手段によって作動される。また、この作動手段は、内視鏡１４と別体的に形成されている。
【００６０】
次に、本実施形態の内視鏡システム７０の作用について説明する。本実施形態の内視鏡システム７０では、内視鏡観察下、鉗子７８によって生体組織に処置を行う。この際、術者は両手で複数の鉗子７８を操作する場合があり、この場合には助手が内視鏡１４を操作することとなる。手術操作において、観察画像の周辺部にオートフォーカスしたい場合には、術者は鉗子７８に配設されている作動スイッチ８０を押下し、観察画像のオートフォーカスしたい位置に視線を向ける。術者の頭部の位置、向きはジャイロ７２によって検知、送信され、受信回路７６でポインタ６２を生成、移動させるための操作信号に変換される。この操作信号によって、ポインタ６２が視線を向けた位置へと移動されると共に、観察光学系がその位置にオートフォーカスされる。ポインタ６２が所望の位置へと移動され、関心領域Ｘに観察光学系がオートフォーカスされたら、作動スイッチ８０の押下を解除する。この後、フォーカス位置は関心領域Ｘに固定される。
【００６１】
観察画像の中央部にオートフォーカスしたい場合には、作動スイッチ８０をダブルクリックする。この結果、ジャイロ７２から受信回路７６へと解除信号が送信され、フォーカス位置の指定が解除されて観察光学系は観察画像の中央部にオートフォーカスされる。
【００６２】
従って、本実施形態の内視鏡システム７０は次の効果を奏する。観察画像の周辺部にオートフォーカスしたい場合には、処置具に配設されている作動スイッチ８０を押下し、観察画像のオートフォーカスしたい位置に視線を向けるだけで、観察光学系がその位置にオートフォーカスされている。即ち、内視鏡１４と別体的に形成され、術者の近傍に配置されている作動スイッチ８０と頭部ポインタ６８とによって、処置具を操作している術者自身によって、観察画像の所望の位置に観察光学系を容易にオートフォーカスさせることが可能となっている。
【００６３】
図７は、本発明の第３実施形態の変形例を示す。第３実施形態と同様な機能を有する構成には、同一の参照符号を付して説明を省略する。図６及び図７を参照し、本変形例のフォーカス情報検出手段６４は処置具を検出する機能を有し、ポインタ６２の位置に処置具を検出した場合にはレンズ駆動制御手段６５を作動させない。
【００６４】
例えば、処置具として鉗子７８を用いる場合、鉗子７８は一般に反射率の高い部材で表面が形成され、メタリックグレー等のメタリック系の色を有するため、鉗子近傍の画像は高輝度の画像となる。ビデオプロセッサ３６からフォーカス情報検出手段６４にポインタ６２近傍の画像信号が入力されるが、この画像信号から得られる輝度信号について、所定の帯状あるいは楔状の領域が検出された場合には、フォーカス情報検出手段６４はポインタ６２の位置に鉗子７８が存在すると判断し、レンズ駆動制御手段６５はレンズ駆動手段を作動させない。
【００６５】
このため、内視鏡観察下、生体組織に処置を行うために観察画像内に処置具が出し入れされる場合であっても、観察光学系が処置具にオートフォーカスされることが防止され、フォーカス位置が度々変化されて観察しにくくなる事態が回避されている。
【００６６】
図８及び図９は、本発明の第４実施形態を示す。第３実施形態と同様な機能を有する構成には、同一の参照符号を付して説明を省略する。図８（Ａ）に示されるように、本実施形態の処置具としての鉗子７８の先端部には、フォーカス位置を指定するための指標８４が配設されている。本実施形態では、指標８４としてＬＥＤを用いており、ＬＥＤの発光色としては生体組織にはない緑色、青色等が用いられている。また、鉗子７８の基端部には、ＬＥＤを発光させる作動スイッチ８０が配設されている。
【００６７】
この作動スイッチ８０は、図８（Ｂ）に示されるように、制御装置４６の指標検知手段８６にも接続されている。この指標検知手段８６は、作動スイッチ８０が押下された場合には、ビデオプロセッサ３６から観察画像全体の画像信号を取得する。そして、指標検知手段８６は、各画素について色信号を抽出し、色差等の色空間のデータに変換する。指標検知手段８６は、ＬＥＤの発光色から予め設定されているデータ範囲に、色空間のデータが入っているかどうか各画素毎に判断する。指標検知手段８６は、データ範囲に入っていると判断した画素が含まれる画素領域、即ち指標領域をビデオプロセッサ３６に出力し、ビデオプロセッサ３６はこの指標領域の画像信号をフォーカス情報検出手段６４に出力する。
【００６８】
フォーカス情報検出手段６４は、図８（Ａ）及び図８（Ｂ）を参照し、指標領域の画像信号からボケ量が最小となるようなフォーカスレンズ３０の移動量を算出するため、観察光学系が指標８４の位置にフォーカスされるようなフォーカスレンズ３０の移動量を算出していることとなる。このようにして、観察光学系が指標８４の位置にオートフォーカスされる。また、作動スイッチ８０を押下していない場合には、観察光学系は観察画像の中央にオートフォーカスされることとなる。
【００６９】
次に、本実施形態の内視鏡システム７０の作用について説明する。内視鏡１４を用いて体腔内の生体組織等の観察を行う際には、通常、図９に示されるように、観察画面の中央部に観察光学系をオートフォーカスする。内視鏡観察下、鉗子７８を用いて生体組織に処置を行う場合には、鉗子７８の先端部にフォーカスしたい場合がある。この場合には、作動スイッチ８０を押下して鉗子７８の先端部のＬＥＤを発光させると共に、指標検知手段８６によって指標領域を検知してビデオプロセッサ３６に出力する。ビデオプロセッサ３６は指標領域の画像信号をフォーカス情報検出手段６４に出力し、フォーカス情報検出手段６４は観察光学系が指標８４の位置にフォーカスされるようなフォーカスレンズ３０の移動量を算出する。このようにして、図９（Ｂ）に示されるように、観察光学系が鉗子７８の先端部にオートフォーカスされる。
【００７０】
従って、本実施形態の内視鏡システム７０は次の効果を奏する。作動スイッチ８０を押下して鉗子７８の先端部の指標であるＬＥＤを発光させると共に、指標検知手段８６によって指標領域を検知して、観察光学系を指標８４の位置にオートフォーカスさせている。このため、鉗子７８の先端部に容易にオートフォーカスすることが可能となっている。
【００７１】
また、作動スイッチ８０は処置具に一体的に形成されているため、処置具を操作している術者が所望の時に観察光学系を指標８４の位置にオートフォーカスすることが可能となっている。
【００７２】
本実施形態では、指標の色によって指標領域を検知している。代わって、鉗子の先端の特徴的な形状を指標として、鉗子の先端の形状の特徴量抽出によるパターンマッチングを用いて指標を検出するようにしてもよい。鉗子の先端の特徴的な形状としては、例えば、直線形状が挙げられる。
【００７３】
図１０及び図１１は、本発明の第５実施形態の変形例を示す。第４実施形態と同様な機能を有する構成には、同一の参照符号を付して説明を省略する。本実施形態の内視鏡システム７０の第１及び第２の鉗子７８ａ，７８ｂは、夫々、第１及び第２の指標８４ａ，８４ｂと第１及び第２の作動スイッチ８０ａ，８０ｂとを有する。第１及び第２の指標８４ａ，８４ｂは、発光時には指標検知手段８６（図８（Ｂ）参照）によって検知されると共に消灯時には検知されず、指標検知手段８６（図８（Ｂ）参照）によって検知される状態と検知されない状態との間で切替可能となっている。
【００７４】
次に、本実施形態の内視鏡システム７０の作用について説明する。内視鏡１４を用いて体腔内の生体組織等の観察を行う際には、通常、図１１（Ａ）に示されるように、観察画面の中央部にオートフォーカスする。内視鏡観察下、第１及び第２の鉗子７８ａ，７８ｂを用いて生体組織に処置を行う場合、第１の作動スイッチ８０ａを押下することにより第１の指標８４ａが発光されて、図１１（Ｂ）に示されるように、第１の鉗子７８ａの先端部に観察光学系がオートフォーカスされる。また、第２の作動スイッチ８０ｂを押下することにより第２の指標８４ｂが発光されて、図１１（Ｃ）に示されるように、第２の鉗子７８ｂの先端部に観察光学系がオートフォーカスされる。
【００７５】
従って、本実施形態の内視鏡システム７０は次の効果を奏する。第１及び第２の鉗子７８ａ，７８ｂの先端部には夫々第１及び第２の指標８４ａ，８４ｂが配設されており、第１及び第２の指標８４ａ，８４ｂは指標検知手段８６によって検知される状態と検知されない状態との間で切替可能となっている。このため、複数の鉗子７８のいずれかの鉗子７８の指標８４のみを指標検知手段８６によって検知される状態とすることにより、複数の鉗子７８のいずれかの鉗子７８の先端部に観察光学系をオートフォーカスすることが可能となっている。
【００７６】
上述した実施形態では、照明光学系によって観察対象を照明しているが、観察に適した明るさとなるスポット測光エリアが関心領域に重なることが好ましい。このため、フォーカス領域の選択やフォーカス位置の指定が、スポット測光エリアの設定を兼ねるようにしてもよい。反対に、スポット測光エリアを設定し、その位置に観察光学系をオートフォーカスするような構成としてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
本発明は、観察画像の所望の位置に観察光学系をオートフォーカスすることが可能な内視鏡装置を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の第１実施形態の内視鏡装置を示す概略図。
【図２】本発明の第１実施形態の内視鏡装置の操作パネルを示す斜視図。
【図３】本発明の第１実施形態の内視鏡装置の表示部に表示される画像の一例を示す正面図。
【図４】本発明の第１実施形態の第１変形例の内視鏡装置の表示部に表示される画像の一例を示す正面図。
【図５】（Ａ）は本発明の第２実施形態の内視鏡装置を示す概略図、（Ｂ）は同実施形態の内視鏡装置の表示部の一例を示す正面図。
【図６】本発明の第３実施形態の内視鏡システムを示す概略図。
【図７】本発明の第３実施形態の変形例の内視鏡システムの表示部に表示される画像の一例を示す正面図。
【図８】（Ａ）は本発明の第４実施形態の内視鏡システムを示す斜視図、（Ｂ）は同実施形態の内視鏡システムを示す概略図。
【図９】（Ａ）は本発明の第４実施形態の内視鏡システムの表示部に表示される画像の一例を示す正面図、（Ｂ）は同実施形態の内視鏡システムの表示部に表示される画像の別の一例を示す正面図。
【図１０】本発明の第５実施形態の内視鏡システムを示す斜視図。
【図１１】（Ａ）は本発明の第５実施形態の内視鏡システムの表示部に表示される画像の一例を示す正面図、（Ｂ）は同実施形態の内視鏡システムの表示部に表示される画像の別の一例を示す正面図、（Ｃ）は同実施形態の内視鏡システムの表示部に表示される画像のさらに別の一例を示す正面図。
【符号の説明】
【００７９】
１２…内視鏡装置、２８，３０，３２…観察光学系、４０…表示部、（４０，５２，５４，５８）（４０，５２，６６）…フォーカス位置設定手段、４２，６４，６５…フォーカス手段、７０…内視鏡システム、７８…処置具、８４…指標、８６…指標検知手段。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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