(57)【要約】【課題】利便性の向上を図ること。【解決手段】内視鏡装置１は、被検体内に挿入され、先端から当該被検体内の被写体像を取り込む挿入部と、被写体像を撮像する撮像部５４と、撮像部５４による撮像で得られる撮像画像の明るさを変更するための明るさパラメータに応じて、当該撮像画像の明るさを変更する明るさ変更部１００と、明るさパラメータに基づいて、挿入部の先端と被写体との被写体距離を算出する被写体距離算出部９５４と、被写体距離に関する距離情報を報知する距離情報報知部２００とを備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体内に挿入され、先端から当該被検体内の被写体像を取り込む挿入部と、
前記被写体像を撮像する撮像部と、
前記撮像部による撮像で得られる撮像画像の明るさを変更するための明るさパラメータに応じて、当該撮像画像の明るさを変更する明るさ変更部と、
前記明るさパラメータに基づいて、前記挿入部の先端と被写体との被写体距離を算出する被写体距離算出部と、
前記被写体距離に関する距離情報を報知する距離情報報知部とを備える
ことを特徴とする内視鏡装置。
【請求項２】
前記撮像部は、
複数の画素を有する撮像素子を備え、
前記明るさ変更部は、
前記撮像素子を含み、前記明るさパラメータである前記画素の露光時間を変更して前記撮像画像の明るさを変更する
ことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
【請求項３】
前記撮像部は、
複数の画素を有し、前記被写体像を撮像してアナログ信号を出力する撮像素子と、
前記アナログ信号にアナログゲインを乗算する信号処理部とを備え、
前記明るさ変更部は、
前記信号処理部を含み、前記明るさパラメータである前記アナログゲインを変更して前記撮像画像の明るさを変更する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の内視鏡装置。
【請求項４】
前記撮像部は、
複数の画素を有し、前記被写体像を撮像してアナログ信号を出力する撮像素子と、
前記アナログ信号をデジタル信号に変換する信号処理部とを備え、
前記明るさ変更部は、
前記デジタル信号に前記明るさパラメータであるデジタルゲインを乗算するデジタルゲイン乗算部を含み、当該デジタルゲインを変更して前記撮像画像の明るさを変更する
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の内視鏡装置。
【請求項５】
前記挿入部の先端から被写体に照射する光を当該挿入部に供給する光源装置をさらに備え、
前記明るさ変更部は、
前記光源装置を含み、前記明るさパラメータである前記光量を変更して前記撮像画像の明るさを変更する
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の内視鏡装置。
【請求項６】
前記撮像画像における画素毎の輝度信号に基づいて、前記明るさパラメータを算出するパラメータ算出部と、
前記パラメータ算出部にて算出された前記明るさパラメータに基づいて、前記明るさ変更部の動作を制御する明るさ制御部とをさらに備え、
前記被写体距離算出部は、
前記明るさパラメータを前記被写体距離に換算する
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の内視鏡装置。
【請求項７】
前記被写体距離算出部は、
前記撮像画像における画素毎の輝度信号と前記明るさパラメータとに基づいて前記明るさ変更部にて明るさが変更される前の前記撮像画像における画素毎の輝度信号を算出し、当該明るさが変更される前の撮像画像おける画素毎の輝度信号に基づいて前記被写体距離を算出する
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の内視鏡装置。
【請求項８】
前記撮像画像は、
前記被写体像と、当該被写体像以外のマスク領域とを含み、
当該内視鏡装置は、
前記撮像画像における画素毎の輝度信号に基づいて、前記被写体像及び前記マスク領域の境界点を検出するエッジ検出部と、
前記撮像画像における前記エッジ検出部にて検出された境界点で囲まれる領域内の画素毎の輝度信号に基づいて、前記明るさパラメータを算出するパラメータ算出部と、
前記パラメータ算出部にて算出された前記明るさパラメータに基づいて、前記明るさ変更部の動作を制御する明るさ制御部とをさらに備える
ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の内視鏡装置。
【請求項９】
前記被写体距離が基準距離以内であるか否かを判定する距離判定部をさらに備え、
前記距離情報報知部は、
前記距離判定部にて前記被写体距離が前記基準距離を超えていると判定された場合と当該基準距離以内であると判定された場合とで、異なる報知状態で前記距離情報を報知する
ことを特徴とする請求項１〜８のいずれか一つに記載の内視鏡装置。
【請求項１０】
前記被検体内に挿入される処置具の使用状態を検出する処置具検出部をさらに備え、
前記基準距離は、
第１基準距離と、当該第１基準距離よりも長い第２基準距離の２つ設けられ、
前記距離判定部は、
前記処置具検出部にて前記処置具の使用状態が検出されていない場合には前記基準距離として前記第１基準距離を用い、前記処置具検出部にて前記処置具の使用状態が検出された場合には前記基準距離として前記第２基準距離を用いる
ことを特徴とする請求項９に記載の内視鏡装置。
【請求項１１】
前記処置具検出部は、
前記撮像画像に基づいて、当該撮像画像内の前記被写体像に前記処置具が含まれているか否かを判定することにより前記使用状態を検出し、
前記距離判定部は、
前記処置具検出部にて前記撮像画像内の前記被写体像に前記処置具が含まれていないと判定された場合には前記基準距離として前記第１基準距離を用い、前記処置具検出部にて前記撮像画像内の前記被写体像に前記処置具が含まれていると判定された場合には前記基準距離として前記第２基準距離を用いる
ことを特徴とする請求項１０に記載の内視鏡装置。
【請求項１２】
光軸に沿って移動することで焦点を調整するフォーカスレンズを有し、前記挿入部にて取り込まれた前記被写体像を前記撮像部に結像するレンズユニットと、
前記フォーカスレンズを移動させるレンズ駆動部と、
前記レンズ駆動部の動作を制御するレンズ制御部とをさらに備え、
前記レンズ制御部は、
前記距離判定部にて前記被写体距離が前記基準距離以内であると判定された場合に、前記レンズ駆動部を動作させ、当該被写体距離が当該基準距離の時に前記被写体像が合焦状態となるレンズ位置に前記フォーカスレンズを移動させる
ことを特徴とする請求項９〜１１のいずれか一つに記載の内視鏡装置。
【請求項１３】
前記距離情報報知部は、
前記距離情報を表示する表示部と、
前記表示部の動作を制御する表示制御部とを備える
ことを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一つに記載の内視鏡装置。
【請求項１４】
前記距離情報報知部は、
前記距離情報を音声出力する音声出力部と、
前記音声出力部の動作を制御する音声制御部とを備える
ことを特徴とする請求項１〜１３のいずれか一つに記載の内視鏡装置。
【請求項１５】
前記撮像画像に含まれる前記被写体像を拡大する像拡大部をさらに備える
ことを特徴とする請求項１〜１４のいずれか一つに記載の内視鏡装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人や機械構造物等の被検体内を観察する内視鏡装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、医療分野や工業分野において、人や機械構造物等の被検体内を観察する内視鏡装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に記載の内視鏡装置は、被検体内に挿入され、先端から当該被検体内の被写体像を取り込む挿入部と、当該被写体像を撮像して画像信号を出力する撮像部（撮像素子）と、当該画像信号を処理して表示用の映像信号を生成する制御装置と、当該映像信号に基づく画像を表示する表示装置とを備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−１３４０３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、手術等で内視鏡装置を使用する場合には、被検体内（生体内）に挿入部と電気メス等の処置具とをそれぞれ挿入し、表示装置に表示された画像を確認しながら、処置対象とする生体組織を当該処置具にて処置（接合（若しくは吻合）及び切離等））する場合がある。
このような場合において、挿入部の先端と被写体（処置対象とする生体組織）との被写体距離が短いと、処置時に発生するミストにより挿入部の先端が汚れてしまう場合がある。特に、内視鏡装置では、挿入部を生体内に挿入しているため、医師等は、被写体距離が短いか否かを目視することができない。そして、挿入部の先端が汚れてしまった場合には、当該汚れが被写体像に含まれるため、表示装置に表示された画像から処置対象とする生体組織を認識することが難しくなり、処置を円滑に実行することができない。このため、医師等は、生体内から挿入部を引き抜き、当該挿入部の先端の汚れを除去した後、改めて当該挿入部を生体内に挿入し、処置を継続する必要がある。すなわち、医師等に煩雑な作業を強いることとなり、利便性の向上を図ることができない、という問題がある。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、利便性の向上を図ることができる内視鏡装置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】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る内視鏡装置は、被検体内に挿入され、先端から当該被検体内の被写体像を取り込む挿入部と、前記被写体像を撮像する撮像部と、前記撮像部による撮像で得られる撮像画像の明るさを変更するための明るさパラメータに応じて、当該撮像画像の明るさを変更する明るさ変更部と、前記明るさパラメータに基づいて、前記挿入部の先端と被写体との被写体距離を算出する被写体距離算出部と、前記被写体距離に関する距離情報を報知する距離情報報知部とを備えることを特徴とする。
【０００７】
また、本発明に係る内視鏡装置では、上記発明において、前記撮像部は、複数の画素を有する撮像素子を備え、前記明るさ変更部は、前記撮像素子を含み、前記明るさパラメータである前記画素の露光時間を変更して前記撮像画像の明るさを変更することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明に係る内視鏡装置では、上記発明において、前記撮像部は、複数の画素を有し、前記被写体像を撮像してアナログ信号を出力する撮像素子と、前記アナログ信号にアナログゲインを乗算する信号処理部とを備え、前記明るさ変更部は、前記信号処理部を含み、前記明るさパラメータである前記アナログゲインを変更して前記撮像画像の明るさを変更することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係る内視鏡装置では、上記発明において、前記撮像部は、複数の画素を有し、前記被写体像を撮像してアナログ信号を出力する撮像素子と、前記アナログ信号をデジタル信号に変換する信号処理部とを備え、前記明るさ変更部は、前記デジタル信号に前記明るさパラメータであるデジタルゲインを乗算するデジタルゲイン乗算部を含み、当該デジタルゲインを変更して前記撮像画像の明るさを変更することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係る内視鏡装置では、上記発明において、前記挿入部の先端から被写体に照射する光を当該挿入部に供給する光源装置をさらに備え、前記明るさ変更部は、前記光源装置を含み、前記明るさパラメータである前記光量を変更して前記撮像画像の明るさを変更することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係る内視鏡装置では、上記発明において、前記撮像画像における画素毎の輝度信号に基づいて、前記明るさパラメータを算出するパラメータ算出部と、前記パラメータ算出部にて算出された前記明るさパラメータに基づいて、前記明るさ変更部の動作を制御する明るさ制御部とをさらに備え、前記被写体距離算出部は、前記明るさパラメータを前記被写体距離に換算することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明に係る内視鏡装置では、上記発明において、前記被写体距離算出部は、前記撮像画像における画素毎の輝度信号と前記明るさパラメータとに基づいて前記明るさ変更部にて明るさが変更される前の前記撮像画像における画素毎の輝度信号を算出し、当該明るさが変更される前の撮像画像における画素毎の輝度信号に基づいて前記被写体距離を算出することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明に係る内視鏡装置では、上記発明において、前記撮像画像は、前記被写体像と、当該被写体像以外のマスク領域とを含み、当該内視鏡装置は、前記撮像画像における画素毎の輝度信号に基づいて、前記被写体像及び前記マスク領域の境界点を検出するエッジ検出部と、前記撮像画像における前記エッジ検出部にて検出された境界点で囲まれる領域内の画素毎の輝度信号に基づいて、前記明るさパラメータを算出するパラメータ算出部と、前記パラメータ算出部にて算出された前記明るさパラメータに基づいて、前記明るさ変更部の動作を制御する明るさ制御部とをさらに備えることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明に係る内視鏡装置では、上記発明において、前記被写体距離が基準距離以内であるか否かを判定する距離判定部をさらに備え、前記距離情報報知部は、前記距離判定部にて前記被写体距離が前記基準距離を超えていると判定された場合と当該基準距離以内であると判定された場合とで、異なる報知状態で前記距離情報を報知することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明に係る内視鏡装置では、上記発明において、前記被検体内に挿入される処置具の使用状態を検出する処置具検出部をさらに備え、前記基準距離は、第１基準距離と、当該第１基準距離よりも長い第２基準距離の２つ設けられ、前記距離判定部は、前記処置具検出部にて前記処置具の使用状態が検出されていない場合には前記基準距離として前記第１基準距離を用い、前記処置具検出部にて前記処置具の使用状態が検出された場合には前記基準距離として前記第２基準距離を用いることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明に係る内視鏡装置では、上記発明において、前記処置具検出部は、前記撮像画像に基づいて、当該撮像画像内の前記被写体像に前記処置具が含まれているか否かを判定することにより前記使用状態を検出し、前記距離判定部は、前記処置具検出部にて前記撮像画像内の前記被写体像に前記処置具が含まれていないと判定された場合には前記基準距離として前記第１基準距離を用い、前記処置具検出部にて前記撮像画像内の前記被写体像に前記処置具が含まれていると判定された場合には前記基準距離として前記第２基準距離を用いることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明に係る内視鏡装置では、上記発明において、光軸に沿って移動することで焦点を調整するフォーカスレンズを有し、前記挿入部にて取り込まれた前記被写体像を前記撮像部に結像するレンズユニットと、前記フォーカスレンズを移動させるレンズ駆動部と、前記レンズ駆動部の動作を制御するレンズ制御部とをさらに備え、前記レンズ制御部は、前記距離判定部にて前記被写体距離が前記基準距離以内であると判定された場合に、前記レンズ駆動部を動作させ、当該被写体距離が当該基準距離の時に前記被写体像が合焦状態となるレンズ位置に前記フォーカスレンズを移動させることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明に係る内視鏡装置では、上記発明において、前記距離情報報知部は、前記距離情報を表示する表示部と、前記表示部の動作を制御する表示制御部とを備えることを特徴とする。
【００１９】
また、本発明に係る内視鏡装置では、上記発明において、前記距離情報報知部は、前記距離情報を音声出力する音声出力部と、前記音声出力部の動作を制御する音声制御部とを備えることを特徴とする。
【００２０】
また、本発明に係る内視鏡装置では、上記発明において、前記撮像画像に含まれる前記被写体像を拡大する像拡大部をさらに備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明に係る内視鏡装置は、撮像画像の明るさを変更するための明るさパラメータに基づいて、被写体距離を算出する。そして、当該内視鏡装置は、当該被写体距離に関する距離情報を報知する。
このため、内視鏡装置の利用者は、報知された距離情報に基づいて、挿入部の先端が被写体に対して不要に近付き過ぎているか否かを判断することができ、不要に近付き過ぎていると判断した場合には、被写体から挿入部の先端を遠ざけることができる。例えば、本発明に係る内視鏡装置を医療分野に用いた場合には、処置具の処置対象とする生体組織に挿入部の先端が近付き過ぎることを回避することができ、処置具による処置時に発生するミストにて当該挿入部の先端が汚れてしまうことを回避することができる。すなわち、挿入部を生体内から引き抜いて当該挿入部の先端の汚れを除去するという煩雑な作業を医師等に行わせることを回避することができる。
以上のことから、本発明に係る内視鏡装置によれば、利便性の向上を図ることができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は、本実施の形態１に係る内視鏡装置の概略構成を示す図である。
【図２】図２は、カメラヘッド及び制御装置の構成を示すブロック図である。
【図３】図３は、レンズ制御部によるＡＦ処理を説明する図である。
【図４】図４は、レンズ制御部によるＡＦ処理を説明する図である。
【図５】図５は、レンズ制御部によるＡＦ処理を説明する図である。
【図６】図６は、明るさパラメータと輝度平均値との関係の一例を示す図である。
【図７】図７は、内視鏡装置の動作を示すフローチャートである。
【図８】図８は、第１報知状態の一例を示す図である。
【図９】図９は、第２報知状態の一例を示す図である。
【図１０】図１０は、本実施の形態２に係る内視鏡装置の概略構成を示す図である。
【図１１】図１１は、内視鏡装置の動作を示すフローチャートである。
【図１２】図１２は、本実施の形態３に係る内視鏡装置の概略構成を示す図である。
【図１３】図１３は、内視鏡装置の動作を示すフローチャートである。
【図１４】図１４は、マスクエッジ検出処理を説明する図である。
【図１５】図１５は、本実施の形態４に係る内視鏡装置の概略構成を示す図である。
【図１６】図１６は、内視鏡装置の動作を示すフローチャートである。
【図１７】図１７は、処置具検出処理を説明する図である。
【図１８】図１８は、処置具検出処理を説明する図である。
【図１９】図１９は、ステップＳ１７での第１報知状態の一例を示す図である。
【図２０】図２０は、ステップＳ１８での第２報知状態の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下に、図面を参照して、本発明を実施するための形態（以下、実施の形態）について説明する。なお、以下に説明する実施の形態によって本発明が限定されるものではない。さらに、図面の記載において、同一の部分には同一の符号を付している。
【００２４】
（実施の形態１）
〔内視鏡装置の概略構成〕
図１は、本実施の形態１に係る内視鏡装置１の概略構成を示す図である。
内視鏡装置１は、医療分野において用いられ、生体内を観察する装置である。この内視鏡装置１は、図１に示すように、挿入部２と、光源装置３と、ライトガイド４と、カメラヘッド５と、第１伝送ケーブル６と、表示装置７と、第２伝送ケーブル８と、制御装置９と、第３伝送ケーブル１０とを備える。
【００２５】
挿入部２は、硬性鏡で構成されている。すなわち、挿入部２は、硬質または少なくとも一部が軟質で細長形状を有し、生体内に挿入される。この挿入部２内には、１または複数のレンズを用いて構成され、被写体像を集光する光学系が設けられている。
光源装置３は、ライトガイド４の一端が接続され、制御装置９による制御の下、当該ライトガイド４の一端に生体内を照明するための光を供給する。
ライトガイド４は、一端が光源装置３に着脱自在に接続されるとともに、他端が挿入部２に着脱自在に接続される。そして、ライトガイド４は、光源装置３から供給された光を一端から他端に伝達し、挿入部２に供給する。挿入部２に供給された光は、当該挿入部２の先端から出射され、生体内に照射される。生体内に照射され、当該生体内で反射された光（被写体像）は、挿入部２内の光学系により集光される。
【００２６】
カメラヘッド５は、挿入部２の基端（接眼部２１（図１））に着脱自在に接続される。そして、カメラヘッド５は、制御装置９による制御の下、挿入部２にて集光された被写体像を撮像し、当該撮像による画像信号（ＲＡＷ信号）を出力する。当該画像信号は、例えば、４Ｋ以上の画像信号である。
なお、カメラヘッド５の詳細な構成については、後述する。
【００２７】
第１伝送ケーブル６は、一端がコネクタＣＮ１（図１）を介して制御装置９に着脱自在に接続され、他端がコネクタＣＮ２（図１）を介してカメラヘッド５に着脱自在に接続される。そして、第１伝送ケーブル６は、カメラヘッド５から出力される画像信号等を制御装置９に伝送するとともに、制御装置９から出力される制御信号、同期信号、クロック、及び電力等をカメラヘッド５にそれぞれ伝送する。
なお、第１伝送ケーブル６を介したカメラヘッド５から制御装置９への画像信号等の伝送は、当該画像信号等を光信号で伝送してもよく、あるいは、電気信号で伝送しても構わない。第１伝送ケーブル６を介した制御装置９からカメラヘッド５への制御信号、同期信号、クロックの伝送も同様である。
【００２８】
表示装置７は、制御装置９による制御の下、当該制御装置９からの映像信号に基づく表示画像を表示するとともに、当該制御装置９からの制御信号に応じて音声を出力する。この表示装置７は、表示部７１と、音声出力部７２とを備える（図２参照）。
表示部７１は、液晶または有機ＥＬ（Electro Luminescence）等を用いた表示ディスプレイを用いて構成され、制御装置９からの映像信号に基づく表示画像を表示する。
音声出力部７２は、スピーカ等を用いて構成され、制御装置９からの制御信号に応じて挿入部２の先端と被写体との被写体距離に関する距離情報を音声出力する。
第２伝送ケーブル８は、一端が表示装置７に着脱自在に接続され、他端が制御装置９に着脱自在に接続される。そして、第２伝送ケーブル８は、制御装置９にて処理された映像信号、及び制御装置９から出力される制御信号を表示装置７に伝送する。
【００２９】
制御装置９は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等を含んで構成され、光源装置３、カメラヘッド５、及び表示装置７の動作を統括的に制御する。
なお、制御装置９の詳細な構成については、後述する。
第３伝送ケーブル１０は、一端が光源装置３に着脱自在に接続され、他端が制御装置９に着脱自在に接続される。そして、第３伝送ケーブル１０は、制御装置９からの制御信号を光源装置３に伝送する。
【００３０】
〔カメラヘッドの構成〕
次に、カメラヘッド５の構成について説明する。
図２は、カメラヘッド５及び制御装置９の構成を示すブロック図である。
なお、図２では、説明の便宜上、制御装置９及びカメラヘッド５と第１伝送ケーブル６との間のコネクタＣＮ１，ＣＮ２、制御装置９及び表示装置７と第２伝送ケーブル８との間のコネクタ、制御装置９及び光源装置３と第３伝送ケーブル１０との間のコネクタの図示を省略している。
カメラヘッド５は、図２に示すように、レンズユニット５１と、レンズ駆動部５２と、レンズ位置検出部５３と、撮像部５４と、通信部５５とを備える。
【００３１】
レンズユニット５１は、光軸に沿って移動可能な複数のレンズを用いて構成され、挿入部２にて集光された被写体像を撮像部５４（撮像素子５４１（図２））の撮像面に結像する。このレンズユニット５１は、図２に示すように、フォーカスレンズ５１１と、ズームレンズ５１２とを備える。
フォーカスレンズ５１１は、１または複数のレンズを用いて構成され、光軸に沿って移動することにより、焦点を調整する。
ズームレンズ５１２は、１または複数のレンズを用いて構成され、光軸に沿って移動することにより、画角を調整する。そして、ズームレンズ５１２は、本発明に係る像拡大部としての機能を有する。
また、レンズユニット５１には、フォーカスレンズ５１１を光軸に沿って移動させるフォーカス機構（図示略）やズームレンズ５１２を光軸に沿って移動させる光学ズーム機構（図示略）が設けられている。
レンズ駆動部５２は、図２に示すように、上述したフォーカス機構や光学ズーム機構を動作させるモータ５２１と、当該モータ５２１を駆動するドライバ５２２とを備える。そして、レンズ駆動部５２は、制御装置９による制御の下、レンズユニット５１の焦点や画角を調整する。
【００３２】
レンズ位置検出部５３は、フォトインタラプタ等の位置センサを用いて構成され、フォーカスレンズ５１１のレンズ位置（以下、フォーカス位置と記載）やズームレンズ５１２のレンズ位置（以下、ズーム位置と記載）を検出する。そして、レンズ位置検出部５３は、第１伝送ケーブル６を介して、フォーカス位置及びズーム位置に応じた検出信号を制御装置９に出力する。
【００３３】
撮像部５４は、制御装置９による制御の下、生体内を撮像する。この撮像部５４は、図２に示すように、撮像素子５４１と、信号処理部５４２とを備える。
撮像素子５４１は、挿入部２にて集光され、レンズユニット５１が結像した被写体像を受光して電気信号（アナログ信号）に変換するＣＣＤ（Charge Coupled Device）またはＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等で構成されている。
信号処理部５４２は、撮像素子５４１からの電気信号（アナログ信号）に対して信号処理を行って画像信号（ＲＡＷ信号（デジタル信号））を出力する。
例えば、信号処理部５４２は、撮像素子５４１からの電気信号（アナログ信号）に対して、リセットノイズを除去する処理、当該アナログ信号を増幅するアナログゲインを乗算する処理、及びＡ／Ｄ変換等の信号処理を行う。
【００３４】
通信部５５は、第１伝送ケーブル６を介して、撮像部５４から出力される画像信号（ＲＡＷ信号（デジタル信号））を制御装置９に送信するトランスミッタとして機能する。この通信部５５は、例えば、第１伝送ケーブル６を介して、制御装置９との間で、１Ｇｂｐｓ以上の伝送レートで画像信号の通信を行う高速シリアルインターフェースで構成されている。
【００３５】
〔制御装置の構成〕
次に、制御装置９の構成について図２を参照しながら説明する。
制御装置９は、図２に示すように、通信部９１と、画像処理部９２と、検波処理部９３と、表示制御部９４と、制御部９５と、入力部９６と、出力部９７と、記憶部９８とを備える。
通信部９１は、第１伝送ケーブル６を介して、カメラヘッド５（通信部５５）から出力される画像信号（ＲＡＷ信号（デジタル信号））を受信するレシーバとして機能する。この通信部９１は、例えば、通信部５５との間で、１Ｇｂｐｓ以上の伝送レートで画像信号の通信を行う高速シリアルインターフェースで構成されている。
【００３６】
画像処理部９２は、制御部９５による制御の下、カメラヘッド５（通信部５５）から出力され、通信部９１にて受信した画像信号（ＲＡＷ信号（デジタル信号））を処理する。
例えば、画像処理部９２は、画像信号（ＲＡＷ信号（デジタル信号））に対して、当該デジタル信号を増幅するデジタルゲインを乗算する。すなわち、画像処理部９２は、本発明に係るデジタルゲイン乗算部としての機能を有する。また、画像処理部９２は、デジタルゲインを乗算した後の画像信号（ＲＡＷ信号（デジタル信号））に対してオプティカルブラック減算処理、デモザイク処理等のＲＡＷ処理を施し、当該ＲＡＷ信号（画像信号）をＲＧＢ信号（画像信号）に変換する。さらに、画像処理部９２は、当該ＲＧＢ信号（画像信号）に対して、ホワイトバランス、ＲＧＢガンマ補正、及びＹＣ変換（ＲＧＢ信号を輝度信号及び色差信号（Ｙ，ＣＢ／ＣＲ信号）に変換）等のＲＧＢ処理を施す。また、画像処理部９２は、当該Ｙ，ＣＢ／ＣＲ信号（画像信号）に対して、色差補正及びノイズリダクション等のＹＣ処理を実行する。
【００３７】
検波処理部９３は、画像処理部９２にて処理された画像信号（Ｙ，ＣＢ／ＣＲ信号）を入力し、当該画像信号（Ｙ，ＣＢ／ＣＲ信号）に基づいて、検波処理を実行する。
例えば、検波処理部９３は、撮像素子５４１にて撮像された１フレームの撮像画像全体における所定の領域（以下、検波領域と記載）の画素毎の画素情報（輝度信号（Ｙ信号））に基づいて、当該検波領域内の画像のコントラストや周波数成分を検出するとともに、当該検波領域内の画像の輝度平均値を検出する。そして、検波処理部９３は、当該検出により得られた検波情報（コントラストや周波数成分、及び輝度平均値）を制御部９５に出力する。
【００３８】
表示制御部９４は、制御部９５による制御の下、ＯＳＤ（オンスクリーンディスプレイ）処理等により、画像処理部９２にて処理された画像信号（Ｙ，ＣＢ／ＣＲ信号）に基づく撮像画像上に挿入部２の先端と被写体との被写体距離に関する距離情報を重畳した表示用の映像信号を生成する。そして、表示制御部９４は、第２伝送ケーブル８を介して、当該映像信号を表示装置７（表示部７１）に出力する。
【００３９】
制御部９５は、例えば、ＣＰＵ等を用いて構成され、第１〜第３伝送ケーブル６，８，１０を介して制御信号を出力することで、光源装置３、カメラヘッド５、及び表示装置７の動作を制御するとともに、制御装置９全体の動作を制御する。この制御部９５は、図２に示すように、レンズ制御部９５１と、パラメータ算出部９５２と、明るさ制御部９５３と、被写体距離算出部９５４と、距離判定部９５５と、音声制御部９５６とを備える。
【００４０】
レンズ制御部９５１は、レンズ駆動部５２を動作させ、レンズユニット５１の焦点や画角を調整（フォーカス位置やズーム位置を変更）する。例えば、レンズ制御部９５１は、以下に示すように、レンズ位置検出部５３にて検出されたフォーカス位置、及び検波処理部９３から出力された検波情報に基づいて、ＡＦ処理を実行する。
図３ないし図５は、レンズ制御部９５１によるＡＦ処理を説明する図である。具体的に、図３は、挿入部２の先端と被写体Ｓｕとの被写体距離ＤＳを示す図である。図４は、被写体距離ＤＳが基準距離Ｄ１よりも長い場合でのレンズ制御部９５１によるＡＦ処理を説明する図である。図５は、被写体距離ＤＳが基準距離Ｄ１以内である場合でのレンズ制御部９５１によるＡＦ処理を説明する図である。
具体的に、レンズ制御部９５１は、検波処理部９３から出力された検波情報（コントラストや周波数成分）に基づいて、撮像画像に含まれる被写体像の合焦状態を評価するための合焦評価値を算出する。例えば、レンズ制御部９５１は、検波処理部９３にて検出されたコントラストや、検波処理部９３にて検出された周波数成分のうち高周波成分の和を合焦評価値とする。なお、合焦評価値は、値が大きいほどフォーカスが合っていることを示す。
【００４１】
そして、レンズ制御部９５１は、図４に示すように、レンズ駆動部５２を動作させ、フォーカス位置を変更しながら、順次、合焦評価値を算出するとともに、レンズ位置検出部５３にて検出されたフォーカス位置と当該フォーカス位置に対応した合焦評価値とを関連付けたフォーカス情報を記憶部９８に順次、記憶させる。この後、レンズ制御部９５１は、記憶部９８に記憶させた複数のフォーカス情報に基づいて、合焦評価値が最大値となるピーク位置（フォーカス位置Ｐ１）を算出する。また、レンズ制御部９５１は、当該フォーカス位置Ｐ１とレンズ位置検出部５３にて検出された現時点のフォーカス位置とに基づいて、当該現時点のフォーカス位置から当該フォーカス位置Ｐ１にフォーカスレンズ５１１を移動させるための移動方向と移動量とを算出する。そして、レンズ制御部９５１は、当該移動方向及び当該移動量に応じた制御信号をレンズ駆動部５２に出力し、当該フォーカス位置Ｐ１にフォーカスレンズ５１１を位置付ける。以上のように、本実施の形態１では、レンズ制御部９５１は、所謂、山登り法によりＡＦ処理を実行する。
なお、上述したＡＦ処理は、常時、実行する所謂、コンティニュアスＡＦを採用してもよく、あるいは、カメラヘッド５等に設けられた操作ボタン（図示略）の操作に応じて実行する所謂、ワンタッチＡＦを採用しても構わない。
【００４２】
ここで、被写体距離ＤＳが基準距離Ｄ１以内である場合には、検波処理が行われる検波領域は、被写体Ｓｕの極めて狭い領域となる。このため、検波処理の精度が悪くなり、図５に示すように、フォーカス位置を変更しても合焦評価値に目立ったピークが存在しない。すなわち、レンズ制御部９５１は、撮像装置に含まれる被写体像が合焦状態とならない誤ったピーク位置（フォーカス位置Ｐ２（図５））を算出し、当該フォーカス位置Ｐ２にフォーカスレンズ５１１を位置付けてしまう場合がある。そして、ＡＦ処理がワンタッチＡＦである場合には、医師等は、撮像装置に含まれる被写体像を合焦状態とするために、カメラヘッド５等に設けられた操作ボタン（図示略）を何度も操作することとなる。
【００４３】
パラメータ算出部９５２は、検波処理部９３から出力された検波情報（輝度平均値）に基づいて、撮像部５４による撮像で得られる撮像画像の明るさを基準となる明るさに変更する（検波処理により得られる輝度平均値を基準となる輝度平均値に変更する）ための明るさパラメータを算出する。
本実施の形態１では、パラメータ算出部９５２は、撮像素子５４１における各画素の露光時間、信号処理部５４２にて乗算されるアナログゲイン、画像処理部９２にて乗算されるデジタルゲイン、及び光源装置３から挿入部２に供給される光の光量の４つの明るさパラメータをそれぞれ算出する。
【００４４】
図６は、明るさパラメータと輝度平均値との関係の一例を示す図である。具体的に、図６（ａ）は、露光時間と輝度平均値との関係を示している。図６（ｂ）は、アナログゲインと輝度平均値との関係を示している。図６（ｃ）は、デジタルゲインと輝度平均値との関係を示している。図６（ｄ）は、光量と輝度平均値との関係を示している。なお、図６に示した横軸は、輝度平均値を示しており、右に向かうにしたがって輝度平均値が高い（左に向かうにしたがって輝度平均値が低い）ものである。
具体的に、パラメータ算出部９５２は、例えば、図６（ａ）に示した関係を用いて、検波処理部９３から出力された検波情報（輝度平均値）に対応する露光時間（明るさパラメータ）を算出する。なお、図６（ａ）において、輝度平均値ＢＶ１は、輝度平均値ＢＶ２よりも高い値である。また、露光時間ＥＴ１は、露光時間ＥＴ２よりも短い時間である。そして、図６（ａ）の例では、露光時間と輝度平均値との関係として、輝度平均値ＢＶ１よりも高い輝度平均値である場合には露光時間ＥＴ１とし、輝度平均値ＢＶ２よりも低い輝度平均値である場合には露光時間ＥＴ２とし、輝度平均値ＢＶ１から輝度平均値ＢＶ２にかけて露光時間を露光時間ＥＴ１から露光時間ＥＴ２まで一定の割合で増加させた関係を示している。
【００４５】
また、パラメータ算出部９５２は、例えば、図６（ｂ）に示した関係を用いて、検波処理部９３から出力された検波情報（輝度平均値）に対応するアナログゲイン（明るさパラメータ）を算出する。なお、図６（ｂ）において、輝度平均値ＢＶ３は、輝度平均値ＢＶ２よりも低い値である。また、アナログゲインＡＧ１は、アナログゲインＡＧ２よりも小さい値である。そして、図６（ｂ）の例では、アナログゲインと輝度平均値との関係として、輝度平均値ＢＶ２よりも高い輝度平均値である場合にはアナログゲインＡＧ１とし、輝度平均値ＢＶ３よりも低い輝度平均値である場合にはアナログゲインＡＧ２とし、輝度平均値ＢＶ２から輝度平均値ＢＶ３にかけてアナログゲインをアナログゲインＡＧ１からアナログゲインＡＧ２まで一定の割合で増加させた関係を示している。
【００４６】
また、パラメータ算出部９５２は、例えば、図６（ｃ）に示した関係を用いて、検波処理部９３から出力された検波情報（輝度平均値）に対応するデジタルゲイン（明るさパラメータ）を算出する。なお、図６（ｃ）において、輝度平均値ＢＶ４は、輝度平均値ＢＶ３よりも低い値である。また、デジタルゲインＤＧ１は、デジタルゲインＤＧ２よりも小さい値である。そして、図６（ｃ）の例では、デジタルゲインと輝度平均値との関係として、輝度平均値ＢＶ３よりも高い輝度平均値である場合にはデジタルゲインＤＧ１とし、輝度平均値ＢＶ４よりも低い輝度平均値である場合にはデジタルゲインＤＧ２とし、輝度平均値ＢＶ３から輝度平均値ＢＶ４にかけてデジタルゲインをデジタルゲインＤＧ１からデジタルゲインＤＧ２まで一定の割合で増加させた関係を示している。
【００４７】
また、パラメータ算出部９５２は、例えば、図６（ｄ）に示した関係を用いて、検波処理部９３から出力された検波情報（輝度平均値）に対応する光量（明るさパラメータ）を算出する。そして、図６（ｄ）の例では、光量と輝度平均値との関係として、輝度平均値ＢＶ１よりも低い輝度平均値である場合には光量ＡＬ１とし、輝度平均値が輝度平均値ＢＶ１よりも低くなるにしたがって光量を光量ＡＬ１から一定の割合で減少させた関係を示している。
以上説明した明るさパラメータと輝度平均値との関係（例えば、図６に示した関係）は、例えば、ＬＵＴ（ルックアップテーブル）等で記憶部９８に予め記憶されている。
【００４８】
明るさ制御部９５３は、パラメータ算出部９５２にて算出された明るさパラメータに基づいて、撮像素子５４１、信号処理部５４２、画像処理部９２、及び光源装置３の動作を制御する。
具体的に、明るさ制御部９５３は、第１伝送ケーブル６を介して撮像部５４に制御信号を出力し、撮像素子５４１の各画素の露光時間をパラメータ算出部９５２にて算出された露光時間（明るさパラメータ）とする。また、明るさ制御部９５３は、第１伝送ケーブル６を介して撮像部５４に制御信号を出力し、信号処理部５４２にて乗算されるアナログゲインをパラメータ算出部９５２にて算出されたアナログゲイン（明るさパラメータ）とする。さらに、明るさ制御部９５３は、画像処理部９２に制御信号を出力し、当該画像処理部９２にて乗算されるデジタルゲインをパラメータ算出部９５２にて算出されたデジタルゲイン（明るさパラメータ）とする。また、明るさ制御部９５３は、第３伝送ケーブル１０を介して光源装置３に制御信号を出力し、当該光源装置３から挿入部２に供給される光の光量をパラメータ算出部９５２にて算出された光量（明るさパラメータ）とする。
すなわち、撮像素子５４１、信号処理部５４２、画像処理部９２、及び光源装置３は、撮像部５４による撮像で得られる撮像画像の明るさを変更する本発明に係る明るさ変更部１００（図２）に相当する。
【００４９】
被写体距離算出部９５４は、被写体距離ＤＳを算出する。
ところで、明るさ変更部１００にて撮像画像の明るさを基準となる明るさに変更せずに（明るさパラメータを基準となる明るさパラメータに維持した状態で）、被写体距離ＤＳを変更した場合には、被写体距離ＤＳが短いほど検波処理部９３にて検出される輝度平均値は高くなる。すなわち、被写体距離ＤＳと輝度平均値との間には相関関係がある。したがって、当該相関関係を利用すれば、輝度平均値から被写体距離ＤＳを算出することが可能となる。しかしながら、上述したように、撮像画像の明るさは、明るさ変更部１００により基準となる明るさに変更される。すなわち、被写体距離ＤＳを変更しても、検波処理部９３にて検出される輝度平均値は、基準となる輝度平均値で一定となる。このため、上述した相関関係を利用しても、当該輝度平均値から被写体距離ＤＳを算出することはできない。
ここで、パラメータ算出部９５２にて算出される明るさパラメータは、明るさ変更部１００にて撮像画像の明るさが基準となる明るさに変更される前に検波処理部９３にて検出された輝度平均値に基づいて算出されたものである。このため、当該明るさパラメータから、撮像画像の明るさが基準となる明るさに変更される前の輝度平均値、ひいては、被写体距離ＤＳを算出することができる。
そこで、被写体距離算出部９５４は、パラメータ算出部９５２にて算出された明るさパラメータを所定の関係式やＬＵＴを利用して被写体距離ＤＳに換算する。
なお、本実施の形態１では、被写体距離算出部９５４は、被写体Ｓｕに挿入部２の先端が接触している状態を「０」とし、被写体Ｓｕから挿入部２の先端が十分に離間している状態を「１００」として、「０」〜「１００」の範囲で被写体距離ＤＳを算出する。
【００５０】
距離判定部９５５は、被写体距離算出部９５４にて算出された被写体距離ＤＳと基準距離ＤＳ１とを比較し、被写体距離ＤＳが基準距離ＤＳ１以内であるか否かを判定する。
なお、基準距離ＤＳ１は、上述したように当該基準距離ＤＳ１以内の被写体距離ＤＳである場合に誤ったフォーカス位置Ｐ２にフォーカスレンズ５１１を位置付けてしまう可能性の高い被写体距離ＤＳのうち、最も長い被写体距離ＤＳに相当する。また、基準距離ＤＳ１は、図３に示すように、電気メス等の処置具Ｔｔによる処置時に発生するミストＭｉにより挿入部２の先端が汚れない被写体距離ＤＳのうち、最も短い被写体距離ＤＳに相当する。
なお、本実施の形態１では、基準距離ＤＳ１を「２０」とする（被写体距離ＤＳの範囲：「０」〜「１００」）。この基準距離ＤＳ１は、記憶部９８に予め記憶されている。
【００５１】
音声制御部９５６は、距離判定部９５５にて被写体距離ＤＳが基準距離ＤＳ１以内であると判定された場合に、第２伝送ケーブル８を介して、制御信号を表示装置７（音声出力部７２）に出力し、音声出力部７２から音声を出力させる。
以上説明した表示部７１、表示制御部９４、音声出力部７２、及び音声制御部９５６は、本発明に係る距離情報報知部２００（図２）に相当する。
【００５２】
入力部９６は、マウス、キーボード、及びタッチパネル等の操作デバイスを用いて構成され、ユーザによる操作を受け付ける。
出力部９７は、スピーカやプリンタ等を用いて構成され、各種情報を出力する。
記憶部９８は、制御部９５が実行するプログラムや、制御部９５の処理に必要な情報等を記憶する。
【００５３】
〔内視鏡装置の動作〕
次に、上述した内視鏡装置１の動作について説明する。
図７は、内視鏡装置１の動作を示すフローチャートである。
なお、以下では、検波処理部９３、パラメータ算出部９５２、被写体距離算出部９５４、距離判定部９５５、及び距離情報報知部２００の動作を主に説明する。
先ず、検波処理部９３は、制御部９５による制御の下、検波処理を実行する（ステップＳ１）。そして、検波処理部９３は、検波処理により得られた検波情報を制御部９５に出力する。
【００５４】
ステップＳ１の後、パラメータ算出部９５２は、ステップＳ１の検波処理により得られた検波情報（輝度平均値）に基づいて、明るさパラメータ（露光時間、アナログゲイン、デジタルゲイン、及び光量）を算出する（ステップＳ２）。
ステップＳ２の後、被写体距離算出部９５４は、ステップＳ２で算出された明るさパラメータ（露光時間、アナログゲイン、デジタルゲイン、及び光量）に基づいて、被写体距離ＤＳ（「０」〜「１００」の範囲）を算出する（ステップＳ３）。
ステップＳ３の後、距離判定部９５５は、ステップＳ３で算出された被写体距離ＤＳと基準距離ＤＳ１とを比較し（ステップＳ４）、被写体距離ＤＳが基準距離ＤＳ１以内であるか否かを判定する（ステップＳ５）。
【００５５】
被写体距離ＤＳが基準距離ＤＳ１を超えていると判定された場合（ステップＳ５：Ｎｏ）には、距離情報報知部２００は、当該被写体距離ＤＳに関する距離情報を第１報知状態で報知する（ステップＳ６）。この後、内視鏡装置１は、ステップＳ１に戻る。
図８は、第１報知状態の一例を示す図である。
例えば、距離情報報知部２００は、ステップＳ６において、図８に示すように、被写体距離ＤＳに関する距離情報を第１報知状態で報知する。
具体的に、表示制御部９４は、図８に示すように、被写体像ＳＩを含む撮像画像ＣＩ上に被写体距離レベルメータＬＭを重畳した表示画像ＤＩを表示装置７（表示部７１）に表示させる。
ここで、被写体距離レベルメータＬＭは、図８に示すように、レベルバーＬＢと、スライダＳＬと、閾値マークＳＭとが配置されたものである。
レベルバーＬＢは、被写体距離ＤＳの範囲（「０」〜「１００」）に対応するスケールである。
スライダＳＬは、ステップＳ３で算出された被写体距離ＤＳに対応するレベルバーＬＢ上の位置を指示する。なお、図８の例では、スライダＳＬは、ステップＳ３で算出された被写体距離ＤＳが基準距離ＤＳ１（「２０」）を超えている（ステップＳ５：Ｎｏ）ため、当該被写体距離ＤＳに対応するレベルバーＬＢ上の位置に位置付けられている。
閾値マークＳＭは、基準距離ＤＳ１（「２０」）を指し示すマークである。
【００５６】
一方、ステップＳ５において、被写体距離ＤＳが基準距離ＤＳ１以内であると判定された場合（ステップＳ５：Ｙｅｓ）には、距離情報報知部２００は、当該被写体距離ＤＳに関する情報をステップＳ６での第１報知状態とは異なる第２報知状態で報知する（ステップＳ７）。この後、内視鏡装置１は、ステップＳ１に戻る。
図９は、第２報知状態の一例を示す図である。
例えば、距離情報報知部２００は、ステップＳ７において、図９に示すように、被写体距離ＤＳに関する距離情報を第２報知状態で報知する。
具体的に、表示制御部９４は、図９に示すように、上述した第１報知状態（図８）と同様に、撮像画像ＣＩ上に被写体距離レベルメータＬＭを重畳した表示画像ＤＩを表示装置７（表示部７１）に表示させる。
第２報知状態での被写体距離レベルメータＬＭでは、スライダＳＬは、図９に示すように、ステップＳ３で算出された被写体距離ＤＳに対応するレベルバーＬＢ上の位置を指示するとともに、点滅表示されている。なお、図９の例では、スライダＳＬは、ステップＳ３で算出された被写体距離ＤＳが基準距離ＤＳ１（「２０」）以内である（ステップＳ５：Ｙｅｓ）ため、当該被写体距離ＤＳに対応するレベルバーＬＢ上の位置に位置付けられている。
さらに、音声制御部９５６は、図９に示すように、表示装置７（音声出力部７２）から警告音（図９の例では「ピピピッ」という音）を発生させる。
【００５７】
図８に示した被写体距離レベルメータＬＭは、第１報知状態での本発明に係る距離情報に相当する。また、図９に示した被写体距離レベルメータＬＭ及び警告音は、第２報知状態での本発明に係る距離情報に相当する。すなわち、距離情報報知部２００は、距離判定部９５５にて被写体距離ＤＳが基準距離ＤＳ１を超えていると判定された場合と基準距離ＤＳ１以内であると判定された場合とで、互いに異なる報知状態（第１，第２報知状態）で本発明に係る距離情報を報知する。
【００５８】
以上説明した本実施の形態１によれば、以下の効果を奏する。
本実施の形態１に係る内視鏡装置１は、明るさパラメータを所定の関係式やＬＵＴを利用して被写体距離ＤＳに換算する。また、内視鏡装置１は、被写体距離ＤＳが基準距離ＤＳ１以内であるか否かを判定する。すなわち、内視鏡装置１は、挿入部２の先端が処置具Ｔｔによる処置時に発生するミストＭｉにて汚れてしまう範囲内、あるいは、誤ったフォーカス位置Ｐ２（被写体像ＳＩが合焦状態とならない位置）にフォーカスレンズ５１１を位置付けてしまう可能性の高い範囲内に位置しているか否かを判定する。そして、内視鏡装置１は、被写体距離ＤＳが基準距離ＤＳ１を超えている場合と基準距離ＤＳ１以内である場合とで、異なる報知状態（第１報知状態（図８）及び第２報知状態（図９））により、被写体距離ＤＳに関する距離情報を報知する。
このため、医師等は、距離情報の報知状態の変化を認識することで、挿入部２の先端が処置具Ｔｔによる処置時に発生するミストＭｉにて汚れてしまう範囲内に位置しているか否かを判断することができる。そして、医師等は、挿入部２の先端が当該範囲内に位置していると判断し、かつ、処置具Ｔｔにて処置を実行する場合には、被写体Ｓｕから挿入部２の先端を遠ざけることで、ミストＭｉにて挿入部２の先端が汚れてしまうことを回避することができる。したがって、生体内から挿入部２を引き抜いて挿入部２の先端の汚れを除去するという煩雑な作業を医師等に行わせることを回避することができる。
また、医師等は、距離情報の報知状態の変化を認識することで、挿入部２の先端が誤ったフォーカス位置Ｐ２にフォーカスレンズ５１１を位置付けてしまう可能性の高い範囲内に位置しているか否かを判断することができる。そして、医師等は、挿入部２の先端が当該範囲内に位置していると判断した場合には、被写体Ｓｕから挿入部２の先端を遠ざけることができる。したがって、ＡＦ処理がワンタッチＡＦである場合において、被写体像ＳＩを合焦状態とするためにカメラヘッド５等に設けられた操作ボタン（図示略）を何度も操作するという煩雑な作業を医師等に行わせることを回避することができる。
以上のことから、本実施の形態１に係る内視鏡装置１によれば、利便性の向上を図ることができる、という効果を奏する。
【００５９】
また、本実施の形態１に係る内視鏡装置１は、画角を変化させるズームレンズ５１２を備える。すなわち、ズームレンズ５１２により被写体像ＳＩが拡大されている場合には、医師等は、表示画像ＤＩを確認しただけでは、挿入部２の先端が被写体Ｓｕに対して不要に近付き過ぎているか否かを判断することが難しい。このため、ズームレンズ５１２を備えた内視鏡装置１に本発明を適用すれば、上述した利便性の向上を図ることができる、という効果を好適に実現することができる。
【００６０】
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２について説明する。
以下の説明では、上述した実施の形態１と同様の構成には同一符号を付し、その詳細な説明は省略または簡略化する。
図１０は、図２に対応した図であって、本実施の形態２に係る内視鏡装置１Ａの概略構成を示す図である。図１１は、内視鏡装置１Ａの動作を示すフローチャートである。
本実施の形態２に係る内視鏡装置１Ａ（制御装置９Ａ（制御部９５Ａ）では、図１０に示すように、上述した実施の形態１で説明した内視鏡装置１に対して、被写体距離算出部９５４の代わりに、当該被写体距離算出部９５４とは異なる方法で被写体距離ＤＳを算出する被写体距離算出部９５４Ａを採用している点が異なる。
以下、被写体距離算出部９５４Ａの機能について、図１１を参照しながら説明する。
【００６１】
本実施の形態２に係る内視鏡装置１Ａの動作は、図１１に示すように、上述した実施の形態１で説明した内視鏡装置１の動作（図７）に対して、ステップＳ８が追加されているとともに、ステップＳ３の代わりにステップＳ３Ａが採用されている点が異なる。このため、以下では、ステップＳ８，Ｓ３Ａについて説明する。
ステップＳ８は、ステップＳ２の後に実行される。
具体的に、被写体距離算出部９５４Ａは、ステップＳ８において、画像処理部９２にて処理された画像信号（Ｙ，ＣＢ／ＣＲ信号）のうち輝度信号（Ｙ信号）を取得する。当該輝度信号（Ｙ信号）は、ステップＳ２で算出された明るさパラメータに応じて明るさ変更部１００にて基準となる明るさに変更された後の輝度信号（Ｙ信号）である。そして、被写体距離算出部９５４Ａは、ステップＳ２で算出された明るさパラメータと、画像処理部９２から取得した上記輝度信号（Ｙ信号）とに基づいて、明るさ変更部１００にて基準となる明るさに変更される前の輝度信号（Ｙ信号）を算出する。
【００６２】
ステップＳ３Ａは、ステップＳ８の後に実行される。
具体的に、被写体距離算出部９５４Ａは、ステップＳ３Ａにおいて、ステップＳ８で算出した基準となる明るさに変更される前の輝度信号（Ｙ信号）のうち、検波処理が行われる検波領域と同一の領域の画素毎の輝度信号（Ｙ信号）に基づいて、当該領域内の画像の輝度平均値を算出する。そして、被写体距離算出部９５４Ａは、当該算出した輝度平均値を所定の関係式やＬＵＴを利用して被写体距離ＤＳに換算する。
そして、ステップＳ３Ａの後、内視鏡装置１Ａは、ステップＳ４に移行する。
【００６３】
以上説明した本実施の形態２のように被写体距離ＤＳを算出した場合であっても、上述した実施の形態１と同様の効果を奏する。
【００６４】
（実施の形態３）
次に、本発明の実施の形態３について説明する。
以下の説明では、上述した実施の形態１と同様の構成には同一符号を付し、その詳細な説明は省略または簡略化する。
図１２は、図２に対応した図であって、本実施の形態３に係る内視鏡装置１Ｂの概略構成を示す図である。図１３は、内視鏡装置１Ｂの動作を示すフローチャートである。
本実施の形態３に係る内視鏡装置１Ｂ（制御装置９Ｂ）では、図１２に示すように、上述した実施の形態１で説明した内視鏡装置１に対して、マスクエッジ検出処理を実行するエッジ検出部９９が追加されているとともに、検波処理部９３の代わりに当該検波処理部９３とは検波領域が異なる検波処理部９３Ｂを採用している点が異なる。
以下、エッジ検出部９９及び検波処理部９３Ｂの機能について、図１３を参照しながら説明する。
【００６５】
本実施の形態３に係る内視鏡装置１Ｂの動作は、図１３に示すように、上述した実施の形態１で説明した内視鏡装置１の動作（図７）に対して、ステップＳ９が追加されているとともに、ステップＳ１の代わりにステップＳ１Ｂが採用されている点が異なる。このため、以下では、ステップＳ９，図１Ｂについて説明する。
ステップＳ９において、エッジ検出部９９は、マスクエッジ検出処理を実行する。
図１４は、マスクエッジ検出処理を説明する図である。具体的に、図１４（ａ）は、撮像画像ＣＩの一例を示す図である。図１４（ｂ）は、図１４（ａ）に示した撮像画像ＣＩ中の水平ラインＬ５での輝度値の分布を示す図である。
ここで、生体内にて反射され、挿入部２内に集光された光（被写体像）は、断面略円形である。このため、撮像画像ＣＩ内の被写体像ＳＩは、図１４（ａ）に示すように、略円形となる。すなわち、撮像画像ＣＩは、被写体像ＳＩと、当該被写体像ＳＩ以外のマスク領域ＭＡ（図１４（ａ）の黒塗りの部分）とを含む。
【００６６】
そして、エッジ検出部９９は、ステップＳ９でマスクエッジ検出処理を実行することにより、被写体像ＳＩとマスク領域ＭＡとの境界点ＢＰ（図１４（ａ））を検出する。
具体的に、エッジ検出部９９は、図１４（ａ）に示すように、画像処理部９２にて処理された画像信号（Ｙ，ＣＢ／ＣＲ信号）のうち輝度信号（Ｙ信号）を取得する。そして、エッジ検出部９９は、当該輝度信号（Ｙ信号）に基づいて、撮像画像ＣＩ内の複数本（本実施の形態３では１４本）の水平ラインＬ１〜Ｌ１４での輝度値の分布をそれぞれ検出する。ここで、撮像画像ＣＩにおいて、被写体像ＳＩの領域は、マスク領域ＭＡよりも輝度値が高い。すなわち、例えば、水平ラインＬ５での輝度分布は、図１４（ｂ）に示すように、被写体像ＳＩとマスク領域ＭＡとの２つの境界点ＢＰ間で輝度値が高くなり、その他の部分で輝度値が低くなる。このため、エッジ検出部９９は、複数本の水平ラインＬ１〜Ｌ１４での輝度値の分布をそれぞれ検出することにより、被写体像ＳＩとマスク領域ＭＡとの複数の境界点ＢＰを認識することができる。また、エッジ検出部９９は、認識した複数の境界点ＢＰに基づいて、当該複数の境界点ＢＰで囲まれる被写体像ＳＩの領域を認識する。
【００６７】
ステップＳ１Ｂは、ステップＳ９の後に実行される。
具体的に、検波処理部９３Ｂは、ステップＳ１Ｂにおいて、画像処理部９２にて処理された画像信号（Ｙ，ＣＢ／ＣＲ信号）のうち輝度信号（Ｙ信号）を取得する。また、検波処理部９３Ｂは、ステップＳ９で検出された複数の境界点ＢＰで囲まれる被写体像ＳＩの領域を検波領域とする。そして、検波処理部９３Ｂは、当該取得した輝度信号（Ｙ信号）のうち、当該検波領域の画素毎の輝度信号（Ｙ信号）に基づいて、当該検波領域内の画像のコントラストや周波数成分を検出するとともに、当該検波領域内の画像の輝度平均値を検出する。そして、検波処理部９３Ｂは、当該検出により得られた検波情報（コントラストや周波数成分、及び輝度平均値）を制御部９５に出力する。
ステップＳ１Ｂの後、内視鏡装置１Ｂは、ステップＳ２に移行する。
【００６８】
以上説明した本実施の形態３によれば、上述した実施の形態１と同様の効果の他、以下の効果を奏する。
本実施の形態３に係る内視鏡装置１Ｂでは、マスクエッジ検出処理により被写体像ＳＩとマスク領域ＭＡとの複数の境界点ＢＰを検出し、当該複数の境界点ＢＰで囲まれる被写体像ＳＩの領域を検波領域として検波処理を行う。
このため、マスク領域ＭＡを含まない最大限に広い検波領域（被写体像ＳＩの略全領域）で検波処理を行うことができる。すなわち、当該検波処理で得られた検波情報に基づく処理（例えば、ＡＦ処理や明るさパラメータの算出処理等）を精度良く実行することができる。
【００６９】
（実施の形態４）
次に、本発明の実施の形態４について説明する。
以下の説明では、上述した実施の形態１と同様の構成には同一符号を付し、その詳細な説明は省略または簡略化する。
図１５は、図２に対応した図であって、本実施の形態４に係る内視鏡装置１Ｃの概略構成を示す図である。図１６は、内視鏡装置１Ｃの動作を示すフローチャートである。
本実施の形態４に係る内視鏡装置１Ｃ（制御装置９Ｃ）では、図１５に示すように、上述した実施の形態１で説明した内視鏡装置１に対して、画像処理部９２の代わりに当該画像処理部９２に新たな機能を追加した画像処理部９２Ｃを採用し、レンズ制御部９５１の代わりに当該レンズ制御部９５１に新たな機能を追加したレンズ制御部９５１Ｃを採用し、距離判定部９５５の代わりに当該距離判定部９５５に新たな機能を追加した距離判定部９５５Ｃを採用している点が異なる。
以下、画像処理部９２Ｃ、レンズ制御部９５１Ｃ、及び距離判定部９５５Ｃの機能について、図１６を参照しながら説明する。
【００７０】
本実施の形態４に係る内視鏡装置１Ｃの動作は、図１６に示すように、上述した実施の形態１で説明した内視鏡装置１の動作（図７）に対して、ステップＳ４，Ｓ５が省略されているとともに、ステップＳ１０〜Ｓ１８が追加されている点が異なる。このため、以下では、ステップＳ１０〜Ｓ１８について説明する。
ステップＳ１０は、ステップＳ３の後に実行される。
図１７及び図１８は、処置具検出処理を説明する図である。
具体的に、画像処理部９２Ｃは、ステップＳ１０において、例えば、パターンマッチング等の公知の手法を用いて、撮像画像ＣＩ内の被写体像ＳＩに含まれる処置具Ｔｔを検出する処置具検出処理を実行する。
ステップＳ１０の後、画像処理部９２Ｃは、撮像画像ＣＩ内の被写体像ＳＩに処置具Ｔｔが含まれているか否かを判定する（ステップＳ１１）。そして、画像処理部９２Ｃは、撮像画像ＣＩ内の被写体像ＳＩに処置具Ｔｔが含まれていないと判定した場合（図１７）には、処置具Ｔｔが非使用状態であることを示す検出信号を制御部９５に出力する。一方、画像処理部９２Ｃは、撮像画像ＣＩ内の被写体像ＳＩに処置具Ｔｔが含まれていると判定した場合（図１８）には、処置具Ｔｔが使用状態であることを示す検出信号を制御部９５に出力する。
すなわち、画像処理部９２Ｃは、本発明に係る処置具検出部としての機能を有する。
【００７１】
処置具Ｔｔが含まれていると判定された場合（ステップＳ１１：Ｙｅｓ）には、距離判定部９５５Ｃは、ステップＳ３で算出された被写体距離ＤＳと第２基準距離とを比較し（ステップＳ１２）、被写体距離ＤＳが当該第２基準距離以内であるか否かを判定する（ステップＳ１３）。
ここで、第２基準距離は、処置具Ｔｔによる処置時に発生するミストＭｉにより挿入部２の先端が汚れない被写体距離ＤＳのうち、最も短い被写体距離ＤＳに相当する。また、以下で記載する第１基準距離は、当該第１基準距離以内の被写体距離ＤＳである場合に誤ったフォーカス位置Ｐ２にフォーカスレンズ５１１を位置付けてしまう可能性の高い被写体距離ＤＳのうち、最も長い被写体距離ＤＳに相当する。
すなわち、本実施の形態４では、上述した実施の形態１で説明した基準距離ＤＳ１を第１，第２基準距離の２つに分けている。また、本実施の形態４では、第１基準距離を「１０」とし、第２基準距離を第１基準距離よりも長い「２０」とする（被写体距離ＤＳの範囲：「０」〜「１００」）。
【００７２】
被写体距離ＤＳが第２基準距離を超えていると判定された場合（ステップＳ１３：Ｎｏ）には、内視鏡装置１Ｃは、ステップＳ６に移行する。
一方、被写体距離ＤＳが第２基準距離以内であると判定された場合（ステップＳ１３：Ｙｅｓ）には、内視鏡装置１Ｃは、ステップＳ７に移行する。
ステップＳ７の後、レンズ制御部９５１Ｃは、被写体距離ＤＳが第２基準距離の時に被写体像ＳＩが合焦状態となるフォーカス位置にフォーカスレンズ５１１を位置付ける（ステップＳ１４）。この後、内視鏡装置１Ｃは、ステップＳ１に戻る。
【００７３】
ステップＳ１１において、処置具Ｔｔが含まれていないと判定された場合（ステップＳ１１：Ｎｏ）には、距離判定部９５５Ｃは、ステップＳ３で算出された被写体距離ＤＳと第１基準距離とを比較し（ステップＳ１５）、被写体距離ＤＳが当該第１基準距離以内であるか否かを判定する（ステップＳ１６）。
被写体距離ＤＳが第１基準距離を超えていると判定された場合（ステップＳ１６：Ｎｏ）には、距離情報報知部２００は、被写体距離ＤＳに関する距離情報を第１報知状態で報知する（ステップＳ１７）。この後、内視鏡装置１Ｃは、ステップＳ１に戻る。
図１９は、ステップＳ１７での第１報知状態の一例を示す図である。
例えば、距離情報報知部２００は、ステップＳ１７において、図１９に示すように、上述した実施の形態１で説明した図８と同様に、被写体距離ＤＳに関する距離情報を第１報知状態で報知する。
なお、ステップＳ１７での被写体距離レベルメータＬＭでは、閾値マークＳＭは、第１基準距離（「１０」）を指し示している（図８では、閾値マークＳＭは、第２基準距離（「２０」）を指し示している）。
【００７４】
一方、被写体距離ＤＳが第１基準距離以内であると判定された場合（ステップＳ１６：Ｙｅｓ）には、距離情報報知部２００は、被写体距離ＤＳに関する距離情報をステップＳ１７での第１報知状態とは異なる第２報知状態で報知する（ステップＳ１８）。この後、内視鏡装置１Ｃは、ステップＳ１に戻る。
図２０は、ステップＳ１８での第２報知状態の一例を示す図である。
例えば、距離情報報知部２００は、ステップＳ１８において、図２０に示すように、上述した実施の形態１で説明した図９と同様に、被写体距離ＤＳに関する距離情報を第２報知状態で報知する。
なお、ステップＳ１８での被写体距離レベルメータＬＭでは、図２０に示すように、図１９で示した被写体距離レベルメータＬＭと同様に、閾値マークＳＭは、第１基準距離（「１０」）を指し示している。
【００７５】
図１９に示した被写体距離レベルメータＬＭは、第１報知状態での本発明に係る距離情報に相当する。また、図２０に示した被写体距離レベルメータＬＭ及び警告音は、第２報知状態での本発明に係る距離情報に相当する。すなわち、距離情報報知部２００は、距離判定部９５５Ｃにて被写体距離ＤＳが第１基準距離を超えていると判定された場合と第１基準距離以内であると判定された場合とで、互いに異なる報知状態（第１，第２報知状態）で本発明に係る距離情報を報知する。
【００７６】
以上説明した本実施の形態４によれば、上述した実施の形態１と同様の効果の他、以下の効果を奏する。
本実施の形態４に係る内視鏡装置１Ｃは、処置具Ｔｔが非使用状態である場合に被写体距離ＤＳが第１基準距離以内であるか否かを判定し、処置具Ｔｔが使用状態である場合に被写体距離ＤＳが第２基準距離以内であるか否かを判定する。
このため、処置具Ｔｔが使用状態であり、ミストＭｉにて挿入部２の先端が汚れる虞がある場合に限り、被写体距離ＤＳを第２基準距離よりも長くなるように被写体Ｓｕから挿入部２の先端を遠ざけることを医師等に促すことができる。すなわち、医師等は、処置具Ｔｔが非使用状態であり、ミストＭｉにて挿入部２の先端が汚れる虞がない場合には、上述したように促されることがないため、被写体距離ＤＳを第２基準距離よりも短い好みの被写体距離ＤＳに設定することができる。
特に、処置具検出処理では、画像処理（パターンマッチング）により処置具Ｔｔの非使用状態及び使用状態を検出している。すなわち、処置具Ｔｔの非使用状態及び使用状態は、内視鏡装置１Ｃにて自動的に検出される。このため、例えば、内視鏡装置１Ｃに操作ボタンを設け、医師等による当該操作ボタンの操作に応じて処置具Ｔｔの使用状態を当該内視鏡装置１Ｃが検出する構成と比較して、当該操作を医師等に行わせる必要がなく、利便性の向上を図ることができる。
【００７７】
また、本実施の形態４に係る内視鏡装置１Ｃは、被写体距離ＤＳが第２基準距離以内である場合には、被写体像ＳＩが当該第２基準距離の時に合焦状態となるフォーカス位置にフォーカスレンズ５１１を位置付ける。
このため、医師等は、表示装置７（表示部７１）に表示された表示画像ＤＩを確認しながら、被写体像ＳＩが合焦状態となるまで被写体Ｓｕから挿入部２の先端を遠ざければ、ミストＭｉにて挿入部２の先端が汚れる虞がない位置に容易に位置付けることができる。
【００７８】
（その他の実施の形態）
ここまで、本発明を実施するための形態を説明してきたが、本発明は上述した実施の形態１〜４によってのみ限定されるべきものではない。
上述した実施の形態１〜４では、本発明に係る明るさ変更部１００は、撮像素子５４１、信号処理部５４２、画像処理部９２、及び光源装置３の４つで構成していたが、これに限らず、当該４つの少なくともいずれかで構成してもよく、あるいは、その他の構成を追加しても構わない。なお、明るさパラメータも同様である。
【００７９】
上述した実施の形態１〜４において、カメラヘッド５に設けられていた構成（レンズユニット５１、レンズ駆動部５２、レンズ位置検出部５３、及び撮像部５４）の少なくとも一部を挿入部２内の先端に設けても構わない。また、挿入部２としては、硬性鏡に限らず、軟性鏡としても構わない。
また、上述した実施の形態１〜４において、制御部９５，９５Ａの機能の少なくとも一部を制御装置９，９Ａ〜９Ｃの外部（カメラヘッド５、コネクタＣＮ１，ＣＮ２等）に設けても構わない。
さらに、上述した実施の形態１〜４において、本発明に係る音声出力部の配設位置は、表示装置７に限らず、制御装置９，９Ａ〜９Ｃやカメラヘッド５としても構わない。
【００８０】
上述した実施の形態１〜４において、第１，第２報知状態（図８，図９，図１９，図２０）は、あくまでも一例であり、被写体距離レベルメータＬＭとは異なる表示状態で本発明に係る距離情報を表示してもよく、警告音とは異なる音声出力状態で本発明に係る距離情報を報知してもよい。
上述した実施の形態１〜４において、内視鏡装置１，１Ａ〜１Ｃは、工業分野で用いられ、機械構造物等の被検体内部を観察する内視鏡装置としても構わない。
上述した実施の形態１〜４において、本発明に係る像拡大部として、ズームレンズ５１２を採用していたが、これに限らず、画像処理部９２，９２Ｃに被写体像ＳＩの一部を拡大する電子ズーム機能を持たせ、当該画像処理部９２，９２Ｃを本発明に係る像拡大部としてもよい。
【００８１】
上述した実施の形態２では、パラメータ算出部９５２が検波情報（輝度平均値）に基づいて自動的に明るさパラメータを算出する構成としていたが、これに限らない。例えば、明るさパラメータが複数段階で予め設けられており、医師等が入力部９６等を操作することで当該複数段階の明るさパラメータのいずれかを選択する構成としても構わない。そして、明るさ制御部９５３は、医師等にて選択された明るさパラメータに基づいて、明るさ変更部１００の動作を制御する。
上述した実施の形態４において、処置具検出処理は、上述した実施の形態４で説明した画像処理（パターンマッチング）に限らず、処置具Ｔｔを用いることを示す操作信号を出力する操作ボタンの操作に応じて、処置具Ｔｔの使用状態や非使用状態を検出する構成を採用しても構わない。
【符号の説明】
【００８２】
１，１Ａ〜１Ｃ  内視鏡装置
２  挿入部
３  光源装置
４  ライトガイド
５  カメラヘッド
６  第１伝送ケーブル
７  表示装置
８  第２伝送ケーブル
９，９Ａ〜９Ｃ  制御装置
１０  第３伝送ケーブル
２１  接眼部
５１  レンズユニット
５２  レンズ駆動部
５３  レンズ位置検出部
５４  撮像部
５５  通信部
７１  表示部
７２  音声出力部
９１  通信部
９２，９２Ｃ  画像処理部
９３，９３Ｂ  検波処理部
９４  表示制御部
９５，９５Ａ  制御部
９６  入力部
９７  出力部
９８  記憶部
９９  エッジ検出部
１００  明るさ変更部
２００  距離情報報知部
５１１  フォーカスレンズ
５１２  ズームレンズ
５２１  モータ
５２２  ドライバ
５４１  撮像素子
５４２  信号処理部
９５１，９５１Ｃ  レンズ制御部
９５２  パラメータ算出部
９５３  明るさ制御部
９５４，９５４Ａ  被写体距離算出部
９５５，９５５Ｃ  距離判定部
９５６  音声制御部
ＡＧ１，ＡＧ２  アナログゲイン
ＡＬ１  光量
ＢＰ  境界点
ＢＶ１〜ＢＶ４  輝度平均値
ＣＩ  撮像画像
ＣＮ１，ＣＮ２  コネクタ
Ｄ１  基準距離
ＤＧ１，ＤＧ２  デジタルゲイン
ＤＩ  表示画像
ＤＳ  被写体距離
ＥＴ１，ＥＴ２  露光時間
Ｌ１〜Ｌ１４  水平ライン
ＬＢ  レベルバー
ＬＭ  被写体距離レベルメータ
ＭＡ  マスク領域
Ｍｉ  ミスト
Ｐ１，Ｐ２  フォーカス位置
ＳＩ  被写体像
ＳＬ  スライダ
ＳＭ  閾値マーク
Ｓｕ  被写体
Ｔｔ  処置具
【図１】
2018138141.tif 000003
【図２】
2018138141.tif 000004
【図３】
2018138141.tif 000005
【図４】
2018138141.tif 000006
【図５】
2018138141.tif 000007
【図６】
2018138141.tif 000008
【図７】
2018138141.tif 000009
【図８】
2018138141.tif 000010
【図９】
2018138141.tif 000011
【図１０】
2018138141.tif 000012
【図１１】
2018138141.tif 000013
【図１２】
2018138141.tif 000014
【図１３】
2018138141.tif 000015
【図１４】
2018138141.tif 000016
【図１５】
2018138141.tif 000017
【図１６】
2018138141.tif 000018
【図１７】
2018138141.tif 000019
【図１８】
2018138141.tif 000020
【図１９】
2018138141.tif 000021
【図２０】
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