(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
照明光を発生する光源部と、
第１端部に入射された前記照明光を第２端部に導光する導光部と、
前記導光部の第２端部を渦巻き軌道を描くように振動させる走査部と、
前記第２端部から被検体に照射された照明光に応じた反射光を検出する検出部と、
前記検出部において検出される被検体像に対応する検出信号を変換して、直交座標系で表される生成画像に対応する画像信号を生成し、前記画像信号において指定された指定領域の画像信号強度の統計量を算出し、前記統計量として前記指定領域の明るさを表す検波値を算出する信号処理部と、
を有し、
前記画像信号強度は諧調表現されており、
前記生成画像に含まれる、前記検出信号が得られなかった画素に対して、前記画像信号強度の１階調に相当する値が付与されていることを特徴とする走査型内視鏡装置。
【請求項２】
前記検出信号の検出信号強度は諧調表現されており、
前記生成画像の含まれる、前記検出信号が得られた画素には、前記検出信号強度と１階調ずれた前記画像信号強度が付与されていることを特徴とする請求項１に記載の走査型内視鏡装置。
【請求項３】
前記検出信号の検出信号強度は諧調表現されており、
前記検出強度信号は前記諧調表現の１階調を利用しないで表現されており、
前記生成画像の含まれる、前記検出信号が得られなかった画素には、利用されない前記１階調に相当する値が付与されていることを特徴とする請求項１に記載の走査型内視鏡装置。
【請求項４】
前記統計量は、前記指定領域の前記画像信号強度の平均値であることを特徴とする請求項１に記載の走査型内視鏡装置。
【請求項５】
前記検波値が基準の検波値となるように、前記信号処理部に設けたデジタルアンプの増幅率、前記検出部の増幅率、前記光源部の照射光強度における少なくとも１つを制御する制御部を有することを特徴とする請求項１に記載の走査型内視鏡装置。
【請求項６】
前記検波値が基準の検波値となるように、前記信号処理部に設けたデジタルアンプの増幅率、前記検出部の増幅率、前記光源部の照射光強度の優先順序で、所定量づつ順次制御する制御部を有することを特徴とする請求項１に記載の走査型内視鏡装置。
【請求項７】
前記信号処理部は、前記指定領域の明るさを表す前記検波値を算出する場合、前記指定領域内に含まれる前記検出信号が検出されていない未検出領域を除外し、前記検出部により検出信号が検出された正味の検出領域内に対応した検波値を、前記指定領域の明るさを表す前記検波値として算出することを特徴とする請求項１に記載の走査型内視鏡装置。
【請求項８】
前記検波値が基準の検波値となるように、前記信号処理部に設けたデジタルアンプの増幅率、前記検出部の増幅率、前記光源部の照射光強度の優先順序で、所定量づつ順次制御する制御部を有することを特徴とする請求項７に記載の走査型内視鏡装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明光を走査して内視鏡画像を生成する走査型内視鏡装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、内視鏡は、医療分野及び工業用分野において広く用いられるようになっている。また、照明光を光ファイバにより導光し、導光した照明光を被検体上で走査して内視鏡画像を生成する走査型内視鏡が種々提案されている。走査型内視鏡は、挿入部を細径化するのに適する。 
例えば、第１の従来例としての特開２０１４−０４６１４１号公報の走査型内視鏡装置においては、蛍光の褪色を軽減するために、画像の中心領域と周辺領域とで蛍光レベルの平均値を計算して、光源にフィードバックして一様な明るさの内視鏡画像を取得できるようにしている。 
また、第２の従来例としての特開２０１４−０６１２２７号公報の走査型内視鏡装置においては、内視鏡画像の褪色を軽減するために、画像の中心領域では光源パルスを密に、周辺領域では光源パルスを疎にして、一様な明るさの内視鏡画像を取得できるようにしている。
【０００３】
走査型内視鏡においても、通常の内視鏡の場合と同様にモニタに表示される内視鏡画像を、検査や診断等に適した明るさに設定するために、画面上における所定の領域の画素値の統計量を計算する検波が行われることがある。 
走査型内視鏡においては、走査軌跡や走査速度は、製造時の個体差や製造バラツキ、振動制御のバラツキなどに起因して、設計値から走査型内視鏡に固有な量だけずれる。その結果、画面上におけるある領域の明るさが、照明光を順次パルス発光させた場合における何番目のサンプリングされる信号から得られるかは、走査型内視鏡によって異なってしまう。 
即ち、従来例の走査型内視鏡装置や方法を用いて画面上の決まった領域の検波を行おうとした場合、何番目にサンプリングされる信号の統計量（例えば平均値）を取るかえを、走査型内視鏡ごとに変えなければならなくなる。このため、検波に係る計算量の増大や回路規模を大きくしなければならない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−０４６１４１号公報
【特許文献２】特開２０１４−０６１２２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記の第１の従来例、及び第２の従来例とも、上記検波に係る計算量を低減する内容を開示していない。 
本発明は上述した点に鑑みてなされたもので、走査軌跡等にばらつきが存在するような場合においても、内視鏡画像の明るさを表す検波値を簡単に取得できる走査型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】
本発明の一態様の走査型内視鏡装置は、照明光を発生する光源部と、第１端部に入射された前記照明光を第２端部に導光する導光部と、前記導光部の第２端部を渦巻き軌道を描くように振動させる走査部と、前記第２端部から被検体に照射された照明光に応じた反射光を検出する検出部と、前記検出部において検出される被検体像に対応する検出信号を変換して、直交座標系で表される生成画像に対応する画像信号を生成し、前記画像信号において指定された指定領域の画像信号強度の統計量を算出し、前記統計量として前記指定領域の明るさを表す検波値を算出する信号処理部と、を有し、前記画像信号強度は諧調表現されており、前記生成画像に含まれる、前記検出信号が得られなかった画素に対して、前記画像信号強度の１階調に相当する値が付与されている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、走査内視鏡における走査軌跡等にばらつきが存在するような場合においても、内視鏡画像の明るさを表す検波値を簡単に取得できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は本発明の第１の実施形態の走査型内視鏡装置の全体構成を示す図。−
【図２】図２は照明様光ファイバの先端を走査部で駆動し、パルス発光した照明光の照射位置が渦巻き状の走査軌跡を描く様子を示す図。
【図３】図３は光源をパルス発光させる場合の序数と照射位置の座標とが関連付けられたＬＵＴの内容を表形式で示す図。
【図４】図４は信号処理部等の構成を示すブロック図。
【図５】図５は渦巻き状走査の第１の画像信号からラスタ走査の画像信号に変換する場合の説明図。
【図６】図６は渦巻き状走査の第１の画像信号がラスタ変換によりラスタ走査の画像信号に変換された様子を模式的に示す図。
【図７Ａ】図７Ａは渦巻き状走査の第１の画素信号がラスタ変換されて、ラスタ走査の画素信号に変換され、メモリに格納された様子を模式的に示す図。
【図７Ｂ】図７Ｂはラスタ走査の画素信号に対して、１階調分シフトするオフセット処理により、渦巻き状走査の検出信号の階調が０となる画素信号を、未検出信号のために階調が０となる画素信号とを識別できるように階調において区分けした様子を示す図。
【図８】図８は第１の実施形態の代表的な処理内容を示すフローチャート。
【図９】図９は図８におけるラスタ変換の処理の詳細な処理内容を示すフローチャート。
【図１０】図１０は表示領域の生成画像に対して検波値を取得する領域としての指定領域を設定した様子を示す図。
【図１１】図１１はＡ／Ｄ変換を行う前後において検出信号に１階調分シフトする例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。 
（第１の実施形態）
図１に示すように本発明の第１の実施形態の走査型内視鏡装置１は、被検体としての例えば患者２の内部に挿入され、患者２の体内を検査するための走査型内視鏡３と、この走査型内視鏡３が着脱自在に接続される走査型内視鏡制御装置（本体装置と略記）４と、本体装置４により生成された画像信号が入力されることにより対応する生成画像を内視鏡画像として表示するモニタ５とを有する。また、本体装置４に対して、術者等のユーザは、キーボードなどからなる入力部６を操作して、走査型内視鏡装置１の動作を選択したり、制御することができる。例えば、入力部６から後述する検波部３３により検波値を算出する領域としての指定領域（又は検波領域）を指定（又は設定）したり、本実施形態の動作モードを選択することができる。このため、入力部６は、指定領域（又は検波領域）を設定する指定領域設定部６ａの機能を持つ。また、動作モードを選択する動作モード選択部の機能を持つ。 
走査型内視鏡３は、細長の挿入部１１を有し、この挿入部１１内には、照明光を導光する導光部を形成する照明用光ファイバ１２が配設されている。照明用光ファイバ１２の第１端部となる基端には、本体装置４に設けられた光源部２１が発生した照明光が入射される。
【００１０】
照明用光ファイバ１２は、基端に入射された照明光を第２端部となる先端に導光する。先端に導光された照明光は、この先端から図示しない集光レンズを経て患者２の患部等の検査部位（被写体）２ａに集光して照射される。なお、照明光は、パルス発光するように制御される。 
照明用光ファイバ１２の先端付近には、走査部１３が設けられ、本体装置４の駆動部２２が出力する駆動信号が駆動線１４を介して印加されることにより、走査部１３は照明用光ファイバ１２の先端を渦巻き状又は螺旋状の走査軌跡を描くように振動させる。そして、被写体２ａに照射された照明光は、渦巻き状又は螺旋状の走査軌跡を描くように照射位置が変化する。 
図２は基準の被写体に対して１フレーム分の画像を取得する際に、パルス発光した照明光の照射位置を序数で示した図である。走査開始位置でパルス発光した際には序数Ｏ１（図２中では単に１、以下のＯ２等においても同様）で示す照射位置となり、渦巻き状の走査軌跡を描く最中において順次パルス発光した際の照射位置が序数Ｏ２，Ｏ３，…となり、走査終了位置でパルス発光した際の照射位置が序数Ｏｎとなる。
【００１１】
図１に示すように挿入部１１内には、被検体において反射された照明光を検出する第２の導光部を形成する受光用光ファイバ１５が配設されている。受光用光ファイバ１５の先端は、挿入部１１の先端に配置され、先端に入射された反射光を受光用光ファイバ１５の基端に導光する。 
基端に導光された反射光は、本体装置４における光電変換素子を備えた検出部２３に入射され、光電変換されて検出信号となる。この検出信号は、信号処理部２４に入力され、信号処理部２４は、モニタ５に表示する生成画像の画像信号を生成する。 
また、走査型内視鏡３は、挿入部１１の基端に設けたコネクタ部１１ａ内に設けたメモリ１６を有する。このメモリ１６は、序数Ｏｉと照射位置の２次元座標位置（Ｘｉ，Ｙｉ）とが関連付けた情報（配置情報）を例えばルックアップテーブル（ＬＵＴ）１６ａとして格納している。 
図３はＬＵＴ１６ａの例を示す。図３に示すようにＬＵＴ１６ａは、パルス発光する際の序数Ｏｉと照射位置の座標（Ｘｉ，Ｙｉ）とが関連付けて格納している。従って、信号処理部２４は、序数Ｏｉに対応した検出信号に対して、ＬＵＴ１６ａの配置情報を参照することにより、座標位置の検出信号、つまり座標位置が特定される画素の検出信号を生成することができる。
【００１２】
図１に示すように本体装置４は、照明光を発生する光源部２１と、走査部１３に印加する駆動信号を生成する駆動部２２と、受光用光ファイバ１５により検出した反射光を光電変換して検出信号を生成する検出部２３と、検出部２３により生成される検出信号から画像信号を生成する信号処理部２４とを有する。 
また、本体装置４は、本体装置４内部の光源部２１、駆動部２２、検出部２３、信号処理部２４の動作を制御するコントローラ２５を有する。入力部６から入力される入力信号、又は入力データはコントローラ２５に入力され、コントローラ２５は入力信号、又は入力データに応じた制御動作を行う。ユーザは、入力部６を構成するキーボードから検波部３３が検波値を算出する指定領域のアドレスを指定したり、入力部６を構成するマウスから指定領域の枠を指定することができる。そして、コントローラ２５は、指定領域の領域範囲を表すアドレス範囲の情報を検波部３３に送り、検波部３３は、指定領域の画像信号強度の統計量を検波値として算出する処理を行う。
【００１３】
図１に示すように信号処理部２４は、検出部２３の検出信号から、渦巻き状走査の画像信号としての第１の画像信号を生成する第１の画像生成部３１と、第１の画像信号から直交座標系で表されるラスタ走査の画像信号に変換するラスタ変換部３２と、ラスタ変換部３２により変換されたラスタ走査の画像信号から、該ラスタ走査の画像信号の画像（又は生成画像）における指定領域の検波値を算出する検波部３３と、ラスタ走査の画像信号に、ゲイン調整による明るさ調整や輪郭強調等の画像処理を行う画像処理部３４とを有する。 
また、信号処理部２４は、走査型内視鏡３のメモリ１６に格納された配置情報を読み出し、信号処理部２４内部のメモリ３５に格納する。つまり、メモリ３５は、メモリ１６のＬＵＴ１６ａと同じ情報をＬＵＴ３５ａとして格納する。なお、メモリ３５のＬＵＴ３５ａを用いないで、メモリ１６のＬＵＴ１６ａを用いるようにしても良い。 
図４は信号処理部２４等のより詳細な構成を示す。検出部２３は、例えばアバランシェフォトダイオード（ＡＰＤと略記）２３ａにより構成される。このＡＰＤ２３ａは、逆バイアス電圧の印加により増倍率（ゲイン）を可変できるフォトダイオードである。そして、コントローラ２５からの逆バイアス電圧の値によりＡＰＤ２３ａから出力される検出信号の増倍率（ゲイン）を可変することができる。
【００１４】
後述するように光源部２１もコントローラ２５からの光量制御信号により、光源部２１が発生するパルス発光する照明光の光量を調整する機能を備える。 
第１の画像生成部３１は、ＡＰＤ２３ａから出力される検出信号を、Ａ／Ｄ変換回路３１ａによりデジタルの検出信号に変換して例えば第１の画像生成部３１内部のメモリ３１ｂに序数の順序で格納する。座標付与回路３１ｃは、検出信号における序数Ｏｉに対応する位置情報を、メモリ３５のＬＵＴ３５ａから読み出し、各検出信号が検出された場合の位置情報を持つ画素信号を生成する。換言すると、座標付与回路３１ｃは、渦巻き状に走査した場合の検出信号に、それぞれ位置情報を付与して、渦巻き状の走査の画像信号としての第１の画像信号を生成し、メモリ３１ｄに格納する。なお、第１の画像信号をメモリ３１ｄに格納する代わりに、メモリ３５に格納しても良い。 
第１の画像信号は、ラスタ変換部３２を構成する補間回路（又は補正回路）３２ａに入力され、補間回路３２ａは、渦巻き状の走査の第１の画像信号からラスタ走査の画像信号に変換するための補間処理を行う。
【００１５】
図５は、第１の画像信号からラスタ走査の画像信号に変換するための説明図を示す。図５における左側の図は、渦巻き状の走査軌跡（図５ではＴｒで示す）の座標系とラスタ走査の直交座標系とを重ねた状態を模式的に示す。この図５において、ラスタ走査の画像信号を形成する各画素位置は、格子点の位置となる。 
図５の左側の図における注目する格子点Ｐｇの近傍部分は、その右側に示す拡大図のようになる。なお、この場合の注目する格子点Ｐｇは、ラスタ走査の画素信号を生成しようとする生成対象（又は補間処理対象）の格子点を意味する。 
拡大図に示すように一般的にはラスタ走査の格子点の位置と、渦巻き状の走査の画素信号の位置とはずれているため、補間回路３２ａは、各格子点の近傍領域に存在する渦巻き状の走査の画素信号を用いて各格子点の画素信号を生成するための処理としての補間処理を行う。 
図５に示す例では、注目する格子点Ｐｇの近傍を通る１つの曲線に沿った画素信号ＳＯ１，ＳＯ２，ＳＯ３が存在する。また、これらの画素信号ＳＯ１，ＳＯ２，ＳＯ３よりも、格子点Ｐｇからの距離がより離間した曲線に沿った画素信号ＳＯ４も存在する。
【００１６】
補間回路３２ａは、格子点Ｐｇからの距離が最も小さい距離に存在する画素信号を優先して、格子点Ｐｇの画素信号を生成する。 
具体的には、図５に示すように注目する格子点Ｐｇの周囲において、上下、左右方向の両側に隣接する格子間距離に基づいて設定された設定領域Ａ内において、複数の画素信号ＳＯ１，ＳＯ２，…，ＳＯｋ，…が存在した場合には格子点Ｐｇの画素信号Ｓｇｉを、例えば
Ｓｇｉ＝ΣＣｋ×ＳＯｋ／ΣＣｋ    （１）
により算出しても良い。ここで、Σは、設定領域Ａ内でＣｋ×ＳＯｋ又はＣｋの総和を表し、Ｃｋは、格子点Ｐｇからの距離が小さい程、大きくなる重み付け係数を表す。また、重み付け係数Ｃｋの総和で除算している。なお、設定領域Ａは、四角形の場合に限らず、円形の領域でも良い。 
また、補間回路３２ａは、例えば格子点Ｐｇからの距離が閾値Ｌｔｈ以下となる格子点Ｐｇの近傍領域内に画素信号が存在する場合には、近傍領域内に存在する画素信号のみから格子点Ｐｇの画素信号を生成する。図５に示すように距離が閾値Ｌｔｈ以下となる領域内に１つの画素信号ＳＯ２のみが存在する場合には、格子点Ｐｇの画素信号Ｓｇｉを、Ｓｇｉ＝ＳＯ２として画素信号Ｓｇｉを生成するようにしても良い。距離が閾値Ｌｔｈ以下となる領域内に、複数の画素信号が存在する場合には、複数の画素信号平均値で算出する。
【００１７】
また、図５に示すように格子点Ｐｇを中心としてその周囲に設定した設定領域Ａ内に１つも画素信号が存在しない場合には、通常の撮像素子において発生する欠陥画素又は（画素値が欠落する）欠落画素の場合と同様に、格子点Ｐｇに隣接する周囲の格子点の画素信号から補間により生成する。 
具体的には、設定領域Ａ内に１つも（渦巻き状の走査の）画素信号が存在しない場合の格子点Ｐｇに関しては、その格子点Ｐｇの左右方向の両側に隣接する２つの格子点Ｐｇｌ，Ｐｇｒの両画像信号の平均値や、その格子点Ｐｇの上下方向の両側に隣接する２つの格子点Ｐｇｕ，Ｐｇｄの両画像信号の平均値等を、格子点Ｐｇの画像信号とすれば良い。 
一方、例えば図５において走査軌跡Ｔｒの外側における例えば格子点Ｐｇａにおいては設定領域Ａ内に１つの画素信号が存在しない状態となり、かつその両側の格子点における精々一方のみの格子点の画素信号しか、格子点の画素信号が存在しない状態となる。
【００１８】
そのために、この場合には、補間回路３２ａは、上記のような欠落画素でなく、走査軌跡Ｔｒの走査領域（走査範囲）Ｒｓの外側の領域、つまり実際には検出信号が検出されていない未検出領域（未走査領域）において、ラスタ変換を行っている状態であるとして、その格子点の画素信号を周囲の格子点の画素信号を用いて補間する処理を行わない。 
但し、上記の格子点Ｐｇａは、ラスタ走査による画像信号を生成する領域としての四角形（換言すると正方形又は長方形）の領域内に含まれるため、補間回路３２ａは、結果的に、この未検出領域における画素又は画像信号も出力することになる（このような場合の信号処理に関しては後述する）。 
このようにして、補間回路３２ａは渦巻き状の走査領域内の第１の画像信号から、この渦巻き状の走査領域にほぼ一致する領域のラスタ走査の画像信号を生成し、生成したラスタ走査の画像信号をメモリ３２ｂに格納する。 
図６は、例えば図２に示す渦巻き状の走査の第１の画像信号からラスタ走査の画像信号に変換したものを模式的に示す。
【００１９】
図６における左側に示す円形の走査領域Ｒｓの第１の画像信号ＳＯは、ラスタ変換の再に、この円形の走査領域Ｒｓに対応する円形の対応領域Ｒｒの画像信号Ｓｇａと、円形の対応領域Ｒｒの外側となり、未検出領域Ｒｕの画像信号Ｓｇｕとに変換される。ここで、円形の対応領域Ｒｒと未検出領域Ｒｕとが表示領域Ｒｄとなる。また、画像信号Ｓｇａと画像信号Ｓｇｕとがラスタ走査の画像信号Ｓｇを形成する。 
また、図７Ａは、図６における第１の画像信号ＳＯを形成する第１の画素信号から、ラスタ走査の画像信号Ｓｇを形成するラスタ走査の画素信号に変換された処理結果を示す。 
図７Ａにおける左側の第１の画素信号は、補間回路３２ａにより、右側の画素信号に変換される。なお、図７Ａにおいては左側の第１の画素信号をＳＯｉ（ｉ＝１，２，３，…，ｉ，ｎ）で示し、右側の画素信号をＳｇｉ（ｉ＝１，２，３，…，ｉ，ｍ）で示している。図５を参照して説明した補間処理により、一般的には第１の画素信号ＳＯｉの数ｎと画素信号Ｓｇｉの数ｍとは異なる。また、図７Ａにおいては、画素信号Ｓｇｉがメモリ３２ｂに格納されるアドレスＡｉも示している。
【００２０】
図６において示したように右側の画素信号Ｓｇｉは、対応領域Ｒｒの画像信号Ｓｇａと未検出領域Ｒｕの画像信号Ｓｇｕを形成する画素信号となる。このため、右側の画素信号Ｓｇｉは、対応領域Ｒｒの画像信号を形成する画素信号Ｓｇａｉ（図７Ｂ参照）と、未検出領域Ｒｕの画像信号を形成する画素信号Ｓｇｕｉ（図７Ｂ参照）とからなる。 
本実施形態においては、検波部３３が精度良く検波値を算出し易くするために、ラスタ走査の画素信号Ｓｇｉをメモリ３２ｂに格納する場合、対応領域Ｒｒの画素信号Ｓｇａｉと、未検出領域Ｒｕの画素信号Ｓｇｕｉとを識別可能とする識別情報を付加して、メモリ３２ｂに格納する。 
識別情報として、例えば１階調の情報を用いる。例えばＡ／Ｄ変換後の検出信号に基づく画素信号の画素値（又は信号レベル）の階調を表す階調数が、０〜４０９５（１２ビットの範囲での処理）の場合、未検出領域Ｒｕの画素信号Ｓｇｉｂに対しては、０の階調数に割り当て、対応領域Ｒｒの画素信号Ｓｇｉａに対しては１〜４０９５の階調数に割り当てるオフセット処理を行うオフセット処理回路３２ｃを有する（図４においてはＯＦＦＳＥＴで略記）。
【００２１】
図４に示すように、ラスタ変換部３２の内部にオフセット処理回路３２ｃを設けているが、ラスタ変換部３２の外部、より具体的には、ラスタ変換部３２の信号入力よりも前段側の例えば第１の画像生成部３１に設けるようにしても良い。 
上記オフセット処理回路３２ｃにより、例えば、対応領域Ｒｒの画素信号Ｓｇｉａにおいて、オフセット処理前において０の階調のものは、オフセット処理後に１の階調の画素信号になる。このため、オフセット処理による階調のシフトにより、走査領域Ｒｓ内において検出された検出信号の階調が０であり、ラスタ変換後においても階調が０となる信号と、未検出領域のため画素値が存在しないためにラスタ変換により階調が０となる画素信号とを、階調０か１かにより識別できることになる。 
換言すると、このようなオフセット処理のような処理を施さない従来例の場合においては、走査領域Ｒｓにおいて検出された検出信号の階調が０の画素信号と、（走査領域Ｒｓの領域外となる）未検出領域のために画素値が検出されていないために階調が０とされてしまう画素信号とを識別することが出来ない欠点があった。
【００２２】
そして、本実施形態は、この欠点を解消している。なお、走査領域Ｒｓ，対応領域Ｒｒにおける画素信号は、画素値が検出された画素信号により生成されるために、走査領域Ｒｓ又は対応領域Ｒｒを、検出領域Ｒとも言う。 
対応領域Ｒｒの画素信号Ｓｇｉａは、オフセット処理を行う前においては、０〜４０９５の範囲内の階調Ｑ（Ｑ＝０〜４０９５）となるが、オフセット処理により、例えば１階調分だけ階調数が高くなるようにＱ＋１の階調に移動してもよい。この場合、オフセット処理前の階調数が最大の場合（Ｑ＝４０９５）と最大より１小さい場合（Ｑ＝４０９４）は、いずれもオフセット処理後に最大階調（Ｑ＝４０９５）となってしまう。すなわち、オフセット前の最大階調（Ｑ＝４０９５）は、飽和した状態の信号となり階調情報が失われることになる。しかし多くの場合、人間の目は、階調数が小さい場合の差よりも階調数が大きい場合の差に鈍感である。したがって、１階調分を加算して画素信号を生成することにより、最大階調以外の画素信号の階調情報を損なわない上記の構成は多くの場合好適である。 
ただし、オフセット処理の方法は１階調を加算する方法に限らない。例えば、１階調を減算することにより、最小階調（Ｑ＝０）以外の階調情報を損なわない構成としてもよい。また、階調情報が損なわれる階調数を画面領域ごとに変える構成としてもよい。 
図７Ｂは、対応領域Ｒｒの（画像信号Ｓｇａを形成する）画素信号Ｓｇａｉと未検出領域Ｒｕの（画像信号Ｓｇｕを形成する）画素信号Ｓｇｕｉとを階調（信号レベル）により区分けした様子を示す。この図７Ｂから分かるように階調が１以上と、階調が１未満となる０の階調とにより、両領域の画素信号を簡単に識別できるようになる。なお、１／２の階調閾値を用い、この階調閾値以上か否かの（比較器による）比較結果で、両領域の画素信号を識別しても良い。 
このようにオフセット処理として１階調分の情報を利用することにより、ラスタ走査の画素信号Ｓｇｉにおいて、対応領域Ｒｒの画素信号Ｓｇｉａと、未検出領域Ｒｕの画素信号Ｓｇｉｂとを階調、又は信号レベルにより簡単に識別することができるようにしている。
【００２３】
図４に示すようにメモリ３２ｂに格納されたラスタ走査の画像信号は、検波部３３を形成する検波値算出回路３３ａにより、モニタ５に表示される生成画像における指定された領域としての指定領域の明るさを表す検波値を算出する。 
また、メモリ３２ｂに格納されたラスタ走査の画像信号Ｓｇは、画像処理部３４内のデジタルアンプ３４ａにおいて、シフトされた１階調分減算された後、増幅される。その後、画像処理回路３４ｂにおいて輪郭強調等の画像処理が施された画像信号が生成され、モニタ５に出力され、生成画像として表示される。なお、１階調のシフトが無視できるような画像信号の場合には、デジタルアンプ３４ａにおいて、１階調分減算する処理を行わないようにしても良い。 
図４に示すように検波部３３は、指定領域の明るさを表す検波値を算出する検波値算出回路３３ａにより形成される。
【００２４】
この検波値算出回路３３ａには、入力部６からユーザにより指定された指定領域に対応するアドレスの情報がコントローラ２５を介して入力される。 
検波値算出回路３３ａは、コントローラ２５から入力されるアドレス情報により、モニタ５に表示する生成画像の画像信号における指定領域の画素信号の統計量として例えば画素信号の画素値の総和を算出し、指定領域において未検出領域Ｒｕを除外した正味の検出領域の面積で除算したる平均値を検波値として算出する。 
なお、本実施形態においては、動作モードとして簡易モードが選択された場合には、検波値算出回路３３ａは、指定領域における検出領域と未検出領域とを識別しないで、指定領域における画素信号の画素値の総和値を算出し、指定領域の面積で除算した統計量を検波値として算出する。 
これに対して、動作モードとして標準モードが選択された場合には、検波値算出回路３３ａは、（指定領域において未検出領域Ｒｕを除外した）正味の検出領域における画素信号の総和値を算出し、かつ（指定領域において未検出領域Ｒｕを除外した）正味の検出領域の面積で、除算した平均値を検波値として算出する。この場合、１フレームないし数フレームＴ分の正味の検出領域における画素信号の総和値を算出し、正味の検出領域の面積ＳｄとＴとを乗算した値で、除算した平均値を検波値として算出するようにしても良い。
【００２５】
検波値算出回路３３ａにより算出された検波値は、コントローラ２５に入力され、コントローラ２５は、算出された検波値と、選択された動作モードとに基づいて、モニタ５に表示される生成画像の明るさを調整する制御動作を行う。 
なお、図４に示すようにコントローラ２５の内部のメモリ２５ａには、基準の明るさの情報、又は基準の明るさに対応する基準の検波値を格納している。つまり、メモリ２５ａは、基準の明るさ情報格納部を形成する。 
また、図４に示すように光源部２１は、照明光となるレーザ光を発生するレーザダイオード（図４ではＬＤと略記）２１ａと、レーザダイオード２１ａがレーザ光を発生するパルス電圧を制御するレーザ制御回路２１ｂとを備える。
【００２６】
本実施形態の走査型内視鏡装置１は、照明光を発生する光源部２１と、第１端部に入射された前記照明光を第２端部に導光する導光部を形成する照明用光ファイバ１２と、前記導光部の第２端部を渦巻き状軌跡を描くように振動させる走査部１３と、前記第２端部から被検体を形成する患者２に照射された照明光に応じた反射光を検出する検出部２３と、前記検出部２３において検出される被検体像に対応する検出信号を変換して、直交座標系で表される生成画像に対応する画像信号を生成し、前記画像信号において指定された指定領域の画像信号強度の統計量を算出し、前記統計量として前記指定領域の明るさを表す検波値を算出する処理をする信号処理部２４と、を有することを特徴とする。 
次に本実施形態の動作を説明する。 
本実施形態の走査型内視鏡装置１を図１に示すように設定した後、本体装置４の電源スイッチをＯＮにする。すると、走査型内視鏡装置１は動作状態となる。
【００２７】
最初のステップＳ１において術者は、入力部６から複数の動作モードを選択する入力を行う。本実施形態においては、例えば簡易モードと、標準モードとの２つの動作モードが用意されており、ユーザは１つの動作モードを選択する。なお、３つ以上の動作モードを用意するようにしても良い。そして、術者は走査型内視鏡３を患者２の体内に挿入する。 
次のステップＳ２においてコントローラ２５は、光源部２１、駆動部２２、検出部２３等を動作させ、照明用光ファイバ１２の先端付近に設けた走査部１３を駆動すると共に、照明光をパルス発光させて光走査を開始する。 
次のステップＳ３において信号処理部２４（の第１の画像生成部３１）は、第１の画像信号を生成する。患者２の検査部位等の被写体に照射された照明光の反射光は受光用光ファイバ１５により受光（検出）され、検出部２３により光電変換された検出信号となり、第１の画像生成部３１は渦巻き状走査軌跡に対応した第１の画像信号を生成する。
【００２８】
次のステップＳ４においてラスタ変換部３２は、第１の画像信号に対して、ラスタ変換する。ラスタ変換部３２は、第１の画像信号に対して、ラスタ変換してラスタ走査の画像信号を生成する。 
図９はラスタ変換の処理の詳細を示す１例である。 
ラスタ変換の処理が開始すると、最初のステップＳ２１において補間回路３２ａは、表示領域Ｒｄ中における各格子点を含むその周囲に図５に示したような設定領域Ａを設定する。 
次のステップＳ２２において補間回路３２ａは、各格子点の周囲の設定領域Ａ内に渦巻き状走査の画素信号が存在する場合の各格子点を特定する。 
次のステップＳ２３において補間回路３２ａは、格子点からの距離を考慮して、渦巻き状走査の画素信号を用いて格子点の画素信号を生成する。格子点の画素信号を生成する処理に関しては、図５において説明した。
【００２９】
次のステップＳ２４において補間回路３２ａは、ステップＳ２２の格子点全てに対して、ステップＳ２３の処理を終了したか否かを判定する。 
ステップＳ２２の格子点全てに対して、ステップＳ２３の処理を終了していない場合には、ステップＳ２３の処理を繰り返す。そして、ステップＳ２２の格子点全てに対して、ステップＳ２３の処理を終了した判定結果の場合にはステップＳ２５の処理に進む。 
ステップＳ２５において補間回路３２ａは、上述した格子点以外の（表示領域Ｒｄに含まれる）格子点に対して、当該格子点の周囲の設定領域Ａに渦巻き状走査の画素信号が存在しない格子点があるか否かの判定を行う。 
渦巻き状走査の画素信号が存在しない格子点がある場合には、次のステップＳ２６において補間回路３２ａは、当該格子点の上下、又は左右両側の各格子点がそれぞれ画素信号を有するか否かを判定する。 
両側の各格子点がそれぞれ画素信号を有する場合には、次のステップＳ２７において補間回路３２ａは、両側の各格子点がそれぞれ画素信号の平均値により当該格子点の画素信号を生成し、ステップＳ２９の処理に移る。
【００３０】
一方、ステップＳ２６の判定処理において、精々、処理対象の格子点に対して、一方の側に隣接する格子点のみが画素信号を有する場合には、ステップＳ２８において補間回路３２ａは、当該処理対象の格子点は、走査領域Ｒｓ又は対応領域Ｒｒの外の未検出領域Ｒｕの格子点であると判定し、ステップＳ２９の処理に移る。 
ステップＳ２９において補間回路３２ａは、ステップＳ２５の格子点全てに対する処理を終了したか否かを判定する。ステップＳ２５の格子点全てに対する処理を終了していない判定結果の場合には、ステップＳ２６の処理に戻り、上述した処理を繰り返す。 
このようにして、ステップＳ２５の格子点全てに対する処理を終了した場合には、ステップＳ３０の処理に移る。また、ステップＳ２５の判定処理において、設定領域Ａ内に渦巻き状走査の画素信号が存在する場合には、ステップＳ３０の処理に移る。
【００３１】
ステップＳ３０において補間回路３２ａ（のオフセット処理回路３２ｃ）は、未検出領域Ｒｕの格子点の画素信号を０階調の画像信号として生成し、未検出領域Ｒｕ以外となる対応領域Ｒｒ（又は検出領域Ｒ）の格子点の画素信号に対しては、ステップＳ２３又はステップＳ２７において生成した画素信号に、１階調分を加算した階調の画素信号を生成する処理を行う。そして、図９の処理を終了し、図８における次のステップＳ５の処理に移る。 
ステップＳ９の処理により、対応領域Ｒｒ（又は検出領域Ｒ）における０階調の画素信号が存在した場合その画素信号の階調は１となり、未検出領域Ｒｕに含まれる０階調の画素信号とを識別又は区別できるようになる。 
図８におけるステップＳ５において信号処理部２４（の画像処理部３４）は、輪郭強調等を施したラスタ走査の画像信号をモニタ５に出力し、モニタ５は生成画像を表示する。
【００３２】
次のステップＳ６においてコントローラ２５は、入力部６から指定領域が指定されたか否かの判定を行う。そして、コントローラ２５は、入力部６から指定領域が指定されるのを待つ。 
図１０は、表示領域Ｒｄに表示された生成画像において、入力部６から指定された指定領域Ｒｂを示す。一般的に、指定領域Ｒｄは、検出領域Ｒと未検出領域Ｒｕとを含むように設定（指定）される場合がある。簡易モードにおいては、指定領域Ｒｄは、検出領域Ｒとほぼ等しいと近似し、簡易モード以外の動作モードにおいては、指定領域Ｒｄにおいて検出領域Ｒを算出する。なお、図１０に示すように正方形の場合を含む長方形の指定領域Ｒｂを指定する場合には、対角線方向に対向する２点Ｐ１，Ｐ２のアドレスを指定しても良いし、マウスなどで２点を指定するようにしても良い。 
また、２点鎖線で示すように、より複雑な形状の指定領域Ｒｂを指定することもできる。
【００３３】
次のステップＳ７においてコントローラ２５は、ステップＳ１において簡易モードが選択されたか否かの判定を行う。 
簡易モードが選択されている場合には、次のステップＳ８において検波部３３（を形成する検波値算出回路３３ａ）は指定領域の検波値を算出する（これに対して、後述するように簡易モード以外のモードでは指定領域における検出領域を算出し、検出領域の検波値を算出する）。検波部３３は、算出した検波値をコントローラ２５に送る。 
次のステップＳ９においてコントローラ２５は、検波値を基準の明るさ（に対応する基準の検波値）と比較し、基準の明るさとなるように画像処理部３４のデジタルアンプ３４ａのデジタルのゲインを調整（制御）する。 
次のステップＳ１０においてコントローラ２５は、入力部６から内視鏡検査を終了する指示入力がされたか否かを判定する。内視鏡検査を終了する指示入力がされない場合には、ステップＳ８の処理に戻るようにコントローラ２５は制御し、内視鏡検査を終了する指示入力がされた場合には図８の処理を終了する。
【００３４】
ステップＳ７において簡易モードが選択されていない場合には、ステップＳ１１においてコントローラ２５は、標準モードが選択されたと判定し、この判定結果の情報を検波部３３に送る。 
次のステップＳ１２において検波部３３は、指定領域中における検出領域を算出する。図１０の場合、指定領域Ｒｂ中における検出領域Ｒ（又は対応領域Ｒｒ）を算出する。換言すると、指定領域Ｒｂ中における未検出領域Ｒｕを算出し、指定領域Ｒｂから斜線で示す未検出領域Ｒｕを減算して指定領域Ｒｂ中の検出領域Ｒ（又は対応領域Ｒｒ）を算出する。 
次のステップＳ１３において検波部３３は、指定領域Ｒｂ中の検出領域Ｒ（又は対応領域Ｒｒ）において検波値を算出する。検波部３３は、算出した検波値をコントローラ２５に送る。 
次のステップＳ１４ａからＳ１４ｆにおいてコントローラ２５は、検波値を基準の明るさに対応する基準の検波値と比較する。そして、コントローラ２５は、基準の検波値となるようにデジタルアンプ３４ａ、ＡＰＤ２３ａ、光源部２１の順の優先度を考慮して明るさ調整を行う。
【００３５】
具体的には、検波値が基準の明るさに対応する基準の検波値とずれている場合、ステップＳ１４ａにおいてコントローラ２５は、画像処理部３４のデジタルアンプ３４ａのデジタルのゲインを予め設定されたゲインの範囲内で、検波値が基準の検波値に等しくする方向にゲイン調整（制御）する。その後の次のステップＳ１４ｂにおいてコントローラ２５は、検波値が基準の検波値に一致したか判定する。 
ステップＳ１４ｂにおいて検波値が基準の検波値に一致しない場合には、次のステップＳ１４ｃにおいてコントローラ２５はＡＰＤ２３ａの増倍率を、予め設定された増倍率の範囲内で、検波値が基準の検波値に等しくする方向に調整（制御）する。その後の次のステップＳ１４ｄにおいてコントローラ２５は、検波値が基準の検波値に一致したか判定する。 
ステップＳ１４ｄにおいて検波値が基準の検波値に一致しない場合には、次のステップＳ１４ｅにおいてコントローラ２５は、光源部２１におけるレーザダイオード２１ａの光量を所定の範囲内で調整し、検波値が基準の検波値に一致するように調整する。その後のステップＳ１４ｆにおいてコントローラ２５は、検波値が基準の検波値に一致したか判定する。ステップＳ１４ｆにおいて検波値が基準の検波値に一致しない場合には、ステップＳ１４ａの処理に戻り、同様の処理を繰り返す。
【００３６】
一方、ステップＳ１４ｂ、ステップＳ１４ｄ、又はステップＳ１４ｆにおいて検波値が基準の検波値に一致した場合には、ステップＳ１５の処理に移る。ステップＳ１５においてコントローラ２５は、入力部６から内視鏡検査を終了する指示入力がされたか否かを判定する。内視鏡検査を終了する指示入力がされない場合には、ステップＳ１３の処理に戻るようにコントローラ２５は制御する。 
一方、内視鏡検査を終了する指示入力がされた場合には図８の処理を終了する。 
このように動作する第１の実施形態によれば、走査内視鏡２における走査軌跡等にばらつきが存在するような場合においても、内視鏡画像の明るさを表す検波値を簡単に取得できる。 
より詳細に述べると、本体装置４に接続される走査型内視鏡３に搭載された走査部１３等に個体差や渦巻き状の走査軌跡にばらつきが存在するような場合においても、ラスタ変換後の直交座標系で表される画像信号又は生成画像のアドレスは、それらのばらつきに関係なく、いつも同じになる。その結果、走査部１３等の個体差や走査軌跡に影響されることなく、検波値を取得する指定領域を直交座標系上で設定でき、指定領域内の生成画像の明るさを表す検波値を、ラスタ変換前の場合に比較して少ない計算量で簡単に取得することができ、回路規模を小さくできる。 
また、本実施形態においては、実際に光走査を行って検出した検出領域内の検出信号としての画像信号（又は画素信号）と、ラスタ変換の際に含まれるようになった未検出領域の検出信号としての画像信号（又は画素信号）とを階調を表す階調信号等の識別信号で識別又は区別できるようにしているので、検波値を取得する指定領域として未検出領域が含まれるように指定された場合においても指定領域内の検出領域に対する検波値（つまり画像の明るさ）を精度良く算出することができる。 
また、本実施形態によれば、検波値を算出した場合、生成画像の明るさを調整可能とする複数の明るさ調整手段（明るさ調整デバイス）の１つ又は複数を用いて、観察し易い明るさに調整することができる。また、この場合、複数の明るさ調整において、優先度の高いものを優先して明るさ調整をすることもできる。 
また、本実施形態によれば、ラスタ変換前においての画像の中心部等、他の領域よりのサンプリング密度（検出密度）が集中している領域が存在する場合でも、ラスタ変換後においての画素密度は、他の領域と変わらなくなるため、必要以上に多くの画素値を用いて統計量としての検波値を算出する必要がなくなる。その結果、ラスタ変換前の検出信号から算出する場合に比べて、検波値を算出する計算量を低減することができる。
【００３７】
上述した実施形態においては、図９において説明したようにラスタ変換を行った際に、未検出領域の画素信号を検出領域（又は対応領域）における０階調の画素信号とを、例えば検出領域（又は対応領域）の画素信号に１階調加算した階調にシフトすることにより両領域の画素信号を簡単に区別できるようにしているので、精度の良い検波値を算出することができる。 
このように両領域の画素信号を区別できるようにする場合、例えば一方の領域の画素信号には識別のためのフラグビットを付け、他方の領域の画素信号にはフラグビットを付けないようにして区別（識別）できるようにしても良い。 
また、上述した実施形態においては、ラスタ変換を行った処理の最後に１階調のオフセット処理で両領域の画像信号を区別（識別）できるようにしたが、図１１に示すようにラスタ変換を行う前段側において１階調のオフセット処理を施すようにしても良い。
【００３８】
図１１に示す例では、例えばＡ／Ｄ変換回路３１ａにおいてＡ／Ｄ変換を行った際に、検出領域の第１の画像信号が生成される前の信号に対して、未検出領域の信号と、信号の階調により区別できるように１階調分オフセットさせるようにした例を示す。 
図１１における左側に示すＡ／Ｄ変換前のアナログの信号Ｓａｉの階調範囲が０〜４０９５であるとした場合、Ａ／Ｄ変換後のデジタルの信号Ｓａａｉの階調範囲を１〜４０９５となるように１階調分オフセットさせるようにしても良い。 
具体的にはＡ／Ｄ変換前のアナログで階調Ｑｉの信号Ｓａｉ（但し、Ｑｉ＝０〜４０９５）は、Ａ／Ｄ変換後に階調Ｑｉ′（Ｑｉ′＝Ｑｉ＋１）のデジタルの信号Ｓａａｉに１階調分オフセットさせるようにしても良い。但し、最大の階調の場合のみ、Ｑｉ′＝Ｑｉとする。 
但し、ラスタ変換を行う場合には、ラスタ変換前の検出信号（第１の画像信号又は第１の画素信号）に対して、１階調分だけ加算されたことを考慮して、ラスタ変換を行う必要がある。
【００３９】
なお、上述した実施形態を変形した構成にしても良い。例えば、簡易モード、標準モードでそれぞれ別々の実施形態を構成するようにしても良い。また、簡易モード及び標準モードの動作を変形しても良い。例えば、上述すた簡易モードにおいて、検波値を算出するのみの構成にしても良い。 
また、上述した標準モードの動作として、算出した検波値が基準の検波値に一致するように、デジタルアンプ３４ａ、ＡＰＤ２３ａ、レーザ光源の優先順序で調整（制御）する場合、デジタルアンプ３４ａによる１回当たりのゲインの調整量、ＡＰＤ２３ａにより１回当たりの増倍率の調整量、レーザ光源による１回当たりの光量調整量を、優先順序が高いもの程、大きくするようにしても良い。 
また、算出した検波値が基準の検波値に一致するように調整（制御）する場合の優先順序をデジタルアンプ３４ａ、ＡＰＤ２３ａ、レーザ光源からユーザが指定できるようにしても良いし、デジタルアンプ３４ａ、ＡＰＤ２３ａ、レーザ光源の３つを用いる場合に限らず、１つ又は２つを用いるように選択できるようにしても良い。
【符号の説明】
【００４０】
１…走査型内視鏡装置、２…被検体、３…走査型内視鏡、４…本体装置、５…モニタ、６…入力部、１１…挿入部、１２…照明用光ファイバ、１３…走査部、１５…走査部、１６…メモリ、１６ａ…ＬＵＴ、２１…光源部、２２…駆動部、２３…検出部、２３ａ…ＡＰＤ、２４…信号処理部、２５…コントローラ、３１…第１の画像生成部、３１ａ…Ａ／Ｄ変換回路、３１ｃ…座標付与回路、３２…ラスタ変換部、３２ａ…補間回路、、３２ｂ…メモリ、３２ｃ…オフセット処理回路、３３…検波部、３３ａ…検波値算出回路、３４…画像処理部、３４ａ…デジタルアンプ、３５…メモリ、３５ａ…ＬＵＴ
【図１】
0006599728.tif 000002
【図２】
0006599728.tif 000003
【図３】
0006599728.tif 000004
【図４】
0006599728.tif 000005
【図５】
0006599728.tif 000006
【図６】
0006599728.tif 000007
【図７Ａ】
0006599728.tif 000008
【図７Ｂ】
0006599728.tif 000009
【図８】
0006599728.tif 000010
【図９】
0006599728.tif 000011
【図１０】
0006599728.tif 000012
【図１１】
0006599728.tif 000013