(57)【要約】      （修正有）【課題】被写体の微細な特徴に対しても精確な自動焦点調節が可能な自動焦点調節装置を提供する。【解決手段】画像信号から輝度信号を抽出して、この輝度信号に基づいて各画素のエッジの強度およびエッジの方向を算出し、前記強度および方向を算出した画像の中から、そのエッジの方向に隣接する画素に、前記エッジの方向が同一方向でかつ前記エッジの強度が大きい画素が存在しない画素を選択し、該選択した画素のエッジの強度を積算して評価値を算出する自動焦点調節部１５とを備え、自動焦点調節部１５は、前記評価値を算出する処理を、ステッピングモータ駆動回路２１が可動レンズ系３ｂをステップ駆動する毎に繰り返して前記評価値が最大となる位置を検出し、検出された評価値が最大となる位置に前記可動レンズ系３ｂを移動させる。【選択図】      図１
2004219546.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像光学系と、該撮像光学系によって形成される光学像を電気的な画像信号に変換する撮像手段と、前記光学像の焦点状態を調節する焦点調節手段とを備え、
前記焦点調節手段を最遠合焦位置と最至近位置合焦状態との間でステップ駆動する制御手段と、
前記画像信号から輝度信号を抽出して、この輝度信号に基づいて各画素エッジの強度およびエッジの方向を算出し、前記強度および方向を算出した画像の中から、そのエッジの方向に隣接する画素に、前記エッジの方向が同一方向でかつ前記エッジの強度が大きい画素が存在しない画素を選択し、該選択した画素のエッジの強度を積算して評価値を算出する焦点検出手段とを備え、
前記焦点検出手段は、前記評価値を算出する処理を、前記制御手段が前記焦点駆動手段をステップ駆動する毎に繰り返して前記評価値が最大となる位置を検出し、前記制御手段は、検出された評価値が最大となる位置に前記焦点調節手段を駆動すること、を特徴とする自動焦点調節装置。
【請求項２】
前記焦点検出手段は、前記画像のエッジの強度を、前記画素信号を微分して求めたｘ方向、ｙ方向の変化量Δｘ、Δｙから式、
（（Δｘ）２＋（Δｙ）２）１／２
により求める請求項１記載の自動焦点調節装置。
【請求項３】
前記焦点検出手段は、前記各画素のエッジの方向を、画像信号を微分して求めたｘ方向、ｙ方向の変化量Δｘ、Δｙから式
Ｔａｎ−１（Δｙ／Δｘ）
により求める請求項１記載の自動焦点調節装置。
【請求項４】
前記焦点検出手段は、前記画像のエッジの方向を、画素毎に所定方向に分類し、各画素の分類された方向の画素のエッジの方向および強度と比較して、非極大となる画素を排除する請求項３記載の自動焦点調節装置。
【請求項５】
前記撮像光学系は、光軸方向に移動して焦点調節する可動レンズ系を備え、前記焦点調節手段は、前記可動レンズ系を光軸方向に移動して焦点調節する請求項１記載の自動焦点調節装置。
【請求項６】
前記撮像手段は、前記撮像光学系に対して光軸方向に移動し、前記焦点調節手段は、前記撮像光学系を光軸方向に移動して焦点調節する請求項１記載の自動焦点調節装置。
【請求項７】
撮像光学系と、該撮像光学系によって形成される光学像を電気的な画像信号に変換する撮像手段から出力された画像信号から輝度信号を抽出する段階と、
この輝度信号に基づいて画像のエッジの方向およびエッジの強度を算出する段階と、
前記エッジおよび強度を算出した画像の中から、そのエッジの方向に隣接する画素に、前記エッジの方向が同一方向でかつ前記エッジの強度が大きい画素が存在しない画素を選択する段階と、
前記選択した画素のエッジの強度を積算して評価値を算出する段階と、
前記各段階を、前記焦点調節手段をステップ駆動させながら繰り返す段階と、前記繰り返し段階により得られた評価値の中で、最も大きい評価値を得られた位置に前記焦点調節手段を駆動する段階と、を含むことを特徴とする自動焦点調節方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の技術分野】
本発明は、特に電子内視鏡に適した自動焦点調節装置および自動焦点調節方法に関する。
【０００２】
【従来技術およびその問題点】
近年、自動焦点調節装置を備えた電子内視鏡が開発されている。このような従来の自動焦点調節装置の焦点検出は、ＣＣＤまたはＣＭＯＳ型撮像素子により撮像した映像信号を利用している。例えば、高周波成分に関する評価値が最大になるときをピント位置（合焦位置）として焦点調節をしている。評価値は、隣り合う画素の輝度差の合計とし、評価値が最大となる位置を合焦位置としていた。
しかし、このような評価値の検出は、観察したい対象が微細なときは、その対象部分の輝度差を検出することが困難となり、精確な焦点検出ができなかった。
【０００３】
自動焦点調節装置を備えた電子内視鏡として、特許文献１、特許文献２、特許文献３および特許文献４等が知られている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−１５４０８５号公報
【特許文献２】
特開２０００−５１２７号公報
【特許文献３】
特開２０００−１９７６０４号公報
【特許文献４】
特開２０００−３４２５３３号公報
【０００５】
【発明の目的】
本発明は、被写体の微細な特徴に対しても精確な自動焦点調節が可能な自動焦点調節装置および焦点調節方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【発明の概要】
この目的を達成する本発明は、撮像光学系と、該撮像光学系によって形成される光学像を電気的な画像信号に変換する撮像手段と、前記光学像の焦点状態を調節する焦点調節手段とを備え、前記焦点調節手段を最遠合焦位置と最至近位置合焦状態との間でステップ駆動する制御手段と、前記画像信号から輝度信号を抽出して、この輝度信号に基づいて画像のエッジの強度およびエッジの方向を算出し、前記強度および方向を算出した画像の中から、そのエッジの方向に隣接する画素に、前記エッジの方向が同一方向でかつ前記エッジの強度が大きい画素が存在しない画素を選択し、該選択した画素のエッジの強度を積算して評価値を算出する焦点検出手段とを備え、前記焦点検出手段は、前記評価値を算出する処理を、前記制御手段が前記焦点駆動手段をステップ駆動する毎に繰り返して前記評価値が最大となる位置を検出し、前記制御手段は、検出された評価値が最大となる位置に前記焦点調節手段を駆動することに特徴を有する。
この構成によれば、エッジとして求めた画像のうち、非極大となる画素を排除して評価値を求めるので、精確な合焦状態を検出することが可能になる。
【０００７】
エッジの強度は、画素信号を微分して求めたｘ方向、ｙ方向の変化量Δｘ、Δｙから式
（（Δｘ）２＋（Δｙ）２）１／２
により求めることができる。
画像のエッジの方向を、画素信号を微分して求めたｘ方向、ｙ方向の変化量Δｘ、Δｙから式
Ｔａｎ−１（Δｙ／Δｘ）
により求めることができる。
画像のエッジの方向を、画素毎に所定方向に分類し、各画素の分類された方向の画素のエッジの方向および強度と比較して、非極大となる画素を排除する。
【０００８】
本発明の焦点検出方法は、撮像光学系と、該撮像光学系によって形成される光学像を電気的な画像信号に変換する撮像手段から出力された画像信号から輝度信号を抽出する段階と、この輝度信号に基づいて画像のエッジの方向およびエッジの強度を算出する段階と、前記エッジおよび強度を算出した画像の中から、そのエッジの方向に隣接する画素に、前記エッジの方向が同一方向でかつ前記エッジの強度が大きい画素が存在しない画素を選択する段階と、前記選択した画素のエッジの強度を積算して評価値を算出する段階と、前記各段階を、前記焦点調節手段をステップ駆動させながら繰り返す段階と、前記繰り返し段階により得られた評価値の中で、最も大きい評価値を得られた位置に前記焦点調節手段を駆動する段階とを含むことに特徴を有する。
この方法によれば、エッジとして求めた画像のうち、非極大となる画素を排除して評価値を求めるので、精確な合焦状態を検出することが可能になる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下図面に基づいて本発明を説明する。図１は、本発明の自動焦点調節装置を搭載した電子内視鏡装置の実施形態をブロックで示す図である。
撮像光学系３の一例を図２及び図３に基づいて説明する。図２及び図３に示すように、内視鏡１の挿入管１ａ先端部内には筒状をなす固定レンズ枠３ｄが設置され、固定レンズ枠３ｄに撮像光学系３の固定レンズ系３ａを固定してある。また固定レンズ枠３ｄの内側に筒状をなすガイド枠３ｅを設け、ガイド枠３ｅには光軸（図２の左右方向）と平行に直線案内溝３ｆ、３ｇを設けている。
【００１０】
ガイド枠３ｅの内側には可動レンズ枠３ｈが光軸方向に移動可動に嵌め込まれており、可動レンズ枠３ｈのキー３ｉとガイド枠３ｅの直線案内溝３ｆ（図２において上部に位置）との嵌め合せにより可動レンズ枠３ｈを光軸の周りに回転させることなく光軸に沿って直線移動させる。またガイド枠３ｅの外側にはリング３ｊが嵌め込まれており、リング３ｊと可動レンズ枠３ｈとはガイド枠３ｅの直線案内溝３ｇ（図２において下部に位置）を貫通したネジ３ｋで締結されている。なお、後端部にバネ座３ｎを有し、撮像素子枠３ｐとガイド枠３ｅとの間に嵌合された筒状部材３ｌには、ネジ３ｋの光軸方向の移動きを許容する図示しないスリットが設けられている。
【００１１】
またリング３ｊの鍔部３ｍには連結部材４ａを介して図１のステッピングモータ４が連動されており、ステッピングモータ４により可動レンズ枠３ｈを光軸方向に直線移動させる。可動レンズ枠３ｈには可動レンズ系３ｂが固定レンズ系３ａに対峙して搭載され、可動レンズ枠３ｈが直線移動することにより固定レンズ系３ａと可動レンズ系３ｂとの相対距離が可変する。この実施例は、固定レンズ系３ａと可動レンズ系３ｂとの相対距離の変更により、焦点調節する構成である。
またリング３ｊとバネ座３ｎとの間には可動レンズ枠３ｈを可動レンズ系３ｂが固定レンズ系３ａに接近する方向に押すスプリング３ｏが設けられ、スプリング３ｏは、可動レンズ枠３ｈを常時固定レンズ系３ａ側に常時付勢していて、ステッピングモータ４による可動レンズ枠３ｈへの力が解除された際に可動レンズ枠３ｈを固定レンズ系３ａ側に押し戻して可動レンズ系３ｂを所定の初期位置に復帰させるように作用する（図３（ａ））。この初期位置が最遠合焦位置であり、パンフォーカス位置でもある。
【００１２】
またガイド枠３ｅの内側には撮像素子枠３ｐが嵌め込まれている。撮像素子枠３ｐには撮像素子３ｃが、可動レンズ系３ｂに対峙させて搭載されている。また撮像素子枠３ｐと可動レンズ枠３ｈとの間にはスプリング３ｒが設けられ、スプリング３ｒは、可動レンズ系３ｂを撮像素子３ｃから離反する方向に付勢して、可動レンズ系３ｂが撮像素子３ｃの受光面が接触するのを防止する。１９はＯリング形状のシール材である。
【００１３】
撮像素子枠３ｐには、撮像素子３ｃを駆動制御して撮像光学系３により形成された光学像を電気的な電気信号に変換して出力させる撮像素子駆動回路３ｓ等の回路と、撮像素子３ｃからの電気信号を伝送する信号ケーブル３ｔ等が搭載される。信号ケーブル３ｔは、撮像素子３ｃからの電気的な映像信号を後述の初段映像信号処理回路６に伝送し、かつ初段映像信号処理回路６で信号処理された信号を撮像素子駆動回路３ｓ等に伝送する双方向性のものである。後述するタイミングコントローラ１０による時間制御の下に双方向性の信号伝送が制御される。
【００１４】
挿入管１ａには送光路５が撮像光学系３に隣接して設置されている。この送光路５は光源部９から射出された照明光を挿入管１ａに導く導光路として作用し、挿入管１ａの先端端面に位置する送光レンズ５ａを通して被写体を照明する。なお、挿入管１ａは体腔内に挿入するものであるから細径である必要があり、送光路５は光ファイバーを束ねた光ファイバー束として構成することが望ましい。
【００１５】
一方、図１に示すようにプロセッサ２には、初段映像信号処理回路６と、画像メモリ７と、後段映像信号処理回路８と、光源部９と、タイミングコントローラ１０と、システムコントローラ１１と、フロントパネルスイッチ１２と、電源部１３とが搭載されている。
【００１６】
初段映像信号処理回路６は、信号ケーブル３ｔを通して伝送される撮像素子３ｃからの電気信号を信号処理し、その映像信号を画像メモリ７に逐次記憶させる。また後段映像信号処理回路８は、画像メモリ７に蓄積された映像信号を逐次読み出して信号処理を行い、その映像信号をモニタ１４に出力する。モニタ１４は後段映像信号処理回路８から出力される映像信号を表示面に可視画像として表示する。
【００１７】
またシステムコントローラ１１はキーボード１１ａから入力される指令データ及び図示しないメモリに記憶されたプログラムに基づいてプロセッサ２の全体的な動作を制御し、タイミングコントローラ１０はシステムコントローラ１１からの指令に基づいてプロセッサ２の各ブロックの動作タイミングを制御する。またプロセッサ２は電源部１３から電力供給を受ける。
【００１８】
光源部９は、信号ケーブル３ｔを通して伝送される撮像素子３ｃからの電気信号に基づいて撮像画像の明るさを検出して調光制御信号を得て、その調光制御信号に基づいて絞りの開閉度合を制御し、その開閉度が制御された絞りに光源からの光を通過させ、光量が調節された光を送光路５に出力する。
【００１９】
自動焦点調節部１５は、合焦検知回路部を含み、合焦検知回路部が検知した合焦状態に基づいてステッピングモータ駆動回路２１を介してステッピングモータ４を駆動制御する。ステッピングモータ駆動回路２１は、ステッピングモータ４を駆動して可動レンズ系３ｂを撮像光学系３の可変焦点調節範囲内で移動させる。
【００２０】
自動焦点調節部１５は、撮像光学系３の焦点調節を、撮像素子３ｃが出力する画像信号から評価値を求めて行うものであり、具体的には自動焦点調節部１５は、撮像光学系３の合焦度合に応じて撮像素子３ｃが出力する画素信号（色信号）から輝度信号を抽出して各画素のエッジ方向と強度を検出し、非極大点を無視（排除）して積算し、積算値を評価値とする処理を、可動レンズ系３ｂを移動しながら繰り返すことにより、評価値が最大となる位置をサーチする。
【００２１】
図３（ａ）、（ｃ）に示すように、可動レンズ系３ｂが最遠合焦位置、最近合焦位置にあり、焦点位置が撮像素子３ｃの後方または前方に位置するときは、図３（ａ）、（ｃ）に示すように撮像素子３ｃから出力される画像信号の高周波成分は減少し、評価値も減少する。撮像光学系３の焦点が撮像素子３ｃの受光面上に一致すると、図３（ｂ）に示すように撮像素子３ｃから出力される画像信号の高周波成分は増加し、評価値を増加する。
【００２２】
自動焦点調節部１５は、撮像光学系３の合焦度合（デフォーカス量）に応じて撮像素子３ｃが出力する画像信号の評価値が増減することを利用し、可動レンズ系３ｂを最遠合焦位置から最至近合焦位置までステップ駆動しながら評価値を求め、評価値が最大のときが合焦状態であるとして、その位置に可動レンズ系３ｂを移動する。
【００２３】
次に、この電子内視鏡の焦点検出動作について、図４から図７に示したフローチャートおよび図８に示した画素配置例を参照して説明する。これらのフローチャートは、システムコントローラ１１によって制御される処理である。
図４は、焦点検出処理に関するメインフローチャートである。この処理は、焦点調節起動ボタンがオン操作されたときに実行される。なお、本明細書および図面において、ステップは「Ｓ」と省略する。
【００２４】
この処理に入ると、先ず、変数である最大評価値Ｃｍａｘに０を代入（Ｃｍａｘをクリア）する（Ｓ１０１）。次に、可動レンズ系３ｂを最遠合焦位置まで移動させる（Ｓ１０３）。そして、可動レンズ系３ｂを最遠合焦位置から最至近合焦位置まで移動しながら評価値が最大となる合焦位置をサーチする、Ｓ１０５〜Ｓ１１５のループ処理に入る。
【００２５】
このループに入ると、まず可動レンズ系３ｂが最至近合焦位置にあるかどうかをチェックする（Ｓ１０５）。可動レンズ系３ｂが最至近合焦位置に位置しているとき（サーチ処理が終了しているとき）はこのループ処理を抜ける（Ｓ１０５；Ｙ、Ｓ１１７）。
可動レンズ系３ｂが最至近合焦位置に無い場合は画像を取得、つまり撮像素子３ｃから画像信号を入力し、画像メモリ７に書き込まれた一画面中の画像信号（各画素のディジタルデータ）を読み込む（Ｓ１０５；Ｎ、Ｓ１０７）。そして、所定画面範囲内の画像からエッジの方向とエッジの強度を検出し、さらに非極大点を無視して（強度の）差分を積算して評価値を算出する（Ｓ１０９）。
【００２６】
なお、画像信号がＲＧＢ形式のカラー画像の場合は、Ｒ信号をそのまま輝度として使用し、Ｒ、Ｇ、Ｂ信号それぞれで強度の差分を積算し、それらの和を評価値として用いることができる。もしくは、ＲＧＢ信号をグレースケーリングして輝度としてもよい。
また、所定画面範囲内は、焦点検出エリア内であることが好ましい。この場合は、エリアで切り出した画像（トリミング）内で評価値を算出する。
【００２７】
算出した評価値と最大評価値Ｃｍａｘとを比較し、算出した評価値の方が大きければ、算出した評価値を最大評価位置Ｃｍａｘに代入してＳ１１５に進む（Ｓ１１１；Ｙ、Ｓ１１３、Ｓ１１５）。算出した評価値の方が大きくなければ、Ｓ１１３をスキップしてＳ１１５に進む（Ｓ１１１；Ｎ、Ｓ１１５）。Ｓ１１５では、可動レンズ系３ｂを至近側へ１ステップ移動させてＳ１０５に戻る（Ｓ１１５、Ｓ１０５）。
【００２８】
以上の処理を、可動レンズ系３ｂが最至近合焦位置に達するまで繰り返す（Ｓ１０５；Ｎ、Ｓ１０７）。最至近合焦位置における処理が終了したら、最大評価値Ｃｍａｘが得られた位置に可動レンズ系３ｂを移動して、この処理を終了する（Ｓ１０５；Ｙ、Ｓ１１７、ＥＮＤ）。
【００２９】
このように、画像のエッジを検出し、検出したエッジから非極大値を排除して評価値を積算するので、微細な被写体に対しても正確な焦点調節が可能になる。なお、エッジを求める方法は公知であり、例えば「電子情報通信学会技術研究報告  ＰＲＭＵ９８−９」に開示されている。
【００３０】
次に、Ｓ１０９の処理で実行される評価値算出処理についてより詳細に、図５に示したフローチャートを参照して説明する。
このフローチャートに入ると、まず、画像信号に基づいて、エッジ強度画像を生成し、さらにエッジ方向画像を生成する（Ｓ２０１）。そしてこれらのエッジ強度画像およびエッジ方向画像から、非極大抑制エッジ強度画像を作成する（Ｓ２０３）。
【００３１】
そして、評価値Ｃを初期化（０を代入）してから（Ｓ２０５）、各画素についての評価値Ｃ積算処理を実行する。つまり、各画素について求めたエッジ強度を評価値Ｃとして加算する（Ｓ２０７；Ｎ、Ｓ２０９、（Ｓ２１１）、Ｓ２０７）。所定範囲の全ての画素のエッジ強度を加算するまで繰り返し（Ｓ２０７；Ｎ、Ｓ２０９、Ｓ２１１）、全ての画素のエッジ強度を加算して評価値Ｃを得たらリターンする（Ｓ２０７；Ｙ、ＲＥＴＵＲＮ）。
このように評価値算出処理では、所定範囲の画像のエッジについて、各画素のエッジ強度の和を評価値Ｃとして求めている。同一の被写体であれば、エッジ強度の和が大きいほどデフォーカス量が小さく、合焦状態に近い状態であり、エッジ強度の和が小さいほどデフォーカス量が大きい状態である。
【００３２】
Ｓ２０１のエッジ強度画像、エッジ方向画像生成処理の詳細について、さらに図６に示したフローチャートを参照して説明する。
この処理に入ると、まず、Ｓ３０３以降の処理を全画素について終了したかどうかをチェックする（Ｓ３０１）。Ｓ３０３〜Ｓ３１７のループ処理を全画素について終了するまで繰り返し（Ｓ３０３；Ｎ、Ｓ３０５）、全画素について終了したらリターンする（Ｓ３０１；Ｙ、ＲＥＴＵＲＮ）。
【００３３】
Ｓ３０３では、勾配の大きさ（画像のエッジの強さ）であるエッジ強度画像Ｉａｍｐを式
（（Δｘ）２＋（Δｙ）２）１／２
により求める。
Δｘは、画像信号のｘ軸方向の変化量、
Δｙは、画像信号のｙ軸方向の変化量である。
本実施形態では、所定範囲内の各画素を原点として、ｘ方向、ｙ方向の輝度変化を微分法によって求めて、これをエッジ強度画像Ｉａｍｐとする。
【００３４】
次に、画像の勾配（エッジの方向）の方向Ｄｉｒを、式
Ｔａｎ−１（Δｙ／Δｘ）
により求める（Ｓ３０５）。なお、勾配の方向Ｄｉｒは、０＝＜Ｄｉｒ＜１８０を満たす実数とする。
【００３５】
そして、各画素について勾配Ｄｉｒがどの方向を向いているか、つまりエッジ方向画像Ｉｄｉｒを、４方向に分類する（Ｓ３０７、Ｓ３０９、Ｓ３１１、Ｓ３１３、Ｓ３１５）。
本実施例では、Ｄｉｒ＝＞１５７．５、Ｄｉｒ＜２２．５の場合のＩｄｉｒは０に（Ｓ３０９）、
２２．５＝＜Ｄｉｒ＜６７．５の場合はエッジ方向画像Ｉｄｉｒを４５に（Ｓ３１１）、
６７．５＝＜Ｄｉｒ＜１１２．５の場合はエッジ方向画像Ｉｄｉｒを９０に（Ｓ３１３）、
１１２．５＝＜Ｄｉｒ＜１５７．５の場合はエッジ方向画像Ｉｄｉｒを１３５に（Ｓ３１５）
それぞれ設定する。設定したら、次画素を選択してＳ３０１に戻る（Ｓ３１７、Ｓ３０１）。
【００３６】
次に、Ｓ２０３の非極大抑制エッジ強度画像生成処理の詳細について、図７に示したフローチャートを参照して説明する。
この処理に入ると、まず、Ｓ４０３以降の処理が全画素について終了したかどうかをチェックする（Ｓ４０１）。そして、Ｓ４０３〜Ｓ４１１のループ処理を全画素について終了するまで繰り返し（Ｓ４０１；Ｎ、Ｓ４０３）、全画素について終了したらリターンする（Ｓ４０１；Ｙ、ＲＥＴＵＲＮ）。
【００３７】
Ｓ４０３に進むと、中心画素と着目近傍画素のエッジ方向を比較する。着目近傍画素とは、Ｓ３０９〜Ｓ３１５のいずれかで設定された方向の画素のことである。図８に、中心画素と着目近傍画素との位置関係を示した。
中心画素と着目近傍画素のエッジ方向が同じでない場合は次画素を選択してＳ４０１にリターンする（Ｓ４０５；Ｎ、Ｓ４１３、Ｓ４０１）。同じでない場合はその中心画素と着目近傍画素との間で輝度変化方向が変化しているので、両者は異なるエッジであると推測できる。中心画素と着目近傍画素のエッジ方向が同じ場合は、そのエッジ方向に輝度変化が続いている状態である。
【００３８】
エッジ方向が同じ場合は、中心画素と着目近傍画素のエッジ強度を比較する（Ｓ４０５；Ｙ、Ｓ４０７）。中心画素のエッジ強度の方が大きい場合は次画素を選択してＳ４０１に戻り（Ｓ４０９；Ｎ、Ｓ４１３、Ｓ４０１）、中心画素のエッジ強度の方が小さい場合はエッジ強度画像Ｉａｍｐに０を入れてＳ４０１に戻る（Ｓ４０９；Ｙ、Ｓ４１１、Ｓ４１３、Ｓ４０１）。中心画素のエッジ強度の方が大きい場合はその中心画素はエッジのピークであり、中心画素のエッジの強度の方が小さい場合は中心画素はエッジのピークではない、と推測できる。
【００３９】
このように本実施形態では、中心画素のエッジ強度の方が小さい場合はエッジ強度画像Ｉａｍｐを０とする。
【００４０】
以上のＳ４０１〜Ｓ４１３の処理を、全画素について実行してリターンする（Ｓ４０１；Ｙ、ＲＥＴＵＲＮ）。この非極大抑制エッジ強度画像生成処理によって、各画素についてエッジ強度画像、つまり、エッジ画像の中から非極大値が除かれてエッジ幅が細められ、精度の高いエッジ検出ができる。
このようにして得られたエッジ強度画像Ｉａｍｐの和は大きいほど評価値が高く、合焦状態に近くなるので、評価値最大が合焦位置となる。
【００４１】
以上、本実施形態では、撮像素子３ｃから得られた画像信号中、中央の所定範囲の画素を使用して評価値を得ているが、その範囲は任意であり、使用者が選択できるように構成してもよい。
【００４２】
また、本実施形態では、可動レンズ系３ｂを光軸方向に移動して焦点調節しているが、撮像素子３ｃを光軸方向に移動して焦点調節する構成でもよい。
【００４３】
以上の実施形態は医療現場で用いる電子内視鏡装置を例にしたが、工業用の分野に用いられる同様の機能を有する装置にも同様に適用することができるものであり、医療用分野のものに限定されるものではない。
【００４４】
【発明の効果】
以上の説明から明らかな通り本発明の装置および方法は、焦点調節手段を駆動しながら、画像のエッジの方向および強度を検出し、これら画像のエッジの方向および強度変化から非極大点を排除して積算し、この積算値を評価値として最大評価値を求め、最大評価値が得られた状態に焦点調節手段を駆動するので、微細な特徴点に対しても精確な自動焦点調節が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の自動焦点調節装置を搭載した電子内視鏡装置の実施形態をブロックで示す図である。
【図２】同電子内視鏡装置の挿入管の先端部における撮像素子と撮像光学系との関係を示す、挿入管の縦断面図である。
【図３】同撮像素子と撮像光学系との関係を示す図である。
【図４】焦点検出処理に関するメインフローチャートを示す図である。
【図５】同メインフローチャート中の評価値算出処理の詳細をフローチャートで示す図である。
【図６】同評価値算出処理中のエッジ強度画像、エッジ方向画像生成処理の詳細をフローチャートで示す図である。
【図７】同評価値算出処理中の非極大抑制エッジ強度画像生成処理の詳細をフローチャートで示す図である。
【図８】着目画素近傍画素の様子を示す図である。
【符号の説明】
１  内視鏡
２  プロセッサ
３  撮像光学系
３ａ  固定レンズ系
３ｂ  可動レンズ系（フォーカシングレンズ）
４  ステッピングモータ
７  画像メモリ
１１  システムコントローラ（演算手段）
１５  自動焦点調節部
２１  ステッピングモータ駆動回路
【図１】
2004219546.tif 000003
【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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