(57)【要約】【目的】被写体に適したモードで高精度に焦点調節可能な自動焦点調節装置を得る。【構成】所定の演算により算出されたＡＦ評価値に基づいてフォーカスレンズを移動させる自動焦点調節装置において、撮像手段の画素群から画像データ群を得る画像取得手段と、この画像データ群をＨＳＩデータ群に変換するデータ変換手段と、このＨＳＩデータ群を用いてＡＦ評価値を算出する評価値算出手段と、ＨＳＩデータ群の色相データＨ及び前記彩度データＳの少なくとも一方のばらつきを算出するばらつき算出手段とを備える。そして、上記評価値算出手段が、ばらつき算出手段の算出結果に応じて、ＡＦ評価値の算出方法を切り替える。【選択図】  図３
2004272038.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の演算により算出されたＡＦ評価値に基づいてフォーカスレンズを移動させる自動焦点調節装置において、
撮像手段の画素群から画像データ群を得る画像取得手段と、
この画像データ群をＨＳＩデータ群に変換するデータ変換手段と、
このＨＳＩデータ群を用いてＡＦ評価値を算出する評価値算出手段と、
前記ＨＳＩデータ群の色相データＨ及び前記彩度データＳの少なくとも一方のばらつきを算出するばらつき算出手段とを備え、
前記評価算出手段が、前記ばらつき算出手段の算出結果に応じて、前記ＡＦ評価値の算出方法を切り替えることを特徴とする自動焦点調節装置。
【請求項２】
請求項１記載の自動焦点調節装置において、前記ばらつき算出手段は、前記画像データ群の平均値をＨＳＩ変換して色相基準値を算出し、この色相基準値と前記色相データとの色相差分を、前記色相データ群Ｈのばらつきとして算出する自動焦点調節装置。
【請求項３】
請求項１記載の自動焦点調節装置において、前記評価算出手段は、前記ばらつき算出手段の算出結果が所定の閾値未満であるとき、第１モードの算出方法に切り替え、前記ＨＳＩデータ群の明度データＩを用いてＡＦ評価値を算出する自動焦点調節装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか一項に記載の自動焦点調節装置において、前記評価値算出手段は、前記ばらつき算出手段の算出結果が所定の閾値以上であるとき、第２モードの算出方法に切り替え、色相データＨ及び彩度データ群Ｓの一方または両方を用いてＡＦ評価値を算出する自動焦点調節装置。
【請求項５】
請求項４記載の自動焦点調節装置において、色相データＨと彩度データＳに所定の重み付けをして積算し、この積算値を前記ＡＦ評価値とする自動焦点調節装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか一項に記載の自動焦点調節装置は、電子内視鏡に搭載される自動焦点調節装置。
【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に関する。
【０００２】
【従来技術およびその問題点】
近年では、内視鏡の挿入部先端の位置に応じてフォーカスレンズの位置が自動調節されるオートフォーカス（ＡＦ）機能を備えた電子内視鏡が種々提案されている。このような電子内視鏡に備えられる自動焦点調節装置は、一般に、内視鏡の挿入部先端に設けられた撮像素子（ＣＣＤ）からの画像データに基づき、フォーカスレンズの位置を調節する。具体的には、画像データの高周波成分（画像データの輝度情報）を用いて所定の演算を行ない、被写体の焦点状態を示す評価値を算出して、この評価値が最大となる位置にフォーカスレンズを移動させている（特許文献参照）。
【０００３】
ところで、内視鏡検査の際には、通常観察よりもより詳細な所見を得ることあるいは通常観察では得られない所見を得ることを目的として、色素剤を用いて観察を行なうことがある。このような色素内視鏡検査（色素法）では、色素剤によって被写体が特定の色に染色または着色されるため、色素剤を用いない通常観察時よりも輝度変化が少なくなる傾向にあることが知られている。
【０００４】
しかしながら、上述したような従来方法では画像データの輝度情報に基づいてＡＦ評価値を算出しているため、色素観察時には正確なＡＦ評価値が得られない虞があり、高精度な焦点調節を実現することが難しかった。
【０００５】
【特許文献】
特開２００１−１５４０８５号公報
【０００６】
【発明の目的】
本発明は、被写体の色状態（着色、染色または変色状態）に適したモードで高精度に焦点調節可能な自動焦点調節装置を得ることを目的とする。
【０００７】
【発明の概要】
本発明は、従来方法において色素観察時に正確なＡＦ評価値が得られない要因が、被写体を着色又は変色させているか否かに拘わらず同一の算出方法でＡＦ評価値を算出していたためであることに着眼したものである。
【０００８】
すなわち、本発明は、所定の演算により算出されたＡＦ評価値に基づいてフォーカスレンズを移動させる自動焦点調節装置において、撮像手段の画素群から画像データ群を得る画像取得手段と、この画像データ群をＨＳＩデータ群に変換するデータ変換手段と、このＨＳＩデータ群を用いてＡＦ評価値を算出する評価値算出手段と、前記ＨＳＩデータ群の色相データＨ及び前記彩度データＳの少なくとも一方のばらつきを算出するばらつき算出手段とを備え、前記評価算出手段が前記ばらつき算出手段の算出結果に応じて、ＡＦ評価値の算出方法を切り替えることを特徴としている。
【０００９】
ばらつき算出手段は、画像データ群の平均値をＨＳＩ変換して色相基準値を算出し、この色相基準値と前記色相データとの色相差分を、色相データ群Ｈのばらつきとして算出することが好ましい。このように個々の色相データのデータ差分を色相データ群のばらつきとして算出しても、色相データ群のばらつきを十分検出可能であり、算出が容易である。
【００１０】
評価算出手段は、ばらつき算出手段の算出結果が所定の閾値未満であるとき、第１モードの算出方法に切り替える。第１モードの評価値算出方法では、ＨＳＩデータ群の明度データＩを用いてＡＦ評価値を算出することが好ましい。一方、ばらつき算出手段の算出結果が所定の閾値以上であるとき、第２モードの算出方法に切り替える。第２モードの評価値算出方法では、色相データＨ及び彩度データ群Ｓの一方または両方を用いてＡＦ評価値を算出することが好ましい。例えば、色相データＨと彩度データＳに所定の重み付けをして積算し、この積算値をＡＦ評価値とすることができる。
【００１１】
以上の自動焦点調節装置は、特に電子内視鏡装置に適している。電子内視鏡装置に搭載される場合、ＡＦ評価値算出方法は、被写体を色素剤によって着色、染色及び変色させていない通常観察時に第１モード、被写体を色素剤によって着色、染色及び変色させた色素観察時に第２モードがそれぞれ用いられる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明による自動焦点調節装置を備えた医療用内視鏡装置の主要構成を示すブロック図である。内視鏡装置１００は、患者の体腔内を撮像する電子内視鏡１０、電子内視鏡１０の撮像画像を加工するプロセッサ３０及びプロセッサ３０から出力された映像信号を表示するＴＶモニタ６０によって構成されている。
【００１３】
電子内視鏡１０は、患者の体腔内に挿入する柔軟な挿入部１１と、この電子内視鏡１０の操作者が把持する把持操作部１２と、把持操作部１２の側部に延設されたユニバーサルチューブ１３と、このユニバーサルチューブ１３の先端に設けたコネクタ部１４とを有し、コネクタ部１４を介してプロセッサ３０に着脱可能である。
【００１４】
挿入部１１の先端１１ａには、図２に示すように、対物レンズ１５、一対の照明レンズ１６、送気送水ノズル１７、処置具挿通チャンネル出口部１８ａが配置されている。対物レンズ１５の後方には、該対物レンズ１５の光軸方向に沿って可動可能なフォーカスレンズＬ及びＣＣＤ２０が配置されている。フォーカスレンズＬは、コネクタ部１４に設けたＡＦモータ１９からの駆動力を受けて移動する。本実施形態では、無限遠端から至近端までの可動領域に複数のステップ位置を設け、このステップ位置単位でフォーカスレンズＬを移動させる。対物レンズ１５及びフォーカスレンズＬによって結像された像は、ＣＣＤ（撮像素子）２０で撮像され、プロセッサ３０を介してＴＶモニタ６０上で観察することができる。照明レンズ１６には、ユニバーサルチューブ１３から把持操作部１２及び挿入部１１内を通るライトガイドＬＧ１を介して、プロセッサ３０に備えられたランプ光源３３からの照明光が与えられる。把持操作部１２には、ＡＦ動作を開始させるＡＦ開始スイッチＳＷＡＦを含む種々の操作スイッチが設けられていて、把持操作部１２と挿入部１１の間に位置する連結部には、処置具挿通チャンネル出口部１８ａに通じる処置具挿通口１８が設けられている。
【００１５】
プロセッサ３０には、ＣＣＤ２０及びＣＣＤプロセス回路２２に同期信号を出力し、この同期信号に基づいてＣＣＤ２０を走査させるＣＣＤ駆動回路２１が備えられている。ＣＣＤ２０は、いわゆる原色ＣＣＤであり、ＲＧＢ画像信号を出力する。ＣＣＤプロセス回路２２は、ＣＣＤ駆動回路２１から入力した同期信号に同期して、ＣＣＤ２０のＲＧＢ画像信号を読み込み、該読み込んだ信号を前処理（信号増幅処理やノイズ除去処理など）する回路である。このＣＣＤプロセス回路２２から出力された信号は、Ａ／Ｄ変換回路２３にてデジタル信号に変換され、映像信号処理回路２４にてホワイトバランスやガンマ補正などの各種画像処理が施された後、Ｄ／Ａ変換回路２５にてアナログ信号に変換されてＴＶモニタ６０へ出力される。またＣＣＤ２０のＲＧＢ画像信号は、上記ＣＣＤプロセス回路２２及びＡ／Ｄ変換回路２３を介して、色分離変換回路２６にも入力される。色分離変換回路２６は、入力したＲＧＢ画像信号に対して各画素毎に色分離を行ない、ＲＧＢ（赤、緑、青）のデータ配列（ＲＧＢ画像データ群）を生成する。色分離変換回路２６から出力されるＲＧＢ画像データ群ＲＧＢ［ｘ］［ｙ］（ｘ、ｙ；自然数）は、ＲＧＢマトリックス回路２７を通ってＲデータ群Ｒ［ｘ］［ｙ］、Ｇデータ群Ｇ［ｘ］［ｙ］、Ｂデータ群Ｂ［ｘ］［ｙ］に分けられ、それぞれが独立してマイコン２８に出力される。本実施形態では、上記ＣＣＤプロセス回路２２、Ａ／Ｄ変換回路２３、色分離変換回路２６及びＲＧＢマトリックス回路２７によって画像取得手段が構成される。
【００１６】
マイコン２８は、入力したＲデータ群Ｒ［ｘ］［ｙ］、Ｇデータ群Ｇ［ｘ］［ｙ］、Ｂデータ群Ｂ［ｘ］［ｙ］をＨＳＩデータ群ＨＳＩ［ｘ］［ｙ］（色相Ｈ、彩度Ｓ、明度Ｉ）に変換する。ＲＧＢからＨＳＩの変換には、周知のように、６角錐カラーモデルの変換式を用いることができる。さらにマイコン２８は、このＨＳＩデータ群Ｈ［ｘ］［ｙ］、Ｓ［ｘ］［ｙ］、Ｉ［ｘ］［ｙ］に基づいて所定の演算を行ない、被写体の焦点状態を示すＡＦ評価値を算出する。このＡＦ評価値はモータ制御回路３１へ出力される。モータ制御回路３１は、マイコン２８から入力したＡＦ評価値に基づき、電子内視鏡１０内に備えられたＡＦモータ１９の駆動量を算出し、この算出した駆動量分だけ、モータ駆動回路３２を介してＡＦモータ１９を駆動させてフォーカスレンズＬを移動させる。上記ＲＧＢ画像データ群入力及びＡＦ評価値算出は、フォーカスレンズＬを移動させながらフォーカスレンズＬの各ステップ位置で実行される。そして、フォーカスレンズＬは最終的に、ＡＦ評価値が最大となるステップ位置（ピント位置）へ移動される。
【００１７】
プロセッサ３０には、さらに、ランプ光源３３が備えられている。ランプ光源３３から射出された照明光は、不図示の絞りによって最適光量に調整された後、集光レンズ３４及びライトガイドＬＧ２を介して照明レンズ１６に供給される。
【００１８】
以上の全体構成を有する内視鏡装置１００では、マイコン２９が、電子内視鏡１０から入力した画像状態に応じてＡＦ評価値の算出方法を切り替えながら焦点調節動作を行なう。別言すれば、電子内視鏡１０から入力した画像データ群に基づいて被写体が色素剤によって着色、染色又は変色しているか否かを判断し、色素剤を用いないで観察する（被写体が着色、染色及び変色されていない）通常モード（第１モード）と、色素剤を用いて観察する（被写体が着色、染色または変色されている）色素モード（第２モード）とにＡＦ評価値の算出方法が切り替わる。
【００１９】
具体的にマイコン２９は、色相データ群Ｈ［ｘ］［ｙ］のばらつきを算出し、この算出結果が所定の閾値未満であるとき通常モードに切り替え、所定の閾値以上であるときに色素モードに切り替える。そして、通常モードであれば、被写体の輝度差を十分に検出可能であるから、被写体の輝度に対応する明度データ群Ｉ［ｘ］［ｙ］を用いてＡＦ評価値を算出する。一方、色素モードであれば、被写体が色素剤により着色、染色または変色されているために輝度差が少ないので、色相データ群Ｈ［ｘ］［ｙ］及び彩度データ群Ｓ［ｘ］［ｙ］を用いてＡＦ評価値を算出する。このように電子内視鏡１０の画像状態に応じてＡＦ評価値の算出方法を切り替えれば、色素剤を用いるか否かに拘わらず正確なＡＦ評価値を算出することができ、該ＡＦ評価値に基づいて高精度なＡＦ動作を実現可能である。
【００２０】
次に、図３を参照し、内視鏡装置１００のＡＦ動作をより詳細に説明する。図３は、内視鏡装置１００のＡＦ動作に関するフローチャートである。このＡＦ動作は、ＡＦ開始スイッチＳＷＡＦがオン操作されたときに開始され、マイコン２８により制御される。
【００２１】
ＡＦ動作に入ると先ず、最大ＡＦ評価値を示す変数Ｃｍａｘに０をセットし（Ｓ１）、モータ制御回路３１及びモータ駆動回路３２を介してＡＦモータ１９を駆動させてフォーカスレンズＬを無限遠端に移動させる（Ｓ３）。次に、フォーカスレンズＬが至近端に達しているか否かをチェックする（Ｓ５）。フォーカスレンズＬの位置は、例えば、ＡＦモータ１９の駆動量を換算して検出するか、あるいはフォーカスレンズＬに位置検出手段（位置検出センサやコード板等）を設けて該位置検出手段からの出力信号に基づいて検出する。
【００２２】
フォーカスレンズＬが至近端に達していなければ（Ｓ５；Ｎ）、ＲＧＢマトリックス回路２７からＲＧＢ画像データ群Ｒ［ｘ］［ｙ］、Ｇ［ｘ］［ｙ］、Ｂ［ｘ］［ｙ］をそれぞれ独立に入力して（Ｓ７）、モード認識処理を実行する（Ｓ９）。モード認識処理では、Ｓ７で入力したＲＧＢ画像データ群Ｒ［ｘ］［ｙ］、Ｇ［ｘ］［ｙ］、Ｂ［ｘ］［ｙ］に基づいて色相ばらつきの有無をチェックし、ばらつきがなければＡＦ評価値の算出方法を通常モードに切り替え、ばらつきがあればＡＦ評価値の算出方法を色素モードに切り替える。
【００２３】
続いて、Ｓ９にて色素モードであるか否かをチェックし（Ｓ１１）、色素モードであれば、色素モード用のアルゴリズムに従ってＡＦ評価値を算出する（Ｓ１１；Ｙ、Ｓ１３）。一方、色素モードでなければ、通常モード用のアルゴリズムに従ってＡＦ評価値を算出する（Ｓ１１；Ｎ、Ｓ１５）。算出されたＡＦ評価値と該ＡＦ評価値を得たレンズ位置は、マイコン２８内に保持される。
【００２４】
ＡＦ評価値を算出したら、該ＡＦ評価値が変数Ｃｍａｘよりも大きいか否かをチェックする（Ｓ１７）。変数Ｃｍａｘよりも大きい場合は（Ｓ１７；Ｙ）、該変数ＣｍａｘにＳ１３またはＳ１５で算出したＡＦ評価値を上書メモリして（Ｓ１９）、フォーカスレンズＬを至近側へ１ステップ移動させ（Ｓ２１）、Ｓ５へ戻る。一方、Ｓ１１またはＳ１３で算出したＡＦ評価値が変数Ｃｍａｘよりも大きくなかった場合は（Ｓ１７；Ｎ）、変数Ｃｍａｘを変更せずに、フォーカスレンズＬを至近側へ１ステップ移動させ（Ｓ２１）、Ｓ５へ戻る。
【００２５】
上記Ｓ５〜Ｓ２１の処理は、フォーカスレンズＬが至近端に達するまで（至近端に達してそれ以上至近側に移動できなくなるまで）繰り返し実行される。つまり、フォーカスレンズＬの全ステップ位置（無限遠端及び至近端を含む）においてそれぞれＡＦ評価値が算出され、該ＡＦ評価値と変数Ｃｍａｘとが比較されて変数Ｃｍａｘはより大きい値に更新され、最終的に変数Ｃｍａｘにメモリされている値が最大ＡＦ評価値となる。そして、フォーカスレンズＬが至近端に達していた場合は（Ｓ５；Ｙ）、モータ制御回路３１及びモータ駆動回路３２を介してＡＦモータ１９を駆動させ、変数ＣｍａｘにメモリされていたＡＦ評価値が得られるレンズ位置にフォーカスレンズＬを移動させる（Ｓ２３）。
【００２６】
次に、図４を参照し、図３のＳ９で実行されるモード認識処理について詳細に説明する。この処理に入ると先ず、色相ばらつき判定を行なう（Ｓ３１）。色相ばらつき判定では、図３のＳ７で入力したＲＧＢ画像データ群Ｒ［ｘ］［ｙ］、Ｇ［ｘ］［ｙ］、Ｂ［ｘ］［ｙ］を色相データ群Ｈ［ｘ］［ｙ］に変換し、この色相データ群Ｈ［ｘ］［ｙ］のばらつきを算出して、該分散値が所定の閾値を超える場合に色相ばらつき有りと判定する。そして、色相ばらつきがあれば色素モードに切り替え（Ｓ３３；Ｙ、Ｓ３５）、色相ばらつきがなければ通常モードに切り替える（Ｓ３３；Ｎ、Ｓ３７）。
【００２７】
次に、図５を参照し、図４のＳ３１で実行される色相ばらつき判定処理について詳細に説明する。この処理に入ると先ず、図３のＳ７で入力したＲＧＢ画像データ群Ｒ［ｘ］［ｙ］、Ｇ［ｘ］［ｙ］、Ｂ［ｘ］［ｙ］の全画素の平均値Ｒｍ、Ｇｍ、Ｂｍをそれぞれ算出し（Ｓ４１）、これら平均値Ｒｍ、Ｇｍ、ＢｍをＨＳＩ変換して色相基準Ｈｍを求め（Ｓ４３）、判定結果を“ばらつき無し”にリセットする（Ｓ４５）。色相基準Ｈｍは、色相ばらつきを比較するための基準値である。
【００２８】
続いて、図３のＳ７で入力したＲＧＢ画像データ群Ｒ［ｘ］［ｙ］、Ｇ［ｘ］［ｙ］、Ｂ［ｘ］［ｙ］に対し、画素単位でＳ４９及びＳ５１の処理を行なう（Ｓ４７〜Ｓ５１）。Ｓ４７では、Ｓ４９及びＳ５１の処理がＲＧＢ画像データ群Ｒ［ｘ］［ｙ］、Ｇ［ｘ］［ｙ］、Ｂ［ｘ］［ｙ］の全画素に対して終了したか否かをチェックする。終了していなければ（Ｓ４７；Ｎ）、変数ｘ、ｙで指定される画素［ｘ］［ｙ］の該ＲＧＢ画像データＲ［ｘ］［ｙ］、Ｇ［ｘ］［ｙ］、Ｂ［ｘ］［ｙ］をＨＳＩ変換して色相データＨ［ｘ］［ｙ］を算出して（Ｓ４９）、該算出した色相データＨ［ｘ］［ｙ］と色相基準Ｈｍとの差分が所定の閾値を超えているか否かをチェックし（Ｓ５１）、色相データＨ［ｘ］［ｙ］と色相基準Ｈｍとの差分が所定の閾値を超えていなければＳ４７へ戻る（Ｓ５１；Ｎ）。そして、Ｓ４９及びＳ５１の処理を全画素に対して終了したら（Ｓ４７；Ｙ）、この処理を抜けて図４のＳ３３へ進む。このようにＳ４７でＮｏと判断される場合は、色相データＨ［ｘ］［ｙ］と色相基準Ｈｍとの差分が上記閾値を超える画素がなかった場合であって、判定結果はＳ４５でセットされた“ばらつき無し”のままリターンする。一方、色相データＨ［ｘ］［ｙ］と色相基準Ｈｍとの差分が所定の閾値を超えていれば（Ｓ５１；Ｙ）、判定結果を“ばらつき有り”にセットし（Ｓ５３）、この処理をぬけて図４のＳ３３へ進む。
【００２９】
上記色相ばらつき判定では、色相データＨ［ｘ］［ｙ］の分散値と所定の閾値を比較し、この比較結果により色相ばらつきの有無を判定することが理想的である。しかしながら、実際には、色相データＨ［ｘ］［ｙ］の平均値を算出するには複雑な演算が必要であるため、色相データＨ［ｘ］［ｙ］の分散値を数値で算出することは容易でない。そこで本実施形態では、上述したように、平均値である色相基準Ｈｍと個々の色相データＨ［ｘ］［ｙ］との差分を算出し、この差分に基づいて色相ばらつきを判定している。
【００３０】
次に、図６を参照し、図３のＳ１３で実行される色素モード用ＡＦ評価値算出処理について詳細に説明する。色素モード用のＡＦ評価値算出処理では、入力したＲＧＢ画像データ群ＲＧＢ［ｘ］［ｙ］をＨＳＩデータ群ＨＳＩ［ｘ］［ｙ］に変換し、このＨＳＩデータ群の色相データ群Ｈ［ｘ］［ｙ］及び彩度データ群Ｓ［ｘ］［ｙ］を用いてＡＦ評価値を算出する。
【００３１】
この処理に入ると、先ず、ＡＦ評価値を格納する変数Ｃに０をセットし（Ｓ６１）、ＲＧＢ画像データ群ＲＧＢ［ｘ］［ｙ］の行（垂直方向位置）を指定する変数ｙ（１≦ｙ≦ＩＨ−２）に１をセットする（Ｓ６３）。次に、変数ｙが（ＩＨ−１）未満か否かにより、規定の最大垂直位置ＩＨ−２を超えていないかどうかをチェックする（Ｓ６５）。変数ｙが（ＩＨ−１）未満であったときは（Ｓ６５；Ｙ）、ＲＧＢ画像データ群ＲＧＢ［ｘ］［ｙ］の列（水平方向位置）を指定する変数ｘ（１≦ｘ≦ＩＷ−２）に１をセットし（Ｓ６７）、変数ｘが（ＩＷ−１）未満であるか否かにより規定の最大水平位置ＩＷ−２を超えていないかどうかをチェックする（Ｓ６９）。変数ｘが（ＩＷ−１）未満であれば、上記変数ｘ、ｙで指定される画素［ｘ］［ｙ］に隣り合う画素のＲＧＢ画素データをＨＳＩデータに変換する（Ｓ７１）。すなわち、垂直方向で隣り合う画素［ｘ］［ｙ＋１］、［ｘ］［ｙ−１］と、水平方向で隣り合う画素［ｘ−１］［ｙ］、［ｘ＋１］［ｙ］との計４画素について、ＲＧＢ画像データをＨＳＩデータに変換する。
【００３２】
そして、Ｓ７１で変換した４画素分の色相データＨ［ｘ］［ｙ＋１］、Ｈ［ｘ］［ｙ−１］、Ｈ［ｘ−１］［ｙ］、Ｈ［ｘ＋１］［ｙ］を用いて、画素［ｘ］［ｙ］に対する色相差分Ｈ’を算出する（Ｓ７３）。色相差分Ｈ’は、画素［ｘ］［ｙ］に対する水平方向の色相差分｜ΔＨｘ｜と画素［ｘ］［ｙ］に対する垂直方向の色相差分｜ΔＨｙ｜の積算値である。ここで、水平方向の色相差分｜ΔＨｘ｜は式；｜ΔＨｘ｜＝｜Ｈ［ｘ＋１］［ｙ］−Ｈ［ｘ−１］［ｙ］｜から算出し、垂直方向の色相差分｜ΔＨｙ｜は式；｜ΔＨｙ｜＝｜Ｈ［ｘ］［ｙ＋１］−Ｈ［ｘ］［ｙ−１］｜により算出する。なお、上記式により算出した色相差分Ｈ’が３６０以上である場合には、０≦Ｈ’＜３６０となるように換算する。
【００３３】
色相差分Ｈ’を算出したら、Ｓ７１で変換した４画素分の彩度データＳ［ｘ］［ｙ＋１］、Ｓ［ｘ］［ｙ−１］、Ｓ［ｘ−１］［ｙ］、Ｓ［ｘ＋１］［ｙ］を用いて、画素［ｘ］［ｙ］の垂直方向の彩度差分Ｓ’を算出する（Ｓ７５）。彩度差分Ｓ’は、画素［ｘ］［ｙ］に対する水平方向の彩度差分｜ΔＳｘ｜と画素［ｘ］［ｙ］に対する垂直方向の彩度差分｜ΔＳｙ｜の積算値である。ここで、水平方向の彩度差分｜ΔＳｘ｜は式；｜ΔＳｘ｜＝｜Ｓ［ｘ＋１］［ｙ］−Ｓ［ｘ−１］［ｙ］｜から算出し、垂直方向の彩度差分｜ΔＳｙ｜は式；｜ΔＳｙ｜＝｜Ｓ［ｘ］［ｙ＋１］−Ｓ［ｘ］［ｙ−１］｜により算出する。
【００３４】
続いて、Ｓ７３及びＳ７５で算出した色相差分Ｈ’及び彩度差分Ｓ’を変数Ｃに加算して上書きメモリする（Ｓ７７）。変数Ｃを更新したら、変数ｘに１加算して上書きメモリし、Ｓ６９へ戻る（Ｓ７９）。Ｓ６９へ戻ったら、変数ｘが（ＩＷ−１）になるまで上記Ｓ６９からＳ７９までの処理を繰り返す。このＳ６９〜Ｓ７９を１回実行することにより、ＲＧＢ画像データ群ＲＧＢ［ｘ］［ｙ］の１行分（ＲＧＢ［１］［ｙ］〜ＲＧＢ［ＩＷ−２］［ｙ］）に対して処理（ＨＳＩデータ変換及びＡＦ評価値算出）が行われる。
【００３５】
Ｓ６９のチェックにて変数ｘが（ＩＷ−１）未満でなくなったら（Ｓ６９；Ｎ）、すなわちＲＧＢ画像データ群ＲＧＢ［ｘ］［ｙ］の１行分の処理が終了したら、変数ｙに１加算して上書メモリし、Ｓ６５へ戻る（Ｓ８１）。Ｓ６５へ戻ったら、変数ｙが（ＩＨ−１）になるまで、該Ｓ６５からＳ８１までの処理を繰り返し実行する。このＳ６５〜Ｓ８１の繰り返しにより、ＲＧＢ画像データ群の全画素分ＲＧＢ［１］［１］〜ＲＧＢ［ＩＷ−２］［ＩＨ−２］に対してＨＳＩデータ変換及びＡＦ評価値算出が行なわれ、フォーカスレンズＬの現在位置におけるＡＦ評価値が変数Ｃにメモリされる。そして、変数ｙが（ＩＨ−１）未満でなくなったら（Ｓ６５；Ｎ）、この処理から抜けて図３のＳ１７へ進む。
【００３６】
図７は、図３のＳ１５で実行される通常モード用のＡＦ評価値算出処理に関するフローチャートである。通常モード用のＡＦ評価値算出処理では、入力したＲＧＢ画像データ群ＲＧＢ［ｘ］［ｙ］をＨＳＩデータ群ＨＳＩ［ｘ］［ｙ］に変換し、このＨＳＩデータ群の明度データＩ［ｘ］［ｙ］に基づいてＡＦ評価値を算出する。別言すれば、図７のフローチャートは、図６のＳ７３、Ｓ７５及びＳ７７の替わりにＳ７４及びＳ７６が備えられている以外は図６と同一である。すなわち、Ｓ７４では、Ｓ７１で変換した４画素分の色相データＨ［ｘ］［ｙ＋１］、Ｈ［ｘ］［ｙ−１］、Ｈ［ｘ−１］［ｙ］、Ｈ［ｘ＋１］［ｙ］を用いて、画素［ｘ］［ｙ］に対する明度差分Ｉ’を算出する。そして、算出した明度差分Ｉ’を変数Ｃに加算して（Ｓ７６）、ＡＦ評価値を算出する。明度差分Ｉ’は、画素［ｘ］［ｙ］に対する水平方向の明度差分｜ΔＩｘ｜と画素［ｘ］［ｙ］に対する垂直方向の明度差分｜ΔＩｙ｜の積算値であって、水平方向の明度差分｜ΔＩｘ｜は式；｜ΔＩｘ｜＝｜Ｉ［ｘ＋１］［ｙ］−Ｉ［ｘ−１］［ｙ］｜から算出し、垂直方向の明度差分｜ΔＩｙ｜は式；｜ΔＩｙ｜＝｜Ｉ［ｘ］［ｙ＋１］−Ｉ［ｘ］［ｙ−１］｜により算出する。
【００３７】
以上の本実施形態によれば、ＣＣＤ２０からのＲＧＢ画像データ群ＲＧＢ［ｘ］［ｙ］がＨＳＩデータ群ＨＳＩ［ｘ］［ｙ］に変換され、このＨＳＩデータ群ＨＳＩ［ｘ］［ｙ］の色相データ群Ｈ［ｘ］［ｙ］のばらつきに応じて、通常モードと色素モードとにＡＦ評価値算出方法が切り替えられる。そして通常モードであれば、被写体の輝度差を十分検出可能であるため、明度データ群Ｉ［ｘ］［ｙ］を用いてＡＦ評価値が算出される。一方、色素モードであれば、色素剤により被写体の輝度差が少なくなっているため、色相データ群Ｈ［ｘ］［ｙ］及び彩度データ群Ｓ［ｘ］［ｙ］を用いてＡＦ評価値が算出される。このように電子内視鏡１０からの画像データ群に応じた最適な算出方法でＡＦ評価値が算出されれば、正確なＡＦ評価値が得られ、該ＡＦ評価値に基づいて高精度なＡＦ動作を実現可能である。
【００３８】
本実施形態では、色相データ群Ｈ［ｘ］［ｙ］のばらつきに応じてＡＦ評価値の算出方法を切り替えているが、彩度データ群Ｓ［ｘ］［ｙ］のばらつきに応じて切り替えてもよく、また色相データ群Ｈ［ｘ］［ｙ］及び彩度データ群Ｓ［ｘ］［ｙ］の両ばらつきに応じて切り替えてもよい。
【００３９】
また本実施形態では、色素モードであるとき色相データ群Ｈ［ｘ］［ｙ］及び彩度データ群Ｓ［ｘ］［ｙ］を用いてＡＦ評価値を算出し、通常モードであるとき明度データ群Ｉ［ｘ］［ｙ］を用いてＡＦ評価値を算出しているが、ＡＦ評価値は色相データＨ［ｘ］［ｙ］、彩度データＳ［ｘ］［ｙ］及び明度データＩ［ｘ］［ｙ］のすべてを用いて算出してもよい。具体的には、図６のＳ７３、Ｓ７５及び図７のＳ７４で算出した色相差分Ｈ’、彩度差分Ｓ’及び明度差分Ｉ’のそれぞれに特定の重み付け（α、β、γ）を付与して積算し、この積算値（α×Ｈ’＋β×Ｓ’＋γ×Ｉ’）を変数Ｃに加算していくことで、ＡＦ評価値を得る。このとき、通常モードであれば、明度差分Ｉ’の重み付け係数γを色相差分Ｈ’の重み付け係数α及び彩度差分Ｓ’の重み付け係数βよりも大きく設定することが好ましい。一方、色素モードであれば、色相差分Ｈ’の重み付け係数α及び彩度差分Ｓ’の重み付け係数βを明度差分Ｉ’の重み付け係数γよりも大きく設定することが好ましい。
【００４０】
なお、本実施形態では、マイコン２８がデータ変換手段、評価値算出手段、ばらつき算出手段、色相算出手段、彩度算出手段及び明度算出手段として機能しているが、マイコン２８とは別に独立して上記各手段を設けることも可能である。また、上記実施形態では、ＣＣＤ２０に原色ＣＣＤを用いているが、原色ＣＣＤに替えて、補色ＣＣＤを用いることも可能である。補色ＣＣＤを用いる場合には、該補色ＣＣＤから出力される補色画像データをＲＧＢ画像データに変換するＲＧＢ変換回路を備える。
【００４１】
【発明の効果】
本発明によれば、内視鏡の撮像手段からの画像データ群がＨＳＩ変換されて色相データ群Ｈ及び彩度データ群Ｓを取得し、これら色相データ群Ｈ及び彩度データ群Ｓの少なくとも一方のばらつきに応じた最適な方法でＡＦ評価値が算出されるので、色素剤を用いない通常観察時にも色素剤を用いる色素観察時にも正確なＡＦ評価値を得ることができ、高精度なＡＦ動作を実現可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態による自動焦点調節装置を備えた内視鏡装置の主要構成を示すブロック図である。
【図２】図１の電子内視鏡の挿入部先端を示す平面図である。
【図３】図１に示す内視鏡用装置のＡＦ動作に関するフローチャートである。
【図４】図３のＳ９で実行されるモード認識処理に関するフローチャートである。
【図５】図４のＳ３１で実行される色相ばらつき判定処理に関するフローチャートである。
【図６】図３のＳ１３で実行される色素モード用ＡＦ評価値算出処理に関するフローチャートである。
【図７】図３のＳ１５で実行される通常モード用ＡＦ評価値算出処理に関するフローチャートである。
【符号の説明】
１０  電子内視鏡
１１  体内挿入部
１２  把持操作部
１３  ユニバーサルチューブ
１４  コネクタ部
１５  対物レンズ
１６  照明レンズ
１７  送気送水ノズル
１８  処置具挿通口
１９  ＡＦモータ
２０  ＣＣＤ
２１  ＣＣＤ駆動回路
２２  ＣＣＤプロセス回路
２３  Ａ／Ｄ変換回路
２４  映像信号処理回路
２５  Ｄ／Ａ変換回路
２６  色分離変換回路
２７  ＲＧＢマトリックス回路
２８  マイコン
３０  プロセッサ
３１  モータ制御回路
３２  モータ駆動回路
３３  ランプ光源
３４  集光レンズ
６０  ＴＶモニタ
１００  内視鏡装置
Ｌ  フォーカスレンズ
ＬＧ１  ライトガイド（電子内視鏡側）
ＬＧ２  ライトガイド（プロセッサ側）
【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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