(57)【要約】【課題】合焦物体位置の切換え頻度を低減可能な内視鏡装置及び内視鏡装置のフォーカス制御方法等を提供すること。【解決手段】内視鏡装置は、第１、第２合焦物体位置のうちいずれかを選択することで、撮像部２００の合焦物体位置を切り替える制御を行う合焦物体位置切替部３５０と、合焦評価値を算出し、合焦物体位置切替部３５０が切り替える先の合焦物体位置である目標合焦位置を、合焦評価値に基づいて決定する目標合焦位置決定部３４０と、撮像画像に基づいてシーン変化を検出するシーン変化検出部３６０と、を含む。目標合焦位置決定部３４０は、シーン変化検出部３６０によりシーン変化が検出されるまでの間は、合焦評価値が判定基準を満たすか否かの判定を行い、合焦評価値が判定基準を満たさないと判定した場合には、第１、第２合焦物体位置のうち選択されている一方とは異なる他方を選択する。【選択図】図１
2013230289.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
切り替え可能な第１合焦物体位置及び第２合焦物体位置のうちいずれかを選択することで、撮像部の合焦物体位置を切り替える制御を行う合焦物体位置切替部と、
前記撮像部により取得された撮像画像に基づいて合焦評価値を算出し、前記合焦物体位置切替部が切り替える先の前記合焦物体位置である目標合焦位置を、前記合焦評価値に基づいて決定する目標合焦位置決定部と、
前記撮像画像に基づいてシーン変化を検出するシーン変化検出部と、
を含み、
前記目標合焦位置決定部は、
前記シーン変化検出部により前記シーン変化が検出されるまでの間は、前記合焦評価値が判定基準を満たすか否かの判定を行い、前記合焦評価値が前記判定基準を満たさないと判定した場合には、前記第１合焦物体位置及び前記第２合焦物体位置のうち選択されている一方とは異なる他方を、前記目標合焦位置として決定することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記目標合焦位置決定部は、
前記シーン変化検出部により前記シーン変化が検出された場合、前記判定基準を更新することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記目標合焦位置決定部は、
前記シーン変化検出部により前記シーン変化が検出された場合、前記第１合焦物体位置及び前記第２合焦物体位置を順次選択し、合焦度合いが高いほど値が大きくなる前記合焦評価値として、前記第１合焦物体位置での第１合焦評価値と、前記第２合焦物体位置での第２合焦評価値とを算出し、
前記目標合焦位置決定部は、
前記第２合焦評価値よりも前記第１合焦評価値が大きい場合には、前記目標合焦位置を前記第１合焦物体位置に決定し、前記第１合焦評価値よりも前記第２合焦評価値が大きい場合には、前記目標合焦位置を前記第２合焦物体位置に決定することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項４】
請求項３において、
前記判定基準は、前記合焦評価値が閾値よりも大きいという条件であり、
前記目標合焦位置決定部は、
前記第１合焦評価値及び前記第２合焦評価値のうち少なくとも一方に基づいて前記閾値を更新することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項５】
請求項４において、
前記目標合焦位置決定部は、
前記第２合焦評価値よりも前記第１合焦評価値が大きい場合には、１よりも小さい所定係数を前記第１合焦評価値に乗じて前記閾値を求め、前記第１合焦評価値よりも前記第２合焦評価値が大きい場合には、前記所定係数を前記第２合焦評価値に乗じて前記閾値を求めることを特徴とする内視鏡装置。
【請求項６】
請求項４において、
被写体までの距離を変化させた場合の、前記第１合焦評価値及び前記第２合焦評価値の特性情報をテーブルとして記憶する記憶部を含み、
前記目標合焦位置決定部は、
前記算出した前記第１合焦評価値及び前記第２合焦評価値の比を求め、前記比に基づいて前記テーブルを探索して、前記第１合焦評価値及び前記第２合焦評価値が等しくなるときの合焦評価値を推定し、前記推定した合焦評価値に所定係数を乗じて前記閾値を求めることを特徴とする内視鏡装置。
【請求項７】
請求項１において、
前記シーン変化検出部は、
前記撮像部により順次取得された複数の撮像画像のうち、第１撮像画像の画像信号と、前記第１撮像画像よりも前に取得された第２撮像画像の画像信号とを比較することにより、前記シーン変化を検出することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項８】
請求項７において、
前記シーン変化検出部は、
前記第１撮像画像の画像信号と前記第２撮像画像の画像信号との間の変化量を求め、前記変化量が閾値よりも大きい場合に、前記シーン変化が生じたと判定することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項９】
請求項７において、
前記シーン変化検出部は、
前記第１撮像画像と前記第２撮像画像との間の動き検出の結果に基づいて、前記シーン変化を検出することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項１０】
請求項１において、
前記撮像画像の撮影条件を変更する制御を行う制御部を含み、
前記シーン変化検出部は、
前記制御部により前記撮影条件が変更されたことを検出した場合に、前記シーン変化が生じたと判定することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項１１】
請求項１０において、
前記制御部は、
操作部により受け付けられたユーザーからの操作情報に基づいて、前記撮像画像の撮影条件を変更する制御を行うことを特徴とする内視鏡装置。
【請求項１２】
請求項１０において、
前記制御部は、
前記撮影条件として観察モードを設定し、
前記シーン変化検出部は、
前記制御部により前記観察モードが変更されたことを検出した場合に、前記シーン変化が生じたと判定することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項１３】
請求項１２において、
前記観察モードは、
白色の波長帯域における情報を有した画像である通常光画像を撮像する通常光観察モードと、特定の波長帯域における情報を有した画像である特殊光画像を撮像する特殊光観察モードであることを特徴とする内視鏡装置。
【請求項１４】
請求項１３において、
前記特定の波長帯域は、
前記白色の波長帯域よりも狭い帯域であることを特徴とする内視鏡装置。
【請求項１５】
請求項１４において、
前記通常光画像及び前記特殊光画像は生体内を写した生体内画像であり、
前記生体内画像に含まれる前記特定の波長帯域は、血液中のヘモグロビンに吸収される波長の波長帯域であることを特徴とする内視鏡装置。
【請求項１６】
請求項１５において、
前記特定の波長帯域は、３９０ｎｍ〜４４５ｎｍ、または５３０ｎｍ〜５５０ｎｍであることを特徴とする内視鏡装置。
【請求項１７】
請求項１０において、
前記撮像画像に対してコントラスト強調処理を行う画像処理部を含み、
前記制御部は、
前記観察条件として、前記コントラスト強調処理における強調度合いを設定し、
前記シーン変化検出部は、
前記制御部により前記コントラスト強調処理における前記強調度合いが変更された場合に、前記シーン変化が生じたと判定することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項１８】
請求項１０において、
前記撮像画像に対してノイズ低減処理を行う画像処理部を含み、
前記制御部は、
前記観察条件として、前記ノイズ低減処理における低減度合いを設定し、
前記シーン変化検出部は、
前記制御部により、前記ノイズ低減処理における前記低減度合いが変更された場合に、前記シーン変化が生じたと判定することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項１９】
請求項１０において、
前記判定基準は、前記合焦評価値が閾値よりも大きいという条件であり、
前記目標合焦位置決定部は、
前記シーン変化検出部により前記撮影条件の変更が前記シーン変化として検出された場合、前記撮影条件の変更内容に応じた所定係数を現在の前記閾値に乗じて新たな閾値を求め、前記新たな閾値を前記閾値として用いることを特徴とする内視鏡装置。
【請求項２０】
請求項１９において、
前記目標合焦位置決定部は、
前記シーン変化検出部により前記撮影条件の変更が前記シーン変化として検出された場合には、前記第１合焦物体位置及び前記第２合焦物体位置のうち前記撮像部の前記合焦物体位置として選択されている一方を前記目標合焦位置として維持し、前記新たな閾値に更新された前記閾値よりも前記合焦評価値が大きいと判定したときに、前記第１合焦物体位置及び前記第２合焦物体位置のうち前記一方とは異なる他方を前記目標合焦位置に設定することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項２１】
撮像部により取得された撮像画像に基づいて合焦評価値を算出し、
前記撮像画像に基づいてシーン変化を検出し、
前記シーン変化が検出されるまでの間は、前記合焦評価値が判定基準を満たすか否かの判定を行い、
前記合焦評価値が前記判定基準を満たさないと判定した場合には、前記撮像部の切り替え可能な合焦物体位置である第１合焦物体位置及び第２合焦物体位置のうち選択されている一方とは異なる他方を、目標合焦位置に決定し、
前記撮像部の前記合焦物体位置を前記目標合焦位置に切り替える制御を行うことを特徴とする内視鏡装置のフォーカス制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内視鏡装置及び内視鏡装置のフォーカス制御方法等に関する。
【背景技術】
【０００２】
内視鏡装置を用いたスクリーニング検査において、ユーザーは奥行きのある消化管を観察するため、内視鏡装置にはできるだけ広い被写界深度が求められる。一方、近年では内視鏡装置に使われる撮像素子の微細化が進行し、回折限界に起因する絞りの制約からパンフォーカス（pan-focus）撮影が困難になっている。パンフォーカス撮影が困難な場合、手動によるフォーカス調整等の操作が必要となり、操作が煩雑となってしまう。
【０００３】
例えば特許文献１には、領域分割とコントラスト方式を用いたオートフォーカス（ＡＦ：Auto-Focus）制御を行うことにより、手動でフォーカス制御を行う煩雑さを低減し、操作性を向上させた内視鏡装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１３９７６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
さて、スクリーニング検査を行う場合に、ＡＦ制御により内視鏡装置の合焦物体位置が頻繁に細かく変動すると、ユーザーが観察したい領域に対してピントが合っている状態とボケている状態が繰り返されてしまう。そうすると、同じ領域を長時間観察し続けることを強いられる等、ユーザーの負荷が増大する可能性がある。このため、内視鏡装置においては、合焦物体位置の変動をできるだけ少なくするようなＡＦ制御が求められるという課題がある。
【０００６】
本発明の幾つかの態様によれば、合焦物体位置の切換え頻度を低減可能な内視鏡装置及び内視鏡装置のフォーカス制御方法等を提供できる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様は、切り替え可能な第１合焦物体位置及び第２合焦物体位置のうちいずれかを選択することで、撮像部の合焦物体位置を切り替える制御を行う合焦物体位置切替部と、前記撮像部により取得された撮像画像に基づいて合焦評価値を算出し、前記合焦物体位置切替部が切り替える先の前記合焦物体位置である目標合焦位置を、前記合焦評価値に基づいて決定する目標合焦位置決定部と、前記撮像画像に基づいてシーン変化を検出するシーン変化検出部と、を含み、前記目標合焦位置決定部は、前記シーン変化検出部により前記シーン変化が検出されるまでの間は、前記合焦評価値が判定基準を満たすか否かの判定を行い、前記合焦評価値が前記判定基準を満たさないと判定した場合には、前記第１合焦物体位置及び前記第２合焦物体位置のうち選択されている一方とは異なる他方を、前記目標合焦位置として決定する内視鏡装置に関係する。
【０００８】
本発明の一態様によれば、合焦評価値に基づいて、撮像部の合焦物体位置を第１合焦物体位置又は第２合焦物体位置に切り替える制御が行われる。この場合に、合焦評価値が判定基準を満たさないと判定された場合には、第１合焦物体位置及び第２合焦物体位置のうち選択されている一方とは異なる他方に、撮像部の合焦物体位置を切り替える制御が行われる。これにより、合焦物体位置の切換え頻度を低減することが可能になる。
【０００９】
本発明の他の態様は、撮像部により取得された撮像画像に基づいて合焦評価値を算出し、前記撮像画像に基づいてシーン変化を検出し、前記シーン変化が検出されるまでの間は、前記合焦評価値が判定基準を満たすか否かの判定を行い、前記合焦評価値が前記判定基準を満たさないと判定した場合には、前記撮像部の切り替え可能な合焦物体位置である第１合焦物体位置及び第２合焦物体位置のうち選択されている一方とは異なる他方を、目標合焦位置に決定し、前記撮像部の前記合焦物体位置を前記目標合焦位置に切り替える制御を行う内視鏡装置のフォーカス制御方法に関係する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１の実施形態における内視鏡装置の構成例。
【図２】合焦物体位置と被写界深度についての説明図。
【図３】第１の実施形態における目標合焦位置決定部の詳細な構成例。
【図４】図４（Ａ）、図４（Ｂ）は、目標合焦位置決定部の動作についての説明図。
【図５】合焦閾値の第２の算出手法についての説明図。
【図６】第２の実施形態における内視鏡装置の構成例。
【図７】第２の実施形態における目標合焦位置決定部の詳細な構成例。
【図８】特殊光観察を行う場合の内視鏡装置の構成例。
【図９】回転フィルターの詳細な構成例。
【図１０】回転フィルターを構成するフィルターＦ１の透過率特性例。
【図１１】回転フィルターを構成するフィルターＦ２の透過率特性例。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本実施形態について説明する。なお、以下に説明する本実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また本実施形態で説明される構成の全てが、本発明の必須構成要件であるとは限らない。
【００１２】
１．本実施形態の概要
まず本実施形態の概要について説明する。なお以下では、フォーカスが合っている被写体の位置を「合焦物体位置」と呼ぶ。即ち、合焦物体位置とは、フォーカスレンズによる像面が撮像素子の撮像面にある場合に、その像面に対応する物体面の位置のことである。
【００１３】
内視鏡装置を用いたスクリーニング検査では、奥行きのある消化管を観察するためにパンフォーカスが求められるが、近年では撮像素子の微細化によりパンフォーカスの実現が困難になっている。このような被写界深度の減少を補うために、内視鏡装置においてもＡＦ制御を行うことが考えられる。
【００１４】
しかしながら、ＡＦ制御を行う内視鏡装置においても、ユーザーが広い範囲を同時に観察するためには、内視鏡装置は広い被写界深度を持つことが望ましい。また、スクリーニング検査を行う場合に、ＡＦ制御により内視鏡装置の合焦物体位置が頻繁に細かく変動すると、ユーザーが観察したい領域に対してピントが合っている状態とボケている状態が繰り返されるため、同じ領域を長時間観察し続けることを強いられる等、ユーザーの負荷が増大する可能性がある。このため、内視鏡装置においては、合焦物体位置の変動をできるだけ少なくするようなＡＦ制御が求められる。
【００１５】
そこで本実施形態では、図２等で後述するように、予め設定されたＮＥＡＲとＦＡＲのいずれか一方を内視鏡装置の合焦物体位置として選択可能とする。そして、合焦物体位置ＮＥＡＲが選択された場合の被写界深度ＤＮＥＡＲ（例えば約５ｍｍ〜１０ｍｍ）、及び合焦物体位置ＦＡＲが選択された場合の被写界深度ＤＦＡＲ（例えば約１０ｍｍ〜７０ｍｍ）で、スクリーニング検査に必要な被写界深度（例えば約５〜７０ｍｍ）の範囲をすべてカバーできるようにする。
【００１６】
このようにすれば、合焦物体位置ＮＥＡＲ及びＦＡＲのうち一方を選択するＡＦ制御を行うだけで、ユーザーが観察したい領域にピントを合わせることが可能になる。このような内視鏡装置を実現することで、合焦物体位置ＮＥＡＲ及びＦＡＲのそれぞれにおいて広い範囲にピントが合った画像を取得できる。また、ＡＦ制御においても２つの合焦物体位置のいずれかを選択するだけでよいため、非常に多くの合焦物体位置を選択可能な従来のコントラストＡＦ等と比較して合焦物体位置の切換えの頻度を少なくすることが可能になり、スクリーニング検査時のユーザーの負荷を軽減できる。
【００１７】
しかしながら、このような内視鏡装置を実現した場合であっても、合焦物体位置を決定するためのＡＦ制御に課題が残る。例えば、従来のコントラストＡＦと同様の考え方を用いた場合、合焦物体位置としてＮＥＡＲとＦＡＲを順次選択し、それぞれの合焦物体位置に対応して取得された画像からコントラスト値を算出する。そして、ＮＥＡＲ及びＦＡＲのうち、コントラスト値が大きい方に、内視鏡装置の合焦物体位置を変更する。この手法では、ＮＥＡＲとＦＡＲを順次切換えるＡＦ制御を、任意のタイミングで継続的に行う必要がある。そのため、ＡＦ制御を行っている間は、ピントが合っている状態とボケている状態が繰り返されることになるため、同じ領域を長時間観察し続けることを強いられる等、ユーザーの負荷が増大する可能性がある。
【００１８】
そこで本実施形態では、観察時に選択されている１つの合焦物体位置での撮像画像（画像信号）を用いて、ピントが合っているか否かを判定する。撮像画像のピントが合っていると判定された場合には、現在選択されている合焦物体位置をそのまま維持し、ボケていると判定された場合には、現在選択されている合焦物体位置とは異なるもう一方の合焦物体位置に切り替える。
【００１９】
このようにすれば、合焦物体位置をＮＥＡＲとＦＡＲに順次切り替えることなくＡＦ制御を行うことができるため、ピントが合っている状態とボケている状態が繰り返されず、ユーザーは常にピントが合った画像を観察することが可能になる。
【００２０】
さて、内視鏡装置で取得される画像のコントラストは、被写体によって大きく変化する。例えば、内視鏡装置で観察される被写体には、表面に血管等のコントラストが高い構造がほとんどない場合もあれば、血管や隆起した粘膜等のコントラストが高い構造が多数存在する場合もある。このため、内視鏡装置で取得される画像のコントラストは被写体によって大きく変化する。
【００２１】
また、内視鏡装置で取得される画像のコントラストは、被写体に対する操作（例えば放出操作、吸引操作、処置操作）によって大きく変化する。例えば、内視鏡装置においては、被写体である消化管にユーザーが色素を散布することで、消化管の構造の視認性を向上させる場合がある。この場合、被写体の構造のコントラストが大きく変化するため、内視鏡装置で取得される画像のコントラストも大きく変化する。
【００２２】
また、内視鏡装置で取得される画像のコントラストは、撮影条件（例えば観察モードや画像処理等）によっても大きく変化する。例えば、通常光観察と特殊光観察（例えばＮＢＩ：Narrow Band Imaging）では同じ被写体を観察する場合も取得される画像のコントラストは大きく異なる。或は、画像のコントラストを強調する強調処理の違いやノイズ低減処理の違いによっても、取得される画像のコントラストは変化する。
【００２３】
以上のように画像のコントラストが変化すると、合焦状態にない場合であってもコントラストがある程度高い画像が取得される場合や、逆に合焦状態の場合であってもあまりコントラストが高くない画像が取得される場合が、想定される。これらの理由から、内視鏡装置においては１つの合焦物体位置での撮像画像を用いて、常にピントが合っているか否かを精度よく判定することは非常に困難である。
【００２４】
そこで本実施形態では、コントラスト値が閾値よりも大きい場合にはピントが合っていると判定し、コントラスト値が閾値よりも小さい場合にはボケていると判定する。そして、被写体の変更や、被写体に対する操作、撮影条件の変更をシーン変化として検出し、シーン変化が検出された場合には、新たなシーンのコントラスト値に応じて判定の閾値を更新する。
【００２５】
このようにシーンに応じて閾値を更新することで、選択されている合焦物体位置での撮像画像に基づいて、ピントが合っているか否かを精度よく判定することができる。これにより、ユーザーが観察したい領域がボケている状態となることを極力減らすと共に、被写体のコントラストの変化や内視鏡装置の撮影条件の変化によらず安定したＡＦ制御が可能となり、スクリーニング検査時のユーザーの負荷を軽減することができる。
【００２６】
２．第１の実施形態
２．１．内視鏡装置
次に本実施形態の詳細について説明する。図１に、第１の実施形態における内視鏡装置の構成例を示す。図１の内視鏡装置は、光源部１００と、撮像部２００と、制御装置３００（処理部）と、表示部４００と、外部Ｉ／Ｆ部５００を含む。
【００２７】
光源部１００は、白色光を発生する白色光源１１０と、その白色光をライトガイドファイバー２１０に集光するための集光レンズ１２０と、を含む。
【００２８】
撮像部２００は、例えば、体腔への挿入を可能にするために細長くかつ湾曲可能に形成されている。撮像部２００は、光源部１００で集光された光を導くためのライトガイドファイバー２１０と、そのライトガイドファイバー２１０により撮像部２００の先端まで導かれてきた光を拡散させて観察対象に照射する照明レンズ２２０と、観察対象から戻る反射光を結像する対物レンズ系２３０と、を含む。対物レンズ系２３０は、合焦物体位置を調整するフォーカスレンズ２４０を含む。また、撮像部２００は、フォーカスレンズ２４０を駆動するフォーカスレンズ駆動部２５０と、結像された反射光を光電変換して画像信号を取得する撮像素子２６０と、を含む。
【００２９】
フォーカスレンズ駆動部２５０は、例えばボイスコイルモーター（ＶＣＭ）により構成される。撮像素子２６０は、例えばベイヤ配列の色フィルターを持つ撮像素子により構成される。撮像素子２６０は、取得した画像信号を所定の時間間隔で、制御装置３００のＡ／Ｄ変換部３２０に順次出力する。
【００３０】
制御装置３００は、制御部３１０と、Ａ／Ｄ変換部３２０と、画像処理部３３０と、目標合焦位置決定部３４０（目標合焦位置制御部）と、合焦物体位置切替部３５０（切替制御部）と、シーン変化検出部３６０と、を含む。
【００３１】
Ａ／Ｄ変換部３２０は、撮像素子２６０から連続的に出力されたアナログの画像信号をデジタルの画像信号に変換し、そのデジタルの画像信号を画像処理部３３０及び目標合焦位置決定部３４０に順次出力する。
【００３２】
画像処理部３３０は、Ａ／Ｄ変換部３２０から出力された画像信号に対して、ホワイトバランス処理や、補間処理（デモザイキング処理）、色変換処理、階調変換処理、コントラスト強調処理、ノイズ低減処理等の画像処理を施し、その画像処理後の画像信号をシーン変化検出部３６０及び表示部４００に順次出力する。表示部４００は、例えば液晶モニタで構成され、画像処理部３３０から出力された画像信号を順次表示する。
【００３３】
制御部３１０は、外部Ｉ／Ｆ部５００、白色光源１１０、画像処理部３３０、目標合焦位置決定部３４０、シーン変化検出部３６０に接続されており、外部Ｉ／Ｆ部５００からの入力情報に基づいてこれらを制御する。
【００３４】
外部Ｉ／Ｆ部５００は、内視鏡装置に対するユーザーからの入力等を行うためのインターフェースである。例えば、外部Ｉ／Ｆ部５００は、撮影の開始／終了を行うためのスタートボタンや、ＡＦの開始終了ボタン、その他の各種撮影条件や画像処理のパラメータを調整するための調整ボタン等を含んで構成されている。
【００３５】
シーン変化検出部３６０は、画像処理部３３０から出力された画像信号に基づいてシーンの変化を検出し、シーン変化情報（シーン変化の有無を表す情報）を目標合焦位置決定部３４０に出力する。なお、シーン変化検出部３６０の詳細については後述する。
【００３６】
目標合焦位置決定部３４０は、Ａ／Ｄ変換部３２０から出力された画像信号と、シーン変化検出部３６０から出力されたシーン変化情報とに基づいて目標合焦位置を決定し、目標合焦位置情報を合焦物体位置切替部３５０に出力する。ここで、目標合焦位置とは、合焦物体位置ＮＥＡＲ及びＦＡＲのうち、目標となる合焦物体位置のことである。即ち、目標合焦位置とは、合焦物体位置切替部３５０が行う目標合焦位置の切り替え制御において、切り替え先となる合焦物体位置のことである。なお、目標合焦位置決定部３４０の詳細については後述する。
【００３７】
合焦物体位置切替部３５０は、フォーカスレンズ駆動部２５０と、目標合焦位置決定部３４０とに接続されている。合焦物体位置切替部３５０は、目標合焦位置決定部３４０から出力される目標合焦位置の情報に基づいて、フォーカスレンズ２４０の位置を調整することで、内視鏡装置の合焦物体位置を切り替え制御する。
【００３８】
２．２．合焦物体位置切替部
次に、合焦物体位置切替部３５０の動作と被写界深度の関係について、詳細に説明する。図２に示すように、合焦物体位置切替部３５０は、目標合焦位置決定部３４０から出力される目標合焦位置の情報に基づいて、内視鏡装置の被写界深度範囲がＤＮＥＡＲ及びＤＦＡＲのいずれか一方となるように、２つの選択可能な合焦物体位置ＮＥＡＲ及びＦＡＲのうち１つを選択し、内視鏡装置の合焦物体位置を切換える。
【００３９】
目標合焦位置決定部３４０から出力される目標合焦位置の情報は、ＮＥＡＲとＦＡＲのいずれを選択すればよいかを表す情報である。図２の被写界深度ＤＮＥＡＲ、ＤＦＡＲを実現するための合焦物体位置ＮＥＡＲ、ＦＡＲ、及びその時のフォーカスレンズ位置ＬＮＥＡＲ、ＬＦＡＲは、対物レンズ系２３０の設計データから算出できる。このため、合焦物体位置切替部３５０は、フォーカスレンズ駆動部２５０を制御してフォーカスレンズ位置をＬＮＥＡＲ、ＬＦＡＲに調整することで、内視鏡装置の合焦物体位置をＮＥＡＲ、ＦＡＲに切り替え、被写界深度をＤＮＥＡＲ、ＤＦＡＲに切り替えることができる。
【００４０】
ここで、合焦物体位置とは、上述したように、フォーカスが合っている被写体の位置であり、例えば撮像部先端から被写体までの距離により表される。合焦物体位置は、例えば、被写界深度内においてコントラスト値が最も大きくなる位置である。あるいは、被写界深度内であれば被写体にフォーカスが合っていると考えられることから、合焦物体位置は被写界深度内の任意の位置であってもよい。合焦物体位置が被写界深度内の任意の位置である場合でも、フォーカスレンズの位置が切り替えられることにより、合焦物体位置及び被写界深度が切り替えられることは変わらない。
【００４１】
２．３．シーン変化検出部
次に、シーン変化検出部３６０が行う動作の一例について説明する。ここで、本実施形態におけるシーン変化とは、内視鏡装置で取得される画像の色やコントラストの大きな変化を指している。例えば、内視鏡装置で観察している消化管内での観察位置の変動による被写体の構造の変化や、ユーザーが色素を散布したことによる被写体のコントラストの変化等による、画像の色やコントラストの変化である。本実施形態では、ピントの変動によるコントラストの変化はシーン変化に含まず、ピントの変動が無かったとしても画像の色やコントラストが大きく変化する場合をシーン変化と呼ぶ。
【００４２】
シーン変化検出部３６０は、画像処理部３３０から所定の時間間隔で順次出力される撮像画像を受けて、例えば任意の時間間隔の撮像画像間における画像信号の変化量を算出する。例えば、任意の時間間隔で２つの撮像画像が取得されたとして、一方の撮像画像の輝度信号と他方の撮像画像の輝度信号との差の絶対値を求め、その絶対値を画像内で総和し、その総和を画像信号の変化量として用いればよい。あるいは、一方の撮像画像の色差信号と他方の撮像画像の色差信号との差の絶対値を求め、その絶対値を画像内で総和し、その総和を画像信号の変化量として用いればよい。次に、シーン変化検出部３６０は、求めた変化量を所定の閾値と比較し、変化量が閾値よりも小さい場合にはシーン変化無しと判断し、変化量が閾値よりも大きい場合にはシーン変化有りと判断する。シーン変化検出部３６０は、シーン変化情報を、任意の時間間隔で目標合焦位置決定部３４０に順次出力する。
【００４３】
なお、シーン変化検出部３６０は、例えば任意の時間間隔の撮像画像に対して公知の動き検出処理を行い、その動き検出の結果に基づいてシーン変化を検出してもよい。この場合、シーン変化検出部３６０は、例えば検出された動き量が閾値以上となった場合や、動き量が検出できなかった場合等に、シーン変化有りと判断すればよい。動き量が検出できなかった場合には、内視鏡装置の視野が大きく移動して観察対象が変わったために動き量が検出されなかったと考えられることから、シーン変化が生じたと判断する。
【００４４】
２．４．目標合焦位置決定部
次に、目標合焦位置決定部３４０について詳細に説明する。図３に、第１の実施形態における目標合焦位置決定部３４０の詳細な構成例を示す。目標合焦位置決定部３４０は、合焦評価値算出部３４１と、合焦判定部３４２と、決定部３４３と、閾値算出部３４４と、を含む。
【００４５】
まず始めに、図４（Ａ）を用いて、シーン変化検出部３６０からシーン変化無しを表すシーン変化情報が入力された場合の、目標合焦位置決定部３４０の動作について説明する。
【００４６】
この場合、合焦評価値算出部３４１は、Ａ／Ｄ変換部３２０から出力される撮像画像から、合焦の度合いを表す合焦評価値Ｖａｌ＿Ｎｅａｒ、Ｖａｌ＿Ｆａｒを算出する。Ｖａｌ＿Ｎｅａｒは、ＮＥＡＲが選択されている場合の合焦評価値であり、Ｖａｌ＿Ｆａｒは、ＦＡＲが選択されている場合の合焦評価値である。例えば、合焦評価値算出部３４１は、撮像画像に対して任意の評価領域を設定し、評価領域に含まれる各画素に対して任意の同時化処理及びＨＰＦ処理を行い、各画素のＨＰＦ出力値の総和を合焦評価値とする。合焦評価値算出部３４１は、求めた合焦評価値を合焦判定部３４２に出力する。
【００４７】
合焦判定部３４２は、合焦評価値算出部３４１から出力された合焦評価値Ｖａｌ＿Ｎｅａｒ、Ｖａｌ＿Ｆａｒを、事前に設定された合焦閾値であるＴｈ＿Ｆｏｃｕｓと比較することで、撮像画像が合焦状態であるか非合焦状態であるかを判定する。例えば、合焦評価値Ｖａｌ＿Ｎｅａｒ、Ｖａｌ＿Ｆａｒが合焦閾値Ｔｈ＿Ｆｏｃｕｓよりも大きい場合には合焦状態であると判定し、合焦評価値Ｖａｌ＿Ｎｅａｒ、Ｖａｌ＿Ｆａｒが合焦閾値Ｔｈ＿Ｆｏｃｕｓよりも小さい場合には非合焦状態であると判定する。合焦判定部３４２は、撮像画像が合焦状態か非合焦状態かを表す合焦判定情報を、決定部３４３に出力する。
【００４８】
決定部３４３は、合焦判定部３４２から出力された合焦判定情報に基づいて、目標合焦位置を決定する。具体的には、決定部３４３は、合焦判定部３４２から出力された合焦判定情報が合焦状態を表す場合は、合焦物体位置切替部３５０で選択されている合焦物体位置をそのまま新たな目標合焦位置として決定する。一方、合焦判定情報が非合焦状態を表す場合は、合焦物体位置切替部３５０で選択されていないもう一方の合焦物体位置を新たな目標合焦位置として決定する。決定部３４３は、新たに決定された目標合焦位置を目標合焦位置情報として合焦物体位置切替部３５０に出力する。
【００４９】
次に、図４（Ｂ）を用いて、シーン変化検出部３６０からシーン変化有りを表すシーン変化情報が入力された場合の、目標合焦位置決定部３４０の動作について説明する。
【００５０】
この場合、決定部３４３は、合焦物体位置切替部３５０で選択されている合焦物体位置を取得する。合焦評価値算出部３４１は、Ａ／Ｄ変換部３２０から出力される撮像画像から、前述と同様の手法で合焦評価値を算出する。そして、決定部３４３は、合焦評価値算出部３４１から合焦評価値を取得し、合焦物体位置と合焦評価値とを対応づけて、図示しないメモリーに格納する。
【００５１】
次に、決定部３４３は、合焦物体位置切替部３５０で選択されていない合焦物体位置を新たな目標合焦位置として決定し、その目標合焦位置情報を合焦物体位置切替部３５０に出力する。決定部３４３は、合焦物体位置切替部３５０で選択されている合焦物体位置を取得し、合焦物体位置が新たな目標合焦位置に合わせて切り替えられたことを確認する。合焦評価値算出部３４１は、Ａ／Ｄ変換部３２０から出力される撮像画像から、前述と同様の手法で合焦評価値を算出する。そして、決定部３４３は、合焦評価値算出部３４１から合焦評価値を取得し、合焦物体位置と合焦評価値を対応づけて、図示しないメモリーに格納する。
【００５２】
このような一連の動作を行うことで、合焦物体位置切替部３５０により合焦物体位置ＮＥＡＲが選択された場合の合焦評価値Ｖａｌ＿Ｎｅａｒと、合焦物体位置切替部３５０により合焦物体位置ＦＡＲが選択された場合の合焦評価値Ｖａｌ＿Ｆａｒと、が取得される。
【００５３】
次に、決定部３４３は、ＮＥＡＲに対応する合焦評価値Ｖａｌ＿ＮｅａｒとＦＡＲに対応する合焦評価値Ｖａｌ＿Ｆａｒとを比較し、大きいほうの合焦評価値に対応する合焦物体位置を新たな目標合焦位置として決定して合焦物体位置切替部３５０に出力する。このような動作により、シーン変化検出部３６０でシーン変化有りと判定された場合（内視鏡装置で取得される画像の色やコントラストに大きな変化が発生した場合）も、合焦物体位置切替部３５０はＮＥＡＲとＦＡＲのうち合焦状態にある方の合焦物体位置を選択することが可能になる。
【００５４】
閾値算出部３４４は、ＮＥＡＲとＦＡＲのそれぞれに対応する合焦評価値Ｖａｌ＿Ｎｅａｒ、Ｖａｌ＿Ｆａｒのうち、少なくともいずれか一方をメモリーから取得して、現在のシーンに適応した新たな合焦閾値Ｔｈ＿Ｆｏｃｕｓ＿Ｎｅｗを算出する。閾値算出部３４４は、算出した合焦閾値Ｔｈ＿Ｆｏｃｕｓ＿Ｎｅｗを合焦判定部３４２に出力し、合焦判定部３４２はこれを新たな合焦閾値Ｔｈ＿Ｆｏｃｕｓとして設定する。以下では、合焦閾値の算出手法の例として、第１〜第３の算出手法について説明する。
【００５５】
２．５．合焦閾値の算出手法
まず、合焦閾値の第１の算出手法について説明する。新たな合焦閾値Ｔｈ＿Ｆｏｃｕｓ＿Ｎｅｗは、合焦物体位置切替部３５０で合焦状態にあるとして選択された合焦物体位置に対応する合焦評価値に比較して、当然小さな値になる。このため、閾値算出部３４４は、新たに選択された合焦物体位置に対応する合焦評価値Ｖａｌ＿Ｆｏｃｕｓをメモリーから取得し、下式（１）によりＴｈ＿Ｆｏｃｕｓ＿Ｎｅｗを算出する。図４（Ｂ）において、目標合焦位置がＮＥＡＲの場合Ｖａｌ＿Ｆｏｃｕｓ＝Ｖａｌ＿Ｎｅａｒであり、目標合焦位置がＦＡＲの場合Ｖａｌ＿Ｆｏｃｕｓ＝Ｖａｌ＿Ｆａｒである。Ｌは、０＜Ｌ＜１の範囲の任意の係数である。
Ｔｈ＿Ｆｏｃｕｓ＿Ｎｅｗ＝Ｖａｌ＿Ｆｏｃｕｓ＊Ｌ    （１）
【００５６】
次に、図５を用いて、合焦閾値の第２の算出手法について説明する。図５は、対物レンズ系２３０から被写体までの距離と、合焦物体位置としてＮＥＡＲが選択された場合の合焦評価値Ｖａｌ＿Ｎｅａｒ＿Ｒｅｆとの関係、及び、対物レンズ系２３０から被写体までの距離と、合焦物体位置としてＦＡＲが選択された場合の合焦評価値Ｖａｌ＿Ｆａｒ＿Ｒｅｆとの関係を表した図である。
【００５７】
ここで、Ｖａｌ＿Ｎｅａｒ＿Ｒｅｆ、Ｖａｌ＿Ｆａｒ＿Ｒｅｆは、相対的な合焦評価値であり、距離が変化した場合の合焦評価値の特性を表している。即ち、Ｖａｌ＿Ｎｅａｒ＿ＲｅｆとＶａｌ＿Ｆａｒ＿Ｒｅｆの比は被写体に依らないが、絶対値については被写体に応じて変化する。Ｖａｌ＿Ｎｅａｒ＿Ｒｅｆ、Ｖａｌ＿Ｆａｒ＿Ｒｅｆは、例えば光学系の設計データや、実測によって取得される。
【００５８】
図５に示すように、合焦物体位置としてＮＥＡＲが選択された場合は、その位置に被写体がある場合に最もＶａｌ＿Ｎｅａｒ＿Ｒｅｆが大きくなり、合焦物体位置ＮＥＡＲから被写体が離れるに従って、Ｖａｌ＿Ｎｅａｒ＿Ｒｅｆは小さくなる。合焦物体位置としてＦＡＲが選択された場合も同様である。本実施形態では、対物レンズ系２３０から被写体までの距離が１０ｍｍ程度の位置が、ＮＥＡＲの被写界深度とＦＡＲの被写界深度の境界ＢＤであり、この境界ＢＤに被写体がある場合は、Ｖａｌ＿Ｎｅａｒ＿ＲｅｆとＶａｌ＿Ｆａｒ＿Ｒｅｆは同程度の値になる。
【００５９】
対物レンズ系２３０から被写体までの距離が被写界深度の境界ＢＤを超えた場合には、非合焦状態であると考えられることから、被写界深度の境界ＢＤにおける合焦評価値Ｖａｌ＿Ｂに基づいて新たな閾値を求める。即ち、実際に算出された合焦評価値Ｖａｌ＿Ｎｅａｒ（又はＶａｌ＿Ｆａｒ）が合焦評価値Ｖａｌ＿Ｂよりも小さくなれば、撮像画像を非合焦状態と判定する。
【００６０】
合焦評価値の絶対値自体は被写体のコントラストによって変動するが、図５に示した距離とＶａｌ＿Ｎｅａｒ＿Ｒｅｆ、Ｖａｌ＿Ｆａｒ＿Ｒｅｆとの関係は、対物レンズ系２３０の結像性能で決まるため、被写体のコントラストによらずほぼ変化しない。このため、事前に対物レンズ系２３０の設計データや、実際の内視鏡装置を使用した実験等からこの関係を算出し、距離とＶａｌ＿Ｎｅａｒ＿Ｒｅｆ、Ｖａｌ＿Ｆａｒ＿Ｒｅｆとを対応付けて、図示しないメモリー等に合焦評価値テーブルとして格納しておく。そして、現在のシーンに対して取得された合焦評価値Ｖａｌ＿Ｎｅａｒ、Ｖａｌ＿Ｆａｒに基づいて、現在のシーンに適応した合焦閾値Ｔｈ＿Ｆｏｃｕｓ＿Ｎｅｗを精度よく算出することができる。
【００６１】
具体的には、現在のシーンに対して取得された合焦評価値Ｖａｌ＿Ｎｅａｒと合焦評価値Ｖａｌ＿Ｆａｒの比Ｖａｌ＿Ｒａｔｉｏを、下式（２）により算出する。
Ｖａｌ＿Ｎｅａｒ＞Ｖａｌ＿Ｆａｒの場合：
Ｖａｌ＿Ｒａｔｉｏ＝Ｖａｌ＿Ｎｅａｒ／Ｖａｌ＿Ｆａｒ，
Ｖａｌ＿Ｎｅａｒ＜Ｖａｌ＿Ｆａｒの場合：
Ｖａｌ＿Ｒａｔｉｏ＝Ｖａｌ＿Ｆａｒ／Ｖａｌ＿Ｎｅａｒ    （２）
【００６２】
合焦評価値テーブルに格納されているすべての距離に対してＶａｌ＿Ｎｅａｒ＿ＲｅｆとＶａｌ＿Ｆａｒ＿Ｒｅｆを用いて、上式（２）と同様の計算を行い、すべての距離におけるＶａｌ＿Ｒａｔｉｏ＿Ｒｅｆを算出する。そして、Ｖａｌ＿ＲａｔｉｏとＶａｌ＿Ｒａｔｉｏ＿Ｒｅｆを比較し、Ｖａｌ＿Ｒａｔｉｏに最も近いＶａｌ＿Ｒａｔｉｏ＿Ｒｅｆが得られる距離を探索する。
【００６３】
例えば、探索結果として図５に示す距離Ｘが得られたと仮定する。この場合、現在のシーンに対して取得された合焦評価値Ｖａｌ＿Ｆａｒと、距離Ｘに対応して合焦評価値テーブルに格納されているＶａｌ＿Ｆａｒ＿Ｒｅｆの値であるＶａｌ＿Ｘと、既知であるＶａｌ＿Ｂの値とを用いて、下式（３）により、現在のシーンに適応した合焦閾値Ｔｈ＿Ｆｏｃｕｓ＿Ｎｅｗを算出する。ここで、Ｋは、算出される合焦閾値を調整するための任意の係数である。
Ｔｈ＿Ｆｏｃｕｓ＿Ｎｅｗ＝（Ｖａｌ＿Ｆａｒ＊Ｖａｌ＿Ｂ＊Ｋ）／Ｖａｌ＿Ｘ
（３）
【００６４】
また、Ｖａｌ＿Ｎｅａｒ＞Ｖａｌ＿Ｆａｒの場合も考え方は同様である。即ち、距離Ｘに対応して合焦評価値テーブルに格納されているＶａｌ＿Ｎｅａｒ＿Ｒｅｆの値をＶａｌ＿Ｘとして使用し、下式（４）により合焦閾値Ｔｈ＿Ｆｏｃｕｓ＿Ｎｅｗを算出する。
Ｔｈ＿Ｆｏｃｕｓ＿Ｎｅｗ＝（Ｖａｌ＿Ｎｅａｒ＊Ｖａｌ＿Ｂ＊Ｋ）／Ｖａｌ＿Ｘ
（４）
【００６５】
次に、合焦閾値の第３の算出手法について説明する。第３の算出手法では、閾値算出部３４４は下式（５）により合焦閾値Ｔｈ＿Ｆｏｃｕｓ＿Ｎｅｗを算出する。ここで、Ｍは、算出される合焦閾値を調整するための任意の係数である。なお、下式（５）に限らず、任意の重み付けをしたＶａｌ＿Ｎｅａｒ、Ｖａｌ＿Ｆａｒの平均値を用いてもよい。
Ｔｈ＿Ｆｏｃｕｓ＿Ｎｅｗ＝｛（Ｖａｌ＿Ｎｅａｒ＋Ｖａｌ＿Ｆａｒ）／２｝＊Ｍ
（５）
【００６６】
以上のようなＡＦ制御を行うことで、本実施形態における内視鏡装置は、スクリーニング検査中にシーン変化が発生した場合であっても、シーン変化の直後のみ合焦物体位置をＮＥＡＲとＦＡＲに順次切換え、その後シーン変化が発生しない間は合焦物体位置をＮＥＡＲとＦＡＲに順次切換えることなく高精度のＡＦ動作を実現できる。この結果、ユーザーが観察したい領域がボケている状態となる期間を極力減らすと共に、被写体のコントラストの変化によらず安定したＡＦ制御が可能になる。
【００６７】
また、本実施形態における内視鏡装置は、シーン変化が検出された場合に合焦閾値Ｔｈ＿Ｆｏｃｕｓ＿Ｎｅｗを算出することで、シーン変化により撮像画像の色やコントラストに大きな変化が発生した場合であっても、現在のシーンに適応した合焦閾値を用いて合焦判定を行うことが可能になる。
【００６８】
以上の実施形態によれば、図１に示すように、内視鏡装置は合焦物体位置切替部３５０と目標合焦位置決定部３４０とシーン変化検出部３６０とを含む。
【００６９】
図２等で説明したように、合焦物体位置切替部３５０は、切り替え可能な第１合焦物体位置ＮＥＡＲ及び第２合焦物体位置ＦＡＲのうちいずれかを選択することで、撮像部２００の合焦物体位置を切り替える制御を行う。目標合焦位置決定部３４０は、撮像部２００により取得された撮像画像に基づいて合焦評価値Ｖａｌ＿Ｎｅａｒ（又はＶａｌ＿Ｆａｒ）を算出し、合焦物体位置切替部３５０が切り替える先の合焦物体位置である目標合焦位置を、合焦評価値Ｖａｌ＿Ｎｅａｒ（又はＶａｌ＿Ｆａｒ）に基づいて決定する。シーン変化検出部３６０は、撮像画像に基づいてシーン変化を検出する。
【００７０】
この場合に、図４（Ａ）等で説明したように、目標合焦位置決定部３４０は、シーン変化検出部３６０によりシーン変化が検出されるまでの間は、合焦評価値Ｖａｌ＿Ｎｅａｒ（又はＶａｌ＿Ｆａｒ）が判定基準を満たすか否かの判定を行い、合焦評価値Ｖａｌ＿Ｎｅａｒ（又はＶａｌ＿Ｆａｒ）が判定基準を満たさない（非合焦状態）と判定した場合には、第１合焦物体位置ＮＥＡＲ及び第２合焦物体位置ＦＡＲのうち、切り替え制御により選択されている一方とは異なる他方を選択する。
【００７１】
このようにすれば、シーン変化が検出された後、次のシーン変化が検出されるまでの期間では、２つの合焦物体位置のうち選択している一方の合焦評価値のみから合焦判定を行うことができる。これにより、非合焦状態と判定したときだけ合焦物体位置を切り替えればよくなるため、切り替え頻度を減らすことができる。また、ＡＦ動作の度に２つの合焦物体位置を切り替えて２つの合焦評価値を取得すると、ＡＦ動作の度にピンボケの画像が表示される可能性があるが、本実施形態では、非合焦状態と判定するまで合焦物体位置を切り替えないので、ピンボケの画像が表示される可能性を減らすことができる。
【００７２】
ここで、合焦評価値とは、撮像された画像に映る被写体が合焦状態であるか否かを判定するために用いる値または情報のことをいう。例えばコントラストＡＦを行う場合には、コントラスト値を合焦評価値として用いる。コントラスト値は、例えば画像の高周波成分を抽出することにより求められる。なお、合焦評価値はコントラスト値に限定されない。即ち、合焦評価値は、像面が撮像素子の撮像面にある場合の物体面の位置において値が最大となり、その物体面の位置からずれるに従って値が小さくなるような評価値でさえあればよい。
【００７３】
また、シーン変化とは、上述したように、被写体の変化による画像の色やコントラストの変化や、被写体に対する処置操作による画像の色やコントラストの変化のことであり、フォーカス変動によるコントラスト低下は本実施形態におけるシーン変化に含まれない。また、第２の実施形態で後述するように、シーン変化は、例えば撮影モードの変更や画像処理の変更等による撮影条件の変更であってもよい。被写体の変化には、例えば、撮像部の移動や被写体の動きによって撮影範囲（撮影対象）が変わることや、同一の撮影範囲であっても、患部への処置等によって被写体が変化（例えば出血）すること等が含まれる。被写体に対するユーザー操作には、内視鏡による診断・処置において行う種々の操作が含まれ、例えば、水や薬剤等の放出操作、水や体液等の吸引操作、切除等の処置操作、が含まれる。
【００７４】
また本実施形態では、図４（Ｂ）等で説明したように、目標合焦位置決定部３４０は、シーン変化検出部３６０によりシーン変化が検出された場合、判定基準（例えば閾値Ｔｈ＿Ｆｏｃｕｓ）を更新する。
【００７５】
シーンが変化したときには画像の色やコントラストが変化し、合焦評価値も変化すると考えられるため、シーンに依らず同一の判定基準を用いると合焦判定の精度が得られないと想定される。この点、本実施形態では、シーンが変化したときに、その新しいシーンに応じた判定基準を設定することができるため、シーン変化に応じた高精度な合焦判定を行うことができる。
【００７６】
また本実施形態では、図４（Ｂ）等で説明したように、目標合焦位置決定部３４０は、シーン変化検出部３６０によりシーン変化が検出された場合、第１合焦物体位置ＮＥＡＲ及び第２合焦物体位置ＦＡＲを順次選択し、第１合焦物体位置ＮＥＡＲでの合焦評価値である第１合焦評価値Ｖａｌ＿Ｎｅａｒと、第２合焦物体位置ＦＡＲでの合焦評価値である第２合焦評価値Ｖａｌ＿Ｆａｒとを算出する。合焦評価値は、合焦度合いが高いほど値が大きくなる評価値である。そして、目標合焦位置決定部３４０は、第２合焦評価値Ｖａｌ＿Ｆａｒよりも第１合焦評価値Ｖａｌ＿Ｎｅａｒが大きい場合には、目標合焦位置を第１合焦物体位置ＮＥＡＲに決定し、第１合焦評価値Ｖａｌ＿Ｎｅａｒよりも第２合焦評価値Ｖａｌ＿Ｆａｒが大きい場合には、目標合焦位置を第２合焦物体位置ＦＡＲに決定する。
【００７７】
上述のようにシーン変化により合焦評価値が変化すると考えられるため、シーンが変化した直後には、ＮＥＡＲとＦＡＲいずれか一方の合焦評価値だけでは、ピントの合った合焦物体位置を決定できないと想定される。この点、本実施形態では、シーン変化が検出された場合に、ＮＥＡＲとＦＡＲ両方の合焦評価値Ｖａｌ＿Ｎｅａｒ、Ｖａｌ＿Ｆａｒを取得し、それらを比較して目標合焦位置を決定する。これにより、シーンが変化した直後において、ピントの合った合焦物体位置を決定できる。
【００７８】
また本実施形態では、図４（Ａ）等で説明したように、判定基準は、合焦評価値Ｖａｌ＿Ｎｅａｒ（又はＶａｌ＿Ｆａｒ）が閾値Ｔｈ＿Ｆｏｃｕｓよりも大きいという条件である。図４（Ｂ）等で説明したように、目標合焦位置決定部３４０は、第１合焦評価値Ｖａｌ＿Ｎｅａｒ及び第２合焦評価値Ｖａｌ＿Ｆａｒのうち少なくとも一方に基づいて閾値Ｔｈ＿Ｆｏｃｕｓを更新する（Ｔｈ＿Ｆｏｃｕｓ＿Ｎｅｗを求める）。
【００７９】
このようにすれば、シーンが変化した場合に、シーン変化後に取得される画像の合焦評価値に応じて閾値を更新することができる。また、更新した閾値により合焦判定を行うことにより、シーン変化に応じた判定基準による合焦判定が可能になる。
【００８０】
また本実施形態では、上式（１）で説明したように、目標合焦位置決定部３４０は、第２合焦評価値Ｖａｌ＿Ｆａｒよりも第１合焦評価値Ｖａｌ＿Ｎｅａｒが大きい場合には、１よりも小さい所定係数Ｌを第１合焦評価値Ｖａｌ＿Ｎｅａｒに乗じて閾値Ｔｈ＿Ｆｏｃｕｓ＿Ｎｅｗを求め、第１合焦評価値Ｖａｌ＿Ｎｅａｒよりも第２合焦評価値Ｖａｌ＿Ｆａｒが大きい場合には、所定係数Ｌを第２合焦評価値Ｖａｌ＿Ｆａｒに乗じて閾値Ｔｈ＿Ｆｏｃｕｓ＿Ｎｅｗを求める。
【００８１】
このようにすれば、撮像部２００の合焦物体位置として、ＮＥＡＲとＦＡＲのうち合焦評価値が大きい方を選択し、その選択した方の合焦評価値から閾値Ｔｈ＿Ｆｏｃｕｓ（Ｔｈ＿Ｆｏｃｕｓ＿Ｎｅｗ）を決定できる。これにより、シーン変化後に取得される画像の合焦判定に適した閾値を決定できる。
【００８２】
また本実施形態では、図５等で説明したように、内視鏡装置は、被写体までの距離を変化させた場合の、第１合焦評価値及び第２合焦評価値の特性情報Ｖａｌ＿Ｎｅａｒ＿Ｒｅｆ、Ｖａｌ＿Ｆａｒ＿Ｒｅｆをテーブルとして記憶する記憶部（図示しないメモリー）を含んでもよい。上式（２）で説明したように、目標合焦位置決定部３４０は、算出した第１合焦評価値Ｖａｌ＿Ｎｅａｒ及び第２合焦評価値Ｖａｌ＿Ｆａｒの比Ｖａｌ＿Ｒａｔｉｏを求めてもよい。上式（３）、（４）で説明したように、目標合焦位置決定部３４０は、比Ｖａｌ＿Ｒａｔｉｏに基づいてテーブルを探索して、第１合焦評価値Ｖａｌ＿Ｎｅａｒ及び第２合焦評価値Ｖａｌ＿Ｆａｒが等しくなるときの合焦評価値（Ｖａｌ＿Ｆａｒ＊Ｖａｌ＿Ｂ）／Ｖａｌ＿Ｘ（又は（Ｖａｌ＿Ｎｅａｒ＊Ｖａｌ＿Ｂ）／Ｖａｌ＿Ｘ）を推定し、推定した合焦評価値に所定係数Ｋを乗じて閾値Ｔｈ＿Ｆｏｃｕｓ＿Ｎｅｗを求めてもよい。
【００８３】
このようにすれば、第１合焦評価値Ｖａｌ＿Ｎｅａｒ及び第２合焦評価値Ｖａｌ＿Ｆａｒが等しくなるときの合焦評価値から閾値Ｔｈ＿Ｆｏｃｕｓ（Ｔｈ＿Ｆｏｃｕｓ＿Ｎｅｗ）を決定できる。この閾値を用いて合焦判定を行うことにより、ＮＥＡＲが選択されている場合には、被写界深度の境界ＢＤよりもＦＡＲ側に移動したときに非合焦状態と判定し、ＦＡＲが選択されている場合には、被写界深度の境界ＢＤよりもＮＥＡＲ側に移動したときに非合焦状態と判定できる。これにより、２つの合焦物体位置の被写界深度境界を考慮した高精度な合焦判定が可能になる。
【００８４】
また本実施形態では、シーン変化検出部３６０は、撮像部２００により順次取得された複数の撮像画像のうち、第１撮像画像の画像信号（例えば輝度信号や色差信号等）と、第１撮像画像よりも前に取得された第２撮像画像の画像信号とを比較することにより、シーン変化を検出する。具体的には、シーン変化検出部３６０は、第１撮像画像の画像信号と第２撮像画像の画像信号との間の変化量（例えば輝度信号の差の絶対値や、色差信号の差の絶対値）を求め、その変化量が閾値よりも大きい場合に、シーン変化が生じたと判定する。
【００８５】
このようにすれば、シーン変化により画像の色やコントラストが変化した場合に、その色やコントラストの変化を撮像画像から検出し、シーン変化が生じたことを検出することができる。
【００８６】
また本実施形態では、シーン変化検出部３６０は、第１撮像画像と第２撮像画像との間の動き検出の結果に基づいて、シーン変化を検出してもよい。
【００８７】
このようにすれば、撮像部の移動や被写体の動きにより撮影範囲が変わった場合に、その撮影範囲の変動を動き検出により検出することで、シーン変化を検出できる。例えば本実施形態では、動き量を検出できない場合に、撮影範囲が移動したと判断できることから、シーン変化が生じたと判断する。
【００８８】
３．第２の実施形態
３．１．内視鏡装置
図６に、第２の実施形態における内視鏡装置の構成例を示す。図６の内視鏡装置は、光源部１００と、撮像部２００と、制御装置３００（処理部）と、表示部４００と、外部Ｉ／Ｆ部５００と、を含む。なお、第１の実施形態で説明した構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００８９】
Ａ／Ｄ変換部３２０は、撮像素子２６０から連続的に出力されたアナログの画像信号をデジタルの画像信号に変換して画像処理部３３０に順次出力する。画像処理部３３０は、Ａ／Ｄ変換部３２０から出力された画像信号に対して、ホワイトバランス処理や、補間処理（デモザイキング処理）、色変換処理、階調変換処理、コントラスト強調処理、ノイズ低減処理等の画像処理を施し、画像処理後の画像信号を目標合焦位置決定部３４０、シーン変化検出部３６０、表示部４００に順次出力する。
【００９０】
外部Ｉ／Ｆ部５００は、内視鏡装置に対するユーザーからの入力等を行うためのインターフェースであり、撮影の開始／終了を行うためのスタートボタンや、ＡＦの開始終了ボタン、観察モード（通常光観察または特殊光観察）の変更ボタン、コントラスト強調処理に対する強調度合いの変更ボタン、ノイズ低減処理に対する低減度合いの変更ボタン、その他の各種撮影条件や画像処理のパラメータを調整するための調整ボタン等を含んで構成される。
【００９１】
本実施形態の内視鏡装置は、白色光における通常光観察と、特定の波長域を強調して被写体のコントラストを強調する特殊光観察と、を切り替えて消化管の観察を行う。通常光観察と特殊光観察の切り替えは、例えば光源部１００が照明光を白色光と特殊光に切り替えることにより行う（後述するＮＢＩ）。或は、光源部１００は白色光を発生し、画像処理部３３０が画像処理により通常光画像と特殊光画像を取得してもよい（後述するＦＩＣＥ）。通常光観察と特殊光観察の詳細については後述する。
【００９２】
３．２．シーン変化検出部
シーン変化検出部３６０が行う動作の一例について説明する。ここで、本実施形態におけるシーン変化とは、撮影条件の変更を指している。例えば、観察モード（通常光観察と特殊光観察）の変更や、画像のコントラストの強調処理における強調度合いの変更、ノイズ低減処理における低減度合いの変更等である。被写体のコントラストが変化しない場合であっても、これらの撮影条件の変更により、内視鏡装置で取得される画像の色やコントラストが大きく変化する。そのため、本実施形態では、撮影条件の変更をシーン変化として検出する。
【００９３】
制御部３１０は、外部Ｉ／Ｆ部５００を介してユーザーにより撮影条件が変更された場合に、その撮影条件の変更内容を、撮影条件の変更情報としてシーン変化検出部３６０に出力する。
【００９４】
シーン変化検出部３６０は、制御部３１０から撮影条件の変更情報が出力されない場合にはシーン変化無しと判断し、撮影条件の変更情報が出力された場合にはシーン変化有りと判断する。シーン変化検出部３６０は、シーン変化の有無を表す情報をシーン変化情報として任意の時間間隔で目標合焦位置決定部３４０に出力する。また、シーン変化検出部３６０は、シーン変化情報がシーン変化有りを表す場合には、撮影条件の変更内容をシーン変化情報と同時に目標合焦位置決定部３４０に出力する。
【００９５】
３．３．目標合焦位置決定部
次に、目標合焦位置決定部３４０の詳細について説明する。図７に、第２の実施形態における目標合焦位置決定部３４０の詳細な構成例を示す。目標合焦位置決定部３４０は、合焦評価値算出部３４１と、合焦判定部３４２と、決定部３４３と、閾値算出部３４４と、を含む。なお、第１の実施形態で説明した構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００９６】
合焦評価値算出部３４１は、画像処理部３３０から出力される撮像画像に基づいて、合焦の度合いを表す合焦評価値を算出する。例えば、合焦評価値算出部３４１は、撮像画像に対して任意の評価領域を設定し、その評価領域に含まれる各画素に対して任意のＨＰＦ処理を行い、各画素のＨＰＦ出力値の総和を合焦評価値とする。
【００９７】
次に、シーン変化検出部３６０からシーン変化有りを表すシーン変化情報が入力された場合の、目標合焦位置決定部３４０の動作について説明する。なお、シーン変化無しの場合の動作については第１の実施形態と同様である。
【００９８】
目標合焦位置決定部３４０は、第１の実施形態と同様の手法により合焦閾値Ｔｈ＿Ｆｏｃｕｓを算出する。即ち、シーン変化検出部３６０が、被写体のコントラスト変化によるシーン変化を検出した場合に、目標合焦位置決定部３４０は、例えば上述の第１〜第３の算出手法によって合焦閾値Ｔｈ＿Ｆｏｃｕｓ＿Ｎｅｗを算出し、合焦判定部３４２は、新たな合焦閾値Ｔｈ＿Ｆｏｃｕｓ＿Ｎｅｗを合焦閾値Ｔｈ＿Ｆｏｃｕｓとして用いる。
【００９９】
このように合焦閾値Ｔｈ＿Ｆｏｃｕｓが設定されているときに、シーン変化検出部３６０が、撮影条件の変更によるシーン変化を検出した場合、閾値算出部３４４は、合焦判定部３４２から、現在設定されている合焦閾値Ｔｈ＿Ｆｏｃｕｓを取得し、その合焦閾値Ｔｈ＿Ｆｏｃｕｓに基づいて合焦閾値Ｔｈ＿Ｆｏｃｕｓ＿Ｎｅｗを算出する。そして、目標合焦位置決定部３４０は、目標合焦位置をＮＥＡＲとＦＡＲに切り替えずに現在の目標合焦位置を維持し、更新された合焦閾値Ｔｈ＿Ｆｏｃｕｓによる合焦判定に基づいて目標合焦位置の切り替えを行う。なお、シーン変化検出部３６０が、撮影条件の変更以外によりシーン変化を検出した場合（撮像画像からシーン変化を検出した場合）には、第１の実施形態で説明したように、目標合焦位置決定部３４０は、目標合焦位置をＮＥＡＲとＦＡＲに切り替えて、目標合焦位置を決定する。
【０１００】
次に、合焦閾値の算出手法の例として、合焦閾値の第４の算出手法について説明する。閾値算出部３４４は、下式（６）により新たな合焦閾値Ｔｈ＿Ｆｏｃｕｓ＿Ｎｅｗを算出する。ここで、所定係数Ｍは、シーン変化検出部３６０から出力される撮影条件の変更内容に応じて、閾値算出部３４４で算出される任意の値である。
Ｔｈ＿Ｆｏｃｕｓ＿Ｎｅｗ＝Ｔｈ＿Ｆｏｃｕｓ＊Ｍ    （６）
【０１０１】
閾値算出部３４４において上記のＭを算出するには、例えば、それぞれの撮影条件の変更に対して、合焦評価値がどの程度変化するかを実際の内視鏡装置を使用した実験等から事前に見積もる。そして、それぞれの撮影条件の変更に対する合焦評価値の変化の比率をＭとして、撮影条件の変更内容に対応付けて図示しないメモリーに格納しておけばよい。これにより、スクリーニング検査中にユーザーから各種の撮影条件が変更された場合も、合焦閾値を撮影条件の変更内容に応じた値に変更することが可能になり、合焦判定部３４２において精度良く合焦判定を行うことができる。
【０１０２】
以上のようなＡＦ制御を行うことで、本実施形態における内視鏡装置は、スクリーニング検査中にシーン変化が発生した場合であっても、それが撮影条件の変更によるシーン変化である場合は光学的な合焦状態の変動は発生しないため、合焦物体位置をＮＥＡＲとＦＡＲに順次切換えることなく新たな合焦閾値Ｔｈ＿Ｆｏｃｕｓ＿Ｎｅｗを合焦閾値Ｔｈ＿Ｆｏｃｕｓとして用いることで高精度のＡＦ動作を実現できる。また、本実施形態における内視鏡装置は、撮影条件の変更以外に起因するシーン変化の直後のみ合焦物体位置をＮＥＡＲとＦＡＲに順次切換え、その後、撮影条件の変更以外に起因するシーン変化が発生しない間は、合焦物体位置をＮＥＡＲとＦＡＲに順次切換えることなく高精度のＡＦ動作を実現できる。この結果、ユーザーが観察したい領域がボケている状態となる期間を極力減らすと共に、撮影条件の変更による画像のコントラストの変化によらず安定したＡＦ制御が可能になる。
【０１０３】
また、本実施形態における内視鏡装置は、上述の手法を用いて合焦閾値Ｔｈ＿Ｆｏｃｕｓ＿Ｎｅｗを算出することで、シーン変化により撮像画像の色やコントラストに大きな変化が発生した場合であっても、現在のシーンに適応した合焦閾値を用いて合焦判定を行うことが可能になる。
【０１０４】
３．４．特殊光観察
図８に、特殊光観察を行う場合の内視鏡装置の構成例を示す。図８の内視鏡装置は、光源部１００と、撮像部２００と、制御装置３００（処理部）と、表示部４００と、外部Ｉ／Ｆ部５００を含む。画像処理部３３０は、通常光画像取得部３３１と、特殊光画像取得部３３２と、を含む。なお、図１や図６で説明した構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【０１０５】
光源部１００は、白色光を発生する白色光源１１０と、白色光源１１０からの出射光をライトガイドファイバー２１０に集光するための集光レンズ１２０と、白色光から所定の波長帯域の光を抽出する回転フィルター１３０と、を含む。
【０１０６】
図９に示すように、回転フィルター１３０は、透過率特性の異なる２種類のフィルターＦ１、Ｆ２から構成されている。図１０に示すように、フィルターＦ１は白色光の帯域を透過するフィルターである。例えば、フィルターＦ１は、４００ｎｍ〜７００ｎｍの帯域を白色光の帯域として透過する。フィルターＦ１の透過帯域は、図１０のように青色光Ｂの帯域ｂ、緑色光Ｇの帯域ｇ、赤色光Ｒの帯域ｒの各帯域に分割されていてもよいし、あるいは、４００ｎｍ〜７００ｎｍの連続した帯域であってもよい。図１１に示すように、フィルターＦ２は、特殊光の帯域、即ち白色光の帯域よりも狭い特定の帯域を透過する。例えば、フィルターＦ２は、第１狭帯域光Ｇ２の帯域ｇ２、第２狭帯域光Ｂ２の帯域ｂ２を、特殊光の帯域として透過する。帯域ｇ２は５３０〜５５０ｎｍであり、帯域ｂ２は３９０〜４４５ｎｍである。
【０１０７】
制御部３１０は、回転フィルター１３０の回転を制御し、Ｆ１を通過した白色光とＦ２を通過した狭帯域光とを順次、被写体に照射させる。白色光が照射された被写体と、狭帯域光が照射された被写体が、撮像素子２６０により撮像される。Ａ／Ｄ変換部３２０は、撮像で得られた画像信号をＡ／Ｄ変換し、Ａ／Ｄ変換後の画像信号を通常光画像取得部３３１と特殊光画像取得部３３２に出力する。
【０１０８】
通常光画像取得部３３１は、白色光照射時に撮像された画像信号から通常光画像を生成する。具体的には、通常光画像取得部３３１は、画像信号に対して、既存の補間処理やホワイトバランス処理、色変換処理、階調変換処理等の画像処理を行い、通常光画像を生成する。
【０１０９】
特殊光画像取得部３３２は、特殊光照射時に撮像された画像信号から特殊光画像を生成する。本実施例では特殊光画像は狭帯域光画像である。図１１で説明したように、特殊光は第１狭帯域光Ｇ２、第２狭帯域光Ｂ２である。例えば撮像素子２６０がＲＧＢベイヤ配列の撮像素子である場合、第１狭帯域光Ｇ２は緑色Ｇの画素により撮像され、第２狭帯域光Ｂ２は青色Ｂの画素により撮像される。特殊光画像取得部３３２は、これらのＧ２画素値及びＢ２画素値を補間処理し、Ｇ２画像及びＢ２画像を生成する。そして、特殊光画像取得部３３２は、カラー画像のＲチャンネルにＧ２画像を入力し、ＧチャンネルとＢチャンネルにＢ２画像を入力することで、ＲＧＢのカラー画像を生成する。このカラー画像が特殊光画像となる。
【０１１０】
外部Ｉ／Ｆ部５００を介してユーザーにより通常光観察が選択された場合、制御部３１０からの制御に基づいて、目標合焦位置決定部３４０は通常光画像を用いてフォーカス制御を行い、表示部４００は通常光画像を表示する。一方、外部Ｉ／Ｆ部５００を介してユーザーにより特殊光観察が選択された場合、制御部３１０からの制御に基づいて、目標合焦位置決定部３４０は特殊光画像を用いてフォーカス制御を行い、表示部４００は特殊光画像を表示する。
【０１１１】
シーン変化検出部３６０は、通常光観察と特殊光観察が切り替えられたことを表す撮影条件変更情報が制御部３１０から入力された場合、シーン変化が生じたと判断し、そのシーン変化情報を目標合焦位置決定部３４０に出力する。目標合焦位置決定部３４０は、そのシーン変化情報を受けて、上述したように合焦閾値Ｔｈ＿Ｆｏｃｕｓの更新を行う。
【０１１２】
なお、上記では回転フィルター１３０を回転させて通常光画像と特殊光画像を順次撮影しておき、ユーザーの選択に応じて通常光画像又は特殊光画像を表示部４００に表示させる場合を例に説明したが、本実施形態はこれに限定されない。例えば、ユーザーが通常光観察を選択した場合にはフィルターＦ１を挿入して通常光画像を撮像し、ユーザーが特殊光観察を選択した場合にはフィルターＦ２を挿入して特殊光画像を撮像するように構成してもよい。
【０１１３】
また、上記では回転フィルター１３０が白色光を透過するフィルターＦ１と特殊光を透過するフィルターＦ２で構成される場合を例に説明したが、本実施形態はこれに限定されない。例えば、回転フィルター１３０は、Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｇ２、Ｂ２をそれぞれ透過する５つのフィルターで構成されてもよい。この場合、回転フィルター１３０を回転させ、モノクロの撮像素子により、Ｒ画像、Ｇ画像、Ｂ画像、Ｇ２画像、Ｂ２画像を順次撮像し、Ｒ画像、Ｇ画像、Ｂ画像から通常光画像を生成し、Ｇ２画像、Ｂ２画像から特殊光画像を生成してもよい。
【０１１４】
以上の実施形態によれば、内視鏡装置は、撮像画像の撮影条件を変更する制御を行う制御部３１０を含む。シーン変化検出部３６０は、制御部３１０により撮影条件が変更されたことを検出した場合に、シーン変化が生じたと判定する。
【０１１５】
このようにすれば、撮影条件が変わったことにより画像の色やコントラストが変化する場合であっても、制御部３１０により撮影条件が変更されたことをシーン変化として検出することで、シーン変化に応じた高精度の合焦判定を行うことが可能となる。即ち、画像からシーン変化を検出することなく、制御信号からシーン変化を検出することができる。
【０１１６】
ここで、撮影条件の変更とは、フォーカス制御に用いられる撮像画像の合焦評価値に影響を与えるような（例えば画像の色やコントラストが変動するような）撮影条件の変更のことであり、例えば観察モードの変更や画像処理の変更等を含む。フォーカス変動によるコントラスト低下はシーン変化に含まれないことから、フォーカス変動は撮影条件の変更には含まない。撮影条件は、例えば、外部Ｉ／Ｆ部５００を介したユーザー操作によって変更される。あるいは、ユーザー操作に依らず、制御部３１０の制御処理によって変更されてもよい。観察モードの変更には、例えば照明光や、露出条件、ズーム倍率等を設定するモードの変更が含まれる。画像処理の変更には、例えば階調変換処理における階調特性の変更、色変換処理における色変換特性の変更、ノイズ低減処理におけるノイズ低減度合いの変更、コントラスト強調処理におけるコントラスト強調度合いの変更等が含まれる。
【０１１７】
また本実施形態では、図８〜図１１で説明したように、観察モードは、白色の波長帯域における情報を有した画像である通常光画像を撮像する通常光観察モードと、特定の波長帯域における情報を有した画像である特殊光画像を撮像する特殊光観察モードである。
【０１１８】
通常光画像と特殊光画像では、波長帯域が異なることから画像の色やコントラストが異なると考えられる。この点、本実施形態では、通常光観察モードと特殊光観察モードを切り替えた場合に、シーン変化として検出するので、通常光画像と特殊光画像に応じた判定条件を設定して合焦判定を行うことができる。
【０１１９】
また、本実施形態では、特定の波長帯域は、白色の波長帯域（例えば３８０ｎｍ〜６５０ｎｍ）よりも狭い帯域である。例えば、通常光画像及び特殊光画像は、生体内を写した生体内画像であり、その生体内画像に含まれる特定の波長帯域は、血液中のヘモグロビンに吸収される波長の波長帯域である。例えば、このヘモグロビンに吸収される波長は、３９０ｎｍ〜４４５ｎｍ（第１の狭帯域光、狭帯域光のＢ２成分）、または５３０ｎｍ〜５５０ｎｍ（第２の狭帯域光、狭帯域光のＧ２成分）である。
【０１２０】
これにより、いわゆるＮＢＩ（Narrow Band Imaging）を行うことが可能となり、生体の表層部及び、深部に位置する血管の構造を観察することが可能になる。また得られた信号を特定のチャンネル（Ｇ２→Ｒ、Ｂ２→Ｇ，Ｂ）に入力することで、扁平上皮癌等の通常光では視認が難しい病変等を褐色等で表示することができ、病変部の見落としを抑止することができる。なお、３９０ｎｍ〜４４５ｎｍまたは５３０ｎｍ〜５５０ｎｍとは、ヘモグロビンに吸収されるという特性及び、それぞれ生体の表層部または深部まで到達するという特性から得られた数字である。ただし、この場合の波長帯域はこれに限定されず、例えばヘモグロビンによる吸収と生体の表層部又は深部への到達に関する実験結果等の変動要因により、波長帯域の下限値が０〜１０％程度減少し、上限値が０〜１０％程度上昇することも考えられる。
【０１２１】
なお、本実施形態では、取得された通常光画像に基づいて、特殊光画像を生成する特殊光画像取得部を含んでもよい。例えば、図８の内視鏡装置において、回転フィルター１３０を省略して光源部１００が白色照明光を発生し、特殊光画像取得部３３２が、通常光画像取得部３３１から通常光画像を取得し、取得した通常光画像から特殊光画像を生成してもよい。
【０１２２】
具体的には、特殊光画像取得部３３２は、取得された通常光画像から、白色の波長帯域における信号を抽出する信号抽出部を含む。そして、特殊光画像取得部３３２は、抽出された白色光の波長帯域における信号に基づいて、特定の波長帯域における信号を含む特殊光画像を生成してもよい。例えば、信号抽出部は、通常光画像のＲＧＢ信号から１０ｎｍ刻みに被写体の分光反射率特性を推定し、特殊光画像取得部３３２は、その推定された信号成分を上記特定の帯域で積算して特殊光画像を生成する。
【０１２３】
より具体的には、特殊光画像取得部３３２は、白色光の波長帯域における信号から、特定の波長帯域における信号を算出するためのマトリクスデータを設定するマトリクスデータ設定部を含んでもよい。そして、特殊光画像取得部３３２は、設定されたマトリクスデータを用いて、白色の波長帯域における信号から特定の波長帯域における信号を算出して、特殊光画像を生成してもよい。例えば、マトリクスデータ設定部は、特定の波長帯域の照射光の分光特性が１０ｎｍ刻みに記述されたテーブルデータをマトリクスデータとして設定する。そして、このテーブルデータに記述された分光特性（係数）を、１０ｎｍ刻みに推定された被写体の分光反射率特性に乗算して積算し、特殊光画像を生成する。
【０１２４】
これにより、通常光画像に基づいて特殊光画像を生成することができるため、通常光を照射する１つの光源と、通常光を撮像する１つの撮像素子のみでもシステムを実現することが可能になる。そのため、カプセル型内視鏡や、スコープ型内視鏡の挿入部を小さくすることができ、また部品が少なくてすむためコストを下げる効果も期待できる。
【０１２５】
以上、本発明を適用した実施形態及びその変形例について説明したが、本発明は、各実施形態やその変形例そのままに限定されるものではなく、実施段階では、発明の要旨を逸脱しない範囲内で構成要素を変形して具体化することができる。また、上記した各実施形態や変形例に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることによって、種々の発明を形成することができる。例えば、各実施形態や変形例に記載した全構成要素からいくつかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施の形態や変形例で説明した構成要素を適宜組み合わせてもよい。このように、発明の主旨を逸脱しない範囲内において種々の変形や応用が可能である。
【０１２６】
また、明細書又は図面において、少なくとも一度、より広義または同義な異なる用語と共に記載された用語は、明細書又は図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。
【符号の説明】
【０１２７】
１００  光源部、１１０  白色光源、１２０  集光レンズ、
１３０  回転フィルター、２００  撮像部、２１０  ライトガイドファイバー、
２２０  照明レンズ、２３０  対物レンズ系、２４０  フォーカスレンズ、
２５０  フォーカスレンズ駆動部、２６０  撮像素子、３００  制御装置、
３１０  制御部、３２０  Ａ／Ｄ変換部、３３０  画像処理部、
３３１  通常光画像取得部、３３２  特殊光画像取得部、
３４０  目標合焦位置決定部、３４１  合焦評価値算出部、３４２  合焦判定部、
３４３  決定部、３４４  閾値算出部、３５０  合焦物体位置切替部、
３６０  シーン変化検出部、４００  表示部、５００  外部Ｉ／Ｆ部、
ＢＤ  被写界深度の境界、ＤＮＥＡＲ，ＤＦＡＲ  被写界深度、
Ｆ１，Ｆ２  フィルター、ＬＮＥＡＲ，ＬＦＡＲ  フォーカスレンズ位置、
ＮＥＡＲ，ＦＡＲ  合焦物体位置、
Ｔｈ＿Ｆｏｃｕｓ，Ｔｈ＿Ｆｏｃｕｓ＿Ｎｅｗ  合焦閾値、
Ｖａｌ＿Ｎｅａｒ，Ｖａｌ＿Ｆａｒ  合焦評価値、Ｘ  距離
【図１】
2013230289.tif 000003
【図２】
2013230289.tif 000004
【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】
2013230289.tif 000009
【図８】
2013230289.tif 000010
【図９】
2013230289.tif 000011
【図１０】
2013230289.tif 000012
【図１１】
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