JP2004272039A

JP2004272039A - Automatic focusing device

Info

Publication number: JP2004272039A
Application number: JP2003064516A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Wakashiro; 滋若代; Noriko Ota; 紀子太田
Original assignee: Pentax Corp
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 2003-03-11
Filing date: 2003-03-11
Publication date: 2004-09-30

Abstract

【目的】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。
【構成】所定の演算により算出したＡＦ評価値に基づいてフォーカスレンズをピント位置に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データ群に変換し、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、着色及び変色していない被写体を焦点調節する通常モードと、着色又は変色させた被写体を焦点調節する色素モードとを手動で切替設定するためのモード手動切替手段とを備える。上記評価値算出手段は、モード手動切替手段で設定されたモードに応じてＡＦ評価値の算出方法を切り替える。例えば、通常モードではＨＳＩデータ群の明度データ群Ｉを用いてＡＦ評価値を算出し、色素モードではＨＳＩデータ群の色相データ群Ｈ及び彩度データ群Ｓの一方又は両方を用いてＡＦ評価値を算出する。
【選択図】図３[Object] To provide an automatic focus adjustment device capable of adjusting the focus with high accuracy in a mode suitable for the color state (coloring, dyeing or discoloration state) of a subject.
In an automatic focus adjustment device for moving a focus lens to a focus position based on an AF evaluation value calculated by a predetermined calculation, an image acquisition unit for obtaining an image data group from a pixel group of an imaging unit, and the image data group Evaluation value calculation means for converting to an HSI data group and calculating an AF evaluation value using the HSI data group, a normal mode for adjusting the focus of a subject that has not been colored or discolored, and a focus adjustment for a subject that has been colored or discolored And manual mode switching means for manually switching and setting the dye mode to be performed. The evaluation value calculation means switches an AF evaluation value calculation method according to the mode set by the mode manual switching means. For example, in the normal mode, the AF evaluation value is calculated using the brightness data group I of the HSI data group, and in the dye mode, the AF evaluation value is calculated using one or both of the hue data group H and the saturation data group S of the HSI data group. Is calculated.
[Selection diagram] FIG.

Description

【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変色、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差（コントラスト）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の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したＡＦ評価値に基づいてフォーカスレンズをピント位置に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用いてＡＦ評価値を算出する評価値算出手段と、着色及び変色させていない被写体を焦点調節する通常モードと、着色又は変色させた被写体を焦点調節する色素モードとを手動で切替設定するためのモード手動切替手段とを備え、前記評価値算出手段は、このモード手動切替手段によって設定されたモードに応じて、前記ＡＦ評価値の算出方法を切り替えることを特徴としている。
【０００９】
評価値算出手段は、画像取得手段により得られた画像データ群をＨＳＩデータ群に変換するデータ変換手段を備え、このＨＳＩデータ群を用いてＡＦ評価値を算出することが好ましい。ＨＳＩデータ群を用いれば、明度だけでなく色相及び彩度が演算パラメータとして加味されるので、着色又は変色等により被写体の輝度差が小さくなっている場合であっても正確なＡＦ評価値が得られ、高精度なＡＦ動作が実現可能である。
【００１０】
通常モードが設定されている場合は、被写体を着色も変色もさせていない状態であるから、通常は被写体の輝度差を十分な精度で検出可能である。よって、ＡＦ評価値は、ＨＳＩデータ群の明度データ群Ｉを用いて算出することが好ましい。例えば、明度データ群Ｉの全画素に対して、各画素の明度データと該画素の垂直方向及び水平方向に隣り合う画素の明度データとの差分を算出し、さらに、この差分を積算して明度差分を算出し、この明度差分をＡＦ評価値として得ることができる。
【００１１】
色素モードが設定されている場合は、被写体を着色又は変色させているから、通常は、被写体の輝度差が小さくなっている。よって、ＡＦ評価値は、ＨＳＩデータ群の色相データ群Ｈ及び彩度データ群Ｓの少なくとも一方を用いて算出することが好ましい。例えば、色相データ群Ｈ及び彩度データ群Ｓの全画素に対して、各画素の色相データ及び彩度データと該画素の垂直方向及び水平方向に隣り合う画素の色相データ及び彩度データとの差分をそれぞれ算出した後、この差分をそれぞれ積算して色相差分及び彩度差分を算出し、この色相差分と彩度差分の合計値をＡＦ評価値として得ることができる。あるいは、上記色相差分及び彩度差分のいずれか一方をＡＦ評価値として得てもよい。
【００１２】
またＡＦ評価値は、ＨＳＩデータ群の全画素に対して、各画素の色相データ、彩度データ及び明度データと該画素の水平方向及び垂直方向に隣り合う画素の色相データ、彩度データ及び明度データとの差分をそれぞれ算出し、さらに、この差分を各データ毎に積算して色相差分、彩度差分及び明度差分をそれぞれ算出し、これら色相差分、彩度差分及び明度差分それぞれに重み付けを付与して積算した値としてもよい。この場合、評価値算出手段は、モード手動切替手段によって設定されたモードに応じて色相差分、彩度差分及び明度差分の重み付けを変更することが好ましい。具体的には、通常モードであるとき明度差分の重み付けを色相差分及び彩度差分の重み付けよりも大きくし、色素モードであるとき色相差分及び彩度差分のいずれか一方または両方の重み付けを明度差分の重み付けよりも大きくする。
【００１３】
画像取得手段が撮像手段から得る画像データ群は、ＲＧＢ画像データ群であっても補色画像データ群であってもよい。補色画像データ群である場合には、データ変換手段が該補色画像データ群を画素単位でＲＧＢ画像データ群に変換した後、さらにＲＧＢ画像データ群をＨＳＩデータ群に変換するのが実際的である。
【００１４】
本発明は、別の実施態様によれば、所定の演算により算出したＡＦ評価値に基づいてフォーカスレンズをピント位置に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ＲＧＢ画像データ群を得る画像取得手段と、このＲＧＢ画像データ群に基づきＡＦ評価値を算出する評価値算出手段と、焦点調節モードを手動で切替設定するモード手動切替手段とを備え、この焦点調節モードには、赤褐色系に着色又は変色させた被写体を焦点調節する第１色素モードと、青色系に着色又は変色させた被写体を焦点調節する第２色素モードと、着色及び変色させていない被写体を焦点調節する通常モードとが含まれていて、前記ＡＦ評価値算出の際には、第１色素モードであるとき前記ＲＧＢ画像データ群のＲデータ群が用いられ、第２色素モードであるとき前記ＲＧＢ画像データ群のＢデータ群が用いられ、通常モードであるとき前記ＲＧＢ画像データ群のＧデータ群が用いられることを特徴としている。
【００１５】
このように被写体が着色、染色又は変色させられる色素毎に焦点調節モードを設け、撮像手段からのＲＧＢ画像データ群のうち、被写体に多く含まれる色成分のデータを用いてＡＦ評価値を算出すれば、高精度のＡＦ評価値を得ることができる。
【００１６】
上記自動焦点調節装置では、撮像手段による画像データ群を取得してから、ＡＦ評価値を算出して該評価値に基づきフォーカスレンズを移動させるまでの動作を繰り返し実行して最大ＡＦ評価値を検出し、この最大ＡＦ評価値が得られるレンズ位置にフォーカスレンズを移動させている。
【００１７】
以上の自動焦点調節装置は、特に、観察対象を色素剤により着色又は変色させて観察する場合がある電子内視鏡に適している。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１は、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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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や使用者が焦点調節モードを手動で切替可能なモード手動切替スイッチＳＷＭｏ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。本実施形態では、モード手動切替スイッチＳＷＭｏのスイッチ状態に応じて、色素剤により着色及び変色されていない被写体を焦点調節する通常モードと、色素剤により着色又は変色させた被写体を焦点検出する色素モードとが切り替わる構成にしてある。
【００２２】
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］及び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。この第１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。
【００２３】
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。以上のＲＧＢ画像データ入力及び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。
【００２４】
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。
【００２５】
以上の全体構成を有する内視鏡装置１００では、使用者がモード手動切替スイッチＳＷＭｏを手動操作し、被写体の色状態（着色、染色または変色状態）に応じた焦点調節モードを設定する。すると、マイコン２８は、モード手動切替スイッチＳＷＭｏのスイッチ状態を検出する。このとき通常モードが設定されていれば、被写体を着色、染色及び変色させていないため、ＨＳＩデータ群Ｈ［ｘ］［ｙ］、Ｓ［ｘ］［ｙ］、Ｉ［ｘ］［ｙ］のうち、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評価値が算出される。一方、色素モードが設定されていれば、被写体を着色、染色及び変色させているために輝度変化が少ないので、ＨＳＩデータ群Ｈ［ｘ］［ｙ］、Ｓ［ｘ］［ｙ］、Ｉ［ｘ］［ｙ］のうち色相データ群Ｈ［ｘ］［ｙ］及び彩度データ群Ｓ［ｘ］［ｙ］のいずれか一方または両方を用いてＡＦ評価値が算出される。このように本実施形態では、被写体を着色、染色または変色させたか否かに応じて（電子内視鏡１０が通常観察時か色素観察時かに応じて）ＡＦ評価値算出に用いるデータを切り替え、電子内視鏡１０がいずれの観察状態にあっても正確なＡＦ評価値を算出する。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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）、モード手動切替スイッチＳＷＭｏのスイッチ状態を検出する（Ｓ９）。本実施形態でマイコン２８は、モード手動切替スイッチＳＷＭｏがオンしているとき焦点調節モードは色素モードであると認識し、オフしているとき焦点調節モードは通常モードであると認識する。
【００２９】
モード手動切替スイッチＳＷＭｏがオンしていれば色素モード用のアルゴリズムに従ってＡＦ評価値を算出し（Ｓ９；Ｙ、Ｓ１１）、オフしてい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（Ｓ９；Ｎ、Ｓ１３）。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。
【００３０】
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（Ｓ１５）。変数Ｃｍａｘよりも大きい場合は（Ｓ１５；Ｙ）、該変数ＣｍａｘにＳ１１またはＳ１３で算出したＡＦ評価値を上書メモリして（Ｓ１７）、フォーカスレンズＬを至近側へ１ステップ移動させ（Ｓ１９）、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（Ｓ１５；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（Ｓ１９）、Ｓ５へ戻る。
【００３１】
上記Ｓ５〜Ｓ１９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（Ｓ２１）。
【００３２】
次に、図４を参照し、図３のＳ１１で実行される色素モード用の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。
【００３３】
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（Ｓ３１）、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（Ｓ３３）。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（Ｓ３５）。変数ｙが（ＩＨ−１）未満であったときは（Ｓ３５；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（Ｓ３７）、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（Ｓ３９）。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（Ｓ４１）。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。
【００３４】
そして、Ｓ４１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（Ｓ４３）。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。
【００３５】
色相差分Ｈ’を算出したら、Ｓ３１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（Ｓ４５）。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。
【００３６】
続いて、Ｓ４３及びＳ４５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（Ｓ４７）。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、Ｓ３９へ戻る（Ｓ４９）。Ｓ３９へ戻ったら、変数ｘが（ＩＷ−１）になるまで上記Ｓ３９からＳ４９までの処理を繰り返す。このＳ３９〜Ｓ４９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。
【００３７】
Ｓ３９のチェックにて変数ｘが（ＩＷ−１）未満でなくなったら（Ｓ３９；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、Ｓ３５へ戻る（Ｓ５１）。Ｓ３５へ戻ったら、変数ｙが（ＩＨ−１）になるまで、該Ｓ３５からＳ５１までの処理を繰り返し実行する。このＳ３５〜５１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（Ｓ３５；Ｎ）、この処理から抜けて図３のＳ１５へ進む。
【００３８】
図５は、図３のＳ１３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５のフローチャートは、図４のＳ４３、Ｓ４５及びＳ４７の替わりにＳ４４及びＳ４６が備えられている以外は図４と同一である。すなわち、Ｓ４４では、Ｓ４１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（Ｓ４６）、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。
【００３９】
以上の第１実施形態によれば、被写体の色状態（着色、染色または変色状態）に応じて焦点調節モードが使用者により設定され、この焦点調節モードにより、ＣＣＤ２０からのＲＧＢ画像データ群ＲＧＢ［ｘ］［ｙ］の中からＡＦ評価値算出に用いる画像データ群が切り替えられる。すなわち、被写体の色状態に応じた最適な画像データ群を用いてＡＦ評価が算出される。よって、電子内視鏡１０のいずれの観察状態においても正確な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。
【００４０】
上記第１実施形態では、色素モードにおいて、色相データ群Ｈ［ｘ］［ｙ］及び彩度データ群Ｓ［ｘ］［ｙ］の両方を用いてＡＦ評価値を算出しているが、色相データ群Ｈ［ｘ］［ｙ］及び彩度データ群Ｓ［ｘ］［ｙ］のいずれか一方のみを用いてＡＦ評価値を算出してもよい。また、色相差分Ｈ’または彩度差分Ｓ’をそのままＡＦ評価値として求めても、色素モードにおいて正確なＡＦ評価値が得られる。
【００４１】
上記ＡＦ評価値は、ＨＳＩデータ群ＨＳＩ［ｘ］［ｙ］（色相データＨ［ｘ］［ｙ］、彩度データＳ［ｘ］［ｙ］、明度データＩ［ｘ］［ｙ］）をすべて用いて算出してもよい。具体的には、図４のＳ４３、Ｓ４５及び図５のＳ４４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、通常モードが設定されていれば、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、色素モードが設定されていれば、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。
【００４２】
図６〜図８は本発明の第２実施形態を示している。この第２実施形態では、焦点調節モードとして、色素剤により赤褐色系に着色、染色又は変色された被写体を焦点調節する第１色素モードと、色素剤により青色系に着色、染色又は変色された被写体を焦点調節する第２色素モードと、着色及び変色していない被写体を焦点調節する通常モードと設ける。そして、これら焦点調節モードを使用者が手動で切替設定するためのモード手動切替部５０を備え、この設定された焦点調節モードに応じて、ＲＧＢ画像データ群ＲＧＢ［ｘ］［ｙ］の中からＡＦ評価値算出に用いるデータを切り替えている。
【００４３】
図６は、本発明の第２実施形態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。第２実施形態による内視鏡装置２００では、モード手動切替スイッチＳＷＭｏに替えて上記モード手動切替部５０が設けられている点と、ＲＧＢマトリックス回路２７とマイコン２８の間にデータ切替スイッチ２９が介在している点が第１実施形態（図１）と異なる。図６において、第１実施形態と実質的に同様の機能を有する構成要素には、図１と同一符号を付してある。
【００４４】
モード手動切替部５０は、１回押される毎に通常モード、第１色素モード、第２色素モード、通常モードと切り替えるスイッチ手段であって、上記３つの焦点調節モードのうちいずれか１つが常に設定されている。本第２実施形態では、上記第１色素モードとして、色素剤と反応して被写体が褐色に変色する又は変色した状態を観察するルゴール染色モードを設け、上記第２色素モードとして、被写体にインジゴカルミン（青色系色素剤）を散布した状態で観察するインジゴ染色モードを設けてある。
【００４５】
データ切替スイッチ２９は、モード手動切替部５０のスイッチ状態に応じて開閉し、ＲＧＢマトリックス回路２７の３つのＲＧＢ出力端２７ｒ、２７ｇ、２７ｂのいずれかに接続される。ＲＧＢマトリックス回路２７のＲＧＢ出力端２７ｒ、２７ｇ、２７ｂは、Ｒデータ群Ｒ［ｘ］［ｙ］、Ｇデータ群Ｇ［ｘ］［ｙ］、Ｂデータ群Ｂ［ｘ］［ｙ］をそれぞれ出力する端子である。つまり、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］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］及びＢデータ群Ｂ［ｘ］［ｙ］に分けられた後、スイッチ手段２９を介してマイコン２８に選択的に出力される。具体的には、通常モードであるときＧデータ群Ｇ［ｘ］［ｙ］が出力され、ルゴール染色モードであるときＲデータ群Ｒ［ｘ］［ｙ］が出力され、インジゴ染色モードであるときＢデータ群Ｂ［ｘ］［ｙ］が出力される。本第２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、ＲＧＢマトリックス回路２７及びスイッチ手段２９によって画像取得手段が構成される。
【００４６】
図７は、内視鏡装置２００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。図７において、Ｓ６１、Ｓ６３及びＳ６５の処理は図３のＳ１、Ｓ３及びＳ５と同一であり、Ｓ７５、Ｓ７７、Ｓ７９及びＳ８１の処理は図３のＳ１５、Ｓ１７、Ｓ１９及びＳ２１と同一である。以下では、図３に示す第１実施形態と同一の処理については説明を省略し、第１実施形態と異なる処理（Ｓ６７〜Ｓ７３）について説明する。
【００４７】
Ｓ６５のチェックにてフォーカスレンズＬが至近端に達していなかった場合、Ｓ６７へ進む。Ｓ６７では、モード手動切替部５０のスイッチ状態により、焦点調節モードが通常モード、ルゴール染色モード、インジゴ染色モードのいずれに設定されているかを判断する。
【００４８】
そして、設定されている焦点調節モードに応じてデータ切替スイッチ２９により選択されたデータ群を入力してＡＦ評価値を算出する（Ｓ６９、またはＳ７１、あるいはＳ７３）。すなわち、ルゴール染色モードが設定されていれば、データ切替スイッチ２９がＲＧＢマトリックス回路２７のＲ出力端２７ｒに接続されており、このデータ切替スイッチ２９を介してＲＧＢマトリックス回路２７からＲデータ群Ｒ［ｘ］［ｙ］を入力し、Ｒデータ群Ｒ［ｘ］［ｙ］を用いてＡＦ評価値を算出する（Ｓ６９）。通常モードが設定されていれば、データ切替スイッチ２９がＲＧＢマトリックス回路２７のＧ出力端２７ｇに接続されており、このデータ切替スイッチ２９を介してＲＧＢマトリックス回路２７からＧデータ群Ｇ［ｘ］［ｙ］を入力し、Ｇデータ群Ｇ［ｘ］［ｙ］を用いてＡＦ評価値を算出する（Ｓ７１）。インジゴ染色モードが設定されていれば、データ切替スイッチ２９がＲＧＢマトリックス回路２７のＢ出力端２７ｂに接続されており、このデータ切替スイッチ２９を介してＲＧＢマトリックス回路２７からＢデータ群Ｂ［ｘ］［ｙ］を入力し、Ｂデータ群Ｂ［ｘ］［ｙ］を用いてＡＦ評価値を算出する（Ｓ７３）。
【００４９】
上記Ｓ６９、Ｓ７１及びＳ７３の処理は、入力するデータ群が異なるが、その他の処理は同一である。Ｓ６９、Ｓ７１、Ｓ７３のいずれかによりＡＦ評価値を算出したら、該算出したＡＦ評価値が変数Ｃｍａｘよりも大きいか否かをチェックし（Ｓ７５）、上述した第１実施形態と同様に以降の処理を行なう。
【００５０】
図８は、図７のＳ６９、Ｓ７１及びＳ７３で実行されるデータ入力及びＡＦ評価値算出処理に関するフローチャートである。図８において、Ｓ９１、Ｓ９３、Ｓ９５、Ｓ９７及びＳ９９の処理は図４のＳ３１、Ｓ３３、Ｓ３５、Ｓ３７及びＳ３９と同一であり、Ｓ１０５及びＳ１０７の処理は図４のＳ４９及びＳ５１と同一である。以下では、図４に示す第１実施形態と同一の処理については説明省略し、第１実施形態と異なる処理（Ｓ１０１及びＳ１０３）について説明する。
【００５１】
Ｓ１０１では、変数ｘ、ｙで指定される画素［ｘ］［ｙ］に隣り合う画素の画像データを入力する（Ｓ１０１）。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、画像データを入力する。このとき、ルゴール染色モードが設定されていればＲデータが、通常モードが設定されていればＧデータが、インジゴ染色モードが設定されていればＢデータが入力される。
【００５２】
画像データを入力したら、画素［ｘ］［ｙ］に隣り合う画素の水平方向及び垂直方向のデータ差分｜Δｘ｜、｜Δｙ｜を算出して変数Ｃに積算し、この積算値を変数Ｃに上書メモリする（Ｓ１０３）。ここで、水平方向のデータ差分｜Δｘ｜は式；｜Δｘ｜＝｜Ｒ［ｘ＋１］［ｙ］−Ｒ［ｘ−１］［ｙ］｜（または｜Ｇ［ｘ＋１］［ｙ］−Ｇ［ｘ−１］［ｙ］｜、｜Ｂ［ｘ＋１］［ｙ］−Ｂ［ｘ−１］［ｙ］｜）から算出し、垂直方向のデータ差分｜Δｙ｜は式；｜Δｙ｜＝｜Ｒ［ｘ］［ｙ＋１］−Ｒ［ｘ］［ｙ−１］｜（または｜Ｇ［ｘ］［ｙ＋１］−Ｇ［ｘ］［ｙ−１］｜、｜Ｂ［ｘ］［ｙ＋１］−Ｂ［ｘ］［ｙ−１］｜）により算出する。変数Ｃを更新したら、上述した第１実施形態と同様に、以降の処理を行なう。
【００５３】
以上の第２実施形態によれば、被写体の色状態（着色、染色または変色状態）に応じて焦点調節モードが使用者により設定され、この焦点調節モードにより、ＣＣＤ２０からのＲＧＢ画像データ群ＲＧＢ［ｘ］［ｙ］の中からＡＦ評価値算出に用いる画像データ群が切り替えられる。すなわち、色素剤を用いる色素モードでは、ＲＧＢ画像データ群ＲＧＢ［ｘ］［ｙ］のうち被写体に多く含まれる色成分データを用いてＡＦ評価値を算出し、全色成分の画像データを用いた場合よりもＡＦ評価値（データ差分Δｘ、Δｙ）を高分解能で算出する。一方、色素剤を用いない通常モードでは、ＲＧＢ画像データ群ＲＧＢ［ｘ］［ｙ］のうち輝度差を高精度に検出可能なＧデータ群を用い、Ｒデータ群及びＢデータ群を用いた場合よりも高精度にＡＦ評価値を算出する。このように被写体の色状態に応じた最適な画像データを用いれば、電子内視鏡１０のいずれの観察状態においても正確なＡＦ評価値を得ることができる。
【００５４】
本第２実施形態では、被写体が赤褐色系に着色、染色又は変色している第１色素モードの１例としてルゴール染色モードを設けたが、この第１色素モードはコンゴーレッド法（コンゴーレッド法において不変帯を観察する場合）にも適用可能である。また、被写体が青色系に着色、染色又は変色している第２色素モードの１例としてインジゴ染色モードを設けたが、この第２色素モードは、トルイジンブルー染色法、メチレンブルー染色法、アルシアンブルー染色法などにも適用可能である。また、上記第１及び第２色素モードに加えて、被写体が緑色系に着色、染色又は染色させて観察する第３色素モードを備えることも可能であり、この第３色素モードではＲＧＢ画像データ群ＲＧＢ［ｘ］［ｙ］のうちＧデータ群を用いてＡＦ評価値を算出することが好ましい。
【００５５】
なお、本実施形態では、マイコン２８が評価値算出手段及びデータ変換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、上記各実施形態では、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。
【００５６】
【発明の効果】
本発明によれば、被写体の色状態に応じて異なる焦点調節モードが備えられ、この焦点調節モードを使用者が手動で切替設定すると、該設定された焦点調節モードに応じた最適な画像データ群を用いてＡＦ評価値が算出されるので、被写体を着色又は変色させた場合も着色及び変色させない場合でも正確な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Ｓ１１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５】図３のＳ１３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。
【図６】本発明の第２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７】図６に示す内視鏡装置のＡＦ動作に関するフローチャートである。
【図８】図７のＳ６９、Ｓ７１及びＳ７３で実行されるデータ入力及び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
１９ＡＦモータ
２０ＣＣＤ
２１ＣＣＤ駆動回路
２２ＣＣＤプロセス回路
２３Ａ／Ｄ変換回路
２４映像信号処理回路
２５Ｄ／Ａ変換回路
２６色分離変換回路
２７ＲＧＢマトリックス回路
２８マイコン
２９データ切替スイッチ
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
４０プロセッサ
５０モード手動切替部
６０ＴＶモニタ
１００内視鏡装置
２００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）[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an automatic focusing device particularly suitable for an electronic endoscope.
[0002]
[Prior art and its problems]
In recent years, various electronic endoscopes having an autofocus (AF) function in which the position of a focus lens is automatically adjusted according to the position of the distal end of an insertion portion of the endoscope have been proposed. An automatic focusing device provided in such an electronic endoscope generally adjusts the position of a focus lens based on image data from an imaging device (CCD) provided at the distal end of an insertion section of the endoscope. Specifically, a predetermined operation is performed using a high-frequency component (luminance information of the image data) of the image data to calculate an evaluation value indicating the focus state of the subject, and a focus lens is located at a position where the evaluation value is maximum. (See Patent Document).
[0003]
By the way, at the time of endoscopy, observation is sometimes performed using a dye for the purpose of obtaining more detailed findings than normal observation or obtaining findings that cannot be obtained by normal observation. In such a dye endoscopy (dye method), since the subject is discolored, stained, or colored to a specific color by the dye, the difference in luminance (contrast) is smaller than that in the normal observation without the dye. It is known that there is a tendency.
[0004]
However, in the conventional method as described above, since the AF evaluation value is calculated based on the luminance information of the image data, there is a possibility that an accurate AF evaluation value may not be obtained at the time of observing the pigment, and a high-precision focus adjustment is performed. It was difficult to realize.
[0005]
[Patent Document]
JP 2001-154085 A
[0006]
[Object of the invention]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an automatic focus adjustment device capable of adjusting the focus with high accuracy in a mode suitable for the color state (coloring, dyeing or discoloration state) of a subject.
[0007]
Summary of the Invention
In the present invention, the reason that an accurate AF evaluation value cannot be obtained at the time of dye observation in the conventional method is that the AF evaluation value is calculated by the same calculation method regardless of whether the subject is colored or discolored. It focuses on things.
[0008]
That is, according to the present invention, in an automatic focus adjustment device that moves a focus lens to a focus position based on an AF evaluation value calculated by a predetermined calculation, an image acquisition unit that obtains an image data group from a pixel group of an imaging unit; Evaluation value calculation means for calculating an AF evaluation value using a data group, a normal mode for adjusting the focus of a subject that has not been colored or discolored, and a dye mode for adjusting the focus of a subject that has been colored or discolored, are manually switched and set. And a manual mode switching unit for performing the operation. The evaluation value calculating unit switches the calculation method of the AF evaluation value according to the mode set by the mode manual switching unit.
[0009]
It is preferable that the evaluation value calculation unit includes a data conversion unit that converts the image data group obtained by the image acquisition unit into an HSI data group, and calculates the AF evaluation value using the HSI data group. If the HSI data group is used, not only brightness but also hue and saturation are taken into account as calculation parameters, so that accurate AF evaluation values can be obtained even when the luminance difference of the subject is small due to coloring or discoloration. Thus, a highly accurate AF operation can be realized.
[0010]
When the normal mode is set, the subject is not colored or discolored, so that the brightness difference of the subject can usually be detected with sufficient accuracy. Therefore, the AF evaluation value is preferably calculated using the brightness data group I of the HSI data group. For example, for all the pixels of the brightness data group I, a difference between the brightness data of each pixel and the brightness data of a pixel adjacent to the pixel in the vertical and horizontal directions is calculated, and the difference is integrated to calculate the brightness. A difference can be calculated, and this brightness difference can be obtained as an AF evaluation value.
[0011]
When the dye mode is set, the subject is colored or discolored, so that the brightness difference of the subject is usually small. Therefore, it is preferable to calculate the AF evaluation value using at least one of the hue data group H and the saturation data group S of the HSI data group. For example, for all the pixels of the hue data group H and the saturation data group S, the hue data and the saturation data of each pixel and the hue data and the saturation data of the adjacent pixels in the vertical and horizontal directions of the pixel are obtained. After each difference is calculated, the difference is integrated to calculate a hue difference and a saturation difference, and a total value of the hue difference and the saturation difference can be obtained as an AF evaluation value. Alternatively, one of the hue difference and the saturation difference may be obtained as an AF evaluation value.
[0012]
Also, the AF evaluation value is obtained by calculating the hue data, saturation data, and brightness data of each pixel and the hue data, saturation data, and brightness of pixels adjacent to the pixel in the horizontal and vertical directions for all pixels in the HSI data group. Calculate the difference from the data, calculate the hue difference, the saturation difference, and the brightness difference by adding the difference for each data, and assign a weight to each of the hue difference, the saturation difference, and the brightness difference. It may be a value obtained by integrating the values. In this case, it is preferable that the evaluation value calculation unit changes the weight of the hue difference, the saturation difference, and the brightness difference according to the mode set by the mode manual switching unit. Specifically, in the normal mode, the weight of the brightness difference is set to be larger than the weight of the hue difference and the saturation difference, and in the pigment mode, one or both of the hue difference and the saturation difference are weighted by the brightness difference. Greater than the weight of.
[0013]
The image data group obtained by the image acquisition unit from the imaging unit may be an RGB image data group or a complementary color image data group. In the case of a complementary color image data group, it is practical that the data conversion means converts the complementary color image data group into an RGB image data group in pixel units, and further converts the RGB image data group into an HSI data group. .
[0014]
According to another embodiment of the present invention, in an automatic focusing device that moves a focus lens to a focus position based on an AF evaluation value calculated by a predetermined calculation, an RGB image data group is obtained from a pixel group of an imaging unit. An image acquisition unit, an evaluation value calculation unit that calculates an AF evaluation value based on the RGB image data group, and a mode manual switching unit that manually switches and sets a focus adjustment mode. A first dye mode for adjusting the focus of a colored or discolored subject, a second dye mode for adjusting the focus of a blue colored or discolored subject, and a normal mode for adjusting the focus of a non-colored or discolored subject. When the AF evaluation value is calculated, the R data group of the RGB image data group is used in the first dye mode, and the second dye mode is used. Wherein when it is de-RGB image data group of B data group is used, it is characterized in that G data group of the RGB image data group is used when the normal mode.
[0015]
In this manner, a focus adjustment mode is provided for each pigment that causes the subject to be colored, stained, or discolored, and the AF evaluation value is calculated using the data of the color components included in the subject in the RGB image data group from the imaging unit. Thus, a highly accurate AF evaluation value can be obtained.
[0016]
In the above automatic focus adjustment device, the maximum AF evaluation value is detected by repeatedly executing the operations from acquiring the image data group by the imaging means, calculating the AF evaluation value, and moving the focus lens based on the evaluation value. Then, the focus lens is moved to the lens position where the maximum AF evaluation value is obtained.
[0017]
The above-described automatic focus adjustment device is particularly suitable for an electronic endoscope in which an observation target may be observed by being colored or discolored with a coloring agent.
[0018]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 is a block diagram illustrating a main configuration of a medical endoscope apparatus including an automatic focusing apparatus according to a first embodiment of the present invention. The endoscope apparatus 100 includes an electronic endoscope 10 that captures an image of a body cavity of a patient, a processor 30 that processes an image captured by the electronic endoscope 10, and a TV monitor 60 that displays a video signal output from the processor 30. Have been.
[0019]
The electronic endoscope 10 extends to a flexible insertion portion 11 inserted into a body cavity of a patient, a gripping operation portion 12 gripped by an operator of the electronic endoscope 10, and a side portion of the gripping operation portion 12. A universal tube 13 and a connector portion 14 provided at the end of the universal tube 13 are detachable from the processor 30 via the connector portion 14.
[0020]
As shown in FIG. 2, an objective lens 15, a pair of illumination lenses 16, an air / water supply nozzle 17, and a treatment instrument insertion channel outlet 18 a are arranged at the distal end 11 a of the insertion section 11. Behind the objective lens 15, a focus lens L and a CCD 20 movable along the optical axis direction of the objective lens 15 are arranged. The focus lens L moves by receiving a driving force from an AF motor 19 provided on the connector unit 14. In the present embodiment, a plurality of step positions are provided in the movable region from the infinity end to the closest end, and the focus lens L is moved in units of these step positions. An image formed by the objective lens 15 and the focus lens L is picked up by a CCD (image pickup device) 20 and can be observed on a TV monitor 60 via a processor 30. Illumination light from a lamp light source 33 provided in the processor 30 is given to the illumination lens 16 from the universal tube 13 via a light guide LG1 that passes through the grip operation unit 12 and the insertion unit 11.
[0021]
The grip operation unit 12 includes various operation switches including an AF start switch SWAF for starting an AF operation and a mode manual changeover switch SWMo that allows a user to manually switch a focus adjustment mode. The connecting portion located between the and the insertion portion 11 is provided with a treatment instrument insertion port 18 communicating with the treatment instrument insertion channel outlet 18a. In the present embodiment, a normal mode for adjusting the focus of a subject that has not been colored or discolored by a coloring agent according to the switch state of the mode manual changeover switch SWMo, and a dye mode for performing focus detection on a subject colored or discolored by the coloring agent. Is switched.
[0022]
The processor 30 includes a CCD drive circuit 21 that outputs a synchronization signal to the CCD 20 and the CCD process circuit 22 and scans the CCD 20 based on the synchronization signal. The CCD 20 is a so-called primary color CCD, and outputs an RGB image signal. The CCD process circuit 22 is a circuit that reads an RGB image signal of the CCD 20 in synchronization with a synchronization signal input from the CCD drive circuit 21 and preprocesses the read signal (signal amplification processing, noise removal processing, and the like). The signal output from the CCD process circuit 22 is converted into a digital signal by an A / D conversion circuit 23 and subjected to various image processing such as white balance and gamma correction by a video signal processing circuit 24. The signal is converted into an analog signal by the / A conversion circuit 25 and output to the TV monitor 60. The RGB image signals of the CCD 20 are also input to the color separation conversion circuit 26 via the CCD process circuit 22 and the A / D conversion circuit 23. The color separation conversion circuit 26 performs color separation on the input RGB image signal for each pixel, and generates an RGB (red, green, blue) data array (RGB image data group). An RGB image data group RGB [x] [y] (x, y; a natural number) output from the color separation conversion circuit 26 passes through an RGB matrix circuit 27 to an R data group R [x] [y] and a G data group. G [x] [y] and B data group B [x] [y] are output to the microcomputer 28 independently. In the first embodiment, the CCD process circuit 22, the A / D conversion circuit 23, the color separation conversion circuit 26, and the RGB matrix circuit 27 constitute an image acquisition unit.
[0023]
The microcomputer 28 converts the input R data group R [x] [y], G data group G [x] [y], and B data group B [x] [y] into the HSI data group HSI [x] [y] ( Hue H, saturation S, and lightness I). As is well known, a conversion formula of a hexagonal pyramid color model can be used for conversion from RGB to HSI. Further, the microcomputer 28 performs a predetermined calculation based on the HSI data group H [x] [y], S [x] [y], and I [x] [y] to obtain an AF evaluation value indicating the focus state of the subject. Is calculated. This AF evaluation value is output to the motor control circuit 31. The motor control circuit 31 calculates a driving amount of the AF motor 19 provided in the electronic endoscope 10 based on the AF evaluation value input from the microcomputer 28, and controls the motor driving circuit 32 by the calculated driving amount. Then, the AF motor 19 is driven to move the focus lens L. The above RGB image data input and AF evaluation value calculation are executed at each step position of the focus lens L while moving the focus lens L. Then, the focus lens L is finally moved to the step position (focus position) at which the AF evaluation value becomes maximum.
[0024]
The processor 30 further includes a lamp light source 33. The illumination light emitted from the lamp light source 33 is adjusted to an optimal light amount by a stop (not shown), and then supplied to the illumination lens 16 via the condenser lens 34 and the light guide LG2.
[0025]
In the endoscope apparatus 100 having the above-described overall configuration, the user manually operates the mode manual changeover switch SWMo to set the focus adjustment mode according to the color state (coloring, staining, or discoloration state) of the subject. Then, the microcomputer 28 detects the switch state of the mode manual changeover switch SWMo. At this time, if the normal mode is set, the subject is not colored, stained, or discolored, so that the HSI data groups H [x] [y], S [x] [y], and I [x] [y] The AF evaluation value is calculated using the brightness data group I [x] [y] corresponding to the luminance of the subject. On the other hand, if the dye mode is set, the subject is colored, stained, and discolored, so that there is little change in luminance. Therefore, the HSI data groups H [x] [y], S [x] [y], and I [ An AF evaluation value is calculated using one or both of the hue data group H [x] [y] and the saturation data group S [x] [y] of x] [y]. As described above, in the present embodiment, the data used for calculating the AF evaluation value is switched according to whether the subject is colored, stained, or discolored (depending on whether the electronic endoscope 10 is in normal observation or in pigment observation). The accurate AF evaluation value is calculated regardless of the observation state of the electronic endoscope 10.
[0026]
Next, the AF operation of the endoscope apparatus 100 will be described in more detail with reference to FIG. FIG. 3 is a flowchart relating to the AF operation of the endoscope apparatus 100. This AF operation is started when the AF start switch SWAF is turned on, and is controlled by the microcomputer 28.
[0027]
When the AF operation starts, first, a variable Cmax indicating the maximum AF evaluation value is set to 0 (S1), and the AF motor 19 is driven via the motor control circuit 31 and the motor drive circuit 32 to move the focus lens L to the infinity end. (S3). Next, it is checked whether or not the focus lens L has reached the closest end (S5). The position of the focus lens L is detected by, for example, converting the drive amount of the AF motor 19, or by providing a position detection unit (a position detection sensor or a code plate) in the focus lens L and outputting from the position detection unit. Detect based on signal.
[0028]
If the focus lens L has not reached the near end (S5; N), the RGB image data groups R [x] [y], G [x] [y], and B [x] [y] are sent from the RGB matrix circuit 27. Are input independently (S7), and the switch state of the mode manual changeover switch SWMo is detected (S9). In the present embodiment, the microcomputer 28 recognizes that the focus adjustment mode is the dye mode when the mode manual changeover switch SWMo is on, and recognizes that the focus adjustment mode is the normal mode when it is off.
[0029]
If the mode manual changeover switch SWMo is on, the AF evaluation value is calculated according to the algorithm for the dye mode (S9; Y, S11). If the switch is off, the AF evaluation value is calculated according to the algorithm for the normal mode (S9). N, S13). The calculated AF evaluation value and the lens position where the AF evaluation value is obtained are held in the microcomputer 28.
[0030]
After calculating the AF evaluation value, it is checked whether the AF evaluation value is larger than the variable Cmax (S15). If it is larger than the variable Cmax (S15; Y), the AF evaluation value calculated in S11 or S13 is overwritten in the variable Cmax (S17), and the focus lens L is moved one step to the closest side (S19). And returns to S5. On the other hand, if the AF evaluation value calculated in S11 or S13 is not larger than the variable Cmax (S15; N), the focus lens L is moved one step closer to the closest side without changing the variable Cmax (S19). Return to S5.
[0031]
The processing of S5 to S19 is repeatedly executed until the focus lens L reaches the close end (until the close end is reached and it is no longer possible to move to the close side). That is, AF evaluation values are calculated at all the step positions (including the infinity end and the closest end) of the focus lens L, the AF evaluation value is compared with the variable Cmax, and the variable Cmax is updated to a larger value. Finally, the value stored in the variable Cmax becomes the maximum AF evaluation value. If the focus lens L has reached the closest end (S5; Y), the AF motor 19 is driven via the motor control circuit 31 and the motor drive circuit 32, and the AF evaluation value stored in the variable Cmax is obtained. The focus lens L is moved to a lens position at which is obtained (S21).
[0032]
Next, the AF evaluation value calculation process for the dye mode executed in S11 of FIG. 3 will be described in detail with reference to FIG. In the AF evaluation value calculation process for the dye mode, the input RGB image data group RGB [x] [y] is converted into the HSI data group HSI [x] [y], and the hue data group H [x of this HSI data group ] And the saturation data group S [x] [y] to calculate an AF evaluation value.
[0033]
In this process, first, a variable C for storing an AF evaluation value is set to 0 (S31), and a variable y (1) for specifying a row (vertical position) of the RGB image data group RGB [x] [y] is set. ≦ y ≦ IH-2) is set to 1 (S33). Next, whether or not the variable y is less than (IH-1) is checked whether or not it exceeds the specified maximum vertical position IH-2 (S35). When the variable y is smaller than (IH-1) (S35; Y), a variable x (1 ≦ x ≦ IW−) specifying a column (horizontal position) of the RGB image data group RGB [x] [y]. 2) is set to 1 (S37), and it is checked whether or not the variable x is less than the specified maximum horizontal position IW-2 based on whether or not it is less than (IW-1) (S39). If the variable x is less than (IW-1), the RGB pixel data of the pixel adjacent to the pixel [x] [y] specified by the variables x and y is converted to HSI data (S41). That is, a total of four pixels [x] [y + 1] and [x] [y-1] adjacent in the vertical direction and pixels [x-1] [y] and [x + 1] [y] adjacent in the horizontal direction. The RGB image data is converted into HSI data for the pixel.
[0034]
Then, using the hue data H [x] [y + 1], H [x] [y-1], H [x-1] [y], and H [x + 1] [y] for the four pixels converted in S41. Then, the hue difference H ′ for the pixel [x] [y] is calculated (S43). The hue difference H ′ is an integrated value of the horizontal hue difference | ΔHx | for the pixel [x] [y] and the vertical hue difference | ΔHy | for the pixel [x] [y]. Here, the horizontal hue difference | ΔHx | is calculated from the formula: | ΔHx | = | H [x + 1] [y] −H [x−1] [y] |, and the vertical hue difference | ΔHy | | ΔHy | = | H [x] [y + 1] −H [x] [y−1] | When the hue difference H ′ calculated by the above equation is 360 or more, conversion is performed so that 0 ≦ H ′ <360.
[0035]
After calculating the hue difference H ', the saturation data S [x] [y + 1], S [x] [y-1], S [x-1] [y], S [x + 1] for the four pixels converted in S31. ] [Y] to calculate a vertical saturation difference S ′ between the pixels [x] and [y] (S45). The saturation difference S ′ is an integrated value of the saturation difference | ΔSx | in the horizontal direction for the pixel [x] [y] and the saturation difference | ΔSy | in the vertical direction for the pixel [x] [y]. Here, the horizontal saturation difference | ΔSx | is calculated from the formula: | ΔSx | = | S [x + 1] [y] −S [x−1] [y] |, and the vertical saturation difference | ΔSy Is calculated by the equation: | ΔSy | = | S [x] [y + 1] −S [x] [y−1] |
[0036]
Subsequently, the hue difference H ′ and the saturation difference S ′ calculated in S43 and S45 are added to the variable C and overwritten and stored (S47). After updating the variable C, 1 is added to the variable x to overwrite the memory, and the process returns to S39 (S49). Upon returning to S39, the processes from S39 to S49 are repeated until the variable x becomes (IW-1). By executing S39 to S49 once, processing is performed on one row (RGB [1] [y] to RGB [IW-2] [y]) of the RGB image data group RGB [x] [y]. (HSI data conversion and AF evaluation value calculation) are performed.
[0037]
If the variable x is not less than (IW-1) in the check in S39 (S39; N), that is, if the processing for one row of the RGB image data group RGB [x] [y] is completed, 1 is added to the variable y. Then, it overwrites the memory and returns to S35 (S51). After returning to S35, the processes from S35 to S51 are repeatedly executed until the variable y becomes (IH-1). Through the repetition of S35 to S51, HSI data conversion and AF evaluation value calculation are performed on RGB [1] [1] to RGB [IW-2] [IH-2] for all pixels of the RGB image data group. The AF evaluation value at the current position of the focus lens L is stored in a variable C. When the variable y is no longer less than (IH-1) (S35; N), the process exits from this process and proceeds to S15 in FIG.
[0038]
FIG. 5 is a flowchart relating to the AF evaluation value calculation process for the normal mode executed in S13 of FIG. In the AF evaluation value calculation process for the normal mode, the input RGB image data group RGB [x] [y] is converted into the HSI data group HSI [x] [y], and the brightness data I [x] of the HSI data group An AF evaluation value is calculated based on [y]. In other words, the flowchart of FIG. 5 is the same as FIG. 4 except that S44 and S46 are provided instead of S43, S45 and S47 of FIG. That is, in S44, the hue data H [x] [y + 1], H [x] [y-1], H [x-1] [y], and H [x + 1] [y] for the four pixels converted in S41. Is used to calculate the brightness difference I ′ for the pixel [x] [y]. Then, the calculated brightness difference I ′ is added to the variable C (S46), and the AF evaluation value is calculated. The brightness difference I ′ is an integrated value of the brightness difference | ΔIx | in the horizontal direction with respect to the pixel [x] [y] and the brightness difference | ΔIy | in the vertical direction with respect to the pixel [x] [y]. The difference | ΔIx | is calculated from the formula: | ΔIx | = | I [x + 1] [y] −I [x−1] [y] |, and the brightness difference | ΔIy | in the vertical direction is given by the formula: | ΔIy | = | I [x] [y + 1] -I [x] [y-1] |
[0039]
According to the above-described first embodiment, the focus adjustment mode is set by the user according to the color state (coloring, dyeing, or discoloration state) of the subject, and the RGB image data group RGB [ The image data group used for calculating the AF evaluation value is switched from x] [y]. That is, the AF evaluation is calculated using the optimal image data group according to the color state of the subject. Therefore, an accurate AF evaluation value can be obtained in any observation state of the electronic endoscope 10, and a highly accurate AF operation can be realized.
[0040]
In the first embodiment, the AF evaluation value is calculated using both the hue data group H [x] [y] and the saturation data group S [x] [y] in the dye mode. The AF evaluation value may be calculated using only one of the group H [x] [y] and the saturation data group S [x] [y]. Even if the hue difference H ′ or the saturation difference S ′ is directly obtained as the AF evaluation value, an accurate AF evaluation value can be obtained in the dye mode.
[0041]
The AF evaluation values include all of the HSI data group HSI [x] [y] (hue data H [x] [y], saturation data S [x] [y], and brightness data I [x] [y]). It may be used to calculate. Specifically, a specific weight (α, β, γ) is given to each of the hue difference H ′, the saturation difference S ′, and the brightness difference I ′ calculated in S43 and S45 of FIG. 4 and S44 of FIG. The AF evaluation value is obtained by adding the integrated value (α × H ′ + β × S ′ + γ × I ′) to the variable C. At this time, if the normal mode is set, it is preferable to set the weighting coefficient γ of the lightness difference I ′ to be larger than the weighting coefficient α of the hue difference H ′ and the weighting coefficient β of the saturation difference S ′. On the other hand, if the pigment mode is set, it is preferable that the weighting coefficient α of the hue difference H ′ and the weighting coefficient β of the saturation difference S ′ be set larger than the weighting coefficient γ of the lightness difference I ′.
[0042]
6 to 8 show a second embodiment of the present invention. In the second embodiment, as a focus adjustment mode, a first dye mode for adjusting the focus of a subject colored, stained, or discolored in reddish brown by a pigment agent, and a subject colored, stained, or discolored in a blue system by a pigment agent And a normal mode for adjusting the focus of a subject that has not been colored or discolored. A mode manual switching unit 50 is provided for the user to manually switch and set these focus adjustment modes. According to the set focus adjustment mode, a mode is selected from the RGB image data group RGB [x] [y]. The data used for calculating the AF evaluation value is switched.
[0043]
FIG. 6 is a block diagram illustrating a main configuration of a medical endoscope apparatus including an automatic focusing apparatus according to a second embodiment of the present invention. In the endoscope apparatus 200 according to the second embodiment, the mode manual changeover switch 50 is provided instead of the mode manual changeover switch SWMo, and the data changeover switch 29 is interposed between the RGB matrix circuit 27 and the microcomputer 28. This is different from the first embodiment (FIG. 1). 6, components having functions substantially similar to those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those in FIG.
[0044]
The mode manual switching unit 50 is switch means for switching between the normal mode, the first dye mode, the second dye mode, and the normal mode each time the switch is pressed once, and one of the three focus adjustment modes is always set. Have been. In the second embodiment, as the first dye mode, a Lugol staining mode is provided for observing a state in which the subject turns brown or changes color by reacting with a coloring agent. In the second dye mode, indigo carmine is applied to the subject. An indigo dyeing mode for observing (blue colorant) sprayed is provided.
[0045]
The data changeover switch 29 opens and closes according to the switch state of the mode manual changeover unit 50, and is connected to any of the three RGB output terminals 27r, 27g, and 27b of the RGB matrix circuit 27. The RGB output terminals 27r, 27g, and 27b of the RGB matrix circuit 27 output an R data group R [x] [y], a G data group G [x] [y], and a B data group B [x] [y], respectively. Terminal. That is, the RGB image data group RGB [x] [y] output from the color separation conversion circuit 26 passes through the RGB matrix circuit 27, and the R data group R [x] [y] and the G data group G [x] [ y] and the B data group B [x] [y], and are selectively output to the microcomputer 28 via the switch means 29. Specifically, the G data group G [x] [y] is output in the normal mode, the R data group R [x] [y] is output in the Lugol staining mode, and the indigo staining mode. The B data group B [x] [y] is output. In the second embodiment, an image acquisition unit is configured by the CCD process circuit 22, the A / D conversion circuit 23, the color separation conversion circuit 26, the RGB matrix circuit 27, and the switch unit 29.
[0046]
FIG. 7 is a flowchart relating to the AF operation of the endoscope apparatus 200. This AF operation is started when the AF start switch SWAF is turned on, and is controlled by the microcomputer 28. 7, the processes in S61, S63 and S65 are the same as S1, S3 and S5 in FIG. 3, and the processes in S75, S77, S79 and S81 are the same as S15, S17, S19 and S21 in FIG. In the following, description of the same processing as that of the first embodiment shown in FIG. 3 will be omitted, and processing different from the first embodiment (S67 to S73) will be described.
[0047]
If the focus lens L has not reached the closest end in the check at S65, the process proceeds to S67. In S67, it is determined whether the focus adjustment mode is set to the normal mode, the Lugol staining mode, or the indigo staining mode based on the switch state of the mode manual switching unit 50.
[0048]
Then, the data group selected by the data changeover switch 29 according to the set focus adjustment mode is input to calculate the AF evaluation value (S69, S71, or S73). That is, if the Lugol staining mode is set, the data switch 29 is connected to the R output terminal 27r of the RGB matrix circuit 27, and the RGB data circuit R [ x] [y] is input, and an AF evaluation value is calculated using the R data group R [x] [y] (S69). If the normal mode is set, the data changeover switch 29 is connected to the G output terminal 27g of the RGB matrix circuit 27, and the G matrix G [x] [ y], and an AF evaluation value is calculated using the G data group G [x] [y] (S71). If the indigo staining mode is set, the data switch 29 is connected to the B output terminal 27b of the RGB matrix circuit 27, and the B data group B [x] from the RGB matrix circuit 27 via the data switch 29. [Y] is input, and an AF evaluation value is calculated using the B data group B [x] [y] (S73).
[0049]
The processes of S69, S71 and S73 are different in the input data group, but the other processes are the same. After calculating the AF evaluation value in any of S69, S71, and S73, it is checked whether the calculated AF evaluation value is larger than the variable Cmax (S75), and the subsequent processing is performed in the same manner as in the first embodiment described above. Perform
[0050]
FIG. 8 is a flowchart relating to data input and AF evaluation value calculation processing executed in S69, S71 and S73 of FIG. 8, the processes in S91, S93, S95, S97 and S99 are the same as S31, S33, S35, S37 and S39 in FIG. 4, and the processes in S105 and S107 are the same as S49 and S51 in FIG. In the following, description of the same processing as in the first embodiment shown in FIG. 4 will be omitted, and processing (S101 and S103) different from the first embodiment will be described.
[0051]
In S101, image data of a pixel adjacent to the pixel [x] [y] specified by the variables x and y is input (S101). That is, a total of four pixels [x] [y + 1] and [x] [y-1] adjacent in the vertical direction and pixels [x-1] [y] and [x + 1] [y] adjacent in the horizontal direction. Image data is input for the pixel. At this time, R data is input if the Lugol staining mode is set, G data if the normal mode is set, and B data if the indigo staining mode is set.
[0052]
After inputting the image data, the horizontal and vertical data differences | Δx |, | Δy | of the pixels adjacent to the pixel [x] [y] are calculated and integrated into the variable C, and this integrated value is used as the variable C. Overwrite memory is performed (S103). Here, the horizontal data difference | Δx | is given by the following equation: | Δx | = | R [x + 1] [y] −R [x−1] [y] | (or | G [x + 1] [y] −G [ x−1] [y] |, | B [x + 1] [y] −B [x−1] [y] |), and the data difference | Δy | in the vertical direction is given by the following equation: | Δy | = | R [X] [y + 1] -R [x] [y-1] | (or | G [x] [y + 1] -G [x] [y-1] |, | B [x] [y + 1] -B [ x] [y-1] |). After updating the variable C, the subsequent processing is performed as in the first embodiment.
[0053]
According to the above-described second embodiment, the focus adjustment mode is set by the user according to the color state (coloring, dyeing, or discoloration state) of the subject, and the RGB image data group RGB [ The image data group used for calculating the AF evaluation value is switched from x] [y]. That is, in the dye mode using the dye, the AF evaluation value is calculated using the color component data included in the subject in the RGB image data group RGB [x] [y], and the image data of all the color components is used. The AF evaluation value (data difference Δx, Δy) is calculated with higher resolution than in the case. On the other hand, in the normal mode using no coloring agent, a G data group capable of detecting a luminance difference with high precision is used among the RGB image data groups RGB [x] [y], and an R data group and a B data group are used. The AF evaluation value is calculated with higher accuracy than that. By using the optimal image data according to the color state of the subject as described above, an accurate AF evaluation value can be obtained in any observation state of the electronic endoscope 10.
[0054]
In the second embodiment, the Lugol dyeing mode is provided as an example of the first dye mode in which the subject is colored, stained, or discolored in reddish-brown, but the first dye mode is a Congo red method (in the Congo red method). When observing the invariable zone). An indigo staining mode is provided as an example of the second dye mode in which the subject is colored, stained or discolored in a blue color. The second dye mode includes toluidine blue staining, methylene blue staining, and Alcian blue. It is also applicable to a staining method and the like. In addition to the first and second dye modes, it is also possible to provide a third dye mode in which the subject is colored, stained or stained with a greenish color and observed. In the third dye mode, an RGB image data group is provided. It is preferable to calculate the AF evaluation value using the G data group of RGB [x] [y].
[0055]
In the present embodiment, the microcomputer 28 functions as an evaluation value calculation unit and a data conversion unit. However, the above units may be provided independently of the microcomputer 28. In each of the above embodiments, the primary color CCD is used as the CCD 20, but a complementary color CCD can be used instead of the primary color CCD. When a complementary color CCD is used, an RGB conversion circuit for converting the complementary color image data output from the complementary color CCD into RGB image data is provided.
[0056]
【The invention's effect】
According to the present invention, different focus adjustment modes are provided according to the color state of a subject, and when the user manually switches and sets the focus adjustment mode, an optimal image data group according to the set focus adjustment mode is set. Is used to calculate an AF evaluation value, so that an accurate AF evaluation value can be obtained regardless of whether the subject is colored or discolored or not, and a highly accurate AF operation can be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram illustrating a main configuration of an endoscope apparatus including an automatic focusing device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view showing a distal end of an insertion portion of the electronic endoscope in FIG.
FIG. 3 is a flowchart relating to an AF operation of the endoscope apparatus shown in FIG. 1;
FIG. 4 is a flowchart relating to a dye mode AF evaluation value calculation process executed in S11 of FIG. 3;
FIG. 5 is a flowchart relating to a normal mode AF evaluation value calculation process executed in S13 of FIG. 3;
FIG. 6 is a block diagram illustrating a main configuration of an endoscope apparatus including an automatic focusing device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a flowchart relating to an AF operation of the endoscope apparatus shown in FIG. 6;
8 is a flowchart relating to data input and AF evaluation value calculation processing executed in S69, S71 and S73 of FIG. 7;
[Explanation of symbols]
10 Electronic endoscope
11 Internal insertion part
12 Gripping operation unit
13 Universal tube
14 Connector part
15 Objective lens
16 Illumination lens
17 Air / water nozzle
18 Treatment instrument insertion port
19 AF motor
20 CCD
21 CCD drive circuit
22 CCD process circuit
23 A / D conversion circuit
24 Video signal processing circuit
25 D / A conversion circuit
26 color separation conversion circuit
27 RGB matrix circuit
28 microcomputer
29 Data switch
30 processor
31 Motor control circuit
32 Motor drive circuit
33 lamp light source
34 condenser lens
40 processor
50 Mode manual switching unit
60 TV monitor
100 Endoscope device
200 Endoscope device
L Focus lens
LG1 light guide (electronic endoscope side)
LG2 light guide (processor side)

Claims

In an automatic focus adjustment device that moves a focus lens to a focus position based on an AF evaluation value calculated by a predetermined calculation,
Image acquisition means for obtaining an image data group from a pixel group of the imaging means;
Evaluation value calculation means for calculating an AF evaluation value based on the image data group;
A normal mode for adjusting the focus of a subject that has not been colored and discolored, and a mode manual switching unit for manually switching and setting a dye mode for adjusting the focus of a colored or discolored subject,
The automatic focus adjustment device, wherein the evaluation value calculation means switches the calculation method of the AF evaluation value according to a mode set by the mode manual switching means.

2. The automatic focusing apparatus according to claim 1, wherein said evaluation value calculation means includes data conversion means for converting said image data group into an HSI data group, and calculates an AF evaluation value using said HSI data group. Adjustment device.

3. The automatic focusing apparatus according to claim 2, wherein the evaluation value calculation unit calculates an AF evaluation value using the brightness data group I of the HSI data group when the normal mode is set. Automatic focusing device.

4. The automatic focus adjustment apparatus according to claim 3, wherein the evaluation value calculating unit is configured to, when the normal mode is set, perform brightness data of each pixel and a vertical direction of the pixel for all pixels of the brightness data group I. An automatic focus adjustment device that calculates a difference between brightness data of pixels adjacent in a horizontal direction and a horizontal direction, further calculates the brightness difference by integrating the differences, and obtains the brightness difference as the AF evaluation value.

5. The automatic focus adjustment device according to claim 2, wherein the evaluation value calculation unit is configured to perform a hue data group H and a saturation data group of the HSI data group when the dye mode is set. 6. An automatic focus adjustment device that calculates an AF evaluation value using at least one of S.

6. The automatic focus adjustment device according to claim 5, wherein the evaluation value calculating unit is configured to determine, for each pixel of the hue data group H and the saturation data group S, each pixel when the dye mode is set. After calculating the difference between the hue data and the saturation data and the hue data and the saturation data of the pixel adjacent to the pixel in the vertical and horizontal directions, respectively, the differences are integrated to calculate the hue difference and the saturation difference. An automatic focus adjustment device for obtaining the sum of the hue difference and the saturation difference as the AF evaluation value.

6. The automatic focus adjustment device according to claim 5, wherein the evaluation value calculation unit is configured to determine, for the pixels in the hue data group H, the hue data of each pixel and the vertical direction of the pixel when the dye mode is set. An automatic focus adjustment device that calculates a difference between hue data of pixels adjacent in a horizontal direction and a horizontal direction, calculates a hue difference by integrating the differences, and obtains the hue difference as the AF evaluation value.

6. The automatic focus adjustment device according to claim 5, wherein the evaluation value calculation unit is configured to calculate, for the pixels in the saturation data group S, the saturation data of each pixel and the pixels when the dye mode is set. Calculating the difference between the saturation data of the pixels adjacent in the vertical and horizontal directions, further calculating the saturation difference by integrating the difference, and obtaining the saturation difference as the AF evaluation value. apparatus.

3. The automatic focus adjustment device according to claim 2, wherein the evaluation calculation unit calculates hue data, saturation data, and brightness data of each pixel in all the pixels of the HSI data group, and outputs the evaluation data in the horizontal direction and the vertical direction of the pixel. Differences between hue data, saturation data, and brightness data of adjacent pixels are calculated, and the differences are integrated for each data to calculate a hue difference, a saturation difference, and a brightness difference, and these hue differences, A value obtained by adding a weight to each of the saturation difference and the brightness difference and integrating them is used as the AF evaluation value,
An automatic focus adjustment device that changes weights of the hue difference, the saturation difference, and the lightness difference according to a mode set by the mode manual switching unit.

10. The automatic focus adjustment device according to claim 9, wherein the evaluation value calculating unit sets the weight of the brightness difference to be larger than the weight of the hue difference and the saturation difference when the normal mode is set. An AF evaluation value is calculated, and when the dye mode is set, the weight of one or both of the hue difference and the saturation difference is made larger than the weight of the lightness difference to calculate the AF evaluation value. Automatic focus adjustment device.

11. The automatic focus adjustment device according to claim 1, wherein the image data group obtained from the pixel group of the imaging unit by the image acquisition unit is an RGB image data group.

The auto-focusing apparatus according to claim 2, wherein the image data group obtained by the image acquisition unit from the pixel group of the imaging unit is a complementary color image data group, and the data conversion unit includes a pixel unit. An automatic focus adjustment device that performs color separation conversion of the complementary color image data group into RGB image data in units, and further converts the RGB image data group into an HSI data group.

In an automatic focus adjustment device that moves a focus lens to a focus position based on an AF evaluation value calculated by a predetermined calculation,
Image acquisition means for obtaining an RGB image data group from a pixel group of the imaging means;
Evaluation value calculation means for calculating an AF evaluation value based on the RGB image data group;
Mode manual switching means for manually switching and setting the focus adjustment mode,
The focus adjustment mode includes a first dye mode for adjusting the focus of a subject colored or discolored reddish brown, a second dye mode for adjusting the focus of a subject colored or discolored blue, and coloring and discoloring. Includes a normal mode to focus on non-subjects,
At the time of the AF evaluation value calculation, the R data group of the RGB image data group is used in the first dye mode, and the B data group of the RGB image data group is used in the second dye mode, An automatic focus adjustment apparatus, wherein a G data group of the RGB image data group is used in a normal mode.

14. The automatic focusing apparatus according to claim 13, wherein said image acquisition unit inputs a group of complementary color image data from an imaging unit, and performs color conversion of the group of complementary color image data on a pixel basis to obtain a group of RGB image data. apparatus.

15. The automatic focusing apparatus according to claim 1, wherein the operation from obtaining the image data group, calculating an AF evaluation value, and moving the focus lens based on the evaluation value. To repeatedly detect the maximum AF evaluation value, and move the focus lens to a lens position at which the maximum AF evaluation value is obtained.

The automatic focusing device according to claim 1, wherein the automatic focusing device is mounted on an electronic endoscope.