[发明专利]内窥镜装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种内窥镜装置，特别是涉及一种具备自动调焦功能的内窥镜装置。

背景技术

以往，在内窥镜装置中，为了装置的小型化而采用了低像素数的摄像元件，只通过缩小光学系统的光圈就能够获取景深充分广的图像。

近年来，摄像元件的微细像素化不断发展，能够在内窥镜装置中应用像素数多的摄像元件来进行更加详细的观察诊断。在这样的内窥镜装置中，当为了确保景深而将光学系统的光圈缩小过多时，由于衍射界限而使获取的图像的图像质量劣化。另一方面，当无法缩小光圈时，景深变窄。因此，提出了各种具有即使景深窄也自动对焦那样的自动调焦功能(以下，简称为“AF”)的内窥镜装置。

例如，在专利文献1中公开了一种使用亮度信息来驱动光圈或透镜的AF内窥镜。

专利文献1：日本特开2013-22262号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，在如专利文献1的内窥镜装置那样使用了亮度信息的AF中，其精度不足。也就是说，亮度所涉及的信息是同光学系统与被摄体之间的距离相关的信息，是能够在AF中使用的信息，但是在具有搏动的被摄体或具有凹凸的被摄体的情况下，不能说是高精度地进行AF所需的足够的信息。另外，对于内窥镜装置要求低侵入性，因此期望更加小型化。

本发明是鉴于上述的情况而完成的，目的在于在能够切换观察深度且能够获取详细的观察图像的内窥镜装置中使自动调焦精度提高。

用于解决问题的方案

为了达到上述目的，本发明提供以下的方法。

本发明的一个方式提供一种内窥镜装置，具备：光学系统，其具有调焦透镜；透镜驱动单元，其使所述调焦透镜沿光轴方向移动来切换观察深度；摄像单元，其将通过所述光学系统得到的被摄体的光学像获取为焦点位置互不相同的多个图像；移动方向决定单元，其基于所述多个图像来判定是否需要切换所述观察深度，在判定为需要切换该观察深度的情况下，基于所述图像来决定所述调焦透镜的移动方向；以及驱动控制单元，其对所述透镜驱动单元进行控制以使所述调焦透镜向所决定的所述移动方向移动。

根据本方式，通过由透镜驱动单元使光学系统的调焦透镜沿光轴方向移动，来一边适当地切换观察深度一边进行观察。在该情况下，通过摄像单元在调焦透镜处于光轴上的任意的位置时、即为任意的观察深度时将多个通过光学系统得到的光学像获取为互不相同的多个焦点位置的图像，由移动方向决定单元基于这些图像来判定是否需要切换观察深度。移动方向决定单元在进行调焦之前判定是否需要切换观察深度，因此无论是否为聚焦状态都能够抑制使调焦透镜移动等不需要的动作，能够使内窥镜装置的动作稳定。

另外，在由移动方向决定单元判定为需要切换观察深度的情况下，决定调焦透镜的移动方向，因此能够抑制调焦透镜的不需要的动作，并且即使在景深窄而难以进行调焦的情况下也能够高精度地进行调焦。

并且，是否需要切换观察深度的判定、调焦透镜的移动方向的决定是基于多个不同的焦点位置处的多个图像来进行的，因此能够活用这些多个图像的特性、也就是说对比度、亮度、频率成分等，从而能够高精度地进行调焦。因而，在能够切换观察深度且能够获取详细的观察图像的内窥镜装置中，能够使自动调焦精度提高。

在上述方式中，优选的是，还具备位置信息检测单元，该位置信息检测单元对表示获取到多个所述图像时的所述调焦透镜的位置的位置信息进行检测，所述移动方向决定单元分别计算多个所述图像的对比度，在计算出的各对比度小于根据所述位置信息预先设定的阈值的情况下，判定为需要切换观察深度。

获取的图像的特性根据调焦透镜的位置而不同，因此对表示获取到图像时的调焦透镜的位置的位置信息进行检测。另外，通过计算表示图像的特性的对比度并将对比度同与位置信息相应的阈值进行比较来判定是否需要切换观察深度，由此能够更高精度地判定是否需要切换观察深度。

在上述方式中，优选的是，所述移动方向决定单元在判定为需要切换观察深度的情况下，决定所述调焦透镜的移动方向以使得向从获取到与多个所述对比度中的作为最小值的对比度对应的图像的焦点位置朝向获取到与作为最大值的对比度对应的图像的焦点位置的方向切换观察深度。

通过上述那样，特别是在能够选择从放大观察到正常观察之间的多个观察深度的情况下，能够抑制调焦透镜的不需要的动作，并且即使在景深窄而难以进行调焦的情况下也能够高精度地进行调焦。