本發(fā)明涉及內(nèi)窺鏡裝置和內(nèi)窺鏡裝置的對(duì)焦控制方法等。

背景技術(shù)：

在內(nèi)窺鏡裝置(內(nèi)窺鏡系統(tǒng))中，要求不會(huì)對(duì)用戶的診斷/處置造成障礙的盡可能深的景深。但是，近年來(lái)，提出了如下的內(nèi)窺鏡裝置：在內(nèi)窺鏡裝置中也使用高像素的攝像元件，因此使景深變淺，所以，為了對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)償而進(jìn)行自動(dòng)對(duì)焦(以下簡(jiǎn)稱為af)。

在af控制的現(xiàn)有方法中，例如存在以下這種方法。第1方法是如下方法：在攝像機(jī)等中使用的動(dòng)態(tài)圖像拍攝的af中，將圖像中的對(duì)比度變化作為觸發(fā)來(lái)執(zhí)行對(duì)焦動(dòng)作。第2方法是專利文獻(xiàn)1所公開(kāi)的方法。在該方法中，利用運(yùn)動(dòng)傳感器檢測(cè)被攝體與照相機(jī)的相對(duì)位置變化，將該運(yùn)動(dòng)傳感器的輸出(例如角加速度、加速度等)成為規(guī)定量以上作為觸發(fā)來(lái)執(zhí)行對(duì)焦動(dòng)作。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開(kāi)2010-191080號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的課題

在將上述這種af控制的現(xiàn)有方法應(yīng)用于內(nèi)窺鏡裝置的情況下，存在如下課題：在內(nèi)窺鏡手術(shù)下想到的各種場(chǎng)景中，沒(méi)有根據(jù)需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)膶?duì)焦控制。例如，在內(nèi)窺鏡手術(shù)中應(yīng)用第1方法的情況下，由于處置器具的操作而使對(duì)比度變化，所以，可能執(zhí)行不必要的對(duì)焦動(dòng)作?；蛘?，在內(nèi)窺鏡手術(shù)中應(yīng)用第2方法的情況下，在使照相機(jī)向相同方向緩慢移動(dòng)時(shí)，雖然拍攝對(duì)象變化，但是，不執(zhí)行對(duì)焦動(dòng)作。并且，在產(chǎn)生手抖等暫時(shí)性較大運(yùn)動(dòng)的情況下，可能執(zhí)行不必要的對(duì)焦動(dòng)作。

根據(jù)本發(fā)明的幾個(gè)方式，能夠提供能夠在內(nèi)窺鏡手術(shù)下想到的各種場(chǎng)景中進(jìn)行適當(dāng)?shù)膶?duì)焦控制的內(nèi)窺鏡裝置和內(nèi)窺鏡裝置的對(duì)焦控制方法等。

用于解決課題的手段

本發(fā)明的一個(gè)方式涉及一種內(nèi)窺鏡裝置，所述內(nèi)窺鏡裝置包括：運(yùn)動(dòng)量計(jì)算部，其計(jì)算攝像部與被攝體之間的相對(duì)的運(yùn)動(dòng)量即相對(duì)運(yùn)動(dòng)量；以及對(duì)焦控制部，其進(jìn)行所述攝像部的對(duì)焦控制，所述對(duì)焦控制部求出累積了n幀(n為3以上(包含該值)的自然數(shù))的所述相對(duì)運(yùn)動(dòng)量而得到的累積運(yùn)動(dòng)量，進(jìn)行判定所述累積運(yùn)動(dòng)量是否大于第1閾值的對(duì)焦必要性判定處理，在判定為所述累積運(yùn)動(dòng)量大于所述第1閾值的情況下，執(zhí)行所述攝像部的對(duì)焦動(dòng)作。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方式，累積n幀的攝像部與被攝體之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)量，判定該累積運(yùn)動(dòng)量是否大于第1閾值，在該判定中判定為累積運(yùn)動(dòng)量大于第1閾值的情況下，執(zhí)行攝像部的對(duì)焦動(dòng)作。由此，能夠在內(nèi)窺鏡手術(shù)下想到的各種場(chǎng)景中進(jìn)行適當(dāng)?shù)膶?duì)焦控制。

并且，本發(fā)明的另一個(gè)方式涉及一種內(nèi)窺鏡裝置的對(duì)焦控制方法，計(jì)算攝像部與被攝體之間的相對(duì)的運(yùn)動(dòng)量即相對(duì)運(yùn)動(dòng)量，求出累積了n幀(n為3以上(包含該值)的自然數(shù))的所述相對(duì)運(yùn)動(dòng)量而得到的累積運(yùn)動(dòng)量，進(jìn)行判定所述累積運(yùn)動(dòng)量是否大于第1閾值的對(duì)焦必要性判定處理，在判定為所述累積運(yùn)動(dòng)量大于所述第1閾值的情況下，執(zhí)行所述攝像部的對(duì)焦動(dòng)作。

附圖說(shuō)明

圖1是內(nèi)窺鏡手術(shù)的說(shuō)明圖。

圖2是第1實(shí)施方式中的內(nèi)窺鏡裝置的結(jié)構(gòu)例。

圖3是第2實(shí)施方式中的內(nèi)窺鏡裝置的結(jié)構(gòu)例。

圖4是攝像元件的詳細(xì)結(jié)構(gòu)例。

圖5是光軸垂直運(yùn)動(dòng)的說(shuō)明圖。

圖6是光軸平行運(yùn)動(dòng)的說(shuō)明圖。

圖7是運(yùn)動(dòng)量計(jì)算部的詳細(xì)結(jié)構(gòu)例。

圖8是局部的運(yùn)動(dòng)矢量的例子。

圖9是二維直方圖的例子。

圖10是局部的運(yùn)動(dòng)矢量的例子。

圖11是計(jì)算光軸平行運(yùn)動(dòng)量的處理的流程圖。

圖12是判定光軸平行運(yùn)動(dòng)的方向的處理的說(shuō)明圖。

圖13是判定光軸平行運(yùn)動(dòng)的方向的處理的說(shuō)明圖。

圖14是對(duì)焦控制處理的流程圖。

圖15是與合焦物體位置對(duì)應(yīng)的閾值的設(shè)定例。

圖16是判定是否能夠進(jìn)行對(duì)焦動(dòng)作的處理的流程圖。

圖17是第3實(shí)施方式中的內(nèi)窺鏡裝置的結(jié)構(gòu)例。

具體實(shí)施方式

下面，對(duì)本實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。另外，以下說(shuō)明的本實(shí)施方式并不是不當(dāng)限定權(quán)利要求書(shū)所記載的本發(fā)明的內(nèi)容。并且，本實(shí)施方式中說(shuō)明的全部結(jié)構(gòu)不一定是本發(fā)明的必須結(jié)構(gòu)要件。

1.第1實(shí)施方式

如上所述，作為af控制的現(xiàn)有方法，例如存在將對(duì)比度變化用于觸發(fā)的第1方法、以及將運(yùn)動(dòng)傳感器的輸出成為規(guī)定量以上用于觸發(fā)的第2方法。考慮將這些現(xiàn)有方法應(yīng)用于內(nèi)窺鏡手術(shù)的情況。

如圖1所示，在使用內(nèi)窺鏡裝置2的手術(shù)下，使用處置器具4(例如電刀或鉗子等)對(duì)被攝體6(活體)進(jìn)行處置(例如病變的切除或縫合等)。在該內(nèi)窺鏡手術(shù)中應(yīng)用第1方法的情況下，圖像中不僅包含被攝體6，還包含處置器具4，該處置器具4由于用戶的操作而運(yùn)動(dòng)，所以，即使拍攝范圍或焦點(diǎn)沒(méi)有變化，也產(chǎn)生對(duì)比度變化?？赡苡捎谠撎幹闷骶?導(dǎo)致的對(duì)比度變化而執(zhí)行不必要的對(duì)焦動(dòng)作，在處置器具4的操作中很難進(jìn)行穩(wěn)定的af控制。

并且，在應(yīng)用第2方法的情況下，在運(yùn)動(dòng)傳感器的輸出小于規(guī)定量的運(yùn)動(dòng)中，不執(zhí)行對(duì)焦動(dòng)作，所以，即使成為未合焦，也可能不執(zhí)行對(duì)焦動(dòng)作。其結(jié)果是，例如在相同方向上連續(xù)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)傳感器的輸出小于規(guī)定量的運(yùn)動(dòng)的情況下，雖然拍攝范圍大幅移動(dòng)(或從景深偏離)，但是不執(zhí)行對(duì)焦動(dòng)作。并且，在由于手抖等原因而產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)傳感器的輸出瞬間成為規(guī)定量以上的運(yùn)動(dòng)的情況下，雖然拍攝范圍實(shí)質(zhì)上沒(méi)有變化(或未從景深偏離)，但是執(zhí)行對(duì)焦動(dòng)作。當(dāng)執(zhí)行這種非用戶想要的對(duì)焦動(dòng)作時(shí)，可能損害使用感。

如上所述，在現(xiàn)有的af控制方法中，存在在內(nèi)窺鏡手術(shù)下想到的各種場(chǎng)景中執(zhí)行不必要的對(duì)焦動(dòng)作這樣的課題或不執(zhí)行必要的對(duì)焦動(dòng)作這樣的課題。

圖2中示出能夠解決上述課題的本實(shí)施方式的內(nèi)窺鏡裝置的結(jié)構(gòu)例。內(nèi)窺鏡裝置包括攝像部200、計(jì)算攝像部200與被攝體之間的相對(duì)的運(yùn)動(dòng)量即相對(duì)運(yùn)動(dòng)量的運(yùn)動(dòng)量計(jì)算部340、進(jìn)行攝像部200的對(duì)焦控制的對(duì)焦控制部350(af控制部)。另外，也可以將攝像部200構(gòu)成為能夠相對(duì)于內(nèi)窺鏡裝置進(jìn)行拆裝，內(nèi)窺鏡裝置構(gòu)成為不包含攝像部200。

對(duì)焦控制部350求出累積了n幀(n為3以上(包含該值)的自然數(shù))的相對(duì)運(yùn)動(dòng)量而得到的累積運(yùn)動(dòng)量，進(jìn)行判定該累積運(yùn)動(dòng)量是否大于第1閾值的對(duì)焦必要性判定處理，在判定為累積運(yùn)動(dòng)量大于第1閾值的情況下，執(zhí)行攝像部200的對(duì)焦動(dòng)作。

這樣，通過(guò)使用累積運(yùn)動(dòng)量，能夠在內(nèi)窺鏡手術(shù)下想到的各種場(chǎng)景中根據(jù)需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)膶?duì)焦控制。即，作為內(nèi)窺鏡裝置的被攝體，例如能夠想到活體和處置器具，但是，需要對(duì)焦動(dòng)作的情況是活體的拍攝范圍移動(dòng)的情況、或者活體或處置器具從景深偏離的情況等。相反，當(dāng)未處于這些狀況時(shí)執(zhí)行對(duì)焦動(dòng)作的情況下，焦點(diǎn)暫時(shí)變化，視覺(jué)辨認(rèn)性降低。例如，在進(jìn)行處置的期間內(nèi)對(duì)處置器具進(jìn)行操作而不移動(dòng)拍攝范圍，但是，此時(shí)若焦點(diǎn)變化，則對(duì)處置造成障礙。根據(jù)本實(shí)施方式，能夠在活體的拍攝范圍移動(dòng)的情況下、或者活體或處置器具從景深偏離的情況下等需要對(duì)焦動(dòng)作時(shí)，執(zhí)行對(duì)焦動(dòng)作。相反，在僅處置器具運(yùn)動(dòng)的情況下等不需要對(duì)焦動(dòng)作時(shí)，不執(zhí)行對(duì)焦動(dòng)作。

具體而言，在由于處置器具的操作而使圖像的對(duì)比度變化的情況下，通過(guò)將運(yùn)動(dòng)量用于觸發(fā)，也能夠?qū)崿F(xiàn)不受處置器具的操作影響的對(duì)焦控制。并且，在相同方向的較小移動(dòng)持續(xù)的情況下，通過(guò)對(duì)運(yùn)動(dòng)量進(jìn)行累積，作為較大運(yùn)動(dòng)量進(jìn)行檢測(cè)(即檢測(cè)拍攝范圍的移動(dòng)或焦點(diǎn)模糊)，也能夠執(zhí)行對(duì)焦動(dòng)作。并且，在存在瞬間的較大運(yùn)動(dòng)的情況下，如果除此以外的運(yùn)動(dòng)較小，則累積運(yùn)動(dòng)量較小(即，能夠判斷為不會(huì)引起拍攝范圍的移動(dòng)或焦點(diǎn)模糊)，所以，也能夠抑制非用戶想要的對(duì)焦動(dòng)作。并且，通過(guò)對(duì)運(yùn)動(dòng)量進(jìn)行累積，能夠期待隨機(jī)運(yùn)動(dòng)的平均化。例如，想到在處置器具的運(yùn)動(dòng)中，與一定方向的運(yùn)動(dòng)持續(xù)的情況相比，隨機(jī)運(yùn)動(dòng)較多。因此，處置器具的運(yùn)動(dòng)量由于累積而減小，在活體的拍攝范圍內(nèi)存在一定方向的運(yùn)動(dòng)(攝像部與活體之間的在一定方向上的相對(duì)運(yùn)動(dòng))的情況下，活體的累積運(yùn)動(dòng)量增大。

并且，在檢測(cè)拍攝范圍的移動(dòng)或朝向景深外的移動(dòng)這種較大移動(dòng)的情況下，很難根據(jù)其前后的幀的(即n幀間隔的)圖像進(jìn)行匹配。在本實(shí)施方式中，以較小間隔(例如幀間)檢測(cè)相對(duì)運(yùn)動(dòng)量，通過(guò)對(duì)其進(jìn)行累積，能夠檢測(cè)較大移動(dòng)。

這里，運(yùn)動(dòng)量是根據(jù)攝像部200與被攝體之間的相對(duì)位置的變化(例如不改變照相機(jī)的光軸方向的移動(dòng))或相對(duì)朝向的變化(例如照相機(jī)的光軸方向變化的旋轉(zhuǎn)(搖攝、傾斜))而變化的量。例如，在根據(jù)圖像檢測(cè)運(yùn)動(dòng)矢量的情況下，根據(jù)攝像部200的移動(dòng)或旋轉(zhuǎn)，運(yùn)動(dòng)矢量的大小或朝向變化?；蛘?，在使用運(yùn)動(dòng)傳感器的情況下，得到與攝像部200的移動(dòng)或旋轉(zhuǎn)對(duì)應(yīng)的加速度、角加速度、角速度等。運(yùn)動(dòng)量是表示運(yùn)動(dòng)的大小的信息和朝向的信息的量，或者，也可以是表示運(yùn)動(dòng)的大小的信息和朝向的信息中的一方的量。例如，在后述光軸平行運(yùn)動(dòng)量中，對(duì)接近、離開(kāi)、不存在運(yùn)動(dòng)分配“+1”、“-1”、“0”，成為表示沿著光軸方向的運(yùn)動(dòng)的朝向的量。在本實(shí)施方式中，優(yōu)選運(yùn)動(dòng)量至少包含運(yùn)動(dòng)的朝向的信息。運(yùn)動(dòng)量包含朝向的信息，由此，朝向一定方向的運(yùn)動(dòng)被累積，能夠檢測(cè)攝像部200與被攝體之間的相對(duì)移動(dòng)(即拍攝范圍的移動(dòng)以及朝向景深外的移動(dòng))。

并且，第1閾值是用于檢測(cè)累積運(yùn)動(dòng)量所表示的攝像部200與被攝體之間的相對(duì)移動(dòng)的閾值。即，相對(duì)運(yùn)動(dòng)量是比n幀短的間隔的運(yùn)動(dòng)量(例如幀間的運(yùn)動(dòng)量)，對(duì)其進(jìn)行累積(例如相加、積分)而得到的值是累積運(yùn)動(dòng)量。因此，累積運(yùn)動(dòng)量表示比相對(duì)運(yùn)動(dòng)量長(zhǎng)的間隔的運(yùn)動(dòng)(即n幀之間的移動(dòng)量)。例如，相對(duì)運(yùn)動(dòng)量對(duì)應(yīng)于運(yùn)動(dòng)的速度，對(duì)其進(jìn)行積分而得到的移動(dòng)量(距離或方向)對(duì)應(yīng)于累積運(yùn)動(dòng)量。通過(guò)對(duì)該累積運(yùn)動(dòng)量進(jìn)行閾值判定，能夠判定移動(dòng)量。例如，作為第1閾值，能夠采用與圖像尺寸的1/3或1/2相當(dāng)?shù)闹?。該情況下，在被攝體在圖像上移動(dòng)了圖像尺寸的1/3或1/2的情況下(即拍攝范圍移動(dòng)的情況下)執(zhí)行對(duì)焦動(dòng)作?；蛘?，作為第1閾值，能夠采用與景深相當(dāng)?shù)闹怠Ｔ撉闆r下，在被攝體從景深偏離的情況下執(zhí)行對(duì)焦動(dòng)作。另外，累積運(yùn)動(dòng)量不限于準(zhǔn)確表示移動(dòng)大小的情況下的量，也可以是作為移動(dòng)大小的基準(zhǔn)的量。例如，也可以對(duì)運(yùn)動(dòng)的朝向的信息(例如，對(duì)接近、離開(kāi)、不存在運(yùn)動(dòng)分配“+1”、“-1”、“0”而得到的運(yùn)動(dòng)量)進(jìn)行累積。

并且，n幀是對(duì)相對(duì)運(yùn)動(dòng)量進(jìn)行累積的幀數(shù)，n不限于固定的數(shù)，也可以是變化的數(shù)。例如，如第2實(shí)施方式中在后面敘述的那樣，也可以對(duì)某個(gè)基準(zhǔn)幀以后的相對(duì)運(yùn)動(dòng)量進(jìn)行累積。該情況下，從基準(zhǔn)幀起，第3幀成為n＝3，第10幀成為n＝10?；蛘?，也可以設(shè)n為規(guī)定數(shù)，對(duì)從當(dāng)前幀到n幀前的相對(duì)運(yùn)動(dòng)量進(jìn)行累積。該情況下，即使當(dāng)前幀變化，也是n＝規(guī)定數(shù)。

并且，對(duì)焦控制包含對(duì)焦點(diǎn)進(jìn)行調(diào)整的對(duì)焦動(dòng)作、不移動(dòng)焦點(diǎn)的待機(jī)狀態(tài)、它們之間的轉(zhuǎn)變控制等，對(duì)焦控制是指對(duì)攝像部的對(duì)焦進(jìn)行控制的處理的整體。對(duì)焦動(dòng)作是合焦于被攝體的一連串動(dòng)作，例如能夠使用對(duì)比度法(登山法)、根據(jù)顫動(dòng)來(lái)判定合焦方向的方法等。

2.第2實(shí)施方式

2.1.內(nèi)窺鏡裝置

圖3中示出第2實(shí)施方式的內(nèi)窺鏡裝置(內(nèi)窺鏡系統(tǒng))的結(jié)構(gòu)例。內(nèi)窺鏡裝置具有向體內(nèi)插入的插入部即硬性鏡100、與硬性鏡100連接的攝像部200、處理部300、顯示部400、外部i/f部500、光源部600。

使用硬性鏡100的內(nèi)窺鏡裝置例如是腹腔鏡手術(shù)等外科手術(shù)中使用的內(nèi)窺鏡裝置。即，在活體的腹部等開(kāi)設(shè)小孔，從該小孔插入硬性鏡100，從同一小孔或其他小孔插入處置器具，在硬性鏡100的視野內(nèi)進(jìn)行利用處置器具的外科處置。作為處置器具，例如想到手術(shù)刀、鉗子、縫合用的針/線、清洗用的注水/吸水器具等各種器具。另外，本實(shí)施方式的對(duì)焦控制的方法不限于應(yīng)用于使用硬性鏡100的內(nèi)窺鏡裝置，也可以應(yīng)用于使用軟性鏡的內(nèi)窺鏡裝置。

光源部600具有產(chǎn)生白色光的白色光源610、以及將來(lái)自白色光源610的出射光引導(dǎo)至硬性鏡100的光導(dǎo)纜線620。硬性鏡100具有構(gòu)成為包含成像透鏡、中繼透鏡、目鏡等的透鏡系統(tǒng)110；以及將來(lái)自光導(dǎo)纜線620的出射光引導(dǎo)到硬性鏡100的前端的導(dǎo)光部120。攝像部200具有使來(lái)自透鏡系統(tǒng)110的光(來(lái)自被攝體的反射光)成像的物鏡系統(tǒng)230。物鏡系統(tǒng)230構(gòu)成為包含對(duì)合焦物體位置進(jìn)行調(diào)整的對(duì)焦透鏡210。并且，攝像部200具有對(duì)由物鏡系統(tǒng)230成像的反射光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換而生成圖像的攝像元件240、以及對(duì)對(duì)焦透鏡210進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的對(duì)焦透鏡驅(qū)動(dòng)部220。對(duì)焦透鏡驅(qū)動(dòng)部220例如是音圈馬達(dá)(vcm)。

另外，合焦物體位置是攝像部200所對(duì)焦的物體(被攝體)的位置。具體而言，在物鏡系統(tǒng)230中對(duì)應(yīng)于像面(或像側(cè)焦點(diǎn))來(lái)決定合焦物體面(或物體側(cè)焦點(diǎn))，但是，該像面與攝像元件240的攝像面一致的情況下的合焦物體面的位置是合焦物體位置。合焦物體位置是攝像部200與合焦物體面之間的相對(duì)位置，例如利用從攝像部200的基準(zhǔn)點(diǎn)(例如物鏡系統(tǒng)230的前端、硬性鏡100的前端等)到合焦物體面(在光學(xué)系統(tǒng)的物體側(cè)對(duì)焦的面)的距離表示。例如，能夠根據(jù)對(duì)焦透鏡210的控制信息(位置)和物鏡系統(tǒng)230的光學(xué)特性(設(shè)計(jì)值)得知合焦物體位置。

使用圖4對(duì)本實(shí)施方式中的攝像元件240進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。圖4是放大了攝像元件240的一部分的圖。攝像元件240在呈二維排列狀配置多個(gè)像素的構(gòu)造中，以拜耳排列在各像素中配置rgb中的任意一方的濾色器。關(guān)于攝像元件240，除了具有由圖4所示的拜耳排列構(gòu)成的濾色器的攝像元件以外，例如還可以是使用補(bǔ)色濾色器的攝像元件、不使用濾色器而能夠利用一個(gè)像素接收不同波長(zhǎng)的光的層疊型攝像元件、不使用濾色器的單色攝像元件等，只要是對(duì)被攝體進(jìn)行攝像而得到圖像的元件即可，能夠使用任意的攝像元件。

處理部300具有ad轉(zhuǎn)換部310、預(yù)處理部320、圖像處理部330、運(yùn)動(dòng)量計(jì)算部340、對(duì)焦控制部350、控制部360。ad轉(zhuǎn)換部310將從攝像元件240依次輸出的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字圖像，依次輸出到預(yù)處理部320。預(yù)處理部320對(duì)從ad轉(zhuǎn)換部310輸出的圖像實(shí)施白平衡處理、插值處理(去馬賽克處理、根據(jù)拜耳圖像生成rgb圖像的處理)等圖像處理，將該圖像依次輸出到圖像處理部330、運(yùn)動(dòng)量計(jì)算部340、對(duì)焦控制部350。圖像處理部330對(duì)從預(yù)處理部320輸出的圖像實(shí)施顏色轉(zhuǎn)換處理、灰度轉(zhuǎn)換處理、邊緣強(qiáng)調(diào)處理、放大縮小處理、噪聲降低處理等圖像處理，將該圖像依次輸出到顯示部400。運(yùn)動(dòng)量計(jì)算部340根據(jù)從預(yù)處理部320輸出的圖像計(jì)算幀間的運(yùn)動(dòng)量，將該運(yùn)動(dòng)量輸出到對(duì)焦控制部350。運(yùn)動(dòng)量計(jì)算部340在后面詳細(xì)敘述。對(duì)焦控制部350根據(jù)從運(yùn)動(dòng)量計(jì)算部340輸出的運(yùn)動(dòng)量對(duì)對(duì)焦動(dòng)作的開(kāi)始/結(jié)束進(jìn)行控制，使對(duì)焦透鏡驅(qū)動(dòng)部220進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，以在對(duì)焦動(dòng)作中合焦于被攝體。對(duì)焦控制部350在后面詳細(xì)敘述。顯示部400例如是液晶監(jiān)視器，顯示從圖像處理部330依次輸出的圖像。

控制部360與外部i/f部500、圖像處理部330、對(duì)焦控制部350、攝像元件240等相互連接，進(jìn)行控制信號(hào)的輸入輸出。外部i/f部500是用于由用戶對(duì)內(nèi)窺鏡裝置進(jìn)行輸入等的接口，例如構(gòu)成為包含用于設(shè)定af區(qū)域的位置和尺寸的設(shè)定按鈕、用于調(diào)整圖像處理的參數(shù)的調(diào)整按鈕等。

2.2.運(yùn)動(dòng)量計(jì)算部

接著，對(duì)運(yùn)動(dòng)量計(jì)算部340進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。運(yùn)動(dòng)量計(jì)算部340根據(jù)從預(yù)處理部320輸出的圖像，計(jì)算被攝體上的關(guān)注部位的移動(dòng)(圖5)作為光軸垂直運(yùn)動(dòng)量，計(jì)算被攝體與攝像部200之間的距離變化(圖6)作為光軸平行運(yùn)動(dòng)量。光軸垂直運(yùn)動(dòng)量是表示圖像中的朝向上下左右方向的關(guān)注部位(視野、拍攝范圍)的位置變化的量。光軸平行運(yùn)動(dòng)量是表示進(jìn)深方向(沿著光軸的方向)上的攝像部200與被攝體之間的相對(duì)位置變化的量。下面，運(yùn)動(dòng)量是指光軸垂直運(yùn)動(dòng)量和光軸平行運(yùn)動(dòng)量雙方，但是，也可以使用任意一方作為運(yùn)動(dòng)量。并且，下面，為了便于說(shuō)明，運(yùn)動(dòng)量計(jì)算部340僅將從預(yù)處理部320輸出的圖像的g信號(hào)作為處理對(duì)象，但是，也可以適當(dāng)進(jìn)行將根據(jù)rgb信號(hào)計(jì)算出的亮度信號(hào)作為處理對(duì)象等的變形。

圖7中示出運(yùn)動(dòng)量計(jì)算部340的詳細(xì)結(jié)構(gòu)例。運(yùn)動(dòng)量計(jì)算部340具有幀存儲(chǔ)器341、運(yùn)動(dòng)矢量計(jì)算部342、光軸垂直運(yùn)動(dòng)量計(jì)算部343、光軸平行運(yùn)動(dòng)量計(jì)算部344。

幀存儲(chǔ)器341是暫時(shí)存儲(chǔ)從預(yù)處理部320輸出的圖像的存儲(chǔ)器。幀存儲(chǔ)器341對(duì)從預(yù)處理部320輸出的圖像進(jìn)行幀延遲，將其輸出到運(yùn)動(dòng)矢量計(jì)算部342。運(yùn)動(dòng)矢量計(jì)算部342計(jì)算從預(yù)處理部320輸出的圖像(當(dāng)前幀的圖像)與從幀存儲(chǔ)器341輸出的幀延遲后的圖像(過(guò)去幀的圖像)之間的運(yùn)動(dòng)矢量。運(yùn)動(dòng)矢量的基準(zhǔn)是當(dāng)前幀的圖像。具體而言，如圖8所示，在圖像im中的多個(gè)點(diǎn)求出局部的運(yùn)動(dòng)矢量ve。例如利用作為公知技術(shù)的塊匹配法或梯度法來(lái)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)矢量的計(jì)算。另外，在圖8中，計(jì)算圖像im上等間隔設(shè)定的點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)矢量ve，但是，運(yùn)動(dòng)矢量的計(jì)算方法不限于此。例如，也可以適當(dāng)進(jìn)行在圖像的全部像素中計(jì)算運(yùn)動(dòng)矢量等的變形。

光軸垂直運(yùn)動(dòng)量計(jì)算部343根據(jù)從運(yùn)動(dòng)矢量計(jì)算部342輸出的運(yùn)動(dòng)矢量vi(i＝0～m-1)計(jì)算光軸垂直運(yùn)動(dòng)量mv(光軸垂直運(yùn)動(dòng)矢量)。具體而言，利用下式(1)進(jìn)行計(jì)算。

m是局部的運(yùn)動(dòng)矢量的總數(shù)(在圖8的例子中為m＝15)。通過(guò)對(duì)全部(m個(gè))運(yùn)動(dòng)矢量進(jìn)行平均化，計(jì)算圖像整體的全局運(yùn)動(dòng)量作為光軸垂直運(yùn)動(dòng)量mv。

另外，作為光軸垂直運(yùn)動(dòng)量mv的計(jì)算方法，也可以使用以下的變形例。在第1變形例中，也可以針對(duì)各運(yùn)動(dòng)矢量判定與位于周邊的運(yùn)動(dòng)矢量之間有無(wú)相關(guān)度，僅根據(jù)判定為存在相關(guān)度的運(yùn)動(dòng)矢量計(jì)算光軸垂直運(yùn)動(dòng)量mv。具體而言，利用下式(2)、(3)進(jìn)行計(jì)算。

與周邊的運(yùn)動(dòng)矢量之間的相關(guān)度例如是矢量間的差分的大小。如果該差分的大小小于規(guī)定閾值，則判定為存在相關(guān)度，如果不是這樣，則判定為不存在相關(guān)度。例如，在設(shè)周邊的運(yùn)動(dòng)矢量為上下左右4個(gè)運(yùn)動(dòng)矢量的情況下，對(duì)該上下左右的各運(yùn)動(dòng)矢量進(jìn)行閾值判定。例如，可以是如果4個(gè)中的一個(gè)差分的大小為規(guī)定閾值以上，則判定為不存在相關(guān)度，也可以是如果4個(gè)中的2個(gè)或3個(gè)以上(包含該值)的差分的大小為規(guī)定閾值以上，則判定為不存在相關(guān)度。在m個(gè)運(yùn)動(dòng)矢量中不存在判定為存在相關(guān)度的運(yùn)動(dòng)矢量的情況下，判定為不存在光軸垂直運(yùn)動(dòng)，設(shè)光軸垂直運(yùn)動(dòng)量mv為零矢量進(jìn)行以后的處理。

在運(yùn)動(dòng)矢量vi中，除了被攝體上的關(guān)注部位的移動(dòng)所引起的運(yùn)動(dòng)矢量以外，例如還包含手術(shù)中的鉗子操作這樣的外界干擾所引起的運(yùn)動(dòng)矢量。外界干擾所引起的運(yùn)動(dòng)矢量與周邊的運(yùn)動(dòng)矢量之間不存在相關(guān)度。如上式(2)、(3)所示，根據(jù)與周邊的運(yùn)動(dòng)矢量之間有無(wú)相關(guān)度來(lái)排除外界干擾所引起的運(yùn)動(dòng)矢量，由此，能夠高精度地計(jì)算(即去除了處置器具引起的外界干擾后的活體與攝像部之間的)光軸垂直運(yùn)動(dòng)量mv。

在第2變形例中，也可以根據(jù)m個(gè)運(yùn)動(dòng)矢量生成圖9所示的朝向和大小的二維直方圖，根據(jù)該二維直方圖計(jì)算光軸垂直運(yùn)動(dòng)量mv。在圖9中，將運(yùn)動(dòng)矢量的朝向量化為9個(gè)(大小零和8個(gè)方向)，將運(yùn)動(dòng)矢量的大小量化為11個(gè)(利用像素?cái)?shù)表示大小，每8個(gè)像素)。將該二維直方圖中與度數(shù)最大的條(ビン)對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)矢量設(shè)為光軸垂直運(yùn)動(dòng)量mv。在圖9中，在朝右中，大小8～15的度數(shù)11最大，所以采用該運(yùn)動(dòng)矢量。大小例如設(shè)為8～15的中央(例如12)即可。

圖9使圖8的15個(gè)運(yùn)動(dòng)矢量成為二維直方圖。根據(jù)圖8可知，在圖像im的大部分中映出活體，但是，關(guān)于移動(dòng)被攝體上的關(guān)注部位的運(yùn)動(dòng)，活體的運(yùn)動(dòng)矢量(朝右的運(yùn)動(dòng)矢量)大致相同。因此，在移動(dòng)了被攝體上的關(guān)注部位的情況下，其運(yùn)動(dòng)矢量的大部分(15個(gè)中的11個(gè))的朝向/大小均相似。該活體的運(yùn)動(dòng)矢量在圖9的直方圖中對(duì)應(yīng)于度數(shù)11的條。另一方面，由于處置器具等的外界干擾而引起的運(yùn)動(dòng)矢量(朝向右上、朝向左下的運(yùn)動(dòng)矢量)在m個(gè)運(yùn)動(dòng)矢量中占據(jù)的個(gè)數(shù)較少(15個(gè)中的4個(gè))。并且，由外界干擾而引起的運(yùn)動(dòng)矢量的朝向和大小與活體的運(yùn)動(dòng)矢量不同。該外界干擾的運(yùn)動(dòng)矢量在圖9的直方圖中對(duì)應(yīng)于度數(shù)2的2個(gè)條。由此，通過(guò)使用二維直方圖中成為最大度數(shù)的條，能夠排除外界干擾的影響來(lái)計(jì)算光軸垂直運(yùn)動(dòng)量mv。

光軸平行運(yùn)動(dòng)量計(jì)算部344根據(jù)從運(yùn)動(dòng)矢量計(jì)算部342輸出的運(yùn)動(dòng)矢量計(jì)算光軸平行運(yùn)動(dòng)量mh。圖10中示出存在光軸平行運(yùn)動(dòng)的情況下的局部的運(yùn)動(dòng)矢量ve的例子。這是攝像部從被攝體離開(kāi)的情況下的例子。在存在光軸平行運(yùn)動(dòng)時(shí)，在理想情況下延長(zhǎng)了運(yùn)動(dòng)矢量而成的直線收斂于1點(diǎn)(消失點(diǎn)vp)。在圖10中，存在處置器具導(dǎo)致的外界干擾，所以未收斂于1點(diǎn)，但是，如果將其去除，則在理想情況下收斂于1點(diǎn)。如果在延長(zhǎng)了運(yùn)動(dòng)矢量的始點(diǎn)的一側(cè)存在消失點(diǎn)，則是從被攝體離開(kāi)(離開(kāi)的方向)的運(yùn)動(dòng)。該情況下，運(yùn)動(dòng)矢量從消失點(diǎn)朝向外側(cè)。另一方面，如果在延長(zhǎng)了運(yùn)動(dòng)矢量的終點(diǎn)的一側(cè)存在消失點(diǎn)，則是接近被攝體(接近的方向)的運(yùn)動(dòng)。該情況下，運(yùn)動(dòng)矢量針對(duì)消失點(diǎn)朝向內(nèi)側(cè)。如上所述，以當(dāng)前幀為基準(zhǔn)而求出相對(duì)于過(guò)去幀的運(yùn)動(dòng)矢量，所以，對(duì)應(yīng)于離開(kāi)/接近，運(yùn)動(dòng)矢量朝外/朝內(nèi)。另外，也可以以過(guò)去幀為基準(zhǔn)而求出相對(duì)于當(dāng)前幀的運(yùn)動(dòng)矢量，對(duì)應(yīng)于離開(kāi)/接近，運(yùn)動(dòng)矢量朝內(nèi)/朝外。

圖11中示出計(jì)算光軸平行運(yùn)動(dòng)量mh的處理的流程圖。開(kāi)始進(jìn)行該處理后，首先決定消失點(diǎn)(s1)。在存在光軸平行運(yùn)動(dòng)時(shí)，在理想情況下延長(zhǎng)了運(yùn)動(dòng)矢量而成的直線與消失點(diǎn)之間的距離為零。實(shí)際上，由于運(yùn)動(dòng)矢量的量化精度有限、或者存在處置器具等的外界干擾，所以，延長(zhǎng)了運(yùn)動(dòng)矢量而成的直線與消失點(diǎn)之間的距離不為零。因此，設(shè)從延長(zhǎng)了m個(gè)運(yùn)動(dòng)矢量vi(i＝0～m-1)而成的直線起的距離的總和最小的點(diǎn)為消失點(diǎn)。

接著，判定是否存在光軸平行運(yùn)動(dòng)，在判定為存在光軸平行運(yùn)動(dòng)的情況下，判定是離開(kāi)/接近的哪個(gè)運(yùn)動(dòng)(s2)。根據(jù)消失點(diǎn)的可靠性來(lái)判定是否存在光軸平行運(yùn)動(dòng)。關(guān)于消失點(diǎn)的可靠性，如果上述距離總和是較小的值，則能夠判定為可靠性較高，所以，在距離總和為規(guī)定閾值以下的情況下，判定為消失點(diǎn)的可靠性較高，判定為存在光軸平行運(yùn)動(dòng)。在距離總和大于規(guī)定閾值的情況下，判定為消失點(diǎn)的可靠性較低，判定為不存在光軸平行運(yùn)動(dòng)。在判定為存在光軸平行運(yùn)動(dòng)的情況下，根據(jù)各運(yùn)動(dòng)矢量的方向是消失點(diǎn)側(cè)還是相反側(cè)，判定光軸平行運(yùn)動(dòng)的朝向(離開(kāi)/接近)。在該光軸平行運(yùn)動(dòng)的朝向的判定中離開(kāi)/接近均無(wú)法判定的情況下，判定為不存在光軸平行運(yùn)動(dòng)。

接著，根據(jù)步驟s2的判定結(jié)果，輸出如下式(4)那樣設(shè)定的光軸平行運(yùn)動(dòng)量mh(s3)。

作為步驟s2中的離開(kāi)/接近的判定方法，例如使用以下方法。即，如圖12所示，根據(jù)運(yùn)動(dòng)矢量vi(i＝0～m-1)與對(duì)應(yīng)矢量li所成的角度(arg(vi)-arg(li))來(lái)判定離開(kāi)/接近。li是將運(yùn)動(dòng)矢量vi的始點(diǎn)sp作為始點(diǎn)、將消失點(diǎn)vp作為終點(diǎn)的矢量。arg(x)是返回矢量x的偏角的函數(shù)。

具體而言，通過(guò)下式(5)對(duì)m個(gè)運(yùn)動(dòng)矢量進(jìn)行分類(lèi)。圖13示出下式(5)的示意圖。將m個(gè)運(yùn)動(dòng)矢量的分類(lèi)結(jié)果中的分類(lèi)數(shù)最多的結(jié)果設(shè)為光軸平行運(yùn)動(dòng)的判定結(jié)果。在存在多個(gè)分類(lèi)數(shù)最多的分類(lèi)的情況下，判定為不存在光軸平行運(yùn)動(dòng)。例如，在圖10中，11個(gè)活體的運(yùn)動(dòng)矢量被分類(lèi)為離開(kāi)，4個(gè)處置器具的運(yùn)動(dòng)矢量被分類(lèi)為接近或不存在運(yùn)動(dòng)，所以，判定結(jié)果為離開(kāi)。

這里，t_arg_f是與離開(kāi)的運(yùn)動(dòng)對(duì)應(yīng)的閾值。t_arg_f是與接近的運(yùn)動(dòng)對(duì)應(yīng)的閾值。如果是離開(kāi)的運(yùn)動(dòng)，則運(yùn)動(dòng)矢量朝向與消失點(diǎn)相反的方向，所以，arg(vi)-arg(li)接近±π。如果是接近的運(yùn)動(dòng)，則運(yùn)動(dòng)矢量朝向消失點(diǎn)的方向，所以，arg(vi)-arg(li)接近0。因此，能夠通過(guò)上式(5)判定光軸平行運(yùn)動(dòng)的有無(wú)和方向。

另外，作為離開(kāi)/接近的判定方法，也可以使用以下的變形例。即，也可以如下式(6)、(7)那樣通過(guò)運(yùn)動(dòng)矢量vi與矢量li的內(nèi)積來(lái)判定離開(kāi)/接近。

-1≤t_pro_f＜0＜t_pro_n≤+1(7)

這里，vi·li是運(yùn)動(dòng)矢量vi與矢量li的內(nèi)積。|x|是矢量x的大小。t_pro_f是與離開(kāi)的運(yùn)動(dòng)對(duì)應(yīng)的內(nèi)積的閾值。t_pro_n是與接近的運(yùn)動(dòng)對(duì)應(yīng)的內(nèi)積的閾值。如果是離開(kāi)的運(yùn)動(dòng)，則運(yùn)動(dòng)矢量的方向成為與消失點(diǎn)相反的方向，所以，(vi·li)/|vi||li|接近-1。如果是接近的運(yùn)動(dòng)，則運(yùn)動(dòng)矢量的方向成為消失點(diǎn)側(cè)，所以，vi·li/|vi||li|接近+1。因此，能夠通過(guò)上式(6)、(7)判定光軸平行運(yùn)動(dòng)的有無(wú)和方向。

并且，作為計(jì)算光軸平行運(yùn)動(dòng)量的方法，也可以使用以下的變形例。即，與上式(2)、(3)中說(shuō)明的方法同樣，也可以判定與周邊的運(yùn)動(dòng)矢量之間的相關(guān)度，根據(jù)判定為存在相關(guān)度的運(yùn)動(dòng)矢量計(jì)算光軸平行運(yùn)動(dòng)量mh。根據(jù)圖10可知，在存在光軸平行運(yùn)動(dòng)的情況下，在活體的部分(相關(guān)度較高的部分)中，周邊的運(yùn)動(dòng)矢量的朝向也稍微不同。因此，可以使光軸平行運(yùn)動(dòng)的相關(guān)度判定用的閾值大于光軸垂直運(yùn)動(dòng)的相關(guān)度判定用的閾值。

并且，至此說(shuō)明了根據(jù)運(yùn)動(dòng)矢量計(jì)算光軸平行運(yùn)動(dòng)量的方法，但是，計(jì)算光軸平行運(yùn)動(dòng)量的方法不限于此。例如，也可以使用旋轉(zhuǎn)不變相位限定相關(guān)度法(ripoc)，根據(jù)圖像計(jì)算光軸平行運(yùn)動(dòng)量。該情況下，以當(dāng)前時(shí)刻取得的圖像為基準(zhǔn)，如果幀存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的圖像被放大，則判定為離開(kāi)的運(yùn)動(dòng)，如果縮小，則判定為接近的運(yùn)動(dòng)，如果倍率沒(méi)有變化，則判定為不存在光軸平行運(yùn)動(dòng)。

2.3.對(duì)焦控制部

接著，詳細(xì)說(shuō)明對(duì)焦控制部350進(jìn)行的對(duì)焦控制(af控制)。

圖14中示出對(duì)焦控制的流程圖。在該流程中，上述對(duì)焦動(dòng)作相當(dāng)于步驟s11～s13。

對(duì)焦控制部350首先判別合焦方向(s11)。具體而言，與從ad轉(zhuǎn)換部310依次輸出的圖像的取得時(shí)刻同步地，開(kāi)始進(jìn)行對(duì)焦透鏡210的顫動(dòng)動(dòng)作。顫動(dòng)動(dòng)作是使對(duì)焦透鏡210前后移動(dòng)(擺動(dòng))、使合焦物體位置前后(無(wú)限遠(yuǎn)側(cè)/至近側(cè))移動(dòng)(擺動(dòng))的動(dòng)作。通過(guò)該顫動(dòng)動(dòng)作對(duì)合焦物體位置不同的多個(gè)圖像進(jìn)行拍攝。例如，使對(duì)焦透鏡210在顫動(dòng)中心及其前后這3個(gè)點(diǎn)移動(dòng)。該情況下，依次拍攝這3個(gè)點(diǎn)的圖像。然后，對(duì)焦控制部350根據(jù)顫動(dòng)動(dòng)作中取得的圖像，例如使用公知的方法來(lái)判別合焦方向。例如，求出顫動(dòng)動(dòng)作中得到的多個(gè)圖像的對(duì)比度值，根據(jù)該對(duì)比度值判定合焦方向。例如，在使合焦物體位置向無(wú)限遠(yuǎn)側(cè)移動(dòng)時(shí)對(duì)比度值較高的情況下，使合焦物體位置向無(wú)限遠(yuǎn)側(cè)移動(dòng)的方向是合焦方向。

接著，對(duì)焦控制部350根據(jù)s11中決定的合焦方向，對(duì)顫動(dòng)的中心位置進(jìn)行變更(s12)。具體而言，s11中決定的合焦方向是合焦物體位置成為接近攝像元件240的至近(近點(diǎn))側(cè)的方向、或合焦物體位置成為遠(yuǎn)離攝像元件240的無(wú)限遠(yuǎn)(遠(yuǎn)點(diǎn))側(cè)的方向中的任意一方。在合焦方向是至近側(cè)的方向的情況下使顫動(dòng)中心向至近側(cè)移動(dòng)，在合焦方向是無(wú)限遠(yuǎn)側(cè)的方向的情況下使顫動(dòng)中心向無(wú)限遠(yuǎn)側(cè)移動(dòng)。

接著，對(duì)焦控制部350判斷對(duì)焦是否完成(s13)。這里，對(duì)焦控制部350通過(guò)進(jìn)行公知的合焦判定處理等來(lái)進(jìn)行合焦判斷即可。例如，可以根據(jù)圖像的對(duì)比度值的高/低來(lái)判斷合焦/未合焦，或者，也可以根據(jù)顫動(dòng)中心的停止/移動(dòng)來(lái)判斷合焦/未合焦。對(duì)焦控制部350在判斷為對(duì)焦未完成的情況下，反復(fù)進(jìn)行步驟s11～s13的動(dòng)作，使顫動(dòng)的中心位置逐漸接近被攝體(逐漸合焦于被攝體)。并且，在判斷為對(duì)焦完成的情況下，結(jié)束對(duì)焦透鏡210的顫動(dòng)動(dòng)作，完成對(duì)焦動(dòng)作。對(duì)焦動(dòng)作完成后轉(zhuǎn)移到待機(jī)動(dòng)作。在待機(jī)動(dòng)作中，不進(jìn)行對(duì)焦動(dòng)作(不移動(dòng)對(duì)焦透鏡210)。例如，在步驟s13中判斷為對(duì)焦完成時(shí)的對(duì)焦透鏡210的位置停止。

在開(kāi)始進(jìn)行待機(jī)動(dòng)作后，首先，對(duì)焦控制部350對(duì)sum_mv、sum_mh進(jìn)行初始化(s14)。sum_mv、sum_mh是后述步驟s15中判定對(duì)焦動(dòng)作是否必要所使用的值。

接著，對(duì)焦控制部350根據(jù)光軸垂直運(yùn)動(dòng)量mv和光軸平行運(yùn)動(dòng)量mh，判定是否需要對(duì)焦動(dòng)作(s15)。在判定為不需要對(duì)焦動(dòng)作的情況下，對(duì)計(jì)數(shù)值進(jìn)行初始化后(s16)，與下一個(gè)圖像取得時(shí)刻同步地執(zhí)行步驟s15。如后所述，計(jì)數(shù)值是判定是否能夠進(jìn)行對(duì)焦動(dòng)作所使用的值。另一方面，在判定為需要對(duì)焦動(dòng)作的情況下，判定是否能夠進(jìn)行對(duì)焦動(dòng)作(s17)。在判定為不能進(jìn)行對(duì)焦動(dòng)作的情況下，與下一個(gè)圖像取得時(shí)刻同步地執(zhí)行步驟s15。在判定為能夠進(jìn)行對(duì)焦動(dòng)作的情況下，結(jié)束待機(jī)動(dòng)作，轉(zhuǎn)移到對(duì)焦動(dòng)作，執(zhí)行步驟s11。對(duì)焦動(dòng)作的需要/不需要(s15)和能/不能(s17)的判定在后面詳細(xì)敘述。

對(duì)是否需要對(duì)焦動(dòng)作的判定(s15)進(jìn)行說(shuō)明。需要對(duì)焦動(dòng)作的情況是針對(duì)被攝體的合焦?fàn)顟B(tài)從合焦變?yōu)槲春辖沟那闆r。合焦?fàn)顟B(tài)從合焦變?yōu)槲春辖沟那闆r是用戶操作內(nèi)窺鏡而在被攝體上移動(dòng)了關(guān)注部位的情況、用戶操作內(nèi)窺鏡而使從攝像部到被攝體的距離變化的情況。在本判定中，根據(jù)光軸垂直運(yùn)動(dòng)量mv和光軸平行運(yùn)動(dòng)量mh，在檢測(cè)到這2個(gè)情況中的任意一方的情況下，判定為需要對(duì)焦動(dòng)作。在無(wú)法檢測(cè)到任意情況時(shí)，執(zhí)行步驟s16，然后轉(zhuǎn)移到下一個(gè)圖像取得時(shí)刻的判定(s15)。

首先，在用戶在被攝體上移動(dòng)了關(guān)注部位的情況下，在移動(dòng)前后的幀間存在光軸垂直運(yùn)動(dòng)量mvj。如果累積了n幀(n為3以上(包含該值)的自然數(shù))的光軸垂直運(yùn)動(dòng)量mvj而得到的值sum_mv的絕對(duì)值超過(guò)規(guī)定閾值t_mv，則認(rèn)為可能由于被攝體上的關(guān)注部位移動(dòng)而成為未合焦，判定為需要對(duì)焦動(dòng)作。具體而言，使用下式(8)、(9)進(jìn)行判定。這里，j是幀編號(hào)，j＝0對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)移到待機(jī)動(dòng)作后的最初幀(或者轉(zhuǎn)移到待機(jī)動(dòng)作后的基準(zhǔn)幀)。j＝n-1對(duì)應(yīng)于當(dāng)前幀。

sum_mv是對(duì)光軸垂直運(yùn)動(dòng)量mvj進(jìn)行累積而得到的具有上下方向/左右方向的成分(例如圖像上的x成分和y成分、或者水平掃描方向成分和垂直掃描方向成分)的二維矢量。

另外，在基于sum_mv的是否需要對(duì)焦動(dòng)作的判定中，也可以使用以下的變形例。即，在內(nèi)窺鏡手術(shù)中，臟器等活體在上下方向上重疊。因此，即使矢量的大小相同，與左右方向相比，上下方向不同的臟器中移動(dòng)了關(guān)注部位的可能性更高，成為未合焦的可能性更高。因此，相對(duì)于左右方向的光軸垂直運(yùn)動(dòng)，也可以使上下方向的光軸垂直運(yùn)動(dòng)更容易判定為需要對(duì)焦動(dòng)作。具體而言，利用下式(10)、(11)進(jìn)行判定。

t_mv_v＜t_mv_h(11)

這里，sum_mv_v是sum_mv的上下方向成分、sum_mv_h是sum_mv的左右方向成分。t_mv_v是上下方向成分sum_mv_v的閾值、t_mv_h是左右方向成分sum_mv_h的閾值。這樣，通過(guò)利用不同的閾值來(lái)判定上下方向和左右方向，能夠更高精度地判定需要對(duì)焦動(dòng)作的情況。

接著，在用戶使內(nèi)窺鏡與被攝體之間的距離變化的情況下，在變化前后的幀間存在光軸平行運(yùn)動(dòng)量mhj。在從轉(zhuǎn)移到待機(jī)動(dòng)作的最初時(shí)刻到當(dāng)前時(shí)刻累積了n幀(n為3以上(包含該值))的光軸平行運(yùn)動(dòng)量mhj而得到的值sum_mh的絕對(duì)值超過(guò)規(guī)定閾值t_mh的情況下，認(rèn)為可能由于與被攝體之間的距離變化而成為未合焦，判定為需要對(duì)焦動(dòng)作。具體而言，使用下式(12)、(13)進(jìn)行判定。這里，j是幀編號(hào)，j＝0對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)移到待機(jī)動(dòng)作的最初幀(或者轉(zhuǎn)移到待機(jī)動(dòng)作后的基準(zhǔn)幀)。j＝n-1對(duì)應(yīng)于當(dāng)前幀。

另外，在基于sum_mh的是否需要對(duì)焦動(dòng)作的判定中，也可以使用以下的變形例。即，也可以根據(jù)光軸平行運(yùn)動(dòng)是接近的方向還是離開(kāi)的方向來(lái)變更閾值t_mh。需要對(duì)焦動(dòng)作的情況是內(nèi)窺鏡與被攝體的距離成為景深外的情況。關(guān)于景深，以合焦物體位置為基準(zhǔn)，與無(wú)限遠(yuǎn)側(cè)相比，至近側(cè)較窄，所以，即使光軸平行運(yùn)動(dòng)的絕對(duì)值是相同的值，與離開(kāi)的光軸平行運(yùn)動(dòng)相比，接近的光軸平行運(yùn)動(dòng)成為未合焦的可能性較高。因此，與離開(kāi)的光軸平行運(yùn)動(dòng)相比，也可以使接近的光軸平行運(yùn)動(dòng)更容易判定為需要對(duì)焦動(dòng)作。具體而言，利用下式(14)～(16)進(jìn)行判定。

t_mh_f＜0＜t_mh_n(15)

|t_mh_n|＜|t_mh_f|(16)

這里，t_mh_n是接近的方向上的sum_mh的閾值，t_mh_f是離開(kāi)的方向上的sum_mh的閾值。這樣，通過(guò)利用不同的閾值來(lái)判定接近和離開(kāi)，能夠更高精度地判定需要對(duì)焦動(dòng)作的情況。

并且，至此說(shuō)明了根據(jù)光軸垂直運(yùn)動(dòng)量和光軸平行運(yùn)動(dòng)量來(lái)判定是否需要對(duì)焦動(dòng)作的情況，但是，該判定的方法不限于此。例如，也可以進(jìn)一步根據(jù)合焦物體位置進(jìn)行該判定。具體而言，在合焦物體位置位于接近攝像部200側(cè)的至近側(cè)的情況下，與位于無(wú)限遠(yuǎn)側(cè)的情況相比，景深相對(duì)較窄，所以，即使光軸垂直運(yùn)動(dòng)量和光軸平行運(yùn)動(dòng)量是相同的值，也容易成為未合焦。因此，當(dāng)以合焦物體位置相對(duì)位于至近側(cè)的情況為基準(zhǔn)來(lái)設(shè)定上述閾值時(shí)，在合焦物體位置相對(duì)位于無(wú)限遠(yuǎn)側(cè)的情況下，可能執(zhí)行不必要的對(duì)焦動(dòng)作。另一方面，當(dāng)以合焦物體位置相對(duì)位于無(wú)限遠(yuǎn)側(cè)的情況為基準(zhǔn)來(lái)設(shè)定上述閾值時(shí)，在合焦物體位置相對(duì)位于至近側(cè)的情況下，可能產(chǎn)生雖然未合焦、但是不執(zhí)行對(duì)焦動(dòng)作的不良情況。因此，例如如圖15所示，也可以根據(jù)合焦物體位置來(lái)設(shè)定閾值，使得在合焦物體位置相對(duì)位于至近側(cè)的情況下，與相對(duì)位于無(wú)限遠(yuǎn)側(cè)的情況相比，更容易判定為需要對(duì)焦動(dòng)作。在圖15中，在合焦物體位置pa1、pa2處是閾值ta1、ta2，pa1>pa2(即pa1是無(wú)限遠(yuǎn)側(cè))、ta1>ta2。但是，閾值的設(shè)定不限于圖15，如果在合焦物體位置相對(duì)位于至近側(cè)的情況下，與相對(duì)位于無(wú)限遠(yuǎn)側(cè)的情況相比，更容易判定為需要對(duì)焦動(dòng)作，則可以任意設(shè)定閾值。

并且，至此說(shuō)明了對(duì)以轉(zhuǎn)移到待機(jī)狀態(tài)的最初時(shí)刻為起點(diǎn)到當(dāng)前時(shí)刻為止的n幀的運(yùn)動(dòng)量進(jìn)行累積(即，當(dāng)前幀前進(jìn)1幀，則n增加1)的情況，但是，運(yùn)動(dòng)量的累積方法不限于此。即，運(yùn)動(dòng)矢量的精度有限，所以包含誤差，當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間累積時(shí)，有時(shí)由于誤差的累積而判定為需要對(duì)焦動(dòng)作。因此，也可以以當(dāng)前幀為基準(zhǔn)對(duì)過(guò)去n幀(n＝k、k為3以上(包含該值)的自然數(shù))的運(yùn)動(dòng)量進(jìn)行累積。該情況下，n＝k是規(guī)定數(shù)(例如固定)。即，即使當(dāng)前幀前進(jìn)1幀，n＝k基本上也沒(méi)有變化。

接著，對(duì)是否能夠進(jìn)行對(duì)焦動(dòng)作的判定(s17)進(jìn)行說(shuō)明。例如，在內(nèi)窺鏡的操作(例如關(guān)注部位的移動(dòng))的中途判定為需要對(duì)焦動(dòng)作的情況下，當(dāng)立即執(zhí)行對(duì)焦動(dòng)作時(shí)，有時(shí)在內(nèi)窺鏡的操作的完成前暫時(shí)完成對(duì)焦動(dòng)作，在操作完成后成為未合焦。該情況下，由于在用戶的操作中進(jìn)行對(duì)焦動(dòng)作，所以可能損害使用感。因此，在步驟s15中判定為需要對(duì)焦動(dòng)作后，在判定為不會(huì)產(chǎn)生關(guān)注部位的移動(dòng)和與被攝體之間的距離變化后，執(zhí)行對(duì)焦動(dòng)作。

圖16中示出判定是否能夠進(jìn)行對(duì)焦動(dòng)作的處理的詳細(xì)流程圖。首先，判定各幀的光軸垂直運(yùn)動(dòng)量mv和光軸平行運(yùn)動(dòng)量mh是否為規(guī)定值以下。即，判定是否幾乎不存在幀間的運(yùn)動(dòng)(s32)。具體而言，利用下式(17)進(jìn)行判定。

這里，t_mv_p是光軸垂直運(yùn)動(dòng)量mv的閾值。

在步驟s32中判定為不存在運(yùn)動(dòng)的情況下，增加判定中利用的值即計(jì)數(shù)值(s33)。在步驟s32中判定為存在運(yùn)動(dòng)的情況下，不進(jìn)行任何處理而轉(zhuǎn)移到步驟s34的處理。

接著，判定計(jì)數(shù)值是否大于l幀(l為3以上(包含該值)的自然數(shù))(s34)。在計(jì)數(shù)值大于l幀的情況下，判定為能夠進(jìn)行對(duì)焦動(dòng)作(s36)，轉(zhuǎn)移到對(duì)焦動(dòng)作(圖14的s11～s13)。在計(jì)數(shù)值為l幀以下的情況下，判定為不能進(jìn)行對(duì)焦動(dòng)作(s35)，轉(zhuǎn)移到下一幀的是否需要對(duì)焦動(dòng)作的判定(圖14的s15)。

如上所述，通過(guò)判定是否能夠進(jìn)行對(duì)焦動(dòng)作，能夠在一定幀以上不存在光軸垂直運(yùn)動(dòng)和光軸平行運(yùn)動(dòng)的情況下執(zhí)行對(duì)焦動(dòng)作，能夠抑制不必要的對(duì)焦動(dòng)作。

根據(jù)以上的第2實(shí)施方式，通過(guò)能夠執(zhí)行對(duì)焦動(dòng)作的攝像部，將來(lái)自被攝體的反射光作為圖像進(jìn)行攝像。根據(jù)圖像計(jì)算攝像部與被攝體之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)量。在累積了多幀的運(yùn)動(dòng)量而得到的實(shí)質(zhì)的運(yùn)動(dòng)量超過(guò)規(guī)定閾值的情況下，判定為需要對(duì)焦動(dòng)作，執(zhí)行攝像部的對(duì)焦動(dòng)作。通過(guò)在累積了多幀而得到的運(yùn)動(dòng)量超過(guò)規(guī)定量的情況下執(zhí)行對(duì)焦動(dòng)作，能夠?qū)崿F(xiàn)如下的af控制：即使是緩慢的運(yùn)動(dòng)，如果成為未合焦，則執(zhí)行對(duì)焦動(dòng)作，針對(duì)非用戶想要的瞬間運(yùn)動(dòng)不執(zhí)行對(duì)焦動(dòng)作。

并且，在本實(shí)施方式中，對(duì)焦控制部350在對(duì)焦必要性判定處理(s15)中判定為累積運(yùn)動(dòng)量sum_mv、sum_mh大于第1閾值t_mv(上式(9))的情況下，進(jìn)行判定相對(duì)運(yùn)動(dòng)量mv、mh小于第2閾值t_mv_p、0的幀是否存在l幀(l為3以上(包含該值)的自然數(shù))(上式(17))的能否對(duì)焦判定處理(s17)，在判定為相對(duì)運(yùn)動(dòng)量mv、mh小于第2閾值t_mv_p、0的幀存在l幀的情況下，執(zhí)行攝像部200的對(duì)焦動(dòng)作。

這樣，在內(nèi)窺鏡裝置大幅移動(dòng)而判斷為需要對(duì)焦動(dòng)作時(shí)，能夠在能夠判斷為基于該移動(dòng)的運(yùn)動(dòng)減小(即移動(dòng)結(jié)束)的情況下執(zhí)行對(duì)焦動(dòng)作。由此，能夠抑制在內(nèi)窺鏡裝置的移動(dòng)結(jié)束前焦點(diǎn)移動(dòng)(例如產(chǎn)生顫動(dòng))。或者，能夠抑制在內(nèi)窺鏡裝置的移動(dòng)中途進(jìn)行對(duì)焦動(dòng)作、在移動(dòng)結(jié)束時(shí)再次未對(duì)焦的狀況的產(chǎn)生。由此，能夠?qū)τ脩籼峁](méi)有違和感的影像或視覺(jué)辨認(rèn)性良好的影像。

這里，l幀的l是規(guī)定數(shù)，是用于判斷攝像部200與被攝體之間相對(duì)靜止(運(yùn)動(dòng)較小)的幀數(shù)。即，設(shè)定如果該幀數(shù)之間運(yùn)動(dòng)較小(如果幾乎不存在)、則能夠判斷為用戶未移動(dòng)攝像部200的幀數(shù)作為l即可。例如，l可以是固定的，或者，也可以是用戶能夠設(shè)定l。

并且，在本實(shí)施方式中，運(yùn)動(dòng)量計(jì)算部340求出多個(gè)局部運(yùn)動(dòng)量vi(圖8、圖10的ve)，針對(duì)多個(gè)局部運(yùn)動(dòng)量vi的各局部運(yùn)動(dòng)量求出與周?chē)木植窟\(yùn)動(dòng)量之間的相關(guān)度，根據(jù)多個(gè)局部運(yùn)動(dòng)量中的相關(guān)度高于規(guī)定相關(guān)度的局部運(yùn)動(dòng)量，求出相對(duì)運(yùn)動(dòng)量mv、mh(上式(2)、(3))。

這樣，能夠根據(jù)相關(guān)度去除外界干擾引起的局部的運(yùn)動(dòng)紊亂，所以，能夠提取全局(例如圖像整體的)運(yùn)動(dòng)，根據(jù)該全局運(yùn)動(dòng)求出累積運(yùn)動(dòng)量。外界干擾是指與作為背景的活體不同的運(yùn)動(dòng)，例如能夠想到處置器具的操作引起的運(yùn)動(dòng)、噪聲等。全局運(yùn)動(dòng)是指活體的運(yùn)動(dòng)，具體而言，是利用內(nèi)窺鏡裝置觀察(關(guān)注)的活體區(qū)域與攝像部200之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。例如，在光軸垂直運(yùn)動(dòng)中，成為活體作為整體向相同方向移動(dòng)的運(yùn)動(dòng)，在光軸平行運(yùn)動(dòng)中，成為活體向消失點(diǎn)集中的運(yùn)動(dòng)或從消失點(diǎn)擴(kuò)散的運(yùn)動(dòng)。處置器具等的外界干擾是與它們不同的局部運(yùn)動(dòng)。在本實(shí)施方式中，能夠提取全局運(yùn)動(dòng)，由此，能夠?qū)z像部200相對(duì)于活體的運(yùn)動(dòng)作為觸發(fā)來(lái)進(jìn)行對(duì)焦動(dòng)作。即，在內(nèi)窺鏡手術(shù)中由于處置器具的操作而在圖像內(nèi)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，但是，能夠從對(duì)焦動(dòng)作的觸發(fā)中排除該動(dòng)作。

并且，在本實(shí)施方式中，相對(duì)運(yùn)動(dòng)量具有1個(gè)以上(包含該值)的成分。例如，在第2實(shí)施方式中，是光軸垂直運(yùn)動(dòng)量mv和光軸平行運(yùn)動(dòng)量mh這2個(gè)成分?；蛘?，光軸垂直運(yùn)動(dòng)量mv是二維矢量，所以也可以認(rèn)為是2個(gè)成分，合計(jì)設(shè)為3個(gè)成分。并且，在后述第3實(shí)施方式中，6軸運(yùn)動(dòng)傳感器輸出6個(gè)軸的檢測(cè)信號(hào)，所以是6個(gè)成分?；蛘?，在將該6個(gè)成分轉(zhuǎn)換為光軸垂直運(yùn)動(dòng)量mv和光軸平行運(yùn)動(dòng)量mh的情況下，也可以是2個(gè)成分或3個(gè)成分。

對(duì)焦控制部350針對(duì)上述1個(gè)以上(包含該值)的成分中的各成分求出累積運(yùn)動(dòng)量，將與該各成分的累積運(yùn)動(dòng)量分別對(duì)應(yīng)的閾值作為第1閾值進(jìn)行對(duì)焦必要性判定處理(s15)，在判定為各成分的累積運(yùn)動(dòng)量中的至少一方大于與該累積運(yùn)動(dòng)量對(duì)應(yīng)的閾值的情況下，執(zhí)行對(duì)焦動(dòng)作。例如如上式(9)那樣利用閾值t_mv判定光軸垂直運(yùn)動(dòng)量mv的累積運(yùn)動(dòng)量sum_mv，如上式(13)那樣利用閾值t_mh判定光軸平行運(yùn)動(dòng)量mh的累積運(yùn)動(dòng)量sum_mh。

這樣，針對(duì)運(yùn)動(dòng)的各成分求出累積運(yùn)動(dòng)量，能夠利用與該各成分對(duì)應(yīng)的閾值判斷是否需要對(duì)焦動(dòng)作。產(chǎn)生哪種程度的移動(dòng)則需要進(jìn)行對(duì)焦動(dòng)作(未對(duì)焦)根據(jù)運(yùn)動(dòng)的成分是不同的。因此，通過(guò)設(shè)置與各成分對(duì)應(yīng)的閾值，能夠進(jìn)行準(zhǔn)確的判斷。并且，在至少一個(gè)成分的累積運(yùn)動(dòng)量大于閾值的情況下進(jìn)行對(duì)焦動(dòng)作，由此，如果存在任意一個(gè)移動(dòng)量較大的成分，則能夠進(jìn)行對(duì)焦動(dòng)作。

并且，在本實(shí)施方式中，運(yùn)動(dòng)量計(jì)算部340求出與攝像部200的光軸垂直的方向上的運(yùn)動(dòng)量即光軸垂直運(yùn)動(dòng)量mv作為相對(duì)運(yùn)動(dòng)量。對(duì)焦控制部350將針對(duì)光軸垂直運(yùn)動(dòng)量mv的累積運(yùn)動(dòng)量sum_mv的光軸垂直運(yùn)動(dòng)用閾值t_mv作為第1閾值來(lái)進(jìn)行對(duì)焦必要性判定處理(上式(9))。

如圖5所示，光軸垂直運(yùn)動(dòng)量是與被攝體6(例如活體)的拍攝區(qū)域ra2(拍攝范圍)移動(dòng)到拍攝區(qū)域ra1相伴的運(yùn)動(dòng)量。區(qū)域ra1、ra2是中心(光軸和被攝體6交叉的位置)不同的區(qū)域。區(qū)域ra1、ra2也可以一部分重合。這種運(yùn)動(dòng)是由于圖5所示的內(nèi)窺鏡裝置2的旋轉(zhuǎn)ma(以不與光軸平行的方向?yàn)檩S的旋轉(zhuǎn))、或內(nèi)窺鏡裝置2的平行移動(dòng)(朝向不與光軸平行的方向的平行移動(dòng))而產(chǎn)生的。

這樣，通過(guò)使用光軸垂直運(yùn)動(dòng)量mv，能夠檢測(cè)到被攝體的拍攝范圍(關(guān)注部位)移動(dòng)，能夠在拍攝范圍變化(大幅變化)的情況下執(zhí)行對(duì)焦動(dòng)作。例如，在拍攝范圍移動(dòng)1個(gè)畫(huà)面而對(duì)完全不同的被攝體進(jìn)行觀察的情況下、或者移動(dòng)1/2畫(huà)面而使拍攝范圍偏移的情況下等，再次進(jìn)行對(duì)焦，能夠?qū)τ脩籼峁r明的圖像。

并且，在本實(shí)施方式中，運(yùn)動(dòng)量計(jì)算部340根據(jù)由攝像部200進(jìn)行攝像而得到的攝像圖像求出多個(gè)局部運(yùn)動(dòng)量vi，在各幀中求出多個(gè)局部運(yùn)動(dòng)量vi的平均，求出該平均作為光軸垂直運(yùn)動(dòng)量mv(上式(1))。

這樣，能夠根據(jù)圖像內(nèi)的多個(gè)位置的局部運(yùn)動(dòng)量，求出被攝體的全局運(yùn)動(dòng)量。如上所述，在內(nèi)窺鏡手術(shù)中，與處置器具相比，活體占據(jù)的比例較大，所以，通過(guò)對(duì)局部運(yùn)動(dòng)量進(jìn)行平均，能夠求出活體的全局運(yùn)動(dòng)量。并且，通過(guò)幀內(nèi)的平均，在圖像內(nèi)對(duì)外界干擾引起的隨機(jī)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行平均，通過(guò)在多幀內(nèi)對(duì)其進(jìn)行累積，在時(shí)間上對(duì)外界干擾引起的隨機(jī)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行平均。由此，能夠提取活體的全局運(yùn)動(dòng)。

并且，在本實(shí)施方式中，運(yùn)動(dòng)量計(jì)算部340求出多個(gè)局部運(yùn)動(dòng)量vi，在各幀中根據(jù)多個(gè)局部運(yùn)動(dòng)量vi生成大小和方向的直方圖(圖9)，求出該直方圖的最大的條作為光軸垂直運(yùn)動(dòng)量mv。

這樣，能夠從圖像內(nèi)的多個(gè)位置的局部運(yùn)動(dòng)量中選擇被攝體的全局運(yùn)動(dòng)量，作為光軸垂直運(yùn)動(dòng)量mv進(jìn)行提取。即，在內(nèi)窺鏡手術(shù)中，與處置器具相比，活體占據(jù)的比例較大，所以，能夠想到活體的全局運(yùn)動(dòng)量在直方圖中成為最大的條。因此，通過(guò)在直方圖中選擇最大的條，能夠提取去除了處置器具等引起的外界干擾的運(yùn)動(dòng)量后的全局運(yùn)動(dòng)量。

并且，在本實(shí)施方式中，運(yùn)動(dòng)量計(jì)算部340求出與攝像部200的光軸垂直的方向上的運(yùn)動(dòng)量即光軸垂直運(yùn)動(dòng)量mv作為相對(duì)運(yùn)動(dòng)量。對(duì)焦控制部350對(duì)光軸垂直運(yùn)動(dòng)量mv進(jìn)行能否對(duì)焦判定處理(s17)。

這樣，在能夠判斷為拍攝范圍停止(用戶不使拍攝范圍移動(dòng))的情況下，能夠觸發(fā)對(duì)焦動(dòng)作。例如，在用戶使攝像部200移動(dòng)以改變觀察對(duì)象(例如改變要觀察的臟器、改變要觀察的區(qū)域)的情況下，首先，在移動(dòng)達(dá)到一定以上的距離時(shí)判斷為需要對(duì)焦動(dòng)作，在移動(dòng)持續(xù)的期間內(nèi)等待觸發(fā)，在判斷為移動(dòng)結(jié)束時(shí)向攝像部200發(fā)送觸發(fā)。

并且，在本實(shí)施方式中，運(yùn)動(dòng)量計(jì)算部340求出與攝像部200的光軸平行的方向上的運(yùn)動(dòng)量即光軸平行運(yùn)動(dòng)量mh作為相對(duì)運(yùn)動(dòng)量。對(duì)焦控制部350將針對(duì)光軸平行運(yùn)動(dòng)量mh的累積運(yùn)動(dòng)量sum_mh的光軸平行運(yùn)動(dòng)用閾值t_mh作為第1閾值來(lái)進(jìn)行(上式(13))對(duì)焦必要性判定處理(s15)。

如圖6所示，光軸平行運(yùn)動(dòng)量是與被攝體6(例如活體)的拍攝區(qū)域rb1(拍攝范圍)放大或縮小成拍攝區(qū)域rb2相伴的運(yùn)動(dòng)量。區(qū)域rb1、rb2是中心(光軸和被攝體6交叉的位置)相同的區(qū)域。另外，通常認(rèn)為光軸平行運(yùn)動(dòng)和光軸垂直運(yùn)動(dòng)混合存在，而該情況下，區(qū)域rb1、rb2的中心也可以不一致。即，與中心的一致/不一致無(wú)關(guān)，如果存在光軸平行運(yùn)動(dòng)，則對(duì)拍攝區(qū)域進(jìn)行放大或縮小。如圖6所示，這種與光軸平行的運(yùn)動(dòng)是在內(nèi)窺鏡裝置2進(jìn)行了朝向與光軸平行的方向的移動(dòng)mb的情況下產(chǎn)生的。

這樣，通過(guò)使用光軸平行運(yùn)動(dòng)量mh，能夠估計(jì)被攝體是否偏離了景深，能夠在能夠估計(jì)為被攝體偏離了景深(被攝體從合焦物體位置大幅偏移)的情況下執(zhí)行對(duì)焦動(dòng)作。由此，能夠再次合焦于從焦點(diǎn)偏離(或焦點(diǎn)要偏離)的被攝體，能夠?qū)τ脩籼峁r明的圖像。

并且，在本實(shí)施方式中，運(yùn)動(dòng)量計(jì)算部340求出多個(gè)局部運(yùn)動(dòng)矢量vi(圖10的ve)，在各幀中求出多個(gè)局部運(yùn)動(dòng)矢量vi的消失點(diǎn)vp，求出基于延長(zhǎng)了多個(gè)局部運(yùn)動(dòng)矢量vi的各局部運(yùn)動(dòng)矢量而成的直線與消失點(diǎn)vp之間的距離的消失點(diǎn)的評(píng)價(jià)值(距離的總和)，在該評(píng)價(jià)值大于規(guī)定值的幀中求出光軸平行運(yùn)動(dòng)量mh。

這樣，能夠根據(jù)消失點(diǎn)vp的評(píng)價(jià)值判斷是否存在光軸平行運(yùn)動(dòng)，能夠在判斷為存在光軸平行運(yùn)動(dòng)的幀中求出光軸平行運(yùn)動(dòng)量mh。即，在消失點(diǎn)vp不明確(消失點(diǎn)vp的可靠性較低)的情況下，不存在光軸平行運(yùn)動(dòng)(或者由于外界干擾等而無(wú)法明確地求出光軸平行運(yùn)動(dòng))。因此，通過(guò)去除消失點(diǎn)vp的評(píng)價(jià)值較低的幀，能夠根據(jù)確實(shí)存在光軸平行運(yùn)動(dòng)的幀求出累積運(yùn)動(dòng)量。

并且，在本實(shí)施方式中，運(yùn)動(dòng)量計(jì)算部340對(duì)應(yīng)于攝像部200與被攝體的接近/離開(kāi)，求出正負(fù)符號(hào)不同的光軸平行運(yùn)動(dòng)量mh(上式(4))。

被攝體從景深偏離的情況是持續(xù)發(fā)生接近或離開(kāi)的情況。對(duì)應(yīng)于接近/離開(kāi)而使用正負(fù)符號(hào)不同的光軸平行運(yùn)動(dòng)量mh，由此，在持續(xù)發(fā)生接近或離開(kāi)的情況下，累積運(yùn)動(dòng)量增大，能夠觸發(fā)對(duì)焦動(dòng)作。即，在隨機(jī)反復(fù)進(jìn)行接近和離開(kāi)的情況下，通過(guò)累積而使正負(fù)抵消，累積運(yùn)動(dòng)量不會(huì)增大，所以，不會(huì)觸發(fā)對(duì)焦動(dòng)作，不會(huì)產(chǎn)生不必要的焦點(diǎn)變化。

并且，在本實(shí)施方式中，運(yùn)動(dòng)量計(jì)算部340求出多個(gè)局部運(yùn)動(dòng)矢量vi，在各幀中求出多個(gè)局部運(yùn)動(dòng)矢量vi的消失點(diǎn)vp，求出根據(jù)將多個(gè)局部運(yùn)動(dòng)矢量vi的各局部運(yùn)動(dòng)矢量的始點(diǎn)sp和消失點(diǎn)vp連接起來(lái)的矢量li與各局部運(yùn)動(dòng)矢量所成的角度(arg(vi)-arg(li))而變化的信息(圖12)，根據(jù)該信息判定接近/離開(kāi)(上式(5)～(7))。

根據(jù)運(yùn)動(dòng)矢量vi與矢量li所成的角度而變化的信息可以是該角度(arg(vi)-arg(li))本身(上式(5))，也可以是作為該角度的函數(shù)的某個(gè)值(例如對(duì)運(yùn)動(dòng)矢量vi與矢量li的內(nèi)積進(jìn)行歸一化而得到的值(上式(6)、(7)))。

這樣，通過(guò)使用根據(jù)運(yùn)動(dòng)矢量vi與矢量li所成的角度而變化的信息，能夠判斷光軸平行運(yùn)動(dòng)的方向(接近、離開(kāi))。即，在接近的情況下，局部的運(yùn)動(dòng)矢量成為向消失點(diǎn)vp集中的方向，所以，運(yùn)動(dòng)矢量vi和矢量li大致朝向相同方向(所成的角度接近0)。另一方面，在離開(kāi)的情況下，局部的運(yùn)動(dòng)矢量成為從消失點(diǎn)vp擴(kuò)散的方向，所以，運(yùn)動(dòng)矢量vi和矢量li大致朝向相反方向(所成的角度接近+π、-π)。利用該性質(zhì)，能夠根據(jù)所成的角度來(lái)判斷光軸平行運(yùn)動(dòng)的方向。

并且，在本實(shí)施方式中，運(yùn)動(dòng)量計(jì)算部340求出與攝像部200的光軸平行的方向上的運(yùn)動(dòng)量即光軸平行運(yùn)動(dòng)量mh作為相對(duì)運(yùn)動(dòng)量。對(duì)焦控制部350針對(duì)光軸平行運(yùn)動(dòng)量mh進(jìn)行能否對(duì)焦判定處理(s17)。

這樣，在能夠判斷為光軸方向上的運(yùn)動(dòng)停止(用戶不使攝像部200在光軸方向上移動(dòng))的情況下，能夠觸發(fā)對(duì)焦動(dòng)作。例如，在用戶使攝像部200移動(dòng)以改變觀察對(duì)象(例如要觀察比現(xiàn)在更靠近前或里側(cè)的臟器)、或擴(kuò)大/縮窄觀察范圍的情況下，首先，在朝向光軸方向的移動(dòng)達(dá)到一定以上的距離時(shí)判斷為需要對(duì)焦動(dòng)作，在移動(dòng)持續(xù)的期間內(nèi)等待觸發(fā)，在判斷為移動(dòng)結(jié)束時(shí)向攝像部200發(fā)送觸發(fā)。

并且，在本實(shí)施方式中，與攝像部200的合焦物體位置是第1位置(圖15的pa1)的情況下的第1閾值(ta1)相比，對(duì)焦控制部350將合焦物體位置是比第1位置(pa1)近的第2位置(pa2)的情況下的第1閾值(ta2)設(shè)定為較小的值(ta1>ta2)。

例如，也可以在未圖示的存儲(chǔ)部中存儲(chǔ)將合焦物體位置(例如對(duì)焦透鏡210的位置信息)和第1閾值對(duì)應(yīng)起來(lái)的表，通過(guò)參照該表來(lái)設(shè)定第1閾值?；蛘?，也可以將與某個(gè)規(guī)定的合焦物體位置(基準(zhǔn)的合焦物體位置)對(duì)應(yīng)的第1閾值作為基準(zhǔn)值，根據(jù)實(shí)際的合焦物體位置對(duì)該基準(zhǔn)值進(jìn)行校正處理，由此設(shè)定第1閾值。

這樣，根據(jù)合焦物體位置(根據(jù)合焦于至近側(cè)還是合焦于無(wú)限遠(yuǎn)側(cè))來(lái)改變閾值，由此，能夠應(yīng)對(duì)合焦物體位置的變化引起的景深的變化。即，在通常的光學(xué)系統(tǒng)中，焦點(diǎn)越是至近側(cè)，景深越窄，被攝體偏離景深的可能性越高，但是，通過(guò)在至近側(cè)減小閾值，能夠維持合焦?fàn)顟B(tài)。另一方面，在無(wú)限遠(yuǎn)側(cè)，景深較寬，被攝體偏離景深的可能性較低，所以，通過(guò)在無(wú)限遠(yuǎn)側(cè)增大閾值，能夠抑制不必要的對(duì)焦動(dòng)作。

并且，在本實(shí)施方式中，運(yùn)動(dòng)量計(jì)算部340求出與攝像部200的光軸垂直的方向上的運(yùn)動(dòng)量即光軸垂直運(yùn)動(dòng)量mv作為相對(duì)運(yùn)動(dòng)量。對(duì)焦控制部350將針對(duì)累積運(yùn)動(dòng)量sum_mv的第1方向(垂直掃描方向、y方向)成分sum_mv_v的第1方向用閾值t_mv_v和針對(duì)累積運(yùn)動(dòng)量sum_mv的第2方向(水平掃描方向、x方向)成分sum_mv_h的第2方向用閾值t_mv_h作為第1閾值，進(jìn)行對(duì)焦必要性判定處理(s15)，將第1方向用閾值t_mv_v和第2方向用閾值t_mv_h設(shè)定為不同的值(上式(10)、(11))。

這樣，在圖像向上下方向移動(dòng)的情況下和向左右方向移動(dòng)的情況下改變閾值，能夠使觸發(fā)對(duì)焦動(dòng)作的移動(dòng)量不同。例如，在圖像的上下尺寸和左右尺寸不同的情況下，也可以根據(jù)該尺寸而使閾值變化。或者，根據(jù)人體的構(gòu)造或重力的關(guān)系等，在上下方向和左右方向中使臟器的進(jìn)深的變化不同的情況下，也可以根據(jù)該變化而使閾值變化。

并且，在本實(shí)施方式中，運(yùn)動(dòng)量計(jì)算部340求出與攝像部200的光軸平行的方向上的運(yùn)動(dòng)量即光軸平行運(yùn)動(dòng)量mh作為相對(duì)運(yùn)動(dòng)量。對(duì)焦控制部350將累積運(yùn)動(dòng)量sum_mh對(duì)應(yīng)于攝像部200與被攝體接近的情況下的接近用閾值t_mh_n和累積運(yùn)動(dòng)量sum_mh對(duì)應(yīng)于攝像部200與被攝體離開(kāi)的情況下的離開(kāi)用閾值t_mh_f，作為第1閾值來(lái)進(jìn)行對(duì)焦必要性判定處理(上式(14))，與離開(kāi)用閾值t_mh_f的絕對(duì)值相比，將接近用閾值t_mh_n的絕對(duì)值設(shè)定為較小的值(上式(15)、(16))。

這樣，根據(jù)光軸平行運(yùn)動(dòng)的方向(接近/離開(kāi))來(lái)改變閾值，由此，能夠應(yīng)對(duì)至近側(cè)和無(wú)限遠(yuǎn)側(cè)的景深的差異。即，在通常的光學(xué)系統(tǒng)中，在合焦物體位置恒定的情況下，與無(wú)限遠(yuǎn)側(cè)相比，其景深的至近側(cè)較窄。因此，在攝像部200和被攝體接近的情況下，與攝像部200和被攝體離開(kāi)的情況相比，被攝體偏離景深的可能性較高。在本實(shí)施方式中，與離開(kāi)用閾值相比，減小接近用閾值，由此，針對(duì)景深較窄的方向的接近，容易維持合焦?fàn)顟B(tài)，針對(duì)景深較寬的方向的離開(kāi)，能夠抑制不必要的對(duì)焦動(dòng)作。

并且，在本實(shí)施方式中，運(yùn)動(dòng)量計(jì)算部340將從對(duì)焦動(dòng)作轉(zhuǎn)移到待機(jī)狀態(tài)后的基準(zhǔn)幀(例如最初幀)到當(dāng)前幀作為n幀，求出累積運(yùn)動(dòng)量sum_mv、sum_mh。

這樣，對(duì)合焦于被攝體后(對(duì)焦動(dòng)作完成后)的運(yùn)動(dòng)量進(jìn)行累積，所以，能夠得知暫時(shí)合焦后產(chǎn)生的移動(dòng)的總量。即，判斷從該暫時(shí)合焦的被攝體起的移動(dòng)是否成為接著再次需要對(duì)焦的移動(dòng)量，能夠觸發(fā)對(duì)焦動(dòng)作。并且，即使運(yùn)動(dòng)較小(較平緩)，通過(guò)在轉(zhuǎn)移到待機(jī)狀態(tài)后持續(xù)進(jìn)行累積，在該移動(dòng)的總量增大時(shí)，也能夠觸發(fā)對(duì)焦動(dòng)作。

另外，運(yùn)動(dòng)量計(jì)算部340也可以將從對(duì)相對(duì)運(yùn)動(dòng)量mv、mh的累積幀數(shù)(n)進(jìn)行復(fù)位后的基準(zhǔn)幀(例如復(fù)位后的最初幀)到當(dāng)前幀作為n幀，求出累積運(yùn)動(dòng)量sum_mv、sum_mh。

在轉(zhuǎn)移到待機(jī)狀態(tài)后持續(xù)累積運(yùn)動(dòng)量的情況下，誤差(例如噪聲或偏置等)也被累積，所以，累積運(yùn)動(dòng)量與實(shí)際移動(dòng)量的誤差增大。因此，通過(guò)暫時(shí)對(duì)累積運(yùn)動(dòng)量進(jìn)行復(fù)位并再次重新累積，能夠抑制該誤差增大。

3.第3實(shí)施方式

圖17中示出第3實(shí)施方式的內(nèi)窺鏡裝置的結(jié)構(gòu)例。內(nèi)窺鏡裝置具有向體內(nèi)插入的插入部即硬性鏡100、與硬性鏡100連接的攝像部200、處理部300、顯示部400、外部i/f部500、光源部600。除了硬性鏡100和處理部300以外的部分與第2實(shí)施方式相同，所以省略說(shuō)明。

硬性鏡100具有檢測(cè)3個(gè)軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和3個(gè)軸的平移運(yùn)動(dòng)的6軸運(yùn)動(dòng)傳感器130，將來(lái)自運(yùn)動(dòng)傳感器130的檢測(cè)信號(hào)(運(yùn)動(dòng)信號(hào))輸出到處理部300。例如，運(yùn)動(dòng)傳感器130包含檢測(cè)繞3個(gè)軸(相互正交的x、y、z軸)的角加速度的角加速度傳感器(陀螺儀傳感器)、以及檢測(cè)3個(gè)軸(x、y、z軸)方向的加速度的加速度傳感器。運(yùn)動(dòng)傳感器130以遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于攝像元件240的動(dòng)作頻率(幀頻率)的高速頻率進(jìn)行動(dòng)作，通過(guò)未圖示的積分器對(duì)檢測(cè)到的角加速度/加速度進(jìn)行積分，作為角度變化/位置變化進(jìn)行輸出。積分的開(kāi)始/結(jié)束時(shí)刻與攝像元件240的動(dòng)作時(shí)刻(圖像的拍攝時(shí)刻)同步，運(yùn)動(dòng)信號(hào)是攝像元件240的動(dòng)作時(shí)刻之間(幀間)產(chǎn)生的硬性鏡100的角度變化/位置變化。

處理部300具有ad轉(zhuǎn)換部310、預(yù)處理部320、圖像處理部330、運(yùn)動(dòng)量計(jì)算部340、對(duì)焦控制部350、控制部360。除了運(yùn)動(dòng)量計(jì)算部340以外的部分與第2實(shí)施方式相同，所以省略說(shuō)明。

運(yùn)動(dòng)量計(jì)算部340根據(jù)從上述運(yùn)動(dòng)傳感器130輸出的檢測(cè)信號(hào)和合焦物體位置計(jì)算運(yùn)動(dòng)量。計(jì)算出的運(yùn)動(dòng)量被輸出到對(duì)焦控制部350。與第2實(shí)施方式同樣，在運(yùn)動(dòng)量中具有光軸垂直運(yùn)動(dòng)量和光軸平行運(yùn)動(dòng)量。光軸平行運(yùn)動(dòng)量直接使用實(shí)際空間上的運(yùn)動(dòng)即位置變化的光軸平行成分。因此，第3實(shí)施方式中的光軸平行運(yùn)動(dòng)量是在正負(fù)符號(hào)的基礎(chǔ)上具有大小的值、例如-3mm或+10mm這樣的值。對(duì)焦控制部350將該值作為上述光軸平行運(yùn)動(dòng)量mh，進(jìn)行累積，進(jìn)行與第2實(shí)施方式相同的判定(對(duì)焦必要性判定、能否對(duì)焦判定)。作為光軸垂直運(yùn)動(dòng)量，根據(jù)實(shí)際空間上的運(yùn)動(dòng)即位置變化的光軸垂直成分(角度變化的偏航成分和俯仰成分)，計(jì)算圖像上的運(yùn)動(dòng)量。具體而言，根據(jù)攝像倍率將實(shí)際空間上的位置變化換算為圖像上的運(yùn)動(dòng)量的項(xiàng)與根據(jù)相對(duì)于最大視場(chǎng)角的比例將實(shí)際空間上的角度變化換算為圖像上的運(yùn)動(dòng)量的項(xiàng)之和是光軸垂直運(yùn)動(dòng)量(下式(18)、(19))。

mv_ud＝heave×zoom(p)+pitch÷max_angle_ud×max_pixel_ud

(18)

mv_lr＝sway×zoom(p)+yaw÷max_angle_lr×max_plxcel_lr

(19)

這里，heave是位置變化的上下方向成分、sway是位置變化的左右方向成分。zoom(p)是物體合焦位置p處的攝像倍率。pitch是角度變化的俯仰成分、yaw是角度變化的偏航成分。max_angle_ud是硬性鏡100的上下方向最大視場(chǎng)角、max_angle_lr是硬性鏡100的左右方向最大視場(chǎng)角。max_pixel_ud是攝像元件240的上下方向的最大像素?cái)?shù)、max_pixel_lr是攝像元件240的左右方向的最大像素?cái)?shù)。

對(duì)焦控制部350將設(shè)mv_ud為上下方向成分、mv_lr為左右方向成分的二維矢量作為上述光軸垂直運(yùn)動(dòng)量mv，進(jìn)行累積，進(jìn)行與第2實(shí)施方式相同的判定(對(duì)焦必要性判定、能否對(duì)焦判定)。

另外，以上說(shuō)明中，硬性鏡100具有運(yùn)動(dòng)傳感器130，運(yùn)動(dòng)量計(jì)算部340根據(jù)從運(yùn)動(dòng)傳感器130輸出的運(yùn)動(dòng)信號(hào)計(jì)算運(yùn)動(dòng)量，但是，作為變形例，也可以是，硬性鏡100具有位置傳感器(例如磁式位置傳感器等)，運(yùn)動(dòng)量計(jì)算部340根據(jù)從位置傳感器輸出的位置信息的經(jīng)時(shí)變化來(lái)計(jì)算運(yùn)動(dòng)量。

根據(jù)以上實(shí)施方式，能夠執(zhí)行對(duì)焦動(dòng)作，通過(guò)具有檢測(cè)角加速度/加速度的運(yùn)動(dòng)傳感器130的攝像部200，將來(lái)自被攝體的反射光作為圖像進(jìn)行攝像。根據(jù)運(yùn)動(dòng)傳感器130的輸出來(lái)計(jì)算攝像部200與被攝體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)量mv、mh。在累積了多幀的運(yùn)動(dòng)量mv、mh而得到的實(shí)質(zhì)的運(yùn)動(dòng)量超過(guò)規(guī)定閾值的情況下，判定為需要對(duì)焦動(dòng)作，執(zhí)行攝像部200的對(duì)焦動(dòng)作。通過(guò)在累積了多幀而得到的運(yùn)動(dòng)量超過(guò)規(guī)定量的情況下執(zhí)行對(duì)焦動(dòng)作，能夠?qū)崿F(xiàn)如下的af控制：即使是緩慢的運(yùn)動(dòng)，如果成為未合焦，則執(zhí)行對(duì)焦動(dòng)作，針對(duì)非用戶想要的瞬間運(yùn)動(dòng)不執(zhí)行對(duì)焦動(dòng)作。

另外，第1～第3實(shí)施方式的處理部300等可以包含處理器和存儲(chǔ)器。這里的處理器例如可以是cpu(centralprocessingunit：中央處理單元)。但是，處理器不限于cpu，可以使用gpu(graphicsprocessingunit：圖形處理單元)或dsp(digitalsignalprocessor：數(shù)字信號(hào)處理器)等各種處理器。并且，處理器也可以是基于asic的硬件電路。并且，存儲(chǔ)器存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)可讀取的命令，由處理器執(zhí)行該命令，由此實(shí)現(xiàn)本實(shí)施方式的處理部300等各部(例如預(yù)處理部320、圖像處理部330、運(yùn)動(dòng)量計(jì)算部340、對(duì)焦控制部350、控制部360等)。這里的存儲(chǔ)器可以是sram、dram等半導(dǎo)體存儲(chǔ)器，也可以是寄存器或硬盤(pán)等。并且，這里的命令可以是構(gòu)成程序的命令設(shè)置的命令，也可以是對(duì)處理器的硬件電路指示動(dòng)作的命令。

以上對(duì)應(yīng)用本發(fā)明的實(shí)施方式及其變形例進(jìn)行了說(shuō)明，但是，本發(fā)明不限于各實(shí)施方式及其變形例，能夠在實(shí)施階段在不脫離發(fā)明主旨的范圍內(nèi)對(duì)結(jié)構(gòu)要素進(jìn)行變形而具體化。并且，通過(guò)適當(dāng)組合上述各實(shí)施方式和變形例所公開(kāi)的多個(gè)結(jié)構(gòu)要素，能夠形成各種發(fā)明。例如，也可以從各實(shí)施方式和變形例所記載的全部結(jié)構(gòu)要素中刪除若干個(gè)結(jié)構(gòu)要素。進(jìn)而，還可以適當(dāng)組合不同實(shí)施方式和變形例中說(shuō)明的結(jié)構(gòu)要素。這樣，能夠在不脫離發(fā)明主旨的范圍內(nèi)進(jìn)行各種變形和應(yīng)用。并且，在說(shuō)明書(shū)或附圖中，至少一次與更加廣義或同義的不同術(shù)語(yǔ)一起記載的術(shù)語(yǔ)能夠在說(shuō)明書(shū)或附圖的任意部位置換為該不同的術(shù)語(yǔ)。

標(biāo)號(hào)說(shuō)明

2：內(nèi)窺鏡裝置；4：處置器具；6：被攝體(活體)；100：硬性鏡；110：透鏡系統(tǒng)；120：導(dǎo)光部；130：運(yùn)動(dòng)傳感器；200：攝像部；210：對(duì)焦透鏡；220：對(duì)焦透鏡驅(qū)動(dòng)部；230：物鏡系統(tǒng)；240：攝像元件；300：處理部；310：ad轉(zhuǎn)換部；320：預(yù)處理部；330：圖像處理部；340：運(yùn)動(dòng)量計(jì)算部；341：幀存儲(chǔ)器；342：運(yùn)動(dòng)矢量計(jì)算部；343：光軸垂直運(yùn)動(dòng)量計(jì)算部；344：光軸平行運(yùn)動(dòng)量計(jì)算部；350：對(duì)焦控制部；360：控制部；400：顯示部；500：外部i/f部；600：光源部；610：白色光源；620：光導(dǎo)纜線。

權(quán)利要求書(shū)(按照條約第19條的修改)

1.(修改后)一種內(nèi)窺鏡裝置，其特征在于，所述內(nèi)窺鏡裝置包括：

運(yùn)動(dòng)量計(jì)算部，其計(jì)算攝像部與被攝體之間的相對(duì)的運(yùn)動(dòng)量即相對(duì)運(yùn)動(dòng)量；以及

對(duì)焦控制部，其進(jìn)行所述攝像部的對(duì)焦控制，

所述相對(duì)運(yùn)動(dòng)量包含運(yùn)動(dòng)的大小的信息和朝向的信息，

所述運(yùn)動(dòng)量計(jì)算部求出多個(gè)局部運(yùn)動(dòng)量，針對(duì)所述多個(gè)局部運(yùn)動(dòng)量中的各局部運(yùn)動(dòng)量求出與周?chē)木植窟\(yùn)動(dòng)量之間的相關(guān)度，根據(jù)所述多個(gè)局部運(yùn)動(dòng)量中的所述相關(guān)度高于規(guī)定相關(guān)度的局部運(yùn)動(dòng)量，求出所述相對(duì)運(yùn)動(dòng)量

所述對(duì)焦控制部求出累積了n幀(n為3以上(包含該值)的自然數(shù))的所述相對(duì)運(yùn)動(dòng)量而得到的累積運(yùn)動(dòng)量，進(jìn)行判定所述累積運(yùn)動(dòng)量是否大于第1閾值的對(duì)焦必要性判定處理，在判定為所述累積運(yùn)動(dòng)量大于所述第1閾值的情況下，執(zhí)行所述攝像部的對(duì)焦動(dòng)作。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)窺鏡裝置，其特征在于，

所述對(duì)焦控制部在所述對(duì)焦必要性判定處理中判定為所述累積運(yùn)動(dòng)量大于所述第1閾值的情況下，進(jìn)行判定所述相對(duì)運(yùn)動(dòng)量小于第2閾值的幀是否存在l幀(l為3以上(包含該值)的自然數(shù))的能否對(duì)焦判定處理，在判定為所述相對(duì)運(yùn)動(dòng)量小于所述第2閾值的幀存在所述l幀的情況下，執(zhí)行所述攝像部的對(duì)焦動(dòng)作。

3.(刪除)

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)窺鏡裝置，其特征在于，

所述相對(duì)運(yùn)動(dòng)量具有1個(gè)以上(包含該值)的成分，

所述對(duì)焦控制部針對(duì)所述1個(gè)以上(包含該值)的成分中的各成分求出所述累積運(yùn)動(dòng)量，將與所述各成分的所述累積運(yùn)動(dòng)量分別對(duì)應(yīng)的閾值作為所述第1閾值進(jìn)行所述對(duì)焦必要性判定處理，在判定為所述各成分的所述累積運(yùn)動(dòng)量中的至少一個(gè)大于與該累積運(yùn)動(dòng)量對(duì)應(yīng)的閾值的情況下，執(zhí)行所述對(duì)焦動(dòng)作。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)窺鏡裝置，其特征在于，

所述運(yùn)動(dòng)量計(jì)算部求出與所述攝像部的光軸垂直的方向上的運(yùn)動(dòng)量即光軸垂直運(yùn)動(dòng)量作為所述相對(duì)運(yùn)動(dòng)量，

所述對(duì)焦控制部將針對(duì)所述光軸垂直運(yùn)動(dòng)量的所述累積運(yùn)動(dòng)量的光軸垂直運(yùn)動(dòng)用閾值作為所述第1閾值進(jìn)行所述對(duì)焦必要性判定處理。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的內(nèi)窺鏡裝置，其特征在于，

所述運(yùn)動(dòng)量計(jì)算部根據(jù)由所述攝像部進(jìn)行攝像而得到的攝像圖像求出多個(gè)局部運(yùn)動(dòng)量，在各幀中求出所述多個(gè)局部運(yùn)動(dòng)量的平均，將所述平均作為所述光軸垂直運(yùn)動(dòng)量而求出。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的內(nèi)窺鏡裝置，其特征在于，

所述運(yùn)動(dòng)量計(jì)算部求出多個(gè)局部運(yùn)動(dòng)量，在各幀中根據(jù)所述多個(gè)局部運(yùn)動(dòng)量生成大小和方向的直方圖，求出所述直方圖中的最大的條作為所述光軸垂直運(yùn)動(dòng)量。

8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的內(nèi)窺鏡裝置，其特征在于，

所述運(yùn)動(dòng)量計(jì)算部求出與所述攝像部的光軸垂直的方向上的運(yùn)動(dòng)量即光軸垂直運(yùn)動(dòng)量作為所述相對(duì)運(yùn)動(dòng)量，

所述對(duì)焦控制部對(duì)所述光軸垂直運(yùn)動(dòng)量進(jìn)行所述能否對(duì)焦判定處理。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)窺鏡裝置，其特征在于，

所述運(yùn)動(dòng)量計(jì)算部求出與所述攝像部的光軸平行的方向上的運(yùn)動(dòng)量即光軸平行運(yùn)動(dòng)量作為所述相對(duì)運(yùn)動(dòng)量，

所述對(duì)焦控制部將針對(duì)所述光軸平行運(yùn)動(dòng)量的所述累積運(yùn)動(dòng)量的光軸平行運(yùn)動(dòng)用閾值作為所述第1閾值進(jìn)行所述對(duì)焦必要性判定處理。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的內(nèi)窺鏡裝置，其特征在于，

所述運(yùn)動(dòng)量計(jì)算部求出多個(gè)局部運(yùn)動(dòng)矢量，在各幀中求出所述多個(gè)局部運(yùn)動(dòng)矢量的消失點(diǎn)，求出基于延長(zhǎng)了所述多個(gè)局部運(yùn)動(dòng)矢量中的各局部運(yùn)動(dòng)矢量而成的直線與所述消失點(diǎn)之間的距離的所述消失點(diǎn)的評(píng)價(jià)值，在所述評(píng)價(jià)值大于規(guī)定值的幀中求出所述光軸平行運(yùn)動(dòng)量。

11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的內(nèi)窺鏡裝置，其特征在于，

所述運(yùn)動(dòng)量計(jì)算部對(duì)應(yīng)于所述攝像部與所述被攝體的接近/離開(kāi)，求出正負(fù)符號(hào)不同的所述光軸平行運(yùn)動(dòng)量。

12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的內(nèi)窺鏡裝置，其特征在于，

所述運(yùn)動(dòng)量計(jì)算部求出多個(gè)局部運(yùn)動(dòng)矢量，在各幀中求出所述多個(gè)局部運(yùn)動(dòng)矢量的消失點(diǎn)，求出根據(jù)將所述多個(gè)局部運(yùn)動(dòng)矢量中的各局部運(yùn)動(dòng)矢量的始點(diǎn)和所述消失點(diǎn)連接起來(lái)的矢量與所述各局部運(yùn)動(dòng)矢量所成的角度而變化的信息，根據(jù)所述信息判定所述接近/離開(kāi)。

13.根據(jù)權(quán)利要求2所述的內(nèi)窺鏡裝置，其特征在于，

所述運(yùn)動(dòng)量計(jì)算部求出與所述攝像部的光軸平行的方向上的運(yùn)動(dòng)量即光軸平行運(yùn)動(dòng)量作為所述相對(duì)運(yùn)動(dòng)量，

所述對(duì)焦控制部對(duì)所述光軸平行運(yùn)動(dòng)量進(jìn)行所述能否對(duì)焦判定處理。

14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)窺鏡裝置，其特征在于，

所述運(yùn)動(dòng)量計(jì)算部求出與所述攝像部的光軸垂直的方向上的運(yùn)動(dòng)量即光軸垂直運(yùn)動(dòng)量和與所述攝像部的光軸平行的方向上的運(yùn)動(dòng)量即光軸平行運(yùn)動(dòng)量作為所述相對(duì)運(yùn)動(dòng)量，

所述對(duì)焦控制部針對(duì)所述光軸垂直運(yùn)動(dòng)量的所述累積運(yùn)動(dòng)量，將光軸垂直運(yùn)動(dòng)用閾值作為所述第1閾值進(jìn)行所述對(duì)焦必要性判定處理，針對(duì)所述光軸平行運(yùn)動(dòng)量的所述累積運(yùn)動(dòng)量，將光軸平行運(yùn)動(dòng)用閾值作為所述第1閾值進(jìn)行所述對(duì)焦必要性判定處理，

在判定為所述光軸垂直運(yùn)動(dòng)量的所述累積運(yùn)動(dòng)量大于所述光軸垂直運(yùn)動(dòng)用閾值的情況下、或判定為所述光軸平行運(yùn)動(dòng)量的所述累積運(yùn)動(dòng)量大于所述光軸平行運(yùn)動(dòng)用閾值的情況下，執(zhí)行所述攝像部的對(duì)焦動(dòng)作。

15.根據(jù)權(quán)利要求2所述的內(nèi)窺鏡裝置，其特征在于，

所述運(yùn)動(dòng)量計(jì)算部求出與所述攝像部的光軸垂直的方向上的運(yùn)動(dòng)量即光軸垂直運(yùn)動(dòng)量和與所述攝像部的光軸平行的方向上的運(yùn)動(dòng)量即光軸平行運(yùn)動(dòng)量作為所述相對(duì)運(yùn)動(dòng)量，

所述對(duì)焦控制部在判定為所述光軸垂直運(yùn)動(dòng)量的所述累積運(yùn)動(dòng)量和所述光軸平行運(yùn)動(dòng)量的所述累積運(yùn)動(dòng)量小于所述第2閾值的幀存在所述l幀的情況下，執(zhí)行所述攝像部的對(duì)焦動(dòng)作。

16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)窺鏡裝置，其特征在于，

與所述攝像部的合焦物體位置是第1位置的情況下的所述第1閾值相比，所述對(duì)焦控制部將所述合焦物體位置是比所述第1位置近的第2位置的情況下的所述第1閾值設(shè)定為較小的值。

17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)窺鏡裝置，其特征在于，

所述運(yùn)動(dòng)量計(jì)算部求出與所述攝像部的光軸垂直的方向上的運(yùn)動(dòng)量即光軸垂直運(yùn)動(dòng)量作為所述相對(duì)運(yùn)動(dòng)量，

所述對(duì)焦控制部將針對(duì)所述累積運(yùn)動(dòng)量的第1方向成分的第1方向用閾值和針對(duì)所述累積運(yùn)動(dòng)量的第2方向成分的第2方向用閾值作為所述第1閾值進(jìn)行所述對(duì)焦必要性判定處理，將所述第1方向用閾值和所述第2方向用閾值設(shè)定為不同的值。

18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)窺鏡裝置，其特征在于，

所述運(yùn)動(dòng)量計(jì)算部求出與所述攝像部的光軸平行的方向上的運(yùn)動(dòng)量即光軸平行運(yùn)動(dòng)量作為所述相對(duì)運(yùn)動(dòng)量，

所述對(duì)焦控制部將所述累積運(yùn)動(dòng)量對(duì)應(yīng)于所述攝像部與所述被攝體接近的情況下的接近用閾值和所述累積運(yùn)動(dòng)量對(duì)應(yīng)于所述攝像部與所述被攝體離開(kāi)的情況下的離開(kāi)用閾值，作為所述第1閾值進(jìn)行所述對(duì)焦必要性判定處理，與所述離開(kāi)用閾值的絕對(duì)值相比，將所述接近用閾值的絕對(duì)值設(shè)定為較小的值。

19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)窺鏡裝置，其特征在于，

所述運(yùn)動(dòng)量計(jì)算部將從所述對(duì)焦動(dòng)作轉(zhuǎn)移到待機(jī)狀態(tài)后的基準(zhǔn)幀到當(dāng)前幀作為所述n幀，求出所述累積運(yùn)動(dòng)量。

20.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)窺鏡裝置，其特征在于，

所述運(yùn)動(dòng)量計(jì)算部將從對(duì)所述相對(duì)運(yùn)動(dòng)量的累積幀數(shù)進(jìn)行復(fù)位后的基準(zhǔn)幀到當(dāng)前幀作為所述n幀，求出所述累積運(yùn)動(dòng)量。

21.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)窺鏡裝置，其特征在于，

所述運(yùn)動(dòng)量計(jì)算部根據(jù)由所述攝像部進(jìn)行攝像而得到的攝像圖像，計(jì)算運(yùn)動(dòng)矢量作為所述相對(duì)運(yùn)動(dòng)量。

22.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)窺鏡裝置，其特征在于，

所述攝像部具有運(yùn)動(dòng)傳感器和位置傳感器中的至少一方，

所述運(yùn)動(dòng)量計(jì)算部根據(jù)來(lái)自所述運(yùn)動(dòng)傳感器和所述位置傳感器中的至少一方的信號(hào)，計(jì)算所述相對(duì)運(yùn)動(dòng)量。

23.(修改后)一種內(nèi)窺鏡裝置的對(duì)焦控制方法，其特征在于，

求出多個(gè)局部運(yùn)動(dòng)量，

針對(duì)所述多個(gè)局部運(yùn)動(dòng)量中的各局部運(yùn)動(dòng)量求出與周?chē)木植窟\(yùn)動(dòng)量之間的相關(guān)度，

根據(jù)所述多個(gè)局部運(yùn)動(dòng)量中的所述相關(guān)度高于規(guī)定相關(guān)度的局部運(yùn)動(dòng)量，計(jì)算攝像部與被攝體之間的相對(duì)的運(yùn)動(dòng)量即相對(duì)運(yùn)動(dòng)量，求出累積了n幀(n為3以上(包含該值)的自然數(shù))的所述相對(duì)運(yùn)動(dòng)量而得到的累積運(yùn)動(dòng)量，所述相對(duì)運(yùn)動(dòng)量包含運(yùn)動(dòng)的大小的信息和朝向的信息，

進(jìn)行判定所述累積運(yùn)動(dòng)量是否大于第1閾值的對(duì)焦必要性判定處理，

在判定為所述累積運(yùn)動(dòng)量大于所述第1閾值的情況下，執(zhí)行所述攝像部的對(duì)焦動(dòng)作。