内窥镜系统、内窥镜控制方法以及程序与流程

1.本技术涉及内窥镜系统、内窥镜控制方法和程序，并且具体涉及适用于例如捕获生物体内部的图像时的自动聚焦(af)的内窥镜系统、内窥镜控制方法和程序。


背景技术：

2.在内窥镜、显微镜等医疗观察装置中，手术区域的深度通常比医疗观察装置的景深深，这使得花费时间来聚焦于需要视觉确认的地方。另一方面，提出了具有自动调整焦点的af功能的医疗观察装置(例如参照专利文献1)。
3.引用列表
4.专利文献
5.专利文献1：日本专利申请公开号2017-6330


技术实现要素：

6.本发明要解决的问题
7.内窥镜或显微镜等医疗观察装置在被称为高压灭菌器的高压、高温的环境下进行灭菌。例如，存在内窥镜的摄像头的特性由于高压釜而改变的可能性。此外，存在由于摄像头的特性(具体地，致动器的特性)的变化而不能执行稳定的af处理的可能性。
8.鉴于这种情况做出本技术，因此，本技术的目的是允许执行稳定的af处理。
9.问题的解决方案
10.根据本技术的一个方面的内窥镜系统包括：驱动单元，驱动透镜；测量单元，测量透镜的位置；以及控制单元，进行聚焦的控制，并且对聚焦的控制包括：基于所保持的第一迟滞和通电时测量的第二迟滞，设置聚焦时的摆动的控制量。
11.根据本技术的一个方面的内窥镜系统的内窥镜控制方法，内窥镜系统包括：驱动单元，驱动透镜；测量单元，测量透镜的位置；和控制单元，进行聚焦的控制，控制聚焦包括：由控制单元基于保持的第一迟滞和通电时测量的第二迟滞来设置聚焦时的摆动的控制量；以及由控制单元基于控制量来控制聚焦。
12.根据本技术的一个方面的程序使计算机执行处理，计算机被配置为控制内窥镜系统，内窥镜系统包括：驱动单元，驱动透镜的；测量单元，测量透镜的位置；和控制单元，进行聚焦的控制，该处理包括基于保持的第一迟滞和通电时测量的第二迟滞来设置聚焦时的摆动的控制量，并且基于控制量控制聚焦。
13.在根据本技术的一个方面的内窥镜系统、内窥镜控制方法和程序中，通过驱动透镜来控制聚焦以测量透镜的位置。通过基于保持的第一迟滞和通电时测量的第二迟滞设置聚焦时的摆动的控制量来执行对聚焦的控制。
14.另外，内窥镜系统既可以是独立的装置，也可以是构成一个装置的一部分的内部块。
15.此外，可以通过经由传输介质传输或者通过记录在记录介质上设置程序。
附图说明
16.图1是示出应用本技术的成像系统的实施例的框图。
17.图2是示出摄像头、显示装置和成像控制装置的配置示例的框图。
18.图3是用于描述复位传感器的图。
19.图4是用于描述在使用开始时测量迟滞的图。
20.图5是用于描述透镜迟滞的图。
21.图6是用于描述如何测量迟滞的图。
22.图7是用于描述通电时的处理的图。
23.图8是用于描述记录介质的图。
具体实施方式
24.在下文中，将描述用于执行本技术的模式(在下文中，称之为实施例)。
25.以下描述的本技术可应用于被配置为执行自动聚焦(af)处理的诸如内窥镜或显微镜的医疗观察装置。此外，本技术还可应用于诸如除医疗观察装置以外的成像装置的装置，该装置被配置为执行af处理。在以下描述中，将本技术应用于内窥镜的情况描述为示例，但是本技术也可应用于除内窥镜以外的装置。
26.《成像系统的配置示例》
27.图1示出了应用本技术的成像系统1的配置示例。
28.成像系统1例如是在医疗领域中使用的内窥镜系统，用于捕获生物体内部并对生物体内部进行观察。成像系统1包括插入单元11、光源装置12、光导件13、摄像头(成像单元)14、第一传输电缆15、显示装置16、第二传输电缆17、成像控制装置18、第三传输电缆19、连接器20以及连接器21。
29.插入单元11是用于硬性内窥镜的硬性镜体、用于挠性内窥镜的挠性镜体(例如纤维镜)等镜体。即，插入单元11是具有硬性或至少部分挠性的细长形状的构件，并被插入生物体内部。插入单元11设置有光学系统，该光学系统包括一个或多个透镜并且收集被检体图像。要注意的是，插入单元11和摄像头14可能彼此不可分离。在挠性镜体的情况下，也可以采用在插入单元11的前端附近配置成像元件的结构。
30.光源装置12与光导件13的一端相连接，在成像控制装置18的控制下，对光导件13的一端供给用于对生物体内部进行照明的光。
31.光导件13的一端以可拆卸的方式与光源装置12连接，另一端以可拆卸的方式与插入单元11连接。然后，光导13将从光源装置12供给的光从一端传输至另一端，提供给插入单元11。供给到插入单元11的光从插入单元11的前端输出，对生物体内部进行照明。对生物体内部进行照明并从生物体内部反射的光(被检体图像)由插入单元11内的光学系统收集。
32.摄像头14可拆卸地连接到作为插入单元11的基端的目镜11a。然后，摄像头14在成像控制装置18的控制下捕获由插入单元11收集的被检体图像，并且输出作为捕获的结果生成的图像信号(raw信号)。图像信号例如是4k以上的图像信号。
33.应注意，基于图像信号的图像在下文中被称为捕获的图像。
34.第一传输电缆15的一端经由连接器20可拆卸地连接至成像控制装置18，并且另一端经由连接器21可拆卸地连接至摄像头14。然后，第一传输电缆15将从摄像头14输出的图
像信号等传输至成像控制装置18，并且将从成像控制装置18输出的控制信号、同步信号、时钟信号、电力等传输至摄像头14。连接器20或连接器21可以设置有存储器，以存储与摄像头14的结构或成像条件相关的参数。
35.要注意的是，通过第一传输电缆15从摄像头14传输给成像控制装置18的图像信号等可以是光信号或电信号。这同样适用于通过第一传输电缆15从成像控制装置18传输至摄像头14的控制信号、同步信号以及时钟信号。此外，摄像头14、连接器21、第一传输电缆15和连接器20可被统称为摄像头或内窥镜。此外，插入单元11和摄像头14可以统称为内窥镜。
36.显示装置16在成像控制装置18的控制下显示基于来自成像控制装置18的视频信号的显示图像。
37.第二传输电缆17的一端可拆卸地连接至显示装置16，并且另一端可拆卸地连接至成像控制装置18。然后，第二传输电缆17将由成像控制装置18处理的视频信号和从成像控制装置18输出的控制信号传输至显示装置16。
38.成像控制装置18包括例如照相机控制单元(ccu)，该ccu包括中央处理单元(cpu)等。成像控制装置18负责光源装置12、摄像头14和显示装置16的集中操作控制。
39.第三传输电缆19的一端与光源装置12可拆卸地连接，另一端与成像控制装置18可拆卸地连接。然后，第三传输电缆19将控制信号从成像控制装置18传输至光源装置12。
40.《摄像头、显示装置和成像控制装置的配置示例》
41.接下来，将参照图2描述摄像头14、显示装置16和成像控制装置18的配置示例。
42.需注意，在图2中，为了便于描述，将不给出成像控制装置18与第一传输电缆15之间以及摄像头14与第一传输电缆15之间的连接器20和连接器21、以及成像控制装置18与第二传输电缆17之间以及显示装置16与第二传输电缆17之间的连接器的图示。
43.摄像头14包括透镜单元51、透镜驱动单元52、透镜位置检测单元53、成像处理单元54、通信单元55、惯性测量单元(imu)56和输入单元57。
44.透镜单元51具有能够沿着光轴移动的多个透镜，在成像处理单元54的成像面上形成由插入单元11收集的被检体图像。透镜单元51包括聚焦透镜61和变焦透镜62。
45.聚焦透镜61包括一个或多个透镜，并且沿着光轴移动以调整摄像头14的焦点。
46.变焦透镜62包括一个或多个透镜，并且沿着光轴移动以调整摄像头14的视角。
47.透镜单元51还包括沿着光轴移动聚焦透镜61的聚焦机制(未示出)和沿着光轴移动变焦透镜62的光学变焦机制(未示出)。
48.透镜驱动单元52包括操作上述聚焦机制和光学变焦机制的致动器71以及驱动致动器71的驱动器72。然后，透镜驱动单元52在成像控制装置18的控制下调整透镜单元51的焦点和视角。
49.透镜位置检测单元53包括诸如遮光器的位置传感器，并且检测聚焦透镜61的位置(在下文中，称为聚焦位置)和变焦透镜62的位置(在下文中，称为变焦位置)。然后，透镜位置检测单元53通过第一传输电缆15将基于聚焦位置和变焦位置的检测信号输出至成像控制装置18。
50.成像处理单元54包括集成地安装有成像元件(未示出)、信号处理单元(未示出)等的传感器芯片。成像元件例如具有电荷耦合器件(ccd)、互补金属氧化物半导体(cmos)等，该电荷耦合器件(ccd)、互补金属氧化物半导体(cmos)等接收由插入单元11收集并由透镜
单元51形成的被检体图像，并将该被检体图像转换为电信号。信号处理单元对来自成像元件的电信号(模拟信号)进行信号处理(a/d转换等)，输出图像信号。成像处理单元54在成像控制装置18的控制下捕获生物体内部的图像，并且输出作为a/d转换的结果而获得的图像信号(数字信号)。
51.注意，上述信号处理单元不一定与成像元件集成地安装，也可以与成像元件分离。
52.通信单元55用作传输单元，该传输单元将从成像处理单元54输出的图像信号通过第一传输电缆15发送到成像控制装置18。通信单元55包括例如，通过第一传输电缆15利用成像控制装置18以1gbps以上的传输速率传送图像信号的高速串行接口。
53.imu 56检测摄像头14的加速度和角速度，并且将指示检测结果的检测信号提供至成像控制装置18。
54.输入单元57包括诸如按钮、开关或触摸屏的操作装置，并且接收用户的操作。输入单元57将根据用户的操作输入的输入信号提供给成像控制装置18。
55.成像控制装置18包括通信单元101、信号处理单元102、显示控制单元103、控制单元104、输入单元105、输出单元106以及存储单元107。
56.通信单元101用作通过第一传输电缆15接收从摄像头14(通信单元55)输出的图像信号的接收器。例如，通信单元101包括以1gbps以上的传输速率与通信单元55传送图像信号的高速串行接口。
57.信号处理单元102在控制单元104的控制下对从摄像头14(通信单元55)输出并由通信单元101接收的图像信号(raw信号)执行各种类型的处理。信号处理单元102包括图像处理单元111、检测处理单元112、位置估计单元113、距离测量单元114和图像识别单元115。
58.图像处理单元111对由通信单元101接收到的图像信号(raw信号)执行诸如光学黑体减法处理和去马赛克化处理的raw处理，以将raw信号(图像信号)转换为rgb信号(图像信号)。此外，图像处理单元111对rgb信号(图像信号)执行诸如白平衡、rgb伽马校正和yc转换(将rgb信号转换成亮度信号和色差信号(y、cb/cr信号))的rgb处理。此外，图像处理单元111对y、cb/cr信号(图像信号)执行诸如色差校正和降噪的yc处理。图像处理单元111将作为图像处理的结果而获得的图像信号提供给显示控制单元103和控制单元104。
59.检测处理单元112对由图像处理单元111处理的图像信号(例如，y、cb/cr信号)进行用于控制摄像头14的检测处理(自动聚焦(af)处理等)。注意，图像信号不限于y、cb/cr信号，并且可以是能够经受图像处理的任何信号，并且可以是在没有执行raw处理的情况下的raw信号。此外，在raw处理中生成亮度信号(y)的情况下，图像信号可以是亮度信号。
60.例如，检测处理单元112基于由成像处理单元54捕获的一帧的捕获的图像中的指定区域的每个像素的像素信息(亮度信号(y信号))检测指定区域中的图像的对比度或频率分量。然后，检测处理单元112基于由此检测的对比度或频率分量计算用于评估捕获的图像(捕获的图像中的被检体图像)的焦点状态的焦点评估值。例如，检测处理单元112计算指定区域中的图像的对比度或指定区域中的图像的高频分量的和作为焦点评估值。注意，焦点评估值越大，焦点越尖锐。检测处理单元112将表示由此计算的焦点评估值的检测信息提供至控制单元104。
61.位置估计单元113基于图像信号和来自imu 56的检测信号执行估计摄像头14的位置的处理。例如，位置估计单元113基于图像信号创建环境地图(三维坐标地图)并且使用视
觉同步定位与地图构建(visual-slam)来估计环境地图上的摄像头14的位置。或者，例如，位置估计单元113基于图像信号和来自imu 56的检测信号创建环境地图并且使用imu-slam估计环境地图上的摄像头14的位置。位置估计单元113将指示摄像头14的位置的估计的结果的位置信息提供至控制单元104。
62.注意，visual-slam的细节在以下文献中被描述：例如，andrew j.davison,“real-time simultaneous localization and mapping with a single camera”，proceedings of the 9th ieee international conference on computer vision volume 2，2003，pp.1403-1410”，日本专利申请公开号2011-95797等。此外，imu-slam的细节描述于例如日本专利申请公开号2017-185254中。
63.距离测量单元114测量至摄像头14的被检体的距离并且将指示测量结果的距离信息提供至控制单元104。另外，该距离测量被检体例如是生物体内部的脏器或脏器的一部分。
64.此外，可以使用任何方法作为用于测量距离的方法。例如，成像处理单元54设置有包括相位差像素或飞行时间(tof)传感器的成像元件，并且使用成像元件或tof传感器测量到被检体的距离。
65.图像识别单元115基于图像信号执行识别捕获的图像中的被检体的处理。例如，图像识别单元115进行识别捕获的图像中的预定被检体(诸如血液、水滴或污染)的处理。此外，例如，图像识别单元115基于捕获的图像中的被检体的识别结果执行识别外科手术的手术流程等中的手术场景的处理。图像识别单元115将指示被检体的识别结果或者手术场景的识别结果的识别信息提供至控制单元104。
66.显示控制单元103在控制单元104的控制下，基于由图像处理单元111处理的图像信号(y、cb/cr信号)，生成用于通过在屏显示(osd)处理等进行显示的视频信号。然后，显示控制单元103通过第二传输电缆17将如此生成的视频信号输出至显示装置16(显示单元151)。
67.控制单元104包括例如cpu等，并且通过第一传输电缆15、第二传输电缆17和第三传输电缆19输出控制信号，以便控制光源装置12、摄像头14和显示装置16的操作并且控制成像控制装置18的整体操作。控制单元104包括聚焦控制单元122和变焦控制单元123。
68.聚焦控制单元122操作透镜驱动单元52以调整透镜单元51的聚焦(以改变聚焦位置)。例如，聚焦控制单元122基于由透镜位置检测单元53检测的聚焦位置和来自检测处理单元112的检测信息来进行自动聚焦(af)处理。此外，聚焦控制单元122基于来自输入单元57或输入单元105的操作信息、来自图像识别单元115的识别信息等控制af操作。例如，聚焦控制单元122改变聚焦控制条件以控制聚焦控制操作。
69.要注意的是，作为成像系统1的af功能，例如，实现连续af和单触af。连续af基本上是连续地(不间断地)执行af的功能。例如，连续af根据设置在输入单元57或输入单元105中的操作单元(未示出)的操作被接通或断开。单触af是例如根据设置在摄像头14的输入单元57中的操作单元(未示出)的操作执行单次af的功能。
70.变焦控制单元123操作透镜驱动单元52以调整透镜单元51的视角(以改变变焦位置)。
71.输入单元105包括诸如按钮、开关、鼠标、键盘或触摸屏的操作装置，并且接收用户
的操作。输入单元105将根据用户的操作输入的输入信号提供至控制单元104。输出单元106包括扬声器、打印机等，并输出各种类型的信息。存储单元107存储要由控制单元104运行的程序、要由控制单元104执行的处理所需的信息等。
72.显示装置16包括显示单元151。显示单元151包括使用液晶、有机电致发光(el)等的显示器，并且基于来自成像控制装置18的视频信号显示显示图像。
73.《包括涉及af处理的传感器的配置》
74.将参考图3描述包括涉及af处理的传感器的配置示例。
75.用于设置聚焦透镜61的初始位置的复位传感器201被设置在摄像头14中。在图3所示的示例中，复位传感器201安装在远机械端(机械端)与远光学端(光学端)之间的位置p0处。
76.复位传感器201可以设置在除了位置p0之外的位置处。例如，复位传感器201可以设置在远光学端和近光学端之间的预定位置处。当聚焦透镜61在复位传感器201的前方通过时，复位传感器201检测聚焦透镜61的通过。复位传感器201用作测量聚焦透镜61的位置的测量单元。
77.聚焦透镜61可在远机械端和近机械端之间操作。聚焦透镜61的初始位置被定义为位置p1。例如，位置p1设置在远光学端和近光学端之间的预定位置。例如，在开始对摄像头14供电时(在接通电源时、在通电时等)，初始位置被设置为聚焦透镜61所位于的位置。
78.例如，当聚焦透镜61的位置初始化时，聚焦透镜61的移动由图3中的箭头表示。例如，当电源断开时聚焦透镜61所处的位置被定义为位置p2。在接通电源时，聚焦透镜61朝着复位传感器201(即，在图3中所示的示例中的远机械端)移动。当聚焦透镜61从位置p2朝向远机械端移动时，聚焦透镜61在复位传感器201的前方通过。
79.复位传感器201检测到聚焦透镜61在复位传感器201的前方通过。通过复位传感器201对变焦透镜61的检测示出变焦透镜61位于复位传感器201的位置p0处。基于复位传感器201的位置p0预设至聚焦透镜61的初始位置p1的距离。基于用于移动聚焦透镜61的移动量(驱动电压)，将聚焦透镜61从复位传感器201的位置p0移动到初始位置p1。如上所述，聚焦透镜61被设置在初始位置p1。
80.在本实施例中，不仅当聚焦透镜61移动到初始位置时使用复位传感器201，而且当设置施加于af处理的聚焦透镜61的移动量时也使用复位传感器201。
81.在af处理期间，执行称为摆动的变焦透镜61在焦点位置附近前后移动的操作。存在摄像头14的特性的改变防止摆动保持恒定的可能性。
82.摄像头14在被称为高压灭菌器的诸如高温和高压的环境下被杀菌。高温、高压等可改变驱动聚焦透镜61的致动器71的润滑脂的特性。例如，润滑脂的特性变化是由润滑脂的湿气蒸发或洗脱引起的。
83.此外，由于老化存在驱动聚焦透镜61的致动器71的特性的变化、机械松弛等可能的发生。这样的因素可以在聚焦透镜61的摆动时改变迟滞，并且防止执行与摄像头14的使用开始时的摆动等效的摆动。例如，在振荡宽度a在使用开始时被指定为摆动振荡宽度的情况下，利用振荡宽度a执行摆动，但是即使当振荡宽度a被指定为振荡宽度时，迟滞的变化也可使得振荡宽度大于或小于振荡宽度a。
84.在摆动振荡宽度不同于指定的摆动振荡宽度的情况下，存在af处理的精度小于使
用开始时的精度的可能性。在应用下面描述的本技术的实施例中，在考虑到迟滞的变化的情况下执行af处理，使得可以防止af处理的精度劣化。
85.《使用开始时的处理》
86.为了在考虑到迟滞的变化的情况下执行af处理，测量并保持使用开始时的迟滞。将参照图4的流程图描述在使用开始时测量和保持迟滞的处理。
87.图4的流程图的处理在摄像头14的使用开始时执行。“在开始使用时执行”可对应于“在制造摄像头14时作为一个处理执行”，或者可对应于“在安装在安装场所之后摄像头14第一次通电时执行”。
88.在步骤s11中，开始透镜初始化。这里，透镜初始化是在摄像头14的使用开始时测量迟滞的处理。在步骤s12中，测量迟滞。在步骤s12中测量的迟滞(下文中根据需要称为初始迟滞)是包括关于聚焦透镜61的透镜迟滞和关于复位传感器的复位传感器迟滞的迟滞。
89.将参考图5描述透镜迟滞hl。当调节凸缘衬圈(fb)距离时，可以测量透镜迟滞hl。凸缘衬圈距离是从透镜(在这种情况下为聚焦透镜61)的安装表面到照相机中的图像传感器的距离。存在凸缘衬圈距离的值以取决于透镜的附接误差或图像传感器的附接误差的方式变化(以取决于个体的方式变化)的可能性。
90.例如，通过将被检体放置在预定距离处并且使被检体对焦来调整凸缘衬圈距离。当不存在误差时，将聚焦透镜61放置在由相机(在这种情况下，摄像头14)假设的位置处使被检体聚焦。然而，当存在误差时，与照相机所假设的位置不同的位置进行聚焦。注意，透镜迟滞hl可在制造校准期间的任何时刻或通过任何方法测量，并且例如，透镜迟滞可由外部位置传感器测量。
91.例如，在交运之前测量这种差异，并且在考虑所测量的误差的情况下执行af处理。
92.为了测量透镜迟滞hl，聚焦透镜61从近侧移动到远侧，并测量聚焦的位置。在图5中，当聚焦透镜61从近侧移动到远侧时发生聚焦的位置被定义为被检体位置nf。接下来，聚焦透镜61从远侧移动到近侧，并测量聚焦的位置。在图5中，将聚焦透镜61从远侧移动到近侧时发生聚焦的位置定义为被检体位置fn。
93.如图5所示，存在被检体位置nf和被检体位置fn彼此不同的可能性。该位置差被测量为对凸缘衬圈距离的调整。此外，测量被检体位置nf和被检体位置fn之间的差作为迟滞。即，测量透镜迟滞hl＝(被检体位置nf-被检体位置fn)。
94.透镜迟滞hl是当聚焦透镜61从近侧移动到远侧时的聚焦位置与当聚焦透镜61从远侧移动到近侧时的聚焦位置之间的差。如上所述，当聚焦透镜61沿预定方向移动时获得的结果与当聚焦透镜61沿与预定方向相反的方向移动时获得的结果之间的差被称为迟滞。
95.透镜迟滞hl是关于聚焦透镜61的迟滞并且是机械迟滞。存在润滑脂的特性或驱动聚焦透镜61的致动器71的机械结构由于摩擦、热等而从交运时的特性改变的可能性。因此，存在透镜迟滞hl的值改变的可能性。在本实施例中，如稍后将描述的，在考虑透镜迟滞hl的变化的情况下执行af处理。
96.在步骤s12(图4)中，测量包括透镜迟滞hl和复位传感器迟滞hr的初始迟滞h0。将参照图6描述如何测量复位传感器迟滞hr。
97.为了测量复位传感器迟滞hr，聚焦透镜61从近侧移动到远侧，并测量当聚焦透镜61在复位传感器201前方通过时的位置。当聚焦透镜61从近侧移动到远侧并且电压从高
(hi)充分降低到低(low)时，确定聚焦透镜61在复位传感器201前方通过。将此时的位置设置为确定位置nf。
98.接下来，聚焦透镜61从远侧移动到近侧，并测量当聚焦透镜61在复位传感器201前方通过时的位置。当聚焦透镜61从远侧移动到近侧并且电压从低(low)充分地增加到高(hi)时，确定聚焦透镜61在复位传感器201前方通过。此时的位置被称为确定位置fn。
99.如图6所示，存在确定位置nf和确定位置fn彼此不同的可能性。该位置差被测量为复位传感器迟滞hr。作为复位传感器迟滞hr，测量确定位置nf和确定位置fn之间的差。即，测量复位传感器迟滞hr＝(确定位置nf-确定位置fn)。
100.步骤s12中测量的初始迟滞通过与参照图6描述的复位传感器迟滞hr的测量类似的处理来测量。即，作为制造或交运时的迟滞而测量的复位传感器迟滞hr可以用作初始迟滞。注意，用户在交运之后首次使用时的迟滞可用作初始迟滞。
101.如稍后将描述的，当摄像头14通电时，还测量迟滞(在下文中，被称为通电迟滞)。如参照图6所描述的，还测量了通电迟滞。
102.为了测量初始迟滞而执行的操作，换言之，为了测量通电迟滞而执行的操作是其中聚焦透镜61在复位传感器201的前方前后移动的操作。为了将聚焦透镜61复位到初始位置而执行的上述操作也是聚焦透镜61在复位传感器201前方前后移动的操作。
103.这允许在聚焦透镜61被复位到初始位置的操作期间测量通电迟滞。即，聚焦透镜61被复位到初始位置的操作可以包括通电迟滞的测量。
104.初始迟滞(通电迟滞)是包括透镜迟滞hl和复位传感器迟滞hr的值。即，初始迟滞(通电迟滞)可以表示为：
105.初始迟滞(通电迟滞)＝透镜迟滞hl 复位传感器迟滞hr。
106.注意，在理想环境下，需要分别测量复位传感器迟滞hr和透镜迟滞hl。然而，在实际环境下，测量复位传感器迟滞hr和包括透镜的透镜迟滞hl的分量的初始迟滞(通电迟滞)h0。注意，复位传感器迟滞hr和透镜迟滞hl可被单独地测量。
107.复位传感器迟滞hr是关于复位传感器201的迟滞，并且是当从近侧移动到远侧时聚焦透镜61在复位传感器201前方通过的位置与当从远侧移动到近侧时聚焦透镜61在复位传感器201前方通过的位置之间的差。如上所述，当聚焦透镜61沿预定方向移动时获得的结果与当聚焦透镜61沿与预定方向相反的方向移动时获得的结果之间的差被称为迟滞。
108.返回参考图4的流程图的描述。在步骤s12中，当测量迟滞(在这种情况下，初始迟滞)时，处理进行至步骤s13。在步骤s13中，使透镜初始化的处理结束，并且处理进行至步骤s14。
109.在步骤s14中，存储测量的初始迟滞。如此存储的初始迟滞被用作稍后描述的处理的参考值。初始迟滞可以存储在摄像头14的透镜位置检测单元53中，可以存储在透镜驱动单元52中，或者可以存储在成像控制装置18(例如，存储单元107)中。此外，初始迟滞可存储在摄像头的通信单元55、连接器21或连接器22中。
110.《通电时的处理》
111.将参考图7的流程图描述通电时的处理。“通电时”是例如当打开摄像头14的电源时(在通电之后立即进行初始操作时)的时间、当摄像头14连接至成像控制装置18时的时间等。
112.步骤s31至步骤s33中的处理与图4中示出的流程图的s11至s13中的处理相似，因此，下面将不给出该处理的描述以避免冗余。
113.通电迟滞通过进行步骤s31至步骤s33的处理而获取。在步骤s34中，保持电流迟滞(通电迟滞)。
114.当摄像头14通电时执行步骤s31至步骤s33中的处理，但是当在摄像头14不静止时执行处理时，存在不准确地测量迟滞的可能性。摄像头14由操作者或镜体操作者握持，但是在这种情况下，当测量迟滞时，存在迟滞值波动的可能性。
115.当摄像头14通电并且摄像头14是静止的(捕获的图像是静止的)时，可以执行步骤s31至s33中的处理。此外，利用设置在摄像头14的一部分中的加速度传感器(图2中的imu 56)，当分析和确定来自加速度传感器获得的信号以示出摄像头14是静止的时，可以测量迟滞。
116.此外，当在迟滞测量的时候确定摄像头14不静止时，可以显示或读出提示操作者或镜体操作者不移动摄像头14的消息，或者可以发出警告声音。
117.此外，存在摄像头14被替换或错误地拆卸和重新附接的可能性。因为当摄像头14通电时执行步骤s31至步骤s33中的处理，所以每当摄像头被错误地拆卸和重新附接时执行处理。此时，可以重新测量迟滞，但是假设迟滞没有变化，使得可以执行控制以防止执行测量迟滞的处理，即，步骤s31至步骤s33中的处理。
118.即，测量摄像头14的替换时刻，并且在摄像头14被相同的摄像头14替换并且替换时刻间隔短的情况下，可以省略测量迟滞的处理，并且可以使用所保持的迟滞值。如上所述，可以消除测量迟滞所需的时间并且更早地重新开始手术。
119.在步骤s32中测量的迟滞(通电迟滞)值与上次测量的值极大不同的情况下，可以向用户或控制单元发出用于重新测量的指令。在这种情况下，将上次测量的通电迟滞和与摄像头14上的标识信息相关联的通电迟滞一起存储。
120.此外，在向用户发出用于重新测量的指令的情况下，可以显示或读出提示用户执行测量的消息。可选地，可以向控制单元发出用于重测的指令，以使控制单元执行重新测量(在不寻求来自用户的许可的情况下执行重测)。
121.此外，可以使用上一次测量的通电迟滞代替执行重新测量。可选地，可以使用预定值，例如，预设值(初始设定值)。
122.控制迟滞测量的控制单元可以是摄像头14中的透镜位置检测单元53、透镜驱动单元52等。或者，控制单元可设置在成像控制装置18中。或者，负责控制和保持迟滞的专用控制单元可设置在摄像头14或成像控制装置18中。或者，af处理(例如，稍后将描述的计算af估计值的处理)由成像控制装置18的检测处理单元112执行，使得迟滞也可由检测处理单元112测量。
123.返回参考图6的流程图的描述。在步骤s35中，读取所存储的初始迟滞。
124.在步骤s36中，计算af估计值。在对比式af方法的情况下，对于af估计值，包含在捕获的图像的特定区域的亮度数据中的频率分量的数量被用作用于评估特定区域中的被检体的图像的聚焦状态的评估值。即，包含在捕获的图像的数据中的特定区域中的每个像素的亮度数据中的频率分量的量被积分，并且计算积分值作为af估计值。如上所述计算的af估计值越高，特定区域的对比度越高，使得可以评估特定区域中的被检体的图像对焦。
125.在对比式af方法下，通过基于被检体的图像的聚焦状态移动聚焦透镜并且在af估计值最高的位置处停止聚焦透镜来执行af功能，该被检体的图像的聚焦状态基于这种af估计值评估。换句话说，当执行af功能时，聚焦透镜移动到多个位置，并且在每个位置处计算af估计值。
126.应注意，用于计算af估计值的方法和对比式af方法仅是示例，并且其他计算方法和其他af方法也可应用于本技术。
127.在步骤s37中，确定af处理是否运行。在步骤s37中确定af处理未运行的情况下，处理返回至步骤s36，并且重复后续处理。
128.另一方面，在步骤s37中确定af处理正在运行的情况下，处理进行至步骤s38。在步骤s38中，计算聚焦透镜61的移动速度(方向、速度)。此外，在步骤s39中，计算摆动振荡量指令值。
129.摆动振荡量指令值是通过使用在步骤s38中计算的聚焦透镜61的移动方向和速度来计算施加于摆动操作的振荡宽度而获得的值，其中，聚焦透镜61在af处理期间来回移动。
130.注意，摆动振荡量指令值可以通过预定算法计算。在预定算法是基于透镜进行理想移动的假设而创建的算法(换言之，可以以通用方式使用的算法)的情况下，可以想到，预定算法是在不考虑驱动透镜的致动器中的个体差异(诸如游隙(play))的情况下创建的算法。因此，可以考虑驱动透镜的致动器的游隙等个体差异来计算摆动振荡量指令值。
131.例如，作为致动器中的游隙测量的值可以与通过预定算法计算的值相加，并且作为相加的结果获得的值可以用作摆动振荡量指令值。此外，作为致动器中的游隙测量的值可以被测量并存储，例如当调节上述凸缘衬圈距离时。
132.当在步骤s39中计算摆动振荡量指令值时，处理进行至步骤s40。在步骤s40中，确定摆动振荡量指令值是否为0。在步骤s40中确定摆动振荡量指令值不是0的情况下，处理进入步骤s41。
133.在步骤s41中，计算摆动振荡量校正量。通过以下等式计算摆动振荡量校正量：
134.摆动振荡量校正量＝(通电迟滞-初始迟滞)*α
135.摆动振荡量校正量是通过将通过计算通电时测量的通电迟滞与制造时测量的初始迟滞(基准迟滞)之间的差而获得的值乘以系数α而获得的值。
136.摆动振荡量校正量是在制造时获得的迟滞没有变化的情况下变成0的校正量，或者在制造时获得的迟滞有变化的情况下对应于该变化量的校正量。
137.系数α可以是预先设定的固定值，或者可以是以取决于任何条件的方式改变的可变值。此外，系数α可以被设置为反映摄像头14的个体差异的值。此外，可以在不乘以系数α的情况下计算摆动振荡量校正量，换言之，仅该差可以用作摆动振荡量校正量。
138.此外，系数α可在(通电迟滞-初始迟滞)的值为负的情况和该值为正的情况间不同。例如，当(通电迟滞-初始迟滞)的值为负时，系数α可被设置为0，并且当该值为正时，系数α可被设置为1。
139.此外，如后面将描述的，当计算摆动振荡量校正量时，处理进行到步骤s42，但是，在(通电迟滞-初始迟滞)的值(绝对值)变得大于预定阈值的情况下，该处理不需要进行到下一处理，可以执行下一处理之后的处理。
140.例如，(通电迟滞-初始迟滞)的值(绝对值)变得大于预定阈值的情况下，确定发生
了错误，并且在显示单元151(图2)上显示用于向用户通知发生错误的消息。消息的示例包括用于提示修复请求的消息，以及在发出修复请求时的联系地址(电话号码、邮件地址、联系地址的网站的地址等)。
141.此外，在如(通电迟滞-初始迟滞)的值(绝对值)变得大于预定阈值的情况下，在本次测量的通电迟滞与上次测量的通电迟滞之间的差(的绝对值)变得大于预定阈值的情况下，确定发生了错误，并且可以在显示单元151(图2)上显示用于向用户通知发生错误的消息。
142.当在步骤s41基于上述操作表达式计算摆动振荡量校正量时，处理进行到步骤s42。在步骤s42中，确定摆动振荡量驱动量。摆动振荡量驱动量通过以下等式计算。
143.摆动振动量驱动量＝摆动振动量指令值 摆动振动量校正量
144.通过将在步骤s39中计算的摆动振荡量指令值和在步骤s41中计算的摆动振荡量校正量相加，计算摆动振荡量驱动量。注意，摆动振荡量驱动量可以是根据用于以摆动设定的振荡宽度移动聚焦透镜61的移动量(具体地，施加到致动器71的电压值)来控制致动器71(图2)所需的控制量。
145.当在步骤s42中确定摆动振荡量驱动量时，基于由此确定的摆动振荡量驱动量，在步骤s43中发出用于驱动聚焦透镜61的驱动指令。当发出驱动指令时，处理返回至步骤s36，并且重复后续处理。
146.另一方面，在步骤s40中确定摆动振荡量指令值为0的情况下，处理进行到步骤s43，并且发出驱动指令。在这种情况下，发出基于指令值的驱动指令，即，摆动振荡量指令值＝0。
147.如上所述，在af处理期间，根据使用开始时的迟滞和使用时的迟滞之间的差来校正摆动振荡量(诸如用于实现振荡量的电压值的指示值)，使得即使当驱动聚焦透镜61的致动器71的特性改变时，也能够设置反映该改变的振荡量。因此，能够防止af处理的精度劣化。
148.例如，在不应用本技术的af处理的情况下，当致动器的特性改变时，存在聚焦透镜不能移动期望的移动量的可能性。
149.在施加到af处理的摆动振荡宽度增加的情况下，图像变得模糊，并且特别是在移动图像的情况下，用户在摆动期间可视地识别图像变得模糊，使得优选地尽可能消除提供这种模糊图像的可能性。
150.因此，施加于af处理的摆动振荡宽度的减小允许提供模糊图像的可能性的减小。然而，存在驱动聚焦透镜的致动器的特性、受致动器的润滑脂、机械游隙等影响的特性由于老化而改变的可能性，并且存在聚焦透镜移动时的阻力由于致动器的特性的改变而增加或减小的可能性。
151.在聚焦透镜移动时的阻力增加的情况下，存在以下可能性：聚焦透镜不移动，或者移动量随着阻力增加之前施加于af处理的摆动振荡量指令值而减小，并且聚焦透镜不能相应地移动期望的移动量。此外，在聚焦透镜移动时的阻力减小的情况下，存在聚焦透镜在电阻减小之前利用施加于af处理的摆动振荡量指令值移动太多并且大于预期移动量的可能性。
152.根据本技术，即使在聚焦透镜移动时的阻力增大或减小的情况下，也可在考虑增
大或减小的情况下设置移动量(移动预定移动量的指令值)，使得聚焦透镜61可移动期望的移动量。
153.《其他实施例》
154.在上述实施例中，摄像头14包括复位传感器201并且使用复位传感器201获得迟滞的情况已经作为示例进行了描述。换句话说，在上述实施例中，作为示例描述了使用复位传感器201测量聚焦透镜61的位置的情况。
155.可使用除复位传感器201以外的传感器测量聚焦透镜61的位置，并且可使用该传感器测量迟滞。例如，可以使用测量聚焦透镜61的位置的位置传感器。
156.此外，在上述实施例中，已经作为示例描述了使用复位传感器201、位置传感器等测量迟滞的情况，但是可以不使用这些传感器测量迟滞。
157.例如，可以使用在聚焦透镜61前后移动时捕获的图像的视角的变化来测量迟滞。例如，聚焦透镜61移动预定的振荡宽度a(大于施加于摆动的振荡宽度的振荡宽度)，并且测量在聚焦透镜61移动到远侧时捕获的图像的视角与在聚焦透镜61移动到近侧时拍摄的图像的视角之间的差。
158.将施加于迟滞测量的聚焦透镜61的预定振荡宽度a(用于通过振荡宽度a移动的指令值)设置为恒定，并且测量远侧上的视角与近侧上的视角之间的差。即使在发出移动预定振荡宽度a的指令的情况下，在驱动聚焦透镜61的致动器71的特性改变的情况下，聚焦透镜61也可能移动小于或大于预定振荡宽度a的振荡宽度。当聚焦透镜61移动的移动量不同时，远侧的视角和近侧的视角之间的差也改变。
159.af处理可以如在上述实施例中那样使用，当聚焦透镜61以这样的预定振荡宽度a移动时获得的远侧上的视角与近侧上的视角之间的差作为迟滞来执行。应注意，本实施例进一步包括使用除视角差之外的变化量测量迟滞的情况，诸如通过将视角相加获得的值或者通过将视角乘以系数获得的值。
160.在上述实施例中，例如，如参考图7所描述的，已经作为示例描述了通电时测量迟滞的模式，诸如当电源接通时，但是可以在通电之外的时间测量迟滞。
161.例如，可以在通电期间监测迟滞。可以在通电期间监测迟滞，并且可以使用由此监测的迟滞来控制摆动振荡量。
162.《记录介质》
163.上述一系列处理可以由硬件或软件执行。在通过软件执行一系列处理的情况下，将构成软件的程序从程序记录介质安装到并入专用硬件的计算机、通用个人计算机等上。
164.图8是示出根据程序执行上述一系列处理的计算机的硬件的配置示例的框图。
165.中央处理单元(cpu)1001、只读存储器(rom)1002和随机存取存储器(ram)1003通过总线1004相互连接。
166.输入/输出接口1005进一步连接至总线1004。包括键盘、鼠标等的输入单元1006和包括显示器、扬声器等的输出单元1007连接至输入/输出接口1005。此外，包括硬盘、非易失性存储器等的存储单元1008、包括网络接口等的通信单元1009、以及驱动可移除介质1011的驱动器1010连接至输入/输出接口1005。
167.在如上所述配置的计算机中，例如，cpu 1001通过经由输入/输出接口1005和总线1004将存储在存储单元1008中的程序加载到ram 1003上并且运行程序来执行上述一系列
处理。
168.例如，使用具有记录在其上的程序的可移除介质1011或者经由诸如局域网、因特网或者数字广播的有线或者无线传输介质设置由cpu 1001运行的程序，并且该程序被安装至存储单元1008中。
169.应注意，由计算机运行的程序可以是其中以本文中描述的时间序列顺序执行处理的程序，或者可以是其中并行或在诸如当调用对应处理时的所需时刻执行处理的程序。
170.注意，在本文中，系统意味着一组多个组件(装置、模块(部分)等)，而不管所有组件是否在同一壳体中。因此，容纳在单独的壳体中并且通过网络连接的多个装置，以及其中多个模块容纳在一个壳体中的一个装置都是系统。
171.应注意，本文中描述的效果仅是示例并且不受限制，并且可以提供其他效果。
172.本技术的实施方式不限于上述实施例，并且在不背离本技术的主旨的情况下可以做出各种修改。
173.例如，本技术可以具有通过网络在多个装置之间协作地共享和处理的云计算的配置。
174.此外，在上述流程图中描述的每个步骤可以由一个装置执行或者可以由多个装置共享和执行。
175.此外，在一个步骤中包括多个处理的情况下，包括在一个步骤中的多个处理可以由一个装置执行或者可以由多个装置共享和执行。
176.应注意，本技术还可具有以下配置。
177.(1)
178.一种内窥镜系统，其中，包括：
179.驱动单元，驱动透镜；
180.测量单元，测量透镜的位置；以及
181.控制单元，进行聚焦的控制，其中
182.聚焦的控制包括基于所保持的第一迟滞和通电时测量的第二迟滞设置聚焦时的摆动的控制量。
183.(2)
184.根据权利要求1的内窥镜系统，其中，
185.测量单元包括传感器，传感器通过检测透镜的通过来测量透镜的位置。
186.(3)
187.根据权利要求1或2的内窥镜系统，其中，
188.第一迟滞是在制造时测量的值。
189.(4)
190.根据权利要求1至3中任一项的内窥镜系统，其中，
191.当透镜被移动到初始位置时，测量第二迟滞。
192.(5)
193.根据权利要求1至4中任一项的内窥镜系统，其中，
194.在紧接通电之后的初始运行期间测量第二迟滞。
195.(6)
196.根据权利要求1至5中任一项的内窥镜系统，其中，
197.通过监测通电时施加于透镜的移动的迟滞测量第二迟滞。
198.(7)
199.根据权利要求1至6中任一项的内窥镜系统，其中，
200.第一迟滞和第二迟滞是当透镜移动到一侧时获得的结果与当透镜移动到另一侧时获得的结果之间的差。
201.(8)
202.根据权利要求1至7中任一项的内窥镜系统，其中，
203.控制量是通过使用第一迟滞和第二迟滞之间的差作为校正量来校正由预定算法计算的摆动振荡宽度而获得的值。
204.(9)
205.根据权利要求8的内窥镜系统，其中，
206.校正量是通过将第一迟滞和第二迟滞之间的差乘以系数而获得的值。
207.(10)
208.根据权利要求1至9中任一项的内窥镜系统，其中，
209.当确定捕获的图像是静态时，测量第二迟滞。
210.(11)
211.根据权利要求1至10中任一项的内窥镜系统，其中，
212.当基于来自加速度传感器的信号确定捕获的图像是静态时，测量第二迟滞。
213.(12)
214.根据权利要求1至11中任一项的内窥镜系统，其中，
215.测量替换包括透镜的摄像头的替换时刻，并且在是相同摄像头且替换时刻小于或等于预定间隔的情况下，不测量第二迟滞。
216.(13)
217.根据权利要求1至12中任一项的内窥镜系统，其中，
218.在第二迟滞与上一次测量的第二迟滞极大不同的情况下，重新进行测量第二迟滞。
219.(14)
220.根据权利要求1至12中任一项的内窥镜系统，其中，
221.在第二迟滞与上一次测量的第二迟滞极大不同的情况下，使用上一次测量的第二迟滞。
222.(15)
223.根据权利要求1至14中任一项的内窥镜系统，其中，
224.当透镜移动预定宽度时，从在一端捕获的图像的视角和在另一端捕获的图像的视角中计算第一迟滞和第二迟滞。
225.(16)
226.一种内窥镜系统的内窥镜控制方法，其中，内窥镜系统包含：
227.驱动单元，驱动透镜，
228.测量单元，测量透镜的位置，以及
229.控制单元，进行聚焦的控制，
230.内窥镜控制方法包括：
231.由控制单元基于所保持的第一迟滞和在通电时测量的第二迟滞来设置聚焦时的摆动的控制量；以及
232.由控制单元基于控制量控制聚焦。
233.(17)
234.一种用于使计算机执行处理的程序，计算机被配置为控制内窥镜系统，内窥镜系统包括：
235.驱动单元，驱动透镜，
236.测量单元，测量透镜的位置，以及
237.控制单元，进行聚焦的控制，
238.处理包括：
239.基于所保持的第一迟滞和通电时测量的第二迟滞，设置聚焦时的摆动的控制量；以及
240.基于控制量控制聚焦。
241.附图标记列表
242.1成像系统
243.11插入单元
244.12光源装置
245.13光导
246.14摄像头
247.15第一传输电缆
248.16显示装置
249.17第二传输电缆
250.18成像控制装置
251.19第三传输电缆
252.20,21连接器
253.51透镜单元
254.52透镜驱动单元
255.53透镜位置检测单元
256.54成像处理单元
257.55通信单元
258.57输入单元
259.61聚焦透镜
260.62变焦透镜
261.71致动器
262.72驱动器
263.101通信单元
264.102信号处理单元
265.103显示控制部
266.104控制单元
267.105输入单元
268.106输出单元
269.107存储单元
270.111图像处理单元
271.112检测处理单元
272.113位置估计单元
273.114测距仪
274.115图像识别单元
275.122聚焦控制单元
276.123变焦控制单元
277.151显示单元
278.201复位传感器