JP4468544B2

JP4468544B2 - 内視鏡装置

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Publication number: JP4468544B2
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Inventors: 勝則崎山
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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被検物（対象物）を撮像して計測を行うのに必要な２種類の光学アダプタが内視鏡本体に着脱可能な内視鏡装置に係り、特に装着された光学アダプタに最適な計測方法を自動的に選択し実行可能とすることにより、計測時の操作性を向上させることのできる内視鏡装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、内視鏡によって被検物をさらに詳細に調べるためには、その被検物を計測することが必要であり、このような要求を満足するために、従来から内視鏡を用いて被検物の計測が可能な計測手段が様々な提案によって開示されている。
【０００３】
例えば、特開平１０−２４８８０６号公報に記載の提案では、ステレオ計測による計測内視鏡装置が示されている。また、特開昭６０−２３７４１９に記載の提案では、物体面上に指標を投影して、投影された指標と物体を比較して計測する比較計測手法を可能となる内視鏡用測長光学アダプタが示されている。
【０００４】
前者の特開平１０−２４８８０６号公報に記載の計測内視鏡装置では、内視鏡本体に、被検物を撮像して計測を行うのに必要な２つの光学系を有する光学アダプタを着脱自在に設け、光学アダプタ内の２つのレンズ系の画像を１つの撮像素子上に結像し、少なくともこの得られた内視鏡画像を用いた画像処理により計測を行うもので、光学アダプタの光学データを記録した記録媒体から情報を読み込む処理と、内視鏡本体の撮像系の位置誤差を基に光学データを補正する処理と、補正した光学データを基に計測する画像を座標変換する処理と、座標変換された２つの画像を基に２画像のマッチングにより任意の点の３次元座標を求める処理と、を行う計測処理手段を有して構成されている。
【０００５】
上記構成の計測内視鏡装置においては、前記光学アダプタを介して撮像素子により取り込まれた被検物（被写体）の２つの画像を座標変換して求めた２つの画像情報を基に、２画像のマッチングにより被検物上の任意の点の３次元座標を求める。これにより、安価でしかも計測精度の優れた計測内視鏡装置の実現を可能にしている。
【０００６】
また、上記計測内視鏡装置は、ステレオ計測を主体とする計測内視鏡装置であるが、通常の計測を行う場合には、１つの光学系による通常光学アダプタを同じ内視鏡先端に着脱し、この通常光学アダプタにより得られた画像を用いて通常の計測を行うことも可能である。
【０００７】
一方、後者の特開昭６０−２３７４１９に記載の内視鏡用測長光学アダプタでは、内視鏡本体の先端に着脱自在な装着可能となる光学アダプタに指標と、該指標を投影する投影光学系を設けることによって、低コストで実現できる測長光学アダプタを形成し、この測長アダプタを内視鏡に装着すれば測長内視鏡（計測内視鏡）として使用でき、且つ異なる画像あるいは視野方向の異なる測長内視鏡も低コストで実現できるようにしている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかながら、前述した特開昭６０−２３７４１９号公報に記載の内視鏡用測長光学アダプタや特開平１０−２４８８０６号公報に記載の計測内視鏡装置において、例えばステレオ計測用の光学アダプタと通常計測用の通常光学アダプタとの２種類の光学アダプタを内視鏡先端部に着脱可能とし、これら２種類の計測を実行可能に構成した場合を考慮すると、この種の計測内視鏡装置では、従来より、実行される計測処理プログラムの中で、例えば光学アダプタの選択メニューを表示して、何れか一方の光学アダプタを選択させる処理と、計測手法切り換えメニューを表示して、その光学アダプタに最適な計測方法を選択及び実行する処理との２つの処理をそれぞれ単独で実行させていた。つまり、光学アダプタの選択メニューと計測手法切り換えメニューが独立していたために、該計測内視鏡装置によって被検物の計測を行う場合に、光学アダプタに対応していない計測方法を選択してしまう場合があり、計測性能に悪影響を及ぼしてしまう虞れがあった。また、計測方法の切り換えをメニューで表示し、使用者の操作によって選択し実行させているので、計測を実行するまでの操作が煩雑であり、面倒であるといった問題点もあった。
【０００９】
そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、ステレオ光学アダプタを装着していることを選択メニューで選択するだけで、ステレオ光学アダプタに対応した光学データが読み込まれると共に、計測方法をステレオ計測処理の計測手法に切り替え、読み込んだ光学データに基づいてステレオ光学アダプタに対応したステレオ計測処理を実行可能な状態にすることにより、ステレオ計測を実行するまでの操作を減らして、検査効率を向上させることのできる内視鏡装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の計測内視鏡装置は、被写体像を表示する表示部を有し、内視鏡先端部に設けられた接続部に、前記被写体像を撮像素子に結像させる、少なくともステレオ光学アダプタと単眼光学アダプタとの２種類の光学アダプタが着脱可能であり、前記ステレオ光学アダプタを接続してステレオ計測処理を行う内視鏡装置において、前記内視鏡先端部の前記接続部に装着された光学アダプタの種類を選択するための選択画面を前記表示部に表示する選択画面表示処理と、前記表示部に表示された前記選択画面により前記ステレオ光学アダプタを選択したとき、前記ステレオ光学アダプタに対応する予め関係付けられた光学データを読み込むと共に、ステレオ計測処理の計測手法に設定する設定処理と、前記設定処理で読み込んだ前記光学データを基に、前記設定処理で設定されたステレオ計測処理に対応した計測を実行可能とする処理と、を、前記ステレオ光学アダプタを前記接続部に接続した場合に行う計測処理手段を具備したことを特徴とするものである。
【００１１】
本発明によれば、被被写体像を表示する表示部を有し、内視鏡先端部に設けられた接続部に、前記被写体像を撮像素子に結像させる、少なくともステレオ光学アダプタと単眼光学アダプタとの２種類の光学アダプタが着脱可能であり、前記ステレオ光学アダプタを接続してステレオ計測処理を行う内視鏡装置において、前記内視鏡先端部の前記接続部に装着された光学アダプタの種類を選択するための選択画面を前記表示部に表示する選択画面表示処理と、前記表示部に表示された前記選択画面により前記ステレオ光学アダプタを選択したとき、前記ステレオ光学アダプタに対応する予め関係付けられた光学データを読み込むと共に、ステレオ計測処理の計測手法に設定する設定処理と、前記設定処理で読み込んだ前記光学データを基に、前記設定処理で設定されたステレオ計測処理に対応した計測を実行可能とする処理と、を、前記ステレオ光学アダプタを前記接続部に接続した場合に行う計測処理手段を設けたことにより、ステレオ光学アダプタを選択すると、そのステレオ光学アダプタに対応した計測方法が自動的に選択され、計測を実行する場合は内視鏡操作部に設けた計測実行スイッチを押下するのみで、前記選択された計測方法に対応した計測処理を実行させることが可能となる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
第１の実施の形態：
図１乃至図１６は本発明に係る計測内視鏡装置の第１の実施の形態を示し、図１は該計測内視鏡装置のシステム構成を示す斜視図、図２は図１の計測内視鏡装置の電気的回路構成を示すブロック図、図３はステレオ計測アダプタを付けた内視鏡先端部の構成を示す斜視図、図４は図３のＡ−Ａ線断面図、図５はステレオ計測アダプタを付けた内視鏡画像を示す図、図６は通常光学アダプタを付けた内視鏡先端部の構成を示す斜視図、図７は図６のＡ−Ａ線断面図、図８は通常光学アダプタを付けた内視鏡画像を示す図、図９は該装置のＣＰＵによる特徴となる制御動作例を示すフローチャート、図１０はリモートコントローラの構成を示す斜視図、図１１はＬＣＤに表示された光学アダプタの選択画面の一例を示す図、図１２はステレオ計測アダプタのマスク形状の画像を示す図、図１３は２点間計測画像の一例を示す図、図１４は合計の長さを求める画像の一例を示す図、図１５及び図１６は面積を求める画像の一例をそれぞれ示す図である。
【００１３】
（構成）
本実施の形態の計測内視鏡装置１０のシステム構成を説明すると、該計測内視鏡装置１０は、図１に示すように、少なくともステレオ計測用と通常計測用との２種類の光学アダプタを着脱自在に構成された内視鏡挿入部１１と、該内視鏡挿入部１１を収納するコントロールユニット１２と、該計測内視鏡装置１０のシステム全体の各種動作制御を実行するのに必要な操作を行うリモートコントローラ１３と、内視鏡画像、あるいは操作制御内容（例えば処理メニュー）等の表示を行う液晶モニタ（以下、ＬＣＤと記載）１４と、通常の内視鏡画像、あるいはその内視鏡画像を擬似的にステレオ画像として立体視可能なフェイスマウントディスプレイ（以下、ＦＭＤと記載）１７及び該ＦＭＤ１７に画像データを供給するＦＭＤアダプタ１８とを含んで構成されている。
【００１４】
さらに図２を参照しながら該装置のシステム構成を詳細に説明する。
図２に示すように、前記内視鏡挿入部１１は、内視鏡ユニット２４に接続され、この内視鏡ユニット２４は、例えば図１に示すようにコントロールユニット１２内に搭載される。この内視鏡ユニット２４は、図示はしないが撮像時に必要な照明光を得るための光源装置と、前記内視鏡挿入部１１を電気的に自在に湾曲させるための電動湾曲装置とを含んで構成されている。
【００１５】
内視鏡挿入部先端の個体撮像素子４３（図４参照）からの撮像信号は、カメラコントロールユニット（以下、ＣＣＵと記載）２５に入力される。該ＣＣＵ１２５は、供給された撮像信号をＮＴＳＣ信号等の映像信号に変換し、前記コントロールユニット１２内の主要処理回路群へと供給する。
【００１６】
前記コントロールユニット１２内に搭載された主要回路群は、例えば図２に示すように、主要プログラムに基づき各種機能を実行し動作させるように制御を行うＣＰＵ２６，ＲＯＭ２７，ＲＡＭ２８，ＰＣカードインターフェイス（以下、ＰＣカードＩ／Ｆと記載）３０，ＵＳＢインターフェイス（以下、ＵＳＢＩ／Ｆと記載）３１，ＲＳ−２３２Ｃインターフェイス１１９（以下、ＲＳ−２３２ＣＩ／Ｆと記載）２９，音声信号処理回路３２及び映像信号処理回路３３とを含んで構成されている。
【００１７】
前記ＲＳ−２３２ＣＩ／Ｆ２９は、ＣＣＵ２５，内視鏡ユニット２４及びリモートコントローラ１３にそれぞれ接続され、ＣＣＵ２５，内視鏡ユニット２４の制御及び、動作指示を行うリモートコントローラ１３による操作に基づく動作制御するのに必要な通信をそれぞれ行うためのものである。
【００１８】
前記ＵＳＢＩ／Ｆ２１は、該コントロールユニット１２とパーソナルコンピュータ２１とを電気的に接続するためのインターフェースであり、該ＵＳＢＩ／Ｆ２１を介して接続した場合には、パーソナルコンピュータ２１側でもコントローラユニット１２における内視鏡画像の表示指示や計測時における画像処理等の各種の指示制御を行うことが可能であり、またコントロールユニット１２，パーソナルコンピュータ２１間とで各種の処理に必要な制御情報やデータ等の入出力を行うことが可能である。
【００１９】
また、前記ＰＣカードＩ／Ｆ３０は、ＰＣＭＣＩＡメモリカード２２及びコンパクトなフラッシュメモリカード２３が着脱自由に接続されるようになっている。つまり、上記いずれかのメモリカードが装着された場合には、ＣＰＵ２６による制御によって、記録媒体としてのメモリーカードに記憶された制御処理情報や画像情報等のデータを再生し、該ＰＣカードＩ／Ｆ３０を介してコントロールユニット内に取り込むことができ、あるいは制御処理情報や画像情報等のデータを該ＰＣカードＩ／Ｆ３０を介してメモリーカードに供給して記録することができる。
【００２０】
前記映像信号処理回路３３は、ＣＣＵ２５から供給された内視鏡画像とグラフィックによる操作メニューとを合成した合成画像を表示するように、ＣＣＵ２５からの映像信号とＣＰＵ２６の制御により生成される操作メニューに基づく表示信号とを合成処理し、さらにＬＣＤ１４の画面上に表示するのに必要な処理を施してＬＣＤ１４に供給することにより、内視鏡画像と操作メニューとの合成画像がＬＣＤ１４に表示される。なお、映像信号処理回路３３では、単に内視鏡画像、あるいは操作メニュー等の画像を単独で表示するための処理を行うことも可能である。
【００２１】
前記音声信号処理回路３２は、マイク１９により集音されて生成され、メモリーカード等の記録媒体に記録する音声信号、あるいはメモリカード等の記録媒体の再生によって得られた音声信号が供給され、供給された音声信号に再生するのに必要な処理（増幅処理等）を施し、スピーカ１９に出力する。これにより、スピーカ１９によって音声信号が再生される。
【００２２】
前記ＣＰＵ２６は、ＲＯＭ２７に格納されているプログラムを実行し、目的に応じた処理を行うように各種の回路部を制御してシステム全体の動作制御を行う。
【００２３】
次に、図１０を参照しながらリモートコントローラ１３の構成とその操作に基づくＣＰＵ２６のプログラム動作制御例を説明する。
【００２４】
本実施の形態の計測内視鏡装置１０に用いられるリモートコントローラ１３は、計測時等の使用時における操作性をより向上させるための改良がなされている。
【００２５】
リモートコントローラ１３は、図１０に示すようにジョイスティック４７，レバースイッチ４８，フリーズスイッチ４９，ストアースイッチ５０及び計測実行スイッチ５１を少なくとも上面に併設して構成され、つまり、使用者にとって操作し易い配置形態が採用されている。
上記構成のリモートコントローラ１３において、ジョイスティック４７は内視鏡先端部の湾曲動作を行うスイッチであり、３６０度のいずれの方向に自在に操作指示を与えることが可能である。また、レバースイッチ４８は、グラフィック表示される各種メニュー操作や計測を行う場合のポインター操作を行うためのスイッチであり、前記ジョイスティックスイッチ４７と略同形状に構成されたものである。フリーズスイッチ４９は、ＬＣＤ１４に表示された内視鏡動画画像を静止画像として表示する際に用いられるスイッチである。ストアースイッチ５０は、前記フリーズスイッチ４９の押下によって静止画像を表示した場合に、該静止画像をＰＣＭＣＩＡメモリカード２２（図２参照）に記録する場合に用いられるスイッチである。また、計測実行スイッチ５１は、計測ソフトを実行する際に用いられるスイッチである。
【００２６】
なお、前記フリーズスイッチ４９，ストアースイッチ５０及び計測実行スイッチ５１は、例えばオン／オフの押下式を採用して構成されている。また、前記レバースイッチ４８には、上記以外の機能を割り当てることも可能である。
【００２７】
例えば、レバースイッチ４８を右に倒すと画像のズームＵＰ機能、レバーを左に倒すとズームＤＯＷＮ機能を実行することができるようにこれらの機能を該レバースイッチ４８に割り当てて構成しても良い。また、通常、ズーム画像で計測を行った場合は画像の倍率が変化しているため正しく計測できない。このような場合は、前記計測実行スイッチ５１を押下すると、ＣＰＵ２６はこの操作信号を受け、瞬時ズーム機能を解除して、画像をフリーズしてから計測を実行するように制御する。なお、これ以外の方法としては、ズーム倍率を考慮して画像のまま計測できるように制御するようにしても良い。
【００２８】
次に、本実施の形態の計測内視鏡装置１０に用いられるステレオ計測アダプタの構成を図３乃至図５を参照しながら説明する。
図３及び図４はステレオ計測アダプタ３７を内視鏡先端部３９に取り付けた状態を示しており、該ステレオ計測アダプタ３７は、固定リング３８の雌ねじ５３により内視鏡先端部３９の雄ねじ５４と螺合することによって固定されるようになっている。
【００２９】
また、ステレオ計測アダプタ３７の先端には、一対の照明レンズ３６と２つの対物レンズ３４，対物レンズ３５が設けられている。２つの対物レンズ３４，３５は、内視鏡先端部３９内に配設された撮像素子４３上に２つの画像を結像する。この得られた撮像信号は、電気的に接続された信号線４３ａ，内視鏡ユニット２４を介してＣＣＵ２５に供給され、該ＣＣＵ２５により映像信号に変換された後に映像信号処理回路３３に供給されることにより、その結果、例えば図５に示すような画像がＬＣＤ１４に表示される。
【００３０】
本実施の形態の計測内視鏡装置１０は、ステレオ計測を行う場合、図５に示す内視鏡画像を用いて、例えばステレオ計測アダプタ３７の光学データを記録した記録媒体（例えばコンパクトなフラッシュメモリカード）から取り込まれた光学データに基づき被計測物のステレオ計測処理を実行する。
【００３１】
該計測内視鏡装置１０によるステレオ計測は、前記ステレオ計測アダプタ３７の光学データを記録した記録媒体（例えばコンパクトなフラッシュメモリカード）から光学情報を読み込む第１の処理と、前記内視鏡先端部３９の撮像素子４３とステレオ計測アダプタ３７との位置情報を読み込む第２の処理と、前記位置情報と生産時に求めた主となる内視鏡と当ステレオ計測アダプタ３７の位置情報から位置誤差を求める第３の処理と、前記位置誤差から前記光学データを補正する第４の処理と、前記補正した光学データを基に計測する画像を座標変換する第５の処理と、座標変換された画像を基に２画像のマッチングにより任意の点三次元座標を求める第６の処理とを少なくとも実行することにより行われる。
【００３２】
ＣＰＵ２６は、例えば前記第１〜第４の処理をステレオ計測アダプタ３７に対して一度実行し、結果をコンパクトなフラッシュメモリカード２３上に計測環境データとして記録しておくように制御する。これ以降に、ステレオ計測を実行するときは、ＣＰＵ２６は、前記計測環境データをＲＡＭ上にロードして前記第５,第６，第７の処理を実行するように制御する。
【００３３】
なお、前記内視鏡先端３９の撮像素子４３とステレオ光学アダプタ３７との位置情報を読み込む第２の処理を行う場合は、図１２に示すように図示しない光学アダプタに設けたマスクの形状を取り込み、生産時のマスクの形状と位置を比較することにより行う。この場合、前記マスク形状の取り込みは、白い画像を取り込む（白い紙などを映す）ことにより行う。このときの白色画像の明るさは、ＣＣＵ２５のゲインとシャッター速度で決まる。
【００３４】
通常はＣＣＵ２５のゲイン及び撮像素子４３のシャッター速度が自動的に最適な条件となるように制御されているが、前記マスク形状を取り込む場合はＣＣＵ２５のゲインは低く、撮像素子４３のシャッター速度が速く設定されてしまう傾向があり、画像が暗くなりマスク形状がはっきりと撮れなくなり、計測精度に悪影響を及ぼしてしまう。よって、本実施の形態では、ＣＣＵ２５のゲインとシャッター速度を固定させるようにＣＰＵ２６の制御によって実施するようにしている。これにより、確実にマスクの形状を撮り込むことができ、計測精度が低下しない。
【００３５】
また、前記計測環境データは座標テーブルを含み、座標変換テーブルは、例えば１２Ｍｂｙｔｅのデータ量になる。また、ステレオ計測アダプタを３つ登録すると、３×１２Ｍｂｙｔｅ＝３６Ｍｂｙｔｅの容量となる。このように大きなデータ量になる計測環境データは、従来はシステムに搭載したハードディスクやフラッシュＲＯＭ等の記録媒体に記録していた。しかし、ステレオ計測を行わないユーザには前記記録媒体は必要のないものであるが、この記録媒体の付加に伴い高価となるシステムを買わざるをえないという不都合があった。
【００３６】
そこで、本実施の形態では、この環境データを着脱自在なコンパクトなフラッシュメモリカード２３上に記録するように制御することにより、例えばステレオ計測を行わないユーザがコンパクトなフラッシュメモリカード２３を搭載しないシステムを選択すれば費用の負担を減らせることが可能となる。また、ステレオ計測が必要になった時点で、コンパクトなフラッシュメモリカード２３を追加搭載すれば、ステレオ計測を簡単に実施することができるという利便性もある。
【００３７】
さらに、本実施の形態では、ストアーした画像の記録は、ＣＰＵ２６の制御によってＰＣＭＣＩＡメモリカード２２上に行い、前記計測環境データを記録するコンパクトなフラッシュメモリカード２３とは別のメモリカードに記録するよう制御される。通常、画像を記録したＰＣＭＣＩＡメモリカード２２は、容量が一杯になると別のＰＣＭＣＩＡメモリカードと取り替えることが一般的であることから、本実施の形態のように計測環境と画像の記録を別々のメモリカードにそれぞれ記録するように制御することにより、計測環境の管理を容易でできるという効果が得られる。
なお、本実施の形態では、ＰＣＭＣＩＡメモリカード２２、あるいはコンパクトなフラッシュメモリカード２３を使用する構成について説明したが、例えばＰＣＭＣＩＡメモリカード２２を２枚用いても良いし、他の着脱自在な記録媒体（例えばフレシキブルディスク）を用いた場合でも、同様の効果が得られることは言うまでもない。
【００３８】
次に、本実施の形態の計測内視鏡装置１０に用いられる通常光学アダプタの構成を図６乃至図８を参照しながら説明する。
図６及び図７は通常光学アダプタ４２を内視鏡先端部３９に取り付けた状態を示しており、該通常光学アダプタ４２は、固定リング３８の雌ねじ５３により内視鏡先端部３９の雄ねじ５４と螺合することによって固定されるようになっている。
【００３９】
また、通常光学アダプタ４２の先端には、一対の照明レンズ４１と対物レンズ４０が設けられている。対物レンズ４０は、内視鏡先端部３９内に配設された撮像素子４３上に画像を結像する。この得られた撮像信号は、前記ステレオ計測アダプタ３７と同様に電気的に接続された信号線４３ａ，内視鏡ユニット２４を介してＣＣＵ２５に供給され、該ＣＣＵ２５により映像信号に変換された後に映像信号処理回路３３に供給されることにより、その結果、例えば図８に示すような画像がＬＣＤ１４に表示される。
【００４０】
本実施の形態の計測内視鏡装置１０は、通常光学アダプタを用いた計測を行う場合、比較計測による方法を用いることによって行う。つまり、比較計測は、画面の中にある解っている寸法を基準にして計測する方法である。
【００４１】
例えば、図８に示す円の直径がわかっている場合には、円の直径の両端にポインターを置き２点間の長さＬ１４５を入力する。知りたい寸法Ｌ２４６は、Ｌ１の画面上の大きさからＣＰＵ２６による演算処理によって比率で求める。また、このときにレンズのディストーション特性の情報を基に、ディストーション補正を行い、より正確に寸法を求めるように調整される。レンズのディストーション特性は、予めＲＯＭ２７上に記録しておき、ＣＰＵ２６は、選択された通常光学アダプタ４２に対応したデータをＲＡＭ２上にロードするようにして比較計測が実行される。
【００４２】
（作用）
次に、本実施の形態の計測内視鏡装置１０のＣＰＵ２６による特徴となる制御動作例を図９を参照しながら詳細に説明する。
いま、図１に示す計測内視鏡装置１０の電源を投入し、使用するものとする。すると、ＣＰＵ２６は主となるプログラム（図９（ａ）参照）を実行し、ステップＳ１００，Ｓ１０１，Ｓ１０２，Ｓ１０３，Ｓ１０９の判断処理により構成されたループによって、待機状態になっている。また、ステップＳ１００，Ｓ１０１，Ｓ１０２の機能が指示されると、各機能の処理に移行し、Ｓ１０３の機能が指示されると、ステップＳ１０４に移行する。
【００４３】
このステップＳ１０３の判断処理では、内視鏡先端部３９に装着する光学アダプタの設定、及び光学アダプタの装着の有無を判断し、光学アダプタの設定がなされていない場合には続くステップＳ１０９の処理で処理を終了したか否かが判断され、終了したと判断した場合には処理を完了し、そうでない場合には処理をステップＳ１００に戻す。
【００４４】
一方、前記ステップＳ１０３の判断処理で、内視鏡先端部３９に光学アダプタが装着され、また装着された光学アダプタの設定がなされている場合には、処理をステップＳ１０４に移行する。つまり、このステップＳ１０４の判断処理に処理が移行されることによって、光学アダプタの設定機能の入力待ち状態となる。
【００４５】
例えば、内視鏡先端部３９にいずれかの光学アダプタを取り付けた場合、ＣＰＵ２６は、光学アダプタの設定機能を呼び出すとともに、処理をステップＳ１０４に移行し、該処理によって該光学アダプタの設定機能に基づく、光学アダプタの選択画面の表示信号を生成し、映像信号処理回路３３（図２参照）に供給することにより、ＬＣＤ１４上に図１１に示すような光学アダプタの選択画面を表示させる。つまり、この光学アダプタの選択画面は、例えばステレオ計測アダプタであるＡＴ６０Ｄ／６０Ｄ及び通常光学アダプタであるＡＴ１２０Ｄ、ＡＴ６０Ｄが表示された画面であり、ユーザはこの選択画面をみながら現在使用している光学アダプタを、例えば図示はしないが画面上に表示がなされているカーソルをレバースイッチ４８により上下させることにより、選択する。
【００４６】
その後、ＣＰＵ２６は、続くステップＳ１０５による判断処理で、前記ユーザにより選択された光学アダプタが通常光学アダプタであるか否かを判別し、通常光学アダプタで有る場合には、続くステップＳ１０６の処理で比較計測フラグを１として処理をステップＳ１０７に移行し、逆に、通常光学アダプタでない場合には、処理をステップＳ１０７に移行する。
【００４７】
ＣＰＵ２６は、ステップＳ１０７の処理で、前記ユーザにより選択された光学アダプタがステレオ計測アダプタであるか否かを判別し、ステレオ計測アダプタで有る場合には、続くステップＳ１０８の処理でステレオ計測フラグを１として、ユーザによりリモートコントローラ１３の計測実行スイッチ５１の押下がなされるまで該計測内視鏡装置１０を使用待機状態とし、またステレオ計測アダプタでない場合にも同様に使用待機状態とするように制御する。
【００４８】
その後、ユーザによってリモートコントローラ１３の計測実行スイッチ５１の押下がなされると、ＣＰＵ２６は、図９（ｂ）に示すルーチンのプログラムを実行させ、つまりステップＳ１１０の処理で計測実行スイッチ（図中では計測実行キーと記載）５１の押下を検出し、続くステップＳ１１１の判断処理でステレオ計測フラグが１であるか否かの判別を行い、１である場合にはステレオ計測を行うものと判断して続くステップＳ１１２の処理で、前述したようなステレオ計測処理を実行するように制御し、該ステレオ計測が完了すると、その計測結果の表示、あるいは再度の計測に備えて該装置１０を待機状態にする。
【００４９】
また、前記ステップＳ１１１の判断処理でステレオ計測フラグが１でない場合には、続くステップＳ１１３の判断処理で比較計測フラグが１であるか否かの判別を行い、１である場合には通常の比較計測を行うものと判断して続くステップＳ１１４の処理で、前述したような比較計測を実行するように制御し、該比較計測が完了すると、前記と同様にその計測結果の表示、あるいは再度の計測に備えて該装置１０を待機状態にする。一方、前記ステップＳ１１３の処理で比較結果フラグが１でない場合には、前記ステップＳ１１１、あるいは図９（ａ）のルーチンに示すステップＳ１０３に処理を戻して再度、計測実行に必要な設定の確認を行うように制御する。
【００５０】
つまり、本実施の形態では、上記の如く前記リモートコントローラの計測実行スイッチ５１をＯＮにすると前記フラグに対応した計測プログラムが実行されることになり、すなわち、計測実行スイッチ５１を押下することによって自動的に装着された光学アダプタに対応した計測方法を実行することが可能である。
【００５１】
また、本実施の形態の計測内視鏡装置１０では、実行される計測方法についても計測の精度向上及び効率向上を図るための改良がなされている。このような計測方法について図１３乃至図１６を参照しながら説明する。
従来の計測プログラムには、例えば図１３に示す２点間計測画像のＡ，Ｂの２点間の長さを測るための計測処理が含まれていた。しかし、被検査体表面に、例えば図１３に示すように曲線状にクラシック５５等のダメージが有った場合には、曲線の始点と終点を結ぶ直線で距離を測定したり、曲線に沿って２点間計測を繰り返していたため計測の効率が悪かった。
【００５２】
そこで、本実施の形態の計測内視鏡装置１０では、図１４に示すように画面上に例えば、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ等の３点以上の点を指示すると、それまでの線分、つまりＡを始点とした合計の長さを求めるように計測する処理手段を設けた。これにより検査効率をより一層向上させることが可能となる。なお、このような計測処理手段は、ステレオ計測及び比較計測に適用されるようになっている。
【００５３】
また、計測方法としては、被検査体の長さだけでなく、面積を求めることも重要である。これに対応して従来の計測プログラムには、前述したように２点間の長さを図る計測処理の他に、被検査体の面を基準にした深さを測るための計測処理が含まれていた。しかし、被検査体表面の腐敗部の面積を測ることはできなかった。
【００５４】
そこで、本実施の計測内視鏡装置１０では、図１５に示すように画面上に、例えばＡ〜Ｇの複数の点を指示すると、順次点を線分で連結していき、そして線分で囲まれた部分を閉じると囲まれた部分の面積を求めるように計測する処理手段を設けた。実際の操作手順としては、図１５に示すようにＡ〜Ｇの複数の点を指示して、順次点を線分で連結していった後、線分を閉じる場合に、例えば最初に描いた線分Ａ−Ｂと交差するように点Ｈを指示する。これに伴い、計測処理プログラムでは、図１５に示す点Ｈに最も近い点を最終の点（図中でＡ点）として線分を閉じるように処理を行う。次に閉じた図形を複数の３角形の集合に置き換えて３角形の面積の合計で全体の面積を求めるように算出処理を行う。なお、本計測処理手段は、ステレオ計測及び比較計測に適用されるようになっている。
【００５５】
したがって、上述したこれらの計測処理方法を採用することにより、計測の精度向上及び効率向上を図ることが可能となる。
【００５６】
（効果）
したがって、本実施の形態によれば、光学アダプタを取り付けた時に一度光学アダプタを選択すると、その後は計測実行スイッチを押下するだけで、装着された光学アダプタに適切な計測プログラムが自動的にしかも直ちに実行されるため、従来よりも効率よく計測を行うことができ、またその計測に伴う操作も簡単に行うことができる。また、これにより光学アダプタと食い違った計測方法を実行する虞れがなくなり、確実且つ正しい被検査物の計測を行うことも可能である。
【００５７】
第２の実施の形態：
（構成）
本実施の形態では、さらに迅速に最適な計測方法を実行させるために、前記第１の実施の形態の計測内視鏡装置１０にで実行されるプログラムに改良を施したことが前記第１の実施の形態と異なる点である。
【００５８】
具体的には、計測を実行する方法を計測実行スイッチ５１から行わずに、該計測内視鏡装置１０のＣＰＵ２６による制御によって、プログラム中のメニューから実行するように構成した。つまり、ＣＰＵ２６により実行されるプログラムとしては、前記第１の実施の形態にて実施された図９（ａ）に示すフローチャートにおいて、ステップＳ１００の機能１を実行する処理に、図９（ｂ）に示す計測実行ルーチン（ステップＳ１１０の処理を除く）を割り当てて構成されたものとなる。
【００５９】
その他の構成については、前記第１の実施の形態の計測内視鏡装置１０と略同様である。
【００６０】
（作用）
本実施の形態においては、前記第１の実施の形態の計測内視鏡装置１０と略同様に動作するが、本実施の形態の計測内視鏡装置においては、該装置の電源を投入して、計測を行おうとすると、ＣＰＵ２６は、瞬時に図９（ｂ）に示すルーチンのステップＳ１１１による判断処理が実行され、以降、前記第１実施の形態と同様にステレオ計測実行、あるいは比較計測実行するように制御される。その他の作用については、前記第１の実施の形態と同様である。
【００６１】
（効果）
したがって本実施の形態によれば、前記第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる他に、さらに計測に伴う操作手順を簡略化することができ、また計測を瞬時に行うことができるという効果が得られる。
なお、本発明は、上記各実施の形態に限定されるものではなく、それらの実施の形態の組み合わせや応用についても本発明に適用される。
【００６２】
［付記項］
（付記項１）内視鏡先端部に設けられた接続部と、
前記接続部に着脱可能な被写体像を撮像素子に結像させる複数種の光学アダプタと、
前記光学アダプタの１つを接続し、前記撮像素子の画像信号を画像処理により計測を行う計測内視鏡装置において、
前記複数の光学アダプタに予め関係付けられた表示データにて、選択操作するメニュー表示処理と、
前記メニュー表示処理による選択結果に基づいて、計測処理を行う計測処理手段と、
を具備したことを特徴とする計測内視鏡装置。
【００６３】
（付記項２）前記複数種の光学アダプタは、ステレオ計測を行うのに必要なステレオ計測アダプタと、通常比較計測を行うのに必要な通常計測アダプタとの２種類の光学アダプタであることを特徴とする付記項１に記載の計測内視鏡装置。
【００６４】
（付記項３）前記計測処理手段は、ズーム機能が動作している場合には、ユーザによる計測実行操作に伴い前記ズーム機能を解除してから計測処理を行うことを特徴とする付記項１に記載の計測内視鏡装置。
【００６５】
（付記項４）前記計測処理手段は、ステレオ計測アダプタの光学データを記録した記録媒体から光学情報を読み込む第１の処理と、内視鏡先端部の撮像素子とステレオ計測アダプタとの位置情報を読み込む第２の処理と、前記位置情報と生産時に求めた主となる内視鏡と当ステレオ計測アダプタの位置情報から位置誤差を求める第３の処理と、前記位置誤差から前記光学データを補正する第４の処理と、前記補正した光学データを基に計測する画像を座標変換する第５の処理と、座標変換された画像を基に２画像のマッチングにより任意の点三次元座標を求める第６の処理とを含んで構成されたことを特徴とする付記項１の計測内視鏡装置。
【００６６】
（付記項５）前記計測処理手段は、前記光学アダプタに設けたマスクの形状を取り込み、生産時のマスク形状と位置を比較することにより、前記第２の処理を行う場合、前記撮像素子のゲイン及びシャッター速度を一定の値に確保することを特徴とする付記項４に記載の計測内視鏡装置。
【００６７】
（付記項６）前記計測処理手段は、前記第１〜第４の処理を前記ステレオ計測アダプタに対して実行し、その結果を環境データとして前記計測内視鏡装置に着脱自在なコンパクトなフラッシュメモリカード上に記録することを特徴する付記項４に記載の計測内視鏡装置。すなわち、計測環境データと内視鏡画像データとの記録を別々のメモリーカードに構成した。
【００６８】
（付記項７）前記計測処理手段は、ステレオ計測または比較計測を行う場合に、画面上の内視鏡画像において、少なくとも３点以上の点を指示して、それまでの線分の合計長さ求めるようにして計測を行うことを特徴とする付記項１に記載の計測内視鏡装置。
【００６９】
（付記項８）前記計測処理手段は、ステレオ計測または比較計測を行う場合に、画面上の内視鏡画像において、複数の点を指示し、順位点を線分となるように連結し、それぞれ線分で囲まれた部分の面積を求めるとともに、合計することにより全体の面積の計測を行うことを特徴とする付記項１に記載の計測内視鏡装置。
【００７０】
（付記項９）前記計測処理手段は、ユーザによる計測実行操作に拘わらず、計測処理を行うことを特徴とする付記項１に記載の計測内視鏡装置。
【００７１】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明によれば、ステレオ光学アダプタを装着していることを選択メニューで選択するだけで、ステレオ光学アダプタに対応した光学データが読み込まれると共に、計測方法をステレオ計測処理の計測手法に切り替え、読み込んだ光学データに基づいてステレオ光学アダプタに対応したステレオ計測処理を実行可能な状態にすることにより、ステレオ計測を実行するまでの操作を減らして、検査効率を向上させることのできる内視鏡装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の計測内視鏡装置の第１の実施の形態を示し、。該装置の概略構成を示す側面図。
【図２】図１の計測内視鏡装置の電気的回路構成を示すブロック図。
【図３】ステレオ計測アダプタを付けた内視鏡先端部の構成を示す斜視図。
【図４】図３のＡ−Ａ線断面図。
【図５】ステレオ計測アダプタを付けた内視鏡画像を示す図。
【図６】通常光学アダプタを付けた内視鏡先端部の構成を示す斜視図。
【図７】図６のＡ−Ａ線断面図。
【図８】通常光学アダプタを付けた内視鏡画像を示す図。
【図９】図１の装置のＣＰＵによる特徴となる制御動作例を示すフローチャート。
【図１０】図１のリモートコントローラの構成を示す斜視図。
【図１１】ＬＣＤに表示された光学アダプタの選択画面の一例を示す図。
【図１２】ステレオ計測アダプタのマスク形状の画像を示す図。
【図１３】２点間計測画像の一例を示す図。
【図１４】合計の長さを求める画像の一例を示す図。
【図１５】面積を求める画像の一例を示す図。
【図１６】面積を求める画像の他の一例を示す図。
【符号の説明】
１０…計測内視鏡装置、
１１…内視鏡挿入部、
１２…コントロールユニット、
１３…リモートコントローラ、
１４…液晶モニタ（ＬＣＤ）、
１７…フェイスマントディスプレイ（ＦＭＤ）、
１８…ＦＭＤアダプタ、
１９…スピーカ、
２０…マイク、
２１…パーソナルコンピュータ、
２２…ＰＣＭＣＩＡメモリーカード、
２３…フラッシュメモリーカード、
２４…内視鏡ユニット、
２５…コントロールユニット（ＣＣＵ）、
２６…ＣＰＵ（制御部）、
２７…ＲＯＭ、
２８…ＲＡＭ、
２９…ＲＳ−２３２ＣＩ／Ｆ、
３０…ＰＣカードＩ／Ｆ、
３１…ＵＳＢＩ／Ｆ、
３２…音声信号処理回路、
３３…映像信号処理回路、
３４，３５，４０…対物レンズ、
３６，４１…照明レンズ、
３７…ステレオ計測アダプタ、
３８…固定リング、
３９…内視鏡先端部、
４２…通常光学アダプタ、
４３…撮像素子。

Claims

被写体像を表示する表示部を有し、内視鏡先端部に設けられた接続部に、前記被写体像を撮像素子に結像させる、少なくともステレオ光学アダプタと単眼光学アダプタとの２種類の光学アダプタが着脱可能であり、前記ステレオ光学アダプタを接続してステレオ計測処理を行う内視鏡装置において、
前記内視鏡先端部の前記接続部に装着された光学アダプタの種類を選択するための選択画面を前記表示部に表示する選択画面表示処理と、
前記表示部に表示された前記選択画面により前記ステレオ光学アダプタを選択したとき、前記ステレオ光学アダプタに対応する予め関係付けられた光学データを読み込むと共に、ステレオ計測処理の計測手法に設定する設定処理と、
前記設定処理で読み込んだ前記光学データを基に、前記設定処理で設定されたステレオ計測処理に対応した計測を実行可能とする処理と、
を、前記ステレオ光学アダプタを前記接続部に接続した場合に行う計測処理手段を具備したことを特徴とする内視鏡装置。
前記計測処理手段は、
ステレオ計測アダプタの光学データを記録した記録媒体から光学情報を読み込む第１の処理と、
内視鏡先端部の撮像素子とステレオ計測アダプタとの位置情報を読み込む第２の処理と、
前記位置情報と生産時に求めた主となる内視鏡と当ステレオ計測アダプタの位置情報から位置誤差を求める第３の処理と、
前記位置誤差から前記光学データを補正する第４の処理と、
前記補正した光学データを基に計測する画像を座標変換する第５の処理と、
座標変換された画像を基に２画像のマッチングにより任意の点三次元座標を求める第６の処理と、を含んで構成されたことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
前記計測処理手段は、前記第１〜第４の処理を前記ステレオ計測アダプタに対して実行し、その結果を環境データとしてメモリに記録することを特徴する請求項２に記載の内視鏡装置。
前記計測処理手段は、前記光学アダプタに設けたマスクの形状を取り込み、生産時のマスク形状と位置を比較することにより、前記第２の処理を行う場合、前記撮像素子のゲイン及びシャッター速度を一定の値に確保することを特徴とする請求項３に記載の内視鏡装置。
前記メモリは、前記内視鏡装置に着脱自在なメモリカードであることを特徴する請求項４に記載の内視鏡装置。
前記計測処理は、少なくとも被検体の長さ、或いは面積を計測する処理であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の内視鏡装置。
前記計測処理は、前記選択画面表示処理による選択結果に基づいて、計測を行える仕様待機状態となり、計測実行指示があった場合に計測処理を実行することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の内視鏡装置。
前記計測処理手段は、ズーム機能が動作している場合には、ユーザによる計測実行操作に伴い前記ズーム機能を解除してから計測処理を行うことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の内視鏡装置。
前記計測処理手段は、ステレオ計測を行う場合に、画面上の内視鏡画像において、少なくとも３点以上の点を指示して、それまでの線分の合計長さ求めるようにして計測を行うことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の内視鏡装置。
前記計測処理手段は、ステレオ計測を行う場合に、画面上の内視鏡画像において、複数の点を指示し、順位点を線分となるように連結し、それぞれ線分で囲まれた部分の面積を求めるとともに、合計することにより全体の面積の計測を行うことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の内視鏡装置。