内視鏡装置、内視鏡装置の制御方法、およびプログラム
【課題】計測精度の低下を低減することができる内視鏡装置、内視鏡装置の制御方法、およびプログラムを提供する。
【解決手段】先端部２１は、光学系によって領域Ｓ１に結像される２つの像のうちのいずれか一方の像のみが結像されるように光路を切り替える切替部２５と、領域Ｓ１に結像された第１の像に基づく第１画像および領域Ｓ１に結像された第２の像に基づく第２画像を生成する撮像素子２２とを有する。制御部３０は、撮像素子２２に複数枚の第１画像を生成させると共に、複数枚の第１画像に基づいて、ぶれの有無を判定した後、撮像素子２２に第２画像を生成させる。続いて、制御部３０は、撮像素子２２に第１画像を生成させると共に、第２画像の生成の前および後に生成された第１画像に基づいて、ぶれの有無を判定する。制御部３０は、２回のぶれの有無の判定で、ぶれがないと判定した場合に、計測部３１に計測を行わせる。
【解決手段】先端部２１は、光学系によって領域Ｓ１に結像される２つの像のうちのいずれか一方の像のみが結像されるように光路を切り替える切替部２５と、領域Ｓ１に結像された第１の像に基づく第１画像および領域Ｓ１に結像された第２の像に基づく第２画像を生成する撮像素子２２とを有する。制御部３０は、撮像素子２２に複数枚の第１画像を生成させると共に、複数枚の第１画像に基づいて、ぶれの有無を判定した後、撮像素子２２に第２画像を生成させる。続いて、制御部３０は、撮像素子２２に第１画像を生成させると共に、第２画像の生成の前および後に生成された第１画像に基づいて、ぶれの有無を判定する。制御部３０は、２回のぶれの有無の判定で、ぶれがないと判定した場合に、計測部３１に計測を行わせる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、計測機能を有する内視鏡装置およびその制御方法に関する。また、本発明は、内視鏡装置における計測機能をコンピュータ上で実現するためのプログラムにも関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ボイラー、タービン、エンジン、化学プラントなどの検査において、内部の傷や腐食を観察するのに工業用内視鏡が広く用いられている。特許文献１に示されるように、工業用内視鏡の具体例として、内視鏡の先端に２個の光学系を設け、三角測量の原理を利用したステレオ計測により３次元計測を実現した計測内視鏡装置がある。このような計測内視鏡装置を用いて、検査で内部に傷などの不具合箇所が発見された際に傷の大きさ等を計測することで、分解・修理の必要性を判断することができる。
【０００３】
また、特許文献２で示される内視鏡装置は、２つの異なる光路（第１光路と第２光路とよぶ）を通った光が形成する被写体の２つの像を撮像素子の共通の領域に結像させる光学系と、２つの光路のうちのいずれか一方の光路を通った光のみが形成する被写体の像を撮像するように光路を切り替える光路切り替え手段とを備えている。
【０００４】
この内視鏡装置を用いて被写体を観察する場合、第１光路を通った光が形成する被写体の第１の像の撮像により画像が生成され、使用者はその画像を観察する。使用者が、観察中に発見した傷の大きさ等を計測する際は、次のように画像の撮像と計測が行われる。最初に、第１光路を通った光が形成する被写体の第１の像が撮像され、画像（第１画像とよぶ）が生成される。続いて、光路が切り替えられて第２光路を通った光が形成する被写体の第２の像が撮像され、画像（第２画像とよぶ）が生成される。そして、第１画像と第２画像が有する視差に基づき、三角測量の方法を用いて被写体の形状が計測される。
【０００５】
特許文献１の計測内視鏡装置では、２つの光路を通った光が形成する被写体の２つの像は撮像素子の異なる領域に結像される。これに対して、特許文献２の内視鏡装置では、２つの光路を通った光が形成する被写体の２つの像は撮像素子の共通の領域に結像される。このため、特許文献２の内視鏡装置では、撮像面積を大きくすることができ、撮像画質と計測精度を向上させることができる。
【０００６】
ただし、第１画像と第２画像を撮像する間に内視鏡や被写体が動くと、三角測量のパラメーター（基線長など）に誤差が生じてしまい、被写体の形状を正確に計測できなくなる。そこで、特許文献３に示されるように、被写体や撮像装置のぶれを検出した場合にはその旨を通知することで、成功するまで計測をやり直すことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−４９６３８号公報
【特許文献２】特開２０１０−１２８３５４号公報
【特許文献３】特開２００２−２２８４１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献２の内視鏡装置において、ぶれの検出を行う場合、複数毎の画像を撮像し、これら複数毎の画像を比較することにより、ぶれを検出することが可能である。ただし、第１画像と第２画像では視差があり、そのまま第１画像と第２画像を比較しても、ぶれを正確に検出することができないので、例えば複数毎の第１画像を撮像し、これら複数毎の第１画像を比較し、ぶれが検出されなかった場合に第２画像を撮像し、第１画像と第２画像を用いて被写体の形状を計測する方法が考えられる。しかし、この方法では、第２画像の撮像時に発生するぶれを考慮していないので、第２画像の撮像時にぶれが発生している場合、計測精度が低下する可能性がある。
【０００９】
本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであって、計測精度の低下を低減することができる内視鏡装置、内視鏡装置の制御方法、およびプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、第１光路を通った光が形成する被写体の第１の像および第２光路を通った光が形成する前記被写体の第２の像が共通に結像される領域に前記第１の像および前記第２の像のうちのいずれか一方の像のみが結像されるように光路を切り替える切替部と、前記領域に結像された前記第１の像に基づく第１画像および前記領域に結像された前記第２の像に基づく第２画像を生成する撮像部と、前記第１画像および前記第２画像に基づいて前記被写体の形状または前記被写体までの距離を計測する計測部と、表示部と、前記切替部、前記撮像部、前記計測部、および前記表示部を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記撮像部に、前記第１光路を介した前記第１の像に基づく複数枚の前記第１画像を生成させると共に、前記表示部に前記第１画像を表示させ、複数枚の前記第１画像に基づいて、ぶれの有無を判定する第１ステップと、前記切替部に前記第１光路から前記第２光路へと前記光路を切り替えさせ、前記撮像部に前記第２画像を生成させると共に、前記表示部に、前記第１ステップにおいて生成された前記第１画像を表示させる第２ステップと、前記切替部に前記第２光路から前記第１光路へと前記光路を切り替えさせ、前記撮像部に前記第１画像を生成させると共に、前記表示部に前記第１画像を表示させ、前記第２ステップの前および後に生成された前記第１画像に基づいて、ぶれの有無を判定する第３ステップと、前記第１ステップおよび前記第３ステップでぶれがないと判定した場合に、前記計測部に前記被写体の形状または前記被写体までの距離を計測させる第４ステップと、を有する制御を行うことを特徴とする内視鏡装置である。
【００１１】
また、本発明の内視鏡装置において、前記制御部は、前記第１ステップでぶれがないと判定した場合に前記第２ステップの制御を行うことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の内視鏡装置において、前記制御部は、前記第１ステップでぶれがあると判定した場合に、ぶれがないと判定するまで前記第１ステップの制御を繰り返すことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の内視鏡装置において、前記制御部は、前記第３ステップでぶれがあると判定した場合に、ぶれがないと判定するまで、前記第１ステップ、前記第２ステップ、前記第３ステップの制御を繰り返すことを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の内視鏡装置において、前記制御部はさらに、前記第４ステップにおいて、前記第１画像を前記表示部に表示させることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明は、第１光路を通った光が形成する被写体の第１の像および第２光路を通った光が形成する前記被写体の第２の像が共通に結像される領域に前記第１の像および前記第２の像のうちのいずれか一方の像のみが結像されるように光路を切り替える切替部と、
前記領域に結像された前記第１の像に基づく第１画像および前記領域に結像された前記第２の像に基づく第２画像を生成する撮像部と、前記第１画像および前記第２画像に基づいて前記被写体の形状または前記被写体までの距離を計測する計測部と、表示部と、を備えた内視鏡装置の制御を行う際、前記撮像部に、前記第１光路を介した前記第１の像に基づく複数枚の前記第１画像を生成させると共に、前記表示部に前記第１画像を表示させ、複数枚の前記第１画像に基づいて、ぶれの有無を判定する第１ステップと、前記切替部に前記第１光路から前記第２光路へと前記光路を切り替えさせ、前記撮像部に前記第２画像を生成させると共に、前記表示部に、前記第１ステップにおいて生成された前記第１画像を表示させる第２ステップと、前記切替部に前記第２光路から前記第１光路へと前記光路を切り替えさせ、前記撮像部に前記第１画像を生成させると共に、前記表示部に前記第１画像を表示させ、前記第２ステップの前および後に生成された前記第１画像に基づいて、ぶれの有無を判定する第３ステップと、前記第１ステップおよび前記第３ステップでぶれがないと判定した場合に、前記計測部に前記被写体の形状または前記被写体までの距離を計測させる第４ステップと、を有する制御を行うことを特徴とする内視鏡装置の制御方法である。
【００１６】
また、本発明は、第１光路を通った光が形成する被写体の第１の像および第２光路を通った光が形成する前記被写体の第２の像が共通に結像される領域に前記第１の像および前記第２の像のうちのいずれか一方の像のみが結像されるように光路を切り替える切替部と、前記領域に結像された前記第１の像に基づく第１画像および前記領域に結像された前記第２の像に基づく第２画像を生成する撮像部と、前記第１画像および前記第２画像に基づいて前記被写体の形状または前記被写体までの距離を計測する計測部と、表示部と、を備えた内視鏡装置のコンピュータに、前記撮像部に、前記第１光路を介した前記第１の像に基づく複数枚の前記第１画像を生成させると共に、前記表示部に前記第１画像を表示させ、複数枚の前記第１画像に基づいて、ぶれの有無を判定する第１ステップと、前記切替部に前記第１光路から前記第２光路へと前記光路を切り替えさせ、前記撮像部に前記第２画像を生成させると共に、前記表示部に、前記第１ステップにおいて生成された前記第１画像を表示させる第２ステップと、前記切替部に前記第２光路から前記第１光路へと前記光路を切り替えさせ、前記撮像部に前記第１画像を生成させると共に、前記表示部に前記第１画像を表示させ、前記第２ステップの前および後に生成された前記第１画像に基づいて、ぶれの有無を判定する第３ステップと、前記第１ステップおよび前記第３ステップでぶれがないと判定した場合に、前記計測部に前記被写体の形状または前記被写体までの距離を計測させる第４ステップと、を実行させるためのプログラムである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、第１ステップにおいて、複数枚の第１画像に基づいて、ぶれの有無を判定し、第３ステップにおいて、第１ステップで生成された第１画像および第２ステップの後に生成された第１画像に基づいて、ぶれの有無を判定し、第１ステップおよび第３ステップでぶれがないと判定した場合に計測部に計測を行わせることによって、計測精度の低下を低減することができる。
【００１８】
また、本発明によれば、第２ステップにおいて、第２画像が生成される際にも第１画像が表示されるので、表示部が、表示する画像を第１画像から第２画像に切り替える場合に発生しうる画像のちらつきはなく、使用者の眼の負担を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態による内視鏡装置の全体構成を示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態による内視鏡装置の機能構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態による内視鏡装置が備える制御部の動作を示すフローチャートである。
【図４】本発明の一実施形態による内視鏡装置が備える表示部が表示する内容を示す参考図である。
【図５】本発明の一実施形態による内視鏡装置が備える制御部の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照し、本発明の実施形態を説明する。図１は、本発明の一実施形態による内視鏡装置の全体構成を示している。図１に示すように、内視鏡装置１は、細長な挿入部２０を有する内視鏡２と、この内視鏡２の挿入部２０を収納する収納部を備えた制御装置であるコントロールユニット３と、装置全体の各種動作制御を行う際に必要な操作を行うための操作部４と、内視鏡画像や操作制御内容（例えば処理メニュー）等の表示を行う表示部５とを含んで構成されている。挿入部２０の先端には、被写体を撮像して画像データを生成する撮像素子を含む先端部２１が配置されている。
【００２１】
図２は内視鏡装置の機能構成を示している。挿入部２０の先端に配置された先端部２１は、撮像素子２２、凹レンズ２３ａ，２３ｂ、凸レンズ２４ａ，２４ｂ、切替部２５、結像光学系２６を有する。コントロールユニット３は、制御部３０、計測部３１、フレームメモリ３２を有する。図２では光源等の図示は省略されている。
【００２２】
凹レンズ２３ａ、凸レンズ２４ａ、結像光学系２６は、被写体からの光が形成する第１の像を撮像素子２２の領域Ｓ１に結像する第１光学系を構成する。凹レンズ２３ｂ、凸レンズ２４ｂ、結像光学系２６は、被写体からの光が形成する第２の像を撮像素子２２の領域Ｓ１に結像する第２光学系を構成する。第１光学系に入射した被写体からの光は第１光路Ｌ１を通り、撮像素子２２の領域Ｓ１に第１の像として結像される。第２光学系に入射した被写体からの光は第２光路Ｌ２を通り、撮像素子２２の領域Ｓ１に第２の像として結像される。第１の像と第２の像は、撮像素子２２の共通の領域Ｓ１に結像される。
【００２３】
切替部２５は、第１の像および第２の像のうちのいずれか一方の像のみが領域Ｓ１に結像されるように、第１光路Ｌ１と第２光路Ｌ２の間で光路を切り替える。切替部２５による光路の切替動作は、コントロールユニット３内の制御部３０からの制御信号によって制御される。撮像素子２２は、切替部２５によって第１光路が設定されている場合に、領域Ｓ１に結像された第１の像に基づく第１画像（第１画像データ）を生成し、切替部２５によって第２光路が設定されている場合に、領域Ｓ１に結像された第２の像に基づく第２画像（第２画像データ）を生成する。第１画像は第２画像に対して、あるいは、第２画像は第１画像に対して視差を有する。撮像素子２２によって生成された第１画像および第２画像はコントロールユニット３へ出力される。撮像素子２２の動作は、コントロールユニット３内の制御部３０からの制御信号によって制御される。
【００２４】
制御部３０は、コントロールユニット３内の各部や、撮像素子２２、切替部２５、操作部４、表示部５を制御する。制御部３０が有するマイクロコンピュータの動作を実現するためのプログラムは、図示していないＲＯＭに格納されており、制御部３０は、このプログラムに従って制御を行う。計測部３１は、撮像素子２２から出力された第１画像および第２画像に基づいて、２つの画像が有する視差を利用した三角測量を行うステレオ計測により、被写体の形状（サイズ）あるいは被写体までの距離を計測する。フレームメモリ３２は、撮像素子２２から出力された第１画像および第２画像を記憶する。コントロールユニット３には、取り外し可能な記憶媒体６を接続することが可能であり、撮像した画像等のデータを記憶媒体６に記憶させたり、記憶媒体６に記憶されている画像等のデータを記憶媒体６から読み出したりすることが可能である。
【００２５】
次に、図３および図４を参照して、内視鏡装置１による計測時の動作例を説明する。図３は計測時の制御部３０の動作を示しており、図４は計測時に表示部５が表示する内容（表示内容）を示している。
【００２６】
使用者が被写体の内部を観察する場合、切替部２５は光路を第１光路に設定する。撮像素子２２は、領域Ｓ１に結像された第１の像に基づく第１画像を生成し、コントロールユニット３へ出力する。制御部３０は、撮像素子２２から出力された第１画像を表示部５へ出力し、表示部５に第１画像を表示させる。図４（ａ）は、このときの表示部５の表示内容を示している。表示部５は第１画像を表示している。
【００２７】
（ステップＳ１００）
使用者が被写体の内部の観察により傷等の不具合箇所を発見し計測を行う場合、操作部４を介して計測指示が入力される。制御部３０は、計測指示に基づいて、図３に示す制御動作を開始する。制御動作を開始した制御部３０は、ぶれに対する注意を示すメッセージを表示部５に表示させ、撮像素子２２に対して、複数毎（例えば２枚）の第１画像の撮像を指示する制御信号を出力する。撮像素子２２は、複数回撮像を行い、複数毎の第１画像を出力する。制御部３０は、撮像素子２２から順次出力された第１画像をフレームメモリ３２に順次格納すると共に、表示部５に第１画像を順次出力し、表示部５に第１画像を表示させる。
【００２８】
図４（ｂ）は、ステップＳ１００における表示部５の表示内容を示している。表示部５は、ステップＳ１００で生成された第１画像と、ぶれに対する注意を示すメッセージＭ１とを表示している。本実施形態では、表示部５がメッセージを表示しているが、メッセージを表示しなくてもよい。これ以降に表示されるメッセージについても同様に、表示しなくてもよい。
【００２９】
（ステップＳ１０５）
ぶれの検出に必要な複数枚の第１画像がフレームメモリ３２に格納されると、制御部３０は、これら複数枚の第１画像に基づいて、ぶれの検出を行う。ぶれの検出方法として、例えば、画素毎に２枚の画像間の画素値の差の絶対値を計算し、その合計が所定値以上であれば、ぶれを検出した（ぶれが発生した・ぶれがある）と判定し、その合計が所定値未満であれば、ぶれを検出しなかった（ぶれが発生していない・ぶれがない）と判定する方法がある。ぶれの検出方法は、他の方法でもよい。ぶれの検出が行われている間、表示部５の表示内容はステップＳ１００での表示内容と同一である。
【００３０】
（ステップＳ１１０）
ステップＳ１０５において、ぶれを検出しなかったと判定した場合、制御部３０は、切替部２５に対して、第１光路から第２光路への光路の切替を指示する制御信号を出力し、撮像素子２２に対して、第２画像の撮像を指示する制御信号を出力する。切替部２５は、光路を第２光路に設定する。撮像素子２２は、撮像を行い、第２画像を出力する。制御部３０は、撮像素子２２から出力された第２画像をフレームメモリ３２に格納する。
【００３１】
図４（ｃ）は、ステップＳ１１０における表示部５の表示内容を示している。表示部５は、ステップＳ１００で最後に生成された第１画像と、ぶれに対する注意を示すメッセージＭ１とを表示している。
【００３２】
（ステップＳ１１５）
制御部３０は、切替部２５に対して、第２光路から第１光路への光路の切替を指示する制御信号を出力し、撮像素子２２に対して、第１画像の撮像を指示する制御信号を出力する。切替部２５は、光路を第１光路に設定する。撮像素子２２は、撮像を行い、第１画像を出力する。制御部３０は、撮像素子２２から出力された第１画像をフレームメモリ３２に格納すると共に、表示部５に第１画像を出力し、表示部５に第１画像を表示させる。
【００３３】
図４（ｄ）は、ステップＳ１１５における表示部５の表示内容を示している。表示部５は、ステップＳ１１５で生成された第１画像と、ぶれに対する注意を示すメッセージＭ１とを表示している。
【００３４】
（ステップＳ１２０）
制御部３０は、フレームメモリ３２に格納されている複数枚の第１画像に基づいて、ぶれの検出を行う。ステップＳ１２０でのぶれの検出に用いる複数枚の第１画像は、ステップＳ１００で最後に生成された第１画像と、ステップＳ１１５で生成された第１画像とを少なくとも含む。ぶれの検出方法は、ステップＳ１０５でのぶれの検出方法と同様でよい。ぶれの検出が行われている間、表示部５の表示内容はステップＳ１１５での表示内容と同一である。
【００３５】
図４（ｄ）は、ステップＳ１２０における表示部５の表示内容を示している。表示部５は、ステップＳ１１５で生成された第１画像と、ぶれに対する注意を示すメッセージＭ１とを表示している。
【００３６】
（ステップＳ１２５）
ステップＳ１２０において、ぶれを検出しなかったと判定した場合、制御部３０は、計測部３１に計測を指示する。計測部３１は、フレームメモリ３２に格納されている、ステップＳ１１５で生成された第１画像と、ステップＳ１１０で生成された第２画像とに基づいて、被写体の形状を計測する。計測に用いる第１画像は、ステップＳ１００で生成された第１画像（ステップＳ１０５でのぶれの検出に用いられた第１画像）でもよい。計測部３１は計測結果を制御部３０に通知する。制御部３０は計測結果を表示部５に表示させ、計測時の制御動作を終了する。
【００３７】
図４（ｅ）は、ステップＳ１２５における表示部５の表示内容を示している。表示部５は、ステップＳ１１５で生成された第１画像と、計測位置（計測点）を指定するためのカーソルＣとを表示している。
【００３８】
使用者は、操作部４を操作することにより、カーソルＣを移動させ、第１画像上で計測位置を指定することが可能である。計測部３１は、第１画像上で計測位置が指定されると、指定された計測位置に対応する第２画像上の対応位置を算出するマッチング処理を行う。さらに、計測部３１は、第１画像上の計測位置および第２画像上の対応位置のそれぞれの２次元座標（画像内の座標）に基づいて、これらの位置に対応する３次元座標を算出する。計測部３１は、第１画像上で指定された複数の計測位置に対応する複数の３次元座標を算出し、これら複数の３次元座標に基づいて、被写体の形状を計測する。
【００３９】
（ステップＳ１３０）
ステップＳ１０５またはステップＳ１２０において、ぶれを検出したと判定した場合、制御部３０は、図３に示す制御動作を開始した時点から所定の時間が経過したか否かを判定する。所定の時間が経過していない場合、制御部３０は、再度、ステップＳ１００の動作を行う。
【００４０】
（ステップＳ１３５）
所定の時間が経過した場合、制御部３０は、ぶれのために計測できないことを示すメッセージを表示部５に表示させ、計測時の制御動作を終了する。図４（ｆ）は、ステップＳ１３５における表示部５の表示内容を示している。表示部５は、ステップＳ１００またはステップＳ１１５で生成された第１画像と、ぶれのために計測できないことを示すメッセージＭ２とを表示している。
【００４１】
上記の動作では、ステップＳ１０５とステップＳ１２０でぶれの検出が行われ、両方のステップでぶれが検出されなかった場合に、計測部３１による計測が行われる。ステップＳ１０５でぶれの検出を行うことにより、光路を第１光路から第２光路に切り替えて第２画像の撮像を行うことが可能か否かを判定することができる。また、ステップＳ１２０でぶれの検出を行うことにより、ステップＳ１００とステップＳ１１５の間でぶれが発生したか否か、すなわち、第２画像の撮像時にぶれが発生したか否かを判定することができる。したがって、上記のようにぶれの検出を２回行い、２回ともぶれが検出されなかった場合に計測を行うことによって、計測精度の低下を低減することができる。
【００４２】
上記の動作では、第２画像の撮像を行うステップＳ１１０で第１画像を表示しているが、仮に第２画像を表示すると、第１画像から第２画像への表示の切替が発生する。使用者は、この表示の切替による表示内容の変化をちらつき（フリッカ）として感じる。この変化は使用者にとって不要であり、使用者の眼に負担をかけることになる。上記の動作では、第２画像の撮像を行う際も、表示部５は第１画像を表示するので、画像のちらつきがなくなり、使用者の眼の負担を軽減することができる。
【００４３】
次に、図５を参照して、内視鏡装置１による計測時の他の動作例を説明する。図５は計測時の制御部３０の動作を示している。図５に示される動作は、表示される画像の更新を行いながら被写体までの距離（物体距離）を連続的に計測するリアルタイム計測の動作である。
【００４４】
図５において、図３に示される動作と同一の動作を行うステップには、図３で用いている符号と同一の符号が付与されている。以下では、図３に示される動作と異なる動作のみについて説明する。
【００４５】
（ステップＳ１４０）
ステップＳ１２０において、ぶれを検出しなかったと判定した場合、制御部３０は、計測部３１に計測を指示する。計測部３１は、フレームメモリ３２に格納されている、ステップＳ１１５で生成された第１画像と、ステップＳ１１０で生成された第２画像とに基づいて、被写体までの距離を計測する。前述したように、第１画像上の計測位置および第２画像上の対応位置のそれぞれの２次元座標に基づいて、これらの位置に対応する３次元座標が算出される。例えば、この３次元座標のＺ座標が被写体までの距離に相当する。計測に用いる第１画像は、ステップＳ１００で生成された第１画像（ステップＳ１０５でのぶれの検出に用いられた第１画像）でもよい。計測部３１は計測結果を制御部３０に通知する。制御部３０は計測結果を表示部５に表示させ、ステップＳ１００の動作を再度行う。
【００４６】
一方、ステップＳ１０５またはステップＳ１２０において、ぶれを検出したと判定した場合、ステップＳ１３５の動作が行われ、ぶれのために計測できないことを示すメッセージが表示される。
【００４７】
図５に示される動作では、被写体までの距離を繰り返し計測することができる。また、１回の計測を行う前にぶれの検出を２回行うことにより、計測精度の低下を低減することができる。さらに、第２画像の撮像を行う際も、表示部５は第１画像を表示するので、画像のちらつきがなくなり、使用者の眼の負担を軽減することができる。
【００４８】
上述したように、本実施形態によれば、ステップＳ１０５とステップＳ１２０において、ぶれの有無を判定し、両方のステップでぶれがないと判定した場合に、計測部３１による計測が行われるので、計測精度の低下を低減することができる。また、ステップＳ１１０で第２画像が生成される際にも第１画像が表示されるので、表示部５が、表示する画像を第１画像から第２画像に切り替える場合に発生しうる画像のちらつきはなく、使用者の眼の負担を軽減することができる。
【００４９】
また、ステップＳ１０５でぶれを検出したと判定した場合に、ぶれを検出しなかったと判定するまで第１画像の撮像（ステップＳ１００）とぶれの検出（ステップＳ１０５）を繰り返すことによって、ぶれが発生していない期間に計測を行うことができるので、計測精度の低下を低減することができる。
【００５０】
また、ステップＳ１２０でぶれを検出したと判定した場合に、ぶれを検出しなかったと判定するまで、第１画像の撮像（ステップＳ１００）、ぶれの検出（ステップＳ１０５）、第２画像の撮像（ステップＳ１１０）、第１画像の撮像（ステップＳ１１５）、ぶれの検出（ステップＳ１２０）を繰り返すことによって、ぶれが発生していない期間に計測を行うことができるので、計測精度の低下を低減することができる。
【００５１】
さらに、ステップＳ１２５，Ｓ１４０で計測が行われる際にも第１画像が表示されるので、使用者の眼の負担を軽減することができる。
【００５２】
以上、図面を参照して本発明の実施形態について詳述してきたが、具体的な構成は上記の実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【符号の説明】
【００５３】
１・・・内視鏡装置、２・・・内視鏡、３・・・コントロールユニット、４・・・操作部、５・・・表示部、６・・・記憶媒体、２０・・・挿入部、２１・・・先端部、２２・・・撮像素子（撮像部）、２３ａ，２３ｂ・・・凹レンズ、２４ａ，２４ｂ・・・凸レンズ、２５・・・切替部、２６・・・結像光学系、３０・・・制御部、３１・・・計測部、３２・・・フレームメモリ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、計測機能を有する内視鏡装置およびその制御方法に関する。また、本発明は、内視鏡装置における計測機能をコンピュータ上で実現するためのプログラムにも関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ボイラー、タービン、エンジン、化学プラントなどの検査において、内部の傷や腐食を観察するのに工業用内視鏡が広く用いられている。特許文献１に示されるように、工業用内視鏡の具体例として、内視鏡の先端に２個の光学系を設け、三角測量の原理を利用したステレオ計測により３次元計測を実現した計測内視鏡装置がある。このような計測内視鏡装置を用いて、検査で内部に傷などの不具合箇所が発見された際に傷の大きさ等を計測することで、分解・修理の必要性を判断することができる。
【０００３】
また、特許文献２で示される内視鏡装置は、２つの異なる光路（第１光路と第２光路とよぶ）を通った光が形成する被写体の２つの像を撮像素子の共通の領域に結像させる光学系と、２つの光路のうちのいずれか一方の光路を通った光のみが形成する被写体の像を撮像するように光路を切り替える光路切り替え手段とを備えている。
【０００４】
この内視鏡装置を用いて被写体を観察する場合、第１光路を通った光が形成する被写体の第１の像の撮像により画像が生成され、使用者はその画像を観察する。使用者が、観察中に発見した傷の大きさ等を計測する際は、次のように画像の撮像と計測が行われる。最初に、第１光路を通った光が形成する被写体の第１の像が撮像され、画像（第１画像とよぶ）が生成される。続いて、光路が切り替えられて第２光路を通った光が形成する被写体の第２の像が撮像され、画像（第２画像とよぶ）が生成される。そして、第１画像と第２画像が有する視差に基づき、三角測量の方法を用いて被写体の形状が計測される。
【０００５】
特許文献１の計測内視鏡装置では、２つの光路を通った光が形成する被写体の２つの像は撮像素子の異なる領域に結像される。これに対して、特許文献２の内視鏡装置では、２つの光路を通った光が形成する被写体の２つの像は撮像素子の共通の領域に結像される。このため、特許文献２の内視鏡装置では、撮像面積を大きくすることができ、撮像画質と計測精度を向上させることができる。
【０００６】
ただし、第１画像と第２画像を撮像する間に内視鏡や被写体が動くと、三角測量のパラメーター（基線長など）に誤差が生じてしまい、被写体の形状を正確に計測できなくなる。そこで、特許文献３に示されるように、被写体や撮像装置のぶれを検出した場合にはその旨を通知することで、成功するまで計測をやり直すことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−４９６３８号公報
【特許文献２】特開２０１０−１２８３５４号公報
【特許文献３】特開２００２−２２８４１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献２の内視鏡装置において、ぶれの検出を行う場合、複数毎の画像を撮像し、これら複数毎の画像を比較することにより、ぶれを検出することが可能である。ただし、第１画像と第２画像では視差があり、そのまま第１画像と第２画像を比較しても、ぶれを正確に検出することができないので、例えば複数毎の第１画像を撮像し、これら複数毎の第１画像を比較し、ぶれが検出されなかった場合に第２画像を撮像し、第１画像と第２画像を用いて被写体の形状を計測する方法が考えられる。しかし、この方法では、第２画像の撮像時に発生するぶれを考慮していないので、第２画像の撮像時にぶれが発生している場合、計測精度が低下する可能性がある。
【０００９】
本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであって、計測精度の低下を低減することができる内視鏡装置、内視鏡装置の制御方法、およびプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、第１光路を通った光が形成する被写体の第１の像および第２光路を通った光が形成する前記被写体の第２の像が共通に結像される領域に前記第１の像および前記第２の像のうちのいずれか一方の像のみが結像されるように光路を切り替える切替部と、前記領域に結像された前記第１の像に基づく第１画像および前記領域に結像された前記第２の像に基づく第２画像を生成する撮像部と、前記第１画像および前記第２画像に基づいて前記被写体の形状または前記被写体までの距離を計測する計測部と、表示部と、前記切替部、前記撮像部、前記計測部、および前記表示部を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記撮像部に、前記第１光路を介した前記第１の像に基づく複数枚の前記第１画像を生成させると共に、前記表示部に前記第１画像を表示させ、複数枚の前記第１画像に基づいて、ぶれの有無を判定する第１ステップと、前記切替部に前記第１光路から前記第２光路へと前記光路を切り替えさせ、前記撮像部に前記第２画像を生成させると共に、前記表示部に、前記第１ステップにおいて生成された前記第１画像を表示させる第２ステップと、前記切替部に前記第２光路から前記第１光路へと前記光路を切り替えさせ、前記撮像部に前記第１画像を生成させると共に、前記表示部に前記第１画像を表示させ、前記第２ステップの前および後に生成された前記第１画像に基づいて、ぶれの有無を判定する第３ステップと、前記第１ステップおよび前記第３ステップでぶれがないと判定した場合に、前記計測部に前記被写体の形状または前記被写体までの距離を計測させる第４ステップと、を有する制御を行うことを特徴とする内視鏡装置である。
【００１１】
また、本発明の内視鏡装置において、前記制御部は、前記第１ステップでぶれがないと判定した場合に前記第２ステップの制御を行うことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の内視鏡装置において、前記制御部は、前記第１ステップでぶれがあると判定した場合に、ぶれがないと判定するまで前記第１ステップの制御を繰り返すことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の内視鏡装置において、前記制御部は、前記第３ステップでぶれがあると判定した場合に、ぶれがないと判定するまで、前記第１ステップ、前記第２ステップ、前記第３ステップの制御を繰り返すことを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の内視鏡装置において、前記制御部はさらに、前記第４ステップにおいて、前記第１画像を前記表示部に表示させることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明は、第１光路を通った光が形成する被写体の第１の像および第２光路を通った光が形成する前記被写体の第２の像が共通に結像される領域に前記第１の像および前記第２の像のうちのいずれか一方の像のみが結像されるように光路を切り替える切替部と、
前記領域に結像された前記第１の像に基づく第１画像および前記領域に結像された前記第２の像に基づく第２画像を生成する撮像部と、前記第１画像および前記第２画像に基づいて前記被写体の形状または前記被写体までの距離を計測する計測部と、表示部と、を備えた内視鏡装置の制御を行う際、前記撮像部に、前記第１光路を介した前記第１の像に基づく複数枚の前記第１画像を生成させると共に、前記表示部に前記第１画像を表示させ、複数枚の前記第１画像に基づいて、ぶれの有無を判定する第１ステップと、前記切替部に前記第１光路から前記第２光路へと前記光路を切り替えさせ、前記撮像部に前記第２画像を生成させると共に、前記表示部に、前記第１ステップにおいて生成された前記第１画像を表示させる第２ステップと、前記切替部に前記第２光路から前記第１光路へと前記光路を切り替えさせ、前記撮像部に前記第１画像を生成させると共に、前記表示部に前記第１画像を表示させ、前記第２ステップの前および後に生成された前記第１画像に基づいて、ぶれの有無を判定する第３ステップと、前記第１ステップおよび前記第３ステップでぶれがないと判定した場合に、前記計測部に前記被写体の形状または前記被写体までの距離を計測させる第４ステップと、を有する制御を行うことを特徴とする内視鏡装置の制御方法である。
【００１６】
また、本発明は、第１光路を通った光が形成する被写体の第１の像および第２光路を通った光が形成する前記被写体の第２の像が共通に結像される領域に前記第１の像および前記第２の像のうちのいずれか一方の像のみが結像されるように光路を切り替える切替部と、前記領域に結像された前記第１の像に基づく第１画像および前記領域に結像された前記第２の像に基づく第２画像を生成する撮像部と、前記第１画像および前記第２画像に基づいて前記被写体の形状または前記被写体までの距離を計測する計測部と、表示部と、を備えた内視鏡装置のコンピュータに、前記撮像部に、前記第１光路を介した前記第１の像に基づく複数枚の前記第１画像を生成させると共に、前記表示部に前記第１画像を表示させ、複数枚の前記第１画像に基づいて、ぶれの有無を判定する第１ステップと、前記切替部に前記第１光路から前記第２光路へと前記光路を切り替えさせ、前記撮像部に前記第２画像を生成させると共に、前記表示部に、前記第１ステップにおいて生成された前記第１画像を表示させる第２ステップと、前記切替部に前記第２光路から前記第１光路へと前記光路を切り替えさせ、前記撮像部に前記第１画像を生成させると共に、前記表示部に前記第１画像を表示させ、前記第２ステップの前および後に生成された前記第１画像に基づいて、ぶれの有無を判定する第３ステップと、前記第１ステップおよび前記第３ステップでぶれがないと判定した場合に、前記計測部に前記被写体の形状または前記被写体までの距離を計測させる第４ステップと、を実行させるためのプログラムである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、第１ステップにおいて、複数枚の第１画像に基づいて、ぶれの有無を判定し、第３ステップにおいて、第１ステップで生成された第１画像および第２ステップの後に生成された第１画像に基づいて、ぶれの有無を判定し、第１ステップおよび第３ステップでぶれがないと判定した場合に計測部に計測を行わせることによって、計測精度の低下を低減することができる。
【００１８】
また、本発明によれば、第２ステップにおいて、第２画像が生成される際にも第１画像が表示されるので、表示部が、表示する画像を第１画像から第２画像に切り替える場合に発生しうる画像のちらつきはなく、使用者の眼の負担を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態による内視鏡装置の全体構成を示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態による内視鏡装置の機能構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態による内視鏡装置が備える制御部の動作を示すフローチャートである。
【図４】本発明の一実施形態による内視鏡装置が備える表示部が表示する内容を示す参考図である。
【図５】本発明の一実施形態による内視鏡装置が備える制御部の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照し、本発明の実施形態を説明する。図１は、本発明の一実施形態による内視鏡装置の全体構成を示している。図１に示すように、内視鏡装置１は、細長な挿入部２０を有する内視鏡２と、この内視鏡２の挿入部２０を収納する収納部を備えた制御装置であるコントロールユニット３と、装置全体の各種動作制御を行う際に必要な操作を行うための操作部４と、内視鏡画像や操作制御内容（例えば処理メニュー）等の表示を行う表示部５とを含んで構成されている。挿入部２０の先端には、被写体を撮像して画像データを生成する撮像素子を含む先端部２１が配置されている。
【００２１】
図２は内視鏡装置の機能構成を示している。挿入部２０の先端に配置された先端部２１は、撮像素子２２、凹レンズ２３ａ，２３ｂ、凸レンズ２４ａ，２４ｂ、切替部２５、結像光学系２６を有する。コントロールユニット３は、制御部３０、計測部３１、フレームメモリ３２を有する。図２では光源等の図示は省略されている。
【００２２】
凹レンズ２３ａ、凸レンズ２４ａ、結像光学系２６は、被写体からの光が形成する第１の像を撮像素子２２の領域Ｓ１に結像する第１光学系を構成する。凹レンズ２３ｂ、凸レンズ２４ｂ、結像光学系２６は、被写体からの光が形成する第２の像を撮像素子２２の領域Ｓ１に結像する第２光学系を構成する。第１光学系に入射した被写体からの光は第１光路Ｌ１を通り、撮像素子２２の領域Ｓ１に第１の像として結像される。第２光学系に入射した被写体からの光は第２光路Ｌ２を通り、撮像素子２２の領域Ｓ１に第２の像として結像される。第１の像と第２の像は、撮像素子２２の共通の領域Ｓ１に結像される。
【００２３】
切替部２５は、第１の像および第２の像のうちのいずれか一方の像のみが領域Ｓ１に結像されるように、第１光路Ｌ１と第２光路Ｌ２の間で光路を切り替える。切替部２５による光路の切替動作は、コントロールユニット３内の制御部３０からの制御信号によって制御される。撮像素子２２は、切替部２５によって第１光路が設定されている場合に、領域Ｓ１に結像された第１の像に基づく第１画像（第１画像データ）を生成し、切替部２５によって第２光路が設定されている場合に、領域Ｓ１に結像された第２の像に基づく第２画像（第２画像データ）を生成する。第１画像は第２画像に対して、あるいは、第２画像は第１画像に対して視差を有する。撮像素子２２によって生成された第１画像および第２画像はコントロールユニット３へ出力される。撮像素子２２の動作は、コントロールユニット３内の制御部３０からの制御信号によって制御される。
【００２４】
制御部３０は、コントロールユニット３内の各部や、撮像素子２２、切替部２５、操作部４、表示部５を制御する。制御部３０が有するマイクロコンピュータの動作を実現するためのプログラムは、図示していないＲＯＭに格納されており、制御部３０は、このプログラムに従って制御を行う。計測部３１は、撮像素子２２から出力された第１画像および第２画像に基づいて、２つの画像が有する視差を利用した三角測量を行うステレオ計測により、被写体の形状（サイズ）あるいは被写体までの距離を計測する。フレームメモリ３２は、撮像素子２２から出力された第１画像および第２画像を記憶する。コントロールユニット３には、取り外し可能な記憶媒体６を接続することが可能であり、撮像した画像等のデータを記憶媒体６に記憶させたり、記憶媒体６に記憶されている画像等のデータを記憶媒体６から読み出したりすることが可能である。
【００２５】
次に、図３および図４を参照して、内視鏡装置１による計測時の動作例を説明する。図３は計測時の制御部３０の動作を示しており、図４は計測時に表示部５が表示する内容（表示内容）を示している。
【００２６】
使用者が被写体の内部を観察する場合、切替部２５は光路を第１光路に設定する。撮像素子２２は、領域Ｓ１に結像された第１の像に基づく第１画像を生成し、コントロールユニット３へ出力する。制御部３０は、撮像素子２２から出力された第１画像を表示部５へ出力し、表示部５に第１画像を表示させる。図４（ａ）は、このときの表示部５の表示内容を示している。表示部５は第１画像を表示している。
【００２７】
（ステップＳ１００）
使用者が被写体の内部の観察により傷等の不具合箇所を発見し計測を行う場合、操作部４を介して計測指示が入力される。制御部３０は、計測指示に基づいて、図３に示す制御動作を開始する。制御動作を開始した制御部３０は、ぶれに対する注意を示すメッセージを表示部５に表示させ、撮像素子２２に対して、複数毎（例えば２枚）の第１画像の撮像を指示する制御信号を出力する。撮像素子２２は、複数回撮像を行い、複数毎の第１画像を出力する。制御部３０は、撮像素子２２から順次出力された第１画像をフレームメモリ３２に順次格納すると共に、表示部５に第１画像を順次出力し、表示部５に第１画像を表示させる。
【００２８】
図４（ｂ）は、ステップＳ１００における表示部５の表示内容を示している。表示部５は、ステップＳ１００で生成された第１画像と、ぶれに対する注意を示すメッセージＭ１とを表示している。本実施形態では、表示部５がメッセージを表示しているが、メッセージを表示しなくてもよい。これ以降に表示されるメッセージについても同様に、表示しなくてもよい。
【００２９】
（ステップＳ１０５）
ぶれの検出に必要な複数枚の第１画像がフレームメモリ３２に格納されると、制御部３０は、これら複数枚の第１画像に基づいて、ぶれの検出を行う。ぶれの検出方法として、例えば、画素毎に２枚の画像間の画素値の差の絶対値を計算し、その合計が所定値以上であれば、ぶれを検出した（ぶれが発生した・ぶれがある）と判定し、その合計が所定値未満であれば、ぶれを検出しなかった（ぶれが発生していない・ぶれがない）と判定する方法がある。ぶれの検出方法は、他の方法でもよい。ぶれの検出が行われている間、表示部５の表示内容はステップＳ１００での表示内容と同一である。
【００３０】
（ステップＳ１１０）
ステップＳ１０５において、ぶれを検出しなかったと判定した場合、制御部３０は、切替部２５に対して、第１光路から第２光路への光路の切替を指示する制御信号を出力し、撮像素子２２に対して、第２画像の撮像を指示する制御信号を出力する。切替部２５は、光路を第２光路に設定する。撮像素子２２は、撮像を行い、第２画像を出力する。制御部３０は、撮像素子２２から出力された第２画像をフレームメモリ３２に格納する。
【００３１】
図４（ｃ）は、ステップＳ１１０における表示部５の表示内容を示している。表示部５は、ステップＳ１００で最後に生成された第１画像と、ぶれに対する注意を示すメッセージＭ１とを表示している。
【００３２】
（ステップＳ１１５）
制御部３０は、切替部２５に対して、第２光路から第１光路への光路の切替を指示する制御信号を出力し、撮像素子２２に対して、第１画像の撮像を指示する制御信号を出力する。切替部２５は、光路を第１光路に設定する。撮像素子２２は、撮像を行い、第１画像を出力する。制御部３０は、撮像素子２２から出力された第１画像をフレームメモリ３２に格納すると共に、表示部５に第１画像を出力し、表示部５に第１画像を表示させる。
【００３３】
図４（ｄ）は、ステップＳ１１５における表示部５の表示内容を示している。表示部５は、ステップＳ１１５で生成された第１画像と、ぶれに対する注意を示すメッセージＭ１とを表示している。
【００３４】
（ステップＳ１２０）
制御部３０は、フレームメモリ３２に格納されている複数枚の第１画像に基づいて、ぶれの検出を行う。ステップＳ１２０でのぶれの検出に用いる複数枚の第１画像は、ステップＳ１００で最後に生成された第１画像と、ステップＳ１１５で生成された第１画像とを少なくとも含む。ぶれの検出方法は、ステップＳ１０５でのぶれの検出方法と同様でよい。ぶれの検出が行われている間、表示部５の表示内容はステップＳ１１５での表示内容と同一である。
【００３５】
図４（ｄ）は、ステップＳ１２０における表示部５の表示内容を示している。表示部５は、ステップＳ１１５で生成された第１画像と、ぶれに対する注意を示すメッセージＭ１とを表示している。
【００３６】
（ステップＳ１２５）
ステップＳ１２０において、ぶれを検出しなかったと判定した場合、制御部３０は、計測部３１に計測を指示する。計測部３１は、フレームメモリ３２に格納されている、ステップＳ１１５で生成された第１画像と、ステップＳ１１０で生成された第２画像とに基づいて、被写体の形状を計測する。計測に用いる第１画像は、ステップＳ１００で生成された第１画像（ステップＳ１０５でのぶれの検出に用いられた第１画像）でもよい。計測部３１は計測結果を制御部３０に通知する。制御部３０は計測結果を表示部５に表示させ、計測時の制御動作を終了する。
【００３７】
図４（ｅ）は、ステップＳ１２５における表示部５の表示内容を示している。表示部５は、ステップＳ１１５で生成された第１画像と、計測位置（計測点）を指定するためのカーソルＣとを表示している。
【００３８】
使用者は、操作部４を操作することにより、カーソルＣを移動させ、第１画像上で計測位置を指定することが可能である。計測部３１は、第１画像上で計測位置が指定されると、指定された計測位置に対応する第２画像上の対応位置を算出するマッチング処理を行う。さらに、計測部３１は、第１画像上の計測位置および第２画像上の対応位置のそれぞれの２次元座標（画像内の座標）に基づいて、これらの位置に対応する３次元座標を算出する。計測部３１は、第１画像上で指定された複数の計測位置に対応する複数の３次元座標を算出し、これら複数の３次元座標に基づいて、被写体の形状を計測する。
【００３９】
（ステップＳ１３０）
ステップＳ１０５またはステップＳ１２０において、ぶれを検出したと判定した場合、制御部３０は、図３に示す制御動作を開始した時点から所定の時間が経過したか否かを判定する。所定の時間が経過していない場合、制御部３０は、再度、ステップＳ１００の動作を行う。
【００４０】
（ステップＳ１３５）
所定の時間が経過した場合、制御部３０は、ぶれのために計測できないことを示すメッセージを表示部５に表示させ、計測時の制御動作を終了する。図４（ｆ）は、ステップＳ１３５における表示部５の表示内容を示している。表示部５は、ステップＳ１００またはステップＳ１１５で生成された第１画像と、ぶれのために計測できないことを示すメッセージＭ２とを表示している。
【００４１】
上記の動作では、ステップＳ１０５とステップＳ１２０でぶれの検出が行われ、両方のステップでぶれが検出されなかった場合に、計測部３１による計測が行われる。ステップＳ１０５でぶれの検出を行うことにより、光路を第１光路から第２光路に切り替えて第２画像の撮像を行うことが可能か否かを判定することができる。また、ステップＳ１２０でぶれの検出を行うことにより、ステップＳ１００とステップＳ１１５の間でぶれが発生したか否か、すなわち、第２画像の撮像時にぶれが発生したか否かを判定することができる。したがって、上記のようにぶれの検出を２回行い、２回ともぶれが検出されなかった場合に計測を行うことによって、計測精度の低下を低減することができる。
【００４２】
上記の動作では、第２画像の撮像を行うステップＳ１１０で第１画像を表示しているが、仮に第２画像を表示すると、第１画像から第２画像への表示の切替が発生する。使用者は、この表示の切替による表示内容の変化をちらつき（フリッカ）として感じる。この変化は使用者にとって不要であり、使用者の眼に負担をかけることになる。上記の動作では、第２画像の撮像を行う際も、表示部５は第１画像を表示するので、画像のちらつきがなくなり、使用者の眼の負担を軽減することができる。
【００４３】
次に、図５を参照して、内視鏡装置１による計測時の他の動作例を説明する。図５は計測時の制御部３０の動作を示している。図５に示される動作は、表示される画像の更新を行いながら被写体までの距離（物体距離）を連続的に計測するリアルタイム計測の動作である。
【００４４】
図５において、図３に示される動作と同一の動作を行うステップには、図３で用いている符号と同一の符号が付与されている。以下では、図３に示される動作と異なる動作のみについて説明する。
【００４５】
（ステップＳ１４０）
ステップＳ１２０において、ぶれを検出しなかったと判定した場合、制御部３０は、計測部３１に計測を指示する。計測部３１は、フレームメモリ３２に格納されている、ステップＳ１１５で生成された第１画像と、ステップＳ１１０で生成された第２画像とに基づいて、被写体までの距離を計測する。前述したように、第１画像上の計測位置および第２画像上の対応位置のそれぞれの２次元座標に基づいて、これらの位置に対応する３次元座標が算出される。例えば、この３次元座標のＺ座標が被写体までの距離に相当する。計測に用いる第１画像は、ステップＳ１００で生成された第１画像（ステップＳ１０５でのぶれの検出に用いられた第１画像）でもよい。計測部３１は計測結果を制御部３０に通知する。制御部３０は計測結果を表示部５に表示させ、ステップＳ１００の動作を再度行う。
【００４６】
一方、ステップＳ１０５またはステップＳ１２０において、ぶれを検出したと判定した場合、ステップＳ１３５の動作が行われ、ぶれのために計測できないことを示すメッセージが表示される。
【００４７】
図５に示される動作では、被写体までの距離を繰り返し計測することができる。また、１回の計測を行う前にぶれの検出を２回行うことにより、計測精度の低下を低減することができる。さらに、第２画像の撮像を行う際も、表示部５は第１画像を表示するので、画像のちらつきがなくなり、使用者の眼の負担を軽減することができる。
【００４８】
上述したように、本実施形態によれば、ステップＳ１０５とステップＳ１２０において、ぶれの有無を判定し、両方のステップでぶれがないと判定した場合に、計測部３１による計測が行われるので、計測精度の低下を低減することができる。また、ステップＳ１１０で第２画像が生成される際にも第１画像が表示されるので、表示部５が、表示する画像を第１画像から第２画像に切り替える場合に発生しうる画像のちらつきはなく、使用者の眼の負担を軽減することができる。
【００４９】
また、ステップＳ１０５でぶれを検出したと判定した場合に、ぶれを検出しなかったと判定するまで第１画像の撮像（ステップＳ１００）とぶれの検出（ステップＳ１０５）を繰り返すことによって、ぶれが発生していない期間に計測を行うことができるので、計測精度の低下を低減することができる。
【００５０】
また、ステップＳ１２０でぶれを検出したと判定した場合に、ぶれを検出しなかったと判定するまで、第１画像の撮像（ステップＳ１００）、ぶれの検出（ステップＳ１０５）、第２画像の撮像（ステップＳ１１０）、第１画像の撮像（ステップＳ１１５）、ぶれの検出（ステップＳ１２０）を繰り返すことによって、ぶれが発生していない期間に計測を行うことができるので、計測精度の低下を低減することができる。
【００５１】
さらに、ステップＳ１２５，Ｓ１４０で計測が行われる際にも第１画像が表示されるので、使用者の眼の負担を軽減することができる。
【００５２】
以上、図面を参照して本発明の実施形態について詳述してきたが、具体的な構成は上記の実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【符号の説明】
【００５３】
１・・・内視鏡装置、２・・・内視鏡、３・・・コントロールユニット、４・・・操作部、５・・・表示部、６・・・記憶媒体、２０・・・挿入部、２１・・・先端部、２２・・・撮像素子（撮像部）、２３ａ，２３ｂ・・・凹レンズ、２４ａ，２４ｂ・・・凸レンズ、２５・・・切替部、２６・・・結像光学系、３０・・・制御部、３１・・・計測部、３２・・・フレームメモリ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１光路を通った光が形成する被写体の第１の像および第２光路を通った光が形成する前記被写体の第２の像が共通に結像される領域に前記第１の像および前記第２の像のうちのいずれか一方の像のみが結像されるように光路を切り替える切替部と、
前記領域に結像された前記第１の像に基づく第１画像および前記領域に結像された前記第２の像に基づく第２画像を生成する撮像部と、
前記第１画像および前記第２画像に基づいて前記被写体の形状または前記被写体までの距離を計測する計測部と、
表示部と、
前記切替部、前記撮像部、前記計測部、および前記表示部を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記撮像部に、前記第１光路を介した前記第１の像に基づく複数枚の前記第１画像を生成させると共に、前記表示部に前記第１画像を表示させ、複数枚の前記第１画像に基づいて、ぶれの有無を判定する第１ステップと、
前記切替部に前記第１光路から前記第２光路へと前記光路を切り替えさせ、前記撮像部に前記第２画像を生成させると共に、前記表示部に、前記第１ステップにおいて生成された前記第１画像を表示させる第２ステップと、
前記切替部に前記第２光路から前記第１光路へと前記光路を切り替えさせ、前記撮像部に前記第１画像を生成させると共に、前記表示部に前記第１画像を表示させ、前記第２ステップの前および後に生成された前記第１画像に基づいて、ぶれの有無を判定する第３ステップと、
前記第１ステップおよび前記第３ステップでぶれがないと判定した場合に、前記計測部に前記被写体の形状または前記被写体までの距離を計測させる第４ステップと、
を有する制御を行うことを特徴とする内視鏡装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記第１ステップでぶれがないと判定した場合に前記第２ステップの制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記第１ステップでぶれがあると判定した場合に、ぶれがないと判定するまで前記第１ステップの制御を繰り返すことを特徴とする請求項２に記載の内視鏡装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記第３ステップでぶれがあると判定した場合に、ぶれがないと判定するまで、前記第１ステップ、前記第２ステップ、前記第３ステップの制御を繰り返すことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
【請求項５】
前記制御部はさらに、前記第４ステップにおいて、前記第１画像を前記表示部に表示させることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
【請求項６】
第１光路を通った光が形成する被写体の第１の像および第２光路を通った光が形成する前記被写体の第２の像が共通に結像される領域に前記第１の像および前記第２の像のうちのいずれか一方の像のみが結像されるように光路を切り替える切替部と、
前記領域に結像された前記第１の像に基づく第１画像および前記領域に結像された前記第２の像に基づく第２画像を生成する撮像部と、
前記第１画像および前記第２画像に基づいて前記被写体の形状または前記被写体までの距離を計測する計測部と、
表示部と、
を備えた内視鏡装置の制御を行う際、
前記撮像部に、前記第１光路を介した前記第１の像に基づく複数枚の前記第１画像を生成させると共に、前記表示部に前記第１画像を表示させ、複数枚の前記第１画像に基づいて、ぶれの有無を判定する第１ステップと、
前記切替部に前記第１光路から前記第２光路へと前記光路を切り替えさせ、前記撮像部に前記第２画像を生成させると共に、前記表示部に、前記第１ステップにおいて生成された前記第１画像を表示させる第２ステップと、
前記切替部に前記第２光路から前記第１光路へと前記光路を切り替えさせ、前記撮像部に前記第１画像を生成させると共に、前記表示部に前記第１画像を表示させ、前記第２ステップの前および後に生成された前記第１画像に基づいて、ぶれの有無を判定する第３ステップと、
前記第１ステップおよび前記第３ステップでぶれがないと判定した場合に、前記計測部に前記被写体の形状または前記被写体までの距離を計測させる第４ステップと、
を有する制御を行うことを特徴とする内視鏡装置の制御方法。
【請求項７】
第１光路を通った光が形成する被写体の第１の像および第２光路を通った光が形成する前記被写体の第２の像が共通に結像される領域に前記第１の像および前記第２の像のうちのいずれか一方の像のみが結像されるように光路を切り替える切替部と、
前記領域に結像された前記第１の像に基づく第１画像および前記領域に結像された前記第２の像に基づく第２画像を生成する撮像部と、
前記第１画像および前記第２画像に基づいて前記被写体の形状または前記被写体までの距離を計測する計測部と、
表示部と、
を備えた内視鏡装置のコンピュータに、
前記撮像部に、前記第１光路を介した前記第１の像に基づく複数枚の前記第１画像を生成させると共に、前記表示部に前記第１画像を表示させ、複数枚の前記第１画像に基づいて、ぶれの有無を判定する第１ステップと、
前記切替部に前記第１光路から前記第２光路へと前記光路を切り替えさせ、前記撮像部に前記第２画像を生成させると共に、前記表示部に、前記第１ステップにおいて生成された前記第１画像を表示させる第２ステップと、
前記切替部に前記第２光路から前記第１光路へと前記光路を切り替えさせ、前記撮像部に前記第１画像を生成させると共に、前記表示部に前記第１画像を表示させ、前記第２ステップの前および後に生成された前記第１画像に基づいて、ぶれの有無を判定する第３ステップと、
前記第１ステップおよび前記第３ステップでぶれがないと判定した場合に、前記計測部に前記被写体の形状または前記被写体までの距離を計測させる第４ステップと、
を実行させるためのプログラム。
【請求項１】
第１光路を通った光が形成する被写体の第１の像および第２光路を通った光が形成する前記被写体の第２の像が共通に結像される領域に前記第１の像および前記第２の像のうちのいずれか一方の像のみが結像されるように光路を切り替える切替部と、
前記領域に結像された前記第１の像に基づく第１画像および前記領域に結像された前記第２の像に基づく第２画像を生成する撮像部と、
前記第１画像および前記第２画像に基づいて前記被写体の形状または前記被写体までの距離を計測する計測部と、
表示部と、
前記切替部、前記撮像部、前記計測部、および前記表示部を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記撮像部に、前記第１光路を介した前記第１の像に基づく複数枚の前記第１画像を生成させると共に、前記表示部に前記第１画像を表示させ、複数枚の前記第１画像に基づいて、ぶれの有無を判定する第１ステップと、
前記切替部に前記第１光路から前記第２光路へと前記光路を切り替えさせ、前記撮像部に前記第２画像を生成させると共に、前記表示部に、前記第１ステップにおいて生成された前記第１画像を表示させる第２ステップと、
前記切替部に前記第２光路から前記第１光路へと前記光路を切り替えさせ、前記撮像部に前記第１画像を生成させると共に、前記表示部に前記第１画像を表示させ、前記第２ステップの前および後に生成された前記第１画像に基づいて、ぶれの有無を判定する第３ステップと、
前記第１ステップおよび前記第３ステップでぶれがないと判定した場合に、前記計測部に前記被写体の形状または前記被写体までの距離を計測させる第４ステップと、
を有する制御を行うことを特徴とする内視鏡装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記第１ステップでぶれがないと判定した場合に前記第２ステップの制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記第１ステップでぶれがあると判定した場合に、ぶれがないと判定するまで前記第１ステップの制御を繰り返すことを特徴とする請求項２に記載の内視鏡装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記第３ステップでぶれがあると判定した場合に、ぶれがないと判定するまで、前記第１ステップ、前記第２ステップ、前記第３ステップの制御を繰り返すことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
【請求項５】
前記制御部はさらに、前記第４ステップにおいて、前記第１画像を前記表示部に表示させることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
【請求項６】
第１光路を通った光が形成する被写体の第１の像および第２光路を通った光が形成する前記被写体の第２の像が共通に結像される領域に前記第１の像および前記第２の像のうちのいずれか一方の像のみが結像されるように光路を切り替える切替部と、
前記領域に結像された前記第１の像に基づく第１画像および前記領域に結像された前記第２の像に基づく第２画像を生成する撮像部と、
前記第１画像および前記第２画像に基づいて前記被写体の形状または前記被写体までの距離を計測する計測部と、
表示部と、
を備えた内視鏡装置の制御を行う際、
前記撮像部に、前記第１光路を介した前記第１の像に基づく複数枚の前記第１画像を生成させると共に、前記表示部に前記第１画像を表示させ、複数枚の前記第１画像に基づいて、ぶれの有無を判定する第１ステップと、
前記切替部に前記第１光路から前記第２光路へと前記光路を切り替えさせ、前記撮像部に前記第２画像を生成させると共に、前記表示部に、前記第１ステップにおいて生成された前記第１画像を表示させる第２ステップと、
前記切替部に前記第２光路から前記第１光路へと前記光路を切り替えさせ、前記撮像部に前記第１画像を生成させると共に、前記表示部に前記第１画像を表示させ、前記第２ステップの前および後に生成された前記第１画像に基づいて、ぶれの有無を判定する第３ステップと、
前記第１ステップおよび前記第３ステップでぶれがないと判定した場合に、前記計測部に前記被写体の形状または前記被写体までの距離を計測させる第４ステップと、
を有する制御を行うことを特徴とする内視鏡装置の制御方法。
【請求項７】
第１光路を通った光が形成する被写体の第１の像および第２光路を通った光が形成する前記被写体の第２の像が共通に結像される領域に前記第１の像および前記第２の像のうちのいずれか一方の像のみが結像されるように光路を切り替える切替部と、
前記領域に結像された前記第１の像に基づく第１画像および前記領域に結像された前記第２の像に基づく第２画像を生成する撮像部と、
前記第１画像および前記第２画像に基づいて前記被写体の形状または前記被写体までの距離を計測する計測部と、
表示部と、
を備えた内視鏡装置のコンピュータに、
前記撮像部に、前記第１光路を介した前記第１の像に基づく複数枚の前記第１画像を生成させると共に、前記表示部に前記第１画像を表示させ、複数枚の前記第１画像に基づいて、ぶれの有無を判定する第１ステップと、
前記切替部に前記第１光路から前記第２光路へと前記光路を切り替えさせ、前記撮像部に前記第２画像を生成させると共に、前記表示部に、前記第１ステップにおいて生成された前記第１画像を表示させる第２ステップと、
前記切替部に前記第２光路から前記第１光路へと前記光路を切り替えさせ、前記撮像部に前記第１画像を生成させると共に、前記表示部に前記第１画像を表示させ、前記第２ステップの前および後に生成された前記第１画像に基づいて、ぶれの有無を判定する第３ステップと、
前記第１ステップおよび前記第３ステップでぶれがないと判定した場合に、前記計測部に前記被写体の形状または前記被写体までの距離を計測させる第４ステップと、
を実行させるためのプログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１３−１０５０７８（Ｐ２０１３−１０５０７８Ａ）
【公開日】平成２５年５月３０日（２０１３．５．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４９６８９（Ｐ２０１１−２４９６８９）
【出願日】平成２３年１１月１５日（２０１１．１１．１５）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月３０日（２０１３．５．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月１５日（２０１１．１１．１５）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
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