JP4848481B2 - 撮像装置 - Google Patents
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Description
Dn=(x0 + nxb)Dm/(x0+ mxb)
が成り立ち、各点Pnまでの距離Dnを求めることができる。上記の方法で、例えば、十数の点について画像上の距離と実際の距離との対応関係の情報を得ることができ、それをレンズ12の歪曲特性を示す情報とすることができる。
x/xp=y/yp=z/f …(1)
で表される。また、レーザ光の出射位置L(XL,YL,ZL)とレーザ光の照射点P(Xp,Yp,Zp)とを結ぶ直線は、
(x−XL)/Bx=(y−YL)/By=(z−ZL)/Bz …(2)
で表される。ここで、(Bx,By,Bz)はレーザ光の照射方向を示すベクトルであり、予め三次元座標導出部34により予め記憶されている。(Bx,By,Bz)としては、設計により定まる値を用いてもよいし、予め撮像装置1の内視鏡10の前方にスクリーン等を置き、スクリーンでの照射点とレーザ光の出射位置とから実験的に求められる値を用いてもよい。(スクリーンでの)レーザ光の照射点の座標を(Xs,Ys,Zs)とすると、
(Bx,By,Bz)=(Xs−XL,Ys−YL,Zs−ZL) …(3)
として求まる。
Xp=(By XL −Bx YL)xp/(By xp −Bx yp)
Yp=(By XL −Bx YL)yp/(By xp −Bx yp) …(4)
Zp=(By XL −Bx YL)f/(By xp− Bxyp)
Xt/(itdx)=Yt/(jtdx)=Zt/f …(5)
が成立する。また、式(4)で画像面上での照射点のxy座標を表すxp,ypも同様に、
xp=ipdx, yp=jpdy …(6)
とすることができる。ここで、ip,jpは画素を単位として画像面上での照射点の、それぞれx軸方向及びy軸方向の位置を表す。
Xp=(ByXL−BxYL)ipjtXt/(ByipjtXt−BxjpitYt)
Yp=(ByXL−BxYL)jpitYt/(ByipjtXt−BxjpitYt)
Zp=(ByXL−BxYL)itjtZt/(ByipjtXt−BxjpitYt)
…(7)
式(7)の右辺から、物理的な距離を求めることが困難なxp,yp,fが消え、全て実際に測定可能な変数(予め測定しておくものも含む)を用いて各照射点の三次元座標P(Xp,Yp,Zp)を導出することができる。上記が、レーザ光の各照射点の三次元座標の導出方法である。導出されたレーザ光の各照射点の三次元座標を示す情報は、所定点導出部35に出力される。
となる。ここで、‖Pe−Ps‖は、2つの照射点間の距離である。これらから、Mk(Xk,Yk,Zk)の画像上での位置mu(xk,yk,zk)も以下のように導出することができる。
xk=Xkf/Zk
yk=Ykf/Zk …(9)
zk=f
即ち、画像上でのk本目の目盛りを画像上における(Xkf/Zk,Ykf/Zk)の位置に表示すればよい。
f/dx=itZt/Xt …(10)
f/dy=jtZt/Yt
が成立する。上記の点の三次元座標(Xt,Yt,Zt)と画像上での画素を単位とした座標(it,jt)から、f/dx及びf/dyが求まる。従って、k本目の目盛りの画像上の座標(Xkf/Zk,Ykf/Zk)をx軸方向及びy軸方向それぞれ1画素あたりの物理的間隔dx、dyを用いて画素単位(ik,jk)で表すと、
ik=Xkf/(Zkdx)=XkitZt/(ZkXt) …(11)
jk=Ykf/(Zkdy)=YkjtZt/(ZkYt)
となる。即ち、画像上でk本目の目盛りを画素単位で(XkitZt/(ZkXt),YkjtZt/(ZkYt))の位置に表示すればよい。上記のように導出された、画像上の目盛りの点の座標を示す情報は、所定点導出部35から出力部36に出力される。
であるので、fが不明であっても、例えば、
(画像面上での照射点までの距離)/(光軸から照射点までの距離)
の縮尺で目盛りを表示すればよい。
(画像面上での照射点までの画素数)/(光軸から照射点までの画素数)
の縮尺で目盛りを表示すればよい。
Claims (5)
- レンズを有し当該レンズを介して被観察部の画像を撮像する撮像手段と、
前記被観察部の複数の点にレーザ光を照射するレーザ光照射手段と、
予め記憶した前記レンズの歪曲特性を示す情報に基づき、前記撮像手段により撮像された画像の前記レンズによる歪みを補正する補正手段と、
前記補正手段により補正された画像における、前記レーザ光照射手段により照射されたレーザ光の各照射点の座標を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された前記座標、及び前記レーザ光の照射条件から、前記レーザ光照射手段により照射されたレーザ光の各照射点の三次元座標を導出する三次元座標導出手段と、
前記三次元座標導出手段により導出された三次元座標から前記各照射点の間の、所定の位置関係の点の三次元座標を導出して、導出された当該三次元座標から前記補正手段により補正された前記画像上の当該所定の位置関係の点の座標を導出する所定点導出手段と、
前記補正手段により補正された前記画像の情報、及び前記所定点導出手段により導出された当該画像上の前記所定の位置関係の点の座標を示す情報を出力する出力手段と、
を備える撮像装置。 - 前記出力手段は、前記所定点導出手段により導出された当該画像に、前記所定の位置関係の点の座標の位置に目盛りを重畳して、当該重畳された画像を出力することを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
- 前記検出手段は、前記補正手段により補正された画像における、予め設定された所定の範囲を探索することにより、前記座標を検出することを特徴とする請求項1又は2に記載の撮像装置。
- 前記所定点導出手段は、前記所定の位置関係の点を移動させる旨の情報の入力を受け付けて、当該入力に応じて前記所定の位置関係の点を移動させることを特徴とする請求項1〜3の何れか一項に記載の撮像装置。
- 前記撮像手段は、内視鏡に含まれて構成されることを特徴とする請求項1〜4の何れか一項に記載の撮像装置。
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