JPH03128043A - 形状計測内視鏡装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、パターン投影法による形状計測内視鏡装置に
関し、特に投影パターンの画像表示技術の改良に関する
。

（従来の技術） 従来、この種の形状計測内視鏡装置は、例えば第７図に
示すように、先端硬性部１の側面に対物光学系２及び照
明系３を設け、被写体の対象物Ａを対物光学系２により
撮像する側方視構造とした内視鏡スコープ（第８図参照
）４における先端硬性部１に、視差を与えてノくターン
投影部５を設けることにより、第８図に示す装置本体６
側で三角測量的に対象物Ａを形状計測するようにしてい
た。

即ち、パターン投影部５から対象物Ａを含む被写体へパ
ターン光を投影し、対象物Ａを含む被写体を対物光学系
２で撮影して、対象物Ａにおける投影パターンを抽出し
、この対象物Ａにおける投影パターンを通常視察画像に
重ねて表示し、その投影パターン上の指定された各点に
ついて視差と直角方向の空間座標を演算により求め、こ
の演算結果を基に対象物Ａの形状計測値を表示した。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、この種の形状計測内視鏡装置の場合にお
いては、投影パターン上の各点あるいは２点間の距離が
形状計測値として求まるが、画面上において計測対象物
となる各部の大きさが判り難いという不具合があった。

本発明は、係る事情に着目してなされたもので、その目
的とするところは、画面上において計測対象物となる各
部の大きさを視覚的に判り易く画像表示することができ
る形状計測内視鏡装置を提供することにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は、上記目的を達成するため、パターン投影部か
ら被写体へパターン光を投影し、被写体の対象物におけ
る投影パターンを抽出して画面上に通常観察画像と重ね
合せて表示した後に動作され、且つ投影パターン上のあ
らかじめ設定されたサンプリング間隔毎の各点について
又は適宜選定した指定点について視差と直角方向の空間
座標を演算により求める空間座標演算手段と、この空間
座標演算手段により求めた空間座標を基に、投影パター
ン上へ空間座標の一定値毎に又は前記指定点に対応する
スケールを画像表示する画像表示手段とを、具備するこ
とを特徴とするものである。

（作用） 本発明による構成であれば、空間座標演算手段により自
動的に求まる空間座標を基に、画像表示手段によって空
間座標の一定値毎に又は指定点に対応するスケールを示
して画像表示するから、計測対象物の各部の大きさが視
覚的に判り易くなる。

（実施例） 第１図は、本発明が適用された一実施例の形状計測内視
鏡装置の機能構成を示すブロック図である。

この一実施例の形状計測内視鏡装置は、内視鏡スコープ
４が結合される装置本体に、ビデオプロセッサ７、レー
ザ光源装置８、照明光源装置９、キーボード及びポイン
ティングデバイス等の人力操作部１０、ＴＶモニタ１１
を備えている。

内視鏡スコープ４は、第７図に示した如く、先端硬性部
１の側面に対物光学系２及び照明系３を設けた側方視構
造のものであって、パターン投影部５を対物光学系２と
に視差を与えて設置しているものである。そして、パタ
ーン投影部５にはレーザ光源装置８からレーザ光がレー
ザ光導光ガイドライト１２により導かれ、また照明系３
には照明光が照明光導光ライトガイド１３により導かれ
るものである。

ビデオプロセッサ７は、システム全体の制御中枢として
設けた制御部１４の他に、この制御部１４によって制御
動作される切替手段１５、画像手段１６、パターン抽出
手段１７、空間座標演算手段１８、演算結果表示手段１
９、スケール表示手段２０、重ね合せ手段２１の各機能
部を備えている。

そして、制御部１４は、通常観察画像撮影時にレーザ光
源装置８をＯＦＦ状態にし、照明光源装置９をＯＮ状態
にする。人力操作部１０において形状計測を開始する旨
の操作がなされたとき、照明光源装置９を瞬時０ＦＦＬ
、このＯＦＦタイミングに同期してレーザ光源装置８を
ＯＮにする。

また、この制御部１４において、所定のアルゴリズムに
より、パターン抽出手段１７で得られる投影パターンに
対するサンプリング間隔を設定することができるもので
ある。

切替手段１５は、通常観察画像撮像時に、内視鏡スコー
プ４の画像信号を画像表示手段１６へ送出し、他方、パ
ターン投影時に内視鏡スコープ４の画像信号をパターン
抽出手段１７へ送出するように切替動作がなされる。

画像表示手段１６は、通常観察画像撮影時に内視鏡スコ
ープ４からの画像信号を基に通常観察画像を作成し、そ
の通常観察画像の表示出力を得る。

パターン抽出手段１７は、パターン光投影時に内視鏡ス
コープ４からの画像信号を基に対象物の投影パターンを
作成し、その投影パターンの表示出力を得る。

空間座標演算手段１８は、パターン抽出手段１７により
求まる投影パターン上のあらかじめ設定されたサンプリ
ング間隔毎の各点について視差と直角方向の空間座標を
演算により求める。

演算結果表示手段１９は、空間座標演算手段１８により
得られた演算結果即ち投影パターン上の指定された各点
のｘ、ｙ、ｚ座標あるいはその２点間の最短距離等を示
す表示出力を得る。

スケール表示手段２０は、空間座標演算手段１８により
求めた空間座標を基に、パターン抽出手段１７により求
めた投影パターン上へ空間座標の一定値毎にスケールを
示すための表示出力を得る。

重ね合せ手段２１は、通常画像撮影時に画像表示手段１
６の表示出力をそのままＴＶモニタ１１へ送出し、また
形状計測が開始されると対象物の投影パターンが得られ
た時点て通常観察画像に対象物の投影パターンを重ね合
せる処理を実行する。

更に空間座標演算手段１８に演算出力が生じた時点で、
演算結果表示手段１つの表示出力を基に空間座標地を画
面上で表示する処理を行い、またスケール表示手段２０
の表示出力を基に対象物の投影パターン上へ空間座標の
一定値毎にスケールを画面上で重ね合せて表示する処理
を行うようになされている。

このような各部を備えた本実施例にあっては、第２図に
示す如くの処理過程で形状計測を行うことになる。

入力操作部１０により形状計測を開始する旨の操作がな
されたとき、照明光源装置９が瞬時ＯＦＦされて照明系
３が瞬時ＯＦＦされ、このＯＦＦタイミングでレーザ光
源装置８がＯＮされてパターン投影部４から対象物Ａを
含む被写体へパターン光が投影され、その対象物Ａを含
む被写体が対物光学系２で撮像される（ステップ２０１
）。

この時、内視鏡スコープ４からの画像信号が切替手段１
５を介してパータン抽出手段１７へ加わり、パターン抽
出手段１７において対象物Ａにおける投影パターンが抽
出される（ステップ２０２）このパターン抽出が行われ
ている間に照明光源装置９が瞬時ＯＮされて照明系３を
瞬時ＯＮされ、このＯＮタイミングで対象物Ａを含む被
写体が対物光学系２で通常観察撮像される（ステップ２
０３）。

この時、内視鏡スコープ４からの画像信号が切替手段１
５を介して画像表示手段１６へ加わり、画像表示手段１
６において対象物Ａを含む被写体の通常観察画像が得ら
れる。この表示出力が重ね合せ手段２１を介してＴＶモ
ニタ１１に送出されるため、ＴＶモニタ１１上には通常
観察画像が表示される（ステップ２０４）。

そして、パターン抽出手段１７によって対象物Ａの投影
パターンが得られたとき、画像表示手段１６で得られた
通常観察画像がフリーズされると同時に、重ね合せ手段
２１においてフリーズされた通常観察画像に対象物Ａの
投影パターンを重ね合せる処理が実行され、ＴＶモニタ
１１上には第３図に示す如くその重ね合せ画像が表示さ
れる（ステップ２０５）。

この重ね合せ表示下で、空間座標演算手段１８の演算動
作が開始される。即ち、この空間座標手段１８において
、Ａ、−Ａ、ｌ−Ａ□８の各点についての空間座標を求
める演算処理が次式に従って実行される（ステップ２０
６）。

例えば第４図のＡ。点についてＡ。（Ｘ、、Ｙ、、２．
）の空間座標を求める場合、 Ｚ、−Ｐ、／　（ｔａｎθ。−ｔａｎθ７）れ−Ｚ、、
＊ｔａｎθ、 ＹＩｌ−ｗｚ、ｌ＊ｔａｎθ、ｎ となる。但し、Ｐ、：パターン投影部５と対物光学系３
との視差、θＶ　：パターンの投影方向、θ：パターン
の見えている方向、θ、。ニパターンの見えているＹ方
向である。

そして、Ａ。点以外の各点についても同様の関係で空間
座標を示す式が与えられる。

従って、Ａ、−Ａ、−Ａ、、１の各点について一定値Ｙ
。を求めることができる。

こうして空間座標演算手段１８により演算結果か得られ
ると、演算結果表示手段１９には演算結果表示出力が生
じ（ステップ２０７）、またスケール表示手段２０には
対象物Ａの一定値毎にスケールの表示出力が生じるため
（ステップ２０８）、重ね合せ手段２１による処理でＴ
Ｖモニタ１１上には第５図に示す如くパターン重畳静止
画像における投影パターンＢ上に空間座標の一定値Ｙ。

毎にスケールＳが表示され、同時に空間座標ｘ、ｙ。

Ｚが示される。（ステップ２０９）。なお、本実施例で
はＹ、ｌについて１ｍｍごとにスケールＳを表示した。

このような本発明の一実施例の如くの機能構成で形状計
測を行うことにより、対象物Ａの各部の大きさが視覚的
に判り易くなり、診断能が向上された。

なお、前述した本発明の一実施例にあっては、ライン状
の投影パターンを用いたが、第６図に示すようにマルチ
ライン状の投影パターンを用い、この投影パターン上に
スケールを表示したり、マルチスポット状の投影パター
ン等を用いたりすることもできる。また、上述した説明
では、側方視の形状計測内視鏡装置の各実施例を挙げた
が、本発明は前方視の形状計測内視鏡装置にも応用する
ことができる。

更に、本発明は、空間座標演算手段において適宜選定し
た指定点についてのみ空間座標を演算により求め、この
演算結果の空間座標を基に指定点に対応するスケールを
投影パターンに表示する構成を採用してもよいものであ
る。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の形状計測内視鏡装置は、
空間座標演算手段により自動的に求まる空間座標を基に
、スケール表示手段によって投影パターン上に空間座標
の一定値毎にスケールを表示することから、対象物の各
部の大きさが視覚的に判り易くなり、診断能を向上させ
ることができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が適用された一実施例の形状計測内視鏡
装置の機能構成を示すブロック図、第２図は本発明の一
実施例における処理過程を示す状態遷移図、第３図はス
ケール表示前のパターン重畳静止画像の状態図、第４図
は投影パターン上の各点について空間座標を求める様子
を示す状態図、第５図及び第６図はスケール表示がなさ
れたパターン重畳静止画像の状態図、第７図は先端硬性
部の概略を示す構成図、第８図は形状計測内視鏡装置の
外観概略を示す斜視図である。 １・・・先端硬性部　　　２・・・対物光学系３・・・
照明系　　　　　４・・・内視鏡スコープ５・・・パタ
ーン投影部　６・・・装置本体７・・・ビデオプロセッ
サ ８・・・レーザ光源装置　９・・・照明光源装置０・・
・人力操作部 １・・・ＴＶモニタ ２・・・レーザ光導光ライトガイド ３・・・照明光導光ライトガイド ４・・・制御部　　　　　１５・・・切替手段６・・・
画像表示手段　　１７・・・パターン抽出手段８・・・
空間座標演算手段 ９・・・演算結果表示手段 ０・・・スケール表示手段 １・・・重ね合せ手段 ；く理人弁理士三好秀和 第２ 図 第３図 第５図 第４図 第６図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）パターン投影部から被写体へパターン光を投影し
   、被写体の対象物における投影パターンを抽出して画面
   上に通常観察画像と重ね合せて表示した後に動作され、
   且つ前記投影パターン上のあらかじめ設定されたサンプ
   リング間隔毎の各点について視差と直角方向の空間座標
   を演算により求める空間座標演算手段と、 この空間座標演算手段により求めた空間座標を基に、前
   記投影パターン上へ空間座標の一定値毎にスケールを表
   示するスケール表示手段とを、具備することを特徴とす
   る形状計測内視鏡装置。
2. （２）パターン投影部から被写体へパターン光を投影し
   、被写体の対象物における投影パターンを抽出して画面
   上に通常観察画像と重ね合せて表示した後に動作され、
   且つ前記投影パターン上の適宜選定した指定点について
   視差と直角方向の空間座標を演算により求める空間座標
   演算手段と、この空間座標演算手段により求めた空間座
   標を基に、前記投影パターン上へ前記指定点に対応する
   スケールを表示するスケール表示手段とを、具備するこ
   とを特徴とする形状計測内視鏡装置。