JPH07281105A - Endoscope device - Google Patents

Endoscope device

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Publication number
JPH07281105A
JPH07281105A JP7003582A JP358295A JPH07281105A JP H07281105 A JPH07281105 A JP H07281105A JP 7003582 A JP7003582 A JP 7003582A JP 358295 A JP358295 A JP 358295A JP H07281105 A JPH07281105 A JP H07281105A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
line
image
measurement
laser
endoscope
Prior art date
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Pending
Application number
JP7003582A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Katsunori Sakiyama
勝則 崎山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Olympus Optical Co Ltd filed Critical Olympus Optical Co Ltd
Priority to JP7003582A priority Critical patent/JPH07281105A/en
Publication of JPH07281105A publication Critical patent/JPH07281105A/en
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  • Instruments For Viewing The Inside Of Hollow Bodies (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide an endoscope device which can measure the depth of the wound of an object or the like from an oblique direction by an optical cutting method using a endoscope. CONSTITUTION:By projecting a laser line from the laser line projection part of the electronic endoscope so as to pass through the recessed part of the inner surface of a pipe caused by corrosion and instructing designated points (a) and (b) for regulating a straight line being the reference of measurement set at laser line image parts p2 and p3 without irregularities on the inside surface of the pipe on the image and the designated point (c) of the measurement for measuring the depth of a recessed part image 45' from a keyboard, the straight line passing through the points (a) and (b) being the reference is calculated by a CPU. Besides, an actual value K corresponding to a distance (k) obtained when a perpendicular is drawn to the straight line from the point (c) is obtained and the depth of the recessed part is calculated.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は対象物にラインを投影
し、そのラインにおける基準ライン部分に対する近似式
を求め、且つ凹部又は凸部の3次元位置から近似式への
距離を求めて凹部の深さ或いは凸部の高さを計測する測
長機能を設けた内視鏡装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention projects a line on an object, obtains an approximate expression for a reference line portion on the line, and obtains the distance from the three-dimensional position of the concave portion or the convex portion to the approximate expression to determine the concave portion. The present invention relates to an endoscope device provided with a length measuring function for measuring a depth or a height of a convex portion.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、体腔内に細長の挿入部を挿入する
ことにより体腔内臓器等を観察したり、必要に応じて処
置具チャンネル内に挿通した処置具を用いて各種治療処
置のできる内視鏡が広く用いられている。また、工業分
野においても、ボイラ、タービン、エンジン、化学プラ
ント等の内部のキズ,腐食等の観察、検査に工業用内視
鏡が広く用いられている。
2. Description of the Related Art In recent years, it has been possible to observe an internal organ in a body cavity by inserting an elongated insertion portion into the body cavity and to perform various medical treatments by using a treatment instrument inserted into a treatment instrument channel as needed. Endoscopes are widely used. Also in the industrial field, industrial endoscopes are widely used for observing and inspecting internal scratches and corrosion of boilers, turbines, engines, chemical plants and the like.

【0003】USパテント4,980,763号には内
視鏡先端部の照明光源からライン状のコントラスト光を
放射し、光切断法による物体形状の測定手段を開示して
いる。日本国特開昭51−95866に、光切断法を用
いてパイプ内面の凹凸の方向を観察する手段が示されて
いる。
US Pat. No. 4,980,763 discloses a means for measuring the shape of an object by a light section method, in which a linear contrast light is emitted from an illumination light source at the tip of an endoscope. Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 51-95866 discloses a means for observing the direction of irregularities on the inner surface of a pipe by using a light cutting method.

【0004】日本国特公平2−43487に、内視鏡先
端からビーム光線を物体面に投影して物体までの距離を
計測する手段が示されている。USパテント4,98
0,763号に示される光切断法では、ライン上で長さ
の測定、ラインが途切れない滑らかに変化する物体形状
の測定、途切れたラインの対応が明確な段差の測定が可
能である。
Japanese Patent Publication No. 2-43487 discloses a means for measuring the distance to an object by projecting a beam of light from the tip of an endoscope onto the object plane. US Patent 4,98
In the light cutting method shown in No. 0,763, it is possible to measure the length on the line, the shape of the object that changes smoothly without interruption of the line, and the step difference where the correspondence of the interrupted line is clear.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかし物体面が内視鏡
の軸に対して垂直な場合の計測方法が示されているだけ
であり、例えばパイプ内面等を内視鏡で斜めに観察した
場合の深さの計測方法等は示されていない。しかし、一
般にパイプ内面を計測内視鏡で観察する場合パイプ内面
と内視鏡先端部との相対的な角度は解らないため先行技
術による方法では計測精度を保証することができない。
However, only the measuring method in the case where the object plane is perpendicular to the axis of the endoscope is shown, and for example, when the inner surface of the pipe is observed obliquely with the endoscope. The method of measuring the depth of is not shown. However, in general, when observing the inner surface of the pipe with a measuring endoscope, the relative accuracy between the inner surface of the pipe and the tip of the endoscope is not known, and therefore the measurement accuracy cannot be guaranteed by the method according to the prior art.

【0006】日本国特開昭51−95866には光切断
方を用いてパイプ内面の凹凸の方向を観察する手段が示
されている。しかし、この技術ではパイプ内面を垂直に
観察しなければならない、また、深さ計測の方法は何等
示されていない。
Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 51-95866 discloses means for observing the direction of irregularities on the inner surface of a pipe by using the light cutting method. However, with this technique, the inner surface of the pipe must be observed vertically, and no method for measuring the depth is shown.

【0007】日本国特公平2−43487には内視鏡先
端からビーム光線を物体面に投影して物体までの距離を
計測する手段が示されているが、物体面の深さ測定の方
法は何等示されていない。
Japanese Patent Publication No. 2-43487 discloses means for projecting a beam of light from the tip of an endoscope onto an object surface to measure the distance to the object. The method for measuring the depth of the object surface is as follows. Nothing is shown.

【0008】本発明の目的は、内視鏡を用いた光切断法
で、パイプ内面の深さ等の測定が斜め方向からの観察で
も精度よく可能な内視鏡装置を提供することにある。
It is an object of the present invention to provide an endoscope apparatus capable of accurately measuring the depth of the inner surface of a pipe by observing it from an oblique direction by a light cutting method using an endoscope.

【0009】本発明の他の目的は凹部又は凸部の計測を
簡単に行うことのできる内視鏡装置を提供することにあ
る。
Another object of the present invention is to provide an endoscope apparatus capable of easily measuring a concave portion or a convex portion.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段及び作用】細長の挿入部
と、前記挿入部の先端側に設けられ、対象物に照明光を
出射する照明光学系と、前記照明光により照明された対
象物の像を結ぶ対物光学系と、前記対象物の面に存在す
る計測対象となる凹部又は凸部を通るリファレンスライ
ンを投影するリファレンスライン投影手段と、前記対物
光学系に基づく像を光電変換する撮像素子とを備えた内
視鏡と;前記撮像素子に対する信号処理を行い、映像信
号を生成する信号処理手段と;前記映像信号が入力され
ることにより、前記リファレンスラインが重畳された前
記対象物に対応する画像を表示する表示手段と;前記画
像の任意位置を指定する位置指定手段と;前記面を通る
リファレンスラインを計測の基準ラインと見なして前記
基準ラインを3次元的に表す近似ラインの表式の算出
と、前記凹部又は凸部を通るリファレンスライン上に前
記位置指定手段で指定された点に対応する3次元座標位
置の算出と、前記近似ラインと前記3次元座標位置の距
離を演算して前記凹部の深さ又は凸部の高さの算出とを
行う演算手段と;を設けることにより、前記面を通るリ
ファレンスラインに対する基準ラインとなる近似ライン
に対する前記凹部又は凸部を通るリファレンスライン上
で指定した点からの距離を求めて深さ等を簡単に計測で
きるようにしている。
Means and Actions for Solving the Problems An elongated insertion portion, an illumination optical system which is provided on the tip side of the insertion portion and emits illumination light to an object, and an object illuminated by the illumination light. An objective optical system for forming an image, a reference line projecting means for projecting a reference line passing through a concave portion or a convex portion to be measured existing on the surface of the object, and an image pickup device for photoelectrically converting the image based on the objective optical system. An endoscope including: a signal processing unit that performs a signal process on the image sensor to generate a video signal; and corresponds to the object on which the reference line is superimposed by inputting the video signal. Display means for displaying an image; a position designating means for designating an arbitrary position of the image; a reference line passing through the surface is regarded as a reference line for measurement, and the reference line is three-dimensional. Calculation of the approximate line expression, calculation of the three-dimensional coordinate position corresponding to the point designated by the position designating means on the reference line passing through the concave portion or the convex portion, the approximate line and the three-dimensional coordinate Calculating means for calculating the distance of the position to calculate the depth of the concave portion or the height of the convex portion; and the concave portion or convex portion with respect to an approximate line serving as a reference line with respect to a reference line passing through the surface. The depth etc. can be easily measured by obtaining the distance from the specified point on the reference line passing through the section.

【0011】[0011]

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を具体
的に説明する。図1ないし図15は本発明の第1実施例
に係り、図1は第1実施例の内視鏡装置の全体構成を示
す外観図、図2は内視鏡装置の全体構成図、図3は内視
鏡先端部の構造を示す断面図、図4(A)は内視鏡先端
部に設けたレーザライン投影部の平面断面図、図4
(B)はレーザライン投影部の側面断面図、図4(C)
はレーザライン投影部に用いられている平行平面板の構
造を示す図、図5(A)は口金の微動機構を備えたレー
ザライン光源の断面図、図5(B)は図5(A)のAー
A線断面図、図5(C)は比較のために先行例における
口金の微動機構を示す断面図、図5(D)は図5(C)
のE−E線断面図、図6は内視鏡装置の電気系の概略の
構成を示すブロック図、図7は先端面に平行な物体面に
レーザラインを投影した図、図8は図7のB−B断面位
置での計測点と光学系の関係の説明図、図9は先端面に
斜めの物体面にレーザラインを投影した様子を示す説明
図、図10は図9の側面図、図11は図9における撮像
画像を示す説明図、図12(A)及び12(B)は計測
点と光学系との関係を示す説明図、図13は凹部のある
パイプ内面にレーザラインを投影した様子を示す説明
図、図14は図13に対応する撮像された画像を示す説
明図、図15は凹部の深さを算出する処理内容を示すフ
ローチャートである。
Embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings. 1 to 15 relate to a first embodiment of the present invention, FIG. 1 is an external view showing the overall configuration of the endoscope apparatus of the first embodiment, FIG. 2 is an overall configuration diagram of the endoscope apparatus, and FIG. 4A is a cross-sectional view showing the structure of the endoscope tip portion, and FIG. 4A is a plan cross-sectional view of a laser line projection portion provided at the endoscope tip portion.
4B is a side sectional view of the laser line projection portion, FIG.
Shows a structure of a plane parallel plate used in a laser line projection unit, FIG. 5 (A) is a sectional view of a laser line light source having a fine movement mechanism of a die, and FIG. 5 (B) is FIG. 5 (A). 5 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 5, FIG. 5C is a cross-sectional view showing a fine movement mechanism of the die in the preceding example for comparison, and FIG. 5D is FIG. 5C.
6 is a cross-sectional view taken along line EE in FIG. 6, FIG. 6 is a block diagram showing a schematic configuration of an electric system of the endoscope apparatus, FIG. 7 is a view in which a laser line is projected on an object plane parallel to the tip end surface, and FIG. 9 is an explanatory view of the relationship between the measurement point and the optical system at the BB cross section position, FIG. 9 is an explanatory view showing a state in which a laser line is projected on an oblique object plane on the tip surface, and FIG. 10 is a side view of FIG. FIG. 11 is an explanatory view showing the imaged image in FIG. 9, FIGS. 12 (A) and 12 (B) are explanatory views showing the relationship between the measurement points and the optical system, and FIG. 13 is a laser line projected on the inner surface of the pipe having a recess. FIG. 14 is an explanatory diagram showing a captured image corresponding to FIG. 13, and FIG. 15 is a flowchart showing processing contents for calculating the depth of the recess.

【0012】図1及び図2に示すように第1実施例の内
視鏡装置1は、撮像手段を内蔵した電子内視鏡2と、こ
の電子内視鏡2が接続され、電子内視鏡2に照明光を供
給する照明用光源3と、電子内視鏡2の撮像手段に対す
る信号処理を行うと共に、長さ計測を行う機能を有する
計測ユニット4と、電子内視鏡2と照明用光源3との接
続部に設けられ、レーザ光を発生するレーザ光源5とか
ら構成される。
As shown in FIGS. 1 and 2, the endoscope apparatus 1 of the first embodiment has an electronic endoscope 2 having a built-in image pickup means and the electronic endoscope 2 is connected to the electronic endoscope 2. A light source 3 for supplying illumination light to the light source 2, a measuring unit 4 having a function of performing signal processing for the image pickup means of the electronic endoscope 2 and measuring the length, the electronic endoscope 2 and the light source for illumination. 3 and a laser light source 5 for generating a laser beam.

【0013】電子内視鏡2は可撓性を有する細長の挿入
部6と、この挿入部6の後端に設けられ、把持される操
作部7と、この操作部7から延出されたユニバーサルコ
ード8とを有し、このユニバーサルコード8の末端はレ
ーザ光源5に接続される。また、このレーザ光源5から
電気ケーブル9が延出され、測長する信号処理系を内蔵
した計測ユニット4に接続される。
The electronic endoscope 2 has a slender insertion portion 6 having flexibility, an operation portion 7 provided at the rear end of the insertion portion 6 to be gripped, and a universal portion extended from the operation portion 7. Cord 8 and the end of the universal cord 8 is connected to the laser light source 5. An electric cable 9 is extended from the laser light source 5 and connected to the measuring unit 4 having a signal processing system for measuring the length.

【0014】上記挿入部6は硬質の先端部11と、この
先端部11に隣接する湾曲自在の湾曲部12とを有し、
操作部7に設けた湾曲操作摘み13を回動することによ
って、湾曲部12を湾曲することができる。
The insertion portion 6 has a hard tip portion 11 and a bendable bending portion 12 adjacent to the tip portion 11,
The bending portion 12 can be bent by rotating the bending operation knob 13 provided on the operation portion 7.

【0015】挿入部6内及びユニバーサルコード8内に
は照明光を伝送するライトガイド10が挿通され、照明
用光源3内のランプ3aからレンズ3bを経て端面に供
給された照明光を伝送し、先端部11の2つの照明窓1
4、14(図2では1つのみ示す)にそれぞれ取り付け
た照明レンズ14aを経て、伝送した照明光を前方に出
射し、前方の物体面15を照明する。
A light guide 10 for transmitting illumination light is inserted into the insertion portion 6 and the universal cord 8, and the illumination light supplied from the lamp 3a in the illumination light source 3 through the lens 3b to the end face is transmitted, Two illumination windows 1 at the tip 11
The transmitted illumination light is emitted forward through the illumination lens 14a attached to each of Nos. 4 and 14 (only one is shown in FIG. 2) to illuminate the front object plane 15.

【0016】照明窓14、14に隣接して観察窓16が
設けられ、この観察窓16には図3に示すように対物レ
ンズ系17が取り付けてある。この対物レンズ系17の
焦点面には、固体撮像素子として例えば電荷結合素子
(CCDと略記)18が配置され、照明された対象物と
なる物体面15の光学像をCCD18に結ぶ。このCC
D18の光電変換面には例えばモザイクフィルタ18b
が取り付けてあり、各画素毎に光学的に色分離する。
An observation window 16 is provided adjacent to the illumination windows 14, 14, and an objective lens system 17 is attached to the observation window 16 as shown in FIG. A charge-coupled device (abbreviated as CCD) 18, for example, is arranged as a solid-state image sensor on the focal plane of the objective lens system 17, and forms an optical image of an illuminated object plane 15 on the CCD 18. This CC
For example, a mosaic filter 18b is provided on the photoelectric conversion surface of D18.
Is attached, and color separation is optically performed for each pixel.

【0017】この対物レンズ系17とCCD18とで撮
像画像を得る撮像部(或は撮像系)19が形成されてい
る。この電子内視鏡2は挿入部の軸と平行な方向を観察
視野とする直視タイプの内視鏡である。
An image pickup section (or image pickup system) 19 for obtaining a picked up image is formed by the objective lens system 17 and the CCD 18. The electronic endoscope 2 is a direct-viewing type endoscope having an observation visual field in a direction parallel to the axis of the insertion portion.

【0018】対物レンズ系17により結像した光学像を
電気信号へ変換するCCD18の裏面から突出するリー
ドはフレキシブル基板20に接続され、このフレキシブ
ル基板20は屈曲されて後方に延びる後端側に信号ケー
ブル21の先端が接続され、この信号ケーブル21は操
作部7からユニバーサルコード8内を挿通され、さらに
電気ケーブル9を経てその後端が計測ユニット4と接続
される。
The leads projecting from the back surface of the CCD 18 for converting the optical image formed by the objective lens system 17 into an electric signal are connected to a flexible substrate 20, and the flexible substrate 20 is bent and a signal is output to the rear end side extending rearward. The tip end of the cable 21 is connected, the signal cable 21 is inserted through the universal cord 8 from the operation portion 7, and the rear end is connected to the measuring unit 4 via the electric cable 9.

【0019】また、図3に示すように観察窓16に隣接
して形成された窓部にはレーザライン投影部22が取り
付けてある。そして、レーザ光源5内のレーザダイオー
ド56で発生されたレーザ光を光ファイバ23で伝送
し、この伝送されたレーザ光をレーザライン投影レンズ
系24を経て前方の物体面15(図1、又は図7参照、
図2ではパイプ内面44に投影した様子を示す)側にラ
イン状のレーザ光を投影し、物体面15にレーザライン
41を形成する。そして、物体面15に投影により形成
されたこのレーザライン41を用いて深さ等を計測(光
切断法による計測)できるようにしている。
Further, as shown in FIG. 3, a laser line projection unit 22 is attached to a window portion formed adjacent to the observation window 16. Then, the laser light generated by the laser diode 56 in the laser light source 5 is transmitted through the optical fiber 23, and the transmitted laser light is transmitted through the laser line projection lens system 24 to the front object plane 15 (FIG. 1 or FIG. See 7.
In FIG. 2, the state of projection on the inner surface 44 of the pipe is shown), and a linear laser beam is projected on the side to form a laser line 41 on the object plane 15. The laser line 41 formed by projection on the object plane 15 is used to measure the depth and the like (measurement by the optical cutting method).

【0020】図4(A)は図3におけるレーザライン投
影部22の拡大図を示す。また、図4(B)は図4
(A)の側面から見た断面を示す。図4(C)は図4
(A)、4(B)に使用されている平行平面板24cの
詳細図を示す。光ファイバ23は、例えば屈折率が大き
いコア部23aと、このコア部23aよりも小さい屈折
率のクラッド部23b及びこれらを保護するジャケット
部23cにより構成され、レーザ光はコア部23aとク
ラッド部23bの境界面で全反射されながらコア部23
aにより伝送される。
FIG. 4A is an enlarged view of the laser line projection unit 22 shown in FIG. In addition, FIG.
The cross section seen from the side of (A) is shown. FIG. 4C shows FIG.
The detailed view of the plane parallel plate 24c used for (A) and 4 (B) is shown. The optical fiber 23 is composed of, for example, a core portion 23a having a high refractive index, a clad portion 23b having a refractive index smaller than that of the core portion 23a, and a jacket portion 23c for protecting them, and the laser light is provided with the core portion 23a and the clad portion 23b. The core portion 23 while being totally reflected at the boundary surface of
a.

【0021】そして、口金25に保持された光ファイバ
23の先端面から出射される出射光はレンズ24a、2
4bにより所望の光束にされた後、平行平面板24cを
通過して図4(B)に示すように凸面51を有するシリ
ンドリカルレンズ24dに入射する。このシリンドリカ
ルレンズ24dからの出射光線は図4(B)に示すよう
に扇状に広がりをもつ光となり、カバーガラス24eを
経て前方に出射される。
The emitted light emitted from the front end surface of the optical fiber 23 held by the base 25 is the lenses 24a, 2
After being made into a desired light flux by 4b, it passes through the plane-parallel plate 24c and is incident on the cylindrical lens 24d having the convex surface 51 as shown in FIG. 4B. A light beam emitted from the cylindrical lens 24d becomes a light beam having a fan shape as shown in FIG. 4B, and is emitted forward through the cover glass 24e.

【0022】上記平行平面板24c上には図4(C)に
示すようにスリット状絞り26が蒸着等で形成されてい
る(図4(C)では上下方向に光が透過するスリット状
開口となるように斜線で示す部分に遮光膜が形成され、
図4(A)ではこのスリット状開口の長手方向が紙面垂
直方向となるように配置されている)。
As shown in FIG. 4C, a slit diaphragm 26 is formed on the parallel plane plate 24c by vapor deposition or the like (in FIG. 4C, a slit-shaped opening through which light is transmitted vertically is formed. A light-shielding film is formed in the shaded area so that
In FIG. 4A, the slit-shaped openings are arranged so that the longitudinal direction thereof is the direction perpendicular to the paper surface).

【0023】この平行平面板24cはレンズ枠27aに
接着され、シリンドリカルレンズ24dはレンズ枠27
bに接着される。そして、前記レンズ枠27aとレンズ
枠27bは平行平面板24cのスリット状絞り26の開
口の長手方向をシリンドリカルレンズ24dの光の広が
り方向と一致させて接着固定されている。
The parallel plane plate 24c is adhered to the lens frame 27a, and the cylindrical lens 24d is attached to the lens frame 27.
glued to b. The lens frame 27a and the lens frame 27b are adhered and fixed such that the longitudinal direction of the opening of the slit diaphragm 26 of the plane parallel plate 24c coincides with the light spreading direction of the cylindrical lens 24d.

【0024】このように、スリット状絞り26を設けた
ことにより図4(B)に示すレーザ光の広がり方向を狭
めずに図4(A)に示すようにライン幅を細くできる。
つまり、図4(A)に示すように光軸と小さい角度で平
行平面板24cに入射されるレーザ光のみがスリット状
絞り26の開口を通り、大きな角度で入射されるレーザ
光は遮光され、ライン幅を細くできる。一方、図4
(B)に示すようにスリット状開口の長手方向に対して
は遮光されないので、対象物上に投影されるレーザライ
ンのライン長を長くできるようにしている。
As described above, by providing the slit diaphragm 26, the line width can be narrowed as shown in FIG. 4A without narrowing the spreading direction of the laser beam shown in FIG. 4B.
That is, as shown in FIG. 4A, only the laser light incident on the plane parallel plate 24c at a small angle with the optical axis passes through the opening of the slit diaphragm 26, and the laser light incident at a large angle is shielded. Line width can be reduced. On the other hand, FIG.
As shown in (B), since no light is shielded in the longitudinal direction of the slit-shaped opening, the line length of the laser line projected on the object can be increased.

【0025】上記スリット幅は0.2mm程度が望まし
い。スリット幅をこれ以上広げるとライン幅が太くな
り、計測の分解能が低下する。逆にこれ以上狭くしても
回折の影響によりライン幅が太くなり、やはり計測の分
解能が低下する。
The slit width is preferably about 0.2 mm. If the slit width is made wider than this, the line width becomes thicker and the measurement resolution is reduced. On the contrary, even if the width is made narrower than this, the line width becomes thick due to the influence of diffraction, and the measurement resolution also deteriorates.

【0026】また、上記スリット状絞り26を設けた平
行平面板24cを配する位置は図4(A)に示すように
瞳位置28から遠ざけるようにした方が良い。瞳位置2
8の近くでは絞りの効果がなくなるためである。
Further, the position where the plane parallel plate 24c provided with the slit diaphragm 26 is arranged should be set away from the pupil position 28 as shown in FIG. 4 (A). Pupil position 2
This is because the diaphragm effect disappears near 8.

【0027】また、上記シリンドリカルレンズ24dの
凸面51は前記光ファイバ23側となるように配置す
る。これにより、球面収差の発生量を小さくして光線の
広がりを大きくできる。つまり、物体面15に投影され
るレーザラインの強度を均一化しレーザラインの長さを
長く投影できる効果がある。
The convex surface 51 of the cylindrical lens 24d is arranged so as to be on the optical fiber 23 side. As a result, the amount of spherical aberration generated can be reduced and the spread of light rays can be increased. That is, there is an effect that the intensity of the laser line projected on the object plane 15 is made uniform and the length of the laser line can be projected long.

【0028】また、上記光ファイバ23はシングルモー
ドファイバが望ましい。マルチモードファイバを用いた
場合、レーザのファイバへの入射効率は向上するものの
光の伝送に複数のモードが存在し、その複数のモードが
干渉し合ってファイバの出射光に強度むらを生じる。そ
のため、物体面15に投影された光に強度むらを生じて
しまうという欠点がある。
The optical fiber 23 is preferably a single mode fiber. When a multimode fiber is used, the efficiency of incidence of the laser on the fiber is improved, but a plurality of modes exist in the transmission of light, and the plurality of modes interfere with each other to cause intensity unevenness in the light emitted from the fiber. Therefore, there is a drawback in that the intensity of the light projected on the object plane 15 is uneven.

【0029】図5(A)、(B)はレーザ光源5内にあ
るレーザ光源ユニット53のy軸を含む断面とx軸を含
む断面を示す。レーザ光源ユニット53は発光部54と
発光部54に対して移動機構を有する受光部55により
構成される。発光部54はレーザダイード56とその光
を平行光線とするコリメートレンズ57と、ファイバ端
面へ集光するための集光レンズ58により構成される。
FIGS. 5A and 5B show a cross section including the y axis and a cross axis including the x axis of the laser light source unit 53 in the laser light source 5. The laser light source unit 53 includes a light emitting portion 54 and a light receiving portion 55 having a moving mechanism for the light emitting portion 54. The light emitting unit 54 is composed of a laser die 56, a collimator lens 57 for making the light into parallel rays, and a condenser lens 58 for condensing the light on the end face of the fiber.

【0030】受光部55は本体59、光ファバ23の口
金61、口金受け62により構成される。本体59は発
光部54の枠体64に対してスラスト押圧バネ65によ
りz方向に圧力を受けている。その反力はz方向微動ネ
ジ66が受け、z方向微動ネジ66を回転することによ
り本体59がz方向に移動する。
The light receiving section 55 comprises a main body 59, a base 61 of the optical fiber 23, and a base receiver 62. The main body 59 receives pressure on the frame 64 of the light emitting unit 54 in the z direction by the thrust pressing spring 65. The reaction force is received by the z direction fine adjustment screw 66, and the main body 59 moves in the z direction by rotating the z direction fine adjustment screw 66.

【0031】この調整により集光レンズ58の光をファ
イバ端面へ集光させる。また、口金受け62はy方向微
動ネジ68a,68b、x方向微動ネジ69a,69b
により支持され、光軸に対して直角方向(x,y)へフ
ァイバ端面が移動可能になっている。また、口金受け6
2はOリング70に支持され、前記微動ネジ68a68
b、69a,69bの押圧ばねとして作用すると共に、
空間72へゴミが入るのを防いでいる。
By this adjustment, the light of the condenser lens 58 is condensed on the end face of the fiber. Further, the cap receiver 62 includes y direction fine adjustment screws 68a and 68b and x direction fine adjustment screws 69a and 69b.
The fiber end face is movable in a direction (x, y) perpendicular to the optical axis. Also, the base 6
2 is supported by the O-ring 70, and the fine movement screw 68a68
While acting as a pressing spring for b, 69a and 69b,
It prevents dust from entering the space 72.

【0032】また、図5(A)、5(B)に示す本実施
例では本体59にはラジアル方向から発光部54の枠体
64を押圧する押圧ばね73a,73bが設けられ、機
械的なガタを取り除いている。押圧ばね73a,73b
の外側にはキャップ74を被せてある。 一般に光ファ
イバのコア径は数μから数十μでありこの端面へのゴミ
の付着は致命的な光量ロスとなる。本実施例のように微
動ネジの押圧部材をOリング70で行ったことにより小
型、安価な構造でファイバ端面へのゴミの付着を防ぐ防
塵の効果も持たせることができる。
Further, in the present embodiment shown in FIGS. 5A and 5B, the main body 59 is provided with pressing springs 73a and 73b for pressing the frame 64 of the light emitting portion 54 from the radial direction, and mechanical springs are provided. The backlash is removed. Pressing springs 73a, 73b
A cap 74 is put on the outside of the. Generally, the core diameter of an optical fiber is several μ to several tens μ, and the attachment of dust to this end face causes a fatal loss of light quantity. By using the O-ring 70 as the pressing member for the fine movement screw as in the present embodiment, it is possible to provide a dustproof effect that prevents dust from adhering to the end face of the fiber with a compact and inexpensive structure.

【0033】比較のため図5(C),(D)に前記x,
y方向微動機構の先行例を示す。図5(D)は図4
(C)のE−E断面を示す。口金受け201は押圧部
材、例えば押圧バネ202、203により押圧されたプ
ランジャ204、205により押圧される。プランジャ
204、205に対向する位置に微動ネジ206a、2
06bが設けられ、x,y方向へ口金受け201を微動
できる。この構造では口金受け201と枠208の間に
隙間ができるためゴミがファイバ209の端面に付着す
る問題を生じる。また、押圧機構が必要になるため構造
が大型になりコストも高くなる。
For comparison, FIG. 5C and FIG.
A preceding example of a y-direction fine movement mechanism is shown. FIG. 5D is FIG.
The EE cross section of (C) is shown. The base 201 is pressed by a pressing member, for example, plungers 204, 205 pressed by pressing springs 202, 203. Fine adjustment screws 206a, 2 are provided at positions facing the plungers 204, 205.
06b is provided so that the base 201 can be finely moved in the x and y directions. In this structure, a gap is formed between the base 201 and the frame 208, which causes a problem that dust adheres to the end surface of the fiber 209. Further, since the pressing mechanism is required, the structure becomes large and the cost becomes high.

【0034】これに対し、図5(A)、5(B)に示す
本実施例では微動ネジの押圧部材をOリング70で行
い、小型、安価な構造でゴミの侵入を防止している。本
実施例で示したレーザダイオード56の代わりに(赤色
等の光を出す、或は600〜700ナノメートルの波長
の光を出す)LEDを用いてもよいし、赤色の光を出す
構造の小型電球等の発光体でもよい。
On the other hand, in the present embodiment shown in FIGS. 5A and 5B, the O-ring 70 is used as the pressing member for the fine movement screw, and the intrusion of dust is prevented with a compact and inexpensive structure. Instead of the laser diode 56 shown in this embodiment, an LED (which emits light such as red light, or emits light having a wavelength of 600 to 700 nanometers) may be used, and a small structure which emits red light is used. It may be a light emitting body such as a light bulb.

【0035】図6は内視鏡装置1の信号処理系の概略の
構成を示す。電子内視鏡2に内蔵されたCCD18はカ
メラコントロールユニット(以下CCUと略記)35内
のCCDドライブ回路35aからのCCD駆動信号によ
って駆動され、この駆動信号によりCCD18から出力
される撮像信号はCCU35内のプロセス回路35bに
よって信号処理されて、例えばR,G,Bの色信号成分
からなる画像信号が生成される。
FIG. 6 shows a schematic configuration of a signal processing system of the endoscope apparatus 1. The CCD 18 built in the electronic endoscope 2 is driven by a CCD drive signal from a CCD drive circuit 35a in a camera control unit (hereinafter abbreviated as CCU) 35, and an image pickup signal output from the CCD 18 is in the CCU 35 by this drive signal. Signal processing is performed by the process circuit 35b to generate an image signal including, for example, R, G, B color signal components.

【0036】この映像信号はA/Dコンバータ35cに
よりディジタルの画像データに変換されてフレームメモ
リ36aに書き込まれる。このフレームメモリ36aは
メモリコントローラ31により、画像データのライト/
リードが制御される。フレームメモリ36aから読み出
された画像データは加算器35eを経てD/Aコンバー
タ35fでアナログ画像信号に変換され、さらに例えば
エンコーダ35gにより、同期信号SYNCなどが付加
されて標準的なカラー映像信号に変換され、画像表示手
段としてのCRT37に出力され、撮像部19で撮像さ
れた内視鏡画像がCRT37の表示面に表示される。
This video signal is converted into digital image data by the A / D converter 35c and written in the frame memory 36a. The frame memory 36a is written by the memory controller 31 to write / read image data.
Leads are controlled. The image data read from the frame memory 36a is converted into an analog image signal by a D / A converter 35f via an adder 35e, and further, for example, an encoder 35g adds a synchronization signal SYNC or the like to a standard color video signal. The converted image is output to the CRT 37 as an image display unit, and the endoscopic image captured by the image capturing unit 19 is displayed on the display surface of the CRT 37.

【0037】また、計測ユニット4内部にはキャラクタ
ジェネレータ等を用いたカーソル発生回路32を有し、
このカーソル発生回路32で発生された十字形等(例え
ば+或は×或は*)のカーソルはキーボード40の操作
により、CPU38を介してフレームメモリ36bの任
意の位置に書き込むことができる。
In addition, the measuring unit 4 has a cursor generating circuit 32 using a character generator or the like,
The cross-shaped cursor (for example, + or X or *) generated by the cursor generating circuit 32 can be written in an arbitrary position in the frame memory 36b via the CPU 38 by operating the keyboard 40.

【0038】このフレームメモリ36bはフレームメモ
リ36aと同じ構造の半導体メモリで構成され、フレー
ムメモリ36bに書き込まれたカーソルは、他方のフレ
ームメモリ36aに書き込まれた撮像された画像と共に
読み出され、加算器35eで加算され、CRT37の表
示面上にスーパインポーズして表示される。
The frame memory 36b is composed of a semiconductor memory having the same structure as the frame memory 36a. The cursor written in the frame memory 36b is read out together with the picked-up image written in the other frame memory 36a and added. The value is added by the device 35e and is superimposed and displayed on the display surface of the CRT 37.

【0039】従って、カーソルを表示面上に表示するカ
ーソル表示機能を有する。このカーソルの書き込み及び
読み出しはCPU38によりメモリコントローラ31を
介して制御される。そして、CPU38は測長を行う場
合、フレームメモリ36に書き込まれたカーソルの位置
を参照して画像上で指定された指定点等の座標値の算出
等を行う。
Therefore, it has a cursor display function for displaying the cursor on the display surface. Writing and reading of this cursor are controlled by the CPU 38 via the memory controller 31. When performing the length measurement, the CPU 38 refers to the position of the cursor written in the frame memory 36, and calculates the coordinate value of the designated point designated on the image.

【0040】つまり、フレームメモリ36a,36bに
おいて画像を記憶するフレームメモリ36aであり、こ
のフレームメモリ36aと同じ構造で、カーソルを記憶
するのはフレームメモリ36bであり、これら両メモリ
は同じアドレス信号発生回路31aからのアドレス信号
でアクセスされる。例えば通常の読み出し時には、同じ
アドレス信号で両フレームメモリ36a,36bの記憶
データは順次読み出され、従って同じアドレスのメモリ
セルで読み出された両記憶データはCRT37上の同じ
位置に表示されることになる。
That is, the frame memories 36a and 36b are the frame memories 36a for storing images. The frame memory 36a has the same structure as that of the frame memories 36a, and the frame memory 36b stores the cursors. Both of these memories generate the same address signal. It is accessed by the address signal from the circuit 31a. For example, during normal reading, the storage data of both frame memories 36a and 36b are sequentially read by the same address signal, and therefore both storage data read by the memory cells of the same address are displayed at the same position on the CRT 37. become.

【0041】又、キーボード40からカーソルを移動す
る操作を行うと、CPU38の制御下で例えばカーソル
はフレームメモリ36b上を移動し、この移動と共に、
CRT37の表示面上に表示されるカーソルも移動す
る。従って、CRT37の表示面上でカーソルにより指
定される画像上の点の座標はフレームメモリ36b上の
アドレスに対応し、このアドレスによりカーソルの座標
位置が識別或は決定される。そして、測長の場合におい
て、カーソルを画像上の任意の位置に移動し、そのアド
レスを読み出すことにより、CPU38はその座標位置
を算出する。
When the cursor 40 is moved from the keyboard 40, for example, the cursor moves on the frame memory 36b under the control of the CPU 38.
The cursor displayed on the display surface of the CRT 37 also moves. Therefore, the coordinates of the point on the image designated by the cursor on the display surface of the CRT 37 correspond to the address on the frame memory 36b, and the coordinate position of the cursor is identified or determined by this address. Then, in the case of length measurement, the CPU 38 calculates the coordinate position by moving the cursor to an arbitrary position on the image and reading the address.

【0042】又、それぞれのフレームメモリは個々のフ
レームメモリをセレクトするセレクト信号等により独立
して書き込みとか、読み出し或は消去もできる。従っ
て、カーソルを表示面上に表示するカーソル表示機能
と、カーソルの座標をフレームメモリ36b上で読み出
す機能とを有している。
Further, each frame memory can be independently written, read or erased by a select signal or the like for selecting each frame memory. Therefore, it has a cursor display function for displaying the cursor on the display surface and a function for reading out the coordinates of the cursor on the frame memory 36b.

【0043】また、CRT37に表示された画像に対
し、カーソルでの位置指定などにより、その位置指定さ
れた点の3次元座標の算出などをCPU38は行い、後
述する凹部の深さ算出の計測演算の処理を行う。つま
り、このCPU38は凹部の深さとか凸部の高さを算出
する計測演算部(或は測長演算部)38aの処理機能を
有する。
Further, with respect to the image displayed on the CRT 37, the CPU 38 calculates the three-dimensional coordinates of the position-specified point by specifying the position with a cursor and the like, and the measurement calculation for calculating the depth of the concave portion described later. Process. That is, the CPU 38 has a processing function of a measurement calculation unit (or length measurement calculation unit) 38a that calculates the depth of the concave portion or the height of the convex portion.

【0044】より具体的にはこの計測演算部38aの機
能は、基準ラインの3次元数式の算出を行うライン算出
部38bと、凹部における計測が指定された計測指示点
の3次元座標を算出する3次元座標算出部38cと、計
測指示点から基準ラインに下した垂線の長さを算出する
長さ算出部38dとから構成される。
More specifically, the function of the measurement calculation section 38a is to calculate a line calculation section 38b for calculating a three-dimensional mathematical expression of a reference line and three-dimensional coordinates of a measurement instruction point designated for measurement in a recess. It is composed of a three-dimensional coordinate calculation unit 38c and a length calculation unit 38d that calculates the length of the perpendicular line drawn from the measurement instruction point to the reference line.

【0045】CPU38はこの計測演算部38aの処理
を行う場合、例えばフロッピィディスクドライブ34の
フロッピディスクに記録された算出に必要なデータ(H
の値等)を読み出し、そのデータをRAM33のデータ
格納エリアに一時的に格納し、そのデータを参照して、
深さ或は高さ等の測長のための演算(計算)を行う。ま
たRAM33の一部を作業エリアに用いて演算を行う。
算出された深さ等の値をフロッピィディスクドライブ3
4のフロッピディスクに記録できるようにしている。
When the CPU 38 performs the processing of the measurement calculation section 38a, for example, the data (H) necessary for the calculation recorded on the floppy disk of the floppy disk drive 34 is used.
Value, etc.), temporarily store the data in the data storage area of the RAM 33, refer to the data,
Performs calculations for length measurement such as depth or height. Further, a part of the RAM 33 is used as a work area for calculation.
Floppy disk drive 3
It is possible to record on 4 floppy disks.

【0046】この実施例ではレーザラインの光源である
レーザダイオード56はその波長が例えば600〜70
0ナノメートルのものを用いることにより、物体面に投
影されたレーザラインを物体面からコントラスト良く識
別できるようにしている。波長が700ナノメートルよ
り長くなると、通常内視鏡の撮像光学系に用いている赤
外カットフィルタにより減衰され、撮像できなくなる。
なお、赤外カットフィルタを照明用光源側或は内視鏡内
の照明光を出射する光学系側に配置した場合には、波長
が700ナノメートルより長い波長のレーザ光を出射す
るレーザダイオードを用いることができる。
In this embodiment, the laser diode 56, which is the light source of the laser line, has a wavelength of, for example, 600 to 70.
By using a laser beam of 0 nm, the laser line projected on the object plane can be distinguished from the object plane with good contrast. If the wavelength is longer than 700 nanometers, the infrared cut filter normally used in the image pickup optical system of the endoscope attenuates the light, making it impossible to take an image.
If the infrared cut filter is arranged on the side of the light source for illumination or on the side of the optical system that emits illumination light inside the endoscope, a laser diode that emits laser light with a wavelength longer than 700 nanometers is used. Can be used.

【0047】また、600ナノメートル以上とすること
で、以下のように赤色の信号強度からレーザダイオード
56の発光強度を制御することができる。CPU38は
フレームメモリ36aから赤色の信号強度を読み出し、
CCD18が飽和しないレベルとなるようにレーザダイ
オードドライブ回路39へ指示を出し、レーザ光の光量
ないしは発光強度の制御を行う。
By setting the thickness to 600 nm or more, the emission intensity of the laser diode 56 can be controlled from the red signal intensity as follows. The CPU 38 reads the red signal strength from the frame memory 36a,
An instruction is issued to the laser diode drive circuit 39 so that the CCD 18 does not reach a saturation level, and the light amount or emission intensity of the laser light is controlled.

【0048】一般に、この実施例における主要な計測対
象物となるパイプ内面は錆や付着物等で汚れ、反射率が
低くなっているが、赤色の光は比較的コントラストが良
く識別できる。また、赤色のレーザ光を出射する赤色半
導体レーザは光出力の高いものが低価格で入手できるた
め、それを用いることによりシステム或は内視鏡装置1
の価格を下げることができる。
Generally, the inner surface of the pipe, which is the main object to be measured in this embodiment, is soiled with rust, deposits, etc. and has a low reflectance, but the red light can be recognized with a relatively good contrast. Further, since a red semiconductor laser that emits red laser light has a high optical output and is available at a low price, the system or the endoscope apparatus 1 can be used by using the red semiconductor laser.
Can lower the price of.

【0049】CPU38はキーボード40からの計測指
示の入力により、後述する測長(長さ計測)の計算処理
を行う。図7、図8は計測の原理を示すものである。図
7に示すように、上記レーザライン投影部22より出射
された扇状の光は物体面15にレーザライン41を描
く。図8は図7のB−B断面を示す。図8における点線
は視野範囲を示す。
When the CPU 38 inputs a measurement instruction from the keyboard 40, the CPU 38 performs a length measurement (length measurement) calculation process described later. 7 and 8 show the principle of measurement. As shown in FIG. 7, the fan-shaped light emitted from the laser line projection unit 22 draws a laser line 41 on the object plane 15. FIG. 8 shows a BB cross section of FIG. 7. The dotted line in FIG. 8 indicates the visual field range.

【0050】対物レンズ系17の入射瞳位置をO、レー
ザライン投影部22の出射位置をR、物体面15上に投
影されるレーザライン41上の点で、かつB−B断面内
の点をPとする。また、対物レンズ系17の光軸17a
とO−Pのなす角をθとする。レーザライン出射位置R
から物体面までの距離R−PをLとすると、このLはO
−Rの距離Hと、tan(90−θ)の積、つまり L=H×tan(90−θ) (1) で求められる。図8において、点PはCCD18の撮像
面18aの点pに結像される。
The entrance pupil position of the objective lens system 17 is O, the exit position of the laser line projection unit 22 is R, a point on the laser line 41 projected on the object plane 15 and a point in the BB cross section. Let P. Also, the optical axis 17a of the objective lens system 17
And the angle between O and P is θ. Laser line emission position R
If the distance RP from the object plane to the object surface is L, this L is O
It is calculated by the product of the distance H of −R and tan (90−θ), that is, L = H × tan (90−θ) (1). In FIG. 8, the point P is imaged at the point p on the imaging surface 18a of the CCD 18.

【0051】図9は斜めの平面Πにレーザライン41を
投影した状態を示す。図10はその側面図を示す。図1
1は例えば図9又は図10におけるレーザライン41上
の計測点P0 ,P1 を撮像した画像を例えばフレームメ
モリ36a(或いは36b)上で示す。また、図12
(A)及び12(B)は各計測点P0 ,P1 を撮像光学
系(この実施例では対物レンズ系17)を用いて撮像し
た場合における長さ計測の関係式を求めるための説明図
を示す。
FIG. 9 shows a state in which the laser line 41 is projected on the oblique plane Π. FIG. 10 shows a side view thereof. Figure 1
Reference numeral 1 denotes an image obtained by imaging the measurement points P0 and P1 on the laser line 41 in FIG. 9 or 10, for example, on the frame memory 36a (or 36b). In addition, FIG.
12 (A) and 12 (B) are explanatory views for obtaining a relational expression for length measurement when the measurement points P0 and P1 are imaged by using the imaging optical system (the objective lens system 17 in this embodiment). .

【0052】撮像光学系の中心軸(光軸)上の入射瞳位
置を3次元座標の原点Oとする座標系を設定する。ま
た、分かり易くするために3次元座標のZ軸を光軸方向
に設定し、この光軸上で2次元座標面を移動して計測点
側(つまり計測点P0 又はP1を含む面)に配置した2
次元座標を(X,Y)で、撮像側(つまり撮像面18a
又はフレームメモリ36上)に配置した2次元座標を
(x ,y )で示す。
A coordinate system is set in which the entrance pupil position on the central axis (optical axis) of the image pickup optical system is the origin O of the three-dimensional coordinates. Also, for the sake of clarity, the Z axis of the three-dimensional coordinate is set in the optical axis direction, and the two-dimensional coordinate plane is moved on this optical axis and placed on the measurement point side (that is, the plane including the measurement point P0 or P1). Done 2
The dimensional coordinates are (X, Y), and the imaging side (that is, the imaging surface 18a
Alternatively, the two-dimensional coordinates arranged on the frame memory 36) are indicated by (x, y).

【0053】この場合、計測点側の原点Op は3次元座
標の原点Oから光軸上でZ0 (点P0 の場合)又はZ1
(点P1 の場合)移動した位置に、撮像側の原点om は
3次元座標の原点Oから対物レンズ系17の焦点距離f
移動した位置に存在し、また、x 軸とX軸,y 軸とY軸
は共に平行である。また、この実施例では、x 又はX座
標は出射位置Rと原点Oを結ぶ方向に設定している。
In this case, the origin Op on the measurement point side is Z0 (in the case of point P0) or Z1 on the optical axis from the origin O of the three-dimensional coordinates.
At the moved position (in the case of point P1), the origin om on the imaging side is the focal length f of the objective lens system 17 from the origin O of the three-dimensional coordinates.
It exists at the moved position, and the x-axis and the X-axis and the y-axis and the Y-axis are both parallel. Further, in this embodiment, the x or X coordinate is set in the direction connecting the emission position R and the origin O.

【0054】CCD18の撮像面18aの像はフレーム
メモリ36aにそのまま記憶されるものとする(例え
ば、撮像面18aの中心はフレームメモリ36aの中心
となるように設定され、同じ座標で指定された位置は対
応する点であるとする。なお、単位或はスケールが両者
で互いに異なる場合には、一方に係数を掛ける等して互
いに対応する点に変換することができる。)。従ってレ
ーザライン41上の計測点P0 ,P1 を撮像した場合、
フレームメモリ36上の対応する点はp0 、p1 とな
る。
The image of the image pickup surface 18a of the CCD 18 is stored in the frame memory 36a as it is (for example, the center of the image pickup surface 18a is set to be the center of the frame memory 36a, and the position designated by the same coordinates is set). If the units or scales differ from each other, they can be converted into corresponding points by multiplying one by a coefficient, etc.). Therefore, when the measurement points P0 and P1 on the laser line 41 are imaged,
Corresponding points on the frame memory 36 are p0 and p1.

【0055】また、図12(A)に示すように計測点P
0 ,P1 の座標をそれぞれ(X0 ,Y0 )、(X1 , Y1
)とすると、図11に示すようにフレームメモリ36
a上の対応する点p0 、p1 の座標はそれぞれ(x0 ,y0
)、(x1 ,y1 )となる。又、x 軸又はX軸を出射位
置Rと原点Oを結ぶ方向に設定しているので、図12
(A)において、Op −X0 ,Op −X1 の長さはHと
なる。
Further, as shown in FIG.
The coordinates of 0 and P1 are (X0, Y0) and (X1, Y1), respectively.
), The frame memory 36 as shown in FIG.
The coordinates of the corresponding points p0 and p1 on a are (x0, y0
), (X1, y1). In addition, since the x-axis or the X-axis is set in the direction connecting the emission position R and the origin O, FIG.
In (A), the length of Op-X0 and Op-X1 is H.

【0056】フレームメモリ36a上で原点om と計測
点(P0 の像)p0 を結ぶ線とx 軸とのなす角をα0 、
原点om と計測点(P1 の像)p1 を結ぶ線とx 軸との
なす角をα1 とする。画像の最大画角をθg、フレーム
メモリ36a上の座標を(xg,yg)とする。
On the frame memory 36a, the angle formed by the line connecting the origin om and the measuring point (image of P0) p0 and the x-axis is α0,
The angle formed by the line connecting the origin om and the measurement point (image of P1) p1 and the x-axis is α1. The maximum angle of view of the image is θg, and the coordinates on the frame memory 36a are (xg, yg).

【0057】撮像光学系がSIN θ型のディストーション
をもつ場合は以下の式により、図12(A)、12
(B)に示す角度θ0 ′,θ1 ′、θ0 ,θ1 が求めら
れる。
When the image pickup optical system has a SIN θ type distortion, the following equations are used to obtain the values shown in FIGS.
The angles θ0 ′, θ1 ′, θ0, θ1 shown in (B) are obtained.

【0058】 θ0 ′=sin -1{x0×sin(θg)/sqr(xg2 +yg2 )}, θ1 ′=sin -1{x1×sin(θg)/sqr(xg2 +yg2 )} (2) θ0=sin -1{sqr(x02+y02)×sin(θg)/sqr(xg2+yg2)}, θ1=sin -1{sqr(x12+y12)×sin(θg)/sqr(xg2+yg2)} (2′) ここで、例えばsqr(x02+y02)は(x02+y02)の平方
根を表す。
Θ0 ′ = sin −1 {x0 × sin (θg) / sqr (xg 2 + yg 2 )}, θ1 ′ = sin −1 {x1 × sin (θg) / sqr (xg 2 + yg 2 )} (2 ) θ0 = sin −1 {sqr (x0 2 + y0 2 ) × sin (θg) / sqr (xg 2 + yg 2 )}, θ1 = sin −1 {sqr (x1 2 + y1 2 ) × sin (θg) / sqr ( xg 2 + yg 2 )} (2 ′) Here, for example, sqr (x0 2 + y0 2 ) represents the square root of (x0 2 + y0 2 ).

【0059】計測点P0 ,P1 をそれぞれ含む平面まで
の距離L0 ,L1 はそれぞれ L0 =H×tan(90−θ0 ′), L1 =H×tan(90−θ1 ′) (3) となる。
The distances L0 and L1 to the planes containing the measurement points P0 and P1 are L0 = H.times.tan (90-.theta.0 ') and L1 = H.times.tan (90-.theta.1') (3), respectively.

【0060】また、Op −P0 間の距離s0 、Op −P
1 間の距離s1 は、それぞれ s0 =L0 ×tan(θ0 ), s1 =L1 ×tan(θ1 ) (4) となる。
Further, the distance s0 between Op-P0 and Op-P
The distances s1 between 1 are s0 = L0 * tan ([theta] 0) and s1 = L1 * tan ([theta] 1) (4), respectively.

【0061】また、角α0 ,α1 は次式で求められる。The angles α0 and α1 are obtained by the following equation.

【0062】 α0 =tan -1(y0/x0), α1 =tan -1(y1/x1) (5) また、計測点P0 の3次元座標は X0 =s0 ×cos (α0 ) (6) Y0 =s0 ×sin (α0 ) (7) Z0 =L0 (8) となる。Α0 = tan −1 (y0 / x0), α1 = tan −1 (y1 / x1) (5) Further, the three-dimensional coordinate of the measurement point P0 is X0 = s0 × cos (α0) (6) Y0 = s0 × sin (α0) (7) Z0 = L0 (8).

【0063】また、計測点P1 の3次元座標は X1 =s1 ×cos (α1 ) (6 ′) Y1 =s1 ×sin (α1 ) (7 ′) Z1 =L1 (8 ′) となる。The three-dimensional coordinates of the measuring point P1 are X1 = s1 × cos (α1) (6 ') Y1 = s1 × sin (α1) (7') Z1 = L1 (8 ').

【0064】計測点P0 、P1 の2点間の距離Dは D={( X0-X1) 2+(Y0-Y1) 2+(Z0-Z1) 21/2 (9) により求められる。[0064] The distance D between two points of measurement points P0, P1 is determined by D = {(X0-X1) 2 + (Y0-Y1) 2 + (Z0-Z1) 2} 1/2 (9).

【0065】また、以下に述べるように、凹部などの深
さを算出するために基準のラインを3次元的に表す直線
の表式を求めることが必要になり、このために基準のラ
イン上に指定した2点に対応する2点の座標をP0 、P
1 とした場合には、この2つの点P0 、P1 を通る直線
は、 (X−X0)/(X1−X0)=(Y−Y0)/(Y1−Y0)=(Z−Z0)/(Z1−Z0) (10) で与えられる。
Further, as will be described below, it is necessary to obtain a straight line expression that three-dimensionally represents the reference line in order to calculate the depth of the recess or the like. The coordinates of two points corresponding to the specified two points are P0, P
When set to 1, the straight line passing through these two points P0 and P1 is (X-X0) / (X1-X0) = (Y-Y0) / (Y1-Y0) = (Z-Z0) / ( Z1-Z0) (10).

【0066】図13は計測対象物として円筒形状のパイ
プ内面44を内視鏡2で検査している様子を示し、この
パイプ内面44には例えば腐食により減肉した減肉部に
よる凹部45が存在し、その凹部45の深さを計測する
場合を示す。このため、凹部45を観察視野に入れ、且
つパイプ内面44に投影されたレーザライン46が凹部
45を通るように、内視鏡2の先端側を移動させたり、
湾曲部12を湾曲する等して設定する。
FIG. 13 shows a state in which a cylindrical pipe inner surface 44 is inspected by the endoscope 2 as an object to be measured, and this pipe inner surface 44 has a recess 45 formed by a thinned portion which is thinned by corrosion, for example. Then, the case where the depth of the recess 45 is measured is shown. Therefore, the distal end side of the endoscope 2 is moved so that the recess 45 is placed in the observation field and the laser line 46 projected on the pipe inner surface 44 passes through the recess 45.
The bending portion 12 is set by bending.

【0067】この時に、レーザライン46の方向をパイ
プの軸方向と一致させて、計測誤差を小さくする。ま
た、レーザライン46は凹部45における深さの計測を
行おうとする計測点Cを通り、深さ計測の基準(つま
り、深さがゼロ)となる基準面に延びるようにパイプ内
面44上に投影する。この基準面上に投影されたレーザ
ライン46部分をP2 ,P3 とする。この場合、図13
に示すように直視タイプの内視鏡先端面をパイプ内面4
4と平行に設定することは必要でなく、斜めに観察(或
いは撮像)する状態で良い。
At this time, the direction of the laser line 46 is made to coincide with the axial direction of the pipe to reduce the measurement error. The laser line 46 is projected on the inner surface 44 of the pipe so as to pass through the measurement point C where the depth of the recess 45 is to be measured and to a reference plane that serves as a reference for depth measurement (that is, the depth is zero). To do. The portions of the laser line 46 projected on this reference plane are designated as P2 and P3. In this case, FIG.
As shown in, the tip of the direct view type endoscope is attached to the inner surface of the pipe 4
4 does not need to be set parallel to 4 and may be obliquely observed (or imaged).

【0068】キーボード40により前記レーザライン4
6部分P2 ,P3 上に計測の基準点A、Bをとり、深さ
を計りたい計測点Cを指示する。この状態で得られる
(フレームメモリ36a上の、或はCRT37の表示面
に表示される)内視鏡画像は図14のようになる。
The laser line 4 is moved by the keyboard 40.
The measurement reference points A and B are set on the six portions P2 and P3, and the measurement point C at which the depth is to be measured is designated. An endoscopic image (in the frame memory 36a or displayed on the display surface of the CRT 37) obtained in this state is as shown in FIG.

【0069】図14に示すように凹部の像(凹部像)4
5′上にレーザラインの像(レーザライン像)46′が
重なった画像になっており、レーザライン像46′のラ
イン方向はパイプの軸方向と一致する。また、レーザラ
イン像46′は凹部像45′を通り、その両側の基準面
上に延びており、図13のP2 ,P3 に対応する像部
分、つまり基準面上でのレーザライン像部分がp2 ,p
3 となり、実際の2つの点A,Bに対応するp2 ,p3
上での点はa、bであり、計測点Cに対応する画像上の
点はcとなる。
As shown in FIG. 14, an image of the concave portion (concave image) 4
The image of the laser line (laser line image) 46 'is superimposed on 5', and the line direction of the laser line image 46 'coincides with the axial direction of the pipe. The laser line image 46 'passes through the concave image 45' and extends on the reference planes on both sides of the concave image 45 ', and the image portions corresponding to P2 and P3 in FIG. 13, that is, the laser line image portions on the reference plane are p2. , P
3 and becomes p2 and p3 corresponding to the two actual points A and B.
The points on the top are a and b, and the point on the image corresponding to the measurement point C is c.

【0070】図13を参照して計測の設定手順などを説
明したが、実際には図14の内視鏡画像を参照或いは画
像中でこれらの設定或は指定を以下のように行う。そし
て、それらの設定或いは指定に従ってCPU38は、例
えば図15に示すフローチャートに示すように凹部の深
さ等の測長の処理を行う。
Although the measurement setting procedure and the like have been described with reference to FIG. 13, the setting or designation is actually performed with reference to the endoscopic image of FIG. 14 or in the image as follows. Then, in accordance with these settings or designations, the CPU 38 performs a process of measuring the depth of the concave portion or the like as shown in the flowchart of FIG. 15, for example.

【0071】ステップS1に示すように凹部を通るよう
にレーザラインの設定を行う。つまり、CRT37に表
示された画像中で(計測対象物の画像としての)凹部像
45′上をレーザライン像46′が通るように設定す
る。この場合、レーザライン像46′のライン方向をパ
イプの軸方向に平行となるように電子内視鏡2の先端側
を移動とか、湾曲等する。
As shown in step S1, the laser line is set so as to pass through the recess. That is, in the image displayed on the CRT 37, the laser line image 46 'is set so as to pass over the concave image 45' (as the image of the measuring object). In this case, the distal end side of the electronic endoscope 2 is moved or curved so that the line direction of the laser line image 46 'becomes parallel to the axial direction of the pipe.

【0072】次にステップS2に示すように画像中でカ
ーソルにより2つの基準となる点の指定を行う。つま
り、計測の基準となる基準ラインを設定するために、レ
ーザライン像46′のライン上で凹凸のない位置にカー
ソルを移動し、2つの基準となる指定点a,bを指定す
る。
Next, as shown in step S2, two reference points are designated by the cursor in the image. That is, in order to set a reference line that serves as a reference for measurement, the cursor is moved to a position where there is no unevenness on the line of the laser line image 46 ', and two designated points a and b serving as a reference are designated.

【0073】次にステップS3に示すように点a,bに
対応する実際の基準点A,Bの3次元座標を算出する。
つまり、2つの指定点a,bの指定されると、CPU3
8は点a,bに対応する実際の基準点A,Bの3次元座
標を3角測量の関係式により算出する。
Next, as shown in step S3, the three-dimensional coordinates of the actual reference points A and B corresponding to the points a and b are calculated.
That is, when the two designated points a and b are designated, the CPU 3
8 calculates the three-dimensional coordinates of the actual reference points A and B corresponding to the points a and b by the triangulation relational expression.

【0074】さらにステップS4に示すように基準点
A,Bを通る直線を算出する。CPU38は、実際の基
準点A,Bの3次元座標を算出後、さらに以下の(1
0′)式により、基準点A,Bを通る3次元直線の数式
を算出する。
Further, as shown in step S4, a straight line passing through the reference points A and B is calculated. After calculating the three-dimensional coordinates of the actual reference points A and B, the CPU 38 further executes the following (1
The formula of a three-dimensional straight line passing through the reference points A and B is calculated by the expression 0 ').

【0075】次にステップS5に示すように、カーソル
により凹部上に点cを指定する。つまり、凹部像を通る
レーザライン像46′のライン上で深さを計測しようと
する点の位置にカーソルを移動し、計測指定点cを指定
する。すると、この計測指定点cの指定により、ステッ
プS6に示すようにCPU38はこの点cに対応する計
測点Cの3次元座標を算出する。
Next, as shown in step S5, a point c is designated on the concave portion by the cursor. That is, the cursor is moved to the position of the point where the depth is to be measured on the line of the laser line image 46 'passing through the concave image, and the measurement designated point c is designated. Then, by the designation of the measurement designated point c, the CPU 38 calculates the three-dimensional coordinates of the measurement point C corresponding to the point c as shown in step S6.

【0076】次にステップS7に示すように上記直線に
対し、計測点Cから下した垂線の長さKを以下の(12)
式から求める。つまり、計測点Cの(基準面からの)深
さを算出する。
Next, as shown in step S7, the length K of the perpendicular line from the measurement point C to the above straight line is given by (12) below.
Calculate from the formula. That is, the depth of the measurement point C (from the reference plane) is calculated.

【0077】以下に上記処理内容を補足説明する。図1
3或は図14のように設定した状態において、基準とな
る直線を決定するための2つの基準指定点a、b及び計
測指定点cにそれぞれ対応する実際の点A、B、C の
3次元座標(Xa 、Ya 、Za ),(Xb 、Yb 、Zb
),(Xc、Yc 、Zc )は(1) 〜(8) 式に示した計算
式から求めることができる。
The above processing contents will be supplementarily described below. Figure 1
3 or 3D of the actual points A, B and C corresponding to the two reference designating points a and b and the measurement designating point c for determining the reference straight line in the state set as shown in FIG. Coordinates (Xa, Ya, Za), (Xb, Yb, Zb
), (Xc, Yc, Zc) can be obtained from the equations (1) to (8).

【0078】つまり、(1) 〜(8) ( 及び ′の付いた番
号)式において、点A,B,Cの各座標をP0 又はP1
の座標とみなす(これに対応して、各点A,B,Cに対
応するa,b,cの各座標もp0 又はp1 の座標とみな
す)ことにより、それらの座標を求めることができる。
That is, in the formulas (1) to (8) (and the numbers with ′), the coordinates of the points A, B, and C are P0 or P1.
It is possible to obtain those coordinates by considering them as the coordinates (corresponding to this, the coordinates of a, b, c corresponding to the points A, B, C are also considered as the coordinates of p0 or p1).

【0079】点A,B,Cの各座標の算出はキーボード
40から座標計算指示のコマンド等を入力することによ
り、CPU38が計測演算部38aの機能により行う。
プログラムによって、直線を決定するための2点a、b
を指定すると、自動的にA,Bを算出するようにしても
良い。さらに、その直線の式も算出するようにしても良
い。
The coordinates of points A, B, and C are calculated by the CPU 38 by the function of the measurement calculation section 38a by inputting a coordinate calculation instruction command or the like from the keyboard 40.
Two points a and b for determining a straight line by the program
If A is specified, A and B may be automatically calculated. Further, the equation of the straight line may be calculated.

【0080】また、A点、B点を通る直線の式は(10)式
の符号を変えた以下の(10′)式のようになる。 (X−Xa)/(Xb−Xa)=(Y−Ya)/(Yb−Ya)=(Z−Za)/(Zb−Za) (10′) (10′)式の直線の方向余弦1、m、nは h=Xb −Xa 、i=Yb −Ya 、j=Zb −Za を用いると、以下の(11)式 l=h/( h2 +i2 +j21/2 , m=i/( h2 +i2 +j21/2 , n=j/( h2 +i2 +j21/2 (11) となる。
Further, the equation of the straight line passing through the points A and B becomes the following equation (10 ') in which the sign of the equation (10) is changed. (X-Xa) / (Xb-Xa) = (Y-Ya) / (Yb-Ya) = (Z-Za) / (Zb-Za) (10 ') (10') Straight direction direction cosine 1 , m, n is h = Xb -Xa, i = Yb -Ya, j = with Zb -Za, following equation (11) l = h / (h 2 + i 2 + j 2) 1/2, m = i / (h 2 + i 2 + j 2) 1/2, n = j / (h 2 + i 2 + j 2) is half (11).

【0081】3角測量等で公知のようにC点から(10′)
式の直線に降ろした垂線の長さKは K2 =( Xc −Xa) 2+( Yc −Ya) 2+( Zc −Za) 2 −{1( Xc −Xa)+m( Yc −Ya)+n( Zc −Za)}2 (12) となる。このようにして求めたい凹部45の深さとして
のKを求めることができる(なお、図14中では図13
の長さ(深さ)Kに対応する長さをkで示している)。
As is known in triangulation etc., from the point C (10 ')
The length K of the perpendicular drawn to the straight line of the equation is K 2 = (Xc-Xa) 2 + (Yc-Ya) 2 + (Zc-Za) 2- {1 (Xc-Xa) + m (Yc-Ya) + n (Zc-Za)} 2 (12). In this way, K as the depth of the recess 45 to be obtained can be obtained (in FIG. 14, FIG.
(The length corresponding to the length (depth) K of is indicated by k).

【0082】なお、基準となる点としてはp0,p1に
限定されるものでない。また、基準となる点の数を増や
して2次曲線とか折れ線等による近似ラインを求めるよ
うにしても良い。なお、測長の処理は上記ステップS1
〜S7の順に限定されるものでなく、例えば図16
(A)に示すようにステップS3、S4をステップS5
の後に行うようにしても良い。つまり、S1,S2,S
5,S3,S4,S6,S7の順に行って凹部の深さを
算出するようにしても良い。
The reference points are not limited to p0 and p1. Further, the number of reference points may be increased to obtain an approximate line such as a quadratic curve or a polygonal line. The process of length measurement is performed in step S1 above.
It is not limited to the order of S7 to S7.
As shown in (A), steps S3 and S4 are replaced with step S5.
It may be performed after. That is, S1, S2, S
The depth of the recess may be calculated by performing steps S5, S3, S4, S6 and S7 in this order.

【0083】また、図16(A)において、ステップ示
すようにステップS3,S4,S6をまとめて行い(こ
の処理を簡略的にS3+S4+S6で示す)、図16
(B)のように行うようにしても良い。図16(B)に
おいて、S4はS3の後に行うが、S6はS3或いはS
4の前でも良い。
16A, steps S3, S4, and S6 are collectively performed as shown in FIG. 16A (this process is simply shown as S3 + S4 + S6).
You may make it perform like (B). In FIG. 16 (B), S4 is performed after S3, but S6 is S3 or S3.
You can go in front of 4.

【0084】さらに、図16(B)において、ステップ
S2とS5とをまとめて行い、図16(C)のように処
理するようにしても良い。要するに上記ステップS1〜
S6の順を入れ替えて計測点Cの深さを算出するように
しても良い。
Further, in FIG. 16 (B), steps S2 and S5 may be collectively performed and the processing may be performed as shown in FIG. 16 (C). In short, the above steps S1 to
The order of S6 may be reversed to calculate the depth of the measurement point C.

【0085】図13では凹部の深さを求める例を示した
が、凸部の高さを求めることも同様にできる。なお、
A,Bを凹部45の両端に指定することにより、凹部4
5のサイズの長さを((9) 式から)求めることができる
ことは明らかである。
Although FIG. 13 shows an example of obtaining the depth of the concave portion, the height of the convex portion can be obtained in the same manner. In addition,
By designating A and B at both ends of the recess 45, the recess 4
It is clear that the length of size 5 can be obtained (from equation (9)).

【0086】この第1実施例によれば、斜め方向から計
測対象物を観察する状態であっても、パイプ内面等の腐
蝕等による凹部の深さとか凸部の高さ等を精度良く求め
ることができる。
According to the first embodiment, even when the object to be measured is observed from an oblique direction, the depth of the concave portion or the height of the convex portion due to corrosion of the inner surface of the pipe or the like can be accurately obtained. You can

【0087】この実施例では斜め方向から計測対象物を
観察する状態であっても、パイプ内面等の凹部の深さと
か凸部の高さを測長できるが、レーザライン投影部22
から出射されて扇状に広がるレーザ面は物体面(図13
ではパイプ内面44)におけるレーザライン46が投影
された部分で、物体面に垂直である必要がある。
In this embodiment, the depth of the concave portion such as the inner surface of the pipe or the height of the convex portion can be measured even when the object to be measured is observed from an oblique direction.
The laser surface that is emitted from and spreads in a fan shape is the object surface (see FIG. 13).
Then, it is necessary for the portion of the pipe inner surface 44) where the laser line 46 is projected to be perpendicular to the object plane.

【0088】より分かり易くするためにパイプ内面が角
型で、その平板部に存在する凹部の深さを計測すること
を考えると、その凹部を斜め方向から観察する状態であ
って良いが、レーザ面は平板部に垂直であることが精度
の良い深さ計測を行う場合には必要になる。
In order to make it easier to understand, considering that the inner surface of the pipe is rectangular and the depth of the concave portion existing in the flat plate portion is measured, the concave portion may be observed obliquely. It is necessary for the surface to be perpendicular to the flat plate portion for accurate depth measurement.

【0089】次に本発明の第2実施例を図17ないし図
20を参照して説明する。第1実施例に示す計測の原理
では図11に示すフレームメモリの原点om と図2に示
す撮像部19の光軸と、CCD18の撮像面(光電変換
面)18aの交点、つまり原点om とは一致するものと
した。本実施例は光学的にばらつきがある場合でも、そ
の光学的なばらつきを補正する補正機能を備えた場合の
実施例である。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the principle of measurement shown in the first embodiment, the intersection point of the origin om of the frame memory shown in FIG. 11 and the optical axis of the image pickup section 19 shown in FIG. 2 and the image pickup surface (photoelectric conversion surface) 18a of the CCD 18, that is, the origin om is It was supposed to match. This embodiment is an embodiment having a correction function for correcting the optical variation even if there is an optical variation.

【0090】図17は各光軸の方向と内視鏡の中心軸の
方向とがズレている様子を示し、図18はフレームメモ
リ上の座標、図19は原点om によって計算された物体
距離と補正した原点座標の関係を表で示し、図20は図
19の関係をグラフで示すと共に、補正した原点座標を
用いて近似できることを示している。
FIG. 17 shows a state in which the direction of each optical axis and the direction of the central axis of the endoscope are deviated. FIG. 18 shows the coordinates on the frame memory, and FIG. 19 shows the object distance calculated by the origin om. The relationship of the corrected origin coordinates is shown in a table, and FIG. 20 shows the relationship of FIG. 19 in a graph and shows that the corrected origin coordinates can be used for approximation.

【0091】図17は電子内視鏡2の軸と撮像系の光軸
中心が角δだけずれた場合、また、電子内視鏡2の軸方
向と、レーザラインが角δ′だけずれた場合を示す。こ
のような場合は(3 )式を利用して点P0 までの物体距
離Lを算出しようとしても、(3 )式内のHが物体距離
Lに応じて変化するために誤差が大きくなる。
FIG. 17 shows a case where the axis of the electronic endoscope 2 and the center of the optical axis of the image pickup system are deviated by an angle δ, and the axial direction of the electronic endoscope 2 is deviated by an angle δ ′. Indicates. In such a case, even if the object distance L to the point P0 is calculated using the equation (3), the error in the equation (3) becomes large because the H changes in accordance with the object distance L.

【0092】そこで、以下のようにして補正することに
より、実際の物体距離Lに近い近似値を得られるように
でき、光学系にばらつきが存在しても、この近似値を用
いることによって深さとか高さを精度良く算出すること
ができる。
Therefore, by performing the following correction, it is possible to obtain an approximate value close to the actual object distance L, and even if there are variations in the optical system, the depth can be obtained by using this approximate value. The height can be calculated accurately.

【0093】図18は図17の場合に対応するフレーム
メモリ上の中心om と撮像光学系の光軸中心op を示
し、この図18に示すようにフレームメモリ上の中心o
m と撮像光学系の光軸中心op とがずれているものとす
る。
FIG. 18 shows the center om on the frame memory and the optical axis center op of the image pickup optical system corresponding to the case of FIG. 17, and as shown in FIG.
It is assumed that m and the optical axis center op of the imaging optical system are displaced.

【0094】なお、図17ではレーザラインは点P0 を
通り、紙面に垂直な方向(図18では上下方向、つまり
y軸方向)に延びている。また、図17では電子内視鏡
2の先端面に平行な状態で物体面15を示している。
今、ある物体の1点P0 までの物体距離Lを計る場合を
考える。そのために以下のように定義する。
In FIG. 17, the laser line passes through the point P0 and extends in the direction perpendicular to the plane of the drawing (in FIG. 18, the vertical direction, that is, the y-axis direction). Further, in FIG. 17, the object plane 15 is shown in a state parallel to the tip surface of the electronic endoscope 2.
Now, consider a case where the object distance L to a point P0 of an object is measured. Therefore, it is defined as follows.

【0095】om :フレームメモリ上で、その中心に設
定された座標系の原点(0 ,0 )、 op :フレームメモリ上における撮像系の光軸中心座標
(xop、yop)、 p0 :点P0 に対応するフレームメモリ上の座標(x0
, y0 )、 ks :撮像光学系のディストーション補正係数、 fc :フレームメモリ上の像高へ変換するための係数、 θ:撮像光学系の光学中心とO−P0 のなす角(図17
参照)、 α:フレームメモリ上でx軸とop −p0 のなす角、 また、以下のようにpx ,py , rを定義する。
Om: the origin (0, 0) of the coordinate system set at the center on the frame memory, op: the optical axis center coordinate (xop, yop) of the imaging system on the frame memory, p0: at the point P0 Coordinates on the corresponding frame memory (x0
, y0), ks: distortion correction coefficient of the imaging optical system, fc: coefficient for converting to an image height on the frame memory, θ: angle formed between the optical center of the imaging optical system and O-P0 (FIG. 17)
), Α: the angle formed by the x-axis and op −p0 on the frame memory, and px, py, and r are defined as follows.

【0096】 px =xop −x0 , py =yop −y0 (13) r2 =px 2 +py 2 (14) する。つまり、点p0 の光軸中心からのx座標成分の長
さpx とy座標成分の長さpy と、点p0 までの長さr
を定義することにより、 α=tan -1(py /px ) (15) θ=ks ・sin -1(r/fc /ks ) (16) L=H/(cos α・tan θ) (17) となる。
Px = xop−x0, py = yop−y0 (13) r 2 = px 2 + py 2 (14) That is, the length px of the x-coordinate component and the length py of the y-coordinate component from the optical axis center of the point p0, and the length r to the point p0.
By defining α = tan −1 (py / px) (15) θ = ks · sin −1 (r / fc / ks) (16) L = H / (cos α · tan θ) (17) Becomes

【0097】上記LがHを基準とした物体距離となる
が、このHを一定にしているために正確な物体距離Lが
計算できない。この状態で(つまり、Hを一定とみなし
て既知の物体距離Lを変えて)そのまま(17)式を用い
た計算結果の例を図19の表に示す。この表の第1列目
は実際の物体距離を示し、第2列目が原点op からの物
体距離を示す。
Although L is an object distance based on H, the accurate object distance L cannot be calculated because H is constant. In this state (that is, assuming that H is constant and changing the known object distance L), an example of the calculation result using the equation (17) is shown in the table of FIG. The first column of this table shows the actual object distance, and the second column shows the object distance from the origin op.

【0098】これらの数値から分かるように原点op に
よる物体距離と、実際の物体距離に乖離ができ、乖離の
割合は距離が小さい場合程大きくなっている。そこでH
の変化を補正するために原点op を補正して実際の物体
距離に等しくなるように計算した結果を図19の表にお
ける第3列目に示した補正した原点座標である。原点o
p を用いた物体距離と、補正した原点座標nをグラフに
すると図20のようになる。図20のグラフに近似式を
当てはめると以下のようになる。
As can be seen from these numerical values, there is a difference between the object distance based on the origin op and the actual object distance, and the ratio of the deviation increases as the distance decreases. So H
Is the corrected origin coordinates shown in the third column in the table of FIG. 19 as a result of the correction of the origin op in order to compensate for the change in the calculation. Origin o
A graph of the object distance using p and the corrected origin coordinates n is shown in FIG. When the approximation formula is applied to the graph of FIG. 20, it becomes as follows.

【0099】q:原点op をもとに計算した物体距離、 n:補正した原点座標、 とし、このtとして log n=a1・(log q)3 +a2・(log q)2 +a3・(log q)+a4 (18) による近似式を満足するように定数a1,a2,a3,
a4を決定する。
Let q: object distance calculated based on the origin op, n: corrected origin coordinates, and let t be log n = a1 (log q) 3 + a2 (log q) 2 + a3 (log q ) + A4 The constants a1, a2, a3, so as to satisfy the approximate expression by (18)
Determine a4.

【0100】そして、補正した原点座標のx成分として xc =10(log n) (19) を定義する。この結果をもとに(13)式の代わりに下記
の(20)式を用い(14)〜(19)式の計算を行えば実際
の物体距離に近い値が得られる。
Then, xc = 10 (log n) (19) is defined as the x component of the corrected origin coordinates. Based on this result, the following formula (20) is used instead of formula (13) to calculate formulas (14) to (19), and a value close to the actual object distance is obtained.

【0101】 px =xc −x0 , py =yop−y0 (20) このようにして実際の物体距離に近い値が得られるか
ら、(4 )〜(8 )式に相当する式を用いて点P0 の3
次元座標を決定できる。又、他の点も同様に決定できる
ので、第1実施例のように深さ或は高さを算出すること
ができる。
Px = xc−x0, py = yop−y0 (20) Since a value close to the actual object distance is obtained in this way, the point P0 can be obtained by using the expressions corresponding to the expressions (4) to (8). Of 3
Dimensional coordinates can be determined. Since other points can be determined in the same manner, the depth or height can be calculated as in the first embodiment.

【0102】本実施例ではレーザ光の広がり方向を画面
の上下方向と一致させた。つまり、図18に示すように
レーザライン像46′のライン方向はy軸方向と平行と
なるようにしている。従ってこの場合には物体距離の変
化によるフレームメモリ上のレーザライン像46′の移
動はx軸方向のみとなる。よって、(20)式の補正はx
軸方向のみの簡単なものでよい。
In this embodiment, the spreading direction of the laser light is made to coincide with the vertical direction of the screen. That is, as shown in FIG. 18, the line direction of the laser line image 46 'is made parallel to the y-axis direction. Therefore, in this case, the movement of the laser line image 46 'on the frame memory due to the change of the object distance is only in the x-axis direction. Therefore, the correction of equation (20) is x
A simple one only in the axial direction will do.

【0103】これによって、CPU38の計算量、補正
係数の数を減らすことができる。また、レーザイライン
投影部22と撮像部19との距離Hが大きい方が凹凸を
計測する場合の視差が大きくなり計測の分解能力が向上
する。内視鏡の外径が制限された場合、Hを大きくする
にはレーザライン投影部22と撮像系の光学中心を結ぶ
直線に垂直にレーザラインを投影すると最も大きくHを
取れる。本実施例の計算式ではスコープ毎に以下のパラ
メータが必要となる。
As a result, the amount of calculation of the CPU 38 and the number of correction coefficients can be reduced. Further, the larger the distance H between the laser aligner projection unit 22 and the image pickup unit 19, the larger the parallax when measuring the unevenness, and the resolution capability of the measurement is improved. When the outer diameter of the endoscope is limited, H can be maximized by projecting the laser line perpendicularly to the straight line connecting the laser line projection unit 22 and the optical center of the imaging system in order to increase H. The calculation formula of this embodiment requires the following parameters for each scope.

【0104】op (xop ,yop ):フレームメモリ
上での光軸中心座標、 ks :光学系のディストーション補正係数、 fc :実際の像高をフレームメモリ上の像高へ変換する
ための係数、 a1、a2、a3、a4:近似式の係数、 これらのパラメータをスコープ(電子内視鏡)毎に予め
計測により求めて、その求めたパラメータを補正するた
めの情報としてフロッピィディスク等の記録媒体等に記
録しておく。そして、記録媒体に記録されたパラメータ
を計測ユニット4へ入力する場合には、図21に示すよ
うな構成とすることにより、例えば記録再生装置として
のフロッピィディスクドライブ34を介して読み出し、
補正の演算を行うCPU38に入力するようにすれば良
い。
Op (xop, yop): center coordinate of optical axis on frame memory, ks: distortion correction coefficient of optical system, fc: coefficient for converting actual image height to image height on frame memory, a1 , A2, a3, a4: Coefficients of approximate expression, these parameters are obtained by measurement in advance for each scope (electronic endoscope), and are stored in a recording medium such as a floppy disk as information for correcting the obtained parameters. Keep a record. When the parameters recorded on the recording medium are input to the measuring unit 4, the configuration as shown in FIG. 21 is used to read the parameters via the floppy disk drive 34 as a recording / reproducing device.
It may be input to the CPU 38 that performs correction calculation.

【0105】図21はCPU38による計測演算及び補
正演算を行う情報の記録再生装置としてフロッピィディ
スクドライブ(装置)34及びハードディスクドライブ
(装置)30を備えている。上記パラメータはフロッピ
ィディスクドライブ34(で記録及び再生されるフロッ
ピィディスク)に記録されており、スコープ使用開始時
にこのフロッピィディスクからCPU38へ読み込み、
ハードディスクドライブ30へ記録しておき、必要に応
じてそのパラメータを参照する。このハードディスクド
ライブ30には上記パラメータと共に、その他、計測に
必要なパラメータ或はデータが記録される。
FIG. 21 is provided with a floppy disk drive (device) 34 and a hard disk drive (device) 30 as an information recording / reproducing device for performing measurement calculation and correction calculation by the CPU 38. The above parameters are recorded in the floppy disk drive 34 (the floppy disk that is recorded and reproduced by the floppy disk drive) and is read from the floppy disk to the CPU 38 at the start of use of the scope.
It is recorded in the hard disk drive 30 and its parameters are referred to as necessary. In addition to the above parameters, other parameters or data required for measurement are recorded on the hard disk drive 30.

【0106】同じスコープを繰り返して使用する場合は
ハードディスク30を参照するのみで済むため、繰り返
しフロッピィデイスクからパラメータを取り込む必要は
ない。同じ計測ユニット4へ別の計測用内視鏡を接続す
る場合にフロッピィディスクからパラメータを入れ換え
る。
When the same scope is used repeatedly, it is only necessary to refer to the hard disk 30, and it is not necessary to fetch the parameters from the repeated floppy disk. When connecting another measuring endoscope to the same measuring unit 4, the parameters are exchanged from the floppy disk.

【0107】図21に示すように、計測に必要で且つ内
視鏡毎にばらつくパラメータを計測ユニット4に入力す
る手段を設けているので、計測誤差が少なく精度のよい
計測を行うことができる。従って、内視鏡を取り替えて
も計測精度の変わらない計測内視鏡システム或は内視鏡
装置を提供できる。その他の効果は第1実施例と同じで
ある。
As shown in FIG. 21, since the means for inputting the parameters necessary for the measurement and varying for each endoscope to the measuring unit 4 are provided, the measurement error is small and the accurate measurement can be performed. Therefore, it is possible to provide a measuring endoscope system or an endoscope apparatus whose measurement accuracy does not change even if the endoscope is replaced. Other effects are the same as those of the first embodiment.

【0108】尚、計測に必要なパラメータをハードディ
スクドライブ30内に予め記録或は登録しておいて、こ
のハードディスクドライブ30に登録されていない電子
内視鏡が接続された場合には、登録されていないことを
表示して、そのパラメータが記録されているフロピィデ
ィスクを挿入することを促すようにしても良い。なお、
図21では電子内視鏡2内にLDドライブ回路39を内
蔵した場合の構成で示し、計測ユニット4側に内蔵した
電源79から電源供給線を介してLDドライブ回路39
の動作に必要な電力を供給している。
Parameters necessary for measurement are recorded or registered in the hard disk drive 30 in advance, and when an unregistered electronic endoscope is connected to the hard disk drive 30, it is registered. It is also possible to display that there is no such information and prompt the user to insert the floppy disk in which the parameter is recorded. In addition,
FIG. 21 shows a configuration in which the LD drive circuit 39 is built in the electronic endoscope 2, and the LD drive circuit 39 is supplied from a power supply 79 built in the measurement unit 4 side via a power supply line.
It supplies the power necessary for the operation of.

【0109】次に本発明の第3実施例を図22ないし図
29を参照して説明する。図23に示すように、この実
施例の電子内視鏡82は挿入部の軸と直交する側方を観
察する側視タイプである。またレーザ光源5内部には、
各電子内視鏡82を用いた場合における計測に必要なパ
ラメータを記録した半導体メモリとしてのROM83
(図24参照)を設け、CCUコネクタ84を介して計
測ユニット4内のCPU38からアクセスできるように
した。
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 23, the electronic endoscope 82 of this embodiment is a side-view type in which a side direction orthogonal to the axis of the insertion portion is observed. Also, inside the laser light source 5,
ROM 83 as a semiconductor memory storing parameters necessary for measurement when each electronic endoscope 82 is used
(See FIG. 24) is provided so that the CPU 38 in the measurement unit 4 can access the CCU connector 84.

【0110】そして、電子内視鏡82のCCUコネクタ
84を計測ユニット4に接続すると、接続検知手段を構
成する端子T1のレベルが“L”から“H”に変わるこ
とにより電子内視鏡82が計測ユニット4に接続された
接続信号をCPU38の割り込み端子C1に送る。CP
U38は接続信号に基づいて、ROM83から計測に必
要なパラメータを読み出し、接続された電子内視鏡82
に対して設定された正しいパラメータにより、精度の高
い計測を行うことができるようにしている。
Then, when the CCU connector 84 of the electronic endoscope 82 is connected to the measuring unit 4, the level of the terminal T1 constituting the connection detecting means changes from "L" to "H", so that the electronic endoscope 82 is changed. A connection signal connected to the measuring unit 4 is sent to the interrupt terminal C1 of the CPU 38. CP
U38 reads out the parameters necessary for measurement from the ROM 83 based on the connection signal, and the connected electronic endoscope 82
With the correct parameters set for, it is possible to perform highly accurate measurement.

【0111】図24に示すようにレーザダイオード56
はAPC(自動パワー制御)機能を備えたLDドライブ
回路39により駆動され、その発光強度はレーザライン
強度調整ノブ85により、例えば発光強度を決定する基
準の電流値の変更により調整できるようにした。上記ド
ライブ回路39への電力供給は上記CCUコネクタ84
を介して計測ユニット4内部の電源回路79から供給す
る。
As shown in FIG. 24, the laser diode 56
Is driven by an LD drive circuit 39 having an APC (automatic power control) function, and its emission intensity can be adjusted by a laser line intensity adjustment knob 85, for example, by changing a reference current value for determining the emission intensity. Power is supplied to the drive circuit 39 by the CCU connector 84.
Power is supplied from the power supply circuit 79 inside the measurement unit 4 via.

【0112】また図25(A),(B)に示すようにC
RT37上に表示されるカーソルの線幅をd1或はd2
のようにキーボード40からの指示により任意に可変で
きると共に、その色を青色或は白色のようにキーボード
40からの指示によって任意に可変できるようにした。
Further, as shown in FIGS. 25 (A) and 25 (B), C
Set the line width of the cursor displayed on RT37 to d1 or d2
As described above, the color can be arbitrarily changed by an instruction from the keyboard 40, and the color can be arbitrarily changed by an instruction from the keyboard 40 such as blue or white.

【0113】図23に示すように、内視鏡先端部11は
第1プリズム91を用いた側視型の撮像系92と、第2
プリズム93により側方へ曲げられ、シリンドリカルレ
ンズ94によりライン状に広げらるレーザライン投影部
95を有する。光ファイバ23で伝送されたレーザ光
は、その先端面から出射され、コリメートレンズ87を
経て平行光線となり、第2プリズム93により側方へ曲
げられ、さらにシリンドリカルレンズ94によりライン
状に広げられ、カバーガラスを経て物体面89a(又は
89b)に投影される(図22では物体面を89で示し
ている)。
As shown in FIG. 23, the endoscope distal end portion 11 includes a side-view type image pickup system 92 using a first prism 91 and a second-view type image pickup system 92.
It has a laser line projection portion 95 that is bent laterally by a prism 93 and is expanded linearly by a cylindrical lens 94. The laser light transmitted by the optical fiber 23 is emitted from the tip surface thereof, passes through the collimator lens 87, becomes a parallel light beam, is laterally bent by the second prism 93, and is further spread in a line by the cylindrical lens 94 to be covered. It is projected through the glass onto the object plane 89a (or 89b) (in FIG. 22, the object plane is indicated by 89).

【0114】このレーザライン投影光学系95から出射
されるレーザ光の広がり方向(或はレーザライン96の
方向)は、撮像された画像上で示すと、図26の9
6′、96″に示すように画像の左右方向(横方向)と
一致するように設定されている。このように設定した場
合におけるその効果は第1実施例とほぼ同じとなる。
The spread direction of the laser beam emitted from the laser line projection optical system 95 (or the direction of the laser line 96) is shown by 9 in FIG.
As shown by 6'and 96 '', the setting is made so as to coincide with the horizontal direction (horizontal direction) of the image. The effect in this case is almost the same as that of the first embodiment.

【0115】図26(A)は物体距離が近い場合の画像
を示し、図26(B)は物体距離が遠い場合を示す。つ
まり、図23において物体面89a或は89bに投影し
た場合の画像を図26(A),26(B)でそれぞれ示
す。このように距離の変化に応じて画像上のレーザライ
ン96′或は96″はy軸方向に移動する。
FIG. 26A shows an image when the object distance is short, and FIG. 26B shows a case where the object distance is long. That is, images projected on the object plane 89a or 89b in FIG. 23 are shown in FIGS. 26 (A) and 26 (B), respectively. In this way, the laser line 96 'or 96 "on the image moves in the y-axis direction according to the change in the distance.

【0116】本実施例のレーザ光源ユニット53′は図
27に示す構造となっている。図27は第1実施例の図
5(B)に相当するものである。本実施例と第1実施例
の違いは図27に示すように光ファイバ23の入射部9
7に楔プリズム98を設けたものである。楔プリズム9
8の作用を図28を基に説明する。
The laser light source unit 53 'of this embodiment has the structure shown in FIG. FIG. 27 corresponds to FIG. 5B of the first embodiment. The difference between this embodiment and the first embodiment is that, as shown in FIG.
7 is provided with a wedge prism 98. Wedge prism 9
The operation of No. 8 will be described with reference to FIG.

【0117】レーザ光線99の光軸99aは楔プリズム
98によって光軸100aに示すように曲げられ、光フ
ァイバ23に入る。ファイバ23の中心軸23dに対し
て光軸100aは傾くことになり、光ファイバ23に光
線が斜めに入ることになる。光ファイバ23に斜めに入
射した光はその入射角度が略保存されるためこのファイ
バ23からの出射光の強度分布が変化することになる。
The optical axis 99a of the laser beam 99 is bent by the wedge prism 98 as shown by the optical axis 100a, and enters the optical fiber 23. The optical axis 100a is inclined with respect to the central axis 23d of the fiber 23, and the light beam enters the optical fiber 23 obliquely. Since the incident angle of the light obliquely incident on the optical fiber 23 is substantially preserved, the intensity distribution of the light emitted from the fiber 23 changes.

【0118】図29に本実施例のレーザ光源ユニット5
3′を用いた場合のレーザライン投影部95から出射し
た光線の強度分布を示す。図29では縦軸に光強度をと
り、横軸に広がり角度をとる。実線が楔プリズム98を
用いない場合、破線が楔プリズム98を用いた場合を示
す。実線はガウシアンカーブに近いが、破線は光強度が
平均化されていることがわかる。本実施例による楔プリ
ズム98の効果を大きくするには光ファイバ23にマル
チモードファイバを用いたほうが効果が大きい。
FIG. 29 shows the laser light source unit 5 of this embodiment.
The intensity distribution of the light beam emitted from the laser line projection unit 95 when 3'is used is shown. In FIG. 29, the vertical axis represents the light intensity and the horizontal axis represents the spread angle. The solid line shows the case where the wedge prism 98 is not used, and the broken line shows the case where the wedge prism 98 is used. The solid line is close to the Gaussian curve, but the broken line shows that the light intensities are averaged. In order to enhance the effect of the wedge prism 98 according to this embodiment, it is more effective to use a multimode fiber as the optical fiber 23.

【0119】また、このようにレーザラインの強度分布
を平均化した場合は例えばタービンブレード表面の計測
のように平面をほぼ垂直に観察する場合にレーザライン
に強度むらがなく都合がよい。逆に、楔プリズム98を
用いない場合はパイプ内面を軸方向に観察する場合のよ
うに、レーザライン投影部95の光軸がパイプの中心方
向に向かっている、つまり、レーザラインの強度の高い
部分が遠点に向かっている場合に都合がよい。
When the intensity distributions of the laser lines are averaged as described above, it is convenient that the laser lines have no unevenness in intensity when the plane is observed almost vertically, for example, when measuring the surface of the turbine blade. On the contrary, when the wedge prism 98 is not used, the optical axis of the laser line projection unit 95 is directed toward the center of the pipe, that is, when the inner surface of the pipe is observed in the axial direction, that is, the intensity of the laser line is high. It is convenient when the part is heading to the far point.

【0120】本実施例の種々の測長計算は第1実施例、
第2実施例と同様であるが、図19の表における第3列
目の補正する原点座標はy軸について行うことになる。
本実施例によれば、計測ユニット4へ電子内視鏡82を
取り付けるのみで、その電子内視鏡82に対して設定さ
れた正しいパラメータをCPU38は読み取ることがで
きるようにしてあるので、パラメータの設定忘れや誤っ
た設定を防ぐことができ、信頼性の高い計測を行うこと
のできる内視鏡装置を提供することができる。また、本
実施例ではカーソルの幅、色を変更できるようにしたた
めに、色弱の人でも効率良く作業できる。
Various length measurement calculations of this embodiment are performed in the first embodiment,
Although it is similar to the second embodiment, the origin coordinates to be corrected in the third column in the table of FIG. 19 are for the y axis.
According to this embodiment, the CPU 38 can read the correct parameter set for the electronic endoscope 82 only by attaching the electronic endoscope 82 to the measuring unit 4, so that the parameter It is possible to provide an endoscope apparatus that can prevent forgetting of settings and erroneous settings and can perform highly reliable measurement. Further, in the present embodiment, since the width and color of the cursor can be changed, even a person with a weak color can work efficiently.

【0121】なお、物体面に投影されたレーザライン
は、レーザ光の波長域から観察画像上では赤色で表示さ
れることになるが、画像の色調を変更(例えば色強調と
か、表示手段側へ出力される色信号の入れ替え等)でき
るようにして、色弱の人でも表示面に表示されるレーザ
ラインが明確に識別できるようにして、計測を効率良く
作業できるようにしても良い。
The laser line projected on the object plane is displayed in red on the observed image from the wavelength range of the laser beam, but the color tone of the image is changed (for example, color emphasis or to the display means side). The output color signals may be exchanged) so that even a person with color weakness can clearly identify the laser line displayed on the display surface so that the measurement can be performed efficiently.

【0122】さらに、照明用光源3として例えばR,
G,Bの照明光を対象物側に順次出射する面順次照明光
源とし、この面順次のR,G,Bの照明光のもとでCC
D18で順次撮像を行うことにより3つの色成分の画像
を得て、これらを合成してカラー画像にする面順次撮像
方式の場合には、レーザ光を対象物側に出射するタイミ
ングを面順次の照明光と同期して変更できるようにする
ことにより、表示面に表示されるレーザラインを物体面
とは識別し易い色となるようにすることもできる。
Further, as the illumination light source 3, for example, R,
A field-sequential illumination light source that sequentially emits G and B illumination light to the object side, and CC is generated under the field-sequential R, G, and B illumination light.
In the case of the frame-sequential imaging method in which images of three color components are obtained by sequentially capturing images in D18, and these are combined into a color image, the timing of emitting the laser light to the object side is set to the frame-sequential. By making it possible to change in synchronization with the illumination light, it is possible to make the color of the laser line displayed on the display surface easily distinguishable from the object plane.

【0123】例えば、物体面が赤色である場合には、レ
ーザ光を物体面に出射するタイミングをG或はBの照明
光のタイミングに同期させるように設定することによ
り、CCD18の出力画像においてはG或はBの波長成
分のレーザラインとして撮像(認識)されることにな
り、この状態で撮像された画像上では物体面に投影され
たレーザラインの識別が容易となる。つまり、物体面の
色調に応じてその色調とは異なる波長域の照明光のタイ
ミングにレーザ光の出射タイミングを設定するようにす
れば、実際に使用されるレーザダイオード56の波長に
あまり関係なく(実際にはCCD18が感度を有する波
長領域内に限られる)、画像上でのレーザラインの識別
を容易にできる。
For example, when the object plane is red, the output image of the CCD 18 is set by setting the timing of emitting the laser beam to the object plane to be synchronized with the timing of the G or B illumination light. The image is captured (recognized) as a laser line having a G or B wavelength component, and it is easy to identify the laser line projected on the object plane on the image captured in this state. That is, if the emission timing of the laser light is set to the timing of the illumination light in the wavelength range different from that of the color tone of the object surface, it does not matter much to the wavelength of the laser diode 56 actually used ( In practice, the CCD 18 is limited to a wavelength range in which the CCD has sensitivity), so that the laser line can be easily identified on the image.

【0124】図30は本発明の第4実施例における平板
における溝の深さを電子内視鏡で計測する様子を示す。
この実施例では例えば第1実施例において、さらにレー
ザ投影面が計測部の面に垂直に設定されているかを判断
する判断機能を設けたものであり、この判断機能は図6
のCPU38が行う。
FIG. 30 shows how the depth of the groove in the flat plate in the fourth embodiment of the present invention is measured by an electronic endoscope.
In this embodiment, for example, in the first embodiment, a judgment function for judging whether or not the laser projection plane is set perpendicular to the surface of the measuring section is provided, and this judgment function is shown in FIG.
CPU 38 of FIG.

【0125】図30の実線は計測対象物としての平板1
11の溝112を例えば第1実施例に用いた電子内視鏡
2で斜めから観察し、この斜めからの観察状態でレーザ
ライン投影部22からレーザライン46を投影している
状態を示す。この場合、実線はレーザ面113が正しく
設定された状態を示し、2点鎖線はレーザ面113′が
正しく設定されていない状態を示す。
The solid line in FIG. 30 is the flat plate 1 as the measurement object.
11 shows a state in which the groove 112 is observed obliquely with the electronic endoscope 2 used in the first embodiment, and the laser line projection unit 22 projects the laser line 46 in this oblique observation state. In this case, the solid line shows the state where the laser surface 113 is set correctly, and the two-dot chain line shows the state where the laser surface 113 'is not set correctly.

【0126】つまり実線の場合にはレーザ面113はレ
ーザライン46が投影された平板111の面となす角μ
が90°となり、この状態では溝112でのレーザライ
ン上の計測点Cを設定することにより基準点A,Bを通
る直線への垂線の長さKを求めることにより、深さを求
めることができる。
That is, in the case of a solid line, the laser surface 113 forms an angle μ with the surface of the flat plate 111 on which the laser line 46 is projected.
Is 90 °, and in this state, the depth can be obtained by setting the measurement point C on the laser line in the groove 112 and finding the length K of the perpendicular to the straight line passing through the reference points A and B. it can.

【0127】一方、2点鎖線で示す場合にはレーザ面1
13はレーザライン46が投影された平板111の面と
なす角νが90°より小さく、この状態では溝112で
のレーザライン上の計測点C′を設定して基準点A,B
を通る直線への垂線の長さK′を求めても正しい深さを
求めることができない。そこで、このような計測対象物
の場合は、溝112のエッジabにレーザライン46が
直角に交わるように設定する。なお、平板111の面を
Σでしめしている。或いは内視鏡の角度μを変えながら
垂線の長さK′を数点計り、最も小さい長さK′を正し
い値Kとする。
On the other hand, in the case of the two-dot chain line, the laser surface 1
13 has an angle ν formed with the plane of the flat plate 111 on which the laser line 46 is projected smaller than 90 °, and in this state, a measurement point C ′ on the laser line in the groove 112 is set to set reference points A and B.
Even if the length K'of the perpendicular to the straight line passing through is calculated, the correct depth cannot be calculated. Therefore, in the case of such an object to be measured, the laser line 46 is set to intersect the edge ab of the groove 112 at a right angle. The surface of the flat plate 111 is indicated by Σ. Alternatively, the length K ′ of the perpendicular is measured at several points while changing the angle μ of the endoscope, and the smallest length K ′ is set to the correct value K.

【0128】この第4実施例によれば、第1実施例の作
用効果の他に、正しく計測ができる状態であるか否かの
判断を行うことができる。なお、基準の直線を決定する
ために、基準面のレーザライン上で2点A,Bを指定す
れば良いが、2点以上を指定しても良い。
According to the fourth embodiment, in addition to the operation and effect of the first embodiment, it is possible to judge whether or not the measurement can be performed correctly. In order to determine the reference straight line, two points A and B may be designated on the laser line of the reference surface, but two or more points may be designated.

【0129】図31はパイプ内面100を内視鏡2で検
査している様子を示し、このパイプ内面100には溶接
のとけ込みによる凸部101が存在し、その凸部101
の高さを計測する場合を示す。一般にこのとけ込み量に
より溶接の良否が判断されている。
FIG. 31 shows a state in which the inner surface 100 of the pipe is inspected by the endoscope 2. The inner surface 100 of the pipe has a convex portion 101 due to melting of welding.
It shows the case of measuring the height of. In general, the quality of welding is judged based on this amount of welding.

【0130】このため、凸部101を視野内に入れ、且
つパイプ内面100に投影されたレーザライン102が
凸部101を通るように、内視鏡2の先端側を移動させ
たり湾曲部12を湾曲する等して設定する。
Therefore, the distal end side of the endoscope 2 is moved or the bending portion 12 is moved so that the convex portion 101 is within the visual field and the laser line 102 projected on the inner surface 100 of the pipe passes through the convex portion 101. Set it by bending it.

【0131】この時に、レーザライン102の方向をパ
イプの軸方向と一致させて、計測誤差を小さくする。ま
た、レーザライン102は凸部101における高さの計
測を行おうとする計測点Cを通り、高さ計測の基準(つ
まり、高さがゼロ)となる基準面に延びるようにパイプ
内面100上に投影する。この基準面上に投影されたレ
ーザイラン102部分をP2、P3とする。この場合、
図31に示すように直視型の内視鏡先端面をパイプ内面
100と平行に設定することは必要でなく、斜めに観察
(撮像)する状態で良い。
At this time, the direction of the laser line 102 is made to coincide with the axial direction of the pipe to reduce the measurement error. In addition, the laser line 102 passes through the measurement point C where the height of the convex portion 101 is to be measured, and extends on the reference surface which is the reference for height measurement (that is, the height is zero) on the pipe inner surface 100. To project. The portions of the laser Iran 102 projected on this reference plane are designated as P2 and P3. in this case,
As shown in FIG. 31, it is not necessary to set the front end surface of the direct-view endoscope to be parallel to the inner surface 100 of the pipe, and the observation (imaging) may be performed obliquely.

【0132】キーボード40により前記レーザライン1
02部分P2,P3上に計測の基準点A、Bをとり、高
さを計りたい計測点Cを指示する。この状態で得られる
(フレームメモリ36上の、或いはCRT37の表示面
に表示される)内視鏡画像は図32のようになる。
The laser line 1 is moved by the keyboard 40.
The measurement reference points A and B are set on the 02 parts P2 and P3, and the measurement point C whose height is to be measured is designated. The endoscopic image obtained in this state (displayed on the frame memory 36 or on the display surface of the CRT 37) is as shown in FIG.

【0133】図32に示す様に凸部の像101′上にレ
ーザラインの像102′が重なった画像になっており、
レーザライン像102′のライン方向はパイプの軸方向
と一致する。また、レーザライン像102′は凸部10
1′を通り、その両側の基準面上に延びており、図31
のP2、P3に対応する像部分、つまり基準面上でのレ
ーザライン像部分がp2,p3となり、実際の2つの点
A、Bに対応するp2、p3上での点はa、bであり、
計測点Cに対応する画像上の点はcとなる。
As shown in FIG. 32, a laser line image 102 'is superimposed on a convex image 101',
The line direction of the laser line image 102 'coincides with the axial direction of the pipe. In addition, the laser line image 102 'has a convex portion 10
1 ', and extends on the reference planes on both sides thereof.
Image portions corresponding to P2 and P3, that is, laser line image portions on the reference plane are p2 and p3, and points on p2 and p3 corresponding to the two actual points A and B are a and b. ,
The point on the image corresponding to the measurement point C is c.

【0134】図31を参照して計測のための設定を説明
したが、実際には図32の内視鏡画像上でこれらの設定
或いは指定が以下のように行われる。そして、それらの
指定によりCPU38は、例えば以下のようなステップ
S11〜S17順で測長の処理を行う。
Although the settings for measurement have been described with reference to FIG. 31, the settings or designations are actually made on the endoscopic image of FIG. 32 as follows. Then, according to these designations, the CPU 38 performs the length measurement process in the following order of steps S11 to S17, for example.

【0135】S11.CRT37に表示された画像上で
凸部101′上にレーザライン像102′が通るように
設定する。この場合、レーザライン像102′のライン
方向をパイプの軸方向と平行となるように電子内視鏡2
の先端側を移動とか、湾曲等する。
S11. The laser line image 102 'is set to pass on the convex portion 101' on the image displayed on the CRT 37. In this case, the electronic endoscope 2 is arranged so that the line direction of the laser line image 102 'is parallel to the axial direction of the pipe.
The tip side of is moved or curved.

【0136】S12.レーザライン像102′のライン
上で凹凸のない位置にカーソルを移動し、2つの基準と
なる指定点a、bを指定する。指定点は3つ以上でも良
い。 S13.2つの指定点a、bの指定により、CPU38
は点a、bに対応する実際の基準点A、Bの3次元座標
を3角測量の関係式により算出する。 S14.CPU38は、さらに前記(10′)式により、
基準点A、Bを通る直線を算出する。
S12. The cursor is moved to a position where there is no unevenness on the line of the laser line image 102 ', and two designated points a and b serving as a reference are designated. The number of designated points may be three or more. S13. The CPU 38 is designated by the designation of the two designated points a and b.
Calculates the three-dimensional coordinates of the actual reference points A and B corresponding to the points a and b by the relational expression of triangulation. S14. The CPU 38 further uses the above equation (10 ') to
A straight line passing through the reference points A and B is calculated.

【0137】S15.さらにレーザライン像102′の
ライン上で高さを計測しようとする点の位置にカーソル
を移動し、計測指定点cを指定する。 S16.計測指定点cの指定により、CPU38はこの
点cに対応する計測点Cの3次元座標を3角測量の関係
式により算出する。
S15. Further, the cursor is moved to the position of the point whose height is to be measured on the line of the laser line image 102 ', and the measurement designated point c is designated. S16. By the designation of the designated measurement point c, the CPU 38 calculates the three-dimensional coordinates of the measurement point C corresponding to the designated point c by the triangulation relational expression.

【0138】S17.上記直線に対し、計測点Cから下
ろした垂線の長さKを前記(12)式から求める。つま
り、計測点Cの(基準面からの)高さを算出する。 以下に補足説明する。
S17. The length K of the perpendicular line drawn from the measurement point C with respect to the above straight line is obtained from the equation (12). That is, the height of the measurement point C (from the reference plane) is calculated. A supplementary explanation will be given below.

【0139】図31或いは図32のように設定した状態
において、基準となる直線を決定するために2つの基準
指定点a、b及び計測指定点cにそれぞれ対応する実際
の点A、B、Cの3次元座標(Xa,Ya,Za)(X
b,Yb,Zb)(Xc,Yc,Zc)は(1)〜(8)
式に示した計算式から求めることができる。
In the state set as shown in FIG. 31 or 32, the actual points A, B and C respectively corresponding to the two reference designated points a and b and the measurement designated point c in order to determine the straight line as the reference. Three-dimensional coordinates (Xa, Ya, Za) (X
b, Yb, Zb) (Xc, Yc, Zc) are (1) to (8)
It can be obtained from the calculation formula shown in the formula.

【0140】つまり、(1)〜(8)(及び′の付いた番
号)式において、点A、B、Cの各座標はP0,又はP
1の座標とみなす。(これに対応して、各点a、b、c
の各座標もp0又はp1の座標とみなす)ことにより、
それらの座標を求めることができる。
That is, in the equations (1) to (8) (and the numbers with '), the coordinates of points A, B and C are P0 or P, respectively.
Considered as 1 coordinate. (Corresponding to this, each point a, b, c
The respective coordinates of are also regarded as the coordinates of p0 or p1),
You can find their coordinates.

【0141】点A、B、Cの各座標の算出はキーボード
40から座標計算指示のコマンド等を入力することによ
り、CPU38が計測演算38aの機能により行う。プ
ログラムによって、直線を決定するための2点a、bを
指定すると、自動的にA、Bを算出するようにしても良
い。さらに、その直線の式も算出するようにしても良
い。
The coordinates of the points A, B and C are calculated by the CPU 38 by the function of the measurement calculation 38a by inputting a coordinate calculation instruction command or the like from the keyboard 40. If two points a and b for determining the straight line are designated by the program, A and B may be automatically calculated. Further, the equation of the straight line may be calculated.

【0142】A点、B点を通る直線は前記(10′)、
(11)式を用いる。また、凸部のC点から(10)式の直
線に降ろした垂線の長さKは前記(12)式で求められ
る。このようにして求めたい凸部の高さKを凹部と同様
に求めることができる。
The straight line passing through the points A and B is (10 '),
Equation (11) is used. Further, the length K of the perpendicular line drawn from the point C of the convex portion to the straight line of the equation (10) is obtained by the equation (12). In this way, the height K of the desired convex portion can be calculated in the same manner as the concave portion.

【0143】次に本発明の第5実施例を説明する。この
実施例は物体面15にライン状の影を投影する投影手段
を用いていることと、基準ラインとして直線でなく、曲
線を用いて凹部を算出することが上述の実施例と異な
る。
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described. This embodiment differs from the above-described embodiments in that a projection means for projecting a line-shaped shadow on the object plane 15 is used and the concave portion is calculated using a curved line as a reference line instead of a straight line.

【0144】図33は本発明の第5実施例の内視鏡装置
131を示す。この内視鏡装置131に用いられる内視
鏡132は図2において、レーザ光源ユニット53を有
しないライトガイドコネクタ139を有し、このライト
ガイドコネクタ139は光源装置3に接続される。また
この内視鏡132は、レーザ光を伝送する光ファイバ2
3及びレーザライン投影部22を有しない。これらの代
わりに内視鏡132は図34に詳細を示すようにライト
ガイド10の先端面にライン状の影を投影するための遮
光マスク133が設けてある。
FIG. 33 shows an endoscope apparatus 131 according to the fifth embodiment of the present invention. The endoscope 132 used in this endoscope device 131 has a light guide connector 139 without the laser light source unit 53 in FIG. 2, and this light guide connector 139 is connected to the light source device 3. Further, the endoscope 132 has an optical fiber 2 for transmitting laser light.
3 and the laser line projection unit 22 are not provided. Instead of these, the endoscope 132 is provided with a light-shielding mask 133 for projecting a line-shaped shadow on the tip surface of the light guide 10 as shown in detail in FIG.

【0145】図34に示すように観察窓16に隣接する
照明窓14(この実施例では1つのみである)にはカバ
ーガラス134で保護された照明用凸レンズ135が設
けてあり、ライトガイド10で伝送した照明光をこの凸
レンズ135を経て前方に拡開するように出射する。
As shown in FIG. 34, the illumination window 14 adjacent to the observation window 16 (only one in this embodiment) is provided with the illumination convex lens 135 protected by the cover glass 134, and the light guide 10 is provided. The illumination light transmitted in step (1) is emitted so as to spread forward through the convex lens 135.

【0146】ライトガイド10の先端部は口金136で
先端部11に固定され、ライトガイド10の端面の前
に、円板状の平行平面板としての例えばガラス板137
が取り付けられ、このガラス板137の凸レンズ135
側の面には図35に示すようにライン状の遮光マスク1
33が設けてある。この遮光マスク133は黒色の塗料
をライン状に塗布するなどして形成され、この遮光マス
ク133から凸レンズ135までの距離は凸レンズ13
5の焦点距離にほぼ等しい。そして、この遮光マスク1
33部分では光は遮光されると共に、物体面15側には
ライン状の影138が投影される。図34では遮光マス
ク133のライン方向は紙面垂直な方向である。
The tip portion of the light guide 10 is fixed to the tip portion 11 with a mouthpiece 136, and in front of the end surface of the light guide 10, for example, a glass plate 137 as a disc-shaped parallel flat plate.
Is attached, and the convex lens 135 of this glass plate 137 is attached.
As shown in FIG. 35, the line-shaped light-shielding mask 1 is provided on the side surface.
33 is provided. The light-shielding mask 133 is formed by applying black paint in a line shape. The distance from the light-shielding mask 133 to the convex lens 135 is the convex lens 13.
It is almost equal to the focal length of 5. And this shading mask 1
The light is blocked at the 33rd portion, and a line-shaped shadow 138 is projected on the object plane 15 side. In FIG. 34, the line direction of the light shielding mask 133 is a direction perpendicular to the paper surface.

【0147】図35において、2点鎖線は対物レンズ系
17とCCD18を示し、遮光マスク133のライン方
向はCCD18の正方形ないし長方形の撮像面の縦或い
は横方向と平行であることを示している。
In FIG. 35, the two-dot chain line indicates the objective lens system 17 and the CCD 18, and the line direction of the light-shielding mask 133 is parallel to the vertical or horizontal direction of the square or rectangular image pickup surface of the CCD 18.

【0148】また、この実施例における計測ユニット
4′は図2の計測ユニット4からレーザダイオードドラ
イブ回路39を削除し、かつCPU38におけるライン
算出部38bの代わりにカーブ算出部38b′を有する
構成である。その他のハードウェアの構成は図2と同様
であり、同一の構成要素には同じ符号を付け、その説明
を省略する。
The measuring unit 4'in this embodiment has a structure in which the laser diode drive circuit 39 is removed from the measuring unit 4 of FIG. 2 and a curve calculating unit 38b 'is provided in place of the line calculating unit 38b in the CPU 38. . The other hardware configuration is the same as that of FIG. 2, and the same components are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted.

【0149】この実施例ではライン状の影を形成する影
投影手段140を照明光学系部分に遮光マスク133を
設けることにより実現しているので、内視鏡装置131
の構成は第1実施例よりも簡単となっている。
In this embodiment, since the shadow projecting means 140 for forming a line-shaped shadow is realized by providing the light shielding mask 133 in the illumination optical system portion, the endoscope device 131 is provided.
The configuration is simpler than that of the first embodiment.

【0150】図36(A)は円筒形状のパイプ内面44
の減肉部等の凹部45を計測している様子を示す。パイ
プ内面44に投影した影138がパイプの軸に対して傾
いている場合、CRT37には図37に示されるような
画像141が表示される。この画像141から分かるよ
うに影138′は曲線となる。この実施例では以下のよ
うにして、パイプ内面44に投影された曲線の3次元的
表式を求め、凹部45の深さを計測する。
FIG. 36A shows an inner surface 44 of a cylindrical pipe.
7 shows how the recessed portion 45 such as the reduced thickness portion is measured. When the shadow 138 projected on the inner surface 44 of the pipe is inclined with respect to the axis of the pipe, the image 141 as shown in FIG. 37 is displayed on the CRT 37. As can be seen from this image 141, the shadow 138 'becomes a curve. In this embodiment, the three-dimensional expression of the curve projected on the inner surface 44 of the pipe is obtained and the depth of the recess 45 is measured as follows.

【0151】画像141中で曲線上で凹部を除く任意位
置に、例えばr,s,t,u,v,wの6点をカーソル
で指定する。次に深さの計測点として凹部を通る曲線上
にqを指定する。
For example, six points of r, s, t, u, v, and w are designated by a cursor at arbitrary positions on the curve excluding the concave portion in the image 141. Next, q is designated as a depth measurement point on the curve passing through the concave portion.

【0152】これらの指定により、CPU38は画像中
で指定された点に対応する点の3次元座標を(1)〜
(8)式を用いて算出する。点r,s,t,u,v,
w,qに対応する点R,S,T,U,V,W,Qの算出
された3次元座標を図36(B)に示す。
With these designations, the CPU 38 determines the three-dimensional coordinates of the point corresponding to the point designated in the image from (1) to
It is calculated using equation (8). Points r, s, t, u, v,
The calculated three-dimensional coordinates of the points R, S, T, U, V, W, Q corresponding to w, q are shown in FIG. 36 (B).

【0153】パイプ内面44における3次元座標で表さ
れた点R,S,T,U,V,Wの6点を通る曲線を表す
近似曲線の表式を求める場合、例えば図38に示すよう
に影138が投影されたパイプ内面44における凹部4
5を通るように投影された影138で切断した投影平面
139の平面を例えばYZ座標系とする座標系で考え
る。具体的にはこの投影平面139への座標変換を行え
ば良い。
When an expression of an approximate curve representing a curve passing through six points R, S, T, U, V and W represented by three-dimensional coordinates on the inner surface 44 of the pipe is obtained, for example, as shown in FIG. The recess 4 in the pipe inner surface 44 on which the shadow 138 is projected
Consider a coordinate system in which the plane of the projection plane 139 cut by the shadow 138 projected so as to pass through 5 is the YZ coordinate system, for example. Specifically, coordinate conversion to this projection plane 139 may be performed.

【0154】このように影138を含む投影平面139
で考えることにより、投影された影138の凹部を除く
パイプ内面44に投影された曲線部分を以下のように平
面内の曲線で近似できる。図12(A),12(B)に
示すように投影されたライン上の任意の点P0,P1は
Y軸からX座標がH離れたY軸に平行なライン上の位置
(つまりX=ーH)に存在するので、X座標の値をーH
だけ引く座標変換(つまり3次元座標(XーH,Y,
Z)を新しい3次元座標(X,Y,Z)とする)を行え
ば、投影平面139はX=0のYZ平面に存在し、YZ
座標系とする座標系で考えることが可能になる。Xの値
は一定であるので、X=HとなるYZ平面のYZ座標系
を採用しても良い。
Thus, the projection plane 139 including the shadow 138
By considering the above, the curved portion projected on the pipe inner surface 44 excluding the concave portion of the projected shadow 138 can be approximated by a curved line in the plane as follows. As shown in FIGS. 12 (A) and 12 (B), arbitrary points P0 and P1 on the projected line are located on a line parallel to the Y axis where the X coordinate is H away from the Y axis (that is, X = −). Since it exists in H), the value of X coordinate is -H
Coordinate transformation that draws only (that is, three-dimensional coordinates (X-H, Y,
Z) as a new three-dimensional coordinate (X, Y, Z)), the projection plane 139 exists in the YZ plane of X = 0, and YZ
It is possible to think in terms of coordinate system. Since the value of X is constant, a YZ coordinate system on the YZ plane where X = H may be adopted.

【0155】より具体的にはパイプ内面44に凹部45
を通るように投影された影138における凹部45を除
く部分の曲線を2次式で近似し、深さ計測の基準曲線と
する。2次曲線の一般式 aY2 +2hYZ+bZ2 +2gY+2fZ+c=0 (21) ここで、a,h,g,b,f,cは定数 この(21)式に上記R,S,T,U,V,Wの(Y,
Z)座標を代入して、これら6個の式を連立させて6個
の定数a,h,g,b,f,cを求めることができる。
つまり、6個の定数a,h,g,b,f,cが決定され
るので、基準となる曲線の表式が具体的に求められる。
More specifically, the recess 45 is formed on the inner surface 44 of the pipe.
A curve of a portion of the shadow 138 projected so as to pass through except for the concave portion 45 is approximated by a quadratic equation and used as a reference curve for depth measurement. General formula of quadratic curve aY 2 + 2hYZ + bZ 2 + 2gY + 2fZ + c = 0 (21) where a, h, g, b, f, c are constants in the formula (21). Of (Y,
Z) By substituting the coordinates, these six formulas can be made simultaneous to obtain the six constants a, h, g, b, f, and c.
That is, since the six constants a, h, g, b, f, and c are determined, the expression of the reference curve can be specifically obtained.

【0156】次に凹部45の深さを求める。(21)式
で示される2次式で任意の点(Y1,Z1)の接線は以
下の式で表すことができる。
Next, the depth of the recess 45 is obtained. In the quadratic equation represented by the equation (21), the tangent line of any point (Y1, Z1) can be represented by the following equation.

【0157】 Y(aY1+hZ1+g)+Z(hY1+bZ1+f) +(gY1+fZ1+c)=0 (22) ここで、A′=aY1+hZ1+g B′=hY1+bZ1+f C′=gY1+fZ1+c と置くと、 A′Y+B′Z+C′=0 (23) となる。Y (aY1 + hZ1 + g) + Z (hY1 + bZ1 + f) + (gY1 + fZ1 + c) = 0 (22) where A ′ = aY1 + hZ1 + g B ′ = hY1 + bZ1 + f C ′ = gY1 + fZ1 + c = B ′ (Z + C ′ + 0) + A′C23 + Becomes

【0158】凹部45の深さを求める点Q(Yq,Z
q)から(23)式で表される接線143に下ろした垂
線の長さDは D=|A′Yq+B′Zq+C′|/√(A′2 +B′2 ) (24) で表される。
A point Q (Yq, Z) for obtaining the depth of the recess 45.
The length D of the perpendicular line drawn from q) to the tangent line 143 represented by the equation (23) is represented by D = | A′Yq + B′Zq + C ′ | / √ (A ′ 2 + B ′ 2 ) (24).

【0159】ここで、深さを求める点Qが(21)式で
表される曲線の凸側に存在する場合は、前記任意の点
(Y1,Z1)を図38のMの範囲142の中で変化さ
せ、各々の点で垂線の長さDが最大となる値を深さKと
する。
Here, when the point Q for obtaining the depth exists on the convex side of the curve expressed by the equation (21), the arbitrary point (Y1, Z1) is set in the range 142 of M in FIG. The depth K is the value at which the length D of the perpendicular line is maximum at each point.

【0160】また、深さを求めようとする点Qが(2
1)式で表される曲線の凹側に存在する場合は、前記任
意の点(Y1,Z1)を図38のMの範囲142の中で
変化させ、各々の点で垂線の長さDを求め、Dが最も小
さい値を深さKとする。
The point Q for which the depth is to be obtained is (2
When it exists on the concave side of the curve represented by the equation (1), the arbitrary point (Y1, Z1) is changed within the range 142 of M in FIG. 38, and the length D of the perpendicular line at each point. The depth D is determined to be the smallest value of D.

【0161】本実施例では基準ラインとして2次式を用
いたが、その他の数学的関数を用いても良い。また、減
肉部による凹部45の深さでなく、凸部の高さも同様に
求めることは明らかである。
Although the quadratic equation is used as the reference line in this embodiment, other mathematical functions may be used. Further, it is apparent that not only the depth of the concave portion 45 due to the thinned portion but also the height of the convex portion is obtained.

【0162】また、この実施例では観察のための照明光
を利用して影を投影する手段を形成しているので、レー
ザ光源を必要とせず、既存の内視鏡装置の大部分を利用
して、或いは少しの改造で構成できるので、低コストで
凹部の深さ或いは凸部の高さを計測できる内視鏡システ
ムを実現できる。
Further, in this embodiment, since the means for projecting a shadow by using the illumination light for observation is formed, the laser light source is not required and most of the existing endoscope apparatus are used. Since it can be configured with a slight modification, the endoscope system capable of measuring the depth of the concave portion or the height of the convex portion can be realized at low cost.

【0163】上述の実施例では投影された物体面上のラ
イン状光或いはライン状影の観察像中で任意の点を指定
して、指定した点を通る3次元的リファレンスラインの
近似式を求め、その後に凹部などの計測点を指定してそ
の計測点の3次元座標位置からリファレンスラインに下
ろす等した垂線の長さを求めて凹部の深さなどを求める
ようにしている。
In the above-described embodiment, an arbitrary point is designated in the observed image of the line-shaped light or the line-shaped shadow on the projected object surface, and the approximate expression of the three-dimensional reference line passing through the designated point is obtained. After that, a measurement point such as a recess is specified, and the depth of the recess is calculated by obtaining the length of a perpendicular line from the three-dimensional coordinate position of the measurement point to the reference line.

【0164】これに対し、以下に説明する第6実施例の
ように投影されたライン上の基準となる点を利用してリ
ファレンスラインの3次元表式を求め、計測を望む計測
点を指定してその計測点の3次元座標位置からリファレ
ンスラインに下ろす等した垂線の長さを求めて凹部の深
さなどを求めるようにしても良い。
On the other hand, as in the sixth embodiment described below, a reference point on the projected line is used to obtain the three-dimensional expression of the reference line, and the measurement point desired to be measured is designated. It is also possible to obtain the depth of the concave portion by obtaining the length of a perpendicular line drawn from the three-dimensional coordinate position of the measurement point to the reference line.

【0165】なお、上述の各実施例において、測長に用
いられる内視鏡は電子内視鏡に限定されるものでなく、
対物レンズによる光学像をファイババンドル等で形成さ
れ、光学像を伝送するイメージガイドの機能を備えた光
学式内視鏡(光学式スコープ)の接眼部等に固体撮像素
子を内蔵したTVカメラを装着したTVカメラ装着スコ
ープでも良い。
In each of the above embodiments, the endoscope used for length measurement is not limited to the electronic endoscope.
A TV camera that has a solid-state image sensor built in the eyepiece of an optical endoscope (optical scope) that has an image guide function that transmits an optical image by forming an optical image using an objective lens The attached TV camera scope may be used.

【0166】また、画像を表示する表示装置はCRT3
7に限定されるものでなく、液晶ディスプレイ、プラズ
マディスプレイ等を用いたものでも良い。さらに、上述
の各実施例を部分的等で組み合わせて異なる実施例を形
成したものも本発明に属する。
Further, the display device for displaying the image is a CRT3.
The number is not limited to 7, and a liquid crystal display, a plasma display or the like may be used. Further, a combination of the above-mentioned embodiments partially or in part to form different embodiments also belongs to the present invention.

【0167】[付記] 2.請求項1の内視鏡装置であって、前記対象物の面が
円筒面である場合には、前記面を通るリファレンスライ
ンを前記円筒面の軸と平行な方向に設定する。 3.請求項1の内視鏡装置であって、前記位置指定手段
により指定された位置の3次元座標を求める際に、前記
内視鏡の対物光学系の誤差及び歪みの少なくとも一方を
補正する補正手段を有する。 4.請求項1の内視鏡装置であって、前記リファレンス
ライン投影手段は半導体レーザから供給されるレーザ光
からライン状の光を出射し、前記対象物に前記ライン状
の光により前記リファレンスラインを形成する。 5.請求項1の内視鏡装置であって、前記リファレンス
ライン投影手段はライン状の影を前記対象物に投影し、
前記ライン状の影により前記リファレンスラインを形成
する。
[Additional Notes] 2. The endoscope apparatus according to claim 1, wherein when the surface of the object is a cylindrical surface, a reference line passing through the surface is set in a direction parallel to the axis of the cylindrical surface. 3. The endoscope apparatus according to claim 1, wherein, when obtaining the three-dimensional coordinates of the position designated by the position designating means, at least one of an error and a distortion of an objective optical system of the endoscope is corrected. Have. 4. The endoscope apparatus according to claim 1, wherein the reference line projecting means emits linear light from laser light supplied from a semiconductor laser, and forms the reference line on the object by the linear light. To do. 5. The endoscope apparatus according to claim 1, wherein the reference line projection means projects a line-shaped shadow onto the object,
The reference line is formed by the line-shaped shadow.

【0168】6.請求項1の内視鏡装置であって、前記
リファレンスライン投影手段は前記照明光学系に設けた
ライン状の遮光部によるライン状の影を前記対象物に投
影し、前記ライン状の影により前記リファレンスライン
を形成する。 7.付記4の内視鏡装置であって、前記内視鏡は前記照
明光学系に照明光を伝送する伝送手段を有し、前記伝送
手段は前記内視鏡の外部に設けられた照明光を発生する
照明用光源装置に接続されるコネクタ部を有し、前記コ
ネクタ部に前記半導体レーザを有するレーザ光源を有す
る。 8.付記4の内視鏡装置であって、前記レーザ光を前記
リファレンスライン投影手段に伝送する光ファイバを有
し、前記レーザ光が供給される前記光ファイバの端面に
楔状のプリズムが設けられる。 9.請求項1の内視鏡装置であって、前記リファレンス
ライン投影手段から前記対象物側に投影される前記リフ
ァレンスラインのライン方向は前記撮像素子の長方形な
いし正方形の撮像面の縦又は横方向と平行である。 10.付記3の内視鏡装置であって、前記補正手段は複
数の内視鏡に対し、それぞれの対物光学系の誤差及び歪
みの少なくとも一方を補正するための情報を記録した記
録手段を有し、前記補正手段は計測を行う前に実際に使
用される内視鏡に対応する情報を読み出して補正を行
う。
6. The endoscope apparatus according to claim 1, wherein the reference line projecting unit projects a line-shaped shadow by a line-shaped light shielding unit provided in the illumination optical system onto the object, and the line-shaped shadow causes the line-shaped shadow to be projected. Form a reference line. 7. The endoscope apparatus according to appendix 4, wherein the endoscope has a transmission means for transmitting illumination light to the illumination optical system, and the transmission means generates illumination light provided outside the endoscope. And a laser light source having the semiconductor laser in the connector portion. 8. The endoscope apparatus according to attachment 4, further comprising an optical fiber that transmits the laser light to the reference line projection means, and a wedge-shaped prism is provided on an end surface of the optical fiber to which the laser light is supplied. 9. The endoscope apparatus according to claim 1, wherein a line direction of the reference line projected from the reference line projecting unit to the object side is parallel to a vertical or horizontal direction of a rectangular or square imaging surface of the image sensor. Is. 10. The endoscope apparatus according to appendix 3, wherein the correction unit has a recording unit that records, for a plurality of endoscopes, information for correcting at least one of error and distortion of each objective optical system, The correction means reads out information corresponding to an endoscope that is actually used and performs correction before performing the measurement.

【0169】11.付記3の内視鏡装置であって、内視
鏡毎に前記補正手段で補正すべき情報を記録した半導体
メモリを有し、前記補正手段は使用される内視鏡から前
記情報を読み出して補正を行う。 12.請求項1の内視鏡装置であって、前記演算手段は
CPUを用いて構成される。 13.請求項1の内視鏡装置であって、前記内視鏡は前
記挿入部の軸方と平行な方向を観察視野とする直視タイ
プである。 14.請求項1の内視鏡装置であって、前記内視鏡は前
記挿入部の軸と直交する方向を観察視野とする側視タイ
プである。 15.請求項1の内視鏡装置であって、前記位置指定手
段は前記画像中の任意位置にカーソルを表示するカーソ
ル表示手段である。
11. The endoscope apparatus according to appendix 3, wherein each endoscope has a semiconductor memory in which information to be corrected by the correction unit is recorded, and the correction unit reads out the information from the endoscope to be used for correction. I do. 12. The endoscope apparatus according to claim 1, wherein the arithmetic means is configured by using a CPU. 13. The endoscope apparatus according to claim 1, wherein the endoscope is a direct-viewing type having an observation visual field in a direction parallel to an axial direction of the insertion portion. 14. The endoscope apparatus according to claim 1, wherein the endoscope is a side-view type having an observation visual field in a direction orthogonal to an axis of the insertion portion. 15. The endoscope apparatus according to claim 1, wherein the position designating means is cursor display means for displaying a cursor at an arbitrary position in the image.

【0170】16.請求項1の内視鏡装置であって、前
記演算手段は、前記画像中において前記面を通るリファ
レンスライン上に指定された複数の点にそれぞれ対応す
る3次元座標位置を算出し、前記3次元座標位置を通る
ラインの表式を算出する演算から前記近似ラインの表式
を求める。 17.凹部又は凸部が存在する対象物の面に、撮像手段
を備えた内視鏡の先端側に設けたリファレンスライン投
影手段からライン状の光又は影を投影し、前記面及び凹
部又は凸部を通るリファレンスラインを形成する第1の
ステップと、前記対象物を前記撮像手段により撮像し、
表示手段で表示した前記対象物の画像中において、前記
面を通るリファレンスライン上に複数の点を指定する第
2のステップと、前記対象物の画像中において、前記凹
部又は凸部を通るリファレンスライン上に深さ或いは高
さを計測しようとする計測点を指定する第3のステップ
と、前記複数の点の指定により前記面を通り、計測の基
準となるリファレンスラインを3次元的に表す近似ライ
ンの表式の算出と、前記計測点の3次元座標の算出とを
行い、さらに前記計測点から前記近似ラインまでの距離
を算出して前記凹部の深さ又は凸部の高さを算出する第
4のステップと、を備えた凹部の深さ又は凸部の高さの
計測方法。
16. The endoscopic device according to claim 1, wherein the calculation means calculates three-dimensional coordinate positions respectively corresponding to a plurality of points designated on a reference line passing through the surface in the image, and the three-dimensional coordinates are calculated. The expression of the approximate line is obtained from the calculation for calculating the expression of the line passing through the coordinate position. 17. On the surface of the object in which the concave portion or the convex portion is present, a line-shaped light or shadow is projected from the reference line projection means provided on the tip side of the endoscope equipped with the image pickup means, and the surface and the concave portion or the convex portion are A first step of forming a passing reference line, and the object is imaged by the imaging means,
A second step of designating a plurality of points on a reference line passing through the surface in the image of the object displayed by the display means, and a reference line passing through the concave portion or the convex portion in the image of the object. A third step of designating a measurement point whose depth or height is to be measured, and an approximation line that three-dimensionally represents a reference line that passes through the surface by designating the plurality of points and serves as a measurement reference. And calculating the three-dimensional coordinates of the measurement point, and further calculating the distance from the measurement point to the approximate line to calculate the depth of the concave portion or the height of the convex portion. 4. The method for measuring the depth of a concave portion or the height of a convex portion, which comprises the step 4).

【0171】18.請求項17の計測方法であって、前
記面及び凹部又は凸部を通るリファレンスラインは前記
面及び凹部又は凸部をほぼ垂直に切断するように投影さ
れる。 19.付記17の計測方法であって、前記近似ラインは
直線である。 20.付記17の計測方法であって、前記計測点及び前
記複数の点の指定は前記画像中で移動するカーソルで行
う。 21.付記17の計測方法であって、前記近似ラインの
表式の算出と、前記3次元座標の算出と、前記深さ或い
は高さの算出はCPUを用いて行う。 22.付記17の計測方法であって、前記リファレンス
ライン状の光は600〜700ナノメートルの波長の光
である。 23.付記20の計測方法であって、前記カーソルの幅
及びカーソルの表示色との少なくとも一方を選択可能で
ある。
18. 18. The measuring method according to claim 17, wherein the reference line passing through the surface and the concave portion or the convex portion is projected so as to cut the surface and the concave portion or the convex portion substantially vertically. 19. The measurement method according to attachment 17, wherein the approximate line is a straight line. 20. The measurement method according to attachment 17, wherein the measurement point and the plurality of points are designated by a cursor that moves in the image. 21. In the measurement method according to attachment 17, the calculation of the expression of the approximate line, the calculation of the three-dimensional coordinates, and the calculation of the depth or height are performed using a CPU. 22. The measurement method according to attachment 17, wherein the reference line-shaped light has a wavelength of 600 to 700 nanometers. 23. In the measurement method according to attachment 20, at least one of the width of the cursor and the display color of the cursor can be selected.

【0172】24.付記17の計測方法であって、前記
複数の点の指定は2点又は3点である。 25.付記19の計測方法であって、前記距離の算出を
前記計測点から前記近似ラインに下ろした垂線の長さを
算出して、前記垂線の長さを前記凹部の深さ又は凸部の
高さとする。 26.付記17の計測方法であって、前記近似ラインは
曲線である。 27.付記26の計測方法であって、前記距離の算出を
前記計測点から前記曲線の接線に下ろした垂線の長さを
算出して、前記垂線の長さを前記凹部の深さ又は凸部の
高さとする。 28.付記17の計測方法であって、前記複数の点の指
定は6点である。
24. The measurement method according to attachment 17, wherein the designation of the plurality of points is two or three. 25. The measurement method according to attachment 19, wherein the distance is calculated by calculating the length of a perpendicular line drawn from the measurement point to the approximate line, and the length of the perpendicular line is defined as the depth of the concave portion or the height of the convex portion. To do. 26. The measurement method according to attachment 17, wherein the approximate line is a curve. 27. The measurement method according to attachment 26, wherein the distance is calculated by calculating the length of a perpendicular line drawn from the measurement point to the tangent line of the curve, and the length of the perpendicular line is calculated as the depth of the concave portion or the height of the convex portion. Satoshi 28. The measurement method according to attachment 17, wherein the designation of the plurality of points is 6 points.

【0173】29.凹部又は凸部が存在する対象物の面
に、撮像手段を備えた内視鏡の先端側に設けたリファレ
ンスライン投影手段からライン状の光又は影を投影し、
前記面及び凹部又は凸部を通るリファレンスラインを形
成する第1のステップと、前記対象物を前記撮像手段に
より撮像し、表示手段で表示した前記対象物の画像中に
おいて、前記面を通るリファレンスライン上に複数の点
を指定して、前記面を通り、計測の基準となるラインを
3次元的に表す近似ラインの表式を算出する第2のステ
ップと、前記対象物の画像中において、前記凹部又は凸
部を通るリファレンスライン上に深さ或いは高さを計測
しようとする計測点を指定して、前記計測点の3次元座
標を算出する第3のステップと、前記計測点から近似ラ
インまでの距離を算出して前記凹部の深さ又は凸部の高
さを算出する第4のステップと、を備えた凹部の深さ又
は凸部の高さの計測方法。
29. On the surface of the object in which the concave portion or the convex portion is present, a line-shaped light or shadow is projected from the reference line projection means provided on the tip side of the endoscope equipped with the imaging means,
A first step of forming a reference line passing through the surface and the concave portion or the convex portion; and a reference line passing through the surface in the image of the object imaged by the image pickup means and displayed by the display means. A second step of designating a plurality of points on the top surface, passing through the surface, and calculating a formula of an approximate line that three-dimensionally represents a line serving as a reference for measurement; and in the image of the object, A third step of calculating a three-dimensional coordinate of the measurement point by designating a measurement point whose depth or height is to be measured on a reference line passing through the concave portion or the convex portion, and from the measurement point to the approximate line And a fourth step of calculating the depth of the concave portion or the height of the convex portion to calculate the distance of the concave portion or the height of the convex portion.

【0174】[0174]

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、細長
の挿入部と、前記挿入部の先端側に設けられ、対象物に
照明光を出射する照明光学系と、前記照明光により照明
された対象物の像を結ぶ対物光学系と、前記対象物の面
に存在する計測対象となる凹部又は凸部を通るリファレ
ンスラインを投影するリファレンスライン投影手段と、
前記対物光学系に基づく像を光電変換する撮像素子とを
備えた内視鏡と、前記撮像素子に対する信号処理を行
い、映像信号を生成する信号処理手段と、前記映像信号
が入力されることにより、前記リファレンスラインが重
畳された前記対象物に対応する画像を表示する表示手段
と、前記画像の任意位置を指定する位置指定手段と、前
記面を通るリファレンスラインを計測の基準ラインと見
なして前記基準ラインを3次元的に表す近似ラインの表
式の算出と、前記凹部又は凸部を通るリファレンスライ
ン上に前記位置指定手段で指定された点に対応する3次
元座標位置の算出と、前記近似ラインと前記3次元座標
位置の距離を演算して前記凹部の深さ又は凸部の高さの
算出とを行う演算手段とを設けてあるので、斜め方向か
ら前記面を通るリファレンスラインを投影した場合に
も、リファレンスラインに対する基準ラインとなる近似
ラインに対する前記凹部又は凸部を通るリファレンスラ
イン上で指定した点からの距離を求めて深さ等を簡単に
計測できるようにしている。
As described above, according to the present invention, an elongated insertion portion, an illumination optical system which is provided on the distal end side of the insertion portion and which emits illumination light to an object, and illumination by the illumination light An objective optical system that forms an image of the target object, and a reference line projection unit that projects a reference line that passes through a concave portion or a convex portion that is a measurement target existing on the surface of the target object,
An endoscope including an image pickup device for photoelectrically converting an image based on the objective optical system, signal processing means for performing signal processing on the image pickup device and generating a video signal, and by inputting the video signal A display means for displaying an image corresponding to the object on which the reference line is superimposed, a position designating means for designating an arbitrary position of the image, and a reference line passing through the surface is regarded as a reference line for measurement. Calculation of an approximate line expression that three-dimensionally represents a reference line, calculation of a three-dimensional coordinate position corresponding to a point designated by the position designating means on a reference line passing through the concave portion or the convex portion, and the approximation. Since a calculation means for calculating the distance between the line and the three-dimensional coordinate position to calculate the depth of the concave portion or the height of the convex portion is provided, a riff passing through the surface in an oblique direction. Even when the lens line is projected, the depth etc. can be easily measured by obtaining the distance from the point specified on the reference line passing through the concave portion or the convex portion with respect to the approximate line which is the reference line for the reference line. There is.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】図1ないし図15は本発明の第1実施例に係
り、図1は第1実施例の内視鏡装置の全体構成を示す外
観図。
FIG. 1 to FIG. 15 relate to a first embodiment of the present invention, and FIG. 1 is an external view showing the overall configuration of an endoscope apparatus of the first embodiment.

【図2】図2は内視鏡装置の全体構成図。FIG. 2 is an overall configuration diagram of an endoscope device.

【図3】図3は内視鏡先端部の構造を示す断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view showing the structure of the distal end portion of the endoscope.

【図4】図4(A)は内視鏡先端部に設けたレーザライ
ン投影部の平面断面図、図4(B)はレーザライン投影
部の側面断面図、図4(C)はレーザライン投影部に用
いられている平行平面板の構造を示す図。
FIG. 4 (A) is a plan sectional view of a laser line projection unit provided at the distal end of the endoscope, FIG. 4 (B) is a side sectional view of the laser line projection unit, and FIG. 4 (C) is a laser line. The figure which shows the structure of the plane parallel plate used for the projection part.

【図5】図5(A)は口金の微動機構を備えたレーザラ
イン光源の断面図、図5(B)は図5(A)のAーA線
断面図、図5(C)は比較のために先行例における口金
の微動機構を示す断面図、図5(D)は図5(C)のE
−E線断面図。
5 (A) is a cross-sectional view of a laser line light source having a fine movement mechanism of a die, FIG. 5 (B) is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 5 (A), and FIG. 5 (C) is a comparison. FIG. 5D is a cross-sectional view showing the fine movement mechanism of the die in the prior art for the purpose of FIG. 5D.
-E line sectional drawing.

【図6】図6は内視鏡装置の電気系の概略の構成を示す
ブロック図。
FIG. 6 is a block diagram showing a schematic configuration of an electric system of the endoscope apparatus.

【図7】図7は先端面に平行な物体面にレーザラインを
投影した図。
FIG. 7 is a diagram in which a laser line is projected on an object plane parallel to the tip surface.

【図8】図8は図7のB−B断面位置での計測点と光学
系の関係の説明図。
8 is an explanatory diagram of a relationship between a measurement point and an optical system at a BB cross section position in FIG. 7.

【図9】図9は先端面に斜めの物体面にレーザラインを
投影した様子を示す説明図。
FIG. 9 is an explanatory diagram showing a state in which a laser line is projected onto an object surface that is oblique to the tip surface.

【図10】図10は図9の側面図。FIG. 10 is a side view of FIG. 9.

【図11】図11は図9における撮像画像を示す説明
図。
FIG. 11 is an explanatory diagram showing a captured image in FIG. 9;

【図12】図12(A)及び12(B)は計測点と光学
系との関係を示す説明図。
12 (A) and 12 (B) are explanatory views showing a relationship between a measurement point and an optical system.

【図13】図13は凹部のあるパイプ内面にレーザライ
ンを投影した様子を示す説明図。
FIG. 13 is an explanatory diagram showing a state where a laser line is projected on the inner surface of a pipe having a recess.

【図14】図14は図13に対応する撮像された画像を
示す説明図。
FIG. 14 is an explanatory diagram showing a captured image corresponding to FIG. 13.

【図15】図15は凹部の深さを算出する処理内容を示
すフローチャート。
FIG. 15 is a flowchart showing the processing contents for calculating the depth of a recess.

【図16】図16(A)ないし図16(C)は図15の
変形例の処理順序を示すフローチャート。
16 (A) to 16 (C) are flowcharts showing the processing sequence of the modified example of FIG.

【図17】図17は光学的にずれている場合の様子を示
す説明図。
FIG. 17 is an explanatory diagram showing a state in which there is an optical shift.

【図18】図18は図17に対応する画像をフレームメ
モリ上で示す説明図。
FIG. 18 is an explanatory diagram showing an image corresponding to FIG. 17 on a frame memory.

【図19】図19は光学的にずれている場合に、実際の
物体距離と補正した原点座標の関係を示す表。
FIG. 19 is a table showing the relationship between the actual object distance and the corrected origin coordinates when there is an optical shift.

【図20】図20は図19の表の関係を近似式で近似し
た様子を示すグラフ。
FIG. 20 is a graph showing a state in which the relationships in the table of FIG. 19 are approximated by an approximate expression.

【図21】図21は第2実施例における電気系のブロッ
ク図。
FIG. 21 is a block diagram of an electric system in the second embodiment.

【図22】図22は本発明の第3実施例の内視鏡装置の
全体構成図。
FIG. 22 is an overall configuration diagram of an endoscope apparatus according to a third embodiment of the present invention.

【図23】図23は電子内視鏡の先端部の断面図。FIG. 23 is a cross-sectional view of the tip of the electronic endoscope.

【図24】図24は内視鏡装置の電気系のブロック図。FIG. 24 is a block diagram of an electric system of the endoscope device.

【図25】図25(A)及び25(B)はCRT上のカ
ーソルを示す説明図。
25 (A) and 25 (B) are explanatory views showing a cursor on a CRT.

【図26】図26(A)及び26(B)は画像上のレー
ザラインの動きを示す説明図。
26 (A) and 26 (B) are explanatory views showing the movement of a laser line on an image.

【図27】図27はレーザ光源ユニットを示す断面図。FIG. 27 is a cross-sectional view showing a laser light source unit.

【図28】図28は図27における光ファイバの入射部
の詳細を示す断面図。
28 is a cross-sectional view showing details of an incident portion of the optical fiber in FIG. 27.

【図29】図29はレーザラインの強度分布を示す特性
図。
FIG. 29 is a characteristic diagram showing the intensity distribution of a laser line.

【図30】図30は本発明の第4実施例における溝の深
さを計測している様子を示す説明図。
FIG. 30 is an explanatory diagram showing a state of measuring the depth of a groove in the fourth embodiment of the present invention.

【図31】図31は凸部を計測する様子を示す説明図。FIG. 31 is an explanatory diagram showing how to measure a convex portion.

【図32】図32は図31に対応する内視鏡画像を示す
図。
32 is a diagram showing an endoscopic image corresponding to FIG. 31. FIG.

【図33】図33ないし図38は本発明の第5実施例に
係り、図33は第5実施例の内視鏡装置の全体構成図。
33 to 38 relate to a fifth embodiment of the present invention, and FIG. 33 is an overall configuration diagram of an endoscope apparatus of the fifth embodiment.

【図34】図34は内視鏡の先端側の構造を示す断面
図。
FIG. 34 is a cross-sectional view showing the structure on the distal end side of the endoscope.

【図35】図35は図34の正面方向から見たガラス板
の正面図。
35 is a front view of the glass plate viewed from the front direction of FIG. 34.

【図36】図36(A)は凹部のあるパイプ内面にライ
ン状の影を投影した様子を示す説明図、図36(B)は
図36(A)の一部を拡大した図。
36 (A) is an explanatory view showing a state where a line-shaped shadow is projected on the inner surface of a pipe having a recessed portion, and FIG. 36 (B) is an enlarged view of a part of FIG. 36 (A).

【図37】図37は図36(A)に対応した撮像された
画像を示す説明図。
37 is an explanatory diagram showing a captured image corresponding to FIG. 36 (A).

【図38】図38は影の投影線で切断さた凹部を通る投
影平面を示す図。
FIG. 38 is a view showing a projection plane passing through a recess cut along a projection line of a shadow.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…内視鏡装置 2…電子内視鏡 3…照明用光源 4…計測ユニット 5…レーザ光源 6…挿入部 7…操作部 8…ユニバーサルコード 9…電気ケーブル 11…先端部 14…照明窓 15…物体面 16…観察窓 17…対物レンズ系 18…CCD 19…撮像部 22…レーザライン投影部 23…光ファイバ 24…レーザライン投影用レンズ系 35…CCU 36…フレームメモリ 37…CRT 38…CPU 40…キーボード 41a,41b…レーザライン 53…レーザ光源ユニット 56…レーザダイオード DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Endoscope device 2 ... Electronic endoscope 3 ... Illumination light source 4 ... Measuring unit 5 ... Laser light source 6 ... Insertion part 7 ... Operation part 8 ... Universal cord 9 ... Electric cable 11 ... Tip part 14 ... Illumination window 15 ... object plane 16 ... observation window 17 ... objective lens system 18 ... CCD 19 ... imaging unit 22 ... laser line projection unit 23 ... optical fiber 24 ... laser line projection lens system 35 ... CCU 36 ... frame memory 37 ... CRT 38 ... CPU 40 ... Keyboard 41a, 41b ... Laser line 53 ... Laser light source unit 56 ... Laser diode

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 細長の挿入部と、前記挿入部の先端側に
設けられ、対象物に照明光を出射する照明光学系と、前
記照明光により照明された対象物の像を結ぶ対物光学系
と、前記対象物の面に存在する計測対象となる凹部又は
凸部を通るリファレンスラインを投影するリファレンス
ライン投影手段と、前記対物光学系に基づく像を光電変
換する撮像素子とを備えた内視鏡と、 前記撮像素子に対する信号処理を行い、映像信号を生成
する信号処理手段と、 前記映像信号が入力されることにより、前記リファレン
スラインが重畳された前記対象物に対応する画像を表示
する表示手段と、 前記画像の任意位置を指定する位置指定手段と、 前記面を通るリファレンスラインを計測の基準ラインと
見なして前記基準ラインを3次元的に表す近似ラインの
表式の算出と、前記凹部又は凸部を通るリファレンスラ
イン上に前記位置指定手段で指定された点に対応する3
次元座標位置の算出と、前記近似ラインと前記3次元座
標位置の距離を演算して前記凹部の深さ又は凸部の高さ
の算出とを行う演算手段と、 を有する内視鏡装置。
1. An elongated optical insertion part, an illumination optical system provided on the distal end side of the insertion part for emitting illumination light to an object, and an objective optical system forming an image of the object illuminated by the illumination light. And an internal view including a reference line projection unit that projects a reference line that passes through a concave portion or a convex portion that is a measurement target that exists on the surface of the target object, and an image sensor that photoelectrically converts an image based on the objective optical system. A mirror, signal processing means for performing signal processing on the image sensor to generate a video signal, and a display for displaying an image corresponding to the object on which the reference line is superimposed by inputting the video signal. Means, a position designating means for designating an arbitrary position of the image, and a reference line passing through the surface is regarded as a reference line for measurement, and an approximate line that three-dimensionally represents the reference line. A calculation equation 3 corresponding to the point specified by the position specifying means on the reference line passing through the recesses or protrusions
An endoscope apparatus comprising: a calculation unit that calculates a dimensional coordinate position and calculates a distance between the approximate line and the three-dimensional coordinate position to calculate a depth of the concave portion or a height of the convex portion.
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