JPH0812332B2

JPH0812332B2 - 計測内視鏡装置

Info

Publication number: JPH0812332B2
Application number: JP62034884A
Authority: JP
Inventors: 眞一郎服部; 順平辻内; 捷夫本田; 永昭大山; 奨菊地; 哲緒野波; 昭彦宮崎
Original assignee: Olympus Optic Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1987-02-18
Filing date: 1987-02-18
Publication date: 1996-02-07
Anticipated expiration: 2011-02-07
Also published as: JPS63201618A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は計測内視鏡装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、内視鏡先端から被写体（生体）までの距離を測
定し得るようにした内視鏡装置として、実公昭61−2048
8号公報には測定子が内視鏡先端から繰出された時点
と、それが被写体に当接した時点との間で、測定子の繰
出し量を算出して内視鏡先端から被写体までの距離を測
定するようにしたものが開示されている。

また、内視鏡に挿通してポリープ等の患部の大きさを
測定するものとして、特開昭56−70745号公報にはスラ
イド軸の一端に，該スライド軸の移動に応じて拡開角が
変化するように一対の挟針を設け、スライド軸を繰出し
て挟針により患部を挟持したときのスライド軸の繰出し
量から患部の大きさを測定するようにした測長具が開示
されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上述した従来例においては測定子や挟
針を被写体に直接接触させる必要があるため、生体を傷
付け易いという問題がある。また、一度の測定で１つの
情報しか得られないため、広範囲の計測が困難であり、
面積測定ができないという問題がある。

この発明は、このような従来の問題点に着目してなさ
れたもので、非接触で、したがって被写体を何ら損傷す
ることなくその内視鏡先端から被写体（生体）までの距
離が得られるよう適切に構成した計測内視鏡装置を提供
することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段および作用〕

上記目的を達成するため、この発明の計測内視鏡装置
では、一定の視差を有する複数の対物レンズを介して被
写体の複数の画像が撮像でき、この複数の対物レンズの
焦点位置に配置された撮像手段を有する内視鏡と、前記
撮像手段によって得られた前記被写体の複数の画像デー
タの画像の歪を補正する歪補正手段と、前記歪補正手段
によって歪補正された複数の画像データの画像間の同一
点のズレを検出する検出手段と、前記検出手段によって
検出したズレのデータと、前記視差のデータ及び前記焦
点の距離データとに基づいて前記撮像手段から前記被写
体までの距離を計測する計測手段と、を設けた。

〔実施例〕

第１図はこの発明の第１実施例を示すものである。こ
の実施例は直視型の内視鏡において、その先端部１に所
定の距離ｌを隔てて第１の視点としての対物レンズ２お
よび第２の視点としての対物レンズ３を設け、これら対
物レンズ２および３によって胃壁等の被写体４の像をCC
D等で構成される撮像素子５および６上にそれぞれ結像
させるようにしたものである。撮像素子5,6の出力は、
ビデオアンプ7,8で増幅した後、A/D変換器9,10でデジタ
ル信号に変換してからメモリIC等で構成されるフレーム
メモリ11,12にそれぞれ格納する。ここで、フレームメ
モリ11,12に格納される第1,第２の視点における画像は
視差ｌをもって撮像された画像であり、これら両画像に
おける被写体４上の同一点の位置ずれに被写体４の三次
元情報が含まれている。これらフレームメモリ11,12に
記憶された画像データは画像処理装置13に供給し、視差
ｌのデータに基づいて後述するアルゴリズムにより画像
処理して被写体４の凹凸や、長さ、面積等の三次元情報
を計算する。

第２図はこの発明の第２実施例を示すものである。こ
の実施例は対物レンズ14およびこれによる被写体４の像
を撮像するCCD等より成る撮像素子15を内視鏡先端部１
において回転円板16に取付け、この回転円板16を回転さ
せることによって実線で示す第１の視点と、この第１の
視点から距離ｌ隔てた仮想線で示す第２の視点とにおい
てそれぞれ被写体４の画像を取込むようにしたものであ
る。撮像素子15の出力はビデオアンプ17で増幅した後A/
D変換器18でデジタル信号に変換し、第１の視点におけ
る画像データをフレームメモリ11に、第２の視点におけ
る画像データをフレームメモリ12にそれぞれ格納して画
像処理装置13において第１実施例と同様にして三次元情
報を計算する。また、回転円板16には内視鏡を通してワ
イヤ19の一端を連結し、このワイヤ19の他端部を内視鏡
の後端部においてモータや手動回転ドラム等で構成され
る円板駆動手段20に連結して、この円板駆動手段20によ
りワイヤ19を介して回転円板16を回転させるようにす
る。なお、ワイヤ19はチューブ21を通して延在させ、こ
れによりワイヤ19の回転をスムーズにすると同時にこれ
を保護するようにする。また、照明用のライトガイドガ
ラスファイバは図示しないが、内視鏡先端部の外周部分
に回転円板16の回転に邪魔にならないようにその端面を
配置する。

第３図はこの発明の第３実施例を示すものである。こ
の実施例は１つの撮像素子15を第１の視点および第２の
視点を構成する対物レンズ２および３の結像位置に移動
可能に設け、この撮像素子15により対物レンズ２および
３による画像を選択的に取込んで第２実施例と同様に処
理するようにしたものである。撮像素子15はガイドレー
ル22に沿って直線的に移動可能に設けたスライド台23に
取付ける。スライド台23にはピン24を植設し、たのピン
24を軸25を中心に回動自在に設けたアーム26の一端部に
形成したガイド穴27に係合させる。アーム26の他端部に
はスプリング28を係止し、これによりアーム26を軸25を
中心に図において右方向に回動付勢する。また、アーム
26の他端部には内視鏡を通してワイヤ29の一端を連結
し、このワイヤ29の他端部をローラ30を介して内視鏡の
後端部において回転ドラム31に連結する。回転ドラム31
はレバー32によって正逆方向に回転可能に構成し、この
回転ドラム31の回転によりワイヤ29を選択的に巻取るこ
とにより、スライド台23をスライドさせて撮像素子15を
対物レンズ２および３の結像位置にそれぞれ位置決めす
るようにする。なお、撮像素子15の各信号線は、撮像素
子15の移動により信号線が比較的大きく変位する部分に
おいては細いシリコンゴム被覆電線のような可撓性の高
い材料より成る信号線33を用い、これらを中継端子34に
おいて外部との信号線に接続する。

この第３実施例においては、レバー32を手動で操作す
ることにより回転ドラム31を正逆方向に回転させて撮像
素子15を対物レンズ2,3の結像位置に選択的に位置決め
するようにしたが、回転ドラム31をモータ等による駆動
して電動で同様に位置決めするよう構成することもでき
る。また、撮像素子15を形状記憶合金あるいはバイモル
フ等の圧電素子に取付けて同様の作用を行わせるよう構
成することもできる。

第４図はこの発明の第４実施例を示すものである。こ
の実施例は、２つの撮像素子5,6を背中合わせにして内
視鏡先端部１の中央部に軸線方向に沿って配置し、対物
レンズ２による被写体像をプリズム36を介して撮像素子
５に、対物レンズ３による被写体像をプリズム37を介し
て撮像素子６にそれぞれ結像させるようにしたもので、
その他の構成は第１実施例と同様である。

このように、第1,第２の視点における被写体像を撮像
する撮像素子5,6を背中合わせにして内視鏡の中央部に
軸線方向に沿って配置するようにすれば、撮像素子5,6
として大形のチップを用いることができるので分解能を
向上させることができる共に、スペースファクタが良く
なるので内視鏡の直径や硬性部を小さくできるという利
点がある。

第５図はこの発明の第５実施例を示すものである。こ
の実施例においては、プリズム36および37間に、超音波
モータ等の回転機38によって回動可能にプリズム39を配
置し、回転機38をモータドライバ40によって駆動してプ
リズム39を選択的に回動させることにより、対物レンズ
２による被写体像をプリズム36および39を介して、また
対物レンズ３による被写体像をプリズム37および39を介
して共通の撮像素子15で選択的に撮像して、第２および
第３実施例と同様に処理するようにしたものである。

第６図はこの発明の第６実施例を示すものである。こ
の実施例においては、対物レンズ２および３による被写
体像を１つの撮像素子15で同時に撮像するようにしたも
のである。撮像素子15は両画像を分離して撮像できる大
きさとし、その出力はビデオアンプ17およびA/D変換器1
8を経て二画面分の記憶容量を有するフレームメモリ41
に記憶する。フレームメモリ41の出力は、その記憶領域
のアドレス指定によって対物レンズ２による画像データ
と、対物レンズ３による画像データとに分離して画像処
理装置13に供給する。画像処理装置13においては、フレ
ームメモリ41からの対物レンズ２および３による画像デ
ータとその視点間の距離（視差）ｌとに基づいて上述し
た実施例と同様に演算処理して被写体の三次元情報を得
る。

第７図はこの発明の第７実施例を示すものである。こ
の実施例は側視型内視鏡において、その先端部42の側面
に第1,第２および第３の視点としての対物レンズ2,3お
よび43を、それぞれ距離（視差）ｌを隔てて直線状に配
置し、その各々の対物レンズ2,3および43による被写体
像を対応する撮像素子5,6および44によって撮像するよ
うにしたものである。撮像素子5,6および44の出力はそ
れぞれビデオアンプ7,8および45、A/D変換器9,10および
46を経てフレームメモリ11,12および47に格納し、これ
らフレームメモリ11,12および47に格納された画像デー
タを視差のデータに基づいて画像処理装置13において同
様に演算処置して被写体の三次元情報を得る。

この実施例においては、視点の異なる３枚の画像が得
られるので、例えばフレームメモリ11と12および11と47
との２種類の組合せ画像によって三次元情報を計算する
ことができ、したがって正確な計測を行うことができ
る。また、フレームメモリ11と12、12と47、11と47との
３種類の組合せ画像を用いることもでき、これにより同
じ被写体上の部分における三次元計測値が３種得られる
ので、それらの平均化処理等を行うことによりさらに正
確な三次元計測を行うことができる。

このように３つの視点を設け、それらを種々選択して
種々の方向から三次元計測を行うことにより、胃壁や腸
管等の複雑な形状をした被写体の三次元計測をより正確
に行うことができ、内視鏡診断の精度を格段に向上させ
ることができる。

第８図はこの発明の第８実施例を示すものである。こ
の実施例は、第７実施例の構成を直視型内視鏡に適用し
たもので、内視鏡先端面に第1,第２および第３視点とし
ての対物レンズ2,3および43を同一円周上に配置したも
のである。なお、第８図において符号48は照明用のライ
トガイドを、符号49は鉗子口を示す。

第９図はこの発明の第９実施例を示すものである。こ
の実施例は、第８実施例においてさらに一つの対物レン
ズ系を加えて視点を四つにしたもので、符号50は加えた
対物レンズを示す。対物レンズ2,3,43および50は内視鏡
先端面において同一円周上に等間隔に、すなわち先端面
の中心の周りに90゜ずつずらして配置する。

この実施例によれば、90゜方向の違う視差を有する２
組の画像が得られるので、視点を被写体の周りで一周さ
せた場合に被写体がどのように見えるかを計算すること
が可能となり、その結果２系統の対物レンズ系による計
測ではわかりにくかった被写体の微小病変等を容易に発
見できるようになる。また、得られる４枚の画像を種々
組合せて被写体の同一点に対する三次元計測値を多数求
めることにより、非常に精度の高い計測が可能となる。
ちなみに、４枚の画像から２枚を組合せると、６種類の
組合せが得られるので、被写体の同一点に対して最大６
種類の計測値が得られることになる。したがって、これ
らを平均すれば計測誤差を大幅に軽減することができ
る。勿論、上記の６種類の中からいくつかの組合せのみ
採用してもよい。

なお、第９実施例におていは対物レンズ系を４系統と
したが、それ以上設けることもできる。また、第２実施
例のように対物レンズと撮像素子とをそれぞれ１個とし
て、これらを回転移動させることにより実質的に３点以
上の視点における画像を得るよう構成することもでき
る。このようにすれば、小形化も容易にでき、コストも
安価にできる。

また、上述した各実施例においては複数の視点におけ
る画像をCCD等の固体撮像素子で撮像するようにした
が、これらの画像をイメージガイドファイバ等を用いて
内視鏡接眼部へ伝送し、内視鏡接眼部にテレビカメラを
取付けて撮像するようにしてもよいし、接眼部を設けず
イメーデガイドファイバの他端の像を直接テレビカメラ
で撮像するようにしてもよい。これらの場合のテレビカ
メラとしては、固体撮像素子を使ったものや、撮像管を
用いたものを使用することができる。

次に、上述した各実施例に示した画像処理装置13での
三次元情報の計測原理について説明する。

第10図に示すように、視差ｌを有する第１の視点とし
ての対物レンズ２による画像と、第２の視点として対物
レンズ３による画像とをそれぞれ撮像素子５および６で
撮像する場合、これら撮像素子５および６上におけるそ
れぞれの画像と被写体４との幾何学的対応は第11図に示
すようになる。ここで、対物レンズ2,3の中心の位置をO
₁,O₂、その時得られる画像をP₁,P₂、対物レンズ2,3の焦
点距離をｆとする。この場合、被写体４の任意の点A,B
は、画像P₁上ではa₁,b₁の位置に、また画像P₂上ではa₂,
b₂の位置にそれぞれ写しとられるので、これら２枚の画
像を中心を合わせて重ね合わせると、a₁,b₁の点は画像P
₂上ではa₁′,b₁′の位置に相当する。このときのa₁′と
a₂との間の距離をd_a、b₁′とb₂との間の距離をd_bとす
る。また、O₁,O₂を含む被写体４と平行な面P_Oと点Ａと
の間の距離をh_A,P_Oと点Ｂとの間の距離をh_Bとすると、h
_Aとd_aとの間は三角形AO₁O₂と三角形O₂a₁′a₂との相似関
係より、次の関係式が成り立つ。

したがって、h_Aは次式で求めることができる。

同様にして、h_Bは（３）式で求められる。

このように、２枚の画像P₁,P₂における対応点間の距
離ｄを求めることによって、その点の被写体４上での高
さ方向の絶対的大きさｈを求めることができる。

次に、被写体４上における任意の点の間の距離の絶対
的大きさを求める場合について説明する。画像P₁におけ
る中心をc₁とし、P₁上でc₁とa₁およびc₁とb₁との間の距
離をそれぞれe_aおよびe_bとする。また、O₁から垂直に被
写体４上に下した直線Ｉと点ＡおよびＢとの間の距離を
それぞれW_AおよびW_Bとすると、先ずW_Aとe_aとの間には比
例関係より、が成立する。よって、この（４）式に上記（２）式を代
入すると、W_Aは（５）式により求めることができる。

同様に、W_Bは（６）式で求められる。

したがって、被写体４をP_Oと平行な平面に投影したと
きの点Ａと点Ｂとの間の距離W_ABは、（７）式のように
して求めることができる。

これにより、画像P₁上で被写体４上での任意の点間の
距離の絶対的大きさを測定することができる。

次に、上述した２枚の画像P₁およびP₂において、対応
する点間の距離ｄを求める場合にいて説明する。この距
離ｄは、基本的には２枚の画像P₁,P₂の中の小領域にお
ける相関を調べることによって求める。ここで、２枚の
画像P₁,P₂内の小領域を関数と比べてだけシフトしているとする。つまり、と仮定する。ただし、は二次元を表わす座標である。この場合のとの相関は次式で定義される。

ただし、Ａは小領域の面積を表わすものとする。以
下、この（８）式をと略記する。

上記（８）式をフーリエ変換すると、となる。なお、をフーリエ変換した関数を示し、をフーリエ変換した関数を示す。

ここで、の条件を使うと、上記（９）式は、となり、これを逆フーリエ変換すると、（11）式のよう
になる。

ただし、この（11）式においてはの自己相関関数で、で表わされることを、またの逆フーリエ変換がとなることを使用している。

上記の（11）式は相関関数のところで、ピークを有することを示している。したが
って、相関関数を調べることにより、に対してどれだけシフトしているかを決定することがで
きる。このことを利用して、２枚の画像P₁,P₂から対応
する小領域を求め、対応する点間の距離ｄを求めること
ができる。

次に、実際の構成例について説明する。

第12図は上述した処理を行う画像処理装置13の全体の
構成を示すブロック図である。内視鏡側から送られてく
る２枚分のカラー画像データ90は画像メモリ91に記録さ
れる。画像メモリ91の画像データはカラー／モノクロ変
換器92に供給され、計測に適したモノクロ画像データに
変換される。このモノクロ画像データは歪補正器93によ
り画像の歪が補正された後、相関演算器94に供給され、
ここで対応点間の距離、つまりシフト量が検出され、そ
のシフト量がシフト量メモリ95に蓄積される。一方、画
像表示装置96では、画像メモリ91に記録されている画像
の表示や、シフト量メモリ95に記録されているシフト量
データと視差ｌのデータとから計算され画像の凹凸情
報、さらには画像内の任意の部分の大きさや高さの絶対
的値等の表示を行う。

以下、上述した画像処理装置における各部の具体的構
成および動作について更に詳細に説明する。

（１）入力データ異なる２つの視点における２枚分のカラー画像データ
は画像メモリ91に供給し、その視点間の距離ｌを表わす
視差データは歪補正器93および画像表示装置96に供給す
る。なお、画像メモリ91はそれぞれの視点における画像
データを格納するフレームメモリ11,13（第１図参照）
で代用させてもよく、また視差データはそれが一定のと
きは予め組込んでおいてもよい。

（２）画像の歪補正入力した画像は対物レンズの収差により歪んでいるの
でこれを修正する。この画像の歪補正においては、第13
図に示すように、先ず体内で画像を撮る前に同じ条件で
平面上の正方のます目を撮り、この画像が正方になるよ
うな各画素における補正値を決めて実際に入力する画像
について補正を行う。

第14図はこのような画像の歪補正を行う歪補正器93の
構成を示すブロック図である。視差ｌに応じた歪補正値
を記憶してあるメモリ104は入力画像データに適当なア
ドレスを与え、その対応する歪補正値により入力画像デ
ータの歪を補正しながらこれを画像メモリ105に記録す
る。次に、画像メモリ105に記録された画像に対して補
間演算器106によって補間演算を行ってその画像データ
を画像メモリ107に記録する。このように補間演算を行
うことにより、歪補正によって高い空間周波数成分が劣
化するのを防ぐ。この補間関数としてはsinc関数に近い
形を持つ第15図に示すようなβ−spline関数等を用いる。

（３）相関演算相関演算では第16図に示すように、２枚の左および右
画像LP,RPの中に、検出点KPと検出点KPを中心とした演
算対象領域を設定する。演算対象領域は、最初は相関ピ
ークがあまり鋭くないが大まかな見当をつけるためにあ
る程度大きな領域例えばBEを設定し、次に対象領域を絞
って小さな領域SEにおいて演算を行い、精度良く対応す
る領域を決定する。この相関演算を行う相関演算器94は
電気回路および光学装置によってそれぞれ構成すること
ができる。

（ｉ）電気回路による相関演算器第17図は電気回路による相関演算器の一例の構成を示
すブロック図である。この例では歪補正および補間演算
された画像データを格納する画像メモリ107に対してア
ドレス発生器108により演算対象領域を指定し、その指
定された領域の画像データを取出して積和演算器109に
よって相関演算を行い、その結果を判定器110によって
判定する。すなわち、最初に大きな演算対象領域につい
て相関演算を行う際は、ある値以上になる相関値とその
ときのアドレスとをコントローラ112側に送る。コント
ローラ112はその結果を判断し、次に対象を限定した領
域のアドレスを発生するようにアドレス発生器108に指
令を送る。これにより、次に小さな設定領域について、
同様にして相関演算を行い、今度は相関値の最大値のみ
を判定器110によって判定してそのときのアドレスをシ
フト量メモリ111に送る。

この構成は、演算に時間がかかるが、簡単な部品で構
成できる利点がある。

第18図は電気回路による相関演算器の他の例の構成を
示すブロック図である。この相関演算器は第17図に示す
構成において、積和演算器109の代わりに高速フーリエ
変換器（FFT）113a,113bと、掛け算器114と、逆FFT115
とを用いて同様の相関演算を行うようにしたものであ
る。

この回路構成によれば、相関演算速度を速くすること
ができるという利点がある。

（ii）光学装置による相関演算器第19図は光学装置による相関演算器の一例の構成を示
ものである。この例では、レーザ116からの出力光をビ
ームエキスパンダ117によって適当な径に広げた後ハー
フミラー118に入射させ、該ハーフミラー118で反射され
た光によりミラー119を介して画像フィルム120を照明す
る。画像フィルム120は画像メモリ107に記憶されている
左右どちらかの画像データをポジフィルムに焼きつけた
もので、第20図に示すように、演算対象領域DEだけを通
すマスクMAをかぶせて設置する。画像フィルム120を通
過した光はレンズ121によって集光し、レンズ121の焦点
面に置かれたホログラム122に導く。このホログラム122
にはハーフミラー118を透過した光を参照光として導
き、これら参照光と画像フィルム120を透過した光とに
よって干渉縞を記録する。次に、同じ光学系において画
像フィルム120として最初に用いた画像とは別の画像を
用い、レンズ123の焦点面に置かれた光強度分布を二次
元的に検出するディテクタ124によって光のスポット位
置を検出し、コントローラ125でその座標を判定する。
このような操作を、画像フィルム120のマスクの大きさ
および位置を変えることによって繰り返し、最終的な測
定値をシフト量としてシフト量メモリ126に記録する。

次に、以上の光学系により相関演算が行なえる原理を
説明する。画像を通過した単色平面波がレンズ121により集光される
と、その焦点面における複素振幅分布は（13）式で表わすことができる。

ただしA:入射光の振幅、f:レンズ121の焦点距離上記（13）式において、空間周波数をとすると、これは二次元フーリエ変換と全く同じにな
る。したがって、第19図でレンズ121の焦点面には画像をフーリエ変換した画像が形成され、これと参照光とを
干渉させた強度分布がホログラム122に記録されること
になる。したがって、この場合ホログラム記録面での光
波の複素振幅分布は次式で与えられる。

であり、βは参照光軸とｚ軸すなわちホログラム122の
法線とのなす角である。

ここでホログラム122の感光材料が光強度の1/2乗に比
例する振幅透過率特性を持つとすると、このホログラム
122の振幅透過率分布は（15）式で表される。

次に、このホログラム122を別の画像ｇ（ｒ）を画像
フィルム120に置いて照明する。このときのホログラム1
22を透過する光波の波面は次式のようになる。

ここで、第３項の回折光波面の出る方向にレンズ123
を置き、これによる二次元フーリエ変換作用を考える
と、レンズ123の焦点面における複素振幅分布は（17）式で与えられる。

よって、（17）式で原点をαに移動すれば（17）式はとなり、上述した（８）式で示した相関演算と同じ形に
なる。したがって、レンズ123の焦点面に二次元ディテ
クタ124を設置して、光強度が最大になる点を検出すれ
ば、とのズレ量がわかることになる。

この光学的相関演算によれば、瞬時にして結果が得ら
れるという利点がある。

第21図は光学装置による相関演算器の他の例の構成を
示すものである。この例では第19図に示した画像フィル
ム120を用いる代わりに、画像メモリ107より直接CRTコ
ントローラ127を介してCRT128に映し出した画像をイン
コヒーレント／コヒーレントコンバータ129によりレー
ザ光で読出すようにしたものである。このインコヒーレ
ント／コヒーレントコンバータ129としては、液晶を用
いたLCLVあるいはBSO等を用いることができる。

かかる構成によれば、画像を一度ポジフィルムに焼く
といった煩雑な操作を不用とし、電気系から光学系への
変換がスムーズな形で可能となる。

（４）画像表示第22図は画像表示装置96の一例の構成を示すブロック
図である。この例では、画像表示コントローラ130にお
いて、入力されるカラー画像データ、シフト量データお
よび視差ｌのデータからどの内容を表示するかをキーボ
ード、ジョイマティック等で構成されるマン＝マシーン
インターフェース131からの指示に応じて決定し、その
内容をカラーディスプレイ132に表示する。カラーディ
スプレイ132に表示する表示モードとしては、第23図
（Ａ），（Ｂ）および（Ｃ）に示す３種類のモードがあ
る。第１モードは、第23図（Ａ）に示すように、生のカ
ラー画像の表示である。また、第２モードは第23図
（Ｂ）に示すようにシフト量データと視差データｌとか
ら求められる画像の凹凸情報で、濃淡画像として表示す
るものである。つまり、画像の中で高さの高い部分程明
るく表示するモードである。更に、第３モードは、第23
図（Ｃ）に示すように高さ情報を三次元グラフィック表
示するものである。この第３モードにはさらに２つのモ
ードがあり、その１つは線画で表示するものである。こ
の際、画像表示コントローラ130では三次元画像の平滑
化処理や隠線処理を行う。第３モードの２番目のモード
は、三次元画像にもとのカラー情報をかぶせて表示する
もので、画像表示コントローラ130では平滑化処理を加
え、より立体感を出すためにシューディング処理を施
す。

なお、第３モードではマン＝マシーンインターフェー
ス131からの指示により、任意の角度方向から三次元グ
ラフィック表示ができるようになっている。

また、第２および第３モードではカーソルCAを任意の
位置に設定し、計測する内容を指示することにより指定
された部分の高さ、距離、面積等の値を表示できるよう
になっている。

更に、第22図においてカラーディスプレイ132に表示
される内容は、画像記録装置133によって記録されるよ
うになっている。この画像記録装置133としては、カメ
ラによるフィルムへの記録、インスタントカメラ、カラ
ーハードコピー等が選択できるようになっている。

以上、画像処理装置13の構成および動作を二つの対物
レンズ2,3およびそれに対応する撮像素子5,6を有する場
合について説明したが、これは上述したその他の構成の
場合においても同様である。

〔発明の効果〕

以上述べたように、この発明によれば撮像手段を有す
る内視鏡上の複数の視点における被写体の複数の画像デ
ータ間の同一点のズレのデータと、複数の対物レンズ間
の視差のデータと、前記複数の対物レンズの焦点の距離
データと、に基づいて前記撮像手段から前記被写体まで
の距離を計測しているので、被写体を何ら損傷すること
なく、前記内視鏡先端から被写体（生体）までの距離を
測定することができる。また、一般に内視鏡では広い範
囲を観察するため画像データに歪が生じるが、前記歪補
正手段によって前記画像データの歪を補正しているの
で、前記画像データのズレを正確に検出することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１実施例を示す図、第２図は同じく第２実施例を示す図、第３図は同じく第３実施例を示す図、第４図は同じく第４実施例を示す図、第５図は同じく第５実施例を示す図、第６図は同じく第６実施例を示す図、第７図は同じく第７実施例を示す図、第８図は同じく第８実施例を示す図、第９図は同じく第９実施例を示す図、第10図第11図は三次元情報の計測原理を説明するための
図、第12図は各実施例における画像処理装置の一例の構成を
示すブロック図、第13図は第12図に示す歪補正器の動作を説明するための
図、第14図は同じく歪補正器の一例の構成を示すブロック
図、第15図は同じく歪補正器で行う補間演算に用いる補間関
数の一例を示す図、第16図は第12図に示す相関演算器の動作を説明するため
の図、第17図は同じく相関演算器の一例の構成を示す図、第18図は同じく他の例の構成を示す図、第19図は同じく更に他の例の構成を示す図、第20図は第19図に示す相関演算器で用いるマスクを示す
図、第21図は相関演算器の更に他の例の構成を示す図、第22図は第12図に示す画像表示装置の一例の構成を示す
ブロック図、第23図（Ａ），（Ｂ）および（Ｃ）は同じく画像表示装
置における表示例を示す図である。１……内視鏡先端部 2,3,14,43,50……対物レンズ４……被写体 5,6,15,44……撮像素子 7,8,17,45……ビデオアンプ 9,10,18,46……A/D変換器 11,12,41,47……フレームメモリ 13……画像処理装置、16……回転円板 19……ワイヤ、20……円板駆動手段 21……チューブ、22……ガイドレール 23……スライド台、24……ピン 25……軸、26……アーム 27……ガイド穴、28……スプリング 29……ワイヤ、30……ローラ 31……回転ドラム、32……レバー 33……信号線、34……中継端子 36,37,39……プリズム、38……回転機 40……モータドライバ 42……側視型内視鏡先端部 48……ライトガイド、49……鉗子口

フロントページの続き (72)発明者大山永昭神奈川県横浜市緑区長津田町4259 東京工業大学像情報工学研究施設内 (72)発明者菊地奨東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号オリンパス光学工業株式会社内 (72)発明者野波哲緒東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号オリンパス光学工業株式会社内 (72)発明者宮崎昭彦東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号オリンパス光学工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一定の視差を有する複数の対物レンズを介
して被写体の複数の画像が撮像でき、この複数の対物レ
ンズの焦点位置に配置された撮像手段を有する内視鏡
と、前記撮像手段によって得られた前記被写体の複数の画像
データの画像の歪を補正する歪補正手段と、前記歪補正手段によって歪補正された複数の画像データ
の画像間の同一点のズレを検出する検出手段と、前記検出手段によって検出したズレのデータと、前記視
差のデータ及び前記焦点の距離データとに基づいて前記
撮像手段から前記被写体までの距離を計測する計測手段
と、を具備することを特徴とする計測内視鏡装置。