(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
可視光線を検出し、検出した前記可視光線から画像を取得する撮像素子と、
測定対象物の被照射領域に可視光線を照射し前記測定対象物における前記被照射領域に隣接する部分に対して前記被照射領域が反射する可視光線の明るさ及び色彩の少なくとも一つを前記画像により識別可能に異ならせる発光部、および、前記被照射領域からの可視光線を検出する受信部を有し、前記被照射領域における前記発光部からの距離を測定する測定部と、
前記撮像素子、前記発光部および前記受信部が配置された挿入部と、
前記被照射領域を含む前記測定対象物の一部で反射された可視光線による前記画像のうちの所定範囲を抽出画像としたとき、互いに異なる２つの前記抽出画像であって、一方の前記抽出画像中に前記発光部により可視光線を照射されている前記被照射領域の像が含まれているとともに、他方の前記抽出画像中における一方の前記抽出画像中の前記被照射領域に対応する対応領域が前記発光部により可視光線を照射されていないものを、前記測定対象物の形状が連続するようにつなぎ合わせて結合画像を作成する画像結合部と、
を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
可視光線および赤外線を検出し、検出した前記可視光線および赤外線から画像を取得する撮像素子と、
測定対象物の被照射領域に赤外線を照射し前記測定対象物における前記被照射領域に隣接する部分に対して前記被照射領域が反射する赤外線の強度を前記画像により識別可能に異ならせる発光部、および、前記被照射領域からの赤外線を検出する受信部を有し、前記被照射領域における温度を測定する測定部と、
前記撮像素子、前記発光部および前記受信部が配置された挿入部と、
前記被照射領域を含む前記測定対象物の一部で反射された可視光線および赤外線による前記画像のうちの所定範囲を抽出画像としたとき、互いに異なる２つの前記抽出画像であって、一方の前記抽出画像中に前記発光部により赤外線を照射されている前記被照射領域の像が含まれているとともに、他方の前記抽出画像中における一方の前記抽出画像中の前記被照射領域に対応する対応領域が前記発光部により赤外線を照射されていないものを、前記測定対象物の形状が連続するようにつなぎ合わせて結合画像を作成する画像結合部と、
を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項３】
前記結合画像における前記被照射領域の位置情報を、前記測定部による測定値に対応付けて記憶する記憶部を備えることを特徴とする請求項１又は前記２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記撮像素子が有する検出面に前記可視光線を結像させる少なくとも一つのレンズを備え、
前記所定範囲は、少なくとも一つの前記レンズによる歪曲収差の小さい前記画像の中央部分であることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記撮像素子が有する検出面に前記可視光線または前記赤外線を結像させる少なくとも一つのレンズを備え、
前記所定範囲は、少なくとも一つの前記レンズによる歪曲収差の小さい前記画像の中央部分であることを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記画像結合部は、前記結合画像を作成するときに他方の前記抽出画像中の前記対応領域の像を用いることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、狭い空間内に挿入されて画像を取得する撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、たとえば、管路などの比較的狭い空間内で測定対象物の状態や物性などを測定することが行われている。
その一例として特許文献１に示す光ファイバを備える内視鏡（撮像装置）が知られている。この光ファイバでは、断面が略円形のライトガイド用光ファイバの中心に観察用光ファイバが、ライトガイド用光ファイバ内の観察用光ファイバから離間した位置に実写用ガラス筒が、それぞれ埋め込まれている。ライトガイド用光ファイバによって誘導された照明用の光は、ライトガイド用光ファイバの先端部から放射されて患部の照射面（測定対象物）で反射され、反射された光は観察用光ファイバで集光されて基端部に案内され観察される。
一方で、実写用ガラス筒によってレーザー光が先端部に誘導され、先端部から照射されたレーザー光は、レーザー光が照射された被照射領域を照射面に形成する。実写用ガラス筒は観察用光ファイバから所定の距離だけ離間して配置されているので、光ファイバの先端部と照射面との距離の大小によって、観察視野内における被照射領域の観測位置が変化する。
【０００３】
この内視鏡は、上記光ファイバ以外に、光をライトガイド用光ファイバに導くハロゲン光源と、レーザー光を実写用ガラス筒に導くレーザー光源と、観察用光ファイバによって得られた画像を取得する撮像装置と、取得された画像を表示するモニタとを備えている。
内視鏡を使用することで、モニタによる観察視野内の中心から被照射領域までの距離と、光ファイバの先端から照射面までの距離との関係に基づいて、光ファイバの先端部から測定対象物の被照射領域までの距離を検出することができる。このとき、観察視野内で距離が測定された測定位置（被照射領域）を認識しながら、内視鏡による観察を行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−２８５５４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に示された内視鏡では、光ファイバの先端は、一般的に小径の挿入部に配置されるので、光ファイバの先端において測定対象物に対する充分な観察視野を確保することができない。このため、測定対象物の局所的な画像しか取得することができないという問題がある。
また、この画像にはレーザー光を照射された測定位置の像が含まれているので、画像中における測定位置の状態を測定位置の近傍の状態と比較しにくくなっている。
【０００６】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであって、狭い空間内に挿入された状態で周囲を観察可能であるとともに、測定対象物上の被照射領域を確認しながら測定対象物の状態を測定し、測定対象物の広範囲にわたる画像を取得することができる撮像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
本発明の撮像装置は、可視光線を検出し、検出した前記可視光線から画像を取得する撮像素子と、測定対象物の被照射領域に可視光線を照射し前記測定対象物における前記被照射領域に隣接する部分に対して前記被照射領域が反射する可視光線の明るさ及び色彩の少なくとも一つを前記画像により識別可能に異ならせる発光部、および、前記被照射領域からの可視光線を検出する受信部を有し、前記被照射領域における前記発光部からの距離を測定する測定部と、前記撮像素子、前記発光部および前記受信部が配置された挿入部と、前記被照射領域を含む前記測定対象物の一部で反射された可視光線による前記画像のうちの所定範囲を抽出画像としたとき、互いに異なる２つの前記抽出画像であって、一方の前記抽出画像中に前記発光部により可視光線を照射されている前記被照射領域の像が含まれているとともに、他方の前記抽出画像中における一方の前記抽出画像中の前記被照射領域に対応する対応領域が前記発光部により可視光線を照射されていないものを、前記測定対象物の形状が連続するようにつなぎ合わせて結合画像を作成する画像結合部と、を備えることを特徴としている。
【０００８】
また、本発明の他の撮像装置は、可視光線および赤外線を検出し、検出した前記可視光線および赤外線から画像を取得する撮像素子と、測定対象物の被照射領域に赤外線を照射し前記測定対象物における前記被照射領域に隣接する部分に対して前記被照射領域が反射する赤外線の強度を前記画像により識別可能に異ならせる発光部、および、前記被照射領域からの赤外線を検出する受信部を有し、前記被照射領域における温度を測定する測定部と、前記撮像素子、前記発光部および前記受信部が配置された挿入部と、前記被照射領域を含む前記測定対象物の一部で反射された可視光線および赤外線による前記画像のうちの所定範囲を抽出画像としたとき、互いに異なる２つの前記抽出画像であって、一方の前記抽出画像中に前記発光部により赤外線を照射されている前記被照射領域の像が含まれているとともに、他方の前記抽出画像中における一方の前記抽出画像中の前記被照射領域に対応する対応領域が前記発光部により赤外線を照射されていないものを、前記測定対象物の形状が連続するようにつなぎ合わせて結合画像を作成する画像結合部と、を備えることを特徴としている。
【００１０】
また、上記の撮像装置において、前記結合画像における前記被照射領域の位置情報を、前記測定部による測定値に対応付けて記憶する記憶部を備えることがより好ましい。
また、上記の撮像装置において、前記撮像素子が有する検出面に前記可視光線を結像させる少なくとも一つのレンズを備え、前記所定範囲は、少なくとも一つの前記レンズによる歪曲収差の小さい前記画像の中央部分であることがより好ましい。
また、上記の撮像装置において、前記撮像素子が有する検出面に前記可視光線または前記赤外線を結像させる少なくとも一つのレンズを備え、前記所定範囲は、少なくとも一つの前記レンズによる歪曲収差の小さい前記画像の中央部分であることがより好ましい。
また、上記の撮像装置において、前記画像結合部は、前記結合画像を作成するときに他方の前記抽出画像中の前記対応領域の像を用いることがより好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の撮像装置によれば、狭い空間内に挿入された状態で周囲を観察可能であるとともに、測定対象物上の被照射領域を確認しながら測定対象物の状態を測定し、測定対象物の広範囲にわたる画像を取得することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の１実施形態の内視鏡装置の全体図である。
【図２】同内視鏡装置のブロック図である。
【図３】同内視鏡装置で測定対象物を撮像するときの状態を説明する図である。
【図４】同内視鏡装置のＬＣＤに表示される画像を説明する図である。
【図５】同内視鏡装置の画像結合部が抽出画像をつなぎ合わせる処理を説明する図である。
【図６】同内視鏡装置の主メモリに記憶されている位置情報と距離を説明する図である。
【図７】同内視鏡装置で取得した測定対象物の画像の配置を説明する図である。
【図８】同内視鏡装置の画像結合部が作成した結合画像の図である。
【図９】同結合画像における距離を測定した被照射領域の位置を表す図である。
【図１０】本発明の１実施形態の変形例の内視鏡装置における要部の斜視図である。
【図１１】本発明の２実施形態のパイプカメラの先端部の斜視図である。
【図１２】図１１におけるＡ方向矢視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（第１実施形態）
以下、本発明に係る撮像装置の第１実施形態を、撮像装置が内視鏡装置である場合について、図１から図１０を参照しながら説明する。内視鏡装置は、管路内などに挿入され、管路内を観察するとともに測定対象物までの距離を測定する装置である。
図１に示すように、本内視鏡装置１は、前方を観察するとともに前方の画像を取得可能な小径で長尺の挿入部１０と、挿入部１０の基端に接続され挿入部１０などを操作する操作部３０と、操作部３０に接続された内視鏡本体４０と、挿入部１０で取得された画像などを表示する表示部６０とを備えている。
【００１４】
図１および図２に示すように、挿入部１０は、先端に配置された先端硬質部１１と、先端硬質部１１の基端に接続され湾曲可能な湾曲部１２と、湾曲部１２の基端に接続され可撓性を有する可撓管部１３（図１参照）と、を有している。
一般的に、挿入部の外径として５ｍｍ以上１５ｍｍ以下のものが用いられ、挿入部の長さとして２ｍ以上２０ｍ以下のものが用いられる。
先端硬質部１１の先端面には、白色の可視光線を前方に照射する発光ダイオードを有する照明ユニット１６および可視光線を集光する観察レンズ（レンズ）１７が配置され、先端硬質部１１には、可視光線から画像を取得するＣＣＤ（撮像素子）１８、内視鏡本体４０の後述する通信制御部４２との間で信号の送受信を行う通信制御部１９、および、測定対象物Ｗまでの距離を測定する距離測定部（測定部）２０が内蔵されている。
【００１５】
観察レンズ１７は、挿入部１０の前方における所定の視野角θ１内の可視光線による像を集光し、ＣＣＤ１８の検出面１８ａ上に結像させる。ＣＣＤ１８は、検出面１８ａに結像された可視光線を検出して画像を取得する。視野角θ１に対応して画像が取得される測定対象物Ｗ上の範囲が、表示部６０で表示される観察視野となる。
通信制御部１９は、通信制御部１９に先端が接続され挿入部１０内を通る電線２３の本数を、たとえば３本にするために、複数の信号を１つの信号に重畳したり分離したりする処理を行う。
【００１６】
本実施形態では、距離測定部２０として、レーザー光が照射されてから測定対象物で反射されて検出されるまでの時間に基づいて測定対象物までの距離を測定するＴＯＦ（Ｔｉｍｅ  Ｏｆ  Ｆｌｉｇｈｔ）型の距離センサが用いられている。
距離測定部２０は、赤色のレーザー光Ｌ１を前方に照射する発光部２４と、通信制御部１９からの信号に基づいて発光部２４を制御する光制御部２５と、赤色の可視光線を検出する受光部（受信部）２６と、受光部２６で検出したレーザー光Ｌ１の信号を増幅する戻光検出部２７と、発光部２４から測定対象物Ｗまでの距離を算出する距離算出部２８とを有している。
発光部２４および受光部２６は、先端硬質部１１の先端面に配置されている。
光制御部２５は、通信制御部１９と電気的に接続されていて、通信制御部１９から受信した信号に基づいて、発光部２４への電力の供給状態を切替える。
使用者は、発光部２４が測定対象物Ｗの表面の一部である被照射領域Ｗ１にレーザー光Ｌ１を照射したときに、被照射領域Ｗ１が、観察ユニット１２の視野角θ１内であって、さらに、観察視野内における観察レンズ１７による歪曲収差の小さい歪曲低減角θ２内に位置するように、挿入部１０の先端から被照射領域Ｗ１までの距離を調節して使用する。
測定対象物Ｗの表面において、被照射領域Ｗ１、および被照射領域Ｗ１に隣接する隣接領域Ｗ２は、照明ユニット１６により白色の可視光線で照明される。発光部２４は、赤色のレーザー光Ｌ１を被照射領域Ｗ１に照射することで、隣接領域Ｗ２に対して被照射領域Ｗ１が反射する可視光線の色彩を、ＣＣＤ１８が取得する画像により後述する画像結合部４５が識別可能となるように異ならせることができる。
【００１７】
被照射領域Ｗ１と隣接領域Ｗ２とが画像により識別可能となるように色彩を異ならせるために、レーザー光Ｌ１の色彩は測定対象物Ｗの表面の色彩と異なるものを用いることが好ましい。また、たとえば、外界の光を遮断して被照射領域Ｗ１および隣接領域Ｗ２を白色光で１００ｌｘ（ルクス）の照度で照明したときに、被照射領域Ｗ１を照射する赤色のレーザー光Ｌ１の単独の照度を１５０ｌｘ以上とすることが好ましい。
【００１８】
受光部２６には、ＰＳＤ（Ｐｏｓｉｔｉｏｎ  Ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ  Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）やＣＣＤなどの、指向性が高く、前方から受光部２６に向かう受信方向Ｄからの赤色の可視光線を検出する素子を適宜選択して用いることができる。
一般的に、発光部２４から測定対象物Ｗまでの距離は、発光部２４と受光部２６との間の距離に比べて充分大きくなっている。さらに本実施形態では、発光部２４と受光部２６との相対位置が変わらないように構成されているので、湾曲部１２を湾曲したときに、発光部２４がレーザー光Ｌ１を照射する被照射領域Ｗ１から受光部２６に向かう方向が受信方向Ｄとなる。
距離算出部２８は、発光部２４でレーザー光Ｌ１が照射された時から、被照射領域Ｗ１で反射されたレーザー光Ｌ１が受光部２６で受光される時までの時間差に基づいて、発光部２４から測定対象物Ｗの被照射領域Ｗ１までの距離を算出し、その結果を信号として通信制御部１９に送信する。
【００１９】
図１に示すように、操作部３０には、湾曲部１２を湾曲操作するための湾曲操作ボタン３１と、内視鏡本体４０、および表示部６０などを操作するための主操作ボタン３２とが設けられている。
【００２０】
内視鏡本体４０は、図１および図２に示すように、ケーシング４１と、ケーシング４１に内蔵された、前述の通信制御部１９との間で信号の送受信を行う通信制御部４２、照明ユニット１６を制御する照明制御部４３、ＣＣＤ１８が取得した画像などを処理して一時的に保存する画像処理部４４、複数の画像をつなぎ合わせて結合画像を作成する画像結合部４５、内視鏡本体４０全体としての制御処理を行う処理部４６、距離測定部２０による測定結果を記憶する主メモリ（記憶部）４７、および挿入部１０や表示部６０などに電力を供給する電源部４８とを有している。
【００２１】
前述の電線２３は、中間部が操作部３０に接続されているとともに、基端が通信制御部４２に接続されている。
通信制御部４２、画像処理部４４、および画像結合部４５は、この順で直列となるように接続されている。
通信制御部４２は、通信制御部１９と同様に信号の重畳、分離処理を行う。
画像処理部４４は、不図示のメモリを有していて、ＣＣＤ１８が取得した画像などを保存することができる。
画像結合部４５は、画像処理部４４に保存された画像から、観察レンズ１７による歪曲収差の小さい画像の中央部分である抽出画像を抽出するとともに、互いに異なる２つの抽出画像を、測定対象物Ｗの形状が連続するようにつなぎ合わせて結合画像を作成する。また、主メモリ４７は、結合画像における被照射領域Ｗ１の位置情報を、測定部２０によって測定された距離に対応付けて記憶している。画像結合部４５が行う処理、および主メモリ４７が記憶している具体的な内容については、後で詳しく説明する。
処理部４６は、照明制御部４３、画像結合部４５および主メモリ４７と電気的に接続されている。
【００２２】
ケーシング４１の外面には、処理部４６および電源部４８に電気的に接続されたコネクタ４９が取付けられている。
【００２３】
表示部６０は、ケーシング４１に着脱自在に配設されている。表示部６０は、画像などを表示するＬＣＤ６１と、コネクタ４９に着脱可能な配線６２とを有している。
配線６２をコネクタ４９に接続することで、表示部６０は電源部４８から所定の電力を供給されるとともに、処理部４６から送信された画像などをＬＣＤ６１に表示することができる。
【００２４】
次に、画像結合部４５が行う処理について説明する。
図３に示すように、測定対象物Ｗに対して挿入部１０の可撓管部１３を固定した状態で操作部３０を操作することで、照明ユニット１６により測定対象物Ｗの一定の範囲を照明しながら、発光部２４により測定対象物Ｗの被照射領域Ｗ１にレーザー光Ｌ１を照射する。
このとき、図４に示すように表示部６０のＬＣＤ６１には、前述の観察レンズ１７による歪曲収差の小さい適正範囲Ｒ（図２における歪曲低減角θ２に対応する観察視野）内に被照射領域Ｗ１が表示される。ＬＣＤ６１に表示される画像のうち適正範囲Ｒ内の部分が、前述の抽出画像となる。
【００２５】
画像結合部４５は、図５に示すように、互いに異なる２つの抽出画像Ｐ１、Ｐ２であって、抽出画像Ｐ１中に発光部２４により赤色のレーザー光Ｌ１を照射されている被照射領域Ｗ１の像が含まれているとともに、抽出画像Ｐ２中における抽出画像Ｐ１中の被照射領域Ｗ１に対応する対応領域Ｗ３が発光部２４によりレーザー光Ｌ１を照射されていないものをつなぎ合わせて結合画像Ｑ１を作成する。
被照射領域Ｗ１および対応領域Ｗ３は、測定対象物Ｗの表面上の同一の範囲である。ただし、可撓管部１３を固定した状態で湾曲部１２を湾曲させて観察レンズ１７による観察視野を移動させることで、この同一の範囲が、抽出画像Ｐ１中ではレーザー光Ｌ１を照射された被照射領域Ｗ１となり、抽出画像Ｐ２中ではレーザー光Ｌ１が照射されない対応領域Ｗ３となる。
画像結合部４５は、２つの抽出画像Ｐ１、Ｐ２をつなぎ合わせるときに、抽出画像Ｐ１に含まれる特徴領域Ｒ１、抽出画像Ｐ２に含まれる特徴領域Ｒ２であって、特徴領域Ｒ１と特徴領域Ｒ２とが互いに同一のものをそれぞれ検出し、特徴領域Ｒ１、Ｒ２を互いに重ねるように抽出画像Ｐ１、Ｐ２をつなぎ合わせるという公知の方法を用いる。
【００２６】
特徴領域とは、たとえば、画像における各画素の輝度を所定の閾値で２値化して、測定対象物全体の輪郭形状や、測定対象物を構成する面の輪郭形状などを求め、この形状の種類と形状を表す数値を特定したものである。特徴領域の形状の種類としては、直線、曲線、円、折れ線、および分岐形状などが挙げられる。また、特徴領域が直線である場合の形状を表す数値としては、直線の長さや傾きなどが挙げられる。
図５の例では、画像結合部４５は、抽出画像Ｐ１における直線である特徴領域Ｒ１と、抽出画像Ｐ２における直線である特徴領域Ｒ２との長さおよび傾きを同一と認定したので、特徴領域Ｒ１、Ｒ２を重ねるように２つの抽出画像Ｐ１、Ｐ２をつなぎ合わせる。
【００２７】
画像結合部４５は、抽出画像Ｐ１において、隣接する画素の色彩を比較し、たとえば、隣合う画素における赤色の輝度の差が所定の閾値以上である場合に、この隣合う画素が測定対象物Ｗにおける隣接領域Ｗ２と赤色のレーザー光Ｌ１を照射された被照射領域Ｗ１との境界であるとして、測定対象物Ｗ上にレーザー光Ｌ１を照射された被照射領域Ｗ１の位置と大きさを特定することで隣接領域Ｗ２から被照射領域Ｗ１を識別する。そして、抽出画像Ｐ１において特徴領域Ｒ１から被照射領域Ｗ１までの方向ベクトルＥ１を求め、抽出画像Ｐ２において特徴領域Ｒ２から方向ベクトルＥ１移動した対応領域Ｗ３の周辺の画素における赤色の輝度分布を求める。この周辺の画素における隣合う画素の赤色の輝度の差が所定の閾値より小さい場合には、抽出画像Ｐ２中の対応領域Ｗ３にはレーザー光Ｌ１は照射されていないと認定する。
画像結合部４５は、上記のように隣接領域Ｗ２から被照射領域Ｗ１を識別し、対応領域Ｗ３にレーザー光Ｌ１は照射されていないと認定したときに結合画像Ｑ１を作成する。この結合画像Ｑ１を作成するときに、抽出画像Ｐ１の被照射領域Ｗ１の像に代えて、抽出画像Ｐ２の対応領域Ｗ３の像を用いる。
【００２８】
さらに、画像結合部４５は、結合画像Ｑ１における角部Ｏを原点として互いに直交するＸ軸およびＹ軸を設定し、結合画像Ｑ１における被照射領域Ｗ１のＸ座標およびＹ座標（位置情報）を求めて信号に変換し、主メモリ４７に送信する。なお、抽出画像Ｐ１、Ｐ２のうちＸ軸の座標値が最も小さい位置にある画素の位置を角部ＯのＸ座標とし、抽出画像Ｐ１、Ｐ２のうちＹ軸の座標値が最も小さい位置にある画素の位置を角部ＯのＹ座標とする。
主メモリ４７は、図６に示すように、送信された被照射領域Ｗ１のＸ座標およびＹ座標を、抽出画像Ｐ１のもととなる画像を取得したときに測定した発光部２４から被照射領域Ｗ１までの距離Ｋに対応付けて記憶する。
【００２９】
次に、以上のように構成された内視鏡装置１を管路内に挿入して測定対象物Ｗを撮像するときの動作について説明する。
まず、使用者は、操作部３０の主操作ボタン３２を操作して内視鏡本体４０の処理部４６を起動する。
【００３０】
続いて、照明ユニット１６から白色の照明光を照射して挿入部１０の前方を照明するとともに、発光部２４から赤色のレーザー光Ｌ１をガイド光として照射して距離測定部２０で受信方向Ｄからの赤色の可視光線を検出し距離を測定しながら、不図示の管路内に挿入部１０を挿入していく。
このとき、表示部６０のＬＣＤ６１には、ＣＣＤ１８で取得された反射された赤色のレーザー光Ｌ１も含む可視光線による映像、および、発光部２４からレーザー光Ｌ１が反射された位置までの距離が表示される。この距離は、所定の時間間隔ごとに測定値が更新される。
使用者は、ＬＣＤ６１に表示される映像および距離を見て挿入部１０の前方の状況を確認しながら、挿入部１０を管路内に挿入していく。
【００３１】
図３に示すように、挿入部１０の先端が測定対象物Ｗの近傍に達すると、測定対象物Ｗの一定の範囲が照明ユニット１６により照明され、測定対象物Ｗの被照射領域Ｗ１にガイド光であるレーザー光Ｌ１が照射される。このとき、ＬＣＤ６１には、図４に示すように、測定対象物Ｗ、およびガイド光であるレーザー光Ｌ１が照射された被照射領域Ｗ１の映像、および発光部２４から被照射領域Ｗ１までの距離Ｖが表示される。
ここで、図３に示すように、測定対象物Ｗに対して挿入部１０の可撓管部１３を固定した状態で、ＣＣＤ１８により測定対象物Ｗの一部の画像を取得すると同時に、距離測定部２０により発光部２４から被照射領域Ｗ１までの距離を測定する。同時に取得された画像および距離は、互いに対応付けられた状態で通信制御部１９、４２を通して、画像処理部４４に送信され、画像処理部４４のメモリに記憶される。
使用者は、操作部３０の湾曲操作ボタン３１を操作して湾曲部１２を一定量湾曲させ、測定対象物Ｗの画像を取得すると同時に被照射領域Ｗ１までの距離を測定することを繰り返し、測定対象物Ｗのほぼ全体にわたる画像を取得する。このとき、図７に示すように、隣合う画像から抽出した２つの抽出画像Ｐ１、Ｐ２において、抽出画像Ｐ１中にレーザー光Ｌ１を照射されている被照射領域Ｗ１の像が含まれているとともに、抽出画像Ｐ２中における抽出画像Ｐ１に対応する対応領域Ｗ３がレーザー光Ｌ１を照射されていないように画像を取得する。
【００３２】
画像結合部４５は、画像処理部４４のメモリに保存された複数の画像から抽出画像を抽出するとともに複数の抽出画像をつなぎ合わせ、図８に示すように、測定対象物Ｗのほぼ全体の像が含まれる結合画像Ｑ２を作成する。この結合画像Ｑ２では、レーザー光Ｌ１が照射された被照射領域Ｗ１の像に代えてレーザー光Ｌ１が照射されていない対応領域Ｗ３の像が用いられている。このため、隣接領域Ｗ２に対して対応領域Ｗ３だけ赤色のレーザー光Ｌ１で照射されていることがなく、測定対象物Ｗの表面の色彩を比較しやすくなっている。
また、主メモリ４７は、結合画像Ｑ２において、角部Ｏ、Ｘ軸およびＹ軸を設定する。続いて、図９に示すように、角部Ｏに対するそれぞれの抽出画像中の被照射領域Ｗ１のＸ座標およびＹ座標を求める。そして、図６に示すように、求めた被照射領域Ｗ１のＸ座標およびＹ座標を、抽出画像のもととなる画像に対応付けて画像処理部４４のメモリに記憶された距離Ｋに対応付けて記憶する。
本実施形態では、表示部６０のＬＣＤ６１に、測定対象物Ｗの結合画像Ｑ２に多数の被照射領域Ｗ１を重ね合わせて表示することができる。この状態において、被照射領域Ｗ１を指定すると、主メモリ４７に記憶された位置情報と距離Ｋとの対応付けから、指定された位置に対応する距離Ｋが主メモリ４７から読み出され距離Ｋの値がＬＣＤ６１に表示される。
【００３３】
このように、測定対象物Ｗに対して挿入部１０の可撓管部１３を固定した状態で測定対象物Ｗの撮像を終えた後で、必要に応じて他の測定対象物の撮像を同様に繰り返して行う。
【００３４】
以上説明したように、本実施形態の内視鏡装置１によれば、使用者は、たとえば、ＣＣＤ１８で取得した映像をＬＣＤ６１で確認しながら管路内に挿入部１０を挿入していく。そして、測定対象物Ｗの近傍に挿入部１０の先端を配置し、発光部２４から赤色のレーザー光Ｌ１を測定対象物Ｗの被照射領域Ｗ１に照射し、受光部２６で被照射領域Ｗ１からの可視光線を検出することで距離測定部２０により発光部２４から被照射領域Ｗ１までの距離を測定する。
使用者は、挿入部の湾曲部１２を湾曲させつつＣＣＤ１８により可視光線による画像を取得することで、互いに異なる２つの画像の中央部分である抽出画像Ｐ１、Ｐ２であって、抽出画像Ｐ１中に発光部２４によりレーザー光Ｌ１を照射されている被照射領域Ｗ１の像が含まれているとともに、抽出画像Ｐ２中に発光部２４により可視光線を照射されていない対応領域Ｗ３の像が含まれているものを取得する。
画像結合部４５は、この２つの抽出画像Ｐ１、Ｐ２を測定対象物Ｗの形状が連続するようにつなぎ合せて結合画像Ｑ２を作成する。その際に、結合画像Ｑ２に、抽出画像Ｐ１の被照射領域Ｗ１の像に代えて抽出画像Ｐ２の対応領域Ｗ３の像を用いる。
【００３５】
このように、ＣＣＤ１８が配置されている挿入部１０が小径かつ長尺であって、ＣＣＤ１８を測定対象物Ｗの広範囲の画像を一度に取得する仕様にできない場合であっても、画像結合部４５により取得した画像をつなぎ合わせることで、測定対象物Ｗのより広範囲の画像であって発光部２４によりレーザー光Ｌ１を照射された領域のない結合画像Ｑ２を作成することができる。
また、測定対象物Ｗの画像を取得するときに、発光部２４により隣接領域Ｗ２に対して被照射領域Ｗ１が識別可能となっているので、使用者が被照射領域Ｗ１の像の位置を容易に認識して、つなぎ合わせるための画像を容易に取得することができる。
【００３６】
内視鏡装置１は主メモリ４７を備えるため、結合画像Ｑ２中における被照射領域Ｗ１のＸ座標およびＹ座標を指定することで、発光部２４から被照射領域Ｗ１までの距離Ｋを主メモリ４７から読み出すことができる。
ＣＣＤ１８で得られた画像から抽出画像を抽出しているため、観察レンズ１７に歪曲収差がある場合であっても、抽出画像の歪みを抑えることができる。
【００３７】
なお、前記第１実施形態では、撮像装置は内視鏡装置１であり、発光部２４および受光部２６を有する距離測定部２０は内視鏡装置１の先端硬質部１１に配置されているとした。しかし、図１０に示すように、撮像装置が、内視鏡装置１に対して距離測定部２０を備えない構成とした内視鏡装置７１と、内視鏡装置７１の挿入部７２の先端硬質部１１の外周面に取付けられる距離測定ユニット（距離測定部）７３とを備える内視鏡システム２であるとしてもよい。距離測定ユニット７３を挿入部７２の先端硬質部１１に、不図示のバンド部材などで取付けるようにしてもよい。
内視鏡システム２をこのように構成しても、湾曲部１２を一定量湾曲させ、測定対象物Ｗの画像を取得すると同時に距離測定ユニット７３からレーザー光Ｌ１を照射して被照射領域Ｗ１までの距離を測定することを繰り返すことで、前記第１実施形態と同様に、測定対象物Ｗのほぼ全体にわたる画像を取得することができる。
また、撮像装置が、前述の内視鏡装置７１と、内視鏡装置７１の挿入部７２を挿通可能なチャンネルが形成され先端に距離測定部が配置されたガイドチューブ装置とを備えるとしてもよい。
【００３８】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図１１および図１２を参照しながら説明するが、前記実施形態と同一の部位には同一の符号を付してその説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。本実施形態では、撮像装置がパイプカメラである場合について説明する。
図１１および図１２に示すように、パイプカメラ３は、前記内視鏡装置１の挿入部１０に代えて挿入部８０を備えた構成となっている。
挿入部８０は、先端に配置された観察ユニット８１と、先端が観察ユニット８１に接続され、観察ユニット８１を自身の軸線Ｃ１回りに回動可能に支持する棒状の支持体８２とを有している。
【００３９】
観察ユニット８１は、支持体８２に接続されたベース部材８５と、ベース部材８５に回転可能に接続されたユニット本体８６と、支持体８２の先端部に取付けられ、ベース部材８５およびユニット本体８６を覆うカバー８７とを有している。
ベース部材８５の基端は、支持体８２により軸線Ｃ１回りに回動可能に支持されている。ベース部材８５は、自身の先端側に、互いに離間した状態で軸線Ｃ１に平行に延びる一対の腕部８５ａを有している。
ユニット本体８６は、一対の腕部８５ａの間に配置されるとともに、一対の腕部８５ａの先端部の間に架け渡された軸部材８８に接続されることで、軸部材８８の軸線Ｃ２回りに回動可能に支持されている。
本実施形態では、カバー８７は、樹脂などの透明な材料で球殻状に形成されている。
【００４０】
ユニット本体８６は、箱状のケーシング９１と、ケーシング９１の先端面において、中央部に配置された観察レンズ１７、観察レンズ１７を囲うようにリング状に配置された複数の発光ダイオード９２、および複数の発光ダイオード９２を挟むように配置された発光部２４および受光部２６と、を有している。
ケーシング９１には、不図示のＣＣＤ１８、光制御部２５、戻光検出部２７、および距離算出部２８が内蔵されている。
一般的に、パイプカメラ３において、カバー８７の外径として１５ｍｍ以上２０ｍｍ以下のものが用いられ、挿入部８０の長さとして１０ｍ以上３０ｍ以下のものが用いられる。
支持体８２は、通常の使用においては湾曲しない程度に剛性の高い材料で形成されている。
【００４１】
パイプカメラ３は、図示はしないが、ベース部材８５を軸線Ｃ１回りに回動させる機構、および、ユニット本体８６を軸線Ｃ２回り回動させる機構を備えていて、ベース部材８５を軸線Ｃ１回りに３６０°、ユニット本体８６を軸線Ｃ２回りに１８０°それぞれ回動させることができる。
【００４２】
このように構成されたパイプカメラ３によれば、狭い空間内に挿入された状態で周囲を観察可能であるとともに、測定対象物Ｗ上の被照射領域Ｗ１を確認しながら測定対象物Ｗの状態を測定し、測定対象物Ｗの広範囲にわたる画像を取得することができる。
【００４３】
以上、本発明の第１実施形態および第２実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の構成の変更なども含まれる。さらに、各実施形態で示した構成のそれぞれを適宜組み合わせて利用できることは、言うまでもない。
たとえば、前記第１実施形態および第２実施形態では、発光部２４が赤色のレーザー光Ｌ１を照射し、被照射領域Ｗ１と隣接領域Ｗ２との色彩を異ならせることで、画像結合部４５が被照射領域Ｗ１と隣接領域Ｗ２とを識別可能となるように構成した。しかし、発光部が所定の照度以上の白色の可視光線を照射して隣接領域Ｗ２より被照射領域Ｗ１の明るさを異ならせることで、画像結合部４５が被照射領域Ｗ１と隣接領域Ｗ２とを識別可能となるように構成してもよい。
このとき、たとえば、照明ユニット１６が被照射領域Ｗ１および隣接領域Ｗ２を白色光で１００ｌｘの照度で照明したときに、発光部２４が被照射領域Ｗ１を照射する白色光単独の照度を１５０ｌｘ以上とすることが好ましい。
【００４４】
また、前記第１実施形態および第２実施形態では、受信部である受光部２６が検出した被照射領域Ｗ１で反射された赤色の可視光線の検出結果に基づいて、測定部である距離測定部２０が発光部２４から被照射領域Ｗ１までの距離を測定するとした。しかし、たとえば、受信部が被照射領域Ｗ１からの赤外線を検出し、その検出結果に基づいて測定部が被照射領域Ｗ１における温度を測定するように構成してもよいし、受信部が被照射領域Ｗ１からの音波を検出し、その検出結果に基づいて測定部が被照射領域Ｗ１における振動状態を測定するように構成してもよい。
【００４５】
また、前記第１実施形態および第２実施形態では、発光部２４が赤色のレーザー光Ｌ１を照射し、ＣＣＤ１８が可視光線を検出するものとし、発光部２４は、照射するレーザー光Ｌ１により被照射領域Ｗ１と隣接領域Ｗ２とを画像結合部４５が識別可能となるように色彩を異ならせるとした。
しかし、発光部が赤外線を照射し、挿入部１０のＣＣＤが可視光線および赤外線を検出可能なものであり、発光部は、自身が照射する赤外線により被照射領域Ｗ１と隣接領域Ｗ２とを画像結合部４５が識別可能となるように赤外線の強度を異ならせるように構成してもよい。また、ＣＣＤが可視光線および赤外線を検出可能なものであってもよい。
同様に、発光部が紫外線を照射し、ＣＣＤが可視光線および紫外線を検出可能なものであり、発光部は、自身が照射する紫外線により被照射領域Ｗ１と隣接領域Ｗ２とを画像結合部４５が識別可能となるように紫外線の強度を異ならせるように構成してもよい。
【００４６】
発光部２４から照射される光がレーザー光などの平行光の場合、発光部２４から被照射領域Ｗ１までの距離Ｋが長くなるのに伴って、観察視野内での被照射領域Ｗ１の大きさが小さくなる。このため、前記第１実施形態および第２実施形態では、予め、距離Ｋに対する画像上での被照射領域Ｗ１の大きさの関係を求めておくことで、画像結合部４５が被照射領域Ｗ１を識別するのに要する時間を短縮ことができる。
前記第１実施形態および第２実施形態では、前記第１実施形態では、ＣＣＤ１８が取得した画像のうち観察レンズ１７による歪曲収差の小さい部分である抽出画像から結合画像を作成した。しかし、観察レンズ１７による歪曲収差が問題ないほど小さいと考えられる場合などには、抽出画像は画像と同じものであるとしてよく、ＣＣＤ１８が取得した画像全体から結合画像を作成してもよい。
【００４７】
前記第１実施形態および第２実施形態では、後に距離測定部２０で測定した距離を必要としない場合などには、内視鏡装置またはパイプカメラに主メモリ４７は備えられなくてもよい。
前記第１実施形態および第２実施形態では、距離測定部２０としてＴＯＦ型の距離センサを用いた。しかし、これに限ることなく、三角測量方式や位相差検出方式などの距離センサを用いてもよい。
【符号の説明】
【００４８】
１    内視鏡装置（撮像装置）
２    内視鏡システム（撮像装置）
３    パイプカメラ（撮像装置）
１０、７２、８０  挿入部
１７  観察レンズ（レンズ）
１８  ＣＣＤ（撮像素子）
２０  距離測定部（測定部）
２４  発光部
２６  受光部（受信部）
４５  画像結合部
４７  主メモリ（記憶部）
７３  距離測定ユニット（距離測定部）
Ｐ１、Ｐ２  抽出画像
Ｑ１  結合画像
Ｗ    測定対象物
Ｗ１  被照射領域
Ｗ３  対応領域
【図１】
0005608503.tif 000002
【図２】
0005608503.tif 000003
【図３】
0005608503.tif 000004
【図４】
0005608503.tif 000005
【図５】
0005608503.tif 000006
【図６】
0005608503.tif 000007
【図７】
0005608503.tif 000008
【図８】
0005608503.tif 000009
【図９】
0005608503.tif 000010
【図１０】
0005608503.tif 000011
【図１１】
0005608503.tif 000012
【図１２】
0005608503.tif 000013