(57)【要約】【課題】撮像対象のサイズを把握し易い撮像装置を提供すること。【解決手段】本発明の撮像装置は、平行な２つのスポット光を出射するスポット光出射部と、動画撮影時に、前記スポット光によって照明された２つのスポット領域を含む計測用フレーム画像と、前記２つのスポット領域を含まない複数の第１フレーム画像とを撮像する撮像素子と、前記計測用フレーム画像中の前記２つのスポット領域間の距離に基づいて設定された間隔で並べられた複数のグリッド線を含むグリッド画像を生成し、前記複数の第１フレーム画像に前記グリッド画像を重ね合わせて複数の第２フレーム画像を生成し、ディスプレイに前記複数の第２フレーム画像を表示するコントローラと、を備えることを特徴とする。【選択図】図５
2018114133.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平行な２つのスポット光を出射するスポット光出射部と、
動画撮影時に、前記スポット光によって照明された２つのスポット領域を含む計測用フレーム画像と、前記２つのスポット領域を含まない複数の第１フレーム画像とを撮像する撮像素子と、
前記計測用フレーム画像中の前記２つのスポット領域間の距離に基づいて設定された間隔で並べられた複数のグリッド線を含むグリッド画像を生成し、前記複数の第１フレーム画像に前記グリッド画像を重ね合わせて複数の第２フレーム画像を生成し、ディスプレイに前記複数の第２フレーム画像を表示するコントローラと、
を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の撮像装置において、
前記コントローラは、前記グリッド線が前記第２フレーム画像の各辺に対して斜めに交差する前記グリッド画像を生成することを特徴とする撮像装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の撮像装置において、
前記スポット光出射部は、光源からの光が一端に入射する光ファイバの他端であることを特徴とする撮像装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１つに記載の撮像装置において、
先端部の向きを変更可能なケーブルと、
前記先端部にある撮像ユニットと、を備え、
前記撮像ユニットは、
前記撮像素子と、
前記撮像素子に光を集光するレンズと、
２つの前記スポット光出射部と、
撮像対象を照らす照明光を出射する２つの照明光出射部と、を備え、
２つの前記スポット光出射部および２つの前記照明光出射部は、前記レンズの光軸を中心とする周方向において、等間隔かつ交互に配置されることを特徴とする撮像装置。
【請求項５】
撮像装置に装着されるアタッチメントであって、
平行な２つのスポット光を出射し、
前記撮像装置は、動画撮影時に、前記アタッチメントによる前記スポット光によって照明された２つのスポット領域を含む計測用フレーム画像と、前記２つのスポット領域を含まない複数の第１フレーム画像とを撮像し、前記計測用フレーム画像中の前記２つのスポット領域間の距離に基づいて設定された間隔で並べられた複数のグリッド線を含むグリッド画像を生成し、前記複数の第１フレーム画像に前記グリッド画像を重ね合わせて複数の第２フレーム画像を生成することを特徴とするアタッチメント。
【請求項６】
動画撮影時に撮像される、平行な２つのスポット光によって照明された２つのスポット領域を含む計測用フレーム画像と、前記２つのスポット領域を含まない複数の第１フレーム画像と、のうち、前記計測用フレーム画像中の前記２つのスポット領域の間の距離に基づいてグリッド線の間隔を設定し、
前記間隔で並べられた複数のグリッド線を含むグリッド画像を生成し、
前記複数の第１フレーム画像に前記グリッド画像を重ね合わせて複数の第２フレーム画像を生成する
ことを特徴とする画像処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置に関し、特に動画像にグリッド線を表示させる画像処理技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、配管内等を撮像する内視鏡等の撮像装置が知られる（例えば特許文献１）。例えば、内視鏡において、配管内等に挿入されるケーブルの先端部には、撮像ユニットがある。ケーブルの先端部の向き、すなわち、撮像ユニットの撮像方向は、操作部の操作により使用者の所望の向きに変更できる。内視鏡によって撮像された撮像画像は、ディスプレイに表示される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−８９９５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
撮像装置によって撮像された撮像画像では、撮像対象を確認できるが、撮像対象のサイズを把握することは難しい。例えば、内視鏡では、撮像対象までの距離が、ケーブルの挿入状態や撮像方向によって変わるので、撮像対象のサイズを撮像画像から把握しづらいという問題がある。また、撮像装置では、撮像光学系のズームによって、撮像画像内での撮像対象のサイズが変わるので、撮像対象のサイズを撮像画像から把握しづらいという問題がある。
【０００５】
本発明の目的は、撮像対象のサイズを把握し易い撮像装置および画像処理方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の撮像装置は、平行な２つのスポット光を出射するスポット光出射部と、動画撮影時に、前記スポット光によって照明された２つのスポット領域を含む計測用フレーム画像と、前記２つのスポット領域を含まない複数の第１フレーム画像とを撮像する撮像素子と、前記計測用フレーム画像中の前記２つのスポット領域間の距離に基づいて設定された間隔で並べられた複数のグリッド線を含むグリッド画像を生成し、前記複数の第１フレーム画像に前記グリッド画像を重ね合わせて複数の第２フレーム画像を生成し、ディスプレイに前記複数の第２フレーム画像を表示するコントローラと、を備えることを特徴とする。
【０００７】
本発明の画像処理方法では、動画撮影時に撮像される、平行な２つのスポット光によって照明された２つのスポット領域を含む計測用フレーム画像と、前記２つのスポット領域を含まない複数の第１フレーム画像と、のうち、前記計測用フレーム画像中の前記２つのスポット領域の間の距離に基づいてグリッド線の間隔を設定し、前記間隔で並べられた複数のグリッド線を含むグリッド画像を生成し、前記複数の第１フレーム画像に前記グリッド画像を重ね合わせて複数の第２フレーム画像を生成することを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、計測用フレーム画像内で２つのスポット領域を形成する各スポット光は互いに平行なので、例えば、撮像ユニットから撮像対象までの距離が変化しても、実際のスポット領域間の距離は変わらない。すなわち、撮像ユニットから撮像対象までの距離が変化しても、計測用フレーム画像中の撮像対象のサイズとスポット領域間の距離との比率は一定となる。
【０００９】
本発明によれば、グリッド線の間隔を、計測用フレーム画像中のスポット領域間の距離に基づいて設定する。そのため、本発明によれば、撮像ユニットから撮像対象までの距離にかかわらず、第２フレーム画像においても、グリッド線の間隔と撮像対象のサイズとの比率は一定となる。
【００１０】
よって、本発明によれば、撮像ユニットから撮像対象までの距離にかかわらず、グリッド線の間隔と撮像対象を比較することにより、撮像対象のサイズを容易に把握できる。また、本発明によれば、グリッド線の間隔に基づいて、撮像対象の具体的なサイズを測定することもできる。
【００１１】
本発明では、前記コントローラは、前記グリッド線が前記第２フレーム画像の各辺に対して斜めに交差するグリッド画像を生成してもよい。
【００１２】
本発明によれば、グリッド線が第２フレーム画像の各辺に対して斜めに交差するので、グリッド線を視認しやすい。
【００１３】
本発明では、前記スポット光出射部は、光源からの光が一端に入射する光ファイバの他端であってもよい。
【００１４】
本発明によれば、光ファイバが光源からの光を平行光に変換し、スポット光として出射するので、２つのスポット光の平行度を良好にできる。従って、本発明によれば、実際のスポット領域の間隔を精度よく所定間隔に維持でき、グリッド線の間隔の精度を良好にできる。
【００１５】
本発明では、先端部の向きを変更可能なケーブルと、前記先端部にある撮像ユニットと、を備え、前記撮像ユニットは、前記撮像素子と、前記撮像素子に光を集光するレンズと、２つの前記スポット光出射部と、撮像対象を照らす照明光を出射する２つの照明光出射部と、を備え、２つの前記スポット光出射部および２つの前記照明光出射部は、前記レンズの光軸を中心とする周方向において、等間隔かつ交互に配置されてもよい。
【００１６】
本発明によれば、２つのスポット光出射部および２つの照明光出射部が、レンズの光軸を中心とする周方向において、等間隔かつ交互に配置されている。これにより、本発明によれば、いずれか一方のスポット光の照射地点へ照明光が偏って照射されることを抑制できる。すなわち、撮像範囲内の輝度分布を均一にしながら、２つのスポット光を照射することができ、計測用フレーム画像において、２つのスポット領域を識別しやすくなる。これに伴い、２つのスポット領域間の距離を算出しやすくなる。
【００１７】
本発明のアタッチメントは、撮像装置に装着されるアタッチメントであって、平行な２つのスポット光を出射し、前記撮像装置は、動画撮影時に、前記アタッチメントによる前記スポット光によって照明された２つのスポット領域を含む計測用フレーム画像と、前記２つのスポット領域を含まない複数の第１フレーム画像とを撮像し、前記計測用フレーム画像中の前記２つのスポット領域間の距離に基づいて設定された間隔で並べられた複数のグリッド線を含むグリッド画像を生成し、前記複数の第１フレーム画像に前記グリッド画像を重ね合わせて複数の第２フレーム画像を生成することを特徴とする。
【００１８】
本発明によれば、アタッチメントを撮像装置に装着することにより、上記撮像装置と同様に、アタッチメントが装着された撮像装置は、計測用フレーム画像と第１フレーム画像とを取得可能となる。そして、撮像装置は、計測用フレーム画像に基づいてグリッド画像を生成し、第１フレーム画像にグリッド画像を重ね合わせて第２フレーム画像を生成することができる。これにより、第２フレーム画像におけるグリッド線の間隔と撮像対象を比較することで、撮像対象のサイズを容易に把握できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】内視鏡の斜視図である。
【図２】内視鏡の断面図である。
【図３】ワイヤの先端部の向きを変更した状態示す内視鏡の断面図である。
【図４】撮像ユニットの模式図である。
【図５】画像処理の各ステップにおける撮像画像等を示す図である。
【図６】画像処理を説明するフローチャートである。
【図７】変形例の画像処理の各ステップにおける撮像画像等を示す図である。
【図８】変形例のグリッド画像を示す図である。
【図９】変形例のグリッド画像を示す図である。
【図１０】一眼レフカメラを示す図である。
【図１１】コンパクトカメラを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を用いて実施形態を説明する。図１は、内視鏡１の斜視図である。内視鏡１は、本体部２、ケーブル３、およびケーブル３の先端部にある撮像ユニット４を備える。撮像ユニット４は、ケーブル３の軸方向先端にある先端面４１を備える。撮像ユニット４は、先端面４１と対向する撮像範囲を撮像する。
【００２１】
本体部２は、把持部２１、操作部２２、ボタン２３１，２３２、トリガ２４、操作パネル２５、ディスプレイ２６、コントローラ２７、およびメモリ２８を備える。
【００２２】
把持部２１は、使用者が右手等で把持するための部位である。
【００２３】
操作部２２は、レバーである。操作部２２を倒すことでケーブル３の先端部の向きを変更でき、撮像ユニット４による撮像方向を変更できる。操作部２２やボタン２３１，２３２およびトリガ２４は、使用者が右手で把持部２１を把持しながら各要素２２，２３１，２３２，２４を操作できる位置にある。
【００２４】
操作パネル２５は、内視鏡１の設定等の入力を受け付ける複数のボタン２５１を備える。
【００２５】
ディスプレイ２６は、撮像ユニット４の撮像画像や、内視鏡１の設定情報、使用者への通知情報を表示する。なお、ディスプレイ２６は、内視鏡１に設けなくてもよい。この場合には、内視鏡１を外部ディスプレイに接続し、撮像ユニット４の撮像画像を内視鏡１から外部ディスプレイに送信すればよい。
【００２６】
コントローラ２７は、ＣＰＵ(Central Processing Unit)であり、内視鏡１全体を制御する。コントローラ２７は、メモリ２８内のプログラムを読み込み、各種の処理を行う。コントローラ２７は、ボタン２３１が押されると、動画撮影を開始し、ボタン２３２が押されると、動画撮影を停止する。コントローラ２７は、撮影された動画をメモリ２８に保存する。コントローラ２７は、トリガ２４が引かれると、静止画像を撮影し、静止画像をメモリ２８に保存する。
【００２７】
図２は、内視鏡１の断面図であり、撮像方向を変更する機構を示す。該機構は、特開２００９−８９９５５号公報に記載されるものと同様である。以下、該機構を簡単に説明する。なお、図２では、本体部２の外装である外装部材５１の一部を示している。
【００２８】
操作部２２は、外装部材５１内に大部分が収容された操作部本体５２に立設される。操作部本体５２は、回動中心Ｒを中心として、三次元方向に回動可能である。操作部本体５２の側面には、周方向に等間隔に４つの保持部５３がある。保持部５３は、ワイヤ３１の一端に固定された球体３２を摺動可能に保持する。４つのワイヤ３１のそれぞれは、一端側が保持部５３に支持された状態で、外装部材５１内を通って、ケーブル３内の先端側へ向けて延びる。
【００２９】
外装部材５１には、ケーブル３の一端が固定される。ケーブル３は、筒状、かつ弾性変形可能である。ケーブル３の先端部内には、柱状の固定部材３３が固定される。
【００３０】
固定部材３３の先端側は小径部３３１となっている。小径部３３１の外周面とケーブル３の内周面との隙間に、撮像ユニット４の円筒状のケース部材４２の基端側が差し込まれる。これにより、撮像ユニット４が、ケーブル３の先端部に固定される。
【００３１】
固定部材３３には、中心軸を貫通する孔３３２がある。孔３３２には信号線６１が通る。信号線６１の一端は、撮像ユニット４に接続し、他端は、コントローラ２７に接続する。コントローラ２７は、信号線６１を介して撮像ユニット４に電力を供給し、撮像ユニット４を駆動する。コントローラ２７には、撮像ユニット４が出力する撮像画像が信号線６１を介して入力される。
【００３２】
固定部材３３の基端側には、４つの取付部３３３がある。取付部３３３は、孔３３２の周囲に、周方向に等間隔にある。図２では、取付部３３３は２つのみ示される。４本のワイヤ３１は、それぞれ一端側が保持部５３に支持され、他端側が取付部３３３に固定される。
【００３３】
図２に示すように、ケーブル３が直線状に延びた状態において、ケーブル３の中心軸に対して対象に配置された２つのワイヤ３１は、外装部材５１内で交差している。これにより、操作部２２を例えば図２中右側に回動させると、図２中左側の保持部５３が上がり、図２中右側の取付部３３３が上側に引っ張られる。その結果、図３に示すように、ケーブル３の先端部の向きが右側に変更され、撮像ユニット４による撮像方向が右側に変更される。このように、本実施形態では、操作部２２の回動方向に撮像方向を変更できる。
【００３４】
図４は、撮像ユニット４の模式図である。撮像ユニット４は、ケース部材４２、照明光出射部４３、レンズ４４、撮像素子４５、スポット光出射部４６、光ファイバ４７、および光源４８を備える。
【００３５】
ケース部材４２は、前述したように、円筒状である。ケース部材４２の先端面４１では、レンズ４４、照明光出射部４３、およびスポット光出射部４６が露出する。ケース部材４２は、各要素４３〜４８を収容する。ケース部材４２内において、各要素４３〜４８は、不図示の固定部材によって固定される。
【００３６】
照明光出射部４３は、白色光を出射するＬＥＤ(Light Emitting Diode)等の光源であり、２つある。照明光出射部４３は、撮像環境が暗いときなどに、白色光を出射し、撮像範囲を照らす。２つの照明光出射部４３は、レンズ４４の光軸ＯＡを挟んで点対象に位置する。
【００３７】
レンズ４４の光軸ＯＡは、ケース部材４２の中心軸と一致する。レンズ４４は、撮像対象からの光を撮像素子４５に集光する。本実施形態では、レンズ４４から撮像素子４５に至る光学系としては、単焦点光学系を用いることができる。この光学系は、フォーカス機能を備えていることが好ましい。また、光学系として、ズーム光学系を用いることもできる。
【００３８】
撮像素子４５は、例えばＣＣＤ(Charge Coupled Device)であり、撮像対象を撮像する。
【００３９】
スポット光出射部４６は、２つある。２つのスポット光出射部４６は、レンズ４４の光軸ＯＡを挟んで点対象に位置する。２つのスポット光出射部４６および２つの照明光出射部４３は、レンズ４４の光軸ＯＡを中心とする周方向において、等間隔かつ交互に配置される。各スポット光出射部４６は、レーザ光であるスポット光を出射し、撮像ユニット４の撮像範囲内にスポット光を照射することができる。各スポット光出射部４６は、レンズ４４の光軸ＯＡに沿う方向にスポット光を出射する。
【００４０】
光ファイバ４７は、２本あり、それぞれ一端からスポット光を出射する。光ファイバ４７の一端がスポット光出射部４６となる。
【００４１】
光源４８は、２つあり、例えばＬＥＤである。各光源４８は、各光ファイバ４７の他端に光を入射する。
【００４２】
以下、図５および図６を参照して、コントローラ２７による画像処理を説明する。ボタン２３１が押されて動画撮影が開始されたとき、図６に示す処理が実行される。図６に示す処理は、所定時間（例えば、１秒）内で実行され、所定時間が経過するたびに、図６に示す処理が繰り返される。所定時間内の動画撮影によって、図５（Ａ）に示す複数のフレーム画像９１（第１フレーム画像）が撮像される。動画撮影時のフレームレートは、例えば３０ＦＰＳ（Frame Per Second）とすることができる。コントローラ２７は、所定のタイミングに至るまで待機する（ステップＳ１：ＮＯ）。所定のタイミングとは、上記所定時間内で撮像された動画像（複数のフレーム画像９１）のうち、任意の１つのフレーム画像９１を撮像するタイミングである。例えば、所定のタイミングとしては、上記所定時間内で最初のフレーム画像９１を撮像するタイミングとすることができる。
【００４３】
コントローラ２７は、所定のタイミングに至ると（ステップＳ１：ＹＥＳ）、２つの光源４８を点灯させ、スポット光出射部４６から撮像範囲内の２点にスポット光を照射する（ステップＳ２）。これにより、図５（Ｂ）に参照されるように、２つのスポット光によって照明されたスポット領域ＳＲを含む計測用フレーム画像９２が得られる。ここで、スポット光の照射時間に応じて、１つの計測用フレーム画像９２が得られたり、複数の計測用フレーム画像９２が得られたりする。
【００４４】
コントローラ２７は、計測用フレーム画像９２に基づき、２つのスポット領域ＳＲ間の距離Ｄ１を算出する（ステップＳ３）。距離Ｄ１としては、図５（Ｃ）に参照されるように、一方のスポット領域ＳＲの中心から他方のスポット領域ＳＲの中心までの距離Ｄ１とすることができる。ここで、複数の計測用フレーム画像９２が得られた場合には、これらの計測用フレーム画像９２の１つに基づき、距離Ｄ１を算出することができる。
【００４５】
コントローラ２７は、距離Ｄ１に基づいて、図５（Ｄ）に参照されるようなグリッド画像Ｇを生成する（ステップＳ４）。グリッド画像Ｇでは、２方向に延びる複数のグリッド線が形成されており、複数のグリッド線によって形成された正方形状の複数の格子が２方向に並んでいる。グリッド線は、グリッド画像Ｇの各辺に対して傾斜している。また、交差する２つのグリッド線は、直交している。コントローラ２７は、グリッド画像Ｇの各格子の一辺の長さ（グリッド線の間隔）Ｄ２を距離Ｄ１に基づいて設定する。具体的には、コントローラ２７は、距離Ｄ１に比例する長さを、長さＤ２として設定する。長さＤ２としては、距離Ｄ１と等しい長さとすることもできるし、距離Ｄ１に所定係数（０より大きい値）を乗算した長さとすることもできる。
【００４６】
コントローラ２７は、動画撮影によって得られた図５（Ｅ）に参照される複数のフレーム画像９１のそれぞれにグリッド画像Ｇを重ね合わせることにより、図５（Ｆ）に参照されるように、グリッド線を含むフレーム画像９３（第２フレーム画像）を生成する（ステップＳ５）。複数のフレーム画像９３によって、グリッド線を含む動画像が得られる。動画撮影によって得られた動画像には、計測用フレーム画像９２が含まれるが、グリッド線を含む動画像を生成するときには、計測用フレーム画像９２が取り除かれる。
【００４７】
コントローラ２７は、グリッド線を含む動画像（複数のフレーム画像９３）をディスプレイ２６に表示する（ステップＳ６）。
【００４８】
コントローラ２７は、次の所定のタイミングまでは、光源４８を消灯させた状態でフレーム画像９１を取得する。従って、この際取得する動画像は、図５（Ｅ）に参照されるように、計測用フレーム画像９２が含まれず、フレーム画像９１だけとなる。
【００４９】
次の所定のタイミングでは、コントローラ２７は、再度２つの光源４８を点灯させて計測用フレーム画像９２を取得し、計測用フレーム画像９２に基づいてグリッド画像Ｇを更新する。なお、グリッド線を含む動画像を生成するときには、計測用フレーム画像９２が取り除かれるため、所定のフレームレートでの動画像を表示させるためには、計測用フレーム画像９２に代わるフレーム画像９３を用意する必要がある。そこで、例えば、コントローラ２７は、計測用フレーム画像９２に代わるフレーム画像９３として、計測用フレーム画像９２に対して１フレーム前又は１フレーム後のフレーム画像９１から生成されたフレーム画像９３を用いることができる。すなわち、コントローラ２７は、同一の２つのフレーム画像９３を連続して表示させることができる。これにより、本実施形態では、ディスプレイ２６に、グリッド線を含む動画像を表示させるときに、フレーム画像９３の欠けを防止している。
【００５０】
光源４８の点灯期間や点灯タイミングの設定によっては、スポット領域ＳＲが複数枚のフレーム画像９１に映る場合、すなわち、計測用フレーム画像９２が連続する場合が考えられる。この場合、コントローラ２７は、いずれか１つの計測用フレーム画像９２を用いてグリッド画像Ｇを生成する。そして、コントローラ２７は、前述と同様、計測用フレーム画像９２を取り除いた分だけ、計測用フレーム画像９２に代わるフレーム画像９３を用意する。
【００５１】
コントローラ２７は、グリッド線を含む動画像をメモリ２８に保存できる。また、コントローラ２７は、図５（Ｅ）に参照されるように、複数のフレーム画像９１だけで構成された動画像をメモリ２８に保存することもできる。
【００５２】
（効果）
本実施形態では、２つのスポット光出射部４６から２つのスポット光が平行に出射するので、撮像ユニット４から撮像対象までの距離が変化しても、実際のスポット領域ＳＲの間隔は一定である。そのため、撮像ユニット４から撮像対象までの距離が変化すると、計測用フレーム画像９２中の撮像対象のサイズとスポット領域ＳＲ間の距離Ｄ１は、同じ割合で変化する。例えば、撮像ユニット４から撮像対象までの距離が長くなれば、計測用フレーム画像９２中の撮像対象のサイズおよびスポット領域ＳＲ間の距離Ｄ１は、同じ割合で小さくなる。
【００５３】
すなわち、計測用フレーム画像９２中の撮像対象のサイズとスポット領域ＳＲ間の距離Ｄ１との比率は、撮像ユニット４から撮像対象までの距離にかかわらず一定となる。フレーム画像９３において、グリッド画像Ｇの一辺の長さＤ２は、スポット領域ＳＲ間の距離Ｄ１に基づいて設定されているため、長さＤ２と撮像対象のサイズとの比率も、撮像ユニット４から撮像対象までの距離にかかわらず一定となる。
【００５４】
従って、グリッド画像Ｇの一辺の長さＤ２が撮像対象より小さい場合、撮像ユニット４から撮像対象までの距離が変わっても、フレーム画像９３において、長さＤ２は撮像対象のサイズより小さいままとなる。また、撮像対象のサイズに対する長さＤ２の比率も変わらない。
【００５５】
よって、本実施形態では、撮像ユニット４から撮像対象までの距離にかかわらず、グリッド画像Ｇの一辺の長さＤ２および撮像対象を比較することにより、撮像対象のサイズを容易に把握できる。また、長さＤ２に基づいて、撮像対象の具体的なサイズを測定することもできる。
【００５６】
本実施形態では、スポット光を出射するたびに、グリッド画像Ｇが更新される。このため、動画像を撮影している間に、撮像ユニット４から撮像対象までの距離が変化しても、この変化に応じたグリッド画像Ｇを生成することができる。そして、動画像を撮影している間、長さＤ２を基準として、撮像対象のサイズを把握し続けることができる。
【００５７】
本実施形態では、コントローラ２７は、グリッド線の姿勢を、グリッド線の各辺が第２フレーム画像９３の各辺に対して斜めに交差する姿勢にするので、グリッド線の各辺を視認しやすい。
【００５８】
本実施形態では、光源４８から出射した拡散光を、光ファイバ４７によって平行光に変換しているため、２つのスポット光出射部４６から出射したスポット光の平行度を良好にできる。従って、本実施形態では、上述したように、撮像ユニット４から撮像対象までの距離を変化させても、スポット領域ＳＲの実際の間隔を精度よく所定間隔に維持でき、グリッド画像Ｇの精度を良好にできる。
【００５９】
本実施形態では、２つのスポット光出射部４６および２つの照明光出射部４３が、レンズ４４の光軸ＯＡを中心とする周方向において、等間隔かつ交互に配置される。そのため、本実施形態では、いずれか一方のスポット光の照射地点に、照明光出射部４３からの照明光が偏って照射されることを抑制できる。これにより、撮像範囲内の輝度分布を均一にしながら、２つのスポット光を照射することができ、計測用フレーム画像９２において、２つのスポット領域ＳＲを識別しやすくなる。これに伴い、２つのスポット領域ＳＲに基づいて、距離Ｄ１を算出しやすくなる。
【００６０】
（変形例）
前記実施形態では、図５（Ｄ）に示すように、コントローラ２７は、グリッド画像Ｇにおける格子の一辺の長さＤ２を、計測用フレーム画像９２のスポット領域ＳＲ間の距離Ｄ１に基づいて設定した。しかし、図７（Ｄ）に示すように、コントローラ２７は、グリッド画像Ｇにおける格子の対角線の長さＤ３を距離Ｄ１に基づいて設定し、グリッド画像Ｇを生成してもよい。グリッド画像Ｇにおける格子は正方形であるため、長さＤ３に基づいて、格子の１辺の長さを決めることができる。そして、格子の対角線を基準として、グリッド線を生成することができる。
【００６１】
図８は、変形例のグリッド画像Ｇを示す図である。図８（Ｉ）は、距離Ｄ１に対する格子の一辺の長さＤ４を示す図である。図８（ＩＩ）は、格子の一辺の長さをＤ４としたグリッド画像Ｇを示す図である。
コントローラ２７は、グリッド画像Ｇにおける格子の一辺の長さＤ４を、計測用フレーム画像９２のスポット領域ＳＲ間の距離Ｄ１を所定の分割数で均等に分割した長さ（図８（Ｉ）参照）にしてもよい。本変形例では、２つのスポット光出射部４６間の距離を７ｍｍとする。すなわち、計測用フレーム画像９２のスポット領域ＳＲ間の距離Ｄ１は７ｍｍになるものとする。そして、コントローラ２７は、スポット領域ＳＲ間の距離Ｄ１（７ｍｍ）を７分割した長さＤ４（１ｍｍ）を、グリッド画像Ｇにおける格子の一辺の長さＤ４とする。
【００６２】
図９は、変形例のグリッド画像Ｇを示す図である。図９（Ｉ）は、距離Ｄ１に対する格子の対角線の長さＤ５を示す図である。図９（ＩＩ）は、格子の対角線の長さをＤ５としたグリッド画像Ｇを示す図である。
コントローラ２７は、図８の処理と同様、グリッド画像Ｇにおける格子の対角線の長さＤ５を、計測用フレーム画像９２のスポット領域ＳＲ間の距離Ｄ１を所定の分割数で均等に分割した長さ（図９（Ｉ）参照）にしてもよい。本変形例では、２つのスポット光出射部４６間の距離を７ｍｍとする。すなわち、計測用フレーム画像９２のスポット領域ＳＲ間の距離Ｄ１は７ｍｍになるものとする。そして、コントローラ２７は、スポット領域ＳＲ間の距離Ｄ１（７ｍｍ）を７分割した長さＤ５（１ｍｍ）を、グリッド画像Ｇにおける格子の対角間の長さＤ５とする。
【００６３】
前記実施形態および前記変形例では、コントローラ２７は、グリッド画像Ｇの格子を正方形状としたが、グリッド画像Ｇの格子をひし形状にしてもよい。
【００６４】
内視鏡１自体がグリッド画像Ｇを生成して、計測用フレーム画像９２にグリッド画像Ｇを重ね合わせなくてもよい。内視鏡１に無線または有線により接続されたコンピュータが、内視鏡１から計測用フレーム画像９２を取得し、計測用フレーム画像９２に基づいてグリッド画像Ｇを生成してもよい。そして、コンピュータが、フレーム画像９１にグリッド画像Ｇを重ね合わせてフレーム画像９３を生成してもよい。コンピュータは、コンピュータに接続するディスプレイにフレーム画像９３（すなわち、グリッド線を含む動画像）を表示してもよい。
【００６５】
図１０は、カメラシステム８を示す図である。
前記実施形態では、スポット光出射部４６は内視鏡１に設けられていた。本変形例では、スポット光出射部７１は、カメラシステム８に設けられている。
【００６６】
カメラシステム８は、カメラ本体６およびアタッチメント７を備える。
カメラ本体６は、本体部６１と鏡筒６２とを備える。鏡筒６２は、レンズ６２１を保持し、本体部６１に脱着できる。
本体部６１は、ミラー６１１、ペンタプリズム６１２、ファインダー６１３、撮像素子６１４、ディスプレイ６１５、コントローラ６１６、およびメモリ６１７を備える。
【００６７】
不図示のシャッターが押されていない時、ミラー６１１は、レンズ６２１を通過する光をファインダー６１３側に反射する。ペンタプリズム６１２は、ミラー６１１からの反射光をファインダー６１３へ反射する。使用者は、撮影用のレンズ６２１を通した映像をファインダー６１３から見ることができる。シャッターが押されると不図示の駆動機構によりミラー６１１が上がり、レンズ６２１を通過する光が撮像素子６１４に入射する。なお、図１０に示すカメラシステム８において、ミラー６１１、ペンタプリズム６１２およびファインダー６１３を省略することもできる。
【００６８】
アタッチメント７は、鏡筒６２に脱着できる。アタッチメント７は、例えばリング状であり、鏡筒６２に取り外し可能に嵌められる。アタッチメント７は、一対のスポット光出射部７１、およびスポット光出射部７１に電力を供給する不図示の電池等の電源を備える。スポット光出射部７１は、レンズ６２１の光軸を挟んで点対象に位置する。スポット光出射部７１は、前記スポット光出射部４６と同様の作用および機能を有し、レンズ６２１の光軸と平行な２つのスポット光を出射する。スポット光出射部７１は、光源からの光を出射する光ファイバの一端であってもよいし、レーザ光を出射するＬＥＤ等の光源自体であってもよい。スポット光出射部７１は、カメラ本体６の撮像範囲内に２つのスポット光を出射する。
【００６９】
コントローラ６１６は、撮像素子６１４により、動画撮影時に、スポット光によって照明されたスポット領域ＳＲを含む計測用フレーム画像９２と、スポット領域を含まない複数の第１フレーム画像９１とを撮像する。そして、コントローラ６１６は、前記ステップＳ３〜Ｓ６と同様、計測用フレーム画像９２中のスポット領域ＳＲ間の距離Ｄ１に基づいてグリッド線の間隔を設定する。そして、コントローラ６１６は、前記間隔で並べられた複数のグリッド線を含むグリッド画像Ｇを生成するとともに、第１フレーム画像９１にグリッド画像Ｇを重ね合わせて第２フレーム画像９３を生成する。コントローラ６１６は、第２フレーム画像９３による動画をディスプレイ６１５に表示する。
【００７０】
なお、本変形例では、スポット光出射部７１は、アタッチメント７に設けられるため、アタッチメント７をカメラ本体６に着脱可能に装着することもできる。しかし、スポット光出射部７１は、アタッチメント７を介さずに直接本体部６１又は鏡筒６２に内蔵されていてもよい。また、上記変形例では、スポット光出射部７１の点灯制御は、アタッチメント７に内蔵されたコントローラによって行われ、コントローラ６１６から自立して行われるものとするが、カメラ本体６のコントローラ６１６によって制御されてもよい。
【００７１】
図１１は、カメラ８Ａを示す図である。
スポット光出射部７１を有するアタッチメント７は、カメラ８Ａのカメラ本体６に装着されてもよい。
【００７２】
カメラ８Ａでは、レンズ６２１を保持する鏡筒６２と、レンズ６２１を通過する光を受光する撮像素子６１４を収容する本体部６１と、が一体に固定される。本体部６１は、コントローラ６１６およびメモリ６１７を収容するとともに、ディスプレイ６１５を保持する。カメラ８Ａには、カメラシステム８と異なり、レンズ６２１を通した映像をファインダー６１３側へ反射するミラー６１１が設けられていない。また、カメラ８Ａでは、前述したように、鏡筒６２と本体部６１とが一体に固定される。
【００７３】
本変形例でも、スポット光出射部７１は、カメラ本体６の撮像範囲内に２つのスポット光を出射する。コントローラ６１６は、スポット領域ＳＲを含む計測用フレーム画像９２と、スポット領域ＳＲを含まない複数の第１フレーム画像９１とを撮像する。コントローラ６１６は、計測用フレーム画像９２に基づいて生成したグリッド画像Ｇを複数の第１フレーム画像９１に重ね合わせて複数の第２フレーム画像９３を生成する。コントローラ６１６は、複数の第２フレーム画像９３による動画をディスプレイ６１５に表示する。
【００７４】
なお、スポット光出射部７１は、カメラ本体６に内蔵されていてもよい。スポット光出射部７１の点灯制御は、アタッチメント７に内蔵されたコントローラによって行われ、コントローラ６１６から自立して行われるものとするが、カメラ本体６のコントローラ６１６によって制御されてもよい。
【符号の説明】
【００７５】
１…内視鏡（撮像装置）、３…ケーブル、４…撮像ユニット、７…アタッチメント、８…カメラシステム（撮像装置）、８Ａ…カメラ（撮像装置）、２６…ディスプレイ、２７、６１６…コントローラ、４３、４４…レンズ、４５…撮像素子、４６、７１…スポット光出射部、４７…光ファイバ、４８…光源、６１…本体部、６２…鏡筒、９１…フレーム画像（第１フレーム画像）、９２…計測用フレーム画像、９３…フレーム画像（第２フレーム画像）、Ｄ１…スポット領域間の距離、Ｄ２…グリッド線の間隔、Ｇ…グリッド画像、ＯＡ…レンズの光軸。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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