(57)【要約】【課題】  キズ等の測定対象の形状寸法を精度良く測定することができる手段の提供を課題とする。【解決手段】  計算機モデルｃの三次元形状寸法を参照基準としてキズｂの長さ寸法Ｌ３を測定し、この長さ寸法Ｌ３を、視差に基づいて求めた長さ寸法と比較する形状寸法測定方法を採用した。また、この形状寸法測定方法を実施する制御部を備える工業用内視鏡装置を採用した。【選択図】  図５
2005172667.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被観察物の映像を撮像する内視鏡プローブと、前記映像を表示する表示部とを備え、前記内視鏡プローブに装着されたステレオ光学アダプタを介して得た前記映像の視差に基づいて前記被観察物上の測定対象の三次元形状寸法が測定可能な工業用内視鏡装置において、
前記被観察物の少なくとも一部分の三次元形状寸法を示す形状データを前記映像に合致させ、該形状データの三次元形状寸法を参照基準として前記測定対象の三次元形状寸法を測定し、この測定の結果を、前記視差に基づいて求めた三次元形状寸法と比較する制御部を備えた
ことを特徴とする工業用内視鏡装置。
【請求項２】
被観察物の映像を撮像する内視鏡プローブと、前記映像を表示する表示部とを備え、前記内視鏡プローブに装着されたステレオ光学アダプタを介して得た前記映像の視差に基づいて前記被観察物上の測定対象の三次元形状寸法が測定可能な工業用内視鏡装置において、
前記映像を、前記被観察物内の三次元形状寸法を示す形状データと比較することにより、前記測定対象に対する前記ステレオ光学アダプタの距離を求め、該距離が所定距離内であるか否かを判断する制御部を備える
ことを特徴とする工業用内視鏡装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の工業用内視鏡装置において、
前記制御部が、前記測定対象が単一の前記映像内に収まらない場合に、該測定対象の部分的な前記映像を複数取得し、これら映像毎に得られる前記測定対象の部分的な三次元形状寸法の和により、前記測定対象全体の三次元形状寸法を求める
ことを特徴とする工業用内視鏡装置。
【請求項４】
ステレオ光学アダプタが装着された内視鏡プローブで被観察物の映像を撮像する工程と、前記映像の視差に基づいて前記被観察物上の測定対象の三次元形状寸法を測定する工程と、前記被観察物の少なくとも一部分の三次元形状寸法を示す形状データを読み込む工程と、前記形状データを前記映像に合致させ、該形状データの三次元形状寸法を参照基準として前記測定対象の三次元形状寸法を求める工程と、前記視差に基づいて求めた前記測定対象の三次元形状寸法及び前記形状データに基づいて求めた前記測定対象の三次元形状寸法間を比較する工程と
を有することを特徴とする工業用内視鏡装置を用いた形状寸法測定方法。
【請求項５】
ステレオ光学アダプタが装着された内視鏡プローブで被観察物の映像を撮像する工程と、前記被観察物の少なくとも一部分の三次元形状寸法を示す形状データを読み込む工程と、前記映像を前記形状データと比較することにより、前記被観察物上の測定対象に対する前記ステレオ光学アダプタの距離を求める工程と、前記距離が所定距離内であるか否かを判断する工程と
を有することを特徴とする工業用内視鏡装置を用いた形状寸法測定方法。
【請求項６】
請求項４または請求項５に記載の工業用内視鏡装置を用いた形状寸法測定方法において、
前記測定対象が単一の前記映像内に収まらない場合に、該測定対象の部分的な前記映像を複数取得する工程と、これら映像毎に得られる前記測定対象の部分的な三次元形状寸法の和により、前記測定対象全体の三次元形状寸法を求める工程と
を有することを特徴とする工業用内視鏡装置を用いた形状寸法測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工業用内視鏡装置と、この工業用内視鏡装置を用いた形状寸法測定方法とに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
工業用内視鏡装置は、例えば航空機エンジンのブレード検査や電力配管の内部検査など、様々な用途に用いられている。
この種の工業用内視鏡装置は、下記特許文献１に示されているように、検査対象内部に挿入される細長くて可撓性を有する内視鏡プローブと、この内視鏡プローブに内蔵されたライトガイドに照明光を供給する光源装置と、内視鏡プローブの先端に内蔵された撮像素子であるＣＣＤ（電荷結合素子）からの電気信号に基づいて画像信号を生成する制御装置と、前記画像信号を表示するテレビモニタなどを備えて概略構成されている。
【０００３】
例えば、この工業用内視鏡装置を用いて航空機エンジン内の検査を行う場合には、まず電源を投入して前記内視鏡プローブの先端から照明光を出射させるとともに、前記ＣＣＤで撮像される画像を前記テレビモニタに表示させる状態にする。その後、内視鏡プローブを装置本体から引き出しながら航空機エンジン内に挿入していく。検査を行う作業者は、テレビモニタに表示されるリアルタイム映像を観察しながら内視鏡プローブを所定の観察ポイントへと誘導するように挿入していくことで内部検査を行う。さらに、この工業用内視鏡装置では、検査時に発見されたキズなどの測長を行うことも可能である。
【０００４】
このような工業用内視鏡装置を用いてキズ等の測定対象の形状寸法を求める場合、前記制御装置は、前記ＣＣＤからの電気信号を画像信号に変換する際に、装着されている光学アダプタの種類や光学特性を前もって把握しておく必要がある。この光学アダプタの光学特性は、歪曲収差補正係数や、その時の取り付け位置情報などから構成されており、光学アダプタに与えられた識別番号に基づいて管理されている。
【０００５】
したがって、ユーザーは、光学アダプタに与えられた識別番号を工業用内視鏡装置に入力することで、対応する光学特性を呼び出して前記制御装置に読み込ませるものとしている。これにより、精度の高い計測を行うことが可能となっている。
【特許文献１】特開平８−２０１７０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、この従来の内視鏡装置は、下記（１），（２）に説明する問題を有していた。
（１）光学アダプタを装着または交換する場合、ユーザーは、これから装着する光学アダプタの識別番号を確認した後、内視鏡装置にその識別番号を入力する必要があるが、人手で行う関係上、間違った識別番号を入力してしまう虞があるという問題である。この場合、他の光学アダプタのデータが前記制御装置に読み込まれてしまうため、当然、計測結果にも誤りが生じることになる。
しかしながら、前記制御装置側も、計測結果に誤りがあることや、識別番号が間違っていること、さらには、どの光学アダプタが装着されたのかを判別することができないので、この誤った計測結果がそのまま記録されてしまうことになる。
【０００７】
（２）キズ等の測定対象の形状寸法を求める場合、この測定対象と光学アダプタとの間の距離を測定に適した距離に保持してから行う必要がある。しかしながら、前記距離が計測に適したものとなるように操作することは、ある程度の熟練を要するものとなっている。したがって、操作に不慣れなユーザーが操作した場合に、計測に適した距離から逸脱していることに気付かずに測定を行い、誤った測定結果を記録してしまう虞がある。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、キズ等の測定対象の形状寸法を精度良く測定することができる手段の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
すなわち、請求項１に記載の工業用内視鏡装置は、被観察物の映像を撮像する内視鏡プローブと、前記映像を表示する表示部とを備え、前記内視鏡プローブに装着されたステレオ光学アダプタを介して得た前記映像の視差に基づいて前記被観察物上の測定対象の三次元形状寸法が測定可能な工業用内視鏡装置において、前記被観察物の少なくとも一部分の三次元形状寸法を示す形状データを前記映像に合致させ、該形状データの三次元形状寸法を参照基準として前記測定対象の三次元形状寸法を測定し、この測定の結果を、前記視差に基づいて求めた三次元形状寸法と比較する制御部を備えたことを特徴とする。
上記請求項１に記載の工業用内視鏡装置によれば、両測定結果に大きな開きが見られた場合には、装着しているステレオ光学アダプタの種類と、工業用内視鏡装置側に入力したステレオ光学アダプタの種類とが一致しておらず、視差に基づいて求めた三次元形状寸法が正確でない虞があると判断できる。逆に、両測定結果に大きな開きが見られなかった場合には、装着しているステレオ光学アダプタの種類と、工業用内視鏡装置側に入力したステレオ光学アダプタの種類とが正しく一致しており、視差に基づいて求めた三次元形状寸法が正確であると判断できる。
【００１０】
請求項２に記載の工業用内視鏡装置は、被観察物の映像を撮像する内視鏡プローブと、前記映像を表示する表示部とを備え、前記内視鏡プローブに装着されたステレオ光学アダプタを介して得た前記映像の視差に基づいて前記被観察物上の測定対象の三次元形状寸法が測定可能な工業用内視鏡装置において、前記映像を、前記被観察物内の三次元形状寸法を示す形状データと比較することにより、前記測定対象に対する前記ステレオ光学アダプタの距離を求め、該距離が所定距離内であるか否かを判断する制御部を備えることを特徴とする。
上記請求項２に記載の工業用内視鏡装置によれば、測定対象に対するステレオ光学アダプタの距離が、測定に適した距離にあるかの判断を、ユーザーではなく制御部が行う。
【００１１】
請求項３に記載の工業用内視鏡装置は、請求項１または請求項２に記載の工業用内視鏡装置において、前記制御部が、前記測定対象が単一の前記映像内に収まらない場合に、該測定対象の部分的な前記映像を複数取得し、これら映像毎に得られる前記測定対象の部分的な三次元形状寸法の和により、前記測定対象全体の三次元形状寸法を求めることを特徴とする。
上記請求項３に記載の工業用内視鏡装置によれば、測定対象の大きさが、単一の映像内に収まりきらない大きさであったとしても、測定することができる。
【００１２】
請求項４に記載の工業用内視鏡装置を用いた形状寸法測定方法は、ステレオ光学アダプタが装着された内視鏡プローブで被観察物の映像を撮像する工程と、前記映像の視差に基づいて前記被観察物上の測定対象の三次元形状寸法を測定する工程と、前記被観察物の少なくとも一部分の三次元形状寸法を示す形状データを読み込む工程と、前記形状データを前記映像に合致させ、該形状データの三次元形状寸法を参照基準として前記測定対象の三次元形状寸法を求める工程と、前記視差に基づいて求めた前記測定対象の三次元形状寸法及び前記形状データに基づいて求めた前記測定対象の三次元形状寸法間を比較する工程と
を有することを特徴とする。
上記請求項４に記載の工業用内視鏡装置を用いた形状寸法測定方法によれば、両測定結果に大きな開きが見られた場合には、装着しているステレオ光学アダプタの種類と、工業用内視鏡装置側に入力したステレオ光学アダプタの種類とが一致しておらず、視差に基づいて求めた三次元形状寸法が正確でない虞があると判断できる。逆に、両測定結果に大きな開きが見られなかった場合には、装着しているステレオ光学アダプタの種類と、工業用内視鏡装置側に入力したステレオ光学アダプタの種類とが正しく一致しており、視差に基づいて求めた三次元形状寸法が正確であると判断できる。
【００１３】
請求項５に記載の工業用内視鏡装置を用いた形状寸法測定方法は、ステレオ光学アダプタが装着された内視鏡プローブで被観察物の映像を撮像する工程と、前記被観察物の少なくとも一部分の三次元形状寸法を示す形状データを読み込む工程と、前記映像を前記形状データと比較することにより、前記被観察物上の測定対象に対する前記ステレオ光学アダプタの距離を求める工程と、前記距離が所定距離内であるか否かを判断する工程とを有することを特徴とする。
上記請求項５に記載の工業用内視鏡装置を用いた形状寸法測定方法によれば、測定対象に対するステレオ光学アダプタの距離が、測定に適した距離にあるかの判断を、ユーザーの勘ではなく形状データに基づいて行う。
【００１４】
請求項６に記載の工業用内視鏡装置を用いた形状寸法測定方法は、請求項４または請求項５に記載の工業用内視鏡装置を用いた形状寸法測定方法において、前記測定対象が単一の前記映像内に収まらない場合に、該測定対象の部分的な前記映像を複数取得する工程と、これら映像毎に得られる前記測定対象の部分的な三次元形状寸法の和により、前記測定対象全体の三次元形状寸法を求める工程とを有することを特徴とする。
上記請求項６に記載の工業用内視鏡装置を用いた形状寸法測定方法によれば、測定対象の大きさが単一の映像内に収まりきらない大きさであったとしても、測定することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の請求項１に記載の工業用内視鏡装置は、形状データの三次元形状寸法を参照基準として測定対象の三次元形状寸法を測定し、この測定の結果を、視差に基づいて求めた三次元形状寸法と比較する制御部を備える構成を採用した。この構成によれば、視差に基づいて求めた三次元形状寸法が適切な値であるかを客観的に判断することができる。したがって、キズ等の測定対象の形状寸法を精度良く測定することが可能となる。
【００１６】
また、請求項２に記載の工業用内視鏡装置は、映像を形状データと比較することにより、測定対象に対するステレオ光学アダプタの距離を求め、この距離が所定距離内であるか否かを判断する制御部を備える構成を採用した。この構成によれば、測定対象に対するステレオ光学アダプタの距離が、測定に適した距離にあるかを客観的に判断することができる。したがって、キズ等の測定対象の形状寸法を精度良く測定することが可能となる。
【００１７】
また、請求項３に記載の工業用内視鏡装置は、その制御部が、測定対象の部分的な映像を複数取得し、これら映像毎に得られる測定対象の部分的な三次元形状寸法の和により、測定対象全体の三次元形状寸法を求める構成を採用した。この構成によれば、比較的小さな測定対象から比較的大きな測定対象まで、広い測定範囲を確保することが可能となる。
【００１８】
また、請求項４に記載の工業用内視鏡装置を用いた形状寸法測定方法は、被観察物の映像を撮像する工程と、前記映像の視差に基づいて測定対象の三次元形状寸法を測定する工程と、被観察物の形状データを読み込む工程と、形状データの三次元形状寸法を参照基準として測定対象の三次元形状寸法を求める工程と、視差に基づいて求めた三次元形状寸法及び形状データに基づいて求めた三次元形状寸法間を比較する工程とを有する方法を採用した。この方法によれば、視差に基づいて求めた三次元形状寸法が適切な値であるかを客観的に判断することができる。したがって、キズ等の測定対象の形状寸法を精度良く測定することが可能となる。
【００１９】
また、請求項５に記載の工業用内視鏡装置を用いた形状寸法測定方法は、被観察物の映像を撮像する工程と、被観察物の形状データを読み込む工程と、前記映像を形状データと比較することにより、測定対象に対するステレオ光学アダプタの距離を求める工程と、前記距離が所定距離内であるか否かを判断する工程とを有する方法を採用した。この方法によれば、測定対象に対するステレオ光学アダプタの距離が、測定に適した距離にあるかを客観的に判断することができる。したがって、キズ等の測定対象の形状寸法を精度良く測定することが可能となる。
【００２０】
また、請求項６に記載の工業用内視鏡装置を用いた形状寸法測定方法は、測定対象の部分的な映像を複数取得し、これら映像毎に得られる測定対象の部分的な三次元形状寸法の和により、測定対象全体の三次元形状寸法を求める方法を採用した。この方法によれば、比較的小さな測定対象から比較的大きな測定対象まで、広い測定範囲を確保することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明の工業用内視鏡装置及びこれを用いた形状寸法測定方法の各実施形態についての説明を、図面を参照しながら以下に行うが、本発明がこれらのみに限定解釈されるものでないことは勿論である。
以下の説明においては、まず、各実施形態共通である工業用内視鏡装置の全体構成及び内部構成を図１及び図２に基づいて説明し、続いて、各実施形態の特徴点を説明するものとする。なお、図１は、本発明の工業用内視鏡装置の一実施形態を示す図であって、全体構成を示す斜視図である。また、図２は、同工業用内視鏡装置の制御部を中心とする内部構造を説明するためのブロック図である。
【００２２】
図１を参照して、本実施形態の工業用内視鏡装置１のシステム構成を説明する。
同図１に示すように、この工業用内視鏡装置１は、光学アダプタ（ステレオ光学アダプタ）２と、この光学アダプタ２が着脱自在に接続される内視鏡プローブ３を有する内視鏡４と、内視鏡４が収納されるコントロールユニット（本体）６と、各種動作制御を実行させるための操作を行うリモートコントローラ７と、内視鏡画像や操作制御内容（例えば処理メニュー）等が表示される表示装置である液晶モニタ（以下、ＬＣＤと称する）８と、通常の内視鏡画像、あるいはその内視鏡画像をステレオ画像として立体視可能なフェイスマウントディスプレイ（以下、ＦＭＤと称する）９と、このＦＭＤ９に画像データを供給するＦＭＤアダプタ９ａとを備えて概略構成されている。
【００２３】
前記内視鏡プローブ３は、その先端部３ａにＣＣＤ（光学撮像素子。図示せず。）を内蔵した細長いケーブルであり、コントロールユニット６から引き出して被検査物内に挿入することが可能となっている。そして、この内視鏡プローブ３の先端部３ａには、立体視観察用であるステレオ測定用の光学アダプタ２の他に、通常観察用の光学アダプタ（図示略）も着脱自在に接続できるようになっている。ただし、後述の各実施形態の説明においては、立体視観察用である複眼の光学アダプタ２を装着した状態での測長方法について説明する。
なお、同図１の符号１１は、後述のＣＣＵ１７を経由せずに映像を映像信号処理回路に入力するための外部映像入力端子を示している。また、符号１２は、外部から電力を取り入れるためのコンセントケーブルを示している。
【００２４】
続いて、図２を参照しながら工業用内視鏡装置１の内部構造の詳細説明を以下に行う。
同図に示すように、内視鏡プローブ３の基端部は、コントロールユニット６内の内視鏡ユニット１５に接続されている。この内視鏡ユニット１５の内部には、撮影時に必要な照明光を内視鏡プローブ３に内蔵されたライトガイドに供給する光源１６や、内視鏡プローブ３に内蔵された湾曲部（図示せず）を電気的に湾曲動作させる電動湾曲装置（図示せず）などが内蔵されている。さらに、コントロールユニット６内には、内視鏡プローブ３の挿入長（すなわち、コントロールユニット６からの内視鏡プローブ３の引き出し長さ）を検出する内視鏡挿入長センサ（ロータリーエンコーダ）ＲＥが内蔵されている。
【００２５】
内視鏡プローブ３の先端部３ａ内には、前記ＣＣＤが内蔵されており、このＣＣＤから出力される撮像信号が、画像処理部であるカメラコントロールユニット（以下、ＣＣＵと称する）１７に入力されるようになっている。このＣＣＵ１７は、入力された撮像信号を例えばＮＴＳＣ信号等の映像信号に変換して、コントロールユニット６内の制御部ＣＵに供給するように構成されている。
【００２６】
コントロールユニット６内に搭載される前記制御部ＣＵは、ＣＰＵ１８、ＲＯＭ１９、ＲＡＭ２０、ＰＣカードインターフェイス（以下、ＰＣカード  Ｉ／Ｆと称する。）２１ａ、ＵＳＢインターフェイス（以下、ＵＳＢ  Ｉ／Ｆと記載する。）２１ｂ、ＲＳ−２３２Ｃインターフェイス（以下、ＲＳ−２３２Ｃ  Ｉ／Ｆと記載する。）２１ｃ、音声信号処理回路２２、映像信号処理回路２３、そして記録部Ｒを備えて構成されている。
【００２７】
前記ＣＰＵ１８は、主要プログラムに基づいて各種機能を実行／動作させる制御と、計測処理とを行うマイクロプロセッサーである。そして、このＣＰＵ１８は、ＲＯＭ１９に格納されているプログラムを実行し、目的に応じた処理を行うことでシステム全体の動作制御を行うようになっている。
前記ＲＳ−２３２Ｃ  Ｉ／Ｆ２１ｃは、リモートコントローラ７による操作に基づいてコントロールユニット６全体を動作制御するのに必要な通信を行うためのインターフェイスであり、ＣＣＵ１７、内視鏡ユニット１５、内視鏡挿入長センサＲＥ、そしてリモートコントローラ７のそれぞれに接続されている。また、バスを介してＣＰＵ１８に接続されている。これにより、リモートコントローラ７で、ＣＣＵ１７及び内視鏡ユニット１５への動作指示及び制御を行うことが可能となっている。
【００２８】
前記ＵＳＢ  Ｉ／Ｆ２１ｂは、コントロールユニット６とパーソナルコンピュータ２５との間を電気的に接続するためのインターフェイスである。このＵＳＢ  Ｉ／Ｆ２１ｂを介してコントロールユニット６とパーソナルコンピュータ２５を接続した場合に、パーソナルコンピュータ２５側からも、リモートコントローラ７から動作指示した場合と同様に、内視鏡画像の表示指示や計測時における画像処理などの各種の制御指示をコントロールユニット６に対して行うことが可能となる。さらには、コントロールユニット６及びパーソナルコンピュータ２５間での各種処理に必要な制御情報やデータ等の入出力も可能としている。
【００２９】
前記ＰＣカード  Ｉ／Ｆ２１ａには、ＰＣＭＣＩＡメモリーカード２６のみならず、ＰＣＭＣＩＡカードアダプタを介してコンパクトフラッシュ（登録商標）メモリーカード２７等の外部記憶媒体が着脱自在に装着されるようになっている。そして、この外部記憶媒体を装着した場合には、ＣＰＵ１８の制御により、これら外部記憶媒体に記憶された制御処理情報や検査記録等のデータを、ＰＣカード  Ｉ／Ｆ２１ａを介してコントロールユニット６内に取り込んだり、または、ＰＣカード  Ｉ／Ｆ２１ａを介して制御処理情報や検査記録等のデータを前記外部記憶媒体に供給して記録させることができるようになっている。
【００３０】
前記映像信号処理回路２３は、ＣＣＵ１７から供給された内視鏡画像とグラフィック表示された操作メニューとを合成した合成画像を表示する機能を有しており、ＣＣＵ１７からの映像信号と、ＣＰＵ１８により生成された操作メニューの表示信号とを合成処理し、さらに、ＬＣＤ８の画面上に表示するのに必要な処理を施してからＬＣＤ８に供給する。これにより、ＬＣＤ８には、内視鏡画像と操作メニューとの合成画像が表示される。なお、映像信号処理回路２３は、単に内視鏡画像、あるいは操作メニュー等の画像を単独で表示させるための処理を行うことも可能となっている。
前記ＬＣＤ８は、内視鏡プローブ３からの内視鏡画像（映像）や操作制御内容（例えば処理メニュー）等の表示を行う表示部であるタッチパネル式の液晶モニタである。
【００３１】
前記コントロールユニット６には、ＣＣＵ１７を経由せずに映像信号処理回路２３に映像を入力する前記外部映像入力端子１１が別に設けられている。この外部映像入力端子１１に映像信号が入力された場合、映像信号処理回路２３は、ＣＣＵ１７からの内視鏡画像に優先して前記映像信号に基づく合成画像を出力する。
【００３２】
前記音声信号処理回路２２には、マイク２８により集音されて前記外部記憶媒体に記録される音声信号や、前記外部記憶媒体の再生により得られる音声信号や、ＣＰＵ１８により生成された音声信号が供給されるようになっている。そして、この音声信号処理回路２２は、供給された音声信号を再生するために必要な処理（増幅処理等）を施した後、スピーカ２２ａに出力する。これにより、スピーカ２２ａから音声信号が再生される。
前記リモートコントローラ７には、湾曲操作用のジョイスティック、メニュー選択用のジョイスティック、フリーズスイッチ、画像記録スイッチ等が設けられており、各種のリモコン操作を行えるようになっている。
【００３３】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態についての説明を以下に行う。なお、本実施形態では、測定対象が部品のキズであり、このキズの長さを測る場合を例として説明するが、本発明は、キズ測定に限らず、任意の測定対象の長さや面積等を測定するのにも適用可能である。
本実施形態の工業用内視鏡装置１を用いた形状寸法測定方法では、まず、光学アダプタ（ステレオ光学アダプタ）２が装着された内視鏡プローブ３で部品（被観察物）のリアルタイム映像（映像）を撮像する工程と、光学アダプタ２を介して前記ＣＣＤ上に映し出される２つのリアルタイム映像の視差に基づいて前記被観察物上のキズ（測定対象）の長さ寸法（三次元形状寸法）を測定する工程とが実行される。
【００３４】
図３に示すように、光学アダプタ２には、互いに所定距離ｓを置いて２つの光学レンズが並列されているため、これらレンズを介して前記ＣＣＤ上に映し出される２つの映像間に視差が生じる。なお、同図における符号ｂ１，ｂ２は、測定対象であるキズの両端位置を示し、これら２点ｂ１，ｂ２間に形成される太線がキズｂを示している。また、同図における破線は、各光学レンズそれぞれの視野範囲を示している。すなわち、符号ｖ１で示される２本の破線が一方の光学レンズの視野範囲を示し、符号ｖ２で示される他の２本の破線が他方の光学レンズの視野範囲を示している。
このようにして前記ＣＣＤで撮像されたリアルタイム映像は、前記制御部ＣＵを介して前記ＬＣＤ８及び前記ＦＭＤ９に送信される。そして、工業用内視鏡装置１を操作している観察者は、キズｂを制御部ＣＵに認識させるために前記リモートコントローラ７を操作し、ＬＣＤ８またはＦＭＤ９の映像上で、キズｂの両端位置ｂ１，ｂ２を指定する。
【００３５】
すると、制御部ＣＵは、図４に示すように、前記視差に基づき、光学アダプタ２（内視鏡プローブ３の先端）の位置を基準とする座標上における両端位置ｂ１，ｂ２を認識する。換言すると、現在の光学アダプタ２（内視鏡プローブ３の先端）の位置を基準とし、これに対する両端位置ｂ１，ｂ２の相対的な位置を、自ら設定した座標上に設定する。
そして、位置ｂ１の座標を（ｘ１，ｙ１，ｚ１）とし、位置ｂ２の座標を（ｘ２，ｙ２，ｚ２）とした場合、これら両端位置ｂ１，ｂ２間の長さ寸法Ｌは、Ｌ＝［（ｘ２−ｘ１）２＋（ｙ２−ｙ１）２＋（ｚ２−ｚ１）２］０．５として求められる。
以上により、リアルタイム映像を撮像する工程と、視差に基づいてキズｂの長さ寸法Ｌを求める工程とが完了する。
【００３６】
続いて、部品（被観察物）の三次元形状寸法を示す形状データを読み込む工程と、前記形状データを前記リアルタイム映像に合致させ、この形状データの三次元形状寸法を参照基準としてキズｂの長さ寸法（三次元形状寸法）を再度求める工程とが制御部ＣＵで実行される。
制御部ＣＵが形状データに基づいて行うキズ測定の詳細について、図５（ａ）〜図５（ｃ）を参照しながら以下に説明を行う。
【００３７】
まず、制御部ＣＵは、前記記録部Ｒから、これに保存されている部品ａの設計情報（ＣＡＤデータ）を読み込む。なお、本実施形態では、制御部ＣＵが記録部Ｒから設計情報を読み込むものしているが、これに限らず、外部記憶媒体から直接読み込むようにしたり、または、通信回線を介して遠隔地の計算機（サーバー）から直接読み込むようにしても良い。
そして、制御部ＣＵは、部品ａの設計情報（ＣＡＤデータ）に基づき、図５（ａ）に示す計算機モデル（形状データ）ｃを生成する。この計算機モデルｃは、部品ａの三次元形状寸法を正確に示す三次元ワイヤーモデルであり、互いの距離間隔が既知である多数本のワイヤーｗを編み込むようにして部品ａの外形を表している。
この計算機モデルｃの生成により、制御部ＣＵは、部品ａの詳細かつ高精度な三次元形状寸法を把握する。なお、本実施形態では、制御部ＣＵ内で計算機モデルｃの構築を行うものとしているが、これに限らず、遠隔地の計算機（サーバー）で予め構築された計算機モデルｃを、通信回線を介して読み込むようにしても良い。
【００３８】
さらに次の制御ステップでは、制御部ＣＵは、図５（ｂ）に示すように、計算機モデルｃの大きさ及び姿勢を、リアルタイム映像内の部品ａの大きさ及び姿勢と一致するように加工した後、部品ａ上に計算機モデルｃを重畳してフリーズ表示（静止表示）する。
すなわち、リアルタイム映像内に映っている部品ａの特徴点（稜線形状、突起形状、孔形状、文字情報など。リアルタイム映像上の輝度分布によりこれら形状を判別することで抽出される。）を抽出する。そして、これら特徴点に対応する特徴点を計算機モデルｃ上で抽出し、両者の特徴点が一致するように計算機モデルｃを部品ａの映像に重ね合わせ、計算機モデルｃと部品ａの映像とをそれぞれフリーズ表示させ、両者の相対位置関係を固定する。これにより、部品ａの表面が、互いの間隔寸法が既知である多数本のワイヤーｗによって覆われる。そして、二次元のリアルタイム映像内の部品ａ及びキズｂに、内視鏡プローブ３側から見て奥行き方向の傾きを含めた寸法形状の情報が付与される。
【００３９】
このようにして部品ａの三次元形状寸法を、計算機モデルｃを基準として把握可能な状態とした後、制御部ＣＵは、図５（ｃ）に示す先の工程において既に指定されたキズｂの両端位置ｂ１，ｂ２間の長さ寸法Ｌ３（視差に基づいて求めた前記長さ寸法Ｌと区別するために、新たな符号Ｌ３を用いて説明する）を、計算機モデルｃの３次元座標を用いて求める。
【００４０】
続いて、前記制御部ＣＵは、前記視差に基づいて求めた長さ寸法Ｌと、前記形状データに基づいて求めた長さ寸法Ｌ３とを比較する工程を行う。
そして、これら２つの長さ寸法Ｌ，Ｌ３間の差が、予め設定された許容誤差内である場合には、視差に基づいて求めた長さ寸法Ｌが正確なものであると確認され、前記ＬＣＤ８やＦＭＤ９にその旨が表示される。より詳しく言うと、現在使用している光学アダプタ２の種類と、制御部ＣＵ側が認識している光学アダプタ２の光学情報（直視タイプ、側視タイプなどの種類や、画角、歪曲収差、内視鏡径寸法など）とが正しく一致しているということが、計算機モデルｃに基づいて求めた長さ寸法Ｌ３の裏付けにより客観的に確認される。
一方、２つの長さ寸法Ｌ，Ｌ３間の差が前記許容誤差以上である場合には、視差に基づいて求めた長さ寸法Ｌが正確でない虞があると確認され、前記ＬＣＤ８やＦＭＤ９に光学アダプタ２の確認等を促す表示が映し出される。より詳しく言うと、現在使用している光学アダプタ２の種類と、制御部ＣＵ側が認識している光学アダプタ２の光学情報（直視タイプ、側視タイプなどの種類や、画角、歪曲収差、内視鏡径寸法など）とが一致していないということが、計算機モデルｃに基づいて求めた長さ寸法Ｌ３の裏付けにより客観的に確認される。
以上により、キズｂの形状寸法を精度良く測定することが可能となる。なお、本実施形態では、視差に基づくキズｂの測長を行った後、計算機モデルｃに基づいてキズｂの測長を行うものとしたが、これに限らず、先に計算機モデルｃに基づいてキズｂの測長を行い、その後、視差に基づくキズｂの測長を行うものとしても良い。
なお、本実施形態では、リアルタイム映像と計算機モデルとを合致させたが、既に記録された再生映像と計算機モデルとを合致させてもよい。すなわち、本発明は、観察物の観察と形状寸法測定とを同時に行うことに限定されるものではなく、観察物の観察を予め行ってその映像記録を残しておき、その後、映像記録を再生しながら上述の手法を用いて形状寸法測定を行うものとしても良い。これは、以下に続く他の実施形態においても同様である。
【００４１】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態についての説明を以下に行う。本実施形態の説明においては、上記第１実施形態との相違点を中心に説明を行い、その他については上記第１実施形態と同様であるとして説明を省略する。
なお、本実施形態では、キズｂ（測定対象）に対する光学アダプタ２（内視鏡プローブ３の先端）の距離寸法が、前記視差に基づく長さ寸法測定を実施するのに適したものであるかを、前記計算機モデルｃに基づいて求めた距離寸法を裏付けとして判断し、さらにその判断結果を観察者に伝えることで、観察者の操作を補助するようにした点が特に特徴的となっている。
【００４２】
本実施形態の工業用内視鏡装置１を用いた形状寸法測定方法では、まず、光学アダプタ２が装着された内視鏡プローブ３で前記部品ａのリアルタイム映像を撮像する。
続いて、前記制御部ＣＵが、前記部品ａの三次元形状寸法を示す形状データを読み込む工程と、前記リアルタイム映像を前記形状データと比較することにより、前記部品上のキズｂに対する前記光学アダプタ２の距離寸法を求める工程と、前記距離が所定距離内であるか否かを判断する工程とを実行する。
【００４３】
すなわち、図５（ａ），（ｂ）で説明したと同様に、部品ａのリアルタイム映像にその計算機モデルｃを重ね合わせ、その後、このような大きさ及び姿勢で計算機モデルｃを見るための光学アダプタ２の位置及び姿勢を求める。これにより、計算機モデルｃに対する光学アダプタ２の距離寸法、すなわち、部品ａに対する光学アダプタ２の距離寸法が求められる。
【００４４】
そして、制御部ＣＵは、この距離寸法を、形状寸法測定に適した距離寸法範囲（光学アダプタ２の光学データとして、制御部ＣＵに予め入力されている）と照らし合わせる。その結果、形状寸法測定に適した距離寸法範囲内である場合には、測定開始可能である旨をＬＣＤ８又はＦＭＤ９に表示する。逆に、形状寸法測定に適した距離寸法範囲外である場合には、測定開始不可である旨をＬＣＤ８又はＦＭＤ９に表示する。なお、この判定結果は、ＬＣＤ８又はＦＭＤ９への表示に加えて、前記スピーカ２２ａから発する音声からも観察者に伝えるものとしても良い。
そして、この判定結果の告知を受けた観察者は、測定開始可能であればそのまま測定を開始し、一方、測定不可である場合には内視鏡プローブ３の先端位置を測定開始可能な位置まで移動させて測定を開始する。
【００４５】
以上説明の本実施形態の形状寸法測定方法によれば、キズｂに対する光学アダプタ２の距離が測定に適した距離にあるかの判断を、観察者の勘ではなく計算機モデルｃに基づいて行うので、客観的に判断することができる。したがって、キズｂの長さ寸法を精度良く測定することが可能となる。
【００４６】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態についての説明を以下に行う。本実施形態は、上記第１実施形態及び上記第２実施形態の変形例に相当するので、これら第１実施形態及び第２実施形態との相違点を中心として説明を行うものとする。
本実施形態は、図６に示すように、キズｂの長さ寸法が長くて単一のリアルタイム映像内に収まらない場合の測定方法である。同図６に示すように、本実施形態では、キズｂの部分的なリアルタイム映像を複数枚（同図６の例では３枚）取得し、これらリアルタイム映像毎に得られるキズｂの部分的な長さ寸法の和によりキズｂ全体の長さ寸法を求めることで測長を行うものとしている。
【００４７】
より具体的に説明すると、まず、内視鏡プローブ３の先端を、キズｂの一端側が画面内に収まるようにした状態で内視鏡プローブ３の先端の動きを一端停止（フリーズ）させ、１枚目の画像Ｘを撮像する。そして、同画像Ｘ内における測長開始点Ｐａを観察者が指定する。すると、前記制御部ＣＵは、キズｂのできるだけ同画像Ｘの枠近傍の点を測長途中点Ｐｂとして指定すると同時に、測長開始点Ｐａから測長途中点Ｐｂまでのキズｂの部分的な長さＬａを上述の手順により求め、測長途中点Ｐｂの位置情報とともに一時的に記憶する。なお、この時の制御部ＣＵの動作（測長途中点Ｐｂなど）を、制御部ＣＵの代わりに観察者がマニュアル操作で行うようにしても良い。また、以下に続く画像Ｙ，Ｚにおけるキズｂの指定（すなわち、測長途中点Ｐｃ及び測長終了点Ｐｄの指定、さらには内視鏡プローブ３先端の首振り動作や停止）も、制御部ＣＵの代わりに観察者がマニュアル操作で行うようにしても良い。
【００４８】
続いて、前記制御部ＣＵは、モータ駆動により内視鏡プローブ３の先端の向きをキズｂの延在方向に沿って振り、測長途中点Ｐｂが視野から外れないところで一端、内視鏡プローブ３の先端を固定（フリーズ）し、２枚目の画像Ｙを撮像する。さらに、制御部ＣＵは、キズｂのできるだけ同画像Ｙの枠近傍の点を２番目の測長途中点Ｐｃとして指定すると同時に、測長途中点Ｐｂから測長途中点Ｐｃまでのキズｂの部分的な長さＬｂを上述の手順により求め、測長途中点Ｐｃの位置情報とともに一時的に記憶する。
【００４９】
続いて、前記制御部ＣＵは、モータ駆動により内視鏡プローブ３の先端の向きをキズｂの延在方向に沿ってさらに振り、測長途中点Ｐｃが視野から外れないところで一端、内視鏡プローブ３の先端を固定（フリーズ）し、３枚目の画像Ｚを撮像する。そして、観察者が、同画像Ｚ内における測長終了点Ｐｄを指定する。制御部ＣＵは、測長途中点Ｐｃから測長終了点Ｐｄまでのキズｂの部分的な長さＬｃを上述の手順により求める。
このようにして、制御部ＣＵは、上記３回の測長結果である長さＬａ，Ｌｂ，Ｌｃの和を求めることにより、キズｂの全長を求めることが可能となる。
なお、測長開始点Ｐａから測長終了点Ｐｄにかけての測長に際しては、内視鏡プローブ３の先端の首振り角度と、内視鏡プローブ３の先端からキズｂまでの距離寸法とに基づいて連続的に求めるようにする構成も採用可能である。
また、前記測長途中点Ｐｂ，Ｐｃを制御部ＣＵが指定するようにしたが、観察者が指定するようにしてもよい。
【００５０】
なお、上記第第１〜第３実施形態の説明においては、測定対象がキズである場合を例に説明したが、これに限らず、付着物等、その他の測定対象の三次元形状寸法を求めるものとしても良い。
また、上記第第１〜第３実施形態の説明においては、長さ測定を行う場合を例に説明したが、これに限らず、面積（大きさ、広さ）の測定を行うものとしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の工業用内視鏡装置の一実施形態を示す図であって、全体構成を示す斜視図である。
【図２】同工業用内視鏡装置の制御部を中心とする内部構造を説明するためのブロック図である。
【図３】同工業用内視鏡装置を用いたキズ測定方法の第１実施形態を説明するための図であって、視差に基づく測定方法を説明するための説明図である。
【図４】視差に基づく同測定方法を説明するための説明図であって、光学アダプタが有する座標基準上におけるキズの両端位置を示す図である。
【図５】本発明の工業用内視鏡装置を用いたキズ測定方法の第２実施形態を説明するための図であって、（ａ）は、リアルタイム映像内の部品に計算機モデルを重ね合わせる前の状態を示す図であり、（ｂ）は、重ね合わせた後の状態を示す図であり、（ｃ）は、電子ズームにより（ｂ）図のＡ部を拡大表示させた図である。
【図６】上記第１実施形態及び第２実施形態の変形例を示す図であって、紙面上部が、測長対象であるキズを複数のリアルタイム映像の画面でカバーした状態を示し、また紙面下部が、前記複数のリアルタイム映像の画面を取得する際の内視鏡プローブ先端の動きを示す図である。
【符号の説明】
【００５２】
１・・・工業用内視鏡装置
２・・・光学アダプタ（ステレオ光学アダプタ）
３・・・内視鏡プローブ
８・・・ＬＣＤ（表示部）
ｂ・・・キズ（測定対象）
ｃ・・・計算機モデル（形状データ）
ＣＵ・・・制御部
【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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